JPWO2020071303A1

JPWO2020071303A1 - 皿ばね、皿ばね装置、および皿ばねの製造方法

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Publication number: JPWO2020071303A1
Application number: JP2020502719A
Authority: JP
Inventors: 雄亮寺田
Original assignee: NHK Spring Co Ltd
Current assignee: NHK Spring Co Ltd
Priority date: 2018-10-02
Filing date: 2019-09-30
Publication date: 2021-02-15
Anticipated expiration: 2039-09-30
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Abstract

中心軸線（Ｏ）に沿う軸方向に複数並べられて用いられる皿ばね（１）は、径方向の外側から内側に向かうに従い漸次、軸方向の一方側に向けて延びる内周面（２１ａ）および外周面（２１ｂ）を有する環状の本体板部（２１）と、本体板部からその内周面、および外周面に対して交差する方向に突出するストッパ部（２２）と、を備え、ストッパ部は、複数の皿ばねが軸方向に並べられてなるばね部材（１１）に、軸方向の圧縮荷重が加えられたときに、軸方向で隣り合う他の皿ばね、若しくはばね部材における軸方向の端部を支持する支持部材（１２）に当接し、本体板部、およびストッパ部は一体に形成され、ストッパ部における軸方向の両端縁（２２ａ）は、本体板部における軸方向の両端縁（２１ｅ、２１ｆ）より軸方向の内側に位置している。

Description

本発明は、皿ばね、皿ばね装置、および皿ばねの製造方法に関する。本願は、２０１８年１０月２日に日本に出願された、特願２０１８−１８７３０８号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

従来から、複数の皿ばねが軸方向に並べられてなるばね部材と、ばね部材における軸方向の両端部を支持する一対の支持部材と、を備える皿ばね装置が知られている。この種の皿ばね装置として、例えば下記特許文献１に示されるような、軸方向で隣り合う皿ばね同士の間にリング状のストッパが設けられた構成が知られている。

日本国特開平４−４６２２９号公報

しかしながら、前記従来の皿ばね装置では、組み立てに際し、皿ばね同士の間にストッパを配設するのに手間がかかるだけでなく、皿ばねおよびストッパの相対位置が安定しにくく、ばね部材に軸方向の圧縮荷重が加えられたときの皿ばねの軸方向の変形量、つまりストロークを精度よく決めることが困難であるという問題がある。
皿ばねのストロークが決められていない場合、ばね部材が備える複数の皿ばねのなかに、軸方向のばね定数が他より低い皿ばねが含まれていると、この皿ばねが、軸方向に過度に大きく変形し、破損しやすくなる可能性がある。

この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、皿ばね装置を容易に組み立てることが可能で、かつ皿ばねのストロークを精度よく決めることができる皿ばね、皿ばね装置、および皿ばねの製造方法を提供することを目的とする。

本発明の皿ばねは、中心軸線に沿う軸方向に複数並べられて用いられる皿ばねであって、径方向の外側から内側に向かうに従い漸次、軸方向の一方側に向けて延びる内周面および外周面を有する環状の本体板部と、前記本体板部からその内周面、および外周面に対して交差する方向に突出するストッパ部と、を備え、前記ストッパ部は、複数の前記皿ばねが軸方向に並べられてなるばね部材に、軸方向の圧縮荷重が加えられたときに、軸方向で隣り合う他の前記皿ばね、若しくは前記ばね部材における軸方向の端部を支持する支持部材に当接し、前記本体板部、および前記ストッパ部は一体に形成され、前記ストッパ部における軸方向の両端縁は、前記本体板部における軸方向の両端縁より軸方向の内側に位置している。

この発明によれば、本体板部およびストッパ部が一体に形成されているので、複数の皿ばねが軸方向に並べられてなるばね部材を容易に組み立てることができるとともに、本体板部およびストッパ部の相対的な位置が固定され、ばね部材に軸方向の圧縮荷重が加えられたときの皿ばねのストロークを精度よく決めることができる。
また、皿ばねがストッパ部を備えていて、ばね部材に軸方向の圧縮荷重が加えられ、皿ばねが軸方向に変形したときに、ストッパ部が、軸方向で隣り合う他の皿ばね、若しくはばね部材における軸方向の端部を支持する支持部材に当接することで、皿ばねの軸方向の変形が抑止される。したがって、ばね部材が備える複数の皿ばねのなかに、軸方向のばね定数が他より低い皿ばねが含まれていても、この皿ばねが軸方向に過度に大きく変形するのを規制することができる。
しかも、本体板部およびストッパ部が一体に形成されていることから、本体板部単体と比べて、断面係数が高められ、皿ばねのばね定数や剛性を高めることができる。

ここで、前記ストッパ部は、前記本体板部における径方向の端部に配設されてもよい。

この場合、ストッパ部における軸方向の両端縁が、本体板部における軸方向の両端縁より軸方向の内側に位置した状態で、ストッパ部が、本体板部における径方向の端部に配設されているので、皿ばねの軸方向のストロークを容易に長く確保することができる。
また、ストッパ部が、本体板部における径方向の端部に配設されていることから、ばね部材に軸方向の圧縮荷重が加えられたときに、ストッパ部が、軸方向で隣り合う他の皿ばね、若しくは前記支持部材に当接した後に、本体板部がさらに変形するのを、ストッパ部が、本体板部における径方向の中間部に配設されている構成と比べて、抑制することができる。

また、前記ストッパ部は、前記本体板部における内周縁、若しくは外周縁に、前記本体板部における外周面および内周面のうちのいずれか一方に対して窪み、かつ他方に対して突出するように配設されてもよい。

この場合、ストッパ部が、本体板部における内周縁、若しくは外周縁に、本体板部における外周面および内周面のうちのいずれか一方に対して窪み、かつ他方に対して突出するように配設されているので、ストッパ部を、平板を打抜く工程を、貫通孔が形成される前の途中までで止める、つまり半抜き加工により形成することが可能になる。したがって、ストッパ部を、平板を打抜くプレス機と同じ構造の装置を用いて形成することが可能になり、皿ばねを容易に形成することができる。

また、本発明の皿ばね装置は、複数の皿ばねが軸方向に並べられてなるばね部材と、前記ばね部材における軸方向の両端部を支持する一対の支持部材と、を備える皿ばね装置であって、前記皿ばねが、本発明の皿ばねとされるとともに、軸方向で隣り合うもの同士で軸方向の向きが逆向きになるように、軸方向に並べられて配設されている。

この発明によれば、本体板部およびストッパ部が一体に形成された皿ばねを備えるので、皿ばね装置を容易に組み立てることが可能で、かつ皿ばねのストロークを精度よく決めることができるとともに、ばね部材の耐久性を確実に確保することができる。

ここで、前記ストッパ部は、前記本体板部の外周縁に、前記本体板部の外周面に対して突出し、かつ前記本体板部の内周面に対して窪むように配設され、前記支持部材は、複数の前記皿ばねのうち、最も軸方向の外側に位置する端皿ばねの前記本体板部の内周面に軸方向で対向し、かつ前記端皿ばねの前記本体板部を支持し、前記端皿ばねの前記ストッパ部は、軸方向の内側に向けて突出し、この端皿ばねに軸方向で隣り合う他の前記皿ばねの前記ストッパ部に軸方向で対向してもよい。

この場合、支持部材が、端皿ばねのうち、ストッパ部ではなく、ストッパ部より径方向の内側に位置する本体板部を支持しているので、ばね部材の、軸方向の圧縮荷重が加えられたときに発現するばね定数を高くすることが可能になり、例えば皿ばねを薄肉にして、ばね部材を軽量にしても、ばね部材に必要な大きさのばね定数を確実に具備させることができる。
また、支持部材が、端皿ばねの本体板部の内周面に軸方向で対向し、かつ端皿ばねのストッパ部が、軸方向の内側に向けて突出しているので、ストッパ部が支持部材に接触することによる支持部材若しくはストッパ部の摩耗を抑制することができる。

また、本発明の皿ばねの製造方法は、平板に打抜き加工、および塑性加工を施すことにより、本発明の皿ばねを形成する。

この発明によれば、皿ばねが、打抜き加工、および塑性加工により形成されるので、切削加工と比べて効率よく形成することができる。

ここで、平板を打抜いて貫通孔を形成することで、内周縁を有する第１部材を形成する第１打抜き工程と、前記第１部材に塑性加工を施すことにより、軸方向の位置が互いに異なる内周部および外周部が、段部を介して接続された第２部材を形成する第１塑性加工工程と、前記第２部材の外周部に打抜き加工を施して、軸方向の位置が互いに異なる前記内周部および外周縁部が、前記段部を介して接続された第３部材を形成する第２打抜き工程と、前記第３部材に塑性加工を施して、前記第３部材のうち、前記内周部を前記本体板部に形成し、かつ前記外周縁部を、前記本体板部の外周面に対して突出し、かつ前記本体板部の内周面に対して窪むように配設された前記ストッパ部に形成することにより、前記皿ばねを形成する第２塑性加工工程と、を有してもよい。

この発明によれば、ストッパ部が本体板部の外周縁に配設され、かつストッパ部における軸方向の両端縁が、本体板部における軸方向の両端縁より軸方向の内側に位置した皿ばねを形成することができる。
また、前記第１部材に塑性加工を施して、軸方向の位置が互いに異なる内周部および外周部が、段部を介して接続された第２部材を形成する第１塑性加工工程の後に、前記第２部材の外周部に打抜き加工を施して第３部材を形成する第２打抜き工程を行う。したがって、前記第２部材の外周部の径方向の長さを長く確保した状態で、第１塑性加工工程を行うことが可能になり、段部を容易かつ精度よく形成することができる。

この発明によれば、皿ばね装置を容易に組み立てることが可能で、かつ皿ばねのストロークを精度よく決めることができる。

本発明に係る第１実施形態として示した皿ばねの縦断面図である。図１に示す皿ばねを有する皿ばね装置の縦断面図である。図１および図２に示す皿ばねの製造方法を説明する説明図である。図１および図２に示す皿ばねの作用効果の１つを説明する説明図である。本発明に係る第２実施形態として示した皿ばねの縦断面図である。本発明に係る第３実施形態として示した皿ばねの縦断面図である。本発明に係る第４実施形態として示した皿ばねの縦断面図である。本発明に係る第５実施形態として示した皿ばねの縦断面図である。図８に示す皿ばねを有する皿ばね装置の縦断面図である。

以下、本発明に係る皿ばね装置の一実施形態を、図１および図２を参照しながら説明する。
皿ばね装置１０は、例えば、マシニングセンタの主軸、工作機械のＡＴＣ装置、工作機械用の精密割り出しテーブル、小型グラインディング・スピンドル、および高精度研削スピンドルユニットなどに適用される。皿ばね装置１０は、ばね部材１１、支持部材１２、および軸１３を備える。

ばね部材１１は、複数の皿ばね１がその中心軸線Ｏに沿う軸方向に並べられて配設されて構成されている。複数の皿ばね１の各中心軸線Ｏは互いに一致している。支持部材１２は、軸方向に間隔をあけて２つ配設され、ばね部材１１における軸方向の両端部を支持する。支持部材１２は、環状に形成されている。軸１３は、複数の皿ばね１、および一対の支持部材１２それぞれにおける内側に一体に挿通されている。
一対の支持部材１２、および軸１３は、中心軸線Ｏと同軸に配設されている。
以下、軸方向から見て、中心軸線Ｏに交差する方向を径方向という。

皿ばね１は、本体板部２１およびストッパ部２２を備える。本体板部２１、およびストッパ部２２は一体に形成されている。

本体板部２１は、内周縁２１ｃおよび外周縁２１ｄを有する環状に形成されている。本体板部２１は、径方向の外側から内側に向かうに従い漸次、軸方向の一方側に向けて延びる内周面２１ａおよび外周面２１ｂを有する。本体板部２１の内周縁２１ｃの直径は、軸方向の他方側から一方側に向かうに従い漸次、大きくなっている。図示の例では、本体板部２１の径方向の幅は、本体板部２１の厚さより大きくなっている。本体板部２１の外周縁２１ｄの直径は、本体板部２１の内周縁２１ｃの直径の約２倍となっている。

ストッパ部２２は、本体板部２１からその内周面２１ａ、および外周面２１ｂに対して交差する方向に突出している。ストッパ部２２は、ばね部材１１に軸方向の圧縮荷重が加えられたときに、軸方向で隣り合う他の皿ばね１に当接する。ストッパ部２２は、本体板部２１における径方向の端部に配設されている。ストッパ部２２は、全周にわたって連続して延びている。

図示の例では、ストッパ部２２は、本体板部２１の外周縁２１ｄに、本体板部２１の外周面２１ｂに対して突出し、かつ本体板部２１の内周面２１ａに対して窪むように配設されている。すなわち、ストッパ部２２と本体板部２１の外周面２１ｂとの間、並びにストッパ部２２と本体板部２１の外周縁２１ｄとの間にそれぞれ、段部２７が形成されている。ストッパ部２２は、本体板部２１からその内周面２１ａ、および外周面２１ｂに対して直交する方向に突出している。

ストッパ部２２は、軸方向に沿う縦断面視で、本体板部２１の外周面２１ｂおよび内周面２１ａに直交する方向に長い長方形状を呈する。前記縦断面視で、ストッパ部２２の長さは、本体板部２１の厚さと同等となっている。ストッパ部２２の体積は、本体板部２１の体積より小さい。ストッパ部２２における軸方向の両端縁２２ａは、本体板部２１における軸方向の両端縁２１ｅ、２１ｆより軸方向の内側に位置している。すなわち、皿ばね１において、最も軸方向の外側に位置する部分は、本体板部２１における軸方向の両端縁２１ｅ、２１ｆとなっている。

ここで、本体板部２１における軸方向の両端縁２１ｅ、２１ｆは、外周面２１ｂと内周縁２１ｃとの接続部分、並びに、内周面２１ａと外周縁２１ｄとの接続部分に各別に位置している。
以下、これらの両端縁２１ｅ、２１ｆのうち、外周面２１ｂと内周縁２１ｃとの接続部分に位置する方を第１端縁２１ｅといい、内周面２１ａと外周縁２１ｄとの接続部分に位置する方を第２端縁２１ｆという。

ばね部材１１が有する複数の皿ばね１は、軸方向で隣り合うもの同士で軸方向の向きが逆向きになるように、軸方向に並べられて配設されている。すなわち、軸方向で互いに隣り合う皿ばね１それぞれにおける本体板部２１の外周面２１ｂ同士が軸方向で対向し、かつ本体板部２１の内周面２１ａ同士が軸方向で互いに対向している。
ここで、支持部材１２は、複数の皿ばね１のうち、最も軸方向の外側に位置する端皿ばね１の本体板部２１の内周面２１ａに軸方向で対向し、かつ端皿ばね１の本体板部２１を支持している。端皿ばね１の本体板部２１は、径方向の外側から内側に向かうに従い漸次、軸方向の内側に向けて延びている。

端皿ばね１の本体板部２１の両端縁２１ｅ、２１ｆのうち、第２端縁２１ｆが支持部材１２に当接し、第１端縁２１ｅが、端皿ばね１に軸方向で隣り合う他の皿ばね１の本体板部２１における第１端縁２１ｅに当接している。軸方向で互いに隣り合う皿ばね１同士では、本体板部２１の第１端縁２１ｅ同士が互いに当接し、かつ本体板部２１の第２端縁２１ｆ同士が互いに当接している。
第１端縁２１ｅおよび第２端縁２１ｆはそれぞれ、軸方向に突の曲面状に形成されている。

端皿ばね１のストッパ部２２は、軸方向の内側に向けて突出し、この端皿ばね１に軸方向で隣り合う他の皿ばね１のストッパ部２２に、軸方向に間隔をあけて対向している。そして、ばね部材１１に軸方向の圧縮荷重が加えられると、全てのストッパ部２２は、軸方向で隣り合う他の皿ばね１のストッパ部２２に当接する。

次に、以上のように構成された皿ばね１の製造方法について、図３を参照しながら説明する。

まず、平板を打抜き、貫通孔を形成することで、内周縁２１ｃを有する第１部材Ｗ１を形成する（第１打抜き工程）。
次に、第１部材Ｗ１に塑性加工を施すことにより、軸方向の位置が互いに異なる内周部２５および外周部２６が、段部２７を介して連結された第２部材Ｗ２を形成する（第１塑性加工工程）。この第２部材Ｗ２は、前記第１打抜き工程と同様の打抜きを、第１部材Ｗ１に施すことを、貫通孔が形成される前の途中までで止めることにより形成される。この際、少なくとも内周部２５、および段部２７は、中心軸線Ｏと同軸に位置する。段部２７は、第２部材Ｗ２の表裏面に形成される。
そして、第２部材Ｗ２の外周部２６に打抜き加工を施して、軸方向の位置が互いに異なる内周部２５および外周縁部２８が、段部２７を介して連結された第３部材Ｗ３を形成する（第２打抜き工程）。この際、外周縁部２８は、中心軸線Ｏと同軸に位置する。
次に、第３部材Ｗ３が、径方向の外側から内側に向かうに従い漸次、軸方向の一方側に向けて延びるように、第３部材Ｗ３に塑性加工を施して、第３部材Ｗ３のうち、内周部２５を本体板部２１に形成し、かつ外周縁部２８をストッパ部２２に形成することにより、皿ばね１を形成する（第２塑性加工工程）。
そして、皿ばね１に焼入れ、焼き戻し処理を施す。

以上説明したように、本実施形態による皿ばね１、および皿ばね装置１０によれば、本体板部２１およびストッパ部２２が一体に形成されているので、複数の皿ばね１が軸方向に並べられてなるばね部材１１を容易に組み立てることができるとともに、本体板部２１およびストッパ部２２の相対的な位置が固定され、ばね部材１１に軸方向の圧縮荷重が加えられたときの皿ばね１のストロークを精度よく決めることができる。

また、皿ばね１がストッパ部２２を備えていて、ばね部材１１に軸方向の圧縮荷重が加えられ、皿ばね１が軸方向に変形したときに、ストッパ部２２が、軸方向で隣り合う他の皿ばね１に当接することで、皿ばね１の軸方向の変形が抑止される。したがって、ばね部材１１が備える複数の皿ばね１のなかに、軸方向のばね定数が他より低い皿ばね１が含まれていても、この皿ばね１が軸方向に過度に大きく変形するのを規制することができる。
しかも、本体板部２１およびストッパ部２２が一体に形成されていることから、本体板部２１単体と比べて、断面係数が高められ、皿ばね１のばね定数や剛性を高めることができる。

ここで、皿ばね１に軸方向の圧縮荷重を加えたときに得られる応力、ストローク線図を図４に示す。この図４において、破線は、本体板部２１の内周面２１ａにおける径方向の内端縁での応力、ストローク線図を表し、２点鎖線は、本体板部２１の第２端縁２１ｆでの応力、ストローク線図を表している。
そして、図４に示されるように、ばね部材１１に軸方向の圧縮荷重が加えられ、皿ばね１が軸方向に変形する過程において、皿ばね１の変形がストッパ部２２により点線で示される状態までで規制されると、皿ばね１にこれ以上の応力が生ずることが無くなるので、皿ばね１の破損を防ぐことができる。

また、ストッパ部２２における軸方向の両端縁２２ａが、本体板部２１における軸方向の両端縁２１ｅ、２１ｆより軸方向の内側に位置した状態で、ストッパ部２２が、本体板部２１における径方向の端部に配設されているので、皿ばね１の軸方向のストロークを容易に長く確保することができる。
また、ストッパ部２２が、本体板部２１における径方向の端部に配設されていることから、ばね部材１１に軸方向の圧縮荷重が加えられたときに、ストッパ部２２が、軸方向で隣り合う他の皿ばね１に当接した後に、本体板部２１がさらに変形するのを、ストッパ部２２が、本体板部２１における径方向の中間部に配設されている構成と比べて、抑制することができる。

また、ストッパ部２２が、本体板部２１の外周縁２１ｄに、本体板部２１の外周面２１ｂに対して突出し、かつ本体板部２１の内周面２１ａに対して窪むように配設されているので、ストッパ部２２を、平板を打抜く工程を、貫通孔が形成される前の途中までで止める、つまり半抜き加工により形成することが可能になる。したがって、ストッパ部２２を、平板を打抜くプレス機と同じ構造の装置を用いて形成することが可能になり、皿ばね１を容易に形成することができる。

また、支持部材１２が、端皿ばね１のうち、ストッパ部２２ではなく、ストッパ部２２より径方向の内側に位置する本体板部２１を支持しているので、ばね部材１１の、軸方向の圧縮荷重が加えられたときに発現するばね定数を高くすることが可能になり、例えば皿ばね１を薄肉にして、ばね部材１１を軽量にしても、ばね部材１１に必要な大きさのばね定数を確実に具備させることができる。

また、支持部材１２が、端皿ばね１の本体板部２１の内周面２１ａに軸方向で対向し、かつ端皿ばね１のストッパ部２２が、軸方向の内側に向けて突出しているので、ストッパ部２２が支持部材１２に接触することによる支持部材１２若しくはストッパ部２２の摩耗を抑制することができる。

また、本実施形態による皿ばねの製造方法によれば、皿ばね１を、打抜き加工、および塑性加工により形成するので、切削加工と比べて効率よく形成することができる。
また、本実施形態では、第１部材Ｗ１に塑性加工を施して、軸方向の位置が互いに異なる内周部２５および外周部２６が、段部２７を介して接続された第２部材Ｗ２を形成する第１塑性加工工程の後に、第２部材Ｗ２の外周部２６に打抜き加工を施して第３部材Ｗ３を形成する第２打抜き工程を行う。したがって、第２部材Ｗ２の外周部２６の径方向の長さを長く確保した状態で、第１塑性加工工程を行うことが可能になり、段部２７を容易かつ精度よく形成することができる。

次に、本発明の第２実施形態に係る皿ばね２を、図５を参照しながら説明する。
なお、この第２実施形態においては、第１実施形態における構成要素と同一の部分については同一の符号を付し、その説明を省略し、異なる点についてのみ説明する。

本実施形態の皿ばね２では、ストッパ部３１が、径方向の外側に位置する部分ほど、軸方向の一方側に位置するように多段状に形成されている。この皿ばね２は、前記第１塑性加工工程を複数回行い、他は前記実施形態と同様の工程を行うことで形成することできる。
本実施形態の皿ばね２においても、少なくとも皿ばね装置を容易に組み立てることが可能で、かつ皿ばね２のストロークを精度よく決めることができる。また、ストッパ部３１が多段状に形成されているので、皿ばね２の強度を確保しつつ、ストッパ部３１の、本体板部２１の外周面２１ｂからの突出量を大きくすることができる。

次に、本発明の第３実施形態に係る皿ばね３を、図６を参照しながら説明する。
なお、この第３実施形態においては、第１実施形態における構成要素と同一の部分については同一の符号を付し、その説明を省略し、異なる点についてのみ説明する。

本実施形態の皿ばね３では、ストッパ部３２が、本体板部２１の外周面２１ｂにおける外周縁部に配設されている。ストッパ部３２は、軸方向に沿う縦断面視で、本体板部２１の外周面２１ｂおよび内周面２１ａに沿う方向に長い長方形状を呈する。ストッパ部３２は、本体板部２１の外周縁２１ｄと面一になっている。
この皿ばね３は、例えば次のようにして形成される。
まず、平板を打抜き、内周縁２１ｃおよび外周縁３ａを有する環状の第１部材を形成する。次に、第１部材に、プレス加工若しくは鍛造加工を施して、その外周縁部を除く全域を厚さ方向に圧縮変形させ第２部材を形成する。そして、第２部材に、前記第２塑性加工工程と同様の加工を施すことにより、この第２部材のうち、外周縁部より径方向の内側に位置する部分を本体板部２１に形成し、かつ外周縁部をストッパ部３２に形成することにより、皿ばね３を形成する。この際、前記第１部材の外周縁３ａのうち、下部が、本体板部２１の外周縁２１ｄとなり、上部がストッパ部３２の外周縁となる。
本実施形態の皿ばね３においても、少なくとも皿ばね装置を容易に組み立てることが可能で、かつ皿ばね３のストロークを精度よく決めることができる。

次に、本発明の第４実施形態に係る皿ばね４を、図７を参照しながら説明する。
なお、この第４実施形態においては、第１実施形態における構成要素と同一の部分については同一の符号を付し、その説明を省略し、異なる点についてのみ説明する。

本実施形態の皿ばね４では、ストッパ部３３が、本体板部２１の外周縁から、径方向の外側に向かうに従い漸次、軸方向の一方側に向けて延びている。ストッパ部３３は、本体板部２１の外周面２１ｂおよび内周面２１ａに、曲面部４ａを介して段差なく滑らかに接続されている。

この皿ばね４は、例えば次のようにして形成される。
まず、平板を打抜き、内周縁２１ｃおよび外周縁４ｂを有する環状の第１部材を形成する。次に、第１部材のうち、外周縁部を、径方向の内側から外側に向かうに従い漸次、軸方向の一方側に向けて延びるように塑性変形させてストッパ部３３に形成し、かつ外周縁部より径方向の内側に位置する部分を、径方向の外側から内側に向かうに従い漸次、軸方向の一方側に向けて延びるように塑性変形させて本体板部２１に形成することにより、皿ばね４を形成する。
本実施形態の皿ばね４においても、少なくとも皿ばね装置を容易に組み立てることが可能で、かつ皿ばね４のストロークを精度よく決めることができる。

次に、本発明の第５実施形態に係る皿ばね５を、図８および図９を参照しながら説明する。
なお、この第５実施形態においては、第１実施形態における構成要素と同一の部分については同一の符号を付し、その説明を省略し、異なる点についてのみ説明する。

本実施形態の皿ばね５では、ストッパ部３４が、本体板部２１の内周縁２１ｃに、本体板部２１の内周面２１ａに対して突出し、かつ本体板部２１の外周面２１ｂに対して窪むように配設されている。すなわち、ストッパ部３４と本体板部２１の内周面２１ａとの間、並びにストッパ部３４と本体板部２１の内周縁２１ｃとの間にそれぞれ、段部２９が形成されている。

支持部材１２は、ばね部材１６が有する複数の皿ばね５のうち、最も軸方向の外側に位置する端皿ばね５の本体板部２１の外周面２１ｂに軸方向で対向し、かつ端皿ばね５の本体板部２１を支持している。端皿ばね５の本体板部２１は、径方向の外側から内側に向かうに従い漸次、軸方向の外側に向けて延びている。
端皿ばね５の本体板部２１の両端縁２１ｅ、２１ｆのうち、第１端縁２１ｅが支持部材１２に当接し、第２端縁２１ｆが、端皿ばね５に軸方向で隣り合う他の皿ばね５の本体板部２１における第２端縁２１ｆに当接している。軸方向で互いに隣り合う皿ばね５同士では、本体板部２１の第１端縁２１ｅ同士が互いに当接し、かつ本体板部２１の第２端縁２１ｆ同士が互いに当接している。
本実施形態の皿ばね５においても、少なくとも皿ばね装置を容易に組み立てることが可能で、かつ皿ばね５のストロークを精度よく決めることができる。

なお、本発明の技術的範囲は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

例えば前記実施形態では、ストッパ部２２、３１、３２、３３、３４を、本体板部２１における径方向の端部に配設したが、本体板部２１における径方向の中間部に配設してもよい。
また、前記実施形態では、中実のストッパ部２２、３１、３２、３３、３４を示したが、中空に形成してもよい。
また、前記実施形態では、皿ばね１〜５において、他の皿ばね１〜５、若しくは支持部材１２に当接する第１端縁２１ｅおよび第２端縁２１ｆが、軸方向に突の曲面状に形成された構成を示したが、径方向に沿って延びる平坦面に形成し、互いが面接触するようにしてもよい。
また、前記実施形態では、ばね部材１１、１６として、支持部材１２に本体板部２１が当接した構成を示したが、支持部材１２にストッパ部２２、３４が当接した構成を採用してもよい。この構成において、ばね部材に軸方向の圧縮荷重が加えられたときに、支持部材１２に、ストッパ部２２、３４に替わって本体板部２１が当接してもよい。
また、前記実施形態では、ばね部材に軸方向の圧縮荷重が加えられたときに、端皿ばねのストッパ部が、軸方向で隣り合う他の皿ばねに当接する構成を示したが、支持部材１２に当接する構成を採用してもよい。

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、前記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、前記した変形例を適宜組み合わせてもよい。

本願の皿ばね、皿ばね装置、および皿ばねの製造方法を当該分野に適用することにより、皿ばね装置を容易に組み立てることが可能で、かつ皿ばねのストロークを精度よく決めることができる。

１、２、３、４、５皿ばね、端皿ばね
１０皿ばね装置
１１、１６ばね部材
１２支持部材
２１本体板部
２１ａ本体板部の内周面
２１ｂ本体板部の外周面
２１ｃ本体板部の内周縁
２１ｄ本体板部の外周縁
２１ｅ、２１ｆ本体板部における軸方向の端縁
２２、３１、３２、３３、３４ストッパ部
２２ａストッパ部における軸方向の端縁
２５内周部
２６外周部
２７段部
２８外周縁部
Ｏ中心軸線
Ｗ１第１部材
Ｗ２第２部材
Ｗ３第３部材

Claims

中心軸線に沿う軸方向に複数並べられて用いられる皿ばねであって、
径方向の外側から内側に向かうに従い漸次、軸方向の一方側に向けて延びる内周面および外周面を有する環状の本体板部と、
前記本体板部からその内周面、および外周面に対して交差する方向に突出するストッパ部と、を備え、
前記ストッパ部は、複数の前記皿ばねが軸方向に並べられてなるばね部材に、軸方向の圧縮荷重が加えられたときに、軸方向で隣り合う他の前記皿ばね、若しくは前記ばね部材における軸方向の端部を支持する支持部材に当接し、
前記本体板部、および前記ストッパ部は一体に形成され、
前記ストッパ部における軸方向の両端縁は、前記本体板部における軸方向の両端縁より軸方向の内側に位置している、皿ばね。
前記ストッパ部は、前記本体板部における径方向の端部に配設されている、請求項１に記載の皿ばね。
前記ストッパ部は、前記本体板部における内周縁、若しくは外周縁に、前記本体板部における外周面および内周面のうちのいずれか一方に対して窪み、かつ他方に対して突出するように配設されている、請求項１または２に記載の皿ばね。
複数の皿ばねが軸方向に並べられてなるばね部材と、
前記ばね部材における軸方向の両端部を支持する一対の支持部材と、を備える皿ばね装置であって、
前記皿ばねが、請求項１から３のいずれか１項に記載の皿ばねとされるとともに、軸方向で隣り合うもの同士で軸方向の向きが逆向きになるように、軸方向に並べられて配設されている、皿ばね装置。
前記ストッパ部は、前記本体板部の外周縁に、前記本体板部の外周面に対して突出し、かつ前記本体板部の内周面に対して窪むように配設され、
前記支持部材は、複数の前記皿ばねのうち、最も軸方向の外側に位置する端皿ばねの前記本体板部の内周面に軸方向で対向し、かつ前記端皿ばねの前記本体板部を支持し、
前記端皿ばねの前記ストッパ部は、軸方向の内側に向けて突出し、この端皿ばねに軸方向で隣り合う他の前記皿ばねの前記ストッパ部に軸方向で対向している、請求項４に記載の皿ばね装置。
平板に打抜き加工、および塑性加工を施すことにより、請求項１から３のいずれか１項に記載の皿ばねを形成する、皿ばねの製造方法。
平板を打抜いて貫通孔を形成することで、内周縁を有する第１部材を形成する第１打抜き工程と、
前記第１部材に塑性加工を施すことにより、軸方向の位置が互いに異なる内周部および外周部が、段部を介して接続された第２部材を形成する第１塑性加工工程と、
前記第２部材の外周部に打抜き加工を施して、軸方向の位置が互いに異なる前記内周部および外周縁部が、前記段部を介して接続された第３部材を形成する第２打抜き工程と、
前記第３部材に塑性加工を施して、前記第３部材のうち、前記内周部を前記本体板部に形成し、かつ前記外周縁部を、前記本体板部の外周面に対して突出し、かつ前記本体板部の内周面に対して窪むように配設された前記ストッパ部に形成することにより、前記皿ばねを形成する第２塑性加工工程と、を有する、請求項６に記載の皿ばねの製造方法。