(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダンパー機構の捩り振動吸収用のトーションスプリングとしてスプリングシートを介さずに用いられる、螺旋状に巻かれたコイルスプリングであって、
両端側の巻き線の硬度が中心側の巻き線の硬度より低く、
前記両端側の巻き線のピッチが前記中心側の巻き線のピッチより短い、
コイルスプリング。
【請求項２】
両端側の巻き線のピッチが中心側の巻き線のピッチより短くなるように鋼線をらせん状に加熱成形し、さらに急冷する工程と、
前記鋼線を焼きもどしする工程と、
前記鋼線の両端部を高周波焼きもどしする工程と、
を備えたコイルスプリングの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コイルスプリング及びその製造方法、特に、ダンパー機構のトーションスプリングとして用いられるコイルスプリング及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車輌のクラッチに用いられるクラッチディスク組立体は、１対の入力側円板プレートと、入力側円板プレートの外周部に固定された摩擦連結部と、１対の入力側円板プレート内に延びるフランジを有する出力側のハブと、１対の入力側円板プレートとフランジとを回転方向に弾性的に連結する複数のコイルスプリングとから主に構成されている。コイルスプリングはトルクを伝達するとともに、たとえば捩じり振動が入力されて入力側円板プレートとフランジとが相対回転するときに円周方向に圧縮される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前述のようにトーションスプリングとして使用されるコイルスプリングは、近年は高強度かつ高硬度のものが提供されている。特に、新材料を用いて浸炭窒化処理を行ったコイルスプリングは硬度が高い。
コイルスプリングは、硬度が高くなると、フランジや１対の入力側プレートの窓孔に当接する両端部分の一部が欠けて破損しやすい。そのため、実際の使用にはスプリングシートをコイルスプリングの両端に配置しなければならない。
【０００４】
本発明の目的は、コイルスプリングの端部の破損を防止することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載のコイルスプリングは、ダンパー機構の捩り振動吸収用のトーションスプリングとしてスプリングシートを介さずに用いられるものであり、螺旋状に巻かれている。そこでは、両端側の巻き線の硬度が中心側の巻き線の硬度より低い。また、両端側の巻き線のピッチが中心側の巻き線のピッチより短い。
請求項２に記載のコイルスプリングの製造方法は以下の工程を含んでいる。
【０００６】
◎両端側の巻き線のピッチが中心側の巻き線のピッチより短くなるように鋼線を螺旋状に加熱成形し、さらに急冷する。
◎鋼線を焼きもどしする。
◎鋼線の両端側の巻き線を高周波焼きもどしする。
このコイルスプリングは、両端側の巻き線の硬度が中心側の巻き線の硬度より低いため、たとえば全体的に高硬度になっていても、両端側の巻き線にねばり強さが生じて破損が生じにくい。また、両端側の巻き線のピッチが中心側の巻き線のピッチより短いため、このコイルスプリングが圧縮されると、両端側の巻き線が中心側の巻き線より先に密着する。
このように、硬度が低い両端部に大きな応力が生じないため、破損が生じにくい。
さらに、ダンパー機構に用いられる捩り振動吸収用のトーションスプリングの場合は、スプリングシートを用いる必要が無くなり、さらに剛性が変化する二段階の捩り特性が実現される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１に示すクラッチディスク組立体１は、本発明の一実施形態によるコイルスプリング８が用いられたダンパー機構の一例として説明する。クラッチディスク組立体１は、図示しないエンジン側（図１の左側）からトランスミッション側（図１の右側）にトルクの伝達及び遮断をするための装置である。クラッチディスク組立体１は、主に、１対のクラッチプレート２及びリテーニングプレート３と、クラッチ連結部４と、ハブ５と、複数のコイルスプリング８と、摩擦抵抗発生機構９とから構成されている。
【０００８】
クラッチプレート２及びリテーニングプレート３は概ね円板状の１対のプレート部材である。クラッチプレート２とリテーニングプレート３は外周部にストップピン１１により固定されている。また、クラッチプレート２の外周部には、クッショニングプレートと摩擦フェーシングとからなるクラッチ連結部４が固定されている。ハブ５は、軸方向に延びる円筒状のボス６と、ボス６から外周側に延びるフランジ７とから構成されている。ボス６はクラッチプレート２及びリテーニングプレート３の中心孔内に配置されており、図示しないトランスミッション側から延びる入力シャフトにスプライン係合している。フランジ７は、プレート２，３の間に延びている。フランジ７、クラッチプレート２及びリテーニングプレート３には、複数のコイルスプリング８を収納するための窓部がそれぞれ形成されている。摩擦抵抗発生機構９は、フランジ７の内周部とプレート２，３の内周部間にそれぞれ配置されている。
【０００９】
コイルスプリング８は、プレート２，３からフランジ７にトルクを伝達するとともに、両部材間で捩じり振動の伝達を遮断するための部材である。プレート２，３とフランジ７とが相対回転すると、コイルスプリング８は回転方向に圧縮される。図２に示すコイルスプリング８は螺旋状に延びる巻き線からなり、両端に切断で形成された平坦面を有する。コイルスプリング８は、材料の選定や製造工程により高強度・高硬度の特性を有している。
【００１０】
コイルスプリング８において、図２から明らかなように、中心側の巻き線８ａのピッチＰ1 は、両端側の巻き線８ｂ（破線で囲んだ２巻）のピッチＰ2 より長い。また、このコイルスプリング８では、中心側の巻き線８ａの硬度は両端側の巻き線８ｂの硬度より高い。
次に、コイルスプリング８の製造方法について説明する。初めに、延伸された鋼線を高温で加熱してコイリング機で螺旋状に成形する。次に、鋼線を油槽に入れて急冷する。続いて、焼きもどしを行う。さらに、鋼線に浸炭窒化処理を行い全体の硬度を高くする。次に、高周波加熱装置を用いて鋼線の両端側の巻き線８ｂを部分的に高周波焼きもどしする。最後に、ばねの表面にショットピーニングを行い、圧縮の残量応力を発生させる。
【００１１】
コイルスプリング８の両端側の巻き線８ｂは、高周波焼きもどしにより中心側の巻き線８ａに比べて硬度が低い。そのため、両端側の巻き線８ｂはねばり強さが増す。その結果、コイルスプリング８の両端部は、全体が高硬度であっても、フランジ７やプレート２，３の窓部に当接しても一部が欠けたりする等の破損が生じにくい。以上の理由で、スプリングシートを用いる必要がない。
【００１２】
さらに、コイルスプリング８の両端側の巻き線８ｂのピッチを短くすることにより、両端側の巻き線８ｂに大きな応力が生じない構造になっている。すなわち、コイルスプリング８のたわみ量が大きくなると、図３の特性のＡ点で両端側の巻き線８ｂ同士が密着する。さらにたわみ量が大きくなると、中心側の巻き線８ａのたわみが進む。このように、たわみ量が大きくなっても両端側の巻き線８ｂでは応力は増加しない。この結果、両端側の巻き線８ｂの硬度が中心側の巻き線８ａに比べて低いのにもかかわらず、両端側の巻き線８ｂが破損することはない。
【００１３】
本願発明は、前記製造工程で製造した高強度・高硬度のコイルスプリングに限定されない。
ただし、本願発明は高強度・高硬度のコイルスプリングに採用されるとその効果がより顕著になる。すなわち、高強度・高硬度のコイルスプリングでは、硬度が高い分だけもろくなっており、両端側の巻き線の一部が欠けやすいからである。
〔変形例〕
本発明に係るコイルスプリングが用いられるダンパー機構は前記クラッチディスク組立体に限定されない。すなわち、本発明に係るコイルスプリングを、２段階の捩じり特性を有するクラッチディスク組立体に用いてもよいし、他のダンパー機構、たとえばトルクコンバータのロックアップクラッチやフライホイール組立体に用いてもよい。
【００１４】
さらに、両端部において高周波焼きもどしを行いかつピッチを短くする巻き線の数は前記実施形態に限定されない。図４に示すコイルスプリング８では、両端側の巻き線８ｂの１巻のみが高周波焼き戻しされかつピッチが短い。
【００１５】
【発明の効果】
本発明に係るコイルスプリングでは、両端側の巻き線の硬度が中心側の巻き線の硬度より低いため、全体的に高硬度であっても、両端側の巻き線にねばり強さが生じて破損が生じにくい。また、両端側の巻き線のピッチが中心側の巻き線のピッチより短いため、このコイルスプリングが圧縮されると、両端側の巻き線が中心側の巻き線より先に密着する。このように、硬度が低い両端部に大きな応力が生じないため、破損が生じにくい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例が採用されたクラッチディスク組立体の縦断面概略図。
【図２】本発明の一実施形態としてのコイルスプリングの正面図。
【図３】コイルスプリングの特性図。
【図４】変形例のコイルスプリングの正面図。
【符号の説明】
８  コイルスプリング
８ａ  中心側の巻き線
８ｂ  両端側の巻き線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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