螺旋波纹弹簧的制作方法

本公开涉及使扁平的线材以沿轴线方向的高度的振幅蜿蜒且形成为螺旋状的螺旋波纹弹簧。

背景技术：

已知使扁平的线材以沿轴线方向的高度的振幅蜿蜒且形成螺旋状的螺旋波纹弹簧(有时也简称为“波纹弹簧”)(例如，参照专利文献1)。

螺旋波纹弹簧例如在自动变速器的离合器单元中被配置为复位弹簧，该复位弹簧在按压摩擦配合要素的活塞与被卡止于固定侧构件的弹簧固座圈之间，被配置为随着沿活塞的轴线方向的变位而伸缩(例如，参照专利文献2)。

[现有技术文献]

[专利文献]

专利文献1：日本国特开2015-043728号公报

专利文献2：日本国特开2010-201041号公报

技术实现要素：

[发明要解决的课题]

但是，在这样的现有技术文献所公开的螺旋波纹弹簧中，在伸缩时接触部分在周向上偏移，线材有变得不在顶点处接触的可能性(扭转)。另外，在从轴线方向偏移地伸缩的情况下各段在径向上偏移，线材有变得不在顶点处接触(倾倒)的可能性。进而，发生这样的周向的偏移或径向的偏移后，位于上下的线材的顺序有交换或缠绕的可能性(扭曲)。因此，在螺旋波纹弹簧中发生了这样的偏移的情况下，可能不能充分发挥所期望的弹簧功能。

本公开提供一种能够抑制线材的偏移，由此充分发挥所期望的弹簧功能的螺旋波纹弹簧。

[用于解决技术课题的技术方案]

本公开的螺旋波纹弹簧是在由被卷绕成螺旋状的线材构成的多段的卷部中以沿轴线方向的振幅交替地具有多个谷部和多个峰部的螺旋波纹弹簧，多个谷部和多个峰部中前段的各谷部与下一段的各峰部相互可接触地相对，该相对部位中的谷部及峰部具备向轴线方向的一侧突出并相互可卡合的卡合部。

也可以是，在上述螺旋波纹弹簧中，线材由金属材料形成，具有在径向上尺寸长的矩形的截面形状；卡合部具有：被卡合突起部，其从相互相对的前段的谷部或下一段的峰部的一方向峰侧或谷侧的一方突出，并在峰侧或谷侧的另一面上具有卡合凹面部，以及卡合突起部，其从相互相对的前段的谷部或下一段的峰部的另一方向与被卡合突起部相同的方向突出，并具有可与卡合凹面部卡合的卡合凸面部。

也可以是，在上述螺旋波纹弹簧中，被卡合突起与卡合突起以具有沿径向的棱线的方式跨越线材的整个宽度。

也可以是，在上述螺旋波纹弹簧中，被卡合突起部与卡合突起部是山形状。

发明效果

根据本公开，能够抑制线材的偏移，由此充分发挥所期望的弹簧功能。

附图说明

图1的(a)、图1的(b)表示第1实施方式的螺旋波纹弹簧，图1的(a)是螺旋波纹弹簧的侧视图，图1的(b)是螺旋波纹弹簧的俯视图。

图2是将第1实施方式的螺旋波纹弹簧平面地展开的状态的说明图。

图3的(a)、图3的(b)、图3的(c)表示第1实施方式的螺旋波纹弹簧，图3的(a)是主要部分的放大立体图，图3的(b)是卡合部分离的状态的主要部分的放大剖视图，图3的(c)是卡合部接触的状态(卡合状态)的主要部分的放大剖视图。

图4的(a)、图4的(b)表示第2实施方式的螺旋波纹弹簧，图4的(a)是螺旋波纹弹簧的侧视图，图4的(b)是螺旋波纹弹簧的俯视图。

图5的(a)、图5的(b)、图5的(c)表示第2实施方式的螺旋波纹弹簧，图5的(a)是主要部分的放大立体图，图5的(b)是卡合部分离的状态的主要部分的放大剖视图，图5的(c)是卡合部接触的状态(卡合状态)的主要部分的放大剖视图。

图6的(a)、图6的(b)、图6的(c)表示另一实施方式的螺旋波纹弹簧，图6的(a)是螺旋波纹弹簧的侧视图，图6的(b)是主要部分的放大侧视图，图6的(c)是表示卡合部的配置关系的说明图。

具体实施方式

以下，根据附图对本公开的一个实施方式的螺旋波纹弹簧进行说明。此外，对相同的部件标注相同的附图标记，它们的名称及功能也相同。因此，不重复对它们的详细说明。

[第1实施方式]

图1表示第1实施方式所示的螺旋波纹弹簧。本实施方式的螺旋波纹弹簧10例如被配置于车辆的减震器单元、飞轮单元、差速器单元、离合器单元等。

关于以下所示的螺旋波纹弹簧10，例如，在变速器的离合器单元中，例示为配置于按压摩擦配合要素的活塞与卡止于固定侧构件的弹簧座圈之间、并作为复位弹簧发挥功能的部件。此外，螺旋波纹弹簧10优选以压缩的状态配置。

在螺旋波纹弹簧10中使用俯视下呈大致正圆形、且与周向正交的截面形状为在径向上尺寸长的矩形，即扁平的线材。螺旋波纹弹簧10是沿与径向正交的轴线方向以预定高度的振幅平缓地蜿蜒且形成为螺旋状的部件。在螺旋波纹弹簧10中，优选使用沿径向具有宽度的剖面为扁平的不锈钢钢材等金属材料作为线材。

除了包含附图上的最上位置及最下位置的两端10a、10b的不足一卷(1周)的部分以外，螺旋波纹弹簧10具备多段的卷部11～14。

在此，“卷部”是指螺旋波纹弹簧10的一卷的量(1周的量)的部分的意思。在本实施方式中，为了便于说明，螺旋波纹弹簧10的卷数除了包含图示最上位置及最下位置的两端10a、10b的不足一卷的部分以外，由4根(4段)卷部11～14构成。

此外，卷部11～14的卷数或蜿蜒的变位量(相当于振幅的高度)、线材s的宽度(径向)或厚度(轴线方向)、内径等条件，可根据使用螺旋波纹弹簧10的部位或弹簧常数等条件而进行适当变更。

另外，螺旋波纹弹簧10例如如图1所示，不限于被以轴线q的延伸方向为上下方向(或铅垂方向)的方式配置(安装)，有时也被以左右方向(或垂直方向)、或者被以倾斜方向配置。

另外，在各卷部11～14中，在针对图1的(a)所示的在上下方向上相邻的状态下的构成要素的、关系性的说明中，除了以特定的卷部11～14为对象进行说明的情况以外，将图示上段侧称为“前段”、将图示下段侧称为“下一段”来进行说明。因此，在以下说明中，在对特定的卷部11～14进行说明的情况下，从图1的(a)所示的上段侧起，称为第1卷部11、第2卷部12、第3卷部13、第4卷部14。

进而，对于包含位于最上位置及最下位置的两端10a、10b的不足一卷(1周)的部分，在图示例中表示了形成为蜿蜒状态并作为回弹力的一部分而起作用的构成，但也有不形成为蜿蜒状态而设为平坦构成的情况。因此，考虑到这种通过设为平坦的构成而不具有直接的回弹力的情况，省略详细说明，但关于与卷部11～14具有相同构成的部分，当作具备相同的构成、作用、效果。

如图2所示，第1卷部11交替地具备4个第1谷部1ta～1td与4个第1峰部1ya～1yd。第1谷部1ta～1td与第1峰部1ya～1yc在周向上等间隔地交替地连续(蜿蜒)。此外，伴随该蜿蜒的振幅数、高度、波长λ等，可根据使用螺旋波纹弹簧10的部位或设定的弹簧常数等进行适当变更(在以下说明中相同)。此外，波形例如能够使用正弦曲线或余弦曲线等。

第2卷部12从第1卷部11连续地延伸，位于第1卷部11的下方(下一段)。第2卷部12交替地具备4个第2谷部2ta～2td与4个第2峰部2ya～2yd。第2谷部2ta～2td与第2峰部2ya～2yd在周向上等间隔地交替地连续。此外，第1卷部11的靠周向下一段的端部(图示右侧端部)的第1谷部1td与第2卷部12的靠周向前段的端部(图示左侧端部)的第2谷部2ta，共用最向下突出的顶点作为边界。

在此，第2谷部2ta～2td与第1峰部1ya～1yd对应，第2峰部2ya～2yd与第1谷部1ta～1td对应。此外，“对应“是指图1的(a)所示的状态，即，以从径向观察螺旋波纹弹簧10时的周向(图1的(a)的纸面左右方向)及轴线方向(图1的(a)的纸面上下方向)为基准。

例如，第2谷部2ta～2td与第1峰部1ya～1yd对应表示第2谷部2ta～2td的谷底与第1峰部1ya～1yd的峰顶在沿轴线q的方向上处于最远的位置，且在周向上处于最近的位置。

具体地说，第2谷部2ta的谷底与在轴线方向上的距离最远及在周向上的距离最近的第1峰部1ya的峰顶最远离，第2谷部2tb的谷底与在轴线方向上的距离最远及在周向上的距离最近的第1峰部1yb的峰顶最远离，第2谷部2tc的谷底与在轴线方向上的距离最远及在周向上的距离最近的第1峰部1yc的峰顶最远离，第2谷部2td的谷底与在轴线方向上的距离最远及在周向上的距离最近的第1峰部1yd的峰顶最远离。

同样，第2峰部2ya～2yd与第1谷部1ta～1td对应表示第2峰部2ya～2yd的峰顶与第1谷部1ta～1td的谷底在轴线方向及周向上处于最近的位置。此外，在本实施方式中，第2峰部2ya～2yd的峰顶与第1谷部1ta～1td的谷底至少在被以压缩状态配置于活塞与弹簧座圈之间时，相互为接触状态。

具体地说，第2峰部2ya的峰顶与在轴线方向及周向上的距离最近的第1谷部1ta的谷底接触，第2峰部2yb的峰顶与在轴线方向及周向上的距离最近的第1谷部1tb的谷底接触，第2峰部2yc的峰顶与在轴线方向及周向上的距离最近的第1谷部1tc的谷底接触，第2峰部2yd的峰顶与在轴线方向及周向上的距离最近的第1谷部1td的谷底接触。

此外，线材s在径向上尺寸长。因此，“接触”的状态严格地说是指各第2峰部2ya～2yd的峰顶中的前段侧表面的沿径向的棱线(以下，也称为“峰侧棱线”。)与各第1谷部1ta～1td的谷底中的下一段侧表面的沿径向的棱线(以下，也称为“谷侧棱线”。)相互一致并接触的意思。但是，包含误差，峰侧棱线与谷侧棱线并不限于以在周向上相互一致的状态接触。另外，在以下说明中，为了便于说明，也将“峰侧棱线”称为“峰侧顶点”或简称为“顶点”，将“谷侧棱线”称为“谷侧顶点”或简称为“顶点”。进而，因为棱线彼此在相互蜿蜒的状态下接触，所以根据压缩程度的不同，有时二者并非线接触而是伴随线材s的弹性变形而成为在周向上也具有长度的面接触。

第3卷部13从第2卷部12连续地延伸，位于第2卷部12的下方。第3卷部13交替地具有4个第3谷部3ta～3td与4个第3峰部3ya～3yd。第3谷部3ta～3td与第3峰部3ya～3yd在周向上等间隔地交替地连续。此外，第2卷部12的靠周向下一段的端部(图示右侧端部)的第2谷部2td与第3卷部13的靠周向前段的端部(图示左侧端部)的第3谷部3ta，共用最向下突出的顶点作为边界。

在此，第3谷部3ta～3td与第2峰部2ya～2yd对应，第3峰部3ya～3yd与第2谷部2ta～2td对应。

例如，第3谷部3ta～3td与第2峰部2ya～2yd对应表示第3谷部3ta～3td的顶点与第2峰部2ya～2yd的顶点在轴线方向上处于最远的位置，且在周向上处于最近的位置。

具体地说，第3谷部3ta的顶点与在轴线方向上的距离最远及在周向上的距离最近的第2峰部2ya的顶点最远离，第3谷部3tb的顶点与在轴线方向上的距离最远及在周向上的距离最近的第2峰部2yb的顶点最远离，第3谷部3tc的顶点与在轴线方向上的距离最远及在周向上的距离最近的第2峰部2yc的顶点最远离，第3谷部3td的顶点与在轴线方向上的距离最远及在周向上的距离最近的第2峰部2yd的顶点最远离。

同样，第3峰部3ya～3yd与第2谷部2ta～2td对应表示第3峰部3ya～3yd的顶点与第2谷部2ta～2td的顶点在轴线方向及周向上处于最近的位置。此外，在本实施方式中，第3峰部3ya～3yd的顶点与第2谷部2ta～2td的顶点至少在被以压缩状态配置于活塞与弹簧座圈之间时，相互为接触状态。

具体地说，第3峰部3ya的顶点与在轴线方向及周向上的距离最近的第2谷部2ta的顶点接触，第3峰部3yb的顶点与在轴线方向及周向上的距离最近的第2谷部2tb的顶点接触，第3峰部3yc的顶点与在轴线方向及周向上的距离最近的第2谷部2tc的顶点接触，第3峰部3yd的顶点与在轴线方向及周向上的距离最近的第2谷部2td的顶点接触。

第4卷部14从第3卷部13连续地延伸，位于第3卷部13的下方。第4卷部14交替地具有4个第4谷部4ta～4td与4个第4峰部4ya～4yd。第4谷部4ta～4td与第4峰部4ya～4yd在周向上等间隔地交替地连续。此外，第3卷部13的靠周向下一段的端部(图示右侧端部)的第3谷部3td与第4卷部14的靠周向前段的端部(图示左侧端部)的第4谷部4ta，共用最向下突出的顶点作为边界。

在此，第4谷部4ta～4td与第3峰部3ya～3yd对应，第4峰部4ya～4yd与第3谷部3ta～3td对应。

例如，第4谷部4ta～4td与第3峰部3ya～3yd对应表示第4谷部4ta～4td的顶点与第3峰部3ya～3yd的顶点在轴线方向上处于最远的位置，且在周向上处于最近的位置。

具体地说，第4谷部4ta的顶点与在轴线方向上的距离最远及在周向上的距离最近的第3峰部3ya的顶点最远离，第4谷部4tb的顶点与在轴线方向上的距离最远及在周向上的距离最近的第3峰部3yb的顶点最远离，第4谷部4tc的顶点与在轴线方向上的距离最远及在周向上的距离最近的第3峰部3yc的顶点最远离，第4谷部4td的顶点与在轴线方向上的距离最远及在周向上的距离最近的第3峰部3yd的顶点最远离。

同样，第4峰部4ya～4yd与第3谷部3ta～3td对应表示第4峰部4ya～4yd的顶点与第3谷部3ta～3td的顶点在轴线方向及周向上处于最近的位置。此外，在本实施方式中，第4峰部4ya～4yd的顶点与第3谷部3ta～3td的顶点至少在被以压缩状态配置于活塞与弹簧座圈之间时，相互为接触状态。

具体地说，第4峰部4ya的顶点与在轴线方向及周向上的距离最近的第3谷部3ta的顶点接触，第4峰部4yb的顶点与在轴线方向及周向上的距离最近的第3谷部3tb的顶点接触，第4峰部4yc的顶点与在轴线方向及周向上的距离最近的第3谷部3tc的顶点接触，第4峰部4yd的顶点与在轴线方向及周向上的距离最近的第3谷部3td的顶点接触。

像这样，各段的第1卷部11～第4卷部14，除了最上段及最下段以外以被前段和下一段夹着的状态交替地对应，即，各峰部与前段的谷部对应，各谷部与下一段的峰部对应。此外，该对应关系并不限于上述卷数是4根的情况，若卷部的数量具有2根以上的卷数，则无关卷数地以相同的状态对应。

此外，这样的螺旋波纹弹簧10在伸缩时可能发生各接触部分处的周向的偏移(扭转)，各段的径向的偏移(倾倒)、线材s的顺序的交换或缠绕(扭曲)。

因此，在各段的第1卷部11～第4卷部14的各振幅的顶点彼此最接近(接触)的相对部位中，以相互可卡合的方式设有卡合部20(参照图1的(b))、卡合部40(参照图4的(b))。此外，在以下说明中，在对除了特定的部位以外的谷部及峰部的说明中，简称为“谷部t”及“峰部y”或“谷峰ty”。

以下，根据图3对本实施方式的卡合部20的详细构成进行说明。

如图3所示，卡合部20具有：被卡合突起部21，其从相互相对的前段的谷部t向谷侧沿轴线方向突出，并在峰侧的面上具有卡合凹面部21a；以及卡合突起部22，其从相互相对的下一段的山部y向与被卡合突起部相同的方向突出，并具有可与卡合凹面部21a卡合的卡合凸面部22a。

被卡合突起部21与卡合突起部22以具有沿着径向的棱线的方式跨越线材s的整个宽度而形成。

在此，螺旋波纹弹簧10例如是在向变速器的离合器单元安装等时，通过设为压缩状态来施加所期望的作用力的部件。因此，在其成形时，例如如图3的(b)所示，谷部t与山部y的彼此的顶点也可以是非接触状态。

但是，因为希望在安装了螺旋波纹弹簧10时卡合部20适当地成为卡合状态，所以优选卡合突起部22的突出端相对于卡合凹面部21a进入了深度d。

在这样的基本构成中，本实施方式的螺旋波纹弹簧10抑制线材s的偏移，由此充分发挥所期望弹簧功能，因此是在由被卷绕成螺旋状的线材s构成的多段的卷部11～14中以沿轴线方向的振幅交替地具有多个谷部t和多个峰部y的螺旋波纹弹簧10，其中，多个谷部t和多个峰部y中前段的各谷部t与下一段的各峰部y相互可接触地相对，该相对部位中的谷部t及峰部y具备向轴线方向的一侧突出并相互可卡合的卡合部20。

下面，对本实施方式的螺旋波纹弹簧10的作用进行说明。在上述构成中，螺旋波纹弹簧10受到沿轴线q的方向、特别是压缩方向的载荷时，根据该载荷对抗作用力从而被压缩。

这时，因为各谷部t及各峰部y的顶点的接触部分是相互向相反的方向突出的圆弧状，所以特别是欲在周向上偏移的作用易于起作用。

但是，在相互可接触的相对部位中的各谷部t及各峰部y中，设有向轴线方向的一侧突出并相互可卡合的卡合部20。

该卡合部20具备大小不同的相同形状的被卡合突起部21和卡合突起部22，其中，被卡合突起部21具有卡合凹面部21a，卡合突起部22具有可与卡合凹面部21a卡合的卡合凸面部22a。

因此，通过该被卡合突起部21与卡合突起部22处于卡合状态，从而能够抑制线材s的在周向上的偏移。

像这样，本实施方式的的螺旋波纹弹簧10是在由被卷绕成螺旋状的线材s构成的多段的卷部11～14中以沿轴线方向的振幅交替地具有多个谷部t和多个峰部y的螺旋波纹弹簧10，多个谷部t和多个峰部y中前段的各谷部t与下一段的各峰部y相互可接触地相对，通过该相对部位中的谷部t及峰部y具备向轴线方向的一侧突出并相互可卡合的卡合部20，能够抑制线材s的偏移，由此充分发挥所期望的弹簧功能。

另外，本实施方式的卡合部20具有：被卡合突起部21，其从相互相对的前段的谷部t(或下一段的峰部y)向峰侧(或谷侧)突出，并在谷侧(或峰侧)的面上具有卡合凹面部21a；以及卡合突起部22，其从相互相对的下一段的峰部y(或前段的谷部t)向与被卡合突起部21相同的方向突出，并具有可与卡合凹面部21a卡合的卡合凸面部22a，由此能够设为大小不同且相同形状，并且例如，能够通过对各谷峰ty的接触部位同时进行冲压加工等简单的加工工序而在两者之间可靠地确保卡合状态。

另外，本实施方式的螺旋波纹弹簧10通过将被卡合突起部21与卡合突起部22以具有沿径向的棱线的方式跨越线材的整个宽度地形成，从而能够有效地抑制线材s在周向上的偏移。

这时，卡合部20被形成于周向的多处，并且棱线沿着径向。因此，各卡合部20的整体的协同效应，即，针对径向上的载荷，例如，由于具有沿与载荷输入方向交叉的方向延伸的棱线的卡合部20的存在，能够抑制线材s的径向上的偏移。

[第2实施方式]

下面，根据图4与图5对第2实施方式的螺旋波纹弹簧的详细情况进行说明。第2实施方式为，在第1实施方式中在螺旋波纹弹簧30上采用由山形状的被卡合突起部41与卡合突起部42构成的卡合部40。

卡合部40具有：被卡合突起部41，其从相互相对的前段的谷部t向谷侧突出，并在峰侧的面上具有卡合凹面部41a；以及卡合突起部42，其从相互相对的下一段的峰部y向与被卡合突起部41相同的方向突出，并具有可与卡合凹面部41a卡合的卡合凸面部42a。

在这样的构成中，也能够与上述实施方式同样地抑制周向及径向的偏移。

(螺旋波纹弹簧的应用例)

图6表示通过将上述实施方式的螺旋波纹弹簧50设为使波长缩短了相位值α的波长λ-α从而使接触部分的相位偏移的示例。此外，在图6中，对与上述实施方式实质上相同的构成标注相同的附图标记，并省略其说明。

即，在上述实施方式中，对螺旋波纹弹簧10、30的各顶点沿轴线q接触的情况进行了说明，但如图6所示，对于以角度θ使接触部分的相位偏移的螺旋波纹弹簧50也能够适用。

即，图6所示的螺旋波纹弹簧50由与图1所示的螺旋波纹弹簧10及图4所示的螺旋波纹弹簧30相同的内径及相同的段数形成，但如图6的(a)所示，通过以比上述实施方式所示的波长λ短的波长λ-α形成螺旋状，从而如图6的(b)所示，通过使顶点位置偏移相位值α从而使接触部分(顶点)的相位偏移。

在这种情况下，如图6的(c)所示，例如，因为前段的谷部t的顶点位置与下一段的峰部y的顶点位置偏移相位值α，所以通过将其中间位置p作为接触部分，使卡合部40(卡合部20)的顶点(棱线)形成于与中间位置p一致的位置，能够得到与上述同样的作用、效果。

[其他应用例、变形例]

此外，本公开在不脱离其主旨的范围内，可施加各种变更来实施。

例如，在上述实施方式中，采用了卡合部20、40从谷部t沿轴线q向与峰侧相反的谷侧突出的构成，但相反也可以。

即，也可以是，卡合部构成为具有：被卡合突起部，其从相互相对的下一段的峰部向与谷侧相反的峰侧突出并在谷侧具有卡合凹面部；以及卡合突起部，其从前段的谷部向与被卡合突起相同的方向突出，并具有可与卡合凹面部卡合的卡合凸面部。

此外，在以上说明中，在外观上的尺寸或大小存在“相同”、“相等”、“不同”、“一致”、“沿”等记载的情况下，这些各记载并不是严格的意思。即，“相同”、“相等”、“不同”是指在允许设计上或制造上等的公差或误差，“实质上相同”、“实质上相等”、“实质上不同”、“实质上一致”、“实质上沿”的意思。此外，这里的公差或误差是指在不脱离本公开的构成、作用、效果的范围内的单位。

本申请基于2017年6月15日申请的日本国专利申请(特愿2017-117466)，并将其内容作为参考援引至此。

[工业可利用性]

根据本公开能够抑制线材的偏移，由此充分发挥所期望的弹簧功能。

[附图标记说明]

10螺旋波纹弹簧

11第1卷部(卷部)

12第2卷部(卷部)

13第3卷部(卷部)

14第4卷部(卷部)

20卡合部

21被卡合突起部

21a卡合凹面部

22卡合突起部

22a卡合凸面部

s线材

q轴线

t谷部

y峰部