KR102631934B1

KR102631934B1 - 회전 실린더 및 그 제어 방법

Info

Publication number: KR102631934B1
Application number: KR1020210132696A
Authority: KR
Inventors: 홍정현
Original assignee: 주식회사 삼홍사
Priority date: 2021-10-06
Filing date: 2021-10-06
Publication date: 2024-02-01
Also published as: WO2023058825A1; KR20230049476A

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 회전 실린더는, 회전하는 중공의 스핀들; 상기 스핀들 내부에 배치된 스프링; 및 상기 스핀들과 결합되고 상기 스핀들과 함께 회전하는 캠을 포함하고, 상기 스핀들이 일 방향으로 회전되면 상기 캠과 연결된 상기 스프링은 압축되고, 상기 스프링이 인장되면 상기 캠과 결합된 상기 스핀들은 일 방향과 반대 방향으로 회전한다.

Description

회전 실린더 및 그 제어 방법{ROTARY CYLINDER AND CONTROLLING METHOD THEREOF}

본 발명은 회전 실린더 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 회전 의자에 구비되는 회전 실린더 및 그 제어 방법에 관한 것이다.

실린더는 다양한 전자, 기계 장치의 부품으로 사용되며 실생활과 밀접한 관련을 가지는 요소이다. 이러한 실린더는 다양한 구조 및 다양한 방식의 직선 운동 및/또는 회전 운동이 가능케 하는 구성으로 최근 들어 실린더와 관련된 기술 개발이 활발하게 이루어지고 있는 상황이다.

특히 실린더는 의자의 중심봉으로서 의자의 좌판부를 지지함과 동시에 좌판부의 회전 운동을 가능하게 함으로써 사용자가 의자에 착석한 상태로 다양한 활동을 가능케 할 수 있다.

최근에 주로 사용되는 실린더 중 하나는 가스 실린더로서, 실린더에 밸브 및 피스톤이 구비되고, 이를 통해 실린더 내부에 가스가 채워지고 가스가 이동하여 스핀들의 상하 이동과 회전 운동이 동시에 이루어질 수 있다.

그러나 상술한 바와 같은 가스 실린더 구조의 경우, 기체의 유동을 제어하는 밸브 및 피스톤 구조가 실린더 내부에 장착됨으로 인해 실린더 내부 구조가 상당히 복잡해지며, 가스의 유동을 통한 스핀들의 상하 이동시 의자가 흔들리는 와블(Wobble) 현상이 발생할 우려가 있다.

또한 이와 같은 회전 실린더의 경우, 사용자가 의자에 착석하여 원하는 회전 위치에서 볼일을 본 후 탈석할 때, 착석부의 위치가 탈석할 당시의 회전 위치로 변경된 상태를 유지하게 되어, 의자들의 회전 위치가 제각각 달라지게 되어 이후 사용자들의 착석이 불편한 문제가 있다.

본 발명의 실시예들은 심플하고 안정적인 구조를 통해 회전 운동이 자연스럽게 이루어질 수 있는 회전 실린더 및 그 제어 방법을 제공하는 것이다.

또한 본 발명의 실시예들은 의자의 회전 위치를 정렬할 수 있어 사용자의 의자 착석 편의성을 향상시킬 수 있는 회전 실린더 및 그 제어 방법을 제공하는 것이다.

다만 이러한 과제는 예시적인 것으로, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이에 한정되지 않는다.

본 발명의 일 실시예에 따른 회전 실린더에서, 상기 스핀들은 일 방향과 반대 방향으로 회전하여 상기 스핀들이 일 방향으로 회전하기 전 위치로 되돌아올 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 회전 실린더에서, 상기 캠은 상부 캠, 하부 캠을 포함하고, 상기 스핀들이 일 방향으로 회전시 상기 상부 캠은 상기 하부 캠의 경사면을 타고 상승하고, 상기 스프링의 인장시 상기 상부 캠은 상기 하부 캠의 경사면을 타고 하강할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 회전 실린더에서, 상기 스프링의 하단부를 지지하고 상기 상부 캠과 결합된 스프링 홀더를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 회전 실린더에서, 상기 스핀들의 외측면을 감싸도록 형성되는 스핀들 가이드를 더 포함하고, 상기 상부 캠은 상기 스핀들 가이드의 하단부까지 상승할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 회전 실린더에서, 상기 스핀들과 상기 스핀들 가이드 사이에 배치된 부싱부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 회전 실린더에서, 상기 상부 캠과 상기 하부 캠 내부에는 플랜지가 배치되고, 상기 플랜지는 상기 스핀들을 회전 가능하게 지지할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 회전 실린더는, 회전하는 중공의 스핀들; 상기 스핀들 내부에 배치된 스프링; 및 상기 스핀들과 결합되고 상기 스핀들과 함께 회전하는 볼 베어링을 포함하고, 상기 스핀들이 일 방향으로 회전되면 상기 볼 베어링과 연결된 상기 스프링은 압축되고, 상기 스프링이 인장되면 상기 볼 베어링과 연결된 상기 스핀들은 일 방향과 반대 방향으로 회전한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 회전 실린더에서, 상기 스핀들은 일 방향과 반대 방향으로 회전하여 상기 스핀들이 일 방향으로 회전하기 전 위치로 되돌아올 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 회전 실린더에서, 상기 볼 베어링의 하단부에 배치된 하부 캠을 더 포함하고, 상기 스핀들이 일 방향으로 회전시 상기 볼 베어링은 상기 하부 캠의 경사면을 타고 상승하고, 상기 스프링의 인장시 상기 볼 베어링은 상기 하부 캠의 경사면을 타고 하강할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 회전 실린더에서, 상기 스핀들의 외측면을 감싸도록 형성되는 스핀들 가이드를 더 포함하고, 상기 볼 베어링은 상기 스핀들 가이드의 하단부까지 상승할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 회전 실린더에서, 상기 스핀들과 상기 스핀들 가이드 사이에 배치된 부싱부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 회전 실린더에서, 상기 스핀들, 상기 스프링 및 상기 플랜지를 파이프에 고정하는 플랜지 너트를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 회전 실린더의 제어 방법은, 외력이 작용하여 스핀들이 일 방향으로 회전되는 단계; 상기 스핀들과 연결된 상부 캠이 일 방향으로 회전하면서 상기 상부 캠과 연결된 스프링이 압축되는 단계; 상기 외력이 해제되고 압축된 상기 스프링이 인장되는 단계; 상기 스프링이 인장되면서 상기 상부 캠을 일 방향과 반대 방향으로 회전시키는 단계; 및 상기 상부 캠이 회전되면서 상기 스핀들이 일 방향과 반대 방향으로 회전되는 단계를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 회전 실린더의 제어 방법에서, 상기 스핀들이 일 방향과 반대 방향으로 회전되는 단계에서, 상기 스핀들은 상기 외력이 작용하여 상기 스핀들이 일 방향으로 회전되는 단계 전의 상기 스핀들의 회전 위치로 되돌아올 수 있다.

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점은 이하의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용, 청구범위 및 도면으로부터 명확해질 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 회전 실린더 및 그 제어 방법은, 사용자가 의자에 착좌 후 일어날 때 의자의 회전 위치가 처음으로 복귀하도록 함으로써, 의자의 착석 위치가 항상 정렬될 수 있도록 하여 착좌 후 후속 사용자들의 착석의 편의성을 확보할 수 있다.

또한 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 실린더 및 그 제어 방법은, 파이프 내의 캠 또는 베어링의 회전 구조 및 이와 연결된 스핀들 구조로 형성된 단순한 회전 실린더 구조를 채용함으로써 회전 실린더의 구조적 단순화, 소형화 및 경량화를 이룰 수 있다.

또한 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 실린더 및 그 제어 방법은, 가스 실린더 구조가 아닌 캠 또는 베어링의 회전 구조를 통한 회전 실린더 구조를 채용함으로써 가스 실린더에서 발생할 수 있는 와블 현상이 발생하지 않아 회전 실린더의 회전 안정성이 향상될 수 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시에에 따른 캠 구조를 포함하는 회전 실린더를 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 A-A' 부분으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 실린더의 단면 사시도이다.
도 3은 도 1의 A-A' 부분으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 실린더의 단면 정면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 상부 캠이 하부 캠의 경사면을 따라 상승한 모습을 나타낸 사시도이다.
도 5는 도 4의 B-B' 부분으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 실린더의 단면 사시도이다.
도 6은 도 4의 B-B' 부분으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 실린더의 단면 정면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 실린더의 분해 사시도이다.
도 8은 도 1의 A-A' 부분으로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 부싱부가 없는 회전 실린더의 모습을 나타낸 단면 정면도이다.
도 9는 도 1의 A-A' 부분으로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 볼 베어링 구조를 포함하는 회전 실린더를 나타낸 단면 사시도이다.
도 10은 도 9의 다른 실시예에 따른 볼 베어링 구조를 포함하는 회전 실린더를 나타낸 정면 사시도이다.
도 11은 도 9의 다른 실시예에 따른 볼 베어링이 하부 캠의 경사면을 따라 올라간 모습을 나타낸 단면 사시도이다.
도 12는 도 9의 다른 실시예에 따른 볼 베어링이 하부 캠의 경사면을 따라 올라간 모습을 나타낸 단면 정면도이다.
도 13은 도 9의 다른 실시예에 따른 부싱부가 없는 회전 실린더의 모습을 나타낸 단면 정면도이다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 플는지 너트가 포함된 회전 실린더를 나타낸 단면 사시도이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 발명의 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시예로 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 다른 실시예에 도시되어 있다 하더라도, 동일한 구성요소에 대하여서는 동일한 식별부호를 사용한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.

이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.

도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타냈으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.

이하의 실시예에서, x축, y축 및 z축은 직교 좌표계 상의 세 축으로 한정되지 않고, 이를 포함하는 넓은 의미로 해석될 수 있다. 예를 들어, x축, y축 및 z축은 서로 직교할 수도 있지만, 서로 직교하지 않는 서로 다른 방향을 지칭할 수도 있다.

어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 도 1 내지 도 3 및 도 7을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 캠 구조를 포함하는 회전 실린더에 대해 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시에에 따른 캠 구조를 포함하는 회전 실린더를 나타낸 사시도이다. 도 2는 도 1의 A-A' 부분으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 실린더의 단면 사시도이다. 도 3은 도 1의 A-A' 부분으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 실린더의 단면 정면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 실린더는, 회전하는 중공의 스핀들(100), 스핀들(100) 내부에 배치된 스프링(1600) 및 스핀들(100)과 결합되고 스핀들(100)과 함께 회전하는 캠(500)을 포함하고, 스핀들(100)이 일 방향으로 회전되면 캠(500)과 연결된 스프링(1600)은 압축되고, 스프링(1600)이 인장되면 캠(500)과 결합된 스핀들(100)은 일 방향과 반대 방향으로 회전한다.

스핀들(Spindle)(100)은 회전 실린더의 상측 외관을 형성하며, 길이 방향 중심 축을 기준으로 양측(도 2를 기준으로 상, 하측)이 개구되도록 형성될 수 있다. 스핀들(100)은 360도 회전 가능하며, 스핀들(100)이 회전하면서 스핀들과 연결된 부품들이 스핀들(100)과 함께 회전할 수 있다.

스핀들 가이드(700)는 스핀들(100)의 외측면을 감싸도록 형성될 수 있다. 스핀들 가이드(700)는 중공의 통체로 형성되고, 스핀들(100)의 외측며에서 스핀들(100)을 회전 가능하게 지지할 수 있다. 스핀들 가이드(700)는 파이프(1000)의 상단부에 배치될 수 있다.

파이프(1000)는 중공의 통체로 형성되고, 상단부에 배치된 스핀들 가이드(700) 및 스핀들(100)을 지지하며, 회전 실린더의 하측 외관을 형성할 수 있다. 파이프(1000)의 내부에는 본 발명의 실시예들에 따른 부품들이 배치될 수 있다.

스핀들(100)의 내부에는 상하 방향으로 탄성력이 작용하는 스프링(1600)이 배치될 수 있다. 스프링(1600)은 캠(500)과 연결될 수 있다. 캠(500)의 회전 위치에 따라 스프링(1600)의 인장 및 압축이 결정될 수 있다.

스핀들(100)의 상부 개구부에는 와셔(1100)가 배치될 수 있다. 와셔(1100)는 스프링(1600)의 상단부와 접촉하도록 배치되어, 스프링(1600)이 개구된 스핀들(100)의 상부로 이탈하지 않도록 스프링(1600)의 상단부를 고정시킬 수 있다.

스프링(1600)은 스프링 홀더(300)에 의해 지지될 수 있다. 스프링 홀더(300)는 스프링(1600)의 하단부를 지지할 수 있다. 스프링 홀더(300)는 스핀들(100)의 하측 내부에 배치될 수 있다. 스프링 홀더(300)는 상부 캠(510)과 결합되어 일체로 회전할 수 있다.

스프링 홀더(300)는 스프링 홀더(300)의 가운데 부분을 관통하도록 장착되는 고정핀(400)에 의해 상부 캠(510)에 결합될 수 있다. 고정핀(400)은 스프링 홀더(300)의 가운데 부분 및 스핀들(100)의 외주면에 형성된 개구부(110)를 관통하여 스핀들(100)의 외주면 바깥 부분까지 돌출 형성될 수 있다. 이를 통해 스핀들(100), 스프링 홀더(300) 및 고정핀(400)은 일체로 회전할 수 있다.

스핀들(100)의 하단부에는 플랜지(200)가 배치될 수 있다. 플랜지(200)는 파이프(1000)의 하측 중심부에 중공의 원통 형상을 가지고 배치될 수 있다. 플랜지(200)의 상측부에는 스핀들(100)이 배치될 수 있으며, 플랜지(200)는 스핀들(100)의 하단부를 지지할 수 있다.

플랜지(200)는 회전할 수 있다. 따라서 플랜지(200)가 회전 지지하고 있는 스핀들(100)은 플랜지(200)와 함께 회전할 수 있다.

플랜지(200)는 헤드 핀(900)에 의해 파이프(1000)의 하단부(1010)에 고정될 수 있다. 헤드 핀(900)은 플랜지(200)의 중앙부를 관통하도록 장착될 수 있다. 헤드 핀(900)의 하단부는 헤드핀(900) 하단부에 형성된 개구부를 관통하도록 장착된 스플린 핀(1500)에 의해 파이프(1000)로부터 이탈되지 않도록 고정될 수 있다.

파이프 하단부(1010)와 플랜지(200)의 사이에는 제1 볼 하우징(1210)과 베어링 지지부(1300)가 배치될 수 있다. 보다 상세하게는, 파이프 하단부(1010)와 접촉하는 제1-1 베어링 지지부(1310), 플랜지(200)와 접촉하는 제1-2 베어링 지지부(1320) 및 제1-1 베어링 지지부(1310)와 제1-2 베어링 지지부(1320) 사이에 배치되는 제1 볼 하우징(1210)이 파이프 하단부(1010)와 플랜지(200) 사이에 배치될 수 있다.

헤드 핀(900)은 제1 볼 하우징(1210), 제1-1 베어링 지지부(1310) 및 제1-2 베어링 지지부(1320)를 모두 관통할 수 있다. 이를 통해 제1 볼 하우징(1210)에 삽입된 볼이 베어링 지지부의 지지를 받으면서 회전할 수 있으므로, 플랜지(200) 및 헤드 핀(900)은 파이프 하단부(1010)를 중심으로 회전 가능하게 고정될 수 있다.

파이프 하단부(1010)와 스플릿 핀(1500) 사이에는 제2 볼 하우징(1220)과 베어링 지지부(1400)가 배치될 수 있다. 보다 상세하게는, 스플릿 핀(1500)과 접촉하는 제2-1 베어링 지지부(1410), 파이프 하단부(1010)와 접촉하는 제2-2 베어링 지지부(1420) 및 제2-1 베어링 지지부(1410) 및 제2-2 베어링 지지부(1420)의 사이에 배치되는 제2 볼 하우징(1220)이 스플릿 핀(1500)과 파이프 하단부(1010)의 사이에 배치될 수 있다.

헤드 핀(900)은 제2 볼 하우징(1220), 제2-1 베어링 지지부(1410) 및 제2-2 베어링 지지부(1420)를 모두 관통할 수 있다. 이를 통해 제2 볼 하우징(1220)에 삽입된 볼이 베어링 지지부의 지지를 받으면서 회전할 수 있으므로, 플랜지(200) 및 헤드 핀(900)은 파이프 하단부(1010)를 중심으로 회전 가능하게 고정될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 스핀들(100)과 스핀들 가이드(700) 사이에는 부싱부(800)가 배치될 수 있다. 부싱부(800)는 스핀들(100)과 스핀들 가이드(700)의 사이에서 스핀들(100)의 회전시 발생할 수 있는 흔들림인 와블(Wobble)을 최소화할 수 있다.

부싱부(800)는 스틸(Steel)을 포함할 수 있다. 부싱부(800)가 강성이 높은 스틸로 형성됨으로써 스핀들(100)의 회전시 스핀들(100)이 회전 운동 이외의 진동 또는 흔들림의 발생을 억제시켜 스핀들(100)이 스핀들 가이드(700) 상에서 안정적으로 회전될 수 있도록 스핀들을 지지할 수 있다.

이하, 도 1 내지 도 7을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 실린더의 작동에 대해 설명한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 상부 캠이 하부 캠의 경사면을 따라 상승한 모습을 나타낸 사시도이다. 도 5는 도 4의 B-B' 부분으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 실린더의 단면 사시도이다. 도 6은 도 4의 B-B' 부분으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 실린더의 단면 정면도이다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 실린더의 분해 사시도이다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 파이프(1000)의 내부에는 캠(500)이 장착될 수 있다. 캠(500)은 상부 캠(510) 및 하부 캠(520)을 포함할 수 있다.

상부 캠(500)은 회전할 수 있다. 하부 캠(520)은 파이프 하단부(1010)에 고정될 수 있다. 상부 캠(510)과 하부 캠(520)은 서로 경사면을 맞닿도록 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 스핀들(100)이 일 방향으로 회전시 상부 캠(510)은 하부 캠(520)의 경사면을 타고 상승하고, 스프링(1600)의 인장시 상부 캠(510)은 하부 캠(520)의 경사면을 타고 하강할 수 있다. 즉, 상부 캠(510)이 회전함에 따라, 상부 캠(510)의 하부면은 하부 캠(520)의 상부 면을 타고 상측 방향으로 이동할 수 있다.

도 4 내지 도 6은 상부 캠(510)이 하부 캠(520)의 상측 면을 타고 상측 방향으로 이동된 모습을 나타내고 있다.

도 1에 도시된 회전 실린더의 상태에서, 회전 실린더와 연결된 좌판에 착석한 사용자가 의자를 회전시킬 수 있다. 이때 회전 실린더의 스핀들(100)이 회전하게 되며, 스핀들(100)이 회전함에 따라 스핀들(100)과 연결된 상부 캠(510)이 함께 회전할 수 있다. 상부 캠(510)이 회전함에 따라, 상부 캠(510)이 하부 캠(520)의 상부 면을 타고 상측으로 이동하면서, 상부 캠(510)과 결합된 스프링 홀더(300)를 상측으로 밀어 올림에 따라 스프링(1600)은 압축될 수 있다. 스프링(1600)이 압축된 상태는 도 4 내지 도 6에 도시되어 있다. 이때 상부 캠(510)은 스핀들 가이드(700)의 하단부까지 상승할 수 있다.

스핀들(100)의 양측에는 도 7에 도시된 바와 같이 스핀들 개구부(110)가 형성될 수 있다. 스핀들 개구부(110)는 상하 방향을 길이 방향으로 하여 형성될 수 있다. 스핀들 개구부(110)에는 스핀들 홀더(300)와 결합된 고정 핀(400)의 양단이 스핀들 개구부(110)를 통과하여 스핀들 개구부(110)의 외측으로 돌출될 수 있다. 이때 상부 캠(510)이 회전하면, 상부 캠(510)과 결합된 스프링 홀더(300) 및 스프링 홀더(300)와 결합된 고정 핀(400)의 양단이 상하 방향을 길이 방향으로 하여 형성된 스핀들 개구부(110)의 개구 공간을 타고 상측 방향으로 이동할 수 있다.

사용자가 의자를 회전시킨 상태로 착석하고 있다가, 좌판으로부터 탈석하게 되면, 압축되어 있던 스프링(1600)이 인장되면서, 스프링 홀더(300)를 하측으로 밀어낼 수 있다. 스프링 홀더(300)가 하측으로 이동함에 따라, 스프링 홀더(300)와 결합된 상부 캠(510)은 하부 캠(520)의 상부면을 타고 회전하면서 하측 방향으로 이동할 수 있다. 이때 스프링 홀더(300)와 결합된 고정 핀(400)의 양단은 스핀들 개구부(110)의 양측 개구 공간을 타고 하측 방향으로 이동할 수 있다.

이와 같이, 사용자가 스핀들(100)과 연결된 좌판을 일 방향으로 회전시킨 상태로 착석하다가, 좌판으로부터 탈석하게 되면 스핀들(100)과 연결된 의자는 다시 사용자가 착석 하기 전의 회전 위치로 되돌아올 수 있다.

즉, 스핀들(100)은 일 방향과 반대 방향으로 회전함으로써 스핀들(100)이 일 방향으로 회전하기 전 위치로 되돌아올 수 있다.

도 8에는 본 발명의 다른 실시예에 따라 부싱부(800)가 없는 구조가 개시되어 있다.

도 8은 도 1의 A-A' 부분으로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 부싱부가 없는 회전 실린더의 모습을 나타낸 단면 정면도이다.

도 8에 도시된 바와 같이, 스핀들(100)과 스핀들 가이드(700) 사이에 배치될 수 있는 부싱부(800)를 제거 함으로써, 스핀들(100)과 스핀들 가이드(700) 간의 결합 구조를 단순화 시키고, 회전 실린더의 전체적인 구조를 소형화, 경량화시킬 수 있다.

이와 같이, 스핀들(100)을 외력으로 회전시키고, 외력이 해제되면 스핀들(100)이 외력이 작용하기 전 회전 위치로 되돌아오는 구성을 통해, 사용자가 의자에 착좌 후 일어날 때 의자의 회전 위치가 처음으로 복귀하도록 함으로써, 의자의 착석 위치가 항상 정렬될 수 있도록 하여 착좌 후 후속 사용자들의 착석 편의성을 확보할 수 있다.

또한 파이프(1000) 내의 캠(500)의 회전 구조 및 이와 연결된 스핀들(100) 구조로 형성된 단순한 회전 실린더 구조를 채용함으로써 회전 실린더의 구조적 단순화, 소형화 및 경량화를 이룰 수 있다.

또한 본 실시예는 가스 실린더 구조가 아닌 캠 회전 구조를 통한 고체간 물리력을 통한 회전 실린더 구조를 채용함으로써 가스 실린더에서 발생할 수 있는 와블 현상이 발생하지 않아 회전 실린더의 회전 안정성이 향상될 수 있다.

이하, 도 7, 도 9 내지 도 12를 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 회전 실린더 구조에 대해 설명한다.

도 9는 도 1의 A-A' 부분으로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 볼 베어링 구조를 포함하는 회전 실린더를 나타낸 단면 사시도이다. 도 10은 도 9의 다른 실시예에 따른 볼 베어링 구조를 포함하는 회전 실린더를 나타낸 정면 사시도이다. 도 11은 도 9의 다른 실시예에 따른 볼 베어링이 하부 캠의 경사면을 따라 올라간 모습을 나타낸 단면 사시도이다. 도 12는 도 9의 다른 실시예에 따른 볼 베어링이 하부 캠의 경사면을 따라 올라간 모습을 나타낸 단면 정면도이다.

도 7, 도 9 내지 도 12를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 회전 실린더는, 회전하는 중공의 스핀들(100), 스핀들(100) 내부에 배치된 스프링(1600) 및 스핀들(100)과 결합되고 스핀들(100)과 함께 회전하는 볼 베어링(600)을 포함하고, 스핀들(100)이 일 방향으로 회전되면 볼 베어링(600)과 연결된 스프링(1600)은 압축되고, 스프링(1600)이 인장되면 볼 베어링(600)과 결합된 스핀들(100)은 일 방향과 반대 방향으로 회전한다.

스핀들(Spindle)(100)은 회전 실린더의 상측 외관을 형성하며, 길이 방향 중심 축을 기준으로 양측이 개구되도록 형성될 수 있다. 스핀들(100)은 360도 회전 가능하며, 스핀들(100)이 회전하면서 스핀들과 연결된 부품들이 스핀들(100)과 함께 회전할 수 있다.

스핀들(100)의 내부에는 상하 방향으로 탄성력이 작용하는 스프링(1600)이 배치될 수 있다. 스프링(1600)은 볼 베어링(600)과 연결될 수 있다. 볼 베어링(600)의 회전 위치에 따라 스프링(1600)의 인장 및 압축이 결정될 수 있다.

스프링 홀더(300)는 스프링 홀더(300)의 가운데 부분을 관통하도록 장착되는 고정핀(400)에 의해 볼 베어링(600)에 결합될 수 있다. 고정핀(400)은 스프링 홀더(300)의 가운데 부분 및 스핀들(100)의 외주면에 형성된 개구부(110)를 관통하여 스핀들(100)의 외주면 바깥 부분까지 돌출 형성될 수 있다. 이를 통해 스핀들(100), 스프링 홀더(300) 및 고정핀(400)은 일체로 회전할 수 있다.

볼 베어링(600)은 고정핀(400)을 회전축으로 하여 회전할 수 있다. 볼 베어링(600)은 회전하면서 하부 캠(520)의 상부 경사면을 타고 상하 이동할 수 있다.

이하, 도 9 내지 도 12를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 회전 실린더의 작동에 대해 설명한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 파이프(1000)의 내부에는 볼 베어링(600) 및 하부 캠(520)이 장착될 수 있다. 볼 베어링(600)은 스프링 홀더(300)를 중심으로 회전할 수 있다. 하부 캠(520)은 파이프 하단부(1010)에 고정될 수 있다. 볼 베어링(600)은 하부 캠(520)의 상부 경사면을 따라 회전할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 스핀들(100)이 일 방향으로 회전시 볼 베어링(600)은 하부 캠(520)의 경사면을 타고 상승하고, 스프링(1600)의 인장시 볼 베어링(600)은 하부 캠(520)의 경사면을 타고 하강할 수 있다. 즉, 볼 베어링(600)이 회전함에 따라, 볼 베어링(600)은 하부 캠(520)의 상부 면을 타고 상측 방향으로 이동할 수 있다.

도 9에 도시된 회전 실린더의 상태에서, 회전 실린더와 연결된 좌판에 착석한 사용자가 의자를 회전시킬 수 있다. 이때 회전 실린더의 스핀들(100)이 회전하게 되며, 스핀들(100)이 회전함에 따라 스핀들(100)과 연결된 볼 베어링(600)이 함께 회전할 수 있다. 볼 베어링(600)이 회전함에 따라, 볼 베어링(600)이 하부 캠(520)의 상부 면을 타고 상측으로 이동하면서, 볼 베어링(600)과 결합된 스프링 홀더(300)를 상측으로 밀어 올림에 따라 스프링(1600)은 압축될 수 있다. 스프링(1600)이 압축된 상태는 도 11 및 도 12에 도시되어 있다. 이때 볼 베어링(600)은 스핀들 가이드(700)의 하단부까지 상승할 수 있다.

스핀들(100)의 일측에는 스핀들 개구부(110)가 형성될 수 있다. 스핀들 개구부(110)는 상하 방향을 길이 방향으로 하여 형성될 수 있다. 스핀들 개구부(110)에는 스핀들 홀더(300)와 결합된 고정 핀(400)의 일단이 스핀들 개구부(110)를 통과하여 스핀들 개구부(110)의 외측으로 돌출될 수 있다. 돌출된 고정 핀(400)은 볼 베어링(600)과 결합될 수 있다. 볼 베어링(600)은 고정 핀(400)을 중심으로 회전할 수 있다.

볼 베어링(600)이 회전하면, 볼 베어링(600)과 결합된 스프링 홀더(300) 및 스프링 홀더(300)와 결합된 고정 핀(400)의 일단이 상하 방향을 길이 방향으로 하여 형성된 스핀들 개구부(110)의 개구 공간을 타고 상측 방향으로 이동할 수 있다.

사용자가 의자를 회전시킨 상태로 착석하고 있다가, 좌판으로부터 탈석하게 되면, 압축되어 있던 스프링(1600)이 인장되면서, 스프링 홀더(300)를 하측으로 밀어낼 수 있다. 스프링 홀더(300)가 하측으로 이동함에 따라, 스프링 홀더(300)와 결합된 볼 베어링(600)은 하부 캠(520)의 상부 경사면을 타고 회전하면서 하측 방향으로 이동할 수 있다. 이때 스프링 홀더(300)와 결합된 고정 핀(400)의 일단은 스핀들 개구부(110)의 일측 개구 공간을 타고 하측 방향으로 이동할 수 있다.

도 13에는 본 발명의 다른 실시예에 따라 부싱부(800)가 없는 구조가 개시되어 있다.

도 13은 도 9의 다른 실시예에 따른 부싱부가 없는 회전 실린더의 모습을 나타낸 단면 정면도이다.

도 13에 도시된 바와 같이, 스핀들(100)과 스핀들 가이드(700) 사이에 배치될 수 있는 부싱부(800)를 제거 함으로써, 스핀들(100)과 스핀들 가이드(700) 간의 결합 구조를 단순화 시키고, 회전 실린더의 전체적인 구조를 소형화, 경량화시킬 수 있다.

또한 파이프(1000) 내의 볼 베어링(600)의 회전 구조 및 이와 연결된 스핀들(100) 구조로 형성된 단순한 회전 실린더 구조를 채용함으로써 회전 실린더의 구조적 단순화, 소형화 및 경량화를 이룰 수 있다.

또한 본 실시예는 가스 실린더 구조가 아닌 볼 베어링 회전 구조를 통한 고체간 물리력을 통한 회전 실린더 구조를 채용함으로써 가스 실린더에서 발생할 수 있는 와블 현상이 발생하지 않아 회전 실린더의 회전 안정성이 향상될 수 있다.

이하, 도 14를 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 플랜지 너트가 장착된 회전 실린더에 대해 설명한다.

도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 플는지 너트가 포함된 회전 실린더를 나타낸 단면 사시도이다.

도 14를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 회전 실린더는, 스핀들(100), 스프링(1600) 및 플랜지(200)를 파이프(1000)에 고정시키는 플랜지 너트(1500')를 더 포함할 수 있다.

플랜지 너트(1500')는 회전 핀(900)과 나사 결합될 수 있다. 플랜지 너트(1500')를 통해 회전 실린더의 하단부에서 회전 핀(900)과의 결속력을 강화함과 동시에 회전 실린더의 회전 무게 중심을 잡아주어 회전 실린더의 회전시 회전 실린더의 전체적인 흔들림을 최소화시킬 수 있다.

이하, 본 발명의 일 실시에에 따른 회전 실린더의 제어 방법에 대해 설명한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 회전 실린더의 제어 방법은, 외력이 작용하여 스핀들(100)이 일 방향으로 회전되는 단계, 스핀들(100)과 결합된 상부 캠(510)이 일 방향으로 회전하면서 상부 캠(510)과 연결된 스프링(1600)이 압축되는 단계, 외력이 해제되고 압축된 스프링(1600)이 인장되는 단계, 스프링(1600)이 인장되면서 상부 캠(510)을 일 방향과 반대 방향으로 회전시키는 단계 및 상부 캠(510)이 회전되면서 스핀들(100)이 일 방향과 반대 방항으로 회전되는 단계를 포함한다.

이때, 스핀들(100)이 일 방향과 반대 방향으로 회전되는 단계에서, 스핀들(100)은 외력이 작용하여 스핀들(100)이 일 방향으로 회전 되는 단계 전의 스핀들(100)의 회전 위치로 되돌아올 수 있다.

또한 파이프(1000) 내의 상부 캠(510)의 회전 구조 및 이와 연결된 스핀들(100) 구조로 형성된 단순한 회전 실린더 구조를 채용함으로써 회전 실린더의 구조적 단순화, 소형화 및 경량화를 이룰 수 있다.

이와 같이 도면에 도시된 실시예를 참고로 본 발명을 설명하였으나, 이는 예시에 불과하다. 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 갖는 자라면 실시예로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 충분히 이해할 수 있다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위에 기초하여 정해져야 한다.

실시예에서 설명하는 특정 기술 내용은 일 실시예들로서, 실시예의 기술 범위를 한정하는 것은 아니다. 발명의 설명을 간결하고 명확하게 기재하기 위해, 종래의 일반적인 기술과 구성에 대한 기재는 생략될 수 있다. 또한, 도면에 도시된 구성 요소들 간의 선들의 연결 또는 연결 부재는 기능적인 연결 및/또는 물리적 또는 회로적 연결들을 예시적으로 나타낸 것으로서, 실제 장치에서는 대체 가능하거나 추가의 다양한 기능적인 연결, 물리적인 연결, 또는 회로 연결들로 표현될 수 있다. 또한, "필수적인", "중요하게" 등과 같이 구체적인 언급이 없다면 본 발명의 적용을 위하여 반드시 필요한 구성 요소가 아닐 수 있다.

발명의 설명 및 청구범위에 기재된 "상기" 또는 이와 유사한 지시어는 특별히 한정하지 않는 한, 단수 및 복수 모두를 지칭할 수 있다. 또한, 실시 예에서 범위(range)를 기재한 경우 상기 범위에 속하는 개별적인 값을 적용한 발명을 포함하는 것으로서(이에 반하는 기재가 없다면), 발명의 설명에 상기 범위를 구성하는 각 개별적인 값을 기재한 것과 같다.

또한, 실시예에 따른 방법을 구성하는 단계들에 대하여 명백하게 순서를 기재하거나 반하는 기재가 없다면, 상기 단계들은 적당한 순서로 행해질 수 있다. 반드시 상기 단계들의 기재 순서에 따라 실시예들이 한정되는 것은 아니다.

실시예에서 모든 예들 또는 예시적인 용어(예들 들어, 등등)의 사용은 단순히 실시예를 상세히 설명하기 위한 것으로서 청구범위에 의해 한정되지 않는 이상, 상기 예들 또는 예시적인 용어로 인해 실시예의 범위가 한정되는 것은 아니다.

또한, 통상의 기술자는 다양한 수정, 조합 및 변경이 부가된 청구범위 또는 그 균등물의 범주 내에서 설계 조건 및 팩터에 따라 구성될 수 있음을 알 수 있다.

100: 스핀들
110: 스핀들 개구부
200: 플랜지
300: 스프링 홀더
400: 고정 핀
500: 캠
510: 상부 캠
520: 하부 캠
600: 볼 베어링
700: 스핀들 가이드
800: 부싱부
900: 헤드 핀
1000: 파이프
1010: 파이프 하단부
1100: 와셔
1200: 볼 하우징
1210: 제1 볼 하우징
1220: 제2 볼 하우징
1300: 제1 베어링 지지부
1310: 제1-1 베어링 지지부
1320: 제1-2 베어링 지지부
1400: 제2 베어링 지지부
1410: 제2-1 베어링 지지부
1420: 제2-2 베어링 지지부
1500: 스플릿 핀
1500': 플랜지 너트
1600: 스프링
1700: 스프링 핀

Claims

회전하는 중공의 스핀들;
상기 스핀들 내부에 배치된 스프링; 및
상기 스핀들과 결합되고 상기 스핀들과 함께 회전하는 캠을 포함하고,
상기 스핀들이 일 방향으로 회전되면 상기 캠과 연결된 상기 스프링은 압축되고,
상기 스프링이 인장되면 상기 캠과 결합된 상기 스핀들은 일 방향과 반대 방향으로 회전하고,
상기 스핀들의 상부 개구부에는 와셔가 배치되고, 상기 와셔는 상기 스프링의 상단부와 접촉하고,
상기 스프링의 하단부를 지지하는 스프링 홀더를 더 포함하고,
상기 스프링 홀더는 상기 스핀들의 하측 내부에 배치되고, 상기 스프링의 하측부를 담는 구조로 형성되는 회전 실린더.
제1 항에 있어서,
상기 스핀들은 일 방향과 반대 방향으로 회전하여 상기 스핀들이 일 방향으로 회전하기 전 위치로 되돌아오는 회전 실린더.
제1 항에 있어서,
상기 캠은 상부 캠, 하부 캠을 포함하고,
상기 스핀들이 일 방향으로 회전시 상기 상부 캠은 상기 하부 캠의 경사면을 타고 상승하고,
상기 스프링의 인장시 상기 상부 캠은 상기 하부 캠의 경사면을 타고 하강하는 회전 실린더.
제3 항에 있어서,
상기 스프링 홀더는 상기 상부 캠과 결합된 회전 실린더.
제3 항에 있어서,
상기 스핀들의 외측면을 감싸도록 형성되는 스핀들 가이드를 더 포함하고,
상기 상부 캠은 상기 스핀들 가이드의 하단부까지 상승하는 회전 실린더.
제5 항에 있어서,
상기 스핀들과 상기 스핀들 가이드 사이에 배치된 부싱부를 더 포함하는 회전 실린더.
제3 항에 있어서,
상기 상부 캠과 상기 하부 캠 내부에는 플랜지가 배치되고,
상기 플랜지는 상기 스핀들을 회전 가능하게 지지하는 회전 실린더.
삭제
회전하는 중공의 스핀들;
상기 스핀들 내부에 배치된 스프링; 및
상기 스핀들과 결합되고 상기 스핀들과 함께 회전하는 볼 베어링을 포함하고,
상기 스핀들이 일 방향으로 회전되면 상기 볼 베어링과 연결된 상기 스프링은 압축되고,
상기 스프링이 인장되면 상기 볼 베어링과 연결된 상기 스핀들은 일 방향과 반대 방향으로 회전하고,
상기 스핀들의 상부 개구부에는 와셔가 배치되고, 상기 와셔는 상기 스프링의 상단부와 접촉하고,
상기 스프링의 하단부를 지지하는 스프링 홀더를 더 포함하고,
상기 스프링 홀더는 상기 스핀들의 하측 내부에 배치되고, 상기 스프링의 하측부를 담는 구조로 형성되는 회전 실린더.
제9 항에 있어서,
상기 스핀들은 일 방향과 반대 방향으로 회전하여 상기 스핀들이 일 방향으로 회전하기 전 위치로 되돌아오는 회전 실린더.
제9 항에 있어서,
상기 볼 베어링의 하단부에 배치된 하부 캠을 더 포함하고,
상기 스핀들이 일 방향으로 회전시 상기 볼 베어링은 상기 하부 캠의 경사면을 타고 상승하고,
상기 스프링의 인장시 상기 볼 베어링은 상기 하부 캠의 경사면을 타고 하강하는 회전 실린더.
제9 항에 있어서,
상기 스핀들의 외측면을 감싸도록 형성되는 스핀들 가이드를 더 포함하고,
상기 볼 베어링은 상기 스핀들 가이드의 하단부까지 상승하는 회전 실린더.
제12 항에 있어서,
상기 스핀들과 상기 스핀들 가이드 사이에 배치된 부싱부를 더 포함하는 회전 실린더.
외력이 작용하여 스핀들이 일 방향으로 회전되는 단계;
상기 스핀들과 연결된 상부 캠이 일 방향으로 회전하면서 상기 상부 캠과 연결된 스프링이 압축되는 단계;
상기 외력이 해제되고 압축된 상기 스프링이 인장되는 단계;
상기 스프링이 인장되면서 상기 상부 캠을 일 방향과 반대 방향으로 회전시키는 단계; 및
상기 상부 캠이 회전되면서 상기 스핀들이 일 방향과 반대 방향으로 회전되는 단계를 포함하고,
상기 스프링은 상기 스핀들의 내부에 위치하고,
상기 스핀들의 상부 개구부에는 와셔가 배치되고, 상기 와셔는 상기 스프링의 상단부와 접촉하고,
상기 스프링의 하단부를 지지하는 스프링 홀더를 더 포함하고,
상기 스프링 홀더는 상기 스핀들의 하측 내부에 배치되고, 상기 스프링의 하측부를 담는 구조로 형성되는 회전 실린더의 제어 방법.
제14 항에 있어서,
상기 스핀들이 일 방향과 반대 방향으로 회전되는 단계에서, 상기 스핀들은 상기 외력이 작용하여 상기 스핀들이 일 방향으로 회전되는 단계 전의 상기 스핀들의 회전 위치로 되돌아오는 회전 실린더의 제어 방법.