(57)【要約】本発明は、スプリング構造体及びその製造方法に関するもので、より詳しくは両端又は一端に非スプリング構造の支持部が形成され、同じ内径部垂直中心軸を有する複数のコイル形状ユニットスプリングが前記支持部にそれぞれ連結されて一つのコイル形状ユニットスプリングの線材と線材間に他のコイル形状ユニットスプリングの線材が位置して上下に一定間隔で並んで重なるように位置してコイル形状スプリング部を形成する、前記支持部とコイル形状スプリング部が一体に形成されたスプリング構造体及びその製造方法に関するものである。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
同じ内径部垂直中心軸を有し、コイル形状ユニットスプリングの線材と線材の間にさらに他のコイル形状ユニットスプリングの線材が位置して上下に一定間隔で並んで交互に配置される複数のコイル形状ユニットスプリングからなるコイル形状スプリング部と；前記複数のコイル形状ユニットスプリングのそれぞれに連結されて前記コイル形状スプリング部を支持する非スプリング構造の支持部と；を含むことを特徴とする、一体スプリング構造体。
【請求項２】
前記コイル形状スプリング部は一定区間ごとにコイル形状ユニットスプリングの個数が違うように形成されることを特徴とする、請求項１に記載の一体スプリング構造体。
【請求項３】
前記コイル形状スプリング部は複数が形成され、コイル形状スプリング部ごとにコイル形状ユニットスプリングの個数が違うことを特徴とする、請求項１に記載の一体スプリング構造体。
【請求項４】
前記一体スプリング構造体は、コイル形状スプリング部の線材の間に挿入される非金属性の弾性体をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の一体スプリング構造体。
【請求項５】
前記コイル形状ユニットスプリングは弾性を有する螺旋形素材からなり、
前記支持部は前記コイル形状スプリング部の上端及び下端のいずれか一つ以上に形成されることを特徴とする、請求項１に記載の一体スプリング構造体。
【請求項６】
母材を切削してスプリング構造体を製造する方法であって、
前記方法は、母材の外側面に沿って螺旋形に切削して、複数の螺旋溝が上下に一定間隔で並んで形成されるようにすることで、上下に一定間隔で並んで重なる複数のコイル形状ユニット部と前記複数のコイル形状ユニット部と連結される支持部が形成されるようにするコイル形状ユニット部形成段階を含むことを特徴とする、複数のコイル形状ユニットスプリングを有するスプリング構造体の製造方法。
【請求項７】
前記複数のコイル形状ユニットスプリングを有するスプリング構造体の製造方法は、
前記母材の上側から下側に切削して、前記母材の上面及び下面を貫く貫通孔を形成する貫通孔形成段階をさらに含むことを特徴とする、請求項６に記載の複数のコイル形状ユニットスプリングを有するスプリング構造体の製造方法。
【請求項８】
金属の母材を切削してスプリング構造体を製造する方法であって、
前記方法は、ワイヤ放電カッティング機のような加工機の線形切削部がコイル形状スプリング部の内径部垂直中心軸になる部位を通るように母材の一端部に水平に位置させた後、母材と切削部の一方又は両方を回転させると同時に母材と切削部の一方又は両方をコイル形状スプリング部の内径部垂直中心軸になる部位に沿って前方又は後方に移動させることを特徴とする、スプリング構造体の製造方法。
【請求項９】
金属の母材を切削してスプリング構造体を製造する方法であって、
前記方法は、母材の側面にコイル形状スプリング部の内径部垂直中心軸になる部位を通るように左右に貫く側面貫通孔を形成し、前記側面貫通孔にワイヤ放電カッティング機である線形切削部（Ｓ）を位置させた後、母材と切削部の一方又は両方を回転させると同時に母材と切削部の一方又は両方をコイル形状スプリング部の内径部垂直中心軸になる部位に沿って前方又は後方に移動させることを特徴とする、スプリング構造体の製造方法。
【請求項１０】
前記切削部と母材を同時に回転させるとき、二つの回転中心軸部は一致することを特徴とする、請求項９に記載のスプリング構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スプリング構造体及びその製造方法に関し、より詳しくは、両端又は一端に非スプリング構造の支持部が形成され、同じ内径部垂直中心軸を有する複数のコイル形状ユニットスプリングが前記支持部にそれぞれ連結され、上下に一定間隔で並んで重なるように位置してコイル形状スプリング部を形成し、前記支持部とコイル形状スプリング部が一体に形成されたスプリング構造体及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
スプリングとは、物体の弾性変形を用いてエネルギーを吸収及び蓄積して緩衝などの作用をするようにする機械要素であって、例えば医療機器、ばねばかり、ベッド及びソファーなどの家具、安全弁、自動車などの多様な製品に使われる。前記スプリングは金属などの多様な素材から製作され、コイル形状、リング形状、皿形状などの多様な形状を有することになる。前記スプリングの一種であるコイルスプリングは下記の特許文献１に記載されたように棒状の金属材料が螺線形に巻き付けられて形成される。
【０００３】
しかし、従来のコイルスプリングは弾性を有する金属材料からなる棒状のロッドを螺線形に巻いて製造するので、巻いて製造するときに現れる塑性変形によって内部亀裂及び残留応力のような問題点のため、製造されたコイルスプリングの形態が制限され、それによる機能も制限される問題がある。
【０００４】
また、特開平１０−１２２２８５号（特許文献２）に開示された従来の非スプリング構造の支持部に単一コイル形状スプリングが形成されている構造は、スプリングの外径部を取り囲むハウジングのような構造物がないとき、スプリングの内径部中心軸から外れて一側に偏る力が加われば、力が加わった方向のピッチ（又は線材）間隔が著しく減り、内空中心軸を基準に向き合うようになる部位のピッチ（又は線材）間隔は相対的にとても少なく減る現象と、スプリング線材の厚さが十分ではないときはスプリングそのものがひどく曲がる現象が現れる問題がある。すなわち、加わった力がスプリングに全体として均等に分散されることができない問題点がある。
【０００５】
また、非スプリング構造の支持部に単一コイル形状スプリングが形成されている構造は引張力、圧縮力及びバンディング力が足りない問題がある。
【０００６】
また、コイル形状スプリング部の上端から下端まで同数のコイル形状ユニットスプリングからなるときは、弾性範囲がただピッチ数と間隔、母材の素材及びコイル形状スプリング部の外径及び内径の数値によってのみ決まるので、既存のスプリング構造体にとっては一つのスプリングに多様なサイズの衝撃力に対する弾性効果を出すように弾性範囲を拡張させることが易くない問題点がある。すなわち、既存スプリングの構造においては、圧力又は衝撃が加わったとき、弾性効果が現れ始める力のサイズから、衝撃が加わってもそれ以上弾性効果が現れない力のサイズまでの範囲が大きくない問題点があり、弾性効果が連続した一つの力にのみ反応する問題点があった。すなわち、例えば１〜３の力に弾性反応を現したが、４〜６の力には弾性反応を現さなく、さらに７〜９の力に弾性反応を現す特殊な機能を有するスプリングはなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】韓国公開特許第１０−２００２−００１９７３７号公報
【特許文献２】特開平１０−１２２２８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は前記のような問題点を解決するために案出されたものであり、本発明は、弾性力を提供する複数のコイル形状ユニットスプリングが上下に一定間隔で並んで交互に重なって配列され、複数のコイル形状ユニットスプリングが同じ内径部垂直中心軸を有し、両端又は一端に形成された非スプリング構造の支持部によって複数のコイル形状ユニットスプリングが互いに連結されている構造を有するスプリング構造体及びその製造方法を提供することにその目的がある。
【０００９】
また、本発明は、一定の幅及び長さを有する母材を切削してスプリングを形成するので、溶接過程なしに単一スプリング構造体に一定間隔で上下に並んで重なる複数のコイル形状ユニットスプリングからなるコイル形状スプリング部を形成することができ、製作の容易性、弾力性及び堅固性を増大させることができるスプリング構造体及びその製造方法を提供することにその目的がある。
【００１０】
また、本発明は、支持部がコイル形状スプリング部の上端及び下端のいずれか一つ以上又は複数のコイル形状スプリング部の間に形成され、前記スプリングの弾性力を受ける物体との接触面積を増大することができ、スプリングの弾性力を効果的に伝達することができるスプリング構造体及びその製造方法を提供することにその目的がある。
【００１１】
また、本発明は、コイル形状スプリング部の内径部垂直中心軸がスプリング部の外径部中心軸と一致しないように位置し、多様な全体的な外形及びスプリングの幅を有するなど、従来のスプリングとは違う形態を有するスプリング構造体及びその製造方法を提供することにその目的がある。
【００１２】
また、本発明は、非スプリング構造の支持部に単一コイル形状スプリングではない複数のコイル形状スプリングが支持部の３６０度を配分してそれぞれ連結されることによって３６０度にわたって均等に支持されることにより、コイル形状スプリング部の内径部垂直中心軸から外れて一側に偏る力が支持部に加わってもより効果的にスプリングの全体に衝撃を分散させる効果が卓越したスプリング構造体及びその製造方法を提供することにその目的がある。
【００１３】
また、本発明は、単一コイル形状スプリング部に部位ごとに違う個数のコイル形状ユニットスプリングを取り付けるとかコイル形状ユニットスプリングの数が互いに異なる複数のコイル形状スプリング部を形成したスプリング構造体を有することにより、小さな衝撃力から大きな衝撃力まで反応することができる弾性効果範囲を拡張させることができる効果が卓越したスプリング構造体及びその製造方法を提供することにその目的がある。
【００１４】
また、本発明は、連続した力に継続して反応するスプリング構造ではなくて連続した力に段階的に反応する特殊な効果のスプリング構造体及びその製造方法を提供することにその目的がある。すなわち、例えば、既存のスプリングが１から９までの力に連続的に反応するが、本発明の開発品は１から３までの力には弾性反応を現すが、４から６までの力には弾性反応を現さなく、さらに７から９までの力に弾性反応を現す特殊な機能を有するスプリング構造体及びその製造方法を提供することにその目的がある。
【００１５】
また、本発明は、小さい外径のスプリング構造体において、既存コイルスプリングとは違い、外径部を取り囲む構造物なしにもスプリング機能をよく果たし得るスプリング構造体及びその製造方法を提供することにその目的がある。
【００１６】
また、本発明は、溶接のような別途の結合工程なしに支持部によってコイル形状スプリング部の両端又は一端を密閉させることができ、スプリング部と非スプリング支持部を一体に形成することができ、他の構造物に手軽く結合させることができるスプリング構造体及びその製造方法を提供することにその目的がある。
【００１７】
また、本発明は、支持部そのものに非スプリング構造の多様な形態を形成することができるスプリング構造体及びその製造方法を提供することにその目的がある。
【００１８】
また、本発明は、母材を切削加工するので、同じコイル形状スプリング部のコイル形状ユニットスプリングに各部位の垂直厚Ｔ２を多様に製作することにより、衝撃に反応する弾性範囲を拡大させることができる効果が卓越したスプリング構造体及びその製造方法を提供することにその目的がある。
【００１９】
また、本発明は、母材が金属の場合、母材を巻いてスプリングを製造するものではなく、母材を切削するとか３Ｄプリンターでスプリング構造体を形成することができるので、既存の母材を巻いて製造する方法よりスプリング構造体のサイズをずっと容易に増やすことができる経済的な製造方法を提供することにその目的がある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明は、前記のような本発明の目的を達成するために次のような構成を有する実施例によって具現される。
【００２１】
本発明の一実施例によると、本発明による複数のコイル形状ユニットスプリングを有するスプリング構造体は、同じ内径部垂直中心軸部を有し、コイル形状ユニットスプリングの上下の線材と線材間の間隔にさらに他のコイル形状ユニットスプリングの線材が位置して上下に一定間隔で並んで重なる複数のコイル形状ユニットスプリングを有するコイル形状スプリング部と、前記複数のコイル形状ユニットスプリングのそれぞれに連結されて前記コイル形状スプリング部を支持する非スプリング構造の支持部とを含むことを特徴とする。
【００２２】
本発明の他の実施例によると、本発明による複数のコイル形状ユニットスプリングを有するスプリング構造体は、前記支持部とコイル形状スプリング部を上下に貫通する貫通孔をさらに含むことを特徴とする。
【００２３】
本発明のさらに他の実施例によると、本発明による複数のコイル形状ユニットスプリングを有するスプリング構造体は、前記支持部及びコイル形状スプリング部に凹設される凹入孔をさらに含むことを特徴とする。
【００２４】
本発明のさらに他の実施例によると、本発明による複数のコイル形状ユニットスプリングからなるコイル形状スプリング部を有するスプリング構造体であって、前記コイル形状ユニットスプリングは弾性を有する螺旋形素材からなり、前記支持部は前記コイル形状スプリング部の上端及び下端のいずれか一つ以上に形成されることを特徴とする。
【００２５】
本発明のさらに他の実施例によると、本発明によるスプリング構造体は、単一コイル形状スプリング部に部位別に違う個数のコイル形状ユニットスプリングを有する一体の特殊な形態のスプリング構造体を含むことを特徴とする。
【００２６】
本発明のさらに他の実施例によるスプリング構造体は、複数のコイル形状ユニットスプリングからなるコイル形状スプリング部が複数形成され、その間には非スプリング構造の支持部が形成され、それぞれのコイル形状スプリング部はコイル形状ユニットスプリングの個数が違うとか線材の垂直厚（Ｔ２）が違うように形成されることを特徴とする。
【００２７】
本発明のさらに他の実施例によると、本発明による複数のコイル形状ユニットスプリングを有するスプリング構造体は、コイル形状スプリング部において外径部直径の１／２から内径部直径の１／２を差し引いた線材の水平厚（Ｔ１）がコイル形状スプリング部の線材の垂直厚（Ｔ２）より少なくとも４倍以上大きい複数のコイル形状ユニットスプリングを有する特殊な形態のスプリング構造体を含むことを特徴とする。
【００２８】
本発明のさらに他の実施例によると、本発明による複数のコイル形状ユニットスプリングからなるコイル形状スプリング部を有するスプリング構造体であって、スプリング構造体の上端から下端までコイル形状スプリング部の内径部とは違う位置に少なくとも一つ以上の垂直孔が形成されて軽量化しながらも耐久性及び弾性力が維持されることを特徴とする。
【００２９】
本発明のさらに他の実施例によると、本発明による複数のコイル形状ユニットスプリングを有するスプリング構造体であって、スプリング構造体は金属、又は、プラスチックのようなポリマー系から形成されることを特徴とする。
【００３０】
本発明のさらに他の実施例によると、本発明による複数のコイル形状ユニットスプリングからなるコイル形状スプリング部を有するスプリング構造体であって、コイル形状スプリング部の線材の間に非金属性の弾性素材を挿入することで、早い弾性反応速度を現すスプリング構造とそれより少し遅い弾性反応速度を現す非金属性の弾性素材が結合することによって特殊な機能を示すことを特徴とする。
【００３１】
本発明のさらに他の実施例によると、本発明による複数のコイル形状ユニットスプリングからなるコイル形状スプリング部を有するスプリング構造体であって、コイル形状スプリング部の外径部水平断面積が同一部位の内径部水平断面積の少なくとも１０倍以上であることを特徴とする。
【００３２】
本発明のさらに他の実施例によると、本発明による複数のコイル形状ユニットスプリングからなるコイル形状スプリング部を有するスプリング構造体であって、コイル形状スプリング部の水平断面図において外径から内径を差し引いた数値の１／２（Ｔ１）がコイル形状スプリング部の線材の垂直厚（Ｔ２）の少なくとも４倍以上大きいことを特徴とする。
【００３３】
本発明のさらに他の実施例によると、本発明による複数のコイル形状ユニットスプリングを有するスプリング構造体であって、複数のコイル形状ユニットスプリングからなるコイル形状スプリング部のピッチ間隔又はコイル形状スプリングの線材の垂直厚（Ｔ２）を部位ごとに違うように形成することを特徴とする。
【００３４】
本発明のさらに他の実施例によると、本発明による複数のコイル形状ユニットスプリングを有するスプリング構造体であって、非スプリング構造の支持部は多様な形態を有することができ、水平貫通孔又は垂直孔が形成されることができる。
【００３５】
本発明のさらに他の実施例によると、本発明による複数のコイル形状ユニットスプリングからなるコイル形状スプリング部を有するスプリング構造体であって、コイル形状スプリング部の内径部中心軸がコイル形状スプリング部の外径部中心軸と一致しないように位置することを特徴とする。
【００３６】
本発明のさらに他の実施例によると、本発明による複数のコイル形状ユニットスプリングを有するスプリング構造体は、一定の幅及び長さを有する母材を切削して形成されることを特徴とする。
【００３７】
本発明のさらに他の実施例によると、本発明による複数のコイル形状ユニットスプリングを有する金属のスプリング構造体を製造する方法は、母材の外側面に沿って螺旋形に切削して形成される螺旋溝が上下に一定間隔で並んで複数が形成されるようにして、上下に一定間隔で並んで重なる複数のコイル形状ユニットスプリングからなるコイル形状スプリング部と前記複数のコイル形状ユニットスプリングのそれぞれに連結される非スプリング構造の支持部とが形成されるようにする複数のコイル形状ユニットスプリングからなるスプリング構造体の形成段階を含むことを特徴とする。
【００３８】
本発明のさらに他の実施例によると、本発明による複数のコイル形状ユニットスプリングからなるコイル形状スプリング部を有するスプリング構造体を製造する方法は、母材が上面から下面まで貫く貫通孔が形成された管形であるとか母材の上面又は下面の一端部から他端部側に凹入孔が形成されて、コイル形状スプリング部の内径部になる部位に既に孔が形成されている場合には、母材の外側面に沿って螺線形に切削するとき、母材の内部孔まで切削されれば外側面の螺旋形の切削後に別のコイル形状スプリング部の内径部になる貫通孔を形成する必要がないが、仮に母材が管形ではない棒状であるときは、前記のような方法で外側面に沿って螺線形に切削した後、コイル形状スプリング部の内径部になる垂直孔を形成するコイル形状スプリング部の内径部の形成段階をさらに含むことを特徴とする。
【００３９】
本発明のさらに他の実施例によると、本発明による複数のコイル形状ユニットスプリングからなるコイル形状スプリング部を有するスプリング構造体を製造する方法は、垂直孔は母材の上下面を貫く貫通孔になることもでき、上下面の一端部が閉塞した孔になることもできる。
【００４０】
本発明のさらに他の実施例によると、本発明による複数のコイル形状ユニットスプリングからなるコイル形状スプリング部を有するスプリング構造体の製造方法は、前記母材の上側から下側に切削して前記母材の上面及び下面を貫く貫通孔及びコイル形状スプリング部の内径部を形成する貫通孔形成段階をさらに含むことを特徴とする。
【００４１】
本発明のさらに他の実施例によると、本発明による複数のコイル形状ユニットスプリングからなるコイル形状スプリング部と支持部を有する金属スプリング構造体の製造方法は、ワイヤ放電カッティング機のような加工機の線形切削部（Ｓ）がコイル形状スプリング部の内径部垂直中心軸になる部位を水平に通るように母材の一端部（Ｃ又はＣ’）に位置させた後、母材と切削部（Ｓ）の一方又は両方を回転させると同時に母材と切削部（Ｓ）の一方又は両方をコイル形状スプリング部の内径部垂直中心軸になる部位に沿って前方又は後方に移動させながら切削することで、一度に二つのコイル形状ユニットスプリングを形成する段階を含むことを特徴とする。この時、母材又は切削部（Ｓ）の回転中心軸はコイル形状スプリング部の内径部垂直中心軸になる部位と一致しなければならない。
【００４２】
本発明のさらに他の実施例によると、本発明による複数のコイル形状ユニットスプリングからなるコイル形状スプリング部を有する金属スプリング構造体の製造方法は、母材の側面にコイル形状スプリング部の内径部垂直中心軸になる部位を通るように左右に貫く側面貫通孔（Ｄ）を形成し、この孔にワイヤ放電カッティング機のような加工機の線形切削部（Ｓ）を位置させた後、母材と切削部（Ｓ）の一方又は両方を回転させると同時に母材と切削部（Ｓ）の一方又は両方をコイル形状スプリング部の内径部垂直中心軸になる部位に沿って前方又は後方に移動させながら切削加工して、一度に二つのコイル形状ユニットスプリングと両端又は一端の非スプリング構造の支持部を同時に形成させる段階を含むことを特徴とする。この時、仮に、母材と切削部（Ｓ）が同時に回転すれば、両者の回転中心軸は一致しなければならなく、コイル形状スプリング部の内径部垂直中心軸になる部位とも一致しなければならないし、母材と切削部（Ｓ）が移動するときはコイル形状スプリング部の内径部垂直中心軸になる部位に沿って移動しなければならない。この時、母材又は切削部（Ｓ）の前後方への移動速度又は回転速度を調節することによってコイル形状ユニットスプリングに多様な線材の垂直厚（Ｔ２）を形成することができることを特徴とする。
【発明の効果】
【００４３】
本発明は前記のような本発明の実施例によって次のような効果を得ることができる。
【００４４】
本発明は、弾性力を提供する複数のコイル形状ユニットスプリングが上下に一定間隔で並んで交互に重畳するように位置させることができる効果がある。
【００４５】
また、本発明は、一定の幅及び長さを有する母材を切削してスプリングを形成するので、溶接過程なしに単一スプリング構造体に一定間隔で並んで交互に重畳する複数のコイル形状ユニットスプリングからなるコイル形状スプリング部とコイル形状ユニットスプリングのそれぞれに連結されてコイル形状スプリング部を支持する支持部を形成することができ、製作の容易性及び堅固性を増大させることができる効果がある。
【００４６】
また、本発明は、コイル形状スプリング部を母材を巻いて形成しないから、形成時に母材の形態変化による塑性変形が発生しないので、製造時にクラックや応力が発生しなくて耐久性が向上する。
【００４７】
また、本発明は、一度の切削過程で複数のコイル形状ユニットスプリングからなるコイル形状スプリング部と非スプリング構造の支持部を同時に形成することができるので、製造の経済性が卓越する。
【００４８】
また、本発明は、単一スプリング構造体内にコイル形状ユニットスプリングの個数が互いに異なる複数のコイル形状スプリング部を形成するとか単一コイル形状スプリング部に部位ごとにコイル形状ユニットスプリングの個数が違うように形成することができるので、衝撃に反応することができる弾性範囲を拡大させるとか、加わる力が連続的に大きくなるとき、一部の力に反応しない特殊な機能を付与することができる効果がある。また、本発明は、切削加工時に母材と切削部Ｓの回転速度と移動速度を調節することによってコイル形状スプリング部のコイル形状ユニットスプリングに部位ごとに多様な線材の垂直厚Ｔ２を形成することができるので、衝撃に反応することができる弾性範囲を拡大させることができる効果がある。
【００４９】
また、本発明は、支持部がコイル形状スプリング部の上端及び下端のいずれか一つ以上に形成されて複数のコイル形状ユニットスプリングとそれぞれ連結されるので、支持部に伝達された荷重及び衝撃がより効率的にスプリング構造体の全体に分散されるようにし、前記スプリングの弾性力を受ける物体との接触面積が増大してスプリングの弾性力を効果的に伝達することができる効果がある。
【００５０】
また、本発明は、必要によって貫通孔がスプリングの中心軸から偏心して位置し、すなわちコイル形状スプリング部の外径部中心軸と内径部中心軸が一致しないように形成することができ、多様な全体外形及びスプリング幅を有するなど、従来のスプリングとは違う形態を有する効果がある。
【００５１】
また、本発明は、コイル形状スプリング部に外径部水平断面積が内径部水平断面積の１０倍を超える複数のコイル形状ユニットスプリングを有するスプリング構造体の製作が可能であって卓越した耐久性、弾性力及びバンディング力を有するようにする効果がある特殊スプリングを製作することができる。
【００５２】
また、本発明は、スプリング構造体のコイル形状スプリング部に線材の水平厚さが線材の垂直厚さの４倍を超える複数のコイル形状ユニットスプリングを有する特殊なスプリングを製作することができる。
【００５３】
また、本発明は、コイル形状スプリング部の線材の垂直厚さを部位ごとに違うように形成することができる効果がある。
【００５４】
また、本発明は、別途の結合工程なしに支持部によって他の構造物に手軽く適用することができる効果がある。
【００５５】
また、本発明は、コイル形状スプリング部の両端にコイル形状スプリング部の内径部と連通する垂直孔がない密閉した支持部を一体に形成することができ、特殊な分野に用いられる特殊スプリングを易しく製作することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の一実施例によるスプリング構造体の斜視図である。
【図２】図１のスプリング構造体の縦断面図である。
【図３】図１のスプリング構造体のコイル形状スプリング部の横断面図である。
【図４】本発明の他の実施例によるスプリング構造体の縦断面図である。
【図５】本発明のさらに他の実施例によるスプリング構造体の斜視図である。
【図６】図５のスプリング構造体の縦断面図である。
【図７】図５のスプリング構造体のコイル形状スプリング部の横断面図である。
【図８】本発明のさらに他の実施例によるスプリング構造体の斜視図である。
【図９】本発明のさらに他の実施例によるスプリング構造体の斜視図である。
【図１０】本発明のさらに他の実施例によるスプリング構造体の縦断面図である。
【図１１】本発明のさらに他の実施例によるスプリング構造体の斜視図である。
【図１２】図５のスプリングの製作方法を説明するための参照図である。
【図１３】図５のスプリングの製作方法を説明するための参照図である。
【図１４】図５のスプリングの製作方法を説明するための参照図である。
【図１５】図５のスプリングの製作方法を説明するための参照図である。
【図１６】さらに他のスプリング構造体の製作方法を説明するための参照図である。
【図１７】さらに他のスプリング構造体の製作方法を説明するための参照図である。
【図１８】さらに他のスプリング構造体の製作方法を説明するための参照図である。
【図１９】さらに他のスプリング構造体の製作方法を説明するための参照図である。
【図２０】さらに他のスプリング構造体の製作方法を説明するための参照図である。
【図２１】さらに他のスプリング構造体の製作方法を説明するための参照図である。
【発明を実施するための形態】
【００５７】
以下では、本発明による複数のコイル形状ユニットスプリングからなるコイル形状スプリング部を有するスプリング構造体及びその製造方法を添付図面に基づいて詳細に説明する。特に他の定義がない限り、本明細書の全ての用語は本発明が属する技術分野の通常の知識を有する技術者が理解する当該用語の一般的意味と同一であり、もし本明細書で使った用語の意味と衝突する場合には本明細書で使った用語の定義による。明細書全般にわたり、ある部分がある構成要素を「含む」というとき、これは特に反対の記載がない限り、他の構成要素を排除するものではなく他の構成要素をさらに含むことができることを意味する。
【００５８】
本発明の一実施例による複数のコイル形状ユニットスプリングを有するスプリング構造体を図１〜図３に基づいて説明すれば、前記スプリング構造体１は、上下に一定間隔で並んで重なる複数のコイル形状ユニットスプリング１１１を有するコイル形状スプリング部１１と前記複数のコイル形状ユニットスプリング１１１のそれぞれに連結されて前記コイル形状スプリング部１１を支持する支持部１２などを含む。
【００５９】
前記コイル形状スプリング部１１は前記スプリング構造体１に弾性力を提供する構成で、上下に一定間隔で交互に並んで重なる複数のコイル形状ユニットスプリング１１１を含む。前記複数のコイル形状ユニットスプリング１１１は同じ内径部垂直中心軸を有し、前記コイル形状ユニットスプリング１１１は全体として螺旋形を有し弾性を有する素材からなるが、好ましくは弾性を有する金属からなり、螺旋形の板状を有する。図１〜図３には二つのコイル形状ユニットスプリング１１１ａ、１１１ｂからなるコイル形状スプリング部１１が示されているが、これは一例であって、三つ以上のコイル形状ユニットスプリングが上下に互いに一定間隔で並んで重なるようにコイル形状スプリング部を形成することも可能である。
【００６０】
前記支持部１２は前記複数のコイル形状ユニットスプリング１１１のそれぞれに連結されて前記コイル形状スプリング部１１を支持する構成のもので、例えば前記支持部１２は、図１〜図３に示したように、前記コイル形状スプリング部１１の上端と下端にそれぞれ位置して前記コイル形状スプリング部１１の上端と下端を閉鎖する形態を有することができる。前記のような構成を含むスプリング構造体１は支持部１２によってそれぞれ連結された複数のコイル形状ユニットスプリング１１１が一定間隔で交互に並んで重なるので、増大した弾性力と支持部１２に加わった衝撃を支持部１２にそれぞれ連結された複数のコイル形状ユニットスプリング１１１を介してスプリング構造体１の全体に効率的に分散させる効果を提供することができ、閉鎖形態の支持部１２がコイル形状スプリング部１１の両端に位置して、前記スプリング構造体１の弾性力を受ける物体との接触面積が増大することができてスプリング構造体１の弾性力を効果的に伝達することができ、スプリング構造体の外径部を取り囲むハウジングがない場合にもコイル形状スプリング部の外径部中心軸から外れた垂直力が加わっても、非スプリング構造の支持部にコイル形状ユニットスプリングが一つのみ形成された既存コイルスプリングの構造に比べてずっと安定的で効率的な衝撃分散効果を有することができる。図１〜図３を参照して説明したスプリング構造体１は前記支持部１２が前記コイル形状スプリング部１１の両端に設置されているが、図４に示したように、前記支持部１２が前記コイル形状スプリング部１１の一端にのみ取り付けられることを含んで前記コイル形状スプリング部１１のどの部分にも形成されることができる。前記複数のコイル形状ユニットスプリング１１１は同じ内径部垂直中心軸Ｂを有する。また、図示しなかったが、支持部が両端に形成され、前記支持部が閉塞した形態を有するスプリング構造体を形成することもできる。
【００６１】
本発明の他の実施例による複数のコイル形状ユニットスプリングを有するスプリング構造体を図５〜図７を参照して説明すれば、前記スプリング構造体２は、図１〜図３を参照して説明したスプリング構造体１において、前記支持部１２とコイル形状スプリング部１１を上下に貫通する貫通孔１３をさらに含む。前記貫通孔１３は一定の形状を有し、好ましくは円柱状を有する。図５〜図７を参照して説明した前記スプリング構造体２は貫通孔１３がスプリング構造体２の真中に位置するが、図８に示したように、前記貫通孔１３の垂直中心軸Ｂが前記スプリング構造体２のコイル形状スプリング部１１の外径部垂直中心軸Ａと一致しないように、すなわち前記貫通孔１３が前記スプリング構造体２の中心軸Ａから偏心するように位置することも可能である。すなわち、コイル形状スプリング部１１の外径部垂直中心軸Ａと内径部垂直中心軸Ｂが一致しないことも可能である。また、図５〜図７を参照して説明した前記スプリング構造体２は全体的な外形が円筒状を有するが、前記スプリング構造体２は全体的な外形が図９に示したような四角柱状を含む多角柱状又は多様な形状（図示せず）を有することができる。前記スプリング構造体は、コイル形状スプリング部１１の外径部直径の１／２から内径部直径の１／２を差し引いた線材の水平厚Ｔ１がコイル形状スプリング部１１の線材の垂直厚Ｔ２より少なくとも４倍以上大きく、スプリング構造体の上端から下端までコイル形状スプリング部の内径部と違う位置に少なくとも一つ以上の垂直孔１５が形成されているので、軽量化しながらも耐久性及び弾性力を維持することができ、コイル形状スプリング部の線材の間に非金属性の弾性体を挿入することによって早い弾性反応速度を現すスプリング構造とそれより少し遅い弾性反応速度を現す非金属性の弾性素材が結合することによって特殊な機能を果たすことができ、コイル形状スプリング部の外径部水平断面積が同じ部位の内径部水平断面積より少なくとも１０倍以上に形成される。前記弾性体は合成ゴムなどの合成樹脂が使われることができる。
【００６２】
本発明のさらに他の実施例による複数のコイル形状ユニットスプリングを有するスプリング構造体を図１０に基づいて説明すれば、前記スプリング構造体３は、図１〜図３を参照して説明したスプリング構造体１において、一端の支持部１２及びコイル形状スプリング部１１が凹設される凹入孔１４をさらに含む。図１〜１０を参照して説明したスプリング構造体は本願発明の一例で、本願発明は前述したコイル形状スプリング部１１、支持部１２、貫通孔１３、凹入孔１４を適宜選択して形成される多様な形態の非スプリング構造の支持部１２とコイル形状スプリング部１１が一体になったスプリング構造体を含む。本願発明による前記スプリング構造体は、棒状のロッドを螺線形に巻いて形成される従来のスプリング製造方式と違い、一定形態の母材を螺線形に切削して形成するので、単一スプリング構造体への溶接過程又は連結構造なしに、一定間隔で上下に並んで重なる複数のコイル形状ユニットスプリングからなるコイル形状スプリング部、非スプリング構造の支持部とが一体になるスプリング構造体を形成することができる。本発明の他の実施例によると、図１１に示したように、単一コイル形状スプリング部１１に部位ごとに違う個数のコイル形状ユニットスプリング１１１が設けられることができる。一例として、図１１を参照すれば、最上側に位置する１区間Ｈ１には二つのコイル形状ユニットスプリング１１１ａ、１１１ｂが存在するが、下側の２区間Ｈ２には三つのコイル形状ユニットスプリング１１１ａ、１１１ｃ、１１１ｄが存在し、最下側の３区間Ｈ３には二つのコイル形状ユニットスプリング１１１ａ、１１１ｂが存在する。本発明の他の実施例によると、図示しなかったが、コイル形状ユニットスプリングの数が互いに異なる複数のコイル形状スプリング部が形成されたスプリング構造体を形成することができる。
【００６３】
以下では前記のような構成を含む複数のコイル形状ユニットスプリングを有する一体のスプリング構造体の製造方法を詳細に説明する。以下ではスプリング構造体の製造方法の一例として、図１２〜図１５に基づき、図５に示したスプリング構造体２を製造する方法を説明する。
【００６４】
前記非スプリング構造の支持部と複数のコイル形状ユニットスプリングからなるコイル形状スプリング部が一体になるスプリング構造体の製造方法は、母材１００の外側面に沿って螺旋形に切削してコイル形状部１１’及び支持部１２’を形成するコイル形状ユニット部形成段階と、前記母材１００の上側から下側に切削して、前記母材１００の上面及び下面を貫く貫通孔１３を形成する貫通孔形成段階などを含む。前記貫通孔１３はコイル形状スプリング部の内径部を成す。
【００６５】
前記コイル形状ユニット部形成段階は母材１００の外側面に沿って螺旋形に切削して形成される螺旋溝１１０が上下に一定間隔で並んで複数が形成されるようにして、上下に一定間隔で並んで重なる複数のコイル形状ユニット部１１１’と前記複数のコイル形状ユニット部１１１’と連結される支持部１２’とが形成されるようにする段階であり、前記母材１００は弾性金属からなり、例えば一定の幅及び長さを有するロッド（ｒｏｄ）状を有する。前記螺旋溝１１０は一定の幅及び深さを有し、好ましくは前記深さは前記母材の半径より大きいことが好ましい。図１２に示したように、円柱状の母材１００を使う場合には、母材の上面と下面を貫く垂直貫通孔を形成してコイル形状スプリング部の内径部を形成することで、図５に示したようなスプリング構造体２を製造し、図示しなかったが、四角柱状の母材を使う場合は、図９に示したようなスプリング構造体を製造することになる。
【００６６】
前記コイル形状ユニット部形成段階の一例を具体的に説明すれば、図１２に示したような母材１００が回転しながら長手方向に移動するようにした状態で切削器具（図示せず）が前記母材１００の側面を加圧するようにすれば、図１３に示したような第１螺旋溝１１０ａが形成されて一つのコイル形状ユニット部１１１’が形成され、その後、前記母材１００を元の位置に復帰させ、さらに前記母材１００が回転しながら長手方向に移動するようにした状態で切削器具が前記第１螺旋溝１１０ａから上下に一定間隔で前記母材１００の側面を加圧するようにすれば、図１４に示したように、前記第１螺旋溝１１０ａに平行な第２螺旋溝１１０ｂが形成される。そして、母材が管状ではない棒状であれば、上面と下面を貫いてコイル形状スプリング部の内径部を成す垂直貫通孔を形成する。前記過程によって前記母材１００には上下に一定の間隔で平行な二つの螺旋溝１１０ａ、１１０ｂが形成されるので、上下に一定間隔で重なる二つのコイル形状ユニットスプリング１１１ａ、１１１ｂと前記二つのコイル形状ユニットスプリング１１１ａ、１１１ｂを連結する支持部１２’が上端及び下端に形成されることにより、図１〜図３に示したスプリング構造体１が形成される。この時、母材にコイル形状スプリング部の内径部になる垂直貫通孔が形成されていなければ、螺旋溝を形成した後、コイル形状スプリング部の内径部になる垂直貫通孔を形成しなければならない。前記切削器具は金属を切削するときに使われる多様な手段を使うことができ、一例としてレーザーで金属を切削する器具、ダイヤモンド切削刃を含んで、摩擦によって金属を切削する器具又はワイヤ放電カッティング機などを使うことができる。図１２〜図１４では二つの螺旋溝１１０を形成して二つのコイル形状ユニット部１１１’を形成したが、一定の間隔で並んで複数の螺旋溝を形成する場合、前記螺旋溝１１０の個数による、上下に一定の間隔で重なる複数のコイル形状ユニット部１１１’が形成される。また、前記母材１００を切削するときに螺旋溝１１０が始まる位置を調節して、図４に示したように、一端にのみ支持部１２が位置するスプリング構造体を製造することができる。すなわち、本願発明は、切削部位の幅と深さ（すなわち、螺旋溝１１０の幅と深さ）、切削部位の開始及び終了位置（すなわち、螺旋溝１１０の開始及び終了位置）及び上下に一定の間隔で並んで位置する切削部位（螺旋溝１１０）の個数を調節することによって前述したような多様なスプリング構造体を製造することが可能になる。
【００６７】
前記貫通孔形成段階は、前記母材１００の上側から下側に切削して、前記母材１００の上面及び下面を貫く貫通孔１３を形成する貫通孔形成段階などを含む。前記貫通孔形成段階によって、コイル形状スプリング部、支持部、貫通孔が形成されたスプリング構造体が形成される。前記貫通孔１３の中心軸Ｂと前記母材１００の中心軸Ａが一致するようにすれば図１５に示したようなスプリング構造体２が製造され、前記貫通孔１３の中心軸Ｂ、つまりコイル形状スプリング部の内径部垂直中心軸と前記母材１００の垂直中心軸Ａが一致しないように、つまり前記貫通孔１３が前記母材１００の中心軸Ａから偏心するようにすれば図８に示したようなスプリング構造体が製造される。前記貫通孔形成段階では、切削される量を調節して、つまり貫通孔１３の直径を調節してコイル形状スプリング部の内径を容易に調節することができるようになる。図１２〜図１５を参照して説明した製造方法はコイル形状部１１’及び支持部１２’を形成した後に貫通孔１３を形成して製造する方法を説明したが、図１６〜図１８に示したように、母材１００に貫通孔１３を先に形成した後、母材１００の外側面を切削してコイル形状スプリング部１１及び支持部１２を形成することも可能である。
【００６８】
本発明のさらに他の実施例によるスプリング構造体の製造方法は、前記貫通孔形成段階を行わず、複数のコイル形状ユニット部を形成する前記コイル形状ユニット部形成段階後に前記母材１００の上側から下側に切削して、前記母材１００に凹設される凹入孔１４を形成する凹入孔形成段階を含む。前記製造方法によって図１０に示したようなスプリング構造体が形成され、前記製造方法も凹入孔形成段階後に前記コイル形状ユニット部形成段階を行うことも可能である。
【００６９】
本発明のさらに他の実施例による金属スプリング構造体の製造方法を図１９に基づいて説明すれば、前記製造方法はワイヤ放電カッティング機のような加工機の線形切削部がコイル形状スプリング部の内径部垂直中心軸Ｂになる部位を水平に通るように母材の一端部（Ｃ又はＣ’）に位置させた後、母材と切削部Ｓの一方又は両方を回転させると同時に母材と切削部Ｓの一方又は両方をコイル形状スプリング部の内径部垂直中心軸になる部位に沿って前方又は後方に移動させながら切削加工することで、一度に二つのコイル形状ユニットスプリングを形成することができる。この時、母材又は切削部Ｓの回転中心軸はコイル形状スプリング部の内径部垂直中心軸になる部位と一致しなければならない。
【００７０】
本発明のさらに他の実施例による金属スプリング構造体の製造方法を図２０及び２１を参照して説明すれば、前記製造方法は、母材１００の側面にコイル形状スプリング部の内径部垂直中心軸になる部位を通るように左右に貫く側面貫通孔Ｄを形成し、この孔にワイヤ放電カッティング機のような加工機の線形切削部Ｓを位置させた後、母材と切削部Ｓの一方又は両方を回転させると同時に母材と切削部Ｓの一方又は両方をコイル形状スプリング部の内径部垂直中心軸になる部位に沿って前方又は後方に移動させながら切削加工することで、一度に二つのコイル形状ユニットスプリングと両端又は一端の非スプリング構造の支持部を同時に形成させることができる。この時、仮に母材と切削部Ｓが同時に回転すれば両者の回転中心軸は一致しなければならなく、コイル形状スプリング部の内径部垂直中心軸になる部位とも一致しなければならないし、母材と切削部Ｓが移動するときはコイル形状スプリング部の内径部垂直中心軸になる部位に沿って移動しなければならない。この時、母材又は切削部Ｓの前後方への移動速度又は回転速度を調節することによってコイル形状ユニットスプリングに多様な線材の垂直厚Ｔ２を形成することができる。
【００７１】
以上で、出願人は本発明の好適な実施例を説明したが、このような実施例は本発明の技術的思想を具現する一実施例であるだけ、本発明の技術的思想を具現するものであればどんな変更例又は修正例も本発明の範囲に属するものとして解釈されなければならない。
【符号の説明】
【００７２】
１、２、３    スプリング構造体
１１    コイル形状スプリング部
１２    支持部
１３    貫通孔
１４    凹入孔
１１１    コイル形状ユニットスプリング
１５    垂直孔
Ａ    外径部垂直中心軸
Ｂ    内径部垂直中心軸
Ｃ、Ｃ’    母材の一端部
Ｄ    母材の側面貫通孔
Ｓ    切削部
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【国際調査報告】
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