JP2000337415A - 非線形異形コイルばねおよびその製造方法 - Google Patents
非線形異形コイルばねおよびその製造方法Info
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- JP2000337415A JP2000337415A JP11143253A JP14325399A JP2000337415A JP 2000337415 A JP2000337415 A JP 2000337415A JP 11143253 A JP11143253 A JP 11143253A JP 14325399 A JP14325399 A JP 14325399A JP 2000337415 A JP2000337415 A JP 2000337415A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 成形技術が難しくなく、応力集中を起こさず
に、所望の非線形特性を得ることができる非線形異形コ
イルばねを提供する。また、非線形異形コイルばねを比
較的容易に製造できる製造方法を提供する。 【構成】 非線形異形コイルばねは、長方形断面の第１
部分と、第２部分と、第１部分と前記第２部分を連結す
る、断面の横または縦の長さが徐々に変化する遷移部分
と、を有する。また、断面形状の変化の代わりに、ピッ
チを変えてもよい。
に、所望の非線形特性を得ることができる非線形異形コ
イルばねを提供する。また、非線形異形コイルばねを比
較的容易に製造できる製造方法を提供する。 【構成】 非線形異形コイルばねは、長方形断面の第１
部分と、第２部分と、第１部分と前記第２部分を連結す
る、断面の横または縦の長さが徐々に変化する遷移部分
と、を有する。また、断面形状の変化の代わりに、ピッ
チを変えてもよい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、非線形異形コイル
ばねおよびその製造方法に関し、特に、断面形状が変化
するまたはピッチが変化する非線形異形コイルばねおよ
びその製造方法に関する。なお、本発明の非線形異形コ
イルばねは、特に自動車のサスペンション用のばねとし
て用いられるのに適しているので、以下の説明は自動車
のサスペンション用のばねとして説明するが、その他プ
レス等の機械にも用いられるものである。
ばねおよびその製造方法に関し、特に、断面形状が変化
するまたはピッチが変化する非線形異形コイルばねおよ
びその製造方法に関する。なお、本発明の非線形異形コ
イルばねは、特に自動車のサスペンション用のばねとし
て用いられるのに適しているので、以下の説明は自動車
のサスペンション用のばねとして説明するが、その他プ
レス等の機械にも用いられるものである。
【０００２】
【従来の技術】自動車用サスペンションの機能は、操縦
安定性を保つことと乗り心地をよくすることである。操
縦安定性の向上は、特に、ラリーなどのモータスポーツ
では重要であり、ばね定数の大きいばねが採用されてい
るが、路面からの衝撃荷重により乗り心地が悪くなって
しまう。そこで、座金と懸架ばねの間にもう一本のばね
を補助（ヘルパ）として入れ、衝撃を吸収して乗り心地
をよくするサスペンション方式が一部採用されている。
安定性を保つことと乗り心地をよくすることである。操
縦安定性の向上は、特に、ラリーなどのモータスポーツ
では重要であり、ばね定数の大きいばねが採用されてい
るが、路面からの衝撃荷重により乗り心地が悪くなって
しまう。そこで、座金と懸架ばねの間にもう一本のばね
を補助（ヘルパ）として入れ、衝撃を吸収して乗り心地
をよくするサスペンション方式が一部採用されている。
【０００３】図１０は前述の自動車用サスペンションを
示す。このサスペンションは座金１３２と１３４との間
に座金１３２’を追加し、座金１３２と１３２’の間に
他の補助用ばね（ヘルパースプリング）１３０’を追加
したものである。そして、メインばね１３０としては、
断面円形のコイルばねを用い、補助用ばね１３０’とし
てはたわみ量が大きくとれる異形コイルばねを用いてい
る。補助用ばね１３０’は、自動車の重量でばねが完全
圧縮されて上下の面部分が密着するようなたわみ量に設
計されており、これによりメインばね１３０の遊びをな
くしている。したがって、メインばね１３０だけがサス
ペンションとして機能する。
示す。このサスペンションは座金１３２と１３４との間
に座金１３２’を追加し、座金１３２と１３２’の間に
他の補助用ばね（ヘルパースプリング）１３０’を追加
したものである。そして、メインばね１３０としては、
断面円形のコイルばねを用い、補助用ばね１３０’とし
てはたわみ量が大きくとれる異形コイルばねを用いてい
る。補助用ばね１３０’は、自動車の重量でばねが完全
圧縮されて上下の面部分が密着するようなたわみ量に設
計されており、これによりメインばね１３０の遊びをな
くしている。したがって、メインばね１３０だけがサス
ペンションとして機能する。
【０００４】この補助用ばね（ヘルパ）は、従来の円形
コイルばねではなく、角断面ばね（異形コイルばね）が
採用されている。角ばねは密着時に面接触するので、円
形コイルばねよりもたわみが多くとれる。そして、円形
コイルばねと違って水平方向にずれにくく、横荷重（荷
重偏心）に対して強い。しかし、この方式は円形断面ば
ねと角断面ばねの２本の組み合わせであり、高度なサス
ペンション機能を満たすために、部品点数が多く、組み
立ても複雑であった。
コイルばねではなく、角断面ばね（異形コイルばね）が
採用されている。角ばねは密着時に面接触するので、円
形コイルばねよりもたわみが多くとれる。そして、円形
コイルばねと違って水平方向にずれにくく、横荷重（荷
重偏心）に対して強い。しかし、この方式は円形断面ば
ねと角断面ばねの２本の組み合わせであり、高度なサス
ペンション機能を満たすために、部品点数が多く、組み
立ても複雑であった。
【０００５】そして、前述の欠点を解決するために、改
良したばね構造が提案されている。その１つは、素線断
面形状が円形断面から異形断面に連続的に変化するコイ
ルばねである（登録実用新案第３０４８２４５号）。
良したばね構造が提案されている。その１つは、素線断
面形状が円形断面から異形断面に連続的に変化するコイ
ルばねである（登録実用新案第３０４８２４５号）。
【０００６】他の１つは、異形線材から成形されたコイ
ルばねに成形途中でねじりを与えてねじの軸線方向に対
して断面の向きを直角に変えた、異なる特性を持つコイ
ル部からなる非線形異形コイルばねである（本出願人の
先願の特許出願である特願平９−３４２１２８）。
ルばねに成形途中でねじりを与えてねじの軸線方向に対
して断面の向きを直角に変えた、異なる特性を持つコイ
ル部からなる非線形異形コイルばねである（本出願人の
先願の特許出願である特願平９−３４２１２８）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】前述の提案されたばね
構造の前者（登録実用新案第３０４８２４５号記載のば
ね）は、図１０に関連して説明したばねが持つ特性と同
様な特性を持ちながら、図１０で示したばねよりも部材
点数の低減、組み付け性の向上、軽量化を図ることがで
きるという利点があるが、円形から異形断面に変える製
造技術が難しいという問題がある。ことに大きな非線形
特性を出すためには極端に断面形状を変えねばならず、
応力集中、線材の製造技術の両者をクリアするのが非常
に難しく、コストもかかってしまう。また、円形コイル
部分は異形部よりも横荷重に対して強くないので、一体
化することで、大きな偏心が起きたときに弱くなってし
まう。
構造の前者（登録実用新案第３０４８２４５号記載のば
ね）は、図１０に関連して説明したばねが持つ特性と同
様な特性を持ちながら、図１０で示したばねよりも部材
点数の低減、組み付け性の向上、軽量化を図ることがで
きるという利点があるが、円形から異形断面に変える製
造技術が難しいという問題がある。ことに大きな非線形
特性を出すためには極端に断面形状を変えねばならず、
応力集中、線材の製造技術の両者をクリアするのが非常
に難しく、コストもかかってしまう。また、円形コイル
部分は異形部よりも横荷重に対して強くないので、一体
化することで、大きな偏心が起きたときに弱くなってし
まう。
【０００８】また、後者のばね（特願平９−３４２１２
８に記載のばね）は、上記非線形特性を有することはも
ちろん、同一素材から成形できるので、素材自体の断面
加工工程はいらないという利点があるが、ねじれ部の成
形技術が難しくスムースにねじれないとそこに応力が集
中するという問題がある。
８に記載のばね）は、上記非線形特性を有することはも
ちろん、同一素材から成形できるので、素材自体の断面
加工工程はいらないという利点があるが、ねじれ部の成
形技術が難しくスムースにねじれないとそこに応力が集
中するという問題がある。
【０００９】したがって、本発明の１つの目的は、成形
技術が難しくなく、応力集中を起こさずに、所望の非線
形特性を得ることができる非線形異形コイルばねを提供
することにある。
技術が難しくなく、応力集中を起こさずに、所望の非線
形特性を得ることができる非線形異形コイルばねを提供
することにある。
【００１０】本発明の他の目的は、非線形異形コイルば
ねを比較的容易に製造できる製造方法を提供することに
ある。
ねを比較的容易に製造できる製造方法を提供することに
ある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
めに、本発明は、断面の横の長さａと縦の長さｂを持つ
第１部分と、断面の横の長さａと縦の長さｃを持つ第２
部分と、前記第１部分と前記第２部分を連結する、断面
の横の長さがａであり縦の長さがｂからｃ（ｃ＜ｂ）に
徐々に変化する遷移部分と、を有することを特徴とする
非線形異形コイルばねを採用するものである。
めに、本発明は、断面の横の長さａと縦の長さｂを持つ
第１部分と、断面の横の長さａと縦の長さｃを持つ第２
部分と、前記第１部分と前記第２部分を連結する、断面
の横の長さがａであり縦の長さがｂからｃ（ｃ＜ｂ）に
徐々に変化する遷移部分と、を有することを特徴とする
非線形異形コイルばねを採用するものである。
【００１２】また、本発明は、断面の横の長さａと縦の
長さｂを持つ第１部分と、断面の横の長さｄと縦の長さ
ｂを持つ第２部分と、前記第１部分と前記第２部分を連
結する、断面の横の長さがａからｄ（ｄ＜ａ）に徐々に
変化し、縦の長さがｂである遷移部分と、を有すること
を特徴とする非線形異形コイルばねを採用するものであ
る。
長さｂを持つ第１部分と、断面の横の長さｄと縦の長さ
ｂを持つ第２部分と、前記第１部分と前記第２部分を連
結する、断面の横の長さがａからｄ（ｄ＜ａ）に徐々に
変化し、縦の長さがｂである遷移部分と、を有すること
を特徴とする非線形異形コイルばねを採用するものであ
る。
【００１３】さらにまた、本発明は、断面の横の長さａ
と縦の長さｂを持ち、第１のピッチで巻かれた第１部分
と、前記第１部分と連続しており、前記第１部分と同一
断面形状を持ち、第１のピッチとは異なる第２のピッチ
で巻かれた第２部分と、を有することを特徴とする非線
形異形コイルばねを採用するものである。
と縦の長さｂを持ち、第１のピッチで巻かれた第１部分
と、前記第１部分と連続しており、前記第１部分と同一
断面形状を持ち、第１のピッチとは異なる第２のピッチ
で巻かれた第２部分と、を有することを特徴とする非線
形異形コイルばねを採用するものである。
【００１４】さらに、本発明は、非線形異形コイルばね
を製造する方法において、断面長方形（正方形を含む）
（一辺の長さａ、他辺の長さｂ）の棒材を準備し、プレ
ス圧延または切削加工により、棒材の所定の範囲で長さ
ａを徐々に長さｄとなるように（または長さｂを徐々に
長さｃとなるように）加工し、引き続き、プレス圧延ま
たは切削加工により、棒材の所定の範囲で長さｄ（また
は長さｃ）を維持するように加工し、断面の一方の辺を
径方向にし、断面の他方の辺を軸線方向にして、加工し
た棒材をコイル状に巻き、次に、コイル形状に巻いた棒
材を加熱処理する、ことを特徴とする非線形異形コイル
ばねの製造方法を採用するものである。
を製造する方法において、断面長方形（正方形を含む）
（一辺の長さａ、他辺の長さｂ）の棒材を準備し、プレ
ス圧延または切削加工により、棒材の所定の範囲で長さ
ａを徐々に長さｄとなるように（または長さｂを徐々に
長さｃとなるように）加工し、引き続き、プレス圧延ま
たは切削加工により、棒材の所定の範囲で長さｄ（また
は長さｃ）を維持するように加工し、断面の一方の辺を
径方向にし、断面の他方の辺を軸線方向にして、加工し
た棒材をコイル状に巻き、次に、コイル形状に巻いた棒
材を加熱処理する、ことを特徴とする非線形異形コイル
ばねの製造方法を採用するものである。
【００１５】さらに、本発明は、非線形異形コイルばね
を製造する方法において、断面長方形（正方形を含む）
（一辺の長さａ、他辺の長さｂ）の棒材を準備し、断面
の一方の辺を径方向にし、断面の他方の辺を軸線方向に
して、少なくとも２つの異なったピッチを持つように、
加工した棒材をコイル状に巻き、次に、コイル形状に巻
いた棒材を加熱処理する、ことを特徴とする非線形異形
コイルばねの製造方法を採用するものである。
を製造する方法において、断面長方形（正方形を含む）
（一辺の長さａ、他辺の長さｂ）の棒材を準備し、断面
の一方の辺を径方向にし、断面の他方の辺を軸線方向に
して、少なくとも２つの異なったピッチを持つように、
加工した棒材をコイル状に巻き、次に、コイル形状に巻
いた棒材を加熱処理する、ことを特徴とする非線形異形
コイルばねの製造方法を採用するものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施例を説明す
る。
る。
【００１７】（実施例１）図１は、本発明の実施例１の
非線形異形コイルばねを示す側面図、上面図および下面
図である。図１に示すように、本発明の非線形異形コイ
ルばね（以下、単にコイルばねという）１０は、断面の
横の長さがａであり、縦の長さがｂである部分１０ａ
と、断面の横の長さがａであり、縦の長さがｃ（ｃ＜
ｂ）である部分１０ｃと、これらの部分１０ａと１０ｃ
の間に形成され、これらを連結している、断面の横の長
さａを変えずに縦の長さをｂからｃに徐々に変化させた
遷移部分１０ｂと、からなる。なお、部分１０ａ、１０
ｃの外径は同一でもあっても、異なっていてもよい。
非線形異形コイルばねを示す側面図、上面図および下面
図である。図１に示すように、本発明の非線形異形コイ
ルばね（以下、単にコイルばねという）１０は、断面の
横の長さがａであり、縦の長さがｂである部分１０ａ
と、断面の横の長さがａであり、縦の長さがｃ（ｃ＜
ｂ）である部分１０ｃと、これらの部分１０ａと１０ｃ
の間に形成され、これらを連結している、断面の横の長
さａを変えずに縦の長さをｂからｃに徐々に変化させた
遷移部分１０ｂと、からなる。なお、部分１０ａ、１０
ｃの外径は同一でもあっても、異なっていてもよい。
【００１８】コイルばね１０は同一ピッチに成形されて
いるが、断面形状の違いから非線形特性を持ち、例え
ば、部分１０ａのばね定数は部分１０ｃのばね定数より
も大きい。このため、このコイルばねは自動車のサスペ
ンション用のばねとして用いることができる。
いるが、断面形状の違いから非線形特性を持ち、例え
ば、部分１０ａのばね定数は部分１０ｃのばね定数より
も大きい。このため、このコイルばねは自動車のサスペ
ンション用のばねとして用いることができる。
【００１９】（実施例２）図２は、本発明の実施例２の
非線形異形コイルばねを示す側面図、上面図および下面
図である。実施例１では、断面形状の縦方向（軸線方
向）の長さが変えられていたが、実施例２では、断面形
状の横方向（径方向）の長さが変えられたものである。
即ち、コイルばね２０は、断面の横の長さがａであり、
縦の長さがｂである部分２０ａと、断面の横の長さがｄ
（ｄ＜ａ）であり、縦の長さがｂである部分２０ｃと、
これらの部分２０ａと２０ｃの間に形成され、これらを
連結している、断面の縦の長さｂを変えずに横の長さを
ａからｄに徐々に変化させた遷移部分２０ｂと、からな
る。なお、部分２０ａ、２０ｃの外径は同一でもあって
も、異なっていてもよい。
非線形異形コイルばねを示す側面図、上面図および下面
図である。実施例１では、断面形状の縦方向（軸線方
向）の長さが変えられていたが、実施例２では、断面形
状の横方向（径方向）の長さが変えられたものである。
即ち、コイルばね２０は、断面の横の長さがａであり、
縦の長さがｂである部分２０ａと、断面の横の長さがｄ
（ｄ＜ａ）であり、縦の長さがｂである部分２０ｃと、
これらの部分２０ａと２０ｃの間に形成され、これらを
連結している、断面の縦の長さｂを変えずに横の長さを
ａからｄに徐々に変化させた遷移部分２０ｂと、からな
る。なお、部分２０ａ、２０ｃの外径は同一でもあって
も、異なっていてもよい。
【００２０】コイルばね２０は同一ピッチに成形されて
いるが、断面形状の違いから非線形特性を持ち、例え
ば、部分２０ａのばね定数は部分２０ｃのばね定数より
も大きい。このため、このコイルばねは、同様に、自動
車のサスペンション用のばねとして用いることができ
る。
いるが、断面形状の違いから非線形特性を持ち、例え
ば、部分２０ａのばね定数は部分２０ｃのばね定数より
も大きい。このため、このコイルばねは、同様に、自動
車のサスペンション用のばねとして用いることができ
る。
【００２１】（実施例３）図３は、本発明の実施例３の
非線形異形コイルばねを示す側面図、上面図および下面
図である。実施例１、２では、ばね定数の異なる部分が
２つであったが、この実施例３では、ばね定数の異なる
部分を３つ設けたものである。即ち、コイルばね３０
は、断面の横の長さがａであり、縦の長さがｂである１
つの部分３０ａと、断面の横の長さがａであり、縦の長
さがｃ（ｃ＜ｂ）である２つの部分３０ｃと、これらの
間を連結している２つの遷移部分３０ｂと、からなる。
非線形異形コイルばねを示す側面図、上面図および下面
図である。実施例１、２では、ばね定数の異なる部分が
２つであったが、この実施例３では、ばね定数の異なる
部分を３つ設けたものである。即ち、コイルばね３０
は、断面の横の長さがａであり、縦の長さがｂである１
つの部分３０ａと、断面の横の長さがａであり、縦の長
さがｃ（ｃ＜ｂ）である２つの部分３０ｃと、これらの
間を連結している２つの遷移部分３０ｂと、からなる。
【００２２】コイルばね３０は同一ピッチに成形されて
いるが、断面形状の違いから非線形特性を持つ。なお、
図中、コイルばね３０の部分３０ａ、部分３０ｃ、３０
ｃの外径を、それそれ、Ｄ2 、Ｄ1 、Ｄ3 として表して
いるが、これらの外径は同一でもよく、また異なってい
てもよい。このコイルばねは例えば機械装置のコイルば
ね等に使われる。なお、このコイルばねは、座巻部の断
面形状を肉薄にすれば、それだけで座面の平坦度が保た
れ、通常のばね成形に欠かせない、座面研磨工程が要ら
なくなる。
いるが、断面形状の違いから非線形特性を持つ。なお、
図中、コイルばね３０の部分３０ａ、部分３０ｃ、３０
ｃの外径を、それそれ、Ｄ2 、Ｄ1 、Ｄ3 として表して
いるが、これらの外径は同一でもよく、また異なってい
てもよい。このコイルばねは例えば機械装置のコイルば
ね等に使われる。なお、このコイルばねは、座巻部の断
面形状を肉薄にすれば、それだけで座面の平坦度が保た
れ、通常のばね成形に欠かせない、座面研磨工程が要ら
なくなる。
【００２３】（実施例４）図４は、本発明の実施例４の
非線形異形コイルばねを示す側面図、上面図および下面
図である。実施例３では、断面形状の縦の長さを変えて
ばね定数の異なる部分を３つ設けたものであるが、実施
例４では、断面形状の横の長さを変えてばね定数の異な
る部分を３つ設けたものである。即ち、コイルばね４０
は、断面の横の長さがａであり、縦の長さがｂである１
つの部分４０ａと、断面の横の長さがｄ（ｄ＜ａ）であ
り、縦の長さがｂである２つの部分４０ｃと、これらの
間を連結している２つの遷移部分４０ｂと、からなる。
非線形異形コイルばねを示す側面図、上面図および下面
図である。実施例３では、断面形状の縦の長さを変えて
ばね定数の異なる部分を３つ設けたものであるが、実施
例４では、断面形状の横の長さを変えてばね定数の異な
る部分を３つ設けたものである。即ち、コイルばね４０
は、断面の横の長さがａであり、縦の長さがｂである１
つの部分４０ａと、断面の横の長さがｄ（ｄ＜ａ）であ
り、縦の長さがｂである２つの部分４０ｃと、これらの
間を連結している２つの遷移部分４０ｂと、からなる。
【００２４】コイルばね４０は同一ピッチに成形されて
いるが、断面形状の違いから非線形特性を持つ。なお、
図中、コイルばね３０の部分４０ａ、部分４０ｃ、４０
ｃの外径を、それそれ、Ｄ2 、Ｄ1 、Ｄ3 として表して
いるが、これらの外径は同一でもよく、また異なってい
てもよい。このコイルばねは例えば機械装置のコイルば
ね等に使われる。
いるが、断面形状の違いから非線形特性を持つ。なお、
図中、コイルばね３０の部分４０ａ、部分４０ｃ、４０
ｃの外径を、それそれ、Ｄ2 、Ｄ1 、Ｄ3 として表して
いるが、これらの外径は同一でもよく、また異なってい
てもよい。このコイルばねは例えば機械装置のコイルば
ね等に使われる。
【００２５】（実施例５）図５は、本発明の実施例５の
非線形異形コイルばねを示す側面図、上面図および下面
図である。実施例１〜４では、非線形特性を得るため
に、基本的には、異形コイルの断面形状（断面形状の横
の長さ、または縦の長さ）を変えていたが、実施例５で
は、断面形状を変えずに、ピッチを変えて非線形特性を
得るものである。即ち、コイルばね５０は、断面形状の
横の長さａと縦の長さｂで、ピッチＰ１の部分５０ａ
と、ピッチＰ１とは異なるピッチＰ２の部分５０ｂとか
らなる。このようにピッチを変えることにより、非線形
特性を得ることができ、この実施例５のコイルばね５０
も自動車のサスペンション用のばねとして用いることが
できる。
非線形異形コイルばねを示す側面図、上面図および下面
図である。実施例１〜４では、非線形特性を得るため
に、基本的には、異形コイルの断面形状（断面形状の横
の長さ、または縦の長さ）を変えていたが、実施例５で
は、断面形状を変えずに、ピッチを変えて非線形特性を
得るものである。即ち、コイルばね５０は、断面形状の
横の長さａと縦の長さｂで、ピッチＰ１の部分５０ａ
と、ピッチＰ１とは異なるピッチＰ２の部分５０ｂとか
らなる。このようにピッチを変えることにより、非線形
特性を得ることができ、この実施例５のコイルばね５０
も自動車のサスペンション用のばねとして用いることが
できる。
【００２６】（実施例６）図６は、本発明の実施例６の
非線形異形コイルばねを示す側面図、上面図および下面
図である。実施例５では、２つ異なったピッチにより非
線形特性を得ているが、実施例６では、３つのピッチの
異なる部分を持つものである。即ち、コイルばね６０
は、ピッチＰ１の部分６０ａ、ピッチＰ２の部分６０ｂ
と、ピッチＰ３の部分６０ｃからなる。なお、ピッチＰ
１は、ピッチＰ２、Ｐ３とは異なるが、ピッチＰ２とＰ
３は同一ピッチでも異なったピッチでもよい。このコイ
ルばねは例えば機械装置のコイルばね等に使われる。
非線形異形コイルばねを示す側面図、上面図および下面
図である。実施例５では、２つ異なったピッチにより非
線形特性を得ているが、実施例６では、３つのピッチの
異なる部分を持つものである。即ち、コイルばね６０
は、ピッチＰ１の部分６０ａ、ピッチＰ２の部分６０ｂ
と、ピッチＰ３の部分６０ｃからなる。なお、ピッチＰ
１は、ピッチＰ２、Ｐ３とは異なるが、ピッチＰ２とＰ
３は同一ピッチでも異なったピッチでもよい。このコイ
ルばねは例えば機械装置のコイルばね等に使われる。
【００２７】（実施例７）実施例７において、前述した
各コイルばねの製造方法を説明する。最初に、製造方法
の基本的な工程を説明する。 （ａ）当初、断面が長方形（例えば、一辺の長さがａ、
他方の長さがｂ）の棒材を準備する。 （ｂ）次に、前述の実施例１〜４に関しては、棒材の所
定の箇所からプレス圧延により、または切削加工によ
り、所定の範囲で、例えば実施例１の場合には、長さｂ
（縦方向の長さ）を徐々に長さｃ（ｃ＜ｂ）となるよう
にする。 （ｃ）その後、引き続き、プレス圧延により、または切
削加工により、残りの部分を長さｃとして作成する。
各コイルばねの製造方法を説明する。最初に、製造方法
の基本的な工程を説明する。 （ａ）当初、断面が長方形（例えば、一辺の長さがａ、
他方の長さがｂ）の棒材を準備する。 （ｂ）次に、前述の実施例１〜４に関しては、棒材の所
定の箇所からプレス圧延により、または切削加工によ
り、所定の範囲で、例えば実施例１の場合には、長さｂ
（縦方向の長さ）を徐々に長さｃ（ｃ＜ｂ）となるよう
にする。 （ｃ）その後、引き続き、プレス圧延により、または切
削加工により、残りの部分を長さｃとして作成する。
【００２８】なお、実施例２の場合には、プレス圧延ま
たは切削加工により横の長さａを長さｄとなるようにす
る。また、実施例３、４においては、棒材の両端にプレ
ス圧延または切削加工を行い、所望の断面形状を得る。
なお、実施例５、６では、前述の（ｂ）、（ｃ）の工程
は不要である。
たは切削加工により横の長さａを長さｄとなるようにす
る。また、実施例３、４においては、棒材の両端にプレ
ス圧延または切削加工を行い、所望の断面形状を得る。
なお、実施例５、６では、前述の（ｂ）、（ｃ）の工程
は不要である。
【００２９】（ｄ）次に、芯金式コイル成形方式または
コイリング方式によって棒材をコイル形状にする。例え
ば、芯金式コイル成形方式を用いて、実施例１を例にと
ると、前述のように加工した棒材を、例えば、長さａが
半径方向で、長さｂおよびｃが軸線方向として、円柱形
（または円筒形）の金具に巻付けて、棒材をコイル形状
にする。実施例２〜６でも、同様にして、棒材をコイル
形状にする。
コイリング方式によって棒材をコイル形状にする。例え
ば、芯金式コイル成形方式を用いて、実施例１を例にと
ると、前述のように加工した棒材を、例えば、長さａが
半径方向で、長さｂおよびｃが軸線方向として、円柱形
（または円筒形）の金具に巻付けて、棒材をコイル形状
にする。実施例２〜６でも、同様にして、棒材をコイル
形状にする。
【００３０】（ｅ）最後に、コイル形状を維持し、ばね
特性を所定の値にし、疲労強度特性を十分持たせるため
に、加熱処理を行う。
特性を所定の値にし、疲労強度特性を十分持たせるため
に、加熱処理を行う。
【００３１】次に、芯金式コイル成形方式をさらに詳細
に説明する。図７は芯金式コイル成形を説明するための
図である。図７に示すように、芯金２００に対して、実
施例１を例にとると、棒材２１０を長さａが半径方向
で、長さｂおよびｃが軸線方向として、巻付けて、棒材
をコイル形状にする。
に説明する。図７は芯金式コイル成形を説明するための
図である。図７に示すように、芯金２００に対して、実
施例１を例にとると、棒材２１０を長さａが半径方向
で、長さｂおよびｃが軸線方向として、巻付けて、棒材
をコイル形状にする。
【００３２】図８は、断面形状が変化する場合（特に、
横の長さが変化する場合に適している）に用いる芯金式
コイル成形方式を説明するための図である。芯金３００
はその径が変化する部分３００ａを有し、このため、横
の長さが変わっても外径を同一にすることができる。な
お、成形後にコイルが芯金から抜けなくなることがない
ように、例えば、芯金は分解、組み立てができるタイプ
が好ましい。図８の芯金の断面図は、芯金３００が４つ
の部分３００ｂ〜３００ｅでできており、分解、組み立
てを行うタイプを示している。
横の長さが変化する場合に適している）に用いる芯金式
コイル成形方式を説明するための図である。芯金３００
はその径が変化する部分３００ａを有し、このため、横
の長さが変わっても外径を同一にすることができる。な
お、成形後にコイルが芯金から抜けなくなることがない
ように、例えば、芯金は分解、組み立てができるタイプ
が好ましい。図８の芯金の断面図は、芯金３００が４つ
の部分３００ｂ〜３００ｅでできており、分解、組み立
てを行うタイプを示している。
【００３３】もちろん、芯金の断面形状を任意に適当な
形状にして、断面形状の異なる部分の外径を同一にした
り、異なったものにしたりできる。
形状にして、断面形状の異なる部分の外径を同一にした
り、異なったものにしたりできる。
【００３４】図９はコイリングピン方式で用いるコイリ
ングマシンの原理を説明するための図である。コイリン
グマシン４００は、棒材４２０を送る送りローラ４１０
と、送られてきた棒材４２０を案内するワイヤガイド４
１２と、さらにブロックワイヤガイド４１４と、棒材を
所定の曲率に曲げる２つのコイリングピン４１６、４１
６と、ピッチの調節を行うピッチツール４１８とからな
る。
ングマシンの原理を説明するための図である。コイリン
グマシン４００は、棒材４２０を送る送りローラ４１０
と、送られてきた棒材４２０を案内するワイヤガイド４
１２と、さらにブロックワイヤガイド４１４と、棒材を
所定の曲率に曲げる２つのコイリングピン４１６、４１
６と、ピッチの調節を行うピッチツール４１８とからな
る。
【００３５】コイルばねの径はコイリングピン４１６、
４１６を移動させることにより、連続的に変えられる。
また、ピッチの調整はピッチツールにより行うことがで
きる。したがって、このコイリング方式は実施例５およ
び６のコイルばねを製造するのに適したものであるが、
実施例１〜４のコイルばねの製造にも用いることができ
る。
４１６を移動させることにより、連続的に変えられる。
また、ピッチの調整はピッチツールにより行うことがで
きる。したがって、このコイリング方式は実施例５およ
び６のコイルばねを製造するのに適したものであるが、
実施例１〜４のコイルばねの製造にも用いることができ
る。
【００３６】さらに、加熱処理について補足すると、加
熱処理の条件は主に材料（例えば、生材かオイルテンパ
ー処理された材料か）とコイルばね成形法（熱間成形と
冷間成形）とに基づいて異なるものである。したがっ
て、選択した材料や成形法により、適切な条件で加熱処
理することになる。なお、用いるばね用鉄鋼材として
は、ばね用オイルテンパー線、弁ばね用オイルテンパー
線、ばね鋼鋼材、ピアノ線、ステンレス線等がある。
熱処理の条件は主に材料（例えば、生材かオイルテンパ
ー処理された材料か）とコイルばね成形法（熱間成形と
冷間成形）とに基づいて異なるものである。したがっ
て、選択した材料や成形法により、適切な条件で加熱処
理することになる。なお、用いるばね用鉄鋼材として
は、ばね用オイルテンパー線、弁ばね用オイルテンパー
線、ばね鋼鋼材、ピアノ線、ステンレス線等がある。
【００３７】前述したように、本発明のコイルばねは、
断面形状を変えるもの（実施例１〜４）と、ピッチを変
えるもの（実施例５、６）に大別できる。それぞれ、互
いに対して、以下に説明するように、長所、短所を有す
るものであり、ばね定数、用途、コスト等その他の条件
により、いずれか適切なものを用いることができ、コイ
ルばねの選択の幅が広くなる。
断面形状を変えるもの（実施例１〜４）と、ピッチを変
えるもの（実施例５、６）に大別できる。それぞれ、互
いに対して、以下に説明するように、長所、短所を有す
るものであり、ばね定数、用途、コスト等その他の条件
により、いずれか適切なものを用いることができ、コイ
ルばねの選択の幅が広くなる。
【００３８】断面形状を変えるものの長所としては、ば
ねが荷重フリーの状態から密着時までのたわみ量が多く
とれるが、短所としては、棒材の加工がピッチを変える
ものより困難である。一方、ピッチを変えるものの長所
は、棒材の断面形状を変える加工が不要であり、連続線
材から成形できるので、材料コイルがなくなるまで、連
続的にばね製造が可能であるが、密着までのたわみ量が
小さいものしか製造できない。
ねが荷重フリーの状態から密着時までのたわみ量が多く
とれるが、短所としては、棒材の加工がピッチを変える
ものより困難である。一方、ピッチを変えるものの長所
は、棒材の断面形状を変える加工が不要であり、連続線
材から成形できるので、材料コイルがなくなるまで、連
続的にばね製造が可能であるが、密着までのたわみ量が
小さいものしか製造できない。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
成形技術が難しくなく、応力集中を起こさずに、所望の
非線形特性を得ることができる非線形異形コイルばねが
得られる。
成形技術が難しくなく、応力集中を起こさずに、所望の
非線形特性を得ることができる非線形異形コイルばねが
得られる。
【００４０】また、非線形異形コイルばねを比較的容易
に製造できる製造方法が得られる。
に製造できる製造方法が得られる。
【００４１】さらに、前述したように、本発明では、軟
硬双方のばね定数を実現することができるので、光ディ
スクアップ（読み取りヘッド）支持用サスペンションば
ねに用いるならば、耐震性の向上の効果がある。また、
機械に用いるならば、ストロークの遊びの排除とガタの
低減などの効果がある。
硬双方のばね定数を実現することができるので、光ディ
スクアップ（読み取りヘッド）支持用サスペンションば
ねに用いるならば、耐震性の向上の効果がある。また、
機械に用いるならば、ストロークの遊びの排除とガタの
低減などの効果がある。
【図１】図１は、本発明の実施例１の非線形異形コイル
ばねを示す側面図、上面図および下面図である。
ばねを示す側面図、上面図および下面図である。
【図２】図２は、本発明の実施例２の非線形異形コイル
ばねを示す側面図、上面図および下面図である。
ばねを示す側面図、上面図および下面図である。
【図３】図３は、本発明の実施例３の非線形異形コイル
ばねを示す側面図、上面図および下面図である。
ばねを示す側面図、上面図および下面図である。
【図４】図４は、本発明の実施例４の非線形異形コイル
ばねを示す側面図、上面図および下面図である。
ばねを示す側面図、上面図および下面図である。
【図５】図５は、本発明の実施例５の非線形異形コイル
ばねを示す側面図、上面図および下面図である。
ばねを示す側面図、上面図および下面図である。
【図６】図６は、本発明の実施例６の非線形異形コイル
ばねを示す側面図、上面図および下面図である。
ばねを示す側面図、上面図および下面図である。
【図７】図７は、本発明の非線形異形コイルばねを製造
する際に用いる芯金式コイル成形を説明するための図で
ある。
する際に用いる芯金式コイル成形を説明するための図で
ある。
【図８】図８は、本発明の非線形異形コイルばねを製造
する際に用いる他の芯金式コイル成形を説明するための
図である。
する際に用いる他の芯金式コイル成形を説明するための
図である。
【図９】図９は、本発明の非線形異形コイルばねを製造
する際に用いるコイリングマシンを説明するための図で
ある。
する際に用いるコイリングマシンを説明するための図で
ある。
【図１０】図１０は、従来例の自動車用サスペンション
を示す側面図である。
を示す側面図である。
１０ 非線形異形コイルばね １０ａ、１０ｂ、１０ｃ コイルばねの部分 ２０ 非線形異形コイルばね ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ コイルばねの部分 ３０ 非線形異形コイルばね ３０ａ、３０ｂ、３０ｃ コイルばねの部分 ４０ 非線形異形コイルばね ４０ａ、４０ｂ、４０ｃ コイルばねの部分 ５０ 非線形異形コイルばね ５０ａ、５０ｂ コイルばねの部分 ６０ 非線形異形コイルばね ６０ａ、６０ｂ コイルばねの部分
Claims (16)
- 【請求項１】断面の横の長さａと縦の長さｂを持つ第１
部分と、 断面の横の長さａと縦の長さｃを持つ第２部分と、 前記第１部分と前記第２部分を連結する、断面の横の長
さがａであり縦の長さがｂからｃ（ｃ＜ｂ）に徐々に変
化する遷移部分と、 を有することを特徴とする非線形異形コイルばね。 - 【請求項２】断面の横の長さａと縦の長さｂを持つ第１
部分と、 断面の横の長さｄと縦の長さｂを持つ第２部分と、 前記第１部分と前記第２部分を連結する、断面の横の長
さがａからｄ（ｄ＜ａ）に徐々に変化し、縦の長さがｂ
である遷移部分と、 を有することを特徴とする非線形異形コイルばね。 - 【請求項３】断面の横の長さａと縦の長さｂを持つ少な
くとも１つの第１部分と、 断面の横の長さａと縦の長さｃを持つ少なくとも１つの
第２部分と、 前記第１部分と前記第２部分を連結する、断面の横の長
さがａであり縦の長さがｂからｃ（ｃ＜ｂ）に徐々に変
化する少なくとも１つの遷移部分と、 を有することを特徴とする非線形異形コイルばね。 - 【請求項４】断面の横の長さａと縦の長さｂを持つ少な
くとも１つの第１部分と、 断面の横の長さｄと縦の長さｂを持つ少なくとも１つの
第２部分と、 前記第１部分と前記第２部分を連結する、断面の横の長
さがａからｄ（ｄ＜ａ）に徐々に変化し、縦の長さがｂ
である少なくとも１つの遷移部分と、 を有することを特徴とする非線形異形コイルばね。 - 【請求項５】請求項１乃至４のいずれか１つに記載の非
線形異形コイルばねにおいて、各部分の外径が同一であ
ることを特徴とする非線形異形コイルばね。 - 【請求項６】請求項１乃至４のいずれか１つに記載の非
線形異形コイルばねにおいて、各部分の外径が任意に選
択されたものあることを特徴とする非線形異形コイルば
ね。 - 【請求項７】断面の横の長さａと縦の長さｂを持ち、第
１のピッチで巻かれた第１部分と、 前記第１部分と連続しており、前記第１部分と同一断面
形状を持ち、第１のピッチとは異なる第２のピッチで巻
かれた第２部分と、 を有することを特徴とする非線形異形コイルばね。 - 【請求項８】断面の横の長さａと縦の長さｂを持ち、第
１のピッチで巻かれた少なくとも１の第１部分と、 前記第１部分と連続しており、前記第１部分と同一断面
形状を持ち、第１のピッチとは異なる第２のピッチで巻
かれた少なくとも１つの第２部分と、 を有することを特徴とする非線形異形コイルばね。 - 【請求項９】請求項７または８に記載の非線形異形コイ
ルばねにおいて、各部分の外径が同一であることを特徴
とする非線形異形コイルばね。 - 【請求項１０】請求項７または８に記載の非線形異形コ
イルばねにおいて、各部分の外径が任意に選択されたも
のあることを特徴とする非線形異形コイルばね。 - 【請求項１１】非線形異形コイルばねを製造する方法に
おいて、 断面長方形（正方形を含む）（一辺の長さａ、他辺の長
さｂ）の棒材を準備し、 プレス圧延または切削加工により、棒材の所定の範囲で
長さａを徐々に長さｄとなるように（または長さｂを徐
々に長さｃとなるように）加工し、 引き続き、プレス圧延または切削加工により、棒材の所
定の範囲で長さｄ（または長さｃ）を維持するように加
工し、 断面の一方の辺を径方向にし、断面の他方の辺を軸線方
向にして、加工した棒材をコイル状に巻き、 次に、コイル形状に巻いた棒材を加熱処理する、 ことを特徴とする非線形異形コイルばねの製造方法。 - 【請求項１２】請求項１１記載の非線形異形コイルばね
の製造方法において、前記棒材をコイル形状に巻く工程
は、芯金式コイル成形またはコイリングピン方式によっ
て行われることを特徴とする非線形異形コイルばねの製
造方法。 - 【請求項１３】請求項１２記載の非線形異形コイルばね
の製造方法において、芯金式コイル成形を用いる場合、
棒材に断面形状が変わる遷移部分があるとき、外径が異
なる少なくとも２つの部分と、これらの部分を連結する
遷移部分とを有する芯金を用いることを特徴とする非線
形異形コイルばねの製造方法。 - 【請求項１４】請求項１１記載の非線形異形コイルばね
の製造方法において、前記棒材をコイル形状に巻く工程
は、成形しようとするコイルばねの形状に応じて、所望
の外径を選択することを特徴とする非線形異形コイルば
ねの製造方法。 - 【請求項１５】非線形異形コイルばねを製造する方法に
おいて、 断面長方形（正方形を含む）（一辺の長さａ、他辺の長
さｂ）の棒材を準備し、 断面の一方の辺を径方向にし、断面の他方の辺を軸線方
向にして、少なくとも２つの異なったピッチを持つよう
に、加工した棒材をコイル状に巻き、 次に、コイル形状に巻いた棒材を加熱処理する、 ことを特徴とする非線形異形コイルばねの製造方法。 - 【請求項１６】請求項１１記載の非線形異形コイルばね
の製造方法において、前記棒材をコイル形状に巻く工程
は、芯金式コイル成形またはコイリングピン方式によっ
て行われることを特徴とする非線形異形コイルばねの製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11143253A JP2000337415A (ja) | 1999-05-24 | 1999-05-24 | 非線形異形コイルばねおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11143253A JP2000337415A (ja) | 1999-05-24 | 1999-05-24 | 非線形異形コイルばねおよびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000337415A true JP2000337415A (ja) | 2000-12-05 |
Family
ID=15334457
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11143253A Pending JP2000337415A (ja) | 1999-05-24 | 1999-05-24 | 非線形異形コイルばねおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000337415A (ja) |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007506458A (ja) * | 2003-09-29 | 2007-03-22 | ジンテーズ ゲゼルシャフト ミト ベシュレンクテル ハフツング | 椎体の弾性安定化のための装置 |
| JP2008264906A (ja) * | 2007-04-18 | 2008-11-06 | Hitachi Koki Co Ltd | 打込機 |
| JP2011115295A (ja) * | 2009-12-01 | 2011-06-16 | Hitachi Automotive Systems Ltd | 洗濯機用ダンパ |
| JP2012166747A (ja) * | 2011-02-16 | 2012-09-06 | Kyb Co Ltd | 搬送台車 |
| JP2012205517A (ja) * | 2011-03-29 | 2012-10-25 | Globeride Inc | 魚釣用リール |
| JP2013072512A (ja) * | 2011-09-28 | 2013-04-22 | Hiihaisuto Seiko Kk | 直動案内装置 |
| JP2015164433A (ja) * | 2015-05-22 | 2015-09-17 | グローブライド株式会社 | 魚釣用リール |
| JP2015218849A (ja) * | 2014-05-20 | 2015-12-07 | 国立大学法人電気通信大学 | 異形線コイルばね、異形線コイルばねの製造方法並びにマニピュレータ |
| CN109068410A (zh) * | 2018-08-07 | 2018-12-21 | 陈关莲 | 一种可绕制异形发热圈的绕制器 |
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| WO2022123960A1 (ja) | 2020-12-07 | 2022-06-16 | 日本発條株式会社 | コイルばね |
| US11821485B1 (en) | 2022-06-01 | 2023-11-21 | Nhk Spring Co., Ltd. | Coil spring |
| WO2023241112A1 (zh) * | 2022-06-14 | 2023-12-21 | 台州市大江实业有限公司 | 一种组合型供力机构、驱动装置以及射钉枪 |
| US11940031B2 (en) | 2022-03-24 | 2024-03-26 | Nhk Spring Co., Ltd. | Coil spring |
| JP7508681B2 (ja) | 2020-12-07 | 2024-07-01 | 日本発條株式会社 | コイルばね |
-
1999
- 1999-05-24 JP JP11143253A patent/JP2000337415A/ja active Pending
Cited By (22)
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| JP7021979B2 (ja) | 2018-03-06 | 2022-02-17 | 浜名湖電装株式会社 | 流量制御弁 |
| CN109068410A (zh) * | 2018-08-07 | 2018-12-21 | 陈关莲 | 一种可绕制异形发热圈的绕制器 |
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| KR20230110644A (ko) | 2020-12-07 | 2023-07-24 | 니혼 하츠쵸 가부시키가이샤 | 코일 스프링 |
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| US11821485B1 (en) | 2022-06-01 | 2023-11-21 | Nhk Spring Co., Ltd. | Coil spring |
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