JP5905627B1 - Disc spring - Google Patents
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Abstract
【課題】 皿バネが上下に変位する際に、上方向への変位と下方向への変位とでバネ特性の差異を小さくすることである。【解決手段】 外側支持部2と、この外側支持部2の内縁部2aに一端3aが接続されて円の中心に向かって延びる複数のスポーク3と、この複数のスポーク3の他端3bが接続される外縁部4aを有する内側支持部4とを備え、前記外側支持部2の内縁部2aと内側支持部4の外縁部4aとをつなぐ基準面に対して、前記複数のスポーク3には基準面から互いに逆方向に突出する第1弾性突起5及び第2弾性突起6が設けられている。【選択図】 図1PROBLEM TO BE SOLVED To reduce a difference in spring characteristics between an upward displacement and a downward displacement when a disc spring is displaced up and down. SOLUTION: An outer support portion 2, a plurality of spokes 3 having one end 3a connected to the inner edge 2a of the outer support portion 2 and extending toward the center of the circle, and the other ends 3b of the plurality of spokes 3 are connected. An inner support portion 4 having an outer edge portion 4a, and a reference surface connecting the inner edge portion 2a of the outer support portion 2 and the outer edge portion 4a of the inner support portion 4 with respect to the plurality of spokes 3 A first elastic protrusion 5 and a second elastic protrusion 6 that protrude in opposite directions from the surface are provided. [Selection] Figure 1
Description
本発明は径方向に変動しない皿バネに関するものである。 The present invention relates to a disc spring that does not vary in the radial direction.
自動車や精密機器など制振性が要求される製品には従来からこの種の皿バネが使用されている(特許文献1、2参照)。特許文献1に記載されているバネは、バネの本体部に形成された摩擦発生部が基台に向かって突出し、摩擦発生部の下端部と基台との間に隙間を設けた構成からなり、系の共振周波数付近の低周波数帯域の振動伝達率を低減できるといった効果を有している。また、特許文献2に記載されているバネは、往復駆動装置の一部を構成するものであり、円環状外縁部と該外縁部から中心に向かって形成された複数本の連結部とを備え、ヨークの両端に固定されて可動子を常にヨークの中空部の径方向中心位置にあるように保持するといった効果を有している。
Conventionally, this type of disc spring has been used for products that require vibration control, such as automobiles and precision equipment (see Patent Documents 1 and 2). The spring described in Patent Document 1 has a configuration in which a friction generating portion formed on the main body portion of the spring protrudes toward the base, and a gap is provided between the lower end portion of the friction generating portion and the base. The vibration transmissibility in the low frequency band near the resonance frequency of the system can be reduced. The spring described in
しかしながら、上記特許文献1に記載されたバネにあっては、摩擦発生部が基台に向かって突出しており、摩擦発生部の下端部と基台との間に隙間を有する構成からなり、また、上記特許文献2のバネにあっては、円環状外縁部から中心に向かって形成された複数本の連結部にはそのほぼ中間部に山形の突出部が一方向に形成された構成となっているので、バネが径方向と直交する二方向に変位した場合に一方向と他方向とでバネ特性が異なり、所定の制振効果が得られない。
However, in the spring described in Patent Document 1, the friction generating portion protrudes toward the base, and has a configuration having a gap between the lower end portion of the friction generating portion and the base, and In the spring of
そこで、本発明は、バネが径方向と直交する二方向に変位した場合に、一方向と他方向とで同じようなバネ特性が得られるようにした皿バネを提供するものである。また、本発明は、周方向の回転力がバネに作用した場合に、周方向においてもバネ力が働くような皿バネを提供するものである。 Therefore, the present invention provides a disc spring in which the same spring characteristics are obtained in one direction and the other direction when the spring is displaced in two directions orthogonal to the radial direction. In addition, the present invention provides a disc spring in which a spring force works in the circumferential direction when a circumferential rotational force acts on the spring.
上記課題を解決するために、本発明に係る皿バネは、外側支持部と、この外側支持部の内縁部に一端が接続されて円の中心に向かって延びる複数のスポークと、この複数のスポークの他端が接続される外縁部を有する内側支持部とを備え、前記外側支持部の内縁部と内側支持部の外縁部とをつなぐ基準面に対して、前記複数のスポークには基準面から互いに逆方向に突出する弾性突起が少なくとも一対設けられている。 In order to solve the above-described problems, a disc spring according to the present invention includes an outer support portion, a plurality of spokes having one end connected to an inner edge portion of the outer support portion and extending toward the center of the circle, and the plurality of spokes. An inner support portion having an outer edge portion to which the other end of the outer support portion is connected, and a reference surface connecting the inner edge portion of the outer support portion and the outer edge portion of the inner support portion to the plurality of spokes from the reference surface At least a pair of elastic protrusions protruding in opposite directions are provided.
また、本発明に係る皿バネにおいて、スポークに設けられる少なくとも一対の弾性突起は、それぞれが頂角を有する山形形状に形成され、一実施形態では前記外側支持部の内縁部に近い方に設けられる第1弾性突起が、前記内側支持部の外縁部に近い方に設けられる第2弾性突起より頂角が大きく形成されている。 In the disc spring according to the present invention, at least a pair of elastic protrusions provided on the spoke are each formed in a mountain shape having an apex angle, and in one embodiment, provided on a side closer to the inner edge portion of the outer support portion. The first elastic protrusion has a larger apex angle than the second elastic protrusion provided closer to the outer edge of the inner support portion.
また、本発明に係る皿バネの複数のスポークは、一実施形態では外側支持部の内縁部から前記内側支持部の外縁部まで平面視でS字状に延びている。 Moreover, in one embodiment, the plurality of spokes of the disc spring according to the present invention extend in an S shape in plan view from the inner edge portion of the outer support portion to the outer edge portion of the inner support portion.
本発明に係る皿バネによれば、外側支持部と内側支持部との間に延びる複数のスポークには、前記外側支持部の内縁部と内側支持部の外縁部とをつなぐ基準面に対して、該基準面から互いに逆方向に突出する弾性突起が少なくとも一対設けられているので、皿バネが前記基準面に対して上下に変位した時の互いのバネ特性の差異を小さくすることができる。 According to the disc spring according to the present invention, the plurality of spokes extending between the outer support portion and the inner support portion are connected to the reference plane that connects the inner edge portion of the outer support portion and the outer edge portion of the inner support portion. Since at least one pair of elastic protrusions projecting in opposite directions from the reference surface are provided, the difference in the spring characteristics when the disc spring is displaced up and down with respect to the reference surface can be reduced.
また、本発明に係る皿バネによれば、前記スポークに設けられる少なくとも一対の弾性突起は、それぞれが頂角を有する山形形状に形成され、前記外側支持部の内縁部に近い方に設けられる第1弾性突起が、前記内側支持部の外縁部に近い方に設けられる第2弾性突起より頂角が大きく形成されているので、皿バネが上下に変位した時に発生する応力を分散させることができ、上下に変位した時の互いのバネ特性の差異をより小さくすることができる。 In the disc spring according to the present invention, the at least one pair of elastic protrusions provided on the spoke is formed in a chevron shape each having an apex angle, and is provided on the side closer to the inner edge portion of the outer support portion. Since the first elastic projection is formed with a larger apex angle than the second elastic projection provided closer to the outer edge of the inner support portion, the stress generated when the disc spring is displaced up and down can be dispersed. The difference between the spring characteristics when displaced up and down can be further reduced.
また、本発明に係る皿バネによれば、複数のスポークは、前記外側支持部の内縁部から前記内側支持部の外縁部まで平面視で曲線状に延びているので、周方向の回転に対してバネ力を持たせることができる。 Further, according to the disc spring according to the present invention, the plurality of spokes extend in a curved shape in plan view from the inner edge portion of the outer support portion to the outer edge portion of the inner support portion. Spring force.
以下、添付図面に基づいて、本発明に係る皿バネの実施形態を詳細に説明する。図1乃至図4には本発明の第1実施形態に係る皿バネ1が示されている。この皿バネ1は、外側支持部2と、この外側支持部2の内縁部2aに一端3aが接続されて円の中心に向かって延びる複数のスポーク3と、この複数のスポーク3の他端3bが接続される外縁部4aを有する内側支持部4とを備えている。この実施形態において、前記外側支持部2は平板状の円環板によって形成されており、この円環板の内周に沿って前記内縁部2aが円形状に形成されている。また、前記外側支持部2には円周上に複数の取付孔2bが設けられている。
Hereinafter, an embodiment of a disc spring according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 1 to 4 show a disc spring 1 according to a first embodiment of the present invention. The disc spring 1 includes an
前記内側支持部4は、平板状の円形板によって形成されており、この円形板の外周に沿って前記外縁部4aが円形状に形成されている。また、内側支持部4の中心部には略矩形状の支持孔4bが設けられている。この支持孔4bは、例えば前記外側支持部2が固定された状態で皿バネ1を使用する際に、皿バネ1の支持孔4bに挿入された中心軸を支持するためのものである。なお、図3に示されるように、前記外側支持部2と内側支持部4は同一平面上に設けられている。
The
前記複数のスポーク3は内側支持部4の周囲に放射状に配列され、それぞれが薄板状の細いロッドからなり、全てが同一形状である。そして、各スポーク3の一端3aが前記外側支持部2の内縁部2aに接続され、他端3bが内側支持部4の外縁部4aに接続されている。また、各スポーク3は、図2に示されるように、外側支持部2の内縁部2aから内側支持部4の外縁部4aまで同一幅で真っ直ぐに延びている。また、各スポーク3は、図1及び図4に示されるように、前記外側支持部2に接続される一端3aから皿バネ1の表面側に突出する山形状の第1弾性突起5と、前記内側支持部4に接続される他端3bから同一平面上に延びる平面部3dを介して皿バネ1の裏面側に突出する山形状の第2弾性突起6とを有している。このように、各スポーク3に皿バネ1の表面側に突出する山形状の第1弾性突起5と裏面側に突出する山形状の第2弾性突起6を設けたので、各スポーク3が表面側に変位した時と裏面側に変位した時に、両側とも同じようなバネ特性が得られることになる。
The plurality of
前記スポーク3の平面部3dは、外側支持部2の内縁部2aと内側支持部4の外縁部4aとをつなぐ平面状の基準面3e上に位置し、前記一対の弾性突起5,6がこの基準面3eから互いに逆方向に同じ高さ寸法h1、h2だけ突出している。また、前記第1弾性突起5の頂部5aの角度θ1は第2弾性突起6の頂部6aの角度θ2より大きく、第1弾性突起5の第1傾斜面5bが第2弾性突起6の第1傾斜面6aよりなだらかに形成されている。なお、第1弾性突起5及び第2弾性突起6は共通の第2傾斜面7を有している。このように、第1弾性突起5と第2弾性突起6との間で傾斜角度に差を設けることで、皿バネ1が変位した時に発生する応力を分散させることができ、皿バネ1が表面側に変位した時のバネ特性と裏面側に変位した時のバネ特性との差異がより小さくなる。なお、図1及び図2に示されるように、上述した第1弾性突起5及び第2弾性突起6は、全てのスポーク3に同心円状に設けられている。
The
上記第1弾性突起5及び第2突起部6の突出高さは適宜選択することができ、高さ寸法hを大きくとることで、スポーク3の弾性可動範囲をある程度広げることができる。また、前記第1弾性突起5及び第2弾性突起6の数を増やすことも可能であり、それによってバネ定数をコントロールすることが可能となる。さらに、上記実施形態では第1弾性突起5と第2弾性突起6とが共通の第2傾斜面7を有しているが、第1弾性突起5と第2弾性突起6との間に平面部を設けることで、両者を離して形成することも可能である。さらにまた、第1弾性突起5の頂部5aの角度θ1と第2弾性突起6の頂部6aの角度θ2を同一として、両方の弾性突起5,6を同一形状としてもよい。
The protrusion heights of the first
上記構成からなる皿バネ1は、外側支持部2、スポーク3及び内側支持部4が一枚のステンレス材の打抜き加工によって形成される。また、スポーク3の第1弾性突起5及び第2弾性突起6は、ステンレス材の打抜き加工の際にプレス成形でスポーク3を屈曲変形させることで同時に形成される。
In the disc spring 1 having the above configuration, the
図5乃至図7には本発明の第2実施形態に係る皿バネ11が示されている。この皿バネ11は、前記第1実施形態に係る皿バネ1とは、スポーク13の形状及びスポーク13に設けられる第1弾性突起15及び第2弾性突起16が同一形状で形成されている点を除いてほぼ同一の構成からなるので、同一の構成には第1実施形態に係る皿バネ1と同一の符号を付すことによって詳細な説明を省略する。
5 to 7 show a
前記スポーク13は、図6に示されるように、外側支持部2の内縁部2aに接続される一端13aから延びる第1弾性突起15の横幅が、内側支持部4の外縁部4aに接続される他端13bから延びる平面部13d及び第2弾性突起16の横幅より細く形成されており、その境にはロッドの左右両側に段差17a,17bが設けられている。また、この段差17a、17bを境にして外周側に第1弾性突起15が、内周側に第2弾性突起16がそれぞれ設けられているが、図7に示されるように、第1実施形態とは異なって、両方の弾性突起は同一形状に形成されている。
As shown in FIG. 6, in the
すなわち、第1弾性突起15及び第2弾性突起16は、外側支持部2の内縁部2aと内側支持部4の外縁部4aとをつなぐ基準面3eからの高さ寸法h1、h2、及び頂部15a,16aの各角度θ1、θ2がいずれも同じ値である。このように、第1弾性突起15と第2弾性突起16が同一形状であっても、スポーク13の外周側の横幅を内周側の横幅より細くすることで、スポーク13が変位した時に発生する応力を分散させることができ、スポーク全体に均一なバネ弾性を得ることができる。
That is, the first
図8及び図9には本発明の第3実施形態に係る皿バネ21が示されている。この皿バネ21は、前記第1実施形態に係る皿バネ1とは、スポーク23の形状が異なっている点を除いてほぼ同一の構成からなるので、同一の構成には第1実施形態に係る皿バネ1と同一の符号を付すことによって詳細な説明を省略する。
8 and 9 show a
前記スポーク23は、外側支持部2の内縁部2aに接続される一端23aから皿バネ21の表面側に突出する第1弾性突起25と、内側支持部4の外縁部4aに接続される他端23bから延びる平面部23dを介して皿バネ21の裏面側に突出する第2弾性突起26とを有しているが、スポーク23全体が略S字状に曲がりくねった形状に形成されている。また、スポーク23は全長に亘って同一幅で形成されているおり、このスポーク23に屈曲形成されている第1弾性突起25及び第2弾性突起26は、第1実施形態と同様、第1弾性突起25の方が第2弾性突起26よりなだらかな傾斜面を形成している。
The
この実施形態に係る皿バネ21の特徴は、全てのスポーク23が略S字状に曲がりくねった形状に形成されていることであり、その形状を利用して周方向の回転に対してバネ力を有していることである。
A feature of the
図10には第1実施形態に係る皿バネ1を利用したダンパ30の一例が示されている。ゴムの代わりに皿バネ1を弾性体として利用するものであり、皿バネ1の外側支持部2が枠体31に固定されると共に、皿バネ1の内側支持部4で中心軸32の一端を支持する構造であり、中心軸32の上下方向の振動を皿バネ1によって制振するものである。従来のゴムの代わりに利用することで、ダンパ30の全体高さを抑えられる他、耐薬品性を向上させることができる。
FIG. 10 shows an example of a
図11には第3実施例に係る皿バネ21を利用した回転伝達装置40の一例が示されている。この回転伝達装置40は、外側のケーシング41に皿バネ21の外側支持部2を固定すると共に、ケーシング41の内壁面に沿って凹部42を複数個所に設ける一方、回転軸43と一体に回転する本体44の外壁面に沿って前記凹部に遊嵌される凸部45を設けたものである。回転軸43は皿バネ21の内側支持部4に支持されており、回転軸43を駆動させると本体44の回転と共に皿バネ21に周方向のバネ力が働き、本体44の急激な回転が直接ケーシング41に伝わらないようにして、回転時のショックを和らげることができる。さらに本体44が回転して凸部45が凹部42回転方向の内壁に当たることによって、本体44と共にケージング41を一緒に回転させることができる。
FIG. 11 shows an example of the
1,11,21 皿バネ
2 外側支持部
2a 内縁部
2b 取付孔
3,13,23 スポーク
3a,13a,23a 一端
3b,13b,23b 他端
3d,13d,23d 平面部
3e 基準面
4 内側支持部
4a 外縁部
4b 支持孔
5,15,25 第1弾性突起
5a,6a 第1傾斜面
6,16,26 第2弾性突起
7 第2傾斜面
17a,17b 段差
30 ダンパ
31 枠体
32 中心軸
40 回転伝達装置
41 ケーシング
42 凹部
43 回転軸
44 本体
45 凸部
1,11,21
Claims (12)
前記外側支持部の内縁部と内側支持部の外縁部とをつなぐ基準面に対して、前記複数のスポークには基準面から互いに逆方向に突出する弾性突起が少なくとも一対設けられ、
前記少なくとも一対の弾性突起は、前記外側支持部の内縁部に近い方に設けられる第1弾性突起が、前記内側支持部の外縁部に近い方に設けられる第2弾性突起より大きい頂角を有する皿バネ。 An outer support, a plurality of spokes having one end connected to the inner edge of the outer support and extending toward the center of the circle, and an inner support having an outer edge to which the other ends of the plurality of spokes are connected Prepared,
With respect to a reference surface connecting the inner edge portion of the outer support portion and the outer edge portion of the inner support portion, the plurality of spokes are provided with at least a pair of elastic protrusions protruding in opposite directions from the reference surface ,
In the at least one pair of elastic protrusions, the first elastic protrusion provided closer to the inner edge part of the outer support part has a larger apex angle than the second elastic protrusion provided closer to the outer edge part of the inner support part. Disc spring.
前記外側支持部の内縁部と内側支持部の外縁部とをつなぐ基準面に対して、前記複数のスポークには基準面から互いに逆方向に突出する弾性突起が少なくとも一対設けられると共に、前記複数のスポークが前記外側支持部の内縁部と内側支持部の外縁部との間でS字状に形成されている皿バネ。 With respect to the reference surface connecting the inner edge portion of the outer support portion and the outer edge portion of the inner support portion, the plurality of spokes are provided with at least one pair of elastic protrusions protruding in opposite directions from the reference surface, and the plurality of the plurality of spokes. A disc spring in which spokes are formed in an S shape between an inner edge portion of the outer support portion and an outer edge portion of the inner support portion.
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