軸方向への弾発入出力装置
【課題】 バネを係止するための手段が簡単な構造となるだけでなく耐久性が得られ、また、バネの収容およびそれを弾性変形させるためのスペースが少なくなる軸方向への弾発入出力装置を提供する。
【解決手段】 軸をスラスト方向へ進退可能に保持し、その保持側体と軸との間にバネを介在させ、スラスト方向への荷重の入力によるバネの弾性変形とその弾発力による出力としての復帰を伴わせることにより軸を進退させる軸方向への弾発入出力装置において、バネが軸の保持側体に当接されるゼンマイバネであって、ゼンマイバネの外側端部を軸の保持側体に、内側端部を軸にそれぞれ係止させた。
【解決手段】 軸をスラスト方向へ進退可能に保持し、その保持側体と軸との間にバネを介在させ、スラスト方向への荷重の入力によるバネの弾性変形とその弾発力による出力としての復帰を伴わせることにより軸を進退させる軸方向への弾発入出力装置において、バネが軸の保持側体に当接されるゼンマイバネであって、ゼンマイバネの外側端部を軸の保持側体に、内側端部を軸にそれぞれ係止させた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、バネの弾力に抗して推進（スラスト）入力しその弾発力で後退出力する軸方向への弾発入出力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
バネの弾性変形を伴わせて軸方向へ荷重を掛けるスラスト入力を行い、弾性変形に伴う弾発力により軸方向へ荷重を解きながらスラスト出力を得る機構は、機械的に非常に多用されている。従来、このような軸方向への弾発入出力装置に用いられるバネにはコイルスプリングが用いられていた。図７は、例えばドアの把手の軸について実施される従来例を示したものである。
【０００３】
同図において、壁体３３には、軸３２が嵌まる軸承筒３４が一体化され、軸３２が軸方向へスライド可能に保持される。そして、軸３２を押すことによりコイルスプリング３６を弾性変形させ、これにより蓄えられたエネルギーで軸３２を復帰させるようになされている。
【０００４】
同図の従来例の場合であると、コイルスプリング３６を弾性変形させるためにそれを伸長させるので、コイルスプリング３６の一端を壁体３３に鉤形等の手段４２により係止する必要があるばかりでなく、他端を軸３２に係止するための手段を要するが、これには例えば、軸３２の先端に頭部３８を設け、それにリング板４０を掛け止め、リング板４０にコイルスプリング３６の線端４１を通す孔を設けるというように、構造が複雑となるばかりでなく、線端４１が細いために反復により線切れが生じやすく耐久性にも問題があった。
【０００５】
さらに、コイルスプリング３６の長さに加え、それを弾性変形させるために軸方向へ伸縮させるのに要するスペースＬを設ける必要があり、このようなことから構造が過大となるという避けられない設計上の制約があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この発明は、上記のような実情に鑑みて、バネを係止するための手段が簡単な構造となるだけでなく耐久性が得られ、また、バネの収容およびそれを弾性変形させるためのスペースが少なくなる軸方向への弾発入出力装置を提供することを課題とした。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、この発明は、軸をスラスト方向へ進退可能に保持し、その保持側体と軸との間にバネを介在させ、スラスト方向への荷重の入力によるバネの弾性変形とその弾発力による出力としての復帰を伴わせることにより軸を進退させる軸方向への弾発入出力装置において、バネが軸の保持側体に当接されるゼンマイバネであって、ゼンマイバネの外側端部を軸の保持側体に、内側端部を軸にそれぞれ係止させたことを特徴とする軸方向への弾発入出力装置を提供する。
【０００８】
軸方向への弾発入出力装置を上記のように構成したから、ゼンマイバネは常時は円方向へバネ板の螺旋が拡大する偏平な形状を保持しているが、軸をスラスト方向へ推進させるとバネ板の幅方向へ荷重が掛かって中央部で出っ張る弾性変形となり、弾発力により復帰したときには再び偏平となる。したがって、ゼンマイバネに対して要するスペースは少なくて足りることになる。また、ゼンマイバネが丈夫であるので、それを軸の保持側体とその軸の双方に係止する手段は比較的構造が簡単となり、しかも、反復に耐えるよう安定した取り付け状態が得られる。
【発明の効果】
【０００９】
以上説明したように、この発明によれば、ゼンマイバネの内外両端部を係止するための手段が容易な構造となるので、加工等が簡単となり装置のコスト安に適し、また、強度的に安定した取り付けとなるばかりでなく、バネ板の幅方向に荷重が掛かることで断面係数が大きく応力が掛からない構造であるため、反復に耐える耐久性を具備できる。さらに、弾性変形させるためのスペースが少なくなるので、装置のコンパクト化に適し設計上の制約が少なくなるという優れた効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
次に、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１１】
図１ないし図３は、図７に示す前記した従来例に対応する軸方向への弾発入出力装置Ｐとしてドアの把手等の軸１を進退可能にする形態として実施したもので、壁体３がこの明細書でいう軸１の保持側体となる。そして、壁体３に軸１の軸承筒５が嵌入して一体化され、壁体３と軸１との間にゼンマイバネ７を介在させ（図１）、こうして入力としての軸１の推進によりゼンマイバネ７が中心から張り出す弾性変形が生じ（図２）、それに伴う反発力で軸１が復帰するようになっている。
【００１２】
ゼンマイバネ７は、渦巻き状の外側端に反転掛止部９を、内側端に中心へ屈折する内向掛止部１０がそれぞれ形成されている。そして、壁体３に対しては放射方向に複数配列された止め金２５，２５，２５をビス２７で止めることにより係止される。しかし、内側の止め方についてはさらに簡単であり、軸１に先端部が細くなるように段差１３を設け、段差１３にセンマイバネ７を単に掛け止めてある。
【００１３】
しがたって、この場合反転掛止部９（有すれば汎用性がある）は必ずしも要しないが、ここをワッシャ２０を介してにネジ１１で止めてあればなおさら良い（図３の二点鎖線参照）（請求項４）。
【００１４】
そこで、軸１を先端方向へ推進すると、段差１３でゼンマイバネ７を押し出すことになり、荷重を解くとゼンマイバネ７が段差１３で軸１を押して復帰させる。同じストロークＳを得るにしても、従来との比較では、コイルスプリングとは違って長さが無いので、長さで設計が制約を受けない。例えば軸１の突出寸法を短く取ることができる。また、軸１の先端に図７に示すような頭部３８を設けたり、輪板４０を取り付けたりする複雑な構造を採る必要もなくなる。
【００１５】
ちなみに、従来のように頭部３８を加工により一体に形成するとすれば、ほゞ全体において切削加工を施す必要があり、軸３２にバネ掛止用の専用とも言える加工を必要とする。これに対してこの発明であると、段差１３を設けるとしても先端小径部１５だけの限られた切削加工で足りることになり、加工が容易であり、バネの端を掛ける輪板も必要としない。
【００１６】
図４ないし図６は、一種の噛み合いクラッチにおいて軸１の推進・後退について実施した一形態を示したもので、クラッチの構造については、クラッチ取付け基板２１に対面して駆動軸１（又は被動軸）の保持側体としての壁体３が支持部材２２を介して固定され、基板２１には駆動軸１と同軸に被動軸２（又は駆動軸）が軸承され、駆動軸１の先端に駆動盤２３を、被動軸２には被動盤２４を相互に噛み合い可能に固定されており、この場合も、駆動軸１と壁体３との間にゼンマイバネ７が介在されている。
【００１７】
ゼンマイバネ７には、前記したゼンマイバネ７とほゞ同じ形状のものが使用されているが、壁体３に対する固定については、駆動軸１を中心に放射方向に配列する止め金２５，２５，２５を用い、止め金２５をビス２７で壁体３に止めてある。また、ゼンマイバネ７の中心部は、駆動軸１に設けた段差１３と駆動盤２３との間に挟んであり、そのために段差１３と駆動盤２３とにそれぞれスラストワッシャ２９，２９が当てられている。
【００１８】
図４は、駆動盤２３と被動盤２４とが離れており、動力が遮断されている定常状態を示し、この時、ゼンマイバネ７は壁体３に張りつくよう当接している。しかし、駆動軸１に推力の荷重を掛けると、ゼンマイバネ７に中心部が張り出す撓む弾性変形を伴って被動盤２４に駆動盤２３が噛み合い動力が伝達され、推進荷重を解くと、ゼンマイバネ７の弾発力で駆動盤２３が駆動軸１とともに定常状態の位置に復帰し、動力が遮断される。なお、噛み合いのために、駆動盤２３には突部３０が、被動盤２４にはそれが落ち込む凹孔３１がそれぞれ設けられる。
【００１９】
上記いずれの実施形態においても、ゼンマイバネ７の係止がバネに無理の掛からない簡単な構造であり、また、ゼンマイバネ７の幅方向に荷重を掛けることになるので、断面係数が大きく応力が掛からない構造であり、ゼンマイバネ７の耐久性が確保される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】この発明の一実施形態による軸方向への弾発入出力装置を定常状態で示す断面図である。
【図２】同軸方向への弾発入出力装置を入力状態で示す断面図である。
【図３】同軸方向への弾発入出力装置に使用するゼンマイバネの正面図である。
【図４】他の実施形態を示す軸方向への弾発入出力装置を定常状態で示す断面図である。
【図５】同軸方向への弾発入出力装置を入力状態で示す断面図である。
【図６】同軸方向への弾発入出力装置におけるゼンマイバネの取り付け状態を示す正面図である。
【図７】図１に示す軸方向への弾発入出力装置が対応する従来例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２１】
Ｐ 軸方向への弾発入出力装置
１ 軸
３ 保持側体としての壁体
７ ゼンマイバネ
９ 反転掛止部
１１ ネジ
１３ 段差
２５ 止め金
２７ ビス
【技術分野】
【０００１】
この発明は、バネの弾力に抗して推進（スラスト）入力しその弾発力で後退出力する軸方向への弾発入出力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
バネの弾性変形を伴わせて軸方向へ荷重を掛けるスラスト入力を行い、弾性変形に伴う弾発力により軸方向へ荷重を解きながらスラスト出力を得る機構は、機械的に非常に多用されている。従来、このような軸方向への弾発入出力装置に用いられるバネにはコイルスプリングが用いられていた。図７は、例えばドアの把手の軸について実施される従来例を示したものである。
【０００３】
同図において、壁体３３には、軸３２が嵌まる軸承筒３４が一体化され、軸３２が軸方向へスライド可能に保持される。そして、軸３２を押すことによりコイルスプリング３６を弾性変形させ、これにより蓄えられたエネルギーで軸３２を復帰させるようになされている。
【０００４】
同図の従来例の場合であると、コイルスプリング３６を弾性変形させるためにそれを伸長させるので、コイルスプリング３６の一端を壁体３３に鉤形等の手段４２により係止する必要があるばかりでなく、他端を軸３２に係止するための手段を要するが、これには例えば、軸３２の先端に頭部３８を設け、それにリング板４０を掛け止め、リング板４０にコイルスプリング３６の線端４１を通す孔を設けるというように、構造が複雑となるばかりでなく、線端４１が細いために反復により線切れが生じやすく耐久性にも問題があった。
【０００５】
さらに、コイルスプリング３６の長さに加え、それを弾性変形させるために軸方向へ伸縮させるのに要するスペースＬを設ける必要があり、このようなことから構造が過大となるという避けられない設計上の制約があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この発明は、上記のような実情に鑑みて、バネを係止するための手段が簡単な構造となるだけでなく耐久性が得られ、また、バネの収容およびそれを弾性変形させるためのスペースが少なくなる軸方向への弾発入出力装置を提供することを課題とした。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、この発明は、軸をスラスト方向へ進退可能に保持し、その保持側体と軸との間にバネを介在させ、スラスト方向への荷重の入力によるバネの弾性変形とその弾発力による出力としての復帰を伴わせることにより軸を進退させる軸方向への弾発入出力装置において、バネが軸の保持側体に当接されるゼンマイバネであって、ゼンマイバネの外側端部を軸の保持側体に、内側端部を軸にそれぞれ係止させたことを特徴とする軸方向への弾発入出力装置を提供する。
【０００８】
軸方向への弾発入出力装置を上記のように構成したから、ゼンマイバネは常時は円方向へバネ板の螺旋が拡大する偏平な形状を保持しているが、軸をスラスト方向へ推進させるとバネ板の幅方向へ荷重が掛かって中央部で出っ張る弾性変形となり、弾発力により復帰したときには再び偏平となる。したがって、ゼンマイバネに対して要するスペースは少なくて足りることになる。また、ゼンマイバネが丈夫であるので、それを軸の保持側体とその軸の双方に係止する手段は比較的構造が簡単となり、しかも、反復に耐えるよう安定した取り付け状態が得られる。
【発明の効果】
【０００９】
以上説明したように、この発明によれば、ゼンマイバネの内外両端部を係止するための手段が容易な構造となるので、加工等が簡単となり装置のコスト安に適し、また、強度的に安定した取り付けとなるばかりでなく、バネ板の幅方向に荷重が掛かることで断面係数が大きく応力が掛からない構造であるため、反復に耐える耐久性を具備できる。さらに、弾性変形させるためのスペースが少なくなるので、装置のコンパクト化に適し設計上の制約が少なくなるという優れた効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
次に、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１１】
図１ないし図３は、図７に示す前記した従来例に対応する軸方向への弾発入出力装置Ｐとしてドアの把手等の軸１を進退可能にする形態として実施したもので、壁体３がこの明細書でいう軸１の保持側体となる。そして、壁体３に軸１の軸承筒５が嵌入して一体化され、壁体３と軸１との間にゼンマイバネ７を介在させ（図１）、こうして入力としての軸１の推進によりゼンマイバネ７が中心から張り出す弾性変形が生じ（図２）、それに伴う反発力で軸１が復帰するようになっている。
【００１２】
ゼンマイバネ７は、渦巻き状の外側端に反転掛止部９を、内側端に中心へ屈折する内向掛止部１０がそれぞれ形成されている。そして、壁体３に対しては放射方向に複数配列された止め金２５，２５，２５をビス２７で止めることにより係止される。しかし、内側の止め方についてはさらに簡単であり、軸１に先端部が細くなるように段差１３を設け、段差１３にセンマイバネ７を単に掛け止めてある。
【００１３】
しがたって、この場合反転掛止部９（有すれば汎用性がある）は必ずしも要しないが、ここをワッシャ２０を介してにネジ１１で止めてあればなおさら良い（図３の二点鎖線参照）（請求項４）。
【００１４】
そこで、軸１を先端方向へ推進すると、段差１３でゼンマイバネ７を押し出すことになり、荷重を解くとゼンマイバネ７が段差１３で軸１を押して復帰させる。同じストロークＳを得るにしても、従来との比較では、コイルスプリングとは違って長さが無いので、長さで設計が制約を受けない。例えば軸１の突出寸法を短く取ることができる。また、軸１の先端に図７に示すような頭部３８を設けたり、輪板４０を取り付けたりする複雑な構造を採る必要もなくなる。
【００１５】
ちなみに、従来のように頭部３８を加工により一体に形成するとすれば、ほゞ全体において切削加工を施す必要があり、軸３２にバネ掛止用の専用とも言える加工を必要とする。これに対してこの発明であると、段差１３を設けるとしても先端小径部１５だけの限られた切削加工で足りることになり、加工が容易であり、バネの端を掛ける輪板も必要としない。
【００１６】
図４ないし図６は、一種の噛み合いクラッチにおいて軸１の推進・後退について実施した一形態を示したもので、クラッチの構造については、クラッチ取付け基板２１に対面して駆動軸１（又は被動軸）の保持側体としての壁体３が支持部材２２を介して固定され、基板２１には駆動軸１と同軸に被動軸２（又は駆動軸）が軸承され、駆動軸１の先端に駆動盤２３を、被動軸２には被動盤２４を相互に噛み合い可能に固定されており、この場合も、駆動軸１と壁体３との間にゼンマイバネ７が介在されている。
【００１７】
ゼンマイバネ７には、前記したゼンマイバネ７とほゞ同じ形状のものが使用されているが、壁体３に対する固定については、駆動軸１を中心に放射方向に配列する止め金２５，２５，２５を用い、止め金２５をビス２７で壁体３に止めてある。また、ゼンマイバネ７の中心部は、駆動軸１に設けた段差１３と駆動盤２３との間に挟んであり、そのために段差１３と駆動盤２３とにそれぞれスラストワッシャ２９，２９が当てられている。
【００１８】
図４は、駆動盤２３と被動盤２４とが離れており、動力が遮断されている定常状態を示し、この時、ゼンマイバネ７は壁体３に張りつくよう当接している。しかし、駆動軸１に推力の荷重を掛けると、ゼンマイバネ７に中心部が張り出す撓む弾性変形を伴って被動盤２４に駆動盤２３が噛み合い動力が伝達され、推進荷重を解くと、ゼンマイバネ７の弾発力で駆動盤２３が駆動軸１とともに定常状態の位置に復帰し、動力が遮断される。なお、噛み合いのために、駆動盤２３には突部３０が、被動盤２４にはそれが落ち込む凹孔３１がそれぞれ設けられる。
【００１９】
上記いずれの実施形態においても、ゼンマイバネ７の係止がバネに無理の掛からない簡単な構造であり、また、ゼンマイバネ７の幅方向に荷重を掛けることになるので、断面係数が大きく応力が掛からない構造であり、ゼンマイバネ７の耐久性が確保される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】この発明の一実施形態による軸方向への弾発入出力装置を定常状態で示す断面図である。
【図２】同軸方向への弾発入出力装置を入力状態で示す断面図である。
【図３】同軸方向への弾発入出力装置に使用するゼンマイバネの正面図である。
【図４】他の実施形態を示す軸方向への弾発入出力装置を定常状態で示す断面図である。
【図５】同軸方向への弾発入出力装置を入力状態で示す断面図である。
【図６】同軸方向への弾発入出力装置におけるゼンマイバネの取り付け状態を示す正面図である。
【図７】図１に示す軸方向への弾発入出力装置が対応する従来例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２１】
Ｐ 軸方向への弾発入出力装置
１ 軸
３ 保持側体としての壁体
７ ゼンマイバネ
９ 反転掛止部
１１ ネジ
１３ 段差
２５ 止め金
２７ ビス
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸をスラスト方向へ進退可能に保持し、その保持側体と軸との間にバネを介在させ、スラスト方向への荷重の入力によるバネの弾性変形とその弾発力による出力としての復帰を伴わせることにより軸を進退させる軸方向への弾発入出力装置において、バネが軸の保持側体に当接されるゼンマイバネであって、ゼンマイバネの外側端部を軸の保持側体に、内側端部を軸にそれぞれ係止させたことを特徴とする軸方向への弾発入出力装置。
【請求項２】
軸に先端が小径部となる段差を設け、段差にゼンマイバネの内側端部を掛けて小径部において内側端部の係止がなされていることを特徴とする請求項１記載の軸方向への弾発入出力装置。
【請求項３】
ゼンマイバネの外側端部に放射方向に配列される複数の止め金を当て、止め金を前記保持側体に固定することにより外側端部の係止がなされていることを特徴とする請求項１又は２記載の軸方向への弾発入出力装置。
【請求項４】
ゼンマイバネの外側端に反転掛止部を設け、反転掛止部に通したネジを前記保持側体に螺入して外側端部の係止がなされていることを特徴とする請求項１，２又は３記載の軸方向への弾発入出力装置。
【請求項１】
軸をスラスト方向へ進退可能に保持し、その保持側体と軸との間にバネを介在させ、スラスト方向への荷重の入力によるバネの弾性変形とその弾発力による出力としての復帰を伴わせることにより軸を進退させる軸方向への弾発入出力装置において、バネが軸の保持側体に当接されるゼンマイバネであって、ゼンマイバネの外側端部を軸の保持側体に、内側端部を軸にそれぞれ係止させたことを特徴とする軸方向への弾発入出力装置。
【請求項２】
軸に先端が小径部となる段差を設け、段差にゼンマイバネの内側端部を掛けて小径部において内側端部の係止がなされていることを特徴とする請求項１記載の軸方向への弾発入出力装置。
【請求項３】
ゼンマイバネの外側端部に放射方向に配列される複数の止め金を当て、止め金を前記保持側体に固定することにより外側端部の係止がなされていることを特徴とする請求項１又は２記載の軸方向への弾発入出力装置。
【請求項４】
ゼンマイバネの外側端に反転掛止部を設け、反転掛止部に通したネジを前記保持側体に螺入して外側端部の係止がなされていることを特徴とする請求項１，２又は３記載の軸方向への弾発入出力装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００６−６４０７７（Ｐ２００６−６４０７７Ａ）
【公開日】平成１８年３月９日（２００６．３．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２４７７９５（Ｐ２００４−２４７７９５）
【出願日】平成１６年８月２７日（２００４．８．２７）
【出願人】（３０３０３１１６９）東洋ゼンマイ株式会社 (8)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年３月９日（２００６．３．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年８月２７日（２００４．８．２７）
【出願人】（３０３０３１１６９）東洋ゼンマイ株式会社 (8)
【Ｆターム（参考）】
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