JP5254298B2 - 対物支柱 - Google Patents

Description

本発明は、スタンドパイプと、このスタンドパイプの第１の端に配置された底部と、この底部と向き合ったスタンドパイプの第２の端に締着されたガイドブシュと、スタンドパイプの中に同軸で配置されて中心縦軸に沿ってガイドブシュの中を運動できる入れ子パイプと、圧縮ガスで満たされたガスばねの圧力パイプと、この圧力パイプの中に配置されたガイドパイプと、このガイドパイプの中に通されて圧力パイプを第１の動作室と第２の動作室とに分けるピストンと、このピストンに一端で締着されたピストンロッドであって、第２の動作室を通り抜けて延び、シール／ガイド装置を介して圧力パイプの第１の端で封止された状態で外向きに通されていて他端がスタンドパイプの底部に配置されているピストンロッドと、第１の動作室と第２の動作室の間の流体結合を作り、アクチュエータを介して作動可能なバルブにより遮断できる連絡路と、を備えた対物支柱に関する。

この種の類型的な対物支柱の１つは、特許文献１から知られている。

しかしながら、このような装置は、負荷を認識できず、椅子機構を椅子利用者の体重に適合させることができない点で不利である。近年高まった椅子利用者の快適性への要求に応えるため、例えば背もたれにプリテンションを付与することで椅子利用者の体重に椅子機構を適合させることが望ましい。

特許文献２において１組の解決策が提案されている。そこで提示された対物支柱は、長さ調節用の第１のピストンロッドと、ガスばねの負荷認識用の第２のピストンロッドと、を含む。第２のピストンロッドは、この第２のピストンロッドにプリテンションを付与するアキュムレータと協働する。アキュムレータにより生じさせられたプリテンションは、ガスばねが無負荷状態にある時に第２のピストンロッドが不意に押し出されるのを阻止し、ガスばねが負荷状態にある時に第２のピストンロッドに作用する押し出し力に対する限定された反力として働く。例えば椅子利用者がこのガスばねを付けた椅子に座ると、第２のピストンロッドは、その負荷状態においてプリテンションに抗して限定された範囲内でハウジングから押し出される。この時の第２のピストンロッドの押し出し距離がガスばねの負荷を表す尺度であり、押し出し運動は同時に椅子機構を機械的に適合させるのに役立つ。

しかしながら、これは所要スペースが大きいことに加えて、ストローク位置次第で、対物支柱の負荷や椅子利用者の体重についての情報が十分に又は全く入手できないことでも不利である。ピストンロッドがガスばねの圧力パイプの中に完全に押し込まれると、圧力パイプのピストンロッド側の端はストップバッファに突き当たる。そうなると、ガスばねをそれ以上圧し込むことは不可能であり、第１のピストンロッドのピストンと第２のピストンロッドのピストンの間の動作室はもはや圧縮されなくなる。これにより、第２のピストンロッドはそれ以上前進できなくなるため、ガスばねの負荷についての情報も入手できなくなり、椅子機構に伝達できなくなる。

椅子にある一定の体重が加わることによってガスばねにかけられる負荷は、そのある一定の圧し込み距離に割り当てることができる。今、なお有用なストローク分がある一定の体重に割り当てられた圧し込み距離より小さい位置にガスばねがあると、もはやそれ以上の圧し込みは不可能であり、ガスばねの負荷についての情報は正しく入手できなくなり、椅子機構に正しく伝達できなくなる。

独国特許第３４２０５２８号公報 独国特許第１０２００６０２７９８７号公報

よって、本発明の課題は、任意のいかなる位置においても常に信頼し得る負荷認識が可能であると共に、ほとんどスペースを必要としない長さ調節可能な対物支柱を提供することである。

この課題は、本発明によって、中心縦軸に沿って入れ子パイプに相対して運動できるように圧力パイプが配置されていることによって解決される。

本発明による形態では、圧力パイプの、ピストンロッドから遠い第２の端と入れ子パイプの第１の端の間に１つのばねエレメントが配置されており、これが、入れ子パイプの第１の端と向き合った入れ子パイプの第２の端に向けて圧力パイプにプリテンションを付与する。このばねエレメントを使って、組み立て時にすでに特定の椅子に適合したばね定数を実現させることができる。

更なる形態では、圧力パイプの第２の端から中空ロッドが外へ延び、入れ子パイプの第１の端にある開口部を突き抜け、ここで、中空ロッドは圧力パイプの中で運動できないように固定されている。この中空ロッドの固定により、圧力パイプの内壁に沿って運動させられるシーリングが省略できる。これは磨耗減少につながる。

ガスばねの圧力パイプが入れ子パイプの中で傾かないよう、入れ子パイプの第１の端にガイドリングが、圧力パイプの第１の端にガイドカップが配置されており、これらを介してガスばねは入れ子パイプの中に軸方向に運動できるように通されている。

中空ロッドが第１の段と第２の段を備え、ここで、中空ロッドが第１のセクションと、この第１のセクションに続く第２のセクションと、この第２のセクションに続く第３のセクションを含み、第２のセクションの外径が第１のセクションの外径より大きく、第３のセクションの外径が第２のセクションの外径より大きいことにより、対物支柱は特に信頼し得る状態で使用できることになる。

特別な形態では、入れ子パイプの第２の端に、ガイドカップが接触できる少なくとも１つのストッパが設けられている点で有利である。

第１の位置でブロックされたガスばねを有する本発明の一実施形態の軸方向断面図である。 第１の位置でブロックされたガスばねを有する本発明の一実施形態の軸方向断面図である。 第１の位置でブロックされたガスばねを有する本発明の一実施形態の軸方向断面図である。 第１の位置でブロックされたガスばねを有する本発明の一実施形態の軸方向断面図である。 先行技術に関わる特性曲線図である。 本発明に関わる特性曲線図である。

本発明の実施例を概略的に図解し、以下、図面に則して詳細に説明する。

図１〜図４に示される、椅子、机又は同様の対象物のための無段階調節可能な対物支柱１は、入れ子パイプ４の中を同軸で中心縦軸Ａに沿って軸方向に摺動できるように配置された圧力パイプ３を有するブロック可能なガスばね２を備える。ガスばね２はシール／ガイド装置５を用いてブロック可能であり、ガスばね２の第１の端６から下向きに出ていくピストンロッド７はスタンドパイプ８と結合している。ピストンロッド７は、アキシャル軸受９を介してスタンドパイプ８の底部１０で支えられ、１つ以上のリングディスク１１及び回り止め割ピン１２を介して結合している。ガイドブシュ１３を介してスタンドパイプ８の中に通された入れ子パイプ４は、その上端にコーン１４を有する。コーン１４は、不図示の椅子シートキャリヤや、他の高さ調節可能な対象物を、対応する相手コーンにおいて締着するのに役立つ。上端においてコーン１４は縁を折り曲げた第１の端１５を有しており、これにより開口部１６が形成される。入れ子パイプ４の縁を折り曲げた第１の端１５は、ガイドリング１８のためのストッパ１７として役立つ。

中空ロッド１９は、開口部１６とガイドリング１８を通り抜けて、ガスばね２の圧力パイプ３の中まで延びる。中空ロッド１９が第１の段２０と第２の段２１とを備えることにより、中空ロッド１９はそれぞれ外径の異なる３つのセクションに分割されている。ここで、第１のセクション２２がガイドリング１８と開口部１６を通って延びる。より大きい直径の第２のセクション２３は、ガスばね２の圧力パイプ３の中に配置された、第２のセクション２３より大きい直径の第３のセクション２４と第１のセクション２２とを結合させる。ここで、第３のセクションの外径は圧力パイプ３の内径にほぼ相当するか、それより極僅かながら小さい。

中心縦軸に向けて縁を折り曲げた圧力パイプ３の第２の端２５は、第２の段２１のためのストッパ２６を形成する。ガスばね２の圧力パイプ３の中で中空ロッド１９が定着しているよう、圧力パイプ３の中に突き入る中空ロッド１９の端に弁胴２７が当たっている。弁胴２７に配置されたシールリング２８は、圧力パイプ３の内部を外周囲に対して封止する。ピストンロッド７に配置されたピストン２９を案内するために設けられたガイドパイプ３０は、一端で弁胴２７に当たり、他端でシール／ガイド装置５に当たっている。シール／ガイド装置の方も、ガスばね２の縁を折り曲げた第１の端６に当たっている。

ガスばね２の内部において、ピストンロッドから遠い第１の動作室３３と、ピストンロッドに近い第２の動作室３４と、がピストン２９により互いに隔離される。第１の動作室３３と第２の動作室３４との間の流体連絡路の開閉のため、弁胴２７から開口部１６の方向に突き出る弁ピン３２に作用できるプランジャ３１が、中空ロッド１９を通って延びる。

圧力パイプ３の第２の端２５には、ガスばね２の外に位置する支持リング３５が配置されており、ガイドリング１８と圧力パイプ３の第２の端２５との間に配置されたばねエレメント３６の接触面を改良する。

ばねエレメント３６は、ガスばね２の圧力パイプ３を、入れ子パイプ４の第２の端３７の方向に押しやる。圧力パイプ３の第１の端６の上に、少なくともガスばね２をほとんど遊びなしで入れ子パイプ４の中で軸方向に摺動できるようにするガイドカップ３８が圧しかぶせてある。入れ子パイプ４の第２の端３７の近くで、ストッパ３９が入れ子パイプ４の内部に突き入る。ここで、ストッパは、例えば１つのビード又は複数のタペットにより作ることができる。

図１は、ガスばね２が任意の中間位置でブロックされている無負荷状態の対物支柱１を示す。ばねエレメント３６はガスばね２の圧力パイプ３を入れ子パイプ４の第２の端３７の方向に押しやり、ガイドカップ３８がストッパ３９に当たる。すると、中空ロッド１９の第１のセクション２２の一部が、入れ子パイプ４から長さＬ１だけ突き出る。

図２は、ガスばねが同じ中間位置でブロックされている負荷状態の対物支柱１を示す。ここでは、第１の段２０がガイドリング１８に当たっているので、ばねエレメント３６が互いに押し合うことは依然阻止される。入れ子パイプ４は、図１と比べて深くスタンドパイプ８の中に沈み込んでおり、第１のセクション２２は入れ子パイプ４から長さＬ２だけ突き出る。長さＬ２は長さＬ１より数倍大きい。

図３は、再び無負荷状態の対物支柱１を示す。ここで、ガイドカップ３８は、アキシャル軸受９の近くに配置されている。ピストンロッド７を包囲するストップバッファ４０にガイドカップ３８が当たるまで、ピストンロッド７はガスばね２の圧力パイプ３の中に押し込められている。ガスばねはこの位置でブロックされている。中空ロッド１９の第１のセクション２２は、ここでも入れ子パイプ４から長さＬ１だけ突き出る。

ばねエレメント３６のばね力より大きい負荷力が対物支柱にかけられると、図４に示した通り、入れ子パイプ４は再びスタンドパイプの中に深く沈み込むことにより、第１のセクション２２が入れ子パイプ４から長さＬ２だけ突き出る。図１、図２に則してすでに述べた通り、長さＬ２は長さＬ１より数倍大きい。

図５、図６はそれぞれ特性曲線図を示し、本発明が先行技術と比べて有利であることを明らかにする。先行技術におけるガスばねの圧力パイプまたは本発明における入れ子パイプ４のストロークＳ_Ｈを表す横座標の下側で、対物支柱１の属する位置を知ることができる。実線は、全部延び出た位置（操作ポイントＩに割り当てられた位置）にある対物支柱１を示す。破線は、全部引っ込んだ位置（操作ポイントＩＩに割り当てられた位置）に対応する。縦座標は圧し込み距離Ｓ_Ｅを表す。

例えば体重の重い者が椅子に座った時にかかる対物支柱１の大きい負荷が、図５では特性曲線ａで表され、図６では特性曲線ａ’で表される。これに対応するように、対物支柱１の平均的負荷がそれぞれ特性曲線ｂ、ｂ’で表される。また、例えば体重の軽い者が椅子に座った時にかかる対物支柱１の小さい負荷がそれぞれ特性曲線ｃ、ｃ’で表される。

図５において、先行技術では、ガスばねが全部延び出た時、ガスばねの押し出し力を釣り合わせるために負荷力の一部が必要とされるので、重量認識の機能が誤差を伴う。対物支柱１の負荷が小さければ小さいほど、その誤差は大きくなる。この誤差を伴う領域は斜線部分Ｘで表されている。

対物支柱１に大きい負荷がかかる時、ガスばねが動作ポイントＩＶに到達するほど引っ込められると、圧力パイプのピストンロッド側の端は、不図示のストップバッファに当たる。ガスばね２が動作ポイントＩＩの方向に更に前進すると、可能な圧し込み距離はますます小さくなり、結果として動作ポイントＩＩにおいてガスばねをそれ以上圧し込むことが全く不可能になり、第１のピストンロッドのピストンと第２のピストンロッドのピストンの間の動作室がそれ以上圧縮できなくなる。これにより、第２のピストンロッドをそれ以上延ばし出すことができなくなるため、ガスばねの負荷についての情報はまたしても入手できなくなり、椅子機構に伝達できなくなる。

特性曲線ｂ及びｃに相当する比較的小さい負荷が対物支柱１にかけられると、動作ポイントＩＶから、動作ポイントＶで表された位置に移る。この位置から重量認識の機能は誤差を伴い始める。この誤差を伴う領域は斜線部分Ｙで表される。

図６は、本発明において対物支柱１に大きい負荷がかかる時の特性曲線推移ａ’、平均的負荷がかかる時の特性曲線推移ｂ’、小さい負荷がかかる時の特性曲線推移ｃ’を示す。図６により、負荷認識の機能が誤差を伴う領域や、機能そのものがもはや存在しなくなる領域は無いことが分かる。さらに、特性曲線推移ａ’、ｂ’及びｃ’は横座標に平行であり、放物線状の推移を見せない。なぜなら、ガスばね２の圧力パイプ３の内部の圧力状態から、負荷認識が切り離されているからである。

１ 対物支柱
２ ガスばね
３ 圧力パイプ
４ 入れ子パイプ
５ シール／ガイド装置
６ 第１の端（ガスばね）
７ ピストンロッド
８ スタンドパイプ
９ アキシャル軸受
１０ 底部
１１ リングディスク
１２ 回り止め割ピン
１３ ガイドブシュ
１４ コーン
１５ 第１の端（入れ子パイプ）
１６ 開口部
１７ ストッパ
１８ ガイドリング
１９ 中空ロッド
２０ 第１の段
２１ 第２の段
２２ 第１のセクション
２３ 第２のセクション
２４ 第３のセクション
２５ 第２の端（ガスばね）
２６ ストッパ
２７ 弁胴
２８ シールリング
２９ ピストン
３０ ガイドパイプ
３１ プランジャ
３２ 弁ピン
３３ 第１の動作室
３４ 第２の動作室
３５ 支持リング
３６ ばねエレメント
３７ 第２の端
３８ ガイドカップ
３９ ストッパ
４０ ストップバッファ
Ａ 中心縦軸
ａ、ａ’ 特性曲線
ｂ、ｂ’ 特性曲線
ｃ、ｃ’ 特性曲線
Ｉ 第１動作ポイント
ＩＩ 第２動作ポイント
ＩＩＩ 第３動作ポイント
ＩＶ 第４動作ポイント
Ｖ 第５動作ポイント

Claims (6)

1. スタンドパイプと、
   前記スタンドパイプの第１の端に配置された底部と、
   前記底部と向き合ったスタンドパイプの第２の端に締着されたガイドブシュと、
   前記スタンドパイプの中に同軸で配置され、中心縦軸に沿って前記ガイドブシュの中を運動できる入れ子パイプと、
   圧縮ガスで満たされたガスばねの圧力パイプと、
   前記圧力パイプの中に配置されたガイドパイプと、
   前記ガイドパイプの中に通され、前記圧力パイプを第１の動作室と第２の動作室とに分けるピストンと、
   一端で前記ピストンに締着されると共に、前記第２の動作室を通り抜けて延びてシール／ガイド装置を介して前記圧力パイプの第１の端で封止された状態で外向きに通されていて、他端が前記スタンドパイプの底部に配置されているピストンロッドと、
   前記第１の動作室と第２の動作室の間を流体的に接続し、アクチュエータを介して作動可能なバルブにより遮断できる連絡路と、を備えた対物支柱であって、
   前記圧力パイプ（３）が前記中心縦軸（Ａ）に沿って前記入れ子パイプ（４）に相対して運動できるように配置されていることを特徴とする対物支柱。
2. １つのばねエレメント（３６）が、前記圧力パイプ（３）のピストンロッドから遠い第２の端（２５）と、前記入れ子パイプ（４）の第１の端（１５）と、の間に配置されており、
   前記ばねエレメント（３６）が、前記入れ子パイプ（４）の前記第１の端（１５）と向き合った前記入れ子パイプ（４）の第２の端（３７）に向けて、前記圧力パイプ（３）にプリテンションを付与することを特徴とする請求項１に記載の対物支柱。
3. 中空ロッド（１９）が、前記圧力パイプ（３）の第２の端（２５）から外へ延びると共に、前記入れ子パイプ（４）の第１の端（１５）にある開口部（１６）を突き抜け、
   前記中空ロッドが圧力パイプ（３）の中で運動できないように固定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の対物支柱。
4. 前記入れ子パイプ（４）の第１の端（１５）にガイドリング（１８）が配置され、
   前記圧力パイプ（３）の第１の端（６）にガイドカップ（３８）が配置されており、
   前記ガスばね（２）は、前記ガイドリング（１８）および前記ガイドカップ（３８）を介して前記入れ子パイプ（４）内を軸方向に運動できるように通されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の対物支柱。
5. 前記中空ロッド（１９）が、第１の段（２０）と、第２の段（２１）と、を備え、
   前記中空ロッドが、第１のセクション（２２）と、前記第１のセクションに続く第２のセクション（２３）と、前記第２のセクション（２３）に続く第３のセクション（２４）と、を含み、
   前記第２のセクション（２３）の外径が前記第１のセクション（２２）の外径より大きく、
   前記第３のセクション（２４）の外径が前記第２のセクション（２３）の外径より大きいことを特徴とする請求項３に記載の対物支柱。
6. 前記入れ子パイプ（４）の第２の端（３７）に、前記ガイドカップ（３８）が接触できる少なくとも１つのストッパ（３９）が設けられていることを特徴とする請求項４に記載の対物支柱。

Images