[发明专利]螺旋弹簧

说明书

技术领域

本发明涉及螺旋弹簧，所述螺旋弹簧用作用于扭转阻尼器的扭簧、阀弹簧、回位弹簧、悬簧、模具弹簧等。

背景技术

在扭簧和用于例如离合器片的类似物中，存在一种物件，其具有以螺旋状卷绕并且具有形成在其圆形横截面外周形状上用作成形抵接面的平坦面的弹簧丝。

当载荷施加到螺旋弹簧来将螺旋弹簧挤压为紧密压缩状态或锁定状态时，相邻的螺旋部分的平坦面抵接来稳定地接受载荷，并且抑制沿螺旋径向的滑移。

通常，螺旋弹簧的弹簧丝螺旋形状的内径侧(螺旋内径侧部分)上的应力高于其外径侧(螺旋外径侧部分)上的应力。另外，形成平坦面导致改变截面扁平率(flattening)的变化，并且与应力偏离一起影响沿截面圆周方向的弹簧丝的应力分布状态。

设置有平坦面的弹簧丝可减小其截面形状的扁平率，从而通过平坦面抵接而缩短沿螺旋轴线方向的无间隙长度。该结构在设计具有长行程和低刚度的弹簧时是有利的。

因此，确定弹簧丝的截面扁平率在实现具有良好应力分布和更好设计的螺旋弹簧中是重要的。

通常建议扁平率为0.85到0.98。

但是该扁平率范围在设计比截面外周形状为圆形的螺旋弹簧更好的螺旋弹簧时有局限性，因而需要进一步改进。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本待审专利申请公开No.H06-300065

发明内容

本发明解决的问题

由本发明解决的问题是，当设计比其截面外周形状为圆形的螺旋弹簧更好的螺旋弹簧时存在限制。

解决问题的措施

为了实现设计比其截面外周基本形状为圆形的螺旋弹簧更好的螺旋弹簧，本发明提供一种螺旋弹簧，具有：弹簧丝，其以螺旋形状卷绕，并且其截面外周基本形状为圆形；和成形抵接面，其形成在所述弹簧丝的截面外周形状的螺旋内径侧部分和螺旋外径侧部分之间，以使沿轴线方向彼此相邻的螺旋部分在其通过所述成形抵接面抵接而稳定。沿螺旋轴线方向具有成形抵接面的截面外周形状的扁平率T/W设置成使应力比等于或低于其截面外周形状为圆形的螺旋弹簧的应力比。

本发明的效果

在具有以螺旋形状卷绕并且其截面外周基本形状为圆形的弹簧丝的螺旋弹簧中，本发明成形抵接面形成在弹簧丝的截面外周形状的螺旋内径侧部分和螺旋外径侧部分之间，以使沿螺旋轴线方向彼此相邻的螺旋部分在其通过成形抵接面抵接而稳定。沿螺旋轴线方向具有成形抵接面的截面外周形状的所述扁平率T/W设置成使应力比等于或低于截面外周形状为圆形的螺旋弹簧的应力比。

这将应力减小为等于或低于不具有平坦面的圆形横截面上的应力，并且实现更好的设计。

附图说明

图1为螺旋弹簧的前视图。(第一实施例)

图2为螺旋形状的内径侧上相关部分的放大剖视图。(第一实施例)

图3为弹簧丝的放大剖视图。(第一实施例)

图4为示出通过有限元方法得出的应力分布状态分析结果的示例性视图。(第一实施例)

图5为示出通过有限元方法得出的应力分布状态分析结果的示例性视图。(比较例)

图6为示出扁平率和应力比之间关系的曲线。(第一实施例)

图7为示出扁平率和无间隙高度比(solid height ratio)之间关系的曲线，其中(a)是D/W＝3的情况，(b)是D/W＝5的情况，(c)是D/W＝7的情况。(第一实施例)

图8为示出扁平率和应力比之间关系的曲线。(第一实施例)

图9为示出扁平率和无间隙高度比之间关系的曲线(第一实施例)

图10为部分示出具有平坦面(flat faces)的螺旋弹簧的剖视图，其中(a)是没有失稳的情况，(b)是失稳的情况。(第一实施例)

图11为示出失稳出现的曲线。(第一实施例)

附图标记说明

1螺旋弹簧

3弹簧丝

4螺旋轴线

5螺旋内径侧部分

7螺旋外径侧部分

9，11平坦面(成形抵接面)

T：螺旋内径侧部分沿螺旋轴线方向的最大厚度尺寸

W：弹簧丝的截面外周基本形状的直径

T/W：扁平率

具体实施方式

改善应力分布状态和实现更好的设计的目的通过将沿螺旋轴线方向具有成形抵接面的螺旋弹簧的截面外周形状的扁平率T/W设置为0.83到0.32来实现。