弧形彈簧和減震器裝置制造方法

弧形彈簧和減震器裝置制造方法
【專利摘要】?jī)?nèi)部保持有弧形彈簧(1)的彈簧保持空間(3)具有預(yù)定的曲率半徑(R1)和安裝角度(θ0)?；⌒螐椈?1)被彎曲并保持在彈簧保持空間(3)中，且因此弧形彈簧(1)的曲率半徑(Ra)變小，而弧形彈簧(1)的安裝角度(θ0)變?yōu)榇笥谧杂山嵌?θa)。相應(yīng)地，帶負(fù)號(hào)的扭力被施加至形成弧形彈簧(2)的內(nèi)周部的線圈構(gòu)件上。
【專利說(shuō)明】弧形彈簧和減震器裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種弧形彈簧和減震器裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 彈簧是通過(guò)螺旋式盤繞線圈構(gòu)件形成的。彈簧通過(guò)作用于彈簧軸向的負(fù)荷而被壓 縮。就直柱形彈簧而言，源于壓縮彈簧而產(chǎn)生的線圈構(gòu)件的扭轉(zhuǎn)量級(jí)是均勻的。然而就彎 曲的弧形彈簧而言，由于壓縮弧形彈簧而產(chǎn)生的線圈構(gòu)件的扭轉(zhuǎn)程度是非均勻的。在后者 中，弧形彈簧外周部的行程量級(jí)大于弧形彈簧內(nèi)周部的行程量級(jí)。因此，形成弧形彈簧內(nèi)周 部的線圈構(gòu)件所受到的扭力和變形量都很大。即，弧形彈簧外周部的行程量級(jí)取決于形成 弧形彈簧內(nèi)周部的線圈構(gòu)件的變形量。
[0003] 圖1 (a)顯示了保持在彈簧保持空間中的現(xiàn)有弧形彈簧。圖1 (b)顯示了在彈簧保 持空間中被壓縮且具有壓縮角Θ的現(xiàn)有弧形彈簧?；⌒螐椈删哂袇⒖及霃?amp;、平均直徑％ 以及自由角度Θ。。此外，彈簧保持空間具有安裝半徑&和安裝角度Θ。。即，弧形彈簧與 彈簧保持空間具有相同的大小和形狀。如圖1(c)所示，弧形彈簧的平均直徑％表示形成弧 形彈簧內(nèi)周部的線圈構(gòu)件的中心與形成弧形彈簧外周部的線圈構(gòu)件的中心之間的距離。為 了消除弧形彈簧在彈簧保持空間內(nèi)的間隙，彈簧保持空間的安裝角度可以被設(shè)定為小于弧 形彈簧的自由角度Θ。。在此情形下，當(dāng)對(duì)弧形彈簧施加初始負(fù)荷時(shí)，弧形彈簧被保持在彈 黃保持空間內(nèi)。
[0004] 當(dāng)弧形彈簧的壓縮角為（Θ )且其行程量級(jí)為（δ )時(shí)，可以表達(dá)為：
[0005] 安裝半徑行程δ = θ ;
[0006] 外周行程 δ QUt = θ X (R1+DQ/2);且
[0007] 內(nèi)周行程 δ in = θ X (Ri-D，）。
[0008] 圖2顯示了弧形彈簧的壓縮角Θ與伴隨弧形彈簧的壓縮而產(chǎn)生的線圈構(gòu)件的扭 力之間的關(guān)系。從圖2可以清楚看出，形成弧形彈簧內(nèi)周部的線圈構(gòu)件所受的扭力相對(duì)較 大，而形成弧形彈簧外周部的螺旋線圈所受的扭力相對(duì)較小。這是因?yàn)榛⌒螐椈赏庵懿康?行程量級(jí)取決于形成弧形彈簧內(nèi)周部的線圈構(gòu)件的扭轉(zhuǎn)。因此，當(dāng)弧形彈簧被反復(fù)壓縮時(shí)， 弧形彈簧的內(nèi)周部比起弧形彈簧的外周部易于發(fā)生疲勞斷裂。即，現(xiàn)有弧形彈簧未被配置 成可以通過(guò)整個(gè)線圈構(gòu)件有效吸收沖擊扭矩。
[0009] 上述弧形彈簧被用作減震器裝置的減震彈簧。圖3顯示了現(xiàn)有的典型變矩器。圖 4顯示了變矩器上配置的減震器裝置。如圖3所示，變矩器包括：在罩殼105內(nèi)的泵葉輪 101、渦輪轉(zhuǎn)子102、定子103和活塞104。當(dāng)前蓋106因發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力而轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，泵葉輪101 隨著前蓋106 -同轉(zhuǎn)動(dòng)，且渦輪轉(zhuǎn)子102隨作為介質(zhì)的致動(dòng)流體轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0010] 安裝在渦輪轉(zhuǎn)子102內(nèi)周部的是渦輪轂107。而且，渦輪轂107與未示出的輸入 軸相嚙合，該輸入軸將動(dòng)力傳送至傳動(dòng)裝置。相應(yīng)地，渦輪轉(zhuǎn)子102的轉(zhuǎn)動(dòng)可以被傳送至未 示出的傳送裝置。由于變矩器是一個(gè)液力偶合器，當(dāng)泵葉輪101的轉(zhuǎn)動(dòng)速度慢時(shí)，渦輪轉(zhuǎn)子 102的轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)束，從而停止車輛。反過(guò)來(lái)，當(dāng)泵葉輪101的轉(zhuǎn)動(dòng)速度變快時(shí)，渦輪轉(zhuǎn)子102開(kāi) 始轉(zhuǎn)動(dòng)。接著，當(dāng)泵葉輪101的轉(zhuǎn)動(dòng)速度進(jìn)一步加快時(shí)，渦輪轉(zhuǎn)子102的轉(zhuǎn)動(dòng)速度變得接近 于泵葉輪101的轉(zhuǎn)動(dòng)速度。然而，隨著作為介質(zhì)的致動(dòng)流體轉(zhuǎn)動(dòng)的渦輪轉(zhuǎn)子102的轉(zhuǎn)動(dòng)速 度不會(huì)和泵葉輪101的轉(zhuǎn)動(dòng)速度一致。
[0011] 關(guān)于這一點(diǎn)，如圖3所示，位于罩殼105內(nèi)的是活塞104。當(dāng)渦輪轉(zhuǎn)子102的轉(zhuǎn)動(dòng)速 度超出預(yù)定的范圍，活塞104在軸向上移動(dòng)，且與前蓋106卡合。摩擦構(gòu)件108安裝在活塞 104的外周部。因此，活塞104不會(huì)相對(duì)于前蓋106滑動(dòng)，且可以與前蓋106相同的速度轉(zhuǎn) 動(dòng)。此外，活塞104通過(guò)減震器111與渦輪轂107聯(lián)接。相應(yīng)地，渦輪轉(zhuǎn)子102由活塞104 直接轉(zhuǎn)動(dòng)，而與此同時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力被傳送至傳動(dòng)裝置，且不因通過(guò)流體而損失。換句話 說(shuō)，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力能高效率地傳送到傳動(dòng)裝置，基本上是100%而不因通過(guò)流體而損失。
[0012] 如上所述，當(dāng)渦輪轉(zhuǎn)子102的轉(zhuǎn)動(dòng)速度變快并達(dá)到預(yù)定的條件時(shí)，活塞104與前蓋 106卡合。然而，在活塞104與前蓋106卡合的前一刻，渦輪轉(zhuǎn)子102的轉(zhuǎn)動(dòng)速度與前蓋106 的轉(zhuǎn)動(dòng)速度不完全一致。因此，當(dāng)活塞104與前蓋106卡合時(shí)，由于活塞104與前蓋106的 轉(zhuǎn)動(dòng)速度不同，震動(dòng)由此產(chǎn)生。有必要緩解此時(shí)產(chǎn)生的震動(dòng)，并抑制卡合后發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩變化 的傳送。相應(yīng)地，設(shè)置在活塞104和渦輪轉(zhuǎn)子102之間的是包含多個(gè)直柱形彈簧110的減 震器裝置111。
[0013] 根據(jù)上述實(shí)施例，與渦輪轉(zhuǎn)子102 -同轉(zhuǎn)動(dòng)的活塞104與以稍快于活塞104的轉(zhuǎn) 動(dòng)速度轉(zhuǎn)動(dòng)的前蓋106相卡合。此時(shí)，作用于活塞104上的沖擊扭矩被壓縮的直柱形彈簧 110所緩解?；钊?04的位置與渦輪轂107同軸，且安裝至渦輪轂107。此外，活塞104相 對(duì)于渦輪轉(zhuǎn)子102可以通過(guò)壓縮的直柱形彈簧110轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0014] 圖4顯示了現(xiàn)有的減震器裝置111。減震器裝置111的輸入側(cè)包含一個(gè)中心盤 120。中心盤120包含分別位于第一面和第二面（也即是輸出側(cè)）的板121和122。板121 和122分別形成有保持直柱形彈簧110的彈簧保持空間124。此外，中心盤120也形成有保 持直柱形彈簧110的彈簧保持空間124。兩個(gè)直柱形彈簧110作為一組位于中心盤120中 的彈簧保持空間124中。彈簧座125形成在彈簧保持空間124兩端的每一端。直柱形彈簧 110串聯(lián)地設(shè)置在相鄰的彈簧座125之間。從中間構(gòu)件126中向外突出的分離器127位于 兩個(gè)直柱形彈簧110之間。中心盤120和板121和122構(gòu)成減震器裝置111的主體部分。
[0015] 板122具有與渦輪轉(zhuǎn)子102-同用鉚釘固定至渦輪轂107的內(nèi)周部122a。因此， 活塞104與前蓋106卡合時(shí)產(chǎn)生的沖擊扭矩被傳送至中心盤120。接下來(lái)，彈簧保持空間 124內(nèi)的直柱形彈簧110被中心盤120的彈簧座125壓縮。比如，當(dāng)中心盤順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)， 彈簧保持空間124內(nèi)的直柱形彈簧110被彈簧座125壓縮。在此情形下，板121和122的 彈簧保持空間124的端部用作彈簧接收器128。
[0016] 如上所述，兩個(gè)直柱形彈簧110作為一組被保持在彈簧保持空間124中。此外，隔 片127位于兩個(gè)直柱形彈簧110之間。因此，中間構(gòu)件126隨著直柱形彈簧110的壓縮而 轉(zhuǎn)動(dòng)。相應(yīng)地，兩個(gè)直柱形彈簧110被均勻地壓縮。
[0017] 此外，由于直柱形彈簧110被串聯(lián)地設(shè)置，這就有可能讓直柱形彈簧110極大地壓 縮，且因此可以緩解很大的沖擊扭矩。另外，這也可吸收相對(duì)小的扭矩變化。相應(yīng)地，活塞 104與前蓋106卡合時(shí)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的扭矩變動(dòng)可以被吸收。
[0018] 根據(jù)圖4中所示的減震器裝置111，一個(gè)直柱形彈簧110存在于中間構(gòu)件126的 兩端之間，且如此兩個(gè)直柱形彈簧110作為一組被串聯(lián)地設(shè)置。根據(jù)這一結(jié)構(gòu)，當(dāng)一個(gè)長(zhǎng)弧 形彈簧被用于替代作為一組的兩個(gè)直柱形彈簧110,隔片127就變得不需要，且弧形彈簧的 壓縮行程增加。相應(yīng)地，弧形彈簧可以吸收更大的沖擊扭矩，且弧形彈簧的壓縮行程可以增 力口，但是構(gòu)成弧形彈簧的線圈構(gòu)件的扭力是不均勻的。更確切地說(shuō)，構(gòu)成弧形彈簧外周部的 線圈構(gòu)件的扭力相對(duì)較小，而構(gòu)成弧形彈簧內(nèi)周部的線圈構(gòu)件的扭力相對(duì)較大。因此，構(gòu)成 弧形彈簧內(nèi)周部的線圈構(gòu)件的扭力有可能超出限度。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0019] 本發(fā)明要解決的問(wèn)是頁(yè)
[0020] 本發(fā)明的目的是提供一種弧形彈簧和減震器裝置，該弧形彈簧和減震器裝置抑制 形成弧形彈簧內(nèi)周部的線圈構(gòu)件所受的扭力，以允許弧形彈簧以更大的行程被壓縮并吸收 大的沖擊扭矩。
[0021] 解決向題的方案
[0022] 根據(jù)本發(fā)明的弧形彈簧在自由狀態(tài)下具有預(yù)定的曲率半徑艮和自由角度ea。內(nèi) 部保持有弧形彈簧的彈簧保持空間具有預(yù)定的曲率半徑Ri和安裝角度。它們滿足以下 關(guān)系：弧形彈簧的曲率半徑R a>彈簧保持空間的曲率半徑R1;且弧形彈簧的自由角度ea〈 彈簧保持空間的安裝角度θ〇。即，本發(fā)明的弧形彈簧被彎曲然后保持在彈簧保持空間內(nèi)。
[0023] 在此結(jié)構(gòu)下，通過(guò)彎曲弧形彈簧然后將弧形彈簧保持在彈簧保持空間內(nèi)，形成弧 形彈簧的內(nèi)周部的線圈構(gòu)件中產(chǎn)生帶負(fù)號(hào)的扭力。帶負(fù)號(hào)的扭力意味著在與帶正號(hào)的扭力 相反的方向上作用扭力，其在弧形彈簧被壓縮時(shí)產(chǎn)生于線圈構(gòu)件中。在此情形下，即使弧形 彈簧在彈簧保持空間中被壓縮，也可能減少在形成弧形彈簧內(nèi)周部的線圈構(gòu)件中產(chǎn)生的帶 正號(hào)的扭力，因?yàn)閹ж?fù)號(hào)的扭力被事先施加于形成弧形彈簧內(nèi)周部的線圈構(gòu)件。
[0024] 本發(fā)明的效果
[0025] 根據(jù)本發(fā)明，弧形彈簧的曲率半徑大于彈簧保持空間的曲率半徑。因此，由于弧形 彈簧的曲率半徑在弧形彈簧被保持在彈簧保持空間時(shí)減小，帶負(fù)號(hào)的扭力被施加于形成弧 形彈簧內(nèi)周部的線圈構(gòu)件。于是，當(dāng)弧形彈簧被壓縮時(shí)，帶正號(hào)的扭力由于弧形彈簧的壓縮 產(chǎn)生于線圈構(gòu)件中，而且與事先施加于線圈構(gòu)件的帶負(fù)號(hào)的扭力相互抵消。于是，施加于弧 形彈簧內(nèi)周部與外周部的線圈構(gòu)件的扭力變得均等。相應(yīng)地，使得弧形彈簧被壓縮時(shí)產(chǎn)生 的線圈構(gòu)件的扭力可以在整個(gè)弧形彈簧中變得均勻。
[0026] 因此，與相同大小的弧形彈簧相比，這有可能增加允許弧形彈簧被壓縮的行程量 級(jí)。于是，如果該弧形彈簧被用作減震器裝置的減震彈簧，減震器裝置的壓縮角度和扭矩可 以被改進(jìn)，且因此可能吸收更大的沖擊扭矩。換句話說(shuō)，這就可能在具有類似功能的減震器 裝置中使用較小的減震彈簧。而且，當(dāng)連續(xù)設(shè)置多個(gè)減震彈簧時(shí)不再需要使用中間構(gòu)件，于 是就可能使用長(zhǎng)度大于現(xiàn)有減震彈簧的減震彈簧。相應(yīng)地，就實(shí)現(xiàn)了減震器裝置的重量減 輕和體積減小。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0027] 圖1 (a)是顯示保持在彈簧保持空間的現(xiàn)有弧形彈簧的示范圖；
[0028] 圖1(b)是顯示弧形彈簧在被壓縮了壓縮角度Θ狀態(tài)下的示范圖；
[0029] 圖1 (c)是顯示弧形彈簧大體結(jié)構(gòu)的示范圖；
[0030] 圖2是顯示當(dāng)現(xiàn)有弧形彈簧被壓縮時(shí)壓縮角度和施加于弧形彈簧線圈構(gòu)件上的 扭力之間關(guān)系的圖表；
[0031] 圖3是顯示變矩器大體結(jié)構(gòu)的示范圖；
[0032] 圖4是顯示應(yīng)用于變矩器的減震器裝置的大體結(jié)構(gòu)的示范圖；
[0033] 圖5(a)是顯示自由狀態(tài)下的弧形彈簧的示范圖；
[0034] 圖5(b)是顯示圖5(a)中顯示的自由狀態(tài)下的弧形彈簧在被彎曲并保持在彈簧保 持空間狀態(tài)下的示范圖；
[0035] 圖6是顯示彈簧保持空間內(nèi)的弧形彈簧被壓縮了壓縮角度Θ的示范圖；
[0036] 圖7是顯示本發(fā)明中的弧形彈簧的壓縮角度和扭力之間關(guān)系的圖表；
[0037] 圖8是現(xiàn)有減震器壓縮剛性的線條圖；
[0038] 圖9是根據(jù)本發(fā)明減震器壓縮剛性帶有改進(jìn)扭矩的線條圖；
[0039] 圖10是根據(jù)本發(fā)明減震器壓縮剛性帶有改進(jìn)行程的線條圖；
[0040] 圖11是顯示當(dāng)曲率半徑為Ri的弧形彈簧被保持在曲率半徑為Ri的彈簧保持空間 內(nèi)時(shí)施加于弧形彈簧的線圈構(gòu)件上的扭力的圖表；
[0041] 圖12是顯示當(dāng)曲率半徑為Ra的弧形彈簧被保持在曲率半徑為Ri的彈簧保持空間 內(nèi)時(shí)施加于弧形彈簧的線圈構(gòu)件上的扭力的圖表；
[0042] 圖13是顯示當(dāng)弧形彈簧被保持在曲率半徑為&彈簧保持空間時(shí)弧形彈簧的曲率 半徑與施加于線圈構(gòu)件上的扭力之間關(guān)系的圖表；
[0043] 圖14是顯示當(dāng)曲率半徑為a的弧形彈簧被保持在曲率半徑為&的彈簧保持空間 內(nèi)時(shí)施加于弧形彈簧的線圈構(gòu)件上的扭力的圖表；
[0044] 圖15是顯示當(dāng)曲率半徑為b的弧形彈簧被保持在曲率半徑為&的彈簧保持空間 內(nèi)時(shí)施加于弧形彈簧的線圈構(gòu)件上的扭力的圖表；
[0045] 圖16是顯示當(dāng)曲率半徑為c的弧形彈簧被保持在曲率半徑為&的彈簧保持空間 內(nèi)時(shí)施加于弧形彈簧的線圈構(gòu)件上的扭力的圖表；且
[0046] 圖17是當(dāng)弧形彈簧被保持在彈簧保持空間且弧形彈簧被彈簧座和彈簧接收器保 持的狀態(tài)下的示范圖。 具體實(shí)施例
[0047] 現(xiàn)在參照?qǐng)D5(a)-圖17對(duì)本發(fā)明的弧形彈簧以及減震器裝置的一個(gè)具體實(shí)施例 予以說(shuō)明。
[0048] 圖5(a)顯示的是自由狀態(tài)下的弧形彈簧1。圖5(b)顯示的是保持在彈簧保持空 間3內(nèi)的弧形彈簧2。如圖5(a)所示，弧形彈簧1具有平均直徑％、參考半徑R a(即預(yù)定的 曲率半徑）以及自由角度9a。相反地，彈簧保持空間3具有參考半徑（安裝直徑）& (即 預(yù)定的曲率半徑）以及安裝角度Θ。。即，弧形彈簧1與彈簧保持空間3具有不同的曲率半 徑。之后，弧形彈簧從自由狀態(tài)下被彎曲并保持在彈簧保持空間3內(nèi)。圖5(b)中的虛線表 示自由狀態(tài)下的弧形彈簧1。保持在彈簧保持空間3內(nèi)的弧形彈簧2具有曲率半徑&。當(dāng) 弧形彈黃1以此方式被保持在彈黃保持空間3內(nèi)時(shí)?兩足以下關(guān)系：R aX Θ a = &X Θ ^。相 應(yīng)地，制備的弧形彈簧1應(yīng)滿足以下關(guān)系，即曲率半徑Ra = RiX θ / θ a。
[0049] 圖6顯示的是彈簧保持空間3中的弧形彈簧2被壓縮了壓縮角度Θ時(shí)的狀態(tài)。根 據(jù)本發(fā)明，弧形彈簧1被彎曲并隨后被保持在彈簧保持空間3中。于是，帶負(fù)號(hào)的扭力被施 加于形成弧形彈簧1的內(nèi)周部的線圈構(gòu)件上。因此，如圖6所示，當(dāng)弧形彈簧2被壓縮了壓 縮角度Θ時(shí)，作用于形成弧形彈簧2的內(nèi)周部的線圈構(gòu)件上的帶正號(hào)的扭力被事先施加于 線圈構(gòu)件上的帶負(fù)號(hào)的扭力緩解。
[0050] 如圖1所示，關(guān)于現(xiàn)有弧形彈簧被壓縮了壓縮角度Θ時(shí)的行程量級(jí)，可以表達(dá)如 下：
[0051] 參考直徑行程δ = θ ΧΙ^ ;
[0052] 外周行程 δ _ = (Ri+Dc/2) X θ ;且
[0053] 內(nèi)周行程 δ in = (Ri-Dc/2) X Θ。
[0054] 弧形彈簧2的外周部的壓縮行程量級(jí)較參考直徑行程長(zhǎng)了（W/2X θ )，且弧形彈 簧2的內(nèi)周部的壓縮行程量級(jí)較參考直徑行程短了（W/2X Θ )。因此，當(dāng)弧形彈簧1被彎 曲并被保持在彈簧保持空間3中時(shí)，如果弧形彈簧2的外周部被延長(zhǎng)（D/2X Θ )且弧形彈 簧2的內(nèi)周部被壓縮（D/2X Θ)，弧形彈簧2被壓縮時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力可以在整個(gè)弧形彈簧2 中被均勻化。
[0055] 當(dāng)弧形彈簧1的參考直徑為Ra且自由角度為Θ a，可以表達(dá)如下：
[0056] 參考弧長(zhǎng)：Θ aXRa = Θ，札；
[0057] 夕卜周弧長(zhǎng)：0aX(Ra+Do/2) =B-(0XDo/2)，即 0aX(Ra+Do/2)= Θ0Χ 汛+〇。/2)-(0 XD0/2);且
[0058] 內(nèi)周弧長(zhǎng)：0，況-〇。/2) =〇+(0父〇。/2)，即 0，況-〇。/2)= Θ0Χ (^-〇〇/2) + (9 XD〇/2)〇
[0059] 從上述公式可以得出：
[0060] Ra = Θ 〇XRy( θ 〇- Θ );且
[0061] Θ a = θ 〇- Θ 。
[0062] 可以定義弧形彈簧1的形狀以使得滿足上述條件。注意，B是指彈簧保持空間外 周部的長(zhǎng)度，且C是指彈簧保持空間內(nèi)周部的長(zhǎng)度。
[0063] 如上所述，在?兩足上述條件之后弧形彈黃1被保持在彈黃保持空間3中。在此情 形下，如圖6所示，當(dāng)弧形彈簧1被壓縮了壓縮角度Θ時(shí)，弧形彈簧的行程量級(jí)變?yōu)槿缦拢?br> [0064] 安裝直徑行程δ = θ ;
[0065] 外徑行程δ QUt = θ ;且
[0066] 內(nèi)徑行程 δ in = Θ XR1〇
[0067] S卩，當(dāng)弧形彈簧1被彎曲并被保持在彈簧保持空間3中時(shí)，弧形彈簧2的外周部 被延長(zhǎng)了（DV2X Θ)，且弧形彈簧2的內(nèi)周部被壓縮了（W/2X Θ)。此外，如圖6所示，當(dāng) 弧形彈簧2在彈簧保持空間3中被壓縮時(shí)，弧形彈簧2的外周部的壓縮行程量級(jí)變?yōu)楸葏?考直徑行程大（DV2X Θ)，且弧形彈簧2的內(nèi)周部的壓縮行程量級(jí)變?yōu)楸葏⒖贾睆叫谐绦?(D/2X Θ )。這使得弧形彈簧2被壓縮時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力在整個(gè)弧形彈簧2中被均勻化。
[0068] 圖7顯示的是當(dāng)本發(fā)明的弧形彈簧2被保持在彈簧保持空間3中并被壓縮時(shí)，壓 縮角度Θ和線圈構(gòu)件的扭力之間的關(guān)系。帶負(fù)號(hào)的扭力被事先施加于形成弧形彈簧2的 內(nèi)周部的線圈構(gòu)件上。此外，帶正號(hào)的扭力被事先施加于形成弧形彈簧2的外周部的線圈 構(gòu)件上。如圖7所示，當(dāng)彈簧保持空間3內(nèi)的弧形彈簧2被壓縮時(shí)，作用于構(gòu)成弧形彈簧2 的線圈構(gòu)件上的扭力增大。接著，當(dāng)弧形彈簧2的壓縮角度達(dá)到θ1+αι時(shí)，安裝直徑處的 扭力、形成弧形彈簧2的內(nèi)周部的線圈構(gòu)件上的扭力以及形成弧形彈簧2的外周部的線圈 構(gòu)件上的扭力相互之間變得一致。
[0069] 如圖2和7所示，作用于形成弧形彈簧2的內(nèi)周部的線圈構(gòu)件上的扭力增長(zhǎng)與壓 縮角度之比相對(duì)較大?？紤]到這一點(diǎn)，根據(jù)本發(fā)明，帶負(fù)號(hào)的扭力被事先施加于形成弧形彈 簧2的內(nèi)周部的線圈構(gòu)件上。因此，當(dāng)弧形彈簧2的壓縮角度達(dá)到0 1+〇1時(shí)，安裝直徑處 的扭力和形成弧形彈簧2的內(nèi)周部的線圈構(gòu)件上的扭力相互之間變得一致。相反，形成弧 形彈簧2的外周部的線圈構(gòu)件上的扭力增長(zhǎng)與壓縮角度之比相對(duì)較小?？紤]到這一點(diǎn)，根 據(jù)本發(fā)明，帶正號(hào)的扭力被事先施加于形成弧形彈簧2的外周部的線圈構(gòu)件上。相應(yīng)地，當(dāng) 弧形彈簧2的壓縮角度達(dá)到θ 1+ a i時(shí)，安裝直徑處的扭力和形成弧形彈簧2的外周部的線 圈構(gòu)件上的扭力相互之間變得一致。
[0070] 在圖7中，虛線表示當(dāng)現(xiàn)有弧形彈簧被壓縮時(shí)產(chǎn)生的線圈構(gòu)件的扭力。根據(jù)現(xiàn)有 結(jié)構(gòu)，未事先在弧形彈簧各部位的線圈構(gòu)件上施加扭力。相應(yīng)地，當(dāng)形成弧形彈簧內(nèi)周部的 線圈構(gòu)件上的扭力、安裝直徑處的扭力以及形成弧形彈簧外周部的線圈構(gòu)件上的扭力與壓 縮角度成比例增加時(shí)，形成弧形彈簧內(nèi)周部的線圈構(gòu)件上的扭力比作用于其他部位的線圈 構(gòu)件上的扭力大，且當(dāng)壓縮角度達(dá)到Θ i時(shí)變成與許用應(yīng)力相同的值。
[0071] 相反地，根據(jù)本發(fā)明，帶負(fù)號(hào)的扭力被事先施加于形成弧形彈簧2的內(nèi)周部的線 圈構(gòu)件上。因此，當(dāng)弧形彈簧2被大程度壓縮且扭力增加至許用應(yīng)力時(shí)，如圖7所示，與許 用應(yīng)力相對(duì)應(yīng)的壓縮角度可以增加至大于的角度。即，通過(guò)事先向形成弧形彈簧2的內(nèi) 周部的線圈構(gòu)件施加帶負(fù)號(hào)的扭力，與許用應(yīng)力相對(duì)應(yīng)的壓縮角度可以增加至（Θ fa J。
[0072] 圖8是現(xiàn)有的減震器壓縮剛性的線圖。壓縮角度Θ i (也就是達(dá)到弧形彈簧的許用 應(yīng)力）時(shí)的扭矩為?\。圖9是包含根據(jù)本發(fā)明的弧形彈簧2的減震器的壓縮剛性的線圖。 根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)壓縮剛性Κ與現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的壓縮剛性相同時(shí)，壓縮角度Θ /大于壓縮角度θ ρ 且許用扭矩IV大于許用扭矩1\。
[0073] 圖10是包含根據(jù)本發(fā)明的弧形彈簧2的減震器裝置的減震器壓縮剛性的線圖，并 顯示了行程在低壓縮剛性條件下被改進(jìn)的情形。當(dāng)本發(fā)明的減震器裝置的必要扭矩與包含 現(xiàn)有弧形彈簧的減震器裝置一樣被設(shè)定為?\時(shí)，壓縮角度Θ i"增加，且因此大的沖擊扭矩 可以被緩解。如上所述，根據(jù)使用本發(fā)明的弧形彈簧2的減震器裝置，吸收能量增加，減震 器裝置的扭矩增加，且允許弧形彈簧被壓縮的行程量級(jí)也增加。
[0074] 圖11顯示的是弧形彈簧在初始狀態(tài)下和在最大壓縮狀態(tài)下時(shí)，作用于弧形彈簧 的線圈構(gòu)件上的扭力。此外，圖11顯示了，當(dāng)圖1所示的現(xiàn)有弧形彈簧被保持在與弧形彈 簧具有相同曲率半徑（即RJ的彈簧保持空間內(nèi)時(shí)，產(chǎn)生的線圈構(gòu)件的扭力。當(dāng)被彎曲至 預(yù)定曲率半徑&的弧形彈簧被壓縮時(shí)，如圖11所示，波形的應(yīng)力被施加于弧形彈簧以與弧 形彈簧的圈數(shù)相對(duì)應(yīng)。在此情形下，形成弧形彈簧內(nèi)周部的線圈構(gòu)件上的扭力相對(duì)較大，而 形成弧形彈簧外周部的線圈構(gòu)件上的扭力相對(duì)較小。
[0075] 相比之下，圖12顯示的是當(dāng)本發(fā)明的弧形彈簧2被保持在彈簧保持空間3內(nèi)時(shí)產(chǎn) 生的線圈構(gòu)件的扭力。在此情形下，具有預(yù)定曲率半徑R a的弧形彈簧1被進(jìn)一步彎曲，并保 持在曲率半徑為Ri的彈黃保持空間3中。因此，在弧形彈黃2的初始狀態(tài)下，波形的初始扭 力作用在弧形彈簧2上以與弧形彈簧2的圈數(shù)相對(duì)應(yīng)。波形的底部對(duì)應(yīng)于形成弧形彈簧2 的內(nèi)周部的線圈構(gòu)件上的扭力，而波形的頂部對(duì)應(yīng)于形成弧形彈簧2的外周部的線圈構(gòu)件 上的扭力。
[0076] 根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)已經(jīng)施加了初始扭力的弧形彈簧2被壓縮至預(yù)定角度時(shí)，施加于 弧形彈簧2的線圈構(gòu)件的扭力在整個(gè)弧形彈簧中變得一致。即，如圖7所示，當(dāng)弧形彈簧2 的壓縮角度達(dá)到θ 1+a i時(shí)，安裝直徑處的扭力、形成弧形彈簧2的內(nèi)周部的線圈構(gòu)件的扭 力以及形成弧形彈簧2的外周部的線圈構(gòu)件的扭力顯示為相同數(shù)值。
[0077] 圖13顯示的是當(dāng)曲率半徑為&、a、Ra、b和c (R'aa^Kc)的弧形彈簧1被保持 在曲率半徑為&的彈簧保持空間3中并被壓縮時(shí)產(chǎn)生的線圈構(gòu)件的扭力。如圖11所示，當(dāng) 弧形彈簧1的曲率半徑被設(shè)定為&時(shí)，在弧形彈簧2的初始狀態(tài)下，弧形彈簧2的內(nèi)周部和 弧形彈簧2的外周部?jī)商幍木€圈構(gòu)件的扭力為0。相反地，當(dāng)弧形彈簧2被壓縮時(shí)，扭力被 施加至構(gòu)成弧形彈簧的線圈構(gòu)件上。相比之下，如圖12所示，當(dāng)弧形彈簧1的曲率半徑被 設(shè)定為R a時(shí)，在弧形彈簧2的初始狀態(tài)下，初始應(yīng)力被施加至弧形彈簧2的內(nèi)周部和弧形彈 簧2的外周部?jī)商幍木€圈構(gòu)件上。相反地，在弧形彈簧2的壓縮狀態(tài)下，施加至弧形彈簧2 的內(nèi)周部和弧形彈簧2的外周部?jī)商幍木€圈構(gòu)件上的扭力變?yōu)橄嗟取?br> [0078] 圖14顯示的是當(dāng)弧形彈簧1的曲率半徑為a (曲率半徑a滿足關(guān)系R'aaj，且 曲率半徑為a的弧形彈黃1被保持在曲率半徑為的彈黃保持空間3中時(shí)所廣生的線圈構(gòu) 件的扭力。在此情形下，弧形彈簧1被彎曲以使得其小于圖12所示的情形，且其被保持在 曲率半徑為凡的彈簧保持空間3中。因此，在弧形彈簧2的初始狀態(tài)下，波形與弧形彈簧2 的圈數(shù)相對(duì)應(yīng)的初始扭力被施加至弧形彈簧2。此外，在弧形彈簧2的壓縮狀態(tài)下，扭力被 施加至構(gòu)成弧形彈簧2的線圈構(gòu)件。
[0079] 圖15顯示的是當(dāng)弧形彈簧1的曲率半徑為b (曲率半徑b滿足關(guān)系艮化），且曲率 半徑為b的弧形彈黃1被保持在曲率半徑為的彈黃保持空間3中時(shí)所廣生的線圈構(gòu)件 的扭力。在此情形下，在弧形彈簧2的初始狀態(tài)下，較圖12和14中所示情形更大的扭力被 施加至構(gòu)成弧形彈簧2的線圈構(gòu)件。此外，在弧形彈簧2的壓縮狀態(tài)下，扭力也被施加至構(gòu) 成弧形彈簧2的線圈構(gòu)件。在此情形下，因?yàn)榍拾霃綕M足關(guān)系R a〈b，在弧形彈簧2的壓縮 狀態(tài)下，形成弧形彈簧2的外周部的線圈構(gòu)件的扭力變?yōu)榇笥谛纬苫⌒螐椈?的內(nèi)周部的 線圈構(gòu)件的扭力。
[0080] 圖16顯示的是當(dāng)弧形彈簧1的曲率半徑為C(曲率半徑C滿足關(guān)系1^〈13〈(3)，且曲 率半徑為c的弧形彈黃1被保持在曲率半徑為的彈黃保持空間3中時(shí)所廣生的線圈構(gòu) 件的扭力。如圖16所示，在弧形彈簧2的初始狀態(tài)下，較圖15所示情形下更大的扭力被施 加至構(gòu)成弧形彈簧2的線圈構(gòu)件。此外，在弧形彈簧2的壓縮狀態(tài)下，扭力也被施加至構(gòu)成 弧形彈簧2的線圈構(gòu)件。在此情形下，因?yàn)榍拾霃綕M足關(guān)系R a〈b〈c，在弧形彈簧2的壓縮 狀態(tài)下，形成弧形彈簧2的外周部的線圈構(gòu)件的扭力變?yōu)檫M(jìn)一步大于形成弧形彈簧2的內(nèi) 周部的線圈構(gòu)件的扭力。
[0081] 如上所述，根據(jù)本發(fā)明，具有預(yù)定曲率半徑的弧形彈簧1被進(jìn)一步彎曲并保持在 彈簧保持空間3中，初始應(yīng)力被施加至構(gòu)成弧形彈簧2的線圈構(gòu)件。根據(jù)這一結(jié)構(gòu)，在弧形 彈簧2被壓縮時(shí)，可以使安裝直徑處的扭力、形成弧形彈簧2的內(nèi)周部的線圈構(gòu)件的扭力以 及形成弧形彈簧2的外周部的線圈構(gòu)件的扭力相互匹配。在此情形下，弧形彈簧1的曲率 半徑大于彈簧保持空間3的曲率半徑。此外，弧形彈簧2的曲率半徑小于弧形彈簧1的曲 率半徑，且被保持在具有預(yù)定曲率半徑的彈簧保持空間3中。
[0082] 根據(jù)當(dāng)前實(shí)施例，弧形彈簧被保持在具有預(yù)定曲率半徑的彈簧保持空間中，或者 由彈簧座和彈簧接收器保持，且因此使得弧形彈簧2被壓縮時(shí)產(chǎn)生的線圈構(gòu)件的扭力在整 個(gè)弧形彈簧2中變得均勻。常規(guī)的弧形彈簧可以被彎曲至特定程度以施加帶負(fù)號(hào)的扭力至 形成弧形彈簧內(nèi)周部的線圈構(gòu)件，而不用制備滿足預(yù)定條件的弧形彈簧。
[0083] 圖17所示的弧形彈簧2被保持在曲率半徑為&的彈簧保持空間8中，并由彈簧 座4和彈簧接收器5保持。在此情形下，帶負(fù)號(hào)的扭力被施加至形成弧形彈簧2的內(nèi)周部 的線圈構(gòu)件。此外，彈簧座4的保持面6的傾角和彈簧接收器5的接收面7的傾角可以分 別調(diào)整，且弧形彈簧2可以被彈簧座4和彈簧接收器5保持并壓縮。根據(jù)這一結(jié)構(gòu)，使得弧 形彈簧2被壓縮時(shí)產(chǎn)生的線圈構(gòu)件的扭力也可以在整個(gè)弧形彈簧上變得均勻。
[0084] 此外，通過(guò)用彈簧座4和彈簧接收器5保持弧形彈簧2而未將弧形彈簧1保持在 彈簧保持空間8中且未改變弧形彈簧1的曲率半徑R a，帶負(fù)號(hào)的扭力可以被施加至形成弧 形彈簧2的內(nèi)周部的線圈構(gòu)件。接著，通過(guò)將彈簧座4相對(duì)于彈簧接收器5旋轉(zhuǎn)角度Θ來(lái) 壓縮弧形彈簧1，使得弧形彈簧2壓縮時(shí)產(chǎn)生的線圈構(gòu)件的扭力可以在整個(gè)弧形彈簧中變 得均勻。
[0085] 在上述實(shí)施例中，盡管弧形彈簧1采用了單彈簧結(jié)構(gòu)，弧形彈簧可以采用雙彈簧 結(jié)構(gòu)，將另一個(gè)具有更小外徑的弧形彈簧安裝在弧形彈簧1的內(nèi)部空間。在此情形下，可以 只是外部的主弧形彈簧是本發(fā)明中的弧形彈簧1，也可以只是內(nèi)部的副弧形彈簧是本發(fā)明 中的弧形彈簧1。此外，外部的主弧形彈簧和內(nèi)部的子弧形彈簧兩者可以都是本發(fā)明中的弧 形彈簧1。
【權(quán)利要求】
1. 一種弧形彈簧，所述弧形彈簧在自由狀態(tài)下具有預(yù)定的曲率半徑，并且具有在曲率 半徑中心和所述弧形彈簧各自端部相連接的線之間的自由角度，其中 ： 保持所述弧形彈簧的彈簧保持空間具有預(yù)定的曲率半徑和安裝角度， 所述弧形彈簧的曲率半徑被設(shè)定為大于所述彈簧保持空間的曲率半徑，且 所述弧形彈簧被彎曲并保持在所述彈簧保持空間中，且因此與自由狀態(tài)下的所述弧形 彈簧相比較而言，所述弧形彈簧的曲率半徑變小且所述弧形彈簧的安裝角度變大，由此向 形成所述弧形彈簧的內(nèi)周部的線圈構(gòu)件施加帶負(fù)號(hào)的扭力。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的弧形彈簧， 其中彈簧座和彈簧接收器下壓所述弧形彈簧兩端，從而向形成所述弧形彈簧的內(nèi)周部 的線圈構(gòu)件施加帶負(fù)號(hào)的扭力。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1的弧形彈簧， 其中當(dāng)所述彈簧保持空間中的所述弧形彈簧被壓縮了一定角度時(shí)，形成所述弧形彈簧 的內(nèi)周部的線圈構(gòu)件的扭力和形成所述弧形彈簧的外周部的線圈構(gòu)件的扭力變?yōu)榕c安裝 直徑處的扭力一致。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2的弧形彈簧， 其中當(dāng)所述彈簧保持空間中的所述弧形彈簧被壓縮了一定角度時(shí)，形成所述弧形彈簧 的內(nèi)周部的線圈構(gòu)件的扭力和形成所述弧形彈簧的外周部的線圈構(gòu)件的扭力變?yōu)榕c安裝 直徑處的扭力一致。
5. -種減震器裝置，包括： 包含彈簧保持空間的主體；和 保持在所述彈簧保持空間內(nèi)的減震彈簧，且 所述減震器裝置被配置成吸收沖擊扭矩，其中： 所述減震彈簧包含弧形彈簧， 所述弧形彈簧在自由狀態(tài)下具有預(yù)定的曲率半徑，并且具有在曲率半徑的中心和所述 弧形彈簧各自端部相連接的線之間的自由角度， 所述彈簧保持空間具有預(yù)定的曲率半徑和安裝角度， 所述弧形彈簧的曲率半徑被設(shè)定為大于所述彈簧保持空間的曲率半徑，且 所述弧形彈簧被彎曲并保持在所述彈簧保持空間中，且因此與自由狀態(tài)下的所述弧形 彈簧相比較而言，所述弧形彈簧的曲率半徑變小且所述弧形彈簧的安裝角度變大，由此向 形成所述弧形彈簧的內(nèi)周部的線圈構(gòu)件施加帶負(fù)號(hào)的扭力。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5的減震器裝置， 其中當(dāng)所述彈簧保持空間中的所述弧形彈簧被沖擊扭矩壓縮一定角度時(shí)，形成所述弧 形彈簧的內(nèi)周部的線圈構(gòu)件的扭力和形成所述弧形彈簧的外周部的線圈構(gòu)件的扭力變?yōu)?與安裝直徑處的扭力一致。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5的減震器裝置， 其中下壓所述弧形彈簧兩端的彈簧座和彈簧接收器向形成所述弧形彈簧的內(nèi)周部的 線圈構(gòu)件施加帶負(fù)號(hào)的扭力。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6的減震器裝置， 其中彈簧座和彈簧接收器下壓所述弧形彈簧兩端，向形成所述弧形彈簧的內(nèi)周部的線
【文檔編號(hào)】F16F15/134GK104067018SQ201380006035
【公開(kāi)日】2014年9月24日 申請(qǐng)日期:2013年3月25日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月27日
【發(fā)明者】田中克典, 關(guān)秀基 申請(qǐng)人:愛(ài)信艾達(dá)工業(yè)株式會(huì)社