シリンダ装置及びその製造方法
【課題】シリンダ装置の組立時に、クラッチ部材に係合体であるボールを保持できるようにして、組立性を向上させる。
【解決手段】シリンダ部材３にピストンロッド２が連結されたピストン１２を嵌装し、コイルスプリング２７でクラッチ部材２４を介してピストンロッド２を付勢する。ピストンロッド２の突出長さが所定未満のとき、ボール２６が内周クラッチ溝１８に係合して保持部材２４をガイドスリーブ１７に固定し、ピストンロッド２を解放することにでピストンロッド２にバネ力を作用させず、所定長さ以上のとき、ボール２６が外周クラッチ溝２３に係合してクラッチ部材２４をガイドスリーブ１７から解放し、ピストンロッド２に固定することでバネ力をピストンロッド２に作用させる。組立時に、粘性剤によってクラッチ部材２４にボール２６を保持することにより、組立性を向上させる。
【解決手段】シリンダ部材３にピストンロッド２が連結されたピストン１２を嵌装し、コイルスプリング２７でクラッチ部材２４を介してピストンロッド２を付勢する。ピストンロッド２の突出長さが所定未満のとき、ボール２６が内周クラッチ溝１８に係合して保持部材２４をガイドスリーブ１７に固定し、ピストンロッド２を解放することにでピストンロッド２にバネ力を作用させず、所定長さ以上のとき、ボール２６が外周クラッチ溝２３に係合してクラッチ部材２４をガイドスリーブ１７から解放し、ピストンロッド２に固定することでバネ力をピストンロッド２に作用させる。組立時に、粘性剤によってクラッチ部材２４にボール２６を保持することにより、組立性を向上させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、扉の開閉を補助するドアクローザ等に使用されるシリンダ装置及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
開き戸にスプリングダンパ等のシリンダ装置をリンク結合して、扉の開閉に対してバネ力、減衰力を作用させることにより、扉を自動的に閉じたり、その閉じ速度を調整したり、また、扉を開位置で保持するようにしたドアクローザが知られている。従来、この種のスプリングダンパ等のシリンダ装置を利用したドアクローザとしては、例えば特許文献１に記載されたものがある。
【０００３】
例えば特許文献１に記載されたシリンダ装置では、ピストンロッドとバネとの間にクラッチ手段を設け、ボールと溝の係脱により、ピストンロッドに対して、その伸長位置に応じてバネ力を付与、解放できるようにしている。これにより、ドアクローザとして使用した場合にドアに作用させるバネ力の設定の自由度を高めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２９９４５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に記載されたシリンダ装置では、クラッチ手段を構成する複数のボール及びボールを保持する保持手段を組付ける工程が煩雑であるという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記問題点を解決したシリンダ装置及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明に係るシリンダ装置は、シリンダ部材と、該シリンダ部材内を摺動する摺動部材と、該摺動部材の外周部に設けられた外周クラッチ溝と、該外周クラッチ溝に対向して前記シリンダ部材の内周側に設けられた内周クラッチ溝と、前記外周クラッチ溝及び前記内周クラッチ溝の少なくとも一方に係合する係合体と、前記係合体を前記シリンダ部材の径方向に沿って移動可能に案内するクラッチ部材とを備え、
少なくとも前記クラッチ部材を組付けるとき、前記クラッチ部材に前記係合体を保持する保持手段を設けたことを特徴とする。
また、本発明は、シリンダ部材と、該シリンダ部材内を摺動する摺動部材と、該摺動部材の外周部に設けられた外周クラッチ溝と、該外周クラッチ溝に対向して前記シリンダ部材の内側に設けられた内周クラッチ溝と、前記外周クラッチ溝及び前記内周クラッチ溝の少なくとも一方に係合する係合体と、円筒状で、その側壁に径方向に沿って延びて前記係合体が挿入される複数の案内穴が形成されたクラッチ部材とを備えたシリンダ装置の製造方法であって、
前記クラッチ部材の案内穴に前記係合体を挿入する工程と、粘性を有する粘性剤を前記クラッチ部材の内周側から前記案内穴に供給し、前記粘性剤によって前記案内穴内で前記係合体を保持する工程と、前記係合体を保持した前記クラッチ部材を前記摺動部材の外周に挿入する工程とを有していることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ピストンロッド等の摺動部材にクラッチ手段が設けられたシリンダ装置を容易に組み立てることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係るシリンダ装置の縦断面図である。
【図２】図１のシリンダ装置において、ピストンロッドが短縮されてバネ機構のバネ力がピストンロッドに作用していない状態を示す要部の拡大縦断面図である。
【図３】図１のシリンダ装置を扉に装着した状態を平面視で示す説明図である。
【図４】図１のシリンダ装置の組立工程を示す図である。
【図５】図１のシリンダ装置のクラッチ部材にボールを装填するためのボール組付装置の概略縦断面図である。
【図６】図１のシリンダ装置の変形例の要部である保持部材を拡大して示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
本実施形態に係るシリンダ装置を図１に示し、その要部を拡大して図２に示す。図１及び図２に示すように、シリンダ装置１は、ピストンロッド２に反発力を付与するようにした、いわゆるスプリングダンパであって、シリンダを構成する略有底円筒状のシリンダ部材３の開口端部に、内周部が摺動部材であるピストンロッド２と摺動するベアリングとなっているロッドガイド４が挿入されており、ロッドガイド４は、シリンダ部材３の開口端部をかしめて固定されている。ロッドガイド４の内側には、シリンダ部材３の内部と外部との間をシールするゴム製で内部に金属環が埋め込まれたオイルシール５が装着されている。
【００１１】
また、シリンダ部材３の中間部の内部に隔壁部材である中間ガイド６が取付けられて、この中間ガイド６によってシリンダ部材３の内部が底部側のシリンダ部７と、開口部側のロッド案内部８とに区画されている。中間ガイド６には、シリンダ部７とロッド案内部８とを連通する通路６Ａが軸方向に貫通されている。中間ガイド６は、シリンダ部材３内に嵌合し、シリンダ部材３の側壁を内側にかしめることによって固定されている。なお、この中間ガイド６は、ロッドガイド４と同様にピストンロッド２と摺動するベアリングとしてもよいが、この場合、ロッドガイド２と中間ガイド６との同心度を高くする必要があるので、中間ガイド６はロッドガイド４よりも内径を大きくした方が製造性がよい。シリンダ部７には、フリーピストン９が摺動可能に嵌合され、フリーピストン９によって、シリンダ部７内が底部側のガス室１０と中間ガイド６側のシリンダ室１１とに区画されている。
【００１２】
シリンダ部材３には、ロッドガイド４及びオイルシール５を摺動可能かつ液密的に貫通してピストンロッド２が挿入されている。ピストンロッド２の基端側は、中間ガイド６を貫通してシリンダ室１１の内部まで延びて、その先端部にピストン１２が連結されている。ピストン１２は、シリンダ部７に摺動可能に嵌合して、その外周にＯリング１３が装着されて、シリンダ室１１内を中間ガイド６側のロッド側室１１Ａとフリーピストン９側のボトム側室１１Ｂとの２室に区画している。そして、シリンダ室１１及びロッド案内部８内には、作動液が封入され、ガス室１０内には大気圧程度の低圧ガスが封入されている。この大気圧程度のガスとは、図１に示されるピストンロッド２の最大伸長時に大気をガス室１０に導入したものである。よって、使用時は、温度条件等によって、大気圧より高い場合もある。
【００１３】
また、シリンダ装置１の要求特性によって、ガス圧は多少高くてもよいが、ガス圧が高いと、後述のフリー区間で多少のバネ力が発生することになるので、望ましくは、シリンダ装置１や扉等の取付側のフリクションより小さい力となるガス圧が望ましい。あるいは、ガス室１０を大気開放としてもよい。この場合、大気開放する孔には、異物の侵入を防止するフィルタを設けることが望ましい。
【００１４】
ピストン１２には、ロッド側室１１Ａとボトム側室１１Ｂとを連通させる連通路１４が軸方向に沿って貫通されており、連通路１４には、減衰力発生機構１５が設けられている。減衰力発生機構１５は、ピストン１２のロッド側室１１Ａ側の端面に取付けられて連通路１４を開閉するディスク状の弁体からなり、その中央部がロッド２の縮径部２ａの間で軸方向に摺動可能（１．５ｍｍ程度）に嵌挿されている。これにより、通常は連通路１４を閉じて、ボトム側室１１Ｂからロッド側室１１Ａへの作動液の流通のみを許容する逆止弁として機能する。また、減衰力発生機構１５には、ボトム側室１１Ｂとロッド側室１１Ａとを常時連通させる小孔、切欠等からなるオリフィスが設けられている。
【００１５】
ロッド案内部８には、ピストンロッド２にバネ力を付与するバネ機構１６が設けられている。バネ機構１６の構成について以下に説明する。シリンダ部材３のロッド案内部８内に円筒状のガイドスリーブ１７が挿入され、その両端部がオイルシール５及び中間ガイド６に当接して軸方向に固定されている。ガイドスリーブ１７の中間部には、内周溝である内周クラッチ溝１８が形成されている。ガイドスリーブ１７は、内周クラッチ溝１８の加工性を考慮して、内周クラッチ溝１８の中間ガイド６側の端部で軸方向に２分割されて２つの第１ガイドスリーブ１７Ａ及び第２ガイドスリーブ１７Ｂからなり、オイルシール５側の第１ガイドスリーブ１７Ａに内周クラッチ溝１８となる凹部が形成されている。ガイドスリーブ１７は、強度上、金属製が望ましいが、軽量化のためには、強化された合成樹脂を用いてもよい。
【００１６】
第１及び第２ガイドスリーブ１７Ａ、１７Ｂは、外径がシリンダ部材３のロッド案内部８の内径よりも僅かに小さく、第１及び第２ガイドスリーブ１７Ａ、１７Ｂのそれぞれの両端部付近には外周溝１９、２０が形成され、外周溝１９、２０には、それぞれＯリング２１、２２が嵌合されている。これにより、第１及び第２ガイドスリーブ１７Ａ、１７Ｂは、ロッド案内部８との間に僅かな隙間を有し、Ｏリング２１、２２を介して弾性的に支持されている。
【００１７】
ピストンロッド２には、ガイドスリーブ１７に対向して中間部に外周溝である外周クラッチ溝２３が形成されている。内周クラッチ溝１８と外周クラッチ溝２３とは、深さがほぼ等しく、また、これらの軸方向端部はテーパ状に形成されている。
【００１８】
ガイドスリーブ１７とピストンロッド２との間には、円筒状のクラッチ部材２４が軸方向に沿って摺動可能に案内されている。クラッチ部材２４の側壁には、放射状すなわち径方向に沿って等間隔に配置された案内穴である複数のボール穴２５が貫通されている。それぞれのボール穴２５には、係合体となる転動体であるボール２６（鋼球）がボール穴２５の軸方向（クラッチ部材２４の径方向）に沿って移動可能に案内されている。ボール２６の直径は、ボール穴２５の直径とほぼ等しく、また、クラッチ部材２４の肉厚と内周クラッチ溝１８の深さ（外周クラッチ溝１８の深さと等しい）の和にほぼ等しくなっている。これにより、ボール２６は、クラッチ部材２４がガイドスリーブ１７とピストンロッド２との間に挿入された状態では、必ず、ピストンロッド２の外周クラッチ溝２３に係合した状態（図１参照）又はガイドスリーブ１７の内周クラッチ溝１８に係合した状態（図２参照）となる。ボール２６の保持部材であるクラッチ部材２４と、ボール２６とにより、ピストンロッド２に係脱するクラッチ手段を構成している。
【００１９】
中間ガイド６とクラッチ部材２４との間には、バネ手段であるコイルバネ２７（圧縮バネ）が介装されて、そのバネ力によってクラッチ部材２４を常時オイルシール５側へ向かって付勢している。クラッチ部材２４の一端部には、円筒状のバネ受部２８が同心上に一体的に形成されており、コイルバネ２７の一端部がバネ受部２８の外周に嵌合されてクラッチ部材２４に結合されている。また、中間ガイド６の一端部には、円筒状のバネ受部２９が同心上に一体的に形成されており、コイルバネ２７の他端部がバネ受部２９の外周に嵌合されて中間ガイド６に結合されている。このようにバネ受部２８、２９により、コイルバネ２７の両端部を位置決めすることにより、コイルバネ２７を円滑に伸縮させることができる。また、クラッチ部材２４及び中間ガイド６のバネ受部２８、２９の先端部は、テーパ状に形成されており、コイルバネ２７が伸縮したとき、コイルバネ２７を構成する線材がバネ受部２８、２９に干渉しないようにしている。これにより、コイルバネ２７を確実に位置決めしつつ、線材の干渉による異音の発生を防止することができる。
【００２０】
シリンダ部材３の底部及びピストンロッド２の突出側の先端部には、それぞれシリンダ装置１をリンク結合するための取付部３０、３１が取付けられており、これらの取付部３０、３１の形状は、扉等の被取付部材に合わせた形状とすることができる。
【００２１】
以上のように構成したシリンダ装置の作動について次に説明する。
図３は、シリンダ装置１が装着される開き戸６０の一例を平面視した説明図である。図３に示すように、戸開き戸６０は、扉枠６１に、ヒンジ６２によって扉６３を開閉可能に取付けたものであり、図３中符号（Ａ）は、扉６３の閉位置を示し、符号（Ｃ）は、閉位置（Ａ）からほぼ９０°開いた全開位置を示し、符号（Ｂ）は、閉位置（Ａ）と全開位置（Ｃ）との中間位置（閉位置（Ａ）からほぼ４５°開いた位置）を示している。
【００２２】
シリンダ装置１は、シリンダ部材３側の取付部３０を戸枠６１側に固定されたブラケット６４に回動可能にピン結合し、ピストンロッド２側の取付部３１を扉６３側に固定されたブラケット６５に回動可能にピン結合して開き戸６０に装着し、扉６３の開閉を補助する扉開閉装置として使用することができる。このとき、ピストンロッド２は、扉６３が閉位置（Ａ）又は全開位置（Ｃ）にあるとき、伸長長さが最大となり、中間位置（Ｂ）にあるとき、伸長長さが最小となり、この位置では、開き戸６０のヒンジ６２がシリンダ装置１の軸線の延長線上にある。
【００２３】
図３を参照して、扉６３が中間位置（Ｂ）から開閉方向に所定範囲内にある場合、ピストンロッド２のシリンダ部材３からの突出長さは、最小位置から所定の範囲にある。このとき、図２に示すように、ピストンロッド２の外周クラッチ溝２３がガイドスリーブ１７の内周クラッチ溝１８に対して中間ガイド６側にある。この状態では、クラッチ部材２４のボール穴２５に挿入されたボール２６は、ガイドスリーブ１７の内周クラッチ溝１８に係合し、ピストンロッド２の外周面に当接して径方向内側への移動が規制されて、クラッチ部材２４をガイドスリーブ１７に対して軸方向に固定すると共に、ピストンロッド２の軸方向の移動を許容する。これにより、コイルバネ２７のバネ力は、ボール２６によってガイドスリーブ１７に対して軸方向に固定されたクラッチ部材２４によって支持されることになり、ピストンロッド２には作用しない。この範囲をフリー区間という。
【００２４】
一方、ピストンロッド２の伸縮に対して、ピストン１２が移動して、シリンダ室１１内の作動液が連通路１４を流通することにより、減衰力発生機構１５によって減衰力が作用する。このとき、ピストンロッド２の伸び行程時には、連通路１４のロッド側室１１Ａ側からボトム側室１１Ｂ側への作動液の流れに対して、減衰力発生機構１５がオリフィスとして機能して所定の減衰力を発生する。また、縮み行程時には、減衰力発生機構１５が連通路１４のボトム側室１１Ｂ側からロッド側室１１Ａ側への作動液の流れを許容して、減衰力が小さくなる。
【００２５】
前述のフリー区間では、ピストンロッド２の伸縮に対して、コイルバネ２７のバネ力は作用せず、主にピストン１２の移動による減衰力のみが作用する。また、シリンダ室１１内の容積変化によってガス室１０内のガスが圧縮、膨張するが、ガス室１０内は大気圧程度の低圧であるため、この圧力はピストンロッド２の伸縮に殆ど影響しない。このように、フリー区間では、殆ど抵抗を生じることなくピストンロッド２を自由に伸縮させることができるので、扉６３を自由に開閉両方向に移動させることができる。
【００２６】
扉６３をフリー区間を越えて閉位置（Ａ）又は全開位置（Ｃ）付近まで移動させると、図１に示すように、ピストンロッド２が伸長して、その外周クラッチ溝２３がガイドスリーブ１７の内周クラッチ溝１８を越えてオイルシール５側へ移動する。このとき、ピストンロッド２のシリンダ部材３からの突出長さが所定長さに達して、ピストンロッド２の外周クラッチ溝２３がガイドスリーブ１７の内周クラッチ溝１８を通過する際、内周クラッチ溝１８に係合してクラッチ部材２４をガイドスリーブ１７に固定していたボール２６がピストンロッド２の外周クラッチ溝２３に係合し、クラッチ部材２４は、ガイドスリーブ１７に対する軸方向の固定が解除されると共に、ピストンロッド２に対して軸方向に固定される。これにより、コイルバネ２７のバネ力がクラッチ部材２４を介してピストンロッド２に作用して、ピストンロッド２を伸長方向に付勢する。その結果、扉６３は、閉位置（Ａ）付近にある場合、閉位置（Ａ）まで自動的に移動し、また、全開位置（Ｃ）付近にある場合、全開位置（Ｃ）まで自動的に移動して保持されることになる。このような区間を付勢区間という。
【００２７】
この付勢区間では、ピストンロッド２の伸長に対して、減衰力発生機構１５が前述のようにオリフィスとして機能して所定の減衰力を発生させるので、扉６３の移動速度を適度に減速することができ、扉６３の開閉時の衝撃及び騒音を軽減することができる。
【００２８】
ピストンロッド２のシリンダ部材３からの突出長さが所定長さとなって上述のフリー区間と付勢区間とが切換る際、ボール２６がガイドスリーブ１７の内周クラッチ溝１８又はピストンロッド２３の外周クラッチ溝２３に係合することによって、いくらかの打音が発生することになる。これに対して、ガイドスリーブ１７Ａ、１７Ｂは、Ｏリング２１、２２によって弾性的に支持され、シリンダ部材３に直接接触していないので、シリンダ部材３に伝達される打音を低減して騒音の発生を抑制することができる。
【００２９】
次に、シリンダ装置１の製造方法について主に図４及び図５を参照して説明する。
先ず、図４（Ａ）に示すように、取付部３１が取付けられたピストンロッド２をロッドガイド４、オイルシール５及び第１ガイドスリーブ１７Ａに挿入してこれらを組み立てる。クラッチ部材２４の４つのボール穴２５にボール２６を装填する。このとき、ボール２６及びボール穴２５の少なくとも一方に適度な粘性又は粘着性を有する粘性剤を塗布しておく。これにより、ボール２６をクラッチ部材２４のボール穴２５内で保持することができる。
【００３０】
この粘性剤は、クラッチ部材２４及びボール２６がシリンダ装置１に組込まれた状態で、ボール穴２５内でのボール２６の移動に悪影響を及ぼさない性状のものとする。粘性剤としては、例えば、組付後、潤滑剤として作用し、シリンダ部材３内の作動液に悪影響を及ぼさないグリスが望ましい。あるいは、組付時に一時的にクラッチ部材２４とボール２６とを接着、保持するが、組付後は、シリンダ部材３内の作動液中で接着性が消失する接着剤のようなものでもよい。
【００３１】
次に、図４（Ｂ）に示すように、粘性剤によってボール２６を保持したクラッチ部材２４をピストンロッド２を挿通しながら第１ガイドスリーブ１７Ａ内に挿入する。この状態では、粘性剤の粘性、接着性が失われてもボール２６が脱落することはない。そして、コイルバネ２７、第２ガイドスリーブ１７Ｂ、中間ガイド６、減衰力発生機構１５及びピストン１２をピストンロッド２を挿通しながら組付けて、ピストンロッド２の端部にピストン１２を結合する。その後、これらを組付けたアセンブリをシリンダ部材３に挿入し、シリンダ部材３の側壁を内側にかしめて中間ガイド６を固定する。
【００３２】
このように、粘性剤によってクラッチ部材２４のボール穴２５にボール２６を保持するようにしたので、ボール２６を保持したクラッチ部材２４を第１ガイドスリーブ１７Ａに容易に組付けることができ、シリンダ装置１の組立作業性を改善することができる。
【００３３】
次に、図５を参照して、クラッチ部材２４にボール２６を装填して保持させるためのボール組付装置７０について説明する。
図５に示すように、ボール組付装置７０は、略有底円筒状のスリーブ部材７１と、スリーブ部材７１内の底部７１Ａの中心部に立設された軸状の挿入治具７２とを備えている。スリーブ部材７１の円筒部７１Ｂと挿入治具７２とは同心に配置され、挿入治具７２は、テーパ状に尖った先端部７２Ａが円筒部７１Ｂから突出している。
【００３４】
挿入治具７２は、その外径がクラッチ部材２４の内径よりもやや小さく、クラッチ部材２４に容易に挿入可能となっている。スリーブ部材７１の円筒部７１Ｂは、その内径がクラッチ部材２４の外径よりもやや大きく、クラッチ部材２４を容易に挿入可能となっている。更に、スリーブ部材７１の円筒部７１Ｂの内周の半径と挿入治具７２の外周の半径との差Ｄは、ボール２６の直径よりもやや大きい。これにより、クラッチ部材２４は、４つのボール穴２５にボール２６を装填、保持した状態で、挿入治具７２とスリーブ部材７１の円筒部７１Ｂとの間に挿入されたとき、軸方向及び回転方向に移動させることができる。
【００３５】
挿入治具７２には、図５に示すクラッチ部材２４をスリーブ部材７１の円筒部７１Ｂに挿入して底部７１Ａに当接させた状態（以下、セット状態という）で、クラッチ部材２４の４つのボール穴２５にそれぞれ対向する部位に開口するように放射状に延びる粘性剤通路７３が形成されている。粘性剤通路７３は、さらに挿入治具７２の軸芯に沿って延ばされて、粘性剤供給手段Ｓに接続されている。粘性剤供給手段Ｓは、手動により又はポンプ、シリンダ装置等の作動により、粘性剤を粘性剤通路７３に供給する。
【００３６】
スリーブ部材７１の円筒部７１Ｂの上部には、上述のセット状態のクラッチ部材２４のボール穴２５に連通可能な円筒状のボール給送路７４が設けられている。そして、セット状態にあるクラッチ部材２４を回転させてボール穴２５をボール給送路７４に連通させることにより、ボール給送路７４を通してボール２６をボール穴２５に装填できるようになっている。
【００３７】
次に、ボール組付装置７０を用いて、クラッチ部材２４の４つのボール穴２５にボール２６を装填して保持する工程について説明する。
先ず、クラッチ部材２４を挿入治具７２及びスリーブ部材７１の円筒部７１Ｂに挿入し、底部７１Ａに当接させてセット状態とする。このとき、円筒部７１Ｂから突出した挿入治具７２の先端部７２Ａがテーパ状に尖っているので、クラッチ部材２４を容易に挿入することができる。
【００３８】
次いで、ボール給送路７４に複数のボール２６を挿入し、クラッチ部材２４を回転させる。これにより、クラッチ部材２４のボール穴２５とボール給送路７４とが連通したとき、ボール２６がボール穴２５に落込み、装填される。そして、クラッチ部材２４を更に回転させることより、順次４つのボール穴２５にボール２６が装填される。クラッチ部材２４の４つのボール穴２５にボール２６を装填した後、ボール穴２６を粘性剤通路７３に連通させ、粘性剤供給手段Ｓによって粘性剤を供給する。これにより、粘性剤通路７３を通して、ボール穴２５とボール穴２５内に装填されたボール２６との隙間に粘性剤が注入される。このとき、ボール穴２５とボール給送路７４との位置をずらしておくことにより、粘性剤の圧力によってボール２６がボール給送路７４に戻るのを防止することができる。その後、クラッチ部材２４をボール組付装置７０から取外す。このようにして、クラッチ部材２４の４つのボール穴２５にボール２６を装填し、粘性剤によってボール２６をボール穴２５内で保持することができる。
【００３９】
本発明の粘性剤は、ボール２６をボール穴２５内に保持するために必要なものであって、ボール２６がガイドスリーブ１７Ａを摺動する際の摺動を助ける作用をする必要性はない。これは、ボール２６がガイドスリーブ１７Ａを摺動する際には、シリンダ部材３内の作動油が摺動を助ける作用をなすためである。よって、粘性剤は、シリンダ内の油液に溶ける材料であってもよい。
【００４０】
次に、クラッチ部材２４のボール穴２５にボールを保持する保持手段の他の実施形態について、主に図６を参照して説明する。
図６に示すように、本実施形態では、保持手段として、粘性剤を用いず、ボール穴２５の両端部の内周縁部に複数の突出部７４を形成している。突出部７４は、その先端部の内径がボール２６の外径よりも僅かに小さく、クラッチ部材２４が撓むことにより、ボール２６をボール穴２５に圧入することができ、ボール２６がボール穴２５に装填された後は、ボール２６に当接することにより、ボール２６をボール穴２５内で保持できるようになっている。また、ボール穴２６に装填されたボール２６は、突出部７４間でクラッチ部材２４の径方向に移動可能で（図６の仮想線参照）、ピストンロッド２の内周クラッチ溝２３及び第１ガイドスリーブ１７Ａの外周クラッチ溝１８に係合できるようになっている。突出部７４は、ボール穴２５の内周縁部に適当な間隔で複数形成してもよく、また、ボール穴２５の内周縁部の全周にわたって形成してもよい（符号７４Ａ参照）。
【００４１】
これにより、シリンダ装置１の組立工程において、４つのボール２６を保持した状態のクラッチ部材２４を第１ガイドスリーブ１７Ａに容易に組付けることができ、上記実施形態と同様、シリンダ装置１の組立作業性を改善することができる
【００４２】
なお、上述の実施形態及び他の実施形態において、ボール２６の代わりに、内周クラッチ溝１８及び外周クラッチ溝２３に係合することにより、クラッチ部材２４をガイドスリーブ１７又はピストンロッド２に選択的に固定できるものであれば、ローラ等の他の転動体、あるいは、転動せずに摺動するカム部材等の係合体を用いてもよい。
【００４３】
また、上記実施形態及び他の実施形態では、作動液の流れる流路面積を絞ることによって減衰力を得ているが、いわゆる摩擦ダンパのように、ピストンとシリンダの間の摩擦によって減衰力を得てもよく、減衰力を発生できる構造であれば、他の構造であってもよい。また、作動液の代りに作動流体としてガスを用いることもできる。但し、作動流体として作動液を用いることで、最も安定した減衰力を得ることが期待できる。
【符号の説明】
【００４４】
１ シリンダ装置、２ ピストンロッド（摺動部材）、３ シリンダ部材、１８ 内周クラッチ溝、２３ 外周クラッチ溝、２４ クラッチ部材、２６ ボール（係合体）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、扉の開閉を補助するドアクローザ等に使用されるシリンダ装置及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
開き戸にスプリングダンパ等のシリンダ装置をリンク結合して、扉の開閉に対してバネ力、減衰力を作用させることにより、扉を自動的に閉じたり、その閉じ速度を調整したり、また、扉を開位置で保持するようにしたドアクローザが知られている。従来、この種のスプリングダンパ等のシリンダ装置を利用したドアクローザとしては、例えば特許文献１に記載されたものがある。
【０００３】
例えば特許文献１に記載されたシリンダ装置では、ピストンロッドとバネとの間にクラッチ手段を設け、ボールと溝の係脱により、ピストンロッドに対して、その伸長位置に応じてバネ力を付与、解放できるようにしている。これにより、ドアクローザとして使用した場合にドアに作用させるバネ力の設定の自由度を高めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２９９４５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に記載されたシリンダ装置では、クラッチ手段を構成する複数のボール及びボールを保持する保持手段を組付ける工程が煩雑であるという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記問題点を解決したシリンダ装置及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明に係るシリンダ装置は、シリンダ部材と、該シリンダ部材内を摺動する摺動部材と、該摺動部材の外周部に設けられた外周クラッチ溝と、該外周クラッチ溝に対向して前記シリンダ部材の内周側に設けられた内周クラッチ溝と、前記外周クラッチ溝及び前記内周クラッチ溝の少なくとも一方に係合する係合体と、前記係合体を前記シリンダ部材の径方向に沿って移動可能に案内するクラッチ部材とを備え、
少なくとも前記クラッチ部材を組付けるとき、前記クラッチ部材に前記係合体を保持する保持手段を設けたことを特徴とする。
また、本発明は、シリンダ部材と、該シリンダ部材内を摺動する摺動部材と、該摺動部材の外周部に設けられた外周クラッチ溝と、該外周クラッチ溝に対向して前記シリンダ部材の内側に設けられた内周クラッチ溝と、前記外周クラッチ溝及び前記内周クラッチ溝の少なくとも一方に係合する係合体と、円筒状で、その側壁に径方向に沿って延びて前記係合体が挿入される複数の案内穴が形成されたクラッチ部材とを備えたシリンダ装置の製造方法であって、
前記クラッチ部材の案内穴に前記係合体を挿入する工程と、粘性を有する粘性剤を前記クラッチ部材の内周側から前記案内穴に供給し、前記粘性剤によって前記案内穴内で前記係合体を保持する工程と、前記係合体を保持した前記クラッチ部材を前記摺動部材の外周に挿入する工程とを有していることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ピストンロッド等の摺動部材にクラッチ手段が設けられたシリンダ装置を容易に組み立てることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係るシリンダ装置の縦断面図である。
【図２】図１のシリンダ装置において、ピストンロッドが短縮されてバネ機構のバネ力がピストンロッドに作用していない状態を示す要部の拡大縦断面図である。
【図３】図１のシリンダ装置を扉に装着した状態を平面視で示す説明図である。
【図４】図１のシリンダ装置の組立工程を示す図である。
【図５】図１のシリンダ装置のクラッチ部材にボールを装填するためのボール組付装置の概略縦断面図である。
【図６】図１のシリンダ装置の変形例の要部である保持部材を拡大して示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
本実施形態に係るシリンダ装置を図１に示し、その要部を拡大して図２に示す。図１及び図２に示すように、シリンダ装置１は、ピストンロッド２に反発力を付与するようにした、いわゆるスプリングダンパであって、シリンダを構成する略有底円筒状のシリンダ部材３の開口端部に、内周部が摺動部材であるピストンロッド２と摺動するベアリングとなっているロッドガイド４が挿入されており、ロッドガイド４は、シリンダ部材３の開口端部をかしめて固定されている。ロッドガイド４の内側には、シリンダ部材３の内部と外部との間をシールするゴム製で内部に金属環が埋め込まれたオイルシール５が装着されている。
【００１１】
また、シリンダ部材３の中間部の内部に隔壁部材である中間ガイド６が取付けられて、この中間ガイド６によってシリンダ部材３の内部が底部側のシリンダ部７と、開口部側のロッド案内部８とに区画されている。中間ガイド６には、シリンダ部７とロッド案内部８とを連通する通路６Ａが軸方向に貫通されている。中間ガイド６は、シリンダ部材３内に嵌合し、シリンダ部材３の側壁を内側にかしめることによって固定されている。なお、この中間ガイド６は、ロッドガイド４と同様にピストンロッド２と摺動するベアリングとしてもよいが、この場合、ロッドガイド２と中間ガイド６との同心度を高くする必要があるので、中間ガイド６はロッドガイド４よりも内径を大きくした方が製造性がよい。シリンダ部７には、フリーピストン９が摺動可能に嵌合され、フリーピストン９によって、シリンダ部７内が底部側のガス室１０と中間ガイド６側のシリンダ室１１とに区画されている。
【００１２】
シリンダ部材３には、ロッドガイド４及びオイルシール５を摺動可能かつ液密的に貫通してピストンロッド２が挿入されている。ピストンロッド２の基端側は、中間ガイド６を貫通してシリンダ室１１の内部まで延びて、その先端部にピストン１２が連結されている。ピストン１２は、シリンダ部７に摺動可能に嵌合して、その外周にＯリング１３が装着されて、シリンダ室１１内を中間ガイド６側のロッド側室１１Ａとフリーピストン９側のボトム側室１１Ｂとの２室に区画している。そして、シリンダ室１１及びロッド案内部８内には、作動液が封入され、ガス室１０内には大気圧程度の低圧ガスが封入されている。この大気圧程度のガスとは、図１に示されるピストンロッド２の最大伸長時に大気をガス室１０に導入したものである。よって、使用時は、温度条件等によって、大気圧より高い場合もある。
【００１３】
また、シリンダ装置１の要求特性によって、ガス圧は多少高くてもよいが、ガス圧が高いと、後述のフリー区間で多少のバネ力が発生することになるので、望ましくは、シリンダ装置１や扉等の取付側のフリクションより小さい力となるガス圧が望ましい。あるいは、ガス室１０を大気開放としてもよい。この場合、大気開放する孔には、異物の侵入を防止するフィルタを設けることが望ましい。
【００１４】
ピストン１２には、ロッド側室１１Ａとボトム側室１１Ｂとを連通させる連通路１４が軸方向に沿って貫通されており、連通路１４には、減衰力発生機構１５が設けられている。減衰力発生機構１５は、ピストン１２のロッド側室１１Ａ側の端面に取付けられて連通路１４を開閉するディスク状の弁体からなり、その中央部がロッド２の縮径部２ａの間で軸方向に摺動可能（１．５ｍｍ程度）に嵌挿されている。これにより、通常は連通路１４を閉じて、ボトム側室１１Ｂからロッド側室１１Ａへの作動液の流通のみを許容する逆止弁として機能する。また、減衰力発生機構１５には、ボトム側室１１Ｂとロッド側室１１Ａとを常時連通させる小孔、切欠等からなるオリフィスが設けられている。
【００１５】
ロッド案内部８には、ピストンロッド２にバネ力を付与するバネ機構１６が設けられている。バネ機構１６の構成について以下に説明する。シリンダ部材３のロッド案内部８内に円筒状のガイドスリーブ１７が挿入され、その両端部がオイルシール５及び中間ガイド６に当接して軸方向に固定されている。ガイドスリーブ１７の中間部には、内周溝である内周クラッチ溝１８が形成されている。ガイドスリーブ１７は、内周クラッチ溝１８の加工性を考慮して、内周クラッチ溝１８の中間ガイド６側の端部で軸方向に２分割されて２つの第１ガイドスリーブ１７Ａ及び第２ガイドスリーブ１７Ｂからなり、オイルシール５側の第１ガイドスリーブ１７Ａに内周クラッチ溝１８となる凹部が形成されている。ガイドスリーブ１７は、強度上、金属製が望ましいが、軽量化のためには、強化された合成樹脂を用いてもよい。
【００１６】
第１及び第２ガイドスリーブ１７Ａ、１７Ｂは、外径がシリンダ部材３のロッド案内部８の内径よりも僅かに小さく、第１及び第２ガイドスリーブ１７Ａ、１７Ｂのそれぞれの両端部付近には外周溝１９、２０が形成され、外周溝１９、２０には、それぞれＯリング２１、２２が嵌合されている。これにより、第１及び第２ガイドスリーブ１７Ａ、１７Ｂは、ロッド案内部８との間に僅かな隙間を有し、Ｏリング２１、２２を介して弾性的に支持されている。
【００１７】
ピストンロッド２には、ガイドスリーブ１７に対向して中間部に外周溝である外周クラッチ溝２３が形成されている。内周クラッチ溝１８と外周クラッチ溝２３とは、深さがほぼ等しく、また、これらの軸方向端部はテーパ状に形成されている。
【００１８】
ガイドスリーブ１７とピストンロッド２との間には、円筒状のクラッチ部材２４が軸方向に沿って摺動可能に案内されている。クラッチ部材２４の側壁には、放射状すなわち径方向に沿って等間隔に配置された案内穴である複数のボール穴２５が貫通されている。それぞれのボール穴２５には、係合体となる転動体であるボール２６（鋼球）がボール穴２５の軸方向（クラッチ部材２４の径方向）に沿って移動可能に案内されている。ボール２６の直径は、ボール穴２５の直径とほぼ等しく、また、クラッチ部材２４の肉厚と内周クラッチ溝１８の深さ（外周クラッチ溝１８の深さと等しい）の和にほぼ等しくなっている。これにより、ボール２６は、クラッチ部材２４がガイドスリーブ１７とピストンロッド２との間に挿入された状態では、必ず、ピストンロッド２の外周クラッチ溝２３に係合した状態（図１参照）又はガイドスリーブ１７の内周クラッチ溝１８に係合した状態（図２参照）となる。ボール２６の保持部材であるクラッチ部材２４と、ボール２６とにより、ピストンロッド２に係脱するクラッチ手段を構成している。
【００１９】
中間ガイド６とクラッチ部材２４との間には、バネ手段であるコイルバネ２７（圧縮バネ）が介装されて、そのバネ力によってクラッチ部材２４を常時オイルシール５側へ向かって付勢している。クラッチ部材２４の一端部には、円筒状のバネ受部２８が同心上に一体的に形成されており、コイルバネ２７の一端部がバネ受部２８の外周に嵌合されてクラッチ部材２４に結合されている。また、中間ガイド６の一端部には、円筒状のバネ受部２９が同心上に一体的に形成されており、コイルバネ２７の他端部がバネ受部２９の外周に嵌合されて中間ガイド６に結合されている。このようにバネ受部２８、２９により、コイルバネ２７の両端部を位置決めすることにより、コイルバネ２７を円滑に伸縮させることができる。また、クラッチ部材２４及び中間ガイド６のバネ受部２８、２９の先端部は、テーパ状に形成されており、コイルバネ２７が伸縮したとき、コイルバネ２７を構成する線材がバネ受部２８、２９に干渉しないようにしている。これにより、コイルバネ２７を確実に位置決めしつつ、線材の干渉による異音の発生を防止することができる。
【００２０】
シリンダ部材３の底部及びピストンロッド２の突出側の先端部には、それぞれシリンダ装置１をリンク結合するための取付部３０、３１が取付けられており、これらの取付部３０、３１の形状は、扉等の被取付部材に合わせた形状とすることができる。
【００２１】
以上のように構成したシリンダ装置の作動について次に説明する。
図３は、シリンダ装置１が装着される開き戸６０の一例を平面視した説明図である。図３に示すように、戸開き戸６０は、扉枠６１に、ヒンジ６２によって扉６３を開閉可能に取付けたものであり、図３中符号（Ａ）は、扉６３の閉位置を示し、符号（Ｃ）は、閉位置（Ａ）からほぼ９０°開いた全開位置を示し、符号（Ｂ）は、閉位置（Ａ）と全開位置（Ｃ）との中間位置（閉位置（Ａ）からほぼ４５°開いた位置）を示している。
【００２２】
シリンダ装置１は、シリンダ部材３側の取付部３０を戸枠６１側に固定されたブラケット６４に回動可能にピン結合し、ピストンロッド２側の取付部３１を扉６３側に固定されたブラケット６５に回動可能にピン結合して開き戸６０に装着し、扉６３の開閉を補助する扉開閉装置として使用することができる。このとき、ピストンロッド２は、扉６３が閉位置（Ａ）又は全開位置（Ｃ）にあるとき、伸長長さが最大となり、中間位置（Ｂ）にあるとき、伸長長さが最小となり、この位置では、開き戸６０のヒンジ６２がシリンダ装置１の軸線の延長線上にある。
【００２３】
図３を参照して、扉６３が中間位置（Ｂ）から開閉方向に所定範囲内にある場合、ピストンロッド２のシリンダ部材３からの突出長さは、最小位置から所定の範囲にある。このとき、図２に示すように、ピストンロッド２の外周クラッチ溝２３がガイドスリーブ１７の内周クラッチ溝１８に対して中間ガイド６側にある。この状態では、クラッチ部材２４のボール穴２５に挿入されたボール２６は、ガイドスリーブ１７の内周クラッチ溝１８に係合し、ピストンロッド２の外周面に当接して径方向内側への移動が規制されて、クラッチ部材２４をガイドスリーブ１７に対して軸方向に固定すると共に、ピストンロッド２の軸方向の移動を許容する。これにより、コイルバネ２７のバネ力は、ボール２６によってガイドスリーブ１７に対して軸方向に固定されたクラッチ部材２４によって支持されることになり、ピストンロッド２には作用しない。この範囲をフリー区間という。
【００２４】
一方、ピストンロッド２の伸縮に対して、ピストン１２が移動して、シリンダ室１１内の作動液が連通路１４を流通することにより、減衰力発生機構１５によって減衰力が作用する。このとき、ピストンロッド２の伸び行程時には、連通路１４のロッド側室１１Ａ側からボトム側室１１Ｂ側への作動液の流れに対して、減衰力発生機構１５がオリフィスとして機能して所定の減衰力を発生する。また、縮み行程時には、減衰力発生機構１５が連通路１４のボトム側室１１Ｂ側からロッド側室１１Ａ側への作動液の流れを許容して、減衰力が小さくなる。
【００２５】
前述のフリー区間では、ピストンロッド２の伸縮に対して、コイルバネ２７のバネ力は作用せず、主にピストン１２の移動による減衰力のみが作用する。また、シリンダ室１１内の容積変化によってガス室１０内のガスが圧縮、膨張するが、ガス室１０内は大気圧程度の低圧であるため、この圧力はピストンロッド２の伸縮に殆ど影響しない。このように、フリー区間では、殆ど抵抗を生じることなくピストンロッド２を自由に伸縮させることができるので、扉６３を自由に開閉両方向に移動させることができる。
【００２６】
扉６３をフリー区間を越えて閉位置（Ａ）又は全開位置（Ｃ）付近まで移動させると、図１に示すように、ピストンロッド２が伸長して、その外周クラッチ溝２３がガイドスリーブ１７の内周クラッチ溝１８を越えてオイルシール５側へ移動する。このとき、ピストンロッド２のシリンダ部材３からの突出長さが所定長さに達して、ピストンロッド２の外周クラッチ溝２３がガイドスリーブ１７の内周クラッチ溝１８を通過する際、内周クラッチ溝１８に係合してクラッチ部材２４をガイドスリーブ１７に固定していたボール２６がピストンロッド２の外周クラッチ溝２３に係合し、クラッチ部材２４は、ガイドスリーブ１７に対する軸方向の固定が解除されると共に、ピストンロッド２に対して軸方向に固定される。これにより、コイルバネ２７のバネ力がクラッチ部材２４を介してピストンロッド２に作用して、ピストンロッド２を伸長方向に付勢する。その結果、扉６３は、閉位置（Ａ）付近にある場合、閉位置（Ａ）まで自動的に移動し、また、全開位置（Ｃ）付近にある場合、全開位置（Ｃ）まで自動的に移動して保持されることになる。このような区間を付勢区間という。
【００２７】
この付勢区間では、ピストンロッド２の伸長に対して、減衰力発生機構１５が前述のようにオリフィスとして機能して所定の減衰力を発生させるので、扉６３の移動速度を適度に減速することができ、扉６３の開閉時の衝撃及び騒音を軽減することができる。
【００２８】
ピストンロッド２のシリンダ部材３からの突出長さが所定長さとなって上述のフリー区間と付勢区間とが切換る際、ボール２６がガイドスリーブ１７の内周クラッチ溝１８又はピストンロッド２３の外周クラッチ溝２３に係合することによって、いくらかの打音が発生することになる。これに対して、ガイドスリーブ１７Ａ、１７Ｂは、Ｏリング２１、２２によって弾性的に支持され、シリンダ部材３に直接接触していないので、シリンダ部材３に伝達される打音を低減して騒音の発生を抑制することができる。
【００２９】
次に、シリンダ装置１の製造方法について主に図４及び図５を参照して説明する。
先ず、図４（Ａ）に示すように、取付部３１が取付けられたピストンロッド２をロッドガイド４、オイルシール５及び第１ガイドスリーブ１７Ａに挿入してこれらを組み立てる。クラッチ部材２４の４つのボール穴２５にボール２６を装填する。このとき、ボール２６及びボール穴２５の少なくとも一方に適度な粘性又は粘着性を有する粘性剤を塗布しておく。これにより、ボール２６をクラッチ部材２４のボール穴２５内で保持することができる。
【００３０】
この粘性剤は、クラッチ部材２４及びボール２６がシリンダ装置１に組込まれた状態で、ボール穴２５内でのボール２６の移動に悪影響を及ぼさない性状のものとする。粘性剤としては、例えば、組付後、潤滑剤として作用し、シリンダ部材３内の作動液に悪影響を及ぼさないグリスが望ましい。あるいは、組付時に一時的にクラッチ部材２４とボール２６とを接着、保持するが、組付後は、シリンダ部材３内の作動液中で接着性が消失する接着剤のようなものでもよい。
【００３１】
次に、図４（Ｂ）に示すように、粘性剤によってボール２６を保持したクラッチ部材２４をピストンロッド２を挿通しながら第１ガイドスリーブ１７Ａ内に挿入する。この状態では、粘性剤の粘性、接着性が失われてもボール２６が脱落することはない。そして、コイルバネ２７、第２ガイドスリーブ１７Ｂ、中間ガイド６、減衰力発生機構１５及びピストン１２をピストンロッド２を挿通しながら組付けて、ピストンロッド２の端部にピストン１２を結合する。その後、これらを組付けたアセンブリをシリンダ部材３に挿入し、シリンダ部材３の側壁を内側にかしめて中間ガイド６を固定する。
【００３２】
このように、粘性剤によってクラッチ部材２４のボール穴２５にボール２６を保持するようにしたので、ボール２６を保持したクラッチ部材２４を第１ガイドスリーブ１７Ａに容易に組付けることができ、シリンダ装置１の組立作業性を改善することができる。
【００３３】
次に、図５を参照して、クラッチ部材２４にボール２６を装填して保持させるためのボール組付装置７０について説明する。
図５に示すように、ボール組付装置７０は、略有底円筒状のスリーブ部材７１と、スリーブ部材７１内の底部７１Ａの中心部に立設された軸状の挿入治具７２とを備えている。スリーブ部材７１の円筒部７１Ｂと挿入治具７２とは同心に配置され、挿入治具７２は、テーパ状に尖った先端部７２Ａが円筒部７１Ｂから突出している。
【００３４】
挿入治具７２は、その外径がクラッチ部材２４の内径よりもやや小さく、クラッチ部材２４に容易に挿入可能となっている。スリーブ部材７１の円筒部７１Ｂは、その内径がクラッチ部材２４の外径よりもやや大きく、クラッチ部材２４を容易に挿入可能となっている。更に、スリーブ部材７１の円筒部７１Ｂの内周の半径と挿入治具７２の外周の半径との差Ｄは、ボール２６の直径よりもやや大きい。これにより、クラッチ部材２４は、４つのボール穴２５にボール２６を装填、保持した状態で、挿入治具７２とスリーブ部材７１の円筒部７１Ｂとの間に挿入されたとき、軸方向及び回転方向に移動させることができる。
【００３５】
挿入治具７２には、図５に示すクラッチ部材２４をスリーブ部材７１の円筒部７１Ｂに挿入して底部７１Ａに当接させた状態（以下、セット状態という）で、クラッチ部材２４の４つのボール穴２５にそれぞれ対向する部位に開口するように放射状に延びる粘性剤通路７３が形成されている。粘性剤通路７３は、さらに挿入治具７２の軸芯に沿って延ばされて、粘性剤供給手段Ｓに接続されている。粘性剤供給手段Ｓは、手動により又はポンプ、シリンダ装置等の作動により、粘性剤を粘性剤通路７３に供給する。
【００３６】
スリーブ部材７１の円筒部７１Ｂの上部には、上述のセット状態のクラッチ部材２４のボール穴２５に連通可能な円筒状のボール給送路７４が設けられている。そして、セット状態にあるクラッチ部材２４を回転させてボール穴２５をボール給送路７４に連通させることにより、ボール給送路７４を通してボール２６をボール穴２５に装填できるようになっている。
【００３７】
次に、ボール組付装置７０を用いて、クラッチ部材２４の４つのボール穴２５にボール２６を装填して保持する工程について説明する。
先ず、クラッチ部材２４を挿入治具７２及びスリーブ部材７１の円筒部７１Ｂに挿入し、底部７１Ａに当接させてセット状態とする。このとき、円筒部７１Ｂから突出した挿入治具７２の先端部７２Ａがテーパ状に尖っているので、クラッチ部材２４を容易に挿入することができる。
【００３８】
次いで、ボール給送路７４に複数のボール２６を挿入し、クラッチ部材２４を回転させる。これにより、クラッチ部材２４のボール穴２５とボール給送路７４とが連通したとき、ボール２６がボール穴２５に落込み、装填される。そして、クラッチ部材２４を更に回転させることより、順次４つのボール穴２５にボール２６が装填される。クラッチ部材２４の４つのボール穴２５にボール２６を装填した後、ボール穴２６を粘性剤通路７３に連通させ、粘性剤供給手段Ｓによって粘性剤を供給する。これにより、粘性剤通路７３を通して、ボール穴２５とボール穴２５内に装填されたボール２６との隙間に粘性剤が注入される。このとき、ボール穴２５とボール給送路７４との位置をずらしておくことにより、粘性剤の圧力によってボール２６がボール給送路７４に戻るのを防止することができる。その後、クラッチ部材２４をボール組付装置７０から取外す。このようにして、クラッチ部材２４の４つのボール穴２５にボール２６を装填し、粘性剤によってボール２６をボール穴２５内で保持することができる。
【００３９】
本発明の粘性剤は、ボール２６をボール穴２５内に保持するために必要なものであって、ボール２６がガイドスリーブ１７Ａを摺動する際の摺動を助ける作用をする必要性はない。これは、ボール２６がガイドスリーブ１７Ａを摺動する際には、シリンダ部材３内の作動油が摺動を助ける作用をなすためである。よって、粘性剤は、シリンダ内の油液に溶ける材料であってもよい。
【００４０】
次に、クラッチ部材２４のボール穴２５にボールを保持する保持手段の他の実施形態について、主に図６を参照して説明する。
図６に示すように、本実施形態では、保持手段として、粘性剤を用いず、ボール穴２５の両端部の内周縁部に複数の突出部７４を形成している。突出部７４は、その先端部の内径がボール２６の外径よりも僅かに小さく、クラッチ部材２４が撓むことにより、ボール２６をボール穴２５に圧入することができ、ボール２６がボール穴２５に装填された後は、ボール２６に当接することにより、ボール２６をボール穴２５内で保持できるようになっている。また、ボール穴２６に装填されたボール２６は、突出部７４間でクラッチ部材２４の径方向に移動可能で（図６の仮想線参照）、ピストンロッド２の内周クラッチ溝２３及び第１ガイドスリーブ１７Ａの外周クラッチ溝１８に係合できるようになっている。突出部７４は、ボール穴２５の内周縁部に適当な間隔で複数形成してもよく、また、ボール穴２５の内周縁部の全周にわたって形成してもよい（符号７４Ａ参照）。
【００４１】
これにより、シリンダ装置１の組立工程において、４つのボール２６を保持した状態のクラッチ部材２４を第１ガイドスリーブ１７Ａに容易に組付けることができ、上記実施形態と同様、シリンダ装置１の組立作業性を改善することができる
【００４２】
なお、上述の実施形態及び他の実施形態において、ボール２６の代わりに、内周クラッチ溝１８及び外周クラッチ溝２３に係合することにより、クラッチ部材２４をガイドスリーブ１７又はピストンロッド２に選択的に固定できるものであれば、ローラ等の他の転動体、あるいは、転動せずに摺動するカム部材等の係合体を用いてもよい。
【００４３】
また、上記実施形態及び他の実施形態では、作動液の流れる流路面積を絞ることによって減衰力を得ているが、いわゆる摩擦ダンパのように、ピストンとシリンダの間の摩擦によって減衰力を得てもよく、減衰力を発生できる構造であれば、他の構造であってもよい。また、作動液の代りに作動流体としてガスを用いることもできる。但し、作動流体として作動液を用いることで、最も安定した減衰力を得ることが期待できる。
【符号の説明】
【００４４】
１ シリンダ装置、２ ピストンロッド（摺動部材）、３ シリンダ部材、１８ 内周クラッチ溝、２３ 外周クラッチ溝、２４ クラッチ部材、２６ ボール（係合体）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダ部材と、該シリンダ部材内を摺動する摺動部材と、該摺動部材の外周部に設けられた外周クラッチ溝と、該外周クラッチ溝に対向して前記シリンダ部材の内周側に設けられた内周クラッチ溝と、前記外周クラッチ溝及び前記内周クラッチ溝の少なくとも一方に係合する係合体と、前記係合体を前記シリンダ部材の径方向に沿って移動可能に案内するクラッチ部材とを備え、
少なくとも前記クラッチ部材を組付けるとき、前記クラッチ部材に前記係合体を保持する保持手段を設けたことを特徴とするシリンダ装置。
【請求項２】
前記保持手段は、粘性を有する粘性剤であることを特徴とする請求項１に記載のシリンダ装置。
【請求項３】
前記粘性剤は、グリスであることを特徴とする請求項２に記載のシリンダ装置。
【請求項４】
前記保持手段は、前記クラッチ部材に形成されて前記係合体に当接する突出部であることを特徴とする請求項１に記載のシリンダ装置。
【請求項５】
前記クラッチ部材は、円筒状で、その側壁に径方向に沿って延びて前記係合体が挿入される複数の案内穴が形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のシリンダ装置。
【請求項６】
シリンダ部材と、該シリンダ部材内を摺動する摺動部材と、該摺動部材の外周部に設けられた外周クラッチ溝と、該外周クラッチ溝に対向して前記シリンダ部材の内側に設けられた内周クラッチ溝と、前記外周クラッチ溝及び前記内周クラッチ溝の少なくとも一方に係合する係合体と、円筒状で、その側壁に径方向に沿って延びて前記係合体が挿入される複数の案内穴が形成されたクラッチ部材とを備えたシリンダ装置の製造方法であって、
前記クラッチ部材の案内穴に前記係合体を挿入する工程と、粘性を有する粘性剤を前記クラッチ部材の内周側から前記案内穴に供給し、前記粘性剤によって前記案内穴内で前記係合体を保持する工程と、前記係合体を保持した前記クラッチ部材を前記摺動部材の外周に挿入する工程とを有していることを特徴とするリンダ装置の製造方法。
【請求項７】
作動流体を収容したシリンダ部材と、該シリンダ部材内を摺動するピストンロッドと、バネ機構とを備え、
前記バネ機構は、前記ピストンロッドの外周部に設けられた外周クラッチ溝と、該外周クラッチ溝に対向して前記シリンダ部材の内側に設けられた内周クラッチ溝と、前記ピストンロッドの前記シリンダ部材に対して所定長さ以上移動した状態のとき、前記外周クラッチ溝と係合して前記ピストンロッドに対して軸方向に固定されると共に前記シリンダに対して軸方向に移動可能となり、前記ピストンロッドの前記シリンダ部材に対して移動した長さが所定未満の状態のとき、前記内周クラッチ溝と係合して前記シリンダに対して軸方向に固定されると共に前記ピストンロッドに対して軸方向に移動可能となるクラッチ手段と、前記クラッチ手段を付勢するバネ手段とを含み、
前記クラッチ手段は、前記外周クラッチ溝及び前記内周クラッチ溝の少なくとも一方に係合した状態で前記シリンダ部材側の前記内周クラッチ溝が設けられた内周面と前記ピストンロッドの外周面との間に挿入される複数の係合体と、前記係合体を前記シリンダ部材の径方向に沿って移動可能に案内するクラッチ部材とを含み、
少なくとも前記クラッチ部材を組付けるとき、前記クラッチ部材に前記係合体を保持する保持手段を設けたことを特徴とするシリンダ装置。
【請求項８】
前記クラッチ部材は、円筒状で、その側壁に径方向に沿って延びて前記係合体が挿入される複数の案内穴が形成され、前記保持手段として、前記案内に粘性を有する粘性剤を塗布したことを特徴とする請求項７に記載のシリンダ装置。
【請求項９】
前記クラッチ部材は、円筒状で、その側壁に径方向に沿って延びて前記係合体が挿入される複数の案内穴が形成され、前記保持手段として、前記案内穴に前記係合体に当接する突出部を設けたことを特徴とする請求項７に記載のシリンダ装置。
【請求項１０】
作動油が収納されたシリンダ部材と、該シリンダ部材内を摺動するピストンを備えたピストンロッドと、該ピストンロッドの外周部に設けられた外周クラッチ溝と、該外周クラッチ溝に対向して前記シリンダ部材の内周側に設けられた内周クラッチ溝と、前記外周クラッチ溝及び前記内周クラッチ溝の少なくとも一方に係合する係合体と、前記係合体を前記シリンダ部材の径方向に沿って移動可能に案内するクラッチ手段とを備え、
前記クラッチ手段は、前記外周クラッチ溝及び前記内周クラッチ溝の少なくとも一方に係合した状態で前記シリンダ部材側の前記内周クラッチ溝が設けられた内周面と前記ピストンロッドの外周面との間に挿入される複数の前記係合体と、前記係合体を前記シリンダ部材の径方向に沿って移動可能に案内するクラッチ部材とを含み、
前記クラッチ部材にグリスが塗布されていることを特徴とするシリンダ装置。
【請求項１】
シリンダ部材と、該シリンダ部材内を摺動する摺動部材と、該摺動部材の外周部に設けられた外周クラッチ溝と、該外周クラッチ溝に対向して前記シリンダ部材の内周側に設けられた内周クラッチ溝と、前記外周クラッチ溝及び前記内周クラッチ溝の少なくとも一方に係合する係合体と、前記係合体を前記シリンダ部材の径方向に沿って移動可能に案内するクラッチ部材とを備え、
少なくとも前記クラッチ部材を組付けるとき、前記クラッチ部材に前記係合体を保持する保持手段を設けたことを特徴とするシリンダ装置。
【請求項２】
前記保持手段は、粘性を有する粘性剤であることを特徴とする請求項１に記載のシリンダ装置。
【請求項３】
前記粘性剤は、グリスであることを特徴とする請求項２に記載のシリンダ装置。
【請求項４】
前記保持手段は、前記クラッチ部材に形成されて前記係合体に当接する突出部であることを特徴とする請求項１に記載のシリンダ装置。
【請求項５】
前記クラッチ部材は、円筒状で、その側壁に径方向に沿って延びて前記係合体が挿入される複数の案内穴が形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のシリンダ装置。
【請求項６】
シリンダ部材と、該シリンダ部材内を摺動する摺動部材と、該摺動部材の外周部に設けられた外周クラッチ溝と、該外周クラッチ溝に対向して前記シリンダ部材の内側に設けられた内周クラッチ溝と、前記外周クラッチ溝及び前記内周クラッチ溝の少なくとも一方に係合する係合体と、円筒状で、その側壁に径方向に沿って延びて前記係合体が挿入される複数の案内穴が形成されたクラッチ部材とを備えたシリンダ装置の製造方法であって、
前記クラッチ部材の案内穴に前記係合体を挿入する工程と、粘性を有する粘性剤を前記クラッチ部材の内周側から前記案内穴に供給し、前記粘性剤によって前記案内穴内で前記係合体を保持する工程と、前記係合体を保持した前記クラッチ部材を前記摺動部材の外周に挿入する工程とを有していることを特徴とするリンダ装置の製造方法。
【請求項７】
作動流体を収容したシリンダ部材と、該シリンダ部材内を摺動するピストンロッドと、バネ機構とを備え、
前記バネ機構は、前記ピストンロッドの外周部に設けられた外周クラッチ溝と、該外周クラッチ溝に対向して前記シリンダ部材の内側に設けられた内周クラッチ溝と、前記ピストンロッドの前記シリンダ部材に対して所定長さ以上移動した状態のとき、前記外周クラッチ溝と係合して前記ピストンロッドに対して軸方向に固定されると共に前記シリンダに対して軸方向に移動可能となり、前記ピストンロッドの前記シリンダ部材に対して移動した長さが所定未満の状態のとき、前記内周クラッチ溝と係合して前記シリンダに対して軸方向に固定されると共に前記ピストンロッドに対して軸方向に移動可能となるクラッチ手段と、前記クラッチ手段を付勢するバネ手段とを含み、
前記クラッチ手段は、前記外周クラッチ溝及び前記内周クラッチ溝の少なくとも一方に係合した状態で前記シリンダ部材側の前記内周クラッチ溝が設けられた内周面と前記ピストンロッドの外周面との間に挿入される複数の係合体と、前記係合体を前記シリンダ部材の径方向に沿って移動可能に案内するクラッチ部材とを含み、
少なくとも前記クラッチ部材を組付けるとき、前記クラッチ部材に前記係合体を保持する保持手段を設けたことを特徴とするシリンダ装置。
【請求項８】
前記クラッチ部材は、円筒状で、その側壁に径方向に沿って延びて前記係合体が挿入される複数の案内穴が形成され、前記保持手段として、前記案内に粘性を有する粘性剤を塗布したことを特徴とする請求項７に記載のシリンダ装置。
【請求項９】
前記クラッチ部材は、円筒状で、その側壁に径方向に沿って延びて前記係合体が挿入される複数の案内穴が形成され、前記保持手段として、前記案内穴に前記係合体に当接する突出部を設けたことを特徴とする請求項７に記載のシリンダ装置。
【請求項１０】
作動油が収納されたシリンダ部材と、該シリンダ部材内を摺動するピストンを備えたピストンロッドと、該ピストンロッドの外周部に設けられた外周クラッチ溝と、該外周クラッチ溝に対向して前記シリンダ部材の内周側に設けられた内周クラッチ溝と、前記外周クラッチ溝及び前記内周クラッチ溝の少なくとも一方に係合する係合体と、前記係合体を前記シリンダ部材の径方向に沿って移動可能に案内するクラッチ手段とを備え、
前記クラッチ手段は、前記外周クラッチ溝及び前記内周クラッチ溝の少なくとも一方に係合した状態で前記シリンダ部材側の前記内周クラッチ溝が設けられた内周面と前記ピストンロッドの外周面との間に挿入される複数の前記係合体と、前記係合体を前記シリンダ部材の径方向に沿って移動可能に案内するクラッチ部材とを含み、
前記クラッチ部材にグリスが塗布されていることを特徴とするシリンダ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−３１９５３（Ｐ２０１２−３１９５３Ａ）
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１７２９４４（Ｐ２０１０−１７２９４４）
【出願日】平成２２年７月３０日（２０１０．７．３０）
【出願人】（５０９１８６５７９）日立オートモティブシステムズ株式会社 (2,205)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月３０日（２０１０．７．３０）
【出願人】（５０９１８６５７９）日立オートモティブシステムズ株式会社 (2,205)
【Ｆターム（参考）】
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