KR100875757B1 - 유압댐퍼 - Google Patents

Abstract

본 발명은 오일이 유동되는 오리피스 단면적을 확대하여 댐핑력이 감소되도록 하는 단면적의 증가 구간이 실린더의 후반부에 형성되는 유압댐퍼에 관한 것이다.

본 발명에 의한 유압댐퍼는, 원통 형상의 몸체(102)와, 상기 몸체(102)의 일단을 차폐하는 캡(104)이 구비되어 외관을 형성하는 실린더(100)와; 상기 실린더(100)의 내측으로 후단이 삽입되며 전단은 외부로 돌출되도록 구비되어, 충격체와의 접촉에 따라 선택적으로 진퇴운동하는 로드(300)와; 상기 실린더(100)의 내측에 구비되며, 상기 로드(300)의 후단에 장착되어 상기 로드(300)와 함께 진퇴운동하는 피스톤(200)을 포함하여 구성되며; 상기 실린더(100)의 몸체(102) 내면 후반부에는 내부공간의 단면적이 증가하는 단면적증가구간(V)이 형성되며, 상기 실린더(100)의 캡(104)은 상기 몸체(102)와 일체로 성형된다. 이와 같은 본 발명에 의하면, 유압댐퍼의 댐핑력이 최종순간에는 급격히 감소되어 도어(door)나 서랍의 닫힘을 사용자가 용이하게 인식 가능한 이점이 있다.

댐퍼, 유압, 오일, 실린더, 구배, 댐핑력

Description

유압댐퍼 { Hydraulic damper }

도 1 은 일반적인 유압댐퍼의 외형을 보인 사시도.

도 2 는 종래 기술에 의한 유압댐퍼의 내부 구조를 보인 단면도.

도 3 는 본 발명에 의한 유압댐퍼의 바람직한 실시예의 구성을 보인 분해사시도.

도 4 는 본 발명에 의한 유압댐퍼의 바람직한 실시예의 내부구조를 보인 단면도.

도 5는 도 4의 I-I'부 단면도.

도 6a는 본 발명에 의한 유압댐퍼의 바람직한 실시예에서 외력이 가해지는 상태의 내부 구조를 보인 단면도.

도 6b 내지 도 6d는 본 발명 실시예에서 외력이 가해질 때의 오일 유동 상태를 순차적으로 보인 부분 확대단면도.

도 7a는 본 발명에 의한 유압댐퍼의 바람직한 실시예에서 외력이 제거되는 상태를 보인 단면도.

도 7b 는 본 발명에 의한 유압댐퍼의 바람직한 실시예에서 외력이 제거된 상태에서의 오일 유동을 보인 부분 확대단면도.

도 8은 본 발명 실시예를 구성하는 실린더의 제조상태를 보인 금형 장착 단 면도.

도 9는 도 8에 도시된 유동금형의 유동 상태를 보인 부분 확대단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100. 실린더 120. 경사부

122,124. 경사구간 140. 오리피스

200. 피스톤 220. 로드안착부

240. 링안착부 242. 피스톤링

260. 지지대 280. 스프링삽입부

300. 로드 400. 압축스프링

500. 커버 520. 커버공

540. 오일씰 542. 오일씰공

600. 로드가이드 620. 로드가이드공

640. 보정부재 642. 부재안착부

660. 걸림돌기

본 발명은 유압댐퍼에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 오일이 유동되는 오리피스 단면적을 확대하여 댐핑력이 감소되도록 하는 단면적의 증가 구간이 실린더의 후반부에 형성되는 유압댐퍼에 관한 것이다.

도 1 은 일반적인 유압댐퍼의 외형을 보인 사시도이고, 도 2 는 종래 기술에 의한 유압댐퍼의 내부 구조를 보인 단면도로서, 이들 도면에 도시된 바에 따르면, 유압댐퍼는 원통형의 실린더(cylinder,10)가 외관을 형성하고 있으며, 이러한 실린더(10)의 내부에는 작동유인 오일(oil,O)이 충진되어 있다.

상기 실린더(10)는 밀폐되어 있으며, 내부에는 피스톤(12)이 구비된다. 상기 피스톤(piston,12)은 일반적으로 원판형 또는 원통형으로 구성되어 유체(流體), 즉 상기 오일(O)이 충진된 상기 실린더(10) 속을 전후방으로 왕복운동하게 된다.

그리고 상기 피스톤(12) 내부 중앙에는 상기 피스톤을 관통하는 오리피스(14)가 형성된다. 상기 오리피스(14)는 상기 오일(O)의 이동통로가 되는 것으로 소정의 직경으로 상기 피스톤(12)의 전방에서 후방으로 관통형성된다.

상기 실린더(10)의 전반부(이하, 도 2 에서 볼 때 좌측)에는 환봉형상의 로드(16)가 구비되며, 상기 로드(16)는 상기 실린더(10)의 전면을 관통하도록 설치된다. 즉 상기 로드(16)의 전단은 상기 실린더(10)의 전방 외부로 노출된다.

그리고 상기 피스톤(12)의 외주면에는 오일(O)의 유동을 제어하는 피스톤링(20)이 더 구비되고, 상기 피스톤(12)의 후방(이하, 도 2 에서 볼 때 우측)에는 피스톤(12)을 전방으로 밀어내는 압축스프링(22)이 구비된다.

한편 상기 실린더(10) 내부의 전반부에는 상기 로드(16)를 지지하는 로드가이드(24)가 구비되고, 상기 로드가이드(24)의 전방에는 상기 오일(O)의 누설을 방지하는 오일씰(26)이 더 설치된다.

상기와 같은 구성을 가지는 종래의 유압댐퍼가 작동하는 상태를 살펴보면 다 음과 같다.

상기 로드(16)의 전방으로부터 외력이 가해지면, 상기 피스톤(12)이 후방으로 이동하게 되고, 이때 상기 피스톤(12)의 후방공간에 충진되어 있는 오일(O)이 압축된다. 그러나 상기 오일(O)은 비압축성 유체이므로 이러한 오일(O)은 상기 피스톤(12)의 압력에 의해 상기 오리피스(14)를 통해 피스톤(12)의 전방공간으로 이동한다.

그리고 상기 오리피스(14)를 통해 전방으로 이동하는 오일(O)의 양은 오리피스(14)의 면적에 따라 제한된다. 이처럼 제한된 오일(O)의 저항을 이용하여 외부 충격체의 충돌에너지를 유압댐퍼가 감쇄하게 되는 것이다.

이처럼 유압댐퍼는 상기 실린더(10)의 단면적, 상기 오리피스(14)의 면적 또는 오일(O)의 점도 등을 변화시켜 적정한 감쇄력을 나타내도록 설계할 수 있게 된다. 그리고, 일정한 오리피스(14)의 크기와 오일의 점도를 가지도록 설계된 유압댐퍼는 외부충격체의 충돌 속도에 비례하여 감쇄력을 가지게 된다.

따라서, 외부 충격체의 충돌속도가 빠르면 빠를수록, 즉 충돌에너지가 크면 클수록 유압댐퍼가 이에 대응하여 반응하는 감쇄력은 증가한다. 이를 댐퍼의 자기 조절 능력이라 부르기도 하며, 큰 충돌에너지에 대응하는 큰 감쇄력이 필요할 때, 댐퍼 스스로 적절히 대응하게 되는 것이다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래 기술에서는 다음과 같은 문제점이 있다.

종래 기술에 의한 유압댐퍼는 상기 피스톤(12,또는 충격체)의 속도, 상기 오리피스(14)의 면적, 상기 실린더(10)의 단면적, 오일의 점도에 의해서 감쇄력이 결 정되어지는데 이러한 인자들 중 상기 오리피스(14)의 면적과 상기 실린더(10)의 단면적 그리고, 오일의 점도는 유압댐퍼의 설계시에 고정되는 것으로, 사용환경에 맞추어 적절한 수치를 가지도록 설계하게 된다.

그리고, 상기와 같은 종래의 구조에서는, 운동에너지가 가해진 충격체가 대퍼와 충돌하면서 점차적으로 운동에너지를 소실하게 되고, 점차 속도가 감소되어 최종적으로 속도는 제로(0)에 가깝게 된다.

예를 들어, 가구의 도어(door)나 서랍의 충격을 흡수하는 댐퍼의 경우, 도어(door)나 서랍의 닫힘 정도가 진행될수록 도어나 서랍의 운동 속도가 줄어들게 된다. 따라서, 사용자는 최종적으로 도어(door)나 서랍이 완전히 닫혀진 상태인지의 여부를 구분하기가 어려워, 다시 손으로 도어(door)나 서랍을 재차 밀어넣는 경우가 있다.

이처럼 종래의 댐퍼 구조에서는, 일정한 댐핑력이 지속적으로 작용하므로, 도어(door)나 서랍의 최종 닫힘이 이루어졌는지 여부를 사용자가 용이하게 판단하기 어려운 문제점이 있다.

따라서 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 실린더의 후반부에는 내부공간의 체적이 증가하는 단면적증가구간이 존재하여 댐핑력이 저하되도록 하는 유압댐퍼를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 실린더의 후반부에 체적이 증가하는 역구배가 형성되면서도 실린더의 후면과 몸체가 일체로 성형 가능한 유압댐퍼를 제공하는 것 이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 유압댐퍼는,

원통 형상의 몸체와, 상기 몸체의 일단을 차폐하는 캡이 구비되어 외관을 형성하는 실린더와; 상기 실린더의 내측으로 후단이 삽입되며 전단은 외부로 돌출되도록 구비되어, 충격체와의 접촉에 따라 선택적으로 진퇴운동하는 로드와; 상기 실린더의 내측에 구비되며, 상기 로드의 후단에 장착되어 상기 로드와 함께 진퇴운동하는 피스톤을 포함하여 구성되며; 상기 실린더의 몸체 내면 후반부에는 내부공간의 단면적이 증가하는 단면적증가구간이 형성되며, 상기 실린더의 캡은 상기 몸체와 일체로 성형됨을 특징으로 한다.

상기 단면적증가구간은, 외측으로 함몰된 하나 이상의 가이드홈으로 이루어짐을 특징으로 한다.

상기 가이드홈은, 상기 실린더의 몸체와 캡의 성형 사출시 동시에 형성됨을 특징으로 한다.

상기 실린더의 캡 중앙부에는, 좌우로 관통된 캡홀이 형성되며; 상기 캡홀은 차폐구에 의해 밀폐됨을 특징으로 한다.

이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 유압댐퍼에 의하면, 유압댐퍼의 댐핑력이 최종순간에는 급격히 감소되어 도어(door)나 서랍의 닫힘을 사용자가 용이하게 인식 가능한 이점이 있다.

이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 유압댐퍼의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명에 의한 유압댐퍼의 바람직한 실시예의 구성을 보인 분해사시도이고, 도 4는 본 발명에 의한 유압댐퍼의 바람직한 실시예의 내부구조를 보인 단면도이다. 그리고, 도 5에는 도 4의 I-I'부 단면이 도시되어 있다.

이들 도면에 도시된 바에 따르면, 유압댐퍼는 전방(이하, 도 3 및 도 4 에서 볼 때는 좌측)으로 개구된 원통형상의 실린더(100)에 의해 외형이 형성된다.

보다 구체적으로 살펴보면, 상기 실린더(100)는, 원통 형상의 몸체(102)와, 상기 몸체(102)의 일단을 차폐하는 캡(104) 등으로 구성된다. 즉, 상기 실린더(100)는 좌우로 길게 형성되는 원통의 몸체(102), 상기 몸체(102)의 후면(도 3과 도 4에서는 우측면)을 이루는 캡(104) 등으로 이루어진다. 상기 캡(104)은 상기 몸체(102)와 일체로 이루어지며, 동시에 사출 성형에 의해 제조된다.

상기 실린더(100)의 내측에는 아래에서 상세하게 설명할 피스톤(200), 로드(300) 및 로드가이드(600) 등이 구비되어 상기 실린더(100)의 내측에서 진퇴운동하게 되며, 상기 실린더(100)의 내측에는 작동유체인 오일(O)이 충진된다.

한편, 상기 실린더(100)의 내주면 일측에는 후방(이하, 도 3 및 도 4 에서 볼 때 우측)으로 갈수록 상기 실린더(100)의 내경이 좁아지도록 구배 형성된 경사부(120)가 형성된다.

상기 경사부(120)는 아래에서 설명할 피스톤(200)의 외주면과 이격되어 상기 오일(O)이 유동할 수 있는 오리피스(140)를 형성하게 되며, 상기 피스톤(200)의 이동에 따른 상기 피스톤(200)의 외측과 경사부(120)의 내측 사이의 거리변화에 따라 상기 오리피스(140)의 크기를 조절할 수 있게 된다. 상기 오리피스(140)는 오일(O)의 유동통로가 되는 것으로, 오리피스(140)의 면적에 따라서 오일(O)의 유량이 제어된다.

상기 경사부(120)는 상기 실린더(100)의 전단에서 후단까지 내주면 전체에 걸쳐서 형성될 수도 있을 것이며, 도시된 바와 같이 상기 실린더(100)의 후반부 중 일정 구간 내에만 형성될 수도 있다.

그리고, 상기 경사부(120)는 단일 기울기를 가지도록 형성될 수도 있으나, 필요에 따라 다수의 경사구간(122,124)으로 나누어 형성되는 것도 가능할 것이다. 이때 상기 각각의 경사구간(122,124)은 서로 다른 기울기를 가지도록 형성되는 것이 바람직할 것이며, 유압댐퍼의 완충특성에 따라 다양하게 설계될 수 있을 것이다.

따라서, 상기 경사부(120)의 내측면과 아래에서 설명할 피스톤(200)의 외주면에 의해 형성되는 오리피스(도 6a 및 도 6b에서의 140)의 면적이 각 경사구간(122,124)마다 단계별로 줄어들게 되며, 상기 각각의 경사구간(122,124)에서도 기울기에 따라 후방으로 갈수록 오리피스(140)의 면적이 줄어들게 된다.

상기 실린더(100)의 몸체(102) 내면 후반부에는 실린더(100)의 내부공간 단면적이 증가하는 단면적증가구간(V)이 형성된다. 즉, 상기 경사부(120)의 후단(도 3과 도 4에서는 우측)에는 단면적증가구간(V)이 형성되는데, 이러한 단면적증가구간(V)은 외측으로 함몰된 하나 이상의 가이드홈(130)으로 이루어진다.

상기 가이드홈(130)은 도 5에 도시된 바와 같이 사각형상의 단면을 가지며, 상기 실린더(100)의 몸체(102)와 캡(104)의 성형 사출시 동시에 형성됨이 바람직하다.

상기 캡(104)은 상기 실린더(100)의 후단과 대응되는 원형의 판으로 이루어지며, 이러한 캡(104)의 중앙부에는 좌우로 관통된 캡홀(106)이 형성된다. 상기 캡홀(106)은 상기 가이드홈(130)의 사출성형을 위한 금형의 출입 통로가 되는 부분으로, 이러한 캡홀(106)은 차폐구(150)에 의해 밀폐된다.

상기 차폐구(150)는 구(球) 형태의 강체로 이루어지며, 상기 캡홀(106)에 억지끼움으로 결합되어 상기 캡홀(106)을 통해 실린더(100) 내부의 오일(O) 누설이 방지되도록 한다. 따라서, 상기 캡홀(106)의 내주면은 상기 차폐구(150)가 삽입되어 고정 가능하도록 캡홀(106) 외주면과 대응되는 곡률을 가지는 것이 바람직하다. 즉, 상기 캡홀(106)의 중앙부 내경 크기는 좌우 측단의 내경 크기보다 더 큰 크기를 가지도록 형성된다. 그러나, 이러한 캡홀(106)의 중앙부 내경 크기 차이는 미세하여, 상기 차폐구(150)를 일측(우측)으로부터 캡홀(106)에 억지끼움 가능하도록 형성된다.

한편, 상기 실린더(100)의 개구된 전면에는 로드(300)가 삽입된다. 상기 로드(300)는 충격체와 접촉에 의해 선택적으로 상기 실린더(100)의 내측으로 삽입 또는 돌출되는 것으로, 소정의 길이를 가지는 환봉 형상으로 형성된다.

상기 로드(300)의 전단은 상기 실린더(100)의 전방으로 노출되고, 상기 로드(300)의 후단은 상기 실린더(100)의 개구된 전면을 관통하여 상기 실린더(100)의 내측으로 삽입된다. 따라서, 상기 로드(300)의 전단에 충격체가 접촉하게 될 경우 상기 로드(300)는 후방이동하여 상기 실린더(100)의 내측으로 삽입될 수 있게 된다.

그리고, 상기 로드(300)의 후단에는 피스톤(200)이 장착된다. 상기 피스톤(200)은 상기 실린더(100)의 내측에서 상기 로드(300)와 함께 진퇴운동하는 것으로, 대략 원통형상으로 형성되며, 상기 실린더(100)의 내주면과 상기 피스톤(200)의 외주면 사이에 형성된 오리피스(140)를 통해서 선택적으로 상기 오일(O)의 유동량을 조절할 수 있도록 상기 실린더(100)의 내측을 선택적으로 구획할 수 있는 크기로 형성된다.

따라서, 상기 실린더(100)의 내측은 상기 피스톤(200)에 의해 상기 피스톤(200) 전방의 전방공간(도 6a의 F)과 상기 피스톤(200) 후방의 후방공간(B)으로 구획되며, 상기 전방공간(F)과 후방공간(B)의 부피는 상기 피스톤(200)의 이동에 따라 변화하게 된다.

상기 피스톤(200)의 전면 대략 중앙부에는 후방으로 함몰 형성된 로드안착부(220)가 형성된다. 상기 로드안착부(220)는 환봉형상으로 길게 형성된 로드(300)의 후단부가 안착되어 고정될 수 있도록 하는 것으로, 상기 로드(300)의 후단부 외형과 대응하도록 형성되며, 상기 로드(300)가 압입되어 고정될 수 있도록 상기 로드(300)의 외경보다는 다소 작게 형성되는 것이 바람직할 것이다.

한편, 상기 피스톤(200)의 외주면 대략 중앙부에는 상기 피스톤(200)과 미소한 상대 직선 운동이 가능한 피스톤링(242)이 안착된다. 상기 피스톤링(242)은 상기 실린더(100)의 내경보다 다소 작은 외경을 가지는 링형상으로 형성된다.

따라서, 상기 피스톤링(242)의 외주면은 상기 피스톤(200)의 가장 외측을 형성하게 되며, 이에 따라 상기 피스톤링(242)의 외측면과 상기 실린더(100)의 내측면 즉, 상기 경사부(120)와의 사이에 상기 오리피스(140)가 형성되어 상기 피스톤(200)의 진퇴운동시 함께 이동하여 오일(O)의 유동을 제어하게 된다.

상기 피스톤링(242)이 장착되는 상기 피스톤(200)의 외주면 중앙부에는 피스톤링(242)이 안착되는 링안착부(240)가 형성된다.

상기 링안착부(240)는 상기 피스톤링(242)을 수용할 수 있도록 상기 피스톤(200)의 내측으로 소정의 깊이만큼 함몰 형성된 것으로, 상기 피스톤링(242)의 내주면과 다소 이격될 수 있는 깊이로 함몰 형성된다. 그리고, 상기 링안착부(240)의 길이는 상기 피스톤링(242)의 두께보다 더 크게 형성되어, 상기 피스톤링(242)이 상기 피스톤(200)의 진퇴운동시 오일의 저항에 따라 상기 링안착부(240)의 내측에서 유동할 수 있도록 한다..

한편, 상기 링안착부(240)의 후방에는 아래에서 설명할 압축스프링(400)의 전단을 지지하는 지지대(260)가 형성된다. 상기 지지대(260)는 상기 피스톤(200)의 외주면으로부터 외측으로 수직하게 돌출 형성되며, 상기 피스톤(200)의 외주를 따라 일정간격으로 방사상으로 다수개 형성된다. 따라서, 상기 지지대(260)는 아래에서 설명할 상기 압축스프링(400)의 전단을 지지함과 동시에 각각의 지지대(260)의 사이 공간으로 오일(O)이 유동할 수 있는 유동로를 확보할 수 있게 된다.

그리고 상기 지지대(260)의 후방으로는 아래에서 설명할 압축스프링(400)이 삽입되는 스프링삽입부(280)가 후방으로 돌출 형성된다. 상기 스프링삽입부(280)는 아래에서 설명할 압축스프링(400)이 삽입될 수 있도록 압축스프링(400)의 내경보다 작은 외경을 가지도록 형성되는 것이 바람직할 것이다.

상기 스프링삽입부(280)에 삽입되는 압축스프링(400)은 상기 피스톤(200)의 진퇴운동시 압축력을 제공하기 위한 것으로, 소정의 길이를 가지도록 형성되며, 힘의 방향에 따라 코일의 중심선방향으로 압축힘을 받는 압축코일스프링이 사용된다.

상기 압축스프링(400)은 전단이 상기 피스톤(200)의 후반부에 돌출 형성된 상기 스프링삽입부(280)에 삽입되고, 후단이 상기 실린더(100)의 내측면에 접하도록 장착되어 상기 피스톤(200)의 이동에 따라 선택적으로 압축될 수 있게 된다.

한편, 상기 실린더(100)의 개구된 전면은 커버(500)에 의해 차폐되며, 상기 커버(500)의 중앙부에는 상기 로드(300)가 관통되는 커버공(520)이 형성된다. 그리고, 상기 커버(500)의 후면과 접하는 상기 커버(500)의 후방에는 오일씰(540)이 구비된다.

상기 오일씰(540)은 상기 실린더(100) 내부의 오일(O)이 외부로 누설되는 것을 방지하기 위한 것으로 일반적인 씰과 유사한 구조로 형성되며, 상기 오일씰(540)의 대략 중앙부에는 상기 로드(300)가 관통되는 오일씰공(542)이 형성된다.

상기 오일씰(540)의 후방에는 상기 로드(300)의 편심을 방지하기 위해 상기 로드(300)를 안내하는 로드가이드(600)가 구비된다. 상기 로드가이드(600)는 대략 원통형상으로 형성되며, 대략 중앙부에는 전후로 관통형성되는 로드가이드공(620)이 형성된다. 따라서, 상기 로드(300)는 상기 로드가이드공(620)을 관통하도록 장 착되며, 전후방 진퇴운동시 상기 로드가이드공(620)에 의해 안내된다.

그리고, 상기 로드가이드(600)의 외주면에는 보정부재(640)가 구비된다. 상기 보정부재(640)는 다수의 기공이 형성된 스폰지와 같은 소재로 형성된 것으로, 상기 로드(300)의 삽입 또는 돌출시에 오일(O)의 압력에 의해 압축 또는 복원되어 상기 실린더(100) 내부의 부피가 일정하게 유지될 수 있도록 한다.

상기 로드가이드(600)의 외주면에는 상기 보정부재(640)가 장착되기 위한 부재안착부(642)가 상기 보정부재(640)의 수용이 가능하도록 내측으로 함몰된 형태로 형성되며, 상기 로드가이드(600)의 후단에는 외측으로 수직하게 돌출 형성된 걸림돌기(660)가 형성된다.

상기 걸림돌기(660)는 상기 보정부재(640)의 후단을 지지하여 상기 보정부재(640)의 탈거를 방지함과 동시에 상기 보정부재(640)를 압축할 수 있도록 하는 오일(O)의 유동로를 형성할 수 있도록 상기 로드가이드(600)의 외주면에서 방사상으로 일정간격으로 다수개 형성된다.

이하 상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 유압댐퍼의 작동상태를 도면을 참고로 하여 살펴본다.

도 6a는 본 발명에 의한 유압댐퍼의 바람직한 실시예에서 외력이 가해지는 상태의 내부 구조를 보인 단면도이고, 도 6b와 도 6c 및 도 6d는 본 발명에 의한 유압댐퍼의 바람직한 실시예에서 외력이 가해지는 상태에서의 오일 유동을 보인 부분 확대도이다.

이들 도면에 도시된 바에 따르면, 충격체가 소정의 충돌속도를 가지고 상기 로드와 충돌하게 되면, 상기 로드(300)는 상기 피스톤(200)의 내측으로 삽입되며, 이와 동시에 상기 피스톤(200)이 후방(도 6a에서는 우측)으로 이동하게 된다.

상기 피스톤(200)이 후방으로 이동함에 따라 상기 후방공간(B)에 충진된 오일(O)이 상기 경사부(120)와 상기 피스톤링(242) 사이에 형성된 오리피스(140)를 따라서 전방(도 6a에서는 좌측)으로 이동하게 된다.

상기 오일(O)이 전방으로 이동함에 따라 상기 링안착부(240)에 장착된 상기 피스톤링(242)이 오일(O)의 저항에 의해 상기 링안착부(240)의 전단에 밀착되고, 이와 같은 상태로 상기 피스톤(200)과 함께 후방으로 이동하게 된다.

이때, 상기 경사부(120)는 소정의 기울기를 가지도록 형성되어 상기 피스톤(200)이 후방으로 갈수록 상기 피스톤링(242)과 상기 경사부(120)와의 거리가 가까워지게 되어 상기 오리피스(140)의 단면적이 작아지게 되므로 오일의 저항이 커지게 되며, 이로 인해 완충할 수 있는 감쇄력이 커지게 된다.

한편, 상기 피스톤링(242)이 첫번째의 경사구간(122)을 지나 두번째의 경사구간(124)으로 접어들게 되면, 상기 두번째 경사구간(124)의 기울기가 더 커짐으로 인해서 상기 피스톤(200)의 이동에 따라 상기 오리피스(140)의 크기가 더 급속하게 줄어들게 되어 더 큰 폭으로 감쇄력이 커지게 된다.

상기 피스톤(200)의 후방이동에 따라서 상기 압축스프링(400)은 소정의 길이만큼 압축되며, 이때, 상기 로드가이드(600)에 장착된 보정부재(640)는 상기 실린더(100)의 내측으로 들어온 상기 로드(300)의 부피만큼 압축되어 상기 실린더(100) 내부의 부피가 일정할 수 있도록 유지하게 된다.

한편, 본발명에 의한 유압댐퍼는 충격체의 속도에 따라 완충을 위한 감쇄력이 다르게 작용하게 되는데 이를 상세하게 살펴보면 다음과 같다.

충격체의 충돌속도가 빠른 충돌 초기에는, 상기 오리피스(140)의 면적이 비교적 큰 상기 경사부(120)의 전반부에서 상기 피스톤(200)에 작은 감쇄력이 작용하게 되어 빠른 속도로 이동하는 피스톤(200)을 서서히 완충하게 된다.

그리고, 상기 피스톤(200)이 후방으로 이동할수록 상기 경사부(120)의 기울기로 인해서 점차 상기 오리피스(140)의 면적이 작아지게 되고, 이로 인해 상기 피스톤(200)에는 점차 커지는 감쇄력이 작용하게 되어 상기 피스톤(200)을 지속적으로 완충하게 된다.

그러다가, 도어(door)나 서랍이 완전히 닫히기 직전에는 상기 피스톤(200)의 피스톤링(242)이 상기 경사부(120)를 지나 상기 단면적증가구간(V)에 이르게 된다.(도 6d 참조) 따라서, 이때에는 상기 가이드홈(130)을 통해 오일(O)의 유동이 일어나므로, 오리피스(140)의 단면은 상대적으로 아주 크게 증가한다. 따라서, 감쇄력의 감소로 상기 피스톤(200)의 슬라이딩 속도는 크게 증가하게 되어, 도어(door)나 서랍이 마지막 순간에는 아주 빠른 속도로 닫히게 되는 것이다.

다음으로, 도 7a는 본 발명에 의한 유압댐퍼의 바람직한 실시예에서 외력이 제거되는 상태의 내부구조를 보인 단면도이고, 도 7b는 본 발명에 의한 유압댐퍼의 바람직한 실시예에서 외력이 제거되는 상태의 오일의 유동을 보인 부분 확대도이다.

이들 도면에 도시된 바에 따르면, 상기 충격체의 충돌에 의해 상기 로 드(300)가 완전하게 상기 실린더(100)의 내측으로 삽입된 경우에는, 상기 피스톤(200)이 가장 후방에 위치하게 되고, 이 상태에서 상기 압축스프링(400)은 최대한 압축된 상태가 된다.

이 상태에서 상기 로드(300)와 접촉하고 있던 충격체를 제거하게 되면, 상기 로드(300)를 누르고 있던 힘이 없어지게 되어 상기 로드(300)와 피스톤(200)은 상기 압축스프링(400)의 탄성에 의해 전방으로 이동하게 된다.

이때, 상기 피스톤(200)이 전방으로 이동함에 따라 상기 전방공간(F)의 오일은 상기 후방공간(B)으로 이동하게 된다.

이를 보다 상세하게 살펴보면, 상기 피스톤(200)이 전방으로 이동하게 되면, 상기 피스톤(200)에 장착된 피스톤링(242)은 상기 오일(O)의 저항에 의해 상기 링안착부(240) 후단의 상기 지지대(260)에 밀착된다.

이때, 상기 지지대(260)는 다수 개가 일정간격으로 이격 형성되며, 상기 다수의 지지대(260) 사이 공간으로 오일(O)이 유입되어 상기 피스톤링(242)의 내측을 통과한 후 전방공간(F)으로 유입된다.

물론, 상기 피스톤링(242)의 외측과 상기 경사부(120) 사이의 상기 오리피스(140)를 통해서도 상기 오일(O)의 전방이동이 이루어지게 되며, 이로 인해서 상기 피스톤(200)의 전방이동이 원활하게 이루어 지게 된다.

즉, 상기 오일(O)의 유동은 상기 피스톤(200)이 후방이동 할 때에 비해 상기 오일(O)이 유동하는 공간의 크기가 커지게 됨으로써, 보다 원활하게 유동할 수 있게 되며, 상대적으로 적은 저항에 의해 상기 피스톤(200)이 전방으로 이동하게 된 다.

한편, 상기 로드(300)가 상기 실린더(100)의 내측으로부터 외측으로 돌출됨에 따라 상기 실린더(100) 내측의 부피가 줄어들게 되는데, 이때 상기 오일(O)의 압력에 의해 압축되었던 상기 보정부재(640)가 상기 오일(O)에 의한 압력저하로 다시 복원되어 상기 실린더 내측의 부피를 일정하게 유지하게 된다.

다음으로, 본 발명에 의한 유압댐퍼를 구성하는 상기 실린더(100)의 제조방법에 대해 설명한다. 즉, 본 발명에서는 상기 실린더(100)를 구성하는 몸체(102)와 캡(104)이 일체로 사출성형되고, 실린더(100)의 내부에는 가이드홈(130)이 형성되는데, 이러한 실린더(100)의 제조방법에 대해 설명한다.

도 8에는 상기 실린더(100)를 사출성형에 의해 제조하기 위해 각 금형을 장착한 상태의 단면이 도시되어 있으며,도 9에는 도 8에 도시된 금형의 장착과 인출시의 부분 상태가 도시되어 있다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명을 구성하는 상기 실린더(100) 제조를 위해서는 실린더(100)의 외관을 형성하기 위한 외측금형(800)과, 상기 실린더(100)의 내면 형성을 위한 내측금형(810) 그리고, 상기 가이드홈(130) 형성을 위한 유동금형(820)과, 상기 유동금형(820) 지지를 위한 중앙금형(830) 등이 구비된다.

상기 외측금형(800)의 내면은 상기 실린더(100)의 외면과 대응되고, 상기 내측금형(810)의 외면은 상기 실린더(100)의 내면과 대응된다. 그리고, 상기 내측금형(810)에는 상기 가이드홈(130) 형성을 위한 유동금형(820)이 장착되는 소정 크기 의 금형삽입구(812)가 형성된다. 상기 금형삽입구(812)는 상기 가이드홈(130)의 수량과 대응되는 수량이 형성된다.

상기 유동금형(820)은 도시된 바와 같이, 상단이 상기 가이드홈(130)과 대응되는 형상을 가지며, 상하로 유동 가능하게 설치된다. 따라서, 이러한 유동금형(820)의 외측면에는 유동금형(820)의 상방 이동을 제어하는 가이드(822)가 돌출 형성되며, 이러한 가이드(822)에는 상기 유동금형(820)의 하방이동을 강제하는 탄성부재(824)가 연결 설치된다.

상기 탄성부재(824)의 양단은, 상기 유동금형(820)의 가이드(822)와 상기 내측금형(810)의 금형삽입구(812) 내면에 각각 연결되어, 상기 유동금형(820)이 하측으로 이동하도록 강제한다. 따라서, 이러한 탄성부재(824)는 판스프링 또는 인장스프링 등으로 이루어짐이 바람직하다.

상기 중앙금형(830)은 가는 환봉 형상으로 이루어져, 상기 내측금형(810) 내부로 삽입되어, 상기 유동금형(820)을 지지한다. 즉, 상기 중앙금형(830)이 좌측으로 이동하여 상기 내측금형(810) 내부로 삽입되면, 이러한 중앙금형(830)에 의해 상기 유동금형(820)이 상방으로 이동하게 된다. 따라서, 상기 중앙금형(830)의 좌측단 외면은 상기 유동금형(820)의 하단과 용이하게 슬라이딩 가능하도록 곡률을 가지는 유선형으로 형성된다.

이와 같이 상기 유동금형(820)은 상기 중앙금형(830)의 이동에 따라 상하로 움직이게 된다. 즉, 도 9와 같이, 상기 중앙금형(830)이 상기 내측금형(810) 내부에 삽입되면 유동금형(820)은 금형삽입구(812) 내부에서 상측으로 밀려 올라가게 되고, 이러한 상태에서 중앙금형(830)을 우측으로 인출하면 상기 유동금형(820)은 상기 탄성부재(824)의 인장력에 의해 하측으로 내려오게 되는 것이다.

그리고, 상기 중앙금형(830)에는 도시된 바와 같이 라운드부(832)가 더 형성된다. 상기 라운드부(832)는 상기 중앙금형(830)의 좌측단으로부터 우측으로 일정 거리에 형성되며, 외측으로 라운드지게 돌출된 형상을 가진다. 이러한 라운드부(832)는 상기 실린더(100)의 캡홀(106) 내면이 상기 차폐구(150) 외면과 대응되는 형상으로 성형되도록 하기 위함이다. 그러나, 이러한 라운드부(832)의 곡률은 상기 중앙금형(830)의 인출이 불가능하지 않을 정도로 미세하게 형성됨이 바람직하다.

이러한 구성을 바탕으로 상기 실린더(100)의 제작과정을 다시 설명하면, 우선 상기 외측금형(800) 내부에 상기 내측금형(810)을 좌측으로부터 삽입한다. 이때 상기 내측금형(810)에는 상기 유동금형(820)이 삽입된 상태이다.

그런 다음, 상기 중앙금형(830)을 우측으로부터 상기 내측금형(810) 내부에 삽입하면, 상기 유동금형(820)은 상기 중앙금형(830)에 밀려 상측으로 올라간다. 이러한 상태가 도 8에 도시되어 있으며, 이와 같이 금형 장착이 완료되면 사출성형이 이루어진다.

이와 같은 과정에 의해 실린더(100)가 형성되면, 금형 분리작업이 이루어진다.

이때에는 우선 상기 중앙금형(830)을 우측으로 인출한다. 이때 상기 라운드부(832)의 곡률은 크지 않으므로, 중앙금형(830)에 일정 힘 이상의 외력을 가하면, 중앙금형(830)이 분리된다.

이처럼 상기 중앙금형(830)이 우측으로 이동하면, 도 9와 같이 상기 유동금형(820)이 탄성부재(824)의 인장력에 의해 하측으로 내려오게 된다. 이렇게 되면, 상기 내측금형(810)을 좌측으로 인출한다. 이때에는 상기 유동금형(820)이 내측금형(810) 내부로 삽입된 상태이므로, 내측금형(810)의 인출에 문제가 없게 된다.

이와 같은 과정에 의해 상기 실린더(100)의 몸체(102)와 캡(104) 그리고, 가이드홈(130)이 동시에 형성되며, 다음으로는 상기 차폐구(150)를 상기 캡홀(106)에 강제로 압입시켜 실린더(100)를 완성한다.

이러한 본 발명의 범위는 상기에서 예시한 실시예에 한정되지 않고, 상기와 같은 기술범위 안에서 당 업계의 통상의 기술자에게 있어서는 본 발명을 기초로 하는 다른 많은 변형이 가능할 것이다.

예를 들어, 상기의 실시예에서는 상기 단면적증가구간(V)에 가이드홈(130)이 형성되도록 하고 있으나, 실린더(100) 내부의 단면적이 증가하도록 하는 범주 내에서 가이드홈(130) 외에 다양한 구성을 형성할 수 있을 것이다.

또한, 상기의 실시예에서는, 상기 탄성부재(824)가 인장스프링 등으로 이루어져, 상기 유동금형(820)이 하측으로 이동하도록 강제하는 경우를 예로 들어 설명하고 있으나, 다른 구성도 가능함은 물론이다. 즉 상기 탄성부재(824)가 압축스프링 또는 판스프링 등으로 이루어져, 상기 유동금형(820)이 상측으로 이동하도록 항상 힘을 가하도록 하는 구성도 가능함은 물론이다.

상기한 바와 같은 본 발명에 의하면, 유압댐퍼를 구성하는 실린더의 몸체 내면 후반부에는 내부공간의 단면적이 증가하는 단면적증가구간이 형성된다. 따라서, 본 발명에 의한 유압댐퍼의 댐핑력은 최종 순간에 크게 저하되어, 도어(door)나 서랍이 닫히는 순간에는 상대적으로 속도가 증가하여 도어(door)나 서랍의 닫힘을 사용자가 명확하게 인식 가능한 장점이 있다.

또한, 본 발명을 구성하는 실린더는 원통형의 몸체와 몸체 일면을 차폐하는 캡 등으로 이루어지는데, 이러한 몸체와 캡은 사출성형에 의해 동시에 형성된다. 그리고, 단면적증가구간을 형성하는 가이드홈도 이러한 몸체 및 캡과 동시에 사출성형으로 형성된다. 따라서, 본 발명에 의하면, 실린더 내면에 역구배가 형성되면서도 하나의 사출성형 작업에 의해 실린더 제작이 완료되므로, 작업능률이 향상되는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 원통 형상의 몸체(102)와, 상기 몸체(102)의 일단을 차폐하는 캡(104)이 구비되어 외관을 형성하는 실린더(100)와;

   상기 실린더(100)의 내측으로 후단이 삽입되며 전단은 외부로 돌출되도록 구비되어, 충격체와의 접촉에 따라 선택적으로 진퇴운동하는 로드(300)와;

   상기 실린더(100)의 내측에 구비되며, 상기 로드(300)의 후단에 장착되어 상기 로드(300)와 함께 진퇴운동하는 피스톤(200)을 포함하여 구성되며;

   상기 실린더(100)의 몸체(102) 내면 후반부에는, 내부공간의 단면적이 증가하는 단면적증가구간(V)이 형성되고;

   상기 단면적증가구간(V)은, 외측으로 함몰된 하나 이상의 가이드홈(130)으로 이루어짐을 특징으로 하는 유압댐퍼.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서, 상기 가이드홈(130)은,

   상기 실린더(100)의 몸체(102)와 캡(104)의 성형 사출시 동시에 형성됨을 특징으로 하는 유압댐퍼.
4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,

   상기 실린더(100)의 캡(104) 중앙부에는, 좌우로 관통된 캡홀(106)이 형성되며;

   상기 캡홀(106)은 차폐구(150)에 의해 밀폐됨을 특징으로 하는 유압댐퍼.

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