KR900003115B1 - 가스스프링 평형장치 - Google Patents

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내용 없음.

Description

가스스프링 평형장치
제 1 도는 가스스프링을 바람직하지 않은 단주기(short cycle) 동작으로 부터 벗어나도록 자동차의 해치백용 평행장치에 설치되는 본 발명에 따른 가스스프링의 개략도.
제 2 도는 제 1 도의 가스스프링과 직렬로 연결되는 보조스프링의 확대 상세도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 자동차 12 : 해치백도어
14 : 도어 프레임 16 : 가스스프링
22 : 피스톤로드 24 : 실린더
26 : 래치장치 28 : 보조스프링
30 : 먼지덮개 32 : 정지부재
본 발명은 가스스프링 보조 평형장치에 관한 것으로, 특히 보조기계스프링이 가스스프링과 직렬로 연결되어서 가스스프링이 시스템 진동 또는 그와 유사한 것으로 인하여 단주기(short cycle) 동작이 반복되는 것으로 부터 벗어나도록 하는 형태의 평형장치에 관한 것이다.
미합중국 특허 제 3,207,498호에 기재된 형태의 일반적인 가스스프링은 개폐작동중에 도어, 창문 및 기타 폐쇄부재의 무게와 같은 부하를 공기학적으로 평행시키는데 효과적인 장치로서 많은 산업에 널리 사용되어 왔다. 자동차 산업에 있어서, 가스스프링은 트렁크 epr크, 해치백도어 및 창문, 엔진 격리 덮개등의 평형장치로서 널리 사용되어 온것이 사실이다.
비록 가스스프링이 이러한 용도로서 훌륭하지만, 이들은 고압가스 밀폐구 및 지지조립체가 완전무결하게 유지될때만 작동되게 되어 있다. 그러나 이러한 밀폐구 및 지지조립체는 한정된 수명을 지니며, 가스스프링이 부적당하게 사용되면(밀폐구 및 지지조립체에 대한 피스톤로드의 종방향 이동) 조기에 파손되기 쉽다. 이러한 상황은 예를들면 도로에서 도입된 진동이 가스스프링의 바람직하지 못한 많은 단주기 동작을 야기시키는 자동차의 특정 장치에서 발생되는 것을 알게 되었다. 다른 예로서는, 해치백 모델의 제조업자는 종종 자동차 문을 닫았을때 자동차 안의 공기압력을 완화시키도록 해치백을 약간 열어주어서 도어가 쉽게 닫히게 한다. 결과적으로, 해치백에 부착된 가스스프링 또는 스프링은 승객용 도어가 사용될 때마다 작동되어서 가스스프링의 정격 작동수명이 다른데서 발생되는 것보다 빨리 초과된다.
한편, 부착지점에 탄성체 부싱을 설치하여서 유체완충기와 가스스프링을 격리시키는 것이 알려져 있으나, 이러한 기술은 상기에 언급한 용도에 대해서는 만족스럽지 못하다. 이러한 부싱은 가스스프링과 직렬로 연결되어 부수적인 스프링 효과를 더해주며, 이러한 부수적인 효과는 항상 존재하여서 신장 위치에서 전 스프링장치에 바람지하지 못한 반동을 야기시킬 수 있다. 더욱이, 탄성 부싱의 변위가 너무작아서 다른 장치의 변수, 즉 제조 및 조립공차, 과주행의 요구등을 수용하지 못하며, 가스스프링의 수축 위치에서 가스스프링 부착지점 사이의 거리에 영향을 준다.
따라서, 알 수 있듯이, 이러한 분야에서 스프링의 수명에 나쁜 영향을 주는 바람직하지 못한 단주기 동작의 반복으로 부터 가스스프링 요소를 벗어나게 하는 가스스프링 보조 평형장치의 필요성이 존재한다. 본 발명에 따르면, 평형장치는 지지프레임, 개폐위치 사이의 이동을 위해 프레임에 힌지된 폐쇄부재, 개방위치로 폐쇄부재를 이동시킬때 지지하기 위하여 폐쇄부재와 프레임 사이에 연결된 가스스프링 및 가스스프링과 폐쇄부재 또는 프레임중 적어도 한 단부 사이에 삽입되는 보조스프링으로 구성된다. 가스스프링은 폐쇄부재와 프레임에 대한 그 부착지점 사이의 거리에 상대적인 크기로 배치되어서 그 작동행정이 폐쇄부재가 폐쇄위치에 도달되기 전에 소멸되는, 즉 스프링이 완전히 수축되게 된다. 그후에, 폐쇄부재는 보조스프링의 탄성력으로 폐쇄위치로 이동된다. 이런 방법으로, 전 스프링장치의 일정한 짧은 작동 또는 진동이 보조스프링에 의해서 흡수되어 피스톤로드와 가스스프링의 주변의 높은 압력 밀폐구 및 지지조립체로 전달되지 않는다.
본 발명의 한가지 특징으로는, 예컨대 피스톤로드에 설치된 정지부재가 실린더 단부와 맞닿아 있어 가스스프링의 완전히 수축된 위치를 정하고, 공기유체와 무관하게 스프링 기게 요소를 통하여 부하를 직접전달하게 가스스프링을 설치하는 것이다. 필요하면, 정지부재는 조절가능하게 제조될 수 있다.
보조스프링은 기계적인 압축스프링이면 좋으나, 탄성체 부재 또는 공기 쿠션과 같은 기타 다른 형태를 취할 수도 있다. 보조스프링은 가스스프링이 완전히 수축된 위치에 도달하기 전에 피스톤로드위에 가해지는 방출력과 같거나 큰 힘에 대해 미리 부하가 걸려도 좋다. 이것은 보조스프링이 폐쇄부재가 완전히 닫히기 전에 중간의 수축부로 압축되게 하며, 따라서 가스스프링이 수축된 위치에서 피스톤로드에 진동 및 기타 힘이 걸리지 않게 한다. 또한 사전에 부하가 걸리는 것은 가스스프링이 팽창된 위치에서 폐쇄부재를 견고하게 지지하게 한다. 또한, 상기에 언급되듯이 스프링이 수축되어 있을때에도 보조스프링의 행정은 가스스프링이 수축된 위치에서 가스스프링에 전달되는 종방향 진동을 포함한 전 장치의 과주행 요구로 부터 발생될 수 있는 평형장치의 단주기 작동을 수용하기에 충분하게 되는 것이 좋다.
바람직한 실시예에서는, 본 발명의 가스스프링 평형장치가 자동차의 후방도어에 연결되어, 즉 후방도어가 승객용 도어가 닫혀 있을때 내부공기 압력을 완화시키도록 약간 열려지는 해치백 모델에 사용된다. 가스스프링과 보조스프링의 각각의 행정은 가스스프링이 정지부재에 대해서 완전히 수축되고 보조스프링이 해치백이 폐쇄위치에 도달되기 전에 중간으로 압축되도록 선택된다. 이러한 배치로, 자동차 도어가 작동될때 발생되는 해치백의 약간의 개방은 보조스프링에 의해서 흡수되며 가스스프링을 작동시키지 않아서 가스스프링의 작동수명을 연장시킨다.
본 발명의 다른 장점 및 특징이 첨부된 도면을 참고로 도시된 실시예의 하기의 설명으로 부터 명백해 진다.
도시를 목적으로, 본 발명은 해치백 모델 자동차에서 그 실시예를 참고로 이하에 설명된다. 그러나, 본 발명은 이에 국한되지 않으며 스프링수명을 감소시킬 수 있는 단주기 스프링 동작이 발생하는 조건에서 가스스프링을 벗어나게 하는 것이 바람직한 일반적인 평형장치에 사용된다.
제 1 도에 도시되듯이, 해치백 모델 자동차(10)는 도어 프레임(14)에 대해서 하부의 폐쇄위치와 쇄선으로 도시된 상부의 개방위치 사이에서 이동되도록 자동차 차체의 상부에 힌지된 해치백도어(12)를 지닌다. 자동차 차체는, 도어(12)와 차체(10)의 피봇트 지점(18, 20) 사이에 가스스프링(16)의 연결을 도시하도록 부분적으로 절단되어 도시되어 있다. 이러한 장치에서, 가스스프링(16)은 도어(12)가 닫히면 수축 위치, 즉 피스톤로드(22)가 실린더(24)속으로 수축된 위치에 있고 도어(12)가 열리면 쇄선으로 도시되듯이 신장된다.
제 1 도에 도시되듯이, 도어(12)가 실선위치에 있을때 도어가 약간 열려지도록 부분적으로 닫히게 된다. 이것은, 예컨대, 승객용 도어가 닫힐때 공기압력을 완화시키도록 도어가 약간 열려진 위치이다. 선택적으로는, 도어(12)는 그것을 완전히 닫히게 하기 앞서 상부의 쇄선위치에서 실선위치로 손으로 이동시킬 수 있다. 종래의 모터구동 래치장치(26)는 도어가 부분적으로 닫힌 위치에 있을 때 도어의 걸쇠에 결합하게 되어 있으며, 그후에는 더이상의 작동자의 조종없이 완전히 닫힌 위치로 문을 자동적으로 이동시킨다. 이러한 자동동력구동 래치장치는 도어(12)가 승객용 도어가 닫힐때마다 열려야 하는데는 특히 유용하고 편리하며, 본 발명은 이러한 장치의 작동에 수반되어 가스스프링(16)에 가해지는 단주기 작동이 제거되는 이러한 장치를 포함하는 장치에서 특히 유용하다.
본 발명에 따르면, 가스스프링(16)은, 그 로드 단부에 설치되고 자동차 차체의 피봇트지점(20)가 가스스프링 사이에 삽입되는 보조스프링(28)을 지닌 것으로 도시되어 있다. 도시된 스프링(28)은 기계적인 압축스프링이지만 이하에 설명되듯이, 바람직한 스프링 특성이 제공되는 한 탄성체 부재 또는 공기 쿠션과 같은 기타 스프링 형태가 사용될 수 있음을 알 수 있다. 선택적인 구조로서, 스프링(28)이 가스스프링(16)의 실린더 단부에 설치되거나 보조스프링이 양단부에 설치될 수도 있다.
제 2 도에 상세히 도시되듯이, 기계적인 스프링(28)은 실린더(24)의 외측위로 미끄럼가능하게 설치된 먼지덮개(30)에 의해서 싸여있다. 스프링(28)은 가스스프링에 완전히 수축위치 바로 전의 위치로 수축될때 가스스프링에 의해서 피스톤로드(22) 위에 가해지는 방출력과 적어도 같거나 적당한 약간 큰 힘으로 미리 부하를 받는 것이 좋다. 결국, 스프링(28)은 그것에 요구되는 사전부하를 유지하도록 덮개(30)의 단부(34)와 피스톤로드(22) 위의 기계적인 정지부재(32)사이에 설치된다. 또한, 정지부재(32)는 실린더 단부와 맞닿아서 실린더(24)속으로의 피스톤로드(22)의 주행을 제한하게 작동한다. 이것은 가스스프링이 완전히 수축된 위치를 정하여서 제 1 및 제 2 도에 실선으로 도시된 위치가 되게 한다.
정재부재(32)는 전체 장치의 성능을 최적으로 하도록 보조스프링(28)의 사전부하량을 조절하거나 실린더(24) 속의 피스톤로드(22)의 주행길이를 조절하거나 또는 이들 양자를 조절하여, 예를들어, 나사로 로드를 따라서 조절가능하게 제조될 수 있다. 끼움쇠(도시안됨)가 이러한 목적에서 정지부재(32)의 한측면 또는 양측면상에 삽입될 수 있다.
상기에서 언급했듯이, 스프링(28)이 사전부하를 받으면, 즉 스프링이 거의 완전히 수축될때 가스스프링(16)의 방출력과 같거나 약간 큰 스프링 힘이 작용되도록, 스프링(28)은 도면에 도시된 완전히 압축되었을 때 중간 수축부로 압축된다. 그 후에 기계적인 정지부재(32)가 실린더(24)와 접촉하기 때문에 가스스프링 장치에 가해지는 어떠한 종방향 진동 또는 기타 힘도 피스톤로드 및 공기 유체에 걸리지 않으며 대신에 기계적인 스프링(28)에 의해서 흡수된다. 알 수 있듯이, 스프링(28)은 중간으로 수축되었을 때도 도어(12)가 폐쇄위치로 이동되면 스프링 장치의 과주행 요구와 이러한 종방향 진동 또는 기타 힘을 수용하기에 충분한 작동행정을 지닌다. 또한, 스프링(28)상의 양호한 사전부하를 기계적인 스프링이 가스스프링이 거의 완전히 수축될때까지는 압축되지 않게 하기 때문에 가스스프링(16)의 신장된 위치에서 도어(12)에 대한 확실한 지지를 제공한다.
가스스프링(16)과 기계적인 스프링(28)의 직렬배치는 가스스프링의 너무 많은 단주기 동작을 야기시킬 수 있는 종방향의 진동을 기계적인 스프링이 흡수하게 할 뿐 아니라, 내부공기 압력을 완화시키기 위해서 후방도어(12)를 약간 열어놓는 것으로 부터 야기되는 것과 같은 평형장치의 단주기 동작을 수용하게 한다. 따라서, 가스스프링의 높은 압력 밀폐구 및 지지조립체의 부당한 마모를 회피한다.
비록 본 발명이 특수한 실시예를 참조로 설명되었으나, 이러한 실시예는 소개된 발명의 개념으로부터 이탈되지 않고 변경과 수정될 수 있음을 알 수 있다. 따라서, 이러한 모든 변경과 수정이 첨부된 청구범위의 범위내에서 포함될 수 있다.

Claims (7)

  1. 한 단부가 폐쇄부재(12)에 부착되고 다른 단부가 힌지부에 대하여 상기 폐쇄부재(12)를 이동시키는데 조력하도록 지지프레임(14)에 부착된 가스스프링(16)을 포함하고, 지지프레임(14)의 개구에 대해 개폐위치 사이로 이동되도록 지지프레임(14)에 힌지된 폐쇄부재(12)용 가스스프링 평형장치에 있어서, 폐쇄부재(12)와 도어 프레임(14)의 스프링 부착지점(18, 20) 사이의 거리에 대한 가스스프링(16)의 작동행정이 도어(12)가 상기의 밀폐위치에 도달하기 전에 스프링이 완전히 수축된 위치에 도달하게 하도록 되어 있고, 상기 공기 스프링(16)에 부착된 정지부재가 상기의 완전히 수축된 위치를 정하고 그곳에서 상기 스프링(16)속의 공기 유체와 무관하게 상기 스프링을 통해서 부하를 전달하게 작동하며, 보조스프링(28)이 적어도 가스스프링(16)의 한 단부와 프레임(14) 또는 폐쇄부재(12)에 대한 부착지점 사이에 설치되어서 경우에 따라서 상기 가스스프링(16)이 상기 폐쇄 위치로 왼전히 수축된 위치로부터 폐쇄부재를 탄성적으로 이동되게 하며 그 후에는 폐쇄부재(12)가 상기 폐쇄위치에 있을때 가스스프링(16)과 폐쇄부재(12) 또는 프레임(14) 사이의 상대적인 종방향 이동으로부터 가스스프링(16)을 탄성적으로 격리시키는 것을 특징으로 하는 가스스프링 평형장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 보조스프링(28)이 상기의 완전히 수축된 위치 바로전의 위치에서 가스스프링(16)에 의해서 가해지는 방출력과 같거나 약간 큰 힘을 미리 받아서 상기 보조스프링(28)은 가스스프링(16)이 상기의 완전히 수축된 위치가 될때까지는 더이상 압축되지 않으며, 그후에 상기 가스스프링(16)이 상기의 완전히 수축된 위치에 있을때 중간정도로 압축되는 가스스프링 평형장치.
  3. 제 1 또는 2 항에 있어서, 상기 보조스프링(28)이 기계적인 압축스프링인 가스스프링 평형장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기의 보조스프링(28)의 작동행정이 가스스프링(16)에 상기 행정을 전달하지 않고 종방향 진동 또는 장치의 과주행으로 부터 야기되는 평형장치의 짧은 행정을 흡수하도록 충분히 긴 가스스프링 평형장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 부분적으로 폐쇄된 위치에서 상기의 폐쇄위치로 도어를 이동시키는 동력 구동 래치장치를 지니고, 상기 가스스프링(16)은 상기 프레임(14)과 상기 폐쇄부재(12)에 대하여 가스스프링(16)이 도어가 부분적으로 폐쇄된 위치에 있을때 상기의 완전히 폐쇄된 위치에 있도록 하는 치수로 정렬되어 있으며, 상기 동력구동 래치장치가 페쇄부재(12)를 상기 보조스프링(28)의 힘에 대해 부분적으로 폐쇄된 위치에서 온전히 폐쇄된 위치로 이동시키는 것을 특징으로 하는 가스스프링 평형장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 폐쇄부재(12)가 자동차(10)의 후방도어인 가스스프링 평형장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 보조스프링(28)이 완전히 수축된 위치 바로전의 위치에서 가스스프링(16)에 의해서 가해지는 방출력과 같거나 약간 큰 힘을 미리 받아서, 상기 보조스프링(28)은 가스스프링(16)이 상기의 완전히 수축된 위치에 올때까지 더이상 압축되지 않으며, 그후에 가스스프링(16)이 완전히 수축된 위치에 있을때 중간정도로 압축되는 가스스프링 평형장치.
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