WO2005083292A1 - 波形ばね - Google Patents

Abstract

　Ｃ型波形ばね（１０）は、周方向に交互に形成された複数の山部（１１）および谷部（１２）と、周方向の一部に形成された開口部（１３）を有している。この波形ばね（１０）は、開口部（１３）に対して周方向の反対側の位置に接続部（１４）を有し、接続部（１４）を介して互いに隣り合う谷部（１２）どうしがつながれている。この接続部（１４）は、波形ばね（１０）の回転軸方向の重心位置（Ｇ）付近に形成されている。

Description

明 細 書

波形ばね

技術分野

[0001] 本発明は、例えば変速機の多板クラッチ装置等に使用される波形ばねに関する。

背景技術

[0002] 波形ばねには、周方向に開口部が無い円環状 (O型）の波形ばねと、周方向の一 部に開口部が有る C型の波形ばねとの 2つのタイプがある。

O型の波形ばねは、例えば日本国の実公昭 44 22004号公報の図 2に記載され ている。 O型の波形ばねは、プレスによる打ち抜き加工によって製造され、周方向に 山部と谷部が交互に形成されている。

[0003] これに対し C型の波形ばねは、帯材あるいは棒材を円環状に成形することによって 得られる。このため C型の波形ばねは、 O型の波形ばねと比較して材料歩留まりが高 い。すなわち C型の波形ばねは材料が無駄にならず、低コストで製造できる。このた め、最近では、 C型の波形ばねが多く使われるようになってきている。このような波形 ばねは、例えば日本国の特開平 7— 248035号公報に記載されている。

[0004] C型波形ばねは、例えば自動車の変速機にお!、て、多板クラッチの締結クッション 用として使用されている。この種の波形ばねは、エンジンの回転に伴って回転する部 材に取付けられるため高速で回転することがある。自由状態の C型波形ばねは、高 回転になると、遠心力によって径方向に広がる。それと同時に、後述する原因により、 前記開口部が回転軸方向に浮き上がる現象を生じることがあった。

[0005] 波形ばねは、例えば変速機内で高回転する部材の保持溝等に収容され、径方向 の位置が規制されている。このため、 C型の波形ばねが径方向に広がろうとする動き に関しては、保持溝の内面等によって変位を拘束することができるため、特に問題は 生じない。しかし C型の波形ばねでは、前記開口部が浮き上がる現象を拘束すること ができない。このため、高回転時に前記開口部が浮き上がると、波形ばねの一部が 保持溝からはみ出す懸念があった。

[0006] 前記開口部が回転軸方向に浮き上がる原因を追求したところ、次のようなことが判 つた。図 8は、従来の C型波形ばね 1を展開して側面方向力も見た図である。理解し やす 、ように山部 2と谷部 3の高さが誇張して描かれて 、る。この波形ばね 1が高速 で回転すると、回転軸方向 (direction of rotational axis)の重心位置 Gにおいて、対称 軸 Yを境に、互いに逆向きの遠心力 Fが生じる。

[0007] ここで山部 2の先端 2aが対称軸 Y上に位置し、前記遠心力 Fが作用したとする。こ のとき、山部 2の先端 2aを支点とするモーメント M (M=F X A h)により、波形ばね 1 力^点鎖線で示すように広がる方向に変形する。この変形量は、 C型波形ばね 1の開 口部 4付近において最大となる。このことにより開口部 4が δ分だけ浮き上がり、保持 溝からはみ出す原因となる。

発明の開示

[0008] 本発明の目的は、 C型の波形ばねが回転する際に生じる回転軸方向の変形を抑 制できる波形ばねを提供することにある。

[0009] 本発明の波形ばねは、周方向に複数の山部と谷部が交互に形成され、周方向の 一部に開口部を有し、回転する部材に設けられる C型の波形ばねであって、前記開 口部に対して前記周方向の反対側の位置に、互いに隣り合う山部どうしまたは谷部 どうしをつなぐ接続部が形成され、前記接続部が該波形ばねの回転軸方向

(direction of rotational axis)の重心位置付近に形成されていることを特徴とする。

[0010] 本発明によれば、 C型の波形ばねが回転する際に波形ばねの一部に生じる回転軸 方向の変位を抑制することができるため、波形ばねの一部が所定位置からはみ出る 等の不具合を防止することができる。

[0011] 本発明の好ましい形態では、前記各山部と各谷部が、それぞれ、前記開口部と前 記接続部を結ぶ線分に対して対称位置に形成されている。

[0012] 前記接続部は、例えば、互いに隣り合う山部間または谷部間に形成された直線形 状の接続部、あるいは、互いに隣り合う谷部間に形成された山形状の接続部である。 本発明の好ましい形態では、前記接続部が、実質的に前記回転軸方向の重心上に 形成されている。

図面の簡単な説明

[0013] [図 1]図 1は、本発明の第 1の実施形態の波形ばねの平面図である。 [図 2]図 2は、図 1に示された波形ばねの側面図である。

[図 3]図 3は、図 1に示された波形ばねを回転部材の保持溝に収容した状態の側面 図である。

[図 4]図 4は、図 1に示された波形ばねを展開して側面方向力も見た側面図である。

[図 5]図 5は、本発明の第 2の実施形態の波形ばねを展開して側面方向力 見た側 面図である。

[図 6]図 6は、本発明の第 3の実施形態の波形ばねを展開して側面方向力 見た側 面図である。

[図 7]図 7は、本発明の第 4の実施形態の波形ばねを展開して側面方向力 見た側 面図である。

[図 8]図 8は、従来の波形ばねを展開して側面方向力も見た側面図である。

発明を実施するための最良の形態

[0014] 以下に本発明の第 1の実施形態について、図 1から図 4を参照して説明する。

図 1と図 2に、本実施形態の C型波形ばね 10が示されている。この波形ばね 10を 製造するには、帯状のばね材料 (例えば、ばね鋼）を円環状に成形し、そののち、焼 入れおよび焼戻し等の熱処理が施される。波形ばね 10の材料として、断面が四角形 あるいは円形のワイヤ状のばね材料を用いてもよい。この波形ばね 10には、周方向 に複数の山部 11と谷部 12が交互に形成されている。波形ばね 10の周方向の一部 に、開口部 13と、後述する接続部 14が形成されている。

[0015] この波形ばね 10は、図 3に示されるように、例えば自動変速機等に内蔵される回転 部材 20の保持溝 21に収容される。回転部材 20は、エンジンの回転に伴って、回転 軸 Xを中心に矢印 Rで示す方向に回転する。

[0016] この波形ばね 10は、開口部 13に対して周方向の反対側の位置に、接続部 14が形 成されている。接続部 14は、互いに隣り合う谷部 12どうしをつないでいる。図 4は、本 実施形態の波形ばね 10を展開し、側面方向力 見た模式図である。理解しやすいよ うに山部 11と谷部 12の高さが誇張して描かれている。

[0017] 接続部 14は直線形状をなし、波形ばね 10の回転軸方向 の重心位置 G上に形 成されている。この接続部 14は重心位置 G上に位置していることが望ましい。しかし 製造上の誤差等によって、接続部 14が重心位置 Gから多少ずれていてもよい。要す るに、実質的に重心位置 G付近に接続部 14が形成されていればよい。

[0018] この波形ばね 10は、前記開口部 13と接続部 14とを結ぶ線分 Z (図 1に示す）に関し 、各山部 11が対称位置に形成されている。各谷部 12も対称位置に形成されている。 本実施形態の波形ばね 10では、山部 11と谷部 12の数がいずれも偶数である。しか も、対称軸としての線分 Z上に、開口部 13と接続部 14が形成されている。すなわち、 開口部 13と接続部 14とが、波形ばね 10の周方向に 180° 反対側に位置している。

[0019] このように構成された波形ばね 10力 回転部材 20に取付けられた状態で高回転し たとする。この場合、図 4に示すように回転軸方向 の重心位置 Gにおいて、接続部 14を境に互いに逆向きの遠心力 Fが働く。波形ばね 10の接続部 14が重心位置 G付 近に形成されているため、逆向きの遠心力 Fが重心位置 G付近で相殺される。このた め、従来の C型波形ばね（図 8に示す）に見られるような遠心力 Fによるモーメントは生 じない。

[0020] 本発明者らは、図 8に示す従来の C型波形ばね 1と、本実施形態の波形ばね 10を 、それぞれ 7500rpmで回転させたときに生じる変位について解析した。その解析に よれば、従来の波形ばね 1では、開口部 4付近に最大約 0. 13mmの変位 δが生じ た。これに対し本実施形態の波形ばね 10は、開口部 13以外の箇所において変位が 最大となった。し力しその変位量は、 0. 003mmと、きわめて小さな値であった。

[0021] 例えば図 5に示す第 2の実施形態のように、互いに隣り合う山部 11間に、直線状の 接続部 14が形成されてもよい。この接続部 14は、回転軸方向 (direction of rotational axis)の重心位置 G付近に形成されている。また、図 6に示す第 3の実施形態のように 、互いに隣り合う谷部 12間に、山形の接続部 14aが形成されてもよい。この場合、接 続部 14aの頂部が、回転軸方向の重心位置 Gに形成されているとよい。

[0022] 図 7に示す第 4の実施形態の接続部 14bは、その両側に位置する山部 11の高さよ りも低い山形状をなしている。この接続部 14bは、回転軸方向の重心位置 Gに対して 、山部 11側に高さ H分だけ突出している。

[0023] 以上説明したように本発明に係る C型波形ばねの接続部は、開口部に対して周方 向の反対側に位置している。この接続部は、互いに隣り合う山部間または谷部間に おいて、山部または谷部よりも高さが低くなるように、回転軸方向の重心位置付近に 形成されていればよい。

産業上の利用可能性

なお本発明を実施するに当たって、前記実施形態以外にも、山部や谷部の形状や 数、接続部の形状等をはじめとして、本発明の構成要素を、発明の要旨を逸脱しな V、範囲で適宜変形して実施できることは言うまでもな 、。

Claims

請求の範囲

[1] 周方向に複数の山部（11)と谷部（12)が交互に形成され、周方向の一部に開口部

(13)を有し、回転する部材（20)に設けられる C型の波形ばね（10)であって、 前記開口部（13)に対して前記周方向の反対側の位置に、互いに隣り合う山部（11 )どうしまたは谷部（12)どうしをつなぐ接続部（14) (14a) (14b)が形成され、 前記接続部（14) (14a) (14b)が該波形ばね（10)の回転軸方向（ΥΊの重心位置 (G)付近に形成されて!ヽることを特徴とする波形ばね（10)。

[2] 請求項 1に記載の波形ばね（10)において、

前記各山部（11)と各谷部（12)が、それぞれ、前記開口部（13)と前記接続部（14 ) (14a) (14b)を結ぶ線分 (Z)に対して対称位置に形成されていることを特徴とする 波形ばね（10)。

[3] 請求項 1に記載の波形ばね（10)において、

前記接続部（14)が、互いに隣り合う山部（11)間または谷部（12)間に形成された 直線形状の接続部（14)であることを特徴とする波形ばね（10)。

[4] 請求項 2に記載の波形ばねにおいて、

前記接続部（14)が、互いに隣り合う山部（11)間または谷部（12)間に形成された 直線形状の接続部（14)であることを特徴とする波形ばね（10)。

[5] 請求項 1から 4のいずれ力 1項に記載の波形ばねにおいて、

前記接続部（14) (14a)が、実質的に前記回転軸方向 (ΥΊの重心 (G)上に形成 されて 、ることを特徴とする波形ばね（10)。

[6] 請求項 1に記載の波形ばねにおいて、

前記接続部（14b)が、互いに隣り合う谷部（12)間に形成された山形の接続部（14 b)であることを特徴とする波形ばね（10)。

[7] 請求項 2に記載の波形ばねにおいて、

前記接続部（14b)が、互いに隣り合う谷部（12)間に形成された山形の接続部（14 b)であることを特徴とする波形ばね（10)。