KR102357481B1 - 탄성계수 조절이 가능한 스프링댐퍼 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 탄성계수 조절이 가능한 스프링댐퍼는, 비틀림 탄성력을 제공하는 스프링의 축 방향 길이를 조정할 수 있음으로써 탄성계수를 조절할 수 있다. 이를 위해서 탄성계수 조절이 가능한 스프링댐퍼는 하우징; 샤프트; 스크류; 스프링이음부; 및 스프링을 포함한다.

Description

탄성계수 조절이 가능한 스프링댐퍼{Spring damper with adjustable spring rate}

본 발명은 탄성계수 조절이 가능한 스프링댐퍼로서, 스프링의 길이를 조정함으로써 비틀림 탄성계수를 조절하는 스프링댐퍼에 관한 것이다.

비틀림 탄성력을 가지는 스프링은 고유의 탄성계수를 가진다. 나선형 스프링의 경우 길이에 따라 탄성계수가 다르다. 예를 들어 주어진 나선형 스프링을 반으로 자르면 이전에 비하여 탄성계수가 커지게 된다. 그러나 탄성계수를 조절하기 위하여 스프링을 절단하는 경우 다시 이전으로 회복하기 곤란하다.

한편 통상의 댐퍼는 회전하는 샤프트에 오일이 제동력을 제공하는 방식을 따른다. 여기서 오일은 댐퍼 장치 안에 밀폐되어 있으며 샤프트가 회전하게 되면 압력을 받게된다. 이때 샤프트의 회전 속도가 빠를수록 댐퍼 내부의 오일이 받는 압력은 커지게 되며, 오일에 과다하게 작용하는 압력은 누유의 원인이 된다.

이와 같은 통상의 댐퍼의 작동 방식에서는, 오일이 댐퍼 내부에 밀폐된 상태로 유지되어야 샤프트에 제동력이 적절하게 제공될 수 있다. 따라서 댐퍼의 누유는 댐퍼의 기능 상실을 초래할 수 있다.

특허문헌: 공개특허 10-2010-0105062

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 스프링의 길이를 조정함으로써 탄성계수 조절이 가능한 스프링댐퍼 및 이를 이용한 댐퍼를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예는 다음과 같은 탄성계수 조절이 가능한 스프링댐퍼를 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 탄성계수 조절이 가능한 스프링댐퍼는 스크류가이드부와 스프링가이드부를 포함하는 하우징; 상기 하우징에 연결되어 회전운동을 할 수 있는 샤프트; 상기 스크류가이드부에 연결되어 회전운동을 할 수 있는 스크류; 상기 스크류에 연결되고, 상기 스프링가이드부에 연결되어 상기 샤프트의 축 방향으로 이동할 수 있는 스프링이음부; 및 상기 샤프트와 상기 스프링이음부를 연결하여, 상기 샤프트에 회전력을 제공하고 상기 스프링이음부의 이동에 의해 상기 스크류의 축 방향으로 신축 가능한 스프링;을 포함할 수 있다.

또한, 상기 스프링이음부는 돌기 형상의 스프링이음부돌기;를 포함하고, 상기 스프링가이드부는 상기 스프링이음부돌기의 형상에 대응하여 음각으로 상기 하우징의 내면에 형성된 가이드홈;을 포함하며, 상기 스프링이음부돌기는 상기 가이드홈을 따라 이동할 수 있다.

또한, 상기 스프링이음부는 돌기 형상의 스프링이음부돌기;를 포함하고, 상기 스프링가이드부는, 상기 하우징의 내면에 부착되고 서로 이격되는 한 쌍의 스프링가이드레일;을 포함하며 상기 스프링이음부돌기는 상기 한 쌍의 스프링가이드레일을 따라 이동할 수 있다.

또한, 상기 스프링가이드부는, 상기 하우징의 내면에 연결되되 하우징의 내면과 이격되는 스프링가이드바;를 포함하고, 상기 스프링이음부는, 상기 스프링가이드바를 감싸는 고리 형상의 스프링이음부고리;를 포함하며, 상기 스프링이음부고리는 상기 스프링가이드바를 따라 이동할 수 있다.

또한, 상기 스크류는 외주면에 나사산을 형성하고, 상기 스프링이음부는, 내주면에 상기 스크류에 형성된 나사산과 맞물리는 나사산을 형성하여, 상기 스크류가 회전함에 따라 나사산의 작용으로 상기 스크류의 축 방향으로 이동할 수 있다.

본 발명에 따른 탄성계수 조절이 가능한 스프링댐퍼 및 이를 이용한 댐퍼의 일 실시예는, 위와 같은 구성을 통해, 스프링의 길이를 조정함으로써 탄성계수의 조절이 가능한 스프링댐퍼를 제공하고 내구성이 향상되는 댐퍼를 제공하는 효과를 가진다.

도 1 및 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 가이드홈을 따라 스프링이음부재가 이동하는 탄성계수 조절이 가능한 스프링댐퍼를 나타내는 도면이다.
도 3 및 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 스프링가이드레일을 따라 스프링이음부재가 이동하는 탄성계수 조절이 가능한 스프링댐퍼를 나타내는 도면이다.
도 5 및 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 스프링가이드바를 따라 스프링이음부재가 이동하는 탄성계수 조절이 가능한 스프링댐퍼를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 스프링의 연결을 나타내는 도면이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 설명하도록 한다.

도 1 및 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 가이드홈을 따라 스프링이음부재가 이동하는 탄성계수 조절이 가능한 스프링댐퍼를 나타내는 도면이다. 도 3 및 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 스프링가이드레일을 따라 스프링이음부재가 이동하는 탄성계수 조절이 가능한 스프링댐퍼를 나타내는 도면이다. 도 5 및 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 스프링가이드바를 따라 스프링이음부재가 이동하는 탄성계수 조절이 가능한 스프링댐퍼를 나타내는 도면이다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 스프링의 연결을 나타내는 도면이다.

도 1 및 2에 관한 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명한다. 도 1 및 2에 도시되는 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 탄성계수 조절이 가능한 스프링댐퍼는, 하우징(100), 샤프트(200), 스크류(300), 스프링이음부(400) 및 스프링(500)을 포함할 수 있다. 상기 스프링이음부(400)의 이동에 의하여 상기 스프링(500)이 신축하게 되어 상기 스프링(500)의 비틀림 탄성력에 대한 탄성계수가 조절될 수 있다. 상기 스프링(500)은 상기 스프링이음부(400)와 상기 샤프트(200)에 연결되어 상기 샤프트(200)의 회전시 상기 샤프트(200)에 비틀림 탄성력을 제공할 수 있다.

상기 샤프트(200)는 상기 하우징(100)에 구비된 베어링부(130)를 통해 회전할 수 있다. 상기 하우징(100)은 스크류가이드부(110)를 포함할 수 있으므로, 상기 스크류(300)에 구비된 스크류돌기(310)가 상기 스크류가이드부(110)를 따라 이동할 수 있으므로, 상기 스크류(300)는 상기 하우징(100)에서 회전할 수 있다.

상기 스프링이음부(400)는 상기 스크류(300)에 연결되어 상기 스크류(300)의 축 방향으로 이동할 수 있다. 이를 위하여 상기 스크류(300)의 외주면에는 나사산이 형성될 수 있으며, 상기 스프링이음부(400)의 내주면에는 상기 스크류(300)에 형성된 나사산과 맞물리는 나사산이 형성될 수 있다. 상기 스크류(300)가 회전하면, 상기 스크류(300)에 형성된 나사산과 상기 스프링이음부(400)에 형성된 나사산이 맞물리면서, 상기 스프링이음부(400)가 상기 스크류(300)의 축 방향으로 이동할 수 있다. 즉 상기 스크류(300)의 회전운동이 상기 스프링이음부(400)의 직선 운동으로 변환될 수 있다.

여기서 상기 스프링이음부(400)가 상기 스크류(300)의 축 방향으로 이동하기 위해서는, 상기 스프링이음부(400)의 회전 운동을 억제할 수 있어야 한다. 이를 위하여 상기 스프링이음부(400)는 스프링이음부돌기(410)를 포함할 수 있으며, 상기 하우징(100)은 스프링가이드부(120)를 포함할 수 있다. 상기 스프링가이드부(120)는 상기 스프링이음부(400)의 회전 운동을 억제하는 기능을 할 수 있다.

상기 스프링가이드부(120)는 상기 스프링이음부돌기(410)의 형상에 맞추어 가이드홈(121)을 포함할 수 있다. 상기 가이드홈(121)은 상기 하우징(100)의 내면에 형성될 수 있다. 즉 상기 가이드홈(121)을 따라 상기 스프링이음부(400)가 상기 스크류(300)의 축 방향으로 이동할 수 있다.

도 3 및 4에 관한 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명한다. 도 3 및 4에 도시되는 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 탄성계수 조절이 가능한 스프링댐퍼에서, 상기 스프링이음부(400)는 스프링이음부돌기(410)를 포함할 수 있으며, 상기 스프링가이드부(120)는 상기 하우징(100)의 내면에 부착되어 서로 이격되는 한 쌍의 스프링가이드레일(122)을 포함할 수 있다. 따라서 상기 한 쌍의 스프링가이드레일(122) 사이의 빈 공간에 상기 스프링이음부돌기(410)가 위치할 수 있다. 따라서 상기 스프링이음부돌기(410)는 상기 한 쌍의 스프링가이드레일(122)을 따라 상기 스크류(300)의 축 방향으로 이동할 수 있다.

도 3 및 4에서는 상기 하우징(100)의 내면에 부착되어 서로 이격되는 상기한 쌍의 스프링가이드레일(122)과 상기 스프링이음부돌기(410)가 도시되어 있으나, 요철(凹凸)의 형상으로 구비되는 구성요소와 동일한 것으로 이해될 수 있다.

도 5 및 6에 관한 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명한다. 도 5 및 6에 도시되는 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 탄성계수 조절이 가능한 스프링댐퍼에서, 상기 스프링이음부(400)는 스프링이음부고리(420)를 포함할 수 있으며, 상기 스프링가이드부(120)는 상기 하우징(100)의 내면에 연결되되 상기 하우징(100)의 내면과 이격되는 스프링가이드바(123)를 포함할 수 있다. 여기서 상기 스프링이음부고리(420)는 상기 스프링가이드바(123)를 감싸는 고리 형상이며, 상기 스프링가이드바(123)를 따라 이동할 수 있다.

도 1 내지 6에 도시되는 바와 같이, 상기 스프링(500)은 상기 스프링이음부(400) 및 상기 샤프트(200)에 연결되어 상기 샤프트(200)가 회전할 때 상기 샤프트(200)에 비틀림 탄성력을 제공한다. 외부의 토크로 인하여 상기 샤프트(200)가 회전하게 되면, 상기 스프링(500)은 그 반대 방향으로 상기 샤프트(200)에게 비틀림 탄성력을 제공하게 되어 댐퍼로서의 기능을 할 수 있다. 이와 같이 스프링(500)이 상기 샤프트(200)에게 비틀림 탄성력을 제공하기 위해서 상기 스프링(500)이 상기 샤프트(200) 및 상기 스프링이음부(400)에 고정될 수 있다.

도 7에 관한 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명한다. 도 7에 도시되는 바와 같이, 상기 스프링(500)의 돌기 형상의 일단부(510)는 상기 스프링이음부(400)의 고정부(430)에 고정될 수 있다. 또한 상기 스프링(500)의 돌기 형상의 타단부(520)는 상기 샤프트(200)의 고정부(210)에 고정될 수 있다.

여기서 상기 스프링이음부(400)의 고정부(430)는 홈의 형태로 형성될 수 있으며 홀의 형태로 형성될 수도 있다. 또한 상기 샤프트(200)의 고정부(210)는 홈의 형태로 형성될 수 있으며 홀의 형태로 형성될 수도 있다.

도 7에서 점선으로 확대된 부분은 상기 스프링(500)의 이음 구조를 도시한다. 상기 스프링(500)의 돌기 형상의 일단부(510)는 ‘ㄱ’자 모양으로 상기 스크류(300) 축의 중심방향으로 형성된 상기 스프링이음부(400)의 고정부(430)에 삽입될 수 있다. 따라서 상기 스프링(500)의 일단부(510)는 상기 스크류(300)의 축 방향 및 회전 방향에 대하여 상기 스프링이음부(400)에 고정될 수 있다.

마찬가지로, 상기 스프링(500)의 돌기 형상의 타단부(520)는 ‘ㄱ’자 모양으로 상기 샤프트(200) 축의 중심방향으로 형성된 상기 샤프트(200)의 고정부(210)에 삽입될 수 있다. 따라서 상기 스프링(500)의 타단부(520)는 상기 샤프트(200)의 축 방향 및 회전 방향에 대하여 상기 샤프트(200)에 고정될 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.

100: 하우징 110: 스크류가이드부
120 : 스프링가이드부 200: 샤프트
300: 스크류 400: 스프링이음부
500: 스프링

Claims (5)

1. 스크류가이드부와 스프링가이드부를 포함하는 하우징;
   상기 하우징에 연결되어 회전운동을 할 수 있는 샤프트;
   상기 스크류가이드부에 연결되어 회전운동을 할 수 있는 스크류;
   상기 스크류에 연결되고, 상기 스프링가이드부에 연결되어 상기 샤프트의 축 방향으로 이동할 수 있는 스프링이음부; 및
   상기 샤프트와 상기 스프링이음부를 연결하여, 상기 샤프트에 회전력을 제공하고 상기 스프링이음부의 이동에 의해 상기 스크류의 축 방향으로 신축 가능한 스프링;을 포함하는 탄성계수 조절이 가능한 스프링댐퍼.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 스프링이음부는 돌기 형상의 스프링이음부돌기;를 포함하고,
   상기 스프링가이드부는 상기 스프링이음부돌기의 형상에 대응하여 음각으로 상기 하우징의 내면에 형성된 가이드홈;을 포함하며,
   상기 스프링이음부돌기는 상기 가이드홈을 따라 이동할 수 있는 탄성계수 조절이 가능한 스프링댐퍼.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 스프링이음부는 돌기 형상의 스프링이음부돌기;를 포함하고,
   상기 스프링가이드부는, 상기 하우징의 내면에 부착되고 서로 이격되는 한 쌍의 스프링가이드레일;을 포함하며
   상기 스프링이음부돌기는 상기 한 쌍의 스프링가이드레일을 따라 이동할 수 있는 탄성계수 조절이 가능한 스프링댐퍼.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 스프링가이드부는, 상기 하우징의 내면에 연결되되 하우징의 내면과 이격되는 스프링가이드바;를 포함하고,
   상기 스프링이음부는, 상기 스프링가이드바를 감싸는 고리 형상의 스프링이음부고리;를 포함하며,
   상기 스프링이음부고리는 상기 스프링가이드바를 따라 이동할 수 있는 탄성계수 조절이 가능한 스프링댐퍼.
   
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 스크류는 외주면에 나사산을 형성하고,
   상기 스프링이음부는, 내주면에 상기 스크류에 형성된 나사산과 맞물리는 나사산을 형성하여, 상기 스크류가 회전함에 따라 나사산의 작용으로 상기 스크류의 축 방향으로 이동하는 탄성계수 조절이 가능한 스프링댐퍼.
   

Images