KR20070067469A - 가스 스프링 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따르면, 가스 스프링은 상부에 개구가 형성되고 하부가 엔드캡과 결합되어 가스챔버가 한정된 실린더와, 상기 실린더 내에 슬라이딩 가능하게 설치되며 확장위치로부터 수축위치로 이동할 때 상기 가스 챔버내의 가스를 압축하는 피스톤과, 상기 피스톤과 연결되며 상기 개구로 인출되는 로드와, 상기 가스 챔버와 연통되도록 실린더 또는 엔드캡의 외주면에 형성된 밸브 캐비티에 설치되는 가스충전밸브 유니트와, 가스 챔버 내부의 압력을 측정하기 위한 압력게이지를 구비한다.
가스 스프링, 압력게이지, 가스 챔버,

Description

가스 스프링{gas spring}
도 1은 본 발명에 따른 가스 스프링의 일부절제 사시도,
도 2는 도 1에 도시된 앤드캡에 가스 충전밸브가 설치된 상태를 도시한 단면도,
도 3은 본 발명에 따른 가스 스프링의 다른 실시예를 나타내 보인 일부절제 사시도,
도 4는 도 3에 도시된 앤드캡에 압력게이지가 설치된 상태를 도시한 일부절제 사시도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10; 가스 스프링
11; 가스 챔버
12; 실린더
30;가스 충전밸브 유니트
40;압력 게이지
본 발명은 가스 스프링에 관한 것으로, 더 상세하게는 가스챔버로의 가스 충전구조와 가스 챔버내부의 압력을 측정할 수 있도록 개량된 가스 스프링에 관한 것이다.
통상적으로 가스 스프링은 판금부품을 형성하기 위한 프레스 다이에 설치되어 금속반제품용 체결링과 같은 부분의 움직임을 방지하는데 이용 될 수 있다. 이러한 가스 스프링은 외부 가스 원으로 작동되거나 자체용기인 실린더에 충전된 가스에 의해 작동된다.
가스 스프링은 충전밸브를 통하여 질소등 비활성 가스로 소정 압력으로 충전된 가스 챔버를 가진 실린더와, 이 실린더에 수용된 활주형 피스톤 또는 헤드와 이에 연결된 로드로 구성된다. 이 가스 스프링은 외부에서 로드로 가해지는 힘이 피스톤에 가해지는 가스 챔버내의 가스 반발력 보다 클 때 상기 로드가 그 수축 위치로 유연하게 이동하도록 하는 쿠션을 제공한다.
이러한 가스 스프링의 가스 챔버에는 2,000psi 압력 이상의 불활성가스로 채워지며, 사용중 압력은 3,000 내지 5,000psi로 증가될 수 있다. 이와 같은 가스스프링의 예가 미합중국 특허번호 4,792,128 및 4,838,527에 개시되어 있다.
상기와 같은 가스 스프링은 가스를 충전하기 위한 가스 충전밸브가 가스 스프링의 하면에 설치되어 있으므로 가스 스프링의 설계에 많은 제약을 받게된다. 또한 가스스프링에 가스를 충전하기 위해서는 가스 스프링을 장치로부터 분리하여야 하는 번거로움이 있다.
특히, 상기 가스 스프링이 복수개 설치되어 있는 경우, 가스 스프링의 내부 압력이 상대적으로 낮은 일부의 가스 스프링을 발견하기 어렵고, 압력이 낮은 가스 스프링을 발견하였다 하더라도 가스를 충전하기 위해서는 상술한 바와 같이 설치된 장치로부터 가스 스프링을 분리하여야 하는 번거로움이 있다.
실용신안 등록 제 0028474호, 특허등록 제 0014517호, 특허등록 제 0145456호, 특허등록 제 0262530호에는 가스 스프링이 개시되어 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 불활성가스가 충전된 실린더의 가스챔버 압력을 육안을 확인 할 수 있으며, 장치에 장착된 상태에서 가스 챔버에 가스를 충전시킬 수 있으므로 가스 충전효율을 높일 수 있는 가스 스프링을 제공함에 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 가스 스프링은, 상부에 개구가 형성되고 하부가 엔드캡과 결합되어 가스챔버를 한정하는 실린더와,
상기 실린더 내에 슬라이딩 가능하게 설치되며 확장위치로부터 수축위치로 이동할 때 상기 챔버내의 가스를 압축하는 피스톤과, 상기 피스톤과 연결되며 상기 개구로 인출되는 로드와,
상기 가스 챔버와 연통되도록 실린더 또는 엔드캡의 외주면에 형성된 밸브 캐비티에 장착된 가스충전 밸브 유니트를 구비하여 된 것을 그 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 가스 충전 밸브 유니트는 입구 및 출구와 연통된 관통로가 있는 밸브본체와; 가스 챔버를 가스로 충전시키기 위하여 가스가 상기 관통로를 통하여 유동하도록 상기 밸브 본체에 설치되며, 정상적으로 폐쇄되어 있고 챔버내의 가스압력보다 더 큰 압력일 때 열리는 첵크밸브부재와, 상기 밸브본체에 설치되어 첵크밸브부재을 닫히는 방향으로 탄성바이어스 시키는 스프링을 구비하여 된다.
대안으로 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 다른 가스 스프링은,
상부에 개구가 형성되고 하부가 엔드캡과 결합되어 가스챔버를 한정하는 실린더와,
상기 실린더 내에 슬라이딩 가능하게 설치되며 확장위치로부터 수축위치로 이동할 때 상기 가스챔버 내의 가스를 압축하는 피스톤과, 상기 피스톤과 연결되며 상기 개구로 인출되는 로드와,
상기 가스 챔버와 연통되도록 실린더 또는 엔드캡에 형성된 밸브 캐비티에 설치되는 가스 충전밸브 유니트와,
상기 가스챔버와 연통되도록 실린더 또는 엔드캡에 형성된 게이지 장착부에 설치되어 가스 챔버 내부의 압력을 측정하는 압력게이지를 구비하여 된 것을 그 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 가스 스프링의 일 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 가스 스프링은 가스 챔버에 불활성 가스의 충전이 용이하고, 사용중인 가스 스프링의 내부 압력을 관찰 할 수 있는 것으로, 그 일 실시예를 도 1에 나타내 보였다.
도면을 참조하면, 가스 스프링(10)은 가스챔버(11)를 가지는 실린더(12) 또는 튜브조립체와, 이의 내에서 수용된 활주형 피스톤(13) 또는 헤드와 연결되며 실린더(12)를 통하여 외부로 돌출된 로드(14)를 구비한다.
상기 실린더(12)는 중공관상으로 이루어지는 것으로, 일측 단부에 상기 로드(14)가 돌출되는 개구(15)가 형성되고, 타측의 단부에는 엔드캡(16)가 결합됨으로써 피스톤(13)과 더블어 가스 챔버(11)를 구획하게 된다. 상기 가스 챔버(11)에는 불활성 가스가 충진되어 로드(14)를 상방 즉, 돌출방향으로 가압하고, 로드(14)의 자유단에 가해진 힘에 응답하여 수축된 위치 이동될 수 있다.
상기 로드(14)는 실린더(12)내에 배치된 베어링 및 밀봉 조립체(미도시)에 활주가능하도록 수용된다. 상기 밀봉조립체는 하우징들과 이 하우징의 카운터 보어어 내에 수용된 로드시일 또는 개스킷을 구비한다. 상기 베이링은 소결 청동과 같은 적절한 금속으로 이루어지며 바람직하게는 윤활제가 포함되어 내구성이 높이는 것이 바람직하다. 오염물질이 베어링 및 밀봉조립체로 들어가는 것을 방지하기 위하여, 바람직하게는 환형의 로드 스크레이퍼가 설치될 수 있다.
한편, 상기 실린더(12) 또는 엔드캡(16)의 외주면에는 상기 가스 챔버(11)와 연결 연통되는 밸브 캐비티(20)가 형성되고, 이 밸브 캐비티(20)에는 불활성 가스의 충전을 위한 가스 충전밸브유니트(30)가 설치된다.
상기 밸브 캐비티(20)는 도 2에 도시된 바와 같이 가스 챔버(11)와 연통될 수 있도록 엔드캡(16)에 이의 상면으로부터 내부로 연장되는 연결공(21)이 형성되고 이 연결공(21)과 연결되며 엔드캡(16)의 외주면으로부터 연장되는 밸브장착부 (22)를 구비한다. 상기 밸브장착부(22)는 단차진 구성을 가질 수 있으며, 후술하는 밸브본체와 나사 결합될 수 있도록 나사가 형성된다. 상기 밸브 캐비티(20)는 상술한 실시예에 의해 한정되지 않고 가스 충전밸브 유니트(30) 장착할 수 있는 구조이면 어느 것이나 가능하다.
상기 가스 충전밸브 유니트(30)는 상기 캐비티(20)에 설치될 수 있는 것으로, 상기 밸브 장착부(22)에 결합되며, 가스 챔버(11)의 내부에 작용하는 압력방향과 대응되는 밸브시트(31)가 형성된 밸브본체(32)와, 상기 밸브본체(32)에 슬라이딩 가능하게 설치되며 가스챔버(11) 내의 가스 압력의 작용으로 밸브시트(31)에 밀착되는 첵크밸브부재(33)와, 상기 밸브본체(32)의 사이에 설치되어 상기 책크밸브 부재(33)를 밸브 시트(31) 측으로 탄성바이어스 시키는 스프링(34)을 구비한다. 여기에서 상기 첵크밸브 부재(33)는 밸브본체를 통하여 밸브 캐비트의 입구측으로 연장되어 가스 충전시 상기 책크밸브 부재(33)를 후퇴시키기 위한 스템(33a)을 구비한다. 상기 밸브본체(32)에 대한 첵크밸브부재(33)는 슬라이딩 지지되며 첵크밸브 부재(32)의 외경 보다 실린더의 내경이 크게 형성되어 밸브시트(31)와 책크밸브의 분리시 가스가 유입되는 통로가 형성되도록 함이 바람직하다.
여기에서 상기 밸브본체(32)는 렌치와 같은 공구(도시되지 않음)에 의해 맞물리기 위하여 동일각도로 이격되고 전방으로 돌출된 돌기가 형성될 수 있다.
상기 가스 충전밸브유니트(30)는 상술한 실시예에 의해 한정되지 않고 실린더(12)에 마련된 가스 챔버(11)에 가스를 주입할 수 있는 구조이면 어느 것이나 가능하다. 즉, 가스의 충전시 외부에서 챔버의 내부로 가스의 주입이 가능하며 내 부 가스압력에 의해 밸브의 구조가 닫히는 첵크밸브의 구조이면 어느 것이나 가능하다.
한편, 상기 첵크밸브는 앤드캡에 설치되지 않고 실린더에 설치될 수 있는데, 이 피스톤의 왕복 행정거리 내의 실린더 외주면에 설치될 수 있다.
도 3 및 도 4에는 본 발명에 따른 가스 스프링의 다른 실시예를 나타내 보였다.
도면을 참조하면, 가스 스프링의 실린더(12) 또는 앤드캡(16)에 설치되어 가스 챔버(11)의 내부의 압력을 측정할 수 있는 압력게이지(40)가 설치된다. 이 압력 게이지(40)는 상기 실린더(12) 또는 앤드캡(16)에 가스 챔버(11)와 연결된 게이지 장착부(41)에 설치되는 것으로 도 4에는 초고압을 측정할 수 있도록 브로동관(42;타원형인 중공 금속관)의 구조적 강도가 보완된 구조를 가진다. 상기 압력게이지(40)는 상술한 실시예에 의해 한정되지 않고 가스 챔버 내부의 압력을 측정할 수 있는 구조이면 어느 것이나 가능하다.
상술한 바와 같이 구성된 가스 스프링의 가스 챔버(11)에 불활성 가스를 주입하기 위해서는 가스 스프링이 장착되어 있는 상태에서 고압가스 충전라인(미도시)를 앤드캡(16)에 형성된 가스 밸브 캐비티에 연결한다. 이와 같이하면 스탬(33a)은 첵크밸브 부재(33)를 후퇴시키게 됨으로써 가스 챔버(11)와 가스 공급라인이 연통되어 가스가 충진된다.
이와 같이 가스 스프링은 가스를 충전시키기 위한 밸브 유니트가 앤드캡 또실린더의 외주면에 설치되어 있으므로 가스 스프링의 장착되어 있는 상태에서 가스 충전이 가능하다.
특히, 가스 스프링에는 가스 챔버의 내부의 압력을 측정할 수 있는 압력 게이지가 부착되어 있으므로, 가스 스프링이 복수개 설치되어 있는 경우 상대적으로 압력이 낮은 가스 스프링의 확인이 가능하며 상술한 바와 같이 가스 스프링이 설치된 상태에서 가스의 주입이 가능하다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 가스 스프링은 가스 스프링이 장착되어 있는 상태에서 엔트캡 또는 실린더의 외주면에 설치된 가스 충전밸브를 통하여 가스의 주입이 가능하므로 종래와 같이 가스를 주입하기 위하여 가스 스프링을 장비로부터 분리하여야 하는 문제점을 근본적으로 해결할 수 있다.
특히, 가스 스프링은 외주면에 압력게이지가 부착되어 가스챔버 내의 가스 압력을 확인할 수 있으므로 가스 스프링들의 가스 챔버 내의 가스 압력의 관리가 용이하다.

Claims (4)

  1. 상부에 개구가 형성되고 하부가 엔드캡과 결합되어 가스챔버가 한정된 실린더와,
    상기 실린더 내에 슬라이딩 가능하게 설치되며 확장위치로부터 수축위치로 이동할 때 상기 가스 챔버내의 가스를 압축하는 피스톤과, 상기 피스톤과 연결되며 상기 개구로 인출되는 로드와,
    상기 가스 챔버와 연통되도록 실린더 또는 엔드캡의 외주면에 형성된 밸브 캐비티에 설치되는 가스충전밸브 유니트를 구비하여 된 것을 특징으로 가스 스프링.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 가스충전 밸브 유니트는 입구 및 출구와 연통된 관통로를 가진 밸브본체와; 가스 챔버를 가스로 충전시키기 위하여 가스가 상기 통로를 통하여 유동하도록 상기 밸브 본체에 설치되며 로 폐쇄되어 있고 챔버내의 가스압력보다 더 큰 압력일 때 상기 입구를 통하여 상기 밸브의 캐버티 상류로 공급되는 가스에 대응하여 개방되고 챔버내의 가스압력이 상류의 압력에 도달하면 폐쇄되는 첵크밸브부재와, 상기 밸브본체에 설치되어 첵크밸브부재를 입구측으로 탄성바이어스 시키는 스프링을 구비하여 된 것을 징으로 하는 가스 스프링.
  3. 상부에 개구가 형성되고 하부가 엔드 캡과 결합되어 가스챔버를 한정하는 실린더와,
    상기 실린더 내에 슬라이딩 가능하게 설치되며 확장위치로부터 수축위치로 이동할 때 상기 챔버내의 가스를 압축하는 피스톤과, 상기 피스톤과 연결되며 상기 개구로 인출되는 로드와,
    상기 가스 챔버와 연통되도록 실린더 또는 엔드 캡에 형성된 밸브 캐비티에 설치되는 가스충전밸브 유니트와,
    상기 가스 챔버와 연통되도록 실린더 또는 엔드 캡에 형성된 관통공에 설치되어 가스 챔버 내부의 압력을 측정하는 압력게이지를 구비하여 된 것을 특징으로 하는 가스 스프링.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 가스충전 밸브 유니트는 입구 및 출구와 연통된 관통로를 가진 밸브본체와; 가스 챔버를 가스로 충전시키기 위하여 가스가 상기 통로를 통하여 유동하도록 상기 밸브 본체에 설치되며 로 폐쇄되어 있고 챔버내의 가스압력보다 더 큰 압력일 때 상기 입구를 통하여 상기 밸브의 캐버티 상류로 공급되는 가스에 대응하여 개방되고 챔버내의 가스압력이 상류의 압력에 도달하면 폐쇄되는 첵크밸브부재와, 상기 밸브본체에 설치되어 첵크밸브부재를 입구측으로 탄성바이어스 시키는 스프링을 구비하여 된 것을 징으로 하는 가스 스프링.
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