JPH0160705B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0160705B2 JPH0160705B2 JP58188016A JP18801683A JPH0160705B2 JP H0160705 B2 JPH0160705 B2 JP H0160705B2 JP 58188016 A JP58188016 A JP 58188016A JP 18801683 A JP18801683 A JP 18801683A JP H0160705 B2 JPH0160705 B2 JP H0160705B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- constant
- entire length
- coil
- over
- pitch
- 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.)
- Expired
Links
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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Springs (AREA)
Description
本発明は、素線径とコイル半径の異なる部分を
有しながら、無負荷状態から全長にわたつて密着
する状態に近づくまでの略全行程において、ばね
定数が一定の線型特性を示し、しかも、素線のほ
ぼ全長にわたつて等しい剪断応力が生ずるように
した圧縮コイルばねに関する。 従来、素線径、コイル半径またはピツチを変化
させた圧縮コイルばねは、密着荷重の小さい部分
を作ることによつて非線型特性を生じさせるよう
になつているが、装着する相手部品の形状、また
は、装着空間の大きさ等の制限によつて、コイル
半径を変化させて全体形状を樽形、鼓形、円錐形
あるいは段付円筒形としながら、線型特性を示
し、しかも、強度的に無駄な部分が生じないよう
に全長にわたつて等応力が作用する圧縮コイルば
ねが要求されるようになつた。 本発明は、このような要求を満足する圧縮コイ
ルばねを提供することを目的とするものである。 まず、本発明の構成を説明すると、ピツチ角の
小さい圧縮コイルばねに作用する剪断応力τとコ
イル１巻きのたわみδが夫々次式(1)、(2)によつて
求められることは一般に知られているところであ
る。 τ＝16PR／πd3 …(1) δ＝64PR3／Gd4 …(2) ここで、Ｐは圧縮荷重、Ｒはコイル半径、ｄは
素線径、Ｇは素線の横弾性係数である。上記式の
(1)から、素線の全長にわたつて等応力が生ずるに
は、 Ｒ／d3＝Ｙ（定数） …(3) という関係式が成立すればよいことは明らかであ
り、この式(3)と前記式(2)から δ＝64Y3Pd5／Ｇ …(4) という式が導かれ、この式(4)から次の関係式が得
られる。 δ／d5＝Ｚ（定数） …(5) 一方、素線同士が密着する際のたわみをδmax
とすると、ピツチｐは ｐ＝δmax＋ｄ …(6) なる式で表わされるから、式(5)、(6)から求められ
る ｐ−ｄ／d5＝一定 …(7) なる関係式が全長にわたつて満足する場合にコイ
ルの全長にわたつて素線同士が同時に密着するこ
とになり、自由状態から密着状態までばね定数が
一定の線型特性が得られるのであり、また、この
ときに作用する密着荷重Pmaxは次式から求めら
れる。 Pmax＝Ｇ（ｐ−ｄ）／64Y3d5 …(8) 次に本発明の実施例を添付図面に基づいて説明
する。 第１図に示す本発明の第１実施例の圧縮コイル
ばねは、中央の大径部A1、両端の小径部A3及び
両部分の接続部A2からなり、大径部A1における
コイル半径、素線径及びピツチを、夫々、R1，
d1，p1、小径部A3におけるコイル半径、素線径
及びピツチを夫々、R3，d3，p3とすると、前記
式(3)及び式(7)から R1／d1 3＝R3／d3 3、p1−d1／d1 5＝p3−d3／d3 5 なる関係式が成立する。ここで、R1＝25mm、d1
＝８mm、p1＝16mmとし、d3＝６mmとすると、上記
関係式からR3＝10.5mm、p3＝7.9mmとなる。大径
部A1と小径部A3の寸法を上記の値にした場合の
密着荷重Pmax、密着状態の剪断応力τmax及び
たわみδmaxを計算すると次表の通りとなる。
有しながら、無負荷状態から全長にわたつて密着
する状態に近づくまでの略全行程において、ばね
定数が一定の線型特性を示し、しかも、素線のほ
ぼ全長にわたつて等しい剪断応力が生ずるように
した圧縮コイルばねに関する。 従来、素線径、コイル半径またはピツチを変化
させた圧縮コイルばねは、密着荷重の小さい部分
を作ることによつて非線型特性を生じさせるよう
になつているが、装着する相手部品の形状、また
は、装着空間の大きさ等の制限によつて、コイル
半径を変化させて全体形状を樽形、鼓形、円錐形
あるいは段付円筒形としながら、線型特性を示
し、しかも、強度的に無駄な部分が生じないよう
に全長にわたつて等応力が作用する圧縮コイルば
ねが要求されるようになつた。 本発明は、このような要求を満足する圧縮コイ
ルばねを提供することを目的とするものである。 まず、本発明の構成を説明すると、ピツチ角の
小さい圧縮コイルばねに作用する剪断応力τとコ
イル１巻きのたわみδが夫々次式(1)、(2)によつて
求められることは一般に知られているところであ
る。 τ＝16PR／πd3 …(1) δ＝64PR3／Gd4 …(2) ここで、Ｐは圧縮荷重、Ｒはコイル半径、ｄは
素線径、Ｇは素線の横弾性係数である。上記式の
(1)から、素線の全長にわたつて等応力が生ずるに
は、 Ｒ／d3＝Ｙ（定数） …(3) という関係式が成立すればよいことは明らかであ
り、この式(3)と前記式(2)から δ＝64Y3Pd5／Ｇ …(4) という式が導かれ、この式(4)から次の関係式が得
られる。 δ／d5＝Ｚ（定数） …(5) 一方、素線同士が密着する際のたわみをδmax
とすると、ピツチｐは ｐ＝δmax＋ｄ …(6) なる式で表わされるから、式(5)、(6)から求められ
る ｐ−ｄ／d5＝一定 …(7) なる関係式が全長にわたつて満足する場合にコイ
ルの全長にわたつて素線同士が同時に密着するこ
とになり、自由状態から密着状態までばね定数が
一定の線型特性が得られるのであり、また、この
ときに作用する密着荷重Pmaxは次式から求めら
れる。 Pmax＝Ｇ（ｐ−ｄ）／64Y3d5 …(8) 次に本発明の実施例を添付図面に基づいて説明
する。 第１図に示す本発明の第１実施例の圧縮コイル
ばねは、中央の大径部A1、両端の小径部A3及び
両部分の接続部A2からなり、大径部A1における
コイル半径、素線径及びピツチを、夫々、R1，
d1，p1、小径部A3におけるコイル半径、素線径
及びピツチを夫々、R3，d3，p3とすると、前記
式(3)及び式(7)から R1／d1 3＝R3／d3 3、p1−d1／d1 5＝p3−d3／d3 5 なる関係式が成立する。ここで、R1＝25mm、d1
＝８mm、p1＝16mmとし、d3＝６mmとすると、上記
関係式からR3＝10.5mm、p3＝7.9mmとなる。大径
部A1と小径部A3の寸法を上記の値にした場合の
密着荷重Pmax、密着状態の剪断応力τmax及び
たわみδmaxを計算すると次表の通りとなる。
【表】
したがつて、第１図例の圧縮コイルばねに
0.033Gの圧縮荷重が作用すると、大径部A1にお
いては８mm、小径部A3においては1.9mm、夫々、
たわんで素線同士が密着し、その際に作用する剪
断応力は、大径部A1においても、小径部A3にお
いても8.2×10-3.GKg／cm2であつて、相等しいこ
とが確認された。なお、接続部A2においては、
曲率半径がR1からR3に、素線径がd1からd3に、
夫々、連続的に減少し、かつ、ピツチがp1からp3
に減少するように各部分のピツチ角を連続的に変
化させれば、この接続部A2においても、大径部
A1及び小径部A3と同時に密着し、かつ、作用す
る剪断応力等しい値となる。 第２図に示す本発明の第２実施例の圧縮コイル
ばねは、中央の小径部B1と、両側の大径部B3と、
両者の接続部B2からなり、前記第１実施例と同
様に、 R1／d1 3＝R3／d3 3、p1−d1／d1 5＝p3−d3／d3 5 なる関係式を満足するように形成されていて、一
定の圧縮荷重により、全長にわたつて同時に密着
し、かつ、各部に生ずる剪断応力が等しくなるよ
うになつている。 第３図及び第４図に示す本発明の第３及び第４
実施例は、夫々、樽形及び鼓形をなすようにコイ
ル半径Ｒが連続的に変化し、それに対応して素線
径ｄ及びピツチｐが変化することにより、一定の
圧縮荷重の作用によつて全長にわたつて同時に密
着し、かつ、等応力が生ずるようにしたものであ
り、これらの寸法は、一端からｘの距離における
コイルの曲率半径、素線径及びピツチを夫々Ｒ
（ｘ）、ｄ（ｘ）及びｐ（ｘ）＝α（ｘ）×2πR（ｘ）
（α（ｘ）はピツチ角）、夫々が前記式(3)及び式(7)
を満足するように定められている。 以上の説明によつて明らかにしたように、本発
明の圧縮コイルばねは、素線径ｄ、コイル半径Ｒ
及びピツチｐの異なる部分を有する圧縮コイルば
ねであつて、コイルの軸線方向の大部分におい
て、無負荷状態から全長にわたつてたわみ、素線
同士がほぼ同時に密着状態になるまでばね定数が
ほぼ一定の線型特性を示し、かつ、素線の各部に
発生する剪断応力が全長にわたつて等応力となる
「Ｒ／d3＝一定、（ｐ−ｄ）／d5＝一定」の条件を
具備したことを要旨とするものであつて、非円筒
形でありながら、一定の圧縮荷重の作用によつて
略全長にわたつて同時に密着して、自由状態から
密着状態に至る圧縮行程の略全てにおいてばね定
数が一定の線型特性を示し、しかも、略全長にわ
たつて等応力が生ずるから、強度的に無駄な部分
がなく、通常の円筒形コイルばねと同様の性能を
有するのであつて、取付条件により形状的な制約
を受ける場合に極めて有益である。
0.033Gの圧縮荷重が作用すると、大径部A1にお
いては８mm、小径部A3においては1.9mm、夫々、
たわんで素線同士が密着し、その際に作用する剪
断応力は、大径部A1においても、小径部A3にお
いても8.2×10-3.GKg／cm2であつて、相等しいこ
とが確認された。なお、接続部A2においては、
曲率半径がR1からR3に、素線径がd1からd3に、
夫々、連続的に減少し、かつ、ピツチがp1からp3
に減少するように各部分のピツチ角を連続的に変
化させれば、この接続部A2においても、大径部
A1及び小径部A3と同時に密着し、かつ、作用す
る剪断応力等しい値となる。 第２図に示す本発明の第２実施例の圧縮コイル
ばねは、中央の小径部B1と、両側の大径部B3と、
両者の接続部B2からなり、前記第１実施例と同
様に、 R1／d1 3＝R3／d3 3、p1−d1／d1 5＝p3−d3／d3 5 なる関係式を満足するように形成されていて、一
定の圧縮荷重により、全長にわたつて同時に密着
し、かつ、各部に生ずる剪断応力が等しくなるよ
うになつている。 第３図及び第４図に示す本発明の第３及び第４
実施例は、夫々、樽形及び鼓形をなすようにコイ
ル半径Ｒが連続的に変化し、それに対応して素線
径ｄ及びピツチｐが変化することにより、一定の
圧縮荷重の作用によつて全長にわたつて同時に密
着し、かつ、等応力が生ずるようにしたものであ
り、これらの寸法は、一端からｘの距離における
コイルの曲率半径、素線径及びピツチを夫々Ｒ
（ｘ）、ｄ（ｘ）及びｐ（ｘ）＝α（ｘ）×2πR（ｘ）
（α（ｘ）はピツチ角）、夫々が前記式(3)及び式(7)
を満足するように定められている。 以上の説明によつて明らかにしたように、本発
明の圧縮コイルばねは、素線径ｄ、コイル半径Ｒ
及びピツチｐの異なる部分を有する圧縮コイルば
ねであつて、コイルの軸線方向の大部分におい
て、無負荷状態から全長にわたつてたわみ、素線
同士がほぼ同時に密着状態になるまでばね定数が
ほぼ一定の線型特性を示し、かつ、素線の各部に
発生する剪断応力が全長にわたつて等応力となる
「Ｒ／d3＝一定、（ｐ−ｄ）／d5＝一定」の条件を
具備したことを要旨とするものであつて、非円筒
形でありながら、一定の圧縮荷重の作用によつて
略全長にわたつて同時に密着して、自由状態から
密着状態に至る圧縮行程の略全てにおいてばね定
数が一定の線型特性を示し、しかも、略全長にわ
たつて等応力が生ずるから、強度的に無駄な部分
がなく、通常の円筒形コイルばねと同様の性能を
有するのであつて、取付条件により形状的な制約
を受ける場合に極めて有益である。
第１乃至第４図は夫々本発明の第１乃至第４実
施例の断面図である。 Ｒ：コイル半径、ｄ：素線径、ｐ：ピツチ、
α：ピツチ角、A1，B3：大径部、A2，B2：接続
部、A3，B1：小径部。
施例の断面図である。 Ｒ：コイル半径、ｄ：素線径、ｐ：ピツチ、
α：ピツチ角、A1，B3：大径部、A2，B2：接続
部、A3，B1：小径部。
Claims (1)
- １ 素線径ｄ、コイル半径Ｒ及びピツチｐの異な
る部分を有する圧縮コイルばねであつて、コイル
の軸線方向の大部分において、無負荷状態から全
長にわたつてたわみ、素線同士がほぼ同時に密着
状態になるまでばね定数がほぼ一定の線型特性を
示し、かつ、素線の各部に発生する剪断応力が全
長にわたつて等応力となる「Ｒ／d3＝一定、（ｐ
−ｄ）／d5＝一定」の条件を具備したことを特徴
とする圧縮コイルばね。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18801683A JPS6081528A (ja) | 1983-10-06 | 1983-10-06 | 圧縮コイルばね |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18801683A JPS6081528A (ja) | 1983-10-06 | 1983-10-06 | 圧縮コイルばね |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6081528A JPS6081528A (ja) | 1985-05-09 |
| JPH0160705B2 true JPH0160705B2 (ja) | 1989-12-25 |
Family
ID=16216178
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18801683A Granted JPS6081528A (ja) | 1983-10-06 | 1983-10-06 | 圧縮コイルばね |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6081528A (ja) |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61168391A (ja) * | 1985-01-19 | 1986-07-30 | 株式会社廣瀬製作所 | ミシンのボビンおよびボビンケ−スの着脱装置 |
| DE8522888U1 (de) * | 1985-08-08 | 1985-10-10 | Fichtel & Sachs Ag, 8720 Schweinfurt | Progressive Druckfeder in Kupplungsscheiben |
| JPS6269640U (ja) * | 1985-10-21 | 1987-05-01 | ||
| DE3737104A1 (de) * | 1987-11-02 | 1989-05-11 | Altenkirchener Kunststoff | Schlauchstueck aus elastischem, gut rueckstellbarem kunststoff und verfahren zu seiner herstellung |
| US5083773A (en) * | 1990-08-27 | 1992-01-28 | Graco Children's Products, Inc. | Lobe spring motor for child's swing |
| US5503375A (en) * | 1994-11-09 | 1996-04-02 | Bal Seal Engineering Company, Inc. | Coil spring with ends adapted for coupling without welding |
| DE102005017477A1 (de) * | 2005-02-18 | 2006-08-31 | Tecpharma Licensing Ag | Feder in einem oder für ein Injektionsgerät |
| JP2007064345A (ja) * | 2005-08-31 | 2007-03-15 | Suncall Corp | ダンパースプリング |
| JP2007235624A (ja) * | 2006-03-01 | 2007-09-13 | Yokowo Co Ltd | マイクロフォン装置 |
| DE102007060951A1 (de) * | 2007-12-18 | 2009-06-25 | Robert Bosch Gmbh | Druckspeicher, insbesondere für ein Hydroaggregat einer hydraulischen Fahrzeugbremsanlage mit elektronischer Radschlupfregelung |
| JP2010091058A (ja) * | 2008-10-10 | 2010-04-22 | Union Bed Seizo Kk | コイルスプリング及びそれを利用したマットレス |
| KR101171417B1 (ko) * | 2009-07-31 | 2012-08-06 | 주식회사평화발레오 | 이중 질량 플라이휠 |
| CN103352947A (zh) * | 2013-07-04 | 2013-10-16 | 昆山杰升精密五金有限公司 | 一种异形压缩弹簧 |
| PL3841921T3 (pl) * | 2016-01-21 | 2025-03-24 | Sealy Technology, Llc | Sprężyny typu coil-in-coil z nieliniowymi reakcjami na obciążenie i materace zawierające takie sprężyny |
| JP2018071596A (ja) * | 2016-10-26 | 2018-05-10 | 中央発條株式会社 | 車両のサスペンションに用いられるコイルばね |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5832033U (ja) * | 1981-08-27 | 1983-03-02 | スタンレー電気株式会社 | ヘツドランプアジヤスタ装置 |
-
1983
- 1983-10-06 JP JP18801683A patent/JPS6081528A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6081528A (ja) | 1985-05-09 |
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