KR20020053594A - Gas spring - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 가스스프링에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 가스스프링의 피스톤과 스톱퍼 사이에 우레탄(urethan)재질의 탄성부재를 삽입함으로써 우레탄의 비선형적 변위-하중 특성을 이용하여 사용자가 안정적으로 사용할 수 있는 가스스프링에 관한 것이다.The present invention relates to a gas spring, and more particularly, by inserting an urethane (urethan) elastic member between the piston and the stopper of the gas spring can be used stably by the user using the non-linear displacement-load characteristics of the urethane It relates to a gas spring.
일반적으로 자동차의 트렁크, 도어, 후드 등의 개폐수단에는 가스스프링이 장착되어 구비된다. 예를 들어 자동차의 후드에 장착된 가스스프링은 사용자가 후드를 어느 정도 개방하면 가스압이 작용하게 되어 적은 힘으로도 후드를 손쉽게 개방할 수 있다.In general, the opening and closing means of the trunk, door, hood, etc. of the vehicle is provided with a gas spring. For example, the gas spring mounted on the hood of a vehicle can easily open the hood with a small force because the gas pressure is applied when the user opens the hood to some extent.
도 1은 종래의 가스스프링의 단면도이다. 도시된 바와 같이, 피스톤로드(10)가 형성된 피스톤(20)과, 피스톤(20)이 내측에 결합되고 일측의 내주면에는 스톱퍼(31)가 형성되는 원통형의 실린더(30)와, 피스톤(20)과 실린더(30)의 스톱퍼(31) 사이에 설치되는 코일스프링(40)으로 구성된다.1 is a cross-sectional view of a conventional gas spring. As shown, the piston 20, the piston rod 10 is formed, the cylindrical cylinder 30, the piston 20 is coupled to the inside and the stopper 31 is formed on the inner peripheral surface of one side, the piston 20 And a coil spring 40 installed between the stopper 31 of the cylinder 30.
피스톤(20)은 제1소켓(50)을 일단에 결합한 피스톤로드(10)가 형성되어 있으며, 실린더(30)의 내측에 결합된다.The piston 20 is formed with a piston rod 10 coupled to one end of the first socket 50, and is coupled to the inside of the cylinder 30.
피스톤(20)의 내측에 결합된 실린더(30)는 일측의 내부에는 피스톤로드(10)를 가이드하는 로드가이드(32)와 절연재 등의 패킹(33)이 구비되어 있으며, 이 패킹(33)의 일측에는 피스톤(20)의 행정을 제어하는 스톱퍼(31)가 형성되어 있다. 또한, 실린더(30)와 피스톤(10)의 사이에는 압축가스(70)가 내포되어 있다.The cylinder 30 coupled to the inner side of the piston 20 is provided with a rod guide 32 for guiding the piston rod 10 and a packing 33 such as an insulating material inside one side thereof. On one side, a stopper 31 for controlling the stroke of the piston 20 is formed. In addition, the compressed gas 70 is contained between the cylinder 30 and the piston 10.
코일스프링(50)은 피스톤로드(10)에 삽입되어 피스톤(20)과 스톱퍼(31) 사이에 설치된다.Coil spring 50 is inserted into the piston rod 10 is installed between the piston 20 and the stopper 31.
한편, 제1 및 제2소켓(50,60)은 일측에 각각 홈을 형성하여, 이 홈에 자동차의 트렁크, 도어 또는 후드 등의 개폐수단과 연결된 각각의 볼스터디(미도시)가 클립(미도시)에 의해 결합된다.On the other hand, the first and second sockets (50, 60) are each formed with a groove on one side, each of the ball study (not shown) connected to the opening and closing means, such as the trunk, door or hood of the car in the groove (not shown) Combined).
따라서, 사용자가 자동차의 개폐수단을 열게 되면 개폐수단과 연결된 볼스터디와 이에 결합된 제1 및 제2소켓(50,60)에 의해 가스스프링에 인장력이 작용하고 이 때 실린더(30)내의 압축가스(70)에 의해 가스압이 작용하게 되어 사용자가 적은 힘으로도 후드, 도어 등 개폐수단을 개방시킬 수 있다. 이 때 압축가스(70)의 가스압에 의해 피스톤로드(10)가 실린더(30)로부터 최대로 신장하게 되면 피스톤(20)이 실린더(30)의 스톱퍼(31)에 충돌을 하게 되므로, 코일스프링(40)은 그 탄성력으로 압축가스(70)의 가스압과 상쇄되도록 하여 개폐수단을 안정적으로 열 수 있도록 한다.Therefore, when the user opens and closes the opening and closing means of the vehicle, a tension force is applied to the gas spring by the ball study connected to the opening and closing means and the first and second sockets 50 and 60 coupled thereto. Gas pressure acts by the user 70, so that the user can open and close the hood, the door and the like with a small force. At this time, when the piston rod 10 extends from the cylinder 30 to the maximum by the gas pressure of the compressed gas 70, the piston 20 collides with the stopper 31 of the cylinder 30, so that the coil spring ( 40 is to be able to offset the gas pressure of the compressed gas 70 by the elastic force so that the opening and closing means can be stably opened.
그러나, 종래의 가스스프링은 다음과 같은 문제점이 있다.However, the conventional gas spring has the following problems.
첫째, 도 2에 도시된 코일스프링의 변위-하중 특성 그래프에서와 같이, 코일스프링의 선형적 특성으로 인해 코일스프링에 큰 하중이 필요한 경우 가스스프링의 내부에 조립되는 부품으로써 설계 조건에 제약을 받아 코일스프링의 설계가 불가능한 경우가 발생할 수 있으며,First, as shown in the displacement-load characteristic graph of the coil spring shown in FIG. It may happen that the design of coil spring is impossible.
둘째, 코일스프링은 코일스프링의 지수비, 상수의 조정으로 설계를 하여야 하는데, 코일스프링의 상수의 조정이 불가능할 경우 코일스프링의 작동거리를 증대하여 하중을 증가시킬 수 있으나 저온에서 작동시 코일스프링의 하중이 작용하는 구간만큼 도어를 지지하는 가스스프링의 반발력이 저하되어 도어가 처지는 경우가 발생할 수 있으며,Second, the coil spring should be designed by adjusting the exponent ratio and constant of the coil spring. If the constant adjustment of the coil spring is impossible, the coil spring can be increased by increasing the working distance of the coil spring. The repulsive force of the gas spring supporting the door decreases as much as the section where the load is applied, which may cause the door to sag.
셋째, 코일스프링의 작동원리가 가스스프링이 최대로 팽창될 경우에 작동될 수 있도록 설계되어진 구조이므로 도어가 닫혀진 일반적인 상태에서 주행시 코일스프링에 의한 노이즈가 발생하는 문제점이 있다.Third, since the operation principle of the coil spring is designed to be operated when the gas spring is inflated to the maximum, noise caused by the coil spring occurs when the door is closed in a general state.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 변위와 하중간의 특성이 비선형적인 우레탄 재질의 탄성부재를 사용하여 코일스프링 설계시 불가했던 필요한 하중을 지정한 변위에서 발생시킬 수 있으며, 또한 일정구간에서 큰 하중을 낼 수 있으므로 큰 하중의 적용시 저온에서도 도어의 처짐량이 미세하여 사용자의 사용조건을 안정적으로 유지할 수 있으며, 또한, 탄성부재의 재질이 우레탄이므로 작동시 또는 도어가 닫혀진 상태에서 주행시에도 소음의 발생을 방지할 수 있는 가스스프링을 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to generate a necessary load at a specified displacement, which is impossible in designing a coil spring, by using an urethane elastic member having a nonlinear characteristic between displacement and load. In addition, since a large load can be produced in a certain section, when the large load is applied, the amount of deflection of the door is minute, so that the user's use condition can be stably maintained. Also, since the elastic member is made of urethane, the door or the door To provide a gas spring that can prevent the generation of noise even when driving in the closed state.
이와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은, 피스톤로드가 결합된 피스톤과, 피스톤이 내측에 결합되고 타측의 내주면에 피스톤의 행정을 제어하는 스톱퍼가 형성된 원통형의 실린더를 구비하는 가스스프링에 있어서, 피스톤과 실린더의 스톱퍼 사이에 우레탄재질의 탄성부재가 설치된 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object, in the gas spring having a piston having a piston rod coupled, and a cylindrical cylinder formed with a stopper is coupled to the inner side and a stopper for controlling the stroke of the piston on the inner peripheral surface of the other side, Between the and the stopper of the cylinder is characterized in that the urethane elastic member is installed.
탄성부재는 피스톤이 접하는 쪽의 외주면에 주름이 형성된 것을 특징으로 한다.The elastic member is characterized in that the pleats are formed on the outer circumferential surface of the side contacting the piston.
도 1은 종래에 따른 가스스프링의 단면도,1 is a cross-sectional view of a conventional gas spring,
도 2는 코일스프링의 변위-하중 특성 그래프,2 is a displacement-load characteristic graph of a coil spring,
도 3은 본 발명에 따른 가스스프링의 단면도로서, 도 3a는 가스스프링이 압축된 상태, 도 3b는 가스스프링이 인장된 상태를 나타낸 도면,3 is a cross-sectional view of a gas spring according to the present invention, Figure 3a is a state in which the gas spring is compressed, Figure 3b is a view showing a state in which the gas spring is tensioned,
도 4는 도 3의 우레탄재질의 변위-하중 특성 그래프이다.4 is a displacement-load characteristic graph of the urethane material of FIG. 3.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
110 ; 피스톤로드 120 ; 피스톤110; Piston rod 120; piston
130 ; 실린더 131 ; 스톱퍼130; Cylinder 131; Stopper
132 ; 로드가이드 133 ; 패킹132; Road guide 133; packing
140 ; 탄성부재 141 ; 주름140; Elastic member 141; wrinkle
이하, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 더욱 상세히 설명하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 가스스프링의 단면도로서, 도 3a는 가스스프링이 압축된 상태, 도 3b는 가스스프링이 인장된 상태를 나타낸 도면이다. 도시된 바와 같이, 본 발명은 피스톤로드(110)가 결합된 피스톤(120)과, 피스톤(120)이 내측에 결합되고 타측의 내주면에 피스톤(120)의 행정을 제어하는 스톱퍼(131)가 형성된 원통형의 실린더(130)와, 피스톤(120)과 실린더(130)의 스톱퍼(131) 사이에 설치되는 우레탄재질의 탄성부재(140)로 구성된다.Figure 3 is a cross-sectional view of the gas spring according to the present invention, Figure 3a is a gas spring is a compressed state, Figure 3b is a view showing a state in which the gas spring is tensioned. As shown in the present invention, the piston rod 110 is coupled to the piston 120, the piston 120 is coupled to the inside and the stopper 131 is formed on the inner peripheral surface of the other side to control the stroke of the piston 120 It is composed of a cylindrical cylinder 130, the urethane material elastic member 140 is installed between the piston 120 and the stopper 131 of the cylinder 130.
피스톤(120)과 결합된 피스톤로드(110)의 끝단에는 제1소켓(150)이 결합된다. 피스톤(120)은 실린더(130)의 내벽과의 기밀을 유지하기 위하여 그 외주면에 홈을 형성하여 피스톤링(121)이 결합되어 있다. 이러한 피스톤(120)은 실린더(130)의 내측에 결합된다.The first socket 150 is coupled to the end of the piston rod 110 coupled to the piston 120. The piston 120 is coupled to the piston ring 121 by forming a groove on its outer circumferential surface in order to maintain airtightness with the inner wall of the cylinder 130. The piston 120 is coupled to the inside of the cylinder 130.
피스톤(120)의 내측에 결합된 실린더(130)는 일측의 내부에 피스톤로드(110)를 감싸며 형성되는 로드가이드(132)가 형성되어 있으며, 이 로드가이드(132)의 일측에는 절연재 등으로 이루어진 패킹(133)이 구비되어 있고, 이 패킹(133)의 일측에는 피스톤(120)의 행정을 제어하는 스톱퍼(131)가 형성되어 있다.The cylinder 130 coupled to the inner side of the piston 120 is formed with a rod guide 132 formed to surround the piston rod 110 inside one side, the one side of the rod guide 132 is made of an insulating material, etc. The packing 133 is provided, and a stopper 131 for controlling the stroke of the piston 120 is formed at one side of the packing 133.
또한, 피스톤(120)에 의해 기밀이 유지되는 실린더(130)의 내측 공간에는 압축가스(170)가 내포되어 있으며, 이러한 실린더(130)의 타측에는 제2소켓(160)이 결합되어 있다.In addition, a compressed gas 170 is contained in an inner space of the cylinder 130 in which airtightness is maintained by the piston 120, and the second socket 160 is coupled to the other side of the cylinder 130.
피스톤(120)과 실린더(130)의 스톱퍼(131)사이에는 우레탄재질의 탄성부재(140)가 설치되며, 이러한 탄성부재(140)는 피스톤(120)과 접촉되는 일측의 외주면에 주름(141)이 형성되어 있다. 따라서, 탄성부재(140)에 형성된 주름(141)은 압축가스(170)의 가스압에 의해 피스톤(120)이 스톱퍼(131)쪽으로 이동할 때 피스톤(120)의 충격력을 1차적으로 흡수하며, 또한 피스톤(120)에 의해 탄성부재(140)가 완전히 압착된 경우 원상태로의 복원을 용이하게 한다.An urethane material elastic member 140 is installed between the piston 120 and the stopper 131 of the cylinder 130, and the elastic member 140 is corrugated 141 on the outer circumferential surface of one side in contact with the piston 120. Is formed. Accordingly, the pleats 141 formed on the elastic member 140 primarily absorb the impact force of the piston 120 when the piston 120 moves toward the stopper 131 by the gas pressure of the compressed gas 170, and also the piston When the elastic member 140 is completely compressed by the 120, the restoration to the original state is facilitated.
피스톤로드(110)의 끝단과 실린더(130)의 타측에 각각 결합된 제1 및 제2소켓(150,160)은 일측에 각각 홈(미도시)이 형성된다. 이 홈에 각각 볼스터디의 볼(미도시)이 클립(미도시)에 의해 회동가능하게 결합되는데, 이 각각의 볼스터디는 자동차의 트렁크, 도어 또는 후드 등의 개폐수단과 연결되어 있다.The first and second sockets 150 and 160 coupled to the end of the piston rod 110 and the other side of the cylinder 130, respectively, have grooves (not shown) formed on one side thereof. Balls (not shown) of the ball study are rotatably coupled to the grooves by clips (not shown), and each ball study is connected to opening and closing means such as a trunk, a door, or a hood of the vehicle.
따라서, 사용자가 자동차의 개폐수단을 열게 되면 개폐수단에 연결된 볼스터디와 이에 결합된 제1 및 제2소켓(150,160)에 의해 가스스프링에 인장력이 작용하고, 이 때 실린더(130)의 내측에 내포된 압축가스의 가스압이 피스톤(120)에 작용하게 된다. 즉, 실린더(130) 내부에 밀봉된 압축가스의 반력에 의해 피스톤로드(110)가 실린더(120)로부터 신장되어 사용자는 자동차의 개폐수단을 손쉽게 열게 된다.Therefore, when the user opens and closes the opening and closing means of the vehicle, a tension force acts on the gas spring by the ball study connected to the opening and closing means and the first and second sockets 150 and 160 coupled thereto. The gas pressure of the compressed gas is applied to the piston 120. That is, the piston rod 110 is extended from the cylinder 120 by the reaction force of the compressed gas sealed inside the cylinder 130, the user can easily open and close the vehicle opening and closing means.
한편, 사용자가 자동차의 개폐수단을 열 때, 압축가스(170)의 가스압에 의해 피스톤로드(110)가 실린더(130)로부터 최대로 신장하게 되면 피스톤(120)이 실린더(130)의 스톱퍼(131)에 충돌한다. 이 때 우레탄 재질의 탄성부재(140)는 그 탄성력으로 압축가스(170)의 가스압과 상쇄되도록 함으로써 개폐수단을 안정적으로 열 수 있도록 한다.On the other hand, when the user opens and closes the opening and closing means of the vehicle, when the piston rod 110 extends to the maximum from the cylinder 130 by the gas pressure of the compressed gas 170, the piston 120 is a stopper 131 of the cylinder 130 ) At this time, the elastic member 140 of the urethane material is to be able to stably open the opening and closing means by being offset by the gas pressure of the compressed gas 170 by the elastic force.
이러한 탄성부재(140)는 도 4의 우레탄재질의 변위-하중 특성 그래프에 도시된 바와 같이, 우레탄재질의 비선형 특성으로 인해 탄성부재가 부담해야 하는 하중을 지정된 변위에서 충분히 발생시킬 수 있고, 일정구간에서 큰 하중을 낼 수 있으므로 큰 하중의 적용시 저온에서도 도어 등의 개폐수단의 처짐량이 미세하여 사용자의 사용조건을 안정적으로 유지할 수 있다.As shown in the displacement-load characteristic graph of the urethane material of FIG. 4, the elastic member 140 can sufficiently generate a load that the elastic member must bear due to the nonlinear characteristic of the urethane material at a specified displacement, and for a predetermined period. Since large loads can be produced at a low load, the deflection amount of the opening and closing means such as doors can be maintained even at low temperatures when the large loads are applied.
또한, 도 3a에 도시된 바와 같이 자동차의 개폐수단이 닫혀 있는 상태에서 자동차가 주행시라도 탄성부재(140)는 우레탄 재질의 특성상 소음을 발생하지 않게 된다.In addition, as shown in FIG. 3A, even when the vehicle is driven while the vehicle opening and closing means is closed, the elastic member 140 does not generate noise due to the characteristics of the urethane material.
상술한 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 변위와 하중간의 특성이 비선형적인 우레탄 재질을 사용하여 코일스프링 설계시 불가했던 필요한 하중을 지정한 변위에서 발생시킬 수 있고, 재질이 우레탄이므로 작동시 또는 도어가 닫혀진 상태에서 주행시에도 소음의 발생을 방지한다.As described above, according to a preferred embodiment of the present invention, a non-linear urethane material having a characteristic between displacement and load can generate a necessary load at a specified displacement, which is impossible in designing a coil spring. Prevents the generation of noise even when driving with the door closed.
상술한 바와 같이, 본 발명에 가스스프링은 변위와 하중간의 특성이 비선형적인 우레탄 재질을 사용하여 코일스프링 설계시 불가했던 필요한 하중을 지정한 변위에서 발생시킬 수 있고, 일정구간에서 큰 하중을 낼 수 있으므로 큰 하중의 적용시 저온에서도 도어의 처짐량이 미세하여 사용자의 사용조건을 안정적으로 유지할 수 있으며, 탄성부재의 재질이 우레탄이므로 작동시 또는 도어가 닫혀진 상태에서 주행시에도 소음의 발생을 방지할 수 있는 가스스프링을 제공하는데 있다.As described above, the gas spring according to the present invention can generate a necessary load at a specified displacement, which is impossible in designing a coil spring using a nonlinear urethane material having a non-linearity between displacement and load, so that a large load can be generated in a certain section. When the large load is applied, the deflection of the door is minute even at low temperatures, so that the user's operating conditions can be stably maintained. The elastic material is urethane, which prevents the generation of noise even when the vehicle is in operation or when the door is closed. To provide a spring.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 가스스프링을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.What has been described above is only one embodiment for carrying out the gas spring according to the present invention, and the present invention is not limited to the above-described embodiment, and the present invention deviates from the gist of the present invention. Without this, anyone skilled in the art to which the invention pertains will have a technical spirit of the present invention to the extent that various modifications can be made.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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