JPS5922352Y2 - コイルばね

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【考案の詳細な説明】本考案は、コイル直径とともに素線断面積が減少する円
錐コイル部を備えたコイルばねに関する。

自動車用懸架ばね等においては、広い荷重範囲にわたり
常に良好な乗心地が得られるように非線形特性を有する
コイルばねが用いられる場合が多い。

また、自動車用懸架コイルばねとしては密着時の高さが
できるだけ小さいことが要求される。

この種のコイルばねとしては、たとえば特公昭４９−１
４６５１号のように一端から他端に至るにつれてコイル
直径および素線直径が漸減または漸増するように形成さ
れ、最大圧縮時には素線が内外に位置しあって渦巻状に
なるようにしたものが知られている。

しかし従来のこの種のコイルばねにおいては素線が断面
円形状をなしているのでコイル最大径が著しく大きくな
ってしまう。

本考案は上記事情にもとづいてなされたもので、その目
的とするところは、円錐コイル部におけるコイル最大径
より小さくすることができ、しかも加工性が良好で量産
性に富み、安価に製造し得るコイルばねを提供すること
にある。

以下、本考案を図示の一実施例について説明する。

第１図および第２図において、円錐コイル部１はコイル
半径が下方から上方に漸減し、上端部における最小値が
Ｒ１で下端部における最大値がＲ２である。

また、コイルばね１を形成する素線２は断面積が上端部
はど小さく、かつ断面形状が下端部においては円形、上
端部においては矩形であって、下端部から上端部に至る
にしたがって円形状から矩形状に漸次変化するように形
成されている。

さらに、最大圧縮状態においては素線が軸方向に重合せ
ず最小密着高さが得られるように、相隣る素線間に半径
方向の間隙Ｃが形成されている。

なお、図中３，４はばね座で゛ある。第３図に、上記コ
イルばね１と素線材料、コイル巻回数、コイル長さ、半
径方向間隙Ｃ１最小コイル半径Ｒ１およびばね特性が相
等しく、かつ素線断面が円形状をなす従来のコイルばね
５の圧縮された状態を示す。

これら２つのコイルばね１，５が相等しいばね特性を有
するためには、それぞれの素線の相互に対応する各部に
おけるトルクＴに対するねじり角θが相等しくなるよう
にすればよい。

コイルの素線断面特性値を■、横弾性係数をＧとすれば
θ−ＴＡＧであり、また、断面特性値■は高さａ、幅す
の矩形断面においてはＩ−Ｋａｂ３、直径ｄの円形断面
においては■−πｄ九２である。

ただし、Ｋはに一％の値によって定まる係数で、よたと
えばに＝１の場合にはに二０、１４０６、ｋ＝２の場
合にはに＝０．２２８７である。

そして、■１−■２となるためには一＝ ’（７Ｖ３ｚ
Ｋｋ）Ａであればよく、ｋ＝１の場合には一＝０．９
１４、ｋ＝２の場合には鳴＝０゜６８１であって、一般
にｋ＞１であれば鳴く１である。

すなわち、２つのコイルの各素線は相互に対応する各部
において％〈１であるから、上述のようにコイル最小半
径Ｒ１および半径方向間隙Ｃがそれぞれ相等しい場合に
は素線断面が矩形状のコイルの方が円形状のコイルに比
し最大半径が小さいことが知られる。

そして、ｋの値が大きいほど、すなわち素線の断面形状
がコイル軸線方向に縦長であるほど最大直径が小さくな
る。

以上においては素線断面が矩形状の場合について円形断
面のものと比較したが、上述したように円形断面から漸
次矩形状に変化するように形成してもほぼ同等な効果が
得られ、Ｒ２〈Ｒ３とすることができる。

また、素線は断面円形状のものを圧延によって順次矩形
状に変形させながら断面積を漸減させればよいので、円
形状のまま先細に形成するよりも著しく製造が容易であ
り、かつ要すれば高さａと幅すとの比に−４をも容易に
可変設定することができる。

なお、本考案は上記実施例のみに限定されるものではな
く、たとえば゛第４図に例示するように種々な形状のコ
イルばねに適用可能である。

すなわち、同図Ａ、Ｂ、Ｃに示すものは第１図に示
すものと同様に円錐コイル部１０．１１．１２のみから
なり、かつ、半径が直線状、弧状、折線状等に変化する
ように形成されている。

要すればコイル半径をこれらとは異なる他の変化状態と
してもよい。

また、同図り、Ｅ、Ｆに示すものは等径部１３の各
−側に円錐コイル部１０．１１．１２がそれぞれ一体に
連接されている。

さらに、同図Ｇに示すものは円錐コイル部１０，１０が
軸方向に一体に連接されており、Ｈ，Ｉに示すものは等
径部１３の軸方向両側に円錐コイル部１０，１１がそれ
ぞれ一体に連接されている。

要すれば、等径部１３の軸方向両側に配される円錐コイ
ル部が相互に異なるものであってもよい。

本考案は、上述したように円錐コイル部を形成する素線
の断面形状をコイル半径が減少するに伴なって円形状か
ら矩形状に漸次変化するように形成したので、ばね特性
およびコイル形状がほぼ相等しく素線断面が円形状のコ
イルばねに比しコイル最大半径をより小さく形成するこ
とができる。

また、円形断面の素線を圧延して断面を漸次矩形状にす
るとともに断面積を漸減させればよいので、素線の形成
が容易で量産性に優れ、安価に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す断面図、第２図は同側
の圧縮状態を示す断面図、第３図は従来のコイルばねの
圧縮状態を示す断面図、第４図Ａないし■は本考案を適
用したコイルばねの形状を略示する説明図である。１、１０．１１．１２・・・・・・円錐コイル部、２・
・・・・・素線、１３・・・・・・等径部。

【実用新案登録請求の範囲】