CN106641051A - 一种负特性拉力涡卷拉簧 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及的是一种负特性拉力涡旋拉簧，包括一具有等厚度的金属弹性片卷绕形成的多圈且每圈之间相互贴紧、外形为中空的圆柱状涡旋部和由所述涡旋部最外层金属弹性片延伸一段的一拉伸端；述涡旋部卷绕的金属弹性片在被所述拉伸端拉直展平，设从拉伸端向涡旋部为长形方向，所述金属弹性片内沿长形方向上设有垂直于长形方向的宽度逐渐增加的长形孔。本发明将极大地简化力转化机构，机构体积大大缩小，机构成本急剧下降，材料消耗明显减少，成本大大降低并有利环保，而且则特别是对有些有很多限制的产品中具有非同寻常的重要意义。

Description

一种负特性拉力涡卷拉簧
技术领域
本发明涉及的是一种拉簧，具体涉及的是一种负特性拉力涡卷拉簧。
背景技术
定力弹簧又称恒力弹簧是目前一种特殊的拉伸弹簧，又称涡旋弹簧,它是由另一种类似的平面涡卷弹簧又名发条弹簧（其与涡旋弹簧的区别是其涡旋部每卷弹簧不相互贴紧）变化而来的，恒力涡旋弹簧包括一具有等厚度的薄金属弹性片卷绕形成的多圈且每圈之间相互贴紧、外形大体为空心圆柱状的涡旋部和由涡旋部最外层金属片延伸一段的一拉伸端，主要用于各类要求恒力输出的平衡装置如升降平衡装置、电机碳刷弹簧等。它的特点是输出的弹簧拉力比较恒定，拉力变化极小。实际使用时都是直接将恒力弹簧拉伸开作直线位移运动，而使定力弹簧输出恒定推力。
众所周知，长期以来，就像地球是圆的一样，在不附加任何外在机构的条件下,单独的任何弹簧变形越大其产生的弹力约大，早已在人们的意识当中根深地固。具体比如一种螺旋拉伸弹簧来说，伸长的长度越大，受到的拉力越大，已形成近乎公理，即便是号称恒力的定力弹簧（涡旋弹簧的一种）由于其实际构造限制，在现实实际应用中，弹簧伸长越长其拉力也不是完全恒力不变的，实际上也会随伸长越长而拉力不断略微增加，只是比较小而已，所谓恒力也只是个近似的说法。随着电子科技的不断发展，现有的电子产品中对拉簧的变形与力的关系要求也是各种各样的，如目前常见的升降式显示器支撑架中就大多采用的恒力拉簧作为升降平衡装置的力源，但随着结构的发展，越来越多产品需要拉簧拉的越长拉力要求越小，为此，人们不得不借助各种复杂的机械机构来间接实现这一要求，比如拉簧拉动器件由垂直方向转为水平方向或斜向水平方向时，即器件由于重力受到的垂直向下的力抵消或一部分抵消时，此时器件需要的拉簧拉力会被减少；现实中往往也还有采用另设置反向拉簧机构来抵消正向拉簧拉力，进而又需要一套转换机构来适应于现有各种平衡装置以及各种要求拉力输出逐渐减少的装置中，等等，不一而足，但这些势必使机构复杂，增加成本，而且安装不便，特别是增加产品体积或增加包装体积，等等诸多重大缺陷，显然，在有一定限制条件的产品上很可能根本就无法使用，比如对体积紧凑有严格要求的设备等就是一例。
也因此，如果有这样一种拉力随着拉簧拉长逐渐缩小的拉簧存在，则可带来几乎是颠覆性的变化，将极大地简化力转化机构，机构体积大大缩小，机构成本急剧下降，材料消耗明显减少，成本大大降低并有利环保，而且则特别是对有些有很多限制的产品中具有非同寻常的重要意义。
发明内容
针对现有技术上存在的不足，本发明目的是在于提供一种弹簧其拉伸越长但拉力却越小的负特性拉力涡旋拉簧，通过改变金属弹性片横截面有效宽度，来改变拉力大小，且结构稳定，不易变形，加工简单，成本低廉，可广泛应用于各种有特殊要求的要求拉力输出逐渐减少的平衡装置中。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：
一种负特性拉力涡旋拉簧，包括一具有等厚度的金属弹性片卷绕形成的多圈且每圈之间相互贴紧、外形为中空的圆柱状涡旋部和由所述涡旋部最外层金属弹性片延伸一段的一拉伸端；其特征在于，设从拉伸端向涡旋部方向为长形方向，所述涡旋部卷绕的金属弹性片在被所述拉伸端拉直展平时，所述金属弹性片的有效工作宽度沿所述长形方向上逐渐递减，使金属弹性片的拉力也随金属弹性片的有效工作宽度递减而相应递减。
进一步的，所述金属弹性片内沿长形方向上设有垂直于长形方向的宽度逐渐增加的长形孔；金属弹性片的横断面方向，在该长形孔长度段内其金属的有效断面面积沿所述长形方向逐渐递减，使在该长形孔的长度段内金属弹性片的有效工作宽度逐渐递减，弹性拉力也随之相应递减。
进一步的，所述长形孔的两侧长边设置为以金属弹性片的对称轴线对称的曲线。
根据上述的特性拉力涡卷拉簧，其中，所述曲线为弧形线。
根据上述的特性拉力涡卷拉簧，其中，所述曲线为直线。
根据上述的特性拉力涡卷拉簧，其中，所述涡旋弹簧的所述金属弹性片至少为两片紧贴复合一体卷绕形成涡旋部。
根据上述的特性拉力涡卷拉簧，其中，所述金属弹性片的拉伸端设置有拉孔或拉勾。
根据上述的特性拉力涡卷拉簧，其中，所述长形孔为梯形孔，所述梯形孔的各拐角设置为圆角，以减少应力集中、延长金属弹性片寿命。
根据上述的特性拉力涡卷拉簧，其中，所述金属弹性片为弹性钢片。
一种负特性拉力涡旋拉簧，包括一金属弹性片卷绕形成的多圈且每圈之间相互贴紧、外形为中空的圆柱状涡旋部和由所述涡旋部最外层金属弹性片延伸一段的一拉伸端；所述涡旋部卷绕的金属弹性片在被所述拉伸端拉直展平时，设从拉伸端向涡旋部为长形方向，所述金属弹性片设置有拉力递减区，所述拉力递减区内的金属弹性片宽度沿所述长形方向逐渐递减，使所述金属弹性片在该拉力递减区的长度段内的有效工作宽度逐渐递减，弹性拉力也随之相应递减。
进一步的，所述金属弹性片至少为两片紧贴复合一体卷绕形成涡旋部。
本发明通过设置弹簧金属片从拉伸端至内端的有效宽度逐渐递减，使其达到越拉长拉力越小的情况，使其符合各种要求拉力输出逐渐减少的装置中，减少了弹簧抵消作用力的使用，将极大地简化力转化机构，机构体积大大缩小，机构成本急剧下降，材料消耗明显减少，成本大大降低并有利环保，而且则特别是对有些有很多限制的产品中具有非同寻常的重要意义，其结构稳定，不易变形，加工简单，可广泛应用于各种平衡装置以及各种要求拉力输出逐渐减少的装置中。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明拉平时的结构示意图。
图3为本发明的另一实施例结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
实施例1：
参见图1和图2，本实施例的一种负特性拉力涡旋拉簧，包括一具有等厚度的金属弹性片10卷绕形成的多圈且每圈之间相互贴紧、外形为中空的圆柱状涡旋部20和由所述涡旋部20最外层金属弹性片延伸一段的一拉伸端21；所述涡旋部20卷绕的金属弹性片在被所述拉伸端21拉直展平，设从拉伸端21向涡旋部20为长形方向，所述金属弹性片10内沿长形方向上设有垂直于长形方向的宽度逐渐增加的长形孔11，或从金属弹性片10的横断面方向，在该长形孔11长度段内其金属的有效工作宽度沿所述长形方向逐渐递减，使在该长形孔11的长度段内金属弹性片10的有效工作宽度逐渐递减，弹性拉力也随之相应递减。
本实施例的，有效工作宽度是指金属弹性片横截面方向上的有效长度，即具有金属弹性的横截面上具有面积的长度之和称之为有效长度。
进一步的，所述金属弹性片上的所述长形孔11的两侧长边是以金属弹性片的对称轴线对称的曲线，所述曲线为弧形线也可以为直线。
此外，本实施例中，涡旋弹簧的所述金属弹性片至少为两片紧贴复合一体卷绕形成涡旋部。在金属弹性片10的拉伸端21设置有拉孔或拉勾。
根据上述的特性拉力涡卷拉簧，其中，所述长形孔11的各拐角设置为圆角，以减少应力集中、延长金属弹性片寿命。本实施例中，所述金属弹性片为弹性钢片。
实施例2：
参见图3，本实施例的一种负特性拉力涡旋拉簧，包括一金属弹性片10卷绕形成的多圈且每圈之间相互贴紧、外形为中空的圆柱状涡旋部20和由所述涡旋部20最外层金属弹性片延伸一段的一拉伸端12；所述涡旋部20卷绕的金属弹性片10在被所述拉伸端12拉直展平时，设从拉伸端12向涡旋部为方向，所述金属弹性片10设置有拉力递减区30，所述拉力递减区30内的金属弹性片宽度沿所述长形方向逐渐递减，使所述金属弹性片在该拉力递减区的长度段内的有效工作宽度逐渐递减，弹性拉力也随之相应递减。
进一步的，所述金属弹性片10至少为两片紧贴复合一体卷绕形成涡旋部。
但是，用同样大小的力去拉两只不同的弹簧，伸长的长度不同，这说明弹簧有“软”“硬”之分，容易被拉伸的弹簧比较软，反之比较硬．弹簧的软硬用它的刚性系数来表示．刚性系数越大，弹簧越硬。
此外，为实现拉簧的越拉拉力越小的情况下，也可以采用，弹簧金属片由拉伸端至内端厚度递减的方式实现。
本发明通过设置弹簧金属片从拉伸端至内端的有效宽度逐渐递减，使其达到越拉长拉力越小的情况，使其符合各种要求拉力输出逐渐减少的装置中，减少了弹簧抵消作用力的使用，极大扩大了弹簧的使用范围，其结构稳定，不易变形，加工简单，可广泛应用于各种平衡装置以及各种要求拉力输出逐渐减少的装置中。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种负特性拉力涡旋拉簧，包括一具有等厚度的金属弹性片卷绕形成的多圈且每圈之间相互贴紧、外形为中空的圆柱状涡旋部和由所述涡旋部最外层金属弹性片延伸一段的一拉伸端；其特征在于，设从拉伸端向涡旋部方向为长形方向，所述涡旋部卷绕的金属弹性片在被所述拉伸端拉直展平时，所述金属弹性片的有效工作宽度沿所述长形方向上逐渐递减，使金属弹性片的拉力也随金属弹性片的有效工作宽度递减而相应递减。
2.根据权利要求1所述的负特性拉力涡卷拉簧，其特征在于，所述金属弹性片内沿长形方向上设有垂直于长形方向的宽度逐渐增加的长形孔。
3.根据权利要求2所述的负特性拉力涡卷拉簧，其特征在于，所述长形孔的两侧长边设置为以金属弹性片的对称轴线对称的曲线。
4.根据权利要求2所述的负特性拉力涡卷拉簧，其特征在于，所述曲线为弧形线。
5.根据权利要求3所述的负特性拉力涡卷拉簧，其特征在于，所述曲线为直线。
6.根据权利要求1至5任意一项所述的负特性拉力涡卷拉簧，其特征在于，所述金属弹性片至少为两片紧贴复合一体卷绕形成涡旋部，所述金属弹性片的拉伸端设置有拉孔或拉勾。
7.根据权利要求1至5任意一项所述的负特性拉力涡卷拉簧，其特征在于，所述长形孔为梯形孔，所述梯形孔的各拐角设置为圆角。
8.根据权利要求1所述的负特性拉力涡卷拉簧，其特征在于，所述金属弹性片为弹性钢片。
9.一种负特性拉力涡旋拉簧，包括一具有等厚度的金属弹性片卷绕形成的多圈且每圈之间相互贴紧、外形为中空的圆柱状涡旋部和由所述涡旋部最外层金属弹性片延伸一段的一拉伸端；其特征在于，所述涡旋部卷绕的金属弹性片在被所述拉伸端拉直展平时，设从拉伸端向涡旋部为长形方向，所述金属弹性片设置有拉力递减区，所述拉力递减区内的金属弹性片宽度沿所述长形方向逐渐递减，使所述金属弹性片在该拉力递减区的长度段内的有效工作宽度逐渐递减，弹性拉力也随之相应递减。
10.根据权利要求9所述的负特性拉力涡卷拉簧，其特征在于，所述金属弹性片至少为两片紧贴复合一体卷绕形成涡旋部。
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