JP2009192035A - Spring characteristic adjustment method of compression type coil spring, and spring characteristic adjustment type compression energizing body - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、例えば、ばね特性を調整できる圧縮型コイルばねに関する。 The present invention relates to, for example, a compression type coil spring capable of adjusting spring characteristics.
従来から、省スペース化、コンパクト化に富み、単純な構造で曲げ応力を主とする強力なばね力(付勢力)を備えた圧縮コイルばねであるコイルドウェーブスプリングがある。このようなコイルドウェーブスプリングは、長さ方向に連続する波型を形成した帯状のばね鋼をコイル状に巻き回して構成され、主として自動車用クラッチ部品として使用されている。そして、このコイルドウェーブスプリングは、圧縮方向に隣合う前記波型の山型頂上部と谷型頂上部とが接した状態におけるばね力(付勢力)が設計されている。 Conventionally, there is a coiled wave spring which is a compression coil spring which is rich in space saving and compact and has a simple structure and a strong spring force (biasing force) mainly including bending stress. Such a coiled wave spring is formed by winding a strip-shaped spring steel having a wave shape continuous in the length direction into a coil shape, and is mainly used as a clutch part for an automobile. The coiled wave spring is designed to have a spring force (biasing force) in a state where the wave-shaped peak-shaped top and the valley-shaped top adjacent to each other in the compression direction are in contact with each other.
このコイルドウェーブスプリングについて、例えば、特許文献1に示すように、設計されたばね力(付勢力)をコントロールするために、前記山型頂上部と前記谷型頂上部との接触状態を保持する係止機構を備える等の工夫がされている。
With respect to this coiled wave spring, for example, as shown in
コイルドウェーブスプリングは、機構が単純で軽量でありながらも、少ないスペースで強力なばね力(付勢力)が得られるため、様々な用途が期待されている。
しかし、特許文献1に示すように、これまでのコイルドウェーブスプリングは圧縮方向に圧縮して設計されたばね力(付勢力)を得ることにしか用いられていなかった。
この発明は、ばね特性を調節して所望のばね力(付勢力)を得ることのできるばね特性調整方法及びばね特性調節型圧縮付勢体を提供して、さらなる用途の拡大を図ることを目的とする。
Although the coiled wave spring has a simple mechanism and is lightweight, a strong spring force (biasing force) can be obtained in a small space, and thus various uses are expected.
However, as shown in
An object of the present invention is to provide a spring characteristic adjusting method and a spring characteristic adjusting type compression urging body capable of obtaining a desired spring force (biasing force) by adjusting the spring characteristics, and to further expand the application. And
この発明は帯状のばね鋼をコイル状に巻き回すとともに、前記ばね鋼の長さ方向に連続する波型を形成した圧縮型コイルばねに、回転を付与してばね特性を調節する圧縮型コイルばねのばね特性調節方法であることを特徴とする。 The present invention relates to a compression type coil spring in which a strip-shaped spring steel is wound in a coil shape, and rotation is applied to a compression type coil spring having a wave shape continuous in the length direction of the spring steel to adjust the spring characteristics. This is a spring characteristic adjusting method.
上記圧縮型コイルばねは、コイルドウェーブスプリングや、並列多重巻きリングであることを含む。
上記ばね特性は、コイルドウェーブスプリングや、並列多重巻きリング等の圧縮型コイルばねの押圧量とばね力(付勢力)の関係に関する特性であることを含む。
上記回転は、圧縮型コイルばねの周回方向の回転であることを含み、この回転により、圧縮型コイルばねに螺旋方向のねじりを入力することができる。
The compression type coil spring includes a coiled wave spring and a parallel multiple winding ring.
The spring characteristic includes a characteristic relating to a relationship between a pressing amount of a compression type coil spring such as a coiled wave spring or a parallel multiple winding ring and a spring force (biasing force).
The rotation includes rotation in the circumferential direction of the compression type coil spring, and by this rotation, a helical twist can be input to the compression type coil spring.
これにより、圧縮型コイルばねに回転を付与して、圧縮型コイルばねを所望のばね特性に調節することができる。したがって、例えば、使用用途に応じて、ばね特性を調節することができ、圧縮型コイルばねの利用用途を拡大することができる。 Thereby, rotation can be given to a compression type coil spring and a compression type coil spring can be adjusted to a desired spring characteristic. Therefore, for example, the spring characteristics can be adjusted according to the use application, and the use application of the compression coil spring can be expanded.
さらに、押圧途中の圧縮型コイルばねに回転を付与することで、無回転状態において線形状態を示すばね特性を非線形状態に変化させることができ、通常の圧縮型ばねでは想定のできない押圧途中からばね特性を任意に調整することができる。 Further, by applying rotation to the compression type coil spring in the middle of pressing, the spring characteristic indicating the linear state in the non-rotating state can be changed to a non-linear state, and the spring is pressed in the middle of the pressing which cannot be assumed by a normal compression type spring. The characteristics can be adjusted arbitrarily.
この発明の態様として、回転が付与されていない状態において、圧縮方向に隣合う波型部分の凸状頂部と凹状頂部とが接触することができる。
上述の圧縮方向に隣合う波型部分の凸状頂部と凹状頂部は、コイル状に巻き回したばね鋼において、圧縮型コイルばねの圧縮方向、すなわち高さ方向に隣合う周回部分における周方向の略一致する位置に形成された凸状の波型部分の頂部と凹状の波型部分の頂部であることを含む。
As an aspect of the present invention, in a state where no rotation is applied, the convex top and the concave top of the corrugated portion adjacent to each other in the compression direction can come into contact with each other.
The convex top part and concave top part of the corrugated part adjacent to the compression direction described above are the spring steel wound in a coil shape, in the compression direction of the compression type coil spring, that is, the circumferential direction in the peripheral part adjacent to the height direction. It includes the top of the convex corrugated portion and the top of the concave corrugated portion formed at substantially matching positions.
これにより、回転が付与されていない無回転状態において自由高さが最も高く、回転を付与することによって自由高さが低くなる圧縮型コイルばねを構成することができる。したがって、圧縮型コイルばねに回転を付加することによって、自由高さから所定のばね高さになるまで押圧する押圧量を低減させ、所定ばね高さまで押圧した状態での付勢力を低下させることができる。
このように、所定のばね高さまで付勢した状態での付勢力を、圧縮型コイルばねに付加する回転によって調整することができる。
Accordingly, it is possible to configure a compression coil spring that has the highest free height in a non-rotating state in which no rotation is applied, and the free height is reduced by applying rotation. Therefore, by adding rotation to the compression type coil spring, the pressing amount to be pressed from the free height to the predetermined spring height can be reduced, and the urging force in the state of pressing to the predetermined spring height can be reduced. it can.
Thus, the biasing force in a state where the spring is biased to a predetermined spring height can be adjusted by the rotation applied to the compression coil spring.
また、この発明の態様として、前記圧縮型コイルばねの波型部分を回転位相において半波長分ずらす回転の付与を許容することができる。
上述の波型部分を回転位相において半波長分ずらす回転とは、例えば、回転が付与されていない状態において、圧縮方向に隣合う波型部分の凸状頂部と凹状頂部とが接触する圧縮型コイルばねの場合、圧縮方向に隣合う凸状の波型部分同士、或いは凹状の波型部分同士が重なりあう状態まで回転位相をずらす回転であることを含む。
Further, as an aspect of the present invention, it is possible to allow the rotation to shift the wave portion of the compression type coil spring by a half wavelength in the rotation phase.
The above-described rotation in which the waveform portion is shifted by a half wavelength in the rotation phase is, for example, a compression type coil in which the convex top and the concave top of the waveform portion adjacent to the compression direction are in contact with each other in a state where rotation is not applied. In the case of a spring, this includes rotation that shifts the rotational phase until convex wave portions adjacent to each other in the compression direction or concave wave portions overlap each other.
これにより、例えば、回転が付与されていない状態において、圧縮方向に隣合う波型部分の凸状頂部と凹状頂部とが接触する圧縮型コイルばねにおいて回転位相に対する半波長分の回転を付与することで、圧縮方向に隣合う波型部分の凸状頂部同士及び凹状頂部同士が接触する状態、すなわちコイル状に巻き回すとともに、長さ方向に連続する波型を形成した帯状のばね鋼が重なり合って密着する最も自由高さを低い状態にすることができる。 Thereby, for example, in a state where no rotation is applied, a rotation corresponding to a half wavelength with respect to the rotation phase is applied in the compression coil spring in which the convex top and the concave top of the corrugated portion adjacent in the compression direction are in contact. In the state where the convex tops and concave tops of the corrugated parts adjacent to each other in the compression direction are in contact with each other, i.e., wound in a coil shape, the belt-shaped spring steel forming a continuous corrugation in the length direction is overlapped. The most free height that adheres can be made low.
このように、圧縮型コイルばねにおいて回転位相に対する半波長分の回転を付与することで、自由高さが最も高い状態と最も低い状態とを両状態となることができる。したがって、圧縮型コイルばねに回転を付与することによるばね特性の調整範囲を広げることができ、利便性の高い圧縮型コイルばねのばね特性調整方法を実現することができる。 In this way, by applying a half-wave rotation with respect to the rotational phase in the compression coil spring, the state where the free height is the highest and the state where the free height is the lowest can be both. Therefore, the adjustment range of the spring characteristic by imparting rotation to the compression type coil spring can be expanded, and a highly convenient spring characteristic adjustment method for the compression type coil spring can be realized.
また、この発明は、帯状のばね鋼をコイル状に巻き回すとともに、前記ばね鋼の長さ方向に連続する波型を形成した圧縮型コイルばねと、該圧縮型コイルばねに、回転を付与してばね特性を調節する回転付与手段とを備えたばね特性調節型圧縮付勢体であることを特徴とする。 In addition, the present invention provides a compression coil spring in which a strip-shaped spring steel is wound in a coil shape, and a wave shape continuous in the length direction of the spring steel is formed, and rotation is applied to the compression coil spring. A spring characteristic adjusting type compression urging body provided with a rotation applying means for adjusting the spring characteristic.
これにより、回転付与手段が圧縮型コイルばねに回転を付与して、圧縮型コイルばねを所望のばね特性に調節することができる。したがって、例えば、使用用途に応じて、ばね特性を調節することができ、ばね特性調節型圧縮付勢体としての圧縮型コイルばねの利用用途を拡大することができる。 Thereby, rotation provision means can provide rotation to a compression type coil spring, and can adjust a compression type coil spring to a desired spring characteristic. Therefore, for example, the spring characteristics can be adjusted according to the use application, and the use application of the compression type coil spring as the spring characteristic adjustment type compression urging body can be expanded.
また、押圧途中の圧縮型コイルばねに回転を付与することで、無回転状態において線形状態を示すばね特性を非線形状態に変化させることができ、通常の圧縮型ばねでは想定のできない押圧途中からばね特性を任意に調整できる圧縮型コイルばねを構成することができる。 In addition, by applying rotation to the compression type coil spring in the middle of pressing, the spring characteristic indicating the linear state in the non-rotating state can be changed to a non-linear state, and the spring can be started from the middle of pressing that cannot be assumed with a normal compression type spring. It is possible to configure a compression type coil spring whose characteristics can be arbitrarily adjusted.
この発明の態様として、前記ばね鋼の少なくとも一方の端部に握持部を備え、
前記回転付与手段が、前記握持部を握持して前記回転を付与することができる。
これにより、前記回転付与手段は、前記圧縮型コイルばねに対して確実に回転を付与することができる。したがって、所望のばね特性に設定されたばね特性調節型圧縮付勢体を確実に実現することができる。
As an aspect of the present invention, a gripping portion is provided at at least one end of the spring steel,
The rotation imparting means can impart the rotation by grasping the gripping portion.
Thereby, the said rotation provision means can reliably provide rotation with respect to the said compression type coil spring. Therefore, it is possible to reliably realize a spring characteristic adjusting type compression urging body set to a desired spring characteristic.
また、この発明の態様として、前記回転付与手段による回転が付与されていない状態において、圧縮方向に隣合う波型部分の凸状頂部と凹状頂部とが接触することができる。 Moreover, as a form of this invention, the convex top part and concave top part of the waveform part adjacent to a compression direction can contact in the state by which the rotation by the said rotation provision means is not provided.
これにより、回転が付与されていない無回転状態において自由高さが最も高く、回転を付与することによって自由高さが低くなる圧縮型コイルばねを備えたばね特性調節型圧縮付勢体を構成することができる。 Accordingly, a spring characteristic adjustment type compression urging body including a compression type coil spring having a highest free height in a non-rotation state where no rotation is applied and a lower free height by applying rotation is configured. Can do.
したがって、回転付与手段を用いて圧縮型コイルばねに回転を付加することによって、自由高さから所定のばね高さになるまで押圧する押圧量を低減させ、所定ばね高さまで押圧した状態での付勢力を低下させることができる。
このように、所定のばね高さまで付勢した状態での付勢力を、回転によって調整することができる。
Therefore, by applying rotation to the compression type coil spring using the rotation applying means, the amount of pressure to be pressed from the free height to the predetermined spring height is reduced, and the pressure is applied to the predetermined spring height. The power can be reduced.
In this way, the biasing force in a state where the spring is biased to a predetermined spring height can be adjusted by rotation.
また、この発明の態様として、前記回転付与手段を、前記圧縮型コイルばねの波型部分の回転位相を半波長分までずらす回転を付与する構成とすることができる。 Further, as an aspect of the present invention, the rotation applying means may be configured to apply a rotation that shifts the rotation phase of the corrugated portion of the compression coil spring by a half wavelength.
これにより、例えば、回転が付与されていない状態において、圧縮方向に隣合う波型部分の凸状頂部と凹状頂部とが接触する圧縮型コイルばねにおいて回転位相に対する半波長分の回転を付与することで、圧縮方向に隣合う波型部分の凸状頂部同士及び凹状頂部同士が接触する状態、すなわちコイル状に巻き回すとともに、長さ方向に連続する波型を形成した帯状のばね鋼が重なり合って密着する最も自由高さを低い状態にすることができる。 Thereby, for example, in a state where no rotation is applied, a rotation corresponding to a half wavelength with respect to the rotation phase is applied in the compression coil spring in which the convex top and the concave top of the corrugated portion adjacent in the compression direction are in contact. In the state where the convex tops and concave tops of the corrugated parts adjacent to each other in the compression direction are in contact with each other, i.e., wound in a coil shape, the belt-shaped spring steel forming a continuous corrugation in the length direction is overlapped. The most free height that adheres can be made low.
このように、圧縮型コイルばねにおいて回転位相に対する半波長分の回転を付与することで、無回転状態で自由高さが最も高い状態と最も低い状態とを両状態となることができる。したがって、圧縮型コイルばねに回転を付与することによるばね特性の調整範囲を広げることができ、利便性の高い圧縮型コイルばねのばね特性調整方法を実現することができる。 In this way, by applying a rotation corresponding to the half phase with respect to the rotation phase in the compression coil spring, it is possible to have both the state with the highest free height and the state with the lowest free state. Therefore, the adjustment range of the spring characteristic by imparting rotation to the compression type coil spring can be expanded, and a highly convenient spring characteristic adjustment method for the compression type coil spring can be realized.
また、この発明は、上述したばね特性調節型圧縮付勢体を圧縮方向に押圧する押圧部と、前記回転付与手段を制御する制御部とを備えた調節型付勢装置であることを特徴とする。 Further, the present invention is an adjustment type urging device including a pressing portion that presses the above-described spring characteristic adjustment type compression urging body in a compression direction, and a control unit that controls the rotation applying means. To do.
これにより、前記制御部で制御され、所望のばね特性に設定されたばね特性調節型圧縮付勢体で前記押圧体を付勢することができる。したがって、所望の付勢力で押圧体を付勢する調節型付勢装置を得ることができる。 Thereby, the said press body can be urged | biased by the spring characteristic adjustment type compression urging body controlled by the said control part and set to the desired spring characteristic. Therefore, it is possible to obtain an adjustable biasing device that biases the pressing body with a desired biasing force.
また、この発明は、上述したばね特性調節型圧縮付勢体に、入力された衝撃力を伝達する衝撃力伝達部を備えた調節型衝撃吸収装置であることを特徴とする。
これにより、衝撃力伝達部を介して入力された衝撃力を、所望のばね特性が設定されたばね特性調節型圧縮付勢体で吸収することができる。したがって、用途に応じた衝撃吸収性能を有する調節型衝撃吸収装置を構成することができる。
Further, the present invention is an adjustable impact absorbing device provided with an impact force transmitting portion for transmitting an input impact force to the above-described spring characteristic adjustable compression urging body.
Thereby, the impact force input via the impact force transmission part can be absorbed by the spring characteristic adjusting type compression urging body in which desired spring characteristics are set. Therefore, it is possible to configure an adjustable shock absorbing device having shock absorbing performance according to the application.
この発明によれば、ばね特性を調節して所望のばね力(付勢力)を得ることのできるばね特性調整方法及びばね特性調節型圧縮付勢体を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a spring characteristic adjusting method and a spring characteristic adjusting type compression urging body capable of adjusting a spring characteristic to obtain a desired spring force (biasing force).
以下、本発明の一実施例について説明する。
コイルドウェーブスプリング10の斜視図による説明図である図1と、回転が付与された場合のウェーブ12の状態を説明する説明図である図2と、各状態における押圧量と付勢力との関係グラフを示す図3とともに、コイルドウェーブスプリング10について説明する。
コイルドウェーブスプリング10は、長さ方向に連続するウェーブ12を形成した帯状のばね鋼11をコイル状に巻き回して構成している。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described.
FIG. 1, which is a perspective view of the coiled
The coiled
また、ばね鋼11の両端部分をコイルドウェーブスプリング10の伸縮方向Dに折り曲げてアーム14を形成している。なお、この伸縮方向Dのうち、コイルドウェーブスプリング10を圧縮する側の方向を圧縮方向D1、コイルドウェーブスプリング10を伸長する側の方向を伸長方向D2としている。
Further, both ends of the
ウェーブ12は、上向きに凸な円弧形状で形成した上向ウェーブ12aと、該上向ウェーブ12aと上下対称な形状で下向きに凸な円弧形状で形成した下向ウェーブ12bとを、ばね鋼11の長さ方向において交互に配置して連続する波型形状を形成している。
The
また、回転が付与されていない無回転状態のコイルドウェーブスプリング10(以下において「無回転状態」)のウェーブ12部分の拡大図である図2(a)に示すように、上記無回転状態において、伸縮方向Dに隣り合うウェーブ12の上向ウェーブ12aの頂部13aと、下向ウェーブ12bの頂部13bとが突き合わせる様な態様を構成している。
In addition, as shown in FIG. 2A, which is an enlarged view of the
このときの自由高さを無回転自由高さL1とする。なお、自由高さとは、コイルドウェーブスプリング10に圧縮方向D1の押圧力が付与されていない状態でのコイルドウェーブスプリング10の下部から上部までの高さをいう。
The free height at this time is defined as a non-rotating free height L1. The free height refers to the height from the lower part to the upper part of the coiled
このコイルドウェーブスプリング10のアーム14を握持してR方向の回転を付与することによって、回転状態のウェーブ12部分の拡大図である図2(b)に示すように、上向ウェーブ12aと下向ウェーブ12bとが回転方向にずれることとなる。
By holding the
すなわち、例えば、回転固定側(下側)の下向ウェーブ12bに対して、回転側(上側)の上向ウェーブ12aが回転方向に移動し、それぞれの位相がずれた状態で接触することとなる。したがって、コイルドウェーブスプリング10の自由高さは低くなる(このときの自由高さを「回転自由高さL2」という)。
That is, for example, the
さらに、回転を加えると、図1(b)及び図2(c)に示すように、伸縮方向Dに隣り合うウェーブ12の上向ウェーブ12aの頂部13a同士と、下向ウェーブ12bの頂部13b同士とが重なり合う状態、すなわち、ばね鋼11同士が密着する状態(以下において「フル回転状態」という)になる。
Furthermore, if rotation is added, as shown in FIG.1 (b) and FIG.2 (c), the
このときの自由高さをフル回転自由高さL3とする。なお、回転状態から押圧されてばね鋼11同士が密着する状態やフル回転状態を「ばね鋼密着状態」とし、該ばね鋼密着状態のばね高さを密着状態高さL4とする。 Let the free height at this time be a full rotation free height L3. A state in which the spring steels 11 are brought into close contact with each other by being rotated from the rotation state or a full rotation state is referred to as a “spring steel contact state”, and a spring height in the spring steel contact state is referred to as a contact state height L4.
このように、コイルドウェーブスプリング10は付与された回転によって、自由高さLが低くなり、ばね鋼11同士が密着して重なり合うフル回転自由高さL3まで低くすることができる。ここで、コイルドウェーブスプリング10のばね定数は、図3に示すように、ばね鋼11が密着するばね鋼密着状態までの第1ばね定数k1と、ばね鋼11が密着したばね鋼密着状態からさらに押圧する際の第2ばね定数k2となる。
As described above, the coiled
したがって、圧縮方向D1の押圧力が付与されていない状態でばね鋼11が密着したフル回転状態におけるバネ定数は第2ばね定数k2のみとなり、これに対し、無回転状態や回転状態のコイルドウェーブスプリング10は、無回転自由高さL1や回転自由高さL2からばね鋼11が密着するばね鋼密着状態までの押圧量に対する第1ばね定数k1と、ばね鋼11が密着したばね鋼密着状態からの更なる押圧に対する第2ばね定数k2とからなる2段階バネ定数で構成される。
Accordingly, the spring constant in the full rotation state in which the
したがって、図3に示すように、コイルドウェーブスプリング10の下部から所望の付勢高さL5となる高さまで押圧して付勢力を得る場合、例えば、無回転状態のコイルドウェーブスプリング10は、無回転自由高さL1から密着状態高さL4までの第1ばね定数k1分と、密着状態高さL4から付勢高さL5までの第2ばね定数k2分の付勢力を得ることができる。
Therefore, as shown in FIG. 3, when the urging force is obtained by pressing from the lower part of the coiled
これに対し、R方向の回転が付与され、自由高さが回転自由高さL2である回転状態のコイルドウェーブスプリング10は、回転自由高さL2から密着状態高さL4までの第1ばね定数k1分と、密着状態高さL4から付勢高さL5までの第2ばね定数k2分の付勢力を得ることができる。
On the other hand, the coiled
このように、回転自由高さL2である回転状態のコイルドウェーブスプリング10を付勢高さL5まで押圧した場合、回転状態のコイルドウェーブスプリング10は無回転状態のコイルドウェーブスプリング10から押圧する場合と比べて、無回転自由高さL1から回転によって回転自由高さL2まで低くなった分の第1ばね定数k1に対する付勢力が低減している。
As described above, when the coiled
さらに回転が付与されて、自由高さが密着状態高さL4と同じフル回転自由高さL3となるフル回転状態のコイルドウェーブスプリング10は、密着状態高さL4から付勢高さL5までの第2ばね定数k2分のみの付勢力を得ることができる。
In addition, the coiled
このようにして、コイルドウェーブスプリング10に回転を付与することによって、同じ付勢高さまで押圧した場合でも得ることのできる付勢力が異なるコイルドウェーブスプリング10、すなわち、付与した回転によってばね特性を静的に調整することができるコイルドウェーブスプリング10を構成することができる。
したがって、圧縮方向に圧縮して設計されたばね力(付勢力)以外の調整されたばね特性による所望のばね力(付勢力)を得ることができる。
In this way, by applying rotation to the coiled
Therefore, it is possible to obtain a desired spring force (biasing force) with adjusted spring characteristics other than the spring force (biasing force) designed by compressing in the compression direction.
次に、このコイルドウェーブスプリング10のばね特性を動的に調整する調整方法について、押圧途中から回転を付与した場合のたわみと付勢力との関係グラフを示す図4とともに説明する。
Next, an adjustment method for dynamically adjusting the spring characteristics of the coiled
図4における無回転押圧領域に示すように、たわみが所定量になるまで押圧することによりコイルドウェーブスプリング10の付勢力は上述の第1ばね定数k1に比例して増加する。
As shown in the non-rotation pressing region in FIG. 4, the biasing force of the coiled
このまま押圧すると図4における一点鎖線で示すように線形増加するが、ここでコイルドウェーブスプリング10に回転を付与することにより、図4における回転押圧領域の実線で示すように、コイルドウェーブスプリング10の付勢力は非線形増加する。
If the pressure is maintained as it is, the linear increase increases as shown by the alternate long and short dash line in FIG. 4, but by applying rotation to the coiled
これは、コイルドウェーブスプリング10に付与した回転によってウェーブ12の位相がずれた状態で接触することによる吸い込み効果によって、たわみの増加と付勢力の増加との関係が上記状態となる。したがって、コイルドウェーブスプリング10に付与する回転量と押圧量との調整により、例えば、回転押圧領域における付勢力を増加させず、押圧力を一定にしたままたわみを増加させたり、図4における二点鎖線で示すような非線形変化となる任意のばね特性を実現することができる。
This is because the relationship between the increase in the deflection and the increase in the urging force is the above state due to the suction effect caused by the contact with the
さらに、コイルドウェーブスプリング10に回転を付与したり、押圧することで上述のばね鋼密着状態になると、それまで回転押圧領域において示す非線形増加していたコイルドウェーブスプリング10の付勢力は、図4における第二無回転押圧領域に示すように、上述の第2ばね定数k2による線形増加となる。
このように、押圧途中にコイルドウェーブスプリング10に回転を付与することにより、ばね特性を動的に調整することができる。
Further, when the coiled
Thus, by imparting rotation to the coiled
次に、ばね特性調節型圧縮付勢体1の斜視図を示す図5と、ばね特性調節型圧縮付勢体1の側面図を示す図6とともに、このようなコイルドウェーブスプリング10を用いたばね特性調節型圧縮付勢体1について説明する。
ばね特性調節型圧縮付勢体1は、上記コイルドウェーブスプリング10と、該コイルドウェーブスプリング10に回転を付与する回転機構20とで構成している。
Next, together with FIG. 5 showing a perspective view of the spring characteristic adjusting
The spring characteristic adjustment type
回転機構20は、コイルドウェーブスプリング10の下端に備えたリングギア21と、リングギア21を回転する回転モータ22と、回転モータ22に電気的に接続され回転モータ22の回転を制御する制御装置(図示省略)とで構成している。
The
リングギア21は、コイルドウェーブスプリング10より径の大きな平面視円形の薄板状であり、コイルドウェーブスプリング10より径外方の上面に放射状のギア溝21aを形成している。なお、ギア溝21aは回転モータ22の回転ギア22aと噛合している。
The
また、リングギア21には、コイルドウェーブスプリング10の底面側のアーム14の挿入を許容する挿入部21bを備えるとともに、リングギア21の底面側には、回転が固定された台座部30との回転摩擦を低減するためのボール23を備えている。
Further, the
なお、コイルドウェーブスプリング10の上端側のアーム14は、伸縮方向Dにスライドするが、回転が固定された回転固定部31の挿通孔31aに挿通され、回転が固定されている。
The
上記構成により、ばね特性調節型圧縮付勢体1は、伸縮方向Dにスライド可能な回転固定部31を介して圧縮方向D1に向かってコイルドウェーブスプリング10が押圧されると、ばね鋼11をコイル状に巻き回して構成されたコイルドウェーブスプリング10は、押圧量に応じたばね定数およびそれに対応する付勢力によって回転固定部31を伸長方向D2に付勢することができる。
With the above configuration, when the coiled
そして、ばね特性調節型圧縮付勢体1は、回転機構20でコイルドウェーブスプリング10に回転を付与することによって、コイルドウェーブスプリング10のばね特性を調整することができる。
The spring characteristic adjustment type
詳しくは、制御装置によって回転制御された回転モータ22を回転させることにより、下端のアーム14を挿入部21bに挿入することによってコイルドウェーブスプリング10の下端を相対回転不可能な状態、すなわち挿入部21bでアーム14を握持したリングギア21がコイルドウェーブスプリング10の下端とともに回転する。
Specifically, by rotating the
したがって、回転固定部31に固定されて上端が回転しないコイルドウェーブスプリング10の下端はリングギア21とともに回転し、コイルドウェーブスプリング10には平面方向の回転Rが付与される。この回転により、コイル状に巻き回されたばね鋼11の全体に回転力が付与される。
Therefore, the lower end of the coiled
その結果、上述の図2(b)に示すように、上向ウェーブ12aと下向ウェーブ12bとが回転方向によって、それぞれの位相がずれた状態で接触することとなり、上記無回転状態においては突き合せた状態で接触していた頂部13a,13bは回転方向にずれたことによって、他方のウェーブ12の傾斜辺部分に接触することとなる。
As a result, as shown in FIG. 2 (b), the
このように、コイルドウェーブスプリング10に回転機構20が回転を付与することによって、図2(a)に示す上記無回転状態と比較して、コイルドウェーブスプリング10の自由高さLを低くすることができる。
As described above, the
よって、コイルドウェーブスプリング10に回転を付与することによって、同じ付勢高さまで押圧した場合でも得ることのできる付勢力が異なるコイルドウェーブスプリング10、すなわち、付与した回転によってばね特性を調整することができるコイルドウェーブスプリング10を備えたばね特性調節型圧縮付勢体1を構成することができる。
したがって、圧縮方向に圧縮して設計されたばね力(付勢力)以外の調整されたばね特性による所望のばね力(付勢力)を得ることができる。
Therefore, by applying rotation to the coiled
Therefore, it is possible to obtain a desired spring force (biasing force) with adjusted spring characteristics other than the spring force (biasing force) designed by compressing in the compression direction.
このように、ばね特性調節型圧縮付勢体1は、回転機構20によってコイルドウェーブスプリング10に回転を付与することで、所望のばね特性に調整されたコイルドウェーブスプリング10を有するばね特性調節型圧縮付勢体1を構成することができる。
Thus, the spring characteristic adjustment type
また、上述の説明においては回転機構20でコイルドウェーブスプリング10に対して静的に回転を付与したが、押圧途中でコイルドウェーブスプリング10に回転を付与し、図4に示すような線形状態のばね特性の後に非線形状態のばね特性が続くようなばね特性に調整可能なばね特性調節型圧縮付勢体1を構成してもよい。これにより、通常の圧縮型ばねを備えた圧縮付勢体では想定できないような利用可能性が向上する。
Further, in the above description, the
なお、上述のばね特性調節型圧縮付勢体1は、ばね鋼11の両端部分をコイルドウェーブスプリング10の伸縮方向Dに折り曲げてアーム14を形成し、挿入部21bや挿通孔31aに挿通して回転を固定しているが、別の形態ばね特性調節型圧縮付勢体1の斜視図である図7に示すように、ばね鋼11の両端部分を接線方向に伸ばしてアーム14’を形成するとともに、該アーム14’を固定する固定凸部21b’,31a’をリングギア21や回転固定部31に備えて構成してもよい。この場合、上記アーム14と同様に確実にリングギア21や回転固定部31に対して回転を固定することができる。また、ばね鋼11の両端部分を接線方向に伸ばしたアーム14’の先端を伸縮方向Dに折り曲げて構成してもよい。
In the spring characteristic adjusting type
次に、異なる構成の回転機構20’を備えたばね特性調節型圧縮付勢体1’の斜視図を示す図8と、ばね特性調節型圧縮付勢体1’の側面図による説明図を示す図9とともにばね特性調節型圧縮付勢体1’について説明する。
Next, FIG. 8 showing a perspective view of a spring characteristic adjustment type
ばね特性調節型圧縮付勢体1’は、ばね特性調節型圧縮付勢体1と同様の上記コイルドウェーブスプリング10と、該コイルドウェーブスプリング10に回転を付与する回転機構20’とで構成している。
The spring characteristic adjustment type
なお、コイルドウェーブスプリング10は下端側のアーム14が図示省略する回転固定部に挿入固定され、コイルドウェーブスプリング10の下端は前記回転固定部に対して回転が固定されている。
The coiled
回転機構20’は、コイルドウェーブスプリング10の上端に押圧軸25と、該押圧軸25の伸縮方向Dへのスライドが可能な挿通を許容するガイド管26とで構成している。
押圧軸25は、ガイド管26より2倍程度の高さを有する円筒形状であり、高さ方向中央付近に、径方向に突出する係止ピン25aを両側に備えている。
The
The
ガイド管26は、平面視内側に押圧軸25の挿通を許容する円筒形の挿通開口26aを備え、挿通開口26aの内周面の対向箇所には、係止ピン25a,25aのそれぞれの係着を許容する制御溝27,27を形成している。
The
制御溝27は、上部から鉛直方向の第1鉛直溝部27aと、該第1鉛直溝部27aの下端から連続する螺旋状の螺旋溝27bと、該螺旋溝27bの下端から連続する鉛直方向の第2鉛直溝部27cとで構成している。
The
なお、螺旋溝27bに沿う係止ピン25aによる押圧軸25の回転によって回転が付与されるコイルドウェーブスプリング10が、係止ピン25aが第2鉛直溝部27cに達した際に上記フル回転状態になるよう、螺旋溝27bの回転量が設定されている。
In addition, when the coiled
このように構成した回転機構20’を備えたばね特性調節型圧縮付勢体1’の作動について、図9とともに説明すると、まず、図9(a)に示すように、第1鉛直溝部27aに係止した係止ピン25aによって、押圧軸25はそのまま圧縮方向D1にコイルドウェーブスプリング10を押圧する。このときのコイルドウェーブスプリング10におけるたわみと付勢力の関係は図4の無回転押圧領域に示す線形状態となる。
The operation of the spring characteristic adjustment type
さらに、押圧軸25を圧縮方向D1に押圧すると、螺旋溝27bによって押圧軸25は回転しながら圧縮方向D1にコイルドウェーブスプリング10を押圧することとなる。このときのコイルドウェーブスプリング10におけるたわみと付勢力の関係は図4の回転押圧領域に示す非線形状態となる。
Further, when the
そのままさらに押圧して、係止ピン25aが第2鉛直溝部27cに達すると、コイルドウェーブスプリング10はフル回転状態となり、押圧軸25はフル回転状態のコイルドウェーブスプリング10を圧縮方向D1に押圧することとなる。このときのコイルドウェーブスプリング10におけるたわみと付勢力の関係は図4の第二押圧領域に示す線形状態となる。
When the
このようにして、回転機構20’を備えたばね特性調節型圧縮付勢体1’は、ガイド管26に備えた制御溝27によって、コイルドウェーブスプリング10を押圧する押圧軸25の回転を制御することができる。したがって、例えば、図4に示すような、所定の線形状態の後に非線形状態が続くようなばね特性を有するばね特性調節型圧縮付勢体1’を構成することができる。
In this manner, the spring characteristic adjustment type
よって、例えば、初動時に線形状態にある付勢力を利用し、所定以上のたわみが生じる継続動作時に付勢力の増加を抑制するといった利用方法を設定することができる。
なお、螺旋溝27bの螺旋形状に応じて、非線形領域におけるばね特性を調整することができる。
Therefore, for example, it is possible to set a utilization method in which an urging force that is in a linear state at the time of initial movement is used and an increase in the urging force is suppressed during a continuous operation in which a predetermined deflection or more occurs.
The spring characteristics in the non-linear region can be adjusted according to the spiral shape of the
次に、上述のように構成されたばね特性調節型圧縮付勢体のうちばね特性調節型圧縮付勢体1を用いたコントローラ100について、図10とともに説明する。なお、図10(a)はコントローラ100の斜視図を示し、図10(b)は押圧ボタン102付近の拡大縦断面図を示している。
Next, the
このコントローラ100は、接続コード110によって接続されたテレビゲーム機等のコントローラであり、横長の直方体に形成され、表面に、方向キー101と、2つの押圧ボタン102とを備えている。なお、押圧ボタン102は、筐体100aに対して押圧方向に摺動可能であるとともに、押圧面102aの内側に通電部102bを備えている。
The
コントローラ100の内部の高さ方向中央付近に、表面に電気配線が印刷された基板104が配設され、該基板104上で押圧ボタン102との間に上記ばね特性調節型圧縮付勢体1が装備されている。したがって、上述のばね特性調節型圧縮付勢体1の説明における台座部30が基板104に該当し、回転固定部31が押圧ボタン102に該当することとなり、ばね特性調節型圧縮付勢体1は押圧ボタン102を筐体100a側に付勢している。
さらに詳しくは、ばね特性調節型圧縮付勢体1は予め所定高さまで縮められて設置されており、この縮められたことによる付勢力で押圧ボタン102を筐体100a側に付勢している。
A
More specifically, the spring characteristic adjustment type
また、基板104上の通電部102bに対応する箇所に通電部104aを備えている。これにより、利用者によって押圧ボタン102が押圧されて通電部102bと通電部104aとが接触することで、コントローラ100はテレビゲーム機本体に押圧ボタン102の押圧信号を送信することができる。
In addition, an
さらに、このコントローラ100は、テレビゲーム機本体からの制御によってばね特性調節型圧縮付勢体1の回転機構20を回転させる。これにより、押圧ボタン102を付勢するばね特性調節型圧縮付勢体1の自由高さLを調節することができるため、テレビゲーム機のアプリケーションに応じた、さらにはアプリケーションにおけるゲーム状況に応じたばね特性調節型圧縮付勢体1のばね特性に調整することができる。
Further, the
したがって、例えば、緊迫感のあるゲーム状況の際には、自由高さLを低くしたり、高くしたりするように回転機構20を回転制御することによって、利用者の押圧ボタン102の押圧に要する押圧力を高めたり、弱めたりすることができ、ゲームの臨場感を利用者に体験させることができる。
Therefore, for example, in a game situation with a sense of urgency, the
また、ばね特性調節型圧縮付勢体1を利用した別の実施形態であるマットレス200について、マットレス200の内部の斜視図を示す図11とともに説明する。なお、図11においてばね特性調節型圧縮付勢体1で構成されたマットレス200の構成の理解を容易にするために、ばね特性調節型圧縮付勢体1における回転機構20の図示を省略している。
Further, a
このマットレス200は、上述したばね特性調節型圧縮付勢体1を行列配置し、その外側を枠線201で固定して偏平直方体形状に形成し、その外側を布体カバー202で囲繞して構成している。
This
マットレス200に配設したばね特性調節型圧縮付勢体1のコイルドウェーブスプリング10の上端が回転固定されており、各ばね特性調節型圧縮付勢体1における回転機構20の回転モータ22はそれぞれが図示省略する制御装置で制御されている。
The upper end of the coiled
また、マットレス200に行列配置されたばね特性調節型圧縮付勢体1は予め所定高さまで縮められて設置されており、この縮められたことによる付勢力でマットレス200の上面を上向きに付勢している。
In addition, the spring characteristic adjustment type
これにより、マットレス200を構成するばね特性調節型圧縮付勢体1を所望の自由高さLに設定することができる。したがって、例えば、マットレス200の上面に横たわる利用者の体型に合わせ、体の部位に応じたばね特性を設定することができ、マットレス200を利用する利用者の満足度を向上することができる。
Thereby, the spring characteristic adjustment type
なお、上述の説明においては、ばね特性調節型圧縮付勢体1を装備したマットレス200について説明したが、ソファーのクッションスプリングとしてばね特性調節型圧縮付勢体1を装着する構成であってもよい。これにより、座る人の体重に応じたばね特性を設定することで、いずれの体重の利用者が座っても同様の座り心地を実現することができる。
In the above description, the
このように、制御部で回転モータ22の回転を制御された回転機構20を備えたばね特性調節型圧縮付勢体1は、所望の付勢力を得るために、回転機構20によってコイルドウェーブスプリング10に回転を付与して所望の自由高さLを設定することができる。
したがって、例えば、使用状況は異なる場合であっても同様の使用感を得ることができたり、臨場感を得るための押圧力をコントロールすることができる。
In this way, the spring characteristic adjustment type
Therefore, for example, even when the usage situation is different, the same feeling of use can be obtained, and the pressing force for obtaining a sense of reality can be controlled.
なお、上記ばね特性調節型圧縮付勢体1においては、コイルドウェーブスプリング10に対して回転機構20が制御装置に制御されて回転を付与していたが、利用者が直接コイルドウェーブスプリング10に回転を付与して所望の自由高さLに調節する構成であってもよい。この場合について、ラジオコントロールカー300の斜視図を示す図12と、ラジオコントロールカー300のショックアブソーバ310について説明する説明図を示す図13とともに説明する。
In the spring characteristic adjustment type
ラジオコントロールカー300は、4輪独立懸架方式のバギータイプのラジオコントロールカーであり、各車輪301を支持するサスペンションにはそれぞれショックアブソーバ310が装備されており、ラジオコントロールカー300の走行時の衝撃を吸収する構成である。
The
ショックアブソーバ310は、ショックアブソーバ310の断面図である図13(a)と、ショックアブソーバ310の側面図である図13(b)に示すように、内部にオイルが充填されたオイルダンパ313と、オイルダンパ313の一端に固定された上部取付治具311と、オイルダンパ313の他端に固定された下部取付治具312と、上部取付治具311と下部取付治具312との間で、調節リング314を介して装着されたコイルドウェーブスプリング10とで構成されている。
As shown in FIG. 13A, which is a sectional view of the
なお、上部取付治具311は車体側に固定され、下部取付治具312は車輪側に固定されており、車輪301を介して入力された衝撃は下部取付治具312によってショックアブソーバ310に伝達される。
The
コイルドウェーブスプリング10の下端は、下部取付治具312に回転固定され、コイルドウェーブスプリング10の上端は調節リング314に回転固定されている。
また、上部取付治具311と下部取付治具312との間で、調節リング314を介して装着されたばね特性調節型圧縮付勢体1は予め所定高さまで縮められて設置されており、この縮められたことによる付勢力で上部取付治具311と下部取付治具312を上下外向きに付勢している。
The lower end of the coiled
In addition, the spring characteristic adjusting type
調節リング314は、上部取付治具311の外径よりわずかに大きな内径を有するリング形状で形成され、上端の周縁部に、等間隔に配置された嵌合凸部314aを備えている。そして、上部取付治具311の外周に回転可能に装着された調節リング314は、上部取付治具311の外周に、周方向に等間隔で同様の凹形状で形成された嵌合溝部311aに嵌合凸部314aを嵌合させて、上部取付治具311に対して回転が固定されている。
The
利用者は、このように構成したショックアブソーバ310を、ラジオコントロールカー300を走行させる路面状況に応じて、ショックアブソーバ310、すなわちコイルドウェーブスプリング10を所望の自由高さLに設定することができる。
The user can set the
詳しくは、利用者は、ショックアブソーバ310の調節リング314を一旦、圧縮方向D1にスライドさせて、嵌合溝部311aと嵌合凸部314aとの嵌合を解除する。そして、所望のばね特性を得るために調節リング314を回転させてコイルドウェーブスプリング10に回転を付与し、この状態で、調節リング314を伸長方向D2にスライドさせ、嵌合溝部311aと嵌合凸部314aとを嵌合させて固定する。
Specifically, the user once slides the
これにより、利用者は、ショックアブソーバ310のコイルドウェーブスプリング10に容易に回転を付与できるとともに、回転を付与した状態で調節リング314を固定することができる。したがって、所望のばね特性に設定されたショックアブソーバ310を利用してラジオコントロールカー300を走行させることができる。すなわち、所望の衝撃吸収性能を有するショックアブソーバ310を備えたラジオコントロールカー300を得ることができる。
Accordingly, the user can easily apply rotation to the coiled
このように、様々な用途で用いられるコイルドウェーブスプリング10を備えたばね特性調節型圧縮付勢体1であるが、例えば、ばね鋼11が降伏する程度までコイルドウェーブスプリング10が圧縮方向D1に圧縮された場合であっても、コイルドウェーブスプリング10に回転Rを付与することによって、コイルドウェーブスプリング10の自由高さLが調節され、ばね鋼11の降伏を回避することができる。したがって、本発明により、安全で、耐久性のあるコイルドウェーブスプリング10を備えたばね特性調節型圧縮付勢体1を構成することができる。
Thus, although it is the spring characteristic adjustment type
この発明の構成と、上述の実施形態との対応において、
この発明の波型部分は、ウェーブ12に対応し、
以下同様に、
圧縮型コイルばねは、コイルドウェーブスプリング10に対応し、
ばね特性は、第1ばね定数k1及び第2ばね定数k2とその押圧量に応じた付勢力に対応し、
回転付与手段は、回転機構20,20’に対応し、
握持部は、アーム14,14’に対応し、
凸状頂部は、上向ウェーブ12aの頂部13aに対応し、
凹状頂部は、下向ウェーブ12bの頂部13bに対応し、
押圧部は、押圧ボタン102に対応し、
制御部は、制御装置に対応し、
調節型付勢装置は、コントローラ100、又はマットレス200に対応し、
衝撃力伝達部は、下部取付治具312に対応し、
調節型衝撃吸収装置は、ショックアブソーバ310に対応するも、
この発明は、上述の実施形態の構成のみに限定されるものではなく、多くの実施の形態を得ることができる。
In correspondence between the configuration of the present invention and the above-described embodiment,
The corrugated portion of the present invention corresponds to wave 12,
Similarly,
The compression type coil spring corresponds to the coiled
The spring characteristics correspond to the urging force according to the first spring constant k1 and the second spring constant k2 and the pressing amount thereof,
The rotation imparting means corresponds to the
The gripping part corresponds to the
The convex top corresponds to the top 13a of the
The concave top corresponds to the top 13b of the
The pressing part corresponds to the
The control unit corresponds to the control device,
The adjustable biasing device corresponds to the
The impact force transmission part corresponds to the
The adjustable shock absorber corresponds to the
The present invention is not limited only to the configuration of the above-described embodiment, and many embodiments can be obtained.
1,1’…ばね特性調節型圧縮付勢体
10…コイルドウェーブスプリング
11…ばね鋼
12…ウェーブ
12a…上向ウェーブ
12b…下向ウェーブ
13a,13b…頂部
14,14’…アーム
20,20’…回転機構
100…コントローラ
102…押圧ボタン
200…マットレス
310…ショックアブソーバ
312…下部取付治具
DESCRIPTION OF
Claims (9)
圧縮型コイルばねのばね特性調節方法。 The spring characteristics of a compression-type coil spring in which a strip-shaped spring steel is wound in a coil shape, and the spring characteristics are adjusted by applying rotation to a compression-type coil spring that forms a continuous wave shape in the length direction of the spring steel. Adjustment method.
請求項1に記載の圧縮型コイルばねのばね特性調節方法。 The method for adjusting the spring characteristics of a compression type coil spring according to claim 1, wherein in a state where no rotation is applied, the convex top and the concave top of the corrugated portion adjacent to each other in the compression direction come into contact with each other.
請求項1又は2に記載の圧縮型コイルばねのばね特性調節方法。 The method for adjusting the spring characteristics of a compression type coil spring according to claim 1 or 2, wherein the rotation of the waveform portion of the compression type coil spring is allowed to be shifted by a half wavelength in the rotation phase.
該圧縮型コイルばねに、回転を付与してばね特性を調節する回転付与手段とを備えた
ばね特性調節型圧縮付勢体。 A coiled coil spring in which a strip-shaped spring steel is wound in a coil shape, and a corrugation continuous in the length direction of the spring steel is formed;
A spring characteristic adjustment type compression urging body comprising rotation imparting means for imparting rotation to the compression type coil spring to adjust the spring characteristic.
前記回転付与手段が、前記握持部を握持して前記回転を付与する
請求項4に記載のばね特性調節型圧縮付勢体。 A grip portion is provided at at least one end of the spring steel,
The spring characteristic adjustment type compression urging body according to claim 4, wherein the rotation imparting means imparts the rotation by grasping the gripping portion.
請求項4又は5に記載のばね特性調節型圧縮付勢体。 The spring characteristic adjustment type compression urging body according to claim 4 or 5, wherein in a state where the rotation by the rotation applying unit is not applied, the convex top and the concave top of the corrugated portion adjacent to each other in the compression direction come into contact with each other.
前記圧縮型コイルばねの波型部分を回転位相において半波長分ずらす回転を付与する構成とした
請求項4,5又は6に記載のばね特性調節型圧縮付勢体。 The rotation applying means;
The spring characteristic adjustment type compression urging body according to claim 4, 5 or 6, wherein a rotation is provided by shifting the corrugated portion of the compression type coil spring by a half wavelength in the rotation phase.
前記回転付与手段を制御する制御部とを備えた
調節型付勢装置。 A pressing portion that presses the spring characteristic adjustment type compression biasing body according to any one of claims 4 to 7 in a compression direction;
An adjustment-type urging device comprising: a control unit that controls the rotation applying unit.
調節型衝撃吸収装置。 8. An adjustable impact absorbing device comprising an impact force transmitting portion for transmitting an input impact force to the spring characteristic adjustable compression urging body according to claim 4.
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