JP2011089584A - Disc spring and method of manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide technology for suppressing the characteristic degradation of a disc spring with time passage. <P>SOLUTION: The disc spring 30 is used in the state that a first member abuts on an axial first end 32 and a second member abuts on an axial second end 34. The disc spring 30 includes a spring member 31 which has a partially cone-cylindrical shape where the opening area of the second end 34 is larger than the opening area of the first end 32 and which is cut at one position in the peripheral direction of the partially cone-cylindrical shape in a range from the first end 32 to the second end 34. In the state of being used, the condition is kept in which the first end 32 has line contact with the first member and the second end 34 has line contact with the second member. In the state that no load is applied thereto, the diameter of the second end 34/the width of the spring member 31 is 8.0 or greater and the effective height of the disc spring 30/the plate thickness of the spring member 31 is 1.0 or greater. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本明細書は、皿ばねを開示する。   The present specification discloses a disc spring.

平板の素材を環状形状に切り抜き、環状の平板を部分円錐筒形状に成形することによって、皿ばねを製造する方法が知られている。この製造方法では、環状形状に切り抜かれた後の素材を、皿ばねの製造に利用することができないため、歩留まりが悪い。そこで、素材の歩留まりを改善する皿ばねの製造方法が、特許文献1,2に開示されている。   There is known a method of manufacturing a disc spring by cutting a flat plate material into an annular shape and forming the annular flat plate into a partial conical cylinder shape. In this manufacturing method, since the raw material cut out in the annular shape cannot be used for manufacturing the disc spring, the yield is poor. Therefore, Patent Documents 1 and 2 disclose a method of manufacturing a disc spring that improves the yield of the material.

特許文献1、2に開示されている製造方法は、帯状の平板の素材に曲げ加工を実施して、帯状の平板を環状の平板に成形する曲げ工程と、環状の平板の両端を溶接する工程と、環状の平板を部分円錐筒形状に成形する工程と、を備えている。   The manufacturing methods disclosed in Patent Documents 1 and 2 are a step of bending a strip-shaped flat plate material to form the strip-shaped flat plate into an annular flat plate, and a step of welding both ends of the annular flat plate. And a step of forming an annular flat plate into a partial conical cylinder shape.

特開2003−329072号公報JP 2003-329072 A 特開2001−225112号公報JP 2001-225112 A

上記した製造方法で製造された皿ばねでは、溶接された箇所における耐疲労性、耐へたり性等の特性(即ち、時間の経過に伴う劣化に対する耐性)が、溶接されていない箇所における特性よりも低下する。このため、製造時には使用条件を満たしていた皿ばねが、時間の経過に伴って使用条件を満たさなくなる。本明細書では、皿ばねの時間の経過に伴う特性の低下を抑制する技術を提供する。   In the disc spring manufactured by the above-described manufacturing method, characteristics such as fatigue resistance and sag resistance at a welded location (that is, resistance to deterioration with the passage of time) are more than characteristics at a location where welding is not performed. Also decreases. For this reason, the disc spring which satisfy | filled use conditions at the time of manufacture no longer satisfy | fills use conditions with progress of time. In this specification, the technique which suppresses the fall of the characteristic with progress of time of a disc spring is provided.

発明者らは、皿ばねの時間の経過に伴う特性の低下を抑制するために、溶接以外の方法で、環状形状に成形された帯状の平板の両端を接合することを考えた。例えば、発明者らは、平板の両端を、リベットを用いて接合する方法や、あるいは、平板の一方の端が他方の端に嵌合するように平板の両端を成形し、一方の端を他方の端に嵌合させることによって平板の両端を接合する方法を試みた。しかしながら、上記した接合方法によって作製された皿ばねは、要求される耐久性能を満足することができなかった。   Inventors considered joining the both ends of the strip | belt-shaped flat plate shape | molded by the methods other than welding in order to suppress the fall of the characteristic with time progress of a disk spring. For example, the inventors have joined both ends of the flat plate using rivets, or formed both ends of the flat plate so that one end of the flat plate is fitted to the other end, and one end is connected to the other end. Attempts were made to join both ends of the flat plate by fitting them to the ends of the plates. However, the disc spring produced by the above joining method cannot satisfy the required durability performance.

本発明者らは、鋭意検討した結果、以下の構成を備える皿ばねであれば、皿ばねの時間の経過に伴う特性の低下を抑制し得ることを見出した。即ち、従来は、環状形状に成形された帯状の平板の両端を接合しなければならないという考えのもと、環状形状に成形された帯状の平板の両端をいかに接合するかという接合方法を検討した。しかしながら、環状形状に成形された帯状の平板の両端を接合する限り、その接合箇所で耐久性等の特性が低下することは避けられない。そこで、本願発明者らは、環状形状に成形された帯状の平板の両端を切断したままとするという発想の転換を図り、さらに検討した結果、環状形状に成形された帯状の平板の両端を切断したままとしても、特定の使用態様及び特定の形状とした場合には、環状形状に成形された帯状の平板の両端を切断したままとすることによる機械的特性の低下を問題のないレベルに抑えることができる、という新規な知見が得られた。本明細書は、この知見に基づいて、従来にない新規な皿ばねを提供する。   As a result of intensive studies, the present inventors have found that if the disc spring has the following configuration, it is possible to suppress a decrease in characteristics with the passage of time of the disc spring. In other words, in the past, based on the idea that both ends of a strip-shaped flat plate formed into an annular shape must be bonded, a method of joining the two ends of a strip-shaped flat plate molded into an annular shape was examined. . However, as long as both ends of the belt-shaped flat plate formed into an annular shape are joined, it is inevitable that characteristics such as durability are deteriorated at the joined portion. Therefore, the inventors of the present application attempted to change the idea of keeping both ends of the strip-shaped flat plate formed into an annular shape cut, and as a result of further study, cut both ends of the strip-shaped flat plate formed into an annular shape. Even if it is left as it is, when it is made into a specific use mode and a specific shape, the deterioration of the mechanical characteristics due to leaving both ends of the strip-shaped flat plate formed into an annular shape is suppressed to a level with no problem. A new finding was obtained. Based on this finding, the present specification provides an unprecedented novel disc spring.

本明細書が提供する皿ばねは、軸方向の第1の端に第1部材が当接される一方で軸方向の第2の端に第2部材が当接され、所定範囲内の圧縮荷重が作用する状態で使用される皿ばねである。この皿ばねは、第2の端の開口面積が第1の端の開口面積よりも大きい部分円錐筒形状を有しているとともに、部分円錐筒形状の周方向の一箇所において第1の端から第2の端まで切断されているばね部材で構成されている。この皿ばねは、使用状態では、第1の端が第1の部材に線接触するとともに、第2の端が第2部材に線接触する状態が維持される。この皿ばねは、荷重が負荷されていない状態では、(第2の端の直径)/(ばね部材の幅)が8.0以上であるとともに、(皿ばねの有効高さ)/(ばね部材の板厚)が1.0以上である。   The disc spring provided by the present specification has a first member abutting on the first end in the axial direction and a second member abutting on the second end in the axial direction, and a compression load within a predetermined range. It is a disc spring used in a state where the The disc spring has a partial conical cylinder shape in which the opening area of the second end is larger than the opening area of the first end, and from the first end in one circumferential direction of the partial conical cylinder shape. The spring member is cut to the second end. In the state of use, the disc spring maintains a state in which the first end is in line contact with the first member and the second end is in line contact with the second member. This disc spring has a (second end diameter) / (spring member width) of 8.0 or more and (disc spring effective height) / (spring member) when no load is applied. Plate thickness) is 1.0 or more.

上記した皿ばねでは、環状形状に成形された帯状の平板の両端を溶接又は接合しなくて済む。この結果、溶接又は接合に起因する耐疲労性、耐へたり性等の特性の低下が抑制される。また、この皿ばねが使用される状態では、第1の端が第1の部材に線接触するとともに、第2の端が第2の部材に線接触する状態が維持される。即ち、第1の端と第2の端において、ばね部材の表裏面が第1又は第2の部材に面接触してしまうほどには圧縮された状態で使用されない。また、皿ばねの(第2の端の直径)/(ばね部材の幅)が8.0以上とされる。仮に(第2の端の直径)/(ばね部材の幅)が8.0未満の皿ばねを、帯状の平板を環状形状に成形する曲げ加工を実施することによって製造する場合、環状形状の内周側が波打つ可能性がある。この結果、従来の皿ばねと比較して、機械的特性が低下する可能性がある。これに対して、(第2の端の直径)/(ばね部材の幅)が8.0以上を満たす皿ばねでは、帯状の平板に曲げ加工を実施して環状の平板を容易に成形することができ、機械的特性の低下を防止することができる。さらに、(皿ばねの有効高さ)/(ばね部材の板厚)を1.0以上とすることで、後述するように、(皿ばねの有効高さ)/(ばね部材の板厚)が1.0未満の皿ばねと比較して、皿ばねの変形量が小さい領域ではばね定数が大きくなるが、皿ばねの変形量がある程度大きい領域ではばね定数が小さく抑えられる。このことから、(皿ばねの有効高さ)/(ばね部材の板厚)を1.0以上とすることで、ばね定数が小さい領域で皿ばねを使用することが可能となる。これらの結果、ばね部材が切断されていることによる機械的特性の低下が問題のないレベルに抑えられる。   In the above-described disc spring, it is not necessary to weld or join both ends of a belt-shaped flat plate formed in an annular shape. As a result, deterioration in characteristics such as fatigue resistance and sag resistance due to welding or joining is suppressed. Moreover, in the state where this disc spring is used, the first end is in line contact with the first member and the second end is in line contact with the second member. That is, the first end and the second end are not used in such a compressed state that the front and back surfaces of the spring member are in surface contact with the first or second member. Further, the (second end diameter) / (spring member width) of the disc spring is set to 8.0 or more. If a disc spring having a (second end diameter) / (spring member width) of less than 8.0 is manufactured by bending a belt-shaped flat plate into an annular shape, There is a possibility that the circumferential side will wave. As a result, there is a possibility that the mechanical characteristics are deteriorated as compared with the conventional disc spring. On the other hand, in a disc spring satisfying (second end diameter) / (spring member width) of 8.0 or more, an annular flat plate is easily formed by bending a belt-shaped flat plate. And deterioration of mechanical properties can be prevented. Further, by setting (effective height of the disc spring) / (plate thickness of the spring member) to 1.0 or more, as will be described later, (effective height of the disc spring) / (plate thickness of the spring member) is Compared with a disc spring of less than 1.0, the spring constant increases in a region where the amount of deformation of the disc spring is small, but the spring constant is suppressed small in a region where the amount of deformation of the disc spring is large to some extent. Accordingly, by setting (effective height of the disc spring) / (plate thickness of the spring member) to 1.0 or more, the disc spring can be used in a region where the spring constant is small. As a result, the deterioration of the mechanical characteristics due to the cutting of the spring member is suppressed to a level where there is no problem.

上記した使用状態では、ばね部材が第1の端から第2の端まで切断された箇所において、ばね部材の一方の切断端面と他方の切断端面とが当接していてもよい。そして、上記した一方の切断端面と上記した他方の切断端面とが軸方向にずれて当接が解除された場合、ばね部材の弾性力によって、一方の切断端面が他方の切断端面を越えて開口面積を縮小する方向に移動してもよい。この構成では、使用状態では、切断箇所でばね部材の切断端面同士を当接するため、ばね部材には皿ばねの径を小さくする方向の内部応力が発生している。この構成によれば、皿ばねが発生する荷重を大きくすることができる。   In the use state described above, one cut end face and the other cut end face of the spring member may be in contact with each other at the place where the spring member is cut from the first end to the second end. When the above-mentioned one cut end face and the above-mentioned other cut end face are displaced in the axial direction and the contact is released, the one cut end face opens beyond the other cut end face by the elastic force of the spring member. You may move in the direction which reduces an area. In this configuration, since the cut end surfaces of the spring members are brought into contact with each other at the cutting position in the use state, internal stress is generated in the spring member in the direction of reducing the diameter of the disc spring. According to this configuration, the load generated by the disc spring can be increased.

上記した皿ばねは、荷重が負荷されていない状態では、前記部分円錐筒形状の周方向における皿高さが変化していてもよい。通常、皿ばねは、皿高さが均一な状態で使用される。このことから、上記した構成の皿ばねでは、荷重が負荷されていない状態における皿高さが高いほど、使用状態において、変形量が大きくなる。例えば、切断されている箇所を有しており、荷重が負荷されていない状態で皿高さが均一である皿ばねでは、使用状態において、切断されている箇所の周辺部分から発生される荷重が他の部分から発生される荷重よりも小さくなる場合がある。この場合に、荷重が負荷されていない状態において、切断されている箇所の周辺部分の皿高さを、他の部分の皿高さよりも高くすることによって、切断されている箇所の周辺部分から発生される荷重を大きくすることができる。この結果、部分円錐筒形状の周方向における各部分の発生荷重の差を小さくすることができる。   In the above-described disc spring, in the state where no load is applied, the disc height in the circumferential direction of the partial conical cylinder shape may be changed. Usually, the disc spring is used in a state where the disc height is uniform. For this reason, in the disc spring having the above-described configuration, the amount of deformation in the use state increases as the plate height in a state where no load is applied. For example, in a disc spring that has a cut portion and the plate height is uniform when no load is applied, the load generated from the peripheral portion of the cut portion in use is not It may be smaller than the load generated from other parts. In this case, in a state where no load is applied, the dish height of the peripheral portion of the cut portion is generated from the peripheral portion of the cut portion by making it higher than the dish height of the other portion. The applied load can be increased. As a result, it is possible to reduce the difference in the generated load of each part in the circumferential direction of the partial conical cylinder shape.

上記した皿ばねを備える皿ばね装置も新規で有用である。即ち、この皿ばね装置は、上記した第1部材と、上記した第2部材と、上記した皿ばねと、を備える。第1部材と第2部材の少なくとも一方は、ばね部材の第2の端の形状が変形することを拘束する拘束部を備える。この構成によれば、第1部材と第2部材とによって、皿ばねに荷重が負荷される場合に、皿ばねの第2の端の変形を拘束することができる。この構成によれば、皿ばねが発生する荷重を大きくすることができる。また、皿ばねの周方向における発生荷重の差を小さくすることができる。   A disc spring device provided with the above-described disc spring is also novel and useful. That is, this disc spring apparatus includes the above-described first member, the above-described second member, and the above-described disc spring. At least one of the first member and the second member includes a restraining portion that restrains deformation of the shape of the second end of the spring member. According to this configuration, when the load is applied to the disc spring, the deformation of the second end of the disc spring can be restrained by the first member and the second member. According to this configuration, the load generated by the disc spring can be increased. Moreover, the difference in the generated load in the circumferential direction of the disc spring can be reduced.

上記した皿ばねを製造する製造方法も新規で有用である。即ち、この皿ばねの製造方法は、曲げ工程と、成形工程と、を備える。曲げ工程は、帯状の平板に曲げ加工を実施して、帯状の平板を環状の平板に成形する。成形工程は、環状形状に成形した素材を部分円錐筒形状に成形する。   A manufacturing method for manufacturing the above-described disc spring is also novel and useful. That is, this disc spring manufacturing method includes a bending step and a forming step. In the bending step, the belt-shaped flat plate is bent to form the belt-shaped flat plate into an annular flat plate. In the forming step, the material formed into an annular shape is formed into a partial conical cylinder shape.

本明細書が提供する技術によると、溶接又は接合することなく、皿ばねを製造することができる。この結果、溶接又は接合によって、皿ばねの耐久性等の特性が低下することを抑制することができる。   According to the technique provided by the present specification, a disc spring can be manufactured without welding or joining. As a result, it is possible to suppress deterioration of characteristics such as durability of the disc spring due to welding or joining.

皿ばね装置の縦断面図を示す。The longitudinal cross-sectional view of a disc spring apparatus is shown. 皿ばねの斜視図を示す。The perspective view of a disc spring is shown. 皿ばねの製造方法を説明するための図を示す。The figure for demonstrating the manufacturing method of a disk spring is shown. 皿ばねの製造途中における環状の平板の平面図を示す。The top view of the cyclic | annular flat plate in the middle of manufacture of a disk spring is shown. 皿ばねの製造方法を説明するための図を示す。The figure for demonstrating the manufacturing method of a disk spring is shown. 皿ばねの変形例の斜視図を示す。The perspective view of the modification of a disc spring is shown. 皿ばねの変形例の斜視図を示す。The perspective view of the modification of a disc spring is shown. 皿ばねの変形例の平面図及び正面図を示す。The top view and front view of the modification of a disc spring are shown. 第1実験の実験結果を示すグラフを示す。The graph which shows the experimental result of 1st experiment is shown. 第2実験の実験結果を示すグラフを示す。The graph which shows the experimental result of 2nd experiment is shown. 第3実験の皿ばねを説明するための図を示す。The figure for demonstrating the disk spring of 3rd experiment is shown. 第3実験の実験結果を示すグラフを示す。The graph which shows the experimental result of 3rd experiment is shown. 第4実験の実験結果を示すグラフを示す。The graph which shows the experimental result of 4th experiment is shown. 第5実験の解析結果を示すグラフを示す。The graph which shows the analysis result of 5th experiment is shown. 第1解析の解析結果を示すグラフを示す。The graph which shows the analysis result of a 1st analysis is shown. 第2解析の解析結果を示すグラフを示す。The graph which shows the analysis result of a 2nd analysis is shown.

本明細書に開示される技術の特徴を列記する。
(特徴1)ばね部材の一方の切断端面と他方の切断端面とが離間していてもよい。
(特徴2)特徴1の場合、ばね部材の一方の切断端面は、部分円筒形状の周方向において、他方の切断端面を越えて位置していてもよい。即ち、皿ばねは、ばね部材の一方の切断端面と他方の切断端面との間で、ばね部材が二重に重なっている部分を有していてもよい。
(特徴3)特徴1の場合、部分円錐筒形状の周方向において、ばね部材の一方の切断端面と他方の切断端面との皿高さが最も高くてもよい。
(特徴4)皿ばね装置の拘束部は、皿ばねの外周端に全周に亘って当接することによって、第2の端の変形を拘束してもよい。あるいは、拘束部は、皿ばねの外周端に断続的に当接することによって、第2の端の変形を拘束してもよい。
The technical features disclosed in this specification will be listed.
(Feature 1) One cutting end surface and the other cutting end surface of the spring member may be separated from each other.
(Feature 2) In the case of Feature 1, one cut end face of the spring member may be located beyond the other cut end face in the circumferential direction of the partial cylindrical shape. That is, the disc spring may have a portion in which the spring member overlaps between the one cut end surface and the other cut end surface of the spring member.
(Feature 3) In the case of Feature 1, in the circumferential direction of the partial conical cylinder shape, the dish height between one cut end face and the other cut end face of the spring member may be the highest.
(Feature 4) The constraining portion of the disc spring device may constrain the deformation of the second end by contacting the outer peripheral end of the disc spring over the entire circumference. Alternatively, the restraining portion may restrain the deformation of the second end by intermittently contacting the outer peripheral end of the disc spring.

図面を参照して実施例を説明する。図1は、皿ばね装置10の縦断面図を示す。皿ばね装置10は、皿ばね30と、第1部材18と、第2部材20と、第3部材16と、第4部材14とを備える。   Embodiments will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a longitudinal sectional view of the disc spring device 10. The disc spring device 10 includes a disc spring 30, a first member 18, a second member 20, a third member 16, and a fourth member 14.

第2部材20は、有底円筒形状を有する。第2部材20は、底部24と側壁22を備える。底部24は、円板形状を有している。側壁22は、底部24の外周を一巡している。第2部材20の底部24には、皿ばね30が戴置されている。   The second member 20 has a bottomed cylindrical shape. The second member 20 includes a bottom 24 and a side wall 22. The bottom 24 has a disk shape. The side wall 22 goes around the outer periphery of the bottom 24. A disc spring 30 is placed on the bottom 24 of the second member 20.

図2に示すように、皿ばね30は、部分円錐筒形状を有するばね部材31で構成されている。ばね部材31は、周方向の一箇所に切断部44を有している。切断部44は、皿ばね30の第1の端32から第2の端36まで伸びている。ばね部材31の第1の端面40と第2の端面42とは、離間している。荷重が負荷されていない状態では、皿ばね30の皿高さ(皿ばね30の軸方向(図1の上下方向)における第1の端32から第2の端36までの距離)は、皿ばねの全周に亘って均一である。第2の端36は、第2部材20の底部24に当接している。第2の端36は、第2の端36の全長に亘って、第2部材20の底部24と線接触している。第2の端36直径Dは、第1の端32の直径よりも大きい。皿ばね30の外周端34は、外周端34の全長に亘って、第2部材20の側壁22に当接している。側壁22は、第2の端36がその径方向に拡がって変形することを拘束する。第2の端36の直径D/ばね部材31の幅b(第1の端32と外周端34とのばね部材31に沿った距離)は、8.0以上である。   As shown in FIG. 2, the disc spring 30 is comprised by the spring member 31 which has a partial conical cylinder shape. The spring member 31 has a cutting portion 44 at one place in the circumferential direction. The cutting portion 44 extends from the first end 32 of the disc spring 30 to the second end 36. The first end surface 40 and the second end surface 42 of the spring member 31 are separated from each other. In a state where no load is applied, the disc height of the disc spring 30 (the distance from the first end 32 to the second end 36 in the axial direction of the disc spring 30 (vertical direction in FIG. 1)) is disc spring. It is uniform over the entire circumference. The second end 36 is in contact with the bottom 24 of the second member 20. The second end 36 is in line contact with the bottom 24 of the second member 20 over the entire length of the second end 36. The diameter D of the second end 36 is larger than the diameter of the first end 32. The outer peripheral end 34 of the disc spring 30 is in contact with the side wall 22 of the second member 20 over the entire length of the outer peripheral end 34. The side wall 22 restrains the second end 36 from expanding and deforming in the radial direction. The diameter D of the second end 36 / the width b of the spring member 31 (the distance along the spring member 31 between the first end 32 and the outer peripheral end 34) is 8.0 or more.

皿ばね30には、第1部材18が戴置されている。第1部材18は、円板形状を有する。皿ばね30の第1の端32は、第1部材18に当接している。第1の端32は、第1の端32の全長に亘って、第1部材18と線接触している。第1部材18には、第3部材16が戴置されている。第3部材16は、円板形状を有する。第3部材16には、第4部材14が戴置されている。第4部材14は、環状の平板である。第4部材14は、ボルト12によって、第2部材20の側壁22に固定されている。皿ばね装置10は、第4部材14がボルト12によって側壁22に固定された状態で使用される。即ち、皿ばね装置10に皿ばね30がセットされた状態では、第2部材20によって皿ばね30の変形が拘束される。第4部材14が側壁22に固定されている状態では、第1部材18と第2部材20との間隔は、荷重が負荷されていない状態における皿ばね30の皿高さHよりも小さい。このため、皿ばね30の使用状態では、皿ばね30は、第1部材18と第2部材20との間で変形されている。この結果、皿ばね30の弾性力によって発生する荷重によって、第1部材18と第3部材16との接触圧が一定に維持される。なお、皿ばね装置10の使用によって各部材14〜20等が磨耗すると、それに応じて皿ばね30の変形量も変化し、皿ばね30によって発生する弾性力も変化する。このため、本実施例の皿ばね30は、その変形量に対して発生する弾性力の変化が小さいこと(即ち、低ばね定数)が求められる。 A first member 18 is placed on the disc spring 30. The first member 18 has a disk shape. The first end 32 of the disc spring 30 is in contact with the first member 18. The first end 32 is in line contact with the first member 18 over the entire length of the first end 32. A third member 16 is placed on the first member 18. The third member 16 has a disk shape. A fourth member 14 is placed on the third member 16. The fourth member 14 is an annular flat plate. The fourth member 14 is fixed to the side wall 22 of the second member 20 by bolts 12. The disc spring device 10 is used in a state where the fourth member 14 is fixed to the side wall 22 by the bolt 12. That is, in a state where the disc spring 30 is set in the disc spring device 10, the deformation of the disc spring 30 is restrained by the second member 20. In a state where the fourth member 14 is fixed to the side wall 22, the distance between the first member 18 and the second member 20 is smaller than the disc height H 0 of the disc spring 30 when no load is applied. For this reason, the disc spring 30 is deformed between the first member 18 and the second member 20 when the disc spring 30 is in use. As a result, the contact pressure between the first member 18 and the third member 16 is maintained constant by the load generated by the elastic force of the disc spring 30. In addition, if each member 14-20 etc. are worn by use of the disc spring apparatus 10, the deformation amount of the disc spring 30 will also change according to it, and the elastic force which the disc spring 30 will generate will also change. For this reason, the disc spring 30 of the present embodiment is required to have a small change in elastic force generated with respect to the amount of deformation (that is, a low spring constant).

続いて、皿ばね30の製造方法について、詳しく説明する。図3から図5は、皿ばね30の製造方法を説明するための図である。図3に示すように、皿ばね30用の帯状の平板50は、曲げ装置52に供給される。曲げ装置52は、複数のローラ54と曲げガイド56とを備えている。帯状の平板50は、複数のローラ54の回転によって、図示省略したロール材から右向きの矢印の方向に送り出される。ローラ54から送出された帯状の平板50は、曲げガイド56によって、環状の平板60(図4参照)に成形される。帯状の平板50は、所定の長さだけ曲げ装置52に供給されると、図示省略した切刃によって切断される。   Then, the manufacturing method of the disc spring 30 is demonstrated in detail. 3 to 5 are diagrams for explaining a method of manufacturing the disc spring 30. FIG. As shown in FIG. 3, the belt-like flat plate 50 for the disc spring 30 is supplied to the bending device 52. The bending device 52 includes a plurality of rollers 54 and a bending guide 56. The belt-like flat plate 50 is sent out in the direction of the arrow pointing to the right from the roll material (not shown) by the rotation of the plurality of rollers 54. The belt-like flat plate 50 delivered from the roller 54 is formed into an annular flat plate 60 (see FIG. 4) by a bending guide 56. When the belt-shaped flat plate 50 is supplied to the bending device 52 by a predetermined length, it is cut by a cutting blade (not shown).

図4に示すように、上記した曲げ工程が終了すると、素材50は、環状の平板60に成形される。環状の平板60は、その周方向の一箇所において、外周縁64から内周縁66まで伸びる切断部62を有する。続いて、図5に示すように、環状の平板60は、プレス装置70によって、図2に示す部分円錐台形状の皿ばね30と同一の形状に成形される。プレス装置70は、上型72と下型74とを備える。プレス装置70は、上型72を下型74に接近させることによって、下型74上に戴置された環状の平板60を成形する。上記した成形工程が終了すると、焼入れ、焼戻し等の熱処理を実行して、皿ばね30を製造する。なお、皿ばね30の製造方法には、環状の平板60の切断部62、又は、皿ばね30の切断部44を溶接又は接合する工程、例えば、ビーム溶接を実施する工程、化学的、物理的に接合する工程等は含まれない。   As shown in FIG. 4, when the bending process described above is completed, the material 50 is formed into an annular flat plate 60. The annular flat plate 60 has a cutting portion 62 extending from the outer peripheral edge 64 to the inner peripheral edge 66 at one place in the circumferential direction. Subsequently, as shown in FIG. 5, the annular flat plate 60 is formed by the press device 70 into the same shape as the partial frustoconical disc spring 30 shown in FIG. 2. The press device 70 includes an upper die 72 and a lower die 74. The press device 70 forms the annular flat plate 60 placed on the lower die 74 by causing the upper die 72 to approach the lower die 74. When the above-described forming process is completed, heat treatment such as quenching and tempering is executed to manufacture the disc spring 30. In addition, the manufacturing method of the disc spring 30 includes a step of welding or joining the cutting portion 62 of the annular flat plate 60 or the cutting portion 44 of the disc spring 30, for example, a step of performing beam welding, chemical, physical, and the like. The process etc. which join to are not included.

上記した皿ばね30の製造方法では、平板を打ち抜いて皿ばねを製造する従来の製造方法と比較して、歩留まりが良い。また、ばね部材31の第1の端面40と第2の端面42とは、溶接又は接合されていない。皿ばね30によれば、溶接又は接合によって、皿ばね30の耐久性、耐へたり性等の皿ばねの特性が時間の経過に伴って低下することを抑制することができる。   In the manufacturing method of the disc spring 30 described above, the yield is good compared to the conventional manufacturing method of punching a flat plate to manufacture a disc spring. Further, the first end surface 40 and the second end surface 42 of the spring member 31 are not welded or joined. According to the disc spring 30, it can suppress that the characteristics of the disc spring, such as durability of the disc spring 30 and sag resistance, fall with time by welding or joining.

上記した皿ばね30の製造方法は、環状の平板60の切断部62、皿ばね30の切断部44を溶接又は接合する工程を含まない。このため、皿ばね30を製造するのにかかるコストを低減し、製造時間を短縮することができる。   The above-described manufacturing method of the disc spring 30 does not include a step of welding or joining the cutting portion 62 of the annular flat plate 60 and the cutting portion 44 of the disc spring 30. For this reason, the cost which manufactures the disc spring 30 can be reduced, and manufacturing time can be shortened.

上記した皿ばね30は、D/b≧8.0を満たす。仮に、平板を打ち抜いて製造する従来の製造方法によって皿ばね30が製造される場合、歩留まりが悪く、製造コストが上昇する。このため、D/b≧8.0を満たす皿ばね30を上記した製造方法で製造することによって、製造コストを抑制することができる。一方において、D/b<8.0を満たす皿ばねが、従来の製造方法によって製造される場合と、上記した本明細書の製造方法によって製造される場合とを比較すると、従来の製造方法の方が、製造コストが抑制される場合が多い。また、D/b<8.0を満たす皿ばねが従来の製造方法によって製造される場合、環状形状の内周側が波打ち、環状の平板60を形成することが困難となる。一方において、D/b≧8.0を満たす皿ばね30では、上記した本明細書の製造方法によって、皿ばね30を容易に製造することができる。   The disk spring 30 described above satisfies D / b ≧ 8.0. If the disc spring 30 is manufactured by a conventional manufacturing method in which a flat plate is punched and manufactured, the yield is poor and the manufacturing cost increases. For this reason, manufacturing cost can be suppressed by manufacturing the disc spring 30 which satisfy | fills D / b> = 8.0 with the above-mentioned manufacturing method. On the other hand, when the disc spring satisfying D / b <8.0 is manufactured by the conventional manufacturing method and the case where the disc spring is manufactured by the manufacturing method of the present specification described above, However, the manufacturing cost is often suppressed. Moreover, when the disc spring which satisfy | fills D / b <8.0 is manufactured by the conventional manufacturing method, the cyclic | annular inner peripheral side will wave and it will become difficult to form the cyclic | annular flat plate 60. FIG. On the other hand, in the disc spring 30 satisfying D / b ≧ 8.0, the disc spring 30 can be easily manufactured by the manufacturing method described above.

(変形例)
上記した皿ばね30は、切断部44において、ばね部材31の第1の端面40と第2の端面42とが離間している。しかしながら、以下に示す皿ばねであってもよい。図6は、変形例の皿ばね80の斜視図を示す。皿ばね80は、部分円錐筒形状を有するばね部材84で構成されている。ばね部材84は、周方向の一箇所に切断部82を有している。切断部82は、皿ばね80の第1の端86から第2の端88まで伸びており、切断部82の第1の端面90と第2の端面92とは切り離されている。
(Modification)
In the disc spring 30 described above, the first end surface 40 and the second end surface 42 of the spring member 31 are separated from each other at the cutting portion 44. However, the disk spring shown below may be sufficient. FIG. 6 is a perspective view of a disc spring 80 according to a modification. The disc spring 80 includes a spring member 84 having a partial conical cylinder shape. The spring member 84 has a cutting portion 82 at one place in the circumferential direction. The cutting portion 82 extends from the first end 86 to the second end 88 of the disc spring 80, and the first end surface 90 and the second end surface 92 of the cutting portion 82 are separated from each other.

上記した実施例の皿ばね30では、使用状態において、切断部44の周辺部分から発生される荷重が、他の部分から発生される荷重よりも小さくなる。これに対して、皿ばね80では、切断部82の周辺に、ばね部材84が二重に存在している。この結果、皿ばね80では、使用状態において、切断部82の周辺部分から発生される荷重の低下が抑制される。これにより、皿ばね80では、周方向における発生荷重の偏りを低減させることができる。   In the disc spring 30 of the above-described embodiment, in a use state, the load generated from the peripheral portion of the cutting portion 44 is smaller than the load generated from other portions. On the other hand, in the disc spring 80, the spring member 84 exists twice around the cutting portion 82. As a result, in the disc spring 80, a decrease in the load generated from the peripheral portion of the cutting portion 82 is suppressed in the use state. Thereby, in the disc spring 80, the deviation of the generated load in the circumferential direction can be reduced.

あるいは、図7に示す皿ばね100であってもよい。図7は、皿ばね100の斜視図である。皿ばね100は、図6で示す皿ばね80を拡径し、第1の端面90と第2の端面92とを当接させた形状である。即ち、第1の端面90と第2の端面92とが皿ばね100の軸方向にずれて当接が解除されると、皿ばね100(ばね部材84)の弾性力によって、第1の端面90が第2の端面92を越えて皿ばね100の開口面積が縮小する方向に移動する。また、第1の端面90と第2の端面92とが皿ばね100の径方向にずれて当接が解除されると、皿ばね100(ばね部材84)の弾性力によって、第1の端面90は第2の端92を越えて移動し、図6に示す皿ばね80と同一の形状に変形する。図7に示す皿ばね100では、荷重が負荷されていない状態で、皿ばね100に皿ばね100を縮径する方向の内部応力が発生している。このため、皿ばね30と皿ばね100との皿高さが同一の場合、使用状態において、皿ばね100は、皿ばね30と比較して、発生荷重が大きくなる。また、使用状態において、皿ばね30の切断部44の周辺部分と比較して、皿ばね100の切断部96の周辺部分は、発生荷重が大きくなる。これにより、皿ばねの周方向における発生荷重の偏りを低減させることができる。   Or the disc spring 100 shown in FIG. 7 may be sufficient. FIG. 7 is a perspective view of the disc spring 100. The disk spring 100 has a shape in which the diameter of the disk spring 80 shown in FIG. 6 is increased and the first end surface 90 and the second end surface 92 are brought into contact with each other. That is, when the first end surface 90 and the second end surface 92 are displaced in the axial direction of the disc spring 100 and the contact is released, the first end surface 90 is caused by the elastic force of the disc spring 100 (spring member 84). Moves beyond the second end surface 92 in the direction in which the opening area of the disc spring 100 is reduced. Further, when the first end surface 90 and the second end surface 92 are displaced in the radial direction of the disc spring 100 and the contact is released, the first end surface 90 is caused by the elastic force of the disc spring 100 (spring member 84). Moves beyond the second end 92 and deforms into the same shape as the disc spring 80 shown in FIG. In the disc spring 100 shown in FIG. 7, internal stress in the direction of reducing the diameter of the disc spring 100 is generated in the disc spring 100 in a state where no load is applied. For this reason, when the disc height of the disc spring 30 and the disc spring 100 is the same, the generated load of the disc spring 100 is larger than that of the disc spring 30 in use. Further, in the state of use, the generated load is larger in the peripheral portion of the cutting portion 96 of the disc spring 100 than in the peripheral portion of the cutting portion 44 of the disc spring 30. Thereby, the deviation of the generated load in the circumferential direction of the disc spring can be reduced.

あるいは、図8に示す皿ばね110であってもよい。図8は、皿ばね110の平面図と正面図とを示す。皿ばね110には、第1の端112から第2の端114まで伸びる切断部116が形成されている。皿ばね110では、荷重が負荷されていない状態における皿高さは、部分円錐筒形状の周方向において変化している。詳しくは、切断部116の両側、即ち、第1の端面112と第2の端面114における皿高さHが最も高くされる。そして、部分円錐筒形状の周方向において、切断部116から遠ざかるに従って、皿高さが徐々に低くなる。また、図8において、皿ばね110の軸118よりも右側の領域では、皿高さが皿高さHよりも小さい皿高さHで一定に形成されている。 Or the disc spring 110 shown in FIG. 8 may be sufficient. FIG. 8 shows a plan view and a front view of the disc spring 110. The disc spring 110 is formed with a cutting portion 116 extending from the first end 112 to the second end 114. In the disc spring 110, the disc height in a state where no load is applied changes in the circumferential direction of the partial conical cylinder shape. Specifically, both sides of the cutting portion 116, i.e., dish height H 1 is the highest at the first end surface 112 and the second end surface 114. In the circumferential direction of the partial conical cylinder shape, the dish height gradually decreases as the distance from the cutting portion 116 increases. In FIG. 8, in the region on the right side of the shaft 118 of the disc spring 110, the plate height is formed constant at a plate height H 2 that is smaller than the plate height H 1 .

また、図1に示す皿ばね装置10では、第2部材20が皿ばね30の第2の端36の変形を拘束する側壁22を備えているが、これに代えて、第1部材18が皿ばね30の第2の端36の変形を拘束する拘束部を備えていてもよい。あるいは、第1部材18と第2部材20の両方が拘束部を備えていてもよい。また、図1に示す実施例では、側壁22が第2部材20の全周に亘って設けられているが、側壁22は、第2部材20の外周に沿って、断続的に設けられていてもよい。   Further, in the disc spring device 10 shown in FIG. 1, the second member 20 includes the side wall 22 that restrains the deformation of the second end 36 of the disc spring 30. A restraining portion that restrains deformation of the second end 36 of the spring 30 may be provided. Or both the 1st member 18 and the 2nd member 20 may be provided with the restraint part. In the embodiment shown in FIG. 1, the side wall 22 is provided over the entire circumference of the second member 20, but the side wall 22 is provided intermittently along the outer circumference of the second member 20. Also good.

また、上記した皿ばね30の製造方法では、帯状の平板50を環状の平板60に成形する曲げ工程が実施された後、環状の平板60を皿ばね30と同一の形状(部分円錐筒形状)に成形する成形工程が実施されている。しかしながら、帯状の平板50を環状形状に成形する曲げ工程と、環状形状を皿ばね30と同一の形状(部分円錐筒形状)に成形する成形工程とを、同時に実施してよい。例えば、帯状の平板50を、ローラ54の軸方向に対して傾斜させた状態で曲げ装置52に供給することによって、曲げ工程と成形工程とを同時に実施することができる。   Moreover, in the manufacturing method of the disk spring 30 described above, after the bending step of forming the belt-shaped flat plate 50 into the annular flat plate 60 is performed, the annular flat plate 60 has the same shape as the disc spring 30 (partial conical cylinder shape). A molding process is performed to form the mold. However, the bending step of forming the belt-shaped flat plate 50 into an annular shape and the forming step of forming the annular shape into the same shape (partial conical cylinder shape) as the disc spring 30 may be performed simultaneously. For example, the bending step and the forming step can be performed simultaneously by supplying the belt-like flat plate 50 to the bending device 52 in a state where the flat plate 50 is inclined with respect to the axial direction of the roller 54.

本明細書で開示される皿ばね30に対して、第1から第4実験を実施し、本明細書で開示される皿ばね100に対して、第5実験を実施した。さらに、皿ばね110に対して、第1、第2解析を実施した。以下では、実験および解析の結果について、詳しく説明する。   The first to fourth experiments were performed on the disc spring 30 disclosed in the present specification, and the fifth experiment was performed on the disc spring 100 disclosed in the present specification. Further, the first and second analyzes were performed on the disc spring 110. Hereinafter, the results of the experiment and analysis will be described in detail.

(第1実験)
第1実験について詳しく説明する。第1実験は、皿ばね30の荷重特性、即ち、皿高さの変化量に対する皿ばね30が発生する荷重を検討する実験である。第1実験では、皿ばね30を2つの円板形状の部材で挟んで、皿ばね30の第2の端36に当接する部材を固定し、第1の端32に当接する部材を移動させることによって、円板形状の部材間の間隔を小さくした場合に、第1の端32に当接する部材に負荷される荷重、即ち、皿ばね30が発生する荷重を測定した。
(First experiment)
The first experiment will be described in detail. The first experiment is an experiment for examining the load characteristic of the disc spring 30, that is, the load generated by the disc spring 30 with respect to the amount of change in the disc height. In the first experiment, the disc spring 30 is sandwiched between two disc-shaped members, the member that contacts the second end 36 of the disc spring 30 is fixed, and the member that contacts the first end 32 is moved. Thus, when the interval between the disk-shaped members is reduced, the load applied to the member that contacts the first end 32, that is, the load generated by the disc spring 30 was measured.

なお、以下では、荷重が負荷されていない状態の皿高さ(図1における第1の端32と第2の端36との皿ばね30の軸方向における距離)をH、荷重が負荷された状態の皿高さをH、荷重が負荷されていない状態の皿ばねの有効高さ(第2の端36と内周端38との皿ばね30の軸方向における距離)をh、ばね部材の板厚(外周端34と第2の端36とのばね部材の板厚方向における距離)をt、ばね部材の板幅(第1の端32と外周端34とのばね部材の表面に沿った距離)をb、及び皿ばねの外径(外周端34の直径)をφと示す。 In the following description, the height of the dish when no load is applied (the distance in the axial direction of the disk spring 30 between the first end 32 and the second end 36 in FIG. 1) is H 0 , and the load is applied. H is the disc height when the load is not applied, h is the effective height of the disc spring when the load is not applied (the distance in the axial direction of the disc spring 30 between the second end 36 and the inner peripheral end 38), and the spring member The plate thickness (distance in the plate thickness direction of the spring member between the outer peripheral end 34 and the second end 36) is t, and the plate width of the spring member (along the surface of the spring member between the first end 32 and the outer end 34). B), and the outer diameter of the disc spring (the diameter of the outer peripheral end 34) is represented by φ.

(皿ばねの形状)
第1実験では、第1から第4の皿ばねと比較用の皿ばねとの、5つの皿ばねを用意した。第1から第4の皿ばねは、上記した皿ばね30と同様であり、切断部44を有する部分円錐筒形状で構成されている。比較用の皿ばねは、平板の素材を、環状形状に打ち抜いて、部分円錐筒形状に成形する従来の製造方法によって製造された皿ばねである。即ち、比較用の皿ばねは、従来の皿ばねと同様に、皿ばね30のように、切断部44を有しておらず、周方向に切れ目のない皿ばねである。比較用の皿ばねについても、第1から第4の皿ばねと同じ方法で、荷重特性を測定した。
(Belleville spring shape)
In the first experiment, five disc springs including the first to fourth disc springs and a disc spring for comparison were prepared. The first to fourth disc springs are the same as the disc spring 30 described above, and are configured in a partial conical cylinder shape having a cutting portion 44. The disc spring for comparison is a disc spring manufactured by a conventional manufacturing method in which a flat plate material is punched into an annular shape and formed into a partial conical cylinder shape. That is, the disc spring for comparison is a disc spring which does not have the cutting part 44 and is continuous in the circumferential direction, unlike the disc spring 30, like the conventional disc spring. The load characteristics of the comparative disc springs were also measured in the same manner as the first to fourth disc springs.

第1から第4及び比較用の皿ばねは、全て、板厚tが2.7mm、板幅bが13.5mm、外径φが232mmであり、材料がJIS規格のSK85である。皿高さHは、第2皿ばねが6.20mmであり、第1、第3の皿ばねが5.87mmであり、第4の皿ばねが5.70mmである。比較用皿ばねの皿高さHは、5.87mmである。第3、第4皿ばねは、図1に示すように、第2の端36が拡がらないように拘束されている。 The first to fourth and comparative disc springs all have a plate thickness t of 2.7 mm, a plate width b of 13.5 mm, an outer diameter φ of 232 mm, and the material is JIS standard SK85. The disc height H 0 is 6.20 mm for the second disc spring, 5.87 mm for the first and third disc springs, and 5.70 mm for the fourth disc spring. The disc height H 0 of the comparative disc spring is 5.87 mm. As shown in FIG. 1, the third and fourth disc springs are constrained so that the second end 36 does not expand.

(実験結果)
図9は、第1から第4の皿ばねと比較用の皿ばねとの荷重特性の実験結果のグラフを示す。図9の横軸は皿ばねの皿高さHを示し、縦軸は皿ばねが発生する荷重を示す。第1の皿ばねの実験結果は線124に、第2の皿ばねの実験結果は線122に、第3の皿ばねの実験結果は線126に、第4の皿ばねの実験結果は線128に、比較用の皿ばねの実験結果は線120に示される。
(Experimental result)
FIG. 9 shows a graph of experimental results of load characteristics of the first to fourth disc springs and the disc spring for comparison. The horizontal axis of FIG. 9 shows the disc height H of the disc spring, and the vertical axis shows the load generated by the disc spring. The experimental result of the first disc spring is on line 124, the experimental result of the second disc spring is on line 122, the experimental result of the third disc spring is on line 126, and the experimental result of the fourth disc spring is on line 128. In addition, the experimental result of the disc spring for comparison is shown by a line 120.

第1実験の実験結果では、第1の皿ばね(線124、H=5.87mm)の荷重特性は、比較用の皿ばね(線120、H=5.87mm)の荷重特性よりも小さかった。これに対して、比較用の皿ばねよりも皿高さHが高い、第2の皿ばね(線122、H=6.20mm)の荷重特性は、皿高さHが5.0mmから3.5mmの範囲において、比較用の皿ばね(線120)の荷重特性と略同じであった。また、第1の皿ばねと同一の形状であって、外周が拘束されている第3の皿ばね(線126、H=5.87mm)の荷重特性は、皿高さHが4.0mm以上の範囲において、比較用の皿ばね(線120)の荷重特性と略同じであり、皿高さHが4.0mmよりも低くなると、比較用の皿ばねよりも大きくなった。また、外周が拘束されており、第3の皿ばねよりも皿高さHが低い第4の皿ばね(線128、H=5.70mm)の荷重特性は、皿高さHが高い場合には比較用の皿ばね(線120)の荷重特性よりも小さく、皿高さが低くなると比較用の皿ばねよりも大きくなった。 In the experimental results of the first experiment, the load characteristic of the first disc spring (line 124, H 0 = 5.87 mm) is more than the load characteristic of the disc spring for comparison (line 120, H 0 = 5.87 mm). It was small. On the other hand, the load characteristic of the second disc spring (line 122, H 0 = 6.20 mm) having a disc height H 0 higher than that of the comparative disc spring is that the disc height H is 5.0 mm. In the range of 3.5 mm, it was substantially the same as the load characteristic of the disc spring for comparison (line 120). Further, the load characteristic of the third disc spring (line 126, H 0 = 5.87 mm) having the same shape as the first disc spring and the outer periphery being constrained is such that the disc height H is 4.0 mm. In the above range, the load characteristics of the disc spring for comparison (line 120) were substantially the same, and when the disc height H was lower than 4.0 mm, it became larger than the disc spring for comparison. In addition, the load characteristic of the fourth disc spring (line 128, H 0 = 5.70 mm) whose outer periphery is constrained and whose disc height H 0 is lower than that of the third disc spring is high in the disc height H. In some cases, it was smaller than the load characteristics of the disc spring for comparison (line 120), and became larger than the disc spring for comparison when the disc height was lowered.

第1実験の実験結果から、従来の切断部44を有しない皿ばね(比較用の皿ばね)の替わりに、皿ばね30を使用する場合、皿高さHを従来の皿ばねよりも高くすることによって、皿ばね30は、従来の皿ばねと略同等の荷重を発生することができる。もしくは、皿ばね30の第2の端36の変形を拘束することによって、皿ばね30は、従来の皿ばねと略同等の荷重を発生することができる。 From the experimental results of the first experiment, when the disc spring 30 is used in place of the conventional disc spring (the disc spring for comparison) that does not have the cutting portion 44, the disc height H 0 is set higher than that of the conventional disc spring. By doing so, the disc spring 30 can generate a load substantially equivalent to the conventional disc spring. Alternatively, by constraining the deformation of the second end 36 of the disc spring 30, the disc spring 30 can generate a load substantially equivalent to that of the conventional disc spring.

(第2実験)
続いて、第2実験について、詳しく説明する。第2実験は、皿ばねの皿高さHと皿ばねの発生荷重の関係を検討する実験である。第2実験では、皿高さHを有する皿ばねを皿高さH=3.5mm及び4.5mmに変形した場合に、皿ばねが発生する荷重を測定した。第2実験では、第1実験と同様に、円板形状の部材に皿ばねを挟んで皿ばねを変形させて、荷重を測定した。
(Second experiment)
Subsequently, the second experiment will be described in detail. The second experiment is an experiment for examining the relationship between the disc height H 0 of the disc spring and the generated load of the disc spring. In the second experiment, the load generated by the disc spring was measured when the disc spring having the disc height H 0 was deformed to the disc height H = 3.5 mm and 4.5 mm. In the second experiment, as in the first experiment, the disc spring was deformed by sandwiching the disc spring between the disc-shaped members, and the load was measured.

(皿ばねの形状)
第2実験では、第1種と第2種の2種類の皿ばねを用意した。第1種の皿ばねは、皿高さH以外の寸法と材料とが、上記した第1実験の第1の皿ばねと同じである。即ち、第1種の皿ばねは、皿ばね30と同様の形状であって、切断部44を有する。第2種の皿ばねは、皿高さH以外の寸法と材料とが、上記した第1実験の比較用の皿ばねと同じである。即ち、第2種の皿ばねは、切断部44を有していない、従来の皿ばねである。第1種の皿ばねでは、皿高さHが5.69mm、5.75mm、5.80mm、5.83mm、5.90mm、6.06mm及び6.08mmの7個の皿ばねを用意した。第2種の皿ばねでは、皿高さHが5.83mm、5.86mm、5.88mm、5.89mm、5.93mm、6.02mm、6.29mm、6.33mm及び6.36mmの9個の皿ばねを用意した。
(Belleville spring shape)
In the second experiment, two types of disc springs of type 1 and type 2 were prepared. The first type of disc springs, plates and height H 0 other dimensions and material is the same as the first disc spring of the first experiment described above. That is, the first type disc spring has the same shape as the disc spring 30 and has a cutting portion 44. The second type disc spring has the same dimensions and materials other than the disc height H 0 as the disc spring for comparison in the first experiment described above. That is, the second type disc spring is a conventional disc spring that does not have the cutting portion 44. In the first type of disc springs, disc height H 0 is prepared 5.69mm, 5.75mm, 5.80mm, 5.83mm, 5.90mm, seven disc springs of 6.06mm and 6.08mm . In the second type of disc spring, the disc height H 0 is 5.83 mm, 5.86 mm, 5.88 mm, 5.89 mm, 5.93 mm, 6.02 mm, 6.29 mm, 6.33 mm and 6.36 mm. Nine disc springs were prepared.

(実験結果)
図10は、第2実験の実験結果のグラフを示す。図10の横軸は皿高さHを示し、縦軸は皿ばねが発生する荷重を示す。測定点群130は、第2種の皿ばね(従来の皿ばね)であって、皿高さHが3.5mmの場合の実験結果を示す。測定点群134は、第2種の皿ばね(従来の皿ばね)であって、皿高さHが4.5mmの場合の実験結果を示す。測定点群132は、第1種の皿ばね(皿ばね30)であって、皿高さHが3.5mmの場合の実験結果を示す。測定点群136は、第1種の皿ばね(皿ばね30)であって、皿高さHが4.5mmの場合の実験結果を示す。
(Experimental result)
FIG. 10 shows a graph of the experimental results of the second experiment. The horizontal axis in FIG. 10 indicates the dish height H 0 , and the vertical axis indicates the load generated by the disk spring. The measurement point group 130 is a second type disc spring (conventional disc spring), and shows an experimental result when the disc height H is 3.5 mm. The measurement point group 134 is a second type disc spring (conventional disc spring), and shows an experimental result when the disc height H is 4.5 mm. The measurement point group 132 is a first type disc spring (disc spring 30), and shows an experimental result when the disc height H is 3.5 mm. The measurement point group 136 is a first type disc spring (disc spring 30), and shows an experimental result when the disc height H is 4.5 mm.

第2実験の実験結果では、第1種、第2種の皿ばねの両者共に、皿高さHが高いほど、皿高さHに変形された状態において、皿ばねが発生する荷重が高くなった。第2実験の実験結果から、皿高さHと発生荷重との関係は、直線に近似することができることがわかった。例えば、測定点群130は、直線131に近似することができる。同様に、測定点群132,134,136は、それぞれ、直線133,135,137に近似することができる。 In the experimental results of the second experiment, in both the first and second type disc springs, the higher the disc height H 0 , the higher the load generated by the disc spring in the state of being deformed to the disc height H. became. From the experimental results of the second experiment, it was found that the relationship between the dish height H 0 and the generated load can be approximated to a straight line. For example, the measurement point group 130 can be approximated to a straight line 131. Similarly, the measurement point groups 132, 134, and 136 can be approximated to straight lines 133, 135, and 137, respectively.

この関係から、皿ばね30を、従来の皿ばねの替わりに使用する場合、皿ばね30の皿高さHをいくつにすればよいかを推測することができる。例えば、使用時の皿高さHが4.5mmである場合、皿ばね30の皿高さHは、H=1.34×(従来の皿ばねの皿高さH)−1.68を計算することによって、算出することができる。 From this relationship, when the disc spring 30 is used instead of the conventional disc spring, it can be estimated how much the disc height H 0 of the disc spring 30 should be set. For example, when the plate height H in use is 4.5 mm, the plate height H 0 of the plate spring 30 is H 0 = 1.34 × (the plate height H 0 of the conventional plate spring) -1. It can be calculated by calculating 68.

(第3実験)
続いて、第3実験について、詳しく説明する。第3実験は、皿ばね30の切断部44の隙間の大きさの影響を検討する実験である。第3実験では、切断部44の隙間の大きさを変えて、皿ばね30の荷重特性を測定した。第3実験の実験方法は、第1実験と同様である。即ち、皿ばねを2つの部材間に配置し、部材間の間隔を小さくしたときの、皿ばねが発生する荷重を測定した。
(Third experiment)
Subsequently, the third experiment will be described in detail. The third experiment is an experiment for examining the influence of the size of the gap of the cutting portion 44 of the disc spring 30. In the third experiment, the load characteristic of the disc spring 30 was measured by changing the size of the gap of the cutting portion 44. The experiment method of the third experiment is the same as that of the first experiment. That is, the load which a disc spring produces | generates when a disc spring is arrange | positioned between two members and the space | interval between members is made small was measured.

(皿ばねの形状)
第3実験では、第5から第7の皿ばねを用意した。切断部44の隙間の大きさ以外、第5から第7の皿ばねの寸法と材料とは、上記した第1実験の第2の皿ばねと同じである。図11に示すように、第5から第7の皿ばねの切断部44の隙間の大きさは、皿ばね30の軸回りの角度(図11のθ)によって定義される。第5の皿ばねはθが60度であり、第6の皿ばねはθが90度であり、第7の皿ばねはθが120度である。
(Belleville spring shape)
In the third experiment, fifth to seventh disc springs were prepared. The dimensions and materials of the fifth to seventh disc springs are the same as those of the second disc spring of the first experiment described above, except for the size of the gap of the cutting portion 44. As shown in FIG. 11, the size of the gap between the cutting portions 44 of the fifth to seventh disc springs is defined by an angle around the axis of the disc spring 30 (θ in FIG. 11). The fifth disc spring has θ of 60 degrees, the sixth disc spring has θ of 90 degrees, and the seventh disc spring has θ of 120 degrees.

(実験結果)
図12は、第3実験の実験結果のグラフを示す。図12の横軸は皿ばねの皿高さHを示し、縦軸は皿ばねが発生する荷重を示す。なお、図12には、第1実験の比較用の皿ばねの実験結果120も示されている。線140は第5の皿ばね(θ=60度)の場合の実験結果を示し、線142,144は、それぞれ、第6の皿ばね(θ=90度)、第7の皿ばね(θ=120度)の場合の実験結果を示す。
(Experimental result)
FIG. 12 shows a graph of the experimental results of the third experiment. The horizontal axis of FIG. 12 shows the disc height H of the disc spring, and the vertical axis shows the load generated by the disc spring. FIG. 12 also shows an experimental result 120 of a disc spring for comparison in the first experiment. The line 140 shows the experimental results in the case of the fifth disc spring (θ = 60 degrees), and the lines 142 and 144 respectively show the sixth disc spring (θ = 90 degrees) and the seventh disc spring (θ = The experimental results in the case of 120 degrees) are shown.

第3実験の実験結果では、θが大きいほど、皿ばねの荷重特性が小さくなった。また、皿ばねの皿高さHが3.5mmから4.5mmの間では、θ=90度である第6の皿ばね(線142)が、比較用の皿ばね(線120)と略同じ荷重特性を示した。この結果から、皿ばね30の切断部44の隙間の大きさを調整することによって、従来の皿ばねと同様の荷重を発生する皿ばね30が得られることがわかった。   In the experimental result of the third experiment, the load characteristic of the disc spring was smaller as θ was larger. When the disc height H of the disc spring is between 3.5 mm and 4.5 mm, the sixth disc spring (line 142) having θ = 90 degrees is substantially the same as the disc spring for comparison (line 120). The load characteristics are shown. From this result, it was found that by adjusting the size of the gap of the cutting portion 44 of the disc spring 30, the disc spring 30 that generates a load similar to that of the conventional disc spring can be obtained.

(第4実験)
次いで、第4実験について詳しく説明する。第4実験は、有効高さh/板厚tを検討する実験である。実験方法は、第1実験と同様である。即ち、皿ばねを2つの部材間に配置し、部材間の間隔を小さくしたときの、皿ばねが発生する荷重を測定した。
(4th experiment)
Next, the fourth experiment will be described in detail. The fourth experiment is an experiment for examining the effective height h / thickness t. The experimental method is the same as in the first experiment. That is, the load which a disc spring produces | generates when a disc spring is arrange | positioned between two members and the space | interval between members is made small was measured.

(皿ばねの形状)
第4実験では、皿ばね30と同様に、切断部を有する皿ばねであって、h/tの値が0.38から1.80までの複数個の皿ばねを用意した。
(Belleville spring shape)
In the fourth experiment, similarly to the disc spring 30, a plurality of disc springs having a cutting portion and having a h / t value of 0.38 to 1.80 were prepared.

(実験結果)
図13は、第4実験の実験結果のグラフを示す。図13の横軸は、皿ばね30のたわみ/密着時たわみで示される密着たわみ比を示す。密着時たわみとは、皿ばね30の有効高さが0mmである場合のたわみであり、荷重が負荷されていない場合の有効高さhと同一である。図13の縦軸は、皿ばね30が発生する荷重/密着時荷重で示される密着荷重比を示す。密着時荷重とは、皿ばね30の有効高さが0mmの場合に皿ばねが発生する荷重である。線150は、h/t=1.0の場合の実験結果を示す。線群152はh/t>1.0を満たす皿ばね30の実験結果を示し、線群154はh/t<1.0を満たす皿ばね30の実験結果を示す。
(Experimental result)
FIG. 13 shows a graph of the experimental results of the fourth experiment. The horizontal axis of FIG. 13 shows the contact deflection ratio indicated by the deflection of the disc spring 30 / the deflection at the time of contact. The deflection at the time of close contact is the deflection when the effective height of the disc spring 30 is 0 mm, and is the same as the effective height h when no load is applied. The vertical axis in FIG. 13 indicates the contact load ratio indicated by the load generated by the disc spring 30 / the load at the time of contact. The close load is a load generated by the disc spring when the effective height of the disc spring 30 is 0 mm. Line 150 shows the experimental results for h / t = 1.0. The line group 152 shows the experimental result of the disc spring 30 satisfying h / t> 1.0, and the line group 154 shows the experimental result of the disc spring 30 satisfying h / t <1.0.

第4実験の実験結果から、h/t≧1.0を満たす皿ばね30は、h/t<1.0を満たす皿ばね30と比較して、皿ばね30の変形量が小さい領域においては、たわみの変化に対する荷重の変化(ばね定数)が大きく、変形量が大きい領域においては、ばね定数が小さくなる領域がある。このため、皿ばね30を利用して一定の荷重を負荷したい場合に、皿ばね30の使用状態での皿高さHが、多少の誤差や上記した皿ばね装置10の各部14〜20の磨耗によって変化が生じていても、概ねh/t≧1.0である皿ばね30であれば、要求される荷重からの荷重変化がわずかで済む。即ち、h/t≧1.0を満たす皿ばね30は、h/t<1.0を満たす皿ばね30のように、皿高さHに比例して皿ばね30が発生する荷重が大きくなることが要求される、いわゆる皿ばねワッシャとは異なり、皿ばね30を利用して一定の荷重を負荷したい場合に、好適に用いられる。   From the experimental results of the fourth experiment, the disc spring 30 satisfying h / t ≧ 1.0 is smaller in the region where the deformation amount of the disc spring 30 is smaller than the disc spring 30 satisfying h / t <1.0. In a region where the load change (spring constant) with respect to the change in deflection is large and the amount of deformation is large, there is a region where the spring constant is small. For this reason, when it is desired to apply a certain load using the disc spring 30, the disc height H in the usage state of the disc spring 30 is slightly different from the wear of the portions 14 to 20 of the disc spring device 10 described above. If the disc spring 30 is approximately h / t ≧ 1.0, the load change from the required load is small. That is, the disc spring 30 satisfying h / t ≧ 1.0 has a larger load generated by the disc spring 30 in proportion to the disc height H, like the disc spring 30 satisfying h / t <1.0. Unlike the so-called disc spring washer, which requires this, it is preferably used when a constant load is to be applied using the disc spring 30.

(第5実験)
次いで、第5実験について詳しく説明する。第5実験は、図7に示す皿ばね100の荷重特性を検討するための実験である。実験方法は、第1実験と同様である。即ち、皿ばねを2つの部材間に配置し、部材間の間隔を小さくしたときの、皿ばねが発生する荷重を測定した。
(Fifth experiment)
Next, the fifth experiment will be described in detail. The fifth experiment is an experiment for examining the load characteristics of the disc spring 100 shown in FIG. The experimental method is the same as in the first experiment. That is, the load which a disc spring produces | generates when a disc spring is arrange | positioned between two members and the space | interval between members is made small was measured.

(皿ばねの形状)
第5実験では、6個の皿ばねを用意した。6個の皿ばねの板厚t、板幅b、外径φ、材料、及び皿高さHは、第1実験の第1の皿ばねと同一である。6個の皿ばねは、第1の端面90と第2の端面92との当接が解除されて第1の端面90は第2の端92を越えて移動した場合における、ばね部材84が二重に存在する重なり長さL(図6参照)が異なる。6個の皿ばねの重なり長さLはそれぞれ、2.0mm、3.4mm、5.3mm、7.6mm、11.0mm、15.3mmである。
(Belleville spring shape)
In the fifth experiment, six disc springs were prepared. The plate thickness t, plate width b, outer diameter φ, material, and plate height H 0 of the six disc springs are the same as those of the first disc spring of the first experiment. The six disc springs have two spring members 84 when the contact between the first end surface 90 and the second end surface 92 is released and the first end surface 90 moves beyond the second end 92. The overlapping overlap length L (see FIG. 6) is different. The overlap length L of the six disc springs is 2.0 mm, 3.4 mm, 5.3 mm, 7.6 mm, 11.0 mm, and 15.3 mm, respectively.

(実験結果)
図14は、第5実験の実験結果のグラフを示す。図14の横軸は皿ばねの皿高さHを示し、縦軸は皿ばねが発生する荷重を示す。なお、図14には、第1実験の比較用の皿ばねと第1の皿ばねの実験結果120,124が示されている。6個の皿ばねの実験結果は、線群156に示す。線群156では、発生荷重が小さいものから順に、重なり長さLがそれぞれ、2.0mm、3.4mm、5.3mm、7.6mm、11.0mm、15.3mmの皿ばねの実験結果を示す。
(Experimental result)
FIG. 14 shows a graph of the experimental results of the fifth experiment. The horizontal axis of FIG. 14 indicates the disc height H of the disc spring, and the vertical axis indicates the load generated by the disc spring. FIG. 14 shows experimental results 120 and 124 of the disc spring for comparison and the first disc spring in the first experiment. The experimental results for the six disc springs are shown in line group 156. In the line group 156, the experimental results of the disc springs having the overlapping length L of 2.0 mm, 3.4 mm, 5.3 mm, 7.6 mm, 11.0 mm, and 15.3 mm are shown in order from the smallest generated load. Show.

第5実験の実験結果では、荷重が負荷されていない状態で皿ばね100を縮径する方向の内部応力が発生している場合、内部応力が発生していない皿ばね30と比較して、皿高さHが同じであっても、発生荷重が大きくなった。また、重なり長さLが長い方が、発生荷重が大きくなった。 In the experimental results of the fifth experiment, when internal stress in the direction of reducing the diameter of the disc spring 100 is generated when no load is applied, the disc spring 30 is compared with the disc spring 30 in which no internal stress is generated. Even when the height H 0 was the same, the generated load increased. Further, the longer the overlap length L, the greater the generated load.

第5実験の実験結果から、従来の切断部44を有しない皿ばね(比較用の皿ばね)の替わりに、皿ばね100を使用する場合、重なり長さLを調整することによって、皿ばね100は、従来の皿ばねと略同等の荷重を発生することができる。 From the experimental results of the fifth experiment, when using the disc spring 100 instead of the conventional disc spring (comparative disc spring) that does not have the cutting portion 44, the disc spring 100 is adjusted by adjusting the overlap length L. Can generate substantially the same load as a conventional disc spring.

(第1解析)
続いて、第1解析について、詳しく説明する。第1解析は、図8に示す皿ばね110の荷重特性を検討するためのFEM解析である。
(First analysis)
Subsequently, the first analysis will be described in detail. The first analysis is an FEM analysis for examining the load characteristics of the disc spring 110 shown in FIG.

(皿ばねの形状)
皿ばね110は、板厚tは2.7mm、板幅bは13.5mm、外径は232mm、材料はJIS規格のSK85に設定した。皿高さHは6.67mm、皿高さHは5.87mmに設定した。
(Belleville spring shape)
The disc spring 110 has a plate thickness t of 2.7 mm, a plate width b of 13.5 mm, an outer diameter of 232 mm, and a material set to JIS standard SK85. Dish height H 1 is 6.67Mm, dish height H 2 was set to 5.87mm.

(解析結果)
図15は、第1解析の解析結果のグラフを示す。図15の横軸は皿ばねの皿高さHを示し、縦軸は皿ばねが発生する荷重を示す。なお、図15には、第1実験の比較用の皿ばねの実験結果である線120と、第1の皿ばねの実験結果である線124とが、比較結果として示されている。
(Analysis result)
FIG. 15 shows a graph of the analysis result of the first analysis. The horizontal axis of FIG. 15 shows the disc height H of the disc spring, and the vertical axis shows the load generated by the disc spring. In FIG. 15, a line 120 that is the experimental result of the comparative disc spring of the first experiment and a line 124 that is the experimental result of the first disc spring are shown as the comparison results.

第1解析の解析結果では、皿ばね110は、皿高さHが5.87mmよりも低くなると、第1実験の比較用の皿ばね(従来の皿ばね)と略同じ荷重特性を示した。皿ばね110の皿高さHが5.87mmよりも高い場合には、皿ばね110は、荷重が負荷されていない状態の皿高さが5.87mmよりも高い部分のみから荷重が発生する。このため、皿高さに対する発生荷重が小さい。これに対し、皿ばね110の皿高さが5.87mmよりも低くなると、皿ばね110の周方向の全体で荷重が発生する。この結果、皿ばね110は、従来の皿ばねと略同じ荷重を発生したと推測される。   In the analysis result of the first analysis, the disc spring 110 exhibited substantially the same load characteristics as the disc spring for comparison (conventional disc spring) of the first experiment when the disc height H was lower than 5.87 mm. When the disc height H of the disc spring 110 is higher than 5.87 mm, the disc spring 110 generates a load only from a portion where the disc height is higher than 5.87 mm when no load is applied. For this reason, the generated load with respect to the dish height is small. On the other hand, when the disc height of the disc spring 110 is lower than 5.87 mm, a load is generated in the entire circumferential direction of the disc spring 110. As a result, it is estimated that the disc spring 110 generates substantially the same load as the conventional disc spring.

また、皿ばね30が発生する荷重は、第1の皿ばねが発生する荷重よりも大きい。第1の皿ばねの皿高さHが5.87mmであるのに対して、皿ばね30は、荷重が負荷されていない状態における皿高さが5.87mm以上の部分を有しているため、皿ばね30は、第1の皿ばねよりも発生する荷重が大きくなったと推測される。 The load generated by the disc spring 30 is larger than the load generated by the first disc spring. Whereas the disc height H 0 of the first disc spring is 5.87 mm, the disc spring 30 has a portion where the disc height is 5.87 mm or more when no load is applied. Therefore, it is estimated that the load generated by the disc spring 30 is larger than that of the first disc spring.

(第2解析)
第2解析は、皿ばねが発生する軸118(図8参照)回りのモーメントを検討するためのFEM解析である。
(Second analysis)
The second analysis is an FEM analysis for examining the moment around the axis 118 (see FIG. 8) generated by the disc spring.

(皿ばねの形状)
第2解析では、上記した第1実験の第1の皿ばねと同一の寸法及び材質を有する第8の皿ばね(皿高さH=5.87mm)、第8の皿ばねと皿高さHのみが異なる第9の皿ばね及び第1解析で用いた皿ばね110の3個の皿ばねについて解析を実施した。第9の皿ばねの皿高さHは、6.67mmである。
(Belleville spring shape)
In the second analysis, an eighth disc spring (disc height H 0 = 5.87 mm) having the same dimensions and material as the first disc spring of the first experiment described above, an eighth disc spring and the disc height. only H 0 is performed analyzed three disc springs of the disc spring 110 used in the different ninth disc spring and the first analysis. The disc height H 0 of the ninth disc spring is 6.67 mm.

図16は、皿ばねが発生する軸118回りのモーメントの解析結果のグラフを示す。図16の横軸は皿高さを示し、縦軸は軸118回りのモーメントを示す。線160は皿ばね110の解析結果を示し、線162は第6の皿ばねを示し、線164は第7の皿ばねを示す。第2解析の解析結果では、皿高さHが5.87mm以下の領域において、皿ばね110は、皿高さHが一定である第8,第9の皿ばねと比較して、軸118のモーメントが小さくなる。皿高さHが一定である第8,第9の皿ばねでは、切断部44の周辺における発生荷重が、他の部分における発生荷重よりも小さくなるため、モーメントが大きくなった。これに対して、皿ばね110では、切断部116の周辺部分の皿高さが高いため、切断部116による発生荷重の低下を抑制することができ、モーメントが小さくなった。この結果から、皿ばね110は、特に、軸118回りのモーメントが小さいことが要求される皿ばね装置に好適に用いることができる。 FIG. 16 shows a graph of the analysis result of the moment about the axis 118 generated by the disc spring. The horizontal axis in FIG. 16 indicates the dish height, and the vertical axis indicates the moment around the axis 118. A line 160 indicates the analysis result of the disc spring 110, a line 162 indicates the sixth disc spring, and a line 164 indicates the seventh disc spring. In the analysis result of the second analysis, in the region where the disc height H is 5.87 mm or less, the disc spring 110 has a shaft 118 as compared with the eighth and ninth disc springs where the disc height H 0 is constant. The moment becomes smaller. Eighth dish the height H 0 is fixed, in the ninth disc spring, generated load in the periphery of the cutting portion 44, to become smaller than the generated load in the other portions, the moment is increased. On the other hand, in the disc spring 110, since the dish height of the peripheral part of the cutting part 116 is high, the fall of the generated load by the cutting part 116 can be suppressed, and the moment became small. From this result, the disc spring 110 can be suitably used particularly for a disc spring device that requires a small moment around the shaft 118.

上記した実験及び解析結果から、皿ばね30,80,100,110は、その皿高さH、形態(皿ばね30,80,100又は110)、皿ばねの第2の端の変形を拘束するか否かを適宜選択することによって、従来の皿ばねの替わりに利用することが可能であることがわかった。 From the experiment and analysis results described above, the disc springs 30, 80, 100, and 110 restrain the disc height H 0 , the form (the disc spring 30, 80, 100, or 110), and the deformation of the second end of the disc spring. It was found that it can be used in place of a conventional disc spring by appropriately selecting whether or not to do so.

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項に記載の組合せに限定されるものではない。本明細書または図面に例示した技術は複数の目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described in detail, these are only illustrations and do not limit a claim. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above.
The technical elements described in this specification or the drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. The technology illustrated in this specification or the drawings achieves a plurality of objects at the same time, and achieving one of the objects itself has technical utility.

10:皿ばね装置
18:第1部材
20:第2部材
22:側壁
30,80,100,110:皿ばね
31:ばね部材
32:第1の端
36:第2の端
40:第1の端面
42:第2の端面
44:切断部
50:素材
52:曲げ装置
70:プレス装置
10: disc spring device 18: first member 20: second member 22: side walls 30, 80, 100, 110: disc spring 31: spring member 32: first end 36: second end 40: first end face 42: 2nd end surface 44: Cutting part 50: Material 52: Bending device 70: Press device

Claims (5)

軸方向の第1の端に第1部材が当接される一方で前記軸方向の第2の端に第2部材が当接され、所定範囲内の圧縮荷重が作用する状態で使用される皿ばねであって、
前記第2の端の開口面積が前記第1の端の開口面積よりも大きい部分円錐筒形状を有しているとともに、前記部分円錐筒形状の周方向の一箇所において前記第1の端から前記第2の端まで切断されているばね部材で構成され、
使用状態では、前記第1の端が前記第1の部材に線接触するとともに、前記第2の端が前記第2部材に線接触する状態が維持され、
荷重が負荷されていない状態では、(前記第2の端の直径)/(前記ばね部材の幅)が8.0以上であるとともに、(前記皿ばねの有効高さ)/(前記ばね部材の板厚)が1.0以上である、皿ばね。
A dish that is used in a state in which a first member abuts on the first end in the axial direction and a second member abuts on the second end in the axial direction, and a compressive load within a predetermined range acts. A spring,
The opening area of the second end has a partial conical cylinder shape that is larger than the opening area of the first end, and the first end is located at one place in the circumferential direction of the partial conical cylinder shape. A spring member cut to the second end,
In the use state, the first end is in line contact with the first member, and the second end is in line contact with the second member.
In a state where no load is applied, (diameter of the second end) / (width of the spring member) is 8.0 or more and (effective height of the disc spring) / (of the spring member) A disc spring having a thickness of 1.0 or more.
前記使用状態では、前記ばね部材が前記第1の端から前記第2の端まで切断された箇所において、前記ばね部材の一方の切断端面と他方の切断端面とが当接しており、前記一方の切断端面と前記他方の切断端面とが前記軸方向にずれて前記当接が解除された場合、前記ばね部材の弾性力によって、前記一方の切断端面が前記他方の切断端面を越えて前記開口面積を縮小する方向に移動する、請求項1に記載の皿ばね。   In the use state, at the place where the spring member is cut from the first end to the second end, one cut end surface of the spring member and the other cut end surface are in contact with each other, When the cutting end surface and the other cutting end surface are displaced in the axial direction and the contact is released, the one cutting end surface exceeds the other cutting end surface by the elastic force of the spring member and the opening area The disc spring according to claim 1, wherein the disc spring moves in a direction of reducing the size of the disc spring. 荷重が負荷されていない状態では、前記部分円錐筒形状の周方向における皿高さが変化している、請求項1又は2に記載の皿ばね。   The disc spring according to claim 1 or 2, wherein a disc height in a circumferential direction of the partial conical cylinder shape changes in a state where no load is applied. 前記第1部材と、
前記第2部材と、
請求項1から3のいずれか一項に記載の皿ばねと、
を備える皿ばね装置であって、
前記第1部材又は前記第2部材の少なくとも一方は、前記ばね部材の第2の端の変形を拘束する拘束部を備える、皿ばね装置。
The first member;
The second member;
A disc spring according to any one of claims 1 to 3,
A disc spring device comprising:
At least one of the first member or the second member is a disc spring device provided with a restraining portion that restrains deformation of the second end of the spring member.
請求項1から3のいずれか一項に記載の皿ばねの製造方法であって、
帯状の平板に曲げ加工を実施して、前記帯状の平板を環状の平板に成形する曲げ工程と、
前記環状形状に成形した平板を部分円錐筒形状に成形する成形工程と、を備える皿ばねの製造方法。
It is a manufacturing method of the disc spring according to any one of claims 1 to 3,
A bending step of bending the belt-shaped flat plate to form the belt-shaped flat plate into an annular flat plate;
And a forming step of forming the flat plate formed into the annular shape into a partial conical cylinder shape.
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