KR20210070923A

KR20210070923A - 압축형 유체 스프링 장치

Info

Publication number: KR20210070923A
Application number: KR1020200166768A
Authority: KR
Inventors: 이종서
Original assignee: 이종서
Priority date: 2019-12-05
Filing date: 2020-12-02
Publication date: 2021-06-15
Also published as: KR20190142285A

Abstract

압축형 유체 스프링 장치가 개시된다. 본 발명의 압축형 유체 스프링 장치는, 유체가 채워진 제1 챔버 및 제1 챔버와 구획된 제2 챔버가 마련된 베이스 바디; 제1 챔버의 일단부를 실링하는 제1 실링부; 제1 챔버의 타단부를 실링하며 제1 챔버와 제2 챔버를 구획시키는 제2 실링부; 및 제1 챔버에 배치되는 커넥터; 일측부는 커넥터에 연결되고 타측부는 제1 챔버의 외부로 돌출되는 제1 피스톤 로드; 및 일측부는 커넥터에 연결되고 타측부는 제2 실링부를 관통하여 제2 챔버에 배치되는 제2 피스톤 로드를 포함하고, 제2 챔버의 내부는 대기압으로 유지되고, 제1 피스톤 로드의 직경은 제2 피스톤 로드의 직경보다 작게 마련되는 것을 특징으로 한다.

Description

압축형 유체 스프링 장치{COMPRESSED TYPE FLUID SPRING APPARATUS}

본 발명은, 스프링 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 하방으로 개폐되는 도어나 선반에 적용되어 도어나 선반의 열림 속도 및 닫힘력을 개선시킨 압축형 유체 스프링 장치에 관한 것이다.

일반적으로 사용되고 있는 팽창형 가스스프링은 내부 커넥터 노출면적에 의한 압력 차로 인하여, 자유 상태에서 피스톤 로드가 항상 연장(돌출)되어 있다.

닫힘 상태에서는 개폐 대상의 무게에 의하여 강제 압축상태로 되어 있다가, 열리면서 팽창력이 작용되어 열림 힘 감소 및 완전 열림 상태를 지지하며, 닫힘 시에는 팽창력의 반력인 압축력으로 인하여 닫힘 속도를 줄여주는 구조이다.

그러나, 하향으로 개폐되는 도어나 선반의 경우, 일반적인 팽창형 가스스프링과는 반대 방향의 힘이 필요하여 자동차의 트렁크나 테일 게이트와 같이 안쪽에 설치가 불가하며 가스스프링과 같은 역할이 없는 상태에서 하향으로 개폐되는 도어나 선반을 열 때 자중과 무게 중심의 변화로 인하여 열려는 행위 주체 쪽으로 빠르게 열리면서 행위자 및 주변인들의 부상이 발생할 수 있고, 빠른 속도의 열림을 멈출 시 발생하는 진동 및 피로가 도어나 선반은 물론 상대방물로 전달되어 파손의 원인이 되기도 한다.

또한, 하방으로 개폐되는 도어나 선반의 자중이 무거울 시, 들어 올리면서 닫힘 시 초기에 많은 힘이 필요하여 혼자 힘으로는 닫기는 어려운 경우도 있다.

전술한 기술구성은 본 발명의 이해를 돕기 위한 배경기술로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 널리 알려진 종래 기술을 의미하는 것은 아니다.

한국공개특허공보 제2020-0014424호(빅톨릭 컴패니) 2020. 02. 10.

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 하방으로 개폐되는 도어나 선반에 적용되어 도어나 선반의 열림 속도 및 닫힘력을 개선시킨 압축형 유체 스프링 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 유체가 채워진 제1 챔버 및 상기 제1 챔버와 구획된 제2 챔버가 마련된 베이스 바디; 상기 제1 챔버의 일단부를 실링하는 제1 실링부; 상기 제1 챔버의 타단부를 실링하며 상기 제1 챔버와 상기 제2 챔버를 구획시키는 제2 실링부; 및 상기 제1 챔버에 배치되는 커넥터; 일측부는 상기 커넥터에 연결되고 타측부는 상기 제1 챔버의 외부로 돌출되는 제1 피스톤 로드; 및 일측부는 상기 커넥터에 연결되고 타측부는 상기 제2 실링부를 관통하여 상기 제2 챔버에 배치되는 제2 피스톤 로드를 포함하고, 상기 제2 챔버의 내부는 대기압으로 유지되고, 상기 제1 피스톤 로드의 직경은 상기 제2 피스톤 로드의 직경보다 작게 마련되는 압축형 유체 스프링 장치가 제공될 수 있다.

상기 제2 챔버에는 외기가 유입 또는 배출되는 에어홀이 마련될 수 있다.

상기 제1 챔버에 채워지는 유체는 가스를 포함할 수 있다.

상기 제1 챔버에 채워지는 유체는 오일을 포함할 수 있다.

상기 커넥터의 가장자리에는 서로 이격되는 복수의 절개홈이 마련되고, 상기 커넥터의 이동 시 상기 제1 챔버에 채워진 유체는 상기 복수의 절개홈을 통해 이동될 수 있다.

상기 커넥터는, 상기 커넥터에 결합되는 제1 실링 부재; 상기 제1 실링 부재에 일측부가 접하도록 마련되는 제2 실링 부재; 및 상기 제2 실링 부재가 접하도록 마련되어 상기 제1 실링 부재와 상기 제2 실링 부재를 상기 커넥터에 결합시키는 고정 플레이트를 포함하고, 상기 제1 실링 부재와 상기 제2 실링 부재와 상기 고정 플레이트에는 상기 복수의 절개홈과 대응되는 위치에 적어도 하나의 제2 절개홈이 마련될 수 있다.

상기 제1 피스톤 로드의 일단부에는 상기 베이스 바디의 외부로 노출되는 제1 연결대과 마련되고, 상기 제2 챔버가 마련된 영역의 상기 베이스 바디에는 제2 연결대가 마련되고, 상기 제1 연결대와 상기 제2 연결대를 연결하여 상기 제1 피스톤 로드의 이동을 잡아주는 연결 부재를 더 포함할 수 있다.

상기 커넥터는, 상기 커넥터에 결합되는 제1 실링 부재를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들은, 자동차의 트렁크나 테일 게이트에 장착 시 돌출되지 않아 사용자나 주변 보행자의 안전을 확보할 수 있다.

또한, 자동차의 트렁크나 테일 게이트에 장착 시 트렁크나 테일 게이트의 개폐 속도를 제어할 수 있고, 트렁크 등의 완전 열림 위치 제어가 가능하다.

나아가, 트렁크 등을 닫을 시 닫힘력을 감소시켜 안정성, 편의성, 내구성 및 감성 품질까지 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 압축형 유체 스프링 장치를 개략적으로 도시한 종단면도로써 최대 압축 상태를 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 압축형 유체 스프링 장치의 최대 팽창 상태를 도시한 도면이다.
도 3은 본 실시 예의 최대 압축 상태에서 최대 팽창 상태로, 다시 최대 압축 상태로 순환 시 제1 피스톤 로드의 단부에서의 힘의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 실시예의 사용 상태도로써 하방으로 개폐되는 도어에 본 실시 예가 적용된 것을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 도 4에 도시된 실시예에서 와이어 부재를 추가한 것을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 도 1에 도시된 커넥터와 제1 피스톤 로드와 제2 피스톤 로드를 도시한 사시도이다.
도 7은 도 6에 도시된 커넥터에 제1 실링 부재와 제2 실링 부재와 고정 플레이트가 추가적으로 마련된 것을 개략적으로 도시한 도면이다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 압축형 유체 스프링 장치를 개략적으로 도시한 종단면도로써 최대 압축 상태를 도시한 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 압축형 유체 스프링 장치의 최대 팽창 상태를 도시한 도면이고, 도 3은 본 실시 예의 최대 압축 상태에서 최대 팽창 상태로, 다시 최대 압축 상태로 순환 시 제1 피스톤 로드의 단부에서의 힘의 변화를 나타낸 그래프이고, 도 4는 본 실시예의 사용 상태도로써 하방으로 개폐되는 도어에 본 실시 예가 적용된 것을 개략적으로 도시한 도면이다.

또한, 도 5는 도 4에 도시된 실시예에서 와이어 부재를 추가한 것을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 6은 도 1에 도시된 커넥터와 제1 피스톤 로드와 제2 피스톤 로드를 도시한 사시도이고, 도 7은 도 6에 도시된 커넥터에 제1 실링 부재와 제2 실링 부재와 고정 플레이트가 추가적으로 마련된 것을 개략적으로 도시한 도면이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 압축형 유체 스프링 장치는, 유체가 채워진 제1 챔버(1) 및 제1 챔버(1)와 구획된 제2 챔버(2)가 마련된 베이스 바디(100)와, 제1 챔버(1)의 일단부를 실링하는 제1 실링부(3)와, 제1 챔버(1)의 타단부를 실링하며 제1 챔버(1)와 제2 챔버(2)를 구획시키는 제2 실링부(4)와, 제1 챔버(1)에 배치되는 커넥터(5)와, 일측부는 커넥터(5)에 연결되고 타측부는 제1 챔버(1)의 외부로 돌출되는 제1 피스톤 로드(6)와, 일측부는 커넥터(5)에 연결되고 타측부는 제2 실링부(4)를 관통하여 제2 챔버(2)에 배치되는 제2 피스톤 로드(7)를 구비한다.

베이스 바디(100)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 챔버(1)와 제2 챔버(2)를 포함하고, 제1 챔버(1)의 내부에는 가스 또는 오일을 포함하는 유체가 채워질 수 있다.

본 실시 예에서 제1 챔버(1)와 제2 챔버(2)는 제2 실링부(4)에 의해 구획되어 제1 챔버(1)에 있는 유체는 제2 챔버(2)로 이동되지 않는다.

또한, 본 실시 예에서 제2 챔버(2)에는, 도 1에 도시된 바와 같이, 에어홀(8)이 마련되어 제2 챔버(2)의 내부는 대기압 상태로 유지될 수 있다.

나아가, 본 실시 예에서 베이스 바디(100)의 우측 단부에는, 도 1에 도시된 바와 같이, 제2 연결대(11)가 마련될 수 있고, 제2 연결대(11)에는 제2 연결홀(12)이 마련될 수 있다. 본 실시 예를 하향 개폐 도어(9)나 선반에 설치 시 제2 연결대(11)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 도어(9)가 닫혀지는 몸체에 결합될 수 있고, 제1 피스톤 로드(6)에 마련된 제1 연결대(61)는 도어(9)에 결합될 수 있다.

제1 실링부(3)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 챔버(1)의 일측 단부에 마련되어 제1 피스톤 로드(6)의 이동 시 제1 챔버(1)에 있는 유체의 누설을 방지할 수 있다.

본 실시 예에서 제1 실링부(3)는 공지된 원형 실링을 포함할 수 있고, 제1 실링부(3)의 중앙부에는 제1 피스톤 로드(6)가 도 2를 기준으로 좌우로 이동될 수 있다.

커넥터(5)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 일측부에는 제1 피스톤 로드(6)가 마련되고 타측부에는 제2 피스톤 로드(7)가 마련되어 커넥터(5)는 제1 피스톤 로드(6) 및 제2 피스톤 로드(7)와 같이 이동될 수 있다.

본 실시 예에서 커넥터(5)의 가장자리에는, 도 6에 도시된 바와 같이, 복수의 절개홈(5a)이 이격 마련될 수 있다. 본 실시 예에서 커넥터(5)가 제1 챔버(1)의 내부에서 도 2를 기준으로 우측 방향으로 이동 시 제1 챔버(1)의 우측에 있는 유체는 복수의 절개홈(5a)을 통해 제1 챔버(1)의 좌측 영역으로 이동될 수 있다.

또한, 본 실시 예에서 커넥터(5)에는, 도 7에 도시된 바와 같이, 제2 실링부(4)와 대향되는 영역의 커넥터(5)에 결합되는 제1 실링 부재(110)와, 제1 실링 부재(110)에 일측부가 접하도록 마련되는 제2 실링 부재(120)와, 제2 실링 부재(120)가 접하도록 마련되어 제1 실링 부재(110)와 제2 실링 부재(120)를 커넥터(5)에 결합시키는 고정 플레이트(130)가 더 마련될 수 있다. 본 실시 예에서 제1 실링 부재(110)와 제2 실링 부재(120)와 고정 플레이트(130)는 제1 실링부(3)와 대향되는 영역의 커넥터(5)에 마련될 수 있다. 이때 커넥터(5)에 제1 실링 부재(110)가 접하고, 제1 실링 부재(110)에 제2 실링 부재(120)가 접하며, 고정 플레이트(130)는 제2 실링 부재(120)에 접하도록 마련되어 제1 실링 부재(110)와 제2 실링 부재(120)을 커넥터(5)에 결합시킬 수 있다. 또한, 본 실시 예에서 커넥터(5)에는 제1 실링 부재(110)만이 마련될 수도 있고, 제1 실링 부재(110)를 커넥터(5)에 결합시키는 고정 플레이트(130)가 제1 실링 부재(110)와 같이 마련될 수 있고, 이 경우 제1 실링 부재(110)와 고정 플레이트(130)는 커넥터(5)의 양측 중 어느 하나에 선택적으로 마련될 수 있다.

나아가, 본 실시 예에서 제1 실링 부재(110)와 상기 제2 실링 부재(120)와 고정 플레이트(130)에는 복수의 절개홈(5a)과 대응되는 위치에 적어도 하나의 제2 절개홈(100a)이 마련되어 유체의 이동 통로로 제공될 수 있다.

그리고, 본 실시 예에서 제2 피스톤 로드(7)는 제1 실링 부재(110), 제2 실링 부재(120) 및 고정 플레이트(130)를 관통하여 지지될 수 있다.

덧붙여, 본 실시 예에서 고정 플레이트(130)는 납작한 연결대를 통해 커넥터(5)에 용접 결합될 수 있다. 예를 들어 연결대를 절개홈(50a)과 제2 절개홈(100a)에 배치한 후 연결대의 일단부를 절개홈(50a)에 용접 결합시키고 타단부를 제2 절개홈(100a)에 용접 결합시켜서 고정 플레이트(130)를 커넥터(5)에 결합시킬 수 있다.

제2 실링부(4)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 베이스 바디(100)의 중앙 내부에 마련되어 제1 챔버(1)와 제2 챔버(2)를 구획할 수 있고, 제1 챔버(1)에 있는 유체는 제2 실링부(4)에 의해 막혀 제2 챔버(2)로 이동되지 않는다.

본 실시 예는 압축상태를 유지하기 위해 제1 챔버(1)는 대기압보다 높은 압력의 가스를 포함하고 있으며, 대상체의 무게나 조건에 따라 압력 조정이 가능하다.

제2 챔버(2)는 외부와 연결된 에어홀(8)에 의하여 대기압을 유지하고 있어, 커넥터(5)의 노출 단면적 차이로 인하여 직경이 큰 제2 피스톤 로드(7) 대비 직경이 작은 제1 피스톤 로드(6)쪽에 작용하는 힘이 높아 항상 자유상태에서 압축상태를 유지할 수 있다.

즉, 제1 챔버(1)의 내부에 위치된 커넥터(5)에 걸리는 힘 및 힘의 방향은 제1 피스톤 로드(6)의 직경을 제외한 커넥터(5)의 노출 면적 A와 제2 피스톤 로드(7)의 직경을 제외한 커넥터(5)의 노출 면적 B의 차이로 결정되며, 같은 압력하의 제1 챔버(1)에서 노출 면적이 큰 A쪽으로 더 큰 힘이 작용하게 되어 제1 피스톤 로드(6)가 제2 챔버(2) 방향으로 이동될 수 있다.

또한, 제2 피스톤 로드(7)의 일단부를 제1 챔버(1)에 비해 낮은 대기압 압력 조건의 제2 챔버(2)에 위치 시킴으로써 노출 면적 A에 작용하는 힘이 노출 면적 B 및 제2 챔버(2)에 위치한 제2 피스톤 로드(7)의 끝단 노출 면적에 작용하는 힘의 합보다 높게 되어 항상 압축상태를 유지할 수 있다.

제1 피스톤 로드(6)가 강제 팽창 시(압축력의 반력 작용인 열림 시) 제1 피스톤 로드(6)가 제1 챔버(1)의 외부로 이동됨과 동시에, 직경이 큰 제2 피스톤 로드(7)의 일측부가, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 챔버(1)의 내부로 이동된다. 이 경우 제1 챔버(1)의 전체 체적이 자유상태 대비 줄어들게 되면서 자유 상태보다 높은 압축력으로 증가하게 된다. 그 결과, 하향 개폐 도어(9)나 선반을 열때 도어(9)나 선반의 자중에 의한 무게 중심 변화에 대응하여 감속력이 우수하며, 완전 열림 상태에서는 최고점의 잠재 압축력을 지니고 있어 초기 닫힘력 감소에 우수한 효과를 가질 수 있다.

연결 부재(10)는, 제1 연결대(61)와 제2 연결대(11)를 연결하여 제1 피스톤 로드(6)의 이동을 잡아줄 수 있다.

구체적으로 도어(9)의 자중이 아주 무겁거나, 도의 열림 후 그 위에서 추가 하중이 가해 질수 있는 픽업 트럭의 도어(9)와 같은 경우 연결 부재(10)를, 도 5에 도시된 바와 같이, 함께 적용하여 본 실시 예의 위치 제어 기능을 보완 할 수 있다.

본 실시 예에서 연결 부재(10)는 와이어를 포함할 수 있다.

이와 같이 본 발명은 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

1 : 제1 챔버 2 : 제2 챔버
3 : 제1 실링부 4 : 제2 실링부
5 : 커넥터 5a : 절개홈
6 : 제1 피스톤 로드 7 : 제2 피스톤 로드
8 : 에어홀 9 : 도어
10 : 연결 부재 11 : 제2 연결대
12 : 제2 연결홀 61 : 제1 연결대
62 : 제1 연결홀 100 : 베이스 바디
110 : 제1 실링 부재 120 : 제2 실링 부재
130 : 고정 플레이트 100a : 제2 절개홈

Claims

유체가 채워진 제1 챔버 및 상기 제1 챔버와 구획된 제2 챔버가 마련된 베이스 바디;
상기 제1 챔버의 일단부를 실링하는 제1 실링부;
상기 제1 챔버의 타단부를 실링하며 상기 제1 챔버와 상기 제2 챔버를 구획시키는 제2 실링부; 및
상기 제1 챔버에 배치되는 커넥터;
일측부는 상기 커넥터에 연결되고 타측부는 상기 제1 챔버의 외부로 돌출되는 제1 피스톤 로드; 및
일측부는 상기 커넥터에 연결되고 타측부는 상기 제2 실링부를 관통하여 상기 제2 챔버에 배치되는 제2 피스톤 로드를 포함하고,
상기 제2 챔버의 내부는 대기압으로 유지되고,
상기 제1 피스톤 로드의 직경은 상기 제2 피스톤 로드의 직경보다 작게 마련되는 압축형 유체 스프링 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제2 챔버에는 외기가 유입 또는 배출되는 에어홀이 마련되는 압축형 유체 스프링 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 챔버에 채워지는 유체는 가스를 포함하는 압축형 유체 스프링 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 챔버에 채워지는 유체는 오일을 포함하는 압축형 유체 스프링 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 커넥터의 가장자리에는 서로 이격되는 복수의 절개홈이 마련되고,
상기 커넥터의 이동 시 상기 제1 챔버에 채워진 유체는 상기 복수의 절개홈을 통해 이동되는 압축형 유체 스프링 장치.
청구항 5에 있어서,
상기 커넥터는,
상기 커넥터에 결합되는 제1 실링 부재;
상기 제1 실링 부재에 일측부가 접하도록 마련되는 제2 실링 부재; 및
상기 제2 실링 부재가 접하도록 마련되어 상기 제1 실링 부재 및 상기 제2 실링 부재를 상기 커넥터에 결합시키는 고정 플레이트를 포함하고,
상기 제1 실링 부재와 상기 제2 실링 부재와 상기 고정 플레이트에는 상기 복수의 절개홈과 대응되는 위치에 제2 절개홈이 마련되는 압축형 유체 스프링 장치.
청구항 1 있어서,
상기 제1 피스톤 로드의 일단부에는 상기 베이스 바디의 외부로 노출되는 제1 연결대가 마련되고,
상기 제2 챔버가 마련된 영역의 상기 베이스 바디에는 제2 연결대가 마련되고,
상기 제1 연결대와 상기 제2 연결대를 연결하여 상기 제1 피스톤 로드의 이동을 잡아주는 연결 부재를 더 포함하는 압축형 유체 스프링 장치.
청구항 5에 있어서,
상기 커넥터는,
상기 커넥터에 결합되는 제1 실링 부재를 포함하는 압축형 유체 스프링 장치.