KR101702497B1 - 가스 실린더 - Google Patents

Abstract

본 실시 예는 가스 실린더에 관한 것이다. 일 측면에 따른 가스 실린더는, 외통; 상기 외통에 상하 운동 가능하게 설치되는 스핀들; 상기 스핀들 내부에 위치되며, 상기 스핀들과 이격되는 실린더; 상기 외통에 고정되는 피스톤 로드와, 상기 피스톤 로드에 결합되어 상기 실린더 내부를 다수의 챔버로 구획하는 피스톤을 가지는 피스톤 유닛; 상기 스핀들과 상기 실린더 사이에 형성되어, 상기 다수의 챔버를 연통시키기 위한 연결 유로; 상기 스핀들 내부에 위치되며, 상기 실린더 내부에 충진된 유체가 유동되기 위한 유로를 가지는 밸브체; 및 상기 밸브체의 유로 상에 움직임 가능하게 구비되어 상기 유로를 유동하는 유체의 유동 속도를 줄이는 유동 제어부가 포함된다.

Description

가스 실린더{Gas cylinder}

본 실시 예는 가스 실린더에 관한 것이다.

일반적으로 실린더는, 일 례로 의자의 좌판과 의자 베이스(Chair base)의 사이에 위치되어 좌판의 높낮이를 조정하기 위하여 사용되는 기구이다. 실린더의 한 종류로서 가스 실린더는, 가스압의 조절에 의해서 좌판부를 승하강시키게 된다.

이러한 가스 실린더는, 착석자의 조작 레버 조작 시, 내부의 가스 유동에 의해서 스핀들이 승하강되어 결과적으로 좌판이 승하강 된다.

이 때, 좌판의 최저 하강 시 충격이 발생하게 되어 사용자가 불쾌감을 느끼게 되는 문제가 있다.

본 실시 예의 목적은 일부 구간 또는 전 구간에서 스핀들의 하강 속도를 늦춰, 하강 시 충격을 줄일 수 있는 가스 실린더를 제공하는 것에 있다.

일 측면에 따른 가스 실린더는 외통; 상기 외통에 상하 운동 가능하게 설치되는 스핀들; 상기 스핀들 내부에 위치되며, 상기 스핀들과 이격되는 실린더; 상기 외통에 고정되는 피스톤 로드와, 상기 피스톤 로드에 결합되어 상기 실린더 내부를 다수의 챔버로 구획하는 피스톤을 가지는 피스톤 유닛; 상기 스핀들과 상기 실린더 사이에 형성되어, 상기 다수의 챔버를 연통시키기 위한 연결 유로; 상기 스핀들 내부에 위치되며, 상기 실린더 내부에 충진된 유체가 유동되기 위한 유로를 가지는 밸브체; 및 상기 밸브체의 유로 상에 움직임 가능하게 구비되어 상기 유로를 유동하는 유체의 유동 속도를 줄이는 유동 제어부를 포함하고, 상기 유동 제어부는, 탄성 부재와, 상기 탄성 부재에 의해서 지지되며, 유체의 유동 저항 역할을 하는 저항체를 포함하며, 상기 저항체와 상기 밸브체의 유로 내주면 사이에는 유체가 유동하기 위한 공간이 형성된다.

제안되는 실시 예에 의하면, 유체가 유동하는 유로 상에 유동 제어부가 존재하여, 유체의 유동 속도가 줄어들고 이에 따라 상기 스핀들의 상승 또는 하강 속도가 줄어들게 된다.

즉, 유로 상에 유동 제어부가 존재하지 않은 경우에 비하여, 유동 제어부가 존재하는 경우가 유체의 유동 속도가 줄어든다.

따라서, 의자에 사용자가 앉은 상태에서 상기 스핀들은 부드럽고 천천히 하강하기 때문에, 상기 스핀들의 하강에 따른 충격이 최소화되고, 사용자의 착석감 및 편안함이 향상되는 장점이 있다.

도 1은 제 1 실시 예에 따른 가스 실린더의 단면도.
도 2는 도 1의 A부분의 확대도.
도 3은 도 1의 밸브체를 B방향에서 바라본 도면.
도 4는 스핀들이 하강될 때의 유체 유동을 보여주는 가스 실린더의 부분 단면도.
도 5는 스핀들이 상승할 때의 유체 유동을 보여주는 가스 실린더의 부분 단면도.
도 6 및 도 7은 제 2 실시 예에 따른 가스 실린더의 단면도이다.

이하에서는 도면을 참조하여 실시 예 들에 대해서 구체적으로 설명하기로 한다.

도 1은 제 1 실시 예에 따른 가스 실린더의 단면도이고, 도 2는 도 1의 A부분의 확대도이며, 도 3은 도 1의 밸브체를 B방향에서 바라본 도면이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시 예에 따른 가스 실린더(1)는, 내부가 비어있는 외통(10)과, 상기 외통(10)과 상대 운동하는 스핀들(11)과, 상기 외통(10)의 상측부에 결합되어 상기 스핀들(11)의 상하 운동을 가이드하는 스핀들 가이더(30)와, 상기 외통(10) 내부에 고정 삽입되는 피스톤 로드(13)와, 상기 피스톤 로드(13)의 상단부에 장착되며, 후술할 실린더(22) 내부를 상하로 구획하는 피스톤(14)이 포함된다. 이 때, 상기 피스톤 로드 및 상기 피스톤을 피스톤 유닛이라 할 수 있다.

또한, 상기 가스 실린더(1)는, 상기 스핀들(11) 내부에 장착되며 상기 피스톤(19)의 외주면과 면접촉하는 실린더(22)와, 상기 실린더(22)의 하측부에 고정되며, 상기 피스톤 로드(13)의 상하 운동을 가이드하는 고정체(15)와, 상기 실린더(22)의 상측부에 구비되는 테이퍼 홀더(18)와, 상기 테이퍼 홀더(18)를 상하 방향으로 관통하며, 상기 실린더(22) 내부의 가스 움직임을 제어하기 위하여 동작되는 오픈핀(17)과, 상기 오픈핀(17)의 하면에 접촉하고 상기 밸브체(20)를 관통하는 개폐핀(19)이 포함된다.

상기 실린더(22) 내부 공간은 상기 피스톤(14)에 의해서 상측 챔버(22A)와 하측 챔버(22B)로 구획된다. 그리고, 상기 실린더(22) 내부 공간에는 유체가 충진된다. 상기 실린더(22) 내부 공간에는 일 례로 가스가 충진된다. 그리고, 상기 실린더(22)의 외면은 상기 스핀들(11)의 내면과 이격된다. 따라서, 상기 실린더(22)의 외면과 상기 스핀들(11) 사이에는 유체가 유동하기 위한 연결 유로(25)가 형성된다.

그리고, 상기 실린더(22)의 상하 운동에 의해서 상기 상측 챔버(22A)와 상기 하측 챔버(22B) 중 어느 한 챔버에 위치한 가스가 상기 연결 유로(25)를 통하여 다른 한 챔버로 이동하게 되어, 상기 상측 챔버(22A)와 상기 하측 챔버(22B)의 체척이 가변된다.

상기 밸브체(20)는 상하 방향으로 유체가 유동하기 위한 수직 유로(210)와, 상기 수직 유로(210)와 상기 연결 유로(25)를 연통하기 위한 수평 유로(211, 212)가 포함된다.

상기 개폐핀(19)은 상기 수직 유로(210) 상에 위치하여, 상기 수직 유로와 상기 상측 챔버(22A)를 선택적으로 연통시킨다. 즉, 도 1과 같은 상태에서는 상기 개폐핀(19)이 상기 수직 유로(210)의 하측부를 막아 상기 수직 유로(210)와 상기 상측 챔버(22A)의 연통이 차단된다. 반면, 도 1과 같은 상태에서 상기 개폐핀(19)이 하측으로 이동되면, 상기 수직 유로와 상기 상측 챔버(22A)가 연통된다.

상기 수평 유로(211, 212)는, 제 1 유로(211)와, 상기 제 1 유로(211)의 유로 단면적 보다 유로 단면적이 크게 형성되는 제 2 유로(212)가 포함된다.

그리고, 상기 제 2 유로(212)에는 유체의 유동을 제어하는 유동 제어부(213, 214)가 포함된다. 상기 유동 제어부(213, 214)는 상기 제 2 유로(212)에 움직임 가능하게 구비된다.

상기 유동 제어부(213, 214)는, 탄성 부재(213)와, 상기 탄성 부재(213)에 의해서 지지되어 탄성 운동하는 저항체(214)가 포함된다.

상기 저항체(214)의 직경은 상기 제 2 유로(212)의 직경 보다 작게 형성된다. 따라서, 상기 저항체(214)의 외주면과 상기 제 2 유로(212)의 내주면 사이에 유체가 유동하기 위한 공간(216)이 형성된다.

본 실시 예에 의하면, 상기 저항체(214)가 상기 제 2 유로(212)에 위치하게 되므로, 상기 제 2 유로(212)에서의 유체 유동 속도가 줄어들게 된다.

상기 제 2 유로(212)의 직경 보다 상기 저항체(214)의 직경이 작으므로, 상기 저항체가 상기 제 2 유로(212)에서 빠지는 것이 방지되도록, 상기 밸브체(20)에는 하나 이상의 스토퍼(215)가 형성된다.

도 3에는 다수의 스토퍼(215)가 이격되어 형성되는 것이 일 례로 도시된다. 다른 예로서, 단일의 스토퍼(215)가 상기 밸브체(20)에 전체적으로 형성될 수도 있다. 이러한 경우에도, 상기 저항체(214)와 상기 스토퍼(215)의 표면이 완전하게 매끈하지 않기 때문에 둘 사이에 공간이 형성되어 상기 저항체(214)와 상기 스토퍼(215) 사이로 유체가 유동하는 것이 가능하다.

이하에서는 본 실시 예에 따른 가스 실린더의 작용에 대해서 설명한다.

도 4는 스핀들이 하강될 때의 유체 유동을 보여주는 가스 실린더의 부분 단면도이고, 도 5는 스핀들이 상승할 때의 유체 유동을 보여주는 가스 실린더의 부분 단면도이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 본 실시 예의 가스 실린더는 일 례로 의자의 좌판부에 연결될 수 있다. 이러한 경우 상기 스핀들(11)의 상하 운동에 의해서 상기 좌판부의 높이가 조절될 수 있다.

상기 좌판부로 누르는 힘이 가해지는 상태에서 상기 개폐핀(19)이 상기 수직 유로(210)를 개방시키면, 상기 상측 챔버(22A)의 유체가 상기 수직 유로, 수평 유로 및 연결 유로를 통하여 상기 하측 챔버(22B)로 이동하게 된다.

즉, 상기 좌판부로 누르는 힘이 가해지는 경우, 상기 스핀들(11)이 하강하려고 하므로, 상기 상측 챔버(22A) 내의 압력이 증가하게 되어, 상기 상측 챔버(22A)의 압력이 상기 하측 챔버(22B)의 압력 보다 커지게 된다.

따라서, 상기 상측 챔버(22A) 내의 유체가 상기 하측 챔버(22A)로 이동하게 되고, 이에 따라 상기 스핀들(11) 및 실린더(22)는 하강하게 된다.

상기 개폐핀(19)이 수직 유로(210)를 닫은 상태에서는 상기 저항체(214)는 탄성 부재(213)의 탄성력에 의해서 상기 스토퍼(215)에 접촉하게 된다. 그리고, 상기 수직 유로(210)가 개방되면, 상기 유체의 유동 압력에 의해서 상기 저항체(214)는 상기 스토퍼(214)에 접촉한 상태를 유지하게 된다.

상기 제 2 유로(212)에 상기 저항체(214)가 존재하기 때문에, 상기 제 2 유로(212)에서의 유체의 유동 속도는 상기 수직 유로(210)에서의 유동 속도 보다 작다.

상기 제 2 유로(212)에 유동 제어부가 존재하게 되면, 상기 제 2 유로(212)에 유동 제어부(213, 214)가 존재하지 않는 경우에 비하여, 상기 스핀들(11)의 하강 속도가 줄어들게 된다.

따라서, 의자에 사용자가 앉은 상태에서 상기 스핀들(11)은 부드럽고 천천히 하강하게 되어, 상기 스핀들의 하강에 따른 충격이 최소화되고, 사용자의 착석감 및 편안함이 향상되는 장점이 있다.

한편, 상기 좌판부를 누르는 힘이 가해지지 않거나, 상기 상측 챔버(22A)의 압력과 상기 좌판부를 누르는 압력의 합이 상기 하측 챔버(22B)의 압력 보다 낮은 상태에서 상기 개폐핀(19)이 상기 수직 유로를 개방시키는 경우, 상기 하측 챔버(22B) 내의 유체가 상기 상측 챔버(22A)로 이동하게 되어 상기 스핀들(11)은 상승하게 된다.

이 때, 도 5를 참조하면, 상기 하측 챔버(22B)에서 유동되는 유체의 유동 압력에 의해서 상기 저항체(214)는 좌측으로(제 1 유로를 향하여) 이동하게 되어 탄성 부재(213)가 수축하게 된다. 그리고, 상기 연결 유로(25)를 통과한 유체는 상기 저항체(214)와 상기 제 2 유로(212) 사이를 지나게 된다.

도 6 및 도 7은 제 2 실시 예에 따른 가스 실린더를 보여주는 도면이다.

본 실시 예는 다른 부분에 있어서는 이전 실시 예와 동일하고, 다만, 실린더 내부에 유체로서 가스와 오일이 존재하는 것에 차이가 있다.

도 6에는 가스가 제 2 유로를 통과하는 것이 도시되고, 도 7에는 오일이 제 2 유로를 통과하는 것이 도시된다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 본 실시 예의 실린더(22) 내부에는 가스와 오일이 함께 존재한다. 이러한 경우 두 챔버(22A, 22B) 중 어느 한 챔버에서 가스가 먼저 상기 제 2 유로(212)를 통과하고, 그 다음 오일이 통과하게 된다. 이 때, 상기 가스가 상기 제 2 유로(212)를 통과하는 속도보다 오일이 상기 제 2 유로(212)를 통과하는 속도가 느릴 것임은 용이하게 이해할 수 있다.

따라서, 상기 실린더(22: 또는 스핀들(11))의 전체 운동 구간에서 상승 또는 하강의 속도가 다른 두 개의 구간이 존재하게 된다. 이러한 경우 오일이 제 2 유로를 통과할 때, 스핀들의 상승 또는 하강 속도가 줄어들게 되므로, 사용자의 편안함이 증가되는 장점이 있다.

한편, 위의 실시 예에서는 수평 유로를 구성하는 제 2 유로에 유로 제어부가 구비되는 것이 개시되나, 이와 달리 상기 수직 유로 또는 연결 유로에 유로 제어부가 구비되는 것도 가능함을 밝혀둔다.

1: 가스 실린더 10: 외통
11: 스핀들 20: 밸브체
22: 실린더 25: 연결 유로
210: 수직 유로 220: 수평 유로
213: 탄성 부재 214: 저항체

Claims (7)

1. 외통;
   상기 외통에 상하 운동 가능하게 설치되는 스핀들;
   상기 스핀들 내부에 위치되며, 상기 스핀들과 이격되는 실린더;
   상기 외통에 고정되는 피스톤 로드와, 상기 피스톤 로드에 결합되어 상기 실린더 내부를 다수의 챔버로 구획하는 피스톤을 가지는 피스톤 유닛;
   상기 스핀들과 상기 실린더 사이에 형성되어, 상기 다수의 챔버를 연통시키기 위한 연결 유로;
   상기 스핀들 내부에 위치되며, 상기 실린더 내부에 충진된 유체가 유동되기 위한 유로를 가지는 밸브체; 및
   상기 밸브체의 유로 상에 움직임 가능하게 구비되어 상기 유로를 유동하는 유체의 유동 속도를 줄이는 유동 제어부를 포함하고,
   상기 유동 제어부는, 탄성 부재와, 상기 탄성 부재에 의해서 지지되며, 유체의 유동 저항 역할을 하는 저항체를 포함하며,
   상기 저항체와 상기 밸브체의 유로 내주면 사이에는 유체가 유동하기 위한 공간이 형성되는 가스 실린더.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 밸브체에는 상기 저항체가 상기 밸브체에서 빠지는 것을 방지하기 위한 스토퍼가 구비되는 가스 실린더.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 다수의 챔버는 상측 챔버와 하측 챔버를 포함하고,
   상기 상측 챔버의 유체가 상기 하측 챔버로 이동할 때는 상기 저항체는 상기 스토퍼에 접촉하는 가스 실린더.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 밸브체에는 다수의 스토퍼가 서로 이격되어 형성되는 가스 실린더.
6. 제 4 항에 있어서,
   상기 유체는 상기 저항체와 상기 스토퍼 사이를 통과하는 가스 실린더.
7. 제 4 항에 있어서,
   상기 하측 챔버의 유체가 상기 상측 챔버로 이동할 때는 유체의 유동 압력에 의해서 상기 저항체는 상기 스토퍼에서 이격되고, 상기 탄성 부재는 상기 저항체에 의해서 수축되는 가스 실린더.

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