KR20230161332A - 가스스프링 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따르면, 내부에 유체가 저장될 수 있는 내부공간이 형성된 실린더; 피스톤로드에 연결되어 상기 실린더의 내부공간을 따라 이동하며 실린더에 충전된 유체에 의한 댐핑력을 발생시키는 피스톤; 상기 피스톤로드의 로드단부에 배치되는 제1 와셔; 및 상기 피스톤과 상기 제1 와셔 사이에 배치되고, 상기 실린더에 충전된 유체가 이동하는 유체통과홀이 형성된 댐핑력조절부재를 포함하는 가스스프링이 제공될 수 있다.

Description

가스스프링 {Gas spring}

본 발명은 가스스프링에 관한 것이다.

일반적으로 가스스프링은 문과 같은 물체를 열고 닫을 때 발생하는 충격을 흡수하기 위한 장치로서, 문을 열고 닫을 때 문과 문틀이 부딪혀 발생되는 소음이나 충격을 줄여 한 번에 멈추도록 하는 것이 아니라 지긋이 멈추게 하는 용도로 사용된다.

가스스프링은 작동방식과 내부 충전에 사용된 물질에 따라 구분되는데, 작동방식에 의한 구분은 압축(compression)과 신장(rebound)의 양방향으로 작동이 이루어지는 것을 복동식, 압축과 신장이 한 방향으로만 이루어지는 것을 단동식이라 한다.

또한, 충전에 사용된 물질에 따라 실린더 내부에 오일을 충전하여 오일의 압력에 의해 충격을 흡수하는 방식을 유압식이라 하고, 실린더 내부에 충전된 오일의 압력과 가스의 반발력을 함께 이용하여 완충작용을 하는 복합식으로 구분될 수 있다.

일반적으로 가스스프링은 신장, 압축 시 속도를 조절하기 위해서 피스톤에 오리피스 홀을 형성하고, 오리피스 홀의 크기를 조절하였다.

그러나, 신장, 압축 시 속도를 늦추기 위해 피스톤에 오리피스 홀 크기를 약 0.1~0.2t 정로도 형성하여야 하고, 피스톤에 이러한 작은 크기의 홀을 형성하는 것은 기계 가공이나 사출작업으로는 구현하기 어렵다는 문제가 있었다.

특허문헌: 한국 등록 특허 10-1451940 B1 (2014.10.10)

본 발명의 실시예들은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 제안된 것으로서, 가스스프링의 피스톤에 형성된 오리피스 홀과 동일한 역할을 할 수 있는 댐핑력조절부재를 포함하는 가스스프링을 제공하고자 한다.

또한, 피스톤로드의 신장 및 압축 속도를 조절할 수 있는 가스스프링을 제공하고자 한다.

또한, 제조과정을 간단하게 하고, 제조비용을 절감할 수 있는 가스스프링을 제공하고자 한다.

본 발명의 일측면에 따르면, 내부에 유체가 저장될 수 있는 내부공간이 형성된 실린더; 피스톤로드에 연결되어 상기 실린더의 내부공간을 따라 이동하며 실린더에 충전된 유체에 의한 댐핑력을 발생시키는 피스톤; 상기 피스톤로드의 로드단부에 배치되는 제1 와셔; 및 상기 피스톤과 상기 제1 와셔 사이에 배치되고, 상기 실린더에 충전된 유체가 이동하는 유체통과홀이 형성된 댐핑력조절부재를 포함하는 가스스프링이 제공될 수 있다.

또한, 상기 피스톤은, 상기 유체통과홀과 연통하는 제1 유로가 형성된 제1 부분; 및 상기 제1 부분 보다 작은 직경을 갖고 외측에 오링이 배치되는 제2 부분을 포함하는 가스스프링이 제공될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 가스스프링은, 피스톤에 형성된 오리피스 홀과 동일한 역할을 할 수 있는 댐핑력조절부재를 제공할 수 있다.

또한, 피스톤로드의 신장 및 압축 속도를 조절할 수 있는 가스스프링을 제공할 수 있다.

또한, 제조과정을 간단하게 하고, 제조비용을 절감할 수 있는 가스스프링을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스스프링(1)의 단면을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 가스스프링(1)의 A 부분을 확대한 도면이다.
도 3은 도 1의 가스스프링(1)의 댐핑력조절부재(60)를 정면에서 바라보았을 때의 단면을 나타내는 도면이다.
도 4는 도 1의 피스톤(20)의 측면 단면도이다.
도 5는 도 4의 피스톤(20)을 정면에서 바라보았을 때의 단면을 나타내는 도면이다.
도 6은 도 4의 피스톤(20)을 후면에서 바라보았을 때의 단면을 나타내는 도면이다.
도 7은 도 1의 가스스프링(1)의 댐핑력조절부재(60)와 피스톤(20)이 겹쳐진 단면을 나타내는 도면이다(점선으로 표시된 부분이 댐핑력조절부재(60)).

이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예들에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 아울러 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스스프링(1)의 단면을 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 2는 도 1의 가스스프링(1)의 A 부분을 확대한 도면이며, 도 3은 도 1의 가스스프링(1)의 댐핑력조절부재(60)를 정면에서 바라보았을 때의 단면을 나타내는 도면이고, 도 4는 도 1의 피스톤(20)의 측면 단면도이며, 도 5는 도 4의 피스톤(20)을 정면에서 바라보았을 때의 단면을 나타내는 도면이고, 도 6은 도 4의 피스톤(20)을 후면에서 바라보았을 때의 단면을 나타내는 도면이고, 도 7은 도 1의 가스스프링(1)의 댐핑력조절부재(60)와 피스톤(20)이 겹쳐진 단면을 나타내는 도면이다(점선으로 표시된 부분이 댐핑력조절부재(60))

도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스스프링(1)은 실린더(10), 피스톤(20), 피스톤로드(40), 댐핑력조절부재(60)를 포함할 수 있다.

실린더(10)에는 유체가 충전될 수 있는 내부공간이 형성될 수 있다. 본 실시예에서 유체는 가스 또는 오일로 제공될 수 있다.

실린더(10)는 피스톤로드(40)가 왕복운동할 수 있는 내부공간이 제공되고, 원통형으로 형성될 수 있다.

피스톤(20)은 피스톤로드(40)에 연결되어 실린더(10)의 내부공간을 따라 이동하며 실린더(10)에 충전된 유체에 의한 댐핑력을 발생시킬 수 있다.

피스톤(20)의 양측에는 제1 와셔(52)와 제2 와셔(54)가 배치될 수 있고, 피스톤(20)과 제1 와셔(52) 사이에는 유체통과홀(62)이 형성된 댐핑력조절부재(60)가 배치될 수 있다.

댐핑력조절부재(60)는 두께가 0.1t 내지 0.3t 이고, 중심에 피스톤로드(40)의 피스톤삽입로드(42)가 삽입될 수 있는 피스톤삽입공간(64)이 형성된 동심원 모양을 가질 수 있다.

댐핑력조절부재(60)에는 댐핑력조절부재(60)의 일측 단부로부터 중심(O)을 향해 연장되는 유체통과홀(62)이 형성될 수 있다.

댐핑력조절부재(60)의 두께와 유체통과홀(62)의 크기를 제어함으로써 가스스프링의 신장, 압축 시의 속도를 제어할 수 있다.

유체통과홀(62)은 길이(L)와 폭(W)을 갖는 홀로 이해될 수 있으며, 유체통과홀(62)의 길이(L)는 댐핑력조절부재(60)의 반지름(R)의 0.25 내지 0.5의 비율로 제공될 수 있다.

댐핑력조절부재(60)는 제2 와셔(54)와 동일한 모양을 갖되, 제2 와셔(54) 보다 작은 두께를 갖고 유체통과홀(62)이 형성된 부재로 이해될 수 있다.

유체통과홀(62)은 댐핑력조절부재(60)의 단부로부터 중심(O)을 향하는 방향으로 연장된 슬릿으로 제공될 수 있다.

유체통과홀(62)의 일측 단부는 개방되어 있을 수 있다.

유체통과홀(62)은 사각형 형상으로 형성될 수 있다.

피스톤(20)은 오링(30)이 배치되는 제2 부분(28); 제2 부분(28) 보다 직경이 크게 형성되는 제1 부분(24)을 포함할 수 있다.

제1 부분(24)에는 댐핑력조절부재(60)의 유체통과홀(62)과 연통하는 제1 유로(230)가 형성될 수 있다.

제1 유로(230)는 피스톤로드삽입구멍(26)보다 큰 직경을 갖고, 피스톤로드삽입구멍(26)과 동심원을 이루도록 배치될 수 있다.

제1 부분(24)은 댐핑력조절부재(60)를 향해 돌출된 내측돌출부(24A);

내측돌출부(24A) 보다 큰 직경을 갖고 댐핑력조절부재(60)를 향해 돌출된 외측돌출부(24B)를 포함할 수 있다.

내측돌출부(24A)와 외측돌출부(24B)에 의해 제1 유로(230)가 형성될 수 있으며, 내측돌출부(24A)와 외측돌출부(24B)는 제1 유로(230)의 3면을 둘러쌀 수 있다.

내측돌출부(24A)에는 피스톤로드삽입구멍(26)과 제1 유로(230)를 연결하는 제2 유로(240)가 형성될 수 있다.

제2 유로(240)는 피스톤로드삽입구멍(26)의 일측 단부로부터 양 측면으로 연장되는 직선형태로 형성될 수 있다.

제1 유로(230)는 가상의중심선(B-B')을 중심으로 링 형상으로 형성된 공간으로 이해될 수 있고, 제2 유로(240)는 피스톤로드삽입구멍(26)과 제1 유로(230)를 연결하는 공간으로 이해될 수 있다(도 5 참조).

또한, 제2 부분(28)에는 피스톤로드삽입구멍(26)과 연결되는 제3 유로(280)가 형성될 수 있다.

제3 유로(280)는 피스톤로드삽입구멍(26)의 타측 단부로부터 양 측면으로 연장되는 직선 형태로 형성될 수 있다.

댐핑력조절부재(60)에 형성되는 유체통과홀(62)과?내측돌출부(24A)에 형성되는 제2 유로(240)는 서로 수직으로 배치될 수 있다.

여기서, 서로 수직은 도 5를 기준으로 댐핑력조절부재(60)를 정면으로 바라본 방향을 기준으로 설정될 수 있다.

또한, 내측돌출부(24A)에 형성된 제2 유로(240)와 제2 부분(28)에 형성된 제3 유로(280)는 서로 평행하게 배치될 수 있다.

또한, 가스스프링(1)의 A부분은 제1 와셔(52), 댐핑력조절부재(60), 피스톤(20), 제2 와셔(54) 순으로 배치될 수 있다.

오링(30)은 동심원 모양으로 형성된 탄성력을 갖는 고무부재로서, 제2 부분(28)의 외측에 배치될 수 있다.

피스톤(20)과 댐핑력조절부재(60)와 제1 와셔(52)와 제2 와셔(54)는 서로 분리가능하게 제공될 수 있다.

종래의 가스스프링은 신장, 압축 시 속도를 조절하기 위해서 피스톤에 오리피스 홀을 형성하고, 오리피스 홀의 크기를 조절하였다.

그러나, 신장, 압축 시 속도를 늦추기 위해 오리피스 홀 크기를 약 0.1~0.2 정로도 형성하여야 하나, 이러한 작은 크기의 홀을 형서하는 것은 기계 가공이나 사출작업으로는 구현하기 어렵다는 문제가 있었다.

본 실시예는 가스스프링에 이러한 오리피스 홀을 구현하는 대신에, 댐핑력조절부재(60)를 추가함으로써 종래의 오리피스 홀과 동일한 역할을 구현할 수 있다.

피스톤로드(40)는 피스톤고정부(44), 피스톤고정부(44) 보다 직경이 작고 피스톤(20)이 삽인되는 피스톤삽입로드(42), 피스톤삽입로드(42)로부터 연장되고 피스톤삽입로드(42) 보다 직경이 크게 형성되는 로드단부(46)를 포함할 수 있다.

로드단부(46)의 직경이 피스톤삽입로드(42) 보다 크게 형성되는바 제1 와셔(52), 댐핑력조절부재(60), 피스톤(20)이 피스톤로드(40)에 고정될 수 있다.

또한, 가스스프링(1)은 제1 와셔(52), 제2 와셔(54), 댐핑력조절부재(60), 로드가이드(72), 스토퍼(74)를 포함할 수 있다.

로드가이드(72)는 실린더(10)의 일측 단부에 고정 결합되어 피스톤로드(40)의 이동을 안내할 수 있다.

스토퍼(74)는 로드가이드(72)를 고정하고 피스톤(20)의 이동을 제한할 수 있다.

이하에서는, 도 1에 도시된 피스톤(20)을 기준으로 좌측에 충전된 유체가 우측으로 이동되는 과정에 대해 설명한다.

피스톤로드(40)가 우측으로 이동함에 따라(압축), 실린더(10)에 충전된 유체는 댐핑력조절부재(60)의 유체통과홀(62)을 통과하여 피스톤(20)의 제1 부분(24)에 형성된 일측의 제1 유로(230)로 이동하고, 유체는 제1 유로(230)를 따라 90도 회전한 각도만큼 이동하여 내측돌출부(24A)에 형성된 제2 유로(240)의 일측에 도착하고, 제2 유로(240)를 따라 내측으로 이동하여 피스톤로드삽입구멍(26)에 도착한 후 피스톤로드삽입구멍(26)을 통과하여 제2 부분(28)에 형성된 제3 유로(280)에 도착하고, 제3 유로(280)를 따라 외측으로 이동할 수 있다.

이와 같은 과정을 거쳐 피스톤(20)의 일측에 충전된 유체가 피스톤(20)의 타측으로 이동할 수 있다.

피스톤로드(40)가 신장되는 과정은 상술한 과정의 역순으로 이해될 수 있다.

이상 본 발명의 실시예에 따른 가스스프링을 구체적인 실시 형태로서 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로서, 본 발명은 이에 한정되지 않는 것이며, 본 명세서에 개시된 기초 사상에 따르는 최광의 범위를 갖는 것으로 해석되어야 한다. 당업자는 개시된 실시형태들을 조합, 치환하여 적시되지 않은 형상의 패턴을 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 이외에도 당업자는 본 명세서에 기초하여 개시된 실시형태를 용이하게 변경 또는 변형할 수 있으며, 이러한 변경 또는 변형도 본 발명의 권리범위에 속함은 명백하다.

1 : 가스스프링
10 : 실린더
20 : 피스톤
230 : 제1 유로
24 : 제1 부분
240 : 제2 유로
24A : 내측돌출부
24B : 외측돌출부
26 : 피스톤로드삽입구멍
28 : 제2 부분
280 : 제3 유로
30 : 오링
40 : 피스톤로드
42 : 피스톤삽입로드
44 : 피스톤고정부
46 : 로드단부
52 : 제1 와셔
54 : 제2 와셔
60 : 댐핑력조절부재
62 : 유체통과홀
64 : 피스톤삽입공간
72 : 로드가이드
74 : 스토퍼
L : 길이
O : 중심
R : 반지름
W : 폭

Claims (2)

1. 내부에 유체가 저장될 수 있는 내부공간이 형성된 실린더;
   피스톤로드에 연결되어 상기 실린더의 내부공간을 따라 이동하며 실린더에 충전된 유체에 의한 댐핑력을 발생시키는 피스톤;
   상기 피스톤로드의 로드단부에 배치되는 제1 와셔; 및
   상기 피스톤과 상기 제1 와셔 사이에 배치되고, 상기 실린더에 충전된 유체가 이동하는 유체통과홀이 형성된 댐핑력조절부재를 포함하는
   가스스프링.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 피스톤은,
   상기 유체통과홀과 연통하는 제1 유로가 형성된 제1 부분; 및
   상기 제1 부분 보다 작은 직경을 갖고 외측에 오링이 배치되는 제2 부분을 포함하는
   가스스프링.
   

Images