JPH04266629A - 空洞内にある半径方向の負荷を受ける斜めのコイルスプリング - Google Patents
空洞内にある半径方向の負荷を受ける斜めのコイルスプリングInfo
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- JPH04266629A JPH04266629A JP3319452A JP31945291A JPH04266629A JP H04266629 A JPH04266629 A JP H04266629A JP 3319452 A JP3319452 A JP 3319452A JP 31945291 A JP31945291 A JP 31945291A JP H04266629 A JPH04266629 A JP H04266629A
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
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- F16F1/02—Springs made of steel or other material having low internal friction; Wound, torsion, leaf, cup, ring or the like springs, the material of the spring not being relevant
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/02—Sealings between relatively-stationary surfaces
- F16J15/021—Sealings between relatively-stationary surfaces with elastic packing
- F16J15/022—Sealings between relatively-stationary surfaces with elastic packing characterised by structure or material
- F16J15/024—Sealings between relatively-stationary surfaces with elastic packing characterised by structure or material the packing being locally weakened in order to increase elasticity
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- F16J15/06—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces
- F16J15/08—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with exclusively metal packing
- F16J15/0887—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with exclusively metal packing the sealing effect being obtained by elastic deformation of the packing
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
- F16J15/34—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member
- F16J15/3436—Pressing means
- F16J15/344—Pressing means the pressing force being applied by means of an elastic ring supporting the slip-ring
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Springs (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、一般的に斜めの(ca
nted)コイルスプリングに関し、そして更に詳細に
は、スプリングを、スプリングの連続負荷に対して選択
した方向に保持するため、スプリングと溝との間の干渉
によって溝内に保持されている斜めのコイルスプリング
に関する。長軸または短軸負荷に対するスプリングの方
向が、スプリングの連続負荷に応答して、特定の選択し
た弾性または負荷−偏向特性を可能にする。
nted)コイルスプリングに関し、そして更に詳細に
は、スプリングを、スプリングの連続負荷に対して選択
した方向に保持するため、スプリングと溝との間の干渉
によって溝内に保持されている斜めのコイルスプリング
に関する。長軸または短軸負荷に対するスプリングの方
向が、スプリングの連続負荷に応答して、特定の選択し
た弾性または負荷−偏向特性を可能にする。
【0002】
【従来の技術】特に重要なことは、本発明が、スプリン
グの半径方向の負荷に最も適したガータ型スプリング組
立体に関することである。
グの半径方向の負荷に最も適したガータ型スプリング組
立体に関することである。
【0003】今まで使用されてきたガータ型補助負荷ス
プリングの力−偏向特性は、ワイヤの太さ、コイル高さ
、コイル間隔、および各斜めのスプリングコイルの立上
りを規定するフロントアングルを含む多くのスプリング
パラメータを変化することによって変えられてきた。 これ等のパラメータは、スプリングの負荷−偏向特性に
合せて有効に使用できるが、これ等はスプリングをして
、その全設計潜在力を支配させ、ある達成することがで
きない。このことは、バルセルス(Balsells)
に対する米国特許第4,826,144号と4,915
,366号に教示されている。
プリングの力−偏向特性は、ワイヤの太さ、コイル高さ
、コイル間隔、および各斜めのスプリングコイルの立上
りを規定するフロントアングルを含む多くのスプリング
パラメータを変化することによって変えられてきた。 これ等のパラメータは、スプリングの負荷−偏向特性に
合せて有効に使用できるが、これ等はスプリングをして
、その全設計潜在力を支配させ、ある達成することがで
きない。このことは、バルセルス(Balsells)
に対する米国特許第4,826,144号と4,915
,366号に教示されている。
【0004】これ等の引例は、ガータ型補助弾性コイル
スプリングの外径に沿った先行部と、ガータ型補助弾性
コイルスプリングの内径に沿った立上りとおよびこの逆
を有し、ガータ型弾性コイルスプリングを形成するよう
に相互接続されているコイルを開示している。
スプリングの外径に沿った先行部と、ガータ型補助弾性
コイルスプリングの内径に沿った立上りとおよびこの逆
を有し、ガータ型弾性コイルスプリングを形成するよう
に相互接続されているコイルを開示している。
【0005】バックアングルの選択した配置およびそれ
により規定された後続部分が、今まで公知であった従来
のガータ型コイルスプリングの範囲を超えてガータ型補
助弾性コイルスプリングに合せて作る能力を提供する。
により規定された後続部分が、今まで公知であった従来
のガータ型コイルスプリングの範囲を超えてガータ型補
助弾性コイルスプリングに合せて作る能力を提供する。
【0006】その結果、スプリングは、高負荷−偏向特
性をもつように作られる。即ち、スプリングは、所定の
偏向に応答して、スプリングの内径に沿った後続部を備
え、同じ寸法およびワイヤの大きさを有しているスプリ
ングよりも大きな力を加えることができる。
性をもつように作られる。即ち、スプリングは、所定の
偏向に応答して、スプリングの内径に沿った後続部を備
え、同じ寸法およびワイヤの大きさを有しているスプリ
ングよりも大きな力を加えることができる。
【0007】その結果として、これ等のスプリングは、
細いワイヤから作ることができ、接近したコイル間隔を
有し、一方なお偏向に応答して従来のスプリングと同じ
力を加えることができる。
細いワイヤから作ることができ、接近したコイル間隔を
有し、一方なお偏向に応答して従来のスプリングと同じ
力を加えることができる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、特に半径方
向に負荷されているとき、選択した負荷−偏向特性を有
しているガータ型スプリングを設計するのに利用できる
他のパラメータの発見に関する。
向に負荷されているとき、選択した負荷−偏向特性を有
しているガータ型スプリングを設計するのに利用できる
他のパラメータの発見に関する。
【0009】第1に、以下に規定され論述されている回
転角度(turn angle)が、同じワイヤ径を
使用している今まで製造されたスプリングよりも大きな
負荷−偏向特性を有するガータ型の半径方向負荷スプリ
ングの製造に利用できることが判明した。
転角度(turn angle)が、同じワイヤ径を
使用している今まで製造されたスプリングよりも大きな
負荷−偏向特性を有するガータ型の半径方向負荷スプリ
ングの製造に利用できることが判明した。
【0010】更に、本発明によって作られるスプリング
の特定の関係および弾性作用範囲もまた有利に使用でき
、そしてスプリングに、今まで不可能であった適合した
負荷−偏向特性を提供する
の特定の関係および弾性作用範囲もまた有利に使用でき
、そしてスプリングに、今まで不可能であった適合した
負荷−偏向特性を提供する
【0011】第2に、回転角度を変化しまたは変化せず
に、以下に論述するように、スプリングの長軸に沿って
ガータ型スプリングの半径方向の負荷が、スプリングの
負荷−偏向特性に合わせて作り、そしてそのようなスプ
リングを、内側から半径方向に、あるいは加えた半径方
向の力の下で外側から半径方向にスプリングの長軸に沿
って傾斜せしめる追加の手段を提供することが判明した
。
に、以下に論述するように、スプリングの長軸に沿って
ガータ型スプリングの半径方向の負荷が、スプリングの
負荷−偏向特性に合わせて作り、そしてそのようなスプ
リングを、内側から半径方向に、あるいは加えた半径方
向の力の下で外側から半径方向にスプリングの長軸に沿
って傾斜せしめる追加の手段を提供することが判明した
。
【0012】長軸が半径方向の負荷をうけているときス
プリングを傾斜するために、空洞または溝内に入れる必
要があることを理解しなければならない。スプリングが
自由位置にあり、且つ長軸に沿って軸線方向に負荷がか
けられているとき、スプリングは傾斜に抵抗するか、ま
たは全く傾斜しない。
プリングを傾斜するために、空洞または溝内に入れる必
要があることを理解しなければならない。スプリングが
自由位置にあり、且つ長軸に沿って軸線方向に負荷がか
けられているとき、スプリングは傾斜に抵抗するか、ま
たは全く傾斜しない。
【0013】更に、スプリングは、それが長軸に沿って
半径方向に傾斜し、且つ半径方向または軸線方向の力の
加圧の下で長軸に沿って半径方向に傾斜する位置に取付
け、または入れられてもよい。
半径方向に傾斜し、且つ半径方向または軸線方向の力の
加圧の下で長軸に沿って半径方向に傾斜する位置に取付
け、または入れられてもよい。
【0014】多くのパラメータが影響を与えるが、従来
技術の論述に関連して引用した上記のような、僅かな相
異または大きな相異を有しているガータ型スプリングの
負荷−偏向特性は、コイルが拘束されないように自由に
屈曲または曲がらなければ、スプリングの弾性特性に影
響を与える。例えば、ブラム(Bram)は、米国特許
第3,183,010号に、ガータ型スプリングの形状
をしているシーリング要素のための補強を開示しており
、そして実際に、その補強要素内の回転角度を開示して
いる。
技術の論述に関連して引用した上記のような、僅かな相
異または大きな相異を有しているガータ型スプリングの
負荷−偏向特性は、コイルが拘束されないように自由に
屈曲または曲がらなければ、スプリングの弾性特性に影
響を与える。例えば、ブラム(Bram)は、米国特許
第3,183,010号に、ガータ型スプリングの形状
をしているシーリング要素のための補強を開示しており
、そして実際に、その補強要素内の回転角度を開示して
いる。
【0015】しかし乍ら、この補強要素の開示は、スプ
リングの形状ではあるが、それがシーリング要素の面と
同一平面であるようにシーリング要素のボデイ内に埋込
まれているので、自由に屈曲しないか、あるいは独立的
に負荷をかけられない。そのように埋込まれているとき
、この補強要素またはスプリングは、自由空間、即ち負
荷の下で拘束されない偏向を有している負荷−偏向特性
では、自由に屈曲せず、あるいは独立的に負荷されない
。
リングの形状ではあるが、それがシーリング要素の面と
同一平面であるようにシーリング要素のボデイ内に埋込
まれているので、自由に屈曲しないか、あるいは独立的
に負荷をかけられない。そのように埋込まれているとき
、この補強要素またはスプリングは、自由空間、即ち負
荷の下で拘束されない偏向を有している負荷−偏向特性
では、自由に屈曲せず、あるいは独立的に負荷されない
。
【0016】
【課題を解決するための手段】本発明による斜めのコイ
ルスプリング装置は、長軸および短軸の交差点により規
定された中心線に沿って傾斜されている長軸および短軸
を有している複数のコイルを含む。更に、コイルは、ガ
ータ型の斜めのコイルスプリングを形成するように相互
に接続されている。
ルスプリング装置は、長軸および短軸の交差点により規
定された中心線に沿って傾斜されている長軸および短軸
を有している複数のコイルを含む。更に、コイルは、ガ
ータ型の斜めのコイルスプリングを形成するように相互
に接続されている。
【0017】バックアングル手段が、中心線に垂直なラ
インに対して各コイルの後続部の配置を規定すると共に
、斜めのコイルスプリング組立体の半径方向の負荷−偏
向特性を決定するのに提供される。フロントアングル手
段が、垂直線に対して各コイルの先行部分の配置を規定
するために設けられ、同手段はバックアングル手段より
も大きい。
インに対して各コイルの後続部の配置を規定すると共に
、斜めのコイルスプリング組立体の半径方向の負荷−偏
向特性を決定するのに提供される。フロントアングル手
段が、垂直線に対して各コイルの先行部分の配置を規定
するために設けられ、同手段はバックアングル手段より
も大きい。
【0018】また、本発明により、ガータ型の斜めのコ
イルスプリングの半径方向の負荷に適した、前以て選択
した方向に複数のコイルを非反転に(non−inva
sive)支持し、且つガータ型の斜めのコイルスプリ
ングの半径方向の弾性特性を制御する手段が提供される
。
イルスプリングの半径方向の負荷に適した、前以て選択
した方向に複数のコイルを非反転に(non−inva
sive)支持し、且つガータ型の斜めのコイルスプリ
ングの半径方向の弾性特性を制御する手段が提供される
。
【0019】更に詳細には、ガータ型弾性コイルを非反
転支持する手段は、溝を規定しており、スプリングの短
軸に沿ってスプリングを偏向し、且つガータ型弾性コイ
ルスプリングをスプリングの長軸に沿って半径方向に負
荷可能にする手段を含んでもよい。あるいはまた、溝は
、スプリングの長軸に沿ってスプリングを偏向し、且つ
ガータ型弾性コイルスプリングをスプリングの長軸に沿
って半径方向に負荷可能にする手段を設けてもよい。
転支持する手段は、溝を規定しており、スプリングの短
軸に沿ってスプリングを偏向し、且つガータ型弾性コイ
ルスプリングをスプリングの長軸に沿って半径方向に負
荷可能にする手段を含んでもよい。あるいはまた、溝は
、スプリングの長軸に沿ってスプリングを偏向し、且つ
ガータ型弾性コイルスプリングをスプリングの長軸に沿
って半径方向に負荷可能にする手段を設けてもよい。
【0020】更に、後縁部分が、ガータ型弾性の斜めの
コイルスプリングの外径に配置され、そして先行部分が
、ガータ型弾性の斜めのコイルスプリングの内径に沿っ
て配置され、且つ先行部分が、ガータ型弾性のコイルス
プリングの内径に沿って配置されてもよい。あるいはま
た、後続部分が、ガータ型スプリングの内径に沿って配
置され、そして先行部分が、ガータ型コイルスプリング
の外径に沿って配置されてもよい。
コイルスプリングの外径に配置され、そして先行部分が
、ガータ型弾性の斜めのコイルスプリングの内径に沿っ
て配置され、且つ先行部分が、ガータ型弾性のコイルス
プリングの内径に沿って配置されてもよい。あるいはま
た、後続部分が、ガータ型スプリングの内径に沿って配
置され、そして先行部分が、ガータ型コイルスプリング
の外径に沿って配置されてもよい。
【0021】バックアングルは、負荷が作用偏向内で比
較的一定に保たれる半径方向の負荷−偏向特性を与える
ように選択される、そして更に、溝手段は、コイルの高
さに殆んど等しい幅を有してもよく、あるいは他の実施
例では、溝手段は、コイルの高さよりも大きいが、コイ
ルの幅よりも小さい幅を有してもよい。本発明の利点お
よび特徴は、添付図面と共に考察するとき、以下の説明
から明らかとなるであろう。
較的一定に保たれる半径方向の負荷−偏向特性を与える
ように選択される、そして更に、溝手段は、コイルの高
さに殆んど等しい幅を有してもよく、あるいは他の実施
例では、溝手段は、コイルの高さよりも大きいが、コイ
ルの幅よりも小さい幅を有してもよい。本発明の利点お
よび特徴は、添付図面と共に考察するとき、以下の説明
から明らかとなるであろう。
【0022】
【実施例】図1乃至図6を参照すると、各々が中心線2
8、30、32、34に沿って傾斜しているそれぞれ複
数のコイル18、20、22、24を含んでいる本発明
による多くの斜めのコイルスプリング組立体10、12
、14、16が示されている。
8、30、32、34に沿って傾斜しているそれぞれ複
数のコイル18、20、22、24を含んでいる本発明
による多くの斜めのコイルスプリング組立体10、12
、14、16が示されている。
【0023】スプリング10および12は、円形スプリ
ング10、12の軸線方向に沿って主負荷−偏向特性を
有している円形スプリングを形成するように相互に接続
したコイル18、20を有している。時計廻りに傾斜し
ているコイルを有している図1に示したスプリング10
は、後続部分40を規定しているバックアングル38が
スプリング10の内径42に沿っており、そしてコイル
18の先行部分48を規定しているフロントアングル4
6が、スプリング10の外径50に沿うように、相互に
接続したコイル18を有している。図2参照。
ング10、12の軸線方向に沿って主負荷−偏向特性を
有している円形スプリングを形成するように相互に接続
したコイル18、20を有している。時計廻りに傾斜し
ているコイルを有している図1に示したスプリング10
は、後続部分40を規定しているバックアングル38が
スプリング10の内径42に沿っており、そしてコイル
18の先行部分48を規定しているフロントアングル4
6が、スプリング10の外径50に沿うように、相互に
接続したコイル18を有している。図2参照。
【0024】図3および図4を参照すると、その中の軸
線方向のスプリング12は、スプリング12の内径58
に沿って、後続部分56を規定しているバックアングル
54と、スプリング12の外径64に沿って先行部分6
2を規定しているフロントアングル60とを備えた反時
計廻りに傾斜しているコイルを有するように相互に接続
したコイル20を有している。
線方向のスプリング12は、スプリング12の内径58
に沿って、後続部分56を規定しているバックアングル
54と、スプリング12の外径64に沿って先行部分6
2を規定しているフロントアングル60とを備えた反時
計廻りに傾斜しているコイルを有するように相互に接続
したコイル20を有している。
【0025】図5および図6を参照すると、矢印66、
68によって示された半径方向に沿って主負荷−偏向特
性を有している円形スプリングを形成するように相互に
接続されている複数のコイル20、24を有しているス
プリング14、16が示されている。図5に示したよう
に、コイルは、頂部76に沿って後続部分74を規定し
ているバックアングル72と、スプリング14の底部8
2に沿って配置されている先行部分80を規定している
フロントアングル78を備え、時計廻りの傾斜を与える
ように相互に接続されている。
68によって示された半径方向に沿って主負荷−偏向特
性を有している円形スプリングを形成するように相互に
接続されている複数のコイル20、24を有しているス
プリング14、16が示されている。図5に示したよう
に、コイルは、頂部76に沿って後続部分74を規定し
ているバックアングル72と、スプリング14の底部8
2に沿って配置されている先行部分80を規定している
フロントアングル78を備え、時計廻りの傾斜を与える
ように相互に接続されている。
【0026】あるいはまた、図6に示したように、スプ
リング16は、スプリング16の底部92に沿って後続
部分90に規定しているバックアングル88と、スプリ
ング16の頂部100に沿って配置された先行部分98
を規定するフロントアングル96とを備え、反時計廻り
にコイルを傾斜せしめるように相互に接続したコイル2
4を有していてもよい。
リング16は、スプリング16の底部92に沿って後続
部分90に規定しているバックアングル88と、スプリ
ング16の頂部100に沿って配置された先行部分98
を規定するフロントアングル96とを備え、反時計廻り
にコイルを傾斜せしめるように相互に接続したコイル2
4を有していてもよい。
【0027】以下に説明するように、すべてのスプリン
グ10、12、14、16は、その偏向作用の中に全体
的に一定の力−偏向特性を有していてもよい。
グ10、12、14、16は、その偏向作用の中に全体
的に一定の力−偏向特性を有していてもよい。
【0028】図7には、斜めのコイルのガータ型弾性コ
イルスプリングの特性を例示するための負荷−偏向特性
カーブAおよびBが示されている。
イルスプリングの特性を例示するための負荷−偏向特性
カーブAおよびBが示されている。
【0029】カーブAによって示されたように、負荷が
環状スプリングに加えられると、スプリングは、初期の
偏向後、負荷が比較的一定になり始まる点を表わしてい
る最小負荷点102に達するまで、ライン部分100に
よって示されたように全体的に直線状に偏向する。
環状スプリングに加えられると、スプリングは、初期の
偏向後、負荷が比較的一定になり始まる点を表わしてい
る最小負荷点102に達するまで、ライン部分100に
よって示されたように全体的に直線状に偏向する。
【0030】最小負荷点102と最大負荷点104との
間では、負荷−偏向カーブは、図7に示したように一定
であるか、あるいは僅かに増加を示している。最小負荷
点102と最大負荷点104との間の領域は、偏向作用
範囲106として知られている。スプリングは通常、シ
ーリングのために、シール、ガスケット等と共に使用さ
れている典型的なスプリングでは、点103によって示
されたように、上記の範囲内で作動するように負荷がか
けられる。
間では、負荷−偏向カーブは、図7に示したように一定
であるか、あるいは僅かに増加を示している。最小負荷
点102と最大負荷点104との間の領域は、偏向作用
範囲106として知られている。スプリングは通常、シ
ーリングのために、シール、ガスケット等と共に使用さ
れている典型的なスプリングでは、点103によって示
されたように、上記の範囲内で作動するように負荷がか
けられる。
【0031】最大負荷点104を超えてスプリングに負
荷をかけると、オーバロードの結果としてスプリングの
永久ゆがみを生ずるバット(butt)点110に達す
るまで急激な偏向応答を生ずる。また図7には、無負荷
スプリングと最大負荷点104における偏向との間の偏
向と定義づけられている全偏向範囲112が示されてい
る。
荷をかけると、オーバロードの結果としてスプリングの
永久ゆがみを生ずるバット(butt)点110に達す
るまで急激な偏向応答を生ずる。また図7には、無負荷
スプリングと最大負荷点104における偏向との間の偏
向と定義づけられている全偏向範囲112が示されてい
る。
【0032】また図7には、本発明により作られたスプ
リング10、12、14、16の特性を示している負荷
−偏向カーブBが示されており、最高負荷点118に達
するまでの直線負荷−偏向部分116を示している。こ
の最高点118後、負荷は部分120の偏向の方に減少
する。これは、最高点118とバット点110との間に
サドル型の偏向範囲を生ずる。
リング10、12、14、16の特性を示している負荷
−偏向カーブBが示されており、最高負荷点118に達
するまでの直線負荷−偏向部分116を示している。こ
の最高点118後、負荷は部分120の偏向の方に減少
する。これは、最高点118とバット点110との間に
サドル型の偏向範囲を生ずる。
【0033】この型式の負荷−偏向特性は、張力がスプ
リングにより生ずるとき、溝のような所定の位置にロッ
クされるスプリングシールに対して特定の利点を有して
いる。この例では、スプリングは、所定の偏向作用範囲
124に亘って比較的一定負荷を生ずるが、点126、
128において作用範囲限界を超えて変化し、負荷の急
激な増加を生ずる。これは、スプリングシールによって
、溝等の中に自動調心を生ずる。
リングにより生ずるとき、溝のような所定の位置にロッ
クされるスプリングシールに対して特定の利点を有して
いる。この例では、スプリングは、所定の偏向作用範囲
124に亘って比較的一定負荷を生ずるが、点126、
128において作用範囲限界を超えて変化し、負荷の急
激な増加を生ずる。これは、スプリングシールによって
、溝等の中に自動調心を生ずる。
【0034】本発明のスプリングが有利に使用される他
の用途は、コイル間隔のワイヤ直径を増加せずに、重負
荷が望ましい場合の静的用途を含む。なお他の用途は、
クリオバック(cryoVAC)温度等を受けるシール
の場合のように、初期に重負荷が望まれる場合である。
の用途は、コイル間隔のワイヤ直径を増加せずに、重負
荷が望ましい場合の静的用途を含む。なお他の用途は、
クリオバック(cryoVAC)温度等を受けるシール
の場合のように、初期に重負荷が望まれる場合である。
【0035】図8は、概略的に、軸線方向の自由回転角
度θ、測定したコイル幅CW、測定したコイル高さCH
、および測定したスプリング高さHを有している、本発
明による斜めのコイルスプリング10、12、14、1
6の横断面を示している。図8では、自由回転角度θは
、時計廻り(太線)でも、または反時計廻り(破線)で
もよい。
度θ、測定したコイル幅CW、測定したコイル高さCH
、および測定したスプリング高さHを有している、本発
明による斜めのコイルスプリング10、12、14、1
6の横断面を示している。図8では、自由回転角度θは
、時計廻り(太線)でも、または反時計廻り(破線)で
もよい。
【0036】図9cに示したように、補助の平スプリン
グは、例えば、図9bに示したように30度、および図
9aに示したように90度、反時計の針の方向に回転さ
れるか、あるいは、例えばそれぞれ30度および60度
の回転角度を有する図9dおよび図9eに示したように
時計の針の方向に回転してもよい。スプリングは楕円形
で示されているが、スプリング10、12、14、16
が配置される対の部分の形状によって、円形または、長
方形のような、他の形状も可能であると理解すべきであ
る。
グは、例えば、図9bに示したように30度、および図
9aに示したように90度、反時計の針の方向に回転さ
れるか、あるいは、例えばそれぞれ30度および60度
の回転角度を有する図9dおよび図9eに示したように
時計の針の方向に回転してもよい。スプリングは楕円形
で示されているが、スプリング10、12、14、16
が配置される対の部分の形状によって、円形または、長
方形のような、他の形状も可能であると理解すべきであ
る。
【0037】図8に示したように、自由な軸線方向の回
転角度θは、スプリングの位置によって、円錐または逆
円錐を形成する全体的に円形のスプリングによって形成
される角度と定義され、そして各円錐または逆円錐の中
心線を通る交差点と水平線とのなす角度θである。回転
角度θを変えることによって、異なる負荷を得ることが
でき、そして負荷の度合は回転角度θによって異なる。 即ち回転角度θが大きい程、以下に説明するように、生
ずる力も大きい。負荷により左右される力は、スプリン
グが図9bに示したように円錐形であるか、あるいは図
9cに示したように逆円錐であるかに関係はない。即ち
、9bおよび9cのスプリングは同じように作用する。
転角度θは、スプリングの位置によって、円錐または逆
円錐を形成する全体的に円形のスプリングによって形成
される角度と定義され、そして各円錐または逆円錐の中
心線を通る交差点と水平線とのなす角度θである。回転
角度θを変えることによって、異なる負荷を得ることが
でき、そして負荷の度合は回転角度θによって異なる。 即ち回転角度θが大きい程、以下に説明するように、生
ずる力も大きい。負荷により左右される力は、スプリン
グが図9bに示したように円錐形であるか、あるいは図
9cに示したように逆円錐であるかに関係はない。即ち
、9bおよび9cのスプリングは同じように作用する。
【0038】次に図10a、図10b、および図10c
では、自由または無負荷状態であるが、半径方向負荷に
適しているスプリング200、202、204に対する
位置が示されている。図示のように、スプリング200
および202は、60度の軸線方向の回転角度αを有し
、図10aに示したスプリング200は逆コーン型であ
り、そして図10bに示したスプリング202は、コー
ン型である。本明細書の全体に亘って引用されている軸
線方向の回転角度は、スプリングの回転に関連している
と理解されるべきであり、例えば、中心線206の周り
のスプリング200は、半径208から測定し回転角度
αを有し、αは、例えば、図10aおよび図10bに示
したように約60度である。図10cは、短軸210に
沿って測定したコイル高さCH、長軸212に沿って測
定したコイル幅CWを有し、軸線方向の回転角度約90
度を有しているラジアルスプリングを有している。
では、自由または無負荷状態であるが、半径方向負荷に
適しているスプリング200、202、204に対する
位置が示されている。図示のように、スプリング200
および202は、60度の軸線方向の回転角度αを有し
、図10aに示したスプリング200は逆コーン型であ
り、そして図10bに示したスプリング202は、コー
ン型である。本明細書の全体に亘って引用されている軸
線方向の回転角度は、スプリングの回転に関連している
と理解されるべきであり、例えば、中心線206の周り
のスプリング200は、半径208から測定し回転角度
αを有し、αは、例えば、図10aおよび図10bに示
したように約60度である。図10cは、短軸210に
沿って測定したコイル高さCH、長軸212に沿って測
定したコイル幅CWを有し、軸線方向の回転角度約90
度を有しているラジアルスプリングを有している。
【0039】図11aは、コイル高さCHよりも大きい
溝幅およびコイル幅CWよりも小さい溝の高さGHを有
している溝214内に配置されたスプリング200を示
している。これは、約35度の負荷回転角度θのために
使用される。半径方向の溝214は、スプリング200
の偏向226を生ずるピストンまたは軸224に対する
半径方向負荷のためのスプリング200を位置づけする
。この実施例では、スプリング200は、好ましい位置
、即ち最小量の力を使用する逆コーン位置で示されてい
る。あるいはまた、スプリング200はまた、図12a
に示したように、実質的に大きい力を発生するコーン型
位置に組立てることができる。
溝幅およびコイル幅CWよりも小さい溝の高さGHを有
している溝214内に配置されたスプリング200を示
している。これは、約35度の負荷回転角度θのために
使用される。半径方向の溝214は、スプリング200
の偏向226を生ずるピストンまたは軸224に対する
半径方向負荷のためのスプリング200を位置づけする
。この実施例では、スプリング200は、好ましい位置
、即ち最小量の力を使用する逆コーン位置で示されてい
る。あるいはまた、スプリング200はまた、図12a
に示したように、実質的に大きい力を発生するコーン型
位置に組立てることができる。
【0040】あるいはまた図11bに示したように、ス
プリングは、ハウジング234に対すると同様にスプリ
ングに負荷をかける軸またはピストン232内に配置さ
れた半径方向の溝230内に取付けてもよい。
プリングは、ハウジング234に対すると同様にスプリ
ングに負荷をかける軸またはピストン232内に配置さ
れた半径方向の溝230内に取付けてもよい。
【0041】本発明の他の実施例では、図12a、図1
2b、図12cに示されたスプリング240、242、
244は、回転角度αが、図12aおよび図12bに示
されたように、スプリング240および242に対して
約80度であることを除いて、スプリング200、20
2、204に関連して今までに説明したのと類似してい
る。スプリング242は、ピストンまたは軸254によ
って半径方向に負荷をかけるため、半径方向の溝250
およびハウジング252内に配置されてもよい。この例
では、溝の幅GWは、コイル幅CWよりも小さく、そし
て溝の高さGHは、コイルの高さCHよりも小さい。負
荷回転角度θは、約5度であり、そして負荷は全体的に
スプリング242の短軸260に沿って行なわれる。こ
れは、図11aに示されたようにスプリング200のほ
ぼ長軸212の負荷と対照されるべきである。
2b、図12cに示されたスプリング240、242、
244は、回転角度αが、図12aおよび図12bに示
されたように、スプリング240および242に対して
約80度であることを除いて、スプリング200、20
2、204に関連して今までに説明したのと類似してい
る。スプリング242は、ピストンまたは軸254によ
って半径方向に負荷をかけるため、半径方向の溝250
およびハウジング252内に配置されてもよい。この例
では、溝の幅GWは、コイル幅CWよりも小さく、そし
て溝の高さGHは、コイルの高さCHよりも小さい。負
荷回転角度θは、約5度であり、そして負荷は全体的に
スプリング242の短軸260に沿って行なわれる。こ
れは、図11aに示されたようにスプリング200のほ
ぼ長軸212の負荷と対照されるべきである。
【0042】図13aに示されたようなスプリング24
2に関連して、半径方向の溝250内にスプリング24
2を組立てると、スプリング242は、コイルの長軸に
沿って回転される、そしてこの例では、スプリング24
2を半径方向の溝250内に保持するように、その回転
角度は比較的少ない。この例では、図12aおよび図1
2bに示したように、回転角度αは約80度であるが、
80度と90度との間であることができる。80度以下
の回転角度αは、スプリング242を半径方向の溝25
0内に保持するのを難かしくする。
2に関連して、半径方向の溝250内にスプリング24
2を組立てると、スプリング242は、コイルの長軸に
沿って回転される、そしてこの例では、スプリング24
2を半径方向の溝250内に保持するように、その回転
角度は比較的少ない。この例では、図12aおよび図1
2bに示したように、回転角度αは約80度であるが、
80度と90度との間であることができる。80度以下
の回転角度αは、スプリング242を半径方向の溝25
0内に保持するのを難かしくする。
【0043】あるいはまた、図13bに示したように、
スプリング242は、ハウジング274により偏向する
ため、ピストンまたは軸272内の半径方向の溝270
内に配置される。この例では、組立体回転角度は5度で
あり、そして溝の幅GWは、コイル幅CWよりも小さく
、溝の高さGHは、コイルの高さCHよりも小さい。
スプリング242は、ハウジング274により偏向する
ため、ピストンまたは軸272内の半径方向の溝270
内に配置される。この例では、組立体回転角度は5度で
あり、そして溝の幅GWは、コイル幅CWよりも小さく
、溝の高さGHは、コイルの高さCHよりも小さい。
【0044】半径方向の溝214、232、250およ
び270は、全体的に長方形の形状で示されているが、
図14に示したように、溝280は、その中のスプリン
グの保持力を改善するため、テーパーのついた形状また
は負の角度βを有していてもよい。この例では、半径方
向の溝280は、スプリング(図14には図示されてい
ない)が軸290によって負荷を受けるように挿入され
る開口288における幅286よりも大きい底部284
の幅282を有している。
び270は、全体的に長方形の形状で示されているが、
図14に示したように、溝280は、その中のスプリン
グの保持力を改善するため、テーパーのついた形状また
は負の角度βを有していてもよい。この例では、半径方
向の溝280は、スプリング(図14には図示されてい
ない)が軸290によって負荷を受けるように挿入され
る開口288における幅286よりも大きい底部284
の幅282を有している。
【0045】本発明が有利に使用される方法を例示する
ために、本発明による特定のスプリング組立体について
上記に説明したけれども、本発明は、それに限定されな
いと理解されるべきである。従って、当業者により行な
いう得るいかなる、すべての変更、変化または同等の配
置も、添付の請求の範囲に規定したように本発明の範囲
内にあると考えられるべきである。
ために、本発明による特定のスプリング組立体について
上記に説明したけれども、本発明は、それに限定されな
いと理解されるべきである。従って、当業者により行な
いう得るいかなる、すべての変更、変化または同等の配
置も、添付の請求の範囲に規定したように本発明の範囲
内にあると考えられるべきである。
【図1】図1は、コイルが時計廻りに傾斜している本発
明による斜めのコイルスプリングである。
明による斜めのコイルスプリングである。
【図2】図2は、図1のスプリングの2−2線に沿って
見たときの図であり、スプリングの内径のバックアング
ルおよびスプリングの外径のフロントアングルを示して
いる。
見たときの図であり、スプリングの内径のバックアング
ルおよびスプリングの外径のフロントアングルを示して
いる。
【図3】図3は、コイルが、その頂部にバックアングル
を有し、中心線の周りに反時計廻りに傾斜している本発
明によるスプリングである。
を有し、中心線の周りに反時計廻りに傾斜している本発
明によるスプリングである。
【図4】図4は、図3のスプリングの4−4線に沿って
見たときの図であり、スプリングの内径のバックアング
ルおよびスプリングの外径のフロントアングルを示して
いる。
見たときの図であり、スプリングの内径のバックアング
ルおよびスプリングの外径のフロントアングルを示して
いる。
【図5】図5は、コイルが時計廻りに傾斜しており、そ
してバックアングルがその底部に配置されている本発明
による斜めのコイルラジアルスプリングである。
してバックアングルがその底部に配置されている本発明
による斜めのコイルラジアルスプリングである。
【図6】図6は、コイルが反時計廻りに傾斜しており、
そしてバックアングルがその底部に配置されている本発
明による斜めのコイルラジアルスプリングである。
そしてバックアングルがその底部に配置されている本発
明による斜めのコイルラジアルスプリングである。
【図7】図7は、本発明により組立てられたスプリング
の負荷−偏向カーブを示している。
の負荷−偏向カーブを示している。
【図8】図8は、回転角度θがどのようにして計算され
るかを例示するために示された回転角度θを有している
補助の斜めのコイルスプリングの略図である。
るかを例示するために示された回転角度θを有している
補助の斜めのコイルスプリングの略図である。
【図9】図9a、図9b、図9c、図9dおよび図9e
は、種々の回転角度を有している軸線方向および半径方
向のスプリングを例示している。
は、種々の回転角度を有している軸線方向および半径方
向のスプリングを例示している。
【図10】図10a、図10bおよび図10cは、自由
なとき(負荷のない)のラジアルスプリングの位置を示
している。
なとき(負荷のない)のラジアルスプリングの位置を示
している。
【図11】図11aおよび図11bは、ピストンおよび
ハウジングに取付けたときの負荷位置(短軸に沿って)
における図10a、図10bおよび図10cに示したス
プリングを示している。
ハウジングに取付けたときの負荷位置(短軸に沿って)
における図10a、図10bおよび図10cに示したス
プリングを示している。
【図12】図12a、図12bおよび図12cは、自由
なとき(負荷されていない)のラジアルスプリングの位
置を示している。
なとき(負荷されていない)のラジアルスプリングの位
置を示している。
【図13】図13a、図13bは、ピストンおよびハウ
ジングに取付けたときの負荷位置(長軸に沿って)にお
ける図12a、図12b、図12cに示されたスプリン
グを示している。
ジングに取付けたときの負荷位置(長軸に沿って)にお
ける図12a、図12b、図12cに示されたスプリン
グを示している。
【図14】図14は、よりよいスプリング保持を与える
テーパー付溝の横断図である。
テーパー付溝の横断図である。
Claims (10)
- 【請求項1】 長軸と短軸とを有し、長軸および短軸
の交差点によって規定された中心線に沿って傾斜してお
り、且つラジアルガータ型の斜めのコイルスプリングを
形成するように相互に接続されている複数のコイルと、
中心線に垂直なラインに対して各コイルの後縁の配置を
規定すると共に、斜めのコイルスプリング組立体の半径
方向の負荷−偏向特性を決定するためのバックアングル
手段と、垂直線に対して各コイルの先行部分の配置を規
定し、且つ前記バックアングル手段よりも大きいフロン
トアングル手段と、ラジアルガーター型の斜めのコイル
スプリングの半径方向の負荷に適する方向に複数のコイ
ルを非反転に支持し、且つラジアルガーター型の斜めの
コイルスプリングの弾性特性を制御する手段とを具備す
ることを特徴とする斜めのコイルスプリング組立体。 - 【請求項2】 ラジアルガータ型の斜めのコイルスプ
リングを非反転支持する前記手段が、その短軸に沿って
スプリングを偏向するための半径方向の溝を規定し、そ
して前記ラジアルガータ型の斜めのコイルスプリングに
その長軸に沿って半径方向に負荷をかけることが可能で
ある請求項1に記載の斜めのコイルスプリング組立体。 - 【請求項3】 ラジアルガータ型の斜めのコイルスプ
リングを非反転支持する前記手段が、その長軸に沿って
スプリングを偏向するための半径方向の溝を規定し、そ
して前記ラジアルガータ型の斜めのコイルスプリングに
、その長軸に沿って半径方向に負荷をかけることが可能
である請求項1に記載の斜めのコイルスプリング組立体
。 - 【請求項4】 ラジアルガータ型の斜めのコイルスプ
リングを非反転支持する前記手段が、ゼロ度(0°)よ
りも大きく、90度(90°)より小さい回転角度によ
って前記ラジアルガータ型の斜めのコイルスプリングを
支持し、方向づけするための半径方向の溝を規定してい
る請求項1に記載の斜めのコイルスプリング組立体。 - 【請求項5】 前記ラジアルガータ型の斜めのコイル
スプリングが、スプリングを半径方向の溝内に組立てる
ため、約45度と約90度との間のスプリングの回転に
必要である、約45度および約90度の軸線方向組立体
回転角度を有している請求項2に記載の斜めのコイルス
プリング組立体。 - 【請求項6】 前記ラジアルガータ型の斜めのコイル
スプリングが、スプリングを半径方向の溝内に組立てる
ため、約90度のスプリングの回転に必要である、約9
0度の軸線方向組立体回転角度を有している請求項2に
記載の斜めのコイルスプリング組立体。 - 【請求項7】 前記半径方向の溝が、コイルの幅より
も小さい幅を有している請求項6に記載の斜めのコイル
スプリング組立体。 - 【請求項8】 前記半径方向の溝が、コイルの幅より
も小さい深さを有している請求項6に記載の斜めのコイ
ルスプリング組立体。 - 【請求項9】 半径方向の溝が、コイルの高さよりも
大きい請求項7に記載の斜めのコイルスプリング組立体
。 - 【請求項10】 前記半径方向の溝が、スプリングが
挿入されるその開口における幅よりも大きい底部の幅を
有している請求項2に記載の斜めのコイルスプリング組
立体。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US620732 | 1990-12-03 | ||
| US07/620,732 US5139276A (en) | 1988-04-25 | 1990-12-03 | Canted coil spring radially loaded while in a cavity |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04266629A true JPH04266629A (ja) | 1992-09-22 |
Family
ID=24487158
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3319452A Pending JPH04266629A (ja) | 1990-12-03 | 1991-12-03 | 空洞内にある半径方向の負荷を受ける斜めのコイルスプリング |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5139276A (ja) |
| EP (1) | EP0489377A1 (ja) |
| JP (1) | JPH04266629A (ja) |
Families Citing this family (63)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5222429A (en) * | 1992-05-11 | 1993-06-29 | Caterpillar Inc. | Piston assembly for a hydraulic cylinder |
| US5474309A (en) * | 1993-06-11 | 1995-12-12 | Bal Seal Engineering Company, Inc. | Gasket assembly for sealing electromagnetic waves |
| US5540137A (en) * | 1994-10-11 | 1996-07-30 | Caterpillar Inc. | Electrical contacting in electromagnetic wave piston position sensing in a hydraulic cylinder |
| US5560278A (en) * | 1994-10-11 | 1996-10-01 | Caterpillar Inc. | Hydraulic cylinder with an electrical contacting and sealing ring |
| US6186510B1 (en) | 1996-01-30 | 2001-02-13 | Power Packing Company, Inc. | Mechanical contact bearing seal |
| JPH1172130A (ja) * | 1997-07-07 | 1999-03-16 | Bal Seal Eng Co Inc | 長軸に沿って傾けたコイルを備えた径方向用のばね及び軸線方向用のばね |
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