KR20060019794A

KR20060019794A - 스프링장치

Info

Publication number: KR20060019794A
Application number: KR1020040068453A
Authority: KR
Inventors: 안병수
Original assignee: 썬메탈(주)
Priority date: 2004-08-30
Filing date: 2004-08-30
Publication date: 2006-03-06

Abstract

본 발명은, 스프링장치에 관한 것으로서, 내면에 반경방향 내측을 향해 적어도 하나의 돌기가 형성되어 있는 외부하우징과; 상기 외부하우징 내에 수용되며, 비원형단면의 내면과 상기 내면의 외측에 원형단면의 외면을 갖되, 상기 외면에 적어도 하나의 직선구간이 형성되어 있는 내부하우징과; 상기 내부 및 외부하우징 중 적어도 어느 일측에 접착제가 도포된 상태에서 상기 내부 및 외부하우징 사이에서 인서트 사출되어 상기 외부하우징에 대해 상대적으로 뒤틀림변형되는 상기 내부하우징을 원상태로 복귀시키는 완충력을 갖는 완충고무를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이에 의하여, 통상의 코일스프링이나 판스프링의 형태에서 벗어나 완충고무의 비틀림 작용으로써 해당하는 제품에 대한 완충역할을 할 수 있다.

Description

스프링장치{Spring}

도 1은 본 발명에 따른 스프링장치가 사용될 수 있는 의자의 예시도,

도 2는 본 발명에 따른 스프링장치의 사시도,

도 3은 도 2의 측면도,

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 스프링장치 12 : 외부하우징

14 : 내부하우징 16 : 완충고무

본 발명은, 스프링장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 통상의 코일스프링이나 판스프링의 형태에서 벗어나 완충고무의 비틀림 작용으로써 해당하는 제품에 대한 완충역할을 할 수 있도록 한 스프링장치에 관한 것이다.

스프링(Spring)이란, 힘을 가하면 탄성변형함으로써 에너지를 흡수ㅇ축적하고 힘을 제거하면 흡수한 에너지를 방출하여 원래의 형태로 복원하는 성질을 지니는 것의 총칭하는 말로써, 협소하게는 이러한 성질을 이용한 기계요소를 말하기도 한다.

스프링의 용도로써 동력발생용이 있는데, 물건을 손으로 가볍게 위아래로 이동할 수 있도록 이동시키고자 하는 물건을 스프링으로 끌어 올려 무게의 균형을 취하는 것이 그 예이다. 이 용도로는 스파이럴스프링이나 코일스프링에 의한 회전력(창문용 셔터의 개폐 등), 질소가스를 실린더에 봉한 가스스프링에 의한 수직방향의 힘(의자나 선풍기의 높이 조정용 등)이 채용된다.

다른 스프링의 용도에는 전기의 스위치나 키보드, 카세트리코더의 푸시버튼, 또는 실린더자물쇠 등에 사용되는 복귀용이 있다. 또 다른 스프링의 용도로써, 부품끼리를 체결하여 떨어지지 않도록 하기 위해 이용되는 것으로 축에 끼운 원통이 빠지는 것을 막는 멈춤바퀴나 스프링핀, 또 나사가 느슨해지는 것을 방지하는 데 사용하는 스프링와셔 등의 체결용이 있다. 소위, 스냅이라 하는 것도 체결용 스프링이라 할 수 있다.

이 밖에도 스프링은 용수철 저울이나 체중계 등의 계량용에도 사용되고, 현악기의 현(스프링의 작용을 하는)과 같이 진동원용으로도 사용되는 등 그 용도가 매우 다양하다.

한편, 위의 다양한 용도 외에도 스프링은 완충용으로도 널리 활용되고 있다. 예를 들어 자전거의 림과 스포크가 완충용 스프링의 일 예가 될 수 있다. 뿐만 아니라 아래에서 설명될 의자에도 완충용으로써 널리 활용된다.

의자의 완충용으로 상용되는 부품으로써의 스프링은, 대한민국특허청 출원번 호 20-1984-0005198의 의자등받이의 경도도절장치, 출원번호 20-1982-0001552의 의자등받이 등이 개시되어 있다. 후자의 의자등받이의 경우에는 좌판에 후레임으로 연결된 등받이가 소정의 스프링의 힘에 의해서 계속적으로 사용자의 허리 부위에 압력을 가해주는 역할을 하고 있다.

그런데, 공지된 의자들에 주로 사용되는 스프링의 형태는 소위 코일스프링이나 혹은 판스프링의 형태가 대부분이다. 따라서 원하는 강도를 얻을 수 없을 수도 있고, 제조가 힘들어 비용이 높아지는 등의 단점을 보이기도 한다.

이에, 본 출원인은 통상의 코일스프링이나 판스프링의 형태에서 벗어나 완충고무의 비틀림 작용으로써 해당하는 제품에 대한 완충역할을 할 수 있도록 한 새로운 형태의 스프링장치를 제안하기에 이르렀다.

본 발명의 목적은, 통상의 코일스프링이나 판스프링의 형태에서 벗어나 완충고무의 비틀림 작용으로써 해당하는 제품에 대한 완충역할을 할 수 있도록 한 스프링장치를 제공하는 것이다.

상기 목적은, 내면에 반경방향 내측을 향해 적어도 하나의 돌기가 형성되어 있는 외부하우징과; 상기 외부하우징 내에 수용되며, 비원형단면의 내면과 상기 내면의 외측에 원형단면의 외면을 갖되, 상기 외면에 적어도 하나의 직선구간이 형성되어 있는 내부하우징과; 상기 내부 및 외부하우징 중 적어도 어느 일측에 접착제 가 도포된 상태에서 상기 내부 및 외부하우징 사이에서 인서트 사출되어 상기 외부하우징에 대해 상대적으로 뒤틀림변형되는 상기 내부하우징을 원상태로 복귀시키는 완충력을 갖는 완충고무를 포함하는, 스프링장치에 의해 달성된다.

여기서, 상기 완충고무는, 베이스 폴리머(Base Polymer)로써 천연고무, 필러(Filler)로써 탈크 및 경량, 흑색상으로써 카본, 가공조제로써 프로세스오일, 스테아리산 및 파라핀왁스, 산화방지제, 스코치방지제, 활성제로써 아연화, 가류제로써 유황, 가류촉진제 중 어느 하나 또는 하나 이상의 성분을 함유할 수 있다.

구체적으로, 상기 완충고무는 베이스 폴리머(Base Polymer)로써 천연고무를 100 중량%으로 할 때, 탈크 및 경량은 65 중량%, 카본은 10 중량%, 프로세스오일, 스테아리산 및 파라핀왁스는 14.5 중량%, 산화방지제는 1.2 중량%, 스코치방지제는 0.6 중량%, 아연화는 4 중량%, 유황은 1 중량%, 가류촉진제는 3 중량%을 함유하는 것을 특징으로 한다.

상기 내부 및 외부하우징은 알루미늄, 아연, 스틸의 어느 한 재질로써 형성될 수 있다.

상기 외부하우징의 단면은 원형 또는 다각형 중 어느 하나로 이루어진다.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 스프링장치(10)는 도 1에 실시예로써 도시한 의자(1)에 사용될 수 있다. 의자(1)를 그 위치별로 살펴보면, 안착부(2)와, 안착부(2)의 후면에 서 상측으로 연장되어 사용자의 등을 지지하는 등받이(2)와, 안착부(2)의 양측에 형성되어 사용자의 양팔을 지지하는 팔걸이(4)와, 안착부(2), 등받이(2) 및 팔걸이(4)를 지지하는 지지다리(5)로 이루어져 있다.

도 1에 도시된 것과는 달리 지지다리(5)의 하부에 휠(6)이 마련되지 않거나 팔걸이(4)가 존재하지 않는 의자(미도시)도 존재한다. 다만, 의자(1)가 어떠한 형상을 갖더라도, 등받이(2)는 안착부(2)에 대해서 후방으로 밀리거나 복원되는 완충 탄성력을 갖는 것이 사용상 편리하다. 즉, 의자(1)에 앉아 있는 상태에서 등을 기댈 수 있는 편리함이 존재한다.

따라서 대부분의 의자(1)의 경우에는 등받이(2) 영역에 통상의 코일스프링이나 판스프링이 적용되고 있는데 본 발명의 스프링장치(10) 역시, 이 영역에 장착되어 등받이(2)를 후방으로 밀어 젖힌 다음, 힘을 제거하면 등받이(2)가 원상태의 위치로 복귀되도록 완충역할을 한다.

도 2는 본 발명에 따른 스프링장치의 사시도이고, 도 3은 도 2의 측면도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 스프링장치(10)는, 크게 외부하우징(12)과, 외부하우징(12) 내에 수용되는 내부하우징(14)과, 내부 및 외부하우징(14,12) 사이에 충전되어 외부하우징(12)에 대해 상대적으로 뒤틀림변형(등받이(2)를 후방으로 밀어 젖힌 상태)되는 내부하우징(14)을 원상태로 복귀시키는 완충력을 갖는 완충고무(16)를 갖는다.

비원형의 단면을 갖는 내부하우징(14)에 대해 외부하우징(12)은 원형 단면을 갖는다. 외부하우징(12)에는 돌출부(12a)가 형성되어 있다. 돌출부(12a)는 외부하우징(12)을 장착하기 위한 수단으로써 형성되지 않을 수도 있다. 외부하우징(12)은 알루미늄, 아연, 스틸 중의 어느 하나의 재질로서 형성된다.

이러한 외부하우징(12)의 내면에는 내부하우징(14)을 향해 돌출된 2개의 돌기(12b)가 형성되어 있다. 이 돌기(12b)들은 완충고무(16)의 박리현상을 저지한다. 이 때, 돌기(12b)는 하나가 형성될 수도 있고 혹은 도시된 것처럼 2개, 혹은 3개 이상이 형성될 수 있으며, 그 형태는 무관하다.

내부하우징(14)은 외부하우징(12) 내의 축심에 수용된다. 이러한 내부하우징(14)은 비원형단면의 내면(14a)과 내면(14a)의 외측에 원형단면의 외면(14b)을 갖는다. 이 때, 외면(14b)에는 적어도 하나의 직선구간(14c)이 형성되어 있다. 도 3을 참조할 때, 외면(14b)에 하나의 직선구간(14c)이 형성되어 있으나 2개 이상의 직선구간을 형성시켜도 무방하다. 내면(14a)의 비원형단면의 일예로써 도시된 것처럼 6각 단면이 될 수 있다. 강도유지를 위해 외부하우징(12)과는 달리 내부하우징(14)은 스틸(스테인레스 스틸 포함)로 제조된다.

한편, 내부 및 외부하우징(14,12) 사이에 충진된 완충고무(16)가 내부 및 외부하우징(14,12) 사이에서 쉽게 이탈된다면 더 이상의 완충역할을 할 수 없다. 이에, 본 발명에서는 다음의 방법으로 완충고무(16)를 내부 및 외부하우징(14,12) 사이에 일체로 형성하고 있다.

우선, 완충고무(16)가 접하는 내부하우징(14)의 외면과 외부하우징(12)의 내면에 접착제를 도포한다. 접착제는 핫멜트(Hot-Melt)계를 포함하여 어떠한 것이 적용되어도 좋다. 그리고는 내부 및 외부하우징(14,12)의 축심일 일치하도록 하면서 내부하우징(14)을 외부하우징(12)의 중심으로 삽입한다.

그런 다음, 내부 및 외부하우징(14,12) 사이에 분말 형태의 고무재료를 충전한 후, 일체로 인서트 사출한다. 그러면 사출금형 내의 고온의 열에 의해 분말 형태의 고무재료가 녹으면서 접착제에 기인하여 내부 및 외부하우징(14,12) 사이에서 완충고무(16)로써 일체로 고착됨으로써 스프링의 역할을 행한다.

다만, 완충고무(16)가 제기능을 수행하기 위해서는, 별도의 특성을 가질 필요가 있다. 완충고무(16)는, 베이스 폴리머(Base Polymer)로써 천연고무, 필러(Filler)로써 탈크 및 경량, 흑색상으로써 카본, 가공조제로써 프로세스오일, 스테아리산 및 파라핀왁스, 산화방지제, 스코치방지제, 활성제로써 아연화, 가류제로써 유황, 가류촉진제 중 어느 하나 또는 하나 이상의 성분을 함유할 수 있다.

구체적으로, 아래의 [배합비율표]에 나타나 있는 바와 같이, 완충고무(16)는 베이스 폴리머(Base Polymer)로써 천연고무를 100 중량%으로 할 때, 탈크 및 경량은 65 중량%, 카본은 10 중량%, 프로세스오일, 스테아리산 및 파라핀왁스는 14.5 중량%, 산화방지제는 1.2 중량%, 스코치방지제는 0.6 중량%, 아연화는 4 중량%, 유황은 1 중량%, 가류촉진제는 3 중량%을 함유하는 것을 특징으로 한다.

- 스프링장치 고무관련 배합비율 및 특성 -

용도(기능)	성분명	함유량(PHR)
베이스 폴리머 (Base Polymer)	천연고무	100
필러 (Filler)	탈크(TALC)	25
필러 (Filler)	경탄(CaCO₃)	40
색상 (흑색)	카본(Carbon)	10
가공조제 (가공성)	프로세스 오일(Prosess Oil)	10
	스테아리산	2.5
	파라핀왁스	2.0
산화방지제	산화방지제	1.2
스코치방지제	스코치방지제	0.6
활성제	아연화	4
가류제	유황(S)	1
가류촉진제	가류촉진제	3

한편, 위의 방법으로 제조된 스프링장치(10)를 도 1에 도시된 의자(1)의 등받이(2)에 장착한다. 우선, 별도의 육각봉을 내부하우징(14)에 끼워둔 상태에서 육각봉을 등받이(2)의 요부에 고정지지한다. 그리고 외부하우징(12)은 돌출부(12a)를 이용하여 등받이(2)를 지지하도록 한다.

스프링장치(10)를 장착한 상태에서, 사용자가 의자(1)에 앉아 등을 등받이(2)에 기대고 뒤로 젖히면 육각봉에 의해 고정된 내부하우징(14)에 대해 완충고무(16)가 탄성적으로 뒤틀림변형되면서 그 원주방향으로 외부하우징(12)이 소정각도 회전한다. 따라서 등받이(2)가 후방으로 젖혀진다.

등받이(2)를 젖혔던 힘을 제거하면, 뒤틀려 변형되었던 완충고무(16)가 원상태로 복귀됨으로써 외부하우징(12)은 원래의 위치로 복귀하면서 등받이(2) 역시 원상태로 복원될 수 있게 된다.

이와 같이, 본 발명에 의하면, 통상의 코일스프링이나 판스프링의 형태에서 벗어나 완충고무(16)의 비틀림 작용으로써 의자(1)의 등받이(2)에 대한 완충역할을 제공할 수 있게 된다.

이상 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명하였으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.

전술한 실시예에서는, 인서트 사출에 의해 내부 및 외부하우징(14,12) 사이에 완충고무(16)를 인서트 사출하고 있지만, 압출성형이나 프레스가황의 방법을 채용할 수도 있음은 물론이다.

전술한 실시예에서는, 본 스프링장치(10)가 의자(1)에 적용되고 있지만, 의자(1)를 떠나 완충역할을 할 수 있는 다양한 물품들에 모두 적용될 수 있다. 따라서 본 발명의 사상은 스프링장치(10) 그 자체에 미친다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 통상의 코일스프링이나 판스프링의 형태에서 벗어나 완충고무의 비틀림 작용으로써 해당하는 제품에 대한 완충역할을 할 수 있는 효과가 있다.

Claims

내면에 반경방향 내측을 향해 적어도 하나의 돌기가 형성되어 있는 외부하우징과;

상기 외부하우징 내에 수용되며, 비원형단면의 내면과 상기 내면의 외측에 원형단면의 외면을 갖되, 상기 외면에 적어도 하나의 직선구간이 형성되어 있는 내부하우징과;

상기 내부 및 외부하우징 중 적어도 어느 일측에 접착제가 도포된 상태에서 상기 내부 및 외부하우징 사이에서 인서트 사출되어 상기 외부하우징에 대해 상대적으로 뒤틀림변형되는 상기 내부하우징을 원상태로 복귀시키는 완충력을 갖는 완충고무를 포함하는, 스프링장치.
제1항에 있어서,

상기 완충고무는, 베이스 폴리머(Base Polymer)로써 천연고무, 필러(Filler)로써 탈크 및 경량, 흑색상으로써 카본, 가공조제로써 프로세스오일, 스테아리산 및 파라핀왁스, 산화방지제, 스코치방지제, 활성제로써 아연화, 가류제로써 유황, 가류촉진제 중 어느 하나 또는 하나 이상의 성분을 함유하는 것을 특징으로 하는, 스프링장치.
제2항에 있어서,

베이스 폴리머(Base Polymer)로써 천연고무를 100 중량%으로 할 때, 탈크 및 경량은 65 중량%, 카본은 10 중량%, 프로세스오일, 스테아리산 및 파라핀왁스는 14.5 중량%, 산화방지제는 1.2 중량%, 스코치방지제는 0.6 중량%, 아연화는 4 중량%, 유황은 1 중량%, 가류촉진제는 3 중량%을 함유하는 것을 특징으로 하는, 스프링장치.
제1항에 있어서,

상기 내부 및 외부하우징은 알루미늄, 아연, 스틸의 어느 한 재질로써 형성되는 것을 특징으로 하는, 스프링장치.
제1항에 있어서,

상기 외부하우징의 단면은 원형 또는 다각형 중 어느 하나로 이루는 것을 특징으로 하는, 스프링장치.