(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の本体にスプリング力を作用させることができる、周囲フレーム及び該周囲フレームに対して垂直な中心軸線を有するフレクシャーベアリングスプリングであって、
（a）開口部によって互いに分離された複数の第一のスプリングアームを含む第一のアームのセットと、ここで、前記各第一のスプリングアームは、前記中心軸線に向かって内側に、かつ、かつ第一の端部コネクタへと前記中心軸線を中心に角度をつけて伸長する非放射状の第一の経路に沿って、前記周囲フレームから内側に伸長し、
（b）少なくとも一つの第二のスプリングアームを含む第二のアームのセットと、ここで、前記各第二のアームは、第二の端部コネクタへと半径方向に、かつ中心軸線を中心に角度をつけて伸長する非放射状の第二の経路に沿って伸長し、前記各第二のアームは、各セットのアームが他のセットのアームの間の開口部を独立して通過することができるように、第一のアームの間の開口に介在する、フレクシャーベアリングスプリング。
【請求項２】
前記第一のアームが、前記中心軸線を中心に等角度に離され、前記第二のアームが少なくとも二つの第二のアームからなり、前記各第二のアームは周囲フレームから内側に伸長し、前記第二のアームは、前記中心軸線を中心に等角度に離され、前記第一のアームの間の前記開口部に介在する、請求項１に記載のフレクシャーベアリングスプリング。
【請求項３】
一方のアームのセットのアームが中央コネクタと接合する、請求項２に記載のフレクシャーベアリングスプリング。
【請求項４】
前記アームのすべてが湾曲している、請求項３に記載のフレクシャーベアリングスプリング。
【請求項５】
二つのセットのアームがあり、各セットは二つのアームを有する、請求項４に記載のフレクシャーベアリングスプリング。
【請求項６】
前記アームが、各アームのための一つコネクタを有する、請求項２に記載のフレクシャーベアリングスプリング。
【請求項７】
前記アームのすべてが湾曲している、請求項６に記載のフレクシャーベアリングスプリング。
【請求項８】
二つのセットのアームがあり、各セットは二つのアームを有する、請求項７に記載のフレクシャーベアリングスプリング。
【請求項９】
前記第一のアームが、中心軸線を中心に等角度に離され、かつ中央コネクタで接合し、前記第二のアームが少なくとも二つの第二のアームからなり、前記各第二のアームは中央コネクタから外側に伸長し、中心軸線を中心に等角度に離され、さらに、前記第一のアームの間の前記開口部に介在する、請求項１に記載のフレクシャーベアリングスプリング。
【請求項１０】
前記アームのすべてが湾曲している、請求項９に記載のフレクシャーベアリングスプリング。
【請求項１１】
二つのセットのアームがあり、各セットは二つのアームを有する請求項１０に記載のフレクシャーベアリングスプリング。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は機械的スプリングに関し、特に、筐体内のフリーピストンスターリングエンジンまたはクーラーのディスプレーサを共振するために過去に使用されてきた特定のタイプの機械的なスプリングの改良に関し、この改良により、スプリングは、一つにのみの本体に代え、複数の異なる本体を共振させることができる。
【背景技術】
【０００２】
用語“フレクシャーベアリング”は、従来平面なスプリング、不レクチャーベアリング、及び渦巻きスプリングのような種々の用語により参照されてきたタイプのスプリングを参照するために採用されている。このようなスプリングの例は、米国特許第5522214号及び同第8028409号、米国特許公開出願第2008/0191399号に示されている。フレクシャーベアリングスプリングは一般に、フリーピストンスターリングエンジン又はクーラーのピストン及びディスプレーサのような、往復動する本体を支持するために使用される。典型的なフレクシャーベアリングスプリングが、取り囲む周囲フレーム（そのフレームに垂直な中心軸線をもつ）、及び周囲フレームから内側に伸長するアームのセットを有する。アームは中心線へ放射方向内側に伸長するのではなく、大小の渦巻き状経路に沿って内側に伸長する。アームの内側端部は、通常周囲フレーム内で一緒に接合されるが、中心軸線に沿って往復動する本体に取り付けられる。フレクシャーベアリングスプリングは、往復動の軸線から離れる放射方向の動きに対して本体をサポートするという意味でのベアリングである。フレクシャーベアリングスプリングは、アームが本体の往復動の間、撓む片持ちスプリングである意味でフレクシャーである。アームは、弾性および弾力性をもつという意味でスプリングであり、したがって、エネルギーを受領し、保存し、戻すことができる。アームは、中心軸線を中心に等角度間隔を置いて位置し、好適にはアームはそれぞれ同一である。こうすることで、スプリングと往復動する本体の間の放射方向の力は、ベクトル和（アームが中心に向かったときに、放射方向の力の合力が実質的にゼロとなる）とすることができる。アームが中心からずれている場合は、アームは、中心軸線方向に往復動する本体に対して中心軸線に戻す力を作用する。中心にあるときに、中心に向かう力と側方力がないため、本体は軸線上に維持されて、共振のとき軸線に沿って往復移動することができる。アームは、数学的に正しいく渦巻き状に伸長する必要はない。実際には、いくつかのフレクシャーベアリングスプリングは、角度を付けて交差するセグメントを有する線形のアームを有する。フレクシャーベアリングスプリングのアームは、アームが放射状である場合よりも長くなるように、中心軸線に向かって半径方向内側に、かつ中心軸線を中心に角度をつけながら伸長する経路に沿って伸長し、したがって、各アームは、放射状の場合よりも小さな放射方向の側方力を生じさせ、往復動の間、中心軸線に沿ってさらに変形できる。アームの特定の輪郭は、そのアームが中心軸線へと内側に周囲フレームから伸長することから、主に設計者の判断の問題であり、試行錯誤の実験作業を必要とする。
【０００３】
フレクシャーベアリングスプリングがスプリングのように機能し、中心軸線上に、スプリングに取り付けられた本体を維持するので、フリーピストンスターリングマシーンのディスプレーサピストンを支持し、共振するためにしばし使用されている。ディスプレーサは連結ロッドによってスプリングに取り付けられ、マシーンの動作周波数で、ディスプレーサシリンダ内でその中心軸線に沿って往復動する。スプリングはまた、ディスプレーサと筐体との間に連結されたスプリングを形成するようにスターリングマシーンの筐体に取り付けられる。スプリング定数（スプリングを強化する）を高めるために、複数の同一のフレクシャーベアリングスプリングが重ねられ、すべてが同一の連結ロッド及び筐体に連結される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
多くのフリーピストンスターリングマシーンでは、スターリングマシーンのパワーピストンは、個別のスプリングがパワーピストンを共振するために使用されておらず、スターリングサイクル圧力スイングを使用して共振させる。しかし、いくつかのフリーピストンスターリングマシーンでは、ピストンを静的に中心軸方向で中心へと移すため、及び/又は所定の圧力でエンジンを高速で可動させるために、ピストンに機械的なスプリングを追加することが望ましい。しかし、パワーピストンのために第二のスプリングを付加することは、機械的な複雑さ、追加の部品及び重量の付加をまねき、さらにマシーンの長さを著しく増加させるために、実際には、このようなことはほとんど行われていない。その理由は、ディスプレーサ及びパワーピストンの両方が、同じ軸線に沿って位相がずれ往復動することにある。したがって、二つのスプリングの間の、衝突などの干渉を避けるようにしなければならない。その結果、同じ軸線に沿って往復動するピストン（各ピストンは異なるフレクシャーベアリングスプリングにリンクされる）では、二つのスプリングは、スプリングの間の干渉を回避するために、軸線方向に変位させなければならない。典型的には、追加されたパワーピストンのスプリングは、動作中の干渉を避けるために、ほぼピストンの振幅分、ディスプレーサから離れるように軸線方向に配置される。その結果、スターリングマシーンの長さは、スプリングの間の間隔の長さ分、増加させなければならない。このことは、外側筐体の大きさは、パワーピストン連結ロッドの長さと同様に増加しなければならないことを意味する。この増加したサイズと、結果としての重量の増加により、スターリングマシーンは大きく、これにより、パワー対重量、パワー対容積の比が減少する。
【０００５】
したがって、本発明の目的及び特徴は、同軸線上で往復動する異なる本体（たとえば、フリーピストンスターリングマシーンのパワーピストンとディスプレーサ）と筐体との間にスプリングの力を与えることを（マシーンの長さを、一つの本体と筐体との間にスプリング力を与えるのに必要な長さ以上にすることなく）、行えるフレクシャーベアリングスプリングを提供することである。
【０００６】
本発明の他の目的及び特徴は、同軸線上で往復動する異なる本体（たとえば、フリーピストンスターリングマシーンのパワーピストンとディスプレーサ）の間にスプリング力を与えること、さらに、本体の一方と筐体との間にスプリング力を与えることができるフレクシャーベアリングスプリングを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、コンパクトで、好ましくは平坦なたわみベアリング機械スプリングであって、少なくとも二つの異なる、独立して往復動する本体を、それぞれの本体と筐体との間に独立してスプリング力を与えるために、または一方の本体と筐体との間、他方の本体と一方の本体との間にスプリング力を与えるために取り付けられたフレクシャーベアリング機械スプリングである。スプリングは、スプリングアームの少なくとも二つのセットで形成される。スプリングアームの各セットは、他のセットのスプリングアームの間の開口部に介在する。これにより、往復動中に各セットのアームは、他のセットのアームの間の開口部を独立して通過することができる。したがって、各セットのスプリングのアームは、コンパクトな軸線方向の配置を可能となるように、スプリングの共通面を通過して自由に移動する。スプリングのアームの一方のセットは、１つ、２つ、３つ、又はそれ以上のスプリングのアームを有することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は本発明の実施形態の平面図である。
【図２】図２は、図１の実施形態の側面図であり、図３−７の実施例の側面図である。
【図３】図３は本発明の他の実施形態の平面図である。
【図４】図４は本発明の他の実施形態の平面図である。
【図５】図５は本発明の他の実施形態の平面図である。
【図６】図６は本発明の他の実施形態の平面図である。
【図７】図７は本発明の他の実施形態の平面図である。
【図８】図８は本発明の他の実施形態の構成部分の平面図である。
【図９】図９は、本発明の他の実施形態を形成するための、図８の構成部分に結合するための第二の構成部分の平面図である。
【図１０】図１０は、本発明の他の実施形態を形成するために、図８及び図９の構成部分が組み立てられた状態の平面図である。
【図１１】図１１は、図１０の組み立てられた構成部分の側面図である。
【図１２】図１２は本発明の別の実施形態の構成部分の平面図である。
【図１３】図１３は、本発明の他の実施形態を形成するために、図１２の構成部分と結合される第二の構成部分の平面図である。
【図１４】図１４は、本発明の他の実施形態を形成するために、図１２及び図１３の構成部分が組み立てられた状態の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図面に示される本発明の好ましい実施形態の説明において、具体的な用語は明瞭化のために役立つであろう。しかしながら、本発明がそのように選択された具体的な用語に限定されることを意図されるものではなく、各具体的な用語が同様の目的を達成するために同様に動作する全ての技術的等価物を含むことを理解されたい。
【００１０】
従来技術は、一セットとなった渦巻き状のアームを有し、本体を共振するためのスプリング力を提供するために使用される平面状スプリングを開発してきた。本発明は、第二の、別体の本体が同じスプリングにより共振させ得るように、少なくとも1つの付加的なセットの付加的なアームを加える。追加のアームは、筐体のような“グラウンド”からのものとすることができ、ここで付加的なセットのアームは、基本的に、第二の本体のための、別体の第二のスプリングである。代替的に、第二のセットのアームは、第一のセットのアームの可動部分に連結することができ、この場合、二つの可動する本体の間を連結するスプリングとなる“相対的な”スプリングが形成されることになる。さらなる追加のセットのアームも加えることができる。
【００１１】
図１は、本発明を実施するフレクシャーベアリングスプリング１０を示す。図１のスプリング10は、筐体（外被）のような、第三の本体に二つの本体のそれぞれを、スプリングを介して独立に連結するために使用され、したがって二つの別個のスプリングのように機能する。本発明の図示の実施形態のすべてのようなスプリング10は図２の側面図に示されているように平坦である。スプリング10は、周囲フレーム12及び周囲フレーム12に垂直（かつ図の面に垂直）な中心軸線14を有する。スプリング10は、開口部20及び22によって互いに分離された複数の第一のスプリングアーム16及び18を含む第一のアームのセットを有する。スプリング10はまた、第二のスプリングアーム24及び26を含む第二のアームのセットを有する。第二のスプリングアーム24及び26は、第一のアーム16と18の間の開口部20及び22内に介在する。
【００１２】
図１に示されているように（本発明の他の例示された実施形態についても当てはまる）、スプリング10は、弾性材料の単一のシートであり、すべてのアームは周囲フレーム12にスムーズに続いている。その結果、アームや周囲フレーム12との間に、物理的または構造的な境界がない。しかしながら、周囲フレーム12は、正方形、楕円形又は他の多角形などの形状であってもよいが、アームが取り付けられる環状のフレームであるとみることができる。締結具が、筐体のような「グラウンド」本体又は筐体の内部支持体にスプリング10を取り付けるために使用することができるように、一連の穴28、30、32及び34が周辺フレームを貫通している。フレーム12は、好ましくは、スプリングアームと一体になる単一で一つの本体の一部分である。しかし、周囲フレームは、1つ以上のスプリングアームに接続された各フレームセグメントを有するセグメントに形成することができる。後者の場合には、各セグメントは、筐体のような第三の本体に堅固に固定され、その結果第三の本体は、フレクシャーベアリングスプリングのように、フレームセグメント及びアームを一緒に保持する。同様に、各スプリングアームは、第三の本体が、アームを支持するフレームとして機能するように、第三の本体に堅固に取り付けることができる。
【００１３】
二つの主要なアーム16及び18のそれぞれは、中心軸線14に向かって進む非放射状の主要な経路に沿って、かつ中心軸線14を取り囲む主要な端部コネクタ36へと周囲フレーム12から内側に伸長する。図１の実施形態においては、アーム16及び18の第一のアームのセットは、中央の端部コネクタ36に一緒に結合する。 
【００１４】
本発明の実施形態のための好適な端部コネクタには、アームの端部又はその近傍に孔があり、締結具がその孔を通過して、アームの端部を本体に取り付けることができる。フレクシャーベアリングスプリングの各アームは、端部コネクタを有する。アームの端部の、用語「端部コネクタ」は、アームの端部を、アームのスプリング力を適用する本体に連結するように形成された構造的特徴を意味する。もちろん、他のタイプの端部コネクタが、スロット又はポストとすることも可能である。好ましくはないが、端部コネクタは溶接部とすることもできる。強度を付加するために、端部コネクタの孔のいくつか又はすべての周りで、アームの幅を広くしてもよい。図示の実施形態から分かるように、一セットのスプリングアームの全てのアームは互いに結合し、単一の中央の端部コネクタに至るようにしてもよい。これに代えて、アームのそれぞれは、各アームのための1つの端部コネクタがあるように、別の端部コネクタで終わってもよい。単一の中央の端部コネクタを使用すると、単一の締結具により、関連したアームを往復動する本体に容易に連結できる。しかし、各アームの端部で異なる端部コネクタを有する実施形態では、スプリング力が適用される本体のそれぞれは、各アームに対して一つの締結具によって本体に連結され得る。アームの各セットが、共通の中央コネクタによって互いに連結されるか、あるいは、例えば、セットのアームが連結ロッドのような同じ本体への取り付けにより一緒に連結されることもあり得る。
【００１５】
第二のアーム24及び26のそれぞれは、半径方向で、かつ中心軸線14を中心に角度をつけて非放射状経路に沿って進み、第二の端部コネクタ38及び40に至る。図１の実施形態においては、第二のアーム24及び26のそれぞれは、周囲フレーム12から、中心軸線を中心に角度をつけて内側に放射状に進む。
【００１６】
スプリングアームの形状および向きは、特定の形状又は向きに限定されない。本発明の実施形態の様々なスプリングアームについて、内側、外側、又は中心軸線又は中央コネクタ又は周囲フレームに向かって、又はそこから半径方向に、さらに中心軸線を中心に角度をつけて伸長するように記載されている。スプリングアームのために必要とされる特定の形状又は向きというものはなく、これらの用語は、その特性を記述するものである。この用語「伸長」は、スプリングアームに沿った仮想な進む方向を示すために使用されている。伸長方向は、二つの成分、半径方向成分及び角度成分を有する。角度成分は、時計回りまたは反時計回りである。アームは、半径方向に一致せず、したがって、それらアームは非放射状である。スプリングアームのいくつかは、上記二つの方向成分でもって、周囲フレームから内側に進むように記載されている。そのことは、周囲フレームからスプリングアームに沿った仮想上の伸長というのが、中心線に向かって内側へと伸長し、さらに角度をつけて伸長することを意味する。スプリングアームのいくつかについて、上記二つの成分をもって、中央コネクタから外に向かって伸長するようにと記載されている。そのことは、中央コネクタからスプリングアームにそった仮想上の伸長が中心軸線から外に向かい、かつその伸長が、角度が付けて進むことを意味する。その伸長の内側及び外側成分はまた、伸長方向の放射状成分として記述することができる。本発明の実施形態は、好ましくは、角度を付けて伸長するように連続して内側又は外側に伸長する湾曲したアームを有する。しかし、アームは直線状のセグメントを持つことができ、そのセグメントは、伸長方向の二つの成分の一方、又は両方に沿って伸長できるが、しかし、アームにそったセグメントの伸長は全体として、二つの伸長方向の成分に沿っている。
【００１７】
好適に、スプリングアームのセットは、二つ以上のアームをもつ場合、
スプリングアームは、中心軸線のまわりに等角度に位置する。例えば、アームのセットに二つのアームがある場合、アームは180°離れている。アームのセット内に三つのアームがある場合、アームは120°離れている。好適に、アームのすべてが周囲フレームから中心線に向かい、又は中心線から周囲フレームに向かって伸長するとき、アームのすべては、同様の輪郭をもって、同じ角度をもちながら伸長する。
【００１８】
図１に示されているように、第一のアーム16及び18の端部コネクタは、スターリングマシーンディスプレーサへのディスプレーサ連結ロッドに又は他のリンクに容易に連結される。同様に、端部コネクタ38及び40は、ヨークなどを介して、ピストン連結ロッドに連結される。スターリングマシーンの筐体に固定される周囲フレーム12では、スターリングマシーンのディスプレーサ及びピストンは、第一のアーム16及び18の間の開口部を含むスプリング10の面を、曲がりながら通過する第二のアーム24及び26と一緒にそれぞれ独立して往復動する。同様に、第一のアーム16及び18はまた、第二のアーム24及び26の間の開口部を含むスプリングの面を、自由に曲がりながら通過する。
【００１９】
図３は、本発明を実施する他のフレクシャーベアリングスプリング50を図示する。図３のスプリング50は、往復動する第一の本体を、スプリングアームの第一のセットを介して往復動する第二の本体に連結し、さらに、二つの往復動する本体の一方を、スプリングアームの他のセットを介して独立して第三の本体に連結するために使用される。例えば、図３の実施形態は、ディスプレーサとスターリングマシーンの筐体との間にそのスプリング力を与え、また、ディスプレーサとスターリングマシーンのピストンとの間にそのスプリング力を与える。
【００２０】
図３に示されているように、フレクシャーベアリングスプリング50は、図２のような締結具を取り付ける穴をもつ周囲フレーム52、及び周辺フレーム52の平面に垂直（かつ図の面に垂直）な中心軸線54を有する。スプリング50は、二つの第一のスプリングアーム56及び58を含む第一のアームのセットを有し、これらアームは開口部により互いに分離されるとともに、中央コネクタ76で互いに接合されている。スプリング50はまた、二つの第二のアーム64及び66を含む第二のアームのセットを有する。第二のスプリングアーム64及び66は、第一のアーム56と58との間の開口部60及び62内に介在する。各第二のアーム64及び66は、中央コネクタ76から端部コネクタ78及び80へと外に向かって伸長し、ここで各端部コネクタは、各第二のアームの外側端部に、又は近傍にある。第二のアーム64及び66は、中心軸線54の周りに等角度離れて位置する。
【００２１】
第一のアーム56及び58の中央コネクタ76は、スターリングマシーンディスプレーサへのディスプレーサ連結ロッドまたは他のリンクに容易に連結される。同様に、端部コネクタ78及び80は、ヨークなどを介して、ピストン連結ロッドに連結される。スターリングマシーン筐体に固定される周囲フレーム52では、スターリングマシーンのディスプレーサ及びピストンは、（そのディスプレーサとピストンの間でスプリングを形成し、第一のアーム56及び58の間の開口部60及び62内のスプリング50の面でたわみ、かつ通過する）第二のアーム64及び66と一緒になって往復動する。同様に、第一のアーム56及び58は筐体と、端部コネクタ76に連結されるディスプレーサ又はピストンのいずれかとの間でスプリングを形成する。第一のアーム56及び58は、第二のアーム64と66の間のスプリングの面で自由にたわみ、通過する。
【００２２】
残りの図面は、本発明の代替の実施形態を示す。他の実施形態のすべては、図１−３の実施形態の構造的特徴と同じ多くの構造的特徴を有するが、同じ特徴の説明は繰り返さない。したがって、図４ないし図１４の説明は、前述の構造的特徴と異なっている構造的な特徴に向けられる。
【００２３】
図４は、第一のアーム116及び118が、中央コネクタで終了しないことを除いて、図１のスプリングと同様のスプリング110を示す。その代わりに、第一のアーム116及び118はそれ自身、端部コネクタ128及び130をそれぞれ有する。したがって、ディスプレーサ連結ロッドのような一つの本体を1つの端部コネクタに連結する代わりに、ヨークなどにより、二つの端部コネクタ128及び130に接続することができる。
【００２４】
図５は、図３のスプリングのようなスプリング140を図示するが、このスプリングは二つのスプリングアーム142及び144を含む付加的な第三のアームを有する点が異なる。アーム142及び144は、端部コネクタ146及び148をそれぞれ有する。したがって、図３の実施形態で与えられる連結を与えることに加え、図５の実施形態では、第三の本体を筐体との間に、スプリングアーム142及び144によってスプリング力が与えられる。代替的に、アームの第三のセットはまた、ピストンに連結することができる。その場合には、ピストンはグラウンドに対するスプリング及びディスプレーサに対するスプリングの両方をもつことになる。
【００２５】
図６は、一つの第二のスプリングアームを含む第二のアームを有することを除き図１のスプリングと同様のスプリング150を示す。図１の実施形態と同様に、図６の実施形態は、共通の中央コネクタ156と接合する第一のアーム152及び154を含む第一のアームのセットを有する。しかし、図６の実施形態は、端部コネクタ160を有する一つの第二のアーム158を有する。アーム158は、往復動する第二の本体に連結され、周辺フレーム162が装着される本体と第二の本体との間にスプリング力が与えられる。一つのスプリングアームを有する第二のアームセットは、複数のスプリングアームをもつアームのセットとして、すべての半径方向で均一になるセンタリング力を提供することを期待することはできないが、或る程度のセンタリング力を与える。図６の実施形態では、（ピストンがシリンダによって軸方向に十分に整合するように維持される）スターリングマシーンにおけるスターリングマシーンのピストンに第二のアーム158が連結使用される。
【００２６】
図７は、一つの第二のスプリングアームを含む第二のアームのセットを有する点を除き、図３のスプリングと同様のスプリング170を示す。図３の実施形態と同様に、図７の実施形態は、共通の中央コネクタ176に接合する第一のアーム172及び174を含む第一のアームのセットを有する。しかし、図７の実施形態は、端部コネクタ180を有する一つの第二のアーム178を有する。アーム178は往復動する第一の本体に連結され、中央コネクタ176は往復動する第二の本体に連結され、第一の本体と第二の本体との間にスプリングが与えられる。上述したように、一つのスプリングアームを有する第二のアームセットは、複数のスプリングアームを有するアームのセットとして、すべての半径方向で均一になるセンタリング力を提供することがないが、或る程度のセンタリング力を与える。図７の実施形態では、（ピストンがシリンダによって軸方向に十分に整合するように維持される）スターリングマシーンにおけるスターリングマシーンのピストンに第二のアーム178が連結使用される。
【００２７】
図８乃至１１は、本発明の実施形態が、本発明を実施する一つのスプリングを形成するために、弾性材料の第一のシート材上に第一のアームのセットを形成し、弾性材料の第二のシート材上にアームの第二のセットを形成し、つぎに、二枚のシート材を取り付けることによって構成することができることを示す。図８は、周囲フレーム202、共通の中央コネクタ208で接合されたスプリングアーム204及び206を含む第一のアームセットを有するスプリング200を示す。図９は、周囲フレーム212並びにアーム214及び216を含む第二のアームのセットを有するプリング210を示す。好適かつ好都合であるが、必ずしも必要ではないものの、スプリング200及び210は、同様に、周辺フレーム202及び212と同径の周囲縁部を大きさにしたがって分ける。図１０及び１１に示されているように、スプリング200及び210は、本発明を実施するスプリングを形成するために、マシーンの筐体のような本体上に一緒に並んで位置し、積層される。一つのユニットのように、図１０及び１１の実施形態は、一つではなく二つの層を含むことを除き、図１のスプリングと同様のスプリングを形成する。
【００２８】
図１２乃至図１４は、本発明の実施形態が、一つのシート材上にいくつかのアームを、一つ以上の他のシート材上に他のアームを形成し、本発明を実施する一つのスプリングの形成のために、すべてのシート材を一緒に付着することにより構成され得る同じ原理を示す。例えば、第一のアームのセットが一つのシート材に形成され、第二のアームの他のシート材に形成され得る。二つのシートを一緒に付着することで、本発明を実施する一つのスプリングが形成される。図１２は、周囲フレーム232並びに共通の中央コネクタ238で接合するスプリングアーム234及び236を含む第一のアームのセットを有するスプリング230を示す。スプリング230は、図８のスプリング200を同じものである。図１３は、周辺のフレームを有しないが、アーム244及び246（各アームは、端部コネクタ248及び250を有し、中央コネクタ252で接合する）を含む第二のアームのセットを有するスプリング240を示す。図１４に示されているように、スプリング230及び240は、本発明を実施するスプリングを形成するために、それぞれの中央コネクタ238及び252を通して挿入される締結具によって、ディスプレーサ連結ロッドのような本体の上に位置して並んで積層されている。一つのユニットのように、図１２乃至１４の実施形態は、図３のスプリングと同様のスプリングを形成するが、一層ではなく二層を含む点で異なる。スプリングアームが複数の材料シート上に形成されるこれら実施形態では、シート間に僅かな空間があってもよい。例えば、多数のスプリングのシートは、間にガスケットのような材料とともに固定される。これに代えて、それらは、間に僅かな空気層のみを介して独立に取り付けられ得る。しかし、本発明の利点を失わないために、シート間の間隔は小さく維持されなければならない。ここで「小さい」とは、シート間の距離が、アームの各セットのアームが、アームの他のすべてのセットのアームの間の開口部を独立して通過できるほど十分に小さいことをいう。シートの間がそれよりも大きく離れていると、本発明の主な利点が失われる。
【００２９】
本発明の最も好ましい実施形態では、半径方向の力が釣り合い、中心で、半径方向の合力がゼロとなるように、アームの各セットは、少なくとも二つのアームを有する。上記の説明のように、一つのセットは一つのアームを有することができる。各セットに対して、角度間隔を等しくした三つ以上のアームを有することができる。好適には、一つのセット内の各アームは、中心における中心方向の合力をゼロにすることが容易になるように、そのセット内の他のアームと同じである。
【００３０】
本発明の好ましい実施形態は、緩んだ状態では平面である。アームの弾性限界を超えて軸線方向に曲げることのように、周囲フレームの面から出て軸線方向に曲がるようにアームを配置することにより三次元となる実施形態を形成することができる。この変更は、このような各曲がったスプリングアームのセットに対して、軸線方向にスプリングにバイアスを与える。すべてのアームが、緩んだ状態で周辺フレームの平面から出た同じ方向に伸長するように、形状づけられ又は曲げられる、すべてのアームは、同じ軸線方向に伸長できる。代替的に、一方のセットのアームは、一方の軸線方向に伸長し、他方のセットのアームは、その反対の軸方向に伸長することができる。例えば、アームの一方のセットは周囲フレームの面の上に伸長し、他方のセットのアームは周辺フレームの平面の下方に伸長できる。
【００３１】
図面に関連したこの詳細な説明は、主に、本発明の現在の好ましい実施形態の説明が意図され、本発明が構成又は利用できる唯一の形態を表すことを意図するものではない。本説明は、例示した実施形態に関連して、本発明を実施するデザイン、機能、手段及び方法を示す。しかし、同一又は同等の機能及び特徴が、本発明の思想及び範囲内に傲岸されることも意図する種々の実施形態により達成でき、種々の変形が本発明又は特許請求の範囲から逸脱することなく採用することができることが、理解されるべきである。
【要約】
フレクシャーベアリング“平坦”スプリングが、独立して往復動する本体にスプリング力を作用することができる（各本体を他の本体へとスプリング力を作用させ、又は第一の本体を第二の本体へとスプリング力を作法させ、第二の本体を第三の本体へとスプリング力を作用させる。）。第一のスプリングアームの第一のアームのセットは、開口部によって互い分離され、中心軸線へと内側に向かい、中心軸線を中心に角度をつけて伸長する非放射状の第一の経路に沿って周囲フレームから伸長する。少なくとも一つの第二のスプリングアームの第二のアームのセットが、半径方向に、かつ中心軸線を中心に角度をつけて伸長する非放射状の第二の経路に沿って伸長する。各第二のアームは、第一のアームの間の開口に介在し、第一のアーム及び第二のアームは、互いに干渉することなく、開口部を互いに通過できる。【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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