JP7269102B2 - spring assembly - Google Patents

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Description

本発明は、複数のコイルバネを支持してなるバネ組立体に関する。 The present invention relates to a spring assembly supporting a plurality of coil springs.

従来から、環状の板材に複数のコイルバネ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(以下、単に「AT」ともいう)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。 Conventionally, a spring assembly constructed by erecting a plurality of coil springs on an annular plate material is used as a spring for urging a piston incorporated in, for example, an automatic transmission (hereinafter also simply referred to as "AT") of an automobile. used.

例えば、下記特許文献1には、複数の切起し孔が形成された環状プレートと、各切起し孔の内周縁から起立している円筒状突起を拡開するカシメにより、少なくとも一端が環状プレートに固定された複数のコイルスプリングとを備えた、スプリング組立体が記載されている。 For example, in Patent Document 1 below, at least one end is formed into an annular plate by forming a plurality of cut-and-raised holes on an annular plate and by caulking to widen cylindrical projections standing from the inner peripheral edge of each of the cut-and-raised holes. A spring assembly is described that includes a plurality of coil springs secured to a plate.

特開平10-311357号公報JP-A-10-311357

ところで、上記の特許文献1に記載のスプリング組立体120は、図7に示すように、例えば、自動車のオートマチックトランスミッション100(以下、「AT100」ともいう)に組み込まれるようになっている。このAT100は、ケース101と軸102とを有しており、ケース101の周壁内周に、複数のクラッチ103,104が配置されていると共に、軸102の外周にも複数のクラッチ105,106が設けられている。また、ケース101内には、クラッチ押圧部111を有する押圧部材110(ピストン)がスライド可能に配置されており、この押圧部材110とケース101との間に、作動油Oが充填されている。 By the way, the spring assembly 120 described in Patent Document 1 is designed to be incorporated in, for example, an automatic transmission 100 (hereinafter also referred to as "AT100") of an automobile, as shown in FIG. This AT 100 has a case 101 and a shaft 102. A plurality of clutches 103, 104 are arranged on the inner circumference of the peripheral wall of the case 101, and a plurality of clutches 105, 106 are arranged on the outer circumference of the shaft 102. is provided. A pressing member 110 (piston) having a clutch pressing portion 111 is slidably arranged in the case 101, and hydraulic oil O is filled between the pressing member 110 and the case 101.

上記のスプリング組立体120は、そのコイルスプリング125が押圧部材110により、やや押された状態で、ケース101の内部に組み込まれている(その際の荷重を、セット時荷重とする)。なお、図7(a)に示すように、押圧部材110は、スプリング組立体120の付勢力によって、常時はクラッチ103から離反しており、この状態では、複数のクラッチ103,104,105,106は互いに離れている。 The spring assembly 120 described above is assembled inside the case 101 with the coil spring 125 slightly pressed by the pressing member 110 (the load at that time is referred to as the setting load). As shown in FIG. 7(a), the pressing member 110 is normally separated from the clutch 103 by the biasing force of the spring assembly 120. In this state, the plurality of clutches 103, 104, 105, 106 are far from each other.

そして、作動油Oに所定の圧力が付与されて、スプリング組立体120の付勢力に抗して、押圧部材110が押されると、図7(b)に示すように、クラッチ押圧部111がクラッチ103を押して、複数のクラッチ103~106どうしが互いに当接するので、軸102にトルクが伝達される。この際、スプリング組立体120の作動時荷重(油圧により押された押圧部材110を介して、スプリング組立体120に作用する荷重)と、前記セット時荷重との差は少ない方が、作動油Oの圧力が小さくて済む。 Then, when a predetermined pressure is applied to the hydraulic oil O and the pressing member 110 is pressed against the biasing force of the spring assembly 120, as shown in FIG. 103 is pushed and the plurality of clutches 103 to 106 come into contact with each other, so torque is transmitted to the shaft 102 . At this time, the smaller the difference between the operating load of the spring assembly 120 (the load acting on the spring assembly 120 via the pressing member 110 pushed by the hydraulic pressure) and the setting load, the better. pressure is small.

ところで、バネ組立体のセット時荷重と作動時荷重との差を小さくするためには、コイルバネのバネ定数を下げる必要があることが知られている。この場合、コイルバネの自由長を長くすることが考えられるが、今度はコイルバネが座屈しやすくなる。 By the way, it is known that in order to reduce the difference between the set load and the operating load of the spring assembly, it is necessary to lower the spring constant of the coil spring. In this case, it is conceivable to increase the free length of the coil spring, but this time the coil spring is likely to buckle.

したがって、本発明の目的は、バネの座屈を抑制しつつ、バネ組立体全体のバネ定数を下げることができる、バネ組立体を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a spring assembly that can reduce the spring constant of the entire spring assembly while suppressing spring buckling.

上記目的を達成するため、本発明のバネ組立体は、円環状をなした支持部材と、該支持部材の周方向に沿って複数個配列され、一端部が前記支持部材に支持された小径バネと、前記小径バネの線径よりも大きい線径で、前記小径バネの外径よりも大径に形成され、かつ、前記小径バネの自由長よりも長い自由長を有し、一端部が前記支持部材に支持された一個の大径バネとを有しており、複数の前記小径バネは、前記大径バネの内径側、又は、外径側に配置されていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the spring assembly of the present invention comprises a ring-shaped support member and a plurality of small-diameter springs arranged along the circumferential direction of the support member, one end of which is supported by the support member. and a wire diameter larger than the wire diameter of the small diameter spring, formed to have a diameter larger than the outer diameter of the small diameter spring, and having a free length longer than the free length of the small diameter spring, and one large-diameter spring supported by a support member, and the plurality of small-diameter springs are arranged on the inner diameter side or the outer diameter side of the large-diameter spring.

本発明のバネ組立体によれば、複数の小径バネと、小径バネよりも線径が大きく大径とされ、かつ、自由長も長い大径バネとを併用したことにより、所定のバネ荷重を確保しつつ、バネ組立体全体の、バネ定数を下げることができる。 According to the spring assembly of the present invention, a plurality of small-diameter springs and a large-diameter spring having a wire diameter larger than that of the small-diameter spring and having a long free length are used in combination, so that a predetermined spring load can be obtained. It is possible to reduce the spring constant of the entire spring assembly while ensuring the same.

本発明に係るバネ組立体の、第1実施形態を示す分解斜視図である。1 is an exploded perspective view showing a first embodiment of a spring assembly according to the invention; FIG. 同バネ組立体の組立て斜視図である。It is an assembly perspective view of the same spring assembly. 同バネ組立体において、バネに荷重が付与されていない自由状態での、断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of the same spring assembly in a free state in which no load is applied to the spring; 同バネ組立体において、一対の部材間にセットされ、セット時荷重が付与された状態での、断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of the spring assembly in a state in which it is set between a pair of members and a set load is applied. 同バネ組立体において、図4の状態から作動時荷重が付与された状態の、断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view of the same spring assembly in a state where an operating load is applied from the state of FIG. 4 ; 同バネ組立体において、バネ長と荷重との関係を示すグラフである。4 is a graph showing the relationship between spring length and load in the same spring assembly. 同バネ組立体、又は、従来のスプリング組立体を、オートマチックトランスミッションに組み込んだ状態であって、(a)はセット時荷重が付与された状態の説明図、(b)は、(a)の状態から作動時荷重が付与された状態の説明図である。The same spring assembly or a conventional spring assembly is assembled in an automatic transmission, (a) is an explanatory diagram of the state in which a load is applied at the time of setting, and (b) is the state of (a). 1 is an explanatory diagram of a state in which an operating load is applied from . 本発明に係るバネ組立体の、第2実施形態を示す分解斜視図である。FIG. 5 is an exploded perspective view showing a second embodiment of a spring assembly according to the invention; 同バネ組立体の組立て斜視図である。It is an assembly perspective view of the same spring assembly. 同バネ組立体において、一対の部材間にセットされ、セット時荷重が付与された状態での、断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of the spring assembly in a state in which it is set between a pair of members and a set load is applied. 本発明に係るバネ組立体の、第3実施形態を示す分解斜視図である。FIG. 5 is an exploded perspective view showing a third embodiment of a spring assembly according to the invention; 同バネ組立体の組立て斜視図である。It is an assembly perspective view of the same spring assembly. 同バネ組立体において、一対の部材間にセットされ、セット時荷重が付与された状態での、断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of the spring assembly in a state in which it is set between a pair of members and a set load is applied. 本発明に係るバネ組立体の、第4実施形態を示す分解斜視図である。FIG. 11 is an exploded perspective view showing a fourth embodiment of a spring assembly according to the invention; 同バネ組立体の組立て斜視図である。It is an assembly perspective view of the same spring assembly. 同バネ組立体において、一対の部材間にセットされ、セット時荷重が付与された状態での、断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of the spring assembly in a state in which it is set between a pair of members and a set load is applied.

以下、図1~7を参照して、本発明に係るバネ組立体の、第1実施形態について説明する。 A first embodiment of a spring assembly according to the present invention will be described below with reference to FIGS.

図1~3に示すように、この実施形態におけるバネ組立体10は、円環状をなした支持部材20と、この支持部材20の周方向に沿って複数個配列され、一端部31が支持部材20に支持された小径バネ30と、同じく支持部材20に一端部41が支持された一個の大径バネ40とを有している。 As shown in FIGS. 1 to 3, the spring assembly 10 in this embodiment includes an annular support member 20, a plurality of support members 20 are arranged along the circumferential direction of the support member 20, and one end 31 of the support member It has a small-diameter spring 30 supported by 20 and one large-diameter spring 40 whose one end 41 is similarly supported by the support member 20 .

また、図4に示すように、この実施形態におけるバネ組立体10は、一対の部材50,110の間に配置されるものであって、一方の部材50に支持部材20が配置され、他方の部材110(押圧部材110)に、複数の小径バネ30の他端部33及び大径バネ40の他端部43が当接可能とされている。 Further, as shown in FIG. 4, the spring assembly 10 in this embodiment is arranged between a pair of members 50 and 110, one member 50 having the supporting member 20 arranged thereon, and the other member 50 having the supporting member 20 arranged therebetween. The other end portions 33 of the plurality of small diameter springs 30 and the other end portions 43 of the large diameter springs 40 can abut against the member 110 (pressing member 110).

また、このバネ組立体10は、上述した特許文献1のスプリング組立体120と同様に、図7に示すように、例えば、自動車のAT100に組み込まれて、油圧制御用の押圧部材110を付勢するための、ピストンリターン用のバネとして用いることができる。なお、AT100の構造については、前述したので省略する。また、図7においては、1個のコイルバネのみ図示されているが、これは便宜上のものであり、この実施形態においては、複数の小径バネ30及び一個の大径バネ40を意味する。 As shown in FIG. 7, the spring assembly 10 is incorporated in, for example, an AT 100 of an automobile to urge a pressure member 110 for hydraulic control, similarly to the spring assembly 120 of Patent Document 1 described above. It can be used as a spring for piston return for Note that the structure of the AT 100 has been described above and will be omitted. In addition, only one coil spring is shown in FIG. 7, but this is for the sake of convenience, and in this embodiment, it means a plurality of small-diameter springs 30 and one large-diameter spring 40. As shown in FIG.

なお、このバネ組立体としては、AT100のピストンリターン用バネ以外にも、クラッチやブレーキのリターン用バネとして用いてもよく、適用箇所や設置箇所は、特に限定されるものではない。 This spring assembly may be used as a return spring for a clutch or a brake in addition to the piston return spring of the AT100, and the application location and installation location are not particularly limited.

一方の部材50は、略円環板状をなしており、その外周縁部から周壁51が立設されている(図4参照)。また、ピストンをなす押圧部材110は、一方の部材50に対して近接離反可能となっている。更に、押圧部材110の中央には、円形孔112が形成されており、この円形孔112の周縁からバネ押圧部113が突設しており、該バネ押圧部113の基端側の外周縁部からは、環状のフランジ部115が広がっている。また、押圧部材110には、特に図示はしないが、図7と同様に、クラッチを押すための、クラッチ押圧部111が設けられている。なお、図4,5に示す押圧部材110は、図7に示すものとは形状が異なっているが、これは図面の便宜上のものである。 One member 50 has a substantially annular plate shape, and a peripheral wall 51 is erected from the outer peripheral edge thereof (see FIG. 4). Also, the pressing member 110 that forms a piston can move toward and away from the one member 50 . Further, a circular hole 112 is formed in the center of the pressing member 110, and a spring pressing portion 113 protrudes from the peripheral edge of this circular hole 112. The outer peripheral edge of the spring pressing portion 113 on the proximal side Extends from the annular flange portion 115 . Although not shown, the pressing member 110 is provided with a clutch pressing portion 111 for pressing the clutch, as in FIG. The pressing member 110 shown in FIGS. 4 and 5 has a different shape from that shown in FIG. 7, but this is for convenience of illustration.

そして、図4に示すように、上記押圧部材110は、前記バネ押圧部113が、小径バネ30の他端部33に当接可能とされており、前記フランジ部115が、大径バネ40の他端部43に当接可能とされており、図5に示すように、小径バネ30及び大径バネ40を圧縮する方向に付勢するようになっている。なお、一方の部材50の中央部、及び、押圧部材110の円形孔112には、支軸58が挿通されるようになっている。 As shown in FIG. 4, the spring pressing portion 113 of the pressing member 110 can contact the other end portion 33 of the small-diameter spring 30 , and the flange portion 115 can contact the large-diameter spring 40 . It can contact the other end 43, and as shown in FIG. 5, biases the small diameter spring 30 and the large diameter spring 40 in the direction of compression. A support shaft 58 is inserted through the central portion of one member 50 and the circular hole 112 of the pressing member 110 .

また、図3に示すように、前記小径バネ30は、所定の線径W1の円形断面とされた線材を、所定ピッチで巻回して、線材間に隙間を空けて形成されたコイルバネ状をなしている。各小径バネ30は、角形断面の線材で形成してもよく、また、線材間に隙間を空けない密巻き形状としてもよい。 Further, as shown in FIG. 3, the small-diameter spring 30 has a coil spring shape formed by winding a wire having a circular cross section with a predetermined wire diameter W1 at a predetermined pitch with a gap between the wires. ing. Each small-diameter spring 30 may be formed of a wire rod having a rectangular cross section, or may be formed in a tightly wound shape with no gaps between the wire rods.

一方、大径バネ40は、所定の線径W2の円形断面とされた一本の線材を、所定ピッチで巻回して、線材間に隙間を空けて形成されたコイルバネ状をなしている。また、図3に示すように、大径バネ40を形成する線材の線径W2は、小径バネ30を形成する線材の線径W1よりも大きく、かつ、大径バネ40の外径D2は、小径バネ30の外径D1よりも大径に形成されている。 On the other hand, the large-diameter spring 40 has a coil spring shape formed by winding a single wire having a circular cross section with a predetermined wire diameter W2 at a predetermined pitch with a gap between the wires. Further, as shown in FIG. 3, the wire diameter W2 of the wire material forming the large-diameter spring 40 is larger than the wire diameter W1 of the wire material forming the small-diameter spring 30, and the outer diameter D2 of the large-diameter spring 40 is It is formed to have a diameter larger than the outer diameter D<b>1 of the small diameter spring 30 .

更に図3に示すように、他方の部材(押圧部材110)が、複数の小径バネ30及び大径バネ40に当接しない状態、すなわち、バネに荷重が何ら付与されていない状態での、大径バネ40の自由長L2は、同状態での各小径バネ30の自由長L1よりも長く形成されている。また、図4に示すように、押圧部材110が複数の小径バネ30及び大径バネ40に当接した状態での、大径バネ40の長さL2´は、同状態での各小径バネの長さL1´よりも長く形成されている。 Furthermore, as shown in FIG. 3, the other member (pressing member 110) is in a state in which it does not contact the plurality of small-diameter springs 30 and large-diameter springs 40, that is, in a state in which no load is applied to the springs. The free length L2 of the diameter spring 40 is formed longer than the free length L1 of each small diameter spring 30 in the same state. Further, as shown in FIG. 4, the length L2' of the large-diameter spring 40 when the pressing member 110 is in contact with the plurality of small-diameter springs 30 and the large-diameter springs 40 is equal to the length L2' of each small-diameter spring in the same state. It is formed longer than the length L1'.

前記支持部材20は、内周及び外周が円形とされた、円環状をなした板材となっている。なお、この支持部材20の外径は、前記大径バネ40の外径D2にほぼ適合する大きさとなっている。そのため、支持部材20の外径側に、大径バネ40を支持した状態で、支持部材20の外周縁部から大径バネ40の外周が飛び出ないようになっている(図2参照)。また、支持部材20の内径は、その外径側に大径バネ40を支持した状態においても、内径側に複数の小径バネ30を支持可能な程度の大きさとされている。 The support member 20 is an annular plate material having circular inner and outer circumferences. The outer diameter of the support member 20 is approximately matched to the outer diameter D2 of the large-diameter spring 40. As shown in FIG. Therefore, when the large-diameter spring 40 is supported on the outer diameter side of the support member 20, the outer circumference of the large-diameter spring 40 does not protrude from the outer peripheral edge of the support member 20 (see FIG. 2). Further, the inner diameter of the support member 20 is large enough to support the plurality of small diameter springs 30 on the inner diameter side even when the large diameter springs 40 are supported on the outer diameter side.

前記支持部材20の内径側には、円形孔状をなした貫通孔21が、周方向に均等な間隔をあけて複数個形成されている。また、支持部材20の各貫通孔21の、バネ支持面(小径バネ30や大径バネ40の支持面)側の周縁からは、環状突起状をなした第1バネ支持部23がそれぞれ突設されている。 A plurality of circular through-holes 21 are formed on the inner diameter side of the support member 20 at equal intervals in the circumferential direction. A first spring support portion 23 having an annular projection shape protrudes from the periphery of each through hole 21 of the support member 20 on the side of the spring support surface (the support surface of the small-diameter spring 30 and the large-diameter spring 40). It is

そして、図3に示すように、各小径バネ30の一端部31の内周に、各第1バネ支持部23が挿入されて、各小径バネ30の一端部31が支持部材20の支持面に支持されると共に、各第1バネ支持部23の先端部を、小径バネ30側に向けて広がる方向にカシメることで、複数の小径バネ30が支持部材20に対して抜け止めされた状態で、支持部材20の内径側において、周方向に沿って配列されるようになっている。なお、各小径バネ30は、その軸心が、支持部材20の支持面に対して直交し、かつ、互いに平行となるように立設して配置される(図3参照)。 Then, as shown in FIG. 3 , each first spring support portion 23 is inserted into the inner circumference of one end portion 31 of each small diameter spring 30 , and one end portion 31 of each small diameter spring 30 is placed on the support surface of the support member 20 . While being supported, by crimping the tip of each first spring support portion 23 in a direction that spreads toward the small-diameter springs 30, the plurality of small-diameter springs 30 are retained in the support member 20. , are arranged along the circumferential direction on the inner diameter side of the support member 20 . The small-diameter springs 30 are erected so that their axial centers are perpendicular to the support surface of the support member 20 and parallel to each other (see FIG. 3).

また、前記支持部材20の外径側には、切欠き部25を介して、第2バネ支持部27が切起こして形成されている。この実施形態における第2バネ支持部27は、切欠き部25の、支持部材20の内径側周縁から、突片状に切起こされてなるものである。また、切欠き部25は、支持部材20の外径側であって、前記貫通孔21,21の間となるように、複数個形成されている。その結果、複数の第2バネ支持部27が、支持部材20の内径側に形成した複数の第1バネ支持部23に対して、支持部材20の周方向に重ならないように位置ずれして設けられている。 A second spring support portion 27 is cut and raised through a notch portion 25 on the outer diameter side of the support member 20 . The second spring support portion 27 in this embodiment is formed by cutting and raising the notch portion 25 from the periphery of the support member 20 on the inner diameter side. A plurality of notch portions 25 are formed on the outer diameter side of the support member 20 and between the through holes 21 , 21 . As a result, the plurality of second spring support portions 27 are displaced from the plurality of first spring support portions 23 formed on the inner diameter side of the support member 20 so as not to overlap in the circumferential direction of the support member 20 . It is

そして、図2や図3に示すように、支持部材20の外径側に、大径バネ40の一端部41を当接して支持させると共に、複数の第2バネ支持部27の先端側を、支持部材20の外径側に向けてそれぞれ屈曲させることで、大径バネ40の一端部41が内径側から押え込まれることとなり、大径バネ40が支持部材20の外径側において、支持部材20に対して抜け止め固定される。このとき、上述したように、支持部材20の内径側に複数の小径バネ30が配列されている関係上、大径バネ40は、複数の小径バネ30の配列箇所の外径側に配置されることとなる(図2及び図3参照)。言い換えると、複数の小径バネ30は、大径バネ40の内径側に配置されるようになっている。なお、一個の大径バネ40は、その軸心が、支持部材20の支持面に対して直交し、かつ、複数の小径バネ30の軸心と互いに平行となるように立設して配置される(図3参照)。 2 and 3, one end portion 41 of the large-diameter spring 40 is brought into contact with and supported by the outer diameter side of the support member 20, and the distal end sides of the plurality of second spring support portions 27 are By bending toward the outer diameter side of the support member 20, the one end portion 41 of the large diameter spring 40 is pressed from the inner diameter side, and the large diameter spring 40 is bent toward the outer diameter side of the support member 20. 20 to prevent it from coming off. At this time, as described above, since the plurality of small-diameter springs 30 are arranged on the inner diameter side of the support member 20, the large-diameter spring 40 is arranged on the outer diameter side of the arrangement location of the plurality of small-diameter springs 30. (See FIGS. 2 and 3). In other words, the plurality of small-diameter springs 30 are arranged on the inner diameter side of the large-diameter spring 40 . One large-diameter spring 40 is erected so that its axis is perpendicular to the support surface of the support member 20 and parallel to the axes of the plurality of small-diameter springs 30. (see Figure 3).

また、上記構成をなしたバネ組立体10は、一対の部材50,110との配置関係で、複数の小径バネ30及び一個の大径バネ40の状態が変化する。すなわち、図3に示す場合は、一方の部材50に支持部材20が配置されると共に、他方の部材である押圧部材110が、小径バネ30及び大径バネ40が当接しない状態となっているが、この場合、小径バネ30及び大径バネ40には何ら荷重が付加されておらず、自由長で延びている。 Further, in the spring assembly 10 configured as described above, the states of the plurality of small-diameter springs 30 and the single large-diameter spring 40 change depending on the arrangement relationship with the pair of members 50 and 110 . That is, in the case shown in FIG. 3, the support member 20 is arranged on one member 50, and the pressing member 110, which is the other member, is in a state where the small diameter spring 30 and the large diameter spring 40 do not come into contact with each other. However, in this case, no load is applied to the small-diameter spring 30 and the large-diameter spring 40, and they extend in a free length.

一方、図4に示す場合は、一対の部材50,110の間に、バネ組立体10を配置した状態であって、一方の部材50に支持部材20が配置されると共に、押圧部材110が、小径バネ30及び大径バネ40が当接して、両バネ30,40がやや押圧されて縮んだ状態となっている。この状態では、作動油Oによる油圧よりも、バネ組立体10の両バネ30,40による付勢力の方が高くなっている。このように、図4に示すバネ組立体10は、一対の部材50,110の間にセットされて、押圧部材110により押されただけの状態、すなわち、図7(a)に示す状態となっており、この状態を「セット時荷重」が付与された状態とする。 On the other hand, in the case shown in FIG. 4, the spring assembly 10 is arranged between a pair of members 50 and 110, the supporting member 20 is arranged on one member 50, and the pressing member 110 is The small-diameter spring 30 and the large-diameter spring 40 are in contact with each other, and both the springs 30 and 40 are slightly pressed and contracted. In this state, the biasing force of both springs 30 and 40 of the spring assembly 10 is higher than the hydraulic pressure of the hydraulic fluid O. As shown in FIG. In this manner, the spring assembly 10 shown in FIG. 4 is set between the pair of members 50 and 110 and is in a state of being pushed by the pressing member 110, that is, the state shown in FIG. 7(a). This state is defined as a state in which the "set load" is applied.

更に、図5に示す場合は、図4に示す状態から、作動油Oに所定圧力が付与されて、バネ組立体10の付勢力に抗して、押圧部材110が押されて、小径バネ30及び大径バネ40が更に押圧されて縮んだ状態となっている。このように、図5に示すバネ組立体10は、作動油Oの所定油圧により、両バネ30,40の付勢力に抗して、押された押圧部材110を介して、更に押された状態、すなわち、図7(b)に示す状態であり、この状態を「作動時荷重」が付与された状態とする。 Further, in the case shown in FIG. 5, a predetermined pressure is applied to the hydraulic oil O from the state shown in FIG. And the large-diameter spring 40 is further pressed and contracted. In this manner, the spring assembly 10 shown in FIG. 5 is further pushed through the pushed pressing member 110 against the biasing force of both the springs 30 and 40 by the predetermined hydraulic pressure of the hydraulic oil O. That is, the state shown in FIG. 7(b) is assumed to be the state in which the "operating load" is applied.

上記のように、この実施形態のバネ組立体10における複数の小径バネ30は、大径バネ40の内径側に配置されているが、複数の小径バネ30は、大径バネ40の外径側に配置されていてもよい(これについては、後述の第3,第4実施形態で説明する)。 As described above, the plurality of small-diameter springs 30 in the spring assembly 10 of this embodiment are arranged on the inner diameter side of the large-diameter spring 40, but the plurality of small-diameter springs 30 are arranged on the outer diameter side of the large-diameter spring 40. (This will be explained later in third and fourth embodiments).

また、この実施形態においては、支持部材20に、複数の環状突起状をなした第1バネ支持部23を設けると共に、複数の突片状をなした第2バネ支持部27を設けたが、バネ支持部の形状や個数、位置等は、特に限定されるものではない(例えば、第1バネ支持部を、一対の爪状や、3個の突片状等としてもよい)。ただし、支持部材20には、複数の小径バネ30を支持可能とする第1バネ支持部と、一個の大径バネ40を支持可能とする第2バネ支持部との、両方が一体的に形成されていることが好ましい。また、上記の支持部材20は、例えば、金属材料から形成することができるが、合成樹脂等から形成してもよい。 In this embodiment, the support member 20 is provided with the first spring support portions 23 having a plurality of annular projections and the second spring support portions 27 having a plurality of projections. The shape, number, position, and the like of the spring supporting portions are not particularly limited (for example, the first spring supporting portion may be shaped like a pair of claws, or shaped like three projecting pieces, etc.). However, the supporting member 20 is integrally formed with both a first spring supporting portion capable of supporting a plurality of small-diameter springs 30 and a second spring supporting portion capable of supporting a single large-diameter spring 40. It is preferable that Further, the support member 20 can be made of, for example, a metal material, but may also be made of a synthetic resin or the like.

次に、上記構成からなるバネ組立体10の作用効果について説明する。 Next, the effects of the spring assembly 10 having the above configuration will be described.

この実施形態のバネ組立体10は、上述したように、例えば、自動車のAT100に組み込まれ、図4に示すように、一方の部材50に支持部材20が配置されると共に、押圧部材110が、小径バネ30及び大径バネ40が当接して、両バネ30,40がやや押圧されて縮んだ状態でセットされる。そして、この図4に示す状態から、作動油Oに所定圧力が付与されて、バネ組立体10の付勢力(小径バネ30及び大径バネ40による付勢力)に抗して、押圧部材110が押されると、図5に示すように、大径バネ40が圧縮されて縮むと共に、複数の小径バネ30が圧縮されて、太鼓のように軸方向中央部がやや膨らんだ状態でそれぞれ縮む。その結果、図7(b)に示すように、クラッチ103~106どうしが互いに当接して、ケース101と軸102とが連結されて、軸102にトルクが伝達されるようになっている。 As described above, the spring assembly 10 of this embodiment is incorporated in, for example, an automobile AT 100. As shown in FIG. The small-diameter spring 30 and the large-diameter spring 40 are brought into contact with each other, and both springs 30 and 40 are set in a compressed state by being slightly pressed. Then, from the state shown in FIG. 4, a predetermined pressure is applied to the hydraulic oil O, and the pressing member 110 is pushed against the biasing force of the spring assembly 10 (the biasing force of the small-diameter spring 30 and the large-diameter spring 40). When pushed, as shown in FIG. 5, the large-diameter spring 40 is compressed and shrunk, and the plurality of small-diameter springs 30 are compressed and shrunk with their axial central portions slightly bulging like drums. As a result, as shown in FIG. 7B, the clutches 103 to 106 are in contact with each other, the case 101 and the shaft 102 are connected, and torque is transmitted to the shaft 102. As shown in FIG.

このとき、このバネ組立体10においては、図2や図3に示すように、支持部材20の周方向に沿って複数の小径バネ30を配列すると共に、複数の小径バネ30は、一個の大径バネ40の内径側に配置された構成となっている。このように、複数の小径バネ30と、小径バネ30の線径W1よりも大きい線径W2で、小径バネ30の外径D1よりも大径(外径D2)に形成され、かつ、小径バネ30の自由長L1よりも長い自由長L2を有する、一個の大径バネ40とを併用したことにより、所定のバネ荷重を確保しつつ、バネ組立体10全体の、バネ定数を下げることができる。 At this time, in the spring assembly 10, as shown in FIGS. 2 and 3, a plurality of small-diameter springs 30 are arranged along the circumferential direction of the support member 20, and the plurality of small-diameter springs 30 are combined into one large spring. It is arranged on the inner diameter side of the radial spring 40 . Thus, the plurality of small-diameter springs 30 and the wire diameter W2 larger than the wire diameter W1 of the small-diameter springs 30 are formed to have a larger diameter (outer diameter D2) than the outer diameter D1 of the small-diameter springs 30, and the small-diameter springs By using one large-diameter spring 40 having a free length L2 longer than the free length L1 of 30, the spring constant of the entire spring assembly 10 can be lowered while securing a predetermined spring load. .

すなわち、小径バネ30だけで、所定のバネ荷重を確保しながら、バネ定数を下げるには、小径バネ30の自由長L1を長くする必要があるが、この場合には、小径バネ30が座屈しやすくなる。これに対して、このバネ組立体10においては、上述したように、複数の小径バネ30と大径バネ40とを併用したことによって、小径バネ30による所定のバネ荷重を得る際に、座屈しにくい大径バネ40の自由長L2を長くしたので、バネ組立体10全体のバネ定数を下げながら、小径バネ30の座屈を抑制することができるのである。 That is, in order to reduce the spring constant while securing a predetermined spring load with only the small diameter spring 30, it is necessary to increase the free length L1 of the small diameter spring 30. In this case, however, the small diameter spring 30 will not buckle. easier. On the other hand, in this spring assembly 10, as described above, by using a plurality of small-diameter springs 30 and large-diameter springs 40 together, buckling occurs when a predetermined spring load is obtained by the small-diameter springs 30. Since the free length L2 of the large-diameter spring 40, which is difficult to bend, is increased, the buckling of the small-diameter spring 30 can be suppressed while reducing the spring constant of the spring assembly 10 as a whole.

上記作用について図6を参照して詳述すると、図6には、バネ長と、荷重(バネの弾性力反発力により、受け止めることができる荷重)との関係を示すグラフが記載されている。図6中の縦線S1は、一対の部材50,110間にバネ組立体10をセットした状態(図4の状態)におけるバネ長を示し、同図6中の縦線S2は、図4の状態から押圧部材110により小径バネ30及び大径バネ40が押圧されて縮んだ状態(図5の状態)におけるバネ長を示している。 To describe the above action in detail with reference to FIG. 6, FIG. 6 shows a graph showing the relationship between the spring length and the load (the load that can be received by the elastic repulsive force of the spring). The vertical line S1 in FIG. 6 indicates the spring length when the spring assembly 10 is set between the pair of members 50 and 110 (the state in FIG. 4), and the vertical line S2 in FIG. 5 shows spring lengths in a state where the small-diameter spring 30 and the large-diameter spring 40 are compressed by the pressing member 110 from the state (state shown in FIG. 5).

また、図6における実施例は、図1~5に示す実施形態の形状となっており、図6における比較例は、図示はしないが、図1~5に示す実施形態の形状から、大径バネ40を除いた形状となっている。なお、図6における傾斜した直線は、実施例及び比較例におけるバネ定数を意味することとなる(符号B1が実施例のバネ定数、符号B2が比較例のバネ定数)。また、バネ組立体のセット時における荷重(セット時荷重:S1参照)に対して、バネ組立体の作動時における荷重(作動時荷重:S2参照)の差が小さいほど、バネ組立体が荷重を受けた際の応答性が良く好ましい(セット時荷重から、付与される荷重が小さくても、バネ組立体が作動する)。 The example in FIG. 6 has the shape of the embodiment shown in FIGS. 1 to 5, and the comparative example in FIG. It has a shape without the spring 40 . The inclined straight line in FIG. 6 means the spring constant in the example and the comparative example (symbol B1 is the spring constant of the example, and symbol B2 is the spring constant of the comparative example). In addition, the smaller the difference between the load when the spring assembly is set (load when set: see S1) and the load when the spring assembly is actuated (load when actuated: see S2), the more the spring assembly absorbs the load. Good responsiveness when receiving is desirable (the spring assembly operates even if the applied load is small from the set load).

そして、この実施形態のバネ組立体10では、図1~5に示す構造を採用することによって、図6に示すように、そのバネ定数B1を、比較例のバネ組立体のバネ定数B2よりも下げて寝かした状態にすることができる(傾斜角度を小さくすることができる)。その結果、実施例のバネ組立体10におけるセット時荷重と作動動時荷重との差を、比較例におけるセット時荷重と作動動時荷重との差に比べて、小さくすることができる。そのため、バネ組立体10を、上述したように、AT100に組み込まれる押圧部材110を付勢する、いわゆるリターンスプリングとして利用したときに、最小限の油圧で、バネ組立体10を、図4に示すセット状態から、図5に示す状態にスムーズに作動させることができるので、余計な油圧を付与する必要がなくなり、燃費向上等に寄与する。 In the spring assembly 10 of this embodiment, by adopting the structure shown in FIGS. 1 to 5, as shown in FIG. 6, its spring constant B1 is set higher than the spring constant B2 of the spring assembly of the comparative example. It can be lowered and laid down (the angle of inclination can be reduced). As a result, the difference between the setting load and the operating load in the spring assembly 10 of the embodiment can be made smaller than the difference between the setting load and the operating load in the comparative example. Therefore, when the spring assembly 10 is used as a so-called return spring that urges the pressing member 110 incorporated in the AT 100 as described above, the spring assembly 10 can be returned to the position shown in FIG. Since the operation can be smoothly performed from the set state to the state shown in FIG. 5, there is no need to apply excessive hydraulic pressure, which contributes to improvement in fuel consumption.

また、この実施形態においては、図3に示すように、他方の部材(押圧部材110)が小径バネ30及び大径バネ40に当接しない状態での、大径バネ40の自由長L2が、小径バネ30の自由長L1よりも長く形成されているので、バネ組立体10全体のバネ定数を、より下げやすくすることができる。 In this embodiment, as shown in FIG. 3, the free length L2 of the large-diameter spring 40 when the other member (pressing member 110) does not contact the small-diameter spring 30 and the large-diameter spring 40 is Since it is formed longer than the free length L1 of the small-diameter spring 30, the spring constant of the entire spring assembly 10 can be made easier to lower.

更に、図4に示すように、他方の部材(押圧部材110)が小径バネ30及び大径バネ40に当接した状態での、大径バネ40の長さL2´は、小径バネ30の長さL1´よりも長く形成されているので、一対の部材50,110の間にバネ組立体10を配置した際における、一対の部材50,110間の距離を確保することができ(一対の部材のセット長の確保)、複数の小径バネ30を圧縮させやすくすることができる(大径バネ40の長さが、小径バネ30よりも短いと、大径バネ40の線材どうしが当接して、一方の部材50に対して他方の部材110を押せなくなり、小径バネ30による荷重が出ない)。 Furthermore, as shown in FIG. 4, the length L2′ of the large-diameter spring 40 when the other member (pressing member 110) is in contact with the small-diameter spring 30 and the large-diameter spring 40 is equal to the length of the small-diameter spring 30. Since it is formed longer than the length L1′, it is possible to secure the distance between the pair of members 50 and 110 when the spring assembly 10 is arranged between the pair of members 50 and 110 (the pair of members 50 and 110). ), making it easier to compress the plurality of small-diameter springs 30 (if the length of the large-diameter spring 40 is shorter than that of the small-diameter spring 30, the wires of the large-diameter spring 40 contact each other, The member 110 on the other side cannot be pushed against the member 50 on the other side, and the small-diameter spring 30 does not generate a load).

また、この実施形態においては、図2や図3に示すように、複数の小径バネ30は、大径バネ40の内径側に配置されているので、支持部材20の大きさを変えずに、なるべく外径の大きい大径バネ40を用いることができ、バネ組立体10全体のバネ定数を、より一層下げることができる。 In this embodiment, as shown in FIGS. 2 and 3, the plurality of small-diameter springs 30 are arranged on the inner diameter side of the large-diameter spring 40. Therefore, without changing the size of the support member 20, A large-diameter spring 40 having an outer diameter as large as possible can be used, and the spring constant of the entire spring assembly 10 can be further reduced.

図8~10には、本発明に係るバネ組立体の、第2実施形態が示されている。なお、前記第1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。 8-10 show a second embodiment of the spring assembly according to the invention. In addition, the same code|symbol is attached|subjected to the substantially same part as said 1st Embodiment, and the description is abbreviate|omitted.

この第2実施形態におけるバネ組立体10Aは、前記第1実施形態のバネ組立体10と基本的には同様の構造をなしているが、図9や図10に示すように、複数の小径バネ30の他端部33が、当接部材60により支持される構造となっている。 A spring assembly 10A according to the second embodiment has basically the same structure as the spring assembly 10 according to the first embodiment, but as shown in FIGS. 30 has a structure in which the other end 33 is supported by the contact member 60 .

図8に示すように、当接部材60は、略円環板状をなしており、支持部材20の貫通孔21に適合する個数の、貫通孔61が周方向に均等な間隔で形成されており、その内面側周縁から、第3バネ支持部63がそれぞれ突設されている。なお、当接部材60の外径は、大径バネ40の内径よりも小さく形成されており、大径バネ40の内側に配置可能となっている。そして、図10に示すように、当接部材60に形成した各第3バネ支持部63を、小径バネ30の他端部33の内周に挿入してカシメることで、複数の小径バネ30の他端部33に、当接部材60が抜け止め固定されるようになっている。 As shown in FIG. 8, the contact member 60 has a substantially annular plate shape, and a number of through holes 61 matching the through holes 21 of the support member 20 are formed at equal intervals in the circumferential direction. A third spring support portion 63 projects from the inner peripheral edge thereof. The outer diameter of the contact member 60 is formed smaller than the inner diameter of the large diameter spring 40 so that the contact member 60 can be arranged inside the large diameter spring 40 . Then, as shown in FIG. 10, each of the third spring support portions 63 formed on the contact member 60 is inserted into the inner circumference of the other end portion 33 of the small diameter spring 30 and crimped to form a plurality of small diameter springs 30. A contact member 60 is fixed to the other end 33 of the to prevent it from coming off.

また、押圧部材110に設けたバネ押圧部113が、当接部材60を押圧することで、複数の小径バネ30が押圧されるようになっている。すなわち、複数の小径バネ30は、当接部材60を介して、押圧部材110に間接的に付勢されるようになっている。 A spring pressing portion 113 provided in the pressing member 110 presses the contact member 60, thereby pressing the plurality of small-diameter springs 30. As shown in FIG. That is, the plurality of small-diameter springs 30 are indirectly biased by the pressing member 110 via the contact member 60 .

そして、この第2実施形態においても、上記の第1実施形態と同様の作用効果を得ることができる。 And also in this 2nd Embodiment, the effect similar to said 1st Embodiment can be obtained.

図11~13には、本発明に係るバネ組立体の、第3実施形態が示されている。なお、前記各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。 11-13 show a third embodiment of the spring assembly according to the invention. In addition, the same code|symbol is attached|subjected to the substantially same part as each said embodiment, and the description is abbreviate|omitted.

図12に示すように、この第3実施形態におけるバネ組立体10Bにおいては、大径バネ40が、複数の小径バネ30の配列箇所の内径側に配置された構造、言い換えると、複数の小径バネ30は、大径バネ40の外径側に配置されるようになっている。 As shown in FIG. 12, in the spring assembly 10B of the third embodiment, the large-diameter spring 40 is arranged on the inner diameter side of the array of the plurality of small-diameter springs 30. In other words, the plurality of small-diameter springs 30 is arranged on the outer diameter side of the large diameter spring 40 .

図11に示すように、この実施形態における支持部材20Bは、その外径側に、貫通孔21を介して、複数の第1バネ支持部23が周方向に均等な間隔をあけて突設されていると共に、内径側に、切欠き部25を介して、複数の第2バネ支持部27が、第1バネ支持部23に対して周方向に位置ずれして形成されている。また、押圧部材110の外周縁部から、環状のバネ押圧部113が突設されており、この部分で複数の小径バネ30の他端部43を押圧し、更に、バネ押圧部113の内径側の部分で、大径バネ40Bの他端部43を押圧するようになっている。そして、図12や図13に示すように、各小径バネ30の一端部31が、各第1バネ支持部23によって、支持部材20Bの外径側に支持されると共に、一個の大径バネ40Bの一端部41が、複数の第2バネ支持部27によって、支持部材20Bの内径側に支持されるようになっている。なお、大径バネ40Bは、前記第1,第2実施形態のものと比べて外径が小さく形成されており、支持部材20Bに支持された状態で、支持部材20Bの内周縁部から飛び出ないようになっている。 As shown in FIG. 11, a support member 20B in this embodiment has a plurality of first spring support portions 23 protruding from the outer diameter side of the support member 20B via through holes 21 at equal intervals in the circumferential direction. In addition, a plurality of second spring support portions 27 are formed on the inner diameter side via notch portions 25 so as to be displaced in the circumferential direction with respect to the first spring support portion 23 . An annular spring pressing portion 113 is projected from the outer peripheral portion of the pressing member 110 , and this portion presses the other end portion 43 of the plurality of small-diameter springs 30 . portion presses the other end portion 43 of the large-diameter spring 40B. 12 and 13, one end portion 31 of each small diameter spring 30 is supported by each first spring support portion 23 on the outer diameter side of the support member 20B, and one large diameter spring 40B is supported. is supported on the inner diameter side of the support member 20B by the plurality of second spring support portions 27. As shown in FIG. The large-diameter spring 40B is formed to have a smaller outer diameter than those of the first and second embodiments, and does not protrude from the inner peripheral edge of the support member 20B while being supported by the support member 20B. It's like

そして、この第3実施形態においても、上記の第1,第2実施形態と同様の作用効果を得ることができる。 And also in this 3rd Embodiment, the effect similar to said 1st, 2nd embodiment can be obtained.

図14~16には、本発明に係るバネ組立体の、第4実施形態が示されている。なお、前記各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。 14-16 show a fourth embodiment of the spring assembly according to the invention. In addition, the same code|symbol is attached|subjected to the substantially same part as each said embodiment, and the description is abbreviate|omitted.

この第4実施形態におけるバネ組立体10Cは、前記第3実施形態のバネ組立体10Bと基本的には同様の構造をなしているが、図14や図15に示すように、複数の小径バネ30の他端部33が、当接部材60Cにより支持される構造となっている。 A spring assembly 10C according to the fourth embodiment has basically the same structure as the spring assembly 10B according to the third embodiment, but as shown in FIGS. The other end 33 of 30 is structured to be supported by the contact member 60C.

当接部材60Cは、略円環板状をなしており、支持部材20Bの貫通孔21に適合する個数の、貫通孔61が周方向に均等な間隔で形成されており、その内面側周縁から、第3バネ支持部63がそれぞれ突設されている。なお、当接部材60Cの内径は、大径バネ40Bの外径よりも大きく形成されており、大径バネ40の外側に配置可能となっている。そして、図16に示すように、当接部材60Cに形成した各第3バネ支持部63を、小径バネ30の他端部33の内周に挿入してカシメることで、複数の小径バネ30の他端部33に、当接部材60Cが抜け止め固定されるようになっている。 The contact member 60C has a substantially annular plate shape, and a number of through holes 61 corresponding to the through holes 21 of the support member 20B are formed at equal intervals in the circumferential direction. , and a third spring support portion 63 are protruded. The inner diameter of the contact member 60C is formed to be larger than the outer diameter of the large diameter spring 40B so that the contact member 60C can be arranged outside the large diameter spring 40B. Then, as shown in FIG. 16, each of the third spring support portions 63 formed on the contact member 60C is inserted into the inner periphery of the other end portion 33 of the small-diameter spring 30 and crimped to form a plurality of small-diameter springs 30. The contact member 60C is fixed to the other end 33 of the .

また、押圧部材110に設けたバネ押圧部113が、当接部材60Cを押圧することで、複数の小径バネ30が押圧されるようになっている。すなわち、複数の小径バネ30は、当接部材60Cを介して、押圧部材110に間接的に付勢されるようになっている。 Also, the spring pressing portion 113 provided in the pressing member 110 presses the contact member 60C, thereby pressing the plurality of small-diameter springs 30 . That is, the plurality of small-diameter springs 30 are indirectly biased by the pressing member 110 via the contact member 60C.

そして、この第4実施形態においても、上記の第1~3の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。 Also in this fourth embodiment, it is possible to obtain the same effects as those of the above-described first to third embodiments.

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。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modified embodiments are possible within the scope of the present invention, and such embodiments are also included in the scope of the present invention. .

10,10A,10B,10C バネ組立体
20,20B 支持部材
30 小径バネ
31 一端部
33 他端部
40 大径バネ
41 一端部
43 他端部
50 部材(一方の部材)
60,60C 当接部材
110 押圧部材(他方の部材)
10, 10A, 10B, 10C Spring assembly 20, 20B Support member 30 Small diameter spring 31 One end 33 Other end 40 Large diameter spring 41 One end 43 Other end 50 Member (one member)
60, 60C contact member 110 pressing member (other member)

Claims (3)

円環状をなした支持部材と、
該支持部材の周方向に沿って複数個配列され、一端部が前記支持部材に支持された小径バネと、
前記小径バネの線径よりも大きい線径で、前記小径バネの外径よりも大径に形成され、かつ、前記小径バネの自由長よりも長い自由長を有し、一端部が前記支持部材に支持された一個のみの大径バネとを有しており、
複数の前記小径バネは、前記大径バネの内径側、又は、外径側に配置されていることを特徴とするバネ組立体。
an annular support member;
a plurality of small-diameter springs arranged along the circumferential direction of the support member and having one end supported by the support member;
It has a wire diameter larger than the wire diameter of the small-diameter spring, is formed to have a larger diameter than the outer diameter of the small-diameter spring, has a free length longer than the free length of the small-diameter spring, and has one end portion of the support member. has only one large diameter spring supported by
A spring assembly, wherein the plurality of small-diameter springs are arranged on the inner diameter side or the outer diameter side of the large-diameter spring.
前記バネ組立体は、一対の部材の間に配置されるものであって、一方の部材に前記支持部材が配置され、他方の部材が、複数の前記小径バネ及び前記大径バネの他端部が当接可能とされており、
前記他方の部材が前記小径バネ及び前記大径バネに当接しない状態での、前記大径バネの自由長が、前記小径バネの自由長よりも長く形成されており、
前記他方の部材が前記小径バネ及び前記大径バネに当接した状態での、前記大径バネの長さは、前記小径バネの長さよりも長く形成されている請求項1記載のバネ組立体。
The spring assembly is arranged between a pair of members, one of which includes the support member, and the other member includes the plurality of small-diameter springs and the other end portion of the large-diameter spring. is allowed to abut,
a free length of the large-diameter spring in a state where the other member does not contact the small-diameter spring and the large-diameter spring is formed longer than a free length of the small-diameter spring,
2. The spring assembly according to claim 1, wherein the length of said large diameter spring in a state where said other member is in contact with said small diameter spring and said large diameter spring is formed longer than the length of said small diameter spring. .
複数の前記小径バネは、前記大径バネの内径側に配置されている請求項1又は2記載のバネ組立体。 3. The spring assembly according to claim 1, wherein the plurality of small-diameter springs are arranged on the inner diameter side of the large-diameter spring.
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