(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-09-07
(45)【発行日】2023-09-15
(54)【発明の名称】押圧ばね装置
(51)【国際特許分類】
F16F 1/18 20060101AFI20230908BHJP
【FI】
F16F1/18 Z
(21)【出願番号】P 2023083179
(22)【出願日】2023-05-19
(62)【分割の表示】P 2022190366の分割
【原出願日】2022-11-29
【審査請求日】2023-05-19
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】000004640
【氏名又は名称】日本発條株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100165179
【氏名又は名称】田▲崎▼ 聡
(74)【代理人】
【識別番号】100140718
【氏名又は名称】仁内 宏紀
(74)【代理人】
【識別番号】100211122
【氏名又は名称】白石 卓也
(74)【代理人】
【識別番号】100154852
【氏名又は名称】酒井 太一
(72)【発明者】
【氏名】飯野 信次
(72)【発明者】
【氏名】佐野 孝充
(72)【発明者】
【氏名】上津原 才司
(72)【発明者】
【氏名】鈴木 拓斗
【審査官】松林 芳輝
(56)【参考文献】
【文献】実開昭55-75546(JP,U)
【文献】特開平06-26542(JP,A)
【文献】特公昭41-16601(JP,B1)
【文献】特開平02-253023(JP,A)
【文献】米国特許出願公開第2012/0146311(US,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
F16F 1/00-6/00
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
長さ方向に延びる第1板ばね、および第2板ばねを備え、
前記第1板ばねの長さ方向の両端部が、前記第2板ばねに板厚方向に積層されて接合された固着部とされ、
前記第1板ばね、および前記第2板ばねそれぞれにおける長さ方向の中間部同士が、板厚方向に離間した状態で対向し、
板幅方向から見た、前記第2板ばねの表面に沿う前記第2板ばねの中間部の長さは、板幅方向から見た、前記第1板ばねの表面に沿う前記第1板ばねの中間部の長さより短く、
前記第1板ばねの中間部に、板厚方向に沿う前記第2板ばね側の押込み荷重が加えられると、前記第1板ばねの固着部を介して、前記第2板ばねに長さ方向の引張力が加えられ、前記第2板ばねが前記第1板ばねの変形を抑止する、押圧ばね装置。
【請求項2】
板幅方向から見て、前記第2板ばねの中間部を板厚方向に挟む前記第1板ばねの反対側に設けられた中間部を有する第3板ばねを備え、
板幅方向から見て、前記第2板ばねおよび前記第3板ばねそれぞれの中間部同士は、板厚方向に離れている、請求項1に記載の押圧ばね装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、押圧ばね装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来から、例えば下記特許文献1に示されるように、湾曲した第1板ばねおよび第2板ばねの各頂部により、被押圧体を板厚方向に挟んで押圧する押圧ばね装置が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
従来の押圧ばね装置では、低ストロークで高荷重を出力することが困難であった。
【0005】
本発明は、低ストロークで高荷重を出力することができる押圧ばね装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の一態様に係る押圧ばね装置は、長さ方向に延びる第1板ばね、および第2板ばねを備え、前記第1板ばねの長さ方向の両端部が、前記第2板ばねに板厚方向に積層されて接合された固着部とされ、前記第1板ばね、および前記第2板ばねそれぞれにおける長さ方向の中間部同士が、板厚方向に離間した状態で対向し、板幅方向から見た、前記第2板ばねの表面に沿う前記第2板ばねの中間部の長さは、板幅方向から見た、前記第1板ばねの表面に沿う前記第1板ばねの中間部の長さより短く、前記第1板ばねの中間部に、板厚方向に沿う前記第2板ばね側の押込み荷重が加えられると、前記第1板ばねの固着部を介して、前記第2板ばねに長さ方向の引張力が加えられ、前記第2板ばねが前記第1板ばねの変形を抑止する。
【0007】
第1板ばねおよび第2板ばねを備えているので、押圧ばね装置が一対の被押圧体により板厚方向に挟まれて、第1板ばねの中間部に、板厚方向に沿う第2板ばね側の押込み荷重が加えられると、第1板ばねの固着部を介して、第2板ばねに長さ方向の引張力が加えられる。
この際、板幅方向から見た、第2板ばねの表面に沿う第2板ばねの中間部の長さが、板幅方向から見た、第1板ばねの表面に沿う第1板ばねの中間部の長さより短くなっているので、第2板ばねの材質等に依らず、第2板ばねが第1板ばねの変形を抑止することとなり、発現する押圧ばね装置のばね定数を高くすることが可能になり、低ストロークで高荷重を出力することができる。
【0008】
板幅方向から見て、前記第2板ばねの中間部を板厚方向に挟む前記第1板ばねの反対側に設けられた中間部を有する第3板ばねを備え、板幅方向から見て、前記第2板ばねおよび前記第3板ばねそれぞれの中間部同士は、板厚方向に離れてもよい。
【0009】
板幅方向から見て、第2板ばねの中間部を板厚方向に挟む第1板ばねの反対側に、第3板ばねの中間部が設けられ、板幅方向から見て、第2板ばねおよび第3板ばねそれぞれの中間部同士が、板厚方向に離れているので、一対の被押圧体によって、第1板ばねの中間部と、第3板ばねの中間部と、が板厚方向に挟まれることとなり、一対の被押圧体から第1板ばねおよび第3板ばねにばらつき少なく押込み荷重を加えることが可能になり、一対の被押圧体間で押圧ばね装置の姿勢を安定させること等ができる。
【発明の効果】
【0010】
本発明の上記態様によれば、低ストロークで高荷重を出力することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【
図1】第1実施形態の押圧ばね装置の斜視図である。
【
図2】
図1の押圧ばね装置を板幅方向から見た図である。
【
図3】
図2の押圧ばね装置に板厚方向の押込み荷重を加えた状態を示す図である。
【
図4】第2実施形態の押圧ばね装置の斜視図である。
【
図5】
図4の押圧ばね装置を板幅方向から見た図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、押圧ばね装置の一実施形態を、
図1から
図3を参照しながら説明する。
本実施形態の押圧ばね装置1は、
図1および
図2に示されるように、長さ方向Xに延びる第1板ばね11、および第2板ばね12を備え、一対の被押圧体により板厚方向Zに挟まれて用いられる。
第1板ばね11、および第2板ばね12それぞれの長さ方向Xの両端部が、板厚方向Zに積層されて接合されている。
以下、第1板ばね11の長さ方向Xの両端部を、第1固着部(固着部)21といい、第2板ばね12の長さ方向Xの両端部を、第2固着部(固着部)22という。
【0013】
第1板ばね11、および第2板ばね12それぞれにおける長さ方向Xの中間部23、24同士が、板厚方向Zに離間した状態で対向している。
第2板ばね12の中間部24は、板幅方向Yから見て、板厚方向Zに沿って第1板ばね11の中間部23から離れる側に向けて突の曲線状を呈するように湾曲している。
第1板ばね11の中間部23は、一対の第1縦壁部25と、第1平坦部26と、を備え、板幅方向Yから見て台形状を呈する。
【0014】
第1縦壁部25は、第1固着部21から板厚方向Zに沿って第2固着部22に対して離れる向きに延びている。一対の第1縦壁部25は、長さ方向Xで互いに対向している。一対の第1縦壁部25は、第1固着部21から板厚方向Zに離れるに従い長さ方向Xで互いに近付く向きに延びている。
【0015】
第1平坦部26は、一対の第1縦壁部25同士を長さ方向Xに連結している。第1平坦部26は、表裏面が板厚方向Zを向く平板状に形成されている。第1平坦部26と第1縦壁部25との接続部分23aは、板幅方向Yから見て、長さ方向Xの外側に向けて突の曲線状を呈するように湾曲している。
第1平坦部26は、板厚方向Zに沿う第2板ばね12側の押込み荷重が加えられたときに、
図3に示されるように、板厚方向Zに沿う第2板ばね12側に向けて膨出するように弾性変形可能に形成されている。
【0016】
図示の例では、板幅方向Yから見た、第1平坦部26の表面に沿う第1平坦部26の長さは、板幅方向Yから見た、第1縦壁部25の表面に沿う第1縦壁部25の長さより長くなっている。第1平坦部26は、前述の押し込み荷重が加えられたときに、板幅方向Yから見てM字状を呈するように、長さ方向Xの中央部が、板厚方向Zに沿う第2板ばね12側に向けて膨出するように弾性変形可能に形成されている。
【0017】
第1板ばね11の中間部23の、第1固着部21に対する板厚方向Zの突出量は、第2板ばね12の中間部24の、第2固着部22に対する板厚方向Zの突出量より大きくなっている。
板幅方向Yから見た、第2板ばね12の表面に沿う第2板ばね12の中間部24の長さは、板幅方向Yから見た、第1板ばね11の表面に沿う第1板ばね11の中間部23の長さより短くなっている。
【0018】
本実施形態の押圧ばね装置1は、板幅方向Yから見て、第2板ばね12の中間部24を板厚方向Zに挟む第1板ばね11の中間部23の反対側に設けられた中間部28を有する第3板ばね13を備えている。板幅方向Yから見て、第2板ばね12および第3板ばね13それぞれの中間部24、28同士は、板厚方向Zに離れている。
【0019】
図示の例では、第1板ばね11を板幅方向Yに挟む両側には、第3板ばね13が各別に設けられている。第3板ばね13の長さ方向Xの両端部は、第1板ばね11の第1固着部21と一体に形成されるとともに、第1固着部21から板幅方向Yに張り出している。第1板ばね11および第3板ばね13は、全域にわたって板厚が同じ1枚の板体で形成されている。
以下、第3板ばね13の長さ方向Xの両端部を張出部27という。
【0020】
第3板ばね13の長さ方向Xの中間部28は、一対の第3縦壁部31と、第3平坦部32と、を備えている。
【0021】
一対の第3縦壁部31は、板幅方向Yから見て、第3板ばね13の張出部27から板厚方向Zに沿って第1板ばね11の中間部23に対して離れる向きに延びている。一対の第3縦壁部31は、張出部27から板厚方向Zに離れるに従い長さ方向Xで互いに近付く向きに延びている。
第3平坦部32は、一対の第3縦壁部31同士を長さ方向Xに連結している。第3平坦部32と第3縦壁部31との接続部分28aは、板幅方向Yから見て、長さ方向Xの外側に向けて突の曲線状を呈するように湾曲している。第3平坦部32は、板幅方向Yから見て、第2板ばね12の中間部24を板厚方向Zに挟む、第1平坦部26の反対側に位置している。
【0022】
第3板ばね13の中間部28は、板幅方向Yから見て、第1板ばね11の中間部23と逆向きの台形状を呈する。第3板ばね13および第1板ばね11それぞれの中間部28、23は、板幅方向Yから見て、第1固着部21および張出部27における板厚方向Zの中央部を通り、かつ長さ方向Xに延びる直線に対して対称形状を呈する。第3板ばね13における第3縦壁部31および第3平坦部32の各寸法はそれぞれ、第1板ばね11における第1縦壁部25および第1平坦部26の各寸法と、板幅を含めて全て同じになっている。
【0023】
以上説明したように、本実施形態による押圧ばね装置1によれば、第1板ばね11および第2板ばね12を備えているので、押圧ばね装置1が一対の被押圧体により板厚方向Zに挟まれて、第1板ばね11の第1平坦部26に、板厚方向Zに沿う第2板ばね12側の押込み荷重が加えられると、第1板ばね11における第1縦壁部25および第1固着部21を介して、第2板ばね12に長さ方向Xの引張力が加えられる。
この際、板幅方向Yから見た、第2板ばね12の表面に沿う第2板ばね12の中間部24の長さが、板幅方向Yから見た、第1板ばね11の表面に沿う第1板ばね11の中間部23の長さより短くなっているので、第2板ばね12の材質等に依らず、第2板ばね12が第1板ばね11の変形を抑止することとなり、発現する押圧ばね装置1のばね定数を高くすることが可能になり、低ストロークで高荷重を出力することができる。
【0024】
第1板ばね11の第1平坦部26に加えられる押込み荷重が増大し、第2板ばね12の長さ方向Xの変形が規制されると、
図3に示されるように、第1平坦部26が、板厚方向Zに沿う第2板ばね12側に向けて膨出するように弾性変形することとなり、発現する押圧ばね装置1のばね定数を低減することができる。したがって、加えられた板厚方向Xの押込み荷重が増大する過程において、発現するばね定数を、小さい変位時に高くし、かつ大きい変位時に低くすることができる。
【0025】
板幅方向Yから見た、第1平坦部26の表面に沿う第1平坦部26の長さが、板幅方向Yから見た、第1縦壁部25の表面に沿う第1縦壁部25の長さより長いので、第1平坦部26に加えられる押込み荷重が増大する過程において、第2板ばね12の長さ方向Xの変形が規制されたときに、第1平坦部26を、板厚方向Zに沿う第2板ばね12側に向けて膨出するように変形させやすくすることができる。
【0026】
板幅方向Yから見て、第2板ばね12の中間部24を板厚方向Zに挟む第1板ばね11の中間部23の反対側に、第3板ばね13の中間部28が設けられ、板幅方向Yから見て、第2板ばね12および第3板ばね13それぞれの中間部24、28同士が、板厚方向Yに離れているので、一対の被押圧体によって、第1板ばね11の第1平坦部26と、第3板ばね13の中間部28と、が板厚方向Zに挟まれることとなり、一対の被押圧体から第1板ばね11および第3板ばね13にばらつき少なく押込み荷重を加えることが可能になり、一対の被押圧体間で押圧ばね装置1の姿勢を安定させること等ができる。
【0027】
張出部27、一対の第3縦壁部31、および第3平坦部32を有する第3板ばね13を備えているので、一対の被押圧体によって、第1板ばね11の第1平坦部26と、第3板ばね13の第3平坦部32と、が板厚方向Zに挟まれることとなり、一対の被押圧体から第1板ばね11および第3板ばね13にばらつき少なく押込み荷重を加えることが可能になり、一対の被押圧体間で押圧ばね装置1の姿勢を安定させること等ができる。
【0028】
次に、本発明の第2実施形態に係る押圧ばね装置2を、
図4~
図6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。
【0029】
本実施形態の押圧ばね装置2では、第2板ばね12の中間部24が、表裏面が板厚方向Zを向く平板状に形成されている。第2板ばね12において、第2固着部22は、中間部24よりも板幅方向Yの両側に張り出しており、一対の第3板ばね13の張出部27に積層されて接合されている。第1板ばね11の板幅が、第3板ばね13の板幅より広くなっている。第2板ばね12の板幅が、後述する第4板ばね14の板幅より広くなっている。第2板ばね12および第4板ばね14それぞれの板幅は、第3板ばね13および第1板ばね11それぞれの板厚方向Zの変形を妨げない大きさとなっている。
【0030】
長さ方向Xの両端部が、第3板ばね13の張出部27に積層されて接合された第4板ばね14が設けられている。
以下、第4板ばね14の長さ方向Xの両端部を、第4固着部29という。
【0031】
第4板ばね14、および第3板ばね13それぞれにおける長さ方向Xの中間部33、28同士が、板厚方向Zに離間した状態で対向している。第4板ばね14は、2つ設けられ、一対の第3板ばね13に各別に設けられている。第4板ばね14は、長さ方向Xの全長にわたって、表裏面が板厚方向Zを向く平板状に形成されている。板幅方向Yから見て、第4板ばね14を挟む板厚方向Zの両側に、第1板ばね11の中間部23および第3板ばね13の中間部28が各別に位置している。2つの第4板ばね14における第4固着部29同士が板幅方向Yに連結されており、この連結部分が、第1板ばね11の第1固着部21に積層されて接合されている。板幅方向Yから見た、第4板ばね14の表面に沿う第4板ばね14の中間部33の長さが、板幅方向Yから見た、第3板ばね13の表面に沿う第3板ばね13の中間部28の長さより短くなっている。
【0032】
以上説明したように、本実施形態による押圧ばね装置2によれば、第1実施形態の押圧ばね装置1が有する前述した作用効果に加え、第4板ばね14が設けられているので、第3板ばね13の第3平坦部32に、板厚方向Zに沿う第1板ばね11側の押込み荷重が加えられたときに、第4板ばね14に長さ方向Xの引張力が加えられ、第4板ばね14が第3板ばね13の変形を抑止することとなり、発現する押圧ばね装置2のばね定数を確実に高くすることができる。
【0033】
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。
【0034】
例えば、第2板ばね12および第4板ばね14の各中間部24、33は、板幅方向Yから見て、板厚方向Zに沿って第1板ばね11の中間部23に向けて突の曲線状を呈するように湾曲してもよいし、板幅方向Yから見て、波形状を呈するように長さ方向Xに延びてもよい。
第4板ばね14の中間部33は、板幅方向Yから見て、板厚方向Zに沿って第1板ばね11の中間部23から離れる側に向けて突の曲線状を呈するように湾曲してもよい。
第3板ばね13および第4板ばね14を設けなくてもよい。
【0035】
第2固着部(固着部)22は、第2板ばね12のうち、長さ方向Xの両端部以外の部分に設けてもよい。
第2板ばね12および第3板ばね13を、板幅方向Yの同じ位置に位置させて、第2板ばね12および第3板ばね13それぞれの中間部24、28同士を、板厚方向Zで互いに対向させてもよい。
【0036】
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、前記実施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、前記した実施形態、および変形例を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【0037】
1、2 押圧ばね装置
11 第1板ばね
12 第2板ばね
13 第3板ばね
21 第1固着部(固着部)
22 第2固着部(固着部)
23 第1板ばねの中間部
24 第2板ばねの中間部
25 第1縦壁部
26 第1平坦部
27 張出部
28 第3板ばねの中間部
31 第3縦壁部
32 第3平坦部
X 長さ方向
Y 板幅方向
Z 板厚方向
【要約】
【課題】低ストロークで高荷重を出力する。
【解決手段】長さ方向Xに延びる第1板ばね11、および第2板ばね12を備え、第1板ばねの長さ方向の両端部が、第2板ばねに板厚方向Zに積層されて接合された固着部21とされ、第1板ばね、および第2板ばねそれぞれにおける長さ方向の中間部23、24同士が、板厚方向に離間した状態で対向し、板幅方向Yから見た、第2板ばねの表面に沿う第2板ばねの中間部の長さは、板幅方向から見た、第1板ばねの表面に沿う第1板ばねの中間部の長さより短く、第1板ばねの中間部に、板厚方向に沿う第2板ばね側の押込み荷重が加えられると、第1板ばねの固着部を介して、第2板ばねに長さ方向の引張力が加えられ、第2板ばねが第1板ばねの変形を抑止する。
【選択図】
図1