JPS63199936A - 巻き型ばね - Google Patents
巻き型ばねInfo
- Publication number
- JPS63199936A JPS63199936A JP3023087A JP3023087A JPS63199936A JP S63199936 A JPS63199936 A JP S63199936A JP 3023087 A JP3023087 A JP 3023087A JP 3023087 A JP3023087 A JP 3023087A JP S63199936 A JPS63199936 A JP S63199936A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- spring
- cross
- sectional area
- spiral
- parabolic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
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- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 22
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 2
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F1/00—Springs
- F16F1/02—Springs 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
- F16F1/04—Wound springs
- F16F1/042—Wound springs characterised by the cross-section of the wire
- F16F1/043—Wound springs characterised by the cross-section of the wire the cross-section varying with the wire length
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Springs (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は渦巻き及びつる巻き等の巻型ばねに関し、更に
は、ばねのたわみ量（以下δで表す）と応力（以下δで
表す）の関係線が放物線を画くように構成された巻型ば
ねに関する。
は、ばねのたわみ量（以下δで表す）と応力（以下δで
表す）の関係線が放物線を画くように構成された巻型ば
ねに関する。
従来の技術
従来より巻型ばねとして、つる巻きばね、渦巻きばね、
ねじりばねの存在することは衆知であり、更に、つる巻
きばねに於ては円錐形の圧縮つるまきばねの存在も衆知
の事実である。
ねじりばねの存在することは衆知であり、更に、つる巻
きばねに於ては円錐形の圧縮つるまきばねの存在も衆知
の事実である。
発明が解決しようとする問題点
従来よりばねはその種類によって用途は種々あるが、然
し、どのような種類のばねに於ても、従来技術によるば
ねは、ばねにかかる初期荷重（以下衝撃力と表す）を完
全に吸収してばねに貯えることが不可能であった。特に
つる巻きばねに於てその傾向が著しかった。何故なら従
来技術による巻型ばねの素材の断面積が同一であるため
に、ばね素材のどの部位に於てもδは常に同一である。
し、どのような種類のばねに於ても、従来技術によるば
ねは、ばねにかかる初期荷重（以下衝撃力と表す）を完
全に吸収してばねに貯えることが不可能であった。特に
つる巻きばねに於てその傾向が著しかった。何故なら従
来技術による巻型ばねの素材の断面積が同一であるため
に、ばね素材のどの部位に於てもδは常に同一である。
故にσ−δ線が直線となる。例えば従来技術によるばね
を用いてできるだけ衝撃力を吸収しようとすれば、素材
の断面積を小さくして、ばねの慣性を小さくしなければ
ならない。然しこのように素材の断面積を小さくすれば
、全体に小さくしなければならず、結局次にかかる荷重
を支えることが出来ないばねになってしまう。
を用いてできるだけ衝撃力を吸収しようとすれば、素材
の断面積を小さくして、ばねの慣性を小さくしなければ
ならない。然しこのように素材の断面積を小さくすれば
、全体に小さくしなければならず、結局次にかかる荷重
を支えることが出来ないばねになってしまう。
もしもこれを解決しようとすれば、ばねを内、中、外等
のように多重ばね（内ばね＝弱、中ばね＝中間、外ばね
＝強）にしなければならない欠点を有している。
のように多重ばね（内ばね＝弱、中ばね＝中間、外ばね
＝強）にしなければならない欠点を有している。
問題を解決するための手段
本発明に於ける巻き形ばねは、前記従来技術による巻型
ばねの欠点を除去し、初期反力を非常に小さくし、即ち
ばねの慣性力及びばねのσを小さくして衝撃力を吸収し
、終期反力が大きくなるように成されるもので、ばねの
初期及び終期の反力が自由に選択出来、更にはばねのσ
−δ曲線が放物線的に変化 するばねで、渦巻き型及びつる巻き型のばねであって、
該ばねを構成している素材の断面積が、一方の端より他
方の端に向って、滑らかに増加、又は減少していること
を特徴とする巻型ばねで、更に図面に基いて詳述すれば
、（１）はばね素材で、両端に於ける端面の面積が異な
るものであり、材質は特に指定しないが、特に金属、合
成樹脂、植物（木、竹）等をあげることが出来る。一方
断面の形状について、最も一般的に使用される形状は円
形、だ円形、四方形であるが、加工の可能な形状であれ
ば、特に指定しない。
ばねの欠点を除去し、初期反力を非常に小さくし、即ち
ばねの慣性力及びばねのσを小さくして衝撃力を吸収し
、終期反力が大きくなるように成されるもので、ばねの
初期及び終期の反力が自由に選択出来、更にはばねのσ
−δ曲線が放物線的に変化 するばねで、渦巻き型及びつる巻き型のばねであって、
該ばねを構成している素材の断面積が、一方の端より他
方の端に向って、滑らかに増加、又は減少していること
を特徴とする巻型ばねで、更に図面に基いて詳述すれば
、（１）はばね素材で、両端に於ける端面の面積が異な
るものであり、材質は特に指定しないが、特に金属、合
成樹脂、植物（木、竹）等をあげることが出来る。一方
断面の形状について、最も一般的に使用される形状は円
形、だ円形、四方形であるが、加工の可能な形状であれ
ば、特に指定しない。
次に、（１）は、ばね素材（イ）の先端部で断面積（以
下ａで表わす）が最も小さく、（２）が後端部で断面積
（以下Ａで表わす）が最も大きい部分である。ばね素材
（イ）の断面積の形状を円形とし、つる巻型圧縮ばねと
したのが第１図であり、先端部（１）の直径ｄ′、後端
部の直径ｄ″ばねの刻み直径Ｄ、ばねの刻み円上のピッ
チＰ、自由時のばねの長さをＨ、たわみ量δ、ばねの反
力Ｗとすれば、 Ｗ＝ｄ４・δ・Ｇ／Ｋ・Ｄ・ｎ（Ｇ＝前断弾性係数、ｎ
＝巻き数＝Ｈ／Ｐ、Ｋ＝定数．ｄ＝ｄ′〜ｄ″）となり
、上記の式に於て従来技術と異なるのは、ばね素材（イ
）の直径が一定でなく、ｄ′〜ｄ″に変化することであ
る。このことはとりもなおさず、Ｗの源となる．ばね素
材（イ）の剪断応力τが刻々変化することである（τ＝
３２・Ｍｔ・ｄ／ｚ／πｄ４）。このように成立れたば
ねに力が働くと、線径の細い方からたわみはじめ．順々
に素材同志が接着しはじめる。その際、素材の接着部と
未接着部の境界部分が最も大きな力の作用する作用点と
なるので作用点の直径の変化に伴ってＷも変化するもの
である。ちなみに、この場合のδ−δを線図で表すと放
物線状となる。
下ａで表わす）が最も小さく、（２）が後端部で断面積
（以下Ａで表わす）が最も大きい部分である。ばね素材
（イ）の断面積の形状を円形とし、つる巻型圧縮ばねと
したのが第１図であり、先端部（１）の直径ｄ′、後端
部の直径ｄ″ばねの刻み直径Ｄ、ばねの刻み円上のピッ
チＰ、自由時のばねの長さをＨ、たわみ量δ、ばねの反
力Ｗとすれば、 Ｗ＝ｄ４・δ・Ｇ／Ｋ・Ｄ・ｎ（Ｇ＝前断弾性係数、ｎ
＝巻き数＝Ｈ／Ｐ、Ｋ＝定数．ｄ＝ｄ′〜ｄ″）となり
、上記の式に於て従来技術と異なるのは、ばね素材（イ
）の直径が一定でなく、ｄ′〜ｄ″に変化することであ
る。このことはとりもなおさず、Ｗの源となる．ばね素
材（イ）の剪断応力τが刻々変化することである（τ＝
３２・Ｍｔ・ｄ／ｚ／πｄ４）。このように成立れたば
ねに力が働くと、線径の細い方からたわみはじめ．順々
に素材同志が接着しはじめる。その際、素材の接着部と
未接着部の境界部分が最も大きな力の作用する作用点と
なるので作用点の直径の変化に伴ってＷも変化するもの
である。ちなみに、この場合のδ−δを線図で表すと放
物線状となる。
次に渦巻型ばねを第２図に示すものであるが．該ばねの
Ｗを示せば、 Ｗ＝π・ｄ３・δ／Ｋ・Ｒ（Ｒ＝中心より作用点までの
距離、Ｋ＝定数．ｄ＝ｄ′〜ｄ″）、この場合に於ても
．前記つる巻型ばねと同様に．Ｒ（つる巻きばねのδに
相当する）の変化に伴って、ばね素材（ｄ）の線径が変
化し．同様にＷも変する。ちなみにσ−δ（Ｒ）を線図
で表すと、つる巻型ばねと同様に放物線状となる。
Ｗを示せば、 Ｗ＝π・ｄ３・δ／Ｋ・Ｒ（Ｒ＝中心より作用点までの
距離、Ｋ＝定数．ｄ＝ｄ′〜ｄ″）、この場合に於ても
．前記つる巻型ばねと同様に．Ｒ（つる巻きばねのδに
相当する）の変化に伴って、ばね素材（ｄ）の線径が変
化し．同様にＷも変する。ちなみにσ−δ（Ｒ）を線図
で表すと、つる巻型ばねと同様に放物線状となる。
実施例
第１実施、ばね鋼を用ひて、ｄ′＝１ｍｍ．ｄ″＝３ｍ
ｍ．Ｄ＝５０ｍｍ．Ｈ＝８０ｍｍ．Ｐ＝８ｍｍとした圧
縮つる巻きばねを製作し、該ばねに、重量５００ｇの鋼
球を．高さ３ｍより落下させ、ばねに衝突してから停止
するまでの鋼球の速度変化、及びばねのδ測定して実施
したもので、変化線図を第８図に示す。
ｍ．Ｄ＝５０ｍｍ．Ｈ＝８０ｍｍ．Ｐ＝８ｍｍとした圧
縮つる巻きばねを製作し、該ばねに、重量５００ｇの鋼
球を．高さ３ｍより落下させ、ばねに衝突してから停止
するまでの鋼球の速度変化、及びばねのδ測定して実施
したもので、変化線図を第８図に示す。
第２実施例、ばね鋼を閉じα′＝０．２ｍｍｄ″＝１ｍ
ｍ．巻数＝２０．Ｒ（ｍａｘ）＝１５ｍｍ、とした渦巻
型ばねを製作し．後端部（２）を自由回転にし．先端部
（１）に力を働かせて．ＲとＷを測定し実施したもので
、関係線図を第９図に示す。
ｍ．巻数＝２０．Ｒ（ｍａｘ）＝１５ｍｍ、とした渦巻
型ばねを製作し．後端部（２）を自由回転にし．先端部
（１）に力を働かせて．ＲとＷを測定し実施したもので
、関係線図を第９図に示す。
発明の効果
本発明は以上のように実施可能なものであり、ばね素材
（イ）の断面積を変化させることによって、初基反力を
小さくする構造とし、而して外部からの衝撃力を容易に
吸収することが出来、更 に急速に．しかも滑らかに、大きな終期反力に移行する
ことが出来るものである。もしもこのような作用を有す
るばねを．文通機関又は各種機械の利動の用に供さば、
非常に秀でたブレーキとなるでしよう。又前述の魚釣り
の緩衝材として用ひれば、ハリス（糸）にかかる衝撃力
を充分に吸収し、ハリス切れ防止に非常に優秀な効果を
発揮する有効な発明である。
（イ）の断面積を変化させることによって、初基反力を
小さくする構造とし、而して外部からの衝撃力を容易に
吸収することが出来、更 に急速に．しかも滑らかに、大きな終期反力に移行する
ことが出来るものである。もしもこのような作用を有す
るばねを．文通機関又は各種機械の利動の用に供さば、
非常に秀でたブレーキとなるでしよう。又前述の魚釣り
の緩衝材として用ひれば、ハリス（糸）にかかる衝撃力
を充分に吸収し、ハリス切れ防止に非常に優秀な効果を
発揮する有効な発明である。
第１図は第１実施例図．第２図は第２実施例図．第３図
は展開図．第４〜７図は断面形状図．第８図は第１実施
例の線図．第９図は第２実施例の線図。 （１）・・先端部．（２）・・後端部．（イ）・・ばね
素材、（ａ）・・落下物体の線図．（ｂ）・・ばねの線
図．（ｃ）・・ばねの反力線図．（ｓ）・・落下物体が
停止するまでの距離．（ｔ）・・落下物体が停止するま
での時間．（δ）・・ばねのたわみ量、（Ｗ）・・ばね
の反力。
は展開図．第４〜７図は断面形状図．第８図は第１実施
例の線図．第９図は第２実施例の線図。 （１）・・先端部．（２）・・後端部．（イ）・・ばね
素材、（ａ）・・落下物体の線図．（ｂ）・・ばねの線
図．（ｃ）・・ばねの反力線図．（ｓ）・・落下物体が
停止するまでの距離．（ｔ）・・落下物体が停止するま
での時間．（δ）・・ばねのたわみ量、（Ｗ）・・ばね
の反力。
Claims (3)
- （１）渦巻き型及びつる巻型のばねであって、ばねを構
成している素材の断面積が、一方の端より他方の端に向
って、滑らかに増加、若しくは減少していることを特徴
とした巻き型ばね。 - （２）断面の形状が円形、だ円形である特許請求の範囲
第１項記載の巻き型ばね。 - （３）断面の形状が多角形である特許請求の範囲範囲第
１項記載の巻き型ばね。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3023087A JPS63199936A (ja) | 1987-02-12 | 1987-02-12 | 巻き型ばね |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3023087A JPS63199936A (ja) | 1987-02-12 | 1987-02-12 | 巻き型ばね |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63199936A true JPS63199936A (ja) | 1988-08-18 |
Family
ID=12297907
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3023087A Pending JPS63199936A (ja) | 1987-02-12 | 1987-02-12 | 巻き型ばね |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63199936A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6784370B1 (en) * | 2003-07-21 | 2004-08-31 | Ideal Industries, Inc. | Twist-on wire connector |
| KR101069466B1 (ko) * | 2004-04-24 | 2011-09-30 | 엘지전자 주식회사 | 코드릴 조립체 |
| CN103352946A (zh) * | 2013-07-04 | 2013-10-16 | 昆山杰升精密五金有限公司 | 一种压缩弹簧 |
| JP2016528093A (ja) * | 2013-07-11 | 2016-09-15 | ケーピーアイティ テクノロジーズ リミテッド | 動的に調節可能なサスペンション装置 |
| JP2017100722A (ja) * | 2017-01-25 | 2017-06-08 | 日本発條株式会社 | 懸架装置と、懸架装置用圧縮コイルばね |
-
1987
- 1987-02-12 JP JP3023087A patent/JPS63199936A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6784370B1 (en) * | 2003-07-21 | 2004-08-31 | Ideal Industries, Inc. | Twist-on wire connector |
| KR101069466B1 (ko) * | 2004-04-24 | 2011-09-30 | 엘지전자 주식회사 | 코드릴 조립체 |
| CN103352946A (zh) * | 2013-07-04 | 2013-10-16 | 昆山杰升精密五金有限公司 | 一种压缩弹簧 |
| JP2016528093A (ja) * | 2013-07-11 | 2016-09-15 | ケーピーアイティ テクノロジーズ リミテッド | 動的に調節可能なサスペンション装置 |
| JP2017100722A (ja) * | 2017-01-25 | 2017-06-08 | 日本発條株式会社 | 懸架装置と、懸架装置用圧縮コイルばね |
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