JP5913967B2 - ガススプリング - Google Patents

Description

本発明は、ガススプリングに関する。

シリンダ内にガスと油液を封入し、２室に仕切るピストンに２室を連通させる流路を設け、この流路をオリフィスを有するディスクで開閉するものがある（例えば、特許文献１の第４図参照）。

特開平４−１０２７３４号公報

このガススプリングにおいては、取付角度が変化した際の作動特性を安定させることが望まれている。

したがって、本発明は、作動特性の安定化を図ることが可能なガススプリングの提供を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、ピストンまたはディスクバルブに、流路を介して２室を常時連通させる切欠部と、ロッド側ブラケットとの位相関係を決めるようにロッドとの相対回転を規制する規制部とが設けられ、シリンダが水平面に対し傾斜または平行となるように、前記ロッド側ブラケットが一側部材に、シリンダ側ブラケットが他側部材に取り付けられる使用状態において、前記規制部は、前記切欠部が前記ピストンまたは前記ディスクバルブの下部となる位置に配置されるように前記位相関係を決める構成とした。

本発明によれば、作動特性の安定化を図ることが可能となる。

本発明に係る第１実施形態の使用状態にあるガススプリングを示す断面図である。 本発明に係る第１実施形態のガススプリングの要部を示す拡大断面図である。 本発明に係る第１実施形態のロッドおよびディスクを示す図２のＸ１−Ｘ１断面図である。 本発明に係る第１実施形態の使用状態にあるガススプリングの要部を示す拡大断面図である。 本発明に係る第１実施形態の使用状態にあるガススプリングのシリンダ、ロッドおよびディスクを示す図４のＸ２−Ｘ２断面図である。 本発明に係る第２実施形態のガススプリングの要部を示す拡大断面図である。 本発明に係る第２実施形態のガススプリングのロッドおよびディスクを示す図６のＸ３−Ｘ３断面図である。 本発明に係る第３実施形態のガススプリングの要部を示す拡大断面図である。 本発明に係る第３実施形態のガススプリングのロッドおよびピストンを示す図８のＸ４−Ｘ４断面図である。 本発明に係る第４実施形態のガススプリングの要部を示す拡大断面図である。 本発明に係る第４実施形態のガススプリングのロッド、ピストンおよびディスクを示す図１０のＸ５−Ｘ５断面図である。

以下、本発明に係る各実施形態について図面を参照して説明する。

「第１実施形態」
本発明に係る第１実施形態を図１〜図５に基づいて説明する。

図１に示すように、第１実施形態のガススプリング１１は、作動流体として油液等の液体Ｌと気体Ｇとが混在可能に封入されるシリンダ１２と、シリンダ１２内に挿入され、シリンダ１２内を室１３と室１４との２室に仕切るピストン１５と、ピストン１５に一端が連結され他端がシリンダ１２の外部に突出するロッド１６と、ピストン１５のロッド１６の延出側に付設される二枚のディスク１７，１８と、ロッド１６とシリンダ１２との間を密閉するオイルシール１９と、シリンダ１２内のオイルシール１９よりも外側位置にてロッド１６をガイドするロッドガイド２０と、ロッド１６の突出側となる他端に固定されるロッド側ブラケット２１と、シリンダ１２の一端に固定されるシリンダ側ブラケット２２とを有している。第１実施形態のガススプリング１１は、シリンダ１２内にフリーピストンをもたないタイプとなっている。
なお、室１３にコイルスプリングを設けて、ガスをバネ力を補完したり、バネ特性を調整してもよい。

シリンダ１２は、円筒状のシリンダ本体３１と、シリンダ本体３１の一端側を閉塞する閉塞部材３２とからなっている。シリンダ本体３１には、閉塞部材３２とは反対側の中間位置に外周面から径方向内方に凹むとともに内周面から径方向内方に突出する円環状の環状小径部３３が形成され、最大長時にピストン１５がオイルシール１９と当接することを防止している。また、シリンダ本体３１には、閉塞部材３２とは反対側の端部である開口部３４の位置に、外周面から径方向内方に凹むとともに内周面から径方向内方に突出する円環状の環状段差部３５が形成され、ロッドガイド２０がシリンダ１２から抜けないように保持している。環状小径部３３および環状段差部３５は、いずれもシリンダ本体３１への加締め加工により形成される。

閉塞部材３２は、球面状をなしており、外側に凸状をなす姿勢でシリンダ本体３１の開口部３４とは反対側の端部に固定されている。閉塞部材３２は、全周にわたってシリンダ本体３１の端部に隙間なく溶接されている。閉塞部材３２の中央には、シリンダ本体３１の中心軸上でこの軸方向に沿って延在するように貫通穴３８が形成されている。

シリンダ側ブラケット２２は、基板部４１と、基板部４１の一縁部から基板部４１に垂直をなして延出する取付板部４２とを有するＬ字状をなしており、基板部４１の中央に取付板部４２とは反対方向に突出する取付軸部４３が形成されている。取付板部４２には板厚方向に貫通する取付穴４４が形成されている。シリンダ側ブラケット２２は、取付軸部４３をシリンダ１２の貫通穴３８に挿入した状態で基板部４１が全周にわたって閉塞部材３２に隙間なく溶接されている。閉塞部材３２およびシリンダ本体３１が溶接され、閉塞部材３２およびシリンダ側ブラケット２２が溶接されることによって、シリンダ１２は、軸方向のシリンダ側ブラケット２２側が密閉されている。取付板部４２は、シリンダ１２の軸方向に沿っており、取付穴４４はシリンダ１２の軸直交方向に沿っている。

図２に示すように、ピストン１５は、シリンダ１２のシリンダ本体３１内を摺接する円環状のピストン本体４８と、ピストン本体４８に保持されてピストン本体４８とシリンダ本体３１との隙間をシールするＯリング４９とを有している。ピストン本体４８は、表裏同形状のもので、径方向の中央に、軸方向に貫通する貫通穴５１が形成されている。この貫通穴５１は、軸方向の中央が小径穴部５２となっており、小径穴部５２の軸方向両側が小径穴部５２よりも大径の大径穴部５３となっている。

ピストン本体４８には、外周部の軸方向の中央に径方向内方に凹む円環状のシール保持溝５５が形成されており、シール保持溝５５よりも径方向内側かつ貫通穴５１よりも径方向外側に、軸方向に沿う流路穴５６が、周方向に等間隔で複数形成されている。また、ピストン本体４８には、流路穴５６の軸方向の両側に、すべての流路穴５６を繋ぐように円環状の流路溝５７が、貫通穴５１と同心状をなして軸方向に凹むように形成されている。複数の流路穴５６および両側の流路溝５７が、ピストン１５に設けられロッド１６とともにピストン１５が移動したときに作動流体が流通する流路５８を形成している。ピストン１５は、図１に示すようにシリンダ１２における環状小径部３３と閉塞部材３２との間に配置されている。シリンダ１２の環状小径部３３は、ピストン１５の開口部３４側への移動を規制する。

ロッド１６は、一定径の主軸部６１と、主軸部６１の軸方向の一端側に隣接するように形成された主軸部６１よりも小径の中間軸部６２と、中間軸部６２の軸方向の主軸部６１とは反対側に隣接するように形成された中間軸部６２よりも小径の嵌合軸部６３と、嵌合軸部６３の軸方向の中間軸部６２とは反対側に隣接するように形成された嵌合軸部６３よりも大径の加締め部６４とを有している。

図２に示すように、中間軸部６２は、ピストン１５の貫通穴５１の小径穴部５２よりも大径かつ大径穴部５３よりも小径となっている。嵌合軸部６３は、ピストン１５の貫通穴５１の小径穴部５２に嵌合可能となるように小径穴部５２より若干小径となっている。加締め部６４は、加締め前は嵌合軸部６３と同径となっており、中間軸部６２が一方の大径穴部５３の小径穴部５２側の底面に当接するまで嵌合軸部６３が小径穴部５２に挿入された状態で嵌合軸部６３の先端側が加締められることによって形成される。加締め部６４は、小径穴部５２よりも大径かつ大径穴部５３よりも小径となっている。加締め部６４が形成されることでピストン１５はロッド１６に対し軸方向移動が規制される状態となる。ロッド１６は、図１に示すように主軸部６１においてオイルシール１９およびロッドガイド２０を通ってシリンダ１２から外部に突出する。

図２に示すように、ディスク１７は、ピストン１５に当接可能であり、径方向の中央に、軸方向に貫通する挿通穴６７が形成された円環状をなしている。この挿通穴６７は、ロッド１６の中間軸部６２を挿通可能となっている。図３に示すように、このディスク１７の径方向の外側には、外周部から径方向内方に凹む形状の切欠部６８が一カ所形成されている。この切欠部６８は、言い換えれば、ディスク１７の外周部からディスク１７の径方向に沿って外側に抜ける形状をなしている。切欠部６８は、ディスク１７の軸方向つまり厚さ方向に貫通している。

図２に示すように、ディスク１７は、その外径がピストン１５の流路溝５７の最大径よりも大径となっており、ピストン１５に当接した状態で流路溝５７を覆う。図４に示すように、ディスク１７の切欠部６８が形成されることにより最小となる外径は、流路溝５７の最大径よりも小径となっている。よって、ディスク１７は、ピストン１５に当接することで流路５８を切欠部６８を除いて閉塞することになり、切欠部６８は流路５８を常時開放する。

図２に示すように、ディスク１８は、ディスク１７にピストン１５とは反対側から当接可能であり、径方向の中央に、軸方向に貫通する挿通穴６９が形成された円環状をなしている。ディスク１８は、挿通穴６９にロッド１６の中間軸部６２を挿通可能となっており、ディスク１８の外径は、ディスク１７の外径と同径となっている。なお、ディスク１７の軸方向長さ（厚さ）とディスク１８の軸方向長さ（厚さ）とを合わせた値は、ロッド１６の中間軸部６２のピストン１５からの突出量よりも小さくなっており、よって、ディスク１７，１８は、ロッド１６の中間軸部６２の案内でピストン１５およびロッド１６に対し軸方向に移動可能となっている。なお、ディスク１７，１８をピストン１５およびロッド１６に対し軸方向に移動不能として、たわみにより流路５８を開閉してもよい。

上記したディスク１７およびディスク１８は、ピストン１５の流路５８を開閉する環状のディスクバルブ７０を構成している。このディスクバルブ７０は、図４に示すように、ディスク１７がピストン１５に当接した状態では、ピストン１５の流路５８を、切欠部６８と流路溝５７との連通口からなるオリフィス７１を除いて閉塞した状態となり、流体の移動を、このオリフィス７１のみを介して許容する。これにより、流体の流路抵抗が増大し、減衰力が上がる。このとき、オリフィス７１は流路５８の一端の開口となる。他方、ディスクバルブ７０は、ディスク１７がピストン１５から離れて流路５８を開放すると、流路５８の全体を介しての流体の移動を許容する。これにより、流体の流路抵抗が減少し、減衰力が下がる。このような減衰力の調整でロッド１６のシリンダ１２に対する移動速度を制御する。ディスクバルブ７０のディスク１７に形成された切欠部６８は、流路５８を介して室１３と室１４の２室を常時連通させる。

図１に示すように、ロッドガイド２０は、径方向の中央に軸方向に貫通する挿通穴７４が形成されており、径方向の外側に大径部７５と、大径部７５よりも小径の中間径部７６と、中間径部７６よりも小径の小径部７７とが順に形成されている。ロッドガイド２０は、ロッド１６を挿通穴７４に挿通させた状態で大径部７５において加締め前のシリンダ１２に嵌合されることになる。この状態で、シリンダ１２の開口部３４側の端部が加締められて環状段差部３５が形成されると、この環状段差部３５が中間径部７６に係合することになってロッドガイド２０がシリンダ１２に固定される。

オイルシール１９は、円環状の基部８０と、径方向内側にあって基部８０から軸方向一側に延出する円環状の内側リップ部８１と、径方向外側にあって基部８０から軸方向の内側リップ部８１と同側に延出する円環状の外側リップ部８２とを有している。オイルシール１９は、基部８０においてロッドガイド２０の大径部７５側に当接させられることになり、この状態で、内側リップ部８１の内側にロッド１６が挿通され、外側リップ部８２においてシリンダ１２に嵌合する。これにより、オイルシール１９は、ロッド１６とシリンダ１２との間をシールする。

ロッド側ブラケット２１は、基板部８５と、基板部８５の一縁部から基板部８５に垂直をなして延出する取付板部８６とを有するＬ字状をなしており、取付板部８６には板厚方向に貫通する取付穴８７が形成されている。ロッド側ブラケット２１には、基板部８５の取付板部８６とは反対側に、ロッド１６の軸方向のピストン１５とは反対側の端部が溶接により固定されている。取付板部８６は、ロッド１６に軸方向に沿っており、取付穴８７はロッド１６の軸方向直交に沿っている。

そして、第１実施形態においては、図２および図３に示すように、ロッド１６の中間軸部６２の外周面が、ロッド１６の中心軸を中心とする円筒を軸方向に沿う面で一部切り欠いた形状の主面部９５と、主面部９５の切り取り側の平行な両端縁部を結ぶ、ロッド１６の中心軸に平行な平坦面９６とからなるＤカット形状をなしている。ここで、図１に示すように、ロッド１６の平坦面９６は、ロッド１６に固定されたロッド側ブラケット２１での取付対象への取付時に上向きとなるようにロッド側ブラケット２１との位相関係が決められている。つまり、ロッド１６の平坦面９６が上向きになるようにしてロッド側ブラケット２１が取付対象に取り付けられる。

図３に示すように、上記に合わせて、ディスク１７のロッド１６を挿通させる挿通穴６７の内周面が、ディスク１７の中心軸を中心とする円筒を軸方向に沿う面で一部切り欠いた形状の主面部９８と、主面部９８の切り取り側の平行な両端縁部を結ぶ、ディスク１７の中心軸に平行な平坦面９９とからなるＤ字状をなしている。挿通穴６７は、その主面部９８が、ロッド１６の中間軸部６２の主面部９５を挿通可能となるよう主面部９５よりも若干大径に形成され、中間軸部６２から図２に示す主軸部６１側に抜け出さないように主軸部６１よりも小径となっている。また、図３に示すように、平坦面９９のディスク１７の中心軸からの距離は、ロッド１６の平坦面９６と対向可能であってロッド１６の平坦面９６に当接することでロッド１６に対する回転が規制されるように、ロッド１６の中心軸から平坦面９６までの距離よりも若干長く形成されている。

つまり、ディスク１７は、平坦面９９に平坦面９６を対向させるようにしてロッド１６の中間軸部６２を挿通させることでロッド１６に対する回転方向の位置決めがなされ、ロッド１６に対する相対回転が規制される。ロッド１６の平坦面９６とディスク１７の平坦面９９とが、ディスク１７とロッド１６との回転方向の位置決めを行って相対回転を規制しつつ、ディスク１７のロッド１６に対する軸方向移動を許容する規制部１０１を構成している。

そして、ディスク１７の平坦面９９は、ディスク１７の周方向において上記した切欠部６８と１８０度異なる位置に形成されている。よって、図１に示すように、ディスク１７の切欠部６８は、ロッド１６に固定されたロッド側ブラケット２１での取付対象への取付時に下向きとなるようにロッド側ブラケット２１との位相関係が決められている。

図２に示すようにディスク１７に当接するディスク１８の挿通穴６９は、全周にわたって円筒面状をなしており、ロッド１６の中間軸部６２を挿通可能となるようその主面部９５よりも若干大径に形成され、中間軸部６２から主軸部６１側に抜け出さないように主軸部６１よりも小径となっている。

このようなガススプリング１１が、図１に示すように、一側部材１１０の回転可能な取付部１１１と他側部材１１２の回転可能な取付部１１３との間に介装されて使用される。その際に、ロッド側ブラケット２１の取付板部８６が、例えばその厚さ方向の基板部８５の延出側とは反対側の当接面において取付部１１１の座面１１５に当接させられることになり、この状態で取付穴８７から突出する取付部１１１のネジ軸部１１６にナット１１７が螺合されることで、ナット１１７と座面１１５とに挟持される。同様に、シリンダ側ブラケット２２の取付板部４２が、例えばその厚さ方向の基板部４１の延出側とは反対側の当接面において取付部１１３の座面１１９に当接させられることになり、この状態で取付穴４４から突出する取付部１１３のネジ軸部１２０にナット１２１が螺合されることで、ナット１２１と座面１１９とに挟持される。ガススプリング１１は、ロッド側ブラケット２１において一側部材１１０の取付部１１１に上記のように取り付けられ、シリンダ側ブラケット２２において他側部材１１２の取付部１１３にて上記のように取り付けられることが決められている。

そして、ガススプリング１１は、一側部材１１０の取付部１１１と他側部材１１２の取付部１１３とが相対移動することにより、ガススプリング１１は、ロッド１６のシリンダ１２からの突出量が増大させられて全体に伸びる伸び行程と、ロッド１６のシリンダ１２からの突出量が減少させられて全体に縮む縮み行程とを、全体として揺動しつつ行うことになる。

なお、ガススプリング１１は、例えば、上辺に蝶番が設けられた排煙窓等の窓に設けられた場合、閉じたときに最小長で垂直な状態となり、窓が９０度開いた状態では最大長となり、４５度程度傾いた状態になる。このように、ガススプリングは、取り付け方、とりつけ場所によって、最小長から最大長に向かって、取付角が変化することが一般的である。まれに角度を変化させずに利用するケースもある。
このように、一側部材１１０の取付部１１１および他側部材１１２の取付部１１３が相対移動の全範囲で移動すると、いずれかの位置で水平面に対し傾斜したり、または、平行となることがある。なお、取付部１１１と取付部１１３とを結んだ線が水平面に対し傾斜するときには、取付部１１１が下側に取付部１１３が上側になるように取り付けられる。

つまり、ガススプリング１１は、上記のように決められた姿勢で一側部材１１０の取付部１１１および他側部材１１２の取付部１１３に取り付けられた使用状態にあるとき、図４に示すように、ピストン１５に対しディスク１７，１８が下側となり、ディスク１７の切欠部６８が、ディスク１７を含むディスクバルブ７０の下部の所定位置、具体的にはディスク１７の下端位置に配置される状態となる。また、この使用状態にあるとき、ディスク１７の挿通穴６７において、規制部１０１を構成する平坦面９９が上部の所定位置、具体的には上端位置に配置される状態となる。

ガススプリング１１には、シリンダ１２内に液体Ｌと気体Ｇとが封入されることになるが、液体Ｌの量は、上記した使用状態にあるとき、その揺動範囲のいずれかの位置で、図４および図５に示すように、少なくとも切欠部６８に液体Ｌが接触する程度の量に設定されている。

ガススプリング１１は、上記した使用状態にあって、一側部材１１０の取付部１１１と他側部材１１２の取付部１１３とが最も近接する位置から離れると、ロッド１６がシリンダ１２から伸び出る伸び行程となる。その初期においては、ピストン１５とディスクバルブ７０とがシリンダ１２内の液体Ｌよりも上側にあって、ピストン１５に対してディスク１７，１８が下側に離間した状態にあり、ピストン１５が下側の室１４を狭めると室１４の気体Ｇを流路５８を介して室１３に流すことになる。

その後、ディスク１７，１８からなるディスクバルブ７０が、気体Ｇより下側にある液体Ｌに接触し押し上げられてディスク１７においてピストン１５に当接することになり、流路５８の下端位置にオリフィス７１を形成することになる。一旦ピストン１５に当接した状態のディスクバルブ７０は、伸び行程が続く限り、室１４の圧力が室１３の圧力よりも高い状態にあってピストン１５への当接状態が維持されることになるため、その後の伸び行程では、オリフィス７１を介して室１４から室１３に液体Ｌが流れることになり減衰力が上がることになる。

そして、上記した液体Ｌへのディスクバルブ７０の接触時に、ディスク１７の切欠部６８がディスク１７の下端位置に位置するため、この液体Ｌへの接触によるピストン１５への当接で切欠部６８に形成されるオリフィス７１も流路５８の下端位置に位置することになり、液体Ｌがオリフィス７１を流れ始める際の、ロッド１６のシリンダ１２に対する位置が一定することになる。

他方、一側部材１１０の取付部１１１と他側部材１１２の取付部１１３とが最も離間する位置から近接すると、ガススプリング１１は、ロッド１６がシリンダ１２に進入する縮み行程となる。この縮み行程では、室１４の圧力が下がり室１３の圧力が上がるため、室１３にあった液体Ｌがディスク１７，１８をピストン１５から離間させながらオリフィス７１よりも広い流路５８を介して室１４に流れることになり減衰力が下がることになる。

上記した特許文献１に記載のものは、切欠きの位置が定まらないため、切欠きが上側になった場合と下側になった場合で減衰力の高いストローク範囲が異なってしまうので、作動特性が製品の個体差によって異なってしまうと、製品品質を損なうことになる。

これに対して、第１実施形態のガススプリング１１は、上記のように、伸び行程において、気体Ｇが流路５８を介して室１４から室１３に流れる状態から、液体Ｌによってディスクバルブ７０がピストン１５に当接させられて、室１４から室１３に液体Ｌを流すオリフィス７１が流路５８に形成されることになる。このとき、オリフィス７１を構成する切欠部６８が常にディスク１７の下端位置に配置されることになるため、オリフィス７１も一定位置に配置されることになり、液体Ｌがオリフィス７１を流れ始める際の、ロッド１６のシリンダ１２に対する位置が一定することになる。つまり、ディスク１７がロッド１６に対し回転可能であって切欠部６８が一定位置になければ、オリフィス７１の位置が一定せず、オリフィス７１を液体Ｌが流れ始める際の、ロッド１６のシリンダ１２に対する位置（ダンピング開始位置）が一定しないことになって、伸び速度が一定せずばらついてしまうことになるが、第１実施形態のガススプリング１１では、このような状況を生じることがなくなる。このように、このガススプリング１１によれば、作動特性の安定化を図ることができる。

また、作動流体のうちの液体Ｌが、上記した使用状態で、少なくとも切欠部６８に接触する程度シリンダ１２内に封入されるため、切欠部６８により形成されるオリフィス７１を液体Ｌが流れる状態が生じることになり、よって、作動特性の安定化を図る効果が高まる。

また、ロッド１６に対するディスク１７の回転を規制する規制部１０１を、ロッド１６の平坦面９６とディスク１７の平坦面９９とで構成し、これらを伸び行程の初期の液体Ｌの液面（下側）に対して反対方向（上側）としたため、伸び行程におけるディスク１７のロッド１６に対する摺動性を良くすることができる。これは、伸び行程においてピストン１５が液面に対して傾きをもって液体Ｌ内に入ると、ディスク１７も同様に傾いていて液体Ｌにより上方へ押し上げられることになり、その平坦面９９をピストン１５の平坦面９６から離間させながらロッド１６に対し摺動することになるためである。つまり、平坦面９６および平坦面９９が下側にあると、ディスク１７が液体Ｌにより上方に押し上げられた場合に平坦面９６と平坦面９９との摺動となり、接触面積が増えて摺動抵抗が大きくなり、摺動を妨げる可能性があるが、第１実施形態のガススプリング１１では、このような摺動抵抗の増大を抑制することができる。

「第２実施形態」
次に、第２実施形態を主に図６および図７に基づいて第１実施形態との相違部分を中心に説明する。なお、第１実施形態と共通する部位については、同一称呼、同一の符号で表す。

第２実施形態では、第１実施形態の規制部１０１とは異なる規制部１３１によって、ディスク１７とロッド１６との位置決めを行って相対回転を規制しつつ、ディスク１７のロッド１６に対する軸方向移動を許容するようになっている。つまり、この規制部１３１は、ロッド１６の中間軸部６２に径方向に凹み軸方向に延在するように形成された溝部１３２と、ディスク１７の挿通穴６７の内周面から径方向内方に突出する突起部１３３とで構成されている。

つまり、第２実施形態のロッド１６の中間軸部６２は、ロッド１６の中心軸を中心とする円筒を軸方向に沿う面で一部切り欠いた形状の主面部１３５と、主面部１３５の切り取り側の平行な両端縁部のそれぞれからロッド１６の径方向の内方に延出する二カ所の溝壁面１３６と、二カ所の溝壁面１３６のロッド１６の径方向における内方の端縁部同士を結ぶ溝底面１３７とを有しており、両側の溝壁面１３６と溝底面１３７とが溝部１３２を構成している。ここで、この溝部１３２は、ロッド１６に固定されたロッド側ブラケット２１（図１参照）によって一側部材１１０へ取り付けられる際に上向きとなるようにロッド側ブラケット２１との位相関係が決められている。

また、上記に合わせて、第２実施形態のディスク１７は、ロッド１６を挿通させる挿通穴６７の内周面が、ディスク１７の中心軸を中心とする円筒を軸方向に沿う面で一部切り欠いた形状の主面部１４０と、主面部１４０の切り取り側の平行な両端縁部から径方向内方に延出しつつ先端側で繋がる二カ所の湾曲面部１４１とからなっており、二カ所の湾曲面部１４１が突起部１３３の外面を構成している。

ディスク１７の挿通穴６７は、その主面部１４０が、ロッド１６の中間軸部６２の主面部１３５を挿通可能とするよう主面部１３５よりも若干大径に形成され、中間軸部６２から主軸部６１側に抜け出さないように主軸部６１よりも小径となっている。そして、突起部１３３を溝部１３２に挿入しつつディスク１７の挿通穴６７の主面部１４０にロッド１６の中間軸部６２の主面部１３５を挿通させると、ディスク１７とロッド１６との相対回転が、突起部１３３が溝部１３２に当接することで規制され、ディスク１７のロッド１６に対する軸方向移動が、突起部１３３が溝部１３２内を移動することで許容される状態となる。

そして、ディスク１７の突起部１３３は、ディスク１７の周方向において切欠部６８と１８０度異なる位置に形成されている。よって、図１に示す第１実施形態と同様に、ロッド側ブラケット２１が一側部材１１０に取り付けられシリンダ側ブラケット２２が他側部材１１２に取り付けられると、図７に示すディスク１７の突起部１３３は上側に配置され、切欠部６８は、第１実施形態と同様、ディスク１７の下端位置に位置することなる。

以上に述べた第２実施形態によれば、切欠部６８を有するディスク１７を、ロッド１６に対し回転方向の位置決めを行い相対回転を規制しつつ軸方向移動させる規制部１３１が、溝部１３２と突起部１３３とからなるため、これらの周方向長さを小さくしても相対回転を良好に規制できることになる。よって、他の円筒状の主面部１３５，１４０の周方向の長さを確保できるため、ディスク１７をロッド１６に対しさらに円滑に移動させることができる。

「第３実施形態」
次に、第３実施形態を主に図８および図９に基づいて第１実施形態との相違部分を中心に説明する。なお、第１実施形態と共通する部位については、同一称呼、同一の符号で表す。

第３実施形態においては、図８に示すディスクバルブ７０を構成するディスク１７に第１実施形態の切欠部６８は形成されておらず、挿通穴６７の内周面に第１実施形態の平坦面９９も形成されていない。つまり、ディスク１７は、外周面の全体が円筒面状をなしており、挿通穴６７の内周面も全体が円筒面状をなしている。また、第１実施形態のディスク１８は設けられておらず、ディスク１７のみがロッド１６の中間軸部６２に軸方向移動可能に設けられている。

また、第３実施形態においては、図９に示すように、ピストン１５のピストン本体４８の流路溝５７の位置に流路溝５７を径方向外側に連通させる切欠部１５１が形成されている。この切欠部１５１と、図８に示すディスク１７とが当接することにより、これらの間に、流路５８を介して室１３と室１４とを常時連通させるオリフィス１５２が形成されることになる。

また、第３実施形態においては、ロッド１６の中間軸部６２に第１実施形態の平坦面９６は形成されていない。つまり、ロッド１６の中間軸部６２の外周面は全体が円筒面状をなしている。他方、ロッド１６の嵌合軸部６３の外周面が、ロッド１６の中心軸を中心とする円筒を軸方向に沿う面で一部切り欠いた形状の主面部１５５と、主面部１５５の切り取り側の平行な両端縁部を結ぶ、ロッド１６の中心軸に平行な平坦面１５６とからなるＤカット形状をなしている。ここで、ロッド１６の平坦面１５６は、ロッド１６に固定されたロッド側ブラケット２１（図１参照）での一側部材１１０への取付時に上向きとなるようにロッド側ブラケット２１との位相関係が決められている。つまり、ロッド１６は平坦面１５６が取付時に上向きになるようにして取り付けられる。

上記に合わせて、ピストン１５の貫通穴５１の小径穴部５２の内周面が、ピストン１５の中心軸を中心とする円筒を軸方向に沿う面で一部切り欠いた形状の主面部１６０と、主面部１６０の切り取り側の平行な両端縁部を結ぶ、ピストン１５の中心軸に平行な平坦面１６１とからなるＤ字状をなしている。小径穴部５２は、その主面部１６０が、ロッド１６の嵌合軸部６３の主面部１５５を挿通可能となるよう主面部１５５よりも若干大径に形成されている。また、平坦面１６１のピストン１５の中心軸からの距離は、ロッド１６の平坦面１５６と対向可能であってロッド１６の平坦面１５６に当接することで相対回転が規制されるように、ロッド１６の中心軸から平坦面１５６までの距離よりも若干長く形成されている。つまり、ピストン１５は、平坦面１６１に平坦面１５６を対向させるようにしてロッド１６の嵌合軸部６３を挿通させることでロッド１６に対する回転方向の位置決めがなされることになり、ロッド１６に対する相対回転が規制される。ロッド１６の平坦面１５６とピストン１５の平坦面１６１とが、ピストン１５とロッド１６との回転方向の位置決めを行って相対回転を規制する規制部１６３を構成している。

そして、ピストン１５の平坦面１６１は、ピストン１５の周方向において上記した切欠部１５１と１８０度異なる位置に形成されている。よって、図１に示す第１実施形態と同様にロッド側ブラケット２１が一側部材１１０に取り付けられシリンダ側ブラケット２２が他側部材１１２に取り付けられると、ロッド１６の平坦面１５６は上向きになり、よって、ピストン１５の平坦面１６１が小径穴部５２内で上側となって、ピストン１５の切欠部１５１が、ピストン１５の下部所定位置に配置され、流路５８の下端からピストン１５の径方向に沿って下方に抜ける。その結果、ピストン１５の切欠部１５１とディスク１７とで形成されるオリフィス１５２が第１実施形態と同様にディスク１７の下端位置に位置する。

以上に述べた第３実施形態によれば、オリフィス１５２を構成する切欠部１５１をピストン１５に形成しているため、ディスク１７についてはピストン１５およびロッド１６に対し相対回転を規制する必要がなくなり、ディスク１７の挿通穴６７の内周面の全体とロッド１６の中間軸部６２の外周面の全体とをそれぞれ円筒面状にすることができる。したがって、ディスク１７をロッド１６に対しさらに円滑に移動させることができる。

「第４実施形態」
次に、第４実施形態を主に図１０および図１１に基づいて第１，第３実施形態との相違部分を中心に説明する。なお、第１，第３実施形態と共通する部位については、同一称呼、同一の符号で表す。

第４実施形態においては、第３実施形態と同様、ロッド１６の嵌合軸部６３の外周面が、主面部１５５と平坦面１５６とからなるＤカット形状をなしており、ピストン１５の嵌合軸部６３を挿通させる小径穴部５２の内周面が、主面部１６０と平坦面１６１とからなるＤ字状をなしている。そして、ロッド１６の平坦面１５６とピストン１５の平坦面１６１とからなる規制部１６３で、ピストン１５のロッド１６に対する回転方向の位置決めを行って相対回転を規制している。

また、第３実施形態と同様、ロッド１６の中間軸部６２に第１実施形態の平坦面９６は形成されていない。これに合わせて、ディスク１７の挿通穴６７の内周面に第１実施形態の平坦面９９は形成されていない。つまり、ロッド１６の中間軸部６２の外周面は全体が円筒面状をなしており、ディスク１７の挿通穴６７の内周面も全体が円筒面状をなしている。なお、ディスク１７の外周部に、第１実施形態と同様の切欠部６８は形成されている。

そして、第４実施形態においてピストン１５の外周部の一部に、軸方向の室１４側つまりディスクバルブ７０側に突出する凸状部１７１が形成されている。この凸状部１７１には、そのピストン１５の径方向における内側に、ピストン１５の径方向に直交する平坦面１７２が形成されている。この平坦面１７２の位置は、規制部１６３を構成する平坦面１６１の位置と９０度異なっている。

上記凸状部１７１に合わせて、ディスク１７の外周面が、ディスク１７の中心軸を中心とする円筒を軸方向に沿う面で一部切り欠いた形状の主面部１７４と、主面部１７４の切り取り側の平行な両端縁部を結ぶ、ディスク１７の中心軸に平行な平坦面１７５とからなっており、主面部１７６の位置に切欠部６８が形成されている。また、ディスク１８の外周面も、同様に、ディスク１８の中心軸を中心とする円筒を軸方向に沿う面で一部切り欠いた形状の主面部１７６と、主面部１７６の切り取り側の平行な両端縁部を結ぶ、ディスク１７の中心軸に平行な平坦面１７７とからなっている。

ディスク１７は、挿通穴６７にロッド１６の中間軸部６２を挿通させた状態で、平坦面１７５がピストン１５の凸状部１７１の平坦面１７２に対向することになり、これにより、ピストン１５に対し回転方向に位置決めされて相対回転が規制される。ディスク１８も、挿通穴６９にロッド１６の中間軸部６２を挿通させた状態で、平坦面１７７がピストン１５の凸状部１７１の平坦面１７２に対向することになり、これにより、ピストン１５に対し回転方向に位置決めされて相対回転が規制される。つまり、ピストン１５の凸状部１７１の平坦面１７２とディスク１７，１８の平坦面１７５，１７７とが、ピストン１５とディスク１７，１８つまりディスクバルブ７０との回転方向の位置決めを行って相対回転を規制しつつ、ディスクバルブ７０のピストン１５およびロッド１６に対する軸方向移動を許容する規制部１７８となっている。

そして、ディスク１７の平坦面１７５は、ディスク１７の周方向において上記した切欠部６８と９０度異なる位置に形成されており、この平坦面１７５をピストン１５の凸状部１７１の平坦面１７２に対向させると、ピストン１５の平坦面１６１およびロッド１６の平坦面１５６に対し１８０度異なる位置に切欠部６８が配置されることになる。よって、図１に示す第１実施形態と同様に、ロッド側ブラケット２１が一側部材１１０に取り付けられシリンダ側ブラケット２２が他側部材１１２に取り付けられると、切欠部６８は、ディスク１７の下端位置に位置する。

以上に述べた第４実施形態によれば、ディスク１７のピストン１５に対する回転方向の位置決めを行い相対回転を規制しつつ軸方向移動を許容する規制部１７８が、ピストン１５の凸状部１７１の平坦面１７２によって形成されるため、製造が容易となる。

なお、第１〜第４実施形態のガススプリング１１は、例えば、排煙窓、建設機械のエンジンフード、設備メンテナンス用の扉等を開閉する際に用いられる。

以上に述べた実施形態は、一側部材と他側部材との間に介装されるガススプリングであって、作動流体として気体および液体が封入されるシリンダと、該シリンダ内に挿入され、該シリンダ内を少なくとも２室に仕切るピストンと、該ピストンに一端が連結され他端が前記シリンダの外部に突出するロッドと、前記ピストンに設けられ、前記ロッドが移動したときに前記作動流体が流通する流路と、前記ロッドが挿通され、前記流路を開閉する環状のディスクバルブと、前記ロッドの他端に設けられ、前記一側部材に取り付けられるロッド側ブラケットと、前記シリンダの一端に設けられ、前記他側部材に取り付けられるシリンダ側ブラケットと、からなり、前記ピストンまたは前記ディスクバルブには、前記流路を介して前記２室を常時連通させる切欠部と、前記ロッドとの相対回転を規制する規制部とが設けられ、使用状態で、水平面に対し傾斜または平行となるように、前記ロッド側ブラケットが前記一側部材に、前記シリンダ側ブラケットが前記他側部材に取り付けられるとともに、前記切欠部は、前記ピストンまたは前記ディスクバルブの下部所定位置に配置される構成とした。よって、ピストンの流路を介して２室を常時連通させるディスクバルブの切欠部が、ディスクの下部所定位置に配置されることになるため、液体が切欠部を介して流路に流れ始める際の、ロッドのシリンダに対する位置が一定することになる。したがって、作動特性の安定化を図ることができる。

また、前記作動液体は、前記使用状態で、少なくとも前記切欠部に接触する程度前記シリンダ内に封入される構成とした。よって、切欠部を介して流路を液体が流れる状態が生じることになるため、作動特性の安定化を図る効果が高まる。

１１ ガススプリング
１２ シリンダ
１３，１４ 室
１５ ピストン
１６ ロッド
２１ ロッド側ブラケット
２２ シリンダ側ブラケット
５８ 流路
６８ 切欠部
７０ ディスクバルブ
１０１，１３１，１６３，１７８ 規制部
１１０ 一側部材
１１２ 他側部材

Claims (10)

1. 一側部材と他側部材との間に介装されるガススプリングであって、
   作動流体として気体および液体が封入されるシリンダと、
   該シリンダ内に挿入され、該シリンダ内を２室に仕切るとともに、前記作動流体の気体内から液体内へ移動するピストンと、
   該ピストンに一端が連結され他端が前記シリンダの外部に突出するロッドと、
   該ロッドの他端に固定され、前記一側部材に取り付けられるロッド側ブラケットと、
   前記ピストンに設けられ、前記ロッドが移動したときに前記作動流体が流通する流路と、
   前記ロッドが挿通され、前記流路を開閉する環状のディスクバルブと、
   前記シリンダの一端に設けられ、前記他側部材に取り付けられるシリンダ側ブラケットと、からなり、
   前記ピストンまたは前記ディスクバルブには、前記流路を介して前記２室を常時連通させる切欠部と、前記ロッド側ブラケットとの位相関係を決めるように前記ロッドとの相対回転を規制する規制部とが設けられ、
   前記シリンダが水平面に対し傾斜または平行となるように、前記ロッド側ブラケットが前記一側部材に、前記シリンダ側ブラケットが前記他側部材に取り付けられる使用状態において、前記規制部は、前記切欠部が前記ピストンまたは前記ディスクバルブの下部となる位置に配置されるように前記位相関係を決めることを特徴とするガススプリング。
2. 前記液体は、前記使用状態で、少なくとも前記切欠部に接触する程度前記シリンダ内に封入されることを特徴とする請求項１に記載のガススプリング。
3. 前記切欠部は、前記ディスクバルブの径方向外側に設けられ、前記ディスクバルブの外周側から径方向内方に凹んで形成されていることを特徴とする請求項１に記載のガススプリング。
4. 前記切欠部は、前記ピストンの前記流路を径方向外側に連通させて形成されることを特徴とする請求項１に記載のガススプリング。
5. 前記切欠部は、前記ピストンまたは前記ディスクバルブの下部となる位置に１カ所のみ配置されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のガススプリング。
6. 前記ディスクバルブは、前記ピストンに当接した状態と前記ピストンから離れた状態とを有し、前記ピストンに当接した状態で、前記作動流体の移動を前記切欠部のみを介して許容することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のガススプリング。
7. 前記規制部は、前記ロッドと前記ディスクバルブにそれぞれ設けられた平坦面であり、前記使用状態において、前記ロッドの平坦面は上向きであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のガススプリング。
8. 前記規制部は、前記ロッドの径方向に凹み軸方向に延在するように形成された溝部と、前記ディスクバルブの内周面から径方向内方に突出する突起部とで構成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のガススプリング。
9. 前記規制部は、前記ロッドと前記ピストンにそれぞれ設けられた平坦面であり、前記使用状態において、前記ロッドの平坦面は上向きであることを特徴とする請求項４に記載のガススプリング。
10. 前記ディスクバルブは、前記ロッドに対し軸方向に移動可能で、回転方向に規制されていることを特徴とする請求項１乃至３および５乃至８の何れか１項に記載のガススプリング。

Images