(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形チャンバーの壁を形成するチューブ（１）と、前記チューブ（１）に少なくとも部分的に当接し、前記チャンバーで軸方向に往復動可能であるように構成されたピストン（１０）と、前記ピストン（１０）に接続されるピストンロッド（７）と、ピストンロッドガイド（４）と、を備えて成る圧縮工具用ガススプリングにして、
前記チャンバーは、第一端壁（２）と第二端壁（３）とを有し、前記第一端壁（２）は、前記チャンバーの第一ベース面を構成し、且つ、前記第二端壁（３）は、前記チャンバーの第二ベース面を構成し、
前記ピストン（１０）は、前記チャンバーを、前記ピストン（１０）と前記第一端壁（２）との間の第一空間（Ａ）と、前記ピストン（１０）と前記第二端壁（３）との間の第二空間（Ｂ）とに分割しており、
前記ピストンロッドガイド（４）は、前記第一端壁（２）に配置され、且つ、前記ピストンロッド（７）が前記円筒形チャンバー内を軸方向に動作する際に、前記ピストンロッド（７）を支持するように構成され、
前記ピストン（１０）は、少なくとも第一部分及び第二部分（１０ａ、１０ｂ）に分割され、
前記ピストン（１０）は、前記第一部分及び第二部分（１０ａ、１０ｂ）の端部の間の少なくとも一つの経路（１１）であって、前記ピストンロッド（７）の軸方向動作の際に、前記チャンバー内の第一空間（Ａ）及び第二空間（Ｂ）の間のガスの流れを可能にする少なくとも一つの経路（１１）を備え、
前記第一部分及び第二部分（１０ａ、１０ｂ）は、前記ピストンロッド（７）の軸方向動作の際に、前記チャンバー内の前記第一空間（Ａ）及び第二空間（Ｂ）の間のガスの流れを同様に可能にするガス経路構造（１５、１６、１７）を備え、
前記第一空間（Ａ）及び第二空間（Ｂ）の少なくとも一方は、前記ピストンロッド（７）の軸方向動作に対抗する反力を作り出すように、前記ピストンに作用するガス圧力を備え、
前記ピストン（１０）の前記第一部分及び第二部分（１０ａ、１０ｂ）の端部の間の前記少なくとも一つの経路（１１）と、前記ピストン（１０）の前記第一部分及び第二部分（１０ａ、１０ｂ）での前記ガス経路構造（１５、１６、１７）とは、前記ピストン（１０）の面積の５％よりも大きく、且つ、７０％までである面積を占め、
前記ピストン（１０）の前記面積は、前記円筒形チャンバーと前記ピストンロッド（７）の断面積差である、ガススプリング。
【請求項２】
前記ピストン（１０）の前記第一部分及び第二部分（１０ａ、１０ｂ）の端部の間の前記少なくとも一つの経路（１１）と、前記ピストン（１０）の前記第一部分及び第二部分（１０ａ、１０ｂ）での前記ガス経路構造（１５、１６、１７）とが、前記ピストン（１０）の面積の７％〜７０％である面積を占める、請求項１に記載のガススプリング。
【請求項３】
前記ピストン（１０）の前記第一部分及び第二部分（１０ａ、１０ｂ）の端部の間の前記少なくとも一つの経路（１１）と、前記ピストン（１０）の前記第一部分及び第二部分（１０ａ、１０ｂ）での前記ガス経路構造（１５、１６、１７）とが、前記ピストン（１０）の面積の７％〜２５％である面積を占める、請求項２に記載のガススプリング。
【請求項４】
前記第一部分及び第二部分（１０ａ、１０ｂ）の少なくとも一方における前記ガス経路構造（１５、１６、１７）が、前記第一部分及び第二部分（１０ａ、１０ｂ）を貫通する少なくとも一つの開口を備える、請求項１〜３のいずれか一項に記載のガススプリング。
【請求項５】
前記第一部分及び第二部分（１０ａ、１０ｂ）での前記ガス経路構造（１５、１６、１７）が、前記第一部分及び第二部分（１０ａ、１０ｂ）を貫通する複数の開口を備える、請求項４に記載のガススプリング。
【請求項６】
前記第一部分及び第二部分（１０ａ、１０ｂ）の少なくとも一方における前記ガス経路構造（１５、１６、１７）が、前記第一部分及び第二部分（１０ａ、１０ｂ）の周面で少なくとも一つの窪みを備える、請求項１〜５のいずれか一項に記載のガススプリング。
【請求項７】
前記第一部分及び第二部分（１０ａ、１０ｂ）での前記ガス経路構造（１５、１６、１７）が、前記第一部分及び第二部分（１０ａ、１０ｂ）の周面で複数の窪みを備える、請求項６に記載のガススプリング。
【請求項８】
圧縮工具用ガススプリングにおける第一空間（Ａ）と第二空間（Ｂ）との間に生じる圧力勾配を減少するための方法にして、
前記圧縮工具ガススプリングが、
第一端壁（２）と第二端壁（３）とを有する円筒形チャンバーであって、前記第一端壁（２）は、前記チャンバーの第一ベース面を構成し、前記第二端壁（３）は、前記チャンバーの第二ベース面を構成する円筒形チャンバーの壁を形成するチューブ（１）を備えて成り、
前記チューブ（１）に少なくとも部分的に当接し、前記チャンバー（１）内で軸方向に往復動可能なように構成されるピストン（１０）であって、前記チャンバー（１）を、前記ピストン（１０）と前記第一端壁（２）との間の第一空間（Ａ）と、前記ピストン（１０）と前記第二端壁（３）との間の第二空間（Ｂ）とに分割し且つ、少なくとも第一部分及び第二部分（１０ａ、１０ｂ）に分割されるピストン（１０）が設けられ、
前記ピストン（１０）に接続されるピストンロッド（７）が設けられ、
前記第一端壁（２）に配置されるピストンロッドガイド（４）であって、前記円筒形チャンバー内で前記ピストンロッド（７）が軸方向に動作する際に、前記ピストンロッド（７）を支持するように構成されるピストンロッドガイド（４）が設けられ、
前記シリンダー内にガスが設けられ、
前記ピストン（１０）は、前記第一部分及び第二部分（１０ａ、１０ｂ）の端部の間の少なくとも一つの通路（１１）であって、前記ピストンロッド（７）の軸方向動作の際に、前記チャンバー内の第一空間（Ａ）及び第二空間（Ｂ）の間でガスの流れを可能にする少なくとも一つの通路（１１）を備え、
前記第一部分（１０ａ）及び第二部分（１０ｂ）は、前記ピストンロッド（７）の軸方向動作の際に、前記チャンバー内の前記第一空間（Ａ）及び第二空間（Ｂ）の間でガスの流れを同様に可能にするガス経路構造（１５、１６、１７）を備え、
前記ガスは、前記第一空間（Ａ）及び第二空間（Ｂ）の少なくとも一方に、前記ピストンロッド（７）の軸方向動作に対抗する反力を作り出すように、前記ピストン（１０）に作用するガス圧力を作り出し、
前記ピストン（１０）の前記第一部分及び第二部分（１０ａ、１０ｂ）の端部の間の前記少なくとも一つの通路（１１）と、前記ピストン（１０）の前記第一部分及び第二部分（１０ａ、１０ｂ）での前記ガス経路構造（１５、１６、１７）とは、前記ピストンロッド（７）が前記チャンバー内で軸方向に動作する際に、熱発生を低減するように、前記ピストン（１０）の面積の５％よりも大きく、且つ、７０％までである面積を占め、
前記ピストン（１０）の前記面積は、前記円筒形チャンバーと前記ピストンロッド（７）の断面積差である、方法。
【請求項９】
前記ピストン（１０）の前記第一部分及び第二部分（１０ａ、１０ｂ）の端部の間の前記少なくとも一つの通路（１１）と、前記ピストン（１０）の前記第一部分及び第二部分（１０ａ、１０ｂ）での前記ガス経路構造（１５、１６、１７）とが、前記ピストン（１０）の面積の７％〜７０％である面積を占める、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記ピストン（１０）の前記第一部分及び第二部分（１０ａ、１０ｂ）の端部の間の前記少なくとも一つの通路（１１）と、前記ピストン（１０）の前記第一部分及び第二部分（１０ａ、１０ｂ）での前記ガス経路構造（１５、１６、１７）とが、前記ピストン（１０）の面積の７％〜２５％である面積を占める、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記第一部分及び第二部分（１０ａ、１０ｂ）の少なくとも一方における前記ガス経路構造（１５、１６、１７）が、前記第一部分及び第二部分（１０ａ、１０ｂ）を貫通する少なくとも一つの開口を備える、請求項８〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記第一部分及び第二部分（１０ａ、１０ｂ）での前記ガス経路構造（１５、１６、１７）が、前記第一部分及び第二部分（１０ａ、１０ｂ）を貫通する複数の開口を備える、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記第一部分及び第二部分（１０ａ、１０ｂ）の少なくとも一方における前記ガス経路構造（１５、１６、１７）が、前記第一部分及び第二部分（１０ａ、１０ｂ）の周面で少なくとも一つの窪みを備える、請求項８〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記第一部分及び第二部分（１０ａ、１０ｂ）での前記ガス経路構造（１５、１６、１７）が、前記第一部分及び第二部分（１０ａ、１０ｂ）の周面で複数の窪みを備える、請求項１３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高負荷時により低い動作温度を達成できるように設計構成を改良した圧縮工具用ガススプリングに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ガススプリングは、工業界全体にわたって広く使われている。ガススプリングが、所望される様々なばね機能のために今日、主に利用される一つの例としては、ガススプリングは、板金部品を成形しようとするための圧縮工具である。したがって、ガススプリングは、圧縮プロセス中で、例えば金属薄板を固定し、シャトルを戻し、工具半体を分けるために用いられる。金属薄板を圧縮するために未使用のホルダーを支持するガススプリングは、圧縮プロセスのはじめに荷重をかけられ、金属薄板を成形したあとに、圧縮機スライド部および／または圧縮機上部が上方へ動くことで解放される。荷重をかけられているガススプリングのストローク長の割合は、圧縮プロセスと圧縮される金属薄板部分の最終形態により左右される。金属薄板の成形作業を最適化するために、圧縮サイクルは完全にコントロールされることが要求される。金属薄板を成形する間、圧縮機上部の降下スピードは、しばしば金属薄板成形後の圧縮機上部の上昇スピードよりも遅くなる。
【０００３】
ガススプリングが圧縮工具に用いられるようになってから、生産スピードは著しく向上した。生産スピードの向上により、高い水準の効率を維持するために圧縮工程の間における、より速い圧縮スピードとより短い停止時間でのより速い圧縮プロセスが、結果としてもたらされた。なおその上に、より長い操業時間が、圧縮工具の動作時間を増加させ、今度は金属薄板成形に広く使われている圧縮機械に関して要求がより大きくなった。これらの圧縮機は、ガススプリングが初めて金属薄板成形の業界に導入されたときに使用することができた圧縮機よりも、かなり高い圧縮スピードに対応することができる。
【０００４】
従来技術に係るガススプリングを図１に示し、このガススプリングは、シリンダーのベース面の一つにより形成された第一壁とシリンダーの他のベース面により形成された第二壁を持つ円筒形のチャンバーを備えて成っている。円筒形のチャンバーの中で軸線上の往復運動が可能なピストンは、前記チャンバーを、ピストンと第一壁との間である第一空間Ａと、ピストンと第二壁との間である第二空間Ｂとに分割する。ピストンは第一壁内のピストンガイドロッド内で軸方向に動くことができるピストンロッドに固定されている。それで、弾性力を持ったガススプリングは、第一空間と第二空間がガスにより圧縮されることで、ピストンロッドに軸方向に作用する力によって発生した動作に対向することができ、そのガスは、第一空間と第二空間を接続する経路を経て、ピストンロッドの軸線上の動作を受けて圧縮された空間から膨張した空間へ流れる。したがって、ピストン内部のガスはピストンの動作方向とは逆方向に流れる。ピストンは環状に設計され、ピストンロッドを取り囲んで配置される。
【０００５】
ガススプリングは簡潔に以下のように機能する。二つの空間は、ガスで、通常は窒素ガスで、例えば１５０バールの圧力に充填される。ガスの圧力はピストンとピストンロッドに作用し、それによって、押しのけられたときピストンロッドに作用する弾性力が生じる。それゆえ、特定のガス圧力にとっての特定の弾性力を与える面積は、ピストンロッドの断面積となる。運転中には、ガススプリングのピストンロッド全体が、ピストンロッドにかかる力によって押し込まれ、窒素ガスがピストンとピストンロッドが貫通された空間の中で圧縮され、その結果、前記空間内の圧力は増加する。圧力が上昇する程度は、ガススプリングの圧力増大（換言すればシリンダーとピストンと空間の体積の構成）と動作温度に依存する。ピストンロッドが最大限にストロークした後、ピストンロッドは未充填の開始位置に戻り、その結果、新しい圧縮が開始する。このプロセスはガススプリングの耐用期間を通じて繰り返される。圧縮下において、ガスは、例えば、公知ガススプリングにおいてピストンを一緒に構成する二つのピストン半体の間に生じる間隙を介して、第二空間Ｂから第一空間Ａまで流れる。ピストンが逆方向に動いたとき、この一連動作は当然ながら反転する。ガススプリングに関する技術の現在の状態では、ピストン内に配置された通過経路の面積、例えば、ピストン半体の間の前記間隙による通過経路の面積は、一般的には、ピストンの面積の２％から３％を占める。ピストンの面積は円筒形チャンバーとピストンロッドの断面積差として定められる。
【０００６】
現在、かなり速い圧縮プロセスは、ガススプリング内部のピストンの動作がよりすばやく、より頻繁に起こる際にガススプリングが荷重増加を受けることを意味し、このことによってガススプリング内部でより多くの熱が発生し、ガススプリングの動作温度が増加する。温度増加はチューブの内壁に対し動作しないよう設計されたピストンを具備するガススプリングに最も顕著に表れている。
【０００７】
機械圧縮におけるストロークスピードは、一般的におよそ１秒あたり０．３から２ストロークであり、通常は１秒あたりおよそ１ストロークである。金属薄板整形中における機械圧縮の圧縮スピード、つまりはガススプリングのピストンロッドとピストンのスピードは、通常は約０．２〜０．８ｍ／ｓである。ピストンロッドの戻りスピードは、１．８ｍ／ｓに達することがある。機械圧縮は、通常は約５〜６００トン（５０〜６０００キロニュートン）の圧縮力で作動し、圧縮工具のどのガススプリングにもかかるその力は、通常はおよそ２キロニュートンと１５０キロニュートンの間となる。そのような機械工具のガススプリングのストローク長は、通常は成形深さに依存し、換言すれば、圧縮工具のストローク長の部分は、金属薄板を成形する如き動作を実行する。製造メーカーの普通の規格範囲は、通常はわずか数ミリメートルから３００〜４００ミリメートルまで包含しているが、通常のストローク長は、およそ１００ミリメートルから１６０ミリメートルである。
【０００８】
厳しい財政上の制約下で操業する産業界、例えば車体の金属薄板パーツを成形するのに圧縮工具を用いる自動車産業に多数の圧力工具が知られているので、これら圧縮工具、つまりは圧縮工具のガススプリングも、一般におよそ２乃至４時間のシフトで用いられているが、例えば８又は１２時間までのより長いシフトが発生し、一日あたり一シフト以上にもなり、幾つかのケースでは使用時間が一日あたりの一シフト２０〜２４時間に近づく。これら圧縮工具の予定外の停止は、非常に多大な損害となる。
【０００９】
一例として、３０キロニュートンの力を発し、１２５ミリメートルのストローク長を持った最もよく売れている圧縮工具用ガススプリングの一つは、４時間シフトで一日に4回、つまりは一日あたり１６時間、１．１ストローク／秒である。
【００１０】
圧縮工具用ガススプリングに現在要求されることは、一般的に少なくとも１００万回のストローク、時には２００万回のストロークを整備することなく可能とすべきことである。圧縮工具用ガススプリングの有効寿命を計算する別の方法は、ストローク・メートルであり、すなわちストローク長×２×ストローク数である。ストローク・メートルで表現された圧縮工具用ガススプリングの有効寿命の一例は、１０００００若しくは２０００００ストローク・メートルである。
【００１１】
圧縮工具のガススプリングが、通常は１５０バールに充填され、作動される時、圧力は著しく高くなることがあり、例えば３６０バールに達する。
【００１２】
これらの理由により、圧縮工具用ガススプリングの製造と販売は、検査と圧力容器認可のような多数の安全規定と基準を伴う。
【００１３】
ガススプリング内部で熱が発生する原因の一つは、ガスがシリンダー内のピストンの内側または外側への動作で空間ＡとＢの一方の中で圧縮される時に発生する圧力の増加であり、その圧力の増加は、ピストンが圧縮中にガスの流れを制限することによるもので、結果としてピストンで仕切られた二つのシリンダー空間ＡとＢの間で圧力勾配が発生する。圧縮スピードが速くなればなるほど、発生する圧力勾配が大きくなる。熱が発生する別の原因は、ガススプリング内部の摩擦、例えば、ピストンとピストンロッドが内側または外側へ動作する間のガスの動き、シールとピストンロッド間の接触、ガイドとピストンロッド間の接触における摩擦である。ガススプリング内で発生する熱の大部分は、存在するシールへより大きなストレスを与え、そのストレスは、これらシールにダメージを与えガススプリングの機能が停止することになる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明の目的は、ストロークが頻繁に長くまた早くなった時に、ガススプリング内の二つの空間の間に発生する圧力勾配を減少させることである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の一つのアスペクトは、独立した装置クレームによって特徴付けられるガススプリングの形態をした装置を表現する。
【００１６】
本発明の別のアスペクトは、独立方法クレームにしたがって、ガススプリングが弾性力を生じた時、ガススプリング内の二つの加圧空間の間で発生する圧力勾配を減少させる方法を表現する。
【００１７】
示した解決法の利点は、高い弾性力と高いスプリングストローク頻度で、ガススプリング内に発生する熱が少なめであるという点で動作温度の減少を達成することにある。これは、とりわけ長いストロークの場合又はガススプリングの最大ストローク長の大きな割合、例えば７０〜９０％が用いられる時に当てはまる。これによって、圧縮工業で本発明に係るスプリングが使われるとき、より速い圧縮プロセスを可能にする。スプリングの有効寿命も、シールに作用するストレスがより低い動作温度により減少する点で、増加する。
【００１８】
本発明のアスペクトによれば、ピストン面積の１０〜１５％程度の面積が、通過経路として用いられるのが望ましい。動作温度の減少の観点からの良好な結果も、ピストン面積の７％を上まわる経路面積により達成される。改良は経路面積を５％増加させるだけで得られるが、これは、ガススプリングの動作温度の減少が不十分なので理想的ではない。経路面積を増加させた６、７、８、９、１０、１１％等の各割合は、一定のストロークスピードと一定のストローク長で動作温度の減少をもたらす。仮に経路面積が２５％以上に増加させられると、その各増加割合では、１０〜１５％程度の経路面積での各増加割合に対してと同程度の動作温度の大きな減少をもたらすことができない。
【００１９】
有効寿命の増加と安全要求事項の取合せは、圧縮工具用ガススプリングのコストが相対的に高くなることを意味する。これは、圧縮工具用ガススプリングを修理することを実利的にする。それ故に、本発明による圧縮工具のガススプリングは、容易に分解でき、再び圧縮工具にガススプリングを取り付ける前に容易に摩耗部品を取り替えることができるように構成されている。
【００２０】
分解したとき、ガスは初めにバルブ１４を経て放出される。そして、ガイド４は、固定リング６が取り外せるように、ある程度押付けられる。この状態でピストン１０、ピストンロッド７及びガイド４はチューブ１の外へ引き出すことができる。いったんチューブ１の外へ出されれば、ピストンロッド７に対して所定位置にピストン半体１０ａ、１０ｂを保持しているガイドバンド１３は分解される。ピストンロッド７でのこの位置に、このピストンロッドに環状の窪みがある。ピストン半体１０ａ、１０ｂは、この窪みに対して相補的な形状になり、この形状が環状の窪みに挿し込まれたとき、ピストン半体を、その場で軸線上に保持することを意味する。したがって、ピストン半体１０ａ、１０ｂは、ガイドバンドによりその場で半径方向乃至放射状に保持され、チューブに挿入されたとき、ガイドバンドはチューブによって支持され、ピストン半体１０ａ、１０ｂはピストンロッド７中で窪みによって軸線上に保持される。したがって、このように二つのピストン半体１０ａ、１０ｂからピストン１０を形成することは、組み立てと分解をたやすくする。
【００２１】
本発明による圧縮工具のガススプリング中のピストンは、ガイドタイプであり、すなわちチューブ内部に対し動作しないように設計され、そのためチューブ中心方向に圧縮工具のガススプリング内部で据えられているピストンロッドの端をガイドするように設計されている。これは、ピストンロッドがチューブと同じ同心状に並行する動作を得ることを意味し、それ故、これは、ガイドについてピストンロッドの斜行を相殺する。斜行は、ピストンロッドとガイドの接触表面との磨耗の原因となり、それは、圧縮工具のガススプリングの有効寿命に有害な影響を与える。シールも斜めに負荷がかけられ、それによって圧縮工具のガススプリングの機能を悪化させる。
【００２２】
本発明の中心となる特徴は、ガススプリング中の第一空間から第二空間へガスが流れることができる経路面積を増加させることによる前記圧力勾配と動作温度の減少である。経路面積はいろいろな方法で増加させることができる。これは、ピストン中の穴、ピストン中の窪み、ピストン半体間のより大きな間隙幅、又はいろいろなピストンパーツ間の間隙によって達成させることができる。他の明白な方法には、いわゆるオーバーフローダクトを用いて、ピストンの側で、例えばシリンダー壁で、チューブの外側で、またはピストンロッドで経路を配置することが含まれる。これらの別の手段では、定義によれば、経路面積は１００％を超過する。ピストン中の穴及び／又は窪みによって単純に経路面積を増加することでは、ピストンの強度のため、ほぼ７０〜９５％を超える通過面積はおそらく除外されよう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の多数の実施形態を、添付された図を参照にして以下に記す。
【００２４】
図１は従来型のガススプリングを描写したものである。円筒形のチューブ1はガススプリングの円筒形のケーシングを形成し、それによってガススプリングの円筒形のチャンバー内壁を形成する。円筒形のチャンバーは、第一端壁２と第二端壁３の二つの端壁で範囲を限定されている。図示された実施形態では、端壁２はピストンロッドガイド４を備えて成り、ピストンロッドガイド４は固定シール５によりチューブ１の開放端に対して挿入されシールされており、さらに固定リング６によりチューブ１に対して固定されている。他方の端壁３はチューブ１にしっかりと接続された密閉部分を備えて成る。円筒形のチャンバーの軸に沿って軸線方向に移動可能なピストンロッド７がピストンロッドガイド４内で動き、ピストンロッドガイド４内で摺動可能に支持されており、運動用シール８によってピストンロッド７はピストンロッドガイド４に対して密封されている。ピストンロッドガイドの外側部分にあるスクレーパー９は、ピストンロッドを取り囲み、ピストンロッドにオイルと汚れがつかないようにする。この場合、二つのピストン半体（第一部分及び第二部分）１０ａ、１０ｂとしてのピストン１０はピストンロッド７の最も奥の部分に取り付けられており、両半体が合わさってピストンロッド７の周囲に環状のピストンを形成している。ピストン１０は、ガススプリングの円筒形チャンバーを、ピストン１０と第一端壁２の間の第一空間Ａと、ピストン１０と第二端壁３の間の第二空間Ｂとに分割している（図２参照）。本例において、ピストン半体１０ａ、１０ｂは、図３により明瞭に示された間隙１１により分けられている。この間隙１１は、第一空間と第二空間の間にガスが流れる経路を形成する。ピストン半体は、チューブ１の中でピストン１０に対するガイドを果たすガイドバンド１３により一緒に保持されている。
【００２５】
ガススプリングは、通常は窒素ガスであるガスにより、例えば１５０バールの圧力まで充填させられる。ガスは第二端壁に示されているバルブ１４を経て円筒形のチャンバーに送り込まれる。
【００２６】
ピストンロッド７の外側部分に加圧が生じてピストンロッド７が端壁３に向かって内側に押圧されることでスプリングが動くと、第二の空間Ｂ内のガスを圧縮する。ガスが圧縮されたことにより、ピストンロッド７にかかるスプリングの反発力がこの時作り出される。ガスは間隙１１が作る経路を通って第一空間Ａへ流れることができる。前述したように、ピストンがどちらかの方向に移動したときに、両空間ＡとＢの間で圧力勾配が発生する。すばやくピストンが動く場合、負荷が大きく、ストローク長がガススプリングの最大ストローク長のかなりの部分に相当する時、圧力勾配は大きくなり得て、結果として、前述した動作温度の上昇が発生する。通過経路は、一般通りにピストンの面積の約２％になるように設計される。
【００２７】
ガススプリングの動作温度がもたらすこれらの問題に対する一つの解決策は、ピストン半体又はピストンに、ピストン／ピストンロッドが内側又は外側に動く際により速くガスが流れることを可能にするような両空間Ａ、Ｂ間の所定ガス通過面積に相当する穴または窪み（ガス経路構造）を作ることである。ガス通過面積がより大きくなり、ピストン／ピストンロッドが内側、外側の両方に動く際に、二つの空間ＡとＢ間の圧力勾配の減少を生じさせ、それによって、ガススプリング内部の熱発生量を低下させる。
【００２８】
通過経路の面積の増加を生じさせる代替方法を詳述するいくつかの別の形態を図４から６に示す。図４では、ピストンの周りと同心の円に多数の穴１５を設けることにより、通過経路面積を増加させた。図示の例では、間隙１１は通過経路の一部分を構成する。
【００２９】
図５に示すような本発明の他の形態によれば、ピストン１０の周面に多数の窪み１６が設けられた。
【００３０】
更に図６に他の形態が示され、ピストン１０を貫通する一対の長穴１７がピストン周りと同心の円弧に沿って延在する。
【００３１】
通過経路の構成には明らかに更なる範囲がある。本質的な点は、ガス通過経路の面積を所望のように増加することを達成することである。
【００３２】
それゆえ、通過経路は、ピストンの軸方向に延在するあらゆるタイプの円筒形空洞を全体的又は部分的に構成し、そのような空洞の断面はいかなる面積を有し得る。
【００３３】
図７ａは従来技術におけるピストン／ピストンロッドの組合せを示し、下図である図７ｂは、発明の一形態に係る対応するピストン／ピストンロッドの組合せを示している。
【００３４】
図８に示すグラフは、従来のガススプリングにおける特定の負荷とストロークスピードでの時間に対する動作温度増加の最初の曲線を示している。第二のグラフは本発明の一形態に係るガススプリングの対応曲線を示しており、そのガススプリングは、ピストン面積のおよそ１５％の通過経路面積で設計されている。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に含まれるタイプの従来技術ガススプリングの分解概略図である。
【図２】ガススプリングの部分断面外略図である。
【図３】二分割されたピストンの半体間の間隙を通過経路に含む従来技術に係るピストンの図解である。
【図４】本発明にしたがい通過面積が増加する一例である。
【図５】本発明にしたがい通過面積が増加する別例を示す。
【図６】本発明にしたがい通過面積が増加する更に他の例を示す。
【図７ａ】従来技術に係るピストン／ピストンロッドの組合せの概略図である。
【図７ｂ】本発明に係る対応する代替構成を示す。
【図８】上側のグラフに従来構成のガススプリングにおける動作温度を示し、下側のグラフに同等の負荷をかけた時の本発明に係るガススプリングにおける動作温度曲線を示す。
【符号の説明】
【００３６】
１  円筒形のチューブ
２  第一端壁
３  第二端壁
４  ピストンガイドロッド
５  固定シール
６  固定リング
７  ピストンロッド
８  運動用シール
９  スクレーパー
１０  ピストン
１０ａ  ピストン半体
１０ｂ  ピストン半体
１１  間隙
１３  ガイドバンド
１４  バルブ
１５  穴
１６  窪み
１７  長穴
【図１】
0004637094.tif 000002
【図２】
0004637094.tif 000003
【図３】
0004637094.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図８】
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