KR102408047B1 - 코일스프링조립체 - Google Patents

Abstract

시트부재의 확경부의 압입시에 코일스프링의 손상이나 압입 후에 코일스프링에의 간섭을 억제하면서, 시트부재의 탈락을 확실히 방지 가능하게 하는 코일스프링조립체를 제공한다. 시트부재(5)가 좌권부(11)의 좌면(11a)에 받음면(19a)이 당접하는 좌부(19)와, 이 좌부(19)의 받음면(19a)으로부터 돌출된 장착축부(21)와, 이 장착축부(21)의 선단에 형성된 압입가이드용 확경부(23)을 가지며, 코일스프링(3)의 축방향에 따른 단면에 있어서, 확경부(23)의 외경(a)을 좌권부(11)의 내경(d)보다 크게 설정하고, 적어도 시트부재(5)의 최대대각방향길이(Smax)가 소선간거리(A)보다 크게 되도록 확경부(23)의 축방향길이(ta)가 설정되어 있다.

Description

코일스프링조립체

본 발명은 자동차용 미션 덤퍼 등에 제공되는 코일스프링조립체에 관한 것이다.

종래, 이 종류의 코일스프링조립체로서, 특허문헌 1에 기재된 바와 같이, 코일스프링과 코일스프링의 좌권부(座券部)에 장착된 시트부재를 구비한 것이다. 시트부재는 좌부(座部)와 장착축부를 가지고 있다.

좌부는 주회형으로 형성되어, 코일스프링의 좌권부의 단면에 당접된다. 장착축부는 좌부의 중심부로 돌출되어, 그 축방향선단부에 확경부(擴徑部)가 설치되어 있다. 확경부는 코일스프링의 좌권부의 내주에 압입되며, 장착축부의 외주에는 확경부를 넘어선 좌권부가 계합한다.

따라서, 시트부재의 코일스프링에 대한 장착성을 향상시키고, 또한 장착 후의 탈락을 방지할 수 있다.

그러나, 종래의 코일스프링조립체에서는 코일스프링의 축방향에 대하여 시트부재를 경사시키도록 회전시키면, 코일스프링 내경과 시트부재의 겹침여유가 극히 작아서, 시트부재가 코일스프링으로부터 탈락해 버릴 우려가 있었다. 이 탈락을 이하 '회전방향빠짐'이라고 부른다.

또한, 코일스프링으로부터 시트부재를 축방향으로 미는 하중이 작용하면, 시트부재의 축방향에 대하여 코일스프링이 회전하도록 휘어져서, 시트부재가 코일스프링으로부터 탈락해 버릴 우려가 있었다. 이 탈락을 이하 '축방향빠짐'이라고 부른다.

이에 대해, 확경부의 외경을 크게 하면, 그러한 코일스프링 및 시트부재 사이의 상대적인 축방향에 대한 회전에 따른 시트부재의 탈락(회전방향빠짐 및 축방향빠짐)을 방지하는 것이 가능하다.

그러나 이 경우 좌권부로의 확경부의 압입시에는 좌권부가 크게 확경변형하여 미소한 크랙이 발생하여 내구성이 손상되거나, 파괴되는 문제가 있다. 또한, 압입 후에는 확경부가 코일스프링에 간섭하기 쉬워서, 내구성이 손상되거나, 시트부재의 축 주위 회전이 저해되어, 히스테리시스 토크가 발생하는 문제도 있다.

일본특허공개 2007-64345 호

본 발명이 해결하려고 하는 문제점은 코일스프링 및 시트부재 사이의 상대적인 축방향에 대한 회전에 따른 시트부재의 탈락을 억제하려고 하면, 시트부재의 확경부의 압입시에 코일스프링이 파괴될 우려가 있고, 압입 후에는 시트부재의 확경부가 코일스프링에 간섭하기 쉽다는 점이다.

본 발명은 시트부재의 확경부의 압입시 코일스프링의 손상이나 압입 후 코일스프링에의 간섭을 억제하면서, 시트부재의 탈락을 억제 가능하게 하는 코일스프링조립체를 제공한다. 이 코일스프링조립체는 본체부의 양단에 좌권부를 구비한 코일스프링과 상기 좌권부에 축주위로 회전이 자유롭게 장착되는 시트부재로 이루어지고, 상기 시트부재는 상기 좌권부의 좌면에 받음면이 당접하는 좌부와, 이 좌부의 받음면으로부터 돌출된 장착축부와, 이 장착축부의 선단에 형성된 압입가이드용 확경부를 가지며, 상기 코일스프링의 축방향에 따른 단면에서 상기 확경부의 외경이 상기 좌권부의 내경보다 크게 설정되고, 또한 적어도 상기 시트부재의 최대대각방향길이가 상기 소선간거리보다 커지도록 상기 확경부의 축방향길이가 설정되고, 상기 소선간거리는 상기 코일스프링의 소선의 감김방향에서 상기 좌권부의 0.5권째와 1.0권째의 위치에서의 최내경점을 직선적으로 연결한 길이이고, 상기 대각방향길이는 상기 좌권부의 0.5권째의 상기 소선의 외주상에 상기 확경부의 측면과 상기 확경부의 저면이 만나는 부분 및 상기 장착축부가 접했을 때의 상기 소선의 외주와 상기 장착축부가 접하는 제 1의 점과, 그 제 1의 점을 통해 상기 시트부재의 중심축에 교차하는 직선과 상기 확경부의 측면이 만나는 제 2의 점을 직선적으로 연결한 길이이다.

또한, 본 발명은 본체부의 양단에 좌권부를 구비한 코일스프링과 상기 좌권부에 축주위로 회전이 자유롭게 설치되는 시트부재로 이루어지고, 상기 시트부재는 상기 좌권부의 좌면에 받음면이 당접하는 좌부와, 이 좌부의 받음면으로부터 돌출된 장착축부와, 이 장착축부의 선단에 형성된 압입가이드용 확경부를 가지며, 상기 확경부는 상기 코일스프링의 축방향을 따라 직선적으로 연설된 측면을 가지는 직선부와, 그 직선부에 대한 상기 확경부의 선단측에 설치되고 측면이 모따기형 또는 테이퍼형의 선단부를 가지며, 상기 직선부의 상기 축방향길이를 상기 코일스프링의 소선의 단경의 0.5배 이상으로 한 코일스프링조립체를 제공한다.

본 발명에 관한 코일스프링조립체는 시트부재가 코일스프링의 축방향에 대하고 경사지도록 회전해도, 시트부재의 대각방향길이가 좌권부의 소선간거리보다 크기 때문에, 시트부재가 좌권부에서 탈락하는 것을 억제할 수 있다.

게다가, 확경부의 축방향길이의 설정에 의해 확경부의 외경의 증가를 억제하면서 빠짐 하중을 크게 할 수 있기 때문에, 시트부재의 확경부의 압입시 코일스프링의 손상이나 압입 후 코일스프링에 대한 간섭을 억제할 수 있다

또한, 직선부의 축방향길이를 코일스프링의 소선의 단경의 0.5배 이상으로 한 경우는 시트부재의 축방향에 대해 코일스프링이 회전하도록 휘는 것에 따른 시트부재의 축방향으로의 빠짐하중의 저하를 억제할 수 있어서, 시트부재가 좌권부에서 탈락하는 것을 억제할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 코일스프링조립체의 코일스프링 및 시트부재를 분해하여 도시하는 측면도이다.
도 2는 도 1의 시트부재의 확대측면도이다.
도 3(A)는 코일스프링에 장착된 시트부재를 도시하는 단면도, 도 3(B)는 각부의 치수를 도시하는 단면도이다.
도 4는 축방향 빠짐시의 코일스프링의 소선의 움직임을 도시하는 단면도이다.
도 5는 확경부의 직선부의 축방향길이를 변화시킨 때의 빠짐하중의 변화를 도시하는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 실시예 2에 관한 것으로, 도 6(A)는 코일스프링에 장착된 시트부재를 도시하는 단면도, 도 6(B)는 각부의 치수를 도시하는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예 3에 관한 것으로, 코일스프링에 장착된 시트부재의 요부단면도이다.
도 8은 본 발명의 실시예 4에 관한 것으로, 시트부재의 단면도이다.
도 9는 본 발명의 실시예 4의 변형례에 관한 것으로 시트부재의 단면도이다.

시트부재의 확경부의 압입시에 코일스프링의 손상이나 압입 후에 코일스프링에 대한 간섭을 억제하면서, 시트부재의 탈락을 억제 가능하게 한다는 목적을 시트부재의 확경부의 축방향길이의 설정에 의해 실현했다.

즉, 확경부의 코일스프링의 축방향에 따른 단면에서, 확경부의 외경이 좌권부의 내경보다 크게 설정되고, 또한 적어도 시트부재의 최대대각방향길이가 소선간거리보다 커지도록 확경부의 축방향길이가 설정된다.

소선간거리는 코일스프링의 소선의 감기 방향에서 좌권부의 0.5권째와 1.0권째의 위치에서의 최내경점을 묶은 거리이다

대각방향길이는 좌권부의 0.5권째의 소선의 외주상에 확경부의 측면과 확경부의 저면이 만나는 부분 및 장착축부가 접했을 때의 소선의 외주와 장착축부가 접하는 제 1의 점과, 이 제 1의 점을 지나 시트부재의 중심축에 교차하는 직선과 확경부의 측면이 만나는 제 2의 점을 직선적으로 연결한 길이이다

또한, 확경부가 코일스프링의 축방향을 따라 직선적으로 연설된 측면을 가지는 직선부와, 그 직선부에 대한 확경부의 선단측에 설치되어 측면이 모따기형 또는 테이퍼형의 선단부를 가지고, 직선부의 축방향길이는 선단부의 축방향길이보다 길게 하는 것이 바람직하다.

직선부의 축방향길이는 코일스프링의 소선의 단경의 0.5배 이상으로 해도 된다.

소선의 단면형상은 단면 원형 외에 단면 오벌 형상으로 하는 것도 가능하다. 단면 오벌 형상은 코일 외경 측이 소선의 단면 반원형상부로 구성해도 된다.

확경부의 외경은 좌권부의 소선간거리보다 작게 설정해도 된다.

또한, 코일스프링은 좌권부가 본체부에 대해 상대적으로 축경하여 1권째까지 형성되고, 본체부 및 좌권부 사이에 좌권부로부터 본체부로 점차 확경하는 천이부를 가지며, 장착축부는 좌권부가 감합하여 좌권부의 좌면이 좌부의 받음면에 당접한 자유 상태로 시트부재의 확경부와의 사이에 틈새를 가지거나 또는 틈새가 영이 되는 축길이로 설정되고, 천이부는 좌권부의 좌면이 좌부의 받음면에 당접한 상태로 확경부를 우회하는 구성으로 해도 된다.

시트부재는 확경부의 선단으로부터 축방향으로 연설된 구멍부를 가지는 구성으로 해도 된다.

구멍부는 바닥을 가진 구멍이어도 된다.

실시예 1

[코일스프링]

도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 코일스프링조립체의 코일스프링 및 시트부재를 분해하여 도시하는 측면도, 도 2는 시트부재의 확대측면도, 도 3(A)는 코일스프링에 장착한 시트부재의 단면도이고, 도 3(B)는 각부의 치수를 도시하는 도표이다.

도 1 ~ 도 3의 코일스프링조립체(1)는 예를 들면 자동차용 미션 덤퍼 등에 제공되는 것이다.

이 코일스프링조립체(1)는 코일스프링(3)과 시트부재(5)로 이루어진다.

코일스프링(3)은 소선(7)을 코일 모양으로 감아 형성된다. 소선(7)의 재질은 특히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면, 스프링용 실리콘크롬강 오일댐퍼선(SWOSC)의 고강도재로 이루어진다.

본 실시예의 소선(7)은 감김방향(또는 원주방향)에 교차함과 동시에 직경방향에 따른 단면이 원형으로 이루어진다. 이에 의해, 소선(7)은 코일스프링(3)의 지름(T)이 단경이 된다. 또한, 소선(7)의 단면형상은 타원형이나 내경측 또는 외경측의 일방을 타원형으로 한 것이어도 된다(실시예 3 참조).

이 코일스프링(3)은 본체부(9)의 양단에 좌권부(11, 13)를 구비하고 있다. 좌권부(11, 13)는 각각 본체부(9)에 대해 축경되어 있고, 코일스프링(3)의 0 권째인 단부로부터 1권째까지 형성되어 있다. 본체부(9) 및 좌권부(11, 13) 사이에는 각각 좌권부(11, 13)로부터 본체부(9)로 점차 확경하는 천이부(15, 17)를 가지고 있다..

좌권부(11, 13)의 좌면(11a, 13a)은 코일스프링(3)의 감김방향에서 180 ° 이상, 선단에서 통상 270 °(3/4 감기)의 범위로 설치되어 있다. 따라서, 좌권부(11, 13)는 좌면(11a, 13a)이 후술하는 시트부재(5)의 받음면에 안정되게 당접하여 착석할 수 있다.

시트부재(5)는 그 재질이 특히 한정되는 것은 아니지만, 철계 재료에 침탄질화 ??칭 템퍼링이 시행된 것이고, 예를 들면, 기계 구조용 탄소강(S45C, S60C, 그 외), 헤더(냉간압조용) 탄소강(SWCH) 등으로 형성되어 있다..

이 시트부재(5)는 예를 들면 한 쌍 구비되어 양 좌권부(11, 13)에 축 주위로 회전 가능하게 설치된다. 또한, 도 1에서는 일방의 좌권부(11) 측의 시트부재(5)만을 도시하여 설명한다. 또한, 타방의 좌권부(13) 측의 시트부재(5)는 좌권부(11) 측의 시트부재(5)와 동일 구성이고, 그 장착 구조도 좌권부(11) 측과 같다..

시트부재(5)는 좌부(19)와, 장착축부(21)와, 확경부(23)를 가지고 있다..

좌부(19)는 주회(周回)형으로 형성되며, 받음면(19a)를 가지고 있다. 좌부(19)의 외경은 좌권부(11)의 외경(D)과 동일 또는 약간 크게 혹은 작게 형성된다. 이에 의해, 좌부(19)를 좌권부(11)에 안정되게 당접시킬 수 있다..

장착축부(21)는 좌부(19)의 받음면(19a)에서 동심(同心)으로 돌출하여 형성되고, 이 장착축부(21)의 선단에 확경부(23)가 압입가이드용으로서 형성되어 있다. 확경부(23)의 자세한 사항은 후술한다.

장착축부(21)는 좌권부(11)가 감합하여 좌권부(11)의 좌면(11a)이 좌부(19)의 받음면(19a)에 당접한 자유 상태에서 좌권부(11)와 시트부재(5)의 확경부(23) 사이에 틈새를 가지거나 또는 틈새가 영이 되는 축길이로 설정되어 있다.

장착축부(21)에 대한 좌권부(11)의 감합은 코일스프링(3)의 1 권째로 형성되는 좌권부(11)가 장착축부(21)의 전체주위에 주회로 행해진다. 또한, 좌권부(11)는,시트부재(5)의 좌부(19)와 장착축부(21) 사이의 구석부를 피하도록 배치된다..

좌권부(11)와 확경부(23) 사이의 축방향의 틈새는 좌권부(11)가 확경부(23)에 접촉하지 않는 정도이면 좋고, 불필요하게 비울 필요는 없다. 틈새가 0인 상태는 좌권부(11)가 확경부(23)에 접촉은 하지만 좌권부(11)에 응력이 작용하지 않는 상태를 말한다.

천이부(15)는 좌권부(11)의 좌면(11a)이 좌부(19)의 받음면(19a)에 당접한 상태로 확경부(23)를 우회하여, 천이부(15)가 확경부(23)에 접촉하지 않도록 설정되어 있다.

이 우회는 천이부(15)가 좌권부(11)로부터 본체부(9)로 감김을 점차 확대하듯이 행해진다. 이 우회에 의해 좌권부(11)가 장착축부(21)의 지름 방향으로 상대이동해도 천이부(15)는 확경부(23)에 접촉하지 않거나, 틈새가 영이 되는 상태가 된다.

[확경부의 상세]

도 2 및 도 3과 같이 시트부재(5)의 확경부(23)는 장착축부(21)에 대하여 확경한 기둥형상으로 형성되어 있다. 본 실시예의 확경부(23)는 직선부(25) 및 선단부(27)로 구성되어 있다.

직선부(25)는 코일스프링(3)의 축방향을 따라 직선적으로 연설된 측면(25a)을 가지며, 확경부(23)의 외경(a)를 구획한다. 확경부(23)의 외경(a)은 좌권부(11)의 내경(d)보다 크며, 압입여유를 가지고 있다.

선단부(27)는 직선부(25)에 대한 축방향의 선단측에 설치되며, 측면(27a)이 모따기형상 또는 테이퍼형상으로 형성되어 있다. 또한, 본 실시예에서는 모따기형상 또는 테이퍼형상의 측면(27a)이 각면(角面)형상이지만, 환면(丸面)형상 등의 형태로 하는 것도 가능하다.

이러한 확경부(23)는 코일스프링(3)의 축방향에 따른 단면에서 외경(a)이 좌권부(11)의 내경(d)보다 크고, 또한 적어도 최대대각방향길이(Smax)가 소선간거리(A)보다 커지도록 코일스프링(3)의 축방향길이(ta)가 설정되어 있다. 본 실시예의 확경부(23)의 외경(a)은 좌권부(11)의 소선간거리(A)보다 작게 설정되어 있다. 또한, 외경(a)은 좌권부(11)의 소선간거리(A)보다 크게 설정하는 것도 가능하다.

소선간거리(A)는 코일스프링(3)의 소선(7)의 감김방향에서 좌권부(11)의 0.5권째와 1.0권째의 위치에서의 최내경점을 연결한 거리이다. 최내경점이란 코일스프링(3)의 축방향에 따른 단면에서 0.5권째 및 1.0권째의 외주의 직경 방향에서 가장 안쪽에 위치하는 부분을 말한다. 이 소선간거리(A)는 다음의 식(1)으로 표현된다.

A = {r2 + d2} 1/2 (1)

여기서, d는 코일스프링(3)의 좌권부(11)의 내경이며, r은 소선(7)의 반경이다.

대각방향길이(S)는 좌권부(11)의 0.5 권째의 소선(7)의 외주상에 확경부(23)의 측면(25a)과 확경부(23)의 저면(25b)이 만나는 부분 및 장착축부(21)가 접했을 때의 소선(7)의 외주와 장착축부(21)가 접하는 제 1의 점과 이 제 1의 점을 지나 시트부재(5)의 중심축에 교차하는 직선과 확경부(23)의 측면(25a)이 만나는 제 2의 점(이하, 대각점이라 함)을 연결한 길이이다.

최대대각방향길이(Smax)란 대각방향길이(S)가 최대가 될 때의 길이이다. 본 실시예에 있어서, 대각방향길이(S)는 대각점이 직선부(25)의 상단에 위치할 때 최대가 된다.(이하 이 길이를 '최대대각방향길이 Smax 1'라고 한다.)

또한, 확경부(23)의 형상에 따라서는 최대대각방향길이(Smax)의 대각점이 직선부(25)의 상단에 위치하지 않는 것도 있다. 또한, 최대대각방향길이 Smax(Smax1)는 상기와 같이 소선간거리(A)보다 크게 되도록 설정되어 있지만, 대각방향길이(S)는 최대대각방향길이 Smax(Sma x1) 외에, 보다 짧은 부분에서도 소선간거리(A)보다 크게 되도록 설정해도 된다.

최대대각방향길이(Smax1)은 다음의 식(2)으로 표현된다.

Smax1 = {(ts + p) 2 + [a - (a - b)/2}2}1/2 (2)

여기서, b는 장착축부(21)의 외경이다. p는 확경부(23)의 측면(25a)의 하단에서 0.5권째의 중심을 통과하는 수평선까지의 거리이며, 다음의 식(3)으로 표현된다.

p = {r2 - [r - (a - b)/2]2}1/2 (3)

따라서, 대각방향길이(Smax1)는 식(2) 및(3)에 의해, 다음의 식(4)으로 표현된다.

Smax1 = {(ts + {r2 - [r - (a - b)/2]2}1/2) 2 + [a - (a - b)/2}2}1/2 (4)

확경부(23)의 외경(a)은 상기의 압입여유(확경부(23)의 외경(a)- 좌권부(11)의 내경(d))을 크게 하기 위해서는 가능한 한 크게 하는 것이 바람직하지만, 압입시의 코일스프링(3)의 손상, 압입 후의 코일스프링(3)에의 간섭을 고려하여, 확경부(23)의 외경(a) ＜ 소선간거리(A)를 만족하는 범위내로 가능한 한 크게 하는 편이 좋다.

확경부(23)의 축방향길이(ta)는 너무 길어지면, 시트부재(5)의 중량이 커져서, 예를 들면, 덤퍼 회전시의 코일스프링조립체(1)에 발생하는 원심력이 커지기 때문에, 최대대각방향길이 Smax(Smax1) ＞ 소선간거리(A)를 만족시키는 범위에서 가능한 한 작게 하는 편이 좋다.

본 실시예에서는 확경부(23)의 축방향길이(ta)가 코일스프링(3)의 소선(7)의 단경(T)보다 크게 설정되어 있다. 특히, 직선부(25)의 축방향길이(ts)를 선단부(27)의 축방향길이(tf)보다 길게 하는 것으로, 최대대각방향길이 Smax(Smax1) ＞ 소선간거리(A)를 만족하면서 확경부(23)의 축방향길이(ta)를 억제하고 있다. 또한, 본 실시예의 직선부(25)의 축방향길이(ts)는 코일스프링(3)의 소선(7)의 단경(T)의 0.5배 이상으로 한다.

[시트부재의 작용 등]

시트부재(5)를 조립할 때는 상기와 같이 시트부재(5)의 확경부(23)를 코일스프링(3)의 좌권부(11)에 대해 압입한다. 이 압입시에는, 확경부(23)가 좌권부(11)을 확경변형시키면서 좌권부(11)의 내주에 삽입되지만, 확경부(23)의 외경(a)이 좌권부(11)의 소선간거리(A)보다 작게 설정되어 있으므로, 좌권부(11)가 과도하게 확경변형하는 것을 억제하여, 좌권부(11)의 손상이 억제된다.

조립한 후에는 확경부(23)의 압입여유에 의해 시트부재(5)가 좌권부(11)로부터 축방향에 탈락하는 것이 억제된다

또한, 도 3(A)의 2점쇄선으로 표시한 바와 같이, 시트부재(5)가 코일스프링(3)의 축방향에 대해 경사지도록 회전해도, 확경부(23)의 최대대각방향길이 Smax(Smax1)가 좌권부(11)의 소선간거리(A)보다 크므로, 시트부재(5)가 좌권부(11)부터 탈락하는 것(회전방향빠짐)이 억제된다.

또한, 본 실시예에서는 천이부(15)가 좌권부(11)로부터 본체부(9)로 감김을 점차 확대하도록 우회하고 있으므로, 좌권부(11)가 장착축부(21)의 직경방향으로 상대 이동해도 천이부(15)는 확경부(23)에 접촉하지 않는 것은 물론, 틈새가 영이 되는 상태로 된다.

따라서, 본 실시예에서는 코일스프링(3)의 천이부(15)에 부하를 걸지 않고 시트부재(5)를 축 주위로 회전시킬 수 있다.

게다가, 본 실시예에서는 확경부(23)의 외경(a)이 작게 억제되어 있으므로, 천이부(15)의 확경부(23)에 대한 접촉을 확실하게 억제할 수 있어서, 보다 확실하게 코일스프링(3)의 천이부(15)로의 부하를 억제할 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 상기와 같이 확경부(23)와 천이부(15)가 간섭하지 않으므로, 좌권부(11)의 자세를 안정시킬 수 있고, 좌권부(11)의 좌면(11a)을 시트부재(5)의 받음면(19a)에 안정되게 당접시킬 수 있다.

또한, 좌권부(11)는 시트부재(5)의 좌부(19)와 장착축부(21) 사이의 구석부를 피하도록 배치되어 있으므로, 보다 안정되게 좌권부(11)의 좌면(11a)을 시트부재(5)의 받음면(19a)에 당접시킬 수 있다.

또한, 시트부재(5)의 좌부(19)와 장착축부(21) 사이의 구석부는 통상, 직각부가 아니라, 도시하지 않는 오목 R부(오목형상의 만곡면)에 의해 천이하는 구성으로 되어 있기 때문에, 좌권부(11)의 단부가 올라타면, 좌권부(11)의 좌면(11a)이 시트부재(5)의 받음면(19a)에서 떠올라 안정되지 않게 된다.

또한, 본 실시예에서는 시트부재(5)의 직선부(25)의 축방향길이(ts)를 코일스프링(3)의 소선(7)의 단경(T)의 0.5배 이상으로 하고 있으므로, 코일스프링(3)으로부터 시트부재(5)가 축방향으로 빠지도록 하중이 작용해도, 시트부재(5)가 코일스프링(3)으로부터 탈락하는 것(축방향빠짐)이 억제된다.

도 4는 축방향빠짐시의 코일의 소선의 움직임을 나타내는 단면도, 도 5는 확경부의 직선부의 축방향길이를 변화시켰을 때의 빠짐하중의 변화를 나타내는 그래프이다.

도 4의 화살표처럼 코일스프링(3)으로부터 시트부재(5)를 축방향으로 빠지도록 하중이 작용하면, 코일스프링(3)이 회전하도록 좌권부(11)가 휘려고 한다. 좌권부(11)가 휘면 축방향빠짐에 필요로 하는 하중(빠짐하중)이 저하하여, 축방향빠짐이 발생하기 쉽게 한다.

도 5는 확경부(23)의 압입여유가 1.013, 1.015, 1.019의 3 종류의 코일스프링조립체(1)에서, 직선부(25)의 축방향길이(ts)에 대해, 빠짐하중을 점으로 찍은 것이다.

또한, 도 5에서는 세로축이 빠짐하중이며, 횡축이 직선부(25)의 축방향길이(ts)를 코일스프링(3)의 소선(7)의 단경(T)에 대한 비로써 표시한다. 도 5에서의 압입여유는 확경부(23)의 외경(a)을 코일스프링(3)의 내경(d)에서 뺀 값으로 표시한다.

도 5와 같이, 축방향빠짐에 필요한 빠짐하중은 어느 압입여유에서도, 축방향길이(ts)/단경(T)이 0.26 부터 0.5가 될 때까지 점차 상승하여, 코일스프링조립체(1)는 점차 시트부재(5)의 축방향빠짐이 발생하기 어려워진다. 축방향길이(ts)/단경(T)이 0.5 이상(도 5에서는 0.94까지)에서는, 어느 압입여유에 있어서도, 빠짐하중의 변동이 없다.즉, 축방향길이(ts) /단경(T)이 0.5 이상에서는 좌권부(11)의 휨에 따른 빠짐하중의 저하를 억제할 수 있다.

따라서, 확경부(23)의 축방향길이(ts)는 축방향길이(ts)/단경(T)가 0. 5 이상의 범위로 설정한다. 시트부재(5)의 중량을 저감하는 의미에서는 축방향길이(ts)/단경(T)이 0.5 이상의 범위 내에서 가능한 한 작아지도록 확경부(23)의 축방향길이(ts)를 설정하는 것이 바람직하다.

[실시예 1의 효과]

이상 설명한 것처럼, 실시예 1의 코일스프링조립체(1)은 시트부재(5)가 좌권부(11)의 좌면(11a)에 받음면(19a)이 당접하는 좌부(19)와, 이 좌부(19)의 받음면(19a)으로부터 돌출된 장착축부(21)와, 이 장착축부(21)의 선단에 형성된 압입가이드용 확경부(23)를 가진다. 그리고, 코일스프링(3)의 축방향에 따른 단면에서, 확경부(23)의 외경(a)이 좌권부(11)의 내경(d)보다 크게 설정되며, 또한 적어도 시트부재(5)의 최대대각방향길이 Smax(Smax1)가 소선간거리(A)보다 커지도록 확경부(23)의 축방향길이(ta)가 설정되어 있다.

따라서, 시트부재(5)가 코일스프링(3)의 축에 대해 경사지도록 회전해도, 시트부재(5)의 최대대각방향길이 Smax(Smax1)가 좌권부(11)의 소선간거리(A)보다 크므로, 시트부재(5)의 회전방향빠짐을 억제할 수 있다.

게다가, 실시예 1에서는 확경부(23)의 축방향길이(ta)의 설정에 의해 확경부(23)의 외경(a)의 증가를 억제하면서 시트부재(5)의 회전방향빠짐을 억제하는 것이 가능하기 때문에, 시트부재(5)의 확경부(23)을 좌권부(11)에 압입할 때에 좌권부(11)의 과도한 변형에 따른 손상을 억제할 수 있다.

또한, 이렇게 확경부(23)의 외경(a)의 증가를 억제할 수 있기 때문에, 시트부재(5)의 확경부(23)의 압입 후에 코일스프링(3)의 좌권부(11)로의 간섭을 억제할 수 있어서, 코일스프링(3)로의 부하를 억제할 수 있다. 동시에, 코일스프링(3)의 자세를 안정시키고 좌권부(11)의 좌면(11a)을 시트부재(5)의 받음면(19a)에 안정되게 당접시킬 수도 있다.

확경부(23)의 직선부(25)의 축방향길이(ts)는 선단부(27)의 축방향길이(tf)보다 길기 때문에, 최대대각방향길이(S)를 좌권부(11)의 소선간거리(A)보다 크게 할 때에, 확경부(23)의 축방향길이(ta)를 짧게 설정할 수 있어서, 덤퍼 회전시에 코일스프링조립체(1)에 작용하는 원심력을 억제할 수 있다.

본 실시예에 있어서, 직선부(25)의 축방향길이(ts)는 코일스프링(3)의 소선(7)의 단경(T)의 0.5 배 이상으로 하고 있다. 이 설정에 의해, 시트부재(5)의 축방향에 대해 코일스프링(3)이 회전하도록 휘는 것에 따른 빠짐하중의 저하를 억제할 수 있어서, 시트부재(5)의 축방향빠짐을 억제할 수 있다. 따라서, 본 실시예에서는 코일스프링 및 시트부재 사이의 상대적인 축방향에 대한 회전에 의한 시트부재의 탈락인 시트부재(5)의 회전방향빠짐 및 축방향빠짐의 쌍방을 억제할 수 있다. 단, 회전방향빠짐 및 축방향빠짐의 한편만을 억제하도록 구성하는 것도 가능하다.

또한, 본 실시예에서는 시트부재(5)의 장착축부(21)가 좌권부(11)가 감합하고 좌권부(11)의 좌면(11a)이 좌부(19)의 받음면(19a)에 당접한 자유 상태로 시트부재(5)의 확경부(23) 사이에 틈새를 가지거나 또는 틈새가 영이 되는 축길이로 설정되어, 코일스프링(3)의 천이부(15)가 좌권부(11)의 좌면(11a)이 좌부(19)의 받음면(19a)에 당접한 상태로 확경부(23)를 우회한다.

따라서, 본 실시예에서는 확경부(23)의 외경(a)의 설정과의 상승효과로, 보다 확실히 코일스프링(3)으로의 부하를 억제할 수 있다.

실시예 2

도 6(A)는 실시예 2의 코일스프링조립체에 따른 코일스프링에 장착된 시트부재를 도시하는 단면도, 도 6(B)는 각부의 치수를 도시하는 단면도이다. 또한, 실시예 2에서는 실시예 1과 대응하는 구성에 같은 부호를 붙이고 중복한 설명을 생략한다.

본 실시예의 코일스프링조립체(1)는 실시예 1에 대하여 시트부재(5)의 확경부(23)의 형태를 절두원추체 형상으로 변경한 것이다. 즉, 확경부(23)의 측면(23a)은 전체적으로 테이퍼 형상으로 형성되어 있다. 이 테이퍼 형상에 따라, 확경부(23)는 선단부에서 가장 외경이 작고, 장착축부(21) 측의 기단부에서 외경(a)을 가진다. 또한, 본 실시예에서 대각방향길이(S)는 대각점이 측면(23a)의 상단에 위치할 때 최대가 된다. 그 외는, 실시예 1과 같다.

따라서, 실시예 2에 있어서도 실시예 1과 같은 작용 효과를 발휘할 수 있다.

실시예 3

도 7은 실시예 3에 따른 코일스프링조립체에 관한 것으로, 코일스프링에 장착된 시트부재의 요부단면도이다. 또한, 실시예 3에서는 실시예 1과 대응하는 구성에 같은 부호를 붙이고 중복한 설명을 생략한다.

도 7과 같이 본 실시예의 코일스프링(3)은 단면 원형의 소선이 아니라, 단면 오벌 형상의 소선(7)을 이용했다. 코일스프링(3)은 소선(7)의 코일 내경측부(7a)의 단면이, 예를 들면, 반타원형상부로 구성되어, 코일외경측부(7b)의 단면이 반원형상부로 구성되어 있다.

이 실시예 3에서도 실시예 1과 같은 작용 효과를 발휘할 수 있다. 또한, 코일외경측부(7b)를 반타원형상부로 구성하고, 코일내경측부(7a)를 반원형상부로 구성해도 된다. 또한, 코일내경측부(7a) 및 코일외경측부(7b)의 쌍방을 반타원형상부로서 구성하여, 전체적으로 단면 타원형상으로 하는 것도 가능하다. 또한, 반타원 형상부 대신에 반초타원 형상부로 하는 것도 가능하다.

실시예 4

도 8은 실시예 4에 관한 것으로, 시트부재의 단면도이다. 실시예 4에서는 실시예 1과 대응한 구성에 같은 부호를 붙이고, 중복한 설명은 생략한다.

본 실시예에서는 시트부재(5)가 확경부(23)의 선단으로부터 축방향으로 연설된 구멍부(29)를 가진다. 본 실시예에서 확경부(23)의 선단은 선단면(27b)이다. 그 외는, 실시예 1과 동일하지만, 실시예 2 또는 3과 동일해도 된다.

구멍부(29)의 평면 형태는 원형이다. 단, 구멍부(29)의 평면 형태를 구형 등의 다른 기하학적인 형상으로 해도 된다. 구멍부(29)의 직경 및 축방향의 길이(깊이)는 시트부재(5)에 필요한 강도를 유지할 수 있는 범위에서 최대로 하는 것이 바람직하다.

본 실시예의 구멍부(29)는 바닥을 가진 구멍이며, 확경부(23)의 선단면(27b)상에서만 개구하고 있다. 구멍부(29)의 깊이는 장착축부(21)와 확경부(23)의 축방향의 길이의 합계에 상당한다. 그 결과, 구멍부(29)는 시트부재(5)의 좌부(19)의 축방향의 길이(두께)에 상당하는 저부(29a)를 가지고 있다.

이러한 실시예 4에서도 실시예 1과 같은 작용 효과를 발휘할 수 있다. 게다가, 실시예 4에서는 구멍부(29)에 의해 시트부재(5)를 경량화할 수 있다. 결과적으로, 확경부(23)의 축방향길이(ta)(도 3 참조)가 설정에 의해 증대해도, 시트부재(5)의 중량 증가를 억제할 수 있다.

또한, 실시예 4에서는 구멍부(29)가 바닥이 있으므로, 시트부재(5)의 좌부(19)가 당접하는 상대 부재와의 당접 상태에 주는 영향을 저감할 수 있다.

도 9의 변형례에서는 구멍부분(29)을 시트부재(5)의 축방향으로 관통하는 관통공으로 한 것이다. 그 외에는 실시예 4와 동일하다.

또한, 실시예 4 및 변형례에서는 단일의 구멍부(29)를 설치했지만, 복수의 구멍부를 설치해도 된다. 이 경우에, 바닥을 가진 구멍과 관통공을 혼재시켜도 된다.

1 코일스프링조립제
3 코일스프링
5 시트부재
7 소선
9 본체부
11, 13 좌권부
11a, 13a 좌면
15, 17 천이부
19 좌부
19a 받음면
21 장착축부
23 확경부
25 직선부
27 선단부
A 소선간거리
a 확경부의 외경
S 대각방향길이
T 단경
ta 확경부의 축방향길이
ts 직선부의 축방향길이
tf 선단부의 축방향길이

Claims (9)

1. 본체부의 양단에 좌권부를 구비한 코일스프링과 상기 좌권부에 축주위로 회전이 자유롭게 설치되는 시트부재로 구성된 코일스프링조립체에 있어서,
   상기 시트부재는 상기 좌권부의 좌면에 받음면이 당접하는 좌부와, 이 좌부의 받음면으로부터 돌출된 장착축부와, 이 장착축부의 선단에 형성된 압입가이드용 확경부를 가지며,
   상기 코일스프링의 축방향에 따른 단면에서 상기 확경부의 외경이 상기 좌권부의 내경보다 크게 설정되고, 또한 적어도 상기 시트부재의 최대대각방향길이가 소선간거리보다 커지도록 상기 확경부의 축방향길이가 설정되고,
   상기 소선간거리는 상기 코일스프링의 소선의 감기방향에서 상기 좌권부의 0.5 권째와 1.0 권째의 위치에서의 최내경점을 직선적으로 연결한 길이이고, 상기 최내경점은 상기 코일스프링의 축방향에 따른 단면에서 0.5권째 및 1.0권째의 외주의 직경 방향에서 가장 안쪽에 위치하는 부분이고,
   대각방향길이는 상기 좌권부의 0.5권째의 상기 소선의 외주상에 상기 확경부의 측면과 상기 확경부의 저면이 만나는 부분 및 상기 장착축부가 접했을 때의 상기 소선의 외주와 상기 장착축부가 접하는 제 1의 점과, 그 제 1의 점을 지나 상기 시트부재의 중심축에 교차하는 직선과 상기 확경부의 측면이 만나는 제2의 점을 직선적으로 연결한 길이이고,
   상기 확경부는 상기 코일스프링의 축방향을 따라 직선적으로 연설된 측면을 가지는 직선부와, 그 직선부에 대한 상기 확경부의 선단측에 설치되어 측면이 모따기형 또는 테이퍼형의 선단부를 가지고,
   상기 직선부의 축방향길이는 상기 선단부의 축방향길이보다도 길고, 상기 코일스프링의 소선의 단경의 0.5배 이상으로 한 코일스프링조립체.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 확경부의 외경이 상기 좌권부의 소선간거리보다도 작게 설정된 코일스프링조립체.
3. 삭제
4. 본체부의 양단에 좌권부를 구비한 코일스프링과 상기 좌권부에 축주위로 회전이 자유롭게 설치되는 시트부재로 구성된 코일스프링조립체에 있어서,
   상기 시트부재는 상기 좌권부의 좌면에 받음면이 당접하는 좌부와, 이 좌부의 받음면으로부터 돌출된 장착축부와, 이 장착축부의 선단에 형성된 압입가이드용 확경부를 가지며,
   상기 확경부는 상기 코일스프링의 축방향을 따라 직선적으로 연설된 측면을 가지는 직선부와, 그 직선부에 대한 상기 확경부의 선단측에 설치되고 측면이 모따기형 또는 테이퍼형의 선단부를 가지며,
   상기 직선부의 축방향길이를 상기 코일스프링의 소선의 단경의 0 .5배 ~ 0.94배로 한 코일스프링조립체.
5. 청구항 1 또는 청구항 4에 있어서,
   상기 코일스프링의 소선은 단면 오벌형이고, 코일 외경측이 상기 소선의 단면 반원형부로 구성된 코일스프링조립체.
6. 청구항 4에 있어서,
   상기 확경부의 외경이 상기 좌권부의 소선간거리보다도 작게 설정되고, 상기 소선간거리는 상기 코일스프링의 소선의 감기방향에서 상기 좌권부의 0.5권째와 1.0권째의 위치에서의 최내경점을 직선적으로 연결한 길이이고, 상기 최내경점은 상기 코일스프링의 축방향에 따른 단면에서 0.5권째 및 1.0권째의 외주의 직경 방향에서 가장 안쪽에 위치하는 부분인 코일스프링조립체.
7. 청구항 1 또는 청구항 4에 있어서,
   상기 코일스프링은 상기 좌권부가 상기 본체부에 대하여 상대적으로 축경하여 1권째까지 형성되고, 상기 본체부 및 좌권부의 사이에 상기 좌권부로부터 본체부로 점차 확경하는 천이부를 가지며,
   상기 장착축부는 상기 좌권부가 감합하여 그 좌권부의 좌면이 상기 좌부의 받음면에 당접한 자유 상태로 상기 시트부재의 확경부와의 사이에 틈새를 가지거나 또는 틈새가 영이 되는 축길이로 설정되고,
   상기 천이부는 상기 좌권부의 좌면이 상기 좌부의 받음면에 당접한 상태로 상기 확경부를 우회하는 코일스프링조립체.
8. 청구항 1 또는 청구항 4에 있어서,
   상기 시트부재는 상기 확경부의 선단으로부터 축방향으로 연설된 구멍부를 가지는 코일스프링조립체.
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 구멍부는 바닥을 가진 구멍인 코일스프링조립체.

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