JP2777770B2 - クロススプリングの接続構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電空ポジショナに用い
られる電空変換器等において、フラッパ等といった回転
変位する部材を揺動自在に支持するために支点部に採用
して好適なクロススプリングの接続構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】二枚の板ばね等による弾性板を隣接して
互いに直交配置するとともに、その直交する部分を中心
とする点対称な角度部内に、Ｌ字状ブラケットをそれぞ
れ配設し、各ブラケットの両端部を異なる弾性板に押え
板と共に溶接等で固定し、かつ一方のブラケット側を固
定部に、他方のブラケット側を回動変位部材側に連結す
ることにより、前記直交する部分を支点中心として回動
変位部材を固定部に対し回動変位可能に支持するように
した、いわゆるクロススプリング支点部が、従来から知
られている。

【０００３】その使用例を図５を用いて簡単に説明する
と、図中符号１はバルブポジショナ等に用いられる電空
変換器で、この電空変換器１は、コイル２ａ，２ｂ、永
久磁石３およびノズル４、さらにストッパ５等を備えた
ヨーク６を有している。このヨーク６は、断面が略ヨ字
状を呈し、三本の脚部６ａ，６ｂ，６ｃを備え、真ん中
の脚部６ｃに永久磁石３が設けられるとともに、残りの
脚部６ａ，６ｂにコイル２ａ，２ｂが巻回した状態で配
置され、かつその先端部にはノズル４、ストッパ５が設
けられている。

【０００４】１０は上述したヨーク６の上方で支点１１
を中心として揺動変位自在に支持されるフラッパで、そ
の一端がノズル４に対向し、他端がストッパ５に対向す
る状態で、後述するクロススプリングによる支点部１２
により支持されている。なお、１３はクロススプリング
支点部１２の一方が固定される固定側ブラケットで、ク
ロススプリング支点部１２の他方は揺動変位部材である
フラッパ１０に固定されている。

【０００５】なお、図中１４，１５はフラッパ１０の両
端に付勢力を与えるスパン調整用ばねおよびゼロ点調整
用ばねで、また前記コイル２ａ，２ｂによる磁界は互い
に逆向きになるように設定され、永久磁石３による磁界
の方向によって一方の磁界の影響を打ち消すように作用
したときに、他方の磁界の影響を強めるようになってい
おり、これによりフラッパ１０の所定の揺動変位を行わ
せるように構成されている。

【０００６】すなわち、所定の制御信号によってコイル
２ａ，２ｂが通電されると、一方では磁界の影響が弱め
られ、他方では強められることにより、回転トルクがい
ずれかの方向に働き、フラッパ１０が揺動変位されるこ
とにより、ノズル・フラッパ間隙が変化し、これにより
ノズル・フラッパ間隙と供給空気圧とによってノズル背
圧が制御され、これによる出力圧が可変制御して出力さ
せ得ることは、従来から周知の通りである。

【０００７】ここで、上述したクロススプリング支点部
１２は、図６の（ａ），（ｂ），（ｃ）から明らかな通
り、互いに隣接しかつ直交して配置される二対の板ばね
２０，２０；２１，２１と、これらの板ばね２０，２１
の直交する部分を支点１１として点対称な角度部に配設
されるＬ字状ブラケット２２，２３と、各ブラケット２
２，２３の両端部が異なる板ばね２０または２１に押え
板２４ａ，２４ｂ；２５ａ，２５ｂと共にスポット溶接
等で一体的に固定されている。

【０００８】そして、一方のブラケット２２側が固定用
ブラケット１３側に連結固定されるとともに、他方のブ
ラケット２３側は、揺動変位部材であるフラッパ１０側
に、これに一体に設けた取付け片２６を介して連結固定
され、これによりフラッパ１０を固定部に対し揺動変位
自在に支持するような構成となっている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うなクロススプリング支点部１２によれば、二枚の板ば
ね２０，２１を揺動変位自在に構成するために、各板ば
ね２０，２１を連結した状態で固定部または揺動変位部
材に連結固定されるブラケット２２，２３として、図７
の（ａ）または（ｂ）に示すような構造が一般的であっ
た。

【００１０】すなわち、このようなブラケット２２，２
３において板ばね２０，２１の直交して交差する部分に
は、所定のストラップ長さを確保する必要性から、ブラ
ケット２２，２３と一体化されていない部分が必要であ
る。このため、最も単純には、図７の（ａ）に示すよう
に、ブロック形状材料からなるブラケット２２，２３を
用い、かつ板ばね２０，２１の直交する部分に当たる部
分を切欠部２２ａ，２３ａとして切欠き形成することが
考えられている。

【００１１】しかしながら、このようなクロススプリン
グ支点部１２によれば、ブラケット２２，２３としてブ
ロック体を用い、かつその一つの角部の切欠部２２ａ，
２３ａを削り出しで形成することから、材料が嵩み、重
量も増大化するばかりでなく、加工性の面でも問題で、
コスト的に高価なものであった。

【００１２】このため、一般には、上述した図６や図７
の（ｂ）に示されるように、板材をプレス等で折曲げ形
成したＬ字状ブラケット２２，２３が、加工性やコスト
面等の理由から用いられているが、このような構造で
は、各ブラケット２２，２３の円弧部としての湾曲曲げ
部２２ｂ，２３ｂでの曲げ精度を得ることが難しく、板
ばね２０，２１を押え板２４ａ，２４ｂ；２５ａ，２５
ｂとの間に挾み込んで保持し、スポット溶接等で溶接固
定する際に、ストラップ長さを安定して確保できず、そ
の結果として各板ばね２０，２１によるばね定数の値を
精度よく得ることができないという問題を生じている。

【００１３】特に、このような問題は、図８の（ａ）に
示すような理由から明らかである。すなわち、各板ばね
２０，２１は、ブラケット２２，２３の湾曲曲げ部２３
ｂを除いた両端部分が、板ばね２０，２１に押し当てら
れるとともに、この部分を挾んで反ブラケット側に配置
される押え板２４ａ，２４ｂ；２５ａ，２５ｂと共にス
ポット溶接等で溶接して固定されるが、前記湾曲曲げ部
２３ｂと板ばね２０，２１への押し当て部分との境界が
はっきりせず、しかも加工状態によってばらつくもの
で、ストラップ長さを安定して得ることが困難なもので
あった。

【００１４】さらに、上述したブラケット２２，２３と
押え板２４ａ，２４ｂ；２５ａ，２５ｂと板ばね２０，
２１との溶接部を、板ばね２０，２１のスパンを決める
ために押え板２４ａ，２４ｂ；２５ａ，２５ｂの内方端
寄りの部分で溶接すると、熱影響によって板ばね２０，
２１の特性が劣化するという問題を生じる。このため、
図８の（ｂ）において波線Ｓで示すように、これら押え
板２４ａ，２４ｂ；２５ａ，２５ｂ内方端から多少離れ
た個所で溶接することが通常行われている。

【００１５】しかし、このようにすると、溶接部Ｓが収
縮し、各押え板２４ａ，２４ｂ；２５ａ，２５ｂの内方
端部分が、図８の（ｂ）から明らかな通り、板ばね２
０，２１よりも浮き上がり、その結果スパンを一定とす
ることができないという問題を生じる虞れがあり、この
ような問題点を一掃し得る何らかの対策を講じることが
臨まれている。

【００１６】特に、上述した従来構造では、板ばね２
０，２１におけるブラケット２２，２３の各端部と押え
板２４ａ，２４ｂ；２５ａ，２５ｂとで挾持されている
固定部の境界点にばらつきがあり、集中して力が作用し
ないので、板ばね２０，２１をしっかりと固定すること
ができず、またクロススプリング支点部１２での支点１
１中心あるいはばね定数が変化するという虞れがあり、
このような点を考慮しなければならない。

【００１７】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、Ｌ字状ブラケットという曲げ加工部品を用
いたクロススプリングにおいて、曲げ加工部品の湾曲曲
げ部と押え板とで挾持して溶接等で固定される部分にお
いて、固定する部分の境界をしっかりと精度よく得るこ
とができ、これにより板ばね等の弾性板のストラップ長
さを高精度かつ安定させ、そのばね定数の安定化を低コ
ストで実現できるようにしたクロススプリングの接続構
造を得ることを目的としている。

【００１８】

【課題を解決するための手段】このような要請に応える
ために本発明に係るクロススプリングの接続構造は、二
枚の弾性板を隣接して直交配置させるとともに、その直
交する部分を中心とする点対称な角度部内に各弾性板に
当接するＬ字状ブラケットを設けかつ弾性板の反ブラケ
ット側に押え板をそれぞれ配設するにあたって、Ｌ字状
ブラケットの両端側の二面を連結する円弧部の始点に、
それぞれ段部を形成したものである。

【００１９】また、本発明に係るクロススプリングの接
続構造は、押え板の弾性板当接面を凹面状に形成し、そ
の中心付近を前記弾性板およびＬ字状ブラケットに溶接
固定したものである。

【００２０】

【作用】本発明によれば、クロススプリングの湾曲曲げ
部品であるＬ字状ブラケットにおいて、円弧部の始点
に、段部を形成しているので、これらのブラケットを押
え板と共に弾性板を挾み込んで固定するにあたって、各
段部の存在によって、弾性板の挟み込み保持部の境界部
精度を簡単かつ高精度に得られ、安定したばらつきのな
いストラップ長さを確保し、ばね定数の安定化、コスト
低減化が図れる。

【００２１】また、本発明によれば、押え板の弾性体当
接面を凹面状に形成し、この部分を溶接後の収縮力を利
用して押しつぶすように構成することで、押え板による
弾性板の固定端に力を集中させ、弾性板を確実に固定保
持し得るとともに、クロススプリングによる支点の支点
中心の適正化を図り、さらにばね定数の変化を低減し得
るものである。

【００２２】

【実施例】図１は本発明に係るクロススプリングの接続
構造の一実施例を示し、図において、前述した図５以下
と同一または相当する部分には同一番号を付して詳細な
説明は省略する。

【００２３】さて、本発明によれば、二枚の弾性板とし
ての板ばね２０，２１を隣接して直交配置させるととも
に、その直交する部分を支点１１の中心とする点対称な
角度部内に各板ばね２０，２１に当接するＬ字状ブラケ
ット２２，２３を設けかつ弾性板２０，２１の反ブラケ
ット側に押え板２４ａ，２４ｂ；２５ａ，２５ｂをそれ
ぞれ配設するにあたって、Ｌ字状ブラケット２２，２３
の両端側の二面を連結するように湾曲形成された円弧部
３０の始点（板ばね２０，２１の可動部分でのストラッ
プ長さを確保するための境界点）に、それぞれ段部３１
を形成するように構成したところに特徴を有している。

【００２４】そして、このような構成によれば、クロス
スプリング１２の湾曲曲げ部品であるＬ字状ブラケット
２２，２３において、円弧部３０の始点に、段部３１を
形成しているので、これらのブラケット２２，２３を押
え板２４ａ，２４ｂ；２５ａ，２５ｂと共に板ばね２
０，２１を挾み込んで固定するにあたって、各段部３１
の存在によって、板ばねの挾み込み保持部での境界部精
度を簡単かつ高精度に得られ、安定したばらつきのない
板ばね２０，２１によるストラップ長さ（図１中ｘ，ｙ
参照）を確保し、ばね定数の安定化を、低コストで実現
できる。

【００２５】したがって、このような構成では、板ばね
２０，２１による回転変位に、ヒステリシスやエラーを
生じるといった不具合を一掃することができる。特に、
本発明によれば、Ｌ字状ブラケット２２，２３をプレス
成形によって湾曲した円弧部３０をも含めて形成するに
あたって、段部３１を簡単かつ確実に形成できるもので
あり、その実用上での利点は大きい。

【００２６】図２の（ａ），（ｂ）は本発明に係るクロ
ススプリングの接続構造の別の実施例を示している。こ
の実施例によれば、押え板４０（２４ａ，２４ｂ；２５
ａ，２５ｂ）の板ばね２０，２１への当接面を凹面状に
形成し、その中心付近を前記板ばね２０，２１およびＬ
字状ブラケット２２，２３に溶接固定したものである。

【００２７】ここで、図中４１はくぼみ部、４２はたと
えば非接触溶接方法（レーザ溶接等）により溶接して得
られる溶接収縮部である。また、図中Ｐは押え板４０に
よる板ばね２１の挾持保持部であり、この長さが一定と
なることから、板ばね２１によるストラップ長さを安定
して高精度に得られ、前述した実施例と同様の作用効果
を発揮し得ることは容易に理解されよう。

【００２８】すなわち、上述した構成によれば、押え板
４０の板ばね当接面を、くぼみ部４１により凹面状に形
成し、この部分にレーザ溶接を施すことにより、溶接後
に急冷されることで収縮力が局部的に作用し、その力は
ベンデイングにより固定端に作用する。従来は、このよ
うな収縮力は押え板の平面全体に作用していたが、この
実施例では局部的に働き、特に収縮力は同じ溶接条件下
では一定であると考えられるから、力が作用する面積が
小さい程、締結圧力は大きく、よりしっかりと板ばね２
１の固定端を固定することができるものである。

【００２９】したがって、このような構成によれば、押
え板４０による板ばね２１の固定端への力の集中化を図
り、板ばね２１を確実に固定保持し得るとともに、クロ
ススプリングによる支点１１の支点中心の適正化や、ば
ね定数の変化を低減化を図れるものである。

【００３０】図３の（ａ），（ｂ）は図２の変形例であ
り、押え板４０のくぼみ部４１の中心から軸部４３を突
設し、これを板ばね２１、さらにＬ字状ブラケット２２
に形成した穴部４４を貫通させ、ブラケット２２側から
溶接した場合を示している。このような構成としても、
上述した実施例と同様に、押え板４０による板ばね２１
の挾持保持部の長さが安定して得られ、板ばね２１での
ストラップ長さの安定化を図れるものである。

【００３１】図４の（ａ），（ｂ）はさらにその変形例
を示し、押え板４０を、予め湾曲させて形成しておき、
これによりくぼみ部４１を形成し、溶接を行なうこと
で、板ばね２１を平坦面で挾持保持するような構成とし
たもので、このような構成によっても、上述した実施例
と同様の作用効果が得られることは言うまでもない。

【００３２】すなわち、上述した図２から図４に示した
実施例では、板ばね２１をブラケット２３と共に挾持保
持する押え板４０を、その内方端での板ばね２１の係止
保持が適切かつ確実に行なえるように、溶接後の収縮力
を、くぼみ部４１を巧みに利用して局部化したものであ
り、その結果しっかりと板ばね２１の固定が可能で、こ
れによりクロススプリング支点部１２での支点中心ある
いはばね定数の変化を低減することが可能である。

【００３３】なお、本発明は上述した実施例構造に限定
されず、クロススプリング支点部１２による接続構造各
部の構造、形状等を適宜変更、変形し得ることは言うま
でもない。たとえば上述した実施例では、板ばね２０，
２１への当接部分と弾性変位を得るための板ばね２０，
２１における円弧部３０の始点位置に段部３１を形成し
ているが、これに類するものであればよい。

【００３４】また、本発明によれば、クロススプリング
支点部１２を、電空変換器１におけるフラッパ１０の支
点１１に適用した場合を説明したが、これに限定され
ず、各種の機器、装置において回動変位可能な機構の支
点部に適用して効果を発揮し得るものである。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係るクロス
スプリングの接続構造によれば、二枚の弾性板を隣接し
て直交配置させるとともに、その直交する部分を中心と
する点対称な角度部内に各弾性板に当接するＬ字状ブラ
ケットを設けかつ弾性板の反ブラケット側に押え板をそ
れぞれ配設するにあたって、Ｌ字状ブラケットの両端側
の二面を連結する円弧部の始点に、それぞれ段部を形成
したので、簡単でしかも加工性に優れた安価な構成であ
るにもかかわらず、Ｌ字状ブラケットを押え板と共に弾
性板を挾み込んで固定するにあたって、各段部の存在に
よって、弾性板の挟み込み保持部の境界部精度を簡単か
つ高精度に得られ、安定したばらつきのないストラップ
長さを確保し、ばね定数の安定化、コスト低減化が図れ
るという種々優れた効果を奏する。

【００３６】また、本発明に係るクロススプリングの接
続構造によれば、押え板の弾性板当接面を凹面状に形成
し、その中心付近を前記弾性板およびＬ字状ブラケット
に溶接固定するようにしたので、簡単かつ安価な構成で
あるにもかかわらず、押え板の弾性体当接面の凹面状に
形成した部分を、溶接後の収縮力を利用して押しつぶす
ことで、押え板による弾性板の固定端に力を集中させ、
弾性板を確実に固定保持し得るとともに、クロススプリ
ングによる支点中心あるいはばね定数の変化を低減する
ことが可能となる等の種々優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るクロススプリングの接続構造の一
実施例を示す概略図である。

【図２】本発明に係るクロススプリングの接続構造の別
の実施例を示し、（ａ）はその溶接加工前の状態を、
（ｂ）は溶接加工後の状態を示す要部断面図である。

【図３】図２のクロススプリングの接続構造の変形例を
示し、（ａ）はその溶接加工前の状態を、（ｂ）は溶接
加工後の状態を示す要部断面図である。

【図４】図２のクロススプリングの接続構造の別の変形
例を示し、（ａ）はその溶接加工前の状態を、（ｂ）は
溶接加工後の状態を示す要部断面図である。

【図５】クロススプリング支点部を用いた電空変換器の
概略構成を説明するための概略図である。

【図６】従来のクロススプリング支点部を示し、（ａ）
は概略断面図、（ｂ）はその概略平面図、（ｃ）は
（ａ）の概略側面図である。

【図７】従来のクロススプリング支点部構造を（ａ），
（ｂ）に示す概略図である。

【図８】従来のクロススプリング支点部構造の別の例を
示し、（ａ）は要部拡大図、（ｂ）は概略構成図であ
る。

【符号の説明】

１０ フラッパ（回動変位部材） １１ 支点 １２ クロススプリング支点部 ２０ 板ばね（弾性板） ２１ 板ばね（弾性板） ２２ Ｌ字状ブラケット ２３ Ｌ字状ブラケット ２４ａ 押え板 ２４ｂ 押え板 ２５ａ 押え板 ２５ｂ 押え板 ３０ 円弧部 ３１ 段部 ４０ 押え板 ４１ くぼみ部 ４２ 溶接収縮部 ４３ 軸部 ４４ 穴部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−2017（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−113736（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F16F 1/00 - 6/00 F15B 5/00 F16C 11/12

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 二枚の弾性板を隣接して直交配置させる
   とともに、その直交する部分を中心とする点対称な角度
   部内に各弾性板に当接するＬ字状ブラケットを設け、か
   つ弾性板の反ブラケット側に押え板をそれぞれ配設した
   クロススプリングの接続構造において、 前記Ｌ字状ブラケットの両端側の二面を連結する円弧部
   の始点に、それぞれ段部を形成したことを特徴とするク
   ロススプリングの接続構造。
2. 【請求項２】 二枚の弾性板を隣接して直交配置させる
   とともに、その直交する部分を中心とする点対称な角度
   部内に各弾性板に当接するＬ字状ブラケットを設け、か
   つ弾性板の反ブラケット側に押え板をそれぞれ配設した
   クロススプリングの接続構造において、 前記押え板の弾性板当接面を凹面状に形成し、その中心
   付近を前記弾性板およびＬ字状ブラケットに溶接固定し
   たことを特徴とするクロススプリングの接続構造。