JP2004251407A - ばね部材およびメカニズムユニットの支持構造 - Google Patents

Abstract

【課題】低荷重から大荷重に対して反応でき、構造簡易で安価に製造でき、しかも汎用性に優れる新規な構成のばね部材を提供すること。
【解決手段】ばね部材１２は、相互に連結された薄いばね鋼板からなる複数の脚片１４と、これら複数の脚片１４の中央に設けられた軸挿通孔１６とを備え、複数の脚片１４は個別に変形可能に設けられている。脚片１４は、軸挿通孔１６の軸方向Ｌに沿った第１の高さＨ１を有する複数の第１の脚片１４Ａと、第１の高さＨ１よりも小さい第２の高さＨ２を有する複数の第２の脚片１４Ｂとが環状に交互に並べられている。ばね部材１２が軸挿通孔１６の軸方向Ｌに圧縮されると、まず、第１の脚片１４のみが変形することで第１のばね定数Ｋ１が得られ、さらに圧縮されると、今度は第２の脚片１４Ｂを含む全ての脚片１４が変形し、第１のばね定数Ｋ１よりも大きい第２のばね定数Ｋ２が得られる。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディスク装置などのようなメカニズムユニットの支持に用いて好適なばね部材と、このばね部材を用いたメカニズムユニットの支持構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
防振支持装置は、大別すると、一般的にアクティブ型とパッシブ型に分けられる。
アクティブ型の防振支持装置は、振動検出回路やセンサー、アクチュエータなどを具備する必要があり、そのためディスク装置などのような小型機器では、装置の小型化を図る上で、また、コストダウンを図る上で不利がある。
また、パッシブ型の防振支持装置では、引っ張りコイルバネ、粘性体ダンパー、空気ばね、防振ゴム、皿ばねを利用したものが知られている。しかしながら、引っ張りコイルバネを利用した防振支持装置では、振動方向にスペースを大きく確保する必要があり、装置の小型化を図る上で不利がある。また、粘性体ダンパー、空気ばねを利用した防振支持装置でも前記と同様な不具合があり、また、ゴムなどを利用したものでは、ゴムの劣化により長期使用には適さない不具合がある。
【０００３】
そのため、小型化、コストダウン、長寿命を考慮すると、金属製の皿ばねの利用が考えられるが、皿ばねを利用した防振支持装置は、建造物や重機、大型機器への適用が主となる。これは、皿ばねのばね定数が急峻であるため、ディスク装置などのような小型機器に用いる防振支持機構においては、想定される低荷重に対する弾性変位が少量となり、防振効果が期待できないためである。
また、ディスク装置などのような小型機器では、種々の振動の他に衝撃に対しての対応も必要であるが、特性が略々線形の皿ばねでは、それら両方に良好に対応することができない。
そこで、特性が非線形のばね部材を用いることが考えられる。
従来、この種の用途に用いる非線形の特性を有するばね部材として、偏平横断面を有するばね鋼をコイル状に巻回し、コイル状の巻回層毎に高さの異なる複数種類の波形部分を形成し、上下に隣接する波形部分の対向する山と谷の当接開始時期に差を設けることにより、荷重に応じて荷重特性が複数段階に切り換わる波形ばねが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
実開平６−４３３７７号公報（図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような波形ばねは、ばね鋼の連続した面で構成されているため、ばね定数が急峻で、小型機器に想定される低荷重に対しての振幅を得ることができず、ディスク装置などのような小型軽量のメカニズムユニットの支持には適さない不具合があった。
また、このような波形ばねは、形状が複雑で簡単に加工できず、安価に製造することができない不具合があった。
また、各種の支持構造に適用しようとする場合、波形ばねは、ばね鋼が何層にも巻回されて構成されているため、各種の支持構造毎に、その都度、専用の波形ばねを設計製作する必要があり、汎用性に劣る不具合もあった。
本発明は前記事情に鑑み案出されたものであって、本発明の目的は、低荷重から大荷重に対して反応でき、構造簡易で安価に製造でき、しかも汎用性に優れる新規な構成のばね部材およびこのばね部材を用いたメカニズムユニットの支持構造を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため本発明のばね部材は、ばね鋼板からなり相互に連結されて環状に配設され個別に変形可能な複数の脚片と、前記複数の脚片の中央に設けられた軸挿通孔とを備え、前記複数の脚片は、前記軸挿通孔の軸方向に沿った第１の高さを有する複数の第１の脚片と、前記第１の高さよりも小さい第２の高さを有する複数の第２の脚片とで構成され、前記軸挿通孔の軸方向に圧縮されると、まず前記第１の脚片のみが変形することで第１のばね定数が得られ、次に第１の脚片および第２の脚片が変形することで前記第１のばね定数よりも大きい第２のばね定数が得られるように構成されていることを特徴とする。
また、本発明は、メカニズムユニットをシャーシに対してゴムダンパーとばね手段を介して弾性的に支持する支持構造であって、前記ばね手段は、ばね鋼板からなる複数のばね部材が積み重ねて構成され、前記ばね部材は、相互に連結されて環状に配設され個別に変形可能な複数の脚片と、前記複数の脚片の中央に設けられた軸挿通孔とを備え、前記ばね部材は、前記メカニズムユニットあるいはシャーシ側に設けられた軸が前記軸挿通孔に挿通されることで配設され、前記複数の脚片は、前記軸挿通孔の軸方向に沿った第１の高さを有する複数の第１の脚片と、前記第１の高さよりも小さい第２の高さを有する複数の第２の脚片とで構成され、前記軸挿通孔の軸方向に圧縮されると、まず前記第１の脚片のみが変形することで第１のばね定数が得られ、次に第１の脚片および第２の脚片が変形することで前記第１のばね定数よりも大きい第２のばね定数が得られるように構成されていることを特徴とする。
本発明のばね部材は、構造簡易で安価に製造でき、占有容積の小さいコンパクトなものでありながら、小荷重領域ではばね定数が小さく大荷重領域ではばね定数が大きいという非線形の特性を実現している。
また、前記ばね部材を用いた本発明のメカニズムユニットの支持構造は、省スペースに資するコンパクトな構成と高い長期信頼性とを備え、しかも、小荷重の種々な振動から大荷重の衝撃に至るまで幅広く対応することのできる、優れた防振性能を有するものとなる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
まず、第１の実施の形態から説明する。
図１（Ａ）は第１の実施の形態に係るばね部材の平面図、（Ｂ）は同側面図、（Ｃ）はばね定数の説明図を示す。
第１の実施の形態のばね部材１２は、相互に連結されて環状に配設された薄いばね鋼板からなる複数の脚片１４と、これら複数の脚片１４の中央に設けられた軸挿通孔１６とを備え、複数の脚片１４は個別に変形可能に設けられている。
前記脚片１４は、前記軸挿通孔１６の軸方向Ｌに沿った第１の高さＨ１を有する複数の（４つの）第１の脚片１４Ａと、前記高さＨ１よりも小さい第２の高さＨ２を有する複数の（４つの）第２の脚片１４Ｂとが環状に交互に並べられて構成されている。
第１の脚片１４Ａおよび第２の脚片１４Ｂは、前記軸挿通孔１６寄りに位置する内側部１４０２と、前記軸挿通孔１６の半径方向の外側に離れた箇所に位置する外側部１４０４と、前記内側部１４０２と外側部１４０４とが前記軸挿通孔１６の軸方向に変位するように延在してこれら内側部１４０２と外側部１４０４を接続する脚部１４０６を有し、各脚片１４においてこれら内側部１４０２と外側部１４０４と脚部１４０６は同一の形状で形成されている。
【０００８】
本実施の形態では、前記軸挿通孔１６の周囲に沿って延在する環板部１８を備えており、第１の脚片１４Ａおよび第２の脚片１４Ｂは、環板部１８の周方向に間隔をおいた箇所から環板部１８の半径方向の外方に延在している。したがって、本実施の形態では、前記内側部１４０２は、前記脚部１４０６の延長上に位置する環板部１８部分に相当しており、複数の脚片１４の内側部１４０２は相互に連結されている。
前記環板部１８（または内側部１４０２）は、図１（Ｂ）に示すように、軸挿通孔１６の軸方向Ｌに対して直交する平面上に延在するように形成されている。
【０００９】
また、前記脚部１４０６は、図１（Ａ）に示すように、軸挿通孔１６の軸方向Ｌから見ると、環板部１８と同軸で環板部１８の半径方向外側箇所において円弧状に延在する第１円弧部１４０６Ａと、環板部１８と同軸でこの第１円弧部１４０６Ａの半径方向外側箇所において円弧状に延在する第２円弧部１４０６Ｂとで構成されており、隣り合う脚片１４の脚部１４０６間はスリット１４０８が介在している。
また、前記脚部１４０６および外側部１４０４は、図１（Ｂ）に示すように、軸挿通孔１６の軸方向Ｌと直交する方向から見ると、軸挿通孔１６の軸方向Ｌに対して傾斜する円錐面上を延在している。
前記外側部１４０４は、前記脚部１４０６の先端箇所で構成されており、より詳細には、第２円弧部１４０６Ｂの先端箇所で構成されている。
【００１０】
そして、第１の脚片１４Ａの外側部１４０４に、環板部１８から離れる方向に球面状に突出する突起１４１０が設けられ、この突起１４１０により第１の脚片１４Ａは第２の脚片１４Ｂよりも軸挿通孔１６の軸方向Ｌに突出し、第１の脚片１４Ａは第１の高さＨ１となり、第２の脚片１４Ｂは第２の高さＨ２となっている。
なお、第１の脚片１４Ａの個数を、少なくとも３つ以上とすると、例えば、内側部１４０２を上に、外側部１４０４を下にしてばね部材１２を平坦面に載置した際にばね部材１２を安定した姿勢で載置する上で有利となるためであり、あるいは、ばね部材１２を安定した姿勢で重ね合わせる上で有利となるためである。
なお、突起１４１０の形状如何によっては、第１の脚片１４の個数を２つにした場合であっても、ばね部材１２を安定した姿勢で載置でき、あるいは、安定した姿勢で重ね合わせることができる。
そして、このように脚片１４を第１の脚片１４Ａと第２の脚片１４Ｂとで構成することにより、ばね部材１２が、軸挿通孔１６の軸方向Ｌに圧縮されると、図１（Ｃ）に示すように、まず、第１の脚片１４のみが変形することで第１のばね定数Ｋ１が得られ、さらに圧縮され、第１の脚片１４Ａが突起１４１０の突出分［（Ｈ１−Ｈ２）分］変形すると、今度は第２の脚片１４Ｂを含む全ての脚片１４が変形し、前記第１のばね定数Ｋ１よりも大きい第２のばね定数Ｋ２が得られ、特性が非線形のばね部材１２が得られるように構成されている。言い換えると、圧縮量に応じて段階的にばね定数が大きくなるように構成されている。
【００１１】
本実施の形態のばね部材１２は、荷重が小さい場合には小さい値の第１のばね定数Ｋ１となり、荷重が大きい場合には第１のばね定数Ｋ１よりも大きい値の第２のばね定数Ｋ２となるので、ディスク装置などのような小型機器で想定される種々の低荷重に対して小さい値の第１のばね定数Ｋ１で対応でき、また、衝撃のような大荷重に対して大きい値の第２のばね定数Ｋ１で対応でき、例えば、ディスク装置などのようなメカニズムユニットの支持に用いられて優れた防振性能を発揮する。
また、ばね部材１２は、ばね鋼が何層にも巻回されて構成された波形ばねと異なり、何ら積層されていないので、形状が単純で簡単に加工でき、安価に製造することができ、長期信頼性にも優れる。
また、ばね部材１２を同軸上で重ね合わせることで、組み合わせた全体としてのばね定数を小さくし、ストロークを大きくすることができるので、各種のメカニズムユニットの支持構造毎にその都度専用のばね部材を設計製作する必要はなく、単にその重ね合わせる枚数を代えることで対応でき、汎用性にも優れる。
【００１２】
次に、ばね部材１２の使用例について説明する。
図２はメカニズムユニットの支持構造の概略正面図、図３はその要部の拡大図を示す。
ディスク装置などのメカニズムユニット１００が、シャーシ１１０の内部でゴムダンパー１２０とばね手段１３０を介して弾性的に支持されている。
より詳細に説明すると、メカニズムユニット１００の側壁の周囲の複数箇所には、該メカニズムユニット１００の外方に突出し中間部に孔１０２Ａが貫設されたアーム１０２が設けられている。
前記シャーシ１１０の側壁の内面には、前記アーム１０２に対応して支持片１１２が設けられている。
前記ゴムダンパー１２０は、減衰機能を有するジェル１２２と、このジェル１２を封入する中空の球面状のゴム弾性体１２４で構成されており、前記アーム１０２の先部の軸部１０２Ｂは、このゴム弾性体１２４の先端の凹部１２４Ａで支持されている。
【００１３】
前記支持片１１２には、前記孔１０２Ａを挿通してアーム１０２の上方に離れた箇所に頭部１４０Ａが位置する軸１４０が立設されている。
前記ばね手段１３０は複数の前記ばね部材１２で構成され、複数のばね部材１２は、前記軸挿通孔１６に前記軸１４０が挿通され前記支持片１１２とアーム１０２との間で積み重ねられると共にアーム１０２と頭部１４０Ａとの間で積み重ねられて配設されている。
本実施の形態では、前記支持片１１２とアーム１０２との間と、アーム１０２と頭部１４０Ａとの間に、それぞれ隙間を生じることなく２枚ずつ積み重ねられ、２枚のばね部材１２の間には、環板状の平ワッシャ１５０が配設されている。
前記平ワッシャ１５０は、ばね部材１２の軸挿通孔１６とほぼ等しい寸法の内径の軸挿通孔と、第１の脚片１４Ａおよび第２の脚片１４Ｂの先端が接触できる外径、本実施の形態では、ばね部材１２とほぼ等しい寸法の外径を有している。
【００１４】
ばね部材１２の配設構造についてより詳細に説明すると、支持片１１２とアーム１０２との間では、２つのばね部材１２は共に環板部１８を下に、外側部１４０４を上にして配置され、下位のばね部材１２は、環板部１８が支持片１１２に接触し、外側部１４０４が平ワッシャ１５０の下面に接触している。また、上位のばね部材１２は、環板部１８が平ワッシャ１５０の上面に接触し、外側部１４０４がアーム１０２の下面に接触している。
また、アーム１０２と頭部１４０Ａの間では、２つのばね部材１２は共に環板部１８を上に、外側部１４０４を下にして配置され、下位のばね部材１２は、外側部１４０４がアーム１０２の上面に接触し、環板部１８が平ワッシャ１５０の下面に接触している。また、上位のばね部材１２は、外側部１４０４が平ワッシャ１５０の下面に接触し、環板部１８が頭部１４０Ａの下面に接触している。
【００１５】
このような支持構造によれば、アーム１０２の上下にそれぞれ２枚のばね部材１２が配設されているので、ばね手段１３０は、荷重が小さい場合には、第１の脚片１４Ａのみが変形されることで小さい値の第１のばね定数Ｋ１／２で機能し、荷重が大きい場合には、第２の脚片１４Ｂを含む全ての脚片１４が変形されることで第１のばね定数Ｋ１／２よりも大きい値の第２のばね定数Ｋ２／２で機能し、優れた防振機能を発揮する。
すなわち、低荷重に対しては小さい値の第１のばね定数Ｋ１／２でしかも大きなストロークで対応でき、また、衝撃のような大荷重に対して大きい値の第２のばね定数Ｋ２／２でしかも大きなストロークで対応でき、ディスク装置などのようなメカニズムユニット１００の防振装置に用いられて好適となる。
したがって、メカニズムユニット１００の各種の振動や、衝突や落下の際の衝撃を緩和する上で極めて有利となり、また、荷重が大きい場合には大きい値の第２のばね定数Ｋ２／２となるので、メカニズムユニット１００のシャーシ１１０への衝突を防止するストッパなどを省略でき、メカニズムユニット１００の支持構造のコストダウン、コンパクト化を図る上で有利となる。
また、ばね部材１２は、形状が単純で安価に製造できるので、ばね手段１３０のコストダウンを図れ、したがって、メカニズムユニット１００の支持構造のコストダウンを図る上で有利となり、長期信頼性にも優れる。
また、用いるばね部材１２の枚数を変えることで、ばね定数やストロークを調節できるので、メカニズムユニット１００の機種変更毎にその都度専用のばね部材を設計製作する必要はなく、機種変更などにもばね部材１２の枚数を変えることで簡単に対応できる。
【００１６】
なお、前記実施の形態では、最も上位に位置するばね部材１２を軸１４０の頭部１４０Ａに係止させた場合について説明したが、メカニズムユニット１００ののアーム１０２の上下に臨ませてそれぞれ支持片１１２を配設し、これら上下の支持片１１２に掛け渡したボルトの軸部に、軸挿通孔１１６を挿通させてアーム１０２を配設し、下側の支持片１１２とアーム１０２との間と、アーム１０２と上側の支持片１１２との間に、それぞればね部材１２を配設するようにしてもよい。あるいは、逆に、シャーシ１１０から単一の支持片１１２を突設し、この支持片１１２の上下に臨ませてそれぞれメカニズムユニット１００側に２つのアーム１０２を設け、これら２つのアーム１０２と支持片１１２とにわたり軸を挿通し、前記と同様に、下側のアーム１０２と支持片１１２との間と、支持片１１２と上側のアーム１０２との間に、それぞればね部材１２を配設するようにしてもよく、これらの場合には、軸をアーム１０２で支持してもよく、支持片１１２で支持してもよい。
このようにばね部材１２を配設する構造は種々考えられ、前記実施の形態の構造に限定されない。
また、用いるばね部材１２の個数は、単一であってもよく、あるいは、３つ以上であってもよい。
また、ばね部材１２が荷重を受ける方向は上下方向に限らず、例えば、水平方向であってもよく、上下方向に限定されない。なお、この場合に、ばね部材１２を重ね合わせて使用する場合には、例えば、水平方向など荷重を受ける方向に重ね合わせればよい。
さらに、脚片１４が、第１の高さＨ１を有する第１の脚片１４Ａと、第２の高さＨ２を有する第２の脚片１４Ｂとを備えている場合について説明したが、軸挿通孔１６の軸方向Ｌに沿った高さの異なる３種類の脚片１４を備えるように構成すると、ばね定数は３段階に切り換わることになり、ばね定数が切り換わる段数は２段に限定されない。
【００１７】
次に、第２の実施の形態について説明する。
図４（Ａ）は第２の実施の形態に係るばね部材の平面図、（Ｂ）は同側面図を示し、第１の実施の形態と同様な箇所部材には同一の符号を付して説明する。
第２の実施の形態のばね部材１２Ａは、ばね鋼からなり相互に連結されて環状に配設され個別に変形可能な複数の脚片１４と、これら複数の脚片１４の中央に設けられた軸挿通孔１６とを備えている。
前記脚片１４は、前記軸挿通孔１６の軸方向Ｌに沿った第１の高さＨ１を有する複数の（１０個の）第１の脚片１４Ａと、第１の高さＨ１よりも小さい第２の高さＨ２を有する複数の（１０個の）第２の脚片１４Ｂとが２つずつ環状に交互に並べられて構成されている。
前記第１の脚片１４Ａおよび第２の脚片１４Ｂは、図２（Ｂ）に示すように、軸挿通孔１６の軸方向Ｌと直交する方向から見ると、軸挿通孔１６の軸方向Ｌに対して傾斜する円錐面上を延在している。
【００１８】
各脚片１４は、前記軸挿通孔１６寄りに位置する内側部１４０２と、前記軸挿通孔１６の半径方向の外側に離れた箇所に位置する外側部１４０４と、前記内側部１４０２と外側部１４０４とが前記軸挿通孔１６の軸方向に変位するように延在してこれら内側部１４０２と外側部１４０４を接続する脚部１４０６を有している。
そして、隣り合う前記第１の脚片１４Ａの内側部１４０２どうしが連結されると共に第２の脚片１４Ｂの内側部１４０２どうしが連結されている。また、隣り合う前記第１の脚片１４Ａと第２の脚片１４Ｂの外側部１４０４どうしが連結されている。前記軸挿通孔１６は、内側部１４０２どうしが連結された部分の内側に形成されている。
また、隣り合う第１の脚片１４Ａの間、および隣り合う第２の脚片１４Ｂの間には、内側部１４０２どうしが連結された部分から軸挿通孔１６の半径方向外方に延びるスリット１４２０が形成され、また、隣り合う第１の脚片１４Ａの間、および隣り合う第２の脚片１４Ｂの間には、外側部１４０４どうしが連結された部分から軸挿通孔１６の半径方向内方に延びるスリット１４２２が形成されている。
【００１９】
そして、内側部１４０２どうしが連結された部分の一つ毎に、軸方向Ｌに球面状に突出する突起１４１０が設けられ、この突起１４１０により第１の脚片１４Ａは第２の脚片１４Ｂよりも軸挿通孔１６の軸方向Ｌに突出し、第１の脚片１４Ａは第１の高さＨ１となり、第２の脚片１４Ｂは第２の高さＨ２となっている。
したがって、本実施の形態では、隣り合う第１の脚片１４Ａどうしが連動して変形し、また、隣り合う第２の脚片１４Ｂどうしが連動して変形し、第１の脚片１４Ａと第２の脚片１４Ｂとが個別に変形することになる。
なお、この突起１４１０を少なくとも３個以上とすると、例えば、ばね部材１２Ａを安定した姿勢で重ね合わせる上で有利となるが、突起１４１０の形状如何によっては、突起１４１０の個数を２つにした場合であっても、ばね部材１２を安定した姿勢で載置でき、あるいは、安定した姿勢で重ね合わせることができる。
そして、第１の脚片１４Ａと第２の脚片１４Ｂからなるばね部材１２が軸挿通孔１６の軸方向Ｌに圧縮されると、図１（Ｃ）に示すように、まず、第１の脚片１４Ａのみが変形することで第１のばね定数Ｋ１が得られ、さらに圧縮され、第１の脚片１４Ａが突起１４１０の突出分［（Ｈ１−Ｈ２）分］変形すると、今度は第２の脚片１４Ｂを含む全ての脚片１４が変形し、前記第１のばね定数Ｋ１よりも大きい第２のばね定数Ｋ２が得られ、特性が非線形のばね部材１２Ａが得られるように構成されている。
【００２０】
第２の実施の形態のばね部材１２Ａによっても、前記第１の実施の形態と同様に、荷重によりばね定数が変るので、種々の低荷重から衝撃のような大荷重に対しても対応でき、ディスク装置などのようなメカニズムユニットの支持に用いられて好適となり、また、安価に製造できて長期信頼性にも優れ、さらに、ばね部材１２Ａを同軸上で重ね合わせることで、組み合わせた全体としてのばね定数を小さくし、ストロークを大きくすることができるので、汎用性にも優れるという効果が奏される。
また、第２の実施の形態のばね部材１２Ａを、前記第１の実施の形態と同様な方法で用いることができ、このような第２の実施の形態のばね部材１２Ａによるメカニズムユニット１００の支持構造によれば、前記第１の実施の形態と同様に、低荷重に対しては小さい値の第１のばね定数でしかも大きなストロークで対応でき、また、衝撃のような大荷重に対して大きい値の第２のばね定数でしかも大きなストロークで対応できるので、ディスク装置などのようなメカニズムユニット１００の防振装置に用いられて好適となり、また、荷重が大きい場合には大きい値の第２のばね定数となるので、ストッパなどを省略してメカニズムユニット１００の支持構造のコストダウン、コンパクト化を図れ、また、ばね部材１２Ａの長期信頼性に優れ安価に製造できるので、ばね手段１３０のコストダウン、メカニズムユニット１００の支持構造のコストダウンを図る上で有利となり、さらに、用いるばね部材１２Ａの枚数を変えることで、ばね定数やストロークを調節できるので、機種変更などにもばね部材１２の枚数を変えることで簡単に対応でき、汎用性にも優れる。
【００２１】
次に、第３の実施の形態について説明する。
図５（Ａ）は第３の実施の形態に係るばね部材の平面図、（Ｂ）は同側面図を示す。
第３の実施の形態のばね部材１２Ｂが前記第２の実施の形態と異なるのは、内側部１４０２どうしが連結された部分が、軸挿通孔１６の半径方向内に凸状の湾曲面で形成され、外側部１４０４どうしが連結された部分が、軸挿通孔１６の半径方向外方に凸状の湾曲面で形成されている点である。
その他の点は、前記第２の実施の形態と同様であり、隣り合う第１の脚片１４Ａの内側部１４０２どうしが連結されると共に隣り合う第２の脚片１４Ｂの内側部１４０２どうしが連結されている。また、隣り合う第１の脚片１４Ａと第２の脚片１４Ｂの外側部１４０４どうしが連結され、前記軸挿通孔１６は、内側部１４０２どうしが連結された部分の内側に形成されている。
また、隣り合う第１の脚片１４Ａの間、および隣り合う第２の脚片１４Ｂの間には、内側部１４０２どうしが連結された部分から軸挿通孔１６の半径方向外方に延びるスリット１４２０が形成され、また、隣り合う第１の脚片１４Ａの間、および隣り合う第２の脚片１４Ｂの間には、外側部１４０４どうしが連結された部分から軸挿通孔１６の半径方向内方に延びるスリット１４２２が形成されている。
そして、内側部１４０２どうしが連結された部分の一つ毎に、軸方向Ｌに球面状に突出する突起１４１０が設けられ、この突起１４１０により第１の脚片１４Ａは第２の脚片１４Ｂよりも軸挿通孔１６の軸方向Ｌに突出し、第１の脚片１４Ａは第１の高さＨ１となり、第２の脚片１４Ｂは第２の高さＨ２となっている。
このような第３の実施の形態のばね部材１２Ｂによっても前記第２の実施の形態と同様な効果が奏される。
【００２２】
次に、第４の実施の形態について説明する。
図６（Ａ）は第４の実施の形態に係るばね部材の平面図、（Ｂ）は同側面図、（Ｃ）はばね定数の説明図を示す。
第４の実施の形態のばね部材１２Ｃは、ばね鋼板からなり相互に連結されて環状に配設され個別に変形可能な複数の脚片１４と、これら複数の脚片１４の中央に設けられた軸挿通孔１６とを備えている。
前記脚片１４は、前記軸挿通孔１６の軸方向Ｌに沿った第１の高さＨ１を有する複数の（４つの）第１の脚片１４Ａと、前記第１の高さＨ１よりも小さい第２の高さを有する複数の（４つの）第２の脚片１４Ｂとが環状に交互に並べられて構成されている。
各脚片１４は、前記軸挿通孔１６寄りに位置する内側部１４０２と、前記軸挿通孔１６の半径方向の外側に離れた箇所に位置する外側部１４０４と、前記内側部１４０２と外側部１４０４とが前記軸挿通孔１６の軸方向に変位するように延在してこれら内側部１４０２と外側部１４０４を接続する脚部１４０６を有している。
本実施の形態では、前記軸挿通孔１６の周囲に沿って延在する環板部１８を備えており、前記複数の脚片１４は、環板部１８の周方向に間隔をおいた箇所から環板部１８の半径方向の外方に直線状に延在している。したがって、本実施の形態では、前記内側部１４０２は、前記脚部１４０６の延長上に位置する環板部１８部分に相当しており、複数の脚片１４の内側部１４０２は相互に連結され、また、前記外側部１４０４は、前記脚部１４０６の先端箇所で構成されている。
【００２３】
本実施の形態では、第１の脚片１４は、第２の脚片１４Ｂよりも大きい寸法の長さで形成されている。
そして、図６（Ｂ）に示すように、第１の脚片１４Ａは、環板部１８に対して大きな角度を持って屈曲され、第２の脚片１４Ｂは、環板部１８に対して小さな角度を持って屈曲され、第１の脚片１４Ａの外側部１４０４は、第２の脚片１４Ｂの外側部１４０４よりも軸挿通孔１６の軸方向Ｌに突出し、第１の脚片１４Ａは第１の高さＨ１となり、第２の脚片１４Ｂは第２の高さＨ２となっている。
前記環板部１８（または内側部１４０２）は、図６（Ｂ）に示すように、軸挿通孔１６の軸方向Ｌに対して直交する平面上に延在するように形成されている。
また、第１の脚片１４Ａと第２の脚片１４Ｂの脚部１４０６および外側部１４０４は、軸挿通孔１６の軸方向Ｌと直交する方向から見ると、軸挿通孔１６の軸方向Ｌに対して傾斜する異なった円錐面上をそれぞれ延在している。
【００２４】
なお、第１の脚片１４Ａを少なくとも３個以上とするとばね部材１２Ｃを安定した姿勢で重ね合わせる上で有利となるが、外側部１４０４の形状如何によっては、第１の脚片１４Ａの個数を２つにした場合であっても、ばね部材１２を安定した姿勢で載置でき、あるいは、安定した姿勢で重ね合わせることができる。
そして、ばね部材１２Ｃが軸挿通孔１６の軸方向Ｌに圧縮されると、図６（Ｃ）に示すように、まず、４つの第１の脚片１４Ａのみが変形することで第１のばね定数Ｋ１が得られ、さらに圧縮され第１、第２の高さＨ１、Ｈ２の差（Ｈ１−Ｈ２）分圧縮されると、すなわち、第１の脚片１４Ａが変形し第１の脚片１４Ａと第２の脚片１４Ｂの外側部１４０４が同一の高さになると、今度は全ての脚片１４が変形し、前記第１のばね定数Ｋ１よりも大きい第２のばね定数Ｋ２が得られ、特性が非線形のばね部材１２Ｃが得られるように構成されている。
【００２５】
第４の実施の形態のばね部材１２Ｃによっても、前記第１の実施の形態と同様に、荷重によりばね定数が変るので、種々の低荷重から衝撃のような大荷重に対しても対応でき、ディスク装置などのようなメカニズムユニットの防振装置に用いられて好適となり、また、長期信頼性に優れて安価に製造でき、さらに、ばね部材１２Ｃを同軸上で重ね合わせることで、組み合わせた全体としてのばね定数を小さくし、ストロークを大きくすることができるので、汎用性にも優れるという効果が奏される。
また、第４の実施の形態のばね部材１２Ｃを、前記第１の実施の形態と同様な方法で用いることができ、このような第４の実施の形態のばね部材１２Ｃによるメカニズムユニット１００の支持構造によれば、前記第１の実施の形態と同様に、低荷重に対しては小さい値の第１のばね定数でしかも大きなストロークで対応でき、また、衝撃のような大荷重に対して大きい値の第２のばね定数でしかも大きなストロークで対応できるので、ディスク装置などのようなメカニズムユニット１００の防振装置に用いられて好適となり、また、荷重が大きい場合には大きい値の第２のばね定数となるので、ストッパなどを省略してメカニズムユニット１００の支持構造のコストダウン、コンパクト化を図れ、また、ばね部材１２Ａは長期信頼性に優れ安価に製造できるので、ばね手段１３０のコストダウン、メカニズムユニット１００の支持構造のコストダウンを図る上で有利となり、さらに、用いるばね部材１２Ｃの枚数を変えることで、ばね定数やストロークを調節できるので、機種変更などにもばね部材１２の枚数を変えることで簡単に対応でき、汎用性にも優れる。
【００２６】
次に、第５の実施の形態について説明する。
図７（Ａ）は第５の実施の形態に係るばね部材の平面図、（Ｂ）は同側面図、（Ｃ）はばね定数の説明図を示す。
薄いばね鋼板からなる脚片１４が、軸挿通孔１６の軸方向Ｌに沿った第１の高さＨ１を有する複数の（４つの）第１の脚片１４Ａと、前記第１の高さよりも小さい第２の高さを有する複数の（４つの）第２の脚片１４Ｂとが環状に交互に並べられて構成されている点については前記第４の実施の形態と同様であるが、第５の実施の形態のばね部材１２Ｄは、各脚片１４が同一の長さで形成されている点が前記第４の実施の形態と異なっている。
この差異について詳細に説明すると、複数の脚片１４は、図７（Ａ）に示すように、軸挿通孔１６の軸方向から見ると、環板部１８の周方向に等間隔をおいた箇所から環板部１８の半径方向の外方に直線状に延在している。また、図７（Ｂ）に示すように、軸挿通孔１６の軸方向と直交する方向から見ると、第１の脚片１４Ａは直線状に延在しているが、第２の脚片１４Ｂは湾曲状に延在している。
そして、第１の脚片１４Ａは、環板部１８に対して第２の脚片１４Ｂよりも大きな角度を持って屈曲されており、このような第１の脚片１４Ａと第２の脚片１４Ｂが環状に交互に並べられており、第１の脚片１４Ａの外側部１４０４は第２の脚片１４Ｂの外側部１４０４よりも軸挿通孔１６の軸方向Ｌに突出し、第１の脚片１４Ａは第１の高さＨ１となり、第２の脚片１４Ｂは第２の高さＨ２となっている。
【００２７】
なお、第１の脚片１４Ａを少なくとも３個以上とするとばね部材１２Ｃを安定した姿勢で重ね合わせる上で有利となるが、外側部１４０４の形状如何によっては、第１の脚片１４Ａの個数を２つにした場合であっても、ばね部材１２を安定した姿勢で載置でき、あるいは、安定した姿勢で重ね合わせることができる。
そして、図７（Ｃ）に示すように、ばね部材１２Ｄが軸挿通孔１６の軸方向Ｌに圧縮されると、まず、４つの第１の脚片１４Ａのみが変形することで第１のばね定数Ｋ１が得られ、さらに圧縮され第１、第２の高さＨ１、Ｈ２の差（Ｈ１−Ｈ２）分圧縮されると、すなわち、第１の脚片１４Ａが変形し第１の脚片１４Ａと第２の脚片１４Ｂの外側部１４０４が同一の高さになると、今度は全ての脚片１４が変形し、前記第１のばね定数Ｋ１よりも大きい第２のばね定数Ｋ２が得られ、特性が非線形のばね部材１２Ｄが得られるように構成されている。
第５の実施の形態のばね部材１２Ｄによっても、前記第４の実施の形態と同様な効果が奏される。
【００２８】
次に、第６の実施の形態について説明する。
図８（Ａ）は第６の実施の形態に係るばね部材の平面図、（Ｂ）は同側面図、（Ｃ）、（Ｄ）はそれぞれ脚片の変形例の説明図を示す。
第６の実施の形態のばね部材１２Ｅでは、第１の脚片１４Ａと第２の脚片１４Ｂが同一の長さで形成され、図８（Ａ）に示すように、軸挿通孔１６の軸方向から見ると、環板部１８の周方向に等間隔をおいた箇所から環板部１８の半径方向の外方に直線状に延在している点において前記第５の実施の形態と同様であるが、図８（Ｂ）に示すように、軸挿通孔１６の軸方向と直交する方向から見ると、第１の脚片１４Ａと第２の脚片１４Ｂが同じ曲率で湾曲形成されている点が前記第５の実施の形態と異なっている。
すなわち、第１の脚片１４Ａは、環板部１８に対して大きな角度を持って屈曲され、第２の脚片１４Ｂは、環板部１８に対して小さな角度を持って屈曲されており、第１の脚片１４Ａと第２の脚片１４Ｂは環状に交互に並べられ、第１の脚片１４Ａの外側部１４０４は、第２の脚片１４Ｂの外側部１４０４よりも軸挿通孔１６の軸方向Ｌに突出し、第１の脚片１４Ａは第１の高さＨ１となり、第２の脚片１４Ｂは第２の高さＨ２となっている。
【００２９】
なお、第１の脚片１４Ａを少なくとも３個以上とするとばね部材１２Ｃを安定した姿勢で重ね合わせる上で有利となるが、外側部１４０４の形状如何によっては、第１の脚片１４Ａの個数を２つにした場合であっても、ばね部材１２を安定した姿勢で載置でき、あるいは、安定した姿勢で重ね合わせることができる。
そして、このようなばね部材１２Ｅが、図７（Ｃ）に示すように、軸挿通孔１６の軸方向Ｌに圧縮されると、まず、第１の脚片１４Ａのみが変形することで第１のばね定数Ｋ１が得られ、さらに圧縮され第１、第２の高さＨ１、Ｈ２の差（Ｈ１−Ｈ２）分圧縮されると、すなわち、第１の脚片１４Ａが変形し第１の脚片１４Ａと第２の脚片１４Ｂの外側部１４０４が同一の高さになると、今度は全ての脚片１４が変形し、前記第１のばね定数Ｋ１よりも大きい第２のばね定数Ｋ２が得られ、特性が非線形のばね部材１２Ｅが得られるように構成されている。
第６の実施の形態のばね部材１２Ｅによっても、前記第４の実施の形態と同様な効果が奏される。
【００３０】
なお、複数の脚片１４を同一の長さで形成しつつ、上記のようにばね定数を２段階に切り換える場合（高さの異なる第１の脚片１４Ａと第２の脚片１４Ｂを形成する場合）には、例えば、図８（Ｃ）に示すように、湾曲部を形成する長さを、第１の脚片１４Ａでは大きい寸法Ｄ１とし、第２の脚片１４Ｂでは小さい寸法Ｄ２にするようにしてもよく、ばね定数を２段階に切り換えるための（高さの異なる第１の脚片１４Ａと第２の脚片１４Ｂを形成するための）脚片１４の構成は種々考えられる。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、構造簡易で安価に製造でき、占有容積の小さいコンパクトな構成でありながら、小荷重領域ではばね定数が小さく大荷重領域ではばね定数が大きいという非線形の特性を有するばね部材が得られる。
また、本発明によれば、省スペースに資するコンパクトな構成と高い長期信頼性とを備え、しかも、小荷重の種々な振動から大荷重の衝撃に至るまで幅広く対応することのできる、優れた防振性能を有するメカニズムユニットの支持構造がが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は第１の実施の形態に係るばね部材の平面図、（Ｂ）は同側面図、（Ｃ）はばね定数の説明図である。
【図２】メカニズムユニットの支持構造の概略正面図である。
【図３】メカニズムユニットの支持構造の要部の拡大図である。
【図４】（Ａ）は第２の実施の形態に係るばね部材の平面図、（Ｂ）は同側面図である。
【図５】（Ａ）は第３の実施の形態に係るばね部材の平面図、（Ｂ）は同側面図である。
【図６】（Ａ）は第４の実施の形態に係るばね部材の平面図、（Ｂ）は同側面図、（Ｃ）はばね定数の説明図である。
【図７】（Ａ）は第５の実施の形態に係るばね部材の平面図、（Ｂ）は同側面図、（Ｃ）はばね定数の説明図である。
【図８】（Ａ）は第６の実施の形態に係るばね部材の平面図、（Ｂ）は同側面図、（Ｃ）、（Ｄ）はそれぞれ脚片の変形例の説明図である。
【符号の説明】
１２……ばね部材、１４……脚片、１４Ａ……第１の脚片、１４Ｂ……第２の脚片、１６……軸挿通孔、１００……メカニズムユニット、１１０……シャーシ、１２０……ゴムダンパー、１３０……ばね手段。

Claims (11)

1. ばね鋼板からなり相互に連結されて環状に配設され個別に変形可能な複数の脚片と、
   前記複数の脚片の中央に設けられた軸挿通孔とを備え、
   前記複数の脚片は、前記軸挿通孔の軸方向に沿った第１の高さを有する複数の第１の脚片と、前記第１の高さよりも小さい第２の高さを有する複数の第２の脚片とで構成され、
   前記軸挿通孔の軸方向に圧縮されると、まず前記第１の脚片のみが変形することで第１のばね定数が得られ、次に第１の脚片および第２の脚片が変形することで前記第１のばね定数よりも大きい第２のばね定数が得られるように構成されている、ことを特徴とするばね部材。
2. 前記各第１の脚片および第２の脚片は、前記軸挿通孔寄りに位置する内側部と、前記軸挿通孔の半径方向の外側に離れた箇所に位置する外側部と、前記内側部と外側部とが前記軸挿通孔の軸方向に変位するように延在してこれら内側部と外側部を接続する脚部を有し、前記隣り合う脚片は、前記内側部どうしが連結されると共に前記外側部どうしが連結されることで相互に連結されていることを特徴とする請求項１記載のばね部材。
3. 前記第１の脚片および第２の脚片はそれぞれ同一の形状で形成され、さらに、前記第１の脚片には前記軸挿通孔の軸方向に突出する突起が形成され、この突起により前記第１の脚片は第２の脚片の第２の高さよりも大きい第１の高さを有していることを特徴とする請求項１記載のばね部材。
4. 前記軸挿通孔の周囲に沿って延在する環板部を備え、前記第１の脚片および第２の脚片は、前記環板部の周方向に間隔をおいた箇所から環板部の半径方向の外方に延在していることを特徴とする請求項１記載のばね部材。
5. 前記軸挿通孔の周囲に沿って延在する環板部を備え、前記第１の脚片および第２の脚片は、前記環板部の周方向に間隔をおいた箇所から前記軸挿通孔の軸方向に対して傾斜角度を持ってそれぞれ環板部の半径方向の外方に沿って直線的に延在して設けられ、前記第１の脚片の延在長さは第２の脚片よりも大きく、かつ、前記第１の脚片の前記傾斜角度は第２の脚片の傾斜角度よりも小さく、これら延在長さおよび傾斜角度の差異により前記第１の脚片と第２の脚片はそれぞれ前記第１の高さ、第２の高さを有していることを特徴とする請求項１記載のばね部材。
6. 前記軸挿通孔の周囲に沿って延在する環板部を備え、前記第１の脚片および第２の脚片は、前記環板部の周方向に間隔をおいた箇所から前記軸挿通孔の軸方向から見て該環板部の半径方向の外方に沿って直線的に延在し、かつ、前記軸挿通孔の軸方向と直交する方向から見てその一部に湾曲する湾曲部が形成され、前記第１の脚片の前記湾曲部は第２の脚片の湾曲部の形状と異なり、この形状の差異により前記第１の脚片と第２の脚片はそれぞれ前記第１の高さ、第２の高さを有していることを特徴とする請求項１記載のばね部材。
7. メカニズムユニットをシャーシに対してゴムダンパーとばね手段を介して弾性的に支持する支持構造であって、
   前記ばね手段は、ばね鋼板からなる複数のばね部材が積み重ねて構成され、
   前記ばね部材は、相互に連結されて環状に配設され個別に変形可能な複数の脚片と、前記複数の脚片の中央に設けられた軸挿通孔とを備え、
   前記ばね部材は、前記メカニズムユニットあるいはシャーシ側に設けられた軸が前記軸挿通孔に挿通されることで配設され、
   前記複数の脚片は、前記軸挿通孔の軸方向に沿った第１の高さを有する複数の第１の脚片と、前記第１の高さよりも小さい第２の高さを有する複数の第２の脚片とで構成され、
   前記軸挿通孔の軸方向に圧縮されると、まず前記第１の脚片のみが変形することで第１のばね定数が得られ、次に第１の脚片および第２の脚片が変形することで前記第１のばね定数よりも大きい第２のばね定数が得られるように構成されている、ことを特徴とするメカニズムユニットの支持構造。
8. メカニズムユニットの周囲の複数箇所には、該メカニズムユニットの外方に突出し中間部に孔が貫設されたアームが設けられ、前記ゴムダンパーは、前記シャーシに配設されて前記各アームの先端を支持し、前記シャーシには、前記孔を挿通してアームから離れた箇所に頭部が位置する軸が設けられ、前記ばね部材は、前記軸挿通孔に前記軸が挿通され前記軸の基部に位置するシャーシ部分とアームとの間で積み重ねられると共にアームと頭部との間で積み重ねられていることを特徴とする請求項７記載のメカニズムユニットの支持構造。
9. メカニズムユニットの周囲の複数箇所には、該メカニズムユニットの外方に突出し中間部に孔が貫設されたアームが設けられ、前記ゴムダンパーは、前記シャーシに配設されて前記各アームの先端を支持し、前記シャーシには、前記アームに対応して支持片が設けられ、前記支持片には、前記孔を挿通してアームから離れた箇所に頭部が位置する軸が設けられ、前記ばね部材は、前記軸挿通孔に前記軸が挿通され前記支持片とアームとの間で積み重ねられると共にアームと頭部との間で積み重ねられていることを特徴とする請求項７記載のメカニズムユニットの支持構造。
10. メカニズムユニットの周囲の複数箇所には、該メカニズムユニットの外方に突出し中間部に孔が貫設されたアームが設けられ、前記ゴムダンパーは、前記シャーシに配設されて前記各アームの先端を支持し、前記シャーシには、前記アームを挟んだ位置となるように第１シャーシ部と第２シャーシ部が設けられ、前記第１シャーシ部と第２シャーシ部とに両端が支持され前記孔に挿通された軸が設けられ、前記ばね部材は、前記軸挿通孔に前記軸が挿通され前記第１シャーシ部とアームとの間で積み重ねられると共にアームと第２シャーシ部との間で積み重ねられていることを特徴とする請求項７記載のメカニズムユニットの支持構造。
11. 前記積み重ねられるばね部材の間には、前記軸に挿通され前記第１の脚片および第２の脚片の先端が接触できる外径を有する平ワッシャが配設されていることを特徴とする請求項７記載のメカニズムユニットの支持構造。

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