JPS591827A

JPS591827A - 組合せ圧縮コイルばね構造

Info

Publication number: JPS591827A
Application number: JP10974982A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Suzuki; 繁鈴木; Hiromi Kai; 甲斐　広海
Original assignee: INTERNATL PRECISION Inc
Current assignee: INTERNATL PRECISION Inc
Priority date: 1982-06-28
Filing date: 1982-06-28
Publication date: 1984-01-07

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】本発明は、一定のはね定数を保持しつつ、圧縮コイルば
ねの自然長に対する圧縮可能な長さの割合をできるだけ
大きくした組合せ圧縮コイルばね構造に関する。

従来、例えば、電子顕微鏡のカメラ装置Ｆｊにおける写
真乾板の収納および送υ出し機構は一般に第１図に示す
ようになっている。

第１図に於いて、１はカメラ本体で、写真乾板をセット
したカセット６を収納する送りマガジン２と、撮影を終
了したカセット６を収納する受はマガジン３と、送υマ
ガジン２と受はマガジン３との間の電子線像の投影位置
に形成し、電子線像の撮影時にカセット６を支持するカ
セット支持部４と、送シマガジン２の上端位置に形成し
た天井板５とを有している。送りマガジン２内と受はマ
ガジン３内のそれぞれの底部には円錐圧縮コイルばねの
一種であり帯状の鋼を螺旋状に巻装した圧縮ばね７ａ　
、　７ｂが設けてあり、圧縮ばね７ａ　、　７ｂはそれ
ぞれカセット受は板ｆ３ａ　、　３ｂを係合支持してい
る。また、９は送りマガジン２に収納されるカセット６
をカセット支持部４と、更に受はマガジン３に送り出す
ための送りレバーで、その先端に送りづめ９ａが形成さ
れている。

尚、カセット６の端部には、送９レバー９によるカセッ
ト６の送υ操作時に送りづめ９ａが引掛かる四部６ａが
形成されている。

ここで、電子顕微鏡による電子線像を写真撮影する場合
、まず、送りマガジン２に設けた圧縮ばね７ａを圧縮し
、カセット受は板８ａに写真乾板をセットしたカセット
６を所定枚数だけ重ね、圧縮ばね７ａの反発力によって
押し上げられるカセット６が天井板５に規制されるかた
ちで、送りマガジン２内にカセット６を収納する。次い
で、送りづめ９ａをカセット６の四部５ａＫ引掛けて、
送りレバー９によりカセット６をカセット支持部４０所
定位置まで引き出すと、送りマガジン２内に残ったカセ
ット６は、圧縮ばね７ａの反発力により、引き出された
カセット６の厚さ分だけ上方に押し上げられ、再び天井
板５によって規制される。カセット支持部４０所定位置
に引き出されたカセット６の写真乾板上に電子線１０を
照射し、電子線像の撮影が終了すると、送りレバー９に
よってこの撮影済みのカセット６を受はマガジン３に移
動させ、カセット６全体カ受はマガジン３に送り込まれ
ると、カセット６の自重により圧縮ばね７ｂが圧縮され
、圧縮はね７ｂの反発力と、カセット受は板８ｂ上に重
なったカセット６の総重量とがつり合ったところで静止
する。

ところで、上記のような写真乾板の収納および送り出し
機構を有する従来の電子顕微鏡のカメラ装置は、ばねの
自然長に対する圧縮可能な長さの割合が大きく、最大圧
縮時のばね長が比較的短かくなる円錐圧縮ばねの一種で
ある！■Ｅ縮ばね７ａ　、　７ｂを送りマガジン２と受
はマガジン３にそれぞれ設けているので、操作者が椅子
に座って撮影操作ができるようにするために各マガジン
の高さを制限しても、比較的多くのカセット６を収納で
きるという点で優れている。

しかしながら、第２図の特性グラフで示すように、一般
の圧縮コイルばねが、変位と加える力とが比例関係（特
性曲線Ｂ）にあるのに対して、竹の子ＬＥ縮ばね７ａ　
、　７ｂのような円錐圧縮コイルばねは、圧縮に際して
最大径側のフィルから順次接触が始まることから、コイ
ルの接触が始まるまでは線形特性であるが、この接触が
始まると非線形特性となり、変位に対して加える力が急
ａに犬きくなってしまった（特性曲線Ａ）。

このため、送りマガジン２のカセット６が一枚になって
も天井板５でこのカセット６を規制できるように圧縮ば
ね７ａを設計すると、送りマガジン２　Ｋ最大級のカセ
ット６を収納した場合に、非常に大きな力が天井板５に
かかり、送りレバー９でカセット６を引き出すのに非常
に大きな駆動力を必要とするという問題が生じてしまう
。

また、受はマガジン３に於いても、最後の写真撮影を終
了してカセット６を受はマガジン３に送り出す時に受は
マガジン３内に収納した最上位のカセット６の上面位置
がカセット支持部４の」二面位置に対してわづかの落差
を有するように圧縮ばね７ｂを設計すると、受はマガジ
ン３に収納されるカセット６が少ない場合に、最上位の
カセット６の上面位置がカセット支持部４の上面位置よ
り大ｒｌｊに低くなり、撮影終了後に送シレバー９によ
ってカセット６ｆ！：受はマガジン３に送り出す際にカ
セット６が四部６ａの側から落下して送りづめ９ａから
はずれ、カセット６を完全に送りきらず途中でとまって
しまう恐れがあった。

本発明は上記に鑑みてなされたもので、その目的とする
ところは圧縮コイルばねに於いて、一定のばね定数を保
持しつつ、圧縮コイルばねの自然長に対する圧縮可能な
長さの割合をできるだけ大きくすることであり、本発明
の要旨は、複数の圧縮コイルばねをばね受けを介して大
径のばねから小径のばねへと収容装填し、入れ子構造と
なるように直列に重ね合せ、上記各圧縮コイルばねとば
ね受けとは、圧縮コイルばねの最大圧縮の際に各ばね受
けがそれぞれの最下変位点にほぼ同時に達するように設
定したものである。ばね受けには例えば中空の胴体部と
、胴体部の下端において半径方向内方に延びる底部７ラ
ンジと、；１１４体部の上端において半径方向外方に延
びる頂部７ランジとを有する構造のものが使用される。

以下、本発明を添付図面に示す実施例に基づいて説明す
る。

第３図（ａ）は、各ｆＥ縮ココイルねのばね定数を同一
とした場合における本発明の第１の実施例を示す断面図
であり、第３図（ｂ）は、第３図（ａ）で示す組合せ圧
縮コイルばねの最大圧縮時を示す断面図である。

まず構成を説明すると、第３図（ａ）において、２１は
ばね定数がｋであり、所定の巻き径を有する第１段の圧
縮コイルばね、２２は圧縮コイルばね２１の巻き径より
も小さな外径を有する中空の胴体部２２ａと、胴体部２
２ａの下端において半径方向内方に延びる底部７ランジ
２２ｂと、胴体部２２ａの上端において半径方向外方に
延びる頂部フランジ２２Ｃとを有する第１段のげね受け
、ｎはばね定数がｋであり、第１段のばね受け２２に設
置され胴体部２２ａの内径より小さな巻き径を有する第
２段の圧縮コイルばね、２４は第１段のばね受けηと同
様に胴体部２４ａと底部７ランジ２４ｂと頂部７ランジ
２４Ｇとを有し、胴体部２４ａの外径？第２段の圧縮コ
イルばねハの巻き径より小さくした第２段のばね受け、
２５はばね号２数がｋであり、第２段のばね受け２４に
おける胴体部２４ａの内径より小さな巻き径と有する第
３段の圧縮コイルばねである。上記に述べたＦ［：、縮
コイルばねと、ばね受けは第１段の１−ｒ：、縮コイル
ばね２１内に第１段のばね受け２２における胴体部２２
ａを挿入して頂部７ランジ２２Ｃを第１段の圧縮コイル
ばね２１上端に係合させて支持し、更に第１段のばね受
け２２における胴体部２２ａ内に第２段の圧縮コイルば
ね２３を収容し、第２段の圧縮コイルばね２３の下端を
第１段のばね受け２２の底部７ランジ２２ｂ　Ｋ係合支
持する一方、第２段の圧縮コイルはね２３は、第２段の
ばね受け２４を、第１段の圧縮コイルばね２１が第１段
のばね受け２２を保合支持するの七同様に、その頂部７
ランジ２４Ｃを係合支持し、更に、第３段の圧縮コイル
ばね万の下端が第２段のばね受け２４の底部）２ンジ２
４ｂに係合支持される構成になっており、第４図の分解
斜視図に示すように圧縮コイルばね２１　、２３　、２
５をばね受けｎ、２４を介して直列に重ね合わせた構造
になっている。

また、第１段のばね受け２２の頂部７ランジ２２Ｃ上面
と第２段のばね受け２４の頂部７ランジ２４Ｃ上面との
間の長さをｔとし、第２段のばね受け２４の頂部７ラン
ジ２４Ｃ上面から第３段の圧縮コイルばね２５−に端ま
での長さ？ｔとしてあり、第３段の圧縮コイルばね２５
の上端に荷重をかけて、この組合せ圧縮コイルばねを圧
縮すると、第１段から第３段までの圧縮コイルばね２１
　、２３．２５は、それぞれ、ｌだけ圧縮し、第３図（
ｂ）　Ｋ示すように、最大圧縮時には、第１段のげね受
け２２と第２段のばね受け２４は同時にその最下変位点
に達するようになっている。

尚、上記のような組合せ圧縮コイルばね全体のばね定数
は職となる。

次に本発明に係る組合せＬＥ縮ココイルねの圧縮過稈を
示ず第５図に基づいて作用を説明する。

尚、以下の説明において、各圧縮コイルばね受けの重置
き、はね受けの板厚は無視するものとする。

第５１Ａ（ＤＫ示す組合せ圧縮コイルばねは第３図（ａ
）に示すものと同様の構成になっており、各圧縮コイル
ばね２１　、２３　、２５のばれ定数にと、ＦＥ縮可能
な長さｌとをそれぞれ、ｋ＝１・Ｗ・・・・・・・・・（１）、／、＝Ａ−Ｔ・・・・・・・・・・・・・・・（２）
ここで、Ｔ：荷重板２６の板厚冑：荷重板２６０重散色々るように設計してあり、また、各圧縮コイルばねは
自然長りに対してイだけ圧縮ｐＪ能なものとする（ｋ＝
２７）。

第５図■に示すように、板厚Ｔ１重量Ｗの荷重板２６を
１枚をこの組合せ圧縮コイルばねに乗せると、圧縮コイ
ルばね２１　、２３　、２５にはそれぞれ、Ｗの荷重が
かかり、圧縮コイルばね２１　、２３　。

２５のｆ（（縮量Ｘは ■＝　ｋ　　壷　Ｘ・・・・・・・・・・・・（３１ｘ
　　：　　ｒＪ：、縮量に、（＋＋　、　（２）式を代入してｘ　＝Ｘ’　／−・・・・・・・・・・・・・・・（４
）となり、基台２０から荷重板２６の−に而までの高さ
Ｈは、Ｈ＝　’［’　十Ｌ　＋−１＝Ｌ＋２ｔ＝４ｔ・・・・・・・・・（５）となって、
組合せ圧縮コイルばね全体の自然長と同一になる。

続いて、同図■に示すように荷重板２６を２枚乗せると
、圧縮コイルばね２１　、２３　、２５は％ｔだけ圧縮
され、基台加から最上位の荷重板２６の上面までの高さ
■Ｉは＝　Ｌ　＋　２１　＝　４１となる。

更に続いて、荷重板２６を３枚、及び４枚重ねると、第
５図■、同図■に示すように圧縮コイれるようになり、
その場合の基台２０から最」三位の荷重板２６の上面ま
での高さＨも、Ｈ，＝　Ｌ　＋　２１　＝　４１となって組合せ圧縮コイルはね全体の自然長と同一にな
る。

そして、第５図■に示すように荷重板２６を４枚重ねた
場合には、圧縮コイルばね２１　、２３　、２５は圧縮
可能な長さｔだけ圧縮されることになり、ばね受け２２
　、２４が同時に最下変位点に達し、この圧縮時の組合
せ圧縮コイルばね全体の長さはｒ、　−を二ｔとなる。

尚、この場合の組合せ圧縮コイルばね全体のばね定数に
はＷＫ＝−＝− Ｔである。

上記のような組合せ圧縮コイルばねでは、自然長の、！
イだけ圧縮可能な圧縮コイルばねを用いて、組合せ圧縮
コイルばね全体の自然長の％が圧縮可能な長さとなる。

ここで、このような組合せ圧縮コイルばねを、第１図に
示す電子顕微鏡のカメラ装置における送りマガジン２と
、受はマガジン３内に設けれは、例えば、第６図（ａ）
　、　（ｂ）に示す送シマガジン２のように同一高さの
各マガジン内により多くのカセット６がＪ１又納できる
ようになり、また、受ケマガジン３においては、カセッ
ト６を何枚重ねても常に最上位のカセット６の上面位置
をカセット支持部４の上面位置に対し一定の関係をもた
せることができたり、或は当該最」コイ立のカセット６
が天井板５と押圧する力と一定に斜ｆ持することができ
、レバー９によるカセット６の送りミスを防止すること
ができる。

第７図は本発明に係る第２の実施例の組合せ圧縮コイル
ばねの圧縮過程を示す説明図であり、この実施例では各
圧縮コイルばねのばね定数とそれぞれ違うものとしたこ
とを特徴とする。

第７図■におい”Ｃ１圧縮フィルばね２７　、２９　。

３１とげね受け２８　、３０と第３図（０に示ずｌＩ記
実施例と同様に組合せである。

この実施例において、圧縮コイルばね２７　、２９　。

３１のばね定数はそれぞれ１．　ｋ　、　２ｋ　、　４
にとなっており、自然長りの圧縮コイルばね２７の［Ｅ
縮可能な長さはｔとし、圧縮コイルばね２９　、３１の
圧縮可能な長さはそれぞれイＬ２％ｔとなっている。ま
た、ばね定数にと、圧縮可能な長さｔはそれぞれＷｋ＝π・・・・凹曲（６）Ｔ６／、＝ｙＴ・・・・・・・・・・・・（７）ここで、Ｔ：荷重板３２の板厚Ｗ：荷重板３２０重量と設定されている。

第７図■に示すように、板厚Ｔ１重量Ｗの荷重板３２を
１枚この組合せ圧縮コイルばねに乗せると、圧縮コ身ル
ばね２７　、２９　、３１にはそれぞれＷの荷重がかか
り、圧縮コイルばね２γ、　２９　、３１の圧縮量はそ
れぞれ、％ｔ　、　１／８ｔ、　葡ｔ　、！：なり、基
台２０から荷重板３２の上面までの高さＨは、Ｈ−＝　
Ｔ　＋　Ｌ　＋−Ｌｚ１６＝Ｌ＋−１・・・・・・・・・・・・　（８）となって
組合せ１′Ｆ、縮コイルばね全体の自然長と同一となる
。

続いて、更に、荷重板３２を２枚、３枚、４枚と重ねる
と、第７図■、同図■、同図■に示すように圧縮コイル
ばね２７　、２９　、３１はそれぞれ、％１，１ノ、屋
５ｔづつ重ねるごとに圧縮されるようになり、その各々
の場合において、基台２０から最上位の荷重板３２の上
面までの高さ■１もＨ＝　Ｌ十点１となって組合せ圧縮ばね全体の自然長と同一になる。

そして、第７図■に示すように、荷重板３２を４枚重ね
た場合には、圧縮コイルばね２７　、２９　。

３１はそれぞれの圧縮可能な長さ、ｌ　ｒ　３Ａｔ　ｒ
　！ｌ　ｔだけ圧縮されることになり、ばね受け２８　
、３０が同時に最下変位点に達し、この圧縮時の組合せ
圧縮コイルげね全体の長さは、Ｌ−１となる。

尚、この場合の組合せ圧縮コイルばね全体のばね定数に
は、１　ｌ　１１［＝に＋灰＋葎から、となる。

上記のような組合せ圧縮コイルばねでは、ば大圧縮時の
長さ）で定義する圧縮可能率αをとすることができ、例
えば、圧縮コイルばね２７の脹縮ｎＪ能率α１と比べて大きくすることができる。

尚、本発明に係る組合せ圧縮コイルばねを、３つの圧縮
コイルばねを組合わせたものについて説明したが、これ
に限られるものでなく、二つの圧縮コイルばねの組合わ
せでも、また四つ以上の圧縮コイルばねの組合わせでも
良い。更に、上記第２の実施例が成立する点から明らか
になるように、圧縮コイルばねのげね定数は一つに定め
なければならないものではなく、要は荷重板の重量と板
厚とによって表わされる一定の関係に設定すればよい。

以上説明してきたように、本発明によれば、複数の圧縮
コイルばねを、ばね受けを介して入れ子構造となるよう
に直列に重ね合せ、上記各圧縮コイルばねとげね受けと
は、圧縮コイルばねの最大圧縮の際に、各ばね受けがそ
れぞれの最下変位点に同時に達するように設定したため
、圧縮コイルばねに於いて、一定のばね定数？保持しつ
つ、圧縮コイルげねの自然長に対する圧縮可能な長さの
割合を比較的大きくすることができ、同一荷重に対して
同一の圧縮を行ない、かつ、同一スペースにより多くの
荷重体と重ねることができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は電子顕微鏡のカメラ装置における従来の写真乾
板の収納および送り出し機構を示す断面図、第２図は一
般の圧縮コイルばねと、円錐圧縮コイルばねの特性と示
すグラフ、第３図（ａ）は本発明の一実施例を示す断面
図、第３図（ｂ）は第３図（ａ）で示す組合せ圧縮コイ
ルばねの最大圧縮時を示す断面図、第４図は第３図（ａ
）で示す組合せ圧縮コイルばねの分解斜視図、第５図は
本発明に係る組合せ圧縮コイルばねの圧縮過程を示す説
明図、第６図（ａ）　、　（ｂ）は本発明に係る絹合せ
圧縮コイルばねを設けた電子顕微鏡のカメラ装置におけ
る送りマガジンを示す断面図、第７図は本発明に係る他
の実施例の組合せ圧縮コイルばねの圧縮過程を示す説明
図である。１・・・カメラ本体　　　　２・・・送υマガジン３・
・・受はマガジン　　　４・・・カセット支持部５・・
・天井板　　　　　　６・・・カセット７ａ、７ｂ・・
・竹の予圧縮ばね　８ａ、８ｂ・・・カセット受は板９
・・・送りレバー　　　　１０・・・電子線２０・・・
基台２１　、２３　、２５　、２ｉ’　、　２９　、３１・
・・圧縮コイルばねη、　２４　、２８　、３０・・・
ばね受け２６　、３２・・・荷重板特許出願人　株式会社国際精工ｊ・　　　　ｉ第１図第２図一＊イｈ（ｘｌ第３図（ａ）第３図（ｂ）

Claims

【特許請求の範囲】

互いに巻き径の異なる複数の圧縮コイルばねを、はね受
けの介在の下に、大径の圧縮コイルばねから小径の圧縮
コイルばねに順次収納装填して各圧縮コイルばねを直列
に重ね合わせた複数段のばね構造とし、上記各圧縮コイ
ルげねとげね受けとは、圧縮コイルばねの圧縮時に上記
ばね受けのうち任意の一個が最下変位点に達したとき、
他の全てのばね受けもまた、はぼ同時にそれぞれの最下
変位点に達するように設定しであることを特徴とする組
合せ圧縮コイルばね構造。