JP3843285B2 - コイルバネ製リング及びその製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、１本のコイルバネをリング状に丸め、そのコイルバネの両端を連結することにより、リング状のコイルバネ製リングとするコイルバネ製リング及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、オイルシール等、シール用の環状溝に嵌入取り付けされる用途にコイルバネ製リングが使用されている。シール用に限らず、このようなコイルバネ製リングは、所定長さの１本のコイルバネをリング状に丸め、そのコイルバネの両端を連結することにより、円形、即ち、リング状のコイルバネ製リングを形成し、使用されるようになっている。
【０００３】
このように、コイルバネをリング状に丸め、そのコイルバネの両端を連結するためには、従来、図５に示す形状の１本のコイルバネ１が用いられている。この従来技術に示すコイルバネ１では、一方の端部２を、先端が徐々に細くなるように形成されたコニカル形状の端部３としておき、コイルバネ１をリング状に丸めた後、このコニカル形状の端部３を他端側の端部４にねじ込み、両端をねじ式に連結することによりリング状のコイルバネ製リングを構成するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術のように、コニカル形状の端部３を他端側の端部４にねじ込むことにより連結してコイルバネ製リングを構成するようにした場合には、上記コニカル形状の端部３を、どの程度ねじ込んだ場合に両端の連結が完了するかが明確でなく、結果として、連結状態が確実であるかが不明確であるという問題がある。また、上記不具合に関連して、確実な連結状態のコイルバネ製リングを多数容易に製造することが難しいという問題もある。
【０００５】
本発明は、従来技術の有するこのような問題点に対してなされたものであり、簡単な構成でありながら確実な連結状態を得ることができ、しかも同じ連結状態のものを多数製造することのできるコイルバネ製リング及びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明では、１本のコイルバネの一方の端部において該一方の端部におけるコイル先端部より内側の所定位置に、上記コイル先端部のコイル径よりも小径に巻いた係合用コイル部を設け、上記コイルバネの他方の端部には、該他方の端部におけるコイル先端部のコイル外径を上記一方の端部におけるコイル先端部のコイル内径とほぼ等しく巻いた先端係合部を設けるとともに、上記先端係合部より内側に上記一方の端部の係合用コイル部を収納する小径巻き部を設け、上記一方の端部の係合用コイル部に対し、他方の端部の先端係合部を上記係合用コイル部より内側まで挿入し、上記コイルバネの両端を連結するようにしている。
【０００７】
したがって、１本のコイルバネにおける一方の端部の係合用コイル部に対し、他方の端部の先端係合部を上記係合用コイル部より内側まで挿入するという操作で、両端の連結が完了し、また、その連結状態の確認も容易であるから、確実な連結状態のコイルバネ製リングを容易に多数構成することができる。
【０００８】
上記本発明は、主要部分が同一の外径を有する１本のコイルバネに適用するのが一般的であるが、主要部分である中央部の径が他方の径に対して異なるもの、又は、中央部の径が複数の径から構成されるコイルバネであっても適用することができる。
【０００９】
上記本発明においては、一方の端部における前記係合用コイル部と前記他方の端部における前記先端係合部とは、それぞれ一巻き分のコイル部より構成するようにすることが、端部の構成を簡略化するためには好ましく、また、前記一方の端部における前記係合用コイル部は、上記一方の端部におけるコイル先端部より複数巻き分内側に形成され、前記他方の端部における前記小径巻き部は、上記複数巻き分と少なくとも同数の巻き数形成されるようにすることが、連結状態の確実性を確保する上で好ましい。
【００１０】
また、上記本発明においては、コイルバネの両端を連結してリング状のコイルバネ製リングを形成した後、熱処理を行うようにすれば、コイルバネの熱収縮作用により、連結部の係合状態をより確実なものとすることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１２】
図１は、本発明の一実施の形態におけるコイルバネ製リング１０（図４参照）を構成するための、リング形状に丸める前における１本のコイルバネ１１の状態を示す側断面図を示す。本実施の形態におけるコイルバネ１１は、両端における連結用の部分を除き、主要部分全体が同一の外径を有するように構成された１本のコイルバネ１１からなり、ステンレス材、ピアノ線、硬鋼線等の金属材から構成されている。（但し、これに限定するものではない。）
このコイルバネ１１の一方の端部１２には、一方の端部１２のコイル先端部１３より複数巻き分、具体的には４巻き分内側に、上記コイル先端部１３及び主要部分であるコイル中央部１４のコイル径よりも１巻き小径に巻いて構成した係合用コイル部１５が形成されている。この係合用コイル部１５は、一巻き分のコイル部より構成される。
【００１３】
これに対して、コイルバネ１１の他方の端部１６には、図１に示すように、先端１巻目である先端係合部１７のコイル外径Ｌｏを、コイル先端部１３のコイル内径Ｌｉにほぼ等しく巻き、２巻目以降には、一方の端部１２におけるコイル先端部１３のコイル内径Ｌｉより小径に形成され係合用コイル部１５を収納することのできる小径巻き部１８が設けられている。即ち、上記先端係合部１７は一巻き分のコイル部より構成され、小径巻き部１８は、上記一方の端部１２における係合用コイル部１５より先端側のコイル先端部１３と同じ巻き数分形成されている。
【００１４】
上記構成のコイルバネ１１の両端部１２、１６を互いに連結して、図４に示すコイルバネ製リング１０とするには、例えば図２に示すように、コイルバネ１１の一方の端部１２におけるコイル先端部１３に対して他方の端部１６の先端係合部１７を挿入するようにする。
【００１５】
このとき、上記コイルバネ１１の端部１６における先端係合部１７のコイル外径Ｌｏは、一方の端部１２であるコイル先端部１３のコイル内径Ｌｉとほぼ等しく巻かれているので、このコイル先端部１３に対して先端係合部１７を挿入するとき、一方の端部１２における係合用コイル部１５より先端側のコイル先端部１３は、端部１６における先端係合部１７を挿入するときの挿入ガイドとしての作用を有することになる。また、２巻目以降の小径巻き部１８も、コイル先端部１３のコイル内径Ｌｉより小径に形成されているから、先端係合部１７及び小径巻き部１８は無理なく一方の端部１２であるコイル先端部１３の内部に挿入していくことができる。
【００１６】
他方の端部１６の先端係合部１７を、一方の端部１２であるコイル先端部１３内に挿入していくと、先端係合部１７は、上記端部１２側のコイル先端部１３のコイル径よりも小さく巻いた係合用コイル部１５に係合する。この状態で、更にコイルバネ１１の端部１６を、即ち、先端係合部１７を押し込めば、両端部はコイルバネにより形成されており、それぞれ弾性を有していることにより、上記先端係合部１７は、上記係合用コイル部１５を乗り越え、係合用コイル部１５より内側に位置することになる。
【００１７】
この状態では、図３に示すように、コイルバネ１１の他方の端部１６における先端係合部１７は、一方の端部１２に設けた係合用コイル部１５よりも奥側である内側に位置しているから、先端係合部１７と係合用コイル部１５とは互いに抜け方向に対する係合部として作用する。
【００１８】
また、コイルバネ１１の端部１６における小径巻き部１８の外径は、コイル先端部１３のコイル内径Ｌｉより小径に形成されているが、係合用コイル部１５の内径よりは大きく形成されているので、先端係合部１７より一巻き内側にある小径巻き部１８と係合用コイル部１５とは、抜け方向とは直交する方向に関して互いに係合する状態となる。従って、これら先端係合部１７と係合用コイル部１５、小径巻き部１８と係合用コイル部１５とにより、コイルバネ１１の両端部１２、１６が確実に連結されたリング状のコイルバネ製リング１０を形成することができる（図４参照）。
【００１９】
コイルバネ１１の端部１６を、即ち、先端係合部１７を押し込み、コイルバネの弾性により上記先端係合部１７が係合用コイル部１５を乗り越え、係合用コイル部１５が小径巻き部１８に収まった時の状態の変化、又は、力の変化は、容易に検知又は検出することができるので、この時の変化を検出することにより、コイルバネ１１の両端部１２、１６が連結状態となったことを確認することができる。
【００２０】
上記のように、コイルバネ１１の他方の端部１６を、相対的に一方の端部１２の内側に、即ち、コイルバネ１１のコイル中心軸における軸心方向に押し込むだけで、先端係合部１７を、弾性を用いて上記係合用コイル部１５を乗り越えさせ、コイルバネ１１の両端部１２、１６を連結状態とすることができるから、連結状態を得るための構成が非常に簡単となる。
【００２１】
連結されたリング状のコイルバネ製リング１０は熱処理を行って、連結状態をより確実なものにするのがよい。コイルバネ製リング１０を熱処理すれば、コイルバネの大径部における収縮の方が小径部における収縮よりも大きいので、コイルバネ１１の両端部１２、１６における係合用コイル部１５、先端係合部１７、小径巻き部１８を用いた結合状態をより確実なものとすることができる。
【００２２】
なお、コイルバネ１１の両端部１２、１６の連結状態を確実なものとするためには、１本のコイルバネである連結前の自由状態において、他方の端部１６における先端１巻目の先端係合部１７の外径Ｌｏを係合用コイル部１５の外径とほぼ等しく設定しておくのがよい。このようにしておけば、先端係合部１７は、係合用コイル部１５と抜け方向に対して係合するだけでなく、係合用コイル部１５より中央部側のコイルと抜け方向とは直交する方向に関して係合することになり、連結状態をより確実なものとすることができる。但し、この場合、先端係合部１７の外径Ｌｏは、コイル先端部１３のコイル内径Ｌｉより若干大きくなるので、先端係合部１７の押し込み操作のしやすさも考慮してその寸法を決定するようにする。
【００２３】
また、コイルバネ１１の両端部１２、１６の連結状態を容易に得ることができるようにするためには、連結前の自由状態において、他方の端部１６における先端１巻目の先端係合部１７の外径Ｌｏを、係合用コイル部１５の外径よりも若干小さいように設定しておくのがよい。但し、この場合、係合用コイル部１５の内側への突出量が小さすぎると、即ち、係合用コイル部１５の内径が充分小さくないと、連結状態における係合の確実さが不安定となるので、抜けに対して必要な抵抗力が得られるように、コイル先端部１７のコイル外径Ｌｏと係合用コイル部１５の内側への突出量を決定しておく必要がある。
【００２４】
また、図４に示すように、コイルバネ１１を丸めてリング状のコイルバネ製リング１０を形成したとき、連結部分において段差が形成されないようにするためには、コイル先端部１３における係合用コイル部１５より先端側の巻数と、小径巻き部１８の巻数とを同一、又はほぼ同一にし、連結状態において、係合用コイル部１５より先端側のコイル先端部１３における外周と、他方の端部１６における小径巻き部１８より中央部側の外周が連続するように構成するのがよい。
【００２５】
以上、本発明の実施形態を具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能であることはいうまでもない。
【００２６】
例えば、上記の実施の形態においては、コイルバネ１１の他方の端部１６において、先端１巻目に先端係合部１７を形成するようにしたが、先端１巻目、又は２巻目まで上記先端係合部１７より小径に巻いて挿入しやすくし、先端係合部１７が、結果的に２巻目、又は３巻目となっても問題はない。
【００２７】
また、上記の実施例においては、コイルバネ１１は全体として同一径のものを用いたが、用途によっては、その中央部の径は必要に応じて変わっていても問題はない。
【００２８】
また、本発明におけるコイルバネ製リング１０の用途は、オイルシール等、シール用の用途に限定されるものではなく、コイルバネ製リングとして使用可能なあらゆる分野に適用することができる。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のコイルバネ製リングおよびその製造方法においては、１本のコイルバネの一方の端部において、該一方の端部におけるコイル先端部より内側の所定位置に、上記コイル先端部のコイル径よりも小径に巻いた係合用コイル部を設け、上記コイルバネの他方の端部には、該他方の端部におけるコイル先端部のコイル外径を上記一方の端部におけるコイル先端部のコイル内径とほぼ等しく巻いた先端係合部を設けるとともに、上記先端係合部より内側に上記一方の端部の係合用コイル部を収納する小径巻き部を設け、上記一方の端部の係合用コイル部に対し、他方の端部の先端係合部を上記係合用コイル部より内側まで挿入し、上記コイルバネの両端を連結するようにしたものであるから、１本のコイルバネにおける一方の端部の係合用コイル部に対し、他方の端部の先端係合部を上記係合用コイル部より内側まで挿入するという操作で、両端の連結が完了し、また、その連結完了状態の確認もできるから、確実な連結状態のコイルバネ製リングを容易に構成することができる。
【００３０】
上記本発明において、上記一方の端部における前記係合用コイル部と前記他方の端部における前記先端係合部とを、それぞれ一巻き分のコイル部より構成するようにしておけば、連結用端部の構成を簡略化し、また、短い寸法で構成することができる。
【００３１】
また、前記一方の端部における前記係合用コイル部を、上記一方の端部におけるコイル先端部より複数巻き分内側に形成し、一方、前記他方の端部における前記小径巻き部を、上記複数巻き分と少なくとも同数の巻き数形成するようにしておけば、連結状態の確実性を確保することがより容易となる。
【００３２】
また、コイルバネの両端を連結してリング状のコイルバネ製リングを形成した後、熱処理を行うようにすれば、熱収縮作用により、連結部の係合状態をより確実なものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態におけるコイルバネ製リングを構成するための、リング形状に丸める前における１本のコイルバネの状態を示す側断面図である。
【図２】図１のコイルバネの両端部を連結する状態を示す説明図。
【図３】コイルバネの両端部の連結状態を示す側断面図。
【図４】連結されたコイルバネ製リングを示す平面図。
【図５】従来技術におけるリング形状に丸める前における１本のコイルバネの状態を示す側断面図である。
【符号の説明】
１０ コイルバネ製リング
１１ コイルバネ
１２ 一方の端部
１３ コイル先端部
１５ 係合用コイル部
１６ 他方の端部
１７ 先端係合部
１８ 小径巻き部

Claims (6)

1. １本のコイルバネをリング状に丸め、そのコイルバネの両端を連結することにより、リング状のコイルバネ製リングを構成するようにしてなるコイルバネ製リングにおいて、
   上記コイルバネの一方の端部には、該一方の端部におけるコイル先端部より内側の所定位置に、上記コイル先端部のコイル径よりも小径に巻いた係合用コイル部を設けるとともに、
   上記コイルバネの他方の端部には、該他方の端部におけるコイル先端部のコイル外径を上記一方の端部におけるコイル先端部のコイル内径とほぼ等しく巻いた先端係合部を設けるとともに、上記先端係合部より内側に上記一方の端部の係合用コイル部を収納する小径巻き部を設け、
   上記一方の端部の係合用コイル部に対し、他方の端部の先端係合部を上記係合用コイル部より内側まで挿入し、上記コイルバネの両端を連結してリング状のコイルバネ製リングを構成したことを特徴とするコイルバネ製リング。
2. 前記コイルバネは、主要部分が同一の外径を有する１本のコイルバネからなり、前記一方の端部における前記係合用コイル部と前記他方の端部における前記先端係合部との外径は上記主要部分の外径より小さく、前記他方の端部における前記小径巻き部は、前記他方の端部における前記先端係合部の外径よりも小さく構成されていることを特徴とする請求項１記載のコイルバネ製リング。
3. 前記一方の端部における前記係合用コイル部と前記他方の端部における前記先端係合部とは、それぞれ一巻き分のコイル部より構成されていることを特徴とする請求項１記載のコイルバネ製リング。
4. 前記一方の端部における前記係合用コイル部は、上記一方の端部におけるコイル先端部より複数巻き分内側に形成され、前記他方の端部における前記小径巻き部は、上記複数巻き分と少なくとも同数の巻き数形成されていることを特徴とする請求項３記載のコイルバネ製リング。
5. １本のコイルバネをリング状に丸め、そのコイルバネの両端を連結することにより、リング状のコイルバネ製リングを製造するようにしてなるコイルバネ製リングの製造方法において、
   上記コイルバネの一方の端部には、該一方の端部におけるコイル先端部より内側の所定位置に、上記コイル先端部のコイル径よりも小径に巻いた係合用コイル部を設けるとともに、
   上記コイルバネの他方の端部には、該他方の端部におけるコイル先端部のコイル外径を上記一方の端部におけるコイル先端部のコイル内径とほぼ等しく巻いた先端係合部を設けるとともに、上記先端係合部より内側に上記一方の端部の係合用コイル部を収納する小径巻き部を設けておき、
   上記コイルバネの上記一方の端部のコイル先端部に対して上記他方の端部の先端係合部を挿入し、上記一方の端部内に設けた上記係合用コイル部に対し上記他方の端部の先端係合部を弾性作用により乗り越えさせて上記係合用コイル部より内側まで挿入し、上記他方の端部の上記先端係合部と上記一方の端部の上記係合用コイル部とを係合させることにより、上記コイルバネの両端を連結してリング状のコイルバネ製リングを製造するようにしたことを特徴とするコイルバネ製リングの製造方法。
6. 上記コイルバネの両端を連結してリング状のコイルバネ製リングを形成した後、熱処理を行うようにしたことを特徴とする請求項５記載のコイルバネ製リングの製造方法。

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