KR20040077890A

KR20040077890A - 감쇠 압축 스프링 로드

Info

Publication number: KR20040077890A
Application number: KR10-2004-7011645A
Authority: KR
Inventors: 잭 더블유. 아돌린; 토마스 제이. 피셔
Original assignee: 반즈 그룹 인크.; 잭 더블유. 아돌린; 토마스 제이. 피셔
Priority date: 2002-01-28
Filing date: 2003-01-10
Publication date: 2004-09-07
Also published as: CA2473237A1; CA2473237C; US20040207137A1; MXPA04007266A; AR036297A1; PL370417A1; MXPA04007217A; JP2005516166A; DK1470345T3; US20040207136A1; EP1470345A1; AU2003214821B2; WO2003064884A1; EP1470009B1; EP1470009A2; BR0307287A; KR20040096538A; CA2472622C; HUP0402559A2; US20030141641A1

Abstract

로드 조립체의 단부 장착부에 부착된 부재를 상대적으로 변위시키는 스프링 시스템은 하우징과, 상기 하우징에 대하여 수축 위치와 신장 위치 사이에서 이동 가능한 로드 부재와, 제2 압축 스프링에 의하여 에워싸이는 하우징 내부의 제1 압축 스프링을 포함하며, 상기 제2 압축 스프링은 항우징에 대하여 신장 위치 및 수축 위치 중 어느 하나로 로드 부재를 편향시킨다. 두 개의 스프링은 반대 방향으로 권선되며, 따라서, 압축 상태에서, 스프링 로드는 선형 비율로 증가하는 신장력을 부과한다. 스프링 시스템은 스프링 로드가 수축 위치에서 신장 위치로 이동하는 비율을 제어하도록 밸브 기구를 구비한다.

Description

감쇠 압축 스프링 로드{DAMPENED COMPRESSION SPRING ROD}

본 발명은 2002년 1월 28일자로 출원된 미국 특허 출원 제10/056,941호의 일부계속출원이다.

본 발명은 압축 스프링 로드에 관한 것으로, 보다 구체적으로 설명하면, 대략적인 선형 비율로 증가하는 신장력을 부과하는 스프링 및 로드 조립체에 관한 것이다.

원용된 참조문헌

미국 특허 제6,199,843(DeGrace); 미국 특허 제6,179,099(Koch 등); 미국 특허 제5,810,339(Kuspert 등); 미국 특허 제4,962,916(Palinkas)은 스프링 기구와 관련한 배경 정보로서 본원에 원용한다. 또한, 2002년 1월 28일자로 출원된 본 양수인의 미국 특허 출원 제10/056,941호 역시 본원에 원용한다.

발명의 배경

본 발명은 선형율로 증가하는 신장력을 부과하는 스프링 및 로드 조립체와 같은 압축 스프링 로드에 관한 것이다. 본 발명을 구체화하는 압축 스프링 로드는 화물실 뚜껑, 엔진실 뚜껑, 해치백, 도어 등과 같은 폐쇄 부재를 용이하게 개방하는데 있어서 차량에 유용한 것이다. 그러나, 스프링은 차량 이외의 용례(예를 들면, 차고 도어, 윈도우 등)에 사용될 수 있다. 특히, 본 발명은 변위될 부재에 구동력을 부과하기 위한 로드 부재를 갖는 스프링에 관한 것이다.

압축 스프링 로드는 예를 들면 리프팅, 개방 및 감쇠에서의 보조를 위하여 다양한 용례에 사용된다. 통상적인 용례로는 고정 베이스에 힌지 결합된 뚜껑을 리프팅하는 것이다. 다른 용례로는 자동차의 트렁크 또는 해치백용 부재를 리프팅 및/또는 밸런싱하는 것이다. 또 다른 용례로는 고정 프레임에 힌지 결합된 도어를 폐쇄하기 위한 댐핑 스프링이 있다. 가장 보편적인 용례로는 개방 작동을 보조하기 위하여 공압 또는 가스 스프링을 사용하는 것이다. 이러한 유형의 압축 스프링 조립체 대부분은 힘과 피스톤 속도를 제어하기 위하여 가스 또는 유체를 가지고 있다. 따라서, 이러한 제품이 가스 및/또는 유체를 저장하고 있기 때문에, 그 제품은 시간이 경과함에 따라 가스 또는 유체가 누설하기 때문에 공압 손실을 경험하게 된다. 이러한 누설은 제어력을 손실함으로써 스프링 수명을 단축시킨다. 종래 가스 스프링의 두가지 종류가 미국 특허 제5,887,857호 및 제 6,179,099호에 개시되어 있으며, 그 내용은 본원에 원용되었다.

종래 스프링의 결함을 극복하기 위한 시도로서, 2002년 1월 28일자로 출원된 미국 특허 출원 제10/056,941호에 개시된 바와 같이 다중 스프링을 갖는 스프링 시스템이 개발되었다. 다중 스프링 시스템은 선형 부하 대 편향 곡선을 발생시키도록 설계되어 있다. 다중 스프링 시스템이 종래 스프링 구조에 비하여 상당히 개선되었지만, 다중 스프링 시스템이 압축되거나 신장되는 비율이 다중 스프링 시스템에 인가되는 부하에 종속되었다. 몇몇 용례에서, 스프링 시스템이 압축 또는 신장하는 비율은 스프링 시스템의 과도하게 급격한 압축 또는 신장을 억제 또는 예방하기 위하여 몇몇 용례에서는 변경될 필요가 있을 수 있다. 당업계의 현재 상태를 고려하면, 종래 가스 스프링 시스템이 갖는 문제점을 극복하고 또한 스프링 시스템의 압축 및/또는 신장율을 제어하는 스프링 시스템에 대한 필요성이 존재한다.

발명의 요약

본 발명은 지금까지 이용가능한 이러한 로드와 관련한 전술한 문제점을 극복하는 개선된 압축 스프링 시스템을 제공하는 것이다. 본 발명에 따른 압축 스프링 시스템은 소정의 제어 비율로 부품 대 부품의 승강 또는 선회 이동시키기에 특히 적합하다. 본 발명의 일실시예에 따르면, 스프링 시스템은 커버의 릴리스 시에 자동적으로 작동하는 힌지식 커버 등의 리프트 기구 및/또는 부하가 작용하고 있는 플랫폼용 리프트 기구(부하가 감소할 때 플랫폼이 점진적으로 상승하는)를 제공한다. 본 발명의 또 다른 실시예 및/또는 변형예에 따르면, 스프링 시스템은 스프링 시스템의 신장 동안 실질적으로 일정하고 조절된 힘을 인가한다. 본 발명의 또 다른 실시예 및/또는 변형예에 따르면, 스프링 시스템은 기존의 공압 또는 가스 스프링 구조보다 많은 작동 사이클에 비하여 세기를 유지하면서도 충분한 부하를 지지할 수 있다. 본 발명의 또 다른 실시예 및/또는 변형예에 따르면, 스프링 시스템은 긴 사용 주기에 비하여 조절 가능한 힘을 생산할 수 있으며 신장 및 압축 동안에 스프링력을 제어할 수 있는 기계식 압축 로드 조립체를 제공한다. 본 발명의또 다른 실시예 및/또는 변형예에 따르면, 압축 스프링은 스프링 시스템이 신장 및/또는 수축하는 비율을 감소시킨다.

본 발명의 일태양에 따르면, 스프링 시스템은 다수의 압축 스프링을 구비한다. 압축 스프링은 스프링이 압축될 때 포텐셜 에너지를 생성하고 또 스프링이 신장할 때 그 에너지를 방출하는 것이 일반적이다. 본 발명의 일실시예에서, 스프링 시스템은 적어도 두 개의 압축 스프링을 구비한다. 본 발명의 일태양에서, 스프링 시스템은 두 개의 압축 스프링을 구비한다. 본 발명의 또 다른 태양에 있어서, 스프링 시스템은 3개의 압축 스프링을 구비한다. 본 발명의 또 다른 태양에 있어서, 스프링 시스템은 4개의 압축 스프링을 구비한다. 본 발명의 또 다른 태양에 있어서, 스프링 시스템은 5개의 압축 스프링을 구비한다. 본 발명의 또 다른 태양에 있어서, 복수개의 압축 스프링으로 이루어진 압축은 편향 곡선의 상당 부분에 걸쳐 거의 선형 부하 대 편향 곡선을 생성한다. 본 실시예의 일태양에 있어서, 복수개의 압축 스프링은 편향 곡선의 대부분에 걸쳐 거의 선형 부하 대 편향 곡선을 생성한다. 본 실시예의 또 다른 태양에 있어서, 적어도 두 개의 압축 스프링은 상이한 부하 대 편향 곡선을 갖는다. 본 실시예의 또 다른 태양에 있어서, 모든 압축 스프링은 상이한 부하 대 편향 곡선을 갖는다. 본 실시예의 또 다른 태양에 있어서, 적어도 두 개의 압축 스프링은 동일한 부하 대 편향 곡선을 갖는다. 본 실시예의 또 다른 태양에 있어서, 적어도 두 개의 압축 스프링은 상이한 길이를 갖는다. 본 실시예의 또 다른 태양에 있어서, 적어도 두 개의 압축 스프링은 동일한 길이를 갖는다. 본 실시예의 또 다른 태양에 있어서, 적어도 두 개의 압축 스프링은 상이한 스프링율을 갖는다. 본 실시예의 또 다른 태양에 있어서, 적어도 두 개의 압축 스프링은 동일한 스프링율을 갖는다. 본 실시예의 또 다른 태양에 있어서, 적어도 두 개의 압축 스프링은 상이한 와이어 두께 및/또는 상이한 재료로 제조된다. 본 실시예의 또 다른 태양에 있어서, 적어도 두 개의 압축 스프링은 동일한 와이어 두께 및/또는 동일한 재료로 제조된다. 비제한적인 구조에서, 하나 이상의 압축 스프링은 뮤직 와이어(ASTM A228) 및/또는 302 스테인레스 스틸로 제조된다. 알 수 있는 바와같이, 다른 재료도 사용될 수 있다. 알 수 있는 바와 같이, 압축 스프링 각각에 대하여 사용된 와이어의 특징 두께, 압축 스프링용으로 사용된 특정 재료, 압축 스프링 각각의 내경 및 외경, 압축 스프링 각각의 권선 횟수, 스프링 시스템에 사용된 압축 스프링의 개수, 압축 스프링 각각의 길이, 압축 스프링이 서로에 대하여 배향된 방식, 압축 스프링 각각의 스프링율, 및 기타 인자는 일부 스프링 시스템의 기능 및 용도에 종속한다. 예를 들면, 저장 컨테이너의 뚜껑에 결합된 스프링 시스템은 두 개의 압축 스프링을 구비하는바, 내부 압축 스프링은 스테인레스 스틸로 제조되며, 약 0.03 내지 0.07 인치의 와이어 직경, 약 0.3 내지 0.8 인치의 내경, 약 0.36 내지 0.94 인치의 외경, 약 10 내지 25 인치의 자유 길이, 및 약 0.5 내지 1.5 lbs./inch의 스프링율을 가지고, 외부 압축 스프링은 스테인레스 스틸로 제조되며, 약 0.06 내지 0.1 인치의 와이어 직경, 약 0.4 내지 1 인치의 내경, 약 0.52 내지 1.2 인치의 외경, 약 8 내지 18 인치의 자유 길이, 및 약 1.5 내지 5 lbs./inch의 스프링율을 갖는다. 상기 내부 및 외부 압축 스프링 각각은 상이한 부하 대 편향 곡선을 갖는다. 두 개의 압축 스프링은 특정용례의 스프링 시스템에 적합한 부하 대 편향 곡선을 생성하기 위하여 스프링 시스템에 결합된다. 알 수 있는 바와 같이, 다른 구성을 사용할 수 있다.

본 발명의 상기 및 기타 태양에 따르면, 스프링 시스템은 적어도 두 개의 압축 스프링이 서로에 대하여 상이한 방향으로 권선되어 있는 복수개의 압축 스프링을 구비한다. 하나 또는 그 이상의 다른 압축 스프링에 대한 하나 또는 그 이상의 압축 스프링의 권선 방향이 상이하면, 다중 스프링을 하우징 내부에 팩키징하는 것이 용이하게 된다. 하나 또는 그 이상의 다른 압축 스프링에 대한 하나 또는 그 이상의 압축 스프링의 권선 방향이 상이하면, 하우징 내부에서 두 개 또는 그 이상의 스프링의 적절한 압축 및/또는 신장이 용이하게 된다. 본 발명의 일실시예에서, 적어도 두 개의 압축 스프링이 실질적으로 반대 방향으로 권선된다.

본 발명의 상기 및 기타 태양에 따르면, 스프링 시스템은 스프링 조립체의 작동 동안 스프링 좌굴의 발생을 감소시키기 위하여 적어도 하나의 스프링 가이드를 구비한다. 스프링 좌굴은 통상적으로 압축 스프링이 압축될 때 발생한다. 스프링 가이드는 스프링 조립체의 작동 동안 이러한 좌굴을 억제 또는 방지하도록 구성된다. 또한, 스프링 가이드는 스프링의 이동을 제어 및/또는 제한하여, 스프링 시스템의 하우징 내부에서 스프링이 엉켜서 스프링 시스템의 작동에 손상을 초래하는 것을 억제 또는 방지하도록 구성되어 있다. 또한, 스프링 가이드는 스프링의 이동을 제어 및/또는 제한하여 스프링 시스템의 작동에 악영향을 끼치는 두 개 이상의 스프링이 서로에 대하여 재배향하는 것을 감소 또는 방지하도록 구성될 수 있다. 본 발명의 일실시예에서, 적어도 하나의 스프링 가이드가 스프링 시스템의 하우징 내부에서 이동하도록 구성되며, 또 스프링의 종방향 축을 따라 스프링의 내부로 적어도 부분적으로 연장하도록 구성된다. 예를 들면, 코일 형태의 스프링은 실질적으로 원통형인 내부 보이드 영역을 갖는다. 이러한 스프링용 스프링 가이드는 상기 보이드 내부 영역에 삽입될 수 있는 형상과 크기를 갖는다. 비제한적인 구조에서, 스프링 가이드는 스프링의 실질적으로 원통형인 보이드 영역보다 작은 최대 단면 길이를 갖는다. 또 다른 비제한적인 구조에 있어서, 스프링 가이드는 실질적으로 원형 단면 형상을 갖는다. 알 수 있는 바와 같이, 스프링 가이드의 단면 형상은 다른 형상을 구비할 수 있다. 스프링 가이드는 스프링이 스프링 시스템의 하우징 내부에서 압축 위치에 있을 때 스프링의 전체 종방향 길이로 완전히 또는 부분적으로 연장하도록 설계될 수 있다. 본 발명의 또 다른 실시예에서, 적어도 하나의 스프링 가이드가 스프링 시스템의 하우징 내단부에서 실질적으로 고정된 위치에 배치된다. 본 실시예의 일태양에 있어서, 스프링 가이드는 적어도 하나의 압축 스프링의 내부 보이드 영역에 삽입될 수 있는 형상과 크기를 갖는 단부 플러그이다. 비제한적인 구조에서, 스프링 가이드는 스프링이 스프링 시스템의 하우징 내부에서 압축 위치에 있을 때 스프링의 전체 종방향 길이를 완전히 또는 부분적으로 연장하도록 구성된다. 본 발명의 또 다른 실시예에서, 스프링 가이드는 스프링 시스템에서 하나 이상의 압축 스프링의 압축량을 제한하도록 적어도 부분적으로 스톱부로서 작용한다. 스프링 가이드의 길이는 스프링 시스템의 완전한 압축 위치를 적어도 부분적으로 설정하도록 선택될 수 있다. 본 구조에서, 스프링 가이드는 스프링 시스템에서 하나 이상의 압축 스프링의 과도 압축을 방지 또는 억제함으로써,스프링 시스템의 수명을 연장시키고 및/또는 스프링 시스템의 적정 작동 조건을 유지한다. 본 실시예의 일태양에 있어서, 스프링 가이드는 스프링 시스템의 급격한 압축 동안 스프링 시스템의 부품에 대한 손상을 억제 또는 방지하도록 댐퍼로서 작용할 수 있다. 비제한적인 구조에서, 스프링 가이드의 단부는 압축을 통해 접촉시의 힘을 흡수하도록 압축성 또는 반압축성 단부를 구비할 수 있다.

본 발명의 상기 및 기타 태양에 따르면, 스프링 시스템은 하우징에 대하여 신장 및 수축하도록 구성된 스프링 로드를 구비한다. 압축 스프링의 신장은 로드와 하우징의 단부에 연결된 부품에 힘을 부과하고, 다중 단부 구성을 사용하여 스프링 로드를 다양한 장착 용례에 적용할 수 있다. 팩키지화된 압축 스프링은 시간이 경과함에 따라 부하 손실을 최소화한다. 본 발명의 일실시예에 있어서, 하우징은 스프링 시스템의 하나 이상의 압축 스프링을 팩키징하도록 설계된 내부 챔버를 구비한다. 통상적으로 내부 챔버의 형상은 하나 이상의 압축 스프링의 형성과 유사한 형상을 갖는다. 그러나, 이것이 요구되지는 않는다. 내부 챔버의 단면 형상과 크기는 스프링 시스템의 작동 동안 하나 이상의 압축 스프링을 압축 및 압축 해제시키도록 선택된다. 내부 챔버의 단면 형상과 크기는 또한 하나 이상의 압축 스프링의 압축 또는 압축 해제 도안 하나 이상의 압축 스프링의 좌굴을 억제 또는 방지하도록 선택될 수 있다. 하나의 비제한적 구조에서, 하우징은 거의 원통형인 내부 챔버를 갖는다. 본 발명의 상기 및 기타 실시예에서, 하우징의 외부 형상은 특정 용례 및/또는 관찰을 위하여 선택된다. 비제한적인 실시예에서, 하우징의 외부 형상은 거의 원통형이다. 본 발명의 상기 및 기타 실시예에서, 하우징은 탄성 재료로 제조된다. 하우징의 재료는 하나 이상의 압축 스프링의 다중 압축 및 압축 해제 동안 하우징의 내부 챔버 내부에서 하나 이상의 압축 스프링을 유지하기에 충분하게 내구성을 가져야 한다. 하우징의 외부는 스프링 시스템의 작동 환경을 견딜 수 있을 정도로 내구성을 가져야 한다. 일반적으로, 하우징은 금속 재료 및/또는 플라스틱 재료로 제조된다. 그러나, 다른 재료도 사용될 수 있다. 알 수 있는 바와 같이, 하우징의 외부면은 부식, 스크래치 및/또는 하우징에 대한 기타 손상을 억제 또는 예방하기 위하여 보호 코팅(예를 들면, 폴리머 코팅, 페인트 등)을 포함할 수 있다. 본 발명의 상기 및 기타 실시예에서, 하우징은 하우징의 단부에 연결된 단부 커넥터를 구비한다. 단부 커넥터는 스프링 시스템의 사용을 구체화한 구조에 하우징의 한 단부를 결합하도록 구성되어 있다. 본 실시예의 일태양에 있어서, 단부 커넥터는 하우징의 단부를 여러 가지 방법으로 다양한 구조체에 결합할 수 있도록 다른 유형의 단부 커넥터와 상호 교환 가능하다. 본 발명의 상기 및 기타 실시예에서, 하우징은 그 하우징의 내부 챔버 내부에서 스프링 시스템의 내부 부품을 용이하게 유지하는데 사용되는 하나 이상의 폐쇄 커넥터를 구비한다. 하나 이상의 폐쇄 커넥터는 스프링 시스템의 내부 챔버 내부에서 하나 이상의 부품의 유지 및/또는 보수를 허용하도록 제거 가능하게 구성될 수 있다. 이러한 구조에서, 하나 이상의 폐쇄 커넥터는 멈춤 나사(set secrew)를 포함하지만 여기에 한정되는 것은 아니다. 별법으로서, 하나 이상의 폐쇄 커넥터는 제거 불가능하게 구성될 수 있다. 이러한 구조에서, 하나 이상의 폐쇄 커넥터는 리벳을 포함하지만 여기에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 상기 및 기타 실시예에서, 스프링 로드는 스프링로드가 하우징의 내부 챔버 내부에서 이동할 수 있는 단면 크기와 형상을 갖는다. 비제한적인 실시예에서, 스프링 로드는 하우징의 거의 원통형 내부 챔버의 직경보다 작은 직경을 갖는 거의 원통형 본체를 갖는다. 본 발명의 상기 및 기타 실시예에서, 스프링 로드는 선택된 스프링 시스템의 수명 동안 스프링 로드가 손상 없이 작동할 수 있는 탄성 및 내구성 재료로 형성된다. 스프링 로드는 강체일 수 있지만, 하나 이상의 중공의 내부 챔버를 구비한다. 스프링 로드는 균일하거나 균일하지 않은 외부 형상을 구비할 수 있다. 비제한적인 실시예에서, 스프링 로드는 거의 원통형이며 금속 및/또는 플라스틱 재료로 형성된 단단한 본체를 구비한다. 알 수 있는 바와 같이, 스프링 로드의 외부면은 부식, 스크래치 및/또는 하우징에 대한 기타 손상을 억제 또는 예방하기 위하여 보호 코팅(예를 들면, 폴리머 코팅, 페인트 등)을 포함할 수 있다. 또는, 하우징의 외부면은 하우징의 내부 챔버 내부에서 스프링 로드의 이동을 용이하게 하도록 윤활 코팅(예를 들면, 테플론 및/또는 다른 폴리머 코팅 등)을 포함할 수 있다. 알 수 있는 바와 같이, 하우징의 내부 챔버에 윤활유(예를 들면, 그리스, 실리콘 등)를 주입하여 스프링 로드가 하우징의 내부 챔버 내부에서 용이하게 이동하게 할 수 있다. 본 발명의 또 다른 실시예 및/또는 변형예에서, 스프링 로드는 상부 커넥터에 결합되는 상단부 체결구를 구비한다. 상부 커넥터는 스프링 시스템의 사용을 구체화한 구조에 스프링 로드의 일단부를 결합하도록 구성된다. 본 실시예의 일태양에 있어서, 상부 커넥터는 스프링 로드의 단부를 여러 가지 방법으로 다양한 구조에 결합할 수 있도록 다른 유형의 상부 커넥터와 교환 가능하다. 스프링 로드의 상단부 체결구는 상부 커넥터에 영구적으로 또는 제거 가능하게 결합되도록 구성될 수 있다. 비제한적인 구조에서, 상단부 체결구는 상부 커넥터를 상단부 체결구에 제거 가능하게 결합하는 나사형 부분을 갖는다.

본 발명의 상기 및 기타 태양에 따르면, 스프링 시스템은 하우징의 내부 챔버 내부에서 스프링 로드의 이동을 적어도 부분적으로 안내하는 하나 이상의 로드 가이드를 구비한다. 하나 이상의 로드 가이드는 하나 이상의 압축 스프링의 압축 또는 압축 해제 동안 하나 이상의 압축 스프링의 측면 로딩을 방지 또는 억제하도록 설계되어 있다. 본 발명의 일실시예에서, 스프링 로드의 일단부는 로드 가이드에 직접 결합되거나 상호 연결되어 있다. 본 발명의 상기 및 기타 실시예에서, 스프링 로드의 양단부는 로드 가이드에 직접 결합되거나 상호 연결되어 있다. 본 발명의 상기 및 기타 실시예에서, 스프링 로드의 본체는 하나 이상의 로드 가이드를 구비한다. 본 발명의 상기 및 기타 실시예에서, 적어도 하나의 로드 가이드는 하우징의 내부 챔버의 단면 형상과 크기와 거의 일치하는 단면 형상과 크기를 갖는다. 비제한적인 실시예에서, 원통형 내부 챔버는 직경 X를 가지며, 로드 가이드의 적어도 일부는 X와 동일하거나 약간 작은 원형 단면 형상을 갖는다. 비제한적인 구조에서, 원형 단면 형상의 두께는 스프링 로드가 내부 챔버 내부에서 이동할 때 로드 가이드를 하우징의 내부 챔버 내부에서 적절하게 배향한 상태로 유지시키기에 충분하다. 이러한 두께는 로드 가이드가 내부 챔버 내부에서 스프링 로드와 함께 이동할 때 더욱 중요하다. 본 발명의 상기 및 기타 실시예에서, 적어도 하나의 로드 가이드는 상부면 및 하부면을 가지며, 상부면은 스프링 로드에 직접 결합되거나상호 연결되고 하부면은 하나 이상의 압축 스프링과 직접 또는 간접적으로 결합한다. 본 발명의 상기 및 기타 실시예에서, 적어도 하나의 로드 가이드는 상부면 및 하부면을 가지며, 상부면은 스프링 로드에 직접 결합되거나 상호 연결되고 하부면은 하나 이상의 스프링 가이드와 직접 또는 간접적으로 결합한다. 본 발명의 상기 및 기타 실시예에서, 적어도 하나의 로드 가이드는 로드 가이드가 신장 위치까지 스프링 로드와 함께 이동할 때 로드 가이드의 부가적인 이동을 방지하기 위하여, 하우징의 일부에 직접 또는 간접적으로 결합하는 정지면을 갖거나 하우징의 내부 챔버 내부에 부품을 구비한다. 따라서, 상기 정지면은 스프링 로드의 완전한 신장 위치를 한정한다. 본 실시예의 일태양에 있어서, 상기 정지면은 그 정지면이 하우징의 일부에 결합할 때 또는 하우징의 내부 챔버에 있는 부품과 결합할 때 적어도 힘의 일부를 흡수하는 압축성 재료를 포함한다. 비제한적인 재료의 예로서 고무 재료가 있으나, 다른 재료도 사용할 수 있다. 알 수 있는 바와 같이, 정지면은 압축성 재료를 포함할 필요는 없다. 정지면이 하우징의 일부에 직접 또는 간접적으로 결합하기 전에 또는 하우징의 내부 챔버에 있는 부품과 결합하기 전에 댐핑 효과가 요구되거나 필요하면, 정지면과 하우징의 단부 사이에 스프링 및/또는 다른 압축성 재료를 배치할 수 있다. 본 발명의 상기 및 기타 실시예에서, 적어도 하나의 로드 가이드는 내구성 및 탄성 재료로 제조된다. 이러한 재료는 플라스틱, 금속, 고무 등을 포함하지만, 여기에 제한받지 않는다.

본 발명의 또 다른 태양에 따르면, 스프링 시스템은 신장 위치에서 비신장 위치 사이 및/또는 비신장 위치에서 신장위치로 이동하는 스프링 로드의 이동율을적어도 부분적으로 제어하도록 구성된 하우징의 내부 챔버 내부에 유체 제어 시스템을 구비한다. 2002년 1월 28일자로 출원되며 본원에 원용된 미국 특허 출원 제10/056,941호에 개시된 스프링 시스템 구조에 있어서, 스프링 시스템은 그 스프링 시스템의 신장 동안 하나 이상의 압축 스프링의 압축 해제 속도를 제어하는 특징을 갖고 있지 않다. 상기 본 발명의 태양에 있어서, 하우징의 내부 챔버 내부에서의 유체 유동은 스프링 시스템의 신장 동안 하나 이상의 압축 스프링의 압축 해제 속도를 부분적으로 제어하도록 조절된다. 유체는 가스 및/또는 액체일 수 있다. 비제한적인 구조에서, 유체는 가스(예를 들면, 질소, 공기, 불활성 가스 등)이다. 통상적으로, 선택된 유체는 스프링 시스템의 내부 부품에 악영향을 미치지 않는다. 본 발명의 일실시예에서, 하우징의 내부 챔버는 스프링 시스템의 적어도 하나의 가동형 부품에 의하여 적어도 두 개의 서브 챔버로 분할된다. 가동형 부품은 적어도 두 개의 서브 챔버 사이에서 유체의 유동을 적어도 부분적으로 조절하도록 구성된다. 이렇게 유체 유동을 조절하면 스프링 시스템의 신장 동안 하나 이상의 압축 스프링의 압축 해제 속도를 적어도 부분적으로 제어할 수 있다. 본 실시예의 일태양에 있어서, 상기 가동형 부품은 로드 가이드를 구비한다. 본 태양의 비제한적인 구조에 있어서, 사익 로드 가이드는 스프링 로드의 일단부에 직접 또는 간접적으로 결합되며, 스프링 로드가 신장 위치와 비신장 위치 사이에서 이동할 때 내부 챔버 내부에서 이동한다. 이에 의해서, 로드 가이드는 하우징의 내부 챔버 내부에서 피스톤을 가장한다. 본 실시예의 또 다른 태양에 있어서, 가동형 부품은 그 가동형 부품의 두 단부 사이에서 이동하는 유체를 적어도 부분적으로 조절하는 밸브 시스템을 구비한다. 본 발명의 상기 및 기타 실시예에서, 스프링 시스템의 하우징은 하우징의 내부 챔버로 진입하거나 그것으로부터 나오는 유체를 제어하기 위하여 하나 이상의 밀봉부를 구비한다. 본 실시예의 일태양에 있어서, 하우징의 일단 또는 양단부는 유체가 하우징의 내부 챔버로 진입하거나 그것으로부터 나오는 것을 억제 또는 방지하기 위하여 밀봉 시스템을 구비한다. 본 실시예의 또 다른 태양에 있어서, 하우징은유체가 하우징의 내부 챔버로 진입하거나 그것으로부터 배출할 수 있도록 하나 이상의 개구를 구비한다.

본 발명의 상기 및 기타 실태양에 따르면, 하우징의 내부 챔버 내부의 유체 제어 시스템은 적어도 두 개의 서브 챔버 사이에서의 유체를 조절하며, 유체가 내부 챔버에 진입하거나 그것으로부터 배출하는 것을 실질적으로 방지한다. 상기 구조에 있어서, 스프링 로드가 연장하는 하우징의 단부에서 스프링 로드 둘레에 밀봉부가 배치된다. 밀봉부는 스프링 로드가 신장 위치 및 비신장 위치 사이에서 이동할 때 유체가 하우징의 내부 챔버로 또는 그것으로부터 배출되는 것을 억제 또는 방지하도록 구성되어 있다. 밀봉 링과 같은 하나 이상의 밀봉부를 사용하여 하우징의 단부를 밀봉할 수 있지만, 여기에 제한받지 않는다. 가동형 부품은 그 가동형 부품과 스프링 로드가 내부 챔버 내부에서 이동할 때 적어도 두 개의 서브 챔버 사이에서의 유체 유동을 적어도 부분적으로 조절하도록 밸브 시스템을 구비한다. 일실시예에서, 가동형 부품은 그 가동형 부품이 내부 챔버 내부에서 이동할 때 가동형 부품의 외주면 둘레에서 유체가 흐르는 것을 억제하거나 방지하기 위하여 가동형 부품의 외주면 둘레에 밀봉부를 구비한다. 또 다른 실시예에서, 가동형 부품은 그 가동형 부품이 내부 챔버 내부에서 이동할 때 가동형 부품의 외주면 둘레에서 유체가 흐르는 것을 억제하거나 방지하기 위하여 가동형 부품의 외주면 둘레에 하나 이상의 개구를 구비한다. 또 다른 실시예에서, 가동형 부품은 그 가동형 부품이 내부 챔버 내부에서 이동할 때 유체가 가동형 부품을 통해 이동하도록 가동형 부품의 주변 가장자리로부터 이격된 하나 이상의 개구를 구비한다. 또 다른 실시예에서, 가동형 부품은 그 가동형 부품의 주변 가장자리로부터 이격된 적어도 두 개의 개구를 구비한다. 비제한적인 구조에서, 하나의 개구는 다른 개구보다 개구를 통한 유체 유량을 크게 한다. 또 다른 비제한적인 구조에 있어서, 적어도 두 개의 개구는 그 두 개의 개구를 통한 유체 유량을 실질적으로 동일하게 한다. 본 발명의 또 다른 태양에 있어서, 상기 개구중 적어도 하나는 유체를 일방향으로 유동시키고 또 유체가 다른 방향으로 유동하는 것을 억제 또는 방지하도록 일방향 밸브를 구비한다. 비제한적인 구조에서, 스프링 로드가 신장 위치로 이동하고 하나 이상의 압축 스프링이 압축 해제될 때, 일방향 밸브는 유체가 밸브를 통해 유동하는 것을 억제하거나 방지한다. 이러한 구조에서, 일방향 밸브는 신장 위치로의 스프링 로드의 이동을 느리게 할 수 있다. 또 다른 비제한적 구조에 있어서, 스프링 로드가 비신장 위치로 이동하고 또 하나 이상의 압축 스프링이 압축될 때, 일방향 밸브에 의하여 유체가 밸브를 통해 유동한다. 이러한 구조에서, 일방향 밸브는 비신장 위치로의 스프링 로드의 이동율을 반대 방향보다 빠르게 한다. 알 수 있는 바와 같이, 스프링 로드가 비신장 위치로 이동할 때, 하나 이상의 압축 스프링은 압축되어, 비신장 위치로의 스프링 로드의 이동을 제한하며 따라서 이 위치로의 스프링 로드의 이동을 느리게 한다.

본 발명의 또 다른 태양에 따르면, 하우징의 내부 챔버 내부의 유체 제어 시스템은 적어도 하나의 서브 챔버 사이에서의 유체를 조절하며, 유체를 내부 챔버로 또는 그로부터 유동하게 한다. 이러한 구조에서, 가동형 부품은 그 가동형 부품과 그 스프링 로드가 내부 챔버 내부에서 이동할 때 적어도 두 개의 서브 챔버 사이에서의 유체 유동을 적어도 부분적으로 조절하기 위하여 밸브 시스템을 구비한다. 일실시예에서, 가동형 부품은 그 가동형 부품이 내부 챔버 내부에서 이동할 때 가동형 부품의 외주면 둘레에서 유체가 흐르는 것을 억제하거나 방지하기 위하여 가동형 부품의 외주면 둘레에 밀봉부를 구비한다. 또 다른 실시예에서, 가동형 부품은 그 가동형 부품이 내부 챔버 내부에서 이동할 때 유체가 가동형 부품을 통해 이동하도록 가동형 부품의 주변 가장자리로부터 이격된 하나 이상의 개구를 구비한다. 본 실시예의 일태양에 있어서, 상기 개구중 적어도 하나는 유체를 일방향으로 유동시키고 또 유체가 다른 방향으로 유동하는 것을 억제 또는 방지하도록 일방향 밸브를 구비한다. 비제한적인 구조에서, 스프링 로드가 신장 위치로 이동하고 하나 이상의 압축 스프링이 압축 해제될 때, 일방향 밸브는 유체가 밸브를 통해 유동하는 것을 억제하거나 방지한다. 이러한 구조에서, 일방향 밸브는 신장 위치로의 스프링 로드의 이동을 느리게 할 수 있다. 또 다른 비제한적 구조에 있어서, 스프링 로드가 비신장 위치로 이동하고 또 하나 이상의 압축 스프링이 압축될 때, 일방향 밸브에 의하여 유체가 밸브를 통해 유동한다. 이러한 구조에서, 일방향 밸브는 비신장 위치로의 스프링 로드의 이동율을 반대 방향보다 빠르게 한다. 알 수 있는바와 같이, 스프링 로드가 비신장 위치로 이동할 때, 하나 이상의 압축 스프링은 압축되어, 비신장 위치로의 스프링 로드의 이동을 제한하며 따라서 이 위치로의 스프링 로드의 이동을 느리게 한다. 본 발명의 또 다른 실시예에서, 유체는 스프링 로드가 하우징의 단부를 통과하는 영역에서 스프링 로드 둘레를 유동함으로써 서브 챔버로 또는 그로부터 유동할 수 있다. 스프링 로드 둘레의 개구 크기는 스프링 로드가 신장 위치로 이동할 때 상부 서브 챔버로부터 소정의 유체 유량이 배출되도록 선택된다. 비제한적인 구조에서, 상부 챔버는 가동형 부품과 스프링 로드가 통과하는 하우징의 단부 사이에 형성된다. 스프링 로드가 신장 위치까지 이동할 때, 상부 서브 챔버는 크기가 감소하며, 스프링 로드 둘레의 개구를 통해 챔버 내부의 유체를 강제로 배출시킨다. 유체는 가동형 부품의 일방향 밸브 때문에 하부 서브 챔버로 유동하지 못한다. 스프링 로드 둘레의 개구를 통과하는 낮은 유체 유량은 스프링 로드가 신장 위치로 이동하는 비율을 적어도 부분적으로 제어한다. 따라서, 보다 작은 개구가 이동율을 감소시키며, 보다 큰 개구가 이동 속도를 향상시킨다. 본 발명의 또 다른 실시예에서, 유체는 하우징 내부의 하나 이상의 개구를 통해 유동함으로써 서브 챔버로 또는 그로부터 유동한다. 하우징 내부의 하나 이상의 개구 크기는 스프링 로드가 신장 위치로 이동할 때 상부 서브 챔버로부터 소정의 유체 유량으로 배출되도록 선택된다. 비제한적인 구조에서, 상부 챔버는 스프링 로드가 통과하는 하우징의 단부와 가동형 부품 사이에 형성된다. 스프링 로드가 신장 위치로 이동할 때, 상부 서브 챔버는 크기가 감소하며, 하우징 내부의 하나 이상의 개구를 통해 챔버 내부의 유체를 강제로 배출시킨다. 유체는 가동형 부품의 일방향 밸브 때문에 하부 서브 챔버로 유동하지 못한다. 하우징 내부의 하나 이상의 개구를 통과하는 낮은 유체 유량은 스프링 로드가 신장 위치로 이동하는 비율을 적어도 부분적으로 제어한다. 따라서, 보다 작은 개구가 이동율을 감소시키며, 보다 큰 개구가 이동 속도를 향상시킨다.

본 발명의 또 다른 태양에 따르면, 본 발명에 따른 압축 스프링 시스템은 소정의 제어 비율로 부품 대 부품의 승강 또는 선회 이동시키기에 특히 적합하다. 본 발명의 일실시예에 따르면, 스프링 시스템은 커버의 릴리스 시에 자동적으로 작동하는 힌지식 커버 등의 리프트 기구 및/또는 부하가 작용하고 있는 플랫폼용 리프트 기구(부하가 감소할 때 플랫폼이 점진적으로 상승하는)를 제공한다. 압축 스프링 조립체는 플랫폼의 승강시키기 위하여 또는 커버를 개방하기 위하여 일정하고 조절된 힘을 인가한다. 상기 기구는 기존의 공압 또는 가스 스프링 구조보다 많은 작동 사이클에 비하여 세기를 유지하면서도 충분한 부하를 지지할 수 있다. 본 발명의 또 다른 실시예 및/또는 변형예에 따르면, 스프링 시스템은 긴 사용 주기에 비하여 조절 가능한 힘을 생산할 수 있으며 신장 및 압축 동안에 스프링력을 제어할 수 있는 기계식 압축 로드 조립체를 제공한다.

본 발명의 또 다른 실시예 및/또는 변형예에 따르면, 압축 스프링 로드는 복수 개의 압축 스프링으로 구성된다. 압축 스프링 로드 조립체는 하우징에 대하여 신장 및 수축하도록 구성된 로드를 귑한다. 본 발명의 실시예에서, 압축 스프링은 그 스프링이 압축될 때 포텐셜 에너지를 생성하고 또 스프링이 신장할 때 그 에너지를 방출할 수 있다. 스프링이 신장하면, 로드 및 하우징의 단부에 결합된 부품에 힘을 부과하며, 여러 가지 장착 용례에 스프링 로드를 채택하기 위하여 여러 가지 단부 구성을 사용할 수 있다. 본 발명에 다른 스프링 로드의 압축 스프링은 선형 부하 대 편향 곡선을 생성하도록 상호 관련된다. 팩키지화된 압축 스프링은 시간이 경과함에 따라 부하 손실을 최소화하며, 상기 기구는 리프트 본체 내부에 어떠한 유체나 가스를 포함하지 않는다. 이것은 피할 수 없는 누설의 문제점과 그로 인한 효용성의 상실 문제를 제거한다.

따라서, 본 발명의 주 목적은 변위 가능한 부재에 제어 비율로 작동력을 부과하기 위한 개선된 압축 스프링 로드를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 종래 압축 스프링 로드와 비교하여 연장된 시간 주기에 비해 일정한 힘을 공급하고 또 보다 많은 작동 사이클에 비하여 세기를 유지하는 압축 스프링 로드를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 선형 부하 대 편향 곡선을 생성하기 위하여 상호 연관된 적어도 두 개의 압축 스프링을 갖는 압축 스프링 로드를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 시간 경과에 따른 부하 로스를 최소화하기 위하여 상호 연관된 적어도 두 개의 압축 스프링을 갖는 압축 스프링 로드를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 선형 비율로 증가하는 작동력을 공급하는 기계적 압축 스프링 로드 조립체를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 선택적으로 다중 다부 구성을 수용함으로써 조립체를 다양한 용례에 대비하도록 개조할 수 있는 기계적 압축 스프링 조립체를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 압축 상태로부터 신장율을 조절하는 기계적 압축 스프링 조립체를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 변위 부재 상에 작동력을 제어 비율로 부과하기 위한 개선된 압축 스프링 로드를 제공하는 것이다.

상기 및 기타 본 발명의 목적 및 장점은 본 발명과 종래 기술간의 구별에 관한 설명으로부터 그리고 첨부도면에 도시된 양호한 실시예를 참조할 때 명백하게될 것이다.

도면의 간단한 설명

도 1은 신장 위치에 있는 본 발명에 따른 압축 스프링 로드의 종방향 단면도이다.

도 2는 압축 위치에 있는 본 발명에 따른 압축 스프링 로드의 종방향 단면도이다.

도 3은 도 2의 선 3-3을 따라 절취한 단면도이다.

도 4는 도 3에 도시된 것과 같은 밸브 피스톤의 분해 사시도이다.

도 5는 스프링 로드가 비신장 위치까지 이동하는 동안 피스톤 밸브의 작동을 도시하는 도 1에 도시된 것과 같은 압축 스프링 로드의 부분 확대 단면도이다.

도 6은 스프링 로드가 신장 위치까지 이동하는 동안 피스톤 밸브의 작동을 도시하는 도 1에 도시된 것과 같은 압축 스프링 로드의 부분 확대 단면도이다.

도 7은 스프링 로드가 비신장 위치까지 이동하는 동안 피스톤 밸브의 작동을 도시하는 본 발명에 따른 압축 스프링 로드의 변형예의 부분 확대 단면도이다.

도 8은 스프링 로드가 비신장 위치까지 이동하는 동안 피스톤 밸브의 작동을 도시하는 도 7에 도시된 것과 같은 압축 스프링 로드의 부분 확대 단면도이다.

도 9는 스프링 로드가 비신장 위치까지 이동하는 동안 피스톤 밸브의 작동을 도시하는 본 발명에 따른 압축 스프링 로드의 변형예의 부분 확대 단면도이다.

도 10은 스프링 로드가 비신장 위치까지 이동하는 동안 피스톤 밸브의 작동을 도시하는 도 9에 도시된 것과 같은 압축 스프링 로드의 부분 확대 단면도이다.

도 11은 도 1에 도시된 것과 같은 압축 스프링 로드의 변형예의 종방향 단면도이다.

도 12는 신장 위치에 있는 본 발명의 또 다른 태양에 따른 압축 스프링 로드의 부분 단면도이다.

도 13은 압축 위치에 있는 압축 스프링 로드의 종방향 단면도이다.

도 14는 도 13의 선 3-3을 따라 절취한 단면도이다.

도 15는 도 12 내지 도 14에 도시된 압축 스프링 로드의 구성요소의 분해 사시도이다.

도 16은 압축 스프링 로드의 압축 스프링의 측면도이다.

도 17은 압축 스프링 로드 조립체의 스프링력 및 압축간의 관계를 나타내는 그래프이다.

도 18은 수평축을 중심으로 피벗 가능한 뚜껑을 갖는 박스와 도 12 내지 도 14에 도시된 압축 스프링 로드 부재의 사시도이다.

도 19는 본 발명의 제2 실시예에 다른 스프링 로드의 측면도이다.

도 20은 도 19에 도시된 압축 스프링 로드의 구성요소의 확대 사시도이다.

도 21은 도 19 및 도 20의 압축 스프링 로드의 적용을 나타내는 사시도이다.

도 22는 본 발명의 또 다른 실시예에 다른 스프링 로드의 측면도이다.

도 23은 도 22에 도시된 압축 스프링 로드의 구성요소의 분해 사시도이다.

도 24는 도 22 및 도 23의 압축 스프링 로드의 적용을 도시하는 도면이다.

발명의 양호한 실시예의 설명

이하, 본 발명의 양호한 실시예를 도시하는 것으로서 본 발명을 제한하고자 하는 의도가 없는 도면을 참조하여, 도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같은 본 발명에 따른 압축 스프링 시스템(20)은 축선(A)을 가지며, 일체형의 튜브형 하우징(50)에 대하여 축방향으로 신장 및 수축 가능한 스프링 로드(30)를 구비한다. 하우징은 내부면(54)을 갖는 내부 챔버(52), 장착 단부(56), 및 대향 단부(60)를 구비한다. 스프링 로드(30)는 외부면(36), 나사형 단부(40)를 갖는 외측 단부(32), 및 나사형 단부(38)를 갖는 내측 단부(34)를 갖는다. 내측 단부(34)는 나사형 단부(38)에 나사 체결되는 볼트(42)에 의하여 안내 부재(130)와 결합한다.

제1 압축 스프링(120)과 제2 압축 스프링(122)은 내부 챔버(52) 내부에 배치된다. 두 개의 압축 스프링은 제1 압축 스프링(122)이 제1 압축 스프링(120)에 의하여 에워싸이도록 배향된다. 내부 챔버(52)의 내부면(54)은 두 개의 압축 스프링을 지지하여, 압축 스프링의 압축 및 신장 동안 압축 스프링이 좌굴하는 것을 억제하거나 예방한다.

하우징(50)은 장단 단부(56)와 대향 단부(60)를 갖는다. 장착 단부(56)에는 후미 부싱(70)이 배치된다. 후미 부싱(70)은 스프링 표면(74)과, 상기 장착 단부(56) 내부에 형성된 개구를 통해 연장하는 나사형 단부(72)를 구비한다. 두 개의 압축 스프링(120, 122)은 후미 부싱(70)의 스프링 표면(74)과 안내 부재(130) 사이에서 축방향으로 포획된다. 후미 부싱(70)은 하우징(50)의 내부 챔버(52) 내부에지지되며, 장착 단부의 최외측 부분을 반경방향 내측으로 절곡시켜 리테이닝 플랜지(58)를 형성한다. 후미 부싱(70)은 두 개의 압축 스프링의 압축력을 지탱할 수 있는 탄성 재료로 제조된다. 또한 후미 부싱은 유체가 내부 챔버로 진입하거나 그로부터 배출되는 것을 억제하거나 예방하기 위하여 하우징의 장착 단부 내부에 밀봉부를 형성하는 재료를 구비한다. 이해할 수 있는 바와 같이, 후미 부싱은 하우징의 장착 단부를 용이하게 밀봉하기 위하여 하나 이상의 밀봉부(비도시)를 구비할 수 있다.

스프링 시스템(20)은 스프링 시스템의 작동 동안 로드(30) 및 압축 스프링(120, 122)의 부드러운 이동을 조장하는 일체형 하우징(50)을 구비한다. 도면에 도시되어 있지 않지만, 후미 부싱(70)은 압축 스프링(122)의 내부에 수납되는 크기의 직경을 갖는 목부를 구비할 수 있다. 상기 목부를 이용하여 압축 스프링(130)에 대하여 압축 스프링(122)의 위치설정을 용이하게 할 수 있다. 후미 부싱(70)은 장착 부재(100) 내부에 형성된 나사형 리세스(102) 내부에 수납되는 나사형 스터드(72)를 구비한다.

하우징(50)의 외측 단부(60)의 개방 단부에는 중심 개구(82)를 갖는 상부 부싱(80)이 배치된다. 중심 개구는 스프링 로드(30)가 그것을 관통할 수 있는 크기를 갖는다. 부싱(80)은 내측 단부를 갖는 멈춤 나사(64)에 의하여 하우징 내부에 고정되며, 상기 멈춤 나사는 하우징에 형성된 개구(62)를 통해서 상부 부싱(80)에 형성된 환형 리세스(84) 내부에 수납된다. 멈춤 나사는 착탈 가능하게 또는 제거 불가능하게 설계될 수 있다. 스프링 로드(30)는 개구(82)를 통과함으로써 상부 부싱(80)에 의하여 하우징(50)의 단부(60)에서 활주 이동 가능하게 지지된다. 상부 부싱은 로드 안내 부재(130)와 협력하여 내부 챔버(52) 내에서의 스프링 로드의 이동을 안내하는데 있어서 순조롭게 하며, 따라서 두 개의 압축 스프링의 측방향 로딩을 억제하거나 예방한다. 부싱(80)은 밀봉 링(90)을 수납하는 외측 홈(86)을 갖는다. 밀봉 링(90)은 내부 챔버(52)의 내부면(54)과 부싱(80)의 외부면 사이에서 가스와 같은 유체가 유동하는 것을 억제하거나 방지한다. 부싱(80)은 또한 로드 밀봉부(92)를 수납하는 하부 중심 캐비티(88)를 구비한다. 로드 밀봉부(92)는 스프링 로드(30)의 외부면(36)과 부싱(80)에 형성된 개구(82) 사이에서 가스와 같은 유체가 유동하는 것을 억제하거나 방지한다. 밀봉부(90, 92)는 스프링 시스템(20)이 작동하는 동안 내부 챔버(52) 내부로 또는 외부로 흐르는 것을 방지하기 위하여 하우징(50)의 단부(60)를 밀봉하도록 설계된다.

스프링 로드(30)의 로드 단부(32)는 장착 부재(110) 내부에 제공된 나사형 리세스(112) 내부에 수납되는 나사형 스터드(40)를 구비한다. 장착 부재(100, 110)는 예를 들면 핀, 볼트, 나사, 후크, 링, 스위벨 등을 포함하는 업계에서 통상적인 상이한 장착 부재를 각각 수납하도록 개구(104, 114)를 구비한다. 스프링 시스템의 대향 단부에서 나사형 단부(72)와 나사형 스터드(40)는 각종의 구조적인 환경에서 사용하기 위해 조립체를 개량할 수 있도록 도시된 것과 다른 장착 부재의 사용을 대비하는 것이 바람직하다.

로드 안내 부재(130)는 스프링 로드(30)에 장착되며, 스프링 로드(30)가 하우징(50)에 대하여 이동할 때 하우징(50)의 내부 챔버(52) 내부에 미끄럼 이동 가능하게 배치된다. 안내 부재(130)는 이러한 미끄럼 이동을 용이하게 하기에 적절한 재료로 제조된다. 전술한 설명으로부터 이해할 수 있는 바와 같이, 안내 부재(130) 및 상부 부싱(80)은 로드(30)에 대하여 최소의 분리력을 유지하기 위하여 하우징(50)의 내부 챔버(52) 내부에서 왕복 이동하도록 지지 로드(30)를 안내한다. 게다가, 안내 부재(130) 및 상부 부싱(80)은 스프링 로드(30)를 축선(A)과 동축을 이루는데 용이하게 하며, 압축 스프링 상에서의 측면 로딩 효과를 감소시킨다.

전술한 바와 같이, 후미 부싱(70)과 상부 부싱(80)은 스프링 로드가 내부 챔버 내부에서 왕복 이동하거나 고정 위치를 유지하고 있을 때 유체가 내부 챔버(52)에 진입하거나 그로부터 배출되는 것을 억제하거나 예방하기 위하여 하우징(50)의 각 단부에 밀봉부를 형성한다. 로드 안내 부재는 스프링 로드가 비신장 위치에서 신장 위치로 이동하는 비율을 제어하기 위하여 하우징의 내부 챔버 내부에서의 유체 유동을 조절하는 후술된 밸빙(valving)을 구비한다. 로드 안내 부재(130)는 밀봉부(160)를 수납하도록 설계된 환형 슬롯(132)을 구비한다. 밀봉부(160)는 유체가 내부 챔버(52)의 내부면(54)과 로드 안내 부재(130)의 외부면(134) 사이를 통과하는 것을 억제하거나 방지하도록 설계되어 있다. 따라서, 로드 안내 부재는 플런저를 구비하며, 상기 플런저는 로드 안내 부재(130)와 후미 부싱(70) 사이의 하부 서브 챔버(150) 및 상부 부싱(80)과 로드 안내 부재(130) 사이의 상부 서브 챔버(152)로 내부 챔버(54)를 분할한다. 로드 안내 부재는 그 로드 안내 부재를 통해 종방향으로 연장하는 3개의 개구를 구비한다. 스프링 로드(30)의 나사형 단부(38)가 끼워지는 중심 개구(136)가 형성되어 있다. 전술한 바와 같이, 나사형 단부는로드 안내 부재의 중심 개구를 통과하며, 볼트(42)가 그것에 나사 체결되어 로드 안내 부재를 스프링 로드에 연결한다. 로드 안내 부재는 또한 두 개의 유체 개구(138, 140)를 구비한다. 유체 개구(138)는 유체 개구(140)보다 작은 직경을 갖는 것으로 도시되어 있지만, 이것이 요구되는 것은 아니다. 유체 개구(138)의 작은 직경에 의하여 그 개구를 통과하는 유체의 최대 유량이 유체 개구(140)의 최대 유체 유량보다 작게된다. 유체 개구(140)는 밸브(170)와 밸브 밀봉부(172)를 수납하도록 설계된 밸브 리세스(142)를 구비한다. 가이드 커버(180)를 로드 안내 부재(130)의 상부면(144) 위에 배치하여 밸브(170)를 밸브 리세스(142) 내부에 유지시킨다. 가이드 커버는 여러 가지 방법(예를 들면, 접착제, 용융 등)으로 로드 안내 부재에 고정될 수 있다. 가이드 커버는 축방향으로 정렬된 3개의 개구를 구비하며, 중심 개구(136)와 유체 스프링(140)에 대응하는 크기를 갖고 있다.

스프링 로드가 왕복 이동하는 동안 안내 부재의 작동에 대하여 설명하기로 한다. 이하 도 2 및 5를 참조하면, 화살표는 스프링 로드가 비신장 위치로 이동하는 것을 나타낸다. 스프링 로드가 화살표 방향으로 이동할 때, 로드 안내 부재는 내부 챔버 내부에서 후미 부싱(70)을 향하여 이동함으로써, 압축 스프링(120, 122)이 압축된다. 전술한 바와 같이, 스프링 시스템은 압축 스프링(120, 122)의 다중 스프링율 특성을 통해 하우징(50)에 대하여 수축 또는 비신장 위치에서 신장 위치까지 스프링 로드(30)의 이동에 대하여 부드러운 신장력을 부여하는 역할을 수행한다. 상기 용례에 따르면, 스프링 시스템의 적정 부하 대 편향이 결정될 수 있으며, 압축 스프링(120, 122)의 조합에 이한 대응하는 물리적 및 탄성 특성을 확정할수 있다. 압축 스프링(120, 122)은 뮤직 와이어, ASTM A228 또는 302 스테인레스 스틸과 같은 스프링 재료로 제조될 수 있다.

압축 스프링(120, 122)은 상이한 응력-변형 특징을 갖는다. 두 개의 스프링이 일차원 물체로 간주되면, 압축 스프링에 관한 응력만이 신장 가능하며(또는, 압축 가능하며, 이것은 신장의 반대), 응력 단위는 단위 신장당 힘이다. 압축 범위 이내에서, 각각의 스프링은 후크 법칙을 준수하는바, 이것은 힘이 규정된 범위 이내인 경우에 재료의 신장이 인가된 힘에 비례하는 것을 의미한다.

F=-k△L

비례 상수 K는 힘의 크기가 길이에 비례하는 스프링 상수로 알려져 있으며, △L은 압축량이다. 부(마이너스)신호는 힘이 신장과 반대 방향인 것을 나타낸다. 스프링이 신장하면, 그 힘은 원래 길이로 복원시키고자 한다. 한편, 스프링이 압축되면(△L<0), 그 힘은 스프링을 원래 길이로 다시 신장시키고자 시도한다. 스프링 상수는 연신되는 재료의 물리적 및 탄성 특성에 의존한다. 후크 법칙은 기본 레벨에서 상당히 직관적으로 이해 가능하며, 동일한 신장력이 양자 모두에 인가될 때 얇은 와이어가 동일한 재료의 로드 또는 두꺼운 와이어보다 많이 연신하는 것으로 알려져 있는 일상적인 경험에 의하여 설명될 수 있다. 방정식 U=½(△L)²는 연신도 결과를 나타내거나, 스프링에 저장된 포텐셜 에너지의 양을 나타낸다.

압축 스프링(122)은 압축 스프링(120)의 자유 길이보다 긴 자유 길이를 가지며, 그 압축 스프링은 압축 스프링(120)의 외경보다 짧은 외경을 갖는다. 또한,압축 스프링(122)의 와이어 내경은 압축 스프링(120)의 그것보다 짧으며, 압축 스프링(122)의 스프링율은 압축 스프링(120)의 그것보다 작다. 특정 용례의 일례로서, 압축 스프링(122)의 특정 물리적 특징은 다음과 같다. 와이어 직경은 0.055", 내경은 0.544", 외경은 0.654", 자유 길이는 17.2" 및 스프링율은 0.95 lbs./inch 이다. 압축 스프링(120)의 물리적 특징은 다음과 같다. 와이어 직경은 0.081", 내경은 0.675", 외경은 0.837", 자유 길이는 13.8" 및 스프링율은 3.37 lbs./inch 이다. 압축 스프링(120, 122)은 내부 챔버(52) 내부에 대향 방향으로 권선되어 있으므로, 압축 스프링의 치수 특징과 관련한 권선 관계가 혼합된 선형 부하 대 편향 그래프를 나타낸다. 스프링(120, 130)의 상이한 자유 길이는 내부 챔버 내부에서 스프링 로드가 변위하는 동안 로드 안내 부재(130) 및 스프링 로드(30)를 안정화시키고 또 힘을 제어하는데 도움을 주는 한 성분이다. 이와 관련하여, 보다 긴 스프링(122)은 스프링(120)의 자유 상태에서 그 스프링(120)의 길이까지 약간 압축되며, 따라서, 스프링 로드 및 로드 안내 부재에 안정화시키는 힘을 부과함으로써, 사용 중에 스프링 로드의 초기 및 최종 변위 동안 자유 작동 상태를 감소 또는 제거한다.

도 2 및 도 5에 도시된 바와 같이, 하부 서브 챔버(150) 내부의 공기와 같은 유체는 로드 안내 부재가 후미 부싱(70)을 향하여 이동할 때 유체 개구(138, 140)를 통해 로드 안내 부재(130)를 통과하여 유동한다. 유체가 유체 개구(140)를 통해서 하부 서브 챔버(150)로부터 상부 서브 챔버(152)로 이동할 때 밸브(170)는 유압에 의하여 밸브 밀봉부(172)로부터 이동하도록 밸브 리세스(142) 내부에 배치및 배향된다. 후미 부싱(70)은 하우징(50)의 장착 단부(56)를 통해 유체가 외부로 흐르는 것을 억제하거나 방지함으로써, 로드 안내 부재의 이동에 의하여 하부 서브 챔버 내부에서 압력이 증가할 때 하부 서브 챔버(150) 내부의 유체가 상부 서브 챔버(152)로 이동해야 한다. 밀봉부(160)는 내부 챔버(52)의 내부면(54)과 로드 안내 부재(130)의 외부면(134) 사이에서 유체가 흐르는 것을 억제하거나 방지한다. 또한 스프링 로드(30)의 나사형 단부(38)에 나사 체결되는 볼트(42)는 로드 안내 부재(130)의 중심 개구(136)를 통해 유체가 흐르는 것을 억제하거나 예방한다. 따라서, 하부 서브 챔버(150)로부터 상부 서브 챔버(152)까지 흐르는 모든 유체는 화살표로 표시된 것과 같이 로드 안내 부재(130)의 유체 개구(138, 140)를 통해 유동한다. 밸브(170)의 개방 위치는 힘이 스프링 로드(30)의 단부(32)에 인가될 때 로드 안내 부재가 후미 부싱(70)을 향한 로드 안내 부재의 이동 비율을 상당히 변경시키거나 제어하지 않게 한다. 두 개의 압축 스프링(120, 122) 및 스프링 로드(30)의 단부(32)에 인가되는 힘의 크기는 로드 안내 부재가 후미 부싱(70)을 향하여 이동하는 비율을 결정하는 주요 인자이다. 알 수 있는 바와 같이, 유체 개구(138, 140)의 크기를 변경하여, 스프링 로드(30)의 단부(32)에 힘이 인가될 때 후미 부싱(70)을 향하여 로드 안내 부재가 이동하는 비율을 변경시킬 수 있다. 로드 안내 부재를 내부 챔버 내부에서 용이하게 이동시키기 위하여 내부 챔버(52)의 내부면에 윤활유를 도포하는 것이 일반적이다. 윤활유는 또한 내부 챔버(52)의 내부면(54)과 로드 안내 부재(130)의 외부면(134) 사이에 유체가 유동하는 것을 억제하는 밀봉 효과를 갖는다.

도 6을 참조하면, 로드 안내 부재는 후미 부싱(70)으로부터 상부 부싱(80)을 향하여 이동한다. 로드 안내 부재가 전술한 방향으로 이동하면, 스프링 로드는 신장 위치를 향하여 이동하는 것을 의미한다. 로드 안내 부재가 상부 부싱(80)을 향하여 이동할 때, 상부 서브 챔버의 크기는 감소하고, 상부 서브 챔버 내부의 유체 압력은 증가한다. 밀봉 링(90)과 로드 링(92)은 유체가 하우징(50)의 단부(60)를 통해 상부 서브 챔버(152) 밖으로 흘러 나가는 것을 억제 또는 방지한다. 게다가, 로드 안내 부재(130)의 외부면 상에 배치된 밀봉부(160)는 유체가 내부 챔버(52)의 내부면(54)과 로드 안내 부재(130)의 외부면(134) 사이에서 유동하는 것을 억제 또는 방지한다. 따라서, 상부 서브 챔버(152) 내부의 압축 유체는 로드 안내 부재(130)의 유체 개구(138, 140)를 통해 유동하고자 한다. 밸브(170)는 유체가 상부 서브 챔버로부터 유체 개구(140)를 통해 유동하기 시작할 때 유체 유동에 의하여 밸브(170)는 밸브 밀봉부(170)와 결합하여 유체가 유체 개구(140)를 통해 유동하는 것을 억제 또는 방지할 수 있도록 구성되어 있다. 밸브(170)를 폐쇄하면, 상부 서브 챔버(152) 내부의 유체가 유체 개구(138)를 통해서 하부 서브 챔버(150)로 유동한다. 유체 개구(138)에 의하여 유체가 개구를 통해 하부 서브 챔버(150)까지 자유롭게 이동한다. 유체 개구(138)의 직경은 소정의 유체 유량이 가능하도록 선택된다. 선택된 유체 유량은 안내 부재가 상부 부싱(80)을 향하여 이동할 때 상부 서브 챔버(152) 내부에 압력을 생성한다. 초기에 로드 안내 부재가 상부 부싱(80)을 향하여 급격히 이동하면, 상부 챔버(152) 내부의 압력이 급격히 증가한다. 유체 개구(138)의 크기는 이러한 높은 압력 생성과 느린 압력 방출을 고려하도록선택됨으로써, 압축 스프링에 대하여 반대방향 힘을 부과하는 상부 서브 챔버 내부에 고압을 생성하고 또한 상부 부싱(80)을 향하여 로드 안내 부재의 이동이 느려진다. 상부 부싱(80)을 향하여 로드 안내 부재가 느리게 이동하면 스프링 로드가 신장 위치로 느리게 이동한다. 유체 개구(138)의 크기는 비신장 위치로부터 신장 위치까지 스프링 로드의 이동율을 제어할 수 있도록 선택된다. 본질적으로, 유체 개구(138)를 통한 유체의 배출율은 스프링 로드(30)의 신장율을 적어도 부분적으로 제어한다. 알 수 있는 바와 같이, 유체 개구는 그 유체 개구를 통해 유체 유동을 조절하기 위한 밸브 장치를 구비할 수 있다. 또한, 유체 개구(140)가 밸브 장치에 존재하지 않을 수 있으며 또 두 개의 유체 개구의 크기는 내부 챔버 내부에서의 스프링 로드의 이동율을 제어하는데 사용될 수 있음을 알 수 있다. 이러한 장치 또는 다른 장치에 있어서, 로드 안내 부재 내부에는 단일 유체 개구 또는 3 또는 그 이상의 유체 개구를 사용할 수 있음을 알 수 있다.

도 11을 참조하면, 도 1의 변형예가 도시되어 있다. 안내 로드(190)가 볼트(42)를 대신하고 또 후미 부싱에 대한 변경을 제외하고, 도 11에 도시된 바와 같은 스프링 시스템(20)의 부품은 도 1에 도시된 것과 동일하다. 안내 로드(190)는 로드(30)의 단부(34)의 축방향 내측으로 연장하며, 좌굴에 대항하여 안내 로드(190)의 외부면(192)에 의하여 지지되는 압축 스프링(122)에 의하여 에워싸인다. 서로에 대하여 그리고 축선 A를 따른 압축 스프링(120, 122)의 정렬은 하우징(50)의 내부 챔버(52)의 내부면(54)과 협력하여 안내 로드(190)의 외부면(192)에 의하여 유지된다. 안내 로드(190)는 스프링 로드(30)의 나사형 단부(38)를 수납하는 나사형보어(194)를 구비한다. 후미 부싱(70)은 스프링 표면(74) 상에 스프링 시트(76)를 구비한다. 스프링 시트는 스프링 표면(74)의 축방향 내측으로 연장하며, 압축 스프링(122)에 의하여 에워싸인다. 스프링 시트는 압축 스프링을 하우징의 장착 단부의 적정 위치에 용이하게 유지하게 한다. 안내 로드(190)의 단부 및 스프링 시트(76)의 상부면은 스프링 로드의 완전한 비신장 위치를 제공하는 스톱부로서 작용할 수 있다. 비도시된 댐핑 스프링이 상부 서브 챔버 내부에서 스프링 로드(30) 둘레에 배치될 수 있다. 댐핑 스프링은 가이드 커버(180)가 상부 부싱(80)에 접근할 때 압축하기 시작하도록 설계되어 있다. 댐핑 스프링은 스프링 로드가 완전 신장 위치로 이동할 때 상부 부싱과 급격히 그리고 격렬하게 접촉하기 때문에 로드 안내 부재가 손상을 입는 것을 보호하는데 사용되거나 및/또는 스프링 로드가 완전 신장 위치 부근에 있을 때 스프링 로드의 신장을 보다 느리게 하는 기능을 수행할 수도 있다. 이해 할 수 있는 바와 같이, 신장 위치와 비신장 위치 사이에서 스프링 로드의 이동율을 변경하기 위하여 상부 서브 챔버 내부에는 이중 압축 스프링 장치가 배치될 수도 있다.

도 7 및 도 8에는 본 발명의 변형예가 도시되어 있다. 로드 안내 부재, 가이드 커버 및 하우징에 대한 변형을 제외하고, 본 실시예의 스프링 시스템을 구성하는 부품의 배열은 도 1 내지 도 6에 도시된 것과 동일하다. 로드 안내 부재는 유체 개구(138)를 제거하는 것에 의하여 변경된다. 가이드 커버는 로드 안내 부재(130)의 유체 개구(138)에 대응하는 개구(186)를 제거하는 것에 의하여 변경된다. 하우징(50)은 상부 서브 챔버(152)와 하우징(50)의 외부 사이에 유체 통로를 제공하는 환형 개구(66)를 구비하는 것에 의하여 변경된다. 이해할 수 있는 바와 같이, 하나 이상의 환형 개구를 사용할 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 스프링 로드가 화살표로 지시된 비신장 위치로 이동할 때 밸브(170)는 개방 위치에 있게 된다. 전술한 바와 같이, 후미 부싱(70)을 향하여 로드 안내 부재(130)가 이동함으로써 하부 서브 챔버(150)의 크기가 감소하기 때문에 유체 압력이 증가하고, 따라서 증가된 유체 압력에 의하여 밸브(170)는 밸브 밀봉부(172)를 들어 올려지고, 화살표로 지시된 바와 같이 유체가 하부 서브 챔버로 부터 상부 서브 챔버로 유동한다. 유체 개구(140)의 크기는 후미 부싱을 향한 로드 안내 부재의 이동을 약화시키지 않도록 충분한 유체 유량을 허용하도록 선택되는 것이 일반적이다. 이해할 수 있는 바와 같이, 유체 개구의 크기는 로드 안내 부재가 후미 부싱을 향하여 이동하는 유량을 적어도 부분적으로 제어하도록 선택될 수 있다. 유체가 하부 서브 챔버로부터 상부 서브 챔버로 유동할 때, 일부 유체가 환형 개구(66)를 통해 배출할 수 있거나 및/또는 유체가 환형 개구를 통해 상부 서브 챔버로 진입할 수 있다. 도 8을 참조하면, 스프링 로드는 화살표로 지시된 바와 같이 신장 위치로 이동할 때의 상태가 도시되어 있다. 로드 안내 부재가 상부 부싱(80)을 향하여 이동할 때, 상부 서브 챔버(152)의 크기가 감소하여, 상부 서브 챔버 내부에서 유체 압력이 증가한다. 압력 증가에 의하여 밸브(170)가 밸브 밀봉부(172)를 향하여 이동함으로써, 유체가 유체 개구(140)를 통해 유동하는 것을 억제 또는 방지한다. 그 결과, 가압 유체가 상부 서브 챔버로부터 환형 개구(66)를 통해서 외부로 강제 배출된다. 환형 개구(66)의 크기는 비신장 위치로부터 신장 위치까지 스프링 로드의이동율을 제어하도록 선택된다. 이해할 수 있는 바와 같이, 환형 개구는 환형 개구를 통한 유체 유동을 조절하는 밸브 기구를 구비할 수 있다. 또한, 유체 개구(140)가 밸브 기구를 구비하지 않을 수 있으며, 유체 개구 및 환형 개구의 크기는 내부 챔버 내부에서 스프링 로드의 이동율을 제어하는데 사용될 수 있음을 알 수 있다.

도 9 및 도 10은 본 발명의 또 다른 실시예를 도시한다. 도 7 및 도 8에 도시된 것과 유사한 로드 안내 부재와 가이드 커버, 및 상부 부싱에 대한 변경을 제외하고, 본 실시예의 스프링 시스템을 구성하는 부품은 도 1 내지 도 6에 도시된 것과 동일하다. 로드 안내 부재는 유체 개구(138)의 제거에 의하여 변경된 것이다. 가이드 커버는 로드 안내 부재(130)의 유체 개구(138)에 대응하는 개구(186)의 제거에 의하여 변경된다. 상부 부싱(80)은 중앙 캐비티(88)와 로드 밀봉부(92)의 제거에 의하여 변경됨으로써, 상부 서브 챔버(152)와 하우징(50)의 외부 사이에 유체 통로를 제공한다. 도 9에 도시된 바와 같이, 스프링 로드가 화살표로 지시된 바와 같이 비신장 위치로 이동할 때 밸브(170)는 개방 위치에 있게 된다. 전술한 바와 같이, 로드 안내 부재(130)가 후미 부싱(70)을 향하여 이동함으로써 하부 서브 챔버(150)의 크기가 감소하기 때문에, 유체 압력이 증가하며, 따라서, 증가된 유체 압력에 의하여 밸브(170)가 밸브 밀봉부(172)를 들어올려 유체가 화살표로 지시된 바와 같이 하부 서브 챔버로부터 상부 서브 챔버까지 유동하게 한다. 유체 개구(140)의 크기는 후미 부싱을 향한 로드 안내 부재의 이동을 약화시키지 않도록 충분한 유체 유량을 허용하도록 선택되는 것이 일반적이다. 이해할 수 있는 바와같이, 유체 개구의 크기는 로드 안내 부재가 후미 부싱을 향하여 이동하는 유량을 적어도 부분적으로 제어하도록 선택될 수 있다. 일부 유체가 하부 서브 챔버로부터 상부 서브 챔버로 유동할 때, 유체가 상부 부싱(80)을 통해 배출될 수 있거나 및/또는 유체가 상부 부싱을 통해 상부 서브 챔버로 진입할 수 있다. 도 10을 참조하면, 스프링 로드는 화살표로 지시된 바와 같이 신장 위치로 이동할 때의 상태가 도시되어 있다. 로드 안내 부재가 상부 부싱(80)을 향하여 이동할 때, 상부 서브 챔버(152)의 크기가 감소하여, 상부 서브 챔버 내부에서 유체 압력이 증가한다. 압력 증가에 의하여 밸브(170)가 밸브 밀봉부(172)를 향하여 이동함으로써, 유체가 유체 개구(140)를 통해 유동하는 것을 억제 또는 방지한다. 그 결과, 가압 유체가 개구(82)를 통해 유동함으로써 상부 부싱(80)을 통해 상부 서브 챔버(152)로부터 외부로 강제 배출된다. 스프링 로드(30)의 외부면(36)과 개구(82)의 내부면 사이의 공간 크기는 비신장 위치에서 신장 위치로의 스프링 로드의 이동율을 제어하도록 선택된다. 본 발명의 스프링 시스템의 몇 가지 비제한적인 용례를 도시 및 후술되어 있으며, 도 18, 21 및 24에 도시되어 있다.

도 1 내지 도 11과 관련하여 기술된 압축 스프링 시스템 역시 도 12 내지 16, 도 19, 도 20, 도 22 및 도 23에 도시된 압축 스프링 시스템(2002년 1월 28일자로 출원되고, 본원에 원용된 미국 특허 출원 제10/056,941호에 상세히 설명)에 사용될 수 있다. 이하, 도 12 내지 도 24에 도시된 본 발명의 실시예를 간략히 설명하기로 한다.

도 12를 참조하면, 압축 스프링 시스템(300)은 축선(311)을 가지며, 일체형의 튜브형 하우징(324)에 대하여 축방향으로 신장 및 수축 가능한 로드 부재(322)를 구비한다. 로드(322)는 전술한 바와 같이 외측 단부(322a), 및 안내 로드(326)에 연결된 내측 단부(322b)를 갖는다. 안내 로드(326)는 로드(322)의 내단부(322b)의 축방향 내측으로 연장하며, 좌굴에 대항하여 안내 로드(326)의 외부면(346)에 의하여 지지되는 제1 압축 스프링(328)에 의하여 에워싸인다. 제1 압축 스프링(328)은 하우징(324)의 내부면(348)에 의하여 좌굴에 대항하여 지지되는 제2 압축 스프링(330)에 의하여 에워싸인다. 서로에 대해서 그리고 축선(311)에 대한 압축 스프링(328, 330)의 정렬은 하우징(324)의 내부면(348)과 연합하여 안내 로드(326)의 외부면(346)에 의하여 유지된다. 하우징(324)은 장착 단부(323) 및 외단부 또는 대향 단부(325)를 구비하며, 압축 스프링(328, 330)은 전술한 바와 같이 장착 단부(323)에서 후미 부싱(338)과 로드(322)의 내단부와 안내 로드(326) 사이에 장착된 안내 부재(334) 사이에 축방향으로 포획된다. 후미 부싱(338)은 하우징의 최외단부를 반경방향 내측으로 벤딩시켜 리테이닝 플랜지(339)를 형성하는 것에 의하여 하우징(324) 내부에 지지된다.

압축 스프링 시스템(300)은 일체형 하우징(324)의 사용을 포함하며, 이에 의하면 스프링 로드의 작동 동안 압축 스프링(328, 330) 및 리프트 로드(322)의 부드럽게 이동한다. 도 15의 분해도에 도시된 바와 같이, 후미 부싱(338)은 압축 스프링(328)의 내부에 수납되는 크기의 직경을 갖는 목부(342)를 구비한다. 후미 부싱(338)은 또한 장착 부재(318) 내부에 형성된 나사형 리세스(317) 내부에 수납되는 나사형 스터드(344)를 목부(342)의 말단에 구비한다. 안내 로드(326)는 안내 부재(334) 내부에 형성된 개구(358)를 통해 로드(322)에 마련된 나사형 보어(354)까지 통과하는 나사형 스터드(352)를 그 외단부에 구비한다. 리프트 로드(322)는 하우징(324)의 외단부(325)에서 로드 부싱(332)을 관통하는 개구(372)를 통과하며, 장착 부재(320) 내부에 마련된 나사형 리세스(327) 내부에 수납되는 나사형 스터드(370)를 그 외단부(322a) 상에 구비한다. 장착 부재(318, 320)는 예를 들면 핀, 볼트, 스위벨 등을 포함하는 업계에서 통상적인 상이한 장착 부재를 각각 수납하도록 개구(319, 321)를 구비한다. 스프링 로드 시스템의 대향 단부에서 나사형 스터드(344, 370)는 각종의 구조적인 환경에서 사용하기 위해 조립체를 개량할 수 있도록 도시된 것과 다른 장착 부재의 사용을 대비하는 것이 바람직하다.

안내 부재(334)는 하우징(324) 내부에서 미끄럼 이동 가능하며, 그러한 미끄럼 이동을 용이하게 할 수 있는 적정 재료로 이루어진 가이드 링(335)을 구비한다. 로드(322)는 내측 단부가 로드 부싱 내부에 형성된 환형 리세스(341)에 수납되는 한 쌍의 멈춤나사(340)에 의하여 하우징에 고정된 로드 부싱(332)에 의하여 하우징(324)의 단부(325)에서 미끄럼 이동 가능하게 지지된다. 로드 부싱(332)은 리테이닝 플랜지(333)를 제공하기 위하여 단부(325)의 최외측 부분을 반경방향 내측으로 벤딩시켜 하우징(324) 내부에 축방향으로 유지된다. 완전 신장 상태에서, 로드(322)는 안내 부재(334)의 축방향 외측면에 인접하여 로드(322)의 내측 단부(322b)에 형성된 리세스(355) 내부에 수납된 충격 흡수 금속으로 이루어진 스프링 링(336)과 로드 부싱(332)에 의하여 완충된다. 로드(322)가 완전히 신장하면, 스프링 링(336)은 로드 부싱(332)의 축방향 내단부의 홈(351)에 결합한다. 그 내부에서 안내 부재(334)가 용이하게 미끄럼 이동할 수 있도록 하우징(324) 내부에 윤활유를 제공할 수 있다. 전술한 바로부터 알 수 있는 바와 같이, 안내 부재(334)와 로드 부싱(332)은 로드(332)에 대하여 최소의 분리력을 유지하기 위하여 하우징(324) 내부에서 로드(322)를 왕복 이동하도록 지지한다. 또한, 안내 부재(334)와 로드 부싱(332)은 로드(322)를 축선(311)과 동축으로 유지하며, 조립체에 측면 로딩 효과를 감소시킨다.

압축 스프링(328, 330)의 다중 스프링율 특징을 통해서, 압축 스프링 시스템(300)은 리프트 로드(322)가 하우징(324)에 대하여 수축 위치로부터 신장 위치로 이동하는 것에 대하여 부드러운 신장력을 제공하는 작용을 수행한다. 용례에 따라서, 적정 로드 대 편향을 결정할 수 있으며, 따라서, 대응하는 압축 스프링(328, 330) 조합의 물성과 탄성을 확정할 수 있다. 압축 스프링(328, 330)은 뮤직 와이어, ASTM A228 또는 302 스테인레스 스틸과 같은 스프링 재료로 제조될 수 있다.

압축 스프링(328, 330)은 상이한 응력-변형 특징을 갖는다. 스프링이 일차원 물체로 간주되면, 응력만이 신장 가능하며(또는, 압축 가능하며, 이것은 신장의 반대), 응력 단위는 단위 신장당 힘이다. 압축 범위 이내에서, 각각의 스프링은 전술한 바와 같이 후크 법칙을 준수한다.

도 16에 도시된 바와 같이, 압축 스프링(328)은 스프링(330)의 자유 길이(L2)보다 긴 자유 길이(L1)를 가지며, 그 압축 스프링(328)은 압축 스프링(330)의 외경보다 긴 외경을 갖는다. 또한, 압축 스프링(328)의 와이어 직경은 압축 스프링(330)의 그것보다 짧으며, 압축 스프링(328)의 스프링율은 압축 스프링(330)의그것보다 작다. 특정 용례의 일례로서, 압축 스프링(328)의 특정 물리적 특징은 다음과 같다. 와이어 직경은 0.055", 내경은 0.5444", 외경은 0.6544", 자유 길이는 17.2" 및 스프링율은 0.95 lbs./inch 이다. 압축 스프링(330)의 물리적 특징은 다음과 같다. 와이어 직경은 0.081", 내경은 0.675", 외경은 0.837", 자유 길이는 13.8" 및 스프링율은 3.37 lbs./inch 이다. 도 17은 전술한 사양을 갖는 압축 스프링(328, 330)에 대하여 그리고 도 12 및 도 23에 도시된 조립체에서의 결합 스프링에 대한 부하 대 편향 곡선을 나타낸다. 스프링(328, 330)은 반대방향으로 권선되고, 스프링의 치수 특징과 관련한 상관 관계는 도 17에 도시된 혼합 선형 부하 대 편향 그래프를 형성한다. 도 16에 도시된 바와 같이, 스프링(328, 330)의 상이한 자유 길이는 도 12에 도시된 위치에서 도 13에 도시된 위치까지의 초기 변위 동안 그리고 도 14에 도시된 위치에서 도 12에 도시된 위치까지의 말기 이동 동안 안내 부재(334) 및 로드(322)를 안정화시키고 또 힘을 제어하는데 도움을 주는 한 성분이다. 이와 관련하여, 보다 긴 스프링(328)은 스프링(330)의 자유 상태에서 그 스프링(330)의 길이까지 약간 압축되며, 따라서, 구성부품에 안정화시키는 힘을 부과함으로써, 사용 중에 초기 및 최종 변위 동안 자유 작동 상태를 제거한다.

도 18은 박스(312)와 뚜껑(314) 사이에 결합된 두 개의 압축 스프링 시스템(300)을 도시한다. 구체적으로 도시하지 않았지만, 뚜껑(314)은 축선(A) 둘레를 피벗 이동하도록 예를 들면 힌지에 의하여 박스(312)에 미끄럼식으로 장착된다. 압축 스프링 시스템(300)의 장착 부재(318, 320)는 각각 박스(312)와 뚜껑(314)에 적절하게 고정된다. 박스(312)에 대하여 폐쇄된 뚜껑을 착탈 가능하게 유지하기위하여 박스(312) 상의 키퍼(keeper; 316)와 결합하기 위한 래치(315)가 뚜껑(314) 상에 도시되어 있다. 래치(315)는 업계에서 통상적인 여러 가지 유형으로 이루어질 수 있으며, 래치(315)를 해제하는 방법은 손, 발, 열쇠, 원격 등에 의하여 이루어진다. 래치(315)를 해제한 이후에, 압축 스프링 시스템(300)은 도 13에 도시된 위치에서 도 12에 도시된 위치까지 자동적으로 신장하고, 압축 스프링 시스템(300)이 신장하는 동안, 뚜껑(314)을 폐쇄 위치에서 개방 위치로 이동시키기 위하여 압축 스프링(328, 330)에서 저장된 압축력을 해제한다.

도 19 및 도 20은 압축 스프링 조립체의 또 다른 실시예를 도시한다. 압축 스프링 시스템(400)은 축선(401)을 가지며, 일체형의 튜브형 하우징(404)에 대하여 축방향으로 신장 및 수축 가능한 로드(402)를 구비한다. 로드(402)는 후술한 바와 같이 외측 단부(402a), 및 안내 로드(406)에 연결된 내측 단부(402b)를 갖는다. 안내 로드(406)는 로드(402)의 내단부(402b)의 축방향 내측으로 연장한다. 제1 압축 스프링(408)은 로드(402)의 외부면(403)에 의하여 좌굴에 대항하여 지지된다. 스프링(408)은 하우징(404)의 내부면(405)에 의하여 좌굴에 대항하여 지지되는 제2 압축 스프링(410)에 의하여 에워싸인다. 서로에 대해서 그리고 축선(401)에 대한 압축 스프링(408, 410)의 축방향 정렬은 하우징(404)의 내부면(405)과 연합하여 로드(402)의 외부면(403)에 의하여 유지된다. 조립시에, 압축 스프링(408, 410)은 하우징(404)의 단부(414)에서 로드 부싱(412)과, 로드(402)와 안내 로드(406) 사이에서 상기 로드(402)의 내측 단부(402b)dpo 고정된 안내 부재(416) 사이에 축방향으로 포획된다. 안내 로드(406)는 그 외측 단부에 나사형 스터드(407)를 구비하며, 상기 스터드는 안내 부재(416)의 개구(415)를 통해 로드(402)에 마련된 나사형 보어(437)까지 통과한다. 후미 부싱(420)은 후미 부싱(420)의 환형 리세스(426)에 수납된 멈춤나사(422)에 의하여 하우징(404)의 단부(424)에서 지지된다. 후술된 목적을 위해서, 압축 스프링 시스템(400)의 부품은 안내 로드(406)를 에워싸고 있는 쿠션 스프링(430)에 의하여 압축 스프링 조립체의 작동 중에 완충된다. 스프링(430)은 단부(424)에서 후미 부싱(420)과 안내 부재(416) 사이에서 축방향으로 포획된다. 후미 부싱(420)은 쿠션 스프링(430)의 내부에 수납되는 크기의 직경을 갖는 목부(423)를 구비한다. 상기 후미 부싱(420)은 또한 장착 부재(432)의 나사형 리세스(427)에 수납된 목부(423)의 말단에 나사형 스터드(425)를 갖는다. 안내 부재(416)는 하우징(404) 내부에서 미끄럼 이동 가능하며, 이러한 미끄럼 이동을 용이하게 하기에 적합한 가이드 링(417)을 구비한다. 로드(402)는 내측 단부가 부싱(412)의 환형 리세스(413) 내부에 수납되는 한 쌍의 멈춤 나사(422)에 의하여 하우징(404)에 고정된 로드 부싱(412)에 의하여 하우징(404)의 단부(414)에 미끄럼 이동 가능하게 지지된다. 로드(402)는 하우징(404)의 외측 단부(414)에서 부싱(412)의 개구(411)를 관통하며, 장착 부재(434)에 마련된 나사형 리세스(440) 내부에 수탑된 외측 단부(402) 상에 나사형 스터드(439)를 구비한다. 전술한 바로부터 알 수 있는 바와 같이, 안내 부재(416)와 로드 부싱(412)은 로드(402)에 대하여 최소한의 분리력을 유지하기 위하여 하우징(404) 내부에서 왕복 이동하도록 로드(402)를 지지한다. 장착 부재(432, 434)는 예를 들면 핀, 볼트, 스위벨 등을 포함하는 업계에서 통상적인 상이한 장착 부재를 각각 수납하도록 개구(433, 435)를 구비한다. 장착 부재(432)는 압축 스프링 조립체를 작동 지지면에 장착하기 위하여 후미 부싱(420)에 단단히 부착된다.

도 21은 4개의 압축 스프링 조립체(400)를 도시하며, 상기 압축 스프링 조립체 각각은 대응하는 고정 지지부(442) 및 플랫폼 또는 작동 지지 테이블(440) 사이에 연결된다. 압축 스프링 조립체(400)는 도 21에 도시된 바와 같이 플랫폼(440), 즉 압축 스프링(408, 410)에 인가된 부하에 응답하여 화살표(z) 방향으로 신장하도록 설계된다. 압축 스프링(408, 410)은 부하가 플랫폼(440)으로부터 점진적으로 제거될 때 화살표(y) 방향으로 스프링 로드를 신장 및 수축시킨다. 압축 스프링(408, 410)은 도 12에 도시된 바와 같이 압축 스프링(328, 330)과 동일한 물리적 특징을 갖는다. 도 21에 도시된 바와 같이 압축 스프링 시스템(400)과 플랫폼(440)의 배열은 예를 들면 금속판과 같은 점진적 로드 리프터로서 적합하다. 금속판이 플랫폼(440) 상에 점진적으로 축적되면, 압축 스프링 시스템(400)은 화살표(z) 방향으로 연장하여, 압축 스프링(408, 410)은 점진적으로 압축된다. 전술한 바와 같이, 스프링이 압축되면(△L<0), 발생된 힘은 스프링 로드를 원래 길이로 다시 신장시키고자 시도한다. 따라서, 금속판이 플랫폼으로부터 점진적으로 제거되면, 압축 스프링(408, 410)은 신장하여 플랫폼(440)을 화살표(y) 방향으로 이동시킨다. 상기 방식에서, 스프링은 조절된 힘을 제공하여, 플랫폼이 z 방향에서 y 방향으로 이동할 때 플랫폼 상의 스택에서 상부 금속판을 소정 레벨로 유지한다. 전체 부하를 플랫폼으로부터 급작스럽게 제거하면, 스프링 로드는 급격히 철수하고, 쿠션 스프링(430)은 스프링 로드가 손상 입는 것을 방지하기 위하여 수축 이동을완충시킨다. 게다가, 본 실시예는 카운터밸런스 시스템, 컨베이어 체인 텐셔너, 도어 리프트 보조기, 및 감쇠기로서 특히 적합하다.

도 22 및 도 23은 압축 스프링 시스템의 또 다른 실시예를 도시한다. 본 실시예에서, 압축 스프링 시스템(480)은 축선(481)을 가지며, 두 개의 로드(482, 484)를 구비하고, 상기 로드는 일체형의 튜브형 하우징(486)에 대하여 상호 축방향으로 교대로 신축 가능하다. 로드(482)는 외측 단부(482a)와 내측 단부(482b)를 구비하며, 로드(484)는 외측 단부(484a)와 후술된 바와 같이 안내 부재(500)와 함께 로드(482)의 내측 단부(484b)에 결합된 내측 단부(484b)를 구비한다. 로드(482)는 하우징(486) 단부(486a)의 축방향 내측으로 연장하며, 좌굴에 대항하여 로드(482)의 외부면(483)에 의하여 지지된 제1 압축 스프링(488)에 의하여 에워싸인다. 제1 압축 스프링(488)은 하우징(486)의 내부면(487)에 의하여 좌굴에 대항하여 지지되는 제2 압축 스프링(490)에 의하여 에워싸인다. 로드(484)는 하우징(486)의 대향 단부(486b) 축방향 내측으로 연장하며, 좌굴에 대항하여 로드(484)의 외부면(485)에 의하여 지지되는 제3 압축 스프링(492)에 의하여 에워싸인다. 제3 압축 스프링(492)은 하우징(486)의 내부면(487)에 의하여 좌굴에 대항하여 지지되는 제4 압축 스프링(494)에 의하여 에워싸인다. 서로에 대하여 그리고 축선(481)에 대한 압축 스프링(488, 490, 492, 494)의 정렬은 각각 하우징(486)의 내부면(487)과 협력하여 로드(482, 484)의 외부면(483, 485)에 의하여 유지된다. 압축 스프링(488, 490)은 안내 부재(500)와 단부(486a)에서의 로드 부싱(496) 사이에서 축방향으로 포획되며, 압축 스프링(492, 494)은 안내 부재와 하우징의 단부에서의로드 부싱(402) 사이에서 축방향으로 포획된다. 로드 부싱(496)은 부싱(496)의 환형 리세스(497)로 연장하는 단부(486a)에서 멈춤 나사(406)에 의하여 하우징(486) 내부에서 지지된다. 이와 유사하게, 로드 부싱(502)은 부싱의 환형 리세스(503)로 연장하는 단부(486b)에서 멈춤 나사(506)에 의하여 하우징(486) 내부에서 지지된다. 부싱(496, 502)의 축방향 보류는 하우징(486)의 대응하는 단부를 부싱의 반경방향 내측으로 절곡시킴으로써 더욱 향상된다.

압축 스프링 시스템(480)은 스프링 로드의 작동 동안 로드(482, 484)와 압축 스프링(488, 490, 492, 494)의 평활한 이동을 촉진하는 일체형 하우징(486)을 사용하는 것을 포함한다. 도 23의 분해도에 도시된 바와 같이, 로드(484)는 그 대향 단부에 나사부(530, 531)를 구비한다. 나사부(530)는 장착 부재(520)의 나사형 리세스(532) 내부에 수납된다. 나사부(531)는 스프링 링(510)의 개구, 안내 부재(500)를 관통하는 개구 및 스프링 링(508)의 개구를 통과하여, 로드(482)의 나사형 리세스(535) 내부에 수납된다. 로드(482)는 리세스(535)의 말단에 나사부(534)를 구비하며, 이 나사부는 장착 부재(522)의 나사형 리세스(533) 내에 수납된다. 전술한 바로부터 알 수 있는 바와 같이, 안내 부재(500)와 로드 부싱(496, 502)은 각각 스프링 조립체의 사용 중에 로드(482, 484)에 대한 최소 분리력을 유지하기 위하여 하우징(486) 내부에서 왕복 이동하도록 로드(482, 484)를 지지한다.

압축 스프링 시스템(480)은 조절 가능한 비율로 축방향으로 대향하는 방향으로 신장력을 교대로 인가하도록 구성된다. 하우징(486)으로부터 완전히 신장하면, 로드(482, 484)는 각각 로드 부싱(496, 502)에 의하여 완충된다. 게다가, 신장 방향에서의 충격은 로드(482)의 내측 단부(482b)와 로드(484)의 내측 단부(484b)의 리세스(512, 514) 내부에 각각 수납된 금속 스프링 링(508, 510)에 의하여 흡수된다. 스프링 링(508, 510)은 안내 부재(500)의 축방향 외부면에 인접하며, 각각의 신장 방향으로 로드가 완전히 신장하면 로드 부싱(496, 502)에 각각 결합한다. 하우징(486) 내부에 윤활유를 제공하여, 그 내부에서 안내 부재(500)가 용이하게 미끄럼 이동할 수 있다.

도 24에 도시된 바와 같이, 압축 스프링 시스템(480)은, 예를 들면 고정된 지지 부재(531)에 피벗 가능하게 부착된 단부(530a, 532a)를 갖는 두 개의 공작물(530, 532) 형태로 도시되어 있는, 로드를 자체 센터링할 수 있다. 압축 스프링 시스템(480)은 공작물의 단부(432b, 430a)에 각각 피벗식으로 결합된 단부(482, 484)의 외측 단부를 구비한다. 압축 스프링 시스템(480)은 지지 아암(525)에 의하여 지지 부재(531)에 단단히 고정된 브라켓(524)에 의하여 공작물(530, 532) 사이의 중심에서 지지된다. 한 쌍의 압축 스프링(488, 490)과 한 쌍의 압축 스프링(492, 494)의 스프링은 도 12에 대하여 기술된 압축 스프링(328, 330)과 동일한 물리적 특징을 갖는다. 도 24에 도시된 구조에서, 압축 스프링 시스템(480)은 로드 센터링 조립체이다. 이와 관련하여, 공작물(530 또는 532)중 어느 하나가 화살표(c) 방향으로 배치되면, 로드(484)는 하우징(486)에 대하여 신장하며, 스프링(492, 494)은 압축된다. 화살표(e) 방향의 스프링(492, 494) 힘은 그 스프링을 원래 길이로 신장하도록 시도한다. 공작물이 화살표(d) 방향으로 배치되면 그 반대도 가능함을 알 수 있다. 이와 관련하여, 스프링(488, 490)은 압축되고, 스프링(492,494)은 완전히 이완된다. 화살표(e) 방향의 최종 힘은 스프링(488, 490)을 원래 길이로 신장하도록 시도한다. 공작물(530, 532)의 중심 위치로의 귀환 이동 중에, 이완된 쌍의 스프링은 복귀 이동을 완충한다. 이전의 실시예에서와 같이, 스프링(488, 490; 492, 494)은 어느 하나가 중립 위치로부터 편향될 대 자체적으로 센터링되는 공작물(530, 532)에 조절된 힘을 제공한다. 본 실시예는 조향 기구, 링크기구, 게이팅 기구 및 감쇠기에서 센터링 기구로서 특히 적합하다.

본원에서 본 발명의 양호한 실시예의 구조와 구성에 관하여 강조되었지만, 본원에 기술된 실시P의 변경 뿐만 아니라 다른 실시예가 본 발명의 원리를 벗어나지 않고 가능함을 알 수 있다. 이와 관련하여, 스프링 로드는 본원에 개시된 것 이외의 용례에 사용될 수 있음을 알 수 있다. 이와 유사하게, 특정 용례를 위해 소정의 부하 대 편향을 충족시키기 위하여 동축 및 주변 스프링의 다중 조합(즉, 3개, 4개 등)이 구성될 수 있다. 한편, 본 발명에 다른 스프링 로드가 다수의 다른 방법으로 상대적으로 변위 가능한 부품에 고정될 수 있음을 알 수 있다. 본 발명의 다른 실시예 뿐만 아니라 상기 및 기타 본 실시예의 수정은 본원에 개시된 것으로부터 당업자에게 명백하며, 따라서 전술한 문제는 단지 본 발명의 예시로서 해석되며 제한하는 것이 아님을 분명하게 이해하여야 한다.

Claims

축선, 내부 챔버, 및 축방향으로 대향하는 하단부와 상단부를 구비하는 하우징과;

상기 내부 챔버 내부에서 축선과 동축으로 배치되며, 상기 하우징 내부에 내측 단부와, 상기 상단부의 축방향 외측으로 외측 단부를 갖는 로드 부재와;

상기 하우징에 대하여 수축 위치와 신장 위치 사이에서 하우징의 축방향으로 왕복 이동하도록 상기 로드 부재를 지지하는 로드 부재의 내측 단부 상에 배치된 안내 부재와;

상기 안내 부재와 상기 하우징의 하단부 사이에서 각각 연장하는 제1 및 제2 압축 스프링

을 포함하며,

상기 제1 및 제2 압축 스프링은 서로에 대하여 그리고 상기 축선에 대하여 동축을 이루며,

상기 안내 부재는 내부 챔버를 적어도 두 개의 서브 챔버로 분할하고,

상기 안내 부재는 로드 부재가 왕복 이동하는 동안 적어도 두 개의 서브 챔버 사이에서의 유체 유동을 적어도 부분적으로 조절하는 제1 통로를 구비하는 것인 스프링 시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 제1 압축 스프링의 권선 방향은 제2 압축 스프링의 권선 방향과 반대인 것인 스프링 시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 제1 압축 스프링의 자유 길이는 제2 압축 스프링의 자유 길이와 상이한 것인 스프링 시스템.
청구항 2에 있어서, 상기 제1 압축 스프링의 자유 길이는 제2 압축 스프링의 자유 길이와 상이한 것인 스프링 시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 제1 압축 스프링의 외경은 제2 압축 스프링의 외경 보다 작은 것인 스프링 시스템.
청구항 2에 있어서, 상기 제1 압축 스프링의 외경은 제2 압축 스프링의 외경 보다 작은 것인 스프링 시스템.
청구항 4에 있어서, 상기 제1 압축 스프링의 외경은 제2 압축 스프링의 외경 보다 작은 것인 스프링 시스템.
청구항 2에 있어서, 상기 제1 압축 스프링의 와이어 직경은 제2 압축 스프링의 와이어 직경 보다 작은 것인 스프링 시스템.
청구항 7에 있어서, 상기 제1 압축 스프링의 와이어 직경은 제2 압축 스프링의 와이어 직경 보다 작은 것인 스프링 시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 제1 압축 스프링의 와이어 직경은 제2 압축 스프링의 와이어 직경 보다 작은 것인 스프링 시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 제1 압축 스프링의 외경 및 와이어 직경 각각은 제2 압축 스프링의 외경 및 와이어 직경 보다 작은 것인 스프링 시스템.
청구항 2에 있어서, 상기 제1 압축 스프링의 외경 및 와이어 직경 각각은 제2 압축 스프링의 외경 및 와이어 직경 보다 작은 것인 스프링 시스템.
청구항 10에 있어서, 상기 제1 압축 스프링의 외경 및 와이어 직경 각각은 제2 압축 스프링의 외경 및 와이어 직경 보다 작은 것인 스프링 시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 안내 부재 내부의 제1 통로는 일방향 밸브 기구를 구비하는 것인 스프링 시스템.
청구항 2에 있어서, 상기 안내 부재 내부의 제1 통로는 일방향 밸브 기구를구비하는 것인 스프링 시스템.
청구항 12에 있어서, 상기 안내 부재 내부의 제1 통로는 일방향 밸브 기구를 구비하는 것인 스프링 시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 안내 부재는 제2 통로를 구비하는 것인 스프링 시스템.
청구항 14에 있어서, 상기 안내 부재는 제2 통로를 구비하는 것인 스프링 시스템.
청구항 2에 있어서, 상기 안내 부재는 제2 통로를 구비하는 것인 스프링 시스템.
청구항 16에 있어서, 상기 안내 부재는 제2 통로를 구비하는 것인 스프링 시스템.
청구항 14에 있어서, 상기 안내 부재는 제2 통로를 구비하는 것인 스프링 시스템.
청구항 17에 있어서, 상기 제2 통로는 제1 통로의 최대 유체 유량보다 작은 최대 유체 유량을 갖는 것인 스프링 시스템.
청구항 18에 있어서, 상기 제2 통로는 제1 통로의 최대 유체 유량보다 작은 최대 유체 유량을 갖는 것인 스프링 시스템.
청구항 19에 있어서, 상기 제2 통로는 제1 통로의 최대 유체 유량보다 작은 최대 유체 유량을 갖는 것인 스프링 시스템.
청구항 20에 있어서, 상기 제2 통로는 제1 통로의 최대 유체 유량보다 작은 최대 유체 유량을 갖는 것인 스프링 시스템.
청구항 21에 있어서, 상기 제2 통로는 제1 통로의 최대 유체 유량보다 작은 최대 유체 유량을 갖는 것인 스프링 시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 하단부는 그 하단부를 통해 유체가 유동하는 것을 실질적으로 방지하도록 밀봉되어 있는 것인 스프링 시스템.
청구항 25에 있어서, 상기 하단부는 그 하단부를 통해 유체가 유동하는 것을실질적으로 방지하도록 밀봉되어 있는 것인 스프링 시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 상단부는 그 하단부를 통해 유체가 유동하는 것을 실질적으로 방지하도록 밀봉되어 있는 것인 스프링 시스템.
청구항 25에 있어서, 상기 상단부는 그 하단부를 통해 유체가 유동하는 것을 실질적으로 방지하도록 밀봉되어 있는 것인 스프링 시스템.
청구항 27에 있어서, 상기 상단부는 그 하단부를 통해 유체가 유동하는 것을 실질적으로 방지하도록 밀봉되어 있는 것인 스프링 시스템.
청구항 28에 있어서, 상기 상단부는 그 하단부를 통해 유체가 유동하는 것을 실질적으로 방지하도록 밀봉되어 있는 것인 스프링 시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 상단부는 로드 부재가 신장 위치로 이동할 때 조절된 유체 유량이 내부 챔버로부터 배출할 수 있도록 통로를 갖는 것인 스프링 시스템.
청구항 25에 있어서, 상기 상단부는 로드 부재가 신장 위치로 이동할 때 조절된 유체 유량이 내부 챔버로부터 배출할 수 있도록 통로를 갖는 것인 스프링 시스템.
청구항 27에 있어서, 상기 상단부는 로드 부재가 신장 위치로 이동할 때 조절된 유체 유량이 내부 챔버로부터 배출할 수 있도록 통로를 갖는 것인 스프링 시스템.
청구항 28에 있어서, 상기 상단부는 로드 부재가 신장 위치로 이동할 때 조절된 유체 유량이 내부 챔버로부터 배출할 수 있도록 통로를 갖는 것인 스프링 시스템.
청구항 33에 있어서, 상기 상단부의 통로는 로드 부재와 이격되어 있는 것인 스프링 시스템.
청구항 36에 있어서, 상기 상단부의 통로는 로드 부재와 이격되어 있는 것인 스프링 시스템.
청구항 33에 있어서, 상기 상단부의 통로는 로드 부재와 인접한 것인 스프링 시스템.
청구항 36에 있어서, 상기 상단부의 통로는 로드 부재와 인접한 것인 스프링시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 하우징에 대하여 수축 위치와 신장 위치 사이에서 하우징의 축방향으로 왕복 이동하는 로드를 지지하기 위하여 상단부에 부싱을 부가적으로 포함하는 것인 스프링 시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 축선과 동축을 이루면서 안내 부재로부터 하단부를 향하여 연장하는 안내 로드를 부가적으로 포함하며, 상기 제1 압축 스프링은 안내 로드를 에워싸는 것인 스프링 시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 축선과 동축을 이루면서 하우징의 하단부와 안내 부재 사이를 연장하는 적어도 하나의 제3 압축 스프링을 부가적으로 포함하는 것인 스프링 시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 축선과 동축을 이루면서 하우징의 상단부와 안내 부재 사이를 연장하는 적어도 하나의 제3 압축 스프링을 부가적으로 포함하는 것인 스프링 시스템.
청구항 44에 있어서, 상기 제1 및 제3 압축 스프링의 권선 방향은 제2 압축 스프링의 권선 방향과 반대인 것인 스프링 시스템.
청구항 44에 있어서, 상기 제1 및 제3 압축 스프링의 길이는 동일한 것인 스프링 시스템.
청구항 44에 있어서, 상기 제1 및 제3 압축 스프링의 외경은 제2 압축 스프링의 외경 보다 작은 것인 스프링 시스템.
청구항 44에 있어서, 상기 제1 및 제3 압축 스프링의 외경 및 와이어 직경 각각은 제2 압축 스프링의 외경 및 와이어 직경 보다 작은 것인 스프링 시스템.
스프링 시스템의 스프링 로드의 신장 및 수축율을 제어하는 방법에 있어서,

종방향 축선, 내부 챔버, 및 축방향으로 대향하는 하단부와 상단부를 구비하는 하우징과, 상기 내부 챔버 내부에서 축선과 동축으로 배치되며, 상기 하우징 내부에 내측 단부와, 상기 상단부의 축방향 외측으로 외측 단부를 갖는 로드 부재를 제공하는 단계와,

상기 하우징에 대하여 수축 위치와 신장 위치 사이에서 하우징 내부에서 축방향으로 왕복 이동하도록 상기 로드 부재를 지지하는 로드 부재의 내측 단부 상에 배치된 안내 부재를 제공하는 단계로서, 상기 안내 부재는 내부 챔버를 적어도 두 개의 서브 챔버로 분할하는 것인, 안내 부재 제공 단계와,

상기 안내 부재와 상기 하우징의 하단부 사이에서 각각 연장하는 제1 및 제2압축 스프링을 제공하는 단계로서, 상기 제1 및 제2 압축 스프링은 서로에 대하여 그리고 상기 축선에 대하여 동축을 이루는 것인, 제1 및 제2 압축 스프링 제공 단계와,

상기 압축 스프링 중 적어도 하나의 스프링율을 선택하여 스프링 로드의 신축율을 적어도 부분적으로 제어하는 단계와,

서브 챔버 사이에서의 유체 유량을 적어도 부분적으로 조절하여 스프링 로드의 신장율을 적어도 부분적으로 제어하는 단계

를 포함하는 제어 방법.
청구항 49에 있어서, 상기 안내 부재는 스프링 로드가 신장하는 동안 상부 서브 챔버와 하부 서브 챔버 사이에서의 유체 유동을 적어도 부분적으로 조절하는 제1 통로를 구비하는 것인 제어 방법.
청구항 50에 있어서, 상기 제1 통로는 일방향 밸브 기구를 구비하는 것인 제어 방법.
청구항 50에 있어서, 상기 일방향 밸브는 스프링 로드가 신장하는 동안 유체가 상부 서브 챔버로부터 하부 서브 챔버로 유동하는 것을 실질적으로 방지하는 것인 제어 방법.
청구항 50에 있어서, 상기 안내 부재는 제2 통로를 구비하는 것인 제어 방법.
청구항 52에 있어서, 상기 안내 부재는 제2 통로를 구비하는 것인 제어 방법.
청구항 53에 있어서, 상기 제2 통로는 제1 통로의 최대 유체 유량보다 작은 최대 유체 유량을 갖는 것인 제어 방법.
청구항 54에 있어서, 상기 제2 통로는 제1 통로의 최대 유체 유량보다 작은 최대 유체 유량을 갖는 것인 제어 방법.
청구항 49에 있어서, 상기 하우징의 하단부는 그 하단부를 통해 하우징의 외부로 유체가 유동하는 것을 실질적으로 방지하는 것인 제어 방법.
청구항 53에 있어서, 상기 하우징의 하단부는 그 하단부를 통해 하우징의 외부로 유체가 유동하는 것을 실질적으로 방지하는 것인 제어 방법.
청구항 56에 있어서, 상기 하우징의 하단부는 그 하단부를 통해 하우징의 외부로 유체가 유동하는 것을 실질적으로 방지하는 것인 제어 방법.
청구항 49에 있어서, 상기 하우징의 상단부는 그 상단부를 통해 하우징의 외부로 유체가 유동하는 것을 실질적으로 방지하는 것인 제어 방법.
청구항 58에 있어서, 상기 하우징의 상단부는 그 상단부를 통해 하우징의 외부로 유체가 유동하는 것을 실질적으로 방지하는 것인 제어 방법.
청구항 59에 있어서, 상기 하우징의 상단부는 그 상단부를 통해 하우징의 외부로 유체가 유동하는 것을 실질적으로 방지하는 것인 제어 방법.
청구항 49에 있어서, 상기 상단부는 스프링 부재가 신장 위치로 이동할 때 조절된 유체 유량이 상부 서브 챔버로부터 배출할 수 있도록 상부 통로를 갖는 것인 제어 방법.
청구항 58에 있어서, 상기 상단부는 스프링 부재가 신장 위치로 이동할 때 조절된 유체 유량이 상부 서브 챔버로부터 배출할 수 있도록 상부 통로를 갖는 것인 제어 방법.
청구항 59에 있어서, 상기 상단부는 스프링 부재가 신장 위치로 이동할 때 조절된 유체 유량이 상부 서브 챔버로부터 배출할 수 있도록 상부 통로를 갖는 것인 제어 방법.
청구항 63에 있어서, 상기 상부 통로는 스프링 로드와 이격되어 있는 것인 제어 방법.
청구항 64에 있어서, 상기 상부 통로는 스프링 로드와 이격되어 있는 것인 제어 방법.
청구항 65에 있어서, 상기 상부 통로는 스프링 로드와 이격되어 있는 것인 제어 방법.
청구항 63에 있어서, 상기 상부 통로는 스프링 로드와 인접한 것인 제어 방법.
청구항 64에 있어서, 상기 상부 통로는 스프링 로드와 인접한 것인 제어 방법.
청구항 65에 있어서, 상기 상부 통로는 스프링 로드와 인접한 것인 제어 방법.
청구항 49에 있어서, 상기 제1 압축 스프링의 권선 방향은 제2 압축 스프링의 권선 방향과 반대인 것인 제어 방법.
청구항 49에 있어서, 상기 제1 압축 스프링의 자유 길이는 제2 압축 스프링의 자유 길이와 상이한 것인 제어 방법.
청구항 49에 있어서, 상기 제1 압축 스프링의 외경은 제2 압축 스프링의 외경 보다 작은 것인 제어 방법.
청구항 49에 있어서, 상기 제1 압축 스프링의 와이어 직경은 제2 압축 스프링의 와이어 직경 보다 작은 것인 제어 방법.
청구항 40에 있어서, 상기 하우징에 대하여 수축 위치와 신장 위치 사이에서 하우징의 축방향으로 왕복 이동하는 로드를 지지하기 위하여 하우징의 상단부에 부싱을 부가적으로 포함하는 것인 제어 방법.
청구항 49에 있어서, 상기 축선과 제1 압축 스프링과 동축을 이루면서 안내 부재로부터 하단부를 향하여 연장하는 안내 로드를 부가적으로 포함하며, 상기 제1 압축 스프링은 안내 로드를 에워싸는 것인 제어 방법.
청구항 49에 있어서, 상기 축선과 동축을 이루면서 하우징의 하단부와 안내 부재 사이를 연장하는 적어도 하나의 제3 압축 스프링을 부가적으로 포함하는 것인 제어 방법.
청구항 49에 있어서, 상기 축선과 동축을 이루면서 하우징의 상단부와 안내 부재 사이를 연장하는 적어도 하나의 제3 압축 스프링을 부가적으로 포함하는 것인 제어 방법.
청구항 79에 있어서, 상기 제1 및 제3 압축 스프링의 권선 방향은 제2 압축 스프링의 권선 방향과 반대인 것인 제어 방법.
청구항 79에 있어서, 상기 제1 및 제3 압축 스프링의 길이는 동일한 것인 제어 방법.
청구항 79에 있어서, 상기 제1 및 제3 압축 스프링의 외경은 제2 압축 스프링의 외경 보다 작은 것인 제어 방법.
청구항 79에 있어서, 상기 제1 및 제3 압축 스프링의 외경 및 와이어 직경 각각은 제2 압축 스프링의 외경 및 와이어 직경 보다 작은 것인 제어 방법.