KR100687222B1 - 가스 실린더 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가스 실린더에 관한 것으로서, 더욱 상세히, 사용자가 의자에서 일어날 때, 자동으로 좌석이 일정 위치로 복귀되도록 하는 기능이 구비된 가스 실린더 장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 가스 실린더는 베이스 튜브; 상기 베이스 튜브 내부에서 상하 왕복 운동하는 스핀들; 상기 스핀들 내부에 장착되고, 내부에 가스가 충진되는 실린더; 상기 베이스 튜브 내부에 고정 결합되는 피스톤 로드; 상기 피스톤 로드의 상단부에 장착되어 상기 실린더 내부를 상하로 구획하고, 상기 실린더가 상승할 때 상하로 구획된 실린더의 하부에서 상부로의 가스의 유통이 가능하도록 가스 수용홈이 형성되는 피스톤; 상기 가스의 유입 및 유출이 방지되도록 상기 피스톤의 외주면과 실린더의 내주면 사이에 형성되는 자동 상승링; 상기 상하로 구획된 실린더 사이에 가스의 유통이 가능하도록 가스홈이 형성되어, 상기 피스톤의 상부에 안착되는 디스크; 및 상기 가스홈에 대응되도록 가스 연통공이 형성되어, 상기 디스크의 상부에 안착되는 와셔;가 포함된다.

본 발명에 따른 가스 실린더 장치에 의하여, 상기 가스 실린더 장치가 구비된 의자로부터 사용자가 일어남과 동시에 자동으로 일정 높이로 복귀되는 효과가 있다.

스핀들, 자동 상승링, 피스톤

Description

가스 실린더{A gas cylinder}

도 1은 종래의 가스 실린더 구조를 개략적으로 보여주는 단면도.

도 2는 본 발명의 사상에 따른 가스 실린더 구조를 보여주는 단면도.

도 3은 도 2의 "A"부분 확대도.

도 4는 본 발명에 따른 피스톤의 구조를 보여주는 사시도.

도 5는 도 2의 "B"부분 확대도.

도 6은 사용자가 의자에 착석한 상태에서 피스톤에 작용하는 힘의 분포도를 보여주는 단면도.

도 7은 사용자가 의자에서 일어난 상태에서 피스톤에 작용하는 힘의 분포도를 보여주는 단면도.

도 8은 본 발명의 사상에 따른 피스톤의 상부에 안착되는 와셔 및 디스크를 보여주는 절개 사시도.

도 9는 본 발명의 사상에 따른 와셔와 디스크의 또다른 실시예를 보여주는 절개 사시도.

도 10 및 도 11은 본 발명의 사상에 따른 와셔와 피스톤의 결합 구조를 보여주는 사시도.

도 12는 본 발명의 사상에 따른 와셔 피스톤의 결합구조의 또다른 실시예를 보여주는 사시도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 가스 실린더 110 : 베이스 튜브 120 : 스핀들

130 : 튜브 가이드 140 : 실린더 150 : 오픈핀

160 : 가스 챔버 170 : 오픈 홀더 180 : 베어링

190 : 고정판 200 : 피스톤 210 : 피스톤 로드

220 : 와셔 230 : 디스크 240 : 자동 상승링

250 : 누설 방지링 260 : 탄성링

본 발명은 가스 실린더에 관한 것으로서, 더욱 상세히, 사용자가 의자에서 일어날 때, 자동으로 좌석이 일정 위치로 복귀되도록 하는 기능이 구비된 가스 실린더 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 의자에 적용되는 가스 실린더는 크게 베이스 튜브와 가스 스핀들로 구성되고, 상기 가스 실린더의 스핀들이 상하부로 이동되어 의자 시트의 높이가 조절되도록 구성된다.

도 1은 종래의 가스 실린더 구조를 개략적으로 보여주는 단면도이다.

도 1을 참조하면, 종래의 일반적인 가스 실린더(10)는 의자의 좌석 하단면에 연결되는 스핀들(13)과, 상기 스핀들(13)을 지지하는 베이스 튜브(11)와, 상기 베 이스 튜브(11)와 상기 스핀들(13) 사이에 삽입되어 상기 스핀들(13)이 상승 또는 하강할 때 좌우로 기울어지지 않도록 하는 튜브 가이드(12)가 포함된다.

상세히, 상기 가스 실린더(10)는 상기 스핀들(13) 내부에서 상하 왕복운동하는 피스톤(23)과, 상기 피스톤(23)이 장착되는 피스톤 로드(22)와, 상기 스핀들(13) 내주면에 삽입되어 상기 피스톤(23)의 외주면에 장착된 오링(O-ring)과 면접촉하는 실린더(16)가 포함된다. 여기서, 상기 실린더(16)는 상기 피스톤(23)에 의하여 상부챔버(20)와 하부챔버(21)로 이분된다.

또한, 상기 가스 실린더(10)는 상기 실린더(16)의 하단부를 밀폐하는 가스 실링부(24)와, 상기 실린더(13)의 상단부를 밀폐하는 파이프 홀더(17)와, 상기 파이프 홀더(17)의 중심부를 관통하여 삽입되는 개폐핀(15)과, 상기 개폐핀(15)의 개폐를 조절하는 오픈핀(14)이 포함된다.

상세히, 상기 파이프 홀더(17)의 일측에는 가스가 출입하기 위한 오리피스(18)가 형성되며, 상기 오리피스(18)는 상기 개폐핀(15)에 의하여 개폐된다. 그리고, 상기 실린더(16)와 상기 스핀들(13) 사이에는 상기 오리피스(18)를 통해 배출된 가스가 이동되는 가스 유로(19)가 형성된다.

이하에서는 상기와 같은 구성을 이루는 종래의 가스 실린더 장치(10)의 기능에 대하여 설명하며, 사용자가 좌석에 착지하는 과정을 예로 들어 설명한다.

먼저, 사용자가 의자에 착지하면서 상기 오픈핀(14)과 연결된 작동 레버(미도시)를 올리거나 내리면, 상기 오픈핀(14)이 가압된다. 그리고, 상기 오픈핀(14)이 하측으로 가압되면 상기 개폐핀(15)이 하강하게 된다. 그리고, 상기 개폐핀(15) 이 하강하게 되면 상기 상부챔버(20)에 저장된 가스는 상기 개폐핀(15)의 측면을 따라 상기 오리피스(18)로 이동된다. 그리고, 상기 오리피스(18)로 이동된 공기는 상기 가스 유로(19)를 따라 상기 하부챔버(21)로 이동된다. 그러면, 상기 하부챔버(21)의 부피가 상기 상부챔버(20)의 부피보다 커지게 되어 스핀들(13)이 하강하게 된다. 그리고, 사용자가 상기 작동 레버에 가한 힘을 제거하면 더이상 가스의 이동이 진행되지 아니하게 된다. 따라서, 의자는 사용자가 원하는 높이에서 고정된다.

상기와 같은 원리에 의하여 작동하는 종래의 가스 실린더는 본 발명의 출원인에 의하여 출원된 대한민국 특허출원번호 2020010029424, 2020000017322 등에 상세히 제시되어 있으므로, 더이상의 상세한 설명은 생략한다.

한편, 상기에서 설명된 원리에 의하여 작동하는 종래의 가스 실린더 장치는 사용자가 일단 의자의 높이를 설정해 두면, 사용자가 일어서더라도 의자의 좌석은 항상 설정된 높이에서 고정된 상태를 유지하게 된다.

따라서, 의자에 앉는 사람의 신장에 따라 의자의 높이가 다르게 설정되므로, 다수개의 의자가 비치된 장소에서는 의자마다 높이가 다르게 유지되어 외관상 정돈되지 못한 느낌을 주게 된다.

상세히, 음식점이나 바(bar)와 같이 다수개의 의자가 비치되는 장소에서는 사용되지 아니하는 의자는 항상 높이가 동일하게 유지되어야 할 필요가 있다. 다시 말하면, 사용되지 아니하는 의자의 높이가 동일하게 유지되도록 함으로써, 고객이 외관상 정리 정돈된 느낌을 받도록 하는 것이 매우 중요하다. 따라서, 상기와 같은 장소에서는 종래의 가스 실린더 장치가 구비된 의자가 비치되는 경우, 사용되지 않는 의자는 의자를 정리하는 사람이 직접 높이를 일정하게 맞추는 행위가 요구되는 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 의자를 사용한 사람 또는 정리 정돈하는 사람이 직접 의자의 높이를 조절할 필요가 없이, 자동으로 일정한 높이로 복귀되도록 하는 기능이 구비된 가스 실린더 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 사용자가 의자에서 일어났을 때 의자가 너무 급속히 상승하지 않고 적정한 속도로 상승하도록 함으로써, 사용자가 의자에서 일어나면서 다치는 일이 발생하지 않도록 하는 가스 실린더 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기된 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 가스 실린더는 베이스 튜브; 상기 베이스 튜브 내부에서 상하 왕복 운동하는 스핀들; 상기 스핀들 내부에 장착되고, 내부에 가스가 충진되는 실린더; 상기 베이스 튜브 내부에 고정 결합되는 피스톤 로드; 상기 피스톤 로드의 상단부에 장착되어 상기 실린더 내부를 상하로 구획하고, 상기 실린더가 상승할 때 상하로 구획된 실린더의 하부에서 상부로의 가스의 유통이 가능하도록 가스 수용홈이 형성되는 피스톤; 상기 가스의 유입 및 유출이 방지되도록 상기 피스톤의 외주면과 실린더의 내주면 사이에 형성되는 자동 상승링; 상기 상하로 구획된 실린더 사이에 가스의 유통이 가능하도록 가스홈이 형성되어, 상기 피스톤의 상부에 안착되는 디스크; 및 상기 가스홈에 대응되도록 가스 연통공이 형성되어, 상기 디스크의 상부에 안착되는 와셔;가 포함된다.

또한, 본 발명에 따른 가스 실린더는 내부에 가스가 충진되는 실린더; 상기 실린더 내부에서 상하운동하는 피스톤 로드; 소정의 직경과 길이로 형성되는 원통 형상의 피스톤 몸체와, 상기 피스톤 몸체의 하단에 피스톤 몸체의 직경보다 크게 형성되는 링 안착부가 포함되고, 상기 피스톤 로드의 외주면에 장착되어 상기 실린더를 상부 챔버와 하부 챔버로 이분하고, 상기 하부 챔버에서 상부 챔버로의 가스의 유통이 가능하도록 가스 수용홈이 형성되는 피스톤; 상기 링 안착부에 안착되어 상기 가스의 유입 및 유출이 방지되도록 하는 자동 상승링; 및 상기 피스톤의 상단에 안착되며, 상기 상부 챔버와 하부 챔버의 가스가 연통되도록 하는 가스 연통부가 형성되는 와셔;가 포함된다.

상기와 같은 구성에 의하여 의자를 사용한 사람이 의자의 높이를 조절할 필요가 없이, 의자에서 일어나면 자동으로 일정 높이로 복귀되어 실내가 정리정돈된 느낌을 주는 효과가 있다.

이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예를 도면과 함께 상세히 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명의 사상이 제시되는 실시예에 제한된다고 할 수 없으며, 또다른 구성요소의 추가, 변경, 삭제 등에 의해서, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있다.

도 2는 본 발명의 사상에 따른 가스 실린더 구조를 보여주는 단면도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 가스 실린더(100)는 본체를 이루는 베이스 튜브(110)와, 상기 베이스 튜브(110) 내부에 삽입되어 상하 왕복운동하는 스핀들(120)과, 상기 베이스 튜브(110)와 상기 스핀들(120)에 삽입되어 상기 스핀들(120)을 지지하는 튜브 가이드(130)와, 상기 베이스 튜브(110) 내부에 고정 삽입되는 피스톤 로드(210)와, 상기 피스톤 로드(210)의 상단부에 장착되는 피스톤(200)이 포함된다.

또한, 상기 스핀들(120) 내주면에 장착되어 상기 피스톤(200)의 외주면과 면 접촉하는 실린더(140)와, 상기 실린더(140)의 상측부를 밀폐하는 파이프 홀더(152)와, 상기 실린더(140)의 하측부에 장착되어 상부 챔버의 가스가 하부 챔버로 이동되도록 하는 통로가 구비된 오픈 홀더(170)와, 상기 오픈 홀더(170)하측으로 가스가 누설되는 것을 방지하는 가스 실링(172)이 포함된다.

상세히, 상기 실린더(140)는 상기 파이프 홀더(152)와 상기 오픈 홀더(170)에 의하여 소정 길이의 가스 챔버(160)를 형성하고, 상기 가스 챔버(160) 내에 질소와 같은 가스가 주입된다. 그리고, 상기 가스 챔버(160)는 상기 피스톤(200)에 의하여 상부 챔버(161)와 하부 챔버(162)로 이분된다. 그리고, 상기 스핀들(120)의 상하 왕복운동에 의하여 상기 상부 챔버(161)와 하부 챔버(162)의 체적이 변화된다.

한편, 상기 가스 실린더(100)는 상기 파이프 홀더(152)의 상측부에 장착되어 상기 스핀들(120)의 상부가 테이퍼진 형상(tapered shape)을 유지하도록 하는 테이퍼 홀더(151)와, 상기 파이프 홀더(152)의 중앙부를 관통하여 장착되며, 상기 실린더(140) 내부의 가스가 배출되도록 하는 개폐핀(153)과, 상기 개폐핀(153)의 상측부에 안착되어 상기 개폐핀(153)을 가압하는 오픈핀(150)이 포함된다.

상세히, 상기 파이프 홀더(152) 내부에는 상기 개폐핀(153)이 하강하였을 때, 상기 실린더(140) 내부에 충진된 가스가 출입하는 오리피스(154)가 형성된다. 그리고, 상기 오픈핀(150)은 상기 스핀들(120)의 상측부에 장착되며, 상기 스핀들(120)의 상단면으로부터 소정 높이로 돌출되게 장착된다. 그리고, 상기 오픈핀(150)은 작동 레버(미도시)와 연결되어, 상기 작동 레버를 누르거나 위로 올리면 상기 오픈핀(150)이 하강하도록 구성된다. 그리고, 상기 상부 챔버(161)와 하부 챔버(162)는 대기압(P1)보다 높은 압력(P2))으로 유지된다. 그리고, 상기 실린더(140)와 상기 스핀들(120) 사이에는 상기 가스 챔버(160)로부터 배출된 가스가 이동되는 통로인 가스 유로(163)가 형성된다.

또한, 상기 오픈 홀더(170)에는 상기 가스 유로(163)를 따라 이동된 가스가 상기 하부 챔버(162)로 유입되도록 하는 가스 출입공이 형성되며, 상기 오픈 홀더(170)의 하단부에 장착된 가스 실링과 브라켓(후술함)에 의하여 상기 실린더(140) 내부가 일정 압력으로 유지된다. 상기 오픈 홀더(170)와 상기 지지부재 부분에 대한 자세한 설명은 도면과 함께 후술하기로 한다.

한편, 상기 피스톤 로드(210)의 하단부는 상기 베이스 튜브(110)의 하단부에 고정 장착된다. 상세히, 상기 베이스 튜브(110)의 하단부에 장착되는 고정판(190)에 의하여 상기 피스톤 로드(210)의 하측단이 지지 고정된다. 그리고, 상기 피스톤 로드(210)의 하단부에는 고정핀(192)이 삽입되어 상기 고정판(190)으로부터 상기 피스톤 로드(210)가 탈거되지 않도록 기능한다. 그리고, 상기 고정판(190)과 상기 고정핀(192) 사이에는 와셔(191)가 삽입되어, 상기 고정판(190)이 상기 고정핀(192)에 의하여 손상되는 현상을 방지한다.

또한, 상기 고정판(190)의 상측부에는 베어링(180)이 안착되고, 상기 베어링(180)의 상부에는 완충 부재(193)가 안착된다. 상세히, 상기 베어링(180)은 베어링 볼이 다수개 장착되는 볼 하우징(182)과 상기 볼 하우징(182)의 상하부에 형성되는 베어링 서포터(181)가 포함된다. 그리고, 상기 베어링(180)의 상단부에 안착되는 상기 완충 부재(193)는 상기 스핀들(120)이 최저 위치에 도달할 대, 상기 스핀들(120)의 하부가 상기 베어링(180)과 충돌하여 발생되는 충격을 완화시키는 기능을 한다.

이하에서는 상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 가스 실린더(100)의 작동에 대하여 설명한다.

먼저, 사용자가 의자의 높이를 낮추기 위하여 위하여 의자에 앉은 상태에서 상기 가스 오픈핀(160)과 연결된 작동 레버를 상승 또는 하강함으로써, 상기 오픈핀(150)이 눌려지도록 한다. 그리고, 상기 오픈핀(150)이 하측으로 가압되면, 상기 개폐핀(153)이 하강하게 된다. 그리고, 상기 개폐핀(153)이 하강하게 되면, 상기 파이프 홀더(152)의 하단부에 공간이 발생하게 된다. 그리고, 상기 개폐핀(153)의 외주면에는 소정 깊이로 함몰된 함몰부가 형성된다. 따라서, 상기 상부 챔버(161) 내의 가스가 상기 파이프 홀더(152)의 하단부에 형성된 공간을 따라 상부로 이동하게 된다. 그리고, 상기 이동되는 가스는 상기 함몰부로 이동되고, 상기 오리피스(154)를 통하여 실린더(140) 외부로 배출된다. 그리고, 상기 오리피스(154)의 끝단은 상기 가스 유로(163)의 상측부와 연결되므로, 상기 오리피스(154)를 따라 상기 가스 유로(163)로 이동된다. 그리고, 상기 가스 유로(163)를 따라 하측으로 이동된 가스는 상기 오픈 홀더(170)에 구비된 홈(후술함)을 통해 상기 하부 챔버(162)로 이동된다. 따라서, 상기 하부 챔버(162)의 체적이 상기 상부 챔버(161)의 체적보다 커지게 되고, 스핀들(120)은 하강하게 된다.

한편, 상기 스핀들(120)이 소정 높이에 이르면 사용자는 상기 작동 레버에 가한 힘을 제거한다. 그러면, 상기 오픈핀(150)은 상승하게 되고, 상기 개폐핀(153)도 동시에 상승하게 된다. 그리고, 상기 개폐핀(153)이 상기 오리피스(154)의 전면부를 밀폐하게 되어 상기 상부 챔버(161) 내의 가스가 더이상 상기 가스 유로(163)로 배출되지 아니하게 된다.

또한, 사용자가 의자에서 일어남과 동시에 의자의 좌석도 상승하게 된다. 그리고, 상기 좌석은 최고점에 이를때까지 상승하게 된다.

상기 의자의 좌석이 자동으로 상승하게 되는 원리에 대해서는 하기에서 도면과 함께 더욱 상세하게 설명하도록 한다.

도 3은 도 2의 "A"부분 확대도이고, 도 4는 본 발명에 따른 피스톤의 구조를 보여주는 사시도이며, 도 5는 도 2의 "B"부분 확대도이다.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 가스 실린더(100)에 장착되는 피스톤(200)은 소정의 직경과 길이로 형성되는 원통 형상의 피스톤 몸체(205)와, 상기 피스톤 몸체(205)의 하단에 형성되고, 상기 피스톤 몸체(205)의 직경보다 크게 형성되어 하기에서 설명하게 될 자동 상승링(240)이 안착되기 위한 링 안착부(201)로 이루어진다.

상세히, 상기 피스톤 몸체(205)의 중앙부에는 피스톤 로드(후술함)가 관통하기 위한 피스톤 로드 관통홈(206)이 형성된다. 그리고, 상기 링 안착부(201)는 상기 실린더(140)의 내경보다 적어도 같거나 약간 작게 형성되며, 상기 피스톤 몸체(205)는 상기 링 안착부(201)보다 작은 직경으로 이루어진다. 그리고, 상기 피스톤 몸체(205)와 상기 링 안착부가 만나는 부분은 소정의 곡률 반경을 가지고 만 곡되어 형성된다. 그리고, 상기 피스톤 몸체(205)의 상단부 모서리는 소정 각도로 모따기(tapering)되어 경사면(203)을 이룬다. 그리고, 상기 피스톤(200)은 외주면 일측에 길이 방향으로 형성되며, 소정의 폭과 깊이 및 소정 길이로 형성되는 가스 수용홈(204)이 형성된다.

또한, 상기 피스톤(200)은 상기 링 안착부(201)에 안착되는 환형의 자동 상승링(240)과, 상기 피스톤(200)의 상측부에 안착되는 디스크(230)와, 상기 디스크의 상부에 안착되는 와셔(220)와, 상기 링 안착부(201)와 상기 디스크(230) 사이에 작은 공간을 이루는 미들 챔버(middle chamber)(163)가 포함된다.

상세히, 상기 미들 챔버(163)는 상기 피스톤 몸체(205)의 직경이 상기 실린더(140)의 내경보다 작기 때문에 형성되며, 상기 하부 챔버(162)로부터 상승한 가스 또는 상기 와셔(220) 및 디스크(230)를 관통하여 하강한 가스가 수용되는 공간이다. 그리고, 상기 미들 챔버(163)의 공간이 더 넓어짐과 동시에, 상기 하부 챔버(162)로부터 상승하는 공기가 상기 상부 챔버(161)로 용이하게 이동되도록 하기 위하여 상기 가스 수용홈(204)이 상기 피스톤 몸체(205)의 일부분에 형성된다.

또한, 상기 자동 상승링(240)이 상승하였을 때, 상기 실린더(140)의 내주면에 밀착됨으로써, 상기 디스크(230) 및 상기 와셔(220)의 외주면과 상기 실린더(140)의 내주면 사이의 틈새로 가스가 유입 및 유출되는 것을 방지한다. 그리고, 상기 디스크(230)는 소정의 위치에 상기 미들 챔버(163)와 상기 상부 챔버(161)에 있는 가스가 상호 유입 및 유출되는 것을 가능하게 하는 가스홈(231)이 형성된다. 그리고, 상기 와셔(220)도 소정의 위치에 상기 가스홈(231)과 같은 기능을 하는 가스 연통공(221)이 형성된다.

여기서, 상기 디스크(230)에 상기 가스홈(231)이 형성됨으로써, 상기 하부 챔버(162)내의 가스가 상기 가스 연통공(221)을 통하여 상기 상부 챔버(161)로 이동되는 속도가 제어된다. 상세히, 상기 가스홈(231)이 구비된 디스크(230)가 없는 경우에는 상기 하부 챔버(162)의 가스가 상부 챔버(161)로 급격히 이동될 수 있다. 즉, 상기 상부 챔버(161)의 체적이 급격히 증가되어 의자가 급격히 상승하게 된다. 따라서, 의자가 급격히 상승하게 되면 사용자가 의자에서 일어나는 과정에서 부상을 당할 수 있는 위험성이 있다.

상기 와셔(220)와 디스크(230)의 형상에 대한 다양한 실시예는 하기에서 도면과 함께 상세히 설명하도록 한다.

한편, 상기 피스톤(200)의 저면에는 소정 깊이로 함몰되는 띠형상의 함몰부(202)가 형성된다. 그리고, 상기 함몰부(202) 내에는 누설 방지링(250)이 안착되며, 상기 누설 방지링(250)은 상기 피스톤 로드(210)의 외주면에 둘러진다. 여기서, 상기 누절 방지링(250)은 상기 피스톤 로드(210)의 외주면을 따라 가스가 누설되는 것을 방지하는 기능을 한다.

또한, 상기 피스톤 로드(210)의 외주면 적소에는 탄성링(260)이 장착되며, 상기 탄성링(260)을 보호하는 링커버(261)가 둘러진다. 상세히, 상기 링커버(261) 및 탄성링(260)은 상기 피스톤(200)의 하측에 장착된다.

한편, 상기 실린더(140)의 하단부에는 상기 오픈 홀더(170)가 장착되어 상기 실린더(140)를 지지한다. 그리고, 상기 오픈 홀더(170)에는 상기 가스 유로(163)를 따라 하강하는 가스가 상기 하부 챔버(162)로 유입되도록 하기 위한 가스 유입공(171)이 적어도 하나 이상 형성된다.

또한, 상기 가스 실린더(100)는 상기 오픈 홀더(170)의 하측에 장착되어 상기 오픈 홀더(170)를 지지하는 가스 실링(172)과, 상기 가스 실링(172)의 하측에 장착되어, 상기 오픈 홀더(170) 및 상기 가스 실링(172)을 지지하는 플랜지(173)가 포함된다. 그리고, 상기 가스 실링(172)에 의하여 상기 오픈 홀더(170) 하부로 가스가 누설되는 현상이 방지된다.

상기와 같은 구성을 이루는 본 발명의 가스 실린더(100) 장치의 내부에서 이루어지는 기능및 동작에 대하여 설명한다.

먼저, 사용자가 의자의 높이를 맞추기 위하여 작동 레버를 올리거나 내리면 상기 오픈핀(150)이 가압되고, 상기 상부 챔버(161)내에 있던 가스는 상기에서 설명한 바와 같은 경로와 과정에 의하여 상기 하부 챔버(162) 내로 이동된다.

상세히, 상기 가스 유로(163)를 따라 하강한 가스는 상기 가스 유입공(171)을 따라 상기 하부 챔버(162)로 이동한다. 그리고, 의자의 좌석이 일정 높이에 이르렀을 때 상기 작동 레버의 조작을 멈추면 가스의 흐름이 중단된다. 그리고, 사용자의 체중에 해당하는 무게가 상기 의자의 좌석에 가해진다. 그리고, 상기 사용자의 체중에 해당하는 무게는 상기 상부 챔버(161) 내의 가스를 압축하게 된다. 그러면, 상기 상부 챔버(161) 내의 가스는 상기 가스 연통공(221)과 상기 가스홈(231)을 통해 상기 디스크(230)의 하측에 형성된 공간으로 이동된다. 그리고, 상기 이동된 공기는 상기 자동 상승링(240)을 하측으로 가압하게 된다.

반대로, 사용자가 의자에서 일어나게 되면 사용자의 체중이 제거되므로, 상기 스핀들(120)이 약간 상승하게 된다. 이 때, 상기 자동 상승링(240)은 상기 실린더(140)와의 마찰에 의하여 상측으로 밀려 올라가게 된다. 그리고, 상기 피스톤 링 안착부(201)의 하측 외주면과 상기 실린더(140) 내주면 사이에 형성되는 틈새를 따라 상기 하부 챔버(162) 내의 가스가 상승하게 된다. 그리고, 상기 상승한 가스는 상기 미들 챔버(163)로 이동되고, 상기 가스홈(231)과 상기 가스 연통공(221)을 통해서 상기 상부 챔버(161)로 이동한다. 결과적으로, 상기 하부 챔버(162)의 체적은 줄어들고, 상기 상부 챔버(161)의 체적은 늘어남으로써, 상기 스핀들(120)이 상승하게 된다. 그리고, 상기 스핀들(120)은 상기 하부 챔버(162)의 체적이 0 이 될 때까지 상승하게 된다. 다시 말하면, 상기 의자의 좌석은 최대 높이까지 상승하게 되는 것이다. 사용자가 일어서면 자동으로 상기 의자의 좌석이 최대 높이까지 상승하게 되는 원리는 하기에서 도면과 함께 더욱 상세히 설명하도록 한다.

도 6은 사용자가 의자에 착석한 상태에서 피스톤에 작용하는 힘의 분포도를 보여주는 단면도이고, 도 7은 사용자가 의자에서 일어난 상태에서 피스톤에 작용하는 힘의 분포도를 보여주는 단면도이다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 가스 실린더 내부 구조에 있어서, 상기 와셔(220)의 외경은 상기 실린더(140)의 내경과 대략 동일하게 형성됨이 바람직하다. 따라서, 상기 와셔(220)와 실린더(140) 사이의 틈새로 가스가 새 나가지 않도록 하는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 링 안착부(201)의 외경은 상기 실린더(140)의 내경보다 약간 작게 형성되므로, 상기 피스톤(200)의 하측 외주면과 상기 실린더(140)의 내주면 사이에 약간의 틈새가 형성된다.

상기와 같은 구성에 의하여, 사용자가 의자에 착석하는 경우, 사용자의 체중에 해당하는 하중(W)에 의하여 상기 스핀들(120)이 약간 하강하게 된다. 따라서, 상기 상부 챔버(161)의 체적이 감소되어, 상기 실린더(140) 내의 압력이 증가하게 된다. 즉, 사용자가 의자에 앉기 전에 상기 실린더(140) 내부에 형성된 압력(P2)과 상기 하중(W)이 합쳐진 압력(P3)이 상기 와셔(220)에 작용하게 된다. 그리고, 상기 상부 챔버(161) 내의 가스는 상기 가스 연통공(221)과 상기 가스홈(231)을 통해 하강하게 된다. 그리고, 상기 하강하는 가스는 상기 자동 상승링(240)을 소정의 압력(P3)으로 가압하게 된다. 따라서, 상기 자동 상승링(240)은 상기 링 안착부(201)에 강하게 밀착된다.

반대로, 사용자가 의자에서 일어나는 경우에는 사용자의 체중에 해당하는 하중(W)이 제거되므로, 원래의 실린더(140) 압력(P2)으로 복귀된다. 따라서, 상기 스핀들(120)은 사용자가 일어남과 동시에 약간 상승하게 된다. 이 때, 상기 스핀들(120)이 상승할 때, 상기 실린더(140) 내주면에 접촉되어 있는 상기 자동 상승링(240)은 마찰력에 의하여 상측으로 밀려 올라가게 된다. 그러면, 상기 자동 상승링(240)은 상기 실린더(140)의 내주면에 강하게 밀착되므로, 상기 피스톤(200)의 외주면과 상기 실린더(140)의 내주면 사이를 통하여 상기 하부 챔버(162) 내의 가스가 새어 나가지 못하게 된다. 반면에, 상기 상승하는 가스는 상기 가스홈(231) 및 가스 연통공(221)을 통해 상기 상부 챔버(161)로 이동된다. 여기서, 상측으로 상승한 상기 자동 상승링(240)은 상기 하부 챔버(162)로부터 상승하는 가스의 압력 에 의하여 상승된 상태를 유지하게 된다. 그리고, 상기 디스크(230)에 형성된 가스홈(231)의 직경에 따라 가스 이동 속도가 결정되므로, 의자의 상승 속도가 상기 가스홈(231)의 크기에 의하여 결정된다. 그리고, 상기 하부 챔버(162) 내의 가스 전부가 상기 상부 챔버(163)로 이동되며, 최종적으로 상기 하부 챔버(162)의 체적은 거의 0 에 가깝게 된다. 즉, 상기 스핀들(120)이 최대로 상승한 위치에 있게 되는 것이다.

상기와 같은 원리에 의하여, 사용자가 앉아 있다가 일어나는 경우, 의자의 좌석은 자동으로 최대 높이까지 상승하게 된다.

도 8은 본 발명의 사상에 따른 피스톤의 상부에 안착되는 와셔 및 디스크를 보여주는 절개 사시도이다.

도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 와셔(220)는 중심부분에 상기 피스톤 로드(210)가 관통하기 위한 피스톤 로드 관통공(222)이 형성되며, 저면에 소정 깊이로 함몰되는 띠형상의 가스 순환홈(223)이 형성된다. 그리고, 상기 가스 순환홈(223)으로부터 상기 와셔(220)의 상부면을 관통하는 가스 연통공(221)이 형성된다.

또한, 상기 와셔(220)의 하측에 장착되는 상기 디스크(230)는 중심부에 상기 와셔(220)와 같이 피스톤 로드 관통공(232)이 형성되고, 상기 와셔(220)의 저면에 형성되는 가스 순환홈(223)과 일치되는 위치에 가스홈(231)이 형성된다. 따라서, 상기 하부 챔버(162)로부터 상승한 가스는 상기 미들 챔버(163)에 모이게 된다. 그리고, 상기 미들 챔버(163)에 모인 가스는 상기 가스홈(231)을 통해 상승하게 되 고, 상기 가스홈(231)을 통해 상승한 가스는 상기 가스 순환홈(223)을 따라 순환하다가, 상기 가스 연통공(221)을 통하여 상기 상부 챔버(161)로 이동하게 된다.

도 9는 본 발명의 사상에 따른 와셔와 디스크의 또다른 실시예를 보여주는 절개 사시도이다.

도 9를 참조하면, 본 발명에 따른 와셔(220)는 상기 도 7에서 제시된 와셔(220)와 동일하게, 저면에 환형의 가스 순환홈(223)이 소정의 폭과 깊이로 형성된다. 그리고, 상기 가스 순환홈(223)으로부터 상기 와셔(220)의 외경까지 이어지는 가스 배출홈(224)이 형성된다.

상기와 같은 구성에 의하여, 상기 디스크(230)의 가스홈(231)을 통해서 상승한 하부 챔버(162)의 가스는 상기 가스 순환홈(223)을 따라 회전하다가 상기 가스 배출홈(224)을 통해 상기 실린더(140)와 상기 와셔(220) 사이의 틈새로 이동된다.그리고, 상기 가스는 상기 틈새를 통하여 상기 상부 챔버(161)로 이동된다. 본 실시예에 있어서는 상기 와셔(220)의 외경은 상기 실린더(140)의 내경보다 약간 작게 형성될 수 있다.

도 10 및 도 11은 본 발명의 사상에 따른 와셔와 피스톤의 결합 구조를 보여주는 사시도이다.

도 10 및 도 11을 참조하면, 본 발명에 따른 피스톤 구조는 상기에서 제시된 실시예와 달리 디스크(230)가 장착되지 않는다. 다시 말하면, 상기 피스톤(200)의 상측단에 상기 와셔(220)가 직접 안착된다.

상세히, 본 실시예에서 제시되는 와셔(220)는 내주면으로부터 방사상 소정 폭과 길이로 형성되는 가스 상승홈(225)이 적어도 하나 이상 형성된다. 그리고, 상기 가스 상승홈(225)의 직하방에는 상기 피스톤 몸체(205)의 외주면에 형성된 가스 수용홈(204)이 위치됨이 바람직하다. 따라서, 피스톤(200)의 링 안착부(201) 외주면과 상기 실린더(140)의 내주면 사이 틈새를 따라 상승한 가스는 상기 미들 챔버(163)에 모이게 되고, 상기 미들 챔버(163)에 모인 가스는 상기 가스 수용홈(204)을 따라 상승하여 상기 가스 상승홈(225)을 통하여 상기 상부 챔버(161)로 이동된다.

여기서, 상기 가스 상승홈(225)의 형성 위치 및 개수는 본 발명의 실시예에 제한되지 아니함을 밝혀 둔다.

도 12는 본 발명의 사상에 따른 와셔 피스톤의 결합구조의 또다른 실시예를 보여주는 사시도이다.

도 12를 참조하면, 본 발명에 따른 와셔(220)는 저면에 지름방향으로 소정 깊이와 폭을 가지고 형성되는 가스 안내 그루브(groove)(226)가 포함된다. 그리고, 상기 가스 안내 그루브(226)의 하측에는 상기 피스톤 몸체(205)의 외주면에 형성된 가스 수용홈(204)이 위치됨이 바람직하다. 따라서, 상기 가스 수용홈(204)을 통해 상승한 가스는 상기 가스 안내 그루브(226)를 따라 상기 와셔(220)의 외경방향으로 이동된다. 그리고, 상기 가스 안내 그루브(226)를 따라 이동된 가스는 상기 실린더(140) 내주면과 상기 와셔(220)의 외주면 사이에 형성된 틈새를 통하여 상기 상부 챔버(161)로 이동하게 된다.

상기에서 제시된 와셔(220) 형상에 대한 실시예는 본 발명의 사상을 실현하 기 위한 최적의 실시예이며, 상기 제시된 실시예에 제한되지 아니함을 밝혀 둔다.

상기와 같은 구성을 이루는 본 발명에 따른 가스 실린더 장치에 의하여, 상기 가스 실린더 장치가 구비된 의자로부터 사용자가 일어남과 동시에 자동으로 일정 높이로 복귀되는 효과가 있다.

따라서, 다수개의 의자가 비치된 장소에서 사용되지 않는 의자들은 모두 동일한 높이를 유지하게 되므로, 외관상 정리 정돈된 느낌을 준다.

또한, 본 발명에 따른 가스 실린더 장치에 의하여, 사용자가 의자의 높이를 일정하게 유지하기 위하여 에너지와 시간을 소비할 필요가 없는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 가스 실린더 장치에 있어서, 가스가 통과하는 관통홈이 구비된 디스크와 와셔가 피스톤 상부에 안착됨으로써, 가스 분출 속도가 조절되어 의자가 너무 급속히 상승하는 것을 방지하는 효과가 있다.

Claims (16)

1. 베이스 튜브;

   상기 베이스 튜브 내부에서 상하 왕복 운동하는 스핀들;

   상기 스핀들 내부에 장착되고, 내부에 가스가 충진되는 실린더;

   상기 베이스 튜브 내부에 고정 결합되는 피스톤 로드;

   상기 피스톤 로드의 상단부에 장착되어 상기 실린더 내부를 상하로 구획하고, 상기 실린더가 상승할 때 상하로 구획된 실린더의 하부에서 상부로의 가스의 유통이 가능하도록 가스 수용홈이 형성되는 피스톤;

   상기 가스의 유입 및 유출이 방지되도록 상기 피스톤의 외주면과 실린더의 내주면 사이에 형성되는 자동 상승링;

   상기 상하로 구획된 실린더 사이에 가스의 유통이 가능하도록 가스홈이 형성되어, 상기 피스톤의 상부에 안착되는 디스크; 및

   상기 가스홈에 대응되도록 가스 연통공이 형성되어, 상기 디스크의 상부에 안착되는 와셔;가 포함되는 가스 실린더.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 가스 수용홈은 상기 피스톤의 외주면에 소정 깊이와 길이를 가지도록 함몰 형성되는 것을 특징으로 하는 가스 실린더.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 피스톤은 상기 자동 상승링이 안착되기 위한 링 안착부가 포함되는 가스 실린더.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 피스톤은 상단부 모서리가 소정 각도로 테이퍼(taper)진 것을 특징으로 하는 가스 실린더.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 자동 상승링은 상기 실린더의 내주면에 접촉하며, 상기 실린더가 상승할 때 마찰력에 의하여 함께 상승하는 것을 특징으로 하는 가스 실린더.
6. 삭제
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 와셔의 저면에는 소정의 폭과 깊이로 형성되는 환형의 가스 순환홈이 더 형성되고,

   상기 가스 연통공은 상기 가스 순환홈으로부터 수직방향으로 형성되어 상기 와셔의 상부를 관통하도록 형성되는 가스 실린더.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 와셔의 저면에는 소정의 폭과 깊이로 형성되는 환형의 가스 순환홈이 더 형성되고,

   상기 가스 연통공은 상기 가스 순환홈으로부터 소정의 폭과 깊이를 가지고 상기 와셔의 외경 방향으로 형성되는 가스 실린더.
9. 제 1 항에 있어서,

   상기 피스톤의 저면에 삽입되고, 상기 피스톤 로드의 외주면을 감싸는 링이 더 포함되는 가스 실린더.
10. 제 1 항에 있어서,

    상기 피스톤 로드의 외주면에 소정 깊이로 둘러지는 함몰부와,

    상기 함몰부에 끼워지는 탄성링과,

    상기 탄성링을 보호하는 링커버가 포함되며, 상기 함몰부는 상기 피스톤의 하측에 형성되는 것을 특징으로 하는 가스 실린더.
11. 내부에 가스가 충진되는 실린더;

    상기 실린더 내부에서 상하운동하는 피스톤 로드;

    소정의 직경과 길이로 형성되는 원통 형상의 피스톤 몸체와, 상기 피스톤 몸체의 하단에 피스톤 몸체의 직경보다 크게 형성되는 링 안착부가 포함되고, 상기 피스톤 로드의 외주면에 장착되어 상기 실린더를 상부 챔버와 하부 챔버로 이분하고, 상기 하부 챔버에서 상부 챔버로의 가스의 유통이 가능하도록 가스 수용홈이 형성되는 피스톤;

    상기 링 안착부에 안착되어 상기 가스의 유입 및 유출이 방지되도록 하는 자동 상승링; 및

    상기 피스톤의 상단에 안착되며, 상기 상부 챔버와 하부 챔버의 가스가 연통되도록 하는 가스 연통부가 형성되는 와셔;가 포함되는 가스 실린더.
12. 제 11 항에 있어서,

    상기 가스 연통부는 상기 와셔의 내주면으로부터 외경 방향으로 소정깊이로 형성되는 적어도 하나 이상의 함몰부가 포함되는 가스 실린더.
13. 제 11 항에 있어서,

    상기 가스 연통부는 상기 와셔의 저면에 소정의 폭과 깊이를 가지고 지름방향으로 형성되는 그루브(groove)가 포함되는 가스 실린더.
14. 제 11 항에 있어서,

    사용자가 의자에 착석한 상태에서는 사용자의 체중에 의하여 상기 스핀들이 약간 하강하고, 상기 자동 상승링이 상기 상부 챔버 내의 가스에 의하여 하측으로 가압되어, 상기 상부 챔버와 하부 챔버간에 가스 유동이 발생하지 아니하는 것을 특징으로 하는 가스 실린더.
15. 제 11 항에 있어서,

    사용자가 의자에서 일어날 때 상기 스핀들이 약간 상승하고, 동시에 상기 자동 상승링이 상기 실린더 내주면과의 마찰력에 의하여 상승하는 것을 특징으로 하는 가스 실린더.
16. 제 11 항에 있어서,

    사용자가 의자에서 일어날 때 상기 하부 챔버 내의 가스 전부가 상기 상부 챔버로 이동되어, 의자의 높이가 자동으로 최고점에 도달하는 것을 특징으로 하는 가스 실린더.

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