JPH07103275A

JPH07103275A - 充填弁をもつガススプリング

Info

Publication number: JPH07103275A
Application number: JP6100117A
Authority: JP
Inventors: Jonathan P Cotter; ジョナサン・ピー・コッター
Original assignee: Diebolt International Inc
Current assignee: Diebolt International Inc
Priority date: 1993-09-17
Filing date: 1994-05-13
Publication date: 1995-04-18
Also published as: ES2110166T3; DE69406746D1; US5344125A; EP0644352B1; KR950009017A; EP0644352A1; CA2121615A1; KR0145456B1; DE69406746T2

Abstract

(57)【要約】【目的】ガスチャンバ内のガスが高圧に圧縮されかつコ
ンパクトな構造のガススプリングを提供すること。【構成】ガススプリング用の充填弁及び継手。充填弁
は、コア弁を担持しハウジングキャビティ内に滑動可能
に受容されガスチャンバ内にガスを保持する第１の密封
位置と、チャンバからガスを放出する第２の位置との間
で可動の弁体を有する。好ましくはハウジングは標準の
流動型継手の外部形状及び寸法を有し、工具により係合
される平行な平面をもつ中央部分により分離された一対
のねじ部を外部に有する。弁体は対向する有効面積を有
し、入口側有効面積は出口側有効面積より大きく、チャ
ンバ内のガスが供給ライン圧力よりずっと大きい圧力へ
好ましくは約６倍の圧力まで圧縮されることを可能にす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はガススプリングに関し、
特にガススプリングのための充填弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】ガス弁は典型的にはシート金属部品を形
成するためのプレスにおけるダイス中の金属素材のため
の締付けリングの如きボデーの運動に対して弾性的に抵
抗するために利用される。これらのスプリングは一般に
ピストン又はヘッドに連結された作動ロッドを有し、シ
リンダー内に滑動可能に受容され、シリンダはシリンダ
内の充填弁を通して2,000 PSI（13.79 MPa）のような予
め定められた圧力まで、窒素の如き不活性ガスで充填さ
れるチャンバを有する。これは、ロッドに対し外部から
加えられる力がヘッド上に作用するチャンバ内のガスに
よりつくり出される対向する力を超える時に、ロッドが
その引込められた位置へむけて可撓的に動くようにさせ
るガススプリング乃至クッションを提供する。

【０００３】リモートコントロールパネルに管で取り付
けられたシステム内のガススプリングに対しガスでチャ
ンバを充填するために、ガス供給ラインがシリンダに対
しホースを通して連結され、これはシリンダ内の弁キャ
ビティ内にねじ込み可能に受容されたニップル乃至継手
部をもち、このキャビティは充填弁を含み、シリンダチ
ャンバへ導く通路と連通する。加圧されたガスは充填弁
を通してチャンバ内に、チャンバ内のガスの圧力が典型
的にはライン圧力に到達するまで導入される。充填弁は
コア弁をもつポペット弁体を有し、チャンバの充填の
間、ガスのただ一方向のみへの流れを許容する。ポペッ
ト弁体は、チャンバからのガスの移動を防止するための
第１のシール位置とチャンバ内の圧力を減じるためチャ
ンバからガスを抜くための第２の位置との間でキャビテ
ィ内を動くことができる。

【０００４】ポペット弁体はガス供給ラインと連通する
第１の有効面積と、シリンダチャンバへ導く通路と連通
する一般に対向する第２の有効面積とを有する。チャン
バ内のガスが供給ラインのガスの圧力よりも実質的によ
り大きい圧力まで圧縮されることを可能にするため、第
１の有効面積は第２の有効面積より大きい。チャンバ内
のガスが圧縮され得る最大圧力は典型的にはこれらの有
効面積の比に依存する。この構造の充填弁をもつガスス
プリングは米国特許第4,838,527に開示されている。

【０００５】この構造の充填弁は約４：３乃至４：１の
範囲内の有効面積比をもつことが開示されているけれど
も、それらは弁体とシリンダの間のボデー上のシールの
構造により、シールされた位置にある時、約３：１の最
大比に限定され、これは弁体がチャンバからガスを抜く
ために動く前の作業の間チャンバ内でガスが圧縮され得
る最大圧力を限定する。その結果として、この構造の充
填弁の使用はより大きなチャンバ容積、より大きな有効
面積及び／又はより長いロッドをもつピストン、及び作
業の間この最大圧力を超えることを避けるためのより長
いストロークを提供するチャンバを必要とし、その結
果、より大きく、よりコンパクトでないガススプリング
構造となる。更にこれらの弁はシリンダ内の弁キャビテ
ィ内に受容され、そしてキャビティ内でニップルにより
保持されるから、それらはサービス、修理及び取り替え
がより困難で、時間がかかり、費用がかかることにな
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、ガス
チャンバ内のガスがより高圧へと圧縮されることを許容
し、よりコンパクトな構造のガススプリングを可能に
し、圧力を解放するためにガススプリング内の抜出通路
を要することなくガスがチャンバから抜かれることを可
能にし、ガススプリングの急激な圧力変化が供給ライン
内のガスへ伝えられることを防止することによりガス供
給ラインの摩耗を防ぎ、標準の小さな継手の外部形状を
もつことができ、保守乃至取替のため取り付け又は除去
するのが迅速、安価及び容易であり、正圧を受けるよう
にハウジング内に保持されたシールを有し、そして頑丈
で、耐久性があり、単純なデザインで、経済的に製造さ
れ、組立て及び使用が容易なガススプリングを提供する
ことである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、ガスス
プリングに対し、好ましくは管で取り付けられたシステ
ムにおける、チャンバを加圧ガスで充填し、そして加圧
ガスを解放するための、コンパクトな充填弁アセンブリ
が提供される。充填弁は継手ハウジング内に滑動可能に
受容され且つガススプリングシリンダ内のガスチャンバ
内部にガスを保持するための第一のシール位置とチャン
バ内部の圧力を減じるためチャンバからガスを抜くため
の第２のブリード位置との間で可動のポペット弁体を有
する。チャンバをガスで充填するため、コア弁がポペッ
ト弁体により携帯される。チャンバから加圧ガスを放出
するために、ポペット弁体はシールと係合する閉止位置
から、好ましくは大気と連通する抜出通路とチャンバと
を連通する開放位置へと動く。

【０００８】ハウジングは、弁体をその内に滑動可能に
受容するためのキャビティを提供する通路を通して内部
連結された一端の入口と他端の出口をもつ継手乃至ニッ
プルである。ガス供給ラインと連結するため、入口端に
は継手を受けるためのねじが切られ、ガススプリングと
連結するため、出口端はガスチャンバと連通するシリン
ダ内の通路と連結するためねじが切られている。継手部
を回転してそれを取り付け又は除くための工具による係
合のため、ハウジングの中央部分は平行の平らな部分を
有する。好ましくは、ハウジングは高圧ホース継手部を
ねじ切りポートへ接続するためのアダプタ継手の外的形
状及び寸法を有する。弁体とハウジングの間に弁体が閉
止位置にある時ガス密シールを提供するために、ハウジ
ングは出口の両側に成型され、且つ出口を取り囲むフラ
ンジをもつ環状のシール乃至グロメットを有し、ガス流
がグロメットを通る間その場所に固く保持されるように
する。

【０００９】弁体をその開放及び閉止位置へ動かすため
に、それは入口ガス圧力を受ける第１の有効面積を有
し、これはチャンバ内のガスの圧力を受ける一般に対向
する第２の有効面積より大きい。弁体は比較的コンパク
トな構造のガススプリングをつくり出すように第１対第
２の有効面積の比が１：１より大きく、約８：１まで、
好ましくは約６：１までで組み立てられ、これは、操作
の際ガスをチャンバ内で供給ラインガス圧力の約８倍ま
で、好ましくは約６倍までの最大圧力へと圧縮し得る。

【００１０】

【実施例】本発明のこれら及びその他の目的、特徴及び
利点は以下の最上の態様の詳細な記述、特許請求の範囲
及び添付図面より明らかとなる。

【００１１】より詳細に図面を参照すると、図１は単一
段ガススプリング20及びスプリング20に加圧ガスを充填
し、操作の間スプリング20内の圧力を規制するのを助け
るための充填弁アセンブリ22を図示する。ガススプリン
グ20はロッド24を有し、これは一端にピストン乃至ヘッ
ド26をもち、チャンバ30の境界を定めるシリンダ乃至管
アセンブリ28内に滑動可能に受容され、このチャンバは
圧力下のガスを充填される時ピストン24をその延伸され
た位置へと屈従的に推進し、またロッド24の自由端に印
加された力に応じて（図１に仮線で示した）引込んだ位
置へ向けて動かされ得る。

【００１２】好ましくは、シリンダ28は別個の管32及び
管32の一端に対し周辺の連続的シーム溶接（図示せず）
により永久的に固定され且つガス密にシールされた端キ
ャップ34を有する。ロッド24は、軸受及びシールアセン
ブリ36内に摺動可能に配設され、このアセンブリ36は管
32内に配設され、管32の溝40に配設されたリングセグメ
ント38によって除去可能に保持されている。このシール
アセンブリ36は、好ましくは締まりばめによって後方ハ
ウジング44内に配設された摺動可能な前方ハウジング42
を有している。後方ハウジング44は、前方ハウジング42
との間に後方ハウジング44のカウンタボア48内に配設さ
れたロッドシール乃至ガスケット46を備える。後方ハウ
ジング44の溝54内に受容されたＯ−リング50と裏当て金
52により、シリンダ管32と後方ハウジングとの間にシー
ルが提供される。

【００１３】好ましくは、ロッドシール46はチャンバ30
内に受け入れた加圧ガスを利用して、ロッド24と軸受及
びシールアセンブリ36の間に改良された密封を提供して
チャンバ30からのガスの損失を防止するために、一般に
Ｃ字形状の断面を有するように構成され且つ配置され
る。好ましくはロッドシール46は超高分子量ポリエチレ
ンの如き低摩擦及び高摩耗抵抗性のエラストマー材料で
つくられる。かかるシールは米国特許第4,508,356に開
示され、2051, Eastmaple Avenue, El Segundo, Califo
rnia 90245のTetrafluor, Inc.から商標「Tetralene Mu
lti-Flex Seals」の下に市販されている。

【００１４】ピストンロッド24は軸受56, 58内に滑動可
能に受容され、これらはハウジング42, 44内のカウンタ
ボア60, 62内に受容される。好ましくは軸受56, 58は焼
結ブロンズの如き適当な金属からなり、好ましくは潤滑
剤を注入されて、チャンバ３０内部に配置された合成高
温潤滑油の少量と共に、ロッド２４が容易に引込んだ及
び延伸された位置の間に滑動可能にはまり込むようにさ
せる長続きする軸受をつくり出す。汚染物が軸受及びシ
ールアセンブリ36に入るのを防ぐため、好ましくは環状
のロッドスクレーパ64が前方ハウジング42内の凹部66内
に受容され、塵埃キャップ68がアセンブリ36の上に横た
わり、且つ管32の一端70に受容され且つ摩擦により保持
される。

【００１５】ロッド24のその延伸された位置への運動
は、後方ハウジング44の端面72とピストンロッド24のヘ
ッド26上の相補の肩部74との協同により提供される正圧
ストップに限定される。ロッド24のその全く引込められ
た位置は端キャップ34上に底がつくヘッド26により限定
される。正常な操作の間、好ましくは、ロッド24の操作
ストロークはヘッド26が端キャップ34上で底がつかず、
それらの間に間隙があるに十分なだけ短い。

【００１６】好ましくは、これまで述べてきたガススプ
リングは米国特許第5,129,635により構成され、この特
許の記載内容はここで参照することによって本明細書に
組み入れられ、従ってそれ以上の詳細については記述さ
れない。

【００１７】スプリング20の端キャップ34はねじ付のキ
ャビティ76を有し、これは充填弁アセンブリ22の一端を
受け入れ、シリンダチャンバ30内へと開いている通路78
と連通している。キャビティ76は、ここに参照として組
み入れられる米国特許第4,838,527に述べられた構造及
び配列であることができ、あるいは単純に端キャップ34
内にボアを設け、これに充填弁22の一端を受容するため
ねじが切られる。

【００１８】図２及び図３を参照すると、充填弁22はポ
ペット弁体80を有し、これはコンパクトな継手ハウジン
グ82内に滑動可能に受容され、チャンバ30内にガスを保
持するための第１のシール位置（図２）及びチャンバ30
からガスを抜いてチャンバ30内の圧力を解放するための
第２のシール位置との間に可動である。ポペット弁体80
によって携帯されて、コア弁84の如き逆止弁であり、ガ
ス供給ラインホース104により接続されたリモートコン
トロールパネル（図示せず）からの如きガスでチャンバ
を充填するのを容易にする。

【００１９】継手ハウジング82は弁キャビティ86を画定
する貫通路を有し、これはポペット弁体80をその中に受
容し、キャビティ86の一端に入口88をその反対端に出口
90をもつ。弁体80を操作の間キャビティ86内部に保持す
るため、ハウジング82は保持ディスク92を有し、弁体80
の一端と相補的に凹部93をもち、その中に入口88と連通
する開孔94をもつ。好ましくは、ディスク92は入口88と
隣接するハウジング82内のカウンターボア96内へプレス
ばめされる。その反対端では、ハウジング82は出口90の
直径を狭める一体の環状端壁98を有する。ハウジング82
は好ましくは一般的に円筒状の構造であって、その入口
88に隣接してねじ切りされた部分100を有してガス供給
ライン104(図３）の継手102をねじ込み可能に受け入
れ、またその出口90に隣接してねじ切りされた部分106
を有してガススプリング20の端キャップ34内のねじ付の
キャビティ76内への挿入を容易にする。

【００２０】好ましくは、ハウジング82はねじ付の部分
100及び106の間に３対の平行な平面108をもつ拡大中央
部分を有し、これらの平面は等角度に間隔をおき六角形
の形状に構成配置され、レンチ（図示せず）の如き工具
により係合されて充填弁22をねじ付のキャビティ76中へ
挿入するか又はそれから取り除くようにするか、又はガ
ス供給ライン継手102と係合するか又はそれから離脱す
るのを容易にする。

【００２１】好ましくは、平面108は5／8インチ（15.88
ミリ）の六角形レンチにより係合されるように、そして
１インチ（25.4ミリ）の5／8より大きくない平行平面間
の距離と隣接する平面の交叉する対向コーナー部間の１
インチ（25.4ミリ）の約3／4より大きくない距離を有す
るよう構成配置される。

【００２２】継手ハウジング82とガススプリング20のキ
ャップ34との間にガス密のシールが達成されることを保
証するため、可撓性で弾力性のエラストマー材料のＯ−
リング110が好ましくはねじ付部106と平面108との間の
ハウジング82上に受容される。ガス密シールが継手ハウ
ジング82とガス供給ライン継手102との間で達成される
のを保証するため、Ｏ−リング112は好ましくは保持デ
ィスク92内の凹部114内に受容されて、継手102内に入れ
子式に組み込まれたガス供給ライン104の出口ノズル116
の端面115に対し密封当接する。

【００２３】好ましくは、据え付けの時シリンダ28から
の軸方向突出が最小となるコンパクトな構造の継手ハウ
ジング82をつくり出すために、その入口端88から管32に
直接隣接する平面108の軸方向端へのその軸方向長さは
１インチ（25.4ミリ）より大きくなく、好ましくは3／4
インチ（19.05ミリ）である。好ましくは、継手ハウジ
ング82は1.5インチ（38.1ミリ）より大きくない全体の
軸方向長さを有し、好ましくは1.10インチ（27.94ミ
リ）である。

【００２４】継手ハウジング82は、好ましくは7／16イ
ンチ（11.11ミリ）径の高圧ホース104と接続するため補
足の継手102を有する標準の市販入手可能のフロースル
ータイプの雄部継手部と同じ外部形状及び寸法を有し、
それ故継手ハウジング82は好ましくは１インチ（25.4ミ
リ）当たり18個のＵＮＦねじ山をもつ好ましくは9／16
径を有するねじ付部分100を有する。これは、パーカー
(Parker)から市販入手可能の高圧ホースに備わる標準9
／16−18雌型の入口端への取り付けを許容する。中央部
分は６個の平面108をもつ5／8インチ（15.88ミリ）六角
形を有し、出口端のねじ付部分106はそれが接続される
であろう特定のガススプリングに依存する所のいくつか
の通常のねじの任意のものであり得る。例えば、ねじ付
部分106は次のものの任意の一つであり得る：1／2イン
チ（12.7ミリ）の呼び径で１インチ（25.4ミリ）当たり
20のねじ山をSAE-5のＯ−リングと共にもつユニファイ
細目ねじ又は細目ねじ雄部、7／16インチ（11.11ミリ）
の呼び径で１インチ（25.4ミリ）当たり20のねじ山をSA
E-4のＯ−リングと共にもつユニファイ細目ねじ又は細
目ねじ、1／8インチ（3.18ミリ）の呼びでＯ−リングシ
ールを要しない１インチ（25.4ミリ）当たり27のねじ山
をもつ継手部、及びＧ1／8インチ（3.18ミリ）の呼びで
圧力密ジョイントのための英国標準パイプねじ山（Brit
ish Standard Pipe Thread for Pressure Tight Joints
（BSPP））を有し、１インチ当たり28のねじ山とハウジ
ング82の拡大中央部分の軸方向外面に密封用Ｏ−リング
をもつ継手部。これらのねじ山のはじめの三つを有する
出口部分をもつハウジングは、Parkerから商品名“Seal
-Lok”の下に部品番号4-5F50LO-S，4F50LO-S，4FLO-Sと
してそれぞれ販売される市販入手可能のホース継手に対
する代用物である。

【００２５】前進した位置（図２）にある時の弁体80と
継手ハウジング82との間にガス密シールを提供するた
め、先端シール118がハウジングの出口端90内に受容さ
れる。好ましくはシール118は環状部分124により間隔を
置いて接続された一対の環状のフランジ120, 122をもつ
グロメット形状である。シール118は端壁98上にフラン
ジ120, 122は壁98の対向側上にくるように保持され、ガ
スがシール118をスプリング20の充填及び放出の間端壁
から分離させることを防止する。好ましくは、シール11
8は端壁98及び出口90のまわりにその場で成型され、小
さな出口及び有効面積A2を有する弁体80の有効な密封を
提供し、好ましくはウレタンの如き耐久性で弾力性のエ
ラストマー材料で構成される。弁体80が引込められた即
ち放出の位置にある時（図３）、充填弁22がガスをシリ
ンダのチャンバ30から放出するのを許すために、ハウジ
ング82内の放出通路126はハウジング82内の弁キャビテ
ィ86をハウジング82の外部の大気と連通する。

【００２６】弁体80はハウジング82内に、弁キャビティ
86内に滑動可能に受容された主円筒状部分128により軸
受けされ、キャビティ86の円筒状部分132の直径より少
ない減少径をもつシャンク部分130を有し、それらの間
に環状のチャンネルを形成し、これは放出通路126と連
通して、弁がその開放位置にある時、シリンダのチャン
バ30内の圧縮ガスが大気へ放出し得るようにする。コア
弁84は弁体80を通して通路134内に受け入れられ、通路1
34内のねじ付部分136により解放可能に保持される。シ
ールがハウジング82と弁体80との間に弁体80内の肩部14
2上に保持された支持リング138及びＯ−リング140によ
って提供される。

【００２７】コア弁84は一般に円筒形のボデー150内に
滑動可能に受け入れられ且つその反対端では弁ヘッド15
2に接続されたステム148を有し、スプリングにより常時
は閉位置へと屈従的にバイアスされて座部と密封係合す
る。適当なコア弁は航空機支柱及びアキュムレータ用の
如き市販入手可能のフィラーコア弁である。

【００２８】チャンバ30のガスによる充填及びスプリン
グ20の正常な操作の間に、弁体80の環状の先端部即ちチ
ップ146がシール118と確実に密封係合するよう促進する
のを保証するために、弁体の入口端の有効面積A1は先端
部146の出口有効面積A2よりも大きい。好ましくは入口
端有効面積A1は弁体部分128又はそれが受け入れられる
キャビティ86の部分のコアの横断面積に等しい。弁体80
が密封された位置にある時、出口有効面積A2は通路134
の横断面積に等しく、弁体80の先端部146の面積を含ま
ない。好ましくは、入口有効面積の出口有効面積に対す
る比、A1：A2は１：１より大きく約８：１までの範囲で
あり、好ましくは約６：１であって、ピストンロッド24
及びヘッド26がチャンバ30内のガスを操作の間、ロッド
24がその完全に引込められた操作位置にある時、最高の
操作圧力へまで実質上圧縮するようにする。

【００２９】放出圧力及びチャンバ30内のガスが圧縮さ
れ得る最大圧力はこれらの有効面積の比A1：A2の函数で
あり、供給ライン104内のガスの圧力は弁22の入口端有
効面積A1に対して作用される。チャンバ30内のガスの圧
力によりつくり出された面積A2上に作用する力F2が、ス
プリングでバイアスされたコア弁84に対するガスの力を
含む入口88へ供給されたガス圧力により面積A1上に作用
する力F1を超える時は、弁体80は図２に示された密封位
置から図３に示された放出位置へ向けて、弁体146とシ
ール118の間の密封を破って移動され、ガスがチャンバ3
0から大気へと弁部分130とハウジング82との間の環状の
チャンネルを通って、放出通路126から外へ排出され
る。弁が最初に開く時、弁体80は急速にその完全に開い
た位置へ動かされるが、それはチャンバ30内のガスに対
し露出された出口端有効面積A2が弁体80の先端部146に
より寄与された面積を今度は含むためにそれが実質上増
加するからである。これはまたチャンバ30内の実質上の
圧力降下が起るまでライン圧力が適当に減少される間は
ポペット弁体80が開いた放出位置に留まることを保証す
る。

【００３０】使用においては、充填弁アセンブリ22はシ
リンダ端キャップ34内のねじ付キャビティ76中にハウジ
ング82上の平面108と係合する工具を用いて容易に挿入
され、また同様に米国特許第4,838,527中に開示された
如きガススプリングにおけるねじ付弁キャビティ中にそ
れとの逆フィット（refrofit）使用のため容易に挿入さ
れる。ガス供給ライン104の継手102は入口88に隣接する
ハウジング82のねじ付部分100に対し適当なレンチを用
いて接続され得る。継手102はガス供給ラインノズル116
の軸方向外面115をＯ−リング112と固く係合させるよう
促し、二つの継手部の間にガス密の接続をつくり出す。

【００３１】ガススプリング20を充填するために、加圧
されたガスはガスチャンバ30内へ供給ライン104からコ
ア弁84を通して導入される。ガスがコア弁84に対し適用
されるにつれ、その幹部148は軸方向内方へ弁ヘッド152
をその座からもち上げて転位され、ガスが通路134、通
路78を通してガスチャンバ30内へ流れてガスチャンバ30
を充填するようにさせる。ガスチャンバ30の充填の間、
供給ライン104内のガスの弁体80の入口端の面積A1に対
して作用する圧力は弁体80の先端部146をシール118と、
図２に示す如く固く係合するように強制し、ガスがチャ
ンバ30から放出通路126の外へ逃れることを防止する。

【００３２】チャンバ30が完全に充填される時、コア弁
84のスプリングでバイアスされた弁ヘッド152は再び着
座してチャンバ30からの逆方向へのガス流を防止し、A1
に対して作用するライン圧力は弁体80をシール118に対
して密封し、ガススプリングは使用に対し用意される。
典型的にはそれはプレス中のシート金属成形ダイス（図
示せず）においてシート金属素材をそれが冷間成形又は
スタンピングされている間押さえつける。ダイスが閉じ
る時、ピストンロッド24はシリンダチャンバ30中に後退
され、ガスをその中で圧縮し、それはチャンバ30内の圧
力を実質上増加する。

【００３３】正常の操作においては、ガスチャンバ内の
最大圧力は弁体80をその開放位置へ動かすには不十分で
あり、従ってチャンバ30内のガスは放出されず、チャン
バ30内のガス圧力パルスがガス供給ライン104に伝達さ
れることを防止する。しかしながら、もし操作の間の誤
作用によりチャンバ30内のガスの最大圧力が面積の比A1
／A2と供給ライン104中のガスの圧力との積を超えるな
らば、弁体80はチャンバ30内のガスを大気へ放出する開
放位置へ移動し、その中の圧力を実質的に減少するであ
ろう。これは弁を開放させる最大チャンバ圧力がチャン
バ壁の過負荷とガススプリングの破壊を防止するに十分
低くあり得る構造を提供する。例えば、もし面積の比A
1：A2が６：１であり、供給ライン中のガス圧が2,000 P
SI（13.79MPa）であるならば、弁体80はチャンバ30内の
ガスの最大圧力が12,000 PSI（82.74 MPa）を超えなけ
れば開かないだろう。好ましくは、これらの操作条件の
下で、チャンバ30及びロッド24及びヘッド26は10,000 P
SI（68.95 MPa）の如き弁22の最大チャンバ圧力より以
下であるようなチャンバ30内の操作圧力を供給するよう
な大きさ及び構造であり、またチャンバ30を規定する管
壁及び他のスプリング20の構成部品は、18,000 PSI（12
4.11 MPa）の如き弁22の最大圧力よりずっと大きいチャ
ンバ圧力に耐える破裂強度を提供するように建設され
る。その結果として正常な操作の間、弁体80はチャンバ
30内の最大圧力を減じるために開かないだろうし、12,0
00 PSI（82.74 MPa）を超えるチャンバ圧力を生ずる誤
作用の場合には、弁22は開いて、チャンバ30内のガスを
大気へ放出し、それ故チャンバ30内の最大圧力は管壁及
びチャンバを規定する他の構成部品の強度を超えてガス
スプリング20を損傷又は破壊することはできないだろ
う。

【００３４】チャンバ30が充填される圧力を変えること
を望む時は、好ましくは供給ライン104中の圧力が大い
に、例えばOPSIへと減少され、これは弁体80を開放さ
せ、ガスをチャンバ内からチャンバ30内の圧力が大気圧
に達するまで放出させる。圧縮されたガスが再び供給ラ
イン104を通してガススプリング20へ供給されて、それ
を新しい望みの圧力、例えば1,500 PSI（10.3 MPa）ま
で再充填した後、その後ガススプリング20は上述の正常
なやり方で操作され得る。

【００３５】

【発明の効果】本発明は、以上述べた通りに構成されて
いるので、従来のガススプリングに比べ、ガスチャンバ
内のガスがより高圧に圧縮され、かつよりコンパクトな
構造のガススプリングが実現できる。また本ガススプリ
ングは、高圧ガス供給ラインへの接続が容易であり、か
つ保守乃至取替のため取り付け又は除去するのが迅速、
安価及び容易である。更に本ガススプリングは、頑丈
で、耐久性があり、単純なデザインで、経済的に製造す
ることができ、かつ組立て及び使用が容易なガススプリ
ングが実現できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のガススプリング及び充填弁の側断面図
である。

【図２】図１の充填弁の拡大部分断面図である。

【図３】充填弁及びそれに付設されたガス供給ホースの
一部断面の拡大部分図である。

【符号の説明】

２０ガススプリング２２充填弁２４ロッド２６ヘッド２８シリンダ３０ガスチャンバ８０弁体８２ハウジング８４コア弁（入口弁）１１８シール１２６放出通路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも一部がガスチャンバを形成す
るシリンダと、該シリンダ内に入れ子式に受け入れら
れ、延伸された位置と引込められた位置との間で可動で
あり、且つその延伸された位置からその引込められた位
置へ向けて動く時前記チャンバ内のガスを圧縮するよう
構成配置されたヘッドをもつロッドと、前記シリンダと
連通し且つ該シリンダの外部へ開くガス通路を有するガ
ススプリングであって、充填弁はシリンダの外部にハウ
ジングを有し、それを通して弁キャビティを形成する通
路を有し、それと連通する入口及び出口をもち、ハウジ
ング内に前記弁キャビティと連通し且つハウジングの外
部に開放する放出通路を有し、ハウジングはガススプリ
ングと操作上組み合わされて構成配置され、前記出口は
前記ガス通路と連通し、更に前記弁キャビティ内に滑動
可能に受容され、前記出口を前記放出通路と連通するこ
とから防止する第１の位置と、前記出口が前記放出通路
と連通して出口及び放出通路を通るガス流を許容してチ
ャンバ内のガスの圧力を減少させるように前記第１の位
置から配置された第２の位置との間の運動のため構成配
置された一般に対向する端部を有する弁体を有し、該弁
体はそれを通してハウジングの入口及び出口と連通する
通路を有し、入口弁はガスが前記通路を通して流れてチ
ャンバをガスで充填することを許容するように前記弁体
により担持され、該入口弁は常時閉じられ且つ前記弁体
の上流の前記弁キャビティに対し入口を通してチャンバ
内のガスの圧力より実質上大きい圧力において供給され
るガスに応答して開き、そしてチャンバ内のガス圧力が
かかる上流の圧力に接近する時閉じ、またハウジングと
組み合わされ且つ前記弁体の一端と前記出口との間に配
置されて該弁体を前記第１の位置にある時前記出口が前
記放出通路と連通することを防止するように密封するた
めのシールを有し、それにより弁体はハウジング内の前
記入口と連通する第１の有効面積とハウジング内の前記
出口と連通する第２の有効面積とを有し、第２の有効面
積は第１の有効面積より小さく、圧力下のガスが前記弁
キャビティに対し前記入口弁の上流で入口を通して前記
弁キャビティに対し適用され且つ弁体が前記第１の位置
にある時、弁体の第２の有効面積上に作用する入口弁の
下流にあるガスの圧力の結果として弁体の第２の弁位置
へ向けての運動を惹起させるような方向へ作用する力
が、弁体の第１の有効面積上に作用する入口弁の上流に
適用されたガスの圧力により弁体の前記第１の位置へ向
けての運動を惹起させるような方向に弁体に作用する力
を超える時にのみ弁体が第２の位置に動かされるガスス
プリング。
【請求項２】弁体の第１の有効面積の第２の有効面積
に対する比が約５：１乃至約８：１の範囲にあり、入口
弁の下流のガスが該入口弁の上流のガスの圧力の少なく
とも５倍の圧力まで圧縮されることを可能にする請求項
１のガススプリング。
【請求項３】弁体の第１の有効面積の第２の有効面積
に対する比が約６：１で、入口弁の下流のガスが該入口
弁の上流のガスの圧力の約６倍の圧力まで圧縮されるこ
とを可能にする請求項１のガススプリング。
【請求項４】入口弁が通常の構造のコア弁である請求
項１のガススプリング。
【請求項５】ハウジングが供給ラインの継手をねじ込
み可能に受容するため入口に隣接した第１の外部のねじ
付部分と、出口と隣接しスプリング内にねじ込み可能に
受容され出口がスプリング内の通路と連通する第２の外
部のねじ付部分とを有し、両ねじ付部分は相互に軸方向
に離れて間隔を有し、それらの間に工具による係合のた
めに構成配列された平行な平面が配置される請求項１の
ガススプリング。
【請求項６】平面が平行な平面の間で１インチ（25.4
ミリ）の約5／8以下の距離を有する請求項５のガススプ
リング。
【請求項７】ハウジングがその入口端から出口に隣接
する第２のねじ付部分まで１インチ（25.4ミリ）以下の
軸方向距離を有する請求項５のガススプリング。
【請求項８】ハウジングが1.75インチ（44.45ミリ）
以下の全体の軸方向長さを有する請求項５のガススプリ
ング。
【請求項９】ハウジングが約1.1（27.94ミリ）インチ
以下の全体の軸方向長さを有する請求項８のガススプリ
ング。
【請求項１０】ハウジングが標準の流動型継手の外部
形状を有する請求項１のガススプリング。
【請求項１１】少なくとも一部がガスチャンバを形成
するシリンダと、該シリンダ内に入れ子式に受け入れら
れ、延伸された位置と引込められた位置との間で可動で
あり、且つその延伸された位置からその引込められた位
置へ向けて動く時、チャンバ内でガスを圧縮するよう構
成配置されたヘッドをもつロッドと、シリンダと連通し
且つシリンダの外部へ開くガス通路を有するガススプリ
ングであって、充填弁が、入口及び出口を備える通路
と、ハウジング内で前記通路と連通してハウジングの外
部に開放する放出通路とを有するシリンダの外部にある
ハウジングを有し、該ハウジングがスプリング内のねじ
付通路と組み合って係合し、出口がガス通路と連通する
第１の外部ねじ付部分と、その反対端にあってガス供給
ラインの継手部と組み合って係合し、該ガス供給ライン
が入口と連通する第２の外部ねじ付部分とを有し、ハウ
ジングは約1.75（44.45ミリ）インチ以下の全体の軸方
向長さを有し、一般に対向する端部をもつ弁体はハウジ
ング内の通路内に滑動可能に受容され、出口が放出通路
と連通することを防止するための第１の位置と、該第１
の位置から離れて配置されて出口が放出通路と連通して
出口及び放出通路を通るガス流がチャンバ内のガスの圧
力を減少させることを許容するようにする第２の位置と
の間に運動するために構成配置され、弁体により担持さ
れる入口弁はガスが該入口弁を通して流れてチャンバを
ガスで充填するようにし、該入口弁は常時は閉じられ、
チャンバ内のガスの圧力より実質的に大きい圧力で弁の
上流で入口を通して供給されるガスに応答して開き、チ
ャンバ内のガス圧力がかかる上流の圧力に近づく時閉
じ、弁体は入口と連通する第１の有効面積と出口と連通
する第２の有効面積とを有し、第１の有効面積は第２の
有効面積よりも大きく、第１の有効面積上に作用する圧
力が第２の有効面積上に作用する圧力よりも大きい時弁
体を第１の位置へと促し、第２の有効面積上に作用する
圧力が第１の有効面積上に作用する圧力よりも実質的に
大きい時チャンバからガスを放出通路の外へ通気するよ
う出口を放出通路と連通することを許容する第２の位置
へ弁体を動かすガススプリング。
【請求項１２】弁体の第１の有効面積の第２の有効面
積に対する比が少なくとも６：１である請求項11のガス
スプリング。
【請求項１３】ガス入口と連通するねじ付ボアを有す
るガススプリング用の充填弁であって、該充填弁は、入
口及び出口を備えハウジングを貫通する通路と、該通路
と連通しハウジングの外部に開くハウジング内の放出通
路を有するハウジングからなり、該ハウジングはねじ付
ボアと組み合って係合してそれらの間にガス密のシール
を提供し、出口はスプリング内のガス入口と連通する第
１のねじ付部分と、その反対端でガス供給ラインの継手
部と組み合って係合しそれらの間にガス密のシールを提
供し、ガス供給ラインはハウジング内の入口と連通する
第２のねじ付部分とを有し、前記通路内に受容された弁
アセンブリは該弁アセンブリの上流のガスの圧力が該弁
アセンブリの下流のガスの圧力よりも実質的に大きい限
り入口、通路及び出口を通るガス流を許容し、弁アセン
ブリの下流のガスの圧力が弁アセンブリの上流のガスの
圧力より実質的に大きくなる時放出通路を通して弁アセ
ンブリの下流のガスを放出する充填弁。
【請求項１４】ハウジングがまた外部ねじ付の部分の
間に工具を受容するよう構成配置された一対の平行な平
面を有し、ハウジングは該ハウジングの入口端から出口
に隣接する第２のねじ付部分への軸方向長さが１インチ
（25.4ミリ）以下である請求項13の充填弁。
【請求項１５】ハウジングのねじ付部分が0.75インチ
（19.05ミリ）以下の呼び径を有する請求項13の充填弁
及び継手部。
【請求項１６】ハウジングが市販入手可能の流動型継
手の外部形状と実質上同じ外部形状を有する請求項13の
充填弁及び継手部。
【請求項１７】更にハウジングの軸方向外端において
入口に隣接する環状の溝と、該溝内に受け入れられる環
状の密封用ガスケットを有し、入口に隣接するねじ付部
分は１インチ（25.4ミリ）当たり18個のねじ山をもつ9
／16インチ（14.29ミリ）の呼び径を有し、ガス供給継
手部と密封係合する請求項16の充填弁及び継手部。
【請求項１８】また出口に隣接するハウジングのねじ
付部分と平面との間に配設された環状の密封用ガスケッ
トを有し、該ねじ付部分は１インチ（25.4ミリ）当たり
20個のねじ山をもつ7／16インチ（11.11ミリ）の呼び径
を有し、ガススプリング内のねじ付ボアと密封係合する
請求項14の充填弁及び継手部。
【請求項１９】また出口に隣接するハウジングのねじ
付部分と平面との間に配設された環状の密封用ガスケッ
トを有し、該ねじ付部分は１インチ（25.4ミリ）当たり
20個のねじ山をもつ1／2インチ（12.7ミリ）の呼び径を
有し、ガススプリング内のねじ付ボアと密封係合する請
求項14の充填弁及び継手部。
【請求項２０】出口に隣接するねじ付部分がアメリカ
ン・ナショナル・スタンダード・テーパー・パイプ（Am
erican National Standard Taper Pipe）ねじ山と１イ
ンチ（25.4ミリ）当たり27個のねじ山をもつ1／8インチ
（3.18ミリ）の呼びを有し、ガススプリング内のねじ付
ボアと密封係合する請求項14の充填弁及び継手部。
【請求項２１】また平面と出口に隣接するねじ付部分
との間に環状の溝を有し、該溝内に環状の密封用ガスケ
ットが受け入れられ、出口に隣接するねじ付部分は１イ
ンチ（25.4ミリ）当たり28個のねじ山をもつ1／8（3.18
ミリ）インチの呼びを有し、ガススプリング内のねじ付
ボアと密封係合する請求項14の充填弁及び継手部。