JP2009270611A - 波形座金 - Google Patents

Abstract

【課題】各波部分が独立的に変形し易く、雄ねじや軸部品等の部材に留めて組み付けた状態にして使用する場合も、前記部材に嵌合し易く、前記部材を傷つけ難く、削り粉やメッキ粉を発生し難く、前記部材に嵌合したときに平らな状態へ大きく戻ることもなく、雄ねじや軸部品等の部材に設けた環状溝に嵌合して使用する場合は、前記環状溝の幅を波形座金の高さより小さくすることができる波形座金を提供する。
【解決手段】穴３を設けられた薄板材からなり、波形に曲げられている波形座金１において、穴３を軸方向に見て多角形状をなすようにし、かつ穴３がなす多角形の頂点が波形の頂部４と底部５の内側端に位置することとなるように波形に曲げる。
【選択図】図３

Description

本発明は、穴を設けられた薄板材を波形に曲げてなる波形座金に関する。

波形座金は、波形に曲げられていることにより、圧縮力を作用されたとき、ばね性を示すようになっている座金である。従来のこのような波形座金においては、例えば非特許文献１に記載されているように、穴は軸方向に見て円形をなしていた。
小玉正雄著，「ばねのおはなし」，第１版，財団法人 日本規格協会，１９８５年１０月，ｐ.１７３，図５．２４

従来の波形座金においては、穴が円形であるので、一つ一つの波部分が独立的に変形し難く、一つ一つの波部分のばね特性は他の波部分の変形状態によって大きな影響を受けることとなっていた。このため、各波部分が、それぞれの位置において、それぞれが作用される圧縮力に対し期待される通りに変形せず、波形座金全体として所望のばね特性を得ることができないことがあるという問題があった。

また、従来の波形座金の穴は軸方向に見て円形をなしていたと前に述べたが、円形と言っても真円ではなく、波形の頂部と底部において穴の内周が中心側に若干突出した形状となっていた。これをより詳しく説明すると、従来の波形座金は、平らな板材に円形の穴を明けてから、前記板材をプレス加工により波形に曲げて製作されていた。このように平たい状態から波形に曲げる加工をすると、径方向に見て穴は縮小するが、特に波形の頂部と底部において穴の径が最も大きく縮小するので、波形の頂部と底部において穴の内周が中心側に若干突出した形状となっていたのである。

このため、従来の波形座金においては、穴の入口（波形の頂部）部分および穴の出口（波形の底部）部分が最も狭い形状となっていたので、波形座金を雄ねじや軸部品等の部材に留めて組み付けた状態にして使用する場合（穴の径を前記部材のうちの波形座金が嵌合される箇所の径より十分大きくしない場合）には、前記部材を波形座金の穴に挿通する際、前記部材を波形座金の穴に挿通しにくいという問題もあった。

また、波形の頂部および底部の前記突出部分により雄ねじや軸部品等を傷つけやすく、かつその際、削り粉やメッキ粉を発生し易いという問題もあった。

また、このように波形の頂部と底部において穴の内周が中心側に突出した形状となっているので、波形座金を雄ねじや軸部品等の部材に留めて組み付けた状態にして使用する場合には、雄ねじや軸部品等の部材に嵌合したとき、波形座金が平らな状態へ大きく戻って、波形の高さが大きく（２０〜３０％程度）減少してしまい、それだけばね効果が弱くなるという問題もあった。

また、前述のように各波部分が独立的に変形しにくく、かつ波形の頂部と底部において穴の内周が中心側に突出した形状となっているので、波形座金を雄ねじや軸部品等の部材に留めて組み付けた状態にして使用する場合には、該部材に嵌合すると、穴の内周の突出した部分が不均一に前記部品に接触する等により、歪んだ状態になり易いという問題もあった。

なお、プラスチックは金属に比較し温度変化による膨張収縮が大きい。このため、前述のような種々の問題を有している従来の波形座金では、被締結部材や、雄ねじがねじ込まれる部材がプラスチックで構成されている場合には、よりトラブルが発生し易いという問題もあった。

さらに、前述のように、従来の波形座金においては、穴の入口（波形の頂部）部分および穴の出口（波形の底部）部分が最も狭い形状となっていたので、波形座金を雄ねじや軸部品等の部材に設けた環状溝に嵌合して使用する場合には、環状溝の幅を波形座金の高さ以上と大きくする必要があった。このため、前記環状溝を転造加工により製作する場合は、加工が困難になったり、加工コストが高くなるという問題があった。

本発明は、このような従来の事情に鑑みてなされたもので、本発明の目的の一つは、各波部分が独立的に変形し易い波形座金を提供することにある。

本発明の他の目的は、雄ねじや軸部品等の部材に留めて組み付けた状態にして使用する場合も、これらの部材に嵌合し易い波形座金を提供することにある。

本発明の他の目的は、雄ねじや軸部品等の部材に留めて組み付けた状態にして使用する場合も、これらの部材を傷つけ難い波形座金を提供することにある。

本発明の他の目的は、雄ねじや軸部品等の部材に留めて組み付けた状態にして使用する場合も、削り粉やメッキ粉を発生し難い波形座金を提供することにある。

本発明の他の目的は、雄ねじや軸部品等の部材に留めて組み付けた状態にして使用する場合も、平らな状態へ大きく戻って、波形の高さが大きく減少することがない波形座金を提供することにある。

本発明の他の目的は、雄ねじや軸部品等の部材に留めて組み付けた状態にして使用する場合も、歪んだ状態になり難い波形座金を提供することにある。

本発明の他の目的は、波形座金を雄ねじや軸部品等の部材に設けた環状溝に嵌合して使用する場合、環状溝の幅を波形座金の高さより小さくすることができる波形座金を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、以下の説明から明らかになろう。

本発明による波形座金は、穴を設けられた薄板材からなり、波形に曲げられている波形座金において、
前記穴は軸方向に見て多角形状をなしており、前記穴がなす多角形の頂点が前記波形の頂部と底部の内側端に位置することとなるように波形に曲げられているものである。

本発明の波形座金は、このような構成を有しているので、各波部分が独立的に変形し易い。このため、各波部分が、他の波部分の状態の如何に大きな影響を受けることなく、それぞれの位置において、それぞれが作用される圧縮力に対し忠実に応答して柔軟に変形するので、波形座金全体として優れたばね特性を果たす。

また、穴が多角形状をなしているので、波形座金を雄ねじや軸部品等の部材に留めて組み付けた状態にして使用する場合、穴の多角形の各辺がなす線分と雄ねじや軸部品等の部材の横断面がなす円とが点接触することになる。そして、穴をなす多角形の頂点は波形の頂部および底部に位置し、前記部品等から離れた位置にあり、かつ穴の内周をなす多角形の各辺は、波形の頂部にある多角形の頂点から波形の底部にある多角形の頂点へと下降して行く下り勾配を形成する。このため、前記部材を波形座金の穴に挿通する際、前記下り勾配をなす多角形の各辺により、前記部材が自ずと同心位置へ案内されるので、前記部材を波形座金の穴に嵌合し易い。

また、前述のように、穴の多角形の各辺がなす線分と雄ねじや軸部品等の部材の横断面がなす円とが点接触するので、前記部材を傷つけ難く、かつ削り粉やメッキ粉を発生し難いとともに、前記部材に嵌合したときに波形座金が平らな状態に戻り難く、波形の高さの減少が少ない。

また、前述のように各波部分が独立的に変形し易いので、波形座金を雄ねじや軸部品等の部材に留めて組み付けた状態にして使用する場合にも、前記部材に嵌合したときに波形座金が歪んだ状態になり難くい。

さらに、従来の波形座金とは異なり、穴の最も狭い部分は、波形の頂部および底部（穴の入口部および出口部）ではなく、波形の中点部分（穴がなす多角形の各辺の中点部分）となるので、波形座金を雄ねじや軸部品等の部材に設けた環状溝に嵌合して使用する場合、環状溝の幅を波形座金の高さより小さくすることができる（穴がなす多角形の頂点は、環状溝外に位置させることができるのである）。このため、前記環状溝を転造加工により製作する場合も、加工が容易になり、加工コストを低減することができる。

本発明の波形座金は、
（イ）各波部分が独立的に変形し易い、
（ロ）雄ねじや軸部品等の部材に留めて組み付けた状態にして使用する場合も、前記部材に嵌合し易い、
（ハ）雄ねじや軸部品等の部材に留めて組み付けた状態にして使用する場合も、前記部材を傷つけ難い、
（ニ）雄ねじや軸部品等の部材に留めて組み付けた状態にして使用する場合も、削り粉やメッキ粉を発生し難い、
（ホ）雄ねじや軸部品等の部材に留めて組み付けた状態にして使用する場合も、歪んだ状態になり難い
（ヘ）雄ねじや軸部品等の部材に設けた環状溝に嵌合して使用する場合、環状溝の幅を波形座金の高さより小さくすることができる、
等の優れた効果を得られるものである。

以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて説明する。

図１は、本発明による波形座金の実施例１の、波形に曲げ加工される前の状態を示しており、鋼鉄、ステンレス鋼等の金属からなる平らな薄板材１’を外周２が円形、中心に設けられる穴３が正六角形となるように加工されている。

図２〜７は、完成された本発明による波形座金１の実施例１を示しており、図１の薄板１’を穴３がなす六角形の頂点が交互に波形の頂部４と底部５の内側端に位置することとなるように、プレス加工により波形に曲げてなる。これにより、波形座金１の外周２は軸方向に見て円形状、穴３は軸方向に見て正六角形状をなしており、外周２と穴３との間に形成される環状部分６は、３つ（３周期）の波部分を形成している。また、波形の頂部４と底部５は径方向に延びている。前記環状部分６は全周に渡って連続している。

なお、この実施例の説明および図面では、便宜上、上方から見た場合の波形の頂部に符号４、底部に符号５を付しているが、下方から見た場合には、波形の頂部と底部は逆になる。また、斜視図（図２）および平面図（図３）等においては、便宜的に頂部４と底部５とを直線で示しているが、本実施例においては、波形は全体に比較的に緩やかな湾曲形状をなしており、実際に頂部４および底部５がくっきりと折れ目が付いたように形成されている訳ではない（ただし、本発明においては、波形の頂部および底部において折れ目が付くように波形座金を曲げてもよい）。

図８および９は、雄ねじ７に波形座金１を組み付けた状態の一例を示している。穴３の対向する２辺間の距離は、雄ねじ７の頭部８に隣接して設けられた円筒状の座金嵌合部９の直径より僅かに小さくされており、これにより波形座金１は雄ねじ７に、該雄ねじ７から脱落することがないように留められて組み付けられている。ただし、本発明の波形座金は、雄ねじ以外の軸部品等に嵌合しても使用できるし、穴の径を雄ねじや軸部品等の部材のうちの波形座金が嵌合される箇所の径より十分大きくした状態でも使用できるし、雄ねじや軸部品等の部材に環状溝を設け、この環状溝に波形座金を嵌合してもよい。

この波形座金１は、穴３が軸方向に見て六角形状をなしており、穴３がなす六角形の頂点が交互に波形の頂部４と底部５の内側端に位置することとなるように曲げられているので、各波部分が独立的に変形し易い。このため、各波部分が、他の波部分の状態の如何に大きな影響を受けることなく、それぞれの位置において、それぞれが作用される圧縮力に対し忠実に応答して柔軟に変形するので、波形座金１全体として優れたばね特性を果たす。

また、穴３が多角形状をなしているので、波形座金１を雄ねじ７や軸部品等の部材に留めて組み付けた状態にして使用する場合、図９のように、穴３の多角形の各辺がなす線分と雄ねじ７や軸部品等の部材の横断面がなす円とが点接触することになる。穴３をなす多角形の頂点は波形の頂部４および底部５に位置し、前記部品等から離れた位置にある。図１０では、理解を容易にするため、波形の頂部４に位置する多角形の頂点には小さい白丸、波形の底部５に位置する多角形の頂点には、小さい黒丸を付して示している。そして、穴３の内周をなす多角形の各辺は、波形の頂部４にある多角形の頂点から波形の底部５にある多角形の頂点へと下降して行く下り勾配を形成する。

このため、波形座金１を雄ねじ７や軸部品等の部材に留めて組み付けた状態にして使用する場合にも、前記部材を波形座金１の穴３に挿通する際、前記下り勾配をなす多角形の各辺により、前記部材が自ずと同心位置へ案内されるので、前記部材を波形座金１の穴３に嵌合し易い。図１０は、この辺の事情を図解したもので、雄ねじ７が二点鎖線で示すように中心が合わない状態で穴３に挿通されようとしても、下り勾配をなす多角形の各辺により矢印で示すように、雄ねじ７が自ずと同心位置（実線位置で示される）へ案内されるので、雄ねじ７を波形座金１の穴３に嵌合し易い。

また、前述のように、穴３の多角形の各辺がなす線分と雄ねじ７や軸部品等の部材の横断面がなす円とが点接触するので、前記部材を傷つけ難く、かつ削り粉やメッキ粉を発生し難いとともに、前記部材に嵌合したときに波形座金１が平らな状態に戻り難く、波形の高さの減少が少ない。

また、前述のように各波部分が独立的に変形し易いので、波形座金１を雄ねじ７や軸部品等の部材に留めて組み付けた状態にして使用する場合にも、前記部材に嵌合したときに波形座金１が歪んだ状態になり難くい。

また、これらのことにより、被締結部材や雄ねじ７がねじ込まれる部材が、温度変化による膨張収縮が大きいプラスチックで構成されている場合にも、トラブルの発生が少なくなる。

さらに、従来の波形座金とは異なり、穴３の最も狭い部分は、波形の頂部４および底部５（穴の入口部および出口部）ではなく、波形の中点部分（穴３がなす多角形の各辺の中点部分）となるので、図１１のように、波形座金１を雄ねじ７や軸部品等の部材に設けた環状溝１０に嵌合して使用する場合、環状溝１０の幅Ｗを波形座金１の高さより小さくすることができる（穴３がなす多角形の頂点は、環状溝１０外に位置させることができるのである）。このため、前記環状溝１０を転造加工により製作する場合も、加工が容易になり、加工コストを低減することができる。

図１２は、本発明による波形座金１の実施例２を示している。本実施例の波形座金１は、外周２が円形、中心に設けられる穴３が正方形状とされた薄板材をプレス加工により波形に曲げてなる。これにより、波形座金１の外周２は軸方向に見て円形状、穴３は軸方向に見て正方形状をなしており、外周２と穴３との間に形成される環状部分６は２つ（２周期）の波部分を形成している。他の構成は実施例１と同様である。

本実施例においても、前記実施例１と同様の作用効果を得ることができる。

図１３は、本発明による波形座金１の実施例３を示している。本実施例の波形座金１は、外周２が円形、中心に設けられる穴３が正八角形状とされた薄板材をプレス加工により波形に曲げてなる。これにより、波形座金１の外周２は軸方向に見て円形状、穴３は軸方向に見て正八角形状をなしており、外周２と穴３との間に形成される環状部分６は４つ（４周期）の波部分を形成している。他の構成は実施例１と同様である。

本実施例においても、前記実施例１と同様の作用効果を得ることができる。

図１４は、本発明による波形座金１の実施例４を示している。本実施例の波形座金１においては、周方向に関し環状部分６のうちの波形の底部の１つに非連続部分１１が設けられている。他の構成は実施例１と同様である。

本実施例においては、使用状態において、非連続部分１１が設けられていることにより、各波部分がより一層独立的に変形しやすくなるという利点がある。ただし、非連続部分１１から波形座金１が開いてしまう可能性あるので、そのような開きが許されない用途には向かないこともあり得る。

なお、前記各実施例においては、穴３が波形座金１の中心に設けられているが、本発明の波形座金においては、場合によっては、穴を中心からずらせて設けてもよい。

また、前記各実施例においては、穴は軸方向に見て正方形、正六角形または正八角形状をなしているが、本発明の波形座金においては、穴はその他の角数の多角形状（角数が偶数の多角形が好ましい）をなしていてもよいし、正多角形ではない多角形（すべての角の大きさが等しくはない多角形）状をなしていてもよい。

また、前記各実施例においては、波形座金１の外周２が軸方向に見て円形状とされているが、本発明においては、波形座金の外周を非円形状としてもよい。

また、前記各実施例においては、波形座金１は金属からなるが、本発明の波形座金はプラスチック等の非金属で構成されてもよい。

以上のように本発明による波形座金は、ばね作用を有する座金として有用である。

本発明による波形座金の実施例１が波形に曲げ加工される前の状態を示す平面図である。 本発明による波形座金の実施例１を示す斜視図である。 前記実施例１の波形座金を示す平面図である。 前記実施例１の波形座金を示す正面図である。 前記実施例１の波形座金を示す側面図である。 図３のＶＩ−ＶＩ線における断面図である。 図３のＶＩＩ−ＶＩＩ線における断面図である。 前記実施例１の波形座金を雄ねじに組み付けた状態を示す正面図である。 図７のＩＸ−ＩＸ線における断面図である。 前記実施例１の波形座金の穴に雄ねじを挿通する際、穴がガイド作用をなす説明図である。 前記実施例１の波形座金を雄ねじに設けた環状溝に嵌合した例を示す断面図である。 本発明による波形座金の実施例２を示す平面図である。 本発明による波形座金の実施例３を示す平面図である。 本発明による波形座金の実施例４を示す平面図である。

符号の説明

１ 波形座金
２ 波形座金の外周
３ 穴
４ 波形の頂部
５ 波形の底部
７ 雄ねじ
８ 頭部
１０ 環状溝
１１ 非連続部分

Claims (6)

1. 穴を設けられた薄板材からなり、波形に曲げられている波形座金において、
   前記穴は軸方向に見て多角形状をなしており、前記穴がなす多角形の頂点が前記波形の頂部と底部の内側端に位置することとなるように波形に曲げられている波形座金。
2. 前記穴は、軸方向に見て四角形、六角形または八角形状をなしている請求項１記載の波形座金。
3. 全周連続している請求項１または２記載の波形座金。
4. 軸方向に見て外周が円形状をなす請求項１乃至３のいずれかに記載の波形座金。
5. 軸方向に見て外周が非円形状をなす請求項１乃至３のいずれかに記載の波形座金。
6. 周方向に関し非連続部分がある請求項１または２記載の波形座金。
   

Images