JP2017020576A

JP2017020576A - 皿ばね

Info

Publication number: JP2017020576A
Application number: JP2015138739A
Authority: JP
Inventors: 雄生佐藤; Takeo Sato
Original assignee: Chuo Hatsujo KK; Chuo Spring Co Ltd
Current assignee: Chuo Hatsujo KK; Chuo Spring Co Ltd
Priority date: 2015-07-10
Filing date: 2015-07-10
Publication date: 2017-01-26
Also published as: WO2017010284A1

Abstract

【課題】突出部無しの皿ばねに対して荷重特性が変化しにくい突出部有りの皿ばねを提供することを課題とする。
【解決手段】
皿ばね１は、円錐リング状であって、径方向端部２０に、相手部材９２に接触する接触部２００を有する本体２と、径方向端部２０から突出し、本体２よりも板厚ｔ２が小さく、相手部材９２に接触しない突出部３と、を備える。突出部３は、相手部材９２から浮いている。突出部３と相手部材９２との間には、隙間が確保されている。
【選択図】図４

Description

本発明は、例えば多板式クラッチなどに用いられる皿ばねに関する。

特許文献１、２には、回転防止用の突出部を備える皿ばねが開示されている。図８に、従来の皿ばねの表面図を示す。図９に、図８のＩＸ−ＩＸ方向断面図を示す。図１０に、図９の円Ｘ内の拡大図を示す。図８に示すように、皿ばね１００は、本体１０１と、複数の突出部１０２と、を備えている。図９に示すように、突出部１０２は、本体１０１の外径側端部１０１ｂから径方向外側に突出している。

仮に、突出部１０２無し（本体１０１のみ）の皿ばね１００の場合、図１０に示す本体１０１の接触部（皿ばね１００の裏側の相手部材に接触する部分）１０１ａは、無端リング状に延在することになる。すなわち、皿ばね１００は、無端リング状の接触部１０１ａにより、相手部材に接触することになる。

特開２００１−２９５８６０号公報特開２００５−３４４７９２号公報

これに対して、突出部１０２有りの皿ばね１００の場合、図９に点線で示すように、突出部１０２は、本体１０１の外径側端部１０１ｂから、湾曲しながら径方向外側に突出している。このため、図１０に示すように、本体１０１の接触部１０１ａよりも、突出部１０２の接触部１０２ａの方が、ΔＡ１だけ径方向外側にずれてしまう。並びに、本体１０１の接触部１０１ａよりも、突出部１０２の接触部１０２ａの方が、ΔＡ２だけ軸方向外側（裏側）にずれてしまう。このため、図８に示す皿ばね１００は、三箇所の接触部１０２ａだけで、皿ばね１００の裏側の相手部材に接触することになる。

このように、皿ばね１００に突出部１０２を設けると、本来無端リング状だった接触部１０１ａが、三箇所の接触部１０２ａに、変化してしまう。このため、皿ばね１００の荷重特性が変化してしまう。

ここで、突出部１０２の接触部１０２ａと本体１０１の接触部１０１ａとのずれΔＡ１、ΔＡ２を抑制するためには、言い換えると接触部１０２ａを接触部１０１ａに近づけるためには、本体１０１に対する突出部１０２の湾曲の起点を、本体１０１の径方向内側にシフトさせればよい。具体的には、図８に点線で示すように、本体１０１（突出部１０２の根本部分）に、スリット１０１ｃや凹部を形成すればよい。しかしながら、この場合、本体１０１を加工することになる。このため、やはり皿ばね１００の荷重特性が変化してしまう。

そこで、本発明は、突出部無しの皿ばねに対して荷重特性が変化しにくい突出部有りの皿ばねを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の皿ばねは、円錐リング状であって、径方向端部に、相手部材に接触する接触部を有する本体と、前記径方向端部から突出し、前記本体よりも板厚が小さく、前記相手部材に接触しない突出部と、を備えることを特徴とする。

皿ばねに荷重が加わっていない無荷重状態において、皿ばねは、「円錐リング状」を呈している。皿ばねを円錐の軸方向から見ると、リング状を呈している。「径方向端部」とは、当該リングの外径側端部および内径側端部のうち、少なくとも一方をいう。

本発明の皿ばねは、本体と突出部とを備えている。本体の接触部は、相手部材に接触する。ここで、突出部は、本体よりも、板厚が小さい。このため、突出部は、相手部材に接触しない。突出部は、相手部材から浮いている。すなわち、突出部と相手部材との間には、隙間が確保されている。

本発明の皿ばねは、突出部無しの皿ばねに対して、相手部材との接触部が変化しにくい。したがって、本発明の皿ばねは、突出部を有するものの、突出部無しの皿ばねに対して、荷重特性（荷重と変位との関係）が変化しにくい。よって、荷重設計が簡単である。

本発明の一実施形態となる皿ばねが配置された多段式クラッチの部分斜視図である。同皿ばねの裏面図である。図２の円ＩＩＩ内の拡大図である。図２のＩＶ−ＩＶ方向断面図である。（ａ）は、同皿ばねの製造方法の打ち抜き工程の模式図である。（ｂ）は、同製造方法の圧縮工程の模式図である。（ｃ）は、同製造方法の皿付け工程の模式図である。その他の実施形態（その１）の皿ばねの軸方向断面図である。その他の実施形態（その２）の皿ばねの軸方向断面図である。従来の皿ばねの表面図である。図８のＩＸ−ＩＸ方向断面図である。図９の円Ｘ内の拡大図である。

以下、本発明の皿ばねの実施の形態について説明する。なお、皿ばねの本体の円錐凸面を「表面」、皿ばねの本体の円錐凹面を「裏面」、表面と裏面とを繋ぐ面であってリングにおける径方向内側の面を「内周面」、表面と裏面とを繋ぐ面であってリングにおける径方向外側の面を「外周面」、と各々定義する。

＜皿ばねの配置＞
まず、本実施形態の皿ばねの配置について説明する。図１に、本実施形態の皿ばねが配置された多段式クラッチの部分斜視図を示す。図１に示すように、本実施形態の皿ばね１は、多板式クラッチ９に組み込まれている。多板式クラッチ９は、ケース９０とピストン側プレート９１と、皿ばね１と、ドリブンプレート９２と、を備えている。ドリブンプレート９２は、本発明の「相手部材」の概念に含まれる。

ケース９０の周壁には、複数のスプライン溝９００が形成されている。ケース９０の内部には、表側から裏側に向かって、ピストン側プレート９１と、皿ばね１と、ドリブンプレート９２と、が同軸上に配置されている。皿ばね１の複数の突出部３は、各々、スプライン溝９００に収容されている。同様に、ドリブンプレート９２の複数の突出部９２０は、各々、スプライン溝９００に収容されている。このため、ケース９０に対する皿ばね１およびドリブンプレート９２の回転は、規制されている。

ピストン側プレート９１には、ピストン（図略）から、表側から裏側に向かう方向に、動力が伝達される。当該動力は、皿ばね１を介して、ドリブンプレート９２に伝達される。当該動力は、ドリブンプレート９２を介して、図示しないドライブプレート、クラッチハブに伝達される。ピストンからの動力伝達時に、皿ばね１は、軸方向（表裏方向）から圧縮される。皿ばね１は、クッションプレートとして用いられている。

＜皿ばねの構成＞
次に、本実施形態の皿ばねの構成について説明する。図２に、本実施形態の皿ばねの裏面図を示す。図３に、図２の円ＩＩＩ内の拡大図を示す。図４に、図２のＩＶ−ＩＶ方向断面図を示す。なお、図２〜図４に示すのは、無荷重状態における皿ばねである。図２〜図４に示すように、本実施形態の皿ばね１は、本体２と、複数の突出部３と、を備えている。

図２に示すように、本体２は、裏側または表側から見て、リング状を呈している。また、図４に示すように、本体２は、裏側から表側に向かって尖る、円錐リング状を呈している。本体２は、外径側端部２０と内径側端部２１とを備えている。

図４に示すように、外径側端部２０における、裏面２３と外周面２５との角部には、曲面状の丸面取部Ｒ１が配置されている。丸面取部Ｒ１には、接触部２００が配置されている。接触部２００は、図１に示すドリブンプレート９２の表面に接触している。図２に一点鎖線で示すように、接触部２００は、無端リング状を呈している。また、図４に示すように、外径側端部２０における、表面２２と外周面２５との角部には、平面状の平面取部Ｃ１が配置されている。

図４に示すように、内径側端部２１は、外径側端部２０の径方向内側に配置されている。内径側端部２１における、表面２２と内周面２４との角部には、曲面状の丸面取部Ｒ２が配置されている。丸面取部Ｒ２には、接触部２１０が配置されている。接触部２１０は、図１に示すピストン側プレート９１の裏面に接触している。接触部２１０は、無端リング状を呈している。また、図４に示すように、内径側端部２１における、裏面２３と内周面２４との角部には、平面状の平面取部Ｃ２が配置されている。

図２に示すように、複数の突出部３は、所定角度ずつ離間して、外径側端部２０から径方向（表裏方向に対して直交する方向）外側に突出している。前述したように、突出部３は、図１に示すスプライン溝９００に収容されている。図４に示すように、突出部３の板厚（突出部３の延在方向（径方向）に対して直交する方向（表裏方向）の板厚）ｔ２は、本体２の板厚（本体２の延在方向（径方向に対して角度θだけ傾斜する方向）に対して直交する方向の板厚）ｔ１よりも、小さい。このため、図３、図４に示すように、本体２の裏面２３と突出部３の裏面との間には、板厚差に起因する段差Ｔが形成されている。図４に示すように、突出部３は、接触部２００の表側（軸方向内側）に配置されている。このため、突出部３は、図１に示すドリブンプレート９２の表面に接触していない。

＜皿ばねの製造方法＞
次に、本実施形態の皿ばねの製造方法について説明する。本実施形態の皿ばねの製造方法は、打ち抜き工程と、圧縮工程と、皿付け工程と、面取工程と、を有している。図５（ａ）に、本実施形態の皿ばねの製造方法の打ち抜き工程の模式図を示す。図５（ｂ）に、同製造方法の圧縮工程の模式図を示す。図５（ｃ）に、同製造方法の皿付け工程の模式図を示す。

打ち抜き工程においては、図５（ａ）に示すように、板厚ｔ１の板材からワークＷ１を打ち抜く。ワークＷ１は、平板状を呈している。ワークＷ１は、リング状の本体対応部Ｗ２と、複数の突出部対応部Ｗ３と、を備えている。圧縮工程においては、図５（ｂ）に示すように、突出部対応部Ｗ３を、軸方向（表裏方向）から圧縮する。板厚ｔ１の本体対応部Ｗ２と、板厚ｔ２の突出部対応部Ｗ３と、の間に、段差Ｔが形成される。皿付け工程においては、図５（ｃ）に示すように、突出部対応部Ｗ３に対して、本体対応部Ｗ２を、角度θだけ、表側に隆起させる。すなわち、本体対応部Ｗ２を、円錐リング状にする。並びに、本体対応部Ｗ２に対して突出部対応部Ｗ３を湾曲させる。面取工程においては、本体対応部Ｗ２に、図４に示す丸面取部Ｒ１、Ｒ２、平面取部Ｃ１、Ｃ２を形成する。このようにして、本実施形態の皿ばね１は製造される。

＜作用効果＞
次に、本実施形態の皿ばねの作用効果について説明する。図４に示すように、本体２の接触部２００は、図１に示すドリブンプレート９２の表面に接触する。ここで、突出部３は、本体２よりも、板厚ｔ２（＜ｔ１）が小さい。このため、突出部３は、図１に示すドリブンプレート９２の表面に接触しない。このため、本実施形態の皿ばね１は、突出部３無しの皿ばねに対して、ドリブンプレート９２との接触部２００が変化しにくい。したがって、本実施形態の皿ばね１は、突出部３を有するものの、突出部３無しの皿ばねに対して、荷重特性（荷重と変位との関係）が変化しにくい。よって、荷重設計の際に、突出部３無しの皿ばねの荷重特性を参照することができる。したがって、荷重設計が簡単である。

また、図２に示すように、接触部２００は、無荷重状態において、無端リング状を呈している。このため、皿ばね１を、図１に示すドリブンプレート９２の表面に、全周的に着座させることができる。したがって、本実施形態の皿ばね１は、突出部３を有するものの、突出部３無しの皿ばねに対して、荷重特性が変化しにくい。

また、図４に示すように、接触部２００は、丸面取部Ｒ１に配置されている。このため、荷重印加時に本体２が圧縮変形しても、無端リング状の接触部２００を確保し続けることができる。同様に、接触部２１０は、丸面取部Ｒ２に配置されている。このため、荷重印加時に本体２が圧縮変形しても、無端リング状の接触部２１０を確保し続けることができる。

＜その他＞
以上、本発明の皿ばねの実施の形態について説明した。しかしながら、実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。

図６に、その他の実施形態（その１）の皿ばねの軸方向断面図を示す。なお、図４と対応する部位については同じ符号で示す。図６に示すように、本体２と突出部３との延在方向が一致していてもよい。この場合であっても、本体２に対する突出部３の突出量を調整することにより、突出部３を、接触部２００の表側（軸方向内側）に配置することができる。また、突出部３の板厚を調整することによっても、突出部３を、接触部２００の表側（軸方向内側）に配置することができる。この場合、突出部３は、図１に示すドリブンプレート９２の表面に接触しない。本実施形態の皿ばね１によると、皿ばね製造時に、本体２に対して突出部３を湾曲させる必要がない。

図７に、その他の実施形態（その２）の皿ばねの軸方向断面図を示す。なお、図４と対応する部位については同じ符号で示す。図７に示すように、突出部３を、内径側端部２１から径方向内側に突出させてもよい。そして、突出部３を、図１に示すピストン側プレート９１の裏面に接触させなければよい。また、内周面２４の径方向内側の相手部材（図略）のスプライン溝に突出部３を収容してもよい。また、外径側端部２０および内径側端部２１に、突出部３を配置してもよい。

図２に示す接触部２００は、無荷重状態において、無端リング状でなくてもよい。すなわち、皿ばね１に荷重が印加された際に、当該荷重を利用して皿ばね１を図１に示すドリブンプレート９２の表面に押し付けることにより、接触部２００を無端リング状としてもよい。

図２に示す接触部２００は、無荷重状態、あるいは荷重印加状態において、無端リング状でなくてもよい。すなわち、接触部２００は、有端リング状であってもよい。例えば、皿ばね１が周方向に連続していなくてもよい。また、接触部２００が周方向に連続していなくてもよい。例えば、図４に示すように、突出部３と同じ板厚ｔ２の部分が外径側端部２０に形成される（例えば、図４に示す段差Ｔが径方向内側にオフセットされる）ことにより、接触部２００が周方向に断続していてもよい。この場合、本体２の板厚ｔ１とは、外径側端部２０のうち、突出部３が配置されていない部分（接触部２００が配置されている部分）の板厚をいう。

図５（ｃ）に示すように、皿付け工程において本体２に対して突出部３を湾曲させなくてもよい。すなわち、皿付け工程とは別に、突出部湾曲工程を設けてもよい。この場合、突出部湾曲工程は、皿付け工程の前に行っても、後に行ってもよい。

本体２に対する突出部３の延在方向は特に限定しない。図４に示すように、表裏方向に対して、直交する方向（直交方向）であってもよい。また、直交方向に対して、表向きの方向であってもよい。また、直交方向に対して、裏向きの方向であってもよい。すなわち、突出部３の全体が接触部２００の表側（軸方向内側）に配置できればよい。

本体２に対する突出部３の配置数は特に限定しない。例えば、本体２の中心角１２０°ごとに、三つの突出部３を配置してもよい。また、本体２の中心角９０°ごとに、四つの突出部３を配置してもよい。また、本体２の中心角６０°ごとに、六つの突出部３を配置してもよい。皿ばね１の材質は特に限定しない。炭素鋼、ステンレス鋼などの金属であってもよい。皿ばね１の用途は特に限定しない。トランスミッション、ブレーキなどに用いてもよい。

１：皿ばね
２：本体２０：外径側端部２００：接触部２１：内径側端部２１０：接触部２２：表面２３：裏面２４：内周面２５：外周面
３：突出部
９：多板式クラッチ９０：ケース９００：スプライン溝９１：ピストン側プレート９２：ドリブンプレート（相手部材）９２０：突出部
Ｃ１：平面取部Ｃ２：平面取部Ｒ１：丸面取部Ｒ２：丸面取部Ｔ：段差Ｗ１：ワークＷ２：本体対応部Ｗ３：突出部対応部ｔ１：板厚ｔ２：板厚

Claims

円錐リング状であって、径方向端部に、相手部材に接触する接触部を有する本体と、
前記径方向端部から突出し、前記本体よりも板厚が小さく、前記相手部材に接触しない突出部と、
を備える皿ばね。
前記径方向端部は、外径側端部であり、
前記突出部は、前記外径側端部から突出する請求項１に記載の皿ばね。
前記接触部は、無荷重状態において、無端リング状を呈している請求項１または請求項２に記載の皿ばね。