用于薄壁录像带盒的磁带盘弹簧的制作方法

专利名称：用于薄壁录像带盒的磁带盘弹簧的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及用于对准磁带盘的弹簧，特别涉及一种用于对在具有薄壁盖的录像带盒上的磁带盘施加轴向对准压力的塑料片状弹簧。
磁带盒(例如录像带盒)到处都有。在这些磁带盒内的磁带绕在可转动地设置在壳体内的卷盘上。这些带盒一般包括一安装在壳体上并与在卷盘轴中心线上的耐磨按钮状部分相啮合的弹簧。弹簧对该卷盘施加轴向压力以保证与盒传动机构的驱动轴的良好的啮合。它可还在运输带盒时防止卷盘的碰撞。
VHS录像带盒的规格之一要求卷盘压力弹簧两端被向下压离弹簧安装面(盒的一内壁)约0.080英寸的距离时可提供280克和380克之间的负荷或压力。
一种弹簧是其中央固定在盒体上壁内表面上的一不锈钢片。该钢片的两自由端向上弯成离开盒壁的开口的弓形。所述的两自由端从钢片中央悬臂地伸出，在其外端部的邻近处与卷盘毂弹性地啮合将卷盘偏置而离开盒体上壁。由于这种型式的卷盘弹簧所施加在盒壁上的力较大，为了承受住卷盘弹簧力而不产生过大的变形，盒壁就必须具有足够大的强度因而就要有足够的厚度。
客观上要求对用于录像带盒的卷盘弹簧进行改进以使它对盒盖结构强度的要求降低而允许使用薄壁盖，要求既能满足规格的条件又能降低成本。由于录像带盒是大量生产的，所以部件成本的小小变化都会对总的生产成本产生大的影响。由于这个原因，即使是一个部件成本获得小的降低也会大大增强产品在市场上的生命力。
本发明是一种用于将压力作用于带盒盒体和盒体内磁带盘间的低成本的弹簧。这种弹簧包括一个设置在盒体内表面上的中央安装部和一对从安装部分的相对侧向卷盘延伸以啮合各卷盘的狭长加压或压力部分。每个加压部分包括一个与中央安装部分对准的中央底板和至少一个弹簧部分。所述弹簧部分沿着所述底板的两边设置。每个弹簧部分具有一个啮合盒体内表面并在促使所述加压部分与卷盘啮合的同时弹性地迫使该加压部分离开盒体的自由边。
每个压力部分还包括至少一个沿着相邻各弹簧部分的底板两侧边设置的加强肋部分。各加强肋部分邻接各弹簧部分并具有一自由边。每个弹簧部分具有一个从底板伸出的边以及第一、第二和第三自由边。
弹簧部分的第二自由边可啮合所述盒体内表面的高起部分。在加压时，该弹簧部分变形和弯曲促使底板和加压部分离开内表面以将卷盘推向各驱动轴。从弹簧向盒体的力的主要作用点是沿着窗口或盖的高起部分以将总的弹簧力分开在盒体的两个区域间。


图1是插有磁带驱动轴的VHS录像带盒的一个横剖视图；图2是图1的录像带盒盖的内部的一个平面视图，图中示出了本发明的弹簧；图3A是在一种型式录像带盒体内的弹簧的部分侧视图；图3B是在另一种录像带盒体内的弹簧的部分侧视图；图3C是在又一种录像带盒内的弹簧的部分侧视图；图4A是本发明的弹簧的立体视图；图4B是图4A中所示弹簧的俯视图；图5是弹簧的另一实施例的俯视图；图6是非压缩状态时的弹簧的端视图；图7是在压缩状态时的弹簧的端视图。
本发明是对申请号为07/584,903的待批的美国专利申请所述的塑料卷盘弹簧的改进。本发明的弹簧12可用在薄壁录像盒上并可用较薄的盖子。弹簧12制作得可提供需要的弹簧力但不需要像传统带盒的盒体壁那样的厚壁。
请看图1，录像带盒10包括一盒体14、一对卷盘16、18，和一弹簧12。所述盒体14由盖20和底22形成。磁带卷盘16、18可转动地设置在所述的底22内。一对孔24和26穿过底22以允许一录像带盒式放录机(VCR)的用花键接合的25、27驱动轴与所述卷盘16、18啮合并使之转动。所述磁带卷盘16、18用于存放磁带28。当磁带28在两卷盘16、18之间传送时，信息便可传向或传离磁带28。
耐磨按钮状部分30、32从各卷盘16、18的上表面伸出，用作支承件。所述耐磨按钮状部分30、32提供在卷盘16、18和弹簧12间的小的光滑接触面积。将弹簧12和转动的卷盘16、18间的接触面积减小到最低限度可减小这些零件间摩擦作用力以及延长录像带盒10的使用寿命。
虽然可用其它型式的(如压配和粘结)固定件，但弹簧12一般是安装在盖20内表面的柱子34、36上。当盖20和底22装配形成一完整的录像带盒盒体14时，弹簧12的两相对自由端与在各卷盘16、18上的耐磨按钮状部分30、32相啮合。
当带盒10被插进VCR(录像带盒式放录机)时，VCR的驱动轴25、27穿过孔24、26以与卷盘16、18的肋啮合并将两卷盘抬离底22的内表面。弹簧12对两卷盘提供一个力使它们紧紧地座落在它们各自的驱动轴上并与所述驱动轴接合。由于抵住了卷盘16的轴向运动，当手拿和运送录像带盒10时，弹簧12还可以防止磁带的损坏。
在图1、2、3A、3B、3C、4A、4B、6和7中示出了这种弹簧12的一个较佳实施例。弹簧12最好用如聚丙烯那样的一种弹性塑料材料制成，弹簧12最好用如聚丙烯那样的一种弹簧塑料材料制成。弹簧12具有一对内端结合在中央安装部分40上的狭长加压部分38。该加压部分38包括一中央底板42、一对弹簧部分44和一对加强肋部分45。加压部分38的底板42和中央安装部分40对齐以形成一弹簧12的脊骨。如图6(弹簧12的的端视图)所示，弹簧部分44从各底板42向上延伸以沿着底板42形成一狭长的槽，槽的横截面形状具有截头的“V”形形状；即如图清楚地所示那样具有平底的V形形状。在中央安装部分40上的孔48将弹簧12固定到盖20上。
该弹簧最好成对称。弹簧12具有一左半50和一相同的右半52。同样，弹簧12具有相同的左右侧，如图4B中所示。因此所述弹簧部分是相同的。
各弹簧部分44沿着一边由折痕、圆角过渡部47或由两者形成。弹簧部分44沿着另外边由一第一自由边58、一第二自由边60和一第三自由边62形成。加强肋部分45邻接弹簧部分44并具有一自由边64。该加强肋部的自由边64是直线的并且基本上平行于折痕46和弹簧12的纵向轴线延伸。该加强肋部的自由边64还包括一个角度部分65，它与安装部分40的边成一定角度并且可以与弹簧部分的自由边60平行或在同一直线上。虽然该安装部分可以伸出脊骨并形成加强肋部的一部分，但图中的自由边70形成了弹簧12的中央安装部分40。第一和第三自由边58、62离开折痕46的直线成角度地延伸并与第二自由边60结合以形成基本的梯形形状。或者如图5所示，所述弹簧部分自由边60和折痕46或者圆角过渡部分47可以是平行的或在同一直线上。
如图4A和4B所示，两个弹簧部分44在各压力部分38的每一侧与底板42成一定角度。当压力作用于弹簧12时，在弹簧部分44开始弯曲前，弹簧在安装部分40和加强肋部分45的相交处略微枢转直至所述相交处接触盖70的高起部分76、78。
加强肋部分45阻止底板42弯曲以及朝卷盘弯和与之接触。这就保持了弹簧12和卷盘16、18之间的间隙并使弹簧力集中在位于弹簧部分44上的弹簧12的两端上。加强肋部45使弹簧力从中央安装部分40向弹簧部分44移动。该弹簧部分44比加强肋部分45宽。加强肋部45的宽度选得狭一些的目的是要避免加强肋部45与盖20的内表面74之间的接触。这就消除了接触和潜在的摩擦和刮伤的问题。另外，弹簧部分44比底板42薄，在一实施例中为0.012英寸厚而底板为0.020英寸厚。
制作弹簧12的理想方法包括注塑以及从塑料板冲压成坯料随后弯曲成弹簧部分44。在需要大批量时注塑可生产出低成本的零件。当零件需要量较少时冲压和弯曲可允许使用较低成本的工具以降低成本。在注塑时，弹簧12可在面向内表面74的该侧于安装部分40上形成高起部分和中央内浇口。采用单个的中央内浇口消除了由多个浇口结构形成的多条模型线、减少了在弹簧端上的断裂并使浇口区移离卷盘—弹簧—盖的相互交界处的位置。
弹簧12的一个较佳实施例的尺寸在图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英寸半径；I＝0.250英寸；J＝0.375英寸；以及K＝0.750英寸和M＝0.250英寸。自由边64和自由边70间的较佳角为13°。因此，如图所示，自由边60的长度为弹簧12总长度的7％。该百分比应尽可能小，只要能具有足够的长度以提供足够的弹簧力就可以。要求该长度小于弹簧总长度的15％。
各弹簧部分44相对于底板42具有30°到70°范围内的一个角度，如图6中N所示。例如，已发现具有0.012到0.020英寸厚的用聚丙烯材料注塑成的这种型式的弹簧可满足VHS录像带盒弹簧所需要的规格。这样形成的弹簧当有压力施加到其自由端上试图压平弹簧部分时便提供一个抵抗的偏置力。
弹簧12可以不用塑料而用金属制成，只要弹簧的厚度和别的尺寸能提供足够低的弹簧力就可以，在所有情况下，弹簧材料必须能在剧烈竞争市场中满足大量生产VHS录像带盒所决定的降低成本的要求。
图4A中的弹簧12是装在录像带盒盖上之前处于独立时的状态。在固定到盖20上时的弹簧的形状以及其受力时的形状如图1、2、6和7中所示。弹簧12固定于盖20上时所述安装部分的上表面72压平在盖20的内表面74上。这样，槽的开口侧压向盖20的内表面74上。弹簧12通过孔48或别的合适的固定方法固定在柱子上。
弹簧12的弹簧部分44的自由边60与盖20的高起部分76、78相啮合并偏置各个底板42使其离开盖20的内表面74，如图3和6所示。当角N减小时，底板42就更加靠近盖20的内表面74。弹簧部分44的自由边60连续地啮合盖20的高起部分76、78，因而弹簧部分44变形，并在折痕46和圆角过渡部分47处弯曲而促使底板42和加压部分38离开盖20的内表面74。当录像带盒放进VCR内时，加压部分38将该偏置力从弹簧12传向卷盘16、18的耐磨按钮状部分30、32而把卷盘推向其各驱动轴。该压力部分38比较窄以啮合耐磨按钮状部分30和32而不会干扰卷盘16和18(见图1)。
本发明的一个重要方面，如图2所示，是弹簧可以用在薄壁的磁带盒上。弹簧12不是像传统的金属弹簧那样通过悬臂动作，而是通过将相对的弹簧部分压到盖20的一个内表面上来提供其弹簧力的。从弹簧12向盖20的施加力的主要点是位于薄壁盖20的较厚的高起部分76、78上，例如盖本身或窗口边缘的高起部分上，而不是像传统的弹簧那样位于弹簧安装在盒体处的一个中央区域88上。因此，总的弹簧力被分在盖的两个区域之间，而不是集中在该安装部分上。
由于高起部分76、76是壁厚增大的区域，因此所述的高起部分区域的结构强度和刚度都要高于中央区域88。由于将所施加的弹簧力分配在盖上的这些加强点上，对中央区域88的强度要求就降低并且较薄的壁可被用于中央区域88上以减少它的成本。另外，使弹簧部分44的第二自由边60具有短长度的形状可使弹簧部分稳定地支承在所述高起部分76、78的预定的比较小的部分上。
在盖20和弹簧12间的磨损将会产生薄片或散屑，它们有可能进入录像磁带和录像机构中。一般来说，盖20是从一种低成本的塑料制得。为了避免磨损，与盖啮合的弹簧12的自由边可以倒成圆角边。弹簧的自由边可向内(彼此相向)弯曲以形成用于直立侧的轻微弯曲的边，也可以向外(彼此相离)弯，以形成稍为弯曲的边。或者，该弹簧自由边可用扩展边或卷边形成以呈现一个用于直立侧的钝的或圆边的轮廓形状。此外还可采取其它的大家通常熟悉的预防磨损的方法。例如，如果弹簧用注塑方法制成，则分型线不应设在会使飞边与盖20的内表面相接触的位置上。而是应使注塑分型线设在相邻于边60的相对表面上。如果弹簧是用冲压和热成型方法制成，则热成型的弯曲处应位于这样的方向上，即使冲压件的较圆的一侧与盖20接触并防止弹簧的毛边接触盖20，因此就要求弹簧部分的自由边的弯曲轮廓形状尽可能大以减少对盖20的内表面74上的磨损的可能性。
尽管所述的这些实施例是具有两个对称半部50、52的弹簧，但由于左半部分50的弹簧作用独立于右半部分52起作用，因此就可以简单地通过只形成弹簧12的一半来构成只有一个压力部分的弹簧。这样一种弹簧可以用在只有一个卷盘例如一定型式的数据盘和两件式录像带盒的磁带盒上或用在要求每个卷盘具有各自分开制成的弹簧的磁带盒上。还可只用一个弹簧部分并设置在底板42的各压力部分的合适的部位上。
在两个卷筒中的每个都有其各自分开制成的弹簧的情况下，弹簧可以以弹簧的安装部分相重迭的这样一种方式设置，因而可允许单个的安装装置用于两个弹簧。例如，如果安装是采用穿过设在弹簧的安装部分上的孔的柱子完成，则在一个弹簧上的孔可以与另一个的孔重合以允许同一个安装柱子穿过两个弹簧。
本发明的这种弹簧的制造成本可以低于传统的录像带盒卷盘弹簧，并且可容易地安装到盒体上。通过采用低成本的材料，这种弹簧可以满足对该类弹簧的规定要求而成本仅为传统弹簧的几分之一。由于录像带盒是大批量生产的，盒的任何零件的成本的降低都对录像带盒组件的总成本的降低具有重要的意义。
以上所使用的诸如左、右、上、下等有关的术语对本发明不起限制作用，上和下的方向是相对于图1而言的，图1中所示的录像带盒的方向是VCR通常习惯的方向。如图1所示，所述驱动轴是从底部进入录像带盒中的。
权利要求
1.一种用于在录像带盒体(14)和可转动地安装在该盒体内的卷盘(16、18)之间施加压力、用弹性片状材料制成的整体式的单件弹簧，其中，所述录像带盒的内表面包括一个较厚的高起部分(76、78)，其特征在于，所述弹簧包括一安装在所述盒体(14)的内表面上的中央安装部分(40)；和一对从所述安装部分40的相对侧延伸并具有与所述卷盘(16、18)啮合的狭长的加压部分(38)，其中每个加压部分包括一具有两侧边的中央底板(42)，所述底板和中央安装部分成一直线；和至少一个沿着所述底板的一边设置的弹簧部分(44)，每个所述弹簧部分(44)与底板成一角度地从该底板延伸出，各弹簧部分(44)具有一自由边(60)，所述自由这与盒体(14)的内表面啮合并且弹性地迫使所述加压部分(38)离开盒体而将该加压部分推进与卷盘(16、18)相啮合，各弹簧部分(44)的自由边(60)与盒体的较厚的高起部分(76、78)相接触，以及弹簧(12)通过把相对的弹簧部分(44)压向盒体的一个内表面提供其弹簧力以将总的弹簧力分配在盒体的至少两个区域之间。
2.如权利要求1所述的弹簧，其特征在于，各加压部分(38)包括一对沿着底板(42)的两侧边设置的弹簧部分(44)，所述弹簧部分(44)沿着一折痕与底板成一角度地从底板(42)向上延伸以形成一个槽，所述弹簧(12)设在盒体(14)内，槽的开口侧压向盒体以使弹簧部分(44)变形而使加压部分(38)与卷盘(16、18)相啮合。
3.如权利要求1所述的弹簧，其特征在于，所述弹簧部分(44)与垂直方向成30°到60°间的一个角度彼此分开地延伸，所述弹簧部分(44)的自由边长度小于弹簧(12)总长度的15％。
4.如权利要求1所述的弹簧(12)，其特征在于，每个加压部分(38)至少包括一个沿着相邻于各弹簧部分(44)的底板(42)的一侧边设置的加强肋部分。
5.如权利要求4所述的弹簧(12)，其特征在于，各弹簧部分(44)由第一、第二和第三自由边(58、60、62)所形成，其中所述的加强肋部分45邻接弹簧部分(44)并具有一自由边(64)，该自由边包括一个与该安装部分(40)的边成一角度的角度部分，所述的加强肋部分(45)自由边(64)的成角度部分以及弹簧部分的第二自由边在同一直线上。
6.如权利要求5所述的弹簧(12)，其特征在于，所述的第一和第三自由边(58、62)成角度地伸离所述折痕并邻接第二自由边以形成一整个的梯形形状。
7.如权利要求1所述的弹簧(12)，其特征在于，所述弹簧具有通孔(48)并可通过设在盒体上与通孔匹配的柱子固定于盒体(14)上，弹簧部分(44)的第二自由边(60)与高起部分(76、78)相啮合并将其各底板压离内表面以将底板(42)和加压部分(38)推离内表面从而将卷盘(16，18)推向各驱动轴。
8.一种录像带盒，它包括一底板(22)；一具有较厚的高起部分(76、78)的一个内表面的盖(20)；一对可转动地安装在盒体(14)内的卷盘(16、18)；和权利要求1的弹簧(12)。
9.如权利要求8所述的录像带盒，其特征在于，它还包括在盒体(14)上的窗口，其中盒体的较厚高起部分(76、78)包括围绕和构成窗口的盖的一部分，或窗口的边缘部分。
全文摘要
一种弹簧包括安装在录像带盒的一内表面上的中央安装部分和从该安装部分延伸出与盒的卷盘啮合的狭长的加压部分，各加压部分包括一中央底板和一对弹簧部分。弹簧部分以一角度从底板延伸出以形成一槽。各弹簧部分具有一自由边，该自由边与盒体的内表面啮合并迫使加压部分与卷盘相啮合。弹簧部分可与盒体内表面的高起部分啮合以将总弹簧力分配在盒体的两个区域之间。
文档编号F16F1/02GK1114776SQ9510349
公开日1996年1月10日 申请日期1995年3月24日 优先权日1994年3月31日
发明者托尔夫森·戴尔·西奥尔 申请人:美国3M公司