CN104067018A - 弧形弹簧和减震器装置 - Google Patents

Abstract

内部保持有弧形弹簧(1)的弹簧保持空间(3)具有预定的曲率半径(R₁)和安装角度(θ₀)。弧形弹簧(1)被弯曲并保持在弹簧保持空间(3)中，且因此弧形弹簧(1)的曲率半径(R_a)变小，而弧形弹簧(1)的安装角度(θ₀)变为大于自由角度(θ_a)。相应地，带负号的扭力被施加至形成弧形弹簧(2)的内周部的线圈构件上。

Description

弧形弹簧和减震器装置

技术领域

本发明涉及一种弧形弹簧和减震器装置。

背景技术

弹簧是通过螺旋式盘绕线圈构件形成的。弹簧通过作用于弹簧轴向的负荷而被压缩。就直柱形弹簧而言，源于压缩弹簧而产生的线圈构件的扭转量级是均匀的。然而就弯曲的弧形弹簧而言，由于压缩弧形弹簧而产生的线圈构件的扭转程度是非均匀的。在后者中，弧形弹簧外周部的行程量级大于弧形弹簧内周部的行程量级。因此，形成弧形弹簧内周部的线圈构件所受到的扭力和变形量都很大。即，弧形弹簧外周部的行程量级取决于形成弧形弹簧内周部的线圈构件的变形量。

图1(a)显示了保持在弹簧保持空间中的现有弧形弹簧。图1(b)显示了在弹簧保持空间中被压缩且具有压缩角θ的现有弧形弹簧。弧形弹簧具有参考半径R₁、平均直径D₀以及自由角度θ₀。此外，弹簧保持空间具有安装半径R₁和安装角度θ₀。即，弧形弹簧与弹簧保持空间具有相同的大小和形状。如图1(c)所示，弧形弹簧的平均直径D₀表示形成弧形弹簧内周部的线圈构件的中心与形成弧形弹簧外周部的线圈构件的中心之间的距离。为了消除弧形弹簧在弹簧保持空间内的间隙，弹簧保持空间的安装角度可以被设定为小于弧形弹簧的自由角度θ₀。在此情形下，当对弧形弹簧施加初始负荷时，弧形弹簧被保持在弹簧保持空间内。

当弧形弹簧的压缩角为(θ)且其行程量级为(δ)时，可以表达为：

安装半径行程δ＝θ×R₁；

外周行程δ_out＝θ×(R₁+D₀/2)；且

内周行程δ_in＝θ×(R₁-D₀/2)。

图2显示了弧形弹簧的压缩角θ与伴随弧形弹簧的压缩而产生的线圈构件的扭力之间的关系。从图2可以清楚看出，形成弧形弹簧内周部的线圈构件所受的扭力相对较大，而形成弧形弹簧外周部的螺旋线圈所受的扭力相对较小。这是因为弧形弹簧外周部的行程量级取决于形成弧形弹簧内周部的线圈构件的扭转。因此，当弧形弹簧被反复压缩时，弧形弹簧的内周部比起弧形弹簧的外周部易于发生疲劳断裂。即，现有弧形弹簧未被配置成可以通过整个线圈构件有效吸收冲击扭矩。

上述弧形弹簧被用作减震器装置的减震弹簧。图3显示了现有的典型变矩器。图4显示了变矩器上配置的减震器装置。如图3所示，变矩器包括：在罩壳105内的泵叶轮101、涡轮转子102、定子103和活塞104。当前盖106因发动机的动力而转动时，泵叶轮101随着前盖106一同转动，且涡轮转子102随作为介质的致动流体转动。

安装在涡轮转子102内周部的是涡轮毂107。而且，涡轮毂107与未示出的输入轴相啮合，该输入轴将动力传送至传动装置。相应地，涡轮转子102的转动可以被传送至未示出的传送装置。由于变矩器是一个液力偶合器，当泵叶轮101的转动速度慢时，涡轮转子102的转动结束，从而停止车辆。反过来，当泵叶轮101的转动速度变快时，涡轮转子102开始转动。接着，当泵叶轮101的转动速度进一步加快时，涡轮转子102的转动速度变得接近于泵叶轮101的转动速度。然而，随着作为介质的致动流体转动的涡轮转子102的转动速度不会和泵叶轮101的转动速度一致。

关于这一点，如图3所示，位于罩壳105内的是活塞104。当涡轮转子102的转动速度超出预定的范围，活塞104在轴向上移动，且与前盖106卡合。摩擦构件108安装在活塞104的外周部。因此，活塞104不会相对于前盖106滑动，且可以与前盖106相同的速度转动。此外，活塞104通过减震器111与涡轮毂107联接。相应地，涡轮转子102由活塞104直接转动，而与此同时，发动机的动力被传送至传动装置，且不因通过流体而损失。换句话说，发动机的动力能高效率地传送到传动装置，基本上是100％而不因通过流体而损失。

如上所述，当涡轮转子102的转动速度变快并达到预定的条件时，活塞104与前盖106卡合。然而，在活塞104与前盖106卡合的前一刻，涡轮转子102的转动速度与前盖106的转动速度不完全一致。因此，当活塞104与前盖106卡合时，由于活塞104与前盖106的转动速度不同，震动由此产生。有必要缓解此时产生的震动，并抑制卡合后发动机扭矩变化的传送。相应地，设置在活塞104和涡轮转子102之间的是包含多个直柱形弹簧110的减震器装置111。

根据上述实施例，与涡轮转子102一同转动的活塞104与以稍快于活塞104的转动速度转动的前盖106相卡合。此时，作用于活塞104上的冲击扭矩被压缩的直柱形弹簧110所缓解。活塞104的位置与涡轮毂107同轴，且安装至涡轮毂107。此外，活塞104相对于涡轮转子102可以通过压缩的直柱形弹簧110转动。

图4显示了现有的减震器装置111。减震器装置111的输入侧包含一个中心盘120。中心盘120包含分别位于第一面和第二面(也即是输出侧)的板121和122。板121和122分别形成有保持直柱形弹簧110的弹簧保持空间124。此外，中心盘120也形成有保持直柱形弹簧110的弹簧保持空间124。两个直柱形弹簧110作为一组位于中心盘120中的弹簧保持空间124中。弹簧座125形成在弹簧保持空间124两端的每一端。直柱形弹簧110串联地设置在相邻的弹簧座125之间。从中间构件126中向外突出的分离器127位于两个直柱形弹簧110之间。中心盘120和板121和122构成减震器装置111的主体部分。

板122具有与涡轮转子102一同用铆钉固定至涡轮毂107的内周部122a。因此，活塞104与前盖106卡合时产生的冲击扭矩被传送至中心盘120。接下来，弹簧保持空间124内的直柱形弹簧110被中心盘120的弹簧座125压缩。比如，当中心盘顺时针转动时，弹簧保持空间124内的直柱形弹簧110被弹簧座125压缩。在此情形下，板121和122的弹簧保持空间124的端部用作弹簧接收器128。

如上所述，两个直柱形弹簧110作为一组被保持在弹簧保持空间124中。此外，隔片127位于两个直柱形弹簧110之间。因此，中间构件126随着直柱形弹簧110的压缩而转动。相应地，两个直柱形弹簧110被均匀地压缩。

此外，由于直柱形弹簧110被串联地设置，这就有可能让直柱形弹簧110极大地压缩，且因此可以缓解很大的冲击扭矩。另外，这也可吸收相对小的扭矩变化。相应地，活塞104与前盖106卡合时对发动机产生的扭矩变动可以被吸收。

根据图4中所示的减震器装置111，一个直柱形弹簧110存在于中间构件126的两端之间，且如此两个直柱形弹簧110作为一组被串联地设置。根据这一结构，当一个长弧形弹簧被用于替代作为一组的两个直柱形弹簧110，隔片127就变得不需要，且弧形弹簧的压缩行程增加。相应地，弧形弹簧可以吸收更大的冲击扭矩，且弧形弹簧的压缩行程可以增加，但是构成弧形弹簧的线圈构件的扭力是不均匀的。更确切地说，构成弧形弹簧外周部的线圈构件的扭力相对较小，而构成弧形弹簧内周部的线圈构件的扭力相对较大。因此，构成弧形弹簧内周部的线圈构件的扭力有可能超出限度。

发明内容

本发明要解决的问题

本发明的目的是提供一种弧形弹簧和减震器装置，该弧形弹簧和减震器装置抑制形成弧形弹簧内周部的线圈构件所受的扭力，以允许弧形弹簧以更大的行程被压缩并吸收大的冲击扭矩。

解决问题的方案

根据本发明的弧形弹簧在自由状态下具有预定的曲率半径R_a和自由角度θ_a。内部保持有弧形弹簧的弹簧保持空间具有预定的曲率半径R₁和安装角度θ₀。它们满足以下关系：弧形弹簧的曲率半径R_a>弹簧保持空间的曲率半径R₁；且弧形弹簧的自由角度θ_a<弹簧保持空间的安装角度θ₀。即，本发明的弧形弹簧被弯曲然后保持在弹簧保持空间内。

在此结构下，通过弯曲弧形弹簧然后将弧形弹簧保持在弹簧保持空间内，形成弧形弹簧的内周部的线圈构件中产生带负号的扭力。带负号的扭力意味着在与带正号的扭力相反的方向上作用扭力，其在弧形弹簧被压缩时产生于线圈构件中。在此情形下，即使弧形弹簧在弹簧保持空间中被压缩，也可能减少在形成弧形弹簧内周部的线圈构件中产生的带正号的扭力，因为带负号的扭力被事先施加于形成弧形弹簧内周部的线圈构件。

本发明的效果

根据本发明，弧形弹簧的曲率半径大于弹簧保持空间的曲率半径。因此，由于弧形弹簧的曲率半径在弧形弹簧被保持在弹簧保持空间时减小，带负号的扭力被施加于形成弧形弹簧内周部的线圈构件。于是，当弧形弹簧被压缩时，带正号的扭力由于弧形弹簧的压缩产生于线圈构件中，而且与事先施加于线圈构件的带负号的扭力相互抵消。于是，施加于弧形弹簧内周部与外周部的线圈构件的扭力变得均等。相应地，使得弧形弹簧被压缩时产生的线圈构件的扭力可以在整个弧形弹簧中变得均匀。

因此，与相同大小的弧形弹簧相比，这有可能增加允许弧形弹簧被压缩的行程量级。于是，如果该弧形弹簧被用作减震器装置的减震弹簧，减震器装置的压缩角度和扭矩可以被改进，且因此可能吸收更大的冲击扭矩。换句话说，这就可能在具有类似功能的减震器装置中使用较小的减震弹簧。而且，当连续设置多个减震弹簧时不再需要使用中间构件，于是就可能使用长度大于现有减震弹簧的减震弹簧。相应地，就实现了减震器装置的重量减轻和体积减小。

附图说明

图1(a)是显示保持在弹簧保持空间的现有弧形弹簧的示范图；

图1(b)是显示弧形弹簧在被压缩了压缩角度θ状态下的示范图；

图1(c)是显示弧形弹簧大体结构的示范图；

图2是显示当现有弧形弹簧被压缩时压缩角度和施加于弧形弹簧线圈构件上的扭力之间关系的图表；

图3是显示变矩器大体结构的示范图；

图4是显示应用于变矩器的减震器装置的大体结构的示范图；

图5(a)是显示自由状态下的弧形弹簧的示范图；

图5(b)是显示图5(a)中显示的自由状态下的弧形弹簧在被弯曲并保持在弹簧保持空间状态下的示范图；

图6是显示弹簧保持空间内的弧形弹簧被压缩了压缩角度θ的示范图；

图7是显示本发明中的弧形弹簧的压缩角度和扭力之间关系的图表；

图8是现有减震器压缩刚性的线条图；

图9是根据本发明减震器压缩刚性带有改进扭矩的线条图；

图10是根据本发明减震器压缩刚性带有改进行程的线条图；

图11是显示当曲率半径为R₁的弧形弹簧被保持在曲率半径为R₁的弹簧保持空间内时施加于弧形弹簧的线圈构件上的扭力的图表；

图12是显示当曲率半径为R_a的弧形弹簧被保持在曲率半径为R₁的弹簧保持空间内时施加于弧形弹簧的线圈构件上的扭力的图表；

图13是显示当弧形弹簧被保持在曲率半径为R₁弹簧保持空间时弧形弹簧的曲率半径与施加于线圈构件上的扭力之间关系的图表；

图14是显示当曲率半径为a的弧形弹簧被保持在曲率半径为R₁的弹簧保持空间内时施加于弧形弹簧的线圈构件上的扭力的图表；

图15是显示当曲率半径为b的弧形弹簧被保持在曲率半径为R₁的弹簧保持空间内时施加于弧形弹簧的线圈构件上的扭力的图表；

图16是显示当曲率半径为c的弧形弹簧被保持在曲率半径为R₁的弹簧保持空间内时施加于弧形弹簧的线圈构件上的扭力的图表；且

图17是当弧形弹簧被保持在弹簧保持空间且弧形弹簧被弹簧座和弹簧接收器保持的状态下的示范图。

具体实施例

现在参照图5(a)-图17对本发明的弧形弹簧以及减震器装置的一个具体实施例予以说明。

图5(a)显示的是自由状态下的弧形弹簧1。图5(b)显示的是保持在弹簧保持空间3内的弧形弹簧2。如图5(a)所示，弧形弹簧1具有平均直径D₀、参考半径R_a(即预定的曲率半径)以及自由角度θ_a。相反地，弹簧保持空间3具有参考半径(安装直径)R₁(即预定的曲率半径)以及安装角度θ₀。即，弧形弹簧1与弹簧保持空间3具有不同的曲率半径。之后，弧形弹簧从自由状态下被弯曲并保持在弹簧保持空间3内。图5(b)中的虚线表示自由状态下的弧形弹簧1。保持在弹簧保持空间3内的弧形弹簧2具有曲率半径R₁。当弧形弹簧1以此方式被保持在弹簧保持空间3内时满足以下关系：R_a×θ_a＝R₁×θ₀。相应地，制备的弧形弹簧1应满足以下关系，即曲率半径R_a＝R₁×θ₀/θ_a。

图6显示的是弹簧保持空间3中的弧形弹簧2被压缩了压缩角度θ时的状态。根据本发明，弧形弹簧1被弯曲并随后被保持在弹簧保持空间3中。于是，带负号的扭力被施加于形成弧形弹簧1的内周部的线圈构件上。因此，如图6所示，当弧形弹簧2被压缩了压缩角度θ时，作用于形成弧形弹簧2的内周部的线圈构件上的带正号的扭力被事先施加于线圈构件上的带负号的扭力缓解。

如图1所示，关于现有弧形弹簧被压缩了压缩角度θ时的行程量级，可以表达如下：

参考直径行程δ＝θ×R₁；

外周行程δ_out＝(R₁+D₀/2)×θ；且

内周行程δ_in＝(R₁-D₀/2)×θ。

弧形弹簧2的外周部的压缩行程量级较参考直径行程长了(D₀/2×θ)，且弧形弹簧2的内周部的压缩行程量级较参考直径行程短了(D₀/2×θ)。因此，当弧形弹簧1被弯曲并被保持在弹簧保持空间3中时，如果弧形弹簧2的外周部被延长(D₀/2×θ)且弧形弹簧2的内周部被压缩(D₀/2×θ)，弧形弹簧2被压缩时产生的应力可以在整个弧形弹簧2中被均匀化。

当弧形弹簧1的参考直径为R_a且自由角度为θ_a，可以表达如下：

参考弧长：θ_a×R_a＝θ₀×R₁；

外周弧长：θ_a×(R_a+D₀/2)＝B-(θ×D₀/2)，即θ_a×(R_a+D₀/2)＝θ₀×(R₁+D₀/2)-(θ×D₀/2)；且

内周弧长：θ_a×(R_a-D₀/2)＝C+(θ×D₀/2)，即θ_a×(R_a-D₀/2)＝θ₀×(R₁-D₀/2)+(θ×D₀/2)。

从上述公式可以得出：

R_a＝θ₀×R₁/(θ₀-θ)；且

θ_a＝θ₀-θ。

可以定义弧形弹簧1的形状以使得满足上述条件。注意，B是指弹簧保持空间外周部的长度，且C是指弹簧保持空间内周部的长度。

如上所述，在满足上述条件之后弧形弹簧1被保持在弹簧保持空间3中。在此情形下，如图6所示，当弧形弹簧1被压缩了压缩角度θ时，弧形弹簧的行程量级变为如下：

安装直径行程δ＝θ×R₁；

外径行程δ_out＝θ×R₁；且

内径行程δ_in＝θ×R₁。

即，当弧形弹簧1被弯曲并被保持在弹簧保持空间3中时，弧形弹簧2的外周部被延长了(D₀/2×θ)，且弧形弹簧2的内周部被压缩了(D₀/2×θ)。此外，如图6所示，当弧形弹簧2在弹簧保持空间3中被压缩时，弧形弹簧2的外周部的压缩行程量级变为比参考直径行程大(D₀/2×θ)，且弧形弹簧2的内周部的压缩行程量级变为比参考直径行程小(D₀/2×θ)。这使得弧形弹簧2被压缩时产生的应力在整个弧形弹簧2中被均匀化。

图7显示的是当本发明的弧形弹簧2被保持在弹簧保持空间3中并被压缩时，压缩角度θ和线圈构件的扭力之间的关系。带负号的扭力被事先施加于形成弧形弹簧2的内周部的线圈构件上。此外，带正号的扭力被事先施加于形成弧形弹簧2的外周部的线圈构件上。如图7所示，当弹簧保持空间3内的弧形弹簧2被压缩时，作用于构成弧形弹簧2的线圈构件上的扭力增大。接着，当弧形弹簧2的压缩角度达到θ₁+α₁时，安装直径处的扭力、形成弧形弹簧2的内周部的线圈构件上的扭力以及形成弧形弹簧2的外周部的线圈构件上的扭力相互之间变得一致。

如图2和7所示，作用于形成弧形弹簧2的内周部的线圈构件上的扭力增长与压缩角度之比相对较大。考虑到这一点，根据本发明，带负号的扭力被事先施加于形成弧形弹簧2的内周部的线圈构件上。因此，当弧形弹簧2的压缩角度达到θ₁+α₁时，安装直径处的扭力和形成弧形弹簧2的内周部的线圈构件上的扭力相互之间变得一致。相反，形成弧形弹簧2的外周部的线圈构件上的扭力增长与压缩角度之比相对较小。考虑到这一点，根据本发明，带正号的扭力被事先施加于形成弧形弹簧2的外周部的线圈构件上。相应地，当弧形弹簧2的压缩角度达到θ₁+α₁时，安装直径处的扭力和形成弧形弹簧2的外周部的线圈构件上的扭力相互之间变得一致。

在图7中，虚线表示当现有弧形弹簧被压缩时产生的线圈构件的扭力。根据现有结构，未事先在弧形弹簧各部位的线圈构件上施加扭力。相应地，当形成弧形弹簧内周部的线圈构件上的扭力、安装直径处的扭力以及形成弧形弹簧外周部的线圈构件上的扭力与压缩角度成比例增加时，形成弧形弹簧内周部的线圈构件上的扭力比作用于其他部位的线圈构件上的扭力大，且当压缩角度达到θ₁时变成与许用应力相同的值。

相反地，根据本发明，带负号的扭力被事先施加于形成弧形弹簧2的内周部的线圈构件上。因此，当弧形弹簧2被大程度压缩且扭力增加至许用应力时，如图7所示，与许用应力相对应的压缩角度可以增加至大于θ₁的角度。即，通过事先向形成弧形弹簧2的内周部的线圈构件施加带负号的扭力，与许用应力相对应的压缩角度可以增加至(θ₁+α₁)。

图8是现有的减震器压缩刚性的线图。压缩角度θ₁(也就是达到弧形弹簧的许用应力)时的扭矩为T₁。图9是包含根据本发明的弧形弹簧2的减震器的压缩刚性的线图。根据本发明，当压缩刚性K与现有结构的压缩刚性相同时，压缩角度θ₁'大于压缩角度θ₁，且许用扭矩T₁'大于许用扭矩T₁。

图10是包含根据本发明的弧形弹簧2的减震器装置的减震器压缩刚性的线图，并显示了行程在低压缩刚性条件下被改进的情形。当本发明的减震器装置的必要扭矩与包含现有弧形弹簧的减震器装置一样被设定为T₁时，压缩角度θ₁"增加，且因此大的冲击扭矩可以被缓解。如上所述，根据使用本发明的弧形弹簧2的减震器装置，吸收能量增加，减震器装置的扭矩增加，且允许弧形弹簧被压缩的行程量级也增加。

图11显示的是弧形弹簧在初始状态下和在最大压缩状态下时，作用于弧形弹簧的线圈构件上的扭力。此外，图11显示了，当图1所示的现有弧形弹簧被保持在与弧形弹簧具有相同曲率半径(即R₁)的弹簧保持空间内时，产生的线圈构件的扭力。当被弯曲至预定曲率半径R₁的弧形弹簧被压缩时，如图11所示，波形的应力被施加于弧形弹簧以与弧形弹簧的圈数相对应。在此情形下，形成弧形弹簧内周部的线圈构件上的扭力相对较大，而形成弧形弹簧外周部的线圈构件上的扭力相对较小。

相比之下，图12显示的是当本发明的弧形弹簧2被保持在弹簧保持空间3内时产生的线圈构件的扭力。在此情形下，具有预定曲率半径R_a的弧形弹簧1被进一步弯曲，并保持在曲率半径为R₁的弹簧保持空间3中。因此，在弧形弹簧2的初始状态下，波形的初始扭力作用在弧形弹簧2上以与弧形弹簧2的圈数相对应。波形的底部对应于形成弧形弹簧2的内周部的线圈构件上的扭力，而波形的顶部对应于形成弧形弹簧2的外周部的线圈构件上的扭力。

根据本发明，当已经施加了初始扭力的弧形弹簧2被压缩至预定角度时，施加于弧形弹簧2的线圈构件的扭力在整个弧形弹簧中变得一致。即，如图7所示，当弧形弹簧2的压缩角度达到θ₁+α₁时，安装直径处的扭力、形成弧形弹簧2的内周部的线圈构件的扭力以及形成弧形弹簧2的外周部的线圈构件的扭力显示为相同数值。

图13显示的是当曲率半径为R₁、a、R_a、b和c(R₁<a<R_a<b<c)的弧形弹簧1被保持在曲率半径为R₁的弹簧保持空间3中并被压缩时产生的线圈构件的扭力。如图11所示，当弧形弹簧1的曲率半径被设定为R₁时，在弧形弹簧2的初始状态下，弧形弹簧2的内周部和弧形弹簧2的外周部两处的线圈构件的扭力为0。相反地，当弧形弹簧2被压缩时，扭力被施加至构成弧形弹簧的线圈构件上。相比之下，如图12所示，当弧形弹簧1的曲率半径被设定为R_a时，在弧形弹簧2的初始状态下，初始应力被施加至弧形弹簧2的内周部和弧形弹簧2的外周部两处的线圈构件上。相反地，在弧形弹簧2的压缩状态下，施加至弧形弹簧2的内周部和弧形弹簧2的外周部两处的线圈构件上的扭力变为相等。

图14显示的是当弧形弹簧1的曲率半径为a(曲率半径a满足关系R₁<a<R_a)，且曲率半径为a的弧形弹簧1被保持在曲率半径为R₁的弹簧保持空间3中时所产生的线圈构件的扭力。在此情形下，弧形弹簧1被弯曲以使得其小于图12所示的情形，且其被保持在曲率半径为R₁的弹簧保持空间3中。因此，在弧形弹簧2的初始状态下，波形与弧形弹簧2的圈数相对应的初始扭力被施加至弧形弹簧2。此外，在弧形弹簧2的压缩状态下，扭力被施加至构成弧形弹簧2的线圈构件。

图15显示的是当弧形弹簧1的曲率半径为b(曲率半径b满足关系R_a<b)，且曲率半径为b的弧形弹簧1被保持在曲率半径为R₁的弹簧保持空间3中时所产生的线圈构件的扭力。在此情形下，在弧形弹簧2的初始状态下，较图12和14中所示情形更大的扭力被施加至构成弧形弹簧2的线圈构件。此外，在弧形弹簧2的压缩状态下，扭力也被施加至构成弧形弹簧2的线圈构件。在此情形下，因为曲率半径满足关系R_a<b，在弧形弹簧2的压缩状态下，形成弧形弹簧2的外周部的线圈构件的扭力变为大于形成弧形弹簧2的内周部的线圈构件的扭力。

图16显示的是当弧形弹簧1的曲率半径为c(曲率半径c满足关系R_a<b<c)，且曲率半径为c的弧形弹簧1被保持在曲率半径为R₁的弹簧保持空间3中时所产生的线圈构件的扭力。如图16所示，在弧形弹簧2的初始状态下，较图15所示情形下更大的扭力被施加至构成弧形弹簧2的线圈构件。此外，在弧形弹簧2的压缩状态下，扭力也被施加至构成弧形弹簧2的线圈构件。在此情形下，因为曲率半径满足关系R_a<b<c，在弧形弹簧2的压缩状态下，形成弧形弹簧2的外周部的线圈构件的扭力变为进一步大于形成弧形弹簧2的内周部的线圈构件的扭力。

如上所述，根据本发明，具有预定曲率半径的弧形弹簧1被进一步弯曲并保持在弹簧保持空间3中，初始应力被施加至构成弧形弹簧2的线圈构件。根据这一结构，在弧形弹簧2被压缩时，可以使安装直径处的扭力、形成弧形弹簧2的内周部的线圈构件的扭力以及形成弧形弹簧2的外周部的线圈构件的扭力相互匹配。在此情形下，弧形弹簧1的曲率半径大于弹簧保持空间3的曲率半径。此外，弧形弹簧2的曲率半径小于弧形弹簧1的曲率半径，且被保持在具有预定曲率半径的弹簧保持空间3中。

根据当前实施例，弧形弹簧被保持在具有预定曲率半径的弹簧保持空间中，或者由弹簧座和弹簧接收器保持，且因此使得弧形弹簧2被压缩时产生的线圈构件的扭力在整个弧形弹簧2中变得均匀。常规的弧形弹簧可以被弯曲至特定程度以施加带负号的扭力至形成弧形弹簧内周部的线圈构件，而不用制备满足预定条件的弧形弹簧。

图17所示的弧形弹簧2被保持在曲率半径为R₁的弹簧保持空间8中，并由弹簧座4和弹簧接收器5保持。在此情形下，带负号的扭力被施加至形成弧形弹簧2的内周部的线圈构件。此外，弹簧座4的保持面6的倾角和弹簧接收器5的接收面7的倾角可以分别调整，且弧形弹簧2可以被弹簧座4和弹簧接收器5保持并压缩。根据这一结构，使得弧形弹簧2被压缩时产生的线圈构件的扭力也可以在整个弧形弹簧上变得均匀。

此外，通过用弹簧座4和弹簧接收器5保持弧形弹簧2而未将弧形弹簧1保持在弹簧保持空间8中且未改变弧形弹簧1的曲率半径R_a，带负号的扭力可以被施加至形成弧形弹簧2的内周部的线圈构件。接着，通过将弹簧座4相对于弹簧接收器5旋转角度θ来压缩弧形弹簧1，使得弧形弹簧2压缩时产生的线圈构件的扭力可以在整个弧形弹簧中变得均匀。

在上述实施例中，尽管弧形弹簧1采用了单弹簧结构，弧形弹簧可以采用双弹簧结构，将另一个具有更小外径的弧形弹簧安装在弧形弹簧1的内部空间。在此情形下，可以只是外部的主弧形弹簧是本发明中的弧形弹簧1，也可以只是内部的副弧形弹簧是本发明中的弧形弹簧1。此外，外部的主弧形弹簧和内部的子弧形弹簧两者可以都是本发明中的弧形弹簧1。

Claims (8)

1.一种弧形弹簧，所述弧形弹簧在自由状态下具有预定的曲率半径，并且具有在曲率半径中心和所述弧形弹簧各自端部相连接的线之间的自由角度，其中：

保持所述弧形弹簧的弹簧保持空间具有预定的曲率半径和安装角度，

所述弧形弹簧的曲率半径被设定为大于所述弹簧保持空间的曲率半径，且

所述弧形弹簧被弯曲并保持在所述弹簧保持空间中，且因此与自由状态下的所述弧形弹簧相比较而言，所述弧形弹簧的曲率半径变小且所述弧形弹簧的安装角度变大，由此向形成所述弧形弹簧的内周部的线圈构件施加带负号的扭力。

2.根据权利要求1的弧形弹簧，

其中弹簧座和弹簧接收器下压所述弧形弹簧两端，从而向形成所述弧形弹簧的内周部的线圈构件施加带负号的扭力。

3.根据权利要求1的弧形弹簧，

其中当所述弹簧保持空间中的所述弧形弹簧被压缩了一定角度时，形成所述弧形弹簧的内周部的线圈构件的扭力和形成所述弧形弹簧的外周部的线圈构件的扭力变为与安装直径处的扭力一致。

4.根据权利要求2的弧形弹簧，

其中当所述弹簧保持空间中的所述弧形弹簧被压缩了一定角度时，形成所述弧形弹簧的内周部的线圈构件的扭力和形成所述弧形弹簧的外周部的线圈构件的扭力变为与安装直径处的扭力一致。

5.一种减震器装置，包括：

包含弹簧保持空间的主体；和

保持在所述弹簧保持空间内的减震弹簧，且

所述减震器装置被配置成吸收冲击扭矩，其中：

所述减震弹簧包含弧形弹簧，

所述弧形弹簧在自由状态下具有预定的曲率半径，并且具有在曲率半径的中心和所述弧形弹簧各自端部相连接的线之间的自由角度，

所述弹簧保持空间具有预定的曲率半径和安装角度，

所述弧形弹簧的曲率半径被设定为大于所述弹簧保持空间的曲率半径，且

所述弧形弹簧被弯曲并保持在所述弹簧保持空间中，且因此与自由状态下的所述弧形弹簧相比较而言，所述弧形弹簧的曲率半径变小且所述弧形弹簧的安装角度变大，由此向形成所述弧形弹簧的内周部的线圈构件施加带负号的扭力。

6.根据权利要求5的减震器装置，

其中当所述弹簧保持空间中的所述弧形弹簧被冲击扭矩压缩一定角度时，形成所述弧形弹簧的内周部的线圈构件的扭力和形成所述弧形弹簧的外周部的线圈构件的扭力变为与安装直径处的扭力一致。

7.根据权利要求5的减震器装置，

其中下压所述弧形弹簧两端的弹簧座和弹簧接收器向形成所述弧形弹簧的内周部的线圈构件施加带负号的扭力。

8.根据权利要求6的减震器装置，

其中弹簧座和弹簧接收器下压所述弧形弹簧两端，向形成所述弧形弹簧的内周部的线圈构件施加带负号的扭力。