JP5365800B2 - Cylinder device - Google Patents

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Abstract

The invention relates to a cylinder body device, which enables to exert and release a spring force according to the protruding length of a piston rod, and to reduce the movement noise. A piston (12) connected with the piston rod (2) is inserted to a cylinder body component (3), and a force is applied to the piston rod (2) via a clutch component (24) by using a spiral spring (27). When the protruding length of the piston rod (2) is smaller than a prescribed length, a ball (26) is clamped with an inner-peripheral clutch groove (18), the clutch component (24) is fixed on a guiding sleeve (17), and the piston rod (2) is released, so that no spring force is exerted on the piston rod (2). When the protruding length of the piston rod (2) exceeds the prescribed length, the ball (26) is clamped with an outer-peripheral clutch groove (23), and the clutch component (24) is released from the guiding sleeve (17) and is fixed onto the piston rod (2), so that the spring force is exerted on the piston rod (2). O-shaped rings (21, 22) are arranged between the cylinder body component (3) and the guiding sleeve (17) to obstruct the transmission of movement sound of the ball (26).

Description

本発明は、扉の開閉を補助するドアクローザ等に使用されるシリンダ装置に関するものである。   The present invention relates to a cylinder device used for a door closer or the like that assists in opening and closing a door.

開き戸にスプリングダンパ等のシリンダ装置をリンク結合して、扉の開閉に対してバネ力、減衰力を作用させることにより、扉を自動的に閉じたり、その閉じ速度を調整したり、また、扉を開位置で保持するようにしたドアクローザが知られている。従来、この種のスプリングダンパ等のシリンダ装置を利用したドアクローザとしては、例えば特許文献１に記載されたものがある。   A cylinder device such as a spring damper is linked to the hinged door, and the door is automatically closed and the closing speed is adjusted by applying spring force and damping force to the opening and closing of the door. There is known a door closer that holds the door in an open position. Conventionally, as a door closer using a cylinder device such as this type of spring damper, there is one described in Patent Document 1, for example.

特許文献１に記載されたドアクローザは、圧縮コイルバネのバネ力を作動ロッドの伸長方向に作用させるようにしたスプリングダンパを開き戸の扉と扉枠との間にリンク結合することにより、扉の開度に応じて、扉が閉じ位置付近にある場合には、閉方向の力を付与し、また、扉が全開位置付近にある場合には、扉を開位置で保持する。   In the door closer described in Patent Document 1, the opening degree of the door is obtained by linking a spring damper that causes the spring force of the compression coil spring to act in the extending direction of the operating rod. Accordingly, when the door is in the vicinity of the closed position, a force in the closing direction is applied, and when the door is in the vicinity of the fully open position, the door is held in the open position.

特開２００８−２１２４号公報JP 2008-2124 A

しかしながら、上記特許文献１に記載されたものでは、スプリングダンパが最も短縮される中間位置にある場合に、比較的強いバネ力が発生してしまうという問題があった。このため、ドアが開閉位置の中間にあるときでも、バネ力が作用することになり、ドアを開閉位置の中間で保持しようとした場合に不都合があった。   However, the device described in Patent Document 1 has a problem that a relatively strong spring force is generated when the spring damper is at the intermediate position where the spring damper is shortened the most. For this reason, even when the door is in the middle of the open / close position, the spring force is applied, which is inconvenient when trying to hold the door in the middle of the open / close position.

本発明は、上記問題点を解決したシリンダ装置を提供することを目的とする。   An object of this invention is to provide the cylinder apparatus which solved the said problem.

上記の課題を解決するために、本発明は、作動流体が封入されたシリンダと、該シリンダ内に摺動可能に嵌装されたピストンと、該ピストンに連結され、前記シリンダの外部に延出されたピストンロッドと、前記シリンダ内に設けられ、前記ピストンロッドの前記シリンダからの突出長さが所定長さ以上のとき、前記ピストンロッドにバネ力を付与し、所定長さ未満のとき、前記ピストンロッドにバネ力を付与しないバネ機構とを備えたシリンダ装置であって、
前記バネ機構は、前記ピストンロッドの外周に設けられた外周クラッチ溝と、前記外周クラッチ溝に対向して前記シリンダの内周側に設けられた内周クラッチ溝と、前記ピストンロッドの前記シリンダからの突出長さが所定長さ以上のとき、前記外周クラッチ溝と係合して前記ピストンロッドに対して軸方向に固定されると共に前記シリンダに対して軸方向に移動可能になり、前記ピストンロッドの前記シリンダからの突出長さが所定長さ未満のとき、前記内周クラッチ溝と係合して前記シリンダに対して軸方向に固定されると共に前記ピストンロッドに対して軸方向に移動可能となるクラッチ手段と、前記クラッチ手段を付勢するバネ手段とを有し、
前記クラッチ手段は、前記外周クラッチ溝及び前記内周クラッチ溝の少なくとも一方に係合した状態で前記内周クラッチ溝が設けられた前記シリンダ側の内周面と前記ピストンロッドの外周面との間に挿入される複数のカム部材と、該カム部材を前記シリンダ及びピストンロッドの径方向に沿って移動可能に保持する保持部材とを含み、
当該シリンダ装置には、前記シリンダの内周側であって、該シリンダの軸方向に沿って延びて前記カム部材を案内するガイドスリーブが設けられて、該ガイドスリーブに前記内周クラッチ溝が形成され、前記ガイドスリーブと前記シリンダとの間に弾性部材が介装されていることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a cylinder in which a working fluid is sealed, a piston slidably fitted in the cylinder, a piston coupled to the piston, and extending to the outside of the cylinder. The piston rod is provided in the cylinder, and when the protruding length of the piston rod from the cylinder is equal to or longer than a predetermined length, a spring force is applied to the piston rod. A cylinder device including a spring mechanism that does not apply a spring force to the piston rod,
The spring mechanism includes an outer peripheral clutch groove provided on the outer periphery of the piston rod, an inner peripheral clutch groove provided on the inner peripheral side of the cylinder so as to face the outer peripheral clutch groove, and the cylinder of the piston rod. When the protrusion length of the piston rod is greater than or equal to a predetermined length, the piston rod engages with the outer peripheral clutch groove and is fixed in the axial direction with respect to the piston rod, and is movable in the axial direction with respect to the cylinder. When the projecting length of the cylinder from the cylinder is less than a predetermined length, it is engaged with the inner clutch groove and fixed in the axial direction with respect to the cylinder, and is movable in the axial direction with respect to the piston rod. Clutch means, and spring means for biasing the clutch means,
The clutch means is disposed between an inner peripheral surface on the cylinder side where the inner peripheral clutch groove is provided and an outer peripheral surface of the piston rod in a state of being engaged with at least one of the outer peripheral clutch groove and the inner peripheral clutch groove. A plurality of cam members inserted into the holding member, and holding members that movably hold the cam members along the radial direction of the cylinder and the piston rod,
The cylinder device is provided with a guide sleeve that extends along an axial direction of the cylinder and guides the cam member, and the inner clutch groove is formed in the guide sleeve. An elastic member is interposed between the guide sleeve and the cylinder.

本発明によれば、ピストンロッドに対して、そのシリンダからの突出長さに応じてバネ力を付与することができ、このとき、弾性部材により、クラッチ手段の作動による騒音の発生を軽減することができる。   According to the present invention, a spring force can be applied to the piston rod in accordance with the protruding length from the cylinder, and at this time, the generation of noise due to the operation of the clutch means is reduced by the elastic member. Can do.

本発明の一実施形態に係るシリンダ装置の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the cylinder apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 図１のシリンダ装置において、ピストンロッドが短縮されてバネ機構のバネ力がピストンロッドに作用していない状態を示す要部の拡大縦断面図である。In the cylinder apparatus of FIG. 1, the piston rod is shortened and the enlarged longitudinal cross-sectional view of the principal part which shows the state which the spring force of a spring mechanism is not acting on a piston rod. 図１のシリンダ装置の第１変形例を示す要部の拡大縦断面図である。FIG. 6 is an enlarged longitudinal sectional view of a main part showing a first modification of the cylinder device of FIG. 1. 図１のシリンダ装置の第２変形例を示す要部の拡大縦断面図である。FIG. 7 is an enlarged longitudinal sectional view of a main part showing a second modification of the cylinder device of FIG. 1. 図１のシリンダ装置の第３変形例を示す要部の拡大縦断面図である。FIG. 10 is an enlarged longitudinal sectional view of a main part showing a third modification of the cylinder device of FIG. 1. 図３のＡ−Ａ線による横断面図である。It is a cross-sectional view by the AA line of FIG. 本発明の一実施形態に係るシリンダ装置を扉に装着した状態を平面視で示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state which mounted | wore the door with the cylinder apparatus which concerns on one Embodiment of this invention in planar view.

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
本実施形態に係るシリンダ装置を図１に示し、その要部を拡大して図２に示す。図１及び図２に示すように、シリンダ装置１は、ピストンロッド２に反発力を付与するようにした、いわゆるスプリングダンパであって、シリンダを構成する略有底円筒状のシリンダ部材３の開口端部に、内周部がピストンロッド２と摺動するベアリングとなっているロッドガイド４が挿入されており、ロッドガイド４は、シリンダ部材３の開口端部をかしめて固定されている。ロッドガイド４の内側には、シリンダ部材３の内部と外部との間をシールするゴム製で内部に金属環が埋め込まれたオイルシール５が装着されている。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
A cylinder device according to the present embodiment is shown in FIG. 1, and an essential part thereof is enlarged and shown in FIG. 2. As shown in FIGS. 1 and 2, the cylinder device 1 is a so-called spring damper that applies a repulsive force to the piston rod 2, and is an opening of a substantially bottomed cylindrical cylinder member 3 that constitutes the cylinder. A rod guide 4 whose inner periphery is a bearing that slides with the piston rod 2 is inserted into the end, and the rod guide 4 is fixed by caulking the opening end of the cylinder member 3. Inside the rod guide 4, an oil seal 5 made of rubber that seals between the inside and the outside of the cylinder member 3 and in which a metal ring is embedded is mounted.

また、シリンダ部材３の中間部の内部に隔壁部材である中間ガイド６が取付けられて、この中間ガイド６によってシリンダ部材３の内部が底部側のシリンダ部７と、開口部側のロッド案内部８とに区画されている。中間ガイド６には、シリンダ部７とロッド案内部８とを連通する通路６Ａが軸方向に貫通されている。中間ガイド６は、シリンダ部材３内に嵌合し、シリンダ部材３の側壁を内側にかしめることによって固定されている。なお、この中間ガイド６は、ロッドガイド４と同様にピストンロッド２と摺動するベアリングとしてもよいが、この場合、ロッドガイド２と中間ガイド６との同心度を高くする必要があるので、中間ガイド６はロッドガイド４よりも内径を大きくした方が製造性がよい。シリンダ部７には、フリーピストン９が摺動可能に嵌合され、フリーピストン９によって、シリンダ部７内が底部側のガス室１０と中間ガイド６側のシリンダ室１１とに区画されている。   Further, an intermediate guide 6 as a partition member is attached to the inside of the intermediate portion of the cylinder member 3, and the inside of the cylinder member 3 is connected to the cylinder portion 7 on the bottom side and the rod guide portion 8 on the opening side by the intermediate guide 6. It is divided into and. A passage 6 </ b> A that connects the cylinder portion 7 and the rod guide portion 8 is passed through the intermediate guide 6 in the axial direction. The intermediate guide 6 is fixed by fitting into the cylinder member 3 and caulking the side wall of the cylinder member 3 inward. The intermediate guide 6 may be a bearing that slides with the piston rod 2 in the same manner as the rod guide 4. However, in this case, the concentricity between the rod guide 2 and the intermediate guide 6 needs to be increased. The guide 6 is more manufacturable when its inner diameter is larger than that of the rod guide 4. A free piston 9 is slidably fitted into the cylinder portion 7, and the inside of the cylinder portion 7 is partitioned by the free piston 9 into a gas chamber 10 on the bottom side and a cylinder chamber 11 on the intermediate guide 6 side.

シリンダ部材３には、ロッドガイド４及びオイルシール５を摺動可能かつ液密的に貫通してピストンロッド２が挿入されている。ピストンロッド２の基端側は、中間ガイド６を貫通してシリンダ室１１の内部まで延びて、その先端部にピストン１２が連結されている。ピストン１２は、シリンダ部７に摺動可能に嵌合して、その外周にＯリング１３が装着されて、シリンダ室１１内を中間ガイド６側のロッド側室１１Ａとフリーピストン９側のボトム側室１１Ｂとの２室に区画している。そして、シリンダ室１１及びロッド案内部８内には、作動液が封入され、ガス室１０内には大気圧程度の低圧ガスが封入されている。この大気圧程度のガスとは、図１に示されるピストンロッド２の最大伸長時に大気をガス室１０に導入したものである。よって、使用時は、温度条件等によって、大気圧より高い場合もある。   The piston rod 2 is inserted into the cylinder member 3 through the rod guide 4 and the oil seal 5 so as to be slidable and fluid-tight. The proximal end side of the piston rod 2 extends through the intermediate guide 6 to the inside of the cylinder chamber 11, and the piston 12 is connected to the distal end portion thereof. The piston 12 is slidably fitted to the cylinder portion 7, and an O-ring 13 is mounted on the outer periphery thereof. The cylinder chamber 11 has a rod side chamber 11A on the intermediate guide 6 side and a bottom side chamber 11B on the free piston 9 side. It is divided into two rooms. The cylinder chamber 11 and the rod guide portion 8 are filled with hydraulic fluid, and the gas chamber 10 is filled with a low-pressure gas of about atmospheric pressure. The gas of about atmospheric pressure is a gas introduced into the gas chamber 10 when the piston rod 2 shown in FIG. Therefore, at the time of use, it may be higher than atmospheric pressure depending on temperature conditions and the like.

また、シリンダ装置１の要求特性によって、ガス圧は多少高くてもよいが、ガス圧が高いと、後述のフリー区間で多少のバネ力が発生することになるので、望ましくは、シリンダ装置１や扉等の取付側のフリクションより小さい力となるガス圧が望ましい。あるいは、ガス室１０を大気開放としてもよい。この場合、大気開放する孔には、異物の侵入を防止するフィルタを設けることが望ましい。   The gas pressure may be slightly higher depending on the required characteristics of the cylinder device 1, but if the gas pressure is high, a slight spring force is generated in the free section described later. A gas pressure with a smaller force than the friction on the mounting side such as a door is desirable. Alternatively, the gas chamber 10 may be open to the atmosphere. In this case, it is desirable to provide a filter for preventing the entry of foreign matter in the hole opened to the atmosphere.

ピストン１２には、ロッド側室１１Ａとボトム側室１１Ｂとを連通させる連通路１４が軸方向に沿って貫通されており、連通路１４には、減衰力発生機構１５が設けられている。減衰力発生機構１５は、ピストン１２のロッド側室１１Ａ側の端面に取付けられて連通路１４を開閉するディスク状の弁体からなり、その中央部がロッド２の縮径部２ａの間で軸方向に摺動可能（１．５ｍｍ程度）に嵌挿されている。これにより、通常は連通路１４を閉じて、ボトム側室１１Ｂからロッド側室１１Ａへの作動液の流通のみを許容する逆止弁として機能する。また、減衰力発生機構１５には、ボトム側室１１Ｂとロッド側室１１Ａとを常時連通させる小孔、切欠等からなるオリフィスが設けられている。   The piston 12 has a communication passage 14 extending in the axial direction that allows the rod side chamber 11 </ b> A and the bottom side chamber 11 </ b> B to communicate with each other. A damping force generation mechanism 15 is provided in the communication passage 14. The damping force generation mechanism 15 is a disc-like valve body that is attached to the end surface of the piston 12 on the rod side chamber 11A side and opens and closes the communication path 14, and its central portion is axially between the reduced diameter portions 2a of the rod 2 Is slidably inserted (about 1.5 mm). As a result, the communication passage 14 is normally closed and functions as a check valve that allows only the flow of hydraulic fluid from the bottom side chamber 11B to the rod side chamber 11A. Further, the damping force generating mechanism 15 is provided with an orifice composed of a small hole, a notch or the like that allows the bottom side chamber 11B and the rod side chamber 11A to communicate with each other at all times.

ロッド案内部８には、ピストンロッド２にバネ力を付与するバネ機構１６が設けられている。バネ機構１６の構成について以下に説明する。シリンダ部材３のロッド案内部８内に円筒状のガイドスリーブ１７が挿入され、その両端部がオイルシール５及び中間ガイド６に当接して軸方向に固定されている。ガイドスリーブ１７の中間部には、内周溝である内周クラッチ溝１８が形成されている。ガイドスリーブ１７は、内周クラッチ溝１８の加工性を考慮して、内周クラッチ溝１８の中間ガイド６側の端部で軸方向に２分割されて２つの第１ガイドスリーブ１７Ａ及び第２ガイドスリーブ１７Ｂからなり、オイルシール５側の第１ガイドスリーブ１７Ａに内周クラッチ溝１８となる凹部が形成されている。ガイドスリーブ１７は、強度上、金属製が望ましいが、軽量化のためには、強化された合成樹脂を用いてもよい。   The rod guide portion 8 is provided with a spring mechanism 16 that applies a spring force to the piston rod 2. The configuration of the spring mechanism 16 will be described below. A cylindrical guide sleeve 17 is inserted into the rod guide portion 8 of the cylinder member 3, and both end portions thereof are in contact with the oil seal 5 and the intermediate guide 6 and are fixed in the axial direction. An inner circumferential clutch groove 18 that is an inner circumferential groove is formed in an intermediate portion of the guide sleeve 17. The guide sleeve 17 is divided into two in the axial direction at the end of the inner peripheral clutch groove 18 on the side of the intermediate guide 6 in consideration of the workability of the inner peripheral clutch groove 18, and the two first guide sleeves 17A and the second guide The first guide sleeve 17 </ b> A on the oil seal 5 side is formed with a recess that becomes the inner peripheral clutch groove 18. The guide sleeve 17 is preferably made of metal in terms of strength, but a reinforced synthetic resin may be used for weight reduction.

第１及び第２ガイドスリーブ１７Ａ、１７Ｂは、外径がシリンダ部材３のロッド案内部８の内径よりも僅かに小さく、第１及び第２ガイドスリーブ１７Ａ、１７Ｂのそれぞれの両端部付近には外周溝１９、２０が形成され、外周溝１９、２０には、それぞれＯリング２１、２２が嵌合されている。これにより、第１及び第２ガイドスリーブ１７Ａ、１７Ｂは、ロッド案内部８との間に僅かな隙間を有し、Ｏリング２１、２２を介して弾性的に支持されている。   The first and second guide sleeves 17A and 17B have an outer diameter slightly smaller than the inner diameter of the rod guide portion 8 of the cylinder member 3, and the first and second guide sleeves 17A and 17B have outer peripheries near both ends. Grooves 19 and 20 are formed, and O-rings 21 and 22 are fitted in the outer peripheral grooves 19 and 20, respectively. Thereby, the first and second guide sleeves 17 </ b> A and 17 </ b> B have a slight gap between the first and second guide sleeves 17 </ b> A and 17 </ b> B and are elastically supported via the O-rings 21 and 22.

ピストンロッド２には、ガイドスリーブ１７に対向して中間部に外周溝である外周クラッチ溝２３が形成されている。内周クラッチ溝１８と外周クラッチ溝２３とは、深さがほぼ等しく、また、これらの軸方向端部はテーパ状に形成されている。   The piston rod 2 is formed with an outer peripheral clutch groove 23, which is an outer peripheral groove, in the middle portion facing the guide sleeve 17. The inner circumferential clutch groove 18 and the outer circumferential clutch groove 23 are substantially equal in depth, and their axial ends are tapered.

ガイドスリーブ１７とピストンロッド２との間には、円筒状のクラッチ部材２４が軸方向に沿って摺動可能に案内されている。クラッチ部材２４の側壁には、放射状で等間隔に配置された複数のボール穴２５が貫通されている。それぞれのボール穴２５には、カム部材となる転動体であるボール２６（鋼球）がボール穴２５の軸方向（クラッチ部材２４の径方向）に沿って移動可能に挿入されている。ボール２６の直径は、ボール穴２５の直径とほぼ等しく、また、クラッチ部材２４の肉厚と内周クラッチ溝１８の深さ（外周クラッチ溝１８の深さと等しい）の和にほぼ等しくなっている。これにより、ボール２６は、クラッチ部材２４がガイドスリーブ１７とピストンロッド２との間に挿入された状態では、必ず、ピストンロッド２の外周クラッチ溝２３に係合した状態（図１参照）又はガイドスリーブ１７の内周クラッチ溝１８に係合した状態（図２参照）となる。ボール２６の保持部材であるクラッチ部材２４と、ボール２６とにより、ピストンロッド２に係脱するクラッチ手段を構成している。   A cylindrical clutch member 24 is slidably guided between the guide sleeve 17 and the piston rod 2 along the axial direction. A plurality of ball holes 25 that are radially arranged at equal intervals pass through the side wall of the clutch member 24. In each ball hole 25, a ball 26 (steel ball), which is a rolling element serving as a cam member, is inserted so as to be movable along the axial direction of the ball hole 25 (the radial direction of the clutch member 24). The diameter of the ball 26 is substantially equal to the diameter of the ball hole 25 and is substantially equal to the sum of the thickness of the clutch member 24 and the depth of the inner peripheral clutch groove 18 (equal to the depth of the outer peripheral clutch groove 18). . Thus, the ball 26 is always engaged with the outer peripheral clutch groove 23 of the piston rod 2 (see FIG. 1) or the guide when the clutch member 24 is inserted between the guide sleeve 17 and the piston rod 2. The sleeve 17 is engaged with the inner peripheral clutch groove 18 (see FIG. 2). The clutch member 24 that is a holding member for the ball 26 and the ball 26 constitute a clutch means that engages and disengages with the piston rod 2.

中間ガイド６とクラッチ部材２４との間には、バネ手段であるコイルバネ２７（圧縮バネ）が介装されて、そのバネ力によってクラッチ部材２４を常時オイルシール５側へ向かって付勢している。クラッチ部材２４の一端部には、円筒状のバネ受部２８が同心上に一体的に形成されており、コイルバネ２７の一端部がバネ受部２８の外周に嵌合されてクラッチ部材２４に結合されている。また、中間ガイド６の一端部には、円筒状のバネ受部２９が同心上に一体的に形成されており、コイルバネ２７の他端部がバネ受部２９の外周に嵌合されて中間ガイド６に結合されている。このようにバネ受部２８、２９により、コイルバネ２７の両端部を位置決めすることにより、コイルバネ２７を円滑に伸縮させることができる。また、クラッチ部材２４及び中間ガイド６のバネ受部２８、２９の先端部は、テーパ状に形成されており、コイルバネ２７が伸縮したとき、コイルバネ２７を構成する線材がバネ受部２８、２９に干渉しないようにしている。これにより、コイルバネ２７を確実に位置決めしつつ、線材の干渉による異音の発生を防止することができる。   A coil spring 27 (compression spring) as a spring means is interposed between the intermediate guide 6 and the clutch member 24, and the clutch member 24 is constantly urged toward the oil seal 5 by the spring force. . A cylindrical spring receiving portion 28 is formed concentrically and integrally on one end portion of the clutch member 24, and one end portion of the coil spring 27 is fitted to the outer periphery of the spring receiving portion 28 and coupled to the clutch member 24. Has been. A cylindrical spring receiving portion 29 is formed concentrically and integrally on one end of the intermediate guide 6, and the other end of the coil spring 27 is fitted to the outer periphery of the spring receiving portion 29 so that the intermediate guide 6. Thus, by positioning the both ends of the coil spring 27 by the spring receiving portions 28 and 29, the coil spring 27 can be smoothly expanded and contracted. The tip portions of the spring receiving portions 28 and 29 of the clutch member 24 and the intermediate guide 6 are formed in a taper shape, and when the coil spring 27 expands and contracts, the wire material constituting the coil spring 27 is applied to the spring receiving portions 28 and 29. I try not to interfere. Thereby, generation | occurrence | production of the noise by interference of a wire can be prevented, positioning the coil spring 27 reliably.

シリンダ部材３の底部及びピストンロッド２の突出側の先端部には、それぞれシリンダ装置１をリンク結合するための取付部３０、３１が取付けられており、これらの取付部３０、３１の形状は、扉等の被取付部材に合わせた形状とすることができる。   Attachment portions 30 and 31 for linking the cylinder device 1 are attached to the bottom portion of the cylinder member 3 and the distal end portion of the piston rod 2 on the protruding side, and the shapes of these attachment portions 30 and 31 are as follows. It can be made into the shape matched with to-be-attached members, such as a door.

以上のように構成した本実施形態の作用について次に説明する。
図７は、シリンダ装置１が装着される開き戸６０の一例を平面視した説明図である。図７に示すように、戸開き戸６０は、扉枠６１に、ヒンジ６２によって扉６３を開閉可能に取付けたものであり、図７中符号（Ａ）は、扉６３の閉位置を示し、符号（Ｃ）は、閉位置（Ａ）からほぼ９０°開いた全開位置を示し、符号（Ｂ）は、閉位置（Ａ）と全開位置（Ｃ）との中間位置（閉位置（Ａ）からほぼ４５°開いた位置）を示している。 Next, the operation of the present embodiment configured as described above will be described.
FIG. 7 is an explanatory diagram viewed from above an example of the hinged door 60 to which the cylinder device 1 is mounted. As shown in FIG. 7, the door 60 is a door frame 61 that is attached to a door frame 61 by a hinge 62 so that the door 63 can be opened and closed. Reference numeral (A) in FIG. 7 indicates a closed position of the door 63. (C) shows a fully open position opened approximately 90 ° from the closed position (A), and (B) shows an intermediate position between the closed position (A) and the fully opened position (C) (approximately from the closed position (A)). 45 ° open position).

シリンダ装置１は、シリンダ部材３側の取付部３０を戸枠６１側に固定されたブラケット６４に回動可能にピン結合し、ピストンロッド２側の取付部３１を扉６３側に固定されたブラケット６５に回動可能にピン結合して開き戸６０に装着し、扉６３の開閉を補助する扉開閉装置として使用することができる。このとき、ピストンロッド２は、扉６３が閉位置（Ａ）又は全開位置（Ｃ）にあるとき、伸長長さが最大となり、中間位置（Ｂ）にあるとき、伸長長さが最小となり、この位置では、開き戸６０のヒンジ６２がシリンダ装置１の軸線の延長線上にある。   The cylinder device 1 is configured such that the mounting portion 30 on the cylinder member 3 side is pivotally coupled to a bracket 64 fixed to the door frame 61 side, and the mounting portion 31 on the piston rod 2 side is fixed to the door 63 side. It can be used as a door opening / closing device that assists in opening and closing of the door 63 by being pin-coupled to 65 and mounted on the hinged door 60. At this time, the piston rod 2 has the maximum extension length when the door 63 is in the closed position (A) or the fully open position (C), and the extension length is minimum when the door 63 is in the intermediate position (B). In position, the hinge 62 of the hinged door 60 is on an extension of the axis of the cylinder device 1.

図７を参照して、扉６３が中間位置（Ｂ）から開閉方向に所定範囲内にある場合、ピストンロッド２のシリンダ部材３からの突出長さは、最小位置から所定の範囲にある。このとき、図２に示すように、ピストンロッド２の外周クラッチ溝２３がガイドスリーブ１７の内周クラッチ溝１８に対して中間ガイド６側にある。この状態では、クラッチ部材２４のボール穴２５に挿入されたボール２６は、ガイドスリーブ１７の内周クラッチ溝１８に係合し、ピストンロッド２の外周面に当接して径方向内側への移動が規制されて、クラッチ部材２４をガイドスリーブ１７に対して軸方向に固定すると共に、ピストンロッド２の軸方向の移動を許容する。これにより、コイルバネ２７のバネ力は、ボール２６によってガイドスリーブ１７に対して軸方向に固定されたクラッチ部材２４によって支持されることになり、ピストンロッド２には作用しない。この範囲をフリー区間という。   Referring to FIG. 7, when the door 63 is within a predetermined range in the opening / closing direction from the intermediate position (B), the protruding length of the piston rod 2 from the cylinder member 3 is within a predetermined range from the minimum position. At this time, as shown in FIG. 2, the outer peripheral clutch groove 23 of the piston rod 2 is on the intermediate guide 6 side with respect to the inner peripheral clutch groove 18 of the guide sleeve 17. In this state, the ball 26 inserted into the ball hole 25 of the clutch member 24 engages with the inner peripheral clutch groove 18 of the guide sleeve 17 and contacts the outer peripheral surface of the piston rod 2 to move radially inward. Being restricted, the clutch member 24 is fixed to the guide sleeve 17 in the axial direction, and the movement of the piston rod 2 in the axial direction is allowed. As a result, the spring force of the coil spring 27 is supported by the clutch member 24 fixed in the axial direction with respect to the guide sleeve 17 by the ball 26, and does not act on the piston rod 2. This range is called a free section.

一方、ピストンロッド２の伸縮に対して、ピストン１２が移動して、シリンダ室１１内の作動液が連通路１４を流通することにより、減衰力発生機構１５によって減衰力が作用する。このとき、ピストンロッド２の伸び行程時には、連通路１４のロッド側室１１Ａ側からボトム側室１１Ｂ側への作動液の流れに対して、減衰力発生機構１５がオリフィスとして機能して所定の減衰力を発生する。また、縮み行程時には、減衰力発生機構１５が連通路１４のボトム側室１１Ｂ側からロッド側室１１Ａ側への作動液の流れを許容して、減衰力が小さくなる。   On the other hand, as the piston rod 2 expands and contracts, the piston 12 moves and the hydraulic fluid in the cylinder chamber 11 flows through the communication passage 14, whereby a damping force is applied by the damping force generation mechanism 15. At this time, during the extension stroke of the piston rod 2, the damping force generation mechanism 15 functions as an orifice to generate a predetermined damping force with respect to the flow of hydraulic fluid from the rod side chamber 11A side to the bottom side chamber 11B side of the communication passage 14. Occur. Further, during the contraction stroke, the damping force generation mechanism 15 allows the flow of hydraulic fluid from the bottom side chamber 11B side to the rod side chamber 11A side of the communication path 14 to reduce the damping force.

前述のフリー区間では、ピストンロッド２の伸縮に対して、コイルバネ２７のバネ力は作用せず、主にピストン１２の移動による減衰力のみが作用する。また、シリンダ室１１内の容積変化によってガス室１０内のガスが圧縮、膨張するが、ガス室１０内は大気圧程度の低圧であるため、この圧力はピストンロッド２の伸縮に殆ど影響しない。このように、フリー区間では、殆ど抵抗を生じることなくピストンロッド２を自由に伸縮させることができるので、扉６３を自由に開閉両方向に移動させることができる。   In the above-described free section, the spring force of the coil spring 27 does not act on the expansion and contraction of the piston rod 2, but only the damping force mainly due to the movement of the piston 12 acts. In addition, the gas in the gas chamber 10 is compressed and expanded due to the volume change in the cylinder chamber 11, but the pressure in the gas chamber 10 hardly affects expansion and contraction of the piston rod 2 because the gas chamber 10 has a low pressure of about atmospheric pressure. Thus, in the free section, the piston rod 2 can be freely expanded and contracted with little resistance, so that the door 63 can be freely moved in both open and close directions.

扉６３をフリー区間を越えて閉位置（Ａ）又は全開位置（Ｃ）付近まで移動させると、図１に示すように、ピストンロッド２が伸長して、その外周クラッチ溝２３がガイドスリーブ１７の内周クラッチ溝１８を越えてオイルシール５側へ移動する。このとき、ピストンロッド２のシリンダ部材３からの突出長さが所定長さに達して、ピストンロッド２の外周クラッチ溝２３がガイドスリーブ１７の内周クラッチ溝１８を通過する際、内周クラッチ溝１８に係合してクラッチ部材２４をガイドスリーブ１７に固定していたボール２６がピストンロッド２の外周クラッチ溝２３に係合し、クラッチ部材２４は、ガイドスリーブ１７に対する軸方向の固定が解除されると共に、ピストンロッド２に対して軸方向に固定される。これにより、コイルバネ２７のバネ力がクラッチ部材２４を介してピストンロッド２に作用して、ピストンロッド２を伸長方向に付勢する。その結果、扉６３は、閉位置（Ａ）付近にある場合、閉位置（Ａ）まで自動的に移動し、また、全開位置（Ｃ）付近にある場合、全開位置（Ｃ）まで自動的に移動して保持されることになる。このような区間を付勢区間という。   When the door 63 is moved beyond the free section to the closed position (A) or near the fully open position (C), the piston rod 2 is extended as shown in FIG. It moves to the oil seal 5 side over the inner peripheral clutch groove 18. At this time, when the protruding length of the piston rod 2 from the cylinder member 3 reaches a predetermined length and the outer peripheral clutch groove 23 of the piston rod 2 passes through the inner peripheral clutch groove 18 of the guide sleeve 17, the inner peripheral clutch groove 18 is engaged with the outer peripheral clutch groove 23 of the piston rod 2 and the clutch member 24 is released from the axial fixation with respect to the guide sleeve 17. And is fixed in the axial direction with respect to the piston rod 2. As a result, the spring force of the coil spring 27 acts on the piston rod 2 via the clutch member 24 to urge the piston rod 2 in the extending direction. As a result, when the door 63 is in the vicinity of the closed position (A), the door 63 automatically moves to the closed position (A). When the door 63 is in the vicinity of the fully open position (C), the door 63 automatically moves to the fully open position (C). It will be moved and held. Such a section is called an energizing section.

この付勢区間では、ピストンロッド２の伸長に対して、減衰力発生機構１５が前述のようにオリフィスとして機能して所定の減衰力を発生させるので、扉６３の移動速度を適度に減速することができ、扉６３の開閉時の衝撃及び騒音を軽減することができる。   In this urging section, the damping force generating mechanism 15 functions as an orifice to generate a predetermined damping force with respect to the extension of the piston rod 2, so that the moving speed of the door 63 is moderately reduced. The impact and noise when the door 63 is opened and closed can be reduced.

ピストンロッド２のシリンダ部材３からの突出長さが所定長さとなって上述のフリー区間と付勢区間とが切換る際、ボール２６がガイドスリーブ１７の内周クラッチ溝１８又はピストンロッド２３の外周クラッチ溝２３に係合することによって、いくらかの打音が発生することになる。これに対して、ガイドスリーブ１７Ａ、１７Ｂは、Ｏリング２１、２２によって弾性的に支持され、シリンダ部材３に直接接触していないので、シリンダ部材３に伝達される打音を低減して騒音の発生を抑制することができる。   When the protrusion length of the piston rod 2 from the cylinder member 3 becomes a predetermined length and the above-described free section and urging section are switched, the ball 26 moves to the inner peripheral clutch groove 18 of the guide sleeve 17 or the outer periphery of the piston rod 23. By engaging the clutch groove 23, some hitting sound is generated. On the other hand, the guide sleeves 17A and 17B are elastically supported by the O-rings 21 and 22 and are not in direct contact with the cylinder member 3, so that the hitting sound transmitted to the cylinder member 3 is reduced and noise is reduced. Occurrence can be suppressed.

なお、上記実施形態において、ボール２６の代わりに、内周クラッチ溝１８及び外周クラッチ溝２３に係合することにより、クラッチ部材２４をガイドスリーブ１７又はピストンロッド２に選択的に固定できるものであれば、ローラ等の他の転動体、あるいは、転動せずに摺動するカム部材を用いてもよい。   In the above embodiment, the clutch member 24 can be selectively fixed to the guide sleeve 17 or the piston rod 2 by engaging with the inner clutch groove 18 and the outer clutch groove 23 instead of the ball 26. For example, another rolling element such as a roller or a cam member that slides without rolling may be used.

次に、上記実施形態の第１乃至３変形例について、図３乃至図６を参照して説明する。なお、以下の説明において、図１及び図２に示す実施形態に対して、同様の部分には同一の符号を用いて、異なる部分についてのみ詳細に説明する。   Next, first to third modifications of the embodiment will be described with reference to FIGS. In the following description, the same reference numerals are used for the same parts in the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, and only different parts will be described in detail.

図３及び図６に示す第１変形例では、２分割された第１及び第２ガイドスリーブ１７Ａ、１７Ｂのうち、ボール２６が転動しない位置にある第２ガイドスリーブ１７Ｂの代りに、弾性を有する合成樹脂製のガイドスリーブ１７Ｃが設けられている。ガイドスリーブ１７Ｃには、外周溝２０及びＯリング２２が設けられておらず、図６に示すように、その外周部には、軸方向に沿って延びる突出部である複数のリブ３２が一体に形成され、リブ３２の先端部がシリンダ部材３のロッド案内部８内に嵌合されている。リブ３２は、周方向に沿って等間隔で配置されている。   3 and 6, in the first and second guide sleeves 17A and 17B divided into two, instead of the second guide sleeve 17B in a position where the ball 26 does not roll, elasticity is provided. A synthetic resin guide sleeve 17C is provided. The guide sleeve 17C is not provided with the outer peripheral groove 20 and the O-ring 22, and as shown in FIG. 6, a plurality of ribs 32 which are protruding portions extending along the axial direction are integrally formed on the outer peripheral portion. The tip end portion of the rib 32 is fitted into the rod guide portion 8 of the cylinder member 3. The ribs 32 are arranged at equal intervals along the circumferential direction.

リブ３２により、ガイドスリーブ１７Ｃのシリンダ部材３との接触面積を小さくし、また、リブ３２の可撓性及びリブ３２間の隙間に満たされる作動液の振動減衰作用により、ガイドスリーブ１７Ｃからシリンダ部材３に伝達される振動、騒音を低減することができる。これにより、上記実施形態と同様、シリンダ部材３に伝達されるボール２６による打音を低減して騒音の発生を抑制することができる。なお、ガイドスリーブ１７Ｃの外周にリブ３２を形成することによりさらに騒音の低減が図れるが、リブ３２を形成しなくてもガイドスリーブ１７Ｃを合成樹脂で形成することにより騒音低減の効果を生じることができる。   The rib 32 reduces the contact area of the guide sleeve 17C with the cylinder member 3, and the guide member 17C is moved away from the cylinder member due to the flexibility of the rib 32 and the vibration damping action of the hydraulic fluid filled in the gap between the ribs 32. The vibration and noise transmitted to 3 can be reduced. Thereby, like the said embodiment, the hitting sound by the ball | bowl 26 transmitted to the cylinder member 3 can be reduced, and generation | occurrence | production of a noise can be suppressed. In addition, noise can be further reduced by forming the rib 32 on the outer periphery of the guide sleeve 17C, but the effect of noise reduction may be produced by forming the guide sleeve 17C from synthetic resin without forming the rib 32. it can.

図４に示す第２変形例では、ガイドスリーブ１７は、一体に形成されており、外周溝１９、２０及びＯリング２１、２２は、その両端部のみに設けられている。これにより、ガイドスリーブ１７をＯリング２１、２２によって弾性的に支持して、シリンダ部材３との間に隙間を形成することができ、上記実施形態と同様、シリンダ部材３に伝達されるボール２６による打音を低減して騒音の発生を抑制することができる。なお、この場合、部品点数を削減することができるが、内周クラッチ溝１８が円筒部材の中間部の内周溝となるので、加工性にやや難があると考えられる。   In the second modification shown in FIG. 4, the guide sleeve 17 is integrally formed, and the outer peripheral grooves 19 and 20 and the O-rings 21 and 22 are provided only at both ends. As a result, the guide sleeve 17 can be elastically supported by the O-rings 21 and 22 to form a gap between the cylinder member 3 and the ball 26 transmitted to the cylinder member 3 as in the above embodiment. The generation of noise can be suppressed by reducing the hitting sound caused by. In this case, the number of parts can be reduced, but it is considered that there is a slight difficulty in workability because the inner peripheral clutch groove 18 becomes an inner peripheral groove in the intermediate portion of the cylindrical member.

図５に示す第３実施形態では、２分割された一方の第２ガイドスリーブ１７Ｂが省略され、他方の第１ガイドスリーブ１７Ａの一端部をシリンダ部材３のロッド案内部８の側壁を内側にかしめたカシメ部３３に当接させて軸方向に固定している。また、中間ガイド６は、円筒状のバネ受部２９を省略し、ピストンロッド２を挿通する開口の周囲に形成したテーパ状の凹部であるバネ受部３４によってコイルバネ２７の一端部を位置決めをし、そのテーパ形状によって、コイルバネ２７の線材との干渉を防止している。これにより、部品点数を削減しつつ、上記実施形態と同様の作用効果を奏することができる。   In the third embodiment shown in FIG. 5, one of the second guide sleeves 17B divided into two parts is omitted, and one end portion of the other first guide sleeve 17A is caulked on the side wall of the rod guide portion 8 of the cylinder member 3. It is abutted against the crimped portion 33 and fixed in the axial direction. The intermediate guide 6 omits the cylindrical spring receiving portion 29 and positions one end portion of the coil spring 27 by the spring receiving portion 34 which is a tapered concave portion formed around the opening through which the piston rod 2 is inserted. The taper shape prevents the coil spring 27 from interfering with the wire. Thereby, while reducing the number of parts, the effect similar to the said embodiment can be show | played.

なお、上記実施形態及びその第１乃至第３変形例では、作動液の流れる流路面積を絞ることによって減衰力を得ているが、いわゆる摩擦ダンパのように、ピストンとシリンダの間の摩擦によって減衰力を得てもよく、減衰力を発生できる構造であれば、他の構造であってもよい。但し、作動流体として油液を用いることで、最も安定した減衰力を得ることができる。   In the above-described embodiment and the first to third modifications thereof, the damping force is obtained by restricting the flow path area through which the hydraulic fluid flows. However, like a so-called friction damper, the friction between the piston and the cylinder is obtained. A damping force may be obtained, and other structures may be used as long as the damping force can be generated. However, the most stable damping force can be obtained by using oil as the working fluid.

１ シリンダ装置、２ ピストンロッド、３ シリンダ部材（シリンダ）、１２ ピストン、１７ ガイドスリーブ、１６ バネ機構、１８ 内周クラッチ溝、２１、２２ Ｏリング（弾性部材）２３ 外周クラッチ溝、２４ クラッチ部材（保持部材）、２６ ボール（カム部材）、２７ コイルスプリング（バネ手段）   1 cylinder device, 2 piston rod, 3 cylinder member (cylinder), 12 piston, 17 guide sleeve, 16 spring mechanism, 18 inner clutch groove, 21, 22 O-ring (elastic member) 23 outer clutch groove, 24 clutch member ( Holding member), 26 balls (cam member), 27 coil spring (spring means)

Claims (6)

作動流体が封入されたシリンダと、該シリンダ内に摺動可能に嵌装されたピストンと、該ピストンに連結され、前記シリンダの外部に延出されたピストンロッドと、前記シリンダ内に設けられ、前記ピストンロッドの前記シリンダからの突出長さが所定長さ以上とき、前記ピストンロッドにバネ力を付与し、所定長さ未満のとき、前記ピストンロッドにバネ力を付与しないバネ機構とを備えたシリンダ装置であって、
前記バネ機構は、前記ピストンロッドの外周に設けられた外周クラッチ溝と、前記外周クラッチ溝に対向して前記シリンダの内周側に設けられた内周クラッチ溝と、前記ピストンロッドの前記シリンダからの突出長さが所定長さ以上のとき、前記外周クラッチ溝と係合して前記ピストンロッドに対して軸方向に固定されると共に前記シリンダに対して軸方向に移動可能になり、前記ピストンロッドの前記シリンダからの突出長さが所定長さ未満のとき、前記内周クラッチ溝と係合して前記シリンダに対して軸方向に固定されると共に前記ピストンロッドに対して軸方向に移動可能となるクラッチ手段と、前記クラッチ手段を付勢するバネ手段とを有し、
前記クラッチ手段は、前記外周クラッチ溝及び前記内周クラッチ溝の少なくとも一方に係合した状態で前記内周クラッチ溝が設けられた前記シリンダ側の内周面と前記ピストンロッドの外周面との間に挿入される複数のカム部材と、該カム部材を前記シリンダ及びピストンロッドの径方向に沿って移動可能に保持する保持部材とを含み、
当該シリンダ装置には、前記シリンダの内周側であって、該シリンダの軸方向に沿って延びて前記カム部材を案内するガイドスリーブが設けられて、該ガイドスリーブに前記内周クラッチ溝が形成され、前記ガイドスリーブと前記シリンダとの間に弾性部材が介装されていることを特徴とするシリンダ装置。 A cylinder filled with a working fluid, a piston slidably fitted in the cylinder, a piston rod connected to the piston and extending outside the cylinder, and provided in the cylinder; A spring mechanism that applies a spring force to the piston rod when the protruding length of the piston rod from the cylinder is equal to or greater than a predetermined length, and a spring mechanism that does not apply a spring force to the piston rod when the protrusion length is less than the predetermined length. A cylinder device,
The spring mechanism includes an outer peripheral clutch groove provided on the outer periphery of the piston rod, an inner peripheral clutch groove provided on the inner peripheral side of the cylinder so as to face the outer peripheral clutch groove, and the cylinder of the piston rod. When the protrusion length of the piston rod is greater than or equal to a predetermined length, the piston rod engages with the outer peripheral clutch groove and is fixed in the axial direction with respect to the piston rod, and is movable in the axial direction with respect to the cylinder. When the projecting length of the cylinder from the cylinder is less than a predetermined length, it is engaged with the inner clutch groove and fixed in the axial direction with respect to the cylinder, and is movable in the axial direction with respect to the piston rod. Clutch means, and spring means for biasing the clutch means,
The clutch means is disposed between an inner peripheral surface on the cylinder side where the inner peripheral clutch groove is provided and an outer peripheral surface of the piston rod in a state of being engaged with at least one of the outer peripheral clutch groove and the inner peripheral clutch groove. A plurality of cam members inserted into the holding member, and holding members that movably hold the cam members along the radial direction of the cylinder and the piston rod,
The cylinder device is provided with a guide sleeve that extends along an axial direction of the cylinder and guides the cam member, and the inner clutch groove is formed in the guide sleeve. And an elastic member is interposed between the guide sleeve and the cylinder. 前記シリンダ内の前記ピストンと前記ピストンロッドが延出される前記シリンダの一端部との間に隔壁部材が固定され、前記ガイドスリーブ及び前記バネ手段の一端部は、前記隔壁部材に当接していることを特徴とする請求項１に記載のシリンダ装置。 A partition member is fixed between the piston in the cylinder and one end of the cylinder from which the piston rod extends, and one end of the guide sleeve and the spring means is in contact with the partition member. The cylinder device according to claim 1. 前記ガイドスリーブは、軸方向に分割された第１及び第２ガイドスリーブからなり、少なくとも前記カム部材の軸方向の移動範囲に位置する第１ガイドスリーブは、金属製であることを特徴とする請求項１又は２に記載のシリンダ装置。 The guide sleeve includes first and second guide sleeves that are divided in the axial direction, and at least the first guide sleeve that is positioned in the axial movement range of the cam member is made of metal. Item 3. The cylinder device according to Item 1 or 2. 前記カム部材の軸方向の移動範囲に位置していない前記第２ガイドスリーブは、合成樹脂製であることを特徴とする請求項３に記載のシリンダ装置。 4. The cylinder device according to claim 3, wherein the second guide sleeve that is not positioned within the axial movement range of the cam member is made of synthetic resin. 5. 前記シリンダの軸方向中間部に内周側に突出するカシメ部が形成され、前記ガイドスリーブの一端部は、前記カシメ部に当接していることを特徴とする請求項１に記載のシリンダ装置。 2. The cylinder device according to claim 1, wherein a caulking portion that protrudes toward an inner peripheral side is formed at an axially intermediate portion of the cylinder, and one end portion of the guide sleeve is in contact with the caulking portion. カム部材は、転動体であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のシリンダ装置。 The cylinder device according to any one of claims 1 to 5, wherein the cam member is a rolling element.
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