KR20090028458A

KR20090028458A - 가이드를 구비한 가스 스프링

Info

Publication number: KR20090028458A
Application number: KR1020080090176A
Authority: KR
Inventors: 피 코터 조나단; 씨 디볼트 마이클; 엠 클럭 제레미
Original assignee: 다이볼트 인터내셔날 인코포레이티드
Priority date: 2007-09-13
Filing date: 2008-09-12
Publication date: 2009-03-18
Also published as: CA2639191C; BRPI0804076A2; MX2008011408A; BRPI0804076B1; US20090072453A1; JP2009068712A; US8444122B2; EP2037148A3; CA2639191A1; EP2037148A2; JP5260204B2; EP2037148B8; EP2037148B1; KR101463453B1; ES2688778T3

Abstract

적어도 하나의 실시예에서, 가스 스프링은 가스 챔버의 일부를 구성하는 내부면을 가지는 케이싱, 피스톤 로드 및 씰을 포함한다. 피스톤 로드는 팽창위치와 수축위치 사이에서 축을 따라 왕복운동을 하도록 적어도 부분적으로 케이싱 내에 수용되어 있다. 피스톤 로드는 공동(空洞) 공간을 이루는 내부 캐비티, 멈춤부 및 케이싱의 내부면 인근에 위치하여 적어도 부분적으로 피스톤 로드의 왕복운동을 가이드하는 로드 가이드를 포함한다. 씰은 가스 챔버로부터 가스 누출이 되지 않도록 피스톤 로드와 케이싱 사이에 제공된다.

케이싱, 피스톤 로드, 가스 챔버, 가스 스프링, 캐비티, 공동, 왕복운동

Description

가이드를 구비한 가스 스프링{GAS SPRING WITH GUIDE}

본 발명은 일반적으로 가스 스프링에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 가이드를 구비한 가스 스프링에 대한 것이다.

가스 스프링은 잘 알려져 있으며, 시트 금속 스탬핑 작업을 위한 프레스 금형에 사용된다. 종래의 가스 스프링은 피스톤 및 피스톤을 팽창위치로 편향되도록 이동시키는 솔리드 피스톤 로드에 힘을 가하는 가압 가스를 수용하는 가스 챔버를 가진다. 가압 가스는 피스톤 및 피스톤 로드가 팽창위치로부터 수축위치로 이동하지 않도록 한다. 피스톤 및 피스톤 로드가 가스 스프링의 케이싱 내에서 유지되고 가스 챔버로부터 가압 가스가 누출되지 않도록 하기 위해, 다양한 하우징 및 밀봉수단이 가스 스프링에 제공된다.

솔리드 피스톤 로드는 가스 스프링 내에서 상당히 큰 부피를 차지하며, 종래의 디자인은 상기 케이싱의 내부 직경에 비해 상대적으로 작은 직경을 가지는 피스톤 로드를 갖도록 설계되었으며, 피스톤 로드가 상기 케이싱 안에서 왕복운동을 한다. 이와 같은 디자인을 하는 이유는 케이싱 직경에 대한 피스톤 로드의 직경의 비율이 작으면, 도10의 A선에 의해 도시된 힘 곡선이 변동 없이 매우 평탄하지 않음에도 불구하고, 피스톤 로드가 움직이는 동안의 압력 상승폭이 100%보다 작기 때문이다.

더 효과적인 힘을 얻기 위해, 피스톤 로드는 큰 직경을 갖도록 제작되었다. 큰 직경을 갖는 피스톤 로드의 사용에 의한 스트로크가 발생하는 동안 의도하지 않은 압력상승을 방지하기 위해, 피스톤 로드는 몇 단위의 공동(hollow)으로 만들어질 수 있다. 그러나, 블라인드 보어의 깊이가 증가할수록, 피스톤 로드를 생산하는데 드는 비용은 급격하게 증가한다. 더 긴 스트로크를 얻기 위해, 더 긴 베어링면이 필요하다. 그러나, 더 긴 베어링면은 더 긴 피스톤 로드를 필요로 하는데, 이와 같이 더 긴 피스톤 로드는 매우 비용이 많이 소요되는 더 깊은 보어를 필요로 한다. 또한, 더 긴 베어링 조립체는 가스 챔버 부피를 차지하며, 이로 인해 스트로크 동안 더 큰 압력 증가를 야기한다. 도10의 B선에 의해 도시된 것과 같이, 피스톤 로드 스트로크 동안의 힘 증가량은 이러한 타입의 설계에서 더 높다.

적어도 하나 이상의 실시예에서, 가스 스프링은 가스 챔버의 일부를 이루는 내부면을 가지는 케이싱, 피스톤 로드 및 씰을 포함한다. 피스톤 로드는 팽창위치와 수축위치 사이에서 축을 따라 왕복운동을 하도록, 케이싱 내부에 적어도 부분적으로 수용되어 있다. 피스톤 로드는 공동(空洞) 공간을 이루는 내부 캐비티(internal cavity), 멈춤부 및 케이싱의 내부면 인근에 위치하여 적어도 부분적으로 피스톤 로드의 왕복운동을 가이드하는 로드 가이드(rod guide)를 포함한다. 씰은 일반적으로 가스 챔버로부터 가스 누출이 되지 않도록, 피스톤 로드와 케이싱 사이에 제공된다.

하나의 실시예에서, 가스 스프링은 부분적으로 가스 챔버의 일부를 이루는 내부면을 가지는 케이싱, 및 팽창위치와 수축위치 사이에서 축을 따라 왕복운동을 하도록, 케이싱 내부에 적어도 부분적으로 수용되어 있는 피스톤 로드를 포함한다. 피스톤 로드는 적어도 피스톤 로드의 팽창 위치에서 케이싱의 외부로 뻗어있는 제1영역, 및 제1영역으로부터 분리되어 형성되며 제1영역과 연결되어 축을 따라 결합운동(conjoint movement)을 하는 제2영역을 포함할 수 있다. 피스톤 로드의 제2영역에 의해 이동되는 로드 가이드는 케이싱의 내부면에 인접하여 위치한 적어도 일부 영역을 가지고, 씰은 피스톤 로드와 케이싱 사이에 제공된다. 적어도 일부 예에서, 2개의 부분을 가지는 피스톤 로드 구조로 인해 더 큰 직경을 가질 수 있고, 매우 적은 비용만으로 더 긴 길이를 가질 수 있고, 향상된 가이드된 운동이 가능한 실질적으로 중공인 피스톤 로드가 가능할 수 있다.

하나의 실시예에서, 피스톤 로드의 제2영역은 제1영역과 연결된 중공 튜브이다. 캐비티가 제1영역에만 형성되기 때문에, 일측부에 형성되고 큰 비용 없이 형성될 수 있는 피스톤 로드에 비해 깊지 않지만, 제1영역은 블라인드 보어 또는 내부 캐비티를 포함할 수 있다. 제1영역의 캐비티는 깊지 않지만, 관 형태의 제2영역의 추가로 인해 피스톤 로드가 차지하는 가스 챔버의 부피를 감소시키도록 피스톤 로드의 증가된 유효 중공 길이가 제공된다. 또한, 적어도 일부의 예에서, 피스톤 로드의 팽창 위치로의 움직임을 제한하는 멈춤부는 피스톤 로드의 제1영역에 형성될 수 있고, 따라서 피스톤 로드의 제2영역은 더 얇은 및/또는 더 약한 재료로 형성될 수 있다.

도면을 더 상세히 참조하면, 도1 및 2는 기계장치 프레스에 사용되는 것과 같은 가스 스프링(10)의 현재 바람직한 일실시예를 설명한다. 일반적으로 다수의 가스 스프링(10)은 기계장치 프레스에 위치할 수 있기 때문에, 램(ram)이 프레스의 금형 조립체 내에서 판금 반제품을 형성하도록 앞으로 나아가게 함으로써, 각각의 가스 스프링(10)의 피스톤 로드(12)는 프레스의 램에 의해 체결 및 구동된다.

가스 스프링은 일반적으로 폐쇄말단부(18) 및 피스톤 로드(12)를 수용하도록 실질적으로 개방된 다른 말단부(20)까지 이어진 원통형벽(16)을 구비한 케이싱(14)을 가진다. 일반적으로, 예를 들어 용접 조인트를 통해 폐쇄말단부(18)가 부착되고, 원통형벽(16)을 구비한 일측부의 형태로 형성된다. 케이싱(14)의 원통형벽(16)은 가스 스프링(10)을 결집 상태로 유지하기 위해, 유지장치의 수용 목적으로 구비 된 원주형 유지홈(28)을 가지며, 스냅링(30)의 형태로 도시된다. 프레스 내에서 가스 스프링(10)을 장착 및 위치조절을 용이하게 하기 위해, 길이방향 이격 원주형홈(32, 34)이 말단부(18, 20) 근처의 케이싱(14)의 외부면(26)에 형성된다.

가스를 가스 스프링(10)에 넣기 위해, 케이싱(14)은 원통형벽(16)의 내외부면(22, 26) 사이로 뻗어있는 통로 또는 충전포트(42)를 가지며, 본원 명세서에서는 케이싱(14)의 폐쇄말단부(18)를 통해 뻗어있는 형태로 도시된다. 충전포트(42) 내에 수용된 충전밸브(미도시)는 일방 밸브(one way valve)로 작용하고, 가스가 가스 스프링(10) 내로 주입되게 하는 한편, 뜻하지 않게 가스가 가스 스프링(10)으로부터 누출되는 것을 방지한다. 적절하게 충전밸브는 필요에 따라 가스 스프링(10) 내의 가압 가스를 방출하기 위해 개방될 수 있다.

피스톤 로드(12)는 가스 챔버(24) 내의 가스에 의해 작동되고, 팽창위치(도1)와 수축위치(도2) 사이에서 축(44)을 따라 왕복운동을 하도록 케이싱 내에 수용된다. 피스톤 로드(12)는 각기 개별적인 재료의 단편(piece)으로부터 독립적으로 형성된 제1영역(46) 및 제2영역(48)을 포함할 수 있다.

적절하게 제1영역(46)은 적어도 피스톤 로드(12)가 팽창위치에 있고 프레스의 램과 작동가능하도록 체결되기 적합한 때, 케이싱(14)으로부터 뻗어있는 일말단부(49), 및 케이싱(14)내에 수용된 다른 말단부(50)를 가진다. 다른 말단부(50)가 일반적으로 개방되어있기 때문에, 제1영역(46)은 일반적으로 원통형 외부면(52), 및 블라인드 보어(54)와 같은 캐비티을 가질 수 있다. 블라인드 보어(54)의 깊이는 블라인드 보어(54)와 일말단부(49) 사이에 구비된 말단부벽(56)의 두께보다 클 수 있다. 제1영역(46)은 적어도 일실시예에서 외부방향으로 뻗어있는 환형 플랜지(59)를 포함할 수 있는 멈춤부(58)를 구비할 수 있다. 다른 실시예에서 멈춤부는 원주방향으로 이격되고 방사방향으로 뻗어있는 탭 또는 다른 멈춤면을 포함할 수 있다. 멈춤부(58)는 제1영역(46)이 일체로 형성되거나, 또는 제1영역에 연결되거나 또는 제1영역에 의해 움직일 수 있다.

가스 챔버(24) 내에서 현저히 큰 부피를 차지하지 않도록 하기 위해, 피스톤 로드(12)의 제2영역(48)은 중공형태일 수 있다. 일실시예에서 제2영역(48)은 일반적으로 제1영역(46)의 말단부(50)에 연결된 얇은 벽을 가진 튜브이다. 제2영역(48)은 제1영역(46)과 압착, 접착, 스레드 연결, 용접, 스냅핏, 유지링 등의 모든 적절한 방법에 의해 연결될 수 있다. 제2영역(48)은 숄더부(60), 또는 제2영역(48)을 제1영역(46)의 블라인드 보어(54)로 삽입하는 것을 제한할 수 있는 다른 표면을 포함할 수 있고, 및/또는 제1 및 제2영역(46, 48) 간을 체결함에 있어서 이들 간의 연결이 더 견고하고 안정되도록 하기 위해 증가된 표면적을 제공한다. 제2영역(48)을 통과하는 통로 또는 구멍(62)은 제1영역(46)의 블라인드 보어(54)와 동축으로 중심축이 정렬될 수 있고, 제2영역은 축을 따라 결합운동을 위해 제1영역과 동축으로 정렬될 수 있다. 홈(66)은 로드 가이드(68)의 연결을 용이하게 하기 위해, 제2영역(48)에 형성될 수 있으며, 이에 대해 이하에서 상세히 설명한다.

로드 가이드(68)는 제1영역(46) 또는 제2영역(48)에서 혹은 양쪽 모두에 의해 구비될 수 있고, 본 실시예에서는 제2영역(48)에 구비된 것으로 도시되어 있다. 로드 가이드(68)는 환형일 수 있고, 홈(66)에 인접하여 제2영역(48)의 외부면의 일 부분의 주위에 위치할 수 있다. 유지링(70)은 피스톤 로드의 제2영역 상의 로드 가이드의 위치를 일정하게 유지하도록, 홈(66) 및 로드 가이드(68)에 인접하여 위치할 수 있다. 도3에 잘 도시된 것처럼, 로드 가이드(68)는 유지링(70) 상에 수용된 환형 오목부를 포함할 수 있다. 다음으로, 도4에 도시된 것처럼, 로드 가이드(68)의 종속 스커트(depending skirt) 또는 환형 플랜지(71)는 로드 가이드(68)를 견고하게 피스톤 로드(12)의 제2영역(48)에 연결하기 위해 크림프(crimp)되거나 유지링(70)에서 부분적으로 롤오버(roll over)될 수 있다.

로드 가이드(68)는 일반적으로 환형 가이드 베어링(76) 또는 마모 스트립을 수용하기 위해 홈(74)이 형성될 수 있는 주위면(peripheral surface)(72)에서 환형일 수 있다. 환형 가이드 베어링(76)은 모든 적절한 낮은 마찰을 가지는 재료로부터 구성될 수 있고, 케이싱(14) 내에서 축방향 왕복운동을 할 수 있도록 피스톤 로드(12)를 가이드 하기 위해 케이싱(14)의 내부면(22)을 슬라이드 식으로 체결할 수 있는 크기로 조절된다. 피스톤 로드(12)의 스트로크 동안 가스 챔버 내에서 과도하게 제한된 가스 플로우가 일어나지 않도록 하고, 로드 가이드가 피스톤으로 역할하는 것을 막기 위해, 하나 이상의 통로(77)가 로드 가이드(68)를 관통하여 형성될 수 있다. 이로 인해 사용시의 로드 가이드(68)를 지나는 가스 플로우에 대한 제한으로 인해 발생할 수 있는 온도 상승이 최소화된다. 도5에 도시된 것처럼, 다른 실시예에서 로드 가이드(68')는 피스톤 로드의 제2영역(48')이 일체로 형성될 수 있고, 앞서 로드 가이드(68) 및 환형 가이드 베어링(76)에 대해 성명된 것과 같이 일반적으로 로드 가이드(68')는 베어링(76')을 가진다.

일 실시예에서, 로드 가이드(68)는 제1영역(46)과 제2영역(48) 간의 연결이 끊어지기 전에 앞서서 끊어지도록 되어있는 연결특징부에 의해 피스톤 로드(12)의 제2영역(48) 상에서 유지된다. 이 방식에 있어서, 예를 들어 비정상적으로 제2영역(48)에 가해지는 측면 하중 또는 로드 가이드(68)의 바인딩으로 인해 피스톤 로드(12)의 제2영역(48)이 제1영역(46)으로부터 분리되기 전에, 로드 가이드(68)는 피스톤 로드(12)로의 견고한 연결로부터 분리되기에 적합할 수 있다. 연결특징부는 로드 가이드(68)를 피스톤 로드(12)에 연결하기 위해, 예를 들어 유지링(70), 접착, 용접, 스레드, 압착과 같은 모든 적절한 방식 또는 메커니즘을 포함할 수 있거나, 또는 로드 가이드(68)는 피스톤 로드(12) 상의 홈에 수용된 스플릿링일 수 있으며, 연결방식에 있어서 제한이 없다. 도1 내지 4에 도시된 실시예에 있어서, 크림프 또는 롤 플랜지(71)가 유지링(70)을 통과하기에 충분히 편향되어, 로드 가이드가 제2영역을 따라 움직일 수 있고 멈춤부(58)를 향하는 경우에만 로드 가이드(68)는 피스톤 로드(12)로부터 분리될 수 있다. 로드 가이드(68)와 유지링(70)의 체결로 인해 로드 가이드가 제2영역을 따라 반대방향(즉, 피스톤 로드(12)로부터 로드 가이드(68)를 제거하는 방향)으로 이동하는 것을 방지한다. 로드 가이드가 피스톤 로드(12)에 속박된 상태를 유지함으로써 가스 스프링의 다른 구성요소가 손상을 입는 것을 방지할 수 있다.

도1 및 2를 살펴보면, 케이싱(14)의 개방말단을 밀봉하여 가스가 가스 챔버(24)로부터 누출되지 않도록 하고, 피스톤 로드(12) 움직임을 가이드 하는데 도움을 주는 베어링(82)을 제공하기 위해, 가스 스프링(10)은 베어링 및 씰 조립 체(80)를 가진다. 따라서, 피스톤 로드(12)는 환형 가이드 베어링(76)(로드 가이드(68)에 의해 이동됨) 및 베어링(82)에 의해 2개의 이격된 분리위치로 가이드 된다. 베어링 및 씰 조립체(80)는 베어링(82)을 가지는 몸체부(84), 로드 씰(86)(로드(12)와 몸체부(84) 간에 씰(86)의 돌출을 방지하기 위한 백업 플레이트(88) 또는 링을 포함할 수 있다), 0-링과 같은 케이싱 씰(90), 및 오염물질을 베어링 및 씰 조립체(80)으로부터 보호하기 위한 와이퍼(92)를 포함한다. 몸체부(84)는 몸체부(84) 및 케이싱(14)에 대한 구성요소를 유지하기 위해, 케이싱(14) 내에 수용된 유지링(30)을 포함할 수 있다. 케이싱(14)의 폐쇄말단부(18)로부터 떨어져 있는 피스톤 로드(12)의 움직임을 제한하도록 하기 위해, 몸체부(84)의 말단부는 피스톤 로드(12)의 멈춤부(58)에 의해 체결되기 적합한 멈춤면(98)(도2)을 구비할 수 있다. 적어도 일부 실시예에서, 멈춤면(58, 98)의 맞물림상태는 피스톤 로드(12)의 최대 팽창위치를 결정할 수 있다.

케이싱(14)에 수용된 피스톤 로드(12), 및 유지링(30)에 의해 케이싱(14) 내에서 유지되는 베어링 및 씰 조립체(80)를 구비한 가스 스프링(10)은 충전포트(42)를 통해 가스가 주입될 수 있다. 가압 가스는 피스톤 로드(12)를 팽창위치로 편이(yieldably bias)시키고, 피스톤 로드 멈춤부(58)는 몸체부에 의해 구성되는 멈춤부(98)를 속박한다. 일반적으로, 다수의 충전된 가스 스프링(10)은 팽창된 피스톤 로드(12)의 말단부(48)에 의해 지탱되는 작업 단편(work piece) 클램프 링 또는 바인더 링을 구비한 금형조립체 내에 수용된다.

도6에 도시된 바와 같이, 로드 가이드(68'')는 로드 가이드(68'')를 제2영 역(48'') 상에 유지하기 위해, 피스톤 로드의 제2영역(48'')의 숄더부(99)와 유지링(70'') 사이에 끼워져 있다. 이와 같은 연결의 파괴상태는 유지링(70'')의 적어도 일부가 손상된 피스톤 로드로부터 로드 가이드(68'')의 분리를 의미할 수 있다.

도7에 도시된 바와 같이, 일 실시예에서 전체 피스톤 로드(112) 및 로드 가이드(168)는 일체에 형성될 수 있고, 외부로 뻗어있는 멈춤부(158) 및 외부로 뻗이있는 로드 가이드(168)를 포함한다. 캐비티(154)는 필요에 따라 실질적으로 피스톤 로드(112)의 전체 길이만큼 뻗을 수 있다.

도8에 도시된 실시예에서, 다수의 단편 피스톤 로드(212)가 도시된다. 제1영역(246)은 일반적으로 원통형이고 견고하며, 즉, 제1영역에는 형성된 블라인드 보어 또는 캐비티가 없다. 스플릿링 유지부재(202)는 제1영역(246)의 외부면에 형성되어 있는 홈(204) 내에 수용되고, 제1영역의 원주방향에서 외부로 뻗어있다. 이러한 방법에 있어서, 유지부재(202)는 케이싱(14)에 의해 갖추어진 멈춤면과 맞물리도록 된 멈춤부(258)를 구비한다(예를 들어 베어링 및 씰 조립체(80) 상의 멈춤부(98)). 피스톤 로드(212)의 제2영역(248)은 예를 들어 나사산이 구비된 조임장치(206) 또는 필요에 따라 다른 수단에 의해 유지부재(202)(멈춤부를 구성함)와 연결되어 있다. 제2영역(248)은 일반적으로 축방향으로 멈춤부(258)와 정렬되어 있으며, 피스톤 로드(212)의 움직임을 가이드 하는데 도움이 되도록 베어링(276)을 수용하도록 된 로드 가이드 영역을 포함할 수 있다. 제2영역은 피스톤 로드(212)의 캐비티(254)를 형성하도록 적어도 부분적으로 공동이거나 또는 관 형태일 수 있다.

피스톤 로드(312)의 다른 실시예가 도9에 도시되어 있다. 이 실시예에서, 피 스톤 로드(312)의 제1영역(346)은 피스톤 로드(12) 상의 플랜지(59)와 같이 일체로 된 플랜지를 포함하지 않는 것을 제외하고, 도1 및 2에 도시된 피스톤 로드(12)의 제1영역(46)과 유사하게 형성되어 있다. 그러므로 제1영역(346)은 블라인드 보어와 같은 캐비티(354)를 포함한다. 대신에, 멈춤부(358)를 구성하기 위해 방사방향에 있어서 제1영역(346)의 외부면(304)의 외부방향으로 환형 유지부재(302)가 제공된다. 유지부재(302)는 제1영역(346)의 홈(308)에 의해 받쳐진 스냅링(306)에 의해서 한방향으로의 운동에 대해서 일정한 위치에 고정되고, 또한 유지부재(302)는 피스톤 로드(312)의 제2영역(348)과의 연결에 의해 다른 방향으로의 운동에 대해 일정한 위치에 고정된다. 제2영역(348)은 관 형태일 수 있고, 제1영역(346)의 말단부(312)를 지탱하는 숄더부(310)를 포함할 수 있다. 제2영역(348)은 나사산이 구비된 조임장치(314)와 같은 모든 적절한 방법에 의해 유지부재(302)에 연결될 수 있다. 이 방법에 의해, 제1영역(346), 제2영역(348) 및 멈춤부/유지부재(302)는 서로 견고하게 고정되나, 조임장치(314)를 제거함으로써 서비스 또는 수리 목적으로 쉽게 분리될 수 있다. 로드 가이드(368)는 제2영역(348)과 분리된 구성요소로서 일체로 제공될 수 있으며, 베어링(376)을 포함할 수 있다.

가스 스프링의 적어도 일부의 실시예에서, 피스톤 로드가 차지하는 가스 챔버의 부피를 현저하게 증가시키지 않고도, 피스톤 로드는 보다 긴 길이로 형성될 수 있다. 도10의 C선에 도시된 것과 같이, B선에 의해 도시된 것과 비교하여 상대적으로 평탄한 힘-이동거리 곡선을 유지하는 동안, 이로 인해 일부 중공부(예를 들어 B선에 의해 도시된 타입)를 가지는 피스톤 로드를 구비하는 기존의 가스 스프링 과 유사한 크기 및 작동 파라미터를 갖는 것과 비슷하게 증가된 유효 힘을 가질 수 있고, 내밀(solid) 피스톤 로드 디자인을 가지는 가스 스프링(예를 들어 A선에 의해 도시된 타입) 보다는 큰 값을 갖는다. 따라서, 가스 스프링은 주어진 크기에 대해 최대의 가스 챔버 부피를 가지는 증가된 유효 힘을 제공할 수 있으며, 상대적으로 스트로크 길이 상에 대해 일정한 힘을 제공할 수 있다.

적어도 일부 실시예에서, 제1영역 내의 캐비티(존재하는 경우) 및 관 형태 또는 적어도 일부가 중공형태인 제2영역에 의해서 구성되는 피스톤 로드의 중공부는 피스톤 로드의 길이의 절반이 넘는 길이만큼 뻗어있고, 피스톤 로드 길이의 최대 95%까지 뻗을 수 있다. 또한, 적어도 일부 실시예에서, 피스톤 로드(12)의 말단부벽(56)의 두께는 제1영역(46)의 캐비티 또는 블라인드 보어(54)의 직경의 약 40% 내지 100% 사이의 값을 가질 수 있다.

또한, 피스톤 로드(12)는 피스톤 로드(12)의 말단부(49)에 가장 인접한 베어링(82)의 말단부와 로드 가이드의 베어링(76)의 반대편 말단부 사이의 거리로 정의될 수 있는 유효 가이드 길이의 증가된 값을 가질 수 있다. 가이드 길이는 피스톤이 팽창위치에 있을 때 로드 가이드가 베어링(82)에 가장 근접하기 때문에 최소값을 갖는다. 적어도 일부 실시예에서, 유효 가이드 길이는 피스톤 로드의 직경의 약 100% 내지 200% 사이의 값이 될 수 있고, 일부 예에서는 오로지 케이싱 및 피스톤 로드의 길이에 의해 제한될 수 있다. 즉, 유효 가이드 길이는 케이싱의 길이 만큼을 가질 수 있거나, 또는 예를 들어 케이싱(14)의 개방말단의 외부로 뻗어있는 베어링 및 씰 조립체(80)와 같이 다소 길 수 있다. 또한, 길이가 긴 총 가이드 길이 를 제공하는 동안, 베어링, 및 베어링 및 씰 조립체가 차지하는 가스 챔버의 부피를 줄일 수 있도록, 이격 가이드 베어링으로 인해 소형 베어링, 및 소형 베어링 및 씰 조립체를 사용할 수 있다.

당업자라면 본 발명의 범주 내에 포함되는 다른 실시예를 인지할 수 있음을 명심해야한다. 예를 들어, 피스톤 로드가 일 단편 이상에 형성되는 경우, 피스톤 로드의 제2영역은 모든 적절한 방법 또는 구성에 의해서 제1영역에 부착될 수 있고, 도시 및 설명된 다수의 구성은 단지 예시적인 것에 불과하며, 빠짐없이 전체 구성, 기능 및 작용에 대해 기술한 리스트 또는 설명이 아니다. 마찬가지로, 로드 가이드는 피스톤 로드에 포함되거나 또는 일체로 피스톤 로드에 형성될 수 있고, 또는 여러 다양한 방법에 의해 피스톤 로드의 다른 부분에 형성될 수 있다. 또한, 로드 가이드의 베어링은 제2영역에 의해 지탱되는 분리부보다는 제2영역에 일체로 되어 있다. 자명하게, 다른 실시예 또는 응용예가 본 발명의 개시의 관점에서 달성될 수 있다. 앞서 설명된 실시예는 예시적이며 이에 한정되지 않는다. 본 발명의 범위는 아래 청구범위와 같다.

본 발명의 바람직한 실시예에 대한 상세한 설명은 첨부된 도면을 참조하여 설명될 것이다.

도1은 팽창 위치에서 도시한 피스톤 로드를 구비한 가스 스프링의 바람직한 일실시예의 부분단면도이다.

도2는 도1과 유사한 도면으로서, 수축 위치에서의 피스톤 로드를 도시한 도면이다.

도3은 최종 조립 전에 도시된 도1의 피스톤 로드의 일부 영역을 도시한 확대 단면도이다.

도4는 최종 조립 후 도시된 도3의 피스톤 로드의 일부 영역을 도시한 확대 단면도이다.

도5는 피스톤 로드의 제2영역의 일실시예의 부분단면도이다.

도6은 피스톤 로드의 다른 실시예의 부분단면도이다.

도7은 피스톤 로드의 다른 실시예의 부분단면도이다.

도8은 피스톤 로드의 다른 실시예의 부분단면도이다.

도9는 피스톤 로드의 다른 실시예의 부분단면도이다.

도10은 피스톤 로드 및 가스 스프링 구성의 3가지 타입에 대한 피스톤 로드 운동의 함수로서의 힘을 도시한 그래프이다.

Claims

가스 챔버의 일부를 이루는 내부면을 가지는 케이싱;

팽창위치와 수축위치 사이에서 축을 따라 왕복운동을 하도록 케이싱 내부에 적어도 부분적으로 수용되어 있고, 공동(空洞) 공간을 이루는 내부 캐비티; 멈춤부 및 케이싱의 내부면 인근에 위치하여 적어도 부분적으로 피스톤 로드의 왕복운동을 가이드하는 로드 가이드를 포함하는 피스톤 로드; 및

가스 챔버로부터 가스 누출이 되지 않도록 피스톤 로드와 케이싱 사이에 제공되는 씰;을 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 스프링.
제1항에 있어서, 상기 내부 캐비티는 피스톤 로드의 길이의 절반이 넘는 길이만큼 뻗어있는 것을 특징으로 하는 가스 스프링.
제1항에 있어서, 상기 피스톤 로드는 제1영역 및 제1영역과 독립적으로 형성되고 제1영역에 연결된 제2영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 스프링.
제3항에 있어서, 상기 제2영역은 중공 튜브인 것을 특징으로 하는 가스 스프링.
제4항에 있어서, 상기 로드 가이드는 제2영역에 포함된 것을 특징으로 하는 가스 스프링.
제5항에 있어서, 상기 로드 가이드는 제2영역에 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 가스 스프링.
제3항에 있어서, 상기 멈춤부는 제1영역에 포함된 것을 특징으로 하는 가스 스프링.
제7항에 있어서, 상기 멈춤부는 제1영역에 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 가스 스프링.
제8항에 있어서, 상기 멈춤부는 제1영역의 방사방향에 있어서 외부로 뻗어있는 플랜지에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 가스 스프링.
제3항에 있어서, 상기 로드 가이드는 제1영역과 제2영역 간의 연결이 끊어지기 전에 앞서서 로드 가이드를 제1영역으로부터 분리하도록 되어있는 연결특징부에 의해 피스톤 로드의 제2영역 상에서 유지되는 것을 특징으로 하는 가스 스프링.
제10항에 있어서, 상기 연결특징부는 유지링을 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 스프링.
제3항에 있어서, 상기 제2영역은 피스톤 로드의 제1영역과 제2영역 사이를 상호연결하기 위해 멈춤부에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 가스 스프링.
제3항에 있어서, 상기 피스톤 로드의 제1영역은 제1영역의 개방말단부 및 제1영역의 폐쇄말단부의 일부를 구성하는 캐비티를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 스프링.
제1항에 있어서, 상기 피스톤 로드는 적어도 팽창 위치에서 케이싱의 외부로 뻗어있는 제1영역, 및 축을 따라 결합운동을 하도록 제1영역과 연결되어 있는 관 형태의 제2영역을 가지고,

피스톤 로드의 왕복운동을 가이드 하도록 케이싱의 내부면에 인접하는 피스톤 로드의 제2영역에 포함된 로드 가이드;

피스톤 로드의 운동을 가이드하고 피스톤 로드 사이에 씰을 제공하기 위해, 적어도 부분적으로 피스톤 로드와 케이싱 사이에 위치하고 일반적으로 피스톤 로드와 동축으로 정렬되어 있는 베어링 조립체;

케이싱에 연결된 제1멈춤부; 및

수축위치로부터 떨어져 있는 피스톤 로드의 움직임을 제한하기 위해, 로드 가이드로부터 이격되고 제1멈춤부와 체결가능하도록 구성된, 피스톤 로드의 제1영역과 제2영역 중 적어도 하나에 포함되는 제2멈춤부;를 포함하는 것을 특징으로 하 는 가스 스프링.