KR920006884B1 - 스프링 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

스프링

제1도는 하중이 걸리지 않았을 때의 본 발명에 따른 스프링의 단면도.

제2도는 제1도의 2-2선에 따른 단면도.

제3도는 스프링이 압축된 것을 나타내는, 제1도와 유사한 도면.

제4도는 본 발명의 두 번째 실시예에 의한 스프링의 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11, 21 : 몸체 12, 13 : 금속 단부판

14, 15 : 제1 및 제2부분 16 : 공동부

17, 18 : 외부표면 24, 25, 26 : 금속판

본 발명은 스프링(spring)에 관한 것으로, 특히, 제1방향을 가로지르는 면에서 스프링의 양 단부 지역들 사이의 대체로 자유로운 상대적 운동을 어느 정도 허용하면서 사기 단부 지역들 사이의 상기 제1방향으로의 압축 하중에 견디는 탄성중합체 물질의 스프링에 관한 것이다.

본 발명에 따르면 스프링은 한 쌍의 양 단부 지역들 사이에서 연장하여 상기 단부 지역들에 제1방향으로 작용하는 압축력을 탄성중합체 물질의 몸체가 지탱하도록 탄성중합체 물질로 된 몸체를 포함하며, 그 몸체는 상기 제1방향으로 연장하는 스프링의 주축을 중심으로 단면이 대체로 대칭형이고, 상기 단부 지역들 중 제1단부 지역 부근의 대체로 속이 찬(solid)부분과, 상기 단부 지역들 중 제2단부 지역부근의 대체로 속이 빈 부분을 가지며, 제1단부 지역으로부터 연장하는 몸체 길이의 제1부분에서는 그 외부 단면직경이 점진적으로 증가하고, 상기 제2단부 지역으로 연장하는 몸체 길이의 제2부분에서는 그 외부 단면직경이 점차 감소하게 되는 구조를 가지고 있다.

직경이 점진적으로 증가하는 상기 제1부분은 상기 제1방향으로 상기 제1단부 지역으로부터 제2단부 지역으로 몸체길이(즉, 스프링 주축의 길이)의 적어도 50％, 바람직하게는, 60-90％를 차지하는 것이 바람직하다.

탄성중합체 물질로 된 상기 몸체는 상기 제1방향으로 스프링 길이의 적어도 10％, 바람직하게는, 80％ 이하에서 속이 빈 것이 좋다. 더욱 바람직하게는, 몸체는, 스프링 길이의 적어도 40％, 바람직하게는, 50-70％ 정도에서, 속이 빈 것이 좋다.

주축에 수직한 단면에서 스프링의 최대 외부 칫수는 몸체의 단면이 환형인 곳, 즉, 중공 부분에 위치하는 것이 바람직하다.

몸체의 주축을 포함하는 면에서 몸체의 외부 윤곽은 제1 및 제2부분 모두에서 곡선인 것이 바람직하다. 그리하여, 상기 면에서 몸체의 외부면은 볼록한 모양이다. 주축에 수직한 단면에서 몸체의 외부 형상이 일반적으로 원형인 것이 바람직하고, 중공인 내측의 형상도 원형인 것이 바람직한데, 이렇게 함으로써 스프링이 주축에 수직한 모든 횡방향에서 사실상 균일한 하중 변형 성질을 갖게 된다. 그러나, 불균일한 성질이 요구되는 경우, 상기 내외측 형상중 하나 또는 둘 다 비원형으로 될 수 있고, 타원형이 많은 적용분야에 특히 유용한 것으로 생각된다.

단부 지역들중 하나 또는 그 각각은 강성 부재, 예를 들면, 금속판으로 구성될 수 있는데, 거기에 탄성중합체 물질의 몸체가 예를 들면 접합에 의해 고정된다. 또 다르게는, 한 단부 지역이 탄성중합체 물질의 몸체의 표면층으로 구성되고 거기에 압축력이 가해질 수 있다.

각 단부 지역이 몸체에 접합된 강성 부재로 구성되었을 경우, 제1단부 지역의 접합 영역의 최대 외부 칫수는 제2단부 지역의 접합 영역의 최대 외부 칫수보다 작은 것이 바람직하다.

탄성중합체 물질이 상기 몸체는 둘 또는 그 이상이 서로 직결로 배치될 수도 있다. 이러한 배치에서는, 한 스프링의 단부 지역은 탄성중합체 물질로 형성될 수 있고, 그 물질은 다음의 몸체의 단부 지역의 탄성중합체 물질과 붙어 있을 수 있다. 또 다르게는, 예를 들어 단일의 강성 부재가 2개의 연속된 탄성중합체 물질의 몸체들의 단부면들 사이에서 그 단부면들에 접합될 수 있고, 또는 마주보는 두 단부 지역들 각각이 강성부재를 포함할 수 있고 두 강성부재를 함께 고착시키는 수단이 제공된다.

두 몸체가 직렬로 배치되었을 때, 두 몸체는 그들의 제1단부 지역에서 인접하고 중공 부분들이 서로 바깥쪽으로 놓이게 배치되는 것이 바람직하다.

몸체의 중공 부분은 스프링의 휨에도 불구하고 주위 압력과 접하는 공동부를 최소한 부분적으로 형성하는 것이 바람직하다. 그래서, 제2단부 지역이 강성판으로 구성되었을 때, 상기 강성판은 공동부로부터 또는 공동부로 공기나 다른 매질이 흐를 수 있게 공동부와 통해 있는 구멍을 가지는 것이 바람직하다.

최소한 매달려 있는 상태에 있을 때, 몸체는, 상기 제1방향으로 압축될 때 점점 외부 칫수가 감소하는 제2부분에서 외부표면이 강성 지지 부재와 접촉하고 또 그것에 의해 지지되도록 배치되는 것이 바람직하다. 상기 강성 지지부재는 탄성중합체 물질의 몸체에 접합된 단부판의 외측 영역에 의해 이루어질 수 있고, 상기 단부 판과 독립적일 수도 있다.

첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 두 가지 실시예를 이하 설명한다.

스프링(10)은 일반적으로 원형의 단면 형태를 가진 탄성중합체 물질로 되어 있고, 제1 및 제2금속 단부판(12, 13)사이에서 그 금속판들에 결합되어 있는 몸체(11)를 포함한다.

몸체(11)는 제1금속 단부판(12)로부터 멀어지는 방향으로 직경이 점진적으로 증가하는 제1부분(14)을 포함하고 있으며, 나머지 제2부분(15)에서 몸체(11)는 그의 직경이 점차 감소한다. 몸체(11)는 스프링의 수직 압축 하중방향과 평행하게 놓인 주축(19)을 중심으로 대칭이다.

몸체(11)의 제1부분(14)의 일부와 제2부분(15)은 제2도에 나타난 것과 같이 그 단면이 환형이고 몸체 내에 공동부(16)를 형성한다. 그 공동부는 제1도의 도면에서 그 단면이 U자형이며, 제2금속 단부판(13)으로부터, 두 단부판들이 떨어져 있는 거리의 약 60％ 정도 연장되어 있다.

제2도의 단면은 제1 및 제2부분(14, 15)사이를 가로지른 면, 즉, 외부 직경이 최대가 되는 면에서 취한 것이다. 상기 면은 제1금속 단부판으로부터, 두 단부판들이 떨어져 있는 거리의 약 70％ 되는 곳에 위치한다.

제1금속 단부판(12)은 디스크 형태이나, 제2금속단부판(13)은 환형으로 만들어져서 공동부(16)로 공기가 자유로이 드나들게 해준다.

두 단부판은 몸체(11)의 최대 외부 직경에 대략 일치하는 대체로 같은 외부 직경을 가지고 있다. 최대 하중이 걸린 상태에서, 이러한 크기의 단부판은 몸체(11)가 압축될 때 제1 및 제2금속 단부판(12, 13)이 몸체(11)의 제1 및 제2부분(14, 15)의 외부 표면(17, 18)을 지지하는데 충분할 수 있다.

제3도는 압축하에서 단부판들이 탄성중합체 물질로 된 몸체(11)의 외부 표면(17, 18)의 각 부분을 지지하는 것을 나타낸 도면이다.

제4도에 나타낸 본 발명의 두 번째 실시예의 스프링은, 본 발명의 첫 번째 실시예에서의 몸체(11)에 대해 설명된 바와 같은 구조를 각각 가지며 등을 맞대어 배치된 탄성중합체 물질의 2개의 몸체를 포함한다.

탄성중합체 물질로 된 2개의 몸체(21)는 속이 찬 부분(22)이 서로 인접하고 중공부분(23)이 외측으로 향해 배치되어 있다.

두 몸체(21)의 속이 찬 부분(22)은 금속판(24)의 양 반대쪽 표면에 접합되어 있고, 금속판(24)과 두 몸체(21)의 조립체는 첫 번째 실시예에서 설명한 제2금속 단부판(13)과 구조가 비슷한(즉, 직경이 몸체(21)의 최대 외부 직경과 거의 일치하는) 한쌍의 금속판(25, 26) 사이에 접합되어 있다. 금속판(24)은 그의 바깥지름이 금속판(25, 26)의 것과 대체로 같다.

본 발명에 따른 스프링은 모래시계형 스프링으로 일반적으로 알려져 있고 영국 특허 제1,586,068호에 기재된 것과 같은 통상의 스프링과 다음의 점에서 명확하게 대비된다. 즉, 본 발명의 스프링에서는, 스프링의 압축 방향으로 스프링 길이의 일부분에서 외부 칫수가 점진적으로 증가하는 반면, 나머지 길이 부분에서는 외부 칫수가 점진적으로 감소한다. 외부 칫수가 점진적으로 감소하는 부분이 제공되면, 유사한 압축 하중 능력을 가지는 통상의 스프링과 비교하여 상대적인 횡운동을 수용하는 능력이 극히 우수해진다. 역으로 비슷한 횡방향 휨 능력을 가진 통상의 스프링과 비교해 볼 때, 본 발명에 따른 스프링은 더 큰 압축 하중에 견딜 수 있다.

본 발명에 따른 스프링은 예를 들면 영국 특허 출원 제8408167호의 자동차 현가 장치에 사용하는데 특히 적합하다.

여기서 설명된 것과 유사한 종류의 스프링이 공기 실의 부분적 또는 완전 감압의 경우 지지를 제공하기 위해 공기 스프링의 공기실내에 사용하는데 적당한 것으로 상기 영국 특허 출원 명세서에 기재되어 있다. 본 발명에 따른 스프링은 또한, 정상 사용 중 자동차 현가 장치가 받는 압축하중에 견디도록 공기 스프링과 함께 공기 스프링의 바깥에 채용될 수도 있다.

Claims (8)

1. 서로 떨어져 배치된 제1 및 제2강성 단부 부재들(12, 13)과, 그 단부 부재들(12, 13)사이에서 연장하고 그 단부 부재들에 접합되어, 단부 부재들에 제1방향으로 작용하는 압축력이 탄성중합체 물질의 압축에 의해 저항되도록 탄성중합체 물질로 된 몸체(11)로 구성되고, 상기 탄성중합체 물질의 몸체는 상기 제1방향으로 연장하는 스프링의 주축(19)을 중심으로 단면이 대체로 대칭형이며, 상기 단부 부재들중 제1단부 부재(12) 근처에서는 속이 차 있고 상기 단부 부재들중 제2단부 부재(13) 근처에서는 중공으로 된 스프링(10)에 있어서, 상기 몸체(11)는 상기 제1방향으로 힘이 가해지지 않은 때, 제1단부 부재(12)로부터 연장하는 몸체 길이의 제1부분(14)에서는 외부 단면칫수가 점진적으로 증가하고 상기 제2단부 부재(13)로 연장하는 몸체 길이의 제2부분(15)에서는 외부 단면 칫수가 점차 감소하는 형상으로 되어 있고, 상기 제1 및 제2부분들(14, 15) 각각은 상기 주축(19)을 포함하는 면에서 볼 때 볼록한 외부 형상으로 되어 있으며, 제1단부 부재의 접합 영역의 최대 외부 칫수가 제2단부 부재의 접합 영역의 최대 외부 칫수보다 작은 것을 특징으로 하는 스프링.
2. 제1항에 있어서, 직경이 점진적으로 증가하는 상기 제1부분(14)은 스프링의 제1방향에서 양 단부 부재들(12, 13)사이의 몸체 길이의 최소한 50％를 차지하는 것을 특징으로 하는 스프링.
3. 제2항에 있어서, 직경이 점진적으로 증가하는 상기 제1부분(14)은 몸체(11)의 길이의 60％ 내지 80％를 차지하는 것을 특징으로 하는 스프링.
4. 제1항에 있어서, 몸체(11)는 대체로 양 단부 부재(12, 13) 사이의 몸체 길이의 최소한 10％, 더욱 바람직하게는 최소한 40％를 차지하는 중공 부분을 갖는 것을 특징으로 하는 스프링.
5. 제4항에 있어서, 몸체(11)는 몸체 길이의 10％ 내지 80％, 더욱 바람직하게는, 50％ 내지 70％를 차지하는 중공 부분을 갖는 것을 특징으로 하는 스프링.
6. 제1항에 있어서, 스프링의 적어도 일단부 부재는 압축될 때 몸체(11)의 외부 표면(17, 18)과 접촉되게 배치되는 금속 단부판(12, 13)같은 강성 부재로 구성된 것을 특징으로 하는 스프링.
7. 제1항에 있어서, 중공 부분은 주위 압력과 통하는 공동부(16)를 최소한 부분적으로 이루는 것을 특징으로 하는 스프링.
8. 제1항 내지 제7항중 어느 한 항에 있어서, 상기 주축을 포함하고 있는 면에서 몸체의 외관은 상기 제1 및 제2부분(14, 15) 모두에서 곡선을 이루는 것을 특징으로 하는 스프링.

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