JPH10281197A - 圧縮コイルばね - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧縮コイルばねにおいて、ばねの荷重中心と
真の荷重中心と一致させること。 【解決手段】 作動領域ではコイル部が互いに密着しな
い圧縮コイルばねにおいて、圧縮コイルばねの取付方向
の少なくとも一方の端部に有る座巻が、前記座巻の座巻
開始部と座巻の先端部とが円周方向でほぼ１８０度対称
の位置にあり、前記圧縮コイルばねの取付時に前記座巻
の背面の一部でのみ前記座巻と隣接するコイル部に接触
することを特徴とする圧縮コイルばね。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コイルばねに関し、特
に車両用自動変速機に代表される変速機構の切替えに用
いられる摩擦係合装置であるクラッチ及びブレーキの係
合解放に用いられる圧縮コイルばねに関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、エネルギー問題及び環境問題から
自動変速機には、小型軽量であり、かつ耐久性の高いも
のが求められている。このような自動変速機の摩擦係合
装置においては、燃費低減、作動ショックの低減のた
め、走行中におけるクラッチの連続滑り状態を拡大し、
クラッチ効率を変化させたり、クラッチ係合時にエンジ
ンを制御し、入力トルク／クラッチ容量の比を低下させ
るなど、高度な制御が数多く採用されつつある。

【０００３】図２６は、従来の自動変速機１００を示
す。図２７は、図２６のＡ部の拡大断面図であり、自動
変速機１００の一部に用いられる摩擦係合装置１１０を
示している。

【０００４】クラッチハブ３に支持された湿式摩擦材を
芯金に貼りつけた駆動側プレート４は、クラッチドラム
３０に支持された受動側プレート２と交互に装着されて
いる。油圧によりピストン６が作動することにより受動
側プレート２と駆動側プレート４（以下摩擦板２、４）
が係合し、動力を伝達する。その後、油圧が下降する
と、摩擦版２から摩擦版４を引き離すリターンスプリン
グ７ａの付勢力が油圧力を上回り、ピストン６が係合前
の状態に戻り、摩擦板２と４は係合状態から解放され、
動力の伝達が遮断される。すなわち、圧縮コイルばねで
ある、リターンスプリング７ａは、摩擦板どうしの係
合、解放を精確に制御するため安定した付勢力を与える
必要がある。

【０００５】従来用いられている圧縮コイルばね（リタ
ーンスプリング）としては、コイル端部が図２８（ａ）
−（ｇ）に示す７種類のものがＪＩＳに定められてい
る。座面（コイル端部のうち図３０のＡ′からＢ間の斜
線部と接触する面）のすわりをよくして直角度を良好に
保ち、荷重の偏心や座屈を防止するため、研削加工され
たクローズドエンドが一般的には多く用いられる。端部
は経済的な面から研削されない場合も多いが、テーパ加
工する場合は、図３０に示すように先端の厚さは材料直
径の１／４、テーパ部の長さは約３／４巻にとられてい
るのが通常である。

【０００６】ばねの端部の構造は、図２９に示す座巻
（斜線部：コイルばねの端部で見掛け上、ばねとして作
用しない部分）から正規のピッチを備えた部分にいたる
までピッチ角が０から連続的に変化している。このため
に、ばねに荷重を加えていくと座巻に近い部分のコイル
は互いに接触を始め、有効巻数が減少する。つまり、座
巻から正規のピッチにいたるまでは不等ピッチになって
いるからであり、座巻の線の傾斜角よりコイル部のピッ
チ角が大きいので、そのピッチ角に到着するまでの範囲
は角度が次第に増大するように成形せざるをえない。従
って、図３０に示すように圧縮が始まると座巻に近い部
分のコイルは、傾斜角βからピッチ角αになるまで順次
にコイルの接触を生じ、有効巻数が減少することにな
る。しかし、接触し始める部分（Ａ点）は、製造上の精
度の面からたわみが開始してからどのくらいで接触し始
めるかは不確実であり、また、クローズドエンドのよう
にＡ点のスキマをたとえゼロとしても、荷重によって線
がねじられる影響からずれが生じ、必ずしもたわみ開始
とともに接触するかは不確実である。そのため、荷重と
たわみの関係は、圧縮の始めにおいては図２５のａ部の
ように非線形になる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このように、荷重とた
わみの比例関係が成り立ち始めるのは荷重をある程度加
えてからで、通常のばねではたわみ量が全たわみ量（自
由高さと密着高さの差）の１０％以上に達してからであ
り、実際には、図２５に示すようにばね特性の安全率を
加味して、たわみと荷重の関係の線形関係が確実に得ら
れる領域までたわませた状態（たわみ：δ₁ 以上）で使
う必要があった。

【０００８】また、ばねをさらに圧縮して密着点近くま
でくると急激にばね定数が増加する。これが図２５にお
ける非線形部ｂで示す状態であり、ばねが密着荷重に近
づくと、等ピッチであるべきコイル部のわずかなピッチ
の不同で部分的な接触が始まり、やがて全面接触になる
ためである。これはピッチ不同のため有効巻数の現象が
生ずることによるもので、ＪＩＳでは全たわみの８０％
以内での座巻部に接する部分を除くコイルの接触は生じ
てはならないと規定している。このように厳密に見た場
合には、有効巻数がたわみとともに変化するため、たわ
みの全域でばね定数は一定でない。

【０００９】座巻のある圧縮コイルばねは全たわみの間
に有効巻数が０．５巻くらい変化するので、巻数の多い
ほど座巻の影響は少ないことになる。逆にいえば、少な
くとも有効巻数が３巻未満のばねの場合には非線形特性
が著しいということで、ＪＩＳでは一般的に有効巻数が
３巻以上となるように定めている。

【００１０】しかしながら、従来、特に自動変速機の摩
擦係合装置としては、係合解放用ばねは低荷重の圧縮コ
イルばね７ａをピストン６の円周方向上に多数配置し、
必要荷重を設定していた。これに対して、装置の小型軽
量化の手法として、太い材料直径・少ない有効巻数の圧
縮コイルばねを用いて、部品点数の削減と限られた容積
でかつ少ないたわみで高荷重を成立させる有効巻数が３
巻未満の圧縮コイルばねの採用が近年多くなってきてい
る。（例えば、図１に示すように圧縮コイルばね１６を
参照）ところが、有効巻数が３巻未満の車両の自動変速
機用の摩擦係合装置のばねは、上述のように、安定して
使用できる線形領域は限られたものとなっており、作動
上、必ずしも安定領域で使用されているとは限らない。

【００１１】また、 コイルと接触するＡ点の底Ａ′点と座巻の始まる点
Ｂ点で荷重を支持するため、特に２点に荷重が集中する
ことにより、上部と下部の荷重の合力による荷重中心が
存在し、設計上の荷重中心（ばねの中心）とのズレが作
動時に、ばねの荷重方向を傾斜させ、ばねを傾斜させ
る。その結果、ピストン面を傾ける恐れがある。

【００１２】 ばね自身が摩擦係合装置内で回転する
仕様の場合、荷重方向を傾斜させたコイルは、中心軸が
ずれていることと、巻数が少ないことによるコイル巻数
の非対称から、遠心力の影響を大きく受け、作動時にば
ねの荷重方向をより傾斜させる力を与える。その結果、
ピストン面の傾きが更に増大する恐れがある。

【００１３】この２点のばねの荷重方向を傾斜させる要
因とばねの非線形特性が、摩擦係合装置に悪影響を及ぼ
す。

【００１４】その悪影響とは、自動変速機の小型・軽量
化の流れから、摩擦係合装置の摩擦板２、４は、より平
面精度が高められ、プレート間のクリアランスもスペー
ス等の制約で必要最小限に抑えられてきているため、変
速時、

【００１５】(a) 摩擦板２、４同士がピストン面の傾
きによって、低温下における潤滑油の粘性抵抗と摩擦板
２、４同士の接触による引きずりトルク（動力）が駆動
側から受動側に伝達され、ニュートラル状態であるにも
かかわらず車両が動き出す問題が発生する。

【００１６】(b) 摩擦板２、４同士がピストン面の傾
きによって、係合初期、設定以上に早く接触が開始した
り、係合油圧を解放のために下げていっても、設定通り
にピストンが元の状態（係合前の状態）に戻らないこと
により、交互の切替えによって変速を行う２つの係合装
置が速やかに係合解放できず、車両における変速ショッ
クや急激な減速等が発生する。

【００１７】この問題は、ばね設計に関する問題である
が、従来言われてきた座巻の仕上げの影響によるばねの
巻軸のわん曲、荷重の偏心とは別物であり、座面に発生
する面圧の荷重分布の不均一、ばねの非線形特性および
コイル巻数の少なさが要因となって、摩擦板２、４を押
すピストン面の不均一な荷重分布の発生やシリンダーと
の摩擦を発生させるピストンの傾きが、係合解放時の摩
擦板の作動性や変速性能の悪化につながっているもので
ある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】油圧がピストン室に供給
され始めると、ばねの各要素のばらつきによる図２６の
非線形部ａの荷重と正規のピッチを備えた部分にいたる
までのたわみ量のばらつきは、ピストンの動きすなわち
摩擦板の初期の動きに影響を与え、係合タイミングのズ
レとして現れるため、従来、ばね特性の安全率を加味し
て、たわみと荷重の関係の線形関係が確実に得られる領
域までたわませた状態を取付時高さ（δ₁ ）としてい
た。

【００１９】ここで、図３３に図示の有効巻数２．５
巻、テーパ部の長さを約３／４巻としたクローズドエン
ド型の圧縮コイルばねのばね形状と矢視方向の座面から
見た、指定荷重時の荷重分布の一例を図３２に示す。

【００２０】荷重分布図における荷重分布の形状は、座
面が接触する部分の形状であり、荷重の大きさは、色の
濃淡によって検出される。まず荷重分布図３２（ａ）に
よると、圧縮コイルばねの先端が直線状に切られている
場合、先端部の座面の方が荷重面積が多いことから、先
端部に荷重が高く集中する傾向にあり、下部座面の荷重
中心は中心より先端部の方へずれる。また荷重分布図３
２（ｂ）によると、先端部と座巻の始まり部以外に座面
のうねりの影響から部分的な接触が存在することが幸い
し、上部座面の荷重中心はより中心に近くなっている。
しかし、ばねの荷重中心を考えた場合、上下面の中心を
結んだものがばねの真の荷重中心となるため、結局、設
計上の荷重中心（ばねの中心）とは一致しないことは、
荷重分布図から明らかとなる。

【００２１】本発明では、オープンエンドのばねを取付
時にばね先端上部のみをコイルに接触させる設計とする
等により、図２５の非線形部ａを取付高さ（取付時のば
ねの長さ）の状態（δ₀ ）から排除することができ、線
形のばね特性をばねの稼動長さとして最大限に活用する
ことができる。同時に先端部と座巻の始まり部とがほぼ
１８０度対称の位置にあることにより、両端の座の荷重
の集中が、１８０度対称の位置となることから、荷重の
作用する荷重方向が中心に移動し、設計上の荷重中心と
一致することで、摩擦板２、４を動かすピストン面の傾
きを減少させることができる。

【００２２】ここで、本発明の特許請求の範囲としてい
る「座巻開始部と座巻の先端部とが円周方向でほぼ１８
０度対称の位置」という定義を明確にすると、荷重分布
の結果より、荷重が発生している領域は先端部と座巻の
始まり部、その中でも特に荷重が高い領域は、端から材
料の断面積とほぼ一致する範囲であることがわかった。
そこで、荷重の理想的なバランスを考慮し、ばねの中心
線と先端部および座巻の始まり部の端から材料の断面積
と一致する形状の中心線を一致させる。つまり特許請求
の範囲は、お互いの中心線をほぼ１８０度対称の位置に
設定しているという意味である。

【００２３】つまり、図３１に示すように、先端部と座
巻の始まり部の端から断面積が一致する領域の中心線を
見出し、ばねの中心線と一致させたことであり、先端部
と座巻の始まり部の端がほぼ１８０度対称の位置あると
いうことではない。よって、単なる端がほぼ１８０度対
称の位置にあるとは異なった意味を持つ（図３１の例
は、材料断面が円形である一般的な線材を用いた場合で
ある）。

【００２４】また、取付時にばね先端上部をコイルに接
触させる設計とすることが重要なのは、例えば先端部と
座巻の始まり部とが１８０度対称の位置にあったとして
も、ばねを若干たわませた時、先端部と座巻の始まり部
が受ける荷重は座巻の始まり部の方が大きいため、荷重
の中心は座巻の始まり部の方に移動し、設計上の荷重中
心と一致しないためである。したがって、取付時にばね
先端上部をコイルに接触させる設計とすることで、荷重
の作用する荷重中心と設計上の荷重中心を一致させるこ
とができる。

【００２５】クローズドエンド、特に太線を用いている
場合、製造上、ばね先端上部のＡ点におけるスキマを
０、すなわち自由高さ時にばね先端上部をコイルに接触
させることが厳密には難しい。しかしながら、オープン
エンドと同様に、クローズドエンドでも取付時に、ばね
先端上部をコイルに接触させる設計とすることで同様の
効果が期待される。しかし、指定荷重の設定がある場
合、スキマの小さいクローズドエンドでは初期状態で十
分な荷重を発生させる事ができず、オープンエンドに比
較して線形のばね特性をばねの稼動長さとして最大限に
活用する範囲が小さくなる。

【００２６】

【発明の実施の形態】オープンエンドのばねの取付時に
ばね先端上部をコイルに接触させることにより、図２６
の非線形部ａを取付高さ（長さ）の状態から排除するこ
とができ、線形のばね特性をばねの稼動長さ（δ₀ −δ
₃ ）として最大限に有効活用できる（図２６の→印が効
果的）ことから、ばねを設計する上で、たわみ（δ）と
荷重（Ｐ）の関係をより広い範囲で検討でき、材料直径
・巻数およびコイル径の設計自由度が増す。また、ばね
の先端部と座巻の始まり部の荷重の集中を材料直径の断
面積を考慮した設計を行うことにより、先端部と座巻の
始まり部を１８０度対称の位置、荷重の作用する荷重中
心と設計上の荷重（ばね）中心を一致させることがで
き、摩擦板２、４を動かすピストン面の中心軸に対する
傾きを減少させることができる。図２Ａの（ａ）参照。

【００２７】しかし、先端部と座巻の始まり部がほぼ１
８０度対称の位置であっても、ばねの上下における座の
始まり部と先端部は、巻数によって一致しない。また、
材料が太く、先端部が直線に切り取られた形状の場合、
座面における先端部と座巻の始まり部の幅（径方向の寸
法）の差は必然的に大きくなってしまい、お互いの中心
（材料の断面積と同一面積における）を一致させても負
担する荷重の周方向の幅（形状）が大きく異なり、荷重
中心がばねの中心からはずれることがある。そこで、ば
ねを設計する上で、先端部と座巻の始まり部を上下位置
において１８０度対称もしくは、同位置に座をつくるこ
とを最優先として材料直径等を決定することにより、荷
重分布を常にばねの上下位置（ほぼ１８０度対称）で一
致させることができるため、より安定した荷重中心を形
成させたばねとすることができる。図２Ａの（ｂ）及び
（ｃ）参照。

【００２８】クローズドエンドのばねも同様に、ばねの
先端部が座巻の始まり部と１８０度対称の位置とし、取
付時高さ時にばね先端上部がコイルに接触させることに
より、荷重の作用する荷重中心と設計上の荷重中心が一
致し、摩擦板２、４を動かすピストン面の傾きは減少す
る。図２Ａの（ｄ）参照。

【００２９】一般的な丸い材料を用いた場合、例えば研
削を施した座巻の始まり部の形状は、図２９に示される
ように先端に向かって徐々に大きくなる形状となる。こ
れは、荷重分布における形状と一致するため、ばねの先
端形状を座巻の始まり部と形状を同一（近似）とするか
先端部の底形状（座面）を座巻の始まり部と形状を同一
（近似）とすることにより、荷重分布は均一になる。ま
た、座巻の始まり部の座面上の一部を削り取る等の加工
により、接触しない領域を作り、座巻の始まり部をばね
の先端形状と形状を同一（近似）とすることにより、同
様に荷重分布は均一となる。従って、荷重中心がばねの
中心と一致し、より安定した荷重中心を形成することが
できる。図２Ｂの（ｅ）及び（ｆ）参照。

【００３０】ばねの先端上部が、取付時にコイルのピッ
チ角に平行となるように面取り加工に相当する機械加工
を行うことにより、点もしくは線で接触していた先端上
部を面で接触させることにより、より接触点をより安定
させる。図２Ｂの（ｇ）参照。

【００３１】同様に、先端上部もしくは材料の断面形状
をばねの高さ方向に凹とさせることにより、接触の安定
を図る。その際コイルの途中で材料をねじることによっ
て、先端上部の凹部は上下対称とすることができる。図
２Ｂの（ｈ）参照。

【００３２】他部品と接触する座の荷重分布は、座巻の
始まりの部分と先端部が極端に強くあたり、また、他の
部分は平面度やうねりの影響を受け、荷重分布は安定し
ない。それに伴い、荷重中心はばねの中心からずれてし
まう。そこで、座巻の始まりの部分と先端部が安定して
あたるよう座巻の始まりの部分と先端部を除いた、少な
くとも１／２の座の部分は接触しないように凹となって
いることを特徴とする。また、その際座巻の始まりの部
分と先端部の座の面積を同一にすることにより、荷重分
布がより安定し、荷重中心がばねの中心と一致させるこ
とができる。図３（ａ）−（ｃ）参照。

【００３３】同様の考えに基づいて、ばねの内外径と一
致する円周上ほぼ１８０度対称となる２個所に凸部を設
け、座巻の始まりの部分と先端部を一致させ、台座もし
くは部品の間にばねをはさむことにより、座を削ること
なく荷重分布を安定させる。図４（ａ）及び（ｂ）また
図５及び図６参照。

【００３４】更に、振動等により台座間でばねが移動
し、安定した性能が維持できないことを排除するため、
ばねの先端部を固定する部位を設けている。図７−９参
照。

【００３５】一般に、座巻をテーパ加工する場合は、先
端の厚さは材料直径の１／４、テーパ部の長さは約３／
４巻にとられているのが通常である。しかし、今まで述
べているように、取付時にばね先端上部がコイルに接触
する位置によって荷重中心がずれてしまう問題点があ
る。また、ばねを設計する上で、先端部と座巻の始まり
部を上下位置においてほぼ１８０度対称もしくは、同位
置に座をつくることを最優先として材料直径等を決定す
ることが不可能な場合がある。そこで取付時にばねの座
の反対面のコイルと接触する一部分を、ばねの高さ方向
に凸部を形成するように機械加工するか、もしくは材料
を折り曲げることにより形成させ、かつ座巻の始まり部
と１８０度対称の位置とさせることにより、従来の座り
の安定性を兼ね備え、荷重中心をばねの中心と一致させ
ることできる。図１０−１１参照。

【００３６】また、他部品を接合もしくは環状の部品を
先端部から挿入する等により凸部を形成させ、同様の効
果を得ることもできる。図１２−１４参照。

【００３７】座巻の材料上部の接触部形状は、平坦とす
る。または、少なくとも先端部を含めた材料の断面形状
を矩形とすることで接触部の安定を得る。図１５及び１
６図参照。

【００３８】他部品と接触する座の荷重分布は、座巻の
始まりの部分と先端部が極端に強くあたるが、先端形状
によっては、荷重分布がばねの内外径の範囲で移動す
る。そこで、他部品と接触するばね先端部の座の中心
を、ばねの内外径の範囲内で径方向にずらし、はみ出し
た部分を削除することにより、内外径の寸法上は何ら変
化しないばねをつくる。同様に先端部分の一部を削除す
ることにより、荷重分布を均一としたばねをつくる。従
って、荷重中心がばねの中心と一致し、より安定した荷
重中心を形成することができる。図１７参照。

【００３９】コイルと接触する部分は局部的なあたりと
なるため、へたりや変形を防止するため、浸炭焼き入れ
・窒化処理・ショットピーニング等の強度を高めるため
の加工を行い、耐久性の向上を図る。図１８参照。

【００４０】同様に凸部を形成する他部品のみ強度を高
めるための処理を行い、コスト面と耐久面の両立を図
る。図１９参照。

【００４１】取付時にばね先端上部がコイルに接触する
ばねの設計や製造は、必ずしも安易ではないため、取付
時にばね先端上部がコイルに接触する高さの立上片を基
板に設け、この基板面に圧縮コイルばねの座を接触さ
せ、取付時にコイルと基板の舌片が接触する設定とする
ことで、簡便に精度の良い機構を得る。図２０参照。

【００４２】同様に、穴と溝を形成した板もしくは円盤
が取付時にコイルに接触する位置に挿入することによ
り、簡便な機構を得る。図２１参照。

【００４３】しかしながら、この機構は振動等によりコ
イル内部を移動する可能性があるため、弾性体の壁面を
持つ円筒状の基板により固定することで、精度をより高
める。図２２参照。

【００４４】よって、本発明は、前記のような課題を解
決するために、ばねの先端部が座巻の始まり部とほぼ１
８０度対称の位置であり、取付時にばね先端上部がコイ
ルに接触することにより、荷重の作用する荷重中心と設
計上の荷重中心を一致させることにより、圧縮コイルば
ねの座の荷重分布を改善することにより前記問題点を解
決するものである。

【００４５】

【実施例】以下、添付図面を参照して、本発明の各実施
例を説明する。尚、図面において同一部分は同一符号で
示してある。尚、以下の各実施例において、圧縮コイル
ばねは、所定のばね定数を有する断面がほぼ円形の線材
から形成されている。

【００４６】図１は、本発明の圧縮コイルばねが適用で
きる車両用の自動変速機の軸方向断面図である。自動変
速機１０は、不図示のエンジンからの動力を断続するロ
ックアップクラッチ付きのトルクコンバータ１１と、多
数の摩擦板を交互に配置した自動変速機構である摩擦係
合装置１３とを備えている。摩擦係合装置１３は、摩擦
板どうしを係合離脱させるためのピストン部材１２とピ
ストン部材１２が軸方向移動自在に嵌合する出力軸１５
とを備えている。出力軸１５の周囲には、圧縮コイルば
ね１６が嵌装されている。

【００４７】油圧制御されるピストン部材１６は、摩擦
板どうしを係合させる。ピストン部材１２による押圧が
解除されると摩擦板どうしの係合は解かれるが、その際
圧縮コイルばね１６が各摩擦板が係合しない中立位置に
保持されるように、ピストン１２に対して所定の反力を
与えるためのリターンスプリングの機能を備えている。

【００４８】以下、上述のように用いられる圧縮コイル
ばねの各実施例を詳細に説明する。尚、図１では出力軸
１５、すなわちピストン部材１２に対して単一の圧縮コ
イルばね１６を用いているが、必要であれば、出力軸１
５の円周方向に複数、以下説明する各実施例の圧縮コイ
ルばね１６を配置することもできる。また、以下説明の
便宜上、本明細書では「圧縮コイルばね」を単に「ば
ね」と称する。

【００４９】図２Ａ及び図２Ｂは、本発明の各実施例の
圧縮コイルばねを示している。図２Ａの（ａ）の（イ）
は、ばね２６の一端面の正面図であり、ばね２６の端部
では座巻開始部２７と先端部２８とが円周方向でほぼ１
８０度の位相に、すなわち円周方向でほぼ対向する位置
に設けられている。図２Ａの（ａ）において、座巻のう
ち、座巻開始部２７から先端部２８までほぼ半周（１８
０度）にわたりばね２６の座は研削加工により平坦化さ
れている。尚、先端部２８の先端は、研削部との境界が
丸く形成されている。（ロ）はばね２６の軸方向一端部
を取付時の状態で示している。座巻の先端部２８は、研
削加工された側と反対側でばね２６の隣接するコイル部
２９に接触している。したがって、荷重の作用する荷重
中心と設計上の荷重（ばね）中心を一致させることがで
き、ピストン部材１２の傾きを防ぐことができる。ま
た、（ハ）は、取付前のばね２６を示している。取付前
のばね２６は、座巻の先端部２８が隣接するコイル部２
９に接触していない。

【００５０】図２Ａの（ｂ）の（イ）は、ばね３６の一
端面の正面図であり、ばね３６の端部では座巻開始部３
７と先端部３８とが円周方向でほぼ１８０度の位相に、
すなわち円周方向でほぼ対向する位置に設けられてい
る。図２Ａの（ｂ）において、座巻のうち、座巻開始部
３７から先端部３８までほぼ半周（１８０度）にわたり
ばね３６の座は研削加工により平坦化されている。尚、
先端部３８の先端は研削部の境界が直線で形成されてい
る。（ロ）はばね３６の軸方向一端部を取付前の状態で
示している。座巻の先端部３８は、取付時には研削加工
された側と反対側でばね３６の隣接するコイル部３９と
接触する。また、（ハ）は、ばね３６の他端の正面図で
あり、座巻の先端部３８と座巻開始部３７とは、（イ）
に示す端部と同位相（円周方向ほぼ１８０度対称）で設
けられている。本実施例でも、荷重の作用する荷重中心
と設計上の荷重（ばね）中心を一致させることができ、
ピストン部材１２の傾きを防ぐことができる。

【００５１】図２Ａの（ｃ）の（イ）は、ばね４６の一
端面の正面図であり、ばね４６の端部では座巻開始部４
７と先端部４８とが円周方向でほぼ１８０度の位相に、
すなわち円周方向でほぼ対向する位置に設けられてい
る。図２Ａの（ｃ）において、座巻のうち、座巻開始部
４７から先端部４８までほぼ半周（１８０度）にわたり
ばね４６の座は研削加工により平坦化されている。尚、
先端部４８の先端は研削部の境界が直線で形成されてい
る。（ロ）はばね４６を取付前の状態で示している。座
巻の先端部４８は、取付時には研削加工された側と反対
側でばね４６の隣接するコイル部４９と接触する。ま
た、（ハ）は、ばね４６の他端の正面図であり、座巻の
先端部４８と座巻開始部４７とは、（イ）に示す端部と
逆位相（円周方向でばね４６の軸と対称に）で設けられ
ている。本実施例でも、荷重の作用する荷重中心と設計
上の荷重（ばね）中心を一致させることができ、ピスト
ン部材１２の傾きを防ぐことができる。

【００５２】尚、上述の図２Ａの（ａ）−（ｃ）に示す
各実施例ではばねの座はオープンエンドとなっている。

【００５３】図２Ａの（ｄ）の（イ）は、ばね５６の一
端面の正面図であり、ばね５６の端部では座巻開始部５
７と先端部５８とが円周方向でほぼ１８０度の位相に、
すなわち円周方向でほぼ対向する位置に設けられてい
る。図２Ａの（ｄ）において、座巻開始部５７から先端
部５８までの座巻部分は、特別な加工はされていない。
（ロ）はばね５６の取付時の状態で示している。座巻の
先端部５８は、取付時にばね５６の隣接するコイル部５
９と接触している。また、座巻部分は他のコイル部分と
同様に断面円形である。本実施例でも、荷重の作用する
荷重中心と設計上の荷重（ばね）中心を一致させること
ができ、ピストン部材１２の傾きを防ぐことができる。

【００５４】図２Ｂの（ｅ）の（イ）は、ばね６６の一
端面の正面図であり、ばね６６の端部では座巻開始部６
７と先端部６８とが円周方向でほぼ１８０度の位相に、
すなわち円周方向でほぼ対向する位置に設けられてい
る。図２Ｂの（ｅ）においては、座巻の先端部６８の座
面の形状を座巻開始部６７のＶ字型の平面形状とほぼ同
一としている。このため、先端部６８は他の座巻部分と
同様に研削により平坦にされているが、図示のように更
にその一部を研削により削ってある。残った部分の形状
は、座巻開始部６７の平面形状とほぼ同じになってい
る。（ロ）はばね６６の取付前の状態を示している。取
付時には、先端部６８と隣接するコイル部６９とが接触
する。本実施例でも、荷重分布が均一となり、荷重の作
用する荷重中心と設計上の荷重（ばね）中心を一致させ
ることができ、ピストン部材１２の傾きを防ぐことがで
きる。

【００５５】図２Ｂの（ｆ）の（イ）は、ばね７６の一
端面の正面図であり、ばね７６の端部では座巻開始部７
７と先端７８とが円周方向でほぼ１８０度の位相に、す
なわち円周方向でほぼ対向する位置に設けられている。
図２Ｂの（ｆ）においては、先端部７８の終端は線材を
横断するようにほぼ直線状に規定されている。但し、座
巻開始部７７の研削形状を先端部７８に合わせるため、
（ロ）に示すように、座巻開始部７７の末端の一部は更
に研削されて、線材を横断するようにほぼ直線状に規定
された段部７９となっている。この結果、座巻開始部７
７と先端部７８とが同一の形状になり、より安定した荷
重中心が得られる。尚、（ロ）はばね７６の取付前の状
態を示している。本実施例でも、荷重分布が均一とな
り、荷重の作用する荷重中心と設計上の荷重（ばね）中
心を一致させることができ、ピストン部材１２の傾きを
防ぐことができる。

【００５６】図２Ｂの（ｇ）の（イ）は、ばね８６の一
端面の正面図であり、ばね８６の端部では座巻開始部８
７と先端８８とが円周方向でほぼ１８０度の位相に、す
なわち円周方向でほぼ対向する位置に設けられている。
図２Ｂの（ｇ）においては、先端部８８の終端はほぼ直
線状に形成されている。座巻部分全体が研削加工されて
ほぼ平坦になっている。また、（ロ）に示すように、本
実施例では先端部８８の研削されていない側の面も一部
研削されている。この平坦な研削面９０は、ばね８８の
取付時に隣り合うコイル部８９の外周に接触する。この
結果、コイル部８９と先端部８８との接触が安定する
尚、（ロ）はばね８６の取付前の状態を示している。本
実施例でも、荷重の作用する荷重中心と設計上の荷重
（ばね）中心を一致させることができ、ピストン部材１
２の傾きを防ぐことができる。

【００５７】図２Ｂの（ｇ）の実施例と同様に、ばねと
隣接するコイル部との接触の安定を図るための改良の他
例が図２Ｂの（ｈ）に示した実施例である。（イ）は、
オープンエンド型のばね９６の側面図であり、ばね９６
の端部では座巻開始部９７と先端９８とが円周方向でほ
ぼ１８０度の位相に、すなわち円周方向でほぼ対向する
位置に設けられている。（イ）のＡ−Ａ線で切った断面
図である（ロ）に示すように、先端部９８は、座となる
研削された平坦部１０１と対向し、隣接するコイル部９
９と接触する側が凹部１００となっている。凹部１００
は、ばね９６の取付時に隣り合うコイル部９９の外周に
接触する。この結果、コイル部９９と先端部９８との接
触が安定する。より安定させるためには、凹部１００の
曲率はばね９６の断面の曲率と一致させることが好まし
い。すなわち、凹部１００とコイル部９９とは互いに相
補的な形状を有するようにすることが好ましい。尚、
（イ）はばね９６の取付前の状態を示している。本実施
例でも、荷重の作用する荷重中心と設計上の荷重（ば
ね）中心を一致させることができ、ピストン部材１２の
傾きを防ぐことができる。また、コイルの途中で線材を
ねじることにより、先端上部の凹部を上下対称とするこ
とができる。

【００５８】尚、上述の図２Ｂの（ｅ）−（ｇ）に示す
各実施例ではばねの座はオープンエンドとなっている。

【００５９】図３に示す実施例では、（ａ）に示すよう
に、オープンエンド型のばね１０６の座巻開始部１０７
と先端部１０８だけが、平坦に研削された座の他の部分
からばね１０６の軸方向に突出した凸部として形成され
ている。これは、他部品と接触する座の荷重分布は、座
巻の始まりの部分と先端部が極端に強くあたり、また、
他の部分は平面度やうねりの影響を受け、荷重分布は安
定せず、荷重中心はばねの中心からずれてしまうからで
ある。そこで、座巻開始部１０７と先端部１０８が安定
してあたるよう座巻開始部１０７と先端部１０８とを除
いた、少なくとも１／２の座の部分は接触しないように
凹部１０９となっている。尚、（ｂ）に示すばね１１６
のように、座巻開始部１１７と先端部１１８の他部品と
接触する座の面積を同一にすることにより、荷重分布が
より安定し、荷重中心をばねの中心と一致させることが
できる。尚、（ｃ）は、ばね１０６を取付前の状態で示
している。尚、この実施例ではばね１０６は、断面が矩
形のばねとなっている。

【００６０】図４、図５及び図６に示す実施例では、前
記実施例と逆の発想から、ばねの取り付けられる台座な
どの、他部品の側に凸部を設けている。図４（ａ）及び
（ｂ）に示すように、ばね１２６が取り付けられる台座
１１０は中央にほぼ円形の貫通孔１１４を設けたほぼ円
形の円板部１１３とその外周から軸方向に一体に延在す
る円筒部１１１とからなる部材である。円筒部分１１１
と貫通孔１１４とで囲まれる環状の部分１１５には円周
方向でほぼ対向する位置（１８０度の位相で）に平坦は
頂部を有する２つの凸部１１２が軸方向内方に向かって
突出するように設けられている。２つの凸部１１２の位
相は、ばね１２６の座巻開始部１２７と先端部１２８と
の位相関係と同じである。

【００６１】図５に示すように、オープンエンド型のば
ね１２６は、端部で座巻開始部１２７と先端１２８とが
円周方向でほぼ１８０度の位相に、すなわち円周方向で
ほぼ対向する位置に設けられている。座巻開始部１２７
から先端部１２８にかけての座巻部分全体が研削加工さ
れてほぼ平坦になっている。ばね１２６の軸方向両端で
互いに１８０度位相が異なる位置に配置された先端部１
２８が、それぞれ２つの台座１１０の凸部１１２に挟ま
れるように載置されている。また、図６に示すように、
座巻開始部１２７も同様に２つの台座１１０の凸部１１
２に挟まれるように載置さてれている。このような構成
のため、本実施例においても図３で説明した前記実施例
と同様な効果が得られる。尚、図５及び６は、摩擦係合
装置に取り付ける前の状態でばね１２６を示している。

【００６２】図３、４、５及び６の実施例では、ばねの
座巻開始部や先端部を部分的に研削しなくても、荷重分
布を安定できる。

【００６３】図７、図８及び図９は、振動などによりば
ねが台座間で回転等で移動することを防止するため、移
動防止手段を設けた実施例である。尚、本実施例におい
ても図３、４、５及び６に示した実施例と同様に、ばね
１３６の座巻開始部や先端部を部分的に研削しなくて
も、荷重分布を安定できる。

【００６４】図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、ばね
１３６（図９参照）が取り付けられる台座２１０は中央
にほぼ円形の貫通孔２１４を設けたほぼ円形の円板部２
１６とその外周から軸方向に一体に延在する円筒部２１
１とからなる部材である。円筒部分２１１と貫通孔２１
４とで囲まれる環状の部分２１５には円周方向でほぼ対
向する位置（１８０度の位相で）に２つの凸部２１２及
び２１３が軸方向内方に向かって突出するように設けら
れている。２つの凸部１１２及び１１３の位相は、ばね
１３６の座巻開始部（図８では裏側なので見えない）と
先端部１３８との位相関係と同じである。

【００６５】但し、台座２１０の凸部２１２と２１３と
はそれぞれ構成が異なる。凸部２１２は、頂部が平坦で
あるが凸部２１３は平坦な凸部の円周方向の一部で軸方
向内方に更に突出する壁部２１７を備えている。

【００６６】図８に示すように、オープンエンド型のば
ね１３６は、端部で座巻開始部と先端１３８とが円周方
向でほぼ１８０度の位相に、すなわち円周方向でほぼ対
向する位置に設けられている。座巻開始部から先端部１
３８にかけての座巻部分全体が研削加工されてほぼ平坦
になっている。ばね１３６の軸方向両端で互いに１８０
度位相が異なる位置に配置された先端部１３８が、それ
ぞれ２つの台座２１０の凸部２１２と２１３に挟まれる
ように載置されている。また、不図示であるが、座巻開
始部も同様に２つの台座２１０の凸部２１２及び２１３
に挟まれるように載置さてれている。

【００６７】このとき、凸部２１２に座巻の先端部１３
８が載置されるが、凸部２１２の円周方向の縁部に設け
た壁部２１７によって、円周方向の動きが規制される。
このような構成のため、ばね１３６が台座間で移動する
ことを防止できる。また、本実施例においても図３で説
明した前記実施例と同様な効果が得られる。尚、図８
は、摩擦係合装置に取り付ける前の状態でばね１３６を
示している。

【００６８】同様に、図９の（ａ）及び（ｂ）に壁部を
設けた他の実施例を示す。本実施例の構成は、基本的に
図７の実施例と同様である。

【００６９】図９（ａ）及び（ｂ）に示すように、ばね
１３６（図８参照）が取り付けられる台座３１０は中央
にほぼ円形の貫通孔３１４を設けたほぼ円形の円板部３
１６とその外周から軸方向に一体に延在する円筒部２１
１とからなる部材である。円筒部分３１１と貫通孔３１
４とで囲まれる環状の部分３１５には円周方向でほぼ対
向する位置（１８０度の位相で）に２つの凸部２１２及
び２１３が軸方向内方に向かって突出するように設けら
れている。２つの凸部３１２及び３１３の位相は、ばね
１３６の座巻開始部と先端部１３８との位相関係と同じ
である。

【００７０】但し、台座３１０の凸部３１２と３１３と
はそれぞれ構成が異なる。凸部３１３は、頂部全面が平
坦であるが凸部３１２は平坦な凸部の円周方向の一縁部
及び半径方向の内縁部が軸方向内方に更に突出する壁部
３１７、３１８を備えている。

【００７１】図９に示す台座３１０も図８に示すような
形態でオープンエンド型のばねを収容する。このとき、
凸部２１２に座巻の先端部１３８が載置されるが、凸部
３１２の円周方向の縁部に設けた壁部３１７によって、
円周方向の動きが規制され、半径方向内方の壁部３１８
によって半径方向の移動が制限される。すなわち、円周
方向と半径方向の両方向でばね１３６の移動が防止でき
る。このような構成のため、ばね１３６が台座間で移動
することを防止できる。また、本実施例においても図３
で説明した前記実施例と同様な効果が得られる。

【００７２】図１０−１４は、更に他の実施例を示す。
これらの実施例では隣接するコイルに面する先端部の面
に突起を設けている。これは、座巻を形成する上で座巻
開始部と先端部とを必ずしも１８０度の位相で形成でき
ないことがあるので、それを補正するために、先端部の
所定位置に突起を設けている。

【００７３】図１０は、ばね１４６の座巻開始部１４７
から先端部１４８に到る座面を平坦に研削し、先端部１
４８の隣接するコイル１４９に接触する面に突起１５０
が一体に設けられていることを示している。この突起１
５０の位置を座巻開始部１４７と１８０度対称となる位
置に調節することで、ばねの座りの安定と荷重中心とば
ねの中心とを一致させることができる。

【００７４】図１１は、ばね１５６の座巻開始部１５７
から先端部１５８に到る座面を平坦に研削し、先端部１
５８の隣接するコイル１５９に接触する面に突起１６０
が一体に形成されるように、先端部１５８の一部を外側
に折り返して重畳構造にしてある。この突起１６０の位
置を座巻開始部１５７と１８０度対称となる位置に調節
することで、ばねの座りの安定と荷重中心とばねの中心
とを一致させることができる。

【００７５】図１２−１３は、ばねの座巻の先端部に別
部材を取り付けて、先端部と隣接するコイル部との接触
点を調節して座りの安定化を達成しようとするものであ
る。

【００７６】図１２は、不図示のばね本体の座巻の先端
部１６１は、その先端に断面円形の延長部１６２が形成
されている。この延長部１６２には取付部材１６３が取
り付けられる。取付部材１６３は全体としてほぼ正方形
をしており、延長部１６２の直径より僅かに大きな直径
を有する円筒形の貫通孔１６４が設けられている。図１
２の（ａ）及び（ｂ）に示すように、貫通孔１６４に延
長部１６２を嵌合させることで、取付部材１６３が延長
部に取り付けられる。この際、取付部材１６３の底面１
６６と先端部１６１の底面１６５とは面一となるように
構成される。尚、貫通孔１６４は、必ずしも貫通してい
る必要はない。先端部１６１と隣接するコイル部との接
触点を調節して座りの安定化と座巻開始部との間の１８
０゜対称性を達成できるものであればよい。また、取付
部材１６３は必要であれば溶接などで延長部１６２もし
くは先端部１６１に固定される。

【００７７】次に、図１３に示す実施例では、不図示の
ばね本体の先端部１７１の中程の底面に切り欠き部１７
２を設け、この切り欠き部１７２の位置に円環部材１７
３を嵌合する。切り欠き部１７２の面は円環部材１７３
の内周円筒面１７４と密接するような形状とすることが
好ましい。また、切り欠き部１７２の軸方向長さは円環
部材１７３の軸方向長さとほぼ等しい。更に、円環部材
の肉厚は切り欠き部１７２の深さと一致しているので、
取付後は、先端部１７１の底面と円環部材１７３の外周
とは面一になる。尚、本実施例でも、円環部材１７３
は、必要であれば溶接などにより切り欠き部１７２また
は先端部１７１に固定できる。

【００７８】図１２の実施例では取付部材１６３の上面
が、また図１３の実施例では円環部材１７３の外周面が
それぞれ隣接するコイル部に接触する。

【００７９】図１４（ａ）は、ばね１７６の座巻開始部
１７７と先端部１７８とのほぼ中間位置に突起１８１を
設けている。突起１８１は、先端部１７８と一体に設け
ている。この突起１８１がばねの取付時に隣接するコイ
ル部に接触する。この場合でも、荷重の作用する荷重中
心と設計上の荷重（ばね）中心を一致させることがで
き、ピストン部材１２の傾きを防ぐことができる。

【００８０】突起は、例えば図１４（ｂ）に示すよう
に、別部材として設け、溶接などで先端部に固定しても
よい。突起部材１８２は、円弧状の上面１８４と同じく
円弧状の下面１８３とを有する。この下面１８３を先端
部の外側円弧面に取り付け固定する。従って、突起部材
１８２の上面１８４が隣接するコイル部に当接する。

【００８１】図１５は、座巻の先端部のうち隣接するコ
イル部に当接する部位に平坦面を設けた実施例である。
ばね１８６は、座巻開始部１８７から先端部１８８まで
研削加工により平坦になっており、座巻開始部１８７と
先端部１８８とは他の実施例と同様に円周方向で１８０
度の位相で設けられている。先端部１８８の隣接するコ
イル部１８９に対向する部分は、研削などにより平坦部
１９０が形成されており、この平坦部１９０が隣接する
コイル部１８９に当接する。従って、先端部１８８と隣
接するコイル部１８９との接触がより安定する。

【００８２】図１６は、いままでの実施例とことなり、
ばね１９６は断面円形の線材から作られるのではなく、
断面矩形の線材から作られている。座巻開始部１９７と
先端部１９８とは円周方向で１８０度対向する位相で設
けられている。研削加工により他のコイル部より薄くな
った座巻の先端部１９８は、断面矩形のため、研削加工
することなく、隣接するコイル部１９９に対して平坦な
面で接触する。従って、先端部１９８と隣接するコイル
部１９９との接触が安定する。

【００８３】図１７（ａ）及び（ｂ）は、ばねの先端部
を内方または外方に径方向にずらして座の中心をずら
し、荷重分布を均一にした実施例を示している。図１７
（ａ）では、ばね４１６の座巻開始部４１７と円周方向
でほぼ１８０度の位相に設けられた先端部４１８は、径
方向の外方に位置をずらされている。その際、外方にず
れてばね４１６の外径からはみ出した部分４２０（斜線
部分）は削除するので、ばね全体の内外径には変化がな
い。しかしながら、先端部４１８は実線で示すように、
隣接するコイル部と接触する部分で先が細くなってい
る。一般に、他部品と接触する座の荷重分布は、座巻の
始まりの部分と先端部が極端に強くあたるが、先端形状
によっては、荷重分布がばねの内外径の範囲で移動す
る。そこで、本実施例のように隣接するコイル部に当た
る部分の先端部を変形することで、荷重分布を均一とし
たばねを作ることができる。従って、荷重中心がばねの
中心と一致し、より安定した荷重中心を形成することが
できる。

【００８４】次に図１７（ｂ）では、図１７（ａ）とは
反対に、座巻開始部５１７とほぼ１８０度対向する位相
に設けられたばね５１６の先端部５１８を、径方向で内
方へずらしている。この場合、内径側へばね５１６の内
径からはみ出した部分５２０（斜線部分）は、削除する
のでばね全体の内外径にはまったく変化がない。この例
でも、図１７（ａ）と同様に、先端部を変形すること
で、荷重分布を均一としたばねを作ることができる。従
って、荷重中心がばねの中心と一致し、より安定した荷
重中心を形成することができる。

【００８５】図１７（ａ）及び（ｂ）と同様の目的で先
端部の一部を削除する実施例を図１７（ｃ）及び（ｄ）
に示す。図１７（ｃ）では、ばね６１６の座巻開始部６
１７と円周方向でほぼ１８０度の位相で対向して設けら
れた先端部６１８の径方向の内側の一部６２０（斜線部
分）を削除する。ほぼ矩形の削除部分６２０は、先端部
６１８のばね６１６の軸方向の肉厚全体を削除してもよ
いが、一部は残して段部として形成してもよい。例え
ば、（ｅ）や（ｆ）のように形成することができる。

【００８６】図１７（ｃ）−（ｆ）の実施例でも図１７
（ａ）及び（ｂ）と同様に、先端部を変形することで、
荷重分布を均一としたばねを作ることができる。従っ
て、荷重中心がばねの中心と一致し、より安定した荷重
中心を形成することができる。

【００８７】図１８及び図１９では、コイル部と接触す
る部分は局部的なあたりとなるため、へたりや変形を防
止するため、浸炭焼き入れ・窒化処理・ショットピーニ
ング等の強度を高めるための処理をした実施例である。
図１８のばね７２６は、座巻開始部７２７から円周方向
でほぼ１８０度の位相で対向して設けられた先端部７２
８の、隣接するコイル部７２９に接触する部分７３０に
浸炭焼き入れ・窒化処理・ショットピーニング等の表面
処理を施してある。

【００８８】図１９では、ばね７３６は、座巻開始部７
３７から円周方向でほぼ１８０度の位相で対向して設け
られた先端部７３８までのほぼ中間に、隣接するコイル
部７３９に接触する部位に突起７４０が固定されてい
る。この突起７４０には、強度を高めるため浸炭焼き入
れ・窒化処理・ショットピーニング等の表面処理を施し
てある。

【００８９】尚、このような表面処理加工をする部位
は、必ずしも先端部を含む座巻側に限定さえすればよ
い。例えば、図１８において、隣接するコイル部７２９
の先端部７２８に接触する面７３１に前記表面処理を施
すこともできる。同様に、図１９においては、隣接する
コイル部７３９の突起７４０と接触する面７４１に前記
表面処理を施すこともできる。すなわち、所定の強度を
確保するため接触する部材のいずれか一方、また両方に
そのような処理を施すことができる。図１８及び図１９
の実施例によれば、ばねの耐久性が向上するという効果
が得られる。特に図１９によれば、他部品である突起７
４０のみ表面処理するので更にコスト面でも有利とな
る。

【００９０】図１８及び図１９に示した、浸炭焼き入れ
・窒化処理・ショットピーニング等の表面処理を施すこ
とは、必要に応じて本発明の他のすべての実施例にも適
用できることは言うまでもない。

【００９１】図２０（ａ）及び（ｂ）は、取付時にばね
先端上部がコイルに接触するばねの設計や製造が必ずし
も安易ではない点を考慮して、取付時にばね先端上部が
コイルに接触する高さの立上片を基板に設け、この基板
面に圧縮コイルばねの座を接触させ、取付時にコイルと
基板の舌片が接触する設定とすることで、簡便に精度の
良い機構を得るための実施例を示す。

【００９２】図２０（ａ）は、ばね７４６を取り付ける
台座７５０である。台座７５０は、中央に貫通孔を有す
る平板な環状部材であるが、円周方向の一部は、軸方向
に立ち上がり、そこから半径方向内方に延在するフラン
ジ部７５１となっている。図２０（ｂ）に示すように、
座巻開始部７４７と円周方向でほぼ１８０度の位相で対
向する先端部７４８とからなるばね７４６の座巻は、台
座７５０の環状部７５２に載置される。この際、先端部
７４８は、台座７５０の環状部７５２とそこから立ち上
がってフランジ部７５１との間で挟まれるように載置さ
れる。

【００９３】従って、取付時にはばね７４６の先端部７
４８は隣接するコイル部７４９に接触せず、台座７５０
のフランジ部７５１の上面と接触する。このように構成
することで、簡便に精度の良いばね組立体が得られる。

【００９４】図２１は、ばねを載置するための台座に溝
を設けた実施例である。ばね７５６は、座巻開始部７５
７と、座巻開始部７５７と円周方向で１８０度の位相で
対向する位置に先端部７５８が設けられた座巻を備えて
いる。図２１（ｂ）に示すように台座７６０は、ばね７
５６の座巻部の径とほぼ同じ肉厚を有し、正面から見る
とほぼ正方形の基板である。台座７６０には座巻の先端
部７５８が嵌入する溝孔７６１が設けられており、この
溝孔７６１に先端部７５８が完全に挿入された状態で、
ばね７５６は台座７６０に載置される。この状態を図２
１（ａ）が示している。図から明らかなように、ばね７
５６の先端部７５８は、溝孔７６１に潜るように嵌合し
ている。従って、先端部７５８は隣接するコイル部７５
９には接触しない。隣接するコイル部７５９に接触する
のは、先端部７５８の上を覆う、台座の表面部７７０で
ある。このように構成することで、更に簡便に精度の良
いばねユニットが得られる。なお、図２２では、台座７
６０は、円筒部材７６２に合わせて円形にすることもで
きる。

【００９５】しかしながら、上記機構は振動等によりコ
イルが内部で移動してずれる恐れがあるため、これを防
ぐ必要がある。このための実施例が図２２に示したもの
である。基本的な構成は、図２１の実施例にしめすばね
７５６と台座７６０との関係と同じである。しかし、台
座７６０の上部のばね７５６の載置側に弾性を有するほ
ぼ円筒形の円筒部材を固定してある点で異なる。このよ
うにすることで、取付時にばね７５６が円筒部材７６２
の表面に接触して、摩擦等によりばね７５６の回動する
ことにより移動することなどが防げる。従って、精度を
より高めることができる。

【００９６】最後に、図２３及び２４は、ばね７６６、
ピストン部材１２、平板な板部材である台座８６０との
関係を示す他の例である。図２３（ｂ）に示すばね７６
６は、コイルの軸方向の一端と他端とで座巻の状態が異
なる。一端では、座巻開始部７６７と座巻の先端部７６
８は、円周方向の位相が１８０度ではなく、２７０度か
ら３６０度の間にある。また、他端では、上述の他の実
施例と同様に座巻開始部７７７と先端部７７８との位置
は円周方向でほぼ１８０度の位相となっている。一端の
座巻は、図２３（ａ）に示してあり、他端の座巻は図２
３（ｃ）に示してある。

【００９７】図２４は、図２３のばね７６６をピストン
部材１２と台座８６０間に取り付けた状態を示してい
る。図２３（ａ）に示すばね７６６の一端側が台座８６
０に接触しており、図２３（ｃ）に示す他端側がピスト
ン部材１２に当接している。すなわち、荷重中心の一致
と当たりの確実性を要求されるピストン側には座巻開始
部７７７と先端部７７８とが円周方向でほぼ１８０度の
位相で設けられているばね７６６の他端側が位置するよ
うにばね７６６を取り付ける。このようにすれば、ばね
のコイルの軸方向両側で座巻を揃える必要がない。

【００９８】本発明は、特に有効巻数３巻未満の圧縮コ
イルばねの問題について述べているが、これは構造上問
題が顕在化しやすいものが有効巻数３巻未満の圧縮コイ
ルばねであるというだけで、３巻以上の圧縮コイルばね
も同様な問題を抱えているものである。よって、本発明
は、有効巻数３巻以上の圧縮コイルばねに適用して、有
効巻数３巻未満のばねと同様の効果が得られることは言
うまでもない。

【００９９】また、座巻の座巻開始部と先端部との関係
は、ばねの取付方向の両側で、まったく同じにするかど
うかは任意である。例えば、図２３に示すようにばねの
取付方向の一端でのみ座巻開始部と先端部との位相をほ
ぼ１８０度にすることができる。また、両端とも両者が
ほぼ１８０度の位相にする場合でも、両端で座巻の開始
位置を１８０度変えることもでき、この場合、より精度
が向上したばねが得られる。

【０１００】更に、ピストン部材に対してのばねの取付
に関しては、直接ばねをピストン部材に当接させること
もできるが、例えば、図９等に示すような台座を介して
取り付けることもできる。

【０１０１】

【発明の効果】以上説明した本発明の圧縮コイルばね及
び圧縮コイルばねを用いたばねユニットによれば、次の
ような効果が得られる。

【０１０２】(1) 設計上の荷重中心（ばねの中心）が
真の荷重中心と一致するため、ピストン部材の傾きが防
げる。

【０１０３】(2) 車両用の自動変速機の摩擦係合装置
に用いられると、ピストン部材の傾きがないため、係合
解放が速やかに行われるため、変速ショックが少なくな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の圧縮コイルばねが適用された自動変速
機の断面図である。

【図２Ａ】（ａ）は、本発明の第１実施例を示してお
り、（イ）は、ばねの正面図、（ロ）はばね取付時の側
面図、（ハ）は取付前の側面図である。（ｂ）は、本発
明の第２実施例を示しており、（イ）は、ばねの正面
図、（ロ）はばね取付前の側面図、（ハ）は、（イ）と
は反対側から見たばねの正面図である。（ｃ）は、本発
明の第３実施例を示しており、（イ）は、ばねの正面
図、（ロ）はばね取付前の側面図、（ハ）は、（イ）と
は反対側から見たばねの正面図である。（ｄ）は、本発
明の第４実施例を示しており、（イ）は、ばねの正面
図、（ロ）はばね取付時の側面図である。

【図２Ｂ】（ｅ）は、本発明の第５実施例を示してお
り、（イ）は、ばねの正面図、（ロ）はばね取付前の側
面図である。（ｆ）は、本発明の第６実施例を示してお
り、（イ）は、ばねの正面図、（ロ）はばね取付前の側
面図である。（ｇ）は、本発明の第７実施例を示してお
り、（イ）は、ばねの正面図、（ロ）はばね取付前の側
面図である。（ｈ）は、本発明の第８実施例を示してお
り、（イ）は、取付前のばねの側面図、（ロ）は、
（イ）のＡ−Ａ線に沿ったばね先端部の矢視方向から見
た断面図である。

【図３】本発明の第９実施例を示しており、（ａ）は、
ばねの正面図、（ｂ）は、（ａ）の変形例を示すばねの
正面図、（ｃ）は取付前のばねの側面図である。

【図４】本発明の第１０実施例を示しており、（ａ）は
台座の正面図、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線に沿った矢
視方向から見た断面図である。

【図５】本発明の第１０実施例を示しており、台座にば
ねを載置した状態を示す側面図（台座は断面図）であ
る。

【図６】本発明の第１０実施例を示しており、図５のＢ
−Ｂ線に沿った矢視方向から見た、台座にばねを載置し
た状態を示す側面図（台座は断面図）である。

【図７】本発明の第１１実施例を示しており、（ａ）は
台座の正面図、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線に沿った矢
視方向から見た断面図である。

【図８】本発明の第１１実施例を示しており、台座にば
ねを載置した状態を示す側面図（台座は断面図）であ
る。

【図９】本発明の第１２実施例を示しており、（ａ）は
台座の正面図、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線に沿った矢
視方向から見た断面図である。

【図１０】本発明の第１２実施例を示す取付前のばねの
側面図である。

【図１１】本発明の第１３実施例を示す取付時のばねの
側面図である。

【図１２】本発明の第１３実施例を示すばねの先端部の
部分斜視図であり、先端部に設ける突起の各種の変更例
を示している。

【図１３】本発明の第１３実施例を示すばねの先端部の
部分斜視図であり、先端部に設ける突起の各種の変更例
を示している。

【図１４】本発明の第１４実施例を示しており、（ａ）
は取付前のばねの側面図であり、（ｂ）は、突起を形成
するためにばねに取り付けられる他部品の一例を示す斜
視図である。

【図１５】本発明の第１５実施例を示しており、（ａ）
は、ばねの正面図、（ｂ）は、取付時のばねの側面図で
ある。

【図１６】本発明の第１６実施例を示しており、（ａ）
は、ばねの正面図、（ｂ）は、取付時のばねの側面図で
ある。

【図１７】本発明の第１７実施例を示しており、（ａ）
−（ｄ）は、ばねの先端形状の変形例を示すばねの正面
図であり、（ｅ）、（ｆ）はそれぞれ（ｃ）及び（ｄ）
に対応する先端部の詳細を示す部分斜視図である。

【図１８】本発明の第１８実施例を示しており、（ａ）
は、ばねの先端部に表面処理をした取付前のばねの側面
図、（ｂ）は、ばねの座巻の中間部に表面処理をした取
付前のばねの側面図である。

【図１９】本発明の第１８実施例を示しており、（ａ）
は、ばねの先端部に表面処理をした取付前のばねの側面
図、（ｂ）は、ばねの座巻の中間部に表面処理をした取
付前のばねの側面図である。

【図２０】本発明の第１９実施例を示しており、（ａ）
は台座の正面図、（ｂ）は（ａ）の題材に載置されたば
ねを取り付け前の状態で示す側面図（台座は（ａ）のＡ
−Ａ線に沿った矢視方向より見た断面図）である。

【図２１】本発明の第２０実施例を示しており、（ａ）
は台座に嵌合したばねを取り付け前の状態で示す側面図
（台座は（ａ）のＡ−Ａ線に沿った矢視方向より見た断
面図）、（ｂ）は（ａ）で右方向より見た台座及びばね
の正面図である。

【図２２】本発明の第２１実施例を示しており、円筒部
材を有する台座に嵌合したばねを取り付け前の状態で示
す側面図（台座は（ａ）のＡ−Ａ線に沿った矢視方向よ
り見た断面図）である。

【図２３】本発明の第２２実施例を示しており、（ａ）
はばねの取付方向の一端部の正面図、（ｂ）はばねの側
面図、（ｃ）は、ばねの他端部の正面図である。

【図２４】本発明の第２２実施例を示しており、ばねが
ピストン部材と台座との間に取り付けられた状態を示す
側面図（台座は断面図）である。

【図２５】圧縮コイルばねの荷重とたわみの関係を示す
グラフである。

【図２６】従来の自動変速機の軸方向断面図である。

【図２７】図２６のＡ部の詳細であり、従来例のクラッ
チ部の断面図である。

【図２８】ＪＩＳによる圧縮コイルばねの端末形状であ
る。

【図２９】圧縮コイルばねの各部の説明図である。

【図３０】圧縮コイルばねの座巻部の展開図である。

【図３１】先端部と座巻開始部の端から断面積が一致す
る領域の中心を説明する図であり、（ａ）は、ばねの正
面図であり、（ｂ）は、ばねの材料である線材の断面で
ある。

【図３２】圧縮コイルばねの荷重分布を示す図であり、
（ａ）は下部座面の荷重分布を示す図であり、２つの円
の外側がコイルの外径、内側が内径を示している。また
（ｂ）は、上部座面の荷重分布を示しており、２つの円
の外側がコイルの外径、内側が内径を示している。

【図３３】従来のクローズドエンド型の圧縮コイルばね
の側面図である。

【符号の説明】

１０：自動変速機 １２：ピストン部材 １３：摩擦係合装置 １４：摩擦板 １６、２６、３６、４６、５６、６６、７６、８６、９
６、１０６、１１６、１２６、１３６、１４６、１５
６、１７６、１８６、１９６、４１６、５１６、６１
６、７１６、７２６、７３６、７４６、７５６、７６
６：圧縮コイルばね（リターンスプリング） ２１０、７５０、７６０、８６０：台座

Claims (33)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 作動領域ではコイル部が互いに密着しな
   い圧縮コイルばねにおいて、圧縮コイルばねの取付方向
   の少なくとも一方の端部に有する座巻が、前記座巻の座
   巻開始部と座巻の先端部とが円周方向でほぼ１８０度対
   称の位置にあり、前記圧縮コイルばねの取付時に前記座
   巻の背面の一部でのみ前記座巻と隣接するコイル部に接
   触することを特徴とする圧縮コイルばね。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の圧縮コイルばねにおい
   て、前記座巻は無研削、もしくは研削されたオープンエ
   ンド型であることを特徴とする圧縮コイルばね。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の圧縮コイルばねにおい
   て、前記座巻は無研削、もしくは研削されたクローズド
   エンド型であることを特徴とする圧縮コイルばね。
4. 【請求項４】 請求項１−３のいずれか１項に記載の圧
   縮コイルばねにおいて、前記圧縮コイルばねの両端の座
   が、ばねの中心に対して１８０度対称であることを特徴
   とする圧縮コイルばね。
5. 【請求項５】 請求項１−３のいずれか１項に記載の圧
   縮コイルばねにおいて、前記圧縮コイルばねの両端の座
   が、円周方向の位相において上下同位置にあることを特
   徴とする圧縮コイルばね。
6. 【請求項６】 請求項１−５のいずれか１項に記載の圧
   縮コイルばねにおいて、前記先端部の座の形状と前記座
   巻開始部の座の形状とが同一または類似形状を有するこ
   とを特徴とする圧縮コイルばね。
7. 【請求項７】 請求項１−６のいずれか１項に記載の圧
   縮コイルばねにおいて、前記圧縮コイルばねの前記先端
   部の背面が、取付時にコイル部のピッチ角に平行である
   ことを特徴とする圧縮コイルばね。
8. 【請求項８】 請求項１−６のいずれか１項に記載の圧
   縮コイルばねにおいて、前記圧縮コイルばねの前記先端
   部の背面が、コイル部の外面形状と相補的な形状を有す
   ることを特徴とする圧縮コイルばね。
9. 【請求項９】 請求項１−８のいずれか１項に記載の圧
   縮コイルばねにおいて、他部品と接触する座の内、前記
   座巻開始部と前記先端部を除き、少なくとも１／２の座
   の底面部分が他部品と接触しないことを特徴とする圧縮
   コイルばね。
10. 【請求項１０】 請求項１−９のいずれか１項に記載の
    圧縮コイルばねにおいて、他部品と接触する座巻開始部
    の面積と他部品と接触する前記先端部の面積とがほぼ同
    一であることを特徴とする圧縮コイルばね。
11. 【請求項１１】 請求項１−３のいずれか１項に記載の
    圧縮コイルばねにおいて、前記背面の一部には凸部が設
    けられており、前記凸部のみで隣接するコイル部に接触
    することを特徴とする圧縮コイルばね。
12. 【請求項１２】 請求項１１に記載の圧縮コイルばねに
    おいて、前記凸部は、前記背面と一体的に設けられてい
    ることを特徴とする圧縮コイルばね。
13. 【請求項１３】 請求項１１に記載の圧縮コイルばねに
    おいて、前記凸部は、前記圧縮コイルばねとは別部材で
    あり、前記先端部に設けられることを特徴とする圧縮コ
    イルばね。
14. 【請求項１４】 請求項１−３のいずれか１項に記載の
    圧縮コイルばねにおいて、前記圧縮コイルばねのコイル
    部の断面の形状はほぼ円形であることを特徴とする圧縮
    コイルばね。
15. 【請求項１５】 請求項１−３のいずれか１項に記載の
    圧縮コイルばねにおいて、前記圧縮コイルばねのコイル
    部の断面の形状はほぼ矩形であることを特徴とする圧縮
    コイルばね。
16. 【請求項１６】 請求項１−６のいずれか１項に記載の
    圧縮コイルばねにおいて、前記先端部の背面は平坦に形
    成されていることを特徴とする圧縮コイルばね。
17. 【請求項１７】 請求項１−３のいずれか１項に記載の
    圧縮コイルばねにおいて、前記先端部の座面の中心を、
    ばねの内外径の範囲内で径方向に変位させたことを特徴
    とする圧縮コイルばね。
18. 【請求項１８】 作動領域ではコイル部が互いに密着し
    ない圧縮コイルばねと前記圧縮コイルばねを載置する台
    座からなるばねユニットにおいて、圧縮コイルばねの取
    付方向の少なくとも一方の端部が座巻を有し、前記座巻
    の座巻開始部と座巻の先端部とが円周方向でほぼ１８０
    度対称の位置にあり、記先端部は前記台座に一体に形成
    したフランジ部に挿入され、前記圧縮コイルばねの取付
    時に前記フランジ部でのみ隣接するコイル部に接触する
    ことを特徴とするばねユニット。
19. 【請求項１９】 作動領域ではコイル部が互いに密着し
    ない圧縮コイルばねと前記圧縮コイルばねを載置する台
    座からなるばねユニットにおいて、圧縮コイルばねの取
    付方向の少なくとも一方の端部に有する座巻が、前記座
    巻の座巻開始部と座巻の先端部とが円周方向でほぼ１８
    ０度対称の位置にあり、前記先端部は前記台座に一体に
    形成した突起部に載置され、前記圧縮コイルばねの取付
    時に前記座巻の背面の一部でのみ隣接するコイル部に接
    触することを特徴とするばねユニット。
20. 【請求項２０】 請求項１９に記載のばねユニットにお
    いて、前記台座は、前記圧縮コイルばねの取付方向の両
    端に設けられ、前記突起部はほぼ１８０度の位相で円周
    方向２カ所に設けられていることを特徴とするばねユニ
    ット。
21. 【請求項２１】 請求項１９−２０のいずれか１項に記
    載のばねユニットにおいて、前記突起部に前記圧縮コイ
    ルばねの移動を制限する手段が設けられていることを特
    徴とするばねユニット。
22. 【請求項２２】 請求項１９に記載のばねユニットにお
    いて、前記台座に前記先端部が嵌入される溝孔が設けら
    れていることを特徴とするばねユニット。
23. 【請求項２３】 請求項２２に記載のばねユニットにお
    いて、前記台座には前記圧縮コイルばねを包囲する円筒
    部材が設けられていることを特徴とするばねユニット。
24. 【請求項２４】 請求項１−１０及び１４−１７のいず
    れか１項に記載の圧縮コイルばねにおいて、前記背面の
    一部、または前記背面の一部と接触する隣接するコイル
    部の部位のいずれか一方に表面処理がなされていること
    を特徴とする圧縮コイルばね。
25. 【請求項２５】 請求項１８−２３のいずれか１項に記
    載のばねユニットにおいて、前記背面の一部、または前
    記背面の一部と接触する隣接するコイル部の部位のいず
    れか一方に表面処理がなされていることを特徴とするば
    ねユニット。
26. 【請求項２６】 請求項１１−１３のいずれか１項に記
    載の圧縮コイルばねにおいて、前記凸部に表面処理がな
    されていることを特徴とする圧縮コイルばね。
27. 【請求項２７】 請求項２４に記載の圧縮コイルばねに
    おいて、前記表面処理は、浸炭焼き入れ、窒化処理、ま
    たはショットピーニングのいずれか一つであることを特
    徴とする圧縮コイルばね。
28. 【請求項２８】 請求項２５に記載のばねユニットにお
    いて、前記表面処理は、浸炭焼き入れ、窒化処理、また
    はショットピーニングのいずれか一つであることを特徴
    とするばねユニット。
29. 【請求項２９】 請求項１−１７、２４及び２６−２７
    のいずれか１項に記載の圧縮コイルばねにおいて、前記
    圧縮コイルばねのコイルの有効巻数が３巻以下であるこ
    とを特徴とする圧縮コイルばね。
30. 【請求項３０】 請求項１８−２３、２５及び２８のい
    ずれか１項に記載のばねユニットにおいて、前記圧縮コ
    イルばねのコイルの有効巻数が３巻以下であることを特
    徴とするばねユニット。
31. 【請求項３１】 請求項１−１７、２４及び２６−２７
    のいずれか１項に記載の圧縮コイルばねにおいて、前記
    圧縮コイルばねのコイルの有効巻数が３巻を越えること
    を特徴とする圧縮コイルばね。
32. 【請求項３２】 請求項１８−２３、２５及び２８のい
    ずれか１項に記載のばねユニットにおいて、前記圧縮コ
    イルばねのコイルの有効巻数が３巻を越えることを特徴
    とするばねユニット。
33. 【請求項３３】 複数の摩擦板を係合させることで動力
    の伝達を行うクラッチ部及び摩擦係合装置を有する車両
    用の自動変速機において、前記クラッチ部には前記摩擦
    板を解放位置に付勢するためのピストン部材に所定の押
    圧力を与えるための圧縮コイルばねが設けられており、
    前記圧縮コイルばねは、作動領域ではコイル部が互いに
    密着しない圧縮コイルばねであり、圧縮コイルばねの取
    付方向の少なくとも一方の端部に有する座巻が、前記座
    巻の座巻開始部と座巻の先端部とが円周方向でほぼ１８
    ０度対称の位置にあり、前記圧縮コイルばねの取付時に
    前記座巻の背面の一部でのみ前記座巻と隣接するコイル
    部に接触することを特徴とする自動変速機。