JP5914009B2 - 渦巻ばね - Google Patents
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Description
[渦巻ばねの配置および構成]
まず、本実施形態の渦巻ばねの配置および構成について説明する。図1に、本実施形態の渦巻ばねが配置された車両用シートの前傾状態における模式側面図を示す。図2に、図1の円II内の拡大図を示す。図3に、同渦巻ばねが配置された車両用シートの後傾状態における模式側面図を示す。図4に、図3の円IV内の拡大図を示す。
次に、本実施形態の渦巻ばねの作用効果について説明する。図4に示すように、後傾状態(最大変形状態)においては、渦巻ばね1に、径方向に隣り合うばね材Sが全て接触する接触区間Cと、径方向に隣り合うばね材Sの少なくとも一部が接触しない非接触区間(渦巻ばね1の周方向全域のうち、接触区間C以外の区間)と、が配置されている。すなわち、後傾状態においては、渦巻ばね1の周方向に、少なくとも一つの非接触区間と、少なくとも一つの接触区間Cと、が配置されている。接触区間Cにおいては、径方向に隣り合う全てのばね材Sが接触している。これに対して、非接触区間においては、径方向に隣り合うばね材Sのうち、少なくとも一部が接触していない。
本実施形態の渦巻ばねと、第一実施形態の渦巻ばねとの相違点は、接触誘導部材が配置されている点である。ここでは、相違点についてのみ説明する。図8に、本実施形態の渦巻ばねの後傾状態における側面図を示す。なお、図4と対応する部位については、同じ符号で示す。
以上、本発明の渦巻ばねの実施の形態について説明した。しかしながら、実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。
解析は市販のソフトウェアを使用した。解析においては、ばね材Sと相手物(内側相手物3、外側相手物4)との接触、およびばね材S同士の接触も考慮した。
図9に、最大変形状態における実施例1の内側接触部の位置と応力増加率との関係を示す。なお、応力増加率とは、応力の設計値を100%とした場合の、渦巻ばね1の応力の最大値を意味する。設計値σは、トルクをM、ばね材Sの短手方向幅(帯幅)をb、ばね材Sの板厚をhとして、以下の式(1)から算出される。
σ=(6×M)/(b×h2) ・・・式(1)
渦巻ばね1の応力は、設計値σに対して10%増加状態(図9における許容限度)まで、許容される。図9に示すように、内側接触部Aの位置θ(図4参照)を、80°以上160°以下に設定すると、渦巻ばね1の応力の最大値を許容限度以下にすることができる。すなわち、応力の最大値を小さくすることができる。一方、位置θが80°未満の場合および位置θが160°超過の場合は、応力の最大値を小さくすることができない。
図10に、最大変形状態における実施例1の巻位置と応力との関係を示す。なお、比較例1として、外端自由であって非接触式の渦巻ばねのデータを示す。また、比較例2として、実施例1において内側接触部Aの位置θ=30°とした場合のデータを示す。
20:内端部、21:渦巻部、22:外端部、23:接触誘導部材、80:シートクッション、81:シートバック
200:直線部、201:曲線部、220:直線部、221:曲線部、800:クッションフレーム、810:バックフレーム、810a:ブラケット
A:内側接触部、B:外側接触部、C:接触区間、D:内側基準部、h1〜h3:区間、i1〜i3:近似円、θ1〜θ3:中心角、L:基準線、O:渦形状中心、R1:内径、R2:外径、S:ばね材、a:曲率中心、b:曲率中心
Claims (5)
- 帯状のばね材製であって、内側相手物に固定される内端部と、外側相手物に対して揺動可能に係止される外端部と、該内端部と該外端部とを渦巻状に連結する渦巻部と、を備え、該内端部と該外端部とを相対的に回転させることにより、最小変形状態から最大変形状態まで弾性的に変形可能な渦巻ばねであって、
前記最大変形状態において、径方向に隣り合う前記ばね材の少なくとも一部が接触しない非接触区間と、径方向に隣り合う該ばね材が全て接触する接触区間と、が配置され、
該最大変形状態における、前記渦巻部の渦形状中心と、前記外端部と前記外側相手物とが接触する外側接触部と、を結ぶ直線を基準線として、該渦巻部の延在方向に沿って、該渦形状中心を中心とする中心角80°以上160°以下の区間かつ該渦巻部の径方向内側には、内側基準部が配置され、
前記接触区間は、該内側基準部の径方向外側に配置されることを特徴とする渦巻ばね。 - 前記内側基準部は、前記内端部と前記渦巻部との境界、または前記内側相手物と該渦巻部との接点のうち最も該内端部寄りの該接点に配置される内側接触部である請求項1に記載の渦巻ばね。
- 前記内端部は、直線部と、前記渦巻部に連なる一定の曲率の曲線部と、を有し、前記内側接触部は、該曲線部と該渦巻部との境界に配置される請求項2に記載の渦巻ばね。
- 前記内側基準部は、前記内側相手物から独立して配置される接触誘導部材と、前記渦巻部と、の接点に配置される請求項1に記載の渦巻ばね。
- 荷重が加わっていない自然状態における総巻数が2巻以上5巻以下であって、
該自然状態における前記渦巻部の渦形状中心から最小径部までの距離を内径R1、該自然状態における該渦巻部の渦形状中心から最大径部までの距離を外径R2、該自然状態における該渦巻部の径方向に隣り合う前記ばね材間の巻間隔λをλ=(R2−R1)/R2として、
該巻間隔λは、0.45以上0.65以下である請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の渦巻ばね。
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