JP7177630B2 - ばねユニット - Google Patents

Description

本発明は、ばねユニットに関する。

引出し（「抽斗」ともいう）が閉まる時に、筐体に衝突しないように制動装置やショックアブソーバー等の緩衝装置を設けることが従来から行われている。

特許文献１には、抽斗を固定した一対の伸縮自在な可動レールと、ショックアブソーバーとを備え、ショックアブソーバーのロッドの先端部は結合部に接続し、該結合部は抽斗を閉めるときに、レールの一部と係合し、それによってショックアブソーバーのロッドが結合部ととともに後退し、逆に抽斗を開けるときは、ショックアブソーバーのロッドが結合部ととともに前進する抽斗案内具が記載されている。

特開２００５－２３０４６８号公報

引出し等の引き出し動作を伴う家具、装置、設備において、より快適な操作感が要求されるようになってきた。

例えば、引出し等は、通常はむやみに開かないように閉状態を保持でき、開くためには明らかに開くための一定の力を加えることで開くことができ、かつ、いったん開き出したらその後は引き続きスムーズに開くように、少ない力で開くことができるのが好ましい。逆に、引出し等を閉めるときは、少しの力で閉め始めることができ、最後は衝突しないように減速し、かつ、増加した補助力でしっかり閉めることができるのが好ましい。

本発明は、上記の問題を鑑みてなされたものであり、引出しや引戸やロールスクリーンを含む荷重対象物の開閉動作に適合した簡単な装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明の一態様に係るばねユニットは、
帯状のばねを螺旋状に巻いたばねの円筒部と、前記円筒部をばねの内側端部またはボビンを介して回転自在に支持する支持軸を有し、ばねの引き出し行程あるいは巻き取り行程において前記円筒部のばねの引出し部と前記支持軸の間の距離が変化することにより、ばねの張力が調整されることを特徴とする。

前記円筒部は、概略円柱状のボビンの外周面に巻着され、前記ボビンはその円弧の中心から所定の距離おいた位置で前記支持軸によって回転自在に支持されることができる。

前記円筒部は、ばねの内側端部が前記支持軸に接続され、前記支持軸は前記円筒部の中心から所定の距離おいた位置に位置することができる。

前記円筒部のばねの内側部分がさらに螺旋状に巻かれて第二の円筒部を形成し、前記第二の円筒部は前記外側の円筒部から偏心することができる。

前記ボビンは長孔を有し、前記支持軸は前記長孔を貫通して前記長孔の内部でスライド可能に設けられ、前記ボビンの前記長孔の端部又は前記支持軸に磁石が設けられることができる。

前記円筒部のばねの外側端部が延伸して前記円筒部の巻き方向と反対方向に螺旋状に巻いた巻取用ばね円筒部をさらに有し、
前記巻取用ばね円筒部は、ワイヤーを巻着した巻取車と一体に回転するように設けられ、前記巻取用ばね円筒部はその中心で第二の支持軸によって回転自在に支持されることができる。

ばねの引き出し行程の終点で荷重対象物との係合を解放し、ばねの巻き取り行程の開始点で前記荷重対象物との係合を開始させるストローク制御機構に接続するためのワイヤーを有することができる。

また、本発明の他の態様に係る引き出し動作の補助機構は、
ばねユニットと、ストローク制御機構と、レールとを備え、
前記ばねユニットは、ワイヤーを介して、前記ストローク制御機構に接続しており、
前記ストローク制御機構は、
前記レールと係脱可能な係合部材と、
前記係合部材を、前記ばねの引き出し行程あるいは巻き取り行程の距離スライドさせるガイドと、を有し、
前記ばねユニットのばねの引き出し行程の終点で前記レールと前記係合部材の係合を解放し、ばねの巻き取り行程の開始点で前記レールと前記係合部材の係合を開始させることを特徴とする。

前記ストローク制御機構部は、前記係合部材に接続するショックアブソーバーをさらに有することができる。

また、本発明のさらに他の態様に係るばねユニットは、
帯状のばねを螺旋状に巻いたばねの円筒部と、
前記円筒部のばねの外側端部が延伸して前記円筒部の巻き方向と反対方向に螺旋状に巻いた巻取用ばね円筒部と、
前記巻取用ばね円筒部のほぼ中心で前記巻取用ばね円筒部を回転自在に支持する支持軸と、
前記巻取用ばね円筒部と一体に回転するように設けられたカム状巻取車と、
前記カム状巻取車の外周面に巻着されたワイヤーと、を有し、
前記ワイヤーの引き出し行程あるいは巻き取り行程において前記ワイヤーの引出し部と前記支持軸の間の距離が変化することにより、ワイヤーの張力が調整されることを特徴とする。

本発明によれば、引出しや引戸やロールスクリーンを含む荷重対象物の開閉動作に適合した簡単な構成のばねユニットが提供される。

本発明の一実施形態によるばねユニットを使用した引出しユニットの斜視図である。 図１のレール組立体のうちの一つとそれに対応するばねユニットを抜き出して示した斜視図である。 図２のレール組立体の後端部分を拡大して示した斜視図である。 図２のレール組立体の後端部分を拡大して示した斜視図である。 図１引出しユニットの正面に向かって右側のレール組立体を外側から見た側面図である。 本発明の一実施形態によるばねユニットを分解して示した斜視図である。 図６のばねユニットの使用状態を示した斜視図である。 図７のばねユニットを後方上部から見た斜視図である。 本発明の一実施形態によるばねユニットを示した斜視図である。 本発明の一実施形態によるばねユニットのストロークと出力の関係を示したグラフである。 本発明の一実施形態によるばねユニットのばねの引出し行程中のレールの状態を示した説明図である。 本発明の一実施形態によるばねユニットのばねの引出し行程と巻き取り行程の時間と出力の関係を示したグラフと、ばねの円筒部の回転状態を示した説明図である。 本発明の一実施形態によるばねユニットを示した斜視図である。 本発明の一実施形態によるばねユニットのストロークと出力の関係を示したグラフである。 本発明の一実施形態によるばねユニットのばねの引出し行程と巻き取り行程の時間と出力の関係を示したグラフと、ばねの円筒部の回転状態を示した説明図である。 本発明の一実施形態によるばねユニットを示した斜視図である。 本発明の一実施形態によるばねユニットのばねの引出し行程と巻き取り行程の時間と出力の関係を示したグラフと、ばねの円筒部の回転状態を示した説明図である。 本発明の一実施形態によるばねユニットの斜視図である。 本発明の一実施形態によるばねユニットの正面図及び側面断面図である。 本発明の一実施形態によるばねユニットの斜視図である。

以下に本発明の実施形態の例を、図面を用いて説明する。

図１は本発明の一実施形態によるばねユニットを使用した引出しユニットの斜視図を示している。引出しユニット１は、収納用の筐体２と引出し３（「抽斗」とも言う）とを有している。図１では、引出し３は一つのみ示しているが、引出し３は複数段有していてもよい。ばねユニット４は、筐体２の背板５の近くに設けられている。

引出し３は、一対のレール組立体６に取り付けられている。各レール組立体６は、上段レール７と中段レール８と下段レール９とを有している。下段レール９は、引出しユニット１の筐体２に固定されている。中段レール８は下段レール９の上にスライド可能に設けられている。上段レール７は中段レール８の上にスライド可能に設けられている。

引出し３は、上段レール７の上面に載置されている。引出し３と上段レール７の取り付けは、下面ではなく両側面であってもよい。

図２は、図１のレール組立体６のうちの一つ（引出しユニット１の正面に向かって右側のレール組立体６）とそれに対応するばねユニット４を抜き出して示した斜視図である。なお、以下の説明は、引出しユニット１の正面に向かって左側のレール組立体６とばねユニット４にも当てはまるものである。

中段レール８は、一対のプーリー１０を有している。プーリー１０にはひも１１が掛け回されている。ひも１１は上段レール７と下段レール９が係合している。これによって、下段レール９に対して中段レール８がスライドすると、プーリー１０が回転し、ひも１１の上下部分が反対方向に相対的に移動する。このひも１１の上下部分の相対的な移動により、下段レール９に対して中段レール８がスライドした距離と等しい距離を、上段レール７が中段レール８に対してスライドする。

下段レール９の後端部上面には、ストローク制御機構１２が固定されている。ストローク制御機構１２は、後にさらに詳しく説明するように、ばねの引き出し行程の終点で荷重対象物（この場合は上段レール７と引出し３が荷重対象物である）との係合を解放し、ばねの巻き取り行程の開始点で荷重対象物との係合を開始させる機構である。

図３と図４は、図２のレール組立体６の後端部分を拡大して示した斜視図である。図３は、引出しユニット１の正面に向かって右側のレール組立体６を内側から見た斜視図であり、図４は同レール組立体６を外側から見た斜視図である。両図を併せて参照することにより、以下の説明が明らかに理解される。なお、図３においては、ばねユニット４は内部が見えるように側面（内側）を省略して示している。また、図４においては、ストローク制御機構１２の内部が見えるように、ストローク制御機構１２の側面を省略して示している。また、図４ではばねユニット４の側面（外側）も省略されている。

図３，４に示すように、ストローク制御機構１２が下段レール９の後端部の上面に固定されている。ばねユニット４は、ストローク制御機構１２の延長線上に位置している。ばねユニット４は、ワイヤー１３でストローク制御機構１２に接続されている。

ストローク制御機構１２は、全体を収納するフレーム１４を有している。フレーム１４は、底壁１５と側壁１６と上壁１７を有し、底壁１５と上壁１７の間の空間は側壁１６によって幾つかの空間に分けられている。その空間の一つにショックアブソーバー１８が収納されている。なお、ストローク制御機構１２は、ばねの引き出し行程の終点で荷重対象物との係合を解放し、ばねの巻き取り行程の開始点で荷重対象物との係合を開始させる機構であるため、ショックアブソーバー１８を有していない態様もあり得る。

ショックアブソーバー１８は、本体１９とロッド２０を有している。ショックアブソーバー１８の本体１９には、緩衝用の流体が格納され、ロッド２０の加速度に比例した抵抗を生じるようになっている。ロッド２０の先端は、係合部材２１に接続されている。係合部材２１が前方に移動するときは、係合部材２１がロッド２０を引っ張って前方に移動し、逆に係合部材２１が後方に移動するときは、係合部材２１がロッド２０を押しながら後方に移動する。

図４に明らかに示すように、ストローク制御機構１２のフレーム１４の側壁１６の一部が切り欠かれ、係合部材２１を長手方向にスライドさせるガイド２２になっている。なお、ガイド２２の切り欠かれた長手方向の孔の長さは、係合部材２１をスライドさせる距離、すなわち、ばねユニット４のばねの引き出し行程あるいは巻き取り行程の距離になっている。

ここで、図５を使用して、ばねユニット４のばねの引き出し行程の終点で上段レール７と係合部材２１の係合を解放し、ばねの巻き取り行程の開始点で上段レール７と係合部材２１の係合を開始させる、ストローク制御機構１２の仕組みを説明する。

図５は引出しユニット１の正面に向かって右側のレール組立体６を外側から見た側面図である。図５は図示しない引出し３を収納する途中の状態を示している。このとき、上段レール７と中段レール８は図面の右方向に動いており、上段レール７は中段レール８より速く動き、中段レール８に対して相対的に矢印Ｍの方向に動いている。

上段レール７は、その下面の一部に一対の爪２３を有している。爪２３は係合部材２１と係脱可能な部分になっている。係合部材２１は先端部に傾斜部２４を有し、傾斜部２４の基端側に爪２３と係合する凹部２５を有している。図５はばねの巻き取り行程のちょうど開始点を示している。このとき、爪２３の右側の爪は係合部材２１の傾斜部２４にかかっている。上段レール７が図５の状態からさらに矢印Ｍの方向に動くと、右側の爪２３が凹部２５に入って係合部材２１と係合し、係合部材２１を矢印Ｍの方向に押す。このようにして、上段レール７と係合部材２１の係合が開始される。なお、上段レール７がさらに矢印Ｍの方向に動くと、上段レール７（図示しない引出し３を含む）が係合部材２１を介してロッド２０を押し、これによってショックアブソーバー１８の機能によって上段レール７の動きが緩衝される。

上記のばねの巻き取り行程とは反対に、ばねユニット４のばねの引き出し行程では、上段レール７は爪２３で係合部材２１と係合したまま、右側から引き出し行程の終点に近づく。ばねの引き出し行程の終点で、係合部材２１は、図示しない底壁１５上の案内溝に案内されて、傾斜部２４が爪２３を外す方向に回動する。これにより、係合部材２１はばねユニット４（不図示）のばねの引き出し行程の終点で上段レール７との係合を解放し、係合部材２１はその位置に停止し、上段レール７（図示しない引出し３を含む）は引き続き図５の左方向に移動する。

再び図３，４に戻り、ばねユニット４及びばねユニット４とストローク制御機構１２の関係について説明する。

ばねユニット４は、ストローク制御機構１２に面した側面が開放しているケーシング２６を有している。ばねユニット４の内部が見えるように、図３ではストローク制御機構１２の方向から見てケーシング２６の左側の側壁を省略し、図４ではその右側の側壁を省略している。ケーシング２６の内部には、帯状のばね２７を螺旋状に重ねて巻いた円筒部２８と、円筒部２８の外側のばね２７の端部を延伸させ、円筒部２８の巻き方向と反対の方向に螺旋状に重ねて巻いた巻取用ばね円筒部２９とを有している。なお、このような反対の巻き方向を有する二つのばねの円筒状の巻き部を有する定荷重ばねを「Ｎ型偏心定荷重ばね」という。ここで、理解容易のために円筒部２８，２９は複数層のばね２７が重なって一つの円筒部を形成するように記載したが、円筒部２８，２９のばね２７は一重でもよい。

円筒部２８は第一の支持軸３０によって回転可能に支持され、巻取用ばね円筒部２９は第二の支持軸３１によって回転可能に支持されている。巻取用ばね円筒部２９は、ワイヤー１３を巻着した巻取車３２と一体に回転するように設けられている。後にさらに詳しく説明するように、円筒部２８の中心は第一の支持軸３０と偏心している。一方、巻取用ばね円筒部２９の中心は第二の支持軸３１とほぼ一致している。

ワイヤー１３を引き出すと、巻取車３２が回転し、それに伴って巻取用ばね円筒部２９が回転し、円筒部２８からばね２７が引き出される。これをばねの引出し行程という。反対に、ワイヤー１３を引き出した状態から、初期荷重を与えると、巻取用ばね円筒部２９が反対方向に回転し、ばね２７が円筒部２８に巻き取られる。これをばねの巻き取り行程という。

図３に特に明らかに示すように、巻取車３２に巻着されたワイヤー１３は、伸長して係合部材２１の一部に接続されている。すなわち、上段レール７がばねユニット４から離れる方向に移動すると、係合部材２１が上段レール７とともに移動し、それによってワイヤー１３を介してばね２７が引き出される。反対に、上段レール７がばねユニット４から離れた状態からばねユニット４に近づく方向に移動すると、ばね２７が巻き取られる。

ばねユニット４とストローク制御機構１２と、上段レール７は引き出し動作の補助機構１００を構成している。引き出し動作の補助機構１００は、ストローク制御機構１２がショックアブソーバー１８を備えている場合も含む。

この引き出し動作の補助機構１００において、ばねユニット４は、ワイヤー１３を介して、ストローク制御機構１２に接続している。ストローク制御機構１２は、上段レール７と係脱可能な係合部材２１と、係合部材２１を、ばね２７の引き出し行程あるいは巻き取り行程の距離スライドさせるガイド２２と、を有している。引き出し動作の補助機構１００は、ばねユニット４のばね２７の引き出し行程の終点で、上段レール７と係合部材２１の係合を解放し、ばね２７の巻き取り行程の開始点で上段レール７と係合部材２１の係合を開始させることができる。

次に、図６－８を用いて一実施形態のばねユニット４の細部を説明する。図６は、引出しユニット１の正面に向かって左側のばねユニット４を分解して示した斜視図である。図７は、同ばねユニット４の使用状態を示した斜視図である。図８は、同ばねユニット４を後方上部から見た斜視図である。

ばねユニット４は、ケーシング２６を有し、帯状のばね２７を螺旋状に重ねて巻いた円筒部２８と、円筒部２８の外側のばね２７の端部を延伸させて円筒部２８の巻き方向と反対の方向に螺旋状に重ねて巻いた巻取用ばね円筒部２９とを有している。円筒部２８は、概略円柱状のボビン３３の外周面に巻着され、ボビン３３はその円弧の中心から所定の距離偏心した支持軸３０によって支持されている。第一の支持軸３０はケーシング２６の孔に支持され、これによって、ボビン３３を偏心的に回転自在に支持している。ばね２７が円筒部２８から引き出される場所、すなわち、ばね２７が円筒部２８の円弧と概ね接する場所をばねの引出し部３４という。ボビン３３の円弧の中心と支持軸３０は所定の距離偏心しているため、支持軸３０を中心にボビン３３が回転すると、ボビン３３が偏心的に回転し、支持軸３０とばねの引出し部３４の間の距離が変化する。支持軸３０とばねの引出し部３４の間の距離が変化することにより、ばね２７を引き出す張力が変化する。

巻取用ばね円筒部２９は、概略円柱状の第二のボビン３５の外周面に巻着され、ボビン３５はその円弧の中心で支持軸３１によって支持されている。支持軸３１はケーシング２６の孔に貫挿され、ボビン３５を回転自在に支持している。ボビン３５の側面の一つに巻取車３２が一体的に回転するように設けられ、巻取車３２にワイヤー１３が巻着されている。なお、ボビン３３とボビン３５は、円柱状の一部が切り欠かれて平面になっているが、概ね円柱形をなしている。切り欠きがない場合も本発明の範囲内である。

なお、ボビン３３を用いないで、円筒部２８のばねの内側端部を延伸させて支持軸３０に接続するようにしてもよい。また、ボビン３３は任意の形体のものでもよく、支持軸３０から円筒部２８を偏心的に支持することができるものであればよい。

図９は、本発明の他の一実施形態によるばねユニットを示している。理解容易のため、図６－８と同一の部分には同一の符号を付している。

ばねユニット３６は、第一の円筒部２８のボビンの代わりに、第一の円筒部２８の内側に第二の円筒部３７を有している。具体的には、第一の円筒部２８のばね２７の内側部分はさらに螺旋状に巻かれて第二の円筒部３７を形成している。第二の円筒部３７の中心は第一の円筒部２８の中心からずれている。すなわち、第二の円筒部３７は、第一の円筒部２８に対して偏心している。第二の円筒部３７は第一の支持軸３０に遊嵌され、第二の円筒部３７と第一の支持軸３０はほぼ同心状に嵌合している。これにより、ばね２７が引き出されると、第一の円筒部２８は支持軸３０に対して偏心的に回転する。このばねユニット３６によっても、ばね２７が引き出され或いは巻き取られると、支持軸３０とばねの引出し部３４の間の距離が変化し、ばね２７を引き出す張力が変化する。

次に、本実施形態によるばねユニットのばねの引出し行程及び巻き取り行程における張力の変化について以下に説明する。

図１０－１２はＮ型偏心定荷重ばねの引出し行程及び巻き取り行程と張力の変化の例を示している。図１０は、本実施形態によるＮ型偏心定荷重ばねのばねユニット４のストローク（ｍｍ）と出力（ｋｇｆ）の関係を示したグラフである。図１１は、本実施形態によるＮ型偏心定荷重ばねの引出し行程中の４つの時点Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４におけるレールの状態（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）を示している。図１１のレールの状態（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）は、それぞれレールの平面と側面を示している。図１２は、ばねの引出し行程と巻き取り行程の１ストローク分の時間Ｔと出力（ｋｇｆ）の関係とばねの円筒部２８と巻取用ばね円筒部２９の回転状態を示している。図１０－１２中の符号は、図１－８と同一部分について同一符号を付している。

図１０は、本実施形態によるばねユニット４のショックアブソーバー１８等の影響を除いたストローク（ｍｍ）と出力（ｋｇｆ）の関係を示している。図１０中の符号３８はばねの引出し行程の曲線を示し、符号３９はばねの巻き取り行程の曲線を示している。

図１０に示すように、本実施形態によるばねユニット４は、ばねの円筒部２８とその支持軸３０の偏心により、ばねの引出し行程の曲線３８において、初期の所定領域で高出力帯域を有し、高出力帯域に続いて平坦な低出力帯域を有している。この高出力帯域と低出力帯域は、ばねユニット４を使用する対象に合わせて、円筒部２８と第一の支持軸３０の偏心量や円筒部２８の径を調整することにより、調整することができる。例えば、本実施形態によるばねユニット４を引出しユニット１に使用する場合、引出し３がむやみに開かないように、引出し３を開ける最初の段階では一定の力を要する高出力帯域を設けることができる。一定のストロークを開けた後は、ほどよい力で開けられる低出力帯域を設けることができる。ばねの引出し行程において、高出力帯域は、好ましくはストローク０－２０ｍｍの帯域で、出力０．６－１．０ｋｇｆとすることができる。同ばねの引出し行程において、低出力帯域は、好ましくはストローク２０－４０ｍｍの帯域で、出力０．６－０．６５ｋｇｆとすることができる。ばねの巻き取り行程では、わずかな力でばねの巻き取りを開始することができ、最後は引出し３等をしっかり閉じることができるようにしなければならない。したがって、ばねの巻き取り行程において、低出力帯域は、好ましくはストローク１５－４０ｍｍの帯域で、出力０．３－０．３５ｋｇｆとすることができる。同ばねの巻き取り行程において、高出力帯域は、好ましくはストローク５－１５ｍｍの帯域で、出力０．３５－０．４ｋｇｆとすることができる。

図１１と図１２を対応させて説明する。図１２のグラフは、横軸がばねの引出し行程と巻き取り行程の１ストローク分の時間Ｔ、縦軸が出力（ｋｇｆ）になっている。図１２の曲線はばねの引出し行程と巻き取り行程の出力の移り変わりを示している。図１２のグラフの下部は、各時点における円筒部２８と巻取用ばね円筒部２９の回転状態を示している。図１１は、図１２の各時点Ｔ１，Ｔ７，Ｔ８，Ｔ９におけるレールの状態（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）を示している。図１１の符号４０は、ばねの引出し行程の終点で、係合部材２１の先端部を案内して回動させて爪２３との係合を解除させる案内溝４０を示している。

図１２のグラフの下部の円筒部２８と巻取用ばね円筒部２９の回転状態は、円筒部２８が反時計回りに４５度ずつ回転した状態を示している。円筒部２８が反時計回りに回転している推移を示しているので、図１２のグラフの下部の円筒部２８と巻取用ばね円筒部２９の回転状態は、ばねの引出し行程のみを示している。

時点Ｔ１から時点Ｔ２までに、ばねの円筒部２８は図１２に示すように、反時計回りに４５度回転する。この間、レールの状態は図１１の（Ａ）に示すように、最初は上段レール７の爪２３が係合部材２１と係合したまま、上段レール７が図１１の右方向に移動する。時点Ｔ１から時点Ｔ２までは、円筒部２８のばね２７の引出し部と第一の支持軸３０の間の距離が短いため、ばね２７の出力が高く、高出力帯域になっている。次に、時点Ｔ２から時点Ｔ３までは、ばね２７の引出し部と第一の支持軸３０の間の距離が長くなり、ばね２７の出力が低下し、低出力帯域に移行する。時点Ｔ３から時点Ｔ６までは、低出力帯域になっている。

時点Ｔ７は、係合部材２１と上段レール７の爪２３の係合が解放される直前を示し、時点Ｔ８は、係合部材２１と上段レール７の爪２３の係合が解放された直後を示している。時点Ｔ７では、レールの状態は図１１の（Ｂ）に示すように、係合部材２１と爪２３が係合したままばねの引出し行程の終点に達している。その後、係合部材２１の先端部は、案内溝４０に案内されて回動し、それによって係合部材２１と爪２３の係合が外れ、図１１の（Ｃ）の状態になる。

その後の時点Ｔ９では、図１１の（Ｄ）に示すように、係合部材２１と爪２３の係合が外れた後に、上段レール７がさらに図１１の右方向に移動するが、係合部材２１はばねの引出し行程の終点、すなわち図１１の（Ｃ），（Ｄ）の場所に留まる。

引出し３を閉める際には、上記とは逆に、図１１の（Ｄ），（Ｃ），（Ｂ），（Ａ）の順に変移し、図１２に示すＴ９，Ｔ８，Ｔ７，Ｔ６，Ｔ５，Ｔ４，Ｔ３，Ｔ２，Ｔ１の順に巻き戻される（なお、円筒部２８、２９の回転方向は、引き出しの際とは逆となる）。

図１３は、本発明の他の実施形態によるばねユニット４１を示している。

このばねユニット４１は、ばねの円筒状の巻き部を一つのみ有し、「Ｃ型偏心定荷重ばね」という。

具体的には、ばねユニット４１は、帯状のばね４２を螺旋状に巻いた円筒部４３を有している。円筒部４３のばねの内側端部は、さらに螺旋状に巻かれて第二の円筒部４４を形成している。第二の円筒部４４の中心は第一の円筒部４３の中心からずれている。すなわち、第二の円筒部４４は、第一の円筒部４３に対して偏心している。第二の円筒部４４は支持軸４５に遊嵌され、支持軸４５を中心に回転するようになっている。第一の円筒部４３と第二の円筒部４４が偏心していることにより、ばね４２が引き出されると、第一の円筒部４３が支持軸４５に対して偏心的に回転し、これによってばねの引出し部と支持軸４５の距離が変化し、ばねユニット４１の出力が変化する。

ばね４２を引き出す端部にはワイヤー等を接続するための接続孔４６が設けられている。支持軸４５はブラケット４７に設けられ、ブラケット４７は他の部材に取り付けるための台座部４８に接続されている。接続孔４６とブラケット４７と台座部４８は必要に応じて設けるものであり、形状も任意なものでよい。

円筒部４３の内側は、第二の円筒部４４の代わりに、図６－８に示したようなボビンあるいは任意の接続部材とすることができる。ボビン等を設ける場合も、ボビン等は支持軸４５に対して偏心して設けるようにする。

図１４はばねユニット４１のストローク（ｍｍ）と出力（ｋｇｆ）の関係の例を示している。図１４中の符号４９はばねの引出し行程の曲線を示し、符号５０はばねの巻き取り行程の曲線を示している。

図１４に示すように、本実施形態によるばねユニット４１は、ばねの引出し行程の曲線４９において、初期の所定領域で高出力帯域を有し、高出力帯域に続いて低出力帯域を有している。これは、図１３で説明したようにばねの円筒部４３とその支持軸４５の偏心によってばねの張力が変化するためである。高出力帯域と低出力帯域は、ばねユニット４１を使用する対象に合わせて、円筒部４３と支持軸４５の偏心量（距離）や円筒部４３の径を調整することにより、調整することができる。本ばねユニット４１を引出しユニット１に使用する場合、引出し３がむやみに開かないような高出力帯域を設け、一方、いったん引出し３を開いた後は、スムーズに開くように張力を調整することができる。ばねの引出し行程において、高出力帯域は、好ましくはストローク５－３５ｍｍの帯域で、出力０．２－０．３３ｋｇｆとすることができる。続くばねの引出し行程において、低出力帯域は、好ましくはストローク４０－８０ｍｍの帯域で、出力０．１３－０．１５ｋｇｆとすることができる。ばねの巻き取り行程では、わずかな力でばねの巻き取りを開始することができ、最後は引出し３等をしっかり閉じることができるようにしなければならない。したがって、ばねの巻き取り行程において、低出力帯域は、好ましくはストローク４０－６０ｍｍの帯域で、出力０．１５－０．１６ｋｇｆとすることができる。また、ばねの巻き取り行程において、高出力帯域は、好ましくはストローク２０－４０ｍｍの帯域で、出力０．１６－０．１７ｋｇｆとすることができる。

図１５は、ばねユニット４１のばねの引出し行程と巻き取り行程の時間Ｔと出力（ｋｇｆ）の関係とばねの円筒部４３の回転状態を示している。

図１５のグラフは、横軸が時間Ｔ、縦軸が出力（ｋｇｆ）になっている。図１５のグラフにばねの引出し行程の曲線５１と巻き取り行程の曲線５２が示されている。引出し行程の曲線５１には時間（１），（２），（３）、巻き取り行程の曲線５２には時間（４），（５），（６）がそれぞれ示されている。図１５のグラフの下部は、時間（１），（２），（３），（４），（５），（６）における円筒部４３の回転状態が示されている。

図１５のグラフの下部の円筒部４３の回転状態は、引出し行程で反時計回りに９０度ずつ回転し、一方、巻き取り行程で時計回りに９０度ずつ回転した状態を示している。円筒部４３の各回転状態（１），（２），（３），（４），（５），（６）はグラフ中の時間（１），（２），（３），（４），（５），（６）とそれぞれ対応している。

時間（１）から時間（１）と（２）の中間点までは、円筒部４３のばねの引出し部５３と支持軸４５の間の距離は短い長さからさらに短くなって再び長くなる。このため、ばねの引出し行程の曲線５１に示すように、出力が高出力帯域になっている。次に、時間（１）と（２）の中間点から時間（３）では、円筒部４３のばねの引出し部５３と支持軸４５の間の距離が長くなり、時間（３）で最も長くなる。この領域では、ばねの引出し行程の曲線５１に示すように、ばねの出力は全体としてなだらかな低出力帯域になっている。時間（３）でばねの引出し行程の終点に達する。時間（４）はばねの巻き取り行程の開始点である。時間（４）から時間（５）と（６）の中間点までは、円筒部４３のばねの引出し部５３と支持軸４５の間の距離が短くなり、ばねの張力が徐々に大きくなる。この領域では、ばねの巻き取り行程の曲線５２に示すように、ばねの出力は全体としてなだらかに増加する低出力帯域になっている。時間（５）と（６）の中間点から時間（６）までは、円筒部４３のばねの引出し部５３と支持軸４５の間の距離が最も短くなって再び長くなる。このため、ばねの巻き取り行程の曲線５２に示すように、ばねの出力は高出力帯域になっている。

図１６は、本発明のさらに他の実施形態によるばねユニット５４を示している。

このばねユニット５４は、ばねの円筒状の巻き部を一つのみ有し、「Ｃ型偏心定荷重ばね」の一種であり、「磁石型偏心定荷重ばね」という。このばねユニットは磁石によって支持軸の位置が変わるようになっている。

具体的には、ばねユニット５４は、帯状のばね５５を螺旋状に巻いた円筒部５６を有している。円筒部５６は、概略円柱状のボビン５７の外周面に巻着されている。ボビン５７には、長孔５８が設けられている。長孔５８に、支持軸５９が挿通している。支持軸５９は長孔５８を貫通し、長孔５８の内部でスライド可能になっている。磁石６０がボビン５７の長孔５８の一端部に設けられており、支持軸５９の一部には、この磁石６０に引き寄せられる金属が設けられている。なお、磁石６０の配設は、支持軸５９が長孔５８の一端部から、所定の力がかかったときに、他の端部へスナップ的に移動できればよい。例えば、支持軸５９のみに磁石６０を設け、長孔５８の一端部で近くのばねの円筒部５６に吸着し、所定の力がかかったときに、長孔５８の他端部にスナップ的に移動するようにしてもよい。あるいは、支持軸５９に磁石６０を設けず、長孔５８の両端部に磁石６０を設けるようにしてもよい。あるいは、支持軸５９と、長孔５８の両端部に磁石６０を設けるようにしてもよい。または、支持軸５９の長孔５８の両端に対向する二つの位置に磁石を配置し、長孔５８の一端には、支持軸５９の対向する磁石に吸着する極性の磁石を、長孔５９の他端には、支持軸５９に対向する磁石に反発する極の磁石を設けるようにしてもよい。こうすれば、支持軸５９は、長孔５８の一端に近づきやすくなり、他端からは離れやすくなるため、引き出し動作の初期状態において、後述する図１７の時間（１）の状態を取り易くなる。

ばねユニット５４は、支持軸５９を支持するブラケット６１を有している。ばねユニット５４はさらに、ブラケット６１を支持する台座部６２を有している。符号６３は、円筒部５６からばね５５を引き出す場所、すなわち、ばねの引出し部６３を示している。

支持軸５９が長孔５８の内部で磁石６０の作用でスライドすると、ばねの引出し部６３と支持軸５９の間の距離が変化し、ばね５５の張力が変化する。

図１７は、ばねユニット５４のばねの引出し行程と巻き取り行程の時間Ｔと出力（ｋｇｆ）の関係とばねの円筒部５６の回転状態を示している。

図１７のグラフは、横軸が時間Ｔ、縦軸が出力（ｋｇｆ）になっている。図１７のグラフにばねの引出し行程の曲線６４と巻き取り行程の曲線６５が示されている。引出し行程の曲線６４には時間（１），（２），（３）、巻き取り行程の曲線６５には時間（４），（５），（６）が示されている。図１７のグラフの下部は、時間（１），（２），（３），（４），（５），（６）における円筒部５６の回転状態が示されている。

図１７のグラフの下部の円筒部５６の回転状態は、引出し行程で反時計回りに９０度ずつ回転し、一方、巻き取り行程で時計回りに９０度ずつ回転した状態を示している。円筒部５６の各回転状態には、符号（１），（２），（３），（４），（５），（６）が付され、それらはグラフ中の時間（１），（２），（３），（４），（５），（６）とそれぞれ対応している。

時間（１）から時間（１）と（２）の中間点までは、円筒部５６のばねの引出し部６３と支持軸５９の間の距離が短い長さからさらに短くなって再び長くなる。このため、ばねの引出し行程の曲線６４に示すように、出力が高出力帯域になっている。次に、時間（１）と（２）の中間点から時間（３）までは、円筒部のばねの引出し部６３と支持軸５９の間の距離が長くなり、時間（３）で最も長くなる。この領域では、ばねの引出し行程の曲線６４に示すように、ばねの出力は全体としてなだらかな低出力帯域になっている。時間（３）でばねの引出し行程の終点に達する。時間（３）で、磁石の吸着力を超えた力が働き、円筒部５６は図１７に示すように図の右方向に移動する。

時間（４）はばねの巻き取り行程の開始点である。時間（４）から時間（６）までは、円筒部５６のばねの引出し部６３と支持軸５９の間の距離が短くなり、ばねの張力が徐々に大きくなる。この領域では、ばねの巻き取り行程の曲線６５に示すように、ばねの出力は全体としてなだらかに減少する低出力帯域になっている。時間（６）はばねの巻き取り行程の終点であり、磁石の吸着力により、円筒部５６は図１７に示すように図の右方向に移動する。

このばねユニット５４によれば、ばねの引出し行程の終点で支持軸５９の支持位置を変えることができ、これによって、ばねの巻き取り行程の初期の出力を高くし、ばねの巻き取り行程の出力を単調に減少させることができる。

図１８は、本発明のさらに他の実施形態によるばねユニット６６を示している。

ばねユニット６６はカム状巻取車６７を有している。

図１８は、ばねユニット６６の斜視図を示している。ばねユニット６６は、一面が開放した外形が概略矩形のケーシング６８を有している。帯状のばね６９が螺旋状に重ねて巻かれて円筒部７０を形成している。円筒部７０の外側のばね６９の端部は延伸して円筒部７０の巻き方向と反対の方向に重ねて巻かれて巻取用ばね円筒部７１を形成している。

円筒部７０は、概略円柱状のボビン７２の外周面に巻着されている。ボビン７２はその円弧のほぼ中心で第一の支持軸７３によって支持されている。第一の支持軸７３はケーシング６８の孔に回転可能に支持されている。

巻取用ばね円筒部７１は、概略円柱状のボビン７４の外周面に巻着されている。ボビン７４はその円弧のほぼ中心で第二の支持軸７５によって支持されている。第二の支持軸７４はケーシング６８の孔に回転可能に支持されている。

ボビン７４の側面の一つにカム状巻取車６７が一体的に回転するように設けられている。カム状巻取車６７の外周面にはワイヤー７６が巻かれている。ワイヤー７６の先端は、前述したストローク制御機構に接続されている。

図１９は、ばねユニット６６の正面（図１９（ａ））と、図１９（ａ）の矢印Ａ－Ａ方向に見たばねユニット６６の側面断面（図１９（ｂ））を示している。

図１９（ｂ）に示すように、カム状巻取車６７の外周面はカム状になっている。図１９（ａ）と図１９（ｂ）を併せて参照すると明らかなように、第二の支持軸７５は巻取用ばね円筒部７１及びボビン７４の円弧のほぼ中心に位置している。カム状巻取車６７の外周面は、第二の支持軸７５を中心に螺旋状になっている。すなわち、カム状巻取車６７の外周面は、第二の支持軸７５から最短距離の位置から、反時計回りに角度とともに距離が大きくなっている。最初の最短距離の位置から３６０度回転したところで第二の支持軸７５から最大の距離になっている。ワイヤー７６は、カム状巻取車６７の外周に巻着されている。

第一の支持軸７３は、ばね６９の円筒部７０及びボビン７２の中心に位置している。

このばねユニット６６において、ワイヤー７６を引き出すと、ワイヤー７６の引出し部（ワイヤー７６とカム状巻取車６７の外周が接線になっている部分）と、第二の支持軸７５の中心の距離は、カム状巻取車６７の回転とともに増大する。ばね６９の巻取り力はほぼ一定であるため、第二の支持軸７５とワイヤー７６の引き出し部の距離が増大すると、ワイヤー７６を引き出す力が減少する。すなわち、ワイヤー７６は引き出す初期の段階では張力が大きく、引き出す長さにつれて張力が小さくなる。

図２０は、種々の断面形状の巻取車の、ワイヤーの引出し距離（ストローク）（ｍｍ）とばねの出力（ｋｇｆ）と巻取車の外周面の曲率の関係を比較して示している。

図２０の左側は巻取車の断面形状を示している。符号（１）は円形断面の巻取車、符号（２），（３）は異なる曲率のカム状断面の巻取車を示している。

図２０の右側は横軸をストローク（ｍｍ）とし、縦軸をばね出力（ｋｇｆ）と曲率としたグラフになっている。グラフ中、符号（１），（２），（３）はそれぞれ断面形状が（１），（２），（３）の巻取車に対応している。

グラフに示すように、巻取車が円形断面のときは、定荷重ばねの性質により、ばねの出力はほぼ一定である。巻取車の断面をカム形状にすると、カム形状を調製することにより、ばねの出力を変化させることができる。巻取車の断面形状を（２）のようにすることにより、ばねの出力を直線的な単調減少にすることができる。また、巻取車の断面形状を（３）のようにすることにより、ばねの出力を最初は直線的な単調減少で後半は一定の出力にすることができる。

なお、本発明のばねユニットは、引出し（抽斗）に限られず、引き出す動作を伴う他の家具、装置、設備にも用いることができる。上記の記載に基づいて、当業者であれば、本発明の追加の効果や種々の変形を想到できるかもしれないが、本発明の態様は、上述した実施形態の例に限定されるものではない。特許請求の範囲に規定された内容及びその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更及び部分的削除が可能である。

１：引出しユニット
２：筐体
３：引出し
４、３６、４１、５４、６６：ばねユニット
５：背板
６：レール組立体
７：上段レール
８：中段レール
９：下段レール
１０：プーリー
１１：ひも
１２：ストローク制御機構
１３、７６：ワイヤー
１４：フレーム
１５：底壁
１６：側壁
１７：上壁
１８：ショックアブソーバー
１９：本体
２０：ロット
２１：係合部材
２２：ガイド
２３：爪
２４：傾斜部
２５：凹部
２６、６８：ケーシング
２８、４３、５６、７０：円筒部
２７、４２、５５、６９：ばね
２９、７１：巻取用ばね円筒部
３０、７３：第一の支持軸
３１、７５：第二の支持軸
３２：巻取車
３３、３５、５７、７２、７４：ボビン
３４：ばねの引出し部
３７、４４：第二の円筒部
３８、４９、５１、６４：ばねの引出し行程の曲線
３９、５０、５２、６５：ばねの巻き取り行程の曲線
４０：案内溝
４５、５９：支持軸
４６：接続孔
４７、６１：ブラケット
４８、６２：台座部
５３、６３：引出し部
５８：長孔
６０：磁石
６７：カム状巻取車
１００：引き出し動作の補助機構

Claims (8)

1. 帯状のばねを渦巻状に巻いたばねの円筒部と、前記円筒部をばねの内側端部またはボビンを介して回転自在に支持する支持軸を有し、ばねの引き出し行程あるいは巻き取り行程において前記円筒部のばねの引出し部と前記支持軸の間の距離が変化することにより、ばねの張力が調整され、
   前記円筒部は、ばねの内側端部が前記支持軸に接続され、前記支持軸は前記円筒部の中心から所定の距離おいた位置に位置している、ばねユニット。
2. 帯状のばねを渦巻状に巻いたばねの円筒部と、前記円筒部をばねの内側端部を介して回転自在に支持する支持軸を有し、ばねの引き出し行程あるいは巻き取り行程において前記円筒部のばねの引出し部と前記支持軸の間の距離が変化することにより、ばねの張力が調整され、
   前記円筒部のばねの内側部分がさらに渦巻状に巻かれて第二の円筒部を形成し、前記第二の円筒部は外側の前記円筒部から偏心している、ばねユニット。
3. 帯状のばねを渦巻状に巻いたばねの円筒部と、前記円筒部をばねの内側端部またはボビンを介して回転自在に支持する支持軸を有し、ばねの引き出し行程あるいは巻き取り行程において前記円筒部のばねの引出し部と前記支持軸の間の距離が変化することにより、ばねの張力が調整され、
   前記円筒部は、概略円柱状のボビンの外周面に巻着され、前記ボビンはその円弧の中心から所定の距離おいた位置で前記支持軸によって回転自在に支持され、
   前記ボビンは長孔を有し、前記支持軸は前記長孔を貫通して前記長孔の内部でスライド可能に設けられ、前記ボビンの前記長孔の端部又は前記支持軸に磁石が設けられている、ばねユニット。
4. 請求項１～３のいずれか一項に記載のばねユニットであって、
   前記円筒部のばねの外側端部が延伸して前記円筒部の巻き方向と反対方向に渦巻状に巻いた巻取用ばね円筒部をさらに有し、
   前記巻取用ばね円筒部は、ワイヤーを巻着した巻取車と一体に回転するように設けられ、前記巻取用ばね円筒部はその中心で第二の支持軸によって回転自在に支持されている、ばねユニット。
5. 請求項１～４のいずれか一項に記載のばねユニットであって、
   ばねの引き出し行程の終点で荷重対象物との係合を解放し、ばねの巻き取り行程の開始点で前記荷重対象物との係合を開始させるストローク制御機構に接続するためのワイヤーを有する、ばねユニット。
6. 引き出し動作の補助機構であって、
   請求項１～４のいずれか一項に記載のばねユニットと、ストローク制御機構と、レールとを備え、
   前記ばねユニットは、ワイヤーを介して、前記ストローク制御機構に接続しており、
   前記ストローク制御機構は、
   前記レールと係脱可能な係合部材と、
   前記係合部材を、前記ばねの引き出し行程あるいは巻き取り行程の距離スライドさせるガイドと、を有し、
   前記ばねユニットの前記ばねの引き出し行程の終点で前記レールと前記係合部材の係合を解放し、前記ばねの巻き取り行程の開始点で前記レールと前記係合部材の係合を開始させる、引き出し動作の補助機構。
7. 請求項６に記載の引き出し動作の補助機構であって、
   前記ストローク制御機構は、前記係合部材に接続するショックアブソーバーをさらに有する、引き出し動作の補助機構。
8. 帯状のばねを渦巻状に巻いたばねの円筒部と、
   前記円筒部のばねの外側端部が延伸して前記円筒部の巻き方向と反対方向に渦巻状に巻いた巻取用ばね円筒部と、
   前記巻取用ばね円筒部のほぼ中心で前記巻取用ばね円筒部を回転自在に支持する支持軸と、
   前記巻取用ばね円筒部と一体に回転するように設けられたカム状巻取車と、
   前記カム状巻取車の外周面に巻着されたワイヤーと、を有し、
   前記ワイヤーの引き出し行程あるいは巻き取り行程において前記ワイヤーの引出し部と前記支持軸の間の距離が変化することにより、前記ワイヤーの張力が調整される、ばねユニット。

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