JP2008291853A

JP2008291853A - 皿ばね及びその使用方法

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Publication number: JP2008291853A
Application number: JP2007134923A
Authority: JP
Inventors: Nobuaki Saito; 信明齊藤
Original assignee: Komori Corp
Current assignee: Komori Corp
Priority date: 2007-05-22
Filing date: 2007-05-22
Publication date: 2008-12-04

Abstract

【課題】複数個組み合わせて使用する場合であっても、低コストで径方向へのずれを防止することができる皿ばね及びその使用方法を提供する。
【解決手段】径方向外側に向いた第一の面１１の内径側に周方向に沿って等間隔で複数形成された第一の凹部１２と、径方向内側に向いた第二の面１４の外径側に周方向に沿って等間隔で複数形成された第二の凹部１５とを備え、第一の凹部１２が、径方向外側ほど周方向の長さの長い扇状をなすと共に、第二の凹部１５が、径方向内側ほど周方向の長さの短い扇状をなし、第一の凹部１２の周方向の長さＬ１と、周方向に隣り合う第一の凹部１２の間隔Ｌ２とが等しい長さをなすと共に、第二の凹部１５の周方向の長さＬ３と、周方向に隣り合う第二の凹部１５の間隔Ｌ４とが等しい長さをなす皿ばね１０とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、皿ばね及びその使用方法に関する。

機械要素部品として広く使用されている皿ばねは、一般に、複数個組み合わせて使用する場合が多い。このように皿ばねを複数個組み合わせて使用する場合には、通常、皿ばねの中心穴をガイド軸で支持することや、皿ばねの外周をガイドハウジングで支持すること等により、皿ばねが径方向へずれてしまうことを防止するようにしている。このようなガイド軸やガイドハウジング等は、皿ばねが圧縮荷重や引張荷重を受けたときに当該皿ばねと擦れ合って摩耗してしまうため、表面硬度を高めるように表面処理が施されている。

特開２００３−０６５３７７号公報

このように、皿ばねを複数個重ねて使用する場合には、前述したように、表面硬度を高めるように表面処理を施したガイド軸やガイドハウジング等の部材を用いていたため、コストアップの一因となっていた。

このようなことから、本発明は、複数個組み合わせて使用する場合であっても、低コストで径方向へのずれを防止することができる皿ばね及びその使用方法を提供することを目的とする。

前述した課題を解決するための、本発明に係る皿ばねは、皿ばねにおいて、径方向外側に向いた外側面の内径側に形成された内径側係合部と、径方向内側に向いた内側面の外径側に形成された外径側係合部とを備え、前記外側面同士を対向させて二つの皿ばねを組み合わせるときに、二つの皿ばねの径方向への相対移動を規制するように前記内径側係合部同士が係合し、前記内側面同士を対向させて二つの皿ばねを組み合わせるときに、二つの皿ばねの径方向への相対移動を規制するように前記外径側係合部同士が係合するものであることを特徴とする。

また、本発明に係る皿ばねは、上述した皿ばねにおいて、前記内径側係合部が、皿ばねの厚さ方向及び径方向に沿って形成されて互いに対向する一対の内径側係合面を周方向に沿って複数組有し、一対の当該内径側係合面の一方と他方との間隔と、周方向に隣り合う前記組の当該内径側係合面の間隔とを等しくしたものであり、前記外径側係合部が、皿ばねの厚さ方向及び径方向に沿って形成されて互いに対向する一対の外径側係合面を周方向に沿って複数組有し、一対の当該外径側係合面の一方と他方との間隔と、周方向に隣り合う前記組の当該外径側係合面の間隔とを等しくしたものであることを特徴とする。

また、本発明に係る皿ばねは、上述した皿ばねにおいて、一対の前記内径側係合面が、第一の凹部又は第一の切欠き部により形成される一対の第一の側面であり、一対の前記外径側係合面が、第二の凹部又は第二の切欠き部により形成される一対の第二の側面であることを特徴とする。

また、本発明に係る皿ばねは、上述した皿ばねにおいて、前記内径側係合部が、周方向に沿って形成された複数の第一の内径側係合部と、周方向に隣り合う前記第一の内径側係合部の間に形成された第二の内径側係合部とを有し、前記外径側係合部が、周方向に沿って形成された複数の第一の外径側係合部と、周方向に隣り合う前記第一の外径側係合部の間に形成された第二の外径側係合部とを有し、前記外側面同士を対向させて二つの皿ばねを組み合わせるときに、一方の皿ばねのすべての前記第一の内径側係合部と他方の皿ばねのすべての前記第二の内径側係合部とが係合し、前記内側面同士を対向させて二つの皿ばねを組み合わせるときに、一方の皿ばねのすべての前記第一の外径側係合部と他方の皿ばねのすべての前記第二の外径側係合部とが係合するものであることを特徴とする。

また、本発明に係る皿ばねは、上述した皿ばねにおいて、前記第一の内径側係合部が、第一の凹部又は第一の切欠き部であり、前記第一の外径側係合部が、第二の凹部又は第二の切欠き部であることを特徴とする。

また、本発明に係る皿ばねは、径方向外側に向いた外側面の内径側に周方向に沿って等間隔で複数形成された第一の凹部と、径方向内側に向いた内側面の外径側に周方向に沿って等間隔で複数形成された第二の凹部とを備え、前記第一の凹部が、径方向外側ほど周方向の長さの長い扇状をなすと共に、前記第二の凹部が、径方向内側ほど周方向の長さの短い扇状をなし、前記第一の凹部の任意の半径位置における周方向の長さと、周方向に隣り合う前記第一の凹部の前記半径位置における間隔とが等しい長さをなすと共に、前記第二の凹部の任意の半径位置における周方向の長さと、周方向に隣り合う前記第二の凹部の前記半径位置における間隔とが等しい長さをなしていることを特徴とする。

また、本発明に係る皿ばねの使用方法は、上述した皿ばねの使用方法であって、二つの前記皿ばねの前記外側面同士を対向させるように組み合わせるにあたって、一方の当該皿ばねの前記第一の凹部と、他方の当該皿ばねの周方向に隣り合う前記第一の凹部の間とを嵌合させることを特徴とする。

また、本発明に係る皿ばねの使用方法は、上述した皿ばねの使用方法であって、二つの前記皿ばねの前記内側面同士を対向させるように組み合わせるにあたって、一方の当該皿ばねの前記第二の凹部と、他方の当該皿ばねの周方向に隣り合う前記第二の凹部の間とを嵌合させることを特徴とする。

本発明に係る皿ばね及びその使用方法によれば、複数組み合わせた両端側に位置する皿ばねのみを支持するだけで、径方向へのずれを防止することができる。このため、皿ばねを組み合わせて構成されるばねの全長にわたってガイド軸やガイドハウジング等の部材を用いなくても、径方向へのずれを防止することができるので、複数個組み合わせて使用する場合であっても、低コストで径方向へのずれを防止することができる。

本発明に係る皿ばね及びその使用方法の実施形態を図１，２に基づいて説明する。図１は、皿ばねの構造図、図２は、図１の皿ばねの使用方法の説明図である。

図１に示すように、本実施形態に係る皿ばね１０は、板材が円環状に形成され、内周面１０ａの位置と外周面１０ｂの位置とが、中心軸Ｐの軸方向に対して異なる円錐状をなしている。

前記皿ばね１０の径方向外側、すなわち、中心Ｏに対して外側に向いた外側面である第一の面１１の内周面１０ａ側（内径側）には、第一の内径側係合部である第一の凹部１２が当該内周面１０ａの周方向に沿って等間隔で複数（本実施形態では六つ）形成されている。これら第一の凹部１２は、内周面１０ａ及び第一の面１１に開口すると共に、径方向外側へ向かって延設されており、径方向外側ほど、すなわち、前記中心Ｏから遠ざかるにつれて、周方向の長さが長くなるような扇状をなしている。

前記第一の凹部１２は、皿ばね１０の厚さ方向及び径方向に沿って形成されて互いに周方向を向いて対向する一対の内径側係合面である第一の側面１２ａ，１２ａをそれぞれ有しており、当該第一の側面１２ａ，１２ａは、前記中心Ｏから放射状に広がる平面となっている。つまり、対をなす前記第一の側面１２ａ，１２ａは、周方向に複数組（本実施形態では六組）形成されているのである。

前記皿ばね１０の前記第一の面１１の周方向に隣り合う前記第一の凹部１２の間には、第二の内径側係合部である係合部１３がそれぞれ形成されている。前記第一の凹部１２と前記係合部１３とは、前記中心Ｏから径方向へ任意の長さＲ１の位置（任意の半径位置）での前記第一の凹部１２の周方向の長さ、すなわち、一対の前記第一の側面１２ａ，１２ａの間隔Ｌ１と、上記位置での前記係合部１３の周方向の長さ、言い換えれば、周方向に隣り合う前記第一の凹部１２の周方向の間隔、すなわち、対をなす前記第一の側面１２ａ，１２ａの周方向に隣り合う組の間隔Ｌ２とが等しい長さとなるように、それぞれ形成されている。

他方、前記皿ばね１０の径方向内側、すなわち、前記中心Ｏに対して内側に向いた内側面である第二の面１４の外周面１０ｂ側（外径側）には、第一の外径側係合部である第二の凹部１５が当該外周面１０ｂの周方向に沿って等間隔で複数（本実施形態では六つ）形成されている。これら第二の凹部１５は、外周面１０ｂ及び第二の面１４に開口すると共に、径方向内側へ向かって延設されており、径方向内側ほど、すなわち、前記中心Ｏに近づくにつれて、周方向の長さが短くなるような扇状をなしている。

前記第二の凹部１５は、皿ばね１０の厚さ方向及び径方向に沿って形成されて互いに周方向を向いて対向する一対の外径側係合面である第二の側面１５ａ，１５ａをそれぞれ有しており、当該第二の側面１５ａ，１５ａは、前記中心Ｏから放射状に広がる平面となっている。つまり、対をなす前記第二の側面１５ａ，１５ａは、周方向に複数組（本実施形態では六組）形成されているのである。

前記皿ばね１０の前記第二の面１４の周方向に隣り合う前記第二の凹部１５の間には、第二の外径側係合部である係合部１６がそれぞれ形成されている。前記第二の凹部１５と前記係合部１６とは、前記中心Ｏから径方向へ任意の長さＲ２の位置（任意の半径位置）での前記第二の凹部１５の周方向の長さ、すなわち、一対の前記第二の側面１５ａ，１５ａの間隔Ｌ３と、上記位置での前記係合部１６の周方向の長さ、言い換えれば、周方向に隣り合う前記第二の凹部１５の周方向の間隔、すなわち、対をなす前記第二の側面１５ａ，１５ａの周方向に隣り合う組の間隔Ｌ４とが等しい長さとなるように、それぞれ形成されている。

なお、本実施形態においては、対をなす前記第一の側面１２ａ，１２ａを有する前記第一の凹部１２により内径側係合部が構成され、対をなす前記第二の側面１５ａ，１５ａを有する前記第二の凹部１５により外径側係合部が構成されている。

このような構造をなす本実施形態に係る皿ばね１０の作用を次に説明する。

図２に示すように、第一の面１１同士及び第二の面１４同士を対向させるように皿ばね１０を交互に一つずつ複数組み合わせる（直列組み合わせ）にあたって、第一の面１１同士を対向させて組み合わせる一方の皿ばね１０の第一の面１１の第一の凹部１２と、他方の皿ばね１０の第一の面１１の前記係合部１３とを対向させるようにすると共に、第二の面１４同士を対向させて組み合わせる一方の皿ばね１０の第二の面１４の第二の凹部１５と、他方の皿ばね１０の第二の面１４の前記係合部１６とを対向させるようにすると、第一の面１１同士を対向させて組み合わせる一方の皿ばね１０のすべての前記第一の凹部１２と、他方の皿ばね１０のすべての前記係合部１３、すなわち、周方向に隣り合う第一の凹部１２の間とが嵌合すると共に、第二の面１４同士を対向させて組み合わせる一方の皿ばね１０のすべての前記第二の凹部１５と、他方の皿ばね１０のすべての前記係合部１６、すなわち、周方向に隣り合う第二の凹部１５の間とが嵌合する。

つまり、前記中心Ｏから径方向へ任意の長さＲ１の位置での前記間隔Ｌ１と前記間隔Ｌ２とを等しい長さとするように、前記第一の凹部１２と前記係合部１３とを周方向に等間隔で交互に形成していることから、一方の皿ばね１０のすべての第一の凹部１２と他方の皿ばね１０のすべての係合部１３とを嵌合させることができ、第一の面１１を互いに対向させた状態で二つの皿ばね１０を組み合わせることができると共に、前記中心Ｏから径方向へ任意の長さＲ２の位置での前記間隔Ｌ３と前記間隔Ｌ４とを等しい長さとするように、前記第二の凹部１５と前記係合部１６とを周方向に等間隔で交互に形成していることから、一方の皿ばね１０のすべての第二の凹部１５と他方の皿ばね１０のすべての係合部１６とを嵌合させることができ、第二の面１４を互いに対向させた状態で二つの皿ばね１０を組み合わせることができるのである。

これにより、支持ボス１０２，１０４を突設した支持部材１０１，１０３により、直列組み合わせした両端側に位置する皿ばね１０のみを支持するだけで、径方向へのずれ及び周方向への相対移動が防止される。

なぜなら、一部の皿ばね１０に外部から径方向への力が加わると、一方の皿ばね１０は、第一の面１１同士を対向させるように組み合わされている他方の皿ばね１０に対して、上記力により径方向へ移動しようとするものの、上記力が径方向内側に作用する箇所に位置する第一の凹部１２及び係合部１３の周方向の前記間隔Ｌ１，Ｌ２が、当該力の作用方向上流側（外周側１０ｂ側）よりも下流側（内周側１０ａ側）ほど短くなっている、言い換えれば、径方向内側へ移動しようとする一方の皿ばね１０の係合部１３の幅が径方向外側に向かうにしたがって広くなると共に、当該係合部１３に嵌合する他方の皿ばね１０の第一の凹部１２の対をなす前記第一の側面１２ａ，１２ａの間隔が径方向内側に向かうにしたがって狭くなっていることから、前記第一の凹部１２の対をなす前記第一の側面１２ａ，１２ａによって前記係合部１３の径方向内側への移動が規制され、その結果、第一の面１１同士を対向させるように組み合わされている他方の皿ばね１０に対する径方向へのずれが防止されるからである。

そして、一方の上記皿ばね１０は、第二の面１４同士を対向させるように組み合わされている他方の皿ばね１０に対して、上述と同様に、上記力により径方向へ移動しようとするものの、上記力が径方向内側に作用する箇所に位置する第二の凹部１５及び係合部１６の周方向の前記間隔Ｌ３，Ｌ４が、当該力の作用方向上流側（外周側１０ｂ側）よりも下流側（内周側１０ａ側）ほど短くなっている、言い換えれば、径方向内側へ移動しようとする一方の皿ばね１０の係合部１６の幅が径方向外側に向かうにしたがって広くなると共に、当該係合部１６に嵌合する他方の皿ばね１０の第二の凹部１５の対をなす前記第二の側面１５ａ，１５ａの間隔が径方向内側に向かうにしたがって狭くなっていることから、前記第二の凹部１５の対をなす前記第二の側面１５ａ，１５ａによって前記係合部１６の径方向内側への移動が規制され、その結果、径方向へのずれが防止される。

また、一部の皿ばね１０に外部から周方向の力が加わったとしても、径方向に沿って延設されている一対の前記第一の側面１２ａ，１２ａ及び前記第二の側面１５ａ，１５ａによって前記係合部１３，１６の周方向への移動が規制され、その結果、周方向への相対移動が防止される。

このため、皿ばね１０を組み合わせて構成されるばねの全長にわたってガイド軸やガイドハウジング等の部材を用いなくても、径方向へのずれを防止することができる。

したがって、本実施形態によれば、複数個組み合わせて使用する場合であっても、低コストで径方向へのずれを防止することができる。

なお、本実施形態では、周方向に沿って等間隔で六つの第一の凹部１２を第一の面１１に形成すると共に、周方向に沿って等間隔で六つの第二の凹部１５を第二の面１４に形成した皿ばね１０の場合について説明したが、他の実施形態として、例えば、図３に示すように、周方向に沿って等間隔で二つの第一の凹部２２を第一の面１１に形成すると共に、周方向に沿って等間隔で二つの第二の凹部２５を第二の面１４に形成した皿ばね２０等のように、周方向に沿って等間隔で複数の第一の凹部を第一の面に形成すると共に、周方向に沿って等間隔で複数の第二の凹部を第二の面に形成した皿ばねであれば、本実施形態の場合と同様な作用効果を得ることができる。なお、図３中、２３，２６は係合部である。

また、本実施形態では、窪状をなす第一の凹部１２を第一の面１１に形成すると共に、窪状をなす第二の凹部１５を第二の面１４に形成した皿ばね１０の場合について説明したが、前記凹部１２，１４に代えた他の実施形態として、例えば、図４に示すように、第一の面１１と第二の面１４とを貫通させるように切欠き状の第一の切欠き部３２及び第二の切欠き部３５を形成した皿ばね３０とすることでも、本実施形態の場合と同様な作用効果を得ることができる。なお、図４中、３２ａは第一の側面、３５ａは第二の側面、３３，３６は係合部である。

また、本実施形態では、図２に示したように、一つの皿ばね１０を交互に直列に複数組み合わせて使用する場合について説明したが、他の実施形態として、例えば、図５に示すように、前記第一の面１１と前記第二の面１４とを対向させた並列で複数組み合わせた皿ばね１０同士を直列に複数組み合わせて使用することも可能である。

また、本実施形態では、図２Ｃに示したように、支持ボス１０２，１０４を突設した支持部材１０１，１０３により、複数組み合わせた両端側の皿ばね１０のみを支持するようにしたが、条件によっては、支持ボスのない平坦な支持部材によって、複数組み合わせた皿ばね１０，２０を両端側から単に挟持することでも、径方向へのずれを防止することが可能である。

本発明に係る皿ばね及びその使用方法は、低コストで径方向へのずれを防止することができるので、機械工業等の各種の産業において、極めて有益に利用することができる。

本発明に係る皿ばねの実施形態の構造図である。図１の皿ばねの使用方法の説明図である。本発明に係る皿ばねの他の実施形態の構造図である。本発明に係る皿ばねのさらに他の実施形態の構造図である。本発明に係る皿ばねの使用方法の他の実施形態の説明図である。

符号の説明

１０皿ばね
１０ａ内周面
１０ｂ外周面
１１第一の面
１２第一の凹部
１２ａ第一の側面
１３係合部
１４第二の面
１５第二の凹部
１５ａ第二の側面
１６係合部
２０皿ばね
２２第一の凹部
２３係合部
２５第二の凹部
２６係合部
３０皿ばね
３２第一の切欠き部
３２ａ第一の側面
３３係合部
３５第二の切欠き部
３５ａ第二の側面
３６係合部
１０１，１０３支持部材
１０２，１０４支持ボス

Claims

皿ばねにおいて、
径方向外側に向いた外側面の内径側に形成された内径側係合部と、
径方向内側に向いた内側面の外径側に形成された外径側係合部と
を備え、
前記外側面同士を対向させて二つの皿ばねを組み合わせるときに、二つの皿ばねの径方向への相対移動を規制するように前記内径側係合部同士が係合し、
前記内側面同士を対向させて二つの皿ばねを組み合わせるときに、二つの皿ばねの径方向への相対移動を規制するように前記外径側係合部同士が係合するものである
ことを特徴とする皿ばね。
請求項１に記載の皿ばねにおいて、
前記内径側係合部が、皿ばねの厚さ方向及び径方向に沿って形成されて互いに対向する一対の内径側係合面を周方向に沿って複数組有し、一対の当該内径側係合面の一方と他方との間隔と、周方向に隣り合う前記組の当該内径側係合面の間隔とを等しくしたものであり、
前記外径側係合部が、皿ばねの厚さ方向及び径方向に沿って形成されて互いに対向する一対の外径側係合面を周方向に沿って複数組有し、一対の当該外径側係合面の一方と他方との間隔と、周方向に隣り合う前記組の当該外径側係合面の間隔とを等しくしたものである
ことを特徴とする皿ばね。
請求項２に記載の皿ばねにおいて、
一対の前記内径側係合面が、第一の凹部又は第一の切欠き部により形成される一対の第一の側面であり、
一対の前記外径側係合面が、第二の凹部又は第二の切欠き部により形成される一対の第二の側面である
ことを特徴とする皿ばね。
請求項１に記載の皿ばねにおいて、
前記内径側係合部が、
周方向に沿って形成された複数の第一の内径側係合部と、
周方向に隣り合う前記第一の内径側係合部の間に形成された第二の内径側係合部と
を有し、
前記外径側係合部が、
周方向に沿って形成された複数の第一の外径側係合部と、
周方向に隣り合う前記第一の外径側係合部の間に形成された第二の外径側係合部と
を有し、
前記外側面同士を対向させて二つの皿ばねを組み合わせるときに、一方の皿ばねのすべての前記第一の内径側係合部と他方の皿ばねのすべての前記第二の内径側係合部とが係合し、
前記内側面同士を対向させて二つの皿ばねを組み合わせるときに、一方の皿ばねのすべての前記第一の外径側係合部と他方の皿ばねのすべての前記第二の外径側係合部とが係合するものである
ことを特徴とする皿ばね。
請求項４に記載の皿ばねにおいて、
前記第一の内径側係合部が、第一の凹部又は第一の切欠き部であり、
前記第一の外径側係合部が、第二の凹部又は第二の切欠き部である
ことを特徴とする皿ばね。
径方向外側に向いた外側面の内径側に周方向に沿って等間隔で複数形成された第一の凹部と、
径方向内側に向いた内側面の外径側に周方向に沿って等間隔で複数形成された第二の凹部と
を備え、
前記第一の凹部が、径方向外側ほど周方向の長さの長い扇状をなすと共に、
前記第二の凹部が、径方向内側ほど周方向の長さの短い扇状をなし、
前記第一の凹部の任意の半径位置における周方向の長さと、周方向に隣り合う前記第一の凹部の前記半径位置における間隔とが等しい長さをなすと共に、
前記第二の凹部の任意の半径位置における周方向の長さと、周方向に隣り合う前記第二の凹部の前記半径位置における間隔とが等しい長さをなしている
ことを特徴とする皿ばね。
請求項６に記載の皿ばねの使用方法であって、
二つの前記皿ばねの前記外側面同士を対向させるように組み合わせるにあたって、一方の当該皿ばねの前記第一の凹部と、他方の当該皿ばねの周方向に隣り合う前記第一の凹部の間とを嵌合させる
ことを特徴とする皿ばねの使用方法。
請求項６に記載の皿ばねの使用方法であって、
二つの前記皿ばねの前記内側面同士を対向させるように組み合わせるにあたって、一方の当該皿ばねの前記第二の凹部と、他方の当該皿ばねの周方向に隣り合う前記第二の凹部の間とを嵌合させる
ことを特徴とする皿ばねの使用方法。