JPH0614573U - 捩じりコイルばね組立体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 小径コイルばね１１と大径コイルばね２１を
互いに同心に配設する。両コイルばね１１、２１の一方
の巻き端部１１ｃ、２１ｃを保持プレート３０により保
持する。この保持プレート３０には、筒部３３が一体に
形成される。筒部３３は、両コイルばね１１、２１間に
延びて捩じり作動時における両者の干渉を防止するため
のものである。 【効果】 捩じり角度が大きくなっても両コイルばね１
１、２１が同心に配設されたままの状態を維持できる。
しかも筒部３３によって、捩じり角度が大きくなった際
に各線材１１ａ、２１ａ同士の干渉を防止できる。従っ
て、最大捩じり角度から中立状態に復帰する際のヒステ
リシスの発生を低減し、大きな戻りトルクを得ることが
できる。一重の捩じりコイルばねに比べて同一径ではよ
り大きなトルクを発生させることができる。トルク設定
が容易になる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は捩じりコイルばね組立体に関し、より詳細には、自動車の四輪操舵装 置等に最適な捩じりコイルばね組立体に関する。

【０００２】

【従来の技術及び考案が解決しようとする課題】

図３を参照して、一般に捩じりコイルばね５０は、ばね鋼等からなる線材５１ を螺旋形に巻回して構成されたものであり、一方の巻き端部５１ａと他方の巻き 端部５１ｂとを周方向に相対変位させることにより、図４に示すような捩じり角 度−捩じりトルク特性を得るようにしている。

【０００３】 ところで、図３に示す上記捩じりコイルばね５０は、線材５１を一重に巻回し ただけであったので、より大きな捩じりトルクτを得るためには、自由状態にお けるコイル径や高さを大きく設定する必要がある結果、配置スペースが大きくな るという不具合があった。 そのような不具合を解消するために、図５に示すような捩じりコイルばね６０ も知られている。その構造では、一方向に巻回された内径側コイル６２と、他方 向に巻回された外径側コイル６３とを、同一の線材６１により構成している。

【０００４】 図５に示す捩じりコイルばね６０を採用した場合には、図３の一重の捩じりコ イルばね５０に比べて、同一径ではより大きなトルクτを発生させることができ るという利点がある。しかるに、上記捩じりコイルばね６０では、巻き方向の異 なる二重コイル構造になっているため、捩じり作動時に捩じり角度が大きくなる と、内径側コイル６２と外径側コイル６３とが互いに干渉しやすくなる結果、図 ６に示すように、最大捩じり角度θmax から中立状態に復帰する際のヒステリシ スＨが極めて大きくなり、実用上、戻しトルクを充分に得ることができないとい う問題があった。

【０００５】 本考案は上記不具合に鑑みてなされたものであり、最大捩じり角度から中立状 態に復帰する際のヒステリシスの発生を可及的に低減することができると共によ り大きな捩じりトルクを得ることができ、しかも全体の寸法をコンパクトに設定 することのできる捩じりコイルばね組立体を提供することを目的としている。

【０００６】

【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考案の捩じりコイルばね組立体は、 互いに同心に配設され、それぞれ別部材で構成された小径コイルばね及び大径 コイルばねと、 両コイルばねの夫々一方の巻き端部を保持する保持プレートと、 保持プレートに一体に形成され、且つ、両コイルばね間に延びて捩じり作動時 における両者の干渉を防止する筒部と を備えていることを特徴としている。

【０００７】

【作用】

上記構成からなる捩じりコイルばね組立体によれば、内周側の小径コイルばね と外周側の大径コイルばねの巻き端部の一方をそれぞれ保持プレートに保持して いるので、捩じり角度が大きくなっても両コイルばねが同心に配設されたままの 状態を維持することができる。さらに、上記保持プレートには、捩じり作動時に おいて両コイルばねの干渉を防止する筒部を一体に形成しているので、捩じり角 度が大きくなった際に両コイルばねの線材同士の干渉を防止することができる。

【０００８】

【実施例】

以下、添付図面を参照しつつ本考案の好ましい実施例について詳述する。 図１は、本考案の一実施例における捩じりコイルばね組立体１０の一部破断正 面図である。 同図を参照して、この捩じりコイルばね組立体１０は、互いに同心に配設され 、それぞれ別部材で構成された小径コイルばね１１及び大径コイルばね２１を備 えている。

【０００９】 小径コイルばね１１は、ばね鋼からなる線材１１ａを平面視反時計周り方向に 巻回することにより構成されており、図１において上側に突出する第１巻き端部 １１ｂと、下側に突出する第２巻き端部１１ｃとを備えている。 大径コイルばね２１は、小径コイルばね１１と同一材質からなる線材２１ａを 平面視時計周り方向に巻回することにより構成されており、図１において上側に 突出する第１巻き端部２１ｂと、下側に突出する第２巻き端部２１ｃとを備えて いる。

【００１０】 各コイルばね１１、２１は、平面視略円盤形の保持プレート３０に対して同心 に配設されており、各コイルばね１１、２１の第２巻き端部１１ｃ、２１ｃは、 この保持プレート３０に穿設された嵌合孔３１、３２に圧入されることにより、 堅固に把持されている。保持プレート３０の材質としては、軟鋼等の金属、或い は硬質の樹脂等が適している。

【００１１】 以上のような構成において、上記保持プレート３０には、両コイルばね１１、 ２１間に延びる筒部３３が一体に突設されている。筒部３３は、図１に示す自由 状態において大径コイルばね２１の高さ方向略中間部まで延びており、両コイル ばね１１、２１の捩じり作動時において、両者の干渉を防止するためのものであ る。

【００１２】 上記構成からなる捩じりコイルばね組立体１０によれば、内周側の小径コイル ばね１１と外周側の大径コイルばね２１の一方の巻き端部である第２巻き端部１ １ｃ、２１ｃを、それぞれ保持プレート３０の嵌合孔３１、３２に嵌合すること により保持プレート３０に堅固に保持しているので、捩じり角度θ（図２参照） が大きくなっても両コイルばね１１、２１が同心に配設されたままの状態を維持 することができる。さらに、上記保持プレート３０には、捩じり作動時において 両コイルばね１１、２１の干渉を防止する筒部３３を一体に形成しているので、 捩じり角度θが大きくなった際に両コイルばね１１、２１の線材１１ａ、２１ａ 同士の干渉を防止することができる。従って本実施例の捩じりコイルばね組立体 １０によれば、図２に示すように、最大捩じり角度θmax から中立状態（θ＝０ ）に復帰する際のヒステリシスＨの発生を抑制し、大きな戻りトルクτを得るこ とができるという顕著な効果を奏する。しかも、二重コイル構造に構成されてい るので、一重の捩じりコイルばねに比べて同一径ではより大きなトルクτを発生 させることができる。従って、配置スペースが小さくて済む分だけ設計の自由度 が向上するという利点がある。

【００１３】 しかも本実施例によれば、内周側の小径コイルばね１１と外周側の大径コイル ばね２１とが、それぞれ別部材で構成されているので、用途に合わせて個々のコ イルばね１１（２１）のばね定数や巻回方向を変更することにより、捩じりトル クτの特性を比較的自由に変更することができるという利点もある。 なお上述した実施例は本考案の好ましい具体例に過ぎず、例えば、小径コイル ばね１１と大径コイルばね２１の巻回方向を揃えることにより作動時における径 方向の変位の向きを一致させるようにしてもよく、その他本考案の要旨を変更し ない範囲内で種々の設計変更が可能であることは云うまでもない。

【００１４】 〔具体例〕 図１に示す捩じりコイルばね組立体１０を採用した場合、コイル径Ｄ＝４２mm 、ばね高さＬ＝３３mmのコンパクトな寸法設定により、最大捩じり角度θmax ＝ ２１０°時に５０ｋｇｆcmの最大捩じりトルクτmax を得ることができた。図２ に示すように、この捩じりコイルばね組立体１０の最大捩じり角度θmax でのヒ ステリシスＨは、２０〜３０％程度に過ぎなかった。

【００１５】 〔比較例１〕 図３に示す一重捩じりコイルばね５０を採用した場合、図４に示すように、最 大捩じり角度θmax でのヒステリシスＨは、２０％程度であったものの、最大捩 じり角度θmax を２１０°に設定した場合に５０ｋｇｆcmの最大捩じりトルクτ max を得るためには、コイル径Ｄを４５mm、ばね高さＬを４３．５mmに設定する 必要があった。

【００１６】 〔比較例２〕 図５に示す二重捩じりコイルばね６０を採用した場合、コイル径Ｄ＝４１mm、 ばね高さＬ＝２７．７mmという寸法設定で、最大捩じり角度θmax ＝２１０°時 に５０ｋｇｆcmの捩じりトルクτmax を得ることができたものの、図６に示すよ うに、最大捩じり角度θmax でのヒステリシスＨは、４０％以上であった。

【００１７】

【考案の効果】

以上説明したように本考案の捩じりコイルばね組立体によれば、捩じり角度が 大きくなっても両コイルばねが同心に配設されたままの状態を維持することがで きると共に、両コイルばねの線材同士の干渉を防止することができるので、最大 捩じり角度から中立状態に復帰する際のヒステリシスの発生を抑制し、大きな戻 りトルクを得ることができるという顕著な効果を奏する。しかも、二重コイル構 造に構成されているので、一重の捩じりコイルばねに比べて同一径ではより大き なトルクを発生させることができる。従って、配置スペースが小さくて済む分だ け設計の自由度が向上するという利点がある。

【００１８】 さらに本考案の構成における捩じりコイルばね組立体によれば、内周側の小径 コイルばねと外周側の大径コイルばねとが別部材で構成されているので、用途に 合わせて個々のコイルばねのばね定数や巻回方向を変更することにより、捩じり トルクの特性を比較的自由に変更することができるという利点もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例における捩じりコイルばね組
立体の一部破断正面図である。

【図２】上記実施例の捩じりコイルばね組立体における
捩じり角度−捩じりトルク特性を示すグラフである。

【図３】一般的な一重捩じりコイルばねの正面図であ
る。

【図４】上記一重捩じりコイルばねにおける捩じり角度
−捩じりトルク特性を示すグラフである。

【図５】従来の二重捩じりコイルばねの一部破断正面図
である。

【図６】上記二重捩じりコイルばねにおける捩じり角度
−捩じりトルク特性を示すグラフである。

【符号の説明】

１０ 捩じりコイルばね組立体 １１ 小径コイルばね １１ａ 線材 １１ｂ 第１巻き端部 １１ｃ 第２巻き端部 ２１ 大径コイルばね ２１ａ 線材 ２１ｂ 第１巻き端部 ２１ｃ 第２巻き端部 ３０ 保持プレート ３３ 筒部

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】互いに同心に配設され、それぞれ別部材で
   構成された小径コイルばね及び大径コイルばねと、 両コイルばねの夫々一方の巻き端部を保持する保持プレ
   ートと、 保持プレートに一体に形成され、且つ、両コイルばね間
   に延びて捩じり作動時における両者の干渉を防止する筒
   部とを備えていることを特徴とする捩じりコイルばね組
   立体。