KR102271288B1

KR102271288B1 - 중공형 가스스프링이 적용된 테일게이트의 스핀들드라이브 장치

Info

Publication number: KR102271288B1
Application number: KR1020190178132A
Authority: KR
Inventors: 최갑승; 김지성; 김건수; 이지홍
Original assignee: 동명대학교산학협력단
Priority date: 2019-12-30
Filing date: 2019-12-30
Publication date: 2021-06-30

Abstract

본 발명은 테일게이트의 스핀들드라이브 장치에 관한 것으로, OUT하우징에 IN하우징이 활주 가능하게 결합되되, 내부에 구비된 작동부에 의해 신축 가능하게 구성된 중공형 가스스프링이 적용된 테일게이트의 스핀들드라이브 장치에 있어서, 상기 OUT하우징의 일 단부에 결합되어 상기 IN하우징의 활주를 가이드하며, OUT하우징을 밀폐 마감하는 실커버와; 상기 OUT하우징의 타 단부에 결합되어 밀폐 마감하는 제1엔드캡과; 상기 OUT하우징의 내부에 충진된 완충가스를 포함하는 가스스프링부와; 상기 IN하우징의 일 단부에 형성되어 상기 가스스프링부를 왕복하는 플런저를 포함하는 댐핑로드부로 구성되는 것을 특징으로 하여 모터의 전력소모를 최소화하고, 신속한 길이 신장이 가능하여 테일게이트의 개폐를 신속하게 수행할 수 있으며, 작동 소음이 적고, 테일게이트의 개폐시 처짐을 방지할 수 있으며, 모터의 부하 감소에 따른 수명 연장되는 중공형 가스스프링이 적용된 테일게이트의 스핀들드라이브 장치에 관한 것이다.

Description

중공형 가스스프링이 적용된 테일게이트의 스핀들드라이브 장치{Tailgate spindle drive with hollow gas spring}

본 발명은 테일게이트의 스핀들드라이브에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 모터의 전력소모를 최소화하고, 신속한 길이 신장이 가능하여 테일게이트의 개폐를 신속하게 수행할 수 있으며, 작동 소음이 적고, 테일게이트의 개폐시 처짐을 방지할 수 있으며, 모터의 부하 감소에 따른 수명 연장되는 중공형 가스스프링이 적용된 테일게이트의 스핀들드라이브 장치에 관한 것이다.

차체 후방에 장착된 테일게이트는 사용자가 수동으로 개폐하는 수동식과 모터에 의해 개폐가 이뤄지는 자동식으로 구분된다.

수동식의 경우, 운전자가 들어올리는 힘을 보조하기 위해 가스리프터가 추가적으로 장착되며, 자동식의 경우에는 모터가 내장된 스핀들드라이브가 장착되어 모터가 스핀들을 회전시키면 상기 스핀들이 스핀들드라이브의 길이를 증대시켜 테일게이트를 개방시키는 방식으로 구성되었다.

종래의 스핀들드라이브는 인너튜브가 아우터튜브에 활주하여 신축 가능하게 결합되되, 상기 아우터튜브에는 모터 및 브레이크가 내장되며, 상기 모터는 외주면에 나사산이 형성된 스핀들을 회전시키도록 구성된다. 그리고, 인너튜브에는 스핀들과 나사 결합된 중공관 모양의 스핀들튜브가 결합되어 상기 스핀들의 회전에 따라 길이가 축소 또는 증가되도록 스핀들튜브가 인너튜브와 함께 활주하도록 구성된다.

아울러, 이와 같은 구조에서는 모터의 회전축에 연결된 스핀들의 전진 및 후진 회전력만을 이용하여 테일게이트를 개폐시키므로, 상기 테일게이트의 정지상태에서 움직이려는 개폐초기 상태일 때, 모터의 기동전류는 평상시 작동전류에 비해서 아주 높은 기동전류량을 필요로하므로, 모터가 발열하기 쉽고, 차량의 배터리 용량을 한단계 업그레이드시켜서 하는 등, 여러 단점이 있었다.

이를 해소하기 위하여 종래에는 테일게이트가 닫혔을 때 압축되고 테일게이트가 개방되면 탄성 복원되는 코일스프링을 인너튜브와 아우터튜브 사이에 삽입하여 모터의 기동력을 분담시키도록 구성되었다.

하지만, 이와 같은 종래의 구조는 테일게이트가 개방된 상태에서 충격이 발생하면 이를 지지하지 못하거나, 처짐이 발생할 가능성이 있었다.

아울러, 테일게이트는 다단으로 열리는 방식이 주로 채택되나, 이와 같은 문제가 발생할 경우, 테일게이트의 풀오픈 상태에서 처짐을 방지하기 위해 스프링의 스프링상수를 증대하여야 하지만, 중간 정도 닫혔을 경우에는 스프링의 탄성력이 지나치게 높아 스핀들드라이브에 무리가 갈 수 있는 문제가 있었다.

즉, 종래의 코일스프링은 테일게이트의 전개각도에 따른 스프링힘이 일정하게 작용하지 못하고 개방초기에는 강하게 작용하다가 완전히 개방될 수록 탄성력이 저하되는 문제가 있었다.

상기한 문제점을 해결하고자 재안된 특허문헌 1은 인너튜브가 아우터튜브에 활주하여 신축 가능하게 결합된 테일게이트의 스핀들드라이브에 있어서, 상기 아우터튜브에 내장되며 모터에 의해 회전되는 스핀들; 상기 인너튜브와 함께 활주하되 스핀들과 나사 결합되어 상기 스핀들의 회전에 따라 활주되는 스핀들튜브;를 포함하고, 상기 스핀들튜브 내에는 인너튜브가 아우터튜브 내로 진입됐을 때 압축되고 인너튜브가 아우터튜브 외부로 확장됐을 때 팽창하도록 가스가 봉입된 것을특징으로 하는 차량용 테일게이트의 스핀들드라이브가 제공된다.

이와 같은, 특허문헌 1의 테일게이트의 스핀들드라이브에 의하면, 테일게이트를 개방 시, 테일게이트와 같이 개방되는 테일게이트의 스핀들드라이브가 일정한 탄성을 공급하기 때문에, 풀오픈 상태에서도, 테일게이트의 중량을 지지하는 지지력이 증대되는 효과를 가진다.

그러나, 모터만을 구동원으로 사용해야 하므로 전력소모가 높아 경제성이 떨어지며, 높은 감속비로 구동되어야 하므로 수동모드로 테일게이트를 개폐하는데 어려움이 있고, 신장 길이가 한정되어 있어 작동범위의 한계가 있으며, 테일게이트의 사용으로 인해 소음 발생의 원인이 된다.

KR 10-2017-0030250 A

상기한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 실린더 역할을 하는 OUT하우징과 피스톤로드 역할을 하는 IN하우징이 상호 활주 가능하게 결합된 가스스프링을 구성하여 테일게이트의 완전 개방 시 중량에 의한 처짐을 방지할 수 있으며, 모터의 부하 감소에 따른 수명 연장되는 중공형 가스스프링이 적용된 테일게이트의 스핀들드라이브 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 OUT하우징에 IN하우징이 활주 가능하게 결합되되, 내부에 구비된 작동부에 의해 신축 가능하게 구성된 테일게이트의 스핀들드라이브 장치에 있어서, 상기 OUT하우징의 일 단부에 결합되어 상기 IN하우징의 활주를 가이드하며, OUT하우징을 밀폐 마감하는 실커버와; 상기 OUT하우징의 타 단부에 결합되어 밀폐 마감하는 제1엔드캡과; 상기 OUT하우징의 내부에 충진된 완충가스를 포함하는 가스스프링부와; 상기 IN하우징의 일 단부에 형성되어 상기 가스스프링부를 왕복하는 플런저를 포함하는 댐핑로드부로 구성되는 것을 특징으로 하는 중공형 가스스프링이 적용된 테일게이트의 스핀들드라이브 장치를 제공한다.

여기서, 상기 실커버는 상기 IN하우징을 기준으로 바깥쪽에 위치되며, 상기 OUT하우징의 내측에 고정 구비되며, 상기 IN하우징의 바깥면에 대응되는 접촉면에 복수의 실링을 포함하는 외측실과; 상기 IN하우징을 기준으로 안쪽에 위치되며, 상기 OUT하우징의 중심에 설치되는 스핀들튜브의 외측에 고정 구비되며, 상기 IN하우징의 안쪽면에 대응되는 접촉면에 복수의 실링을 포함하는 내측실로 구성되는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 작동부는 상기 IN하우징의 끝단부에 구비되는 모터와; 상기 OUT하우징의 내부에 동심으로 고정 구비되는 스핀들튜브와; 상기 모터의 구동에 의해 회전 가능하게 결합되며, 상기 스핀들튜브에 체결되는 스핀들을 포함하여 구성되며, 상기 모터의 정/역회전을 통해 상기 스핀들튜브를 따라 스핀들의 회전으로 상기 OUT하우징에 IN하우징을 신축 작동시키는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성된 본 발명을 제공함으로써, 테일게이트를 자동으로 개폐 가능하며, 테일게이트의 완전 개방 시 중량에 의한 처짐을 방지할 수 있으며, 모터의 부하 감소에 따른 수명 연장되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 중공형 가스스프링이 적용된 테일게이트의 스핀들드라이브 장치를 나타내는 단면 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 중공형 가스스프링이 적용된 테일게이트의 스핀들드라이브 장치를 작동상태를 나타내는 예시도.

이하, 본 발명에 대하여 동일한 기술분야에 속하는 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 첨부도면을 참조하여 바람직한 실시 예를 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명의 중공형 가스스프링이 적용된 테일게이트의 스핀들드라이브 장치(10)는 도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, OUT하우징(210)에 IN하우징(310)이 활주 가능하게 결합되되, 내부에 구비된 작동부(100)에 의해 신축 가능하게 구성될 수 있다.

상기 OUT하우징(210) 및 IN하우징(310)은 양단이 개방된 원통 형상의 하우징으로 상기 OUT하우징(210)에 대하여 IN하우징(310)이 동심으로 내입되어 활주 가능하다.

이때, 상기 OUT하우징(210)의 바깥쪽 단부에는 제1엔드캡(230)이 결합되어 내부 완충가스(240)의 봉입과 힌지(20)를 결합 가능하도록 마감하고, 상기 IN하우징(310)의 바깥쪽 단부에는 제2엔드캡(330)이 결합되어 마감할 수 있다.

그리고, 상기 제1엔드캡(230) 및 제2엔드캡(330)에는 차체 또는 테일게이트에 회전 가능하게 결합할 수 있는 힌지(20)가 형성되는 것이 바람직하다.

따라서, 상기 OUT하우징(210) 측의 제1엔드캡(230)의 힌지(20)는 테일게이트의 어느 한 부분에 결합되고, 상기 IN하우징(310)측의 제2엔드캡(330)의 힌지(20)는 차체 어느 한 부분에 결합된다.

즉, 차체에서 공급되는 전력으로 모터(110)가 구동하여 스핀들(120)을 회전시키면, 회전 방향에 따라 스핀들튜브(130)를 따라 신축되어 스핀들드라이브(10)의 전체 길이를 신장/축소할 수 있어 차체의 테일게이트를 자동으로 개폐할 수 있다.

다시 말해, 상기 스핀들튜브(130)는 스핀들(120)의 회전에 의해 병진운동을 할 수 있게 스핀들너트와 같은 형태를 띄는 것이 바람직하다.

상기 테일게이트의 개폐시 또는 완전 개방시에 테일게이트의 중량을 본 발명의 스핀들드라이브(10)를 통해 지지하여 처짐을 방지하기 위해 스핀들드라이브(10)가 전체적으로 가스스프링 역할을 수행할 수 있도록 상기 OUT하우징(210)을 포함하는 가스스프링부(200)와 상기 IN하우징(310)을 포함하는 댐핑로드부(300)로 구분될 수 있다.

여기서, 상기 가스스프링부(200)는 상기 OUT하우징(210)의 일 단부에 결합되어 상기 IN하우징(310)의 활주를 가이드할 수 있으며, OUT하우징(210)을 밀폐 마감하는 실커버(220)를 제공한다.

그리고, 상기 OUT하우징(210)의 타 단부에는 제1엔드캡(230)이 밀폐 마감할 수 있게 결합된다.

이때, 상기 OUT하우징(210)의 내부에는 완충가스(240)가 충진될 수 있다.

즉, 상기 OUT하우징(210)의 각 단부에는 각각 제1엔드캡(230) 및 실커버(220)가 밀폐 마감하고 내부에 완충가스(240)를 충진하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 댐핑로드부(300)는 상기 IN하우징(310)의 일 단부에 상기 가스스프링부(200)를 왕복하는 플런저(320)가 형성될 수 있다.

이때, 상기 플런저(320)는 내부 완충가스의 압력에 의해 가스스프링의 행정이 변화할 수 있게 해주는 가스스프링의 피스톤과 같은 역할을 수행한다.

더욱이, 상기 실커버(220)는 상기 IN하우징(310)이 상기 OUT하우징(210)을 따라 출몰하되 내부에 수용된 완충가스(240)가 누출되는 것을 차단할 수 있도록 외측실(221) 및 내측실(223)을 구분되는 것이 바람직하다.

상기 외측실(221)은 상기 IN하우징(310)을 기준으로 바깥쪽에 위치되며, 상기 OUT하우징(210)의 내측에 고정 구비되고, 상기 IN하우징(310)의 바깥면에 대응되는 접촉면에 복수의 실링(225)을 포함할 수 있다.

그리고, 상기 내측실(223)은 상기 IN하우징(310)을 기준으로 안쪽에 위치되며, 상기 OUT하우징(210)의 중심에 설치되는 스핀들튜브(130)의 외측에 고정 구비되며, 상기 IN하우징(310)의 안쪽면에 대응되는 접촉면에 복수의 실링(225)을 포함할 수 있다.

한편, 상기 작동부(100)는 상기 IN하우징(310)의 끝단부에 구비되는 모터(110)와, 상기 OUT하우징(210)의 내부에 동심으로 고정 구비되는 스핀들튜브(130)와, 상기 모터(110)의 구동에 의해 회전 가능하게 결합되며, 상기 스핀들튜브(130)에 체결되는 스핀들(120)을 포함할 수 있다.

즉, 상기 모터(110)의 정/역회전을 통해 상기 스핀들(120)의 회전으로 스핀들튜브(130)가 이동하여 상기 OUT하우징(210)에 IN하우징(310)을 신축 작동시킬 수 있다.

상기 스핀들튜브(130)의 경우 상기 OUT하우징(210)의 중앙에 동심으로 구비되며, 상기 제1엔드캡(230)의 내측에 형성된 고정돌기에 체결 결합되고, 반대측 단부는 상기 실커버(220)의 내측실(223)에 의해 고정될 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 스핀들드라이브(10)에 대한 작동 상태를 설명한다.

도 2의 (a)는 차체로부터 인가되는 전원을 통해 상기 모터(110)가 역회전을 수행하면, 모터(110)에 연결된 스핀들(120)도 역회전을 통해 상기 스핀들튜브(130)를 따라 이동하는 병진운동을 통해 길이를 신장시킬 수 있다.

이때, 상기 가스스프링부(200)의 내부에 플런저(320)가 IN하우징(310)을 따라 상기 OUT하우징(210)의 내부에서 실커버(220) 측으로 밀착되며, 테일게이트를 완전 개방시킬 수 있다.

그리고, 상기 OUT하우징(210)의 내부에 충진된 완충가스(240)에 의해 테일게이트의 처짐을 방지할 수 있다.

한편, 도 2의 (b)에 경우 차체로부터 인가되는 전원을 통해 상기 모터(110)가 정회전으로 구동하고, 모터(110)에 연결된 스핀들(120)도 정회전을 통해 상기 스핀들튜브(130)를 따라 이동하는 병진운동을 통해 길이를 축소시킬 수 있다.

이때, 상기 가스스프링부(200)에 해당하는 OUT하우징(210)의 내부에 플런저(320)가 IN하우징(310)을 따라 상기 OUT하우징의 내부에서 제1엔드캡(230) 측으로 밀착되며, 테일게이트가 차체에 완전히 닫히게 된다.

이상에 설명한 본 명세서 및 청구범위에 사용되는 용어 및 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 본 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 도면 및 실시 예에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 하나의 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것이 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

10: 스핀들드라이브
20: 힌지
100: 작동부
110: 모터
120: 스핀들
130: 스핀들튜브
200: 가스스프링부
210: OUT하우징
220: 실커버
221: 외측실
223: 내측실
225: 실링
230: 제1엔드캡
240: 완충가스
300: 댐핑로드부
310: IN하우징
320: 플런저
330: 제2엔드캡

Claims

OUT하우징(210)에 IN하우징(310)이 활주 가능하게 결합되되, 내부에 구비된 작동부(100)에 의해 신축 가능하게 구성된 테일게이트의 스핀들드라이브(10) 장치에 있어서,
상기 OUT하우징(210)의 일 단부에 결합되어 상기 IN하우징(310)의 활주를 가이드하며, OUT하우징(210)을 밀폐 마감하는 실커버(220)와; 상기 OUT하우징(210)의 타 단부에 결합되어 밀폐 마감하는 제1엔드캡(230)과; 상기 OUT하우징(210)의 내부에 충진된 완충가스(240)를 포함하는 가스스프링부(200)와;
상기 IN하우징(310)의 일 단부에 형성되어 상기 가스스프링부(200)를 왕복하는 플런저(320)를 포함하는 댐핑로드부(300)로 구성되고,
상기 실커버(220)는,
상기 IN하우징(310)을 기준으로 바깥쪽에 위치되며, 상기 OUT하우징(210)의 내측에 고정 구비되며, 상기 IN하우징(310)의 바깥면에 대응되는 접촉면에 복수의 실링(225)을 포함하는 외측실(221)과;
상기 IN하우징(310)을 기준으로 안쪽에 위치되며, 상기 OUT하우징(210)의 중심에 설치되는 스핀들튜브(130)의 외측에 고정 구비되며, 상기 IN하우징(310)의 안쪽면에 대응되는 접촉면에 복수의 실링(225)을 포함하는 내측실(223)로 구성되며,
상기 작동부(100)는,
상기 IN하우징(310)의 끝단부에 구비되는 모터(110)와;
상기 OUT하우징(210)의 내부에 동심으로 고정 구비되는 스핀들튜브(130)와;
상기 모터(110)의 구동에 의해 회전 가능하게 결합되며, 상기 스핀들튜브(130)에 체결되는 스핀들(120)을 포함하여 구성되고,
상기 모터(110)의 정/역회전을 통해 상기 스핀들튜브(130)를 따라 스핀들(120)의 회전으로 상기 OUT하우징(210)에 IN하우징(310)을 신축 작동시키는 것을 특징으로 하는 중공형 가스스프링이 적용된 테일게이트의 스핀들드라이브 장치.
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삭제
청구항 1에 있어서,
상기 OUT하우징(210) 및 IN하우징(310)은 양단이 개방된 원통 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 중공형 가스스프링이 적용된 테일게이트의 스핀들드라이브 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 스핀들(120)은 상기 가스스프링부(200)의 크기 감소와 내부 구성품의 배치를 용이하게 할 수 있도록 OUT하우징(210)에 일체로 구성되는 것을 특징으로 하는 중공형 가스스프링이 적용된 테일게이트의 스핀들드라이브 장치.