KR101674801B1 - 에어 버퍼가 구비된 에어댐퍼 - Google Patents

Abstract

본 발명은 피스톤 로드를 밀어 넣거나 잡아당기는 각각의 동작 중 어느 일 측의 동작시에 동작저항이 커지도록 하는 에어댐퍼(Air Damper)에 관한 것으로, 그 구조의 개선으로 별도의 에어 버퍼(Air Buffer)를 구비하여 진공발생공간을 최소화할 수 있도록 한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 실린더(11)의 일단에 에어버퍼(12)가 형성되게 돌출부(20) 및 격벽(13)을 형성하여 상기 격벽(13)에 제1 오리피스(14)를 형성하고 상기 실린더(11)의 내부에 진퇴 가능하게 설치되는 피스톤(16)의 외주에는 오링(18)을 설치하고 상기 피스톤(16)의 내부에는 돌출부(20)가 수용되는 진공발생공간(19)을 구비함과 함께 제2 오리피스(15)을 형성하여 피스톤로드(17)에 의해 피스톤(16)이 당겨져 진공발생공간(19)의 음압이 커짐에 따라 제1 오리피스(14)를 통해 에어버퍼(12)로부터 유입되는 공기의 양보다 피스톤(16)에 형성된 제2 오리피스(15)를 통해 진공발생공간(19)으로 유입되는 외부공기의 양이 증가되도록 한 것을 특징으로 한다.

Description

에어 버퍼가 구비된 에어댐퍼{Air Damper with Air Buffer}

본 발명은 피스톤 로드를 밀어 넣거나 잡아당기는 각각의 동작 중 어느 일 측의 동작시에 동작저항이 커지도록 하는 에어댐퍼(Air Damper)에 관한 것으로써, 좀더 구체적으로는 그 구조의 개선으로 별도의 에어 버퍼(Air Buffer)를 구비하여 진공발생공간을 최소화할 수 있도록 하는 에어 버퍼가 구비된 에어댐퍼에 관한 것이다.

최근에는, 컵 홀더나 재떨이 또는 글러브 박스 등에 부착된 덮개체와 그 본체가 일 방향성 에어댐퍼로 연결되어 있어 상기 덮개체를 개방할 때에는 에어댐퍼에 의해 덮개체가 서서히 개방되도록 하고, 이와는 반대로 덮개체를 폐쇄할 때에는 비교적 신속하게 작동되도록 함으로써 개폐감을 향상시키도록 한 것이 많이 사용되고 있다.

도 1은 일반적인 에어댐퍼의 사용상태를 예시한 사시도로써, 자동차의 글로브 박스(1)의 일 측에 에어댐퍼(2)가 설치되어 글로브 박스(1)의 덮개체(1a)를 개방할 때에는 천천히 부드럽게 동작되도록 하고, 폐쇄할 때에는 비교적 신속하게 닫히도록 하는 역할을 하게 된다.

도 2는 종래의 에어댐퍼를 나타낸 종단면도로써, 종래의 에어댐퍼(2)는 피스톤(4)의 일단이 실린더(3)에 삽입되어 있고 상기 실린더의 타단이 캡(5)에 의해 폐쇄되어 있으며, 피스톤 로드(6)는 캡(5)을 관통하여 실린더(3)의 외부로 돌출되어 있다.

상기 피스톤(4)의 외주 면에는 실린더(3)의 내주 면과의 기밀을 유지하는 O-링(7)이 끼워져 있고 실린더(3)의 내부를 제1 공기실(8) 및 제2 공기실(9)로 구획하는 피스톤(4)에는 피스톤(4)의 이동시 제1,2 공기실(8)(9)에 있던 공기가 통과하는 오리피스(10)가 형성되어 있다.

따라서 로드(6)를 실린더(3)에서 인출되도록 잡아당기면 제2 공기실(9)에 있던 공기가 유효 단면적이 작은 오리피스(10)를 통하여 제1 공기실(8)로 유입되면서 피스톤 (4)이 서서히 이동하게 되고, 이에 따라 피스톤 로드(6)와 연결된 글로브 박스(1)가 열리게 된다.

이와 같이 글로브 박스(1)가 열린상태에서 사용자가 글로브 박스의 덮개체(1a)를 밀면 최대한 인출되었던 피스톤 로드(6)가 실린더(3)의 내부로 수용되면서 피스톤(4)을 밀어주게 되므로 전술한 바와는 반대로 제1 공기실(8)에 있던 공기가 제2 공기실(9) 측으로 이동하게 되므로 글로브 박스(1)가 신속하게 닫히게 된다.

(선행기술문헌)

(특허문헌 0001) 대한민국 공개특허공보 제10-2005-0086377호(2005.08.30.공개)

(특허문헌 0002) 대한민국 등록특허공보 등록번호 10-146133호(20014.11.14.공고)

그러나 이러한 구조를 갖는 종래의 에어댐퍼는 피스톤에 소정의 직경(0.2, 0.24, 0.28, 0.34 등)으로 1개의 오리피스만 형성됨에 따라 다음과 같은 여러 가지 문제점이 발생되었다.

첫째, 진공발생공간(제1 공기실)이 넓게 형성되어 있어 초기 음압 발생에 필요한 스트로크(stroke)가 길어지게 된다.

이에 따라, 진공발생공간을 좁게 설정하면 음압 발생에 필요한 스트로크는 짧아지게 되나, 진공발생공간의 압력에 변화가 발생되어 에어댐퍼가 2단으로 동작된다.

둘째, 진공발생공간에 음압이 발생되면 오리피스(orifice)를 통해 유입되는 공기가 안정되지 못하여 댐핑 힘(damping force)이 증가되므로 부드럽게 동작하지 못하게 된다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 안출한 것으로써, 실린더의 구조를 개선하여 진공발생공간의 내부에 발생되는 압력변화를 일정하게 유지할 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 그 구조를 단순화하여 진공발생공간에서 일정한 압력변화로 인해 에어댐퍼가 이중으로 동작하는 현상을 방지하여 등속성을 향상시킬 수 있도록 하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 형태에 따르면, 실린더의 일단에 에어버퍼가 형성되게 돌출부 및 격벽을 형성하여 상기 격벽에 제1 오리피스를 형성하고 상기 실린더의 내부에 진퇴 가능하게 설치되는 피스톤의 외주에는 오링을 설치하고 상기 피스톤의 내부에는 돌출부가 수용되는 진공발생공간을 구비함과 함께 제2 오리피스을 형성하여 피스톤로드에 의해 피스톤이 당겨져 진공발생공간의 음압이 커짐에 따라 제1 오리피스를 통해 에어버퍼로부터 유입되는 공기의 양보다 피스톤에 형성된 제2 오리피스를 통해 진공발생공간으로 유입되는 외부공기의 양이 증가되도록 한 것을 특징으로 하는 에어 버퍼가 구비된 에어댐퍼가 제공된다.

본 발명은 종래의 에어댐퍼 비하여 다음과 같은 여러 가지 장점을 갖는다.

첫째, 진공발생공간을 최소화할 수 있으므로 댐핑 스트로크를 줄일 수 있게 된다.

둘째, 제1, 2 오리피스의 크기를 조절하여 초기 음압발생의 압력차를 줄여 주게 되므로 2단 동작 없이 부드러운 댐핑 모션을 구현할 수 있게 된다.

셋째, 에어 버퍼에 의해 급격한 하중 변화에 따라 발생되는 음압의 완충역할을 해주게 되므로 하중 응답특성이 개선된다.

도 1은 일반적인 에어댐퍼의 사용상태를 예시한 사시도
도 2는 종래의 에어댐퍼를 나타낸 종단면도
도 3은 본 발명을 나타낸 에어댐퍼의 사시도
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 작동을 설명하기 위한 종단면도
도 5는 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 종단면도

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면들은 개략적이고 축적에 맞게 도시되지 않았다는 것을 일러둔다. 도면에 있는 부분들의 상대적인 치수 및 비율은 도면에서의 명확성 및 편의를 위해 그 크기에 있어 과장되거나 감소되어 도시되었으며 임의의 치수는 단지 예시적인 것이지 한정적인 것은 아니다. 그리고 둘 이상의 도면에 나타나는 동일한 구조물, 요소 또는 부품에는 동일한 참조 부호가 유사한 특징을 나타내기 위해 사용된다.

도 3은 본 발명을 나타낸 에어댐퍼의 사시도이고 도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 작동을 설명하기 위한 종단면도로써, 본 발명은 원통형상으로 이루어진 실린더(11)의 일단에 에어 버퍼(12)가 형성되어 있고 격벽(13)에는 제1 오리피스(14)가 형성되어 있으며 상기 에어 버퍼(12)의 일 측에는 제2 오리피스(15)가 형성된 피스톤(16)이 왕복 이동 가능하게 설치되어 상기 피스톤(16)에 고정된 피스톤 로드(17)를 잡아당김에 따라 피스톤(16)이 왕복 이동하게 된다.

그리고 상기 피스톤(16)의 외주에는 기밀을 유지하는 오링(18)이 설치되어 있고 피스톤(16)의 내부에는 진공발생공간(19)이 형성하는데, 본 발명은 상기 에어 버퍼(12)의 일 측으로 제1 오리피스(14)가 형성된 돌출부(20)를 통하여지게 형성하여 상기 돌출부(20)가 진공발생공간(19)에 수용되도록 구성되어 있다.

이때, 상기 제1, 2 오리피스(14)(15)의 위치를 한정하지 않아도 되지만, 생산성 등을 고려하여 상호 어긋나게 위치하는 것이 보다 효율적이므로 바람직하다.

또한, 본 발명은 상기 실린더(11)의 일단이 오링(21)이 끼워진 엔드 캡(22)으로 폐쇄되어 있다.

상기 에어 버퍼(12) 및 피스톤(16)에 각각 형성되는 제1, 2 오리피스(14)(15)는 용도에 따라 어느 하나의 오리피스가 크거나 또는 작거나 동일한 다양한 형태로 적용할 수 있음은 이해 가능한 것이다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명에서 에어댐퍼의 감쇠력은 하중 작용방향으로 피스톤 로드(17)가 이동함에 따라 발생되는 압력차의 크기로 얻어지는 것으로, 여기서 피스톤 로드(17)가 이동하는 방향으로 작용하는 하중을 "W"와, 그리고 실린더(11)의 내부에 걸리는 압력차(ΔP = Pa - P1, Pa : 대기압, P1 : 실린더 내압)와 힘의 관계는, W 〉ΔP로 피스톤 로드(17)가 이동하는 전 구간에서 압력차를 일정하게 유지하여야만 피스톤 로드(17)가 원활하게 이동하는 감쇠력을 유지하게 된다.

즉, 피스톤 로드(17)가 도면상 우측으로 이동된 초기 상태에서는 에어 버퍼(12)와 통하여지게 형성된 돌출부(20)가 피스톤(16)의 내부에 수용되어 있으므로 진공발생공간(19)의 면적이 최소화된 상태를 유지하게 된다.

이러한 상태에서 피스톤 로드(17)가 도면상 좌측으로 당겨지게 되면 진공발생공간(19)의 내부에 음압이 발생되기 시작하는데, 계속해서 피스톤 로드(17)가 도 4c와 같이 당겨지면 진공발생공간(19)의 음압이 더욱 커져 에어 버퍼(12)로부터 제1 오리피스(14)를 통해 공기가 유입된다.

이때, 피스톤(16)이 에어 버퍼(12)에 근접하고 있어 에어 버퍼(12)의 내부공기가 돌출부(20)에 형성된 제1 오리피스(14)를 통해 진공발생공간(19)으로 먼저 유입된다.

이에 따라, 초기 시동 시 댐핑에 필요한 초기 압력공간을 작게 구성할 수 있음은 물론이고, 초기 시동특성을 조절할 수 있을 뿐만 아니라 종래의 에어댐퍼에 비하여 대기압과의 급속한 편차를 줄일 수 있는 특성을 갖는다.

한편, 도 4c와 같은 상태에서 피스톤 로드(17)를 도 4d와 같이 더욱 당기면 진공발생공간(19)의 음압이 더욱 커져 제1 오리피스(14)를 통해 에어 버퍼(12)로부터 유입되는 공기의 양보다 피스톤(16)에 형성된 제2 오리피스(15)를 통해 진공발생공간(19)으로 유입되는 외부공기의 양이 증가하게 되므로 피스톤(16)에 형성된 제2 오리피스(15)를 통해 외부공기가 유입되는 시점부터 종래의 에어댐퍼와 동일한 특성을 나타내게 되는 것이다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 상기 상세한 설명에서 기술된 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

11 : 실린더 12 : 에어 버퍼
13 : 격벽 14, 15 : 제1, 2 오리피스
16 : 피스톤 17 : 피스톤 로드
18, 21 : 오링 19 : 진공발생공간
20 : 돌출부 22 : 엔드 캡

Claims (7)

1. 실린더(11)의 일단에 에어버퍼(12)가 형성되게 돌출부(20) 및 격벽(13)을 형성하여 상기 격벽(13)에 제1 오리피스(14)를 형성하고 상기 실린더(11)의 내부에 진퇴 가능하게 설치되는 피스톤(16)의 외주에는 오링(18)을 설치하고 상기 피스톤(16)의 내부에는 돌출부(20)가 수용되는 진공발생공간(19)을 구비함과 함께 제2 오리피스(15)을 형성하여 피스톤로드(17)에 의해 피스톤(16)이 당겨져 진공발생공간(19)의 음압이 커짐에 따라 제1 오리피스(14)를 통해 에어버퍼(12)로부터 유입되는 공기의 양보다 피스톤(16)에 형성된 제2 오리피스(15)를 통해 진공발생공간(19)으로 유입되는 외부공기의 양이 증가되도록 한 것을 특징으로 하는 에어 버퍼가 구비된 에어댐퍼.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 피스톤(16)에 형성되는 제2 오리피스(15)의 직경이 에어 버퍼(12)에 형성되는 제1 오리피스(14)의 직경 보다 큰 것을 특징으로 하는 에어 버퍼가 구비된 에어댐퍼.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 피스톤(16)에 형성되는 제2 오리피스(15)의 직경이 에어 버퍼(12)에 형성되는 제1 오리피스(14)의 직경 보다 작은 것을 특징으로 하는 에어 버퍼가 구비된 에어댐퍼.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 피스톤(16)에 형성되는 제2 오리피스(15)의 직경이 에어 버퍼(12)에 형성되는 제1 오리피스(14)의 직경과 동일한 것을 특징으로 하는 에어 버퍼가 구비된 에어댐퍼.
6. 청구항 1, 청구항 3 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 에어 버퍼(12)와 피스톤(16)에 형성되는 제1, 2 오리피스(14)(15)가 상호 어긋나게 위치하는 것을 특징으로 하는 에어 버퍼가 구비된 에어댐퍼.
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 실린더(11)의 일단에 오링(21)이 끼워진 엔드 캡(22)으로 폐쇄된 것을 특징으로 하는 에어 버퍼가 구비된 에어댐퍼.

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