(57)【要約】【課題】渦巻部の延在方向全長に亘って、残留応力分布がばらつきにくい渦巻ばねおよびその製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】渦巻ばね１の製造方法は、帯状のばね材Ｓ製であって、内端部５０と、外端部５２と、内端部５０と外端部５２とを渦巻状に連結する渦巻部５１と、を備える渦巻ばね成形体５の、内端部５０を内端固定部材６に固定し、外端部５２を外端固定部材７に揺動可能に係止し、渦巻部５１の径方向内側に内側基準部Ｄを配置し、渦巻部５１に、内側基準部Ｄの径方向外側に配置され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と、を設定することにより、渦巻ばね成形体５に永久歪みを付与するセッチング工程を有する。【選択図】図２
2014185673.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯状のばね材製であって、内端部と、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、を備える渦巻ばね成形体の、該内端部を内端固定部材に固定し、該外端部を外端固定部材に揺動可能に係止し、該渦巻部の径方向内側に内側基準部を配置し、
該渦巻部に、該内側基準部の径方向外側に配置され径方向に隣り合う前記ばね材が全て接触する接触区間と、径方向に隣り合う該ばね材の少なくとも一部が接触しない非接触区間と、を設定することにより、
該渦巻ばね成形体に永久歪みを付与するセッチング工程を有する渦巻ばねの製造方法。
【請求項２】
前記セッチング工程において、前記渦巻部の渦形状中心と、前記外端部と前記外端固定部材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°以下の区間に、前記内側基準部が配置される請求項１に記載の渦巻ばねの製造方法。
【請求項３】
前記内側基準部は、前記内端部と前記渦巻部との境界、または前記内端固定部材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または請求項２に記載の渦巻ばねの製造方法。
【請求項４】
前記内側基準部は、前記内端固定部材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または請求項２に記載の渦巻ばねの製造方法。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の渦巻ばねの製造方法により製造される渦巻ばね。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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、シートハイトアジャスターなどに用いられる渦巻ばねおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
渦巻ばねは、渦巻部と内端部と外端部とを備えている。使用時において、内端部は、内側相手物に固定されている。一方、外端部は、外側相手物に固定されている。このように、渦巻ばねは、内側相手物と外側相手物との間のスペースに配置される。このため、渦巻ばねの寸法には、制約がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１−３０３３３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
渦巻ばねは、例えば、芯金にばね材を巻装することにより、成形される。このため、寸法制御が困難である。そこで、成形後の渦巻ばね成形体にセッチングを施すことにより、渦巻ばねを小型化する方法が考えられる。
【０００５】
セッチング時には、渦巻部に応力が発生する。具体的には、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。発生する応力は、渦巻部の延在方向全長に亘ってばらついている。すなわち、セッチング時における渦巻部の応力分布は不均一である。例えば、内端部から０．５巻、１．５巻、２．５巻などの巻位置においては、応力が大きくなりやすい。これらの巻位置においては、塑性変形量が大きいことが想定される。一方、内端部から１巻、２巻、３巻などの巻位置においては、応力が小さくなりやすい。これらの巻位置においては、塑性変形量が小さいことが想定される。このように、セッチング時における渦巻部の応力分布は不均一である。このため、セッチング時に、渦巻部が楕円形状に変化してしまうおそれがある。
【０００６】
この場合、セッチングによる小型化の効果が得られにくくなる。また、セッチング後の渦巻ばねが、隣接する部材（例えば内側相手物など）に、干渉してしまうおそれがある。また、セッチング後に、渦巻部の延在方向全長に亘って、曲率変化や残留応力分布がばらつくおそれがある。
【０００７】
特許文献１には、セッチング時に、径方向に隣り合うばね材間にスペーサを挿入する渦巻ばねの製造方法が開示されている。同文献の製造方法によると、同文献の第３図に示すように、不等ピッチであって、かつ偏心した渦巻ばねを成形することができる。同文献記載の渦巻ばねの製造方法によると、第４図に示すように、巻き締めた場合に、隣り合うばね材間の接触を回避することができる。このため、第５図に示すように、トルク特性を向上させることができる。このように、特許文献１には、使用時において、径方向に隣り合うばね材間の接触を禁止する、非接触式の渦巻ばねの製造方法が開示されている。
【０００８】
しかしながら、特許文献１には、上述したような、セッチング時における応力分布のばらつきに関する記載はない。また、特許文献１に記載の製造方法は、セッチングにより渦巻ばねに、意図的に異形形状（不等ピッチ）を付与するものである。対称的に、本発明の課題は、セッチング時における渦巻ばねの異形化（楕円化）を抑制するものである。この点において、特許文献１には、本発明に対して、反対方向の技術が開示されている。
【０００９】
本発明の渦巻ばねおよびその製造方法は、上記課題に鑑みて完成されたものである。本発明は、渦巻部の延在方向全長に亘って、残留応力分布がばらつきにくい渦巻ばねおよびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（１）上記課題を解決するため、本発明の渦巻ばねの製造方法は、帯状のばね材製であって、内端部と、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、を備える渦巻ばね成形体の、該内端部を内端固定部材に固定し、該外端部を外端固定部材に揺動可能に係止し、該渦巻部の径方向内側に内側基準部を配置し、該渦巻部に、該内側基準部の径方向外側に配置され径方向に隣り合う前記ばね材が全て接触する接触区間と、径方向に隣り合う該ばね材の少なくとも一部が接触しない非接触区間と、を設定することにより、該渦巻ばね成形体に永久歪みを付与するセッチング工程を有することを特徴とする。
【００１１】
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、「渦巻ばね成形体」は、セッチング工程前の未完成の「渦巻ばね」に相当する。
【００１２】
セッチング工程においては、渦巻ばね成形体に、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、が設定される。すなわち、セッチング工程においては、渦巻ばね成形体の周方向に、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、セッチング工程においては、渦巻ばね成形体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、セッチング工程においては、渦巻ばね成形体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。
【００１３】
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。
【００１４】
本発明の渦巻ばねの製造方法は、当該接触区間を意図的に設定することにより、セッチング工程において渦巻ばね成形体に発生する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。
【００１５】
本発明の渦巻ばねの製造方法によると、セッチング工程において、渦巻ばね成形体が異形化（楕円化）しにくくなる。このため、渦巻部における応力分布のばらつきを小さくすることができる。したがって、セッチング後に完成される渦巻ばねにおいて、渦巻部の延在方向全長に亘る、曲率変化（渦巻部の延在方向における、単位長さあたりの曲率の変化の程度）や残留応力分布のばらつきを抑制することができる。また、完成後の渦巻ばねを小型化（小径化）することができる。また、内側基準部を設定することにより、内側相手物（完成後の渦巻ばねの内端部が固定される物）に対する渦巻部の干渉を抑制することができる。
【００１６】
（２）好ましくは、上記（１）の構成において、前記セッチング工程において、前記渦巻部の渦形状中心と、前記外端部と前記外端固定部材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°以下の区間に、前記内側基準部が配置される構成とする方がよい。
【００１７】
ここで、セッチング工程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。
【００１８】
内側基準部は、セッチング工程における、渦巻部の渦形状中心と、外端部と外端固定部材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、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、渦巻部の延在方向全長に亘って、応力分布がばらつきやすいからである。
【００１９】
本構成によると、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、渦巻部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、渦巻部の延在方向全長に亘る曲率変化や応力分布のばらつきを、抑制することができる。
【００２０】
（３）好ましくは、上記（１）または（２）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、または前記内端固定部材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。
【００２１】
本構成によると、（α）内端部と渦巻部との境界、または（β）内端固定部材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、かつ内端固定部材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、かつ内端固定部材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、内端固定部材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。
【００２２】
（３−１）好ましくは、上記（３）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。
【００２３】
（４）好ましくは、上記（１）または（２）の構成において、前記内側基準部は、前記内端固定部材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。
【００２４】
本構成によると、内側基準部が内端固定部材から独立している。このため、内端部、内端固定部材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。
【００２５】
（５）上記課題を解決するため、本発明の渦巻ばねは、上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の渦巻ばねの製造方法により製造されることを特徴とする。本発明の渦巻ばねによると、渦巻部の延在方向全長に亘る、曲率変化や残留応力分布のばらつきを抑制することができる。また、完成後の渦巻ばねを小型化（小径化）することができる。また、内側相手物に対する渦巻部の干渉を抑制することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によると、渦巻部の延在方向全長に亘って、残留応力分布がばらつきにくい渦巻ばねおよびその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】第一実施形態の渦巻ばねの側面図である。
【図２】同渦巻ばねの製造方法のセッチング工程における渦巻ばね成形体の側面図である。
【図３】図２の円ＩＩＩ内の拡大図である。
【図４】図２の円ＩＶ内の拡大図である。
【図５】（ａ）は、セッチング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。（ｂ）は、同設定方法の模式図（その２）である。（ｃ）は、同設定方法の模式図（その３）である。
【図６】第二実施形態の渦巻ばねの製造方法のセッチング工程における渦巻ばね成形体の側面図である。
【図７】セッチング状態における実施例１の内側基準部の位置と応力増加率との関係を示すグラフである。
【図８】セッチング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。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の渦巻ばねおよびその製造方法の実施の形態について説明する。
【００２９】
＜第一実施形態＞
［渦巻ばねの構成］
まず、本実施形態の渦巻ばねの構成について説明する。図１に、本実施形態の渦巻ばねの側面図を示す。図１に示すように、本実施形態の渦巻ばね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）Ｇ１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Ｇ１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。渦巻ばね１は、車両用シート（図略）のシートバック揺動用として用いられる。
【００３０】
図１に細線で示すように、取付状態（渦巻ばね１を車両用シートに取り付けた状態）において、内端部２０は、内側相手物３に固定されている。内側相手物３は、クッションフレーム（図略）に配置されている。また、外端部２２は、外側相手物４に揺動可能に係止されている。外側相手物４は、バックフレーム（図略）に配置されている。シートバックを揺動させると、外側相手物４つまり外端部２２が、揺動する。図１に示す外側相手物４、外端部２２の位置は、最大変形状態Ｇ２（自然状態Ｇ１に対する巻締方向の変形量が最も大きい状態）に対応している。
【００３１】
［渦巻ばねの製造方法］
次に、本実施形態の渦巻ばねの製造方法について説明する。本実施形態の渦巻ばね１の製造方法は、成形工程と、セッチング工程と、を有している。図２に、本実施形態の渦巻ばねの製造方法のセッチング工程における渦巻ばね成形体の側面図を示す。
【００３２】
成形工程においては、芯金にばね材Ｓを巻装することにより、ばね材Ｓに渦巻形状を付与する。すなわち、渦巻ばね成形体５を作製する。渦巻ばね成形体５は、内端部５０と、渦巻部５１と、外端部５２と、を備えている。自然状態Ｇ３（セッチング前の渦巻ばね成形体５の自然状態）において、渦巻部５１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５１の、巻間隔は一定である。渦巻ばね成形体５は、図１に示す渦巻ばね１よりも、大径である。
【００３３】
セッチング工程においては、渦巻ばね成形体５にセッチングを施すことにより、渦巻ばね成形体５を小型化（小径化）する。具体的には、内端部５０を、内端固定部材６に固定する。また、外端部５２を、外端固定部材７に揺動可能に係止する。すなわち、渦巻ばね成形体５を、セッチング状態Ｇ４にセットする。セッチング状態Ｇ４において、内端部５０は、内端固定部材６に対して、自由に揺動することができない。一方、外端部５２は、外端固定部材７に対して、自由に揺動することができる。外端部５２は、いわゆる外端自由の状態（外端部５２が、外端固定部材７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）である。
【００３４】
図３に、図２の円ＩＩＩ内の拡大図を示す。図３に示すように、渦巻部５１の径方向内側には、接触誘導部材５３が配置されている。接触誘導部材５３は、短軸の丸棒状（ピン状）を呈している。接触誘導部材５３は、渦巻部５１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５３と渦巻部５１との接点に配置されている。内側基準部Ｄの径方向外側には、接触区間Ｃが発生している。接触区間Ｃについては、後で詳しく説明する。
【００３５】
図４に、図２の円ＩＶ内の拡大図を示す。図４に示すように、外端部５２は、直線部５２０と、曲線部５２１と、を備えている。直線部５２０は、渦巻部５１に対して、径方向外側に配置されている。曲線部５２１は、直線部５２０と渦巻部５１とを、Ｃ字状に連結している。曲線部５２１の曲率は一定である。曲線部５２１の曲率中心ｂは、渦巻部５１の径方向外側に設定されている。外側接触部Ｂは、外端固定部材７と曲線部５２１との接触界面の周方向端に配置されている。
【００３６】
図２に示すように、セッチング状態Ｇ４における内端部５０と、最大変形状態Ｇ２における内端部２０と、は同位置に設定されている。セッチング状態Ｇ４における外端部５２は、最大変形状態Ｇ２における外端部２２に対して、巻締方向にずれて配置されている。
【００３７】
図３に示すように、接触区間Ｃは、内側基準部Ｄの径方向外側に発生している。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、図２に示すように、渦巻ばね成形体５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。
【００３８】
接触区間Ｃを創出しているのは、内側基準部Ｄである。また、接触区間Ｃの位置を調整しているのは、内側基準部Ｄである。図２に示すように、内側基準部Ｄは、セッチング状態Ｇ４における、渦巻部５１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５１の延在方向（図２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。
【００３９】
このように、本工程においては、渦巻ばね成形体５にセッチングを施す。本工程によると、渦巻部５１の延在方向全長に亘って、応力分布がばらつきにくい。また、渦巻部５１の延在方向全長に亘って、渦巻部５１を小型化（小径化）することができる。
【００４０】
図１に示すように、セッチング後の渦巻ばね１の渦巻部２１は、自然状態Ｇ１において、アルキメデス曲線状を呈している。自然状態Ｇ１において、渦巻部２１の、巻間隔は一定である。図２に示すように、セッチング工程により、自然状態Ｇ１と自然状態Ｇ３との差分だけ、巻締方向に、渦巻部５１を塑性変形させることができる。つまり、渦巻部５１を小径化することができる。
【００４１】
［セッチング状態における渦巻部の渦形状中心の設定方法］
次に、本実施形態の渦巻ばねの製造方法のセッチング状態における渦巻部の渦形状中心の設定方法について説明する。図５（ａ）〜図５（ｃ）に、セッチング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。
【００４２】
まず、図５（ａ）に示すように、巻位置（渦巻部５１の内端部５０側の端部を０とした場合の周方向位置）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５（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５（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、セッチング状態Ｇ４における渦巻部５１の渦形状中心Ｏ（図２参照）に設定する。
【００４３】
［作用効果］
次に、本実施形態の渦巻ばねおよびその製造方法の作用効果について説明する。本実施形態の渦巻ばね１の製造方法によると、図２に示すように、セッチング工程において、内側基準部Ｄが内端固定部材６から独立している。このため、内端部５０、内端固定部材６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５３の位置設定の自由度が高くなる。
【００４４】
また、図２に示すように、セッチング状態Ｇ４においては、渦巻ばね成形体５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（渦巻ばね成形体５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、セッチング状態Ｇ４においては、渦巻ばね成形体５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。
【００４５】
セッチング工程においては、内側基準部Ｄ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、内側基準部Ｄ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、渦巻ばね成形体５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、渦巻ばね成形体５が異形化（楕円化）しにくくなる。したがって、渦巻部５１における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。
【００４６】
また、本実施形態の渦巻ばね１によると、渦巻部２１の延在方向全長に亘る、曲率変化や残留応力分布のばらつきを抑制することができる。また、渦巻ばね１を小型化（小径化）することができる。また、内側相手物３の寸法を想定して、図２に示すように内側基準部Ｄを設定することにより、図１に示すように、内側相手物３に対する渦巻部２１の干渉を抑制することができる。
【００４７】
＜第二実施形態＞
本実施形態の渦巻ばねおよびその製造方法と、第一実施形態の渦巻ばねおよびその製造方法との相違点は、セッチング工程において、接触誘導部材が配置されていない点である。ここでは、相違点についてのみ説明する。図６に、本実施形態の渦巻ばねの製造方法のセッチング工程における渦巻ばね成形体の側面図を示す。なお、図２と対応する部位については、同じ符号で示す。
【００４８】
図６に示すように、内端部５０は、直線部５００と、曲線部５０１と、を備えている。直線部５００は、渦巻部５１に対して、径方向内側に配置されている。曲線部５０１は、直線部５００と渦巻部５１とを連結している。曲線部５０１の曲率は一定である。曲線部５０１の曲率中心は、渦巻部５１の径方向内側に設定されている。内側接触部Ａは、曲線部５０１と渦巻部５１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、内端固定部材６に接触している。
【００４９】
本実施形態の渦巻ばねおよびその製造方法と、第一実施形態の渦巻ばねおよびその製造方法と、は構成が共通する部分については、同様の作用効果を有している。本実施形態の渦巻ばねの製造方法のセッチング工程においては、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、渦巻ばね成形体５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、渦巻ばね成形体５が異形化（楕円化）しにくくなる。したがって、渦巻部５１における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。また、本実施形態の渦巻ばねの製造方法によると、曲線部５０１と渦巻部５１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。
【００５０】
＜その他＞
以上、本発明の渦巻ばねおよびその製造方法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。
【００５１】
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２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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
自然状態における渦巻部５１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。
【００５５】
内端部５０、内端固定部材６の形状は特に限定しない。内端部５０が内端固定部材６に揺動不可能に固定されていればよい。外端部５２、外端固定部材７の形状は特に限定しない。外端部５２が外端固定部材７に揺動可能に固定されていればよい。接触誘導部材５３の、軸直方向の断面形状は、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。
【００５６】
内側接触部Ａは、内端固定部材６と渦巻部５１との接点に配置してもよい。図６に示すように、内端固定部材６と渦巻部５１との接点が複数ある場合は、最も内端部５０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５０１と渦巻部５１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、シートハイトアジャスターなどに用いてもよい。
【実施例】
【００５７】
以下、図２に示す第一実施形態の渦巻ばね成形体５と同形状の渦巻ばね成形体（実施例１）に対して行った、セッチング状態におけるＦＥＭ（有限要素法）解析の結果について説明する。
【００５８】
＜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と各固定部材（内端固定部材６、外端固定部材７）との接触、およびばね材Ｓ同士の接触も考慮した。ただし、渦巻部５１の巻数は３巻強とした。
【００５９】
＜内側基準部Ｄの位置θについて＞
図７に、セッチング状態における実施例１の内側基準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、渦巻ばね成形体５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×ｈ２）  ・・・式（１）
【００６０】
渦巻ばね成形体５に加える応力は、設計値σに対して１０％増加状態（図７における許容限度）まで、許容される。図７に示すように、内側基準部Ｄの位置θ（図２参照）を、８０°以上１６０°以下に設定すると、渦巻ばね成形体５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。
【００６１】
＜応力分布について＞
図８に、セッチング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、実施例２として、実施例１において内側基準部Ｄの位置をθ＝３０°とした場合のデータを示す。また、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。
【００６２】
巻位置とは、渦巻部５１の内端部５０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５２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。
【００６３】
図８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。
【００６４】
これに対して、実施例１（ただし内側基準部Ｄ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、応力の最大値を小さくすることができる。
【００６５】
また、実施例２の場合も、実施例１ほどではないものの、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Ｆ（巻位置０．５付近の応力）を小さくすることができる。
【符号の説明】
【００６６】
１：渦巻ばね、２０：内端部、２１：渦巻部、２２：外端部、３：内側相手物、４：外側相手物、５：渦巻ばね成形体、５０：内端部、５００：直線部、５０１：曲線部、５１：渦巻部、５２：外端部、５２０：直線部、５２１：曲線部、５３：接触誘導部材、６：内端固定部材、７：外端固定部材。
θ：位置、θ１〜θ３：中心角、Ａ：内側接触部、Ｂ：外側接触部、Ｃ：接触区間、Ｄ：内側基準部、Ｆ：最大値、Ｇ：最大値、Ｇ１：自然状態、Ｇ２：最大変形状態、Ｇ３：自然状態、Ｇ４：セッチング状態、Ｌ：基準線、Ｍ：トルクを、Ｏ：渦形状中心、Ｓ：ばね材、ｂ：曲率中心、ｈ：板厚を、ｈ１〜ｈ３：所定区間、ｉ１〜ｉ３：近似円、ｏ１〜ｏ３：中心。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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