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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-10-21
(45)【発行日】2024-10-29
(54)【発明の名称】オーバートラベル圧力解放を用いたガススプリング
(51)【国際特許分類】
F16F 9/00 20060101AFI20241022BHJP
F16F 9/02 20060101ALI20241022BHJP
【ＦＩ】
F16F9/00 Z
F16F9/02
【請求項の数】
18
(21)【出願番号】P 2021556241
(86)(22)【出願日】2020-03-20
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2022-05-13
(86)【国際出願番号】 US2020024001
(87)【国際公開番号】W WO2020191351
(87)【国際公開日】2020-09-24
【審査請求日】2023-02-08
(31)【優先権主張番号】62/821,073
(32)【優先日】2019-03-20
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】509277992
【氏名又は名称】ダドコ インコーポレイテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100134832
【弁理士】
【氏名又は名称】瀧野 文雄
(74)【代理人】
【識別番号】100165308
【弁理士】
【氏名又は名称】津田 俊明
(74)【代理人】
【識別番号】100115048
【弁理士】
【氏名又は名称】福田 康弘
(72)【発明者】
【氏名】コッター ジョナサン ピー．
【審査官】正木 裕也
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２００９／０６３００３（ＷＯ，Ａ１）
【文献】中国実用新案第２０４１５３０４１（ＣＮ，Ｕ）
【文献】中国特許出願公開第１０７５０４１１９（ＣＮ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ１６Ｆ ９／００
Ｆ１６Ｆ ９／０２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ケーシングであって、軸方向に延在する側壁、開口端、前記開口端から軸方向に離間した横方向に延在する端壁、部分的に前記側壁および前記端壁として画定された圧力チャンバ、前記圧力チャンバ内に開口して連通する前記端壁内の第１のブラインドボア、および前記側壁の外部面を通じて開口して前記ケーシングの外部と連通する前記端壁内の第２のブラインドボアを含むケーシングと、ピストンロッドであって、伸長位置と後退位置との間の往復運動のために前記ケーシング内に少なくとも部分的に受容され、前記ピストンロッドが前記伸長位置にあるとき、内側端部は前記圧力チャンバと連通し、外側端部は前記ケーシングの前記開口端から概して軸方向外側に延在するピストンロッドと、
前記ケーシングの前記端壁によって担持された圧力解放アセンブリであって、
前記圧力チャンバと連通する第１の面、および前記ケーシングの外部と連通する第２の面で構成され、前記第１のブラインドボアおよび前記第２のブラインドボアの分離壁として前記ケーシングの前記端壁の一体部分である膜、および
プランジャであって、前記膜に隣接する第１の端部を有し、前記膜を破断するように構成され、前記第１の端部から軸方向に離間した第２の端部を有し、前記圧力チャンバ内に配置され、前記ピストンロッドがその設計上の意図された最大後退位置をオーバートラベルしたときに前記ピストンロッドによって係合されて前記プランジャを移動させて前記膜を破断するように構成されたプランジャ
を有する圧力解放アセンブリと
を備える、産業用ガススプリング。
【請求項2】
前記プランジャは、前記プランジャの前記第１および第２の端部の間に少なくとも部分的に円筒外周面を有する本体を備え、前記円筒外周面は、前記第１のブラインドボア内に部分的に受容される、請求項１に記載の産業用ガススプリング。
【請求項3】
前記本体はまた、前記プランジャの前記第１の端部に隣接する少なくとも２つの円周方向に離間して軸方向に延在するフィンガを備え、前記フィンガの各々は、比較的鋭い縁部であって、前記プランジャを前記膜に向かって移動させる前記ピストンロッドのオーバートラベルによって前記縁部が前記膜を少なくとも部分的に通って前進するとき、前記膜を破断するための比較的鋭い縁部を有する、請求項２に記載の産業用ガススプリング。
【請求項4】
前記鋭い縁部は、前記第１のブラインドボアの周囲に隣接するように構成される、請求項３に記載の産業用ガススプリング。
【請求項5】
各縁部は、前記プランジャの前記本体の前記円筒外周面の半径方向内側および前記第１のブラインドボアの前記周囲の半径方向内側に離間している、請求項３に記載の産業用ガススプリング。
【請求項6】
前記本体はまた、前記ピストンロッドの前記オーバートラベルによって前記膜を通って少なくとも部分的に移動するときに前記膜を破断するように構成された鋭い縁部を有する前記プランジャの前記第１の端部に隣接する単一の突起を備える、請求項２に記載の産業用ガススプリング。
【請求項7】
前記プランジャの前記本体を通る通気路をさらに備える、請求項２に記載の産業用ガススプリング。
【請求項8】
前記円筒外周面にあり、前記本体に沿って概して軸方向に延在し、前記圧力チャンバと前記膜との間に通気路の少なくとも一部を提供する凹部をさらに備える、請求項２に記載の産業用ガススプリング。
【請求項9】
前記プランジャは、前記第１のブラインドボアから不用意に脱落することがないように、前記端壁内の前記第１のブラインドボアにおける圧入または締り嵌めで摩擦的に収容される、請求項１に記載の産業用ガススプリング。
【請求項10】
前記圧入または締り嵌めは、ＩＳＯのＨ７／ｆ６嵌合である、請求項９に記載の産業用ガススプリング。
【請求項11】
前記プランジャは、内部に通気路を有し、前記プランジャが前記膜を破断するときに、前記圧力チャンバ内のガスが前記通気路を通じて前記産業用ガススプリングの前記外部に流れる、請求項１に記載の産業用ガススプリング。
【請求項12】
前記プランジャは、さらに、
前記プランジャの前記第１および第２の端部の間に少なくとも部分的に円筒外周面を有する本体と、
前記円筒外周面の半径方向内方の中央部を有し、前記第１のブラインドボアと協働して通気路を提供する平面と、
を備え、
前記円筒外周面は、前記第１のブラインドボア内に部分的に受容され、
前記プランジャが前記膜を破断するときに、前記圧力チャンバ内のガスが前記通気路を通じて前記産業用ガススプリングの前記外部に流れる、
請求項１に記載の産業用ガススプリング。
【請求項13】
前記プランジャによって破断されるときに、自身の切断または穿孔された部分のためのクリアランスを提供するように、前記第２のブラインドボアは、前記第１のブラインドボアよりも大きい、請求項１に記載の産業用ガススプリング。
【請求項14】
ケーシングであって、軸方向に延在する側壁、開口端、前記開口端から軸方向に離間した横方向に延在する端壁、および部分的に前記側壁および前記端壁として画定された圧力チャンバ、を含むケーシングと、
ピストンロッドであって、伸長位置と後退位置との間の往復運動のために前記ケーシング内に少なくとも部分的に受容され、前記ピストンロッドが前記伸長位置にあるとき、内側端部は前記圧力チャンバと連通し、外側端部は前記ケーシングの前記開口端から概して軸方向外側に延在するピストンロッドと、
前記端壁によって担持された圧力解放アセンブリであって、
前記圧力チャンバと連通する第１の面、および前記ケーシングの外部と連通する第２の面を有し、前記ケーシングの前記端壁の一体部分である膜と、
プランジャであって、前記圧力チャンバ内に配置され、前記ピストンロッドが自身の設計上の意図された最大後退位置をオーバートラベルしたときに前記ピストンロッドによって係合されて前記プランジャを移動させて前記膜を破断するように構成され、
前記膜に隣接して前記膜を破断するように構成される第１の端部、
前記第１の端部から軸方向に離間した第２の端部、および
前記第１および第２の端部の間に少なくとも部分的に円筒部を有し、前記ケーシングのブラインドボア内に圧入または締り嵌めで摩擦的に収容されて、前記プランジャが前記ブラインドボアから不用意に脱落することがないことを確保する本体、を備えるプランジャと、
を備える産業用ガススプリング。
【請求項15】
前記圧入または締り嵌めは、ＩＳＯのＨ７／ｆ６嵌合である、請求項１４に記載の産業用ガススプリング。
【請求項16】
前記プランジャは、内部に通気路を有し、前記プランジャが前記膜を破断するときに、前記圧力チャンバ内のガスが前記通気路を通じて前記産業用ガススプリングの前記外部に流れる、請求項１４に記載の産業用ガススプリング。
【請求項17】
前記プランジャの前記本体は、
前記プランジャの前記第１および第２の端部の間に少なくとも部分的な円筒外周面と、
前記円筒外周面の半径方向内方の中央部を有し、前記第１のブラインドボアと協働して通気路を提供し、前記プランジャが前記膜を破断するときに、前記圧力チャンバ内のガスが前記通気路を通じて前記産業用ガススプリングの前記外部に流れる平面と、
を備える、請求項１４に記載の産業用ガススプリング。
【請求項18】
前記膜が前記プランジャによって破断されるときに、前記膜の切断または穿孔された部分のためのクリアランスを提供するように、前記ブラインドボアよりも大きい第２のブラインドボアをさらに備える、請求項１４に記載の産業用ガススプリング。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１９年３月２０日に出願された米国仮出願第６２／８２１，０７３号の利益を主張し、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
本出願は、２０１９年３月２０日に出願された米国仮出願第６２／８２１，０７３号の利益を主張し、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【0002】
本発明は、一般に、成形装置のための産業用ガススプリングに関し、より詳細には、産業用ガススプリングのためのオーバートラベル圧力解放に関する。
【背景技術】
【0003】
産業用ガススプリングはよく知られており、金属薄板のスタンプ、打ち抜き、および穿孔操作のためのプレスの型を含む成形装置の多くの用途に使用されている。
【0004】
例えば、ガススプリングの１つまたは複数は、成形装置の様々な実施態様で使用され、成形型またはワークピースを支持するための可動構成要素に降伏力または戻り力を提供することができる。例えば、バインダリングの実施態様では、ガススプリングは、成形型のバインダリングに対して降伏力を提供して金属ワークピースを保持し、成形型の別の部分は、ワークピースを形成、切断、伸張、スタンプ、穿孔、もしくは屈曲するか、またはワークピースから引き抜かれる。リフタの実施態様では、ガススプリングは、成形型の表面からワークピースを持ち上げるための、あるいはワークピースの制御を維持するための降伏力および戻り力を提供することができる。カムツールの実施態様では、ガススプリングが降伏力を加え、カム作動ツールをその定位置に戻すことができる。もちろん、ガススプリングは、広範囲の他の実施態様で使用されてもよい。
【発明の概要】
【0005】
従来の産業用ガススプリングは、ケーシングと、ケーシング内に受容されたピストンロッドと、ケーシングによって担持されたピストンロッド軸受およびシールハウジングと、いくつかの用途では、例えば１０００～５０００ｐｓｉの動作圧力で加圧ガス、典型的には窒素を保持する圧力チャンバとを含むことができる。加圧ガスは、ピストンロッドを伸長位置に付勢し、伸長位置から後退位置へのピストンロッドの移動に降伏可能に（ｙｉｅｌｄａｂｌｙ）抵抗する。しかし、ピストンロッドは、設計上の意図された後退位置を越えてオーバートラベルする可能性があり、このオーバートラベルは、望ましくないガス過圧および他の悪条件をもたらすことがある。ピストンロッドのオーバートラベル後退位置から伸長位置への急速な復帰はまた、ガススプリングが使用される成形装置および／またはワークピースを損傷する場合がある。ピストンロッドのオーバートラベル位置では、チャンバ内のガス圧力は、ピストンロッドの通常の完全伸長位置におけるその圧力よりも５０％～１００％程度高くなり得る。
【0006】
少なくともいくつかの形態では、ピストンロッドおよび圧力チャンバを有する産業用ガススプリングは、ケーシングの端壁によって担持された圧力解放アセンブリを有してもよい。圧力解放アセンブリは、圧力チャンバと連通する膜と、ピストンロッドがその設計上の意図された最大後退位置からオーバートラベルすることによってピストンロッドと係合して移動されるときに膜を破断するように構成されたプランジャとを有することができる。
【0007】
膜は、少なくともいくつかの形態では端壁の均質に一体の部分であってもよく、他の形態では別個の部品であってもよい。少なくともいくつかの形態では、プランジャは、圧力チャンバを膜と連通させる通路を有してもよい。少なくともいくつかの形態では、プランジャは、膜を破断するための１つまたは複数の比較的鋭い縁部を有してもよい。
【0008】
少なくともいくつかの形態では、圧力解放アセンブリは、端壁内に受容され膜を担持する本体を有してもよい。少なくともいくつかの形態では、本体はまた、プランジャを担持してもよい。少なくともいくつかの形態では、プランジャは、本体内に摺動可能に受容されてもよい。
【0009】
好ましい実施形態および最良の態様の以下の詳細な説明は、添付の図面に関して記載される。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】ピストンロッドがその伸長位置にあり、オーバートラベル圧力解放アセンブリを有する産業用ガススプリングの断面図である。
【図5】プランジャの第１の変形形態の側面図である。
【図7】プランジャの第２の変形形態の側面図である。
【図9】プランジャの第３の変形形態の斜視図である。
【図13】第１の変形オーバートラベル圧力解放アセンブリを有するガススプリングの部分断面図である。
【図15】第２の変形オーバートラベル圧力解放アセンブリを有するガススプリングの部分断面図である。
【図19】第３の変形オーバートラベル圧力解放アセンブリを有するガススプリングの半概略部分断面図である。
【図25】オーバートラベル圧力解放アセンブリの第４の形態を有するガススプリングの半概略部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
図面をより詳細に参照すると、図面は、成形装置のための産業用ガススプリングの圧力解放アセンブリの様々な形態を示している。解放アセンブリでは、ピストンロッドがその意図された設計上の最大後退位置を越えてオーバートラベルし、プランジャと係合しプランジャを移動させて、金属膜を穿孔、切断、あるいは破断し、圧力チャンバ内の加圧ガスを通気または解放してガススプリングのケーシングの外部に逃がす。加圧ガスのこの放出は、ピストンロッドがそのオーバートラベル位置からその完全伸長位置に向かって戻ることができる力を減少させ、いくつかの用途では、ピストンロッドがその完全伸長位置に完全に戻ることを阻止することができる。これは、ガススプリングが使用される成形装置および／またはワークピースの損傷を回避する。
【0012】
図１に示すように、成形装置のための産業用ガススプリング５０は、リアヘッドまたは壁５４を有するケーシング５２と、圧力チャンバ５６と、ケーシングによって担持されたガイド軸受およびシールアセンブリ５８と、ガイドおよびシールアセンブリを通って受容され、圧力チャンバ内に部分的に配置されたピストンロッド６０とを含むことができる。使用中、圧力チャンバは、多くの用途において、典型的には例えば１，０００～５，０００ｐｓｉの範囲の圧力で圧縮ガス、典型的には窒素で満たされてもよい。チャンバ内の圧縮ガスは、図１に示すように、ピストンロッドをその完全伸長位置に降伏可能に付勢し、その外側端部はケーシングの隣接する端部の外側に突出する。使用中、ピストンロッド６０の外側端部は、ピストンロッドをその完全伸長位置とその設計上の意図された最大後退位置との間で往復運動させることができる型部材またはプレスもしくは成形装置（図示せず）の別の部分と係合可能であってもよく、またはそれによって係合可能であってもよい。
【0013】
ガススプリング５０は、ピストンロッド６０がその意図された設計上の最大後退位置（図２）を越えてオーバートラベル後退した場合、圧力チャンバ５６をガススプリングの外部に通気し、内部の圧縮ガスの圧力を解放または大幅に減少させるオーバーストロークまたはオーバートラベル圧力解放アセンブリ７０を含む。圧力解放アセンブリ（以下、解放アセンブリ）は、ピストンロッド６０が後退ストロークでオーバートラベルして膜７４を切断、せん断、穿孔、または破断し、チャンバ５６内の加圧ガスをガススプリングの外部に通気または逃がすための経路を開くときにピストンロッドによって移動されるプランジャ７２を有することができる。図２に示すように、膜７４の破断をもたらすピストンロッド６０のオーバートラベル７６の程度は、０．０６０インチ（１．５２ｍｍ）程度であり得る。
【0014】
膜７４は、ケーシングのヘッド５４の一体部分として、２つの対向するブラインドボア７８と８０との間の分離壁として形成されてもよく、一方のボア７８は圧力チャンバ５６内に開口して連通し、他方の概して対向するボア８０は、ヘッド５４の外部面を通して開口することによってガススプリングの外部と連通する。膜７４は、合理的な量の力で破断されるのに十分に薄いが、ピストンロッド６０の後退および伸長の各通常サイクルによって受ける圧力変化によってガススプリングの通常動作条件下で疲労しないほど十分に強く、このサイクルは比較的急速であり、典型的には、ガススプリングが使用されているときに毎分２０～６０の完全サイクルの範囲で行われ得る。
【0015】
膜７４の厚さは、チャンバ内の圧縮ガスの最大動作圧力、この加圧ガスに曝される膜の表面積、および膜が作製される材料に部分的に依存し得る。一体膜およびボア７８、したがって約０．１２～０．１５インチ（３～４ｍｍ）の範囲の膜直径を有する１０２０炭素鋼ヘッドの場合、膜７４の公称厚さは、典型的には０．０１０～０．０２０インチ（０．２５～０．５０ｍｍ）、望ましくは約０．０１０～０．０１２インチ（０．２５～０．３０ｍｍ）の範囲であり得る。望ましくは、ボア７８および８０は同軸であり、ボア８０は、プランジャ７２によって破断されるときに膜７４の切断または穿孔された部分にいくらかのクリアランスを提供するためにボア７８よりも幾分大きくてもよい。
【0016】
図３および図４に示すように、プランジャ７２は、円筒外周面８４と、オーバートラベル時にピストンロッド６０の内方端部８８と係合するように構成された概して平坦な内方端部８６とを有する本体８２であってもよい。その他端に隣接して、プランジャ７２は、傾いた弓形または平坦面９２で形成され得る傾斜自由端部を各々有する２つの望ましくは直径方向に対向して軸方向に延在するフィンガ９０を有し、オーバートラベルするピストンロッド６０によって移動されるときにプランジャによって膜７４を切断、穿孔、せん断、または破断して膜を貫通するように切断縁部９４を前進させるための比較的鋭い縁部９４を提供することができる。プランジャ７２はまた、破断されたときにチャンバ５６内の圧縮ガスが膜７４を通ってガススプリング５０の外部に流れることができる通気路を提供する、好ましくは同軸の貫通ボア９６を有することができる。プランジャ７２は、ボア７８に圧入または締まり嵌めで受容され、内部に保持することができる。この圧入の程度は、Ｈ７／ｆ６の嵌合のようなＩＳＯの締まり嵌めまたは止まり嵌めなどの過度の力なしにピストンロッド６０のオーバートラベルによってプランジャを容易かつ急速に前進させることができるように十分に小さくなければならない。プランジャ７２のこの締まり嵌めは、ガススプリング５０の通常使用中、プランジャがボア７８から圧力チャンバ５６内に不用意に移動しないことを保証する。この締まり嵌めは、解放アセンブリおよびヘッドの軸方向の空間および面積を節約することができ、これは、より小さい直径のガススプリングなどのより小さいサイズのガススプリングに特に有用であり得る。
【0017】
図５および図６は、図１～図４のプランジャ７２の代わりに使用され得る第１の変形プランジャ１００を示している。この変形プランジャ１００は、円筒外周面１０４を有する本体１０２と、好ましくは円筒面と同軸である貫通通気ボア１０６と、オーバートラベルするピストンロッド６０によって係合可能な概して平坦な第１の端部１０８と、膜７４を穿孔、切断、または破断するための鋭い縁部または先端１１４を有する単一の突起１１２を提供する弓形または湾曲部分１１０を有する第２の端部とを有することができる。このプランジャ１００は、ガススプリング５０のヘッド５４のボア７８に圧入されてもよい。
【0018】
図７および図８は、プランジャ７２の代わりに使用され得る第２の変形プランジャ１２０を示している。この変形プランジャ１２０は、円筒外周面１２４を有する本体１２２と、貫通ボア通気路１２６と、オーバートラベルするピストンロッド６０による係合のために概して平坦であり得る第１の端部１２８と、その他端に隣接する２つの概して直径方向に対向して軸方向に延在するフィンガ１３０とを有し、各フィンガは、膜７４の部分をその周囲から半径方向内側に切断、せん断、穿孔、または破断することができ、それによって膜の中央部分を破断し、中央ボア通気路１２６から離れるように偏向させることができる比較的鋭い先端または縁部１３４を形成するために弓形または平坦であり得る傾斜外側面１３２を有する。この変形プランジャは、ガススプリング５０のヘッド５４のボア７８に圧入されてもよい。
【0019】
プランジャ７２の代わりに使用され得る第３の変形プランジャ１４０が、図９～図１２に示されている。このプランジャ１４０は、本体の円周方向範囲の一部のみの周りに円周方向に延在し、凹部１４６に合流する外側円筒面１４４を有する本体１４２を有することができ、凹部は、外側円筒面１４４の半径方向内方の中央部分を有する軸方向および横方向に延在する平面１４８であってもよく、リアヘッド５４のボア７８と協働して通気路を提供する。このプランジャ１４０は、オーバートラベルするピストンロッド６０によって係合され得る横方向内側端部１５０と、その他端に隣接して軸方向外側に突出する一対の直径方向に対向するフィンガ１５２とを有することができ、各フィンガは、その自由端部に隣接して弓形または平坦であり得る傾斜面１５４と、膜を通ってオーバートラベルするピストンロッド６０によって移動または前進されたときに膜７４を切断、せん断、穿孔、または破断することができる比較的鋭い外方縁部１５６とを有する。これらのフィンガ１５２は、通気面１４８から円周方向に離間していてもよく、望ましくは各フィンガは、通気面から円周方向に実質的に９０度離間していてもよい。このプランジャ１４０は、ヘッド５４のボア７８に圧入されてもよい。
【0020】
使用中、これらのプランジャ７２、１００、１２０、および１４０のすべては、オーバートラベルするピストンロッド６０がプランジャを膜７４に当接させて膜の中に、膜を通って、または膜を少なくとも部分的に通って移動させることによって、膜を少なくとも部分的に通って前進すると膜を切断、せん断、穿孔、または破断する。
【0021】
図１３は、ピストンロッド６０’が軸受およびシールアセンブリ内に摺動可能に受容された、ガススプリング５０’のケーシング５２’のリアヘッド５４’内に受容されたオーバートラベル圧力解放アセンブリ１６０の別の形態を示している。このガススプリング５０’は、図１および図２のガススプリング５０と実質的に同じ構造および配置を有してもよい。この解放アセンブリ１６０は、ヘッド５４’の外部と連通するボア１６６内のカラー１６４によって取り外し可能に保持されたディスクの形態の別個の膜１６２と、圧力チャンバ５６’内に開口する対向するボア１７０内に受容されたプランジャ１６８とを有することができる。これらのボア１６６、１７０は、中間ボア１７２によって接続されてもよい。カラー１６４は、ボア１６６内の相補的な雌ねじ１７６と螺合可能な雄ねじ１７４と、ボアに対するカラーの設置および取り外し用のツールを受容するための六角形ソケットなどの非円形凹部またはソケット１７８とを有することができる。カラーは、貫通通気路１８０を有することができ、他端は、カラー１６４がボアにしっかりとねじ込まれたとき、ディスク膜１６２をボア１６６の円周方向に連続するショルダおよび／または端面１８４と金属間シール係合させるようにディスク膜と係合するために、断面が平坦またはわずかに弓形であり得る円周方向に連続する表面１８２を有することができる。
【0022】
図１３および図１４に示すように、プランジャ１６８は、円筒外側面１８８を有する本体１８６を有することができ、一端１９０は、オーバートラベルするピストンロッド６０’による係合のために平坦であってもよく、他端には、膜を穿孔または破断するための先端１９６を有するネック１９４に合流する一対の直径方向に対向するバットレスまたは狭小ショルダ１９２を有することができる。これらのショルダ１９２は、ネック１９４に向かって延在するにつれて半径方向に狭くなってもよく、ネックは、先端１９６に向かって延在するにつれて半径方向に狭くなってもよい。先端１９６は、膜１６２を最初に穿孔または破断するための比較的尖った部分を提供するために実質的に円錐台形であってもよく、ネックおよびショルダは、オーバートラベルするピストンロッドによって膜の中に部分的に移動するときに穿孔された膜の一部を概して半径方向外側に変位させてもよい。
【0023】
通気経路を提供するために、プランジャ１６８内のブラインド軸方向ボア１９８は、ディスク膜１６２がプランジャによって穿孔されたときにチャンバ５６’から圧縮ガスを解放するために、一端で圧力チャンバ５６’と連通し、他端でショルダ部分１９２を通る横方向ボア２００と連通することができる。ガススプリング５０’の通常動作中にボア１７０内にプランジャ１６８を保持するために、わずかな締まり嵌めでプランジャをボア内に押し込むことができる。一方では、この締まり嵌めは、ボア１７０内にプランジャ１６８を保持するのに十分な摩擦力を発生するべきであり、他方では、ピストンロッド６０’のオーバートラベルによって膜１６２を穿孔または破断するために、プランジャがボア内にさらに移動するのを防止するような十分な摩擦力を発生しないべきである。典型的には、このプランジャ１６８は、ボア内に同様のＩＳＯの止まり嵌めを有することができる。
【0024】
図１５は、ガススプリング５０’’のリアヘッド５４’’を通してボア２１２内に取り外し可能に受容された別の圧力解放アセンブリ２１０を示している。この解放アセンブリ
２１０は、ボア内の相補的なねじ山と螺合可能な雄ねじ２１６を有するカラーまたは本体２１４と、本体をボア内に前進させることができる程度を制限するためにカウンタボア２２０のショルダと係合可能な外周フランジ２１８とを有することができる。本体２１４は、本体と一体的に形成され、圧力チャンバ５６’’内に開口するブラインドボアまたは通路２２４と、ガススプリング５０’’の外部に開口するブラインドボアまたは通路２２２との間に配置された膜２２６を有することができる。通路２２６は、ケーシング５２’’のリアヘッド５４’’に解放アセンブリ２１０を螺合可能に設置するおよびそこから取り外すためのツールを受容するように構成された正方形または六角形などの非円形構成を有するソケット部分２２８を含むことができる。本体２１４は、本体とリアヘッド５４’’との間に気密シールを提供するために、Ｏリングなどのシール２３２を受容するように構成された円周方向に連続する溝２３０を含むことができる。
２１０は、ボア内の相補的なねじ山と螺合可能な雄ねじ２１６を有するカラーまたは本体２１４と、本体をボア内に前進させることができる程度を制限するためにカウンタボア２２０のショルダと係合可能な外周フランジ２１８とを有することができる。本体２１４は、本体と一体的に形成され、圧力チャンバ５６’’内に開口するブラインドボアまたは通路２２４と、ガススプリング５０’’の外部に開口するブラインドボアまたは通路２２２との間に配置された膜２２６を有することができる。通路２２６は、ケーシング５２’’のリアヘッド５４’’に解放アセンブリ２１０を螺合可能に設置するおよびそこから取り外すためのツールを受容するように構成された正方形または六角形などの非円形構成を有するソケット部分２２８を含むことができる。本体２１４は、本体とリアヘッド５４’’との間に気密シールを提供するために、Ｏリングなどのシール２３２を受容するように構成された円周方向に連続する溝２３０を含むことができる。
【0025】
図１５および図１６に示すように、プランジャ２３４が、アセンブリにおいて、圧入または締まり嵌めでボア２４０内に部分的に受容され得る外部円筒面２３８を有する本体２３６を有することができる。プランジャの一端は、オーバートラベルするピストンロッド６０’’によって係合するように構成された概して平坦な面２４２を有することができ、他端は、図１８に示すように、鋭い縁部がピストンロッドのオーバートラベルによって膜２２６を少なくとも部分的に通って移動するとき、膜２２６を切断、穿孔、または破断するように構成された比較的鋭い縁部２４４を含むことができる。比較的鋭い縁部２４４は、プランジャの端部に隣接する弓形面２４６によってプランジャの円周方向周囲の一部に隣接して形成されてもよい。プランジャ２３４とそれが受容されるボア２４０との間の通気路は、プランジャとボアとの間に、プランジャが膜２２６を破断したときに圧力チャンバ５６’’内の圧縮ガスが流れることができる通路を提供するために、平坦であってもよく、かつプランジャの円筒面２３８の半径の半径方向内側に配置されてもよい長手方向または軸方向に延在する凹部面２４８（図１７および図１８）によって提供されてもよい。望ましくは、プランジャのこの凹部２４８は、プランジャの切断縁部２４４と概して直径方向に対向する。プランジャ２３４の代わりに、プランジャ７２、１００、１２０、１４０、および１６８のいずれかが、この解放アセンブリ２１０において使用されてもよい。
【0026】
ガススプリングの輸送中および／または点検中など、ガススプリング５０’’のチャンバ５６’’内に圧縮ガスが存在しないとき、解放アセンブリ２１０の膜２２６は、ボア２１２内に圧入などで受容される管またはスリーブ２５０（図１５および図１６）によって、その偶発的または不用意な切断、穿孔、または破断から保護され得る。このスリーブは、プランジャの隣接する端部まで軸方向に、望ましくはそれをわずかに越えて延在し、使用時にガススプリング５０’’がその圧力チャンバ５６’’内に圧縮ガスを有するときにプランジャ２３４を作動させて膜２２６を破断させるオーバートラベルするピストンロッド６０’’によって容易に折り畳まれ、圧縮され、または押しつぶされるように、ポリマーまたは薄い金属管などの適切な降伏可能な（ｙｉｅｌｄａｂｌｅ）材料で作製される。この解放アセンブリ２１０は、その解放アセンブリがリアヘッドの外部のみから設置されなければならないことを必要とする内部構成を有するガススプリングに特に望ましい場合がある。
【0027】
図１９は、一端が圧力チャンバ５６’’と連通し、他端がガススプリングの外部と連通するガススプリング５０’’’のリアヘッド５４’’’を通してボア２６２内に受容された圧力解放アセンブリ２６０の別の形態を示している。この解放アセンブリ２６０は、リアヘッド５４’’’のボア２６２内に圧入または締まり嵌めで受容することができる円筒部分２６６を有する本体２６４を有することができる。本体２６４は、本体と本体が受容されるボア２６２との間に気密シールを提供するために、内部にＯリングなどのシール２７０を受容するように構成された円周方向に連続する溝２６８を有することができる。図１９、図２２、および図２３に示すように、本体は、内部にブラインドボア２７２を有することができ、その開口端は圧力チャンバ５６’’と連通し、その閉鎖端に隣接して、ボア内に概して半径方向に少なくとも部分的に延在する一体膜２７４の一面と連通する。本体は、内部に凹部またはスロット２７６を有することができ、これは、ボア２７２の隣接部分およびヘッドのカウンタボア２７８を通して膜２７４の他面をリアヘッド５４’’’の外部と連通させる。ブラインドボア２７２およびスロット２７８をそれらの間に薄い金属部分を有して形成した後、膜２７４は、この薄い金属部分の少なくとも一部をボア２７２内に概して半径方向に押し込み、窪んだ膜２７４またはボア内に半径方向に保護する他の形態の膜を提供することによってさらに形成することができる。
【0028】
プランジャ２８０が、円筒外面２８４を有する本体２８２を有することができ、一端２８６は概して平坦であり、オーバートラベルするピストンロッドによって係合されるように構成され、他端２８８は比較的鋭く、オーバートラベルするピストンロッド６０’’がプランジャ２８０をボア２７２内にさらに前進させるときに膜２７４を切断、せん断、または破断するように構成される。膜２７４への通気経路を提供するために、プランジャ本体２８２は、軸方向に延在し、プランジャの円周方向外部部分２８４の半径方向内側に配置された平面であり得る軸方向に延在する凹部２９０を有することができる。この凹部２９０は、鋭い縁部２８８に近接しているが、鋭い縁部から離間して終端する。本体２６４内にプランジャ２８０を保持するために、プランジャは、ボア２７２内に保持するのに十分なわずかな圧入または締まり嵌めでボア内に受容され得るが、プランジャが膜２７４を切断、せん断、あるいは破断するためにオーバートラベルするピストンロッド６０’’によってボア内に前進するのを防止するような十分な摩擦力を発生しない。
【0029】
図２４は、本体２６４の端部に一体の薄い金属製の降伏可能な管状部分２９２を追加し、圧力チャンバ５６’’内に突出させることによる解放本体２６４の変形例を示している。この管状部分２９２は、プランジャ２８０の隣接する端部２８６を少なくとも望ましくはわずかに越えて軸方向に延在し、ガススプリング５０’’’の輸送中または点検中など、圧力チャンバ５６’’’内に圧縮ガスが存在しないときにピストンロッド６０’’がプランジャを偶発的に移動させて膜２７４を破断するのを防止する。
【0030】
図２５および図２６は、ガススプリング５０’’’’のリアヘッド５４’’’’を通ってカウンタボア３０４を有するボア３０２内に受容され、ガススプリングの外部から設置され、かつ完全に取り外され得る、オーバートラベル圧力解放アセンブリ３００の別の形態を示している。この解放アセンブリ３００は、ボア３０２内の相補的な雌ねじと係合可能な雄ねじ部分３０８を有する本体３０６と、解放アセンブリ３００をヘッド５４’’’’内に設置するか、またはそこから取り外すための相補的なツールによる係合のための六角形、正方形、または他の非円形構成を有する拡大された非円形ヘッド３１０とを含むことができる。本体３０６は、本体がヘッド５４’’’’内のボア３０２にねじ込まれ得る程度を制限するために、カウンタボアの平坦面に当接することができるショルダ３１２を含むことができる。本体３０６とヘッド５４’’’’との間に気密シールを提供するために、Ｏリングなどのシール３１４を本体の円周方向に連続する溝３１６内に受容することができる。図２５および図３０に示すように、本体３０６は、軸方向に延在するブラインドボア３１８を有することができ、これは、ねじ山３０８と同軸であり得、開口端は圧力チャンバと連通し、ブラインド端部に隣接して、膜３２０の一面のその少なくとも一部がボア３１８内に半径方向に突出している。膜３２０の外面は、望ましくはガススプリング５０’’’’の外部に開口するヘッドのカウンタボア３０４を通して、ガススプリングの外部と連通する本体３０６内の横方向ボア３２２と連通することができる。
【0031】
プランジャ３２３が、プランジャ３２２をボア３１８内に前進させるためにオーバートラベルするピストンロッド６０’’によって係合されるように構成された一端３２８を有する円筒外面３２６を有する本体３２４を有することができ、他端には、オーバートラベルするピストンロッド６０’’がプランジャ本体の鋭い縁部を膜の少なくとも一部にわたって前進させるときに膜３２０を切断、せん断、あるいは破断するように構成された比較的鋭い縁部３３０を有することができる。チャンバ５６’’内の圧縮ガスが破断した膜と連通するための通路を提供するために、本体は、プランジャ本体３２４の円周方向周囲の半径方向内方に軸方向に延在する平面によって提供され得、プランジャ３２２が膜３２０を破断したときに通路３３２が破断部分ならびにボア３２２および３０４を通してガススプリングの外部と連通するように、切断縁部３３０に隣接してある程度そこから離間して終端する軸方向に延在する凹部３３２を有することができる。圧力チャンバ５６’’がガススプリングの輸送中または点検中などに内部に圧縮ガスを有していないとき、保護管またはスリーブ３３４は、ヘッド５４’’’’のボア３１８内に受容されてもよく、一端は本体３０６に当接し、他端は、ピストンロッド６０’’’’がプランジャを偶発的に係合および移動させて膜３２０を破断するのを防止するために、プランジャ３２２の隣接する端部３２８に少なくとも軸方向に、望ましくはわずかに端部を越えて延在する。このスリーブ３３４は、わずかな締まり嵌めでボア３０２内に受容されてもよい。このスリーブは、ガススプリング５０’’’’の使用時にピストンロッド６０’’がオーバートラベルしてプランジャ２８０を移動させて膜３２０を破断するときに圧縮または押しつぶされ得るポリマーまたは薄い金属などの降伏可能な材料で作製されてもよい。プランジャ３２２の窪んだ膜３２０、切断縁部３３０、および通気面３３２の基本的な構造および配置は、解放アセンブリ２６０のプランジャの膜、切断縁部、および通気面のものと本質的に同じであってもよく、したがってその説明はここでは繰り返さない。
【0032】
ガススプリングのリアヘッドまたは壁に圧入または締まり嵌めすることができるプランジャを有する圧力解放アセンブリ７０および１６０は、小径のガススプリングなどのガススプリングのヘッドおよび／または圧力チャンバ内に空間または面積がほとんどない場合、またはそのピストンロッドのオーバートラベルの最初のまたは１回の発生がその解放アセンブリの膜を破断し、チャンバ内の圧縮ガスを通気した後にガススプリングが廃棄され、修理または再利用されない場合に特に望ましいものであり得る。そのピストンロッドのオーバートラベルがその解放アセンブリの膜を破断した後にガススプリングを再利用することが望ましい場合、取り外し可能な解放アセンブリ２１０および３００ならびに取り外し可能な膜解放アセンブリ１６０を使用することができる。これは、より大きな直径のガススプリングおよび／またはそのピストンロッドの伸長位置と設計上の後退位置との間の長いストロークで特に望ましい場合があり、その理由は、そのようなガススプリングは、典型的には小径のガススプリングよりも作製するのが著しく高価であるためである。
【0033】
開示された圧力解放アセンブリはすべて、その圧力チャンバが最初に充填されるガス圧力、およびピストンロッドがその最大の設計上の意図された位置に後退されたときにそのチャンバ内に発生される最大圧力に関係なく、それらが組み立てられるガススプリングのピストンロッドのオーバートラベルによってのみ作動する。換言すれば、これらのアセンブリは、チャンバ内の圧縮ガスの圧力に関係なくオーバートラベル圧力解放を提供し、したがってこれらの解放アセンブリを有するガススプリングは、それらが使用される特定の用途に応じて様々な動作圧力に充填され得る。これらのピストンロッドのオーバートラベル圧力解放アセンブリはすべて、それらが利用されるガススプリングのピストンロッドの軸方向後退オーバートラベルによってのみ圧力解放を提供するように直接作動されるので、信頼性の高い動作もまた提供する。
【0034】
本明細書の様々な形態のオーバートラベル圧力解放アセンブリは、現在好ましい実施形態を構成するが、他の多くの形態も可能である。本明細書では、本発明の可能な実施形態または同等の形態もしくは派生物のすべてを言及することは意図されていない。本明細書で使用される用語は、限定ではなく単なる説明であり、本発明の趣旨または範囲から逸脱することなく様々な変更を行うことができることが理解される。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】