JPH09133168A - 異形断面コイルばね - Google Patents
異形断面コイルばねInfo
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- JPH09133168A JPH09133168A JP28726795A JP28726795A JPH09133168A JP H09133168 A JPH09133168 A JP H09133168A JP 28726795 A JP28726795 A JP 28726795A JP 28726795 A JP28726795 A JP 28726795A JP H09133168 A JPH09133168 A JP H09133168A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 線材の全周に亘る均等な応力分散を実現で
き、小さな断面積で高負荷に耐え得るようにする。 【解決手段】 ｘ＝ａ1 ｃｏｓθ（１＋ａ2 ｓｉｎ
2 θ）及びｙ＝ｂ1 ｓｉｎθ（１＋ｂ2 ｃｏｓ2 θ）の
関係式で、ａ1 ／ｂ1 ＜２、０＜ａ2 ＜０．５３、０＜
ｂ2 ＜０．５３の条件を満たす変形楕円を断面形状とす
る線材を、その変形楕円の短軸方向に沿ってコイル状に
巻回する。例えば、ａ1 ＝１．２及びｂ1 ＝１．０、即
ち、ａ1 ／ｂ1 ＝１．２とした場合、ａ2 及びｂ2 をパ
ラメータとして、ｘ＝ａ1 ｃｏｓθ（１＋ａ2 ｓｉｎ2
θ）及びｙ＝ｂ1 ｓｉｎθ（１＋ｂ2 ｃｏｓ2 θ）の関
係式を満足する曲線群のうち、０＜ａ2 ＜０．５３、０
＜ｂ2 ＜０．５３の条件を満たす変形楕円は、楕円ｍと
長方形ｎとで囲まれた領域に含まれる。
き、小さな断面積で高負荷に耐え得るようにする。 【解決手段】 ｘ＝ａ1 ｃｏｓθ（１＋ａ2 ｓｉｎ
2 θ）及びｙ＝ｂ1 ｓｉｎθ（１＋ｂ2 ｃｏｓ2 θ）の
関係式で、ａ1 ／ｂ1 ＜２、０＜ａ2 ＜０．５３、０＜
ｂ2 ＜０．５３の条件を満たす変形楕円を断面形状とす
る線材を、その変形楕円の短軸方向に沿ってコイル状に
巻回する。例えば、ａ1 ＝１．２及びｂ1 ＝１．０、即
ち、ａ1 ／ｂ1 ＝１．２とした場合、ａ2 及びｂ2 をパ
ラメータとして、ｘ＝ａ1 ｃｏｓθ（１＋ａ2 ｓｉｎ2
θ）及びｙ＝ｂ1 ｓｉｎθ（１＋ｂ2 ｃｏｓ2 θ）の関
係式を満足する曲線群のうち、０＜ａ2 ＜０．５３、０
＜ｂ2 ＜０．５３の条件を満たす変形楕円は、楕円ｍと
長方形ｎとで囲まれた領域に含まれる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は異形断面コイルばね
に関し、詳しくは、プレス金型用ダイセットばねや自動
車搭載用弁ばね、クラッチトーションばね等に使用さ
れ、応力集中の少ない特殊な断面形状を有する異形断面
コイルばねに関する。
に関し、詳しくは、プレス金型用ダイセットばねや自動
車搭載用弁ばね、クラッチトーションばね等に使用さ
れ、応力集中の少ない特殊な断面形状を有する異形断面
コイルばねに関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、プレス金型用ダイセットばねに
使用されるコイルばねは、耐久性や耐熱性に優れた金属
材料からなる線材をコイル状に巻回したものであり、そ
の線材の断面形状を長方形としたものがある。しかしな
がら、線材の断面形状が長方形であると、その四隅部エ
ッジで応力が０となり他の部分の応力が増大して高負荷
に耐えることが困難となる。ここで、応力と荷重との関
係は、応力＝荷重／断面積の関係にあるので、限られた
同一スペース内で出来るだけ断面積を稼ぎ応力を下げた
いのであるが、断面形状が長方形では、最も大きく断面
積を稼げる一方、前述したように最大応力値を低くする
ことが困難であった。従って、限られたスペース内で断
面積を稼ぎ、しかも応力分布の最大値を下げて最小値と
の差を少なくする必要がある。
使用されるコイルばねは、耐久性や耐熱性に優れた金属
材料からなる線材をコイル状に巻回したものであり、そ
の線材の断面形状を長方形としたものがある。しかしな
がら、線材の断面形状が長方形であると、その四隅部エ
ッジで応力が０となり他の部分の応力が増大して高負荷
に耐えることが困難となる。ここで、応力と荷重との関
係は、応力＝荷重／断面積の関係にあるので、限られた
同一スペース内で出来るだけ断面積を稼ぎ応力を下げた
いのであるが、断面形状が長方形では、最も大きく断面
積を稼げる一方、前述したように最大応力値を低くする
ことが困難であった。従って、限られたスペース内で断
面積を稼ぎ、しかも応力分布の最大値を下げて最小値と
の差を少なくする必要がある。
【０００３】そこで、従来では、線材の断面形状である
長方形の四隅部エッジにも何等かの応力を分担させる目
的から、長方形の四隅部エッジをＲ形状とした断面形状
を有する線材を使用してコイル状に巻回したコイルばね
がある。
長方形の四隅部エッジにも何等かの応力を分担させる目
的から、長方形の四隅部エッジをＲ形状とした断面形状
を有する線材を使用してコイル状に巻回したコイルばね
がある。
【０００４】その一例を図１０に示すが、同図では線材
Ａをコイル状に巻回する前の状態における断面形状を示
す。このように巻回前の断面形状をテーパ状のほぼ台形
とすることにより、線材Ａの巻回時、その線材Ａが塑性
変形して内径側と外径側とで平行なＲ形状の長方形とな
る。このように巻回前の断面形状がテーパ状のほぼ台形
とした線材Ａは、線材Ａを７００℃程度で１２時間程度
焼鈍ましを行なうことにより製造されていた。
Ａをコイル状に巻回する前の状態における断面形状を示
す。このように巻回前の断面形状をテーパ状のほぼ台形
とすることにより、線材Ａの巻回時、その線材Ａが塑性
変形して内径側と外径側とで平行なＲ形状の長方形とな
る。このように巻回前の断面形状がテーパ状のほぼ台形
とした線材Ａは、線材Ａを７００℃程度で１２時間程度
焼鈍ましを行なうことにより製造されていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前述したよ
うに断面形状を長方形とした線材と比較して、長方形の
四隅部エッジをＲ形状とした断面形状の線材Ａを使用し
た場合には、その四隅部エッジでの応力集中を緩和でき
て応力分散を図ることができ、最大応力値を小さくする
ことが可能となって高負荷に耐える設計ができる。
うに断面形状を長方形とした線材と比較して、長方形の
四隅部エッジをＲ形状とした断面形状の線材Ａを使用し
た場合には、その四隅部エッジでの応力集中を緩和でき
て応力分散を図ることができ、最大応力値を小さくする
ことが可能となって高負荷に耐える設計ができる。
【０００６】しかしながら、長方形の四隅部エッジをＲ
形状とした断面形状の線材Ａでは、その四隅部エッジで
の応力集中をある程度緩和することができても、図１１
に示すように四隅部エッジでの応力集中（図中斜線部の
凹部分）が依然として残存することが判明している。こ
のように線材Ａの全周に亘って均等な応力分散を得るこ
とが困難であり、最大応力値を小さくすることが難しい
というのが現状であった。
形状とした断面形状の線材Ａでは、その四隅部エッジで
の応力集中をある程度緩和することができても、図１１
に示すように四隅部エッジでの応力集中（図中斜線部の
凹部分）が依然として残存することが判明している。こ
のように線材Ａの全周に亘って均等な応力分散を得るこ
とが困難であり、最大応力値を小さくすることが難しい
というのが現状であった。
【０００７】そこで、本発明は上記問題点に鑑みて提案
されたもので、その目的は、線材の全周に亘る均等な応
力分散を実現でき、小さな断面積で高負荷に耐え得るよ
うにすることにある。
されたもので、その目的は、線材の全周に亘る均等な応
力分散を実現でき、小さな断面積で高負荷に耐え得るよ
うにすることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の技術的手段として、本発明は、ｘ＝ａ1 ｃｏｓθ（１
＋ａ2 ｓｉｎ2 θ）及びｙ＝ｂ1 ｓｉｎθ（１＋ｂ2 ｃ
ｏｓ2 θ）の関係式で、ａ1 ／ｂ1 ＜２、０＜ａ2 ＜
０．５３、０＜ｂ2 ＜０．５３の条件を満たす変形楕円
を断面形状とする線材を、その変形楕円の短軸方向に沿
ってコイル状に巻回したことを特徴とする。
の技術的手段として、本発明は、ｘ＝ａ1 ｃｏｓθ（１
＋ａ2 ｓｉｎ2 θ）及びｙ＝ｂ1 ｓｉｎθ（１＋ｂ2 ｃ
ｏｓ2 θ）の関係式で、ａ1 ／ｂ1 ＜２、０＜ａ2 ＜
０．５３、０＜ｂ2 ＜０．５３の条件を満たす変形楕円
を断面形状とする線材を、その変形楕円の短軸方向に沿
ってコイル状に巻回したことを特徴とする。
【０００９】尚、前記線材の断面形状である変形楕円
は、その長軸及び短軸に対して対称な形状、又は、その
長軸に対して対称な形状で、かつ、短軸に対して非対称
な形状とすることが可能である。
は、その長軸及び短軸に対して対称な形状、又は、その
長軸に対して対称な形状で、かつ、短軸に対して非対称
な形状とすることが可能である。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明をプレス金型用ダイセット
ばねに適用した異形断面コイルばねの実施形態を図１に
示して説明する。
ばねに適用した異形断面コイルばねの実施形態を図１に
示して説明する。
【００１１】本発明の異形断面コイルばねは、ｘ＝ａ1
ｃｏｓθ（１＋ａ2 ｓｉｎ2 θ）及びｙ＝ｂ1 ｓｉｎθ
（１＋ｂ2 ｃｏｓ2 θ）の関係式で、ａ1 ／ｂ1 ＜２、
０＜ａ2 ＜０．５３、０＜ｂ2 ＜０．５３の条件を満た
す変形楕円を断面形状とする線材を、その変形楕円の短
軸方向に沿ってコイル状に巻回したものである。尚、こ
のコイルばねでは、線材にクロムバナジューム鋼等の金
属材料を使用し、その線材を９００〜９５０℃程度の焼
入れ温度で加熱し、空気中又は４００〜６００℃程度の
焼もどし温度の溶融鉛中で急冷するパテンチングにより
製造する。この引抜き加工により、高い強度及び延性を
合わせ持つソルバイト組織となるため、線材をコイル状
に巻回するに際しても、塑性変形が少なくて済む。その
結果、巻回時の塑性変形を考慮して、巻回前の線材の断
面形状を決定する必要がないので、その線材の断面形状
の設計が容易である。
ｃｏｓθ（１＋ａ2 ｓｉｎ2 θ）及びｙ＝ｂ1 ｓｉｎθ
（１＋ｂ2 ｃｏｓ2 θ）の関係式で、ａ1 ／ｂ1 ＜２、
０＜ａ2 ＜０．５３、０＜ｂ2 ＜０．５３の条件を満た
す変形楕円を断面形状とする線材を、その変形楕円の短
軸方向に沿ってコイル状に巻回したものである。尚、こ
のコイルばねでは、線材にクロムバナジューム鋼等の金
属材料を使用し、その線材を９００〜９５０℃程度の焼
入れ温度で加熱し、空気中又は４００〜６００℃程度の
焼もどし温度の溶融鉛中で急冷するパテンチングにより
製造する。この引抜き加工により、高い強度及び延性を
合わせ持つソルバイト組織となるため、線材をコイル状
に巻回するに際しても、塑性変形が少なくて済む。その
結果、巻回時の塑性変形を考慮して、巻回前の線材の断
面形状を決定する必要がないので、その線材の断面形状
の設計が容易である。
【００１２】例えば、ａ1 ＝１．２及びｂ1 ＝１．０、
即ち、ａ1 ／ｂ1 ＝１．２とした場合、ａ2 及びｂ2 を
パラメータとして、ｘ＝ａ1 ｃｏｓθ（１＋ａ2 ｓｉｎ
2 θ）及びｙ＝ｂ1 ｓｉｎθ（１＋ｂ2 ｃｏｓ2 θ）の
関係式を満足する曲線群は図１に示す通りである。これ
ら曲線群のうち、０＜ａ2 ＜０．５３、０＜ｂ2 ＜０．
５３の条件を満たす変形楕円は、図中点線で示す楕円ｍ
（ａ2 ＝０、ｂ2 ＝０）と、図中一点鎖線で示す長方形
ｎとで囲まれた領域に含まれる。
即ち、ａ1 ／ｂ1 ＝１．２とした場合、ａ2 及びｂ2 を
パラメータとして、ｘ＝ａ1 ｃｏｓθ（１＋ａ2 ｓｉｎ
2 θ）及びｙ＝ｂ1 ｓｉｎθ（１＋ｂ2 ｃｏｓ2 θ）の
関係式を満足する曲線群は図１に示す通りである。これ
ら曲線群のうち、０＜ａ2 ＜０．５３、０＜ｂ2 ＜０．
５３の条件を満たす変形楕円は、図中点線で示す楕円ｍ
（ａ2 ＝０、ｂ2 ＝０）と、図中一点鎖線で示す長方形
ｎとで囲まれた領域に含まれる。
【００１３】この領域に含まれる変形楕円を断面形状と
する線材を、その変形楕円の短軸方向に沿ってコイル状
に巻回した異形断面コイルばねでは、後述する実施例で
も明らかなように線材の全周に亘って均等な応力分散が
現出し、小さな断面積で高負荷に耐え得る。
する線材を、その変形楕円の短軸方向に沿ってコイル状
に巻回した異形断面コイルばねでは、後述する実施例で
も明らかなように線材の全周に亘って均等な応力分散が
現出し、小さな断面積で高負荷に耐え得る。
【００１４】尚、上記関係式、ｘ＝ａ1 ｃｏｓθ（１＋
ａ2 ｓｉｎ2 θ）及びｙ＝ｂ1 ｓｉｎθ（１＋ｂ2 ｃｏ
ｓ2 θ）において、ａ2 ≦０、ｂ2 ≦０とした場合に
は、図中点線で示す楕円ｍより内側に位置する曲線（ａ
2 ＝ｂ2 ＝−０．５、−１．０）となり、このような断
面形状を有する線材をコイル状に巻回した異形断面コイ
ルばねでは、線材の全周に亘って均等な応力分散を現出
させることが困難で、その一部に応力集中が生じやすく
好適ではない。また、ａ2 ≧０．５３、ｂ2 ≧０．５３
とした場合には、図中一点鎖線で示す長方形ｎより外側
に位置する曲線（ａ2 ＝ｂ2 ＝１．０、２．０）とな
り、このような断面形状を有する線材をコイル状に巻回
した異形断面コイルばねでは、線材表面に凹面を有する
ため、その凹面で応力集中が現出して好ましくない。
ａ2 ｓｉｎ2 θ）及びｙ＝ｂ1 ｓｉｎθ（１＋ｂ2 ｃｏ
ｓ2 θ）において、ａ2 ≦０、ｂ2 ≦０とした場合に
は、図中点線で示す楕円ｍより内側に位置する曲線（ａ
2 ＝ｂ2 ＝−０．５、−１．０）となり、このような断
面形状を有する線材をコイル状に巻回した異形断面コイ
ルばねでは、線材の全周に亘って均等な応力分散を現出
させることが困難で、その一部に応力集中が生じやすく
好適ではない。また、ａ2 ≧０．５３、ｂ2 ≧０．５３
とした場合には、図中一点鎖線で示す長方形ｎより外側
に位置する曲線（ａ2 ＝ｂ2 ＝１．０、２．０）とな
り、このような断面形状を有する線材をコイル状に巻回
した異形断面コイルばねでは、線材表面に凹面を有する
ため、その凹面で応力集中が現出して好ましくない。
【００１５】また、前述した実施形態では、ｘ＝ａ1 ｃ
ｏｓθ（１＋ａ2 ｓｉｎ2 θ）及びｙ＝ｂ1 ｓｉｎθ
（１＋ｂ2 ｃｏｓ2 θ）の関係式において、ａ2 とｂ2
を同一数値にした場合について説明したが、本発明はこ
れに限定されることなく、前述した範囲（０＜ａ2 ＜
０．５３、０＜ｂ2 ＜０．５３）内で、ａ2 とｂ2 を異
なる数値とすることも可能である。更に、本発明の異形
断面コイルばねは、線材の断面形状がコイルばねの径方
向に沿う長軸に対して対称である必要があるが、図５に
示すようにコイルばねの長さ方向に沿う短軸に対しては
必ずしも対称である必要はなく、非対称な断面形状を有
する線材Ｃであってもよい。この線材Ｃは、ｘ＝ａ1 ｃ
ｏｓθ（１＋ａ2 ｓｉｎ2 θ）及びｙ＝ｂ1 ｓｉｎθ
（１＋ｂ2 ｃｏｓ2 θ）において、ａ1 ／ｂ1 ＝１．４
３、ａ1'／ｂ1 ＝１．２３５、ａ2 ＝ｂ 2 ＝０．３とし
た変形楕円の非対称な断面形状を有する。
ｏｓθ（１＋ａ2 ｓｉｎ2 θ）及びｙ＝ｂ1 ｓｉｎθ
（１＋ｂ2 ｃｏｓ2 θ）の関係式において、ａ2 とｂ2
を同一数値にした場合について説明したが、本発明はこ
れに限定されることなく、前述した範囲（０＜ａ2 ＜
０．５３、０＜ｂ2 ＜０．５３）内で、ａ2 とｂ2 を異
なる数値とすることも可能である。更に、本発明の異形
断面コイルばねは、線材の断面形状がコイルばねの径方
向に沿う長軸に対して対称である必要があるが、図５に
示すようにコイルばねの長さ方向に沿う短軸に対しては
必ずしも対称である必要はなく、非対称な断面形状を有
する線材Ｃであってもよい。この線材Ｃは、ｘ＝ａ1 ｃ
ｏｓθ（１＋ａ2 ｓｉｎ2 θ）及びｙ＝ｂ1 ｓｉｎθ
（１＋ｂ2 ｃｏｓ2 θ）において、ａ1 ／ｂ1 ＝１．４
３、ａ1'／ｂ1 ＝１．２３５、ａ2 ＝ｂ 2 ＝０．３とし
た変形楕円の非対称な断面形状を有する。
【００１６】尚、異形断面コイルばねの断面形状は、コ
イル径によっても左右される。即ち、そのコイル径は、
断面形状を微調整する上で、前述した関係式、ｘ＝ａ1
ｃｏｓθ（１＋ａ2 ｓｉｎ2 θ）及びｙ＝ｂ1 ｓｉｎθ
（１＋ｂ2 ｃｏｓ2 θ）におけるａ2 とｂ2 の決定要因
となる。また、上式、ｘ＝ａ1 ｃｏｓθ（１＋ａ2 ｓｉ
ｎ2 θ）及びｙ＝ｂ1 ｓｉｎθ（１＋ｂ2 ｃｏｓ2 θ）
におけるａ1 とｂ1 については、コイルばねの用途、即
ち、コイルばねをプレス金型用ダイセットばね、自動車
搭載用弁ばね、クラッチトーションばね等のいずれに使
用するかによって最適値に決定される。
イル径によっても左右される。即ち、そのコイル径は、
断面形状を微調整する上で、前述した関係式、ｘ＝ａ1
ｃｏｓθ（１＋ａ2 ｓｉｎ2 θ）及びｙ＝ｂ1 ｓｉｎθ
（１＋ｂ2 ｃｏｓ2 θ）におけるａ2 とｂ2 の決定要因
となる。また、上式、ｘ＝ａ1 ｃｏｓθ（１＋ａ2 ｓｉ
ｎ2 θ）及びｙ＝ｂ1 ｓｉｎθ（１＋ｂ2 ｃｏｓ2 θ）
におけるａ1 とｂ1 については、コイルばねの用途、即
ち、コイルばねをプレス金型用ダイセットばね、自動車
搭載用弁ばね、クラッチトーションばね等のいずれに使
用するかによって最適値に決定される。
【００１７】
【実施例】前述した関係式、ｘ＝ａ1 ｃｏｓθ（１＋ａ
2 ｓｉｎ2 θ）及びｙ＝ｂ1 ｓｉｎθ（１＋ｂ2 ｃｏｓ
2 θ）に基づいて決定された変形楕円の断面形状を有す
る線材を使用した異形断面コイルばねの実施例１〜３を
図２乃至図４に示し、各実施例１〜３の線材についての
応力分布（図中斜線部）を図６乃至図８に示す。また、
実施例１、２と従来例（図１０参照）との応力分布を比
較したものを図９に示す。尚、各実施例１〜３の線材
は、図１０に示す従来の線材と比較するために同一断面
積としている。
2 ｓｉｎ2 θ）及びｙ＝ｂ1 ｓｉｎθ（１＋ｂ2 ｃｏｓ
2 θ）に基づいて決定された変形楕円の断面形状を有す
る線材を使用した異形断面コイルばねの実施例１〜３を
図２乃至図４に示し、各実施例１〜３の線材についての
応力分布（図中斜線部）を図６乃至図８に示す。また、
実施例１、２と従来例（図１０参照）との応力分布を比
較したものを図９に示す。尚、各実施例１〜３の線材
は、図１０に示す従来の線材と比較するために同一断面
積としている。
【００１８】ここで、図６乃至図８に示す実施例１〜３
の線材についての応力分布と図１１に示す従来例の応力
分布とでは、同一コイル径、同一断面積に同一負荷を加
えた場合で応力ポテンシャル量は同一値となる条件に合
致するように設計したものであるので、各実施例と従来
例での図中斜線部の面積はそれぞれ等しい。
の線材についての応力分布と図１１に示す従来例の応力
分布とでは、同一コイル径、同一断面積に同一負荷を加
えた場合で応力ポテンシャル量は同一値となる条件に合
致するように設計したものであるので、各実施例と従来
例での図中斜線部の面積はそれぞれ等しい。
【００１９】まず、図２に示す実施例１の線材Ｂ1 は、
上式、ｘ＝ａ1 ｃｏｓθ（１＋ａ2ｓｉｎ2 θ）及びｙ
＝ｂ1 ｓｉｎθ（１＋ｂ2 ｃｏｓ2 θ）において、ａ1
／ｂ 1 ＝１．３、ａ2 ＝ｂ2 ＝０．４とした変形楕円の
断面形状を有する。また、図３に示す実施例２の線材Ｂ
2 は、上式、ｘ＝ａ1 ｃｏｓθ（１＋ａ2 ｓｉｎ2 θ）
及びｙ＝ｂ1 ｓｉｎθ（１＋ｂ2 ｃｏｓ2 θ）におい
て、ａ1 ／ｂ1 ＝１．３、ａ2 ＝ｂ2 ＝０．３とした変
形楕円の断面形状を有する。更に、図４に示す実施例２
の線材Ｂ3 は、上式、ｘ＝ａ1 ｃｏｓθ（１＋ａ2 ｓｉ
ｎ2 θ）及びｙ＝ｂ1 ｓｉｎθ（１＋ｂ2 ｃｏｓ2 θ）
において、ａ1 ／ｂ1 ＝１．３４、ａ2 ＝ｂ2 ＝０．２
７とした変形楕円の断面形状を有する。
上式、ｘ＝ａ1 ｃｏｓθ（１＋ａ2ｓｉｎ2 θ）及びｙ
＝ｂ1 ｓｉｎθ（１＋ｂ2 ｃｏｓ2 θ）において、ａ1
／ｂ 1 ＝１．３、ａ2 ＝ｂ2 ＝０．４とした変形楕円の
断面形状を有する。また、図３に示す実施例２の線材Ｂ
2 は、上式、ｘ＝ａ1 ｃｏｓθ（１＋ａ2 ｓｉｎ2 θ）
及びｙ＝ｂ1 ｓｉｎθ（１＋ｂ2 ｃｏｓ2 θ）におい
て、ａ1 ／ｂ1 ＝１．３、ａ2 ＝ｂ2 ＝０．３とした変
形楕円の断面形状を有する。更に、図４に示す実施例２
の線材Ｂ3 は、上式、ｘ＝ａ1 ｃｏｓθ（１＋ａ2 ｓｉ
ｎ2 θ）及びｙ＝ｂ1 ｓｉｎθ（１＋ｂ2 ｃｏｓ2 θ）
において、ａ1 ／ｂ1 ＝１．３４、ａ2 ＝ｂ2 ＝０．２
７とした変形楕円の断面形状を有する。
【００２０】各実施例１〜３における応力分布は、図６
乃至図８に示すように従来例の応力分布（図１１参照）
と比較しても、線材Ｂ1 〜Ｂ3 の全周に亘って均等に応
力分散を現出させることができる。即ち、図９に示すよ
うに従来の線材Ａでは、応力分布が３５°近辺で大きく
落ち込んでいるのに対して、実施例１の線材Ｂ1 と実施
例２の線材Ｂ2 （特に実施例１の線材Ｂ1 ）では、３５
°近辺での応力分布の落ち込みが小さく、全体的に良好
な応力分散が現出している。
乃至図８に示すように従来例の応力分布（図１１参照）
と比較しても、線材Ｂ1 〜Ｂ3 の全周に亘って均等に応
力分散を現出させることができる。即ち、図９に示すよ
うに従来の線材Ａでは、応力分布が３５°近辺で大きく
落ち込んでいるのに対して、実施例１の線材Ｂ1 と実施
例２の線材Ｂ2 （特に実施例１の線材Ｂ1 ）では、３５
°近辺での応力分布の落ち込みが小さく、全体的に良好
な応力分散が現出している。
【００２１】
【発明の効果】本発明に係る異形断面コイルばねによれ
ば、ｘ＝ａ1 ｃｏｓθ（１＋ａ2 ｓｉｎ2 θ）及びｙ＝
ｂ1 ｓｉｎθ（１＋ｂ2 ｃｏｓ2 θ）の関係式で、ａ1
／ｂ1＜２、０＜ａ2 ＜０．５３、０＜ｂ2 ＜０．５３
の条件を満たす変形楕円を断面形状とする線材を、その
変形楕円の短軸方向に沿ってコイル状に巻回したことに
より、線材の全周に亘る均等な応力分散が得られ、小さ
な断面積で高負荷に耐え得るコイルばねを実現でき、コ
イルばねの薄形化が容易となる。
ば、ｘ＝ａ1 ｃｏｓθ（１＋ａ2 ｓｉｎ2 θ）及びｙ＝
ｂ1 ｓｉｎθ（１＋ｂ2 ｃｏｓ2 θ）の関係式で、ａ1
／ｂ1＜２、０＜ａ2 ＜０．５３、０＜ｂ2 ＜０．５３
の条件を満たす変形楕円を断面形状とする線材を、その
変形楕円の短軸方向に沿ってコイル状に巻回したことに
より、線材の全周に亘る均等な応力分散が得られ、小さ
な断面積で高負荷に耐え得るコイルばねを実現でき、コ
イルばねの薄形化が容易となる。
【図１】本発明に係る異形断面コイルばねの実施形態を
説明するために、関係式に基づく線材の断面形状を示す
波形図
説明するために、関係式に基づく線材の断面形状を示す
波形図
【図２】本発明の実施例１のコイルばねにおける線材の
断面形状を示す波形図
断面形状を示す波形図
【図３】本発明の実施例２のコイルばねにおける線材の
断面形状を示す波形図
断面形状を示す波形図
【図４】本発明の実施例３のコイルばねにおける線材の
断面形状を示す波形図
断面形状を示す波形図
【図５】本発明の変形例のコイルばねにおける線材の断
面形状を示す波形図
面形状を示す波形図
【図６】実施例１のコイルばねの線材についての応力分
布を示す特性図
布を示す特性図
【図７】実施例２のコイルばねの線材についての応力分
布を示す特性図
布を示す特性図
【図８】実施例３のコイルばねの線材についての応力分
布を示す特性図
布を示す特性図
【図９】実施例１、２と従来例とを比較するために各応
力分布を角度との関係で示す特性図
力分布を角度との関係で示す特性図
【図１０】従来のコイルばねにおける線材の断面形状を
示す波形図
示す波形図
【図１１】従来例のコイルばねの線材についての応力分
布を示す特性図
布を示す特性図
Ｂ1 〜Ｂ3 線材
Claims (3)
- 【請求項１】 ｘ＝ａ1 ｃｏｓθ（１＋ａ2 ｓｉｎ
2 θ）及びｙ＝ｂ1 ｓｉｎθ（１＋ｂ2 ｃｏｓ2 θ）の
関係式で、ａ1 ／ｂ1 ＜２、０＜ａ2 ＜０．５３、０＜
ｂ2 ＜０．５３の条件を満たす変形楕円を断面形状とす
る線材を、その変形楕円の短軸方向に沿ってコイル状に
巻回したことを特徴とする異形断面コイルばね。 - 【請求項２】 前記線材の断面形状である変形楕円が、
その長軸及び短軸に対して対称な形状であることを特徴
とする請求項１記載の異形断面コイルばね。 - 【請求項３】 前記線材の断面形状である変形楕円が、
その長軸に対して対称な形状で、かつ、短軸に対して非
対称な形状であることを特徴とする請求項１記載の異形
断面コイルばね。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7287267A JP3055600B2 (ja) | 1995-11-06 | 1995-11-06 | 異形断面コイルばね |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7287267A JP3055600B2 (ja) | 1995-11-06 | 1995-11-06 | 異形断面コイルばね |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09133168A true JPH09133168A (ja) | 1997-05-20 |
| JP3055600B2 JP3055600B2 (ja) | 2000-06-26 |
Family
ID=17715198
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7287267A Expired - Lifetime JP3055600B2 (ja) | 1995-11-06 | 1995-11-06 | 異形断面コイルばね |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3055600B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7717411B2 (en) | 2006-02-23 | 2010-05-18 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | High-strength stainless steel spring and method of manufacturing the same |
| JP2013094684A (ja) * | 2011-10-28 | 2013-05-20 | Suzuki Kinzoku Kogyo Kk | ばね式フィルター用鋼線材 |
| JP2013108627A (ja) * | 2013-02-25 | 2013-06-06 | Nhk Spring Co Ltd | コイルばね |
| JP2019078180A (ja) * | 2017-10-20 | 2019-05-23 | 株式会社ケーヒン | 吸気制御装置用捩りばね |
-
1995
- 1995-11-06 JP JP7287267A patent/JP3055600B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7717411B2 (en) | 2006-02-23 | 2010-05-18 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | High-strength stainless steel spring and method of manufacturing the same |
| JP2013094684A (ja) * | 2011-10-28 | 2013-05-20 | Suzuki Kinzoku Kogyo Kk | ばね式フィルター用鋼線材 |
| JP2013108627A (ja) * | 2013-02-25 | 2013-06-06 | Nhk Spring Co Ltd | コイルばね |
| JP2019078180A (ja) * | 2017-10-20 | 2019-05-23 | 株式会社ケーヒン | 吸気制御装置用捩りばね |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3055600B2 (ja) | 2000-06-26 |
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