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公開番号2025155239
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-14
出願番号2024058946
出願日2024-04-01
発明の名称ねじりコイルばね装置
出願人株式会社豊田自動織機
代理人弁理士法人岡田国際特許事務所
主分類F16F 1/12 20060101AFI20251006BHJP(機械要素または単位;機械または装置の効果的機能を生じ維持するための一般的手段)
要約【課題】荷重が印加された場合に案内棒に対してコイル部が傾斜することを許容しつつ、よりシンプルな構造にてアーム部のへたりを防止することができる、ねじりコイルばね装置を提供する。
【解決手段】コイル部11Aと、コイル部の一方側から延ばされた一方アーム部11Bと、コイル部の他方側から延ばされた他方アーム部11Cとを有するねじりコイルばね11と、コイル部の内径側に挿通された案内棒12Aを有するベース部12とを有し、案内棒における一方側に設けられた一方摩擦低減部材13Aであってコイル部の一方内周部11Dが接触した場合に一方内周部の接触個所11Vの摩擦を低減する一方摩擦低減部材13Aと、案内棒における他方側に設けられた他方摩擦低減部材13Bであってコイル部の他方内周部11Eが接触した場合に他方内周部の接触個所11Wの摩擦を低減する他方摩擦低減部材13Bと、の少なくとも一方を有する。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
ばね材がコイル状に巻回されたコイル部と、前記コイル部の軸方向における一方側から延ばされた一方アーム部と、前記コイル部の軸方向における他方側から延ばされた他方アーム部と、を有するねじりコイルばねと、
前記コイル部の内径側に挿通された案内棒を有するベース部と、
を有するねじりコイルばね装置であって、
前記案内棒は、
前記案内棒の外周面における前記一方側に設けられた一方摩擦低減部材であって前記コイル部の前記一方側の内周部である一方内周部が接触した場合に前記一方内周部の接触個所の摩擦を低減する前記一方摩擦低減部材と、
前記案内棒の外周面における前記他方側に設けられた他方摩擦低減部材であって前記コイル部の前記他方側の内周部である他方内周部が接触した場合に前記他方内周部の接触個所の摩擦を低減する前記他方摩擦低減部材と、
の少なくとも一方を有している、
ねじりコイルばね装置。
続きを表示（約 490 文字）【請求項２】
請求項１に記載のねじりコイルばね装置であって、
前記一方アーム部は、前記案内棒に対して相対的に可動するように設けられ、
前記他方アーム部は、前記案内棒に対して相対的に固定されるように設けられ、
前記案内棒には、前記他方摩擦低減部材が設けられることなく前記一方摩擦低減部材が設けられている、
ねじりコイルばね装置。
【請求項３】
請求項１に記載のねじりコイルばね装置であって、
前記一方アーム部と前記他方アーム部のそれぞれは、前記案内棒に対して相対的に可動するように設けられ、
前記案内棒には、前記一方摩擦低減部材と前記他方摩擦低減部材が設けられている、
ねじりコイルばね装置。
【請求項４】
請求項１に記載のねじりコイルばね装置であって、
前記案内棒の軸方向における前記一方摩擦低減部材と前記他方摩擦低減部材の少なくとも一方の長さは、前記ばね材の径よりも長く、かつ前記コイル部の軸方向長さの半分未満の長さに設定されている、
ねじりコイルばね装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ねじりコイルばね装置に関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
ねじりコイルばねは、コイル部の中心軸まわりにねじりモーメントを受けるばねである。ばねに荷重が加わると曲げ応力を発生して回転し、荷重による弾性エネルギーは曲げ弾性エネルギーとして蓄えられる。ねじりコイルばねは、弾性力を必要とする種々の回動動作機器等に使用され、ねじりコイルばねを適切に作動させるため、一般的にはコイル部の内径の空洞部に案内棒が挿通されている。
【０００３】
ねじりコイルばねの一方端と他方端には、それぞれコイル部から延長されたアーム部が形成されており、当該アーム部に荷重が印加される。ねじりコイルばねに印加される荷重は、一般的にはコイル部を縮径する方向の荷重（コイル巻き込み方向の荷重）が印加される。案内棒の断面積は、コイル部を縮径する方向の荷重が印加された場合にばねの回転を妨げないように、コイル部の内側の断面積の９０％程度に設定されている。従って、コイル部の内周側と案内棒の外周側との間には、所定の間隔の隙間があえて設定されており、この隙間によって、コイル部に荷重が印加された場合、案内棒の中心軸線に対してコイル部の中心軸線が傾く。
【０００４】
例えば縮径方向の荷重がアーム部に印加されると、案内棒に対してコイル部が傾斜した状態となり、荷重が印加されたアーム部に近い側のコイル部の内周部が案内棒に接触する。コイル部の内周部と案内棒との接触個所の摩擦が小さい場合では、荷重に応じて接触個所が案内棒の外周面を周方向に移動することで、荷重による応力がコイル部全体にかかってコイル部全体を縮径する。しかし、コイル部の内周部と案内棒との接触個所の摩擦が大きい場合では、荷重に応じて接触個所が案内棒の外周面を周方向に移動できず、荷重による応力が接触個所を支点としたアーム部に集中してかかり、コイル部は縮径せずにアーム部が曲げられる。このアーム部の曲げが繰り返されると、いわゆる「へたり」が進行し、意図した弾性力が得られない状態となる。
【０００５】
例えば特許文献１には、コイル部の一方端側の内径を案内棒と同径または案内棒よりも小径に設定し、コイル部の一方端側以外の個所（他方端側、及び他方端側から一方端側まで）の内径を案内棒よりも大径としたトーションバネ装置が開示されている。案内棒にねじりコイルばねを取り付けた場合、案内棒に接触するコイル部の一方端側のアーム部は案内棒に対して固定され、案内棒との間に隙間を有するコイル部の他方端側のアーム部には荷重が印加される。案内棒の中心軸線とねじりコイルばねの中心軸線は、荷重の有無にかかわらず一致状態が維持され、荷重が印加されても案内棒に対してねじりコイルばねが傾斜しない。コイル部の他方端側のアーム部に荷重が印加されても案内棒に対してコイル部が傾斜せず、案内棒に接触しているのはコイル部の一方端側のみであるので、荷重による弾性エネルギーはコイル部全体に伝搬され、いわゆる「へたり」は進行しない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開昭６３－０７６９２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載のトーションバネ装置は、ねじりコイルばねのコイル部の一方端側の内径を案内棒と同径または案内棒よりも小径に設定し、コイル部の一方端側以外の個所（他方端側、及び他方端側から一方端側まで）の内径を案内棒よりも大径としており、コイル部の形状（構造）が複雑となる点が好ましくない。また、コイル部の一方端側が案内棒にしっかりと固定されなければ、荷重が印加された場合に案内棒に対してコイル部が傾斜してしまう。特許文献１では、コイル部の一方端側がしっかりと案内棒に固定され、荷重が印加された場合も印加されない場合も案内棒に対してコイル部が傾斜しないようにしなければならない。そのために案内棒の径とコイル部の一方端側の内径を同径にするにはバラツキを考慮すると困難である。またコイル部の一方端側の内径を案内棒よりも小径にすると、コイル部を案内棒に取り付ける際の作業に手間がかかるので好ましくない。
【０００８】
本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、荷重が印加された場合に案内棒に対してコイル部が傾斜することを許容しつつ、よりシンプルな構造にてアーム部のへたりを防止することができる、ねじりコイルばね装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、第１の発明は、ばね材がコイル状に巻回されたコイル部と、前記コイル部の軸方向における一方側から延ばされた一方アーム部と、前記コイル部の軸方向における他方側から延ばされた他方アーム部と、を有するねじりコイルばねと、前記コイル部の内径側に挿通された案内棒を有するベース部と、を有するねじりコイルばね装置である。そして、前記案内棒は、前記案内棒の外周面における前記一方側に設けられた一方摩擦低減部材であって前記コイル部の前記一方側の内周部である一方内周部が接触した場合に前記一方内周部の接触個所の摩擦を低減する前記一方摩擦低減部材と、前記案内棒の外周面における前記他方側に設けられた他方摩擦低減部材であって前記コイル部の前記他方側の内周部である他方内周部が接触した場合に前記他方内周部の接触個所の摩擦を低減する前記他方摩擦低減部材と、の少なくとも一方を有している、ねじりコイルばね装置である。
【００１０】
次に、第２の発明は、上記第１の発明に係るねじりコイルばね装置であって、前記一方アーム部は、前記案内棒に対して相対的に可動するように設けられ、前記他方アーム部は、前記案内棒に対して相対的に固定されるように設けられ、前記案内棒には、前記他方摩擦低減部材が設けられることなく前記一方摩擦低減部材が設けられている、ねじりコイルばね装置である。
（【００１１】以降は省略されています）

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