JP6549795B2 - バネ組立体及びその製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、コイルバネを支持してなるバネ組立体及びその製造方法に関する。
従来から、環状の板材に複数のコイルスプリングを立設させて構成されたバネ組立体が、例えば、自動車のオートマチックトランスミッションに組み込まれるピストンを付勢するバネとして用いられている。
例えば、下記特許文献1には、1枚の円盤状基板に、内外側に配される2本一組の圧縮コイルばねを、一定の間隔をおいて取付ける構成のばね組立体において、円盤状基板の各取付箇所に、上記内外側に配される圧縮コイルばねを固定する保持手段を個々に形成して、内側の圧縮コイルばねに対しては、その保持手段を外方にカシメて固定し、外側の圧縮コイルばねに対しては、その保持手段を内方にカシメて固定するように構成した、ばね組立体が記載されている。前記円盤状基板には、大径の円環凸状のストッパー壁と、これよりも小径の円筒状保持壁とが、同軸状に形成されていると共に、ストッパー壁の外周の対向する位置に、切起こし状に一対の保持爪が形成されている。そして、内側の圧縮コイルばねを円筒状保持壁の外周に配置し、外側の圧縮コイルばねをストッパー壁と一対の保持爪との間に配置し、円筒状保持壁の先端を外方にカシメることで、内側の圧縮コイルばねの一端部に係止させ、保持爪の先端を内方にカシメることで、外側の圧縮コイルばねの一端部に係止させて、2つの圧縮コイルバネが固定されるようになっている。
実開平6−69446号公報
しかしながら、上記特許文献1に記載されたばね組立体の場合、保持爪の先端部を内方にカシメて、外側の圧縮コイルばねの一端部を、円盤状基板に向けて押し付けているので、その押し付け力によって、外側の圧縮コイルばねが、円盤状基板に対して傾いて固定されてしまうことがあった。
したがって、本発明の目的は、基板に対してコイルバネの傾きを抑制して支持することができる、バネ組立体及びその製造方法を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明の一つは、コイルバネがバネ支持部材に支持されたバネ組立体であって、前記バネ支持部材は、前記コイルバネの一端部を支持する基板を有しており、該基板には、前記コイルバネの一端部の外径側に配置された少なくとも一対の保持片と、前記一対の保持片に対向して、前記コイルバネの一端部の内径側に配置された内側壁とが形成され、前記一対の保持片は、前記基板の表面から立設し、前記内側壁との間で前記コイルバネの一端部を挟持する立設部と、該立設部の立設方向先端から、前記コイルバネの内径方向に屈曲し、前記コイルバネの一端部の、前記基板の表面からの抜け外れを規制する屈曲部とを有しており、前記一対の保持片の立設部と前記内側壁とで前記コイルバネの一端部を挟持した状態で、前記コイルバネの一端部と前記屈曲部との間、及び/又は、前記コイルバネの一端部と前記基板の表面との間に、隙間が形成されていることを特徴とする。
また、本発明のもう一つは、コイルバネがバネ支持部材に支持されたバネ組立体の製造方法であって、前記コイルバネの一端部を支持する基板に、該基板から立設して前記コイルバネの一端部の外径側に配置される少なくとも一対の保持片と、前記一対の保持片に対向して、前記コイルバネの一端部の内径側に配置される内側壁とを形成すると共に、前記一対の保持片に、前記基板の表面から立設し、前記内側壁との間で前記コイルバネの一端部を挟持する立設部と、該立設部の立設方向先端から前記コイルバネの内径方向に屈曲して、前記コイルバネの一端部の、前記基板の表面からの抜け外れを規制する屈曲部とを形成する工程と、前記基板の、前記一対の保持片と前記内側壁との間に、前記コイルバネの一端部の外周又は内周に隙間を設けて、前記コイルバネを配置する工程と、前記内側壁の対向間隔よりも大きい押圧部材を、前記内側壁の内側に挿入することで、前記内側壁を内径側から押圧して、前記コイルバネの一端部を前記一対の保持片の立設部と前記内側壁との間で挟持すると共に、前記コイルバネの一端部と前記屈曲部との間、及び/又は、前記コイルバネの一端部と前記基板の表面との間に、隙間を形成する工程とを有していることを特徴とする。
本発明のバネ組立体によれば、保持片の立設部と内側壁とでコイルバネの一端部を挟持した状態で、コイルバネの一端部と屈曲部との間、及び/又は、コイルバネの一端部と基板の表面との間に、隙間が形成されているので、屈曲部によってコイルバネの一端部が基板に押し付けられることがなく、コイルバネの傾きを抑制することができ、その結果、基板に対してコイルバネを安定した姿勢で支持することができる。
また、本発明のバネ組立体の製造方法によれば、バネ支持部材の基板に形成した一対の保持片と内側壁との間に、コイルバネの一端部を配置して、内側壁の内側に押圧部材を挿入して、同内側壁を内径側から押圧するだけの簡単な作業で、コイルバネの一端部と屈曲部との間、及び/又は、コイルバネの一端部と基板との間に、隙間を形成しつつ、コイルバネの一端部を一対の保持片の立設部と内側壁との間で抜け止め状態で挟持でき、コイルバネの傾きを抑制して、基板に対してコイルバネを安定した姿勢で支持することができる。
本発明に係るバネ組立体の、一実施形態を示す斜視図である。 同バネ組立体の要部拡大斜視図である。 同バネ組立体を構成するバネ支持部材の、コイルバネの一端部を挟持する前の状態の拡大平面図である。 同バネ組立体において、コイルバネの一端部を挟持する前の状態の、要部拡大断面図である。 同バネ組立体において、コイルバネの一端部を挟持した状態の、拡大平面図である。 同バネ組立体において、コイルバネの一端部を挟持した状態の、要部拡大断面図である。 本発明に係るバネ組立体の、他の実施形態を示す要部拡大斜視図である。 同バネ組立体において、コイルバネの一端部を挟持した状態の、要部拡大断面図である。
以下、図面を参照して、本発明に係るバネ組立体の、一実施形態について説明する。
図1に示すように、このバネ組立体10は、コイルバネ50がバネ支持部材20に支持されたもので、この実施形態のバネ組立体10の場合、複数のコイルバネ50の両端部53,53が、一対のバネ支持部材20,20にそれぞれ支持されて構成されている(図1参照)。
なお、このバネ組立体10は、例えば、自動車のオートマチックトランスミッションに組み込まれる油圧制御用のピストンを付勢するための、ピストンリターン用バネとして用いることができるが、適用箇所や設置箇所は特に限定されない。また、コイルバネ50は、金属製の線材51を所定ピッチをあけて巻回して形成されている。
図1に示すように、前記バネ支持部材20は金属製であって、コイルバネ50の一端部53が当接する、円環状をなした基板21を有している。なお、基板21は円環状でなくとも、例えば、平板状をなしていてもよく、コイルバネ50を支持可能であればよい。
また、図2及び図4に示すように、この基板21には、コイルバネ50の一端部53の外径側に配置された少なくとも一対の保持片25,25と、それぞれの保持片25に対向して、コイルバネ50の一端部53の内径側に配置された内側壁30とが形成されている。この実施形態では、基板21の所定箇所に、一対の保持片25,25が対向して配置され、該一対の保持片25,25の内側に、所定間隔を設けて、内側壁30が配置されている。
また、この実施形態では、基板21の周方向に均等な間隔をあけて、上記一対の保持片25,25と内側壁30とが複数組(ここでは10個)設けられているが、その個数に特に限定はない。なお、保持片25は、少なくとも一対あればよく、二対以上あってもよい。例えば、内側壁30の外側に、一対の保持片25,25を設けると共に、これらの一対の保持片25,25に対して直交するように、もう一対の保持片25,25を設けてもよい。
更に図2に示すように、各保持片25は、基板21の表面21a(コイルバネ50の一端部53が当接する面)から立設して、前記内側壁30との間でコイルバネ50の一端部53を挟持する立設部35と、該立設部35の立設方向先端から、コイルバネ50の内径方向に屈曲し、コイルバネ50の一端部53の、基板21の表面21aからの抜け外れを規制する屈曲部37とを有している。
各保持片25について具体的に説明すると、図2に示すように、基板21の、内側壁30の外側には所定間隔をあけて、切欠き23,23がそれぞれ形成されており、該切欠き23を介して、所定幅の突片状をなした立設部35が、基板21の表面21aに対してほぼ直角に屈曲するように、切起こして形成されている。また、図5に示すように、この立設部35は、コイルバネ50の外周形状に沿って湾曲した形状をなしている。なお、立設部35は、基板21の表面21aに直角ではなく、基板21の表面21aに対して所定角度で傾いて立設していてもよく、内側壁30との間でコイルバネ50の一端部53が挟持可能であればよい。
また、図4及び図7に示すように、前記屈曲部37は、立設部35の立設方向先端から、コイルバネ50の内径方向に向けて、かつ、基板21の表面21aに対して離れる方向に、屈曲した形状をなしている。この屈曲部37が、コイルバネ50の一端部53側の、線材51,51の間に配置されて、コイルバネ50の一端部53の、基板21の表面21aからの抜け外れを規制する(図6参照)。なお、屈曲部37としては、例えば、立設部35の立設方向先端から、基板21の表面21a側に向けて屈曲させたり、同立設方向先端から立設部35に対して直角に屈曲させたりしてもよい。
一方、前記内側壁30は、基板21に形成された貫通孔27(図4及び図6参照)を介して、その表面側周縁から突設した筒状をなしている。この実施形態における内側壁30は、図2や図3に示すように、コイルバネ50の一端部53を保持片25との間で挟持する前の状態で、円筒状をなしている。なお、図4に示すように、この状態においては、コイルバネ50の一端部53は、一対の保持片25,25と内側壁30との間に、基板21の表面21aに当接して支持されると共に、コイルバネ50の一端部53の内周と内側壁30との間、及び、コイルバネ50の一端部53の外周と保持片25の立設部35との間に、隙間39をそれぞれ設けた状態で配置される。なお、コイルバネ50の一端部53の内周と内側壁30との間、又は、コイルバネ50の一端部53の外周と保持片25の立設部35との間の、いずれか一方に隙間39を設けてもよく、特に限定はされない。
また、この内側壁30は、コイルバネ50の一端部53を保持片25の立設部35との間で挟持した状態では(図6参照)、図5に示すように、軸方向から見て長辺及び短辺を有する筒状の壁部をなしている。すなわち、この状態における内側壁30は、短辺側に配置された壁部31,31と、長辺側に配置された壁部32,32とからなる、略楕円形の筒状をなしており、短辺側の壁部31,31が、前記一対の保持片25,25の内側に対向して配置される。そして、図5及び図6に示すように、内側壁30の短辺側の壁部31,31と、一対の保持片25,25の立設部35,35とによって、コイルバネ50の一端部53を挟持している。
なお、後述するバネ組立体の製造法においても説明するが、図2や図4に示すように、円筒状をなした内側壁30の内径よりも大径の長軸を有する、断面楕円形状をなした押圧部材5(プレス成形時のポンチ等)が、貫通孔27を通して内側壁30の内側に挿入されることで、同内側壁30が内径側から押し広げられて、短辺側に壁部31,31を有する略楕円形の筒状をなした内側壁30が形成されるようになっている。
また、内側壁としては、筒状に形成されたものではなく、分離して形成された複数の壁部からなるものであってもよく(少なくとも一対の保持片に対応して、少なくとも一対の壁部があればよい)、一対の保持片の立設部との間で、コイルバネ50の一端部53を挟持可能であれば特に限定はされない。
そして、このバネ組立体10は、一対の保持片25,25の立設部35と内側壁30とでコイルバネ50の一端部53を挟持した状態で、コイルバネ50の一端部53と、保持片25の屈曲部37との間に、隙間40が形成されている(図6参照)。ここでは、一対の保持片25,25の立設部35,35と、内側壁30の短辺側に配置された壁部31,31とで、コイルバネ50の一端部53を挟持した状態で、コイルバネ50の一端部53と保持片25の屈曲部37との間に、隙間40が形成されている。
なお、特に図示しないが、一対の保持片25,25の立設部35と内側壁30とでコイルバネ50の一端部53を挟持した状態で、コイルバネ50の一端部53と基板21の表面21aとの間に、隙間が形成されていてもよく、また、前記状態で、コイルバネ50の一端部53と屈曲部37との間、及び、コイルバネ50の一端部53と基板21の表面21aとの間の両方に、隙間40が形成されていてもよい。
次に、上記構成からなるバネ組立体の作用効果について説明する。
すなわち、図6に示すように、このバネ組立体10においては、コイルバネ50の一端部53は、一対の保持片25,25の立設部35,35と、内側壁30の短辺側の壁部31,31との間で挟持されると共に、各保持片25の屈曲部37によって抜け外れが規制されているので、バネ支持部材20に対してコイルバネ50を抜け止めして支持することができる。そして、図6に示すように、各保持片25の立設部35と内側壁30の短辺側の壁部31とでコイルバネ50の一端部53を挟持した状態で、コイルバネ50の一端部53と屈曲部37との間に、隙間40が形成されているので、屈曲部37によって、コイルバネ50の一端部53が基板21に押し付けられることがなく、コイルバネ50の傾きを抑制することができ、基板21に対してコイルバネ50を安定した姿勢で支持させることができる。なお、コイルバネ50の一端部53が屈曲部37に当接した状態でも、コイルバネ50の一端部53と基板21の表面21aとの間に隙間40が生じるので、コイルバネ50の一端部53が基板21に押し付けられることを防止して、コイルバネ50の傾きを抑制できる。
また、この実施形態においては、内側壁30は、コイルバネ50の一端部53を保持片25の立設部35との間で挟持した状態で、図5に示すように、軸方向から見て長辺及び短辺を有する筒状の壁部をなし、短辺側の壁部31,31と、一対の保持片25,25の立設部35,35とで、コイルバネ50の一端部53を挟持している。そのため、筒状をなした内側壁30の内側に、押圧部材5を挿入して、内側壁30を内径側から押圧して、短辺側の壁部31,31を形成することにより、同短辺側の壁部31,31と一対の保持片25,25の立設部35,35とで、コイルバネ50の一端部53を挟持することができるので、バネ支持部材20に対するコイルバネ50の組付け作業を容易にすることができる。
更に、この実施形態においては、図5に示すように、一対の保持片25,25の各立設部35は、コイルバネ50の外周形状に沿って湾曲した形状をなしているので、コイルバネ50の外周に、各立設部35を密接させやすくして、コイルバネ50の一端部に対する挟持力を高めることができると共に、コイルバネ50の一端部を、基板21の表面21aから、より抜け外れにくくすることができる。
次に、本発明に係るバネ組立体の製造方法及びその作用効果について説明する。
すなわち、コイルバネ50がバネ支持部材20に支持されたバネ組立体の製造方法であって、コイルバネ50の一端部53が当接する基板21に、該基板21から立設してコイルバネ50の一端部53の外径側に配置される少なくとも一対の保持片25,25と、それぞれの保持片25に対向して、コイルバネ50の一端部53の内径側に配置される内側壁30とを形成すると共に、一対の保持片25,25に、基板21の表面21aから立設し、内側壁30との間でコイルバネ50の一端部53を挟持する立設部35と、該立設部35の立設方向先端からコイルバネ50の内径方向に屈曲して、コイルバネ50の一端部53の、基板21の表面21aからの抜け外れを規制する屈曲部37とを形成する工程(以下、「形成工程」という)と、基板21の、一対の保持片25,25と内側壁30との間に、コイルバネ50の一端部53の外周及び/又は内周に隙間39を設けて、コイルバネ50を配置する工程(以下、「コイル配置工程」という)と、内側壁30の対向間隔よりも大きい押圧部材5を、内側壁30の内側に挿入することで、内側壁30を内径側から押圧して、コイルバネ50の一端部53を一対の保持片25,25と内側壁30との間で挟持すると共に、コイルバネ50の一端部53と屈曲部37との間、及び/又は、コイルバネ50の一端部53と基板21との間に、隙間40を形成する工程(以下、「隙間形成工程」という)とを有している。
上記の「形成工程」は、この実施形態の場合、金属製の円環状をなした基板21に、打ち抜き成形やプレス成形等によって、円筒状をなした内側壁30を形成し、その外径側に切欠き23を介して立設部35,35を切起こして形成し、かつ、各立設部35の立設方向先端に、コイルバネ50の内径方向に屈曲する屈曲部37を形成するものである。
上記の「コイル配置工程」は、この実施形態の場合、図2に示すように、基板21の、一対の保持片25,25と内側壁30との間に、コイルバネ50の一端部53を挿入して、基板21の表面21aに当接させて、コイルバネ50の一端部53の内周と内側壁30との間、及び、コイルバネ50の一端部53の外周と保持片25との間に、隙間39を設けた状態で配置するものである(図4参照)。なお、コイルバネ50の一端部53の内周と内側壁30との間、又は、コイルバネ50の一端部53の外周と保持片25との間の、いずれか一方に隙間39を設けてもよい。
上記の「隙間形成工程」は、この実施形態の場合、図2や図4に示すように、内側壁30の対向間隔よりも大きい押圧部材5(プレス成形時のポンチ等)を、内側壁30の内側に挿入するものである。なお、押圧部材5の押し込み方向と直交する断面は、保持片25,25に向く方向が長くなった形状、例えば楕円形、長方形等の断面をなしている。それによって、内側壁30を内径側から押圧して、短辺側に壁部31,31、長辺側に壁部32,32を設けた略楕円形の筒状をなす内側壁30を形成して(図5参照)、コイルバネ50の一端部53を、一対の保持片25,25の立設部35,35と、内側壁30の短辺側の壁部31,31との間で挟持すると共に、コイルバネ50の一端部53と屈曲部37との間に、隙間40を形成する。なお、上記のコイルバネ50の一端部53の挟持状態で、コイルバネ50の一端部53と基板21の表面21aとの間に、隙間40を形成したり、コイルバネ50の一端部53と屈曲部37との間、及び、コイルバネ50の一端部53と基板21の表面21aとの間の両方に、隙間40を形成してもよい。
そして、このバネ組立体の製造方法によれば、バネ支持部材20の基板21に形成した一対の保持片25,25と内側壁30との間に、コイルバネ50の一端部53を配置して、内側壁30の内側に押圧部材5を挿入して、同内側壁30を内径側から押圧するだけの簡単な作業で、コイルバネ50の一端部53と屈曲部37との間、及び/又は、コイルバネ50の一端部53と基板21の表面21aとの間に、隙間40を形成しつつ、コイルバネ50の一端部53を、一対の保持片25,25の立設部35,35と内側壁30(ここでは短辺側の壁部31)との間で抜け止め状態で挟持でき、コイルバネ50の傾きを抑制して、基板21に対してコイルバネ50を安定した姿勢で支持することができる。
図7及び図8には、本発明に係るバネ組立体の、他の実施形態が示されている。なお、前記実施形態と実質的に同一部分には同符号を付してその説明を省略する。
この実施形態におけるバネ組立体10Aは、内側壁の形状が前記実施形態と異なっている。すなわち、図7に示すように、この実施形態における内側壁30Aは、基板21の表面21a側であって、貫通孔27の対向する周縁から立設した一対の壁部33,33から構成されている。また、一対の壁部33,33は、一対の保持片25,25の内側に、対向するように配置されており、更に各壁部33は、コイルバネ50の内周形状に沿って略円弧状をなすように湾曲した形状となっている。
また、内側壁30Aの壁部33は、コイルバネ50の一端部53を挟持する前の状態ででは、対向配置される保持片25の立設部35との間に、コイルバネ50の一端部53を配置可能な程度の隙間を有している。そして、一対の壁部33,33の内径よりも大径の押圧部材が、一対の壁部33,33の間に挿入されて、各壁部33が内径側から押し広げられることで、図8に示すように、一対の保持片25,25の立設部35,35と、内側壁30Aの壁部33,33とで、コイルバネ50の一端部53が挟持される。この状態で、コイルバネ50の一端部53と屈曲部37との間に隙間40が形成されるため、屈曲部37によって、コイルバネ50の一端部53が基板21に押し付けられることがなく、コイルバネ50の傾きを抑制して、基板21に対してコイルバネ50を安定した姿勢で支持することができる。
また、一対の保持片25,25の立設部35と内側壁30Aの壁部33,33とで、コイルバネ50の一端部53を挟持した状態で、コイルバネ50の一端部53と基板21の表面21aとの間に、隙間が形成されていてもよく、又は、前記状態で、コイルバネ50の一端部53と屈曲部37との間、及び、コイルバネ50の一端部53と基板21の表面21aとの間の両方に、隙間40が形成されていてもよい。
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で、各種の変形実施形態が可能であり、そのような実施形態も本発明の範囲に含まれる。
10,10A バネ組立体
20 バネ支持部材
21 基板
21a 表面
25 保持片
27 貫通孔
30,30A 内側壁
31 短辺側の壁部
35 立設部
37 屈曲部
40 隙間
50 コイルバネ
53 一端部

Claims (4)

  1. コイルバネがバネ支持部材に支持されたバネ組立体であって、
    前記バネ支持部材は、前記コイルバネの一端部を支持する基板を有しており、
    該基板には、前記コイルバネの一端部の外径側に配置された少なくとも一対の保持片と、前記一対の保持片に対向して、前記コイルバネの一端部の内径側に配置された内側壁とが形成され、
    前記一対の保持片は、前記基板の表面から立設し、前記内側壁との間で前記コイルバネの一端部を挟持する立設部と、該立設部の立設方向先端から、前記コイルバネの内径方向に屈曲し、前記コイルバネの一端部の、前記基板の表面からの抜け外れを規制する屈曲部とを有しており、
    前記一対の保持片の立設部と前記内側壁とで前記コイルバネの一端部を挟持した状態で、前記コイルバネの一端部と前記屈曲部との間、及び/又は、前記コイルバネの一端部と前記基板の表面との間に、隙間が形成されていることを特徴とするバネ組立体。
  2. 前記内側壁は、軸方向から見て長辺及び短辺を有する筒状の壁部をなしており、その短辺側の壁部と、前記一対の保持片の立設部とで、前記コイルバネの一端部を挟持している請求項1記載のバネ組立体。
  3. 前記一対の保持片の立設部は、前記コイルバネの外周形状に沿って湾曲した形状をなしている請求項1又は2記載のバネ組立体。
  4. コイルバネがバネ支持部材に支持されたバネ組立体の製造方法であって、
    前記コイルバネの一端部を支持する基板に、該基板から立設して前記コイルバネの一端部の外径側に配置される少なくとも一対の保持片と、前記一対の保持片に対向して、前記コイルバネの一端部の内径側に配置される内側壁とを形成すると共に、前記一対の保持片に、前記基板の表面から立設し、前記内側壁との間で前記コイルバネの一端部を挟持する立設部と、該立設部の立設方向先端から前記コイルバネの内径方向に屈曲して、前記コイルバネの一端部の、前記基板の表面からの抜け外れを規制する屈曲部とを形成する工程と、
    前記基板の、前記一対の保持片と前記内側壁との間に、前記コイルバネの一端部の外周又は内周に隙間を設けて、前記コイルバネを配置する工程と、
    前記内側壁の対向間隔よりも大きい押圧部材を、前記内側壁の内側に挿入することで、前記内側壁を内径側から押圧して、前記コイルバネの一端部を前記一対の保持片の立設部と前記内側壁との間で挟持すると共に、前記コイルバネの一端部と前記屈曲部との間、及び/又は、前記コイルバネの一端部と前記基板の表面との間に、隙間を形成する工程とを有していることを特徴とする、バネ組立体の製造方法。
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