JP3668185B2 - 速度依存の緩衝性を有するピストン−シリンダ装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、緩衝媒体で満たされたシリンダの内部で軸方向に可動に案内されるピストンロッドを含んでおり、そのさい前記ピストンロッドに、前記シリンダをピストンロッド側とピストンロッドから離れた２つの作動空間に分割するピストンが配置され、２つの前記作動空間が、ばねによって開放方向に偏倚された弁体の軸方向の位置により制御される少なくとも１つの流れ溝を介して連通され、そのさい前記弁体が、その移動により生ずる動圧に依って弁座面上に着座する閉止位置への移動が可能であると同時に、かかる移動により該流れ溝を通る緩衝媒体の流量を制限可能な速度依存の緩衝性を有するピストン−シリンダ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ドイツ連邦共和国特許出願第１１９８０１７２２Ａ１号から、速度に依存して閉止する弁が配置される、固定の中間円板を有している、速度依存の緩衝性を有するピストン−シリンダ装置が知られている。弁は円錐の弁面を備えた弁体を含み、そのさい弁体は円錐ばねによって開放方向に偏倚されている。
【０００３】
ドイツ連邦共和国特許明細書第５４５３３４号は、緩衝媒体で満たされたシリンダの１つの内部で軸方向に可動に案内されるピストンロッドを含んでいる液体ブレーキを記載しており、そのさい前記ピストンロッドに、前記シリンダをピストンロッド側のおよびピストンロッドから離れた作動空間に分割するピストンが配置され、そのさい前記両方の作動空間はばねによって開放方向に偏倚された弁体の軸方向の位置に依存して制御される少なくとも１つの流れ溝によって互いに接続され、そのさい前記弁体が動圧に依存して弁座面上の閉止された位置に可動でありかつ少なくとも１つの流れ溝をその貫通横断面において少なくとも減少する。弁体はピストンの前面に取り付ける平らな座面を有している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ドイツ連邦共和国特許出願第１９８０１７２２Ａ１号における構造方式においては、固定の中間円板によって中間円板と別個のピストンとの間の作動空間の軸方向の伸張の大きな配置においてストローク損失が存在するという欠点があり、また、ドイツ連邦共和国特許明細書第１５４５３３４号においては、ピストンロッドの遮断は望まれず、その結果ピストンの前面と弁体の閉止面との間の偶発的な漏れ流れが許容され得る。作動空間の形成についての指摘はこの工程には含まれていない。
【０００５】
本発明の目的は、必要のある場合に、両方の作動空間の完全な遮断を可能にする、できるだけ短い構造のピストン−シリンダ装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、この目的は、前記ピストンが、前記ピストンロッドから離れた空間に面する側に弁座面を有しており、前記弁体が、弁座面上で完全に閉止可能な円錐形状の閉止面を備えていると共に、前記ピストンロッドの先端部分から軸方向に沿って伸びかつ該ピストンロッドより小径のプラグ上に案内スリーブを介して軸方向移動可能に取着され、その上、前記案内スリーブの案内面との間を密閉する密封体が装着されており、更に、前記ピストンが、前記弁体の閉止面との間で該弁体を常時、前記弁座面から離間する方向に偏倚するためのばねを受容する盲孔開口を有していると共に、該盲孔開口と前記ピストンロッド側の作動空間とを連通する少なくとも１つの流れ溝が該盲孔開口の底部分に穿設されていることを特徴とする速度依存の緩衝性を有するピストン−シリンダ装置を提供することによって解決される。
【０００７】
円錐形状の閉止面は、弁体が弁座面自体において心出しされるので、弁体の僅かな傾斜状態においても同様に保たれている非常に信頼し得る密封作用を可能にする。
【０００８】
ピストンによって分離された作動空間の間の流れ接続のできるだけ下方の接続に関して、弁体がプラグ上に案内され、そのさい前記弁体と前記プラグの案内面との間に密封体が配置される。このプラグは、また、ピストンロッド上に保持されるスリーブによって形成されることができる。
【０００９】
さらに、ピストンが、弁体用のばねを受容する盲孔開口を有しており、そのさい前記盲孔開口の底部分から出発して少なくとも１つの流れ溝が延びている盲孔開口は２つの機能を有している。まず、ばねが半径方向に案内されかつ次に盲孔溝が比較的短く保持されることができ、その結果温度条件による粘性の変化が緩衝性の僅かな変動のみを必然的に伴う。
【００１０】
本発明の１つの実施形態において、ばねは円錐ばねで形成されると共にその下端部が盲孔開口の底部分において大きなコイル直径で配置されておりかつその半径方向内方に前記流れ溝が穿設されている。それにより現存の構造空間が非常に良好に利用される。
【００１１】
好都合な実施態様によれば、弁体は合成樹脂からなっている。それにより追加的に弁座面上への弁体のより良好な密封が達成される。また、弁体の迅速な閉止速度に際して騒音の発生が材料に制限されて有利に影響を及ぼされる。
【００１２】
動圧に依存して閉止位置に動かされる弁を、できるだけ僅かな出費で種々の利用の場合に適合させ得るようにするために、弁体は軸方向に可動なストッパに対してばねの開口方向に偏倚されている。
【００１３】
他の可能性として、弁座面は、弁座リングの一部に形成されておりかつピストンに対して軸方向に調整可能であることが提案される。それにより、弁体に作用する一定の偏倚力に対する閉止運動が、弁座面の軸方向位置を調整することで、ばねの偏倚力から独立して調整される。
【００１４】
動圧に依存してピストンの閉止運動の無段調整のために、弁座リングは、ピストンに螺着されるネジ結合部を備えている。
【００１５】
ピストンとシリンダのピストンロッド繰り出し側端との間に、調整空間をピストンロッド側の作動空間から分離する分離ピストンが配置されている。調整空間を分離ピストンにより遮断されている場合において、ピストンはシリンダの底部分において油圧的に支持される。
【００１６】
以下の図の説明に基づいて、本発明をより詳細に説明する。
【００１７】
【実施の形態】
図１は、ピストンロッド５がその中に軸方向に可動に配置されるシリンダ３を有しているピストン−シリンダ装置１を示している。ピストンロッドと固定して接続されるピストン７は、シリンダをピストンロッド側の作動空間９とピストンロッドから離れた作動空間１１に分離している。両方の作動空間は緩衝媒体、通常、オイルベース液体で充填されている。分離ピストン１３は調整空間１５をピストン側の作動空間９から分離している。調整空間１５はガスの膨張下にあり、その結果ピストンロッド上に常に排出力が作用している。代替的に、調整空間には、また、ばねの偏倚力を利用することが可能である。
【００１８】
図２において、ピストン７が図１による変形例において拡大して示されている。ピストン７は、ピストンロッド５の先端部分に軸方向に沿って伸びかつピストンロッドより小径のプラグ１７上に固定されている。ストッパ円板２１と結合して案内スリーブ１９がピストンとともにピストンロッド５の段部に対して偏倚されている。ピストンは、ばね２５がその中に配置される盲孔開口２３を備えている。盲孔開口は、弁体２９の作動位置に依存して両方の作動空間９及び１１を接続する流れ溝２７を有している。合成樹脂からなっている弁体２９はばね２５によってストッパ円板２１に対して開放方向に偏倚されている。盲孔名開口の底部において円錐ばねとして実施されるばねが支持され、そのさい円錐ばねの端部の巻き付きは、流れ溝が実施される部分円の半径方向外方に延びている。緩衝媒体は弁体２９の円錐形状の閉止面３３とピストン７の前方側の盲孔開口２３によって画成された弁座面３５との間の空隙３１においてピストンの盲孔開口内にかつ少なくとも流れ溝を通ってさらに作動空間９に流れることができる。弁体の閉止面３３および弁座面３５は理想的な場合において直線接触を有し、その結果合成樹脂からなりかつそれにより限界内で弾力のある弁体に関連して非常に信頼できる密封作用が保証される。
【００１９】
ピストンリング３７、ピストンロッドの段部のリング状密封体３９ならびに案内スリーブ１９の案内面１９ａに対する弁体２９の内部での密封体４１は、両方の作動空間の間の限定されない漏洩流が生じないように考慮している。密封体４１は案内面１９ａと弁体２９との間に幾らか大きい案内遊びを許容している。場合によってはピストンの僅かに不正確に作動された弁座面に際して同様に協働して弁体の密封作用を増大するために、案内面に対して弁体の正確な角度的運動を利用することができる。
【００２０】
矢印方向に従うシリンダ３に対するピストンロッド５の繰り出し運動に際して、また弁体上に、ピストン７の弁座面３５の方向に作用する動圧が速度に依存してピストンロッドから離れた作動空間１１に形成される。弁体２９の一定の繰り出し速度またはそれにより生ずる一定の動圧力がピストン７の弁座面３５に働き、弁体２９とピストン７との間の空隙３１を閉止する。それによりピストンロッドのさらに他の繰り出し運動が信頼し得るように阻止される。
【００２１】
このような作用は、例えば、ピストン−シリンダ装置１によって調整可能な車両の座席に必要とされる。背もたれ４３と座部４５間にはピストン−シリンダ装置１が配置されている。例えば、ドイツ連邦共和国特許出願第４００９１００Ａ１による実施例における、さらに他の任意にブロック可能なピストン−シリンダ装置４７がピストン−シリンダ装置１に機能的に並列に接続されている。非常に大きな緩衝を必要とする着座者が背もたれに凭れ掛かって慣性質量モーメントを加えるような場合には、それにより両方のピストン−シリンダ装置１及び４７のピストンロッドは非常に迅速に加速される。ピストン−シリンダ装置４７の解放位置に拘り無く、ピストン−シリンダ装置１は作動空間１１内の大きな動圧に基づいて前述されたれブロック位置に持ち来たされる。
【００２２】
図４によるピストン７の構造は図２の実施例に基礎を置いて変形したものである。図４に示された変形実施例は、弁体２９に対してピストンロッド５のプラグ１７とネジ結合部５１に螺着しかつそれによりピストン７に対する軸方向位置を無段で調整可能である調整可能なストッパ４９が取り付けられている構造において図２の実施例とは異なっている。ストッパには、貫通開口４９ａが設けられ、この貫通開口４９ａを穿設された面全体が作動空間１１に向けられており、かかる面全体が作動空間１１内の作動圧力を受ける。作動空間１１内の流体圧力は、ばね２５を偏倚しかつ間隙３１の軸方向幅に同様に影響を及す。それによって弁体２９のピストン７に適合してピストン内への流体の流入を閉止可能としている。
【００２３】
代替的にまたは組み合わせて、ピストン７は弁座リング５３に形成される軸方向に調整可能な弁座面３５を有している。弁座リング５３はピストン７とネジ結合部５１を介して螺合しており、従って、間隙３１の軸方向幅は無段階で調整することが可能である。左側半分の断面において、弁座リング５３は間隙３１の最大に開放された軸方向幅を示しており、これに対して図４の右側半分の断面において示されているように、弁座リング５３は調整済みの間隙３１の軸方向幅において示されている。軸方向に調整可能なストッパ４９の図２における実施例のストッパ円板２１との実質的な作用上の相違は、弁座面３５の調整に際して間隙３１がその軸方向において変更可能である点のみにある。ばね２５のばね力は変更されない。これらストッパ４９と弁座リング５３とを組み合わせた場合において、ばね２５を軸方向位置調整可能なストッパ４９によりばね２５の偏倚量を調整することで弁体２９の開放力を変更することとなり、同時に間隙３１の軸方向幅を一定に保持するために、かかるストッパの軸方向位置の調整作業とは別途に、弁座リング５３により再び調整することが可能となる。
【００２４】
弁体２９の閉止動作は、ピストンロッドの運動の速度とは無関係に、ばね２５のばね力並びに、間隙３１および流れ溝２７の横断面の広さに依存している。
【００２５】
図２および図４の両方の実施例において、ピストンロッド５は、弁体２９の作動空間１１におけるロック位置において、シリンダ３の底部にまで満たされた柱状の緩衝媒体上に直接支持されている。
【００２６】
【発明の効果】
叙上のごとく、本発明は、緩衝媒体で満たされたシリンダの内部で軸方向に可動に案内されるピストンロッドを含んでおり、そのさい前記ピストンロッドに、前記シリンダをピストンロッド側とピストンロッドから離れた２つの作動空間に分割するピストンが配置され、２つの前記作動空間が、ばねによって開放方向に偏倚された弁体の軸方向の位置により制御される少なくとも１つの流れ溝を介して連通され、そのさい前記弁体が、その移動により生ずる動圧に依って弁座面上に着座する閉止位置への移動が可能でありかつ、かかる移動により該流れ溝を通る緩衝媒体の流量を制限可能な速度依存の緩衝性を有するピストン−シリンダ装置において、前記ピストンが、前記ピストンロッドから離れた空間に面する側に弁座面を有しており、前記弁体が、弁座面上で完全に閉止可能な円錐形状の閉止面を備えていると共に、前記ピストンロッドの先端部分から軸方向に沿って伸びかつ該ピストンロッドより小径のプラグ上に案内スリーブを介して軸方向移動可能に取着され、その上、前記案内スリーブの案内面との間を密閉する密封体が装着されており、更に、前記ピストンが、前記弁体の閉止面との間で該弁体を常時、前記弁座面から離間する方向に偏倚するためのばねを受容する盲孔開口を有していると共に、該盲孔開口と前記ピストンロッド側の作動空間とを連通する少なくとも１つの流れ溝が該盲孔開口の底部分に穿設されている構成としたので、必要のある場合に、両方の作動空間の完全な遮断を可能にする、出来るだけ短い構造のピストン−シリンダ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 ピストン−シリンダ装置を示す部分切り欠き断面図である。
【図２】 本発明によるピストンの変形例を示す部分断面図である。
【図３】 ピストン−シリンダ装置の取り付け例を示す図である。
【図４】 本発明によるピストンの変形例を示す図である。
【符号の説明】
１ ピストン−シリンダ装置
３ シリンダ
５ ピストンロッド
７ ピストン
９ ピストンロッド側の作動空間
１１ ピストンロッドから離れた側の作動空間
１３ 分離ピストン
１５ 調整空間
１７ プラグ
１９ 案内スリーブ（プラグ）
１９ａ 案内面
２１ ストッパ円板
２３ 盲孔開口
２５ ばね
２７ 流れ溝
２９ 弁体
３１ 間隙
３３ 閉止面
３５ 弁座面
３７ ピストンリング
３９ リング状密封体
４１ 密封体
４３ 背もたれ
４５ 台座部分
４７ ピストン−シリンダ装置
４９ ストッパ
４９ａ 貫通開口
５１ ネジ結合
５３ 弁座リング

Claims (6)

1. 緩衝媒体で満たされたシリンダ（３）の内部で軸方向に可動に案内されるピストンロッド（５）を含んでおり、そのさい前記ピストンロッドに、前記シリンダをピストンロッド側とピストンロッドから離れた２つの作動空間（９；１１）に分割するピストン（７）が配置され、２つの前記作動空間が、ばね（２５）によって開放方向に偏倚された弁体（２９）の軸方向の位置により制御される少なくとも１つの流れ溝（２７）を介して連通され、そのさい前記弁体（２９）が、その移動により生ずる動圧に依って弁座面（３５）上に着座する閉止位置への移動が可能でありかつ、かかる移動により該流れ溝を通る緩衝媒体の流量を制限可能な速度依存の緩衝性を有するピストン−シリンダ装置において、
   前記ピストン（７）が、前記ピストンロッド（５）から離れた空間（１１）に面する側に弁座面（３５）を有しており、
   前記弁体（２９）が、弁座面上で完全に閉止可能な円錐形状の閉止面（３３）を備えていると共に、前記ピストンロッド（５）の先端部分から軸方向に沿って伸びかつ該ピストンロッドより小径のプラグ（１７）上に案内スリーブ（１９）を介して軸方向移動可能に取着され、その上、前記案内スリーブの案内面（１９ａ）との間を密閉する密封体（４１）が装着されており、
   更に、前記ピストン（７）が、前記弁体（２９）の閉止面（３３）との間で該弁体を常時、前記弁座面（３５）から離間する方向に偏倚するためのばね（２５）を受容する盲孔開口（２３）を有していると共に、該盲孔開口と前記ピストンロッド側の作動空間（９）とを連通する少なくとも１つの流れ溝（２７）が該盲孔開口の底部分に穿設されていることを特徴とする速度依存の緩衝性を有するピストン−シリンダ装置。
2. 前記ばね（２５）が、円錐ばねで形成されると共にその下端部が前記盲孔開口（２３）の底部分において大きなコイル直径で配置されておりかつその半径方向内方に前記流れ溝（２７）が穿設されていることを特徴とする請求項１に記載の速度依存の緩衝性を有するピストン−シリンダ装置。
3. 前記弁体（２９）が、前記プラグ（１７）に軸方向位置を無段調整可能に螺着されたストッパ（４９）に向けて軸方向移動可能に前記ばね（２５）によって常時、前記弁座面（３５）から離間する方向に偏倚されていることを特徴とする請求項１または２に記載の速度依存の緩衝性を有するピストン−シリンダ装置。
4. 前記弁座面（３５）が、弁座リング（５３）の一部に形成されておりかつ前記ピストン（７）に対して軸方向に調整可能となっていることを特徴とする請求項１〜３の内の何れか１項に記載の速度依存の緩衝性を有するピストン−シリンダ装置。
5. 前記弁座リング（５３）が、前記ピストン（７）に螺着されるネジ結合部（５１）を備えていることを特徴とする請求項４に記載の速度依存の緩衝性を有するピストン−シリンダ装置。
6. 前記ピストン（７）と前記シリンダ（３）のピストンロッド繰り出し側端部との間に、該端部側において調整空間（１５）をピストンロッド側の作動空間（９）から分離するための分離ピストン（１３）が配置されていることを特徴とする請求項１〜５の内の何れか１項に記載の速度依存の緩衝性を有するピストン−シリンダ装置。

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