JPH0262735B2 - - Google Patents
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- JPH0262735B2 JPH0262735B2 JP17314882A JP17314882A JPH0262735B2 JP H0262735 B2 JPH0262735 B2 JP H0262735B2 JP 17314882 A JP17314882 A JP 17314882A JP 17314882 A JP17314882 A JP 17314882A JP H0262735 B2 JPH0262735 B2 JP H0262735B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wound
- coil spring
- spring
- surging
- turns
- Prior art date
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Links
- 239000011295 pitch Substances 0.000 claims description 24
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 claims description 11
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 10
- 230000008859 change Effects 0.000 description 17
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 5
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
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- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
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- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F1/00—Springs
- F16F1/02—Springs made of steel or other material having low internal friction; Wound, torsion, leaf, cup, ring or the like springs, the material of the spring not being relevant
- F16F1/04—Wound springs
- F16F1/06—Wound springs with turns lying in cylindrical surfaces
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Springs (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、サージングを防止したコイルばねの
改良に関するものである。
改良に関するものである。
自動車の内燃機関は、ピストンを作動させるた
めに、吸・排気弁及び該各弁を開閉する動弁機構
を備えている。斯る動弁機構の一例として、頭上
カム形（OHC形）が存在し、該形式の動弁機構
は、第１図に示す如く、シリンダーヘツド１の上
方に、ククランクシヤフト（図示せず）と連動し
て回転するカムシヤフト２と、該カムシヤフト２
に装着したカム３によつて往復運動するロツカー
アーム４，４とを夫々配設して、該ロツカーアー
ム４，４の作用端部で、吸・排気弁５，６を開閉
する構成となすと共に、吸・排気弁５，６の上部
に、該各弁５，６を常時閉弁状態に付勢する弁ば
ね、即ちコイルばね７，８を取り付ける構成とな
つている。
めに、吸・排気弁及び該各弁を開閉する動弁機構
を備えている。斯る動弁機構の一例として、頭上
カム形（OHC形）が存在し、該形式の動弁機構
は、第１図に示す如く、シリンダーヘツド１の上
方に、ククランクシヤフト（図示せず）と連動し
て回転するカムシヤフト２と、該カムシヤフト２
に装着したカム３によつて往復運動するロツカー
アーム４，４とを夫々配設して、該ロツカーアー
ム４，４の作用端部で、吸・排気弁５，６を開閉
する構成となすと共に、吸・排気弁５，６の上部
に、該各弁５，６を常時閉弁状態に付勢する弁ば
ね、即ちコイルばね７，８を取り付ける構成とな
つている。
しかし、斯るコイルばね７，８は、内燃機関の
高速回転中、ロツカーアーム４，４の往復運動に
より高速作動するため、該高速作動により生じる
サージング波で折損する恐れが十分にあつた。
高速回転中、ロツカーアーム４，４の往復運動に
より高速作動するため、該高速作動により生じる
サージング波で折損する恐れが十分にあつた。
この為、サージング波による折損事故を防止す
るコイルばねとして、例えば、特開昭54−91656
号公報の第４図に示すものが提供されている。
るコイルばねとして、例えば、特開昭54−91656
号公報の第４図に示すものが提供されている。
該従来のコイルばねＳは、第２図に示す如く、
等間隔ピツチPbで巻き回されたコイルばねの上
下のばね端末から１巻目を、等間隔ピツチPbよ
りも小さなピツチPaで巻き回し、ばねの両端部
に１巻の密巻部を形成して、該上下の密巻部の接
着・離反で、有効巻数の変化とともに固有振動数
を変化させて、サージングを防止できるように構
成されている。
等間隔ピツチPbで巻き回されたコイルばねの上
下のばね端末から１巻目を、等間隔ピツチPbよ
りも小さなピツチPaで巻き回し、ばねの両端部
に１巻の密巻部を形成して、該上下の密巻部の接
着・離反で、有効巻数の変化とともに固有振動数
を変化させて、サージングを防止できるように構
成されている。
然し乍ら、斯る従来のコイルばねＳにあつて
は、両端部に１巻の密巻部を形成するものである
から、この１巻の密巻部の接着・離反だけでは、
有効巻数の変化が小さいため、自ずと固有振動数
の変化量が小さくなつて、サージング防止効果を
十分に期待することはできず、コイルばねが折損
してしまうケースも〓々見受けられた。
は、両端部に１巻の密巻部を形成するものである
から、この１巻の密巻部の接着・離反だけでは、
有効巻数の変化が小さいため、自ずと固有振動数
の変化量が小さくなつて、サージング防止効果を
十分に期待することはできず、コイルばねが折損
してしまうケースも〓々見受けられた。
この為、密巻部の巻数を単純に増加することも
考えられるが、通常の弁ばねの総巻数は、概して
６巻から７巻となつているので、斯る総巻数上の
制限下で、両端密巻部の巻数を増加することは、
中心位置における等間隔ピツチの巻部が少なくな
るか或いは全く無くなつてしまうので、これに起
因して、巻線カムの設計製造が大変となると同時
に、製品それ自体の製造加工や製品管理の面で逆
に大変となつてしまう嫌いがある。
考えられるが、通常の弁ばねの総巻数は、概して
６巻から７巻となつているので、斯る総巻数上の
制限下で、両端密巻部の巻数を増加することは、
中心位置における等間隔ピツチの巻部が少なくな
るか或いは全く無くなつてしまうので、これに起
因して、巻線カムの設計製造が大変となると同時
に、製品それ自体の製造加工や製品管理の面で逆
に大変となつてしまう嫌いがある。
而して、本発明は、斯る従来コイルばねの問題
点に鑑み案出さたもので、等間隔ピツチで巻き回
されたコイルばねを前提として、該コイルばねの
上下のばね端末から２巻目までを、上記等間隔ピ
ツチよりも小さなピツチで、且つ、等間隔ピツチ
部分に至る線間すきま曲線の立上り部を、線間す
きまが漸次凸状に大きくなる方向に連続して湾曲
する状態に巻き回して、ばねの両端部に同一の密
巻部を夫々形成したコイルばねを提供せんとする
ものである。
点に鑑み案出さたもので、等間隔ピツチで巻き回
されたコイルばねを前提として、該コイルばねの
上下のばね端末から２巻目までを、上記等間隔ピ
ツチよりも小さなピツチで、且つ、等間隔ピツチ
部分に至る線間すきま曲線の立上り部を、線間す
きまが漸次凸状に大きくなる方向に連続して湾曲
する状態に巻き回して、ばねの両端部に同一の密
巻部を夫々形成したコイルばねを提供せんとする
ものである。
以下、本発明を図示する一実施例に基づいて詳
述すれば、該実施例に係るサージングを防止した
コイルばね１０は、従来と同様に圧縮コイル状を
呈して、その中間部１１を等間隔ピツチで巻き回
したものであるが、特徴とするところは、第３
図・第４図に示す如く、上下のばね端末１３から
２巻目までを、上記中間部１１の等間隔ピツチよ
りも小さなピツチで、且つ、等間隔ピツチ部分
Laに至る線間すきま曲線Ｌの立上り部Lbを、線
間すきまが漸次凸状に大きくなる方向に連続して
湾曲する状態に巻き回して、ばねの上下両端部
夫々に２巻から構成される同一の密巻部１２，１
２を形成した点にある。
述すれば、該実施例に係るサージングを防止した
コイルばね１０は、従来と同様に圧縮コイル状を
呈して、その中間部１１を等間隔ピツチで巻き回
したものであるが、特徴とするところは、第３
図・第４図に示す如く、上下のばね端末１３から
２巻目までを、上記中間部１１の等間隔ピツチよ
りも小さなピツチで、且つ、等間隔ピツチ部分
Laに至る線間すきま曲線Ｌの立上り部Lbを、線
間すきまが漸次凸状に大きくなる方向に連続して
湾曲する状態に巻き回して、ばねの上下両端部
夫々に２巻から構成される同一の密巻部１２，１
２を形成した点にある。
従つて、斯るコイルばね１０を用いて、第１図
に示した動弁機構の吸・排気弁５，６に取り付け
る場合には、本コイルばね１０には、上下両端部
に同一の密巻部１２，１２が形成されているた
め、上下の取付姿勢は何ら制限されずに、いずれ
の方向からでも簡単に取り付けられるので、後
は、ただ上下の密巻部１２，１２が、互いに接着
するか或いはしない程度に均一に押圧して、各弁
５，６に取り付ければそれで良い。
に示した動弁機構の吸・排気弁５，６に取り付け
る場合には、本コイルばね１０には、上下両端部
に同一の密巻部１２，１２が形成されているた
め、上下の取付姿勢は何ら制限されずに、いずれ
の方向からでも簡単に取り付けられるので、後
は、ただ上下の密巻部１２，１２が、互いに接着
するか或いはしない程度に均一に押圧して、各弁
５，６に取り付ければそれで良い。
そして、この弁に対する取付状態において、本
コイルばね１０が動弁機構のカム回転により高速
作動すると、従来のコイルばねと同様に、サージ
ング波は、まず、ロツカーアーム４側に位置する
上端側の密巻部１２の接着・離反作用で減衰され
ながら、コイルばねの下方に移動し、該下方にお
いても、サージング波は、シリンダーヘツド１側
に位置する下端側の密巻部１２の接着・離反作用
で減衰されて、今度は、上方に移動して、斯る上
下移動の繰返しにより、サージング波は減衰され
ていく。
コイルばね１０が動弁機構のカム回転により高速
作動すると、従来のコイルばねと同様に、サージ
ング波は、まず、ロツカーアーム４側に位置する
上端側の密巻部１２の接着・離反作用で減衰され
ながら、コイルばねの下方に移動し、該下方にお
いても、サージング波は、シリンダーヘツド１側
に位置する下端側の密巻部１２の接着・離反作用
で減衰されて、今度は、上方に移動して、斯る上
下移動の繰返しにより、サージング波は減衰され
ていく。
しかし、本実施例にあつては、既述した如く、
両端部に形成される密巻部１２，１２を、ばね端
末１３からの２巻で構成している関係で、従来の
１巻から構成される密巻部と比較すると、有効巻
数の変化が必然的に大きくなつて、固有振動数の
変化量を大きくすることが可能となるので、サー
ジング防止効果が十分に期待できることとなる。
両端部に形成される密巻部１２，１２を、ばね端
末１３からの２巻で構成している関係で、従来の
１巻から構成される密巻部と比較すると、有効巻
数の変化が必然的に大きくなつて、固有振動数の
変化量を大きくすることが可能となるので、サー
ジング防止効果が十分に期待できることとなる。
その上、斯る密巻部１２を構成する２巻目まで
は、第４図に示す如く、等間隔ピツチ部分Laに
至る線間すきま曲線Ｌの立上り部Lbを、線間す
きまが漸次凸状に大きくなる方向に連続して湾曲
する状態に巻き回されているので、この点から
も、十分なサージング防止効果が期待できること
となる。
は、第４図に示す如く、等間隔ピツチ部分Laに
至る線間すきま曲線Ｌの立上り部Lbを、線間す
きまが漸次凸状に大きくなる方向に連続して湾曲
する状態に巻き回されているので、この点から
も、十分なサージング防止効果が期待できること
となる。
即ち、今仮に、密巻部を２巻で構成した同一条
件において、第６図Ａに示す如く、等間隔ピツチ
部分Laに至る線間すきま曲線Ｌの立上り部Lbを、
線間すきまが凸状に大きくなる方向に連続して湾
曲する状態に巻き回した場合と、同図Ｂに示す如
く、線間すきまが直線状に大きくなる方向に巻き
回した場合と、同図Ｃに示す如く、線間すきまが
凹状に大きくなる方向に連続して湾曲する状態に
巻き回した場合とを、取付時の線間すきまと作動
時の線間すきま間における有効巻数の変化量を比
較すると、各線図から明らかな如く、立上り部
Lbを凸状となした場合（本実施例）の巻数の変
化量XIが、立上り部Lcを直線状となした場合の
巻数の変化量X2や、立上り部Ldを凹状となした
場合の巻数の変化量X3よりも、大きいことが判
明した。
件において、第６図Ａに示す如く、等間隔ピツチ
部分Laに至る線間すきま曲線Ｌの立上り部Lbを、
線間すきまが凸状に大きくなる方向に連続して湾
曲する状態に巻き回した場合と、同図Ｂに示す如
く、線間すきまが直線状に大きくなる方向に巻き
回した場合と、同図Ｃに示す如く、線間すきまが
凹状に大きくなる方向に連続して湾曲する状態に
巻き回した場合とを、取付時の線間すきまと作動
時の線間すきま間における有効巻数の変化量を比
較すると、各線図から明らかな如く、立上り部
Lbを凸状となした場合（本実施例）の巻数の変
化量XIが、立上り部Lcを直線状となした場合の
巻数の変化量X2や、立上り部Ldを凹状となした
場合の巻数の変化量X3よりも、大きいことが判
明した。
従つて、本実施例にあつては、１巻の密巻部し
か有しないものと比較すると、密巻部１２を２巻
にしたことにより、それ自体で有効巻数の変化を
大きくできる利点の他に、線間すきま曲線におけ
る２巻目までの立上り部Lbを凸状に大きくなる
ように設定することによつても、単純に密巻部を
２巻としたものと比較すると、この点からも、有
効巻数の変化量を大きくできるので、いずれにし
ても、サージング防止に必要な固有振動数の変化
量を大きくして、ばねへの強制振動数とばね自体
の固有振動数とが一致した時に発生するサージン
グ現象を効果的に防止できる訳である。
か有しないものと比較すると、密巻部１２を２巻
にしたことにより、それ自体で有効巻数の変化を
大きくできる利点の他に、線間すきま曲線におけ
る２巻目までの立上り部Lbを凸状に大きくなる
ように設定することによつても、単純に密巻部を
２巻としたものと比較すると、この点からも、有
効巻数の変化量を大きくできるので、いずれにし
ても、サージング防止に必要な固有振動数の変化
量を大きくして、ばねへの強制振動数とばね自体
の固有振動数とが一致した時に発生するサージン
グ現象を効果的に防止できる訳である。
尚、念のため、１巻の密巻部しか有しない従来
コイルばねＳを、同一の線図をもつて上記３つ場
合と比較すると、第６図Ｄに示す如く、その巻数
の変化量X4は一番小さいので、これからも、１
巻の密巻部では、十分なサージング防止効果が得
られないことが明らかとなる。
コイルばねＳを、同一の線図をもつて上記３つ場
合と比較すると、第６図Ｄに示す如く、その巻数
の変化量X4は一番小さいので、これからも、１
巻の密巻部では、十分なサージング防止効果が得
られないことが明らかとなる。
又、第５図は、本コイルばね１０のカム回転数
による応力の振巾変化を通常の等ピツチばね（従
来のコイルばねＳに相当）と比較した図表で、図
中、本コイルばねの応力振巾変化を点線で、通常
の等ピツチばねのそれを実線で示したものであ
る。これにおいて、通常の等ピツチばねは、
1200rpmに達した時にサージング波が発生し、且
つ、振巾幅も大きいのに対し、本コイルばね１０
は、カム回転数が2000rpmに達した時にサージン
グが発生し、且つ、その振巾幅が小さくしかも比
較的安定した状態である。このことからも、上記
凸状の線間すきま曲線Ｌによつて巻き回された上
下２巻の密巻部１２，１２の存在により、本コイ
ルばね１０の方は、サージング波が有効に減衰さ
れていることが明らかとなる。
による応力の振巾変化を通常の等ピツチばね（従
来のコイルばねＳに相当）と比較した図表で、図
中、本コイルばねの応力振巾変化を点線で、通常
の等ピツチばねのそれを実線で示したものであ
る。これにおいて、通常の等ピツチばねは、
1200rpmに達した時にサージング波が発生し、且
つ、振巾幅も大きいのに対し、本コイルばね１０
は、カム回転数が2000rpmに達した時にサージン
グが発生し、且つ、その振巾幅が小さくしかも比
較的安定した状態である。このことからも、上記
凸状の線間すきま曲線Ｌによつて巻き回された上
下２巻の密巻部１２，１２の存在により、本コイ
ルばね１０の方は、サージング波が有効に減衰さ
れていることが明らかとなる。
以上の如く、本発明は、等間隔ピツチで巻き回
されたコイルばねの上下のばね端末より２巻目ま
でを、等間隔ピツチよりも小さなピツチで、且
つ、等間隔ピツチ部分に至る線間すきま曲線の立
上り部を、線間すきまが漸次凸状に大きくなる方
向に連続して湾曲する状態に巻き回したことを特
徴とするものであるから、１巻の密巻部しか有し
ない従来のコイルばねと比較しても、又、単純に
２巻の密巻部を有するコイルばねと比較しても、
これらのコイルばねが奏し得なかつた、十分なサ
ージング防止効果が期待できることとなつた。
されたコイルばねの上下のばね端末より２巻目ま
でを、等間隔ピツチよりも小さなピツチで、且
つ、等間隔ピツチ部分に至る線間すきま曲線の立
上り部を、線間すきまが漸次凸状に大きくなる方
向に連続して湾曲する状態に巻き回したことを特
徴とするものであるから、１巻の密巻部しか有し
ない従来のコイルばねと比較しても、又、単純に
２巻の密巻部を有するコイルばねと比較しても、
これらのコイルばねが奏し得なかつた、十分なサ
ージング防止効果が期待できることとなつた。
又、密巻部を３巻以上とすると、今度は、線間
ピツチの設定が極めて複雑となつて、製造加工や
製品管理の面で大変となつてしまうが、本発明
は、密巻部を２巻で構成しているため、線間ピツ
チの設定も簡素化されて、ばね設計・巻線加工が
容易となる利点もある。
ピツチの設定が極めて複雑となつて、製造加工や
製品管理の面で大変となつてしまうが、本発明
は、密巻部を２巻で構成しているため、線間ピツ
チの設定も簡素化されて、ばね設計・巻線加工が
容易となる利点もある。
更に、密巻部が上下に同一状態に形成されてい
ることは、動弁機構に取り付ける際に、取付姿勢
が全く制限されないので、取付姿勢を予め決定す
る色付け識別工程が全く不要となり、作業の向上
にも貢献できることとなる。
ることは、動弁機構に取り付ける際に、取付姿勢
が全く制限されないので、取付姿勢を予め決定す
る色付け識別工程が全く不要となり、作業の向上
にも貢献できることとなる。
第１図はサージングを防止したコイルばねを使
用する動弁機構を示す要部断面図、第２図は従来
のコイルばねを示す正面図、第３図は本発明の実
施例に係るコイルばねを示す正面図、第４図は本
コイルばねの線間すきまと巻数との関係を示す線
間すきま曲線図、第５図は動弁機構が稼働した時
の本コイルばねと通常の等ピツチばねの応力振巾
の変化を比較して示した線図、第６図Ａ，Ｂ，Ｃ
は本コイルばねと２巻の密巻部を有する他のコイ
ルばねの有効巻数の変化量を示す線図、同図Ｄは
従来のコイルばねの有効巻数の変化量を示す線図
である。 １０……サージングを防止したコイルばね、１
１……等間隔ピツチの中間部、１２……密巻部、
１３……ばね端末、Ｌ……線間すきま曲線、La
……同等間隔ピツチ部分、Lb……同立上り部。
用する動弁機構を示す要部断面図、第２図は従来
のコイルばねを示す正面図、第３図は本発明の実
施例に係るコイルばねを示す正面図、第４図は本
コイルばねの線間すきまと巻数との関係を示す線
間すきま曲線図、第５図は動弁機構が稼働した時
の本コイルばねと通常の等ピツチばねの応力振巾
の変化を比較して示した線図、第６図Ａ，Ｂ，Ｃ
は本コイルばねと２巻の密巻部を有する他のコイ
ルばねの有効巻数の変化量を示す線図、同図Ｄは
従来のコイルばねの有効巻数の変化量を示す線図
である。 １０……サージングを防止したコイルばね、１
１……等間隔ピツチの中間部、１２……密巻部、
１３……ばね端末、Ｌ……線間すきま曲線、La
……同等間隔ピツチ部分、Lb……同立上り部。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 等間隔ピツチで巻き回されたコイルばねであ
つて、 該コイルばねの上下のばね端末から２巻目まで
を、上記等間隔ピツチよりも小さなピツチで、且
つ、等間隔ピツチ部分に至る線間すきま曲線の立
上り部を、線間すきまが漸次凸状に大きくなる方
向に連続して湾曲する状態に巻き回して、ばねの
両端部に同一の密巻部を夫々形成したことを特徴
とするサージングを防止したコイルばね。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17314882A JPS5962740A (ja) | 1982-10-04 | 1982-10-04 | サ−ジングを防止したコイルばね及びその取付方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17314882A JPS5962740A (ja) | 1982-10-04 | 1982-10-04 | サ−ジングを防止したコイルばね及びその取付方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5962740A JPS5962740A (ja) | 1984-04-10 |
| JPH0262735B2 true JPH0262735B2 (ja) | 1990-12-26 |
Family
ID=15954988
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17314882A Granted JPS5962740A (ja) | 1982-10-04 | 1982-10-04 | サ−ジングを防止したコイルばね及びその取付方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5962740A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6367257B2 (ja) * | 2016-04-13 | 2018-08-01 | サンコール株式会社 | コイルばね |
| JP6849559B2 (ja) * | 2017-08-29 | 2021-03-24 | 京セラ株式会社 | ヒータ |
-
1982
- 1982-10-04 JP JP17314882A patent/JPS5962740A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5962740A (ja) | 1984-04-10 |
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