KR20030043093A - 일방향 완충장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 일방향 완충장치는, 소정의 매질로 채워지는 실린더와; 상기 매질의 유동에 따라 이동될 수 있도록 상기 실린더 내벽에 지지되며, 상기 매질의 유동 방향에 따라 이동 속도가 다른 피스톤 조립체; 및 상기 실린더 내부에 마련되며, 상기 피스톤 조립체에 반발력을 제공하여 그 위치를 복원시키는 스프링; 을 포함한다.

여기서 상기 피스톤 조립체는, 상기 매질의 유동에 따라 이동될 수 있도록 상기 실린더 내벽에 지지되는 피스톤; 및 상기 피스톤에 마련된 관통부에 결합되며, 상기 피스톤의 이동 방향에 따라 상기 매질의 흐름을 제어하는 밸브; 를 구비한다.

또한, 상기 매질은 기체 또는 액체로 이루어진다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 급격히 발생되는 외란에 대하여 한 방향으로 충격을 흡수하는 완충 효과를 제공하며, 그 외란이 흡수된 경우에는 원 상태의 빠른 복구를 통하여 또 다른 외란에 효율적으로 대처할 수 있는 장점이 있다.

Description

일방향 완충장치{One-way accumulator}

본 발명은 완충장치에 관한 것으로서, 특히 급격히 발생되는 외란에 대하여 한 방향으로 충격을 흡수하는 완충 효과를 제공하며, 그 외란이 흡수된 경우에는 원 상태의 빠른 복구를 통하여 또 다른 외란에 효율적으로 대처할 수 있는 일방향 완충장치에 관한 것이다.

일반적으로 완충장치란, 진동하는 외력(外力) 또는 충격이 물체에 가해질 때 스프링 ·방진(防振)고무 ·유압장치 등을 사용해서 운동에너지를 흡수하여 물체에 가해지는 진동 ·충격을 완화시키는 장치를 말한다.

이와 같은 완충장치의 예로는, 자동차 바퀴로부터 진동을 흡수하는 쇼크 업소버(shock absorber), 충돌할 때 충격을 방지하는 범퍼(bumper), 철도 차량의 연결기(連結器)에 장치하는 범퍼 등이 있으며, 그 밖에 비행기의 다리, 엘리베이터의 밑부분에 사용되는 것, 대포의 주퇴기(駐退機) 등도 완충장치의 일종이다. 또한, 이러한 완충장치는 기계적인 충격량을 흡수하는 것 뿐만아니라, 열 교환기에서와 같이 급격한 열 흐름에 의한 외란으로부터 발생되는 충격량을 흡수하도록 적용될 수도 있다.

한편, 도 1에 나타낸 바와 같이, 차량용 완충장치로서 보통 사용되는 유압장치는 실린더(11) 내에 기름을 가득 채우고, 그 속을 피스톤(12)이 움직이도록 한 대시포트(dash pot) 형태로 구성된다. 그리고, 상기 피스톤(12)에는 작은 구멍(14)이 형성되어 있으며, 외력을 받아 상기 피스톤(12)이 움직일 때 상기 실린더(11) 내의 기름이 그 작은 구멍(14)을 빠져나와 운동에너지를 열에너지 등으로 바꾸어 진동을 흡수한다. 도 1은 종래의 완충장치의 단면도를 개략적으로 나타낸 도면이다.

또한, 도 1에 나타낸 바와 같이, 일반적인 완충장치는 댐퍼(damper)와 같이, 어느 축의 (+) 방향, (-) 방향의 양방향에 대하여 동일하게 외란에 대해 반응하도록 설계되어 있다.

한편, 한쪽 방향으로 지속적인 외란이 발생되는 경우와 같이, 특정 방향에 대해서는 댐퍼와 같이 발생된 외란을 빠르게 흡수하고, 이어지는 외란에 대해서 충격 흡수를 지속적으로 할 수 있도록 빠른 대비를 해야할 필요가 발생된다.

그런데, 도 1에 나타낸 바와 같은 완충장치를 이용해서는 이러한 기능을 수행할 수 없는 한계가 있다. 즉, 도 1에 나타낸 바와 같은 구성을 갖는 완충장치에, 한 쪽 방향에서 계속적인 외란이 발생되는 경우에는, 상기 피스톤(12)이 외란이 발생된 영역의 반대 방향으로 이동되면서 충격을 흡수하게 된다. 결과적으로는, 상기 피스톤(12)은 일정 방향으로 움직이게 되고, 상기 실린더(11)의 벽에 도달하게 되면 발생된 외력에 의한 충격을 흡수할 수 없게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 여건을 감안하여 창출된 것으로서, 급격히 발생되는외란에 대하여 한 방향으로 충격을 흡수하는 완충 효과를 제공하며, 그 외란이 흡수된 경우에는 원 상태의 빠른 복구를 통하여 또 다른 외란에 효율적으로 대처할 수 있는 일방향 완충장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 완충장치의 단면도를 개략적으로 나타낸 도면.

도 2는 본 발명에 따른 일방향 완충장치를 개략적으로 나타낸 도면.

도 3은 본 발명에 따른 일방향 완충장치에 채용되는 피스톤 형상의 한 예를 나타낸 도면.

도 4는 본 발명에 따른 일방향 완충장치에 채용되는 밸브 형상의 한 예를 나타낸 도면.

도 5는 도 4에 나타낸 밸브의 A-A 방향 단면을 나타낸 도면.

도 6은 본 발명에 따른 일방향 완충장치에 채용되는 피스톤과 밸브의 결합 상태를 나타낸 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

11, 21... 실린더12, 22... 피스톤

13, 23... 오링14... 매질 이동 통로

24... 밸브25... 스프링

26... 후면판27... 출력 노즐

28... 과부하 방지 노즐31... 관통부

32... 매질 이동 통로33... 오링 결합홈

41... 연결봉42... 나사 체결부

60... 피스톤 조립체

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 일방향 완충장치는,

소정의 매질로 채워지는 실린더와;

상기 매질의 유동에 따라 이동될 수 있도록 상기 실린더 내벽에 지지되며, 상기 매질의 유동 방향에 따라 이동 속도가 다른 피스톤 조립체; 및

상기 실린더 내부에 마련되며, 상기 피스톤 조립체에 반발력을 제공하여 그 위치를 복원시키는 스프링; 을 포함하는 점에 그 특징이 있다.

여기서 상기 피스톤 조립체는, 상기 매질의 유동에 따라 이동될 수 있도록 상기 실린더 내벽에 지지되는 피스톤; 및 상기 피스톤에 마련된 관통부에 결합되며, 상기 피스톤의 이동 방향에 따라 상기 매질의 흐름을 제어하는 밸브; 를 구비하는 점에 그 특징이 있다.

또한, 상기 매질은 기체 또는 액체로 이루어지는 점에 그 특징이 있다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 급격히 발생되는 외란에 대하여 한 방향으로 충격을 흡수하는 완충 효과를 제공하며, 그 외란이 흡수된 경우에는 원 상태의 빠른 복구를 통하여 또 다른 외란에 효율적으로 대처할 수 있는 장점이 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 일방향 완충장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 2를 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 일방향 완충장치는 소정의 매질로 채워지는 실린더(21)와; 상기 매질의 유동에 따라 이동될 수 있도록 상기 실린더(21) 내벽에 지지되며, 상기 매질의 유동 방향에 따라 이동 속도가 다른 피스톤 조립체(22)(23)(24); 및 상기 실린더(21) 내부에 마련되며, 상기 피스톤 조립체(22 )(23)(24)에 반발력을 제공하여 그 위치를 복원시키는 스프링(25)을 포함한다.

여기서, 도면부호 26은 상기 스프링(25)이 부착되는 후면판이며, 도면부호 27 및 28은 상기 실린더(21) 내에 채워진 매질이 분사되는 출력노즐 및 과부하 방지 노즐을 각각 나타낸다. 그리고, 상기 피스톤 조립체는 피스톤(22), 오링(23) 및 밸브(24)로 구성된다.

그러면, 도 3 내지 도 6을 참조하여 상기 피스톤 조립체 구성의 한 예 및 동작에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 도 3은 본 발명에 따른 일방향 완충장치에 채용되는 피스톤 형상의 한 예를 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 일방향 완충장치에 채용되는 밸브 형상의 한 예를 나타낸 도면이고, 도 5는 도 4에 나타낸 밸브의 A-A 방향 단면을 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명에 따른 일방향 완충장치에 채용되는 피스톤과 밸브의 결합 상태를 나타낸 도면이다.

먼저, 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 일방향 완충장치에 채용되는 상기 피스톤(22) 형상의 예를 설명하면, 상기 피스톤(22)에는 상기 실린더(21) 내에 채워진 매질의 흐름 통로인 복수의 매질 이동 통로(32)와 상기 밸브(24)와의 결합을 위한 복수의 관통부(31)가 마련되어 있다. 또한, 상기 실린더(21)의 내벽에 결합 지지되는 상기 피스톤(22)의 외주 면에는 상기 오링(23)이 부착되는 오링 결합홈(33)이 마련되어 있다. 도 3의 (a)는 피스톤의 정면도를 나타낸 것이고, (b)는 피스톤의 우측면도에 대한 부분 단면도를 나타낸 것이다.

한편, 상기 피스톤(22)과 결합되는 밸브(24)는 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같은 형상으로 이루어진다. 즉, 상기 밸브(24)에는 나사 체결부(42)가 형성되어 있는데, 상기 나사 체결부(42)는 상기 밸브(24)의 한 면에서 삽입 형성되며, 상기 밸브(24)를 관통하지 않는 형태로 가공된다. 그리고, 상기 나사 체결부(42)에는 상기 밸브(24)를 상기 피스톤(22)과 결합시키기 위한 연결봉(41)이 체결된다.

이때, 상기 연결봉(41)의 우측 종단부를 나사 형태로 가공함으로써, 상기 밸브(24)의 나사 체결부(42)와 안정적으로 체결되도록 할 수 있다. 또한, 상기 연결봉(41)의 좌측 종단의 직경은 보다 넓게 형성됨으로써, 상기 연결봉(41) 전체가 상기 관통부(31)를 통해 빠져 나가는 것을 방지할 수 있다. 여기서, 도 4의 (a)는 밸브(24)에 연결봉(41)이 체결된 상태를 나타낸 것이며, (b), (c) 및 (d)는 밸브(24)에 대한 좌측면도, 정면도 및 우측면도를 각각 나타낸다.

이와 같은 형상을 갖는 피스톤 조립체(60)의 결합 상태는 도 6에 나타낸 바와 같다. 즉, 상기 연결봉(41)을 피스톤(22)의 반대 방향에서 상기 관통부(31)를 관통 삽입시켜, 상기 밸브(24)의 나사 체결부(42)에 결합시킴으로써, 상기 피스톤 (22)과 밸브(24)는 체결된다. 그리고, 이와 같은 피스톤 조립체(60)는 상기 실린더 (21) 내에 결합되어, 도 2에 나타낸 바와 같은 구성을 이루게 된다. 여기서, 도면부호 32는 매질의 이동통로를 나타낸다. 이에 따라 상기 밸브(24)의 움직임은, 상기 피스톤(22)에 대하여 상기 연결봉(41)의 길이에 대응되는 유격을 가지고 이동할수 있게 된다.

그러면, 이와 같은 구성을 갖는 일방향 완충장치의 동작에 대하여 간략하게 설명해 보기로 한다. 예컨대, 외란이 상기 피스톤(22)의 좌측에서 발생되면, 상기 피스톤(22) 좌측 공간 내의 매질에 유동이 발생되고, 상기 매질은 상기 피스톤(22)에 형성된 매질 이동 통로(32)를 통하여 상기 피스톤(22)의 우측 공간으로 이동된다. 이때, 상기 피스톤(22)은 상기 밸브(24)에 의하여 상기 매질의 흐름에 저항력을 제공하면서, 우측으로 이동하게 됨으로써, 상기 피스톤(22)의 좌측 공간에서 발생된 외란을 흡수할 수 있게 된다. 또한, 상기 실린더(21)에 형성된 출력 노즐(27)을 통하여 상기 매질이 분사되게 되며, 경우에 따라서는 과부하 방지 노즐(28)을 통해서도 상기 매질이 분사될 수 있다.

그리고, 상기와 같이 외란에 대한 충격 흡수가 완료된 경우에는, 상기 스프링(25)의 반발력에 의하여 상기 피스톤(22)은 원 위치로 복원된다. 이에 따라, 상기 피스톤(22)은 이어서 발생되는 외란에 대한 충격을 흡수할 수 있도록 대기 상태에 있게 된다.

이때, 상기 스프링(25)의 반발력에 의하여 상기 피스톤(22)이 좌측으로 이동됨에 있어, 상기 스프링(25)은 피스톤(22)을 좌측으로 이동시키게 되며, 상기 밸브 (24)는 피스톤(22)의 움직임에 대하여 일정 거리(상기 연결봉의 길이 만큼)를 두고 좌측으로 이동하게 된다.

이는, 상기 밸브(24)는 매질의 흐름에 의하여 좌우로 이동될 수 있도록 상기 피스톤(22)에 결합되어 있으며, 상기 피스톤(22)이 좌측으로 이동됨에 따라 피스톤(22) 좌측의 매질이 우측으로 이동되기 때문이다. 이에 따라, 상기 피스톤(22)의 매질 이동 통로(32)의 개폐를 조절하는 밸브(24)가 열린 상태로 있게 되며, 상기 피스톤(22)은 스프링(25)의 반발력에 의하여 좌측으로 빠른 속도로 이동할 수 있게 된다.

이상의 설명에서와 같이 본 발명에 따른 일방향 완충장치에 의하면, 급격히 발생되는 외란에 대하여 한 방향으로 충격을 흡수하는 완충 효과를 제공하며, 그 외란이 흡수된 경우에는 원 상태의 빠른 복구를 통하여 또 다른 외란에 효율적으로 대처할 수 있는 장점이 있다.

Claims (4)

1. 소정의 매질로 채워지는 실린더와;

   상기 매질의 유동에 따라 이동될 수 있도록 상기 실린더 내벽에 지지되며, 상기 매질의 유동 방향에 따라 이동 속도가 다른 피스톤 조립체; 및

   상기 실린더 내부에 마련되며, 상기 피스톤 조립체에 반발력을 제공하여 그 위치를 복원시키는 스프링; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 일방향 완충장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 피스톤 조립체는,

   상기 매질의 유동에 따라 이동될 수 있도록 상기 실린더 내벽에 지지되는 피스톤; 및

   상기 피스톤에 마련된 관통부에 결합되며, 상기 피스톤의 이동 방향에 따라 상기 매질의 흐름을 제어하는 밸브; 를 구비하는 것을 특징으로 하는 일방향 완충장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 매질은 기체인 것을 특징으로 하는 일방향 완충장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 매질은 액체인 것을 특징으로 하는 일방향 완충장치.