KR101482456B1 - 혼합식 에어댐퍼 - Google Patents

Abstract

본 발명은 혼합식 에어댐퍼에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 피스톤 러버가 실린더내 내압 변화에 따라 팽창과 복원될 때 반경과 길이 방향으로 균등하게 작용하게 하므로써 하중 응답성 개선과 댐퍼 저항을 증대함과 아울러, 댐퍼 산포 최소화를 구현할 수 있도록 발명된 것이다.
본 발명의 구성은 피스톤(20)의 이동에 의해 압축 또는 팽창되는 공기를 내부에 보관하는 실린더(10)와, 상기 피스톤(20)의 선단부에 연결되는 작동로드(30)와, 상기 실린더(10)의 양단부를 밀폐하여 내부의 공기가 외부로 빠져나가지 못하게 하는 밀폐캡(40)(41)들로 구성된 것에 있어서,
상기 피스톤(20)은 작동로드(30)의 타측에 실린더(10) 내경보다 작은 크기로 메쉬부(21)가 확관되고, 이 메쉬부(21)로부터 내부를 향해 일정 깊이 유입홈(22)을 파내여 외경을 향해 뚫어진 통기홀(23)들과 서로 연통되게 성형하며,
상기 피스톤(20)의 외경으로 상기 통기홀(23)들로부터 공급되는 에어압에 의해 팽창 및 수축되며 실린더(10) 내경에 압착력을 가하거나 해제시키게 하고, 피스톤 이동 방향으로 외주면에 홈(51)들이 파여지는 피스톤러버(50)가 탄력 설치되며,
상기 메쉬부(21)와 피스톤러버(50) 사이에는 외경이 실린더(10) 내경에 밀착되는 브이패킹(70)이 이동 가능하게 설치되고, 이 브이패킹(70)의 이동 위치로 피스톤(20)의 외경에 유로(25)를 파내게 하고,
상기 피스톤러버(50)에는 브이패킹(70)의 타측으로 캡형상으로 된 프랜지(61)에 평면부(62)가 절단되어 있는 고정캡(60)이 작동로드(30)에 피스톤(20)과 같이 결합 설치되는 것을 특징으로 한다.

Description

혼합식 에어댐퍼{Mixed-type air damper}

본 발명은 혼합식 에어댐퍼에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 피스톤 러버가 실린더내 내압 변화에 따라 팽창과 복원될 때 반경과 길이 방향으로 균등하게 작용하게 하므로써 하중 응답성 개선과 댐퍼 저항을 증대함과 아울러, 댐퍼 산포 최소화를 구현할 수 있도록 발명된 것이다.

일반적으로, 자동차의 글로브 박스 등의 덮개 개폐장치에 주로 사용되는 에어댐퍼는 피스톤의 상호 작용을 통해 외부 하중에 대한 댐핑 역할을 수행하게 된다.

1. 등록특허공보 제10-0141856호 2. 등록특허공보 제10-0324925호 3. 등록특허공보 제10-0716591호

종래에 있어서 상기 에어댐퍼는 저온 조건(냉장, 냉동 : -25℃ ~ 4℃) 에서의 내부 실(SEAL)부재의 수축 변형으로 갭(GAP)이 발생하고, 실링(SEALING) 효과 감소로 댐핑 구조물로써의 기능을 구현하지 못하게 되는 문제가 있었다.

또한 실린더 내부로의 냉기 유입으로 인한 결로 발생 예상으로 종래의 피스톤 방식의 에어댐퍼는 오일을 사용한 밀폐 구조를 적용함으로써 오일 주입으로 인한 제조 공정 증가 및 비용이 상승되어 가격 경쟁력 저하되는 문제가 있었다.

한편, 이러한 문제점을 해소 하기 위해 본원 출원인이 선출원한 국내 특허출원 제 10-2012-0124968호에서는 에어댐퍼의 피스톤 로드에 오버랩 지지부가 실링부재 내에서 이동가능하게 설치한 구조를 제안한 바 있다.

따라서, 피스톤 이동시, 피스톤 로드에 구성된 오버랩 지지부가 실링부재내에서 이동할 때, 피스톤 삽입시에는 실링부재의 오버랩부를 직접 지지하게 되고, 피스톤 인출시에는 지지하지 않음으로써 댐핑력을 조절하는 구조가 알려져 있었다.

이 구조에 의하면, 피스톤 로드의 직접 지지에 의해 실링부재가 팽창 및 압축되는 구조로 피스톤의 이동시에 균등한 팽창압 및 댐핑력 구현이 이루어지지 못하는 단점이 있었다.

즉, 실린더내 내압변화에 따라 작동하는 스프링붙이 셧 오프 밸브를 적용하므로 인해 공기 흐름을 완전히 차단하게 된다.

따라서, 실링을 겸한 탄성부재의 팽창을 저해하는 원인이 되므로 댐퍼 저항증대와 아울러 하중 응답성이 저하되는 등의 원인이 되었던 것이다.

본 발명의 목적은, 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술에서 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로, 공기압에 의한 피스톤러버의 팽창 및 수축이 가능하게 함과 동시에 피스톤에 형성된 통기공의 조절에 의해 균등한 팽창압 및 댐핑력 구현이 가능하게 한 복합식 에어댐퍼를 제공하는 데에 있는 것이다.

본 발명은 그 또 다른 목적이 오일 등의 별도의 댐핑 인자 비용을 없애 제조 원가를 낮출 수 있도록 하고 가격 경쟁력을 확보할 수 있도록 하는 에어댐퍼를 제공하는 데에 있는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 피스톤(20)의 이동에 의해 압축 또는 팽창되는 공기를 내부에 보관하는 실린더(10)와,

상기 피스톤(20)의 선단부에 연결되는 작동로드(30)와,

상기 실린더(10)의 양단부를 밀폐하여 내부의 공기가 외부로 빠져나가지 못하게 하는 밀폐캡(40)(41)들로 구성된 것에 있어서,

상기 피스톤(20)은 작동로드(30)의 타측에 실린더(10) 내경보다 작은 크기로 메쉬부(21)가 확관되고, 이 메쉬부(21)로부터 내부를 향해 일정 깊이 유입홈(22)을 파내여 외경을 향해 뚫어진 통기홀(23)들과 서로 연통되게 성형하며,

상기 피스톤(20)의 외경으로 상기 통기홀(23)들로부터 공급되는 에어압에 의해 팽창 및 수축되며 실린더(10) 내경에 압착력을 가하거나 해제시키게 하고, 피스톤 이동 방향으로 외주면에 홈(51)들이 파여지는 피스톤러버(50)가 탄력 설치되며,

상기 메쉬부(21)와 피스톤러버(50) 사이에는 외경이 실린더(10) 내경에 밀착되는 브이패킹(70)이 이동 가능하게 설치되고, 이 브이패킹(70)의 이동 위치로 피스톤(20)의 외경에 유로(25)를 파내게 하고,

상기 피스톤러버(50)에는 브이패킹(70)의 타측으로 캡형상으로 된 프랜지(61)에 평면부(62)가 절단되어 있는 고정캡(60)이 작동로드(30)에 피스톤(20)과 같이 결합 설치되는 것에 의해 달성된다.

한편, 상기 고정캡(60)에는 돌기(63)들이 돌출되고, 피스톤러버(50)에는 이 돌기(63)들에 대항하는 위치로 홈(51)이 파여져 서로 끼워 조립된다.

본 발명에 따르면 피스톤의 이동에 따라 발생되는 공기압에 의한 피스톤러버의 팽창 및 수축이 가능하게 함과 동시에 피스톤에 형성된 통기공의 조절에 의해 균등한 팽창압 및 댐핑력 구현이 가능하게 된다.

또, 오일 등의 별도의 댐핑 인자 비용을 없애 제조 원가를 낮출 수 있도록 하고 가격 경쟁력을 확보할 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명의 에어 댐퍼의 구성을 보인 종단면도.
도 2는 피스톤 러버를 분해한 상태의 피스톤을 보인 정면도.
도 3은 본 발명의 요부 분해 사시도.
도 4는 본 발명의 피스톤 러버와 고정캡이 조립된 상태를 보인 사시도.
도 5는 도 1의 요부 확대 단면도.
도 6 및 도 7은 작동로드의 이동방향에 따라 피스톤러버와 브이패킹의 변화를 보인 확대 단면도.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 복합식 에어댐퍼의 구성을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

본 발명의 에어 댐퍼는 피스톤(20)의 이동에 의해 압축 또는 팽창되는 공기를 내부에 보관하는 실린더(10)와, 이 피스톤(20)의 선단부에 연결되는 작동로드(30)와, 상기 실린더(10)의 양단부를 밀폐하여 내부의 공기가 외부로 빠져나가지 못하게 하는 밀폐캡(40)(41)들로 구성되는 것은 통상적이다.

한편, 본 발명의 구성상 특징은 상기 피스톤(20)은 작동로드(30)의 타측에 실린더(10) 내경보다 다소 작은 직경으로 된 메쉬부(21)가 구비되고, 이 메쉬부(21)로부터 내부를 향해 일정 깊이 유입홈(22)을 파내여 외경을 향해 뚫어진 통기홀(23)들과 서로 연통되게 성형하게 된다.

그리고, 상기 피스톤(20)의 외경으로 상기 통기홀(23)들로부터 공급되는 에어압에 의해 팽창 및 수축되며 실린더(10) 내경에 압착력을 가하거나 해제시키게 하는 피스톤러버(50)가 탄력 설치된다.

상기 피스톤(20)을 기준으로 도 5 내지 도 7에서와 같이 좌측으로 위치되는 실린더(10) 내부의 제1압력실(A)과 우측으로 위치되는 제2압력실(B)을 구분하게 된다.

이 피스톤(20)은 작동로드(30)의 압축방향 이동시 제1압력실(A)로부터 유입된 유체를 피스톤러버(50)에서 균등분배 가능하도록 길이 방향으로 뚫어진 통기홀(23)들을 통해 유로를 제공하게 된다.

또한, 작동로드(30)의 인출 방향시에는 제2압력실(B)로부터 유입된 유체가 제1압력실(A)로 흘러갈 수 있도록 유로(25)를 형성하게 된다.

이 피스톤러버(50)는 속이 빈 원통형상으로 그 양단부에는 턱부가 절곡되게 일체로 성형되어 피스톤(20)의 외경부에 걸려져서 함께 이동이 가능한 상태로 결합되고, 외경으로는 피스톤(20)의 직선 이동 방향으로 외주면에 홈(51)들이 수개 파여지게 된다.

또한, 피스톤(20)의 외경에는 메쉬부(21)와 피스톤러버(50) 사이로 브이패킹(70)을 탄력 설치하게 된다.

이 브이패킹(70)은 탄력이 우수한 고무재로 그 외경은 실린더(10) 내경과 상응하는 치수로 설계되며, 압력이 가하지 않는 경우 브이패킹(70)이 실린더(10)의 내경에서 이동 가능하게 조립된다.

이러한 브이패킹(70)은 작동로드(30)의 압축시에는 제1압력실(A)의 유체가 유로(25)를 통해서만 이동되도록 실링하게 되며, 이와 반대로 작동로드(30)의 인출시에는 제2압력실(B)의 유체가 제1압력실(A)로 이동될 수 있도록 실린더(10) 내벽면을 따라 이동하게 된다.

한편, 피스톤(20)에는 브이패킹(70)이 조립된 상태에서 가압 방향에 따라 이동되는 위치로 외경에 유체 이동을 위한 유로(25)를 파내게 된다.

그리고, 상기 피스톤러버(50)의 단부, 즉 브이패킹(70)이 설치된 타측으로 캡형상으로 된 고정캡(60)이 위치된다.

고정캡(60)은 프랜지(61)에 평면부(62)가 절단되어 실린더(10)의 내경 사이로 공기가 이동될 수 있는 틈새를 형성하게 되는데, 이 고정캡(60)이 작동로드(30)에 피스톤(20)과 같이 핀으로 결합 설치된다.

이 고정캡은 메쉬부(21)의 반경 또는 반경 방향으로 설치한 유로가 피스톤러버(50)의 팽창부에 위치될 수 있도록 방향성을 제어하게 된다.

따라서, 작동로드(30)의 이동에 따라 피스톤(20)과 고정캡(60) 및 피스톤러버(50)가 함께 슬라이드 직선 이동하게 되며, 브이패킹(70)은 그 가압 방향에 따라 메쉬부(21)와 피스톤러버(50) 사이에서 좌우 이동하게 된다.

한편, 상기 고정캡(60)에는 돌기(63)들이 돌출되고, 피스톤러버(50)에는 이 돌기(63)들에 대항하는 위치로 끼움홈(52)이 파여져 서로 끼워 조립된다.

이러한 본 발명의 에어 댐퍼는 작동로드(30)가 도 6에서와 같이 압축 방향으로 작용되는 경우, 브이패킹(70)이 제1압력실(A)의 유체가 제2압력실(B)로 이동되는 것을 최소화 한 상태로 공기를 압축하게 된다.

그리고, 피스톤(20)의 메쉬부(21) 내측으로 파여진 유입홈(22)을 통해 통기홀(23)들로 압축공기가 이동되면서 피스톤러버(50)를 팽창시켜 실린더(10)의 내벽면과 압착되도록 하는 것에 의해 접촉 압력이 증대되도록 하는 것이다.

따라서, 메쉬부(21)와 브이패킹(70)에 의해 공기를 압축함과 아울러 피스톤러버(50)의 접촉압력에 의한 마찰저항이 더해지는 것에 의해 댐핑 속도를 제어할 수가 있는 것이다

이와 역으로 작동로드(30)가 도 6에서와 같이 인출되는 방향으로 작용하게 되는 경우, 피스톤러버(50)를 팽창하였던 공기압이 해제되면서 실린더(10)의 내벽과 미세한 틈새와 아울러, 피스톤러버(50)의 외경부에 파여진 홈(51)을 통해 유체 이동 통로가 형성된다.

그리고, 고정캡(60)의 평면부(62)와 실린더(10) 내벽 사이에도 틈이 형성되므로, 제2압력실(B)내의 공기가 고정캡(60)과 피스톤러버(50)의 외경 사이로 형성된 틈을 이용해 이동된 후 브이패킹(70)과 피스톤러버(50) 사이의 공간으로 이동된 후 다시 유로(25)를 거쳐 러쉬부(21)의 외경과 실린더(10) 내경 사이의 미소 틈새를 통해 빠져나가게 된다.

이러한 미소 틈새를 통해 제2압력실(B)의 공기가 제1압력실(A)로 이동되는 유로를 형성하여 작동로드(30)의 인출방향에서도 그 댐핑 속도를 제어할 수가 있는 것이다

따라서, 본 발명은 실린더내의 내압변화와 피스톤러버의 팽창량을 제어하는 것에 의해 하중 응답성을 개선하게 된다.

또, 압력의 균등 분배를 통해 댐퍼의 산포를 개선하고, 제품의 소형화를 구현할 수 있는 것이다.

본 발명은 자동차나 가전 제품의 도어 등 개폐 속도 제어가 필요한 기술에 적용된다.

10 - 실린더 20 - 피스톤
21 - 메쉬부 22 - 유입홈
23 - 통기홀 25 - 유로
30 - 작동로드 40, 41 - 밀폐캡
50 - 피스톤러버 51 - 홈
52 - 끼움홈 60 - 고정캡
61 - 프랜지 62 - 평면부
63 - 돌기 70 - 브이패킹

Claims (2)

1. 피스톤(20)의 이동에 의해 압축 또는 팽창되는 공기를 내부에 보관하는 실린더(10)와,
   상기 피스톤(20)의 선단부에 연결되는 작동로드(30)와,
   상기 실린더(10)의 양단부를 밀폐하여 내부의 공기가 외부로 빠져나가지 못하게 하는 밀폐캡(40)(41)들로 구성된 것에 있어서,
   상기 피스톤(20)은 작동로드(30)의 타측에 실린더(10) 내경보다 작은 크기로 메쉬부(21)가 확관되고, 이 메쉬부(21)로부터 내부를 향해 일정 깊이 유입홈(22)을 파내여 외경을 향해 뚫어진 통기홀(23)들과 서로 연통되게 성형하며,
   상기 피스톤(20)의 외경으로 상기 통기홀(23)들로부터 공급되는 에어압에 의해 팽창 및 수축되며 실린더(10) 내경에 압착력을 가하거나 해제시키게 하고, 피스톤 이동 방향으로 외주면에 홈(51)들이 파여지는 피스톤러버(50)가 탄력 설치되며,
   상기 메쉬부(21)와 피스톤러버(50) 사이에는 외경이 실린더(10) 내경에 밀착되는 브이패킹(70)이 이동 가능하게 설치되고, 이 브이패킹(70)의 이동 위치로 피스톤(20)의 외경에 유로(25)를 파내게 하고,
   상기 피스톤러버(50)에는 브이패킹(70)의 타측으로 캡형상으로 된 프랜지(61)에 평면부(62)가 절단되어 있는 고정캡(60)이 작동로드(30)에 피스톤(20)과 같이 결합 설치되는 것을 특징으로 하는 혼합식 에어댐퍼.
   
2. 청구항 1에 있어서, 상기 고정캡(60)에는 돌기(63)들이 돌출되고, 피스톤러버(50)에는 이 돌기(63)들에 대항하는 위치로 끼움홈(52)이 파여져 서로 끼워 조립됨을 특징으로 하는 혼합식 에어댐퍼.

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