KR19980066600U - 댐핑방식이 개선된 가스스프링 - Google Patents

Abstract

본 고안은 피스톤이 피스톤로드 선단의 체결홈부 내에서 미세간격 없이 완전히 고정되도록 하고, 피스톤의 내측과 외측에 길이방향으로 내측 통공과 외측 통공을 각각 형성하고 상기 피스톤의 배면에는 상기 내측 통공과 일치되는 위치에 오일통과공이 형성된 탄성재질의 와셔가 결합되도록 하여, 부품의 가공공차 또는 조립상태에 의한 영향을 적게 받도록 함에 따라 댐핑특성을 안정화하는 가스스프링에 관한 것이다.

Description

댐핑방식이 개선된 가스스프링

본 고안은 피스톤 내부에 외측 통공과 내측 통공을 각각 구비하고 상기 내측 통공에 일치되는 위치에 오일 통과공을 가지는 탄성재질의 와셔를 구비하여 댐핑방식이 개선되도록 한 가스스프링에 관한 것으로, 댐핑발생시 피스톤이 피스톤로드 선단에서 고정된 상태에서 피스톤의 외측 통공과 내측 통공 및 와셔의 오일통과공에 의하여 댐핑이 발생되도록 하여 종래의 가스스프링에 의해 안정된 댐핑특성을 가지도록 하는 가스스프링에 관한 것이다.

가스스프링은 밀폐된 저장튜브에 오일과 압축된 질소가스가 충진되어 있어 돌출된 피스톤 로드를 눌러서 왕복시킬 때 피스톤 로드에 받는 하중을 변화시키는 구조이므로 금속스프링, 고무스프링 등에 비하여 소형이고, 큰 초기 하중값으로 적은 스프링 상수를 낼 수 있으며, 상기한 금속스프링 등에서는 불가능한 압축 또는 신축방향시의 속도를 제어할 수도 있고 충격을 완화할 수 있는 등의 많은 장점을 가진다.

이와 같은 이유로 가스스프링은 고급승용차나 중형차량에서 본네트 또는 트렁크 개폐용도로 많이 쓰이고 있는데, 종래의 가스스프링의 구조는 도 1에 도시된 바와 같이, 밀폐되고 내부에는 압축가스와 미량의 오일이 혼입된 튜브(2)와 단부에 피스톤(3)이 연결되는 피스톤로드(1)와, 상기 피스톤(3)의 신장시에 걸림턱 역할을 하는 스토퍼와 로드가이드 및 체크밸브로 구성되는데, 길이 방향으로 통공(13)이 형성된 피스톤(3)은 피스톤로드(1) 선단의 피스톤 체결홈부(10)에서 미세간격(d)이 생기도록 끼워져 결합되며 피스톤로드(1)의 종단은 와셔(11)가 끼워진 후에 피스톤(3)이 분리되지 않도록 리벳팅(rivetting) 되어져 있다. 또한 피스톤(3)의 상면에는 상기 통공(13)과 연결되도록 연결 유로(12)가 형성되어져서 튜브(2)내 미량 존재하는 오일의 유로가 된다.

가스스프링을 트렁크의 개폐용도 등으로 사용할 경우 트렁크를 닫을시는 사람의 힘으로 닫아야 하고 트렁크를 열시에는 튜브(2)내의 가스반력에 의해 열리게 되므로, 트렁크가 닫히는 경우에 해당되는 피스톤로드(1)의 압축행정시에는 오일에 의한 댐핑력이 적게 발생되도록 하여 적은힘으로도 트렁크를 닫을 수 있도록 되어야 하며, 트렁크가 열리는 경우에 해당되는 피스톤로드(1)의 신장행정시에는 오일에 의한 댐핑력이 크게 발생되도록 하여 부드러운 동작이 이루어지도록 되어야 하는데, 이러한 요구가 만족되기위해 전술한 종래의 가스스프링에서는 다음과 같이 작동하게 된다.

피스톤로드(1) 신장시에는 피스톤(3)이 체결홈부(10) 상에서 좌측으로 밀려 와셔(8)에 밀착되면서 피스톤(3)의 연결유로(12)의 개도가 좁아지면서 감쇠력이 크게 형성되도록 하고, 피스톤로드(1) 압축시에는 피스톤(3)이 우측으로 밀려 피스톤(3)과 와셔(11) 사이에 미세 틈새가 생겨서 피스톤(3)이 연결유로(12)의 개도가 넓어지고 감쇠력이 작아지도록 되는데, 이러한 종래 가스스프링의 댐핑방식에서는 체결홈부(10)상에서 피스톤(3)이 슬라이딩함에 의해 피스톤 상부면과 와셔(11) 사이의 연결유로(12)의 크기가 변경됨에 의해 댐핑력이 가변되는 방식으로서, 조립상태에 따른 영향을 크게 받는 구조이므로 조립시 피스톤로드(1)에 대한 피스톤(3)의 직각도가 다소 불량한 상태로 조립되거나 피스톤(3)의 상부면과 와셔(11)의 표면 가공상태가 불량한 경우에는 댐핑특성이 불안정하게 되는 문제점이 있었으며, 이를 안정화되도록 하기 위해서는 각 부품의 가공공차를 향상시키고 품질관리수준을 더욱 높여야 하므로 제조비용이 증가하게 되는 문제점이 있었다.

본 고안은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 댐핑발생시 피스톤에 형성된 외측 통공 및 내측 통공과 상기 피스톤에 밀착 결합되는 와셔의 오일통과공을 통해서 댐핑이 발생하게 하여 부품의 가공공차 또는 조립상태에 의한 영향을 적게 받도록 함에 따라 댐핑특성을 안정화하도록 하는데에 목적이 있는 것이다.

이를 위한 해결방안으로, 피스톤이 피스톤로드 선단의 체결홈부 내에서 미세간격 없이 완전히 고정되도록 하고, 피스톤의 내측과 외측에 길이방향으로 내측 통공과 외측 통공을 각각 형성하고 상기 피스톤의 배면에는 상기 내측 통공과 일치되는 위치에 오일통과공이 형성된 탄성재질의 와셔가 결합되도록 하여 피스톤로드의 압축시에는 피스톤의 외측통공을 통과한 오일이 와셔를 젖히면서 흐르도록 함에 따라 감쇠력이 거의 발생하지 않도록 하고 피스톤로드의 신장시에는 피스톤의 내측 통공 및 와셔의 오일 통과공을 통해서만 오일이 흐르도록 함에 따라 감쇠력이 크게 발생되도록 하고 있다.

도 1 은 종래기술에 따른 가스스프링의 횡단면도

도 2 는 본 고안에 따른 가스스프링의 횡단면도

도 3 은 본 고안의 요부인 피스톤 밸브의 구조만을 도시한 분리사시도

도 4 는 본 고안에 따른 가스스프링의 사용상태도로서 피스톤로드 신장 동작시를 도시한 횡단면도

도 5 는 본 고안에 따른 가스스프링의 사용상태도로서 피스톤로드 압축 동작시를 도시한 횡단면도

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1 : 피스톤로드2 : 튜브

3 : 피스톤4 : 외측 통공

5 : 내측 통공6 : 와셔

7 : 오일통과공

첨부도면에 의해 본 고안을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2 는 본 고안에 따른 가스스프링의 횡단면도, 도 3은 본 고안의 요부인 피스톤밸브의 구조만을 도시한 분리사시도로서, 상기 도면에서 보면, 밀폐되고 내부에는 압축가스와 미량의 오일이 혼입된 튜브(2)와, 단부에 피스톤(3)이 연결되는 피스톤로드(1)와, 상기 피스톤(3)의 신장시에 걸림턱 역할을 하는 스토퍼와 로드가이드 및 체크밸브로 구성되는 가스스프링에 있어서, 상기 피스톤(3)의 내측과 외측에 길이방향으로 내측 통공(5)과 외측 통공(4)이 각각 형성되고, 상기 피스톤(3)의 배면에는 상기 내측 통공(5)과 일치되는 위치에 오일통과공(7)이 형성된 탄성재질의 와셔(6)가 밀착되도록 결합된다.

또한 상기 피스톤(3)의 내측 통공(5)의 직경은 외측 통공(4)의 직경 보다 작게 형성되며, 와셔(6)에 형성된 오일통과공(7)의 직경은 내측 통공(5)의 직경 보다 크게 형성된다. 또한 오일통과공(7)은 일정크기의 구멍을 가지는 원호형상으로 이루어질 수도 있다.

도 3에 도시된 실시예에서는 피스톤(3)에 형성된 통공(4)(5)들이 각각 2개씩 형성되어 있으나, 경우에 따라서는 각각 1개씩 또는 각각 3개 이상으로도 형성될 수도 있다.

단 피스톤로드(1)의 왕복운동중 와셔(6)에 형성된 오일통과공(7)이 상기 내측 통공(5)과 일치되는 곳에 항상 위치될 수 있도록 상기 오일통과공(7)은 와셔(6)면상에서 원호형상으로 넓게 형성되어 있다.

이와 같이 구성되는 본 고안의 가스스프링은 다음과 같이 작동하게 된다.

도 5 는 본 고안에 따른 가스스프링의 사용상태도로서 피스톤로드 압축 동작시를 도시한 횡단면도로서, 피스톤로드(1)가 압축운동을 하게 되면 피스톤(3)을 경계로 하여 좌측튜브(2) 내에 있던 오일은 압축력을 받게 되므로, 피스톤(3)의 외측 통공(4)과 내측 통공(5)을 통해서 우측으로 흐르게 되는데, 내측통공(5)을 통해 유입된 오일은 와셔(6)의 오일통과공(7)을 통해 튜브(2)의 우측공간으로 흘러 들어가고 외측 통공(4)을 통해 유입된 오일은 탄성체인 와셔(6)을 밀어 젖히면서 튜브(2)의 우측공간으로 흘러 들어가게 되는데, 내측 통공(5)은 외측 통공(4)에 비해 작은 직경을 갖도록 형성되어 있으므로 내측 통공(5)을 통해서는 미량의 오일이 외측 통공(4)을 통해서는 다량의 오일이 흐르게 된다.

이와 같이 피스톤로드(1)가 압축 운동할 시에는 튜브(2)내의 오일이 피스톤(3)의 외측 통공(4)과 내측 통공(5) 모두를 통해서 흐르게 되므로 감쇠력이 거의 발생하지 않게 된다.

따라서 이와 같이 제작된 가스스프링을 트렁크나 본네트의 개폐용도로 사용할 경우, 트렁크나 본네트를 닫을시에 큰 힘을 주지 않아도 동작할 수 있는 것이다.

도 4 는 본 고안에 따른 가스스프링의 사용상태도로서 피스톤로드 신장 동작시를 도시한 횡단면도로서, 피스톤로드(1)가 신장운동을 하게 되면 피스톤(3)을 경계로 하여 우측 튜브(2)내에 있던 오일은 압축력을 받게 되므로, 와셔(6)가 피스톤(3)쪽으로 밀착되도록 힘을 받게 된다.

이때 피스톤(3)의 외측 통공(4)은 와셔(6)에 의해 밀폐되어지나 피스톤(3)의 내측 통공(5)은 와셔(6)의 오일통과공(7)과 일치하게 되어서 유일한 오일의 유로로 작용된다.

이에 따라 피스톤로드(1)가 신장운동할 시에는 피스톤(3)을 경계로 우측 튜브(2) 내에 있던 오일이 협소한 내측 통공(5)을 통해서만 좌측 튜브(2)내로 흘러 들어가게 되므로 감쇠력이 크게 작용하게 된다.

따라서 이와 같이 제작된 가스스프링을 트렁크나 본네트의 개폐용도로 사용할 경우 트렁크나 본네트가 완전히 열려지는 때에 충격이 발생하지 않게 되는 것이다.

이와 같이 본 고안은 피스톤이 피스톤로드 선단의 체결홈부 내에서 미세간격 없이 완전히 고정되도록 하고, 피스톤의 내측과 외측에 길이방향으로 내측 통공과 외측 통공을 각각 형성하고 상기 피스톤의 배면에는 상기 내측 통공과 일치되는 위치에 오일통과공이 형성된 탄성재질의 와셔가 결합되도록 하여, 부품의 가공공차 또는 조립상태에 의한 영향을 적게 받도록 함에 따라 댐핑특성을 안정화하도록 하는 유용한 고안이다.

Claims (3)

1. 밀폐되고 내부에는 압축가스와 미량의 오일이 혼입된 튜브(2)와, 단부에 피스톤(3)이 연결되는 피스톤로드(1)와, 상기 피스톤(3)의 신장시에 걸림턱 역할을 하는 스토퍼와 로드가이드 및 체크밸브로 구성되는 가스스프링에 있어서,

   상기 피스톤(3)의 내측과 외측에 길이방향으로 내측 통공(5)과 외측 통공(4)이 각각 형성되고, 상기 피스톤(3)의 배면에는 상기 내측 통공(5)과 일치되는 위치에 오일통과공(7)이 형성된 탄성재질의 와셔(6)가 밀착되도록 결합된 것을 특징으로 하는 댐핑방식이 개선된 가스스프링.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 피스톤(3)의 내측 통공(5)의 직경은 외측 통공(4)의 직경 보다 작게 형성되며, 와셔(6)에 형성된 오일통과공(7)의 직경은 내측 통공(5)의 직경 보다 크게 형성된 것을 특징으로 하는 댐핑방식이 개선된 가스스프링.
3. 청구항 1에 있어서,

   오일통과공(7)은 일정크기의 구멍을 가지는 원호형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 댐핑방식이 개선된 가스스프링.