KR100287443B1 - 탄성체 압축 스프링 - Google Patents

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KR100287443B1
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가와모토 노부히코
혼다 기켄 고교 가부시키가이샤
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Abstract

지지 부재가 없어도 변형시의 형상이 안정되어 항상 필요한 하중-변위 특성을 얻을 수 있는 탄성체 압축 스프링을 제공한다.
직경 방향의 누름에 의한 압축 에너지를 원통상의 스프링 본체(21)의 탄성 변형에 의해 흡수하는 탄성체 압축 스프링(20)에 있어서, 상기 스프링 본체의 누름을 받은 측면에 누름 방향과 수직인 면을 따라 돌출하여 평탄한 저면을 이루는 베이스(24)가 형성되어, 베이스(24)의 부풀어 돌출된 부분과 상기 원통상의 스프링 본체(21)의 측면부를 연결하는 보강벽(26)이 일체로 형성된 탄성체 압축 스프링.

Description

탄성체 압축 스프링{Elastic compression spring}
본 발명은, 수지 또는 고무 제품의 탄성체로 이루어진 압축 스프링에 관한 것이다.
이러한 압축 스프링에는, 탄성체를 원통상으로 형성하고, 직경 방향의 누름압력에 대해서 편평하게 탄성 변형하여 압축 에너지를 흡수한 예가 있다.
그 한 예인 특표평7-502698호공보에 기재된 것은, 도9에 도시한 바와 같이, 두개의 원통상 탄성체(01, 02)를 직경 방향으로 포개어 접속부(03)가 잘록한 원통상 본체를 형성하고 있고, 상변(04)과 하변(05)이 평판을 이루고 있다.
또한, 상변(04)과 하변(05)과 접속부(03)의 각각에 동축으로 볼트가 관통하는 원 구멍(04a, 05a, 03a)을 형성하고 있다.
직경 방향의 누름에 대해서 2개의 원통상 탄성체(01, 02)가 편평하게 탄성 변형하여 압축 에너지를 흡수하도록 이루어져 있다.
상기 예의 경우, 변형시의 형상을 안정되게 하기 위해, 상변(04)과 하변(05)과 접속부(03) 각각의 원 구멍(04a, 05a, 03a)을 볼트가 관통한 상태에서 사용되도록 되어 있고, 이러한 지지가 없으면, 원통상 본체의 접속부(03)의 잘록한 부분에서 굴곡할 우려가 있어, 변형시의 형상이 안정되지 않고, 필요한 하중-변위 특성을 항상 얻기가 어렵다.
이렇게 볼트등의 지지 부재가 없으면, 안정되게 압축 에너지를 흡수할 수 없다.
지지 부재가 필수이기 때문에, 적용할 수 있는 경우도 한정되어 범용성이 부족한 점이 있다.
본 발명은, 이러한 점에 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는, 지지 부재가 없어도 변형시의 형상이 안정되어 항상 필요한 하중-변위 특성을 얻을 수 있는 탄성체 압축 스프링을 제공하는 점에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 직경 방향의 누름에 의한 압축 에너지를 원통상의 스프링 본체의 탄성 변형에 의해 흡수하는 탄성체 압축 스프링에 있어서, 상기 스프링 본체의 누름을 받은 측면에 누름 방향과 수직인 면을 따라서 부풀어 돌출하여 평탄한 저면을 이루는 베이스가 형성되고, 상기 베이스의 부풀어 돌출된 부분과 상기 원통상의 스프링 본체의 측면부를 연결하는 보강벽이 일체로 형성된 탄성체 압축 스프링으로 했다.
스프링 본체와 베이스와의 접속부를 보강하는 형태로, 베이스의 부풀어 돌출된 부분과 원통상의 스프링 본체의 측면부를 보강벽이 연결하고 있기 때문에, 직경 방향의 누름에 대해서 지지 부재가 없이 스프링 본체와 베이스와의 접속부가 한 방향으로 굴곡하여 스프링 본체가 넘어지는 것은 피할 수 있어, 변형시의 형상이 안정되어 필요한 하중-변위 특성을 항상 얻을 수가 있다.
지지 부재를 필요로 하지 않기 때문에, 적용범위가 넓고 범용성이 뛰어나다.
청구항 2기재의 발명은, 직경 방향의 압축에 의한 압축 에너지를 원통상의 스프링 본체의 탄성 변형에 의해 흡수하는 탄성체 압축 스프링에 있어서, 복수의 원통상 탄성체를 직경 방향으로 포개어 상기 스프링 본체가 형성되고, 상기 복수의 원통상 탄성체의 측면부를 서로 연결하는 보강벽이 일체로 형성된 탄성체 압축 스프링이다.
복수의 원통상 탄성체를 직경 방향으로 포갠 스프링 본체에 있어서 원통상 탄성체의 상호간의 접속부를 보강하는 형태로, 원통상 탄성체의 측면부를 서로 보강벽이 연결하고 있기 때문에, 직경 방향의 누름에 대해서 지지 부재 없이 원통상 탄성체의 상호간의 접속부가 한 방향으로 굴곡해서 원통상 탄성체가 함께 넘어지는 것은 피할 수 있어, 변형시의 형상이 안정되어 필요한 하중-변위 특성을 항상 얻을 수 있다.
지지 부재를 필요로 하지 않기 때문에, 적용 범위가 넓고 범용성이 뛰어나다.
청구항 3기재의 발명은, 직경 방향의 누름에 의한 압축 에너지를 원통상의 스프링 본체의 탄성 변형에 의해 흡수하는 탄성체 압축 스프링에 있어서, 상기 스프링 본체의 누름을 받은 측면에 누름 방향과 수직인 면을 따라서 부풀어 돌출하여 평탄한 저면을 이루는 베이스가 형성되고, 상기 베이스는 상기 원통상의 스프링 본체의 일부를 이루어 평탄한 상면이 원통 중공원을 도려낸 탄성체 압축 스프링이다.
베이스가, 원통상의 스프링 본체의 일부를 이루고 평탄한 상면이 원통 중공원을 도려냈기 때문에, 스프링 본체는 양측부가 양각(脚)부와 같이 평판상의 베이스에 접속되어, 직경 방향의 누름에 대해서 지지 부재 없이 스프링 본체가 한 방향으로 치우쳐서 넘어지는 것은 피할 수 있어, 변형시의 형상이 안정되어 필요한 하중-변위특성을 항상 얻을 수 있다.
지지 부재를 필요로 하지 않기 때문에, 적용범위가 넓어 범용성이 뛰어나다.
도1은 본 발명의 한 실시의 형태에 관한 감쇠력 발생기구를 차륜현가(懸架)장치에 적용한 스쿠터형 자동 이륜차의 일부를 생략한 측면도이다.
도2는 프론트 포크와 그 근방의 측면도이다.
도3은 케이스, 뚜껑 부재 및 걸림편의 분해 사시도이다.
도4는 압축 스프링의 측면도이다.
도5는 동 상면도이다.
도6은 차륜 현가장치의 감쇠력 발생기구를 도시한 단면도이다.
도7은 다른 상태의 동감쇠력 발생기구를 도시한 단면도이다.
도8은 다른 실시의 형태에 관한 압축 스프링의 측면도이다.
도9는 종래의 압축 스프링의 사시도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
1…스쿠터형 자동 이륜차 2…차체 전부(全部)
3…차체 후부(後部) 4…플로어
5…헤드 파이프 6…다운 프레임
7…스티어링 시프트 8…프론트 포크
9…요동 암 10…레버
11…피벗 암 볼트 12… 앞 차축
13…앞 바퀴 14…부시
15…케이스 16…뚜껑 부재
17…걸림편 20…압축 스프링
21…스프링 본체 22, 23…원통상 탄성체
24…베이스 25…원통상 돌기부
26, 27…보강벽 30…좌금(座金)
31…나사 35…나사
36…볼트 50…압축 스프링
51…스프링 본체 52, 53…원통상 탄성체
54…베이스 55…원통상 돌기
57…보강벽
이하 본 발명에 관한 일 실시예의 형태에 대해서 도1 내지 도7에 도시하여 설명한다.
도1은, 본 실시 형태의 감쇠력 발생기구를 차륜현가장치에 적용한 스쿠터형 자동 이륜차(1)의 일부를 생략한 측면도이다.
차체 전부(前部)(2)와 후부(後部)(3)와의 사이에 저상식 플로어(4)가 형성되어 있고, 차체 전부(2)의 헤드 파이프(5)에서부터 아래 방향으로 연장 돌출된 다운 프레임(6)은, 하단에서 후방으로 굴곡하여 플로어(4)를 구성하고 있다.
헤드 파이프(5)에는 스티어링 샤프트(7)가 회동자재하게 끼워져, 동(同) 스티어링 샤프트(7)의 하단에 좌우 한 쌍의 프론트 포크(8)가 일체로 장착되어 아래 방향으로 연장 돌출되어 있고, 동 프론트 포크(8)의 하단에는 링부재인 요동 암(9)이 피벗 암 볼트(11)에 의해 요동자재하게 힌지로 지지되어 있다.
이 요동 암(9)의 자유단에 앞 차축(12)을 통해 앞 바퀴(13)가 축 지지되어 있다.
프론트 포크(8)는, 앞 벽과 그 양측벽에서 단면 コ자 모양을 하고 있고, 하단부의 좌우측 벽에 볼트 구멍을 가지고, 동 볼트 구멍에 맞춘 요동 암(9)의 기단 피벗부(9a)가 부시(14)를 사이에 두고 장착되어서 양측벽 사이에 끼워 맞추어 피벗 암 볼트(11)에 의해 관통 축 지지된다.
요동 암(9)의 기단 피벗부(9a)는, 양측이 직경을 넓힌 원통 형상을 이루고, 동 원통 외주면으로부터 원심 방향으로 판모양의 레버(10)가 연장되어 일체로 형성되어 있다.
요동 암(9)이 기단 피벗부(9a)보다 후방으로 연장 돌출되는 경우에, 상기 레버(10)는, 요동 암(9)과 약 60도의 각도로 기울어 상측으로 연장되고, 따라서 프론트 포크(8)와 요동 암(9)과의 사이에 연장 돌출되어 있다.
프론트 포크(8)의 하단에 힌지로 지지된 요동 암(9)의 기단 피벗부(9a)의 윗쪽 방향에 인접하여 부채 형상을 한 케이스(15)가 프론트 포크(8)에 끼워 맞추어져 고착되어 있다.
도3에 도시한 바와 같이 케이스(15)는, 부채 형상을 한 측벽(15a)과 외주벽(15b) 및 반경 방향에 따라 전벽(15c)과 후벽(15d)에 의해 형성된 상자체이고, 측벽(15a)의 전단 가장자리를 따라 장방형 구멍(15e)이 형성되어, 전벽(15c)의 상하단 및 후벽(15d)의 상단에 각각 좌우 폭 방향에 관통하는 원형 구멍(15f)이 뚫어져 있다.
그리고, 도3에 도시한 바와 같이 상기 케이스(15)의 측벽(15a)에 대향하는 개구를 판 모양의 뚜껑 부재(16)가 막도록 되어 있고, 동 뚜껑 부재(16)는 측벽(15a)과 같은 부채 형상을 하고, 상기 장방형 구멍(15e)에 대응하여 장방형 구멍(16e), 상기 3개의 원형 구멍(15f)에 대응해서 각각 원형 구멍(16f)이 설치되어 있다.
상기 대향하는 장방형 구멍(15e, 16e)에는 걸림편(17)이 계합되어 있다.
케이스(15)에 뚜껑 부재(16)가 합쳐지면, 케이스(15)의 하면만이 개방된 상태가 된다.
이러한 케이스(15) 및 뚜껑 부재(16)의 내부에 탄성체의 압축 스프링(20)이 수용된다.
압축 스프링(20)의 탄성체는, 폴리에스테르 엘라스토머재이고, 도4 및 도5에 그 형상을 도시한다.
2개의 원통상 탄성체(22, 23)를 직경 방향으로 포개어 본체(21)를 구성하고 있고, 일측 방향의 원통상 탄성체(22)의 누름을 받는 측면에 누름 방향과 수직인 면을 따라 부풀어 돌출하여 평탄한 저면을 이루는 베이스(24)가 형성되어 있다.
베이스(24)에는 상기 케이스(15)의 장방형 구멍(15e)에 대응하는 장방형 구멍(24a)이 폭 방향으로 관통하여 뚫어져 있다.
또, 다른 방향의 원통상 탄성체(23)의 누름측 부분에는, 원통상 돌기(25)가 어떤 각도를 가지고 돌출 형성되어 있다.
원통상 돌기(25)는, 편평한 장방형 구멍(25a)이 폭 방향에 직각인 방향으로 관통하여 뚫어져 있다.
그리고, 베이스(24)의 부풀어 돌출된 부분과 원통상 탄성체(22)의 측면부를 보강벽(26)이 연결함과 동시에, 원통상 탄성체(22)의 측면부와 원통상 탄성체(23)의 측면부를 보강벽(27)이 연결하여 일체로 형성하고 있다.
이상과 같은 압축 스프링(20) 및 케이스(15)등이 조립 부착될 때에는, 먼저 요동 암(9)과 일체인 레버(10)가 압축 스프링(20)의 원통상 돌기(25)의 장방형 구멍(25a)에 관통하도록 하여 레버(10)에 압축 스프링(20)을 부착시킨다.
이 때의 압축 스프링(20)의 보강벽(26, 27)이 기단 피벗부(9a)측이 되도록 레버(10)에 부착한다.
그리고, 레버(10)의 단면(端面)에 좌금(座金)(30)을 사이에 두고 나사(31)를 나사결합하고, 레버(10)에 압축 스프링(20)의 원통상 돌기(25)가 고정되도록 한다(도6 및 도7 참조).
이렇게 한 압축 스프링(20)에 케이스(15)를 덮어 압축 스프링(20)을 내부에 끼워 넣고, 이어서 뚜껑 부재(16)를 대어 바깥 뚜껑으로 한다.
그러면, 레버(10)는 케이스(15)의 아래 방향 개방구로부터 케이스(15)내에 삽입된 구조가 된다.
그리고, 케이스(15)의 장방형 구멍(15e), 압축 스프링(20)의 장방형 구멍(24a), 뚜껑 부재(16)의 장방형 구멍(16e)을 걸림편(17)이 관통하여 끼워 붙여지도록 하고, 케이스(15)의 후벽(15d)의 상단의 원형 구멍(15f)및 뚜껑 부재(16)에 대응하는 원형 구멍(16f)에 나사(35)를 관통하고 나사 결합하여 케이스(15)와 뚜껑 부재(16)를 일체로 고착한다.
이렇게 레버(10)에 압축 스프링(20)을 통하여 부착된 케이스(15)와 뚜껑 부재(16)를 프론트 포크(8)의 후측의 요홈부에 끼워 넣고, 동 요홈부 저면에 케이스(15)의 전벽(15c)을 당접한다.
프론트 포크(8)의 좌우측 벽의 전단 가장자리를 따라 소정 위치에는 상하로 원형 구멍이 형성되어 있고, 동 원형 구멍에 케이스(15) 및 뚜껑 부재(16)의 원형 구멍(15f, 16f)을 일치시켜, 각각 볼트(36)를 관통하여 너트를 나사 결합하여 단단히 조인다.
따라서, 프론트 포크(8)에 케이스(15)와 뚜껑 부재(16)가 볼트(36)에 의해 같이 조여져 고착된다.
이렇게 조립 부착되면, 압축 스프링(20)은 케이스(15)내에 도6에 도시한 바와 같이 보강벽(26, 27)을 기단 피벗부(9a)측으로 한 상태에서 수납된다.
압축 스프링(20)의 전단부는 걸림편(17)에 의해 관통 계지되어 위치 결정이 이루어지고, 후부는 레버(10)가 원통상 돌기(25)의 장방형 구멍(25a)에 끼워 넣어져 있고, 더욱이 후방에 원통상 돌기(25)의 후부(25b)가 케이스(15)의 후벽(15d)에 당접하고 있다.
이상과 같이 압축 스프링(20)이, 걸림편(17)에 전부(前部)가 계지되고, 레버(10)에 후부(後部)가 계지되어 프론트 포크(8)와 레버(10)와의 사이에 설치된 단순한 구조를 이루고 있다.
지면의 돌출 요홈을 앞 바퀴(13)가 받거나 브레이크시에 하중이 가해지거나 해서 요동 암(9)이 요동하면, 도6에 도시한 상태에서 도7에 도시한 바와 같이 요동 암(9) 및 이것과 일체의 레버(10)는 요동하고, 레버(10)는 압축 스프링(20)을 전방의 프론트 포크(8)측에 눌러 탄성변형시킨다.
압축 스프링(20)의 레버(10)의 요동 중심측에 설치된 보강벽(26)에 의해, 베이스(24)와 원통상 탄성체(22)와의 잘록한 접속 부분이 직경 방향의 누름에 대해 일축 방향으로 굴곡하여 스프링 본체(21)가 넘어지는 것은 피할 수 있다.
또, 원통상 탄성체(22)와 원통상 탄성체(23)와의 잘록한 접속 부분도, 양자의 측면부 사이에 설치된 보강벽(27)이 레버(10)의 요동 중심측에 설치되어 있기 때문에, 일축 방향 특히 요동 중심측으로 굴곡하여 스프링 본체(21)가 도중에서 잘리는 것과 같은 변형을 피할 수 있다.
이렇게 본 압축 스프링(20)은, 별도의 지지 부재를 필요로 하지 않고, 탄성 변형시의 형상을 안정시켜 필요한 하중-변위 특성을 항상 얻을 수 있고, 이 안정된 압축 스프링(20)의 탄성 변형에 의해 압축 에너지를 흡수하여 감쇠력을 얻을 수 있다.
지지부재를 필요로 하지 않기 때문에, 적용 범위가 넓어 범용성이 뛰어나다.
다음으로, 다른 실시의 형태에 관한 압축 스프링(50)에 대해서 도8에 도시한다.
본 압축 스프링(50)은, 2개의 원통상 탄성체(52, 53)를 직경 방향으로 포개어 본체(51)를 구성하고 있다.
일축 방향의 원통상 탄성체(52)의 누름을 받은 측면에 누름 방향과 수직인 면을 따라 돌출하여 평탄한 저면(54b)을 이루는 베이스(54)가 폭 방향으로 관통한 구멍(54a)을 가지고 형성되고, 동 베이스(54)는 또한 원통상 탄성체(52)의 일부를 이루어 평탄한 상면(54c)이 원통 중공원(52a)을 도려내고 있다.
또 다른 방향의 원통상 탄성체(53)의 누름측 부분에는 편평한 장방형 구멍(55a)이 폭 방향에 직각인 방향으로 구멍이 형성된 원통상 돌기(55)가 어떤 각도를 가지고 돌출 형성되어 있다.
그리고 원통상 탄성체(52)의 측면부와 원통상 탄성체(53)의 측면부를 보강벽(57)이 연결하여 일체로 형성되어 있다.
베이스(54)가 원통상 탄성체(52)의 일부를 이루어 평탄한 상면(54c)이 원통중공원(52a)을 도려냈기 때문에, 원통상 탄성체(52)는 양측부가 양각부와 같이 평판상의 베이스(54)에 접속되어 접속부에 잘록함을 가지지 않는다.
따라서 직경 방향의 누름에 대해서 원통상 탄성체(52) 즉 스프링 본체(51)가 한 방향으로 치우쳐 넘어지는 것은 피할 수 있다.
또 원통상 탄성체(52)와 원통상 탄성체(53)와의 잘록한 접속 부분도, 양자의 측면부 사이에 설치된 보강벽(57)이 레버의 요동 중심측에 설치되어, 한 방향 특히 요동 중심측으로 굴곡하여 본체(51)가 도중에서 잘리는 것과 같은 변형을 피할 수 있다.
이렇게 본 압축 스프링(50)은, 별도의 지지 부재를 필요로 하지 않고 탄성 변형시의 형상을 안정시켜 필요한 하중-변위 특성을 항상 얻을 수 있고, 이 안정된 압축 스프링(50)의 탄성 변형에 의해 압축 에너지를 흡수하여 감쇠력을 얻을 수 있다.
지지 부재를 필요로 하지 않기 때문에, 적용 범위가 넓어 범용성이 뛰어나다.
이상의 실시의 형태에서는, 압축 스프링에 폴리에스테르 엘라스토머재를 사용했지만, 다른 수지와 고무재를 사용해도 된다.
스프링 본체와 베이스와의 접속부를 보강하는 형태로, 베이스의 부풀어 돌출된 부분과 원통상의 스프링 본체의 측면부를 보강벽이 연결하고 있기 때문에, 직경 방향의 누름에 대해서 지지 부재가 없이 스프링 본체와 베이스와의 접속부가 한 방향으로 굴곡하여 스프링 본체가 넘어지는 것은 피할 수 있어, 변형시의 형상이 안정되어 필요한 하중-변위 특성을 항상 얻을 수가 있다. 지지 부재를 필요로 하지 않기 때문에, 적용범위가 넓고 범용성이 뛰어나다.
복수의 원통상 탄성체를 직경 방향으로 포갠 스프링 본체에 있어서 원통상 탄성체의 상호간의 접속부를 보강하는 형태로, 원통상 탄성체의 측면부를 서로 보강벽이 연결하고 있기 때문에, 직경 방향의 누름에 대해서 지지 부재 없이 원통상 탄성체의 상호간의 접속부가 한 방향으로 굴곡해서 원통상 탄성체가 함께 넘어지는 것은 피할 수 있어, 변형시의 형상이 안정되어 필요한 하중-변위 특성을 항상 얻을 수 있다.
베이스가, 원통상의 스프링 본체의 일부를 이루고 평탄한 상면이 원통 중공원을 도려냈기 때문에, 스프링 본체는 양측부가 양각(脚)부와 같이 평판상의 베이스에 접속되어, 직경 방향의 누름에 대해서 지지 부재 없이 스프링 본체가 한 방향으로 치우쳐서 넘어지는 것은 피할 수 있어, 변형시의 형상이 안정되어 필요한 하중-변위특성을 항상 얻을 수 있다.

Claims (3)

  1. 직경 방향의 누름에 의한 압축 에너지를 원통상의 스프링 본체의 탄성 변형에 의해 흡수하는 탄성체 압축 스프링에 있어서,
    상기 스프링 본체의 누름을 받은 측면에 누름 방향과 수직인 면을 따라 부풀어 돌출하여 평탄한 저면을 이루는 베이스가 형성되고,
    상기 베이스의 부풀어 돌출된 부분과 상기 원통상의 스프링 본체의 측면부를 연결하는 보강벽이 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 탄성체 압축 스프링.
  2. 직경 방향의 누름에 의한 압축 에너지를 원통상의 스프링 본체의 탄성 변형에 의해 흡수하는 탄성체 압축 스프링에 있어서,
    복수의 원통상 탄성체를 직경 방향으로 포개어 상기 스프링 본체가 형성되고,
    상기 복수의 원통상 탄성체의 측면부를 서로 연결하는 보강벽이 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 탄성체 압축 스프링.
  3. 직경 방향의 누름에 의한 압축 에너지를 원통상의 스프링 본체의 탄성 변형에 의해 흡수하는 탄성체 압축 스프링에 있어서,
    상기 스프링 본체의 누름을 받은 측면에 누름 방향과 수직인 면을 따라서 부풀어 돌출하여 평탄한 저면을 이루는 베이스가 형성되고,
    상기 베이스는, 상기 원통상의 스프링 본체의 일부를 이루어 평탄한 상면이 원통 중공원을 도려내는 것을 특징으로 하는 탄성체 압축 스프링.
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