(57)【要約】クローズドエンドタイプのコイルばね１において、コイル素線２の線端近傍外周面２ａと次巻目コイル外周面との間に間隔を制御するカプラ３を固着して、従来のクローズドエンドタイプのコイルばねに生ずる初期たわみを低減する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
クローズドエンドタイプのコイルばねにおいて、コイル素線の線端近傍外周面と次巻目コイル外周面との間隔にカプラを固着したことを特徴とする初期たわみを低減したクローズドエンドタイプコイルばね。
【請求項２】
前記カプラは弾性体であることを特徴とする請求項１に記載の初期たわみを低減したクローズドエンドタイプコイルばね。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】    本発明は自動車の緩衝ばねなどに使用するコイルばねに関するものである。
【背景技術】    自動車や二輪車の道路状況に応じた乗り心地の改善のために、車体を支承するコイルばねに関して多くの発明が開示されている。例えば実開昭５６−２０１４０号公報や特公平２−２２２５２号公報に記載のコイルばねは、コイル素線の途中に弾性スペーサを取り付けて道路状態に応じてコイル定数を変えようとするものである。
また、実開昭５７−１１３７３９号公報に記載のコイルばねは、ばねの基部に適当な巻数を有するコイル体のスペーサを差し込んで有効コイル巻数を変えることによりコイル定数を変えるものである。
また特開平６−４２５６３号公報に記載のコイルばねは、オープンエンドタイプのコイルばねにおいて、ばねの座曲傾斜を防止する受け座金に関するものである。
本発明はこれらと異なり、後述するようにクローズドタイプのコイルばねの問題点である初期たわみを低減してばね特性を改善しようとするものである。
自動車の緩衝ばねなどに使用するコイルばねは、図３（ａ）に示すようなコイル端を平面加工したクローズドエンドタイプのコイルばねと、図３（ｂ）に示すような端部切り放しのオープンエンドタイプのコイルばねがある。
図３（ｂ）のオープンエンドタイプのコイルばねの場合は、平面座金を使用してばねに圧縮力をかけるとコイル軸方向に斜めの力が働き座曲傾斜が生ずる。
そこで、これを防止するために特開平６−４２５６３号公報に開示されているような特殊な座板を使用しなければならないという不利がある。これに対し、図３（ａ）のクローズドエンドタイプのコイルばねでは平面座金を使用しても軸方向に均等に力が働くのでオープンエンドタイプのように特殊な座金の使用を必要としないという利点がある。
コイルばねに圧縮力をかけた場合に、オープンエンドタイプのコイルばねでは図４（ａ）の破線で示すように荷重とたわみの線図が始点から直線になり、ばね定数も図４（ｂ）の破線に示すように始点から所定の定常値になる。これに対しクローズドエンドタイプのコイルばねでは、図４（ａ）の実線で示すように、コイルばね素線の端部の小断面部が小さい荷重でたわんだ後に所定値の荷重−たわみの関係になり、ばね定数も図４（ｂ）の実線に示すように始点から順次大きくなりクリープの終了点で定常値になるという問題点がある。この初期のたわみを本発明では初期たわみと称している。
クローズドエンドタイプのコイルばねの上記の欠点を避けるためには、初期たわみの範囲で予圧荷重をかけることも考えられるが、コイル長が実質的に短くなるために実施できない場合がある。そのために、平面座金の使用できるクローズドエンドタイプのコイルばねにおいて、前記初期たわみの少ないコイルばねが要求された。
【発明の開示】
そこで本発明は上記問題点を解決し、クローズドエンドタイプのコイルばねにおいて、オープンエンドタイプのコイルばねに近い初期たわみを低減したクローズドエンドタイプのコイルばねを提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の初期たわみを低減したクローズドエンドタイプのコイルばねは、コイル素線の線端近傍外周面と次巻目コイル外周面との間隔にカプラを固着したことを特徴とするものである。
すなわち、本発明の初期たわみを低減したクローズドエンドタイプのコイルばねは、クローズドエンドタイプのコイルばねの問題点である先端部の素線断面積が小さいことに起因して通常ばね荷重より小さい力でばねがたわむために生ずる初期たわみを防止するために、コイル先端部にかかる力をカプラを介して次巻目コイルに伝達することにより初期たわみを低減するものである。
これにより、本発明のクローズドエンドタイプのコイルばねの荷重−たわみ線図とばね定数は図５に示すようになる。すなわち、本発明のコイルばねは、図に示すように初期に僅かに初期たわみが生ずるが、図４の従来のコイルばねと比較すると判るように大幅に初期たわみを低減することができる。これによって実質的にオープンエンドタイプのコイルばねと同等のばね特性が得られる。そして、ばね受け部材として平面座金が使用できるのでコストが低減できる。
本発明は前記実開昭５７−１１３７３９号公報に記載の公知発明のコイルばねのようにスペーサを挿入したり外したりしてコイル巻数を変えるものでなく、コイル素線先端部近傍にカプラを初めから固着しておいて圧縮力付加の初期からばね定数を定常値にすることを目的とするものである。
前記カプラは弾性体であることが好ましい。またこのカプラとしては、ばね素線を損傷しない硬さを有しかつ弾性を有する材料が望ましい。プラスチック、アルミ合金、銅合金などが使用できる。また、カプラの固着の方法としては、接着剤により接着してもよく、ばねの弾性により保持固着してもよい。
【図面の簡単な説明】    第１図は本発明実施形態の初期たわみを低減したコイルばねの斜視図、第２図は本発明のカプラの一例を示す斜視図、第３図はクローズドエンドタイプのコイルばねとオープンエンドタイプのコイルばねを説明する図である。第４図は従来のクローズドエンドタイプのコイルばねの初期たわみを説明する図、第５図は本発明のばね圧縮の荷重−たわみとばね定数を示す図、第６図は本発明の実施例の圧縮試験値を示す図である。
【符号の説明】
１  クローズドエンドタイプのコイルばね、２  コイル素線、３  カプラ
【発明を実施するための最良の形態】    以下本発明を図示の実施形態について具体的に説明する。図１は本発明実施形態のコイルばねの斜視図、図２は本発明のカプラの一例を示す斜視図である。
図１において、本発明のクローズドエンドタイプのコイルばねはコイル端を平面加工したコイル素線２と、コイル素線２の両先端部２ａ近傍に固着したカプラ３とからなる（図１にはコイル片端のみ表示し他端は省略してある）。
カプラ３の一例は、詳細を図２に示すように、コイル素線２の線端２ａが安定して挿入される底径の溝３ａと、その裏面に次巻目コイル外周面が安定して跨座する径の溝３ｂとを有するブロックからなる。これにより、ばねの圧縮時にコイル素線２の線端２ａと次巻目コイル外周との間隔が保持される。このブロックはコイル素線を損しないような硬さの弾性体が望ましく、プラスチックや硬さの低い金属で作られる。そして固着方法としては、溝３ａ側か３ｂ側の少なくもいずれか一方をコイル素線と接着剤などにより接着して固着するのが望ましいが、接着しないでもコイルばねの弾性と適当な保持方法によりブロックを保持することも可能である。
また本実施形態ではカプラ３の形状をコイル素線２に跨座する鞍形にしたが、跨座する溝３ｂの代わりに貫通孔にして素線２を通すような他の形状にしてもよい。
上記構成のコイルばねの作用について説明する。コイルばねに圧縮力がかかった場合に、カプラのない従来のクローズドエンドタイプのコイルばねでは素線断面積の小さい先端部２ａがたわんで、次巻線の外周に接触した後に定常のばね定数になる。これによって、前記図４に示したように初期たわみが生ずる。
これに対して本発明のコイルばねは、コイルばねに圧縮力がかかった場合コイル素線先端部２ａにかかる圧縮力はカプラ３を介して次巻線に伝達されるので、図５に示すように素線先端部２ａは撓まないでほぼ圧縮初期から定常のばね定数になる。図５に示すように初期たわみは実用上ほとんど無視できるのでクローズドエンドタイプでオープンエンドタイプとほぼ同等のばね特性が得られる。
実施例として、表１に示す諸元のクローズドエンドタイプのコイルばねについて本発明のコイルばねと従来のカプラのないコイルばねについて圧縮試験を行った。カプラの材料としてはデルリンを使用した。
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圧縮試験の結果を図６に示す。図から判るように、従来のカプラのないコイルばねではコイル高さ１８５ｍｍに圧縮するまで初期たわみが見られるが、本発明のコイルばねでは自由高さから３ｍｍ圧縮したコイル高さ２００ｍｍで定常のばね定数を示した。すなわち実用上ほとんど初期たわみがないコイルばねが得られた。
以上述べたように本発明の初期たわみを低減したクローズドエンドタイプのコイルばねは、コイル素線の線端近傍外周面と次巻目コイル外周面との間に固着したカプラにより、コイル先端部に係る圧縮力が弾性を有するカプラを介して次巻目コイルに伝達されるので、クローズドエンドタイプの問題点であるコイル先端部の素線断面積が小さいことに起因して通常ばね荷重より小さい力でばねがたわむ初期たわみを防止することができる。
これにより、オープンエンドタイプのコイルばねのように特殊座金を使用しないで、平面座金を使用して実質的にオープンエンドタイプのコイルばねと同等のばね特性が得られる。
本発明は実開昭５７−１１３７３９号公報に記載の公知発明のコイルばねのようにスペーサを挿入したり外したりしてコイル巻数を変えるものでなく、コイル素線先端部近傍にカプラを固着しておいて荷重付加の初期からばね定数を定常値にすることを目的とするものである。
このカプラとしては、ばね素線を損傷しない硬さの弾性を有するものが望ましい。また、カプラの固着の方法としては、接着剤により接着してもよく、ばねの弾性により保持固着してもよい。
【産業上の利用の可能性】
以上説明したように、本発明の初期たわみを低減したクローズドエンドタイプのコイルばねは、オープンエンドタイプのコイルばねのように特殊座金を使用しないで、平面座金を使用して実質的にオープンエンドタイプのコイルばねと同等の初期たわみのないばね特性が得られるので、クローズドエンドタイプのコイルばねの用途を拡大できる。
【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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【手続補正書】
【提出日】平成15年4月29日(2003.4.29)
【手続補正００１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（補正後）クローズドエンドタイプのコイルばねにおいて、コイル素線の線端近傍外周面と次巻目コイル外周面との間隔に、前記両外周面に密着させたカプラを固着したことを特徴とする初期たわみを低減したクローズドエンドタイプコイルばね。
【請求項２】
前記カプラは弾性体であることを特徴とする請求項１に記載の初期たわみを低減したクローズドエンドタイプコイルばね。
【国際調査報告】
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