JPS6141031A - ガスばね - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ガスの充てんされたシリンダを有するガスは
ねてあって、このシリンダ内でピストンロッドに接続さ
れたピスト／が滑動する形式のものに関する。

従来の技術 このような形式のガスはねは、例えば自動車のテールボ
ード、トラ／クルーム、蓋又はゼンネソトに配置されて
いる。このガスはねは、重量を補償することによって前
記部分の開放を容易にし、形状に応じて、前記部分が閉
じられる時に緩衝作用をも行なうようになっている。

このようなガスはねにおいては、多かれ少なかれ強く圧
縮された力スを有するガス室が負荷されることによって
、ばね力の漸進的な変化がそのつどの作業条件に多重に
適合させられる。

例えば、ドイツ連邦共和国特許出願公告第１２０８９５
　’１号明細書（第１段第３８行〜第４０行参照）に開
示されているように、室の充てん圧は有利には７０気圧
以上である。

例えば交遊事故などの際に、このようなガスばねが損傷
すると、ガスばねの１部が圧カシリングから急撃に突き
出て、事故に遇った人を死亡に到る壕で著しく傷つける
ことがある。

このような危険性を効果的に避けるために、ガスばねに
破損予定箇所を設けることが既に提案されている（ドイ
ツ連邦共和国特許出願公開第２４５７９３８号明細書参
照）。この破損予定箇所は、ガスばねの所定の箇所に著
しく強い衝撃又は超過負荷が加えられると高い圧力下に
あるガスクツショ／を危険性なく漏れ出させることがで
きる。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、ガスばねに破損予定箇所を設けることに
よって、確かに、所定の破損が生じた時には大きな危険
性が確実に和らげられるが、このような、公知のガスは
ねにおいてピストンロッド並びに圧カフリンダの外側範
囲に溝状の刻み目を設けることによって形成される破損
予定箇所は、製造技術的に規定できないか又は規定する
ことが非常に困難である。まだ前記刻み目から、金属の
継ぎ目に疲れ破損が生じ、この疲れ破損が実際の使用時
において、予測できない故障を惹き起こすことが知られ
ている。さらに、破損予定箇所を配置することは、製造
上の高い精確さを要求し、しかも破損を惹き起す力は、
この破損予定箇所の作用時に存在するそのつど異なる環
境に関連して予見及び予測することかでき−１１，７″
ｉｏそれ故、破損予定箇所を設けると大きい危険性が生
じるので、このような構造は、危険性を低くするという
本来の問題点を見過している不都合な解決策である。

そこで本発明の課題は、初めに述へた形式のガスばねで
、外部から著しく大きい超過負荷又は強い力が加えられ
た場合でもガスばねの１部が急撃に突き出ることによる
事故が避けられるようなものを提供することである。こ
の場合、ガスばねの構造はできるだけ複雑でなく、簡単
に製造可能及び組み立て可能であって、乱暴な運転時に
おいても長い時間にわたって高い作動確実性を伴って使
用することができ、作業速度に従って次第に増大する緩
衝作用を有していなければならない。

問題点を解決するための手段 この問題点を解決した本発明は、閉鎖した底部を有する
第１のシリンダが設けられていて、該第１のシリンダ内
で閉鎖した底部を有する第２のシリンダが滑りり／グシ
ールを介して軸方向で可動にガイドされており、第２の
シリンダが、この第２のシリンダの端面側の開口に接続
された第１のピストンを有していて該第１のピストンが
前記第１のシリンダ内で軸方向滑動可能に配置されてお
シ、前記第１のピスト／の中央を貫通してピストンロッ
ドが延びており、該ピストンロッドが、前記第１のピス
トンの孔を貫通して第２の／す／ダの内室内に突入して
いて、このガス室に突入する、ピストンロッドの自由婦
部に、前記第２の／す／ダ内で酬１方向可動にガイドさ
れた第２のピスト／が設けられている。

本発明によるガスばねは、構造が非常に簡単で、著しく
大きい超過負荷又は強い力が加えられた場合に高い程度
の安全性及び、作業速度が高まるにつれて次第に大きく
なる緩衝作用を有している。

このために、第１のピスト／は非常に簡単な構造の緩衝
ピスト／として形成されている。つまり、第１のピスト
／の孔が、ピストンロッドに対して、ガス絞りとして作
用する環状のギャップの分だけ拡大された直径寸法を有
していることによって、第１のピストンは非常に簡単な
構造の緩衝ピスト／として形成されている。

実施例 次に図面に示した実施列について本発明の構成を具体的
に説明する。

第１図及び第２図より明らかなように、ガスばねは、閉
鎖した底部７を備えた第１のシリンダ６を有しており、
この第１のシリンダ６内に、閉鎖した底部１１を備えた
第２の７リンダ１が滑すリ／グシール３によって軸方向
で可動にガイドされている。第２のシリンダ１はその端
面側の開口１７に接続され、第１のシリンダ６内で軸方
向滑動可能に配置された第１のピストン４を有しており
、第１のシリンダ６は、その底部７に固定され、シリン
ダ６の中央を貫通するピストンロッド５を有している。

このピストンロッド５は第１のピスト／４の孔８を貫通
して第２のシリンダ１のガス室９内に突入していて、そ
の自由端部１０で、第２のシリンダ１内で軸方向可動に
ガイドされた第２のピスト／２を有している。第１のピ
ストン４は緩衝ピストンとして構成されている。つまり
この第１のピストン４の孔８は、絞りとして作用する環
状のギャップ１）の寸法分たけピストンロッド５に対し
て拡大された直径を有しており、このようにして第１の
ピストン４は緩衝ピストンとして構成されている。本発
明の有利な構成によれば第１のピスト／４の外径ｒＤＪ
は第２のピスト／１の外径ｒＺＪよりも著しく太きい。

この直径寸法の差は例えば約２０係である。ピスト／２
若しくは４はシール１２，１４によってノリノダ１若し
くは６内でンールガイドされている。さらに本発明によ
れば、軸方向で比較的長い寸法のガイド孔２７′ｆ：有
する滑りリングシール３を配置したことによって、２つ
のシリンダ１，６の互いに同軸的なガイドが確実に得ら
れる。この滑りり／グゾール３は、第１の／す／ダ６の
壁部２８の円筒形状に拡大された範囲１５内に配置され
ていて、縁曲げ部２５によってこの範囲１５内に固定さ
れている。この際に、前記外径「Ｌ）」とｒＺＪとの寸
法差に従って次のような配置状態が得られる。つまり、
ピストフシゆう動面２６に向かって内側に環状に突出す
る、滑りリングシール）の端面側の終端ストラフ９面１
６と、第２のシリンダ１の端面側の開口１７で外側に突
き出る、第１のピストン４の端面１８とが協働して２つ
のシリンダの終端ストツノξとして構成されている。

例えば交辿事故などの時に非常に迅速で強い減速力又は
圧迫等にさらされたトランクルームの蓋によって乱暴な
引っ張り応力が加えられた場合に、本発明によって構成
されたガスはねは非常に剛性に形成された第１の終端ス
トツノξ（終端ストッパ面１６と端面１８とによる〕に
よってまず制限された終端位置を形成する。

この終端位置において、ピストン２若しくは４の互いに
向き合う面１９若しくは２０が軸方向で間隔ｒＡＪを保
っている。さらに、この終端位置で、第１のピストン４
のシール１４は、直径の拡大された範囲１５゛から軸方
向で間隔ｒＢＪを保っている。

さて、前述の乱暴な作用によって第１の終端ストツノξ
（１６，１８）の保持力が、例えば縁曲げ部２５が破壊
されることによって減少すると、ピスト／２若しくは４
の互いに向き合う面１９若しくは２０が互いに接触する
ことによって、本発明によるガスばねが第２の終端スト
ノ／ξ終端位置を占める。

このために本発明の構成によれば、安全性を考慮して、
軸方向の間隔ｒＡＪが軸方向の間隔ｒＢＪよりも大きく
なっている。

これによって、第２の終端ストッパに達すると、シール
１４が直径の拡大された範囲１５内に侵入し、／−ル作
用が無くなって、第１のシリンダ６のガス室２９内に存
在する圧力ガスが安全に漏れ出る。このような極端な場
合、第２のピストン２に固く結合されていて、しかも第
１のシリンダの底部７に固定されたピスト／日ノＰ５が
、２つのシリンダ１，６の飛び出し破壊を妨げ、ひいて
はガスはねの作動確実性をさらに高める引っ張りロンド
として作用する。例えば事故などの場合に強い力が作用
することによってガスばねが、圧縮された状態における
あらかじめ決められた終端位置を越えてさらに圧縮され
るべき場合には、充てんされたガスの危険な程度に著し
く高められた押圧エネルギを安全に減少させるために別
の安全装置が設けられている。

このために第３図及び第３ａ図に示した変化実施例によ
れば、第２のシリンダ１の閉鎖した底部１１に、ストソ
ノξ緩衝器として作用する、弾性材料より成る圧縮可能
な成形部３１が挿入されている。この弾性的な成形部３
１はゴム又は合成樹脂より成るばね弾性的な戻し部材と
して構成されている。第２のシリンダ１の壁部３８に設
けられた閉鎖した底部１１の範囲に圧力逃がし孔３２が
配置されており、この圧力逃がし孔３２は圧縮されない
状態の成形部３１によってカバーされていて、これによ
って気密に閉じられている。

ゴム又は合成樹脂より成るばね弾性的な戻し部材として
の弾性的な成形部３１の構造は第３ａ図に示されている
。使用された弾性的々材料、ゴム又は合成樹脂は例えば
６０°シヨアに相当する硬度を有している。ゴム又は合
成樹脂材料は圧縮されないので、第３ａ図に示した実施
例においては、成形部が切欠き３９　、３９’及び循環
する溝４０を有するゴムばねの形状に形成され、これに
よってばね弾性的な戻し部材として構成されていること
によって、弾性的な成形部の可撓性が得られる。

このような構造の代わりに、成形部３１をガス注入によ
って作られた材料より製造することもできる。

第１のシリンダ６の閉鎖した底部７の範囲には、ピスト
／４のだめのストソノξとして設けられた軸方向しゆう
動可能なり／グ３３が配置されており、このり／グ３３
が環状の支持部材３７によって底部７から間隔を保って
支持されていることによって、ピストン４の圧力室２９
内の超過圧に対してさらに付加的な安全性が保証される
。リング３３はさらに、軸方向で間隔を保って配置され
た、シリンダ６の、ピストフシゆう動面２６に気密に当
接するソール３４．３５を有している。

第２の７リンダ６の壁部２８には、底部７から間隔を保
って負荷軽減孔３６が設けられており、この負荷軽減孔
３６は、リング３）の長さが変化しない状態でこの孔３
６が気密に閉じられる程度の間隔を底部から保ってゾー
ル３４と３５との間に配置されている。

図示の付加的な安全装置は、ガスばねが強く圧縮された
時に、一方では第２のシリンダ１のガス室９内に形成さ
れる圧力が圧縮可能な成形部３１を圧縮して、この際に
ガスが孔３２を介して圧力室９から漏れ出るように作用
する。また他方では、ガスばねの圧縮過程は、第１のぎ
ストン４がり／グ３３に突き当ってこのリング３３を支
持部材３７を変形させながら第１の７リンダ６の底部に
押し７やるように作用する。この際に負荷軽減孔３６　
ｔｒｉＩＪ　７グ３）の２つのシール３４．３５の範囲
から出て、危険な高いガス圧がガス室２９から放出され
る。

従って、本発明によるガスばねは、特に前述の付加的な
安全装置を配置したことによって、圧縮又は引っ張り応
力などの強い力が加えられた場合に高い安全性を提供す
る。

作用 第１図及び第２図により当業者にとって明らかである本
発明によるガスばねの作用を以下に記載する。

第１図に示した負荷解除状態で第１の／す／ダ６のガス
室２９内及び第２のシリンダ１のガス室９内には、ガス
ばねのはね定数を規定する所定のカス応力が形成されて
いる。この際、例えば１ノ々−ルから５０パールまでの
間の圧力が形成されている。運動学的に可動である２つ
のヒ／ジ（図示せず）間で戻し力を作用させるために固
定用アイ２２と２４との間にばねがと／ノ結合されてい
る。ばね力を越えて軸方向で作用する外側の力ｒＫＪに
よって負荷が形成されると、第２図に示したようにガス
ばねが圧縮される。この時に第１のピスト／４が第１の
シリンダ６のピストフシゆう動面２６に沿ってこの第１
の７す／ダ６内で底部７・＼向かって侵入して、ガス充
てん物の容積の１部を押しやる。圧力が高まるに従って
押しやられたガス充てん物の１部は絞り用のギャップ１
３を避ってガス室３゜に侵入する。このガス室３ｏは、
互いに相対的に可動な端面１９，２０の間で第１及び第
２のピストン４若しくは２の運動に伴って拡大する。

これに応じて２つの端面１９，２０間の間隔「Ａ」が増
大する。この時に、直径ｒｌ）Ｊ（第１のシリンダ６の
内径）と直径「×」（第２のシリンダ１の内径ｊとの差
に基づいて、ガスばねが次第に圧縮されるのに滲って２
つのガス室２９゜３０の全容積が次第に小さくなり、こ
れによってこれら２つの室内のガス状媒体の作業応力が
高捷る。

これと同時に第２のシリンダ１のガス室９が縮小され、
ひいてはこのガス室９内に存在するガス状圧力媒体の作
業応力が相応に高くなる。

従って、ガスばねを力ｒＫＪに対抗させる対抗力ｒＧＪ
が高まる。

力ｒＫＪか弱くなるとガスばねは再ひ負荷解除し始める
。これは間隔ｒＡＪが小さくなるのに伴って前記圧縮方
向とは逆方向で行なわれる。これによって端面１９，２
０間のガス室３ｏは縮小し、ガスがこのガス室３ｏがら
押しやられる。

拡大するガス室２９内にガスを送るために、ガス室３０
から押しやられたガスは前記圧縮方向とは逆方向で絞り
用のギャップ１３を貫流し、これによって、２つのシリ
ンダ１及び６の互いに離れる方向の運動が特にその最終
段階で漸進的に緩衝される。

第４図の変化実施列で示したガスばねはさらに改良され
た作用及び安全性を有している。例えば滑りり／グ／−
ル）の、縁曲げ部２５に向けられた端部に、第２の／す
／ダ１の外壁に沿って滑動しなから轟接する環状のソー
ル部材４４が付加的に設けられている。このソール部材
４４は、シリンダ６の内壁と／す／ダ１の外壁との間の
環状室内に湿気及び／又は汚れが侵入するのを確実に妨
げる。これは、この環状基円に凝結物が形成されるのを
妨けるために重要である−環状室内に凝結物が形成され
るとマイナス温度の時にガスばねがロックされる恐れが
ある。

本発明の別の実旌例によれば、ピストン４の孔８とピス
トンロッド５との間に絞り用ギャップを設ける代わりに
この孔８とピストンロッド５とを精密にはめ合いかん合
させて、ピストン４が少なくとも１つの絞り孔４１を備
えた緩衝ピストンとして構成されている。このような構
成の利点は、一方では互いに滑動し合うピストンロツｒ
５と孔８との良好なガイドが得られ、他方では絞り若し
くは緩衝作用の正確な調節の可能性が得られるという点
にある。

さらに別の実７ｆｉｉ例によれば、滑りり／グシール）
の端面側の終端スト２７２面１６に、有利には金属のス
トッパリング４２と、有利には弾性材料よシ成る中間り
／グイ３とから製造された緩衝用ノミケラトが配属され
ている。これによって、終端ストンＡ？が比較的強く衝
突した時に、端面１８（終端面）若しくは終端ストン・
９面１６に作用する衝撃は減少される。これによって破
壊に対するより良好な安全性が得られる。

効果 本発明によるガスばねの組み立て構造は非常に簡単であ
って、前述の安全性を保証する特徴に従って著しく高い
作動確実性及び破壊に対する高い安全性を有しておシ、
シかも特に伸張運動の最後において高い程度の緩衝作用
を有していて、さらに製造技術的な観点で見て非常に良
好に構造を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施列によるガスばねの、無操作
状態の縦断面図、第２図は第１図によるガスはねの部分
的な圧縮状態の縦断面図、第３図は付加的な安全装置を
備えた、本発明の第２実施例によるガスばねの縦断面図
、第３ａ図は弾性材料よシ成るストソノξ緩衝部材の断
面図、第４図は第３実施例によるガスばねの縦断面図ズ
ある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ガスの充てんされたシリンダを有するガスばねであ
   つて、該シリンダ内でピストンロッドに接続されたピス
   トンが滑動する形式のものにおいて、閉鎖した底部（７
   ）を有する第１のシリンダ（６）が設けられていて、該
   第１のシリンダ（６）内で同じく閉鎖した底部（１１）
   を有する第２のシリンダ（１）が滑りリングシール（３
   ）を介して軸方向で可動にガイドされており、第２のシ
   リンダ（１）が、この第２のシリンダ（１）の端面側の
   開口（１７）に接続された第１のピストン（４）を有し
   ていて、該第１のピストン（４）が前記第１のシリンダ
   （６）内で軸方向滑動可能に配置されており、前記第１
   のピストン（６）の中央を貫通してピストンロッド（５
   ）が延びており、該ピストンロッド（５）が、前記第１
   のピストン（４）の孔（８）を貫通して第２のシリンダ
   （１）のガス室（９）内に突入していて、このガス室（
   ９）に突入する、ピストンロッド（５）の自由端部（１
   ０）に、前記第２のシリンダ（１）内で軸方向可動にガ
   イドされた第２のピストン（２）が設けられていること
   を特徴とする、ガスばね。 ２、孔（８）が、ピストンロッド（５）に対して、ガス
   絞りギャップとして作用する環状のギャップ（１３）の
   寸法分だけ拡大された直径を有しており、これによつて
   第１のピストン（４）が緩衝ピストンとして構成されて
   いる、特許請求の範囲第１項記載のガスばね。 ３、孔（８）とピストンロッド（５）とが互いにすべり
   ばめに似た精密なはめ合いを形成しており、ピストン（
   ４）が、このピストン（４）に対して軸平行に延びる、
   ガス絞りとして作用する少なくとも１つの孔（４１）を
   有している、特許請求の範囲第１項記載のガスばね。 ４、第１のピストン（４）の外径（Ｄ）が、第２のシリ
   ンダ（１）の外径（Ｚ）よりも著しく大きい、特許請求
   の範囲第１項から第３項までのいずれか１項記載のガス
   ばね。 ５、第１のピストン（４）の外径（Ｄ）が第２のシリン
   ダ（１）の外径（Ｚ）よりも約２０％大きい、特許請求
   の範囲第１項から第５項までのいずれか１項記載のガス
   ばね。 ６、シール（１２若しくは１４）を有するピストン（２
   若しくは４）がシリンダ（１若しくは６）内でガイドさ
   れている、特許請求の範囲第１項から第５項までのいず
   れか１項記載のガスばね。 ７、滑りリングシール（３）が、第１のシリンダ（６）
   の壁部（２８）の直径の拡大された円筒形状の範囲（１
   ５）内に配置されていて、この範囲（１５）内で縁曲げ
   部（２５）によつて不動に固定されている、特許請求の
   範囲第１項から第６項までのいずれか１項記載のガスば
   ね。 ８、滑りリングシール（３）が、縁曲げ部（２５）に向
   けられた端部で、第２のシリンダ（１）の外周壁に滑動
   可能に当接する環状のシール部材（４４）を有している
   、特許請求の範囲第１項から第７項までのいずれか１項
   記載のガスばね。 ９、滑りリングシール（３）の、ピストンしゆう動面（
   ２６）に向かつて内側へ突入する環状の端面側の面（１
   ６）と、第２のシリンダ（１）の端面側の開口（１７）
   で外側に突出する、第１のピストン（４）の面（１８）
   とが協働して２つのシリンダ（１若しくは６）の終端ス
   トッパとして配置及び構成されている、特許請求の範囲
   第１項から第８項までのいずれか１項記載のガスばね。 １０、滑りリングシール（３）の端面側の面（１６）に
   ストッパリング（４２）と中間リング（４３）とから成
   る緩衝パケットが配属されている、特許請求の範囲第１
   項から第９項までのいずれか１項記載のガスばね。 １１、ピストン（２若しくは４）の互いに向き合う端面
   （１９若しくは２０）が、滑りリングシール（３）の面
   （１６）と第１のピストン（４）の面（１８）とによつ
   て規定された終端位置で軸方向の間隔（Ａ）を有してい
   る、特許請求の範囲第１項から第１０項までのいずれか
   １項記載のガスばね。 １２、第１のピストン（４）のシール（１４）が終端位
   置で、直径の拡大された範囲（１５）から軸方向で間隔
   （Ｂ）を有している、特許請求の範囲第１項から第１１
   項までのいずれか１項記載のガスばね。 １３、第１のピストン（４）のシール（１４）の終端位
   置における、直径の拡大された範囲（１５）からの前記
   軸方向の間隔（Ｂ）が、ピストン（２若しくは４）の互
   いに向き台う端面（１９若しくは２０）の終端位置にお
   ける前記軸方向の間隔（Ａ）よりも小である、特許請求
   の範囲第１項から第１２項までのいずれか１項記載のガ
   スばね。 １４、第２のシリンダ（１）の閉鎖した底部（１１）の
   範囲に、逃がし弁として作用する、弾性材料より成る圧
   縮可能な成形部（３１）が挿入されている、特許請求の
   範囲第１項から第１３項までのいずれか１項記載のガス
   ばね。 １５、弾性的な前記成形部（３１）がゴム又は合成樹脂
   より成るばね弾性的な戻し部材として構成されている、
   特許請求の範囲第１項から第１４項までのいずれか１項
   記載のガスばね。 １６、第２のシリンダ（１）の壁部（３８）に設けられ
   た閉鎖した底部（１１）の範囲に圧力逃がし孔（３２）
   が配置されていて、この圧力逃がし孔（３２）が成形部
   （３１）の圧縮されていない状態でこの成形部（３１）
   によつてカバーされており、これによつて気密に閉鎖さ
   れている、特許請求の範囲第１項から第１５項までのい
   ずれか１項記載のガスばね。 １７、第１のシリンダ（６）の閉鎖した底部（７）の範
   囲に、ピストン（４）のためのストッパとして設けられ
   た軸方向しゆう動可能なリング （３３）が配置されている、特許請求の範囲第１項から
   第１６項までのいずれか１項記載のガスばね。 １８、リング（３３）が、シリンダ（６）のピストンし
   ゆう動面（２６）に気密に当接する、軸方向で間隔を保
   つて配置された２つのシール（３４、３５）を有してい
   る、特許請求の範囲第１項から第１７項までのいずれか
   １項記載のガスばね。 １９、第２のシリンダ（６）の壁部（２８）にこの第２
   のシリンダ（６）の底部（７）から間隔を保つて負荷軽
   減孔（３６）が設けられており、この負荷軽減孔（３６
   ）は、リング（３３）の長さが変化しない状態で気密に
   閉鎖される程度の寸法を前記底部（７）から保つてシー
   ル（３４、３５）の間に配置されている、特許請求の範
   囲第１項から第１８項までのいずれか１項記載のガスば
   ね。 ２０、ピストンロッド（５）が、第２のシリンダ（６）
   の底部（７）を貫通して外側へ突出する端部（２１）を
   有している、特許請求の範囲第１項から第１９項までの
   いずれか１項記載のガスばね。 ２１、第２のシリンダ（１）の閉鎖した底部（１１）の
   範囲が外側へ真直ぐに突き出るつめ（２３）を有してい
   る、特許請求の範囲第１項から第２０項までのいずれか
   １項記載のガスばね。