(57)【要約】【課題】  ガスばねのばね力を変えるためにソレノイドを有する切換弁装置を用いるに際し、ソレノイドへの通電時間を短時間にし、省電力、長寿命を図ること。【解決手段】  ２つのガス室２３Ａ、２３Ｂを連通する連通路２５を切換弁装置３０により開閉するガスばね１０において、切換弁装置３０は、ソレノイド３３Ａのオンによりバルブ３１を閉じた後、ソレノイド３３Ａをオフし、シリンダ１１のピストン側ガス室２３Ａのガス圧により該バルブ３１の閉じ状態を維持するもの。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダにピストンロッドを挿入し、ピストンロッドの挿入端に設けたピストンによりシリンダの内部に２つのガス室を区画し、２つのガス室を連通する連通路を切換弁装置により開閉するガスばねにおいて、
切換弁装置が、連通路を開閉するバルブと、バルブに開き方向力を加えるスプリングと、バルブに閉じ方向力を加えるソレノイドとを有して構成され、
切換弁装置は、ソレノイドのオンによりバルブを閉じた後、ソレノイドをオフし、シリンダの２つのガス室のうち、該バルブを閉じ側に加圧するガス室のガス圧により該バルブの閉じ状態を維持することを特徴とするガスばね。
【請求項２】
前記切換弁装置が、シリンダの２つのガス室のガス圧が同圧になったときに、前記スプリングによりバルブを開く請求項１に記載のガスばね。
【請求項３】
前記切換弁装置が、バルブとスプリングとソレノイド駆動部をバルブハウジングに組込んで一体化した請求項１又は２に記載のガスばね。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はガスばねに関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスばねとして、特許文献１に記載の如く、シリンダにピストンロッドを挿入し、ピストンロッドの挿入端に設けたピストンによりシリンダの内部に２つのガス室を区画し、２つのガス室を連通する連通路を切換弁装置により開閉するものがある。切換弁装置は、２つのガス室の連通路を連通状態にする連通ポジションと、連通路を遮断状態にする遮断ポジションを有するとともに、遮断ポジションには、２つのガス室のうちピストンロッドが存在しないガス室から他方のガス室へのガスの移動を阻止するチェック弁を設けている。
【０００３】
特許文献１のガスばねでは、切換弁装置が連通ポジションに設定されるときには、２つのガス室が連通し、２つのガス室のガスがピストンロッドの断面積を受圧面積にして小さい圧縮比で圧縮され、ばね力は小になる。他方、切換弁装置が遮断ポジションに設定されるときには、２つのガス室のうちピストンロッドが存在しないガス室が圧縮され、ピストンを受圧面積とする大きい圧縮比で圧縮される結果、大きいばね力を発生する。
【特許文献１】特開2002-48179
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のガスばねでは、切換弁装置の設定を、オフロード用では常閉型にし、オンロード用では常開型にするとあり、切換弁装置としてソレノイドバルブを採用したとき、ソレノイドバルブの閉じ状態又は開き状態を保持するのに、ソレノイドに通電を続ける必要がある。ソレノイドへの通電を長時間続ける必要から、大電力を消費するし、ソレノイドの発熱により寿命を短くする。
【０００５】
本発明の課題は、ガスばねのばね力を変えるためにソレノイドを有する切換弁装置を用いるに際し、ソレノイドへの通電時間を短時間にし、省電力、長寿命を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明は、シリンダにピストンロッドを挿入し、ピストンロッドの挿入端に設けたピストンによりシリンダの内部に２つのガス室を区画し、２つのガス室を連通する連通路を切換弁装置により開閉するガスばねにおいて、切換弁装置が、連通路を開閉するバルブと、バルブに開き方向力を加えるスプリングと、バルブに閉じ方向力を加えるソレノイドとを有して構成され、切換弁装置は、ソレノイドのオンによりバルブを閉じた後、ソレノイドをオフし、シリンダの２つのガス室のうち、該バルブを閉じ側に加圧するガス室のガス圧により該バルブの閉じ状態を維持するようにしたものである。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１の発明において更に、前記切換弁装置が、シリンダの２つのガス室のガス圧が同圧になったときに、前記スプリングによりバルブを開くようにしたものである。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において更に、前記切換弁装置が、バルブとスプリングとソレノイド駆動部をバルブハウジングに組込んで一体化したものである。
【発明の効果】
【０００９】
（請求項１）
(a)切換弁装置は、ソレノイドのオンによりバルブを閉じた後、ソレノイドをオフし、シリンダの２つのガス室のうち、該バルブを閉じ側に加圧するガス室のガス圧により該バルブの閉じ状態を維持する。これにより、ガスばねの任意のストローク位置で２つのガス室の連通路を閉じることにて、圧縮比の大きさを任意に選ぶことができるし、ばね力を大きくして早い動作で衝撃を吸収できる。
【００１０】
(b)そして、バルブは閉じ始めの一瞬だけソレノイドのオンによる閉じ方向力を付与され、その後はガス室のガス圧により閉じ状態を維持される。ソレノイドへの通電時間（オン時間）を短時間にして省電力にし、ソレノイドを長寿命にできる。
【００１１】
（請求項２）
(c)切換弁装置は、２つのガス室のガス圧が同圧になったときに、スプリングによりバルブを開く。前述(a)、(b)のバルブの閉じ状態は、２つのガス室のガス圧が同圧になるまで、維持される。
【００１２】
（請求項３）
(d)切換弁装置は、バルブとスプリングとソレノイド駆動部をバルブハウジングに組込んで一体化される。従って、ガスばねへの切換弁装置の組付性、交換性が良い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１はガスばねを示す断面図、図２はガスばねの切換弁装置を破断して示す平面図、図３は切換弁装置を拡大して示す断面図である。
【実施例】
【００１４】
図１、図２のガスばね１０は、ロボットの関節等の緩衝装置に採用される。
ガスばね１０は、エアシリンダ１１にピストンロッド１２を挿入する。シリンダ１１の開口部の拡径段差部にはロッドガイド１３がＯリング１４を介して気密に挿着され、サークリップ１５を介してかしめ止めされる。ロッドガイド１３の内周のガイドブッシュ１６、パッキン１７にはピストンロッド１２が挿通され、ピストンロッド１２のシリンダ１１への挿入端には、座金１８、ピストン１９がナット２０により固定化される。ピストン１９はウエアリング２１、パッキン２２を外周に備えて、シリンダ１１の内周に摺接する。
【００１５】
ガスばね１０は、ピストン１９によりシリンダ１１の内部にガスを封入した２つのガス室２３Ａ、２３Ｂを区画する。ガス室２３Ａはピストンロッド１２が存在しないピストン側ガス室、ガス室２３Ｂはピストンロッド１２が存在するロッド側ガス室である。ガスばね１０は、シリンダ１１に気密に固定される連通ブロック２４（２４Ａ、２４Ｂ）に、２つのガス室２３Ａ、２３Ｂを連通する連通路２５を備え、連通路２５を切換弁装置３０により開閉する。
【００１６】
尚、ガスばね１０は、シリンダ１１に一方の取付部１１Ａを備え、ピストンロッド１２に他方の取付部１２Ａを備える。
【００１７】
切換弁装置３０は、図３に示す如く、連通路２５を開閉するバルブ３１と、バルブ３１に開き方向力を加えるスプリング３２と、バルブ３１に閉じ方向力を加えるソレノイド駆動部３３を、バルブハウジング３４に組込んで一体化される。
【００１８】
即ち、切換弁装置３０は、ソレノイド駆動部３３を構成するソレノイド３３Ａ等をバルブハウジング３４に固定的に設け、ソレノイド駆動部３３の中心部にプランジャ３１Ａを直線動可能にガイドして支持し、プランジャ３１Ａの先端部にバルブ３１を取着し、プランジャ３１Ａの基端部とバルブハウジング３４の凹所に設けたスプリング受け３２Ａとの間にスプリング３２を設けている。バルブ３１はピストン側ガス室２３Ａからロッド側ガス室２３Ｂへのガスの流れを阻止するポペット弁からなり、バルブ３１に閉じ方向力を加えるセットスプリング３５を連通ブロック２４Ｂとの間に介装してある。セットスプリング３５のばね力はスプリング３２のばね力より小さい。バルブ３１はバルブハウジング３４の先端側のバルブシート３４Ａに接離し、連通路２５の一部を構成するようにバルブシート３４Ａに穿設した開閉孔２５Ａを開閉する。
【００１９】
切換弁装置３０は、シリンダ１１の２つのガス室２３Ａ、２３Ｂのガス圧が同圧になったときに、スプリング３２とセットスプリング３５の釣り合いによりバルブ３１を開くように設定されている。そして、ソレノイド３３Ａのオン（通電）によってソレノイド駆動部３３に生ずる電磁力により、スプリング３２のばね力に抗してプランジャ３１Ａの先端部のバルブ３１をバルブシート３４Ａの側に引き上げ、連通路２５を閉じる。バルブ３１により連通路２５を閉じた直後にピストン側ガス室２３Ａが加圧されると、ソレノイド３３Ａをオフしても、ピストン側ガス室２３Ａのガス圧がバルブ３１の受圧面を閉じ側に加圧し、バルブ３１を閉じ状態に維持する。
【００２０】
本実施例によれば以下の作用効果を奏する。
(a)切換弁装置３０は、ソレノイド３３Ａのオンによりバルブ３１を閉じた後、ソレノイド３３Ａをオフし、シリンダ１１の２つのガス室２３Ａ、２３Ｂのうち、該バルブ３１を閉じ側に加圧するピストン側ガス室２３Ａのガス圧により該バルブ３１の閉じ状態を維持する。これにより、ガスばね１０の任意のストローク位置で２つのガス室２３Ａ、２３Ｂの連通路２５を閉じることにて、圧縮比の大きさを任意に選ぶことができるし、ばね力を大きくして早い動作で衝撃を吸収できる。
【００２１】
(b)そして、バルブ３１は閉じ始めの一瞬だけソレノイド３３Ａのオンによる閉じ方向力を付与され、その後はピストン側ガス室２３Ａのガス圧により閉じ状態を維持される。ソレノイド３３Ａへの通電時間（オン時間）を短時間にして省電力にし、ソレノイド３３Ａを長寿命にできる。
【００２２】
(c)切換弁装置３０は、２つのガス室２３Ａ、２３Ｂのガス圧が同圧になったときに、スプリング３２によりバルブ３１を開く。前述(a)、(b)のバルブ３１の閉じ状態は、２つのガス室２３Ａ、２３Ｂのガス圧が同圧になるまで、維持される。
【００２３】
（請求項３）
(d)切換弁装置３０は、バルブ３１とスプリング３２とソレノイド駆動部３３をバルブハウジング３４に組込んで一体化される。従って、ガスばね１０への切換弁装置３０の組付性、交換性が良い。
【００２４】
以上、本発明の実施例を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。例えば、本発明のガスばねにおいて、２つのガス室の連通路は、シリンダの外部に設けるものに限らず、ピストンやピストンロッドに設けても良く、切換弁装置をそれらのピストンやピストンロッドに設けても良い。
【００２５】
また、本発明のガスばねにおいて、２つのガス室の連通路に、緩衝作用を行なうためダンパオリフィスを設けても良い。ガスばね作用に加え緩衝作用を営み、省エネ稼動できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１はガスばねを示す断面図である。
【図２】図２はガスばねの切換弁装置を破断して示す平面図である。
【図３】図３は切換弁装置を拡大して示す断面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１０  ガスばね
１１  シリンダ
１２  ピストンロッド
１９  ピストン
２３Ａ、２３Ｂ  ガス室
２５  連通路
３０  切換弁装置
３１  バルブ
３２  スプリング
３３  ソレノイド駆動部
３３Ａ  ソレノイド
３４  バルブハウジング
【図１】
2006057768.tif 000003
【図２】
2006057768.tif 000004
【図３】
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