JP2012127390A - 樹脂製ばねとそれを用いた製品 - Google Patents

Abstract

【課題】金属ばねと同じ弾性力を有する樹脂製のばねを実現することである。
【解決手段】台座部と、移動部と、前記台座部と前記移動部との間を連結する屈曲部とからなる樹脂ばねであって、前記屈曲部が湾曲状であり、一端は前記台座部、他端は前記移動部とに繋がっている樹脂ばねを用いる。また、前記屈曲部の一端は、前記台座部に連結され、他端は、前記移動部に連結され、かつ、前記移動部と前記屈曲部の連結部分に突起が設けられている樹脂ばねを用いる。さらに、前記屈曲部は、複数の線形体からなり、互いに接触しない樹脂ばねを用いる。
【選択図】図１

Description

本発明は、樹脂製のばねに関する。

一般にばねは、金属で作製されている。しかし、リサイクル時に、樹脂製品に金属ばねがあると、分解する必要がある。また、薬液，洗剤などで金属が使用できない場合に、金属ばねに変わるばねが必要である。結果、樹脂製ばね（以下、樹脂ばね）が検討されている。

金属ばねと同様の形状で、樹脂ばねとするものがある（特許文献１、２）。図７（ａ）は、特許文献１、２に記載の樹脂ばねである。樹脂の線１０１により、従来のばねと同じ形状を形成している。図７（ｂ）は、特許文献３記載の樹脂シート１０３からなる中空円柱状の外形に多くの開口１０２が設けられている樹脂ばねである。

しかし、これらの樹脂ばねは、非常に多くの段差が必要で、作製することが困難である。また、弾性力が弱い、さらに、段数、総数、巻き数を少なくすると、ばね特性（弾性力など）がおとる。

特開２０００−４２４５７号公報 特開２００１−９９２０７号公報 特開平０９−２９１９５５号公報

従来の樹脂では、弾性力、反発する力が、金属ばねと比較して弱かった。そこで、本発明が解決しようとする技術的課題は、金属ばねと同じ弾性力を有する樹脂製のばねを実現することである。

上記課題を解決するために、本発明に係る樹脂製ばねは、台座部と、移動部と、前記台座部と前記移動部との間を連結する屈曲部とからなる樹脂ばねであって、前記屈曲部が湾曲状であり、一端は前記台座部、他端は前記移動部とに繋がっている樹脂ばねを用いる。

樹脂材料のみからなる樹脂ばねであるので、錆びることなく、長期間安定して使用できる。廃棄時に、他の樹脂製品と、分離せずに廃棄、リサイクルできる。

（ａ）本願発明の樹脂ばね、（ｂ）（ａ）の上面図。 （ａ）本願発明の樹脂ばねの断面図、（ｂ）本願発明の別の例の断面図。 （ａ）本願発明の樹脂ばねの応用例での通常の状態、（ｂ）（ａの状態から圧縮した状態、（ｃ）本願発明の樹脂ばねの別の例での通常の状態の断面図、（ｄ）（ｃ）に対応する従来例を示す図。 （ａ）本願発明の樹脂ばねの応用例のスプレーでの通常の状態を示す図、（ｂ）（ａ）の状態から圧縮された状態を示す図、（ｃ）（ａ）の別の例を示す図、（ｄ）（ａ）の別の例を示す図。 （ａ）本願発明の樹脂ばねの応用例の断面図、（ｂ）本願発明の樹脂ばねの断面図、（ｃ）スイッチへの応用例の断面図。 （ａ）、本願発明の樹脂ばねのベットへの応用例の平面図、（ｂ）（ａ）の断面図、（ｃ）本願発明の樹脂ばねの斜視図、（ｄ）（ｃ）の平面図。 （ａ）従来の樹脂ばねを示す図、（ｂ）従来の樹脂ばねを示す図。

以下、添付図面に基づいて本発明に係る樹脂製ばねを詳細に説明する。

（実施の形態１ 樹脂製ばね）
図１（ａ）、図１（ｂ）は、本願発明の樹脂ばねである。図１（ａ）は、樹脂ばね１の側面図である。図１（ｂ）は、樹脂ばねの上面図である。樹脂ばね１は、保持部１０と、台座部１１と、屈曲部１２と、突起部１３と、移動部１４とからなる。

保持部１０は、樹脂ばね１を固定する部分、他のものへ保持する場合の部分である。また、人が手で持つ場合の部分である。他の機器へ固定するための部分である。

台座部１１は、屈曲部１２と保持部１０との間の平面部材である。用途によりいろいろな変形がされる。

屈曲部１２は、屈曲してばねとして、働く部分である。細い樹脂のワイヤー状のもの、複数本からなる。屈曲部は、湾曲形状である。複数の数字の５を合体したものと同じ形状である。数字の輪の部分が輪状に撓み、ばねとして働く。数字５のたての直線部分が合体され、１本となっていて、輪状部分の力を１つとして、上部へ伝達する。この例では、１段（１層）のみに屈曲部１２を設けている。

突起部１３は、屈曲部１２が、屈曲した時に、台座に接触する部分である。接触により、移動範囲が制限され、屈曲部１２が保護される。長期の安定動作を可能にする。

移動部１４は、屈曲部１２に連結される部分で、台座部１１に対して、移動する部分である。用途により、いろいろな変形がされる。

上記部分は、すべて、樹脂材料からなる。一回の樹脂成形で形成されるので、製造もしやすい。屈曲部１２は、この例では、６本であり、対称に設けられているので、左右前後に、偏らない。６本に限定されず、４本、８本でもよい。偏らないで屈曲ができ、長期に安定して、動作できる。この樹脂ばねの屈曲部１２は、その屈曲方向が、台座部１１の外周方向であり、別の屈曲部１２と接触、影響がなく、安定して動作する。さらに、本数を増やすことができる。また、その屈曲部１２の径も用途により、変更できる。

移動部１４と保持部１０は、この樹脂ばねが使用される応用により、いろいろ変形される。大きさも、樹脂ばねの用途により、約１ｍｍ径のものから、数１０ｃｍのものまでいろいろである。

図２（ａ）、図２（ｂ）は、樹脂ばね１の断面図を示す。保持部１０と、それ以外の部分は別途、樹脂成形されている。保持部１０にそれ以外の部分を挿入して、組み合わせて完成する。樹脂成形上の製造上の問題で２つの部分に分けている。

図２（ａ）は、台座部１１に第１穴２６と、突起部１３、移動部１４に、第２穴２７を有する。一方、図２（ｂ）は、穴がないタイプである。図２（ａ）、図２（ｂ）は、用途に応じて、どちらかのタイプが適時使用される。

この発明の効果として、屈曲部１２の変形、弾性によりばねとして働く、樹脂製なので、リサイクル時に樹脂として本体が樹脂の場合、分離不要である。薬液、酸、アルカリ性溶液に対して安定である。突起部１２で、弾性の限度が限定されており安定、長期間使用できる。

移動部１４と屈曲部１２と台座部１１とが、樹脂で一体として形成され、保持部１０と組み合わされていて、２分割で作製されるので樹脂成形しやすく、強度も強い。複数の屈曲部１２同士が接触せずに安定して、働く。

（実施例２：応用例）
図３（ａ）は、樹脂ばね１に、力が加わっていない状態、図３（ｂ）は、樹脂ばね１に、力を加えている状態を示す。図３（ａ）の状態から、指などで、移動部１４を台座部１１へ、相対的に押すことで、屈曲部１２がちぢみ、図３（ｂ）の状態へ変化する。一方、力を除去して、移動部１４を、台座部１１に対して、相対的に伸ばすと、図３（ａ）の状態へ戻る。

屈曲部１２の弾性変形で、ばねとして働く。弾性の強さは、屈曲部１２の線径の太さ、数で調整できる。

図３（ｃ）と図３（ｄ）では、軸３１を用いた例を説明する。図３（ｃ）は、発明の樹脂ばねである。図３（ｄ）は従来の樹脂ばねである。通常ばねは、それ自身では、独立して、その形を保てない、従来、図３（ｄ）のように、軸３１が、金属ばね３９の中央に、設けてある。本願発明では、樹脂ばね１の第１穴２６、第２穴２７を通じて、軸３１を通している。複数の樹脂ばね１を、軸３１に通すことができる。

（実施の形態３ 液吐出）
図４（ａ）、図４（ｂ）は、本願発明の樹脂ばねの応用例であるスプレー４６（流体吐出装置）を示す。図４（ａ）は、力を加えている状態、図４（ｂ）は、力を加えていない状態を示す。スプレー４６は、ノズル４７と、開口４２と、移動部１４と、屈曲部１２と、台座部１１と、保持部１０と、液の通り道と、タンク４１、蓋４４、ボール４３、ガイド４５とからなる。

移動部１４、屈曲部１２、台座部１１、保持部１０は、前に説明したものである。開口４２は、液が吐出する口である。ノズル４７は、開口４２を有するヘッド部分である。タンク４１は、液が入っている部分である。液の通り道２２は、タンク４１内の液の通り道である。開口４２から外部へ吐出される。

蓋４４は、移動部１４と一体に移動する部分で、蓋４４と台座部１１との間の空間の体積の増減で、タンク４１の液体を吸い上げ、吐き出す。ボール４３は、液の通り道２２の先端に位置し、液を吸い上げる時は、浮かび上がり、液を開口４２から吐出する時は、液の通り道２２の先端に位置する。ガイド４５は、ボール４３をガイド、保持する突起状のものである。ボール４３が他の場所に行かないように制限する。

ノズル４７を押して、屈曲部１２、蓋４４をスプレー４６の下部へ押し下げた状態が図４（ａ）の状態である。この時、蓋４４と保持部１０との間の空間の液体が、開口４２から外部へ吐出される。その後、押すことをやめ、力を抜くと、屈曲部１２が伸びて、図４（ｂ）の状態になることで、蓋４４が上昇し、蓋４４と台座部１１との間の容器内が減圧され、ボール４３が浮かび上がり、タンク４１の液が、上記空間に上昇し、入り込む。このことを繰り返し、スプレー４６では、液を吐出する。

樹脂ばね１は、上記に説明したように、樹脂で作製され、液は、酸性、アルカリ性に対して安定である。水に対して、錆びることもない。屈曲部１２同士が接触することなく、安定して稼動する。反発する力も複数の屈曲部１２により、種々設定できる。

図４（ｃ）、図４（ｄ）は、別の変形例を示す。図４（ｃ）は、樹脂ばね１を複数、保持部１０と蓋４４との間に設けている。図４（ｄ）は、樹脂ばね１を複数、ノズル４７と蓋４４の上部との間に設けている。これらの例では、樹脂ばね１に穴を設ける必要がなく、簡単な構造の樹脂ばね１で適用できる。樹脂ばね１をスプレー装置の移動する機構のどこかに用いればよい。 この例では、液体を例としたが、気体の場合でも利用できる。

（実施の形態４ 多連）
図５（ａ）は、本願発明の樹脂ばね１を、複数直列にした断面図である。図５（ｂ）は、本願発明の樹脂ばね１の変形例の断面図である。本願樹脂ばね１は、屈曲部１２の１段（１層）からなるばねである。より弾性、または、移動距離（圧縮、伸び）を大きくするため、直列に複数個を組み合わせるとよい。図５（ａ）にその１例を示す。ガイド５５に、前に示したいずれかの樹脂ばね１を、直線的に並べている。それぞれの樹脂ばね１の位置がずれないように、図５（ｂ）のように、移動部１４に突起５１、台座部１１に凹部５２を設けるとよい。突起５１と、凹部５２を逆の位置に設けてもよい。さらに、移動部１４、台座部１１のそれぞれに凹凸を設けて、それぞれを合わせてもよい。

（実施の形態５ スイッチ）
図５（ｃ）は、樹脂ばね１をスイッチへ応用した断面である。スイッチ部５３と、移動部１４と、屈曲部１２と、台座部１１と、電極部５４と、突起部１３と、ガイド５５とからなる。

スイッチ部５３は、人がスイッチを押す部分である。樹脂製品である。
移動部１４と、突起部１３と、屈曲部１２と、台座部１１は、前に示したものと同じものである。

電極部５４は、突起部１３がその表面に接触した場合に、スイッチが押されたことを情報として、伝達するデバイスである。図示しないが、線により、機器へ連結されている。スイッチ部５３が押され、突起部１３が、下方へ移動し、電極部５４と接触する。ガイド５５は、隣のスイッチと分ける部分であり、スイッチ部の動作をガイドする枠である。

上記構成要素すべてを樹脂で形成できるので、リサイクル時に容易に廃棄、分別できる。金属ばねでなく、樹脂ばね１なので、スイッチを押した時に、ソフトな感覚を与えることができる。

（実施の形態６ ベッド）
図６（ａ）は、本願発明の樹脂ばね１をベッドへ応用した平面図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）の断面図である。ベッド６１と、枠６２と、上部板６３と、樹脂ばね１からなる。ベッド６１は、大人用、子供用、ダブルベッド、シングルベッドのいずれでもよい。また、病院で使用されるベッドでもよい。枠６２は、樹脂ばね１をそれぞれ保持するための区切りの柵である。上部板６３は、樹脂ばね１上の緩衝材であり、柔軟なマットなどである。樹脂ばね１は、上記で説明したいずれも使用できる。

多くの樹脂ばね１を使用するが、場所により、その弾性を変えると、よりよくなる。例えば、ベット６１の周辺部の枠６２には、中央部より、固めの樹脂ばねを用いると、ベッド６１から外への移動、外から内への移動時に安定して移動できる。

また、頭部周辺の樹脂ばね１の弾性を、他の部分より弱くすると、使用する人が、その弾性により、より休みやすい。枠６２の大きさは、樹脂ばね１の１つの大きさと対応する。枠６２を小さくすれば、するほど、感触はよくなるが、その分の作製に手間がかかる。

この例では、ベッドの例を説明したが、家具、事務機器一般で利用できる。例えば、椅子の座席、背もたれ、ソファーの座席、背もたれにも応用できる。食器棚、本棚の棚の面に応用すると、皿、本を置いた時に、その重さに応じて、樹脂ばね１が、圧縮され、安定して保管できる。イスの座席の場合、座り心地が、よい。ベッドの場合、安眠できる。ベッドからの乗り降りも安定である。

いずれも従来の金属ばねでなく、樹脂ばねからなるので、圧縮後の復元時間が緩やかで、人に対して心地よい。物に対して、ソフトである。

（実施の形態７ 梱包）
図６（ｃ）は、本願発明の樹脂ばね１を梱包具に応用した斜視図である。図６（ｄ）は、図６（ｃ）の平面図である。箱６６と、被保持物６５と、樹脂ばね１と、緩衝材６８とからなる。

箱６６は、運搬用の箱で、ダンボール、プラスチックなどからなる箱である。樹脂ばね１は、上記で説明されたいずれかの樹脂ばね１である。被保持物６５は、びん等のわれもの、衝撃を与えてはいけない精密機器などである。緩衝材６８は、樹脂ばね１により、充填できない空間を埋めるものである。ダンボール、エアーマットなどからなる。

箱６６内で、被保持物６５を、樹脂ばね１で挟んで保持している。被保持物６５の両側に、樹脂ばね１が存在するので、衝撃を緩和できる。

樹脂ばね１の移動部１４が、被保持物６５と接触するので、移動部１４が柔軟性のある材質のものがよい。または、移動部１４の表面に弾性体、ゴムシート、発砲材、エアーマットなどを設けるとよい。さらに、本願発明の樹脂ばね１は、自由な形状には変形しないので、各種の緩衝材６８と組み合わせるとよい。樹脂ばね１により、被保持物６５を主体的に支え、空いた空間を緩衝材６８で埋めるのが、最もよい。

ダンボール、クッションのみからなる場合と比較して、より箱６６内での被保持物６５の位置を保持できる。ダンボールの場合、ばね性がなく遊びが発生しやすい。クッションの場合、ばね性が弱く、被保持物６５が移動しやすい。

本発明は樹脂製のばねに関するもので従来のばねが利用されている部分に広く用いることができる。

１ 樹脂ばね
１０ 保持部
１１ 台座
１２ 屈曲
１３ 突起部
１４ 移動部
２２ 流体の通り道
２３ 空洞部
２６ 第１穴
２７ 第２穴
３１ 軸
３９ 金属ばね
４１ タンク
４２ 開口
４３ ボール
４４ 蓋
４５ ガイド
４６ スプレー
４７ ノズル
５１ 突起
５２ 凹部
５３ スイッチ部
５４ 電極部
５５ ガイド
６１ ベッド
６２ 枠
６３ 上部板
６５ 被保持物
６６ 箱
６８ 緩衝材
１０１ 樹脂の線
１０２ 開口
１０３ 樹脂シート

Claims (15)

1. 台座部と、移動部と、前記台座部と前記移動部との間を連結する複数の屈曲部とからなる樹脂ばねであって、
   前記複数の屈曲部が湾曲状であり、一端は前記台座部、他端は前記移動部に繋がっている樹脂ばね。
2. 前記移動部と前記屈曲部の連結部分に突起部が設けられている請求項１記載の樹脂ばね。
3. 前記複数の屈曲部のそれぞれは、線形体からなり、互いに接触しない請求項１または２記載の樹脂ばね。
4. 前記屈曲部は、１つの屈曲部が数字５の形状で、前記数字５の形状の縦の直線部分で他の前記屈曲部と合体され、１つとなっている形状である請求項１から３のいずれか１項に記載の樹脂ばね。
5. 前記複数の屈曲部は、対称に配置された請求項１から４のいずれか１項に記載の樹脂ばね。
6. 前記台座部、または、前記移動部の前記屈曲部が位置する側と異なる面に、凹部、または、凸部がある請求項１から５のいずれか１項に記載の樹脂ばね。
7. 前記台座部と前記移動部の前記屈曲部が位置する側と異なる面のそれぞれに凹凸がある請求項１から６のいずれか１項に記載の樹脂ばね。
8. 前記移動部と前記屈曲部と前記台座部とが、樹脂で一体として形成されている請求項１から７のいずれか１項に記載の樹脂ばね。
9. 前記移動部の前記屈曲部が位置する側と異なる面に弾性体を設けた請求項１から８に記載の樹脂ばね。
10. 前記請求項１から９いずれかい１項に記載の樹脂ばねを直列に組み合わせた樹脂ばね。
11. 請求項１から１０のいずれか１項に記載の樹脂ばねにより流体を吐出する流体吐出装置。
12. 請求項１から１０のいずれか１項に記載の樹脂ばねを座部表面に利用した椅子。
13. 請求項１から１０のいずれか１項に記載の樹脂ばねを棚の表面に利用した家具。
14. 請求項１から１０のいずれか１項に記載の樹脂ばねからなる緩衝材。
15. 請求項１から１０のいずれか１項に記載の樹脂ばねにより、電極部をオンオフするスイッチ。