KR20010093000A - 피스톤밸브구조가 변경된 가스스프링 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가스층 및 오일층을 통과하는 피스톤에 상호연관성이 없는 유로를 개별적으로 형성하므로써, 독립적인 조율작업과, 독립적인 속도제어가 가능한 피스톤밸브구조가 변경된 가스스프링을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

그러한 본 발명의 피스톤밸브구조가 변경된 가스스프링은 오일 및 가스를 충진한 실린더(3)의 작동실(4, 5)에서 축방향으로 이동하도록, 피스톤로드(111)의 끝단부에 고정된 피스톤(100)을 구비하고, 피스톤(100)의 일면에 형성된 링형홈(60)에는 피스톤링(20)이 장착되어 있고, 피스톤(100)의 상부(110)와 하부에 오일슬릿(107, 108)들이 형성되어 있다. 이런 본 발명의 피스톤밸브구조가 변경된 가스스프링에서 피스톤(100)의 축심쪽에는 제1오리피스(130)와 동일한 방향으로 링형홈(60)과 관통한 제2오리피스(140)들이 형성되어 있고, 그러므로써, 작동실(4, 5)의 오일과 가스를 개별적으로 유동(c, f, g)시킨다. 또한, 피스톤로드(111)에는 제2오리피스(140)들을 단속하도록 체크밸브(150)가 결합되어 있다.

이런 본 발명의 피스톤밸브구조가 변경된 가스스프링은 오일과 가스를 개별적으로 유동시켜, 가스의 이동속도 및 오일의 이동속도를 동시에 만족시킬 수 있고, 가스 및 오일의 이동속도를 동시에 만족시키는 제품의 사양을 결정하는데 필요한 많은 실험과 조율작업을 줄일 수 있고, 독립적인 속도제어를 할 수 있다.

Description

피스톤밸브구조가 변경된 가스스프링{A gas spring changed piston valve structure}

본 발명은 피스톤밸브구조가 변경된 가스스프링에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 피스톤링을 슬라이딩 가능하도록 끼운 피스톤에 가스와 오일을 분리하여 유동시킬 수 있는 별도의 오리피스들을 형성한 피스톤밸브구조가 변경된 가스스프링에 관한 것이다.

일반적으로, 가스스프링은 밀폐된 저장튜브에 오일과 압축된 질소가스가 충진되어 있어, 피스톤로드를 눌러서 왕복시킬 때 피스톤로드에 받는 하중을 변화시키는 구조이다. 이런 가스스프링은 금속스프링, 고무스프링 등에 비하여 소형이고, 큰 초기 하중값으로 적은 스프링 상수를 낼 수 있다. 또한, 가스스프링은 금속스프링 등에서 불가능한 압축 또는 신축방향시의 속도를 제어할 수 있고 충격을 완화할 수 있는 등의 많은 장점을 가진다.

이와 같은 이유로 가스스프링은 자동차의 후드(hood), 트렁크 리드(trunk lid)와, 복사기 덮게, 틸팅가능한 쇼파, 높이 조절가능한 의자와 같이 산업 전반에 걸쳐 다양한 형식과 모양으로 사용되고 있다.

종래 기술에 따른 가스스프링은 도 1에 도시된 바와 같이, 작동실(4, 5)의 내부에 오일과 가스를 충진하고, 로드가이드(12) 및 스토퍼(9)를 내부에 장착한 실린더(3)를 갖는다. 이런 종래의 가스스프링은 실린더(3)의 축심에 삽입된 피스톤로드(11)와, 이런 피스톤로드(11)의 단부에 고정되어서 작동실(4, 5)에서 오일 및가스를 유동(a, b)시킬 수 있게 형성된 피스톤(1)으로 구성되어 있다.

여기에서, 피스톤로드(11)는 실축으로서, 피스톤(1)을 단부에 고정할 수 있도록 나사산을 형성하고 있다. 그리고, 오일 및 가스는 작동실(4, 5)의 내부에서 오일층과 가스층을 형성한다.

또한, 피스톤(1)은 일면에 링형홈(6)을 형성하고 있다. 이런 링형홈(6)을 기준으로 피스톤(1)의 상부 원주면에는 다수의 제1오일슬릿(7)들을 형성하고 있다. 또한, 피스톤(1)의 상부에는 링형홈(6)과 수직하게 관통한 한 개의 제1오리피스(13)가 형성되어 있다.

그리고, 링형홈(6)을 기준으로 피스톤(1)의 상부보다 약간 얇은 두께를 갖는 피스톤(1)의 하부 원주면에는 제1오일슬릿(7)들보다 상대적으로 더 큰 깊이의 제2오일슬릿(8)들을 형성하고 있다.

또한, 피스톤(1)의 링형홈(6)에는 링형상의 피스톤링(2)이 결합되어 있다. 여기에서, 피스톤링(2)은 피스톤(1)의 직경에 대응한 크기로서, 제1오일슬릿(7)들을 밀폐시킬 수 있는 폭을 갖도록 형성되어 있고, 피스톤(1)의 이동시, 오일 및 가스에 인가된 압력에 의해서 제1오일슬릿(7)들을 개방 또는 밀폐시키는 역할을 한다.

이렇게 구성된 종래의 가스스프링은 외부에서 전달되는 압축력이 피스톤로드(11)에 인가될 경우, 실린더(3)의 내부에서 피스톤로드(11)와 피스톤(1)을 상방향으로 이동시킨다. 이런 경우, 제1작동실(4)의 오일 및 가스는 압력을 받게 된다.

이때, 피스톤링(2)은 오일 및 가스의 압력에 의해서 하향으로 이동하면서, 피스톤(1)의 제1오일슬릿(7)들을 개방한다. 그리고, 제1작동실(4)의 오일 및 가스는 피스톤(1)의 개방된 제1오일슬릿(7)들과 제1오리피스(13) 및 제2오일슬릿(8)들을 통하여 유동(a)한다.

또한, 종래의 가스스프링은 피스톤로드(11)에 가해진 압축력이 제거되어 반동될 경우, 실린더(3)의 내부에서 가스의 팽창에 따라 피스톤로드(11)와 피스톤(1)을 하방향으로 이동시킨다. 이런 경우, 제2작동실(5)의 오일 및 가스는 압력을 받게 된다.

이때, 피스톤링(2)은 오일 및 가스의 압력에 의해서 상향으로 이동하면서, 피스톤(1)의 제1오일슬릿(7)들을 밀폐한다. 그리고, 제2작동실(5)의 오일 및 가스는 피스톤(1)의 제2오일슬릿(8)들과, 제1오리피스(13)를 통하여 유동(b)한다.

따라서, 종래의 가스스프링은 피스톤(1)에 형성된 제1오리피스(13)와, 오일슬릿(7, 8)들의 단면적의 크기에 의해 감쇠력의 발생 크기를 결정한다. 즉, 제1오리피스(13)와, 오일슬릿(7, 8)들의 단면적의 크기가 작으면 종래의 가스스프링은 느린 속도로 작동하고, 단면적의 크기가 크면 빠른 속도로 작동한다.

그러나, 종래 기술에 따른 가스스프링은 작동실의 내부에 오일층과 가스층이 형성되어 있기 때문에, 피스톤이 오일층과 가스층을 통과하는 상태에 따라 제어 속도가 결정되므로써, 가스의 이동속도 및 오일의 이동속도를 동시에 만족시킬 수 없는 단점이 있다.

또한, 종래의 가스스프링은 가스 및 오일의 이동속도를 동시에 만족시키는 제품의 사양을 결정하는데 많은 실험과 조율작업이 필요하고, 이에 따라 제작단가를 높이는 단점이 있다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 본 발명은 가스층 및 오일층을 통과하는 피스톤에 상호연관성이 없는 유로를 개별적으로 형성하므로써, 독립적인 조율작업과, 독립적인 속도제어가 가능한 피스톤밸브구조가 변경된 가스스프링을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

도 1은 종래 기술에 따른 가스스프링의 구성을 설명하기 위한 단면도,

도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 피스톤밸브구조가 변경된 가스스프링의 구성을 설명하기 위한 단면도,

도 3은 도 2에 도시된 피스톤밸브구조가 변경된 가스스프링의 중요부위의 형상을 설명하기 위한 분해 사시도,

도 4 내지 도 6은 도 2에 도시된 피스톤밸브구조가 변경된 가스스프링의 작동방법을 설명하기 위한 단면도들 및 사시도.

♣도면의 주요부분에 대한 부호의 설명♣

3 : 실린더 4, 5 : 작동실

20 : 피스톤링 60 : 링형홈

100 : 피스톤 107, 108 : 오일슬릿

111 : 피스톤로드 130 : 제1오리피스

140 : 제2오리피스 150 : 체크밸브

상술한 본 발명의 목적은 오일 및 가스를 충진한 실린더의 작동실에서 축방향으로 이동하도록, 피스톤로드의 끝단부에 고정된 피스톤을 구비하고, 피스톤의 일면에 형성된 링형홈에는 피스톤링이 장착되어 있고, 피스톤의 상부와 하부에 오일슬릿들이 형성된 피스톤밸브구조가 변경된 가스스프링에 있어서, 피스톤의 축심쪽에는 제1오리피스와 동일한 방향으로 링형홈과 관통한 제2오리피스들이 형성되어 있고, 그러므로써, 작동실의 오일과 가스를 개별적으로 유동시키는 것을 특징으로 하는 피스톤밸브구조가 변경된 가스스프링에 의해 달성된다.

또한, 본 발명의 피스톤밸브구조가 변경된 가스스프링의 피스톤로드에는 제2오리피스들을 단속하도록 체크밸브가 결합되어 있는 것이 바람직하다.

이하, 첨부한 도 2 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른피스톤밸브구조가 변경된 가스스프링에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

이 실시예에서 설명하는 본 발명의 피스톤밸브구조가 변경된 가스스프링은 피스톤의 축심쪽에 별도의 오일 통과용 제2오리피스들을 형성하고 있는 것을 제외하고는 본질적으로 종래의 기술과 동일하다. 그러므로, 도 1 내지 도 5에서 동일하거나 대응하는 구성요소에 대해서는 동일하거나 유사한 도면부호가 부여될 것이며, 이것들에 대한 설명은 여기에서 생략될 것이다.

도면에서, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 피스톤밸브구조가 변경된 가스스프링의 구성을 설명하기 위한 단면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 피스톤밸브구조가 변경된 가스스프링의 중요부위의 형상을 설명하기 위한 분해 사시도이며, 도 4 내지 도 6은 도 2에 도시된 피스톤밸브구조가 변경된 가스스프링의 작동방법을 설명하기 위한 단면도들 및 사시도이다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 피스톤밸브구조가 변경된 가스스프링은 작동실(4, 5)을 형성하는 실린더(3)의 내부에서 유동할 수 있도록, 제1오일슬릿(107)과 제2오일슬릿(108)을 형성하고, 피스톤로드(111)의 끝단부에 고정된 피스톤(100)을 갖는다.

이런 피스톤(100)은 종래의 기술과 연계하여 설명하면, 일면에서 피스톤링(20)을 장착한 링형홈(60)을 형성하고 있다. 이런 피스톤(100)의 상부(110)에는 축심쪽에 제1오리피스(130)와 수평하고 링형홈(60)과 관통한 두 개의 제2오리피스(140)들이 형성되어 있다. 여기에서, 본 발명의 피스톤밸브구조가 변경된 가스스프링은 장착되는 방향과, 스프링 작동시의 작동방향에 의해, 일반적으로 비중이 높은 오일을 바깥쪽으로 이동시키고, 비중이 낮은 가스를 안쪽으로 이동시킨다. 따라서, 피스톤(100)의 외각에 형성된 제1오리피스(130)는 오일의 유동을 위한 것이고, 피스톤(100)의 축심쪽에 형성된 제2오리피스(140)들은 가스의 유동을 위한 것이다.

그러한 제2오리피스(140)들은 피스톤(100)의 상향으로 피스톤로드(111)에 장착되는 체크밸브(150)에 의해서 단방향으로 개방 및 밀폐된다. 또한, 체크밸브(150)는 피스톤너트(151)에 의해서 피스톤로드(111)의 끝단부에 고정되어 있다.

아래에서, 앞서 상세히 설명한 바와 같은 본 발명의 피스톤밸브구조가 변경된 가스스프링의 작동방법에 대해서 설명하겠다.

도 4에 보이듯이, 본 발명의 피스톤밸브구조가 변경된 가스스프링은 자동차의 트렁크 내부에 장착되어 트렁크 리드를 닫을 때에, 상대적으로 짧은 축길이를 갖도록 압축된다. 그런 경우, 피스톤(100)은 가스스프링의 하부 방향(t)으로 이동한다.

이때, 체크밸브(150)는 제1작동실(4)의 증가된 가스 및 오일의 압력에 의해서, 피스톤(100)의 상부(110)에 형성된 제2오리피스(140)들을 밀폐한다. 또한, 피스톤링(20)은 피스톤(100)의 이동방향(t)과 반대반향으로 움직여서, 제1오일슬릿(107)들을 개방시킨다.

따라서, 제1작동실(4)의 가스 및 오일은 제1오일슬릿(107)들과, 제1오리피스(130)와, 링형홈(60)과 제2오일슬릿(108)들을 통하여 제2작동실(5)로유동(c)한다.

도 5에 보이듯이, 이렇게 압축된 본 발명의 피스톤밸브구조가 변경된 가스스프링은 트렁크의 내부에서 거의 수평한 방향으로 배치된다. 이런 경우, 본 발명의 가스스프링의 내부에서는 상대적으로 높은 비중을 갖는 오일이 낮은 비중을 갖는 가스의 밑에서 층을 이루게 된다. 그리고, 사용자가 트렁크 리드(14)를 상향으로 열면, 본 발명의 가스스프링은 유한한 각도로 이동하면서, 피스톤로드(111)를 상부 방향(e)으로 신축시킨다. 이때, 이렇게 이동하는 본 발명의 가스스프링의 내부에서는 오일이 실린더(3)의 내원주면을 따라 유동하고, 가스는 오일의 상부에서 유동한다.

도 6에 도시된 바와 같이, 피스톤로드(111)가 신축할 경우, 피스톤(100)은 가스스프링의 상부 방향(e)으로 이동한다. 그리고, 피스톤(100)의 체크밸브(150)는 피스톤(100)의 상부(110)에 형성된 제2오리피스(140)들을 오일 및 가스의 압력에 의해 개방한다. 또한, 피스톤링(20)은 피스톤(100)의 이동방향(e)과 반대반향으로 움직여서, 제1오일슬릿(107)들을 밀폐시킨다.

따라서, 제2작동실(5)의 내원주면을 따라 유동하는 오일은 제2오일슬릿(108)들과, 링형홈(60)과, 제1오리피스(130)를 통하여 제1작동실(4)로 유동(f)한다. 또한, 제1작동실(5)에서 오일의 상부에서 유동하는 가스는 제2오일슬릿(108)들과, 링형홈(60)과, 제2오리피스(140)들을 통하여 제1작동실(4)로 유동(g)한다. 이렇게 개별적으로 이동하는 가스와 오일은 유동시 상호 간섭을 최소화시킨다.

앞서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명의 피스톤밸브구조가 변경된 가스스프링은 별도의 제2오리피스들을 피스톤의 축심쪽에 형성하므로써, 오일과 가스를 개별적으로 유동시켜, 가스의 이동속도 및 오일의 이동속도를 동시에 만족시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 피스톤밸브구조가 변경된 가스스프링은 가스 및 오일의 이동속도를 동시에 만족시키는 제품의 사양을 결정하는데 필요한 많은 실험과 조율작업을 줄일 수 있고, 독립적인 속도제어를 할 수 있는 장점이 있다.

이상에서 살펴본 본 발명의 피스톤밸브구조가 변경된 가스스프링에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

Claims (2)

1. 오일 및 가스를 충진한 실린더(3)의 작동실(4, 5)에서 축방향으로 이동하도록, 피스톤로드(11, 111)의 끝단부에 고정된 피스톤(1, 100)을 구비하고, 상기 피스톤(1, 100)의 일면에 형성된 링형홈(6, 60)에는 피스톤링(2, 20)이 장착되어 있고, 상기 피스톤(1, 100)의 상부(110)와 하부에 오일슬릿(7, 8, 107, 108)들이 형성된 피스톤밸브구조가 변경된 가스스프링에 있어서,

   상기 피스톤(100)의 축심쪽에는 제1오리피스(130)와 동일한 방향으로 상기 링형홈(60)과 관통한 제2오리피스(140)들이 형성되어 있고, 그러므로써, 상기 작동실(4, 5)의 오일과 가스를 개별적으로 유동(c, f, g)시키는 것을 특징으로 하는 피스톤밸브구조가 변경된 가스스프링.
2. 상기 피스톤로드(111)에는 상기 제2오리피스(140)들을 단속하도록 체크밸브(150)가 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 피스톤밸브구조가 변경된 가스스프링.