(57)【要約】【課題】双アーチ形飛び移り座屈板バネ装置を諸機械に適合し易いよう、構造を一層多様化させる。実施例として板バネ式マグネットキャッチを示し、スプリングハンマーへの利用構想も示す。【解決手段】板バネの中央に座体を備えて主体部を二つに分け、両端部は巻足台状にして軸受部とし、主体部に圧縮力を加えてアーチ状とすることにより、表裏両方向への飛び移り座屈を生起できるようにして成るアーチ形板バネを形成する。座体にはその移動を板バネの直角方向に制限するガイド手段を固定し、板バネ支持体と軸受部とに支持軸を挿通し連結して、板バネを揺動自在に両端支持し、板バネ又は板バネ支持体の何れかの個所に幅方向中心線に対して対称にクッション手段を備える選択も設けた。更に、表裏の変形の非対称化や、複数の板バネを組合せて多段化する形態及び補助板バネを利用する選択も設け、本装置を多様化した。【選択図】図３
2020200750.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
略細長形の板バネに於いて、
前記板バネの中央部分に一定寸法の座体を固定し、前記板バネの端部に、該端部を延長して支持軸を巻き込む形状とした一対の軸受部を備え、該軸受部と前記座体との間の部位たる一対の板バネ主体部に、長手方向に圧縮力を加えてアーチ状とすることにより、
表裏両方向への飛び移り座屈を生起できるようにして成るアーチ形板バネを形成し、
前記座体の移動を前記板バネの直角方向に制限するガイド手段を備え、
板バネ支持体と前記軸受部とに前記支持軸を挿通し連結して、前記板バネを揺動自在に両端支持し、
表裏何れの方向へも前記座体への一定以上の負荷により、前記両板バネ主体部に略同時に同方向の飛移り座屈を生起させ得る、双アーチ形飛移り座屈板バネ装置。
【請求項２】
請求項１に記載の双アーチ形飛び移り座屈板バネ装置であって、
上記板バネ又は板バネ支持体の何れかの個所に、幅方向中心線に対して対称にクッション手段を備えた、双アーチ形飛移り座屈板バネ装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の双アーチ形飛び移り座屈板バネ装置であって、
上記両支持軸を結ぶ中心線に対する上記板バネの表裏への変形形状を、非対称とする手段を２つ以上備えた、
又は、上記板バネが、表裏何れかの側への反転後静止せず、前記座体への除荷後元に復帰するようにした、
双アーチ形飛移り座屈板バネ装置。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の双アーチ形飛び移り座屈板バネ装置であって、
上記板バネの上記軸受部の内側にその断面を谷状に屈曲したクッション手段を備え、
上記板バネの裏側に、裏側へ略アーチ状で中央部を固定した補助板バネを設け、
該補助板バネの両端近傍には、上記クッション手段の谷部が上記支持軸周りに揺動するに伴い、該谷部に前記補助板バネの面圧下で滑動させることにより、板バネの変形を適度に制動しつつ補助する山形部を設けたことを特徴とする、双アーチ形飛び移り座屈板バネ装置。
【請求項５】
請求項１乃至４に記載の双アーチ形飛び移り座屈板バネ装置であって、
上記板バネの中から組合せて複数並列させ、
上記各板バネに夫々独立した滑走体と上記板バネ支持体を設けて、最前列の上記座体に前記滑走体を固定し、上記板バネ支持体の後端に隣接する上記座体を夫々固定し、かつ、全ての上記板バネ支持体が順次嵌合しつつ往復動自在として上記ガイド手段ともなし、
又は、ガイドを備えた１つの上記板バネ支持体で全ての上記板バネを夫々支持し、１つの前記滑走体に全ての上記座体を夫々固定し、前記ガイドと前記滑走体とにより上記ガイド手段を構成することにより、
複数の上記板バネに、連動して飛び移り座屈を生起させ得る、双アーチ形飛び移り座屈板バネ装置。
【請求項６】
請求項１乃至３及び５の何れかに記載の双アーチ形飛び移り座屈板バネ装置であって、
上記板バネ主体部の長手方向最大圧縮力を一定範囲で変更できるよう、上記両支持軸の間隔を調整自在とする手段を備えた、双アーチ形飛び移り座屈板バネ装置。
【請求項７】
戸開閉装置に於いて、戸を戸口枠体の側壁、又は戸当りに対して直角に移動させる機構を上記ガイド手段とする、請求項１乃至５の何れかに記載の双アーチ形飛移り座屈板バネ装置を、戸又は戸口枠体の一方に固定し、それと対向して他の一方に磁石を配設し、
上記板バネ中央部、又は上記座体に磁着受部を固定し、該磁着受部を固定した身箱状の内ケースを設け、該内ケースが表側面に開口部を有する箱状、又は身箱状の上記板バネ支持体内に入出するか、
又は、前記磁石は磁石ケースにより一定の高さを有し、該磁石ケースが表側面に開口部を有する箱状、又は身箱状の上記板バネ支持体内に入出できるようにし、
上記磁石の吸着力を、上記板バネの飛移り座屈を生起させる力以上とすることにより、
前記戸を開閉の都度、上記板バネに表裏両方向への飛移り座屈を順次生起させることを特徴とする、板バネ式マグネットキャッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、双アーチ形飛移り座屈板バネ装置と、それを利用した板バネ式マグネットキャッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
バネ材のスナップスルー現象（以下、「飛移り座屈」と記す）を応用した装置として、最近、片持ち式で板バネを支持する形式の「板バネ式マグネットキャッチ」（特許文献２）が発明され、続いて両端支持形式の「双アーチ形飛び移り座屈板バネ装置とそれを応用したマグネットキャッチ」（特許文献１）が発明された。
【０００３】
図１１は、双アーチ形飛び移り座屈板バネ装置に於ける、クッション手段の位置による分類を説明するための、概念図である。図１１（Ａ）は従来衆知の基本的な例として、クッション手段を備えない１枚の細長形板バネを、揺動自在（Ｘ）にその上下両端部を表裏対称の固定した蝶番で支持し、板バネの長手（Ｙ）方向に一定の圧縮力を加えて表側へのアーチを形成させた場面を側面図の実線で示している。この板バネ中央部を一定以上の外力ｆで裏側へ押すと、長手方向に更に圧縮されて飛び移り座屈を生起し、強い瞬発力を伴って想像線で示す裏側へのアーチ形状となり、静止する。裏側から表側へはこれと逆の操作を行うことで、元の表側アーチ形状に戻る。
ところがこの操作中、何らかの要因があると、半分だけ反転して想像線で示すようなＳ字状となるなど不安定な変形が生ずることが、理論的にも衆知されている。それでも途中経路に拘わらず、常に元の形状と少なくとも平行を保った反転形状になって静止するなら、それなりに利用法も考えられるが、そうならない場合が往々にして経験される。
【０００４】
また、上記のように、板バネには長手方向に初めから圧縮力が加えられているところへ、更に板バネ長さより狭い軸間隔を通過させるため、板バネが両端の支持軸心を結ぶ中心線（以下、「側面中心線」と記す）を通過する時点で圧縮力が最大となり、大きな応力が板バネに発生するから、このような操作を繰り返すと、板バネ又はその周辺の構成部材の何れかの個所で疲労破壊が生じ易いという留意点がある。
【０００５】
文献１及び２の発明は、上記した飛び移り座屈の留意点に適切な策を講じつつ、マグネットキャッチ等に飛び移り座屈の特徴を活かした新規の構造を提案したものである。
マグネットキャッチは屋内器具であるから静粛性とソフト感が要求される。図１１（Ｃ）は板バネの中央部に座体を固定して板バネ主体部を２つに分断した上、両端部近傍にクッション手段とその内側に揺動自在とする機能を備えさせた装置を示した概念図であるが、圧縮応力に対応した変形の一部をクッション手段で担うため、図１１（Ａ）に示した構造の場合より板バネの最大応力を緩和すると共に、飛び移り座屈に伴う瞬発力も縮小し、比較的穏やかな反転を得ることができる。
文献１の明細書と図面で示された実施例は、クッション手段に裏板バネを用いる手法を含め、全て（Ｃ）形式に属するものである。この発明により、上記した従来の問題点を、上記クッション手段に加え、板バネ中央部に座体を固定してそれに直角ガイドを備えさせるなどして、改善した。
尚、図１１は概念図であって、細部の構造により、表裏反転形状が非対称となる場合がある。（Ｂ）、（Ｄ）及び（Ｅ）形式については、後述する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第６２７９７９０号公報
【特許文献２】特許第５６９０００７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のように、特に文献１の発明は、広範囲の機械装置内に実用化されるよう提案されたものであるが、未だにその普及を見ていない。その理由の一つは、該発明は基本的な技術内容に留まっていてその利用法の理解が得られていないためであり、従って、発明内容をより多様化して、具体的利用法を示す必要があると思われる。
そこで、本発明が解決しようとする課題の第一は、文献１の発明の原理を一部活かしつつも、諸機械に適合し易いよう双アーチ形飛び移り座屈板バネ装置の構造を一層多様化させ、具体例を示して多くの機械装置に対して利用し易くすることである。そのため、実施例としてマグネットキャッチを示すほか、スプリングハンマーへの利用構想を示す。
【０００８】
従来の戸開閉用マグネットキャッチでは、戸開時に磁石から離脱するために一気に力が必要となる致命的な弱点があるため、その利用は殆ど軽い開き戸の分野に留まっている。本発明の課題の第二は、本発明の双アーチ形飛び移り座屈板バネ装置を利用した簡易な一応用例として、マグネットキャッチに適用する場合の具体的手法を示し、文献１の発明より一層ソフトな感触で確実に戸閉する装置を、安価に、かつ、手軽に装着できるようなものとして、提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の発明は、
略細長形の板バネに於いて、
前記板バネの中央部分に一定寸法の座体を固定し、前記板バネの端部に、該端部を延長して支持軸を巻き込む形状とした一対の軸受部を備え、該軸受部と前記座体との間の部位たる一対の板バネ主体部に、長手方向に圧縮力を加えてアーチ状とすることにより、
表裏両方向への飛び移り座屈を生起できるようにして成るアーチ形板バネを形成し、
前記座体の移動を前記板バネの直角方向に制限するガイド手段を備え、
板バネ支持体と前記軸受部とに前記支持軸を挿通し連結して、前記板バネを揺動自在に両端支持し、
表裏何れの方向へも前記座体への一定以上の負荷により、前記両板バネ主体部に略同時に同方向の飛移り座屈を生起させ得る、双アーチ形飛移り座屈板バネ装置、である。
【００１０】
即ち、請求項１に記載の発明は、クッション手段を備えることを要件にしていないから、図１１（Ｂ）の形式を想起させつつも、（Ｃ）乃至（Ｅ）の形式を除外していない。しかし、上記板バネの端部形状とそれを上記板バネ支持体で支持する構造等に独自の特徴があって表裏反転形状が非対称であり、座体を必ずしも剛体としないので、文献１の発明とは共に（Ｃ）形式の範疇に属する部分があっても、異なるものである。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、
請求項１に記載の双アーチ形飛び移り座屈板バネ装置であって、
上記板バネ又は板バネ支持体の何れかの個所に、幅方向中心線に対して対称にクッション手段を備えた、双アーチ形飛移り座屈板バネ装置、である。
【００１２】
即ち、請求項２に記載の発明は、上記クッション手段を備えることを要件とし、上記クッション手段の位置が上記軸受部の外側の場合は図１１（Ｃ）、内側の場合は（Ｄ）、上記板バネ中央部に隣接する場合は（Ｅ）の形式の範疇に夫々属する。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、
請求項１又は２に記載の双アーチ形飛び移り座屈板バネ装置であって、
上記両支持軸を結ぶ中心線に対する上記板バネの表裏への変形形状を、非対称とする手段を２つ以上備えた、
又は、上記板バネが、表裏何れかの側への反転後静止せず、前記座体への除荷後元に復帰するようにした、双アーチ形飛移り座屈板バネ装置、である。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、
請求項２又は３に記載の双アーチ形飛び移り座屈板バネ装置であって、
上記板バネの上記軸受部の内側にその断面を谷状に屈曲したクッション手段を備え、
上記板バネの裏側に、裏側へ略アーチ状で中央部を固定した補助板バネを設け、
該補助板バネの両端近傍には、上記クッション手段の谷部が上記支持軸周りに揺動するに伴い、該谷部に前記補助板バネの面圧下で滑動させることにより、板バネの変形を適度に制動しつつ補助する山形部を設けたことを特徴とする、双アーチ形飛び移り座屈板バネ装置、である。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、
請求項１乃至４に記載の双アーチ形飛び移り座屈板バネ装置であって、
上記板バネの中から組合せて複数並列させ、
上記各板バネに夫々独立した滑走体と上記板バネ支持体を設けて、最前列の上記座体に前記滑走体を固定し、上記板バネ支持体の後端に隣接する上記座体を夫々固定し、かつ、全ての上記板バネ支持体が順次嵌合しつつ往復動自在として上記ガイド手段ともなし、
又は、ガイドを備えた１つの上記板バネ支持体で全ての上記板バネを夫々支持し、１つの前記滑走体に全ての上記座体を夫々固定し、前記ガイドと前記滑走体とにより上記ガイド手段を構成することにより、
複数の上記板バネに、連動して飛び移り座屈を生起させ得る、双アーチ形飛び移り座屈板バネ装置、である。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、
請求項１乃至３及び５の何れかに記載の双アーチ形飛び移り座屈板バネ装置であって、
上記板バネ主体部の長手方向最大圧縮力を一定範囲で変更できるよう、上記両支持軸の間隔を調整自在とする手段を備えた、双アーチ形飛び移り座屈板バネ装置、である。
【００１７】
請求項７に記載の発明は、
戸開閉装置に於いて、戸を戸口枠体の側壁、又は戸当りに対して直角に移動させる機構を上記ガイド手段とする、請求項１乃至５の何れかに記載の双アーチ形飛移り座屈板バネ装置を、戸又は戸口枠体の一方に固定し、それと対向して他の一方に磁石を配設し、
上記板バネ中央部、又は上記座体に磁着受部を固定し、該磁着受部を固定した身箱状の内ケースを設け、該内ケースが表側面に開口部を有する箱状、又は身箱状の上記板バネ支持体内に入出するか、
又は、前記磁石は磁石ケースにより一定の高さを有し、該磁石ケースが表側面に開口部を有する箱状、又は身箱状の上記板バネ支持体内に入出できるようにし、
上記磁石の吸着力を、上記板バネの飛移り座屈を生起させる力以上とすることにより、
前記戸を開閉の都度、上記板バネに表裏両方向への飛移り座屈を順次生起させることを特徴とする、板バネ式マグネットキャッチ、である。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１に記載の発明に依れば、板バネの両端部に、該端部を延長して支持軸を巻き込む形状（以下、「巻足台状」と記す）に軸受部を設けるから、板バネの両端部を比較的容易に円筒状に成形して軸受部とすることができ、コスト的に有利である。図１２は、本発明に係る板バネにクッション手段を備えない構造例を示したものであるが、長手方向に圧縮力を掛けてアーチ状とする前の時点では、想像線で示すように、板バネ主体部１Ａは軸受部１Ｃから略接線方向にあり、その接点Ｚと軸心との距離ｒは側面中心線より少なくとも軸の半径以上である。このことが、次の特徴を生む要因となっている。
この接点Ｚは板バネ長手方向に圧縮力ｐを掛けると、板バネが表側アーチの時にＺ１、裏側アーチの時はＺ２へ移動するが、想像線で示す裏側アーチの時のＺ２が、実線で示す表側アーチの時のＺ１よりｈだけ内側に位置するから、当然裏側では表側より深いアーチとなり、両アーチは側面中心線に対して対称とはならない。ｈが僅かでもアーチ深さへの影響は大きく、これが板バネの表裏への変形を非対称とする第１の手段であり、この特徴は以下の全請求項に記載の発明に共通する。
【００１９】
請求項１に記載の発明に依れば、板バネに巻足台状に設けた一対の軸受に、板バネ支持体に備えた支持軸を挿通するから、文献１で示された屈曲したクッション手段の内側に揺動性を持たせる構造より高い揺動自在性を持つことができる。また、板バネの中央に固定した座体の移動を板バネの直角方向に制限するガイド手段を備えたから、座体への負荷時に板バネ主体部の片側のみが反転して板バネがＳ字状となる等の不安定な変形を、少なくとも反転後の静止時には解消することができる。
本装置がクッション手段を具備しない場合には、板バネの最大応力と反転に伴う瞬発力の緩和の効果を持たない。しかし、用途によっては、マグネットキャッチの場合とは逆にその方を好む場合もある。例えば、仮に本装置をスプリングハンマー等の鍛圧機械に利用する場合は、当然ハンマーを強く打ち下ろしたいのであるから、クッション手段を備えない構造が選択される可能性が高い。
【００２０】
請求項１に記載の構造に於ける座体は、必ずしも剛体とは限らないことも文献１の発明と異なるが、これは、座体はその機能を果たすために必ずしも完全な剛体化を必要としないと判明したためであり、むしろ座体に一定の弾力性を持たせることにより、板バネ主体部との境界部での応力集中を軽減する利点がある。
【００２１】
請求項２に記載の発明に依れば、上記板バネ又は板バネ支持体の何れかの個所に、幅方向中心線に対して対称な一対のクッション手段を設けたから、何れの場合も板バネへの圧縮応力と変形の一部をクッション手段が担って装置各構成部材への荷重負担を軽減し、飛び移り座屈に伴う瞬発力を緩和して作動のソフト感を創出することができる。
【００２２】
次に、請求項３について述べる。上記の通り全ての請求項に記載の発明に於いて、表裏の変形は軸受部の構造が１つの手段となって、側面中心線に対して非対称となる。しかし、請求項１及び２では、その差異は支持軸が小径である場合には限定的である。一方、実用上では表裏での変形や瞬発力の差をもっと拡大したい場合がある。例えば、マグネットキャッチでは表側のクッション効果より裏側の引付け効果の方が、スプリングハンマーの場合はハンマーを打ち下ろす方が、遥かに重要である。請求項３はその必要性に応えようとするものである。
上記板バネの表裏両側での変形を側面中心線に対して更に非対称とする手段は、少なくない。最も単純には、表裏何れかの側に板バネの飛び移り座屈を強制的に中途阻止する障害物を設ければ良い。その他、支持軸の径をこの目的で大きくしても良いし、請求項２に記載の発明に於けるクッション手段を谷状に屈曲したものとした上、その谷の両辺に段差を設けても良い。それらを２つ目以降の手段として、複数併用しても良い。
本発明に於いて、表裏何れか一方への座屈変形を適当な中途位置で停止させる手段を講じると、停止した板バネに正規の座屈を生起しようとする力を残留させる効果がある。例えばこれを戸開閉用マグネットキャッチに利用すると、戸閉後でも戸を一定の力で枠体に引付け続けるという重要な機能を持たせることができる。
【００２３】
端的に、表裏何れかの側への変形後停止せず、座体への除荷直後、元に復帰するようにすることもできる。その方法としては、板バネ変形の非対称性を拡大する上記方法を強化すれば良いが、瞬発力が弱くても良い場合は、板バネの両軸受部間距離と支持軸間距離の差を小さくして板バネ主体部への圧縮応力を小さくする方法もある。
【００２４】
請求項４に記載の発明に依れば、谷状に屈曲したクッション手段を備えた板バネの裏側に、裏側へ略アーチ状で両端近傍に山形部を備えた補助板バネを設けてその中央部を固定し、クッション手段の谷部が支持軸周りに揺動するに伴い、谷部がこの山形部を介して補助板バネからの面圧力を受けながらその面上を滑動させるようにしている。
即ち、裏側へ変形する時は谷部が補助板バネを押し下げながら山形部を上り、頂部を通過すると下って両谷部の間隔を押し広げるよう働き、従って裏側変形を支援する。表側へ変形する時はそれと逆の経路で同様に働くので、板バネの変形進行は適度に制動されつつ補助され、あたかも軌道上を滑るように安定的で確実なものとなり、かつ、板バネのヘタリや劣化を防止する。
【００２５】
請求項５に記載の発明に依れば、請求項１乃至４に記載の双アーチ形飛び移り座屈板バネ装置の何れかを組合せて、板バネを複数並列させ、それらに連動して飛び移り座屈を生起させることができるから、該装置の効果を複数倍とすることができる。
本発明には二つの選択肢があり、一つは各板バネに個別の支持体と滑走体があり、各板バネの変形に伴ってそれらが連動するものであり、従ってバネ変形の総振幅を長くし、よりソフトな動きとなる。
それに対して他の一つは、一つの支持体に全ての板バネが支持されるので、振幅は拡大されない代わりに瞬発力は複数倍となる。スプリングハンマーのように板バネが比較的厚板となる場合、加工容易な複数のより薄い板バネとする手法としての利用も考えられる。
【００２６】
請求項６に記載の発明に依れば、請求項１乃至３の何れかに記載の双アーチ形飛び移り座屈板バネ装置に対して、板バネの支持軸間隔を調整自在とする手段を具備したから、これにより板バネの反転に伴う変形量や瞬発力等を調整できる。例えば本発明をスプリングハンマーに利用すれば、ハンマーを打ち下ろす力や振幅を調整できるだけでなく、強力な板バネの組立作業を容易化することができる。
尚、本発明は構造がやや複雑となり、請求項７のマグネットキャッチには不適と思われるので、適用外とした。
【００２７】
請求項７に記載のマグネットキャッチに依れば、請求項１乃至５に記載の双アーチ形飛移り座屈板バネ装置を、戸又は戸口枠体の一方に固定し、それと対向して他の一方に磁石を配設したから、上記各請求項の特徴を有し、かつ、箱状ケースに装置を内包させることにより、外観を改善したマグネットキャッチとすることができる。
そして、屋内器具としてのマグネットキャッチにはソフト感のある機能が求められるから、クッション手段を備えた請求項２を基本とした利用法が好ましい。例えば請求項２及び５に記載の装置を用いた場合は、装置のコンパクト性を保ちつつ板バネで制御できる戸口の空間領域を拡大して、戸閉装置としての性能を著しく改善することができる。
本発明には２つの選択肢があり、１つは、磁着受部を収めた内ケースが箱状板バネ支持体に入出する方式、他の１つは、磁石ケースに高さを持たせ、それが箱状板バネ支持体に入出する方式である。後者の方が内ケースを不要とする分、安価とする利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
添付図面を参照して、本発明の実施の形態に係る双アーチ形飛び移り座屈板バネ装置及びそれを利用した戸開閉用マグネットキャッチについて説明する。
【実施例１】
【００２９】
図１は、請求項２及び３に係る発明装置であって、軸受部１Ｃの内側に隣接して設けたクッション手段５を、断面を屈曲した内辺と外辺とで段差のある谷状とする実施例を示し、（Ａ）は装置中心線での縦断面図、（Ｂ）は正面図である。板バネ１は、板バネ中央部１Ｂとその両側に夫々一対の板バネ主体部１Ａ、クッション手段５、軸受部１Ｃとで構成し、１枚の板バネ材から成る。板バネ１の端部は巻足台状に成形されて軸受部１Ｃとし、支持軸２が挿通されるが、先ず一方の支持軸２のみを挿通した段階では板バネ主体部１Ａは平板のまま、垂直な想像線で示すようになっている。この時、クッション手段５は略水平方向にあり、谷部５Ａを挟む両側辺は適量の段差ｈ０を有する。
両軸受部１Ｃ間の長さは両支持軸２間の距離より適当量長くしているので、板バネ１の長手方向に圧縮力を掛けないと他方の支持軸２を挿通して組立てることができない。この圧縮力を負荷すると、当然板バネ１は想像線で示すように裏側へのアーチ状になるが、座体３又はガイド用ロッド（板バネ支持体９に設けられた孔又は溝をガイドとする滑走体）７を一定量以上表側へ引くと、板バネ主体部１Ａが飛び移り座屈を生起して反転し、実線で示す形状となる。
このような構造の双アーチ形飛び移り座屈板バネ装置は、クッション手段５に段差が無くても表裏非対称に変形するが、この段差を設けることにより偏向力を生じるから、表裏での変形を更に非対称とする第２の手段とすることができる。
【実施例２】
【００３０】
図２は、請求項４に係る発明の実施例を示す、装置中心線での縦断面図である。板バネ１の構成、即ち、１Ａ乃至１Ｃ及びクッション部５等は図１で示したものと同じであるが、座体３の表側には滑走体としての身箱状の内ケース８が固定されており、これが板バネ支持体９の四方側壁をガイドとして摺動し、強固なガイド手段を構成している。板バネ支持体９の側壁深さは板バネ１の本来の裏側変形量より浅くなっているため、板バネ１が裏側へ飛び移り座屈を生起すると、想像線で示すように内ケース８が板バネ支持体９の底に突き当たり、本来の裏側変形の中途で強制的に停止させるようになっている。この構造は請求項３に記載した、板バネの表裏への変形を非対称とする手段の一例である。
そして、板バネ１の裏側にはアーチ状の補助板バネ６が、その中央部でボルトまたはビス１２により板バネ支持体９に固定されている。この補助板バネ６の両端近傍には一対の山形部６Ａが設けられており、クッション手段５の谷部５Ａは図の実線で示すように、板バネ１が表側へ変形している時には山形部６Ａの内側傾斜面上にあるから、補助板バネ６のバネ力は板バネ１の表側への変形を補助するよう働く。
一方、谷部５Ａは図の想像線で示すように、板バネ１が裏側へ変形している時には、山形部６Ａの外側斜面上にあるから、補助板バネ６のバネ力は板バネ１の外側への変形を補助するよう働く。そして、谷部５Ａは補助板バネ６の山形部面上を常にバネ圧力を受けつつ滑動するから、板バネ１の変形を適度に制動し軌道上を滑るように安定化させ、過大なリバウンドも抑制し、板バネの疲労やヘタリを防ぐ。
【実施例３】
【００３１】
図３及び４は、請求項５及び７に係る発明の実施例として、引戸開閉用マグネットキャッチに利用した装置を示すものであり、図４は装置全体の外観を示す斜視図、図３は双アーチ形飛び移り座屈板バネ装置側のみの中心線での縦断面図である。
図３に於いて、板バネ１の中央に鉄板製の磁着受部３Ａ及び合成樹脂製の座体３をネジ１２により固定し、磁着受部３Ａには身箱状（但し、内ケース上下側板８Ａは板バネ１との裏側反転中の接触を避けるため、一部切り欠いている）合成樹脂製の内ケース８を固着して、防音のためそれを挟んで磁石４に吸着するようにしている。身箱状の板バネ支持体９の表側板９Ａには内ケース８が入出できるよう開口部が設けられており、前後両側面には一対の支持軸２を固定して、これにより板バネ１を支持している。
板バネ支持体９の裏側中央には幅（前後）方向の横梁１０が固定され、これが座体を兼ね、第二段板バネ１’がその中央でネジ１２により固定されている。第二段板バネ支持体９’は、蓋箱状に第一段の板バネ支持体９と嵌合しつつ往復動自在になっており、裏側面は２本のネジ１２によりＬ字型固定金具１１に固定されている。更に、そのＬ字型固定金具１１は、２本のネジ１２により戸１３に固定されている。
このようにしたから、戸閉め時、磁着受部３Ａは裏方向へ押され、内ケース８が板バネ支持体表側板９Ａの開口部を通過しつつ、板バネ１の裏方向への変形が進行し、想像線に示すように裏側へ反転する。一段目の変形が終了した後、更に内ケース８を裏方向へ押すと、板バネ支持体９が滑走体、第二段板バネ支持体９’がガイドとして、四方側面摺動しつつ第二段板バネ１’を裏側へ変形させるが、磁石４の吸着力により第二段板バネ１’は第二段板バネ支持体９’内の想像線で示す位置で停止する。この時、横梁１０の可動距離ｋは第二段板バネ１’の本来の裏側変形量より小さくしてあるので、次回戸を開く時まで戸１３を戸口枠体１４に引付け続ける。この手法も実施例２と同様であって、板バネの表裏への変形を非対称とする手段の一例である。
このようにして、請求項１乃至４に記載の発明装置を組合せて、板バネを複数並列させ、それらに連動して飛び移り座屈を生起させることにより、該装置の対応できる荷重と変形量を拡大し、そのことにより板バネで制御できる戸と枠体間距離を拡大して、ソフト感ある戸閉装置として改善することができる。
【実施例４】
【００３２】
図５は、請求項５及び７に係る発明の第２の実施例を示し、引戸開閉用マグネットキャッチに利用した装置の中心線での縦断面図である。実施例３では磁着受部を内包する内ケースが板バネ支持体内に入出する方式であったのに対し、本例では内ケースを設けず、磁石４に高さを持たせて磁石４自体が直接板バネ支持体９内に入出する構造としているため、比較的安価にできる。
即ち、磁石４は板バネ１を反転させるに十分な座高を持たせる磁石ケース４Ａに固定し、図Ａ−Ａ視に示すようにその前側底部をＬ字型として２本のネジ１２により戸口枠体１４に固定している。一方、戸１３側には磁石４と磁着受部３Ａが対向するよう、上記双アーチ形飛移り座屈板バネ装置をＬ字型固定金具１１により実施例３と同様に固定している。この例とは逆に磁石４を戸１３側に固定しても良く、開き戸では板バネ装置に戸当たりを兼ねさせることができるので、その方が好ましい。
板バネ支持体９は組立前段階で身箱状であるが、板バネ１に長手方向圧縮力を負荷してアーチ状にしつつ両支持軸２を組込んだ後、磁着受部３Ａと面一で、かつ、それが入出できる開口部を形成するよう、板バネ支持体表側板９Ａを嵌め込んで固定し、箱状とする。
戸閉時、戸１３が枠体１４に接近するに従い、磁石４が磁着受部３Ａを吸着した後、板バネ支持体９の内部に嵌入し、図中想像線で示す状態となって停止する。板バネ支持体表側板９Ａの位置は戸１３の端面と一致させても良いが、図のようにやや裏側に固定すれば、実施例３と同様、戸１３が停止した時に一定の力で枠体１４に引付けられる。
【実施例５】
【００３３】
従来スプリング又はベルトハンマーの基本構造は弓矢に例えられ、弓、矢、弦に相当するのが、夫々板バネ、ハンマー、弦棒又はベルトであり、ハンマーは一定運動を行うクランク機構から一定程度分離され、多様な材料厚さに対応できるよう柔軟で、かつ、加速的に上下運動する。これに対し図６は、それとはやや異なった構造のスプリングハンマーを提案しつつ、請求項５及び６の具体的利用法を説明するための構想図である。
図に於いて、板バネ１及び第二段板バネ１’が機体２０の中間近傍に水平に設けられ、左右の支持軸２は夫々端部台２２を介して共に板バネ支持体９に固定されている一方、夫々の座体３は共に下滑走体２６Ａに連結され、垂直なガイド２１に沿って一体となって移動するようになっているから、本機は請求項５に記載の第２の構造となっている。
また、全端部台２２には間隔調整ネジ２３が設けられているから、左右の支持軸２の間隔は自在に調整可能であり、本機は請求項６に記載の構造ともなっている。
第二段板バネ１’の座体３の下側にハンマーヘッド２７を、取付け台２７Ａを介して固定してそれらによる荷重は板バネ１と第二段板バネ１’とで支え、更に、下滑走体２６Ａとは別体の上滑走体２６Ｂを設け、これにロッド２４とクランク機構の連接棒２５が連結されているから、ハンマー作業による衝撃は駆動系に直接伝わることがない。
【００３４】
ロッド２４は座体３中央に設けられた孔を通過して上下動できるが、その下端には下ストッパー２４Ｂを、板バネ１が下側への変形荷重を受け始める時の座体３上面に接する位置には上ストッパー２４Ａを備え、その時点では図６の実線で示す状態にある。
上ストッパー２４Ａにより座体３が押下げられると、板バネ１と第二段板バネ１’の下側への変形が同時に始まり、飛び移り座屈により反転してハンマーヘッド２７を打ち下ろし、図６の想像線で示す状態となる。この時、下ストッパー２４Ｂ下面は第二段板バネ１’の座体３下面よりｈだけ突出している。打ち下し後は、下ストッパー２４Ｂがｈだけ引上げられて先ず第二段板バネ１’の座体３の下面に接触し、次いで第二段板バネ１’及び板バネ１を上側アーチ状に座屈させ、上滑走体２６Ｂを上死点に至らしめる。
このようにしたから、座体３への負荷に応じて板バネ１及び第二段板バネ１’は同時に表裏方向に往復動し、単に飛び移り座屈による瞬発力を利用するだけでなく、板バネの振幅が従来機より著しく大きいから、ハンマーを加速して強力な打ち下ろしを可能とする。
尚、本例に示した基本構造は、１枚の板バネとしても利用できるし、又、構成部材の耐用年数向上のため、上記クッション手段を導入しても良い。その場合のクッション手段は、谷状に屈曲させたものとは限らず、軸受部１Ｃの外側に隣接してコイルバネを用いても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施例１を説明するための、縦断面図（Ａ）と正面図（Ｂ）である。
【図２】本発明の実施例２を説明するための、縦断面図である。
【図３】本発明の実施例３及び４を説明するための、縦断面図である。
【図４】本発明の実施例３及び４を説明するための、装置外観を示す斜視図である。
【図５】本発明の実施例４を説明するための、縦断面図である。
【図６】本発明の実施例５を説明するための、構想図である。
【図１１】双アーチ形飛び移り座屈板バネ装置に於ける、クッション手段の位置による分類を説明するための、概念図である。
【図１２】請求項１を説明するための概略図である。
【符号の説明】
【００３６】
１    板バネ
１Ａ  板バネ主体部
１Ｂ  板バネ中央部
１Ｃ  軸受部
１’  第二段板バネ
２    支持軸
３    座体
３Ａ  磁着受部
４    磁石
４Ａ  磁石ケース
５    クッション手段
５Ａ  谷部
６    補助板バネ
６Ａ  山形部
７    ガイド用ロッド（滑走体）
８    内ケース
８Ａ  内ケース上下側板
９    板バネ支持体
９Ａ  板バネ支持体表側板
９’  第二段板バネ支持体
１０  横梁
１１  Ｌ字型固定金具
１２  ネジ（またはボルト）
１３  戸
１４  戸口枠体
２０  機体
２１  ガイド
２２  端部台
２３  間隔調整ネジ
２４  ロッド
２４Ａ  上ストッパー
２４Ｂ  下ストッパー
２５  連接棒
２６Ａ  下滑走体
２６Ｂ  上滑走体
２７  ハンマーヘッド
２７Ａ  取付け台
Ｚ    板バネ主体部と軸受部の接点
【図１】
2020200750.tif 000003
【図２】
2020200750.tif 000004
【図３】
2020200750.tif 000005
【図４】
2020200750.tif 000006
【図５】
2020200750.tif 000007
【図６】
2020200750.tif 000008
【図１１】
2020200750.tif 000009
【図１２】
2020200750.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】令和2年4月21日(2020.4.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
略細長形の板バネに於いて、
前記板バネの中央部分に一定寸法の座体を固定し、前記板バネの端部に、該端部を延長して支持軸を巻き込む形状とした一対の軸受部を備え、
該軸受部と前記座体との間の部位たる一対の板バネ主体部に、長手方向に圧縮力を加えてアーチ状とすることにより、表裏両方向への飛び移り座屈を生起できるようにして成るアーチ形板バネを形成し、
前記座体の移動を前記板バネの直角方向に制限するガイド手段を備え、
板バネ支持体と前記軸受部とに前記支持軸を挿通し連結して、前記板バネを揺動自在に両端支持し、
表裏何れの方向へも前記座体への一定以上の負荷により、前記両板バネ主体部に略同時に同方向の飛移り座屈を生起させ得る、双アーチ形飛移り座屈板バネ装置。
【請求項２】
請求項１に記載の双アーチ形飛び移り座屈板バネ装置であって、
上記板バネ又は板バネ支持体の何れかの個所に、幅方向中心線に対して対称にクッション手段を備えた、双アーチ形飛移り座屈板バネ装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の双アーチ形飛び移り座屈板バネ装置であって、
上記両支持軸を結ぶ中心線に対する上記板バネの表裏への変形形状を、非対称とする手段を２つ以上備えた、
又は、上記板バネが、表裏何れかの側への反転後静止せず、前記座体への除荷後元に復帰するようにした、
双アーチ形飛移り座屈板バネ装置。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の双アーチ形飛び移り座屈板バネ装置であって、
上記板バネの上記軸受部の内側にその断面を谷状に屈曲したクッション手段を備え、
上記板バネの裏側に、裏側へ略アーチ状で中央部を固定した補助板バネを設け、
該補助板バネの両端近傍には、上記クッション手段の谷部が上記支持軸周りに揺動するに伴い、該谷部に前記補助板バネの面圧下で滑動させることにより、板バネの変形を適度に制動しつつ補助する山形部を設けたことを特徴とする、双アーチ形飛び移り座屈板バネ装置。
【請求項５】
請求項１乃至４に記載の双アーチ形飛び移り座屈板バネ装置であって、
上記板バネの中から組合せて複数並列させ、
上記各板バネに夫々独立した滑走体と上記板バネ支持体を設けて、最前列の上記座体に前記滑走体を固定し、上記板バネ支持体の後端に隣接する上記座体を夫々固定し、かつ、全ての上記板バネ支持体が順次嵌合しつつ往復動自在として上記ガイド手段ともなし、
又は、ガイドを備えた１つの上記板バネ支持体で全ての上記板バネを夫々支持し、１つの前記滑走体に全ての上記座体を夫々固定し、前記ガイドと前記滑走体とにより上記ガイド手段を構成することにより、
複数の上記板バネに、連動して飛び移り座屈を生起させ得る、双アーチ形飛び移り座屈板バネ装置。
【請求項６】
請求項１乃至３及び５の何れかに記載の双アーチ形飛び移り座屈板バネ装置であって、
上記板バネ主体部の長手方向最大圧縮力を一定範囲で変更できるよう、上記両支持軸の間隔を調整自在とする手段を備えた、双アーチ形飛び移り座屈板バネ装置。
【請求項７】
戸開閉装置に於いて、戸を戸口枠体の側壁、又は戸当りに対して直角に移動させる機構を上記ガイド手段とする、請求項１乃至５の何れかに記載の双アーチ形飛移り座屈板バネ装置を、戸又は戸口枠体の一方に固定し、それと対向して他の一方に磁石を配設し、
上記板バネ中央部、又は上記座体に磁着受部を固定し、該磁着受部を固定した身箱状の内ケースを設け、該内ケースが表側面に開口部を有する箱状、又は身箱状の上記板バネ支持体内に入出するか、
又は、前記磁石は磁石ケースにより一定の高さを有し、該磁石ケースが表側面に開口部を有する箱状、又は身箱状の上記板バネ支持体内に入出できるようにし、
上記磁石の吸着力を、上記板バネの飛移り座屈を生起させる力以上とすることにより、
前記戸を開閉の都度、上記板バネに表裏両方向への飛移り座屈を順次生起させることを特徴とする、板バネ式マグネットキャッチ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、双アーチ形飛移り座屈板バネ装置と、それを利用した板バネ式マグネットキャッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
バネ材のスナップスルー現象（以下、「飛移り座屈」と記す）を応用した装置として、最近、片持ち式で板バネを支持する形式の「板バネ式マグネットキャッチ」（特許文献２）が発明され、続いて両端支持形式の「双アーチ形飛び移り座屈板バネ装置とそれを応用したマグネットキャッチ」（特許文献１）が発明された。
【０００３】
図７は、双アーチ形飛び移り座屈板バネ装置に於ける、クッション手段の位置による分類を説明するための、概念図である。図７（Ａ）は従来衆知の基本的な例として、クッション手段を備えない１枚の細長形板バネを、揺動自在（Ｘ）にその上下両端部を表裏対称の固定した蝶番で支持し、板バネの長手（Ｙ）方向に一定の圧縮力を加えて表側へのアーチを形成させた場面を側面図の実線で示している。この板バネ中央部を一定以上の外力ｆで裏側へ押すと、長手方向に更に圧縮されて飛び移り座屈を生起し、強い瞬発力を伴って想像線で示す裏側へのアーチ形状となり、静止する。裏側から表側へはこれと逆の操作を行うことで、元の表側アーチ形状に戻る。
ところがこの操作中、何らかの要因があると、半分だけ反転して想像線で示すようなＳ字状となるなど不安定な変形が生ずることが、理論的にも衆知されている。それでも途中経路に拘わらず、常に元の形状と少なくとも平行を保った反転形状になって静止するなら、それなりに利用法も考えられるが、そうならない場合が往々にして経験される。
【０００４】
また、上記のように、板バネには長手方向に初めから圧縮力が加えられているところへ、更に板バネ長さより狭い軸間隔を通過させるため、板バネが両端の支持軸心を結ぶ中心線（以下、「側面中心線」と記す）を通過する時点で圧縮力が最大となり、大きな応力が板バネに発生するから、このような操作を繰り返すと、板バネ又はその周辺の構成部材の何れかの個所で疲労破壊が生じ易いという留意点がある。
【０００５】
文献１及び２の発明は、上記した飛び移り座屈の留意点に適切な策を講じつつ、マグネットキャッチ等に飛び移り座屈の特徴を活かした新規の構造を提案したものである。
マグネットキャッチは屋内器具であるから静粛性とソフト感が要求される。図７（Ｃ）は板バネの中央部に座体を固定して板バネ主体部を２つに分断した上、両端部近傍にクッション手段とその内側に揺動自在とする機能を備えさせた装置を示した概念図であるが、圧縮応力に対応した変形の一部をクッション手段で担うため、図７（Ａ）に示した構造の場合より板バネの最大応力を緩和すると共に、飛び移り座屈に伴う瞬発力も縮小し、比較的穏やかな反転を得ることができる。
文献１の明細書と図面で示された実施例は、クッション手段に裏板バネを用いる手法を含め、全て（Ｃ）形式に属するものである。この発明により、上記した従来の問題点を、上記クッション手段に加え、板バネ中央部に座体を固定してそれに直角ガイドを備えさせるなどして、改善した。
尚、図７は概念図であって、細部の構造により、表裏反転形状が非対称となる場合がある。（Ｂ）、（Ｄ）及び（Ｅ）形式については、後述する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第６２７９７９０号公報
【特許文献２】特許第５６９０００７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のように、特に文献１の発明は、広範囲の機械装置内に実用化されるよう提案されたものであるが、未だにその普及を見ていない。その理由の一つは、該発明は基本的な技術内容に留まっていてその利用法の理解が得られていないためであり、従って、発明内容をより多様化して、具体的利用法を示す必要があると思われる。
そこで、本発明が解決しようとする課題の第一は、文献１の発明の原理を一部活かしつつも、諸機械に適合し易いよう双アーチ形飛び移り座屈板バネ装置の構造を一層多様化させ、具体例を示して多くの機械装置に対して利用し易くすることである。そのため、実施例としてマグネットキャッチを示すほか、スプリングハンマーへの利用構想を示す。
【０００８】
従来の戸開閉用マグネットキャッチでは、戸開時に磁石から離脱するために一気に力が必要となる致命的な弱点があるため、その利用は殆ど軽い開き戸の分野に留まっている。本発明の課題の第二は、本発明の双アーチ形飛び移り座屈板バネ装置を利用した簡易な一応用例として、マグネットキャッチに適用する場合の具体的手法を示し、文献１の発明より一層ソフトな感触で確実に戸閉する装置を、安価に、かつ、手軽に装着できるようなものとして、提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の発明は、
略細長形の板バネに於いて、
前記板バネの中央部分に一定寸法の座体を固定し、前記板バネの端部に、該端部を延長して支持軸を巻き込む形状とした一対の軸受部を備え、
該軸受部と前記座体との間の部位たる一対の板バネ主体部に、長手方向に圧縮力を加えてアーチ状とすることにより、表裏両方向への飛び移り座屈を生起できるようにして成るアーチ形板バネを形成し、
前記座体の移動を前記板バネの直角方向に制限するガイド手段を備え、
板バネ支持体と前記軸受部とに前記支持軸を挿通し連結して、前記板バネを揺動自在に両端支持し、
表裏何れの方向へも前記座体への一定以上の負荷により、前記両板バネ主体部に略同時に同方向の飛移り座屈を生起させ得る、双アーチ形飛移り座屈板バネ装置、である。
【００１０】
即ち、請求項１に記載の発明は、クッション手段を備えることを要件にしていないから、図７（Ｂ）の形式を想起させつつも、（Ｃ）乃至（Ｅ）の形式を除外していない。しかし、上記板バネの端部形状とそれを上記板バネ支持体で支持する構造等に独自の特徴があって表裏反転形状が非対称であり、座体を必ずしも剛体としないので、文献１の発明とは共に（Ｃ）形式の範疇に属する部分があっても、異なるものである。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、
請求項１に記載の双アーチ形飛び移り座屈板バネ装置であって、
上記板バネ又は板バネ支持体の何れかの個所に、幅方向中心線に対して対称にクッション手段を備えた、双アーチ形飛移り座屈板バネ装置、である。
【００１２】
即ち、請求項２に記載の発明は、上記クッション手段を備えることを要件とし、上記クッション手段の位置が上記軸受部の外側の場合は図７（Ｃ）、内側の場合は（Ｄ）、上記板バネ中央部に隣接する場合は（Ｅ）の形式の範疇に夫々属する。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、
請求項１又は２に記載の双アーチ形飛び移り座屈板バネ装置であって、
上記両支持軸を結ぶ中心線に対する上記板バネの表裏への変形形状を、非対称とする手段を２つ以上備えた、
又は、上記板バネが、表裏何れかの側への反転後静止せず、前記座体への除荷後元に復帰するようにした、双アーチ形飛移り座屈板バネ装置、である。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、
請求項２又は３に記載の双アーチ形飛び移り座屈板バネ装置であって、
上記板バネの上記軸受部の内側にその断面を谷状に屈曲したクッション手段を備え、
上記板バネの裏側に、裏側へ略アーチ状で中央部を固定した補助板バネを設け、
該補助板バネの両端近傍には、上記クッション手段の谷部が上記支持軸周りに揺動するに伴い、該谷部に前記補助板バネの面圧下で滑動させることにより、板バネの変形を適度に制動しつつ補助する山形部を設けたことを特徴とする、双アーチ形飛び移り座屈板バネ装置、である。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、
請求項１乃至４に記載の双アーチ形飛び移り座屈板バネ装置であって、
上記板バネの中から組合せて複数並列させ、
上記各板バネに夫々独立した滑走体と上記板バネ支持体を設けて、最前列の上記座体に前記滑走体を固定し、上記板バネ支持体の後端に隣接する上記座体を夫々固定し、かつ、全ての上記板バネ支持体が順次嵌合しつつ往復動自在として上記ガイド手段ともなし、
又は、ガイドを備えた１つの上記板バネ支持体で全ての上記板バネを夫々支持し、１つの前記滑走体に全ての上記座体を夫々固定し、前記ガイドと前記滑走体とにより上記ガイド手段を構成することにより、
複数の上記板バネに、連動して飛び移り座屈を生起させ得る、双アーチ形飛び移り座屈板バネ装置、である。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、
請求項１乃至３及び５の何れかに記載の双アーチ形飛び移り座屈板バネ装置であって、
上記板バネ主体部の長手方向最大圧縮力を一定範囲で変更できるよう、上記両支持軸の間隔を調整自在とする手段を備えた、双アーチ形飛び移り座屈板バネ装置、である。
【００１７】
請求項７に記載の発明は、
戸開閉装置に於いて、戸を戸口枠体の側壁、又は戸当りに対して直角に移動させる機構を上記ガイド手段とする、請求項１乃至５の何れかに記載の双アーチ形飛移り座屈板バネ装置を、戸又は戸口枠体の一方に固定し、それと対向して他の一方に磁石を配設し、
上記板バネ中央部、又は上記座体に磁着受部を固定し、該磁着受部を固定した身箱状の内ケースを設け、該内ケースが表側面に開口部を有する箱状、又は身箱状の上記板バネ支持体内に入出するか、
又は、前記磁石は磁石ケースにより一定の高さを有し、該磁石ケースが表側面に開口部を有する箱状、又は身箱状の上記板バネ支持体内に入出できるようにし、
上記磁石の吸着力を、上記板バネの飛移り座屈を生起させる力以上とすることにより、
前記戸を開閉の都度、上記板バネに表裏両方向への飛移り座屈を順次生起させることを特徴とする、板バネ式マグネットキャッチ、である。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１に記載の発明に依れば、板バネの両端部に、該端部を延長して支持軸を巻き込む形状（以下、「巻足台状」と記す）に軸受部を設けるから、板バネの両端部を比較的容易に円筒状に成形して軸受部とすることができ、コスト的に有利である。図８は、本発明に係る板バネにクッション手段を備えない構造例を示したものであるが、長手方向に圧縮力を掛けてアーチ状とする前の時点では、想像線で示すように、板バネ主体部１Ａは軸受部１Ｃから略接線方向にあり、その接点Ｚと軸心との距離ｒは側面中心線より軸の半径以上である。このことが、次の特徴を生む要因となっている。
この接点Ｚは板バネ長手方向に圧縮力ｐを掛けると、板バネが実線で示す表側アーチの時にＺ１、想像線で示す裏側アーチの時はＺ２へ移動するが、Ｚ２がＺ１よりｈだけ内側に位置するから、当然裏側では表側より深いアーチとなり、両アーチは側面中心線に対して対称とはならない。ｈが僅かでもアーチ深さへの影響は大きく、これが板バネの表裏への変形を非対称とする第１の手段であり、この特徴は以下の全請求項に記載の発明に共通する。
【００１９】
請求項１に記載の発明に依れば、板バネに巻足台状に設けた一対の軸受に、板バネ支持体に備えた支持軸を挿通するから、文献１で示された屈曲したクッション手段の内側に揺動性を持たせる構造より高い揺動自在性を持つことができる。また、板バネの中央に固定した座体の移動を板バネの直角方向に制限するガイド手段を備えたから、座体への負荷時に板バネ主体部の片側のみが反転して板バネがＳ字状となる等の不安定な変形を、少なくとも反転後の静止時には解消することができる。
本装置がクッション手段を具備しない場合には、板バネの最大応力と反転に伴う瞬発力の緩和の効果を持たない。しかし、用途によっては、マグネットキャッチの場合とは逆にその方を好む場合もある。例えば、仮に本装置をスプリングハンマー等の鍛圧機械に利用する場合は、当然ハンマーを強く打ち下ろしたいのであるから、クッション手段を備えない構造が選択される可能性が高い。
【００２０】
請求項１に記載の構造に於ける座体は、必ずしも剛体とは限らないことも文献１の発明と異なるが、これは、座体はその機能を果たすために必ずしも完全な剛体化を必要としないと判明したためであり、むしろ座体に一定の弾力性を持たせることにより、板バネ主体部との境界部での応力集中を軽減する利点がある。
【００２１】
請求項２に記載の発明に依れば、上記板バネ又は板バネ支持体の何れかの個所に、幅方向中心線に対して対称な一対のクッション手段を設けたから、何れの場合も板バネへの圧縮応力と変形の一部をクッション手段が担って装置各構成部材への荷重負担を軽減し、飛び移り座屈に伴う瞬発力を緩和して作動のソフト感を創出することができる。
【００２２】
次に、請求項３について述べる。上記の通り全ての請求項に記載の発明に於いて、表裏の変形は軸受部の構造が１つの手段となって、側面中心線に対して非対称となる。しかし、その手段による差異は支持軸が小径である場合には限定的である。一方、実用上では表裏での変形や瞬発力の差をもっと拡大したい場合がある。例えば、マグネットキャッチでは表側のクッション効果より裏側の引付け効果の方が、スプリングハンマーの場合はハンマーを打ち下ろす方が、遥かに重要である。請求項３はその必要性に応えようとするものである。
上記板バネの表裏両側での変形を側面中心線に対して更に非対称とする手段は、少なくない。最も単純には、表裏何れかの側に板バネの飛び移り座屈を強制的に中途阻止する障害物を設ければ良い。その他、支持軸の径をこの目的で大きくしても良いし、請求項２に記載の発明に於けるクッション手段を谷状に屈曲したものとした上、その谷の両辺に段差を設けても良い。それらを２つ目以降の手段として、複数併用しても良い。
本発明に於いて、表裏何れか一方への座屈変形を適当な中途位置で停止させる手段を講じると、停止した板バネに正規の座屈を生起しようとする力を残留させる効果がある。例えばこれを戸開閉用マグネットキャッチに利用すると、戸閉後でも戸を一定の力で枠体に引付け続けるという重要な機能を持たせることができる。
【００２３】
端的に、表裏何れかの側への変形後停止せず、座体への除荷直後、元に復帰するようにすることもできる。その方法としては、板バネ変形の非対称性を拡大する上記方法を強化すれば良いが、瞬発力が弱くても良い場合は、板バネの両軸受部間距離と支持軸間距離の差を小さくして板バネ主体部への圧縮応力を一定以下とする方法もある。
【００２４】
請求項４に記載の発明に依れば、谷状に屈曲したクッション手段を備えた板バネの裏側に、裏側へ略アーチ状で両端近傍に山形部を備えた補助板バネを設けてその中央部を固定し、クッション手段の谷部が支持軸周りに揺動するに伴い、谷部がこの山形部を介して補助板バネからの面圧力を受けながらその面上を滑動させるようにしている。
即ち、裏側へ変形する時は谷部が補助板バネを押し下げながら山形部を上り、頂部を通過すると下って両谷部の間隔を押し広げるよう働き、従って裏側変形を支援する。表側へ変形する時はそれと逆の経路で同様に働くので、板バネの変形進行は適度に制動されつつ補助され、あたかも軌道上を滑るように安定的で確実なものとなり、かつ、板バネのヘタリや劣化を防止する。
【００２５】
請求項５に記載の発明に依れば、請求項１乃至４に記載の双アーチ形飛び移り座屈板バネ装置の何れかを組合せて、板バネを複数並列させ、それらに連動して飛び移り座屈を生起させることができるから、該装置の効果を複数倍とすることができる。
本発明には二つの選択肢があり、一つは各板バネに個別の支持体と滑走体があり、各板バネの変形に伴ってそれらが連動するものであり、従ってバネ変形の総振幅を長くし、よりソフトな動きとなる。
それに対して他の一つは、一つの支持体に全ての板バネが支持されるので、振幅は拡大されない代わりに瞬発力は複数倍となる。スプリングハンマーのように板バネが比較的厚板となる場合、加工容易な複数のより薄い板バネとする手法としての利用も考えられる。
【００２６】
請求項６に記載の発明に依れば、請求項１乃至３の何れかに記載の双アーチ形飛び移り座屈板バネ装置に対して、板バネの支持軸間隔を調整自在とする手段を具備したから、これにより板バネの反転に伴う変形量や瞬発力等を調整できる。例えば本発明をスプリングハンマーに利用すれば、ハンマーを打ち下ろす力や振幅を調整できるだけでなく、強力な板バネの組立作業を容易化することができる。
尚、本発明は構造がやや複雑となり、請求項７のマグネットキャッチには不適と思われるので、適用外とした。
【００２７】
請求項７に記載のマグネットキャッチに依れば、請求項１乃至５に記載の双アーチ形飛移り座屈板バネ装置を、戸又は戸口枠体の一方に固定し、それと対向して他の一方に磁石を配設したから、上記各請求項の特徴を有し、かつ、箱状ケースに装置を内包させることにより、外観を改善したマグネットキャッチとすることができる。
そして、屋内器具としてのマグネットキャッチにはソフト感のある機能が求められるから、クッション手段を備えた請求項２を基本とした利用法が好ましい。例えば請求項２及び５に記載の装置を用いた場合は、装置のコンパクト性を保ちつつ板バネで制御できる戸口の空間領域を拡大して、戸閉装置としての性能を著しく改善することができる。
本発明には２つの選択肢があり、１つは、磁着受部を収めた内ケースが箱状板バネ支持体に入出する方式、他の１つは、磁石ケースに高さを持たせ、それが箱状板バネ支持体に入出する方式である。後者の方が内ケースを不要とする分、安価とする利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
添付図面を参照して、本発明の実施の形態に係る双アーチ形飛び移り座屈板バネ装置及びそれを利用した戸開閉用マグネットキャッチとスプリングハンマーについて説明する。
【実施例１】
【００２９】
図１は、請求項２及び３に係る発明装置であって、軸受部１Ｃの内側に隣接して設けたクッション手段５を、断面を屈曲した内辺と外辺とで段差のある谷状とする実施例を示し、（Ａ）は装置中心線での縦断面図、（Ｂ）は正面図である。板バネ１は、板バネ中央部１Ｂとその両側に夫々一対の板バネ主体部１Ａ、クッション手段５、軸受部１Ｃとで構成し、１枚の板バネ材から成る。板バネ１の端部は巻足台状に成形されて軸受部１Ｃとし、支持軸２が挿通されるが、先ず一方の支持軸２のみを挿通した段階では板バネ主体部１Ａは平板のまま、垂直な想像線で示すようになっている。この時、クッション手段５は略水平方向にあり、谷部５Ａを挟む両側辺は適量の段差ｈ０を有する。
両軸受部１Ｃ間の長さは両支持軸２間の距離より適当量長くしているので、板バネ１の長手方向に圧縮力を掛けないと他方の支持軸２を挿通して組立てることができない。この圧縮力を負荷すると、当然板バネ１は想像線で示すように裏側へのアーチ状になるが、座体３又はガイド用ロッド（板バネ支持体９に設けられた孔又は溝をガイドとする滑走体）７を一定量以上表側へ引くと、板バネ主体部１Ａが飛び移り座屈を生起して反転し、実線で示す形状となる。
このような構造の双アーチ形飛び移り座屈板バネ装置は、クッション手段５に段差が無くても表裏非対称に変形するが、この段差を設けることにより偏向力を生じるから、表裏での変形を更に非対称とする第２の手段とすることができる。
【実施例２】
【００３０】
図２は、請求項４に係る発明の実施例を示す、装置中心線での縦断面図である。板バネ１の構成、即ち、１Ａ乃至１Ｃ及びクッション部５等は図１で示したものと同じであるが、座体３の表側には滑走体としての身箱状の内ケース８が固定されており、これが板バネ支持体９の四方側壁をガイドとして摺動し、強固なガイド手段を構成している。板バネ支持体９の側壁深さは板バネ１の本来の裏側変形量より浅くなっているため、板バネ１が裏側へ飛び移り座屈を生起すると、想像線で示すように内ケース８が板バネ支持体９の底に突き当たり、本来の裏側変形の中途で強制的に停止させるようになっている。この構造は請求項３に記載した、板バネの表裏への変形を非対称とする手段の一例である。
そして、板バネ１の裏側にはアーチ状の補助板バネ６が、その中央部でボルトまたはビス１２により板バネ支持体９に固定されている。この補助板バネ６の両端近傍には一対の山形部６Ａが設けられており、クッション手段５の谷部５Ａは図の実線で示すように、板バネ１が表側へ変形している時には山形部６Ａの内側傾斜面上にあるから、補助板バネ６のバネ力は板バネ１の表側への変形を補助するよう働く。
一方、谷部５Ａは図の想像線で示すように、板バネ１が裏側へ変形している時には、山形部６Ａの外側斜面上にあるから、補助板バネ６のバネ力は板バネ１の外側への変形を補助するよう働く。そして、谷部５Ａは補助板バネ６の山形部面上を常にバネ圧力を受けつつ滑動するから、板バネ１の変形を適度に制動し軌道上を滑るように安定化させ、過大なリバウンドも抑制し、板バネの疲労やヘタリを防ぐ。
【実施例３】
【００３１】
図３及び４は、請求項５及び７に係る発明の実施例として、引戸開閉用マグネットキャッチに利用した装置を示すものであり、図４は装置全体の外観を示す斜視図、図３は双アーチ形飛び移り座屈板バネ装置側のみの中心線での縦断面図である。
図３に於いて、板バネ１の中央に鉄板製の磁着受部３Ａ及び合成樹脂製の座体３をネジ１２により固定し、磁着受部３Ａには身箱状（但し、内ケース上下側板８Ａは板バネ１との裏側反転中の接触を避けるため、一部切り欠いている）合成樹脂製の内ケース８を固着して、防音のためそれを挟んで磁石４に吸着するようにしている。身箱状の板バネ支持体９の表側板９Ａには内ケース８が入出できるよう開口部が設けられており、前後両側面には一対の支持軸２を固定して、これにより板バネ１を支持している。
板バネ支持体９の裏側中央には幅（前後）方向の横梁１０が固定され、これが座体を兼ね、第二段板バネ１’がその中央でネジ１２により固定されている。第二段板バネ支持体９’は、蓋箱状に第一段の板バネ支持体９と嵌合しつつ往復動自在になっており、裏側面は２本のネジ１２によりＬ字型固定金具１１に固定されている。更に、そのＬ字型固定金具１１は、２本のネジ１２により戸１３に固定されている。
このようにしたから、戸閉め時、磁着受部３Ａは裏方向へ押され、内ケース８が板バネ支持体表側板９Ａの開口部を通過しつつ、板バネ１の裏方向への変形が進行し、想像線に示すように裏側へ反転する。一段目の変形が終了した後、更に内ケース８を裏方向へ押すと、板バネ支持体９が滑走体、第二段板バネ支持体９’がガイドとして、四方側面摺動しつつ第二段板バネ１’を裏側へ変形させるが、磁石４の吸着力により第二段板バネ１’は第二段板バネ支持体９’内の想像線で示す位置で停止する。この時、横梁１０の可動距離ｋは第二段板バネ１’の本来の裏側変形量より小さくしてあるので、次回戸を開く時まで戸１３を戸口枠体１４に引付け続ける。この手法も実施例２と同様であって、板バネの表裏への変形を非対称とする手段の一例である。
このようにして、請求項１乃至４に記載の発明装置を組合せて、板バネを複数並列させ、それらに連動して飛び移り座屈を生起させることにより、該装置の対応できる荷重と変形量を拡大し、そのことにより板バネで制御できる戸と枠体間距離を拡大して、ソフト感ある戸閉装置として改善することができる。
【実施例４】
【００３２】
図５は、請求項５及び７に係る発明の第２の実施例を示し、引戸開閉用マグネットキャッチに利用した装置の中心線での縦断面図である。実施例３では磁着受部を内包する内ケースが板バネ支持体内に入出する方式であったのに対し、本例では内ケースを設けず、磁石４に高さを持たせて磁石４自体が直接板バネ支持体９内に入出する構造としているため、比較的安価にできる。
即ち、磁石４は板バネ１を反転させるに十分な座高を持たせる磁石ケース４Ａに固定し、図Ａ−Ａ視に示すようにその前側底部をＬ字型として２本のネジ１２により戸口枠体１４に固定している。一方、戸１３側には磁石４と磁着受部３Ａが対向するよう、上記双アーチ形飛移り座屈板バネ装置をＬ字型固定金具１１により実施例３と同様に固定している。この例とは逆に磁石４を戸１３側に固定しても良く、開き戸では板バネ装置に戸当たりを兼ねさせることができるので、その方が好ましい。
板バネ支持体９は組立前段階で身箱状であるが、板バネ１に長手方向圧縮力を負荷してアーチ状にしつつ両支持軸２を組込んだ後、磁着受部３Ａと面一で、かつ、それが入出できる開口部を形成するよう、板バネ支持体表側板９Ａを嵌め込んで固定し、箱状とする。
戸閉時、戸１３が枠体１４に接近するに従い、磁石４が磁着受部３Ａを吸着した後、板バネ支持体９の内部に嵌入し、図中想像線で示す状態となって停止する。板バネ支持体表側板９Ａの位置は戸１３の端面と一致させても良いが、図のようにやや裏側に固定すれば、実施例３と同様、戸１３が停止した時に一定の力で枠体１４に引付けられる。
【実施例５】
【００３３】
従来衆知のスプリング又はベルトハンマーの基本構造は弓矢に例えられ、弓、矢、弦に相当するのが、夫々板バネ、ハンマー、弦棒又はベルトであり、ハンマーは一定運動を行うクランク機構から一定程度分離され、多様な材料厚さに対応できるよう柔軟で、かつ、加速的に上下運動する。これに対し図６は、それとはやや異なった構造のスプリングハンマーを提案しつつ、請求項５及び６の具体的利用法を説明するための構想図である。
図６に於いて、板バネ１及び第二段板バネ１’が機体２０の中間近傍に水平に設けられ、左右の支持軸２は夫々端部台２２を介して共に板バネ支持体９に固定されている一方、夫々の座体３は共に下滑走体２６Ａに連結され、垂直なガイド２１に沿って一体となって移動するようになっているから、本機は請求項５に記載の第２の構造となっている。
また、全端部台２２には間隔調整ネジ２３が設けられているから、左右の支持軸２の間隔は自在に調整可能であり、本機は請求項６に記載の構造ともなっている。
第二段板バネ１’の座体３の下側にハンマーヘッド２７を、取付け台２７Ａを介して固定してそれらによる荷重は板バネ１と第二段板バネ１’とで支え、更に、下滑走体２６Ａとは別体の上滑走体２６Ｂを設け、これにロッド２４とクランク機構の連接棒２５が連結されているから、ハンマー作業による衝撃は駆動系に直接伝わることがない。
【００３４】
ロッド２４は座体３中央に設けられた孔を通過して上下動できるが、その下端には下ストッパー２４Ｂを、板バネ１が下側への変形荷重を受け始める時の座体３上面に接する位置には上ストッパー２４Ａを備え、その時点では図６の実線で示す状態にある。
上ストッパー２４Ａにより座体３が押下げられると、板バネ１と第二段板バネ１’の下側への変形が同時に始まり、飛び移り座屈により反転してハンマーヘッド２７を打ち下ろし、図６の想像線で示す状態となる。この時、下ストッパー２４Ｂ下面は第二段板バネ１’の座体３下面よりｈだけ突出している。打ち下し後は、下ストッパー２４Ｂがｈだけ引上げられて先ず第二段板バネ１’の座体３の下面に接触し、次いで第二段板バネ１’及び板バネ１を上側アーチ状に座屈させ、上滑走体２６Ｂを上死点に至らしめる。
このようにしたから、座体３への負荷に応じて板バネ１及び第二段板バネ１’は同時に表裏方向に往復動し、単に飛び移り座屈による瞬発力を利用するだけでなく、板バネの振幅が従来機より著しく大きいから、ハンマーを加速して強力な打ち下ろしを可能とする。
尚、本例に示した基本構造は、１枚の板バネとしても利用できるし、又、構成部材の耐用年数向上のため、上記クッション手段を導入しても良い。その場合のクッション手段は、谷状に屈曲させたものとは限らず、軸受部１Ｃの外側に隣接してコイルバネを用いても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施例１を説明するための、縦断面図（Ａ）と正面図（Ｂ）である。
【図２】本発明の実施例２を説明するための、縦断面図である。
【図３】本発明の実施例３及び４を説明するための、縦断面図である。
【図４】本発明の実施例３及び４を説明するための、装置外観を示す斜視図である。
【図５】本発明の実施例４を説明するための、縦断面図である。
【図６】本発明の実施例５を説明するための、構想図である。
【図７】双アーチ形飛び移り座屈板バネ装置に於ける、クッション手段の位置による分類を説明するための、概念図である。
【図８】請求項１を説明するための概略図である。
【符号の説明】
【００３６】
１    板バネ
１Ａ  板バネ主体部
１Ｂ  板バネ中央部
１Ｃ  軸受部
１’  第二段板バネ
２    支持軸
３    座体
３Ａ  磁着受部
４    磁石
４Ａ  磁石ケース
５    クッション手段
５Ａ  谷部
６    補助板バネ
６Ａ  山形部
７    ガイド用ロッド（滑走体）
８    内ケース
８Ａ  内ケース上下側板
９    板バネ支持体
９Ａ  板バネ支持体表側板
９’  第二段板バネ支持体
１０  横梁
１１  Ｌ字型固定金具
１２  ネジ（またはボルト）
１３  戸
１４  戸口枠体
２０  機体
２１  ガイド
２２  端部台
２３  間隔調整ネジ
２４  ロッド
２４Ａ  上ストッパー
２４Ｂ  下ストッパー
２５  連接棒
２６Ａ  下滑走体
２６Ｂ  上滑走体
２７  ハンマーヘッド
２７Ａ  取付け台
Ｚ    板バネ主体部と軸受部の接点
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2020200750.tif 000011
【図２】
2020200750.tif 000012
【図３】
2020200750.tif 000013
【図４】
2020200750.tif 000014
【図５】
2020200750.tif 000015
【図６】
2020200750.tif 000016
【図７】
2020200750.tif 000017
【図８】
2020200750.tif 000018