JPH04121551U

JPH04121551U - 偏心渦巻きバネ及び回転伝達部材付偏心渦巻きバネ

Info

Publication number: JPH04121551U
Application number: JP3657791U
Authority: JP
Inventors: 尉吉田; 秀樹加藤
Original assignee: 株式会社松尾製作所; 日本電装株式会社
Priority date: 1991-04-22
Filing date: 1991-04-22
Publication date: 1992-10-30

Abstract

(57)【要約】【目的】使用時等におけるピッチ間の接触を防止し正
確な性能調整を可能とした偏心渦巻きバネ、及びこの偏
心渦巻きバネに回転伝達部材を取り付けたものを提供す
る。【構成】偏心渦巻きバネ１は、帯鋼又は線鋼を渦巻き
状に巻回した渦巻きバネであって、前記帯鋼又は線鋼の
外端を固定端１１とし、前記帯鋼の内端を回動可能取付
端１２とし、前記渦巻きバネの一方側（Ａ側）のピッチ
が、該一方側と反対側に位置する他方側（Ｂ側）のピッ
チと不等間隔となった偏心形状（例えば、ｉ₁＝２〜３
ｍｍ、ｉ₂＝５〜６ｍｍ）であり、取付け時には、前記
一方側（Ａ側）のピッチが他方側（Ｂ側）のピッチとほ
ぼ同間隔となるものである。そして、この偏心渦巻きバ
ネ１の中央の空間部内に回転伝達部材が収納され、取り
付けられる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、不等間隔のピッチを有する偏心渦巻きバネ、及びこれに回転伝達部材を取付けた偏心渦巻きバネに関する。本考案は、自動車の電子制御燃料噴射装置等の自動車用部品の他、内燃機関の弁抑え、安全弁等の圧力抑制装置、各種精密機械等に広く利用される。

【０００２】

【従来の技術】

従来から渦巻きバネは、比較的小さなものでも大きな弾性エネルギーを蓄えることができる等の優れた特性を有するため自動車用部品、時計用のゼンマイ等として広く利用されてきた。かかる渦巻きバネとしては、一般に帯鋼の内端を中心としてその外端に至るまで帯鋼を等間隔に巻回したものが用いられている。また、偏心渦巻きバネとしては、図９に示すように、その中央に空間部を有せずに、且つ一端４１（４２）を自由端、他端４２（４１）を固定端として、同図中において上下方向に移動できるような引張バネ若しくは圧縮バネとして利用されるものが知られている（実開昭５５−１７９２４６号公報）。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、前記の従来の等間隔ピッチの渦巻きバネは、取付け時若しくは使用時に、隣接する帯鋼同志が接触する場合があり、帯鋼が磨耗し性能にも悪影響を及ぼす。特に、これは、ピッチ間隔の小さいものについては、その影響が大きい。更に、図７に示すように、使用時において回転角とトルクの関係が直線にならず、空気等の供給量の正確な調整が困難であった。また、前記後者の偏心渦巻きバネは、前記構成に示すように、引っ張りバネ若しくは圧縮バネとして使用されるものであり、その構成及び用途は全く異なる。

【０００４】本考案は、前記観点に鑑みてなされたものであり、内端を回動可能取付端とした偏心渦巻きバネであり、使用時等におけるピッチ間の接触を防止し正確な性能調整を可能とした偏心渦巻きバネ、及びこの偏心渦巻きバネに回転伝達部材付を取り付けたものを提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

本第１考案の偏心渦巻きバネは、帯鋼又は線鋼（以下、帯鋼等という。）を渦巻き状に巻回した渦巻きバネにおいて、前記帯鋼又は線鋼の外端を固定端とし、前記帯鋼の内端を回動可能取付端とし、前記渦巻きバネの一方側のピッチが、該一方側と反対側に位置する他方側のピッチと不等間隔となった偏心形状であり、取付け時には、前記一方側のピッチが他方側のピッチとほぼ同間隔となることを特徴とする。

【０００６】前記帯鋼等の材質は特に問わず、通常の渦巻きバネの製作に用いられる材料を用いることができる。例えば、熱処理バネ帯鋼等、又はステンレス帯鋼等、炭素帯鋼等等の加工バネ帯鋼等等を目的に応じて用いることができる。また、ピアノ線、ステンレス鋼線等を用いることもできる。前記偏心渦巻きバネにおいて、偏心度合い、各ピッチ間隔、巻き回数、巻き径、全体の大きさ、使用帯鋼等の全体長さ（有効長さ）、厚さ若しくは幅（線状体の場合はその径）等は、渦巻きバネの使用目的、用途等に応じて種々選択される。

【０００７】前記回動可能取付端は、図３に示すように、一番内側の渦巻きのほぼ中心に位置してもよいし、本第２考案のように、図１図示の如く、その中心から外側へ外れた位置に構成されて、その一番内側の渦巻きの内部に回転伝達部材を収納可能となる空間部を形成するものでもよい。尚、この後者の場合は、以下に述べる回転伝達部材にその内端が固定されて、この回転伝達部材を介して回転を伝える。一方、後者の場合は、直接、相手材（スロットルバルブの心棒等）にカシメ又は溶接により固定することとなる。

【０００８】また、前記一方側と他方側は、相対向する位置であればよい。通常、取付前においてこの一方側若しくは他方側（図１にいうＡ側、Ｂ側）は、ほぼ、外端と渦巻き中心とを結ぶ線上にある。特に、外端より遠い方の一方側（若しくは他方側）（図１でいえばＡ側）のピッチ間隔が小さいのが好ましい。これは、組付時のピッチ間隔を均一にするためである。

【０００９】前記偏心渦巻きバネは、所定角度回転させてその両端を取付けるのであるが、この取付け後においては、隣接する各ピッチ同志がほぼ等間隔となるようにする。この取付け角度、初期取付けトルクの大きさ、固定状態から回転される最大角度等は特に限定されない。

【００１０】本第３考案は、前記第１考案の偏心渦巻きバネに回転伝達部材を取付けたものであり、この回転伝達部材は、この偏心渦巻きバネの中央の空間部内に収納され、前記帯鋼等の内端を固定し、その中央に貫通孔を有するものである。そして、この回転伝達部材を、この貫通孔を中心に回動（回転）させることにより前記帯鋼等の内端を回動させることができるようにしたものである。

【００１１】前記「回転伝達部材」は、渦巻きバネに回転（回動）を伝える中間部材としての意義を有するものである。その材質、形状等は特に問わず、樹脂製、金属製等であってもよい。これは、通常、第４考案に示すように、樹脂製の成形体（いわゆるモ−ルド部材）が用いられる。この樹脂製の場合は、軽くて安価で組付が容易であるので、好ましい。尚、この回転伝達部材中の「貫通孔」は、外力を回転伝達部材に伝えるためのものであり、例えば、電子制御燃料噴射装置に使用されるスロットルバルブの心棒を挿入するためのもの等とすることができる。

【００１２】

【実施例】

以下実施例により本考案を具体的に説明する。（１）偏心渦巻きバネの製作実施例品の製作本実施例に係わる偏心渦巻きバネは、図８に示す製造装置を用いて、以下のようにして製作された。まず、ステンレス製帯鋼（ＳＵＳ３０１−ＣＳＰ−ＥＨ、厚さ；０．６５ｍｍ）３１を移送ローラー３２によりガイド３３へと送り込んだ。次に、ガイド３３より送り出される帯鋼３１は、湾曲成形用治具３４により所定の曲率半径にまで湾曲され、順次、渦巻き状に巻き込まれる。この場合、湾曲成形用治具３４は、図６中の矢印の方向に適宜移動することが可能である。そして、移送ローラー３２による帯鋼３１の移送量に対応して、この湾曲成形用治具３４をこの矢印の方向に前進、後退させることにより、所望の各ピッチ間隔を有することができる。

【００１３】前記の作動は全て工作機プログラムに入力しておき、このプログラムを作動させることにより所望形状を達成させた。そして、この渦巻きバネの所定の有効長さになった時に、ナイフ３５にて切断し、その後熱処理（４２５℃、１５分）をして、図１（実物大、尚、厚さは省く。）に示す自由状態（取付け前の状態）の偏心渦巻きバネ１を製作した。このバネ１において、厚さは０．６５ｍｍ、幅は４ｍｍ、有効長さは３２６．２ｍｍ、第１ピッチ径ｌ₁は２９〜３０ｍｍ、第２ピッチ径ｌ₂は３５〜３６ｍｍ、Ａ側のピッチ間隔ｉ₁は２〜３ｍｍ、Ｂ側のピッチ間隔ｉ₂は５〜６ｍｍである。尚、このバネ定数は、０．０９７ｋｇ・ｍｍ／ｄｅｇである。

【００１４】比較例品の製作湾曲成形用治具３４の作動状態を変えたこと以外は、前記実施例品の製作方法と同様にして、比較例品を製作した。これは、等間隔（約４ｍｍ）に巻かれた従来品である。

【００１５】（２）性能試験と評価方法実施例品前記実施例品１の外端部１１を相手部材４に固定し、次いで帯鋼が等間隔ピッチになるように、内端部１２を左回り（図示中の矢印方向）に１３７．４°回転させ、たわませて、内端部１２を固定して（尚、相手部材は省略した。）、図２に示す等間隔ピッチの渦巻きバネ１ａとした。次いで、この固定状態から、前記と同矢印方向に最大約８４°まで回転させ、これにより生じるトルクを調べて、この回転角（θ）とトルクの関係を図７に示した。尚、初期取付けモーメントは１．３ｋｇ・ｃｍ、最大角度（２１８．７° ）での最大モーメントは２．１１ｋｇ・ｃｍ、初期応力は４６．２ｋｇ／ｍｍ² 、最大応力は７４．９ｋｇ／ｍｍ²である。

【００１６】尚、実際には、図４に示すように、自由状態の前記偏心渦巻きバネ１の内端部１２は、回転伝達部材である樹脂製モ−ルド部材２の一端側に挿入され固定され、このモ−ルド部材２がバネの内端部１２と連動して回動されるようになっている。更に、図５に示すように、外端を相手部材４に固定し、次いで、所定角回転させるとともに、各渦巻きのピッチが等間隔になるように、このモールド部材２の中央の貫通孔２１に相手部材の心棒（図示せず）を挿入して、使用する。

【００１７】比較例品前記比較例品を、前記実施例品と同様に、所定角、回転させて内端部を固定するとともに、更に所定角、回転させて、この回転角（θ）とトルクの関係を調べ、その結果を図５に示した。

【００１８】（３）実施例の効果比較例品においては、自由状態から所定角、回転させた時、又はこの状態から更に所定角、回転させた時に、隣接する帯鋼が接触するが、本実施例品ではその様な接触は生じない。また、比較例品では、図７に示すように、固定状態（取付け位置）から最大角、回転させた状態までの関係は、曲線の関係になる。一方、本実施例品では、図６に示すように、この関係が直線となり、正確な性能調整（空気等の供給量の調整）ができる。

【００１９】尚、本考案においては、前記具体的実施例に示すものに限られず、目的、用途に応じて本考案の範囲内で種々変更した実施例とすることができる。即ち、このモ−ルド部材の中央に設けられた貫通孔内には、電子制御燃料噴射装置に用いられたスロットルバルブの心棒等が挿入されて、空気又はガソリンの供給量を調整することができる。また、本偏心渦巻きバネの製造方法は、前記実施例のようにプログラムによらず、手動によって調整しつつ製造してもよい。

【００２０】

【考案の効果】

以上のように、本考案の偏心渦巻きバネ、及び回転伝達部材付偏心渦巻きバネを用いれば、自由状態で等間隔ピッチの従来の渦巻きバネと異なり、多少大きく撓んでも隣接する帯鋼等同志が接触し合うこともないので、磨耗することもなく、またバネ特性が低下することもない。更に、本考案によれば、固定状態（取付け位置）から最大角、回転させた場合、その回転角とトルクの関係は、直線の関係になるので、正確な性能調整（空気等の供給量調整）ができる。従って、本考案は、例えば正確な供給量調節を必要とする自動車部品の電子制御燃料噴射装置に利用すれば、大変有用である。

【００２１】また、偏心渦巻きバネの内端を溶接等により直接、固定する場合は、相手部材に組付けてから溶接、カシメ等をする必要があり、そのため相手部材等に悪影響を及ぼす場合がある。しかし、本第２〜４考案は、偏心渦巻きバネの内部に回転伝達部材を収納して、使用するので、前記のような欠点がなく組付が大変容易である。

【００２２】特に、第４考案のように回転伝達部材として樹脂製モールド部材を用いる場合は、組付が大変容易で安定し、安価で軽くて成形容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の偏心渦巻きバネの自由状態を示す正面
図である。

【図２】図１図示の偏心渦巻きバネを取付けた後の状態
を示す正面図である。

【図３】他の態様の偏心渦巻きバネの自由状態を示す正
面図である。

【図４】図１図示の偏心渦巻きバネに回転伝達部材を取
付けた後の状態を示す正面図である。

【図５】図４図示の回転伝達部材付偏心渦巻きバネを取
付けた後の状態を示す正面図である。

【図６】実施例品の偏心渦巻きバネを用いた場合の回転
角（θ）とトルクの関係を示すグラフである。

【図７】比較例品の渦巻きバネを用いた場合の回転角
（θ）とトルクの関係を示すグラフである。

【図８】実施例において偏心渦巻きバネを製造する装置
の概略説明図である。

【図９】従来の偏心渦巻きバネの正面図である。

【符号の説明】

１自由状態（取付け前）の偏心渦巻きバネ１ａ固定状態（取付け後）の渦巻きバネ１１外端（固定端）１２内端（回動可能取付端）２回動伝達部材２１貫通孔３偏心渦巻きバネの製造装置３１ステンレス製帯鋼等３２移送ローラー３３ガイド３４湾曲成形用治具３５ナイフ

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】帯鋼又は線鋼を渦巻き状に巻回した渦巻
きバネにおいて、前記帯鋼又は線鋼の外端を固定端と
し、前記帯鋼の内端を回動可能取付端とし、前記渦巻き
バネの一方側のピッチが、該一方側と反対側に位置する
他方側のピッチと不等間隔となった偏心形状であり、取
付け時には、前記一方側のピッチが他方側のピッチとほ
ぼ同間隔となることを特徴とする偏心渦巻きバネ。
【請求項２】前記偏心渦巻きバネの前記回動可能取付
端は、一番内側の渦巻きの中心から外側へ外れた位置に
構成されて、該一番内側の渦巻きの内部は、回転伝達部
材を収納可能となる空間部を形成している請求項１記載
の偏心渦巻きバネ。
【請求項３】請求項２記載の偏心渦巻きバネと、該偏
心渦巻きバネの前記空間部内に収納され、前記帯鋼又は
線鋼の内端を固定し、中央に貫通孔を有する回転伝達部
材と、からなり、該回転伝達部材を、前記貫通孔を中心
に回動させることにより前記帯鋼又は線鋼の内端を回動
させることができることを特徴とする回転伝達部材付偏
心渦巻きバネ。
【請求項４】前記回転伝達部材は、樹脂製モールド部
材である請求項３記載の回転伝達部材付偏心渦巻きバ
ネ。