オフィスチェア用ガスリフトシリンダー: クラス評価、安全性および交換

ガスリフトシリンダーは精密なガススプリングであり、単なる圧縮空気のチューブではありません

オフィスチェアの高さを調整するコンポーネントは、ガスリフトシリンダーです。これは、加圧窒素ガスと計量バルブを使用して、座っているユーザーの体重を支えて調整する密封された内蔵型ガススプリングです。作動レバーを押すと、シリンダー内のバルブが開き、ピストンを介して 2 つの内部チャンバー間で窒素が流れるようになります。の ガス圧は、シリンダーのクラスに応じて通常 25 ～ 40 bar まで充填され、頑丈なユニットでは最大 150 kg をサポートします。 。外側ケーシングは、クロムメッキされたピストンロッドを備えた精密絞り鋼管で、シール界面で 0.1 ミクロン Ra 以上の表面仕上げを維持する必要があります。このロッド表面に傷、穴、または腐食箇所があると、数百回の作動サイクル以内に内部のポリウレタン シールが破壊され、負荷がかかると椅子が徐々に沈みます。シリンダーにはコイル スプリングが含まれておらず、機械的な圧縮に依存しません。揚力はすべて、シリンダー本体内部のピストンロッド断面の差分領域に作用する加圧窒素によってもたらされます。

安全基準と耐荷重を定める等級制度

オフィスチェアガスリフトシリンダー に基づいて定義された安全クラスによって分類されます。 DIN 4550 および EN 16955 国際規格 、寸法要件、壁の厚さ、ガス充填制限、および必須のバーストテストを指定します。クラス 1 シリンダーの外管直径は 28 ミリメートル、壁厚は 1.5 ミリメートルで、最大 80 キログラムまでの軽量用途に適しています。クラス 2 シリンダーは、より厚い 2.0 ミリメートルの壁を持つ 28 ミリメートルのチューブを使用し、破裂マージンを高めます。クラス 3 シリンダーは、外径 38 ミリメートル、壁厚 2.0 ミリメートルまでステップアップします。これは、定格 120 キログラムの標準的なオフィスチェアの最も一般的な仕様です。最も重いグレードのクラス 4 シリンダーは、最小 2.5 ミリメートルの壁厚を持つ 40 ミリメートル以上のチューブを使用し、次を超える動的荷重をサポートするようにテストされています。 最小破裂圧力 120 bar で 150 kg 。クラス評価は通常、外側のケーシングにレーザーでエッチングされるか、粘着ラベルに印刷されます。クラス 4 用に設計された椅子にクラス 2 シリンダーを取り付けると、ユーザーはその安全マージンを超えて動作するコンポーネントの上に置かれることになります。シリンダーはすぐには破裂しない可能性がありますが、負荷が上昇した場合の疲労サイクルによって耐用年数が数年から数か月短縮されます。

シンキングチェアと内部シールが壊れる仕組み

ガスリフトシリンダーの故障による最も一般的な症状は、座っていると椅子が徐々に沈み込み、定期的な再調整が必要になることです。この障害の原因は次のとおりです。 内部ピストンシールが 2 つの圧力チャンバー間の気密バリアを維持できなくなった 。シールは通常、ガス圧自体によって作動するポリウレタン リップ シールまたは O リングですが、ピストン ロッドのサイクルによる摩耗、微量の湿気の侵入による化学的分解、および長期間の静的荷重による圧縮永久歪みの組み合わせによって劣化します。シールに漏れが生じると、窒素がピストンの周りで高圧室から低圧室に移動し、両側の圧力が均等になり、シートを支持する差力がなくなります。シリンダーには依然としてガスが含まれており、大気に放出されていませんが、内部圧力のバランスにより、ピストン ロッドが負荷を受けても伸びなくなります。この故障モードは、 修理不可能。シリンダーは工場で溶接されて密閉された密閉ユニットです 、そしてそれを再構築するための市販のシールキットは存在しません。唯一の修正処置は、正しいクラスと寸法仕様の新しいシリンダーと交換することです。

シリンダーを測定して正しい交換サイズを決定する

オフィスチェアのガスリフトシリンダーは、一般的に互換性があるわけではありません。交換用シリンダーを椅子のベースとシート機構に適合させるには、3 つの重要な寸法が一致している必要があります。の アウターチューブの直径により、椅子ベースのテーパーソケットへの適合性が決まります。 、28 ミリメートルと 38 ミリメートルの 2 つの主なサイズです。露出したクロムロッドが完全に収縮した状態から完全に伸長した状態まで移動するときに測定されるストローク長によって椅子の高さ調整範囲が決まり、通常は 60、80、100、または 120 ミリメートルになります。シート機構に挿入されるピストンロッドエンドフィッティングには 2 つの標準構成があります。1 つは作動ボタンがロッドの上部から突き出ており、機構内のレバープレートによって押される上部作動設計、もう 1 つはロッドにサイドプルケーブルアクチュエーターと係合する機械加工された溝または平面がある側面作動設計です。交換を注文する前に既存のシリンダーを測定することは、適合しない部品を受け取ってイライラすることを防ぐ 1 つのステップです。測定プロトコルは簡単です。テーパーのない部分でキャリパーを使用してアウターチューブの直径を測定し、クロムロッドの直径を測定し、ロッドを完全に伸ばした状態でアウターチューブの上部からロッドエンドフィッティングの下側までの露出ストローク長を測定し、作動タイプに一致するロッドエンドの構成を写真に撮ります。

ベースソケットのテーパーと固着したシリンダーが取り外しに抵抗する理由

シリンダーとベースの接続はセルフロックテーパーで、通常は 夾角1～2度のモールス式テーパー 。椅子が工場で組み立てられるとき、シリンダーは数百キログラムの力でベースソケットに押し込まれ、ネジや留め具を必要としない金属間の摩擦ロックが形成されます。長年の使用により、テーパー界面のフレッチング腐食によりシリンダーがベースに効果的に溶接されます。そのため、固着したシリンダーを取り外すには、取り付け時よりもはるかに大きな力が必要になります。テーパーは、負荷がかかるとさらに締め付けられるように設計されており、ユーザーが座るたびに、シリンダーはソケットの中に顕微鏡で見るほど深く押し込まれます。そのため、5 年間使用されたシリンダーは、新しく取り付けられたシリンダーよりもしっかりと固定されます。

削除テクニックと実際に機能するツール

ガスリフトシリンダーを椅子のベースから取り外すには、ベースソケット (通常は鋳造アルミニウムまたはガラス強化ナイロン) を損傷することなく、テーパーロックを克服する必要があります。最も効果的な方法は、 パイプレンチをシリンダー本体に適用し、椅子のベースを反転して固定します 。パイプレンチの鋸歯状のジョーがシリンダーのスチール製アウターチューブに食い込み、鋭い回転ひねりがテーパー結合を破壊します。ベースソケットの上部に浸透オイルを塗布し、取り外しを試みる前に 30 分間テーパージョイントに浸透させておくと、適度な力で取り外せるシリンダーと極端な措置を必要とするシリンダーの違いが生じます。パイプレンチ法で固着したままのシリンダーの場合、レンチで回転圧力を維持しながらデッドブローハンマーをシリンダー本体に加え、フレッティング腐食結合を破壊するのに必要な衝撃を与えます。次に、同様のパイプレンチ技術を使用して、または上面作動シリンダーの場合は、露出したピストンロッドをハンマーで叩いて、シートプレートを取り外した後にドリフトさせることによって、シリンダーをシート機構から取り外します。

• まずシリンダーから椅子のベースを取り外し、次にシート機構からシリンダーを取り外します。両方を同時に試みるとプロセスが複雑になります。
• シリンダーを取り外すにはゴムハンマーでは不十分です。衝撃を効果的に伝達するには、ヘッド重量が 1 キログラム以上のデッドブロー ハンマーを使用してください。
• 取り外しの際はクロムロッドの表面を保護してください。不適切な工具の接触による深い傷が 1 つあると、取り付け時に新しいシリンダーが台無しになります。
• シリンダーやベースをトーチで加熱しないでください。シリンダー内の加圧窒素は熱により危険なほど膨張し、熱応力によりアルミニウムのベースに亀裂が入る可能性があります。

取り付け手順と早期シール損傷の回避

新しいガス リフト シリンダーの取り付けは、取り外しよりも機械的に簡単ですが、新しい部品への即時の損傷を防ぐための特定の要件があります。ベースソケットはきれいで、バリ、腐食、以前のシリンダーの外側コーティングの残骸があってはなりません。ソケット内の隆起した欠陥があると、取り付け中に新しいシリンダーのアウターチューブに傷がつき、応力上昇が発生する可能性があります。シリンダーはベースソケットに挿入され、次の方法で取り付けられます。 ピストンロッドを叩くのではなく、柔らかい面のデッドブローハンマーでシリンダーボディの上部を叩く 。ロッドを叩くと衝撃力が内部シールとバルブアセンブリに直接伝わり、即座にシールが損傷し、使用初日から新品のシリンダーに漏れが発生する可能性があります。正しい方法は、木のブロックまたはプラスチックのドリフトをシリンダーのアウターチューブの上端に当ててそのブロックを叩き、内部コンポーネントに負荷をかけずにシリンダー本体をテーパーソケットに押し込むことです。シリンダーがベースに完全に固定されると、シート機構がピストンロッド上に下げられ、椅子の特定の機構設計に従って固定されます。

非標準的なシリンダー構成と特殊なオフィス シーティング

一部のオフィスチェア、特にハーマンミラー、スチールケース、ヒューマンスケールなどのメーカーの人間工学に基づいたデザインでは、標準外の寸法または独自の作動機構を備えたガスリフトシリンダーが使用されています。たとえば、ハーマンミラー社のアーロンチェアには、 特定のロッドエンドプロファイルと椅子の運動学的なチルト機構に合わせて調整されたストローク長を備えた横作動シリンダー 。これらの椅子で汎用シリンダーを置き換えると、シートの高さの範囲が不正確になったり、作動ジオメトリが互換性がなくなったり、シートが希望の高さにロックされなくなったりすることがあります。製図椅子やスツールの高さの座席では、ロッドの移動距離が 200 ミリメートルを超える拡張ストロークのシリンダーが使用されており、これらのシリンダーは、座席が最大伸張したときにロッドにかかる増加した曲げモーメントに対して定格を定められている必要があります。シリンダのクラス要件は拡張ストローク設計にも同様に適用されますが、アセンブリがより低い拡張時に標準ストロークのシリンダと同じ安全率を満たしていることを確認するために、完全に拡張したときの曲げ荷重をロッドの直径とシリンダの内部ガイド ブッシュの長さに対して計算する必要があります。

廃棄と残留ガス圧の危険性

使用済みのガスリフトシリンダーには、リフト機能が完全に失われたものであっても、依然として加圧窒素が含まれています。ガスは内部で均一化されていますが、排出されておらず、シリンダーは密閉された圧力容器のままです。 圧力を解放するためにガスリフトシリンダーに穴を開けるのは非常に危険です - 圧縮ガスが突然放出されると、ドリルやシリンダー自体が重傷を負うほどの力で推進される可能性があります。シリンダー本体が爆発的に破裂するまで熱により内圧が上昇するため、シリンダーは絶対に焼却しないでください。適切な廃棄は、加圧ガスシリンダーに関する地域の規制に従ってください。ほとんどの管轄区域では、これは、ガススプリングを処理する設備を備えた廃棄物管理施設によってシリンダーを制御された方法で減圧する必要があること、または椅子のアセンブリ全体を受け入れるオフィス家具リサイクルプログラムに返却することができることを意味します。シリンダーは、ピストンロッドを伸ばした状態で処分する必要があります。これは、ロッドを圧縮してガス充填物を隠した状態ではなく、ユニットにガス圧が含まれている可能性があることを廃棄物処理業者に示すものです。