JP7333957B2 - ばね及びこれを用いた弁装置 - Google Patents

Description

本発明は、ばね及びこれを用いた弁装置に関する。

内燃機関の冷却系統の一部を構成するラジエータ、又はラジエータに接続されたリザーブタンクの上部には、筒状の注水口が設けられており、この注水口にラジエータキャップが着脱可能に取り付けられている（特許文献１参照）。

冷却系統内の圧力が指定圧以上に高くなると、ラジエータキャップ内の加圧弁が開いて、指定の圧力になるまで余分な冷却水をリザーバータンクに送り出す。一方、冷却系統内が冷えて圧力が下がると、ラジエータキャップ内の負圧弁が開き、リザーバータンクから冷却水を吸い込む。これにより、冷却系統内の圧力を一定範囲に維持することができる。

特開２０１４－１９９０１９号公報

ところで、ラジエータキャップの加圧弁を閉弁位置に付勢するために、一般的には弾性ばねが用いられている。弾性ばねは、初期弾性力を発揮するよう弾性変形を強制されて組み付けられた状態で加圧弁を閉弁方向に付勢しており、この初期弾性力を超える力が印加されたときに、加圧弁が開弁するようになっている。初期弾性力が変化すると加圧弁の開弁タイミングも変化するため、初期弾性力を基準範囲に設定することが重要である。

しかしながら、組み付け時に初期弾性力を測定しながら調整することは困難である。そこで、あらかじめ実験やシミュレーションなどにより初期弾性力の公差範囲に対応する弾性ばねの基準変形範囲を求めておき、その基準変形範囲に収めるように弾性ばねを弾性変形させて組み付けている。基準変形範囲が広いほど、組み付け誤差に対する許容度が高いといえる。

ここで、例えば板ばねのようにばね定数が比較的大きい弾性ばねであれば、その最大弾性変形量が比較的小さいため、設置スペースは小さくて済むが、初期弾性力の公差範囲に対応する弾性ばねの基準変形範囲が狭くなり、この基準変形範囲内に収めるように弾性変形を調整することが困難である。これに対し、例えばコイルばねのようにばね定数が比較的小さい弾性ばねであれば、その最大弾性変形量が比較的大きいため、初期弾性力の公差範囲に対応する弾性ばねの基準変形範囲が広がり、基準変形範囲内に収めるような弾性変形の調整が比較的容易になる。しかしながら、コイルバネを設置するスペースとして、軸線方向の長さを長く確保する必要があり、そのため装置の大型化を招く。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、小さなスペースに設置できるにもかかわらず、受けた荷重に対して所望の変位量を得ることができるばね及びこれを用いた弁装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明のばねは、板材で形成されたばねであって、
平坦な中央部と、
前記中央部から外側に延在する複数の梁部と、
前記梁部の外方端を連結する周方向に連続した周辺部と、を備え、
前記周辺部に対して前記中央部は、板厚方向に位置しており、
前記周辺部の内側が前記梁部に支持された状態で、板厚方向に沿って前記中央部に所定の荷重が印加されたときに、前記周辺部の外側が反り返るように変形することを特徴とする。

さらに本発明のばねは、板材で形成され、支点で支持され、力点で荷重を受けて弾性変形するばねであって、
前記支点に連結され前記力点から離間する側に延在する支点拘束部を備え、前記支点拘束部は、前記力点で所定の荷重を受けた時、前記力点が変位する方向とは逆方向に変位しつつ、荷重方向に交差する方向における前記力点に対する前記支点の相対移動を制限し、
前記支点に対する前記荷重方向における前記力点の相対変位量が第１の値と第２の値の間にあるときは、前記相対変位量が前記第１の値以下、もしくは前記第２の値を超えているときよりも、前記荷重の増加分に対する前記相対変位量を増大させる。

本発明によれば、小さなスペースに設置できるにもかかわらず、受けた荷重に対して所望の変位量を得ることができるばね及びこれを用いた弁装置を提供することができる。

図１は、第１の実施形態に係るばねを備えた弁装置の断面図である。 図２は、第１の実施形態に係るばねを備えた弁装置の分解図である。 図３は、ばねの平面図である。 図４は、図３のＡ－Ａ線における断面を側面視したものを示す図である。 図５は、ばねの荷重変位モデルを示す図である。 図６は、ばねの荷重変位特性を示す図であり、（ａ）は、力点における荷重と変位量との関係を示し、（ｂ）はツバ部外径変位量と力点の変位量との関係を示す図である。 図７は、ばねの荷重変位特性の別な例を示す図である。 図８は、ばねの変形例にかかる図３と同様な平面図である。 図９は、ばねの変形例にかかる図４と同様な断面図である。 図１０は、第２の実施形態に係るばねを備えた弁装置の断面図である。 図１１は、第２の実施形態に係るばねを備えた弁装置の分解図である。 図１２は、第２の実施形態の変形例にかかるばねの平面図である。 図１３は、図１２のＢ－Ｂ線における断面を側面視したものを示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係るばね１２を備えた弁装置１０の断面図である。図２は、第１の実施形態に係るばね１２を備えた弁装置１０の分解図である。弁装置１０またはばね１２の軸線をＬとする。

図において、弁装置１０は、上蓋１１と、ばね１２と、パッキン１３と、ケース１４とを備える。上蓋１１は、支持部である円板１１ａと、円板１１ａの外周に連設された短円筒１１ｂとを有する。パッキン１３は、樹脂又はゴム製であり、円板部１３ａと、円板部１３ａの上面中央に形成された凸部１３ｂとを有する。

ケース１４は、上蓋１１の円板１１ａと同じ外径で且つ短円筒１１ｂと同じ肉厚の円筒壁１４ａと、円筒壁１４ａの中間部内周に連設された仕切り壁１４ｂとを有する。仕切り壁１４ｂの中央には、開口１４ｃが形成されている。仕切り壁１４ｂの上面であって開口（流体口）１４ｃの周囲には、環状凸部１４ｄが形成されている。また、仕切り壁１４ｂの上方における円筒壁１４ａには、内外に貫通する貫通孔１４ｅが形成されている。

次に、ばね１２について説明する。図３は、ばね１２の平面図である。図４は、図３のＡ－Ａ線における断面を側面視したものを示す図である。ＳＵＳなどの金属板をプレスすることにより成形できるばね１２は、円形の中央部１２ａと、中央部１２ａの周囲において、中央部１２ａと同軸に配置される環状のツバ部（周辺部）１２ｂと、中央部１２ａとツバ部１２ｂとを連結する４つの梁部１２ｃとを有する。中央部１２ａから外側に延在する梁部１２ｃは、中央部１２ａの周方向に等間隔に配置されている。このため、図３に示す方向から見て、ばね１２は、共通した形状の４つの扇状開口１２ｄを形成している。梁部１２ｃの数は、２以上であれば任意である。

応力集中を避けるべく、扇状開口１２ｄの内縁は、中央部１２ａと梁部１２ｃとの接続部近傍にて第１の円弧部１２ｅをそれぞれ形成し、またツバ部１２ｂと梁部１２ｃとの接続部近傍にて第２の円弧部１２ｆをそれぞれ形成している。

中央部１２ａは平坦である。ただし、平坦とは、曲率半径の大きな（例えば中央部１２ａの外径をφとしたときに、曲率半径が３φ以上、好ましくは５φ以上の）球の一部である場合を含む。中央部１２ａの中央には、小開口１２ｈが形成されている。

また、図４に示すように、中央部１２ａはツバ部１２ｂに対して、軸線方向に平行にシフトしており、梁部１２ｃは外凸状に湾曲している。梁部１２ｃとツバ部１２ｂとの交差部には、小湾曲部１２ｉが形成されている。

弁装置１０を組み付ける場合、図２に示すように、小開口１２ｈに凸部１３ｂを挿入するようにして、パッキン１３をばね１２の下面（ツバ部１２ｂから離間した面）に装着する。パッキン１３を組み付けたばね１２を、中央部１２ａ側をケース１４に向けて、ケース１４の円筒壁１４ａ内に挿入し、パッキン１３の下面を環状凸部１４ｄに全周で当接させる。

その後、ケース１４の円筒壁１４ａの上端に、上蓋１１の短円筒１１ｂの下端を当接させて、不図示のねじなどにより両者を締結する。このとき、ばね１２のツバ部１２ｂが、短円筒１１ｂの内側において円板１１ａの下面に当接して保持される。円板１１ａと仕切り壁１４ｂとの間隔を規定値に設定することで、ばね１２は公差範囲内の初期弾性力を発揮する。

（弁装置の動作）
弁装置１０の動作について説明する。図１において実線で示すばね１２は、変形前の状態を示し、点線で示すばね１２は、変形後の状態を示す。

ケース１４内における仕切り壁１４ｂの下方に収容された流体（ガス又は液体）の圧力は、開口１４ｃからパッキン１３を介してばね１２に伝達される。この圧力が開弁圧未満であると、圧力に環状凸部１４ｄとパッキン１３とが接触する部分の面積を乗じてなる押圧力がばね１２の初期弾性力以下となり、パッキン１３が環状凸部１４ｄに当接したままとなる。したがって、開口１４ｃは閉じた状態を維持し、ケース１４内の流体は外部へと流出しない。

これに対し、ケース１４内における仕切り壁１４ｂの下方に収容された流体の圧力が開弁圧以上になると、圧力に環状凸部１４ｄとパッキン１３とが接触する部分の面積を乗じてなる押圧力がばね１２の初期弾性力を超えるため、点線で示すようにばね１２が変形してパッキン１３が環状凸部１４ｄから離間する。このため、流体は開口１４ｃを通ってパッキン１３と環状凸部１４ｄとの隙間から流れ出し、さらに貫通孔１４ｅを介してケース１４の外部へと吐出される。ケース１４内における仕切り壁１４ｂの下方に収容された流体の圧力が開弁圧以下となれば、ばね１２の変形が戻り、パッキン１３が環状凸部１４ｄに接するため、流体の流出は停止する。以上により、ケース１４内の流体の圧力制御を行うことができる。

（ばねの荷重と変形量との関係）
図５は、ばね１２の荷重変位モデルを示す図であり、図６は、ばね１２の荷重変位特性を示す図である。ここでは、支点をツバ部１２ｂと梁部１２ｃとの境界に設けた小湾曲部１２ｉとし、力点を環状凸部１４ｄに対応する中央部１２ａとして、力点に荷重ｙ（例えば流体の圧力に環状凸部１４ｄとパッキン１３とが接触する部分の面積を乗じてなる押圧力に対応する）を印加する。なお、支点に連結され力点から離間する側に延在する支点拘束部は、ツバ部１２ｂにより構成する。

ばね１２の中央部１２ａに印加する荷重ｙが小さい場合、主として中央部１２ａ及び梁部１２ｃが変形するため、図５（ａ）に示すように、ツバ部１２ｂは上蓋１１に接した状態から、徐々に外周端が持ち上がり始める。このとき、荷重ｙの増加に対し中央部１２ａの変位量の増大は、ほぼリニアな関係である。

ばね１２の中央部１２ａに印加する荷重ｙが増大すると、中央部１２ａの変形が梁部１２ｃを介してツバ部１２ｂへと伝わり、図５（ｂ）に示すように、小湾曲部１２ｉが上蓋１１に接したまま外周端がさらに持ち上がり、ツバ部１２ｂが反り返る（テーパー形状になる）ように変形が進行する。ツバ部１２ｂは、全周で連続しているため、反り返るように変形しても小湾曲部１２ｉの位置はほとんど変わらない。ただし、ツバ部１２ｂが梁部１２ｃにより径方向外側に押されて内周が伸びるよう弾性変形するため、それに応じて小湾曲部１２ｉはわずかに径方向外方へ移動する。しかしながら、ツバ部１２ｂがなければ、小湾曲部１２ｉはさらに径方向外方へと移動してしまうため、ツバ部１２ｂは、支点の移動を制限する支点拘束部として機能する。

このとき、ツバ部１２ｂは、中央部１２ａの力点で所定の荷重を受けた時、力点が変位する方向とは逆方向に変位しつつ、径方向における中央部１２ａに対する小湾曲部１２ｉの相対移動を制限する。このような構成により、中央部１２ａ及び梁部１２ｃの変形に伴うばね１２の反力の増加が抑制され、図５（ａ）に示す場合に比べて、荷重ｙの増加分に応じた中央部１２ａの変位量をさらに増大させることができる。換言すれば、小さな荷重ｙを印加しても中央部１２ａは大きく変位することとなる。

さらに、ばね１２の中央部１２ａに印加する荷重ｙが増大すると、図５（ｃ）に示すように、ツバ部１２ｂの反り返り変形が最大に達し、反り返り変形がそれ以上進行しなくなる。かかる場合、図５（ｂ）に示す場合に比べて、荷重ｙの増加分に応じた中央部１２ａの変位量の増大が抑制され、荷重ｙの増加に対し中央部１２ａの変位量の増大が、再びリニアな関係に近づく。

以上の動作を、図６の荷重変位特性図を用いて説明する。
図６（ａ）において、上蓋１１に小湾曲部１２ｉが支持された状態で板厚方向（軸線方向）に沿って中央部１２ａに印加する荷重ｙを縦軸にとり、荷重ｙを印加した際の上蓋１１に対する中央部１２ａの相対変位量ｘを横軸にとって、両者の関係を関数ｙ＝ｆ（ｘ）で表している。

図６（ａ）に示す関数ｙ＝ｆ（ｘ）によれば、荷重ｙを０から増大させていったとき、荷重ｙに対する変位量ｘがほぼリニアに増大する領域Ｒ１と、荷重ｙに関わらず変位量ｘがほぼ一定の領域Ｒ２と、荷重ｙに対する変位量ｘが増大する領域Ｒ３とに分けられる。ここで、変位量が第１の値（α）未満である場合を、領域Ｒ１とし、変位量が第１の値（α）以上、第２の値（β）未満である場合を、領域Ｒ２とし、変位量が第２の値（β）以上である場合を、領域Ｒ３とする。

図６（ａ）において、領域Ｒ１内の任意の変位量ｘ_１に荷重ｙ_１＝ｆ（ｘ_１）が対応するときの第１微分値（ｄｙ_１／ｄｘ_１）は正であり、領域Ｒ２内の任意の変位量ｘ_２に荷重ｙ_２＝ｆ（ｘ_２）が対応するときの第２微分値（ｄｙ_２／ｄｘ_２）は略ゼロであり、領域Ｒ３内の任意の変位量ｘ_３に荷重ｙ_３＝ｆ（ｘ_３）が対応するときの第３微分値（ｄｙ_３／ｄｘ_３）は正であるから、以下の式が成立する。
（ｄｙ_１／ｄｘ_１）＞（ｄｙ_２／ｄｘ_２）・・・（１）
（ｄｙ_３／ｄｘ_３）＞（ｄｙ_２／ｄｘ_２）・・・（２）

図６（ｂ）において、上蓋１１に対するツバ部１２ｂの外周の変位量δを縦軸とし、中央部１２ａの相対変位量ｘを横軸にとって、両者の関係を関数δ＝ｇ（ｘ）で表している。図６（ｂ）に示すように、ツバ部１２ｂの反り返り変形が殆ど進行しない領域Ｒ１と領域Ｒ３では、図６（ａ）に示すように荷重ｙが増大する。しかし、図６（ｂ）に示すように、ツバ部１２ｂの反り返り変形が顕著に進行する領域Ｒ２では、図６（ａ）に示すように荷重ｙは略一定となる。これにより、ツバ部１２ｂの変形が、図６（ａ）に示す荷重変位特性の特徴付けに貢献していることがわかる。

図６（ａ）に示す通り、第１の値（α）に対応する荷重はｆ（α）であり、第２の値（β）に対応する荷重はｆ（β）である。このとき、第１の値（α）と第２の値（β）との差が比較的大きいにも関わらず、荷重ｆ（β）と荷重ｆ（α）の差は非常に小さくなる。この特性を利用し、例えば組み付け時に第１の値（α）と第２の値（β）との間の変位量になるように、ばね１２を組み付ければ、その際のばね１２の初期荷重がｆ（β）からｆ（α）の間となる。したがって、例えば円板１１ａと仕切り壁１４ｂとの間隔において、ある程度の組み付け誤差を許容しても、ばらつきの少ない初期弾性力の設定を行える。関数ｙ＝ｆ（ｘ）は、ばね１２の各部の寸法を調整することで任意の形となるよう変更できる。

荷重変位特性は、図６（ａ）に示す形に限られない。例えば図７（ａ）に示すように、領域Ｒ２で変位量ｘが増加すると荷重ｙが漸次減少する関数ｙ＝ｆ_Ａ（ｘ）により与えられる荷重変位特性とすることができる。かかる場合、領域Ｒ２における第２微分値（ｄｙ_２／ｄｘ_２）は常に負であり、上記（１）式及び（２）式を満たす。なお、以下の式を満たすとより好ましい。
（ｄｙ_１／ｄｘ_１）＞｜（ｄｙ_２／ｄｘ_２）｜・・・（３）
（ｄｙ_３／ｄｘ_３）＞｜（ｄｙ_２／ｄｘ_２）｜・・・（４）

或いは図７（ｂ）に示すように、領域Ｒ２で変位量ｘが増加すると荷重ｙが漸次増加する関数ｙ＝ｆ_Ｂ（ｘ）により与えられる荷重変位特性とすることができる。かかる場合、領域Ｒ２における第２微分値（ｄｙ_２／ｄｘ_２）は常に正であるが、上記（１）式及び（２）式を満たす。ただし、以下の式を満たすと、より好ましい。
（ｄｙ_１／ｄｘ_１）／２＞（ｄｙ_２／ｄｘ_２）・・・（５）
（ｄｙ_３／ｄｘ_３）／２＞（ｄｙ_２／ｄｘ_２）・・・（６）

本実施形態のばね１２によれば、従来のコイルばねに対し、荷重が作用する方向の寸法を小さく抑えることができ、弁装置１０の小型化を図ることができる。

さらに、中空円筒状のコイルばねを弁付勢用途に用いる場合、弁とコイルばねの間に板状のばね受け部品が必要になるが、本実施形態のばね１２では、平坦な中央部１２ａを備えるためばね受け部品を必要としない。したがって弁装置１０の部品点数の削減を図れ、また可動部品の軽量化を図ることで耐振動性にも優れる。

また、コイルばねを一か所にまとめて保管するような場合、コイルばね同士が絡まってしまい分離に手間取ることがあるが、本実施形態のばね１２では互いに絡まることがなく、取り扱いが容易である。加えて、本実施形態のばね１２は積み重ねて保管できるため、保管時のスペース削減を図れる。

（変形例１）
図８（ａ）は、ばね１２Ａの変形例にかかる図３と同様な平面図である。ばね１２Ａは、第１の実施形態に対し、梁部１２Ａｃにその長手方向に延在するスリット１２ｊを形成した点が異なる。スリット１２ｊの長さ及び幅を変更することで、ばね１２Ａの荷重変位特性を変更可能である。それ以外の構成は、第１の実施形態と同様であるため、同じ符号を付して重複する説明を省略する。なお、スリットの代わりに梁部１２Ａｃにリブを設けてもよい。

（変形例２）
図８（ｂ）は、ばね１２Ｂの変形例にかかる図３と同様な平面図である。ばね１２Ｂは、第１の実施形態に対し、梁部１２Ｂｃの幅が均一ではなく、中央部１２ａ側で狭く且つツバ部１２ｂ側で広くした点が異なる。梁部１２Ｂｃを変更することで、ばね１２Ｂの荷重変位特性を変更可能である。それ以外の構成は、第１の実施形態と同様であるため、同じ符号を付して重複する説明を省略する。

（変形例３）
図９は、ばね１２Ｃの変形例にかかる図４と同様な断面図である。本変形例では、円形の中央部１２Ｃａと、環状のツバ部１２Ｃｂとが、軸線方向に直交する同じ面上に形成され、中央部１２Ｃａとツバ部１２Ｃｂとを連結する梁部１２Ｃｃが略半円筒形状を有する。つまり、ツバ部１２Ｃｂに対して中央部１２Ｃａは板厚方向にシフトしていないが、梁部の１２Ｃｃが板厚方向にはみ出ている。このようなばね１２Ｃでも、図６に示す荷重変位特性と同様な特性を得ることができる。ただし、梁部１２Ｃｃの高さは、環状凸部１４ｄの高さ以下である必要がある。

（第２の実施形態）
図１０は、第２の実施形態に係るばね１２Ｄを備えた弁装置１０Ｄの断面図である。図１１は、第２の実施形態に係るばね１２Ｄを備えた弁装置１０Ｄの分解図である。

図に示すように、弁装置１０Ｄは、上蓋１１と、ばね１２Ｄと、ケース１４とを備え、パッキンを備えていない点で第１の実施形態と異なる。上蓋１１及びケース１４は、第１の実施形態と同様であるため、同じ符号を付して重複する説明を省略する。また、ばね１２Ｄは、第１の実施形態に対し中央部１２Ｄａが小開口を形成していない点で異なる。それ以外の構成は、荷重変位特性も含めて第１の実施形態と同様であるため、同じ符号を付して重複する説明を省略する。

本実施形態では、パッキンを省略しているため、ばね１２Ｄの中央部１２Ｄａが、ケース１４の環状凸部１４ｄに当接することとなる。中央部１２Ｄａは平坦な形状であるため、環状凸部１４ｄに全周で当接可能である。

また、第１の実施形態においては、ばね１２と環状凸部１４ｄとの間にパッキン１３を介在させているため、ばね１２が変形を開始してもパッキン１３が圧縮された状態から復帰するまでは、環状凸部１４ｄとパッキン１３との間に隙間が生じないということがある。つまり、パッキン１３の特性に応じて、開弁タイミングがばらつく可能性がある。

これに対し本実施形態によれば、ばね１２Ｄが環状凸部１４ｄに直接当接しているため、ばね変形により直ちに隙間が生じるため、開弁タイミングの精度を向上させることができる。

ただし、ばね１２Ｄの板厚が比較的薄いような場合、中央部１２Ｄａにおいて、梁部１２ｃとの接合部と、それ以外の部位とで剛性が異なることに起因して、荷重印加時などに応力バランスが崩れて歪みが生じ、中央部１２Ｄａの平坦性が失われる可能性がある。中央部１２Ｄａの平坦性が失われると、環状凸部１４ｄとの全周当接が困難となり、流体漏れが生じるおそれがある。以下の変形例によれば、かかる課題を解決することができる。

（変形例４）
図１２は、ばね１２Ｅの平面図である。図１３は、図１２のＢ－Ｂ線における断面を側面視したものを示す図である。ばね１２Ｅは、第２の実施形態に対し、中央部１２Ｅａの中央に、ツバ部１２ｂ側から離間するように突出する円形凸部１２ｋを形成し、環状凸部１４ｄ（図１０，１１）に当接させるようにした点が異なる。このような円形凸部１２ｋは、ばね１２Ｅをプレス成形する際に、同時に形成できる。それ以外の構成は、第１又は第２の実施形態と同様であるため、同じ符号を付して重複する説明を省略する。

中央部１２Ｅａから一段盛り上げた円形凸部１２ｋを形成することで、円形凸部１２ｋは梁部１２ｃの影響を受けにくくなり、その応力バランスが全周にわたって均一化される。このため、円形凸部１２ｋの平坦性が確保され、環状凸部１４ｄに対して全周にわたる当接を確保することができる。

本発明のばねは、内燃機関の冷却系統に用いるラジエータキャップに限らず、各種の弁装置、もしくは弾性変形を必要とする他の用途にも適用可能である。

１０、１０Ｄ 弁装置
１１ 上蓋
１２、１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ、１２Ｅ ばね
１３ パッキン
１４ ケース

Claims (10)

1. 板材で形成されたばねであって、
   平坦な中央部と、
   前記中央部から外側に延在する複数の梁部と、
   前記梁部の外方端を連結する周方向に連続した周辺部と、を備え、
   前記周辺部に対して前記中央部は、板厚方向に位置しており、
   前記周辺部の内側が前記梁部に支持された状態で、板厚方向に沿って前記中央部に所定の荷重が印加されたときに、前記周辺部の外側が反り返るように変形することを特徴とするばね。
2. 前記梁部は外凸状に湾曲していることを特徴とする請求項１に記載のばね。
3. 前記梁部は、前記中央部の周方向に等間隔に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のばね。
4. 前記中央部は円形であり、前記周辺部は、前記中央部に対して同軸の環状であることを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載のばね。
5. 前記中央部に、パッキンを装着するための開口を形成したことを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載のばね。
6. 請求項１～４のいずれか一項に記載のばねと、
   前記ばねの中央部に対向する流体口と、前記ばねの周辺部を支持する支持部を備えたケースと、を有し、
   前記ばねが弾性変形することにより、前記中央部が前記流体口に接近または離間することを特徴とする弁装置。
7. 前記中央部に装着されたパッキンを有し、
   前記ばねが弾性変形することにより、前記パッキンが前記流体口を開放または閉止することを特徴とする請求項６に記載の弁装置。
8. 板材で形成され、支点で支持され、力点で荷重を受けて弾性変形するばねであって、
   前記支点に連結され前記力点から離間する側に延在する支点拘束部を備え、前記支点拘束部は、前記力点で所定の荷重を受けた時、前記力点が変位する方向とは逆方向に変位しつつ、荷重方向に交差する方向における前記力点に対する前記支点の相対移動を制限し、
   前記支点に対する前記荷重方向における前記力点の相対変位量が第１の値と第２の値の間にあるときは、前記相対変位量が前記第１の値以下、もしくは前記第２の値を超えているときよりも、前記荷重の増加分に対する前記相対変位量を増大させることを特徴とするばね。
9. 板厚方向に沿って前記力点から印加する荷重ｙと、前記荷重ｙを印加した際の前記支点に対する前記力点の相対変位量ｘとの関係が、関数ｙ＝ｆ（ｘ）で表され、
   前記関数において、前記第１の値以下である変位量ｘ_１に荷重ｙ_１＝ｆ（ｘ_１）が対応するときの第１微分値（ｄｙ_１／ｄｘ_１）と、前記第１の値を超え、前記第２の値以下である変位量ｘ_２に荷重ｙ_２＝ｆ（ｘ_２）が対応するときの第２微分値（ｄｙ_２／ｄｘ_２）と、前記第２の値を超える変位量ｘ_３に荷重ｙ_３＝ｆ（ｘ_３）が対応するときの第３微分値（ｄｙ_３／ｄｘ_３）とが、以下の式を満たすことを特徴とする請求項８に記載のばね。
   （ｄｙ_１／ｄｘ_１）＞（ｄｙ_２／ｄｘ_２）・・・（１）
   （ｄｙ_３／ｄｘ_３）＞（ｄｙ_２／ｄｘ_２）・・・（２）
10. 前記第１微分値（ｄｙ_１／ｄｘ_１）及び前記第３微分値（ｄｙ_３／ｄｘ_３）は正、前記第２微分値（ｄｙ_２／ｄｘ_２）は正、ゼロまたは負であることを特徴とする請求項９に記載のばね。

Images