JPH11241744A

JPH11241744A - 樹脂製ばね及び樹脂製ばね組立体

Info

Publication number: JPH11241744A
Application number: JP4505598A
Authority: JP
Inventors: Norio Narasaki; 則雄奈良崎; Osamu Kakigi; 修柿木
Original assignee: Mitsubishi Engineering Plastics Corp
Current assignee: Mitsubishi Engineering Plastics Corp
Priority date: 1998-02-26
Filing date: 1998-02-26
Publication date: 1999-09-07

Abstract

(57)【要約】【課題】ばねを容易に部材等に取り付けることができ、
しかも、コンパクトな大きさ、形状を有し、容易に製造
することができるばねを提供する。【解決手段】樹脂製ばね１０は、（イ）樹脂製の本体部
１１、及び、（ロ）該本体部１１と一体に成形され、該
本体部１１の外方に延びる、樹脂製の一対の対向した板
状のばね部１２から成り、ばね部１２に加わる外力の方
向をＸ方向、Ｘ方向と直角の方向であって一対のばね部
１２の軸線を含む方向をＹ方向としたとき、一対のばね
部１２に外力が加わることによって、ばね部１２はＸ方
向及びＹ方向に変位する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、樹脂製ばね及び樹
脂製ばね組立体に関する。

【０００２】

【従来の技術】或る部材や部品等を他の部材や部品等に
対して付勢した状態で配置するために、屡々、金属製の
板ばねやコイルばねが使用されている。ばねの大きさが
小さい場合、ばねを単体で部材等に取り付ける作業は、
時として、煩雑な作業となる。また、複数のばねをそれ
ぞれ単体で部材等に取り付ける作業も煩雑な作業であ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような煩雑な作業
を回避するための方法として、金属製のばねの一端を例
えば樹脂製の小片にビスを用いて取り付けたばね組立体
を作製し、かかるばね組立体を部材等に取り付ける方法
が考えられるが、組み立て工数を要するばかりか、製造
コストが増加し、最適な方法とは云い難い。

【０００４】従って、本発明の目的は、ばねを容易に部
材等に取り付けることができ、しかも、コンパクトな大
きさ、形状を有し、容易に製造することができるばね、
及び、かかるばねを用いたばね組立体を提供することに
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明の樹脂製ばねは、（イ）樹脂製の本体部、及
び、（ロ）該本体部と一体に成形され、該本体部の外方
に延びる、樹脂製の一対の対向した板状のばね部から成
り、ばね部に加わる外力の方向をＸ方向、Ｘ方向と直角
の方向であって一対のばね部の軸線を含む方向をＹ方向
としたとき、一対のばね部に外力が加わることによっ
て、ばね部はＸ方向及びＹ方向に変位することを特徴と
する。

【０００６】尚、本発明の樹脂製ばねにおいては、ばね
部の先端は、ばね部の変位によって生じた力が加わる物
品（かかる物品は如何なる物品であってもよい）に設け
られた係止部（例えば凸部、突起部あるいは凹部等の形
状を有する係止部）に係止しており、一対のばね部に外
力が加わることによって、ばね部の先端がＹ方向に変位
することなく、ばね部はＸ方向及びＹ方向に変位するこ
とが、ばね部が変位する空間的範囲を規制するといった
観点から好ましい。即ち、本体部と接合したばね部の部
分のＹ方向の位置、及びばね部の先端のＹ方向の位置が
変化することなく、ばね部を変位させることができるの
で、制限された空間内に樹脂製ばねを格納することがで
きる。

【０００７】ばね部が変位するＹ方向には、ばね部の先
端が離れる方向、近づく方向のどちらの方向も含まれ
る。また、Ｘ方向とＹ方向とは、厳密に直交していなく
ともよい。

【０００８】本発明の樹脂製ばねは、このように本体部
とばね部とが一体に成形されているので、例えば公知の
射出成形法に基づき、容易に製造することができるばか
りか、コンパクトな大きさ、形状を有する。また、板状
のばね部の幅方向（Ｚ方向であり、高さ方向）にはばね
部が変位しないので、樹脂製ばね全体の厚さを薄くする
ことができ、薄い物品に樹脂製ばねを取り付けあるいは
収納することができる。しかも、樹脂製ばねを取り付け
るべき部材等に対して本体部を取り付ければよいので、
樹脂製ばねを容易に部材等に取り付けることができる。

【０００９】本発明の樹脂製ばねの一形態においては、
一対の対向したばね部のそれぞれは、本体部から略Ｘ方
向に直線状に延びる基部と、Ｘ方向及びＹ方向に基部か
ら延びる先端部分とから構成されている。ここで、本体
部から略Ｘ方向に直線状に基部が延びるとは、基部が厳
密にＸ方向と平行に本体部から延びる場合だけでなく、
基部がＸ方向に対して一定の角度を成して本体部から延
びる場合をも意味する。また、基部からＸ方向及びＹ方
向に先端部分が延びるとは、先端部分が基部から、Ｘ方
向に延び、且つ、Ｙ方向に延びていることを意味する。
この場合、一対の対向したばね部のそれぞれの先端部分
は、互いに離れる方向に基部から直線状に延びていても
よいし、一対の対向したばね部のそれぞれの先端部分
は、互いに離れる方向に基部から曲線を描いて延びてい
てもよい。あるいは又、一対の対向したばね部のそれぞ
れの先端部分は、互いに近づく方向に基部から直線状に
延びていてもよいし、一対の対向したばね部のそれぞれ
の先端部分は、互いに近づく方向に基部から曲線を描い
て延びていてもよい。

【００１０】本発明の樹脂製ばねの更に別の形態におい
ては、一対の対向したばね部のそれぞれは、本体部から
曲線を描いて延びている。

【００１１】本体部から延びるばね部の部分（付け根部
分）と本体部との間のコーナー部の形状は、ばね部の付
け根部分に応力が集中して破損することを防止するとい
った観点から、少なくとも半径０．１ｍｍ以上の曲面と
する、即ち、「Ｒ」を付けることが好ましい。

【００１２】ばね部の先端部分が基部から直線状に延び
る形状を有している場合、ばね部の先端部分は、本体部
から直線状に延びる基部と鈍角を成していることが好ま
しい。また、ばね部の先端部分あるいはばね部が曲線を
描いて延びる形状を有している場合、かかる形状には、
円、楕円、双曲線、あるいは放物線、３次以上の多項式
から導かれる曲線等の一部を切り出した形状といった、
滑らかに変化する曲線の一部を切り出した形状が含まれ
る。

【００１３】上記の目的を達成するための本発明の樹脂
製ばね組立体は、樹脂製ばねと支持部材から成り、樹脂
製ばねは、（イ）係合部が形成された樹脂製の本体部、
及び、（ロ）該本体部と一体に成形され、該本体部の外
方に延びる、樹脂製の一対の対向した板状のばね部であ
って、ばね部に加わる外力の方向をＸ方向、Ｘ方向と直
角の方向であって一対のばね部の軸線を含む方向をＹ方
向としたとき、一対のばね部に外力が加わることによっ
て、Ｘ方向及びＹ方向に変位するばね部から成り、支持
部材は、（Ａ）係合部が設けられたばね支持部、及び、
（Ｂ）該ばね支持部と一体の抑え部から成り、樹脂製ば
ねの本体部に設けられた係合部と、支持部材のばね支持
部に設けられた係合部とが係合した状態で、且つ、樹脂
製ばねのばね部の先端が支持部材の抑え部と接触した状
態で、樹脂製ばねはＸ方向に摺動することを特徴とす
る。

【００１４】或る部材等を他の部材等に対して付勢した
状態で配置するためには、例えば、樹脂製ばねの本体部
を或る部材等に任意の方法で取り付け、支持部材を他の
部材等に任意の方法で取り付ければよい。

【００１５】本発明の樹脂製ばね組立体においては、支
持部材の抑え部には係止部が設けられており、樹脂製ば
ねの本体部に設けられた係合部と、支持部材のばね支持
部に設けられた係合部とが係合した状態で、且つ、樹脂
製ばねのばね部の先端が支持部材の抑え部の係止部に係
止した状態で、樹脂製ばねはＸ方向に摺動する態様とす
ることもできる。このような態様を採用することによっ
て、ばね部が変位する空間的範囲を規制することができ
る。即ち、本体部と接合したばね部の部分のＹ方向の位
置、及びばね部の先端のＹ方向の位置が変化することな
く、ばね部をＸ方向及びＹ方向に変位させることができ
るので、制限された空間内に樹脂製ばねを格納すること
ができる。

【００１６】係止部の形状は、例えば、凸部、突起部あ
るいは凹部等の形状とすることができる。場合によって
は、ばね支持部と抑え部とによって形成されるコーナー
部を係止部とすることもできる。尚、ばね部の先端が近
づく方向にばね部が変位する場合であって、係止部を突
起部から構成する場合、突起部を２カ所あるいは１カ
所、設ければよい。

【００１７】係合部に関しては、本体部の外側側面に係
合部を設け、ばね支持部の内側側面に係合部を設ける態
様としてもよいし、あるいは又、本体部の内側側面に係
合部を設け、ばね支持部の外側側面に係合部を設ける態
様としてもよい。更には、本体部の上面に係合部を設
け、ばね支持部の下面に係合部を設ける態様としてもよ
いし、あるいは又、本体部の下面に係合部を設け、ばね
支持部の上面に係合部を設ける態様としてもよい。要
は、どのような物品等に樹脂製ばね組立体を組み込むか
に依存して、適宜設計すればよい。尚、本体部及びばね
支持部のそれぞれの係合部はＸ方向に延びている。

【００１８】尚、本発明の樹脂製ばねにて説明したばね
部の各種構造、形状を、上述した本発明の樹脂製ばね組
立体におけるばね部の構造、形状に適用することができ
る。また、樹脂製の本体部の形状あるいは支持部材の外
形形状は、樹脂製ばねあるいは支持部材を取り付けるべ
き部材等の形状等に依存して、適宜決定すればよい。

【００１９】樹脂製ばねを作製するための原料樹脂とし
て、耐疲労性に優れ、且つ、摺動性に優れた樹脂を用い
ることが好ましく、ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹
脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリプロピレン
樹脂、ＡＢＳ樹脂等を例示することができ、これらの樹
脂を用いて、例えば射出成形法にて樹脂製ばねを成形す
ることができる。また、支持部材も樹脂から作製するこ
とが望ましく、支持部材を作製するための原料樹脂とし
て、耐疲労性に優れ、且つ、摺動性に優れた樹脂を用い
ることが好ましい。支持部材は、樹脂製ばねを作製する
ための樹脂と同一の樹脂、同種の樹脂、異種の樹脂を用
いて、例えば射出成形法にて成形することができる。

【００２０】本発明の樹脂製ばねの大きさは、本質的に
は任意であり、以下の数値範囲に何ら限定されないが、
ばね部の長さ（Ｘ方向に沿った長さ）は５ｍｍ乃至５０
ｍｍ、好ましくは１０ｍｍ乃至３０ｍｍ、ばね部の肉厚
は０．２ｍｍ乃至５ｍｍ、好ましくは０．２ｍｍ乃至３
ｍｍ、板状のばね部の幅（Ｚ方向の長さ）は１ｍｍ乃至
１０ｍｍ、好ましくは２ｍｍ乃至５ｍｍであることが望
ましい。尚、本体部近傍のばね部の肉厚よりも、先端の
ばね部の肉厚を薄くする方が望ましい。また、本体部近
傍のばね部の幅（高さ）よりも、先端のばね部の幅（高
さ）を狭くする方が望ましい。更には、本体部の厚さ
（高さ）を、本体部近傍のばね部の幅（高さ）の１〜２
倍とすることが望ましい。尚、ばね部の肉厚が厚すぎる
と、大きな応力がばね部に発生して、樹脂製ばねに損傷
が発生する虞がある。一方、ばね部の肉厚が薄すぎる
と、ばね部の変形が変形許容範囲に収まらなかったり、
所望の反力が得られなかったり、更には、成形が困難と
なる場合がある。また、ばね部の幅（高さ）を最適化す
ることによっても、所望の反力を得ることができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、発明の実
施の形態（以下、実施の形態と略称する）及び実施例に
基づき本発明を説明する。

【００２２】（実施の形態１）実施の形態１〜実施の形
態３は、本発明の樹脂製ばねに関する。実施の形態１の
樹脂製ばねの模式的な平面図を図１の（Ａ）に示し、模
式的な斜視図を図１の（Ｂ）に示す。実施の形態１の樹
脂製ばね１０は、例えば直方体形状を有する樹脂製の本
体部１１、及び、樹脂製の一対の対向して並設された板
状のばね部１２から成る。ばね部１２は、本体部１１と
一体に成形され、本体部１１の外方に延びている。尚、
本体部１１は中実であっても、中空部を有していてもよ
いし、枠状の形状（「ロ」の字形）を有していてもよい
し、一部分に開口部や肉薄部が設けられたリブ状とする
こともできる。そして、ばね部１２に加わる外力の方向
をＸ方向、Ｘ方向と直角の方向であって一対のばね部の
軸線を含む方向をＹ方向としたとき、一対のばね部１２
に外力が加わることによって、ばね部はＸ方向及びＹ方
向（具体的には、実施の形態１においては、ばね部１２
の先端が本体部１１に近づく方向、及びばね部１２の先
端が互いに離れる方向）に変位する。尚、図１に示した
樹脂製ばねにあっては、一対の対向して並設されたばね
部１２のそれぞれは、本体部１１からＸ方向に直線状に
延びる基部１３と、Ｘ方向及びＹ方向に基部１３から延
びる先端部分１４とから構成されており、しかも、それ
ぞれの先端部分１４は、互いに離れる方向に基部１３か
ら直線状に延びており、先端部分１４と基部１３とは鈍
角（角度：θ₁）を成している。尚、基部１３は、本体
部１１から略垂直に延びている。また、本体部１１から
延びるばね部１２の基部１３の付け根部分と本体部１１
との間のコーナー部には、基部１３の付け根部分に応力
が集中して破損することを防止するために「Ｒ」が付さ
れている。

【００２３】図１に示した樹脂製ばねの変形例の模式的
な平面図を図２及び図３に示す。図２の（Ａ）及び
（Ｂ）に示す変形例においては、一対の対向したばね部
１２のそれぞれの先端部分１４は、互いに離れる方向に
基部１３から円弧を描いて延びている。図３に示す変形
例においては、図１に示した樹脂製ばねと異なり、基部
１３の延びる方向は、Ｘ方向と鋭角（角度：θ₂）を成
している。

【００２４】尚、本体部１１に図示しないねじ穴を成形
しておけば、樹脂製ばね１０を取り付けるべき部材等に
対して、本体部１１を容易に取り付けることができる。
あるいは又、樹脂製ばね１０を取り付けるべき部材等に
本体部１１と嵌合する部分を設けておけばよい。場合に
よっては、部材等と樹脂製ばね１０を接触した状態に保
持すればよい。

【００２５】（実施の形態２）実施の形態２の樹脂製ば
ねの模式的な平面図を図４、図５の（Ａ）及び（Ｂ）に
示す。図４に示す樹脂製ばねにあっては、一対の対向し
て並設されたばね部１２のそれぞれは、本体部１１から
略Ｘ方向に直線状に延びる基部１３と、Ｘ方向及びＹ方
向に基部１３から延びる先端部分１４とから構成されて
おり、更には、一対の対向したばね部１２のそれぞれの
先端部分１４は、互いに近づく方向に基部から直線状に
延びている。尚、実施の形態２の樹脂製ばねにおいて
は、一対のばね部１２に外力が加わることによってばね
部１２は、ばね部１２の先端が互いに近づく方向に変位
する。図５の（Ａ）及び（Ｂ）に示す樹脂製ばねにあっ
ては、一対の対向したばね部１２のそれぞれの先端部分
１４は、互いに近づく方向に基部から円弧を描いて延び
ている。尚、図３に示した変形例と同様に、基部１３の
延びる方向がＸ方向と鋭角を成していてもよい。

【００２６】（実施の形態３）実施の形態３の樹脂製ば
ねの模式的な平面図を図６の（Ａ）及び（Ｂ）に示す。
実施の形態３の樹脂製ばねにあっては、一対の対向して
並設されたばね部１２のそれぞれは、本体部１１から円
弧を描いて延びている。尚、図６の（Ａ）に示した樹脂
製ばねにおいては、一対のばね部１２に外力が加わるこ
とによってばね部１２は、ばね部１２の先端が互いに離
れる方向に変位する。一方、図６の（Ｂ）に示した樹脂
製ばねにおいては、一対のばね部１２に外力が加わるこ
とによってばね部１２は、ばね部１２の先端が互いに近
づく方向に変位する。

【００２７】一般に、ばね部１２の変位に何ら制約が無
い場合には、一対のばね部１２に外力が加わることによ
ってばね部１２の先端が互いに離れる方向に変位する形
状とする方が、ばね部１２の先端間の距離が長くなり、
高い摺動安定性を有するばね部１２を得ることができ
る。一方、組立上、ばね部１２が変位する空間的範囲に
制限がある場合、即ち、例えば、ばね部１２が変位する
空間の近傍に他の部品が存在するような場合、ばね部１
２が変位したとき、かかる他の部品とばね部１２が接触
しないように、樹脂製ばねを設計する必要がある。この
ような点を考慮して、実施の形態１〜実施の形態３にて
説明した樹脂製ばねを適宜選択すればよい。また、以上
の各実施の形態にて説明した樹脂製ばねにおいては、ば
ね部１２が最大に変位した状態で、一対のばね部１２の
先端同士が接触しないように、一対のばね部１２を配置
することが好ましい。

【００２８】（実施の形態４）実施の形態４は、本発明
の樹脂製ばね組立体に関する。実施の形態４の樹脂製ば
ね組立体の模式的な平面図を図７の（Ａ）に示し、樹脂
製ばねの模式的な斜視図を図７の（Ｂ）に示し、図７の
（Ａ）の矢印Ｃ−Ｃに沿った模式的な断面図を図７の
（Ｃ）に示す。実施の形態４の樹脂製ばね組立体は、樹
脂製ばね１０と支持部材２０から成り、樹脂製ばね１０
の構造は、図１に示した樹脂製ばねと同一である。但
し、樹脂製ばね１０の本体部１１には係合部が設けられ
ている。実施の形態４においては、この係合部は、具体
的には、本体部１１の外側側面に設けられ、Ｘ方向に延
びる凸部１５である。

【００２９】支持部材２０は、係合部が設けられたばね
支持部２１、及び、ばね支持部２１と一体的に成形さ
れ、ばね支持部２１から直角方向に延びる抑え部２３か
ら構成されている。実施の形態４においては、係合部
は、具体的には、ばね支持部２１の内側側面に設けら
れ、Ｘ方向に延びる凹部２２である。また、支持部材２
０の抑え部２３の内側側面には係止部である突起部２４
が２カ所、設けられている。そして、樹脂製ばね１０の
本体部１１の外側側面に設けられた係合部（凸部１５）
と、支持部材２０のばね支持部２１の内側側面に設けら
れた係合部（凹部２２）とが係合した状態で、且つ、樹
脂製ばね１０のばね部１２の先端が支持部材２０の抑え
部２３と接触した状態で、実施の形態４においては、よ
り具体的には、樹脂製ばね１０のそれぞれのばね部１２
の先端が支持部材２０の抑え部２３の突起部２４に係止
した状態で、樹脂製ばね１０はＸ方向に摺動する。

【００３０】

【実施例】（実施例１）図７に示した樹脂製ばね、及び
支持部材２０を、三菱エンジニアリングプラスチックス
株式会社製ポリアセタール樹脂（商品名：ユピタール
Ｆ２０−５４）を使用し、射出成形法にて作製した。
尚、樹脂製ばねのばね部１２の一方を拡大した平面図を
図９に示す。尚、図９、図１３及び図１６におい
て、（）内の値は、支持部材２０の抑え部２３の突起部
２４のコーナー部を原点としたときの、変位が全く生じ
ていない状態での樹脂製ばねの各部位（各コーナー部）
における座標の値であり、図の縦方向をＸ軸、横方向を
Ｙ軸とした。ばね部１２の各部の寸法を、以下の表１の
とおりとした。

【００３１】

【表１】基部１３のＸ方向に沿った長さ（Ｌ₁）：１１．２５ｍｍ基部１３の肉厚（Ｔ₁）：０．５０ｍｍ（一定）基部１３の幅（Ｗ₁）：３．１４ｍｍ直線状の先端部分１４の長さ（Ｌ₂）：７．８７ｍｍ先端部分１４と基部１３との接合部の肉厚（Ｔ_2A）：０．６９ｍｍ先端部分１４の先端の肉厚（Ｔ_2B）：０．２０ｍｍ先端部分１４の基部１３との接合部の幅（Ｗ_2A）：３．１４ｍｍ先端部分１４の先端の幅（Ｗ_2B）：０．２０ｍｍ

【００３２】樹脂製ばね１０のばね部１２の先端が支持
部材２０の抑え部２３の突起部２４に係止した状態で、
しかも、樹脂製ばね１０に全く反力が加わっていない状
態から、本体部１１を支持部材２０の抑え部２３に向か
って０．８７５ｍｍ移動させた状態を初期状態とした。
また、この初期状態から、本体部１１が支持部材２０の
抑え部２３に向かって３．４ｍｍ移動した状態を最大変
位状態とした。初期状態における樹脂製ばね１０の反力
をロードセルを用いて測定したところ、７０ｇｆであっ
た。初期状態と最大変位状態との間で樹脂製ばねを変位
させ、樹脂製ばねの疲労試験を行った。尚、疲労試験に
は、株式会社島津製作所製、動特性試験機、「島津サー
ボパルサＥＨＦ−ＦＤ０５−４ＬＡ」を使用した。測定
条件としては、１秒当たりの変位回数を２回、試験温度
を−３０゜Ｃ、２３゜Ｃ、８０゜Ｃとした。１０万回の
変位を樹脂製ばねに加えたが、いずれの試験温度におい
ても樹脂製ばねに損傷が発生することはなかった。

【００３３】実施例１にて用いた樹脂製ばねが最大変位
状態となったときに、樹脂製ばねに発生する応力値（ｖ
ｏｎＭｉｓｅｓ等価応力で表した。単位は、ｋｇｆ／
ｍｍ²である）及びＹ方向変位量分布をシミュレーショ
ンにて求めた。尚、ユピタールＦ２０−５４の応力−
歪曲線を図８に示す。ユピタールＦ２０−５４の初期
弾性率は２７４ｋｇｆ／ｍｍ²であり、ポアソン比は
０．３８である。樹脂製ばねのＹ方向変位量分布を図１
０に示し、ｖｏｎＭｉｓｅｓ等価応力分布を図１１に
示す。図１１から、樹脂製ばねに発生するｖｏｎＭｉ
ｓｅｓ等価応力の最大値は４．７ｋｇｆ／ｍｍ²程度で
あり、樹脂製ばねに損傷が発生するような値ではなかっ
た。尚、図１１、図１５及び図１８において、引張応力
が発生していると考えられる箇所の中で最もｖｏｎＭ
ｉｓｅｓ等価引張応力の値が大きい部分を「Ａ」で示し
た。

【００３４】尚、図１０、図１４、図１７に示すＹ方向
における変位量（単位：ｍｍ）においては、かかる変位
量の範囲内にある領域を、黒く塗り潰した領域及び白抜
きの領域で順次示した。また、各変位量のスケールの横
に付したアルファベットはＹ方向変位量分布図に付した
アルファベットに対応している。更には、ｖｏｎＭｉ
ｓｅｓ等価応力分布を示す図１１、図１５、図１８にお
けるスケールは、ｖｏｎＭｉｓｅｓの等価応力で表し
た応力（単位：ｋｇｆ／ｍｍ²）を示し、かかる応力の
範囲内にある領域を、各図においては、黒く塗り潰した
領域及び白抜きの領域で順次示した。また、各変位量の
スケールの横に付したアルファベットは、ｖｏｎＭｉ
ｓｅｓの等価応力分布図に付したアルファベットに対応
している。

【００３５】（実施例２）図７に示した樹脂製ばね及び
支持部材２０を、実施例１と同様にした射出成形法にて
作製した。尚、実施例２における樹脂製ばね組立体の模
式的な平面図を図１２に示す。実施例２における支持部
材２０が実施例１における支持部材２０と相違する点
は、係止部が抑え部２３に設けられていない点にある。
即ち、ばね部１２の先端は、抑え部２３上を摺動し、ば
ね部１２の先端はＹ方向に１ｍｍの範囲で、自由に動き
得る。尚、ばね部１２がＹ方向に１ｍｍ変位したとき、
ばね部１２の先端は抑え部２３とばね支持部２１のコー
ナー部に突き当たる。ばね部１２の各部の寸法を、以下
の表２のとおりとした。また、樹脂製ばねのばね部１２
の一方を拡大した平面図を図１３に示す。そして、実施
例１と同様の方法で疲労試験を行った。その結果、いず
れの試験温度においても樹脂製ばねに損傷が発生するこ
とはなかった。尚、初期状態における樹脂製ばね１０の
反力をロードセルを用いて測定したところ、３３ｇｆで
あった。

【００３６】

【表２】基部１３のＸ方向に沿った長さ（Ｌ₁）：１０．２３ｍｍ基部１３の肉厚（Ｔ₁）：０．７２ｍｍ（一定）基部１３の幅（Ｗ₁）：３．１４ｍｍ直線状の先端部分１４の長さ（Ｌ₂）：９．４５ｍｍ先端部分１４と基部１３との接合部の肉厚（Ｔ_2A）：１．００ｍｍ先端部分１４の先端の肉厚（Ｔ_2B）：０．２０ｍｍ先端部分１４の基部１３との接合部の幅（Ｗ_2A）：３．１４ｍｍ先端部分１４の先端の幅（Ｗ_2B）：０．２０ｍｍ

【００３７】実施例２の樹脂製ばねが最大変位状態とな
ったときに、樹脂製ばねに発生する応力値をシミュレー
ションにて求めた。樹脂製ばねのＹ方向変位量分布を図
１４に示し、ｖｏｎＭｉｓｅｓ等価応力分布を図１５
に示す。図１５から、樹脂製ばねに発生するｖｏｎＭ
ｉｓｅｓ等価引張応力の最大値は５．２ｋｇｆ／ｍｍ²
程度であり、実施例１と比較して、樹脂製ばねに発生す
るｖｏｎＭｉｓｅｓ等価引張応力は高くなったが、実
用上、問題となる値ではなかった。

【００３８】（実施例３）図６の（Ａ）に示した樹脂製
ばね及び図７に示した支持部材２０を、実施例１と同様
にして射出成形法にて作製した。尚、樹脂製ばねのばね
部１２の一方を拡大した平面図を図１６に示す。尚、ば
ね部１２の外側及び内側の曲率半径（ｒ_OU _T，ｒ_IN）
を、それぞれ、ｒ_OUT＝１０．００ｍｍ、ｒ_IN＝９．８
１ｍｍとし、ばね部１２の円弧の長さ（Ｌ）を１８．３
２ｍｍ（Ｘ方向の長さを１６．０ｍｍ）、ばね部１２の
本体部１１との接合部の肉厚（Ｔ₁）を０．５ｍｍ、先
端の肉厚（Ｔ₂）を０．３ｍｍ、ばね部１２の本体部１
１との接合部の幅（Ｚ方向の距離であり、Ｗ₁）を３．
０ｍｍ、先端の幅（Ｚ方向の距離であり、Ｗ₂）を０．
６ｍｍとした。

【００３９】樹脂製ばね１０のばね部１２の先端が支持
部材２０の抑え部２３の突起部２４に係止した状態で、
しかも、樹脂製ばね１０に全く反力が加わっていない状
態から、本体部１１を支持部材２０の抑え部２３に向か
って０．８７５ｍｍ移動させた状態を初期状態とした。
また、この初期状態から、本体部１１が支持部材２０の
抑え部２３に向かって３．４ｍｍ移動した状態を最大変
位状態とした。初期状態における樹脂製ばね１０の反力
をロードセルを用いて測定したところ、３１ｇｆであっ
た。初期状態と最大変位状態との間で樹脂製ばねを変位
させ、樹脂製ばねの疲労試験を行った。測定条件として
は、１秒当たりの変位回数を２回、試験温度を−３０゜
Ｃ、２３゜Ｃ、８０゜Ｃとした。１０万回の変位を樹脂
製ばねに加えたが、いずれの試験温度においても樹脂製
ばねに損傷が発生することはなかった。

【００４０】図６の（Ａ）に示した樹脂製ばねが最大変
位状態となったときに、樹脂製ばねに発生する応力値を
シミュレーションにて求めた。樹脂製ばねのＹ方向変位
量分布を図１７に示し、ｖｏｎＭｉｓｅｓ等価応力分
布を図１８に示す。図１８から、樹脂製ばねに発生する
ｖｏｎＭｉｓｅｓ等価引張応力の最大値は４．９ｋｇ
ｆ／ｍｍ²程度であり、樹脂製ばねに損傷が発生するよ
うな値ではなかった。

【００４１】以上、本発明を、発明の実施の形態及び好
ましい実施例に基づき説明したが、本発明はこれらに限
定されるものではない。発明の実施の形態及び実施例に
て説明した樹脂製ばねの形状や構造、大きさ、支持部材
の形状や構造は例示であり、適宜設計変更することがで
きる。また、使用した樹脂も例示である。樹脂製ばねの
形状、寸法は、本質的には任意の形状とすることがで
き、使用する条件、要求される変位量、要求される耐疲
労性、セット状態において要求される反力、変位状態に
おいて要求される反力、使用する樹脂材料特性を考慮し
て、ばねとして要求される性能を満足するような形状、
寸法とすればよい。場合によっては、樹脂製ばねを取り
付ける部材等と樹脂製ばねを一体に成形してもよいし、
支持部材を取り付ける部材等と支持部材を一体に成形し
てもよい。樹脂製ばねのばね部の先端が支持部材の抑え
部と接触した状態で、ばね部の先端が自由にＹ方向に摺
動してもよいし、一定距離だけＹ方向に摺動した後、ば
ね部の先端が支持部材の抑え部の係止部に係止した状態
となる構造としてもよい。

【００４２】本発明の樹脂製ばね組立体においては、本
体部１１の内側側面に係合部である凹部１５Ａを設け、
ばね支持部２１の外側側面に係合部である凸部２２Ａを
設ける態様としてもよい。このような樹脂製ばね組立体
の模式的な平面図を図１９の（Ａ）に示し、図１９の
（Ａ）の矢印Ｂ−Ｂに沿った模式的な断面図を図１９の
（Ｂ）に示す。

【００４３】本発明の樹脂製ばねは、勿論、単独でも使
用することができる。この場合、ばね部が変位する空間
的範囲を規制する必要があるときには、ばね部の先端
を、ばね部の変位によって生じた力が加わる物品等に設
けられた係止部に係止させ、一対のばね部に外力が加わ
ることによって、ばね部の先端がＹ方向に変位すること
なく、ばね部はＸ方向及びＹ方向に変位させればよい。
尚、樹脂製ばねの本体部はかかる物品とは別の物品等に
取り付けあるいは接触させればよい。

【００４４】本発明の樹脂製ばねあるいは樹脂製ばね組
立体は、如何なる産業分野へも適用することができ、例
えば、電気湯沸かしポットの開閉ボタン、電子ジャーの
蓋の開閉ボタン、テレビジョンにおける各種スイッチや
押しボタン、オーディオ機器における各種スイッチや押
しボタン、ビデオテープレコーダにおける各種スイッチ
や押しボタン、エアーコンディショニング装置における
各種スイッチや押しボタン、テレビジョンやオーディオ
機器、ビデオテープレコーダ用のリモートコントロール
装置における各種スイッチや押しボタン、テレビゲーム
操作装置における各種スイッチや押しボタン、電話機の
フックボタン、電話機のプッシュボタン、パーソナルコ
ンピュータの蓋の開閉ボタン、コンピュータ用マウスポ
インタの押しボタン、コンピュータ用のキーボードやキ
ーステムばね、自動車のハザードプッシュボタン、自動
車のデフロスタープッシュボタン、自動車の灰皿の開閉
ボタン、自動車のコンソールボックス開閉ボタン、自動
車のパッシングスイッチボタン、自動車用エアーコンデ
ィショナーやオーディオ装置等の各種スイッチや押しボ
タン、自動車のウィンドウォッシャー用の押しボタンや
スイッチ、自動車のルームランプスイッチ、自動車の車
内用ミラーステー取付部に配設されるばね、オートバイ
のホーン等の各種スイッチや押しボタン、複写機やプリ
ンターの各種スイッチや押しボタン、ファクシミリ装置
における各種押しボタンやスイッチ、電気スタンドの押
しボタン、ジャンプ傘の開閉ボタン、トイレットペーパ
ーホルダーに内蔵されたばね、バックル、エレベータに
おける各種スイッチや押しボタン、目覚まし時計のアラ
ームボタン、シャープペンシルの押しボタン等への適用
を挙げることができる。

【００４５】また、例えば、自動車に搭載されるシート
ベルトのバックル装置内に本発明の樹脂製ばね組立体を
組み込むこともできる。この場合、支持部材２０をリリ
ースボタンに固定し、樹脂製ばねの本体部１１をベース
フレームに係合させればよい。シートベルト使用時、バ
ックル装置のベースフレームに配設されたラッチ爪がト
ングプレートの係止開口部に係合し、トングプレートの
ラッチ状態が保持される。このとき、ラッチ爪のラッチ
動作に伴って、本体部１１を支持部材２０の抑え部２３
に向かって所望の値だけ移動させ、樹脂製ばねに反力
（例えば５０〜１７０ｇｆ）を生じさせる。その結果、
ベースフレームに対してリリースボタンは乖離する方向
に付勢されるので、リリースボタンに遊びが無くなる。

【００４６】

【発明の効果】本発明の樹脂製ばねは、本体部とばね部
とが一体に成形されているので、樹脂製ばねを容易に製
造することができるばかりか、コンパクトな大きさ、形
状を有するばねを製造することができる。更には、板状
のばね部の幅方向にはばね部は変位しないので、樹脂製
ばね全体の厚さを薄くすることができる。しかも、樹脂
製ばねを容易に部材等に取り付けることができる。ま
た、従来のばねと比較して樹脂製ばねあるいは樹脂製ば
ね組立体の部品点数の削減を図ることができ、製造コス
トの低減が可能となるし、射出成形法に基づき作製する
ことができるので、量産を容易に行い得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】発明の実施の形態１の樹脂製ばねの模式的な平
面図及び斜視図である。

【図２】発明の実施の形態１の樹脂製ばねの変形例の模
式的な平面図である。

【図３】発明の実施の形態１の樹脂製ばねの別の変形例
の模式的な平面図である。

【図４】発明の実施の形態２の樹脂製ばねの模式的な平
面図である。

【図５】発明の実施の形態２の樹脂製ばねの変形例の模
式的な平面図である。

【図６】発明の実施の形態３の樹脂製ばねの模式的な平
面図である。

【図７】発明の実施の形態４の樹脂製ばね組立体の模式
的な平面図、樹脂製ばねの模式的な斜視図及び模式的な
断面図である。

【図８】実施例にて使用したポリアセタール樹脂の応力
−歪曲線を示すグラフである。

【図９】実施例１の樹脂製ばねのばね部の一方を拡大し
た平面図である。

【図１０】実施例１の樹脂製ばねにおけるＹ方向変位量
分布を示す図である。

【図１１】実施例１の樹脂製ばねにおける、ｖｏｎＭ
ｉｓｅｓ等価応力分布を示す図である。

【図１２】実施例２の樹脂製ばね組立体の模式的な平面
図、及び模式的な断面図である。

【図１３】実施例２の樹脂製ばねのばね部の一方を拡大
した平面図である。

【図１４】実施例２の樹脂製ばねにおけるＹ方向変位量
分布を示す図である。

【図１５】実施例２の樹脂製ばねにおける、ｖｏｎＭ
ｉｓｅｓ等価応力分布を示す図である。

【図１６】実施例３の樹脂製ばねのばね部の一方を拡大
した平面図である。

【図１７】実施例３の樹脂製ばねにおけるＹ方向変位量
分布を示す図である。

【図１８】実施例３の樹脂製ばねにおける、ｖｏｎＭ
ｉｓｅｓ等価応力分布を示す図である。

【図１９】本発明の樹脂製ばね組立体の変形例を示す模
式的な平面図及び模式的な断面図である。

【符号の説明】

１０・・・樹脂製ばね１１・・・本体部１２・・・ばね部１３・・・基部１４・・・先端部分１５，１５Ａ，２２，２２Ａ・・・係合部２０・・・支持部材２１・・・ばね支持部２３・・・抑え部２４・・・突起部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（イ）樹脂製の本体部、及び、（ロ）該本体部と一体に成形され、該本体部の外方に延
びる、樹脂製の一対の対向した板状のばね部、から成
り、ばね部に加わる外力の方向をＸ方向、Ｘ方向と直角の方
向であって一対のばね部の軸線を含む方向をＹ方向とし
たとき、一対のばね部に外力が加わることによって、ば
ね部はＸ方向及びＹ方向に変位することを特徴とする樹
脂製ばね。
【請求項２】ばね部の先端は、ばね部の変位によって生
じた力が加わる物品に設けられた係止部に係止してお
り、一対のばね部に外力が加わることによって、ばね部
の先端がＹ方向に変位することなく、ばね部はＸ方向及
びＹ方向に変位することを特徴とする請求項１に記載の
樹脂製ばね。
【請求項３】前記一対の対向したばね部のそれぞれは、
本体部から略Ｘ方向に直線状に延びる基部と、Ｘ方向及
びＹ方向に基部から延びる先端部分とから構成されてい
ることを特徴とする請求項１に記載の樹脂製ばね。
【請求項４】前記一対の対向したばね部のそれぞれの先
端部分は、互いに離れる方向に基部から直線状に延びる
ことを特徴とする請求項３に記載の樹脂製ばね。
【請求項５】前記一対の対向したばね部のそれぞれの先
端部分は、互いに離れる方向に基部から曲線を描いて延
びることを特徴とする請求項３に記載の樹脂製ばね。
【請求項６】前記一対の対向したばね部のそれぞれの先
端部分は、互いに近づく方向に基部から直線状に延びる
ことを特徴とする請求項３に記載の樹脂製ばね。
【請求項７】前記一対の対向したばね部のそれぞれの先
端部分は、互いに近づく方向に基部から曲線を描いて延
びることを特徴とする請求項３に記載の樹脂製ばね。
【請求項８】前記一対の対向したばね部のそれぞれは、
本体部から曲線を描いて延びることを特徴とする請求項
１に記載の樹脂製ばね。
【請求項９】樹脂製ばねと支持部材から成る樹脂製ばね
組立体であって、樹脂製ばねは、（イ）係合部が形成された樹脂製の本体部、及び、（ロ）該本体部と一体に成形され、該本体部の外方に延
びる、樹脂製の一対の対向した板状のばね部であって、
ばね部に加わる外力の方向をＸ方向、Ｘ方向と直角の方
向であって一対のばね部の軸線を含む方向をＹ方向とし
たとき、一対のばね部に外力が加わることによって、Ｘ
方向及びＹ方向に変位するばね部から成り、支持部材は、（Ａ）係合部が設けられたばね支持部、及び、（Ｂ）該ばね支持部と一体の抑え部から成り、樹脂製ばねの本体部に設けられた係合部と、支持部材の
ばね支持部に設けられた係合部とが係合した状態で、且
つ、樹脂製ばねのばね部の先端が支持部材の抑え部と接
触した状態で、樹脂製ばねはＸ方向に摺動することを特
徴とする樹脂製ばね組立体。
【請求項１０】支持部材の抑え部には係止部が設けられ
ており、樹脂製ばねの本体部に設けられた係合部と、支持部材の
ばね支持部に設けられた係合部とが係合した状態で、且
つ、樹脂製ばねのばね部の先端が支持部材の抑え部の係
止部に係止した状態で、樹脂製ばねはＸ方向に摺動する
ことを特徴とする請求項９に記載の樹脂製ばね組立体。
【請求項１１】前記一対の対向したばね部のそれぞれ
は、本体部から略Ｘ方向に直線状に延びる基部と、Ｘ方
向及びＹ方向に基部から延びる先端部分とから構成され
ていることを特徴とする請求項９又は請求項１０に記載
の樹脂製ばね。
【請求項１２】前記一対の対向したばね部のそれぞれの
先端部分は、互いに離れる方向に基部から直線状に延び
ることを特徴とする請求項１１に記載の樹脂製ばね。
【請求項１３】前記一対の対向したばね部のそれぞれの
先端部分は、互いに離れる方向に基部から曲線を描いて
延びることを特徴とする請求項１１に記載の樹脂製ば
ね。
【請求項１４】前記一対の対向したばね部のそれぞれの
先端部分は、互いに近づく方向に基部から直線状に延び
ることを特徴とする請求項１１に記載の樹脂製ばね。
【請求項１５】前記一対の対向したばね部のそれぞれの
先端部分は、互いに近づく方向に基部から曲線を描いて
延びることを特徴とする請求項１１に記載の樹脂製ば
ね。
【請求項１６】前記一対の対向したばね部のそれぞれ
は、本体部から曲線を描いて延びることを特徴とする請
求項９又は請求項１０に記載の樹脂製ばね。