JP6989182B2 - ガス流出防止のためのガスシリンダ、ガススプリング、及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ガスシリンダ、ガススプリングを駆動するための内部の圧縮ガスが外部に流出することを防止するためのガスシリンダ、ガススプリング、及びその製造方法に関する。

ガスシリンダまたはガススプリングは、油圧を利用し、所望する長さに、シリンダを固定させたり、それに力を加えたりすることができる装置である。ガスシリンダまたはガススプリングの内部には、大体、高圧の窒素（Ｎ_２）ガスが充填されており、ガスオープンピンまたはガスオープン弁を介してオリフィス（orifice）を開閉し、ガス流動を制御し、全体長を調節することになる。

このとき、シリンダ内部の圧力が維持されてこそ、ガスシリンダまたはガススプリングが正しい性能を発揮するので、ガスシリンダまたはガススプリングは、外部へのガス流出を防ぐための多数のＯリング（ring）を含むシーリングシステム（sealing system）を有することになる。

ガスシリンダまたはガススプリングを構成するスピンドル（spindle）またはシリンダ（cylinder）の製造工程において、内面（inner surface）に長いスクラッチ（scratch）またはピンホール（pin hole）が形成される場合が折々発生する。そのようなスクラッチまたはピンホールは、肉眼では際立って識別されないが、完成されたガスシリンダ内部またはガススプリング内部のガスが漏れる通路を提供する原因になる。

従って、スクラッチ（scratch）またはピンホール（pin hole）が形成されたスピンドルまたはシリンダを有するガススピンドルまたはガススプリングは、経時的に内部ガス圧力が低下する問題が発生する。

しかし、そのような課題は、例示的なものであり、それにより、本発明の範囲が限定されるものではない。

本発明の一実施形態によるガスシリンダの製造方法は、中空のスピンドル内面の少なくとも一部にシーリング剤を塗布する段階と、前記シーリング剤を摩擦塗布し、前記スピンドル内面にシーリング剤被膜を形成する段階と、前記シーリング剤被膜を硬化させ、前記スピンドル内面と接する硬化膜シリンダを形成する段階と、を含む。

一実施形態によれば、前記スピンドルの入口に、前記スピンドル内面と接触するシリンダアセンブリを挿入する段階をさらに含み、前記シーリング剤被膜を形成する段階後、前記挿入されたシリンダアセンブリの下部に、シーリング剤を塗布する段階がさらに遂行されてもよい。

一実施形態によれば、前記シーリング剤被膜を形成する段階後、前記スピンドル内部にオープンホルダを挿入し、前記シリンダアセンブリと前記スピンドルとを結合させる段階と、前記オープンホルダの一端と、前記スピンドル内面との境界にシーリング剤を塗布する段階と、がさらに遂行されてもよい。

一実施形態によれば、前記オープンホルダの一端と、前記スピンドル内面との境界にシーリング剤を塗布する段階後、前記スピンドル内部にガスシーリング部材を挿入する段階と、前記ガスシーリング部材の一端にシーリング剤を塗布する段階と、がさらに遂行されてもよい。

本発明の他の実施形態によるガスシリンダの製造方法は、中空のスピンドル内面の第１領域に、シーリング剤を塗布する段階と、前記スピンドルの内部に、前記スピンドル内面と接触するシリンダアセンブリを挿入する段階と、前記スピンドル内面の第２領域に、シーリング剤を塗布する段階と、前記第１領域及び前記第２領域に塗布された前記シーリング剤を硬化させ、前記スピンドル内面と接する第１硬化膜リング及び第２硬化膜リングを形成する段階と、を含む。

本発明の一実施形態によるガスシリンダは、中空のスピンドルと、前記スピンドル内面に接し、シーリング剤を硬化させて形成した硬化膜シリンダと、前記硬化膜シリンダの内面と少なくとも一部領域から離隔されたシリンダを含むシリンダアセンブリと、を含む。

本発明の一実施形態によるガスシリンダは、中空のスピンドルと、前記スピンドル内面の第１領域及び第２領域にそれぞれ配置され、シーリング剤を硬化させて形成した第１硬化膜リング及び第２硬化膜リングと、前記スピンドルの内部で、前記第１硬化膜リングと前記第２硬化膜リングとの間に配置されたシリンダアセンブリと、を含む。

一実施形態によれば、ガスシリンダは、前記スピンドルのテーパ状になる内部に配置されたテーパホルダ（taper holder）をさらに含み、前記第１硬化膜リングは、前記テーパホルダと前記シリンダアセンブリとの境界に位置することができる。

一実施形態によれば、ガスシリンダは、前記スピンドルの入口に、前記シリンダアセンブリと結合するオープンホルダをさらに含み、前記第２硬化膜リングは、前記オープンホルダと前記スピンドルとの境界に位置する。

本発明の一実施形態によるガススプリングの製造方法は、中空のシリンダの内部に、前記シリンダ内面と接触するピストンロッドアセンブリを挿入する段階と、前記シリンダ内面の入口部にシーリング剤を塗布する段階と、前記シリンダ内面にガスシーリング部材を挿入する段階と、前記シーリング剤を硬化させ、前記スピンドル内面及び前記ガスシーリング部材と接する硬化膜リングを形成する段階と、を含む。

本発明の一実施形態によるガススプリングは、中空のシリンダと、前記シリンダ内部において往復動することができるピストンロッドアセンブリと、前記シリンダ内部に配置され、前記ピストンロッドアセンブリの動きを制限するスペーサと、前記シリンダ内部に配置され、前記スペーサと接するガスシーリング部材と、前記ガスシーリング部材と接し、前記シリンダの入口部を塞ぐフランジと、前記スペーサと前記ガスシーリング部材との間、または前記ガスシーリング部材と前記フランジとの間に配置され、シーリング剤を硬化させて形成し、ガス流出通路を塞ぐ硬化膜リングと、を含む。

前述のところ以外の他の側面、特徴、利点は、以下の図面、特許請求の範囲、及び発明の詳細な説明から明確になるであろう。

本発明の一実施形態によるガスシリンダ及びガスシリンダの製造方法によれば、硬化膜シリンダ及び／または硬化膜リングを介し、シリンダアセンブリの上下の間隙を塞ぎ、シリンダとスピンドルとの間のチャンバを介してガスが漏れることを防止し、シリンダ内部の圧力が、経時的に低下する現象を最小化させることができる。ここで、そのような効果により、本発明の範囲が限定されるものではないということは、言うまでもない。

本発明の一実施形態によるガスシリンダに含まれるシリンダアセンブリの断面図である。 本発明の一実施形態によるガスシリンダに含まれるスピンドルの断面図である。 本発明の一実施形態によるガスシリンダの製造方法を順次に示した断面図である。 本発明の一実施形態によるガスシリンダの製造方法を順次に示した断面図である。 本発明の一実施形態によるガスシリンダの製造方法を順次に示した断面図である。 本発明の一実施形態によるガスシリンダの製造方法を順次に示した断面図である。 本発明の一実施形態によるガスシリンダの製造方法を順次に示した断面図である。 本発明の一実施形態によるガスシリンダの製造方法を順次に示した断面図である。 本発明の一実施形態によるガスシリンダの製造方法を順次に示した断面図である。 本発明の一実施形態によるガスシリンダの製造方法を順次に示した断面図である。 本発明の一実施形態によるガスシリンダの製造方法を順次に示した断面図である。 本発明の一実施形態によるガスシリンダの製造方法を順次に示した断面図である。 本発明の他の実施形態によるガスシリンダの製造方法を順次に示した断面図である。 本発明の他の実施形態によるガスシリンダの製造方法を順次に示した断面図である。 本発明の他の実施形態によるガスシリンダの製造方法を順次に示した断面図である。 本発明の他の実施形態によるガスシリンダの製造方法を順次に示した断面図である。 従来のガスシリンダの経時的なガス圧の変化を示したグラフである。 本発明の一実施形態による製造方法によって製造されたガスシリンダの経時的なガス圧の変化を示したグラフである。 本発明の一実施形態によるロックタイプ（lock type）のガススプリングを示した断面図である。 本発明の一実施形態によるロックタイプのガススプリングを示した断面図である。 本発明の一実施形態によるロックタイプのガススプリングを示した断面図である。 本発明の一実施形態によるフリータイプ（free type）のガススプリングを示した断面図である。 本発明の一実施形態によるフリータイプのガススプリングを示した断面図である。 本発明の一実施形態によるフリータイプのガススプリングを示した断面図である。

本発明は、多様な変換を加えることができ、さまざまな実施形態を有することができるが、特定実施形態を図面に例示し、詳細な説明によって説明する。本発明の効果、特徴、及びそれらを達成する方法は、図面と共に詳細に後述されている実施形態を参照すれば、明確になるであろう。しかし、本発明は、以下で開示される実施形態に限定されるものではなく、多様な形態にも具現される。

以下の実施形態において、第１、第２のような用語は、限定的な意味ではなく、１つの構成要素を他の構成要素と区別する目的に使用される。

以下の実施形態において、単数の表現は、文脈上明白に異なって意味しない限り、複数の表現を含む。

以下の実施形態において、「含む」または「有する」というような用語は、明細書上に記載された特徴または構成要素が存在するということを意味するものであり、１以上の他の特徴または構成要素が付加される可能性をあらかじめ排除するものではない。

以下の実施形態において、膜、領域、構成要素のような部分が、他部分の「上」または「上部」にあるとするとき、他の部分の真上にある場合だけではなく、その中間に、他の膜、領域、構成要素などが介在されている場合も含む。

ある実施形態が他に具現可能な場合、特定段階は、説明される順序と異なるようにも遂行される。例えば、連続して説明される２つの段階は、実質的に同時にも遂行され、説明される順序と反対順序にも遂行される。

図面においては、説明の便宜のために、構成要素がその大きさが誇張されていたり縮小されていたりする。例えば、図面に示された各構成の大きさ及び厚みは、説明の便宜のために任意に示されているので、本発明は、必ずしも図示されたところに限定されるものではない。

図１及び図２は、それぞれ本発明の一実施形態によるガスシリンダに含まれるシリンダアセンブリ１００及びスピンドル２００の断面図である。

図１を参照すれば、シリンダアセンブリ１００は、シリンダ１１０、ピストンロッド１２０、パイプホルダアセンブリ１３０を含んでもよい。シリンダ１１０は、中空（hollow）の管であり、内部に窒素などの圧縮ガスを充填することができる空間を提供する。ピストンロッド１２０は、シリンダ１１０内部において、油圧によって往復動することができる。ピストンロッド１２０は、シリンダ１１０の中心軸（axis）に沿っても配置される。ピストンロッド１２０一端の外面は、ピストンワッシャ（piston washer）、スプリングリング、ホルダなどで取り囲まれうるが、それに係わる詳細な説明は、省略する。

図１を基準に、シリンダ１１０の上部には、パイプホルダアセンブリ１３０が結合される。パイプホルダアセンブリ１３０は、シリンダ１１０の一端を塞ぎ、シリンダ１１０内部のガスを密閉することができる。パイプホルダアセンブリ１３０は、パイプホルダ１３１、Ｏリング１３２を含んでもよい。パイプホルダ１３１とＯリング１３２は、シリンダ１１０より直径方向にさらに突出する。パイプホルダアセンブリ１３０を構成するその他構成要素の説明は、省略する。

図２を参照すれば、中空の管状を有するスピンドル２００は、図１のシリンダアセンブリ１００を内部に固定させる。スピンドル２００は、図２の断面図において、上下方向に真っ直ぐに続く円柱部２００Ｃ、及び円柱部２００Ｃに対して一定角度を有し、中心軸方向に折れるテーパ部２００Ｔを含んでもよい。テーパ部２００Ｔの一終端は、スピンドル２００内部に配置された構成要素が抜け出さないように、カーリング（curling）されてもよい。そのようなテーパ部２００Ｔの内部には、テーパホルダ２１０が配置されうる。テーパホルダ２１０は、スピンドル２００の入口２００Ｉを介して挿入され、テーパ部２００Ｔ内部にも載置される。

原資材自体の問題、または造管／引抜工程において、異物がパイプ中の金型に接触するような原因により、スピンドル２００製造工程中、スピンドル内面（inner surface）２００ＩＳにスクラッチ（scratch）２００Ｓまたは掘り込み部分（ピンホール（pin hole））が形成される場合が折々発生する。図２においては、例示的にスピンドル２００上下に、それぞれ微細なスクラッチ２００Ｓが形成されたように例示されている。図２においては、説明の便宜のために、スクラッチ２００Ｓの大きさを誇張して表現した。そのようなスクラッチ２００Ｓまたはピンホールは、肉眼では特に識別されないが、完成されたガスシリンダ内部のガスが漏れる通路を提供する原因になる。本発明の一実施形態は、そのような問題を解決するためのガスシリンダの製造方法及びガスシリンダを提供する。

図３ないし図１２は、本発明の一実施形態によるガスシリンダの製造方法を順次に示した断面図である。

本発明の一実施形態によるガスシリンダの製造方法は、シーリング剤Ｓ（sealant）塗布段階、シリンダアセンブリ１００挿入段階、並びにシーリング剤被膜３０１’形成段階、及びその硬化段階を含む。

図３を参照すれば、既製造のスピンドル内面（inner surface）２００ＩＳの少なくとも一部に、液状のシーリング剤Ｓを塗布する段階が遂行される。シーリング剤Ｓは、液状であったものが、空気が遮断されれば、硬化されて固体化される嫌気性（anaerobic）樹脂でもある。シーリング剤Ｓは、例えば、メタクリレートエステル（methacrylate ester）のようなポリエステル系樹脂、またはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ：(polytetrafluoroethylene）のようなフッ素樹脂のような物質を含んでもよいが、本発明は、それらに制限されるものではない。

シーリング剤Ｓは、スピンドル２００入口２００Ｉから一定間隔離れたところに、スピンドル内面２００ＩＳに沿ってリング状にも塗布されるが、本発明は、それに制限されるものではない。一実施形態において、シーリング剤Ｓは、スピンドル２００入口２００Ｉから５〜１０ｍｍ離れたところにも塗布される。シーリング剤Ｓは、約１ｃｃ〜３ｃｃ塗布されうるが、本発明は、それに制限されるものではないということは、言うまでもない。

テーパホルダ２１０は、シーリング剤Ｓを塗布する前、またはその直後、スピンドル２００内部にも挿入される。図３においては、テーパホルダ２１０がすでに挿入されたスピンドル２００内部にシーリング剤Ｓを塗布するところが例示されている。

図４を参照すれば、シーリング剤Ｓ塗布後、スピンドル２００の入口にシリンダアセンブリ１００を挿入する段階が遂行される。このとき、シリンダアセンブリ１００に含まれるパイプホルダアセンブリ１３０の幅は、スピンドル内面２００ＩＳの幅（直径）と同じでもある。従って、パイプホルダアセンブリ１３０は、スピンドル内面２００ＩＳと接触することができる。一方、シリンダ１１０は、スピンドル内面２００ＩＳと間隔を置いた状態でも挿入される。そのようなシリンダ１１０とスピンドル内面２００ＩＳとの間隔は、追って、ガスシリンダの動作時、ガスが行き来することができる通路を提供することになる。

パイプホルダアセンブリ１３０がスピンドル内面２００ＩＳと接触するので、シリンダアセンブリ１００がスピンドル２００内側に挿入されていくとき、スピンドル内面２００ＩＳに塗布されていたシーリング剤Ｓを摩擦し、「押して入る」ことができる。すなわち、シーリング剤Ｓは、シリンダアセンブリ１００により、スピンドル内面２００ＩＳに「摩擦塗布」されるのである。

図５は、シリンダアセンブリ１００がスピンドル２００内部に最後まで挿入された状態を示す。液状のシーリング剤Ｓは、図５を基準に、シリンダアセンブリ１００の上部、すなわち、パイプホルダ１３１とテーパホルダ２１０との境界領域まで塗布されうる。シリンダアセンブリ１００によって摩擦塗布されたシーリング剤Ｓは、円柱形態のシーリング剤被膜３０１’を形成することができる。すなわち、円柱状のシーリング剤被膜３０１’は、シリンダ１１０の外側を取り囲む形態に形成される。

一方、シーリング剤被膜３０１’は、シリンダ１１０とは、接触しないのである。すなわち、シーリング剤被膜３０１’とシリンダ１１０との間には、間隔Ｇ（gap）が形成されうる。前述のように、そのような間隔Ｇは、追って、シリンダアセンブリ１００が往復動するために必要な油圧を提供するガスが行き来することができる流路を提供することになる。

その後、挿入されたシリンダアセンブリ１００の下部に、液状のシーリング剤Ｓを塗布する段階が遂行される。このとき、シーリング剤Ｓ塗布前後には、他の構成要素をスピンドル内部に挿入する段階が遂行されてもよい。

図６を参照すれば、シリンダアセンブリ１００がスピンドル２００内部に完全に挿入された後には、オープンホルダ４０１を挿入する段階が遂行されてもよい。オープンホルダ４０１は、中孔が形成されたリング状の構成要素であり、シリンダ１１０をスピンドル２００内部に固定させ、ピストンロッド１２０が往復することができる通路を提供する。オープンホルダ４０１は、シリンダ１１０の下側に配置され、スピンドル内面２００ＩＳと当接し、シリンダアセンブリ１００、スピンドル２００と結合する。一方、シーリング剤被膜３０１’は、オープンホルダ４０１とシリンダ１１０と接する境界までも形成される。

一実施形態によれば、シーリング剤被膜３０１’形成後には、スピンドル２００入口２００Ｉに、液状のシーリング剤Ｓを塗布する段階が遂行されてもよい。

図７を参照すれば、スピンドル２００入口２００Ｉ、例えば、オープンホルダ４０１の下側境界線には、液状のシーリング剤Ｓが塗布されてもよい。それにより、オープンホルダ４０１の下側面とシリンダ１１０との境界線の小間隙がシーリング剤Ｓで充填されうる。

図８を参照すれば、オープンホルダ４０１の下には、ガスシーリング部材４０２が挿入されてもよい。ガスシーリング部材４０２は、スピンドル２００内部と外部とのガス出入りを遮断する役割を行う。ガスシーリング部材４０２も、中が空いたリング形状を有し、ピストンロッド１２０は、ガスシーリング部材４０２に形成された孔を介して往復動することができる。

図９を参照すれば、ガスシーリング部材４０２の下側境界線には、液状のシーリング剤Ｓが塗布されてもよい。それにより、ガスシーリング部材４０２の下側面と、シリンダ１１０との境界線の小間隙がシーリング剤Ｓで充填されうる。

図１０及び図１１を参照すれば、ガスシーリング部材４０２の下に、フランジ（flange）４０３が挿入された後、スピンドル入口２００Ｉ周囲の領域は、フランジ４０３の外面形状に適するようにもカーリング（curling）される。一方、スピンドル２００の反対側端には、パイプホルダアセンブリ１３０に形成されたオリフィス（orifice）を開閉させるガスオープンピン５００が挿入されうる。

その後、シーリング剤被膜３０１’及びシーリング剤Ｓの硬化段階が遂行される。シーリング剤被膜３０１’及びシーリング剤Ｓは、フランジ４０３やテーパホルダ２１０などによって密封されているので、嫌気（(anaerobic）条件で硬化段階を遂行することができる。該硬化段階は、室温で約２４時間遂行されうるが、本発明は、それに制限されるものではない。

硬化段階が完了すれば、図１２のように、スピンドル２００の内面には、固体状の硬化膜シリンダ３０１Ｃが形成される。このとき、図１２の上側拡大図を参照すれば、スピンドル内面２００ＩＳに形成されたスクラッチ２００Ｓによる、パイプホルダアセンブリ１３０外面とスピンドル内面２００ＩＳとの間隙、及びテーパホルダ２１０の外面と、スピンドル２００との間隙を硬化膜シリンダ３０１Ｃが埋め込むことになる。それにより、ガスが漏れ出すガス流出通路ＧＬＰ（gas leakage path）が硬化膜シリンダ３０１Ｃによって塞がれることになる。それにより、スピンドル２００とシリンダ１１０との間のチャンバ（chamber）Ｃのガスがガス流出通路ＧＬＰを介して外部に漏れることを防止することができる。

一方、図１２の下側拡大図を参照すれば、シリンダ１１０と、オープンホルダ４０１周辺のスピンドル内面２００ＩＳとにスクラッチ２００Ｓが形成された場合にも、硬化膜シリンダ３０１Ｃが、スクラッチ２００Ｓによって形成された間隙を埋め込むことになる。また、硬化工程時、硬化膜シリンダ３０１Ｃと同時に硬化された硬化膜リング３０２Ｒ，３０３Ｒは、二重に、ガスシーリング部材４０２とスピンドル２００との間に形成された間隙を埋め込むことになる。それにより、上側ガス流出通路ＧＬＰは、硬化膜シリンダ３０１Ｃにより、下側上側ガス流出通路は、硬化膜シリンダ３０１Ｃ及び硬化膜リング３０２Ｒ，３０３Ｒによって塞がれることになる。それにより、スピンドル２００とシリンダ１１０との間のチャンバ（chamber）Ｃのガスが、ガス流出通路ＧＬＰを介して外部に漏れることを防止することができる。

一方、図１２の拡大図においては、説明の便宜のために、スピンドル２００と、テーパホルダ２１０、シリンダアセンブリ１００、オープンホルダ４０１、ガスシーリング部材４０２との間隙を実際より誇張して表現した。

硬化工程が完了した後には、シリンダ１１０内部にガスを注入し、ガスシリンダ製造工程を完了する。

図１３ないし図１６は、本発明の他の実施形態によるガスシリンダの製造方法を順次に示した断面図である。

本発明の一実施形態によるガスシリンダの製造方法は、中空のスピンドル内面２００ＩＳ第１領域Ｒ１に、液状のシーリング剤Ｓを塗布する段階、シリンダアセンブリ１００を挿入する段階、スピンドル内面２００ＩＳ第２領域Ｒ２に、液状のシーリング剤Ｓを塗布する段階、及びシーリング剤Ｓを硬化させ、硬化膜リングを形成する段階を含む。

図１３を参照すれば、まず、中空のスピンドル内面２００ＩＳ第１領域Ｒ１に、液状のシーリング剤Ｓを塗布する段階が遂行される。第１領域Ｒ１は、テーパホルダ２１０の下面と、スピンドル２００とが接する地点の周辺領域を含んでもよい。シーリング剤Ｓは、テーパホルダ２１０がスピンドル２００にすでに挿入された状態で、第１領域Ｒ１にも塗布される。または、シーリング剤Ｓが、第１領域Ｒ１にまず塗布された後、テーパホルダ２１０が挿入されてもよい。一方、図１３においては、第１領域Ｒ１が、テーパホルダ２１０の下面と、スピンドル２００とが接する地点の周辺にだけ限定されているように表現されているが、本発明は、それに制限されるものではない。

図１４を参照すれば、スピンドル２００の内部に、スピンドル内面２００ＩＳと接触するシリンダアセンブリ１００を挿入する段階が遂行される。このとき、図１４を基準に、シリンダアセンブリ１００上面と、スピンドル２００、テーパホルダ２１０下面との境界には、液状のシーリング剤Ｓが塗布された状態にある。

その後、シリンダアセンブリ１００の下に位置したスピンドル内面２００ＩＳ第２領域Ｒ２に、液状のシーリング剤Ｓを塗布する段階が遂行される。図１５を参照すれば、図６ないし図１２に係わる内容で敍述したところと類似し、オープンホルダ４０１、ガスシーリング部材４０２、フランジ４０３が順に挿入される。このとき、シーリング剤Ｓは、図１５を基準に、シリンダ１１０の下側にも塗布される。すなわち、シーリング剤Ｓ塗布段階は、ｉ）シリンダアセンブリ１００挿入段階とオープンホルダ４０１挿入段階との間、ｉｉ）オープンホルダ４０１挿入段階とガスシーリング部材４０２挿入段階との間、ｉｉｉ）ガスシーリング部材４０２挿入段階とフランジ４０３挿入段階との間において、少なくとも１回遂行されうる。図１５においては、前述のｉｉ）、ｉｉｉ）段階において、それぞれシーリング剤Ｓを塗布する段階が遂行されたように例示されているが、本発明は、それに制限されるものではない。

図１６を参照すれば、シーリング剤Ｓを硬化させ、第１硬化膜リング３０１Ｒ及び第２硬化膜リング３０２Ｒを形成する段階が遂行される。シーリング剤Ｓは、フランジ４０３やテーパホルダ２１０などによって密封されているので、嫌気（anaerobic）条件において、硬化段階を遂行することができる。該硬化段階は、室温で約２４時間遂行されうる、本発明は、それに制限されるものではない。

硬化段階が完了すれば、図１６のように、スピンドル２００の内面には、固体状の硬化膜リング３０１Ｒ，３０２Ｒが形成される。このとき、図１６の上側拡大図を参照すれば、スピンドル内面２００ＩＳに形成されたスクラッチ２００Ｓによる、パイプホルダアセンブリ１３０とシリンダ１１０との間隙、及びテーパホルダ２１０とシリンダ１１０との間隙を、第１硬化膜リング３０１Ｒが埋め込むことになる。それにより、ガスが漏れ出すガス流出通路ＧＬＰが、第１硬化膜リング３０１Ｒによって塞がれることになる。

一方、図１６の下側拡大図を参照すれば、シリンダ１１０とオープンホルダ４０１周囲とにスクラッチ２００Ｓが形成された場合にも、シリンダ１１０の下側に配置された第２硬化膜リング３０２Ｒが、スクラッチ２００Ｓによって形成された間隙の少なくとも一部を埋め込むことになる。なお、ガスシーリング部材４０２下側には、第３硬化膜リング３０３Ｒが配置されてもよい。第２硬化膜リング３０２Ｒ及び第３硬化膜リング３０３Ｒは、二重に、スクラッチ２００Ｓによって形成された間隙を埋め込むことになる。それにより、ガスが漏れ出す上側ガス流出通路ＧＬＰは、第１硬化膜リング３０１Ｒにより、下側ガス流出通路ＧＬＰは、第２硬化膜リング３０３Ｒ（及び、第３硬化膜リング３０３Ｒ）によって塞がれることになる。

一方、図１６の拡大図においては、説明の便宜のために、スピンドル２００と、テーパホルダ２１０、シリンダアセンブリ１００、オープンホルダ４０１、ガスシーリング部材４０２との間隙を実際より誇張して表現した。

硬化工程が完了した後には、シリンダ１１０内部にガスを注入し、ガスシリンダ製造工程を完了する。

本発明の一実施形態によるガスシリンダ製造方法によれば、硬化膜シリンダ３０１Ｃ及び硬化膜リング３０１Ｒ，３０２Ｒ，３０３Ｒを介し、シリンダアセンブリ１００の上下間隙を塞ぎ、シリンダ１１０とスピンドル２００との間のチャンバＣを介してガスが漏れる現象を防止し、シリンダ１１０内部の圧力が経時的に低下する現象を最小化させることができる。

そのような本発明の効果を確認するために、本発明者らは、２０１７．１１．０９．から２０１８．０１．０６．まで、約１週間単位で、従来のガスシリンダ、及び本発明の一実施形態による製造方法によって製造されたガスシリンダの経時的なガス圧変化を測定した。実験に使用された従来のガスシリンダ、及び本発明のガスシリンダは、それぞれ１５個であった。全てのガスシリンダのスピンドル内面２００ＩＳには、一字形のスクラッチ２００Ｓが長く形成された状態であった。

図１７及び図１８は、それぞれ、従来のガスシリンダ、及び本発明の一実施形態による製造方法によって製造されたガスシリンダの経時的なガス圧変化を示したグラフである。

図１７を参照すれば、１５個の従来のガスシリンダのうち１３個は、ガス圧が一定に維持されたが、２個は、ガス圧が経時的に低下した。すなわち、従来のガスシリンダの場合、約１３％の製品において、ガス流出現象が発見された。一方、図１８を参照すれば、１５個の本発明ガスシリンダは、いずれもガス圧が２ヵ月間一定に維持された。すなわち、本発明の製造方法を利用し、ガスシリンダの不良率を約１３％低減させることができるということを確認することができた。

図１９ないし図２１は、それぞれ本発明の一実施形態によるロックタイプ（lock type）のガススプリングを示した断面図である。ガススプリングは、弁（valve）のような構成要素を利用し、ガス流出口を調節し、ユーザが所望する位置にピストンを位置させることができるロックタイプと、ガスの流出口を調節することができず、常時引っ張られる方向に力を加えるフリータイプ（free type）とにも分類される。該ガススプリングは、ガスの流出口を調節する構成要素がピストンに位置するか、あるいは全くないという点において、ガスシリンダと区分されるのである。

一実施形態によるガススプリング１９００は、中空のシリンダ１９１０、ピストンロッドアセンブリ１９２０、スペーサ１９４１、ガスシーリング部材１９４２、フランジ１９４３を含む。

図１９を参照すれば、シリンダ１９１０は、中空の管状を有することができる。シリンダ１９１０の一端キャップＣによって塞がれており、キャップＣは、ヒンジＨを介し、外部の他の構成要素と連結される。

シリンダ１９１０の内部には、往復動することができるピストンロッドアセンブリ１９２０が挿入されうる。ピストンロッドアセンブリ１９２０は、長目の管状のピストンロッド１９２２、及びガスの流出口を制御することができる弁１９２４などを含む。ピストンロッドアセンブリ１９２０の一終端は、シリンダ１９１０の内面と接することができる。図１９を基準に、ピストンロッドの上側には、圧縮ガスＧ及びオイルＯが充填されうる。なお、選択的に、ピストンロッドアセンブリ１９２０の上側には、圧縮ガスＧが充填される領域と、オイルＯが充填される領域とを区分するフリーピストンＦＰ（free piston）が配置されうる。

ピストンロッドアセンブリ１９２０が挿入された後、上死点を定めるために、シリンダ１９１０の一地点は、内側にも引き入れられる。すなわち、シリンダ１９１０内面の一地点は、内側へ突出する。この状態で、中が空いたスペーサ１９４１を、シリンダ１９１０内部に挿入すれば、スペーサ１９４１が、シリンダ１９１０の突出した地点に掛かることになり、位置を維持することができる。

一方、スペーサ１９４１の下には、スペーサ１９４１と接するガスシーリング部材１９４２が挿入されうる。ガスシーリング部材１９４２は、シリンダ１９１０のの内部と外部とのガス出入りを遮断する役割を行う。ガスシーリング部材１９４２も、中が空いたリング形状を有し、ピストンロッドアセンブリ１９２０は、ガスシーリング部材１９４２に形成された孔を介して往復動することができる。

その後、ガスシーリング部材１９４２の下には、ガスシーリング部材１９４２と接するフランジ１９４３が挿入されうる。フランジ１９４３は、シリンダ１９１０の入口部を塞ぐことができる。フランジ１９４３が挿入された後、シリンダ１９１０の入口部周囲領域は、フランジ１９４３の外面形状に適するようにもカーリングされる。

図１９を参照すれば、硬化膜リング１９３０は、スペーサ１９４１とガスシーリング部材１９４２との間にも配置される。例えば、硬化膜リング１９３０は、スペーサ１９４１挿入後、スペーサ１９４１下面とシリンダ１９１０内面との境界にシーリング剤を塗布した後、硬化させて形成することができる。

図２０を参照すれば、硬化膜リング１９３０は、ガスシーリング部材１９４２とフランジ１９４３との間にも配置される。例えば、硬化膜リング１９３０は、ガスシーリング部材１９４２の挿入後、ガスシーリング部材１９４２下面とシリンダ１９１０内面との境界にシーリング剤を塗布した後、硬化させて形成することができる。

図２１を参照すれば、硬化膜リング１９３０は、スペーサ１９４１とガスシーリング部材１９４２との間、及びガスシーリング部材１９４２とフランジ１９４３との間に、いずれも配置されうる。すなわち、一実施形態によるガススプリングは、スペーサ１９４１とガスシーリング部材１９４２との間に配置された第１硬化膜リング１９３１、及びガスシーリング部材１９４２とフランジ１９４３との間に配置された第２硬化膜リング１９３２を含んでもよい。

図１９ないし図２１においては、スペーサ１９４１とガスシーリング部材１９４２とが一つずつ配置されたところを例示したが、スペーサ１９４１とガスシーリング部材１９４２は、複数個配置されてもよい。このとき、硬化膜リングは、複数個のガスシーリング部材１９４２の境界面の少なくとも一部にも配置される。

すなわち、シリンダ１９１０内部に、スペーサ１９４１、ガスシーリング部材１９４２、フランジ１９４３が順に挿入されるとき、シーリング剤Ｓ塗布段階は、ｉ）スペーサ１９４１挿入段階とガスシーリング部材１９４２挿入段階との間、ｉｉ）ガスシーリング部材１９４２挿入段階とフランジ１９４３挿入段階との間において、少なくとも１回遂行されうる。

硬化段階が完了すれば、シリンダ１９１０の内面には、固体状の硬化膜リング１９３０が形成される。従って、シリンダ１９１０に形成されたスクラッチ（図示せず）によるガス流出通路（図示せず）が硬化膜リング１９３０によって塞がれることになる。

図２２ないし図２４は、それぞれ本発明の一実施形態によるフリータイプ（free type）のガススプリング２２００を示した断面図である。フリータイプガススプリング２２００の構造は、弁（valve）を有さないという点を除いては、前述したロックタイプガススプリング１９００と類似しているので、詳細な説明を省略する。

本発明の一実施形態によるガススプリング製造方法によれば、硬化膜リング１９３０，２２３０を介し、ピストンロッドアセンブリ１９２０下の間隙を塞ぎ、ガスが漏れる現象を防止し、シリンダ１９１０内部の圧力が経時的に低下する現象を最小化させることができる。

本発明は、図面に図示された実施形態を参照して説明されたが、それらは、例示的なものに過ぎず、当該技術分野で当業者であるならば、それらから、多様な変形、及び均等な他の実施例が可能であるという点を理解するであろう。従って、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲の技術的思想によって定められるものである。

本発明によれば、ガス流出防止のためのガスシリンダ、ガススプリング、及びその製造方法を提供する。また、産業上利用する、油圧を利用し、所望する長さでシリンダを固定させたり力を加えたりすることができる装置などに、本発明の実施形態を適用することができる。

Claims (11)

1. 中空のスピンドル内面の少なくとも一部にシーリング剤を塗布する段階と、
   前記シーリング剤を摩擦塗布し、前記スピンドル内面にシーリング剤被膜を形成する段階と、
   前記シーリング剤被膜を硬化させ、前記スピンドル内面と接する硬化膜シリンダを形成する段階と、を含む、ガスシリンダの製造方法。
2. 前記スピンドルの入口に、前記スピンドル内面と接触するシリンダアセンブリを挿入する段階をさらに含み、
   前記シーリング剤被膜を形成する段階後、
   前記挿入されたシリンダアセンブリの下部に、シーリング剤を塗布する段階をさらに含む、請求項１に記載のガスシリンダの製造方法。
3. 前記シーリング剤被膜を形成する段階後、前記スピンドル内部にオープンホルダを挿入し、前記シリンダアセンブリと前記スピンドルとを結合させる段階と、
   前記オープンホルダの一端と、前記スピンドル内面との境界にシーリング剤を塗布する段階と、をさらに含む、請求項１に記載のガスシリンダの製造方法。
4. 前記オープンホルダの一端と、前記スピンドル内面との境界にシーリング剤を塗布する段階後、
   前記スピンドル内部にガスシーリング部材を挿入する段階と、
   前記ガスシーリング部材の一端と、前記スピンドル内面との境界にシーリング剤を塗布する段階と、をさらに含む、請求項３に記載のガスシリンダの製造方法。
5. 中空のスピンドル内面の第１領域に、シーリング剤を塗布する段階と、
   前記スピンドルの内部に、前記スピンドル内面と接触するシリンダアセンブリを挿入する段階と、
   前記スピンドル内面の第２領域に、シーリング剤を塗布する段階と、
   前記第１領域及び前記第２領域に塗布された前記シーリング材を硬化させ、前記スピンドル内面と接する第１硬化膜リング及び第２硬化膜リングを形成する段階と、を含む、ガスシリンダの製造方法。
6. 中空のスピンドルと、
   前記スピンドル内面に接し、シーリング剤を硬化させて形成した硬化膜シリンダと、
   前記硬化膜シリンダの内面と少なくとも一部領域から離隔されたシリンダを含むシリンダアセンブリと、を含む、ガスシリンダ。
7. 中空のスピンドルと、
   前記スピンドル内面の第１領域及び第２領域にそれぞれ配置され、シーリング剤を硬化させて形成した第１硬化膜リング及び第２硬化膜リングと、
   前記スピンドルの内部で、前記第１硬化膜リングと前記第２硬化膜リングとの間に配置されたシリンダアセンブリと、を含む、ガスシリンダ。
8. 前記スピンドルのテーパ状になる内部に配置されたテーパホルダ（taper holder）をさらに含み、
   前記第１硬化膜リングは、前記テーパホルダと前記シリンダアセンブリとの境界に位置する、請求項７に記載のガスシリンダ。
9. 前記スピンドルの入口に、前記シリンダアセンブリと結合するオープンホルダをさらに含み、
   前記第２硬化膜リングは、前記オープンホルダと前記スピンドルとの境界に位置する、請求項７に記載のガスシリンダ。
10. 中空のシリンダの内部に、前記シリンダ内面と接触するピストンロッドアセンブリを挿入する段階と、
    前記シリンダ内面の入口部にシーリング剤を塗布する段階と、
    前記シリンダ内面にガスシーリング部材を挿入する段階と、
    前記シーリング剤を硬化させ、前記スピンドル内面及び前記ガスシーリング部材と接する硬化膜リングを形成する段階と、を含む、ガススプリングの製造方法。
11. 中空のシリンダと、
    前記シリンダ内部において往復動することができるピストンロッドアセンブリと、
    前記シリンダ内部に配置され、前記ピストンロッドアセンブリの動きを制限するスペーサと、
    前記シリンダ内部に配置され、前記スペーサと接するガスシーリング部材と、
    前記ガスシーリング部材と接し、前記シリンダの入口部を塞ぐフランジと、
    前記スペーサと前記ガスシーリング部材との間、または前記ガスシーリング部材と前記フランジとの間に配置され、シーリング剤を硬化させて形成し、ガス流出通路を塞ぐ硬化膜リングと、を含む、ガススプリング。

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