JP3782384B2 - コイルばね - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、振動を吸収するためのダンパ部材などとして用いられるコイルばねに関するものである。さらに詳しくは、コイルばねにおけるコイル巻線の共振防止に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
コイルばねは、自動車のサスペンション、装置あるいは建築物の免振用ダンパ部材として用いられている。例えば、図３（Ａ）に示すように、外部振動を吸収するダンパ部材としてコイルばね１０を装置１１の下面に取付けた場合、コイルばね１０は、コイル巻線１２の下端部分１２ａから外部振動が伝わると、全体が上端部分１２ｂに向けて縮むことにより、振動を吸収する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、コイルばね１０は、特定の周波数域に共振点を有しているため、外部振動Ｆの周波数がコイル巻線１２の共振周波数に等しい場合には、図３（Ｂ）から図３（Ｅ）に模式的に示すように、外部振動Ｆによって縮んだ部分Ｔがコイル巻線１２の下端部分１２ａから一巻きずつ移動して装置１１に取付けられた上端部分１２ｂまで伝わって装置１１にまで伝わってしまう。また、波状伸縮は、装置１１側で折り返し、図３（Ｅ）から図３（Ｇ）に示すように、縮んだ部分Ｔが上端部分１２ｂから一巻きずつ波状に下端部分１２ａまで移動して、再び、図３（Ｂ）から図３（Ｅ）に示す波状伸縮を繰り返す。従って、装置１１にコイル巻線１２の固有振動が増幅されて伝わってしまうという問題点がある。
【０００４】
このような問題点に鑑みて、本発明の課題は、コイル巻線の共振に起因する波状伸縮を防止することにより、振動吸収性能を向上させることのできるコイルばねを提案することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係るコイルばねでは、螺旋状に巻かれた断面円形のコイル巻線と、該コイル巻線と同一のピッチをもって螺旋状に巻かれた板ばね状補助部材とを有し、当該板ばね状補助部材は、幅方向を前記コイル巻線の中心軸線方向に向けて当該コイル巻線に沿って弾性体を介して接合されていることを特徴とする。
【０００６】
本発明のコイルばねは、コイル巻線の内周、あるいは、外周側に対して弾性体を介して螺旋状の板ばね状補助部材がコイル巻線に沿って固定されている。ここで、コイル巻線の共振周波数と、板ばね状補助部材の共振周波数は異なるため、コイル巻線の共振周波数に等しい振動であっても、板ばね状補助部材の弾性によって、コイルばね全体が均等に縮むことにより振動を吸収する。一方、板ばね状補助部材を共振させる外部振動は、コイル巻線により吸収することができる。また、板ばね状補助部材を適切な幅および厚さにすることで、コイル巻線のばね性能を損ねることもない。従って、コイルばねは、コイル巻線を共振状態にする周波数の外部振動に対しても、振動吸収性を発揮することができる。
【０００７】
本発明において、前記弾性体は、例えば、弾性を備えた接着剤である。従って、コイル巻線と板ばね状補助部材とを接着剤で貼り合わせるだけでコイル巻線と板ばね状補助部材との間に振動吸収用の弾性体を挟み込むことができる。また、コイル巻線が断面円形であっても、コイル巻線と板ばね状補助部材とを強固に接合することができる。
【０００８】
本発明において、前記板ばね状補助部材は、耐食処理されていることが好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して、本発明を適用したコイルばねの例を説明する。
【００１０】
図１（Ａ）および（Ｂ）は、本発明を適用したコイルばねを示す斜視図および部分拡大図である。図２（Ａ）、（Ｂ）は、コイルばねを装置に取付けた初期状態を示す概略説明図、およびコイルばねに外部振動が伝わった状態を示す概略説明図である。
【００１１】
図１に示すように、本例のコイルばね１は、ダンパ部材として用いられるものであり、螺旋状に巻回されたコイル巻線２と、このコイル巻線２の内周側に螺旋状に巻かれた金属製の板ばね状補助部材３と、コイル巻線２と板ばね状補助部材３の間に挟まれて双方を接着固定している弾性体４とを備えている。
【００１２】
板ばね状補助部材３は、コイルばね２のばね特性に影響を与えない幅および厚さのものが用いられており、使用環境に合わせて、表面に耐食処理が施される。
【００１３】
弾性体４は、各種ゴム系接着剤、あるいは弾性を備えた各種樹脂系接着剤であり、コイルばね２と板ばね状補助部材３の間に挟まれて双方を接着固定している。
【００１４】
このように構成したコイルばね１では、一方の端部に伝わる振動をコイル巻線２および板ばね状補助部材３の弾性によって、緩衝あるいは吸収する。
【００１５】
例えば、図２（Ａ）に示すように、コイルばね１が装置５の下側に取付けられている場合、その下端部分１ａに外部振動Ｆが伝わると、図２（Ｂ）に示すように、コイル巻線２が下端部分１ａから上端部分１ｂに亘って一巻きごとに等しい間隔Ｔで均等に縮むことにより振動を吸収する。この結果、装置５に対して外部振動Ｆが伝わらないようにすることができる。
【００１６】
また、図２（Ｂ）の状態において、外部振動がコイル巻線２を共振状態にする振動数と等しい場合、コイル巻線２は、下端部分１ａから上端部分１ｂに向かう波状伸縮を起こそうとするが、コイル巻線２の内周側に板ばね状補助部材３が取付けられているので、コイル巻線２を共振状態にする振動数と等しい外部振動であっても、コイルばね１の波状伸縮は、板ばね状補助部材３により規制されてコイル巻線２が一巻きごとに間隔Ｔで均等に縮んで、振動を吸収する。
【００１７】
このように、本形態のコイルばね１は、コイル巻線２の内側に弾性体４を介して螺旋状の板ばね状補助部材３がコイル巻線２に沿って固定され、コイル巻線２の共振周波数と、板ばね状補助部材３の共振周波数は異なる。このため、コイル巻線２の共振周波数に等しい外部振動であっても、コイルばね１は、板ばね状補助部材３の弾性によって全体が均等に縮むことにより振動を吸収する。一方、板ばね状補助部材３を共振させるような外部振動については、コイル巻線２の弾性により吸収することができる。また、板ばね状補助部材３を適切な幅および厚さにすることで、コイルばね１のばね性能を損ねることもない。従って、コイルばね１は、コイル巻線２を共振状態にする外部振動に対しても、振動吸収性を保つことができる。
【００１８】
また、コイル巻線２には、接着剤からなる弾性体４を介して板ばね状補助部材３が固定されている。このため、コイル巻線２と板ばね状補助部材３とを接着剤で貼り合わせるだけでコイル巻線２と板ばね状補助部材３との間に振動吸収用の弾性体４を挟み込むことができる。また、コイル巻線２が断面円形であっても、コイル巻線２と板ばね状補助部材３とを強固に接合することができる。
【００１９】
さらに、板ばね状補助部材３は、コイル巻線２に沿って螺旋状に巻いたものであるため、既存のコイルばねにも、簡単に低コストで装着することができる。
【００２０】
なお、上記の例では、コイル巻線２の内周側に板ばね状補助部材３を取付けているが、コイル巻線２の外周側に板ばね状補助部材３を取付けるようにしてもよい。
【００２１】
また、本例のコイルばね１は、装置のダンパ部材として用いる他にも、自動車のサスペンション、免振構造建築物のダンパ部材等に適用することができる。このような用途のうち、自動車のサスペンションとして用いた場合には、衝撃吸収性能が高いので、操縦安定性および静粛性が向上する。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のコイルばねは、コイル巻線の内周、あるいは、外周側に対して弾性体を介して螺旋状の板ばね状補助部材がコイル巻線に沿って固定されている。ここで、コイル巻線の共振周波数と、板ばね状補助部材の共振周波数は異なるため、コイル巻線の共振周波数に等しい振動であっても、板ばね状補助部材の弾性によって、コイルばね全体が均等に縮むことにより振動を吸収する。一方、板ばね状補助部材を共振させる外部振動は、コイル巻線により吸収することができる。また、板ばね状補助部材を適切な幅および厚さにすることで、コイル巻線のばね性能を損ねることもない。従って、コイルばねは、コイル巻線を共振状態にする周波数の外部振動に対しても、振動吸収性を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）および（Ｂ）は、本発明を適用したコイルばねを示す斜視図および部分拡大図である。
【図２】（Ａ）および（Ｂ）は、図１に示すコイルばねによる振動吸収動作の説明図である。
【図３】（Ａ）ないし（Ｇ）は、従来のコイルばねにおける共振状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１ コイルばね
２ コイル巻線
３ 板ばね状補助部材
４ 弾性体
５ 装置
１ａ 下端部分
１ｂ 上端部分
Ｆ 外部振動

Claims (3)

1. 螺旋状に巻かれた断面円形のコイル巻線と、該コイル巻線と同一のピッチをもって螺旋状に巻かれた板ばね状補助部材とを有し、当該板ばね状補助部材は、幅方向を前記コイル巻線の中心軸線方向に向けて当該コイル巻線に沿って弾性体を介して接合されていることを特徴とするコイルばね。
2. 請求項１において、前記弾性体は、弾性を備えた接着剤であることを特徴とするコイルばね。
3. 請求項１または２において、前記板ばね状補助部材は、耐食処理されていることを特徴とするコイルばね。

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