JPH02209636A - 巻きばね - Google Patents

巻きばね

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Publication number
JPH02209636A
JPH02209636A JP1026564A JP2656489A JPH02209636A JP H02209636 A JPH02209636 A JP H02209636A JP 1026564 A JP1026564 A JP 1026564A JP 2656489 A JP2656489 A JP 2656489A JP H02209636 A JPH02209636 A JP H02209636A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
coil
spring
diameter
coiled
parts
Prior art date
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Pending
Application number
JP1026564A
Other languages
English (en)
Inventor
Saburo Kawame
川目 三郎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TOTO HATSUJO KK
Original Assignee
TOTO HATSUJO KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TOTO HATSUJO KK filed Critical TOTO HATSUJO KK
Priority to JP1026564A priority Critical patent/JPH02209636A/ja
Publication of JPH02209636A publication Critical patent/JPH02209636A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F1/00Springs
    • F16F1/02Springs made of steel or other material having low internal friction; Wound, torsion, leaf, cup, ring or the like springs, the material of the spring not being relevant
    • F16F1/04Wound springs
    • F16F1/08Wound springs with turns lying in mainly conical surfaces, i.e. characterised by varying diameter
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F2236/00Mode of stressing of basic spring or damper elements or devices incorporating such elements
    • F16F2236/08Torsion

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Springs (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ねじりコイルばね状をなし例えば渦巻きばね
の代わりとして使用できる巻きばねに関する。
〔従来の技術〕
従来、圧縮や引張りのコイルばね以外の巻きばねとして
は、密着巻きされた同一径のコイル部の両端にフック等
の端部を設けてなるねじりコイルばねや、断面一定の帯
状材料をその中心線が同一平面上で渦巻き状となるよう
に巻いてなる渦巻きばねが知られている。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところで、ねじりコイルばねの長さは、その密着巻きさ
れたコイル部の巻数に比例する。このため、ねじりコイ
ルばねで例えばぜんまいのような低トルクの特性を得る
ためにはかなりの巻数を必要とし、結局長さが大きくな
るという開閉があった。また、ぜんまいなどの渦巻きば
ねは、その軸木 方向長さを極少とできる利点があるが、こ舎は使用状態
と自由状態とでの形状変化がきわめて大きく、そのため
渦巻きばねを単品としてを取扱う場合には、渦巻き状態
から自由状態になることを防止するための拘束具が必要
であるから、取扱いが面倒であるという問題がある。さ
らに、渦巻きばねを構成するばね用金属材料は断面矩形
の帯板材料であるが、これに代えてねじりコイルばねな
どに通常広く使用されている断面円形のばね用金属材料
−キで゛成形すると、有効長さが短くなってしまうので
、このような材料で成形することは不利であるという問
題がある。
本発明の目的は、ねじりコイルばねおよび断面円形のば
ね用金属材料製で渦巻きばねを成形した場合に比較して
小スペースに多くの巻数を確保できるとともに、渦巻き
ばねと同様な用途に使用でき、かつ、渦巻きばねに比較
して取扱いが容易な巻きばねを得ることにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するために、本発明の巻ばねにおいては
、断面円形のばね用金属材料を用いるとともにコイル径
を連続変化させてコイリングされ、引張られた状態にお
いてたる形又はつづみ形をなす複数の相連続する巻き要
素部を備え、これら各巻き要素部はその大径コイル部に
連なる小径コイル部が上記大径コイル部の内側に入込む
方向の力を有してなるものである。
〔作用〕
本発明の巻きばねは、断面円形のばね用金属材料を素材
として、これをコイリングして得られるものであり、こ
れは一端部から巻き要素部に巻込み方向の荷重を与える
ことにより各巻き要素部にエネルギーを蓄え、この蓄積
エネルギーを利用するものである。また、この巻きばね
は、それ自身が有した力により、各巻き要素部において
はその大径コイル部の内側に小径コイル部が入り込んで
いる。したがって、この入込んだ分の長さ方向の寸法が
短縮されるので、ねじりコイルばねに比較して小スペー
スにより多くの巻数を確保できるとともに、渦巻きばね
に比較しても巻き要素部が複数連続されていることによ
り、断面円形のばね用金属材料製としたにも拘らず、同
一の巻径下における巻数を多く確保できる。しかも、こ
の巻きばねはそれ自身が有する上記力により自由状態で
は隣接する巻き要素部の大径コイル部同志が密接または
近接して配置されるので、ねじりコイルばねと同様に自
由状態と使用状態での形状変化が少ない。したがって、
ばね単品で取扱う場合に渦巻きばねのように拘束具を必
要とすることがなく容易に取扱える。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
巻きばね1は、断面円形のばね用金属材料をコイリング
して得たもので、第1図の側面図に示すように両端の腕
部2と、これら腕部2間に連続して設けられた複数の巻
き要素部3とから形成されている。腕部2は本実施例で
はストレートにしであるが、これに限らず曲げ構造、ま
たはフック構造等としてもよい。また、上記コイリング
は冷間で密着巻きと同様にして行うようになっている。
上記各巻き要素部3は、本実施例では軸方向に引張った
状態で第1図に示すようにたる形をなすように、コイル
径を連続して変化させて形成されている。したがって、
この巻きばね1は正面方向から見た場合には第4図に示
すように渦巻きばね状をなしている。また、上記のよう
にたる形をなして隣接°した巻き要素部3の小径コイル
部3aの先端同志は一体につなげられている。なお、本
発明において各巻き要素部3は軸方向に引張った状態で
つづみ形でもよく、その場合には隣接する巻き要素部3
はその大径コイル部3bの先端同志で一体につなげられ
るものである。
そして、上記冷間での密着巻きによって、この巻きばね
1は無荷重において巻きコイルを互いに密着させようと
する力を得て、その力により第2図に示すように巻き要
素部3の大径コイル部3bの内側に、この大径コイル部
3bに連なる小径フィル部3aを入り込ませている。こ
のため、巻きばね1は自由状態では第3図に示すように
各巻き要素部3の大径コイル部3b同志が密着又は近接
するようになっている。
このような構成の巻きばね1は、その一方の腕部2を固
定し、他方の腕部2に巻込み方向の荷重を与えることに
より各巻き要素部3にエネルギーを蓄え、この蓄積エネ
ルギーを利用するもので、各種の自動開閉装置に適用さ
れる。
例えば、窓や車庫等に使用されるシャッター装置におい
て、シャッターの巻き取り軸に巻装して設けられ、シャ
ッターを引下げて閉じた時にエネルギーを蓄え、シャッ
ターを押し上げて開く時に蓄積エネルギーを放出してシ
ャッターの巻き上げを補助するばねとして適用できる。
また、ドアを開く時に枢軸を中心とする半径上に歯部を
有したラック(ドアに固定されている。)に噛合うピニ
オンの軸に巻装して設けられ、ドアを開いた時にエネル
ギーを蓄え、ドアを開く力が消失した時に蓄積エネルギ
ーを放出してドアを自動的に閉じるドア閉じ用のばねと
して適用できる。同様に、カーテンを移動不能に吊るし
たローブによって回転される巻取り軸に巻装して設けら
れ、ローブを繰り出してカーテンを開いた時にエネルギ
ーを蓄え、カーテンの開放保持力が除去した時に蓄積エ
ネルギーを放出して、上記ローブを巻込みカーテンを自
動的に閉じさせるカーテン閉じ用のばねとして適用でき
る。
また、上記構成の巻きばね1は、既述のように無荷重に
おいてコイル部を互いに密着させようとする力を有して
いるから、各巻き要素部3においてその大径コイル部3
bの内側に小径コイル部3aが入り込んで、この入込ん
だ分の長さ方向の寸法を短縮できる。
そのため、従来のねじりコイルばねに比較して小スペー
スにより多くの巻数を確保できるとともに、従来の渦巻
きばねに比較しても巻き要素部3が複数連続されている
ことにより、この渦巻きばねを断面円形のばね用金属材
料製とした場合に比較しても、同一の巻径下における巻
数を増やすことができる。
そして、このように多くの巻数を確保できるので、例え
ばこの巻きばね1をぜんまいとして通常使用されている
用途に使用した場合には、第5図に示すように従来のぜ
んまいに比較して有利な特性が得られる。つまり、円形
のケースと、この中心部に設けた巻軸との間に確保され
る小スペース内にばねを収納して、このばねで上記巻軸
を回転させる場合に、従来のぜんまいの場合には上記円
形ケースの内径によってぜんまいの巻数が制限され、そ
の結果第5図中曲線Aで示すように上記巻軸の回転数は
nlで限界を生じていた。なお、この限界回転数n1は
曲線Aの立上がり角度が大きい程小さくなる。しかし、
本発明の巻きばね1を上記小スペースに収納して上記巻
軸を回転させる場合には、その最大径が上記ケースで制
限されるにも拘らず、既述のように軸方向にあまり寸法
を取らない複数の相連続する巻き要素部3bををしてい
るから、多くの巻数を確保できる。したがって、第5図
中曲線Bに示すように回転数の限界n2を増加させるこ
とができる。なお、第5図においては次ぎの説明のため
に、曲線A、Bの立上がりが異なるものについて説明し
たが、その立上がりが同じである場合にも限界回転n2
を増加できることは勿論である。
そして、以上のような曲線A、Bで示されるトルク−回
転数特性から、上記巻軸に同じ回転数xiを得る場合の
比較においては、従来のぜんまいを使用した場合のトル
ク変化y1よりも本発明の巻きばね1を使用した場合の
トルク変化y2を少なくできる。また、逆に、上記巻軸
に与えられるトルク変化y1を同じにする場合の比較に
おいては、従来のぜんまいを使用した場合の回転数x1
よりも本発明の巻きばね1を使用した場合の回転数x2
を大きくできる。なお、このような特性においてトルク
を優先させるか、回転数を優先させるからは巻きばねl
の使用目的に応じて適宜選択されるものである。
しかも、以上のように巻きばね1はそのコイル部を互い
に密着させようとする力により、自由状態では隣接する
巻き要素部3の大径コイル部3b同志が密接または近接
して配置されるので、従来のねじりコイルばねと同様に
自由状態と使用状態での形状変化が少ない。したがって
、ばね単品で増扱う場合に渦巻きばねのようにほどけ止
めのための拘束具を必要とすることがなく、容易かつ安
価に取扱うことができる。
なお、本発明は上記実施例に制約されるものではない。
例えば、既に記載した用途の他に、本発明の巻きばねは
玩具用に使用されている各種のぜんまいに代えて、ある
いはエンジンスターター用のぜ−んまいに代えて使用で
きる他、既存のぜんまいの用途全てに適用できることは
勿論である。また、本発明の巻きばねは、その線径、コ
イル径、巻数等を適宜選定することにより、従来のぜん
まいよりも更に低トルクでその変化が少ない特性を有す
るものとすることができる。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明の巻きばねにおいては、断面
円形のばね用金属材料を用いるとともにコイル径を連続
変化させてコイリングされ、引張られた状態においてた
る形又はつづみ形をなす複数の相連続する巻き要素部を
備え、これら各巻き要素部はその大径コイル部に連なる
小径コイル部が上記大径コイル部の内側に入込む方向の
力を有してなるから、ねじりコイルばねおよび断面円形
のばね用金属材料製で渦巻きばねを成形した場合に比較
して小スペースに多くの巻数を確保でき、そして渦巻き
ばねのように使用できるとともに、渦巻きばねに比較し
て取扱いが容易であるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の一実施例を示し、第1図は引張った状態
を示す側面図、第2図は一部の断面図、第3図は自由状
態での側面図、第4図は正面図、第5図はトルクと回転
数との関係を示すグラフである。 1・・・巻きばね、3・・・巻き要素部、3a・・・小
径コイル部、3b・・・大径コイル部。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 断面円形のばね用金属材料を用いるとともにコイル径を
    連続変化させてコイリングされ、引張られた状態におい
    てたる形又はつづみ形をなす複数の相連続する巻き要素
    部を備え、これら各巻き要素部はその大径コイル部に連
    なる小径コイル部が上記大径コイル部の内側に入込む方
    向の力を有してなることを特徴とする巻きばね。
JP1026564A 1989-02-07 1989-02-07 巻きばね Pending JPH02209636A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1026564A JPH02209636A (ja) 1989-02-07 1989-02-07 巻きばね

Applications Claiming Priority (1)

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JP1026564A JPH02209636A (ja) 1989-02-07 1989-02-07 巻きばね

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Publication Number Publication Date
JPH02209636A true JPH02209636A (ja) 1990-08-21

Family

ID=12197035

Family Applications (1)

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JP1026564A Pending JPH02209636A (ja) 1989-02-07 1989-02-07 巻きばね

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JP (1) JPH02209636A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1628035A1 (de) * 2004-08-21 2006-02-22 Pierburg GmbH Drehfederelement und Stellvorrichtung für Verbrennungskraftmaschinen
WO2018141845A1 (de) * 2017-02-02 2018-08-09 Scherdel Innotec Forschungs- Und Entwicklungs-Gmbh Drehfeder mit unterschliedlichen windungsdurchmessern

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS546451B2 (ja) * 1974-11-20 1979-03-28
JPS5931945U (ja) * 1982-08-25 1984-02-28 三洋電機株式会社 厨房家具

Patent Citations (2)

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