KR20110078706A - 가스 스프링 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따르면, 일단이 개방되며 내부 공간이 형성된 실린더; 일단에 피스톤이 결합된채 상기 실린더의 개방된 일단을 통해 왕복운동하는 로드; 및 상기 실린더의 내부 공간을 제 1 챔버와 제 2 챔버로 구획하되 온도변화에 따라 체적을 변화시키는 밸브 조립체;를 포함하는 가스 스프링이 제공된다.

이에 의하면, 온도의 변화에 따른 실린더 내부의 압력 변화를 실린더 내부의 체적 증대를 통해서 보상함으로써 피스톤의 원활한 작동을 유도하여 작동 신뢰성을 보장할 수 있게 된다.

Description

가스 스프링 {Gas Spring}

본 발명은 온도 조건의 변화에 관계없이 가스 스프링의 작동을 원활하도록 한 가스 스프링에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 엔진룸에 설치된 엔진과 기타 장치들을 보호하며 상기 장치들을 정비할 때에는 개폐시킬 수 있도록 엔진룸의 상부에 설치된 엔진 후드 또는 차량의 후방에 설치된 테일 게이트에는 개/폐될 때 속도를 저감시켜 안정적이 개/폐동작을 제공하는 한편, 개방된 상태를 유지할 수 있도록 가스 스프링(L)이 설치되어 있다.

상기 가스 스프링(L)은 도 1에 도시한 바와 같이 힌지(2)를 기점으로 회전 가능하게 설치된 테일 게이트(1)에 설치할 경우에는 상기 힌지(2)와 인접되게 설치되는 것으로서, 내부 구조는 도 2에 도시한 바와 같다.

여기서 실린더(10)의 일단부에는 차체에 힌지와 결합되는 고정클립(11)이 설치되어 있고, 상기 실린더(10)의 내부에는 로드(20)의 일단이 삽입되어 있으며, 상기 로드(20)의 타단에는 테일 게이트(1)에 힌지 결합되는 또 다른 고정클립(21)이 설치되어 있다.

한편, 상기 실린더(10)에 내장된 로드(20)의 일측 선단부에는 피스톤(30)이 끼워져 있고, 그 피스톤(30)의 외측 둘레면에는 실린더(10)의 내측면에 접촉된 상태로 피스톤(30)과 함께 이동되는 피스톤 링(31)이 끼워져 있으며, 그 피스톤 링(31)과 피스톤(30) 사이에는 가스가 이동되는 유도홈(32)이 형성되어 있다.

그리고 상기 실린더(10)의 내측면에는 피스톤(30)의 이동량을 제어하는 스토퍼(50)가 설치되어 있고, 그 스토퍼(50)가 설치된 외측에는 내부에 충입된 가스가 외부로 배출되지 않도록 밀폐시키는 실링부재(40)가 결합되어 있다.

따라서, 종래의 가스 스프링(L)이 설치된 테일 게이트(1)를 개방시키면 상기 실린더(10)와 로드(20)의 거리가 멀어지게 되면서 테일 게이트(1)가 개방된다.

이때 상기 로드(20)에 끼워진 피스톤(30)은 그 로드(20)와 함께 이동되므로 실린더(10)의 내부에 충입된 가스는 피스톤(30)과 피스톤 링(31)의 사이에 형성된 유도홈(32)을 따라서 이동되므로 테일 게이트(1)의 개방속도를 저감시키게 되는 것이다.

한편, 상기 피스톤(30)이 실린더(10)의 내부에 설치된 스토퍼(50)와 접촉되면 테일 게이트(1)가 정지되는 것이며, 이때 테일게이트는 가스 스프링(L)의 탄발력에 의해서 개방된 상태가 유지되는 것이다.

상술한 바와 같이, 가스 스프링(L)은 일반적으로 그 내부에 고압의 질소가스와 일정량의 오일을 포함하고 있고, 고압 질소가스의 압력 때문에 피스톤을 밀어내게 되어 트렁크를 개폐하거나 지지하는 역할을 하게 된다.

아울러, 자동차가 이용되고 있는 지역은 세계 거의 모든 지역이며 각각의 기 후 특성상 완성차의 요구조건은 자동차 내부의 온도가 -40℃ ~ +80℃의 범위에서 온도의 영향을 받지 않아야 한다.

상기한 종래의 가스 스프링(L) 구조에 의하면, 이상기체 상태 방정식(PV = nRT)에 따라 온도 변화에 기인하여 실린더(10) 내부의 압력이 불균일하게 유지된다.

이처럼, 가스 스프링(L)의 내부 압력이 일정하게 유지되지 않으면 기온이 높은 지역에서는 과압력이 걸려 적용부위인 후드(Hood), 테일 게이트(Tailgate), 트렁크(Trunk) 등이 고속 작동되는 현상이 발생하게 되고, 기온이 낮은 지역에선 반대로 저압력이 걸려 작동불능 상태가 발생할 수 있는 문제점이 있어 이에 대한 대책이 필요한 실정이다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 온도 변화에 따라 내부압력을 일정하게 유지시킬 수 있는 가스 스프링을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따른 가스 스프링은,

일단이 개방되며 내부 공간이 형성된 실린더(110);

일단에 피스톤(120)이 결합된채 상기 실린더(110)의 개방된 일단을 통해 왕복운동하는 로드(130); 및

상기 실린더(110)의 내부 공간을 제 1 챔버(112)와 제 2 챔버(114)로 구획하되 온도변화에 따라 체적을 변화시키는 밸브 조립체(140);

를 포함하여 구성된다.

또한, 상기 밸브 조립체(140)는,

중앙부를 관통하는 오리피스(151)가 형성된 밸브 바디(150)와,

상기 밸브 바디(150)와 대응되어 오리피스(151)의 일단을 개방 또는 폐쇄하도록 설치되는 바이메탈 부재(160)와,

상기 바이메탈 부재(160)를 상기 밸브 바디(150)와의 사이에 접촉 지지시키는 밸브 커버(170)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 밸브 바디(150)의 일단부는,

상기 실린더(110)와의 사이에 개재되는 고무재질의 오링(O, O-Ring)에 의해 기밀하게 설치되도록 외경이 축소되게 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 밸브 바디(150)의 타단부에는,

상기 실린더(110)의 내벽면에 밀착되는 홈이 형성된 밀폐부(156)가 연장형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 밸브 커버(170)는,

상기 밸브 바디(150)의 일단부와 압입식으로 결합되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 밸브 커버(170)에는,

상기 바이메탈 부재(160)의 가장자리와 대응되게 원형 돌출된 다수의 지지부(171)가 구비되는 것을 특징으로 한다.

전술한 바와 같이 본 발명에 따른 가스 스프링에 의하면, 온도의 변화에 따른 실린더 내부의 압력 변화를 실린더 내부의 체적 증대를 통해서 보상함으로써 피스톤의 원활한 작동을 유도하여 작동 신뢰성을 보장할 수 있게 된다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 스프링에 대해 상세하게 살펴본다.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들은 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 스프링의 요부 단면도이고, 도 4는 도 3의 밸브조립체의 분해도이다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 스프링(100)은, 일단이 개방된 실린더(110)와, 일단에 피스톤(120)이 결합되되 상기 실린더(110)의 내부로 상기 피스톤(120)이 배치되고 상기 실린더(110)의 개방된 일단을 통해 왕복운동하는 로드(130)와, 상기 실린더(110)의 내부 공간을 제 1 챔버(112)와 제 2 챔버(114)로 구획하는 밸브 조립체(140)를 포함하여 구성된다.

상술에 앞서, 상기한 본 발명의 주요구성 중 상기 실린더(110), 상기 피스톤(120) 및 상기 로드(130)는 종래와 동일 유사한 것인바, 본 발명의 중요부가 부각될 수 있도록 그 구체적 설명은 생략하도록 한다.

한편, 상기 밸브 조립체(140)는 대략 중앙부를 관통하는 오리피스(151)가 형성된 밸브 바디(150)와, 상기 밸브 바디(150)와 대응되어 오리피스(151)의 일단을 개방 또는 폐쇄하도록 설치되는 바이메탈 부재(160) 및 상기 바이메탈 부재(160)를 상기 밸브 바디(150)와의 사이에 접촉 지지시키는 밸브 커버(170)로 이루어진다.

먼저, 상기 밸브 바디(150)는 외주부가 실린더(110)의 내벽면에 밀착되는 대 략 원통체의 형상으로 그 중앙에 오리피스(151)가 형성된 오리피스관(152)이 형성된다.

이때 상기 오리피스관(152)의 일단부에는 가장자리가 돌출되어 상기 바이메탈 부재(160)의 일면과 근접하는 돌출부(153)가 구비된다.

또, 상기 밸브 바디(150)에는 그 일단부에는 상기 오리피스(151)의 개방시 제 1 챔버(112)와 제 2 챔버(114)의 압력의 평형을 이루는 통로(155)가 형성된다.

또, 상기 밸브 바디(150)는 그 일단부 직경이 후술할 타단부에 비해 축소되게 형성되어 상기 실린더(110)와의 사이에 개재되는 고무재질의 오링(O, O-Ring)에 의해 기밀하게 설치될 수 있다.

아울러, 상기 밸브 바디(150)는 타단부에 실린더(110)의 내벽면에 밀착되는 홈이 형성된 밀폐부(156)가 연장형성된다. 이 밀폐부(156)는 상기 밸브 바디(150)와 상기 밸브 커버(170) 그리고 상기 바이메탈 부재(160)가 일체 결합되어 상기 실린더(110) 내부에 개재된 채 상기 실린더(110) 외부에서 일명 코킹 공정을 통해 상기 밀폐부(156)의 홈부와 대응되게 변형되어 상기 밸브 조립체(140)의 위치를 선택적으로 고정시킬 수 있다.

또한, 상기 바이메탈 부재(160)는 원판 형상으로 이루어지지며, 상기 밸브 바디(150)의 돌출부(153) 외측에 배치되는 또 다른 오링(O)과 긴밀하게 접촉되어 오리피스(151)를 개폐할 수 있게 된다.

한편, 상기 밸브 커버(170)는 상기 밸브 바디(150)의 일단과 압입식으로 결합되어 일체화되며, 상기 바이메탈 부재(160)를 상기 밸브 바디(150)와의 사이에 개재시킨채 안정되게 지지시킬 수 있도록 상기 바이메탈 부재(160)의 가장자리와 대응되게 원형 돌출된 다수의 지지부(171)가 구비될 수 있다.

상술한 바와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 스프링(100)의 작용에 대해 설명한다.

가스 스프링(100)에 공급되는 고압의 가스 또는 오일은 제 1 챔버(112)를 통해서 제 2 챔버(114)로 유입된다. 즉, 제 1 챔버(112)에 유입된 가스 또는 오일은 밸브 조립체(140)를 통과하게 되며, 이때 바이메탈 부재(160)는 설정된 온도범위 이하로 떨어질 경우 밸브 조립체(140)를 개폐시켜 오리피스(151)를 개방할 수 있도록 변형된다.

특히, 상온에서 본 발명의 가스 스프링(100)은 실린더(110) 내부에 구비된 밸브 조립체(140)의 바이메탈 부재(160)가 오리피스(151)의 입구를 차단하는 상태로 볼록하게 휘어져 있다. 그러므로 제 1 챔버(112)와 제 2 챔버(114)는 2개의 공간으로 구획되어 피스톤(120) 및 로드(130)는 제 1 챔버(112)의 내부 압력조건에 의해서만 작동된다.

그리고, 주위의 온도가 하강하게 되면 바이메탈 부재(160)는 온도의 영향을 받게 되므로 오리피스(151)를 입구를 차단하여 휘어져 있던 방향과 반대 방향으로 변형된다. 따라서 바이메탈 부재(160)에 의해 차단되어 있던 오리피스(151)의 일단부가 개방된다. 오리피스(151)가 개방됨으로써 제 1 챔버(112)와 제 2 챔버(114)는 동일한 압력 조건을 형성하게 된다. 즉, 제 1 챔버(112)와 제 2 챔버(114)를 구획 하는 밸브 조립체(150)가 상기 제 1 챔버(112) 및 제 2 챔버(114)를 더 이상 구획하지 않고 통로(155)에 의해 서로 연통되어 동일한 압력 상태로 보상된다.

따라서 온도가 하강되어 제 1 챔버(112) 및 제 2 챔버(114)의 내부 압력은 낮아졌으나, 제 1 챔버(112)와 제 2 챔버(114)가 상호 연통됨으로써 실린더의 내부 체적은 증대된 상태가 되고, 이에 따라 피스톤(120)에 작용되는 압력 조건은 온도가 하강되기 전 상태와 동일한 조건으로 보상되는 것이다.

이와 같이 본 발명에 의한 가스 스프링(100)는 온도의 변화에 따른 실린더 내부의 압력 변화를 실린더 내부의 체적 증대를 통해서 보상함으로써 피스톤의 원활한 작동을 유도하여 작동 신뢰성을 보장할 수 있게 된다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나 이에 한정되지 않으며, 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.

도 1은 종래 차량에 가스 스프링이 장착된 상태를 보인 측면도,

도 2는 도 1의 가스 스프링의 요부 단면도,

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 스프링의 요부 단면도 및

도 4는 도 3의 밸브조립체의 분해도이다.

Claims (6)

1. 일단이 개방되며 내부 공간이 형성된 실린더(110);

   일단에 피스톤(120)이 결합된채 상기 실린더(110)의 개방된 일단을 통해 왕복운동하는 로드(130); 및

   상기 실린더(110)의 내부 공간을 제 1 챔버(112)와 제 2 챔버(114)로 구획하되 온도변화에 따라 체적을 변화시키는 밸브 조립체(140);

   를 포함하는 가스 스프링(100).
2. 제 1항에 있어서, 상기 밸브 조립체(140)는,

   중앙부를 관통하는 오리피스(151)가 형성된 밸브 바디(150)와,

   상기 밸브 바디(150)와 대응되어 오리피스(151)의 일단을 개방 또는 폐쇄하도록 설치되는 바이메탈 부재(160)와,

   상기 바이메탈 부재(160)를 상기 밸브 바디(150)와의 사이에 접촉 지지시키는 밸브 커버(170)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 가스 스프링(100).
3. 제 2항에 있어서, 상기 밸브 바디(150)의 일단부는,

   상기 실린더(110)와의 사이에 개재되는 고무재질의 오링(O, O-Ring)에 의해 기밀하게 설치되도록 외경이 축소되게 형성되는 것을 특징으로 하는 가스 스프링(100).
4. 제 2항에 있어서, 상기 밸브 바디(150)의 타단부에는,

   상기 실린더(110)의 내벽면에 밀착되는 홈이 형성된 밀폐부(156)가 연장형성되는 것을 특징으로 하는 가스 스프링(100).
5. 제 3항에 있어서, 상기 밸브 커버(170)는,

   상기 밸브 바디(150)의 일단부와 압입식으로 결합되는 것을 특징으로 하는 가스 스프링(100).
6. 제 2항 또는 제 5항에 있어서, 상기 밸브 커버(170)에는,

   상기 바이메탈 부재(160)의 가장자리와 대응되게 원형 돌출된 다수의 지지부(171)가 구비되는 것을 특징으로 하는 가스 스프링(100).

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