專利名稱：用于薄壁錄像帶盒的磁帶盤彈簧的制作方法
技術領域：
本發(fā)明一般涉及用于對準磁帶盤的彈簧，特別涉及一種用于對在具有薄壁蓋的錄像帶盒上的磁帶盤施加軸向?qū)蕢毫Φ乃芰掀瑺顝椈伞?br> 磁帶盒(例如錄像帶盒)到處都有。在這些磁帶盒內(nèi)的磁帶繞在可轉(zhuǎn)動地設置在殼體內(nèi)的卷盤上。這些帶盒一般包括一安裝在殼體上并與在卷盤軸中心線上的耐磨按鈕狀部分相嚙合的彈簧。彈簧對該卷盤施加軸向壓力以保證與盒傳動機構的驅(qū)動軸的良好的嚙合。它可還在運輸帶盒時防止卷盤的碰撞。
VHS錄像帶盒的規(guī)格之一要求卷盤壓力彈簧兩端被向下壓離彈簧安裝面(盒的一內(nèi)壁)約0.080英寸的距離時可提供280克和380克之間的負荷或壓力。
一種彈簧是其中央固定在盒體上壁內(nèi)表面上的一不銹鋼片。該鋼片的兩自由端向上彎成離開盒壁的開口的弓形。所述的兩自由端從鋼片中央懸臂地伸出，在其外端部的鄰近處與卷盤轂彈性地嚙合將卷盤偏置而離開盒體上壁。由于這種型式的卷盤彈簧所施加在盒壁上的力較大，為了承受住卷盤彈簧力而不產(chǎn)生過大的變形，盒壁就必須具有足夠大的強度因而就要有足夠的厚度。
客觀上要求對用于錄像帶盒的卷盤彈簧進行改進以使它對盒蓋結構強度的要求降低而允許使用薄壁蓋，要求既能滿足規(guī)格的條件又能降低成本。由于錄像帶盒是大量生產(chǎn)的，所以部件成本的小小變化都會對總的生產(chǎn)成本產(chǎn)生大的影響。由于這個原因，即使是一個部件成本獲得小的降低也會大大增強產(chǎn)品在市場上的生命力。
本發(fā)明是一種用于將壓力作用于帶盒盒體和盒體內(nèi)磁帶盤間的低成本的彈簧。這種彈簧包括一個設置在盒體內(nèi)表面上的中央安裝部和一對從安裝部分的相對側向卷盤延伸以嚙合各卷盤的狹長加壓或壓力部分。每個加壓部分包括一個與中央安裝部分對準的中央底板和至少一個彈簧部分。所述彈簧部分沿著所述底板的兩邊設置。每個彈簧部分具有一個嚙合盒體內(nèi)表面并在促使所述加壓部分與卷盤嚙合的同時彈性地迫使該加壓部分離開盒體的自由邊。
每個壓力部分還包括至少一個沿著相鄰各彈簧部分的底板兩側邊設置的加強肋部分。各加強肋部分鄰接各彈簧部分并具有一自由邊。每個彈簧部分具有一個從底板伸出的邊以及第一、第二和第三自由邊。
彈簧部分的第二自由邊可嚙合所述盒體內(nèi)表面的高起部分。在加壓時，該彈簧部分變形和彎曲促使底板和加壓部分離開內(nèi)表面以將卷盤推向各驅(qū)動軸。從彈簧向盒體的力的主要作用點是沿著窗口或蓋的高起部分以將總的彈簧力分開在盒體的兩個區(qū)域間。


圖1是插有磁帶驅(qū)動軸的VHS錄像帶盒的一個橫剖視圖；圖2是圖1的錄像帶盒蓋的內(nèi)部的一個平面視圖，圖中示出了本發(fā)明的彈簧；圖3A是在一種型式錄像帶盒體內(nèi)的彈簧的部分側視圖；圖3B是在另一種錄像帶盒體內(nèi)的彈簧的部分側視圖；圖3C是在又一種錄像帶盒內(nèi)的彈簧的部分側視圖；圖4A是本發(fā)明的彈簧的立體視圖；圖4B是圖4A中所示彈簧的俯視圖；圖5是彈簧的另一實施例的俯視圖；圖6是非壓縮狀態(tài)時的彈簧的端視圖；圖7是在壓縮狀態(tài)時的彈簧的端視圖。
本發(fā)明是對申請?zhí)枮?7/584,903的待批的美國專利申請所述的塑料卷盤彈簧的改進。本發(fā)明的彈簧12可用在薄壁錄像盒上并可用較薄的蓋子。彈簧12制作得可提供需要的彈簧力但不需要像傳統(tǒng)帶盒的盒體壁那樣的厚壁。
請看圖1，錄像帶盒10包括一盒體14、一對卷盤16、18，和一彈簧12。所述盒體14由蓋20和底22形成。磁帶卷盤16、18可轉(zhuǎn)動地設置在所述的底22內(nèi)。一對孔24和26穿過底22以允許一錄像帶盒式放錄機(VCR)的用花鍵接合的25、27驅(qū)動軸與所述卷盤16、18嚙合并使之轉(zhuǎn)動。所述磁帶卷盤16、18用于存放磁帶28。當磁帶28在兩卷盤16、18之間傳送時，信息便可傳向或傳離磁帶28。
耐磨按鈕狀部分30、32從各卷盤16、18的上表面伸出，用作支承件。所述耐磨按鈕狀部分30、32提供在卷盤16、18和彈簧12間的小的光滑接觸面積。將彈簧12和轉(zhuǎn)動的卷盤16、18間的接觸面積減小到最低限度可減小這些零件間摩擦作用力以及延長錄像帶盒10的使用壽命。
雖然可用其它型式的(如壓配和粘結)固定件，但彈簧12一般是安裝在蓋20內(nèi)表面的柱子34、36上。當蓋20和底22裝配形成一完整的錄像帶盒盒體14時，彈簧12的兩相對自由端與在各卷盤16、18上的耐磨按鈕狀部分30、32相嚙合。
當帶盒10被插進VCR(錄像帶盒式放錄機)時，VCR的驅(qū)動軸25、27穿過孔24、26以與卷盤16、18的肋嚙合并將兩卷盤抬離底22的內(nèi)表面。彈簧12對兩卷盤提供一個力使它們緊緊地座落在它們各自的驅(qū)動軸上并與所述驅(qū)動軸接合。由于抵住了卷盤16的軸向運動，當手拿和運送錄像帶盒10時，彈簧12還可以防止磁帶的損壞。
在圖1、2、3A、3B、3C、4A、4B、6和7中示出了這種彈簧12的一個較佳實施例。彈簧12最好用如聚丙烯那樣的一種彈性塑料材料制成，彈簧12最好用如聚丙烯那樣的一種彈簧塑料材料制成。彈簧12具有一對內(nèi)端結合在中央安裝部分40上的狹長加壓部分38。該加壓部分38包括一中央底板42、一對彈簧部分44和一對加強肋部分45。加壓部分38的底板42和中央安裝部分40對齊以形成一彈簧12的脊骨。如圖6(彈簧12的的端視圖)所示，彈簧部分44從各底板42向上延伸以沿著底板42形成一狹長的槽，槽的橫截面形狀具有截頭的“V”形形狀；即如圖清楚地所示那樣具有平底的V形形狀。在中央安裝部分40上的孔48將彈簧12固定到蓋20上。
該彈簧最好成對稱。彈簧12具有一左半50和一相同的右半52。同樣，彈簧12具有相同的左右側，如圖4B中所示。因此所述彈簧部分是相同的。
各彈簧部分44沿著一邊由折痕、圓角過渡部47或由兩者形成。彈簧部分44沿著另外邊由一第一自由邊58、一第二自由邊60和一第三自由邊62形成。加強肋部分45鄰接彈簧部分44并具有一自由邊64。該加強肋部的自由邊64是直線的并且基本上平行于折痕46和彈簧12的縱向軸線延伸。該加強肋部的自由邊64還包括一個角度部分65，它與安裝部分40的邊成一定角度并且可以與彈簧部分的自由邊60平行或在同一直線上。雖然該安裝部分可以伸出脊骨并形成加強肋部的一部分，但圖中的自由邊70形成了彈簧12的中央安裝部分40。第一和第三自由邊58、62離開折痕46的直線成角度地延伸并與第二自由邊60結合以形成基本的梯形形狀?；蛘呷鐖D5所示，所述彈簧部分自由邊60和折痕46或者圓角過渡部分47可以是平行的或在同一直線上。
如圖4A和4B所示，兩個彈簧部分44在各壓力部分38的每一側與底板42成一定角度。當壓力作用于彈簧12時，在彈簧部分44開始彎曲前，彈簧在安裝部分40和加強肋部分45的相交處略微樞轉(zhuǎn)直至所述相交處接觸蓋70的高起部分76、78。
加強肋部分45阻止底板42彎曲以及朝卷盤彎和與之接觸。這就保持了彈簧12和卷盤16、18之間的間隙并使彈簧力集中在位于彈簧部分44上的彈簧12的兩端上。加強肋部45使彈簧力從中央安裝部分40向彈簧部分44移動。該彈簧部分44比加強肋部分45寬。加強肋部45的寬度選得狹一些的目的是要避免加強肋部45與蓋20的內(nèi)表面74之間的接觸。這就消除了接觸和潛在的摩擦和刮傷的問題。另外，彈簧部分44比底板42薄，在一實施例中為0.012英寸厚而底板為0.020英寸厚。
制作彈簧12的理想方法包括注塑以及從塑料板沖壓成坯料隨后彎曲成彈簧部分44。在需要大批量時注塑可生產(chǎn)出低成本的零件。當零件需要量較少時沖壓和彎曲可允許使用較低成本的工具以降低成本。在注塑時，彈簧12可在面向內(nèi)表面74的該側于安裝部分40上形成高起部分和中央內(nèi)澆口。采用單個的中央內(nèi)澆口消除了由多個澆口結構形成的多條模型線、減少了在彈簧端上的斷裂并使?jié)部趨^(qū)移離卷盤—彈簧—蓋的相互交界處的位置。
彈簧12的一個較佳實施例的尺寸在圖4B和6中用字母A—K代表，其中A＝3.937英寸；B＝0.281英寸；C＝0.625英寸；D＝1.656英寸；E＝0.156英寸；F＝0.414英寸；G＝30°；H＝0.060英寸半徑；I＝0.250英寸；J＝0.375英寸；以及K＝0.750英寸和M＝0.250英寸。自由邊64和自由邊70間的較佳角為13°。因此，如圖所示，自由邊60的長度為彈簧12總長度的7％。該百分比應盡可能小，只要能具有足夠的長度以提供足夠的彈簧力就可以。要求該長度小于彈簧總長度的15％。
各彈簧部分44相對于底板42具有30°到70°范圍內(nèi)的一個角度，如圖6中N所示。例如，已發(fā)現(xiàn)具有0.012到0.020英寸厚的用聚丙烯材料注塑成的這種型式的彈簧可滿足VHS錄像帶盒彈簧所需要的規(guī)格。這樣形成的彈簧當有壓力施加到其自由端上試圖壓平彈簧部分時便提供一個抵抗的偏置力。
彈簧12可以不用塑料而用金屬制成，只要彈簧的厚度和別的尺寸能提供足夠低的彈簧力就可以，在所有情況下，彈簧材料必須能在劇烈競爭市場中滿足大量生產(chǎn)VHS錄像帶盒所決定的降低成本的要求。
圖4A中的彈簧12是裝在錄像帶盒蓋上之前處于獨立時的狀態(tài)。在固定到蓋20上時的彈簧的形狀以及其受力時的形狀如圖1、2、6和7中所示。彈簧12固定于蓋20上時所述安裝部分的上表面72壓平在蓋20的內(nèi)表面74上。這樣，槽的開口側壓向蓋20的內(nèi)表面74上。彈簧12通過孔48或別的合適的固定方法固定在柱子上。
彈簧12的彈簧部分44的自由邊60與蓋20的高起部分76、78相嚙合并偏置各個底板42使其離開蓋20的內(nèi)表面74，如圖3和6所示。當角N減小時，底板42就更加靠近蓋20的內(nèi)表面74。彈簧部分44的自由邊60連續(xù)地嚙合蓋20的高起部分76、78，因而彈簧部分44變形，并在折痕46和圓角過渡部分47處彎曲而促使底板42和加壓部分38離開蓋20的內(nèi)表面74。當錄像帶盒放進VCR內(nèi)時，加壓部分38將該偏置力從彈簧12傳向卷盤16、18的耐磨按鈕狀部分30、32而把卷盤推向其各驅(qū)動軸。該壓力部分38比較窄以嚙合耐磨按鈕狀部分30和32而不會干擾卷盤16和18(見圖1)。
本發(fā)明的一個重要方面，如圖2所示，是彈簧可以用在薄壁的磁帶盒上。彈簧12不是像傳統(tǒng)的金屬彈簧那樣通過懸臂動作，而是通過將相對的彈簧部分壓到蓋20的一個內(nèi)表面上來提供其彈簧力的。從彈簧12向蓋20的施加力的主要點是位于薄壁蓋20的較厚的高起部分76、78上，例如蓋本身或窗口邊緣的高起部分上，而不是像傳統(tǒng)的彈簧那樣位于彈簧安裝在盒體處的一個中央?yún)^(qū)域88上。因此，總的彈簧力被分在蓋的兩個區(qū)域之間，而不是集中在該安裝部分上。
由于高起部分76、76是壁厚增大的區(qū)域，因此所述的高起部分區(qū)域的結構強度和剛度都要高于中央?yún)^(qū)域88。由于將所施加的彈簧力分配在蓋上的這些加強點上，對中央?yún)^(qū)域88的強度要求就降低并且較薄的壁可被用于中央?yún)^(qū)域88上以減少它的成本。另外，使彈簧部分44的第二自由邊60具有短長度的形狀可使彈簧部分穩(wěn)定地支承在所述高起部分76、78的預定的比較小的部分上。
在蓋20和彈簧12間的磨損將會產(chǎn)生薄片或散屑，它們有可能進入錄像磁帶和錄像機構中。一般來說，蓋20是從一種低成本的塑料制得。為了避免磨損，與蓋嚙合的彈簧12的自由邊可以倒成圓角邊。彈簧的自由邊可向內(nèi)(彼此相向)彎曲以形成用于直立側的輕微彎曲的邊，也可以向外(彼此相離)彎，以形成稍為彎曲的邊?；蛘撸搹椈勺杂蛇吙捎脭U展邊或卷邊形成以呈現(xiàn)一個用于直立側的鈍的或圓邊的輪廓形狀。此外還可采取其它的大家通常熟悉的預防磨損的方法。例如，如果彈簧用注塑方法制成，則分型線不應設在會使飛邊與蓋20的內(nèi)表面相接觸的位置上。而是應使注塑分型線設在相鄰于邊60的相對表面上。如果彈簧是用沖壓和熱成型方法制成，則熱成型的彎曲處應位于這樣的方向上，即使沖壓件的較圓的一側與蓋20接觸并防止彈簧的毛邊接觸蓋20，因此就要求彈簧部分的自由邊的彎曲輪廓形狀盡可能大以減少對蓋20的內(nèi)表面74上的磨損的可能性。
盡管所述的這些實施例是具有兩個對稱半部50、52的彈簧，但由于左半部分50的彈簧作用獨立于右半部分52起作用，因此就可以簡單地通過只形成彈簧12的一半來構成只有一個壓力部分的彈簧。這樣一種彈簧可以用在只有一個卷盤例如一定型式的數(shù)據(jù)盤和兩件式錄像帶盒的磁帶盒上或用在要求每個卷盤具有各自分開制成的彈簧的磁帶盒上。還可只用一個彈簧部分并設置在底板42的各壓力部分的合適的部位上。
在兩個卷筒中的每個都有其各自分開制成的彈簧的情況下，彈簧可以以彈簧的安裝部分相重迭的這樣一種方式設置，因而可允許單個的安裝裝置用于兩個彈簧。例如，如果安裝是采用穿過設在彈簧的安裝部分上的孔的柱子完成，則在一個彈簧上的孔可以與另一個的孔重合以允許同一個安裝柱子穿過兩個彈簧。
本發(fā)明的這種彈簧的制造成本可以低于傳統(tǒng)的錄像帶盒卷盤彈簧，并且可容易地安裝到盒體上。通過采用低成本的材料，這種彈簧可以滿足對該類彈簧的規(guī)定要求而成本僅為傳統(tǒng)彈簧的幾分之一。由于錄像帶盒是大批量生產(chǎn)的，盒的任何零件的成本的降低都對錄像帶盒組件的總成本的降低具有重要的意義。
以上所使用的諸如左、右、上、下等有關的術語對本發(fā)明不起限制作用，上和下的方向是相對于圖1而言的，圖1中所示的錄像帶盒的方向是VCR通常習慣的方向。如圖1所示，所述驅(qū)動軸是從底部進入錄像帶盒中的。
權利要求
1.一種用于在錄像帶盒體(14)和可轉(zhuǎn)動地安裝在該盒體內(nèi)的卷盤(16、18)之間施加壓力、用彈性片狀材料制成的整體式的單件彈簧，其中，所述錄像帶盒的內(nèi)表面包括一個較厚的高起部分(76、78)，其特征在于，所述彈簧包括一安裝在所述盒體(14)的內(nèi)表面上的中央安裝部分(40)；和一對從所述安裝部分40的相對側延伸并具有與所述卷盤(16、18)嚙合的狹長的加壓部分(38)，其中每個加壓部分包括一具有兩側邊的中央底板(42)，所述底板和中央安裝部分成一直線；和至少一個沿著所述底板的一邊設置的彈簧部分(44)，每個所述彈簧部分(44)與底板成一角度地從該底板延伸出，各彈簧部分(44)具有一自由邊(60)，所述自由這與盒體(14)的內(nèi)表面嚙合并且彈性地迫使所述加壓部分(38)離開盒體而將該加壓部分推進與卷盤(16、18)相嚙合，各彈簧部分(44)的自由邊(60)與盒體的較厚的高起部分(76、78)相接觸，以及彈簧(12)通過把相對的彈簧部分(44)壓向盒體的一個內(nèi)表面提供其彈簧力以將總的彈簧力分配在盒體的至少兩個區(qū)域之間。
2.如權利要求1所述的彈簧，其特征在于，各加壓部分(38)包括一對沿著底板(42)的兩側邊設置的彈簧部分(44)，所述彈簧部分(44)沿著一折痕與底板成一角度地從底板(42)向上延伸以形成一個槽，所述彈簧(12)設在盒體(14)內(nèi)，槽的開口側壓向盒體以使彈簧部分(44)變形而使加壓部分(38)與卷盤(16、18)相嚙合。
3.如權利要求1所述的彈簧，其特征在于，所述彈簧部分(44)與垂直方向成30°到60°間的一個角度彼此分開地延伸，所述彈簧部分(44)的自由邊長度小于彈簧(12)總長度的15％。
4.如權利要求1所述的彈簧(12)，其特征在于，每個加壓部分(38)至少包括一個沿著相鄰于各彈簧部分(44)的底板(42)的一側邊設置的加強肋部分。
5.如權利要求4所述的彈簧(12)，其特征在于，各彈簧部分(44)由第一、第二和第三自由邊(58、60、62)所形成，其中所述的加強肋部分45鄰接彈簧部分(44)并具有一自由邊(64)，該自由邊包括一個與該安裝部分(40)的邊成一角度的角度部分，所述的加強肋部分(45)自由邊(64)的成角度部分以及彈簧部分的第二自由邊在同一直線上。
6.如權利要求5所述的彈簧(12)，其特征在于，所述的第一和第三自由邊(58、62)成角度地伸離所述折痕并鄰接第二自由邊以形成一整個的梯形形狀。
7.如權利要求1所述的彈簧(12)，其特征在于，所述彈簧具有通孔(48)并可通過設在盒體上與通孔匹配的柱子固定于盒體(14)上，彈簧部分(44)的第二自由邊(60)與高起部分(76、78)相嚙合并將其各底板壓離內(nèi)表面以將底板(42)和加壓部分(38)推離內(nèi)表面從而將卷盤(16，18)推向各驅(qū)動軸。
8.一種錄像帶盒，它包括一底板(22)；一具有較厚的高起部分(76、78)的一個內(nèi)表面的蓋(20)；一對可轉(zhuǎn)動地安裝在盒體(14)內(nèi)的卷盤(16、18)；和權利要求1的彈簧(12)。
9.如權利要求8所述的錄像帶盒，其特征在于，它還包括在盒體(14)上的窗口，其中盒體的較厚高起部分(76、78)包括圍繞和構成窗口的蓋的一部分，或窗口的邊緣部分。
全文摘要
一種彈簧包括安裝在錄像帶盒的一內(nèi)表面上的中央安裝部分和從該安裝部分延伸出與盒的卷盤嚙合的狹長的加壓部分，各加壓部分包括一中央底板和一對彈簧部分。彈簧部分以一角度從底板延伸出以形成一槽。各彈簧部分具有一自由邊，該自由邊與盒體的內(nèi)表面嚙合并迫使加壓部分與卷盤相嚙合。彈簧部分可與盒體內(nèi)表面的高起部分嚙合以將總彈簧力分配在盒體的兩個區(qū)域之間。
文檔編號F16F1/02GK1114776SQ9510349
公開日1996年1月10日 申請日期1995年3月24日 優(yōu)先權日1994年3月31日
發(fā)明者托爾夫森·戴爾·西奧爾 申請人:美國3M公司