JPH022014B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、非常に高い圧力流体の作用を受ける
と共に、摺動スプール弁部材との間で上記圧力流
体の通路を形成したり、或いは逆に上記摺動スプ
ール弁部材との間の密封状態を確保するシールリ
ングを備えた開閉弁装置に関し、殊に、事務用椅
子や机等の無段階高さ調節自在な支柱装置或いは
リクライニングシートの背もたれの傾倒角度調節
用ロツク装置等として使用されているオイル又は
ガス入り伸縮ロツク装置におけるピストン部等の
画成部に設けられる改良された開閉弁装置に関す
るものである。

本発明に係る開閉弁装置の適用対象である伸縮
ロツク装置の一般的な構造は、例えば第１図にそ
の一例を示すように、シリンダ１内には、一方の
シリンダ端部を密閉するベアリング部材５から摺
動自在にかつ気密を保つて導出された中空ピスト
ンロツド４の内端が固定されるとともにシリンダ
内部を２つの作動室３ａ，３ｂに区画するための
ピストン２と、上記作動室３ａ側シリンダ内にあ
つて高圧ガスを封入するためのガス室７を区画形
成するフリーピストン６とを夫々摺動自在に嵌装
し、作動室３ａ，３ｂには作動油を充填する一
方、上記ピストン部には両作動室３ａ，３ｂを連
絡する連通路形成のためのオリフイス通路８と弁
孔９とが穿設され、当該弁孔９内には両端の大径
部１１ａ，１１ｂとの中間に通路形成用の小径部
１１ｃを備えたスプール形の開閉スプール弁１０
が摺動自在に嵌装されると共に、上記大径部１１
ａと１１ｂとに夫々対応するシールリング１２と
１３が設けられ、上記スプール弁１０は内方のシ
ールリング１２と大径部１１ａとの接触時におい
て封入ガス圧力作用によるセルフ閉止弁として機
能し、またピストンロツド４内に挿入されたプツ
シユロツド１４の押込操作時にはシールリング１
２と小径部１１ｃとの協働によりオリフイス通路
８へと通ずる環状の流体通路を形成して両作動室
３ａ，３ｂを連絡し得るようにしてなり、上記開
閉スプール弁１０の外部操作によつて、ピストン
２及びピストンロツド４の伸縮作動と任意位置で
のロツク保持とを適宜行い得るよう構成したもの
である。尚、図中１５はピストンリングである。

上記の如き伸縮ロツク装置において、従来は、
そのピストン部におけるスプール弁１０に対する
シールリング１２，１３として通常Ｏリングが使
用されており、この種装置における高圧摺動部の
シールリング殊に内方側１２のＯリングに関して
種々の欠点があつた。

即ち、第２図に詳細に示すように、ピストン２
における開閉スプール弁１０に対するシールリン
グ１２としてピストン部リング溝１６内にＯリン
グを採用する場合には、線径寸法ＤのＯリングに
関する溝幅Ｗと溝深さＨとの間には一般的な取り
決めがあつて、大径部１１ａとの協働による弁閉
時でも或る締め代寸法の下で気密を保つがＯリン
グ溝幅方向には隙間が残存し、また小径部１１ｃ
との協働による弁開時には半径方向内側に格別大
きな隙間を残して所定の流体環状通路１７を形成
する必要性があり、これ等、弁閉時の高圧シール
性の確保と弁開時の流体通路の形成と云う極端に
異なる隙間条件δ₁とδ₂を共に満足させねばなら
ず、この様な隙間寸法関係の何れにも適するシー
ルリングの設計は難しく高圧化につれて益々難し
さを増す傾向にある。

そして、弁閉時においてシールリング１２がそ
の一側から高い圧力作用を受けると、リング溝１
６内の他側へと押し付けられて変形し、嵌合隙間
δ₁に向けてシールリング１２の一部がはみ出す。
このため、その後のスプール弁１０の開閉動作に
際し、小径部１１ｃとの協働により環状通路１７
を形成する弁開時に、この環状通路１７へ向けて
高速で流れ込む作動流体とその流れに基くシール
リング背面側の圧力降下による吸引作用により、
上記はみ出し変形状態にあるシールリング１２が
更にその内径側へと吸引変形されて第２図中に鎖
線で示す如き状態になり、環状通路１７を閉塞す
ることになるばかりでなく、この様な状態からス
プール弁１０を閉じようとすると、シールリング
１２を大径部１１ａが噛み込んで不動状態を生じ
たり、シールリング１２を損傷してシール機能を
損うことになる、等の欠点があつた。

本発明は、上記従来の開閉弁装置の持つ欠点を
解決し、高圧シール機能の優れた、殊に異なる隙
間条件を持つ伸縮ロツク装置のピストン部等の画
成部における最適な開閉弁装置を提供することを
目的とするものである。

以下本発明の実施例を図面に基いて詳述する。

本発明の伸縮ロツク装置におけるピストン部開
閉弁装置の一実施例の詳細を第３図に示すが、そ
の他の主たる構成は第１図のものと変りがないの
で、同一部分には同一符号を付して説明を省略す
る。尚、図中２２はスプール弁１０のストツパリ
ングである。

本発明の開閉弁装置の特徴は、ピストン部の弁
孔９の内周にオリフイス通路８へと達する長さの
リング溝１８を穿ち、このリング溝１８内には脚
付きバツクアツプリング１９を収納すると共に弁
孔開放端にサイドプレート２１を取付けて、これ
等脚付きバツクアツプリング１９とサイドプレー
ト２１とにより所定幅のリング溝を形成し、これ
にシールリング１２を収納してスプール弁１０の
大径部１１ａとの協働による弁閉作用と小径部１
１ｃとの協働による弁開作用を夫々果し得るよう
にし、かつ、上記リング溝１８と脚付きバツクア
ツプリング１９外周との間の隙間と脚部１９ｂと
により、シールリング１２の背面外周部をオリフ
イス通路８へとシールリング内径側主環状通路１
７をバイパスして連絡する補助バイパス通路２０
を形成するようにしてなり、上記脚付きバツクア
ツプリング１９の形状は、第４図Ａ，Ｂにその縦
断面図と左側面図を示すように、シールリング１
２の背面に当接しかつスプール弁大径部１１ａと
の間の微少隙間δ₁を決定する環状プレート１９ａ
と、この環状プレート１９ａの一側においてその
内径寸法よりも若干大きな内径寸法の下に環状段
部１９ｄを形成すると共に放射状に伸びる複数個
のスリツト１９ｃにより形成された円筒配列状の
脚部１９ｂとからなる一体構造のものであり、上
記補助バイパス通路２０は脚付きバツクアツプリ
ング１９の外周クリアランスと、スリツト１９ｃ
及び内周クリアランスとしての環状段部１９ｄと
によつて形成されて、任意の位置にあるオリフイ
ス通路８へのバイパス路を確保することができる
ようになつている。

また、バツクアツプリング１９は前記の形状に
限定されるものではなく、要するに、シールリン
グ１２の背面外周部に補助バイパス通路２０を形
成できる形状であればよい。

次に作動状態について説明するに、第３図Ａに
示す如き弁閉状態からプツシユロツド４の外部操
作によりスプール弁１０を押し込めて小径部１１
ｃとシールリング１２とを対応させる弁開操作時
には、シールリング１２は高圧力の作用を受けて
バツクアツプリング１９側へと押し付け傾向にあ
る状態から第５図に示す如き弁開初期状態とな
る。即ち、シールリング１２はその内周における
スプール弁大径部１１ａとの接触が外されると、
一旦は従来の弁装置におけると同様に高圧流体の
作用を受けて小径部１１ｃとの環状通路１７へ向
け一部がはみ出される変形を受けるが、本発明の
場合、シールリング１２の外周部背面において形
成される補助バイパス通路２０を径て高圧作動油
がオリフイス通路８へとバイパスされるためシー
ルリング１２の前後（第３図中の左右）における
圧溶差が緩和されて同圧となるために、シールリ
ング１２は自体の持つ弾性復元力によつて自由に
適正なリング状態へと復帰し、第３図Ｂに示す如
くスプール弁１０の小径部１１ｃとの協働により
所定の主環状通路１７を形成確保することがで
き、再びスプール弁１０を第３図Ａに示すような
弁閉状態に戻す操作をする際にシールリング１２
を噛み込んだり損傷を与えるおそれの全くないも
のであり、また、これ等のスプール弁１０の開閉
操作と外力荷重の付加、解除等によるピストンシ
リンダ組立体の任意位置への伸縮ロツク機能につ
いては従来とは変りはないが、本発明の開閉弁装
置は非常に高い圧力の作動流体を封入して高荷重
用の伸縮ロツク装置用に設定することができ、有
利なものである。

また、図示の実施例においては、シールリング
１２の外周部背圧側に弁開操作時の初期におい
て、主環状通路１７をバイパスして圧力流体の初
期流動を生じさせて圧力バランスを生起させ、シ
ールリング１２の適正な自己復元力作用の下に噛
み込み変形防止効果を得るための補助バイパス通
路２０を脚付きバツクアツプリング１９と長尺の
リング溝１８とによつて得る場合であるが、弁開
操作時の初期バイパス流を生起させるバイパス通
路手段であれば、上記に限られることなく例えば
第６図に一例を示すようにピストン部に直接的
に、その弁孔９の内周におけるリング溝１８外周
部背面からオリフイス通路８へと穿たれたバイパ
ス孔２０ａとして形成したり、或は孔に代るスリ
ツト状溝手段により補助バイパス通路を確保して
もよく、この場合脚付きバツクアツプリングを省
略できて部品点数を少なくし、構造も簡単にでき
るものである。他方、前述の実施例の如くバツク
アツプリングを使用する場合には、シールリング
のはみ出しを押えた超高圧用の開閉弁装置として
適するものである。

尚、上記実施例においては、シリンダに摺動自
在に嵌装されたピストン部に開閉弁装置を設けた
例を説明したが、ピストン部以外のシリンダ画成
用の固定隔壁部に設けた場合でも同様に実施する
ことができると共に、伸縮ロツク装置自体も単筒
型及び図示の形式等に限られることはない。

叙上のように、本発明の伸縮ロツク装置におけ
る開閉弁装置は、ピストン或いは隔壁部弁孔内周
に形成したシールリング溝内にスプール弁外周に
対する弁閉時の密接及び弁開時の主環状通路の形
成を果すシールリングを収容すると共に、上記リ
ング溝の外周寄りシールリング背圧側を上記弁孔
とともに連通路を形成するオリフイス通路へと上
記主環状通路をバイパスする補助バイパス通路を
設けたので、弁開操作時の初期において、主環状
通路をバイパスする高圧力流体の初期流動を生じ
させてシールリング前後の圧力差を緩和すること
ができるから、シールリング自体の適正な自己復
元作用を得て自体の内径側への変形並びにシール
リングの噛み込み損傷を確実に防止することがで
き、弁開時における流体通路の確保と併せて弁の
不作動事故も回避することができる等の優れた効
果を奏し得ると共に、高圧ガスを封入してなる高
荷重用の伸縮ロツク装置に適する開閉弁装置を得
ることが可能となり、また、バツクアツプリング
付きの場合には、超高圧用として適する他、ピス
トン部或いは隔壁部に直接補助バイパス通路を形
成する場合には、超高圧用とはいかないまでも部
品点数の少ない簡単な構造の高圧用開閉弁装置と
することができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の開閉弁装置の適用対象である
伸縮ロツク装置の一実施例における部分断面図、
第２図は第１図における開閉弁装置部分の拡大断
面図、第３図Ａは本発明の開閉弁装置の一実例に
おける弁閉状態を表わす拡大断面図、第３図Ｂは
本発明の開閉弁装置の一実施例における弁開状態
を表わす拡大断面図、第４図Ａ，Ｂは第３図の実
施例における脚付きバツクアツプリングの縦断面
図及び左側面図、第５図は第３図の実施例におけ
る弁開操作初期の状態を表わす断面図、第６図は
本発明の開閉弁装置の別の実施例を表わす断面図
である。 １……シリンダ、２……ピストン、３ａ，３ｂ
……作動室、４……ピストンロツド、８……オリ
フイス通路、９……弁孔、１０……スプール弁、
１１ａ，１１ｂ……大径部、１１ｃ……小径部、
１２，１３……シールリング、１７……主環状通
路、１６，１８，１８′……シールリング溝、１
９……脚付きバツクアツプリング、２０……補助
バイパス通路、２０ａ……バイパス孔。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 高圧ガスと作動油を封入したシリンダと、こ
   のシリンダ内を二室に区画するよう摺動自在に収
   容されたピストンと、このピストンに一端が固着
   されて上記シリンダから他端が密邦状態で突出す
   るピストンロツドと、上記ピストン或は上記二室
   間の区画隔壁部の連通路に設けられた開閉スプー
   ル弁とからなる伸縮ロツク装置において、ピスト
   ン或は隔壁部に設けた弁孔の内端側内周に形成し
   たシールリング溝内にシールリングを収容して、
   弁閉時には当該シールリング内周がスプール弁の
   大径部に密接する一方、弁開時にはスプール弁の
   小径部に対し内周が非接触となつて主環状通路を
   形成し得るように構成すると共に、当該主環状通
   路をバイパスする流体流れを上記シールリングの
   外周側に生起させる為の補助バイパス通路を上記
   シールリングの背圧側に設けたことを特徴とする
   伸縮ロツク装置における開閉弁装置。 ２ 上記補助バイパス通路がピストンに設けたド
   リル穴若しくは切込み状スリツトからなることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の伸縮ロツ
   ク装置における開閉弁装置。 ３ 上記補助バイパス通路が上記シールリング溝
   内にシールリングと併設収容したバツクアツプリ
   ングにより構成されることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の伸縮ロツク装置における開閉
   弁装置。