(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブロック可能としたピストン・シリンダユニットであって、
中心軸線を有し、両側の端部を閉鎖して加圧媒体を充填したシリンダであり、前記シリンダの内壁に対してシール密着するピストン（１０）が、変位可能にガイドされると共に前記シリンダを第１作動空間及び第２作動空間に分割する、該シリンダと、
前記中心軸線に対して同軸状に前記ピストンに配置した管状のピストンロッドであり、前記第２作動空間及び前記シリンダの一方の端部を封止するシール・ガイドユニットにより前記シリンダから導出した、該ピストンロッドと、
前記ピストンロッド内に変位可能に配置した操作ロッド（１６）であり、該操作ロッドの一方の端部を、前記シリンダから突出する側の前記ピストンロッドの端部から突出させ、前記操作ロッドの他方の端部により、前記ピストン内に配置した遮断バルブのバルブスライダ（１７）が軸線方向に変位するよう負荷を加えることができる、該操作ロッド（１６）と
を備え、
前記遮断バルブは、前記第１作動空間及び前記第２作動空間を接続部により互いに接続可能とするものであり、この場合、前記バルブスライダは、２つの拡径領域間でチャンバにより包囲される縮径領域を有し、前記チャンバは、接続開口を介して前記第２作動空間に接続し、また、前記バルブスライダの前記拡径領域の一方が半径方向に遊びを有して前記第１作動空間におけるバルブ開口内に突入する構成とした、ピストン・シリンダユニットにおいて、
前記ピストン（１０）に収容チャンバ（２１）を設け、前記収容チャンバ（２１）内には、カム（３７）を設けたカムスリーブ（２８）及び鋸歯状の突部（３０）を有する切り替えリング（２９）を配置し、また、前記バルブスライダ（１７）における、前記操作ロッド（１６）側とは反対側の遊端を前記収容チャンバ（２１）内に突入させ、前記バルブスライダ（１７）の前記遊端に少なくとも１個のカム（３６）を形成し、
前記操作ロッド（１６）を軸線方向に変位させると、前記少なくとも１個のカム（３６）が前記切り替えリング（２９）の斜面（４０）に当接して、前記少なくとも１個のカム（３６）と前記切り替えリング（２９）のいずれかが前記中心軸線まわりに回転することで、少なくとも１個の前記カム（３６）が前記カムスリーブ（２８）の前記カム（３７）に対して第１の位置と第２の位置の間で相対回転され、
前記第１の位置では、前記少なくとも１個のカム（３６）が前記カム（３７）に当接することにより前記ピストン（１０）が開放状態に維持され、
前記第２の位置では、少なくとも１個の前記カム（３６）が前記カム（３７）に非当接とされて、前記ピストン（１０）がブロック状態に維持される、ことを特徴とするピストン・シリンダユニット。
【請求項２】
請求項１記載のピストン・シリンダユニットにおいて、前記チャンバ（１８）は、同軸状の接続開口（１９）、環状チャンバ（２０）及び収容チャンバ（２１）を介して前記第２作動空間（１５）に、また半径方向に延在する接続開口（２２）を介して前記第１作動空間（１４）に接続したことを特徴とするピストン・シリンダユニット。
【請求項３】
請求項１又は２記載のピストン・シリンダユニットにおいて、前記環状チャンバ（２０）から前記収容チャンバ（２１）への移行部に付加的な環状肩部（２７）を形成し、該環状肩部（２７）には、前記収容チャンバ（２１）内に配置した前記カムスリーブ（２８）が当接し、さらに、前記カムスリーブ（２８）の前記第２作動空間（１５）側に前記切り替えリング（２９）を配置したことを特徴とするピストン・シリンダユニット。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項記載のピストン・シリンダユニットにおいて、前記切り替えリング（２９）は、前記第２作動空間（１５）側とは反対側で、軸線方向に延びる鋸歯状の前記突部（３０）を有し、前記突部（３０）は、半径方向内方に突出する構成としたことを特徴とするピストン・シリンダユニット。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項記載のピストン・シリンダユニットにおいて、前記カムスリーブ（２８）及び前記切り替えリング（２９）は相対回転不能に配置し、この場合、前記カムスリーブ（２８）内の前記第２作動空間（１５）側に、前記軸線方向（Ａ）に対して半径方向内方に隆起する少なくとも１個の隆起部（３１）を設け、該隆起部（３１）は、前記切り替えリング（２９）に形成した凹所（３２）に嵌合する構成としたことを特徴とするピストン・シリンダユニット。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項記載のピストン・シリンダユニットにおいて、前記カムスリーブ（２８）内の前記切り替えリング（２９）側に形成した段差部（３３）、及び前記切り替えリング（２９）の前記カムスリーブ（２８）に指向する端面の当接面（３４）は、前記切り替えリング（２９）が前記収納チャンバ（２１）内で軸線方向にさらに変位することを防止する手段をなす構成としたことを特徴とするピストン・シリンダユニット。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項記載のピストン・シリンダユニットにおいて、前記収容チャンバ（２１）内に突入する前記バルブスライダ（１７）の遊端にカムリング（３５）を配置し、該カムリング（３５）における半径方向の周面に少なくとも１個、好適には複数個の略三角形状とした前記カム（３６）を配置したことを特徴とするピストン・シリンダユニット。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項記載のピストン・シリンダユニットにおいて、三角形状とした少なくとも１個の前記カム（３６）は、半径方向内方に突出する２個の前記カム（３７）により形成した前記カムスリーブ（２８）の自由空間（３８）内に位置し、この場合、前記カム（３７）及び前記自由空間（３８）の個数が同一であることを特徴とするピストン・シリンダユニット。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項記載のピストン・シリンダユニットにおいて、前記カムスリーブ（２８）及び前記切り替えリング（２９）を、前記バルブスライダ（１７）に対して回転可能に配置したことを特徴とするピストン・シリンダユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブロック可能としたピストン・シリンダユニットに関する。ピストン・シリンダユニットは、中心軸線を有し、両側の端部を閉鎖して加圧媒体を充填したシリンダであって、シリンダの内壁に対してシール密着するピストンが、変位可能にガイドされると共にシリンダを第１作動空間及び第２作動空間に分割する、該シリンダと、中心軸線に対して同軸状にピストンに配置した管状のピストンロッドであり、第２作動空間及びシリンダの一方の端部を封止するシール・ガイドユニットによりシリンダを経てシリンダから導出した、該ピストンロッドと、ピストンロッド内に変位可能に配置した操作ロッドであり、この操作ロッドの一方の端部を、シリンダから突出する側の前記ピストンロッドの端部から突出させ、操作ロッドの他方の端部により、ピストン内に配置した遮断バルブのバルブスライダが軸線方向に変位するよう負荷を加えることができる、該操作ロッドとを備え、遮断バルブは、第１作動空間及び前記第２作動空間を接続部により互いに接続可能とするものであり、この場合、バルブスライダは、２つの拡径領域間でチャンバにより包囲される縮径領域を有し、チャンバは、接続開口を介して前記第２作動空間に接続し、また、バルブスライダの拡径領域の一方が半径方向に遊びを有して前記第１作動空間におけるバルブ開口内に突入する構成とする。
【背景技術】
【０００２】
このようなピストン・シリンダユニットは、例えば特許文献１（独国特許出願１０２００４０４７４４９号）に開示され、例えばオフィス用チェアにおける背もたれの調整に利用される。この場合、シリンダ・ピストンユニットに対しては、例えば背もたれを揺動させる要求が存在する。このためには、遮蔽バルブを常開位置に保持可能とする必要がある。
【０００３】
特許文献２（独国特許出願公開１０３５３９０３号）には、このことに対する解決法が開示されている。この場合、ピストンロッドには、ボールペン技術のような係止手段を設け、この係止手段により遮断バルブを常開位置に保持できるようにする。この場合の欠点は、付加的な構成部材を収容できるよう、ピストンロッドにさらなる加工工程が必要となる点にある。さらに、収容した構成部材の耐用期間は、構成部材の大きさが小さくまた相当大きな負荷が加わるため、最適とはいえない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】独国特許出願１０２００４０４７４４９号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開１０３５３９０３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、安定性を向上させ、しかもより安価に製造可能とした、冒頭に述べたタイプのブロック可能なピストン・シリンダユニットを得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題を解決するため本発明は、ピストンに収容チャンバを設け、この収容チャンバ内には、カムを設けたカムスリーブ、及び鋸歯状の突部を有する切り替えリングを配置し、また、バルブスライダにおける操作ロッド側とは反対側の遊端を収納チャンバ内に突入させ、バルブスライダの遊端に形成した少なくとも１個のカムが、ピストンをブロック又は解放するよう、カムスリーブに設けたカム、及び収容チャンバ内に配置した切り替えリングの突部と共に協働する構成とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によるこの構成によれば、ピストンロッドの複雑な加工が不要になり、また大量生産されているピストンロッドを流用することができる。さらに、関連する個々の構成部材の寸法をより大きくすることができるため、精密に製造することができる。
【０００８】
本発明による実施形態において、チャンバは、同軸状に設けた接続開口、環状チャンバ及び収容チャンバを介して第２作動空間に、また半径方向に延在する接続開口を介して第１作動空間に接続する。
【０００９】
本発明によれば、取り付けを簡単とするため、環状チャンバから収容チャンバへの移行部に付加的な環状肩部を形成し、この環状肩部に収容チャンバ内に配置したカムスリーブを当接させると共に、カムスリーブの第２作動空間側に切り替えリングを配置する。
【００１０】
確実に機能を発揮するため、切り替えリングは、第２作動空間側とは反対側で軸線方向に延びる鋸歯状の突部を有する。この突部は、半径方向内方に突出する構成とする。
【００１１】
本発明によれば、カムスリーブ及び切り替えリングは、相対回転不能に配置する。この場合、カムスリーブ内の第２作動空間側に、半径方向内方に中心軸線に対して隆起する隆起部を設け、この隆起部は、切り替えリングに形成する凹所に嵌合する構成とする。
【００１２】
有利な実施形態において、カムスリーブ内の切り替えリング側に形成する段差部、及び切り替えリングのカムスリーブに指向する端面の当接面３４は、切り替えリングが収納チャンバ内で軸線方向にさらに変位することを防止する手段をなす構成とする。
【００１３】
本発明による代替的な実施形態においては、収容チャンバ内に突入するバルブスライダの遊端にカムリングを配置し、このカムリングの半径方向の周面に少なくとも１個、好適には複数個のほぼ三角形状としたカムを形成する。
【００１４】
本発明によれば、少なくとも１個の三角形状としたカムは、半径方向内方に突出する２個のカムにより形成したカムスリーブ内の自由空間内に位置する。この場合、カム及び自由空間の個数は同一である。
【００１５】
本発明によれば、カムスリーブ及び切り替えリングは、バルブスライダに対して回転可能に配置する。
【００１６】
以下、本発明の実施形態を、添付図面に示すと共により詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明によるブロック可能なピストン・シリンダユニットを示す断面図である。
【図２】図１に断面図で示すピストン・シリンダユニットにおけるピストン領域の一部を示し、操作ロッドが非操作状態にあり、また遮断バルブが閉鎖状態にある状況示す部分断面図である。
【図３】図１に断面図で示すピストン・シリンダユニットにおけるピストン領域の一部を示し、操作ロッドを操作した状態にあり、また遮断バルブが開放状態にある状況を示す部分断面図である。
【図４】図１に断面図で示すピストン・シリンダユニットにおけるピストン領域の一部を示し、操作ロッドが非操作状態にあり、また遮断バルブが開放状態にある状況を示す部分断面図である。
【図５】図１に示すピストン・シリンダユニットにおける本発明によるバルブスライダを示す説明図である。
【図６】バルブスライダに協働するカムスリーブを示す斜視図である。
【図７】バルブスライダに協働する切り替えリングを示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１は、ブロック可能なピストン・シリンダユニット１の縦断面を示す。このピストン・シリンダユニット１は、中心軸線Ａが延在するシリンダ２を備え、このシリンダ２は、気密に閉鎖した第１端部３を有し、この第１端部３には連結要素４を配置する。第１連結素子４側とは反対側の第２端部５でシリンダ２に、シール・ガイド手段６を配置し、このシール・ガイド手段６により、中心軸線Ａに対して同軸状に配置するピストンロッド７をシールし、かつ変位可能に軸線方向外方に導出する。外方に突出するピストンロッド７の端部には、雄ねじ９とした連結部８を形成する。連結素子４及び連結部８により、ピストン・シリンダユニット１は、一方で図示しない静止構造部分、例えばオフィス用チェアの支持体に、また他方で静止構造部分に対して回動可能な回動構造部分、例えばオフィス用チェアの背もたれ（図示せず）に固定することができる。
【００１９】
ピストンロッド７の連結部８側とは反対側の端部にはピストン１０を配置し、このピストン１０には、その半径方向の外周面に環状溝１１を設け、この環状溝１１にシールリング１２を配置する。シールリング１２は、その半径方向の外周面によりシリンダ２の内壁１３に対して密に当接するため、シリンダ２の内室は、ピストン１０により、ピストンロッド側の第１作動空間１４と、ピストンロッドから離れた第２作動空間１５とに分割される。
【００２０】
ピストンロッド７は管状に形成し、その内部に操作ロッド１６をガイドする。この操作ロッド１６における一方の端部は、ピストンロッド７のシリンダ２から突出する側の端部から突出し、操作ロッド１６の他方の端部は、ピストン１０領域において操作ロッドと同軸状に配置したバルブスライダ１７に当接させる。操作ロッド１６は、矢印Ｐの方向にピストンロッド７内でさらに変位させることができる。
【００２１】
図２により詳細に示すように、バルブスライダ１７は、シールした状態でピストン１０におけるチャンバ１８内でガイドされる。チャンバ１８は、同軸状に設けた環状チャンバ２０における接続開口１９及び収納チャンバ２１を介して第２作動空間１５に、また半径方向に延在する接続開口２２を介して第１作動空間１４に接続する。
【００２２】
接続開口１９の領域において、環状チャンバ２０は環状肩部２３により形成し、この環状チャンバ２０には、シールリング２４を配置する。シールリング２４は、半径方向の外周面により環状チャンバ２０のシリンダ壁に対して密に当接すると共に、半径方向の内周面により隣接するバルブスライダ１７の円錐領域２５に対して密に当接する。このように、バルブスライダ１７及びシールリング２４は、遮断バルブ２６を構成する。
【００２３】
環状チャンバ２０から収容チャンバ２１への移行部においては、別の環状肩部２７を形成し、この環状肩部２７に対しては収容チャンバ２１に配置したカムスリーブ２８が当接する。カムスリーブ２８の第２作動空間１５側には、切り替えリング２９を配置する。この切り替えリング２９には、第２作動空間１５とは逆側において、軸線方向に突出する鋸歯状の突部３０を設ける。この突部３０は、半径方向内方に突出する。カムスリーブ２８及び切り替えリング２９は、相対回転不能に配置する。この目的のため、カムスリーブ２８内の第２作動空間側に、中心軸線Ａに対して半径方向内方に隆起する少なくとも１個の隆起部３１（図６に明示する）を設ける。隆起部３１は、切り替えリング２９に形成した少なくとも１個の凹所３２（図７に明示する）に嵌合する。カムスリーブ２８内の切り替えリング２９側に形成する段差部３３、及び（図７に同様に明示する）カムスリーブ２８側に対向する切り替えリング２９における端面の当接面３４は、切り替えリング２９が収納チャンバ２１内で軸線方向にさらに変位することを防止する手段を構成する。
【００２４】
収納チャンバ２１に突入するバルブスライダ１７の遊端にはカムリング３５を配置し、このカムリング３５における半径方向の外周面には、少なくとも１個、好適には複数のほぼ三角形状のカム３６（図５参照）を形成する。代替案として、カムリング及びバルブスライダは、一体的に形成してもよい（図３参照）。
【００２５】
図２は、バルブスライダ１７を示し、このとき、操作ロッド１６が非操作状態にあり、また遮蔽バルブ２６が閉鎖した状態にある状況を示す。この場合、ほぼ三角形状としたカム３６は、図６に示すように、半径方向内方に突出する２個のカム３７により形成されるカムスリーブ２８の自由空間３８内に位置する。この場合カム３７及び自由空間３８の個数は同一である。さらにこの場合、バルブスライダ１７の円錐形状とした領域２５は、接続開口１９をシールするようシールリング２４に当接する。すなわち、遮断バルブ２６は閉鎖状態にある。
【００２６】
操作ロッド１６を矢印Ｐ方向に操作すると、バルブスライダ１７の円錐領域２５はシールリング２４から離れる（図３参照）。これにより、ピストン１０及びピストンロッド７は、中心軸線Ａに沿って軸線方向に任意に変位可能となる。同時に、バルブスライダ１７に設けたカム３６における少なくとも１つの第１カム面３９が、切り替えリング２９における斜面４０（図７に明示する）の１つに当接する。このとき、好適には一体構成としたカムリング及びバルブスライダの場合、バルブスライダ１７は、カムスリーブ２８及び切り替えリング２９に対して回転し、この回転は、バルブスライダ１７における少なくとも１個又は複数個のカム３６のストッパ面４１が、切り替えリング２９に形成した突部３０のストッパ面４２に当接するまで行われる。
【００２７】
バルブスライダ１７及びカムリング３５を個別に形成する場合、カムリング３５が単独で、又はバルブスライダ１７と共に回転することができる。
【００２８】
切り替えリング２９がカムスリーブ２８と一緒に回転させるよう変更することもできる。この場合の回転運動も、バルブスライダ１７におけるカム３６の少なくとも１個又は複数個が、切り替えリング２９に形成した突部３０のストッパ面４２に当接するまで行われる。
【００２９】
バルブスライダ１７におけるカム３６、及びカムスリーブ２８のカム３７は、以下のようにして互いに整列する。すなわち、操作ロッド１６を釈放すると、バルブスライダ１７がシリンダ２内で優勢な圧力比により矢印Ｐで示す矢印方向とは逆方向に押圧され、少なくとも１個又は複数個のカム３６の第２カム面４３が、カムスリーブ２８内におけるカム３７の斜面４４に当接する（第１の位置）。この場合、カムスリーブ２８及びバルブスライダ１７は、少なくとも１個のカム３６におけるストッパ面４１が、カムスリーブ２８のカム３７に形成したストッパ面４５に当接するまで相対回転することができる（図４参照）。その際、バルブスライダ１７の円錐状に形成した領域２５は、シールリング２４に当接することがない。従って接続開口１９は、開放状態に維持されることになる。この状態においては、ピストン１０及びピストンロッド７は、中心軸線Ａに沿う軸線方向に任意に変位させることができる。
【００３０】
接続開口１９を閉鎖するためには、操作ロッド１６を再び矢印Ｐ方向に力を加える必要がある。このとき、バルブスライダ１７に設けた少なくとも１個又は複数個のカム３６の第１カム面３９が、再び切り替えリングの斜面４０に当接する。これにより、バルブスライダ１７及びカムスリーブ２８が、再度相対回転する。その際、バルブスライダ１７のカム３６、及びカムスリーブ２８のカム３７は、以下のようにして互いに整列する。すなわち、操作ロッド１６を釈放して、バルブスライダ１７が再びシリンダ２内の優勢な圧力比により矢印Ｐで示す矢印方向とは逆方向に押圧されると、バルブスライダ１７のカム３６が自由空間３８内に変位する（第２の位置）。これにより、図２に示すように、バルブスライダ１７の円錐状に形成した領域２５が、再び接続開口１９をシールしつつ、シールリング２４に当接し、結果的に遮断バルブ２６を閉鎖する。この状態においては、ピストン１０及びピストンロッド７は、シリンダ２に対してもはや変位することができなくなる。
【符号の説明】
【００３１】
１  ピストン・シリンダユニット
２  シリンダ
３  第１端部
４  連結素子
５  第２端部
６  ガイド・シール手段
７  ピストンロッド
８  連結部
９  雄ねじ
１０  ピストン
１１  環状溝
１２  シールリング
１３  内壁
１４  第１作動空間
１５  第２作動空間
１６  操作ロッド
１７  バルブスライダ
１８  チャンバ
１９  接続開口
２０  環状チャンバ
２１  収容チャンバ
２２  接続開口
２３  環状肩部
２４  シールリング
２５  円錐状領域
２６  遮断バルブ
２７  環状肩部
２８  カムスリーブ
２９  切り替えリング
３０  突部
３１  隆起部
３２  凹所
３３  段差部
３４  当接面
３５  カムリング
３６  カム
３７  カム
３８  自由空間
３９  第１カム面
４０  斜面
４１  ストッパ面
４２  ストッパ面
４３  第２カム面
４４  斜面
４５  ストッパ面
Ａ    中心軸線
Ｐ    矢印
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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