JPH06300065A - コイルばね及びその製作法 - Google Patents
コイルばね及びその製作法Info
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- JPH06300065A JPH06300065A JP6035016A JP3501694A JPH06300065A JP H06300065 A JPH06300065 A JP H06300065A JP 6035016 A JP6035016 A JP 6035016A JP 3501694 A JP3501694 A JP 3501694A JP H06300065 A JPH06300065 A JP H06300065A
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Classifications
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- 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
-
- 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
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- 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
- F16F1/06—Wound springs with turns lying in cylindrical surfaces
-
- 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
- F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
- F16F15/10—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system
- F16F15/12—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using elastic members or friction-damping members, e.g. between a rotating shaft and a gyratory mass mounted thereon
- F16F15/121—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using elastic members or friction-damping members, e.g. between a rotating shaft and a gyratory mass mounted thereon using springs as elastic members, e.g. metallic springs
- F16F15/123—Wound springs
- F16F15/1232—Wound springs characterised by the spring mounting
-
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- 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
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- F16F15/123—Wound springs
- F16F15/12353—Combinations of dampers, e.g. with multiple plates, multiple spring sets, i.e. complex configurations
- F16F15/1236—Combinations of dampers, e.g. with multiple plates, multiple spring sets, i.e. complex configurations resulting in a staged spring characteristic, e.g. with multiple intermediate plates
- F16F15/12366—Combinations of dampers, e.g. with multiple plates, multiple spring sets, i.e. complex configurations resulting in a staged spring characteristic, e.g. with multiple intermediate plates acting on multiple sets of springs
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ばねとしての高い作用能力及び大きな蓄力容
量を有すると共に、特に高い耐荷重性能を有し、特にば
ね巻条が密着するまでの荷重をうけ大きな負荷にさらさ
れる、相対的に回動可能な装置構造部分間に使用可能な
コイルばねを提供する。 【構成】 互いに密着し合うばね巻条の少なくとも一方
のばね巻条の密着部分に、これに密着する他方の巻条部
分を面状に安定に支える成形部を設けた。
量を有すると共に、特に高い耐荷重性能を有し、特にば
ね巻条が密着するまでの荷重をうけ大きな負荷にさらさ
れる、相対的に回動可能な装置構造部分間に使用可能な
コイルばねを提供する。 【構成】 互いに密着し合うばね巻条の少なくとも一方
のばね巻条の密着部分に、これに密着する他方の巻条部
分を面状に安定に支える成形部を設けた。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はコイルばね及びその使用
並びにその製作法に関する。
並びにその製作法に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、ばね
としての高い作用能力若しくは大きな蓄力容量を有する
と共に特に高い耐荷重性能を有するコイルばねを提供す
ることにある。特に、ばね巻条が密着するまでの負荷を
うけ大きな荷重にさらされるような用途に使用可能であ
るばねを提供することにある。さらにこのようなばねを
特に簡単にかつ経済的に製作することにある。
としての高い作用能力若しくは大きな蓄力容量を有する
と共に特に高い耐荷重性能を有するコイルばねを提供す
ることにある。特に、ばね巻条が密着するまでの負荷を
うけ大きな荷重にさらされるような用途に使用可能であ
るばねを提供することにある。さらにこのようなばねを
特に簡単にかつ経済的に製作することにある。
【０００３】
【課題を解決するための手段】この課題は本発明によれ
ば、ばねの線材が、ばねの軸線方向でみて、少なくとも
片側に、例えば偏平部のような成形部を有していること
によって、解決されている。このような偏平部を設ける
ことにより、ばねにそのばね巻条が密着するまでの負荷
がかかった場合、要するにばねが装置内に組付けられて
そこに作用する力によってばねの各巻条が互いに密着さ
れかつ比較的高い力で互いに圧着された場合、少なくと
も個々の巻条が互いに座屈し若しくは半径方向で押しず
らされることが避けられる。巻条のこのような相対的な
半径方向のずれ若しくは変位は、完全に円形の横断面を
有するばねにおいて、それも線材の円形輪郭に基づいて
個々の巻条の接触し合う範囲において半径方向の力がこ
れらの巻条に作用することにより、発生する。線材の本
発明による構成によれば、隣接する巻条間の接触範囲に
所定の当接部若しくは当接面が存在し、その結果、互い
に接触し合う巻条の滑りによるずれ若しくは座屈が回避
される。要するに本発明の構成によれば、ばねがロック
状態（巻条密着状態）になった場合にも、ばね巻条の接
触個所の範囲において、ばねにばね軸線方向に負荷され
る力による横力が発生しない。
ば、ばねの線材が、ばねの軸線方向でみて、少なくとも
片側に、例えば偏平部のような成形部を有していること
によって、解決されている。このような偏平部を設ける
ことにより、ばねにそのばね巻条が密着するまでの負荷
がかかった場合、要するにばねが装置内に組付けられて
そこに作用する力によってばねの各巻条が互いに密着さ
れかつ比較的高い力で互いに圧着された場合、少なくと
も個々の巻条が互いに座屈し若しくは半径方向で押しず
らされることが避けられる。巻条のこのような相対的な
半径方向のずれ若しくは変位は、完全に円形の横断面を
有するばねにおいて、それも線材の円形輪郭に基づいて
個々の巻条の接触し合う範囲において半径方向の力がこ
れらの巻条に作用することにより、発生する。線材の本
発明による構成によれば、隣接する巻条間の接触範囲に
所定の当接部若しくは当接面が存在し、その結果、互い
に接触し合う巻条の滑りによるずれ若しくは座屈が回避
される。要するに本発明の構成によれば、ばねがロック
状態（巻条密着状態）になった場合にも、ばね巻条の接
触個所の範囲において、ばねにばね軸線方向に負荷され
る力による横力が発生しない。
【０００４】本発明の特に有利な構成によれば、ばねの
線材若しくは巻条が、ばねの軸線方向でみて、両側に成
形部若しくは偏平面を有している。このような構成に
は、ばねがロック状態になったときに個々のばね巻条間
で実際に面状の当接が行われうるように偏平部を形成で
きるという利点がある。この構成は極めて高い力でロッ
ク状態に押圧されるばねの場合に特に有利である。それ
というのは、上記の構成により、個々のばね巻条間の接
触個所範囲における単位面積当りの面圧が著しく減少す
るからである。
線材若しくは巻条が、ばねの軸線方向でみて、両側に成
形部若しくは偏平面を有している。このような構成に
は、ばねがロック状態になったときに個々のばね巻条間
で実際に面状の当接が行われうるように偏平部を形成で
きるという利点がある。この構成は極めて高い力でロッ
ク状態に押圧されるばねの場合に特に有利である。それ
というのは、上記の構成により、個々のばね巻条間の接
触個所範囲における単位面積当りの面圧が著しく減少す
るからである。
【０００５】偏平部を実際に平らな面として形成するこ
とは特に有利である。偏平部が、ばねの半径方向でみ
て、０．３〜３ｍｍ、特に有利には０．５〜２ｍｍ、の
幅を有し、かつこの場合線材直径が１．５〜８ｍｍ、特
に有利には２〜６ｍｍ、であるのが有利であることが判
明した。またこの場合偏平部の範囲における仮想円弧高
さは０．０５〜０．４ｍｍであることができる。「円弧
高さ」とは、偏平部と、もとの円形線材リングの横断面
の半径に等しい半径をもって偏平部上に延びている仮想
円弧との間の、偏平部に対して垂直に測定した最大距離
である。
とは特に有利である。偏平部が、ばねの半径方向でみ
て、０．３〜３ｍｍ、特に有利には０．５〜２ｍｍ、の
幅を有し、かつこの場合線材直径が１．５〜８ｍｍ、特
に有利には２〜６ｍｍ、であるのが有利であることが判
明した。またこの場合偏平部の範囲における仮想円弧高
さは０．０５〜０．４ｍｍであることができる。「円弧
高さ」とは、偏平部と、もとの円形線材リングの横断面
の半径に等しい半径をもって偏平部上に延びている仮想
円弧との間の、偏平部に対して垂直に測定した最大距離
である。
【０００６】特に有利な一構成によれば、ばねの軸線方
向若しくは縦方向で測った線材リング寸法の、半径方向
の線材リング寸法との比が０．８５〜０．９８であり、
この場合特に有利には、この比が０．９２〜０．９８の
範囲にある。
向若しくは縦方向で測った線材リング寸法の、半径方向
の線材リング寸法との比が０．８５〜０．９８であり、
この場合特に有利には、この比が０．９２〜０．９８の
範囲にある。
【０００７】本発明のコイルばねの製作のためには、ば
ねの軸線方向でみて線材巻条両側に成形された偏平部が
互いにほぼ平行に延びているようにするのが有利であ
る。しかしまた、線材巻条の両側に成形された偏平部が
互いに０．５°〜６°、特に有利には１°〜４°の角度
をなして楔状に、有利にはばね軸線から離反する方向
に、延びているようにすることも可能である。偏平部の
上記のような方向付けは、弛緩状態で円弧状であるコイ
ルばねの場合に特に有利である。このようなコイルばね
は、該ばねが装置内に組付けられたときのその組付け半
径にほぼ等しい曲率半径を有することができる。曲率半
径、それもこれに相応してばねが圧縮される曲率半径
と、成形部相互間にある角度をもたせた配置乃至構成と
を適宜に調和させることにより、ロック状態まで負荷さ
れたばねにおいて個々の巻条間に実際に面状の支持部若
しくは当接部を生じさせることができる。
ねの軸線方向でみて線材巻条両側に成形された偏平部が
互いにほぼ平行に延びているようにするのが有利であ
る。しかしまた、線材巻条の両側に成形された偏平部が
互いに０．５°〜６°、特に有利には１°〜４°の角度
をなして楔状に、有利にはばね軸線から離反する方向
に、延びているようにすることも可能である。偏平部の
上記のような方向付けは、弛緩状態で円弧状であるコイ
ルばねの場合に特に有利である。このようなコイルばね
は、該ばねが装置内に組付けられたときのその組付け半
径にほぼ等しい曲率半径を有することができる。曲率半
径、それもこれに相応してばねが圧縮される曲率半径
と、成形部相互間にある角度をもたせた配置乃至構成と
を適宜に調和させることにより、ロック状態まで負荷さ
れたばねにおいて個々の巻条間に実際に面状の支持部若
しくは当接部を生じさせることができる。
【０００８】コイルばねの本発明による構成は、特に、
長さが平均巻条直径の複数倍であるばねに採用すること
ができる。この比の値は２．５〜３０、有利には３〜１
０であることができる。
長さが平均巻条直径の複数倍であるばねに採用すること
ができる。この比の値は２．５〜３０、有利には３〜１
０であることができる。
【０００９】本発明によるコイルばねは、特に有利に
は、２つの相対的に互いに回動する構造部分、それもこ
れらの部分の回動運動がばね巻条のストッパ作用によっ
て、要するにばねがロックすることによって若しくはば
ね巻条が密着することによって、制限される構造部分、
の間に、設けることができる。従ってこのようなコイル
ばねは２分割構造の所謂ツーマスフライホイールまたは
クラッチディスクの捩り振動減衰器内に組付けることが
可能である。ツーマスフライホイールは例えばＤＥ−Ｏ
Ｓ４１１７５８４号及び３７２１７１２号明細書により
公知である。本発明によるコイルばねはしかしまた、例
えばＤＥ−ＯＳ４２１３３４１号明細書により公知にな
っているコンバータダンパにも、あるいはまたＤＥ−Ｏ
Ｓ４２２５３０４号又は同４２２５３１４号明細書に記
載のベルトダンパに使用することも可能である。
は、２つの相対的に互いに回動する構造部分、それもこ
れらの部分の回動運動がばね巻条のストッパ作用によっ
て、要するにばねがロックすることによって若しくはば
ね巻条が密着することによって、制限される構造部分、
の間に、設けることができる。従ってこのようなコイル
ばねは２分割構造の所謂ツーマスフライホイールまたは
クラッチディスクの捩り振動減衰器内に組付けることが
可能である。ツーマスフライホイールは例えばＤＥ−Ｏ
Ｓ４１１７５８４号及び３７２１７１２号明細書により
公知である。本発明によるコイルばねはしかしまた、例
えばＤＥ−ＯＳ４２１３３４１号明細書により公知にな
っているコンバータダンパにも、あるいはまたＤＥ−Ｏ
Ｓ４２２５３０４号又は同４２２５３１４号明細書に記
載のベルトダンパに使用することも可能である。
【００１０】ばねの本発明による構成によれば、湾曲し
た状態で装置ユニット内に組込まれて配置されかつその
配置状態における曲率に相応して圧縮されるばねの場
合、巻条の少なくとも半径方向内側の範囲において巻条
間に良好な支持状態、有利には面接触支持状態が保証さ
れる。このことは上記のようなばねにおいては特に重要
である。それというのはこれらのばねの巻条は、ばねが
ロック状態になったときに、ばね全長のたんに一区分に
亘って互いに支持し合うにすぎないからである。
た状態で装置ユニット内に組込まれて配置されかつその
配置状態における曲率に相応して圧縮されるばねの場
合、巻条の少なくとも半径方向内側の範囲において巻条
間に良好な支持状態、有利には面接触支持状態が保証さ
れる。このことは上記のようなばねにおいては特に重要
である。それというのはこれらのばねの巻条は、ばねが
ロック状態になったときに、ばね全長のたんに一区分に
亘って互いに支持し合うにすぎないからである。
【００１１】ばね線材横断面の本発明による構成のさら
に別の利点は、線材が実際上なお依然としてほぼ円形の
形状を有することに基づいてリス（亀裂）検査にかける
ことができることにある。しかしまた線材は変形量が僅
かであることに基づいて成形前に既にリス検査にかける
ことも可能である。
に別の利点は、線材が実際上なお依然としてほぼ円形の
形状を有することに基づいてリス（亀裂）検査にかける
ことができることにある。しかしまた線材は変形量が僅
かであることに基づいて成形前に既にリス検査にかける
ことも可能である。
【００１２】本発明のさらに別の利点は、巻条間で面接
触が可能であることに基づいて、巻条が互いに衝突し合
った場合にも全く又は極めて僅かな変形が線材に生じる
にすぎないという点にある。このためばねは使用中著し
く僅かなずれしか生ぜず、要するに本発明による成形部
を有しない通常のばねの場合と比較して、当初のばね長
さに対してその長さが全く又は著しく僅かしか短縮され
ない。
触が可能であることに基づいて、巻条が互いに衝突し合
った場合にも全く又は極めて僅かな変形が線材に生じる
にすぎないという点にある。このためばねは使用中著し
く僅かなずれしか生ぜず、要するに本発明による成形部
を有しない通常のばねの場合と比較して、当初のばね長
さに対してその長さが全く又は著しく僅かしか短縮され
ない。
【００１３】特に有利には、円形横断面のばね線材の少
なくとも１つの成形部若しくは偏平部を後から、例えば
圧延等の変形加工によって加工することが可能である。
上記成形部はしかしまた既にばね線材の製作時に成形す
ることも可能である。成形部は特に有利な形式ではコイ
ルばねを巻くさいに成形することが可能である。このこ
とは、これによって同時にまた成形部の申し分のない方
向付け、要するにばね若しくはその巻条に対する成形部
若しくは偏平部の位置決めがえられる点で有利である。
少なくとも１つの成形部はこの場合、ワインディング機
械の前方又はワインディング機械に設けられる圧延加工
ステーションによって、成形することが可能である。
なくとも１つの成形部若しくは偏平部を後から、例えば
圧延等の変形加工によって加工することが可能である。
上記成形部はしかしまた既にばね線材の製作時に成形す
ることも可能である。成形部は特に有利な形式ではコイ
ルばねを巻くさいに成形することが可能である。このこ
とは、これによって同時にまた成形部の申し分のない方
向付け、要するにばね若しくはその巻条に対する成形部
若しくは偏平部の位置決めがえられる点で有利である。
少なくとも１つの成形部はこの場合、ワインディング機
械の前方又はワインディング機械に設けられる圧延加工
ステーションによって、成形することが可能である。
【００１４】多くの用途のためには、少なくとも１つの
成形部を有するばねを熱処理し、場合によっては局部的
にばね線材中に存在する極めて高い応力を減少させるの
が有利である。
成形部を有するばねを熱処理し、場合によっては局部的
にばね線材中に存在する極めて高い応力を減少させるの
が有利である。
【００１５】例えばほぼ方形横断の線材から成るコイル
ばねのように、ばねの軸線方向でみて線材両側に平らな
側面を有するコイルばねの場合、及び特に全体的に湾曲
した形態を有する又は湾曲した状態で装置に組付けられ
るコイルばねの場合には、これらの側面が互いにある角
度をなすように楔状に配置する本発明の配置形式を用い
るのが有利である。本発明のこのような構成では巻条は
ほぼ台形の横断面を有することになり、この場合互いに
斜めに延びている側面相互のなす角度は、巻条の半径方
向内側の範囲が実際にフラットに当接し合うように、設
定される。
ばねのように、ばねの軸線方向でみて線材両側に平らな
側面を有するコイルばねの場合、及び特に全体的に湾曲
した形態を有する又は湾曲した状態で装置に組付けられ
るコイルばねの場合には、これらの側面が互いにある角
度をなすように楔状に配置する本発明の配置形式を用い
るのが有利である。本発明のこのような構成では巻条は
ほぼ台形の横断面を有することになり、この場合互いに
斜めに延びている側面相互のなす角度は、巻条の半径方
向内側の範囲が実際にフラットに当接し合うように、設
定される。
【００１６】ばね線材の成形部の本発明による楔状の配
置形式乃至構成は、例えば楕円又は類似の横断面のよう
なさらに別の線材横断面を有するばねにおいても有利に
採用することができる。
置形式乃至構成は、例えば楕円又は類似の横断面のよう
なさらに別の線材横断面を有するばねにおいても有利に
採用することができる。
【００１７】さらに、ばねの軸線方向でみて巻条の少な
くとも片側に設けられた成形部が、線材横断面図でみ
て、直線状にではなしに、凹レンズ状に湾曲して延びて
いるようにし、その結果ばね線材が線材軸線に向かって
へこんだ凹部を有するようにすることも可能である。該
凹部はこの場合、少なくとも実質的に、ほぼ円形の線材
横断面の半径に相応する曲率を有するようにすることが
可能である。このような成形部によれば、やはり少なく
とも部分的に、ロック状態若しくは巻条密着状態まで負
荷を受けたばね巻条間に面接触に基づく支持が保証され
る。
くとも片側に設けられた成形部が、線材横断面図でみ
て、直線状にではなしに、凹レンズ状に湾曲して延びて
いるようにし、その結果ばね線材が線材軸線に向かって
へこんだ凹部を有するようにすることも可能である。該
凹部はこの場合、少なくとも実質的に、ほぼ円形の線材
横断面の半径に相応する曲率を有するようにすることが
可能である。このような成形部によれば、やはり少なく
とも部分的に、ロック状態若しくは巻条密着状態まで負
荷を受けたばね巻条間に面接触に基づく支持が保証され
る。
【００１８】
【実施例】図１に部分的に示されている捩り振動減衰器
は蓄力器１を有し、これは、図示の実施例では、外側の
コイルばね２および該外側のコイルばね２内に受容され
ている内側のコイルばね３から形成されている。コイル
ばね２及び３の軸線４は曲率半径５を有し、その曲率中
心は減衰器の回転軸線６と少なくともほぼ合致してい
る。蓄力器１は、有利には、未だ組付けられていない弛
緩した状態において、図１に示されている曲率に少なく
ともほぼ等しい曲率を有するように、製作されている。
未だ組付けられていないコイルばね２及び又は３のばね
軸線４の曲率半径５は要するに図１に図示されている曲
率半径とほぼ等しい。未だ組付けられていない時のこの
曲率半径は組付けられたときの曲率半径よりも大又は小
であってもよい。またコイルばね２，３の少なくとも一
方が、組付けられていない弛緩した状態において縦方向
で少なくともほぼ直線状であることも可能である。図示
の実施例では、それぞれが半径５の円の少なくともほぼ
半分に亘って延びている２つの蓄力器１が使用されてい
る。
は蓄力器１を有し、これは、図示の実施例では、外側の
コイルばね２および該外側のコイルばね２内に受容され
ている内側のコイルばね３から形成されている。コイル
ばね２及び３の軸線４は曲率半径５を有し、その曲率中
心は減衰器の回転軸線６と少なくともほぼ合致してい
る。蓄力器１は、有利には、未だ組付けられていない弛
緩した状態において、図１に示されている曲率に少なく
ともほぼ等しい曲率を有するように、製作されている。
未だ組付けられていないコイルばね２及び又は３のばね
軸線４の曲率半径５は要するに図１に図示されている曲
率半径とほぼ等しい。未だ組付けられていない時のこの
曲率半径は組付けられたときの曲率半径よりも大又は小
であってもよい。またコイルばね２，３の少なくとも一
方が、組付けられていない弛緩した状態において縦方向
で少なくともほぼ直線状であることも可能である。図示
の実施例では、それぞれが半径５の円の少なくともほぼ
半分に亘って延びている２つの蓄力器１が使用されてい
る。
【００１９】コイルばね２，３は互いに相対的に回動可
能な２つの構造部分７，８の間で圧縮可能である。少な
くともコイルばね２にロック状態（ばね巻状密着状態）
まで負荷がかけられると、構造部分７，８の相対回動運
動が制限され、その結果ばね巻条１０の半径方向内側の
区分９が、図２及び３から判るように、互いに接触し合
う。
能な２つの構造部分７，８の間で圧縮可能である。少な
くともコイルばね２にロック状態（ばね巻状密着状態）
まで負荷がかけられると、構造部分７，８の相対回動運
動が制限され、その結果ばね巻条１０の半径方向内側の
区分９が、図２及び３から判るように、互いに接触し合
う。
【００２０】図２にはコイルばね２の巻条１０の半径方
向内側の区分９が拡大図で示されている。ばね線材１１
の横断面が完全に円形である場合、ばね巻条１０のロッ
ク状態まで負荷を受けている半径方向内側の区分９は、
ばね２に作用する軸方向の力に基づいて、半径方向で互
いに変位せしめられ、その結果、局部的にばね線材１１
に付加的な応力が発生し、これによりばねの早期の折損
を生じ、ひいてはばね２の寿命が短縮される。ばね巻条
１０が互いに相対的にずれる原因は、就中、互いに密着
し合う球面状の若しくは横断面図でみて円形に形成され
た面に基づいてばね巻条相互間に良好な支持面がえられ
ないことにある。上記の面はばね巻条１０間に僅かにず
れが生じるとこれらのばね巻条１０に対する横力を発生
させる。さらにばね巻条１０相互のずれ若しくは移動
は、これらの巻条が互いに完全に重なり合って当接せ
ず、たんにばね巻条１０の半径方向内側の一部で支持し
合っているにすぎないことによっても助成される。
向内側の区分９が拡大図で示されている。ばね線材１１
の横断面が完全に円形である場合、ばね巻条１０のロッ
ク状態まで負荷を受けている半径方向内側の区分９は、
ばね２に作用する軸方向の力に基づいて、半径方向で互
いに変位せしめられ、その結果、局部的にばね線材１１
に付加的な応力が発生し、これによりばねの早期の折損
を生じ、ひいてはばね２の寿命が短縮される。ばね巻条
１０が互いに相対的にずれる原因は、就中、互いに密着
し合う球面状の若しくは横断面図でみて円形に形成され
た面に基づいてばね巻条相互間に良好な支持面がえられ
ないことにある。上記の面はばね巻条１０間に僅かにず
れが生じるとこれらのばね巻条１０に対する横力を発生
させる。さらにばね巻条１０相互のずれ若しくは移動
は、これらの巻条が互いに完全に重なり合って当接せ
ず、たんにばね巻条１０の半径方向内側の一部で支持し
合っているにすぎないことによっても助成される。
【００２１】図２に示す横断面を有するばねのさらに別
の欠点は、極めて高い軸方向力が負荷された場合、個々
のばね巻条１０が相互に点若しくは線で接触しているこ
とに基づいて、コイルばね材料が個々の巻条相互の接触
範囲で変形され、例えば平らに潰され、その結果後から
付加的な応力がばね中に生じ、その結果ばね２の弛緩時
の長さが新品であったときの弛緩時の長さに対して変化
し、即ち短縮されることにある。さらに、ばね２の組付
けられた状態における、大概の場合望ましくない変形に
より、該ばねの巻条ロック時の長さ（巻条密着時のばね
長さ）が減少し、これにより他の構造部分の損傷を生じ
ることがある。
の欠点は、極めて高い軸方向力が負荷された場合、個々
のばね巻条１０が相互に点若しくは線で接触しているこ
とに基づいて、コイルばね材料が個々の巻条相互の接触
範囲で変形され、例えば平らに潰され、その結果後から
付加的な応力がばね中に生じ、その結果ばね２の弛緩時
の長さが新品であったときの弛緩時の長さに対して変化
し、即ち短縮されることにある。さらに、ばね２の組付
けられた状態における、大概の場合望ましくない変形に
より、該ばねの巻条ロック時の長さ（巻条密着時のばね
長さ）が減少し、これにより他の構造部分の損傷を生じ
ることがある。
【００２２】図３には、本発明によるコイルばね１０２
のロック状態（巻条密着状態）まで負荷された巻条１１
０が示されている。巻条１１０はばね１０２の縦方向１
１２でみて両側に偏平部１１３を有し、その結果ロック
状態まで負荷された巻条は該偏平部１１３を介してばね
１０２の縦方向１１２若しくは軸線方向１０４で互いに
支持し合う。例えば図１に示すような、湾曲した組付け
位置状態を有しかつこの状態でロック状態まで負荷をか
けられているばねの場合、図３から判るように、ばね１
０２の縦方向１１２で線材１１１の両側に成形された偏
平部１１３が、巻条１１０の半径方向で内側に位置する
範囲が互いに面接触し合うように、互いに方向付けられ
ているようにするのが有利である。この目的で、ばね線
材１１１の両側に成形された偏平部１１３を、これらの
両偏平部が互いにある所定の角度をなして延びるよう
に、方向づけて形成することができ、この場合この角度
の大きさはばね１０２の曲率半径に関連する。図３の図
示の実施例ではこの角度１１４は３度である。偏平部１
１３は、次のように成形するのが有利である。即ち湾曲
した位置状態で組付けられたばね１０２の巻条１１０の
半径方向でもっとも内側の区分における偏平部１１３の
仮想の半径方向延長線１１５が、ばね１０２が組付けら
れている振動減衰器の回転軸線、例えば図１の回転軸線
６を少なくともほぼ通るように、成形するのが有利であ
る。
のロック状態（巻条密着状態）まで負荷された巻条１１
０が示されている。巻条１１０はばね１０２の縦方向１
１２でみて両側に偏平部１１３を有し、その結果ロック
状態まで負荷された巻条は該偏平部１１３を介してばね
１０２の縦方向１１２若しくは軸線方向１０４で互いに
支持し合う。例えば図１に示すような、湾曲した組付け
位置状態を有しかつこの状態でロック状態まで負荷をか
けられているばねの場合、図３から判るように、ばね１
０２の縦方向１１２で線材１１１の両側に成形された偏
平部１１３が、巻条１１０の半径方向で内側に位置する
範囲が互いに面接触し合うように、互いに方向付けられ
ているようにするのが有利である。この目的で、ばね線
材１１１の両側に成形された偏平部１１３を、これらの
両偏平部が互いにある所定の角度をなして延びるよう
に、方向づけて形成することができ、この場合この角度
の大きさはばね１０２の曲率半径に関連する。図３の図
示の実施例ではこの角度１１４は３度である。偏平部１
１３は、次のように成形するのが有利である。即ち湾曲
した位置状態で組付けられたばね１０２の巻条１１０の
半径方向でもっとも内側の区分における偏平部１１３の
仮想の半径方向延長線１１５が、ばね１０２が組付けら
れている振動減衰器の回転軸線、例えば図１の回転軸線
６を少なくともほぼ通るように、成形するのが有利であ
る。
【００２３】偏平部１１３を介しての面状の当接によ
り、個々の巻条１１０には、これらの巻条１１０を相対
的に押しずらす結果を生じるような横力は実際上全く生
じない。さらに偏平部１１３により、個々の巻条１１０
相互の接触部における単位面積当りの圧力が減少する。
これにより、個々の巻条１１０を互いに衝突させる原因
となる、衝撃的に発生する極めて高いモーメント若しく
は衝撃力はばね１０２により、線材１１１の横断面の変
化を実際に生じることなく、吸収され受容される。これ
によってまた、弛緩状態での又はロック状態まで負荷が
かかった状態でのばね長さの許容できない大きな変化も
避けられる。
り、個々の巻条１１０には、これらの巻条１１０を相対
的に押しずらす結果を生じるような横力は実際上全く生
じない。さらに偏平部１１３により、個々の巻条１１０
相互の接触部における単位面積当りの圧力が減少する。
これにより、個々の巻条１１０を互いに衝突させる原因
となる、衝撃的に発生する極めて高いモーメント若しく
は衝撃力はばね１０２により、線材１１１の横断面の変
化を実際に生じることなく、吸収され受容される。これ
によってまた、弛緩状態での又はロック状態まで負荷が
かかった状態でのばね長さの許容できない大きな変化も
避けられる。
【００２４】図４にはばね巻条２１０若しくはばね線材
２１１の横断面が拡大して示されている。ばね線材２１
１はたんに片側に成形部若しくは偏平部２１３を有して
いるにすぎない。この偏平部２１３に、相応するばねが
ロック状態になったときに、隣接の巻条が支持される。
多くの用途のためには、巻条２１０のこのような構成で
十分である。それというのは１つの偏平部２１３が片側
に設けられているにすぎない構成でも、ばねがロック状
態になったときに個々のばね巻条間の半径方向移動は実
際上不可能になるからである。またこのような構成によ
れば、新品の状態における最初のばね長さに対する使用
中におけるばね長さの短縮も減少する。
２１１の横断面が拡大して示されている。ばね線材２１
１はたんに片側に成形部若しくは偏平部２１３を有して
いるにすぎない。この偏平部２１３に、相応するばねが
ロック状態になったときに、隣接の巻条が支持される。
多くの用途のためには、巻条２１０のこのような構成で
十分である。それというのは１つの偏平部２１３が片側
に設けられているにすぎない構成でも、ばねがロック状
態になったときに個々のばね巻条間の半径方向移動は実
際上不可能になるからである。またこのような構成によ
れば、新品の状態における最初のばね長さに対する使用
中におけるばね長さの短縮も減少する。
【００２５】通常の形式で振動減衰器に使用される線材
横断面では、偏平部１１３，２１３の幅２１６は０．３
〜３ｍｍ、有利には０．５〜２ｍｍであることができ
る。偏平部の範囲における仮想円弧高さ２１７は０．０
５〜０．４ｍｍであることができる。
横断面では、偏平部１１３，２１３の幅２１６は０．３
〜３ｍｍ、有利には０．５〜２ｍｍであることができ
る。偏平部の範囲における仮想円弧高さ２１７は０．０
５〜０．４ｍｍであることができる。
【００２６】線材リング寸法２１８が、ばねの縦−若し
くは軸線方向で測定して、半径方向の線材リング寸法２
１９に対して、０．８５〜０．９８であるのが特に有利
である。
くは軸線方向で測定して、半径方向の線材リング寸法２
１９に対して、０．８５〜０．９８であるのが特に有利
である。
【００２７】図５の線材リング３１１若しくはばね巻条
３１０の構成では、たんに一方の成形部３１３により、
相応するばねのロック状態まで負荷をかけられた巻条３
１０相互間に面状の支持がえられる。相応するばねの縦
方向でみて、巻条３１０のたんに片側にだけ設けられた
成形部３１３は線材リング中心３１１ａに向かって凹レ
ンズ状に形成されており、かつ図示の実施例では、隣接
するばね巻条３２１の当接範囲の曲率半径に等しい曲率
半径３２０を有している。この曲率半径はほぼ円形横断
面を有する線材３１１の場合、この横断面の半径に等し
い。図５の成形部によれば、相応するばねがロック状態
まで負荷された場合巻条３１０の半径方向の移動が同様
に避けられる。
３１０の構成では、たんに一方の成形部３１３により、
相応するばねのロック状態まで負荷をかけられた巻条３
１０相互間に面状の支持がえられる。相応するばねの縦
方向でみて、巻条３１０のたんに片側にだけ設けられた
成形部３１３は線材リング中心３１１ａに向かって凹レ
ンズ状に形成されており、かつ図示の実施例では、隣接
するばね巻条３２１の当接範囲の曲率半径に等しい曲率
半径３２０を有している。この曲率半径はほぼ円形横断
面を有する線材３１１の場合、この横断面の半径に等し
い。図５の成形部によれば、相応するばねがロック状態
まで負荷された場合巻条３１０の半径方向の移動が同様
に避けられる。
【００２８】成形部１１３，２１３，３１３は線材１１
１，２１１，３１１の圧延のさいに、要するに相応する
線材の製造のさいに、一緒に成形することができる。こ
れらの成形部は市販の線材に、それも冷間圧延によって
成形するのが特に有利である。従って偏平部若しくは成
形部１１３，２１３，３１３は既に最終的に処理され
た、要するにばね特性を既に有している線材に圧延成形
することができる。成形部はしかしまた別の方法で、例
えば研削によって、設けることも可能である。
１，２１１，３１１の圧延のさいに、要するに相応する
線材の製造のさいに、一緒に成形することができる。こ
れらの成形部は市販の線材に、それも冷間圧延によって
成形するのが特に有利である。従って偏平部若しくは成
形部１１３，２１３，３１３は既に最終的に処理され
た、要するにばね特性を既に有している線材に圧延成形
することができる。成形部はしかしまた別の方法で、例
えば研削によって、設けることも可能である。
【００２９】成形部１１３，２１３，３１３を相応する
ばねの巻き工程中に製作するのが特に有利である。それ
というのはこれによれば最終製品における成形部の申し
分のない方向付けがえられるからである。従って例えば
相応する成形部を、巻き工程直前の作業工程で製作する
ことができる。相応するばね線材はこの場合成形部製作
用の装置から直接に巻き装置へ送入することができる。
ばねの巻き工程中に製作するのが特に有利である。それ
というのはこれによれば最終製品における成形部の申し
分のない方向付けがえられるからである。従って例えば
相応する成形部を、巻き工程直前の作業工程で製作する
ことができる。相応するばね線材はこの場合成形部製作
用の装置から直接に巻き装置へ送入することができる。
【００３０】巻条に成形部を有する本発明のコイルばね
はさらに、成形部を有しない同じ出発線材から製作され
た同じ長さのコイルばねに比して改善された作業能力を
有している。従って例えば巻条の数及び出発線材横断面
が同じ場合、本発明による成形部若しくは偏平部によ
り、ばね行程は、通常のばねに比して、大きくなる。さ
らにコイルばねの本発明による構成によれば、ばね長さ
及び巻条の総数が既に定まっている場合、横断面若しく
は直径が幾分大きい線材を使用することが可能である。
それというのは、直径が幾分大きい線材における本発明
による偏平部により、通常の線材では存在するばね行程
距離のロス分が補償されるからである。またこれによ
り、ばね行程距離が定まっている場合、円形横断面の通
常のばねに対して本発明によるばねはばねとしてのより
大きな作用能力を有することができる。この場合線材中
の応力若しくは剪断応力は実際上同じ大きさにとどまっ
ており、若しくは応力の増大分は達成される作用能力に
比して極めて僅かである。また、直径がより大きい線材
の使用が可能であることにより、より大きなばね定数及
び最大ばね行程時により大きな力がえられる。コイルば
ねの本発明による構成によって達成される、通常のコイ
ルばねに対するコイルばねの作用能力の増大に基づい
て、多くの場合、本発明によるばね内に受容されている
内側のばねを省略することが可能である。このような内
側のばねは図１に符号３で示されている。
はさらに、成形部を有しない同じ出発線材から製作され
た同じ長さのコイルばねに比して改善された作業能力を
有している。従って例えば巻条の数及び出発線材横断面
が同じ場合、本発明による成形部若しくは偏平部によ
り、ばね行程は、通常のばねに比して、大きくなる。さ
らにコイルばねの本発明による構成によれば、ばね長さ
及び巻条の総数が既に定まっている場合、横断面若しく
は直径が幾分大きい線材を使用することが可能である。
それというのは、直径が幾分大きい線材における本発明
による偏平部により、通常の線材では存在するばね行程
距離のロス分が補償されるからである。またこれによ
り、ばね行程距離が定まっている場合、円形横断面の通
常のばねに対して本発明によるばねはばねとしてのより
大きな作用能力を有することができる。この場合線材中
の応力若しくは剪断応力は実際上同じ大きさにとどまっ
ており、若しくは応力の増大分は達成される作用能力に
比して極めて僅かである。また、直径がより大きい線材
の使用が可能であることにより、より大きなばね定数及
び最大ばね行程時により大きな力がえられる。コイルば
ねの本発明による構成によって達成される、通常のコイ
ルばねに対するコイルばねの作用能力の増大に基づい
て、多くの場合、本発明によるばね内に受容されている
内側のばねを省略することが可能である。このような内
側のばねは図１に符号３で示されている。
【００３１】なお図面中巻条若しくは相応するばね線材
の横断面は理想的又は観念的に示されたものである。し
かし成形部が設けられることにより、はじめ円形の線材
横断面は僅かに変化し、例えば僅かに楕円性を有してい
てもよい。さらに、成形部とその他の横断面部分との間
の境界範囲には丸面取部状の部分若しくは材料の盛上が
りが生じていてもよい。
の横断面は理想的又は観念的に示されたものである。し
かし成形部が設けられることにより、はじめ円形の線材
横断面は僅かに変化し、例えば僅かに楕円性を有してい
てもよい。さらに、成形部とその他の横断面部分との間
の境界範囲には丸面取部状の部分若しくは材料の盛上が
りが生じていてもよい。
【図１】例えばＤＥ−ＯＳ第３７２１７１２号明細書に
より提案された捩り振動減衰器の一部を示す図。
より提案された捩り振動減衰器の一部を示す図。
【図２】巻条密着状態若しくはロック状態まで負荷がか
けられている通常のコイルばねのばね巻条を示す図。
けられている通常のコイルばねのばね巻条を示す図。
【図３】巻条密着状態若しくはロック状態まで負荷がか
けられている、本発明により構成されたばね巻条の断面
図。
けられている、本発明により構成されたばね巻条の断面
図。
【図４】本発明によるコイルばねを製作するためのばね
線材の横断面の別の実施例の拡大図。
線材の横断面の別の実施例の拡大図。
【図５】図４に相応するばね線材の横断面のさらに別の
実施例の拡大図。
実施例の拡大図。
１ 蓄力器、 ２ 外側のコイルばね、 ３ 内側のコ
イルばね、 ４ ばねの軸線、 ５ ばねの曲率半径、
６ 減衰器の構造部分の回転中心軸線、 ７構造部
分、 ８ 構造部分、 ９ 半径方向内側の区分、 １
０ ばね巻条、１１ ばね線材、 １０２ コイルば
ね、 １０４ ばねの軸線方向、 １１０ ばね巻条、
１１１ ばね線材、 １１２ ばねの縦方向、 １１
３ 偏平部、 １１４ 角度、 １１５ 延長線、 ２
１０ ばね巻条、 ２１１ ばね線材、 ２１３ 偏平
部、 ２１６ 偏平部の幅、 ２１７ 仮想円弧高さ、
２１８ 線材リング寸法、 ２１９ 線材リング寸法、
３１０ ばね巻条、３１３ 成形部、 ３１１ 線材
リング、 ３１１ａ 線材リング中心、 ３２０ 曲率
半径、 ３２１ 隣接するばね巻条
イルばね、 ４ ばねの軸線、 ５ ばねの曲率半径、
６ 減衰器の構造部分の回転中心軸線、 ７構造部
分、 ８ 構造部分、 ９ 半径方向内側の区分、 １
０ ばね巻条、１１ ばね線材、 １０２ コイルば
ね、 １０４ ばねの軸線方向、 １１０ ばね巻条、
１１１ ばね線材、 １１２ ばねの縦方向、 １１
３ 偏平部、 １１４ 角度、 １１５ 延長線、 ２
１０ ばね巻条、 ２１１ ばね線材、 ２１３ 偏平
部、 ２１６ 偏平部の幅、 ２１７ 仮想円弧高さ、
２１８ 線材リング寸法、 ２１９ 線材リング寸法、
３１０ ばね巻条、３１３ 成形部、 ３１１ 線材
リング、 ３１１ａ 線材リング中心、 ３２０ 曲率
半径、 ３２１ 隣接するばね巻条
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アルベルト アルバース ドイツ連邦共和国 ビュール ブラームス シュトラーセ １ (72)発明者 ローベルト フェルガー ドイツ連邦共和国 ビュール−ノイザッツ ヴァルトシュテーク 15
Claims (14)
- 【請求項１】 コイルばね、殊に自動車の動力伝達系に
おける捩り振動減衰器用のコイルばねにおいて、線材の
横断面がほぼ円形であり、かつ線材がばね軸線方向若し
くはばね縦方向でみて少なくとも線材片側に、例えば偏
平部のような成形部を有しており、巻条が密着状態若し
くはロック状態になるまでばねに負荷がかかると、巻条
の成形部が隣接の巻条に当接されることを特徴とする、
コイルばね。 - 【請求項２】 線材がばね軸線方向でみて両側に偏平部
を有していることを特徴とする、請求項１記載のコイル
ばね。 - 【請求項３】 少なくとも１つの成形部が０．３〜３ｍ
ｍの半径方向長さを有していることを特徴とする、請求
項１又は２記載のコイルばね。 - 【請求項４】 偏平部の範囲が０．０５〜０．４ｍｍの
仮想円弧高さを有していることを特徴とする、請求項１
から３までのいずれか１項記載のコイルばね。 - 【請求項５】 ばね軸線方向でみて線材巻条両側に成形
された偏平部が互いにほぼ平行に延びていることを特徴
とする、請求項１から４までのいずれか１項記載のコイ
ルばね。 - 【請求項６】 ばね軸線方向でみて線材巻条の両側に成
形された偏平部が互いに０．５°〜６°、有利には１°
〜４°の角度をなして互いに楔状に延びていることを特
徴とする、請求項１から５までのいずれか１項記載のコ
イルばね。 - 【請求項７】 コイルばねが弛緩した状態で円弧状であ
ることを特徴とする、請求項１から６までのいずれか１
項記載のコイルばね。 - 【請求項８】 コイルばねが少なくともほぼ、その組付
け時の半径にほぼ等しい曲率半径を有していることを特
徴とする、請求項７記載のコイルばね。 - 【請求項９】 ばね長さが巻条外径の複数倍であること
を特徴とする、請求項１から８までのいずれか１項記載
のコイルばね。 - 【請求項１０】 コイルばねが２つの互いに相対的に回
動可能な構造部分の間に設けられておりかつ巻条密着状
態まで負荷されて上記両構造部分の回動運動が制限され
ることを特徴とする、請求項１から１０までのいずれか
１項記載のコイルばね。 - 【請求項１１】 コイルばねが、ツーマスフライホイー
ル又はクラッチディスクの捩り振動減衰器内に組付けら
れていることを特徴とする、請求項１から１０までのい
ずれか１項記載のコイルばね。 - 【請求項１２】 少なくとも１つの成形部を焼入ればね
線材に成形することを特徴とする、請求項１から１１ま
でのいずれか１項記載のコイルばねの製作法。 - 【請求項１３】 成形部を圧延で成形することを特徴と
する、請求項１２記載のコイルばねの製作法。 - 【請求項１４】 少なくとも１つの成形部をコイルばね
を巻くさいに成形することを特徴とする、請求項１２又
は１３記載のコイルばねの製作法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4306908.8 | 1993-03-05 | ||
| DE4306908 | 1993-03-05 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06300065A true JPH06300065A (ja) | 1994-10-25 |
Family
ID=6482013
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6035016A Pending JPH06300065A (ja) | 1993-03-05 | 1994-03-04 | コイルばね及びその製作法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5642875A (ja) |
| JP (1) | JPH06300065A (ja) |
| DE (1) | DE4406826B4 (ja) |
| FR (2) | FR2702260B1 (ja) |
| GB (2) | GB9403008D0 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008090748A1 (ja) | 2007-01-26 | 2008-07-31 | Valeo Embrayages | コイルばね |
| WO2011013278A1 (ja) | 2009-07-31 | 2011-02-03 | 日本発條株式会社 | コイルばね |
| JP2013108627A (ja) * | 2013-02-25 | 2013-06-06 | Nhk Spring Co Ltd | コイルばね |
| JP2015218849A (ja) * | 2014-05-20 | 2015-12-07 | 国立大学法人電気通信大学 | 異形線コイルばね、異形線コイルばねの製造方法並びにマニピュレータ |
| JP5983861B2 (ja) * | 2013-03-22 | 2016-09-06 | トヨタ自動車株式会社 | 車両用ダンパ装置 |
| KR102890193B1 (ko) * | 2025-08-07 | 2025-11-21 | 대원강업주식회사 | 플랫 단면을 가지는 커브드 스프링 |
Families Citing this family (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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