JPS6115296B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、シリンダピストン装置であつて、 (イ) ２つの端壁とを有するシリンダと、 (ロ) シリンダ内を規定する内室と、 (ハ) シリンダの両端壁のうちの少なくとも一方の
端壁に設けられた孔を通つて、内室の内側およ
び外側に延びる軸方向に運動可能なピストンロ
ツドと、 (ニ) 内室内に配置され、ピストンロツドに作用接
続し、内室内の２つの作業室を規定しているピ
ストン装置と、 (ホ) 内室内の流体と、 (ヘ) ピストン装置を通つて延びていてかつ、シリ
ンダに対するピストン装置の行程中の少なくと
も一部分において両作業室を接続する少なくと
も１つの通路とから なる形式のものに関する。

上記形式のシリンダピストン装置は例えばドイ
ツ連邦共和国実用新案第7833144号から公知であ
る。

この公知のシリンダピストン装置では、通路
が、シリンダの軸線に対して平行な絞り孔によつ
て規定されている。この絞り孔は、しかしなが
ら、ピストンロツドがシリンダに対して相対的に
運動して所望の減衰効果を得るためには横断面を
非常に小さくしなければならなかつた。ガスばね
の場合、このような絞り孔の直径は約0.3〜0.4mm
であつた。この狭い横断面のために、絞り孔は、
流体中に含まれている異物によつて非常に詰まり
やすくなつていた。さらに、絞り孔は、所望の減
衰効果を欲求される限度内に保つために非常な精
度をもつて製作されなければならなかつた。

本発明の課題は、上記形式のシリンダピストン
装置において、通路の製作を容易にしかつ流体内
の異物により通路が詰まることを防ぐために、従
来使用されていたシリンダピストン装置のものよ
りかなり大きな横断面を有する、所望の減衰効果
が得られる通路を備えたピストン装置を提供する
ことにある。

この課題は本発明によれば次のように解決され
る。即ち、シリンダピストン装置であつて、 (イ) ２つの端壁を有するシリンダと、 (ロ) シリンダ内を規定する内室と、 (ハ) シリンダの両端壁のうちの少なくとも一方の
端壁に設けられた孔を通つて、内室の内側およ
び外側に延びる軸方向に運動可能なピストンロ
ツドと、 (ニ) 内室内に配置され、ピストンロツドに作用接
続し、内室内の２つの作業室を規定しているピ
ストン装置と、 (ホ) 内室内には流体が存在し、ピストン装置は、
２つのほぼ軸方向に向いた端面と、これら端面
とそれぞれ結合しているカバー円板とを有する
ピストンからなつており、 (ヘ) ピストン装置を通つて延びていて、両作業室
を接続する第１の流体通路が設けられており、
第１の流体通路は、シリンダの軸線を中心とし
て円周方向に延びる、少なくとも１つの曲がり
くねつた形状の通路部を有しており、曲がりく
ねつた形状の通路部は、ピストンとカバー円板
の一方もしくは両方によつて制限されており、 (ト) 両作業室を接続する第２の流体通路が設けら
れていて、 (チ) ピストン装置の運動に相応して、第２の流体
通路の有効流体横断面を変える弁部材が設けら
れていることによる。

このように、ピストン内にまがりくねつた形状
の通路区分を形成することにより、作業室間の絞
り通路が非常に長くしかも減衰媒体がたびたび方
向転換して流れるようになつており、この構成は
高い減衰作用を生ぜせしめると同時に、公知の装
置におけるよりも著しく大きな絞り横断面を得る
ことができるものである。減衰媒体内の異物によ
り通路が詰まることもこの構成により避けられ
る。ピストン内部に絞り通路を設けることによ
り、ピストンとシリンダとの間の公差に左右され
ず、均一な絞り横断面が形成されてひいては一様
な減衰作用が得られる。しかもピストン内部に絞
り通路を設けることから、ピストンとシリンダと
の間の環状みぞ内に可動に設けられた弁部材とし
て作用するピストンリングにより、優れたシール
作用とピストンロツドの運動方向と関連する減衰
作用が生ぜしめられる。この場合、例えばピスト
ンロツドの走出運動だけが、絞り通路の絞り横断
面により減衰され、ピストンロツドの走入運動で
は、ピストンロツドの運動方向と関連して作用す
る絞り通路の横断面が弁部材により開放されるの
で、ピストンロツドの走入運動に、減衰作用が全
くあるいは少なくとも著しくは及ぼされることは
ない。

本発明の有利な実施例では、連続した波形形状
あるいは曲がりくねつた形状の通路区分の少なく
とも一部分は、シリンダの軸線に対してほぼ垂直
な一平面上に配置されている。

さらに本発明の有利な実施形は、特許請求の範
囲の実施態様項および図示の実施例に記載されて
いる。

本発明の連続した通路区分を備えたピストンは
焼結法あるいはプラスチツク成形法により簡単に
製作することができる。

次に図示の実施例にをとづいて本発明の構成を
具体的に説明する。

ガスばねは、ピストンロツド横断面積と圧力に
積に相当する推力を有する空気圧装置を形成す
る。この形式のガスばねは、例えば水平軸を中心
に旋回する蓋を開けるための作動補助手段として
組み込まれている。急激なピストンロツド運動を
避けるために、この形式のガスばねは、ピストン
内に減衰装置を有している。

第１図に示したガスばねは、シリンダ１を有し
ており、シリンダ１内には、ピストンロツド４に
結合されたピストン装置５０が摺動する。シリン
ダ１の一方の端部には、ピストンロツド案内部２
とピストンロツドシール部３とが設けられてい
る。シリンダ１の内室５１は、ピストン装置５０
により、ピストン装置５０とピストンロツド案内
部２との間に設けられている作業室６と、ピスト
ン装置５０とシリンダ底部８との間に設けられた
作業室７とに分けられている。ピストン５の上側
カバー円板３５と環状切り欠きとにより、環状み
ぞ４２が形成される。環状みぞ４２内には、ピス
トンリング４１がピストン装置５０に対して、制
限範囲内で軸方向に運動可能に配置されている。
下側カバー円板３６は、ピストン５の下側端面に
配置されている。作業室６と作業室７との間に、
減衰通路が設けられている。減衰通路の上側開口
部は、入口スロツト３３により形成され、下側開
口部は、出口スロツト３４により形成されてい
る。

減衰装置の構成および作用形式は、第２図、第
３図、第４図に詳しく説明されている。ピストン
ロツド４が内室５１から走出されると、減衰媒
体、即ち加圧ガスは、作業室６から移動して、入
口スロツト３３を通つて、ピストン装置５０の減
衰通路に入り、出口スロツト３４から作業室７に
入る。ピストンロツド４の走出運動中に、環状み
ぞ４２内を軸方向に運動可能なピストンリング４
１は、第２図に示した位置を占めるので、ピスト
ン５とシリンダ１との間の環状隙間５２は閉じら
れる。従つて、ピストンロツド４の走出運動中
に、減衰媒体は作業室６から、入口スロツト３３
と出口スロツト３４との間のピストン５内に設け
られた減衰通路を介してしか作業室７へ達するこ
とはできない。ピストン５の両側端面に形成され
た通路区分４３，４４，４５を被覆するために、
上側カバー円板３５と下側カバー円板３６とが配
置されている。

第３図と第４図は、ピストン５内の、曲がりく
ねつて形成された絞り通路区分を示している。第
３図と第４図のピストン５は第２図に示した上側
カバー円板３５と下側カバー円板３６が省略され
て示されている。第３図に示したピストン面は通
常は上側カバー円板３５によつて被覆されてお
り、従つて作業室６に隣接するものである。減衰
媒体は、入口スロツト３３を通つて、半径方向で
みて外側通路区分４３と、半径方向通路区分４５
と、半径方向でみて内側通路区分４４とによつて
形成された通路内に入る。第３図からわかるよう
な通路区分の配置により、曲がりくねつて延びて
いる絞り通路が形成され、かつ絞り通路の端部は
孔４６に開口している。孔４６の他方の端部は、
ピストン５の下側端面に位置する通路部分に接続
している。ピストン５の下側端面は、第４図に示
されており、同様に、円周方向に延びる半径方向
でみて外側通路区分４３′と、半径方向通路区分
４５′と、半径方向でみて内側通路区分４４′とを
備え、かつ出口スロツト３４を有している。通路
の長さと、流体の方向を何度も変化させることに
より、比較的大きな通路横断面にもかかわらず、
この通路により非常によい減衰効果が得られる。

ピストンロツド４が内室５１内に走入される
と、ピストンリング４１は、シリンダ１の内壁へ
の摩擦により上側カバー円板３５に接するので、
環状隙間５２と環状みぞ４２は、比較的大きな流
路横断面を有する付加的な流路を形成する。この
場合、ピストンロツド４の走入方向運動は、ほと
んど減衰されない。

第５図、第６図、第７図に示された減衰装置
は、第１図〜第４図に示したものとは入口スロツ
ト１３３が渦流室１１４に開口している点で異な
る。接続通路１２７は、渦流室１１４と後に接続
された渦流室１１５とが接線方向で接続されるよ
うに配置されている。絞り孔１０９は、第７図に
示す媒体流れ図のように、渦流室１１５を下側の
渦流室１１６に接続している。

第７図から明らかなように、渦流室１１６を渦
流室１１７に接続するために、第６図に破線で示
した接続通路１２８が役に立つ。減衰媒体は絞り
孔１１０を介して渦流室１１８に入り、接続通路
１２９を通つて渦流室１１９に入り、渦流室１１
９から、絞り孔１１１を介して渦流室１２０に入
る。減衰媒体は、さらに接続通路１３０を通つて
渦流室１２１に入り、絞り孔１１２を介して渦流
室１２２に入り、接続通路１３１を通つて渦流室
１２３に入り、絞り孔１１３を介して渦流室１２
４に入り、接続通路１３２を通つて渦流室１２５
に入り、出口スロツト１３４に達する。

渦流室１１４〜１２５と接続通路１２７〜１３
２とを被覆するために、ピストン１０５は上端面
に上側カバー円板１３５と、下端面に下側カバー
端面１３６とを有している。入口スロツト１３３
だけは、上側カバー円板１３５とピストン１０５
とにより解放されている。下側カバー円板１３６
はピストン１０５と一緒に出口スロツト１３４を
形成している。この以上に述べた減衰通路は、作
業室１０６と作業室１０７との間に常に開放され
た接続部を形成して、ピストンロツド１０４の走
出運動中に減衰作用を生ぜせしめる。第５図に示
したように、ピストンリング１４１は、ピストン
ロツド１０４の走出運動中に、その下端面でピス
トン１０５に接触して、シリンダ１０１とピスト
ン１０５によつて形成されている環状隙間１５２
を被覆する。このように、ピストンロツド１０４
の走出運動中に、加圧ガスは作業室１０６から作
業室１０７へ、入口スロツト１３３と、絞り孔１
０９〜１１３と、渦流室１１４〜１２５と、接続
通路１２７〜１３２とによつて形成され、出口ス
ロツト１３４で終つている常に開いている減衰通
路だけを通つて流れる。加圧ガスの流れは第７図
の略示図に説明されている。この実施例では孔と
通路は比較的大きな横断面も有しているにもかか
わらず、高い減衰抵抗が得られる。例えば、直径
１mmの９つの絞り孔を有する構造は、直径0.35mm
〜0.4mmの単一の絞り孔にほぼ相当する減衰効果
を得ることができる。本発明の減衰通路の横断面
は、ガスばねの従来の絞りに較べて10倍も大きい
ものである。

ピストンロツド１０４がシリンダ１０１内に走
入すると、ピストンリング１４１は上側カバー円
板１３５に接触するので、付加的な流路が形成さ
れることになる。ピストンロツド１０４のこの走
入運動中に、この付加的な流路は、常に開いてい
る減衰通路に対して平行に位置し、この走入運動
はわずかに減衰されるかほとんど減衰されなくな
る。

第８図には別の実施例が示されており、この実
施例では、ピストン装置２５０は、２つの環状の
ピストンプレート２３７，２３８により形成され
ている。上方のピストンプレート２３７は上側カ
バー円板２３５により被覆され、下方のピストン
プレート２３８は、下側カバー円板２３６を支持
している。両ピストンプレート２３７，２３８間
に、開口２４０を有しているシール座金２３９が
位置している。開口２４０は、ピストンプレート
２３７の出口２３４′をピストンプレート２３８
の入口２３３′に接続している。ピストンプレー
ト２３７への減衰媒体の入口は符号２３３で示さ
れており、ピストンプレート２３８は出口２３４
を有している。ピストンプレート２３７，２３８
が第５図〜第７図に示した実施例と同様な構造を
有しているピストンの場合には、絞り孔の数は２
倍になる。従つてこの構造形式により、より高い
減衰抵抗が得られる。２つのピストンプレートか
らなる第８図に示したものと同様のピストン構造
は、第１図〜第４図に示したピストン形状をこれ
らピストンプレートにより形成することができ
る。

以上述べた複数の実施例では、減衰抵抗を、円
周に沿つて通路の出口または入口の配置形式を変
化させることにより、簡単な形式で変化させるこ
とができる。例えば、第５図〜第７図の実施例
で、入口スロツトを渦流室１１８の位置に移し
て、出口スロツト１３４を図面に示した位置にと
どめておけば容易に可能になる。

減衰通路の比較的大きな絞り横断面は、さら
に、減衰媒体の粘度が減衰抵抗に極めてわずかし
か影響を及ぼさないという利点を有することにな
る。

第１図〜第４図に示したピストン５と、第５図
〜第７図に示したピストン１０５と第８図に示し
たピストンプレート２３７，２３８とは、焼結法
またはプラスチツク成形法により製作されると有
利である。

第６図から明らかなように（例えば、渦流室１
１８と接続通路１２９とを参照）、渦流室１１８
内に生じる渦の回転方向は、流体が渦流室１１８
から接続通路１２９に入ると、ほぼ逆転する。こ
の逆転は、後述する渦流室と接続通路の特別な接
線方向位置によつて生じるものである。この回転
方向の逆転は、さらに流体抵抗を増大させるもの
である。

さらに第２図に示すように、例えば、通路区分
４４，４５，４３を被覆する上側カバー円板３５
は同時に、ピストンリング４１に形成された環状
みぞ４２を規定している。上側カバー円板３５の
この２重機能は、ピストン装置の設計と組み立て
を簡単にするものである。

第６図に示す接続通路、例えば接続通路１３１
は、まつすぐである。これら接続通路はしかし弓
形にすることも可能である。

第５図〜第７図の実施例に示す渦流室の形状は
大きく変形させることもできる。これら渦流室を
じようご形に変形させることは、製作技術の観点
から非常に有利である。渦流室は孔に対して偏心
的に配置することもできる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は
本発明によるガスばねの１実施例縦断面図、第２
図は第１図のガスばねのピストン装置の１部拡大
図、第３図は第２図のピストン装置の上面図、第
４図は第２図のピストン装置の下面図、第５図
は、本発明の別の実施例の部分的縦断面図、第６
図は第５図の上面図、第７図は第５図と第６図に
示した実施例の略示断面図、第８図は本発明のさ
らに別の実施例の縦断面図である。 １……シリンダ、２……ピストンロツド案内
部、３……ピストンロツドシール部、４……ピス
トンロツド、５……ピストン、６，７……作業
室、８……シリンダ底部、３３……入口スロツ
ト、３４……出口スロツト、３５……上側カバー
円板、３６……下側カバー円板、４１……ピスト
ンリング、４２……環状みぞ、４３，４３′……
外側通路区分、４４，４４′……半径方向通路区
分、４５，４５′……内側通路区分、４６……
孔、５０……ピストン装置、５１……内室、５２
……環状隙間、１０１……シリンダ、１０５……
ピストン、１０６，１０７……作業室、１０９，
１１０，１１１，１１２，１１３……絞り孔、１
１４，１１５，１１６，１１８，１１９，１２
０，１２１，１２２，１２３，１２４……渦流
室、１２７，１２８，１２９，１３０，１３１，
１３２……接続通路、１３３……入口スロツト、
１３４……出口スロツト、１３５……上側カバー
円板、１３６……下側カバー円板、１４１……ピ
ストンリング、１５２……環状隙間、２３３，２
３３′……入口、２３４，２３４′……出口、２３
５……上側カバー円板、２３６……下側カバー円
板、２３７，２３８……ピストンプレート、２３
９……シール座金、２４０……開口。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ シリンダピストン装置であつて、 (イ) ２つの端壁２，８を有するシリンダ１と、 (ロ) シリンダ１内を規定する内室５１と、 (ハ) シリンダ１の両端壁２，８のうちの少なくと
   も一方の端壁に設けられた孔を通つて、内室５
   １の内側および外側に延びる軸方向に運動可能
   なピストンロツド４と、 (ニ) 内室５１内に配置され、ピストンロツド４に
   作用接続し、内室５１内の２つの作業室６，７
   を規定しているピストン装置５０と、 (ホ) 内室５１内には流体が存在し、ピストン装置
   ５０は、２つのほぼ軸方向に向いた端面と、こ
   れら端面とそれぞれ結合しているカバー円板３
   ５，３６とを有するピストン５からなつてお
   り、 (ヘ) ピストン装置５０を通つて延びていて、両作
   業室６，７を接続する第１の流体通路３３，３
   ４，４５，４３′，４５′，４４′が設けられて
   おり、第１の流体通路は、シリンダの軸線を中
   心として円周方向に延びる、少なくとも１つの
   曲がりくねつた形状の通路部を有しており、曲
   がりくねつた形状の通路部は、ピストン５とカ
   バー円板の一方もしくは両方によつて制限され
   ており、 (ト) 両作業室６，７を接続する第２の流体通路４
   ２，５２が設けられていて、 (チ) ピストン装置の運動に相応して、第２の流体
   通路の有効流体横断面を変える弁部材が設けら
   れている ことを特徴とするシリンダピストン装置。 ２ 弁部材は、ピストン５とカバー円板の一方も
   しくは両方によつて制限されている環状みぞ４２
   内で軸方向に可動なピストンリング４によつて形
   成されている特許請求の範囲第１項記載のシリン
   ダピストン装置。 ３ 曲がりくねつた形状の通路部４４，４５，４
   ３は、ほぼ正方形の波形形状を規定している特許
   請求の範囲第１項または２項に記載のシリンダピ
   ストン装置。 ４ 曲がりくねつた形状の通路部は、過流室１１
   ５，１１６を有している特許請求の範囲第１項か
   ら第３項までのいずれか１項に記載のシリンダピ
   ストン装置。 ５ 曲がりくねつた形状の通路部の少なくとも一
   部分は、シリンダ１の軸線に対してほぼ直角の一
   平面上に配置されている連続した通路区分４４，
   ４５，４３からなつている特許請求の範囲第１項
   記載のシリンダピストン装置。 ６ 連続した通路区分４４，４５，４３は、ピス
   トン５の少なくとも１つのほぼ軸方向に向いた面
   における軸方向に開口した通路区分によつて規定
   されており、これら軸方向に開口した通路区分
   は、カバー部材３５によつて被覆されている特許
   請求の範囲第５項記載のシリンダピストン装置。 ７ 通路区分４４，４５，４３；４３′，４５′，
   ４４′は、ピストン装置５０内の軸方向でずれた
   平面内に配置されていてかつ少なくとも１つの軸
   方向の孔４６によつて連結されている特許請求の
   範囲第６項記載のシリンダピストン装置。 ８ ピストンの２つの、軸方向に向いた端面は、
   通路区分４４，４５，４３；４３′，４５′，４
   ４′を有しており、通路区分はカバー円板３５，
   ３６によつて被覆されている特許請求の範囲第７
   項記載のシリンダピストン装置。 ９ 第１の連続した通路区分４４，４５，４３の
   第１の端部３３は、第１の作業室６に開口してお
   り、第１の連続した通路区分４４，４５，４３の
   第２の端部は、ピストンの単一の軸方向の孔４６
   によつて、第２の連続した通路区分４３′，４
   ５′，４４′の第１の端部に接続しており、第２の
   連続した通路区分４３′４５′，４４′の第２の端
   部は、第２の作業室７に開口している特許請求の
   範囲第７項記載のシリンダピストン装置。 １０ 第１の流体通路部は、ピストン装置１５０
   のピストン１０５を通つて延びているほぼ軸方向
   の複数の孔１０９，１１０，１１１，１１２，１
   １３を有しており、複数の孔１０９，１１０，１
   １１，１１２，１１３は、軸方向の端部で、シリ
   ンダ１０１の軸線に対して直角な２つの異なる平
   面上に延びている接続通路１２８，１２９，１３
   ０，１３１により接続されており、２つの異なる
   平面は、複数の孔の隣接の対向する軸方向の端面
   に位置しており、接続通路１２８，１２９，１３
   ０，１３１は異なる平面のうちどちらかに配置さ
   れていて、軸方向の孔と接続していて、曲がりく
   ねつた通路部を形成している特許請求の範囲第１
   項から第４項までのいずれか１項に記載のシリン
   ダピストン装置。 １１ 接続通路１２８，１２９，１３０，１３１
   は、ピストン１０５の端面に形成された軸方向に
   開いた通路であつて、これら接続通路は、カバー
   部材１３５，１３６によつて被覆されている特許
   請求の範囲第１０項記載のシリンダピストン装
   置。 １２ 渦流室１１５，１１６，１１７，１１８，
   １１９，１２０，１２１，１２２，１２３，１２
   ４は、軸方向の孔１０９，１１０，１１１，１１
   ２，１１３の軸方向端部で、軸方向の孔の各中央
   範囲よりも大きな直径を有する軸方向の孔の端部
   範囲によつて規定されている特許請求の範囲第１
   １項記載のシリンダピストン装置。 １３ 接続通路１２８，１２９，１３０，１３１
   は、渦巻きの完全な逆回転が、渦流室１１８から
   後続の接続室１５９へ流体が入る際に生じるよう
   に、渦流室１１５〜１２４に対して接線方向に設
   けられている特許請求の範囲第１２項記載のシリ
   ンダピストン装置。 １４ 軸方向の孔１０９〜１１３は、シリンダ１
   ０１の軸線を中心とする円周上に配置されてお
   り、軸方向の孔の角度間隔はほぼ同じである特許
   請求の範囲第１０項から第１３項までのいずれか
   １項に記載のシリンダピストン装置。 １５ ピストンは、軸方向で互いに隣接する複数
   のピストン部分２３７，２３８からなり、各ピス
   トン部分２３７，２３８は、連続した通路区分に
   よつて形成された少なくとも１つの通路部を有し
   ており、連続した通路区分は直列的に接続されて
   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項に記載のシリンダピストン装置。