KR19990063756A - 선형 예비하중 유압작동식 래치 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 선형 예비하중 유압작동식 래치(10)는, 하나(44)는 다른 하나(42)의 내부에서 미끄럼이동 가능하고 다른 하나(42)는 실린더(40)내에서 미끄럼이동 가능하게 되어 있는 두 개의 동축 피스톤(42,44)을 가지고 있다. 일측 피스톤(44)은 타측 피스톤(42)의 내부에서 미끄럼이동하면서 타측 피스톤(42)에 고정된 노우즈(28)에 형성된 슬롯내에서 미끄럼이동 가능한 도그들(30)을 캠운동시키며, 이에 따라 도그들(30)을 노우즈(28)가 수용되는 컵의 홈(29)에 결합시킨다. 도그(30)가 컵(20)에 결합되어 래치(10)가 고정되면, 피스톤들(42,44)은 모두 후퇴하여 래치된 두 구조체(14,15)사이에 선형 예비하중력을 가하도록 후퇴이동을 하게 된다. 본 발명의 일 실시예(22, 322)의 경우, 피스톤들(42, 44; 342, 344)은 유압에 의해 양방향으로 이동하게 되어 있고, 다른 실시예(122; 222)의 경우에는 두 피스톤들(142, 144)이 압축 스프링들(170, 172, 174; 270, 272, 274)에 의해 복귀되게 되어 있다. 어느 경우에나, 컵(20, 320)들은 소정의 예비하중력이 가해진 상태로 실린더(40, 140, 240, 340)에 근접되게 당겨지게 되고, 이에 따라 컵(20, 320)이 부착된 구조체(14)를 실린더(40, 140, 240, 340)가 부착된 제 2 구조체(15)에 상기 예비하중력이 가해진 상태로 래치시키게 된다. 일측 구조체(14)와 컵(20, 320)사이에는 컵(20, 320)으로부터 구조체(14)로의 또는 그 역 방향으로의 진동전달을 감쇄시킬 수 있게 탄성중합 격리체(32, 332)가 설치되어 있다. 또한, 이 탄성중합 격리체는 컵(20, 320)과 로킹장치(22; 122; 222; 322)의 정렬을 용이하게 하기 위한 측방향 및 수직방향 변위성을 제공한다.
Description
공지된 바와같이, 래치들은 여러 가지 유형들이 있다. 예를 들어, 자동차 또는 트럭의 경우, 후드, 트렁크 및 문을 닫힌 상태로 유지하기 위해 래치들이 사용된다. 이러한 래치들은 통상적으로 스프링작동식이며, 후드, 트렁크, 또는 문을 닫는 사용자의 힘에 의해 작동된다. 이와는 달리, 어떤 래치들은 전기식으로 작동될 수 있다. 즉, 이러한 래치들은, 두 부분이 기계식으로 결합되게끔 충분히 접근한 후, 최종적으로 밀착시키기 위해 전기식으로 작동된다.
특히, 래치가 해제될 때 다소 휠 수 있는 대형 구조에서 결합중에 어느정도의 오정렬(misalignment)에 대비하여 래치가 제공되어야 한다. 자동차에서, 오정렬은 보통 그다지 심각한 편은 아닌데, 그 이유는 문, 후드 및 트렁크가 상당히 견고할 정도로 보통 작기 때문이다. 그러나, 대형 트럭에서는, 후드가 매우 크고 상당히 휠 수 있다. 따라서, 후드가 닫혀질 때 그것과 트럭 본체간의 오정렬이 문제가 될 수 있다. 한편, 후크(hook)에 의해 걸리는 핀을 이용하는 방식의 래치는 V 자형 홈내에 수납됨으로써 정렬될 수 있는데, 이러한 정렬은 일방향으로만 가능하다. 중요한 것은, 두 부분의 적절한 결합을 항상 보장하기 위해 모든 방향에서의 정렬이 제공되어야 한다.
또한, 상기한 대형 구조에서는 자동 래치기능 및 예비하중을 제공하는 것이 바람직한데, 그 이유는 예비하중이 자동으로 가해지기 전에 사용자에 의해 래치가 거는 것이 힘들기 때문이다. 또한, 동력이 고장나는 경우 부분들간의 래치를 신뢰성있게 유지하는 가용 동력원을 이용하여, 상술된 기능을 수행하는 래칭 메카니즘이 필요하다.
본 발명은 2개의 구조물들의 견고한 결합을 위한 래치에 관한 것으로서, 특히 유압작동식 래치에 관한 것이다.
도 1 은 세미트럭의 후드를 래치하도록 설치된 본 발명의 래치의 일반적 위치를 예시하는 도면.
도 2 는 후드가 개방되는 위치에서 도시된 래치의 단면도.
도 3 은 후드가 폐쇄되고 래치가 해체되는 위치에서 도시된 것을 제외하고는 도 2 와 유사한 도면.
도 4 는 래치된 위치에서 래치를 도시한 것을 제외하고는 도 3 과 유사한 도면.
도 5 는 본 발명의 래치용 록킹(locking) 장치의 제 2 실시예를 예시하는 단면도.
도 6 은 도 5 의 라인 6-6을 따라 도시된 단면도.
도 7 은 도 5에 대한 변형 실시예를 예시하는 부분도.
도 8 은 본 발명의 래치용 로킹장치의 또다른 실시예를 예시하는 단면도.
바람직한 실시예의 상세한 설명
도 1 에는 본 발명의 래치(10)를 하나 이상 포함하는 대형 세미트럭(12)이 도시되어 있다. 상기트럭(12)에서, 후드(14)의 전방단부(16)가 트럭 섀시(15)에 힌지(hinge)식으로 결합되어 있다. 바람직하게는, 후드(14))를 폐쇄상태로 로킹 시키기 위해 하나의 래치(10)가 후드(14)의 각 측부상에 구성되는데, 즉 전체 두 개의 래치가 구성된다.
도 2를 참조해 보면, 래치(10)는 두 개의 주요 부분, 즉 컵(20) 및 로킹 장치(22)로 이루어진다. 예를 들어 볼트(도시생략)와 같은 적절한 수단에 의해 로킹장치는 섀시 또는 트럭(12)의 본체에 고정되고 컵(20)은 후드(14)에 고정된다.
도시된 바와 같이, 컵(20)은 내부의 원통형 리세스(26)를 형성하는 강철 본체(24)를 구비하며, 로킹장치(22)의 노우즈(28)가 상기 리세스(26)안으로 수납된다. 본체(24)의 하부는 종형상을 가지며, 노우즈(28)의 단부는, 노우즈(28)가 컵(20)안에 들어갈 때 컵(20)과 측방향으로 정렬되도록 본체(24)의 종형 하부에서 미끄러질 수 있는 지점까지 테이퍼된다. 상기 리세스(26)는 그 내부에서 홈(29)을 포함하며, 이 홈(29)은 후술되는 바와같이 로킹 장치(22)의 도그(30)를 결합시키는 데 사용된다.
본체(24)는 트럭 후드에 직접 장착될 수 있지만, 바람직하게는 탄성중합 격리체(32)가 본체(24) 둘레에서 개재되어 고주파 진동의 전달을 감쇠시키고 본체(24)로 측방향 및 축방향 변위성을 제공한다. 따라서, 본체(24)는 경우에 따라 노우즈(28)와의 정렬을 위해 측방향 및 축방향으로 제한된 양만큼 이동될 수 있다. 강철 플랜지(34)는 격리체(32)로부터 외측으로 반경방향으로 구성될 수 있으며, 볼트와 같은 적절한 수단에 의해 트럭후드에 고정된다. 이와는 달리, 트럭 후드에 대해 컵(20)을 유지하기 위해 트럭후드의 벽이 환형 공간(36)내에 끼워질 수 있다. 이 경우, 플랜지(34)가 고정되고 본체(24)가 주변 구조 및 운전실과의 간격을 고려한 경우보다 변위성이 작다.
록킹장치(22)는 실린더(40), 제 1 및 제 2 동축 피스톤(42,44), 제 1 피스톤(42)에 나사식 접속에 의해 고정된 퀼 샤프트(46) 및 제 2 피스톤(44)에 나사식 접속에 의해 고정된 포스트(48)를 구비한다. 포스트(48)는 샤프트(46)의 내측에서 축방향으로 미끄럼이동 가능하다. 노우즈(28)는 퀼 샤프트 (46)에 나사식으로 결합되어 그것의 연장단부의 일부분을 형성한다. 선형캠(50)의 연장단부는 노우즈(28)의 내측에서 포스트(48)에 나사식으로 결합된다. 하나 이상의 도그(바람직하게는 도6에 도시된 바와같이 동일 각도로 간격진 세 개의 도그)가 선형 캠(50)에 의해 노우즈(28)의 슬롯들내에서 축방향으로 미끄러진다. 단부들(52,54)은 실린더(40)의 단부를 밀폐시키며, 포트들(56,58)이 실린더(40)로 부터의 유체의 유입 및 배출을 위해 피스톤들(42, 44)의 양측에 제공된다.
단부들(52,54)은 적절한 시일에 의해 실린더(40)에 대해 밀폐결합된다. 퀼 샤프트(46)와 단부(52)간에는 기술상 공지된 바와 같이 적절한 시일에 의해 미끄럼이동 밀폐부가 형성된다. 포스트(48)는 선형 캠(50)이 노우즈(28)내에서 미끄러질 수 있을 때 퀼 샤프트(46)내에서 미끄러질 수 있다. 도 2에 도시된 바와같이 퀼샤프트(46)에 대한 포스트(48)의 위치에서, 도그들(30)은 노우즈(28)안으로 후퇴될 수 있다. 또한, 도 4에 도시된 바와 같은 퀼샤프트(46)에 대한 포스트(48)의 위치에서, 도그들(30)은 반경방향 외측으로 밀쳐져서 노우즈(28)를 다소 벗어나서 연장하게 되며, 따라서 컵(20)의 홈(29)상에서 걸리게 된다.
환형 피스톤(42)의 외경부는 실린더(40) 내부에서 미끄러질 수 있게 밀폐되며, 따라서 포트(56)또는 포트(58)에 의해 실린더(40)로 유입된 유압에 의해 실린더(40)에 대해 축방향으로 왕복운동을 할 수 있게 된다. 미끄럼이동 밀폐부가 제 2 피스톤(44)과, 환형 피스톤 (42)의 내경에 의해 형성된 챔버(60)의 벽사이에서 형성되며, 따라서 포트(56)또는 포트(58)에 의해 유입된 유압에 의해 피스톤(44)이 환형 피스톤(42)에 대해 축방향으로 왕복운동할 수 있다. 환형 피스톤(42)내에 형성된 통로(63)를 통해 피스톤 (42)의 로드측부(도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 상측부)로부터 유체가 챔버(60)로 유입되고 배출된다.
적절한 밸브시스템(도시생략)에 의해 압력이 포트(58)에 의해 유입되고 포트(56)에 의해 배출될 때, 로킹장치(22)는 퀼사프트(46) 및 포스트(48)가 완전히 연장되는 도 2에 도시된 바와같은 위치를 취한다. 이어서, 예를 들어 후드를 닫는 사람에 의해 컵(20)이 내려와서 노우즈(28)에 매우 근접하게 되고, 노우즈(28)의 테이퍼된 부분과 컵(20)의 하부 종 부분에 의해 노우즈와 컵이 동축상에서 정렬되어, 도 3에 도시된 바와같이 노우즈가 컵안으로 수납될 수 있다. 이어서, 압력이 포트(56)로 유입되고 포트(58)로부터 배출된다. 이러한 압력은 도시가 생략된 트럭(12)의 유압 또는 공압 펌프와 같은 외부 소스에 의해 제공된다. 바람직한 실시예에서는, 유압이 유체공급 압력의 보다 바람직한 형태이다.
피스톤들(42, 44)의 로드측부(도2내지 도4 참조)로 압력이 포트(56)에 의해 유입될 때, 선형캠(50)이 퀼 샤프트(46)의 상측부에 접촉할 때까지 먼저 피스톤(44)이 피스톤(42)에 대해 아래로 이동한다. 선형캠(50)은 노우즈(28)내에서 아래로 당겨질 때, 도그들(30)상에서 캠동작을 수행하여, 도그들(30)이 컵(20)의 홈(29)과 결합되는 도 4에 도시된 위치까지 도그들을 외측으로 가압한다. 따라서, 로킹장치(22), 특히 로킹장치(22)의 노우즈(28)와 컵(20)은 컵(20)내부에서의 홈(29)과 도그들(30)의 결합에 의해 함께 고정된다. 피스톤들 (42,44)의 상측부상에서 보다 많은 양의 유체가 실린더(40)로 유입됨에 따라 피스톤들 (42,44)이 실린더(40)로 유입됨에 따라 피스톤들(42,44)이 실린더(40)내에서 아래로 가압되어 퀼 샤프트(46) 및 포스트(48)가 후퇴되며, 따라서 컵(20)과 실린더(40)의 상대적 위치가 도4에 도시된 바와같이 도달할 때까지 컵(20)이 실린더(40)에 근접하게 된다.
이러한 위치에서 컵(20)의 하부는 소정의 예비하중에 의해 실린더 단부(52)에 접촉하게 되며, 상기 예비하중은 실린더(40) 내부의 유체압력과 유체가 작용하는 피스톤 면적의 크기에 의해 결정된다. 컵(20)을 로킹장치(22)로부터 분리 시키기 위해, 압력이 포트(58)로 유입되고 포트(56)로부터 방출된다. 이때, 먼저 제2피스톤(44)은 환형 피스톤(42)에 대해 위로 이동하여 선형캠(50)이 도그들(30)의 이동경로로부터 위로 이동하게 되며, 따라서 도그들(30)이 노우즈(28)안으로 후퇴될 수 있다. 도그들(30)이 노우즈(28)안으로 후퇴됨에 따라 홈(29)으로부터 이탈될 수 있으며, 따라서 후드가 상승될 때 노우즈(28)가 컵(20)으로부터 분리된다. 그러나, 도그들(30)이 컵(20)으로부터 분리된 후 보다 많은 양의 유체가 실린더(40)안으로 피스톤들(42,44)아래에서 유입되면, 피스톤들(42,44)이 도그 및 도3에 도시된 위치로 상승하여 컵(20)이 실린더(40)로부터 먼거리까지 밀쳐진다. 따라서, 후드 또든 다른 구조체가 개방되기 시작한다.
피스톤들(42,44)이 모두 도그 및 도3에 도시된 신장된 위치에 있고 유체압력이 이어서 포트(56)로 유입될 때, 피스톤(42)이 이동하기 전에 피스톤(44)이 후퇴된 위치(피스톤(42)에 대해)로 이동한다. 이것은 유체압력과 피스톤들(42,44)에 작용하는 마찰력이 서로 평형을 이루기 때문이다. 피스톤(44)과 피스톤(42)간의 원통형 계면에서 작용하는 마찰력에 의해 피스톤(44)은 피스톤(42)에 대해 반대방향으로 이동하며, 피스톤(42)은 실린더(40)에 대해 상대이동을 하게 된다. 피스톤(42)과 실린더(40)간의 원통형 계면에서 작용하는 또다른 마찰력에 의해 피스톤(42)은 실린더(40)에 대해 반대 방향으로 이동하게 된다.
도2 및 도 3에 도시된 신장된 위치에서 피스톤들이 모두 있을 때 유체압력이 포트(56)에 먼저 유입되는 경우, 피스톤측부(피스톤측부는 도 2내지 도 4에 도시된바와 같이 하측부임)로서 이하 언급되는 로드측부에 대향하는 피스톤(42,44)측부 상에서 실린더(40)내에 유체압력은 여전히 존재한다. 유체가 로드측부로 유입되고 있을 때 유체 압력이 피스톤측부상에 유지되도록 하기 위해, 일방향 오리피스(도시생략)가 포트(58)에 접속된 유압 라인에 설치되어 피스톤측부상에서 실린더로 부터의 유체의 흐름을 제한한다. 따라서, 이러한 제한에 의해 피스톤들(42,44)의 후퇴속도가 결정된다. 또한, 실린더(40)의 로드측부로 부터의 유체흐름이 포트(56)로부터 나오는 유체라인에 의해 제한될 수 있다. 따라서, 피스톤들(42,44)이 신장된 위치로 진행하는 속도가 제한된다.
따라서, 피스톤의 후퇴와 반대되는 힘을 발생시키기위해 소정의 압력이 피스톤측부에 대해 작용한다. 피스톤의 로드측부상에 작용하는 압력은 피스톤측부상의 압력과 같거나, 무시가능한 마찰력에 대비하여 다소 클 수 있다. 피스톤들(42,44)이 왕복운동하는 실리던(40)내의 챔버의 원형 단면적을 A1(즉A1은 피스톤(42)의 환형면적과 피스톤(44)의 원형면적과의 합과 같음), 피스톤(44)의 원형면적을 A2,포스트(48)의 원형 단면적인 포스트(48)의 유효면적을 A3, 바람직한 실시예에서 퀼 샤프트(46)의 외경과 동일한 직경을 갖는 원의 면적인 퀼 샤프트(46)의 유효면적을 A4, 피스톤들(42,44)의 피스톤측부(도 2내지 도4에 도시된 바와같은 하측부)상에 작용하는 압력을 Pp, 피스톤들(42,44)의 로드측부(도2내지 도4에 도시된 바와같은 상측부)상에 작용하는 압력을 Pr이라 하면, 피스톤(42)에 대한 유체력 F42 S는 다음과 같다 (여기서, +부호는 신장방향의 상향력을 나타내고, -부호는 후퇴방향의 하향력을 나타낸다):
F42= Pp(A1-A2)+Pr(A2-A3)-Pr(A1-A4) (1)
여기서, P = Pp = Pr 이면,
F42= P(A4-A3) (2)
피스톤(44)에 작용하는 유체력 F44는 다음과 같다:
F44= PpA2- Pr(A2- A3) (3)
여기서 , P = Pp = Pr 이라 다시 가정하면,
F44= PA3(4)
여기서 사용되는 "유효면적"은 유체 압력이 작용하거나 그 작용으로부터 방지되는 면적을 의미한다.
피스톤 (42)을 정지상태로 유지하고 피스톤(44)을 피스톤(42)이 포트(56)로의 유체의 유입에의해 후퇴를 시작하기 전에 후퇴시키기 위해서는, 피스톤(42)에 대한 상향력은 피스톤(44)에 대한 것보다 커야한다. 상기 식(2) 및 식(3)을 비교해보면, 피스톤(42)에 대한 상향력이 피스톤(44)에 대한 것보다 크기 위해서는, 면적 A4가 면적 A3의 최소한 두 배가 되어야 한다. 즉,
A4> 2A3(5)
상기 식 (5)은 선형 캠(50)의 바닥이 퀼 샤프트(46)에 도달하기 전의 상황에 필요한 면적들 A4및 A3의 관계를 나타낸다. 선형 캠(50)의 바닥이 퀼 샤프트(42)에 도달하게 되면, 피스톤(44)은 피스톤(42)에 상대적으로 후퇴 행정의 끝에 도달하게 되고, 추가적인 힘이 피스톤(42)에 가해져서 유체가 실린더의 피스톤측부로부터 배출됨에 따라 피스톤(42)을 아래로 이동시키게 된다. 이러한 후퇴 행정 부분에서, 피스톤들(42,44)은 동시에 이동하며, 그 조합된 피스톤 힘 F42,44는 다음과 같이 표현될 수 있다 :
F42,44= PpA1- Pr(A1-A3) (6)
여기서, P = Pp = Pr 이라 가정하면,
F42,44= PA3(7)
상기 식 (7)은 도 4 에 도시된 후퇴 행정의 끝에 도달할 때까지 조합된 피스톤(42,44)에 대한 힘을 나타낸다. 주목해야 할 것은, 도 4에 도시된 위치에 도달하기 전에 후퇴 행정의 끝에 도달할 수 있다는 것이다. 예를 들면, 틈마개(종종 "밸브( bulb)시일"로서 언급됨)가 후드와 본체간의 계면에서 라인형태로 구성될 수 있는데, 이러한 틈마개는 그들간에 예비하중을 생성하도록 압축되는 압축성 스트립이다. 이 예비하중은 컵(20)과 로킹장치(22)간의 접속부에 전달되어 샤프트(46)에서 인장 에비하중을 발생시킨다. 이러한 예비하중에 의해, 후술되는 바와 같이 컵(20)이 실제로 실린더(40)와 접촉하는 도 4에 도시된 행정끝 위치에 피스톤들(42,44)이 도달하기 전에 그들의 후퇴가 정지되거나 안될 수 있다.
상기 예비하중이 로킹장치(22)와 컵(20)사이에서 생성됨에 따라, 압력이 피스톤들(42,44)의 로드측부상에 가해지고, 캠(50)에 대해 도그들(30)이 재밍되는 홈(29)의 하단부(즉, 가까운 쪽 단부)에 대해 도그들(30)이 반경방향 외측단부상에서 캠동작을 수행하게 된다. 따라서, 소정의 마찰력이 캠(50), 도그(30) 및 홈(29)간에 생성될 수 있게 된다. 이를 위해, 홈의 하단부는 반경형태를 갖거나, 바닥을 향해 반경방향 내측으로 테이퍼되어, 도그들(30)의 외측 단부상에서 캠동작이 수행될 수 있게 한다. 동력 고장시, 대기압에 의해 피스톤들(42,44)의 양측부상에서 실린더(40)가 유지될 수 있도록, 홈(29)상에서의 도그들(30)의 내측 캠 동작에 따라 발생된 마찰력에 의해 도그들(30)이 홈(29)과 결합상태에서 유지된다. 또한, 홈(29)의 상단부(즉, 먼쪽 단부)는 도그들(30)이 신장 행정시 반경방향 내측으로 캠 동작을 수행하도록 형성되며, 따라서 피스톤들(42,44)의 신장 행정시 완전히 내측으로 도그들(30)이 캠동작을 수행할 수 있게 된다. 따라서, 도그들(30)은 노우즈(28)로부터 컵(20)이 분리되는 것을 방해하지 않는다.
신장 행정이 시작될 때, 상기 인장 예비하중이 예를 들어 벌브 시일의 압축을 풀 수 있을 정도로 후드를 충분히 상승함으로써 제거될 때 까지, 피스톤(44)은 피스톤(42)에 대해 상대이동을 하지 않는다. 그 이유는, 캠(50), 도그(30) 및 홈(29)간의 마찰력이 피스톤(42)에 대한 피스톤(44)의 이동을 억제하는데 충분하기 때문이다. 한편, 인장 예비하중이 제거되고 로킹장치에 의해 컵(20)이 상승하기 시작한 후, 도그들(30)이 홈(29)상에서 상측으로 캠동작을 수행하고, 따라서 피스톤(44)을 억제하는 마찰력이 제거된다. 이어서, 상기 식(2) 및 식(4)에 의해 결정되는 바와 같이, 피스톤(42)을 상측으로 이동시키기 위한 힘이 피스톤(44)을 상측으로 이동시키기 위한 힘보다 작기 때문에 피스톤(44)이 피스톤(42)에 대해 상대이동을 하게 된다. 피스톤(44)이 피스톤(42)에 상대적으로 정상에 도달한 후, 피스톤들(42,44)은 도 3에 도시된 완전히 신장된 위치까지 동시에 이동하게 되어 로킹장치(22)로부터 컵(20)이 제거될 수 있게 된다.
또한, 도 2내지 도 4에는, 실린더 단부(54)내에서 미끄러질 수 있게 밀폐되고 그 실린더 단부 아래로 연장하는 핀(64)이 도시되어 있다. 도 4에는, 핀(64)을 상측으로 밀기위해 실린더단부(54)에 피벗식으로 접촉된 수동 보조 레버(66)가 도시되어 있다. 제 2 피스톤(44)이 도 4에 도시된 위치에 있을 때, 레버(66)를 수동으로 회전시켜 핀(64)을 상측으로 밀면 피스톤(44)이 피스톤(42)에 대해 상측으로 밀려서 도그들(30) 분리된다. 따라서, 레버(66) 및 핀(64)이 마련되어, 동력이 고장났을 때 래치(10)가 수동으로 해제될 수 있게 된다.
래치(10)는 컵(20)과 로킹장치(22)의 완전히 견고한 결합을 가능하게 한다. 바람직한 실시예에서 래치가 트럭후드에 사용되는 것으로 기재되었지만, 어느 두 개의 구조체간의 결합을 위해 항상 사용될 수 있다. 이외에도 래치(10)가 결합동작중에 상당한 측방향 오정렬이 발생하는 두 구조체의 결합을 제공할 뿐만 아니라 예비하중을 가하게 된다는 것을 주지해야 한다. 포트(56)로 유입되는 유체의 영향으로 컵(20)이 실린더 단부(52)쪽으로 소정의 예비하중이 가해진 상태로 당겨지기 때문에 만일 컵(20)이 실린더 단부(52)에 접촉하기 전에 두 구조체가 서로 접촉하게 되면 이 두 구조체에 예비하중이 가해지게 되고, 그 결과 이 구조체들은 함께 긴밀하게 결합, 유지 된다. 이러한 방식으로 예비하중이 가해진 상태가 되더라도 컵(20)은 여전히 실린더 단부(52)에 접촉된 상태로 유지될 것이다. 일례로, 예시한 바와 같은 트럭 후드 래치에 적용하는 경우 후드는 벌브시일에 접촉하여 그 벌브시일을 예비하중을 가하는 상태로 압축시키고, 그 결과 후드는 벌브시일 및 트럭 본체에 긴밀하게 닫힌 상태로 유지되고, 컵(20)이 실린더 단부(54)에 접촉할 때 까지 벌브 시일은 계속 압축되게 된다.
래치(10)는 또한 두 구조체가 서로 상당한 축방향 전진 및 후퇴를 할 수 있게 구성되고, 이에 따라 개방 및 폐쇄이동을 시작할 수 있게 해준다. 또한, 탄성중합 격리체에 의해 필요하다면 래치(10)에 의해 래치되는 두 구조체간의 측방향 및 수직방향의 연결 변위성이 얻어진다. 또한, 유압이 손실될 경우에도 래치상태는 그대로 유지된다.
도5 및 도6에는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 로킹장치가 도시되어 있는데, 이 로킹장치(122)는 후술하는 구성을 제외하고는 근본적으로 제 1 실시예의 로킹장치(22)와 동일한 구성을 가지고 있다. 따라서, 로킹장치(122)에 있어 제 1 실시예의 로킹장치(22)와 동일한 구성요소들은 동일부호에 "100"을 더하여 부호표시를 하였다.
로킹장치(122)가 로킹장치(22)와 다른 점은 후퇴동작이 유압에 의해 이루어지는 것이 아니라 동축방향으로 배치된 한쌍의 압축스프링(170,172)에 의해 이루어지게 되어 있고, 이 때문에 포트(56)가 생략되어 있다는 것이다. 또한, 로킹장치(22)의 경우에는 선형캠(50)이 포스트(48)의 단부에 나사결합되어 있으나, 로킹장치(122)의 경우에는 선형 캠(150)이 포스트(148)와 일체를 이루고 있다. 캠(150), 포스트(148), 피스톤(144)들은 노우즈(128)와 캠(150)사이에서 연장되고 스프링(170,172)보다 힘이 약한 제 3 스프링(174)에 의해 후퇴위치(즉, 결합위치)로 이동하게 되어 있고, 그 결과, 피스톤(142)을 상승시키는데 요구되는 힘보다 피스톤(144)을 상승시키는데 요구되는 힘이 작게 된다. 또한, 피스톤(142)은 피스톤(42)과는 다소 다른 형태를 가지고 있고 통로(63)를 가지고 있지 않다.
스프링(170,172)에 의해 로킹장치(122)의 후퇴이동이 이루어지고, 스프링(174)에 의해 피스톤(142)에 대한 피스톤(144)의 후퇴이동이 이루어지며, 피스톤들(142,144)은 단지 유압에 의해서만 일방향으로, 즉 신장방향으로 이동하게 구성되기 때문에, 로킹장치(122)는 단일 작동식 스프링 복귀 로킹장치로서 알려져 있다. 제 1 실시예의 로킹장치(22)의 경우에는 유압에 의해 양방향 모두로 이동가능하게 구성되어 있고, 이러한 점에서 이중 작동식 로킹장치이다. 로킹장치(122)에 연관하여 사용되는 컵(20)은 제 1 실시예의 로킹장치(22)에 연관하여 사용되는 컵(20)과 동일한 구성을 가지고 있다. 비록 도5에는 수동식 보조레버(66)를 도시하지는 않았지만 도4에 도시한 방식으로 이러한 레버를 설치할 수 있을 것이다.
도 7에는 로킹장치(122)의 구성을 변형한 로킹장치(222)가 도시되어 있는데, 이 로킹장치(222)는 비록 도그(13)의 형태가 도5 및 도6에 도시한 형태라기 보다는 볼(230)의 형태를 가지고 있긴 하지만 전체적인 면에서 도5에 도시한 구성과 동일한 구성을 가지고 있다. 이와 같이 볼의 형태로된 도그를 사용하는 경우에는 볼이 수용되는 구멍의 외단부도 볼의 분리를 방지할 수 있도록 코인(coin)처리를 하거나 직경을 감소시킬 필요가 있다. 로킹장치(122)의 요소들에 대응하는 로킹장치(222)의 요소들에는 동일 부호에 "100"을 더하여 부호표시를 하였다.
도 8에는 로킹장치에 대한 제 4 실시예, 즉 로킹장치(322)와 컵에 대한 제 2 실시예, 즉 컵(32)이 도시되어 있는데, 이에 있어 제 1 실시예의 래치장치(10)와 동일한 요소들에 대해서는 동일부호에 "300"을 더하여 부호표시를 하였다. 실린더 하단부(354)는 실린더(340)와 일체로 형성되고, 그 실린더 단부(354)에 측부에는 포트(358)가 형성되며, 실린더(340)가 나사결합되는 단부(352)의 측부에는 포트(356)가 형성되어 있다. 로킹장치(322)를 트럭 본체 또는 섀시 또는 다른 구조물에 장착시킬 수 있게 단부(354)에는 나사(355)가 형성되어 있으며, 단부(352)에는 구멍(353)이 형성되어 있다. 나사(355)는 또한 래치(310)를 수동으로 분리시킬 수 있게 레버(66)와 유사한 레버가 피벗장착될 수 있는 브라켓을 장착시키는데 사용할 수도 있다.
컵(320)은 본체(324), 그 본체(324)를 에워싸는 탄성중합체(332), 그리고 플랜지(334)로 구성되어 있다. 탄성중합체(332)는 본체(324)아래로 연장되면서 폭이 넓어지게 형성되고, 이에 따라 종형태의 입구를 형성하여 본체(324)의 내부에 수용되는 노우즈(328)의 정렬을 쉽게 해준다. 탄성중합체(332)는 피스톤행정에 의해 그리고 함께 당겨지는 요소들의 결합에 의해 단부(352)와 접촉하면서 그에 대해 압축된다. 플랜지(334)는 아암(335)을 가지고 있는데, 이 아암(335)에는 컵(320)을 후드 또는 다른 구조물에 장착시키기 위한 두 개의 구멍이 형성되어 있다.
지금까지 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 이에 국한되지 않고 이하의 특허청구의 범위에 기재된 발명의 범위내에서 다양한 변경 및 수정이 이루어질 수 있음은 물론이다.
본 발명은 유압 작동식 실린더와, 내경과, 상기 실린더의 내벽에 대해 미끄럼이동 가능하게 밀폐된 외경을 갖는 환형 피스톤을 구비하는 유압 작동식 래치를 제공한다. 퀼 샤프트가 상기 환형 피스톤에 고정되어 상기 실린더의 단부를 벗어나 상기 실린더로부터 연장단부까지 축방향으로 연장하며, 상기 연장단부에서 공동 노우즈를 갖는다. 제2피스톤이 상기 환형 피스톤의 상기 내경에 미끄럼이동 가능하게 밀폐되며, 포스트가 상기 제 2 피스톤에 고정되어 상기 퀼 샤프트의 내측에서 상기 제 2 피스톤으로부터 축방향으로 연장한다. 상기 포스트는 상기 퀼 샤프트 내측에서 미끄럼이동 가능하여 상기 실린더를 벗어나 상기 노우즈 내측의 연장 단부까지 연장하며, 상기 연장단부에서 선형 캠을 갖는다. 하나이상의 도그가 상기 노우즈내의 슬롯 내외로 반경방향으로 미끄럼이동 가능하고, 상기 캠의 축방향 이동시 상기 캠 상에서 캠동작을 수행함으로써 상기 슬롯내에서 미끄럼 가능하다. 컵이 상기 노우즈를 수납하도록 제공되며, 상기 컵은 그로부터의 상기 노우즈의 후퇴를 억제하기 위해 상기 도그가 상기 노우즈를 벗어나 반경방향으로 연장할 때 상기 도그를 결합시키기 위한 홈을 갖는다. 따라서, 상술된 개념을 갖는 유압 래치가 제공된다.
본 발명의 일면에 따르면, 노우즈(nose)는 그것의 단부쪽으로 테이퍼(taper)되며, 컵(cup)의 하부는 종형태로 되어 있다. 이러한 형태는 초기결합시 노우즈 및 컵의 정렬을 용이하게 한다. 또한, 컵은 탄성중합 격리체에 의해 원활하게 장착되어, 정렬중 변위성을 제공하고 진동전달을 감소시킨다.
본 발명의 또다른 면에 따르면, 피스톤의 후퇴된 위치에서, 도그(dog)는 선형캠을 가압하기 위해 홈(undercut)상에서 캠동작을 수행한다. 캠, 도그 및 홈 간의 마찰에 의해, 동력고장시에도 래치 접속이 유지된다.
본 발명의 래치는 스프링 복귀방식일 수 있다. 즉, 래치는 환형 피스톤을 복귀시키기 위한 스프링과, 상기환형 피스톤과 상대적으로 제 2 피스톤을 복귀시키기 위한 스프링을 구비하는데, 다시 말하면 유압하에서 이중 동작을 수행한다. 이중 동작이 수행되면, 퀼(quill) 샤프트의 유효 면적이 포스트(post)의 것보다 2배 이상이 되어, 퀼 사프트 및 노우즈의 후퇴가 시작되기 전에 래칭 동작이 수행되도록 한다.
본 발명의 다른 제반 특징 및 장점은 이하의 도면 및 상세한 설명에서 구체적으로 설명한다.
Claims (11)
- 유압 작동식 실린더와;내경과, 상기 실린더의 내벽에 대해 미끄럼이동 가능하게 밀폐된 외경을 갖는 환형 피스톤과;상기 환형 피스톤에 고정되어 상기 실린더의 단부를 벗어나 상기 실린더로부터 연장단부까지 축방향으로 연장하고, 상기 연장단부에서 공동 노우즈를 갖는 퀼 샤프트와;상기 환형 피스톤의 상기 내경에 미끄럼이동 가능하게 밀폐된 제 2 피스톤;상기 제 2 피스톤에 고정되어 상기 퀼 샤프트의 내측에서 상기 제 2 피스톤으로부터 축방향으로 연장하고, 상기 퀼 샤프트 내측에서 미끄럼이동 가능하여 상기 실린더를 벗어나 상기 노우즈 내측의 연장 단부까지 연장하며, 상기 연장단부에서 선형 캠을 갖는 포스트와;상기 노우즈내의 슬롯 내외로 반경방향으로 미끄럼이동 가능하고, 상기 캠의 축방향 이동시 상기 캠 상에서 캠동작을 수행함으로써 상기 슬롯내에서 미끄럼이동 가능한 하나 이상의 도그와;상기 노우즈를 수납하고, 그로부터의 상기 노우즈의 후퇴를 억제하기 위해 상기 도그가 상기 노우즈를 벗어나 반경방향으로 연장할 때 상기 도그를 결합시키기 위한 홈을 갖는 컵을 구비하는 것을 특징으로 하는 유압 작동식 래치.
- 제 2 항에 있어서, 상기 노우즈는 그것의 단부쪽으로 테이퍼되는 것을 특징으로 하는 유압 작동식 래치.
- 3. 제 1 항에 있어서, 상기 컵의 하부는 종 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 유압 작동식 래치.
- 제 1 항에 있어서,상기 컵은 그것을 장착시키기 위한 탄성중합 격리체를 구비하는 것을 특징으로하는 유압 작동식 래치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 피스톤들의 후퇴된 위치에서 상기 도그는 상기 선형캠을 가압하기 위해 상기 홈상에서 캠동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 유압 작동식 래치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 환형 피스톤을 복귀시키기 위한 스프링을 추가로 구비하는 것을 특지으로 하는 유압 작동식 래치.
- 제 6 항에 있어서, 상기 환형 피스톤에 상대적으로 상기 제 2 피스톤을 복귀시키기 위한 추가의 스프링을 구비하는 것을 특징으로 하는 유압 작동식 래치.
- 제 7 항에 있어서, 상기 또다른 스프링은 상기 캠이 상기 도그를 반경 방향 외측으로 가압하는 위치쪽으로 상기 제 2 피스톤을 가압하는 것을 특징으로 하는 유압 작동식 래치.
- 제 1 항에 있어서,상기 실린더는 이중 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 유압 작동식 래치.
- 제 9 항에 있어서, 상기 퀼 샤프트의 유효면적은 상기 포스트의 유표면적의 최소한 두배인 것을 특징으로 하는 유압 작동식 래치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 홈으로부터 상기 도그를 수동으로 분리시키기 위해 상기 실린더에 장착된 레버를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 유압 작동식 래치.
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