JP7257786B2 - バネ装置 - Google Patents
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Description
ちなみに、実際の皿バネ1は、図16に示す可撓高さhに対し微小変形の範囲を超えて50~75%程度の変形で使用される場合が多い。
また、本発明のバネ装置は、前記皿バネの前記内周縁において、断面視で上端から皿バネの板厚の0.2倍の範囲が湾曲面で形成されていてもよい。
また、本発明のバネ装置は、前記皿バネの前記隙間調整面は、断面視で皿バネの板厚の0.4倍の範囲の内周縁が軸線と平行になるように形成されていてもよい。
また、本発明のバネ装置は、前記皿バネの前記外周縁において、断面視で下端から皿バネの板厚の0.2倍の範囲が湾曲面で形成されていてもよい。
また、本発明のバネ装置は、前記皿バネの前記隙間調整面は、断面視で皿バネの板厚の0.3倍の範囲の外周縁が軸線と平行になるように形成されていてもよい。
これに対し、図14、図15に示すように、複数の皿バネ1の外周縁(外周面)1cを案内する筒状(パイプ状)などのガイド部材12を設け、このガイド部材12の内周面12aに径方向内側に突出するスペーサー部12bと複数の皿バネ1の外周縁1cとが点接触(線接触)することにより、多段積層した皿バネ1の芯ズレを防止するように構成してもよい。この場合においても、勿論同様の芯ズレ防止効果を得ることができる。
i)皿バネ1の内周面(内周縁1b)において、皿バネ1の板厚tの0.4倍の範囲で内側に突出する部分を円筒面に切り欠くなどし、皿バネ1に負荷が作用していない状態でこの板厚tの0.4倍の範囲の内周面1b(隙間調整面4)が軸線O2(O1)と平行になるように構成する。
ii)皿バネ1の外周面(外周縁1c)において、皿バネ1の板厚tの0.3倍の範囲で外側に突出する部分を円筒面に切り欠くなどし、皿バネ1に負荷が作用していない状態でこの板厚tの0.3倍の範囲の外周面1c(隙間調整面5)が軸線O2(O1)と平行になるように構成する。
本実施例では、防振基礎のバネ部材(バネ装置100)として使用する皿バネ1について、皿バネ1の変位と最小内径の関係を試算する。
ここで、まず、従来型皿バネのたわみδと内径最小寸法Diとの関係を求める。
変形前の傾斜角θ0=6.18°より、C~B間の寸法bは次の式(4)となる。
次に、本発明に係る皿バネのたわみδと内径最小寸法Diとの関係を求める。
変形前の傾斜角θ0=6.18°より、C~B間の寸法bは37.25mmとなる。
次に、皿バネ1の外径側に筒状などのガイド部材2を設ける場合において、上記と同じ皿バネ1に対して皿バネ1の最大外径の変化を検討した結果について説明する。
一方、本発明に係る皿バネ(外周面1cの上から0.3tの範囲だけ円筒面(中心軸O2と平行)に切り欠いて隙間調整面5を備えたもの)は、図11に示すように、回転中心(中立点)C、外径を決定する下から0.7tの点をA’、外径側で板厚中心点をBとし、皿バネ1の皿部傾斜角をθとする。
上記の式(9)より、B~C間の寸法bは46.3mmとなる。
皿バネの形状については、上記図4に示す形状とは異なる形状であってもよい。具体的には、図18に示すように、
i)皿バネ101の内周面(内周縁1b:隙間調整面4)において、下端から皿バネ101の板厚tの0.4倍の範囲で内側に突出する部分を湾曲面(半径R=0.4t)に加工する。また、皿バネ101の内周面(内周縁1b)において、上端から皿バネ101の板厚tの0.2倍の範囲を湾曲面(半径R=0.2t)に加工する。
ii)皿バネ101の外周面(外周縁1c:隙間調整面5)において、上端から皿バネ101の板厚tの0.3倍の範囲で外側に突出する部分を湾曲面(半径R=0.3t)に加工する。また、また、皿バネ101の外周面(外周縁1c)において、下端から皿バネ101の板厚tの0.2倍の範囲を湾曲面(半径R=0.2t)に加工する。
さらに、本形態では、耐荷重が大きく安価な皿バネを用い、その内外周面の一部にR加工するだけで、ヒステリシスの小さい防振機構向けのコンパクトなバネ部材がローコストで製造できる。また、皿バネ101の上下端において、隣接部材と接触する部分にR加工(R=0.2t程度)することは一般的な加工機械を利用することで加工でき、さらにR=0.3t~0.4t程度のR加工も容易に行うことができる。
1a 中心孔
1b 内周縁/内周面
1c 外周縁/外周面
2 ガイド部材
2a 軸部
2b スペーサー部
2c 嵌合凹部
4 隙間調整面
5 隙間調整面
12 ガイド部材
12a 内周面
12b スペーサー部
12c 嵌合凹部
100 バネ装置
O1 ガイド部材の軸線
O2 皿バネの軸線
Claims (6)
- ガイド部材で互いの軸線が同軸上に配されるように平面視円環状の複数の皿バネを多段積層し弾性変形可能に支持してなるバネ装置において、
前記ガイド部材が、前記複数の皿バネのそれぞれの内周縁と、該ガイド部材の外周面との間に所定の隙間をあけ、前記複数の皿バネのそれぞれの中心孔に互いの軸線が同軸上に配されるように挿通される円柱棒状の軸部と、前記軸部の外周面から軸線中心の径方向外側に突出しつつ軸線方向に沿って延設され、軸線中心の周方向に所定の間隔をあけて少なくとも3つ設けられるスペーサー部とを備えて構成され、
前記皿バネが、その内周縁に、負荷が作用していない状態で軸線に沿い周方向に繋がる隙間調整面を備えて形成されており、
前記皿バネの前記内周縁が外周縁よりも上方に位置するように配した状態において、前記皿バネの前記隙間調整面は、断面視で下端から皿バネの板厚の0.3倍以上0.4倍以下までの範囲の内周縁が、湾曲面で形成されていることを特徴とするバネ装置。 - 前記皿バネの前記内周縁において、断面視で上端から皿バネの板厚の0.2倍の範囲が湾曲面で形成されていることを特徴とする請求項1に記載のバネ装置。
- 前記皿バネの前記隙間調整面は、断面視で皿バネの板厚の0.4倍の範囲の内周縁が軸線と平行になるように形成されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のバネ装置。
- ガイド部材で互いの軸線が同軸上に配されるように平面視円環状の複数の皿バネを多段積層し弾性変形可能に支持してなるバネ装置において、
前記ガイド部材が、前記複数の皿バネのそれぞれの外周縁と、該ガイド部材の内周面との間に所定の隙間をあけ、前記複数の皿バネの外側を互いの軸線が同軸上に配されるように、且つ曲面状の前記内周面が前記皿バネの外周縁に沿うように設けられる軸部と、前記軸部の内周面から軸線中心の径方向内側に突出しつつ軸線方向に沿って延設され、軸線中心の周方向に所定の間隔をあけて少なくとも3つ設けられるスペーサー部とを備えて構成され、
前記皿バネが、その外周縁に、負荷が作用していない状態で軸線に沿い周方向に繋がる隙間調整面を備えて形成されており、
前記皿バネの内周縁が前記外周縁よりも上方に位置するように配した状態において、前記皿バネの前記隙間調整面は、断面視で上端から皿バネの板厚の0.3倍以上0.4倍以下までの範囲の外周縁が、湾曲面で形成されていることを特徴とするバネ装置。 - 前記皿バネの前記外周縁において、断面視で下端から皿バネの板厚の0.2倍の範囲が湾曲面で形成されていることを特徴とする請求項4に記載のバネ装置。
- 前記皿バネの前記隙間調整面は、断面視で皿バネの板厚の0.3倍の範囲の外周縁が軸線と平行になるように形成されていることを特徴とする請求項4または請求項5に記載のバネ装置。
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