JP2005516166A - 圧縮ばねロッド - Google Patents

Abstract

【課題】制御された速度で変位可能な部材に作動力をかけるための改良された圧縮ばねロッドを提供する。
【解決手段】ロッドアセンブリの端マウント１８に取り付けられた要素を相対的に変位するための圧縮ばねロッド１０は、それに対して拡張した位置と引っ込んだ位置との間を動くことができるロッド部材２２を有するハウジング２４と、ハウジング２４に対して拡張した位置かまたは引っ込んだ位置の一方にロッド部材２２を偏倚するために第２の圧縮ばね３０によって囲繞されるハウジング２４内に第１の圧縮ばね２８を具備する。

Description

本発明は、圧縮ばねロッドに関し、より詳細には、線速度で増大する膨張力をかけるばねおよびロッドのアセンブリに関する。

本発明は、ボンネット、先端部、ドア、蝶番式カバーおよび他の要素を閉位置から開位置へ偏倚するための機構に関する。本発明は、変位されるべき要素に駆動力をかけるために、ロッド部材とともにばねを使用することに関与する。下記の特許は、ばね機構に関する背景情報として参照してここに組み込まれる。すなわち、ＤｅＧｒａｃｅに付与された米国特許第６，１９９，８４３号、Ｋｕｓｐｅｒｔらに付与された米国特許第５，８１０，３３９号およびＰａｌｉｎｋａｓに付与された米国特許第４，９６２，９１６号である。

圧縮ばねロッドは、様々な用途に使用され、たとえば、上昇、開放および減衰を補助することである。典型的な用途として、静止基部に蝶番で留められた蓋を上げることが挙げられる。他の用途として、自動車のトランクまたはハッチバック用の要素を上げ且つ／または釣り合わせることが挙げられる。さらに別の用途として、静止フレームに蝶番で留められたドアを閉じるための減衰ばねが挙げられる。大半の用途は、開放動作を補助する空気ばねまたは気体ばねの使用に関与する。これらの種類の圧縮ばねアセンブリの多くは、力およびピストン速度を制御するために気体または作動液を含む。結果として、これらの製品は気体および／または流体を含むため、時間がたつと気体または流体が漏れるため、初期故障を受けやすい。漏れは結果として、制御力を失うこととなり、そのため、ばね寿命が失われることになる。

したがって、本発明の主要な目的は、制御された速度で変位可能な部材に作動力をかけるための改良された圧縮ばねロッドを提供することである。

本発明の別の目的は、拡張された時間期間にわたって一貫した力を供給し、これまで利用可能であった圧縮ばねロッドに比較してより多くの数のサイクルにわたって強度を維持する圧縮ばねロッドを提供することである。

本発明のさらに別の目的は、直線荷重対撓みの曲線を生じるように相互に関連づけられた少なくとも２つの圧縮ばねを有する圧縮ばねロッドを提供することである。

本発明のさらに別の目的は、経時荷重損失を最小限にするように相互に関連づけられた少なくとも２つの圧縮ばねを有する圧縮ばねロッドを提供することである。

本発明のさらなる目的は、線速度で増大する作動力を提供する機械的圧縮ばねロッドアセンブリを提供することである。

本発明のさらなる目的は、選択的に複数の端構成に適応することができ、したがって、幅広い使用用途における装着用のアセンブリに適合する機械的圧縮ばねアセンブリを提供することである。

本発明は、今までに市販されていれるようなロッドに関する上述の困難およびその他を克服する改良された圧縮ばねロッドを提供する。この点でより詳細には、本発明による圧縮ばねロッドは、制御された速度で一方の構成要素を他方の構成要素に対して上げるかまたは旋回するのに特に適合される。１つの態様にしたがって、本発明は、カバーの解放時に自動的に作動する蝶番式カバー等用のリフト機構か、または、上にある荷重が減少するときにプラットフォームが徐々に高くなる荷重プラットフォーム用のリフト機構を提供する。有利なことに、圧縮ばねアセンブリは、一定の制御された力を加えてカバーを開けるかまたはプラットフォームを上げる。機構は、既存の空気ばねまたは気体ばねの設計よりも多くの数の操作サイクルにわたって強度を維持しながら、かなりの荷重を支持することができる。さらに、本発明は、長期間の使用にわたって制御可能な力を産することができ且つ拡張および圧縮の両方の間にばね力を制御することができる純粋に機械的な圧縮ロッドアセンブリを提供する。

本発明による圧縮ばねロッドは、複数の圧縮ばねから構成される。圧縮ばねロッドアセンブリは、ハウジングに対して拡張し引っ込むように適合されたロッドを含む。たとえば、１つの用途において、圧縮ばねは、ばねが圧縮するときにポテンシャル力を構築し、ひとたびばねが膨張することが可能になると、その力を解放する。ばねのこの拡張は、ロッドおよびハウジングの端に接続された部分に力を与え、有利なことに、ばねロッドを様々な装着用途に適合するために複数の端構成を使用することができる。本発明によるばねロッドの圧縮ばねは、直線荷重対撓みの曲線を生じるように、相互に関連づけられる。ケース入りばねは、経時荷重損失を最小限にし、機構は、リフト本体内にいずれの流体または気体を含まない。これは、有利なことに、漏れおよびその後の効用の損失という不可避の問題を排除する。

前述および他の目的および利点は、部分的には明らかであり、部分的には、添付の図面と一緒に考えられる下記の説明に指摘される。

これから図面をより詳細に参照すると、図示は、本発明の好適な実施の形態を例示する目的のみのためであり、本発明を限定する目的のためではなく、図１から６に示されるように、本発明にしたがって、圧縮ばねロッド１０は、軸１１を有し、一片型管状ハウジング２４に対して軸方向に拡張することができ引っ込むことができるロッド部材２２を含む。ロッド２２は、外側端２２ａと、下記により詳細に述べられるようにガイドロッド２６に接続された内側端２２ｂと、を有する。ガイドロッド２６は、ロッド２２の内側端２２ｂの軸方向に内向きに延在し、座屈に対してガイドロッド２６の外側表面４６によって支持される第１の圧縮ばね２８によって囲繞される。第１の圧縮ばね２８は、ハウジング２４の内側表面４８によって座屈に対して支持される第２の圧縮ばね３０によって囲繞される。圧縮ばね２８および３０の互いに対する且つ軸１１に対する整列配置は、ハウジング２４の内側表面４８とともにガイドロッド２６の外側表面４６によって維持される。ハウジング２４は、装着端２３と外側または対向する端２５とを有し、圧縮ばね２８および３０は、後述されるように、装着端２３にあるテールブッシュ３８と、ガイドロッド２６とロッド２２の内側端２２ｂとの間に装着されたガイド部材３４と、の間に軸方向に捕らえられる。テールブッシュ３８は、ハウジングのもっとも端の部分を半径方向に内向きに曲げることによってハウジング２４内に支持され、保持フランジ３９を画成する。

圧縮ばねロッド１０は、ばねロッドの作動中に、リフトロッド２２および圧縮ばね２８および３０が滑らかに動くのを容易にする一片型ハウジング２４の使用に関与する。図４の分解図に示されるように、テールブッシュ３８は、圧縮ばね２８の内部に受け取られるようなサイズの直径を有するネック部分４２を含む。テールブッシュ３８は、ネック部分４２に対する遠位にねじ山を切ったスタッド４４も有し、これは、装着要素１８のねじ山を切った窪み１７に受け取られる。ガイドロッド２６は、その外側端にねじ山を切ったスタッド５２を含み、これは、ガイド部材３４の開口５８を通って、ロッド２２にそのために設けられたねじ山を切った内腔５４内に進む。リフトロッド２２は、開口７２を通りハウジング２４の外側端２５でロッドブッシュ３２を通って進み、その外側端２２ａにねじ山を切ったスタッド７０を有し、これは、装着要素２０にそのために設けられたねじ山を切った窪み２７に受け取られる。装着要素１８および２０は、それぞれ、それを通る開口１９および２１を有し、たとえば、ピン、ボルト、スイベル等を含む業界で一般的な様々な異なる装着構成要素を受け取る。有利なことに、ばねロッドアセンブリの対向する端にあるねじ山を切ったスタッド４４および７０は、様々な構造的環境で使用されるためにアセンブリを修正するように、示されたものとは異なる装着要素の使用に適応させる。

ガイド部材３４は、ハウジング２４内を摺動することができ、そのような摺動運動を容易にするために適切な材料製のガイドリング３５を含む。ロッド２２は、ロッドブッシュの環状窪み４１に受け取られる内側端を有する一対の止めねじ４０によってハウジングに固定されるロッドブッシュ３２によって、ハウジング２４の端２５で摺動可能に支持される。ロッドブッシュ３２は、端２５のもっとも外側の部分を半径方向に内向きに曲げることによって、ハウジング２４にさらに軸方向に保持され、保持フランジ３３を提供する。完全拡張で、ロッド２２は、ロッドブッシュ３２によって衝撃が緩和され、衝撃吸収金属ばねリング３６は、ガイド部材３４の軸方向外側面に隣接するロッド２２の内側端２２ｂにある窪み５５に受け取られる。ロッド２２が完全に拡張されるときには、ばねリング３６は、ロッドブッシュ３２の軸方向内側端の窪み５１に係合する。ガイド部材３４が中で摺動運動するのを容易にするために、潤滑剤をハウジング２４内に設けることができる。前述の説明から理解されるように、ガイド部材３４およびロッドブッシュ３２が、ロッド２２用の最小離脱力を維持するようにハウジング２４内を往復するために、ロッド２２を支持する。さらに、ガイド部材３４およびロッドブッシュ３２はロッド２２を軸１１と同軸に保ち、アセンブリにかかる側部荷重の影響を減少する。

圧縮ばねロッド１０は、圧縮ばね２８および３０の複数のばね定数特徴によって、ハウジング２４に対して引っ込んだ位置から拡張位置へリフトロッド２２が動くのに滑らかな拡張力を提供するよう作用する。用途によって、適切な荷重対撓みを決定することができ、次いで、圧縮ばね２８および３０の組み合わせの対応する物理的特性および弾性特性を確実にすることができる。圧縮ばね２８および３０は各々が、ピアノ線等のばね材料、および、たとえば、ＡＳＴＭ Ａ２２８または３０２ステンレス鋼から製造することができる。

各圧縮ばね２８および３０は、異なる応力および歪特性を有する。ばねが一次元物体であるとみなされるならば、応力のみが拡張され（または圧縮され、これは、拡張の負である）、応力の単位は拡張の単位当たりの力である。圧縮の範囲内で、各ばねは、「フックの法則」に従い、すなわち、規定された範囲内の力では、材料の伸びは、加えられた力に比例する：
Ｆ＝−ｋΔＬ
比例定数ｋは、長さに対する力の寸法を備えたばね定数として知られており、ΔＬは圧縮の量である。負の符号は、力が拡張とは反対方向にあることを示す。ばねが拡張される場合には、力が、これを元の長さに戻そうとする。同様に、ばねが圧縮される場合には（ΔＬ＜０）、力はばねを膨張して再度元の長さに戻そうとする。ばね定数は、伸ばされている材料の物理的特性および弾性特性の両方に依存する。フックの法則は、基本的なレベルで直感的に理解され、同一の伸縮力が両方にかけられるときには薄いワイヤが同一の材料製の厚いワイヤまたはロッドよりも伸びることが知られている日常の実験によって例示することができる。公式Ｕ＝１／２ｋ（ΔＬ）²は、拡張（Ｕ）の作業を与えるか、または、ばねに保存されたポテンシャルエネルギの量を与える。

図３および５に示されるように、圧縮ばね２８は、ばね３０の自由長さＬ２よりも長い自由長さＬ１を有し、ばね２８は圧縮ばね３０の外径よりも小さい外径を有する。また、ばね２８のワイヤ直径はばね３０のワイヤ直径よりも小さく、ばね２８のばね定数はばね３０のばね定数よりも小さい。１つの特定の適用の例として、圧縮ばね２８の特定の物理的特性は、ワイヤ直径０．０５５”、内径０．５４４４”、外径０．６５４４”、自由長さ１７．２”およびばね定数０．９５ｌｂｓ／インチであり、圧縮ばね３０の物理的特性は、ワイヤ直径０．０８１”、内径０．６７５”、外径０．８３７”、自由長さ１３．８”およびばね定数３．３７ｌｂｓ／インチである。図６は、前述の仕様を有する圧縮ばね２８および３０の荷重対撓み曲線を表示し、図１および２に示されたアセンブリの組み合わせたばねのものである。ばね２８および３０は逆に巻かれ、この相互関係がばねの寸法特性とともに、図６に示された、組み合わされた直線荷重対撓みグラフを生じることに注意されたい。図５に示されるように、ばね２８および３０の異なる自由長さは、図１に示される位置から図２に示される位置への初期変位の間に、且つ、図２に示される位置から図１に示される位置への運動の終了の間に、力を制御しガイド部材３４およびロッド２２を安定するのを助ける１つの構成要素である。この点で、より長いばね２８は、図１に示されるばね３０の自由状態において、後者のばねの長さにわずかに圧縮され、したがって、使用中に変位の初期および終了の間に、いずれの自由な遊びを排除する構成要素に安定力をかける。

図７は、箱１２とそのための蓋１４との間に接続された本発明による２本の圧縮ばねロッド１０を例示する。詳細には示されていないが、蓋１４は、蝶番等によって箱１２に摺動可能に装着され、それに対して軸Ａを中心にして旋回可能である。圧縮ばねロッド１０の装着要素１８および２０は、それぞれ箱１２および蓋１４に適切に固定される。ラッチ１５は、箱１２の留め金１６に係合するように、蓋１４に示されており、箱１２に対して閉じた蓋１４を解放可能に保持する。ラッチ１５は、業界で一般的な様々な種類であってもよく、ラッチ１５を解放するための方法は、手、足、キー、遠隔等であってもよい。ラッチ１５を解放するのに続いて、圧縮ばねロッド１０は、図２に示された位置から図１に示された位置へ自動的に延在し、その間に、ばねロッド１０は膨張し、圧縮ばね２８および３０における保存された圧縮力を解放し、蓋１４を閉位置から開位置へ変位する。

図８および９は、本発明による圧縮ばねアセンブリの別の実施の形態を例示する。この実施の形態において、圧縮ばねロッド１００は軸１０１を有し、一片型管状ハウジング１０４に対して軸方向に拡張可能であり引っ込むことができるロッド１０２を含む。ロッド１０２は、外側端１０２ａと、下記により完全に述べられるようにガイドロッド１０６に接続された内側端１０２ｂと、を有する。ガイドロッド１０６は、ロッド１０２の内側端１０２ｂの軸方向に内向きに延在する。第１の圧縮ばね１０８は、ロッド１０２の外側表面１０３によって座屈に対して支持される。ばね１０８は、ハウジング１０４の内側表面１０５によって座屈に対して支持される第２の圧縮ばね１１０によって囲繞される。圧縮ばね１０８および１１０の互いに対する且つ軸１０１に対する同軸整列配置は、ハウジング１０４の内側表面１０５とともにロッド１０２の外側表面１０３によって維持される。組み立てられたときには、圧縮ばね１０８および１１０は、ハウジング１０４の端１１４にあるロッドブッシュ１１２と、ロッドとガイドロッド１０６との間でロッドの内側端１０２ｂに固定されたガイド部材１１６と、の間に軸方向に捕らえられる。ガイドロッド１０６は、その外側端にねじ山を切ったスタッド１０７を含み、これは、ガイド部材１１６の開口１１５を通り、ロッド１０２にそのために設けられたねじ山を切った内腔１３７内に進む。テールブッシュ１２０は、テールブッシュ１２０の環状窪み１２６に受け取られる止めねじ１２２によってハウジング１０４の端１２４に支持される。後述される目的のために、ばねロッド１００の構成要素部分は、ガイドロッド１０６を囲繞する緩衝ばね１３０によって圧縮ばねアセンブリの作動中に衝撃を緩和される。ばね１３０は、端１２４にあるテールブッシュ１２０とガイド部材１１６との間に軸方向に捕らえられる。テールブッシュ１２０は、緩衝ばね１３０の内部に受け取られるようなサイズの直径を有するネック部分１２３を含む。テールブッシュ１２０は、ネック部分１２３に対する遠位にねじ山を切ったスタッド１２５も有し、これは、装着要素１３２のねじ山を切った窪み１２７に受け取られる。ガイド部材１１６は、ハウジング１０４を摺動することができ、そのような摺動運動を容易にするために適切な材料製のガイドリング１１７を含む。ロッド１０２は、ブッシュ１１２の環状窪み１１３に受け取られる内側端を有する一対の止めねじ１２２によってハウジング１０４に固定されるロッドブッシュ１１２によって、ハウジング１０４の端１１４で摺動可能に支持される。ロッド１０２は、ハウジング１０４の外側端１１４にあるブッシュ１１２の開口１１１を通って進み、装着要素１３４にそのために設けられたねじ山を切った窪み１４０に受け取られるその外側端１０２ａに、ねじ山を切ったスタッド１３９を有する。前述の説明から理解されるように、ガイド部材１１６およびロッドブッシュ１１２が、ロッド１０２用の最小離脱力を維持するようにハウジング１０４内を往復するためにロッド１０２を支持する。装着要素１３２および１３４は、それぞれ、それを通る開口１３３および１３５を有し、たとえば、ピン、ボルト、スイベル等を含む業界で一般的な様々な異なる装着構成要素を受け取る。装着要素１３２は、圧縮ばねアセンブリを作業支持表面に装着するためにテールブッシュ１２０に固定して取り付けられる。

図１０は、４つの圧縮ばねロッド１００を例示し、各々が、対応する固定サポート１４２とプラットフォームまたは作業支持台１４０との間に接続される。図１０に示されるように、ばねロッド１００は、プラットフォーム１４０に、したがって圧縮ばね１０８および１１０に、加えられた荷重に応答して、矢印ｚの方向に膨張するように設計される。圧縮ばね１０８および１１０は、次いで膨張し、荷重がプラットフォーム１４０から徐々に取り除かれるときに矢印ｙの方向にばねロッドを引っ込める。圧縮ばね１０８および１１０は、第１の実施の形態で説明された圧縮ばね２８および３０と同一の物理的特性を有する。図１０に示されるようなばねロッド１００およびプラットフォーム１４０の整列配置は、たとえば、金属プレート用等の徐々に荷重を加えるリフターとして適切である。プレートが徐々にプラットフォーム１４０に積み重ねられるときに、ばねロッド１００は矢印ｚの方向に拡張し、それによってばね１０８および１１０は徐々に圧縮される。述べたように、ばねが圧縮されるときには（ΔＬ＜０）、結果として得られる力は、ばねロッドを元の長さに膨張しようと試みる。したがって、プレートがプラットフォームから徐々に取り除かれるときには、圧縮ばね１０８および１１０は膨張し、それによって、プラットフォーム１４０を矢印ｙの方向に動かす。このようにして、ばねは制御された力を提供し、それによって、プラットフォームがまずｚ方向に動き次いでｙ方向に動くときにプラットフォームのスタックの頂部プレートは、所与のレベルのままである。突然、荷重全体がプラットフォームから取り除かれる場合には、ばねロッドは迅速に引っ込み、緩衝ばね１３０が引っ込む運動の衝撃を緩和し、ばねロッドを損傷から保護する。さらに、この実施の形態は、カウンタバランスシステム、コンベヤチェーンテンショナー、ドアリフトアシストおよび緩衝装置として特によく適していることが理解される。

図１１および１２は、本発明による圧縮ばねアセンブリの別の実施の形態を例示する。この実施の形態において、圧縮ばねロッド１８０は軸１８１を有し、一片型管状ハウジング１８６に対して軸方向に拡張可能であり引っ込むことができる２本のロッド１８２、１８４を含む。ロッド１８２は、外側端１８２ａと内側端１８２ｂとを有し、ロッド１８４は、外側端１８４ａと、下記により完全に述べられるようにガイド部材２００と一緒にロッド１８２の内側端１８２ｂに接続された内側端１８４ｂと、を有する。ロッド１８２は、ハウジング１８６の端１８６ａの軸方向に内向きに延在し、座屈に対してロッド１８２の外側表面１８３によって支持される第１の圧縮ばね１８８によって囲繞される。第１の圧縮ばね１８８は、ハウジング１８６の内側表面１８７によって座屈に対して支持される第２の圧縮ばね１９０によって囲繞される。ロッド１８４は、ハウジング１８６の対向する端１８６ｂの軸方向に内向きに延在し、座屈に対してロッド１８４の外側表面１８５によって支持される第３の圧縮ばね１９２によって囲繞される。第３の圧縮ばね１９２は、ハウジング１８６の内側表面１８７によって座屈に対して支持される第４の圧縮ばね１９４によって囲繞される。圧縮ばね１８８、１９０、１９２および１９４の互いに対する且つ軸１８１に対する整列配置は、ハウジング１８６の内側表面１８７とともに、それぞれロッド１８２および１８４の外側表面１８３および１８５によって維持される。圧縮ばね１８８および１９０は、端１８６ａにあるロッドブッシュ１９６とガイド部材２００との間に軸方向に捕らえられ、圧縮ばね１９２および１９４は、ハウジングの端１８６ｂにあるロッドブッシュ２０２とガイド部材との間に軸方向に捕らえられる。ロッドブッシュ１９６は、ブッシュ１９６の環状窪み１９７内に延在するその端１８６ａにある止めねじ２０６によってハウジング１８６内に支持される。同様に、ロッドブッシュ２０２は、ブッシュの環状窪み２０３内に延在するその端１８６ｂにある止めねじ２０６によってハウジング１８６内に支持される。ブッシュ１９６および２０２の軸方向保持は、ハウジング１８６の対応する端をブッシュの半径方向に内向きに曲げることによってさらに高められる。

圧縮ばねロッド１８０は、ばねロッドの作動中にロッド１８２および１８４および圧縮ばね１８８、１９０、１９２および１９４が滑らかに動くのを容易にする一片型ハウジング１８６の使用の使用に関与する。図１２の分解図に示されるように、ロッド１８４は、ロッドの対向する端にねじ山２３０および２３１を含む。ねじ山２３０は、装着要素２２０のねじ山を切った窪み２３２に受け取られる。ねじ山２３１は、ばねリング２１０の開口、ガイド部材２００を通る開口、および、ばねリング２０８の開口を通って進み、ロッド１８２のねじ山を切った窪み２３５に受け取られる。ロッド１８２は窪み２３５に対する遠位にねじ山２３４を含み、これは、装着要素２２２のねじ山を切った窪み２３３に受け取られる。前述の説明から理解されるように、ガイド部材２００およびロッドブッシュ１９６および２０２は、ばねアセンブリの使用におけるロッド１８２および１８４の最小離脱力を維持するようにハウジング１８６内を往復するために、それぞれロッド１８２および１８４を支持する。

ばねロッドアセンブリ１８０は、制御可能な速度で、交互に軸方向に反対方向に、拡張力を加えるように適合される。ハウジング１８６からの完全拡張で、ロッド１８２および１８４は、それぞれロッドブッシュ１９６および２０２によって衝撃を緩和される。加えて、拡張の方向における衝撃は、ロッド１８２の内側端１８２ｂおよびロッド１８４の内側端１８４ｂにあるそれぞれ窪み２１２および２１４に受け取られる金属ばねリング２０８および２１０によって吸収される。ばねリング２０８および２１０は、ガイド部材２００の軸方向に外側面に隣接し、それぞれの拡張方向における完全拡張時に、それぞれ、ロッドブッシュ１９６および２０２に係合する。ガイド部材２００が中で摺動運動するのを容易にするために、潤滑剤をハウジング１８６内に設けることができる。

図１３に示されるように、ばねロッドアセンブリ１８０は、荷重を自動的に中心に置くことができ、これは、例としてのみ例示されるように、固定支持部材２３１に旋回式に取り付けられた端２３０ａおよび２３２ａを有する２つの工作物２３０および２３２の形態である。ばねロッド１８０は、それぞれ、工作物の端２３２ｂおよび２３０ａに旋回式に接続されたロッド１８２および１８４の外側端を有する。ばねロッド１８０は、支持アーム２２５によって支持部材２３１にしっかりと固定されたブラケット２２４によって工作物２３０と２３２との間に中心に支持される。圧縮ばね１８８および１９０および１９２および１９４の各対のばねは、第１の実施の形態で説明された圧縮ばね２８および３０と同一の物理的特性を有する。図１３に示された配列において、ばねロッド１８０は、荷重自動中心アセンブリである。この点で、工作物２３０または２３２のいずれかが矢印ｃの方向に変位する場合には、ロッド１８４はハウジング１８６に対して拡張し、ばね１９２および１９４が圧縮することが理解される。矢印ｅの方向にばね１９２および１９４の結果として得られた力は、ばねをその元の長さに膨張させようと試みる。工作物のいずれかが矢印ｄの方向に変位する場合には逆が真であることが理解される。この点で、ばね１８８および１９０は圧縮され、ばね１９２および１９４は完全に緩和される。矢印ｅの方向に結果として得られた力は、ばね１８８および１９０をその元の長さに膨張させようと試みる。工作物２３０および２３２がその中心位置へ戻る運動中に、ばねの緩和した対は、戻り運動の衝撃を緩和する。先の実施の形態と同様に、ばね１８８および１９０および１９２および１９４は、工作物２３０および２３２のいずれかが中立位置から撓むときに、制御された力を提供して工作物２３０および２３２を自動的に中心に置く。この実施の形態は、ステアリング機構、リンケージ機構、ゲーティング機構および緩衝装置の自動中心装置として、特によく適している。

ここでは、本発明の好適な実施の形態の構造および構成にかなり重きを置いているが、他の実施の形態および本願に開示された実施の形態の修正を、本発明の原則から逸脱することなく行うことができることが理解される。この点で、本願に開示されたもの以外の用途にばねロッドを使用することができることが理解される。同様に、同軸であり囲繞するばねの複数の組み合わせ（すなわち、３つ、４つ等）は、特定の用途のための所望の荷重対撓みに合致するように構成されてもよい。同じく、本発明によるばねロッドは、いずれの数の異なるやり方で相対的に変位可能な構成要素に固定することができる。好適な実施の形態のこれらおよび他の修正、および、本発明の他の実施の形態は、本願の開示から当業者には明らかであり示唆され、それによって、前述の説明事項は、単に本発明の例示として解釈され、限定するものではないことがはっきりと理解される。

拡張位置にある本発明による圧縮ばねロッドの部分断面側立面図である。 圧縮位置に圧縮ばねロッドの長手方向断面図である。 図２の線３−３に沿って取られた断面図である。 図１から３に示された圧縮ばねロッドの構成要素部分の分解斜視図である。 圧縮ばねロッドの圧縮ばねの側立面図である。 圧縮ばねロッドアセンブリのばね力と圧縮との間の関係を例示するグラフである。 水平軸を中心にして旋回可能な蓋と、箱と蓋との間に図１から３に示された圧縮ばねロッド要素と、を備えた箱の斜視図である。 本発明の第２の実施の形態によるばねロッドの断面側立面図である。 図８に示された圧縮ばねロッドの構成要素部分の分解斜視図である。 図８および９の圧縮ばねロッドの使用を例示する斜視図である。 本発明の別の実施の形態によるばねロッドの断面側立面図である。 図１１に示された圧縮ばねロッドの構成要素部分の分解斜視図である。 図１１および１２の圧縮ばねロッドの用途の例示である。

Claims (27)

1. 圧縮ばねロッドであって、軸および軸方向に対向する端を有するハウジングと、前記軸と同軸であり前記ハウジング内に内側端を有し前記対向する端の一方の軸方向に外向きに外側端を有するロッド部材と、前記ハウジングに対して引っ込んだ位置と拡張した位置との間を前記ハウジングの軸方向に往復するために前記ロッド部材を支持する前記ロッド部材の前記内側端にガイド部材を含む手段と、各々が前記ガイド部材と前記ハウジングの前記対向する端の一方との間に延在する第１および第２の圧縮ばねであって、互いに、且つ前記軸に対して同軸である第１および第２の圧縮ばねと、を具備する圧縮ばねロッド。
2. 前記第１の圧縮ばねの巻きの方向は、前記第２の圧縮ばねの巻きの方向とは反対である請求項１記載の圧縮ばねロッド。
3. 前記第１の圧縮ばねの自由長さは、前記第２の圧縮ばねの自由長さとは異なる請求項１記載の圧縮ばねロッド。
4. 前記第１の圧縮ばねの外径は、前記第２の圧縮ばねの外径よりも小さい請求項１記載の圧縮ばねロッド。
5. 前記第１の圧縮ばねのワイヤ直径は、前記第２の圧縮ばねのワイヤ直径よりも小さい請求項１記載の圧縮ばねロッド。
6. 前記第１の圧縮ばねの外径およびワイヤ直径は、それぞれ、前記第２の圧縮ばねの外径およびワイヤ直径よりも小さい請求項１記載の圧縮ばねロッド。
7. 圧縮ばねロッドであって、軸および軸方向に対向する端を有するハウジングと、前記軸と同軸であり前記ハウジング内に内側端を有し前記対向する端の一方の軸方向に外向きに外側端を有するロッド部材と、前記ロッド部材の前記内側端にガイド部材を含み、且つ前記ハウジングに対して引っ込んだ位置と拡張した位置との間を前記ハウジングの軸方向に往復するために前記ロッド部材を支持する前記対向する端の一方にブッシュを含む手段と、前記ロッド部材をその拡張位置へ向けて偏倚するために各々が前記ガイド部材と前記軸と同軸である前記対向する端の他方との間に延在する第１および第２の圧縮ばねとを具備する圧縮ばねロッド。
8. 前記第１の圧縮ばねの巻きの方向は、前記第２の圧縮ばねの巻きの方向とは反対である請求項７記載の圧縮ばねロッド。
9. 前記第１の圧縮ばねの長さは、前記第２の圧縮ばねの長さに等しくない請求項７記載の圧縮ばねロッド。
10. 前記第１の圧縮ばねの外径は、前記第２の圧縮ばねの外径よりも小さい請求項７記載の圧縮ばねロッド。
11. 前記第１の圧縮ばねのワイヤ直径は、前記第２の圧縮ばねのワイヤ直径よりも小さい請求項７記載の圧縮ばねロッド。
12. 前記第１の圧縮ばねの外径およびワイヤ直径は、前記第２の圧縮ばねの外径およびワイヤ直径よりも小さい請求項７記載の圧縮ばねロッド。
13. ガイドロッドは、前記ガイド部材から前記軸に同軸である前記対向する端の他方に向けて延在し、前記第１の圧縮ばねは前記ガイドロッドを囲繞する請求項７記載の圧縮ばねロッド。
14. 圧縮ばねロッドであって、軸および軸方向に対向する端を有するハウジングと、前記軸と同軸であり前記ハウジング内に内側端を有し前記対向する端の一方の軸方向に外向きに外側端を有するロッド部材と、前記ロッド部材の前記内側端にガイド部材を含み且つ前記ハウジングに対して引っ込んだ位置と拡張した位置との間を前記ハウジングの軸方向に往復するために前記ロッド部材を支持する前記対向する端の一方にブッシュを含む手段と、前記ロッド部材をその拡張位置へ向けて偏倚するために各々が前記ガイド部材と前記軸と同軸である前記ロッドブッシュとの間に延在する第１および第２の圧縮ばねとを具備する圧縮ばねロッド。
15. 前記第１の圧縮ばねの巻きの方向は、少なくとも前記第２の圧縮ばねの巻きの方向とは反対である請求項１４記載の圧縮ばねロッド。
16. 前記第１の圧縮ばねの長さは、前記第２の圧縮ばねの長さに等しくない請求項１４記載の圧縮ばねロッド。
17. 前記第１の圧縮ばねの外径は、前記第２の圧縮ばねの外径よりも小さい請求項１４記載の圧縮ばねロッド。
18. 前記第１の圧縮ばねのワイヤ直径は、前記第２の圧縮ばねのワイヤ直径よりも小さい請求項１４記載の圧縮ばねロッド。
19. 前記第１の圧縮ばねの外径およびワイヤ直径は、それぞれ、前記第２の圧縮ばねの外径およびワイヤ直径よりも小さい請求項１４記載の圧縮ばねロッド。
20. ガイドロッドは、前記ガイド部材から前記軸に同軸である前記対向する端の他方に向けて延在し、緩和ばねは、前記ガイドロッドを囲繞し、前記ロッド部材の引っ込む運動の衝撃を緩和するために前記ガイド部材と前記ハウジングの前記対向する端の他方との間に延在する請求項１４記載の圧縮ばねロッド。
21. 圧縮ばねロッドであって、軸および軸方向に対向する端を有するハウジングと、前記軸と同軸であり前記ハウジング内に内側端を有し前記対向する端の異なる一方の軸方向に外向きに外側端を有する第１および第２のロッドと、前記ロッドの前記内側端を相互接続すると共に、前記ハウジングに対して引っ込んだ位置と拡張した位置との間で前記ロッドを前記ハウジングの軸方向に往復するために前記ロッドを支持するガイド部材を含む手段と、前記ガイド部材と前記軸と同軸である前記ハウジングの前記対向する端の一方との間に延在する第１および第２の圧縮ばねと、各々が前記ガイド部材と前記軸と同軸である前記ハウジングの前記対向する端の他方との間に延在する第３および第４の圧縮ばねとを具備し、前記圧縮ばねは、前記ロッドを前記ハウジングに対して中心位置へ向けて偏倚する圧縮ばねロッド。
22. 前記第１および第３の圧縮ばねの巻きの方向は、前記第２および第４の圧縮ばねの巻きの方向とは反対である請求項２１記載の圧縮ばねロッド。
23. 前記第１および第３の圧縮ばねの長さは同一であり、前記第２および第４の圧縮ばねの長さは同一であり、前記１および第３の圧縮ばねの長さとは異なる請求項２１記載の圧縮ばねロッド。
24. 前記第１および第３の圧縮ばねの外径は、それぞれ、前記第２および第４の圧縮ばねの外径よりも小さい請求項２１記載の圧縮ばねロッド。
25. 前記第１および第３の圧縮ばねのワイヤ直径は同一であり、前記第２および第４の圧縮ばねのワイヤ直径は同一であり、前記第１および第３の圧縮ばねのワイヤ直径よりも大きい請求項２１記載の圧縮ばねロッド。
26. 前記第１および第３の圧縮ばねの外径およびワイヤ直径は、それぞれ、前記第２および第４の圧縮ばねの外径およびワイヤ直径よりも小さい請求項２１記載の圧縮ばねロッド。
27. 前記第１および第３の圧縮ばねの外径は同一であり、前記第２および第４の圧縮ばねの外径は同一であり、前記第１および第３の圧縮ばねのワイヤ直径は同一であり、前記２および第４の圧縮ばねのワイヤ直径は同一である請求項２６記載の圧縮ばねロッド。

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