WO2004061325A1 - 初期たわみを低減したクローズドエンドタイプコイルばね - Google Patents

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Eiichi Soga
Yoshiaki Arai
Keisuke Yokota
Yasuhiro Saitoh
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Neturen Co., Ltd.
Tokyo Hatsujyo Manufacturing Co., Ltd.
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    • 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
    • F16F1/12—Attachments or mountings
    • F16F1/13—Attachments or mountings comprising inserts and spacers between the windings for changing the mechanical or physical characteristics of the spring

Definitions

  • coil springs for supporting a vehicle body in order to improve the ride comfort according to the road conditions of automobiles and motorcycles.
  • the coil spring described in Japanese Utility Model Application Publication No. 56-2020 and Japanese Patent Publication No. 2 2-22 5 2 has an elastic spacer attached in the middle of the coil wire. To change the coil constant.
  • the coil spring described in Japanese Utility Model Laid-Open Publication No. 5 7 1-1 1 3 7 3 9 is effective by inserting a coil body spacer having a suitable number of coils into the base of the spring. In some cases, the coil constant is changed.
  • the coil spring described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6_42563 relates to a washer that prevents inclination of the spring in the case of an open end coil spring.
  • the present invention is different from the above, and aims to improve the spring characteristics by reducing the initial deflection which is a problem of the closed type coil spring as described later.
  • a coil spring used for a shock absorbing spring etc. of an automobile is a closed-end type coil spring having a flat-finished coil end as shown in FIG. 3 (a), and an end cut off as shown in FIG. 3 (b). There is an open-ended type of coil spring.
  • the load and deflection diagram becomes straight from the start point as shown by the broken line in Fig. 4 (a), and the spring constant is also shown in Fig. 4 As shown by the broken line in (b), it becomes a predetermined steady value from the start point.
  • the closed-end type coil spring as shown by the solid line in FIG. 4 (a)
  • the load-b As shown by the solid line in Fig. 4 (b)
  • the spring constant also increases sequentially from the start point and becomes a steady value at the end point of the tap. This initial deflection is referred to as the initial deflection in the present invention.
  • the present invention aims to solve the above-mentioned problems and to provide a closed end type coil spring in which the initial deflection close to that of the open end type coil spring is reduced in the closed end type coil spring. .
  • the closed end type coil spring of the present invention with reduced initial deflection has a force bra fixed at a distance between the outer peripheral surface near the wire end of the coil wire and the outer peripheral surface of the winding coil. It is characterized by
  • the closed end type coil spring with reduced initial deflection according to the present invention has a force smaller than the normal spring load due to the small wire cross-sectional area at the tip, which is a problem of the closed end type coil spring.
  • the initial deflection is reduced by transmitting the force applied to the tip of the coil to the winding coil through the force bra.
  • the load-deflection diagram and the spring constant of the closed end type coil spring of the present invention are as shown in FIG. That is, although the coil spring of the present invention has a slight initial deflection initially as shown in FIG. 5, the initial deflection can be significantly reduced as can be seen by comparison with the conventional coil spring of FIG. As a result, substantially the same spring characteristics as an open end type coil spring can be obtained. And since a flat washer can be used as a spring receiving member, cost can be reduced.
  • the present invention does not change the number of coils by inserting or removing a spacer as in the coil spring of the known invention described in the above-mentioned Japanese Utility Model Application Publication No. 571-1313.
  • the purpose is to fix the force bra near the tip of the coil wire from the beginning and to make the spring constant a steady value from the beginning of the application of compressive force.
  • the force plastic is preferably an elastic body. Further, as this coupler, a material having hardness and elasticity that does not damage the spring wire is desirable. Plastic, aluminum alloy, copper alloy etc. can be used. In addition, as a method of fixing the force bra, it may be adhered by an adhesive or may be held and fixed by the elasticity of a spring. Brief description of the drawings
  • FIG. 1 is a perspective view of a coil spring with reduced initial deflection according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a perspective view showing an example of a force bra of the present invention
  • FIG. 3 is a closed end type coil spring and an open It is a figure explaining an end type coiled spring.
  • Fig. 4 is a drawing for explaining the initial deflection of the conventional closed end type coil spring
  • Fig. 5 is a drawing showing the load-deflection and spring constant of the spring compression of the present invention
  • Fig. 6 is an embodiment of the present invention. It is a figure which shows the compression test value of.
  • FIG. 1 is a perspective view of a coil spring according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a perspective view showing an example of a force bra according to the present invention.
  • the closed end type coil spring of the present invention has a coil end It consists of a flat coiled coil wire 2 and a coupler 3 fixed in the vicinity of both ends 2a of the coil wire 2 (only one end of the coil is shown in FIG. 1 and the other end is omitted).
  • FIG. 2 An example of the coupler 3 is, as shown in detail in FIG. 2, a groove 3a of a bottom diameter into which the wire end 2a of the coil wire 2 is stably inserted, and a winding coil outer peripheral surface on the back surface thereof. It comprises a block having a groove 3 b of a stable diameter for crossing.
  • This block is preferably made of an elastic material that does not damage the coil wire, and is made of plastic or low-hardness metal.
  • the shape of the force bra 3 is wedge-shaped so as to straddle the coil wire 2.
  • another shape is used to pass the wire 2 through. May be.
  • the compressive force applied to the coil wire distal end portion 2a is transmitted to the next winding through the force bra 3.
  • the wire tip 2a does not creep and becomes a steady spring constant from the initial stage of compression.
  • the initial deflection is practically negligible, so the closed end type provides almost the same spring characteristics as the open end type.
  • the closed-end type coil spring of the present invention with reduced initial deflection is obtained by a force bra fixed between the outer peripheral surface near the wire end of the coil wire and the outer peripheral surface of the next mesh. Since the compression force related to the part is transmitted to the next grid via the elastic force bra, the spring usually occurs due to the small wire cross-sectional area at the end of the coil, which is a problem of the closed end type. The force smaller than the load can prevent the initial deflection of the spring.
  • a flat washer can be used to obtain substantially the same spring characteristics as the open-ended coil spring, without using a special washer like the open-end coil spring.
  • the present invention does not change the number of coils by inserting or removing the spacer as in the case of the coiled spring of the known invention described in Japanese Utility Model Laid-Open No.
  • the purpose is to fix the force plastic in the vicinity of the end of the wire strand and to set the spring constant to a steady value from the beginning of the load application.
  • this force bra one having elasticity with hardness not damaging the spring wire is desirable Yes.
  • it may be adhered by an adhesive or may be held and fixed by the elasticity of a spring.
  • the closed-end coil spring of the present invention with reduced initial deflection does not use a special washer like an open-ended coil spring, but is substantially open using a flat washer.
  • the spring characteristics equivalent to the end-type coil spring without the initial deflection can be obtained, so the application of the closed-end coil spring can be expanded.

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Abstract

クローズドエンドタイプのコイルばね1において、コイル素線2の線端近傍外周面2aと次巻目コイル外周面との間に間隔を制御するカプラ3を固着して、従来のクローズドエンドタイプのコイルばねに生ずる初期たわみを低減する。

Description

初期たわみを低減したクローズドエンドタイプコィルばね 技術分野
本発明は自動車の緩衝ばねなどに使用するコイルばねに関するものである c 明 田
背景技術
自動車や二輪車の道路状況に応じた乗り心地の改善のために、 車体を支承す るコイルばねに関して多くの発明が開示されている。 例えば実開昭 5 6 - 2 0 1 4 0号公報ゃ特公平 2 _ 2 2 2 5 2号公報に記載のコイルばねは、 コイル素線の 途中に弾性スぺーサを取り付けて道路状態に応じてコイル定数を変えようとする ものである。
また、 実開昭 5 7 - 1 1 3 7 3 ι9号公報に記載のコイルばねは、 ばねの基部 に適当な卷数を有するコイル体のスぺーサを差し込んで有効: iィル巻数を変える ことによりコイル定数を変えるものである。
また特開平 6 _ 4 2 5 6 3号公報に記載のコイルばねは、 オープンエンドタ イブのコイルばねにおいて、 ばねの座曲傾斜を防止する受け座金に関するもので める。
本発明はこれらと異なり、 後述するようにクローズドタイプのコィルばねの 問題点である初期たわみを低減してばね特性を改善しようとするものである。
自動車の緩衝ばねなどに使用するコイルばねは、 図 3 ( a ) に示すようなコ ィル端を平面加工したクローズドエンドタイプのコイルばねと、 図 3 ( b ) に示 すような端部切り放しのオープンェンドタイプのコイルばねがある。
図 3 ( b ) のオープンエンドタイプのコイルばねの場合は、 平面座金を使用 してばねに圧縮力をかけるとコイル軸方向に斜めの力が働き座曲傾斜が生ずる。
そこで、 これを防止するために特開平 6— 4 2 5 6 3号公報に開示されてい るような特殊な座板を使用しなければならないという不利がある。 これに対し、 図 3 ( a ) のクローズドエンドタイプのコイルばねでは平面座金を使用しても軸 方向に均等に力が働くのでオープンェンドタイプのように特殊な座金の使用を必 要としないという利点がある。
コイルばねに圧縮力をかけた場合に、 オープンェンドタイプのコイルばねで は図 4 ( a ) の破線で示すように荷重とたわみの線図が始点から直線になり、 ば ね定数も図 4 ( b ) の破線に示すように始点から所定の定常値になる。 これに対 しクローズドエンドタイプのコイルばねでは、 図 4 ( a ) の実線で示すように、 コイルばね素線の端部の小断面部が小さい荷重でたわんだ後に所定値の荷重一た わみの関係になり、 ばね定数も図 4 ( b ) の実線に示すように始点から順次大き くなりタリープの終了点で定常値になるという問題点がある。 この初期のたわみ を本発明では初期たわみと称している。
クローズドエンドタイプのコイルばねの上記の欠点を避けるためには、 初期 たわみの範囲で予圧荷重をかけることも考えられるが、 コイル長が実質的に短く なるために実施できない場合がある。 そのために、 平面座金の使用できるクロー ズドエンドタイプのコイルばねにおいて、 前記初期たわみの少ないコイルばねが 要求された。 発明の開示
そこで本発明は上記問題点を解決し、 クローズドエンドタイプのコィルばね において、 オープンェンドタイプのコイルばねに近い初期たわみを低減したク q ーズドエンドタイプのコイルばねを提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、 本発明の初期たわみを低減したクローズドエン ドタイプのコィルばねは、 コィル素線の線端近傍外周面と次巻目コィル外周面と の間隔に力ブラを固着したことを特徴とするものである。
すなわち、 本発明の初期たわみを低減したクローズドエンドタイプのコイル ばねは、 クローズドエンドタイプのコイルばねの問題点である先端部の素線断面 積が小さいことに起因して通常ばね荷重より小さい力でばねがたわむために生ず る初期たわみを防止するために、 コイル先端部にかかる力を力ブラを介して次巻 目コイルに伝達することにより初期たわみを低減するものである。 これにより、 本発明のクローズドエンドタイプのコイルばねの荷重一たわみ 線図とばね定数は図 5に示すようになる。 すなわち、 本発明のコイルばねは、 図 に示すように初期に僅かに初期たわみが生ずるが、 図 4の従来のコイルばねと比 較すると判るように大幅に初期たわみを低減することができる。 これによつて実 質的にオープンエンドタイプのコイルばねと同等のばね特性が得られる。 そして 、 ばね受け部材として平面座金が使用できるのでコストが低減できる。
本発明は前記実開昭 5 7 - 1 1 3 7 3 9号公報に記載の公知発明のコイルば ねのようにスぺーサを挿入したり外したりしてコイル卷数を変えるものでなく、 コイル素線先端部近傍に力ブラを初めから固着しておいて圧縮力付加の初期から ばね定数を定常値にすることを目的とするものである。
前記力プラは弾性体であることが好ましい。 またこのカプラとしては、 ばね 素線を損傷しない硬さを有しかつ弾性を有する材料が望ましい。 プラスチック、 アルミ合金、 銅合金などが使用できる。 また、 力ブラの固着の方法としては、 接 着剤により接着してもよく、 ばねの弾性により保持固着してもよい。 図面の簡単な説明
第 1図は本発明実施形態の初期たわみを低減したコイルばねの斜視図、 第 2 図は本発明の力ブラの一例を示す斜視図、 第 3図はクローズドエンドタイプのコ ィルばねとオープンエンドタイプのコイルばねを説明する図である。 第 4図は従 来のクローズドエンドタイプのコィルばねの初期たわみを説明する図、 第 5図は 本発明のばね圧縮の荷重一たわみとばね定数を示す図、 第 6図は本発明の実施例 の圧縮試験値を示す図である。
符号の説明
1 クローズドエンドタイプのコイルばね、 2 コイル素線、 3 カプラ 発明を実施するための最良の形態
以下本発明を図示の実施形態について具体的に説明する。 図 1は本発明実施 形態のコイルばねの斜視図、 図 2は本発明の力ブラの一例を示す斜視図である。
図 1において、 本発明のクローズドエンドタイプのコイルばねはコイル端を 平面加ェしたコィル素線 2と、 コィル素線 2の両先端部 2 a近傍に固着したカプ ラ 3とからなる （図 1にはコイル片端のみ表示し他端は省略してある） 。
カプラ 3の一例は、 詳細を図 2に示すように、 コイル素線 2の線端 2 aが安 定して挿入される底径の溝 3 aと、 その裏面に次巻目コイル外周面が安定して跨 座する径の溝 3 bとを有するブロックからなる。 これにより、 ばねの圧縮時にコ ィル素線 2の線端 2 aと次卷目コィル外周との間隔が保持される。 このブロック はコイル素線を損しないような硬さの弾性体が望ましく、 プラスチックや硬さの 低い金属で作られる。 そして固着方法としては、 溝 3 a側か 3 b側の少なくもい ずれか一方をコィル素線と接着剤などにより接着して固着するのが望ましいが、 接着しないでもコイルばねの弾性と適当な保持方法によりブロックを保持するこ とも可能である。
また本実施形態では力ブラ 3の形状をコイル素線 2に跨座する鞍形にしたが 、 跨座.する溝 3 bの代わりに貫通孔にして素線 2を通すような他の形状にしても よい。
上記構成のコイルばねの作用について説明する。 コイルばねに圧縮力がかか つた場合に、 カプラのない従来のクローズドエンドタイプのコイルばねでは素線 断面積の小さい先端部 2 aがたわんで、 次巻線の外周'に接触した後に定常のばね 定数になる。 これによつて、 前記図 4に示したように初期たわみが生ずる。
これに対して本発明のコイルばねは、 コイルばねに圧縮力がかかった場合コ ィル素線先端部 2 aにかかる圧縮力は力ブラ 3を介して次卷線に伝達されるので 、 図 5に示すように素線先端部 2 aは橈まないでほぼ圧縮初期から定常のばね定 数になる。 図 5に示すように初期たわみは実用上ほとんど無視できるのでクロー ズドエンドタイプでォ一プンエンドタイプとほぼ同等のばね特性が得られる。
実施例として、 表 1に示す諸元のクローズドエンドタイプのコイルばねにつ いて本発明のコイルばねと従来のカプラのないコイルばねについて圧縮試験を行 つた。 力ブラの材料としてはデルリンを使用した。 表 1 試験に供したばねの諸元
Figure imgf000006_0001
圧縮試験の結果を図 6に示す。 図から判るように、 従来のカプラのないコィ ルばねではコイル高さ 1 8 5 mmに圧縮するまで初期たわみが見られるが、 本発 明のコイルばねでは自由高さから 3 mm圧縮したコイル高さ 2 0 0 mmで定常の ばね定数を示した。 すなわち実用上ほとんど初期たわみがないコイルばねが得ら れた。
以上述べたように本発明の初期たわみを低減したクローズドエンドタイプの コイルばねは、 'コィル素線の線端近傍外周面と次卷目コィル外周面との間に固着 した力ブラにより、 コイル先端部に係る圧縮力が弾性を有する力ブラを介して次 卷目コィルに伝達されるので、 クローズドエンドタイプの問題点であるコイル先 端部の素線断面積が小さいことに起因して通常ばね荷重より小さい力でばねがた わむ初期たわみを防止することができる。
これにより、 オープンエンドタイプのコイルばねのように特殊座金を使用し ないで、 平面座金を使用して実質的にオープンェンドタイプのコイルばねと同等 のばね特性が得られる。
本発明は実開昭 5 7 - 1 1 3 7 3 9号公報に記載の公知発明のコイルばねの ようにスぺーサを揷入したり外したりしてコイル卷数を変えるものでなく、 コィ ル素線先端部近傍に力プラを固着しておいて荷重付加の初期からばね定数を定常 値にすることを目的とするものである。
この力ブラとしては、 ばね素線を損傷しない硬さの弾性を有するものが望ま しい。 また、 力ブラの固着の方法としては、 接着剤により接着してもよく、 ばね の弾性により保持固着してもよい。 産業上の利用の可能性
以上説明したように、 本発明の初期たわみを低減したクローズドエンドタイ プのコイルばねは、 オープンェンドタイプのコイルばねのように特殊座金を使用 しないで、 平面座金を使用して実質的にオープンエンドタイプのコィルばねと同 等の初期たわみのないばね特性が得られるので、 クローズドエンドタイプのコィ ルばねの用途を拡大できる。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . クローズドエンドタイプのコイルばねにおいて、 コイル素線の線端近 傍外周面と次卷目コイル外周面との間隔に力ブラを固着したことを特徴とする初 期たわみを低減したクローズドエンドタイプコィルばね。
2 . 前記力ブラは弾性体であることを特徴とする請求項 1に記載の初期た わみを低減したクローズドエンドタイプコィルばね。
PCT/JP2002/013742 2002-12-27 2002-12-27 初期たわみを低減したクローズドエンドタイプコイルばね WO2004061325A1 (ja)

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