JP2006077904A - コイルスプリングおよびこれを用いた流体圧倍力装置 - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数および製造工数を増加することなく、振動を減衰して異音の発生を抑制することのできる安価なコイルスプリングを提供する。
【解決手段】コイルスプリング２４の２巻き目のコイル部２６の一部分２６ａが座巻き部２５のすべてに密着し、この一部分２６ａと座巻き部２５との間に隙間は生じない。これにより、圧縮セット荷重Ｆが付与されてセットされた状態のコイルスプリング２４に操作力が加えられたときに発生するコイルスプリング２４の振動が減衰して、異音の発生が抑制される。
【選択図】 図２

Description

本発明は、本発明は、入力手段に加えられる入力を、流体圧を用いて倍力して出力する、負圧倍力装置や液圧倍力装置等の流体圧倍力装置等の各種装置に用いられるコイルスプリングの技術分野に関し、特に、装着された状態で振動騒音を抑制することのできるコイルスプリングおよびこれを用いた流体圧倍力装置の技術分野に関するものである。

自動車のブレーキシステムにおいては、小さなペダル踏力でも大きなブレーキ力を得ることができるようにするために、従来、ペダル踏力を流体圧で倍力して大きな出力を発生する流体圧倍力装置が多々採用されている。このような流体圧倍力装置の１つとして、負圧でペダル踏力を倍力して大きな出力を得る負圧倍力装置がある（例えば、特許文献１参照）。

図６は、特許文献１に開示されている負圧倍力装置を示す断面図である。図中、１は負圧倍力装置、２はフロントシェル、３はリヤシェル、４はパワーピストン部材、５はダイヤフラム、６はパワーピストン、７は負圧に保持される定圧室、８は作動時に大気が導入される変圧室、９はバルブボディ、１０は入力軸、１１は弁プランジャ、１２は弁プランジャ１１に設けられた大気弁座、１３はバルブボディ９に設けられた負圧弁座、１４は制御弁体、１５は制御弁、１６,１７,１８は通路孔、１９は出力軸、２０はパワーピストン６を非作動位置方向に常時付勢するリターンスプリング、２１はリアクションディスク、２２は負圧導入管、および２３は大気導入口である。

この負圧倍力装置１においては、定圧室７には常時負圧が負圧導入管２２を介して導入されている。そして、負圧倍力装置１の非作動状態では、制御弁１５の大気弁座１２が制御弁体１４に当接しているとともに、制御弁体１４が負圧弁座１３からわずか離座しており、制御弁１５は非作動状態となっている。したがって、変圧室８は、大気から遮断され、かつ通路孔１７,１６、制御弁体１４と負圧弁座１３との間の隙間および通路孔１８を介して定圧室７に連通されていて、この変圧室８には負圧が導入されている。

この非作動状態から、図示しないブレーキペダルが踏み込まれると、入力軸１０が前方（図６において左方）へストロークして、制御弁体１４が負圧弁座１３に着座し、その後、大気弁座１２が制御弁体１４から離れる。すなわち、制御弁１５が切り換えられる。これにより、変圧室８が定圧室７から遮断されるとともに大気に連通する。すると、大気が大気導入口２３から制御弁体１４と大気弁座１２との間の隙間および通路孔１６,１７を介して変圧室８に導入される。これにより、変圧室８と定圧室７との間に差圧が生じるので、パワーピストン部材４およびダイヤフラム５からなるパワーピストン６が前進（左方へ移動）して出力を発生する。この出力は、バルブボディ９、リアクションディスク２１および出力軸１９を介して図示しないブレーキマスタシリンダに伝達される。すると、ブレーキマスタシリンダが作動してブレーキ圧を発生する。

ブレーキマスタシリンダのブレーキ圧による反力で、出力軸１９がリアクションディスク２１を押圧するので、リアクションディスク２１がバルブボディ９と出力軸１９との間に挟圧されて弾性変形し、弁プランジャ１１に当接する。すると、リアクションディスク２１の弾性変形により発生する力が弁プランジャ１１および入力軸１０を介してブレーキペダルに反力として伝えられる。

変圧室８の圧力が高くなるにつれて、パワーピストン６の出力が大きくなってバルブボディ９が更に前進するので、制御弁体１４が負圧弁座１３との着座を保持しながら大気弁座１２に当接する。これにより、変圧室８にはそれ以上大気が導入されなく、変圧室８の圧力は入力軸１０に加えられた入力（ペダル踏力に関係した力）に対応した圧力となる。このときのパワーピストン６の出力はペダル踏力を倍力した大きな出力となり、その結果、マスタシリンダは入力軸１０の入力に対応したブレーキ圧を発生するようになる。このマスタシリンダのブレーキ圧により、ブレーキが作動する。このときのブレーキ力はペダル踏力を倍力した大きなブレーキ力となる。

ブレーキペダルを解放すると、入力軸１０および弁プランジャ１１がともに後退し、制御弁体１４が負圧弁座１３から離座する。すると、変圧室８が定圧室７に連通し、変圧室８に導入された大気は通路孔１７,１６、制御弁体１４と負圧弁座１３との隙間、通路孔１８および定圧室７を介して負圧導入管２２から排出される。これにより、変圧室８の圧力が低下し、リターンスプリング２０のばね力で、バルブボディ９、パワーピストン６および出力軸１９がともに後退して非作動位置となり、また制御弁１５が図示の非作動状態となる。こうして、この負圧倍力装置１では、小さなペダル踏力で大きな出力が得られるようになる。

ところで、この負圧倍力装置１のリターンスプリング２０には、コイルスプリングが用いられている。図７（ａ）および（ｂ）に示すように、このコイルスプリング２４は線径が一定のばね線材から形成され、両端部の座巻き部２５（図７（ａ）には一端側の座巻き部２５のみが図示され、他端側の座巻き部は図示されていない）と、両端の座巻き部２５の間に連続して設けられるコイル部２６とからなっている。座巻き部２５は、コイルスプリング２４の長手方向（図７（ａ）において上下方向）に直交する面内で所定のコイル径で円弧状に巻かれている。なお、他端側の座巻き部およびこれに連続するコイル部２６の部分は、図７（ａ）を上下逆にしたときの一端側のそれらと同じであるので、以後、この従来のコイルスプリング２４および本発明のコイルスプリング２４の説明は、一端側の座巻き部２５およびこれに連続するコイル部２６の部分について説明し、他端側ついては省略する。

コイル部２６は座巻き部２５の１巻きに到達する前の所定位置αから座巻き部２５に連続して設けられており、ばね線材が巻かれるにしたがって長手方向に伸び出すように形成されている。その場合、コイル部２６はばね線材の１巻きあたりに長手方向に進む距離であるピッチｐに一定とされている。つまり、図７（ａ）および（ｃ）に示すように、コイル部２６を側方から見た傾斜角θがコイル部２６の一端側から他端側まで一定に設定されている。

そして、このコイルスプリング２４は、自由状態においてばね線材が１巻きされたときに、図７（ａ）に示すように座巻き部２５の端２５ａにコイルスプリング２４の長手方向に当接して形成されるか、あるいは端２５ａからコイルスプリング２４の長手方向に離間して形成される。

ところで、負圧倍力装置１においては、コイルスプリング２４は図７（ａ）に示す自由状態で用いられることはほとんどなく、予め設定された圧縮セット荷重Ｆが付与された圧縮状態で用いられている場合が多い。このようにコイルスプリング２４を圧縮状態にセットして用いた場合、コイル部２６におけるばね線材の２巻きの一部分２６ａが座巻き部２５にコイルスプリング２４の長手方向に当接可能となる。しかし、前述のようにコイルスプリング２４が一定の線径のばね線材から一定のピッチｐで形成されているため、図８（ａ）および図８（ｂ）に示すように２巻きの一部分２６ａのすべてが座巻き部２５に当接せず、一部分２６ａのうち、座巻き部２５の端２５ａ側の部分および端２５ａ側と反対側の部分が密着するだけで、それらの部分の間は非接触で微小隙間ｇが生じる。

このように、２巻きの部分２４ｂと座巻き部２５の一部との間に微小隙間ｇが生じていると、ブレーキペダルが踏み込まれてパワーピストン６が前進した負圧倍力装置１の作動時に、リターンスプリング２０のばね性でパワーピストン６が振動するようになる。そして、このパワーピストン６の振動が、リアクションディスク２１、弁プランジャ１１および入力軸１０を介してブレーキペダルに伝達されるため、ペダルフィーリングが悪くなるいう問題がある。また、パワーピストン６の振動により、微小隙間ｇを介して離間している２巻きの部分２４ｂと座巻き部２５の一部とがどうしが接触するため、騒音が発生するという問題もある。

圧縮されたコイルスプリングにおいて、ばね線材どうしの接触による異音の発生を防止する技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。この特許文献２に開示の異音発生防止の技術は、軟質合成樹脂製チューブをコイルスプリングのばね線材に装着してばね線材どうしが直接接触しないようにすることにより、異音の発生を防止するものである。
特開昭５７−１０７９４５号公報。 特開２０００−３０４０７９号公報。

しかしながら、このようにばね線材に軟質合成樹脂製チューブを装着するようにしたのでは、コイルスプリングの部品点数が増えるばかりでなく、軟質合成樹脂製チューブのコイルスプリングへの組付工程が必要となり、コイルスプリングの製造工数が多くなるとともにコイルスプリングのコストが高くなるという問題がある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、部品点数および製造工数を増加することなく、振動を減衰して異音の発生を抑制することのできる安価なコイルスプリングおよびこれを用いた流体圧倍力装置を提供することである。

前述の課題を解決するために、請求項１の発明のコイルスプリングは、ばね線材から形成されるとともに、両端部の座巻き部と、これらの座巻き部の間に連続して設けられるコイル部とからなるコイルスプリングにおいて、予め設定された圧縮セット荷重が付与されて圧縮状態にセットされたとき、前記コイル部の一部分が前記座巻き部のすべてに隙間なく密着するようになっていることを特徴としている。

また、請求項２の発明のコイルスプリングは、前記コイル部が、両端部と、これらの両端部の間に連続して設けられる定常部とからなり、前記定常部が一定の傾斜角に設定されており、前記両端部がそれぞれ、前記座巻き部から連続して形成されかつ前記定常部の一定の傾斜角より小さい傾斜角に設定される部分と、この小さい傾斜角の部分から連続して形成されかつ前記定常部に連続して形成されるとともに前記定常部の一定の傾斜角より大きい傾斜角に設定される部分とからなることを特徴としている。

更に、請求項３の発明のコイルスプリングは、前記コイル部が一定の傾斜角に設定されており、前記両端部の座巻き部における、前記コイル部の一部分が密着する部分が、それぞれ、それらの端から前記コイル部に向かって肉厚が連続して大きくなるような傾斜面とされていることを特徴としている。

更に、請求項３の発明の流体圧倍力装置は、流体圧がピストンに作用することでこのピストンが作動して出力するとともに、前記ピストンを非作動位置方向に付勢するリターンスプリングとを少なくとも備えている流体圧倍力装置において、前記リターンスプリングが、請求項１または２に記載のコイルスプリングであることを特徴としている。

このように構成された本発明に係るコイルスプリングによれば、このコイルスプリングが用いられる装置に装着された際の圧縮セット荷重が付与された圧縮状態では、２巻き目のコイル部の一部分が座巻き部のすべてに隙間なく密着するようになる。
したがって、圧縮セット荷重が付与されてセットされた圧縮状態のコイルスプリングに操作力が加えられたときに発生するコイルスプリングの振動を効果的に減衰することができ、その結果、異音の発生を抑制することができる。

また、コイルスプリングに、特許文献２に開示されているような軟質合成樹脂製チューブを設ける必要はないので、コイルスプリングの部品点数を低減することができる。これにより、コイルスプリングの製造工数を削減することができるとともにコイルスプリングのコストを安価にできる。

特に、請求項２または３の発明のコイルスプリングによれば、簡単な構成でコイルスプリングの圧縮状態で、２巻き目のコイル部の一部分を座巻き部のすべてに隙間なく密着させることができる。

また、請求項４の発明の流体圧倍力装置によれば、作動時にコイルスプリングに起因する振動を減衰して、異音の発生を抑制できるので、流体圧倍力装置の操作フィーリングを良好にできるとともに、流体圧倍力装置のコストを低減することができる。

以下、図面を用いて、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
図１は、本発明に係るコイルスプリングの実施の形態の一例を示し、（ａ）は部分的に示す正面図、（ｂ）は下面図、（ｃ）はコイル部のばね線材の傾斜角の説明図である。なお、以下の説明において、その例より前の例および前述の図７に示す従来例と同じ構成要素には同じ符号を付すことにより、その詳細な説明は省略する。

図１（ａ）および（ｂ）に示すように、この例のコイルスプリング２４は線径が一定のばね線材から形成され、両端部の座巻き部２５（図１（ａ）には一端側の座巻き部２５のみが図示されている）と、両端の座巻き部２５の間に連続して設けられるコイル部２６とからなっている。
座巻き部２５は、コイルスプリング２４の長手方向に直交する面内で所定のコイル径で円弧状に巻かれている。その場合、座巻き部２５の周方向長さ（端２５ａから所定位置αまでの周方向の長さ）は比較的長く設定することが、コイルスプリング２４の座り（コイルスプリング２４の倒れ防止や安定性）を確保するうえで求められる。

コイル部２６は座巻き部２５から連続して形成されており、自由状態において、このコイル部２６のばね線材が１巻きされたときに座巻き部２５の端２５ａにコイルスプリング２４の長手方向（図１（ａ）において上下方向）に当接して形成されている。なお、本発明のコイルスプリング２４は端２５ａからコイルスプリング２４の長手方向に離間して形成されてもよい。

また、図１（ｃ）に示すように、コイル部２６は、その両端部とこれらの両端部の間の定常部とでばね線材の傾斜角が異なるように設定されている。すなわち、定常部での傾斜角は、図７（ｃ）に示す従来と同様に一定の傾斜角θ（つまり、定常部でのピッチｐは等ピッチである）に設定されているのに対して、コイル部２６の両端部の傾斜角は傾斜角θとは異なっている。これをコイル部２６の一端側で説明すると、座巻き部２５から連続するコイル部２６の一端部の傾斜角は傾斜角θより小さい傾斜角θ₁（θ₁＜θ）に設定されているとともに、この小さい傾斜角θ₁の部分に連続する部分の傾斜角が傾斜角θより大きい傾斜角θ₂（θ₂＞θ）に設定されている。そして、この大きい傾斜角θ₂の部分に連続して傾斜角θの定常部分が形成される。その場合、大きい傾斜角θ₂の部分から傾斜角θの定常部分に移行する境界点β（図１（ｃ）に図示）がほぼばね線材の１巻きが終了する点であり、この境界点βは座巻き部２５の端２５ａに位置するようにされている。したがって、傾斜角θ₁、傾斜角θ₂、および小さい傾斜角θ₁の部分から大きい傾斜角θ₂の部分に移行する境界点は、後述するようにばね線材の２巻き目のコイル部２６の一部分２６ａのすべてが座巻き部２５に密着するように適宜設定される。

このように構成されたこの例のコイルスプリング２４は、これが用いられる負圧倍力装置１にリタースプリング２０として圧縮セット荷重Ｆが付与された圧縮状態でセットとされたとき、図２（ａ）に示すように２巻き目のコイル部２６の一部分２６ａが座巻き部２５のすべてに密着し、一部分２６ａと座巻き部２５との間に従来のような隙間ｇは生じない。

これにより、圧縮セット荷重Ｆが付与されてセットされた状態のコイルスプリング２４に操作力が加えられたときに発生するコイルスプリング２４の振動が減衰して、異音の発生を抑制することができる。

また、コイルスプリング２４に、特許文献２に開示されているような軟質合成樹脂製チューブを設ける必要はないので、コイルスプリング２４の部品点数を低減することができる。これにより、コイルスプリング２４の製造工数を削減することができるとともにコイルスプリング２４のコストを安価にできる。特に、コイルスプリング２４のコイル部２６の両端部の傾斜角を異なる傾斜角θ₁およびθ₂に単に設定するだけで、簡単な構成で、コイルスプリング２４の圧縮状態で２巻き目のコイル部２６の一部分２６ａを座巻き部２５のすべてに隙間なく密着させることができる。

そして、このコイルスプリング２４を図６に示すような負圧倍力装置１のリターンスプリング２０に用いることで、負圧倍力装置１の作動時にコイルスプリング２０に起因する振動を減衰して、異音の発生を抑制できる。したがって、負圧倍力装置１の操作フィーリングを良好にできるとともに、負圧倍力装置１のコストを低減することができる。

ところで、コイル部２６の一部分２６ａが密着する座巻き部２５の周方向長さに関し、異音の発生が効果的に抑制される座巻き部２５の周方向長さについて、試験により検討した。
図３は、この試験に用いた試験装置を模式的に示す図である。
図３に示すように、試験装置２７は、装置本体２８に負圧倍力装置１を取り付ける。その場合、負圧倍力装置１のリターンスプリング２０として、座巻き部２５の周方向長さが座巻き部２５の端２５ａからコイルの中心軸を中心として２２５°に相当する周方向長さに設定された本発明のコイルスプリング２４と、座巻き部２５の周方向長さが座巻き部２５の端２５ａからコイルの中心軸を中心として１８０°に相当する周方向長さに設定された本発明のコイルスプリング２４と、図７に示すコイル部２６のすべてが等ピッチｐ（傾斜角が一定の傾斜角θ）である従来例のコイルスプリング２４とを用いた。

したがって、本発明のコイルスプリング２４（２２５°および１８０°）を用いたリターンスプリング２０はその負圧倍力装置１に対応して設定された圧縮セット荷重Ｆが付与されて圧縮状態で装着されているとともに、リターンスプリング２０の両端の座巻き部２５のすべてにコイル部２６の一部分２６ａが隙間なく密着している。また、従来のコイルスプリング２４（当ピッチｐ；傾斜角θ一定）を用いたリターンスプリング２０もその負圧倍力装置１に対応して設定された圧縮セット荷重Ｆが付与されて圧縮状態で装着されているが、リターンスプリング２０の両端の座巻き部２５とコイル部２６の一部分２６ａとの間に部分的に隙間が生じている。

また、負圧倍力装置１には、従来の負圧倍力装置を用いた一般的なブレーキシステムと同様に、タンデム型のマスタシリンダ２９が取り付けられるとともに、このマスタシリンダ２９にブレーキ配管３０,３１を介して４輪の各ホイールシリンダ３２,３３,３４,３５が接続される。また、ブレーキ配管３０,３１にはアンチスキッド制御回路３６（なお、本試験には直接関与しない）が設けられている。マスタシリンダ２９のピストン（不図示）は負圧倍力装置１の出力軸１９によって作動されるようになっている。

更に、装置本体２８には、一端にブレーキペダル３７を支持したブレーキレバー３８の他端が回動可能に支持されているとともに、ブレーキレバー３８の中間部に負圧倍力装置１の入力軸１０が相対回動可能に連結されている。ブレーキペダル３７には踏力計３９およびペダル加速度計４０が設けられている。

試験は、ブレーキペダル３７に予め設定された低荷重の約２０Ｎの踏力を加え、振動発生後約０.５ｓｅｃ後からの２ｓｅｃ間のペダル振動Ｇをペダル加速度計４０で測定した。２２５°の本発明のコイルスプリング２４を用いた場合の測定結果を図４（ａ）に示し、また１８０°の本発明のコイルスプリング２４を用いた場合の測定結果を図４（ｂ）に示し、更に従来例のコイルスプリング２４を用いた場合の測定結果を図４（ｃ）に示す。

図４（ａ）に示すように、座巻き部２５の周方向長さを、座巻き部２５の端２５ａからコイルの中心軸を中心として２２５°に相当する周方向長さに設定した場合に、ペダルの振動の振幅が小さい測定結果が得られた。したがって、この場合にはリターンスプリング２０の振動が最も効果的に減衰され、その結果、異音の発生がより確実に抑制されることがわかった。また図４（ｂ）に示すように、座巻き部２５の周方向長さを、１８０°に相当する周方向長さに設定した場合に、ペダルの振動の振幅が比較的小さいが、２２５°に設定した場合に比べると大きい測定結果が得られた。したがって、この場合にはリターンスプリング２０の振動は減衰されるが、２２５°に設定された場合に比べて減衰効果が小さく、その結果、異音の発生も抑制されるが、２２５°に設定された場合に比べて異音発生の抑制が小さいことがわかった。また、図示しないが座巻き部２５の周方向長さを２２５°に相当する周方向長さより長く設定した場合にも、同様に振動の減衰効果が小さく、異音発生の抑制が小さいことがわかった。以上のことから、コイル部２６の一部分２６ａが密着する座巻き部２５の周方向長さが２２５°に対応する周方向長さより小さくてもまた大きくても、振動の減衰効果が小さく異音発生の抑制は低下する。

したがって、図２（ｂ）に示すようにコイル部２６の一部分２６ａが密着する座巻き部２５の周方向長さは２２５°に対応する周方向長さが最も好ましく、この２２５°を中心に±４５°の範囲に対応する周方向長さが、振動の減衰効果およびコイルスプリング２４の座り（コイルスプリング２４の倒れ防止や安定性）の確保の点で実用に供し得る程度に好ましい。

そして、この例のコイルスプリング２４を、図６に示すブレーキ用の負圧倍力装置１のリターンスプリング２０に用いることで、ブレーキ作動時のコイルスプリング２４の振動を減衰して異音の発生を抑制できるとともに、ペダルフィーリングを良好にすることができる。

なお、図４（ｃ）に示すように従来例のリターンスプリング２０では、座巻き部２５の周方向長さを２２５°に相当する周方向長さに設定しても、座巻き部２５とコイル部２６の一部分２６ａとの間に隙間ｇが生じているため、ペダルの振動の振幅は大きい測定結果が得られた。したがって、この場合にはリターンスプリング２０の振動があまり減衰されず、その結果、異音の発生がほとんど抑制されないことがわかった。

図５は、本発明のコイルスプリングの実施の形態の他の例を示し、（ａ）は部分正面図、（ｂ）は（ａ）におけるIVB部の拡大図、（ｃ）は圧縮セット状態を示す部分正面図である。
前述の図１に示す例では、コイル部２６の両端部の傾斜角が定常部の傾斜角θより小さく傾斜角θ₁と大きい傾斜角θ₂の２つの異なる傾斜角に設定することで、コイルスプリング２４の圧縮セット時に、コイル部２６の一部分２６ａのすべてが座巻き部２５に密着するようにしているが、図５（ａ）および（ｂ）に示すように、この例のコイルスプリング２４は、コイル部２６が全体にわたって図７に示す従来と同様に一定の傾斜角θに設定されている。

また、この例のコイルスプリング２４は、座巻き部２５が、コイル部２６の一部分２６ａが密着する座巻き部２５の部分において削られている。その場合、座巻き部２５の部分の削り量は座巻き部２５の端２５ａが最も大きく、コイル部２６に向かって連続的に小さくなるように設定されている。すなわち、コイル部２６の一部分２６ａが密着する座巻き部２５の部分が、端２５ａからコイル部２６に向かって連続的に上り坂となる、つまり座巻き部２５の肉厚が連続して大きくなるような傾斜面２５ｂにされている。

このように構成されたこの例のコイルスプリング２４においても、負圧倍力装置１にリタースプリング２０として圧縮セット荷重Ｆが付与された圧縮状態にセットされたとき、図５（ｃ）に示すように２巻き目のコイル部２６の一部分２６ａのすべてが座巻き部２５に密着し、一部分２６ａと座巻き部２５との間に従来のような隙間ｇは生じない。特に、コイルスプリング２４の座巻き部２５における、コイル部２６の一部分２６ａが密着する部分を、単に傾斜面２５ｂとするだけで、簡単な構成で、コイルスプリング２４の圧縮状態で２巻き目のコイル部２６の一部分２６ａを座巻き部２５のすべてに隙間なく密着させることができる。
この例のコイルスプリング２４の他の構成および他の作用効果は、図１に示す例のコイルスプリング２４と実質的に同じである。

なお、コイルスプリング２４に圧縮セット荷重Ｆを付与した圧縮状態で、コイル部２６の一部分２６ａのすべてを座巻き部２５に密着させる手段として、図１および図５に示す例について説明しているが、本発明はこれらに限定されることはなく、コイル部２６の一部分２６ａのすべてを座巻き部２５に密着できる手段であれば、どのような手段でもよい。

また、前述の各例では、本発明のコイルスプリング２４を負圧倍力装置１のリターンスプリング２０に用いるものとしているが、例えばブレーキシステム等に用いられる液圧倍力装置や圧縮空気による倍力装置等の流体圧倍力装置のリターンスプリングを始め、予め設定された圧縮セット荷重Ｆを付与した状態で装置に装着されるとともに外的操作力が加えられるコイルスプリングであれば、どのようなコイルスプリングにも適用することができる。

本発明に係るコイルスプリングは、予め設定された圧縮セット荷重Ｆを付与した状態で装置に装着されるとともに外的操作力が加えられるようなコイルスプリングに好適に利用可能である。
また、本発明に係る流体圧倍力装置は、ブレーキシステムの倍力装置を始め、操作員の操作力を倍力して用いるようなシステムや装置に好適に利用可能である。

本発明に係るコイルスプリングの実施の形態の一例を示し、（ａ）は部分的に示す部分正面図、（ｂ）は下面図、（ｃ）はコイル部のばね線材の傾斜角の説明図である。 図１に示す例のコイルスプリングに圧縮セット荷重Ｆが加えられた圧縮状態を示し、（ａ）は部分正面図、（ｂ）は座巻き部および２巻き目の部分を２巻き目側から見て説明する図である。 本発明に係るコイルスプリングおよび従来例のコイルスプリングの試験装置を模式的に示す図である。 試験による測定結果を示し、（ａ）は座巻き部を２２５°に設定した場合の測定結果、（ｂ）は座巻き部を１８０°に設定した場合の測定結果、（ｃ）は従来例のの測定結果である。 本発明のコイルスプリングの実施の形態の他の例を示し、（ａ）は部分正面図、（ｂ）は（ａ）におけるIVB部の拡大図、（ｃ）は圧縮セット状態を示す部分正面図である。 従来の負圧倍力装置の一例を示す図である。 図６に示す従来例の負圧倍力装置に用いられているコイルスプリングを示し、（ａ）は部分的に示す部分正面図、（ｂ）は下面図、（ｃ）はコイル部のばね線材の傾斜角の説明図である。 図７に示す従来例のコイルスプリングに圧縮セット荷重Ｆが加えられた圧縮状態を示し、（ａ）は部分正面図、（ｂ）は座巻き部および２巻き目の部分を２巻き目側から見て説明する図である。

符号の説明

１…負圧倍力装置、６…パワーピストン、１０…入力軸、１５…制御弁、１９…出力軸、２０…リターンスプリング、２４…コイルスプリング２４、２５…座巻き部、２５ａ…端、２５ｂ…傾斜面、２６…コイル部、２６ａ…座巻き部２５に密着するコイル部２６の一部分、２７…試験装置

Claims (4)

1. ばね線材から形成されるとともに、両端部の座巻き部と、これらの座巻き部の間に連続して設けられるコイル部とからなるコイルスプリングにおいて、
   予め設定された圧縮セット荷重が付与されて圧縮状態にセットされたとき、前記コイル部の一部分が前記座巻き部のすべてに隙間なく密着するようになっていることを特徴とするコイルスプリング。
2. 前記コイル部は、両端部と、これらの両端部の間に連続して設けられる定常部とからなり、
   前記定常部は一定の傾斜角に設定されており、
   両端部はそれぞれ、前記座巻き部から連続して形成されかつ前記定常部の一定の傾斜角より小さい傾斜角に設定される部分と、この小さい傾斜角の部分から連続して形成されかつ前記定常部に連続して形成されるとともに前記定常部の一定の傾斜角より大きい傾斜角に設定される部分とからなることを特徴とする請求項１記載のコイルスプリング。
3. 前記コイル部は一定の傾斜角に設定されており、
   前記両端部の座巻き部における、前記コイル部の一部分が密着する部分が、それぞれ、それらの端から前記コイル部に向かって肉厚が連続して大きくなるような傾斜面とされていることを特徴とする請求項１記載のコイルスプリング。
4. 流体圧がピストンに作用することでこのピストンが作動して出力するとともに、前記ピストンを非作動位置方向に付勢するリターンスプリングとを少なくとも備えている流体圧倍力装置において、
   前記リターンスプリングは、請求項１ないし３のいずれか１に記載のコイルスプリングであることを特徴とする流体圧倍力装置。

Images