KR20160127796A - 가스 스프링 - Google Patents

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KR20160127796A
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다카히로 센다
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케이와이비-와이에스 가부시키가이샤
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Abstract

인장 방향의 외력에 대해 복원력을 발생시키는 가스 스프링(100)이며, 피스톤(20)에 결합되어 실린더(10)의 선단부로부터 돌출되어 상대측에 연결되는 피스톤 로드(30)와, 실린더(10)의 기단부를 상대측에 연결하는 브래킷(50)과, 고압 가스가 충전되는 가스실(11)과, 실린더(10)와 피스톤(20)과 브래킷(50)에 의해 구획 형성되는 대기실(12)과, 브래킷(50)에 형성되어 대기실(12)과 브래킷(50)의 외측을 연통하는 통기로(60)와, 통기로(60)에 개재 장착되어 대기실(12)에 유입되는 공기를 여과하는 필터(70)를 구비한다.

Description

가스 스프링 {GAS SPRING}
본 발명은, 인장 방향의 외력에 대해 복원력을 발생시키는 가스 스프링에 관한 것이다.
JP7-139571A에는, 실린더 내에 피스톤에 의해 가스실과 대기압실이 구획 형성되고, 가스실의 가스 압력에 의해 피스톤 로드를 실린더 내에 인입하는 방향으로 가압하는 가스 스프링이 개시되어 있다.
상기 가스 스프링에 있어서는, 실린더의 단부를 관통하는 통기 구멍이 형성되고, 통기 구멍에 의해 대기압실과 실린더의 외부가 연통된다.
가스 스프링이 수축할 때, 대기압실이 수축하여, 대기압실의 공기가 통기 구멍을 통해 외부로 유출된다. 한편, 가스 스프링이 신장될 때, 대기압실이 확장되어, 외부로부터의 공기가 통기 구멍을 통해 대기압실로 유입된다.
그러나, 이러한 종래의 가스 스프링에 있어서는, 통기 구멍이 실린더의 단부를 관통하여 형성되므로, 실린더의 외부로부터 진애 등의 이물이 통기 구멍을 통해 실린더 내에 침입하여, 작동 불량을 초래한다고 하는 문제가 있다.
본 발명은, 이물의 침입을 방지할 수 있는 가스 스프링을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 인장 방향의 외력에 대해 복원력을 발생시키는 가스 스프링이며, 통 형상의 실린더와, 실린더 내에 미끄럼 이동 가능하게 삽입되는 피스톤과, 피스톤에 결합되어, 실린더의 선단부로부터 돌출되어 상대측에 연결되는 피스톤 로드와, 실린더의 기단부를 상대측에 연결하는 브래킷과, 실린더, 피스톤 및 피스톤 로드에 의해 구획 형성되어, 고압 가스가 충전되는 가스실과, 실린더, 피스톤 및 브래킷에 의해 구획 형성되는 대기실과, 브래킷에 형성되고, 대기실과 브래킷의 외측을 연통하는 통기로와, 통기로에 개재 장착되고, 대기실에 유입되는 공기를 여과하는 필터를 구비하는 것을 특징으로 한다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 시트의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시 형태에 관한 가스 스프링의 전체를 도시하는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 형태에 관한 가스 스프링의 일부를 도시하는 단면도이다.
이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 실시 형태에 대해 설명한다.
도 1은, 열차 등에 탑재되는 여객용 시트(90)(의자)의 사시도이다. 시트(90)는, 착좌자가 착좌하는 좌석면(91)과, 착좌자의 다리가 얹어지는 레그 레스트(92)를 구비한다.
레그 레스트(92)는, 시트(90)에 설치되는 축(도시 생략)에 의해 회동 가능하게 지지되고, 도시하는 바와 같이 좌석면(91)의 전단부로부터 전방으로 연장되는 전개 위치와, 좌석면(91)의 전단부로부터 하방으로 연장되는 격납 위치의 사이에서 회동 위치를 바꿀 수 있다.
좌석면(91)의 하방에는, 레그 레스트(92)를 회동하는 전동 액추에이터(93)와, 레그 레스트(92)를 전개 위치로부터 격납 위치로 인입하는 방향으로 가압하는 가스 스프링(100)이 설치된다. 후술하는 바와 같이, 가스 스프링(100)은 인장 방향의 외력에 대해 복원력을 발생하도록 되어 있다.
전동 액추에이터(93)는, 스위치(도시 생략)의 조작에 의해 전동 모터(도시 생략)가 정역 양방향으로 회전함으로써 신축 작동하여, 레그 레스트(92)를 전개 위치와 격납 위치의 사이에서 회동시킨다.
전동 액추에이터(93)는, 전동 모터의 구동력을 단속하는 전자 클러치(도시 생략)를 구비한다. 레그 레스트(92)가 전개 위치에 있는 상태에 있어서, 스위치(도시 생략)의 조작에 의해 전자 클러치가 작동하여 전동 모터의 구동력이 분리되면, 가스 스프링(100)의 복원력에 의해 레그 레스트(92)가 격납 위치로 신속하게 회동한다.
다음으로, 가스 스프링(100)의 구체적인 구성에 대해 설명한다.
도 2는, 가스 스프링(100)을 도시하는 단면도이다. 가스 스프링(100)은, 통 형상을 한 실린더(10)와, 실린더(10) 내에 미끄럼 이동 가능하게 삽입되는 피스톤(20)과, 실린더(10)의 선단부로부터 돌출되는 피스톤 로드(30)와, 피스톤 로드(30)의 선단부를 상대측에 연결하는 로드측 브래킷(35)과, 실린더(10)의 기단부를 상대측에 연결하는 브래킷(50)을 구비한다.
로드측 브래킷(35)은 피스톤 로드(30)의 선단부에 결합되고, 상대측으로서 레그 레스트(92)의 프레임(도시 생략)에 연결 축(도시 생략)을 통해 연결된다. 브래킷(50)은, 실린더(10)의 기단부에 결합되고, 상대측으로서 시트(90)의 프레임(도시 생략)에 연결 축(9)을 통해 연결된다. 이에 의해, 레그 레스트(92)가 전개 위치와 격납 위치의 사이에서 회동하는 것에 수반하여, 가스 스프링(100)은 실린더(10)에 대해 피스톤 로드(30)가 축방향으로 이동하여 신축 작동한다. 또한, 「축방향」은, 실린더(10) 및 피스톤 로드(30)의 중심축(O)이 연장되는 방향을 의미한다.
실린더(10), 피스톤(20), 피스톤 로드(30) 및 브래킷(50)은 각각 금속재에 의해 형성된다.
실린더(10)의 내측은, 피스톤(20)에 의해 가스실(11)과 대기실(12)로 구획된다.
실린더(10)의 선단부에는, 베어링(15)이 결합된다. 피스톤 로드(30)는, 베어링(15)에 의해 미끄럼 이동 가능하게 지지된다. 가스실(11)은, 실린더(10), 베어링(15), 피스톤(20) 및 피스톤 로드(30)에 의해 구획 형성된다.
피스톤 로드(30)는, 축방향으로 연장되어 가스실(11)에 연통되는 충전 구멍(31)을 갖는다. 가스 스프링(100)의 제조 시에, 소정량의 오일(윤활유) 및 고압 가스(질소 가스)가 충전 구멍(31)을 통해 가스실(11)에 충전된 후에, 마개(32)에 의해 충전 구멍(31)이 밀봉된다.
실린더(10)의 내측에는 베어링(15)과 나란히 패킹(16) 및 오일 챔버 어셈블리(17)가 개재 장착되고, 이들이 피스톤 로드(30)의 외주에 미끄럼 접촉한다. 가스실(11)은, 패킹(16)에 의해 밀봉된다. 피스톤 로드(30)에는, 오일 챔버 어셈블리(17)에 의해 오일이 유도된다. 실린더(10)의 선단부에는 베어링(15)과 나란히 더스트 시일(18)이 개재 장착되고, 더스트 시일(18)에 의해 피스톤 로드(30)에 부착된 이물이 긁어내어진다.
피스톤(20)의 외주에는 더스트 시일(21), 웨어 링(22), O링(23), 백업 링(24) 및 웨어 링(25)이 개재 장착되고, 이들이 실린더(10)의 내주에 미끄럼 접촉한다. 더스트 시일(21)은, 실린더(10)의 내주에 부착된 이물을 긁어낸다. 웨어 링(22, 25)은, 실린더(10)에 대해 피스톤(20)을 미끄럼 이동 가능하게 지지한다. 가스실(11)은 O링(23)에 의해 밀봉된다.
실린더(10)의 기단부측 개구부는, 브래킷(50)에 의해 밀봉된다. 대기실(12)은, 실린더(10), 피스톤(20) 및 브래킷(50)에 의해 구획 형성된다.
브래킷(50)은, 실린더(10)의 기단부에 삽입되는 원기둥 형상의 결합부(51)와, 실린더(10)의 축방향으로 돌출되는 연결부(52)를 갖는다.
결합부(51)의 외주에는 환상 홈(53)이 형성되고, 환상 홈(53)에는 실린더(10)의 일부가 들어가도록 코킹된다.
결합부(51)의 외주에는 환상 홈(53)과 나란히 환상 홈(54)이 형성되고, 환상 홈(54)에는 O링(26)이 개재 장착된다. O링(26)은 결합부(51)와 실린더(10)의 사이를 밀봉한다.
연결부(52)에는, 연결 축(핀)(9)이 삽입되는 연결 구멍(55)이 형성된다. 연결 구멍(55)은, 실린더(10)의 중심축(O)과 직교하는 방향으로 연장되도록 형성된다. 브래킷(50)은 연결 축(9)을 통해 레그 레스트(92)의 프레임(도시 생략)에 회동 가능하게 연결된다.
브래킷(50)의 내부에는 통기로(60)가 형성되고, 통기로(60)에 의해 대기실(12)과 브래킷(50)의 외측이 연통된다.
통기로(60)에는 필터(70)가 개재 장착되고, 필터(70)에 의해 대기실(12)로 유입되는 공기가 여과된다.
도 3은, 도 2의 일부를 확대한 단면도이다. 브래킷(50)에는, 대기실(12)에 면하는 단부면에 개구되는 오목부(59)와, 축방향으로 연장되는 연통 구멍(56)이 형성된다. 연통 구멍(56)은 그 일단부가 오목부(59)의 중앙부에 개구되고, 그 타단부가 연결 구멍(55) 중간에 개구된다.
연결 구멍(55)에 연결 축(9)이 삽입된 상태에서는, 연결 구멍(55)과 연결 축(9)의 사이에 간극(8)이 구획 형성된다. 이 상태에서, 통기로(60)는 연결 구멍(55) 내의 간극(8) 및 연통 구멍(56)에 의해 구획 형성된다.
필터(70)는, 브래킷(50)에 있어서 실린더(10)에 삽입되는 결합부(51)의 내부에 수용된다. 연통 구멍(56)은 오목부(59)에 개구되는 직경 확장부(56A)를 갖고, 직경 확장부(56A)에 필터(70)가 개재 장착된다. 필터(70)는, 환상의 필터 프레임(71)에 장착되고, 필터 프레임(71)의 외주가 직경 확장부(56A)에 코킹 고정된다. 가스 스프링(100)의 제조 시에, 브래킷(50)에 필터(70)가 장착된 후, 브래킷(50)이 실린더(10)에 조립 장착된다.
필터(70)는, 소정 치수의 메쉬를 갖는 금망으로 이루어지고, 통기로(60)에 들어간 이물을 포집하도록 되어 있다. 또한, 필터(70)는 이것에 한정되지 않고, 수지제의 것을 사용해도 된다.
다음으로, 가스 스프링(100)의 작동에 대해 설명한다.
도 1에 도시하는 여객용 시트(90)에 있어서, 레그 레스트(92)를 격납 위치로부터 전개 위치로 전환할 때, 전동 액추에이터(93)가 신장 작동하여 레그 레스트(92)를 회동시킨다. 이것에 수반하여 가스 스프링(100)이 신장 작동하여, 가스실(11)이 수축되는 한편, 대기실(12)이 확장된다. 이때 확장되는 대기실(12)에는, 외부로부터의 공기가 도 3에 화살표로 나타내는 바와 같이 통기로(60)를 통해 유입되어, 대기실(12)에 부압이 발생하는 것이 억제된다.
상기 가스 스프링(100)이 신장될 때, 대기실(12)에 유입되는 공기는, 연결 구멍(55)과 연결 축(9)의 간극(8)으로부터 도입된다. 이때, 개구 폭이 작은 간극(8)에 의해 이물이 침입하는 것이 방지된다. 또한, 간극(8)을 거쳐 연통 구멍(56)에 침입한 이물은, 필터(70)에 의해 포집되어, 이물이 대기실(12)에 침입하는 것이 방지된다.
여객용 시트(90)에 있어서, 레그 레스트(92)를 전개 위치로부터 격납 위치로 전환할 때, 가스 스프링(100)은 가스실(11)의 압력(복원력)에 의해 피스톤(20)이 이동하여 수축 작동한다. 이때 수축하는 대기실(12)의 공기는, 통기로(60)를 통해 가스 스프링(100)의 외부로 유출된다. 이에 의해, 가스 스프링(100)은 신속하게 수축 작동한다.
피스톤(20)의 외주에 도포되는 그리스 등이 용출되어, 대기실(12)에 오일상으로 되어 저류되는 경우가 있다. 이 경우에, O링(26)이 실린더(10)와 브래킷(50)의 사이를 밀봉하고 있으므로, 실린더(10) 내에 저류된 오일상의 그리스 등이 실린더(10)의 외부로 누출되는 것이 방지된다. 도 1에 도시하는 바와 같이 가스 스프링(100)이 수평 방향으로 연장되도록 탑재된 상태에서는, 실린더(10)의 중심축(O) 상에 배치된 연통 구멍(56)은, 실린더(10)의 오일상의 그리스 등이 저류되는 낮은 개소로부터 이격되어 있으므로, 실린더(10) 내에 저류된 오일상의 그리스 등이 통기로(60)를 통해 브래킷(50)의 외부로 누출되는 것이 방지된다. 이에 반해, 종래 장치와 같이 통기로로서 실린더(10)를 관통하는 구멍이 형성된 경우에는, 실린더(10) 내에 저류된 오일상의 그리스 등이 구멍을 통해 실린더(10)의 외부로 누출될 우려가 있다.
이상의 실시 형태에 따르면, 이하에 나타내는 작용 효과를 발휘한다.
가스 스프링(100)은, 실린더(10)의 기단부를 상대측에 연결하는 브래킷(50)과, 브래킷(50)에 형성되어 대기실(12)과 브래킷(50)의 외측을 연통하는 통기로(60)와, 통기로(60)에 개재 장착되어 대기실(12)에 유입되는 공기를 여과하는 필터(70)를 구비한다.
상기 구성에 기초하여, 가스 스프링(100)이 신장될 때, 외부로부터의 공기가 통기로(60)를 통해 확장되는 대기실(12)로 유입된다. 통기로(60)를 통과하는 공기는 필터(70)에 의해 여과됨으로써, 공기 중에 포함되는 이물이 대기실(12)에 침입하는 것이 방지되어, 가스 스프링(100)이 원활하게 작동하는 상태가 유지된다.
브래킷(50)에 형성되는 통기로(60)에 필터(70)가 개재 장착되므로, 필터(70)의 개재 장착 스페이스를 브래킷(50) 내에 마련할 수 있다. 이에 의해, 필터(70)가 실린더(10)의 외측으로 돌출되어 설치되는 일이 없어, 필터(70)에 의해 가스 스프링(100)이 대형화되는 것을 억제할 수 있다. 이에 반해, 종래 장치와 같이 통기로로서 실린더(10)를 관통하는 구멍이 형성된 경우, 필터를 실린더(10)의 외측에 설치할 필요가 있어, 실린더(10)로부터 돌출되는 필터에 의해 가스 스프링(100)이 대형화된다.
또한, 통기로(60)는, 상대측에 연결되는 연결 축(9)이 삽입되는 연결 구멍(55)과, 연결 구멍(55)의 내부와 대기실(12)을 연통하는 연통 구멍(56)을 갖는다. 필터(70)는 연통 구멍(56)에 개재 장착된다.
상기 구성에 기초하여, 가스 스프링(100)이 신장될 때, 대기실(12)에 유입되는 공기는, 연결 구멍(55)과 연결 축(9)의 사이에 구획 형성되는 간극(8)으로부터 도입되어, 개구 폭이 작은 간극(8)에 의해 이물이 제거된다. 통기로(60)를 통과하는 공기는, 간극(8) 및 필터(70)를 차례로 통과하여 2단계로 여과됨으로써, 이물이 대기실(12)에 침입하는 것을 방지하는 효과를 높일 수 있다.
가스 스프링(100)을 상대측에 연결하는 조립 장착 시에, 연결 구멍(55) 내에 있던 이물이 연통 구멍(56)으로 들어가는 경우가 있다. 또한, 연결 축(9)의 에지 등에 의해 연결 구멍(55)의 내주면이 깎임으로써 절삭편이 발생하고, 절삭편이 연통 구멍(56)으로 들어가는 경우가 있다. 이들의 경우에도, 이물이 대기실(12)에 침입하는 것이 필터(70)에 의해 방지된다.
또한, 가스 스프링(100)은, 착좌자가 착좌하는 시트(90)의 좌석면(91)의 하방에 설치되어, 착좌자의 다리를 지지하는 레그 레스트(92)를 격납하는 방향으로 가압하는 것으로 하였다.
상기 구성에 기초하여, 좌석면(91)의 하방에 모이는 진애가, 좌석면(91)의 하방에서 신축 작동하는 가스 스프링(100)의 대기실(12)에 침입하는 것이 방지되어, 가스 스프링(100)이 원활하게 작동하는 상태가 유지된다.
이상, 본 발명의 실시 형태에 대해 설명하였지만, 상기 실시 형태는 본 발명의 적용예의 일부를 나타낸 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 범위를 상기 실시 형태의 구체적 구성에 한정하는 취지는 아니다.
예를 들어, 상기 실시 형태에서는, 브래킷(50)은 실린더(10)와 별체로 형성된다. 이것에 한정되지 않고, 브래킷은 실린더와 일체로 형성되는 구성으로 해도 된다.
본 발명의 가스 스프링은, 여객용 시트에 한정되지 않고, 다른 기계, 설비에 사용해도 된다.
본원은, 2014년 5월 27일에 일본 특허청에 출원된 일본 특허 출원 제2014-109075호에 기초하는 우선권을 주장하고, 이 출원의 모든 내용은 참조에 의해 본 명세서에 포함된다.

Claims (3)

  1. 인장 방향의 외력에 대해 복원력을 발생시키는 가스 스프링(100)이며,
    통 형상의 실린더(10)와,
    상기 실린더(10) 내에 미끄럼 이동 가능하게 삽입되는 피스톤(20)과,
    상기 피스톤(20)에 결합되어, 상기 실린더(10)의 선단부로부터 돌출되어 상대측에 연결되는 피스톤 로드(30)와,
    상기 실린더(10)의 기단부를 상대측에 연결하는 브래킷(50)과,
    상기 실린더(10), 상기 피스톤(20) 및 상기 피스톤 로드(30)에 의해 구획 형성되어, 고압 가스가 충전되는 가스실(11)과,
    상기 실린더(10), 상기 피스톤(20) 및 상기 브래킷(50)에 의해 구획 형성되는 대기실(12)과,
    상기 브래킷(50)에 형성되고, 상기 대기실(12)과 상기 브래킷(50)의 외측을 연통하는 통기로(60)와,
    상기 통기로(60)에 개재 장착되고, 상기 대기실(12)에 유입되는 공기를 여과하는 필터(70)를 구비하는, 가스 스프링.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 통기로(60)는,
    상대측에 연결되는 연결 축(9)이 삽입되는 연결 구멍(55)과,
    상기 연결 구멍(55)의 내부와 상기 대기실(12)을 연통하는 연통 구멍(56)을 갖고,
    상기 필터(70)는 상기 연통 구멍(56)에 개재 장착되는, 가스 스프링.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 가스 스프링(100)은, 착좌자가 착좌하는 시트(90)의 좌석면(91)의 하방에 설치되어, 착좌자의 다리를 지지하는 레그 레스트(92)를 격납하는 방향으로 가압하는, 가스 스프링.
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