(57)【要約】【課題】大きい荷重を支持することができるバネ構造の技術を提供する。【解決手段】バネ構造は、金属のベローズ部材を備えており、前記ベローズ部材の内側の密閉空間に多孔質ゴムが充填されている。前記多孔質ゴムが発泡ウレタンからなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属のベローズ部材を備えており、
前記ベローズ部材の内側の密閉空間に多孔質ゴムが充填されている、バネ構造。
【請求項２】
請求項１に記載のバネ構造であって、
前記多孔質ゴムが発泡ウレタンからなる、バネ構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示する技術は、バネ構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１にはベローズが開示されている。特許文献１のベローズは主にシール材として用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２２６６５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のベローズは主にシール材として用いられるので荷重を支持することが想定されていないが、荷重を支持するためのバネ構造の一部としてベローズを用いることも考えられる。本明細書では、大きい荷重を支持することができるバネ構造の技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本明細書に開示するバネ構造は、金属のベローズ部材を備えていてもよい。前記ベローズ部材の内側の密閉空間に多孔質ゴムが充填されていてもよい。
【０００６】
この構成によれば、ベローズ部材の内側の密閉空間に充填される多孔質ゴムがベローズ部材の軸方向に圧縮されたときに生じる反力によって大きい荷重を支持することができる。より詳細には、多孔質ゴムの多孔部分に存在している圧縮性流体（例えば空気）が圧縮されたときに生じる反力と、多孔質ゴムのゴム部分が圧縮されたときに生じる反力との合力によって大きい荷重を支持することができる。また、多孔質ゴムの外側にベローズ部材が存在しているので、多孔質ゴムがベローズ部材の軸方向に圧縮されたときに多孔質ゴムがベローズ部材の周方向に膨張することを抑制することができる。したがって、上記のバネ構造によれば確実に大きい荷重を支持することができる。また、上記の構成によれば、多孔質ゴムの多孔部分に存在している圧縮性流体が外部に漏出することがベローズ部材によって抑制されるので、多孔質ゴムの弾力性が低下することを抑制することができる。
【０００７】
前記多孔質ゴムが発泡ウレタンからなる構成であってもよい。
【０００８】
この構成によれば、ベローズ部材の内側の密閉空間において発泡ウレタンを発泡させることにより多孔質ゴムを密閉空間に充填することができる。これによって、ベローズ部材の内側の密閉空間に多孔質ゴムを容易に充填することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例に係るバネ構造の断面図である。
【図２】実施例に係るバネ構造の上面図である（図１のII−II断面図である）。
【図３】図１の一部IIIの拡大図である。
【図４】図３の一部IVの拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施例に係るバネ構造１について図面を参照して説明する。図１に示すように、実施例に係るバネ構造１は、金属のベローズ部材２を備えている。ベローズ部材２の上側には上側支持部材１１が配置されており、ベローズ部材２の下側には下側支持部材１２が配置されている。ベローズ部材２の内側には密閉空間５１が形成されている。
【００１１】
ベローズ部材２は、例えば鉄（Ｆｅ）を含む合金から形成されている。ベローズ部材２の金属は特に限定されるものではない。ベローズ部材２は、軸方向（Ｚ方向）に伸縮する。図２に示すように、ベローズ部材２は、軸方向（Ｚ方向）に視たときに円環状に構成されている。なお、図２には後述する多孔質ゴム８０は図示されていない。
【００１２】
図３に示すように、ベローズ部材２は、外径部７１と内径部７２を備えている。図３ではベローズ部材２の外径部７１と内径部７２を破線で示している。ベローズ部材２の外径部７１と内径部７２は、ベローズ部材２の軸方向（Ｚ方向）に沿って略直線状に形成されている。ベローズ部材２の外径Ｄ１と内径Ｄ２は、ベローズ部材２の軸方向（Ｚ方向）に沿って略一定である。ベローズ部材２の軸方向（Ｚ方向）の中央部３１における外径Ｄ１と、中央部３１より軸方向（Ｚ方向）の端部側に位置する端部側部３２における外径Ｄ１とが略同じ外径である。また、ベローズ部材２の軸方向（Ｚ方向）の中央部３１における内径Ｄ２と、中央部３１より軸方向（Ｚ方向）の端部側に位置する端部側部３２における内径Ｄ２とが略同じ内径である。なお、ベローズ部材２の中央部３１は、例えば、ベローズ部材２を軸方向（Ｚ方向）に三等分したときの中央の部分であり、端部側部３２は、その中央部３１より上側の部分及び下側の部分である。
【００１３】
図４に示すように、ベローズ部材２は、複数の外側突出部４１と、複数の内側突出部４２とを備えている。複数の外側突出部４１は、ベローズ部材２の外径部７１に対応している。複数の内側突出部４２は、ベローズ部材２の内径部７２に対応している。外側突出部４１は、ベローズ部材２の外側に突出している。内側突出部４２は、ベローズ部材２の内側に突出している。ベローズ部材２は、複数の板部材２１を備えている。板部材２１は、ベローズ部材２の軸方向（Ｚ方向）に視たときに円環状に構成されている（図２）。ベローズ部材２は、複数の板部材２１が組み合わされることによって構成されている。ベローズ部材２の軸方向（Ｚ方向）に隣り合っている板部材２１同士が例えば溶接や拡散接合によって接合されている。ベローズ部材２の外側突出部４１では、軸方向（Ｚ方向）に隣り合う板部材２１の外周部６１同士が接合されている。ベローズ部材２の内側突出部４２では、軸方向（Ｚ方向）に隣り合う板部材２１の内周部６２同士が接合されている。
【００１４】
図１に示すように、ベローズ部材２の上側に配置されている上側支持部材１１は、板状の部材であり、ベローズ部材２の上端部に密着した状態で固定されている。また、ベローズ部材２の下側に配置されている下側支持部材１２は、板状の部材であり、ベローズ部材２の下端部に密着した状態で固定されている。上側支持部材１１と下側支持部材１２は、密閉空間５１を密閉している。上側支持部材１１と下側支持部材１２の間に密閉空間５１が形成されている。
【００１５】
密閉空間５１には多孔質ゴム８０が密に充填されている。多孔質ゴム８０は、例えば、発泡ウレタンからなる。密閉空間５１において発泡ウレタンを発泡させることによって多孔質ゴム８０が作成される。発泡ウレタンとしては、例えば、チェラスト（登録商標）を例示することができる。多孔質ゴム８０の多孔部分には圧縮性流体が存在している。圧縮性流体は、例えば、空気、ガス等の気体である。密閉空間５１に発泡ウレタンを注入する方法は特に限定されるものではない。例えば、ベローズ部材２が自然長の状態で密閉空間５１に発泡ウレタンを注入してもよい。また、ベローズ部材２を軸方向（Ｚ方向）に伸長又は収縮させた状態で密閉空間５１に発泡ウレタンを注入してもよい。また、密閉空間５１を真空にした状態で密閉空間５１に発泡ウレタンを注入してもよい。発泡ウレタンは密閉空間５１に注入された後に発泡する。
【００１６】
上記のバネ構造１では、図１に矢印で示すように、上側支持部材１１及び下側支持部材１２を介してバネ構造１に荷重Ｐが作用する。このとき、バネ構造１のベローズ部材２及び多孔質ゴム８０がベローズ部材２の軸方向（Ｚ方向）に圧縮される。このときに、多孔質ゴム８０が圧縮されることで生じる反力によって荷重Ｐを支持することができる。より詳細には、多孔質ゴム８０の多孔部分に存在している圧縮性流体が圧縮されることで生じる反力と、多孔質ゴム８０のゴム部分が圧縮されることで生じる反力との合力によって荷重Ｐを支持することができる。また、上記のバネ構造１では、多孔質ゴム８０の外側にベローズ部材２が存在するので、多孔質ゴム８０がベローズ部材２の軸方向（Ｚ方向）に圧縮されたときに、その多孔質ゴム８０がベローズ部材２の周方向に膨張することがベローズ部材２によって抑制される。そのため、多孔質ゴム８０の荷重を支持する能力が低下することがない。したがって、上記のバネ構造１によれば大きい荷重を確実に支持することができる。また、多孔質ゴム８０の外周部がベローズ部材２によって支持されているので、多孔質ゴム８０内に存在する圧縮性流体が外部に流出することが抑制される。そのため、多孔質ゴム８０の弾力性が低下することが抑制される。
【００１７】
また、上記のバネ構造１によれば、多孔質ゴム８０が発泡ウレタンからなるので、ベローズ部材２の内側の密閉空間５１において発泡ウレタンを発泡させるだけで多孔質ゴム８０を作成することができる。よって、密閉空間５１に多孔質ゴム８０を容易に充填することができる。また、上記のバネ構造１によれば、多孔質ゴム８０が膨張することで仮にベローズ部材２が破裂したとしても、圧縮性流体が急激に流出しないので、ベローズ部材２の破片が周囲に飛散することを抑制することができる。
【００１８】
以上、一実施例について説明したが、具体的な態様は上記実施例に限定されるものではない。以下の説明において、上記の説明における構成と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００１９】
上記の実施例では、ベローズ部材２が軸方向（Ｚ方向）に視たときに円環状に構成されていたが（図２参照）、他の実施例では、ベローズ部材２が軸方向（Ｚ方向）に視たときにトラック形状に構成されていてもよい。トラック形状は、長円の環状、楕円の環状、又は角が丸くされた四角形の環状等の形状を含む概念である。
【００２０】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書又は図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書又は図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【符号の説明】
【００２１】
１：バネ構造、２：ベローズ部材、１１：上側支持部材、１２：下側支持部材、２１：板部材、３１：中央部、３２：端部側部、４１：外側突出部、４２：内側突出部、５１：密閉空間、６１：外周部、６２：内周部、７１：外径部、７２：内径部、８０：多孔質ゴム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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