KR100458501B1

KR100458501B1 - 로터리형 댐퍼

Info

Publication number: KR100458501B1
Application number: KR10-2001-0030055A
Authority: KR
Inventors: 박근종
Original assignee: 박근종
Priority date: 2001-05-30
Filing date: 2001-05-30
Publication date: 2004-12-03
Also published as: KR20020091398A

Abstract

다양한 하중하에서 축에 직접 연결하여 좁은 공간에서도 적은 힘으로 사용할 수 있는 로터리형 댐퍼가 개시된다. 개시된 로터리형 댐퍼는 로터 수용부, 차단 돌기, 리턴 및 쿠션 포트, 밸브 수용홈 및 스풀 수용홈을 갖는 하우징, 로터 수용부내에 회전 가능하게 배치되고, 제 1 및 제 2 베인, 축 수용부 및 밀림 단부가 형성된 로터, 로터에 복원력을 부여하는 토션 스프링, 축 수용부내에 회전 가능하게 배치되고, 회전 돌기가 형성된 회전축, 하우징과 로터 사이에 형성된 유체실내에 충진되는 작동 유체, 스풀 수용홈내에 설치된 스풀 및 밸브 수용홈내에 설치된 체크 밸브를 포함한다. 이러한 로터리형 댐퍼는 댐퍼에 사용되는 작동 유체가 유체실내에서 댐퍼 축의 둘레 방향으로 이동하도록 구성함으로써, 댐퍼의 축 방향 길이를 짧게 하여 좁은 공간에서도 용이하게 사용할 수 있고, 리턴 및 쿠션 포트의 개도를 필요에 따라 체크 밸브 및 스풀을 이용하여 각각 조절할 수 있으므로, 가변적인 하중이 작용하는 곳에 용이하게 적용하여 사용할 수 있으며, 로터에 토션 스프링을 설치하여 적은 힘으로도 동작시킬 수 있다.

Description

로터리형 댐퍼{ROTARY TYPE DAMPER}

본 발명은 로터리형 댐퍼에 관한 것으로, 보다 상세하게는 댐핑 기능이 오일과 같은 작동유체로 발휘되는 로터리형 댐퍼에 관한 것이다.

일반적으로 댐퍼란 진동 에너지를 흡수하는 장치로서, 제진기(製振器) 또는 흡진기(吸振器)라고도 한다. 완충기가 주로 최초의 1 행정에 대한 힘의 상태를 문제로 하는데 비하여, 댐퍼는 그 후의 진동 경과 및 정상 상태에 있어서의 진동을 대상으로 한다. 이러한 댐퍼는 자동차 또는 철도 차량 등의 바퀴와 차체 사이에 장치되어 있는 현가 장치에 사용되는 경우, 항공기가 착륙할 때 충격을 피하기 위하여 다리에 장착되는 경우 또는 문이 급격히 개폐될 때의 소음을 방지하기 위해 문에 장착되는 경우 등이 있다.

이러한 댐퍼 가운데 댐핑 기능이 오일로 발휘되는 로터리형 오일 댐퍼가 국내 등록특허 제0205091호(발명의 명칭 : 오일 댐퍼를 사용한 건반악기의 건반덮개 개폐장치)에 개시되어 있다.

도 1은 상기 등록특허 제0205091호에 개시된 오일 댐퍼의 분해 사시도를 도시한 것이다.도 1을 참조하면, 상기 오일 댐퍼(3)는 축 방향의 한 단부는 닫혀 있고, 다른 한 단부는 개방되어 있는 중공의 실린더형 챔버(6)의 내부가 점성 유체(7)(도 2 참조)로 채워진 케이싱(8)과, 케이싱(8)에 대해 회전 가능하도록 조립되고, 케이싱(8)의 축선 둘레로 회전 가능하도록 챔버(6)의 내부에 배치되는 축부(9)를 갖는 피벗팅 부재(5)와, 축부(9)의 주위 표면을 따라 축 방향으로 연장 설치된 돌출부(10)와 회전 방향으로의 틈새를 가지고 결합하고, 한 측부가 케이싱(8)의 회전 방향에 따라 돌출부(10)와 접촉하는 가동 밸브(11)와, 점성 유체(7)가 케이싱(8)과 피벗팅 부재(5) 사이의 상대 회전에 따라 다른 저항을 가지고 가동 밸브(11)를 통과하도록 가동 밸브(11)의 돌출부(10)와의 접촉 부분 뿐만 아니라 가동 밸브(11)의 한 측부와 다른 한 측부에 각각 형성되는 유체 통로(12, 13, 14)와, 점성 유체(7)를 밀봉하기 위해 케이싱(8)과 피벗팅 부재(5) 사이에 설치된 예를 들면, O자 형상 링을 포함하는 실링 수단(15)을 포함한다.

상기 케이싱(8)은 오일 댐퍼(3)가 적용되는 곳에 나사 체결에 의해 설치된다. 더 상세하게는, 가동 밸브(11)는 실제로 단면이 채널 형태로 형성된다. 회전 방향에서 볼 때, 실질적으로 양측부에 대한 수직벽(17, 18) 사이의 거리는 회전 방향에서 볼 때의 돌출부(10)의 폭보다 더 크다. 가동 밸브(11)는 회전 방향으로 틈새를 가지고 돌출부(10) 위에 놓이며, 케이싱(8)의 내벽 표면(19)에 미끄럼 이동 가능하게 접촉한다. 유체 통로(12, 13)는 실제로 가동 밸브(11)의 수직벽(17, 18)에 각각 형성되고, 유체 통로(14)는 돌출부(10)의 부분 절단에 의해 형성된다. 회전 방향으로 높은 저항을 발생시키도록 유체 통로(12)는 작은 단면적으로 형성되고, 회전 반대 방향으로 낮은 저항이 발생하도록 유체 통로(13)는 전자보다 더 큰 단면적으로 형성된다. 또한, 패쇄캡(20)은 케이싱(8) 속으로 나사 결합에 의해 챔버(6)의 한 단부를 닫히게 하며, 축부(9)를 거기에 끼워 넣기 위해 중심에 홈부(21)를 갖고 있다. 이 때, 베어링 부재(22)는 피벗팅 부재(5)의 다른 한 단부를 회전 가능하게 수용할 수 있도록 케이싱(8)의 다른 한 단부의 개방부로 나사 결합되며, 정지 장치(23)는 챔버(6)의 내벽(19)에 축 방향으로 연장되어 형성된다.

이하, 전술한 오일 댐퍼(3)의 동작 방법을 상하게 설명한다.

도 2는 도 1에 도시한 회전식 오일 댐퍼의 작동을 설명하기 위한 단면도를 도시한 것이다.

도 2를 참조하면, 상기 오일 댐퍼(3)의 케이싱(8)이 화살표 방향, 즉 반시계 방향으로 회전을 시작하면, 가동 밸브(11)는 정지 장치(23)의 회전에 따라 점성 유체(7)에 의해 밀려 회전하며, 수직벽(18)은 돌출부(10)에 접촉하게 된다. 결과적으로, 점성 유체(7)는 유체 통로(13)에서 다른 유체 통로(14)를 거쳐 수직벽(17)과 돌출부(10) 사이의 틈새의 방향으로 흐르며, 그리하여 저항은 작아진다.

상기 정지 장치(23)가 가동 밸브(11)를 거쳐 돌출부(10)에 접촉하는 완전 개방된 상태에서 케이싱(8)이 화살표의 반대 방향, 즉 시계 방향으로 회전을 시작하면, 결과적으로 가동 밸브(11)의 수직벽(17)은 돌출부(10)에 접촉한다. 이 때, 점성 유체(7)가 작은 단면적의 유체 통로(12)로 흐르기 때문에 매우 큰 저항이 생긴다.

그러나, 전술한 구성을 갖는 오일 댐퍼(3)는 챔버(6)에 충진되는 점성 유체(7)가 오일 댐퍼(3)의 축 방향을 따라 이동하게 되므로, 오일 댐퍼(3)의 축 방향 길이가 커지게 된다. 즉, 오일 댐퍼(3)를 사용하게 될 경우에 오일 댐퍼(3)를 장착하기 위하여 축 방향으로 많은 공간을 필요로 하게 되는 단점이 있다.

또한, 가동 밸브(11)에 점성 유체(7)의 유체 통로(12, 13)가 일정 크기로 형성되므로, 점성 유체(7)의 유량을 조절할 수가 없으므로, 오일 댐퍼(3)를 가변적인 하중이 작용하는 곳에 적용하여 사용할 수 없는 문제점이 발생하게 된다.

따라서, 본 발명은 상술한 종래의 회전식 오일 댐퍼의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 일 목적은 오일 댐퍼에 사용되는 작동 유체가 오일 댐퍼 축의 둘레 방향으로 이동하도록 함으로써, 오일 댐퍼의 축 방향 길이를 짧게 하여 좁은 공간에서도 용이하게 사용할 수 있는 로터리형 댐퍼를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 오일 댐퍼에 형성되는 작동 유체의 이동 통로의 개도를 필요에 따라 조절할 수 있도록 함으로써, 가변적인 하중이 작용하는 곳 뿐만 아니라 다양한 곳에 용이하게 적용하여 사용할 수 있는 로터리형 댐퍼를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 오일 댐퍼에 스프링을 추가로 설치하여 오일 댐퍼의 동작시에 적은 힘으로도 오일 댐퍼를 동작시킬 수 있는 로터리형 댐퍼를 제공하는 것이다.

도 1은 종래의 회전식 오일 댐퍼의 분해 사시도이다.

도 2는 도 1에 도시한 회전식 오일 댐퍼의 작동을 설명하기 위한 단면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 로터리형 댐퍼의 정단면도이다.

도 4는 도 3에 도시한 로터리형 댐퍼 가운데 지지 베이스의 정단면도이다.

도 5는 도 3에 도시한 로터리형 댐퍼 가운데 댐퍼 본체의 정단면도이다.

도 6은 도 5에 도시한 댐퍼 본체의 하부 평단면도이다.

도 7은 도 5에 도시한 댐퍼 본체의 상부 평단면도이다.

도 8은 도 3에 도시한 로터리형 댐퍼 가운데 댐퍼 커버의 정단면도이다.

도 9는 도 3에 도시한 로터리형 댐퍼 가운데 로터의 정단면도이다.

도 10은 도 9에 도시한 로터의 평단면도이다.

도 11은 도 3에 도시한 로터리형 댐퍼 가운데 회전축의 정단면도이다.

도 12은 도 3에 도시한 로터리형 댐퍼 가운데 스풀의 평단면도이다.

도 13은 도 3에 도시한 로터리형 댐퍼 가운데 체크 밸브의 평단면도이다.

도 14는 본 발명에 따른 로터리형 댐퍼의 리턴 동작을 설명하기 위한 상부평단면도이다.

도 15는 본 발명에 따른 로터리형 댐퍼의 쿠션 동작을 설명하기 위한 하부 평단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100：댐퍼 105：하우징

110：로터 115：회전축

120：스풀 125：체크 밸브

131, 132：제1 및 제2 토션 스프링 135：지지 베이스

140：댐퍼 본체 145：댐퍼 커버

150：고정홀 155：결합 돌출부

161, 162：제1 및 제2 결합홈 165：로터 수용부

171, 172, 173, 174, 175, 176, 1771, 178：제1 내지 제8 O-링

181, 182：제1 및 제2 관통홀 185：차단 돌기

190：패킹 195：쿠션 포트

200：리턴 포트 205：스풀 수요홈

210：밸브 수용홈 215：멈춤 돌기

220：고정 돌출부 225：축 수용부

231, 232, 233：제1 내지 제3 베인 243：유통구

251, 252：제1 및 제2 스프링 수용부

255：밀림 단부 260：회전 돌기

265：밸브 몸체 270：압축 스프링

275：볼 280：작동 유체

291, 292, 293：제1 내지 제3 유체실

상술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 로터리형 댐퍼는 중앙에 관통 형성된 로터 수용부, 상기 로터 수용부의 내벽에 돌출 형성된 차단 돌기, 상기 차단 돌기의 양측면을 관통하는 리턴 및 쿠션 포트, 상기 리턴 포트와 연통된 밸브 수용홈 및 상기 쿠션 포트와 연통된 스풀 수용홈을 갖는 하우징, 상기 하우징의 로터 수용부내에 회전 가능하게 배치되고, 상기 차단 돌기의 내벽과 맞대어지는 외주면이 상기 로터 수용부의 내주면과 함께 상기 차단 돌기를 경계로 하는 2개의 유체실을 형성하며, 외주면에는 상기 로터 수용부의 내벽에 밀착되면서 상기 유체실내에서 회전 이동하는 제 1 및 제 2 베인이 형성되고, 중앙에는 축 수용부가 형성되며, 상기 축 수용부의 내벽에는 밀림 단부가 원주선 방향을 따라 돌출 형성된 로터, 상기 로터에 복원력을 부여하는 토션 스프링, 상기 로터의 축 수용부내에 회전 가능하게 배치되고, 상기 밀림 단부의 내벽과 맞대어지는 외주면을 가지며, 상기 외주면에는 밀림 단부의 어느 한 측벽을 미는 회전 돌기가 형성된 회전축, 상기 각 유체실내에 충진되어, 상기 각 베인의 회전 동작에 의해 상기 리턴 포트 또는 쿠션 포트를 통해 양측 유체실로 선택적으로 이동되는 작동 유체, 상기 스풀 수용홈의 내벽과 소정 간극을 두고 설치된 스풀 및 상기 밸브 수용홈내에 설치되어, 상기 리턴 포트를 통한 작동 유체의 역류를 방지하는 체크 밸브를 포함한다.

이 때, 상기 하우징은 댐퍼를 지지하는 적어도 하나의 고정홀이 형성된 지지 베이스, 상기 지지 베이스의 상부에 결합되며, 상기 로터가 장착되는 댐퍼 본체, 상기 댐퍼 본체의 상부에 결합되는 댐퍼 커버를 포함한다.

바람직하게는, 상기 로터 수용부에는 상기 차단 돌기와 소정의 각도 만큼 이격되어 멈춤 돌기가 형성되며, 상기 차단 돌기의 내벽에는 패킹이 장착된다.

상기 제1 및 제2 베인의 사이에는 제3 베인이 형성되며, 상기 제3 베인에는 상기 제3 베인을 종방향으로 관통하는 적어도 하나의 유통구가 형성된다. 이 때, 상기 제1 내지 제3 베인에는 적어도 하나의 O-링이 각각 장착된다.

바람직하게는, 상기 체크 밸브는 상기 밸브 수용홈에 나사를 통하여 결합되는 밸브 몸체, 상기 밸브 몸체의 하부에 결합되며, 상기 밸브 몸체에 의하여 장력이 조절되는 압축 스프링 및 상기 압축 스프링의 하부에 장착되어 상기 밸브 수용홈과 상기 리턴 포트의 사이를 선택적으로 개폐하는 볼을 구비한다.

본 발명에 따른 로터리형 댐퍼에 의하면, 댐퍼에 사용되는 작동 유체가 하우징과 로터 사이에 형성된 유체실내에서 댐퍼 축의 둘레 방향으로 이동하도록 댐퍼를 구성함으로써, 댐퍼의 축 방향 길이를 짧게 하여 좁은 공간에서도 댐퍼를 용이하게 사용할 수 있다. 또한, 댐퍼에 형성되는 작동 유체의 리턴 및 쿠션 포트의 개도를 필요에 따라 체크 밸브 및 스풀을 이용하여 각각 조절할 수 있도록 함으로써, 가변적인 하중이 작용하는 곳 뿐만 아니라 다양한 곳에 댐퍼를 용이하게 적용하여 사용할 수 있다. 또한, 댐퍼의 로터에 토션 스프링을 추가로 설치하여 댐퍼의 동작시에 적은 힘으로도 댐퍼를 동작시킬 수 있다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로터리형 댐퍼를 상세하게 설명하지만 본 발명이 하기의 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.

도 3은 본 발명에 따른 로터리형 댐퍼의 정단면도를 도시한 것이다.

도 3을 참조하면, 상기 댐퍼(100)는 하우징(105), 하우징(105)의 내부에 회전 가능하게 장착되는 로터(110), 로터(110)의 내부를 관통하여 회전 가능하게 장착되는 회전축(115), 하우징(105)과 로터(110) 사이의 공간에 충진되어 댐퍼(100)를 동작 가능하게 하는 작동 유체(도시되지 않음), 하우징(105)의 일측 하부에 장착되어 댐퍼(100)의 쿠션 동작시에 유량을 조절하는 스풀(120), 하우징(105)의 일측 상부에 장착되어 댐퍼(100)의 리턴 동작을 제어하는 체크 밸브(125) 그리고 로터(110)의 상부 및 하부에 각각 결합되어 댐퍼(100)의 쿠션 및 리턴 동작을 보조하는 제1 및 제2 토션 스프링(131, 132)를 포함한다.

이 때, 하우징(105)은 하우징(105)의 하부를 구성하는 지지 베이스(135), 지지 베이스(135)의 상부에 결합되며 내부에 로터(110)가 회전 가능하게 장착되는 댐퍼 본체(140) 및 댐퍼 본체(140)의 상부에 결합되며, 하우징(105)의 상부를 구성하는 댐퍼 커버(145)를 포함한다.

도 4는 도 3에 도시한 로터리형 댐퍼 가운데 지지 베이스의 정단면도를 도시한 것이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 지지 베이스(135)는 대체로 사각판의 형태로 형성되며, 댐퍼(100)를 사용할 경우에 댐퍼(100)를 고정하기 위한 적어도 하나의 고정홀(150)이 내부를 관통하여 형성된다.

상기 지지 베이스(135)의 상부에는 로터(110)의 하부가 결합되는 원형의 제1 결합홈(161)이 소정의 깊이 만큼 형성되고, 댐퍼 본체(140)의 하부가 결합되는 환형의 제2 결합홈(162)이 제1 결합홈(161)과 동일한 중심을 갖도록 제1 결합홈(161)의 직경보다 큰 직경으로 형성된다. 이 때, 제1 및 제2 결합홈(161, 162)의 사이에 형성된 환형의 결합 돌출부(155)의 외주면 및 내주면에는 로터(110) 및 댐퍼 본체(140)와의 결합 부분을 밀폐하기 위하여 제1 및 제2 O-링(171, 172)이 각각 결합된다.

또한, 지지 베이스(135)의 중앙에는 내부를 관통하여 회전축(115)을 삽입할 수 있는 제1 관통홀(181)이 형성된다.

도 5는 도 3에 도시한 로터리형 댐퍼 가운데 댐퍼 본체의 정단면도를 도시한 것이고, 도 6은 도 5에 도시한 댐퍼 본체의 하부 평단면도를 도시한 것이며, 도 7은 도 5에 도시한 댐퍼 본체의 상부 평단면도를 도시한 것이다.

도 3 및 도 5 내지 도 7을 참조하면, 상기 댐퍼 본체(140)의 하부는 지지 베이스(135)에 형성된 제2 결합홈(162)에 결합되며, 댐퍼 본체(140)의 중앙에는 로터(110)가 장착되는 원형의 로터 수용부(165)가 내부를 관통하여 형성된다.

상기 로터 수용부(165)의 내벽 일측에는 작동 유체(도시되지 않음)의 이동을 제어하기 위한 차단 돌기(185)가 돌출되어 형성되며, 차단 돌기(185)의 내벽에는차단 돌기(185)와 로터(110) 사이를 밀폐하기 위한 패킹(190)이 장착된다. 이 때, 차단 돌기(185) 하부에는 댐퍼(100)의 쿠션 동작시에 작동 유체가 이동하는 쿠션 포트(195)가 차단 돌기(185)의 일측에서 시작하여 댐퍼 본체(140)의 내부를 통하여 차단 돌기(185)의 타측으로 이어지도록 형성된다. 또한, 차단 돌기(185)의 상부에는 댐퍼(100)의 리턴 동작시에 작동 유체가 이동하는 리턴 포트(200)가 차단 돌기(185)의 일측에서 시작하여 댐퍼 본체(140)의 내부를 통하여 차단 돌기(185)의 타측으로 이어지도록 형성된다.

상기 댐퍼 본체(140)의 하부 일측면에는 스풀(120)이 장착되는 스풀 수용홈(205)이 형성된다. 이 경우, 스풀 수용홈(205)은 쿠션 포트(195)와 연통되도록 댐퍼 본체(140)의 내부로 연장되어 형성된다. 또한, 댐퍼 본체(140)의 상부 일측면에는 체크 밸브(125)가 장착되는 밸브 수용홈(210)이 형성된다. 이 경우에도, 밸브 수용홈(210)은 리턴 포트(200)와 연통되도록 댐퍼 본체(140)의 내부로 연장되어 형성된다.

상기 로터 수용부(165)의 내벽에는 로터(110)가 소정 각도 이상 회전하지 못하도록 함과 동시에 로터(110)가 회전할 경우에 로터(110)가 차단 돌기(185)와 충돌하여 차단 돌기(185)가 손상되는 것을 방지하기 위하여 멈춤 돌기(215)가 돌출되어 형성된다. 이 때, 멈춤 돌기(215)는 댐퍼(100)의 회전 각도를 고려하여 차단 돌기(185)와 소정의 각도 만큼 이격되어 형성된다.

도 8은 도 3에 도시한 로터리형 댐퍼 가운데 댐퍼 커버의 정단면도를 도시한 것이다.

도 3 및 도 8을 참조하면, 상기 댐퍼 커버(145)는 댐퍼 본체(140)에 대응하는 형상으로 형성되며, 댐퍼 커버(145)의 저면에는 댐퍼 본체(140) 및 로터(110)의 상부에 결합되는 환형의 고정 돌출부(220)가 형성된다. 이 때, 고정 돌출부(220)의 외주면 및 내주면에는 댐퍼 본체(140) 및 로터(110)와의 결합 부분을 밀폐하기 위하여 제3 및 제4 O-링(173, 174)이 각각 장착된다.

상기 댐퍼 커버(145)의 중앙에는 내부를 관통하여 제2 관통홀(182)이 형성되며, 제2 관통홀(182)에는 회전축(115)의 일측이 회전 가능하게 삽입된다.

도 9는 도 3에 도시한 로터리형 댐퍼 가운데 로터의 정단면도를 도시한 것이며, 도 10은 도 9에 도시한 로터의 평단면도를 도시한 것이다.

도 3, 도 9 및 도 10을 참조하면, 상기 로터(110)는 로터 수용부(165)보다 작은 직경을 갖는 원통형으로 형성되어 로터 수용부(165)에 회전 가능하게 장착된다. 이 때, 로터(110)의 외주면은 차단 돌기(185)와 맞대어진다.

상기 로터(110)의 외주면에는 균등한 각도로 제1 내지 제3 베인(231, 232, 233)이 형성되어, 차단돌기(185)와 각 베인(231,232,233)들에 의해 로터(110)와 하우징(105) 사이에 3개의 유체실(291,292,293)이 형성된다. 즉, 제1 베인(231)과 차단돌기(185) 사이에 제1 유체실(291)이 형성되고, 차단돌기(185)와 제2 베인(232) 사이에 제2 유체실(292)이 형성되며, 제3 베인(233)을 포함하여 제1 및 제2 베인(231,232) 사이에 제3 유체실(293)이 형성된다.

제1 내지 제3 베인(231, 232, 233)은 로터 수용부(165)의 직경에 대응하는 크기로 돌출되어 형성된다. 이 경우, 제1 내지 제3 베인(231, 232, 233)에는 제1내지 제3 베인(231, 232, 233)과 로터 수용부(165)의 내주면 사이를 밀폐하기 위하여 제5 내지 제7 O-링(175, 176, 177)이 각각 장착된다. 또한, 제3 베인(233)에는 작동 유체의 이동을 원활하게 하기 위하여 제3 베인(233)을 원주선 방향으로 관통하는 유통구(243)가 형성된다. 유통구(243)에 의해 제3 유체실(293)이 하나의 공간으로 형성된다.

상기 로터(110)의 상부 및 하부에는 제1 및 제2 스프링 수용부(251, 252)가 각각 형성되며, 제1 및 제2 스프링 수용부(251, 252)에는 제1 및 제2 토션 스프링(131, 132)이 각각 장착된다.

상기 로터(110)의 중앙에는 로터(110)의 내부를 관통하여 축 수용부(225) 형성되어 회전축(115)이 회전 가능하게 장착된다. 이 때, 축 수용부(225)의 내벽에는 축 수용부(225)의 원주선 방향을 따라 소정 각도 만큼 밀림 단부(255)가 돌출되어 형성된다. 즉, 밀림 단부(255)의 형성 각도에 따라 회전축(115)의 회전 각도를 조절하게 된다.

도 11은 도 3에 도시한 로터리형 댐퍼 가운데 회전축의 정단면도를 도시한 것이다.

도 3 및 도 11을 참조하면, 상기 회전축(115)의 일측은 지지 베이스(135)에 형성된 제1 관통홀(181) 및 로터(110)에 형성된 축 수용부(225)를 통하여 댐퍼 커버(145)에 형성된 제2 관통홀(182)까지 삽입된다. 이 때, 회전축(115)의 외주면에는 회전 돌기(260)가 형성되어 축 수용부(225)에 형성된 밀림 단부(255)의 어느 한 측벽을 밀게 된다. 즉, 회전축(115)이 회전하는 동안 회전 돌기(260)가 밀림단부(255)의 어느 한 측벽과 접촉하게 되면 회전축(115)의 회전에 의하여 로터(110)가 회전하게 된다.

도 12는 도 3에 도시한 로터리형 댐퍼 가운데 스풀의 평단면도를 도시한 것이다.

도 3 및 도12를 참조하면, 상기 스풀(120)은 댐퍼 본체(140)에 형성된 스풀 수용홈(205)에 결합되어 쿠션 포트(195)를 통하여 이동하는 작동 유체의 유량을 조절한다. 이 때, 스풀(120)의 일측은 스풀 수용홈(205)과 소정의 간극을 갖도록 형성되어 작동 유체가 상기 간극을 통하여 이동할 수 있도록 한다. 또한, 상기 간극을 통하여 이동하는 작동 유체가 외부로 유출되지 않도록 스풀(120)의 외주면에는 제8 O-링(178)이 장착된다.

도 13은 도 3에 도시한 로터리형 댐퍼 가운데 체크 밸브의 평단면도를 도시한 것이다.

도 3 및 도 13을 참조하면, 상기 체크 밸브(125)는 댐퍼 본체(140)에 형성된 밸브 수용홈(210)에 결합되는 밸브 몸체(265), 밸브 몸체(265)의 하부에 결합되며, 밸브 몸체(265)의 이동에 따라 장력이 조절되는 압축 스프링(270) 및 압축 스프링(270)의 하부에 장착되어 밸브 수용홈(210)과 리턴 포트(200)의 연결 부분을 선택적으로 개폐하는 볼(275)을 포함한다.

상기 체크 밸브(125)에 의하여 작동 유체는 리턴 포트(200)를 통하여서 한쪽 방향, 즉 제2 유체실(292)로부터 제1 유체실(291)측으로만 흐르게 된다. 즉, 작동 유체가 압축 스프링(270)이 압축되는 방향으로 볼(275)에 압력을 가하게 되면 밸브수용홈(210)과 리턴 포트(200) 사이의 개도를 개방하여 작동 유체가 이동할 수 있게 된다.

이하, 전술한 실시예에 따른 로터리형 댐퍼의 동작 과정을 상세하게 설명한다.

도 14는 본 발명에 따른 로터리형 댐퍼의 리턴 동작을 설명하기 위한 상부 평단면도를 도시한 것이다. 여기서, 리턴 동작이란 예를 들어 피아노의 건반 덮개를 개방시키는 동작을 말하는 것으로서, 이러한 리턴 동작중에는 댐핑 작용이 일어나지 않는다.

우선, 도 3 및 도 14를 참조하면, 상기 댐퍼(100)의 내부, 즉 댐퍼 본체(140)에 형성된 로터 수용부(165)와 로터(110)에 형성된 제1 내지 제3 베인(231, 232, 233)에 의하여 각각 형성된 제1 내지 제3 유체실(291, 292, 293)에는 작동 유체(280)가 충진된다.

한편, 닫혀진 상태에서는, 회전축(115)의 회전돌기(260)가 밀림단부(255)를 밀고 있게 되므로, 상하 토션 스프링(131,132)가 비틀림을 받고 있게 된다. 그리고, 제1 베인(231)은 차단돌기(185)에 인접하고 제2 베인(232)은 멈춤돌기(215)에 인접하는 위치에 배치된 상태이다. 따라서, 제1 유체실(291)의 크기는 매우 축소된 상태이고, 반면에 제2 유체실(292)의 크기가 확장된 상태, 즉 제1 유체실(291)내의 작동유체가 제2 유체실(292)로 대부분 이동된 상태이다.

이러한 상태에서, 건반덮개를 열면, 즉 도 14를 기준으로 시계반대방향으로 회전축(115)을 회전시키면, 회전돌기(260)의 회전궤적에는 장애물이 없으므로 회전축(115) 전체가 자유회전을 하게 되어, 회전돌기(260)가 차단돌기(185)와 인접한 위치로 이동된다.

이와 동시에, 밀림돌기(215)를 밀고 있던 힘이 제거되므로, 각 토션 스프링(131,132)의 복원력에 의해 로터(110)도 시계반대방향으로 회전하게 된다. 따라서, 제2 유체실(292)에 위치하고 있던 작동유체는 제2 베인(232)에 의해 밀려 쿠션 포트(195)와 리턴 포트(200)로 동시에 진입하게 된다.

쿠션 포트(195)로 진입된 작동유체는 스풀(120)과 스풀 수용홈(205)간의 미세한 간극을 통해서 흐르게 되므로, 이동유량이 매우 적다. 반면에, 리턴 포트(200)로 진입된 작동유체는 체크밸브(125)의 압축 스프링(270)을 압축시키면서 볼(275)을 밀게 되므로, 리턴 포트(200) 대부분이 개방되어진다. 따라서, 제2 유체실(292)내에 있던 작동유체 대부분은 리턴 포트(200)를 통해 제1 유체실(291)로 이동하게 된다.

결과적으로, 건반덮개를 여는 동작중에는, 작동유체에 의한 유체저항을 거의 받지 않으면서 각 토션 스프링(131,132)에 의해 복원력을 더욱 받게 되므로, 댐핑 작용을 거의 받지 않게 되는 건반덮개를 적은 힘으로 수월하게 열 수가 있게 된다.

한편, 상기와 같은 반시계방향의 회전 동작은 제3 베인(233)이 멈춤돌기(215)에 걸려 지지되는 것에 의해 완료되므로, 제2 베인(232)이 차단돌기(185)에 충돌하는 사태가 방지된다.

그리고, 제3 유체실(293)내의 작동유체는 각 베인(231,232,233)의 회전 제3 베인(233)의 유통구(243)를 통해 자유롭게 이동되므로, 작동유체의 저항으로 인해각 베인(231,232,233)의 회전동작이 지장을 받지 않게 된다. 아울러, 각 베인(231,232,233)의 오-링(175,176,177)이 로터 수용부(165)의 내벽에 밀착된 상태로 회전동작이 이루어지므로, 제1 유체실(291)이나 제2 유체실(292)내의 작동유체가 제3 유체실(293)로 누설되는 것이 방지된다.

상기와 같은 동작으로 건반덮개를 열은 다음, 댐핑 작용을 받게 되는 건반덮개의 닫는 동작을 도 15를 참고로 하여 상세히 설명한다.

건반덮개를 닫으면, 회전축(115)이 도 15를 기준으로 시계방향으로 회전하게 된다. 회전축(115)의 회전돌기(260)는 자유회전을 하다가 밀림단부(255)에 접촉하는 시점부터 밀림단부(255)를 밀면서 로터(110)와 같이 회전을 하게 된다. 이와 동시에, 각 토션 스프링(131,132)은 비틀림을 받게 된다.

따라서, 각 베인(231,232,233)도 로터(110)와 같이 회전하게 되므로, 제1 유체실(291)내의 작동유체는 오직 쿠션 포트(195)를 통해서만 제2 유체실(292)로 흐르게 된다. 그 이유는, 체크밸브(125)가 리턴 포트(200)를 막고 있는 상태이므로, 작동유체는 리턴 포트(200)를 통해서는 흐르지 못하고 오직 쿠션 포트(195)를 통해서만 흐를 수가 있다.

그런데, 전술된 바와 같이, 스풀(120)은 스풀 수용홈(205)의 내벽과 미세한 간극을 두고 배치되어 있으므로, 작동유체는 이러한 미세한 틈새를 통해서만 제2 유체실(292)로 흐를 수가 있게 된다. 따라서, 쿠션 포트(195)를 통한 작동유체의 이동유량이 매우 적으므로, 로터(110)의 회전속도는 둔화되고, 이에 따라 회전축(115)의 회전속도 역시 둔화된다. 이러한 동작에 의해, 회전축(115)에 연결된 건반덮개가 유체저항에 의한 댐핑력을 받으면서 서서히 닫혀질 수가 있게 되는 것이다.

회전축(115)의 회전속도가 사용자가 원하는 속도와 부합하지 않을 경우에는, 렌치와 같은 도구를 사용해서 스풀(120)을 상하로 조절하여, 스풀(120)과 스풀 수용홈(205)간의 간극을 조정할 수가 있다.

한편, 본 실시예에서는 본 발명에 따른 로터리형 댐퍼가 건반덮개에 적용되는 것을 예로 들어 설명하였으나, 반드시 건반덮개용으로 국한되는 것이 아님은 물론이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 로터리형 댐퍼에 의하면, 댐퍼에 사용되는 작동 유체가 하우징과 로터 사이에 형성된 유체실내에서 댐퍼 축의 둘레 방향으로 이동하도록 댐퍼를 구성함으로써, 댐퍼의 축 방향 길이를 짧게 하여 좁은 공간에서도 댐퍼를 용이하게 사용할 수 있다.또한, 댐퍼에 형성되는 작동 유체의 리턴 및 쿠션 포트의 개도를 필요에 따라 체크 밸브 및 스풀을 이용하여 각각 조절할 수 있도록 함으로써, 가변적인 하중이 작용하는 곳 뿐만 아니라 다양한 곳에 댐퍼를 용이하게 적용하여 사용할 수 있다.

또한, 댐퍼의 로터에 토션 스프링을 추가로 설치하여 댐퍼의 동작시에 적은 힘으로도 댐퍼를 동작시킬 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로터리형 댐퍼에 대해 설명및 도시하였으나 본 발명은 전술한 실시예에 의해 한정되지 않고 하기의 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양하게 변경 실시함을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

리턴 및 쿠션 포트를 갖는 하우징;

상기 하우징의 내주면과 함께 적어도 2개 이상의 유체실을 형성하면서 회전 가능하게 배치된 로터;

상기 로터와 하우징 사이에 설치되어, 상기 로터에 복원력을 부여하는 적어도 하나 이상의 토션 스프링;

상기 로터내에 회전 가능하게 배치되어, 상기 로터를 어느 한 방향으로만 선택적으로 회전시키는 회전축;

상기 각 유체실내에 충진되어, 상기 로터에 의해 리턴 포트 또는 쿠션 포트를 통해 양측 유체실로 선택적으로 이동되는 작동유체;

상기 쿠션 포트를 통한 작동유체의 통과유량을 제어하는 스풀; 및

상기 리턴 포트를 통한 작동유체의 역류를 방지하는 체크 밸브를 포함하는 로터리형 댐퍼.
제 1 항에 있어서,

상기 하우징의 내주면에 유체실을 구획하는 차단돌기가 형성되고, 상기 리턴 및 쿠션 포트가 차단돌기의 양측면에 관통 형성된 것을 특징으로 하는 로터리형 댐퍼.
제 2 항에 있어서,

상기 차단돌기의 내주면에 고무 패킹이 설치된 것을 특징으로 하는 로터리형 댐퍼.
제 1 항에 있어서,

상기 하우징에 리턴 포트와 연통되며 내부에는 상기 체크 밸브가 설치되는 밸브 수용홈이 형성된 것을 특징으로 하는 로터리형 댐퍼.
제 1 항에 있어서,

상기 하우징에 쿠션 포트와 연통되며 상기 스풀이 소정 간극을 두고 이격 배치되는 스풀 수용홈이 형성된 것을 특징으로 하는 로터리형 댐퍼.
제 1 항에 있어서,

상기 하우징은

적어도 하나의 고정홀이 형성된 지지 베이스;

상기 지지 베이스의 상부에 결합되고, 상기 로터가 회전 가능하게 지지되는 댐퍼 본체; 및

상기 댐퍼 본체의 상부에 결합되는 댐퍼 커버를 포함하는 것을 특징으로 하는 로터리형 댐퍼.
제 6 항에 있어서,

상기 지지 베이스의 상부에는 댐퍼 본체와 로터가 결합되는 환형의 제 1 및 제 2 결합홈이 동심형으로 형성된 것을 특징으로 하는 로터리형 댐퍼.
제 7 항에 있어서,

상기 제 1 및 제 2 결합홈 사이의 돌출부의 내외주면 각각에는 상기 댐퍼 본체와의 결합 부분을 밀폐하는 적어도 하나의 오-링이 설치된 것을 특징으로 하는 로터리형 댐퍼.
제 6 항에 있어서,

상기 지지 베이스의 중앙에는 제 1 관통홀이 형성된 것을 특징으로 하는 로터리형 댐퍼.
제 6 항에 있어서,

상기 댐퍼 커버의 저면에는 로터를 지지하는 환형의 고정 돌출부가 형성된 것을 특징으로 하는 로터리형 댐퍼.
제 10 항에 있어서,상기 고정 돌출부의 내외주면 각각에는 적어도 하나의 오-링이 설치된 것을 특징으로 하는 로터리형 댐퍼.
제 6 항에 있어서,

상기 댐퍼 커버의 중앙에는 제 2 관통홀이 형성된 것을 특징으로 하는 로터리형 댐퍼.
제 1 항에 있어서,

상기 로터의 외주면에 하우징의 내벽에 밀착되면서 작동유체를 이동시키는 제 1 및 제 2 베인이 형성된 것을 특징으로 하는 로터리형 댐퍼.
제 13 항에 있어서,

상기 로터는 제 3 베인을 더 갖고, 상기 제 3 베인의 회전을 저지하는 멈춤돌기가 상기 하우징의 내주면에 형성된 것을 특징으로 하는 로터리형 댐퍼.
제 14 항에 있어서,

상기 제 3 베인에 양측면을 관통하는 유통구가 형성된 것을 특징으로 하는 로터리형 댐퍼.
제 15 항에 있어서, 상기 제 1 내지 제 3 베인의 각 외주면에 오-링이 설치된 것을 특징으로 하는 로터리형 댐퍼.
제 1 항에 있어서,

상기 로터의 내주면에 밀림단부가 형성되고, 상기 밀림단부를 선택적으로 미는 회전돌기가 상기 회전축에 형성된 것을 특징으로 하는 로터리형 댐퍼.
제 1 항에 있어서,

상기 토션 스프링은 로터의 상하부에 배치된 2개인 것을 특징으로 하는 로터리형 댐퍼.
제 1 항에 있어서, 상기 스풀의 외주면에 적어도 하나의 오-링이 설치된 것을 특징으로 하는 로터리형 댐퍼.
제 1 항에 있어서,

상기 체크 밸브는

밸브 몸체;

상기 밸브 몸체에 설치된 압축 스프링; 및

상기 압축 스프링에 설치되어, 상기 리턴 포트를 선택적으로 개폐하는 볼을 포함하는 것을 특징으로 하는 로터리형 댐퍼.
중앙에 관통 형성된 로터 수용부, 상기 로터 수용부의 내벽에 돌출 형성된 차단돌기, 상기 차단 돌기의 양측면을 관통하는 리턴 및 쿠션 포트, 상기 리턴 포트와 연통된 밸브 수용홈 및 상기 쿠션 포트와 연통된 스풀 수용홈을 갖는 하우징;

상기 하우징의 로터 수용부내에 회전 가능하게 배치되고, 상기 차단 돌기의 내벽과 맞대어지는 외주면이 상기 로터 수용부의 내주면과 함께 상기 차단 돌기를 경계로 하는 2개의 유체실을 형성하며, 상기 외주면에는 상기 로터 수용부의 내벽에 밀착되면서 상기 유체실내에서 회전 이동하는 제 1 및 제 2 베인이 형성되고, 중앙에는 축 수용부가 형성되며, 상기 축 수용부의 내벽에는 밀림 단부가 원주선 방향을 따라 돌출 형성된 로터;

상기 로터와 하우징 사이에 설치되어, 상기 로터에 복원력을 부여하는 적어도 하나 이상의 토션 스프링;상기 로터의 축 수용부내에 회전 가능하게 배치되고, 상기 밀림 단부의 내벽과 맞대어지는 외주면을 가지며, 상기 외주면에는 밀림 단부의 어느 한 측벽을 미는 회전 돌기가 형성된 회전축;

상기 각 유체실내에 충진되어, 상기 각 베인의 회전 동작에 의해 상기 리턴 포트 또는 쿠션 포트를 통해 양측 유체실로 선택적으로 이동되는 작동 유체;

상기 스풀 수용홈의 내벽과 소정 간극을 두고 설치된 스풀; 및

상기 밸브 수용홈내에 설치되어, 상기 리턴 포트를 통한 작동 유체의 역류를 방지하는 체크 밸브를 포함하는 로터리형 댐퍼.
제 21 항에 있어서,

상기 차단돌기의 내주면에 고무 패킹이 설치된 것을 특징으로 하는 로터리형 댐퍼.
제 21 항에 있어서,

상기 로터는 제 3 베인을 더 갖고, 상기 제 3 베인의 회전을 저지하는 멈춤돌기가 상기 하우징의 내주면에 형성된 것을 특징으로 하는 로터리형 댐퍼.
제 23 항에 있어서,

상기 제 3 베인에 양측면을 관통하는 유통구가 형성된 것을 특징으로 하는 로터리형 댐퍼.
제 24 항에 있어서, 상기 제 1 내지 제 3 베인의 각 외주면에 오-링이 설치된 것을 특징으로 하는 로터리형 댐퍼.
제 21 항에 있어서,

상기 토션 스프링은 로터의 상하부에 배치된 2개인 것을 특징으로 하는 로터리형 댐퍼.
제 21 항에 있어서, 상기 스풀의 외주면에 적어도 하나의 오-링이 설치된 것을 특징으로 하는 로터리형 댐퍼.
제 21 항에 있어서,

상기 체크 밸브는

밸브 몸체;

상기 밸브 몸체에 설치된 압축 스프링; 및

상기 압축 스프링에 설치되어, 상기 리턴 포트를 선택적으로 개폐하는 볼을 포함하는 것을 특징으로 하는 로터리형 댐퍼