JPH06101733A - 収縮ガススプリング - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ピストンロッドの全行程に亘り縮小方向の復
元力を所望の大きさに設定できるようにする。 【構成】 シリンダ１の蓋部１Ａとロッドガイド４との
間に大気に開放された大気室Ａを形成し、ロッドガイド
２，４間にはピストン６によってガス室Ｂ，Ｃを画成
し、ピストン６に大径ロッド１０のねじ部１０Ａにより
固着したピストンロッド８をロッドガイド２を介してシ
リンダ１外に突出させ、大径ロッド１０をロッドガイド
４を介して大気室Ａ内に突出させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばドアなどを開閉
するときに引張り方向の外力に対してピストンロッドを
収縮させる方向に復元力を生じさせるようにした収縮ガ
ススプリングに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、一端側が上蓋等によって閉塞さ
れ、他端側に下蓋等のロッドガイドが設けられたシリン
ダと、該シリンダ内に摺動可能に挿嵌され、該シリンダ
内を２つのガス室に画成したピストンと、一端側が該ピ
ストンに固着され、他端側が前記ロッドガイドを介して
シリンダ外に突出したピストンロッドとからなるガスス
プリングは、例えば特公昭５３−３４７６号公報によっ
て知られている。

【０００３】この種の従来技術によるガススプリングで
は、ピストンによってシリンダ内に画成された各ガス室
のうち、ピストンロッド側のガス室に高圧ガスを封入し
て高圧ガス室とし、他方のガス室に低圧ガスを封入して
低圧ガス室とし、シリンダ内でピストンを高圧ガス室か
ら低圧ガス室に向けて付勢することにより、ピストンロ
ッドをシリンダ内へと収縮させるようにしている。

【０００４】そして、ピストンロッドをシリンダ外に伸
長させるように引張り方向の外力を加えたときには、ピ
ストンロッド側に位置する高圧ガス室がピストンによっ
て圧縮され、より高い圧力状態となるから、ピストンを
低圧ガス室に向けて高いガス圧で押圧でき、ピストンロ
ッドを常時収縮させる方向に復元力を生じさせることが
できる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術では、シリンダ内の高圧ガス室と低圧ガス（大気
圧を含む）室とをピストン等で常に遮断しており、ピス
トンロッドをシリンダから伸縮させるときに、高圧ガス
室の容積を変化させることによって、該高圧ガス室のガ
ス圧で収縮方向の復元力を生じさせる構成であるから、
この復元力はピストンロッドの収縮時に比べ最大伸長時
には限りなく大きくなって、ピストンロッドの全行程に
亘り所望の復元力を得ることが難しいという問題があ
る。

【０００６】本発明は上述した従来技術の問題に鑑みな
されたもので、本発明はピストンロッドの最収縮時から
最大伸長時に亘って所望の復元力を生じさせることがで
き、ばね定数を小さく設定することができるようにした
収縮ガススプリングを提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために第１の発明は、一端側に取付部が設けられ、他端
側にロッドガイドが設けられたシリンダと、該シリンダ
の一端側と他端側との間に位置して該シリンダ内に設け
られ、該シリンダの一端側との間に大気に開放される大
気室を形成した他のロッドガイドと、前記シリンダ内の
各ロッドガイド間に封入された加圧ガスと、一側が大径
に他側が小径に形成され、小径部がロッドガイドに大径
部が他のロッドガイドに摺動可能に案内され、前記シリ
ンダから突出する小径部の突出端側に取付部が設けられ
たロッドとからなる構成を採用している。

【０００８】また、第２の発明は、一端側に取付部が設
けられ、他端側にロッドガイドが設けられたシリンダ
と、該シリンダの一端側と他端側との間に位置して該シ
リンダ内に設けられ、該シリンダの一端側との間に大気
に開放される大気室を形成した他のロッドガイドと、前
記シリンダ内に摺動可能に挿嵌され、前記各ロッドガイ
ド間でシリンダ内に少なくとも加圧ガスが封入される２
つの圧力室を画成したピストンと、一端側が該ピストン
に固着され、他端側が前記ロッドガイドを介して前記シ
リンダ外に突出したピストンロッドと、該ピストンロッ
ドよりも大径に形成され、一端側が前記他のロッドガイ
ドを介して前記大気室内に突出し、他端側が前記ピスト
ンに固着された大径ロッドと、前記ピストンによってシ
リンダ内に画成された前記各圧力室間を連通させる連通
路とからなる構成を採用している。

【０００９】さらに、第３の発明は、一端側が小径ガイ
ド部を有して閉塞され、他端側が大径ガイド部となって
ロッドガイドを備えたシリンダと、該シリンダの小径ガ
イド部および大径ガイド部に摺動可能に挿嵌される小径
ピストン部および大径ピストン部を有する画成部材と、
該画成部材により前記シリンダの大径ガイド部とロッド
ガイドとの間および前記シリンダの小径ガイド部と閉塞
端との間にそれぞれ画成され、少なくとも加圧ガスが封
入される複数の圧力室と、前記画成部材の小径ピストン
部と大径ピストン部との間に位置して前記シリンダ内に
形成され、常時に大気に開放された大気室と、一端側が
前記画成部材に固着され、他端側が前記ロッドガイトを
介してシリンダ外に突出したピストンロッドと、前記画
成部材によってシリンダ内に画成された前記各圧力室間
を連通させる連通路とからなる構成を採用している。

【００１０】この場合、前記連通路には、前記シリンダ
の外部から操作され、該連通路を開閉することにより、
前記各圧力室間を選択的に連通、遮断する開閉弁機構を
設けるようにしてもよい。

【００１１】

【作用】上記構成により、第１の発明では、ロッドの小
径部をシリンダから伸縮させるときに、大径部の進入体
積から小径部の進入体積分を差引いた容積分だけ加圧ガ
スの圧力を変化させることができ、ロッドの小径部と大
径部との径を適宜に選定することによって、ロッドの全
行程に亘り復元力（ばね力）が大きく変化するのを防止
でき、ロッドの最大伸長時にガス圧（復元力）が無限に
大きくなることはなくなる。

【００１２】また、第２の発明では、ピストンロッドを
シリンダから伸縮させるときに、大径ロッドの進入体積
からピストンロッドの進入体積分を差引いた容積分だけ
圧力室全体の容積を変化させることができ、ピストンロ
ッドと大径ロッドの径を適宜に選定することによって、
ピストロッドの全行程に亘って収縮方向の復元力（ばね
力）が大きく変化するのを防止でき、ピストンロッドの
最大伸長時にガス圧（復元力）が無限に大きくなること
はなくなる。

【００１３】さらに、第３の発明では、シリンダの小径
ガイド部と大径ガイド部との径をピストンロッドの径に
基づき適宜に選定することによって、ピストンロッドの
全行程に亘り圧力室全体の容積が大きく変化するのを防
止でき、収縮方向の復元力を所望の大きさに設定でき
る。

【００１４】さらにまた、開閉弁機構によりシリンダの
外部から連通路を開閉するようにすれば、各圧力室間を
遮断したときに、シリンダ内でのピストンまたは画成部
材の摺動変位を規制でき、ピストンロッドを所望のスト
ローク長でロックすることができる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１ないし図４に基
づき説明する。

【００１６】図１は本発明の第１の実施例を示してい
る。

【００１７】図において、１はガススプリング本体を構
成するシリンダを示し、該シリンダ１は長尺のチューブ
により形成され、上端側が蓋部１Ａとなって閉塞され、
下端側にはロッドガイド２が固着されている。そして、
該シリンダ１には蓋部１Ａから所定寸法下側に位置して
環状のストッパ部１Ｂが形成され、ロッドガイド２より
も一定寸法上側には他のストッパ部１Ｃが形成されてい
る。また、該シリンダ１には蓋部１Ａの上面側に取付部
としての取付ブラケット３が溶接により固着され、蓋部
１Ａとストッパ部１Ｂとの間には径方向の通気孔１Ｄが
穿設されている。

【００１８】４はストッパ部１Ｂを介してシリンダ１内
に位置決めされた他のロッドガイドを示し、該ロッドガ
イド４は後述の大径ロッド１０が摺動可能に挿通される
挿通穴４Ａを有すると共に、その上面側には挿通穴４Ａ
の周囲に位置してグリース溜め４Ｂが形成され、該グリ
ース溜め４Ｂは内部に充填したグリースＧによりロッド
ガイド４と大径ロッド１０との間を潤滑している。そし
て、該ロッドガイド４はシリンダ１の蓋部１Ａとの間で
シリンダ１内に大気室Ａを形成し、該大気室Ａは通気孔
１Ｄを介して常時大気に開放されている。

【００１９】５はシリンダ１と大径ロッド１０との間に
位置してロッドガイド４の下面側に設けられたシール部
材を示し、該シール部材５は後述するガス室Ｂ内の加圧
ガスが大気室Ａ側に漏洩するのを防止している。

【００２０】６はシリンダ１内に摺動可能に挿嵌された
ピストンを示し、該ピストン６はロッドガイド２，４間
でシリンダ１内に圧力室としてのガス室Ｂ，Ｃを画成
し、該ガス室Ｂ，Ｃ内には加圧ガスが封入されている。
また、該ピストン６にはガス室Ｂ，Ｃ間を常時連通させ
る連通路としての絞り通路７が形成され、該絞り通路７
はガス室Ｂ，Ｃ内の加圧ガスが流通するときに、この加
圧ガスに絞り作用を与えることにより所定の減衰力を発
生させる。

【００２１】８は上端側がピストン６に固着され、下端
側がロッドガイド２を介してシリンダ１外に突出したピ
ストンロッドを示し、該ピストンロッド８は有効断面積
Ｓ1をもって長尺のロッド状に形成され、その突出端側
には取付ブラケット９が溶接等の手段で固着されてい
る。ここで、該ピストンロッド８はロッドの小径部を構
成し、大径ロッド１０がロッドの大径部を構成してい
る。

【００２２】１０は下端側がピストン６に固着され、上
端側がロッドガイド４を介して大気室Ａ内に突出した大
径ロッドを示し、該大径ロッド１０は有効断面積Ｓ2 を
もってロッド状に形成され、この有効断面積Ｓ2 はピス
トンロッド８の有効断面積Ｓ1 に対して、例えば２倍程
度（Ｓ2 ≒２×Ｓ1 ）に設定されている。また、該大径
ロッド１０の下端側にはねじ部１０Ａが形成された小径
部１０Ｂが一体に設けられ、該小径部１０Ｂはピストン
６に挿嵌した状態でねじ部１０Ａをピストンロッド８の
上端側に螺着することにより、ピストンロッド８と大径
ロッド１０とをピストン６に一体的に固着している。

【００２３】さらに、１１はシリンダ１とピストンロッ
ド８との間に位置してロッドガイド２の上面側に設けら
れた他のシール部材を示し、該シール部材１１はシリン
ダ１とロッドガイド２との間をシールすると共に、ピス
トンロッド８とロッドガイド２との間をシールし、ガス
室Ｃ内の加圧ガスが外部に漏洩するのを油液１２を介し
て防止している。また、この油液１２はストッパ部１Ｃ
のレベルまでシリンダ１内に収容され、シール部材１
１、ロッドガイド２とピストンロッド８との間を潤滑す
ることにより該ピストンロッド８の摺動性を高めるよう
になっている。

【００２４】本実施例による収縮ガススプリングは上述
の如き構成を有するもので、次にその組立て工程につい
て説明する。

【００２５】まず、シリンダ１の蓋部１Ａに取付ブラケ
ット３を溶接等で固着し、蓋部１Ａから所定寸法だけ下
側の位置に環状のストッパ部１Ｂを形成しておく。

【００２６】また、ピストンロッド８に取付ブラケット
９を固着した状態で、ピストンロッド８の上端側から該
ピストンロッド８の外周側にロッドガイド２をシール部
材１１と共に挿通する。そして、大径ロッド１０の小径
部１０Ｂをピストン６に挿通してねじ部１０Ａをピスト
ンロッド８の上端側に螺着し、該ピスロンロッド８をピ
ストン６および大径ロッド１０に一体化する。

【００２７】次に、大径ロッド１０の上端側からロッド
ガイド４をシール部材５と共に大径ロッド１０の外周側
に挿通し、この状態でロッドガイド４のグリース溜め４
Ｂ内にグリースＧを充填した後に、これらの大径ロッド
１０、ピストン６およびピストンロッド８等からなる組
立体をシリンダ１内に装入し、ピストン６等の抜止めを
行うためにシリンダ１に環状のストッパ部１Ｃを形成す
る。

【００２８】次に、この状態でシリンダ１を逆向きに反
転してシリンダ１の開口端１Ｅ側を上側に向け、ロッド
ガイド２およびシール部材１１をシリンダ１内に嵌合さ
せる前の状態で、該シリンダ１内に開口端１Ｅ側から所
定量の油液１２を注入する。そして、シリンダ１内にロ
ッドガイド２等を嵌合し、開口端１Ｅ側を図１に示す如
くカシメることにより、ロッドガイド２等の抜止めを行
う。その後、ガス封入装置（図示せず）等を用いてロッ
ドガイド２の挿通穴２Ａとピストンロッド８との間の微
小隙間からシリンダ１のガス室Ｂ，Ｃ内に所定量の加圧
ガスを充填し、図１に示す如く当該ガススプリングを組
立てる。

【００２９】次に、当該ガススプリングをドアの開閉装
置として用いる場合には、例えばドアの枠体（図示せ
ず）側にシリンダ１の取付ブラケット３を回動可能にピ
ン結合し、ピストンロッド８の取付ブラケット９をドア
側にピン結合する。

【００３０】そして、ドアを開扉すべくピストンロッド
８に外部から矢示Ｘ方向の引張り力を加えてピストンロ
ッド８をシリンダ１から、例えば変位量Ｌだけ伸長させ
ると、大径ロッド１０がガス室Ｂ内に進入体積（Ｓ2 ×
Ｌ）をもって進入し、ピストンロッド８はシリンダ１外
に進入体積（Ｓ1 ×Ｌ）分だけ突出するので、ガス室
Ｂ，Ｃは、

【００３１】

【数１】ΔＶ＝（Ｓ2 −Ｓ1 ）×Ｌ なる容積変化量ΔＶをもって全体の容積が減少し、ガス
室Ｂ，Ｃ内の初期ガス圧Ｐはこの容積変化量ΔＶに対応
してΔＰ分だけ圧力が増大する。

【００３２】この結果、前記矢示Ｘ方向の外力を解除し
たときには、ピストン６に受圧面積差（Ｓ2 −Ｓ1 ）を
もってガス圧（Ｐ＋ΔＰ）が作用し、ピストンロッド８
は、

【００３３】

【数２】Ｆ＝（Ｓ2 −Ｓ1 ）×（Ｐ＋ΔＰ） なる収縮方向の復元力Ｆをもって自動的に収縮し、ドア
を閉扉させるようになる。

【００３４】一方、このときにガス室Ｂ内の加圧ガスは
絞り通路７を介してガス室Ｃ内に流入し、絞り通路７に
より絞り作用が与えられるので、このときに所定の減衰
力が発生し、ピストンロッド８の収縮速度をこの減衰力
に基づいて遅くし、ドアを比較的ゆっくりと閉扉させ
る。

【００３５】かくして、本実施例によれば、ピストンロ
ッド８の伸縮時に前記数１の式による容積変化量ΔＶを
もってガス室Ｂ，Ｃ全体の容積が変位量Ｌに比例して変
化するから、例えばピストン６がストッパ部１Ｃに当接
するピストンロッド８の最大伸長時に、ガス室Ｂ，Ｃ内
のガス圧Ｐが限りなく大きくなるのを効果的に防止で
き、ばね定数を小さく設定できると共に、ピストンロッ
ド８の最収縮時から最大伸長時に亘る全行程でばね力と
しての復元力Ｆが大きく変化するのを防止でき、この復
元力Ｆを所望範囲の大きさに調整することができる。

【００３６】また、ピストンロッド８を矢示Ｘ方向に外
力を加えて伸長させるときには、ガス室Ｃ内の加圧ガス
が絞り通路７を介してガス室Ｂ内に流通することによ
り、所定の減衰力を発生させて抵抗感を与えることがで
きる。そして、前述の如くピストンロッド８の収縮時に
は、ガス室Ｂからガス室Ｃに絞り通路７を介して加圧ガ
スが流通するときに所定の減衰力を発生させて、ピスト
ンロッド８の収縮速度を遅くでき、このときの速度を絞
り通路７の径に基づき調整できる。

【００３７】次に、図２は本発明の第２の実施例を示
し、本実施例の特徴は、シリンダを小径部と大径部とか
ら段付筒状に形成し、該シリンダ内に画成部材を設ける
ことによって小径部側と大径部側とにそれぞれ圧力室と
してのガス室を画成し、該各ガス室間にはシリンダと画
成部材との間で大気室を形成する構成としたことにあ
る。

【００３８】図中、２１はガススプリング本体を構成す
るシリンダを示し、該シリンダ２１は、上端側が蓋部２
１Ａによって閉塞された小径ガイド部としての小径部２
１Ｂと、該小径部２１Ｂの下側に位置する大径ガイド部
としての大径部２１Ｃとから段付筒状に形成され、小径
部２１Ｂと大径部２１Ｃとの間には環状の段部２１Ｄが
一体形成されている。そして、大径部２１Ｃの下端側は
開口端２１Ｅとなり、ロッドガイド２２およびシール部
材２３を大径部２１Ｃ内に嵌合した後に開口端２１Ｅ側
はカシメによりロッドガイド２２等を抜止めしている。
また、シリンダ２１の蓋部２１Ａ上には取付部としての
取付アイ２４が溶接等により固着され、大径部２１Ｃに
は段部２１Ｄの僅かに下側に位置して通気孔２１Ｆが径
方向に穿設されている。

【００３９】２５はシリンダ２１内に摺動変位可能に設
けられた画成部材を示し、該画成部材２５は、シリンダ
２１の小径部２１Ｂ内に摺動可能に挿嵌され、小径部２
１Ｂ内にガス室Ｄを画成した小径ピストン部２５Ａと、
該小径ピストン部２５Ａに連結ロッド部２５Ｂを介して
連結され、大径部２１Ｃ内に摺動可能に挿嵌された大径
ピストン部２５Ｃと、該大径ピストン部２５Ｃから軸方
向下向きに突出し、後述のピストンロッド２６にカシメ
固定されたボス部２５Ｄとからなり、大径ピストン部２
５Ｃはロッドガイド２２との間でシリンダ２１の大径部
２１Ｃ内にガス室Ｅを画成している。

【００４０】ここで、画成部材２５には軸方向に伸長す
る軸穴２５Ｅと、該軸穴２５Ｅの下端側から径方向に伸
びる小孔２５Ｆとが形成され、該小孔２５Ｆは軸穴２５
Ｅと共にガス室Ｄ，Ｅ間を連通させる連通路を構成して
いる。また、画成部材２５は小径ピストン部２５Ａと大
径ピストン部２５Ｃとの間でシリンダ２１内に大気室Ａ
を形成し、この大気室Ａはシリンダ２１の通気孔２１Ｆ
を介して常時大気に開放されている。

【００４１】さらに、２６は上端側が画成部材２５のボ
ス部２５Ｄに固着され、下端側がロッドガイド２２を介
してシリンダ２１外に突出したピストンロッドを示し、
該ピストンロッド２６は長尺のロッドとして形成され、
その突出端側には取付アイ２７が溶接等の手段で固着さ
れている。

【００４２】ここで、シリンダ２１の小径部２１Ｂの有
効断面積Ｓ3 、大径部２１Ｃの有効断面積Ｓ4 、ピスト
ンロッド２６の有効断面積Ｓ5 とし、ガス室Ｄ，Ｅ内に
封入された加圧ガスのガス圧Ｐとすると、小径ピストン
部２５Ａは、

【００４３】

【数３】Ｆ1 ＝Ｓ3 ×Ｐ なる力Ｆ1 で下向きに押圧され、大径ピストン部２５Ｃ
は、

【００４４】

【数４】Ｆ2 ＝（Ｓ4 −Ｓ5 ）×Ｐ なる力Ｆ2 で上向きに押圧されるから、画成部材２５を
介してピストンロッド２６に収縮方向の復元力Ｆを常時
作用させるには、

【００４５】

【数５】Ｆ＝Ｆ2 −Ｆ1 ＝（Ｓ4 −Ｓ5 −Ｓ3 ）×Ｐ＞０ なる関係とすればよく、有効断面積Ｓ3 ，Ｓ4 ，Ｓ5 の
関係を、

【００４６】

【数６】Ｓ4 ＞Ｓ3 ＋Ｓ5 とすることにより、ピストンロッド２６の収縮方向の復
元力Ｆを画成部材２５に常時作用させることができる。

【００４７】そして、ピストンロッド２６が変位量Ｌだ
け伸縮するときには、

【００４８】

【数７】ΔＶ＝（Ｓ4 −Ｓ3 −Ｓ5 ）×Ｌ なる容積変化量ΔＶをもってガス室Ｄ，Ｅ全体の容積が
変化するようになり、大径部２１Ｃの有効断面積Ｓ4 と
他の合計の有効断面積（Ｓ3 ＋Ｓ5 ）とを前記数５の式
を満たす範囲内で近付けるようにすれば、ピストンロッ
ド２６の全行程に亘る容積変化量ΔＶを可及的に小さく
することができ、前記数５の式による復元力Ｆが大きく
変化するのを防止できる。

【００４９】かくして、このように構成される本実施例
でも、前記第１の実施例とほぼ同様の作用効果を得るこ
とができるが、特に本実施例では、前記有効断面積Ｓ3
，Ｓ4 ，Ｓ5 の関係を適宜に選定することにより、復
元力Ｆを所望の大きさに設定できる。

【００５０】次に、図３および図４は本発明の第３の実
施例を示し、本実施例では前記第２の実施例と同一の構
成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものと
するに、本実施例の特徴は、画成部材３１およびピスト
ンロッド３２内に、オリフィス筒３３と弁棒３４とから
なる開閉弁機構を設け、スプール弁体を構成する弁棒３
４をピストンロッド３２の突出端側から押動操作するこ
とにより、弁棒３４の小径軸部３４ＡをＯリングシール
３８から離して、オリフィス筒３３のオリフィス孔３３
Ａを弁棒３４の小径軸部３４Ａで図４に示す如く開閉
し、ガス室Ｄ，Ｅ間を連通、遮断する構成としたことに
ある。

【００５１】ここで、画成部材３１は前記第２の実施例
で述べた画成部材２５とほぼ同様に小径ピストン部３１
Ａ、連結ロッド部３１Ｂ、大径ピストン部３１Ｃ、ボス
部３１Ｄ、軸穴３１Ｅおよび小孔３１Ｆを有しているも
のの、該画成部材３１は軸穴３１Ｅが段付穴として形成
され、軸穴３１Ｅの下端側は大径穴３１Ｇとなってい
る。また、ピストンロッド３２には上端側の大径穴３２
Ａと長尺の小径穴３２Ｂとが軸方向に穿設され、ピスト
ンロッド３２の大径穴３２Ａと画成部材３１の大径穴３
１Ｇとの間にはオリフィス筒３３が嵌合して設けられて
いる。そして、該オリフィス筒３３のオリフィス孔３３
Ａは小孔３１Ｆを介してガス室Ｅ内に常時連通し、ガス
室Ｄに対しては弁棒３４により連通、遮断されるように
なっている。

【００５２】また、弁棒３４と軸穴３１Ｅとの間には連
通路を構成する環状通路３５が形成され、弁棒３４の上
端側には小径ピストン部３１Ａの端面に当接し、弁棒３
４の抜止めを行う止め輪３６が装着されている。そし
て、弁棒３４はピストンロッド３２の突出端側から図４
中の矢示Ｈ方向に押動されることにより、小径軸部３４
Ａ側でオリフィス孔３３Ａを環状通路３５に対して開い
てガス室Ｄ，Ｅ間を連通させ、ガス室Ｄ，Ｅ内に加圧ガ
スと共に封入した油液３７がオリフィス孔３３Ａを介し
てガス室Ｄ，Ｅに連通するときに所定の減衰力を発生さ
せる。

【００５３】この場合、シリンダ２１の小径部２１Ｂの
有効断面積Ｓ3 、大径部２１Ｃの有効断面積Ｓ4 、ピス
トンロッド３２の有効断面積Ｓ5 、弁棒３４の有効断面
積Ｓ6 とし、ガス室Ｄ，Ｅのガス圧Ｐとすると、小径ピ
ストン部３１Ａは弁棒３４が図４に示す如く開弁してい
る状態で、ガス室Ｄに対する受圧面積が弁棒３４の有効
断面積Ｓ6 分だけ減少するので、

【００５４】

【数８】Ｆ1 ＝（Ｓ3 −Ｓ6 ）×Ｐ なる力Ｆ1 で下向きに押圧され、大径ピストン部２５Ｃ
は前記数４の式による力Ｆ2 で上向きに押圧される。そ
して、前記数４、数８の式から、画成部材３１を介して
ピストンロッド３２に収縮方向の復元力Ｆを常時作用さ
せるには、

【００５５】

【数９】Ｆ＝Ｆ2 −Ｆ1 ＝（Ｓ4 ＋Ｓ6 −Ｓ3 −Ｓ5 ）×Ｐ＞０ なる関係とすればよく、有効断面積Ｓ3 ，Ｓ4 ，Ｓ5 ，
Ｓ6 の関係を、

【００５６】

【数１０】Ｓ4 ＋Ｓ6 ＞Ｓ3 ＋Ｓ5 とすることにより、ピストンロッド３２の収縮方向の復
元力Ｆを画成部材３１に常時作用させることができ、ガ
ス室Ｄ，Ｅ全体の容積変化量ΔＶを、変位量Ｌに対し
て、

【００５７】

【数１１】ΔＶ＝（Ｓ4 ＋Ｓ6 −Ｓ3 −Ｓ5 ）×Ｌ として、容積変化量ΔＶをできるだけ小さくとれば、ピ
ストンロッド３２の全行程に亘りガス圧Ｐ、即ち復元力
Ｆが大きく変化するのを防止できる。

【００５８】かくして、このように構成される本実施例
でも、前記第２の実施例とほぼ同様の作用効果を得るこ
とができるが、特に本実施例では、ガス室Ｄ，Ｅ間をオ
リフィス筒３３、弁棒３４からなる開閉弁機構で連通、
遮断するようにしたから、ガス室Ｄ，Ｅ間を遮断したと
きに画成部材３１の変位を規制でき、ピストンロッド３
２を所望のストローク長で適宜にロックすることができ
る。

【００５９】また、ガス室Ｄ，Ｅ内に加圧ガスと共に油
液３７を封入することにより、ガス室Ｄ，Ｅ間を連通さ
せたときの減衰力特性を大きく設定できる上に、ガス室
Ｄ，Ｅ間を遮断したときにはオリフィス筒３３と弁棒３
４との間のシール性を向上でき、ピストンロッド３２を
所望のストローク長で効果的にロックすることができ
る。

【００６０】なお、前記第１の実施例では、ピストン６
に穿設した絞り通路７でガス室Ｂ，Ｃ間を連通させるも
のとして述べたが、本発明はこれに限らず、例えば絞り
通路７をシリンダ１の外部から開閉する開閉弁機構を設
けるようにしてもよい。

【００６１】また、前記第１の実施例では、ピストンロ
ッド８と大径ロッド１０との間にピストン６を設け、該
ピストン６によりシリンダ１内をガス室Ｂ，Ｃに画成す
るものとして述べたが、本発明はこれに限らず、例えば
ピストン６を廃止し、シリンダ１内に単一のガス室と大
気室Ａとを形成するようにしてもよく、この場合には、
ピストンロッド８と大径ロッド１０とによってロッドの
小径部と大径部とを構成するようにすればよい。

【００６２】さらに、前記第２、第３の実施例では、シ
リンダ２１を小径部２１Ｂと大径部２１Ｃとから段付筒
状に形成するものとして述べたが、これに替えて、例え
ばシリンダを円筒状に形成し、このシリンダ内に小径ピ
ストン部２５Ａ用の小径ガイド部と大径ピストン部２５
Ｃ用の大径ガイド部とを設ける構成としてもよい。

【００６３】さらにまた、前記第２、第３の実施例で
は、シリンダ２１の通気孔２１Ｆを介して大気室Ａ内を
外部の圧力源に接続するようにしてもよく、この場合に
は大気室Ａ内にガス室Ｄ，Ｅよりも高い圧力を導入する
ことにより、伸長ガススプリングとして使用でき、圧力
源からの圧力を変化させることにより伸長、収縮を繰り
返すガススリングとすることができる。

【００６４】

【発明の効果】以上詳述した通り第１の発明によれば、
収縮ガススプリングを、一端側に取付部が設けられ、他
端側にロッドガイドが設けられたシリンダと、該シリン
ダの一端側と他端側との間に位置して該シリンダ内に設
けられ、該シリンダの一端側との間に大気に開放される
大気室を形成した他のロッドガイドと、前記シリンダ内
の各ロッドガイド間に封入された加圧ガスと、一側が大
径に他側が小径に形成され、小径部がロッドガイドに大
径部が他のロッドガイドに摺動可能に案内され、前記シ
リンダから突出する小径部の突出端側に取付部が設けら
れたロッドとから構成したから、ロッドの小径部をシリ
ンダから伸縮させるときに、大径部の進入体積と小径部
の進入体積との差分だけ、加圧ガスが封入された室の容
積を変化させて容積変化量が大きくなるのを防止でき、
ロッドの全行程に亘って所望の復元力を生じさせること
ができると共に、ばね定数を小さくすることができ、収
縮ガススプリングとしての信頼性を向上できる。

【００６５】また、第２の発明では、シリンダ内に摺動
可能に挿嵌したピストンの両端側にピストンロッドと大
径ロッドとを固着して設け、該大径ロッド側とピストン
ロッド側とに少なくとも加圧ガスが封入された２つの圧
力室をピストンにより画成し、該各圧力室間を連通路を
介して連通させる構成としたから、ピストンロッドをシ
リンダから伸縮させるときに、大径ロッドの進入体積と
ピストンロッドの進入体積との差分だけ圧力室全体の容
積を変化させて容積変化量が大きくなるのを防止でき、
ピストンロッドの全行程に亘って所望の復元力を生じさ
せることができると共に、ばね定数を小さくすることが
でき、収縮ガススプリングとしての信頼性を向上でき
る。

【００６６】また、第３の発明では、シリンダの小径部
と大径部との径（有効断面積）をピストンロッドの径に
基づいて適宜に選定することにより、ピストンロッドの
全行程に亘り圧力室全体の容積変化量を小さくすること
ができ、所望の大きさの復元力を効果的に生じさせるこ
とができる。

【００６７】さらに、開閉弁機構によりシリンダの外部
から連通路を開閉する構成とすれば、ピストンロッドを
所望のストローク長で適宜にロックすることができ、ピ
ストンや画成部材をシリンダ内の所望位置で停止させる
ことができる等、種々の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例によるガススプリングを
示す縦断面図である。

【図２】第２の実施例によるガススプリングを示す縦断
面図である。

【図３】第３の実施例によるガススプリングを示す縦断
面図である。

【図４】弁棒でオリフィス孔を開いた状態を示す図３中
の要部拡大断面図である。

【符号の説明】

１，２１ シリンダ １Ｄ，２１Ｆ 通気孔 ２，４，２２ ロッドガイド ３，９ 取付ブラケット（取付部） ６ ピストン ７ 絞り通路（連通路） ８，２６，３２ ピストンロッド １０ 大径ロッド ２１Ｂ 小径部（小径ガイド部） ２１Ｃ 大径部（大径ガイド部） ２４ 取付アイ（取付部） ２５，３１ 画成部材 ２５Ａ，３１Ａ 小径ピストン部 ２５Ｃ，３１Ｃ 大径ピストン部 ２５Ｅ，３１Ｅ 軸穴（連通路） ２５Ｆ，３１Ｆ 小孔 ３３ オリフィス筒 ３４ 弁棒（開閉弁機構） Ａ 大気室 Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ ガス室（圧力室）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一端側に取付部が設けられ、他端側にロ
   ッドガイドが設けられたシリンダと、該シリンダの一端
   側と他端側との間に位置して該シリンダ内に設けられ、
   該シリンダの一端側との間に大気に開放される大気室を
   形成した他のロッドガイドと、前記シリンダ内の各ロッ
   ドガイド間に封入された加圧ガスと、一側が大径に他側
   が小径に形成され、小径部がロッドガイドに大径部が他
   のロッドガイドに摺動可能に案内され、前記シリンダか
   ら突出する小径部の突出端側に取付部が設けられたロッ
   ドとから構成してなる収縮ガススプリング。
2. 【請求項２】 一端側に取付部が設けられ、他端側にロ
   ッドガイドが設けられたシリンダと、該シリンダの一端
   側と他端側との間に位置して該シリンダ内に設けられ、
   該シリンダの一端側との間に大気に開放される大気室を
   形成した他のロッドガイドと、前記シリンダ内に摺動可
   能に挿嵌され、前記各ロッドガイド間でシリンダ内に少
   なくとも加圧ガスが封入される２つの圧力室を画成した
   ピストンと、一端側が該ピストンに固着され、他端側が
   前記ロッドガイドを介して前記シリンダ外に突出したピ
   ストンロッドと、該ピストンロッドよりも大径に形成さ
   れ、一端側が前記他のロッドガイドを介して前記大気室
   内に突出し、他端側が前記ピストンに固着された大径ロ
   ッドと、前記ピストンによってシリンダ内に画成された
   前記各圧力室間を連通させる連通路とから構成してなる
   収縮ガススプリング。
3. 【請求項３】 一端側が小径ガイド部を有して閉塞さ
   れ、他端側が大径ガイド部となってロッドガイドを備え
   たシリンダと、該シリンダの小径ガイド部および大径ガ
   イド部に摺動可能に挿嵌される小径ピストン部および大
   径ピストン部を有する画成部材と、該画成部材により前
   記シリンダの大径ガイド部とロッドガイドとの間および
   前記シリンダの小径ガイド部と閉塞端との間にそれぞれ
   画成され、少なくとも加圧ガスが封入される複数の圧力
   室と、前記画成部材の小径ピストン部と大径ピストン部
   との間に位置して前記シリンダ内に形成され、常時に大
   気に開放された大気室と、一端側が前記画成部材に固着
   され、他端側が前記ロッドガイトを介してシリンダ外に
   突出したピストンロッドと、前記画成部材によってシリ
   ンダ内に画成された前記各圧力室間を連通させる連通路
   とから構成してなる収縮ガススプリング。
4. 【請求項４】 前記連通路には、前記シリンダの外部か
   ら操作され、該連通路を開閉することにより、前記各圧
   力室間を選択的に連通、遮断する開閉弁機構を設けてな
   る請求項２または３に記載の収縮ガススプリング。