JPH10267062A - コイルスプリングのばね圧調整装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コイルスプリングのばね圧調整装置として、
従来のようなケーシング外への突出長さが変化するスク
リュー軸や特殊なナットを使用せず、簡単な操作で確実
なばね圧調整を行え、構造的に極めて簡素で容易に安価
に組立製作できるものを提供する。 【解決手段】 被押圧体２とコイルスプリング３とを収
容したケーシング１に、周面にコイルスプリング３の螺
旋に対応した螺旋溝６を有する操作軸４が周方向回転自
在且つ軸方向移動不能に取付けられ、一端側３ａを被押
圧体２に押接したコイルスプリング３の捨て巻部のない
他端側３ｂが操作軸４の螺旋溝６に螺合され、コイルス
プリング３の回り止め手段を備え、操作軸４の回転操作
に伴う操作軸４とコイルスプリング３との螺合深さの変
化により、被押圧体２に対するばね圧が強弱変化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば各種の弁
における弁体や弁杆の押圧部、カム従節の押圧部、スプ
リング内蔵シリンダーのピストン押圧部、スプリング押
圧レバー、インクを用いる筆記具やペイント塗布具の容
積可変型液タンクの加圧部等、圧縮状態のコイルスプリ
ングによる弾発力を利用する部位において、該コイルス
プリングのばね圧を調整する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、圧縮状態で用いるコイルスプリン
グのばね圧調整には、一般的に次の二通りの手段が採用
されている。その一つは、図６（Ａ）に示すように、被
押圧体２１とこれに一端側を当接したコイルスプリング
２２とを収容したケーシング２０に、スクリュー軸２３
をコイルスプリング２２と同軸状に螺挿し、このスクリ
ュー軸２３の先端部２２ａをコイルスプリング２２の他
端側に押接させ、該スクリュー軸２３の回転に伴う軸方
向移動によって当該コイルスプリング２２の圧縮度合を
変化させる方法である。また他の一つは、図６（Ｂ）に
示すように、同様に被押圧体２１及びコイルスプリング
２２を収容したケーシング２０に、スクリュー軸２４を
回転自在で且つ軸方向移動不能に保持させ、該スクリュ
ー軸２４に螺合させたナット２５をケーシング２０内面
に設けた軸方向の溝２０ａ等のリニアガイドとの凹凸係
合によって回転不能且つ軸方向移動可能とし、このナッ
ト２５をコイルスプリング２２の他端に押接させ、スク
リュー軸２４の回転に伴うナット２５の軸方向移動によ
って当該コイルスプリング２２の圧縮度合を変化させる
方法である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
図６（Ａ）の手段では、ばね圧調整に伴ってスクリュー
軸２３のケーシング２０外への突出長さが変化するた
め、コイルスプリング２２の適用製品の種類や組み付け
部位の構造によっては、該突出長さの変化を許容するス
ペースを確保することが困難であったり、スクリュー軸
２３の突出部分によって製品使用時の操作性が悪化した
り、該突出部分により外観的に商品価値が低下する等の
問題があった。一方、後者の図６（Ｂ）の手段では、ナ
ット２５を使用することから、前者よりも部材点数が増
える上、ナット２５自体も特殊な形態で高価であるため
に部材コストが高く付くと共に、コイルスプリング２２
の組み付け部位の構造によっては組立製作に手間がかか
るという問題があった。

【０００４】この発明は、上述の事情に鑑みて、コイル
スプリングのばね圧調整装置として、全く新規な機構の
採用により、従来のようなケーシング外への突出長さが
変化するスクリュー軸や特殊なナットを使用せず、簡単
な操作で確実なばね圧調整を行うことを可能にし、しか
も構造的に極めて簡素で容易に且つ安価に組立製作でき
るものを提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の請求項１に係るコイルスプリングのばね
圧調整装置は、被押圧体とこれを押圧するコイルスプリ
ングとを収容したケーシングに、周面に該コイルスプリ
ングの螺旋に対応した螺旋溝を有する操作軸が周方向回
転自在且つ軸方向移動不能に取付けられ、一端側を前記
被押圧体に押接したコイルスプリングの捨て巻部のない
他端側が該操作軸の螺旋溝に螺合されると共に、該コイ
ルスプリングの回り止め手段を備え、前記操作軸の回転
操作に伴う当該操作軸とコイルスプリングとの螺合深さ
の変化により、前記被押圧体に対するばね圧が強弱変化
するように構成されている。

【０００６】この場合、使用するコイルスプリングは、
少なくとも片側の端部が捨て巻部、つまり端部の数周回
分の巻線が密に接して巻回されて伸縮動作に関与しない
部分、を有しない形態であり、この捨て巻部のない端部
側から操作軸の螺旋溝に螺合すると共に、反対側の端部
が被押圧体に押接し、且つ回り止め手段により自身の回
転を生じない状態にあるから、操作軸の回転操作により
当該操作軸との螺合深さが変化する。そして、被押圧体
に対する押接力（ばね圧）は該被押圧体との当接位置か
ら操作軸の先端位置までの間に存在するコイルスプリン
グの螺旋密度（圧縮度合）によって定まる。

【０００７】従って、操作軸の回転方向が上記螺合深さ
を浅くする方向であれば、コイルスプリングは該操作軸
の回転量に対応した巻線周回分（例えば３回転では３周
回分）が当該操作軸の先端から押し出され、それだけ上
記の螺旋密度が高まるため、ばね圧が増大することにな
る。逆に上記回転方向が螺合深さを浅くする方向であれ
ば、コイルスプリングは操作軸の回転量に対応した巻線
周回分が当該操作軸に巻き込まれ、それだけ上記の螺旋
密度が粗になってばね圧は低下することになる。なお、
コイルスプリングの被押圧体に押接する端部側は捨て巻
部を有していてもよい。

【０００８】請求項２の発明では、上記請求項１のコイ
ルスプリングのばね圧調整装置において、コイルスプリ
ングの回り止め手段が、該コイルスプリングの一端側と
前記被押圧体との相対回転不能な係合によるものとして
いる。この回り止め手段は、被押圧体が回転性を有しな
い場合に有効であり、被押圧体にコイルスプリングの一
端側を係合させるだけでよいから、構成的には最も簡素
である。

【０００９】請求項３の発明では、上記請求項１のコイ
ルスプリングのばね圧調整装置において、コイルスプリ
ングの回り止め手段が、該コイルスプリングを取り囲む
ケーシング周壁に形成された軸方向に沿うリニアガイド
溝に、半径方向外側へ折曲された当該コイルスプリング
の線端を嵌入してなる構成としている。この場合、リニ
アガイド溝に嵌入させるコイルスプリングの線端は当該
コイルスプリングの両端のどちら側に設定してもよく、
該線端がリニアガイド溝の範囲で軸方向に変位可能であ
るため、ばね圧調整に伴うコイルスプリングの軸方向移
動、ならびに被押圧体の軸方向変位に支障を生じず、ま
た被押圧体の回転性の有無に関係なく確実な回り止めを
行える。

【００１０】請求項４の発明では、上記請求項１〜３の
いずれかのコイルスプリングのばね圧調整装置におい
て、操作軸が、周面に螺旋溝を有する軸部とケーシング
外に配置した捻回用頭部とを有してなる構成を採用して
いる。従って、ばね圧調整に際して、捻回用頭部を指で
摘んで操作軸を容易に回転させることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、この発明に係るコイルスプ
リングのばね圧調整装置の実施例について、図面を参照
して具体的に説明する。

【００１２】図１及び図２に示す第一実施例のばね圧調
整装置においては、円筒状をなすケーシング１の内部
に、被押圧体２と、これを押圧するコイルスプリング３
とが収容されると共に、該ケーシング１の開口端部１ａ
より操作軸４が嵌入されている。そして、コイルスプリ
ング３は、一端側３ａに捨て巻部を有するが、他端側３
ｂはスプリング螺旋がそのまま途切れた形になってい
る。

【００１３】被押圧体２は、詳細な図示を省略している
が、弁杆、カム従節、容積可変型液タンク等を構成する
ものであり、その作動に際して軸方向変位するが、周方
向には回転不能な状態でケーシング１に保持されてい
る。この被押圧体２の端部には本体部２ｂと同心で径小
の丸軸状をなすばね受け部２ｂが突設され、該ばね受け
部２ｂの基部に径方向の係止孔５ａを有している。

【００１４】操作軸４は、ケーシング１内に配置して外
周面にコイルスプリング２の自然状態における螺旋に対
応したピッチの螺旋溝６を有するスクリュー軸部４ａ
と、ケーシング１外に配置して外周面に軸方向の多数の
凸条７…を有する捻回用頭部４ｂと、中間の保持軸部４
ｃとから構成されており、保持軸部４ｃの外側フランジ
部４１がケーシング１の開口縁部に係合すると共に、該
保持軸部４ｃの内側フランジ部４２がケーシング１の内
周に設けた環状凸部１１に係合することにより、該ケー
シング１に回転自在且つ軸方向移動不能に保持されてい
る。

【００１５】コイルスプリング３は、捨て巻部を有する
一端側３ａが被押圧体２のばね受け部２ｂに外嵌されて
該被押圧体２に押接すると共に、該一端側３ａの半径方
向内側へ折曲した線端３１をばね受け部２ｂの係止孔５
ａに挿嵌して回り止めされ、また捨て巻部のない他端側
３ｂが操作軸４のスクリュー軸部４ａの螺旋溝６に螺合
している。

【００１６】上記構成においては、操作軸４の捻回用頭
部４ｂを指で摘んで回すと、コイルスプリング３は回り
止めされているため、螺旋誘導によりスクリュー軸部４
ａに対する該コイルスプリング３の螺合深さが変化す
る。そして、被押圧体２へのコイルスプリング３の押接
力（ばね圧）は、該被押圧体２との当接位置からスクリ
ュー軸部４ａの先端位置までの間に存在するスプリング
螺旋の密度つまり圧縮度合によって定まるから、操作軸
４を回転操作するだけで簡単に且つ無段階に強弱調整で
きる。

【００１７】例えば、図１（Ａ）の状態から操作軸４を
図示矢印ａのように回転させれば、スクリュー軸部４ａ
に螺合しているコイルスプリング３は該操作軸４の回転
量に対応した巻線周回分（例えば３回転では３周回分）
だけ当該スクリュー軸部４ａの先端から押し出され、図
１（Ｂ）のように上記の螺旋密度が高まり、それだけ被
押圧体２に対する押接力が増大する。一方、例えば図１
（Ｂ）の状態から上記とは逆方向に操作軸４を回転させ
れば、その回転量に対応した巻線周回分だけコイルスプ
リング３が当該スクリュー軸部４ａに巻き込まれ、上記
の螺旋密度が低くなって被押圧体２に対する押接力は低
下する。

【００１８】なお、コイルスプリング３の回り止め手段
としては、上記第一実施例のような係止孔５ａと線端３
１との係合に限らず、様々な構成を採用できる。例え
ば、被押圧体２が第一実施例同様に回転性のないもので
あるとき、そのばね受け部２ｂを図３（Ａ）に示す第二
実施例の如き断面切欠円形状や同図（Ｂ）に示す第三実
施例の如き角形等の非円形断面とし、コイルスプリング
３の一端側３ａを該非円形断面に適合する形状として該
ばね受け部２ｂに嵌装してもよい。また図４に示す第四
実施例のように、被押圧体２の本体部２ａとばね受け部
２ｂとの間の環状段部２ｃに軸方向の係止孔５ｂを設
け、この係止孔５ｂにコイルスプリング３の軸方向へ曲
げた線端３２を挿嵌して回り止めすることもできる。

【００１９】更に、コイルスプリング３の回り止めをケ
ーシング１側で行うこともできる。例えば、図５に示す
第五実施例では、操作軸４のスクリュー軸部４ａを取り
囲むケーシング１の内周面に設けた軸方向に沿うリニア
ガイド溝８に、コイルスプリング３の半径方向外側へ折
曲された線端３３が嵌入しており、操作軸４を回転させ
た際、コイルスプリング３は回転することなく該線端３
３のリニアガイド溝８内での移動を伴ってスクリュー軸
部４ａに対する螺合深さを変化させる。この場合、コイ
ルスプリング３は被押圧体（図示省略）に対して非係合
状態で押接するだけでよいから、被押圧体が周方向回転
可能なものであっても差し支えない。

【００２０】なお、上記第五実施例ではケーシング１の
リニアガイド溝８をスクリュー軸部４ａと対向する位置
に設けているが、同様の回り止めの目的で、リニアガイ
ド溝を被押圧体と対向する位置に設け、このリニアガイ
ド溝にコイルスプリングの被押圧体側の線端を嵌入させ
る構成も採用可能である。また、これらのリニアガイド
溝はケーシング１の内外を連通するスリット状に形成し
てもよい。

【００２１】上記実施例ではコイルスプリング３として
被押圧体２に押接する一端側に捨て巻き部を有するもの
を例示したが、この発明では両端側が共に捨て巻き部の
ない形態のコイルスプリングも使用可能である。また操
作軸４は、実施例のような捻回用頭部４ｂを有するもの
に限らず、ギヤ等を介して間接的に回転させる構成でも
よく、特に大型の機器等では回転操作を可逆転モーター
等にて自動化することもできる。その他、この発明で
は、ケーシング１の形状、被押圧体２の種類と形状、操
作軸４におけるスクリュー軸部４ａの長さ、螺旋溝６の
ピッチ及び深さ、操作軸４をケーシング１に回転のみ自
在に保持させるための構造等、細部構成については実施
例以外に種々設計変更可能である。

【００２２】この発明のばね圧調整装置は、例えば、開
閉弁，逆止弁，安全弁等の各種の弁における弁体や弁杆
のコイルスプリングによる押圧部、カム従節のコイルス
プリングによる押圧部、スプリング内蔵シリンダーのピ
ストン押圧部、コイルスプリングにて一方向へ弾圧付勢
される各種のレバー、インクを用いる筆記具やペイント
塗布具に内蔵される容積可変型液タンクのコイルスプリ
ングによる加圧部等、圧縮状態のコイルスプリングによ
る弾発力を利用する様々な部位に適用可能である。

【００２３】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、コイルスプリ
ングのばね圧調整装置として、従来のようなケーシング
外への突出長さが変化するスクリュー軸や特殊なナット
を使用せず、簡単な操作で確実なばね圧調整を行うこと
ができ、しかも構造的に極めて簡素で容易に且つ安価に
組立製作できるものが提供される。

【００２４】請求項２の発明によれば、上記のコイルス
プリングのばね圧調整装置において、特にコイルスプリ
ングを押接する被押圧体が回転性を有しないものである
場合に、ばね圧調整のために必要となる該コイルスプリ
ングの回り止めを極めて簡素な構成によって行えるとい
う利点がある。

【００２５】請求項３の発明によれば、上記のコイルス
プリングのばね圧調整装置において、コイルスプリング
を押接する被押圧体の回転性の有無に関係なく、該コイ
ルスプリングの確実な回り止めを行えるという利点があ
る。

【００２６】請求項４の発明によれば、上記のコイルス
プリングのばね圧調整装置において、操作軸を指で捻回
するだけの極めて簡単な操作によって確実なばね圧調整
を行えるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明に係るコイルスプリングのばね圧調
整装置の第一実施例を示すものであって、（Ａ）はばね
圧を弱く設定した状態の断面側面図、（Ｂ）はばね圧を
強く設定した状態の断面側面図。

【図２】 図１のII−II線における断面矢視図。

【図３】 同ばね圧調整装置の他の実施例におけるコイ
ルスプリングの回り止め手段を示すものであって、
（Ａ）は第二実施例の要部の断面正面図、（Ｂ）は第三
実施例の要部の断面正面図。

【図４】 同ばね圧調整装置の第四実施例におけるコイ
ルスプリングの回り止め手段を示す要部の断面側面図。

【図５】 同ばね圧調整装置の第五実施例におけるコイ
ルスプリングの回り止め手段を示す要部の断面側面図。

【図６】 従来におけるコイルスプリングのばね圧調整
手段を示すものであって、（Ａ）はスクリュー軸の軸方
向移動による従来例の要部の断面側面図、（Ｂ）はスク
リュー軸とナットを利用した従来例の要部の断面側面
図。

【符号の説明】

１ ケーシング ２ 被押圧体 ２ａ ばね受け部 ３ コイルスプリング ３ａ 一端側 ３ｂ 他端側 ３１〜３３ 線端 ４ 操作軸 ４ａ スクリュー軸部 ４ｂ 捻回用頭部 ５ａ，５ｂ 係止孔 ６ 螺旋溝 ８ リニアガイド溝

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被押圧体とこれを押圧するコイルスプリ
   ングとを収容したケーシングに、周面に該コイルスプリ
   ングの螺旋に対応した螺旋溝を有する操作軸が周方向回
   転自在且つ軸方向移動不能に取付けられ、一端側を前記
   被押圧体に押接したコイルスプリングの捨て巻部のない
   他端側が該操作軸の螺旋溝に螺合されると共に、該コイ
   ルスプリングの回り止め手段を備え、前記操作軸の回転
   操作に伴う当該操作軸とコイルスプリングとの螺合深さ
   の変化により、前記被押圧体に対するばね圧が強弱変化
   するように構成されてなるコイルスプリングのばね圧調
   整装置。
2. 【請求項２】 コイルスプリングの回り止め手段が、該
   コイルスプリングの一端側と前記被押圧体との相対回転
   不能な係合による請求項１記載のコイルスプリングのば
   ね圧調整装置。
3. 【請求項３】 コイルスプリングの回り止め手段が、該
   コイルスプリングを取り囲むケーシング周壁に形成され
   た軸方向に沿うリニアガイド溝に、半径方向外側へ折曲
   された当該コイルスプリングの線端を嵌入してなる請求
   項１記載のコイルスプリングのばね圧調整装置。
4. 【請求項４】 操作軸が、周面に螺旋溝を有する軸部と
   ケーシング外に配置した捻回用頭部とを有してなる請求
   項１〜３のいずれかに記載のコイルスプリングのばね圧
   調整装置。