CN102027258B - 弹簧 - Google Patents

Abstract

形成在具有图2所示的位置关系的主体部(10)和第1圆筒部(11)的边界部的第1角部(13)在外加负载时能够以角度(α)与来自第1部件(101)的推压力相对应地变化的方式弹性变形。在这种情况下，第1角部(13)一边使角度(α)变化一边向主体部(10)的外周部的外部侧(图中左侧)移动。形成在具有图中所示的位置关系的主体部(10)和第2圆筒部(12)的边界部的第2角部(14)具有与第1角部(13)相同的功能，在其弹性变形时，一边与来自第2部件(102)的推压力相对应地使角度(β)变化一边向主体部(10)的外周部的外部侧(图中右侧)移动。其结果，不必增加零件数量即能够防止产生负载特性的滞后，并且能够进行高度调整。

Description

弹簧

技术领域

本发明涉及一种弹簧，其设在第1部件与第2部件之间，抑制这些部件之间的高频振动的传递，特别是涉及弹簧形状的改进。

背景技术

在汽车产业或精密仪器产业中，要求振动传递的抑制技术。作为振动传递的抑制技术，将由对象物和支撑部构成的系统的固有振动频率设定成远低于规定的振动频带域是有效的。虽然作为其手法可考虑减小支撑部的弹簧常数，但是在这种情况下，当减小弹簧常数时，挠曲量增大，存在弹簧大型化的问题。

因此，提出了在对象物与支撑部之间夹装盘簧的手法。由于盘簧的负载特性能够设计成图10所示的曲线那样，所以能够设定出可承载负载并同时能够将弹簧常数设定得较小的区域A。

但是，在盘簧通过外加负载而变形成呈大致平坦状时，盘簧的内周缘部以及外周缘部相对于对方部件滑动而产生摩擦。因此，在将盘簧的使用范围设定在图10中的区域A的范围的情况下，在实际的弹簧负载中将产生图11(A)所示的滞后。其结果，盘簧的使用范围内的实质的动弹簧常数趋于连接图11(A)中的点P与点Q的对角线I。在这种情况下，当减小了使用范围的振幅时，如图11(B)所示，由于对角线I的倾斜增大，所以动弹簧常数增大。

在上述这种现有的盘簧中，由于当输入高频振动那样的微振幅的振动时，盘簧的动弹簧常数增大，所以存在不能够抑制高频振动的传递的问题。这种问题在外加负载时设在内周缘部以及外周缘部的折曲部与对方部件面接触地变形的专利文献1的盘簧中尤为突出。因此，为了防止产生负载特性的滞后，可考虑在盘簧与对方部件之间的至少某一方上设置低摩擦部件的专利文献2的技术。但是，在专利文献2的技术中，由于与盘簧不同地设置低摩擦部件，所以零件数量增加。

另一方面，在盘簧的高度方向上产生离散的情况下，有必要进行高度调整。因此，虽然为了高度调整可考虑对上下面进行研磨，但在这种情况下，当对其上下面进行研磨时，存在负载特性大大地变化，或内外径产生变化而安装时产生松动的问题。特别是在盘簧中，由于与其所适用的系统相对应地将内外径作为设计值而预先决定了，所以由于上述问题而实际上高度的调整是不可能的。

专利文献1：特开平5-172171号公报

专利文献2：特开2002-54685号公报

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种弹簧，能够不增加零件数量，防止产生负载特性的滞后，并且能够进行高度调整。

本发明的弹簧是设在第1部件和第2部件之间的弹簧，具备：具有孔部的主体部，设在主体部的内周部以及外周部中的至少某一方的周部的突出部，以及形成在主体部和突出部的边界部的角部，主体部在与来自第1部件以及第2部件的推压力的方向交叉的方向上延伸，突出部具备从主体部的周部朝向第1部件以及第2部件的某一方的部件突出并与其抵接的抵接部，角部能够以其角度与推压力相对应地变化的方式弹性变形。在这种情况下，突出部的抵接部和第1部件、第2部件的位置关系如下。即，在突出部设在内周部以及外周部的某一方的周部的情况下，其突出部具备从主体部的周部朝向第1部件以及第2部件中某一方的部件突出并与其抵接的抵接部。而且，在突出部设在内周部以及外周部双方的周部的情况下，内周部侧的突出部具备从主体部的内周部朝向第1部件以及第2部件中一方的部件突出并与其抵接的抵接部，外周部侧的突出部具备从主体部的外周部朝向第1部件以及第2部件中另一方的部件突出并与其抵接的抵接部。

在本发明的弹簧中，主体部在与来自第1部件以及第2部件的推压力的方向交叉的方向上延伸，突出部从主体部的周部朝向第1部件以及第2部件的一方的部件(以下称为对方部件)突出与其抵接。形成在这样的主体部和突出部的边界部的角部能够以外加负载时与来自对方部件的推压力相对应地使其角度变化的方式弹性变形。在这种情况下，由于角部是形成在具有上述的位置关系的主体部和突出部的边界部的部位，所以这种角部在外加负载时一边使其角度变化一边向主体部的延伸方向上设置了突出部的周部的外部侧移动。另外，此处所说的外部侧在设置了突出部的周部为内周部的情况下是内周部的内侧，在设置了突出部的周部为外周部的情况下是外周部的外侧。

这样一来，由于在外加负载时角部弹性变形，所以通过适当设定突出部上的角部和对方部件之间的距离，能够防止外加负载时突出部的对方部件附近的部位的变形。因此，由于能够防止突出部相对于对方部件的滑动，所以在突出部和对方部件之间不产生摩擦，其结果，在弹簧的负载特性上不产生滞后。而且，由于突出部的对方部件附近的部位是不变形部，所以即使通过在其部位上施加研磨等加工来调整弹簧的高度，也能够防止其负载特性的变化。

本发明的弹簧能够采用各种结构。例如，作为突出部可以采用圆筒部。在这种方式中，即使在突出部上施加研磨等加工，由于突出部是圆筒部，所以弹簧的内外径也不变化。而且，主体部能够从其内周部朝向外周部呈倾斜状、阶梯状、或者大致S字型。进而也可以在对方部件上设置防止突出部相对于其部件滑动的止挡。在这种方式中，能够更有效地防止产生弹簧的负载特性的滞后。除此之外，也能够在主体部以及突出部的至少一方上形成狭缝。在这种方式中，能够实现弹簧的轻量化。

根据本发明的弹簧，由于形成在主体部和突出部的边界部的角部在外加负载时能够弹性变形，所以能够防止突出部相对于对方部件的滑动。因此，在突出部和对方部件之间不产生摩擦，其结果，在弹簧的负载特性上不产生滞后。而且，由于突出部的对方部件附近的部位不变形，所以即使通过在突出部上施加研磨等加工来调整突出部的高度，也能够抑制弹簧负载特性的变化。

附图说明

图1表示本发明的一实施方式的弹簧1的结构，图1(A)是立体图，图1(B)是弹簧1的右侧部分的侧剖视图。

图2表示图1的弹簧的右侧部分的动作状态，图2(A)是弹簧动作前(虚线)和动作时(实线)的侧剖视图，图2(B)是弹簧动作时的第1角部以及第2角部的放大侧剖视图。

图3是表示本发明例和现有例的负载特性的图表。

图4是表示本发明的一实施方式的弹簧的变形例的结构的侧剖视图。

图5是表示本发明的一实施方式的弹簧的其他变形例的结构的侧剖视图。

图6是表示本发明的一实施方式的弹簧的其他变形例的结构的侧剖视图。

图7是表示本发明的一实施方式的弹簧的其他变形例的结构的侧剖视图。

图8是表示本发明的一实施方式的弹簧的其他变形例的结构的侧剖视图。

图9是表示本发明的一实施方式的弹簧的其他变形例的结构的侧剖视图。

图10是表示弹簧的负载特性的图表。

图11是表示产生滞后的实际的盘簧的负载特性的图表，图11(A)是使用范围的振幅为规定大小时的图表，图11(B)是使用范围的振幅小于图11(A)的情况时的图表。

附图标记说明：

1～6：弹簧，10：主体部，10A：孔部，11：第1圆筒部(突出部)，12：第2圆筒部(突出部)，13：第1角部(角部)，14：第2角部(角部)，101：第1部件，101A：凹部(止挡)，102：第2部件，102A：凹部(止挡)，α、β：角度。

具体实施方式

(1)实施方式的结构

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。图1表示本发明的一实施方式的弹簧1的结构，图1(A)是立体图，图1(B)是弹簧1的右侧部分的侧剖视图。图1(B)表示了弹簧1设置在第1部件101和第2部件102之间的状态。

弹簧1具备例如在中心部形成有孔部10A的主体部10。主体部10例如是在相对于来自第1部件101以及第2部件102的推压力方向交叉的方向上延伸的圆锥部。其圆锥部例如朝向下方倾斜而具有作为盘簧的功能。

孔部10A例如呈圆形。在主体部10的内周部设有朝向第1部件突出的第1圆筒部11(突出部)。第1圆筒部11的上端部是抵接在第1部件101上的抵接部。在主体部10的外周部设有朝向第2部件102突出的第2圆筒部12(突出部)。第2圆筒部12的下端部是抵接在第2部件102上的抵接部。

在主体部10和第1圆筒部11的边界部形成有第1角部13，在主体部10和第2圆筒部12的边界部形成有第2角部14。第1角部13以及第2角部14能够以与来自第1部件101以及第2部件102的推压力相对应地使其角度变化的方式弹性变形。第1角部13以及第2角部14能够通过各种手法形成。例如，第1角部13以及第2角部14通过将主体部10和第1圆筒部11的边界部以及主体部10和第2圆筒部12的边界部折曲而形成。而且，例如能够通过主体部10和第1圆筒部11的焊接以及主体部10和第2圆筒部12的焊接而形成。

(2)实施方式的动作

关于弹簧1的动作，主要参照图2、图3进行说明。图2表示弹簧1的动作状态，图2(A)是弹簧1动作前(虚线)和动作时(实线)的侧剖视图，图2(B)是弹簧1动作时的第1角部13以及第2角部14的放大侧剖视图。另外，在图2中，与图1(B)同样仅图示了弹簧1的右侧部分。图3是表示本发明的弹簧1和现有例的弹簧的负载特性的图表。

如图2(A)中的虚线所示，相对于配置在第1部件101和第2部件102之间弹簧1，从第1部件101施加下侧方向的负载。这样一来，如图2(B)中的实线所示，弹簧1挠曲，第1部件101向下方移动。图中的附图标记d表示弹簧1的挠曲的大小。

在此，在本实施方式中，主体部10在与来自第1部件101的推压力的方向交叉的方向上延伸，在弹簧1的上侧，第1圆筒部11从主体部10的内周部朝向第1部件101突出并与其抵接。形成在这种主体部10和第1圆筒部11的边界部的第1角部13在外加负载时能够以角度α与来自第1部件101的推压力相对应地变化的方式弹性变形。在这种情况下，由于第1角部13是形成在具有上述那样的位置关系的主体部10和第1圆筒部11的边界部的部位，所以这样的第1角部13在外加负载时能够一边使角度α变化一边向主体部10的内周部的外部侧(图中左侧)移动。

由于在外加负载时第1角部13能够弹性变形，所以通过将第1圆筒部11的长度适当设定成第1圆筒部11在外加负载时具有第1部件101侧的不变形部分(图2(B)中的点S的上侧)，能够防止第1圆筒部11的第1部件101侧部分的变形。

另一方面，在弹簧1的下侧，第2圆筒部11从主体部10的内周部朝向第2部件102突出并与其抵接。在这种情况下，具有与第1角部13同样功能的第2角部14在外加负载引起的弹性变形时能够一边与来自第2部件102的推压力相对应地使角度β变化一边向主体部10的外周部的外部侧(图中右侧)移动。

由于在外加负载时第2角部14能够弹性变形，所以通过将第2圆筒部12的长度适当设定成第2圆筒部12在外加负载时具有第2部件102侧的不变形部分(图2(B)中的点T的下侧)，能够防止第2圆筒部12的第2部件102侧部分的变形。

如上所述，由于能够防止第1圆筒部11以及第2圆筒部12的滑动，所以在第1圆筒部11和第1部件101之间以及第2圆筒部12和第1部件102之间不产生摩擦。如图3所示，在与对方部件滑动的现有的盘簧中，在负载特性上产生摩擦了引起的滞后，但在不与对方部件滑动的本发明的弹簧1中，在负载特性上不产生摩擦引起的滞后。

而且，由于第1圆筒部11以及第2圆筒部12的对方部件附近的部位是不变形部，所以即使通过在该部位施加研磨等加工来调整弹簧1的高度，其负载特性的变化也受到抑制。特别是，由于设置第1圆筒部11以及第2圆筒部12作为本发明的突出部，所以即使在第1圆筒部11以及第2圆筒部12上实施研磨等加工，弹簧1的内外径也不变化。

(3)变形例

以上，列举上述实施方式对本发明进行了说明，但本发明并不仅限于上述实施方式，能够进行各种变更。另外，在以下的变形例中，对于与上述实施方式同样的构成要素赋予相同的附图标记而省略其说明。

例如，在上述实施方式中，未在主体部10以及第1、第2圆筒部11、12形成构造，但也可以在这些部位形成各种构造。例如，能够在主体部10以及第1、第2圆筒部11、12中的至少一方形成狭缝。具体地说，在图4所示的弹簧2中，在第1、第2圆筒部11、12的侧面部形成有狭缝21、22。在图5所示的弹簧3中，在主体部10上形成有狭缝31。这些狭缝21、22、31能够适当组合，其形状也能够适当设定。在这种方式中，能够实现弹簧的轻量化。

而且，例如在上述实施方式中，采用了呈从内周部朝向外周部倾斜的圆锥状的主体部10，但并不仅限于此，主体部能够采用各种形状。例如，在图6所示的弹簧4中，采用了从内周部朝向外周部呈阶梯状的主体部40。主体部40的阶梯状具有由纵向部41以及横向部42构成的多个台阶部。在纵向部41和横向部42的边界部形成有角部43。在台阶部彼此的边界部形成有角部44，角部43、44能够具有与上述实施方式的角部13、14相同的功能。

在图7所示的弹簧5中，采用了呈大致S字型的主体部50。在图6所示的弹簧6中，采用了呈从内周部朝向外周部向上方倾斜的圆锥状的主体部60。在这种情况下，第1圆筒部11以及第2圆筒部12的高度高。而且，主体部10也可以呈与第1圆筒部11以及第2圆筒部12大致正交的平面状。

另外，在上述实施方式中，作为本发明的突出部采用了第1、第2圆筒部11、12，但并不仅限于此，突出部能够采用各种结构。例如，在弹簧的挠曲小的情况下，第1、第2圆筒部11、12可以仅采用某一个。而且，突出部的形状并不仅限于上述实施方式所示的圆筒状，也能够采用圆锥状等各种形状。而且，在这种情况下，其截面并不仅限于直线状，也可以是大致S字型等的曲线状。

除此之外，可以在第1圆筒部101以及第2圆筒部102所抵接的第1部件101以及第2部件102上形成止挡。例如图9所示，能够将第1、第2圆筒部11、12所卡合的凹部101A、102A作为止挡形成在第1部件101以及第2部件102上。止挡并不仅限于凹部101A、102A，只要是例如固定第1圆筒部101或者第2圆筒部102的固定机构即可，当然也能够有各种变形。在这种方式中，能够更有效地防止产生弹簧1的负载特性的滞后。

在上述实施方式中，使第1圆筒部11朝向第1部件101突出并与其抵接，并且使第2圆筒部12与第2部件102抵接，但也可以是使第1圆筒部11朝向第2部件102突出并与其抵接，使第2圆筒部12朝向第1部件101突出并与其抵接。在上述实施方式中，在主体部的内周部以及外周部形成了第1圆筒部11以及第2圆筒部12，但也可以仅形成第1圆筒部11以及第2圆筒部12的某一方。而且，第1角部13以及第2角部14的形状并不仅限于图示的形状，可以变更成曲面形状等各种形状。

当然，以上这种狭缝等的构造的形成、主体部的形状、突出部的形状、止挡的形成、突出部的形成位置以及突出方向、以及第1角部和第2角部的形状等的变形例能够适当组合。

Claims (6)

1.一种弹簧，设在第1部件和第2部件之间，其特征在于，

具备：具有孔部的主体部，设在上述主体部的内周部以及外周部中的至少某一方的周部的突出部，以及形成在上述主体部和上述突出部的边界部的角部，

上述主体部在与来自上述第1部件以及上述第2部件的推压力的方向交叉的方向上延伸，

上述突出部具备从上述主体部的上述周部朝向上述第1部件以及上述第2部件的某一方的部件突出并与其抵接的抵接部，

在施加了上述推压力时，上述角部以上述抵接部所抵接的上述部件一侧的角度减小的方式弹性变形。

2.如权利要求1所述的弹簧，其特征在于，上述突出部是圆筒部。

3.如权利要求1或2所述的弹簧，其特征在于，即使上述推压力变化，上述抵接部也不相对于上述抵接部所抵接的上述部件滑动。

4.如权利要求1或2所述的弹簧，其特征在于，上述主体部从其内周部朝向外周部呈倾斜状、阶梯状或者大致S字型。

5.如权利要求1或2所述的弹簧，其特征在于，在上述主体部以及上述突出部的至少某一方上形成有狭缝。

6.如权利要求1或2所述的弹簧，其特征在于，在上述突出部所抵接的上述部件上，设有防止上述抵接部相对于其部件滑动的止挡。 

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