JP2022145753A - wave washer - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a wave washer used in a flexible member capable of improving load resistance and flexibility while realizing downsizing.
SOLUTION: A plurality of wave washers 23 is laminated in an axial direction, is joined between their adjacent portions in a lamination direction by a plurality of joint parts 21, and is used for a flexible member 1 that can be bent in an axial direction by elastic deformation of the wave washer 23. The wave washer comprises: a plurality of peak parts 23a and valley parts 23b provided in a circumferential direction and each provided with the joint parts 21; and an easily deformable part 29 formed between portions in which the joint parts 21 are provided adjacently in the circumferential direction of the peak parts 23a and the valley parts 23b. The easily deformable part 29 is arranged at a position away from the portion where the joint part 21 is provided, and is more deformable than the portion between the portion where the joint portion 21 is provided, and the easily deformable part 29.
SELECTED DRAWING: Figure 8
COPYRIGHT: (C)2023,JPO&INPIT

Description

本発明は、ロボット等の関節機能部に供される可撓部材に用いられるウェーブワッシャーに関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a wave washer used for a flexible member provided for a joint function part of a robot or the like.

各種分野のロボット、マニピュレーター、或はアクチュエータ等には、可撓部材を用いることで屈曲動作を可能にした関節機能部を有するものがある。このような関節機能部に用いられる可撓部材としては、特許文献１にコイルスプリングが開示されている。 2. Description of the Related Art Robots, manipulators, actuators, and the like in various fields have a joint function part that enables a bending motion by using a flexible member. A coil spring is disclosed in Patent Document 1 as a flexible member used in such a joint function portion.

コイルスプリングは、関節機能部の屈曲動作に対して高い自由度を確保できるものの、耐荷重及び屈曲性を確保する必要性から小型化に限界があった。 Although the coil spring can ensure a high degree of freedom for the bending motion of the joint function part, there is a limit to miniaturization due to the need to ensure load resistance and flexibility.

特開２０１４－３８０７５号公報JP 2014-38075 A

解決しようとする問題点は、小型化を図りつつ耐荷重及び屈曲性を確保することに限界があった点である。 The problem to be solved is that there is a limit to ensuring load resistance and flexibility while achieving miniaturization.

本発明は、複数のウェーブワッシャーが軸方向に積層されると共に積層方向の隣接間を複数の接合部によって接合され前記ウェーブワッシャーの弾性変形により前記軸方向に対して屈曲可能な可撓部材に用いられるウェーブワッシャーであって、周方向に複数備えられ前記接合部がそれぞれ設けられる山部及び谷部と、前記山部及び前記谷部の前記周方向で隣接する前記接合部が設けられる部分間に形成された易変形部とを備え、前記易変形部は、前記接合部が設けられる部分から外れた位置に配置され前記接合部が設けられる部分と前記易変形部との間の部分よりも変形し易いウェーブワッシャーを最も主な特徴とする。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is used in a flexible member in which a plurality of wave washers are laminated in the axial direction, adjacent portions in the lamination direction are joined by a plurality of joint portions, and which is bendable in the axial direction by elastic deformation of the wave washers. A wave washer comprising a plurality of ridges and troughs provided in the circumferential direction and provided with the joints, respectively, and between portions of the ridges and the troughs adjacent in the circumferential direction where the joints are provided and an easily deformable portion formed, wherein the easily deformable portion is arranged at a position deviated from the portion where the joint portion is provided and deforms more than a portion between the portion where the joint portion is provided and the easily deformable portion. The main feature is the easy-to-clean wave washer.

本発明は、複数のウェーブワッシャーの変形により可撓部材を屈曲できるため、小型化を図りつつ耐荷重及び屈曲性に優れた可撓部材を得ることが可能となる。 According to the present invention, since the flexible member can be bent by deformation of a plurality of wave washers, it is possible to obtain a flexible member that is compact and has excellent load resistance and flexibility.

しかも、本発明では、可撓部材の屈曲ときに各ウェーブワッシャーの接合部間で易変形部が変形することにより、易変形部とウェーブワッシャーの接合部との間の変形を小さくして接合部に働く応力を緩和することができ、可撓部材の耐久性を向上できる。 Moreover, in the present invention, the deformation between the easily deformable portions and the joint portions of the wave washers is reduced by deforming the easily deformable portions between the joint portions of the wave washers when the flexible member is bent. The stress acting on the flexible member can be relaxed, and the durability of the flexible member can be improved.

可撓部材を用いたマニピュレーターを示す斜視図である（実施例１）。FIG. 11 is a perspective view showing a manipulator using a flexible member (Example 1); 図１のマニピュレーターを示す正面図である（実施例１）。It is a front view which shows the manipulator of FIG. 1 (Example 1). 図１のマニピュレーターの断面図である（実施例１）。FIG. 2 is a cross-sectional view of the manipulator of FIG. 1 (Example 1); 図１のマニピュレーターの一部を省略し、関節機能部を主に示す斜視図である（実施例１）。1. It is a perspective view which abbreviate|omits a part of manipulator of FIG. 1 and mainly shows a joint function part (Example 1). 図４の関節機能部を主に示す側面図である（実施例１）。FIG. 5 is a side view mainly showing the joint function part of FIG. 4 (Example 1). 図５のＶＩ部の拡大図である（実施例１）。FIG. 6 is an enlarged view of a VI portion of FIG. 5 (Example 1); 図４のＶＩＩ－ＶＩＩ線における、関節機能部の可撓部材を示す断面図であり、（Ａ）が平常時、（Ｂ）が屈曲時を示す（実施例１）。FIG. 5 is a cross-sectional view showing the flexible member of the joint function part taken along the line VII-VII in FIG. 4, where (A) shows normal state and (B) shows flexed state (Example 1). ウェーブワッシャーを示す斜視図である（実施例１）。It is a perspective view which shows a wave washer (Example 1). 図８の要部を拡大して示す平面図である（実施例１）。FIG. 9 is a plan view showing an enlarged main part of FIG. 8 (Example 1); 接合部の溶接部の溶接スポットを概念的に示す平面図である（実施例１）。FIG. 4 is a plan view conceptually showing a welding spot of a welded portion of a joint (Example 1). 比較例に係り、ウェーブワッシャーを示す斜視図である（実施例１）。It is a perspective view which concerns on a comparative example and shows a wave washer (Example 1). 図１１の比較例に係るウェーブワッシャーの応力分布を示し、図１２（Ａ）はウェーブワッシャー全体の斜視図、図１２（Ｂ）は図１２（Ａ）のＸＩＩ部の拡大図である（実施例１）。The stress distribution of the wave washer according to the comparative example of FIG. 11 is shown, FIG. 12(A) is a perspective view of the entire wave washer, and FIG. 12(B) is an enlarged view of the XII section of FIG. 1). 図８のウェーブワッシャーの応力分布を示し、図１３（Ａ）はウェーブワッシャー全体の斜視図、図１３（Ｂ）は図１３（Ａ）のＸＩＩＩ部の拡大図である（実施例１）。The stress distribution of the wave washer of FIG. 8 is shown, FIG. 13(A) is a perspective view of the entire wave washer, and FIG. 13(B) is an enlarged view of section XIII of FIG. 13(A) (Example 1). ウェーブワッシャーを示す斜視図である（実施例２）。It is a perspective view which shows a wave washer (Example 2). 図１４の要部を拡大して示す平面図である（実施例２）。FIG. 15 is a plan view showing an enlarged main part of FIG. 14 (Embodiment 2); 図１４のウェーブワッシャーの応力分布を示し、図１６（Ａ）はウェーブワッシャー全体の斜視図、図１６（Ｂ）は図１６（Ａ）のＸＶＩ部の拡大図である（実施例２）。The stress distribution of the wave washer of FIG. 14 is shown, FIG. 16(A) is a perspective view of the entire wave washer, and FIG. 16(B) is an enlarged view of the XVI portion of FIG. 16(A) (Example 2). 図１４のウェーブワッシャーの応力分布を示し、図１７（Ａ）はウェーブワッシャー全体の斜視図、図１７（Ｂ）は図１７（Ａ）のＸＶＩＩ部の拡大図である（実施例２）。The stress distribution of the wave washer of FIG. 14 is shown, FIG. 17(A) is a perspective view of the whole wave washer, and FIG. 17(B) is an enlarged view of the XVII section of FIG. 17(A) (Example 2). 図１４のウェーブワッシャーの応力分布を示し、図１８（Ａ）はウェーブワッシャー全体の斜視図、図１８（Ｂ）は図１８（Ａ）のＸＶＩＩＩ部の拡大図である（実施例２）。The stress distribution of the wave washer of FIG. 14 is shown, FIG. 18(A) is a perspective view of the entire wave washer, and FIG. 18(B) is an enlarged view of section XVIII of FIG. 18(A) (Example 2). 図１４のウェーブワッシャーの応力分布を示し、図１９（Ａ）はウェーブワッシャー全体の斜視図、図１９（Ｂ）は図１９（Ａ）のＸＩＸ部の拡大図である（実施例２）。The stress distribution of the wave washer of FIG. 14 is shown, FIG. 19(A) is a perspective view of the whole wave washer, and FIG. 19(B) is an enlarged view of the XIX part of FIG. 19(A) (Example 2). 実施例２の最大応力を図１２の比較例及び図１３の実施例１の最大応力と共に示すグラフである（実施例２）。14 is a graph showing the maximum stress of Example 2 together with the maximum stress of Comparative Example of FIG. 12 and Example 1 of FIG. 13 (Example 2). ウェーブワッシャーの易変形部を概略的に示す側面図である（実施例３）。(Example 3) which is a side view which shows roughly the easily deformable part of a wave washer.

小型化を図りつつ耐荷重及び屈曲性に優れた可撓部材を得ることを可能にするという目的を、耐久性を向上しつつ実現した。 The purpose of making it possible to obtain a flexible member having excellent load resistance and flexibility while achieving miniaturization has been achieved while improving durability.

すなわち、可撓部材は、複数のウェーブワッシャーが軸方向に積層されると共に隣接間を複数の接合部によって接合され、ウェーブワッシャーの弾性変形により軸方向に対して屈曲可能な本体部と、ウェーブワッシャーのそれぞれにおいて周方向で隣接する接合部間に形成され、ウェーブワッシャーの他の部分よりも変形し易い易変形部とを備える。 That is, the flexible member includes a plurality of wave washers laminated in the axial direction and adjacent portions joined by a plurality of joint portions, and a body portion that can be bent in the axial direction by elastic deformation of the wave washer, and the wave washer and an easily deformable portion which is formed between joint portions adjacent in the circumferential direction in each of the wave washers and which is more easily deformable than other portions of the wave washer.

易変形部は、ウェーブワッシャーの径方向での寸法を相対的に小さくした部分、又はウェーブワッシャーの板厚を相対的に小さくした部分からなる構成としてもよい。 The easily deformable portion may be composed of a portion of the wave washer whose dimension in the radial direction is relatively small, or a portion of the wave washer whose plate thickness is relatively small.

複数の接合部は、それぞれウェーブワッシャーの内周側から外周側に向かって伸びる線状の溶接部としてもよい。 Each of the plurality of joints may be a linear weld extending from the inner peripheral side of the wave washer toward the outer peripheral side thereof.

この場合、各接合部は、溶接部を一対備え、一対の溶接部は、ウェーブワッシャーの内周側から外周側に向かって漸次周方向に離間する構成としてもよい。 In this case, each joint portion may include a pair of welded portions, and the pair of welded portions may be gradually separated from each other in the circumferential direction from the inner peripheral side of the wave washer toward the outer peripheral side thereof.

一対の溶接部は、ウェーブワッシャーの内周側で相互に重なるＶ字状としてもよい。 The pair of welded portions may be V-shaped so as to overlap each other on the inner peripheral side of the wave washer.

この場合、一対の溶接部は、開き角度が２０度であってもよい。 In this case, the pair of welds may have an opening angle of 20 degrees.

複数のウェーブワッシャーは、それぞれ周方向に複数の山部及びこれら山部間の谷部を備え、隣接するウェーブワッシャーの山部と谷部とが当接し、山部と谷部との当接部分がそれぞれ接合部により接合された構成としてもよい。 Each of the plurality of wave washers has a plurality of peaks and valleys between the peaks in the circumferential direction, and the peaks and valleys of adjacent wave washers are in contact with each other. may be joined by a joining portion.

［マニピュレーター］
図１は、本発明の実施例１に係る可撓部材を用いたマニピュレーターを示す斜視図、図２は、同正面図、図３は、同断面図である。 [manipulator]
1 is a perspective view showing a manipulator using a flexible member according to Embodiment 1 of the present invention, FIG. 2 is a front view of the same, and FIG. 3 is a cross-sectional view of the same.

本実施例は、可撓部材１を用いた関節機能部３を有するロボット、マニピュレーター、或はアクチュエータの一例として、医療用のマニピュレーター５について説明する。 In this embodiment, a medical manipulator 5 will be described as an example of a robot, manipulator, or actuator having a joint function part 3 using a flexible member 1 .

マニピュレーター５は、手術ロボットのロボットアーム先端を構成し、医師等によって操作されるものである。なお、マニピュレーター５は、手術ロボットに取り付けずに医師等によって直接操作される手動マニピュレーターであってもよい。また、可撓部材１を適用可能なロボット、マニピュレーター、或はアクチュエータは、マニピュレーター５に限られず、産業用ロボット等の他の分野のものであってもよい。 The manipulator 5 constitutes the tip of a robot arm of a surgical robot and is operated by a doctor or the like. Note that the manipulator 5 may be a manual manipulator directly operated by a doctor or the like without being attached to a surgical robot. Robots, manipulators, or actuators to which the flexible member 1 can be applied are not limited to the manipulator 5, and may be those in other fields such as industrial robots.

マニピュレーター５は、シャフト部７と、関節機能部３と、エンドエフェクタ９とを備えている。 The manipulator 5 has a shaft portion 7 , a joint function portion 3 and an end effector 9 .

シャフト部７は、中空筒状、例えば円筒状に形成されている。シャフト部７内には、関節機能部３を駆動するための駆動ワイヤ１１やエンドエフェクタ９を駆動するためのプッシュプルケーブル１３が通っている。シャフト部７の先端には、関節機能部３を介してエンドエフェクタ９が設けられている。 The shaft portion 7 is formed in a hollow tubular shape, for example, a cylindrical shape. A drive wire 11 for driving the joint function portion 3 and a push-pull cable 13 for driving the end effector 9 pass through the shaft portion 7 . An end effector 9 is provided at the distal end of the shaft portion 7 via the joint function portion 3 .

関節機能部３は、駆動ワイヤ１１の操作に応じ、軸方向に対して屈曲動作を行う。軸方向とは、後述する可撓部材１の軸心に沿った方向を意味し、軸心に対して厳密に平行な方向である必要はなく、軸心に対して若干傾斜した方向も含む。関節機能部３の詳細は後述する。 The joint function part 3 performs a bending motion in the axial direction according to the operation of the drive wire 11 . The axial direction means a direction along the axis of the flexible member 1, which will be described later, and does not have to be a direction strictly parallel to the axis, but also includes a direction slightly inclined with respect to the axis. Details of the joint function unit 3 will be described later.

エンドエフェクタ９は、関節機能部３の可動部１７に対して取り付けられ、目的に応じた動作を行う機器である。本実施例のエンドエフェクタ９は、鉗子であり、一対の把持部９ａ，９ｂを備えている。このエンドエフェクタ９は、関節機能部３の屈曲動作に応じて所望の方向へ指向可能であり、且つ一対の把持部９ａ，９ｂがプッシュプルケーブル１３の操作に応じて開閉可能になっている。 The end effector 9 is a device that is attached to the movable portion 17 of the joint function portion 3 and performs a desired operation. The end effector 9 of this embodiment is a forceps and has a pair of grasping portions 9a and 9b. The end effector 9 can be oriented in a desired direction according to the bending motion of the joint function part 3, and the pair of grip parts 9a and 9b can be opened and closed according to the operation of the push-pull cable 13. As shown in FIG.

なお、エンドエフェクタ９は、鉗子に限られず、例えば鋏、把持レトラクタ、針ドライバ、カメラ等とすることも可能である。 The end effector 9 is not limited to forceps, and may be scissors, a grasping retractor, a needle driver, a camera, or the like.

［関節機能部］
図４は、図１のマニピュレーター５の一部を省略し、関節機能部３を主に示す斜視図、図５は、同側面図、図６は、図５のＶＩ部の拡大図、図７は、図４のＶＩＩ－ＶＩＩ線における、関節機能部３の可撓部材１を示す断面図であり、図７（Ａ）が平常時、図７（Ｂ）が屈曲時を示す。 [Joint Function]
4 is a perspective view mainly showing the joint function part 3 with a part of the manipulator 5 of FIG. 1 omitted, FIG. 5 is a side view of the same, FIG. 6 is an enlarged view of the VI part of FIG. 7A and 7B are cross-sectional views showing the flexible member 1 of the joint function portion 3 taken along the line VII-VII in FIG. 4, FIG. 7A showing normal state, and FIG.

図１～図７のように、関節機能部３は、基部１５と、可動部１７と、可撓部材１とを備えている。 As shown in FIGS. 1 to 7, the joint function portion 3 includes a base portion 15, a movable portion 17, and a flexible member 1. FIG.

基部１５は、金属等によって円柱状に形成され、シャフト部７の先端に取り付けられている。基部１５の軸心部には、プッシュプルケーブル１３が軸方向で挿通し、その周囲には、駆動ワイヤ１１が軸方向で挿通している。 The base portion 15 is formed of metal or the like in a cylindrical shape and attached to the tip of the shaft portion 7 . The push-pull cable 13 is axially inserted through the axial center of the base 15, and the drive wire 11 is axially inserted around it.

可動部１７は、金属等によって円柱状に形成され、エンドエフェクタ９に取り付けられている。可動部１７の軸心部は、プッシュプルケーブル１３を挿通し、プッシュプルケーブル１３の先端は、エンドエフェクタ９に結合されている。 The movable portion 17 is formed of metal or the like in a cylindrical shape and attached to the end effector 9 . A push-pull cable 13 is inserted through the axial center portion of the movable portion 17 , and the tip of the push-pull cable 13 is coupled to the end effector 9 .

この可動部１７は、可撓部材１を介して基部１５に支持され、駆動ワイヤ１１の先端部が固定されている。このため、可動部１７は、駆動ワイヤ１１の操作により基部１５に対して変位し、エンドエフェクタ９を所望の方向に指向させることを可能とする。 The movable portion 17 is supported by the base portion 15 via the flexible member 1, and the distal end portion of the drive wire 11 is fixed. Therefore, the movable portion 17 can be displaced with respect to the base portion 15 by operating the drive wire 11 to orient the end effector 9 in a desired direction.

可撓部材１は、関節機能部３の屈曲動作を可能とするものであり、基部１５と可動部１７との間に介設されている。可撓部材１は、基部１５に対する可動部１７の変位に応じて屈曲する。可撓部材１には、駆動ワイヤ１１及びプッシュプルケーブル１３が軸方向で通されている。 The flexible member 1 enables bending motion of the joint function portion 3 and is interposed between the base portion 15 and the movable portion 17 . The flexible member 1 bends according to displacement of the movable portion 17 with respect to the base portion 15 . A drive wire 11 and a push-pull cable 13 are axially passed through the flexible member 1 .

かかる可撓部材１は、本体部１９の両端部がそれぞれ基部１５及び可動部１７に固定されている。なお、この固定は、後述する接合部２１や他の固着手段によって行うことが可能である。 Both ends of the body portion 19 of the flexible member 1 are fixed to the base portion 15 and the movable portion 17, respectively. It should be noted that this fixation can be performed by a joint portion 21 or other fixation means, which will be described later.

本体部１９は、複数のウェーブワッシャー２３を軸方向で積層すると共に軸方向で隣接するウェーブワッシャー２３の相互間を接合することによって形成されている。この本体部１９は、ウェーブワッシャー２３の弾性変形により屈曲可能となっている。 The body portion 19 is formed by laminating a plurality of wave washers 23 in the axial direction and joining the wave washers 23 adjacent to each other in the axial direction. The body portion 19 can be bent by elastic deformation of the wave washer 23 .

［ウェーブワッシャー］
図８は、ウェーブワッシャー２３を示す斜視図、図９は、図８の要部を拡大して示す平面図、図１０は、接合部２１の溶接部２５の溶接スポット２７を概念的に示す平面図である。 [Wave washer]
8 is a perspective view showing the wave washer 23, FIG. 9 is an enlarged plan view showing the essential part of FIG. 8, and FIG. It is a diagram.

図４～図８のように、各ウェーブワッシャー２３は、金属等によって閉環状に形成された板材である。本実施例のウェーブワッシャー２３は、ステンレスからなる円環状の板材であり、内外周２３ｅ，２３ｆ間の径方向の幅及び板厚が一定となっている。 As shown in FIGS. 4 to 8, each wave washer 23 is a plate material formed of metal or the like in a closed ring shape. The wave washer 23 of this embodiment is an annular plate member made of stainless steel, and has a constant radial width and plate thickness between the inner and outer peripheries 23e and 23f.

各ウェーブワッシャー２３は、周方向に複数の山部２３ａを有し、隣接する山部２３ａ間に谷部２３ｂを有する。本実施例のウェーブワッシャー２３は、径方向に対向する二つの山部２３ａを有し、山部２３ａ間に径方向に対向する二つの谷部２３ｂを有する。従って、本実施例では、山部２３ａと谷部２３ｂとが周方向において９０度毎に交互に設けられている。 Each wave washer 23 has a plurality of peaks 23a in the circumferential direction and valleys 23b between adjacent peaks 23a. The wave washer 23 of this embodiment has two ridges 23a that face each other in the radial direction, and two troughs 23b that face each other in the diametrical direction between the ridges 23a. Therefore, in this embodiment, the peak portions 23a and the valley portions 23b are alternately provided at intervals of 90 degrees in the circumferential direction.

山部２３ａ及び谷部２３ｂは、ウェーブワッシャー２３の内周２３ｅから外周２３ｆにわたる領域が軸方向で逆向きの円弧状に湾曲して形成されている。軸方向で隣接するウェーブワッシャー２３間では、一方のウェーブワッシャー２３の山部２３ａが他方のウェーブワッシャーの谷部２３ｂに当接している。これら山部２３ａ及び谷部２３ｂの伸縮により、各ウェーブワッシャー２３は、軸方向での弾性的な伸縮による変形が可能となっている。 The ridges 23a and the troughs 23b are formed by arcuately curved regions extending from the inner circumference 23e to the outer circumference 23f of the wave washer 23 in the axial direction. Between the wave washers 23 adjacent in the axial direction, the crests 23a of one wave washer 23 are in contact with the troughs 23b of the other wave washer. Due to the expansion and contraction of these peaks 23a and valleys 23b, each wave washer 23 can be deformed by elastic expansion and contraction in the axial direction.

相互に当接する山部２３ａ及び谷部２３ｂは、両者の当接部分が接合部２１によって接合されている。これにより、可撓部材１の本体部１９は、積層状態が保持されている。 The peak portions 23a and the valley portions 23b that contact each other are joined by the joining portions 21 at their contact portions. As a result, the body portion 19 of the flexible member 1 is maintained in a layered state.

接合部２１は、ウェーブワッシャー２３の内周２３ｅ側から外周２３ｆ側に向かって伸びる線状の溶接部２５からなる。本実施例の溶接部２５は、ウェーブワッシャー２３の中心から放射方向である径方向に延びる第１線Ｌ１上に、連続した線状に形成されている。なお、接合部２１の内周側及び外周側の端部は、それぞれウェーブワッシャー２３の内周２３ｅ及び外周２３ｆに対して径方向の隙間を有して配置されている。 The joint portion 21 is composed of a linear weld portion 25 extending from the inner circumference 23e side of the wave washer 23 toward the outer circumference 23f side. The welded portion 25 of this embodiment is formed in a continuous linear shape on the first line L1 extending radially from the center of the wave washer 23 . In addition, the inner peripheral side and the outer peripheral side end portions of the joint portion 21 are arranged with radial gaps from the inner peripheral side 23e and the outer peripheral side 23f of the wave washer 23, respectively.

この溶接部２５は、スポット溶接によって形成され、溶接スポット２７の中心が第１線Ｌ１上に位置するように形成されている。隣接する溶接スポット２７は、平面視において相互に重なるか或いは接触し、溶接部２５を連続した線状としている。本実施例では、隣接する溶接スポット２７が重なっている。 This welded portion 25 is formed by spot welding, and is formed such that the center of the welded spot 27 is positioned on the first line L1. Adjacent weld spots 27 overlap or contact each other in plan view, forming a continuous linear weld 25 . In this example, adjacent weld spots 27 overlap.

なお、溶接部２５は、ウェーブワッシャー２３の内外周２３ｅ，２３ｆの変形量の差に応じて適宜設定することが可能である。例えば、溶接部２５は、隣接する溶接スポット２７を離間させることで破線状としてもよい。 The welded portion 25 can be appropriately set according to the difference in the amount of deformation between the inner and outer circumferences 23e and 23f of the wave washer 23. FIG. For example, welds 25 may be dashed by spacing adjacent weld spots 27 apart.

各ウェーブワッシャー２３において、山部２３ａと谷部２３ｂとの間は、傾斜部２３ｃによって連続している。傾斜部２３ｃは、周方向に傾斜し、且つ内周２３ｅと外周２３ｆとの間で僅かにねじれた形状となっている。 In each wave washer 23, the peak portion 23a and the valley portion 23b are continuous with an inclined portion 23c. The inclined portion 23c is inclined in the circumferential direction and has a slightly twisted shape between the inner periphery 23e and the outer periphery 23f.

傾斜部２３ｃには、駆動ワイヤ１１を通す通し部としての挿通孔２３ｄが設けられている。挿通孔２３ｄは、本体部１９の周方向に複数設けられている。本実施例では、駆動ワイヤ１１が周方向に９０度毎に４本設けられていることから、これに応じて挿通孔２３ｄも周方向に９０度毎に４つ設けられている。 The inclined portion 23c is provided with an insertion hole 23d as a portion through which the drive wire 11 is passed. A plurality of insertion holes 23 d are provided in the circumferential direction of the body portion 19 . In this embodiment, since four drive wires 11 are provided at every 90 degrees in the circumferential direction, four insertion holes 23d are also provided at every 90 degrees in the circumferential direction accordingly.

軸方向に隣接するウェーブワッシャー２３の傾斜部２３ｃ間では、挿通孔２３ｄが軸方向に連通し、これら連通する挿通孔２３ｄにより駆動ワイヤ１１を挿通する。この挿通により、可撓部材１は、駆動ワイヤ１１を通し部として軸方向に通すと共に所定位置に保持するガイドとして機能する。 Between the inclined portions 23c of the wave washers 23 adjacent in the axial direction, the insertion holes 23d communicate in the axial direction, and the drive wire 11 is inserted through the communicating insertion holes 23d. By this insertion, the flexible member 1 functions as a guide for axially passing the drive wire 11 as a through portion and for holding it in a predetermined position.

挿通孔２３ｄの形状は、ほぼ円形であり、駆動ワイヤ１１の径よりも大きくなっている。この径の差は、傾斜部２３ｃの傾斜及び変位を許容する。なお、挿通孔２３ｄの形状は、円形に限られるものではなく、矩形等の他の形状としても良い。 The shape of the insertion hole 23 d is substantially circular and larger than the diameter of the drive wire 11 . This difference in diameter allows inclination and displacement of the inclined portion 23c. In addition, the shape of the insertion hole 23d is not limited to a circular shape, and may be another shape such as a rectangular shape.

なお、ウェーブワッシャー２３の形状や材質等は、可撓部材１に要求される特性等に応じて適宜変更することが可能である。山部２３ａ及び谷部２３ｂの数や曲率半径、傾斜部２３ｃの傾斜角度等も、可撓部材１に要求される特性等に応じて適宜変更することが可能である。 The shape, material, etc. of the wave washer 23 can be appropriately changed according to the characteristics required for the flexible member 1, and the like. The number of peaks 23a and valleys 23b, the radius of curvature, the angle of inclination of the inclined portion 23c, and the like can also be changed as appropriate according to the characteristics required of the flexible member 1 and the like.

かかる本実施例のウェーブワッシャー２３は、易変形部２９を有している。なお、図９では、理解容易のために易変形部２９を二重斜線で示す。 The wave washer 23 of this embodiment has an easily deformable portion 29 . In addition, in FIG. 9, the easily deformable portion 29 is indicated by double oblique lines for easy understanding.

易変形部２９は、各ウェーブワッシャー２３において、周方向で隣接する接合部２１間に形成され、可撓部材１の本体部１９の屈曲時にウェーブワッシャー２３の他の部分と比較して変形し易い構成となっている。 The easily deformable portion 29 is formed between the joint portions 21 adjacent in the circumferential direction in each wave washer 23, and deforms more easily than other portions of the wave washer 23 when the body portion 19 of the flexible member 1 is bent. It is configured.

従って、各ウェーブワッシャー２３では、可撓部材１の本体部１９の屈曲時に接合部２１間で易変形部２９が変形することにより、接合部２１付近での変形を小さくして応力を緩和することができるようになっている。 Therefore, in each wave washer 23, when the body portion 19 of the flexible member 1 is bent, the easily deformable portion 29 is deformed between the joint portions 21, thereby reducing the deformation in the vicinity of the joint portion 21 and relieving the stress. is now possible.

本実施例の易変形部２９は、ウェーブワッシャー２３の径方向での寸法を相対的に小さくした部分からなる。具体的には、易変形部２９は、ウェーブワッシャー２３の内周２３ｅに形成された径方向の凹部２９ａにより、ウェーブワッシャー２３の径方向での寸法が相対的に小さく設定されている。かかる易変形部２９は、ウェーブワッシャー２３の断面二次モーメントを部分的に小さくし、他の部分よりも変形し易いものとなる。 The easily deformable portion 29 of this embodiment consists of a portion of the wave washer 23 whose radial dimension is relatively small. Specifically, the easily deformable portion 29 has a relatively small dimension in the radial direction of the wave washer 23 due to a radial recess 29 a formed in the inner circumference 23 e of the wave washer 23 . Such easily deformable portions 29 partially reduce the moment of inertia of area of the wave washer 23, and become more easily deformable than other portions.

かかる易変形部２９は、挿通孔２３ｄの周方向の両側に配置されている。なお、挿通孔２３ｄを有さない場合は、周方向で隣接する接合部２１間にわたる単一の易変形部を形成してもよい。 Such easily deformable portions 29 are arranged on both circumferential sides of the insertion hole 23d. In addition, when it does not have 23 d of insertion holes, you may form the single easily deformable part which extends between the joining parts 21 which adjoin in the circumferential direction.

凹部２９ａは、挿通孔２３ｄの両側の易変形部２９に対応し、各接合部２１に対して一対設けられている。各凹部２９ａは、ウェーブワッシャー２３の内周２３ｅから外周２３ｆ側に向けた切欠状に形成されている。 A pair of concave portions 29a are provided for each joint portion 21 corresponding to the easily deformable portions 29 on both sides of the insertion hole 23d. Each recess 29a is formed in a notch shape extending from the inner periphery 23e of the wave washer 23 toward the outer periphery 23f.

なお、凹部２９ａの内面２９ａａの形状は、易変形部２９の断面二次モーメントを小さくできれば、他の形状を採用することが可能である。 It should be noted that the shape of the inner surface 29aa of the concave portion 29a can adopt other shapes as long as the geometrical moment of inertia of the easily deformable portion 29 can be reduced.

［関節機能部の屈曲動作］
関節機能部３では、医師がマニピュレーター５を操作する際、何れか一つの駆動ワイヤ１１を引くことにより可撓部材１が屈曲する。この関節機能部３は、いくつかの駆動ワイヤ１１を組み合わせて引くことにより、３６０度全方位に屈曲することが可能となる。 [Bending motion of joint functional part]
In the joint function part 3 , when the doctor operates the manipulator 5 , the flexible member 1 is bent by pulling any one of the drive wires 11 . This joint function part 3 can be bent in all directions by 360 degrees by pulling several drive wires 11 in combination.

少なくとも何れか一つの駆動ワイヤ１１を引いて屈曲する際、可撓部材１は、図７（Ｂ）のように、中立軸に対する屈曲内側部分で山部２３ａ及び谷部２３ｂが圧縮されると共に屈曲外側部分で山部２３ａ及び谷部２３ｂが伸張される。 When at least one of the drive wires 11 is pulled and bent, the flexible member 1 is bent while the peaks 23a and troughs 23b are compressed in the bending inner portion with respect to the neutral axis, as shown in FIG. 7(B). The peaks 23a and valleys 23b are stretched in the outer portion.

このように変形することで、操作された駆動ワイヤ１１を挿通している傾斜部２３ｃ相互間が近接し、可撓部材１が全体として屈曲することになる。これにより、屈曲角度と荷重との荷重特性の線形性が高い屈曲動作を実現する。 By such deformation, the inclined portions 23c through which the operated drive wire 11 is inserted become closer to each other, and the flexible member 1 bends as a whole. This realizes a bending motion with high linearity in the load characteristics between the bending angle and the load.

かかる屈曲時のウェーブワッシャー２３の変形では、周方向で隣接する接合部２１間で易変形部２９を積極的に変形させることができ、接合部２１付近での変形量を低減し、接合部２１付近に作用する応力を低減することができる。 In the deformation of the wave washer 23 during bending, the easily deformable portions 29 can be actively deformed between the joint portions 21 adjacent in the circumferential direction. The stress acting in the vicinity can be reduced.

［応力分布］
図１１は、比較例に係り、接合部２１Ａを有するウェーブワッシャー２３Ａを示す斜視図である。図１２は、比較例に係るウェーブワッシャー２３Ａの応力分布を示し、図１２（Ａ）はウェーブワッシャー２３Ａ全体の斜視図、図１２（Ｂ）は図１２（Ａ）のＸＩＩ部の拡大図である。図１３は、実施例１に係るウェーブワッシャー２３の応力分布を示し、図１３（Ａ）はウェーブワッシャー２３全体の斜視図、図１３（Ｂ）は図１３（Ａ）のＸＩＩＩ部の拡大図である。 [Stress distribution]
FIG. 11 is a perspective view showing a wave washer 23A having a joint portion 21A according to a comparative example. FIG. 12 shows the stress distribution of the wave washer 23A according to the comparative example, FIG. 12(A) is a perspective view of the entire wave washer 23A, and FIG. 12(B) is an enlarged view of the XII portion of FIG. 12(A). . 13 shows the stress distribution of the wave washer 23 according to Example 1, FIG. 13(A) is a perspective view of the entire wave washer 23, and FIG. 13(B) is an enlarged view of section XIII of FIG. 13(A). be.

比較例の可撓部材（図示せず）に用いられるウェーブワッシャー２３Ａと実施例１の可撓部材１に用いられるウェーブワッシャー２３とで９０度屈曲時の応力分布を比較した。 The wave washer 23A used in the flexible member (not shown) of Comparative Example and the wave washer 23 used in the flexible member 1 of Example 1 were compared in stress distribution when bent 90 degrees.

比較例の可撓部材は、ウェーブワッシャー２３Ａを実施例１と同様に積層して隣接間を接合したものであり、ウェーブワッシャー２３Ａの内周２３Ａｅの形状以外は実施例１と同一に構成されている。 The flexible member of the comparative example is obtained by laminating wave washers 23A in the same manner as in Example 1 and joining adjacent portions thereof, and has the same configuration as that of Example 1 except for the shape of the inner circumference 23Ae of the wave washer 23A. there is

すなわち、比較例では、ウェーブワッシャー２３Ａの内周２３Ａｅが円形形状となっており、実施例１のような易変形部２９を有していない。 That is, in the comparative example, the inner circumference 23Ae of the wave washer 23A has a circular shape, and does not have the easily deformable portion 29 as in the first embodiment.

かかる比較例のウェーブワッシャー２３Ａでは、接合部２１Ａ間での変形が少なく、接合部２１Ａ付近で変形が大きくなっており、且つ内外周２３Ａｅ，２３Ａｆの変形量に差が生じている。 In the wave washer 23A of this comparative example, the deformation between the joint portions 21A is small, the deformation is large near the joint portions 21A, and the deformation amounts of the inner and outer circumferences 23Ae and 23Af are different.

その結果、比較例では、接合部２１Ａに沿った領域において内周２３Ａｅ側に局所的に応力が高い部分が存在していることが分かる。このときの最大応力は、１１８６ＭＰａであった。なお、図１２では、色が濃いほど応力が高いことを示す（図１３も同じ。）。 As a result, it can be seen that in the comparative example, there is a locally high stress portion on the inner circumference 23Ae side in the region along the joint portion 21A. The maximum stress at this time was 1186 MPa. In addition, in FIG. 12, the darker the color, the higher the stress (the same applies to FIG. 13).

これに対し、実施例１のウェーブワッシャー２３では、周方向で隣接する接合部２１間で易変形部２９が積極的に変形することで、接合部２１付近での変形量を低減することができている。 On the other hand, in the wave washer 23 of Example 1, the easily deformable portion 29 is actively deformed between the joint portions 21 adjacent in the circumferential direction, so that the amount of deformation in the vicinity of the joint portion 21 can be reduced. ing.

この結果、実施例１では、応力が作用している領域が比較例よりも接合部２１間の中央部側へ向けて周方向に広がっており、接合部２１に沿った領域に作用する応力を低減することができていることが分かる。このときの最大応力は、９１１ＭＰａであった。 As a result, in Example 1, the region where the stress is acting is wider in the circumferential direction toward the central portion between the joints 21 than in the comparative example, and the stress acting on the region along the joints 21 is reduced. It can be seen that it can be reduced. The maximum stress at this time was 911 MPa.

［実施例１の効果］
以上説明したように、本実施例の可撓部材１は、複数のウェーブワッシャー２３が軸方向に積層されると共に隣接間を複数の接合部２１によって接合され、ウェーブワッシャー２３の弾性変形により軸方向に対して屈曲可能な本体部１９と、ウェーブワッシャー２３のそれぞれにおいて周方向で隣接する接合部２１間に形成された易変形部２９とを備えている。 [Effect of Example 1]
As described above, in the flexible member 1 of this embodiment, a plurality of wave washers 23 are laminated in the axial direction, adjacent portions are joined by a plurality of joint portions 21, and the elastic deformation of the wave washers 23 causes the flexible member 1 to move in the axial direction. and easily deformable portions 29 formed between joint portions 21 adjacent in the circumferential direction in each of the wave washers 23 .

従って、本実施例では、屈曲角度と荷重との荷重特性の線形性を高くすることができ、小型化を図りつつ耐荷重及び屈曲性に優れた可撓部材を得ることが可能となる。 Therefore, in this embodiment, the linearity of the load characteristic between the bending angle and the load can be enhanced, and it is possible to obtain a flexible member that is compact and has excellent load resistance and flexibility.

しかも、本実施例では、本体部１９の屈曲時に各ウェーブワッシャー２３の接合部２１間で易変形部２９が積極的に変形することで、ウェーブワッシャー２３の接合部２１付近での変形を小さくして応力を緩和することができ、可撓部材１の耐久性を向上できる。 Moreover, in this embodiment, when the body portion 19 is bent, the easily deformable portions 29 are actively deformed between the joint portions 21 of the wave washers 23, thereby reducing the deformation of the wave washers 23 near the joint portions 21. The stress can be relieved by using the flexible member 1, and the durability of the flexible member 1 can be improved.

また、易変形部２９は、ウェーブワッシャー２３の径方向での寸法が相対的に小さい部分からなる。従って、ウェーブワッシャー２３の平面形状の設定により、容易且つ確実に易変形部２９を実現できる。 Also, the easily deformable portion 29 consists of a portion having a relatively small dimension in the radial direction of the wave washer 23 . Therefore, by setting the planar shape of the wave washer 23, the easily deformable portion 29 can be easily and reliably realized.

特に、本実施例では、ウェーブワッシャー２３の内周２３ｅに設けられた径方向の凹部２９ａによって易変形部２９が設定されるので、内周２３ｅの設定により容易且つ確実に易変形部２９を実現できる。 In particular, in the present embodiment, the easily deformable portion 29 is set by the radial concave portion 29a provided in the inner circumference 23e of the wave washer 23, so the easily deformable portion 29 is easily and reliably realized by setting the inner circumference 23e. can.

複数の接合部２１は、それぞれウェーブワッシャー２３の内周２３ｅ側から外周２３ｆ側に向かって伸びる線状の溶接部２５からなる。 Each of the plurality of joints 21 is composed of a linear welded portion 25 extending from the inner circumference 23e side of the wave washer 23 toward the outer circumference 23f side.

このため、本実施例では、接合部２１の形状を簡素化して、可撓部材１の製造を容易に行わせることができる。 Therefore, in this embodiment, the shape of the joint portion 21 is simplified, and the flexible member 1 can be manufactured easily.

また、本実施例では、本体部１９の山部２３ａ及び谷部２３ｂの伸縮により、屈曲動作を確実に行わせることができる。 Further, in the present embodiment, the expansion and contraction of the peak portions 23a and the valley portions 23b of the main body portion 19 can reliably perform the bending motion.

さらに、本実施例では、当接する山部２３ａ及び谷部２３ｂ間が接合されていることにより、ねじり剛性において優れた可撓部材１を得ることができる。 Furthermore, in this embodiment, the contacting peak portions 23a and valley portions 23b are joined together, so that the flexible member 1 having excellent torsional rigidity can be obtained.

また、本実施例では、複数のウェーブワッシャー２３が駆動ワイヤ１１を挿通する挿通孔２３ｄを有するので、本体部１９を駆動ワイヤ１１のガイドとして利用することができ、駆動ワイヤ１１を適切な位置に保持し、より安定且つ正確な屈曲動作を行わせることができる。 In addition, in this embodiment, since the plurality of wave washers 23 have insertion holes 23d through which the drive wires 11 are inserted, the body portion 19 can be used as a guide for the drive wires 11, and the drive wires 11 can be positioned appropriately. It is possible to hold and perform a more stable and accurate bending motion.

図１４は、本発明の実施例２に係り、ウェーブワッシャーを示す斜視図である。図１５は、図１４の要部を拡大して示す平面図である。なお、実施例２では、実施例１と対応する構成に同符号を用いて重複した説明を省略する。 FIG. 14 is a perspective view showing a wave washer according to Example 2 of the present invention. 15 is a plan view showing an enlarged main part of FIG. 14. FIG. In addition, in Example 2, the same code|symbol is used for the structure corresponding to Example 1, and the overlapping description is abbreviate|omitted.

本実施例は、接合部２１の形状を変更したものである。その他は、実施例１と同一である。 In this embodiment, the shape of the joint portion 21 is changed. Others are the same as the first embodiment.

本実施例の接合部２１は、一対の線状の溶接部２５ａ，２５ｂからなっている。これら一対の溶接部２５ａ，２５ｂは、ウェーブワッシャー２３の内周２３ｅ側から外周２３ｆ側に向かって漸次周方向に離間している。これにより、接合部２１は、可撓部材１の本体部１９が屈曲する際に、ウェーブワッシャー２３の内周２３ｅ及び外周２３ｆ間の変形量に差が生じることを抑制する。 The joint portion 21 of this embodiment consists of a pair of linear weld portions 25a and 25b. The pair of welded portions 25a and 25b are gradually spaced apart in the circumferential direction from the inner circumference 23e side of the wave washer 23 toward the outer circumference 23f side. Thereby, the joint portion 21 suppresses a difference in the amount of deformation between the inner periphery 23e and the outer periphery 23f of the wave washer 23 when the body portion 19 of the flexible member 1 is bent.

本実施例において、一対の溶接部２５ａ，２５ｂは、それぞれ連続した直線状に形成され、ウェーブワッシャー２３の内周２３ｅ側で相互に重なるＶ字状となっている。 In this embodiment, the pair of welded portions 25a and 25b are each formed in a continuous linear shape and form a V-shape that overlaps with each other on the inner circumference 23e side of the wave washer 23. As shown in FIG.

これら一対の溶接部２５ａ，２５ｂは、一方の溶接部２５ａがウェーブワッシャー２３の中心から放射方向である径方向に延びる第１線Ｌ１に対して交差する方向に延びる第２線Ｌ２上に形成され、他方の溶接部２５ｂが第２線Ｌ２に対して交差する方向に延びる第３線Ｌ３上に形成されている。 One of the welded portions 25a and 25b of the pair of welded portions 25a and 25b is formed on a second line L2 extending in a direction intersecting a first line L1 extending radially from the center of the wave washer 23. , the other welded portion 25b is formed on a third line L3 extending in a direction crossing the second line L2.

本実施例では、第２線Ｌ２及び第３線Ｌ３が第１線Ｌ１を中心に対称であり、第２線Ｌ２及び第３線Ｌ３間の角度θが１５度～３０度となっている。溶接部２５ａ，２５ｂは、それぞれ溶接スポット２７の中心が第２線Ｌ２及び第３線Ｌ３上に位置するように直線状に形成され、開き角度が第２線Ｌ２及び第３線Ｌ３とでなす角度θと一致する１５度～３０度、特に２０度となっている。 In this embodiment, the second line L2 and the third line L3 are symmetrical about the first line L1, and the angle θ between the second line L2 and the third line L3 is 15 degrees to 30 degrees. The welded portions 25a and 25b are formed linearly so that the center of the welded spot 27 is positioned on the second line L2 and the third line L3, respectively, and the opening angle is formed by the second line L2 and the third line L3. It is 15 degrees to 30 degrees, especially 20 degrees, which coincides with the angle θ.

かかる構成により、本実施例では、可撓部材１が屈曲する際、可撓部材１の各ウェーブワッシャー２３の内外周２３ｅ，２３ｆの変形量に差が生じることを接合部２１によって抑制される。 With such a configuration, in the present embodiment, when the flexible member 1 is bent, the joint portion 21 suppresses the difference in deformation amount between the inner and outer circumferences 23e and 23f of the wave washers 23 of the flexible member 1. FIG.

具体的には、接合部２１の一対の溶接部２５ａ，２５ｂが内周２３ｅ側から外周２３ｆ側に向かって漸次周方向に離間していることにより、ウェーブワッシャー２３の外周２３ｆは、溶接部２５ａ，２５ｂ間に対応する部分で変形が抑制される。 Specifically, the pair of welded portions 25a and 25b of the joint portion 21 are gradually separated in the circumferential direction from the inner circumference 23e side toward the outer circumference 23f side, so that the outer circumference 23f of the wave washer 23 is separated from the welded portion 25a. , 25b, the deformation is suppressed.

一方で、ウェーブワッシャー２３の内周２３ｅは、溶接部２５ａ，２５ｂ間が近接し、本実施例では重なっていることにより、外周２３ｆのような変形の抑制はない。 On the other hand, in the inner circumference 23e of the wave washer 23, the welded portions 25a and 25b are close to each other, and in the present embodiment, they overlap, so deformation is not suppressed unlike the outer circumference 23f.

従って、各ウェーブワッシャー２３では、内外周２３ｅ，２３ｆの変形量が調整され、ウェーブワッシャー２３の内外周２３ｅ，２３ｆの変形量に差が生じることを抑制される。 Therefore, in each wave washer 23, the deformation amounts of the inner and outer peripheries 23e and 23f are adjusted, and occurrence of a difference in the deformation amounts of the inner and outer peripheries 23e and 23f of the wave washer 23 is suppressed.

これにより、接合部２１周辺に作用する応力の偏りを抑制され、可撓部材１の耐久性を向上される。 As a result, uneven stress acting around the joint 21 is suppressed, and the durability of the flexible member 1 is improved.

なお、溶接部２５ａ，２５ｂの形状は、ウェーブワッシャー２３の内外周２３ｅ，２３ｆの変形量の差に応じて適宜の形状とすることが可能である。例えば、溶接部２５ａ，２５ｂは、直線状に限られず、曲線等としてもよい。また、溶接部２５ａ，２５ｂの開き角度や長さも、ウェーブワッシャー２３の内外周２３ｅ，２３ｆの変形量の差に応じて変更可能である。 The shapes of the welded portions 25a and 25b can be changed appropriately according to the difference in the amount of deformation between the inner and outer peripheries 23e and 23f of the wave washer 23. FIG. For example, the welded portions 25a and 25b are not limited to being linear, and may be curved or the like. The opening angle and length of the welded portions 25a and 25b can also be changed according to the difference in the amount of deformation between the inner and outer circumferences 23e and 23f of the wave washer 23. FIG.

また、本実施例の接合部２１は、平面視においてウェーブワッシャー２３の内周２３ｅ及び外周２３ｆに対して隙間を有しているが、内周２３ｅから外周２３ｆにまで至る形状とすることも可能である。 In addition, the joint portion 21 of this embodiment has a gap with respect to the inner circumference 23e and the outer circumference 23f of the wave washer 23 in plan view, but it is also possible to form a shape extending from the inner circumference 23e to the outer circumference 23f. is.

さらに、溶接部２５ａ，２５ｂは、内周２３ｅ側で重ならない形状としてもよい。 Furthermore, the welded portions 25a and 25b may have a shape that does not overlap on the inner circumference 23e side.

また、溶接部２５ａ，２５ｂの一方のみの形状を変更してもよい。 Also, the shape of only one of the welded portions 25a and 25b may be changed.

図１６～図１９は、図１３と同様、実施例２に係るウェーブワッシャー２３の応力分布を示す。図１６は、接合部２１の溶接部２５ａ，２５ｂ間の開き角度が１５度、図１７は２０度、図１８は２５度、図１９は３０度をそれぞれ示している。図２０は、図１６～図１９の実施例２の最大応力を図１２の比較例及び図１３の実施例１の最大応力と共に示すグラフである。 16 to 19 show the stress distribution of the wave washer 23 according to Example 2, similar to FIG. 16 shows an opening angle between welded portions 25a and 25b of joint 21 of 15 degrees, FIG. 17 shows 20 degrees, FIG. 18 shows 25 degrees, and FIG. 19 shows 30 degrees. FIG. 20 is a graph showing the maximum stress of Example 2 of FIGS. 16-19 together with the maximum stress of Comparative Example of FIG. 12 and Example 1 of FIG.

上記実施例１で説明したとおり、図１２の比較例の可撓部材は、屈曲時に内外周２３Ａｅ，２３Ａｆの変形量に差が生じており、接合部２１Ａに沿った領域において最大１１８６ＭＰａの応力が局所的に高い部分が存在している。 As described in Example 1 above, the flexible member of the comparative example shown in FIG. There are locally high parts.

これに対し、実施例１では、上記実施例１で説明したとおり、接合部２１に沿った領域に作用する応力を最大９１１ＭＰａにまで低減することができている。 In contrast, in Example 1, as described in Example 1 above, the stress acting on the region along the joint portion 21 can be reduced to a maximum of 911 MPa.

さらに、本実施例では、屈曲時に内外周２３ｅ，２３ｆの変形量の差が抑制されていることにより、接合部２１に沿った領域において内周２３ｅ側から外周２３ｆ側にわたって応力の均一化が図られている。 Furthermore, in this embodiment, since the difference in the amount of deformation between the inner and outer circumferences 23e and 23f during bending is suppressed, the stress can be made uniform from the inner circumference 23e side to the outer circumference 23f side in the region along the joint portion 21. It is

結果として、本実施例では、溶接部２５ａ，２５ｂ間の開き角度が１５度、２０度、２５度、３０度において、それぞれ最大応力が７５１ＭＰａ、７４６ＭＰａ、７７０ＭＰａ、８２７ＭＰａにまで低減された。 As a result, in this example, the maximum stress was reduced to 751 MPa, 746 MPa, 770 MPa and 827 MPa when the opening angles between the welded portions 25a and 25b were 15 degrees, 20 degrees, 25 degrees and 30 degrees, respectively.

従って、本実施例では、溶接部２５ａ，２５ｂの開き角度を、１５度～３０度、特に２０度に設定するのが好ましいことが分かる。 Therefore, in this embodiment, it is preferable to set the opening angle of the welded portions 25a and 25b to 15 degrees to 30 degrees, particularly 20 degrees.

以上説明したように、本実施例の可撓部材１は、複数の接合部２１が、それぞれウェーブワッシャー２３の内周２３ｅから外周２３ｆに向かって漸次周方向に離間する一対の線状の溶接部２５ａ，２５ｂからなる。 As described above, in the flexible member 1 of this embodiment, the plurality of joints 21 are a pair of linear welds that are gradually spaced from the inner circumference 23e toward the outer circumference 23f of the wave washer 23 in the circumferential direction. 25a and 25b.

従って、本実施例では、一対の溶接部２５ａ，２５ｂによりウェーブワッシャー２３が変形する際の内外周２３ｅ，２３ｆの変形量に差が生じることを抑制し、接合部２１周辺に作用する応力の偏りを抑制できる。結果として、本実施例では、より確実に接合部２１周辺に作用する最大応力を低減させ、可撓部材１の耐久性を向上することができる。 Therefore, in this embodiment, when the wave washer 23 is deformed by the pair of welded portions 25a and 25b, the difference in the amount of deformation between the inner and outer circumferences 23e and 23f is suppressed, and the unevenness of the stress acting around the joint portion 21 is suppressed. can be suppressed. As a result, in this embodiment, the maximum stress acting around the joint 21 can be more reliably reduced, and the durability of the flexible member 1 can be improved.

一対の溶接部２５ａ，２５ｂは、一方の溶接部２５ａがウェーブワッシャー２３の中心から径方向に延びる第１線Ｌ１に対して交差する方向に延びる第２線Ｌ２上に形成され、他方の溶接部２５ｂが第２線Ｌ２に対して交差する方向に延びる第３線Ｌ３上に形成されている。 One of the welded portions 25a and 25b is formed on a second line L2 extending in a direction intersecting a first line L1 extending radially from the center of the wave washer 23, and the other welded portion 25b is formed on a third line L3 extending in a direction crossing the second line L2.

このため、本実施例では、溶接部２５ａ，２５ｂの少なくとも一方を確実に第１線Ｌ１に対して交差させることができ、接合部２１周辺に作用する応力の偏りを確実に抑制することができる。 Therefore, in the present embodiment, at least one of the welded portions 25a and 25b can be reliably crossed with the first line L1, and uneven stress acting around the joint portion 21 can be reliably suppressed. .

また、一対の溶接部２５ａ，２５ｂは、それぞれ連続した線状に形成されたため、溶接部２５ａ，２５ｂに沿って応力を均一化することができる。 In addition, since the pair of welded portions 25a and 25b are formed in continuous lines, the stress can be made uniform along the welded portions 25a and 25b.

また、一対の溶接部２５ａ，２５ｂは、ウェーブワッシャー２３の内周２３ｅ側で相互に重なるＶ字状であるため、ウェーブワッシャー２３の内周２３ｅで不用意に変形量が抑制されることがない。このため、一対の溶接部２５ａ，２５ｂは、ウェーブワッシャー２３の外周２３ｆの変形量の調整を少なくすることができる。 In addition, since the pair of welded portions 25a and 25b are V-shaped and overlap each other on the inner circumference 23e side of the wave washer 23, the amount of deformation is not inadvertently suppressed at the inner circumference 23e of the wave washer 23. . Therefore, the pair of welded portions 25a and 25b can reduce the amount of deformation of the outer circumference 23f of the wave washer 23 to be adjusted.

一対の溶接部２５ａ，２５ｂは、開き角度が２０度であるため、より確実に応力の偏りを抑制でき、より確実に最大応力を低減できる。 Since the pair of welded portions 25a and 25b has an opening angle of 20 degrees, stress bias can be suppressed more reliably, and the maximum stress can be more reliably reduced.

その他、本実施例でも、実施例１と同様の作用効果を奏することができる。 In addition, this embodiment can also achieve the same effects as those of the first embodiment.

図２１は、本発明の実施例３に係り、ウェーブワッシャーの易変形部を概略的に示す側面図である。なお、実施例３では、実施例１と対応する構成に同符号を用いて重複した説明を省略する。 FIG. 21 is a side view schematically showing an easily deformable portion of a wave washer according to Example 3 of the present invention. In addition, in Example 3, the same code|symbol is used for the structure corresponding to Example 1, and the overlapping description is abbreviate|omitted.

本実施例では、易変形部２９をウェーブワッシャー２３の板厚が相対的に小さくなった部分からなっている。その他は、実施例１と同一であるが、実施例２と同一にしてもよい。 In this embodiment, the easily deformable portion 29 is formed by a portion of the wave washer 23 having a relatively small plate thickness. Others are the same as the first embodiment, but may be the same as the second embodiment.

この易変形部２９では、接合部２１側から離反するにつれて漸次ウェーブワッシャー２３の板厚が小さくなっている。これにより、易変形部２９の下面２９ｂは、弧状になっている。なお、接合部２１よりも易変形部２９の板厚が小さくなっていれば、弧状に限らなくても良い。例えば凹状なども考えられる。 In this easily deformable portion 29, the plate thickness of the wave washer 23 gradually decreases as it separates from the joint portion 21 side. As a result, the lower surface 29b of the easily deformable portion 29 is arcuate. In addition, as long as the plate thickness of the easily deformable portion 29 is smaller than that of the joint portion 21, the shape is not limited to an arc shape. For example, a concave shape is also conceivable.

かかる実施例３においても、実施例１と同様の作用効果を奏することができる。 Also in this Example 3, the same effect as Example 1 can be produced.

１ 可撓部材
１９ 本体部
２１ 接合部
２３ ウェーブワッシャー
２３ａ 山部
２３ｂ 谷部
２３ｅ 内周
２３ｆ 外周
２５、２５ａ、２５ｂ 溶接部
２９ 易変形部
２９ａ 凹部
Ｌ１ 第１線
Ｌ２ 第２線
Ｌ３ 第３線

1 Flexible member 19 Main body 21 Joint 23 Wave washer 23a Peak 23b Valley 23e Inner periphery 23f Outer periphery 25, 25a, 25b Welded portion 29 Easily deformable portion 29a Concave portion L1 First line L2 Second line L3 Third line

Claims (8)

複数のウェーブワッシャーが軸方向に積層されると共に積層方向の隣接間を複数の接合部によって接合され前記ウェーブワッシャーの弾性変形により前記軸方向に対して屈曲可能な可撓部材に用いられるウェーブワッシャーであって、
周方向に複数備えられ前記接合部がそれぞれ設けられる山部及び谷部と、
前記山部及び前記谷部の前記周方向で隣接する前記接合部が設けられる部分間に形成された易変形部とを備え、
前記易変形部は、前記接合部が設けられる部分から外れた位置に配置され前記接合部が設けられる部分と前記易変形部との間の部分よりも変形し易い、
ウェーブワッシャー。 A wave washer used for a flexible member in which a plurality of wave washers are laminated in the axial direction and adjacent portions in the lamination direction are joined by a plurality of joint portions and can be bent in the axial direction by elastic deformation of the wave washer. There is
A plurality of peaks and valleys provided in the circumferential direction and provided with the joints, respectively;
an easily deformable portion formed between portions of the peak portion and the valley portion adjacent in the circumferential direction where the joint portions are provided;
The easily deformable part is arranged at a position away from the part where the joint part is provided, and is easier to deform than the part between the part where the joint part is provided and the easily deformable part.
wave washer. 請求項１のウェーブワッシャーであって、
前記易変形部は、前記ウェーブワッシャーの径方向での寸法を相対的に小さくした部分からなる、
ウェーブワッシャー。 The wave washer of claim 1,
The easily deformable portion consists of a portion in which the dimension of the wave washer in the radial direction is relatively small,
wave washer. 請求項２記載のウェーブワッシャーであって、
前記易変形部は、前記ウェーブワッシャーの内周に形成された前記径方向の凹部によって区画された、
ウェーブワッシャー。 A wave washer according to claim 2,
The easily deformable portion is defined by the radial recess formed on the inner circumference of the wave washer,
wave washer. 請求項１のウェーブワッシャーであって、
前記易変形部は、前記ウェーブワッシャーの板厚を相対的に小さくした部分からなる、
ウェーブワッシャー。 The wave washer of claim 1,
The easily deformable portion consists of a portion of the wave washer with a relatively small plate thickness,
wave washer. 請求項１～４の何れか一項のウェーブワッシャーであって、
前記複数の接合部は、それぞれ前記ウェーブワッシャーの内周側から外周側に向かって伸びる線状の溶接部からなる、
ウェーブワッシャー。 The wave washer according to any one of claims 1 to 4,
Each of the plurality of joints consists of a linear weld extending from the inner peripheral side to the outer peripheral side of the wave washer,
wave washer. 請求項５記載のウェーブワッシャーであって、
各接合部は、前記溶接部を一対備え、
前記一対の溶接部は、前記ウェーブワッシャーの内周側から外周側に向かって漸次周方向に離間する、
ウェーブワッシャー。 A wave washer according to claim 5,
each joint comprises a pair of said welds;
The pair of welded portions are gradually spaced apart in the circumferential direction from the inner peripheral side of the wave washer toward the outer peripheral side,
wave washer. 請求項６のウェーブワッシャーであって、
前記一対の溶接部は、前記ウェーブワッシャーの内周側で相互に重なるＶ字状である、
ウェーブワッシャー。 The wave washer of claim 6,
The pair of welded parts are V-shaped overlapping each other on the inner peripheral side of the wave washer,
wave washer. 請求項１～７の何れか一項のウェーブワッシャーであって、
前記複数のウェーブワッシャーは、それぞれ周方向に複数の山部及び該山部間の谷部を備え、隣接するウェーブワッシャーの山部と谷部とが当接し該山部と谷部との当接部分がそれぞれ前記接合部により接合された、
ウェーブワッシャー。
The wave washer according to any one of claims 1 to 7,
Each of the plurality of wave washers has a plurality of ridges and troughs between the ridges in the circumferential direction, and the ridges and troughs of adjacent wave washers abut against each other. parts joined by said joints respectively,
wave washer.
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