JPWO2019189281A1

JPWO2019189281A1 - コイルばね組立体

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Publication number: JPWO2019189281A1
Application number: JP2020506368A
Authority: JP
Inventors: 光輝三村; 典拓田島; 洋介川井; 高橋　秀志; 秀志高橋
Original assignee: NHK Spring Co Ltd
Current assignee: NHK Spring Co Ltd
Priority date: 2018-03-29
Filing date: 2019-03-26
Publication date: 2020-05-28
Anticipated expiration: 2039-03-26
Also published as: KR102408047B1; JP2021028542A; JP6802412B2; WO2019189281A1; EP3779232A1; US20210003184A1; US11339844B2; CN111902652B; CN111902652A; KR20200100194A; EP3779232A4

Abstract

シート部材の拡径部の圧入時におけるコイルばねの損傷や圧入後におけるコイルばねへの干渉を抑制しつつ、シート部材の脱落を確実に防止可能とするコイルばね組立体を提供する。シート部材５が座巻部１１の座面１１ａに受け面１９ａが当接する座部１９と、この座部１９の受け面１９ａから突出された取付軸部２１と、この取付軸部２１の先端に形成された圧入ガイド用の拡径部２３とを有し、コイルばね３の軸方向に沿った断面において、拡径部２３の外径ａを座巻部１１の内径ｄよりも大きく設定し、少なくともシート部材５の最大対角方向長さＳｍａｘが素線間距離Ａよりも大きくなるように拡径部２３の軸方向長さｔａが設定された。

Description

本発明は、自動車用ミッションダンパー等に供されるコイルばね組立体に関する。

従来、この種のコイルばね組立体として、特許文献１に記載のように、コイルばねと、コイルばねの座巻部に取り付けられたシート部材とを備えたものである。シート部材は、座部と取付軸部とを有している。

座部は、周回状に形成され、コイルばねの座巻部の端面に当接される。取付軸部は、座部の中心部に突出されて、その軸方向先端部に拡径部が設けられている。拡径部は、コイルばねの座巻部の内周に圧入され、取付軸部の外周には、拡径部を乗り越えた座巻部が係合する。

従って、シート部材のコイルばねに対する取付性を向上し、かつ取付後の脱落を防止することができる。

しかし、従来のコイルばね組立体では、コイルばねの軸方向に対してシート部材を傾斜させるように回転させると、コイルばね内径とシート部材の係代が極めて少なく、シート部材がコイルばねから脱落してしまうおそれがあった。この脱落を、以下において「回転方向抜け」と称することがある。

また、コイルばねからシート部材を軸方向に抜くように荷重が作用すると、シート部材の軸方向に対してコイルばねが回転するように撓み、シート部材がコイルばねから脱落してしまうおそれがあった。この脱落を、以下において「軸方向抜け」と称することがある。

これに対し、拡径部の外径を大きくすれば、そのようなコイルばね及びシート部材間の相対的な軸方向に対する回転によるシート部材の脱落（回転方向抜け及び軸方向抜け）を防止することは可能である。

しかし、この場合、座巻部への拡径部の圧入時には座巻部が大きく拡径変形して微小なクラックが生じることで耐久性が損なわれたり、破壊される問題がある。また、圧入後は拡径部がコイルばねに干渉しやすく、耐久性が損なわれたり、シート部材の軸周り回転が阻害され、ヒステリシストルクが生じる問題もある。

特開２００７−６４３４５号公報

解決しようとする問題点は、コイルばね及びシート部材間の相対的な軸方向に対する回転によるシート部材の脱落を抑制しようとすると、シート部材の拡径部の圧入時にコイルばねが破壊される恐れがあり、圧入後はシート部材の拡径部がコイルばねに干渉しやすい点である。

本発明は、シート部材の拡径部の圧入時におけるコイルばねの損傷や圧入後におけるコイルばねへの干渉を抑制しつつ、シート部材の脱落を抑制可能とするコイルばね組立体を提供する。このコイルばね組立体は、本体部の両端に座巻部を備えたコイルばねと前記座巻部に軸周り回転自在に取付けられるシート部材とからなり、前記シート部材は、前記座巻部の座面に受け面が当接する座部と、この座部の受け面から突出された取付軸部と、この取付軸部の先端に形成された圧入ガイド用の拡径部とを有し、前記コイルばねの軸方向に沿った断面において、前記拡径部の外径が前記座巻部の内径よりも大きく設定され、且つ少なくとも前記シート部材の最大対角方向長さが前記素線間距離よりも大きくなるように前記拡径部の軸方向長さが設定され、前記素線間距離は、前記コイルばねの素線の巻き方向で前記座巻部の０．５巻目と１．０巻目の位置での最内径点を直線的に結んだ長さであり、前記対角方向長さは、前記座巻部の０．５巻目の前記素線の外周上に前記拡径部の側面と前記拡径部の底面とが交わる部分並びに前記取付軸部が接した時の、前記素線の外周と前記取付軸部とが接する第一の点と、該第一の点を通り前記シート部材の中心軸に交差する直線と前記拡径部の側面とが交わる第二の点とを直線的に結んだ長さである。

また、本発明は、本体部の両端に座巻部を備えたコイルばねと前記座巻部に軸周り回転自在に取付けられるシート部材とからなり、前記シート部材は、前記座巻部の座面に受け面が当接する座部と、この座部の受け面から突出された取付軸部と、この取付軸部の先端に形成された圧入ガイド用の拡径部とを有し、前記拡径部は、前記コイルばねの軸方向に沿って直線的に延設された側面を有する直線部と、該直線部に対する前記拡径部の先端側に設けられ側面が面取り状又はテーパ状の先端部とを有し、前記直線部の前記軸方向長さを、前記コイルばねの素線の短径の０．５倍以上としたコイルばね組立体を提供する。

本発明に係るコイルばね組立体は、シート部材がコイルばねの軸方向に対して傾斜するように回転しても、シート部材の対角方向長さが座巻部の素線間距離よりも大きいことにより、シート部材が座巻部から脱落することを抑制できる。

しかも、拡径部の軸方向長さの設定により拡径部の外径の増加を抑制しつつ抜け荷重を大きくすることができるから、シート部材の拡径部の圧入時におけるコイルばねの損傷や圧入後におけるコイルばねへの干渉を抑制できる。

また、直線部の軸方向長さをコイルばねの素線の短径の０．５倍以上とした場合は、シート部材の軸方向に対してコイルばねが回転するように撓むことによるシート部材の軸方向への抜け荷重の低下を抑制でき、シート部材が座巻部から脱落することを抑制できる。

本発明の実施例１に係るコイルばね組立体のコイルばね及びシート部材を分解して示す側面図である。図１のシート部材の拡大側面図である。図３（Ａ）は、コイルばねに取り付けたシート部材を示す断面図、図３（Ｂ）は、各部の寸法を示す断面図である。軸方向抜け時のコイルばねの素線の動きを示す断面図である。拡径部の直線部の軸方向長さを変化させたときの抜け荷重の変化を示すグラフである。本発明の実施例２に係り、図６（Ａ）は、コイルばねに取り付けたシート部材を示す断面図、図６（Ｂ）は、各部の寸法を示す断面図である。本発明の実施例３に係り、コイルばねに取り付けたシート部材の要部断面図である。本発明の実施例４に係り、シート部材の断面図である。本発明の実施例４の変形例に係り、シート部材の断面図である。

シート部材の拡径部の圧入時におけるコイルばねの損傷や圧入後におけるコイルばねへの干渉を抑制しつつ、シート部材の脱落を抑制可能とするという目的を、シート部材の拡径部の軸方向長さの設定により実現した。

すなわち、拡径部のコイルばねの軸方向に沿った断面において、拡径部の外径が座巻部の内径よりも大きく設定され、且つ少なくともシート部材の最大対角方向長さが素線間距離よりも大きくなるように拡径部の軸方向長さが設定される。

素線間距離は、コイルばねの素線の巻き方向で座巻部の０．５巻目と１．０巻目の位置での最内径点を結んだ距離である。

対角方向長さは、座巻部の０．５巻目の素線の外周上に拡径部の側面と拡径部の底面とが交わる部分並びに取付軸部が接した時の、素線の外周と取付軸部とが接する第一の点と、この第一の点を通りシート部材の中心軸に交差する直線と拡径部の側面とが交わる第二の点とを直線的に結んだ長さである。

また、拡径部が、コイルばねの軸方向に沿って直線的に延設された側面を有する直線部と、該直線部に対する拡径部の先端側に設けられ側面が面取り状又はテーパ状の先端部とを有する場合、直線部の軸方向長さは、先端部の軸方向長さよりも長くするのが好ましい。

直線部の軸方向長さは、コイルばねの素線の短径の０．５倍以上としてもよい。

素線の断面形状は、断面円形の他、断面オーバル形状とすることも可能である。断面オーバル形状は、コイル外径側が素線の断面半円形状部で構成されてもよい。

拡径部の外径は、座巻部の素線間距離よりも小さく設定してもよい。

また、コイルばねは、座巻部が本体部に対し相対的に縮径して一巻目まで形成され、本体部及び座巻部の間に座巻部から本体部へ漸次拡径する遷移部を有し、取付軸部は、座巻部が嵌合して座巻部の座面が座部の受け面に当接した自由状態でシート部材の拡径部との間に隙間を有するか又は隙間が零となる軸長に設定され、遷移部は、座巻部の座面が座部の受け面に当接した状態で拡径部を迂回する構成としてもよい。

シート部材は、拡径部の先端から軸方向に延設された穴部を有する構成としてもよい。

穴部は、有底穴であってもよい。

［コイルばね］
図１は、本発明の実施例１に係るコイルばね組立体のコイルばね及びシート部材を分解して示す側面図、図２は、シート部材の拡大側面図、図３（Ａ）は、コイルばねへ取り付けたシート部材の断面図であり、図３（Ｂ）は、各部の寸法を示す図表である。

図１〜図３のコイルばね組立体１は、例えば自動車用ミッションダンパー等に供されるものである。

このコイルばね組立体１は、コイルばね３とシート部材５とからなっている。

コイルばね３は、素線７をコイル状に巻いて形成されている。素線７の材質は、特に限定されるものではないが、例えば、ばね用シリコンクロム鋼オイルテンパー線（ＳＷＯＳＣ）の高強度材となっている。

本実施例の素線７は、巻き方向（又は周方向）に交差すると共に径方向に沿った断面において、円形になっている。これにより、素線７は、コイルばね３の径Ｔが短径となる。なお、素線７の断面形状は、楕円形や内径側又は外径側の一方を楕円形としたものであってもよい（実施例３参照）。

このコイルばね３は、本体部９の両端に座巻部１１，１３を備えている。座巻部１１，１３は、それぞれ本体部９に対して縮径されており、コイルばね３の０巻目である端部から１巻目まで形成されている。本体部９及び座巻部１１，１３の間には、それぞれ座巻部１１，１３から本体部９へ漸次拡径する遷移部１５，１７を有している。

座巻部１１，１３の座面１１ａ，１３ａは、コイルばね３の巻き方向で１８０°以上、先端から通常２７０°（３／４巻き）の範囲に設けられている。従って、座巻部１１，１３は、座面１１ａ，１３ａが後述するシート部材５の受け面に安定して当接し、着座することができる。

シート部材５は、その材質は特に限定されるものではないが、鉄系材料に浸炭窒化焼入れ焼き戻しが施されたものであり、例えば、機械構造用炭素鋼（Ｓ４５Ｃ、Ｓ６０Ｃ、その他）、ヘッダ（冷間圧造用）炭素鋼（ＳＷＣＨ）等で形成されている。

このシート部材５は、例えば一対備えられ、両座巻部１１，１３に軸周り回転可能に取付けられる。なお、図１では、一方の座巻部１１側のシート部材５のみを示して説明する。なお、他方の座巻部１３側のシート部材５は、座巻部１１側のシート部材５と同一構成であり、その取付構造も座巻部１１側と同様である。

シート部材５は、座部１９と、取付軸部２１と、拡径部２３とを有している。

座部１９は、周回形状に形成され、受け面１９ａを有している。座部１９の外径は、座巻部１１の外径Ｄと同一又は僅かに大きく若しくは小さく形成される。これにより、座部１９を座巻部１１に安定して当接させることができる。

取付軸部２１は、座部１９の受け面１９ａから同心に突出して形成され、この取付軸部２１の先端に拡径部２３が圧入ガイド用として形成されている。拡径部２３の詳細は後述する。

取付軸部２１は、座巻部１１が嵌合して座巻部１１の座面１１ａが座部１９の受け面１９ａに当接した自由状態で、座巻部１１とシート部材５の拡径部２３との間に隙間を有するか又は隙間が零となる軸長に設定されている。

取付軸部２１への座巻部１１の嵌合は、コイルばね３の１巻目で形成される座巻部１１が取付軸部２１の全周に周回で行われる。また、座巻部１１は、シート部材５の座部１９と取付軸部２１との間の隅部を避けるように配置される。

座巻部１１と拡径部２３との間の軸方向の隙間は、座巻部１１が拡径部２３に接触しない程度であれば良く、不必要に空ける必要はない。隙間が零の状態は、座巻部１１が拡径部２３に接触はするが座巻部１１に応力が作用しない状態をいう。

遷移部１５は、座巻部１１の座面１１ａが座部１９の受け面１９ａに当接した状態で拡径部２３を迂回し、遷移部１５が拡径部２３に接触しないように設定されている。

この迂回は、遷移部１５が座巻部１１から本体部９へ渦巻きを漸次拡大するようにして行われる。この迂回により座巻部１１が取付軸部２１の径方向へ相対移動しても遷移部１５は拡径部２３に接触しないか、隙間が零になる状態となる。

［拡径部の詳細］
図２及び図３のように、シート部材５の拡径部２３は、取付軸部２１に対して拡径した柱状に形成されている。本実施例の拡径部２３は、直線部２５及び先端部２７で構成されている。

直線部２５は、コイルばね３の軸方向に沿って直線的に延設された側面２５ａを有し、拡径部２３の外径ａを区画する。拡径部２３の外径ａは、座巻部１１の内径ｄよりも大きく、圧入代を有している。

先端部２７は、直線部２５に対する軸方向の先端側に設けられ、側面２７ａが面取り状又はテーパ状に形成されている。なお、本実施例では、面取り状又はテーパ状の側面２７ａが角面状となっているが、丸面状等の形状にすることも可能である。

かかる拡径部２３は、コイルばね３の軸方向に沿った断面において、外径ａが座巻部１１の内径ｄよりも大きく、且つ少なくとも最大対角方向長さＳｍａｘが素線間距離Ａよりも大きくなるようにコイルばね３の軸方向長さｔａが設定されている。本実施例の拡径部２３の外径ａは、座巻部１１の素線間距離Ａよりも小さく設定されている。なお、外径ａは、座巻部１１の素線間距離Ａより大きく設定することも可能である。

素線間距離Ａは、コイルばね３の素線７の巻き方向で座巻部１１の０．５巻目と１．０巻目の位置での最内径点を結んだ距離である。最内径点とは、コイルばね３の軸方向に沿った断面において、０．５巻目及び１．０巻目の外周の、径方向で最も内側に位置する部分をいう。この素線間距離Ａは次式（１）で表される。

Ａ＝｛ｒ２＋ｄ２｝１／２（１）

ここで、ｄは、コイルばね３の座巻部１１の内径であり、ｒは、素線７の半径である。

対角方向長さＳは、座巻部１１の０．５巻目の素線７の外周上に拡径部２３の側面２５ａと拡径部２３の底面２５ｂとが交わる部分並びに取付軸部２１が接した時の、素線７の外周と取付軸部２１とが接する第一の点と、この第一の点を通りシート部材５の中心軸に交差する直線と拡径部２３の側面２５ａとが交わる第二の点（以下、対角点という）とを結んだ長さである。

最大対角方向長さＳｍａｘとは、対角方向長さＳが最大となるときの長さである。本実施例において、対角方向長さＳは、対角点が直線部２５の上端に位置するときに最大となる。（以下この長さを最大対角方向長さＳｍａｘ１という。）

なお、拡径部２３の形状によっては、最大対角方向長さＳｍａｘの対角点が直線部２５の上端に位置しないこともある。また、最大対角方向長さＳｍａｘ（Ｓｍａｘ１）は、上記のように素線間距離Ａよりも大きくなるように設定されているが、対角方向長さＳは、最大対角方向長さＳｍａｘ（Ｓｍａｘ１）の他、より短い部分でも素線間距離Ａより大きくなるように設定してもよい。

最大対角方向長さＳｍａｘ１は次式（２）で表される。

Ｓｍａｘ１＝｛（ｔｓ＋ｐ）２＋［ａ−（ａ−ｂ）／２］２｝１／２（２）

ここで、ｂは、取付軸部２１の外径である。ｐは、拡径部２３の側面２５ａの下端から０．５巻目の中心を通る水平線までの距離であり、次式（３）で表される。

ｐ＝｛ｒ２−［ｒ−（ａ−ｂ）／２］２｝１／２（３）

従って、対角方向長さＳｍａｘ１は、式（２）及び（３）より、次式（４）で表される。

Ｓｍａｘ１＝｛（ｔｓ＋｛ｒ２−［ｒ−（ａ−ｂ）／２］２｝１／２）２＋［ａ−（ａ−ｂ）／２］２｝１／２（４）

拡径部２３の外径ａは、上記の圧入代（拡径部２３の外径ａ−座巻部１１の内径ｄ）を大きくするためには可能な限り大きくするのが好ましいが、圧入時のコイルばね３の損傷圧入後のコイルばね３への干渉を考慮して、拡径部２３の外径ａ＜素線間距離Ａを満たす範囲内でできるだけ大きくした方が良い。

拡径部２３の軸方向長さｔａは、長くなり過ぎると、シート部材５の重量が大きくなり、例えばダンパー回転時のコイルばね組立体１に生じる遠心力が大きくなるため、最大対角方向長さＳｍａｘ（Ｓｍａｘ１）＞素線間距離Ａを満たす範囲でできるだけ小さくした方が良い。

本実施例では、拡径部２３の軸方向長さｔａが、コイルばね３の素線７の短径Ｔよりも大きく設定されている。特に、直線部２５の軸方向長さｔｓを、先端部２７の軸方向長さｔｆよりも長くすることで、最大対角方向長さＳｍａｘ（Ｓｍａｘ１）＞素線間距離Ａを満たしつつ拡径部２３の軸方向長さｔａを抑制している。なお、本実施例の直線部２５の軸方向長さｔｓは、コイルばね３の素線７の短径Ｔの０．５倍以上とする。

［シート部材の作用等］
シート部材５を組み付ける際は、上記のとおり、シート部材５の拡径部２３をコイルばね３の座巻部１１に対して圧入する。この圧入時には、拡径部２３が座巻部１１を拡径変形させつつ座巻部１１の内周に挿入されるが、拡径部２３の外径ａが座巻部１１の素線間距離Ａよりも小さく設定されているので、座巻部１１が過度に拡径変形することを抑制して、座巻部１１の損傷が抑制される。

組み付け後は、拡径部２３の圧入代によりシート部材５が座巻部１１から軸方向へ脱落することが抑制される。

また、図３（Ａ）の二点鎖線で示すように、シート部材５がコイルばね３の軸方向に対して傾斜するように回転しても、拡径部２３の最大対角方向長さＳｍａｘ（Ｓｍａｘ１）が座巻部１１の素線間距離Ａよりも大きいので、シート部材５が座巻部１１から脱落すること（回転方向抜け）が抑制される。

また、本実施例では、遷移部１５が座巻部１１から本体部９へ渦巻きを漸次拡大するように迂回しているので、座巻部１１が取付軸部２１の径方向へ相対移動しても遷移部１５は拡径部２３に接触しないか、隙間が零になる状態となる。

従って、本実施例では、コイルばね３の遷移部１５に負荷を掛けずにシート部材５を軸周り回転させることができる。

しかも、本実施例では、拡径部２３の外径ａが小さく抑えられていることにより、遷移部１５の拡径部２３に対する接触を確実に抑制でき、より確実にコイルばね３の遷移部１５への負荷を抑制できる。

また、本実施例では、上記のように拡径部２３と遷移部１５とが干渉しないので、座巻部１１の姿勢を安定させることができ、座巻部１１の座面１１ａをシート部材５の受け面１９ａに安定して当接させることができる。

さらに、座巻部１１は、シート部材５の座部１９と取付軸部２１との間の隅部を避けるように配置されることで、より安定して座巻部１１の座面１１ａをシート部材５の受け面１９ａに当接させることができる。

なお、シート部材５の座部１９と取付軸部２１との間の隅部は、通常、直角ではなく、図示しない凹Ｒ部（凹状の湾曲面）により遷移する構成となっているため、座巻部１１の端部が乗り上げると、座巻部１１の座面１１ａがシート部材５の受け面１９ａから浮き上がって安定しないことになる。

また、本実施例では、シート部材５の直線部２５の軸方向長さｔｓをコイルばね３の素線７の短径Ｔの０．５倍以上としているので、コイルばね３からシート部材５を軸方向に抜くように荷重が作用しても、シート部材５がコイルばね３から脱落すること（軸方向抜け）が抑制される。

図４は、軸方向抜け時のコイルの素線の動きを示す断面図、図５は、拡径部の直線部の軸方向長さを変化させたときの抜け荷重の変化を示すグラフである。

図４の矢印のように、コイルばね３からシート部材５を軸方向に抜くように荷重が作用すると、コイルばね３が回転するように座巻部１１が撓もうとする。座巻部１１が撓むと、軸方向抜けに要する荷重（抜け荷重）が低下し、軸方向抜けが生じやくする。

図５は、拡径部２３の圧入代が１．０１３、１．０１５、１．０１９の三種類のコイルばね組立体１において、直線部２５の軸方向長さｔｓに対し、抜け荷重をプロットしたものである。

なお、図５では、縦軸が抜け荷重であり、横軸が直線部２５の軸方向長さｔｓを、コイルばね３の素線７の短径Ｔに対する比で示す。図５における圧入代は、拡径部２３の外径ａをコイルばね３の内径ｄで除した値として示す。

図５のように、軸方向抜けに要する抜け荷重は、いずれの圧入代においても、軸方向長さｔｓ／短径Ｔが０．２６から０．５になるまで漸次上昇し、コイルばね組立体１は、漸次シート部材５の軸方向抜けが生じ難くなる。軸方向長さｔｓ／短径Ｔが０．５以上（図５では０．９４まで）では、いずれの圧入代においても、抜け荷重が横ばいとなった。つまり、軸方向長さｔｓ／短径Ｔが０．５以上では、座巻部１１の撓みによる抜け荷重の低下を抑制できている。

従って、拡径部２３の軸方向長さｔｓは、軸方向長さｔｓ／短径Ｔが０．５以上と範囲で設定する。シート部材５の重量を低減する意味では、軸方向長さｔｓ／短径Ｔが０．５以上の範囲内でできるだけ小さくなるように拡径部２３の軸方向長さｔｓを設定するのが好ましい。

［実施例１の効果］
以上説明したように、実施例１のコイルばね組立体１は、シート部材５が座巻部１１の座面１１ａに受け面１９ａが当接する座部１９と、この座部１９の受け面１９ａから突出された取付軸部２１と、この取付軸部２１の先端に形成された圧入ガイド用の拡径部２３とを有する。そして、コイルばね３の軸方向に沿った断面において、拡径部２３の外径ａが座巻部１１の内径ｄよりも大きく設定され、且つ少なくともシート部材５の最大対角方向長さＳｍａｘ（Ｓｍａｘ１）が素線間距離Ａよりも大きくなるように拡径部２３の軸方向長さｔａが設定されている。

従って、シート部材５がコイルばね３の軸に対して傾斜するように回転しても、シート部材５の最大対角方向長さＳｍａｘ（Ｓｍａｘ１）が座巻部１１の素線間距離Ａよりも大きいことにより、シート部材５の回転方向抜けを抑制できる。

しかも、実施例１では、拡径部２３の軸方向長さｔａの設定により拡径部２３の外径ａの増加を抑制しつつシート部材５の回転方向抜けを抑制することが可能であるから、シート部材５の拡径部２３を座巻部１１に圧入する際に座巻部１１の過度の変形による損傷を抑制できる。

さらに、このように拡径部２３の外径ａの増加を抑制可能であるため、シート部材５の拡径部２３の圧入後におけるコイルばね３の座巻部１１への干渉を抑制でき、コイルばね３への負荷を抑制できる。同時に、コイルばね３の姿勢を安定させて座巻部１１の座面１１ａをシート部材５の受け面１９ａに安定して当接させることもできる。

拡径部２３の直線部２５の軸方向長さｔｓは、先端部２７の軸方向長さｔｆよりも長いので、最大対角方向長さＳを座巻部１１の素線間距離Ａよりも大きくする際に、拡径部２３の軸方向長さｔａを短く設定でき、ダンパー回転時のコイルばね組立体１に作用する遠心力を抑制することができる。

本実施例において、直線部２５の軸方向長さｔｓは、コイルばね３の素線７の短径Ｔの０．５倍以上としている。この設定により、シート部材５の軸方向に対してコイルばね３が回転するように撓むことによる抜け荷重の低下を抑制でき、シート部材５の軸方向抜けを抑制できる。従って、本実施例では、コイルばね及びシート部材間の相対的な軸方向に対する回転によるシート部材の脱落である、シート部材５の回転方向抜け及び軸方向抜けの双方を抑制することができる。ただし、回転方向抜け及び軸方向抜けの一方のみを抑制するように構成することも可能である。

また、本実施例では、シート部材５の取付軸部２１が、座巻部１１が嵌合して座巻部１１の座面１１ａが座部１９の受け面１９ａに当接した自由状態でシート部材５の拡径部２３との間に隙間を有するか又は隙間が零となる軸長に設定され、コイルばね３の遷移部１５が座巻部１１の座面１１ａが座部１９の受け面１９ａに当接した状態で拡径部２３を迂回する。

従って、本実施例では、拡径部２３の外径ａの設定との相乗効果で、より確実にコイルばね３への負荷を抑制できる。

図６（Ａ）は実施例２のコイルばね組立体に係りコイルばねに取り付けられたシート部材を示す断面図、図６（Ｂ）は各部の寸法を示す断面図である。なお、実施例２では、実施例１と対応する構成に同符号を付して重複した説明を省略する。

本実施例のコイルばね組立体１は、実施例１に対し、シート部材５の拡径部２３の形状を錐台形状に変更したものである。すなわち、拡径部２３の側面２３ａは、全体としてテーパ状に形成されている。このテーパ形状に応じて、拡径部２３は、先端部で最も外径が小さく、取付軸部２１側の基端部で外径ａを有する。また、本実施例において、対角方向長さＳは、対角点が側面２３ａの上端に位置するときに最大となる。その他は、実施例１と同様である。

従って、実施例２においても、実施例１と同様の作用効果を奏することができる。

図７は、実施例３に係るコイルばね組立体に係り、コイルばねに取り付けられたシート部材の要部断面図である。なお、実施例３では、実施例１と対応する構成に同符号を付して重複した説明を省略する。

図７のように、本実施例のコイルばね３は、断面円形の素線ではなく、断面オーバル形状の素線７を用いた。コイルばね３は、素線７のコイル内径側部７ａの断面が例えば半楕円形状部で構成され、コイル外径側部７ｂの断面が半円形状部で構成されている。

この実施例３においても、実施例１と同様の作用効果を奏することができる。なお、コイル外径側部７ｂを半楕円形状部で構成し、コイル内径側部７ａを半円形状部で構成してもよい。また、コイル内径側部７ａ及びコイル外径側部７ｂの双方を、半楕円形状部で構成し、全体として断面楕円形状とすることも可能である。また、半楕円形状部に代えて、半超楕円形状部とすることも可能である。

図８は、実施例４に係り、シート部材の断面図である。実施例４では、実施例１と対応する構成に同符号を用いて重複した説明を省略する。

本実施例では、シート部材５が拡径部２３の先端から軸方向に延設された穴部２９を有する。本実施例において、拡径部２３の先端は、先端面２７ｂとなっている。その他は、実施例１と同一であるが、実施例２又は３と同一であってもよい。

穴部２９の平面形状は、円形となっている。ただし、穴部２９の平面形状を矩形等の他の幾何学形状としてもよい。穴部２９の径及び軸方向の長さ（深さ）は、シート部材５に必要な強度を維持できる範囲で最大にすることが好ましい。

本実施例の穴部２９は、有底穴であり、拡径部２３の先端面２７ｂ上でのみ開口している。穴部２９の深は、取付け軸部２１と拡径部２３の軸方向の長さの合計に相当する。この結果、穴部２９は、シート部材５の座部１９の軸方向の長さ（厚み）に相当する底部２９ａを有している。

かかる実施例４でも、実施例１と同様の作用効果を奏することができる。加えて、実施例４では、穴部２９によりシート部材５を軽量化することができる。結果として、拡径部２３の軸方向長さｔａ（図３参照）が設定により増大しても、シート部材５の重量増を抑制できる。

また、実施例４では、穴部２９が有底であるため、シート部材５の座部１９が当接する相手部材との当接状態に与える影響を低減できる。

図９は、実施例４の変形例に係り、シート部材の断面図である。

図９の変形例では、穴部２９をシート部材５の軸方向に貫通する貫通穴としたものである。その他は、実施例４と同一である。

かかる変形例でも、実施例４のようにシート部材５を軽量化による効果を得ることができる。

なお、実施例４及び変形例では、単一の穴部２９を設けていたが、複数の穴部を設けてもよい。この場合、有底穴と貫通穴とを混在させてもよい。

１コイルばね組立体
３コイルばね
５シート部材
７素線
９本体部
１１、１３座巻部
１１ａ，１３ａ座面
１５、１７遷移部
１９座部
１９ａ受け面
２１取付軸部
２３拡径部
２５直線部
２７先端部
Ａ素線間距離
ａ拡径部の外径
Ｓ対角方向長さ
Ｔ短径
ｔａ拡径部の軸方向長さ
ｔｓ直線部の軸方向長さ
ｔｆ先端部の軸方向長さ

Claims

本体部の両端に座巻部を備えたコイルばねと前記座巻部に軸周り回転自在に取付けられるシート部材とからなるコイルばね組立体であって、
前記シート部材は、前記座巻部の座面に受け面が当接する座部と、この座部の受け面から突出された取付軸部と、この取付軸部の先端に形成された圧入ガイド用の拡径部とを有し、
前記コイルばねの軸方向に沿った断面において、前記拡径部の外径が前記座巻部の内径よりも大きく設定され、且つ少なくとも前記シート部材の最大対角方向長さが前記素線間距離よりも大きくなるように前記拡径部の軸方向長さが設定され、
前記素線間距離は、前記コイルばねの素線の巻き方向で前記座巻部の０．５巻目と１．０巻目の位置での最内径点を直線的に結んだ長さであり、
前記対角方向長さは、前記座巻部の０．５巻目の前記素線の外周上に前記拡径部の側面と前記拡径部の底面とが交わる部分並びに前記取付軸部が接した時の、前記素線の外周と前記取付軸部とが接する第一の点と、該第一の点を通り前記シート部材の中心軸に交差する直線と前記拡径部の側面とが交わる第二の点とを直線的に結んだ長さである、
コイルばね組立体。
請求項１記載のコイルばね組立体であって、
前記拡径部は、前記コイルばねの軸方向に沿って直線的に延設された側面を有する直線部と、該直線部に対する前記拡径部の先端側に設けられ側面が面取り状又はテーパ状の先端部とを有し、
前記直線部の前記軸方向長さは、前記先端部の前記軸方向長さよりも長い、
コイルばね組立体。
請求項２記載のコイルばね組立体であって、
前記直線部の前記軸方向長さを、前記コイルばねの素線の短径の０．５倍以上とした、
コイルばね組立体。
本体部の両端に座巻部を備えたコイルばねと前記座巻部に軸周り回転自在に取付けられるシート部材とからなるコイルばね組立体であって、
前記シート部材は、前記座巻部の座面に受け面が当接する座部と、この座部の受け面から突出された取付軸部と、この取付軸部の先端に形成された圧入ガイド用の拡径部とを有し、
前記拡径部は、前記コイルばねの軸方向に沿って直線的に延設された側面を有する直線部と、該直線部に対する前記拡径部の先端側に設けられ側面が面取り状又はテーパ状の先端部とを有し、
前記直線部の前記軸方向長さを、前記コイルばねの素線の短径の０．５倍以上とした、
コイルばね組立体。
請求項１〜４の何れか一項に記載のコイルばね組立体であって、
前記コイルばねの素線は、断面オーバル形状であり、コイル外径側が前記素線の断面半円形状部で構成された、
コイルばね組立体。
請求項１〜５の何れか一項に記載のコイルばね組立体であって、
前記拡径部の外径が前記座巻部の素線間距離よりも小さく設定された、
コイルばね組立体。
請求項１〜６の何れか一項に記載のコイルばね組立体であって、
前記コイルばねは、前記座巻部が前記本体部に対し相対的に縮径して一巻目まで形成され、前記本体部及び座巻部の間に前記座巻部から本体部へ漸次拡径する遷移部を有し、
前記取付軸部は、前記座巻部が嵌合して該座巻部の座面が前記座部の受け面に当接した自由状態で前記シート部材の拡径部との間に隙間を有するか又は隙間が零となる軸長に設定され、
前記遷移部は、前記座巻部の座面が前記座部の受け面に当接した状態で前記拡径部を迂回する、
コイルばね組立体。
請求項１〜７の何れか一項に記載のコイルばね組立体であって、
前記シート部材は、前記拡径部の先端から軸方向に延設された穴部を有する、
コイルばね組立体。
請求項８記載のコイルばね組立体であって、
前記穴部は、有底穴である、
コイルばね組立体。