JPH0610488B2 - ばね力調節可能なガスばね - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ばね力調節可能なガスばねに関する。ガスば
ねは例えば、いわゆるポーゴー（竹馬状のものにばねを
つけたホツピング用遊び道具）に使用されている。この
ようなポーゴーにおいては、ガスばねのばね力を使用者
の体重及び熟練度に合わせる必要がある。本発明によれ
ばこのようなガスばねのばね力を変えるための手段が提
供されている。

先行の技術 ガスばねの、外方向のスラスト力を調節するためには、
ドイツ連邦共和国特許第１２６４８７９号明細書によれ
ば、ガスばねの作業室を、らせん状の圧縮ばねのばね力
に抗して外方向に所定の作業行程だけ移動すると大気に
接続することが知られている。このような形式でガスば
ねの外方向のウスラスト力を減少させることができる。
このドイツ連邦共和国特許明細書によればさらに、ガス
ばねの外方向のスラスト力を増大させるために、高圧ガ
スの充てんされたガス溜めをガスばねの空洞内に配置す
ることができ、しかもこのガス溜めをガス交換弁を介し
てガスばねの作業室に接続できることが記載されてい
る。この交換弁はプランジヤの一部、すなわち作業ピス
トンロツドに接続された作業ピストンによつて作動せし
められる。しかしながらこの公知の手段においては、ガ
スばねの外方向のスラスト力の変化は作業ピストンの特
別な位置においてのみ可能であるという欠点がある。

さらに、ドイツ連邦共和国特許第１２８２３６４号明細
書によれば、ガスばねを所望の外方向のスラスト力が得
られるように調節するために、高圧下にある圧力溜めを
設けることが知られている。この圧力溜めは一方では、
ピストン運動によつて第１の交換弁を介して作業室に接
続可能であるので、弁が、内方向に移動する作業ピスト
ンによつて押し開けられると、圧力媒体は圧力溜めから
作業室へ流入し、その結果、外方向のスラスト力は増大
する。第２の交換弁は作業ピストンのピストンロツド側
でポンプ室を圧力溜めに接続するので、ピストンロツド
がほぼ完全に伸び切つた位置に来た時に、ピストンロツ
ドをさらに外方向へ移動させると圧力媒体はばね力に抗
してポンプ室から圧力溜めへ吸い込まれ、その結果、ガ
スばねの外方向のスラスト力は減少される。しかしなが
らこの公知例においては、作業ピストンロツド内に非常
に深く押し込まれるか又はこの作業ピストンロツドから
非常に遠くに引き出されるガスばねの不都合な操作によ
つて、外方向のスラスト力の意図しない変化を惹起する
という欠点がある。

ばね力調節可能なガスばねを前記ポーゴーに設けること
はドイツ連邦共和国特許出願公開第２７０４１７０号明
細書により公知である。この公知例においてはガスばね
の作業シリンダ内に交換弁が設けられている。この交換
弁は作業室内の圧力を導出させるか又は吸い出すように
なつている。このような構造においては、圧力の導出は
確実かつ精確には行なわれず、圧力を増大させるために
は別個のポンプが必要である。またこのような構造のガ
スばねにおいては、支持圧を所望の値に精確に調整する
ことは困難であつて、非常に熟練した操作を必要とす
る。

発明の解決しようとする課題 そこで本発明の課題は、前記公知例におけるような欠点
を避けることができ、しかも外方向のスラスト力を困難
なく所望の値に精確に調節できるような、ばね力調節可
能なガスばねを提供することである。また本発明による
ガスばねは組立てが簡単で、ピストンストロークが完全
に使用された時でも高い作動確実性を保証できるもので
なければならない。

課題を解決するための手段 この課題を解決した本発明によれば、１つの軸線を有し
空洞を形成する作業シリンダが設けられており、前記空
洞の内側及び外側に延びていてこの空洞内で第１の作業
室と第２の作業室とを仕切り、かつ、前記空洞の内側及
び外側で前記作業シリンダに関連して軸方向で可動なプ
ランジヤ部材が設けられていて、該プランジヤ部材は、
作業ピストンロツドと作業ピストンとから成っており、
前記第１の作業室内にガスが充てんされていて、このガ
スの圧力が、前記作業シリンダに対する前記プランジヤ
部材の軸方向位置に応じて変化するようになっており、
この第１の作業室内に充てんされたガスの量を選択的に
増大又は減少させるためのガス交換手段が設けられてお
り、該ガス交換手段が、前記作業シリンダに関連して固
定された、補助室としてのガス交換室と、このガス交換
室と前記第１の作業室との間に延びる交換通路と、該交
換通路内に設けられた交換弁と、前記プランジヤ部材か
ら離れた位置に別個に設けられた交換操作部材とから成
っており、前記ガス交換室内に、前記第１の作業室に隣
接する最も内側の位置と、この第１の作業室から離れた
最も外側の位置との間で可動なポンプピストンが収容さ
れており、該ポンプピストンが前記ガス交換室内で前記
交換室に隣接するポンプ室を形成しており、該ポンプピ
ストンに、このポンプピストンが外方向へ移動する際に
前記ポンプ室に空気を吸い込ませかつ内方向へ移動する
際に前記ポンプ室を閉鎖するための吸込弁が設けられて
おり、前記交換弁が、逆止弁として構成されていて、前
記第１の作業室内の圧力が前記ポンプ室内の圧力を越え
るとこれに応じて閉鎖せしめられ、これに対してポンプ
室内の圧力が第１の作業室内の圧力を越えるとこれに応
じて開放せしめられるようになっており、前記ポンプピ
ストンには、前記ガス交換室の外側でポンプ操作部材
と、ポンプ室側で弁作動ピンとが設けられており、該弁
作動ピンは、前記ポンプピストンがその最も内側位置に
又はこの最も内側位置に隣接する位置にある時に前記交
換弁を開放するようになっており、前記ポンプピストン
が、前記ポンプ室を大気に接続するための手動操作可能
な安全弁手段を備えている。

作 用 以上のようにガス交換弁を配置しこれを作動させること
によつて、全ピストンストロークにわたつてガスばねの
高い作動確実性が保証される。それというのは、作業ピ
ストンロツドが過度に内側又は外側に運動する際に外方
向のスラスト力が不都合に変化することがないからであ
る。ガスばね自体は組み立てが非常に簡単で所望のガス
圧に容易に調節できる。ばね力の変化は別個のエアポン
プなしで行なうことができる。

実施態様 本発明の実施態様によれば、プランジヤ部材は、前記作
業シリンダの一端部に隣接する、ピストンロツド用のガ
イド及びシール部材によつてシールガイドされた作業ピ
ストンロツドと、この作業ピストンロツドの内側端部に
設けられた作業ピストンとから成つている。この作業ピ
ストンは前記第１と作業室の一端部を形成している。ま
た、前記作業ピストンと前記ピストンロツド用のガイド
及びシール部材との間の軸方向で前記作業ピストンロツ
ドの周囲に第２の作業室が形成されている。

さらに、前記第１の作業室と第２の作業室との間に逆止
弁の形状の作業ピストン弁部材が設けられている。この
作業ピストン弁部材は、前記第２の作業室内のガス圧を
越える、前記第１の作業室内のガス圧に応じて閉じられ
るようになつている。

このような構造によればガスばねの作動確実性はより高
められる。それというのは、ガイド及びシール部材が設
けられており、これによつてガスばね操作中に作業ピス
トンと作業シリンダとの間のわずかな漏れによつてガス
の損失を招くことがなく、ひいては支持力を維持するこ
とができる。これは特に、作業ピストンと作業シリンダ
との間におけるすべての漏れが、作業ピストンロツドの
外側運動時に作業ピストン弁部材を通じて第２の作業室
から第１の作業室へ戻されることによつて得られる。

さらに本発明の別の実施態様によれば、ポンプ室は作業
シリンダの一方の終端壁に固定されたポンプシリンダ内
に形成されている。

本発明のさらに別の実施態様によれば、前記安全弁手段
は安全弁部材を有していて、この安全弁部材が、前記ポ
ンプピストンに関連して前記ガス交換弁を作動する弁作
動ピンと共に運動するようにこの作動ピンに接続されて
いる。前記安全弁部材は、操作部材によつて第１の閉鎖
位置から開放位置を経て第２の閉鎖位置へ手動操作可能
であつて、しかも前記第１の閉鎖位置へ向かつて負荷さ
れている。前記安全弁部材が前記第２の閉鎖位置を占め
た時に、前記操作ピンは前記交換弁を開放するようにな
つている。このような構造によつて、一方ではガスばね
からガスの一部を容易に導出することができ、他方では
圧力媒体を確実かつ精確に第１の作業室へ送ることがで
きる。

本発明によるガスばねは例えばポーゴーに容易に組み込
むことができる。また、ガスばねがポーゴー内でその操
作位置を保つている間、ガス交換は容易に行なうことが
できる。

実施例 次に図面に示した実施例について本発明の構成を具体的
に説明する。

第１図に示した、ばね力調節可能なガスばねは作業シリ
ンダ１を有している。この作業シリンダ１はその一端部
が終端壁２で閉じられていて、他端部がピストンロツド
用のガイド及びシール部材６，７を有している。作業シ
リンダ１の内壁に沿つて滑動する作業ピストンは、ガイ
ド及びシール部材６，７を通つて延びる作業ピストンに
接続されている。作業ピストン４は作業シリンダ１内の
空洞を第１の作業室８と第２の作業室９とに仕切つてい
る。これら２つの作業室８，９にはガスが満たされてい
る。ガス交換室１０は、作業シリンダ１の外側で、端壁
２に接続されたポンプシリンダ１１内に配置されてい
る。ポンプピストン１２はガス交換室１０内に設けられ
ていてこのガス交換室１０内でポンプ室１０ａを規定し
ている。ポンプピストン１２はポンプピストンロツド１
３に固定されている。このポンプピストンロツド１３は
筒状であつてポンプ操作部材１３ａを有している。ポン
プピストン１２は吸込弁１２ａを備えている。ポンプピ
ストンロツド１３の内部には安全弁操作部材１５ａを備
えた操作ロツド１５が配置されている。操作ロツド１５
はその下側端部で延長部又は弁作動ピン１６を備えてい
る。さらに、操作ロツド１５は直径の小さい区分１７を
有しており、この直径の小さい区分１７は、ポンプピス
トンロツド１３の端面とポンプピストン１２との間に緊
締されたシールリング１８と協働する。直径の小さい区
分１７とシールリング１８とは安全弁を形成している。
第１の作業室８は、端壁２内に配置された制限弁又は逆
止弁１４を貫通するポンプ室１０ａに接続可能である。

作業ピストンロツド３が作業シリンダ１の内側へ向かつ
てしゆう動すると、作業ピストン４の溝内に軸方向可動
に配置されたピストンリング５はピスト円板５ａに突き
当り、その結果、第１の作業室８を第２の作業室９に対
してシールしつつ仕切る。作業ピストンロツド３が作業
シリンダ１から外へ引き出されると、作業ピストン弁部
材を形成するピストンリング５はピストン部材５ｂに突
き当り、作業室８と９との間のガス通路を通じさせる。
その結果、第２の作業室９内にガス圧が形成され、しか
も作業ピストンロツド３が外側へ移動するので、圧縮さ
れたガスクツシヨンが形成され、ピストンロツド３の外
方向へ向かう運動が減衰される。

第１図に示したガスばねの支持力を増大させる必要があ
る場合、、これはポンプピストン１２のポンプ運動によ
つて得られる。ポンプピストンロツド１３を押し込むこ
とによつて、ポンプピストン１２は下方へ移動する。ポ
ンプ室１０ａは吸込弁１２ａによつて大気に対してシー
ルされている。ポンプ室１０ａ内に第１の作業室８内の
圧力に比較して過圧が形成されると、逆止弁１４として
構成された交換弁は開放し、空気がポンプ室１０ａから
第１の作業室８に流入する。このポンプ運動は、作業ピ
ストンロツド３の所望の支持力が得られる程度に第１の
作業室８内の圧力が上昇するまで続けられる。

作業ピストンロツド３の支持力を減少させたい場合は、
操作ロツド１５をポンプピストンロツド１３内で軸方向
で下方に移動させ、直径の小さい区分１７が、その第１
の閉鎖位置（第１図参照）から開放位置を経てシールリ
ング１８の向こう側の第２の閉鎖位置へ達する。これは
ポンプピストン１２の、支持部材（図示せず）によつて
あらかじめ規定された位置で行なわれる。この位置で逆
止弁１４は操作ロツド１５の弁作動ピン１６によつてプ
ツシユされるので、ガスは第１の作業室８からガス交換
室１０へ流入する。さて、操作ロツド１５が解除される
と、この操作ロツド１５は戻しばね１５ｂ及びガスばね
のばね力に基づいて第１の閉鎖位置へ戻され、直径の小
さい区分１７はシールリング１８を通過する。その結
果、ポンプ室１０ａ内に充てんされたガスはポンプピス
トンロツド１３に形成された孔を通つて大気に逃がされ
る。これによつて、第１の作業室８内の圧縮ガスの一部
を逃がすことができる。これはピストンロツドの所望の
外方向スラスト力が得られるまで続けられる。

第２図には、本発明による、ばね力調節可能なガスばね
をポーゴー（竹馬状のものにばねをつけたホツピング用
遊び道具）２７に設けた実施例が示されている。このポ
ーゴー２７は管部２８を有しており、この管部２８内
に、第１図に示したガスばねの作業シリンダ１が固定さ
れている。ポーゴー２７の管部２８の一端部に取つ手２
９が設けられていて、これに対して足踏み板３０は下端
部に固定されている。ガスばねのピストンロツド３はポ
ーゴー２７の管部２８の下端部から突き出ていて、その
自由端部で弾性的なスリツプ防止クツシヨン３１を備え
ている。ピストンロツド３を保護するために、ベローズ
状折りたたみ部材３２がクツシヨン３１と管部２８の下
端部との間に配置されている。ポンプ操作部材１３ａに
接続された作動レバー３４と操作部材１５ａに接続され
た作動レバー３５とは管部２８に設けられた孔３３を貫
通して外部に案内されている。特にこのようなポーゴー
においては、ガスばねの支持力を使用者の体重に容易に
合わせることができるようにする必要がある。これは第
１図の実施例に示した形式で作動レバー３４，３５によ
つて得られる。

本発明は図示の実施例のみに限定されるものではない。
また、特許請求の範囲に記載した符号は理解を助けるた
めだけのものであつて、これに限られるものではない。

効果 以上のように本発明によれば、組み立てが簡単で所望の
ガス圧に容易に調節できるガスばねが得られ、しかもこ
のガスばねは全ピストンストロークにわたつて確実に作
動する。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の第１実施例による、ばね圧調節可能な
ガスばねの部分的な長手方向断面図、第１ａ図は第１図
の１部の拡大図、第２図は本発明によるばね圧調節可能
なガスばねを有するポーゴーの側面図である。 １…作業シリンダ、２…端壁、３…作業ピストンロツ
ド、４…作業ピストン、５…ピストンリング、５ａ…ピ
ストン円板、５ｂ…ピストン部材、６，７…ガイド及び
シール部材、８…第１の作業室、９…第２の作業室、１
０…ガス交換室、１０ａ…ポンプ室、１１…ポンプシリ
ンダ、１２…ポンプピストン、１２ａ…吸込弁、１３…
ポンプピストンロツド、１３ａ…ポンプ操作部材、１４
…逆止弁、１５…操作ロツド、１５ａ…操作部材、１５
ｂ…戻しばね、１６…弁作動ピン、１７…区分、１８…
シールリング、２７…ポーゴー、２８…管部、２９…取
つ手、３０…足踏み板、３１…クツシヨン、３２…ベロ
ーズ状折りたたみ部材、３３…孔、３４，３５…作動レ
バー、

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ばね力調節可能なガスばねにおいて、１つ
   の軸線を有し空洞を形成する作業シリンダ（１）が設け
   られており、前記空洞の内側及び外側に延びていてこの
   空洞内で第１の作業室（８）と第２の作業室（９）とを
   仕切り、かつ、前記空洞の内側及び外側で前記作業シリ
   ンダ（１）に関連して軸方向で可動なプランジヤ部材が
   設けられていて、該プランジヤ部材は、作業ピストンロ
   ツド（３）と作業ピストン（４）とから成っており、前
   記第１の作業室（８）内にガスが充てんされていて、こ
   のガスの圧力が、前記作業シリンダ（１）に対する前記
   プランジヤ部材の軸方向位置に応じて変化するようにな
   っており、この第１の作業室（８）内に充てんされたガ
   スの量を選択的に増大又は減少させるためのガス交換手
   段が設けられており、該ガス交換手段が、前記作業シリ
   ンダ（１）に関連して固定された、補助室としてのガス
   交換室（１０）と、このガス交換室（１０）と前記第１
   の作業室（８）との間に延びる交換通路と、該交換通路
   内に設けられた交換弁（１４）と、前記プランジヤ部材
   から離れた位置に別個に設けられた交換操作部材とから
   成っており、前記ガス交換室（１０）内に、前記第１の
   作業室（８）に隣接する最も内側の位置と、この第１の
   作業室（８）から離れた最も外側の位置との間で可動な
   ポンプピストン（１２）が収容されており、該ポンプピ
   ストン（１２）が前記ガス交換室（１０）内で前記交換
   弁（１４）に隣接するポンプ室（１０ａ）を形成してお
   り、該ポンプピストン（１２）に、このポンプピストン
   （１２）が外方向へ移動する際に前記ポンプ室（１０
   ａ）に空気を吸い込ませかつ内方向へ移動する際に前記
   ポンプ室（１０ａ）を閉鎖するための吸込弁（１２ａ）
   が設けられており、前記交換弁（１４）が、逆止弁とし
   て構成されていて、前記第１の作業室（８）内の圧力が
   前記ポンプ室（１０ａ）内の圧力を越えるとこれに応じ
   て閉鎖せしめられ、これに対してポンプ室（１０ａ）内
   の圧力が第１の作業室（８）内の圧力を越えるとこれに
   応じて開放せしめられるようになっており、前記ポンプ
   ピストン（１２）には、前記ガス交換室（１０）の外側
   でポンプ操作部材（１３ａ）と、ポンプ室（１０ａ）側
   で弁作動ピン（１６）とが設けられており、該弁作動ピ
   ン（１６）は、前記ポンプピストン（１２）がその最も
   内側位置に又はこの最も内側位置に隣接する位置にある
   時に前記交換弁（１４）を開放するようになっており、
   前記ポンプピストン（１２）が、前記ポンプ室（１０
   ａ）を大気に接続するための手動操作可能な安全弁手段
   （１７，１８）を備えていることを特徴とする、ばね力
   調節可能なガスばね。
2. 【請求項２】前記ポンプ室（１０ａ）が、前記作業シリ
   ンダ（１）の一方の端壁（２）に固定されたポンプシリ
   ンダ（１１）内に形成されている、特許請求の範囲第１
   項記載のガスばね。
3. 【請求項３】前記安全弁手段（１７，１８）が安全弁部
   材（１７）を有していて、該安全弁部材（１７）が、前
   記ポンプピストン（１２）に関連して前記ガス交換弁を
   作動する弁作動ピン（１６）と共に運動するようにこの
   弁作動ピン（１６）に接続されており、前記安全弁部材
   （１７）が、操作部材（１５ａ）によって第１の閉鎖位
   置から開放位置を経て第２の閉鎖位置へ手動操作可能で
   あって、しかも前記第１の閉鎖位置へ向かって負荷され
   ており、前記ポンプピストン（１２）が前記交換弁（１
   ４）に隣接する位置を占めかつ前記安全弁部材（１７）
   が前記第２の閉鎖位置を占めた時に、前記弁作動ピン
   （１６）が前記交換弁（１４）を開放するようになって
   いる、特許請求の範囲第１項記載のガスばね。
4. 【請求項４】前記ポンプピストン（１２）がその最も外
   側の位置に向かって負荷されている、特許請求の範囲第
   １項記載のガスばね。
5. 【請求項５】前記ガスばねがポーゴー（２７）内に設け
   られている、特許請求の範囲第１項記載のガスばね。
6. 【請求項６】前記ガスばねが前記ポーゴー（２７）の管
   部（２８）を越えて延びるピストンロッド（３）を有し
   ている、特許請求の範囲第５項記載のガスばね。
7. 【請求項７】前記ポーゴー（２７）が、ガス交換手段の
   少なくとも１つの作動部材（３４，３５）用の通路を形
   成する少なくとも１つの凹部（３３）を備えている、特
   許請求の範囲第５項記載のガスばね。