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KR20090118006A - 실린더 장치 - Google Patents

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KR20090118006A
KR20090118006A KR1020090041306A KR20090041306A KR20090118006A KR 20090118006 A KR20090118006 A KR 20090118006A KR 1020090041306 A KR1020090041306 A KR 1020090041306A KR 20090041306 A KR20090041306 A KR 20090041306A KR 20090118006 A KR20090118006 A KR 20090118006A
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KR
South Korea
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cylinder
rod
piston
cylinder member
shutter
Prior art date
Application number
KR1020090041306A
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KR101128242B1 (ko
Inventor
도시히로 오오시마
도시나리 사토
Original Assignee
미와 로끄 가부시끼가이샤
가부시끼가이샤 히다치 세이사꾸쇼
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Filing date
Publication date
Application filed by 미와 로끄 가부시끼가이샤, 가부시끼가이샤 히다치 세이사꾸쇼 filed Critical 미와 로끄 가부시끼가이샤
Publication of KR20090118006A publication Critical patent/KR20090118006A/ko
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Abstract

본 발명은 손가락 끼임 방지 기능 및 댐퍼 기능을 갖는 신규 실린더 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 실린더 장치는, 실린더 장치로서, 통 형상의 실린더 부재(1 ; 31)와, 상기 실린더 부재에 대하여 축 방향으로 이동 가능하게 지지되며, 일단이 상기 실린더 부재의 단부로부터 돌출되는 로드(7 ; 40)와, 상기 실린더 부재의 내부에 마련되며, 상기 로드의 상기 실린더 부재로부터의 돌출 길이가 소정 길이 이상일 때, 스프링력을 부여하고, 소정 길이 미만일 때, 상기 로드에 스프링력을 부여하지 않는 스프링 기구(4, 11, 12, 13, 14, 15 ; 60, 61, 62, 63, 64, 65)를 구비한다.

Description

실린더 장치{CYLINDER APPARATUS}
본 발명은 도어의 개폐를 보조하는 실린더 장치, 특히 도어 클로저에 이용되는 실린더 장치에 관한 것이다.
여닫이문에 스프링 댐퍼 등의 실린더 장치를 링크 결합하여 도어의 개폐에 대하여 스프링력, 감쇠력을 작용시킴으로써, 도어를 자동적으로 폐쇄하거나, 그 폐쇄시의 개폐 속도를 조정하거나, 또한 도어를 개방 위치에서 유지시키는 도어 클로저가 알려져 있다. 종래, 이러한 종류의 스프링 댐퍼 등의 실린더 장치를 이용한 도어 클로저로서는 예컨대 일본 특허 공개 제2008-2124호 공보에 기재된 것이 있다.
일본 특허 공개 제2008-2124호 공보에 기재된 도어 클로저는, 압축 코일 스프링의 스프링력을 작동 로드의 신장 방향으로 작용시키도록 한 스프링 댐퍼를 여닫이문의 도어와 도어 프레임 사이에 링크 결합함으로써, 도어의 개방도에 따라 도어가 폐쇄 위치 부근에 있는 경우에는 폐쇄 방향의 힘을 부여하고, 또한 도어가 완전 개방 위치 부근에 있는 경우에는 도어를 개방 위치에서 유지한다.
그러나, 상기 일본 특허 공개 제2008-2124호 공보에 기재된 것에는, 스프링 댐퍼가 가장 단축되는 중간 위치에 있는 경우에, 비교적 강한 스프링력이 발생하게 된다고 하는 문제가 있었다.
본 발명은, 상기 문제점을 해결한 도어 클로저에 이용되는 실린더 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에 따른 실린더 장치는,
통 형상의 실린더 부재와,
상기 실린더 부재에 대하여 축 방향으로 이동 가능하게 지지되며, 일단이 상기 실린더 부재의 단부로부터 돌출되는 로드와,
상기 실린더 부재의 내부에 마련되며, 상기 로드의 상기 실린더 부재로부터의 돌출 길이가 미리 정해진 길이 이상일 때 스프링력을 부여하고, 미리 정해진 길이 미만일 때 상기 로드에 스프링력을 부여하지 않는 스프링 기구를 구비한다.
제1 실시 형태
이하, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 실린더 장치로서의 스프링 댐퍼를 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 본 실시 형태는 본 발명의 스프링 댐퍼를 스윙 도어의 개폐 제어에 적용한 경우를 나타낸다.
도 1에 있어서 부호 1은 스프링 댐퍼(실린더 장치)의 실린더 전체를 나타낸다. 이 실린더(1)는 제1 실린더(3)와 제2 실린더(5)를, 축선 방향을 따라 또한 격벽(6)을 사이에 두고 연달아 설치하여 이루어진다. 제1 실린더(3)에는 작동유가 충전되고, 피스톤(2)이 슬라이딩 가능하게 끼워진다. 제2 실린더(5)에는 통 형상의 클러치링(4)이 슬라이딩 가능하게 끼워진다.
도시된 실시 형태에 있어서, 상기 격벽(6)은 피스톤 로드(7)가 관통하는 삽통공을 갖는 통 형상체와, 피스톤 로드(7)와 액밀(液密)하게 끼워 맞춰지는 격벽 플러그(부호를 붙이지 않음)로 이루어진다.
상기 제1 및 제2 실린더(3, 5)의 개구단은 각각 제1 및 제2 덮개 플러그(8, 9)에 의해 폐색된다.
상기 실린더(1)에 장착되는 피스톤 로드(7)는 상기 제2 덮개 플러그(9)및 격벽(6)을 관통하고 있다. 제1 실린더(3) 내를 향하는 피스톤 로드(7)의 내측단에는 피스톤(2)이 장착되어 있다.
또한, 피스톤 로드(7)의 제2 실린더(5) 내에서의 부분에는 두꺼운 통부(筒部)로 이루어진 클러치링(4)이 끼워져 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 클러치링(4)에는 그 통부를 반경 방향으로 관통하도록 하여 복수 개(도시된 실시 형태에서는 4개)의 볼 수납 구멍(11)이 등각도 간격으로 형성되어 있다. 각 볼 수납 구멍(11)에는 클러치볼(12)이 각각 클러치링의 반경 방향으로 이동 가능하게 수납되어 있다.
한편, 제2 실린더(5)의 내주면 및 제2 실린더 내에서의 피스톤 로드(7)의 외 주면의 축선 방향에 있어서의 소정 위치에, 각각 클러치볼(12)의 일부가 걸릴 수 있는 환형의 내주 및 외주 클러치홈(13, 14)(도 4 참조)이 형성되어 있다. 도시된 실시 형태에 있어서, 각 클러치홈(13, 14)은 횡단면이 사다리꼴이다. 내주 클러치홈(13)과 외주 클러치홈(14)은 깊이가 거의 같고, 클러치볼(12)의 직경은 클러치링(4)의 측벽 두께와 내주 클러치홈(13)의 깊이의 합, 및 클러치링(4)의 측벽 두께와 외주 클러치홈(14)의 깊이의 합과 같다.
그리고, 격벽(6)과 클러치링(4) 사이에 압축 코일 스프링(15)이 탄성 장착되어 있고, 이 압축 코일 스프링(15)의 탄성력에 의해 클러치링(4)은 도 1에서 좌측으로, 즉 제2 실린더(5)로부터 탈출하는 방향으로 편향되어 있다. 또한, 도 1에 도시된 상태에서는, 클러치볼(12)이 내주 클러치홈(13)과 클러치링의 볼 수납 구멍(11) 사이에 걸쳐 있기 때문에, 클러치링(4)은 제2 실린더(5)의 내주면에 걸려 있고, 따라서 압축 코일 스프링(15)의 탄성력은 제2 실린더(5)에 담지된다.
한편, 제1 실린더(3) 내에서의 피스톤(2)에는 피스톤 로드(7)의 신장시 완충하는 형식의 오리피스 장치가 마련되어 있다.
이러한 오리피스 장치는 주지이므로 상세한 설명은 생략하지만, 예컨대 피스톤을 축선 방향으로 관통하는 연통 구멍(16)의 도 1에서 좌측의 개구를 덮는 오리피스 구멍이 형성된 가요성 오리피스판으로 구성할 수 있다. 또한, 이 오리피스 장치는 후술하는 제3 실시 형태의 피스톤부의 구조를 이용하여도 좋다.
또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 클러치볼(12)이 내주 클러치홈(13)과 볼 수납 구멍(11)에 걸쳐 있어 피스톤 로드(7)가 클러치링(4)으로부터 자유롭게 되 는 경우의 피스톤(2)의 위치에 있어서, 피스톤(2)과 끼워 맞춰지는 제1 실린더(3)의 내벽이 확장되고, 언더컷(17)이 형성되어 있다.
또한, 도 1에 있어서 부호 18은 제1 실린더(3) 내에 형성된 공기실을 나타낸다. 이 공기실(18)은 프리피스톤(19)에 의해 제1 실린더(3)와는 액밀하게 구획되어 온도 변화에 따른 작동유의 팽창, 수축을 흡수하는 것이지만, 이 공기실은 종래 주지된 것으로서, 본원 발명의 요지가 아니므로, 더욱 상세한 설명은 생략한다.
상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 일 실시 형태에 따른 스프링 댐퍼는, 도 3에 도시된 바와 같이, 예컨대 피스톤 로드(7)의 선단(21)을 브래킷을 사이에 두어 도어(22) 또는 도어 프레임(23)의 한쪽에, 실린더(1)의 기단(24)을 브래킷을 사이에 두어 도어(22) 또는 도어 프레임(23)의 다른 쪽에 각각 요동 가능하게 링크 결합하여 사용한다.
이 때의 스프링 댐퍼의 각 부재의 위치 관계는 예컨대 도 4에 도시된 바와 같다. 그래서, 도어를 개방하게 되면, 도 5에 도시된 바와 같이 피스톤 로드(7)가 실린더(1)에 압입되기 때문에, 스프링 댐퍼의 피스톤 로드(7)는 도 6에 도시된 바와 같이 우측 방향으로 이동한다.
이 때에는, 피스톤 로드(7)의 압축 코일 스프링(15)을 압축시키는 방향으로 눌러 움직이게 하지만, 피스톤(2)의 도시하지 않는 상기 오리피스판이 탄성 변형하여, 작동유를 연통 구멍(16)(도 6 참조)을 통해서 우측에서 좌측으로 이동시키기 때문에, 피스톤 로드(7)는 완충되지 않고 가볍게 실린더(1) 내에 압입된다.
또한, 피스톤 로드(7)가 도 6에 도시된 위치에 있을 때, 내주 및 외주 클러 치홈(13, 14)이 축선 방향에서 정합하고, 그때까지 외주 클러치홈(14)과 볼 수납 구멍(11) 사이에 걸쳐 있던 클러치볼(12)이 내주 클러치홈(13)과 볼 수납 구멍(11) 사이에 걸쳐 있게 되어 피스톤 로드(7)가 클러치링(4)으로부터 해방되어 자유롭게 된다.
따라서, 피스톤 로드(7)는 압축 코일 스프링(15)을 압축시킬 필요가 없어지기 때문에 더욱 가볍게 실린더(1) 내에 압입된다.
도어를 더 개방하면, 도 7에 도시된 바와 같이, 도어 힌지의 회동축(25), 피스톤 로드(7)의 선단(21) 및 실린더의 기단(24)이 일직선상에 배열되고, 도 1에 도시된 바와 같이, 피스톤 로드(7)가 가장 깊게 실린더(1) 내에 압입된다(소위 데드 포인트).
도 7에 도시된 상태에서 도어를 더 개방하면, 이번에는, 도 1에 도시된 상태에서 피스톤 로드(7) 및 피스톤(2)이 좌측으로 이동하기 때문에, 상기 오리피스 장치가 작동하여 피스톤(2)에 제동이 걸리게 되지만, 이 때에는 피스톤(2) 주위에서의 제1 실린더(3)의 내주면의 직경이 확장되고 있기 때문에, 작동유는 피스톤(2)의 외주면과 언더컷(17) 사이에서 도 1에 있어서 좌측에서 우측으로 흘러 피스톤 로드(7)는 부하 없이 좌측으로 이동한다.
이윽고, 피스톤 로드(7)는 도 6에 도시된 위치에까지 신장되지만, 이 때에, 도어(22)는 도 8에 도시된 바와 같이 예컨대 70° 정도 개방되고, 동시에 클러치볼(12)이 외주 클러치홈(14)과 볼 수납 구멍(11) 사이에 걸쳐 있게 되어 피스톤 로드(7)와 클러치링(4)이 일체적으로 연결된다.
이 때부터 피스톤 로드(7)는 압축 코일 스프링(15)의 탄성력을 받게 되어, 동시에 오리피스 장치가 작동하고, 피스톤(2)이 제1 실린더(3)의 소직경부로 이동하기 때문에, 피스톤 로드(7)에 연결된 도어(22)는 완충되면서 개방 방향으로 편향된다.
즉, 본 발명에 따른 스프링 댐퍼는 신규의 도어 오프너(도어 자동 개방 장치)가 된다.
그리고, 도 9에 도시된 바와 같이, 피스톤 로드(7)는 최대한 신장되고, 이 때에는 피스톤 로드(7)는 도어(22)의 스토퍼가 된다.
이 상태에서 도어(22)를 폐쇄하게 되면, 도 4에 도시된 바와 같이 피스톤 로드(7)는 압축 코일 스프링(15)을 압축시키면서 실린더(1) 내에 압입되게 되지만, 이 때에는 오리피스 장치가 작동하지 않으므로, 가볍게 도어가 폐쇄되게 된다.
도어(22)가 더 폐쇄되게 되면, 스프링 댐퍼는 도 6 및 도 1에 도시된 상태까지 압입되고, 도어(22)가 도 7에 도시된 상태(스프링 댐퍼는 도 1에 도시된 상태)보다 폐쇄 방향으로 더 이동하면, 스프링 댐퍼의 피스톤 로드(7)가 신장하기 시작하고, 도 6에 도시된 상태에서, 예컨대 도어(22)의 개방 각도가 약 20°인 상태로, 도어(22)의 폐쇄 방향으로 피스톤(2)에 제동이 걸리게 된다.
바꾸어 말하면, 스프링 댐퍼는 이번에는 도어 클로저로서 작동하기 시작하여 도 4에 도시된 상태에서 도어(22)를 완전히 폐쇄하고, 그 폐쇄를 탄성적으로 유지한다.
제2 실시 형태
상기 실시 형태에서는, 압축 코일 스프링(15)을 격벽(6)과 클러치링(4) 사이에 탄성 장착시키는 것으로 하였지만, 이것은 제2 덮개 플러그(9)와 클러치링(4) 사이에 탄성 장착하도록 하면, 피스톤 로드(7)가 수축할 때에 이것을 완충하는 스프링 댐퍼로 할 수 있다(도시하지 않음).
단, 이 때에는 설정한 피스톤(2)의 신장량에 따라 내주 및 외주 클러치홈(13, 14)의 피스톤(2)의 길이 방향에 있어서의 형성 위치를 적절하게 설정하는 것으로 한다.
제3 실시 형태
본 발명의 제3 실시 형태에 대해서 도 10 내지 도 15를 참조하여 설명한다.
본 실시 형태에 따른 실린더 장치의 종단면도를 도 10에 나타낸다. 도 10에 도시된 바와 같이, 실린더 장치(30)는 대략 바닥이 있는 원통형의 실린더 부재(31)의 개구 단부에, 내주부가 피스톤 로드(40)와 슬라이딩하는 베어링으로 되어 있는 로드 가이드(32)가 삽입되고, 실린더 부재(31)의 개구 단부를 코킹함으로써 고정되어 있다. 로드 가이드(32)의 내측에는 실린더 부재(31) 내부와 외부를 시일하는 고무제이며 내부에 금속 고리가 매립된 오일 시일(33)이 장착되어 있다. 또한, 실린더 부재(31)의 중간부의 내부에 중간 로드 가이드(34)가 부착되어, 이 중간 로드 가이드(34)에 의해 실린더 부재(31)의 내부가 바닥측의 실린더부(35)와, 개구부측의 로드 안내부(36)로 구획되어 있다. 또한, 이 중간 로드 가이드(34)는 로드 가이드(32)와 마찬가지로 피스톤 로드(40)와 슬라이딩하는 베어링으로 하여도 좋다. 이 경우, 로드 가이드(32)와 중간 로드 가이드(34)와의 동축성(同軸性)을 높일 필요가 있기 때문에, 중간 로드 가이드(34)는 로드 가이드(32)보다도 내경을 크게 한 쪽이 제작성이 좋다. 또한, 실린더부(35)에는 프리피스톤(37)이 슬라이딩 가능하게 끼워 맞춰지고, 프리피스톤(37)에 의해 실린더부(35) 안이 바닥측의 가스실(38)과 중간 로드 가이드(34)측의 실린더실(39)로 구획되어 있다.
실린더 부재(31)에는 로드 가이드(32) 및 오일 시일(33)을 슬라이딩 가능하게 또한 액밀적으로 관통하여 피스톤 로드(40)가 삽입되어 있다. 피스톤 로드(40)의 기단측은 중간 로드 가이드(34)를 관통하여 실린더실(39)의 내부까지 연장되고, 그 선단부에 감쇠력 발생 기구를 구성하는 피스톤(41)이 연결되어 있다. 피스톤(41)은 실린더부(35)에 슬라이딩 가능하게 끼워 맞춰져 그 외주의 피스톤 시일 부재로서의 O링(41A)(도 13 참조)에 의해 실린더실(39) 안을 중간 로드 가이드(34)측의 로드측실(39A)과 프리피스톤(37)측의 하부측실(39B)의 2실로 구획하고 있다. 그리고, 실린더실(39) 및 로드 안내부(36) 내에는 작동액이 봉입되고, 가스실(38) 내에는 대기압 정도의 저압 가스가 봉입되어 있다. 이 대기압 정도의 가스란, 피스톤 로드(40)가 최대 길이일 때에 대기를 가스실로 도입한 것이다. 따라서, 사용시에는 온도 조건 등에 따라 대기압보다 높은 경우도 있다.
또한, 실린더 장치의 요구 특성에 따라 가스압은 다소 높아도 좋지만, 가스압이 높으면, 후술하는 프리(free) 구간에서 다소의 스프링력이 발생하게 되기 때문에, 바람직하게는, 실린더 장치나 도어 등의 부착측의 마찰보다 힘이 작은 가스압이 바람직하다. 나아가서는, 가스실(38)을 대기 개방하여도 좋다. 이 경우, 대기 개방하는 구멍에는 필터를 설치하는 편이 좋다.
실린더 장치(30)의 중간 로드 가이드(34) 및 피스톤(41) 부근의 확대도를 도 13에 나타내고, 피스톤(41)의 중간 로드 가이드(34)측 단부면의 확대도를 도 14에 나타낸다. 도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이, 피스톤 로드(40)의 기단부에는 직경이 축소된 원형 단면의 가이드부(42) 및 직경이 더욱 축소된 부착부(43)가 형성되어 있다. 그리고, 피스톤 로드(40)의 부착부(43)가 피스톤(41) 중앙의 부착부(43)와 거의 같은 형상의 부착 개구(44)를 관통하고, 그 선단부를 코킹하여 피스톤 로드(40)가 피스톤(41)에 결합되어 있다. 부착부(43) 및 부착 개구(44)는 측면부가 모따기된 형상이며, 이에 따라, 피스톤 로드(40)와 피스톤(41)은 회전 방향으로도 고정되어 있다.
피스톤(41)에는 로드측실(39A)과 하부측실(39B)을 연통시키는 연통로(45)가 축 방향을 따라 관통되어 있다. 연통로(45)는, 본 실시 형태에서는, 도 14에 도시된 바와 같이, 피스톤(41)의 원주 방향을 따라 등간격으로 3지점에 배치되어 있다. 피스톤(41)의 중간 로드 가이드(34)측 단부에는 도 15에 도시된 원판형의 셔터(46)가 부착되어 있다. 셔터(46)는 그 원형의 중앙 개구(47)에 피스톤 로드(40)의 가이드부(42)가 삽입되고, 피스톤(41)에 대하여 회전 가능하게 지지되어 있다. 피스톤 로드(40)의 가이드부(42)의 기부(基部)에 형성된 단부(段部)와 셔터(46) 사이에 접시 스프링(48)이 개재되고, 셔터(46)는 접시 스프링(48)의 스프링력에 의해 피스톤(41)에 압박되며, 그 스프링력에 대항하여 축 방향으로 이동 가능하게 되어 있다.
셔터(46)에는 피스톤의 연통로(45)와 대향하는 부위에, 직경이 다른 복수의 오리피스 통로(49)가 관통되고, 셔터(46)를 회전시켜 복수의 오리피스 통로(49) 중 하나를 연통로(45)에 선택적으로 연통시킴으로써, 연통로(45)의 유로 면적을 조정할 수 있도록 되어 있다. 이 때, 오리피스 통로(49)는 3개의 연통로(45) 중 어디에 연통시켜도 좋고, 나머지 연통로(45)는 셔터(46)에 의해 폐쇄되게 된다. 본 실시 형태에서는, 3개의 다른 직경의 오리피스 통로(49)가 형성되어 있고, 셔터(46)의 회전 위치에 따라 연통로(45)의 유로 면적을 3단계로 조정할 수 있다.
또한, 오리피스 통로(49)의 수를 증가시키면, 증가시킨 만큼의 유로 단면적을 얻을 수 있다. 또한, 극소의 유로 면적을 필요로 하는 경우는, 오리피스 통로를 없애고 셔터(46)와 피스톤(41)의 접촉면 등으로부터의 누설구멍(leak)을 오리피스 통로로 간주하여도 좋다. 또한, 이 경우, 적극적으로 셔터(46)와 피스톤(41)의 접촉면에 홈을 마련하여 유로를 형성하여도 좋다. 즉, 오리피스 통로(49)는 작은 구멍 형상에 한정되지 않고, 셔터(46)의 외주에 홈을 마련한 것이라도 좋다.
피스톤(41)의 중간 로드 가이드(34)측 단부면의 외주부에는 원주 방향을 따라 복수의 원형의 디텐트 오목부(50)가 형성되고, 셔터(46)의 단부면의 외주부에는 디텐트 오목부(50)와 대향하는 부위에 거의 반구면형의 디텐트 볼록부(51)가 돌출되어 있다. 그리고, 디텐트 오목부(50) 및 디텐트 볼록부(51)에 의해 회전 위치 인덱싱 수단을 구성하고, 이들의 결합에 의해 피스톤(41)의 연통로(45)와 셔터(46)의 선택된 오리피스 통로(49)가 연통하는 셔터(46)의 회전 위치를 인덱싱하여, 그 위치를 유지할 수 있다. 또한, 접시 스프링(48)이 휘어 셔터(46)가 축 방향으로 이동함으로써, 디텐트 오목부(50)와 디텐트 볼록부(51)와의 결합이 해제되어 셔터(46) 를 회전시킬 수 있다. 본 실시 형태에서는, 셔터(46)에는 원주 방향을 따라 등간격으로 3개의 디텐트 볼록부(51)가 마련되고, 이들 3개의 디텐트 볼록부(51)의 각각에 대하여 3개의 오리피스 통로(49)를 인덱싱하기 위해 3개의 디텐트 오목부(50)가 필요하며, 따라서, 피스톤(41)에는 3개의 디텐트 오목부(50)가 3지점에 배치되어 합계 9개의 디텐트 오목부(50)가 마련되어 있다. 또한, 셔터(46)의 외주부에는 직경 방향을 따른 2지점에 직사각형 노치(52)가 형성되어 있다. 또한, 디텐트 볼록부(51)는 셔터(46)에 강철구를 매립하여도 좋고, 또한 셔터(46)를 단조 성형하거나, 프레스 성형이나 절삭에 의해 셔터 자체로 구성하여도 좋다. 또한, 그 형상에 있어서도, 원활하게 셔터(46)가 회전할 수 있는 형상이라면, 원추 등이어도 좋다.
도 13을 참조하면, 중간 로드 가이드(34)는 외주부에 환형 홈(53)이 형성되고, 환형 홈(53)의 바닥부의 일부에 회전 방지 오목부(54)가 마련되어 있다. 그리고, 실린더 부재(31)를 외주측에서 코킹하여 내주부에 컬부(55)를 돌출시키고, 컬부(55)를 환형 홈(53)에 삽입함으로써, 중간 로드 가이드(34)를 축 방향으로 고정시키고 있다. 또한, 컬부(55)의 일부를 외측에서 코킹하여 내측에 회전 방지 볼록부(56)를 돌출시키고, 이 회전 방지 볼록부(56)를 회전 방지 오목부(54)에 삽입함으로써, 중간 로드 가이드(34)를 회전 방향으로 고정시키고 있다. 중간 로드 가이드(34)에는 피스톤(41)에 부착된 셔터(46)의 2개의 노치(52)에 대향시켜 2개의 결합 볼록부(57)가 돌출되어 있다. 또한, 도 13에 있어서는, 그 파단 위치의 관계에 따라 2개의 결합 볼록부(57) 중 한쪽만이 도시되어 있다. 그리고, 도 12에 도시된 바와 같이, 피스톤 로드(40)를 신장시키고, 중간 로드 가이드(34)의 결합 볼록 부(57)와 셔터(46)의 노치(52)를 결합시키면, 중간 로드 가이드(34)는 셔터(46)를 실린더 부재(31)에 대하여 회전 방향으로 고정하는 결합 부재로서 기능하며, 실린더 부재(31)와 피스톤 로드(40)를 상대 회전시킴으로써, 피스톤(41)에 대하여 셔터(46)를 회전시킬 수 있다. 또한, 중간 로드 가이드(34)는 피스톤 로드(40)와의 사이에 간극을 갖고 있어, 로드 안내부(36)의 내부와 실린더실(39) 사이에 작동액의 유로가 형성되도록 되어 있다.
또한, 피스톤(41)에 부착된 셔터(46)는 전술한 오리피스 통로(49)에 의해 피스톤(41)의 연통로(45)의 유로 면적을 조정하는 것 이외에 역지 밸브의 밸브체로서도 기능한다. 즉, 연통로(45)의 하부측실(39B)측에서 로드측실(39A)측으로의 작동액의 흐름에 대하여 셔터(46)가 접시 스프링(48)의 스프링력에 대항하여 축 방향으로 이동하여 피스톤(41)의 단부면으로부터 이격됨으로써, 셔터(46)와 피스톤(41) 사이가 유로가 되어 오리피스 통로(49)에 의한 유통 저항을 부여하지 않고, 이 방향의 흐름을 허용한다.
도 10을 참조하면, 실린더 부재(31)의 실린더부(35)의 내주면에는 축 방향을 따라 소정 범위(L)에 걸쳐 연장되는 바이패스 오목부(58)가 형성되어 있다. 본 실시 형태에 있어서, 바이패스 오목부(58)는 실린더부(35)의 둘레 방향을 따라 등간격으로 3지점에 마련되어 있다. 그리고, 피스톤(41)이 이 바이패스 오목부(58)의 범위(L) 사이에 있을 때, 바이패스 오목부(58)와 피스톤(41)의 외주면 사이에 간극이 생성되고, 이 간극에 의해 로드측실(39A)과 하부측실(39B) 사이에서 작동액은 거의 유통 저항을 받지 않고 유통된다. 또한, 바이패스 오목부(58)의 중간 로드 가 이드(34) 측단부는, 피스톤(41)과의 사이에 간극의 단면적이 서서히 작아지도록 설정함으로써, 바이패스 오목부(58)가 폐색될 때의 유격(oil hammer)을 작게 할 수 있다.
로드 안내부(36)에는, 피스톤 로드(40)에 스프링력을 부여하는 스프링 기구(B)가 마련되어 있다. 스프링 기구(B)의 구성에 대해서 도 10을 참조하여 설명한다. 실린더 부재(31) 내에 원통형의 가이드 슬리브(59)가 삽입되어 끼워 맞춰지고, 그 양단부가 오일 시일(33) 및 중간 로드 가이드(34)에 접촉하여 축 방향으로 고정되어 있다. 가이드 슬리브(59)의 중간부에는 내주홈인 내주 클러치홈(60)이 형성되어 있다. 본 실시 형태에 있어서, 가이드 슬리브(59)는 내주 클러치홈(60)의 가공성을 고려하여 내주 클러치홈(60)의 중간 로드 가이드(34)측 단부에서 가이드 슬리브 59A, 59B로 2분할되어 있지만, 이들을 일체로 형성하여도 좋다. 피스톤 로드(40)에는 가이드 슬리브(59)와 대향하는 부위의 중간부에 외주 클러치홈(61)이 형성되어 있다. 내주 클러치홈(60) 및 외주 클러치홈(61)의 측부는 테이퍼형으로 형성되어 있다. 또한, 가이드 슬리브(59)는 강도 면에서 금속제가 바람직하지만, 경량화를 위해서는 강화된 수지를 이용하는 편이 좋다. 또한, 굳이 가이드 슬리브(59)를 설치하지 않고, 실린더 부재(31)의 내주 클러치홈(60) 해당부만 직경을 확장하여 실린더 부재(31)와 가이드 슬리브(59)를 공용화하여도 좋다.
가이드 슬리브(59)와 피스톤 로드(40) 사이에는 강철구로 이루어진 볼(64)(구체)의 유지 부재인 원통형의 클러치링(62)이 이들에 대하여 슬라이딩 가능하게 끼워 맞춰져 있다. 클러치링(62)은 도 2에 도시된 클러치링(4)과 동일한 구조 로서, 그 측벽에는 직경 방향으로 관통하는 복수의 볼 구멍(63)이 등간격으로 방사형으로 배치되어 있다. 각각의 볼 구멍(63)에는 직경이 볼 구멍(63)과 거의 같고 클러치링(62)의 두께보다도 큰 볼(64)이 슬라이딩 가능하게 삽입되어 있다. 그리고, 가이드 슬리브(59)의 내주 클러치홈(60)과 피스톤 로드(40)의 외주 클러치홈(61)은 깊이가 거의 같고, 볼(64)의 직경은 클러치링(62)의 측벽 두께와, 외주 클러치홈(60) 및 내주 클러치홈(61)의 깊이의 합이 같다. 이에 따라, 볼(64)이 삽입된 클러치링(62)이 가이드 슬리브(59)와 피스톤 로드(40) 사이에 삽입된 상태에서는, 반드시 볼(64)이 외주 클러치홈(60) 및 내주 클러치홈(61) 중 적어도 한쪽에 삽입된 상태가 된다. 중간 로드 가이드(34)와 클러치링(62) 사이에는 스프링 수단인 압축 코일 스프링(65)이 개재되어 클러치링(62)을 항상 오일 시일(33)측을 향해 편향시키고 있다. 또한, 볼(64)은 반드시 구체일 필요는 없고, 예컨대 단면이 원형인 환형 링을 둘레 방향 3지점 정도로 분단시킨 것이어도 좋다.
실린더부(35)의 바이패스 오목부(58) 및 스프링 기구(B)의 가이드 슬리브(59)의 내주 클러치홈(60) 및 피스톤 로드(40)의 외주 클러치홈(61)의 배치는 실린더 장치(30)의 적용 조건에 따라 적절하게 설정될 수 있다. 본 실시 형태의 예에서는, 도 10에 도시된 바와 같이, 피스톤 로드(40)의 외주 클러치홈(61)이 가이드 슬리브(59)의 내주 클러치홈(60)에 대하여 중간 로드 가이드(34)측에 있을 때, 피스톤(41)이 바이패스 오목부(58)의 범위 L의 범위 내에 있다. 한편, 도 11에 도시된 바와 같이, 피스톤 로드(40)가 신장되어, 그 외주 클러치홈(61)이 가이드 슬리브(59)의 내주 클러치홈(60)에 대하여 오일 시일(33)측에 있을 때, 피스톤(41)이 바이패스 오목부(58)의 범위(L)로부터 중간 로드 가이드(34)측으로 벗어나도록 설정되어 있다.
실린더 부재(31)의 바닥부에는 실린더 장치(30)를 링크 결합하기 위한 부착부(66)가 실린더 부재(31)의 축 둘레로 회전 가능하게 부착되고, 피스톤 로드(40)의 돌출측 선단부에는 부착부(67)가 고정되어 있다. 또한, 이 부착부(66, 67)의 형상은 도어 등의 피부착 부재에 맞춘 형상이 된다.
이상과 같이 구성한 본 실시 형태의 작용에 대해서 다음에 설명한다. 실린더 장치(30)는 도 3, 도 5, 도 7 및 도 8에 도시된 실시 형태와 마찬가지로 부착부(66) 및 부착부(67)를 여닫이문의 도어(22) 및 도어 프레임(23)에 링크 결합하여 도어 클로저로서 사용할 수 있다.
그리고, 도 7에 도시된 바와 같이, 도어(22)가 중간 위치(데드 포인트)에 있을 때, 도 10에 도시된 바와 같이, 피스톤 로드(40)의 외주 클러치홈(61)은 가이드슬리브의 내주 클러치홈(60)에 대하여 중간 로드 가이드(34)측에 있다. 이 때, 클러치링(62)의 볼 구멍(63)에 삽입된 볼(64)이 가이드 슬리브(59)의 내주 클러치홈(60)에 삽입된 상태에서, 피스톤 로드(40)의 외주면에 의해 직경 방향 내측으로의 이동이 규제되기 때문에, 클러치링(62)은 압축 코일 스프링(65)의 스프링력에 대항하여 축 방향으로 고정된다. 이에 따라, 피스톤 로드(40)에 압축 코일 스프링(65)의 스프링력은 작용하지 않는다. 이 구간을 프리 구간이라고 한다.
또한, 이 프리 구간에 있어서, 피스톤(41)은 피스톤 로드(40)의 신축에 대하여 실린더부(35)의 바이패스 오목부(58)의 범위 L의 범위 내에서 스트로크한다. 이 때, 작동액은 피스톤(41)과 바이패스 오목부(58) 사이의 간극에서 거의 저항 없이 유통하기 때문에, 피스톤 로드(40)의 신축에 대하여 거의 감쇠력은 발생하지 않는다. 또한, 피스톤 로드(40)의 신축에 의한 로드 안내부(36)의 내부 및 실린더부(39) 내의 용적 변화에 대하여 가스실(38) 내의 가스가 압축, 팽창되지만, 가스실(38) 안이 대기압 정도의 저압이기 때문에, 이 압력은 피스톤 로드(40)의 신축에 거의 영향을 주지 않는다.
이 프리 구간에서는, 피스톤 로드(40)가 거의 저항을 일으키지 않고, 자유롭게 신축시킬 수 있기 때문에, 도어(22)는 도 7에 도시된 중간 위치에 있을 때, 실린더 장치(30)로부터 거의 저항을 받지 않고 자유롭게 개폐 양방향으로 이동할 수 있다.
다음에, 도 5에 도시된 바와 같이, 도어(22)를 폐쇄 위치 부근까지 이동시키면, 도 11에 도시된 바와 같이, 피스톤 로드(40)가 신장되어 외주 클러치홈(61)이 가이드 슬리브(59)의 내주 클러치홈(60)에 대하여 오일 시일(33)측으로 이동한다. 이 때, 피스톤 로드(40)의 외주 클러치홈(61)이 가이드 슬리브(59)의 내주 클러치홈(60)을 통과하면, 볼(64)이 피스톤 로드(40)의 외주 클러치홈(61)에 삽입되고, 클러치링(62)은 가이드 슬리브(59)에 대한 축 방향의 고정이 해제되며, 피스톤 로드(40)에 대하여 축 방향으로 고정된다. 이에 따라, 압축 코일 스프링(65)의 스프링력에 의해 클러치링(62)과 함께 피스톤 로드(40)가 신장 방향으로 편향되어, 도어(22)는 도 3에 도시된 폐쇄 위치까지 자동적으로 이동한다. 이 구간을 편향 구간이라고 한다.
이 편향 구간에서는, 도 11에 도시된 바와 같이, 피스톤(41)은 바이패스 오목부(58)의 범위(L)로부터 벗어나기 때문에, 피스톤 로드(40)의 신장에 대하여 로드측실(39A) 측의 작동액이 셔터(46)의 오리피스 통로(49) 및 피스톤(41)의 연통로(45)를 통해 하부측실(39B) 측으로 흐르고, 오리피스 통로(49)의 유로 면적에 따라 감쇠력이 발생한다. 이에 따라, 도어(22)의 이동 속도를 감속할 수 있어 도어(22)가 폐쇄될 때의 충격 및 소음을 경감할 수 있다.
그리고, 셔터(46)를 회전시켜 피스톤(45)의 연통로(45)로 연통시키는 오리피스 통로(49)를 선택적으로 전환함으로써, 감쇠력을 조정할 수 있고, 도어(22)의 중량, 치수, 원하는 폐쇄 속도 등에 따라, 또는 경년 변화나 실온의 변화 등에 의한 특성의 변화에 대하여 적절한 감쇠력을 얻을 수 있다. 감쇠력을 전환할 때에는 도 12에 도시된 바와 같이, 피스톤 로드(40)를 최대 돌출 상태가 되는 위치, 즉 도어(22)를 완전 개방 위치로 이동시켜 중간 로드 가이드(34)의 결합 볼록부(57)와 셔터(46)의 노치(52)를 결합시킨다. 이 상태에서, 실린더 부재(31)를 회전시킴으로써, 셔터(46)를 회전시킬 수 있다. 이에 따라, 실린더 장치(30)를 여닫이문에 장착한 상태로 감쇠력을 조정할 수 있다. 이 때, 셔터(46)의 회전 위치는 디텐트 오목부(50)와 디텐트 볼록부(51)와의 결합, 이탈에 따른 디텐트 작용에 의해 용이하게 인덱싱할 수 있다. 또한, 셔터(46)의 회전 위치는 실린더 부재(31) 및 피스톤 로드(40)에 마킹함으로써 육안으로 확인할 수 있다, 또한, 마킹 없이도 디텐트 오목부(50)와 디텐트 볼록부(51)와의 디텐트 작용의 감촉에 의해 인식할 수 있다.
본 실시 형태에서는 도 14에 도시된 바와 같이 피스톤(41) 단부면에 3개 1조 의 디텐트 오목부(50)가 3조 마련되어 있고, 동일 조 내의 3개의 디텐트 오목부(50) 사이의 간격(30°)과, 인접한 조의 디텐트 오목부(50) 사이의 간격(60°)이 다르기 때문에, 오리피스 통로(49)가 「대」, 「중」, 「소」로 3단계 전환된 후에, 다음 「대」로 되돌아간 것을 이 각도차에 의해 감촉으로서 인식할 수 있다. 또한, 각 조에 있어서 디텐트 오목부(50)를 등간격으로 배치할 필요는 없고, 다른 간격으로 배치하여도 좋다.
도어(22)를 폐쇄한 상태에서 개방하는 경우에는, 피스톤 로드(40)의 단축에 따른 피스톤(41)의 스트로크에 대하여 셔터(46)가 역지 밸브로서 작용하고, 접시 스프링(48)이 휘어 셔터(46)가 피스톤(41)으로부터 이격되어 연통로(45)가 개방되며, 하부측실(39B) 측의 작동액이 로드측실(39A) 측으로 거의 유통 저항없이 흐른다. 이에 따라 감쇠력이 거의 발생하지 않기 때문에, 압축 코일 스프링(65)의 스프링력에만 대항하여 도어(22)를 원활하게 개방할 수 있다.
그리고, 도어(22)가 소정 위치까지 개방되면, 도 10에 도시된 바와 같이, 피스톤 로드(40)가 단축되어 그 외주 클러치홈(61)이 클러치링(62)과 함께 가이드 슬리브(59)의 내주 클러치홈(60)을 통과할 때, 볼(64)이 가이드 슬리브(59)의 내주 클러치홈(60)에 삽입되어 클러치링(62)은 피스톤 로드(40)에 대한 축 방향의 고정이 해제되고, 가이드 슬리브(59)에 대하여 축 방향으로 고정된다. 이에 따라, 피스톤 로드(40)는 압축 코일 스프링(65)의 스프링력으로부터 개방되어 자유롭게 이동할 수 있게 되어 편향 구간에서 프리 구간으로 전환된다.
또한, 도 8에 도시된 바와 같이, 도어(22)를 완전 개방 위치 부근까지 이동 시키면, 다시 도 11에 도시된 편향 구간이 되고, 피스톤 로드(40)가 신장됨으로써, 전술한 도어(22)를 폐쇄 위치 부근까지 이동시킨 경우와 마찬가지로 클러치링(62)이 피스톤 로드(40)측에 고정되어 압축 코일 스프링(65)의 스프링력에 의해 피스톤 로드(40)가 신장되고, 피스톤 로드(40)의 신장에 대하여 오리피스 통로(49)에 의한 감쇠력이 작용한다. 이에 따라, 도어(22)는 자동적으로 완전 개방 위치로 이동하여 유지된다. 이 때, 도어(22)의 이동 속도를 감속시킬 수 있어 도어(22)가 완전 개방될 때의 충격 및 소음을 경감할 수 있다.
다음에, 상기 제3 실시 형태의 제1 내지 제3 변형예에 대해서, 도 16 내지 도 20을 참조하여 설명한다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 도 10 내지 도 15에 도시된 제3 실시 형태와 동일한 부분에는 동일한 부호를 이용하고, 다른 부분에 대해서만 상세히 설명한다.
제1 변형예에 대해서, 도 16 내지 도 18을 참조하여 설명한다. 본 변형예의 피스톤(41) 부근의 확대 종단면도를 도 16에 나타내고, 피스톤(41)의 중간 로드 가이드(34)측의 단부면을 도 17에 나타내며, 또한, 셔터(46)의 피스톤(41)측 단부면을 도 18에 나타낸다. 본 변형예에서는, 도 16 내지 도 18에 도시된 바와 같이, 상기 제3 실시 형태와 대비하면, 셔터(46)는 접시 스프링(48)이 생략되어 축 방향으로 고정되어 있고, 셔터(46)를 역지 밸브로서 기능시키는 대신에 독립된 역지 밸브(68)가 마련되어 있다. 또한, 디텐트 오목부(50) 및 디텐트 볼록부(51)가 생략되고, 대신에 역지 밸브(68)가 디텐트 기구를 겸하고 있다.
역지 밸브(68)의 구조에 대해서 설명한다. 피스톤(41)에는 로드측실(39A)과 하부측실(39B)을 연통시키는 역지 밸브 통로(69)가 마련되어 있다. 역지 밸브 통로(69)의 셔터(46)측 개구부는 직경이 확장되어 테이퍼형의 시트부(70)가 형성되어 있다. 한편, 셔터(46)에는 시트부(70)와 대향하는 부위에 밸브 구멍(71)이 형성되고, 밸브 구멍(71)의 바닥부에, 로드측실(39A)로 개구되는 통로(72)가 관통되어 있다. 그리고, 밸브 구멍(71) 내에 체크볼(73)을 삽입하여 시트부(70)에 안착시키고, 밸브 구멍(71)의 바닥부와 체크볼(73) 사이에 압축 코일 스프링인 밸브 스프링(74)이 개재되어 있다.
이에 따라, 역지 밸브(68)는 하부측실(39B) 측에서 로드측실(39A) 측으로의 작동액의 흐름에 대하여, 밸브 스프링(74)이 휘어져 체크볼(73)이 시트부(70)에서 이탈됨으로써, 이 방향의 흐름을 허용한다. 한편, 반대 방향의 흐름에 대해서는, 체크볼(73)이 시트부(70)에 압착됨으로써 차단한다.
다음에, 역지 밸브(68)의 디텐트 기능에 대해서 설명한다. 역지 밸브 통로(69)는 도 17에 도시된 바와 같이 연통로(45)의 내주측에 원주 방향을 따라 복수 마련되어 있고, 체크볼(73)이 밸브 스프링(74)의 스프링력에 대항하여 후퇴하면서 시트부(70)의 테이퍼면 위에 있게 됨으로써, 셔터(46)를 회전시킬 수 있다. 또한, 체크볼(73)이 밸브 스프링(74)의 스프링력에 의해 테이퍼형의 시트부(70)에 압박되어 센터링됨으로써, 셔터(46)의 회전 위치를 인덱싱하고, 그 위치를 유지할 수 있다. 그리고, 3개의 연통로(45)의 각각에 대하여, 3개의 오리피스 통로(49)의 각각의 위치를 인덱싱하기 위해서, 이들 배치에 대응하여 원주 방향으로 3개씩 3지점에 배치되어 있다. 이와 같이 구성함으로써, 본 변형예에 따른 실린더 장치는 상기 제 3 실시 형태와 동일한 작용 효과를 발휘할 수 있다.
다음에, 상기 제3 실시 형태의 제2 변형예에 대해서 도 19를 참조하여 설명한다. 도 19는 본 변형예의 전체의 종단면도를 나타내고 있다. 도 19에 도시된 바와 같이, 본 변형예에서는, 상기 제3 실시 형태에서 2분할된 슬리브(59)가 일체화되고, 중간 로드 가이드(34)와도 일체화되어 있다. 오일 시일(33)이 중간 로드 가이드(34)에 장착되고, 또한, 중간 로드 가이드(34)와 실린더 부재(31) 사이에 O링(75)이 설치되어, 중간 로드 가이드(34)에서 작동액이 시일되어 있고, 로드 안내부(36)의 내부에 작동액이 봉입되어 있지 않다. 이에 따라, 상기 제3 실시 형태와 동일한 작용 효과를 발휘하고, 작동액의 양을 적게 할 수 있어 경량화를 도모할 수 있다.
다음에, 상기 제3 실시 형태의 제3 변형예에 대해서 도 20을 참조하여 설명한다. 도 20은 본 변형예의 실린더부(39) 부근의 확대 종단면도를 나타내고 있다. 도 20에 도시된 바와 같이, 본 변형예에서는, 상기 제3 실시 형태와 비교하여, 피스톤(41) 및 셔터(46)의 부착 방향 및 배치가 반전되어 셔터(46)가 하부측실(39B) 측에 배치되고, 또한, 셔터(46)는, 축 방향으로 고정되어 셔터(46)를 역지 밸브의 밸브체로서 기능시키는 대신에 독립된 역지 밸브(76)가 마련되어 있다. 또한, 셔터(46)가 하부측실(39B) 측에 배치된 것에 대응하여, 중간 로드 가이드(34)의 결합 볼록부(57)가 생략되고, 대신에 하부측실(39B)에 셔터(46)의 노치(52)에 결합시킬 수 있는 결합 부재(77)가 부착되어 있다.
역지 밸브(76)는, 피스톤(41)에 로드측실(39A)과 하부측실(39B)을 연통시키 는 역지 밸브 통로(78)를 마련하고, 피스톤(41)의 로드측실(39A) 측의 단부에, 역지 밸브 통로(78)를 개폐하는 디스크 밸브(79)를 부착시켜 역지 밸브 통로(78)의 하부측실(39B) 측에서 로드측실(39A) 측으로의 작동액의 흐름만을 허용하도록 한 것이다. 또한, 셔터(46)에는 역지 밸브 통로(78)를 하부측실(39B)으로 항상 연통시키는 복수의 통로(80)가 마련되어 있다.
결합 부재(77)는, 외주홈(81)을 갖는 환형 부재로서, 실린더부(39) 내에 끼워 맞춰지고, 실린더 부재(31)의 측벽을 외측에서 내측으로 코킹함으로써, 축 방향 및 축 둘레의 회전 방향으로 고정되어 있다. 또한, 결합 부재(77)에는 피스톤(41)에 부착된 셔터(46)의 노치(52)에 대향시켜 결합 볼록부(82)가 돌출되어 있고, 피스톤 로드(40)를 단축시켜 피스톤(41)을 실린더 부재(31)의 저부측으로 이동시킴으로써, 결합 볼록부(82)를 셔터(46)의 노치(52)에 결합시킬 수 있도록 되어 있다.
이에 따라, 상기 제3 실시 형태와 동일한 작용 효과를 발휘할 수 있다. 또한, 감쇠력을 조정할 때에는 피스톤 로드(40)를 단축시키고, 결합 부재(77)의 결합 볼록부(82)를 셔터(46)의 노치(52)에 끼워 맞춘 상태로 실린더 부재(31)를 회전시킨다. 이에 따라, 셔터(46)의 외주부가 약간 휘어 디텐트 오목부(50) 및 디텐트 볼록부(51)를 결합 분리시키면서 셔터(46)를 회전시킬 수 있으며, 원하는 감쇠력으로 전환할 수 있다.
또한, 상기 각 실시 형태에서는, 유액(油液)이 흐르는 유로 면적을 좁힘으로써 감쇠력을 얻고 있지만, 소위 마찰 댐퍼와 같이, 피스톤과 실린더 사이의 마찰에 의해 감쇠력을 얻어도 좋고, 감쇠력을 발생시킬 수 있는 구조이면 좋다. 단, 유체, 특히 유액을 이용함으로써 가장 안정된 감쇠력을 얻을 수 있다.
또한, 도어 클로저로서 상기 각 실시 형태의 실린더 장치를 이용하는 경우는, 주위에 화장(化粧) 케이스를 설치하는 편이 좋다. 특히 유액을 이용한 경우, 피스톤 로드에 먼지 등이 붙기 때문에, 케이스를 부착하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제3 실시 형태에서는, 피스톤 로드(40)를 최대 길이 또는 최소 길이로 했을 때에, 셔터(46)를 회전시키는 구성으로 하였지만, 셔터의 두께를 두껍게 하고, 결합 볼록부(57, 82)의 축 방향 길이를 길게 함으로써, 최대 길이 또는 최소 길이에 약간 못 미치더라도 감쇠력 조정이 가능해진다. 이에 따라, 본 실린더 장치의 부착시에, 부착하는 사람이 다소 부착 위치를 겹치지 않도록 비켜서 부착하여도 감쇠력의 조정이 가능하다. 또한, 결합 볼록부(57, 82)를 다소 축 방향으로 이동 가능하게 하는 것이라도 동일한 효과를 얻을 수 있다.
본 발명에 따른 실린더 장치 및 도어 클로저에 의하면, 도어의 개폐를 보조하기 위해서 요구되는 특성을 얻을 수 있다.
또한, 상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 스프링 댐퍼는 도어를 폐쇄하기 시작하여 소정의 각도에 도달하면, 클러치볼이 외주 클러치홈과 볼수납 구멍에 걸쳐 있어 클러치링과 피스톤 로드가 일체적으로 연결되고, 이후, 피스톤의 오리피스 장치가 작동하여 도어는 완충되면서 폐쇄된다. 그 때문에, 도어가 완전히 폐쇄되기 이전에 도어가 완충되어 폐쇄 속도가 작아지기 때문에, 소위 손가락 끼임이 유효하게 방지되는 것은 물론, 도어를 개방할 때에는 일정 이상의 개방 각도에서는 종래 존재하지 않았던 도어의 오프너(자동 개방 장치)로서 작동한다. 이것은 도어의 개방 각도를 유지하는 스토퍼의 기능도 부여할 수 있다고 하는 것을 의미한다. 또한, 클러치볼이 내주 클러치홈과 클러치링의 볼 수납 구멍 사이에 걸쳐 있어 피스톤 로드가 클러치링으로부터 자유로울 때, 피스톤 로드의 압축 코일 스프링의 탄성력이 작용하지 않기 때문에, 도어의 개폐 조작력을 아주 작게 할 수 있는 등 여러 가지 효과를 발휘한다.
이상에서는 본 발명의 일부 전형적인 실시예만을 설명하였지만, 당업자라면 본 발명의 신규한 교시 및 장점으로부터 실질적으로 벗어나는 일 없이 상기 전형적인 실시예에서 다양한 변형예가 가능함을 이해하는 것이 용이할 것이다. 따라서, 그러한 모든 변형예는 본 발명의 범주 내에 포함되는 것이다. 또한, 모든 실시예의 모든 특징 및 모든 청구범위는 상호 모순되지 않는다면, 서로 조합될 수 있다.
본 출원은 2008년 5월 12일자로 출원한 일본 특허 출원 제2008-124879호, 2008년 12월 2일자로 출원한 일본 특허 출원 제2008-307570호를 우선권으로 주장한다. 명세서, 청구범위, 도면 및 요약을 비롯한 이들 일본 특허 출원 제2008-124879호와 제2008-307570호의 전체 개시 내용은 그 전체가 본 명세서에 참조로 원용된다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 실린더 장치로서의 스프링 댐퍼의 종단면도로서, 피스톤 로드가 가장 수축된 상태를 나타낸다.
도 2는 클러치링과 클러치볼을 전개하여 도시한 외관 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 스프링 댐퍼를 도어에 장착한 상태를 나타낸 선도(線圖)로서, 도어가 폐쇄된 상태를 나타낸다.
도 4는 도 3에 도시된 스프링 댐퍼의 종단면도이다.
도 5는 도 3과 동일한 선도로서, 도어가 조금 개방된 상태를 나타낸다.
도 6은 도 1과 동일한 스프링 댐퍼의 종단면도로서, 피스톤 로드가 조금 압입된 상태를 나타낸다.
도 7은 도 3과 동일한 선도로서, 피스톤 로드의 선단이 데드 포인트(dead point)에 있는 상태를 나타낸다.
도 8은 도 3과 동일한 선도로서, 도어가 개방 방향으로 편향되고, 제동이 걸린 상태를 나타낸다.
도 9는 도 1과 동일한 스프링 댐퍼의 종단면도로서, 피스톤 로드가 최대한으로 신장된 상태를 나타낸다.
도 10은 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 실린더 장치의 종단면도이다.
도 11은 도 10에 도시된 실린더 장치에 있어서, 피스톤 로드가 신장된 상태를 나타낸 종단면도이다.
도 12는 도 10에 도시된 실린더 장치에 있어서, 피스톤 로드가 스트로크단까 지 신장된 상태를 나타낸 종단면도이다.
도 13은 도 10에 도시된 실린더 장치의 피스톤부를 확대하여 나타낸 종단면도이다.
도 14는 도 10에 도시된 실린더 장치의 피스톤의 단면도이다.
도 15는 도 10에 도시된 실린더 장치의 셔터의 단면도이다.
도 16은 본 발명의 제3 실시 형태의 제1 변형예에 따른 실린더 장치의 피스톤부를 확대하여 나타낸 종단면도이다.
도 17은 도 16에 도시된 실린더 장치의 피스톤의 단면도이다.
도 18은 도 16에 도시된 실린더 장치의 셔터의 단면도이다.
도 19는 본 발명의 제3 실시 형태의 제2 변형예에 따른 실린더 장치의 종단면도이다.
도 20은 본 발명의 제3 실시 형태의 제3 변형예에 따른 실린더 장치의 실린더부를 확대하여 나타낸 종단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1, 31 : 실린더 부재
2, 41 : 피스톤
7, 40 : 로드
4, 11, 12, 13, 14, 15 : 스프링 기구
60, 61, 62, 63, 64, 65 : 스프링 기구

Claims (10)

  1. 실린더 장치로서,
    통 형상의 실린더 부재(1 ; 31)와,
    상기 실린더 부재에 대하여 축 방향으로 이동 가능하게 지지되며, 일단이 상기 실린더 부재의 단부로부터 돌출되는 로드(7 ; 40)와,
    상기 실린더 부재의 내부에 마련되며, 상기 로드의 상기 실린더 부재로부터의 돌출 길이가 미리 정해진 길이 이상일 때 스프링력을 부여하고, 미리 정해진 길이 미만일 때 상기 로드에 스프링력을 부여하지 않는 스프링 기구(4, 11, 12, 13, 14, 15 ; 60, 61, 62, 63, 64, 65)
    를 포함하는 실린더 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 실린더 부재(1 ; 31)의 내부의 적어도 일부에 작동 유체가 봉입되고,
    상기 로드(7 ; 40)에는 상기 실린더 부재의 내부의 상기 작동 유체 속에서 이동하는 피스톤(2 ; 41)이 연결되며,
    상기 실린더 장치는, 상기 피스톤에 마련된 작동 유체의 유로(45)에 유통 저항을 부여함으로써 감쇠력을 발생시키는 감쇠력 발생 기구(46)를 더 포함하는 것인 실린더 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 스프링 기구는,
    상기 로드(7 ; 40)의 외주부에 마련된 외주 클러치홈(14 ; 61)과,
    상기 외주 클러치홈(61)과 대향하여 상기 실린더 부재(1 ; 31)의 내측에 마련된 내주 클러치홈(13 ; 60)과,
    상기 로드의 상기 실린더 부재로부터의 돌출 길이가 미리 정해진 길이 이상일 때, 상기 외주 클러치홈과 결합하여 상기 로드에 대하여 축 방향으로 고정되고, 상기 실린더 부재에 대하여 축 방향으로 이동 가능하며, 상기 로드의 상기 실린더 부재로부터의 돌출 길이가 미리 정해진 길이 미만일 때, 상기 내주 클러치홈과 결합하여 상기 실린더 부재에 대하여 축 방향으로 고정되고, 상기 로드에 대하여 축 방향으로 이동 가능한 클러치 수단(4, 11, 12 ; 62, 63, 64)과,
    상기 클러치 수단을 편향시키는 스프링 수단(15 ; 65)
    을 포함하는 것인 실린더 장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 감쇠력 발생 기구(46)의 감쇠력을 상기 실린더 부재(1 ; 31)의 외부에서 조정하는 감쇠력 조정 수단(46, 57 ; 46, 77)이 설치되는 실린더 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 감쇠력 조정 수단은, 상기 피스톤(2 ; 41)에 대하여 상대 회전 가능하게 설치되며, 그 회전 위치에 따라 상기 작동 유체의 유로(45)의 유로 면적을 변화시키는 셔터(46)를 포함하는 것인 실린더 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 셔터(46)를 역지 밸브의 밸브체로서 상기 피스톤(2 ; 41)의 상기 작동 유체의 유로(45)의 개구부에 접촉시켜 밸브를 폐쇄하고, 상기 셔터가 상기 개구부로부터 이격됨으로써 밸브를 개방하도록 되어 있는 실린더 장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 피스톤(2 ; 41)을 상기 로드(7 ; 40)에 대하여 축 둘레로 회전 불가능하게 설치하고, 상기 로드를 그 스트로크단측까지 이동시켰을 때에 상기 셔터(46)와 결합하는 결합 부재(57 ; 77)를 상기 실린더 부재(1 ; 31) 내부에, 축 둘레로 회전하지 않도록 고정하여 설치한 실린더 장치.
  8. 제2항에 있어서, 상기 피스톤(2 ; 41)에는 상기 로드(7 ; 40)가 단축(短縮) 방향으로 스트로크할 때에만 작동 유체의 흐름을 허용하는 역지 밸브(46 ; 68 ; 76)가 설치되어 있는 것인 실린더 장치.
  9. 제2항에 있어서, 상기 실린더 부재(1 ; 31)의 상기 피스톤(2 ; 41)이 슬라이딩하는 내주면에는, 상기 로드(7 ; 40)의 돌출 길이가 미리 정해진 범위에 있을 때, 상기 피스톤과의 사이에 간극을 형성하는 바이패스 오목부(17 ; 58)가 형성되어 있는 것인 실린더 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 스프링 기구는, 상기 실린더 부재(1 ; 31)로부터의 상 기 로드(7 ; 40)의 돌출 길이가 미리 정해진 길이 이상일 때, 상기 로드에 돌출 방향의 힘을 부여하는 코일 스프링(15 ; 65)을 포함하는 것인 실린더 장치.
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