KR101135619B1 - 유체스프링 및 이를 구비한 액추에이터 - Google Patents

Abstract

유체스프링 및 이를 구비한 액추에이터가 개시된다. 유체가 충전되는 유체챔버가 형성된 실린더, 실린더의 일측에 왕복운동 가능하게 삽입되어 있으며 실린더의 내부로 이동 시에 유체챔버의 유체를 압축하는 압축부가 마련된 압축피스톤, 감압챔버가 형성된 감압실, 유체챔버와 감압챔버를 연결하고 있으며 압축부에 의해 유체가 압축될 때에 압축된 유체의 일부를 감압챔버로 이송하며, 압축피스톤의 복귀 시에는 감압챔버로 이송된 유체를 유체챔버에 다시 충전시키는 압력조절부를 포함하는 유체스프링은, 압축 시에 유체가 지나치게 압축되는 방지함으로써 작동이 용이해질 수 있다.

유체스프링, 감압, 반발력

Description

유체스프링 및 이를 구비한 액추에이터{Fluid spring and actuator having the same}

본 발명은 유체스프링 및 이를 구비한 액추에이터에 관한 것이다.

책상, 기타 가구 등에 대하여 디스플레이 장치, 서랍 등을 인출입하기 위하여, 액추에이터가 이용될 수 있다.

종래 기술에 따르면, 모터(motor)와 리드스크류(lead screw) 등으로 구성된 액추에이터는, 디스플레이 장치나 서랍 등과 같은 대상물을 책상, 기타 기구에 인출입시킬 수 있었다. 그러나 이와 같은 종래 기술에 따르는 경우, 제조 비용이 증가하고, 작동에 의해 발생되는 소음이 증가하며, 장치의 고장 및 오작동의 가능성이 증가하는 문제가 있었다.

이에, 책상, 기타 가구 등에 설치된 가스스프링(gas spring)에 의해, 디스플레이 장치, 서랍 등이 인출입되는 방식이 제안되었다.

그러나, 가스 스프링을 이용하는 경우, 가스스프링의 스트로크(stroke) 만큼 디스플레이 장치, 서랍 등의 인출입 대상물이 인출입된다. 따라서 이들 대상물의 인출입을 위해서, 이들 대상물의 사이즈 이상의 긴 스트로크를 갖는 대형 가스스프링이 이용되어야 한다. 이에 따라 액추에이터의 전체 사이즈가 증가되는 문제점이 존재한다.

또한, 가스스프링은 가스가 압축될수록 큰 반발력을 가지므로, 책상 등에 인출입 대상물이 깊게 인입될수록 반발력이 증가되는 문제도 있다. 특히, 인출입 대상물이 완전히 인입되어 로킹될 때, 로킹 및 로킹의 해제에 큰 힘이 필요하여 작동이 어려운 문제가 있다.

본 발명은 압축 시에 고른 반발력을 가지는 유체스프링 및 이를 구비한 액추에이터를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명은 소음, 기계적 고장 및 오작동 등이 최소화되고, 전체 사이즈가 소형화되는 유체스프링을 구비한 액추에이터를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 유체가 충전되는 유체챔버가 형성된 실린더, 상기 실린더의 일측에 왕복운동 가능하게 삽입되어 있으며, 상기 실린더의 내부로 이동 시에 상기 유체챔버의 유체를 압축하는 압축부가 마련된 압축피스톤, 감압챔 버가 형성된 감압실, 상기 유체챔버와 상기 감압챔버를 연결하고 있으며, 상기 압축부에 의해 유체가 압축될 때에 압축된 유체의 일부를 상기 감압챔버로 이송하며, 상기 압축피스톤의 복귀 시에는 상기 감압챔버로 이송된 유체를 상기 유체챔버에 다시 충전시키는 압력조절부를 포함하는 유체스프링이 제공된다.

상기 압력조절부는, 상기 유체챔버와 상기 감압챔버가 연통되도록, 상기 실린터의 타측과 상기 감압실을 연결하는 세관을 포함할 수 있다.

상기 실린더와 상기 감압실은 일체로 형성되어 있으며, 상기 압력조절부는, 상기 유체챔버와 상기 감압챔버를 연통시키는 오리피스가 형성된 격벽을 포함할 수 있다.

상기 압력조절부는, 상기 유체챔버의 압력이 소정의 압력보다 높으면, 상기 유체챔버와 상기 감압챔버를 연통시키는 감압밸브와, 상기 감압챔버의 압력을 상기 유체챔버의 압력보다 같거나 낮게 유지시키는 체크밸브를 포함할 수 있다.

상기 감압실에 설치되어 있으며, 상기 감압챔버의 압력을 조절하는 감압조절부를 더 포함할 수 있다.

상기 감압조절부는, 상기 감압실에 왕복운동 가능하게 삽입되어 있으며, 상기 감압챔버의 압력이 상승되면 상기 감압챔버의 압력을 낮추도록 후퇴하는 감압피스톤을 포함할 수 있다.

상기 감압실에는, 상기 감압챔버와 연통된 나사홀이 형성되어 있으며, 상기 감압조절부는, 상기 나사홀에 결합되는 감압조절볼트를 포함할 수 있다.

상기 유체는 공기 또는 질소 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 프레임(frame)의 내외부로 대상물을 인출입시키기 위한 액추에이터(actuator)로서, 상기 프레임에 설치된 지지브라켓(supporting bracket), 상기 대상물이 설치되어 있으며, 상기 지지브라켓에 상기 대상물의 인출입 방향으로 슬라이딩(sliding) 가능하도록 결합된 이동브라켓, 상기 지지브라켓에 상기 대상물의 인출입 방향으로 이동 가능하도록 설치되는 이동도르래, 상기 실리더는 상기 지지브라켓에 고정되어 있으며 상기 압축피스톤은 상기 이동도르래와 결합된 상기 유체스프링, 일단이 상기 지지브라켓에 고정되며, 상기 이동도르래를 경유하여 타단이 상기 이동브라켓에 고정되는 와이어(wire)를 포함하는 액추에이터가 제공된다.

상기 지지브라켓에 결합되는 고정도르래를 더 포함하며, 상기 와이어는 상기 이동도르래 및 상기 고정도르래를 경유하여 타단이 상기 이동브라켓에 결합될 수 있다.

본 발명의 유체스프링은 압축 시에 유체가 지나치게 압축되는 방지함으로써, 유체스프링 및 이를 구비한 액추에이터의 작동이 용이해질 수 있다.

또한, 본 발명의 액추에이터는 이동도르래에 의해 스트로크를 확보함으로써, 액추에이터의 전체 사이즈가 소형화될 수 있다.

이하에서 본 발명의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유체스프링을 나타낸 사시도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 유체스프링(100)은, 실린더(110), 압축피스톤(120), 감압실(130) 및 압력조절부(140)를 포함한다.

실린더(110)는 유체스프링(100)에 반발력을 제공하는 유체가 충전되는 부분으로, 내부에 유체가 충전되는 공간인 유체챔버(112)가 형성된다. 그리고, 후술할 압축피스톤(120)에 의해 유체가 압축될 수 있도록, 유체챔버(112)는 폐공간으로 형성되어 있다. 다만, 압축 시에 일부의 유체가 감압실(130)로 이동할 수 있도록, 후술할 압력조절부(140)에 의해 감압챔버(132)와 연통될 수 있다.

구체적으로, 본 실시예의 실린더(110)는 일측으로 후술할 압축피스톤(120)이 삽입되어 왕복운동할 수 있도록, 타측이 막힌 중공을 구비한 슬리브의 형태로 형성되어 있다. 그리고, 실린더(110)의 타측은 압축 시에 감압을 위하여 압력조절부(140)인 세관(141)과 연통되어 있다. 또한, 실린더(110)에는 반발력을 제공하는 유체로 공기 또는 질소 등의 가스가 충전되어 있다.

압축피스톤(120)은 유체스프링(100)에 압축력이 가해질 때 유체챔버(112)의 유체를 압축하는 부분이다. 이를 위해, 압축피스톤(120)은 실린더(110)의 일측에 왕복운동 가능하게 삽입되어 있으며, 실린더(110)에 삽입된 부분에 유체챔버(112)의 유체를 압축할 수 있는 압축부(124)가 마련되어 있다.

구체적으로, 본 실시예의 압축피스톤(120)은 슬리브형의 실린더(110)의 일측 에 삽입되어 실린더(110)의 길이방향으로 왕복운동하는 피스톤로드(122)를 포함한다. 그리고, 실린더(110)에 삽입되는 피스톤로드(122)의 일측 단부에는 유체챔버(112)에 상응하는 형상의 압축부(124)가 형성되어, 압축피스톤(120)이 실린더(110) 내측으로 이동할 때 유체챔버(112)의 유체를 압축할 수 있다. 또한, 피스톤로드(122)의 타측 단부에는 압축피스톤(120)을 다른 기구와 연결하는 결합부(126)가 형성될 수 있다.

감압실(130)은 유체챔버(112)의 유체가 일부 이송되어 수용되는 감압챔버(132)가 형성되는 부분이다. 본 실시예의 감압실(130)은 실린더(110)와 나란히 배치되며, 중공을 구비한 원통형으로 형성되어 있다. 그리고, 실린더(110)의 타측과 압력조절부(140)인 세관(141)을 통하여 연통되어 있다.

압력조절부(140)는 유체스프링(100)의 압축 시에 유체챔버(112) 내의 압력이 크게 올라가지 않도록, 유체챔버(112)와 감압실(130) 사이에서 유체의 유동을 조절하는 부분이다. 이를 위해, 압력조절부(140)는 유체챔버(112)와 감압챔버(132)를 연결하고 있으며, 압축부(124)에 의해 유체가 압축될 때에 압축된 유체의 일부를 감압챔버(132)로 이송한다. 그리고, 압축피스톤(120)의 복귀 시에는 유체스프링(100)이 원상태로 돌아가도록, 감압챔버(132)로 이송된 유체를 유체챔버(112)에 다시 충전시킨다.

본 실시예에 따른 유체스프링(100)에서는, 유체챔버(112)와 감압챔버(132)가 연통되도록 실린터의 타측과 감압실(130)을 연결하는 세관(141)이 압력조절부(140)로 사용된다. 이에 따라, 유체챔버(112)의 유체가 압축될 때 압축된 유체의 일부가 압력 차에 의해 감압실(130)의 감압챔버(132)로 이송된다. 여기서, 세관(141)은 좁은 단면적을 가지므로 제한된 양의 유체만이 유체챔버(112)에서 감압챔버(132)로 이송된다. 이에 따라, 세관(141)에 의한 유체챔버(112)의 압력감소는 세관(141)의 단면적에 상응하는 소정의 범위 내에서만 이루어진다. 따라서, 유체스프링(100)의 반발 특성은 유지되면서, 유체스프링(100)의 반발력이 필요 이상으로 커지는 현상을 방지할 수 있다. 즉, 본 실시예에 따른 유체스프링(100)은 압축 시에, 상승되는 유체챔버(112) 압력의 일정비율이 감압됨으로써, 완만하게 변하는 반발력 특성을 가지게 된다.

한편, 압축피스톤(120)에 가해진 압축력이 해제되어 압축피스톤(120)이 복귀할 때에는, 유체챔버(112)의 압력이 떨어지게 되어 감압챔버(132)의 유체가 세관(141)을 통하여 자연적으로 유체챔버(112)로 회귀되어 다시 충전된다.

여기서, 감압실(130)의 압력을 조절하여 유체스프링(100)의 반발 특성을 추가로 조절할 수 있다. 이를 위해, 유체스프링(100)은 감압실(130)의 압력을 조절하는 감압조절부(135)를 추가로 포함할 수 있다.

구체적으로, 본 실시예의 감압실(130)에는, 왕복운동 가능하게 삽입되어 있으며, 감압챔버(132)의 압력이 상승되면 감압챔버(132)의 압력을 낮추도록 후퇴하는 감압피스톤(136)이 설치되어 있다. 이에 따라, 유체의 과충전 및 작동공간의 온도상승 등으로 인하여 감압챔버(132)의 압력도 상승하여 유체스프링(100)의 반발력 이 지나치게 커지는 경우에, 감압피스톤(136)이 후퇴하여 감압챔버(132)의 공간을 확장시키고 이에 따라 감압챔버(132)의 압력이 감소될 수 있다.

또한, 감압조절부(135)는 감압실(130)에 결합되는 감압조절볼트(138)의 형태로 실시될 수도 있다. 구체적으로, 도 2에 나타난 바와 같이, 감압실(130)에는 감압챔버(132)와 연통된 나사홀(137)이 형성되어 있고, 나사홀(137)에는 감압조절볼트(138)가 결합되어 감압챔버(132)의 압력을 조절할 수 있다. 이에 따라, 감압챔버(132)의 압력도 상승하여 유체스프링(100)의 반발력이 지나치게 커지는 경우에 감압챔버(132)의 유체를 일부 방출하여 감압챔버(132)의 압력을 낮출 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 실시예에 따른 유체스프링(100)은, 감압챔버(132)를 구비한 감압실(130) 및 세관(141)을 구비한 압력조절부(140)를 포함함으로써, 유체챔버(112)에 과압이 걸리는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 유체스프링(100)이 균일한 반발력을 가지게 된다.

그러나, 유체스프링(100)의 압력조절부(140)가 세관(141)의 형태로만 한정되는 것이 아니며, 다양한 형태로 실시될 수 있다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유체스프링(100)을 나타낸 단면도이다.

도 3에 나타난 바와 같이, 감압실(130)은 실린더(110)와 일체로 형성될 수 있다. 그리고, 압력조절부(140)는 유체챔버(112)와 감압챔버(132)를 연통시키는 오리피스(143)를 구비한 격벽(142)의 형태일 수 있다. 여기서, 유체챔버(112)와 감압 챔버(132)를 구획하는 격벽(142)에 형성된 오리피스(143)는, 상술한 세관(141)과 마찬가지로, 유체가 압축될 때에 압축된 유체의 일부를 감압챔버(132)로 이송하며, 압축피스톤(120)의 복귀 시에는 감압챔버(132)로 이송된 유체를 상기 유체챔버(112)에 다시 충전시키는 역할을 한다.

또한, 압력조절부(140)는 유체챔버(112)와 감압실(130)을 연결하는 밸브의 조합으로 이루어질 수도 있다.

도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유체스프링(100)을 나타낸 단면도이다.

도 4에 나타난 바와 같이, 본 실시예의 압력조절부(140)는, 유체챔버(112)의 압력이 소정의 압력보다 높으면 유체챔버(112)와 감압챔버(132)를 연통시키는 감압밸브(145)와, 감압챔버(132)의 압력을 유체챔버(112)의 압력보다 같거나 낮게 유지시키는 체크밸브(146)를 포함한다.

이에 따라, 유체챔버(112)의 압력이 소정의 값을 넘으면 감압밸브(145)는 유체챔버(112)와 감압챔버(132)를 연통시켜 유체챔버(112)의 압력을 낮추어, 반발력이 일정 크기 이상으로 커지는 것을 방지한다. 그리고, 압축피스톤(120)이 복귀하여 감압챔버(132)의 압력이 떨어질 때에는, 체크밸브(146)가 열려서 감압챔버(132)의 유체가 유체챔버(112)로 회귀하게 된다. 또한, 체크밸브(146)는 감압챔버(132)에서 유체챔버(112)로의 일방향으로만 열리는 구조이므로, 유체챔버(112)의 압축 시에는 닫혀 있게 된다.

따라서, 감압밸브(145)와 체크밸브(146)를 구비한 압력조절부(140)도 상술한 실시예들과 마찬가지로, 유체가 압축될 때에 압축된 유체의 일부를 감압챔버(132)로 이송하며, 압축피스톤(120)의 복귀 시에는 감압챔버(132)로 이송된 유체를 상기 유체챔버(112)에 다시 충전시키는 역할을 한다.

이하에서는 상술한 유체스프링(100)을 구비한 액추에이터(200)를 살펴본다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 유체스프링(100)을 구비한 액추에이터(200)가 적용된 책상을 나타낸 사시도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 유체스프링(100)을 구비한 액추에이터(200)를 나타낸 사시도이다. 그리고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 유체스프링(100)을 구비한 액추에이터(200)의 작동을 나타낸 도면이다.

본 실시예에 따르면, 지지브라켓(supporting bracket, 210), 이동브라켓(220), 유체스프링(100), 이동도르래(240), 와이어(wire, 250) 및 고정도르래(260)를 포함하는 액추에이터(200)가 제시된다.

본 실시예에 따르면, 압축 시에 유체스프링(100)의 유체가 지나치게 압축되는 방지함으로써, 유체스프링(100) 및 이를 구비한 액추에이터(200)의 작동이 용이해질 수 있다.

또한, 모터 및 기어 등을 사용하지 않고 유체스프링(100)에 의해 디스플레이 장치 또는 서랍 등의 대상물(20)이 인출입된다. 이에 따라 액추에이터(200)의 작동 에 의해 발생되는 소음, 기계적 고장 및 오작동 등이 최소화될 수 있다.

또한, 유체스프링(100)의 피스톤로드(122) 단부에 이동도르래(240)가 설치된다. 따라서 유체스프링(100)의 스트로크(stroke) 대비 이동브라켓(220)의 스트로크가 현저히 증가될 수 있다. 이동브라켓(220)의 스트로크에 비해 현저히 짧은 스트로크를 갖는 유체스프링(100)이 사용되므로, 종래에 비해 유체스프링(100)이 소형화될 수 있다. 결국 액추에이터(200)의 전체 사이즈가 소형화될 수 있다.

이하, 도 5 내지 도 7을 참조하여 각 구성에 대하여 보다 상세히 설명하도록 한다.

지지브라켓(210)은 상술한 바와 같이 책상 또는 기타 가구 등과 같은 프레임(10)에 설치되는 구성이다. 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 지지브라켓(210)에는 후술할 이동브라켓(220), 유체스프링(100), 고정도르래(260) 등이 설치된다.

이동브라켓(220)은 지지브라켓(210)에 대상물(20)의 인출입 방향으로 슬라이딩(sliding) 가능하도록 결합된다. 도 5에 도시된 바와 같이, 이동브라켓(220)에는 프레임(10)의 관통홀(12)로 인출입되는 디스플레이 장치 또는 서랍 등의 대상물(20)이 설치된다.

즉, 지지브라켓(210)의 양측에는, 도 6에 도시된 바와 같이, 대상물(20)의 인출입 방향을 따라 연장된 가이드 레일(guide rail, 214)이 형성된다. 이동브라켓(220)은 가이드 레일(214)에 의해 대상물(20)의 인출입 방향으로 가이드되면서 이동한다. 이에 따라, 디스플레이 장치 또는 서랍 등의 인출입 대상물(20)이 인출 입될 수 있다.

이 경우, 지지브라켓(210)과 이동브라켓(220) 사이에는 베어링이 개재된다. 이에 따라, 이동브라켓(220)은 지지브라켓(210)에 대하여 보다 원활히 슬라이딩 이동할 수 있다.

유체스프링(100)은 지지브라켓(210)과 이동도르래(240) 사이에 개재되는 부분으로, 상술한 바와 같이, 유체스프링(100)은 내부에 충전된 유체에 의해 반발력을 발생시키는 기구이다. 이러한 유체스프링(100)의 반발력은 이동도르래(240)와 와이어(250)를 통해 이동브라켓(220)에 제공된다. 특히, 본 실시예의 유체스프링(100)은, 상술한 바와 같이, 감압실(130) 및 압력조절부(140)를 구비하여 균일한 반발 특성과 작동이 용이한 장점이 있다. 따라서, 대상물(20)은 균일한 속도로 안정적으로 인출될 수 있다.

이동도르래(240)는 지지브라켓(210)에 대상물(20)의 인출입 방향으로 이동 가능하도록 설치된다. 즉, 이동도르래(240)는, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 압축피스톤(210)의 결합부(126, 도 1 참조)에 회전 가능하게 결합되어, 지지브라켓(210)에 대해 인출입 방향으로 이동 가능하게 설치된다. 이에 따라 이동도르래(240)는 압축피스톤(210)과 함께 대상물(20)의 인출입 방향으로 이동할 수 있다.

와이어(250)는, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 일단이 지지브라켓(210)에 고정된다. 그리고, 와이어(250)는 이동도르래(240)를 경유하여 타단이 이동브라 켓(220)에 고정된다. 이 경우, 와이어(250)는, 이동도르래(240)를 통해 하중을 전달할 수 있다면, 어떠한 재질(금속, 폴리머, 합성 섬유, 면, 마 등)이나 구조(단선, 복선, 꼬인선 등)로도 다양하게 이루어질 수 있다.

상술한 바와 같이, 이동도르래(240)는 압축피스톤(210)의 단부에 결합된다. 그리고, 양단이 각각 지지브라켓(210) 및 이동브라켓(220)에 고정된 와이어(250)는 이동도르래(240)에 감겨 이동도르래(240)를 지난다. 이에 따라, 유체스프링(100)의 압축피스톤(120)이 왕복 이동하는 스트로크가 2배로 확장될 수 있다.

따라서, 이동브라켓(220)의 스트로크, 즉 대상물(20)의 인출입 거리에 비해 1/2의 스트로크를 갖는 유체스프링(100)이 사용될 수 있다. 그러므로, 소형의 유체스프링(100)이 이용되어, 액추에이터(200)의 전체 사이즈가 소형화될 수 있다.

고정도르래(260)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 지지브라켓(210)의 상부 측에 회전 가능하게 결합된다. 와이어(250)는 이동도르래(240) 및 고정도르래(260)에 감겨 이들을 모두 경유한다. 이에 따라, 이동브라켓(220)에 작용되는 하중의 방향이 변경될 수 있다.

한편, 본 실시예에 따른 액추에이터(200)는 로킹유닛(270)을 추가로 구비할 수 있다.

로킹유닛(locking unit, 270)은, 도 7에 도시된 바와 같이, 이동브라켓(220)의 이동을 로킹시킨다. 즉, 로킹유닛(270)은 이동브라켓(220)에 설치되고, 지지브 라켓(210)에는 로킹유닛(270)의 단부가 삽입되는 로킹홈(212)이 형성된다.

이동브라켓(220)의 하부에 결합된 로킹유닛(270)의 단부는, 대상물(20)의 인입에 따른 이동브라켓(220)의 이동에 의해, 지지브라켓(210)의 하부에 형성된 로킹홈(212)에 삽입된다. 이에 따라 로킹유닛(270)이 이동브라켓(220)의 이동을 로킹시켜, 대상물(20)의 인입 상태는 안정적으로 유지될 수 있다.

한편, 로킹유닛(270)의 로킹이 해제되면, 유체스프링(100)의 반발력에 의하여, 이동도르래(240)에 감긴 와이어(250)는 당겨져 이동브라켓(220) 및 이에 설치된 대상물(20)이 프레임(10) 외부로 인출될 수 있다.

구체적으로, 로킹유닛(270)은 이동브라켓(220)에 고정되는 바디(body, 272), 바디(272)에 회전 가능하게 결합된 래치(latch, 274), 바디(272) 및 래치(274) 사이에 개재되어 이들 사이에 탄성력을 제공하는 스프링(미도시)을 포함하여 이루어진다.

이와 같은 래치(274)는, 이동브라켓(220)의 하강에 의해 로킹홈(212)으로부터 하중을 받아 회전하면서 로킹홈(212)에 삽입된다. 이에 따라 이동브라켓(220)의 이동을 로킹시킬 수 있다. 이 경우 래치(274)는 바디(272) 내부의 고정 장치(미도시) 등에 의해 고정된다. 그리고 스프링(미도시)에는 탄성력이 저장된다.

한편 이동브라켓(220)에 다시 하중이 가해지면, 바디(272) 내부의 고정 장치(미도시)가 해제되면서, 래치(274)는 스프링(미도시)에 저장된 탄성력의 작용에 의해 반대 방향으로 회전하면서 로킹홈(212)으로부터 제거된다. 이에 따라 로킹유닛(270)에 의한 이동브라켓(220)의 로킹이 해제될 수 있다.

이와 같이 원 터치(one-touch)로 작동되는 로킹유닛(270)이 사용됨으로써, 대상물(20)의 인출입이 간단한 방식에 의해 효율적으로 조절될 수 있다.

다음으로, 도 7을 참조하여 본 실시예에 따른 액추에이터(200)의 작동에 대하여 설명하도록 한다.

대상물(20)은 이동브라켓(220)에 아래 방향의 하중을 가함으로써 수동으로 프레임(10)에 인입된다. 가해지는 하중에 의해 이동브라켓(220)이 지지브라켓(210)에 대해 아래 방향으로 슬라이딩됨에 따라, 타단이 지지브라켓(210)에 고정된 와이어(250)도 아래 방향으로 당겨지게 된다.

와이어(250)의 일단은 지지브라켓(210)에 고정되어 있다. 그러므로 와이어(250)가 당겨지면 이동도르래(240)는 고정도르래(260)를 향하여 이동하면서 압축피스톤(120)에 하중을 가하게 된다. 하중을 받은 압축피스톤(120)은 후진하면서 실린더(210, 도 1참조) 내부로 삽입된다.

이동브라켓(220)에 계속 하중이 가해지면, 이동브라켓(220)의 하부에 설치된 로킹유닛(270)의 래치(274)가 지지브라켓(210)의 로킹홈(212)에 삽입된다. 이에 따라 래치(274)는 이동브라켓(220)의 이동을 로킹시키므로, 대상물(20)은 인입 상태를 유지할 수 있다. 이 경우 실린더(110) 내부에 삽입된 압축피스톤(120)은 실린더(110) 내부에 충전된 유체에 의해 전진 방향으로 하중을 작용 받는다.

한편, 대상물(20)은 이동브라켓(220)에 아래 방향의 하중이 일시적으로 가해지면, 반자동으로 프레임(10)에서 인출된다. 이동브라켓(220)이 아래 방향으로 재 차 눌려지면, 상술한 바 있는 로킹유닛(270)의 작동에 의해 이동브라켓(220)의 로킹이 해제된다.

이동브라켓(220)의 로킹이 해제되면, 실린더(110) 내부의 압축된 유체에 의해 하중을 받고 있는 압축피스톤(120)은 균일한 속도로 전진하게 된다. 압축피스톤(120)의 단부에 결합된 이동도르래(240)도 압축피스톤(120)과 함께 이동하게 된다. 따라서 이동도르래(240)에 감긴 와이어(250)는 아래 방향으로 당겨지게 된다.

와이어(250)의 일단은 지지브라켓(210)에 고정되어 있다. 이동도르래(240)에 의해 와이어(250)가 당겨지면 와이어(250)의 타단과 고정된 이동브라켓(220)에 하중이 가해지게 된다. 따라서 이동브라켓(220)은 지지브라켓(210)에 대해 슬라이딩 이동하여, 대상물(20)을 프레임(10)의 외부로 인출시킬 수 있다.

본 실시예에 따르면, 상술한 바와 같이 유체스프링(100)에 이동도르래(240)가 장착된다. 이에 따라, 도 7에 도시된 바와 같이, 이동브라켓(220)의 이동 스트로크가 L 일 때, 이의 절반인 L/2 의 스트로크를 갖는 소형 유체스프링(100)이 이용될 수 있다.

즉, 이동도르래(240)에 의해 유체스프링(100)의 스트로크가 2 배로 확장된다. 따라서, 이동브라켓(220)의 이동 스트로크의 절반에 불과한 스트로크를 갖는 소형 유체스프링(100)이 이용될 수 있다. 결국 액추에이터(200) 전체 사이즈가 현저히 감소될 수 있다.

상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

전술한 실시예 외의 많은 실시예들이 본 발명의 특허청구범위 내에 존재한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유체스프링을 나타낸 사시도.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유체스프링에서 감압조절부의 다른 실시형태를 단면도.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유체스프링을 나타낸 단면도.

도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유체스프링을 나타낸 단면도.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 유체스프링을 구비한 액추에이터가 적용된 책상을 나타낸 사시도.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 유체스프링을 구비한 액추에이터를 나타낸 사시도.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 유체스프링을 구비한 액추에이터의 작동을 나타낸 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100: 유체스프링 110: 실린더

112: 유체챔버 120: 압축피스톤

122: 피스톤로드 124: 압축부

130: 감압실 132: 감압챔버

135: 감압조절부 140: 압력조절부

142: 격벽 143: 오리피스

145: 감압밸브 146: 체크밸브

201: 지지브라켓 220: 이동브라켓

240: 이동도르래 250: 와이어

260: 고정도르래

Claims (10)

1. 유체가 충전되는 유체챔버가 형성된 실린더;

   상기 실린더의 일측에 왕복운동 가능하게 삽입되어 있으며, 상기 실린더의 내부로 이동 시에 상기 유체챔버의 유체를 압축하는 압축부가 마련된 압축피스톤;

   감압챔버가 형성된 감압실;

   상기 감압실에 설치되어 있으며, 상기 감압챔버의 압력을 조절하는 감압조절부; 및

   상기 유체챔버와 상기 감압챔버를 연결하고 있으며, 상기 압축부에 의해 유체가 압축될 때에 압축된 유체의 일부를 상기 감압챔버로 이송하며, 상기 압축피스톤의 복귀 시에는 상기 감압챔버로 이송된 유체를 상기 유체챔버에 다시 충전시키는 압력조절부를 포함하고,

   상기 감압조절부는,

   상기 감압실에 왕복운동 가능하게 삽입되어 있으며, 상기 감압챔버의 압력이 상승되면 상기 감압챔버의 압력을 낮추도록 후퇴하는 감압피스톤을 포함하는 것을 특징으로 하는 유체스프링.
2. 제1항에 있어서,

   상기 압력조절부는,

   상기 유체챔버와 상기 감압챔버가 연통되도록, 상기 실린더의 타측과 상기 감압실을 연결하는 세관을 포함하는 것을 특징으로 하는 유체스프링.
3. 제1항에 있어서,

   상기 실린더와 상기 감압실은 일체로 형성되어 있으며,

   상기 압력조절부는, 상기 유체챔버와 상기 감압챔버를 연통시키는 오리피스가 형성된 격벽을 포함하는 것을 특징으로 하는 유체스프링.
4. 제1항에 있어서,

   상기 압력조절부는,

   상기 유체챔버의 압력이 소정의 압력보다 높으면, 상기 유체챔버와 상기 감압챔버를 연통시키는 감압밸브와,

   상기 감압챔버의 압력을 상기 유체챔버의 압력보다 같거나 낮게 유지시키는 체크밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체스프링.
5. 삭제
6. 삭제
7. 유체가 충전되는 유체챔버가 형성된 실린더;

   상기 실린더의 일측에 왕복운동 가능하게 삽입되어 있으며, 상기 실린더의 내부로 이동 시에 상기 유체챔버의 유체를 압축하는 압축부가 마련된 압축피스톤;

   감압챔버가 형성된 감압실;

   상기 감압실에 설치되어 있으며, 상기 감압챔버의 압력을 조절하는 감압조절부; 및

   상기 유체챔버와 상기 감압챔버를 연결하고 있으며, 상기 압축부에 의해 유체가 압축될 때에 압축된 유체의 일부를 상기 감압챔버로 이송하며, 상기 압축피스톤의 복귀 시에는 상기 감압챔버로 이송된 유체를 상기 유체챔버에 다시 충전시키는 압력조절부를 포함하고,

   상기 감압실에는, 상기 감압챔버와 연통된 나사홀이 형성되어 있으며,

   상기 감압조절부는, 상기 나사홀에 결합되는 감압조절볼트를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체스프링.
8. 제1항 또는 제7항에 있어서,

   상기 유체는 공기 또는 질소 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체스프링.
9. 프레임(frame)의 내외부로 대상물을 인출입시키기 위한 액추에이터(actuator)로서,

   상기 프레임에 설치된 지지브라켓(supporting bracket);

   상기 대상물이 설치되어 있으며, 상기 지지브라켓에 상기 대상물의 인출입 방향으로 슬라이딩(sliding) 가능하도록 결합된 이동브라켓;

   상기 지지브라켓에 상기 대상물의 인출입 방향으로 이동 가능하도록 설치되는 이동도르래;

   제1항 내지 제4항 및 제7항 중 어느 한 항에 따른 유체스프링; 및

   일단이 상기 지지브라켓에 고정되며, 상기 이동도르래를 경유하여 타단이 상기 이동브라켓에 고정되는 와이어(wire)를 포함하고,

   상기 유체스프링의 실린더는 상기 지지브라켓에 고정되어 있으며, 상기 유체스프링의 압축피스톤은 상기 이동도르래와 결합된 것을 특징으로 하는 액추에이터.
10. 제9항에 있어서,

    상기 지지브라켓에 결합되는 고정도르래를 더 포함하며,

    상기 와이어는 상기 이동도르래 및 상기 고정도르래를 경유하여 타단이 상기 이동브라켓에 결합되는 것을 특징으로 하는 액추에이터.

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