JPH0727159A - 圧縮コイルばね - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 粗巻コイル部１１の長さ方向両端部に設けら
れる密巻コイル部１２のコイル端部を、ばね受部材１０
に対し密接状に着座させることができながら、荷重が付
与されたとき、コイル端部側が径方向内外方に逃げたり
するのを阻止して荷重を確実に受止め、しかも、各コイ
ル部１１，１２が破損したりするのを防止可能とする。 【構成】 粗巻コイル部１１と密巻コイル部１２とを備
え、かつ、密巻コイル部１２のコイル端部に、ばね受部
材１０に対し着座可能な平坦面１３を形成した圧縮コイ
ルばねにおいて、平坦面１３を形成する密巻コイル部１
２のコイル端部と、該コイル端部に対向するコイル部と
の対向面の何れか一方に、他方側コイル部を受入可能な
凹部１４を形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は圧縮コイルばね、詳しく
は、コイル部の長さ方向両端部を平面加工してばね受部
材に対し密接状に着座させるようにした荷重支持用の圧
縮コイルばねに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種圧縮コイルばねは、図６で
示したように、１本の丸線材を螺旋状に巻回して、その
長さ方向中間部位にピッチ間隔大とされた粗巻コイル部
Ａを、また、該粗巻コイル部Ａの長さ方向両端部にピッ
チ間隔小とされた密巻コイル部Ｂ，Ｂを形成すると共
に、これら各密巻コイル部Ｂの端部で外面側には、その
円形一部を研削加工することにより平坦面Ｃ，Ｃを形成
し、該各平坦面Ｃをばね受部材に対し密接状に着座させ
るようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、以上のよう
に、前記密巻コイル部Ｂの外面一部を研削加工して前記
平坦面Ｃを形成するときには、前記密巻コイル部Ｂにお
ける平坦面Ｃの形成部位が断面積の小さい円弧形状とな
って、この断面円弧部Ｂ１の強度が弱くなっており、ま
た、この断面円弧部Ｂ１と対向される粗巻コイル部Ａと
が、これら各コイル部Ｂ，Ａの同一中心線を通る点Ｏに
おいて点接触、又は線接触状態で前記荷重を受止める構
造であるから、次のような問題が発生したのである。

【０００４】即ち、前記圧縮コイルばねに所定荷重が付
与されたときには、前記粗巻コイル部Ａのピッチ間隔が
小となってその圧縮荷重が密巻コイル部Ｂの端部に伝達
されると同時に、前記粗巻コイル部Ａが拡径して、コイ
ルばね全体に周方向の力、つまり、ばね受部材に対し回
転する力が作用し、これらの力は複合作用となって前記
密巻コイル部Ｂの端部側へと伝達されるのであり、ま
た、前記圧縮コイルばねを高速度で伸縮動作させたよう
なときには、共振現象が発生して圧縮時に前記各コイル
部Ａ，Ｂの一部が伸長したりする現象が起こり、この現
象も前記密巻コイル部Ｂの端部側へと伝達されるのであ
る。そして、以上のような力や現象が発生すると、強度
が最も弱く、かつ、点接触又は線接触状態で荷重を受止
める密巻コイル部Ｂの端部側つまり前記断面円弧部Ｂ１
は、図６矢印で示したように、径方向内方又は外方（矢
印Ｘ又はＹ方向）の逃げ易い方向の何れかに曲がって逃
げようとするのである。また、前記圧縮コイルばねに、
そのコイル部全体が全圧縮される以上の大きい荷重が付
与されたようなときにも、強度の弱い前記断面円弧部Ｂ
１が前述した場合と同様に径方向内外方に逃げようとす
るのである。

【０００５】しかして、以上のような力や現象の発生な
どによって、例えば前記断面円弧部Ｂ１が図６に示した
径方向外方（矢印Ｙ方向）に逃げて、密巻コイル部Ｂと
粗巻コイル部Ａの同一中心が少しでもずれたりすると、
この前記密巻コイル部Ｂと粗巻コイル部Ａの同一中心線
を通る点Ｏ又は線で垂直に荷重を確実に受止めることが
できなくなり、このため、例えば図７で示したように、
前記断面円弧部Ｂ１に対しその内側から斜め方向に荷重
が作用して前記密巻コイル部Ｂが粗巻コイル部Ａに対し
径方向外方側に曲がって大きく位置ずれを起こし、コイ
ルばね全体が荷重付与方向に対し湾曲状となって、この
湾曲状態で荷重が付与されることになるため、コイルば
ねの湾曲内部側に応力が集中して、短時間で破損したり
する問題があったのである。

【０００６】本発明の目的は、粗巻コイル部の長さ方向
両端部に設けられる密巻コイル部のコイル端部側に平坦
面を形成し、該平坦面を介して前記密巻コイル部側をば
ね受部材に対し密接状に着座させ得るようになすにも拘
らず、つまり、該平坦面を形成することで前記コイル端
部側の強度が弱くなるにも拘らず、荷重が付与されたと
き、このコイル端部側が径方向内外方に逃げたりするの
を阻止して、前記荷重を確実に受止めることができ、し
かも、前記各コイル部が破損したりするのを防止できる
圧縮コイルばねを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
め、本発明は、粗巻コイル部１１と、該粗巻コイル部１
１の両端部を密巻した密巻コイル部１２，１２とを備
え、かつ、この密巻コイル部１２，１２のコイル端部
に、ばね受部材に対し着座可能な平坦面１３を形成して
成る圧縮コイルばねにおいて、前記平坦面１３を形成す
る前記密巻コイル部１２のコイル端部と、該コイル端部
に対向するコイル部との対向面のうち何れか一方に、他
方側コイル部を受入可能な凹部１４を形成したのであ
る。

【０００８】

【作用】以上の構成によれば、圧縮コイルばねに荷重が
付与されたとき、前記平坦面１３が形成された前記密巻
コイル部１２のコイル端部と、該コイル端部に対向する
コイル部との対向面のうち何れか一方に形成された凹部
１４に、他方側コイル部が介入されて、前記平坦面１３
を設けた前記密巻コイル部１２のコイル端部側が前記凹
部１４で位置規制されるのであり、従って、前記密巻コ
イル部１２のコイル端部に前記平坦面１３を形成するこ
とにより、該平坦面１３で前記圧縮コイルばねをばね受
部材に密接状に着座させることができながら、しかも、
前記平坦面１３を形成することで前記コイル端部の強度
が弱くなっているにも拘らず、このコイル端部が径方向
内外方に逃げたりするのを阻止して、前記圧縮コイルば
ねの全体で前記荷重を確実に受止めることができ、その
上、前記コイル端部が径方向内外方に逃げるのを阻止す
ることにより、荷重が付与されたとき、前記粗巻コイル
部１１及び密巻コイル部１２が荷重付与方向に対し湾曲
されたりすることもなくして、これら各コイル部１１，
１２が破損したりするのも確実に防止できるのである。

【０００９】

【実施例】図１は圧縮コイルばねを示しており、この圧
縮コイルばね１は、１本の丸線材Ｗを螺旋状に巻回し
て、その長さ方向中間部位にピッチ間隔大とされた粗巻
コイル部１１を、また、該粗巻コイル部１１の長さ方向
両端部にピッチ間隔小とされた密巻コイル部１２，１２
を形成すると共に、これら各密巻コイル部１２における
最端末コイル部１２ａの外面側には、その円形一部を研
削加工することにより平坦面１４，１４をそれぞれ形成
して、該各平坦面１４を前記圧縮コイルばね１の上下両
側に配設されるばね受部材１０，１０に対し密接状に着
座させるようにしている。

【００１０】しかして以上の圧縮コイルばね１におい
て、前記粗巻コイル部１１の長さ方向両側に、少なくと
も丸線材Ｗを１周以上にわたって巻回させることにより
密巻コイル部１２を形成し、つまり、前記平坦面１３が
形成される最端末コイル部１２ａと、この最端末コイル
部１２ａから連続状に延びて対向状に隣接する次位コイ
ル部１２ｂとを備えた密巻コイル部１２を形成して、斯
かる密巻コイル部１２における最端末コイル部１２ａの
外周面で前記次位コイル部１２ｂとの対向部位に、荷重
が付与されたとき、該次位コイル部１２ｂの外周一部を
受入可能とした凹部１４を形成したのである。

【００１１】前記凹部１４は、前記最端末コイル部１２
ａの直径よりもやや小幅とされ、かつ、該最端末コイル
部１２ａの巻回終端部からほぼ２００〜２７０度の角度
範囲にわたって溝状に形成し、好ましくは、図２で示し
たように、約２７０度の角度範囲わたって形成するので
あり、また、前記凹部１４は、図３で明らかにしたよう
に、前記次位コイル部１２ｂの外周円弧一部を受入可能
な円弧形状に形成するのである。

【００１２】次に、以上の構成とした圧縮コイルばね１
の製造手段について説明する。図４は前記圧縮コイルば
ね１の製造装置例を示しており、同図において、２は丸
線材Ｗを巻回収容する収容装置、３は前記丸線材Ｗの送
り装置、４は送り装置３から送られる丸線材Ｗを螺旋状
に巻回して圧縮コイルばねを成形する成形装置、５は前
記収容装置２と送り装置３との間に設けられ、前記丸線
材Ｗの外周部位に切削加工を施すための切削装置であ
る。

【００１３】前記収容装置２は、回転軸２１に支持され
た台板２２の一側に複数の棒状体２３を突設して構成さ
れ、この各棒状体２３の外周囲に前記丸線材Ｗを巻回収
容させている。

【００１４】また、前記送り装置３は、駆動モータなど
で回転駆動され、互いに対向される一対の第１及び第２
送りローラ３１，３２を備え、これら各送りローラ３
１，３２の回転により前記丸線材Ｗを前記成形装置４側
に供給するようにしている。

【００１５】さらに、前記成形装置４は、成形ダイス４
１と線ガイド４２とを備え、前記各ローラ３１，３２で
送られる丸線材Ｗを前記線ガイド４２で直線状に延ばし
ながら前記成形ダイス４１側に供給して、該ダイス４１
で前記丸線材Ｗを、ピッチ間隔が大小とされた粗密部を
交互に有する螺旋状に巻回して裁断することにより、ピ
ッチ間隔大とされた粗巻コイル部１１と、該粗巻コイル
部１１の長さ方向両側に密巻コイル部１２，１２が連続
状に形成された前記圧縮コイルばね１を製作するように
している。

【００１６】また、前記切削装置５は、前記丸線材Ｗの
外周部位で互いに対向する外周一部を所定長さにわたっ
て切削する一対の回転刃５１，５１と、この各回転刃５
１を前記丸線材Ｗに対し近接離間させる一対の油圧装置
５２，５２とを備えており、前記各回転刃５１は、図５
で示したように、駆動モータなどで回転駆動される回転
軸５１ａと、該回転軸５１ａに一体回転可能に取付けら
れた回転体５１ｂと、この回転体５１ｂの外周部に所定
間隔置きに植設され、前記丸線材Ｗの外周部位に円弧形
状とされた前記凹部１４を形成する複数の切削刃５１ｃ
とから成り、また、前記各油圧装置５２は、シリンダ本
体５２ａと、該シリンダ本体５２ａに対し進退移動され
るピストンロッド５２ｂとを備え、このピストンロッド
５２ｂの先端側に前記各回転刃５１の回転軸５１ａを軸
受ボス部５１ｄを介して回転可能に支持させている。

【００１７】前記各油圧装置５２は、前記送り装置３に
よる丸線材Ｗの送り量に基づく制御装置７の動作によっ
て制御するのであり、この制御装置７は、図４で示した
ように、油圧ポンプ７１からの圧力油を前記各油圧装置
５２のシリンダ本体５２ａ側に供給，遮断する切換弁７
２と、前記第１送りローラ３１の外周部に設けられ、そ
の回転量つまり各送りローラ３１，３２による丸線材Ｗ
の前記ダイス４１側への送り量を検出する検出器７３
と、該検出器７３による検出結果に基づき前記切換弁７
２を切換制御する制御器７４とを備えている。

【００１８】しかして、以上の製造装置を用いて前記圧
縮コイルばね１を製造する場合は、先ず、前記送り装置
３における各送りローラ３１，３２の回転駆動により、
前記収容装置２の各棒状体２３に巻回収容された丸線材
Ｗが前記切削装置５を通過され、このとき、前記各送り
ローラ３１，３２による丸線材Ｗの送り量が前記制御装
置７の検出器７３で検出され、その検出結果に基づく前
記制御器７４からの出力により前記切換弁７２が開動作
されて、前記油圧ポンプ７１からの圧力油が前記各油圧
装置５２のシリンダ本体５２ａに供給され、これに伴い
前記ピストンロッド５２ｂが進出動作され、前記切削装
置５の各回転刃５１が前記丸線材Ｗ側に進出されて、該
丸線材Ｗの外周部位で互いに対向する外周一部が円弧形
状に切削されるのであり、また、前記検出器７３で検出
される前記各送りローラ３１，３２による丸線材Ｗの送
り量が一定量となったとき、前記検出器７３の検出結果
に基づく前記制御器７４からの出力で前記切換弁７２が
閉動作されて、前記油圧ポンプ７１から前記各シリンダ
本体５２ａ側への圧力油の供給が遮断され、かつ、該シ
リンダ本体５２ａ内の圧力油が外部排出されて、前記ピ
ストンロッド５２ｂが後退され、これに伴い前記各回転
刃５１が前記丸線材Ｗから外方側へと移動されて、前記
丸線材Ｗの外周対向部位に、それぞれ所定長さにわたっ
て円弧状の前記凹部１４が形成される。また、この凹部
１４は、前記丸線材Ｗで圧縮コイルばね１を巻回成形し
たとき、該圧縮コイルばね１の長さ方向外部側に形成さ
れる密巻コイル部１２における最端末コイル部１２ａの
外周部位で、該最端末コイル部１２ａから連続状に延び
て隣接する次位コイル部１２ｂとの対向部位に、約２７
０度の角度範囲わたって延出されるような長さに形成す
るのである。

【００１９】そして、前記研削装置５の通過に伴い前記
丸線材Ｗの外周対向部位にそれぞれ前記凹部１４が形成
された後に、前記丸線材Ｗが前記各送りローラ３１，３
２から前記成形装置４の線ガイド４２で直線状に延ばさ
れながら前記ダイス４１に供給され、該ダイス４１によ
り前記丸線材Ｗがピッチ間隔を大小とした粗密部を交互
に有する螺旋状に巻回されて裁断され、ピッチ間隔大と
された粗巻コイル部１１と、該粗巻コイル部１１の長さ
方向両側にピッチ間隔小の密巻コイル部１２，１２とを
連続状に形成した前記圧縮コイルばね１が製作される。
このとき、前記丸線材Ｗに形成された各凹部１４のうち
一方側は、前記各密巻コイル部１２における最端末コイ
ル部１２ａの外周部位で、該最端末コイル部１２ａから
連続状に延びて隣接する次位コイル部１２ｂと対向する
ように位置され、また、他方側の凹部１４は、前記最端
末コイル部１２ａの外面側に位置されて、後述する平坦
加工時に除去される。

【００２０】また、以上のように圧縮コイルばね１を製
作した後には、前記各密巻コイル部１２における最端末
コイル部１２ａの外面側に研削装置（図示せず）で平坦
加工を施して、この最端末コイル部１２ａの円形一部、
つまり、該最端末コイル部１２ａの外面側に位置される
凹部１４を研削除去することにより平坦面１３を形成
し、この各平坦面１３を前記ばね受部材１０に対し密接
状に着座させるようになすのである。

【００２１】以上のように構成た圧縮コイルばね１によ
れば、前記平坦面１３が形成された前記密巻コイル部１
２の最端末コイル部１２ａで、該最端末コイル部１２ａ
から連続状に延びて隣接する次位コイル部１２ｂとの対
向部位に、約２７０度の角度範囲にわたって前記凹部１
４が設けられているため、前記圧縮コイルばね１に荷重
が付与されて前記粗巻コイル１１と前記各密巻コイル部
１２とが圧縮されたとき、前記次位コイル部１２ｂの外
周一部が前記凹部１４に介入されて、該凹部１４で前記
最端末コイル部１２ａが位置規制されるのであり、従っ
て、前記最端末コイル部１２ａに前記平坦面１３を形成
して、該平坦面１３を介して前記圧縮コイルばね１を前
記ばね受部材１０に密接状に着座させることができなが
ら、しかも、前記平坦面１３を形成することで前記最端
末コイル部１２ａの強度が弱くなっているにも拘らず、
この最端末コイル部１２ａが径方向内外方に逃げたりす
るのを前記凹部１４で阻止して、前記圧縮コイルばね１
の全体で前記荷重を確実に受止めることができ、その
上、前記最端末コイル部１２ａが径方向内外方に逃げる
のを阻止することにより、荷重が付与されたとき、前記
粗巻コイル部１１及び密巻コイル部１２が荷重付与方向
に対し湾曲されたりすることもなくなって、これら各コ
イル部１１，１２が破損したりするのも確実に防止する
ことができるのである。

【００２２】以上の実施例では、前記圧縮コイルばね１
における前記粗巻コイル部１１の長さ方向両側に、丸線
材Ｗを１周以上にわたって巻回させることにより密巻コ
イル部１２を形成し、つまり、前記平坦面１３が形成さ
れる最端末コイル部１２ａと、この最端末コイル部１２
ａから連続状に延びて対向状に隣接する次位コイル部１
２ｂとを備えた密巻コイル部１２を形成して、斯かる密
巻コイル部１２における最端末コイル部１２ａの外周部
位に前記凹部１４を設け、荷重が付与されたとき、該凹
部１４に前記次位コイル部１２ｂの外周一部を介入させ
るようにしたが、前記凹部１４は前記次位コイル部１２
ｂ側に設けて、前記凹部１４に前記最端末コイル部１２
ａの外周一部を介入させるようにしてもよい。また、密
着コイル部１２としては、実施例のごとく最端末コイル
部１２ａと該最端末コイル部１２ａと相対向する次位コ
イル部１２ｂとの１箇所のみを密着させる他、例えば、
最端末コイル部１２ａから次位コイル部１２ｂまで、又
はそれ以上、或はそれ以下を連続的に密接させて形成し
てもよいし、更に、前記凹部１４は、前記した実施例の
ごとく、最端末コイル部１２ａの次位コイル部１２ｂと
の対向面に形成する他、次位コイル部１２ｂの最端末コ
イル部１２ａとの対向面に形成するようにしてもよい
し、このように密着コイル部１２間における対向面間の
何れか一方に設ける他、密着コイル部１２と粗巻コイル
部１１との何れか一方側コイル部に、他方側コイル部と
対向状に前記凹部１４を形成してもよい。

【００２３】さらに、前記実施例では、前記圧縮コイル
ばね１の素材として丸線材Ｗを使用し、該丸線材Ｗの外
周対向部位に円弧形状とされた凹部１４を形成し、前記
丸線材Ｗの巻回成形して前記圧縮コイルばね１を製作し
たとき、該圧縮コイルばね１の長さ方向外部側に形成さ
れる密巻コイル部１２の最端末コイル部１２ａで、この
最端末コイル部１２ａから連続状に延びて隣接する次位
コイル部１２ｂとの対向部位に前記凹部１４の一方側を
残し、他方側の凹部１４を平坦加工時に除去して前記平
坦面１３を形成するようしたが、前記各凹部１４は、前
記丸線材Ｗの一方側だけに形成して、前記圧縮コイルば
ね１を製作したとき、前記最端末コイル部１２ａの次位
コイル部１２ｂとの対向部位に位置させるようにしても
よい。さらに、前記圧縮コイルばね１の素材としては、
前記丸線材Ｗに限らず、例えば断面円形状に近い多角形
状のものでも使用することができるし、また、前記凹部
１４の形状は、円弧形状に限らず、例えば三角形状その
他の形状に形成することができる。

【００２４】

【発明の効果】以上のように、本発明では、粗巻コイル
部１１と、該粗巻コイル部１１の両端部を密巻した密巻
コイル部１２，１２とを備え、かつ、この密巻コイル部
１２，１２のコイル端部に、ばね受部材に対し着座可能
な平坦面１３を形成して成る圧縮コイルばねにおいて、
前記平坦面１３を形成する前記密巻コイル部１２のコイ
ル端部と、該コイル端部に対向するコイル部との対向面
のうち何れか一方に、他方側コイル部を受入可能な凹部
１４を形成したから、前記圧縮コイルばねに荷重が付与
されたとき、前記凹部１４に、該凹部１４と対向する他
方側コイル部を介入させて、前記平坦面１３を設けた前
記密巻コイル部１２のコイル端部側を前記凹部１４で位
置規制できるのであり、従って、前記密巻コイル部１２
のコイル端部に前記平坦面１３を形成することにより、
該平坦面１３で前記圧縮コイルばねをばね受部材に密接
状に着座させることができながら、しかも、前記平坦面
１３を形成することで前記コイル端部の強度が弱くなっ
ているにも拘らず、このコイル端部が径方向内外方に逃
げたりするのを阻止して、前記圧縮コイルばねの全体で
前記荷重を確実に受止めることができ、その上、前記コ
イル端部が径方向内外方に逃げるのを前記凹部１４で阻
止することにより、荷重が付与されたとき、前記粗巻コ
イル部１１及び密巻コイル部１２が荷重付与方向に対し
湾曲されたりすることもなくなって、これら各コイル部
１１，１２が破損したりするのも確実に防止できるので
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる圧縮コイルばねの縦断面図であ
る。

【図２】その要部の平面図である。

【図３】同圧縮コイルばねの要部を拡大して示す縦断面
図である。

【図４】同圧縮コイルばねの製造装置例を示す図面であ
る。

【図５】その研削装置の回転刃を示す一部切欠正面図で
ある。

【図６】従来の圧縮コイルばねを示す縦断面図である。

【図７】同圧縮コイルばねの作用状態を示す一部省略し
た断面図である。

【符号の説明】

１ 圧縮コイルばね １１ 粗巻コイル部 １２ 密巻コイル部 １３ 平坦面 １４ 凹部 １０ ばね受部材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 粗巻コイル部（１１）と、該粗巻コイル
   部（１１）の両端部を密巻した密巻コイル部（１２）
   （１２）とを備え、かつ、この密巻コイル部（１２）
   （１２）のコイル端部に、ばね受部材に対し着座可能な
   平坦面（１３）を形成して成る圧縮コイルばねにおい
   て、前記平坦面（１３）を形成する前記密巻コイル部
   （１２）のコイル端部と、該コイル端部に対向するコイ
   ル部との対向面のうち何れか一方に、他方側コイル部を
   受入可能な凹部（１４）を形成していることを特徴とす
   る圧縮コイルばね。