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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zylindervorrichtung, die das Öffnen/Schließen einer Tür unterstützt. Im Besonderen betrifft die vorliegende Erfindung eine Zylindervorrichtung zur Verwendung als ein Türschließer.
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Es ist ein Türschließer bekannt, bei dem eine Zylindervorrichtung, wie beispielsweise ein Federdämpfer, mit einer schwenkbaren Tür verbunden ist und eine Federkraft und eine Dämpfungskraft auf die Öffnungs- und Schließbewegungen der Tür aufgebracht werden, so dass die Tür automatisch geschlossen werden kann, Öffnungs-/Schließgeschwindigkeiten der Tür eingestellt werden können und die Tür in deren Öffnungsposition beibehalten werden kann. Als diesbezüglichen Stand der Technik offenbart beispielsweise die
japanische Patentanmeldung Veröffentlichungsnummer 2008-2124 einen Türschließer, der diese Art einer Zylindervorrichtung, wie beispielsweise einen Federdämpfer, anwendet.
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In dem Türschließer, der in der
japanischen Patentanmeldung Veröffentlichungsnummer 2008-2124 offenbart ist, ist ein Federdämpfer, bei dem eine Federkraft einer Kompressionsspiralfeder auf eine Betätigungsstange in der Auszugsrichtung wirkt, zwischen einer Tür und einem Türrahmen einer schwenkbaren Tür verbunden, wodurch eine Kraft in der Schließrichtung bereitgestellt wird, wenn die Tür sich in der Nähe der geschlossenen Position befindet, und die Tür in der geöffneten Position beibehalten wird, wenn die Tür sich in der Nähe der vollständig offenen Position befindet, gemäß einem Öffnungsgrad der Tür.
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Allerdings besteht bei der Erfindung, die in der
japanischen Patentanmeldung Veröffentlichungsnummer 2008-2124 offenbart ist, ein Problem. Wenn sich die Tür an dem Mittelpunkt befindet, wo der Federdämpfer maximal zusammengezogen ist, wird nachteilig eine vergleichsweise starke Federkraft erzeugt.
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Die
DE 102 36 137 A1 offenbart eine Federstrebe, bei welcher eine Zugfeder über den gesamten Hub der Feder wirkt.
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Die
DE 40 05 386 C2 offenbart einen hydraulisch gedämpften Schließer für Türen, bei welchem eine Schraubendruckfeder über den gesamten Hubbereich wirkt.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Zylindervorrichtung zur Verwendung als ein Türschließer bereitzustellen, bei der der oben genannte Nachteil gelöst werden kann.
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Um die vorgenannte und andere Aufgaben zu erfüllen, umfasst die Zylindervorrichtung der vorliegenden Erfindung:
ein zylindrisches Zylinderelement;
einen Stange, die so gelagert ist, um relativ zum Zylinderelement axial bewegbar zu sein, wobei die Stange ein Ende aufweist, das von einem Ende des Zylinderelements hervorsteht; und
einen Federmechanismus, der in dem Zylinderelement angeordnet ist, wobei der Federmechanismus aufgebaut ist, um eine Federkraft bereitzustellen, die die Stange in eine Hervorstehrichtung der Stange drängt, wenn eine Vorsprungslänge der Stange von dem Zylinderelement gleich oder größer als eine vorbestimmte Länge ist, und der Stange keine Federkraft bereitzustellen, wenn die Vorsprungslänge der Stange von dem Zylinderelement kürzer als die vorbestimmte Länge ist, wobei der Federmechanismus umfasst: eine Außenumfangskupplungsnut, die an einem Außenumfangsabschnitt der Stange ausgebildet ist; eine Innenumfangskupplungsnut, die auf einer Innenseite des Zylinderelements gegenüber der Außenumfangskupplungsnut ausgebildet ist; eine Kupplungseinheit, die aufgebaut ist, um relative zur Stange axial fixiert zu sein und relativ zum Zylinderelement axial bewegbar zu sein, indem diese mit der Außenumfangskupplungsnut in Eingriff gerät, wenn die Vorsprungslänge der Stange von dem Zylinderelement gleich oder größer als die vorbestimmte Länge ist, und relativ zum Zylinderelement axial fixiert zu sein und relativ zur Stange axial bewegbar zu sein, indem diese mit der Innenumfangskupplungselement in Eingriff gerät, wenn die Vorsprungslänge der Stange von dem Zylinderelement kleiner als die vorbestimmte Länge ist; und eine Federeinheit, die wirkt, um die Kupplungseinheit zu drängen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine vertikale Querschnittsansicht eines Federdämpfers als eine Zylindervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welche die Zylindervorrichtung mit einer Kolbenstange darstellt, die in ein Zylinderelement maximal zurückgezogen ist;
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2 ist eine äußere perspektivische auseinandergezogene Ansicht, welche einen Kupplungsring mit Kupplungskugeln darstellt;
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3 ist eine schematische Ansicht einer Tür mit einem dran angebrachten Federdämpfer gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei die Tür in einem geschlossenen Zustand dargestellt ist;
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4 ist eine vertikale Querschnittsansicht des Federdämpfers, der in 3 gezeigt ist;
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5 ist eine schematische Ansicht, vergleichbar mit 3, welche die Tür in einem leicht geöffneten Zustand darstellt;
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6 ist eine vertikale Querschnittsansicht des Federdämpfers, vergleichbar mit 1, welche die Kolbenstange etwas in das Zylinderelement gedrückt darstellt;
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7 ist eine schematische Ansicht, vergleichbar mit 3, welche die Tür darstellt, wenn sich ein vorderes Ende der Kolbenstange an einem Totpunkt befindet;
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8 ist eine schematische Ansicht, vergleichbar mit 3, welche die Tür darstellt, die in die Öffnungsrichtung gedrängt ist und gleichzeitig von einer Dämpfungskraft beeinflusst wird;
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9 ist eine vertikale Schnittansicht des Federdämpfers, vergleichbar mit 1, welche die Kolbenstange maximal ausgezogen darstellt;
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10 ist eine vertikale Querschnittsansicht einer Zylindervorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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11 ist eine vertikale Querschnittsansicht der Zylindervorrichtung, die in 10 gezeigt ist, wobei eine Kolbenstange ausgezogen ist;
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12 ist eine vertikale Querschnittsansicht der Zylindervorrichtung, die in 10 gezeigt ist, wobei die Kolbenstange zu einem Hubende ausgezogen ist;
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13 ist eine erweiterte vertikale Querschnittsansicht eines Kolbenabschnitts der Zylindervorrichtung, die in 10 gezeigt ist;
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14 ist eine Endansicht des Kolbens der Zylindervorrichtung, die in 10 gezeigt ist;
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15 ist eine Endansicht eines Verschlusses der Zylindervorrichtung, die in 10 gezeigt ist;
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16 ist eine erweiterte vertikale Querschnittsansicht eines Kolbenabschnitts einer Zylindervorrichtung gemäß einer ersten Variation der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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17 ist eine Endansicht eines Kolbens der Zylindervorrichtung, die in 16 gezeigt ist;
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18 ist eine Endansicht eines Verschlusses der Zylindervorrichtung, die in 16 gezeigt ist;
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19 ist eine vertikale Querschnittsansicht einer Zylindervorrichtung gemäß einer zweiten Variation der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
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20 ist eine vergrößerte vertikale Querschnittsansicht eines Zylinderabschnitts einer Zylindervorrichtung gemäß einer dritten Variation der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG
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ERSTE AUSFÜHRUNGSFORM
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Im Folgenden wird ein Federdämpfer als eine Zylindervorrichtung einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. In der ersten Ausführungsform wird der Federdämpfer gemäß der vorliegenden Erfindung für die Öffnungs-/Schließsteuerung einer Schwingtür verwendet.
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Bezugnehmend auf 1 bezeichnet Referenzzeichen 1 einen gesamten Zylinder des Federdämpfers (zylindrische Vorrichtung). Der Zylinder 1 umfasst einen ersten Zylinder 3 und einen zweiten Zylinder 5, die entlang einer axialen Richtung und über eine Trennwand 6 miteinander verbunden sind. Der erste Zylinder 3 ist mit Betriebsöl gefüllt, und ein Kolben 2 ist in den ersten Zylinder 3 verschiebbar eingepasst. Ein zylindrischer Kupplungsring 4 ist in den zweiten Zylinder 5 verschiebbar eingepasst.
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In der dargestellten Ausführungsform ist die Trennwand 6 durch einen zylindrischen Körper, der eine Einbringöffnung aufweist, durch die eine Kolbenstange 7 eindringt, und einen Trennwandstopfen (nicht bezeichnet) gebildet, der um die Kolbenstange 7 flüssigkeitsfest angepasst ist.
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Öffnungsenden des ersten und zweiten Zylinders 3 und 5 sind entsprechend durch erste und zweite Abdeckstopfen 8 und 9 geschlossen.
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Die Kolbenstange 7, die in dem Zylinder 1 angeordnet ist, dringt durch den zweiten Abdeckstopfen 9 und die Trennwand 6 ein. Der Kolben 2 ist an einem Innenseitenende der Kolbenstange 7, die sich in dem ersten Zylinder 3 erstreckt, angebracht.
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Der Kupplungsring 4, der durch einen dicken zylindrischen Abschnitt gebildet wird, ist um einen Abschnitt der Kolbenstange 7 in dem zweiten Zylinder 5 angepasst.
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Wie es in 2 gezeigt ist, enthält der Kupplungsring 4 eine Mehrzahl von Kugel enthaltenden Öffnungen 11, die so gleichwinklig ausgebildet sind, dass sie radial durch den zylindrischen Abschnitt des Kupplungsrings 4 eindringen (in der dargestellten Ausführungsform sind vier Öffnungen 11 ausgebildet). Kupplungskugeln 12 sind entsprechend so in den Kugel enthaltenden Öffnungen 11 enthalten, um in der radialen Richtung des Kupplungsrings 4 bewegbar zu sein.
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Eine ringförmige Innenumfangskupplungsnut 13 (gezeigt in 4) und eine ringförmige Außenumfangskupplungsnut 14 sind entsprechend an vorbestimmten Positionen in der axialen Richtung auf der Innenumfangsoberfläche des zweiten Zylinders 5 und der Außenumfangsoberfläche der Kolbenstange 7 in dem zweiten Zylinder 5 zum Enthalten und Eingreifen eines Teils der Kupplungskugel 12 ausgebildet. In der dargestellten Ausführungsform weisen die Kupplungsnuten 13 und 14 jeweils einen trapezoidförmigen Querschnitt auf. Die Innenumfangskupplungsnut 13 und die Außenumfangskupplungsnut 14 weisen ungefähr gleiche Tiefen auf. Der Durchmesser der Kupplungskugel 12 ist gleich der Summe der Dicke der Seitenwand des Kupplungsrings 4 und der Tiefe der Innenumfangskupplungsnut 13 und ist auch gleich der Summe der Dicke der Seitenwand des Kupplungsrings 4 und der Tiefe der Außenumfangskupplungsnut 14.
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Eine Kompressionsspiralfeder 15 ist elastisch zwischen der Trennwand 6 und dem Kupplungsring 4 angeordnet. Der Kupplungsring 4 wird von der elastischen Kraft der Kompressionsspiralfeder 15 nach links gedrängt, betrachtet in 1, d. h. zur Ausgangsseite des zweiten Zylinders 5 gedrängt. In 1 sind die Kupplungskugeln 12 so in der Innenumfangskupplungsnut 13 und den Kugel enthaltenden Öffnungen 11 des Kupplungsrings enthalten, dass der Kupplungsring 4 mit der Innenumfangsoberfläche des zweiten Zylinders 5 eingreift, wodurch die elastische Kraft der Kompressionsspiralfeder 15 von dem zweiten Zylinder 5 unterstützt wird.
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Der Kolben 2 in dem ersten Zylinder 3 weist eine Mündungseinheit auf, die während eines Auszugshubs der Kolbenstange 7 als ein Dämpfer dient.
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Da einen solche Mündungseinheit bekannt ist, wird sie hierin nicht im Detail beschrieben. Beispielsweise kann die Mündungseinheit aus einer flexiblen Mündungsplatte benachbart zu einer Mündungsöffnung, die eine Öffnung auf der linken Seite abdeckt, wie es in 1 gezeigt ist, einer Kommunikationsöffnung 16, welche axial in den Kolben 2 eindringt, gebildet werden. Die Mündungseinheit kann eine mit einer eines Kolbenabschnitts einer dritten Ausführungsform, die später beschrieben wird, vergleichbare Struktur aufweisen.
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Wie es in 1 gezeigt ist, ist der Kolben 2 in der Innenwand des ersten Zylinders 3 angepasst, und die Innenseite des ersten Zylinders 3 erweitert sich und eine Abstandsnut 17 wird an einer Position des Kolbens 2 ausgebildet, wenn die Kolbenstange 7 von dem Kupplungsring 4 frei ist, wobei die Kupplungskugeln 12 in der Innenumfangskupplungsnut 13 und den Kugeln enthaltenden Öffnungen 11 enthalten sind.
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In 1 bezeichnet das Referenzzeichen 18 eine Luftkammer, die in dem ersten Zylinder 3 ausgebildet ist. Die Luftkammer 18 ist von dem ersten Zylinder 3 durch einen freien Kolben 19 flüssigkeitsfest getrennt und dient dazu, eine Kompression und Kontraktion des Betriebsöls, die durch eine Temperaturänderung verursacht werden, zu absorbieren. Da eine solche Luftkammer herkömmlich bekannt ist und nicht den Hauptpunkt der vorliegenden Erfindung darstellt, wird diese im Folgenden nicht im Detail beschrieben.
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In der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der Federdämpfer, der, wie es oben erwähnt ist, aufgebaut ist, zum Steuern des Öffnens/Schließens einer Tür 22 verwendet. Beispielsweise, wie es in 3 gezeigt ist, ist eine Vorderseite 21 der Kolbenstange 7 schwingbar mit entweder der Tür 22 oder einem Türrahmen über eine Halterung verbunden, und ein Basisende 24 des Zylinders 1 ist schwingbar mit dem anderen der Tür 22 oder dem Rahmen über eine Halterung verbunden.
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4 zeigt die Positionsbeziehung zwischen den Komponenten des Federdämpfers zu dieser Zeit. Wenn die Tür 22 aus diesem Zustand geöffnet wird, wird die Kolbenstange 7 in den Zylinder 1 gedrückt, wie es in 5 gezeigt ist, und folglich wird die Kolbenstange 7 des Federdämpfers nach rechts bewegt, wie es in 6 gezeigt ist.
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Zu dieser Zeit, obwohl die Kolbenstange 7 in der Richtung gedrückt wird, welche die Kompression der Spiralfeder 15 bewirkt, um komprimiert zu werden, verformt sich die nicht gezeigte Mündungsplatte des Kolbens 2 elastisch, so dass das Betriebsöl von rechts nach links durch die Kommunikationsöffnung 16 bewegt wird (gezeigt in 6), wodurch die Kolbenstange 7 mit einer geringen Kraft in den Zylinder 1 gedrückt werden kann, da keine Dämpfungskraft auf die Kolbenstange 7 wirkt.
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Wenn sich die Kolbenstange an einer Position befindet, die in 6 gezeigt ist, sind die Innenumfangskupplungsnut 13 und die Außenumfangskupplungsnut 14 so ausgerichtet, dass diese eine gleiche axiale Position aufweisen, so dass die Kupplungskugeln 12, die in der Außenumfangskupplungsnut 14 und den Kugel enthaltenden Öffnungen 11 bis dahin aufgenommen waren, in der Innenumfangskupplungsnut 13 und den Kugel enthaltenden Öffnungen 11 aufgenommen werden, wodurch die Kolbenstange 7 freigesetzt wird und von dem Kupplungsring 4 frei wird.
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Folglich kann sich die Kolbenstange 7 ohne Komprimieren der Kompressionsspiralfeder 15 bewegen, so dass die Kolbenstange 7 mit einer weiteren kleinen Kraft in den Zylinder 1 gedrückt werden kann.
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Wenn die Tür weiter geöffnet wird, werden die Schwenkachse 25 eines Scharniers der Tür, die Vorderseite 21 der Kolbenstange 7 und das Basisende 24 des Zylinders entlang einer geraden Linie, wie es in 7 gezeigt ist, ausgerichtet, und die Kolbenstange 7 wird maximal in den Zylinder 1 gedrückt, wie es in 1 gezeigt ist (der sog. Totpunkt).
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Wenn die Tür weiter von dem Zustand geöffnet wird, der in 7 gezeigt ist, werden die Kolbenstange 7 und der Kolben 2 von dem Zustand, der in 1 gezeigt ist, nach links bewegt. Zu dieser Zeit wird die Mündungseinheit aktiviert und folglich beginnt eine Dämpfungskraft aufgrund der Mündungseinheit auf den Kolben 2 zu wirken. Allerdings wird der Innendurchmesser des Zylinders 3 um den Kolben 2 aufgeweitet, so dass das Betriebsöl durch den Raum zwischen der Außenumfangsoberfläche des Kolbens 2 und der Abstandsnut 17 von links nach rechts, wie es in 1 gezeigt ist, fließt, und die Kolbenstange 7 kann ohne eine Last nach links bewegt werden.
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Anschließend wird die Kolbenstange 7 zur Position ausgezogen, die in 6 gezeigt ist. Zu dieser Zeit ist die Tür 22 beispielsweise ungefähr 70° geöffnet, wie es in 8 gezeigt ist. Gleichzeitig werden die Kupplungskugeln 12 in der Außenumfangskupplungsnut 14 und den Kugel enthaltenden Öffnungen 11 so aufgenommen, dass die Kolbenstange 7 und der Kupplungsring 4 integral miteinander gekoppelt sind.
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Von dieser Zeit empfängt die Kolbenstange 7 die elastische Kraft der Kompressionsspiralfeder 15, und der Kolben 2 tritt in einen Abschnitt eines kleinen Durchmessers des ersten Zylinders 3 ein, während die Mündungseinheit arbeitet. Folglich wird die Tür 22, die mit der Kolbenstange 7 gekoppelt ist, in die Öffnungsrichtung gedrängt, während diese von der Dämpfungskraft beeinflusst ist.
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Auf diese Weise kann der Federdämpfer gemäß der vorliegenden Erfindung als ein neuer Türöffner (automatische Türöffnungsvorrichtung) dienen.
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Zu dieser Zeit, wie es in 9 gezeigt ist, wenn die Kolbenstange 7 maximal ausgezogen ist, kann die Kolbenstange 7 als ein Stopper der Tür 22 dienen.
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Wenn die Tür 22 von diesem Zustand geschlossen wird, wird die Kolbenstange 7 in den Zylinder 1 gedrückt, während die Kompressionsspiralfeder 15, wie es in 4 gezeigt ist, komprimiert wird. Zu dieser Zeit, da die Mündungseinheit nicht aktiviert ist, kann die Tür mit einer geringen Kraft geschlossen werden.
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Wenn die Tür 22 weiter geschlossen wird, wird die Kolbenstange 7 gedrückt, bis sich der Federdämpfer in dem Zustand befindet, wie er in den 6 und 1 gezeigt ist. Wenn die Tür 22 weiter in die Schließrichtung von dem Zustand, der in 7 gezeigt ist, bewegt wird (der Federdämpfer wird weiter von dem Zustand, der in 1 gezeigt ist nach links bewegt), beginnt die Kolbenstange 7 des Federdämpfers mit einem Ausziehhub. Nachdem die Kolbenstange 7 die Position erreicht, die in 6 gezeigt ist, d. h. der Öffnungswinkel der Tür 22 wird beispielsweise 22°, wird die Dämpfungskraft gegen das Schließen der Tür 22 auf den Kolben 2 aufgebracht.
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Als Ergebnis kann der Federdämpfer zu dieser Zeit als ein Türschließer dienen. Wenn der Federdämpfer sich in dem Zustand befindet, der in 4 gezeigt ist, ist die Tür 22 vollständig geschlossen und dieses Schließen wird elastisch beibehalten.
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ZWEITE AUSFÜHRUNGSFORM
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In der ersten Ausführungsform ist die Kompressionsspiralfeder 15 elastisch zwischen der Trennwand 6 und dem Kupplungsring 4 angeordnet. Allerdings kann die Kompressionsspiralfeder 15 elastisch zwischen dem zweiten Abdeckstopfen 9 und dem Kupplungsring 4 vorgesehen sein. In diesem Fall kann der Federdämpfer die Dämpfungskraft während eines Kompressionshubs des Kolbens 7 aufbringen (nicht gezeigt).
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Es sollte bemerkt werden, dass in diesem Fall die Innenumfangskupplungsnut 13 und die Außenumfangsnut 14 entsprechend an geeigneten Positionen in der Längsrichtung der Kolbenstange 7 gemäß dem eingestellten Ausziehbetrag der Kolbenstange 7 ausgebildet sein sollten.
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DRITTE AUSFÜHRUNGSFORM
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Die dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf die 10 bis 15 beschrieben.
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10 zeigt einen vertikalen Querschnitt einer Zylindervorrichtung der dritten Ausführungsform. Wie es in 10 gezeigt ist, weist in einer Zylindervorrichtung 30 ein im Wesentlichen zylindrisches bodenseitig geschlossenes Zylinderelement 31 ein offenes Ende auf, durch das eine Stangenführung 32 eingebracht ist. Die Stangenführung 32 weist einen Innenumfangsabschnitt auf, der als ein Lager dient, das eine gleitende Bewegung der Kolbenstange 40 empfängt. Die Stangenführung 32 ist an dem Zylinderelement 31 durch Verpressen des offenen Endes des Zylinderelements 31 befestigt. Eine Gummiöldichtung 33 ist in der Stangenführung 32 angebracht. Die Öldichtung 33 stellt eine Dichtung zwischen dem Innenbereich und dem Außenbereich des Zylinderelements 31 bereit. Die Öldichtung 33 weist einen darin eingebetteten Metallring auf. Eine mittlere Stangenführung 34 ist in dem Zylinderelement 31 an einer Zwischenposition entlang der Länge des Zylinderelements 31 angebracht. Der Innenbereich des Zylinderelements 31 wird durch die Mittelstangenführung 34 in einen Zylinderabschnitt 35, der auf der Bodenseite des Zylinderelements 31 positioniert ist, und einen Stangenführungsabschnitt 36 unterteilt, der auf der Öffnungsseite des Zylinders 31 positioniert ist. Die Mittelstangenführung 34 kann so aufgebaut sein, um als ein Lager zu dienen, durch Empfangen einer Verschiebungsbewegung der Kolbenstange 40, wie bei der Stangenführung 32. In diesem Fall, da die Koaxialität zwischen der Stangenführung 32 und der Mittelstangenführung 34 ausreichend groß sein sollte, stellt ein größerer Innendurchmesser der Mittelstangenführung 34 als derjenige der Stangenführung 32 eine verbesserte Herstellungsperformance bereit. Ferner ist ein freier Kolben 37 verschiebbar in den Zylinderabschnitt 35 eingepasst. Der Innenbereich des Zylinderabschnitts 35 wird von dem freien Kolben 37 in eine Gaskammer 38, die auf der Bodenseite des Zylinderabschnitts 35 positioniert ist, und die Zylinderkammer 39 unterteilt, die auf der Seite der Mittelstangenführung 34 des Zylinderabschnitts 35 positioniert ist.
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Die Kolbenstange 40 ist durch gleitendes und flüssigkeitsfestes Durchdringen der Stangenführung 32 und der Öldichtung 33 in das Zylinderelement 31 eingebracht. Die Seite des entfernten Endes der Kolbenstange 40 durchdringt die Mittelstangenführung 34, um sich in die Zylinderkammer 39 zu erstrecken, und ein Kolben 41, der ein Dämpfungskrafterzeugungsmechanismus bildet, ist mit der Vorderseite der Kolbenstange 40 gekoppelt. Der Kolben 41 ist gleitend in den Zylinderabschnitt 35 eingepasst, und ein O-Ring 41A (gezeigt in 13) ist an den Außenumfang des Kolbens 41 als ein Kolbendichtungselement angepasst, wodurch der Innenbereich der Zylinderkammer 39 in eine stangenseitige Kammer 39A, die auf der Seite der Mittelstangenführung 34 positioniert ist, und eine bodenseitige Kammer 39B, die auf der Seite des freien Kolbens 37 positioniert ist, unterteilt wird. Betriebsfluid ist in der Zylinderkammer 39 und dem Stangenführungsabschnitt 36 enthalten, und ein Niedrigdruckgas, das einen Druck aufweist, der ungefähr gleich dem Atmosphärendruck ist, ist in der Gaskammer 38 dichtend enthalten. Dieses Niedrigdruckgas, das einen Druck ungefähr gleich dem atmosphärischen Druck aufweist, wird von der Atmosphäre verkörpert, die in die Gaskammer eingebracht wird, wenn die Kolbenstange 40 maximal herausgezogen ist. Folglich ist es während der Verwendung oft so, dass das Niedrigdruckgas einen höheren Druck als der Atmosphärendruck aufweist, entsprechend beispielsweise der Temperaturbedingung.
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Der Gasdruck kann bis zu einem gewissen Grad hoch sein, entsprechend den geforderten Charakteristika der Zylindervorrichtung. Allerdings, wenn der Gasdruck groß ist, wird bis zu einem gewissen Grad eine Federkraft erzeugt, wenn sich die Kolbenstange in einer freien Zone befindet, die später beschrieben wird. Folglich ist es wünschenswert, einen Gasdruck zu haben, der eine geringere Kraft als Reibung auf der Anbringseite der Zylindervorrichtung und der Tür aufweist. Ferner kann die Gaskammer 38 zur Atmosphäre offen sein. In diesem Fall ist es vorzuziehen, einen Filter an einer sich zur Atmosphäre öffnenden Öffnung bereitzustellen.
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13 zeigt eine erweiterte Ansicht der Mittelstangenführung 34 und des Kolbens 41 der Zylindervorrichtung 30 und der Umgebung davon. 14 zeigt eine erweiterte Ansicht der Endoberfläche des Kolbens 41 auf der Seite der Mittelstangenführung 34. Wie es in den 13 und 14 gezeigt ist, sind ein Führungsabschnitt 42, der einen verringerten Durchmesser und eine kreisförmige Querschnittsgestalt aufweist, und ein Anbringabschnitt 43, der einen weiter verringerten Durchmesser aufweist, an dem entfernten Ende der Kolbenstange 40 ausgebildet. Der Anbringabschnitt 43 der Kolbenstange 40 tritt durch die Anbringöffnung 44, die an dem Zentrum des Kolbens 41 ausgebildet ist und im Wesentlichen eine gleiche Gestalt wie der Anbringabschnitt 43 aufweist. Die Kolbenstange 40 ist mit dem Kolben 41 durch Verpressen der Vorderseite der Kolbenstange 40 gekoppelt. Die Seitenoberfläche des Anbringabschnitts 43 und die Anbringöffnung 44 sind abgeschrägt, wodurch die Kolbenstange 40 und der Kolben 41 auch in der Drehrichtung fixiert sind.
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Kommunikationsdurchgänge 45 zum Verbinden der stangenseitigen Kammer 39A und der bodenseitigen Kammer 39B sind durch den Kolben 41 ausgebildet, um sich entlang der axialen Richtung zu erstrecken. Wie es in 14 gezeigt ist, ist in der dargestellten Ausführungsform der Kommunikationsdurchgang 45 in Umfangsrichtung gleichwinklig an drei Positionen des Kolbens 41 ausgebildet. Ein scheibenförmiger Verschluss 46, gezeigt in 15, ist an dem Ende des Kolbens 41 auf der Seite der Mittelstangenführung 34 angebracht. Der Führungsabschnitt 42 der Kolbenstange 40 ist durch eine Öffnung 47 am Zentrum des Verschlusses 46 eingebracht, wodurch der Verschluss 46 bezüglich der Drehung an dem Kolben 41 befestigt ist. Eine Tellerfeder 48 ist zwischen einem gestuften Abschnitt, der an der Basis des Führungsabschnitts 42 der Kolbenstange 40 ausgebildet ist, und dem Verschluss 46 angeordnet. Der Verschluss 46 wird durch die Federkraft der Tellerfeder 48 gegen den Kolben 41 gepresst und ist in der axialen Richtung gegen diese Federkraft bewegbar.
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Eine Mehrzahl von Mündungsdurchgängen 49, die verschiedene Durchmesser aufweisen, ist durch den Verschluss 46 an Positionen ausgebildet, die dem Kommunikationsdurchgang 45 des Kolbens 41 zugewandt sind, wodurch es ermöglicht wird, den Durchflussflächenbereich des Kommunikationsdurchgangs 45 durch Drehen des Verschlusses 46 und selektives Verbinden von einem der Mehrzahl von Mündungsdurchgängen 49 und dem Kommunikationsdurchgang 45 einzustellen. Zu dieser Zeit kann der Mündungsdurchgang 49 sich mit irgendeinem der drei Kommunikationsdurchgänge 45 in Kommunikation befinden, und die übrigen Kommunikationsdurchgänge 45 sind von dem Verschluss 46 verschlossen. In der vorliegenden Ausführungsform sind drei Mündungsdurchgänge 49, die verschiedene Durchmesser aufweisen, durch den Verschluss 46 ausgebildet, und es ist möglich, irgendeinen der drei Durchflussflächenbereiche für den Kommunikationsdurchgang 45 durch Einstellen der Drehposition des Verschlusses 46 auszuwählen.
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Es ist möglich, die Wahlmöglichkeiten für den Durchflussflächenbereich durch Bereitstellen mehrerer Mündungsdurchgänge 49 zu erhöhen. Wenn ein extrem kleiner Durchflussflächenbereich benötigt wird, kann der Mündungsdurchgang weggelassen werden, und ein Entweichen zwischen dem Verschluss 46 und der Kontaktoberfläche des Kolbens 41 kann stattdessen als ein Mündungsdurchgang ausgenutzt werden. In diesem Fall kann ein Durchfluss durch absichtliches Ausbilden einer Nut zwischen dem Verschluss 46 und der Kontaktoberfläche des Kolbens 41 ausgebildet werden. D. h. der Mündungsdurchgang 49 ist nicht auf eine kleine Öffnung beschränkt, sondern kann durch eine Nut realisiert werden, die auf dem Außenumfang des Verschlusses 46 ausgebildet ist.
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Eine Mehrzahl von kreisförmigen konkaven Arretierabschnitten 50 ist auf dem Außenumfangsabschnitt der Endoberfläche des Kolbens 41 auf der Seite der Mittelstangenführung 34 ausgebildet. Im Wesentlichen halbkugelförmige konvexe Arretierabschnitte 51 stehen an den Positionen hervor, die den konkaven Arretierabschnitten an dem Außenumfangsabschnitt der Endoberfläche des Verschlusses 46 zugewandt sind. Die konkaven Arretierabschnitte 50 und die konvexen Arretierabschnitte 51 bilden ein Drehpositionierungsbestimmungsmittel. Ein Eingriff derselben kann die Drehposition des Verschlusses 46 bestimmen und aufrechterhalten, so dass der Kommunikationsdurchgang 45 des Kolbens 41 sich mit einem ausgewählten des Mündungsdurchgangs 49 des Verschlusses 46 in Kommunikation befindet. Wenn die Tellerfeder 48 abgelenkt wird und der Verschluss 46 in der axialen Richtung bewegt wird, werden die konvexen Arretierabschnitte 51 von den konkaven Arretierabschnitten 50 gelöst, so dass sich der Verschluss 46 drehen kann. In der vorliegenden Ausführungsform sind drei konvexe Arretierabschnitte 51 gleichwinklig in Umfangsrichtung an dem Verschluss 46 ausgebildet. Für jeden der drei konvexen Arretierabschnitte 51 werden drei konkave Arretierabschnitte 50 benötigt, um den entsprechenden drei Mündungsdurchgängen 49 zu entsprechen. Folglich ist eine Gruppe von drei konkaven Arretierabschnitten 50 an drei Positionen des Kolbens 41 vorgesehen. D. h. neun konkave Arretierabschnitte 50 sind an dem Kolben 41 insgesamt ausgebildet. Ferner sind zwei rechteckförmige Ausschnitte 52 entlang der Durchmesserrichtung auf den Außenumfangsabschnitt des Verschlusses 46 ausgebildet. Der konvexe Arretierabschnitt 41 kann durch Einbetten einer Stahlkugel in den Verschluss 46 ausgebildet werden, kann durch Gießen/Ausformen des Verschlusses 46 ausgebildet werden oder kann durch Pressformen oder Schneiden des Verschlusses 46 ausgebildet werden. Ferner kann die Gestalt des konvexen Arretierabschnitts 51 eine Gestalt sein, die eine gleichmäßige Drehung des Verschlusses 46 ermöglicht, wie beispielsweise eine konische Gestalt.
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Mit Bezug auf 13 ist eine ringförmige Nut 53 auf dem Außenumfangsabschnitt der Mittelstangenführung 34 ausgebildet, und ein konkaver Drehvermeidungsabschnitt 54 ist an einem Teil des Bodens der ringförmigen Nut 53 ausgebildet. Die Mittelstangenführung 34 ist in der axialen Richtung durch Ausbilden eines hervorstehenden gewölbten Abschnitts 55 auf der Innenumfangsoberfläche des Zylinderelements 33 durch Verpressen des Zylinderelements 31 von der Außenfangsseite und Einbringen des gewölbten Abschnitts 55 in die ringförmige Nut 53 fixiert. Ferner ist die Mittelstangenführung 34 in der Drehrichtung durch Ausbilden eines konvexen hervorstehenden Drehvermeidungsabschnitts 56 auf der Innenoberfläche des gewölbten Abschnitts 55 durch Verpressen eines Teils des gewölbten Abschnitts 55 von der Außenseite und Einbringen des konvexen Drehvermeidungsabschnitts 56 in einen konkaven Drehvermeidungsabschnitt 54 fixiert. Die Mittelstangenführung 34 umfasst zwei konvexe Vorsprungseingreifabschnitte 57, die so positioniert sind, um den zwei Ausschnitten 52 des Verschlusses 46, der an dem Kolben 41 angebracht ist, zugewandt zu sein. 13 zeigt lediglich einen von den zwei konvexen Eingriffsabschnitten 53, aufgrund des Winkels, in dem der Querschnitt genommen ist. Wie es in 12 gezeigt ist, wenn die Kolbenstange 40 einen Auszugshub ausführt und die konvexen Eingriffsabschnitte 57 der Mittelstangenführung 34 mit den Ausschnitten 52 des Verschlusses 46 in Eingriff stehen, dient die Mittelstangenführung 34 als ein Eingriffselement zum Fixieren des Verschlusses 46 an dem Zylinderelement 31 in der Drehrichtung. Eine Drehung des Verschlusses 46 relativ zum Kolben 41 kann durch die Kolbenstange 40 relativ zum Zylinderelement 31 ausgeführt werden. Ein Raum wird zwischen der Mittelstangenführung 34 und der Kolbenstange 40 erzeugt, wodurch ein Durchflussdurchgang für Betriebsfluid zwischen dem Innenbereich des Stangenführungsabschnitts 36 und der Zylinderkammer 39 sichergestellt wird.
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Der Verschluss 46, der an dem Kolben 41 angebracht ist, dient als ein Ventilkörper eines Sperrventils, zusätzlich zu der Funktion, den Durchflussflächenbereich des Kommunikationsdurchgangs 45 des Kolbens 41 durch Ausnutzen des oben erwähnten Mündungsdurchgangs 49 einzustellen. D. h., wenn das Betriebsfluid von der bodenseitigen Kammer 39B zur stangenseitigen Kammer 39A durch den Kommunikationsdurchgang 45 fließt, wird der Verschluss 46 in der axialen Richtung gegen die Federkraft der Tellerfeder 48 bewegt und wird von der Endoberfläche des Kolbens 41 getrennt, wodurch ein Raum, der zwischen dem Verschluss 46 und dem Kolben 41 entsteht, als ein Durchflussdurchgang dient, wodurch der Durchfluss von der Kammer 39B zur Kammer 39A ermöglicht wird, unabhängig von dem Durchflusswiderstand, der durch den Mündungsdurchgang 49 bereitgestellt wird.
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Mit Bezug auf 10 sind konkave Umgehungsabschnitte 58, die sich axial über einen vorbestimmten Bereich L erstrecken, auf der Innenumfangsoberfläche des Zylinderabschnitts 35 des Zylinderelements 31 ausgebildet. In der vorliegenden Ausführungsform sind drei konkave Umgehungsabschnitte 58 gleichwinklig entlang des Umfangs des Zylinderabschnitts 35 ausgebildet. Wenn der Kolben 41 in dem Bereich L der konkaven Umgehungsabschnitte 58 positioniert ist, werden Räume zwischen den konkaven Umgehungsabschnitten 58 und der Außenumfangsoberfläche des Kolbens 41 erzeugt, und das Betriebsfluid kann zwischen der stangenseitigen Kammer 39A und der bodenseitigen Kammer 39B aufgrund der Anwesenheit der Räume mit einem geringen Durchflusswiderstand fließen. Die Querschnittsflächenbereiche des Raums zwischen dem konkaven Umgehungsabschnitt 58 und dem Kolben 41 kann zum Ende des konkaven Umgehungsabschnitts 58 auf der Seite der Mittelstangenführung 34 allmählich verringert werden, wodurch ein Stoß durch das Fluid an dem Ende des konkaven Umgehungsabschnitts 58 verringert werden kann.
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Ein Federmechanismus B ist an dem Stangenführungsabschnitt 36 zum Bereitstellen einer Federkraft an die Kolbenstange 40 angeordnet. Der Federmechanismus wird im Folgenden im Detail mit Bezug auf 10 beschrieben. Eine zylindrische Führungshülse 59 ist in das Zylinderelement 31 eingebracht und damit angepasst, und ist durch die entsprechenden Enden davon axial fixiert, die gegen die Öldichtung 33 und die Mittelstangenführung 34 angrenzen. Eine Innenumfangskupplungsnut 60 als eine Innenumfangsnut ist an einem Zwischenabschnitt der Führungshülse 59 ausgebildet. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Führungshülse 59 aufgebaut, um an dem Ende der Innenumfangskupplungsnut 60 auf der Seite der Mittelstangenführung 34 in Führungshülsen 59A und 59B zum Vereinfachen der Herstellung der Innenumfangskupplungsnut 60 unterteilt zu sein, obwohl die Führungshülse 59 durch integrales Ausbilden der Führungshülsen 59A und 59B ausgebildet sein kann. Die Kolbenstange 40 enthält eine Außenumfangskupplungsnut 61, die an einer Mittelposition des Teils, der der Führungshülse 59 entspricht, ausgebildet ist. Die Seiten der Innenumfangskupplungsnut 60 und der Außenumfangskupplungsnut 61 sind ausgebildet, um zugespitzte Gestalten aufzuweisen. Es ist wünschenswert, die Führungshülse 59 aus einem Metallmaterial zu fertigen, um eine ausreichende Festigkeit zu erhalten, aber es ist außerdem wünschenswert, die Führungshülse 59 aus einem verstärkten Harz zum Verringern des Gewichts zu fertigen. Ferner kann die Führungshülse 59 ausgelassen werden. In diesem Fall kann der Innendurchmesser des Zylinderelements 31 lediglich an dem Abschnitt des Zylinderelements 31, wo die Innenumfangskupplungsnut 60 ausgebildet ist, erweitert sein, so dass das Zylinderelement 31 auch als die Führungshülse 59 verwendet werden kann.
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Ein zylindrischer Kupplungsring 62, der ein Halteelement für Stahlkugeln 64 (kugelförmige Körper) ist, ist so zwischen der Führungshülse 59 und der Kolbenstange 40 angepasst, um relativ zur Führungshülse 59 und zur Kolbenstange 40 verschiebbar zu sein. Der Kupplungsring 62 weist eine vergleichbare Struktur wie der Kupplungsring 4, der in 2 gezeigt ist, auf. Eine Mehrzahl von Kugelöffnungen 63 ist gleichwinklig und radial durch die Seitenwand des Kupplungsrings 62 ausgebildet. Die Kugeln 64 sind in die entsprechenden Kugelöffnungen 63 gleitbar eingebracht. Die Kugeln 64 weisen jeweils einen ungefähr gleichen Durchmesser wie die Kugelöffnung 63 auf und sind größer als die Dicke des Kupplungsrings 62 vorgesehen. Die Innenumfangskupplungsnut 60 der Führungshülse 59 und die Außenumfangskupplungsnut 61 der Kolbenstange 40 weisen ungefähr dieselbe Tiefe auf. Der Durchmesser der Kugel 64 ist gleich der Summe der Dicke der Seitenwand des Kupplungsrings 62 und der Tiefe der Außenumfangskupplungsnut 61, und ist auch gleich der Summe der Dicke der Seitenwand des Kupplungsrings 62 und der Tiefe der Innenumfangskupplungsnut 60. Folglich, wann immer der Kupplungsring 62 mit den darin eingebrachten Kugeln 64 zwischen der Führungshülse 59 und der Kolbenstange 40 angeordnet ist, werden die Kugeln 64 zumindest entweder in die Außenumfangsnut 61 oder die Innenumfangsnut 60 eingebracht. Eine Kompressionsspiralfeder 65 ist als eine Federeinheit zwischen der Mittelstangenführung 34 und dem Kupplungsring 62 angeordnet und drängt den Kupplungsring 62 konstant zur Seite der Öldichtung 33. Die Kugel 64 ist nicht auf den sphärischen Körper beschränkt und kann beispielsweise ein ringförmiger Ring sein, der einen kreisförmigen Querschnitt aufweist, der an ungefähr drei Abschnitten in der Umfangsrichtung unterteilt ist.
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Der konkave Umgehungsabschnitt 58 des Zylinderabschnitts 35 der Innenumfangskupplungsnut 60 der Führungshülse 59 des Federmechanismus B und die Außenumfangskupplungsnut der Kolbenstange 40 können gemäß den Verwendungsbedingungen der Zylindervorrichtung 30 angemessen angeordnet werden. In der vorliegenden Ausführungsform, wie es in 10 gezeigt ist, befindet sich der Kolben 41 in dem Bereich L des konkaven Umgehungsabschnitts 58, wenn die Außenumfangskupplungsnut 61 der Kolbenstange 40 auf der Seite der Stangenführung 34 relativ zur Innenumfangskupplungsnut 60 der Führungshülse 59 positioniert ist. Auf der anderen Seite, wie es in 11 gezeigt ist, wenn die Kolbenstange 40 ausgezogen ist und die Außenumfangskupplungsnut 61 der Kolbenstange 40 auf der Seite der Öldichtung 33 relativ zur Innenumfangskupplungsnut 60 der Führungshülse 59 positioniert ist, ist der Kolben 41 auf der Seite der Mittelstangenführung 34 außerhalb des Bereichs L des konkaven Umgehungsabschnitts 58 positioniert.
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Ein Anbringabschnitt 66 für eine Verbindung mit der Zylindervorrichtung 30 ist so an dem Boden des Zylinderelements 31 angebracht, dass dieser um die Achse des Zylinderelements 31 drehbar ist. Ein Anbringabschnitt 67 ist an der Vorderseite der hervorstehenden Seite der Kolbenstange 40 fixiert. Die Anbringabschnitte 66 und 67 weisen Formen auf, die mit den Formen der Türelemente übereinstimmen, an denen die Anbringabschnitte angebracht sind.
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Die vorliegende Ausführungsform, die so, wie es oben erwähnt ist, aufgebaut ist, funktioniert wie folgt. Die Zylindervorrichtung 30 kann durch Verbinden der Anbringabschnitte 66 und 67 an der Tür 22 und den Türrahmen 23 einer schwenkbaren Tür, vergleichbar mit der Ausführungsform, die in den 3, 5, 7 und 8 gezeigt ist, als ein Türschließer verwendet werden.
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Wenn die Tür 22 sich an einer Mittelposition (Totpunkt) befindet, wie es in 7 gezeigt ist, ist die Außenumfangskupplungsnut 61 der Kolbenstange 40 auf der Seite der Mittelstangenführung 34 relativ zur Innenumfangskupplungsnut 60 der Führungshülse 59 positioniert, wie es in 10 gezeigt ist. Zu dieser Zeit sind die Kugeln 64, die in die Kugelöffnungen 63 des Kupplungsrings 62 eingebracht sind, in die Innenumfangskupplungsnut 60 der Führungshülse 59 eingebracht, und es wird verhindert, dass sich die Kugeln 64 radial nach innen bewegen, durch die Außenumfangsoberfläche der Kolbenstange 40. Folglich ist der Kupplungsring 62 in der axialen Richtung gegen die Federkraft der Kompressionsspiralfeder 65 fixiert, wodurch keine Federkraft der Kompressionsspiralfeder 65 auf die Kolbenstange 40 wirkt. Diese Zone wird frei Zone genannt.
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In dieser freien Zone führt der Kolben 41 einen Hub in dem Bereich L des konkaven Umgehungsabschnitts 58 des Zylinderabschnitts 35 gemäß einer Einzugs- und Auszugsbewegung der Kolbenstange 40 durch. Zu der Zeit, da das Betriebsfluid durch den Raum zwischen dem Kolben 41 und dem konkaven Umgehungsabschnitt 58 mit einem geringen Durchflusswiderstand fließt, wird nahezu keine Dämpfungskraft erzeugt, aufgrund der Einzugs- und Auszugsbewegung der Kolbenstange 40. Es sollte bemerkt werden, dass das Gas in der Gaskammer 38 gemäß den Änderungen der Volumina des Stangenführungsabschnitts 36 und des Zylinderabschnitts 39 komprimiert und expandiert wird, aufgrund der Einzugs- und Auszugsbewegungen der Kolbenstange 40, aber der Gasdruck hat nahezu keine Wirkung auf das Einziehen und Ausziehen der Kolbenstange 40, da das Gas in der Gaskammer 38 einen niedrigen Druck ungefähr gleich der Atmosphäre aufweist.
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In dieser freien Zone empfängt die Kolbenstange 40 einen kleinen Durchflusswiderstand und kann Auszugs- und Einzugshübe frei durchführen. Folglich, wenn die Tür 22 sich an der Zwischenposition befindet, die in 7 gezeigt ist, empfängt die Kolbenstange 40 nahezu keinen Widerstand von der Zylindervorrichtung 30 und die Tür 22 kann sowohl in der Öffnungs- als auch der Schließrichtung frei bewegt werden.
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Danach, wenn die Tür 2 näher zur geschlossenen Position bewegt wird, wie es in 5 gezeigt ist, wird die Kolbenstange 40 ausgezogen und die Außenumfangskupplungsnut 61 der Kolbenstange 40 wird zur Seite der Öldichtung 33 relativ zur Innenumfangskupplungsnut 60 der Führungshülse 59 bewegt, wie es in 11 gezeigt ist. Zu der Zeit, wenn die Außenumfangskupplungsnut 61 der Kolbenstange 40 die Innenumfangskupplungsnut 60 der Führungshülse 59 passiert, werden die Kugeln 64 in die Außenumfangsnut 61 der Kolbenstange 40 bewegt, wodurch sich der Kupplungsring 62 aus der Fixierung zur Führungshülse 59 in der axialen Richtung löst, und anschließend wird der Kupplungsring 62 an der Kolbenstange 40 in der axialen Richtung befestigt. Als Folge wird die Kolbenstange gemeinsam mit dem Kupplungsring 62 durch die Federkraft der Kompressionsspiralfeder 65 zur Auszugsrichtung gedrängt, und die Tür 22 wird automatisch zur geschlossenen Position bewegt, wie es in 3 gezeigt ist. Diese Zone wird eine Drängzone genannt.
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In dieser Drängzone, wie es in 11 gezeigt ist, da der Kolben 41 sich außerhalb des Bereichs L des konkaven Umgehungsabschnitts 58 befindet, wenn der Kolben 41 den Auszugshubhub durchführt, fließt das Betriebsfluid in der stangenseitigen Kammer 39A durch den Mündungsdurchgang 49 des Verschlusses 46 und den Kommunikationsdurchgang 45 des Kolbens 41 in die bodenseitige Kammer 39B, und eine Dämpfungskraft wird gemäß dem Durchflussflächenbereich des Mündungsdurchgangs 49 erzeugt. Folglich kann die Bewegungsgeschwindigkeit der Tür 22 verringert werden, und ein Stoß und Geräusche, die zu der Zeit des Schließens der Tür 21 erzeugt werden, können verringert werden.
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Es ist möglich, die Dämpfungskraft durch selektives Umschalten des Mündungsdurchgangs 49, der mit dem Kommunikationsdurchgang 45 des Kolbens 45 verbunden ist, durch Drehen des Verschlusses 46 einzustellen, so dass eine geeignete Dämpfungskraft gemäß beispielsweise dem Gewicht der Tür 22, der Größe der Tür 22 und der gewünschten Schließgeschwindigkeit oder einer Änderung bezüglich der Charakteristika, die durch eine Änderung im Verlauf der Zeit und eine Änderung der Raumtemperatur verursacht wird, erhalten werden kann. Wie es in 12 gezeigt ist, wird das Umschalten der Dämpfungskraft durch maximales Ausziehen der Kolbenstange 40 realisiert, d. h. Bewegen der Tür 22 zur vollständig offenen Position und Eingreifen der konvexen Eingriffsabschnitte 57 der Mittelstangenführung 34 mit den Ausschnitten 52 des Verschlusses 46. Eine Drehung des Zylinderelements 31 in diesem Zustand kann eine Drehung des Verschlusses 46 bewirken. Auf diese Weise kann die Dämpfungskraft eingestellt werden, während die Zylindervorrichtung 30 an der schwenkbaren Tür angebracht verbleibt. Zu der Zeit kann die Drehposition des Verschlusses 46 durch die Arretierfunktion basierend auf einem Eingriff/Lösen der konkaven Arretierabschnitten 50 mit/von den konvexen Arretierabschnitten 51 einfach bestimmt werden. Die Drehposition des Verschlusses 46 kann durch Aufbringen von Markierungen auf das Zylinderelement 31 und die Kolbenstange 40 visuell bestätigt werden, und kann, selbst wenn Markierungen nicht bereitgestellt werden, wahr genommen werden, durch Ertasten der Arretierfunktion der konkaven Arretierabschnitte 50 und der konvexen Arretierabschnitte 51.
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In der vorliegenden Ausführungsform bilden, wie es in 14 gezeigt ist, drei konkave Arretierabschnitte 50 eine Gruppe, und drei Gruppen davon sind auf der Endoberfläche des Kolbens 41 ausgebildet. Ein Intervall bzw. Abstand (30°) zwischen benachbarten konkaven Arretierabschnitten 50 in einer Gruppe unterscheidet sich von einem Abstand (60°) zwischen benachbarten Gruppen der konkaven Arretierabschnitte 50. Folglich, wenn der Mündungsdurchgang 49 abermals „groß” wird, nachdem der Mündungsdurchgang 49 durch drei Niveaus „groß”, „mittel” und „klein” umgeschaltet ist, kann das aufgrund des Winkelunterschieds wahr genommen werden. Es sollte bemerkt werden, dass die konkaven Arretierabschnitte 50 nicht notwendigerweise gleichwinklig in den entsprechenden Gruppen angeordnet sein müssen und in unterschiedlichen Intervallen bzw. Abständen angeordnet sein können.
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Wenn die Tür von deren geschlossenen Zustand geöffnet wird, führt die Kolbenstange 40 einen Einzugshub aus, der einen Hub des Kolbens 4 bewirkt und der Verschluss 46 wirkt als ein Sperrventil. Die Tellerfeder 48 wird so abgelenkt, dass der Verschluss 46 von dem Kolben 41 getrennt wird, um den Kommunikationsdurchgang 45 zu öffnen, wodurch das Betriebsfluid der bodenseitigen Kammer 39B zur stangenseitigen Kammer 39A fließt. wobei nahezu kein Durchflusswiderstand empfangen wird. Folglich wird nahezu keine Dämpfungskraft erzeugt, so dass die Tür 22 sanft bzw. gleichmäßig lediglich gegen die Federkraft der Kompressionsspiralfeder 65 geöffnet werden kann.
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Wenn die Tür 22 in eine vorbestimmte Position geöffnet wird, wie es in 10 gezeigt ist, tritt die Kolbenstange 4 weiter tief in das Zylinderelement 31 ein. Wenn die Außenumfangskupplungsnut 61 der Kolbenstange 4 gemeinsam mit dem Kupplungsring 62 die Innenumfangskupplungsnut 60 der Führungshülse 59 passiert, treten die Kugeln 64 in die Innenumfangskupplungsnut 60 der Führungshülse 59 ein, so dass der Kupplungsring 62 aus der Fixierung der Kolbenstange 40 in der axialen Richtung herauskommt und stattdessen mit der Führungshülse 59 in der axialen Richtung fixiert wird. Als Folge empfängt die Kolbenstange 40 keine Federkraft der Kompressionsspiralfeder 65 mehr und wird frei bewegbar. D. h. die Drängzone ist beendet und die freie Zone beginnt.
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Wie es in 8 gezeigt ist, wenn die Tür 22 in eine im Wesentlichen vollständig geöffnete Position bewegt wird, tritt die Kolbenstange 40 abermals in die Drängzone ein, wie es in 11 gezeigt ist. Wenn die Kolbenstange 40 weiter ausgezogen wird, auf die gleiche Weise wie die Tür 22 in die geschlossene Position bewegt wird, wie es oben erwähnt ist, wird der Kupplungsring 62 an der Kolbenstange 40 fixiert und die Kolbenstange 40 führt ferner den Auszugshubhub durch Empfangen der Federkraft der Kompressionsspiralfeder 65 durch. Indem die Kolbenstange 40 den Auszugshubhub durchführt, wirkt die Dämpfungskraft durch den Mündungsdurchgang 49 auf die Kolbenstange 40. Als Folge wird die Tür 22 automatisch zur vollständig geöffneten Position bewegt und in dieser Position beibehalten. Zu der Zeit kann die Bewegungsgeschwindigkeit der Tür 22 verringert werden, und ein Stoß und Geräusche, wenn die Tür 22 vollständig geöffnet wird, können verringert werden.
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Im Folgenden werden erste bis dritte Variationen der oben erwähnten dritten Ausführungsform mit Bezug auf die 16 bis 20 beschrieben. In der folgenden Beschreibung werden gleiche Komponenten mit gleichen Referenzzeichen wie in der dritten Ausführungsform, die in den 10 bis 15 gezeigt ist, bezeichnet, und lediglich Komponenten und Merkmale, die sich von der dritten Ausführungsform unterscheiden oder nicht vorhanden sind, werden im Detail beschrieben.
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Die erste Variation wird mit Bezug auf die 16 bis 18 beschrieben. 16 zeigt erweiterte vertikale Querschnittsansichten des Kolbens 41 und dessen Umgebung in der vorliegenden Variation. 17 zeigt eine Endoberfläche des Kolbens 41 auf der Seite der Mittelstangenführung 34. 18 zeigt eine Endoberfläche des Verschlusses 46 auf der Seite des Kolbens 41. In der vorliegenden Variation, wie es in den 16 bis 18 gezeigt ist, verglichen mit der oben beschrieben dritten Ausführungsform, ist die Tellerfeder 48 nicht vorgesehen, und folglich ist der Verschluss 46 in der axialen Richtung fixiert. Anstelle des Verschlusses 46, der als ein Sperrventil dient, ist ein Sperrventil 68 als ein getrennter Körper vorgesehen. Ferner sind der konkave Arretierabschnitt 50 und der konvexe Arretierabschnitt 51 ausgelassen, und stattdessen dient das Sperrventil 68 auch als ein Arretiermechanismus.
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Das Sperrventil 68 weist die folgende Struktur auf. Ein Sperrventildurchgang 69 zum Verbinden der stangenseitigen Kammer 39A und der bodenseitigen Kammer 39B ist durch den Kolben 41 ausgebildet. Der Öffnungsabschnitt des Sperrventildurchgangs 69 auf der Seite des Verschlusses 46 ist erweitert, und ein Sitzabschnitt 70, der eine zugespitzte Form aufweist, ist dort ausgebildet. Auf der anderen Seite ist eine Ventilöffnung 71 an dem Verschluss 46 an einer Position ausgebildet, die dem Sitzabschnitt 70 zugewandt ist. Ein Durchgang 72, der zur stangenseitigen Kammer 39A offen ist, ist durch den Verschluss 46 an dem Boden der Ventilöffnung 71 ausgebildet. Eine Sperrkugel 73 ist in die Ventilöffnung 71 eingebracht und ist auf den Sitzabschnitt 70 gesetzt. Eine Ventilfeder 74, die eine Kompressionsspiralfeder ist, ist zwischen dem Boden der Ventilöffnung 71 und der Sperrkugel 73 angeordnet.
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Folglich wird in dem Sperrventil 68 die Ventilfeder 64 durch Empfangen des Betriebsfluidflusses von der bodenseitigen Kammer 39B zur stangenseitigen Kammer 39A abgelenkt, und die Sperrkugel 73 bewegt sich von dem Sitzabschnitt 70 weg, wodurch dem Fluid ermöglicht wird, in dieser Richtung zu fließen. Auf der anderen Seite, für den Betriebsfluidfluss in der umgekehrten Richtung, wird die Sperrkugel 73 gegen das Sitzelement 70 gepresst, wodurch der Fluidfluss in der umgekehrten Richtung blockiert wird.
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Die Arretierfunktion durch das Sperrventil 68 arbeitet wie folgt. Wie es in 17 gezeigt ist, ist der Sperrventildurchgang 69 an einer Mehrzahl von Positionen entlang der Umfangsrichtung auf der Innenseite der Kommunikationsdurchgänge 45 ausgebildet. Wenn die Sperrkugel 73 auf der zugespitzten Oberfläche des Sitzabschnitts 70 rollt, wobei diese sich gegen die Federkraft der Ventilfeder 64 zurückbewegt, kann der Verschluss 46 gedreht werden. Wenn die Sperrkugel 73 gegen den zugespitzten Sitzabschnitt 70 gepresst wird und durch Empfangen der Federkraft der Ventilfeder 74 zentriert wird, kann die Position des Verschlusses 46 bestimmt und beibehalten werden. Eine Gruppe, die durch drei des Sperrventildurchgangs 69 gebildet wird, ist an drei Positionen entlang der Umfangsrichtung für die drei Kommunikationsdurchgänge 45 vorgesehen, um den Positionen der jeweiligen drei Mündungsdurchgänge 49 zu entsprechen, so dass die entsprechenden drei Mündungsdurchgänge 49 mit den Kommunikationsdurchgängen 45 ausgerichtet werden können. Aufgrund dieser Anordnung kann die Zylindervorrichtung der vorliegenden Variation dieselben Wirkungen wie die der oben genannten dritten Ausführungsform mit sich bringen.
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Im Folgenden wird die zweite Variation der dritten Ausführungsform mit Bezug auf 19 beschrieben. 19 zeigt eine vertikale Querschnittsansicht der gesamten zweiten Variation. Wie es in 19 gezeigt ist, ist die Hülse 59, die durch zwei getrennte Elemente in der oben genannten dritten Ausführungsform gebildet wird, als ein integrales einziges Element in der vorliegenden Variation ausgebildet. Ferner ist die Hülse 59 integral mit der Mittelstangenführung 34 ausgebildet. Die Öldichtung 33 ist an der Mittelstangenführung 34 angebracht. Ein O-Ring 75 ist zwischen der Mittelstangenführung 34 und dem Zylinderelement 31 angeordnet. Das Betriebsfluid ist durch die Mittelstangenführung 34 dichtend aufgenommen. Der Stangenführungsabschnitt 36 enthält kein Betriebsfluid. Folglich kann der Betrag des Betriebsfluids verringert werden und dadurch kann das Gewicht der Zylindervorrichtung 30 verringert werden, was dieselbe Wirkung wie die in der oben erwähnten dritten Ausführungsform mit sich bringen kann.
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Im Folgenden wird die dritte Variation der dritten Ausführungsform mit Bezug auf 20 beschrieben. 20 zeigt eine vergrößerte vertikale Querschnittsansicht des Zylinderabschnitts 39 und seine Umgebung in der vorliegenden Variation. Wie es in 20 gezeigt ist, sind in der vorliegenden Variation die Anbringausrichtungen des Kolbens 41 und des Verschlusses 46 und die Positionsbeziehung dazwischen bezüglich denen in der oben erwähnten dritten Ausführungsform umgekehrt; der Verschluss 46 ist auf der Seite der bodenseitigen Kammer 39B angeordnet. Ferner ist der Verschluss 46 in der axialen Richtung fixiert, und ein Sperrventil 76 ist als ein getrennter Körper vorgesehen, anstelle des Verschlusses, der als ein Ventilkörper eines Sperrventils dient. Ferner, da der Verschluss 46 auf der Seite der bodenseitigen Kammer 39B angeordnet ist, sind die konvexen Abschnitte 57 der mittleren Stangenführung 34 ausgelassen, und stattdessen ist ein Eingriffselement 77, das aufgebaut ist, um mit den Ausschnitten 52 des Verschlusses 46 einzugreifen, in der bodenseitigen Kammer 39 angebracht.
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Das Sperrventil 76 weist die folgende Struktur auf. Sperrventildurchgänge 78 zum Verbinden der stangenseitigen Kammer 39A und der bodenseitigen Kammer 39B sind durch den Kolben 41 ausgebildet, und ein Scheibenventil 79 zum Öffnen und Schließen des Sperrventildurchgangs 78 ist an dem Ende des Kolbens 41 auf der Seite der stangenseitigen Kammer 39A angebracht, wodurch lediglich ein Betriebsfluidfluss von der bodenseitigen Kammer 39B zur stangenseitigen Kammer 39A durch den Sperrventildurchgang 78 erlaubt wird. Eine Mehrzahl von Durchgängen 80 sind durch den Verschluss 46 für ein konstantes Verbinden der Sperrventildurchgänge 78 mit der bodenseitigen Kammer 39B ausgebildet.
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Das Eingriffselement 77 ist ein ringförmiges Element, das eine Außenumfangsnut 81 enthält und ist in den Zylinderabschnitt 39 eingepasst. Das Eingriffselement 77 ist in der axialen Richtung und in der Drehrichtung um die Achse fixiert, durch nach innen gerichtetes Verpressen der Seitenwand des Zylinderelements 31 vom Außenbereich. Ferner enthält das Eingriffselement 77 einen konvexen Eingriffsabschnitt 32, der so auf eine hervorstehende Weise ausgebildet ist, um den Ausschnitten 52 des Verschlusses 46 zugewandt zu sein, der an dem Kolben 41 angebracht ist. Der konvexe Eingriffsabschnitt 82 kann mit den Ausschnitten 52 des Verschlusses 46 durch tiefes Zurückziehen der Kolbenstange 40 in das Zylinderelement 31 und Bewegen des Kolbens 41 zur Bodenseite des Zylinderelements 31 in Eingriff gebracht werden.
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Als ein Resultat ist es möglich, dieselbe Wirkung wie in der oben erwähnten dritten Ausführungsform zu erzielen. Zum Einstellen der Dämpfungskraft wird die Kolbenstange 40 tief in das Zylinderelement 31 zurückgezogen, wird der konvexe Eingriffsabschnitt 82 des Eingriffselements 77 in den Ausschnitten 52 des Verschlusses 46 eingepasst und wird anschließend das Zylinderelement 31 gedreht. Folglich wird der Außenumfangsabschnitt des Verschlusses 46 etwas abgelenkt und der konvexe Arretierabschnitt 51 wird von dem konkaven Arretierabschnitt 50 gelöst, so dass der Verschluss 46 gedreht werden kann, wodurch eine gewünschte Dämpfungskraft erhalten werde kann.
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In den oben erwähnten Ausführungsformen kann die Dämpfungskraft durch Verringern des Durchflussflächenbereichs, durch den Öl fließt, erhalten werden. Allerdings kann irgendeine Struktur, die im Stande ist, eine Dämpfungskraft zu erzeugen, wie beispielsweise ein Reibungsdämpfer, der aufgebaut ist, um eine Dämpfungskraft zu erzeugen, durch Ausnutzung von Reibung zwischen einem Kolben und einem Zylinder angewendet werden, obwohl die Struktur, welche ein Fluid ausnutzt, im Besonderen Öl, es ermöglicht, eine besonders stabile Dämpfungskraft zu erzeugen.
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Wenn die Zylindervorrichtungen der oben erwähnten Ausführungsformen als ein Türschließer verwendet werden, ist es vorzuziehen, ein ästhetisches Gehäuse um diesen anzuordnen. Im Besonderen, wenn Öl verwendet wird, ist es wünschenswert, ein Gehäuse anzuordnen, da Staub und dergleichen andernfalls an der Kolbenstange anhaften kann.
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In der dritten Ausführungsform wird der Verschluss 46 gedreht, wenn die Kolbenstange 40 aus dem Zylinderelement 31 maximal herausgezogen ist oder in das Zylinderelement maximal eingebracht ist. Allerdings ermöglichen Vergrößerungen bezüglich der Dicke des Verschlusses und der axialen Länge des konvexen Eingriffsabschnitts 57 oder 82, die Dämpfungskraft etwas bevor die Kolbenstange 40 maximal aus dem Zylinderelement 31 herausgezogen ist oder maximal in das Zylinderelement 31 zurückgebracht ist einzustellen. Folglich, selbst wenn eine Person die Zylindervorrichtung beim Anbringen der Zylindervorrichtung an einer etwas versetzten Position anbringt, ist es weiterhin möglich, die Dämpfungskraft einzustellen. Ferner kann dieselbe Wirkung auch durch ein solches Aufbauen des Eingriffsabschnitts 57 oder 82 erzielt werden, dass der Eingriffsabschnitt 57 oder 82 axial etwas bewegbar ist.
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Gemäß der Zylindervorrichtung und dem Türschließer der vorliegenden Erfindung ist es möglich, gewünschte Charakteristika zum Unterstützen des Öffnens/Schließens einer Tür zu erhalten.
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In dem Federdämpfer der vorliegenden Erfindung, der wie oben erwähnt aufgebaut ist, sobald die Tür einen vorbestimmten Winkel nach dem Beginn des Schließens erreicht, werden die Kupplungskugeln in der Außenumfangskupplungsnut und den Kugel enthaltenden Öffnungen aufgenommen, so dass der Kupplungsring und die Kolbenstange integral miteinander gekoppelt werden, und danach wird die Mündungseinheit des Kolbens aktiviert, so dass die Tür geschlossen wird, während die Dämpfungskraft die Türbewegung beeinflusst. D. h., bevor die Tür vollständig geschlossen ist, wirkt die Dämpfungskraft auf die Tür und dadurch wird die Schließgeschwindigkeit der Tür verringert. Folglich kann ein Einquetschen eines Fingers wirkungsvoll vermieden werden. Ferner kann der Federdämpfer der vorliegenden Erfindung als ein neuartiger Türöffner dienen (automatische Türöffnungsvorrichtung), nachdem die Tür einen vorbestimmten Winkel erreicht, wenn die Tür geöffnet wird. D. h., dass der Federdämpfer der vorliegenden Erfindung selbst mit einer Stopperfunktion zum Halten des Öffnungswinkels der Tür vorgesehen ist. Ferner können weitere verschiedene Wirkungen durch den Federdämpfer der vorliegenden Erfindung herbeigeführt werden. Beispielsweise, wenn die Kupplungskugeln in der Innenumfangskupplungsnut und den Kupplungskugel enthaltenden Öffnungen des Kupplungsrings enthalten sind und dadurch die Kolbenstange von dem Kupplungsring frei ist, wirkt die elastische Kraft der Kompressionsspiralfeder nicht auf die Kolbenstange, so dass die Tür mit einer äußerst geringen Kraft geöffnet und geschlossen werden kann.
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Obwohl lediglich beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung im Detail oben beschrieben wurden, wird der Fachmann einfach anerkennen, dass viele Modifikationen in den beispielhaften Ausführungsformen möglich sind, ohne sich materiell von der neuen Lehre und den Vorteilen der Erfindung zu entfernen. Folglich ist beabsichtigt, alle solche Modifikationen in dem Gegenstand der Erfindung enthalten sind. Ferner können alle Merkmale aller Ausführungsformen und aller Ansprüche miteinander kombiniert werden, solang sie sich nicht widersprechen.
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Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der
japanischen Patentanmeldung Nr. 2008-124879 , eingereicht am 12. Mai 2008, und der
japanischen Patentanmeldung Nr. 2008-307570 , eingereicht am 2. Dezember 2008. Die gesamte Offenbarung der
japanischen Patentanmeldungen Nr. 2008-124879 und
2008-307570 , inklusive Beschreibung, Ansprüche, Zeichnungen und Zusammenfassung, ist hierin durch Bezugnahme in deren Gesamtheit einbegriffen.