KR20090029198A - 가스 스프링의 윤활구조 - Google Patents

Abstract

로드부재가 실린더 본체의 로드측 단부벽으로부터 상방으로 돌출하는 자세로 배치된 가스 스프링에 있어서, 실린더 본체 내의 하단측 부분에 수용된 윤활유를, 압축가스의 압력변화를 이용하여 로드부재, 시일부재에 확실하게 공급함으로써, 그 윤활유에 의해 시일부재와 로드부재의 사이를 확실하게 윤활시킬 수 있도록 한다.

가스 스프링(1)의 윤활구조는, 윤활유 도입구(22)와 윤활유 토출구(23)를 접속하는 윤활유 통로(24)에, 윤활유 토출구(23)측으로부터 윤활유 도입구(22)측으로 윤활유(21)가 역류하는 것을 방지하는 한 쌍의 체크밸브(25,27)를 직렬형상으로 설치하고, 압축가스(3)의 압력변화를 이용하여 윤활유 도입구(22)로부터 윤활유 통로(24)로 윤활유(21)를 도입하는 동시에 윤활유 토출구(23)로부터 윤활유(21)를 토출시켜 로드부재(4)에 공급한다.

Description

가스 스프링의 윤활구조{LUBRICATION STRUCTURE FOR GAS SPRING}

본 발명은, 로드부재가 실린더 본체의 로드측 단부벽으로부터 상방으로 돌출하는 자세로 배치된 가스 스프링에 있어서, 로드측 단부벽에서의 시일부재와 로드부재의 사이(슬라이딩부)를 실린더 본체 내에 수용된 윤활유에 의해 윤활시킬 수 있도록 구성한 가스 스프링의 윤활구조에 관한 것이다.

종래, 본원 출원인은, 공작기계의 주축 밸런서나 프레스 기계의 쿠션장치 등 다양한 용도의 가스 스프링을 실용화해 오고 있다. 이러한 종류의 가스 스프링에는 일반적으로, 실린더 본체와, 실린더 본체 내에 충전된 압축가스와, 실린더 본체의 로드측 단부벽에 슬라이딩 가능하게 관통삽입되어 압축가스의 가스압을 받는 로드부재와, 로드측 단부벽과 로드부재의 사이를 시일하는 시일부재가 구비되어 있다(예컨대, 특허문헌 1, 2 참조).

그런데, 상기 시일부재가 열화(마모)되면, 실린더 본체 내의 압축가스가 로드측 단부벽과 로드부재의 사이에서 외부로 누출되어 가스 스프링의 기능이 유지되지 않게 되기 때문에, 이러한 시일부재의 로드부재와의 마찰로 인한 열화를 억제하기 위하여, 슬라이딩부가 되는 시일부재와 로드부재의 사이를 윤활유로 윤활시키는 것이 바람직하다.

이에, 실린더 본체 내에 적량의 윤활유를 수용시켜 둠으로써, 가스 스프링을, 로드부재가 로드측 단부벽으로부터 하방으로 돌출하는 자세(하향자세)로 배치하였을 경우에는, 실린더 본체 내에 로드측 단부벽을 바닥으로 하여 고여 있는 상태의 윤활유가 로드부재에 부착하기 때문에, 그 윤활유에 의해 시일부재와 로드부재의 사이를 윤활시킬 수가 있다.

단, 가스 스프링을, 로드부재가 로드측 단부벽으로부터 상방으로 돌출하는 자세(상향자세)로 배치하고자 하는 경우가 있고, 또한, 상향자세로 배치하지 않으면, 공작기계나 프레스 기계 등의 장치에 부착(조립설치)하기가 힘들거나 곤란한 경우가 있다.

[특허문헌 1] 일본 특허공개공보 제2001-105256호

[특허문헌 2] 일본 특허공개공보 제2000-145860호

가스 스프링을 상향자세로 배치하였을 경우, 실린더 본체 내에 윤활유를 수용시켜 두어도, 그 양은 가스 스프링의 기능이 손상될 정도로 대량화할 수는 없고, 윤활유는 실린더 본체 내의 하단측 부분에 고인 상태가 될 뿐이기 때문에, 이 윤활유를, 로드측 단부벽으로부터 상방으로 돌출하는 로드부재, 로드측 단부벽과 로드부재의 사이를 시일하는 시일부재에 확실하게 공급하여, 그 윤활유에 의해 시일부재와 로드부재의 사이를 확실하게 윤활시킬 수 없다는 문제가 있다.

실린더 본체 내의 하단측 부분에 수용된 윤활유가, 가스 스프링의 작동에 의한 진동 등으로 인해 튀어 로드부재에 부착될 가능성은 있지만, 이러한 경우를 항상 기대할 수는 없으며, 특히, 로드부재의 진퇴 스트로크가 큰 가스 스프링에서는, 윤활유가 로드부재에 부착되었다 하더라도, 그 부착위치는 로드측 단부벽으로부터 상당히 하방으로 이격된 위치가 되어, 그 윤활유에 의해 시일부재와 로드부재의 사이를 확실하게 윤활시킬 수 없게 될 우려가 크다.

또한, 로드부재가 실린더 본체로부터 상하 양측으로 돌출하는 가스 스프링이 존재하는데, 이러한 가스 스프링에서는, 상향자세로 배치한 경우라 하더라도, 윤활유가 로드부재에는 확실하게 부착되지만, 상기한 바와 마찬가지로, 그 부착위치는 실린더 본체의 상단측의 로드측 단부벽으로부터 상당히 하방으로 이격된 위치가 되기 때문에, 그 윤활유에 의해 상단측의 로드측 단부벽에 있어서의 시일부재와 로드부재의 사이를 확실하게 윤활시킬 수 없게 될 우려가 크다.

본 발명의 목적은, 로드부재가 실린더 본체의 로드측 단부벽으로부터 상방으로 돌출하는 자세로 배치된 가스 스프링에 있어서, 실린더 본체 내의 하단측 부분에 수용된 윤활유를, 압축가스의 압력변화를 이용하여, 로드부재, 시일부재에 확실하게 공급함으로써, 그 윤활유에 의해 시일부재와 로드부재의 사이를 확실하게 윤활시킬 수 있는 가스 스프링의 윤활구조를 제공하는 것이다.

청구항 1의 가스 스프링의 윤활구조는, 실린더 본체와, 상기 실린더 본체 내에 충전된 압축가스와, 실린더 본체의 로드측 단부벽에 슬라이딩 가능하게 관통삽입되어 압축가스의 가스압을 받는 로드부재와, 로드측 단부벽과 로드부재의 사이를 시일하는 시일부재를 구비하고, 로드부재가 로드측 단부벽으로부터 상방으로 돌출하는 자세로 배치된 가스 스프링에 있어서, 상기 실린더 본체 내의 하단측 부분에 수용된 윤활유와, 상기 윤활유를 도입할 수 있도록 실린더 본체의 하단측 부분에 형성된 윤활유 도입구와, 상기 윤활유를 토출할 수 있도록 실린더 본체의 로드측 단부벽의 하단 근방부보다 상측에 위치하는 실린더 본체의 상단측 부분에 형성된 윤활유 토출구과, 상기 윤활유 도입구와 윤활유 토출구를 접속하는 윤활유 통로와, 상기 윤활유 통로에 설치되어 윤활유 토출구측으로부터 윤활유 도입구측으로 윤활유가 역류하는 것을 방지하는 체크밸브를 구비하고, 상기 압축가스의 압력변화를 이용하여 윤활유 도입구로부터 윤활유 통로로 윤활유를 도입시키는 동시에 윤활유 토출구로부터 윤활유를 토출시켜 상기 로드부재 또는 시일부재에 공급할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 한다.

상기 가스 스프링의 윤활구조는, 공작기계의 주축 밸런서나 프레스 기계의 쿠션장치 등, 다양한 용도의 가스 스프링에 적용가능하며, 특히, 로드부재의 진퇴 스트로크가 큰 가스 스프링에 적합하다. 실린더 본체 내의 하단측 부분에 수용된 윤활유의 양은, 이 윤활유로 인해 가스 스프링의 기능이 손상되는 경우가 없으면서, 어느 정도 장기간 보충이 필요없는 적량으로 하는 것이 바람직하다.

실린더 본체에 대하여 로드부재가 퇴입, 진출함으로써, 실린더 본체 내의 압축가스에 압력변화가 생기고, 이러한 압축가스의 압력변화를 이용하여, 실린더 본체 내의 윤활유가 윤활유 도입구로부터 윤활유 통로로 도입되는 동시에, 윤활유 통로 내의 윤활유가 윤활유 토출구로부터 토출되어 로드부재 또는 시일부재로 공급됨에 따라, 그 윤활유에 의해 슬라이딩부가 되는 시일부재와 로드부재의 사이가 윤활된다. 윤활유 통로에 윤활유 토출구측으로부터 윤활유 도입구측으로 윤활유가 역류하는 것을 방지하는 체크밸브를 설치함으로써, 윤활유 통로 내의 적어도 일부에 윤활유를 충전시킨 상태를 유지하며, 압축가스의 압력변화를 이용하여, 윤활유 통로 내의 윤활유를 윤활유 토출구로부터 확실하게 토출시킬 수 있게 된다.

상기 체크밸브로서 한 쌍의 체크밸브를 윤활유 통로에 직렬형상으로 설치하는 것이 바람직하다(청구항 2). 더욱이, 상기 윤활유 통로 중 한 쌍의 체크밸브 사이의 통로부에 접속된 어큐뮬레이터(accumulator)를 설치하는 것이 바람직하다(청구항 3). 또한, 상기 한 쌍의 체크밸브 중의 하나를 윤활유 통로 중 윤활유 도입구와 가까운 부분에 설치하고, 한 쌍의 체크밸브의 다른 하나를 윤활유 통로 중 윤활유 토출구와 가까운 부분에 설치하는 것이 바람직하다(청구항 4).

한편, 상기 윤활유 도입구 부근의 압축가스의 압력과 윤활유 토출구 부근의 압축가스의 압력간의 차이압에 의해, 윤활유 도입구로부터 윤활유를 도입하는 동시에 윤활유 토출구로부터 윤활유를 토출하도록 하여도 무방하다(청구항 5). 이 경우, 상기 로드부재가 실린더 본체 내부로 급격히 퇴입할 때 발생하는 서지압력(surge pressure)을 윤활유에 작용시켜, 상기 차이압을 발생시키도록 구성하여도 무방하다(청구항 6). 이 경우, 압축가스의 급격한 압력상승을 완화시키고 상기 차이압을 확대시키기 위하여, 실린더 본체에 접속된 어큐뮬레이터를 설치할 수도 있다. 여기서, 상기 체크밸브를 윤활유 통로 중 윤활유 토출구보다 윤활유 도입구에 가까운 부분에 설치하는 것이 바람직하다(청구항 7).

또, 상기 윤활유 통로는, 윤활유 도입구에 연통되며 또한 실린더 본체의 외주면에 면하는 도입구측 포트와, 윤활유 토출구에 연통되며 또한 실린더 본체의 외주면에 면하는 토출구측 포트와, 이들 양 포트를 접속하는 통로형성부재를 갖는 것이 바람직하다(청구항 8). 이 경우, 상기 통로형성부재가 탄성체로 만들어진 튜브로 이루어지는 것으로 하여도 무방하다(청구항 9). 혹은, 윤활유 통로의 전부를 실린더 본체에 형성할 수도 있다.

상기 윤활유 도입구는, 실린더 본체의 바닥벽의 상면부에 형성되는 것이 바람직하다(청구항 10). 상기 윤활유 토출구는, 로드부재 중 로드측 단부벽의 하측에 위치하는 부분에 면하도록 실린더 본체의 둘레벽의 내면부에 형성될 수도 있고(청구항 11), 또는 로드부재 중 시일부재의 근방에 위치하는 부분에 면하도록 로드측 단부벽의 내면부에 형성될 수도 있다(청구항 12).

(효과)

청구항 1의 발명에 따르면, 실린더 본체 내의 하단측 부분에 수용된 윤활유, 윤활유를 도입할 수 있도록 실린더 본체의 하단측 부분에 형성된 윤활유 도입구, 윤활유를 토출할 수 있도록 실린더 본체의 로드측 단부벽의 하단 근방부보다 상측에 위치하는 실린더 본체의 상단측 부분에 형성된 윤활유 토출구, 윤활유 도입구와 윤활유 토출구를 접속하는 윤활유 통로, 윤활유 통로에 설치되어 윤활유 토출구측으로부터 윤활유 도입구측으로 윤활유가 역류하는 것을 방지하는 체크밸브를 구비하고, 압축가스의 압력변화를 이용하여 윤활유 도입구로부터 윤활유 통로로 윤활유를 도입하는 동시에 윤활유 토출구로부터 윤활유를 토출시켜 로드부재 또는 시일부재에 공급할 수 있도록 구성하였기 때문에, 실린더 본체 내에 적량의 윤활유를 수용시켜 둠으로써, 가스 스프링의 기능을 손상시키지도 않고, 체크밸브에 의해 윤활유 통로 내의 적어도 일부에 윤활유를 충전시킨 상태를 유지할 수 있으므로, 윤활유를 로드부재 또는 시일부재에 확실하게 공급하여, 그 윤활유에 의해 시일부재와 로드부재의 사이(슬라이딩부)를 확실하게 윤활시킬 수 있고, 따라서 시일부재의 내구성을 높여 가스 스프링의 기능을 장기간 지속시킬 수 있으며, 또한, 압축가스의 압력변화를, 실린더 본체에 대하여 로드부재가 퇴입, 진출함으로써 발생시킬 수 있기 때문에, 윤활유의 공급구동기 등을 별도로 설치할 필요가 없는 간단한 구성에 의해, 상기 윤활기능을 필요시에 확실하게 발휘시킬 수가 있다.

청구항 2의 발명에 따르면, 체크밸브로서 한 쌍의 체크밸브를 윤활유 통로에 직렬형상으로 설치하였기 때문에, 로드부재가 실린더 본체 내부로 퇴입되어 압축가스가 가압되었을 경우, 이 압축가스의 압력은, 윤활유 통로 중 한 쌍의 체크밸브 사이의 통로부에 대하여 윤활유 토출구측으로부터는 작용하지 않으므로, 실린더 본체 내의 윤활유를 가압하여 윤활유 도입구로부터 윤활유 통로로 도입시켜 상기 통로부에 윤활유를 가압상태로 보유하며, 로드부재가 실린더 본체 내부로부터 진출하여 압축가스가 감압되었을 경우, 상기 통로부에 보유된 가압상태의 윤활유에 의해, 윤활유 통로 내의 윤활유를 윤활유 토출구로부터 확실하게 토출시킬 수가 있다.

청구항 3의 발명에 따르면, 윤활유 통로 중 한 쌍의 체크밸브 사이의 통로부에 접속된 어큐뮬레이터를 설치하였기 때문에, 압축가스가 가압되었을 경우, 실린더 본체 내의 윤활유를 윤활유 도입구로부터 윤활유 통로로 확실하게 도입시켜 상기 통로부 및 어큐뮬레이터에 적량의 윤활유를 가압상태로 확실하게 보유하며, 압축가스가 감압되었을 경우, 상기 통로부 및 어큐뮬레이터에 보유된 가압상태의 윤활유에 의해, 윤활유 통로 내의 적량의 윤활유를 윤활유 토출구로부터 확실하게 토출시킬 수가 있다.

청구항 4의 발명에 따르면, 한 쌍의 체크밸브 중의 하나를 윤활유 통로 중 윤활유 도입구와 가까운 부분에 설치하고, 한 쌍의 체크밸브 중의 다른 하나를 윤활유 통로 중 윤활유 토출구와 가까운 부분에 설치하였기 때문에, 항상 윤활유 통로 내의 대부분에 윤활유를 충전시킨 상태를 유지할 수 있는 동시에, 압축가스가 가압되었을 경우에는 윤활유를 가압상태로 보유할 수 있으며, 따라서, 압축가스가 감압되었을 경우에 윤활유 통로 내의 윤활유를 윤활유 토출구로부터 확실하게 토출 시킬 수가 있다.

청구항 5의 발명에 따르면, 윤활유 도입구 부근의 압축가스의 압력과 윤활유 토출구 부근의 압축가스의 압력간의 차이압에 의해, 윤활유 도입구로부터 윤활유를 도입하는 동시에 윤활유 토출구로부터 윤활유를 토출하므로, 상기 차이압을 발생시킴으로써 윤활유를 로드부재 또는 시일부재로 확실하게 공급할 수가 있다.

청구항 6의 발명에 따르면, 로드부재가 실린더 본체 내부로 급격히 퇴입할 때 발생하는 서지압력을 윤활유에 작용시켜 상기 차이압을 발생시키도록 구성하였기 때문에, 로드부재가 실린더 본체 내부로 급격하게 퇴입하는 가스 스프링의 작동을 이용하여, 상기 차이압을 확실하게 발생시킬 수가 있다.

청구항 7의 발명에 따르면, 윤활유 통로 중 윤활유 토출구보다 윤활유 도입구에 가까운 부분에, 윤활유 토출구측으로부터 윤활유 도입구측으로 윤활유가 역류하는 것을 방지하는 체크밸브를 설치하였기 때문에, 상기한 차이압이 발생하지 않은 상태에서도, 윤활유 통로 중 체크밸브보다 윤활유 토출구측 부분에 윤활유를 보유할 수 있고, 체크밸브를 윤활유 통로 중 윤활유 토출구보다 윤활유 도입구에 가까운 부분에 설치함으로써, 윤활유 통로에 보유할 수 있는 윤활유의 양을 대량화할 수 있으며, 따라서, 상기 차이압이 발생했을 경우에는, 윤활유 도입구로부터 소량의 윤활유를 도입함으로써, 윤활유 토출구로부터 윤활유를 확실하게 토출시킬 수가 있다.

청구항 8의 발명에 따르면, 윤활유 통로는, 윤활유 도입구에 연통되며 또한 실린더 본체의 외주면에 면하는 도입구측 포트와, 윤활유 토출구에 연통되며 또한 실린더 본체의 외주면에 면하는 토출구측 포트와, 이들 양 포트를 접속하는 통로형성부재를 가지기 때문에, 실린더 본체에는 윤활유 통로의 비율적으로 적은 일부의 통로부를 형성하는 것만으로, 이후에는 통로형성부재를 양 포트에 접속하여 장착하는 간단한 구조로 윤활구조를 구성할 수 있으며, 이러한 윤활구조를 기존의 가스 스프링에 적용하기가 용이해진다.

청구항 9의 발명에 따르면, 통로형성부재가 탄성체로 만들어진 튜브로 이루어지기 때문에, 청구항 2의 발명과 같이, 한 쌍의 체크밸브를 윤활유 통로에 직렬형상으로 설치하였을 때 압축가스가 가압되었을 경우, 튜브를 팽창시키면서 실린더 본체 내의 윤활유를 가압하여 윤활유 도입구로부터 윤활유 통로로 확실하게 도입시키고, 윤활유 통로 중 한 쌍의 체크밸브 사이의 통로부에 윤활유를 가압상태로 확실하게 보유할 수가 있다.

청구항 10의 발명에 따르면, 윤활유 도입구가 실린더 본체의 바닥벽의 상면부에 형성되었기 때문에, 실린더 본체 내의 하단측 부분에 수용된 윤활유를 윤활유 도입구로부터 윤활유 통로로 확실하게 도입시킬 수가 있다.

청구항 11의 발명에 따르면, 윤활유 토출구가, 로드부재 중 로드측 단부벽의 하측에 위치하는 부분에 면하도록 실린더 본체의 둘레벽의 내면부에 형성되었기 때문에, 윤활유 토출구로부터 토출된 윤활유를 시일부재의 부근에서 로드부재로 확실하게 공급할 수 있고, 따라서, 이 윤활유에 의해 시일부재와 로드부재의 사이를 확실하게 윤활시킬 수가 있다.

청구항 12의 발명에 따르면, 윤활유 토출구가, 로드부재 중 시일부재의 근방에 위치하는 부분에 면하도록 로드측 단부벽의 내면부에 형성되었기 때문에, 윤활유 토출구로부터 토출된 윤활유를 시일부재의 근방에서 로드부재로 확실하게 공급할 수 있고, 따라서, 윤활유를 시일부재에도 직접 공급할 수 있게 되어, 이 윤활유에 의해 시일부재와 로드부재의 사이를 확실하게 윤활시킬 수가 있다.

도 1은 실시예 1의 가스 스프링의 종단면도이다.

도 2는 실시예 2의 가스 스프링의 종단면도이다.

도 3은 실시예 3의 가스 스프링의 종단면도이다.

도 4는 실시예 4의 가스 스프링의 종단면도이다.

도 5는 실시예 5의 가스 스프링의 종단면도이다.

도 6은 실시예 6의 가스 스프링의 종단면도이다.

도 7은 실시예 7의 가스 스프링의 종단면도이다.

도 8은 실시예 8의 가스 스프링의 종단면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1, 41, 41A∼41C : 가스 스프링 2, 2C, 42 : 실린더 본체

3, 43 : 압축가스 4, 44 : 로드부재

5, 5C, 45 : 둘레벽 6, 6C, 46 : 바닥벽

7, 48 : 로드측 단부벽 13, 53, 55 : 시일부재

20,20A∼20C,60,60A∼60C : 윤활구조 21, 21C, 61 : 윤활유

22, 22C, 62 : 윤활유 도입구 23, 23C, 63 : 윤활유 토출구

24, 24C, 64 : 윤활유 통로 25, 26, 25C, 65, 66 : 체크밸브

31, 71 : 도입구측 포트 33, 74 : 토출구측 포트

35, 76 : 튜브(통로형성부재)

본 발명의 가스 스프링의 윤활구조는, 로드부재가 실린더 본체의 로드측 단부벽으로부터 상방으로 돌출하는 자세로 배치된 가스 스프링에 있어서, 실린더 본체 내의 하단측 부분에 수용된 윤활유, 윤활유를 도입할 수 있도록 실린더 본체의 하단측 부분에 형성된 윤활유 도입구, 윤활유를 토출할 수 있도록 실린더 본체의 로드측 단부벽의 하단 근방부보다 상측에 위치하는 실린더 본체의 상단측 부분에 형성된 윤활유 토출구, 윤활유 도입구와 윤활유 토출구를 접속하는 윤활유 통로, 윤활유 통로에 설치되어 윤활유 토출구측으로부터 윤활유 도입구측으로 윤활유가 역류하는 것을 방지하는 체크밸브를 구비한 것이다.

(실시예 1)

도 1에 도시된 바와 같이, 가스 스프링(1)은, 실린더 본체(2), 실린더 본체(2) 내에 충전된 압축가스(3), 실린더 본체(2)의 로드측 단부벽(7)에 슬라이딩 가능하게 관통삽입되어 압축가스(3)의 가스압을 받는 로드부재(4), 로드측 단부벽(7)과 로드부재(4)의 사이를 시일하는 시일부재(13)를 구비하고, 로드부재(4)가 로드측 단부벽(7)으로부터 상방으로 돌출하는 자세로 배치된다.

실린더 본체(2)는, 통형상의 둘레벽(5), 둘레벽(5)에 일체 형성된 바닥벽(6), 로드측 단부벽(7)을 가지며, 로드측 단부벽(7)이 둘레벽(5)의 상부에 내부삽입되어 로킹용 링부재(14)에 의해 고정되어 있다. 로드측 단부벽(7)의 외주부에 링형상의 시일부재(10)가 장착되며, 상기 시일부재(10)에 의해 둘레벽(5)과 로드측 단부벽(7)의 사이가 시일되어 있다.

로드측 단부벽(7)에는, 로드 관통삽입구멍(7a)이 상하로 관통형상으로 형성되고, 상기 로드 관통삽입구멍(7a)에 로드부재(4)가 슬라이딩 가능하게 내부삽입되어 있다. 로드측 단부벽(7)(로드 관통삽입구멍(7a))의 내주부에는, 링형상의 더스트 시일(11), 통형상의 저마찰부재(12), 링형상의 시일부재(13)가, 상측으로부터 하측으로 순서대로 장착되어 있다.

더스트 시일(11)에 의해 외부로부터 로드 관통삽입구멍(7a) 내부로 먼지 등이 침입하는 것이 방지되며, 저마찰부재(12)에 의해 로드부재(4)가 상하이동이 가능하도록 원활하게 지지되어 있다. 시일부재(10,13)에 의해 실린더 본체(2) 내부가 기밀하게 유지되며, 상기 실린더 본체(2) 내에, 소정의 압력(예컨대, 10∼15Mpa 정도)으로 압축된 압축가스(3, 예컨대 압축질소가스(3))가 충전되어 있다.

로드부재(4)는, 그 대부분이 로드 관통삽입구멍(7a)을 관통하여 삽입될 수 있는 로드 본체부(4a)로 형성되며, 실린더 본체(2) 내에 위치하는 하단부에 로드 본체부(4a)보다 지름이 큰 빠짐방지부(4b)가 형성되어 있다. 로드부재(4) 중에서 로드측 단부벽(7)으로부터 실린더 본체(2) 내부로 돌출하는 부분이, 압축가스(3)의 가스압을 받는 수압부가 되고, 로드부재(4)는 (로드 본체부(4a)의 단면적) × (압축가스(3)의 압력)이 되는 가압력에 의해 상방으로 가압된다.

가스 스프링의 윤활구조(20)는, 실린더 본체(2) 내의 하단측 부분에 수용된 윤활유(21), 윤활유(21)를 도입할 수 있도록 실린더 본체(2)의 하단측 부분에 형성된 윤활유 도입구(22), 윤활유(21)를 토출할 수 있도록 실린더 본체(2)의 로드측 단부벽(7)의 하단 근방부보다 상측에 위치하는 실린더 본체(2)의 상단측 부분에 형성된 윤활유 토출구(23), 윤활유 도입구(22)와 윤활유 토출구(23)를 접속하는 윤활유 통로(24), 윤활유 통로(24)에 직렬형상으로 설치된 한 쌍의 체크밸브(25,26), 윤활유 통로(24) 중 한 쌍의 체크밸브(25,26) 사이의 통로부(24a)에 접속된 어큐뮬레이터(27)를 구비하고 있다.

윤활유(21)의 양은, 상기 윤활유(21)에 의해 가스 스프링(1)의 기능을 손상시키지 않으면서, 어느 정도 장기간 보충이 필요없는 적량으로 하는 것이 바람직하다. 윤활유 도입구(22)는 실린더 본체(2)의 바닥벽(6)의 상면부에 형성되고, 윤활유 토출구(23)는 로드부재(4) 중에서 로드측 단부벽(7)의 바로 아래쪽에 위치하는 부분에 면하도록, 실린더 본체(2)의 둘레벽(5)의 내면부에 형성되어 있다.

윤활유 통로(24)는, 바닥벽(6)에 형성되며 윤활유 도입구(22)에 접속된 통로부(30), 윤활유 도입구(22)에 통로부(30)를 통해 연통(連通)되며 또한 실린더 본체(2)의 외주면에 면하는 도입구측 포트(31), 둘레벽(5)에 형성되며 윤활유 토출구(23)에 접속된 통로부(32), 윤활유 토출구(23)에 통로부(32)를 통해 연통되며 또한 실린더 본체(2)의 외주면에 면하는 토출구측 포트(33), 포트(31,33)를 접속하는 실린더 본체(2) 외부의 통로부(34)를 갖는다. 통로부(34)는, 상기 통로부(24a)를 포함하며, 통로형성부재에 상당하는 탄성체로 만들어진 튜브(35)로 이루어지고, 상기 튜브(35)의 양단부가 포트(31,33)에 유체 밀봉하게 접속되어 있다.

한 쌍의 체크밸브(25,26)는 각각 윤활유 토출구측으로부터 윤활유 도입구측으로 윤활유가 역류하는 것을 방지하는 것으로서, 체크밸브(25)는 윤활유 통로(24) 중 윤활유 도입구(22)와 가까운 부분에 설치되고, 체크밸브(26)는 윤활유 통로(24) 중 윤활유 토출구(23)와 가까운 부분에 설치되어 있다. 한편, 체크밸브(25,26)를 통로부(34)(튜브(35))에 있어서, 도입구측 포트(31), 토출구측 포트(32)의 근방부에 설치하는 것이 바람직하다.

어큐뮬레이터(27)는, 윤활유 통로(24)의 통로부(24a)에 통로(27a)를 통해 접속되며, 윤활유(21)를 압축가스(3)의 압력에 따른 가압상태로 비축할 수 있는, 비교적 소형의 어큐뮬레이터이다.

상기 가스 스프링의 윤활구조(20)는, 압축가스(3)의 압력변화를 이용하여 윤활유 도입구(22)로부터 윤활유 통로(24)로 윤활유(21)를 도입시키는 동시에 윤활유 토출구(23)로부터 윤활유(21)를 토출시켜 로드부재(4)에 공급할 수 있도록 구성되 며, 로드부재(4)에 공급되어 부착된 윤활유(21)에 의해, 시일부재(13)와 로드부재(4)의 사이(슬라이딩부)를 윤활할 수 있도록 구성되어 있다. 한편, 로드부재(4)에 부착된 윤활유(21)가, 로드측 단부벽(7)의 하단부에서 긁혀 떨어지지 않고 시일부재(13)에 도달하도록, 시일부재(13)의 하측에서 로드측 단부벽(7)과 로드부재(4)의 사이에 틈(7b)이 형성되어 있다.

여기서, 상기 압축가스(3)의 압력변화의 이용에 대하여 상세히 설명하면, 먼저, 로드부재(4)가 실린더 본체(2) 내부로 퇴입되면 압축가스(3)가 가압되고, 이 압축가스(3)의 압력은 윤활유 통로(24) 중 한 쌍의 체크밸브(25,26) 사이의 통로부(24a)에 대하여 윤활유 토출구(23)측으로부터는 작용하지 않기 때문에, 압축가스(3)에 의해, 실린더 본체(2) 내의 윤활유(21)가 가압되어 윤활유 도입구(22)로부터 윤활유 통로(24)로 도입되어, 통로부(24a) 및 어큐뮬레이터(27)에 윤활유(21)가 가압상태로 보유된다. 그 후, 로드부재(4)가 실린더 본체(2) 내부로부터 진출하면, 압축가스(3)의 압력이 감압되어 통로부(24a) 및 어큐뮬레이터(27)에 가압상태로 보유된 윤활유(21)의 압력보다도 낮아지기 때문에, 상기 윤활유(21)에 의해, 윤활유 통로(24) 내부의 윤활유(21)가 윤활유 토출구(23)로부터 토출된다.

이상으로 설명한 가스 스프링의 윤활구조(20)에 따르면, 윤활유(21), 윤활유 도입구(22), 윤활유 토출구(23), 윤활유 통로(24), 한 쌍의 체크밸브(25,26), 어큐뮬레이터(27)를 구비하고, 압축가스(3)의 압력변화를 이용하여 윤활유 도입구(22)로부터 윤활유 통로(24)로 윤활유(21)를 도입하는 동시에 윤활유 토출구(23)로부터 윤활유(21)를 토출시켜 로드부재(4)에 공급할 수 있도록 구성하였다.

즉, 실린더 본체(2) 내에 적량의 윤활유(21)를 수용하여 둠으로써, 가스 스프링(1)의 기능을 손상시키지 않으면서, 한 쌍의 체크밸브(25,26)에 의해 윤활유 통로(24) 중 적어도 통로부(24a)에 윤활유(21)를 충전시킨 상태를 유지할 수 있기 때문에, 윤활유(21)를 로드부재(4)에 확실하게 공급하여 그 윤활유(21)에 의해 시일부재(13)와 로드부재(4)의 사이(슬라이딩부)를 확실하게 윤활시킬 수 있고, 따라서, 시일부재(13)의 내구성을 높여 가스 스프링(1)의 기능을 장기간 지속시킬 수가 있다.

이러한 경우, 실린더 본체(2)에 대하여 로드부재(4)가 퇴입, 진출함으로써 압축가스(3)의 압력변화를 발생시킬 수 있기 때문에, 윤활유(21)의 공급구동기 등을 별도로 설치할 필요가 없는 간단한 구성에 의해, 상기한 윤활기능을 필요시에 확실하게 발휘시킬 수가 있다.

한 쌍의 체크밸브(25,26)를 윤활유 통로(24)에 직렬형상으로 설치하고, 윤활유 통로(24) 중 한 쌍의 체크밸브(25,26) 사이의 통로부(24a)에 접속된 어큐뮬레이터(27)를 설치하였기 때문에, 로드부재(4)가 실린더 본체(2) 내부로 퇴입하여 압축가스(3)가 가압되었을 경우, 실린더 본체(2) 내의 윤활유(21)를 윤활유 도입구(22)로부터 윤활유 통로(24)로 확실하게 도입시켜, 통로부(24a) 및 어큐뮬레이터(27)에 적량의 윤활유(21)를 가압상태로 확실하게 보유하고, 로드부재(4)가 실린더 본체(2) 내부로부터 진출하여 압축가스(3)가 감압되었을 경우, 통로부(24a) 및 어큐뮬레이터(27)에 보유된 가압상태의 윤활유(21)에 의해, 윤활유 통로(24) 내의 적량의 윤활유(21)를 윤활유 토출구(23)로부터 확실하게 토출시킬 수가 있다.

체크밸브(25)를 윤활유 통로(24) 중 윤활유 도입구(22)와 가까운 부분에 설치하고, 체크밸브(26)를 윤활유 통로(24) 중 윤활유 토출구(23)와 가까운 부분에 설치하였기 때문에, 윤활유 통로(24) 내의 대부분에 윤활유(21)를 충전시킨 상태를 유지할 수 있는 동시에, 압축가스(3)가 가압되었을 경우에는 윤활유(21)를 가압상태로 보유할 수 있으며, 따라서, 압축가스(3)가 감압되었을 경우에 윤활유 통로(24) 내의 윤활유(21)를 윤활유 토출구(23)로부터 확실하게 토출시킬 수가 있다.

윤활유 통로(24)는, 윤활유 도입구(22)에 연통되며 또한 실린더 본체(2)의 외주면에 면하는 도입구측 포트(31)와, 윤활유 토출구(23)에 연통되며 또한 실린더 본체(2)의 외주면에 면하는 토출구측 포트(33)와, 이들 양 포트(31,33)를 접속하는 튜브(35)를 구비하기 때문에, 실린더 본체(2)에는 윤활유 통로(24)의 비율적으로 적은 일부의 통로부(30,32)를 형성하는 것만으로, 이후에는 튜브(35)를 양 포트(31,33)에 접속하여 장착하는 간단한 구조에 의해 윤활구조(20)를 구성할 수 있어, 상기 윤활구조(20)를 기존의 가스 스프링(1)에 적용하기가 용이해진다.

윤활유 도입구(22)가, 실린더 본체(2)의 바닥벽(6)의 상면부에 형성되었기 때문에, 실린더 본체(2) 내의 하단측 부분에 수용된 윤활유(21)를 윤활유 도입구(22)로부터 윤활유 통로(24)로 확실하게 도입시킬 수 있고, 윤활유 토출구(23)가, 로드부재(4) 중 로드측 단부벽(7)의 하측에 위치하는 부분에 면하도록 실린더 본체(2)의 둘레벽(5)의 내면부에 형성되었기 때문에, 윤활유 토출구(23)로부터 토출된 윤활유(21)를 시일부재(13)의 부근에서 로드부재(4)로 확실하게 공급할 수 있어, 그 윤활유(21)에 의해 시일부재(13)와 로드부재(4)의 사이를 확실하게 윤활시 킬 수가 있다. 한편, 탄성체로 만들어진 튜브(35) 대신에 금속제의 관부재를 적용하여도 무방하다.

(실시예 2)

도 2에 도시된 바와 같이, 실시예 2의 가스 스프링의 윤활구조(20A)는, 실시예 1의 가스 스프링의 윤활구조(20)에서 어큐뮬레이터(27)를 생략한 것이다. 이 윤활구조(20A)에 따르면, 로드부재(4)가 실린더 본체(2) 내부로 퇴입하여 압축가스(3)가 가압되었을 경우, 실린더 본체(2) 내의 윤활유(21)를 윤활유 도입구(22)로부터 윤활유 통로(24)로 확실하게 도입시켜 통로부(24a)에 윤활유(21)를 약간 압축시켜 가압상태로 보유하고, 로드부재(4)가 실린더 본체(2) 내부로부터 진출하여 압축가스(3)가 감압되었을 경우, 통로부(24a)에 보유된 가압상태의 윤활유(21)에 의해, 윤활유 통로(24) 내의 윤활유(21)를 윤활유 토출구(23)로부터 확실하게 토출시킬 수가 있다.

여기서, 튜브(35)로서, 탄성체로 만들어진 튜브(35)를 적용하는 것이 바람직하지만, 다른 통로형성부재(예컨대, 금속제의 관부재)도 적용가능하다. 탄성체로 만들어진 튜브(35)로 함으로써, 압축가스(3)가 가압되었을 경우에 튜브(35)를 팽창시키면서, 실린더 본체(2) 내의 윤활유(21)를 가압하여 윤활유 도입구(22)로부터 윤활유 통로(24)로 확실하게 도입시켜 통로부(24a)에 적량의 윤활유(21)를 가압상태로 확실하게 보유할 수가 있다.

(실시예 3)

도 3에 도시된 바와 같이, 실시예 3의 가스 스프링의 윤활구조(20B)는, 실시 예 2의 가스 스프링의 윤활구조(20A)에서 체크밸브(26)를 생략하는 동시에, 윤활유 도입구(22) 부근의 압축가스(3)의 압력과 윤활유 토출구(23) 부근의 압축가스(3)의 압력간의 차이압에 의해, 윤활유 도입구(22)로부터 윤활유(21)를 도입하는 동시에 윤활유 토출구(23)로부터 윤활유(21)를 토출시켜 로드부재(4)에 공급할 수 있도록 구성되어 있다.

이러한 경우, 로드부재(4)가 실린더 본체(2) 내부로 급격하게 퇴입할 때 발생하는 서지압력을 윤활유(21)에 작용시켜 상기 차이압을 발생시키도록 구성되어 있다. 상기 서지압력 및 차이압에 대하여, 예컨대, 압축가스(3)의 가스압이 전체적으로 P1로부터 1.5배로 상승할 경우, 2.0×P1 이상의 서지압력이 발생하고, P1 이상의 차이압이 발생할 것으로 기대된다. 로드부재(4)가 실린더 본체(2) 내부로 급격하게 퇴입하는 것에 대해서는, 가스 스프링(1)의 통상적인 작동에 의해 얻어지는 경우에는 문제가 없지만, 얻어지지 않을 경우에는 적당한 기간마다 로드부재(4)를 실린더 본체(2) 내부로 급격하게 퇴입시키도록 가스 스프링(1)을 작동시킨다.

상기 가스 스프링의 윤활구조(20B)에 따르면, 로드부재(4)가 실린더 본체(2) 내부로 급격하게 퇴입할 때 발생하는 서지압력을 윤활유(21)에 작용시켜, 윤활유 도입구(22) 부근의 압축가스(3)의 압력과 윤활유 토출구(23) 부근의 압축가스(3)의 압력간의 차이압을 발생시킴으로써, 이 차이압에 의해, 윤활유 도입구(22)로부터 윤활유(21)를 확실하게 도입시키는 동시에 윤활유 토출구(23)로부터 윤활유(21)를 확실하게 토출시켜 윤활유(21)를 로드(4)에 확실하게 공급할 수가 있다.

더욱이, 윤활유 통로(24) 중 윤활유 토출구(23)보다 윤활유 도입구(22)에 가 까운 부분에, 윤활유 토출구(23)측으로부터 윤활유 도입구(22)측으로 윤활유(21)가 역류하는 것을 방지하는 체크밸브(25)를 설치하였기 때문에, 상기 차이압이 발생하지 않은 상태에서도, 윤활유 통로(24) 중 체크밸브(25)보다 윤활유 토출구(23)측 부분에 윤활유(21)를 보유할 수 있고, 체크밸브(25)를 윤활유 통로(24) 중 윤활유 토출구(23)보다 윤활유 도입구(22)에 가까운 부분에 설치함으로써, 윤활유 통로(24)에 보유할 수 있는 윤활유(21)의 양을 대량화할 수 있으며, 따라서, 상기 차이압이 발생했을 경우에는, 윤활유 도입구(22)로부터 소량의 윤활유(21)를 도입함으로써 윤활유 토출구(23)로부터 윤활유(21)를 확실하게 토출시킬 수가 있다.

(실시예 4)

도 4에 도시된 바와 같이, 실시예 4의 가스 스프링(1C)은, 실시예 1의 가스 스프링(1)에서 실린더 본체(2)를 변경한 것이다. 상기 가스 스프링(1C)에 있어서 실린더 본체(2C)는, 실시예 1의 둘레벽(5) 및 바닥벽(6)보다 지름이 큰 둘레벽(5C) 및 바닥벽(6C)과, 실시예 1과 같은 로드측 단부벽(7)을 구비하고 있다. 둘레벽(5C)은, 로드측 단부벽(7)이 내부삽입되는 상단측 부분보다 하측의 부분에, 외측 둘레벽부(5a)와 내측 둘레벽부(5b)를 갖는다.

실시예 4의 가스 스프링의 윤활구조(20C)는, 실시예 3의 가스 스프링의 윤활구조(20B)를 변경한 것으로서, 실린더 본체(2C) 내의 하단측 부분에 수용된 윤활유(21C), 윤활유(21C)를 도입할 수 있도록 실린더 본체(2C)의 하단측 부분에 형성된 윤활유 도입구(22C), 윤활유(21C)를 토출할 수 있도록 실린더 본체(2C)의 로드측 단부벽(7)의 하단 근방부보다 상측에 위치하는 실린더 본체(2C)의 상단측 부분 에 형성된 복수의 윤활유 토출구(23C), 윤활유 도입구(22C)와 윤활유 토출구(23C)를 접속하는 윤활유 통로(24C), 윤활유 통로(24C)에 설치된 체크밸브(25C)를 구비하고 있다.

윤활유 도입구(22C)는, 실린더 본체(2C)의 바닥벽(6C)의 상면부에 형성되며, 복수의 윤활유 토출구(23C)는, 로드부재(4) 중 로드측 단부벽(7)의 바로 아래쪽에 위치하는 부분에 면하도록, 실린더 본체(2C)의 둘레벽(5C)(내측 둘레벽부(5b))의 내면부에 형성되어 있다. 윤활유 통로(24C)는, 바닥벽(6C)에 형성되며 윤활유 도입구(22C)에 접속된 통로부(37)와, 둘레벽(5C)에 형성되며 윤활유 토출구(23C)에 접속된 통로부(38)를 갖는다. 통로부(38)는 둘레벽(5C)의 외측 둘레벽부(5a)와 내측 둘레벽부(5b)의 사이에 링형상으로 형성되어 있다.

체크밸브(25C)는, 윤활유 통로(24C) 중 윤활유 토출구(23C)보다 윤활유 도입구(22C)에 가까운 부분에, 윤활유 토출구측(23C)으로부터 윤활유 도입구측(22C)으로 윤활유(21C)가 역류하는 것을 방지하도록 설치되며, 상세하게는, 둘레벽(5C)에 형성된 통로부(37)에 설치되어 있다.

상기 가스 스프링의 윤활구조(20C)에 따르면, 윤활유 통로(24C) 전부를 실린더 본체(2C)에 형성하였기 때문에, 실시예 3과 같이, 실린더 본체(2) 외부의 튜브(35)를 설치하지 않아도 되고, 윤활유 통로(24C)의 손상을 확실하게 방지할 수 있으며 외관구조를 간단화할 수 있다. 그 밖에는 실시예 3의 가스 스프링의 윤활구조(20B)와 같은 작용·효과를 거둔다.

(실시예 5)

도 5에 도시된 바와 같이 실시예 5의 가스 스프링(41)은, 실린더 본체(42), 실린더 본체(42) 내에 충전된 압축가스(43), 실린더 본체(42)의 로드측 단부벽(48)에 슬라이딩 가능하게 관통삽입되어 압축가스(43)의 가스압을 받는 로드부재(44), 로드측 단부벽(48)과 로드부재(44)의 사이를 시일하는 한 쌍의 시일부재(53,55)를 구비하고, 로드부재(44)가 로드측 단부벽(48)으로부터 상방으로 돌출하는 자세로 배치되며, 실시예 1의 가스 스프링(1)보다 로드부재(44)의 진퇴 스트로크가 큰 것이다.

실린더 본체(42)는, 통형상의 둘레벽(45), 바닥벽(46), 통형상부재(47), 로드측 단부벽(48)을 가지며, 둘레벽(45)의 하단부가 바닥벽(46)의 상단부에 외부로부터 끼워져 용접되고, 통형상부재(47)의 하단부가 둘레벽(45)의 상단부에 대하여 내부에 끼워져 용접되며, 로드측 단부벽(48)은, 그 플랜지부(48a)가 통형상부재(47)의 상면에 맞닿은 상태에서, 그 통부(筒部 ; 48b)가 통형상부재(47)에 대하여 내부에 끼워져 고정되어 통형상부재(47)보다 하방으로 돌출되어 있다. 로드측 단부벽(48)의 외주부에 상하 한 쌍의 링형상의 시일부재(50,51)가 장착되며, 이들 시일부재(50,51)에 의해 통형상부재(47)와 로드측 단부벽(48)의 사이가 시일되어 있다.

로드측 단부벽(48)에는, 로드 관통삽입구멍(48c)이 상하로 관통형상으로 형성되며, 상기 로드 관통삽입구멍(48c)에 대하여 로드부재(44)가 슬라이딩 가능하게 내부에 끼워져 있다. 로드측 단부벽(48)의 로드 관통삽입구멍(48c)측의 내주부에는, 링형상의 더스트 시일(52), 링형상의 시일부재(53), 통형상의 저마찰부재(54), 링형상의 시일부재(55)가, 상측으로부터 하측으로 순서대로 장착되어 있다. 시일부재(50,51,53,55)에 의해 실린더 본체(42) 내부가 기밀하게 유지되며, 상기 실린더 본체(42) 내에는 소정의 압력으로 압축된 압축가스(43)가 충전되어 있다.

로드부재(44)는, 그 대부분이 로드 관통삽입구멍(48c)에 관통삽입될 수 있는 로드 본체부(44a)로 형성되며, 실린더 본체(42) 내에 위치하는 하단부에 로드 본체부(44a)보다 지름이 큰 빠짐방지부(44b)가 형성되어 있다. 로드부재(44) 중 로드측 단부벽(48)으로부터 실린더 본체(2) 내부로 돌출되는 부분이, 압축가스(43)의 가스압을 받는 수압부가 된다.

실시예 5의 가스 스프링의 윤활구조(60)는, 실린더 본체(42) 내의 하단측 부분에 수용된 윤활유(61), 윤활유(61)를 도입할 수 있도록 실린더 본체(42)의 하단측 부분에 형성된 윤활유 도입구(62), 윤활유(61)를 토출할 수 있도록 실린더 본체(42)의 로드측 단부벽(48)의 하단 근방부보다 상측에 위치하는 실린더 본체(42)의 상단측 부분에 형성된 윤활유 토출구(63), 윤활유 도입구(62)와 윤활유 토출구(63)를 접속하는 윤활유 통로(64), 윤활유 통로(64)에 직렬형상으로 설치된 한 쌍의 체크밸브(65,66), 윤활유 통로(24) 중 한 쌍의 체크밸브(65,66) 사이의 통로부(64a)에 접속된 어큐뮬레이터(67)를 구비하고 있다.

윤활유 도입구(62)는 실린더 본체(42)의 바닥벽(46)의 상면부에 형성되고, 윤활유 토출구(63)는 로드부재(44) 중 하측의 시일부재(55)의 근방(시일부재(55)의 바로 아래쪽)에 위치하는 부분에 면하도록, 로드측 단부벽(48)의 내면부에 형성되어 있다.

윤활유 통로(64)는, 바닥벽(46)에 형성되며 윤활유 도입구(62)에 접속된 통로부(70), 윤활유 도입구(62)에 통로부(70)를 통해 연통되며 또한 실린더 본체(42)의 외주면에 면하는 도입구측 포트(71), 로드측 단부벽(48)에 형성되며 윤활유 토출구(63)에 접속된 통로부(72), 통형상부재(47)에 형성되며 통로부(72)에 접속된 통로부(73), 윤활유 토출구(63)에 통로부(72,73)를 통해 연통되며 또한 실린더 본체(2)의 외주면에 면하는 토출구측 포트(74), 포트(71,74)를 접속하는 실린더 본체(42) 외부의 통로부(75)를 갖는다. 통로부(75)가, 통로형성부재에 상당하는 탄성체로 만들어진 튜브(76)로 이루어지고, 상기 튜브(76)의 양단부가 포트(71,74)에 유체 밀봉하게 접속되어 있다.

한 쌍의 체크밸브(65,66)는 각각 윤활유 토출구측으로부터 윤활유 도입구측으로 윤활유가 역류하는 것을 방지하는 것으로서, 체크밸브(65)는 윤활유 통로(64) 중 윤활유 도입구(62)와 가까운 부분에 설치되어 있고, 체크밸브(66)는 윤활유 통로(64) 중 윤활유 토출구(63)와 가까운 부분에 설치되어 있다. 어큐뮬레이터(67)는, 윤활유 통로(64)의 통로부(64a)에 통로(67a)를 통해 접속되며, 윤활유(61)를 압축가스(43)의 압력에 따른 가압상태로 비축할 수 있는, 비교적 소형의 어큐뮬레이터이다.

상기 가스 스프링의 윤활구조(60)는, 압축가스(43)의 압력변화를 이용하여 윤활유 도입구(62)로부터 윤활유 통로(64)로 윤활유(61)를 도입하는 동시에 윤활유 토출구(63)로부터 윤활유(61)를 토출시켜 로드부재(44)에 공급할 수 있도록 구성되며, 로드부재(44)에 공급되어 부착된 윤활유(61)에 의해, 시일부재(55)와 로드부 재(44)의 사이(슬라이딩부)를 윤활시킬 수 있도록 구성되어 있고, 그 작동은 실시예 1의 가스 스프링의 윤활구조(20)와 같다. 한편, 로드부재(44)에 부착된 윤활유(61)가, 로드측 단부벽(48)에서 긁혀 떨어지는 일없이 시일부재(55)에 도달하도록, 시일부재(55)의 하측에서 로드측 단부벽(48)과 로드부재(44)의 사이에 틈(48d)이 형성되어 있다.

상기 가스 스프링의 윤활구조(60)에 따르면, 윤활유 토출구(63)가, 로드부재(44) 중 시일부재(55)의 근방에 위치하는 부분에 면하도록 로드측 단부벽(48)의 내면부에 형성되었기 때문에, 윤활유 토출구(63)로부터 토출된 윤활유(61)를 시일부재(55)의 근방에서 로드부재(44)로 확실하게 공급할 수 있으며, 이에 따라, 윤활유(61)를 시일부재(55)에도 직접 공급할 수 있게 되어, 상기 윤활유(44)가 시일부재(55)와 로드부재(44)의 사이를 확실하게 윤활할 수가 있다.

종래에는 실린더 본체 내에 적량의 윤활유를 수용하여 두어도, 윤활유를 로드부재에 확실하게 공급하여 윤활유에 의해 시일부재와 로드부재의 사이를 확실하게 윤활시킬 수 없다는 문제가 있었지만, 로드부재(44)의 진퇴 스트로크가 크고 실린더 본체(42)도 길어지기 때문에, 이러한 문제를 개선할 수가 있다. 그 밖에는 실시예 1과 같은 작용·효과를 거둔다. 한편, 실시예 2와 마찬가지로 어큐뮬레이터(67)를 생략하여도 무방하다.

(실시예 6)

실시예 6의 가스 스프링의 윤활구조(60A)는, 실시예 5의 가스 스프링의 윤활구조(60)에서 체크밸브(66)와 어큐뮬레이터(67)를 생략하는 동시에, 윤활유 도입 구(62) 부근의 압축가스(43)의 압력과 윤활유 토출구(63) 부근의 압축가스(43)의 압력간의 차이압에 의해, 윤활유 도입구(62)로부터 윤활유(61)를 도입하는 동시에 윤활유 토출구(63)로부터 윤활유(61)를 토출시켜 로드부재(44)에 공급할 수 있도록 구성되어 있으며, 이 경우, 로드부재(44)가 실린더 본체(42) 내부로 급격하게 퇴입할 때 발생하는 서지압력을 윤활유(61)에 작용시켜, 상기 차이압을 발생시키도록 구성되어 있다. 실시예 3과 같은 작용·효과를 거둔다.

(실시예 7)

도 7에 도시된 바와 같이, 실시예 7의 가스 스프링의 윤활구조(60B)는, 실시예 6의 가스 스프링의 윤활구조(60A)에서 어큐뮬레이터(69)를 추가로 구비한 것이다. 어큐뮬레이터(69)는, 실린더 본체(42) 외부에 설치되며, 가스통로(69a)(튜브(69a) 등)에 의해 실린더 본체(42)의 상단측 부분에 접속되어, 실린더 본체(42) 내부와 어큐뮬레이터(69) 내부가 연통되어 있다.

상기 가스 스프링의 윤활구조(60B)에 따르면, 로드부재(44)가 실린더 본체(42) 내부로 급격하게 퇴입할 때, 압축가스(43)의 압력이 상승하여 상기한 서지압력이 발생하지만, 어큐뮬레이터(69)에 압축가스(43)가 도입되어 상기 어큐뮬레이터(69)에 의해 압축가스(43)의 압력상승을 완화시킴으로써, 윤활유 도입구(62) 부근의 압축가스(43)의 압력과 윤활유 토출구(63) 부근의 압축가스(43)의 압력간의 차이압을 크게 하여, 로드부재(44)에 의한 윤활유(61)의 확실한 공급을 기대할 수 있다.

(실시예 8)

도 8에 도시된 바와 같이, 실시예 4의 가스 스프링의 윤활구조(60C)는, 실시예 5∼7의 가스 스프링의 윤활구조(60,60A,60B)에서 윤활유 토출구(63)와 윤활유 통로(64)를 변경한 것이다. 상기 가스 스프링의 윤활구조(60C)에 있어서, 윤활유 토출구(63B)는, 로드부재(44) 중 상측의 시일부재(53)의 근방(시일부재(53)의 하측 부근)에 위치하는 부분에 면하도록 로드측 단부벽(48)의 내면부에 형성되어 있다. 한편, 로드부재(44)에 부착된 윤활유(61)가, 로드측 단부벽(48)에서 긁혀 떨어지는 일없이 시일부재(53)에 도달하도록, 시일부재(53)의 하측에서 로드측 단부벽(48)과 로드부재(44)의 사이에 틈(48e)이 형성되어 있다.

상기 가스 스프링의 윤활구조(60C)에 따르면, 윤활유(43)가 상측의 시일부재(53)와 로드부재(44)의 사이를 확실하게 윤활할 수 있으며, 저마찰부재(54)에도 윤활유(43)를 확실하게 공급할 수 있기 때문에, 저마찰부재(54)와 로드부재(44)의 마찰도 한층 저감되어 이들의 내마모성을 향상시킬 수가 있다. 그 밖에 실시예 5∼7과 같은 작용·효과를 거둔다.

또한, 실시예 5∼7 중 어느 하나와 실시예 8을 조합시켜, 상하 한 쌍의 시일부재(53,55)의 양쪽에 윤활유(43)를 공급할 수 있도록 구성하여도 무방하다. 또한, 실시예 1∼4에 있어서, 윤활유 토출구로부터 토출된 윤활유를 시일부재에 직접 공급하도록 하여도 된다. 한편, 로드부재가 실린더 본체로부터 상하 양측으로 돌출하는 가스 스프링에, 본 발명의 가스 스프링의 윤활구조를 적용할 수 있으며, 이러한 경우에도 상기한 바와 동일한 작용·효과를 얻을 수가 있다.

본 발명의 가스 스프링의 윤활구조는, 공작기계의 주축 밸런서나 프레스 기계 쿠션장치 등 각종 장치의 다양한 용도의 가스 스프링에 채용될 수 있으며, 특히, 가스 스프링을, 로드부재가 로드측 단부벽으로부터 상방으로 돌출하는 자세(상향 자세)로 배치하였을 경우에, 또한, 상향 자세로 배치하지 않으면 공작기계나 프레스 기계 등의 장치에 부착(조립설치)하기가 힘들거나 곤란한 경우에 적합하다.

Claims (12)

1. 실린더 본체와, 상기 실린더 본체 내에 충전된 압축가스와, 실린더 본체의 로드측 단부벽에 슬라이딩 가능하게 관통삽입되어 압축가스 가스압을 받는 로드부재와, 로드측 단부벽과 로드부재의 사이를 시일하는 시일부재를 구비하고, 로드부재가 로드측 단부벽으로부터 상방으로 돌출하는 자세로 배치된 가스 스프링으로서,

   상기 실린더 본체 내의 하단측 부분에 수용된 윤활유와,

   상기 윤활유를 도입할 수 있도록 실린더 본체의 하단측 부분에 형성된 윤활유 도입구와,

   상기 윤활유를 토출할 수 있도록 실린더 본체의 로드측 단부벽의 하단 근방부보다 상측에 위치하는 실린더 본체의 상단측 부분에 형성된 윤활유 토출구과,

   상기 윤활유 도입구와 윤활유 토출구를 접속하는 윤활유 통로와,

   상기 윤활유 통로에 설치되며 윤활유 토출구측으로부터 윤활유 도입구측으로 윤활유가 역류하는 것을 방지하는 체크밸브를 구비하고,

   상기 압축가스의 압력변화를 이용하여 윤활유 도입구로부터 윤활유 통로로 윤활유를 도입하는 동시에 윤활유 토출구로부터 윤활유를 토출시켜 상기 로드부재 또는 시일부재에 공급할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 가스 스프링의 윤활구조.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 체크밸브로서 한 쌍의 체크밸브를 윤활유 통로에 직렬형상으로 설치한 것을 특징으로 하는 가스 스프링의 윤활구조.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 윤활유 통로 중 한 쌍의 체크밸브 사이의 통로부에 접속된 어큐뮬레이터(accumulator)를 설치한 것을 특징으로 하는 가스 스프링의 윤활구조.
4. 제 2항에 있어서,

   상기 한 쌍의 체크밸브 중의 하나를 윤활유 통로 중 윤활유 도입구에 가까운 부분에 설치하고, 한 쌍의 체크밸브 중의 다른 하나를 윤활유 통로 중 윤활유 토출구에 가까운 부분에 설치한 것을 특징으로 하는 가스 스프링의 윤활구조.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 윤활유 도입구 부근의 압축가스의 압력과 윤활유 토출구 부근의 압축가스의 압력간의 차이압에 의해, 윤활유 도입구로부터 윤활유를 도입하는 동시에 윤활유 토출구로부터 윤활유를 토출시키는 것을 특징으로 하는 가스 스프링의 윤활구조.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 로드부재가 실린더 본체 내부로 급격하게 퇴입할 때 발생하는 서지압 력(surge pressure)을 윤활유에 작용시켜 상기 차이압을 발생시키도록 구성한 것을 특징으로 하는 가스 스프링의 윤활구조.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 체크밸브를 윤활유 통로 중 윤활유 토출구보다 윤활유 도입구에 가까운 부분에 설치한 것을 특징으로 하는 가스 스프링의 윤활구조.
8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 윤활유 통로는, 윤활유 도입구에 연통되며 또한 실린더 본체의 외주면에 면하는 도입구측 포트와, 윤활유 토출구에 연통되며 또한 실린더 본체의 외주면에 면하는 토출구측 포트와, 이들 양 포트를 접속하는 통로형성부재를 갖는 것을 특징으로 하는 가스 스프링의 윤활구조.
9. 제 8항에 있어서,

   상기 통로형성부재가 탄성체로 만들어진 튜브로 이루어지는 것을 특징으로 하는 가스 스프링의 윤활구조.
10. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 윤활유 도입구가, 실린더 본체의 바닥벽의 상면부에 형성된 것을 특징으로 하는 가스 스프링의 윤활구조.
11. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 윤활유 토출구가, 로드부재 중 로드측 단부벽의 하측에 위치하는 부분에 면하도록, 실린더 본체의 둘레벽의 내면부에 형성된 것을 특징으로 하는 가스 스프링의 윤활구조.
12. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 윤활유 토출구가, 로드부재 중 시일부재의 근방에 위치하는 부분에 면하도록, 로드측 단부벽의 내면부에 형성된 것을 특징으로 하는 가스 스프링의 윤활구조.

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