KR101666679B1 - 가스스프링 장치 - Google Patents

Abstract

가스스프링 장치를 개시한다.
이러한 가스스프링 장치는, 하우징 및 피스톤로드를 구비한 가스스프링 본체와, 상기 가스스프링 본체의 하우징을 감싸는 상태로 배치되는 제1 연결지지부와, 상기 제1 연결지지부 측에 끼워져서 상기 피스톤로드의 작동 방향으로 슬라이드 동작이 가능하게 연결 배치되는 제2 연결지지부와, 상기 제2 연결지지부 내측에서 상기 피스톤로드와 서로 동축을 이루는 상태로 연결 배치되며 제1 기어부를 구비한 구동로드와, 상기 구동로드를 축선을 중심으로 회전을 제한할 수 있는 연결 상태로 잡아줄 수 있도록 형성된 로드고정부 그리고, 상기 구동로드의 제1 기어부와 대응하는 제2 기어부를 구비하고, 이 기어부들의 기어 물림력으로 상기 구동로드를 상기 피스톤로드의 작동 방향으로 구동할 수 있도록 형성된 로드구동부를 포함한다.

Description

가스스프링 장치{A GAS SPRING}

본 발명은 가스스프링 장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 트렁크 리드(trunk lid)나 테일게이트(tailgate) 측에는 개폐 동작과 부합하도록 가스스프링(gas spring)이 설치된다.

가스스프링은 탄성부재와 유체 압력에 의해 패시브 타입으로 피스톤로드가 움직이면서 개폐 동작이 부드럽게 이루어질 수 있도록 하는 역할을 한다.

특히, 근래에는 별도의 구동원의 동력으로 피스톤로드를 강제로 움직이는 액티브 타입의 구동 방식을 갖는 가스스프링들이 제시되고 있으며, 그 중에서 본 출원인의 "특허등록 제10-1514823호의 가스스프링 장치."가 있다.

하지만, 상기 특허등록 제10-1514823호의 가스스프링 장치는, 피스톤로드 측을 위쪽에서 아래쪽을 향하여 누르는 상태로 랙과 피니언이 서로 맞물려진 동력전달 구조로 이루어지므로, 특히 기어 물림시 접촉력이나 압력, 진동 등에 의해 휨이나 처짐 현상 등이 발생하면서 동력전달 계통의 내구성이 조기에 저하되는 문제를 초래할 수 있다.

또한, 랙과 피니언의 기어 물림방식에 의하면, 피스톤로드의 이동 구간에서 과다하게 벗어난 상태로 구동계통(예: 모터)이 배치되어야 하므로 장치의 소형화를 구현하기 어려운 단점이 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서,

본 발명의 목적은, 피스톤로드를 패시브(passive) 타입이나 액티브(active) 타입으로 전환 구동시키기 위한 구조가 간단할 뿐만 아니라, 한층 향상된 작동 안정성 및 내구성을 확보할 수 있는 가스스프링 장치를 제공하는데 있다.

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 실현하기 위하여,

하우징 및 피스톤로드를 구비한 가스스프링 본체;

상기 가스스프링 본체의 하우징을 감싸는 상태로 배치되는 제1 연결지지부;

상기 제1 연결지지부 측에 끼워져서 상기 피스톤로드의 작동방향으로 슬라이드 동작이 가능하게 연결 배치되는 제2 연결지지부;

상기 제2 연결지지부 내측에서 상기 피스톤로드와 서로 동축을 이루는 상태로 연결 배치되며 제1 기어부를 구비한 구동로드;

상기 구동로드를 축선을 중심으로 회전을 제한할 수 있는 연결 상태로 잡아줄 수 있도록 형성된 로드고정부;

상기 구동로드의 제1 기어부와 대응하는 제2 기어부를 구비하고, 이 기어부들의 기어 물림력으로 상기 구동로드를 상기 피스톤로드의 작동방향으로 구동할 수 있도록 형성된 로드구동부;

를 포함하는 가스스프링 장치를 제공한다.

본 발명은 가스스프링 본체의 피스톤로드와 서로 동축을 이루는 상태로 연결 배치되는 구동로드의 움직임을 로드고정부 및 로드구동부로 제어하는 방식에 의해 두 가지의 구동 타입 즉, 패시브 타입이나 액티브 타입으로 피스톤로드의 전환 구동이 안정적으로 이루어질 수 있는 구조를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 가스스프링 장치의 전체 내부 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2 내지 도 8은 본 발명의 일실시 예에 따른 가스스프링 장치의 세부 구조 및 작용을 설명하기 위한 도면들이다.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명한다.

본 발명의 실시 예들은 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자들이 본 발명의 실시가 가능한 범위 내에서 설명된다.

따라서, 본 발명의 실시 예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있는 것이므로 본 발명의 특허청구범위는 아래에서 설명하는 실시 예들로 인하여 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 가스스프링 장치의 전체 내부 구조를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2 내지 도 8은 세부 구조 및 작용을 설명하기 위한 도면들로서, 일실시 예에 따른 가스스프링 장치는, 가스스프링 본체(2)와, 제1 연결지지부(4), 제2 연결지지부(6), 구동로드(8), 로드고정부(10) 및 로드구동부(12)를 포함한다.

가스스프링 본체(2)는, 하우징(A)과, 이 하우징(A) 내측에 일단이 끼워진 상태로 전,후진 이동 가능하게 배치되는 피스톤로드(B)를 구비하여 이루어진다.

가스스프링 본체(2)는 도면에는 나타내지 않았지만 하우징(A) 내부의 작동유체(예: 질소가스)와, 탄성부재에 의해 피스톤로드(B)가 탄력적으로 전진 또는 후진 이동하는 상태로 작동되는 구조를 갖도록 형성된다.

제1 연결지지부(4) 및 제2 연결지지부(6)는 가스스프링 본체(2)를 감싼 상태에서 피스톤로드(B)의 작동방향으로 슬라이드 동작이 가능하도록 서로 끼움 결합으로 연결된 상태로 제공된다.

즉, 제1 연결지지부(4)는 도 1에서와 같이 가스스프링 본체(2)의 하우징(A)을 감싸는 상태로 배치되고, 제2 연결지지부(6)는 제1 연결지지부(4)의 일단 측에 슬라이드 가능하게 끼움 결합된 연결 상태로 배치될 수 있다.

이러한 제1 연결지지부(4) 및 제2 연결지지부(6)의 구조에 의하면, 외부 충격이나 마찰 등으로부터 가스스프링 본체(2)를 보호할 수 있고, 피스톤로드(B)를 패시브 타입이나 액티브 타입으로 전환 구동하기 위한 밀폐된 공간을 제공할 수 있다.

구동로드(8)는 가스스프링 본체(2)의 피스톤로드(B)와 서로 동축을 이루는 연결 상태로 배치된다.

즉, 구동로드(8)는 도 1에서와 같이 일단이 피스톤로드(B)의 단부(자유단)와 서로 동축을 이루는 연결 상태로 배치될 수 있다.

구동로드(8)는 제1 기어부(C)를 구비하고, 이 제1 기어부(C)는 로드 둘레부 측에 형성된다.

제1 기어부(C)는 예를 들어, 도 2에서와 같이 구동로드(8)의 로드 길이방향 일단에서 타단을 향하여 로드 둘레부 측에 나선(螺線) 모양을 이루는 상태로 연장된 기어부를 갖도록 형성될 수 있다.

그리고, 제1 기어부(C)는 기어 리드각(C1)을 크게 형성하는 것이 바람직하며, 대략 45도 내지 80도 범위 내의 리드각(C1)을 갖도록 형성하면 좋다. 그러면 후술하는 로드구동부(12)와 기어 물림된 상태에서 피스톤로드(B)의 패시브 구동시 기어부 마찰을 최대한 줄일 수 있는 상태로 구동로드(8)의 전,후진 동작이 이루어질 수 있다.

로드고정부(10)는 피스톤로드(B) 측과 서로 동축을 이루는 연결 상태로 배치되는 구동로드(8)를 로드 축선을 중심으로 자유 회전이 가능하게 선택적으로 잡아줄 수 있는 구조를 갖도록 형성된다.

로드고정부(10)는 도 1에서와 같이 구동로드(8)의 양측 단부와 대응하도록 배치되는 제1 및 제2 지지구(D1, D2)와, 록킹장치(E)를 구비하여 이루어질 수 있다.

제1 및 제2 지지구(D1, D2)는 지지홈(D3)을 각각 구비하고, 예를 들어 도 3에서와 같이 구동로드(8)와 피스톤로드(B)의 단부를 서로 연결하는 상태로 제1 지지구(D1)가 배치되고, 구동로드(8)의 타측 단부를 제2 연결지지부(6) 내측에 연결하는 상태로 제2 지지구(D2)가 배치될 수 있다.

즉, 제1 지지구(D1)는 피스톤로드(B)의 단부(자유단) 측에 고정 설치되고, 지지홈(D3) 측에는 구동로드(8)의 일측 단부가 끼워져서 로드 축선을 중심으로 자유 회전이 가능하게 연결된 상태로 셋팅될 수 있다.

그리고, 제2 지지구(D2)는 제2 연결지지부(6) 내측에 고정 설치되고, 지지홈(D3) 측에는 구동로드(8)의 타측 단부가 끼워져서 로드 축선을 중심으로 자유 회전이 가능하게 연결된 상태로 셋팅될 수 있다.

제1 지지구(D1) 및 제2 지지구(D2)의 지지홈(D3)들은 구동로드(8)의 단부가 각각 끼워져서 로드 축선을 중심으로 자유 회전이 가능한 상태로 연결 지지될 수 있는 홈 구조를 갖도록 형성된다.

록킹장치(E)는 구동로드(8)의 회전을 선택적으로 제한하기 위한 것으로서, 디스크 접촉 방식으로 록킹 조작이 이루어지는 구조로 형성될 수 있다.

록킹장치(E)는 예를 들어, 두 개의 접촉디스크(F1, F2)와, 이 두 개의 접촉디스크(F1, F2)를 서로 접촉 또는 접촉 해제 상태로 구동하기 위한 액츄에이터(G)를 구비하고, 두 개의 지지구(D1, D2) 중에서 제2 지지구(D2) 측에 설치될 수 있다.

두 개의 접촉디스크(F1, F2)는 접촉면(F3)을 각각 구비하고, 이 접촉면(F3)들은 서로 마주하는 상태로 접촉될 때 구동로드(8)의 회전을 제한할 수 있는 걸림 접촉력이나 마찰력을 발생할 수 있도록 형성된다.

두 개의 접촉디스크(F1, F2)는 제2 지지구(D2)의 지지홈(D3) 내측에서 접촉면(F3)들이 서로 마주하는 상태로 배치되며, 어느 하나의 접촉디스크(F1)는 구동로드(8)의 단부 측에 고정 설치되고, 다른 하나의 접촉디스크(F2)는 액츄에이터(G)의 구동에 의해 마주하는 디스크 측을 향하여 전,후 방향으로 움직이면서 록킹 동작이 가능한 상태로 배치될 수 있다. 이때, 두 개의 접촉디스크(F1, F2)는 회전되지 않는 상태로 각각 고정 설치된다.

액츄에이터(G)는 도면에는 나타내지 않았지만, 통상의 방법으로 전기를 인가 받아서 일측 접촉디스크(F2)가 타측 접촉디스크(F1)를 향하여 움직이는 상태로 록킹 동작이 가능하게 구동할 수 있도록 셋팅된다.

즉, 로드고정부(10)는 가스스프링을 패시브 타입으로 구동할 때에는 구동로드(8)가 축선을 중심으로 자유 회전이 가능하도록 도 4에서와 같이 두 개의 접촉디스크(F1, F2)가 서로 이격되도록 하여 록킹 해제 상태를 이루도록 할 수 있다.

그리고, 후술하는 로드구동부(12)의 작동에 의해 가스스프링을 액티브 타입으로 구동할 때에는 구동로드(8)가 축선을 중심으로 회전되지 않도록 도 5에서와 같이 두 개의 접촉디스크(F1, F2)가 서로 접촉되도록 하여 록킹 상태를 이루도록 할 수 있다.

로드구동부(12)는 구동로드(8)를 기어 물림력에 의해 전,후 방향으로 강제로 움직여서 가스스프링을 액티브 타입으로 구동할 수 있는 구조를 갖도록 형성된다.

로드구동부(12)는 구동로드(8)의 제1 기어부(C)와 대응하는 제2 기어부(H)를 구비한 회전구(I)와, 이 회전구(I)를 회전 구동하기 위한 구동원(J)을 구비하여 이루어질 수 있다.

회전구(I)는 제2 기어부(H)가 구동로드(8)의 제1 기어부(C)와 내접(內接) 기어 형태로 기어물림이 가능하도록, 예를 들어 링 형태로 이루어지고, 링 내주면에 제2 기어부(H)가 형성된 구조로 제공될 수 있다.

즉, 회전구(I)는 도 2에서와 같이 구동로드(8)의 로드 둘레부를 감싸는 상태로 끼워져서 제1 기어부(C)와 제2 기어부(H)가 서로 내접(內接) 기어 형태의 기어 물림을 이루는 상태로 제1 연결지지부(4) 내측에 배치될 수 있다.

구동원(J)은 모터를 사용할 수 있으며, 모터 내측에 회전구(I)가 끼워져서 코일부 자력(磁力)에 의해 회전구(I)를 중심부를 기준으로 정,역 방향으로 회전시킬 수 있도록 형성된다.

구동원(J)은 제1 연결지지부(4) 내측에 고정된 상태로 설치되며, 도면에는 나타내지 않았지만, 통상의 방법으로 전기를 인가 받아서 정,역 방향의 회전력을 발생하도록 셋팅될 수 있다.

그리고, 제2 기어부(H)는 제1 기어부(C)와 서로 기어 물림된 상태에서 회전구(I)의 정,역 방향 회전시 기어 물림력에 의해 구동로드(8)를 축선을 따라 전,후 방향으로 이동시킬 수 있는 기어 구조를 갖도록 형성된다.

이러한 로드고정부(10) 및 로드구동부(12)는 서로 연계하여 작동이 이루어지면서 가스스프링을 액티브 타입이나 패시브 타입으로 전환 구동이 가능하게 구동로드(8)의 작동을 제어할 수 있다.

예를 들어, 도 4에서와 같이 로드고정부(10)의 접촉디스크(F1, F2)들이 서로 이격되도록 록킹장치(E)를 작동시켜서 구동로드(8)가 축선을 중심으로 자유 회전이 가능하도록 록킹 상태를 해제한다.

그러면, 유체 압력 및 탄성부재의 탄성력에 의해 전진 이동되는 피스톤로드(B) 측과 연결된 구동로드(8)가 도 6에서와 같이 로드 축선을 중심으로 일방향 회전되면서 로드구동부(12)의 회전구(I) 내부를 통과하는 전진 이동 상태로 작동될 수 있다.

이러한 구동로드(8)의 회전 및 전진 이동 동작은, 제1 기어부(C)와 제2 기어부(H)가 서로 기어 물림된 상태에서 회전구(I) 측의 제2 기어부(H)의 나선(螺線) 모양의 기어 연장방향을 따라 구동로드(8) 측의 제1 기어부(C)의 움직임이 안내되는 작용에 의해 이루어진다.

그러므로, 로드고정부(10)에 의해 구동로드(8)의 록킹 상태를 해제하면, 가스스프링 본체(2)의 피스톤로드(B)를 패시브 타입으로 구동시킬 수 있다.

그리고, 액티브 타입으로 가스스프링을 구동할 때에는, 도 5에서와 같이 로드고정부(10)의 접촉디스크(F1, F2)들이 서로 접촉되도록 록킹장치(E)를 작동시켜서 구동로드(8)의 자유 회전이 제한되도록 록킹한다.

그런 다음, 로드구동부(12)의 구동원(J)으로 회전구(I)를 일방향으로 회전 구동시키면, 제1 기어부(C)와 제2 기어부(H)의 기어 물림에 의해 도 7에서와 같이 회전구(I) 내부를 통과하는 상태로 구동로드(8)가 전진 이동된다.

이때, 구동로드(8)는 로드 축선을 중심으로 회전이 제한된 상태이므로 회전구(I)의 회전 구동시 제1 기어부(C)와 제2 기어부(H)의 기어 물림력에 의해 전진방향으로 이동될 수 있다. 만일 구동로드(8)의 록킹이 해제된 상태로 로드구동부(12)를 구동하면 구동로드(8)는 전진(직선방향) 이동하지 않고 로드 축선을 중심으로 회전되는 상태로만 작동된다.

그러므로, 로드고정부(10)에 의해 구동로드(8)의 회전이 제한되도록 록킹하면, 가스스프링 본체(2)의 피스톤로드(B)를 액티브 타입으로 강제 구동시킬 수 있다.

이와 같은 로드고정부(10) 및 로드구동부(12)의 구조 및 작용에 의하면, 특히 액티브 타입 구동시 구동로드(8)의 둘레부가 회전구(I)에 의해 감싸여진 상태로 기어부(C, H)들의 기어 물림이 안정적으로 균일하게 이루어질 수 있는 동력전달 구조를 제공할 수 있다.

또한, 로드고정부(10) 및 로드구동부(12)가 외부로 일체 돌출되지 않고 제1 연결지지부(4) 내지 제2 연결지지부(6) 내측에 설치된 상태로 제공되므로 장치의 미감을 높일 수 있을 뿐만 아니라, 소형화를 용이하게 구현할 수 있다.

그리고, 상기에서는 피스톤로드(B)의 전진 동작과 부합하는 패시브 타입 및 액티브 타입의 구동예를 설명하고 있지만, 이외에도 도면에는 나타내지 않았지만 피스톤로드(B)의 후진 동작이 패시브 타입이나 액티브 타입으로 구동되도록 할 수도 있다.

따라서, 본 발명은 가스스프링 본연의 패시브 타입 구동은 물론이거니와, 피스톤로드(B)를 강제로 전,후진시키는 액티브 타입으로 구동이 가능하게 형성되어 예를 들어, 자동차의 도어류를 개폐할 때 한층 향상된 조작 편의성을 확보할 수 있는 작동성 및 기능성을 제공할 수 있다.

2: 가스스프링 본체 4: 제1 연결지지부 6: 제2 연결지지부
8: 구동로드 10: 로드고정부 12: 로드구동부
A: 하우징 B: 피스톤로드

Claims (12)

1. 하우징 및 피스톤로드를 구비한 가스스프링 본체;
   상기 가스스프링 본체의 하우징을 감싸는 상태로 배치되는 제1 연결지지부;
   상기 제1 연결지지부 측에 끼워져서 상기 피스톤로드의 작동방향으로 슬라이드 동작이 가능하게 연결 배치되는 제2 연결지지부;
   상기 제2 연결지지부 내측에서 상기 피스톤로드와 서로 동축을 이루는 상태로 연결 배치되며 제1 기어부를 구비한 구동로드;
   상기 구동로드를 축선을 중심으로 회전을 제한할 수 있는 연결 상태로 잡아줄 수 있도록 형성된 로드고정부;
   상기 구동로드의 제1 기어부와 대응하는 제2 기어부를 구비하고, 이 기어부들의 기어 물림력으로 상기 구동로드를 상기 피스톤로드의 작동방향으로 구동할 수 있도록 형성된 로드구동부;
   를 포함하는 가스스프링 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1 연결지지부 및 상기 제2 연결지지부는,
   내부공간을 각각 구비하고, 상기 피스톤로드의 작동방향으로 슬라이드 동작이 가능하게 일단이 서로 끼움 결합으로 연결 형성되는 가스스프링 장치.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 구동로드는,
   로드 길이방향을 따라 둘레부 측에 나선(螺線) 모양의 연장 상태로 상기 제1 기어부가 형성되는 가스스프링 장치.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 제1 기어부는,
   나선 모양의 기어부 리드각이 45도 내지 80도 범위 내로 형성되는 것을 특징으로 하는 가스스프링 장치.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 로드고정부는,
   상기 피스톤로드와 서로 동축을 이루도록 배치되는 구동로드의 일단 및 타단을 로드 축선을 중심으로 자유 회전이 가능한 상태로 연결 지지하는 두 개의 지지구와, 상기 로드구동부의 작동 상태에 따라 상기 구동로드의 자유 회전 동작을 제한할 수 있도록 형성되는 록킹장치를 구비하고, 상기 제2 연결지지부 내측에 배치되는 가스스프링 장치.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 두 개의 지지구는,
   상기 구동로드의 로드 단부 측이 축선을 중심으로 자유 회전이 가능한 연결 상태로 끼워지는 지지홈을 각각 구비하고, 어느 하나의 지지구는 상기 피스톤로드 측에 고정된 상태로 설치되고, 다른 하나의 지지구는 상기 제2 연결지지부 내부면 측에 고정된 상태로 설치되는 가스스프링 장치.
7. 청구항 5에 있어서,
   상기 록킹장치는,
   두 개의 접촉디스크를 구비하고, 상기 로드구동부의 작동 상태에 따라 상기 두 개의 접촉디스크들이 서로 접촉 상태 또는 접촉 해제 상태로 작동되면서 상기 구동로드의 회전 동작을 제한할 수 있도록 형성되는 가스스프링 장치.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 두 개의 접촉디스크는,
   상기 구동로드의 회전을 제한할 수 있는 상태로 걸림 접촉력이나 마찰력을 발생할 수 있도록 형성된 접촉면을 각각 구비하여 이루어지는 가스스프링 장치.
9. 청구항 7에 있어서,
   상기 록킹장치는,
   상기 로드구동부의 구동시 상기 두 개의 접촉디스크가 서로 접촉된 상태를 이루도록 셋팅되는 가스스프링 장치.
10. 청구항 1에 있어서,
    상기 로드구동부는,
    상기 구동로드의 제1 기어부 측과 서로 기어물림이 가능하게 형성된 제2 기어부를 구비한 회전구와, 이 회전구를 기어물림 상태로 회전 구동하기 위한 구동원을 포함하여 이루어지는 가스스프링 장치.
11. 청구항 10에 있어서,
    상기 회전구는,
    상기 제2 기어부가 상기 구동로드의 제1 기어부 둘레를 감싸는 내접(內接) 기어 형태로 기어물림이 가능하게 형성되며, 기어물림 상태로 회전되면서 상기 구동로드를 전,후 방향으로 움직일 수 있도록 셋팅되는 가스스프링 장치.
12. 청구항 10에 있어서,
    상기 구동원은,
    모터를 사용하고, 회전력으로 상기 회전구를 회전 구동할 수 있는 상태로 셋팅되는 가스스프링 장치.

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