KR19980067964U - 피스톤밸브구조가 변경된 가스스프링 - Google Patents

Abstract

본 고안은 피스톤이 피스톤로드 선단의 체결홈부 내에서 미세간격 없이 완전히 고정되도록 하고, 피스톤의 내측에는 단부에 확장경사부가 형성된 통공의 길이방향으로 형성되고 상기 통공의 외측에는 오리피스가 길이방향으로 형성되어 있으며 상기 확장경사부 내측에는 통공을 통해서 흐르는 유량을 제어하기 위해 설치되는 볼이 위치하고 있으므로, 피스톤로드의 신장시에는 상기 볼에 의해 통공이 폐쇄되고 오리피스를 통해서만 오일이 흐르게 되므로 감쇠력이 크게 작용하게 되고, 피스톤로드의 압축시에는 상기 볼에 의해 통공이 개방되고 오리피스를 통해서도 오일이 흐르게 되므로 감쇠력이 작게 작용하게 된다. 따라서 이러한 가스스프링을 트렁크 등의 개폐용도로 사용할 경우 트렁크를 개방할 시에는 가스스프링내의 감쇠력이 크게 작용하므로 충격없이 작동할 수 있게 되며, 트렁크를 닫을 경우에는 가스스프링내의 감쇠력이 작게 작용하므로 작업자가 큰힘을 들이지 않고서도 부드럽게 동작할 수 있는 것이다. 또한, 구조면에서 종래 가스스프링에 비해 크게 단순화 안정화되었으므로 제조원가 및 제품신뢰도를 향상시키는 효과도 있는 것이다.

Description

피스톤밸브구조가 변경된 가스스프링

본 고안은 피스톤밸브의 구조를 변경함에 따라 가공방법을 단순화하고 감쇠력특성을 안정화시킨 가스스프링에 관한 것으로, 피스톤의 내측에는 단부에 확장경사부가 형성된 통공이 길이방향으로 형성되고 상기 통공의 외측에는 오리피스가 길이방향으로 형성되어 있으며 상기 확장경사부 내측에는 통공을 통해서 흐르는 유량을 제어하기 위해 설치되는 볼이 위치하여서 피스톤밸브구조가 변경된 가스스프링에 관한 것이다.

가스스프링은 밀폐된 저장튜브에 오일과 압축된 질소가스가 충진되어 있어 돌출된 피스톤 로드를 눌러서 왕복시킬때 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 1 에 도시된 바와 같이, 밀폐되고 내부에는 압축가스와 미량의 오일이 혼입된 튜브(2)과 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 끼워진후에 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 열 시에는 튜브(2) 내의 가스반력에 의해 열리게 되므로, 트렁크가 닫히는 경우에 해당되는 피스톤로드(1)의 압축행정시에는 오일에 의한 댐핑력이 적게 발생되도록 하여 적은 힘으로도 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 만족되기 위해 전술한 종래의 가스스프링에서는 다음과 같이 작동하게 된다.

피스톤로드(1) 신장시에는 피스톤(3)이 체결홈부(10)상에서 좌측으로 밀려 와셔(11)에 밀착되면서 피스톤(3)의 연결 유로(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)의 연결 유로(12)의 개도가 넓어지고 감쇠력이 작아지도록 되는데, 이러한 종래 가스스프링의 댐핑방식에서는 체결홈부(10)상에서 피스톤(3)이 슬라이딩함에 의해 피스톤 상부면과 와셔(11) 사이의 연결 유로(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, 피스톤의 내측에는 단부에 확장경사부가 형성된 통공이 길이방향으로 형성되고 상기 통공의 외측에는 오리피스가 길이방향으로 형성되어 있으며 상기 확장경사부 내측에는 통공을 통해서 흐르는 유량을 제어하기 위해 설치되는 볼이 위치하도록 하여, 피스톤로드의 신장시에는 상기 볼에 의해 통공이 폐쇄되고 오리피스를 통해서만 오일이 흐르게되므로 감쇠력이 크게 작용하게 되고, 피스톤로드의 압축시에는 상기 볼에 의해 통공이 개방되고 오리피스를 통해서도 오일이 흐르게 되므로 감쇠력이 작게 작용하게 되도록 함에 의하여, 트렁크 등의 개폐용도로 상기 가스스프링을 적용시 원활한 사용이 가능토록 하는데 목적이 있는 것이다. 또한, 구조면에서도 종래 가스스프링에 비해 크게 단순화 안정화하였으므로 제조원가 및 제품신뢰도를 향상시키는 목적도 있는 것이다.

도 1 은 종래 기술에 따른 가스스프링의 횡단면도

도 2 는 본 고안에 따른 가스스프링의 횡단면도

도 3 은 본 고안에 따른 가스스프링의 횡단면도로서 피스톤로드의 신장시를 설명하는 작동상태도

도 4 는 본 고안에 따른 가스스프링의 횡단면도로서 피스톤로드의 압축시를 설명하는 작동상태도

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1 : 피스톤로드2 : 튜브

3 : 피스톤4 : 볼

5 : 오리피스6 : 통공

7 : 확장경사부

첨부도면에 의해 본 고안을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2 는 본 고안에 따른 가스스프링의 횡단면도로서 상기 도면에서 보면;

밀폐되고 내부에는 압축가스와 미량의 오일이 혼합된 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 내측에는 단부에 확장경사부(7)가 형성된 통공(6)이 길이방향으로 형성되고 상기 통공(6)의 외측에는 오리피스(5)가 길이방향으로 형성되어 있으며 상기 확장경사부(7) 내측에는 통공(6)을 통해서 흐르는 유량을 제어하기 위한 볼(4)이 위치한다. 상기 볼(4)은 확장경사부(7)의 내부에서만 요동되도록 상기 확장경사부측의 통공(6)은 피스톤로드의 단턱부에 의해 일부가 폐쇄되며, 확장경사부측 통공(6)의 개방된 부분만의 직경(d2)은 볼(4)의 직경보다 작게 형성되고 확장경사부를 제외한 나머지 통공(6)의 직경(d3)도 볼(4)의 직경보다 작게 형성된다. 또한 상기 피스톤(3)은 피스톤로드(1)의 체결홈부(10)내에서 미세간격을 두지않고 밀착되도록 결합된다.

또한 상기 피스톤(3)의 통공(6)에서의 직경(d3)은 상기 오리피스(5)의 직경보다 크게 형성된다.

그리고, 상기 통공(5)과 오리피스(5)는 경우에 따라서는 2개이상 형성될 수 있는데, 이 경우 볼(4)은 통공(5) 수만큼 확장경사부(7)내에 위치하게 된다. 또한, 피스톤(3)이 결합된 상태에서 피스톤로드(1)의 종단을 리벳팅하여 피스톤이 분리되지 않게 되는데, 이와 같은 리벳팅결합부는 상기 통공(5)을 가지지 않도록 통공(5)의 내경보다도 작게 형성된다.

이와 같이 구성되는 본 고안의 가스스프링은 다음과 같이 작동하게 된다.

도 4 는 본 고안에 의한 가스스프링의 횡단면도로서 피스톤로드의 압축시를 설명하는 작동상태도로서, 피스톤로드(1)가 압축운동을 하게 되면 피스톤(3)을 경계로 하여 좌측튜브(2) 내에 있던 오일은 압축력을 받게 되므로, 피스톤(3)의 오리피스(5)와 통공(6)을 통해서 우측으로 흐르게 되는데, 오리피스(5)을 통해 유입된 오일은 아무 간섭도 받지 않고 튜브(2)의 우측공간으로 흘러들어가고 통공(6)을 통해 유입된 오일은 볼(4)을 피스톤로드(1)의 단턱부까지 밀면서 이때 확장경사부(7)내에서 발생된 유로를 통해 튜브(2)의 우측공간으로 흘러 들어가게 되는데, 오리피스(5)는 통공(6)에 비해 작은 직경을 갖도록 형성되어 있으므로 오리피스(5)를 통해서는 미량의 오일이 통공(6)을 통해서는 다량의 오일이 흐르게 된다.

이와 같이 피스톤로드(1)가 압축 운동할 시에는 튜브(2) 내의 오일이 피스톤(3)의 통공(6)과 오리피스(5) 모두를 통해서 흐르게 되므로 감쇠력이 거의 발생하지 않게 된다.

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

도 3 은 본 고안에 따른 가스스프링의 횡단면도로서 피스톤로드의 신장시를 설명하는 작동상태도로서, 피스톤로드(1)가 신장운동을 하게 되면 피스톤(3)을 경계로 하여 우측 튜브(2) 내에 있던 오일은 압축력을 받게 되므로, 피스톤(3)을 통해 좌측으로 흐르고자 하는데, 오리피스(5)를 통해 유입된 오일은 아무 간섭도 받지 않고 튜브(2)의 좌측공간으로 흐르게 되지만 통공(6)의 확장경사부(7)측으로 유입된 오일은 볼(4)을 좌측으로 밀도록 작용되므로 상기 볼(4)은 통공(5)을 폐쇄하게 된다.

이와 같이 피스톤로드(1)의 신장시 피스톤(3)의 통공(6)은 볼(4)에 의해 폐쇄되어지나 피스톤(3)의 오리피스(5)는 이때에도 개방되어 있으므로, 오리피스(5)만이 유일한 오일의 유로로 작용된다.

이에 따라 피스톤로드(1)가 신장운동할시에는 피스톤(3)을 경계로 우측 튜브(2) 내에 있던 오일이 협소한 오리피스(5)를 통해서만 좌측 튜브(2) 내로 흘러들어가게 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 피스톤(3)의 내측에는 단부에 확장경사부(7)가 형성된 통공(6)이 길이방향으로 형성되고 상기 통공(6)의 외측에는 오리피스(5)가 길이방향으로 형성되어 있으며 상기 확장경사부(7) 내측에는 통공(6)을 통해서 흐르는 유량을 제어하기 위해 설치되는 볼(4)이 위치하도록 하여, 피스톤로드(1)의 신장시에는 상기 볼(4)에 의해 통공(6)이 폐쇄되고 오리피스(5)를 통해서만 오일이 흐르게 되므로 감쇠력이 크게 작용하게 되고, 피스톤로드(1)의 압축시에는 상기 볼(4)에 의해 통공(6)이 개방되고 오리피스(5)를 통해서도 오일이 흐르게 되므로 감쇠력이 작게 작용하게 되도록 함에 의하여, 트렁크 등의 개폐용도로 상기 가스스프링을 적용시 원활하게 사용할 수 있도록 하는 효과가 있는 것이다.

또한, 피스톤(3)이 피스톤로드(1) 선단의 체결홈부(10) 내에서 미세간격 없이 완전밀착되도록 결합되므로, 가공공차를 높일 수 있고 이에 따라 제작에 대한 부담을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 감쇠력특성도 안정화시키게 되는 효과도 있는 것이다.

Claims (5)

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 내측에는 단부에 확장경사부(7)가 형성된 통공(6)이 길이방향으로 형성되고 상기 통공(6)의 외측에는 오리피스(5)가 길이방향으로 형성되어 있으며 상기 확장경사부(7) 내측에는 통공(6)을 통해서 흐르는 유량을 제어하기 위한 볼(4)이 위치한 것을 특징으로 하는 피스톤밸브구조가 변경된 가스스프링.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 볼(4)은 확장경사부(7)의 내부에서만 요동되도록 상기 확장경사부측의 통공(6)은 피스톤로드의 단턱부에 의해 일부가 폐쇄되며, 확장경사부측 통공(6)의 개방된 부분만의 직경(d2)은 볼(4)의 직경보다 작게 형성되고 확장경사부를 제외한 나머지 통공(6)의 직경(d3)도 볼(4)의 직경보다 작게 형성된 것을 특징으로 하는 피스톤밸브구조가 변경된 가스스프링.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 피스톤(3)은 피스톤로드(1)의 체결홈부(10)내에서 미세간격을 두지않고 밀착되도록 결합된 것을 특징으로 하는 피스톤밸브구조가 변경된 가스스프링.
4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

   상기 피스톤(3)의 통공(6)에서의 직경(d3)은 상기 오리피스(5)의 직경보다 크게 형성된 것을 특징으로 하는 피스톤밸브구조가 변경된 가스스프링.
5. 청구항 1에 있어서,

   상기 통공(5)과 오리피스(5)가 각각 2개이상으로 형성되며, 이때 볼(4)은 통공(5) 수만큼 확장경사부(7)내에 위치하는 것을 특징으로 하는 피스톤밸브구조가 변경된 가스스프링.