JP6783169B2 - ウェーブスプリング - Google Patents

Description

本発明は、ウェーブスプリングに関するものである。

一般にウェーブスプリングは、図７に示されるように、山部１０１および谷部１０２が周方向に交互に連ねられて形成された環状体１０３を備えている。従来から、ウェーブスプリングが収容されたケース体に対するウェーブスプリングの回転移動を規制するために、例えば下記特許文献１に示されるように、環状体１０３の外周面に規制突片１０４を配設し、この規制突片１０４を、ケース体の内面に形成された窪み部に係合させる構成が知られている。
この種のウェーブスプリングは、平坦な金属板を打ち抜き、平面視形状がウェーブスプリングと同等の平板体を形成する打ち抜き工程と、前記平板体を塑性変形させて湾曲させる塑性加工工程と、を経ることで形成される。

特開平８−１７０６５３号公報

しかしながら、前記従来のウェーブスプリングでは、前述の工程を経て形成されるため、図７に示されるように、規制突片１０４の周端面１０４ａが、環状体１０３の中心軸線Ｏに沿う軸方向の一方側から他方側に向かうに従い漸次、周方向の外側に向けて延び、この周端面１０４ａにおける軸方向の他端縁１０４ｂが、窪み部の内面１０５に対向していた。したがって、規制突片１０４のうち、エッジ部分である、周端面１０４ａにおける軸方向の他端縁１０４ｂが、規制突片１０４の窪み部内でのがたつき時に、窪み部の内面１０５に衝突し、両者が摩耗するおそれがあった。この課題は、図７に示されるように、規制突片１０４の配設された周方向の位置によらず生ずる。

この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、規制突片の窪み部内でのがたつき時に、規制突片の周端面のエッジ部分が、窪み部の内面に衝突するのを抑制することができるウェーブスプリングを提供することを目的とする。

前記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明のウェーブスプリングは、山部および谷部が周方向に交互に連ねられて形成された環状体を備えるウェーブスプリングであって、前記環状体の外周面および内周面のうちの少なくとも一方に、径方向に突出する規制突片が配設され、この規制突片の、周方向を向く周端面のうち、少なくとも最も周方向の外側に位置する部分は、前記環状体の中心軸線に沿う軸方向に真っ直ぐ延びる平坦面となっており、前記規制突片の外面のうち、前記軸方向を向く表裏面、および径方向を向く先端面は、前記山部および前記谷部に沿う、このウェーブスプリングの前記軸方向の湾曲形状に沿って湾曲していることを特徴とする。

この発明によれば、ケース体の窪み部に係合される規制突片の周端面のうち、少なくとも最も周方向の外側に位置する部分が、前記軸方向に真っ直ぐ延びる平坦面となっているので、規制突片におけるこの部分を窪み部の内面に沿わせた状態で、規制突片を窪み部内に配置することができる。したがって、規制突片の窪み部内でのがたつき時に、規制突片の周端面のエッジ部分が、窪み部の内面に衝突するのを抑制することが可能になり、規制突片および窪み部の内面の摩耗を抑制することができる。これにより、ケース体が、耐摩耗性の低い、例えばアルミニウム合金などで形成されていたとしても、窪み部の内面の摩耗を抑えることができる。
なお、ウェーブスプリングに、ウェーブスプリングが平坦になるように前記軸方向の圧縮力が加えられると、規制突片の周端面が窪み部の内面に対して傾いて、周端面におけるエッジ部分である、前記軸方向の両端縁のうちのいずれか一方の端縁が、窪み部の内面に対向するものの、ウェーブスプリングそのもののケース体に対するがたつきが抑えられることとなり、規制突片および窪み部の内面は摩耗しない。
また、規制突片の周端面が、前述のように平坦面となっていることから、例えばウェーブスプリングを、ケース体内に前記軸方向に複数並べて配設する場合においても、ケース体の窪み部の内面を、前記軸方向に真っ直ぐ延在させて形成すれば足り、前述の作用効果を容易かつ確実に奏功させることができる。
また、規制突片の外面のうち、前記軸方向を向く表裏面、および径方向を向く先端面が、山部および谷部に沿う、このウェーブスプリングの前記軸方向の湾曲形状に沿って湾曲しているので、前述の作用効果を奏するウェーブスプリングを容易に形成することができる。

ここで、前記環状体と前記規制突片の周端面との接続部分に凹曲面部が形成されてもよい。

この場合、環状体と規制突片の周端面との接続部分に凹曲面部が形成されているので、例えば、製造時および使用時等に規制突片に加えられた外力に起因して前記接続部分に生ずる応力を緩和させることが可能になり、耐久性を向上させることができる。
なお、凹曲面部は、例えば、規制突片の周端面から周方向の内側に向けて窪み、かつ環状体から径方向に離れて位置する、若しくは環状体の外周面若しくは内周面に接してもよい。

また、前記規制突片の周端面は、その全域にわたって、前記軸方向に真っ直ぐ延びる平坦面となってもよい。
この場合、規制突片の周端面が、その全域にわたって、前記軸方向に真っ直ぐ延びる平坦面となっているので、規制突片の周端面を全域にわたって窪み部の内面に沿わせた状態で、規制突片を窪み部内に配置することが可能になり、窪み部の内面の摩耗を確実に抑えることができる。

この発明に係るウェーブスプリングによれば、規制突片の窪み部内でのがたつき時に、規制突片の周端面のエッジ部分が、窪み部の内面に衝突するのを抑制することができる。

本発明に係る一実施形態として示したウェーブスプリングの平面図である。 規制突片が山部に配設されている場合の、（ａ）図１に示すウェーブスプリングの一部側面図、および（ｂ）山部および谷部を形成する直前の平板体を示す一部側面図である。 規制突片が谷部に配設されている場合の、（ａ）図１に示すウェーブスプリングの一部側面図、および（ｂ）山部および谷部を形成する直前の平板体を示す一部側面図である。 規制突片が中間部に配設されている場合の、（ａ）図１に示すウェーブスプリングの一部側面図、および（ｂ）山部および谷部を形成する直前の平板体を示す一部側面図である。 図１〜図４に示すウェーブスプリングが装着されたクラッチ装置の概略図である。 本発明に係る他の実施形態として示したウェーブスプリングの一部平面図である。 本発明に係る従来例として示したウェーブスプリングにおいて、（ａ）規制突片が山部に配設されている場合の一部側面図、（ｂ）規制突片が谷部に配設されている場合の一部側面図、および（ｃ）規制突片が中間部に配設されている場合の一部側面図である。

以下、本発明に係るウェーブスプリングの一実施形態を、図１〜図５を参照しながら説明する。
本実施形態のウェーブスプリング１は、中心軸線Ｏに沿う軸方向のうち、一方側に向けて突となる山部１１、および他方側に向けて突となる谷部１２が、前記中心軸線Ｏ回りに沿う周方向に交互に連ねられて形成された環状体１３を備えている。環状体１３の外周面１３ａおよび内周面１３ｂのうちの少なくとも一方に、径方向に突出する規制突片１４が配設されている。規制突片１４は、図５に示されるように、ウェーブスプリング１が収容されるケース体３１の内面に形成された窪み部３１ａに係合される。

規制突片１４は、図１に示すように、環状体１３の外周面１３ａに配設されている。規制突片１４は、前記軸方向から見て矩形状を呈し、その４つの辺のうち、２辺が径方向に延び、残りの２辺が周方向に延びる向きに配設されている。規制突片１４および環状体１３はそれぞれ、同等の厚さの板体となっている。環状体１３および規制突片１４は一体に形成され、前記軸方向を向くそれぞれの表裏面１３ｃ、１４ａは段差なく連なっている。規制突片１４の周方向の大きさは、径方向の全域にわたって同等になっている。

なお、環状体１３および規制突片１４をそれぞれ別部材として、両者を接合する等してもよい。規制突片１４は、板体に限らず例えばブロック体など適宜変更してもよい。環状体１３および規制突片１４それぞれの表裏面１３ｃ、１４ａにおける境界部に段差を設けてもよい。規制突片１４の周方向の大きさを、例えば、径方向の外側に向かうに従い漸次、小さくしてもよいし、大きくしてもよい。

規制突片１４の外面のうち、前記軸方向を向く表裏面１４ａ、および径方向を向く先端面１４ｄは、山部１１および谷部１２に沿う、このウェーブスプリング１の前記軸方向の湾曲形状に沿って湾曲している。

規制突片１４が、環状体１３の山部１１に配設されている場合、図２（ａ）に示されるように、規制突片１４の表裏面１４ａは、前記軸方向の一方側に向けて突の曲面状に形成され、径方向から見た側面視において、規制突片１４の先端面１４ｄは、前記軸方向の一方側に向けて突となるように湾曲し、かつ規制突片１４の表裏面１４ａは互いに平行となっている。
規制突片１４が、環状体１３の谷部１２に配設されている場合、図３（ａ）に示されるように、規制突片１４の表裏面１４ａは、前記軸方向の他方側に向けて突の曲面状に形成され、径方向から見た側面視において、規制突片１４の先端面１４ｄは、前記軸方向の他方側に向けて突となるように湾曲し、かつ規制突片１４の表裏面１４ａは互いに平行となっている。
規制突片１４が、環状体１３における山部１１と谷部１２との間の中間部１５に配設されている場合、図４（ａ）に示されるように、規制突片１４の表裏面１４ａは、周方向に沿う山部１１側から谷部１２側に向かうに従い漸次、前記軸方向の一方側から他方側に向けて延びる傾斜面に形成されるとともに、径方向から見た側面視で、互いに平行となっている。

そして本実施形態では、規制突片１４の外面のうち、周方向を向く周端面１４ｃは、前記軸方向に真っ直ぐ延びる平坦面となっている。図示の例では、規制突片１４の周端面１４ｃは、その全域にわたって、前記軸方向に真っ直ぐ延びる平坦面となっている。具体的には、規制突片１４の周端面１４ｃは、前記軸方向の全長にわたって、前記軸方向に真っ直ぐ延びる平坦面とされるとともに、径方向の全長にわたって、前述のような平坦面となっている。なお、規制突片１４の周端面１４ｃのうち、少なくとも最も周方向の外側に位置する部分が、前記軸方向に真っ直ぐ延びる平坦面となっていればよい。
規制突片１４の周端面１４ｃは、周方向の位置が全域にわたって同等になっている。規制突片１４の周端面１４ｃは、図２（ａ）、図３（ａ）、および図４（ａ）に示されるように、規制突片１４の配設された周方向の位置によらず、前記軸方向の全長にわたって前記軸方向に真っ直ぐ延びる平坦面となっている。

以上のように構成されたウェーブスプリング１は、例えば次のようにして形成される。

まず、平坦な金属板に打ち抜き加工を施し、平面視形状がウェーブスプリング１と同等の平板体２３を形成する。
この際、平板体２３のうち、山部１１および谷部１２の形成時に環状体１３となる環状体形成予定部２１の外周面および内周面は、前記軸方向に真っ直ぐ延びている。また、平板体２３のうち、山部１１および谷部１２の形成時に規制突片１４となる規制突片形成予定部２２の周端面２２ａは、前記軸方向に真っ直ぐ延びる平坦面となっている。

次に、規制突片形成予定部２２に、塑性加工若しくは切削加工などを施す。
ここで、規制突片１４を、環状体１３の山部１１に配設する場合、図２（ｂ）に示されるように、規制突片形成予定部２２を、周端面２２ａが、前記軸方向の他方側から一方側に向かうに従い漸次、周方向の内側に向けて延びるように加工する。
規制突片１４を、環状体１３の谷部１２に配設する場合、図３（ｂ）に示されるように、規制突片形成予定部２２を、周端面２２ａが、前記軸方向の他方側から一方側に向かうに従い漸次、周方向の外側に向けて延びるように加工する。
規制突片１４を、環状体１３における山部１１と谷部１２との間の中間部１５に配設する場合、図４（ｂ）に示されるように、規制突片形成予定部２２を、周端面２２ａが、前記軸方向の他方側から一方側に向かうに従い漸次、周方向に沿って谷部１２側から山部１１側に向けて延びるように加工する。

そして、平板体２３に塑性加工を施し、環状体形成予定部２１および規制突片形成予定部２２を一体に前記軸方向に湾曲させることにより、図２（ａ）、図３（ａ）、および図４（ａ）に示されるような、山部１１および谷部１２が周方向に交互に連なる湾曲形状に形成されるとともに、規制突片１４の周端面１４ｃが、前記軸方向の全長にわたって前記軸方向に真っ直ぐ延びる平坦面となるウェーブスプリング１が得られる。

次に、ウェーブスプリング１が装着されたクラッチ装置３０について説明する。なお、不図示の構成は従来と同様であるため省略している。

クラッチ装置３０は、図５に示されるように、ケース体（クラッチドラム）３１と、筒状のピストン３４と、環状のリターンスプリング３５と、摩擦機構３６と、ウェーブスプリング１と、クラッチハブ３７と、スナップリング３８と、を備えている。
これらのうち、ケース体３１以外の部材１、３４〜３８は、ケース体３１の内側に収容されている。ピストン３４、リターンスプリング３５、摩擦機構３６、クラッチハブ３７、およびスナップリング３８は、ウェーブスプリング１と同軸に配設されている。

ケース体３１は、例えばアルミニウム合金などで形成されている。
ピストン３４は、横向きの有底筒状に形成されている。ピストン３４の底壁部３４ａに、中心軸線Ｏと同軸に位置する貫通孔３４ｂが形成され、この貫通孔３４ｂの内側に、ケース体３１に形成された支持突部３１ｂが配設されている。ピストン３４の周壁部３４ｃにおける開放端部３４ｄが、摩擦機構３６に対して前記軸方向に対向している。ピストン３４の周壁部３４ｃの内側に、リターンスプリング３５、およびスナップリング３８が、前記軸方向に沿って底壁部３４ａ側から開放端部３４ｄ側に向けてこの順に配設されている。
スナップリング３８のうち、内周部は支持突部３１ｂに固定され、外周部は、リターンスプリング３５の内周部を前記軸方向に沿う開放端部３４ｄ側から支持している。
リターンスプリング３５は、支持突部３１ｂに外嵌されている。リターンスプリング３５の外周部は、ピストン３４の内面に当接している。
ウェーブスプリング１は、ピストン３４の周壁部３４ｃにおける開放端部３４ｄと摩擦機構３６との間の前記軸方向の隙間に配設されている。
以上の構成において、ピストン３４は、前記軸方向に沿う開放端部３４ｄ側に移動したときに、リターンスプリング３５およびウェーブスプリング１を弾性変形させる。このうち、リターンスプリング３５によって、ピストン３４が前記軸方向に復元移動させられ、ウェーブスプリング１によって、ピストン３４が摩擦機構３６に当接する際に生ずる衝撃力を緩和する。

摩擦機構３６は、ピストン３４の開放端部３４ｄに、前記軸方向に沿うピストン３４の外側から対向して配設されている。摩擦機構３６は、環状の従動プレート４０と、従動プレート４０より内径および外径が小さい環状の摩擦プレート３９と、が前記軸方向に交互に配設されて構成されている。従動プレート４０および摩擦プレート３９は、中心軸線Ｏと同軸に配設されている。従動プレート４０の外周面には、径方向の外側に向けて突出する外規制突片４０ａが形成されている。摩擦プレート３９の内周面には、径方向の内側に向けて突出する内規制突片３９ａが形成されている。

従動プレート４０の外規制突片４０ａ、およびウェーブスプリング１の規制突片１４は、ケース体３１の内面に形成された窪み部３１ａに係合されている。
窪み部３１ａは、前記軸方向に延びるとともに、径方向の内側に向けて開口した溝状に形成されている。窪み部３１ａは、前記軸方向から見て矩形状を呈し、その４つの辺のうちの２辺は径方向に延びている。窪み部３１ａを画成する３つの内面３１ｃ、３１ｄは、前記軸方向に真っ直ぐ延びている。窪み部３１ａを画成する内面３１ｃ、３１ｄのうち、周方向で互いに対向する一対の対向面３１ｃが、規制突片１４の周端面１４ｃに、周方向で対向している。
クラッチハブ３７は、摩擦機構３６における径方向の内側に配設されている。クラッチハブ３７の外周面には、摩擦プレート３９の内規制突片３９ａが係合する係合凹部３７ａが形成されている。

以上説明したように、本実施形態によるウェーブスプリング１によれば、ケース体３１の窪み部３１ａに係合される規制突片１４の周端面１４ｃが、前記軸方向に真っ直ぐ延びる平坦面となっているので、図２（ａ）、図３（ａ）、および図４（ａ）に示されるように、規制突片１４の周端面１４ｃを窪み部３１ａの対向面３１ｃに沿わせた状態で、規制突片１４を窪み部３１ａ内に配置することができる。したがって、規制突片１４の窪み部３１ａ内でのがたつき時に、規制突片１４の周端面１４ｃのエッジ部分が、窪み部３１ａの対向面３１ｃに衝突するのを抑制することが可能になり、規制突片１４および窪み部３１ａの対向面３１ｃの摩耗を抑制することができる。これにより、ケース体３１が、耐摩耗性の低い、例えばアルミニウム合金などで形成されていたとしても、窪み部３１ａの対向面３１ｃの摩耗を抑えることができる。

また、ウェーブスプリング１に、ウェーブスプリング１が平坦になるように前記軸方向の圧縮力が加えられると、規制突片１４の周端面１４ｃが窪み部３１ａの対向面３１ｃに対して傾いて、周端面１４ｃにおけるエッジ部分である、前記軸方向の両端縁のうちのいずれか一方の端縁１４ｅが、窪み部３１ａの対向面３１ｃに対向するものの、ウェーブスプリング１そのもののケース体３１に対するがたつきが抑えられることとなり、規制突片１４および窪み部３１ａの対向面３１ｃは摩耗しない。
また、規制突片１４の周端面１４ｃが、前述のように平坦面となっていることから、例えばウェーブスプリング１を、ケース体３１内に前記軸方向に複数並べて配設する場合においても、ケース体３１の窪み部３１ａの内面３１ｃ、３１ｄを、前記軸方向に真っ直ぐ延在させて形成すれば足り、前述の作用効果を容易かつ確実に奏功させることができる。

また、規制突片１４の表裏面１４ａおよび先端面１４ｄが、山部１１および谷部１２に沿う、このウェーブスプリング１の前記軸方向の湾曲形状に沿って湾曲しているので、前述の作用効果を奏するウェーブスプリング１を容易に形成することができる。
また、規制突片１４の周端面１４ｃが、その全域にわたって、前記軸方向に真っ直ぐ延びる平坦面となっているので、規制突片１４の周端面１４ｃを全域にわたって窪み部３１ａの対向面３１ｃに沿わせた状態で、規制突片１４を窪み部３１ａ内に配置することが可能になり、窪み部３１ａの対向面３１ｃの摩耗を確実に抑えることができる。

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に代えて、図６に示されるような、環状体１３と規制突片１４の周端面１４ｃとの接続部分に凹曲面部１８が形成されたウェーブスプリング２を採用してもよい。図示の例では、規制突片１４は、環状体１３の外周面１３ａに配設されている。凹曲面部１８は、規制突片１４の周端面１４ｃにおける、環状体１３の外周面１３ａとの接続部分に形成され、周方向の内側に向けて窪んでいる。凹曲面部１８は、内面が環状体１３の外周面１３ａに外接するように配置されている。凹曲面部１８は、規制突片１４における前記軸方向の全長にわたって形成されている。
なお、凹曲面部１８は、前記実施形態に限らず例えば、径方向に窪む構成、または周方向および径方向の双方向に対して傾斜する方向に窪む構成など適宜変更してもよい。

以上説明したように、本実施形態によるウェーブスプリング２によれば、環状体１３と規制突片１４の周端面１４ｃとの接続部分に凹曲面部１８が形成されているので、例えば、製造時および使用時等に規制突片１４に加えられた外力に起因して前記接続部分に生ずる応力を緩和させることが可能になり、耐久性を具備させることができる。

前記各実施形態では、規制突片１４が、環状体１３の外周面１３ａに配設された構成を示したが、規制突片１４は、環状体１３の内周面１３ｂに配設してもよいし、環状体１３の内周面１３ｂおよび外周面１３ａの双方に配設してもよい。
前記実施形態では、打ち抜き加工後に、規制突片形成予定部２２に塑性加工若しくは切削加工などを施し、その周端面２２ａを変形させ、図２（ｂ）、図３（ｂ）および図４（ｂ）に示されるような形状にしたが、打ち抜き加工時に、規制突片形成予定部２２の周端面２２ａを、図２（ｂ）〜図４（ｂ）に示されるような形状に形成してもよい。
規制突片１４は、１つのウェーブスプリング１、２において、山部１１、谷部１２および中間部１５のうちの１つに限定して配設されてもよいし、２つ以上に各別に配設されてもよいし、２つ以上に跨って配設されてもよい。

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。

１、２ ウェーブスプリング
１１ 山部
１２ 谷部
１３ 環状体
１３ａ 環状体の外周面
１３ｂ 環状体の内周面
１４ 規制突片
１４ｃ 規制突片の周端面
１８ 凹曲面部
３１ ケース体
３１ａ 窪み部
Ｏ 中心軸線

Claims (3)

1. 山部および谷部が周方向に交互に連ねられて形成された環状体を備えるウェーブスプリングであって、
   前記環状体の外周面および内周面のうちの少なくとも一方に、径方向に突出する規制突片が配設され、
   この規制突片の、周方向を向く周端面のうち、少なくとも最も周方向の外側に位置する部分は、前記環状体の中心軸線に沿う軸方向に真っ直ぐ延びる平坦面となっており、
   前記規制突片の外面のうち、前記軸方向を向く表裏面、および径方向を向く先端面は、前記山部および前記谷部に沿う、このウェーブスプリングの前記軸方向の湾曲形状に沿って湾曲していることを特徴とするウェーブスプリング。
2. 前記環状体と前記規制突片の周端面との接続部分に凹曲面部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のウェーブスプリング。
3. 前記規制突片の周端面は、その全域にわたって、前記軸方向に真っ直ぐ延びる平坦面となっていることを特徴とする請求項１または２に記載のウェーブスプリング。

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