KR101571674B1 - 가스리프터 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 내부에 가스가 충진된 실린더튜브 및 일측이 상기 실린더튜브에 삽입된 상태로 가스의 압력에 의해 활주하도록 장착된 로드를 포함하는 가스리프터에 있어서, 실린더튜브 내에 위치하며 내부에 공간부가 마련된 챔버부;를 포함하고, 상기 챔버부에는 공간부로 가스의 유입을 차단하는 플레이트가 장착되어 상기 공간부는 실린더튜브의 내부공간과 격리되되, 상기 플레이트는 가스의 온도에 따라 개폐가 조절되도록 바이메탈(bimetal)로 제조된 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성된 본 발명은 가스가 충진되는 체적을 온도에 따라 가변시킴으로써 온도변화에 따른 가스압력의 저하를 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

가스리프터{Gas lifter}

본 발명은 트렁크의 개방 시 트렁크리드를 들어올리는 가스리프터에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 외부의 온도 변화에 따라 가스가 충진된 실린더튜브 내부 공간의 용적이 가변됨으로써 압력손실을 보상할 수 있도록 발명된 가스리프터에 관한 것이다.

승용차량의 트렁크 룸은 화물을 넣어두는 차량 후방의 공간으로서 트렁크리드(트렁크)가 차체에 회동가능하게 장착되어 개폐가 이뤄진다.

일반적인 세단형 차량의 트렁크리드는 트렁크 룸의 상측과 후방측을 차폐하도록 절곡된 패널 모양을 갖도록 구성되며, 끝단에 장착된 래치가 차체에 장착된 스트라이커에 잠겨지면 회전이 구속되고 래치와 스트라이커의 잠금이 해제되면 들어올려질 수 있는 상태가 된다.

상기 트렁크리드는 잠금이 해제됐을 때 소정의 높이까지 또는 최대 개방 높이까지 자동적으로 들어올려질 수 있도록 팝업장치가 결합된다. 상기 팝업장치는 비틀림에 의해 발생된 탄성력을 이용하는 토션바와 가스 압력을 이용한 가스리프터가 가장 널리 사용되고 있다.

이중, 가스리프터(1)는 도 1a 에 도시된 바와 같이 일단은 트렁크리드(5)에 연결되고 타단은 차체에 회동가능하게 결합된 힌지암(4)에 결합되어, 상기 힌지암(4)의 회동 위치에 따라(트렁크 리드의 개폐에 따라) 로드(3)가 실린더튜브(2)에서 길이방향으로 압축 또는 신장하도록 장착된다.

도 1b 에 도시된 바와 같이 실린더튜브(20) 내에 삽입된 로드(3)의 끝단에는 직경이 확장된 헤드부(3a)가 장착되어, 트렁크리드(5)가 닫힐 때는 (로드가 실린더튜브 내부로 삽입되는 방향으로 활주하여) 상기 실린더튜브(2) 내부에 충진된 가스를 일측으로 가압하게 되고, 트렁크리드(5)가 열릴 때는 가스의 압력이 로드(3)를 실린더튜브(2) 외부로 밀어내는 방향으로 활주시켜 트렁크리드(5)를 들어올린다.

하지만, 이러한 구조를 갖는 종래의 가스리프터(1)는 동절기에 가스가 냉각됨에 따라 압력이 저하되는 문제점이 있었다. 가스가 충진된 실린더튜브(2)의 내부공간은 일정하기 때문에, 상온인 상태(20℃)와 대비하여 저온인 상태(-30℃)에서는 샤를의 법칙(P1V1/T1 = P2V2/T2)에 따라 도 1b 에서 A 로 표시된 만큼 가스압(kgf)의 저하가 발생하게 된다.

즉, 일반적으로 가스리프터(1)의 설계는 상온 상태를 기준으로 설정하나 동절기나 혹한지역에서 운행되는 차량의 경우에는 A 부분 만큼 가스압의 저하가 발생하여 도 1c 에 도시된 바와 같이 트렁크의 열림시 트렁크 모멘트선도에서 B, C 부분 만큼 리프터 모멘트 손실이 발생한다. 도 1c 의 그래프에서 손실 'B' 는 트렁크리드를 개방할 때 사점을 지나기 전까지 사용자가 힘을 더 들여야한다는 것을 의미하고, 손실 'C' 는 트렁크리드가 개방된 후에 열림상태를 유지하는 지지력의 저하를 의미한다.

따라서, 본 발명은 전술한 바와 같은 종래 구조의 문제점을 해소할 수 있도록 저온 환경에서 가스압력의 저하를 방지할 수 있는 가스리프터를 제공하는 것에 주목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 내부에 가스가 충진된 실린더튜브 및 일측이 상기 실린더튜브에 삽입된 상태로 가스의 압력에 의해 활주하도록 장착된 로드를 포함하는 가스리프터에 있어서, 실린더튜브 내에 위치하며 내부에 공간부가 마련된 챔버부;를 포함하고, 상기 챔버부에는 공간부 내부로 가스의 유입을 차단하는 플레이트가 장착되어 상기 공간부는 실린더튜브의 내부공간과 격리되되, 상기 플레이트는 실린더튜브 내부의 온도에 따라 개폐가 조절되도록 바이메탈(bimetal)로 제조된 것을 특징으로 한다.

상기 플레이트는 일측면이 공간부의 입구측에 맞닿는 내측플레이트와 상기 내측플레이트의 타측면에 접합된 외측플레이트를 포함하며, 동일한 온도로 가열됐을 때, 상기 외측플레이트는 내측플레이트 보다 더 큰 팽창률을 갖도록 제조되어 온도가 상승하면 상기 플레이트는 휘어져 공간부를 개방시키고 온도가 하강하면 본래의 모양으로 복원되어 공간부를 격리시킨다.

상기 챔버부 내에서 플레이트가 장착되는 공간은 플레이트의 과도한 변형을 단속하기 위하여 미리 정해진 크기를 형성되며, 상기 플레이트의 일측과 타측 각각에는 휘어지기 전의 플레이트와 공간부 사이의 틈을 밀폐하기 위한 내측링과 내측플레이트를 입구측에 밀착시키는 외측링이 부설된다.

그리고, 상기 챔버부는 파이프모양의 외주면과 평평한 끝단면이 형성된 원통형으로 형성되되, 끝단면은 실린더튜브의 길이방향에서 수직을 이루도록 배치되며, 가스가 플레이트 측으로 유입되는 가스유입홀은 외주면에 형성된다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 챔버부는 (종래 구조에서 헤드부기능을 담당하도록) 로드의 끝단에 결합되어 상기 로드와 함께 활주하되 활주 시 실린더튜브 내에서 가스를 가압할 수 있도록 상기 로드의 직경 보다 더 큰 직경을 갖는다.

상기와 같은 구성된 본 발명은 가스가 충진되는 체적을 온도에 따라 가변시킴으로써 온도변화에 따른 가스압력의 저하를 방지할 수 있는 효과가 있다.

상기 챔버부에서 가스유입홀은 외주면에 형성되므로 로드의 활주에 의해 플레이트의 휘어짐에 영향을 미치는 것을 방지 또는 최소화할 수 있고, 상기 챔버부는 로드의 끝단에 결합되어 헤드부의 기능을 대신할 수 있는 효과가 있다.

그리고, 상기 플레이트의 양측에는 내측링과 외측링이 배치되어 플레이트과 공간부 사이의 틈을 밀폐시킬 수 있으며, 내측링과 외측링 크기 및 위치 선정을 통하여 플레이트의 변형방향 및 변형량을 결정할 수 있다.

도 1a 는 가스리프터가 힌지암을 통해 트렁크리드와 결합된 상태를 도시한 도면,
도 1b 는 종래의 가스리프터 내부를 투시하여 도시한 모습과 트렁크의 개폐에 따른 헤드부의 위치 및 온도에 따른 가스압 선도를 표시한 도면,
도 1c 는 종래의 구조에서 온도에 따른 가스리프터의 모멘트 선도와 트렁크모멘트 선도를 비교하여 표시한 그래프,
도 2 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가스리프터의 종단면 모습과 챔버가 절개된 모습을 도시한 도면,
도 3 은 저온 시 공간부로 가스가 유입되지 않은 상태를 도시한 도면,
도 4 는 상온 시 공간부로 가스가 유입된 상태를 도시한 도면.

본 발명의 가스리프터는 트렁크리드의 개방 시 상기 트렁크리드를 소정의 높이만큼 들어올리거나 완전히 들어올린 후 지지할 수 있도록 트렁크리드와 결합되어 차량에 장착되되, 상기 실린더튜브 내에는 격리된 공간부가 형성된 챔버부가 위치하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 챔버부는 헤드부를 대신하여 로드의 끝단에 결합되어 로드의 활주에 따라 가스를 압축시킬 수 있되, 온도가 상승하면 공간부를 개방시키는 플레이트를 포함하여 구성된다.

본 발명의 로드는 챔버부가 끝단에 장착된 상태로 실린더튜브에 장착이 이뤄지며, 상기 챔버부에서 공간부는 폐쇄된 상태로 가스의 충진이 이뤄진다. 가스의 충진은 종래의 가스 주입방식 동일하게 소정량의 질소가 (실린더튜브 내부 전체에 걸쳐 압력평형 상태를 이루도록) 주입된 후 실린더튜브가 봉인되는 방식으로 이뤄지되, 종래에는 상온 상태를 기준으로 가스가 주입되나 본 발명에서는 저온 상태를 기준으로 주입된다(즉, 종래 보다 상대적으로 더 높은 압력을 갖도록 가스가 주입된다).

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가스리프터를 더욱 상세하게 설명한다.

도 2 를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 로드(20)는 힌지암과 결합되는 끝단의 반대쪽 끝단(즉, 실린더튜브 내에 위치하는 끝단)에 챔버부(10)가 일체로 형성된 상태로 실린더튜브(30)와 결합된다.

상기 챔버부(10) 내부에는 일정한 용적을 갖는 공간부가 마련되며, 상기 공간부의 출입구에 밀착되도록 플레이트(11)가 설치된다. 이에 따라 상기 공간부는 실린더튜브(30)의 내부공간과 격리된다.

상기 챔버부(10)는 파이프모양의 외주면과 평평한 끝단면이 형성된 원통형으로 형성되되, 끝단면은 실린더튜브(30)의 길이방향에서 수직을 이루도록 배치되며(끝단면이 로드의 활주방향과 수직을 이루도록 형성되며), 가스가 플레이트(11) 측으로 유입되는 가스유입홀은 외주면에 형성된다.

그리고, 상기 챔버부(10)는 종래 구조에서 헤드부와 같이 가스를 압축할 수 있도록 로드(20)의 직경 보다 더 큰 직경을 갖도록 구성된다.

상기 플레이트(11)는 실린더튜브(30) 내부의 온도 즉, 가스의 온도에 따라 개폐가 조절되도록 바이메탈(bimetal)로 제조된다. 즉, 상기 플레이트(11)는 일측면이 공간부의 출입구에 맞닿는 내측플레이트(11a)와 상기 내측플레이트(11a)의 타측면에 접합된 외측플레이트(11b)로 구성되며, 동일한 온도로 가열됐을 때, 상기 외측플레이트(11b)는 내측플레이트(11a) 보다 더 큰 팽창률을 갖도록 제조된다. 따라서, 온도가 상승했을 때, 외측플레이트(11b)가 내측프레이트(11a) 보다 더 크게 팽창하므로 (도 4 의 모양과 같이) 상기 플레이트(11)는 휘어져 공간부를 개방시키고 온도가 하강하면 본래의 모양으로 복원되어 공간부를 폐쇄한다.

본 발명의 실시예에서, 내측플레이트(11a)는 니켈과 철을 일정성분 이상 포함하도록 제조되고 외측플레이트(11b)는 망간과 구리를 일정성분 이상 포함하도록 제조된다.

상기 챔버부(11) 내에서 플레이트(11)가 장착되는 공간(도 2 에서 A)은 플레이트(11)의 과도한 변형을 단속하기 위하여 미리 정해진 크기를 형성되며, 상기 플레이트(11)의 일측과 타측 각각에는 휘어지기 전의 플레이트(11)와 공간부 사이의 틈을 밀폐하기 위한 내측링(12)과 내측플레이트(11a)를 입구측에 밀착시키는 외측링(13)이 부설된다.

도 3 은 저온 상태에 있을 때 플레이트(11)가 휘어지기 전의 모습을 나타낸 것이고, 도 4 는 상온 상태에 있을 때 플레이트(11)가 휘어져 가스가 공간부 내부로 유입된 상태를 도시한 것이다.

전술한 바와 같이, 본 발명에서는 저온 상태를 기준으로 가스가 실린더튜브(30) 내에 충진된다. 이에 따라 도 3 에 도시된 바와 같이, 충분한 양의 가스가 충진되어 있으므로 저온상태에서 트렁크리드를 들어올리는 충분한 압력을 제공할 수 있다.

온도가 상승하여 상온 상태가 되면, 샤를의 법칙에 따라 실린더튜브(30) 내부의 가스압력의 상승하나 플레이트(11)는 도 4 와 같이 휘어져서 공간부를 개방하게 되고 상기 공간부에는 가스가 체워진다. 따라서, 가스가 체워진 용적이 증가되어 가스압의 과도한 상승이 방지되므로 상기 로드(20)를 활주시키는 가스압력은 적정수준으로 유지될 수 있다.

아울러, 로드(20)가 활주할 때 또는 활주가 완료됐을 때, 챔버부(10)를 사이에 두고 실린더튜브(30) 내부의 일측에서는 기체가 상대적으로 고압상태가 되고 타측에서는 기체가 상대적으로 저압상태가 된다. 상기 로드(20)는 양측 기체의 압력이 평행상태가 되는 위치로 힘이 작용하여 활주하되, 상온에서 다시 저온으로 온도가 변하는 경우, 공간부에 잔류한 가스는 플레이트(11)가 완전히 닫히기 전까지 가스의 압력차이에 의해 로드(20)가 활주하는 동안에 상대적으로 저압상태인 쪽으로 배출된다. 즉, 고압 가스측에서 저압 가스측으로 로드(20)를 가압하여 활주시키는 동안에, 가스는 고압상태 쪽에서 저압상태 쪽으로 이동하며 이와 동시에 공간부 내의 가스에는 배압이 작용하므로 저압상태 쪽으로 이동하는 가스와 합류해 챔버부(10) 외부로 배출된다. 이때, 공간부 내에 가둬졌던 가스는 실린더튜브(30) 내부의 압력이 최대일 때 가둬졌었으므로, 저압상태 쪽 보다 충분히 큰 가스 압력을 가짐에 따라 공간부 내의 가스 중 적어도 일부분은 공간부 밖으로 배출될 수 있다. 이에 따라, 상온에서 다시 저온으로 온도가 변화하여도 적절한 내부 가스 압력을 제공할 수 있다.

상기와 같은 구성된 본 발명은 가스가 충진되는 체적을 가변시킴으로써 저온 상황에서도 가스압의 저하를 방지할 수 있으며, 내측링(12)과 외측링(13) 크기 및 위치 선정 등을 통하여 플레이트(11)의 변형방향 및 변형량을 결정할 수 있고, 설계단계 공간부의 용적을 결정할 수 있으므로, 차종에 따라 다양한 가스압력을 제공하도록 튜닝될 수 있다.

이상과 같이 본 명세서와 도면에 개시된 실시예들은 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

10 : 챔버부
11 : 플레이트
20 : 로드
30 : 실린더튜브

Claims (5)

1. 내부에 가스가 충진된 실린더튜브 및 일측이 상기 실린더튜브에 삽입된 상태로 가스의 압력에 의해 활주하도록 장착된 로드를 포함하는 가스리프터에 있어서,
   실린더튜브 내에 위치하며 내부에 공간부가 마련된 챔버부;를 포함하고,
   상기 챔버부에는 공간부로 가스의 유입을 차단하는 플레이트가 장착되어 상기 공간부는 실린더튜브의 내부공간과 격리되되, 상기 플레이트는 가스의 온도에 따라 개폐가 조절되도록 바이메탈(bimetal)로 제조되며,
   상기 챔버부는 파이프모양의 외주면과 평평한 끝단면이 형성된 원통형으로 형성되고 로드의 끝단에 결합되어 상기 로드와 함께 활주하되, 활주 시 실린더튜브 내에서 가스를 가압할 수 있도록 상기 로드의 직경 보다 더 큰 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 가스리프터.
   
2. 제 1 항에 있어서, 상기 플레이트는 일측면이 공간부의 출입구에 맞닿는 내측플레이트와 상기 내측플레이트의 타측면에 접합된 외측플레이트를 포함하며,
   동일한 온도로 가열됐을 때, 상기 외측플레이트는 내측플레이트 보다 더 큰 팽창률을 갖도록 제조되어 온도가 상승하면 상기 플레이트는 휘어져 공간부를 개방시키고 온도가 하강하면 본래의 모양으로 복원되어 공간부를 격리시키는 것을 특징으로 하는 가스리프터.
   
3. 제 2 항에 있어서, 상기 플레이트의 일측과 타측 각각에는 휘어지기 전의 플레이트와 공간부 사이의 틈을 밀폐하기 위한 내측링과 내측플레이트를 입구측에 밀착시키는 외측링이 부설된 것을 것을 특징으로 하는 가스리프터.
   
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 챔버부의 끝단면은 실린더튜브의 길이방향에서 수직을 이루도록 배치되며, 가스가 플레이트 측으로 유입되는 가스유입홀은 외주면에 형성된 것을 특징으로 하는 가스리프터.
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