JPH10311357A - スプリング組立て体 - Google Patents

スプリング組立て体

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JPH10311357A
JPH10311357A JP12208397A JP12208397A JPH10311357A JP H10311357 A JPH10311357 A JP H10311357A JP 12208397 A JP12208397 A JP 12208397A JP 12208397 A JP12208397 A JP 12208397A JP H10311357 A JPH10311357 A JP H10311357A
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JP
Japan
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coil spring
spring
annular plate
annular
spring assembly
Prior art date
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Pending
Application number
JP12208397A
Other languages
English (en)
Inventor
Yuichi Ito
裕一 伊藤
Iku Fujimoto
郁 藤本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chuo Hatsujo Kogyo KK
Original Assignee
Chuo Hatsujo Kogyo KK
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Publication date
Application filed by Chuo Hatsujo Kogyo KK filed Critical Chuo Hatsujo Kogyo KK
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F3/00Spring units consisting of several springs, e.g. for obtaining a desired spring characteristic
    • F16F3/02Spring units consisting of several springs, e.g. for obtaining a desired spring characteristic with springs made of steel or of other material having low internal friction
    • F16F3/04Spring units consisting of several springs, e.g. for obtaining a desired spring characteristic with springs made of steel or of other material having low internal friction composed only of wound springs
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F1/00Springs
    • F16F1/02Springs 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
    • F16F1/04Wound springs
    • F16F1/12Attachments or mountings
    • F16F1/125Attachments or mountings where the end coils of the spring engage an axial insert

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Springs (AREA)
  • Hydraulic Clutches, Magnetic Clutches, Fluid Clutches, And Fluid Joints (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 クラッチ等の油圧サーボ機構に組み込まれる
耐久性に優れたスプリング組立て体を提供する。 【解決手段】 円周方向に等間隔で複数の切起し孔11
が形成された環状プレート10,20に、各切起し孔1
1の内周縁から起立している円筒状突起を拡開するカシ
メによりコイルスプリング30の少なくとも一端を環状
プレート10,20に固定する。コイルスプリング30
としては、矩形断面をもつプリングが使用され、矩形断
面の長辺が環状プレート10,20の面方向と平行にな
っている。 【効果】 コイルスプリング30の剛性が高いため、横
荷重に対しても偏心が防止され、良好な伸縮作動が確保
される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自動変速機の油圧サー
ボ機構等に組み込まれ、ミッションリテーナ等として使
用されるスプリング組立て体に関する。
【0002】
【従来の技術】自動変速機の摩擦締結要素であるクラッ
チ等の油圧サーボ機構には、ピストンを付勢するための
スプリング組立て体が組み込まれている。この種のスプ
リング組立て体は、ミッションリテーナ又はミッション
リテーナ組立て体と呼ばれており、たとえば自動変速機
の3−4クラッチ,ローリバースブレーキ等の構成部品
として使用されている。スプリング組立て体としては、
実開平2−96053号公報でも紹介されているよう
に、複数個の圧縮コイルスプリングを周方向に所定間隔
で一対の環状プレートの間に取り付けた構成が一般的で
ある。組立てに際しては、バーリング加工によって円筒
状の突起を環状プレートに形成し、円筒状突起にコイル
スプリングの座巻き部を嵌合させた後、円筒状突起をカ
シメ具で拡開することによって、円筒状突起の外周面と
環状プレートの内側面との間に座巻き部を挟持し、コイ
ルスプリングを環状プレートに固定している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】この種のスプリング組
立て体においては、軸力によって各コイルスプリングが
縮小変位する場合、コイルスプリングが横方向に倒れて
環状プレート相互の同心性が損なわれる虞れがある。コ
イルスプリングの倒れは、コイルスプリング内部に倒れ
規制用の軸部材を配置し、一方の環状プレートに軸部材
を固定することにより防止される。しかし、この方法で
は作業が複雑化し、作業工数の増加によるコストアップ
が避けられない。そこで、本発明者等は、軸部材を利用
したカシメ作業を採用すると、コイルスプリングを環状
プレートに固定するカシメ作業が簡略化されることを特
開平6−159418号公報で紹介した。この方法で
は、カシメヘッドをもつ軸部材をコイルスプリングの内
部に挿通し、軸部材の圧入固定部を第1環状プレートの
バーリング孔に圧入固定する。そして、第2環状プレー
トを第1環状プレートに押し付け、軸部材のカシメヘッ
ドで第2環状プレートのバーリング孔周壁部をかしめる
ことにより、第2環状プレートとコイルスプリングとを
固定している。
【0004】コイルスプリング内部に軸部材を挿通した
スプリング組立て体にあっても、圧縮力が働いたときに
スプリングが傾くことが依然として避けられない。スプ
リングに傾きが発生すると、環状プレートが偏心し、円
滑な動力伝達が阻害される原因となる。場合によって
は、コイルスプリングに破損やヘタリが発生することも
ある。本発明は、このような問題を解消すべく案出され
たものであり、従来の円形断面をもつコイルスプリング
に替えて矩形断面のコイルスプリングを使用することに
より、圧縮力が働いた場合でもスプリングの傾きが小さ
く、良好な伸縮状態が確保され、耐久性に優れたスプリ
ング組立て体を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明のスプリング組立
て体は、その目的を達成するため、円周方向に等間隔で
複数の切起し孔が形成された環状プレートと、各切起し
孔の内周縁から起立している円筒状突起を拡開するカシ
メにより少なくとも一端が環状プレートに固定された複
数のコイルスプリングとを備えており、該コイルスプリ
ングが矩形断面をもち、矩形断面の長辺が環状プレート
の面方向と平行になっていることを特徴とする。一対の
環状プレートを使用し、その間にコイルスプリングを配
置しても良い。この場合、コイルスプリングの両端は、
同様なカシメによって各環状プレートに固定される。
【0006】
【実施の形態】本発明に従ったスプリング組立て体は、
図1に示すように一対の環状プレート10,20の間に
複数のコイルスプリング30,30・・を固定してい
る。環状プレート10には、円周方向に等間隔で複数の
切起し孔11が形成されており、環状プレート10の内
周側で切り起こされた円筒状突起12(図3)が切起し
孔11の内周縁から起立している。他方の環状プレート
20にも、複数の切起し孔21及び円筒状突起22が同
様に形成されている。コイルスプリング30には、図2
に示すように矩形断面をもつ異形バネ材を巻回し、両端
に座巻き部31,32が形成されたスプリングが使用さ
れる。座巻き部31,32を環状プレート10,20の
円筒状突起12,22に嵌め込み、円筒状突起12,2
2をバーリングする。その結果、図3に示すように座巻
き部31,32が張出し部13,23と環状プレート1
0,20の内側面との間で挟持され、環状プレート1
0,20にコイルスプリング30が固定される。
【0007】コイルスプリング30は、矩形断面の幅方
向を環状プレート10,20の面方向に一致させて環状
プレート10,20に固定される。この固定配置によ
り、従来の丸バネを組み込んだ場合に比較してコイルス
プリング30の剛性が高められ、環状プレート10,2
0の面内方向の力に対する大きな変形抵抗が示される。
矩形断面の幅Wは、環状プレート10,20に垂直な方
向の高さWよりも大きく設計することが好ましい。矩形
断面をもつコイルスプリング30は、横方向の荷重に対
して変形抵抗として働く有効断面積が丸型スプリングに
比較して大きく、高い剛性値を示す。たとえば、横剛性
に関して一般的にQ=EI/πNR3 ×δ[Q:横荷重
(kgf),E:縦弾性係数(kgf/mm2 ),I:
断面二次モーメント,N:コイルスプリングの有効巻き
数,R:コイル半径(mm),δ:横方向の撓み(m
m)]が成立することから、断面二次モーメントIを比
較することによって横剛性の比較が可能となる。比較の
結果、縦横の寸法が同じものでは、円形断面に比較して
正方形断面の方が横剛性が6割ほど高くなる。横荷重に
抵抗する有効断面積の増加は、応力的にも耐ヘタリ性を
向上させる原因となる。また、コイルスプリング30が
圧縮されたとき、隣接するコイルが互いに面接触し、滑
りに対して抵抗体として作用すると共に接触状態が安定
化する。これによっても、横荷重に対する変形抵抗が大
きくなる。しかも、幅寸法Wを大きくすることにより、
密着を生じるときの高さを変化させることなく、横剛性
を調整できる。これに対し、丸型コイルスプリングで
は、圧縮によって隣接するコイルが接触するようになる
と、接触部が円周面にあるため滑りが発生し易い。滑り
は、コイルスプリングの傾きとなって現れ、偏心の原因
となる。
【0008】矩形断面のコイルスプリング30,30・
・は、このように十分高い剛性をもち横荷重に対する変
形抵抗が大きいため、従来のスプリング組立て体に比較
してスプリングの傾きが大幅に抑制される。そのため、
傾き規制用の軸部材を省略し、コイルスプリング30,
30・・だけを環状プレート10,20に固定すること
もできる。また、図4に示すように軸部材40を使用す
る場合にあっても、組み込まれる軸部材の個数を節減で
きる。なお、軸部材40としては、特開平6−1594
18号公報で紹介したようにカシメ機能を備えたものが
使用できる。コイルスプリング30,30・・の一端の
みを環状プレート10に固定し、図5に示すように他端
を自由端にしたスプリング組立て体とすることもでき
る。コイルスプリング30,30・・の自由端は、相手
方部材の孔部に直接挿入される。この場合、一方の環状
プレート20が省略されているため軽量化が図られ、し
かもコイルスプリング30,30・・の長さを十分とる
ことができる。
【0009】
【実施例】バネ用鋼線を幅W=1.2mm,高さH=
0.75mmの矩形断面に成形し、コイル径7.5m
m,内径6.3mm,総巻き数8.7回,有効巻き数
6.7回,バネ定数0.37のコイルスプリング30を
用意した。コイルスプリング30は、無負荷時の高さが
17.51mm,最大圧縮時の高さが6.4mmであっ
た。環状プレート10,20としては、板厚0.8mm
の冷延鋼板を内径54.3mm,外径75.6mmの環
状に打ち抜き、孔径3.6mmの切起し孔11,21を
円周方向に等間隔で20個開けたものを用意した。各切
起し孔11,21の内周縁に起立している円筒状突起1
2,22にコイルスプリング30の座巻き部31,32
を嵌め込み、円筒状突起12,22を拡開することによ
り、コイルスプリング30を環状プレート10,20に
固定した。コイルスプリング30を固定した環状プレー
ト10と20との間隙は、無負荷状態で12.0mmに
設定した。
【0010】得られたスプリング組立て体について、環
状プレート10,20の面に直交する方向から圧縮力を
加え、圧縮によるコイルスプリング30の傾きを測定し
た。また、環状プレート10の面に沿った0.4kgf
のスリップトルクを加え、他方の環状プレート20に対
する環状プレート10の回転角を測定した。更に、次の
条件下で耐久性を調査した。 条件1:(ヘタリ試験) 環状プレート10と20との間隙が10.7mmとなる
加圧状態でスプリング組立て体を120℃に20時間保
持した後、一方の環状プレート10に0.4kgfの回
転トルクを常時加えながら、間隙が8.2mmから9.
7mmの範囲で変化する300〜400サイクル/分の
ストロークを50万回繰り返した。試験後のスプリング
組立て体について荷重を測定し、耐久テスト前の荷重測
定値に対する荷重の低下割合をヘタリ率(%)として求
めることにより耐ヘタリ性を調査した。
【0011】条件2:(ヘタリ試験) 環状プレート10と20との間隙が11.3mmとなる
加圧状態でスプリング組立て体を120℃に20時間保
持した後、一方の環状プレート10に0.4kgfの回
転トルクを常時加えながら、間隙が8.2mmから1.
06mmの範囲で変化する300〜400サイクル/分
のストロークを50万回繰り返した。試験後のスプリン
グ組立て体について、同様にヘタリ率を測定した。 条件3:(破損試験) 135℃にスプリング組立て体を保持し、一方の環状プ
レート10に0.4kgfの回転トルクを常時加えなが
ら、間隙が8.2mmから10.6mmの範囲で変化す
る300〜400サイクル/分のストロークを50万回
繰り返した。そして、試験後のスプリング組立て体の破
損・変形を調査した。調査結果を、直径0.9mmのバ
ネ用鋼線から成形された丸型コイルスプリングを組み込
んだスプリング組立て体(従来品)と対比して表1に示
す。なお、スプリングの傾き(単品)は、角度計により
測定した値である。表1から明らかなように、矩形断面
のコイルスプリングを組み込んだ本発明のスプリング組
立て体は、コイルスプリングの傾きやヘタリ,折損が抑
制されており、ミッションリテーナ等として好適なこと
が判る。
【0012】
【0013】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明のスプリ
ング組立て体は、矩形断面をもつコイルスプリングを環
状プレートに固定し、矩形断面の長辺を環状プレートの
面方向と一致させている。この構造のため、従来の丸型
スプリングを使用した場合に比較し、環状プレートの面
内方向に働く力に対する変形抵抗が極めて高く、コイル
スプリングの傾きや環状プレートの回転,偏心等が防止
され、良好な伸縮作動が確保されたミッションリテーナ
が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に従ったスプリング組立て体
【図2】 スプリング組立て体に組み込まれる矩形断面
をもつコイルスプリング
【図3】 環状プレートに対するコイルスプリングの固
定構造
【図4】 軸部材を併用したコイルスプリングの固定構
【図5】 コイルスプリングの一端が自由端となったス
プリング組立て体
【符号の説明】
10,20:環状プレート 11,21:切起し孔
12,22:円筒状突起 13,23:切起し部 30:コイルスプリング 31,32:座巻き部
40:軸部材 W:バネ材の幅 H:バネ材の高さ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 円周方向に等間隔で複数の切起し孔が形
    成された環状プレートと、各切起し孔の内周縁から起立
    している円筒状突起を拡開するカシメにより少なくとも
    一端が環状プレートに固定された複数のコイルスプリン
    グとを備え、該コイルスプリングが矩形断面をもち、矩
    形断面の長辺が環状プレートの面方向と平行になってい
    るスプリング組立て体。
  2. 【請求項2】 コイルスプリングの両端が一対の環状プ
    レートに固定されている請求項1記載のスプリング組立
    て体。
JP12208397A 1997-05-13 1997-05-13 スプリング組立て体 Pending JPH10311357A (ja)

Priority Applications (2)

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