สปริงเกลียวเป็นสปริงเกลียวชนิดพิเศษ มีรูปร่างคล้ายเกลียวอาร์คิมีดีนระนาบหรือเกลียวร่วมศูนย์กลาง ใช้แถบโลหะที่มีความยืดหยุ่นสูง (โดยปกติจะเป็นเหล็กสปริงหรือสแตนเลส) เพื่อกักเก็บพลังงานศักย์ระหว่างการพัน หลักการทำงานของแกนจะขึ้นอยู่กับกฎการเปลี่ยนรูปแบบยืดหยุ่นของ Hooke แต่แสดงให้เห็นอย่างมีเอกลักษณ์: เมื่อปลายด้านหนึ่งของสปริงถูกยึดไว้และปลายอีกด้านหนึ่งได้รับแรงบิดในการหมุน แถบโลหะจะกระชับหรือคลายรอบแกนกลาง เปลี่ยนพลังงานกลเป็นพลังงานการเปลี่ยนรูปแบบยืดหยุ่นที่เก็บไว้ และปล่อยพลังงานเมื่อแรงบิดถูกคลายออก และกลับสู่รูปร่างเดิม
โครงสร้างนี้หลีกเลี่ยงการยึดครองพื้นที่ตามแนวแกนของสปริงเกลียวแบบดั้งเดิม โดยกักเก็บพลังงานไว้ภายในระนาบขนาดกะทัดรัดหรือพื้นที่ทรงกระบอก แรงบิดและมุมการหมุนของมันมักจะแสดงความสัมพันธ์เชิงเส้นที่ดี กุญแจสำคัญในการออกแบบอยู่ที่การควบคุมขนาดหน้าตัด-ของแถบอย่างแม่นยำ ความแข็งแรงของผลผลิตของวัสดุ และการสูญเสียแรงเสียดทานระหว่างเกลียวเพื่อให้แน่ใจว่าการแปลงพลังงานมีประสิทธิภาพและอายุการใช้งานที่ยาวนาน
กระบวนการเก็บและปล่อยพลังงานที่แม่นยำ
ความหนาแน่นในการกักเก็บพลังงานเป็นตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพหลักของสปริงเกลียว เมื่อเปรียบเทียบกับสปริงประเภทอื่นๆ การกระจายความเค้นสม่ำเสมอช่วยให้กักเก็บพลังงานได้มากขึ้นภายในปริมาตรที่จำกัด เมื่อใช้แรงภายนอกกับแขนปลายที่เคลื่อนย้ายได้ แถบโลหะจะหมุนอย่างสม่ำเสมอจากด้านนอกเข้าหรือจากด้านในออก ทำให้เกิดแรงดัดงอที่นุ่มนวลอย่างต่อเนื่องภายในวัสดุ กระบวนการนี้ต้องการให้วัสดุมีขีดจำกัดความล้าที่สูงมากและมีสมบัติทางกลที่สม่ำเสมอ ข้อบกพร่องเล็กๆ น้อยๆ อาจนำไปสู่ความเข้มข้นของความเครียดและความล้มเหลวก่อนวัยอันควร
กระบวนการรีลีสเป็นสิ่งที่ตรงกันข้ามกับกระบวนการจัดเก็บข้อมูล แต่ไม่ใช่การกู้คืนง่ายๆ สปริงจะต้องให้แรงบิดที่เสถียรและควบคุมได้เมื่อดีดตัว ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับความราบรื่นแบบไดนามิกของกลไกการขึ้นลม- วิศวกรปรับโมดูลัสยืดหยุ่นและความต้านทานการคลายตัวของวัสดุให้เหมาะสมผ่านกระบวนการบำบัดความร้อน และลดแรงเสียดทานระหว่างชั้นผ่านการบำบัดพื้นผิว ทำให้ได้ประสิทธิภาพการปล่อยพลังงานมากกว่า 90% ในขณะที่ยังคงความน่าเชื่อถือไว้นับล้านรอบ
