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JP6153750B2 - Spiral spring and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description

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。   The present invention relates to a spiral spring used for, for example, a seat back of a vehicle seat, a tumble mechanism, a seat height adjuster, and the like, and a manufacturing method thereof.

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。   The spiral spring includes a spiral portion, an inner end portion, and an outer end portion. In use, the inner end is fixed to the inner counterpart. On the other hand, the outer end is fixed to the outer counterpart. In this way, the spiral spring is disposed in the space between the inner counterpart and the outer counterpart. For this reason, there are restrictions on the dimensions of the spiral spring.

特開平1−303333号公報JP-A-1-303333

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。   The spiral spring is formed, for example, by winding a spring material around a cored bar. For this reason, dimensional control is difficult. Therefore, a method for reducing the size of the spiral spring by setting the formed spiral spring compact is conceivable.

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。   At the time of setting, stress is generated in the spiral portion. Specifically, a compressive stress is generated on the radially inner side of the spring material, and a tensile stress is generated on the radially outer side. The generated stress varies over the entire length of the spiral portion in the extending direction. That is, the stress distribution in the spiral portion during setting is not uniform. For example, stress tends to increase at winding positions such as 0.5, 1.5, and 2.5 from the inner end. At these winding positions, it is assumed that the amount of plastic deformation is large. On the other hand, at the winding position such as 1st, 2nd, 3rd, etc. from the inner end, the stress tends to be small. In these winding positions, it is assumed that the amount of plastic deformation is small. Thus, the stress distribution in the spiral portion during setting is non-uniform. For this reason, at the time of setting, there exists a possibility that a spiral part may change to an ellipse shape.

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。   In this case, it becomes difficult to obtain the effect of downsizing by setting. Further, the spiral spring after setting may interfere with an adjacent member (for example, an inner counterpart). Further, there is a possibility that the curvature change and the residual stress distribution vary over the entire length of the spiral portion in the extending direction after the setting.

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。   Patent Document 1 discloses a spiral spring manufacturing method in which a spacer is inserted between spring members adjacent in the radial direction during setting. According to the manufacturing method of the same document, as shown in FIG. 3 of the same document, it is possible to form a spiral spring having an unequal pitch and being eccentric. According to the spiral spring manufacturing method described in this document, as shown in FIG. 4, contact between adjacent spring materials can be avoided when tightened. For this reason, as shown in FIG. 5, the torque characteristics can be improved. As described above, Patent Document 1 discloses a method of manufacturing a non-contact spiral spring that prohibits contact between spring members adjacent in the radial direction during use.

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。   However, Patent Document 1 does not describe the variation in stress distribution during setting as described above. Moreover, the manufacturing method described in Patent Document 1 intentionally imparts an irregular shape (unequal pitch) to the spiral spring by setting. In contrast, the object of the present invention is to suppress the deformation (ellipticalization) of the spiral spring during setting. In this regard, Patent Document 1 discloses a technique in the opposite direction to the present invention.

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。   The spiral spring and the manufacturing method thereof according to the present invention have been completed in view of the above problems. An object of the present invention is to provide a spiral spring in which the residual stress distribution is less likely to vary over the entire length of the spiral portion in the extending direction, and a method for manufacturing the spiral spring.

(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。   (1) In order to solve the above-described problem, the spiral spring manufacturing method of the present invention is made of a strip-shaped spring material, and includes an inner end portion, an outer end portion, the inner end portion, and the outer end portion. A spiral spring formed in a spiral shape, the inner end of the spiral spring molded body is fixed to the inner end fixing member, the outer end is swingably locked to the outer end fixing member, and the spiral An inner reference portion is arranged on the inner side in the radial direction of the portion, and the spiral section is adjacent to the contact section in which all of the spring materials adjacent to the radial direction are arranged on the outer side in the radial direction of the inner reference portion. By setting a non-contact section where at least a part of the spring material does not contact, a setting step of imparting permanent distortion to the spiral spring molded body is provided.

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。   Here, “strip-shaped” includes “linear”. That is, the lateral width of the spring material is not particularly limited. The “spiral spring molded body” corresponds to an incomplete “spiral spring” before the setting process.

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。   In the setting step, a non-contact section where at least a part of the spring material adjacent in the radial direction does not contact the spiral spring molded body and a contact section where all the spring materials adjacent in the radial direction contact are set. That is, in the setting step, at least one non-contact section and at least one contact section are arranged in the circumferential direction of the spiral spring molded body. In other words, in the setting process, only the non-contact section is not arranged over the entire circumferential direction of the spiral spring molded body. In the setting process, only the contact section is not arranged over the entire circumferential direction of the spiral spring molded body.

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。   In the contact section, all spring materials adjacent in the radial direction are in contact. On the other hand, in the non-contact section, at least a part of the spring materials adjacent in the radial direction is not in contact. For this reason, the frictional resistance in the circumferential direction is greater in the contact section than in the non-contact section.

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。   In the spiral spring manufacturing method of the present invention, the stress generated in the spiral spring molded body in the setting process is controlled by intentionally setting the contact section. That is, the contact section is intentionally created by setting the inner reference portion.

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。   According to the spiral spring manufacturing method of the present invention, the spiral spring molded body is less likely to be deformed (elliptical) in the setting step. For this reason, the dispersion | variation in the stress distribution in a spiral part can be made small. Therefore, in the spiral spring completed after setting, the variation in curvature (the degree of change in the curvature per unit length in the direction in which the spiral portion extends) and the variation in the residual stress distribution over the entire length in the direction in which the spiral portion extends. Can be suppressed. Moreover, the spiral spring after completion can be reduced in size (smaller diameter). Further, by setting the inner reference portion, it is possible to suppress the interference of the spiral portion with the inner counterpart (the one to which the inner end portion of the completed spiral spring is fixed).

(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。   (2) Preferably, in the configuration of the above (1), in the setting step, a straight line connecting a vortex shape center of the spiral portion and an outer contact portion where the outer end portion and the outer end fixing member are in contact with each other. The inner reference portion is preferably arranged in a section having a central angle of 80 ° or more and 160 ° or less around the center of the spiral shape along the extending direction of the spiral portion with reference to the reference line .

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。   Here, the circumferential position when the end on the inner end side of the spiral part in the setting step is set to 0 is the “winding position”, and the “vortex shape center of the spiral part” is the winding position of the spiral part of 0 or more The center of the approximate circle in the section of 0.25 or less.

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。   The inner reference portion is along the extending direction of the spiral portion, with a straight line connecting the center of the spiral shape of the spiral portion and the outer contact portion where the outer end portion and the outer end fixing member are in contact in the setting process as a reference line. Thus, it is arranged in a section having a central angle of 80 ° or more and 160 ° or less with the vortex shape center as the center. And the inner side reference | standard part is arrange | positioned at the radial direction inner side of a spiral part. Here, the position of the inner reference portion is set to a section having a central angle of 80 ° or more and 160 ° or less. When the angle is less than 80 ° or more than 160 °, the stress distribution varies over the entire length of the spiral portion in the extending direction. It is easy.

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。   According to this configuration, the position of the contact section is adjusted by setting the position of the inner reference portion to a section having a central angle of 80 ° to 160 °. When the position of the contact section is adjusted, the bending moment of each part of the spiral part can be controlled. For this reason, the curvature change and the dispersion | distribution of stress distribution over the extension direction full length of a spiral part can be suppressed.

(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。   (3) Preferably, in the configuration of (1) or (2), the inner reference portion is a boundary between the inner end portion and the spiral portion, or a contact point between the inner end fixing member and the spiral portion. Of these, the inner contact portion arranged at the contact point closest to the inner end portion is preferable.

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。   According to this configuration, the inner contact portion is arranged at a contact point closest to the inner end portion among (α) a boundary between the inner end portion and the spiral portion, or (β) a contact point between the inner end fixing member and the spiral portion. . In the case of (β) and when the contact between the inner end fixing member and the spiral portion is single, the inner contact portion is disposed at the contact. Further, in the case of (β) and when there are a plurality of contacts between the inner end fixing member and the spiral portion, the inner contact portion is arranged at the contact closest to the inner end portion among the plurality of contacts. . According to this configuration, the inner contact portion can be arranged at a desired position by adjusting the positions of the inner end portion and the inner end fixing member.

(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。   (3-1) Preferably, in the configuration of the above (3), the inner end portion includes a straight portion and a curved portion having a constant curvature connected to the spiral portion, and the inner contact portion is It is better to have a configuration that is arranged at the boundary between the curved portion and the spiral portion. According to this configuration, the inner contact portion can be arranged using the boundary between the curved portion and the spiral portion.

(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。   (4) Preferably, in the configuration of the above (1) or (2), the inner reference portion is disposed at a contact point between the contact guiding member disposed independently of the inner end fixing member and the spiral portion. It is better to have a configuration.

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。   According to this configuration, the inner reference portion is independent of the inner end fixing member. For this reason, the freedom degree of the position setting of an inner edge part and an inner edge fixing member becomes high. Further, the degree of freedom in setting the position of the inner reference portion is increased.

(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。   (5) In order to solve the above-described problem, the spiral spring of the present invention is manufactured by the spiral spring manufacturing method according to any one of the above (1) to (4). According to the spiral spring of the present invention, it is possible to suppress variations in curvature and residual stress distribution over the entire length of the spiral portion in the extending direction. Moreover, the spiral spring after completion can be reduced in size (smaller diameter). Moreover, interference of the spiral portion with respect to the inner counterpart can be suppressed.

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。   According to the present invention, it is possible to provide a spiral spring in which the residual stress distribution is less likely to vary over the entire length of the spiral portion in the extending direction, and a method for manufacturing the spiral spring.

第一実施形態の渦巻ばねの側面図である。It is a side view of the spiral spring of the first embodiment. 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。It is a side view of the spiral spring molded object in the setting process of the manufacturing method of the spiral spring. 図2の円III内の拡大図である。FIG. 3 is an enlarged view in a circle III in FIG. 2. 図2の円IV内の拡大図である。FIG. 4 is an enlarged view in a circle IV in FIG. 2. (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。(A) is a schematic diagram (the 1) of the setting method of the vortex shape center of the spiral part in a setting state. (B) is the schematic diagram (the 2) of the setting method. (C) is the schematic diagram (the 3) of the setting method. 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。It is a side view of the spiral spring molded object in the setting process of the manufacturing method of the spiral spring of 2nd embodiment. 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。It is a graph which shows the relationship between the position of the inner side reference | standard part of Example 1 in a setting state, and a stress increase rate. 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。It is a graph which shows the relationship between the winding position of Example 1 in a setting state, and stress.

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。   Embodiments of the spiral spring and the manufacturing method thereof according to the present invention will be described below.

<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。
<First embodiment>
[Configuration of spiral spring]
First, the configuration of the spiral spring of this embodiment will be described. In FIG. 1, the side view of the spiral spring of this embodiment is shown. As shown in FIG. 1, the spiral spring 1 of the present embodiment includes an inner end portion 20, a spiral portion 21, and an outer end portion 22. The spiral spring 1 is formed of a strip-shaped spring material S. In the natural state (no load state) G1, the spiral portion 21 has an Archimedean curve shape. That is, in the natural state G1, the winding interval (interval between the spring materials S adjacent in the radial direction) of the spiral portion 21 is constant. The spiral spring 1 is used for swinging a seat back of a vehicle seat (not shown).

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。   As shown by a thin line in FIG. 1, the inner end portion 20 is fixed to the inner counterpart 3 in the attached state (the state in which the spiral spring 1 is attached to the vehicle seat). The inner counterpart 3 is disposed on a cushion frame (not shown). Further, the outer end portion 22 is locked to the outer counterpart 4 so as to be swingable. The outer counterpart 4 is disposed on a back frame (not shown). When the seat back is swung, the outer counterpart 4, that is, the outer end portion 22 is swung. The positions of the outer counterpart 4 and the outer end portion 22 shown in FIG. 1 correspond to the maximum deformation state G2 (the state in which the amount of deformation in the winding direction with respect to the natural state G1 is the largest).

[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。
[Method of manufacturing spiral spring]
Next, the manufacturing method of the spiral spring of this embodiment is demonstrated. The manufacturing method of the spiral spring 1 of this embodiment has a formation process and a setting process. In FIG. 2, the side view of the spiral spring molded object in the setting process of the manufacturing method of the spiral spring of this embodiment is shown.

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。   In the forming step, the spring material S is wound around the core bar to give the spring material S a spiral shape. That is, the spiral spring molded body 5 is produced. The spiral spring molded body 5 includes an inner end portion 50, a spiral portion 51, and an outer end portion 52. In the natural state G3 (the natural state of the spiral spring molded body 5 before setting), the spiral portion 51 has an Archimedean curve shape. That is, in the natural state, the winding interval of the spiral portion 51 is constant. The spiral spring molded body 5 has a larger diameter than the spiral spring 1 shown in FIG.

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。   In the setting step, the spiral spring molded body 5 is reduced in size by setting the spiral spring molded body 5. Specifically, the inner end portion 50 is fixed to the inner end fixing member 6. Further, the outer end portion 52 is locked to the outer end fixing member 7 so as to be swingable. That is, the spiral spring molded body 5 is set to the setting state G4. In the setting state G4, the inner end portion 50 cannot swing freely with respect to the inner end fixing member 6. On the other hand, the outer end portion 52 can freely swing with respect to the outer end fixing member 7. The outer end 52 is in a so-called free outer end state (the outer end 52 is locked to the outer end fixing member 7 so as to be swingable (moment free)).

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。   FIG. 3 shows an enlarged view in the circle III of FIG. As shown in FIG. 3, a contact guiding member 53 is disposed on the radially inner side of the spiral portion 51. The contact guide member 53 has a short-axis round bar shape (pin shape). The contact guide member 53 is in contact with the spiral portion 51 from the inside in the radial direction. The inner reference portion D is disposed at the contact point between the contact guide member 53 and the spiral portion 51. A contact section C occurs outside the inner reference portion D in the radial direction. The contact section C will be described in detail later.

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。   FIG. 4 shows an enlarged view in a circle IV in FIG. As shown in FIG. 4, the outer end portion 52 includes a straight portion 520 and a curved portion 521. The straight portion 520 is disposed on the radially outer side with respect to the spiral portion 51. The curved portion 521 connects the straight portion 520 and the spiral portion 51 in a C shape. The curvature of the curved portion 521 is constant. The center of curvature b of the curved portion 521 is set on the radially outer side of the spiral portion 51. The outer contact portion B is disposed at the circumferential end of the contact interface between the outer end fixing member 7 and the curved portion 521.

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。   As shown in FIG. 2, the inner end 50 in the setting state G4 and the inner end 20 in the maximum deformation state G2 are set at the same position. The outer end 52 in the setting state G4 is arranged so as to be shifted in the winding direction with respect to the outer end 22 in the maximum deformation state G2.

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。   As shown in FIG. 3, the contact section C occurs outside the inner reference portion D in the radial direction. In the contact section C, the spring materials S adjacent in the radial direction are all in contact. In addition, as shown in FIG. 2, the spring material S adjacent to radial direction is not contacting in areas other than the contact area C among the circumferential direction whole region of the spiral spring molded object 5. As shown in FIG. Sections other than the contact section C correspond to the “non-contact section” of the present invention.

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。   It is the inner reference portion D that creates the contact section C. Further, it is the inner reference portion D that adjusts the position of the contact section C. As shown in FIG. 2, the inner reference portion D is an extending direction of the spiral portion 51 with a straight line connecting the spiral shape center O of the spiral portion 51 and the outer contact portion B as a reference line L in the setting state G4. (Counterclockwise direction in FIG. 2) is arranged at a position θ having a central angle of 120 ° with the vortex shape center O as the center.

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。   Thus, in this step, the spiral spring molded body 5 is set. According to this step, the stress distribution is unlikely to vary over the entire length of the spiral portion 51 in the extending direction. Moreover, the spiral part 51 can be reduced in size (small diameter) over the full length of the spiral part 51 in the extending direction.

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。   As shown in FIG. 1, the spiral portion 21 of the spiral spring 1 after setting has an Archimedean curve shape in the natural state G1. In the natural state G1, the winding interval of the spiral portion 21 is constant. As shown in FIG. 2, the spiral part 51 can be plastically deformed in the winding direction by the difference between the natural state G1 and the natural state G3 by the setting process. That is, the spiral part 51 can be reduced in diameter.

[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。
[How to set the vortex shape center of the spiral in the setting state]
Next, a method for setting the vortex shape center of the spiral portion in the setting state of the spiral spring manufacturing method of the present embodiment will be described. FIGS. 5A to 5C are schematic diagrams illustrating a method for setting the center of the vortex shape of the spiral portion in the setting state.

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。   First, as shown in FIG. 5 (a), an approximate circle i1 of a predetermined section h1 starting from 0 is a winding position (a circumferential position when the end of the spiral portion 51 on the inner end 50 side is 0). The center o1 and the center angle θ1 of the approximate circle i1 are calculated. Next, as shown in FIG. 5B, an approximate circle i2 of a predetermined section h2 (> h1) starting from the winding position 0 is created, and the center o2 and the center angle θ2 of the approximate circle i2 are calculated. Thus, the center and the center angle are calculated while gradually expanding the predetermined section. As shown in FIG. 5C, when the approximate circle i3 of the predetermined section h3 (> h2) starting from the winding position 0 is created and the center o3 and the center angle θ3 of the approximate circle i3 are calculated, When θ3 reaches 90 ° (that is, the winding position 0.25), the center o3 at this time is set to the vortex shape center O (see FIG. 2) of the spiral portion 51 in the setting state G4.

[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。
[Function and effect]
Next, the effect of the spiral spring of this embodiment and its manufacturing method will be described. According to the method for manufacturing the spiral spring 1 of the present embodiment, as shown in FIG. 2, the inner reference portion D is independent from the inner end fixing member 6 in the setting step. For this reason, the freedom degree of the position setting of the inner end part 50 and the inner end fixing member 6 becomes high. Further, the degree of freedom in setting the position of the inner reference portion D, that is, the contact guiding member 53 is increased.

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。   Further, as shown in FIG. 2, in the setting state G4, at least one of the contact section C where the spring material S adjacent to the spiral spring 5 is in contact with the spiral spring molded body 5 and the spring material S adjacent to the radial direction. A non-contact section (a section other than the contact section C in the entire circumferential direction of the spiral spring molded body 5) in which the portion does not contact is disposed. That is, in the setting state G4, at least one non-contact section and at least one contact section C are arranged in the circumferential direction of the spiral spring molded body 5. In the contact section C, all the spring materials S adjacent in the radial direction are in contact. On the other hand, in the non-contact section, at least a part of the spring material S adjacent in the radial direction is not in contact.

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。   In the setting process, the contact section C is intentionally created by setting the inner reference portion D. In addition, the position of the contact section C is adjusted by setting the position of the inner reference portion D to a position θ having a center angle of 120 ° (within a section having a center angle of 80 ° to 160 °). When the position of the contact section C is adjusted, the bending moment of each part of the spiral spring molded body 5 can be controlled. For this reason, it becomes difficult for the spiral spring molded body 5 to be deformed (elliptical). Therefore, the variation of the stress distribution in the spiral part 51 can be reduced. In addition, the maximum value of stress can be reduced.

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。   Moreover, according to the spiral spring 1 of this embodiment, the curvature change and the dispersion | distribution of residual stress distribution over the extending direction full length of the spiral part 21 can be suppressed. Moreover, the spiral spring 1 can be reduced in size (smaller diameter). Also, assuming the dimensions of the inner counterpart 3, by setting the inner reference portion D as shown in FIG. 2, the interference of the spiral portion 21 with the inner counterpart 3 is suppressed as shown in FIG. Can do.

<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。
<Second embodiment>
The difference between the spiral spring of this embodiment and the manufacturing method thereof and the spiral spring of the first embodiment and manufacturing method thereof is that no contact induction member is arranged in the setting step. Here, only differences will be described. In FIG. 6, the side view of the spiral spring molded object in the setting process of the manufacturing method of the spiral spring of this embodiment is shown. In addition, about the site | part corresponding to FIG. 2, it shows with the same code | symbol.

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。   As shown in FIG. 6, the inner end portion 50 includes a straight portion 500 and a curved portion 501. The straight portion 500 is disposed on the radially inner side with respect to the spiral portion 51. The curved portion 501 connects the straight portion 500 and the spiral portion 51. The curvature of the curved portion 501 is constant. The center of curvature of the curved portion 501 is set on the radially inner side of the spiral portion 51. The inner contact portion A is disposed at the boundary between the curved portion 501 and the spiral portion 51. Further, in the inner contact portion A, the spring material S is in contact with the inner end fixing member 6.

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。   The spiral spring of this embodiment and the manufacturing method thereof and the spiral spring of the first embodiment and the manufacturing method thereof have the same operational effects with respect to the parts having the same configuration. In the setting process of the spiral spring manufacturing method of the present embodiment, the contact section C is intentionally created by setting the inner contact portion A. In addition, the position of the contact section C is adjusted by setting the position of the inner contact portion A to a position θ having a center angle of 120 ° (within a section having a center angle of 80 ° to 160 °). When the position of the contact section C is adjusted, the bending moment of each part of the spiral spring molded body 5 can be controlled. For this reason, it becomes difficult for the spiral spring molded body 5 to be deformed (elliptical). Therefore, the variation of the stress distribution in the spiral part 51 can be reduced. In addition, the maximum value of stress can be reduced. Moreover, according to the manufacturing method of the spiral spring of this embodiment, the inner side contact part A can be arrange | positioned using the boundary of the curve part 501 and the spiral part 51. FIG.

<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。
<Others>
The embodiment of the spiral spring and the manufacturing method thereof according to the present invention has been described above. However, the embodiment is not particularly limited to the above embodiment. Various modifications and improvements that can be made by those skilled in the art are also possible.

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。   The number of arrangement of the contact section C and the non-contact section is not particularly limited. In the contact section C, as shown in FIG. 2, the spring materials S that are in contact with each other in the radial direction may not be arranged linearly in the radial direction. For example, they may be arranged in a curved line shape (such as an S shape or a C shape) or a polygonal line shape (such as a Z shape or a zigzag shape). For example, in the contact section C, all the contact interfaces (contact interfaces between the spring materials S contacting in the radial direction) need only overlap when viewed from the radially outer side or the radially inner side.

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。   The contact state between the spring materials S that are in contact with each other in the radial direction in the contact section C is not particularly limited. Any of surface contact, line contact, and point contact may be used. Alternatively, a contact state in which these contact states are appropriately combined may be used.

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。   In the said embodiment, the spring material S adjacent to radial direction is not contacting at all in the non-contact area. However, in the non-contact section, the spring material S adjacent in the radial direction may be in partial contact.

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。   The shape of the spiral part 51 in the natural state is not particularly limited. For example, a Fermat curve shape, a Rituus curve shape, a clothoid curve shape, a hyperbolic spiral shape, a logarithmic spiral shape, or the like may be used. The material of the spring material S is not particularly limited. For example, carbon steel wires such as hard steel wires and piano wires, carbon steel strips, stainless steel wires, and stainless steel strips may be used. The shape of the spring material S is not particularly limited. It may be plate-shaped or linear. The cross-sectional shape in the short direction of the spring material S is not particularly limited. It may be a perfect circle, an ellipse, a rectangle, a trapezoid, an I shape, an L shape, a T shape, or the like. The spring material S may be solid or hollow.

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。   The shapes of the inner end portion 50 and the inner end fixing member 6 are not particularly limited. The inner end portion 50 only needs to be fixed to the inner end fixing member 6 so as not to swing. The shapes of the outer end portion 52 and the outer end fixing member 7 are not particularly limited. The outer end portion 52 may be fixed to the outer end fixing member 7 so as to be swingable. The cross-sectional shape of the contact guide member 53 in the axial direction is not particularly limited. It may be a polygonal shape such as an arc shape, a perfect circle shape, an elliptical shape, a triangle, a quadrangle, a hexagon, or an octagon.

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。   The inner contact portion A may be disposed at the contact point between the inner end fixing member 6 and the spiral portion 51. As shown in FIG. 6, when there are a plurality of contacts between the inner end fixing member 6 and the spiral portion 51, the inner contact portion may be arranged at the contact closest to the inner end portion 50. Thus, the inner contact portion A may not be disposed at the boundary between the curved portion 501 and the spiral portion 51. The use of the spiral spring 1 is not particularly limited. For example, you may use for the tumble mechanism of a vehicle seat, a seat height adjuster, etc.

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。   Hereinafter, the result of the FEM (finite element method) analysis in the setting state performed on the spiral spring molded body (Example 1) having the same shape as the spiral spring molded body 5 of the first embodiment shown in FIG. 2 will be described. .

<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。
<Analysis conditions>
Analysis was performed using commercially available software. In the analysis, the contact between the spring material S and each fixing member (the inner end fixing member 6 and the outer end fixing member 7) and the contact between the spring materials S were also considered. However, the number of turns of the spiral portion 51 was slightly more than 3.

<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×h) ・・・式(1)
<About the position θ of the inner reference portion D>
In FIG. 7, the relationship between the position of the inner side reference | standard part of Example 1 in a setting state and a stress increase rate is shown. The stress increase rate means the maximum stress value of the spiral spring molded body 5 when the stress design value is 100%. The design value σ is calculated from the following equation (1), where M is the torque, b is the lateral width (band width) of the spring material S, and h is the plate thickness of the spring material S.
σ = (6 × M) / (b × h 2 ) (1)

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。   The stress applied to the spiral spring molded body 5 is allowed up to a 10% increase state (allowable limit in FIG. 7) with respect to the design value σ. As shown in FIG. 7, when the position θ (see FIG. 2) of the inner reference portion D is set to 80 ° or more and 160 ° or less, the maximum value of the stress of the spiral spring molded body 5 can be made to be below the allowable limit. . That is, the maximum value of stress can be reduced. On the other hand, when the position θ is less than 80 ° and when the position θ exceeds 160 °, the maximum value of the stress cannot be reduced.

<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。
<About stress distribution>
FIG. 8 shows the relationship between the winding position and stress of Example 1 in the setting state. As Example 2, data in the case where the position of the inner reference portion D is set to θ = 30 ° in Example 1 is shown. Further, as Comparative Example 1, data of a spiral spring that is free from the outer end and is non-contact type is shown.

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。   The winding position means a circumferential position when the end portion on the inner end portion 50 side of the spiral portion 51 is zero. When the winding position increases by 1, the angle advances 360 ° (one rotation) toward the outer end portion 52. For example, winding position 0 is at 0 ° position, winding position 0.5 is at 180 ° position, winding position 1 is at 360 ° position, winding position 4.5 is at 1620 °, winding position 5 is at 1800 °, respectively. Correspond.

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。   As shown in FIG. 8, in the case of the comparative example 1, the stress of winding position 0, 1, 2, 3 is small. On the other hand, the stress at the winding positions 0.5, 1.5, and 2.5 is large. Thus, in the case of the comparative example 1, the dispersion | variation in stress distribution is large. Further, the maximum value G of stress (stress near the winding position 2.5) is large.

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。   In contrast, in the case of Example 1 (where the position θ of the inner reference portion D is 100 °), the stress is substantially constant regardless of the winding position. That is, in the case of Example 1, the variation in stress distribution can be reduced. In addition, the maximum value of stress can be reduced.

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。   Also in the case of the second embodiment, although not as much as the first embodiment, the variation in the stress distribution can be reduced. Further, the maximum value F of stress (stress near the winding position 0.5) can be reduced.

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。
1: spiral spring, 20: inner end, 21: spiral, 22: outer end, 3: inner counterpart, 4: outer counterpart, 5: spiral spring molded body, 50: inner end, 500: straight line Part, 501: curved part, 51: spiral part, 52: outer end part, 520: linear part, 521: curved part, 53: contact guide member, 6: inner end fixing member, 7: outer end fixing member.
θ: position, θ1 to θ3: center angle, A: inner contact portion, B: outer contact portion, C: contact section, D: inner reference portion, F: maximum value, G: maximum value, G1: natural state, G2 : Maximum deformation state, G3: natural state, G4: setting state, L: reference line, M: torque, O: center of vortex shape, S: spring material, b: center of curvature, h: plate thickness, h1 to h3 : Predetermined section, i1 to i3: approximate circle, o1 to o3: center.

Claims (6)

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。
An inner end of a spiral spring molded body made of a strip-shaped spring material, comprising an inner end portion, an outer end portion, and a spiral portion connecting the inner end portion and the outer end portion in a spiral shape Fixing the portion to the inner end fixing member, locking the outer end portion to the outer end fixing member so as to be swingable, and placing an inner reference portion radially inside the spiral portion,
A contact section where all the spring materials adjacent to each other in the radial direction are in contact with the spiral portion, and a non-contact section where at least a part of the spring materials adjacent in the radial direction are not in contact with each other. By setting and
A method for manufacturing a spiral spring, comprising a setting step of imparting permanent set to the spiral spring molded body.
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。   In the setting step, along the extending direction of the spiral portion, a straight line connecting the center of the spiral shape of the spiral portion and the outer contact portion where the outer end portion and the outer end fixing member are in contact is a reference line. The method for manufacturing a spiral spring according to claim 1, wherein the inner reference portion is disposed in a section having a center angle of 80 ° or more and 160 ° or less with the center of the spiral shape as a center. 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。   The inner reference portion is an inner contact portion arranged at a boundary between the inner end portion and the spiral portion, or a contact point closest to the inner end portion among contact points between the inner end fixing member and the spiral portion. The manufacturing method of the spiral spring of Claim 1 or Claim 2. 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。   3. The method of manufacturing a spiral spring according to claim 1, wherein the inner reference portion is disposed at a contact point between a contact guiding member disposed independently of the inner end fixing member and the spiral portion. 前記セッチング工程後の前記渦巻部の、自然状態における巻間隔は、一定である請求項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。  The method for manufacturing a spiral spring according to any one of claims 1 to 4, wherein a winding interval in a natural state of the spiral portion after the setting step is constant. 請求項1ないし請求項5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。  The spiral spring manufactured by the manufacturing method of the spiral spring in any one of Claims 1 thru | or 5.
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