The spring force adjustable gas spring

【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、