JPH0821471A - 波形ばね - Google Patents

波形ばね

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JPH0821471A
JPH0821471A JP6152275A JP15227594A JPH0821471A JP H0821471 A JPH0821471 A JP H0821471A JP 6152275 A JP6152275 A JP 6152275A JP 15227594 A JP15227594 A JP 15227594A JP H0821471 A JPH0821471 A JP H0821471A
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JP
Japan
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spring
wave
peaks
corrugated
troughs
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JP6152275A
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Ichiro Sasuga
一郎 流石
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NHK Spring Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明の主な目的は、波形ばねが軸回りにねじ
れても山と谷の高さ関係が変化しないようにすることに
ある。 【構成】波形ばね10は、複数の波付け部11a,11
bと、平巻き部12とを有している。平巻き部12は波
付け部11a,11bの間に設けられている。波付け部
11a,11bと平巻き部12は、いずれも弾性を有す
る帯状の金属薄板ばね材13を板幅方向に曲率を与えて
リング状に成形したものである。波付け部11a,11
bは、側面方向から見て波形に連なる山20と谷21を
ばね材13の長さ方向に交互に設けたものである。平巻
き部12は、側面方向から見て平坦な形状をなしてい
る。互いに隣り合う一方の波付け部11aの山20と他
方の波付け部11bの谷21を、平巻き部12を間に挟
んで互いに対向させている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば自動車のオート
マチックトランスミッションの多板クラッチ機構をはじ
めとして、各種機器に使われる波形ばねに関する。
【0002】
【従来の技術】自動車等のオートマチックトランスミッ
ションの多板クラッチ機構部には、クラッチ板のリター
ン用あるいはクラッチ接続時のショック吸収用として、
ばねが内蔵されている。このばねの一例として、特公昭
56−47419号公報(先行技術1)に示されている
ように複数のコイルばねを円環状のリテーナに組付けた
ものが公知であるが、このものは部品点数が多くかつ組
立に要する工数が多いなどの欠点があった。
【0003】また、実公平6−10226号公報(先行
技術2)に記載されているクラッチ装置のようにコイル
状に巻かれた波形ばねを用いたり、実開平4−7524
3号公報(先行技術3)に記載されている波形ばねのよ
うに山の頂と谷の底部にフラット部を設けたもの、ある
いは実開平5−67836号公報(先行技術4)に記載
されている波形ばねのように山の頂と谷の底部を係止機
構によって互いに拘束したものも提案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】前記先行技術1では、
部品点数が多くかつ組立工数が多いためにコストが高く
つくという問題がある。これに対し、先行技術2のよう
な波形ばねを用いたものは、波形ばねの両端間にコイル
軸回りのねじれが加わった時に、互いに接触している山
と谷の先端位置がずれ、荷重が逃げることによって、ば
ね作用をしないままばね高さが変化してしまい、荷重特
性が安定しないという欠点がある。
【0005】このような山・谷の先端位置のずれに対
し、先行技術3では、波を台形状にして山の頂と谷の底
にフラット部を設けることにより、山と谷が位置ずれを
生じてもばね高さが変化しないようにすることができ
る。しかしながらこの先行技術3の場合、フラット部が
ばねとして有効に働くことができず、ばね有効部となる
斜面部が短くなるため、ばね定数が高くなり過ぎたり、
撓みを大きくとれないなどの問題がある。また、フラッ
ト部と斜面部との間に曲率の激しい屈曲部分が存在し、
応力集中が発生するため強度的に不利である。
【0006】一方、先行技術4のように山と谷を係止機
構によって拘束した場合は、係止機構のための凸部や凹
部あるいは穴あけ、切欠き、溶接等が必要であるが、通
常、波形ばねの山と谷の先端は最も応力が高くなる部分
であるため、このような高応力の部分に上記のような加
工等を行うことは強度的に好ましくない。
【0007】以上のような状況から、通常の曲線状の山
と谷とを有する波形ばねにおいて、軸回りのねじれによ
って山と谷の位置がずれても、前述の先行技術のような
フラット部や係止機構を設けることなく、山と谷の高さ
関係が変化しないようにすることのできる波形ばねが望
まれていた。従って本発明の目的は、ねじれに対して山
と谷の高さ関係が変化せずかつ強度低下等の不具合を生
じないような波形ばねを提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の目的を果たすため
に開発された本発明の波形ばねは、弾性を有する帯状の
金属薄板ばね材を板幅方向に曲率を与えてリング状に成
形しかつ側面方向から見て波形に連続する山と谷をこの
ばね材の長さ方向に交互に成形した少なくとも一対の波
付け部と、弾性を有する帯状の金属薄板ばね材を板幅方
向に曲率を与えてリング状に成形しかつ側面方向から見
て平坦な形状の平巻き部とを有し、上記一対の波付け部
の間に上記平巻き部を板厚方向に重ね合わせかつ互いに
隣り合う一方の波付け部の山と他方の波付け部の谷を互
いに上記平巻き部を間に挟んで向き合わせたことを特徴
とするものである。
【0009】本発明の波形ばねは、互いに隣り合う一対
の波付け部において山の先端と谷の底を必ずしも真正面
に対向させる必要はなく、場合によっては山の先端と谷
の底の位置がばねの円周方向にずれていても差支えな
い。本発明の波形ばねは、請求項2に記載したように、
波付け部と平巻き部を1本のばね材によってコイル状に
連続して成形してもよいし、あるいは請求項3に記載し
たように、波付け部と平巻き部を互いに別体のばね材に
よって個別に成形してもよい。
【0010】また、請求項4のように一方の波付け部の
山・谷のピッチに対して他方の波付け部の山・谷のピッ
チが例えば整数倍となるようにピッチを互いに異ならせ
てもよい。この場合、各波付け部ごとに波数が異なるこ
とにより、各波付け部ごとにばね定数を変えることがで
きる。あるいは請求項5のように一方の波付け部の波高
さと他方の波付け部の波高さを互いに異ならせてもよ
い。
【0011】
【作用】本発明の波形ばねは、平坦な平巻き部を間に挟
んで一対の波付け部の山と谷が相対応している。この波
形ばねの両端に軸線方向の荷重を負荷すると、荷重は平
巻き部を介して山と谷との間に伝わり、ばねが軸線方向
に変位する。
【0012】このばねは、上記荷重が負荷された時に外
力によって軸回りにねじられると、相対応していた山と
谷の位置がずれるようになるが、山と谷の間に平巻き部
が介在しているため、実際上は山の先端と谷の底の高さ
関係がほとんど変化せず、荷重が逃げることによる荷重
変化も回避される。また、ばねの両端部に平巻き部を設
ければ、この平巻き部を円環状のリテーナとして利用す
ることができる。
【0013】
【実施例】以下に本発明の一実施例について、図1〜図
5を参照して説明する。この実施例の波形ばね10は、
複数の波付け部11a,11bと、平坦な平巻き部12
とを備えており、全体として略円筒状をなしている。波
付け部11a,11bと平巻き部12は、いずれも弾性
を有するばね鋼等の帯状の金属薄板ばね材13からな
り、このばね材13を板幅方向に一定の曲率を与えてリ
ング状(円環状)に成形したものである。波付け部11
a,11bの内径と平巻き部12の内径は互いに同等で
ある。波付け部11a,11bの外径と平巻き部12の
外径も互いに同等である。
【0014】波付け部11a,11bは、側面方向から
見て波形に連続する山20と谷21とを、ばね材13の
長さ方向(ばね10の円周方向)に交互に等ピッチで同
一の波高さに成形したものである。この実施例の場合、
各波付け部11a,11bの山20と谷21のピッチは
互いに等しい。
【0015】平巻き部12は、側面方向から見て平坦な
形状をなしている。この実施例の場合、波付け部11
a,11bと平巻き部12は、1本のばね材13によっ
て螺旋状(コイル状)に連続して一体成形されている。
符号15はばね材13の端末を示している。
【0016】平巻き部12は、互いに隣り合う一対の波
付け部11a,11bの間に挟まれるようにして板厚方
向(ばね10の軸線方向)に波付け部11a,11bと
交互に配されている。また、ばね10の両端(端末座巻
部)にも、それぞれ平巻き部12a,12bが設けられ
ている。
【0017】図4に示されるように、互いに隣り合う一
方の波付け部11aの山20の先端20aと他方の波付
け部11bの谷21の底21aは、平巻き部12を間に
挟んだ状態で対向している。
【0018】このばね10は、基本的には図4に示すよ
うに平巻き部12を間に挟んで、両側の波付け部11
a,11bの山20と谷21が相対応している。従っ
て、ばね10の両端の平巻き部12a,12bを互いに
近付ける方向に荷重を負荷した時に、荷重は平巻き部1
2を介して山20と谷21とに伝播され、ばね10が軸
線方向に変位する。
【0019】そして上記のような荷重が負荷された時、
外力によってばね10の軸回りにねじれが生じることに
より、相対向していた山20と谷21の位置がばね10
の円周方向にずれるようになる。しかしその場合にも、
山20と谷21の間に平巻き部12が入っているため、
図5に示すように実際上のばね10の高さH(山20の
先端20aと谷21の底21aとの高さ関係)はほとん
ど変化せず、荷重が逃げないから、ばね作用しないまま
荷重が変化することがない。
【0020】このため、ねじれ方向の変位によってばね
定数が実質的に変化することを回避できる。これに対し
て、前記先行技術2のような従来の波形ばねの場合は、
山と谷の位置がずれることによって、ばねの高さ方向の
位置関係が変化し、荷重が逃げてしまうため、荷重特性
が不安定なものとなる。
【0021】なお、図6に示した波形ばね10のよう
に、波付け部11a,11bと平巻き部12,12a,
12bを互いに別々のばね材13によって個別に成形し
てもよい。この場合、平座金状の平巻き部12,12
a,12bと、一巻きずつの波付け部11a,11b
を、ばね10の軸線方向に交互に重ねるとともに、互い
に隣り合う一方の波付け部11aの山20と他方の波付
け部11bの谷21を互いに向き合わせるようにしてい
る。
【0022】また図7に示す実施例のように、互いに隣
り合う波付け部11a,11bの山20と谷21のピッ
チ(波数)を互いに異ならせてもよい。この場合、山2
0と谷21の位置が互いにずれる箇所が存在するが、山
20と谷21の間に平巻き部12が挟まれているため、
荷重が負荷されても山20の先端と谷21の底の高さ関
係がほとんど変化しない。このため各波付け部11a,
11bの波数・ピッチを1巻きごとに変えることがで
き、ばね定数や荷重の設定の自由度を高めることができ
る。
【0023】あるいは図8に示すように、複数の波付け
部11a,11b,11cにおいて互いに山20と谷2
1の高さ(波高さ)を異ならせてもよい。この場合、荷
重を負荷してゆくと、波高さの低い波付け部11aから
順に密着状態となってゆき、ばね10の有効部が変位と
共に減少するため、非線形の荷重・撓み特性を得ること
ができる。
【0024】なお、一巻きの波付け部11a(または1
1b)と、一巻きの平巻き部12を連続して一体成形し
たものを、複数個組合わせて使用してもよいし、あるい
は、一巻きの波付け部11a(または11b)の両側に
それぞれ平巻き部12を一巻きずつ連続して一体成形し
たものを、複数個組合わせて使用するようにしてもよ
い。その場合、山20と谷21の波高さや波数を各波付
け部11a,11bごとに変化させることにより、ばね
全体を一体成形したものと同様にばね定数を任意に設定
できるし、非線形特性が得られるようにすることもでき
る。しかもばね全体を一体に巻回成形する場合に比べて
成形が容易である。
【0025】また、ばね材の寸法(板厚,板幅等)や、
山・谷の波高さ・波数などを種々に変えたものを予め用
意しておき、それらを必要に応じて任意に組合わせるよ
うにすれば、ばね全体を連続一体成形することなく即座
に所望のばね定数や非線形特性を得ることができる。
【0026】
【発明の効果】本発明によれば、互いに相対応する山と
谷とを有する波形ばねにおいて、外力によって軸回りに
ねじれた時に山と谷の位置がずれても、山と谷の間に平
巻き部が挟まれていることにより、山と谷の高さ関係が
変化してしまうことを回避でき、安定した荷重特性が得
られる。また、荷重による山と谷の位置ずれだけでな
く、ばね製造時に生じる成形精度のばらつきに対して上
記と同様の効果が得られる。そして波付け部の波数を山
・谷の位置にかかわらず設定できるため、荷重やばね定
数・ばね特性の設定などに対する自由度が大きく、設計
しやすい波形ばねである。
【0027】しかも本発明の波形ばねは、先行技術3に
見られるような台形状の山と谷にする必要がなく、通常
の曲線状の山・谷の波形を採用できるため、極端な応力
集中を避けることができ、強度的に有利であり、山と谷
の成形も容易である。また、高応力が加わる山の先端や
谷の底に係止機構(先行技術4)のような強度低下の原
因となる加工が不要である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す波形ばねの斜視図。
【図2】図1に示された波形ばねの側面図。
【図3】図1に示された波形ばねの平面図。
【図4】図1に示された波形ばねの一部を示す側面図。
【図5】図1に示された波形ばねの山と谷の位置がずれ
た状態の側面図。
【図6】本発明の他の実施例を示す波形ばねの斜視図。
【図7】本発明の更に別の実施例を示す波形ばねの側面
図。
【図8】本発明の更に別の実施例を示す波形ばねの側面
図。
【符号の説明】
10…波形ばね 11a,11b…波付け部 12,12a,12b…平巻き部 13…ばね材 20…山 21…谷

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】弾性を有する帯状の金属薄板ばね材を板幅
    方向に曲率を与えてリング状に成形しかつ側面方向から
    見て波形に連続する山と谷をこのばね材の長さ方向に交
    互に成形した少なくとも一対の波付け部と、 弾性を有する帯状の金属薄板ばね材を板幅方向に曲率を
    与えてリング状に成形しかつ側面方向から見て平坦な形
    状の平巻き部とを有し、 上記一対の波付け部の間に上記平巻き部を板厚方向に重
    ね合わせかつ互いに隣り合う一方の波付け部の山と他方
    の波付け部の谷を互いに上記平巻き部を間に挟んで向き
    合わせたことを特徴とする波形ばね。
  2. 【請求項2】上記波付け部と平巻き部とを1本のばね材
    によってコイル状に連続して成形したことを特徴とする
    請求項1に記載の波形ばね。
  3. 【請求項3】上記波付け部と平巻き部とを互いに別体の
    ばね材によって個別に成形したことを特徴とする請求項
    1に記載の波形ばね。
  4. 【請求項4】互いに隣り合う一方の波付け部の山・谷の
    ピッチと他方の波付け部の山・谷のピッチを互いに異な
    らせたことを特徴とする請求項1に記載の波形ばね。
  5. 【請求項5】互いに隣り合う一方の波付け部の山・谷の
    波高さと他方の波付け部の山・谷の波高さを互いに異な
    らせたことを特徴とする請求項1に記載の波形ばね。
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