WO2013111416A1 - 渦巻ばね - Google Patents

Abstract

　応力の最大値を小さくすることが可能であって、応力分布のばらつきを小さくすることが可能な渦巻ばねを提供することを課題とする。　渦巻ばね１は、最小変形状態から最大変形状態まで弾性的に変形可能である。最大変形状態においては、径方向に隣り合うばね材Ｓの少なくとも一部が接触しない非接触区間と、径方向に隣り合うばね材Ｓが全て接触する接触区間Ｃと、が配置される。最大変形状態における、渦巻部２１の渦形状中心Ｏと、外端部２２と外側相手物４とが接触する外側接触部Ｂと、を結ぶ直線を基準線Ｌとして、渦巻部２１の延在方向に沿って、渦形状中心Ｏを中心とする中心角８０°以上１６０°以下の区間かつ渦巻部２１の径方向内側には、内側基準部Ａが配置されている。接触区間Ｃは、内側基準部Ａの径方向外側に配置される。

Description

渦巻ばね

　本発明は、例えば車両用シートのシートバック、タンブル機構、シートベルト巻取機構などに用いられる渦巻ばねに関する。

　特許文献１、２に示すように、車両用シートには、渦巻ばねが使用されている。すなわち、車両用シートは、シートバックを備えている。シートバックは、前後方向に揺動可能である。渦巻ばねは、後傾状態のシートバックに対して、前傾方向の付勢力を付勢している。

　シートバックの揺動に伴い、渦巻ばねは弾性的に変形する。このため、渦巻ばねには、応力が発生する。例えば、自然状態（無荷重状態）に対する巻締方向の変形量が最も大きい最大変形状態においては、ばね材の径方向内側に圧縮応力が、径方向外側に引張応力が、それぞれ発生する。渦巻ばねの強度は、発生する応力の最大値に耐えうるように、設定されている。

特開２０１０－２７４７３７号公報 特開２００９－６１０８０号公報

　しかしながら、渦巻ばねの応力は部位によって異なる。このため、渦巻ばねの応力分布は不均一である。例えば、外端自由（渦巻ばねの外端部が、外側相手物に対して、揺動可能（モーメントフリー）に係止されている状態）であって非接触式の渦巻ばね（最大変形状態において径方向に隣り合うばね材が接触しない渦巻ばね）の場合、内端部から０．５巻、１．５巻、２．５巻などの巻位置において、応力が大きくなりやすい。一方、内端部から１巻、２巻、３巻などの巻位置において、応力が小さくなりやすい。このため、渦巻ばねを設計する際においては、応力の最大値に耐えうるように、渦巻ばねの強度を設定する必要がある。応力の最大値が小さければ、また応力分布のばらつきが小さければ、その分、渦巻ばねの強度の設定値を小さくすることができる。

　本発明の渦巻ばねは、上記課題に鑑みて完成されたものである。本発明は、応力の最大値を小さくすることが可能であって、応力分布のばらつきを小さくすることが可能な渦巻ばねを提供することを目的とする。

　（１）上記課題を解決するため、本発明の渦巻ばねは、帯状のばね材製であって、内側相手物に固定される内端部と、外側相手物に対して揺動可能に係止される外端部と、該内端部と該外端部とを渦巻状に連結する渦巻部と、を備え、該内端部と該外端部とを相対的に回転させることにより、最小変形状態から最大変形状態まで弾性的に変形可能な渦巻ばねであって、前記最大変形状態において、径方向に隣り合う前記ばね材の少なくとも一部が接触しない非接触区間と、径方向に隣り合う該ばね材が全て接触する接触区間と、が配置され、該最大変形状態における、前記渦巻部の渦形状中心と、前記外端部と前記外側相手物とが接触する外側接触部と、を結ぶ直線を基準線として、該渦巻部の延在方向に沿って、該渦形状中心を中心とする中心角８０°以上１６０°以下の区間かつ該渦巻部の径方向内側には、内側基準部が配置され、前記接触区間は、該内側基準部の径方向外側に配置されることを特徴とする。

　ここで、「帯状」には「線状」も含まれる。すなわちばね材の短手方向幅は特に限定しない。また、最大変形状態における渦巻部の内端部側の端部を０とした場合の周方向位置を「巻位置」として、「渦巻部の渦形状中心」とは、渦巻部の巻位置０以上０．２５以下の区間の近似円の中心をいう。

　本発明の渦巻ばねは、外端自由の渦巻ばねである。渦巻ばねは、最小変形状態（自然状態に対する変形量が最も小さい状態）から、最大変形状態（自然状態に対する変形量が最も大きい状態）まで、弾性的に変形可能である。

　最大変形状態においては、渦巻ばねに、径方向に隣り合うばね材の少なくとも一部が接触しない非接触区間と、径方向に隣り合うばね材が全て接触する接触区間と、が配置されている。すなわち、最大変形状態においては、渦巻ばねの周方向に、少なくとも一つの非接触区間と、少なくとも一つの接触区間と、が配置されている。逆に言えば、最大変形状態においては、渦巻ばねの周方向全域に亘って、非接触区間だけが配置されることはない。また、最大変形状態においては、渦巻ばねの周方向全域に亘って、接触区間だけが配置されることはない。

　接触区間は、内側基準部の径方向外側に配置されている。内側基準部は、最大変形状態における、渦巻部の渦形状中心と、外端部と外側相手物とが接触する外側接触部と、を結ぶ直線を基準線として、渦巻部の延在方向に沿って、該渦形状中心を中心とする中心角８０°以上１６０°以下の区間に配置されている。並びに、内側基準部は、渦巻部の径方向内側に配置されている。ここで、内側基準部の位置を中心角８０°以上１６０°以下の区間に設定したのは、８０°未満、１６０°超過の場合、応力低減効果が得られないためである。

　本発明の渦巻ばねには、最大変形状態において、接触区間と、非接触区間と、が配置されている。接触区間においては、径方向に隣り合う全てのばね材が接触している。これに対して、非接触区間においては、径方向に隣り合うばね材のうち、少なくとも一部が接触していない。このため、非接触区間に対して、接触区間の方が、周方向の摩擦抵抗が大きくなる。

　本発明の渦巻ばねは、当該接触区間を所望の位置に意図的に設定することにより、応力を制御している。すなわち、内側基準部を設定することにより、接触区間を意図的に創出している。並びに、内側基準部の位置を中心角８０°以上１６０°以下の区間に設定することにより、接触区間の位置を調整している。接触区間の位置を調整すると、渦巻ばねの各部の曲げモーメントを、制御することができる。

　本発明の渦巻ばねによると、特許文献１、２に記載されている、外端自由（渦巻ばねの外端部が、外側相手物に対して、揺動可能（モーメントフリー）に係止されている状態）であって非接触式の渦巻ばね（最大変形状態において径方向に隣り合うばね材が接触しない渦巻ばね）と比較して、最も応力が大きくなる最大変形状態において、応力分布のばらつきを小さくすることができる。また、応力の最大値を小さくすることができる。したがって、渦巻ばねの強度の設定値を小さくすることができる。よって、本発明の渦巻ばねは、容易に軽量化、小型化することができる。

　また、本発明の渦巻ばねには、最大変形状態において、非接触区間が配置されている。このため、トルク伝達効率が高いという非接触式の渦巻ばねのメリットを享受することができる。並びに、本発明の渦巻ばねには、最大変形状態において、接触区間が配置されている。このため、応力が小さい、小型化しやすいという接触式の渦巻ばね（最大変形状態において径方向に隣り合うばね材の少なくとも一部が接触する渦巻ばね）のメリットを享受することができる。このように、本発明の渦巻ばねによると、非接触式の渦巻ばねのメリットおよび接触式の渦巻ばねのメリットを、併有することができる。

　（２）好ましくは、上記（１）の構成において、前記内側基準部は、前記内端部と前記渦巻部との境界、または前記内側相手物と該渦巻部との接点のうち最も該内端部寄りの該接点に配置される内側接触部である構成とする方がよい。

　本構成によると、（α）内端部と渦巻部との境界、または（β）内側相手物と渦巻部との接点のうち最も内端部寄りの接点に、内側接触部が配置される。（β）の場合であって、かつ内側相手物と渦巻部との接点が単一の場合は、当該接点に内側接触部が配置される。また、（β）の場合であって、かつ内側相手物と渦巻部との接点が複数の場合は、複数の接点のうち、最も内端部に近い接点に、内側接触部が配置される。本構成によると、内端部、内側相手物の位置を調整することにより、所望の位置に内側接触部を配置することができる。

　（２－１）好ましくは、上記（２）の構成において、前記内端部は、直線部と、前記渦巻部に連なる一定の曲率の曲線部と、を有し、前記内側接触部は、該曲線部と該渦巻部との境界に配置される構成とする方がよい。本構成によると、曲線部と渦巻部との境界を利用して、内側接触部を配置することができる。

　（３）好ましくは、上記（１）の構成において、前記内側基準部は、前記内側相手物から独立して配置される接触誘導部材と、前記渦巻部と、の接点に配置される構成とする方がよい。本構成によると、内側基準部が内側相手物から独立している。このため、内端部、内側相手物の位置設定の自由度が高くなる。また、内側基準部の位置設定の自由度が高くなる。

　（４）好ましくは、上記（１）ないし（３）のいずれかの構成において、荷重が加わっていない自然状態における総巻数が２巻以上５巻以下であって、該自然状態における前記渦巻部の渦形状中心から最小径部までの距離を内径Ｒ１、該自然状態における該渦巻部の渦形状中心から最大径部までの距離を外径Ｒ２、該自然状態における該渦巻部の径方向に隣り合う前記ばね材間の巻間隔λをλ＝（Ｒ２－Ｒ１）／Ｒ２として、該巻間隔λは、０．４５以上０．６５以下である構成とする方がよい。

　本構成によると、汎用の渦巻ばねの代用として、本発明の渦巻ばねを用いることができる。なお、総巻数の範囲（２巻以上５巻以下）は、渦巻ばねの設置スペース、ばね特性、応力などを基に、決定した。また、巻間隔λの範囲（０．４５以上０．６５以下）は、渦巻ばねの内径、ばね材のサイズ、渦巻ばねの製造方法などを基に、決定した。

　本発明によると、応力の最大値を小さくすることが可能であって、応力分布のばらつきを小さくすることが可能な渦巻ばねを提供することができる。

図１は、第一実施形態の渦巻ばねが配置された車両用シートの前傾状態における模式側面図である。 図２は、図１の円ＩＩ内の拡大図である。 図３は、同渦巻ばねが配置された車両用シートの後傾状態における模式側面図である。 図４は、図３の円ＩＶ内の拡大図である。 図５は、図４の円Ｖ内の拡大図である。 図６は、図４の円ＶＩ内の拡大図である。 図７（ａ）は、最大変形状態における渦巻部の渦形状中心の設定方法の模式図（その１）である。図７（ｂ）は、同設定方法の模式図（その２）である。図７（ｃ）は、同設定方法の模式図（その３）である。 図８は、第二実施形態の渦巻ばねの後傾状態における側面図である。 図９は、最大変形状態における実施例１の内側接触部の位置と応力増加率との関係を示すグラフである。 図１０は、最大変形状態における実施例１の巻位置と応力との関係を示すグラフである。

　１：渦巻ばね、３：内側相手物、４：外側相手物、８：車両用シート
　２０：内端部、２１：渦巻部、２２：外端部、２３：接触誘導部材、８０：シートクッション、８１：シートバック
　２００：直線部、２０１：曲線部、２２０：直線部、２２１：曲線部、８００：クッションフレーム、８１０：バックフレーム、８１０ａ：ブラケット
　Ａ：内側接触部、Ｂ：外側接触部、Ｃ：接触区間、Ｄ：内側基準部、ｈ１～ｈ３：区間、ｉ１～ｉ３：近似円、θ１～θ３：中心角、Ｌ：基準線、Ｏ：渦形状中心、Ｒ１：内径、Ｒ２：外径、Ｓ：ばね材、ａ：曲率中心、ｂ：曲率中心

　以下、本発明の渦巻ばねをシートバック揺動用渦巻ばねとして具現化した場合の実施の形態について説明する。

　＜第一実施形態＞
　［渦巻ばねの配置および構成］
　まず、本実施形態の渦巻ばねの配置および構成について説明する。図１に、本実施形態の渦巻ばねが配置された車両用シートの前傾状態における模式側面図を示す。図２に、図１の円ＩＩ内の拡大図を示す。図３に、同渦巻ばねが配置された車両用シートの後傾状態における模式側面図を示す。図４に、図３の円ＩＶ内の拡大図を示す。

　図１、図３に示すように、車両用シート８は、シートクッション８０（説明の便宜上、一点鎖線で示す）とシートバック８１（説明の便宜上、一点鎖線で示す）とを備えている。シートクッション８０は、鋼製であって板状のクッションフレーム８００を備えている。クッションフレーム８００は、左右一対配置されている。クッションフレーム８００は、シートスライド機構（図略）を介して、車両フロア（図略）に固定されている。

　シートバック８１は、鋼製のバックフレーム８１０を備えている。バックフレーム８１０は、左右一対配置されている。一対のバックフレーム８１０は、鋼製の連結ロッド（図略）により連結されている。バックフレーム８１０下端とクッションフレーム８００後端とは、シャフト（図略）により揺動可能に連結されている。

　シートバック８１は、シートクッション８０に対して、図１の前傾状態から図３の後傾状態まで、前後方向に揺動可能である。図１の前傾状態は、本発明の「最小変形状態」の概念に含まれる。図３の後傾状態は、本発明の「最大変形状態」の概念に含まれる。

　図２、図４に示すように、クッションフレーム８００には、内側相手物３が配置されている。一方、バックフレーム８１０のブラケット８１０ａには、外側相手物４が配置されている。

　渦巻ばね１は、内端部２０と、渦巻部２１と、外端部２２と、を備えている。渦巻ばね１は、帯状のばね材Ｓにより形成されている。自然状態（無荷重状態）において、渦巻部２１は、アルキメデス曲線状を呈している。すなわち、自然状態において、渦巻部２１の、巻間隔（径方向に隣り合うばね材Ｓ間の間隔）は一定である。

　内端部２０は、内側相手物３に固定されている。内端部２０は、内側相手物３に対して、自由に揺動することができない。図５に、図４の円Ｖ内の拡大図を示す。図５に示すように、内端部２０は、直線部２００と、曲線部２０１と、を備えている。直線部２００は、渦巻部２１に対して、径方向内側に配置されている。曲線部２０１は、直線部２００と渦巻部２１とを連結している。曲線部２０１の曲率は一定である。曲線部２０１の曲率中心ａは、渦巻部２１の径方向内側に設定されている。内側接触部Ａは、曲線部２０１と渦巻部２１との境界に配置されている。また、内側接触部Ａにおいて、ばね材Ｓは、内側相手物３に接触している。

　図４に示すように、外端部２２は、外側相手物４に係止されている。外端部２２は、外側相手物４に対して、自由に揺動することができる。図６に、図４の円ＶＩ内の拡大図を示す。図６に示すように、外端部２２は、直線部２２０と、曲線部２２１と、を備えている。直線部２２０は、渦巻部２１に対して、径方向外側に配置されている。曲線部２２１は、直線部２２０と渦巻部２１とを連結している。曲線部２２１の曲率は一定である。曲線部２２１の曲率中心ｂは、渦巻部２１の径方向外側に設定されている。外側接触部Ｂは、外側相手物４と曲線部２２１との接触界面の周方向端に配置されている。

　前傾状態においては、図２に示すように、径方向に隣り合うばね材Ｓが全て離間している。前傾状態に対して、後傾状態においては、渦巻部２１が巻き締められる。このため、後傾状態においては、図４に示すように、接触区間Ｃが発生する。接触区間Ｃは、内側接触部Ａの径方向外側に発生する。接触区間Ｃにおいては、径方向に隣り合うばね材Ｓが全て接触している。なお、渦巻ばね１の周方向全域のうち、接触区間Ｃ以外の区間においては、径方向に隣り合うばね材Ｓが接触していない。接触区間Ｃ以外の区間は、本発明の「非接触区間」に相当する。

　接触区間Ｃを創出しているのは、内側接触部Ａである。また、接触区間Ｃの位置を調整しているのは、内側接触部Ａである。内側接触部Ａは、後傾状態における、渦巻部２１の渦形状中心Ｏと、外側接触部Ｂと、を結ぶ直線を基準線Ｌとして、渦巻部２１の延在方向（図４における反時計回り方向）に沿って、渦形状中心Ｏを中心とする中心角１２０°の位置θに配置されている。

　図７（ａ）～図７（ｃ）に、最大変形状態における渦巻部の渦形状中心の設定方法の模式図を示す。まず、図７（ａ）に示すように、巻位置０を起点とする所定区間ｈ１の近似円ｉ１を作成し、当該近似円ｉ１の中心ｏ１、中心角θ１を算出する。次に、図７（ｂ）に示すように、巻位置０を起点とする所定区間ｈ２（＞ｈ１）の近似円ｉ２を作成し、当該近似円ｉ２の中心ｏ２、中心角θ２を算出する。このように、所定区間を徐々に拡大しながら、中心、中心角を算出する。図７（ｃ）に示すように、巻位置０を起点とする所定区間ｈ３（＞ｈ２）の近似円ｉ３を作成し、当該近似円ｉ３の中心ｏ３、中心角θ３を算出した際、中心角θ３が９０°（つまり巻位置０．２５）になったら、この際の中心ｏ３を、最大変形状態における渦巻部の渦形状中心Ｏ（図４参照）に設定する。

　［作用効果］
　次に、本実施形態の渦巻ばねの作用効果について説明する。図４に示すように、後傾状態（最大変形状態）においては、渦巻ばね１に、径方向に隣り合うばね材Ｓが全て接触する接触区間Ｃと、径方向に隣り合うばね材Ｓの少なくとも一部が接触しない非接触区間（渦巻ばね１の周方向全域のうち、接触区間Ｃ以外の区間）と、が配置されている。すなわち、後傾状態においては、渦巻ばね１の周方向に、少なくとも一つの非接触区間と、少なくとも一つの接触区間Ｃと、が配置されている。接触区間Ｃにおいては、径方向に隣り合う全てのばね材Ｓが接触している。これに対して、非接触区間においては、径方向に隣り合うばね材Ｓのうち、少なくとも一部が接触していない。

　本実施形態の渦巻ばね１は、内側接触部Ａを設定することにより、接触区間Ｃを意図的に創出している。並びに、内側接触部Ａの位置を中心角１２０°の位置θ（中心角８０°以上１６０°以下の区間内）に設定することにより、接触区間Ｃの位置を調整している。接触区間Ｃの位置を調整すると、渦巻ばね１の各部の曲げモーメントを、制御することができる。このため、非接触式かつ外端自由の渦巻ばねの比較して、最も応力が大きくなる後傾状態において、応力分布のばらつきを小さくすることができる。また、応力の最大値を小さくすることができる。したがって、渦巻ばね１の軽量化、小型化が容易である。

　また、本実施形態の渦巻ばね１には、後傾状態において、非接触区間が配置されている。このため、トルク伝達効率が高いという非接触式の渦巻ばねのメリットを享受することができる。並びに、本実施形態の渦巻ばね１には、後傾状態において、接触区間Ｃが配置されている。このため、応力が小さい、小型化しやすいという接触式の渦巻ばねのメリットを享受することができる。このように、本実施形態の渦巻ばね１によると、非接触式の渦巻ばねのメリットおよび接触式の渦巻ばねのメリットを、併有することができる。

　また、本実施形態の渦巻ばね１によると、内端部２０、内側相手物３の位置を調整することにより、所望の位置に内側接触部Ａを配置することができる。また、図５に示すように、曲線部２０１と渦巻部２１との境界を利用して、内側接触部Ａを配置することができる。

　＜第二実施形態＞
　本実施形態の渦巻ばねと、第一実施形態の渦巻ばねとの相違点は、接触誘導部材が配置されている点である。ここでは、相違点についてのみ説明する。図８に、本実施形態の渦巻ばねの後傾状態における側面図を示す。なお、図４と対応する部位については、同じ符号で示す。

　図８に示すように、渦巻部２１の径方向内側には、接触誘導部材２３が配置されている。接触誘導部材２３は、短軸の丸棒状（ピン状）を呈している。接触誘導部材２３は、渦巻部２１に、径方向内側から接触している。内側基準部Ｄは、接触誘導部材２３と渦巻部２１との接点に配置されている。

　本実施形態の渦巻ばね１と、第一実施形態の渦巻ばねとは、構成が共通する部分に関しては、同様の作用効果を有する。また、本実施形態の渦巻ばね１によると、内側基準部Ｄが内側相手物３から独立している。このため、内端部２０、内側相手物３の位置設定の自由度が高くなる。また、内側基準部Ｄつまり接触誘導部材２３の位置設定の自由度が高くなる。

　＜その他＞
　以上、本発明の渦巻ばねの実施の形態について説明した。しかしながら、実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。

　接触区間Ｃ、非接触区間の配置数は特に限定しない。接触区間Ｃにおいては、図４に示すように、径方向に接触するばね材Ｓ同士が、径方向に直線状に並んでいなくてもよい。例えば、曲線状（Ｓ字状、Ｃ字状など）、折れ線状（Ｚ字状、ジグザグ状など）に並んでいてもよい。例えば、接触区間Ｃにおいて、径方向外側または径方向内側から見て、全ての接触界面（径方向に接触するばね材Ｓ同士の接触界面）が、重複していればよい。

　接触区間Ｃにおける、径方向に接触するばね材Ｓ同士の接触状態は、特に限定しない。面接触、線接触、点接触のいずれであってもよい。または、これらの接触状態が適宜複合された接触状態であってもよい。

　上記実施形態においては、非接触区間において、径方向に隣り合うばね材Ｓが全く接触していない。しかしながら、非接触区間において、径方向に隣り合うばね材Ｓが、部分的に接触していてもよい。

　自然状態における渦巻部２１の形状は特に限定しない。例えば、フェルマー曲線状、リチュース曲線状、クロソイド曲線状、双曲螺旋状、対数螺旋状などであってもよい。ばね材Ｓの材質は特に限定しない。例えば、硬鋼線、ピアノ線などの炭素鋼線、炭素鋼帯、ステンレス鋼線、ステンレス鋼帯などであってもよい。ばね材Ｓの形状は特に限定しない。板状、線状であってもよい。ばね材Ｓの短手方向の断面形状は特に限定しない。真円形、楕円形、矩形、台形、Ｉ形、Ｌ形、Ｔ形などであってもよい。また、ばね材Ｓは、中実でも中空でもよい。

　内端部２０、内側相手物３の形状は特に限定しない。内端部２０が内側相手物３に揺動不可能に固定されていればよい。外端部２２、外側相手物４の形状は特に限定しない。外端部２２が外側相手物４に揺動可能に固定されていればよい。接触誘導部材２３の、左方または右方から見た断面形状は、特に限定しない。弧状、真円状、楕円状、三角形、四角形、六角形、八角形などの多角形状であってもよい。

　内側接触部Ａは、内側相手物３と渦巻部２１との接点に配置してもよい。図４に示すように、内側相手物３と渦巻部２１との接点が複数ある場合は、最も内端部２０寄りの接点に内側接触部を配置してもよい。このように、内側接触部Ａは、曲線部２０１と渦巻部２１との境界に配置しなくてもよい。渦巻ばね１の用途は特に限定しない。例えば、車両用シートのタンブル機構、シートベルト巻取機構などに用いてもよい。

　以下、図４に示す第一実施形態の渦巻ばね１の同形状の渦巻ばね（実施例１）に対して行った、ＦＥＭ（有限要素法）解析の結果について説明する。

　＜解析条件＞
　解析は市販のソフトウェアを使用した。解析においては、ばね材Ｓと相手物（内側相手物３、外側相手物４）との接触、およびばね材Ｓ同士の接触も考慮した。

　＜内側接触部Ａの位置θについて＞
　図９に、最大変形状態における実施例１の内側接触部の位置と応力増加率との関係を示す。なお、応力増加率とは、応力の設計値を１００％とした場合の、渦巻ばね１の応力の最大値を意味する。設計値σは、トルクをＭ、ばね材Ｓの短手方向幅（帯幅）をｂ、ばね材Ｓの板厚をｈとして、以下の式（１）から算出される。
σ＝（６×Ｍ）／（ｂ×ｈ^２）　・・・式（１）
　渦巻ばね１の応力は、設計値σに対して１０％増加状態（図９における許容限度）まで、許容される。図９に示すように、内側接触部Ａの位置θ（図４参照）を、８０°以上１６０°以下に設定すると、渦巻ばね１の応力の最大値を許容限度以下にすることができる。すなわち、応力の最大値を小さくすることができる。一方、位置θが８０°未満の場合および位置θが１６０°超過の場合は、応力の最大値を小さくすることができない。

　＜応力分布について＞
　図１０に、最大変形状態における実施例１の巻位置と応力との関係を示す。なお、比較例１として、外端自由であって非接触式の渦巻ばねのデータを示す。また、比較例２として、実施例１において内側接触部Ａの位置θ＝３０°とした場合のデータを示す。

　巻位置とは、渦巻部２１の内端部２０側の端部を０とした場合の周方向位置を意味する。巻位置が１増加すると、角度が外端部２２に向かって３６０°（一回転）進行する。例えば、巻位置０は０°位置に、巻位置０．５は１８０°位置に、巻位置１は３６０°位置に、巻位置４．５は１６２０°に、巻位置５は１８００°に、各々対応する。

　図１０に示すように、比較例１の場合、巻位置０、１、２、３の応力が小さくなっている。一方、巻位置０．５、１．５、２．５の応力が大きくなっている。このように、比較例１の場合、応力分布のばらつきが大きい。また、応力の最大値Ｇ（巻位置２．５付近の応力）が大きい。

　比較例２の場合、巻位置０、１、２、３、４の応力が小さくなっている。一方、巻位置０．５、１．５、２．５、３．５の応力が大きくなっている。このように、比較例２の場合、比較例１ほどではないものの、応力分布のばらつきが大きい。また、比較例１ほどではないものの、応力の最大値Ｆ（巻位置０．５付近の応力）が大きい。

　これに対して、実施例１（ただし内側接触部Ａの位置θ＝１００°）の場合、巻位置によらず、応力が略一定である。つまり、実施例１の場合、応力分布のばらつきを小さくすることができる。

　また、比較例１の応力の最大値Ｇを１００％として、実施例１の応力の最大値Ｅ（巻位置０．５付近の応力）は、６０％程度である。また、比較例２の応力の最大値Ｆを１００％として、実施例１の応力の最大値Ｅは、７５％程度である。このように、実施例１の場合、応力の最大値を小さくすることができる。

Claims (4)

1. 　帯状のばね材製であって、内側相手物に固定される内端部と、外側相手物に対して揺動可能に係止される外端部と、該内端部と該外端部とを渦巻状に連結する渦巻部と、を備え、該内端部と該外端部とを相対的に回転させることにより、最小変形状態から最大変形状態まで弾性的に変形可能な渦巻ばねであって、
   　前記最大変形状態において、径方向に隣り合う前記ばね材の少なくとも一部が接触しない非接触区間と、径方向に隣り合う該ばね材が全て接触する接触区間と、が配置され、
   　該最大変形状態における、前記渦巻部の渦形状中心と、前記外端部と前記外側相手物とが接触する外側接触部と、を結ぶ直線を基準線として、該渦巻部の延在方向に沿って、該渦形状中心を中心とする中心角８０°以上１６０°以下の区間かつ該渦巻部の径方向内側には、内側基準部が配置され、
   　前記接触区間は、該内側基準部の径方向外側に配置されることを特徴とする渦巻ばね。
2. 　前記内側基準部は、前記内端部と前記渦巻部との境界、または前記内側相手物と該渦巻部との接点のうち最も該内端部寄りの該接点に配置される内側接触部である請求項１に記載の渦巻ばね。
3. 　前記内側基準部は、前記内側相手物から独立して配置される接触誘導部材と、前記渦巻部と、の接点に配置される請求項１に記載の渦巻ばね。
4. 　荷重が加わっていない自然状態における総巻数が２巻以上５巻以下であって、
   　該自然状態における前記渦巻部の渦形状中心から最小径部までの距離を内径Ｒ１、該自然状態における該渦巻部の渦形状中心から最大径部までの距離を外径Ｒ２、該自然状態における該渦巻部の径方向に隣り合う前記ばね材間の巻間隔λをλ＝（Ｒ２－Ｒ１）／Ｒ２として、
   　該巻間隔λは、０．４５以上０．６５以下である請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の渦巻ばね。

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