KR101701994B1 - 냉각형 가스 스프링 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉각형 가스 스프링에 관한 것으로서, 상부에 개구가 형성되고 하부가 엔드캡과 결합되어 챔버를 형성하는 실린더와, 실린더 내에 슬라이딩 가능하게 설치되며 엔드캡과 밀착되는 수축위치로부터 엔드캡으로부터 이격되는 확장위치로 이동할 때 챔버 내의 가스를 압축하는 피스톤과, 피스톤과 연결되며 개구로 인출되는 로드를 갖는 본체와, 본체 외측에서 본체를 감싸게 형성되며 유입구와 유출구가 형성되어 있으며, 유입구를 통해 유입된 냉각용 기체가 본체와의 사이 공간을 거쳐 유출구를 통해 배출될 수 있게 본체에 결합된 냉각케이스를 구비한다. 이러한 냉각형 가스 스프링에 의하면, 본체 외측에 결합된 냉각 케이스의 유입구를 통해 외기를 유입받아 본체를 냉각시킬 수 있는 장점을 제공한다.

Description

냉각형 가스 스프링{cooling type gas spring}

본 발명은 냉각형 가스 스프링에 관한 것으로, 더 상세하게는 외기를 유입받아 본체를 냉각시킬 수 있도록 된 냉각형 가스 스프링에 관한 것이다.

통상적으로 가스 스프링은 판금 부품을 형성하기 위한 프레스 다이에 설치되어 사용될 수 있다. 이러한 가스 스프링은 외부 가스 원으로 작동되거나 자체용기인 실린더에 충전된 가스에 의해 작동된다.

가스 스프링은 충전밸브를 통하여 질소등 비활성 가스로 소정 압력으로 충전된 가스 챔버를 가진 실린더와, 이 실린더에 수용된 활주형 피스톤 또는 헤드와 이에 연결된 로드로 구성된다.

가스 스프링은 외부에서 로드로 가해지는 힘이 피스톤에 가해지는 가스 챔버내의 가스 반발력 보다 클 때 로드가 그 수축 위치로 유연하게 이동하도록 하는 쿠션을 제공한다.

이러한 가스 스프링의 가스 챔버에는 2,000psi 압력 이상의 불활성가스로 채워지며, 사용중 압력은 3,000 내지 5,000psi로 증가될 수 있다.

가스 스프링은 외부에서 로드로 가해지는 힘이 피스톤에 가해지는 가스 챔버내의 가스 반발력 보다 클 때 로드가 그 수축 위치로 유연하게 이동하도록 하는 쿠션을 제공하고, 국내 공개특허 제10-1983-0001513호에는 이러한 구조가 개시되어 있다.

그런데, 이러한 가스 스프링은 로드의 반복 주기가 짧고 반복이 연속적으로 장시간 이루어질 때 발생되는 열에 의해 고온화 되고, 이 경우 가스의 누출을 방지하기 위한 실(seal) 소재가 손상되어 가스가 누출되거나 이물질이 유입되어 수명을 단축시키는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 외부 공기를 이용하여 냉각을 할 수 있도록 된 냉각형 가스 스프링을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 냉각형 가스 스프링은 상부에 개구가 형성되고 하부가 엔드캡과 결합되어 챔버를 형성하는 실린더와, 상기 실린더 내에 슬라이딩 가능하게 설치되며 상기 엔드캡과 밀착되는 수축위치로부터 상기 엔드캡으로부터 이격되는 확장위치로 이동할 때 상기 챔버 내의 가스를 압축하는 피스톤과, 상기 피스톤과 연결되며 상기 개구로 인출되는 로드를 갖는 본체와; 상기 본체 외측에서 상기 본체를 감싸게 형성되며 유입구와 유출구가 형성되어 있으며, 상기 유입구를 통해 유입된 냉각용 기체가 상기 본체와의 사이 공간을 거쳐 상기 유출구를 통해 배출될 수 있게 상기 본체에 결합된 냉각케이스;를 구비한다.

상기 냉각 케이스는 속이빈 원통형 형상으로 형성되되 하부에 상기 유입구가 형성되어 있고, 상기 유입구로부터 상방으로 이격된 상부에 상기 유출구가 형성되어 있으며, 상기 유입구의 하부는 상기 본체와 오링에 의해 실링되게 결합된다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 냉각 케이스와 상기 본체 사이의 공간에는 상기 유입구를 통해 유입된 공기의 선회를 유도할 수 있게 나선형으로 형성된 스프링;을 더 구비한다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상기 냉각 케이스의 내측면에는 상기 유입구를 통해 유입된 공기가 선회되면서 상기 배출구로 배출될 수 있게 나선형의 나선홈이 형성된다.

더욱 바람직하게는 상기 냉각 케이스는 상기 유입구를 통해 유입된 공기가 상기 로드를 향해 유출될 수 있게 상기 냉각케이스의 상부에 상기 로드를 향하는 방향으로 경사지게 상기 유출구가 형성되어 있다.

또한, 상기 유출구는 상기 냉각케이스의 상면에 원주방향을 따라 복수개가 상호 이격되게 형성되어 있고, 상기 유출구는 상기 본체의 측면을 따라 수직상으로 연장된 수직부분과, 상기 수직부분의 상부에서 상기 본체의 중심을 향해 경사지게 연장된 경사부분을 갖게 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 냉각형 가스 스프링에 의하면, 본체 외측에 결합된 냉각 케이스의 유입구를 통해 외기를 유입받아 본체를 냉각시킬 수 있는 장점을 제공한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각형 가스 스프링을 분리도시한 분리사시도이고,
도 2는 도 1의 냉각형 가스스프링의 조립상태의 사용상태를 나타내 보인 단면도이고,
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 냉각 케이스가 적용된 가스 스프링을 나타내 보인 단면도이고,
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 냉각 케이스가 적용된 가스 스프링을 나타내 보인 단면도이고,
도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 냉각 케이스가 적용된 가스 스프링을 나타내 보인 단면도이고,
도 6은 본 발명의 제5 실시예에 따른 냉각 케이스가 적용된 가스 스프링을 나타내 보인 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 냉각형 가스 스프링을 더욱 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각형 가스 스프링을 분리도시한 분리사시도이고, 도 2는 도 1의 냉각형 가스스프링의 조립상태의 사용상태를 나타내 보인 단면도이다,

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 냉각형 가스 스프링(100)은 본체(110)와 냉각케이스(180)를 구비한다.

본체(110)는 실린더(120), 피스톤(125), 로드(130), 엔드캡(140), 가스충전 밸브 유니트(150)를 구비한다.

실린더(120)는 원통형 형태로 형성되어 있다.

실린더(120)는 상부에 로드(130)가 입출되는 개구(124)가 형성되어 있고 하부가 엔드캡(140)과 결합되어 내부에 챔버(123)를 형성할 수 있는 구조로 되어 있다.

실린더(120)의 하부 내면에는 엔드캡(140)과 결합하기 위한 나사선(126)이 형성되어 있다.

엔드캡(140)에는 피스톤(125)과 엔드캡(140) 사이의 가스가 충진되는 챔버(123) 공간과 연통되도록 외주면에 밸브 캐비티(146)가 형성되어 있다.

피스톤(125)은 실린더(120) 내에 슬라이딩 가능하게 설치되며 엔드캡(140)으로부터 이격되는 확장 위치에서 엔드캡(140)과 밀착되는 수축위치로 이동할 때 챔버(123) 내의 가스를 압축한다.

로드(130)는 피스톤(125)의 상면 중앙에서부터 연장되어 개구(124)를 통해 외부로 인출되어 있다.

가스충전 밸브 유니트(150)는 엔드캡(140)의 측면에 형성된 밸브 캐비티(146)를 통해 장착되어 불활성 가스의 충전시 이용된다.

가스 충전 밸브 유니트(150)는 밸브 캐비티(156)에 나사결합할 수 있도록 되어 있다.

가스 충전밸브 유니트(150)는 밸브시트(151)가 형성된 밸브본체(152)와, 밸브본체(152)에 슬라이딩 가능하게 설치되며 챔버(123) 내의 가스 압력의 작용으로 밸브시트(151)에 밀착되는 첵크밸브부재(153)와, 밸브본체(152)의 사이에 설치되어 첵크밸브 부재(153)를 밸브 시트(151) 측으로 탄성바이어스 시키는 스프링(154)을 구비한다.

여기에서 첵크밸브 부재(153)는 밸브본체(152)를 통하여 밸브 캐비티(146)의 입구측으로 연장되어 가스 충전시 책크밸브 부재(153)를 후퇴시키기 위한 스템(153a)을 구비한다. 밸브본체(152)에 대한 첵크밸브부재(153)는 슬라이딩 지지되며 첵크밸브 부재(153)의 외경 보다 밸브본체(152)의 내경이 크게 형성되어 밸브시트(151)와 책크밸브(153)의 분리시 가스가 유입되는 통로가 형성되도록 되어 있다.

가스 충전밸브유니트(150)는 상술한 실시예에 의해 한정되지 않고 실린더(120)에 마련된 챔버(123)에 가스를 주입할 수 있는 구조이면 어느 것이나 가능하다. 즉, 가스의 충전시 외부에서 챔버(123)의 내부로 가스의 주입이 가능하며 내부 가스압력에 의해 밸브의 구조가 닫히는 첵크밸브의 구조이면 어느 것이나 가능하다.

엔드캡(140)은 실린더(120)와 나사결합될 수 있게 형성되어 있다. 참조부호 154는 오링이고, 156을 실(seal)이다.

이러한 가스 스프링(100)은 가스충전 밸브 유니트(150)를 통해 불활성 가스를 주입하여 사용한다.

냉각케이스(180)는 본체(110) 외측에서 본체(110)를 감싸게 형성되며 유입구(182)와 유출구(184)가 형성되어 있으며, 유입구(182)를 통해 유입된 냉각용 기체가 본체(110)와의 사이 공간을 거쳐 유출구(184)를 통해 배출될 수 있게 본체(110)에 결합되어 있다.

냉각 케이스(180)는 하부에 유입구(182)가 형성되어 있고, 유입구(182)로부터 상방으로 이격된 측면(180c) 상부에 유출구(184)가 형성되어 있고 저부 및 상부가 모두 개방된 속이 빈 원통형태로 형성되어 있다.

냉각 케이스(180)은 본체(110)의 측면과 결합되고 결합상태에서 하부는 실링되고 내부는 유입구(182)를 통해 유입된 공기가 본체(110) 외측과 접촉에 의해 본체(110)를 냉각시킨 후 배출구(184)를 통해 배출시킬 수 있게 상단 및 하단이 중앙부분보다 내경이 작게 상부 및 하부 결합플랜지(180a)(180b)를 갖게 형성되어 있다.

냉각 케이스(180)의 유입구(182)보다 아래 하부의 하부 결합플랜지(180b)에는 원주방향을 따라 결합홈(183)이 형성되어 본체(110)와 오링(191)에 의해 실링되게 결합되어 있다.

한편, 도시되지는 않았지만 냉각 케이스(180)의 상부측도 오링에 의해 본체(110)와 실링되게 결합할 수 있음은 물론이다.

스프링(193)은 나선형으로 형성된 것이 적용되어 냉각 케이스(180)와 본체(110) 사이의 이격 공간에 설치되어 유입구(182)를 통해 유입된 공기의 선회를 유도한다.

이와는 다르게 도 3에 도시된 바와 같이 스프링(193)은 생략되고 냉각 케이스(180)의 내측면에는 유입구(182)를 통해 유입된 공기가 선회되면서 배출구(184)로 배출될 수 있게 나선형의 나선홈(181)이 형성된 것이 적용될 수 있다.

한편, 냉각케이스(180)의 내부를 경유한 후 배출되는 공기가 본체(110)의 로드를 향해 분사하도록 형성될 수 있고 그 예를 도 4 내지 도 6을 참조하여 설명한다. 앞서 도시된 도면에서와 동일 기능을 하는 요소는 동일 참조부호로 표기한다.

도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 냉각 케이스가 적용된 가스 스프링을 나타내 보인 단면도이다.

도 4를 참조하면, 냉각 케이스(180)의 유입구(182)를 통해 유입된 공기가 로드(130)를 향해 유출될 수 있게 냉각케이스(180)의 상부에 로드(130)를 향하는 방향으로 경사지게 유출구(284)가 형성되어 있다.

유출구(284)는 로드(130)를 중심으로 원주방향을 따라 등 간격으로 복수개가 형성되어 있다.

또 다르게는 도 5에 도시된 바와 같이 냉각 케이스(280)는 본체(110)의 측면을 감싸며 유입구(182)가 형성된 제1부분(280a)와 제1부분(280a)의 상부에서 결합되며 로드(130)로 공기를 분사하도록 유출구(284)가 형성된 제2부분(280b)이 결합된 구조가 적용될 수 있다.

여기서, 제1부분(280a)은 금속소재로 형성되고, 제2부분(280b)은 합성수지소재로 형성되어 제1부분(280a)에 제2부분(280b)이 끼움결합 또는 접합하는 방식으로 결합되게 할 수 있다.

제2부분(280b)에 형성되는 유출구(284)는 본체(110)의 측면을 따라 수직상으로 연장된 수직부분(284a)과, 수직부분(284a)의 상부에서 본체(110)의 중심을 향해 경사지게 연장된 경사부분(284b)을 갖게 형성되어 있다.

한편, 제2부분(280b)에 형성되는 유출구(284)는 도 6에 도시된 바와 같이 수직부분(284a)이 본체(110)의 측면에 대향되게 노출되게 형성될 수 있다.

이러한 냉각형 가스스프링(110)은 공장에서 사용시, 냉각 공기를 냉각 케이스(180)(280)의 유입구(182)를 통해 공급할 수 있도록 냉기공급기와 접속시켜 사용하면 된다.

도시된 예에서는 에어컴프레셔(10)에서 공급되는 압축공기를 에어드라이어에서 건조시키고, 건조된 공기를 에어쿨러(30)를 통해 냉각 케이스(180)(280)의 유입구(182)로 공급하여 냉각시킨다.

이상에서 설명된 냉각형 가스스프링(100)은 로드(130)의 신축 반복에 의해 발생되는 열을 냉각시킬 수 있어 내구성을 향상시킬 수 있다.

110: 본체 180, 280: 냉각케이스

Claims (6)

1. 삭제
2. 삭제
3. 상부에 개구가 형성되고 하부가 엔드캡과 결합되어 챔버를 형성하는 실린더와, 상기 실린더 내에 슬라이딩 가능하게 설치되며 상기 엔드캡과 밀착되는 수축위치로부터 상기 엔드캡으로부터 이격되는 확장위치로 이동할 때 상기 챔버 내의 가스를 압축하는 피스톤과, 상기 피스톤과 연결되며 상기 개구로 인출되는 로드를 갖는 본체와;
   상기 본체 외측에서 상기 본체를 감싸게 형성되며 유입구와 유출구가 형성되어 있으며, 상기 유입구를 통해 유입된 냉각용 기체가 상기 본체와의 사이 공간을 거쳐 상기 유출구를 통해 배출될 수 있게 상기 본체에 결합된 냉각케이스;를 구비하고,
   상기 냉각 케이스는
   하부에 상기 유입구가 형성되어 있고, 상기 유입구로부터 상방으로 이격된 상부에 상기 유출구가 형성되어 있으며,
   상기 유입구의 하부는 상기 본체와 오링에 의해 실링되게 결합되어 있고,
   상기 냉각 케이스와 상기 본체 사이의 공간에는 상기 유입구를 통해 유입된 공기의 선회를 유도할 수 있게 나선형으로 형성된 스프링;을 구비하는 것을 특징으로 하는 냉각형 가스 스프링.
4. 삭제
5. 상부에 개구가 형성되고 하부가 엔드캡과 결합되어 챔버를 형성하는 실린더와, 상기 실린더 내에 슬라이딩 가능하게 설치되며 상기 엔드캡과 밀착되는 수축위치로부터 상기 엔드캡으로부터 이격되는 확장위치로 이동할 때 상기 챔버 내의 가스를 압축하는 피스톤과, 상기 피스톤과 연결되며 상기 개구로 인출되는 로드를 갖는 본체와;
   상기 본체 외측에서 상기 본체를 감싸게 형성되며 유입구와 유출구가 형성되어 있으며, 상기 유입구를 통해 유입된 냉각용 기체가 상기 본체와의 사이 공간을 거쳐 상기 유출구를 통해 배출될 수 있게 상기 본체에 결합된 냉각케이스;를 구비하고,
   상기 냉각 케이스는 상기 유입구를 통해 유입된 공기가 상기 로드를 향해 유출될 수 있게 상기 냉각케이스의 상부에 상기 로드를 향하는 방향으로 경사지게 상기 유출구가 형성된 것을 특징으로 하는 냉각형 가스 스프링.
6. 제5항에 있어서, 상기 유출구는 상기 냉각케이스의 상면에 원주방향을 따라 복수개가 상호 이격되게 형성되어 있고, 상기 유출구는 상기 본체의 측면을 따라 수직상으로 연장된 수직부분과, 상기 수직부분의 상부에서 상기 본체의 중심을 향해 경사지게 연장된 경사부분을 갖게 형성된 것을 특징으로 하는 냉각형 가스 스프링.

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