JP5184411B2 - ロック式ピストン・シリンダユニット - Google Patents

Description

本発明は、クローズドシリンダを備え、シリンダ内室を第１室と第２室に区分するピストンが前記クローズドシリンダの中に摺動自在に通してあり、前記ピストンは片側にピストンロッドを備え、該ピストンロッドがシリンダ正面側で密閉されてシリンダ内室から外向きに延び、第１室と第２室が互いに連結されている、又は、連結できるシリンダ装置を有し、このシリンダ装置を包囲し、支持ストッパを備える、前記ピストンロッドの突出長さより大きい又はそれに等しい長さのロックパイプを有し、このロックパイプの一端がピストンロッドの自由端の部域内で前記ピストンロッドに配置されており、該ピストンロッドが突き出た時に前記ロックパイプがレリーズ位置からロック位置に移動でき、該ピストンロッドが引っ込む動作をした時に前記支持ストッパが前記シリンダ装置の前記対向ストッパに接した状態でブロッキングの働きをするロック式ピストン・シリンダユニットに関する。

例えば、特に自動車のハッチ又はドアを開けるのに役立つこの種のガスばねの場合、ロックパイプは、その第１の端部域がピストンロッドの自由端の部域内でピストンロッドと同軸のレリーズ位置とピストンロッドの縦軸に対し傾斜したロック位置との間に旋回自在に支承されており、その第２の端部域に支持ストッパを備える。ピストンロッドが突き出た時に、ロックパイプは、ロック位置まで旋回できると共に、支持ストッパをもって軸方向でシリンダの正面側に係合できる。

このガスばねは、ロックパイプの旋回によりシステム内に横方向力が生じ、この横方向力によって過負荷時にシステムに屈曲を生じさせるかもしれないという問題を有する。

従って、本発明の課題は、ピストンロッドが突き出た時の屈曲が回避される、冒頭に挙げた種類のピストン・シリンダユニットを提供することである。

この課題は、本発明によると、シリンダ装置とロックパイプとが互いに同軸に配置されていて、レリーズ位置とロック位置の間で互いに自らの縦軸を中心として相対的に旋回できることによって解決される。

これにより、ロックパイプの旋回時にピストン・シリンダユニットに作用する横方向力が回避され、従ってまた、それに起因するピストンロッドの屈曲も回避される。

ロックパイプは複数の支持ストッパを備え、シリンダ装置は対応する複数の対向ストッパを備えていてよい。ここで、周囲全体に均一に分布した支持を得るために、支持ストッパと対向ストッパは、周囲全体に均一に分布するように配置されていてよい。

対向ストッパはシリンダ装置から径方向外向きに突き出た形に作ることができ、支持ストッパはロックパイプの内壁から径方向内向きに突き出た形に作ることができる。

ピストンロッドがいっぱいにロック位置まで突き出ていない時にシリンダ装置がロックパイプに対して回転するのを防止するため、ピストンロッドが完全に突き出た位置にある時だけシリンダ装置とロックパイプの相対回転を許すため、回り止めがシリンダ装置とロックパイプの間に配置されている。

簡単な形態では、回り止めが、シリンダ装置の回り止めカラーを備えることができ、この回り止めカラーは、半径方向外向きに延びると共に、ロックパイプの内壁で縦軸に平行に延びる縦溝に摺動自在に係合することができる。

ロックパイプの内壁に１つ以上の対向ストッパに対応して縦溝を形成することができ、この縦溝に回り止めカラーを形成する支持ストッパが食い込む。支持ストッパは、ピストンロッドに近い方の縦溝の１つ以上の端に並んで周方向に形成されている。

他の一形態では、回り止めは、ロックパイプを案内する半径方向内向きに突き出たガイドカラーを具備し、このガイドカラーが、ロックパイプの外被面又はロックパイプを包囲する構造部品に沿って縦軸に平行に延びる縦溝に摺動自在に係合することができる。

ロック位置に到達するまでの回転動作は、シリンダ装置及び／又はロックパイプが１つ以上のストッパを備え、シリンダ装置とロックパイプがロック位置まで相対回転する時に支持ストッパ及び／又は対向ストッパが該ストッパに掛かることによって正確に実行される。

少なくともシリンダ装置のピストンロッドの端に、１つ以上の対向ストッパを備える保持スリーブを回転に関して且つ軸方向に関して固定で配置すれば、対向ストッパはシリンダ装置に簡単に配置されることになる。この場合、構造部品節約の意味で保持スリーブと対向ストッパは特にプラスチックから一体成形されていてもよい。

保持スリーブがその径方向周囲の外皮面でロックパイプの内壁に沿って摺動自在に案内される時、特にピストンロッドが突き出た時に、ロックパイプが案内され、支持される。

ロック位置からレリーズ位置への望ましくない自動回転を回避するために、支持ストッパは、縦軸に対し傾斜した形で周方向に入り込み端から止まり端へと延びるストッパ平面を有する。ここで、ロック位置を規定する止まり端は、入り込み端よりも、ピストンロッドから離れたシリンダ装置の端部域から大きな距離のところにある。

この回り止めは、対向ストッパが縦軸に対し傾斜した形で周方向に入り込み端から止まり端へと延びる別のストッパ平面を有する時に、更に改善される。ここで、ロック位置を規定する止まり端は、入り込み端よりも、ピストンロッドから離れたシリンダ装置の端部域から近いところにある。

ピストンロッドが突き出た時の屈曲に対する安全性は、ロックパイプの端部域にガイドパイプが不動で嵌め込んである場合に、シリンダ装置のシリンダが摺動自在であるようにガイドパイプ内で案内され、更に高められる。

突き出た後のピストンロッドに手動で力を加えた時、及び、ロックパイプがロック位置にある時に損傷を回避できるようにするため、１つ以上のストッパは、ある一定のばね力に抗してロック位置から行き過ぎ位置まで外旋回可能であってよく、その行き過ぎ位置において１つ以上の支持ストッパは対向ストッパとの噛み合いから外れ、ピストンロッドは引っ込む方向に移動できる。

これで、ピストンロッドが引っ込む時の過負荷によるロック動作は自動的になくされる。

簡単な一形態では、軸方向で支持ストッパに面した対向ストッパの止まり面は、縦軸に対し傾斜したランプとして形成することができ、また、軸方向で対向ストッパに面した支持ストッパの更なる止まり面は、縦軸に対し傾斜したランプとして形成することができる。

そのため、対向ストッパは、対向ストッパは、軸方向でピストンロッドの自由端に向かって延びるばねアームの自由端にそれらを配置することによって構造部品を節約するように、二重機能的な役目を果たすことができる。ばねアームは、それらの他端をもって、ピストンロッド側にあるシリンダ装置のシリンダの端部域に不動に配置される。

ピストンロッド側の端と向き合ったロックパイプ端部域に、縦軸に平行な回り止め縦溝と、これに平行な、同等の横断面を持つ平行縦溝が配置されていて、ここに回り止めカラーが食い込み、平行縦溝の、ピストンロッドの自由端に近い方の端が、回り止め縦溝に対しランプ状に傾斜した結合部域を越えて回り止め縦溝に入り込み、ここで、その入り口と向き合った結合部域の端で平行縦溝が回り止め縦溝と結合している時、ロック克服後、ロックパイプは強制的に自らのレリーズ位置まで回転させられる。

ロック式ガスばねの第１の実施例の斜視図である。 図１に示したガスばねの横断面図である。 図１に示したガスばねの横断面を図２に示した横断面に対して９０°ずらした図である。 図１に示したガスばねのシリンダ装置のピストンロッド側端部域の斜視図である。 図１に示したガスばねのロックパイプの斜視図である。 図５に示したロックパイプの横断面図である。 ガスばねの第２の実施例の横断面図である。 図７に示したガスばねの左端部域の拡大図である。 図８の線ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩに沿った断面図である。 図７に示したシリンダ装置のピストンロッド側端部域の斜視図である。 図７に示したシリンダ装置のばねアームの拡大図である。 図７に示したガスばねのロックパイプの横断面図である。 図１２に示したロックパイプの正面図である。 図７に示したガスばねのガイドパイプの横断面図である。 図１４に示したガイドパイプの正面図である。

以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する。

図に描かれた、ロック式ガスばねとして形成されたピストン・シリンダユニットは、クローズドシリンダ２を備えるシリンダ装置１を有する。クローズドシリンダ２の中に、圧縮ガスで満たされたシリンダ内室を第１室と第２室に区分するピストン（図示なし）が摺動自在に通される。

ガスばねとして形成されていないピストン・シリンダユニットの場合、シリンダ内室は油で満たしてあってもよい。

ピストンの片側にはピストンロッド３が配置されており、シリンダ２の正面側４でシール・ガイドエレメント２３により密閉されてシリンダ内室から外向きに延びる。シリンダ内室の第１室と第２室は、スロットル継手（図示なし）により互いに連結されている。

スロットル継手は、軸方向溝としてピストン内に形成されることができるが、シリンダ内に形成されてもよい。

シリンダ装置１を包囲するロックパイプ５は、ピストンロッド３の自由端にある第１の端部域６と、シリンダ２に向かって延びる第２の端部域７とを有する。ロックパイプ５は、ピストンロッド３の縦軸を中心として回転可能に、しかし軸方向に摺動できないようにピストンロッド３の周囲に配置されている。

ロックパイプ５は、第１端部域６に軸方向の貫通開口８を有し、この中にピストンロッド３の自由端が貫通している。

ねじ９を有するピストンロッド３の自由端には第１締結部品１０が螺着されており、ロックパイプ５に面する第１締結部品１０の正面側がストッパ１１を形成する。このストッパ１１は軸方向において貫通開口８の出口域１２で支持されている。

ピストンロッド３から離れたシリンダ２の端には第２締結部品１３が配置されている。

第１及び第２締結部品１０，１３はボールソケットとして形成されている。

ロックパイプ５には、第１締結部品１０とは反対側の第２の端部域７にガイドパイプ１４が不動に嵌め込まれており、シリンダ装置１のシリンダ２はこのガイドパイプ１４内に摺動自在に通してある。

第１締結部品１０に近い方の端を起点として、ロックパイプ５の内壁には縦軸（長手方向軸心）に平行に延びる６つの縦溝１５が形成されており、これらの縦溝１５は径方向周囲全体に均一に分布するように配置されていると共に、ロックパイプ５の他端の方向に軸方向に延びている。

縦溝１５は、プラスチック射出成形部品として形成されるロックパイプ５に直接刻み込まれている。

縦溝１５を互いに分断するウェブ１７は、第２締結部品１３に面した正面側の端に支持ストッパ１８を形成している。

第１締結部品１０に面したシリンダ２の端部域４には保持スリーブ１９が嵌着されており、この保持スリーブ１９は、シリンダ２の端部域４を越えて軸方向に突き出すと共にシリンダ２の直径を越えて径方向に突き出るカム状の対向ストッパ２０を備えており、その直径即ち外径は縦溝１５の領域においてロックパイプ５の直径即ち内径に合致する。

対向ストッパ２０は、その分布と横断面が縦溝１５の分布と横断面に合致する。

ピストンロッド３が引っ込んだ時、対向ストッパ２０は縦溝１５に滑り込んでいるので、ロックパイプ５がシリンダ装置１に対して回転することは不能である。

ピストンロッド３が突き出ると、対向ストッパ２０は縦溝１５の中を移動し、最大突出位置の端の直前で縦溝１５から出ていく。この最大突出位置において、対向ストッパ２０は支持ストッパ１８に関してレリーズ位置にあり、このレリーズ位置において、対向ストッパ２０は再び縦溝１５の中に入っていくことが可能である。

次に、周方向において縦軸に向けられた対向ストッパ２０の側部がロックパイプ５のストッパ２１に当たるまで、ロックパイプ５は縦軸を中心としてシリンダ装置１に対して手動で回転させることができる。

今度は、対向ストッパ２０は、軸方向で支持ストッパ１８と向き合ってロック位置にある。

もはや、ピストンロッド３を引っ込めることは不可能である。

図１〜図６の実施例では、支持ストッパ１８及び対向ストッパ２０のストッパ平面２２（該ストッパ平面２２はロック位置において軸方向で互いに向き合っている）は、周方向で縦軸に対し傾斜している。ロックパイプ５にある支持ストッパ１８に関しては、止まり端は入り込み端よりもピストンロッドから離れたシリンダ装置１の端部域から遠いところにある。

保持スリーブ１９にある対向ストッパ２０に関しては、止まり端は入り込み端よりもピストン側から離れたシリンダ装置１の端部域に近いところにある。

このロック位置において、ピストンロッド３は、その突き出た位置にロックされる。

ロックパイプ５が回転してレリーズ位置まで戻ることにより、ピストンロッド３は再びその入り込み位置まで戻ることができる。

図７〜図１５の実施例では、ばねアームケージ２４がピストンロッド側のシリンダ２の端部域で保持スリーブ１９に締結されている。ばねアームケージ２４は、縦溝１５に合わせて分布配置された、シリンダ２から略軸方向に自由に突き出る６個のばねアーム２５を備える。

縦溝１５内を延びるガイドカラー１６は、シリンダ２に配置されていて、ばねアームを横方向力から守っている。

ガイドカラー１６は、回り止め縦溝２９の中か、縦溝１５の中のどちらかに配置される。

ばねアーム２５は自らの自由端に対向ストッパ２０を備えており、該対向ストッパ２０のストッパ面２６は縦軸に対し傾斜して形成されている。

支持ストッパ１８のストッパ面２７も同様の方法で縦軸に対し傾斜して形成されている。

対向ストッパ２０が軸方向で支持ストッパ１８に対してロック位置にある時、ピストンロッド３は、該ピストンロッド３の入り込む方向に所定の力が加えられるまで、入り込むことをブロックされている。

この加えられる力が所定のレベルを超えると、ストッパ面２６及び２７は互いに摺動し、ばねアーム２５をそれらのばね力に抗して径方向内向きに曲げる。

このとき、ピストンロッド３を滑り込ませることができ、対向ストッパ２０はウェブ１７の上を摺動する。

対向ストッパ２０を再び縦溝１５の中に戻すために、保持スリーブ１９には径方向外向きに突き出る回り止めカラー２８が配置されており、該回り止めカラー２８が、ガイドパイプ１４の内壁に縦軸に平行に形成された対応する回り止め縦溝２９の中に軸方向に摺動自在に入り込む。

ピストンロッド３から遠い方の回り止め縦溝２９の端では、同じ横断面の平行縦溝３０が回り止め縦溝２９に平行にガイドパイプ１４に形成されている。ピストンロッド３の自由端に近い方の平行縦溝３０の端は、回り止め縦溝２９に向かってランプ状に傾斜した連結板３１を介して回り止め縦溝２９の中に通じている。

平行縦溝３０は、連結板３１の反対側の端で回り止め縦溝２９と連結されている。

ロックパイプ５がレリーズ位置からロック位置へと回転すると、回り止めカラー２８は、上述した連結によって回り止め縦溝２９からでて平行縦溝３０の中へと移動される。ロックパイプ５がロック位置に戻ると、回り止めカラー２８は再び回り止め縦溝２９の中に達する。

しかし、ピストンロッド３をロック位置から滑り出させると、回り止めカラー２８は平行縦溝３０の中に移動し、連結板３１を越えて再び回り止め縦溝２９の中に入る。このようにして、シリンダ装置１に対するロックパイプ５の強制的な回転が行われることにより、ばねアーム２５の対向ストッパ２０が再び縦溝１５に食い込むことになる。

ガイドカラー１６は、縦溝１５の中にある時、ばねアーム２５を横方向力から守る働きをする。回り止めカラー２８が回り止め縦溝２９の中にあるか、ガイドカラー１６が縦溝１５の中にあるかどちらかである。

１ シリンダ装置
２ シリンダ
３ ピストンロッド
４ 正面側
５ ロックパイプ
６ 第１の端部域
７ 第２の端部域
８ 貫通開口
９ ねじ
１０ 第１締結部品
１１ ストッパ
１２ 出口域
１３ 第２締結部品
１４ ガイドパイプ
１５ 縦溝
１６ ガイドカラー
１７ ウェブ
１８ 支持ストッパ
１９ 保持スリーブ
２０ 対向ストッパ
２１ ストッパ
２２ ストッパ平面
２３ シール・ガイドエレメント
２４ ばねアームケージ
２５ ばねアーム
２６ ストッパ面
２７ ストッパ面
２８ 回り止めカラー
２９ 回り止め縦溝
３０ 平行縦溝
３１ 連結板

Claims (19)

1. クローズドシリンダを備えるロック式ピストン・シリンダユニットであって、
   前記クローズドシリンダ中にシリンダ内室を第１室と第２室に区分するピストンが摺動自在に通してあり、前記ピストンは片側にピストンロッドを備え、前記ピストンロッドがシリンダ正面側で密閉されて前記シリンダ内室から外向きに延び、前記第１室及び前記第２室が互いに連結されているか又は連結可能であるシリンダ装置を有し、
   前記シリンダ装置を包囲すると共に支持ストッパを備える、前記ピストンロッドの突出長さより大きい又はそれに等しい長さのロックパイプを有し、
   前記ロックパイプの一端が前記ピストンロッドの自由端の部域内で前記ピストンロッドに配置されており、前記ピストンロッドが突き出た時に前記ロックパイプがレリーズ位置からロック位置に移動でき、前記ピストンロッドが引っ込む動作をした時に前記支持ストッパが前記シリンダ装置の対向ストッパに接した状態でブロッキングの働きをするピストン・シリンダユニットにおいて、
   前記シリンダ装置（１）及び前記ロックパイプ（５）が互いに同軸で配置され、前記レリーズ位置と前記ロック位置の間でそれぞれ自らの縦軸を中心として相対的に回転可能であり、
   前記ピストンロッド（３）が完全に突き出た位置にある時にのみ前記シリンダ装置（１）と前記ロックパイプ（５）の相対回転を許す回り止めが、前記シリンダ装置（１）と前記ロックパイプ（５）との間に配置されていることを特徴とするピストン・シリンダユニット。
2. 前記ロックパイプ（５）が複数の支持ストッパ（１８）を備え、前記シリンダ装置（１）が複数の対向ストッパ（２０）を備えることを特徴とする、請求項１に記載のピストン・シリンダユニット。
3. 前記支持ストッパ（１８）及び前記対向ストッパ（２０）が、径方向周囲全体に均一に分布するように配置されていることを特徴とする、請求項２に記載のピストン・シリンダユニット。
4. 前記対向ストッパ（２０）が前記シリンダ装置（１）から径方向外向きに突き出た形に形成されており、前記支持ストッパ（１８）が前記ロックパイプ（５）の内壁から径方向内向きに突き出た形に形成されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載のピストン・シリンダユニット。
5. 前記回り止めが、前記シリンダ装置（１）の径方向外向きに突き出たガイドカラー（１６）を備え、前記ガイドカラー（１６）が、前記ロックパイプ（５）の内壁に沿って縦軸に平行に延びる縦溝（１５）に摺動自在に食い込むことを特徴とする、請求項４に記載のピストン・シリンダユニット。
6. 前記ロックパイプ（５）の内壁にそれぞれ端部域を有する複数の縦溝（１５）が形成されており、回り止めカラー（２８）を形成する前記１つ以上の対向ストッパ（２０）が前記縦溝（１５）に食い込み、該縦溝（１５）の前記端部域に隣接して前記支持ストッパ（１８）が形成されていることを特徴とする、請求項５に記載のピストン・シリンダユニット。
7. 前記回り止めが、前記ロックパイプ（５）の径方向内向きに突き出た回り止めカラーを備え、該回り止めカラーは、前記シリンダ装置（１）の外被面又は前記シリンダ装置（１）を包囲する構造部品の外被面にある縦溝に沿って延びており、該縦溝は前記シリンダ装置（１）の縦軸に平行に延びていて、前記回り止めカラーが前記縦溝に摺動自在に食い込むことを特徴とする、請求項５に記載のピストン・シリンダユニット。
8. 前記シリンダ装置及び／又は前記ロックパイプ（５）が１つ以上のストッパ（２１）を備え、前記シリンダ装置（１）と前記ロックパイプ（５）が前記ロック位置まで相対回転する時に前記支持ストッパ（１８）及び／又は前記対向ストッパ（２０）が前記１つ以上のストッパ（２１）に係合することを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載のピストン・シリンダユニット。
9. 少なくとも前記シリンダ装置（１）のピストンロッド側の端に、前記１つ以上の対向ストッパ（２０）を備える保持スリーブ（１９）が回転不動に軸方向に固定配置されていることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載のピストン・シリンダユニット。
10. 前記保持スリーブ（１９）と前記対向ストッパ（２０）がプラスチックから一体成形されていることを特徴とする、請求項９に記載のピストン・シリンダユニット。
11. 前記保持スリーブ（１９）が、径方向周りの外被面をもって前記ロックパイプ（５）の内壁に沿って摺動自在に通してあることを特徴とする、請求項９又は１０に記載のピストン・シリンダユニット。
12. 前記支持ストッパ（１８）が、前記縦軸に対し傾斜した形で入り込み端から止まり端へと延びるストッパ平面（２２）を有し、前記ロック位置を定める前記止まり端は、前記入り込み端よりも前記シリンダ装置（１）のピストンロッドの端部域から離れたところにあることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか１項に記載のピストン・シリンダユニット。
13. 前記対向ストッパ（２０）が、前記縦軸に対し傾斜した形で周方向に入り込み端から止まり端へと延びる更なるストッパ平面（２２）を有し、前記ロック位置を定める前記止まり端は、前記入り込み端よりも前記シリンダ装置（１）のピストンロッドの端部域から近いところにあることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか１項に記載のピストン・シリンダユニット。
14. 前記ピストンロッド（３）の自由端と対向する前記ロックパイプ（５）の端部域にガイドパイプ（１４）が不動に嵌め込んであり、該ガイドパイプ（１４）の中に前記シリンダ装置（１）の前記シリンダ（２）が摺動自在に通してあることを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか１項に記載のピストン・シリンダユニット。
15. 前記１つ以上の対向ストッパ（２０）は、前記ロック位置においてある一定のばね力に抗して径方向に行き過ぎ位置まで外旋回でき、該行き過ぎ位置において前記１つ以上の支持ストッパ（１８）は、前記対向ストッパ（２０）との噛み合いから外れ、前記ピストンロッド（３）が引っ込む方向に移動できることを特徴とする、請求項１〜１４のいずれか１項に記載のピストン・シリンダユニット。
16. 軸方向で前記支持ストッパ（１８）に面した前記対向ストッパ（２０）のストッパ面（２６）が、前記縦軸に対し傾斜したランプ状に形成されていることを特徴とする、請求項１５に記載のピストン・シリンダユニット。
17. 軸方向で前記対向ストッパ（２０）に面した前記支持ストッパ（１８）の更なるストッパ面（２６）が、前記縦軸に対し傾斜したランプ状に形成されていることを特徴とする、請求項１５又は１６に記載のピストン・シリンダユニット。
18. 前記対向ストッパ（２０）が、軸方向で前記ピストンロッド（３）の自由端に向かって延びるばねアーム（２５）の自由端に配置されており、前記ばねアーム（２５）が、その他端部域をもって前記シリンダ装置（１）の前記シリンダ（２）のピストンロッド側の端部域に不動に配置されていることを特徴とする、請求項１５〜１７のいずれか１項に記載のピストン・シリンダユニット。
19. ピストンロッド側の端部域と対向する前記ロックパイプ（５）の端部域に、前記縦軸に平行な回り止め縦溝（２９）と、該回り止め縦溝（２９）に平行で同等の横断面を持つ平行縦溝（３０）とが配置されており、該平行縦溝（３０）に前記回り止めカラー（２８）が食い込み、前記ピストンロッド（３）の自由端に近い方の端が、前記回り止め縦溝（２９）に対しランプ状に傾斜した結合部域（３１）を越えて前記回り止め縦溝（２９）に入り込み、その入り口と対向する前記結合部域（３１）の端で前記平行縦溝（３０）が前記回り止め縦溝（２９）に結合されていることを特徴とする、請求項６に記載のピストン・シリンダユニット。

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