JP2017044294A - コイルばね、及びコイルばねを用いた茹で麺装置用バケット - Google Patents

Abstract

【課題】塩分や酸の環境で進行する金属の腐食、応力集中などによる引張破断や疲労破壊を発生させないように改良し、寿命を延長させるコイルばね、及びこのコイルばねを用いた茹で麺装置用バケットを提供する。【解決手段】本コイルばね１は、コイル部２と、コイル部２の両端にそれぞれ取り付けられる継手部３ａ,３ｂとから構成され、継手部３ａ,３ｂは、コイル部２に内蔵される定着部４ａ,４ｂと、コイル部２から突出する突出部５ａ,５ｂと、定着部４ａ,４ｂ及び突出部５ａ,５ｂを接続する接続部６ａ,６ｂとからなり、定着部４ａ,４ｂ、突出部５ａ,５ｂ、及び接続部６ａ,ｂは、平板から切り出した連続体である。【選択図】図１

Description

本発明は、コイルばね、及びコイルばねを用いた茹で麺装置用バケットに係り、特に、つるまき状のコイルばね、及びこのコイルばねを引張りばねとしてバケット蓋に用いた茹で麺装置用バケットに関する。

図４に、従来の茹で麺装置用バケット１０の概略構成を斜視図で示す。また、図５に、従来の茹で麺装置用バケット１０用の引張りバネ１５を示す。茹で麺装置用バケット１０は、スーパーマーケットやコンビニエンスストアなどで販売される茹で麺を自動的に製造する際に用いられる機器である。この茹で麺装置用バケット１０は、長手方向の上面に開口１４を有し、金網１９とその金網１９の端部を補強する補強板とからなる筒状のバケット本体１１と、バケット本体１１と蝶番１３を介して連結される板状のバケット蓋１２とから構成される。そして、この茹で麺装置用バケット１０の内部は複数の室２０に分割される。これらの茹で麺装置用バケット１０の構成部材は、一般的にステンレス製である。そして、バケット蓋１２は、バケット本体１１の側面２１とバケット蓋１２とを結合した引張りバネ１５によりバケット本体１１の開口１４を塞ぐように開け閉めする機構を有する。この引張りバネ１５は、金属保護パイプ１６で包まれ、引張りバネ１５は。括れ部１８でバネ付き金物１７に接続する。さらに、バケット本体１１の側面２１には接続金物２２が設けられている。

茹で麺装置用バケット１０は、茹で麺装置内において平行に走行する２本のコンベアチェーン間に横方向に設置され、さらにコンベアチェーンの移動方向にも多数並置される。茹で麺装置用バケット１０は、茹で麺装置のコンベアチェーンの移動に伴って移動し、所定の位置において外部からの機構により自動的にバケット蓋１２が開けられる。そして、生麺の投入位置にて塊状の生麺が茹で麺装置用バケット１０内に分割された室にそれぞれ投入される。その後、自動的にバケット蓋１２が閉じられ、熱湯内に送られそのまま熱湯中を通過して麺が茹で上げられる。茹で麺装置用バケット１０の引張りバネ１５は、上述した機構により、高温に晒された環境で繰り返し引張り応力を受ける。

特許文献１には、蝶番の構成を簡易にして耐久性を向上させ、かつ汚れが固着しにくい茹で麺装置用バケットが開示されている。ここでは、長手方向の上面に開口を有する筒状のバケット本体と、バケット本体と蝶番を介して連結される板状のバケット蓋とを備え、バケット蓋は、バケット本体の側面とバケット蓋の端部とを連結した引張りバネによりバケット本体の開口を塞ぐことが記載されている。

特許文献２には、しゃ断器動作の信頼性向上を目的に、所要のばね定数を確保しつつ、繰り返し荷重が加わっても疲労破壊が起き難いようにばね形状を改良して開閉スプリングの長寿命化を図る回路しゃ断器の開閉スプリングが開示されている。ここでは、回路しゃ断器の主接点開閉機構に組付けた開閉スプリングがコイル部の両端にＵ字形のフックを形成した引張コイルばねであり、フックをピンに引っ掛けて主接点開閉機構のトグルリンクに張架したものにおいて、フックの曲げ径をコイル部のコイル径よりも小径に形成し、かつ両端のフックを互いに逆向きに形成し、しゃ断器の開閉動作に伴うフックの応力集中を低減させてばねの疲労破壊を起こり難くすることが記載されている。

特許文献３には、応力集中によるコイルばねの損傷をなくし、弾撥力を適宜調整可能にし、所定の弾撥力を維持し、振動などによる異音の発生を防止する圧縮用のコイルばねが開示されている。ここでは、コイルばねの線材の端部をコイルの中心線側に曲げて、コイルの中心線と平行な方向でコイル部の線材と重ならないようにしたので、コイルばねの座面を座受け面に弾撥的に当接させた際にも、線材の端部がコイル部の線材と干渉することがなく、コイル部の線材を傷付けない。また、コイルばねの線材の端部が座受け面側に当接しないように座受け面側とは反対の方向へ没入させた。それにより、線材の端部が座受け面を傷付けず、線材の端部が座受け面などに引っ掛からないことが記載されている。

（麺類に含まれる塩分）
茹で麺装置用バケットは、主にうどん等の麺類を茹で上げる装置であるが、材料であるこれらの麺類は、製麺時にグルテンを形成してコシを持たせるために大量の塩分が含まれている。例えば、乾麺１００グラム当たりの食塩相当量は、うどんが４．３ｇであり、そばが２．２ｇであり、そうめん及び冷麦が３．８ｇと言われている。そして、これらの麺類を茹で上げた後の食塩相当量は、うどんが０．５ｇであり、そばが０．１ｇであり、そうめん及び冷麦が０．２ｇと言われている。すなわち、これらの麺類に含まれる塩分は、その大部分が茹で上げ時に茹で麺装置用バケットに流れ出ることになる。

茹で麺装置用バケットの材料として、この塩分による劣化或いは酸化の影響を最小限に抑えるために普通鋼よりも錆びにくいステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）を使用するのが一般的である。しかし、茹で麺装置用バケットで麺を茹でる温度は１７０℃に達するため、塩分による劣化或いは酸化がより通常の温度時より進行してしまう、という問題がある。また、より耐食性の高いステンレス鋼（例えば、ＳＵＳ３０４にモリブデンを加えることで耐食性を向上させたＳＵＳ３１６など）もあるが、材料費が高額になる、溶接などの加工性が低下する、などの問題があり、現実的ではない。

（目詰まり除去用リンゴ酸）
また、茹で麺装置用バケットは、網状の容器に麺を収容して茹で上げるが、この網目に麺類の切れ端が入り込み目詰まりを起こしてしまう。この目詰まりを放置しておくと品質が劣化した麺が製品に混入してしまうため、常に除去する必要がある。対策として、茹で麺装置用バケットに水圧をかけて洗浄する方法もあるが時間と労力がかかるため、麺を溶かす溶液を用いて目詰まりを除去するのが一般的である。この麺を溶かす溶液として、例えば有機化合物であるリンゴ酸などが用いられる。このリンゴ酸の０．１％水溶液のｐＨは２．８２であり酸性を示す。

図６（ａ），（ｂ）に、従来のコイルばね３０，４０を示す。これらのコイルばね３０，４０は従来の茹で麺装置用バケット１０に用いられている。図６（ａ）のコイルばね３０は、コイル部３１を形成する丸棒３３がそのまま両端部の端部リング３２を形成する構成となっている。すなわち、両端部において、丸棒３３が強制的に曲げ加工されて端部リング３２が形成されている。図６（ｂ）のコイルばね４０は、コイル部４１とは別体の端部リング４２がコイル部４１の両端部に内蔵され、端部リング４２は、図示しない定着部及び接続部と接続する構成となっている。すなわち、両端部において、コイル部４１の丸棒４３と同様な丸棒が強制的に曲げ加工されて端部リング４２が形成されている。

特許第４７００７５７号 特開２００１−３５７７６８号公報 特開平６−２６４９４８号公報

（曲げ加工による腐食）
上述した図６（ａ），（ｂ）に示される従来の茹で麺装置用バケットに用いられるコイルばねは、どちらも端部リングがコイルの丸棒を曲げ加工により円形に曲げて製作される。この強制的に曲げ加工が行われたコイルばねの曲げの凸側には微細な亀裂が発生し、その亀裂に上述した塩分やリンゴ酸が浸食し、ステンレス製（ＳＵS３０４）のコイルばねに錆を発生させる。しかも、コイルばねは高温に晒された環境で使用されるため、コイルばねに発生した錆は急速に進行し、コイルばねの腐食が引き金となって引張破断又は疲労破壊するという問題がある。

（曲げ加工による引張破断）
また、コイルばねにおいて上述した曲げ加工を行った部分の疲労強度は著しく低下し、引張破断は曲げの凹側を起点として発生することが知られている。すなわち、コイルばねが引張り応力を受けると曲げ加工された端部リングにおいて応力集中が発生し、応力の高い部位において引張破断が生じるという問題がある。

（曲げ加工による疲労破壊）
更に、引張りバネとして用いられるコイルばねは、繰り返し引張力を受ける。すなわち、茹で麺装置用バケットのバケット蓋は、繰り返して開閉される。従って、コイルばねには繰り返し荷重が蓄積され、部材の疲労破壊が発生するという問題がある。

このように、腐食によりコイルばねの劣化が進行して引張破断や疲労破壊が発生したり、更に、応力集中によるコイルばねの引張破断、繰り返し荷重によるコイルばねの疲労破壊が発生したりすると、麺を茹でる作業を停止しなければならず、コイルばねの取り換え作業により生産がストップするという問題が発生する。そして、茹で麺装置用バケットに関し、引張破断や疲労破壊が生じ難く寿命が比較的長いバケットに対し、引張破断や疲労破壊が生じやすく寿命の短いコイルばねのためにメンテナンスの手間がかかることが問題となっている。

本願の目的は、かかる課題を解決し、塩分や酸の環境で進行する金属の腐食、応力集中などによる引張破断や疲労破壊を発生させないように改良し、寿命を延長させるコイルばね、及びこのコイルばねを用いた茹で麺装置用バケットを提供することである。

上記目的を達成するため、本発明に係るコイルばねは、コイル部と、コイル部の両端にそれぞれ取り付けられる継手部とから構成され、継手部が、コイル部に内蔵される定着部と、コイル部から突出する突出部と、定着部及び突出部を接続する接続部とを備え、定着部、突出部、及び接続部が、平板から切り出された連続体であることを特徴とする。

上記構成により、本発明に係るコイルばねは、コイルばねのコイル部と、継手部の定着部とは接合されず、コイルばねの両端部の突出部が引張られてコイルばねに引張り応力が発生しても継手部には応力集中による引張破断の発生を低減できる。また、コイルばねと定着部とは接触しているだけなので繰り返し応力による疲労破壊を防止できる。

また、本発明に係るコイルばねは、定着部、突出部、及び接続部が、平板から切り出された連続体である。すなわち、本発明に係るコイルばねは、例えばレーザーなどにより平板から切断され、一体化された連続体である。そのため、曲げ加工された部位は全く含まれず、曲げ加工された部材が引張応力を受けた場合に生じ易くなる引張破断、及び疲労破壊を防止する。そして、コイルばねの寿命を延ばすことができる。

また、コイルばねは、突出部が内部に空隙を有する環状の板材であり、定着部が円盤状の板材であり、接続部が突出部及び定着部を連結し、突出部及び定着部と同一の厚さを有する板材であることが好ましい。これにより、接続部、突出部及び定着部それぞれの応力伝達において、例えば、板厚が変化する部分、鋭角に曲がった部分といった非連続な部分による応力集中が緩和される。このため、コイルばねに引張破断や疲労破壊が発生することを防止する。そして、コイルばねの寿命を延ばすことができる。

また、コイルばねは、コイル部の両端が巻かれたコイルの径が端部になるほど絞られ、継手部が、突出部を介して引張り応力を受けた場合に巻かれたコイルの絞られた端部に係止して定着することが好ましい。これにより、コイルばねが引張り応力を受けても、その応力はコイルの端部に分散されるため応力集中が緩和され、コイルばねに引張破断や疲労破壊が発生するのを防止するか、又は製品の寿命を延ばすことができる。

また、コイルばねは、端部のコイルは、接続部に巻き付くことが好ましい。これにより、コイルばねの継手部に発生した引張力を、接続部と端部のコイルとの接触メカニズムを介してコイル部にスムーズに伝達し、応力集中を防止することができる。

さらに、茹で麺装置用バケットがこれらのコイルばねをバケット本体に対してバケット蓋を繰り返し開閉させる引張りバネとして用いることが好ましい。これにより、バケット本体に対してバケット蓋を繰り返し開閉させる茹で麺装置用バケットにおける麺類に含まれる塩分、及び付着した麺を除去するために使用するリンゴ酸により錆びが発生し易い環境でも問題を生じない。すなわち、上述したような効果により、曲げ加工が排除され、応力集中が緩和され、コイルばねに引張破断や疲労破壊が発生するのを防止させることができ、又は製品の寿命を延ばすことができるコイルばねを提供することができる。

以上のように、本発明に係るコイルばね、及びコイルばねを用いた茹で麺装置用バケットによれば、塩分や酸の環境で進行する金属の腐食、応力集中などによる引張破断や疲労破壊を発生させないように改良し、寿命を延長させるコイルばね、及びこのコイルばねを用いた茹で麺装置用バケットを提供することができる。

本発明に係るコイルばねの一つの実施形態の概略構成を示す側面図である。 図１のコイルばねの継手部の詳細を示す断面図である。 図２の継手部の製作方法を示す斜視図である。 茹で麺装置用バケットの概略構成を示す斜視図である。 従来の茹で麺装置用バケットの引張ばねを示す側面図である。 従来の茹で麺装置用バケット用のコイルばねを示す側面図である。

（コイルばねの構成）
以下に、図面を用いて本発明に係るコイルばね１の一つの実施形態につき、詳細に説明する。図１に、コイルばね１の一つの実施形態の概略構成を側面図で示す。また、図２に、コイルばね１の継手部３ａ，３ｂの詳細を断面図で示す。さらに、図３に、継手部３ａ，３ｂの製作方法を斜視図で示す。

図１に示すように、コイルばね１は、コイル部２と、コイル部２の両端にそれぞれ取り付けられる継手部３ａ，３ｂとから構成される。また、継手部３ａ，３ｂは、コイル部２に内蔵される定着部４ａ，４ｂと、コイル部２から突出する突出部５ａ，５ｂと、定着部４ａ，４ｂ及び突出部５ａ，５ｂを接続する接続部６ａ，６ｂとから構成される。また、図３に示すように、定着部４ａ，４ｂ、突出部５ａ，５ｂ、及び接続部６ａ，６ｂは、平板７から切り出された連続体である。

本実施形態では、突出部５ａ，５ｂは内部に空隙を有する環状の板材である。この双方の環状の板材に、例えばフックなどの係止材により張力が加えられると、弾性体であるコイル部２が伸びて引張力が発生する。また、定着部４ａ，４ｂは、中実である円盤状の板材である。この定着部４ａ，４ｂは、コイル部２の内部に配置され、コイル部２の丸棒９と接触する。コイルばね１に張力が導入されると、定着部４ａ，４ｂがコイル部２の丸棒９に係止され、引張力がコイル部２に伝達される。この定着部４ａ，４ｂは、中空である環状の部材でも良い。さらに、接続部６ａ，６ｂは突出部５ａ，５ｂ及び定着部４ａ，４ｂを連結する部分である。そして、突出部５ａ，５ｂ及び定着部４ａ，４ｂと同一の厚さを有する板材である。

このように、コイルばね１のコイル部２と、継手部３ａ，３ｂの定着部４ａ，４ｂとは接合されない。このため、コイルばね１の両端の突出部５ａ，５ｂが引張力を受けてコイルばね１に引張り応力が発生しても継手部３ａ，３ｂには応力集中による引張破断は発生しない。また、コイルばね１と定着部４ａ，４ｂとは接触しているだけなので繰り返し応力による疲労破壊が発生する虞はない。さらに、コイルばね１には、曲げ加工された部分がないため、曲げ加工による引張破断や疲労破壊が発生するのを防止することができる。

コイル部２の両端は巻かれたコイルの径が端部になるほど絞られ、継手部３ａ，３ｂは、突出部５ａ，５ｂを介して引張り応力を受けた場合に巻かれたコイル部２の絞られた端部に係止して定着する。これにより、コイルばね１が引張り応力を受けても、その応力はコイルの丸棒９の端部に分散されるため応力集中が緩和され、コイルばね１に引張破断や疲労破壊が発生するのを防止する。そして、コイルばねの寿命を延ばすことができる。

図１に示すように、コイル絞り端部８ａ及びコイル絞り端部８ｂは接続部６ａ，６ｂを巻き付くように設けられる。これにより、コイルばね１の継手部３ａ，３ｂに発生した引張力を、接続部６ａ，６ｂと端部のコイル部２の丸棒９との接触メカニズムを介してコイル部２にスムーズに伝達し、応力集中を防止することができる。

茹で麺装置用バケット１０は、コイルばね１を引張りバネ１５として用い、バケット本体１１に対してバケット蓋１２を繰り返し開閉させる。これにより、茹で麺装置用バケット１０における麺類に含まれる塩分、及び付着した麺を除去するために使用するリンゴ酸により錆びが発生し易いコイルばね１に対し、応力集中が緩和され、コイルばね１に引張破断や疲労破壊が発生するのを防止させることができる。また、茹で麺装置用バケット１０の寿命を延ばすことができるコイルばね１を提供することができる。

１ コイルばね、２ コイル部、３ａ，３ｂ 継手部、４ａ，４ｂ 定着部、５ａ，５ｂ 突出部、６ａ，６ｂ 接続部、７ 平板、８ａ，８ｂ コイル絞り端部、９ （コイル部の）丸棒、１０ 茹で麺装置用バケット、１１ バケット本体、１２ バケット蓋、１３ 蝶番、１４ 開口、１５ 引張りバネ、１６ 金属保護パイプ、１７ バネ取付き金物、１８ 括れ部、１９ 金網、２０ 室、２１ 側面、２２ 接続金物、３０，４０ コイルばね、３１，４１ コイル部、３２，４２ 端部リング、３３，４３ （コイルの）丸棒。

Claims (5)

1. コイル部と、前記コイル部の両端にそれぞれ取り付けられる継手部とから構成され、
   前記継手部は、前記コイル部に内蔵される定着部と、前記コイル部から突出する突出部と、前記定着部及び前記突出部を接続する接続部とを備え、
   前記定着部、前記突出部、及び前記接続部は、平板から切り出された連続体であることを特徴とするコイルばね。
2. 請求項１に記載のコイルばねであって、前記突出部は内部に空隙を有する環状の板材であり、前記定着部は円盤状の板材であり、前記接続部は前記突出部及び前記定着部を連結し、前記突出部及び前記定着部と同一の厚さを有する板材であることを特徴とするコイルばね。
3. 請求項１又は２に記載のコイルばねであって、前記コイル部の両端は巻かれたコイルの径が端部になるほど絞られ、前記継手部は、前記突出部を介して引張り応力を受けた場合に前記巻かれたコイルの絞られた端部に係止して定着することを特徴とするコイルばね。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載のコイルばねであって、前記端部のコイルは、前記接続部に巻き付くことを特徴とするコイルばね。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載のコイルばねをバケット本体に対してバケット蓋を繰り返し開閉させる引張りバネとして用いることを特徴とする茹で麺装置用バケット。
   

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