JP2001500600A - コイルバネ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 コイルバネは連結部Ｂを有しており、該連結部は長さ方向に沿って互い違いにあらわれる大径のコイル部Ｃ１と小径のコイル部Ｃ２とのあいだの環状の隙間のまわりを実質的に一様に分配されている。

Description

【発明の詳細な説明】 コイルバネ 本発明はコイルバネに関する。とくに多用途のコイルバネを提供することが本 発明の一つの目的である。 本発明の一態様によれば、連続的な一般的に螺旋状の通路に沿って動く点の形 状を持って、大径のコイル部分と小径のコイル部分とを形成し、各部分は長さ方 向に沿って互い違いになり、一定の長さのワイヤは一つの大径のコイルに連結し 、次の小径のコイルはコイルの間の環状の隙間を越えて延びて、半径方向の力を 受け入れるように配置されている。 好ましくは、大径のコイルと小径のコイルとは実質的に同心となっている。好 ましくは各部分は長さ方向に沿って直径が互い違いに変わる。 もっとも好ましくは、連結の長さはバネの長さに沿って環状の隙間の回りに実 質的に均等に配分される。一つの実施態様では、連続的な大径のコイル部分と小 径のコイル部分との間を連結する長さが一回転の約３分の１だけ曲がり、それに よって３つの均一に間隔をおいた連結する長さがバネの長さ方向に沿って形成さ れる。別の変形では、５つの連結する長さがある。連結長さ部の数は本発明にと って重要ではない。 別の態様では、本発明は一定の長さのワイヤ等からバネを作る方法を提供する ものであり、その方法は少なくとも一つの第１の径のコイルを形成し、短い間隔 で、第１のコイルを引きずって所定の長さを回し、短い距離、 第２のコイルを引きずって長さを回し、次いで第１の径の少なくとも一つのコイ ルを形成し、それによって連続的な一般的に螺旋状の通路に沿って動く点の形状 を持って、大径のコイル部と小径のコイル部とを形成し、各部は長さ方向に沿っ て互い違いになり、一定の長さのワイヤは一つの大径のコイルに連結し、次の小 径のコイルはコイルの間の環状の隙間を越えて延びて、半径方向の力を受容する ようにしたバネを形成することから成る。 好ましくは、本方法はコンピュータにより数値制御された（ＣＮＣ）バネ製造 機械を用いて、形成された際に切り落とされる、連続してバネを製造する、連続 した長さのワイヤに適用される。バネはもちろん他の適当な方法で製造されても よい。 バネエレメントはピアノ線、または四角または矩形のワイヤまたは他の適当な 材料及び形状のワイヤで作ることができる。エレメントの端部には、例えばフッ ク、ループ、アイ、フラット、接続用導線、ボルト等のようなコネクタを設ける ことができる。長さ部分は鍵など用の平坦部を含んでよく、例えば柔軟性のある 材料の被覆を一つまたはそれ以上のコイル部分に付けてもよい。 本発明のバネエレメントは実際上二つのバネからなり、一つは他のものの内部 に、そして連結部によって一つに結合されたものとする。使用環境に応じて各連 結部の長さは圧縮、捩じれ、せん断、または伸張部材として作用することがある 。 また別の態様では、本発明は大径のコイル部か小径のコイル部かのいずれかが 保持され、そして他のものは自由に動くようにし、連結部の長さはバネ部材とし て作用 するようにした、既定のバネを組み入れた、二つの部材の組立構造体を提供する 。 一つの使用法として、本発明のバネはバネの外径に相当するソケットに受け入 れられ、例えばトラップされることができて、シャフトはコイルの小径の部分に よって定められる通路を通って挿入される。そこで、バネは例えば６ミリのシャ フトに１〜２ミリの横の調整を許容して、交換可能なツーリング用の整合補助具 として作用することができる。バネは、連結部の剛性の取付のために、当然シャ フトをソケットの中心へ戻す、そしてゴム部材とは異なり、それは恒久的なセッ トを採らなくてもよい。これらのバネを介してロボットのアームのグリッパーが 取付けられ、そして鋳型工具から部品をピックアップしてそれらを二次装置へ置 くようにしなければならないようなロボット装置においてとくに有用である。そ のような場合はグリッパー上のパイロットピンは鋳型工具と二次的機械との両方 共のブッシュ内にあり、バネは衝撃をロボット・アームに伝達することなく一定 程度の不整合を許容する状態になる。 本発明のバネはまた、アプリケーションに適合するように適用されるという利 点を持って、装置の耐震減衰用にも有用である。それはまた、例えば、コンピュ ータ装置用のジョイステイックでのように、ソケットにおける装置の制御部など のような他の場合にセルフセンター（self centre）としても用いられる。 本発明のバネはまた、例えば面対面の関係で接合される構成部品の間での挿入 物を固定し締める用具として用いることができる。もし同様の直径のバネ部材を 対面す る構成部品に平坦な穴で受けるときは、コイルの内径の直径よりも僅かに大きい 直径を持ったピンを押し込み、そしてそうする際にコイルの端部を広げて所定位 置にロックする。（ピンは同時に回転させて引っ張ることにより外すことができ る。）もう一つの使用法はネジを石膏板またはこれと同様の材料に嵌めて保持す ることである。もし本発明のバネが石膏板の平坦にあけた穴に挿入されるならば 、適当な寸法の強く嵌まるネジをこれに挿入して、外径を急激に外方に押して、 その中にネジ条を直接切り込むことなくそれが石膏を圧縮することが出来るよう にする。それは壁釘のように作用するが、しかし放射状の溝を付ければ改善され た保持状態が得られる。 本発明のバネは他の用途にも用いることができる。例えば回転している装置か ら不整合物を取り出す軸カプラーとして、そこでは内部の穴及び外部の直径は回 転を防止するための一つまたは二つの平坦部のような鍵の要素を必要とすること もあり、例えば、荒い表面に用いた場合、振動を減少させるため基本的バネを用 いるような、パレット・トラック、サスペンション部材、のようなトロリー車輪 として、用いるものである。これはまた、内部の穴の鍵の特徴を必要とすること もあり、あるいはそれらはあまり大きな損傷を起こすことなくたわんで、交通ボ ラード（bollard）の「減衰」装置として、また、ロープの力を和らげる水路の適 用（ロックなど）に用いられる。バネはまた家具にも用いられる。 別の態様では、本発明は（排気管及びその取付け部のような）二つの部材の間 の組立構造体を与えて関係の熱膨張のために部材間で関連した動きができるよう にする。 更に別の態様では、本発明は本発明に従ってバネを組み込んだ自動車のサスペン ションシステムを提供する。 本発明がよく理解されるようにするため、これを添付の図式図面を参照して実 施例のみによって説明する。 図１は本発明の一バネの側面図である。 図２は図１の矢印Ａに沿って取った部分図である。 図３は図１のIII-III線に沿って取った断面図で、バネがソケットに受け入れ られて、ロッドを入れている所を示すものである。 図４Ａはシャフト・カプラーとして用いられているバネエレメントの端部立面 、図４Ｂはその長辺の断面図である。 図１から図３のバネエレメントはコンピュータによって数値制御された機械を 用いて一定の形状になるように曲げられた連続した、または所定の単位長さの０ ．８ミリの直径のピアノ線から成る。長さは互い違いにあらわれる大径のコイル Ｃ１と小径のコイルＣ２とからなる。コイルは同心である。一例では大（外）径 は１１．６０ミリ、内径は６．００ミリで、その間に仮想的な穴を残してある。 図１に示すように、左端部に完全な大径のコイルＣ１があり、これは連結また は転移部Ｂ内に延び、それは次に小径のコイルＣ２に合流する。これによっても う一つの連結部Ｂができ、それはまた次の大径のコイルＣ１に至る。更にワイヤ に湾曲部が形成されて、直径が互い違いに変る大及び小のコイルを形成する。小 径のコイルＣ２の外側の余白と大径のコイルＣ１の内側の余白との間には放射状 の距離があることが理解されよう。これは、 大径のコイル部と小径のコイル部との間に連続した転移をもってバネの長さに沿 って不連続のまたは断続した環状の隙間を生成する。連結部Ｂは、バネの長さに 沿って、別の環状の隙間を横切って半径方向のスポークのように延びる。連結部 分が穴の回りに均一に配分されるのを確保するために、１〜１／３回転毎に（も ちろん、この値は本発明にとっては必須ではない）転移がなされる。このように して、二つの同軸のバネの長さ部分が形成されるが、放射状に離間した連結部Ｂ によって一緒に結合される。 図１と図２のバネはＣＮＣマルチスライドバネ巻き取り機を用いて作られる。 ある長さのワイヤ、例えばピアノ線、は、所定の直径の一つまたはそれ以上のコ イルを形成する最後の回転の後に、短い長さ（ここでは転移と呼ばれる）を残し てからワイヤを第２の直径で巻く様にすることを除いて、巻かれる。これらの連 続した転移長さはバネの連結部または放射状のスポークを形成する。転移の長さ は放射状のスポークの数によって、例えば１回転の１／３または１／５と変化し 、または連結部はバネの意図した用途に応じて適当にする。 本発明のバネの一つのとくに有用な利点は、設計次第でそれは約半分の長さま で畳み込むことができることである。 図１及び図２のバネは図３に示すように、整合の助けとして用いることができ る。平坦な穴のソケットは支持部Ｓに形成され、そしてバネはその中に受けられ る。大径のコイルＣ１はソケットの内壁に接触する。シャフトのようなロッドＲ は整合した小径のコイルＣ２に挿入さ れ、それによって固く把握され、それから連結部Ｂの緊張動作によって引っ張り 引き取られる。大径のコイルＣ１は螺条を設けることなくソケットの内壁に契合 することが出来るために、このエレメントを石膏板などにネジを受けるために用 いることは特別の利点がある。 図４ａ及び図４ｂの実施態様では、両セットのコイルとも、円筒形の通路内で 回転を防止するための鍵として平坦な保持部分２０を含んでいる。 本発明は例示した実施態様に限定されるものではない。コイル部分の数は転移 の長さに応じて変えることができる。平坦部の数も変化させてよい。柔軟性の材 料のブロックまたはパッドまたは被覆は一つまたはそれ以上のコイル部に設けて よい。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，Ｓ Ｄ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ， ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，Ｆ Ｉ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ， ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，Ｍ Ｘ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ， ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 1. 大径のコイル部と小径のコイル部とを構成するために、一般的に連続した螺 旋状の通路に沿って移動する点の形状を有する、所定の長さのワイヤからなるコ イルバネであって、当該大径のコイル部および小径のコイル部を長さ方向に互い 違いに備えており、大径のコイル部の１つと小径のコイル部の１つとを連結して いる部分の長さのワイヤが大径のコイル部と小径のコイル部とのあいだの環状の 隙間を越えて延び、半径方向の力を受け入れるように配列されてなるコイルバネ 。 2. 単位長さのワイヤに形成されてなる請求の範囲第１項記載のバネ。 3. 前記連結している部分の長さが前記環状の隙間のまわりに実質的に一様に分 布されてなる請求の範囲第１項または第２項記載のバネ。 4. 前記連続する大径のコイル部と小径のコイル部とのあいだを連結している部 分が１／３回転曲げられ、これによって均一に離間した３つの連結部がバネの長 さ方向に沿って形成されてなる請求の範囲第１項、第２項または第３項記載のバ ネ。 5. 前記連続する大径のコイル部と小径のコイル部とのあいだを連結している部 分が１／５回転曲げられ、これによって均一に離間した５つの連結部がバネの長 さ方向に沿って形成されてなる請求の範囲第１項、第２項または第３項記載のバ ネ。 6. 前記大径のコイル部および小径のコイル部が実質的に同軸状である請求の範 囲第１項、第２項、第３項、 第４項または第５項記載のバネ。 7. 前記ワイヤがピアノ線である請求の範囲第１項、第２項、第３項、第４項、 第５項または第６項記載のバネ。 8. １または２以上のコイル部の上に被覆部を有してなる請求の範囲第１項、第 ２項、第３項、第４項、第５項、第６項または第７項記載のバネ。 9. 非圧縮状態の長さの約半分にまで長手方向に圧縮されるのに適してなる請求 の範囲第１項、第２項、第３項、第４項、第５項、第６項、第７項または第８項 記載のバネ。 10．所定の長さのワイヤからバネを製造する方法であって、該方法が、第１の径 のコイル部を少なくとも１つ形成する工程と、前記第１のコイル部となる所定の 長さを短い間隔で曲げる工程と、前記第１の径のコイル部を少なくとも１つ形成 する工程とからなり、これによって、大径のコイル部と小径のコイル部とを形成 するために、連続した一般的に螺旋状の通路に沿って移動する点の形状を有する バネを形成し、当該大径のコイル部および小径のコイル部が長さ方向に沿って互 い違いになり、当該所定の長さのワイヤが大径のコイル部と、つぎの小径のコイ ル部とのあいだを連結し、該小径のコイル部が大径のコイル部と小径のコイル部 とのあいだの環状の隙間を越えて延び、半径方向の力を受け入れるために配列さ れてなる方法。 11．連続したバネを形成するために、連続した所定の長さのワイヤに該方法が適 用されてなる請求の範囲第１０項記載の方法。 12．コンピュータによる数値制御されたバネ製造機械を用いて、該方法がワイヤ に適用されてなる請求の範囲第１０項または第１１項記載の方法。 13．連続した大径のコイル部と小径のコイル部とのあいだの所定の長さの連結部 が約１／３回転だけ曲げられ、これによって、３つの均一に離間された所定の長 さの連結部がバネの長さ方向に沿って形成されてなる請求の範囲第１０項、第１ １項または第１２項記載の方法。 14．連続した大径のコイル部と小径のコイル部とのあいだの所定の長さの連結部 が約１／５回転だけ曲げられ、これによって、５つの均一に離間された所定の長 さの連結部がバネの長さ方向に沿って形成されてなる請求の範囲第１０項、第１ １項または第１２項記載の方法。 15．請求の範囲第１項、第２項、第３項、第４項、第５項、第６項、第７項、第 ８項または第９項記載のバネを組み込んだ、２つの部材からなる組立構造体であ って、前記大径のコイル部または小径のコイル部のうちの一方が保持され、他方 が自由に運動し、連結部がバネ部材として作用してなる組立構造体。 16．ソケットを有する第１部材と第２部材とを備えており、バネが大径のコイル 部をもつ該ソケット内に受け入れられ、該大径のコイル部がソケットの壁と係合 し、該第２部材がバネの小径のコイル部内に受け入れられ、該バネが第２部材を 所定の位置に位置づけるために作用する請求の範囲第１５項記載の組立構造体。 17．それぞれ平坦な壁の穴を有すると共に面対面の関係で配列された２つの部材 と、それぞれの穴に受け入れられたコイルバネと、コイルバネの小径のコイルバ ネ 部のけいより僅かに小さい径を有するピンであって、両方のコイルバネの小径の コイルバネ部内に延びるピンとからなり、これによって、該２つの部分を面対面 の関係で固定してなる請求の範囲第１５項記載の組立構造体。 18．排気管およびその取り付け部などの２つの部材のあいだに前記コイルバネが 存在し、相対的熱膨張のために、２つの部材のあいだで相対運動を許す請求の範 囲第１５項記載の組立構造体。 19．請求の範囲第１項、第２項、第３項、第４項、第５項、第６項、第７項、第 ８項または第９項記載のバネを組み込んだ、車両のサスペンションシステム。 20．請求の範囲第１項、第２項、第３項、第４項、第５項、第６項、第７項、第 ８項または第９項記載のバネを組み込んだ家具。 21．請求の範囲第１項、第２項、第３項、第４項、第５項、第６項、第７項、第 ８項または第９項記載のバネを含む、ソケット内に設けられた制御手段を含む装 置。