JP2005248983A - Wave spring - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、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。 The present invention relates to a wave spring used for a multi-plate clutch device of a transmission, for example.
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、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。(例えば下記特許文献1の図2参照)
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ため、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。(例えば下記特許文献2の図4,図6参照)
The O-shaped wave spring is manufactured by stamping with a press, and crests and troughs are alternately formed in the circumferential direction. (For example, see FIG. 2 of
On the other hand, since the C-shaped wave spring is obtained by forming a band or a bar in an annular shape, the material yield is higher than that of the O-shaped wave spring. That is, the material of the C-shaped wave spring is not wasted and can be manufactured at a low cost. For this reason, a C-shaped wave spring has recently been used frequently. (For example, see FIG. 4 and FIG. 6 of
C型波形ばねは、例えば自動車の変速機において、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とともに、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。 The C-shaped wave spring is used, for example, as a fastening cushion for a multi-plate clutch in an automobile transmission. Since this type of wave spring is attached to a member that rotates as the engine rotates, it may rotate at a high speed. When the C-shaped wave spring in the free state is rotated at a high speed, the C-shaped wave spring spreads in the radial direction due to the centrifugal force, and the opening portion may be lifted in the rotation axis direction for the reasons described later.
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、特に問題は生じない。しかし、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。 The wave spring is accommodated in, for example, a holding groove of a member that rotates at a high speed in the transmission, and its radial position is regulated. For this reason, with respect to the movement of the C-shaped wave spring to expand in the radial direction, the displacement can be restricted by the inner surface of the holding groove or the like, and no particular problem occurs. However, since the phenomenon that the opening is lifted cannot be constrained, there is a concern that when the opening is lifted during high rotation, a part of the wave spring protrudes from the holding groove.
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った。図8は従来のC型波形ばね1を展開して側面方向から見た図であるが、理解しやすいように山部2と谷部3の高さを誇張して描いている。この波形ばね1が高回転すると、回転軸方向の重心位置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。
When the cause of the opening floating in the direction of the rotation axis was pursued, the following was found. FIG. 8 is a diagram of the conventional C-
ここで山部2の先端2aが対称軸Y上に位置していると、前記遠心力Fが作用したときに、山部2の先端2aを支点とするモーメントM(M=F×Δh)により、波形ばね1が2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。
Here, if the tip 2a of the
従ってこの発明の目的は、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。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a wave spring that can suppress deformation in the direction of the rotation axis that occurs when the C-shaped wave spring rotates.
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の重心位置付近に形成されていることを特徴とするものである。 The corrugated spring of the present invention is a C-shaped corrugated spring in which a plurality of crests and troughs are alternately formed in the circumferential direction, has an opening in a part of the circumferential direction, and is provided on a rotating member, A connection portion that connects adjacent ridges or valleys to each other is formed at a position opposite to the circumferential direction with respect to the opening, and the connection portion is near the position of the center of gravity of the wave spring in the rotation axis direction. It is characterized by being formed.
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。
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。
In a preferred embodiment of the present invention, the peak portions and the valley portions are formed at symmetrical positions with respect to a line segment connecting the opening portion and the connection portion, respectively.
The connection portion is, for example, a linear connection portion formed between adjacent mountain portions or valley portions, or a mountain-shaped connection portion formed between adjacent valley portions. In a preferred embodiment of the present invention, the connection portion is formed substantially on the center of gravity in the rotation axis direction.
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、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。 According to the present invention, when the C-shaped wave spring rotates, it is possible to suppress displacement in the direction of the rotation axis that occurs in a part of the wave spring, and to prevent problems such as a part of the wave spring protruding from a predetermined position. can do.
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に示すように本実施形態のC型波形ばね10は、帯状のばね材料(例えば、ばね鋼)を円環状に成形し、焼入れおよび焼戻し等の熱処理を施したものである。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。
A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
As shown in FIGS. 1 and 2, the C-
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に収容されるようになっている。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。
As shown in FIG. 3, the
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、互いに隣り合う谷部12どうしをつなぐ接続部14が形成されている。図4は、本実施形態の波形ばね10を展開し、側面方向から見た模式図であるが、理解しやすいように山部11と谷部12の高さを誇張して描いている。
In the
接続部14は直線形状をなし、波形ばね10の回転軸方向Y´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が、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。
The connecting
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は、山部11と谷部12の数がいずれも偶数であり、対称軸としての線分Z上に、開口部13と接続部14が形成されているものである。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。
In this
このように構成された波形ばね10によれば、回転部材20に取付けられた状態で高回転したとき、図4に示すように回転軸方向Y´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が働くことになる。しかし接続部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とになり、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。
According to the
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ところ、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が、変位量は0.003mmときわめて小さな値であった。
When the conventional C-
接続部14は、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間に形成された直線状の接続部14であってもよい。この接続部14は回転軸方向の重心位置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が形成されていてもよい。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。
The
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。
The
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、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。 As described above, the connection part of the C-shaped wave spring according to the present invention is located on the opposite side in the circumferential direction with respect to the opening, and between the adjacent mountain parts or valley parts, from the mountain parts or the valley parts. However, it is only necessary to be formed near the position of the center of gravity in the direction of the rotation axis so that the height is reduced.
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い範囲で適宜変形して実施できることは言うまでもない。 In carrying out the present invention, in addition to the above-described embodiments, the components of the present invention, including the shape and number of peaks and valleys, the shape of connection portions, etc., are appropriately selected within the scope of the invention. Needless to say, the embodiment can be modified.
10…波形ばね
11…山部
12…谷部
13…開口部
14…接続部
20…回転する部材
G …回転軸方向の重心位置
X …回転軸
Y´…回転軸方向
DESCRIPTION OF
Claims (5)
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の重心位置付近に形成されていることを特徴とする波形ばね。 A plurality of crests and troughs are formed alternately in the circumferential direction, have openings in part of the circumferential direction, and are C-shaped wave springs provided on a rotating member,
A connecting portion is formed at a position on the opposite side of the circumferential direction with respect to the opening, and connects the adjacent ridges or valleys.
The wave spring, wherein the connecting portion is formed in the vicinity of the center of gravity of the wave spring in the rotation axis direction.
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