TOMINAGA JUN (JP)
ITO HIDEMASA (JP)
TAJIMA NORIHIRO (JP)
TOMINAGA JUN (JP)
ITO HIDEMASA (JP)
| JPH028523A | 1990-01-12 | |||
| JPH0921437A | 1997-01-21 | |||
| JPS58632A | 1983-01-05 | |||
| JPS5058155U | 1975-05-30 | |||
| JPH0676728U | 1994-10-28 | |||
| JPH05172171A | 1993-07-09 | |||
| JP2002054685A | 2002-02-20 |
End 成 Mikio (JP)
| 第1部材と第2部材との間に設けられるばねにおいて、 孔部を有する本体部と、 前記本体部の内周部および外周部のうちの少なくとも一方の周部に設けられた突出部と、 前記本体部と前記突出部との境界部に形成された角部とを備え、 前記本体部は、前記第1部材および前記第2部材からの押圧力の方向に交差する方向に延在し、 前記突出部は、前記本体部の前記周部から前記第1部材および前記第2部材のいずれかの部材に向けて突出してそこに当接する当接部を備え、 前記角部は、その角度が前記押圧力に応じて変化するように弾性変形可能であることを特徴とするばね。 |
| 前記突出部は、円筒部であることを特徴とする請求項1に記載のばね。 |
| 前記当接部は、前記押圧力が変化しても、前記当接部が当接する前記部材に対して摺動しないことを特徴とする請求項1または2に記載のばね。 |
| 前記本体部は、その内周部から外周部に向かって、傾斜状、階段状、あるいは、略S字状をなしていることを特徴とする請求項1~3のいずれかに記載のばね。 |
| 前記本体部および前記突出部の少なくとも一方には、スリットが形成されていることを特徴とする請求項1~4のいずれかに記載のばね。 |
| 前記突出部が当接する前記部材には、前記当接部のその部材に対する摺動を防止するストッパが設けられていることを特徴とする請求項1~5のいずれかに記載のばね。 |
本発明は、第1部材と第2部材との間に設 られ、それら部材間での高周波振動の伝達 抑制するばねに係り、特にばねの形状の改 に関する。
自動車産業や精密機器産業では、振動伝 の抑制技術が要求されている。振動伝達の 制技術としては、対象物と支持部により構 される系の固有振動数を、所定の振動数帯 よりも十分に低く設定することが有効であ 。その手法として、支持部のばね定数を小 くすることが考えられるが、この場合、ば 定数を小さくすると、たわみ量が大きくな て、ばねが大型化するという問題がある。
そこで、対象物と支持部の間に皿ばねを 在させる手法が提案されている。皿ばねの 重特性は、図10に示す曲線のように設計す ことができるから、荷重を支えることがで るとともにばね定数を小さく設定すること できる領域Aを設定することができる。
しかしながら、皿ばねは、荷重印加によ 略平坦状をなすように変形するときに、皿 ねの内周縁部および外周縁部が、相手部材 対して摺動して摩擦が発生する。このため 皿ばねの使用範囲を図10の領域Aの範囲に設 した場合、実際の荷重特性には、図11(A)に すヒステリシスが生じる。その結果、皿ば の使用範囲での実質的な動的ばね定数は、 11(A)の点Pと点Qを結ぶ対角線lの傾きとなる。 この場合、使用範囲の振幅を小さくしたとき 、図11(B)に示すように、対角線lの傾きが大き くなるため、動的ばね定数が大きくなってし まう。
以上のように従来の皿ばねでは、高周波 動のような微振幅の振動を入力すると、皿 ねの動的ばね定数が大きくなるため、高周 振動の伝達を抑制できないという問題があ た。このような問題は、荷重印加時に内周 部および外周縁部に設けられた折曲部が相 部材に面接触するように変形する特許文献1 の皿ばねでは深刻である。そこで、荷重特性 でのヒステリシスの発生を防止するために、 皿ばねと相手部材との間の少なくとも一方に 低摩擦部材を設ける特許文献2の技術が考え れる。しかしながら、特許文献2の技術では 皿ばねとは別に低摩擦部材を設けるため、 品点数が増加してしまう。
一方、皿ばねの高さ方向にばらつきが生 た場合、高さ調整の必要がある。そこで、 さ調整のために上下面を研磨することが考 られるが、この場合、その上下面を研磨す と、荷重特性が大きく変化したり、内外径 変化して取付時にガタが生じたりするとい 問題があった。特に、皿ばねでは、それが 用される系に対応して内外径が設計値とし 予め決定されていることから、上記問題の め、実際には高さ調整が不可能であった。
したがって、本発明は、部品点数を増加 ることなく、荷重特性でのヒステリシスの 生を防止することができるとともに、高さ 調整を行うことができるばねを提供するこ を目的としている。
本発明のばねは、第1部材と第2部材との に設けられるばねであって、孔部を有する 体部と、本体部の内周部および外周部のう の少なくとも一方の周部に設けられた突出 と、本体部と突出部との境界部に形成され 角部とを備え、本体部は、第1部材および第2 部材からの押圧力の方向に交差する方向に延 在し、突出部は、本体部の周部から第1部材 よび第2部材のいずれかの部材に向けて突出 てそこに当接する当接部を備え、角部は、 の角度が押圧力に応じて変化するように弾 変形可能であることを特徴としている。こ 場合、突出部の当接部と第1部材,第2部材の 置関係について次のようになる。すなわち 突出部が内周部および外周部のいずれかの 部に設けられた場合、その突出部は、本体 の周部から第1部材および第2部材のうちの 方の部材に向けて突出してそこに当接する 接部を備える。また、突出部が内周部およ 外周部の両方の周部に設けられた場合、内 部側の突出部は、本体部の内周部から第1部 および第2部材のうちの一方の部材に向けて 突出してそこに当接する当接部を備え、外周 部側の突出部は、本体部の外周部から第1部 および第2部材のうちの他方の部材に向けて 出してそこに当接する当接部を備える。
本発明のばねでは、本体部は、第1部材お よび第2部材からの押圧力の方向に交差する 向に延在し、突出部は、本体部の周部から 1部材および第2部材のいずれかの部材(以下 相手部材)に向けて突出してそこに当接して る。そのような本体部と突出部の境界部に 成した角部は、荷重印加時に相手部材から 押圧力に応じてその角度を変化させるよう 弾性変形することができる。この場合、角 は、上記のような位置関係にある本体部と 出部の境界部に形成された部位であるから そのような角部は、荷重印加時にその角度 変化させながら、本体部の延在方向におけ 突出部が設けられた周部の外部側に移動す ことができる。なお、ここでいう外部側と 、突出部が設けられた周部が内周部の場合 内周部の内側のことであり、突出部が設け れた周部が外周部の場合、外周部の外側の とである。
以上のように荷重印加時に角部は弾性変 することができるので、突出部における角 と相手部材との間の距離を適宜設定するこ により、荷重印加時に突出部の相手部材近 の部位の変形を防止することができる。し がって、突出部の相手部材に対する摺動を 止することができるので、突出部と相手部 との間に摩擦が発生しなく、その結果、ば の荷重特性にヒステリシスが発生しない。 た、突出部の相手部材近傍の部位は不変形 であるから、その部位に研磨等の加工を施 ことによりばねの高さを調整しても、その 重特性の変化を防止することができる。
本発明のばねは、種々の構成を用いるこ ができる。たとえば、突出部として円筒部 用いることができる。この態様では、突出 に研磨等の加工を施しても、突出部は円筒 であるから、ばねの内外径は変化しない。 た、本体部は、その内周部から外周部に向 って、傾斜状、階段状、あるいは、略S字状 をなすことができる。さらに相手部材には、 突出部のその部材に対する摺動を防止するス トッパを設けることができる。この態様では 、ばねの荷重特性でのヒステリシスの発生を より効果的に防止することができる。加えて 、本体部および突出部の少なくとも一方に、 スリットを形成することができる。この態様 では、ばねの軽量化を図ることができる。
本発明のばねによれば、本体部と突出部 の境界部に形成された角部は荷重印加時に 性変形することができるので、突出部の相 部材に対する摺動を防止することができる したがって、突出部と相手部材との間に摩 が発生しなく、その結果、ばねの荷重特性 ヒステリシスが発生しない。また、突出部 相手部材近傍の部位は変形しないから、突 部に研磨等の加工を施すことにより突出部 高さを調整しても、ばねの荷重特性の変化 抑制することができる。
1~6…ばね、10…本体部、10A…孔部、11…第 1円筒部(突出部)、12…第2円筒部(突出部)、13 第1角部(角部)、14…第2角部(角部)、101…第1 材、101A…凹部(ストッパ)、102…第2部材、102A …凹部(ストッパ)、α,β…角度
(1)実施形態の構成
以下、本発明の実施形態について図面を参
して説明する。図1は、本発明の一実施形態
に係るばね1の構成を表し、(A)は斜視図、(B)
、ばね1の右側部分の側断面図である。図1(B)
は、ばね1が第1部材101と第2部材102の間に設置
されている状態を表している。
ばね1は、たとえば中心部に孔部10Aが形成 された本体部10を備えている。本体部10は、 とえば第1部材101および第2部材102からの押圧 力の方向に対して交差する方向に延在する円 錐部である。その円錐部は、たとえば下方に 向かうに従って傾斜して皿ばねとしての機能 を有する。
孔部10Aは、たとえば円形状をなしている 本体部10の内周部には、第1部材101に向けて 出する第1円筒部11(突出部)が設けられてい 。第1円筒部11の上端部は、第1部材101に当接 る当接部である。本体部10の外周部には、 2部材102に向けて突出する第2円筒部12(突出部 )が設けられている。第2円筒部12の下端部は 第2部材102に当接する当接部である。
本体部10と第1円筒部11との境界部には第1 部13が形成され、本体部10と第2円筒部12との 境界部には第2角部14が形成されている。第1 部13および第2角部14は、第1部材101および第2 材102からの押圧力に応じて、その角度を変 させるように弾性変形可能である。第1角部 13および第2角部14は、種々の手法により形成 ることができる。第1角部13および第2角部14 、たとえば第1角部13および第2角部14は、本 部10と第1円筒部11の境界部および本体部10と 第2円筒部12の境界部を折り曲げて形成するこ とができる。また、たとえば、本体部10と第1 円筒部11の溶接および本体部10と第2円筒部12 溶接により形成することができる。
(2)実施形態の動作
ばね1の動作について、おもに図2,3を参照し
て説明する。図2は、ばね1の動作状態を表し
(A)は、ばね1の動作前(点線)と動作時(実線)
側断面図であり、(B)は、ばね1の動作時の第1
角部13および第2角部14の拡大側断面図である
なお、図2では、図1(B)と同様にばね1の右側
分のみを図示している。図3は、本発明例の
ばね1と従来例のばねの荷重特性を表すグラ
である。
図2(A)の点線で示すように、第1部材101と 2部材102の間に配置されたばね1に対して、第 1部材101から下側方向の荷重を加える。する 、図2(B)の実線で示すように、ばね1は撓んで 第1部材101が下方に移動する。図中の符号dは ばね1の撓みの大きさを示している。
ここで、本実施形態では、本体部10は、 1部材101からの押圧力の方向に交差する方向 延在し、ばね1の上側において、第1円筒部11 は、本体部10の内周部から第1部材101に向けて 突出してそこに当接している。そのような本 体部10と第1円筒部11の境界部に形成した第1角 部13は、荷重印加時に第1部材101からの押圧力 に応じて角度αが変化するように弾性変形す ことができる。この場合、第1角部13は、上 のような位置関係にある本体部10と第1円筒 11の境界部に形成された部位であるから、 のような第1角部13は、荷重印加時に角度αを 変化させながら、本体部10の内周部の外部側( 図の左側)に移動することができる。
このように荷重印加時に第1角部13は弾性 形することができるので、第1円筒部11が荷 印加時に第1部材101側の不変形部分(図2(B)中 点Sより上側)を有するように第1円筒部11の さを適宜設定することにより、第1円筒部11 第1部材101側部分の変形を防止することがで る。
一方、ばね1の下側において、第2円筒部11 は、本体部10の内周部から第2部材102に向けて 突出してそこに当接している。この場合、第 1角部13と同様な機能を有する第2角部14は、荷 重印加による弾性変形時に、第2部材102から 押圧力に応じて、角度βを変化させながら、 本体部10の外周部の外部側(図の右側)に移動 ることができる。
このように荷重印加時に第2角部14は弾性 形することができるので、第2円筒部12が荷 印加時に第2部材102側の不変形部分(図2(B)中 点Tより下側)を有するように第2円筒部12の さを適宜設定することにより、第2円筒部12 第2部材102側部分の変形を防止することがで る。
以上のことから、第1円筒部11および第2円 筒部12の摺動を防止することができるので、 1円筒部11と第1部材101との間および第2円筒 12と第1部材102との間に摩擦が発生しない。 3に示すように、相手部材と摺動する従来の ばねでは、荷重特性に摩擦によるヒステリ スが発生していたが、相手部材と摺動しな 本発明例のばね1では、荷重特性に摩擦によ るヒステリシスが発生しない。
また、第1円筒部11および第2円筒部12の相 部材近傍の部位は不変形部であるから、そ 部位に研磨等の加工を施すことによりばね1 の高さを調整しても、その荷重特性の変化は 抑制される。特に、本発明の突出部として第 1円筒部11および第2円筒部12を設けたので、第 1円筒部11および第2円筒部12に研磨等の加工を 施しても、ばね1の内外径は変化しない。
(3)変形例
以上のように上記実施形態を挙げて本発明
説明したが、本発明は上記実施形態に限定
れるものではなく、種々の変形が可能であ
。なお、以下の変形例では、上記実施形態
同様な構成要素には同符号を付し、その説
は省略している。
たとえば、上記実施形態では、本体部10 よび第1,第2円筒部11,12に構造を形成しなかっ たが、それら部位に種々の構造を形成しても よい。たとえば、本体部10および第1,第2円筒 11,12の少なくとも一方にスリットを形成す ことができる。具体的には、図4に示すばね2 では、第1,第2円筒部11,12の側面部にスリット2 1,22を形成している。図5に示すばね3では、本 体部10にスリット31を形成している。このよ なスリット21,22,31は適宜組み合わせることが でき、その形状は適宜設定することができる 。この態様では、ばねの軽量化を図ることが できる。
また、たとえば上記実施形態では、内周 から外周部に向かって下方に傾斜する円錐 をなす本体部10を用いたが、これに限定さ るものではなく、本体部は種々の形状を用 ることができる。たとえば、図6に示すばね4 では、内周部から外周部に向かって階段状を なす本体部40を用いている。本体部40の階段 は、縦方向部41および横方向部42からなる複 の段部を有している。縦方向部41と横方向 42の境界部には、角部43が形成され、段部ど しの境界部には角部44が形成され、角部43,44 は、上記実施形態の角部13,14と同様な機能を することができる。
図7に示すばね5では、略S字状をなす本体 50を用いている。図8に示すばね6では、内周 部から外周部に向かって上方に傾斜する円錐 状をなす本体部60を用いている。この場合、 1円筒部11および第2円筒部12の高さが高い。 た、本体部10は、第1円筒部11および第2円筒 12に略直交する平面状をなしてもよい。
さらに上記実施形態では、本発明の突出 として第1,第2円筒部11,12を用いたが、これ 限定されるものではなく、突出部は種々の 成を用いることができる。たとえば、ばね たわみが小さい場合には、第1,第2円筒部11,12 はいずれか一方のみを用いることができる。 また、突出部の形状は、上記実施形態に示す 円筒状に限定されるものではなく、円錐状等 の種々の形状を用いることができる。また、 この場合、その断面は、直線状に限定される ものではなく、略S字状などの曲線状であっ もよい。
加えて第1円筒部101および第2円筒部102が 接する第1部材101および第2部材102には、スト ッパを形成することができる。たとえば図9 示すように、第1,第2円筒部11,12係合する凹部 101A,102Aをストッパとして第1部材101および第2 材102に形成することができる。ストッパは 凹部101A,102Aに限定されるものではなく、た えば第1円筒部101あるいは第2円筒部102を固 する固定手段であればよく、種々の変形が 能であるのは言うまでもない。この態様で 、ばね1の荷重特性でのヒステリシスの発生 より効果的に防止することができる。
上記実施形態では、第1円筒部11を第1部材 101向けて突出させてそこに当接させ、かつ第 2円筒部12を第2部材102に当接させたが、第1円 部11を第2部材102向けて突出させてそこに当 させ、第2円筒部12を第1部材101向けて突出さ せてそこに当接させてもよい。上記実施形態 では、第1円筒部11および第2円筒部12を本体部 の内周部および外周部に形成したが、第1円 部11および第2円筒部12のいずれか一方のみ形 成してもよい。また、第1角部13および第2角 14の形状は、図示の形状に限定されるもので はなく、曲面形状等の種々の形状に変更可能 である。
以上のようなスリットなどの構造の形成 、本体部の形状、突出部の形状、ストッパ 形成、突出部の形成位置および突出方向、 よび、第1角部および第2角部の形状等の変 例は適宜組み合わせることができるのは言 までもない。
Next Patent: WO/2009/139430