专利名称：连续内外逆向式锥型弹簧的制作方法
技术领域：
本实用新型系有关弹簧，详而言之乃是指一种连续内外逆向式锥型弹簧。
尽人皆知，弹簧的用途甚广，几乎为一般机械所不可缺少的元件。当其受外力作用时，即产生弹性变形，因而存储了应变能量并随机释出。弹簧材质的种类甚多，可分为线弹簧(wiresprings)、板弹簧(flat springs)以及特殊弹簧等，而在线弹簧造形方面又可分为压缩直筒弹簧、拉力直筒弹簧、扭力螺旋弹簧、锥形弹簧等种类，依其应用场合的不同而可选择适当的弹簧体。
在直向式弹力往复运用的场合下，且在有限的最大运动冲程空间L中，线弹簧类别上大都采用直筒弹簧(如
图1所示)或锥形弹簧(如图2所示)。而在操作时假设其最大应力不超过弹性限界的状况下，直筒弹簧的缺点系于频繁的往复操作时会有压缩接触卡合现象，亦即会造成弹簧体的两相隔线圈卡合，使得操控性不佳。再者当压缩一定长度L1至形成整体长度成密集堆积长度L2时，则弹簧体无法再行压缩，使得弹力大小的应用受限于密集堆积长度L2，同时整个压缩空间小。就锥形弹簧而言，虽然由于其下端为大线圈圆径并向上成锥形状绕卷而形成上端的小线圈圆径，因此在频繁往复操作下，大小线圈间在压合期间不会有压缩卡合现象，同时具有较大的压缩空间，然而在压合过程中，由于该锥形弹簧在整个压合过程中，其弹簧常数并非常值而为一变数，亦即该锥形弹簧在初始压合期间，系由大径线圈处的线径依序产生变形，此时弹性系数较小，经过初始压合期后，中端的线圈及上端的小径线圈产生变形，因此会有较大的弹性系数；换言之，该弹性回释力与压缩变形量并非成线性比率(non-linear proportion)上升，因此操控的柔顺性不佳。
有鉴于上述的缺失，本实用新型的主要目的乃在于提供一种逆向式锥型弹簧，其操作柔顺且具有更佳的弹性回释力。
本实用新型的又一目的乃在于提供一种连续内外逆向式锥型弹簧，其压缩时不会产生两相隔线圈相互卡合的现象，同时在有限压缩空间具有更多的均匀弹性回释力运用。
根据上述目的，本实用新型提供了一种连续内外逆向式锥型弹簧，系以单一线径绕卷而成，其起端面由下往上以螺旋状攀升，其攀升的外廓以一预定角锥度渐缩形成一锥体，且往上攀升至一预定水平端面后，再逆向由上往下以螺旋状攀降，其攀降的外廓以一预定角锥度渐缩形成一倒锥体，且往下攀降至一预定水平端面形成一末端面。
下面兹列举实施例并配合附图对于本实用新型的目的、特征及功效作更进一步的详细说明，其中
图1系习用直筒弹簧操作动作的简单示意图。
图2系习用锥形弹簧操作动作的简单示意图。
图3系本实用新型一较佳实施例连续内外逆向式锥型弹簧外观立体图。
图4系图3的操作动作的简单示意图。
图5系图3的顶视图。
图6系本实用新型另一较佳实施例的剖视图。
图7系本实用新型又一较佳实施例的剖视图。
图8系本实用新型再一较佳实施例的剖视图。
图9系本实用新型更一较佳实施例的剖视图。
首先请参阅图3至图5所示，本实用新型逆向式锥型弹簧系以单一线径10卷绕而成，该线径可为琴钢线、不锈钢线或其他材质所制，其起端面11系加工形成一第一水平端面111，其由下往上以螺旋状攀升，其攀升的外廓以一预定角锥度(α1)渐缩形成一锥体12，且往上攀升至一预定高度的水平端面13后，再逆向由上往下以螺旋状攀降，其攀降的外廓以一预定角锥度(α2)渐缩形成一倒锥体14，且往下攀降至一末端面15而加工形成一第二水平端面151，且该第二水平端面151与该第一水平端面111约略成等高状态；另使得该整个弹簧体的内外锥的起端面与末端面分布于同一端上。
再对本实用新型的操作动作说明如下在旋以外力压合过程中，由于该锥体12的大径线卷处与该倒锥体14的小径线圈处在同一端，且该正锥体12的小径线圈与该倒锥体14的大径线圈处在另一端，因为该锥体12及该倒锥体14的倒置排列方式，使得整个压合过程中，该外力负荷量与压缩变形量以较均匀的方式呈变化，造成整个压合过程较为柔顺。当然，其最大的负荷量为W，如下所示(若线径为圆径者)w=πd3τ16γ1+πd3τ16γ2]]>其中W为最大负荷量d为线径τ为最大剪断应力
r1为正锥体12的大径线圈半径r2为倒锥体14的大径线圈半径r3为倒锥体14的小径线圈半径因此比较习用单一的相同最大径锥形弹簧而言，有更佳的弹性力；另外在假设其操作时，其最大应力不超过线径10材料本身的弹性限界下，本实用新型连续内外逆向式锥型弹簧同时具有最大的压缩空间，甚至可使各线圈压缩形成等一水平面而不交叠者，如图5所示。换言之，其结构体在一特定的高度空间限制下，可提供较佳的弹性。
当然，本实用新型连续内外逆向式锥型弹簧为了使整个弹簧体在施力压合过程中，因有更柔顺的效果或因特殊的目的而在使用前有预力的产生，在设计上，可使该倒锥体14的第二水平端面151系高突或低凹于该锥体12的第一水平端面111，如图6和图7所示。此外为了使内外锥应变形量达到特定的效果，亦可使该锥体12与该倒锥体14有不同的自由长度，以得到最佳化(Optimum)的效果设计。
必需再加以说明的是，本实用新型连续内外逆向式锥型弹簧，亦可依线圈的最大外径及所需弹力的需求及设计，而将该倒锥体14末端面15再逆向向上螺旋攀起，以形成循环逆向式的锥体排列，其中如图8所示为形成三个内外锥体，其整个弹簧体的起端面与末端面分布于两端上；此外本实用新型连续内外逆向式锥型弹簧的线径亦可为方形、椭圆形等；又本实用新型连续内外逆向式锥型弹簧亦可以单一板条卷绕成型，如图9所示。
依此，本实用新型的优点在于(1)本实用新型系在有限的最大运动冲程空间中，提供一较大的弹性，且压缩过程中，不致产生线圈相互卡合。
(2)本实用新型系利用内外锥体的倒置排列、内外锥体的各别圈数及圈距控制及内外锥体的自由长度(Natural Length)及不同组合，来提供一较均匀的弹力，达到最佳化设计，(3)本实用新型系利用内外锥体的自由长度的不同，而可灵活运用预力(Pre-load)的生成者。
(4)本实用新型在装配上可视需要采用于双数内外锥的同一端收尾处(即起端面与末端面于同一端)；或采用单数锥的对应端的收尾处(即起端面与末端面于相对端者)。
综上所述，本实用新型连续内外逆向式锥型弹簧确具有进步效果，且经实际样品证实，确能达成技术上的预期效果，再经查相关资料及文献并未发现有雷同者。
权利要求1.一种锥型弹簧，其特征在于为连续内外逆向式锥形弹簧，是以单一线径或板条绕卷而成，其起端面由下往上以螺旋状攀升，其攀升的外廓以一预定角锥度渐缩形成一正锥体，且往上攀升至一预定水平端面后，再逆向由上往下以螺旋状攀降，其攀降的外廓以一预定角锥度渐缩形成一倒锥体，且往下攀降至一预定水平端面形成一末端面。
2.根据权利要求1所述的锥型弹簧，其特征在于该倒锥体的末端面与该锥体的起端面约略成等高状态。
3.根据权利要求1所述的锥型弹簧，其特征在于该倒锥体的末端面系高突于该锥体的起端面。
4.根据权利要求1所述的锥型弹簧，其特征在于该倒锥体的末端面系低凹于该锥体的起端面。
5.根据权利要求1所述的锥型弹簧，其特征在于该倒锥体末端面可再逆向向上螺旋攀起，以形成循环逆向式的锥体排列。
专利摘要本实用新型有关于弹簧，详言之是指一种连续内外逆向式锥型弹簧，其以单一线径或板条绕卷而成，其起端面由下往上以螺旋状攀升，其攀升的外廓以一预定角锥度渐缩形成一锥体，且往上攀升至一预定水平端面后，再逆向由上往下以螺旋状攀降，其攀降的外廓以一预定角锥度渐缩形成一倒锥体且往下攀降至一预定水平端面形成一末端面。
文档编号F16F1/08GK2247740SQ96209580
公开日1997年2月19日 申请日期1996年5月30日 优先权日1996年5月30日
发明者谢钦聪 申请人:佑鑫实业股份有限公司