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及びその製造方法

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。

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。

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。

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。

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。

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。

韓国公開特許第10−2002−0019737号公報

特開平10−122285号公報

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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1のスプリング構造体の縦断面図である。

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。

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。

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5のスプリング構造体の縦断面図である。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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