KR20130020280A - 양방향 압축 이완형 이중 스프링 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이중으로 연결된 코일스프링을 이용하여 종래의 단일코일 스프링의 압축 및 이완에너지 크기를 향상시키기 위한 이중스프링에 관한 것으로서, 상세하게는 종래의 기계적 스프링의 한쪽 끝에 내측으로 또 다른 스프링이 형성된 구조로 외부의 이완 및 압축되는 힘에 대해 내측 스프링이 이완됨과 동시에 외측스프링은 압축되고, 또는 내측 스프링이 압축됨과 동시에 외측스프링이 이완되는 양방향 동작이 일어나는 이중 스프링 구조에 관한 것이다.

Description

양방향 압축 이완형 이중 스프링{STRUCTURE OF BI-DIRECTIONAL DUAL SPRING}

본 발명은 이중으로 연결된 코일스프링을 이용하여 종래의 단일코일 스프링의 압축 및 이완에 따른 복원에너지 크기를 향상시키기 위한 이중스프링에 관한 것으로서, 상세하게는 종래의 기계적 스프링의 한쪽 끝에 내측으로 또 다른 스프링이 형성된 구조로 외부의 이완 및 압축되는 힘에 대해 내측 스프링이 이완됨과 동시에 외측스프링은 압축되고, 또는 내측 스프링이 압축됨과 동시에 외측스프링이 이완되는 양방향 동작이 일어나는 이중 스프링 구조에 관한 것이다.

종래의 기계적 스프링장치는 물체의 탄성 변형을 이용해서 에너지를 흡수, 축적시켜 완충 등의 작용을 하게 하는 기계요소로서, 일단 형성되면 스프링의 탄성도는 열등의 물리적 영향을 가하여 가공하지 않는 한 변하지 않는 고정 탄성도를 갖음으로써, 외부의 압력 및 이완에 의한 고정된 반발력을 발휘하게 된다.

또한 스프링의 재료는 적당히 열처리한 강철을 사용할 때가 가장 많고, 이밖에 인청동 및 니켈합금 등의 금속재료가 사용된다. 또, 고무나 공기 등도 스프링으로서 사용될 때가 있다.

종래의 단방향 코일 스프링의 경우 외부의 이완 및 압축력에 대해 단방향으로 기계적 에너지를 저장하는 방식으로, 압축 및 이완되는 기계적 운동거리가 짧고 단일 방향의 기계적 에너지만을 저장할 수 있었다. 따라서 이러한 기계적 운동거리의 증가와 양방향으로 사용할 수 있는 이중 스프링구조가 요구된다.

따라서, 본 발명은 상기 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 종래의 압축 및 이완의 단방향으로 동작할 수 있던 코일스프링의 단점을 개선하기 위해 제안된 것으로, 외측과 내측에 서로 일측이 결합된 이중 코일스프링을 구비함으로써, 압축시 내측의 스프링은 이완되며 외측스프링은 압축되고, 이완시 내측스프링은 이완되며 외측스프링은 이완되는 서로 상호 작용하는 이중 코일 스프링을 형성하는 양방향 압축 이완형 이중 스프링을 구성하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여,

본 발명의 실시예에 따른 양방향 압축 이완형 이중 스프링은,

외측에 기계적 제1코일스프링(100)과,

상기의 제1코일스프링 일측에 결합부(100a)와,

상기의 제1코일스프링과 일측이 결합된 내측에 기계적 제2코일스프링(101)과,

상기의 제2코일스프링 일측에 결합부(101a)을 포함하여 구성되어 본 발명의 과제를 해결하게 된다.

상기한 구성을 포함하는 본 발명에 의하면, 다음과 같은 효과들을 얻을 수 있다.

양방향 압축 이완형 이중 스프링은 외부 충격에 따라 내측스프링과 외측스프링이 상호 반대작용을 함으로써, 기계적 운동거리를 증대시키고, 코일 스프링의 결합에 의한 이중 탄성도를 갖는 스프링을 구현함으로써, 차량의 서스펜션 및 각종 기계장치에 더 많은 기계적 에너지를 저장할 수 있는 스프링의 제작을 가능하게 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 양방향 압축 이완형 이중 스프링을 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 양방향 압축 이완형 이중 스프링을 도시한 하측 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 압축시 양방향 압축 이완형 이중 스프링의 동작을 보여주는 개념도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 이완시 양방향 압축 이완형 이중 스프링의 동작을 보여주는 개념도이다.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 양방향 압축 이완형 이중 스프링은,

본 발명의 실시예에 따른 양방향 압축 이완형 이중 스프링은,

외측에 기계적 제1코일스프링(100)과,

상기의 제1코일스프링 일측에 결합부(100a)와,

상기의 제1코일스프링과 일측이 결합된 내측에 기계적 제2코일스프링(101)과,

상기의 제2코일스프링 일측에 결합부(101a)을 포함하여 구성되어 서로 상호 작용하는 이중의 코일스프링구조를 갖는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명인 양방향 압축 이완형 이중 스프링의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 양방향 압축 이완형 이중 스프링을 도시한 사시도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 양방향 압축 이완형 이중 스프링을 도시한 하측 사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 상기의 양방향 압축 이완형 이중 스프링은 외측에 제1코일스프링이 구비되며, 내측에 상기의 제1코일스프링과 일측이 연결된 제2코일스프링이 결합되고,

상기의 제1코일스프링과 일측이 결합된 내측의 제2코일스프링(101)의 타측에 외부와 결합되는 제2스프링결합부(101a)가 형성된다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 압축시 양방향 압축 이완형 이중 스프링의 동작을 보여주는 개념도이다.

도 3을 참조하면, 제1코일스프링과 연결되지 않은 내측의 제2코일스프링의 일측이 외부의 장치와 연결되어, 외부로부터의 압축힘이 가해질 경우, 제2코일스프링은 이완되고,

상기의 제2코일스프링과 결합된 제1코일스프링은 압축된다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 이완시 양방향 압축 이완형 이중 스프링의 동작을 보여주는 개념도이다.

도 4를 참조하면, 제1코일스프링과 연결되지 않은 내측의 제2코일스프링의 일측이 외부의 장치와 연결되어, 외부로부터의 이완힘이 가해질 경우, 제2코일스프링은 압축되고,

상기의 제2코일스프링과 결합된 제1코일스프링의 탄성계수를 수식을 통해 설명하면,

F(힘) = kχ = k₁χ₁- k₂χ₂ = χ₁(k₁- (χ₂/χ₁)k_{2 )} = k(i)χ 수식(1)

k(전체탄성계수) = k₁- (χ₂/χ₁)k₂

상기 k₁ 는 제1코일스프링 탄성계수를 의미하며, k₂ 은 제2코일스프링 탄성계수를 의미한다.

결국, 전체 코일스프링의 탄성도는 제1코일스프링 및 제2코일스프링의 탄성계수의 결합 및 제1코일스프링 및 제2코일스프링의 변형거리의 비에 의해 결정된다. 따라서 제1코일스프링의 탄성계수 k₁ 과 제2코일스프링의 탄성계순 k₂ 를 조절함으로써 외부의 힘에 대해 더 큰 기계적 위치에너지를 저장할 수 있고, 외부 충격에 대해 이중으로 탄성도가 조절되는 스프링의 제조가 가능하다.

상술한 바와 같이 본 발명은 본래의 기술적 사상을 변경하지 않는 범위 내에서 여러 가지의 다양한 변형된 발명이 있을 수 있으며, 그러한 발명은 모두 본 발명의 권리 범위에 속한다는 것을 미리 밝혀 둔다.

100 : 제1스프링
100a : 제1스프링 결합부
101 : 제2스프링
101a : 제2스프링 결합부

Claims (3)

1. 외측에 기계적 제1코일스프링(100)과,
   상기의 제1코일스프링 일측에 형성된 제1스프링결합부(100a)와,
   상기의 제1코일스프링과 일측이 결합되어 내측으로 형성된 제2코일스프링(101)과,
   상기의 제2코일스프링 일측에 제2스프링결합부(101a)을 포함하여 구성되는 특징으로 하는 양방향 압축 이완형 이중 스프링.
2. 제 1항에 있어서,
   이중 코일스프링은,
   외부로부터의 압축 힘이 가해질 경우,
   제2코일스프링은 이완되고,
   상기의 제2코일스프링과 결합된 제1코일스프링은 압축되는 것을 특징으로 하는 양방향 압축 이완형 이중 스프링.
3. 이중 코일스프링은,
   외부로부터의 이완 힘이 가해질 경우,
   제2코일스프링은 압축되고,
   상기의 제2코일스프링과 결합된 제1코일스프링은 이완되는 것을 특징으로 하는 양방향 압축 이완형 이중 스프링.
   

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