JP2009204149A

JP2009204149A - Spring

Info

Publication number: JP2009204149A
Application number: JP2008049905A
Authority: JP
Inventors: Tatsuji Ishimaru; 辰治石丸; Takeshi Furuhashi; 剛古橋; Ippei Hata; 一平秦; Masayuki Kuzuka; 正行公塚
Original assignee: I2S2 KK; Nihon University
Current assignee: I2S2 KK; Nihon University
Priority date: 2008-02-29
Filing date: 2008-02-29
Publication date: 2009-09-10
Anticipated expiration: 2028-02-29
Also published as: JP5100447B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enlarge elastic limit deformation with preventing or controlling buckling by one spring and widen an applicable specification as compared with that of a conventional one. SOLUTION: The multistage type spring 100 is pulled and compressed in the direction of Y through the input units 160, 161 and exhibits the spring performance by elongating and contracting each metal plate 110 of the spring part 102 in the direction of Y (elastic deformation). Thus, the product (EA) spring constant of Young's modulus of each metal plate 110 and a cross-section area ("plate thickness x width") is determined. Therefore, the spring constant is determined by the product (EA) of Young's modulus of each metal plate 110 which constitutes the spring part 102 and the value (EA/L) which is divided by the member length (L) of the total of each metal plate 110 and the cross section area which intersects perpendicularly with the elastic direction. Moreover, the member length (L) of the sum of each metal plate 110 determines the elastic limit deformation. Therefore, the total spring length, the spring constant and the elastic limit deformation (or allowable power) is adjusted separately and respectively. Thereby, the applicable specification is widened more than before. COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明はバネに関する。 The present invention relates to a spring.

一般的に「バネ」は金属などの素材の弾性を利用し、衝撃や振動を緩和する目的のため用いられる。バネは、弾性限変形を越える変形（引張り及び圧縮）がなされると塑性化し、バネとしての機能を果たさなくなる。そこで、弾性限変形をできるだけ大きくすることが要望されている。 Generally, a “spring” is used for the purpose of mitigating shock and vibration by utilizing the elasticity of a material such as metal. The spring becomes plastic when deformed (tensile and compressed) exceeding the elastic limit deformation, and does not function as a spring. Therefore, it is desired to increase the elastic limit deformation as much as possible.

しかし、弾性限変形を大きくすると、バネの全長が長くなり、圧縮時に座屈しやすくなる場合がある。そこで、座屈を防止又は抑制するために、バネガイドを設ける構成が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
特開２００７−１９２２８６号公報 However, if the elastic limit deformation is increased, the total length of the spring becomes longer, and it may become easy to buckle during compression. Therefore, a configuration in which a spring guide is provided to prevent or suppress buckling is known (see, for example, Patent Document 1).
JP 2007-192286 A

しかし、座屈が防止又は抑制されても、弾性限変形を大きくすると、前述したように、バネの全長が長くなり所望する長さのバネが得られなくなったり、所望するバネ定数等が得られなくなったりする場合がある。このため、従来は複数種類のバネを組み合わせなければ、所望の仕様（バネ長やバネ定数）を実現することができない場合があった。つまり、対応可能な仕様の範囲が狭かった。 However, even if buckling is prevented or suppressed, if the elastic limit deformation is increased, as described above, the total length of the spring becomes long and a desired length of spring cannot be obtained, or a desired spring constant or the like is obtained. It may disappear. For this reason, conventionally, unless a plurality of types of springs are combined, desired specifications (spring length and spring constant) may not be realized. In other words, the range of specifications that can be handled was narrow.

本発明は、上記問題を解決すべく成されたもので、一つのバネで、座屈を防止又は抑制しつつ弾性限変形を大きくすることができ、しかも、対応可能な仕様を従来よりも拡大することが目的である。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems. With one spring, it is possible to increase the elastic limit deformation while preventing or suppressing buckling, and to expand the specifications that can be handled compared to the conventional one. The purpose is to do.

請求項１に記載のバネは、間隔をあけて配列された複数の弾性部と、隣接する前記弾性部の一端部同士又は他端部同士を互い違いに連結した連結部と、を有するバネ部と、前記バネ部へ軸力が作用すると、前記弾性部が当接し座屈を防止又は抑制する当接部と、を備えることを特徴としている。 The spring according to claim 1 includes a plurality of elastic parts arranged at intervals, and a spring part having a connecting part in which one end part or the other end part of the adjacent elastic parts are alternately connected to each other. When the axial force is applied to the spring part, the elastic part comes into contact with the contact part to prevent or suppress buckling.

請求項１に記載のバネでは、バネ部は間隔をあけて複数の弾性部が配列されると共に、隣接する弾性部の一端部同士又は他端部同士が連結部によって互い違いに連結されている。換言すると、配列方向一方側の弾性部とは一端部同士が連結部で連結され、配列方向他方方側の弾性部とは他端部同士が連結部で連結されている。そして、このバネ部に配列方向と直交する方向に軸力（圧縮及び引張り）を作用させることで、バネ部を構成する弾性部が伸縮しバネ性が発揮される。 In the spring according to claim 1, a plurality of elastic portions are arranged at intervals in the spring portion, and one end portions or the other end portions of the adjacent elastic portions are alternately connected by the connecting portion. In other words, one end of the elastic part on one side in the arrangement direction is connected by the connecting part, and the other end part of the elastic part on the other side in the arrangement direction is connected by the connecting part. Then, by applying an axial force (compression and tension) to the spring portion in a direction orthogonal to the arrangement direction, the elastic portion constituting the spring portion expands and contracts to exhibit the spring property.

なお、バネ部の弾性部のヤング率と軸力方向（伸縮方向）と直交する断面積との積（ＥＡ）を、各弾性部の合計の部材長さ（Ｌ）で除した値（ＥＡ／Ｌ）で、バネ定数が決定される。また、各弾性部の合計の部材長さＬ（弾性部の配列方向と直交する伸縮方向の長さ×弾性部数）によって弾性限変形が決定される。つまり、弾性部の数を増やすことで、バネ（バネ部）の全長（軸力（伸縮）方向の長さ）を長くすることなく、弾性限変形を大きくすることができる。よって、バネ全長とバネ定数と弾性限変形（あるいは許容力）とが各々別々に調整可能とされる。これにより、対応可能な仕様を従来よりも拡大することができる。 Note that a value obtained by dividing the product (EA) of the Young's modulus of the elastic part of the spring part and the cross-sectional area perpendicular to the axial force direction (stretching direction) by the total member length (L) of each elastic part (EA / L), the spring constant is determined. The elastic limit deformation is determined by the total member length L of each elastic portion (length in the expansion / contraction direction orthogonal to the arrangement direction of the elastic portions × number of elastic portions). That is, by increasing the number of elastic portions, the elastic limit deformation can be increased without increasing the total length of the spring (spring portion) (the length in the axial force (extension / contraction) direction). Therefore, the spring total length, the spring constant, and the elastic limit deformation (or allowable force) can be adjusted separately. Thereby, the specification which can respond can be expanded rather than before.

また、バネ（バネ部）に軸力（圧縮及び引張り）が作用すると、弾性部が当接部に当接することで、バネ部（弾性部）の座屈が防止又は抑制される。よって、例えば、バネ定数を小さくするためバネ部の弾性部の断面積を小さくしても、バネ部（弾性部）の座屈が防止又は抑制される。 Further, when an axial force (compression and tension) acts on the spring (spring part), the elastic part comes into contact with the contact part, so that buckling of the spring part (elastic part) is prevented or suppressed. Therefore, for example, even if the cross-sectional area of the elastic portion of the spring portion is reduced in order to reduce the spring constant, buckling of the spring portion (elastic portion) is prevented or suppressed.

したがって、従来は複数種類のバネを組み合わせなければ実現できないような仕様であっても、一つのバネで、座屈を防止又は抑制しつつ弾性限変形を大きくすることができ、しかも、バネ全長とバネ定数と弾性限変形（あるいは許容力）とを各々別々に調整が可能であるので、対応可能な仕様を従来よりも拡大することができる。 Therefore, even if it is a specification that cannot be realized without combining a plurality of types of springs in the past, it is possible to increase the elastic limit deformation while preventing or suppressing buckling with a single spring. Since the spring constant and the elastic limit deformation (or allowable force) can be adjusted separately, the compatible specifications can be expanded as compared with the conventional case.

請求項２に記載のバネは、請求項１に記載の構成において、前記弾性部は金属板であり、前記バネ部は、前記金属板が板厚方向に間隔をあけて配列されると共に隣接する前記金属板の一端部同士又は他端部同士が互い違いに前記連結部で連結された構成とされ、前記当接部は前記各金属板の間に挟まれたゴム部材であることを特徴としている。 According to a second aspect of the present invention, in the configuration of the first aspect, the elastic portion is a metal plate, and the spring portion is adjacent to the metal plate arranged at intervals in the plate thickness direction. One end portions or the other end portions of the metal plates are alternately connected by the connecting portion, and the contact portion is a rubber member sandwiched between the metal plates.

請求項２に記載のバネでは、板厚方向に間隔をあけて配列されると共に隣接する金属板の一端部同士又は他端部同士が互い違いに連結部で連結され、隣接する金属板の間にゴム部材が挟まれた構成であるので、例えば、金属板と連結部とが別部材構成である場合、ゴム部材を間に挟んで金属板を積層して、隣接する金属板の一端部同士又は他端部同士を連結部で接合することで製造が可能である。また、金属板と連結部との接合部分を所定幅の直線状とすることができる等、金属板と連結部との接合が容易である。つまり、本構成とすることで、バネの製造が容易とされる。 In the spring according to claim 2, one end part or the other end part of the adjacent metal plates are alternately arranged in the plate thickness direction and alternately connected by a connecting part, and a rubber member is provided between the adjacent metal plates. For example, when the metal plate and the connecting portion are separate member configurations, the metal plates are stacked with the rubber member interposed therebetween, and one end portion or the other end of the adjacent metal plates Manufacture is possible by joining the parts together at the connecting part. Moreover, the joining part of a metal plate and a connection part is easy, for example, the junction part of a metal plate and a connection part can be made into the linear form of predetermined width. That is, with this configuration, the spring can be easily manufactured.

請求項３に記載のバネは、請求項１に記載の構成において、前記弾性部は金属棒であり、前記バネ部は、前記金属棒が周方向に間隔をあけて環状に配列されると共に隣接する前記金属棒の一端部同士又は他端部同士が互い違いに前記連結部で連結された構成とされ、前記当接部は内筒と外筒とで構成され、環状の前記バネ部が前記内筒と前記外筒との間に挿入される筒部材であることを特徴としている。 According to a third aspect of the present invention, in the configuration according to the first aspect, the elastic portion is a metal rod, and the spring portion is adjacent to the metal rod arranged in a ring at intervals in the circumferential direction. The metal rods are configured so that one end portions or the other end portions of the metal rods are alternately connected by the connecting portion, the contact portion is constituted by an inner tube and an outer tube, and the annular spring portion is the inner portion. It is a cylinder member inserted between the cylinder and the outer cylinder.

請求項３に記載のバネでは、バネ部は、金属棒が周方向に間隔をあけて環状に配列されると共に隣接する金属棒の一端部同士又は他端部同士が互い違いに連結部で連結された構成とされている。 In the spring according to claim 3, the spring portion is configured such that the metal rods are annularly arranged at intervals in the circumferential direction, and one end portions or the other end portions of the adjacent metal rods are alternately connected by a connecting portion. It has been configured.

このように、金属棒を環状に配列することで、軸力（圧縮及び引張り）方向と直交する方向の幅を大きくすることなく、多数の金属棒（弾性部）を有する構成が可能とされ、これにより、弾性限変形をより大きくすることができる。 Thus, by arranging the metal rods in an annular shape, a configuration having a large number of metal rods (elastic portions) is possible without increasing the width in the direction orthogonal to the axial force (compression and tension) direction. Thereby, elastic limit deformation can be made larger.

請求項４に記載のバネは、請求項３に記載の構成において、前記筒部は、前記内筒と前記外筒との間に設けられ、前記金属棒部材の周方向の変形を拘束する拘束部材を備えることを特徴としている。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the spring according to the third aspect, wherein the cylindrical portion is provided between the inner cylinder and the outer cylinder, and restrains deformation of the metal bar member in the circumferential direction. It is characterized by comprising a member.

請求項４に記載のバネでは、筒部の内筒と外筒との間に金属棒部材の周方向の変形を拘束する拘束部材を備えているので、バネ部（金属棒）の座屈がより確実に防止又は抑制される。 In the spring according to claim 4, since the restraining member that restrains the deformation in the circumferential direction of the metal bar member is provided between the inner cylinder and the outer cylinder of the cylinder part, the spring part (metal bar) is buckled. It is prevented or suppressed more reliably.

以上、説明したように請求項１に記載のバネによれば、従来は複数種類のバネを組み合わせなければ実現できないような仕様であっても、一つのバネで、座屈を防止又は抑制しつつ弾性限変形を大きくすることができ、しかも、バネ全長とバネ定数と弾性限変形（あるいは許容力）とを各々別々に調整が可能であるので、対応可能な仕様を従来よりも拡大することができる、という優れた効果を有する。 As described above, according to the spring of the first aspect, even if it is a specification that cannot be realized unless a plurality of types of springs are conventionally combined, a single spring can prevent or suppress buckling. Elastic limit deformation can be increased, and the spring total length, spring constant, and elastic limit deformation (or allowable force) can be adjusted separately. It has the excellent effect of being able to.

請求項２に記載のバネによれば、容易に製造することができる、という優れた効果を有する。 The spring according to claim 2 has an excellent effect that it can be easily manufactured.

請求項３に記載のバネによれば、軸力（圧縮及び引張り）方向と直交する方向の幅を大きくすることなく、弾性限変形を大きくすることができる、という優れた効果を有する。 According to the spring of the third aspect, there is an excellent effect that the elastic limit deformation can be increased without increasing the width in the direction orthogonal to the axial force (compression and tension) direction.

請求項４に記載のバネによれば、バネ部（金属棒）の座屈を、より確実に防止又は抑制することができる、という優れた効果を有する。 According to the spring of the fourth aspect, there is an excellent effect that the buckling of the spring portion (metal bar) can be more reliably prevented or suppressed.

以下、本発明の第一実施形態について、図１と図２とを用いて説明する。なお、図１は、多段式バネ１００を示す全体斜視図である。図２（Ａ）は、図１に示す多段式バネ１００を矢印Ａ方向に見た後面図であり、図２（Ｂ）は図１に示す多段式バネ１００の側面図である。また、各図におけるＹ方向が軸力（圧縮及び引張り）方向である。 Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is an overall perspective view showing the multistage spring 100. 2A is a rear view of the multistage spring 100 shown in FIG. 1 as viewed in the direction of arrow A, and FIG. 2B is a side view of the multistage spring 100 shown in FIG. Moreover, the Y direction in each figure is an axial force (compression and tension) direction.

図１と図２に示すように、第一実施形態の多段式バネ１００は、軸力が作用する方向、すなわち、引張り及び圧縮される方向（Ｙ方向）を長手方向とする略直方体とされている。多段式バネ１００は、金属板１１０が間隔をあけて配列されたバネ部１０２と、バネ部１０２の金属板１１０間に挟まれたゴム部材１３０と、バネ部１０２に軸力（引張り及び圧縮）を入力（作用）させるための入力部１６０、１６１と、が主要な構成部品とされている。 As shown in FIGS. 1 and 2, the multistage spring 100 of the first embodiment is a substantially rectangular parallelepiped having a longitudinal direction in a direction in which an axial force acts, that is, a direction in which it is pulled and compressed (Y direction). Yes. The multistage spring 100 includes a spring portion 102 in which metal plates 110 are arranged at intervals, a rubber member 130 sandwiched between the metal plates 110 of the spring portion 102, and an axial force (tensile and compression) on the spring portion 102. The input units 160 and 161 for inputting (acting) are the main components.

バネ部１０２は、軸力（圧縮及び引張り）が作用する方向（Ｙ方向）と直交する方向（Ｚ方向）に間隔をあけて金属板１１０が配列されると共に隣接する各金属板１１０の一端部１１０Ａ同士又は他端部１１０Ｂ同士が互い違いに（交互に）接続板１２０で接合された構成とされている。換言すると、隣接する配列方向一方側の金属板１１０とは一端部１１０Ａ同士が接続板１２０で連結されると共に配列方向他方側の金属板１１０とは他端部１１０Ｂ同士が接続板１２０連結された構成とされている。 In the spring portion 102, the metal plates 110 are arranged at intervals in the direction (Z direction) orthogonal to the direction (Y direction) in which the axial force (compression and tension) acts, and one end portion of each adjacent metal plate 110. 110 A or the other end portions 110 B are alternately (alternatively) joined by the connection plate 120. In other words, one end 110A is connected to the adjacent metal plate 110 on the one side in the arrangement direction by the connection plate 120, and the other end 110B is connected to the connection plate 120 on the other side in the arrangement direction. It is configured.

ゴム部材１３０は、各金属板１１０の間に挟まれている。換言すると、平面視略長方形状の複数枚の金属板１１０を、ゴム部材１３０を挟んで積層し、隣接する金属板１１０の一端部１１０Ａ同士又は他端部１１０Ｂ同士を互い違いに（交互に）接続板１２０で接合して連結した折返し構造とされている。 The rubber member 130 is sandwiched between the metal plates 110. In other words, a plurality of metal plates 110 having a substantially rectangular shape in plan view are stacked with the rubber member 130 interposed therebetween, and one end portions 110A or the other end portions 110B of the adjacent metal plates 110 are connected alternately (alternately). It is a folded structure in which the plates 120 are joined and connected.

なお、金属板１１０の板厚方向が積層（配列）方向（Ｚ方向）とされ、金属板１１０の長さ方向がＹ方向とされると共に引張り及び圧縮される方向（軸力が作用する方向）とされ、金属板１１０の幅方向がＸ方向（Ｙ方向とＺ方向とに直交する方向）とされている。 The thickness direction of the metal plates 110 is the stacking (arrangement) direction (Z direction), the length direction of the metal plates 110 is the Y direction, and the direction in which the metal plate 110 is pulled and compressed (the direction in which the axial force acts). The width direction of the metal plate 110 is the X direction (the direction orthogonal to the Y direction and the Z direction).

積層方向（Ｚ方向）の両外側に配置された金属板１１０Ｈと金属板１１０Ｌは、他の金属板１１０よりも、他端部側が長く形成さている。そして、これら金属板１１０Ｈと金属板１１０Ｌとの他端部１１０ＨＡ，１００ＬＡ同士が、他の金属板１１０の他端部１１０Ｂを跨いで、入力部１６０を構成する接続板１２２（入力部１６０）で接合され、連結されている。 The metal plate 110 H and the metal plate 110 L disposed on both outer sides in the stacking direction (Z direction) are formed longer on the other end side than the other metal plates 110. Then, the other end portions 110HA and 100LA of the metal plate 110H and the metal plate 110L straddle the other end portion 110B of the other metal plate 110, and the connection plate 122 (input portion 160) constituting the input portion 160. Joined and connected.

また、積層方向（Ｚ方向）の中間部分の金属板１１０Ｍと金属板１１０Ｎの間は、他の金属板間よりも大きく、他端部１１０ＭＢ，１１０ＮＢ同士が、接続板１２０ＭＮで接続されている。 Further, between the metal plate 110M and the metal plate 110N in the intermediate portion in the stacking direction (Z direction) is larger than between the other metal plates, and the other end portions 110MB and 110NB are connected by the connection plate 120MN.

なお本実施形態においては、接続板１２０、１２２は、各金属板１１０の一端部１１０Ａと他端部１１０Ｂの側面（積層方向（Ｚ方向）側面）に接合されている。 In the present embodiment, the connection plates 120 and 122 are joined to the side surfaces (stacking direction (Z direction) side surfaces) of the one end portion 110A and the other end portion 110B of each metal plate 110.

入力部１６０は、前述した接続板１２２、棒部１６２、リング部１６６で構成されている。一方、入力部１６１は、棒部１６４とリング部１６７で構成されている。 The input unit 160 includes the connection plate 122, the bar 162, and the ring 166 described above. On the other hand, the input unit 161 includes a bar portion 164 and a ring portion 167.

接続板１２２の中央部分には、引張り及び圧縮方向（Ｙ方向）を長手方向として配設された棒部１６２が取り付けられている。また、接続板１２０ＭＮの中央部分には、引張り及び圧縮方向（Ｙ方向）を長手方向として配設された入力部１６１の棒部１６４が取り付けられている。なお、入力部１６１の棒部１６４は、ゴム部材１３０ＭＮの中に埋設されている。また、各棒部１６２、１６４の先端部分には、Ｘ方向に貫通する略円形の孔１６７、１６９が形成されたリング部１６６、１６８が設けられている。 A bar portion 162 is attached to the central portion of the connecting plate 122 and has a tensile and compressing direction (Y direction) as a longitudinal direction. In addition, a rod portion 164 of the input portion 161 provided with the tension and compression directions (Y direction) as the longitudinal direction is attached to the central portion of the connection plate 120MN. Note that the rod portion 164 of the input portion 161 is embedded in the rubber member 130MN. In addition, ring portions 166 and 168 having substantially circular holes 167 and 169 penetrating in the X direction are provided at the tip portions of the rod portions 162 and 164, respectively.

なお、金属板１１０と接続板１２０、１２２との接合方法は特に限定されない。例えば、ボルトとナットで接合してもよいし、溶接で接合してもよい。或いは、金属板１１０と接続板１２０、１２２とが別部材構成でなく、一体となって成形されていてもよい。 In addition, the joining method of the metal plate 110 and the connection plates 120 and 122 is not particularly limited. For example, you may join with a volt | bolt and a nut, and you may join by welding. Alternatively, the metal plate 110 and the connection plates 120 and 122 may be integrally formed instead of separate members.

同様に、棒部１６２、１６４と接続板１２０ＭＮ，１２２との接合方法も限定されない。例えば、ボルトとナットで接合されていてもよいし、溶接で接合してもよい。また、棒部１６２、１６４と接続板１２０ＭＮ，１２２とが一体となって成形されていてもよい。 Similarly, the joining method of the rod parts 162 and 164 and the connection plates 120MN and 122 is not limited. For example, it may be joined by a bolt and a nut, or may be joined by welding. Further, the rod portions 162 and 164 and the connection plates 120MN and 122 may be integrally formed.

また、金属板１１０、接続板１２０、１２２、棒部１６２、１６４の材質は特に限定されない。例えば、高張力鋼又は超高張力鋼であってもよい。更に、接続板１２０、１２２、棒部１６２、１６４の材質は、バネ性を有しない材質であってもよい。 Moreover, the material of the metal plate 110, the connection plates 120 and 122, and the rod portions 162 and 164 is not particularly limited. For example, high tensile steel or ultra high tensile steel may be used. Furthermore, the connection plates 120 and 122 and the rod portions 162 and 164 may be made of a material having no spring property.

つぎに、本実施形態の作用及び効果について説明する。 Next, functions and effects of the present embodiment will be described.

多段式バネ１００は、入力部１６０、１６１を介して、Ｙ方向に引張り及び圧縮し、バネ部１０２の各金属板１１０がＹ方向に伸縮（弾性変形）されることで、バネ性を発揮する。このとき、引張り時においては、積層方向両外側の金属板１１０Ｈ、１１０Ｌは伸長される（引っ張られる）が、その他の金属板１１０は圧縮される。一方、圧縮時においては、積層方向両外側の金属板１１０Ｈ、１１０Ｌは圧縮されるが、その他の金属板１１０は引っ張られる（伸長される）。 The multi-stage spring 100 is stretched and compressed in the Y direction via the input portions 160 and 161, and each metal plate 110 of the spring portion 102 is expanded and contracted (elastically deformed) in the Y direction, thereby exhibiting spring properties. . At this time, at the time of pulling, the metal plates 110H and 110L on both outer sides in the stacking direction are stretched (pulled), but the other metal plates 110 are compressed. On the other hand, at the time of compression, the metal plates 110H and 110L on both outer sides in the stacking direction are compressed, but the other metal plates 110 are pulled (stretched).

なお、バネ部１０２を構成する各金属板１１０のヤング率と伸縮方向と直交する断面積（板厚×幅）との積（ＥＡ）を、金属板１１０の合計の部材長さ（Ｌ）で除した値（ＥＡ／Ｌ）で、バネ定数が決定される。なお、一枚の金属板１１０の伸縮方向の長さをｌとし、枚数をＮ枚、とすると、合計の部材長さＬは、Ｌ＝ｌ×Ｎとされる。 Note that the product (EA) of the Young's modulus of each metal plate 110 constituting the spring portion 102 and the cross-sectional area (plate thickness × width) orthogonal to the expansion / contraction direction is the total member length (L) of the metal plate 110. The spring constant is determined by the divided value (EA / L). If the length of one metal plate 110 in the expansion / contraction direction is 1 and the number of sheets is N, the total member length L is L = 1 × N.

また、各金属板１１０の合計の部材長さＬ（金属板１１０の伸縮方向（Ｙ方向）の長さ（ｌ）×金属板１１０の枚数（Ｎ））が弾性限変形を決定する。つまり、金属板１１０の枚数を増やすことで、多段式バネ１００（バネ部１０２）の全長を長くすることなく、弾性限変形を大きくすることができる。 Further, the total member length L of each metal plate 110 (length (l) in the expansion / contraction direction (Y direction) of the metal plate 110 × number of metal plates 110 (N)) determines the elastic limit deformation. That is, by increasing the number of the metal plates 110, the elastic limit deformation can be increased without increasing the overall length of the multistage spring 100 (spring portion 102).

よって、バネ全長とバネ定数と弾性限変形（あるいは許容力）とが各々別々に調整可能とされる。これにより、対応可能な仕様を従来よりも拡大することができる。 Therefore, the spring total length, the spring constant, and the elastic limit deformation (or allowable force) can be adjusted separately. Thereby, the specification which can respond can be expanded rather than before.

また、金属板１１０の圧縮及び引張り方向（Ｙ方向）と直交する方向（Ｚ方向（積層方向、板厚方向））への変形（折れ曲り）が、各金属板１１０に挟まれたゴム部材１３０によって、防止又は抑制され、その結果、バネ部１０２（金属板１１０）の座屈が防止又は抑制される。よって、例えば、バネ定数を小さくするため金属板１１０の板厚（断面を薄くしても（断面積を小さくして）も、バネ部１０２（金属板１１０）の座屈が防止又は抑制される。 In addition, the deformation (bending) of the metal plate 110 in a direction (Z direction (stacking direction, plate thickness direction)) orthogonal to the compression and tension direction (Y direction) is sandwiched between the metal plates 110. As a result, the buckling of the spring portion 102 (metal plate 110) is prevented or suppressed. Therefore, for example, even if the plate thickness of the metal plate 110 (thinning the cross section is reduced (decreasing the cross section)) in order to reduce the spring constant, buckling of the spring portion 102 (metal plate 110) is prevented or suppressed. .

したがって、従来は複数種類のバネを組み合わせなければ実現できないような仕様であっても、本実施形態の多段式バネ１１０は、一つで、座屈を防止又は抑制しつつ弾性限変形を大きくすることができ、しかも、バネ全長とバネ定数と弾性限変形（あるいは許容力）とを各々別々に調整が可能であるので、対応可能な仕様を従来よりも拡大することができる。 Therefore, even if it is a specification that cannot be realized unless a plurality of types of springs are combined in the past, the multistage spring 110 of the present embodiment is one, and the elastic limit deformation is increased while preventing or suppressing buckling. In addition, since the total length of the spring, the spring constant, and the elastic limit deformation (or allowable force) can be adjusted separately, the applicable specifications can be expanded as compared with the conventional one.

なお、図１に想像線で示すように、金属板１１０に孔１８０をあけ、バネ定数などを調整してもよい。また、図１では、孔１８０は略四角形状とされているが、これに限定されない。どのような形状であってもよい。例えば、円形であってもよいし三角状であってもよい。 In addition, as shown by an imaginary line in FIG. 1, a hole 180 may be formed in the metal plate 110 to adjust a spring constant or the like. Moreover, in FIG. 1, although the hole 180 is made into substantially square shape, it is not limited to this. Any shape is acceptable. For example, it may be circular or triangular.

また、バネ部１０２の金属板１１０の間には挟まれたゴム部材１３０は、圧縮及び引張りに伴い金属板１１０間の間隔が若干変化しても追従するので、バネ部１０２の圧縮及び引張りを妨げない。 Further, since the rubber member 130 sandwiched between the metal plates 110 of the spring portion 102 follows even if the interval between the metal plates 110 changes slightly due to compression and tension, the compression and tension of the spring portion 102 are suppressed. I do not disturb.

また、複数枚の金属板１１０を、ゴム部材１３０を挟んで積層し、隣接する金属板１１０の一端部１１０Ａ同士又は他端部１１０Ｂ同士を互い違いに（交互に）接続板１２０で接合して連結した折返し構造とされているので、製造が容易である。 In addition, a plurality of metal plates 110 are stacked with rubber member 130 interposed therebetween, and one end portions 110A or the other end portions 110B of adjacent metal plates 110 are alternately joined to each other by connection plates 120 and connected. The folded structure is easy to manufacture.

また、本実施形態のように、隣接する金属板１１０の一端部１１０Ａ同士又は他端部１１０Ｂ同士を、別部材の接合板１２０で接合する構成する場合、ゴム部材１２０を間に挟んで金属板１１０を積層して、隣接する金属板１１０の一端部１１０Ａ同士又は他端部１１０Ｂ同士を接続板１２０、１２２で接合することで製造が可能である。また、接合部分を所定幅（接合板１２０の板厚）の直線状とすることができるので、接合が容易である（バネ部１０２の製造が容易である）。 Further, as in the present embodiment, when the one end portions 110A or the other end portions 110B of the adjacent metal plates 110 are joined by the joining plate 120 which is a separate member, the metal plate is sandwiched between the rubber members 120. It is possible to manufacture by stacking 110 and joining one end portions 110 A or the other end portions 110 B of adjacent metal plates 110 with connecting plates 120 and 122. Further, since the joining portion can be a straight line having a predetermined width (plate thickness of the joining plate 120), joining is easy (manufacture of the spring portion 102 is easy).

つぎに、本発明の第二実施形態について、図３と図４とを用いて説明する。なお、図３は、多段式バネ２００を示す全体斜視図である。図４（Ａ）は、図３に示す多段式バネ２００を矢印Ａ方向に見た後面図であり、図４（Ｂ）は図１に示す多段式バネ２００の側面図である。また、各図におけるＹ方向が軸力（圧縮及び引張り）方向である。なお、第一実施形態と同一の部材には、同一の符号を記し、重複する説明は省略する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is an overall perspective view showing the multistage spring 200. 4A is a rear view of the multistage spring 200 shown in FIG. 3 as viewed in the direction of arrow A, and FIG. 4B is a side view of the multistage spring 200 shown in FIG. Moreover, the Y direction in each figure is an axial force (compression and tension) direction. In addition, the same code | symbol is described to the member same as 1st embodiment, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

図３と図４に示すように、第二実施形態の多段式バネ２００は、軸力が作用する方向、すなわち、引張り及び圧縮される方向（Ｙ方向）を長手方向とする略円柱形状とされている（正確にはＸ方向中央部分が膨らんだ形状（鼓形状）とされている）。多段式バネ２００は、金属板２１０が間隔をあけて配列されたバネ部２０２と、バネ部２０２の金属板２１０間に挟まれたゴム部材２３０と、バネ部２０２に軸力（引張り及び圧縮）を入力（作用）させるための入力部２６０、１６１と、が主要な構成部品とされている。 As shown in FIGS. 3 and 4, the multi-stage spring 200 of the second embodiment has a substantially cylindrical shape whose longitudinal direction is the direction in which the axial force acts, that is, the direction in which it is pulled and compressed (Y direction). (To be precise, the central portion in the X direction is a bulging shape (a drum shape)). The multistage spring 200 includes a spring portion 202 in which metal plates 210 are arranged at intervals, a rubber member 230 sandwiched between the metal plates 210 of the spring portion 202, and an axial force (tensile and compression) on the spring portion 202. The input units 260 and 161 for inputting (acting) are the main components.

バネ部２０２は、軸力（圧縮及び引張り）が作用する方向（Ｙ方向）と直交する方向（Ｚ方向）に間隔をあけて金属板２１０が配列されると共に隣接する各金属板２１０の一端部２１０Ａ同士又は他端部２１０Ｂ同士が互い違いに（交互に）接続板２２０で接合された構成とされている。換言すると、隣接する配列方向一方側の金属板２１０とは一端部１１０Ａ同士が接続板２２０で連結されると共に配列方向他方側の金属板２１０とは他端部１１０Ｂ同士が接続板２２０連結された構成とされている In the spring portion 202, the metal plates 210 are arranged at intervals in the direction (Z direction) perpendicular to the direction (Y direction) in which the axial force (compression and tension) acts, and one end portion of each adjacent metal plate 210 is arranged. 210A or the other end portions 210B are alternately (alternatively) joined by the connection plate 220. In other words, one end 110A is connected to the adjacent metal plate 210 on one side in the arrangement direction by the connection plate 220, and the other end 110B is connected to the connection plate 220 on the other metal plate 210 in the arrangement direction. It is configured

ゴム部材２３０は、各金属板２１０の間に挟まれている。換言すると、平面視略長方形状の複数枚の金属板２１０を、ゴム部材１３０を挟んで積層し、隣接する金属板２１０の一端部２１０Ａ同士又は他端部２１０Ｂ同士を互い違いに（交互に）接続板２２０で接合して連結した折返し構造とされている。 The rubber member 230 is sandwiched between the metal plates 210. In other words, a plurality of metal plates 210 having a substantially rectangular shape in plan view are stacked with the rubber member 130 interposed therebetween, and one end portions 210A or the other end portions 210B of adjacent metal plates 210 are connected alternately (alternately). It is a folded structure in which the plates 220 are joined and connected.

ここで、バネ部２０２の平面視略長方形状の複数枚の金属板２２０の幅は、積層方向の両外側に配設された金属板２２０Ｈ，２２０Ｌが最も幅狭で、中央側ほど徐々に幅広とされている。つまり、板厚は同じであるが断面形状（幅）が異なる金属板２１０を組合わせて構成されている。なお、ゴム部材２３０及び接続板２３０もこれに合わせた幅とされている。これにより前述したように、多段式バネ２００は、全体が引張り及び圧縮される方向（矢印Ｆ方向）を長手方向（軸方向）とする略円柱形状とされている（正確にはＸ方向中央部分が膨らんだ形状（鼓形状）とされている）。 Here, the width of the plurality of metal plates 220 having a substantially rectangular shape in plan view of the spring portion 202 is narrowest at the metal plates 220H and 220L disposed on both outer sides in the stacking direction, and gradually increases toward the center. It is said that. That is, the metal plates 210 having the same plate thickness but different cross-sectional shapes (widths) are combined. Note that the rubber member 230 and the connecting plate 230 have a width corresponding to this. As a result, as described above, the multistage spring 200 has a substantially cylindrical shape whose longitudinal direction (axial direction) is the direction in which the whole is pulled and compressed (arrow F direction) (exactly the central portion in the X direction). Swelled (drum shape)).

なお、第一実施形態と同様に、積層方向（Ｚ方向）の両外側に配置された金属板２１０Ｈと金属板２１０Ｌは、他の金属板２１０よりも、他端部側が長く形成さている。そして、これら金属板２１０Ｈと金属板２１０Ｌとの他端部２１０ＨＡ，２１０ＬＡ同士が、他の金属板２１０の他端部２１０Ｂを跨いで、入力部２６０を構成する接続板２２２で接合され連結されている。なお、接続板２２２はＸ方向中央部分が膨らんだ形状（鼓形状）とされている。 As in the first embodiment, the metal plate 210 H and the metal plate 210 L arranged on both outer sides in the stacking direction (Z direction) are formed longer on the other end side than the other metal plates 210. The other end portions 210HA and 210LA of the metal plate 210H and the metal plate 210L are joined and connected by the connection plate 222 constituting the input portion 260 across the other end portion 210B of the other metal plate 210. Yes. The connecting plate 222 has a shape in which the central portion in the X direction swells (a drum shape).

なお、本実施形態においては、第一実施形態と異なり、接続板２２０、２２２は、金属板２１０の一端部２１０Ａと他端部２１０Ｂの端面（引張り及び圧縮方向（Ｙ方向）端面）に接合されている。 In the present embodiment, unlike the first embodiment, the connection plates 220 and 222 are joined to the end surfaces (end surfaces in the tension and compression direction (Y direction)) of the one end portion 210A and the other end portion 210B of the metal plate 210. ing.

また、積層方向の中間部分の金属板２１０Ｍと金属板２１０Ｎの間は、他の金属板間よりも大きく、他端部２１０ＭＢ，２１０ＮＢ同士が、接続板２２０ＭＮで接続されている。 Further, between the metal plate 210M and the metal plate 210N in the intermediate part in the stacking direction is larger than between the other metal plates, and the other end portions 210MB and 210NB are connected by the connection plate 220MN.

入力部２６０は、前述した接続板２２２、棒部１６２、リング部１６６で構成されている。一方、入力部１６１は、第一実施形態と同様に、棒部１６４とリング部１６７で構成されている。そして、入力部１６１の棒部１６４が前述した接続板２２０ＭＮに取り付けられている。また、棒部１６４は金属板２１０Ｍと金属板２１０Ｎの間のゴム部材２３０ＭＮに埋設されている。 The input unit 260 includes the connection plate 222, the bar 162, and the ring 166 described above. On the other hand, the input part 161 is comprised by the rod part 164 and the ring part 167 similarly to 1st embodiment. And the rod part 164 of the input part 161 is attached to the connection board 220MN mentioned above. Further, the bar portion 164 is embedded in the rubber member 230MN between the metal plate 210M and the metal plate 210N.

なお、第一実施形態と同様に、金属板２１０と接続板２２０、２２２との接合方法は特に限定されない。例えば、ボルトとナットで接合してもよいし、溶接で接合してもよい。或いは、金属板２１０と接続板２２０、２２２とが別部材構成でなく、一体となって成形されていてもよい。 Note that, as in the first embodiment, the method of joining the metal plate 210 and the connection plates 220 and 222 is not particularly limited. For example, you may join with a volt | bolt and a nut, and you may join by welding. Alternatively, the metal plate 210 and the connection plates 220 and 222 may be integrally formed instead of separate members.

同様に、棒部１６２、１６４と接続板２２０ＭＮ，２２２との接合方法も限定されない。例えば、ボルトとナットで接合されていてもよいし、溶接で接合してもよい。また、棒部１６２、１６４と接続板２２０ＭＮ，２２２とが一体となって成形されていてもよい。 Similarly, the joining method of the rod parts 162 and 164 and the connection plates 220MN and 222 is not limited. For example, it may be joined by a bolt and a nut, or may be joined by welding. Further, the rod portions 162 and 164 and the connection plates 220MN and 222 may be integrally formed.

また、金属板２１０、接続板２２０、２２２、棒部１６２、１６４の材質は特に限定されない。例えば、高張力鋼又は超高張力鋼であってもよい。更に、接続板２２０、２２２、棒部１６２、１６４の材質は、バネ性を有しない材質であってもよ Moreover, the material of the metal plate 210, the connection plates 220 and 222, and the rod portions 162 and 164 is not particularly limited. For example, high tensile steel or ultra high tensile steel may be used. Furthermore, the material of the connection plates 220 and 222 and the rod portions 162 and 164 may be a material having no spring property.

つぎに、本実施形態の作用及び効果について説明する Next, the operation and effect of this embodiment will be described.

第一実施形態と同様の作用及び効果を果たすが、バネ部２０２は、異なる断面積（幅）の金属板２１０を組み合わせているので、対応可能な仕様を従来よりも更に拡大することができる。なお、第一実施形態と同様に、金属板２１０に孔（図１参照）をあけ、バネ定数などを調整してもよい。 Although the same operation and effect as the first embodiment are achieved, since the spring portion 202 combines the metal plates 210 having different cross-sectional areas (widths), the applicable specifications can be further expanded as compared with the conventional one. As in the first embodiment, a hole (see FIG. 1) may be made in the metal plate 210 to adjust the spring constant and the like.

なお、第一実施形態及び第二実施形態では、金属板１１０、１２０の板厚は全て同じであったがこれに限定されない。異なる板厚の金属板を用いた構成の多段バネであってもよい（図示省略）。 In addition, in 1st embodiment and 2nd embodiment, although the plate | board thickness of all the metal plates 110 and 120 was the same, it is not limited to this. A multistage spring having a configuration using metal plates having different plate thicknesses may be used (not shown).

つぎに、本発明の第三実施形態について、図５〜図８を用いて説明する。なお、図５は、多段式バネ３００を示す一部切欠き分解斜視図である。図６は、図５に示す多段式バネ３００の筒部３８０を想像線として図示した分解斜視図である。図７は図５に示す多段式バネ３００のＡ−Ａ線に沿った（軸方向（Ｆ方向）と直交する）断面図である。図８はバネ部３０２の展開図である。また、各図におけるＦ方向（軸方向）が軸力（圧縮及び引張り）方向であり、Ｆ方向を軸心とする周方向がＥ方向である。 Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a partially cutaway exploded perspective view showing the multistage spring 300. FIG. 6 is an exploded perspective view illustrating the cylindrical portion 380 of the multistage spring 300 shown in FIG. 5 as an imaginary line. FIG. 7 is a sectional view taken along the line AA of the multistage spring 300 shown in FIG. 5 (perpendicular to the axial direction (F direction)). FIG. 8 is a development view of the spring portion 302. Moreover, the F direction (axial direction) in each figure is an axial force (compression and tension) direction, and the circumferential direction centering on the F direction is the E direction.

図５〜図７に示すように、多段式バネ３００は、軸力が作用する方向、すなわち、引張り及び圧縮される方向（Ｆ方向）を長手方向（軸方向）とする略円柱状とされている。なお、前述したように、略円柱の軸方方向（Ｆ方向）が引張り及び圧縮される方向であり、周方向がＥ方向とされる。 As shown in FIG. 5 to FIG. 7, the multistage spring 300 has a substantially cylindrical shape in which the direction in which the axial force acts, that is, the direction in which it is pulled and compressed (F direction) is the longitudinal direction (axial direction). Yes. In addition, as mentioned above, the axial direction (F direction) of a substantially circular cylinder is the direction in which it is pulled and compressed, and the circumferential direction is the E direction.

多段式バネ３００は、環状のバネ部３０２と、このバネ部３０２が挿入される筒部３８０と、バネ部３０２に軸力を入力するための入力部３６０、３７０と、が主要な構成部品とされている。 The multistage spring 300 includes an annular spring portion 302, a cylindrical portion 380 into which the spring portion 302 is inserted, and input portions 360 and 370 for inputting an axial force to the spring portion 302 as main components. Has been.

図５〜図８に示すように、バネ部３０２は、金属棒部３１０が周方向（Ｅ方向）に間隔をあけて環状に配列されると共に隣接する金属棒部３１０の一端部３１０Ａ同士又は他端部３１０Ｂ同士が互い違いに（交互に）連結部３２０で連結された構成とされている。換言すると、隣接する周方向（配列方向）一方側の金属棒部３１０とは一端部３１０Ａ同士が連結部３２０で連結されると共に周方向（配列方向）他方側の金属棒部３１０とは他端部３１０Ｂ同士が連結部３２０で連結された構造とされている。 As shown in FIGS. 5 to 8, in the spring portion 302, the metal rod portions 310 are annularly arranged at intervals in the circumferential direction (E direction) and one end portions 310 A of the adjacent metal rod portions 310 or the other It is set as the structure by which the edge parts 310B were connected by the connection part 320 alternately (alternately). In other words, one end portion 310A is connected to the adjacent metal rod portion 310 on one side in the circumferential direction (array direction) by the connecting portion 320, and the other end is connected to the metal rod portion 310 on the other side in the circumferential direction (array direction). The parts 310 B are connected by a connecting part 320.

図５〜図７に示すように、筒部３８０は、軸方向（Ｆ方向）の両端側が開口された内筒３８４と、この内筒３８４の外側に設けられた外筒３８２と、で構成され、前述した環状のバネ部３１０が内筒３８４と外筒３８２との間に挿入されている。 As shown in FIGS. 5 to 7, the cylindrical portion 380 includes an inner cylinder 384 that is open at both ends in the axial direction (F direction), and an outer cylinder 382 that is provided outside the inner cylinder 384. The aforementioned annular spring portion 310 is inserted between the inner cylinder 384 and the outer cylinder 382.

図６と図８とに示すように、前述したように多段式バネ３００は、バネ部３０２に軸力を入力するための入力部３６０、３７０を備えている。入力部３６０、３７０は、Ｆ方向を長手方向とする棒部３６２、３７２と円盤状の蓋部３６４、３７４とで構成されている。 As shown in FIGS. 6 and 8, as described above, the multistage spring 300 includes the input portions 360 and 370 for inputting the axial force to the spring portion 302. The input units 360 and 370 are configured by rod portions 362 and 372 having a longitudinal direction in the F direction and disk-shaped lid portions 364 and 374, respectively.

そして、一方の入力部３６０の棒部３６２は連結部３１０Ｋと連結部３１０Ｌとに取り付けられている。同様に、他方の入力部３７０の棒部３７２は連結部３１０Ｍと連結部３１０Ｎとに取り付けられている。なお、図８に示すように、各棒部３６２及び各棒部３７２は対角線上に配設されていると共に、棒部３６２と棒部３７２とが交互に略９０度ごとに配設されている。 And the rod part 362 of one input part 360 is attached to the connection part 310K and the connection part 310L. Similarly, the rod part 372 of the other input part 370 is attached to the connecting part 310M and the connecting part 310N. As shown in FIG. 8, the bar portions 362 and the bar portions 372 are disposed diagonally, and the bar portions 362 and the bar portions 372 are alternately disposed approximately every 90 degrees. .

図６と図８とに示すように、棒部３６２、３７２のそれぞれの端部に円盤状の蓋部３６４、３７４が接続されている。そして、この蓋部３６４、３７４が筒部３８０のＦ方向両側の開口部分を塞ぐ構成とされている。なお、蓋部３６４、３７４の上面には円形状の孔３６７、３７７が形成された凸部３６６、３７６が設けられている。 As shown in FIGS. 6 and 8, disk-shaped lid portions 364 and 374 are connected to the end portions of the rod portions 362 and 372, respectively. The lid portions 364 and 374 close the opening portions on both sides in the F direction of the cylindrical portion 380. In addition, convex portions 366 and 376 in which circular holes 367 and 377 are formed are provided on the upper surfaces of the lid portions 364 and 374.

なお、本実施形態では、バネ部３０２（金属棒部３１０と連結部３２０と）は、一本の中実の金属製の棒を曲げることによって形成されている。しかし、曲げ加工の場合、曲げ部分の強度が、他の部分よりも弱くなる。また、場合によっては、曲げ部分の強度が不足する場合がある。よって、図１２（Ａ）に示す第一変形例のバネ部３０３のように、曲げ部分（Ｕ字の底部分）に補強部材３１５を設けることで（はめ込むことで）、曲げ部分の強度を向上させることが望ましい。 In the present embodiment, the spring portion 302 (the metal rod portion 310 and the connecting portion 320) is formed by bending a single solid metal rod. However, in the case of bending, the strength of the bent portion is weaker than other portions. In some cases, the strength of the bent portion may be insufficient. Therefore, as in the spring portion 303 of the first modification shown in FIG. 12A, the strength of the bent portion is improved by providing the reinforcing member 315 at the bent portion (bottom portion of the U shape). It is desirable to make it.

また、図１２（Ｂ）に示す第二変形例のバネ部３０５のように、別部材構成とされた金属棒部３１１と連結部３２１とが、溶接やボルト締め等で接合された構成であってもよい。なお、このような構成の場合は、曲げ加工よりも強度が向上される。しかし、同様に、第一変形例（図１２（Ａ））と同様に、Ｕ字の底部分に補強部材３１５を設けて、強度をより向上させてもよい。 Further, like the spring portion 305 of the second modification shown in FIG. 12B, the metal rod portion 311 and the connecting portion 321 which are separate members are joined by welding, bolting, or the like. May be. In the case of such a configuration, the strength is improved as compared with the bending process. However, similarly, similarly to the first modified example (FIG. 12A), a reinforcing member 315 may be provided on the bottom portion of the U shape to further improve the strength.

また、金属棒部３１０（及び連結部３２０）、棒部３６２、３７２の材質は特に限定されない。例えば、高張力鋼鈑であってもよい。更に、棒部３６２、３７２の材質は、バネ性を有しない材質であってもよい。また、前述した図１２（Ｂ）に示す変形例の場合のように、金属棒部３１１と連結部３２１とが別部材構成とされている場合は、連結部３２１の材質はバネ性を有しない材質であってもよい。 Moreover, the material of the metal bar part 310 (and connection part 320) and the bar parts 362 and 372 is not specifically limited. For example, a high tensile steel plate may be used. Further, the material of the rod portions 362 and 372 may be a material having no spring property. Further, as in the case of the modification shown in FIG. 12B described above, when the metal bar portion 311 and the connecting portion 321 are configured as separate members, the material of the connecting portion 321 does not have a spring property. It may be a material.

つぎに本実施形態の作用及び効果について説明する。 Next, the operation and effect of this embodiment will be described.

第一実施形態及び第二実施形態と同様に、本実施形態の多段式バネ３００も、入力部３６０、３７０を介して、Ｆ方向に引張り及び圧縮し、バネ部３０２の各金属棒部３１０がＹ方向に伸縮（弾性変形）されることで、バネ性を発揮する。このとき、引張り時においては、各金属棒部３１０は圧縮される。一方、圧縮時においては、各金属棒部３１０は引張られる（伸長される）。 Similar to the first embodiment and the second embodiment, the multi-stage spring 300 of this embodiment is also pulled and compressed in the F direction via the input portions 360 and 370, and each metal rod portion 310 of the spring portion 302 is moved. By expanding and contracting (elastically deforming) in the Y direction, it exhibits springiness. At this time, each metal bar 310 is compressed during pulling. On the other hand, at the time of compression, each metal bar portion 310 is pulled (elongated).

また、各金属棒部３１０のヤング率と断面積（「太さ」）との積（ＥＡ）を、金属棒３１０の合計の部材長さ（Ｌ）で除した値（ＥＡ／Ｌ）で、バネ定数が決定される。なお、一本の金属棒３１０の伸縮方向（Ｆ方向）の長さｌとし、本数をＮ枚、とすると、合計の部材長さＬは、Ｌ＝ｌ×Ｎとされる。 In addition, a value (EA / L) obtained by dividing the product (EA) of the Young's modulus and the cross-sectional area (“thickness”) of each metal bar portion 310 by the total member length (L) of the metal bar 310, The spring constant is determined. If the length of the metal rod 310 in the expansion / contraction direction (F direction) is 1 and the number is N, the total member length L is L = 1 × N.

また、各金属棒部３１０の合計の部材長さＬ（金属棒部３１０の伸縮方向（Ｆ方向）の長さ×金属棒部３１０の本数）が弾性限変形を決定する。つまり、金属棒部３１０の本数を増やすことで、多段式バネ３００（バネ部３００）の全長を長くすることなく、弾性限変形を大きくすることができる。よって、バネ全長とバネ定数と弾性限変形（あるいは許容力）とが各々別々に調整可能とされる。これにより、対応可能な仕様を従来よりも拡大することができる。 Further, the total member length L of each metal bar portion 310 (the length of the metal bar portion 310 in the expansion / contraction direction (F direction) × the number of metal bar portions 310) determines the elastic limit deformation. That is, by increasing the number of the metal rod portions 310, the elastic limit deformation can be increased without increasing the overall length of the multistage spring 300 (spring portion 300). Therefore, the spring total length, the spring constant, and the elastic limit deformation (or allowable force) can be adjusted separately. Thereby, the specification which can respond can be expanded rather than before.

また、各金属棒部３１０は筒部３８０の内筒３８２と外筒３８４との間に挿入されているので、金属棒部３１０の圧縮方向及び引張り（Ｆ方向）と直交する径方向外側又は内側への変形（折れ曲り）が、防止又は抑制され、その結果、金属棒部３１０の座屈が防止又は抑制される。よって、例えば、バネ定数を小さくするため金属棒部３１０の断面積を小さくしても（細くしても）、座屈が防止又は抑制される。 In addition, since each metal bar portion 310 is inserted between the inner cylinder 382 and the outer cylinder 384 of the cylinder portion 380, the outer side or the inner side in the radial direction orthogonal to the compression direction and tension (F direction) of the metal bar portion 310. Deformation (bending) is prevented or suppressed, and as a result, buckling of the metal rod portion 310 is prevented or suppressed. Therefore, for example, even if the cross-sectional area of the metal bar 310 is reduced (thinned) in order to reduce the spring constant, buckling is prevented or suppressed.

したがって、従来は複数種類のバネを組み合わせなければ実現できないような仕様であっても、本実施形態の多段式バネ３００は、一つで、座屈を防止又は抑制しつつ弾性限変形を大きくすることができ、しかも、バネ全長とバネ定数と弾性限変形（あるいは許容力）とを各々別々に調整が可能であるので、対応可能な仕様を従来よりも拡大することができる。 Therefore, even if it is a specification that cannot be realized without combining a plurality of types of springs in the past, the multi-stage spring 300 of this embodiment is a single, and increases elastic limit deformation while preventing or suppressing buckling. In addition, since the total length of the spring, the spring constant, and the elastic limit deformation (or allowable force) can be adjusted separately, the applicable specifications can be expanded as compared with the conventional one.

また、金属棒部３１０（バネ部３０２）を環状とすることで、圧縮及び引張り方向と直交する方向の幅を大きくすることなく、多数の金属棒３１０を有する構成が可能とされる。これにより、弾性限変形を大きくすることができる。 Further, by forming the metal rod portion 310 (spring portion 302) in an annular shape, a configuration having a large number of metal rods 310 is possible without increasing the width in the direction perpendicular to the compression and tension directions. Thereby, elastic limit deformation can be enlarged.

つぎに、本実施形態の筒部の変形例について説明する。なお、上記実施形態と同一の部材には、同一の符号を記し、重複する説明は省略する。 Below, the modification of the cylinder part of this embodiment is demonstrated. In addition, the same code | symbol is described to the member same as the said embodiment, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

まず、第一変形例の筒部４８０について、図９を用いて説明する。なお、図９は図７に示すＡ−Ａ線の沿った（Ｆ方向と直交する）断面図である。 First, the cylinder part 480 of a 1st modification is demonstrated using FIG. 9 is a cross-sectional view taken along the line AA shown in FIG. 7 (perpendicular to the F direction).

筒部４８０の内筒４８４には、径方向外側に延出するリブ４８８が形成されている。リブ４８８は、各金属棒部３１０及び棒部３６２、３７２の間に設けられている。なお、リブ４８８は軸方向（Ｆ方向）の全域に渡って形成されていてもよいし、一部にのみ形成されていてもよい。 A rib 488 extending outward in the radial direction is formed on the inner cylinder 484 of the cylinder portion 480. The rib 488 is provided between each metal bar part 310 and the bar parts 362 and 372. In addition, the rib 488 may be formed over the whole area of an axial direction (F direction), and may be formed only in part.

つぎに本変形例の作用及び効果について説明する。 Next, the operation and effect of this modification will be described.

金属棒部３１０の周方向への変形（折れ曲り）が、リブ４８４に当接することによって、防止又は抑制され、その結果、金属棒部３１０の座屈がより確実に防止又は抑制される。 The deformation (bending) in the circumferential direction of the metal bar portion 310 is prevented or suppressed by contacting the rib 484, and as a result, the buckling of the metal bar portion 310 is more reliably prevented or suppressed.

つぎに、第二変形例の筒部５８０について、図１０を用いて説明する。なお、図１０（Ａ）は図７に示すＡ−Ａに沿った（Ｆ方向と直交する）断面図であり、図１０（Ｂ）はバネ部３０２と支持部５９０との展開図である。 Next, a cylindrical portion 580 of the second modification will be described with reference to FIG. 10A is a cross-sectional view taken along the line AA shown in FIG. 7 (perpendicular to the F direction), and FIG. 10B is a development view of the spring portion 302 and the support portion 590.

筒部５８０の内筒５８４と外筒５８２との間に、支持部５９０が設けている。支持部５９０は、各金属棒部３１０及び棒部３６２、３７２が挿通される貫通孔５９２が形成されたリング部５９３を有している。リング部５９３は、周方向に沿って配設された連結部５９６によって互いに連結されている。また、径方向に延びる連結部５９４によって内筒５８４と外筒５８２とに接続されている。 A support portion 590 is provided between the inner tube 584 and the outer tube 582 of the tube portion 580. The support part 590 has a ring part 593 in which a through hole 592 into which each metal bar part 310 and the bar parts 362 and 372 are inserted is formed. The ring portions 593 are connected to each other by a connecting portion 596 disposed along the circumferential direction. Further, the inner cylinder 584 and the outer cylinder 582 are connected to each other by a connecting portion 594 extending in the radial direction.

なお、本実施形態においては、支持部５９０は、軸方向（Ｆ方向）の一部領域に一箇所のみ設けられている（図１０（Ｂ）参照）。しかし、複数箇所に支持部が設けられた構成であってもよい。或いは、軸方向（Ｆ方向）の全域に渡って円筒状のリング部が設けられた構成であってもよい。 In the present embodiment, only one support portion 590 is provided in a partial region in the axial direction (F direction) (see FIG. 10B). However, the structure provided with the support part in multiple places may be sufficient. Or the structure provided with the cylindrical ring part over the whole region of an axial direction (F direction) may be sufficient.

金属棒部３１０は支持部５９０のリング部５９３の貫通孔５９２に拘束されているので、金属棒部３１０の周方向及び径方向への変形（折れ曲り）が、防止又は抑制され、その結果、金属棒部３１０の座屈がより確実に防止又は抑制される。 Since the metal bar part 310 is restrained by the through hole 592 of the ring part 593 of the support part 590, deformation (bending) in the circumferential direction and the radial direction of the metal bar part 310 is prevented or suppressed. The buckling of the metal rod part 310 is prevented or suppressed more reliably.

つぎに、第三変形例の筒部６８０について、図１１を用いて説明する。なお、図１１は図７に示すＡ−Ａ線に沿った（Ｆ方向と直交する）断面図である。 Next, a cylindrical portion 680 of the third modification will be described with reference to FIG. 11 is a cross-sectional view taken along the line AA shown in FIG. 7 (perpendicular to the F direction).

筒部６８０の内筒５８４と外筒５８２との間には、樹脂等からなる支持部６９０が設けられている。支持部６９０は、各金属棒部３１０及び棒部３６２、３７２が挿通される貫通孔６９２が形成されている。 A support portion 690 made of resin or the like is provided between the inner tube 584 and the outer tube 582 of the tube portion 680. The support portion 690 is formed with a through hole 692 through which each metal rod portion 310 and the rod portions 362 and 372 are inserted.

なお、本実施形態においては、支持部６９０は、軸方向（Ｆ方向）の全領域に渡って設けられた構成とされている。しかし、軸方向（Ｆ方向）の一部領域にのみ設けられていてもよい。 In the present embodiment, the support portion 690 is configured to be provided over the entire region in the axial direction (F direction). However, it may be provided only in a partial region in the axial direction (F direction).

金属棒部３１０は、支持部６９０の貫通孔６９２に拘束されているので、金属棒部３１０の周方向及び径方向への変形（折れ曲り）が防止又は抑制され、その結果、金属棒部３１０の座屈がより確実に防止又は抑制される。 Since the metal bar part 310 is restrained by the through hole 692 of the support part 690, deformation (bending) in the circumferential direction and the radial direction of the metal bar part 310 is prevented or suppressed, and as a result, the metal bar part 310 Is prevented or suppressed more reliably.

なお、本実施形態では、変形例も含め、金属棒部３１０は、中実の丸棒、すなわち、円柱状とされていたが、これに限定されない。例えば、三角柱状、四角柱状であってもよい。また、中実でなく中空であってもよい（例えば、円筒状であってもよい）。 In addition, in this embodiment, although the metal rod part 310 was made into the solid round bar, ie, column shape, including a modification, it is not limited to this. For example, a triangular prism shape or a quadrangular prism shape may be used. Moreover, it may not be solid but may be hollow (for example, it may be cylindrical).

また、金属棒部３１０の太さ（断面積）は全て同じであったがこれに限定されない。異なる太さ（断面積）の金属棒を用いる構成であってもよい。 Moreover, although the thickness (cross-sectional area) of the metal bar part 310 was all the same, it is not limited to this. A configuration using metal bars having different thicknesses (cross-sectional areas) may be used.

なお、上記実施形態において、金属板１１０、２１０、金属棒部３１０（弾性部）の数は、特に限定されないが、金属板１１０、２１０、金属棒３１０（弾性部）は、４つ以上の偶数個で構成されていることが望ましい。 In addition, in the said embodiment, the number of the metal plates 110 and 210 and the metal rod part 310 (elastic part) is not specifically limited, but the metal plates 110 and 210 and the metal bar 310 (elastic part) are four or more even numbers. It is desirable to be composed of pieces.

また、本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、弾性部は板状や棒状（或いは筒状）以外の形状であってもよい。また、弾性部の材質は、金属以外の材質であってもよい。 The present invention is not limited to the above embodiment. For example, the elastic portion may have a shape other than a plate shape or a rod shape (or a cylindrical shape). The material of the elastic part may be a material other than metal.

本発明の第一実施形態に係る多段式バネを示す全体斜視図である。1 is an overall perspective view showing a multistage spring according to a first embodiment of the present invention. （Ａ）は、図１に示す多段式バネを矢印Ａ方向に見た後面図であり、（Ｂ）は図１に示す多段式バネの側面図である。(A) is the rear view which looked at the multistage spring shown in FIG. 1 in the arrow A direction, (B) is a side view of the multistage spring shown in FIG. 本発明の第二実施形態に係る多段式バネを示す全体斜視図である。It is a whole perspective view which shows the multistage spring which concerns on 2nd embodiment of this invention. （Ａ）は、図３に示す多段式バネを矢印Ａ方向に見た後面図であり、（Ｂ）は図１に示す多段式バネ側面図である。(A) is the rear view which looked at the multistage spring shown in FIG. 3 in the arrow A direction, (B) is the multistage spring side view shown in FIG. 本発明の第三実施形態に係る多段式バネを示す一部切欠き分解斜視図である。It is a partially cutaway exploded perspective view showing a multistage spring according to a third embodiment of the present invention. 図５に示す多段式バネの筒部を想像線として図示した分解斜視図である。It is the disassembled perspective view which illustrated the cylinder part of the multistage spring shown in FIG. 5 as an imaginary line. 図５に示す多段式バネのＡ−Ａ線の（軸方向と直交する）断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view (perpendicular to the axial direction) taken along line AA of the multistage spring shown in FIG. 5. 図５に示す多段式バネのバネ部の展開図である。FIG. 6 is a development view of a spring portion of the multistage spring shown in FIG. 5. 本発明の第三実施形態に係る多段式バネの筒部の第一変形例を示す（図７に示すＡ−Ａ線に沿ったＦ方向と直交する）断面図である。It is sectional drawing which shows the 1st modification of the cylinder part of the multistage spring which concerns on 3rd embodiment of this invention (it orthogonally crosses F direction along the AA line shown in FIG. 7). 本発明の第三実施形態に係る多段式バネの筒部の第二変形例を示す、（Ａ）は（図７に示すＡ−Ａに沿ったＦ方向と直交する）断面図であり、（Ｂ）はバネ部と支持部の展開図である。(A) which shows the 2nd modification of the cylinder part of the multistage spring which concerns on 3rd embodiment of this invention, (A) is sectional drawing (perpendicular to the F direction along AA shown in FIG. 7), B) is a development view of the spring part and the support part. 本発明の第三実施形態に係る多段式バネの筒部の第三変形例を示す（図７に示すＡ−Ａ線に沿ったＦ方向と直交する）断面図である。It is sectional drawing which shows the 3rd modification of the cylinder part of the multistage spring which concerns on 3rd embodiment of this invention (it orthogonally crosses with the F direction along the AA line shown in FIG. 7). （Ａ）は本発明の第三実施形態に係る多段式バネのバネ部の第一変形例の要部を示す図であり、（Ｂ）は第二変形例の要部を示す図である。(A) is a figure which shows the principal part of the 1st modification of the spring part of the multistage spring which concerns on 3rd embodiment of this invention, (B) is a figure which shows the principal part of a 2nd modification.

Explanation of symbols

１００多段式バネ（バネ）
１０２バネ部
１１０金属板（弾性部）
１２０接続板（連結部）
１３０ゴム部材（当接部）
２００多段式バネ（バネ）
２０２バネ部
２１０金属板（弾性部）
２２０接続板（連結部）
２３０ゴム部材（当接部）
３００多段式バネ（バネ）
３０２バネ部
３０３バネ部
３０５バネ部
３１０金属棒部（弾性部、金属棒）
３２０連結部
３８０筒部（当接部、筒部材）
３８２外筒
３８４内筒
４００多段式バネ（バネ）
４０２バネ部
４１０金属棒部（弾性部、金属棒）
４２０連結部
４８０筒部（当接部、筒部材）
４８２外筒
４８４内筒
４８８リブ（拘束部材）
５００多段式バネ（バネ）
５０２バネ部
４１０金属棒部（弾性部、金属棒）
５２０連結部
５８０筒部（当接部、筒部材）
５８２外筒
５８４内筒
５９０支持部（拘束部材）
６００多段式バネ（バネ）
６０２バネ部
６１０金属棒部（弾性部、金属棒）
６２０連結部
６８０筒部（当接部、筒部材）
６８２外筒
６８４内筒
６９０支持部（拘束部材） 100 Multi-stage spring (spring)
102 Spring part 110 Metal plate (elastic part)
120 Connection plate (connection part)
130 Rubber member (contact part)
200 Multi-stage spring (spring)
202 Spring part 210 Metal plate (elastic part)
220 Connection plate (connection part)
230 Rubber member (contact part)
300 Multi-stage spring (spring)
302 Spring part 303 Spring part 305 Spring part 310 Metal bar part (elastic part, metal bar)
320 connecting portion 380 tube portion (contact portion, tube member)
382 Outer cylinder 384 Inner cylinder 400 Multi-stage spring (spring)
402 Spring part 410 Metal bar part (elastic part, metal bar)
420 connection part 480 cylinder part (contact part, cylinder member)
482 outer cylinder 484 inner cylinder 488 rib (restraint member)
500 Multi-stage spring (spring)
502 Spring part 410 Metal bar part (elastic part, metal bar)
520 Connecting portion 580 Tube portion (contact portion, tube member)
582 Outer cylinder 584 Inner cylinder 590 Support (restraint member)
600 Multi-stage spring (spring)
602 Spring part 610 Metal bar part (elastic part, metal bar)
620 Connecting portion 680 Tube portion (contact portion, tube member)
682 Outer cylinder 684 Inner cylinder 690 Support (restraint member)

Claims

A spring portion having a plurality of elastic portions arranged at intervals and a connecting portion in which one end portions or the other end portions of the adjacent elastic portions are alternately connected;
When an axial force acts on the spring part, the elastic part comes into contact with the contact part to prevent or suppress buckling;
A spring comprising:

The elastic part is a metal plate;
The spring portion has a configuration in which the metal plates are arranged at intervals in the plate thickness direction and one end portions or the other end portions of the adjacent metal plates are alternately connected by the connecting portion,
The spring according to claim 1, wherein the contact portion is a rubber member sandwiched between the metal plates.

The elastic part is a metal rod;
The spring portion has a configuration in which the metal rods are annularly arranged at intervals in the circumferential direction and one end portions or the other end portions of the adjacent metal rods are alternately connected by the connecting portion,
The said contact part is comprised by the inner cylinder and the outer cylinder, and the said cyclic | annular spring part is a cylinder member inserted between the said inner cylinder and the said outer cylinder. Spring.

The spring according to claim 3, wherein the cylindrical portion includes a restraining member that is provided between the inner cylinder and the outer cylinder and restrains deformation of the metal bar member in a circumferential direction.