(57)【要約】【課題】ばね同士を重ねて使用する場合、手間が不要で、かつ部品点数を増加することなく、ばね同士の軸合わせを行うことができるとともに、軸線方向以外から加わった外力による軸ずれの発生を防止することができるばねの積層機構を提供する。【解決手段】ばね１では、本体部１０における相手のばねが重ねられる面に、相手のばねに向けて突出する第１円筒部１１および第２円筒部１３が形成されている。第１円筒部１１には、凹部１２Ａおよび凸部１２Ｂを有する積層部１２が形成されている。第２円筒部１３には、凹部１４Ａおよび凸部１４Ｂを有する積層部１４が形成されている。第１円筒部１１，積層部１２および第２円筒部１３，積層部１４はそれぞれ積層機構を構成している。積層部１２，１４は、相手のばねの第１円筒部１１，第２円筒部１３の積層部１２，１４と嵌合することにより、ばね同士は固定される。【選択図】図２
2010007728.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１部材と第２部材との間で複数個のばねを積層して使用可能とするばねの積層機構において、
前記ばねの本体部における相手のばねが重ねられる面に、前記相手のばねに向けて突出するように形成される筒状部と、
前記筒状部の端面に形成されるとともに、凹部および凸部を有する積層部とを備え、
前記積層部は、前記相手のばねの筒状部の積層部と嵌合することを特徴とするばねの積層機構。
【請求項２】
前記筒状部は円筒部であり、
前記積層部の凹部および凸部は、円周方向の長さが互いに等しく、前記凹部と前記凸部との組が周期的に複数形成されていることを特徴とする請求項１に記載のばねの積層機構。
【請求項３】
前記積層部は、前記相手のばねの筒状部の積層部と接合されていることを特徴とする請求項１または２に記載のばねの積層機構。
【請求項４】
前記積層部は、前記第１部材および前記第２部材からの押圧力が変化しても、軸線方向と垂直な方向にずれないことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のばねの積層機構。
【請求項５】
前記本体部が、前記第１部材および前記第２部材からの押圧力の方向に交差する方向に延在するとともに、孔部を有するばねに適用され、
前記筒状部は、前記本体部の内周部および外周部のうちの少なくとも一方の周部に形成され、
前記本体部と前記筒状部との境界部に角部が形成され、
前記角部は、その角度が前記押圧力に応じて変化するように弾性変形可能であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のばねの積層機構。
【請求項６】
前記部材に当接する前記ばねに適用される場合、そのばねの本体部の前記部材側の面に前記筒状部が形成され、
前記部材側の前記筒状部は、前記部材に向けて突出してそこに当接する当接部を有し、
前記部材には、前記当接部のその部材に対する摺動を防止するストッパが設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のばねの積層機構。
【請求項７】
前記当接部には、前記凹部および前記凸部を有する前記積層部が形成され、
前記部材には、前記積層部に嵌合する凹凸部が形成され、
前記当接部の前記積層部と前記部材の前記凹凸部とが、前記ストッパとしての機能を有することを特徴とする請求項６に記載のばねの積層機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１部材と第２部材との間で複数個のばねを積層して使用可能とするばねの積層機構に係り、特にばねの積層機構による固定技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車産業や、精密機器産業、家電等の各種分野では、振動伝達の抑制技術が要求されている。具体的には、振動伝達の抑制技術は、エンジンや、高速回転するモータ、洗濯機の脱水槽に適用されている。振動伝達の抑制技術としては、対象物と支持部により構成される系の固有振動数を、所定の振動数帯域よりも十分に低く設定することが有効である。その手法として、支持部のばね定数を小さくすることが考えられるが、この場合、ばね定数を小さくすると、たわみ量が大きくなって、ばねが大型化するという問題がある。
【０００３】
そこで、対象物と支持部の間に皿ばねを介在させる手法が提案されている。皿ばねの荷重特性では、荷重を支えることができるとともにばね定数を小さく設定することができる平坦な領域を得ることができる。このような皿ばねは、マシニングセンタのチャック部や橋桁の大荷重を支持する機構によく使用されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、大荷重を支持する系に皿ばねを用いたときに対象物から大変位の入力があった場合、ストロークを長くするために複数の皿ばねを重ねて使用している。しかしながら、この場合、皿ばねでは、荷重印加時にその外周部は移動するため、皿ばね同士を互いに固定していなかった。このため、皿ばね同士の軸合わせ時に軸ずれ量を測定する手間がかかったり、皿ばねの中央部の孔部や外周部にガイド部材を設けたりする必要があった（たとえば特許文献１，２）。また、皿ばね同士の重ね合わされた面に外力が軸線方向以外から加わった時、軸ずれが生じる虞があった。
【０００５】
皿ばね以外のばねでは、重ねて使用する際、ばね同士を固定していなく、皿ばねと同様にガイド部材を用いていたため、皿ばねと同様な上記問題が発生する虞があった。また、メッシュばねのように、そもそも重ねて使用されていないばねでは、ばね同士の固定技術がなかった。
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−３４８４７号公報
【特許文献２】特開２００２−５５１１７号公報
【０００７】
したがって、本発明は、ばね同士を重ねて使用する場合、手間が不要で、かつ部品点数を増加することなく、ばね同士の軸合わせを行うことができるとともに、軸線方向以外から加わった外力による軸ずれの発生を防止することができるばねの積層機構を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のばねの積層機構は、第１部材と第２部材との間で複数個のばねを積層して使用可能とするばねの積層機構であって、 ばねの本体部における相手のばねが重ねられる面に、相手のばねに向けて突出するように形成される筒状部と、筒状部の端面に形成されるとともに、凹部および凸部を有する積層部とを備え、積層部は、相手のばねの筒状部の積層部と嵌合することを特徴としている。
【０００９】
本発明のばねの積層機構では、ばねの本体部における相手のばねが重ねられる面の筒状部の端面に、凹部および凸部を有する積層部を形成し、その積層部を相手のばねの筒状部の積層部と嵌合させることにより、重ねられたばね同士を固定することができる。このようにばね同士の固定では、軸ずれ量の測定等の手間が不要で、かつ他の部材を用いないので、部品点数を増加することなく、ばね同士の軸合わせを容易に行うことができる。また、ばね同士の固定により、軸線方向以外から外力が加わったとき、周方向や径方向の軸ずれの発生を防止することができる。以上のような効果は、ばね自体の筒状部に凹部および凸部を有する積層部を形成するという簡単な構成で得ることができる。
【００１０】
本発明のばねの積層機構は、種々の構成を用いることができる。たとえば、筒状部が円筒部であり、積層部の凹部および凸部は、円周方向の長さが互いに等しく、凹部および凸部の組が周期的に複数形成されていることが好適である。この態様では、ばねの互いの積層部を嵌合させる際、一方のばねを、他方のばねに対して軸線回りに半周期分位相をずらして重ねることができる。したがって、全てのばねの積層部の形状を同一とすることができるので、１種類のばねのみを製造すればよく、その結果、製造コストを削減することができる。
【００１１】
また、積層部は、相手のばねの筒状部の積層部と接合することができる。この態様では、ばね同士を確実に固定することができる。また、このような接合時、ばね同士が積層部の嵌合により固定されているから、精度良く接合を行うことができ、その結果、軸合わせの更なる精度の向上を図ることができる。
【００１２】
ばねの積層機構は種々の形状を用いることができる。たとえば、ばねの本体部を、筒状部と同じ断面形状をなす筒状とすることができ、この場合、ばねは一体的に形成することができる。また、メッシュを有する筒状ばねとすることができる。
【００１３】
また、積層部は、第１部材および第２部材からの押圧力が変化しても、軸線方向と垂直な方向にずれない構成を用いることができる。具体的には、本体部は、第１部材および第２部材からの押圧力の方向に交差する方向に延在するとともに、孔部を有するばねに適用され、筒状部は、本体部の内周部および外周部のうちの少なくとも一方の周部に形成され、本体部と筒状部との境界部に角部が形成され、角部は、その角度が押圧力に応じて変化するように弾性変形可能であることが好適である。この場合、本体部の内周部に筒状部が形成されている場合、その内周部の筒状部同士が当接して、互いの積層部が嵌合する。本体部の外周部に筒状部が形成されている場合、その外周部の筒状部同士が当接して、互いの積層部が嵌合する。
【００１４】
上記態様では、ばねの本体部は、相手のばねからの押圧力の方向に交差する方向（すなわち、第１部材および第２部材からの押圧力の方向に交差する方向）に延在し、筒状部は、本体部の周部から相手のばねの筒状部に向けて（すなわち、第１部材および第２部材からの押圧力の方向に）突出して互いの積層部が嵌合している。
【００１５】
第１部材あるいは第２部材に当接するばねに適用される場合、そのばねの本体部のその相手部材側の面に筒状部が形成され、相手部材側の筒状部は、相手部材に向けて突出してそこに当接する当接部を有し、相手部材には、当接部のその相手部材に対する摺動を防止するストッパが設けられていることが好適である。この態様では、ばねと相手部材との固定を行うことができる。
【００１６】
ストッパは種々の構成を用いることができる。たとえば、当接部には、凹部および凸部を有する積層部が形成され、相手部材には、積層部に嵌合する凹凸部が形成され、当接部の積層部と相手部材の凹凸部とがストッパとしての機能を有することができる。この態様では、部品点数を低減することができるのはもちろんのこと、ばね同士の固定用の積層部を用いることができるので、製造コストを削減することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のばねの積層機構によれば、部品点数を増加することなく、ばね同士の軸合わせを容易に行うことができるとともに、軸線方向以外から加わった外力による軸ずれの発生を防止することができる。このような効果は、ばね自体の筒状部に凹部および凸部を有する積層部を形成するという簡単な構成で得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
（１）実施形態の構成
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る積層機構が適用されたばね１〜３が重ね合わされて第１部材１０１と第２部材１０２の間に設置されている状態を表している。図２は、ばね１の構成を表し、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）はばね１の右側部分の側断面図である。図３は、図２のばね１の積層機構の構成を表し、（Ａ）はばね１の第１筒状部１１の上面図、（Ｂ）はばね１の第２筒状部１２の下面図である。
【００１９】
第１部材１０１と第２部材１０２の間の中央部に配置されているばね１は、本発明のばねの基本型である。ばね１は、たとえば中心部に孔部１０Ａが形成された本体部１０を備えている。本体部１０は、たとえば第１部材１０１および第２部材１０２からの押圧力の方向に対して交差する方向に延在する円錐部である。その円錐部は、たとえば下方に向かうに従って傾斜して皿ばねとしての機能を有する。孔部１０Ａは、たとえば円形状をなしている。
【００２０】
ばね１の本体部１０の内周部には、ばね２に向けて突出する第１円筒部１１（筒状部）が設けられている。第１円筒部１１の端面には、凹部１２Ａおよび凸部１２Ｂを有する積層部１２が形成されている。凹部１２Ａおよび凸部１２Ｂは、図３（Ａ）に示すように、円周方向の長さｌ１が互いに等しく、凹部１２Ａおよび凸部１２Ｂの組が周期的に複数形成されていることが好適である。図３（Ａ）は、凹部１２Ａおよび凸部１２Ｂの組が２組（２周期分）形成されている例である。
【００２１】
ばね１の本体部１０の外周部には、ばね３に向けて突出する第２円筒部１３（筒状部）が設けられている。第２円筒部１３の端面には、凹部１４Ａおよび凸部１４Ｂを有する積層部１４が形成されている。凹部１４Ａおよび凸部１４Ｂは、図３（Ｂ）に示すように、円周方向の長さｌ２が互いに等しく、凹部１４Ａおよび凸部１４Ｂの組が周期的に複数形成されていることが好適である。図３（Ａ）は、凹部１２Ａおよび凸部１２Ｂの組が２組（２周期分）形成している例である。
【００２２】
第１円筒部１１および第２円筒部１３における周期的に同数形成している積層部１２，１４では、それらの位相を互いに半周期分ずらして形成されている。
【００２３】
本体部１０と第１円筒部１１との境界部には、図２（Ｂ）に示すように、第１角部１５が形成され、本体部１０と第２円筒部１２との境界部には第２角部１６が形成されている。第１角部１５および第２角部１６は、第１部材１０１および第２部材１０２からの押圧力に応じて、その角度を変化させるように弾性変形可能である。第１角部１５および第２角部１６は、種々の手法により形成することができる。第１角部１５および第２角部１６は、たとえば本体部１０と第１円筒部１１の境界部および本体部１０と第２円筒部１３の境界部を折り曲げて形成することができる。また、たとえば、本体部１０と第１円筒部１１の溶接および本体部１０と第２円筒部１３の溶接により形成することができる。
【００２４】
ばね１の第２部材１０２の側に配置されているばね２は、第２円筒部１３に積層部１４を有しない以外は、ばね１と同様な構成を有している。すなわち、ばね２の第１円筒部１１は積層部１２を有し、ばね２の第２円筒部１３は積層部１４を有していない。ばね２とばね１の重ね合わせでは、互いの積層部１４を嵌合させているので、ばね１，２は互いに固定されている。ばね２の第２円筒部１３の端面は、平坦面であり、第２部材１０２に当接している。
【００２５】
ばね１の第１部材１０１側に配置されているばね３は、第１円筒部１１に積層部１２を有しない以外は、ばね１と同様な構成を有している。すなわち、ばね３の第１円筒部１１は、積層部１２を有していなく、ばね３の第２円筒部１３は、積層部１４を有している。ばね１に対するばね３の重ね合わせでは、互いの積層部１４を嵌合させているので、ばね１，３は互いに固定されている。ばね３の第１円筒部１１の端面は、平坦面であり、第１部材１０１に当接している。
【００２６】
互いに嵌合している積層部１２，１４どうし（特に、径の小さな積層部１４どうし）は、接合されていることが好適である。
【００２７】
積層部１２，１４は、第１円筒部１１，第２円筒部１３の不変形部分に形成されていることが好適である。図４は、第１円筒部１１，第２円筒部１３の不変形部分について説明するための図である。ばね１〜３は、第１円筒部１１，第２円筒部１３に積層部１２，１４を有しないばねＰと同様な動作を行うので、動作説明では、図示の簡略化のために、そのばねＰを第１部材１０１と第２部材１０２の間に配置したケースを用いている。図４（Ａ）は、ばねＰの動作前（点線）と動作時（実線）の側断面図であり、（Ｂ）は、ばねＰの動作時の第１角部１５および第２角部１６の拡大側断面図である。なお、図４では、ばねＰの右側部分のみを図示している。
【００２８】
図４（Ａ）の点線で示すように、第１部材１０１と第２部材１０２の間に配置されたばねＰに対して、第１部材１０１から下側方向の荷重を加える。すると、図４（Ｂ）の実線で示すように、ばねＰは撓んで第１部材１０１が下方に移動する。図中の符号ｄは、ばねＰの撓みの大きさを示している。
【００２９】
ここで、本体部１０は、第１部材１０１からの押圧力の方向に交差する方向に延在し、ばねＰの上側において、第１円筒部１１は、本体部１０の内周部から第１部材１０１に向けて突出してそこに当接している。そのような本体部１０と第１円筒部１１の境界部に形成した第１角部１５は、荷重印加時に第１部材１０１からの押圧力に応じて角度αが変化するように弾性変形することができる。この場合、第１角部１５は、上記のような位置関係にある本体部１０と第１円筒部１１の境界部に形成された部位であるから、そのような第１角部１５は、荷重印加時に角度αを変化させながら、本体部１０の内周部の外部側（図の左側）に移動することができる。
【００３０】
このように荷重印加時に第１角部１５は弾性変形することができるので、第１円筒部１１の軸線方向の長さを適宜設定することにより、第１円筒部１１が荷重印加時に第１部材１０１側の不変形部分（図４（Ｂ）中の点Ｓより上側）を有することができる。このような第１円筒部１１の第１部材１０１側の不変形部分に、凹部１２Ａおよび凸部１２Ｂを有する積層部１２を形成する。
【００３１】
一方、ばねＰの下側において、第２円筒部１３は、本体部１０の内周部から第２部材１０２に向けて突出してそこに当接している。この場合、第１角部１５と同様な機能を有する第２角部１６は、荷重印加による弾性変形時に、第２部材１０２からの押圧力に応じて、角度βを変化させながら、本体部１０の外周部の外部側（図の右側）に移動することができる。
【００３２】
このように荷重印加時に第２角部１６は弾性変形することができるので、第２円筒部１３の軸線方向の長さを適宜設定することにより、第２円筒部１３が荷重印加時に第２部材１０２側の不変形部分（図４（Ｂ）中の点Ｔより下側）を有することができる。このような第２円筒部１３の第２部材１０２側の不変形部分に、凹部１４Ａおよび凸部１４Ｂを有する積層部１４を形成する。
【００３３】
以上のように第１円筒部１１の第１部材１０１側の不変形部分に積層部１２を形成し、第２円筒部１３の第２部材１０２側の不変形部分に積層部１４を形成することにより、ばねＰは第１円筒部１１および第２円筒部１３の摺動を防止することができる。このようなばねＰと同様な動作を行うばね１〜３を、図１に示すように重ね合わせて第１部材１０１と第１部材１０２の間に配置すると、ばね１〜３は互いに対して摺動しなく、ばね１，３は第１部材１０１と第１部材１０２に対して摺動しない。その結果、ばね１〜３の荷重特性では、皿ばねで問題となっていたヒステリシスが発生しない。
【００３４】
（２）実施形態の動作
以上のような円筒部および積層部を備えたばねの積層機構の動作について、おもに図５（Ａ）〜５（Ｄ）を参照して説明する。図５（Ａ）〜５（Ｄ）は、ばね１，２の積層機構の積層部同士の嵌合状態を表し、図５（Ａ）は、通常時の嵌合状態、図５（Ｂ）は、ばね１がばね２に対して図の右側へ移動した場合の嵌合状態、図５（Ｃ）は、ばね１がばね２に対して図の下側へ移動した場合の嵌合状態、図５（Ｄ）は、ばね１がばね２に対して図の右下側へ移動した場合の嵌合状態の断面図である。なお、図５（Ａ）〜（Ｄ）では、ばね１、２の凸部１２Ｂを区別するために、ばね１の凸部に符号１２Ｂ１、ばね２の凸部に符号１２Ｂ２を付している。また、ばね１，３の積層機構の積層部同士の嵌合状態では、ばね１，２の積層機構の積層部同士の嵌合状態と同様な動作が行われるから、その説明は省略している。
【００３５】
ばね１，２の重ね合わせでは、ばね１およびばね２の一方を他方に対して軸線回りに半周期分位相をずらして互いの積層部を嵌合させる。この場合、ばね１の積層部の凸部１２Ｂ１およびばね２の積層部の凸部１２Ｂ２が互いに隣接している。このような互いの積層部の嵌合では、ばね１，２の中心軸Ｃ１，Ｃ２が一致するから、ばね同士の軸合わせにおいて、軸ずれ量の測定をすることなく、かつガイド部材が不要となる。
【００３６】
図５（Ａ）に示す通常時の嵌合状態において、ばね１，２の重ね合わされた面に水平方向の外力が加わった場合、次のように軸ずれの発生が防止される。たとえば図５（Ｂ）に示すように、ばね１がばね２に対して図の右側へ移動するような外力が加わった場合、ばね１の左下の凸部１２Ｂ１がばね２の右下の凸部１２Ｂ２と、マークＨの箇所で当接することにより、ばね１のばね２に対する移動が最小限に抑制される。たとえば図５（Ｃ）に示すように、ばね１がばね２に対して図の下側へ移動するような水平方向の外力が加わった場合、ばね１の右上の凸部１２Ｂ１がばね２の右下の凸部１２Ｂ２とマークＩの箇所当接することにより、ばね１のばね２に対する移動が最小限に抑制される。たとえば図５（Ｄ）に示すように、ばね１がばね２に対して図の右下側へ移動するような水平方向の外力が加わった場合、ばね１の左下の凸部１２Ｂ１がばね２の右下の凸部１２Ｂ２とマークＨの箇所で当接することにより、かつばね１の右上の凸部１２Ｂ１がばね２の右下の凸部１２Ｂ２とマークＩの箇所で当接することにより、ばね１のばね２に対する移動が最小限に抑制される。
【００３７】
このように図５（Ａ）に示す通常時の嵌合状態において、ばね１，２の重ね合わされた面に水平方向の外力が加わった場合、ばね１の凸部１２Ｂ１とばね２の凸部１２Ｂ２が選択的に当接することにより、互いの相対的な自由度が拘束されるので、軸ずれの発生を防止することができる。
【００３８】
以上のように本実施形態のばね１〜３の積層機構では、本体部１０における相手のばねが重ねられる面の第１，第２円筒部１１，１３の端面に凹凸状の積層部１２，１４を形成し、その積層部１２，１４を相手のばねの円筒部の積層部１２，１４と嵌合させることにより、重ねられたばね同士を固定することができる。このようにばね同士の固定では、軸ずれ量の測定等の手間が不要で、かつ他の部材を用いないので、部品点数を増加することなく、ばね同士の軸合わせを容易に行うことができる。また、ばね同士の固定により、軸線方向以外から外力が加わったとき周方向や径方向の軸ずれの発生を防止することができる。以上のような効果は、ばね自体の第１円筒部１１および第２円筒部１３に積層部１２，１４を形成するという簡単な構成で得ることができる。
【００３９】
特に、第１円筒部１１では、積層部１２の凹部１２Ａの円周方向の長さを互いに等しくし、積層部１２の凸部１２Ｂの円周方向の長さを互いに等しくし、かつ凹部１２Ａと凸部１２Ｂの組を周期的に複数形成している。第２円筒部１３でも第１円筒部１１と同様に、第１円筒部１１と同様に積層部１４の凹部１４Ａと凸部１４Ｂの組を周期性に複数形成している。これにより、ばねの互いの積層部１２を嵌合させるとき、および、ばねの互いの積層部１４を嵌合させるとき、一方のばねを、他方のばねに対して軸線回りに半周期分位相をずらして重ねることができる。したがって、全てのばねの積層部１２，１４それぞれの形状を同一とすることができるので、１種類のばねのみを製造すればよく、その結果、製造コストを削減することができる。
【００４０】
また、積層部１２，１４は、相手のばねの円筒部の積層部１２，１４と接合することにより、ばね同士を確実に固定することができる。また、このような接合時、ばね同士が積層部の嵌合により固定されているから、接合を精度良く接合を行うことができ、その結果、軸合わせの更なる精度の向上を図ることができる。
【００４１】
（３）変形例
以上のように上記実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。なお、以下の変形例では、上記実施形態と同様な構成要素には同符号を付し、その説明は省略している。
【００４２】
上記実施形態では、本体部１０が円錐部であるばね１〜３に本発明の積層部を適用したが、これに限定されるものではなく、本体部１０の端面に筒状部が形成されている種々のばねに本発明の積層部を適用することができる。たとえば、図６に示すばね４Ａでは、本体部４０を円筒部４２，４３と同じ断面形状をなす筒状とすることができ、この場合、本体部４０および円筒部４２，４３を一体的に形成することができる。たとえば、図７に示すばね４Ｂは、図６に示すばね４Ａに複数の孔４５が形成されたメッシュ状のばね（いわゆるメッシュばね）である。
【００４３】
たとえば、上記実施形態では、筒状部を円筒部とし、円周方向の長さが互いに等しい凹部および凸部を有する積層部を周期的に複数形成したが、これに限定されるものではなく、筒状部の形状や、凹部および凸部の個数や、周方向長さ、形状等は、種々の変形が可能である。筒状部の形状は、筒状であればよく、その断面形状として楕円形状や矩形状等を用いることができる。凹部および凸部の個数は、適宜設定することができ、その個数が多いほど、ばね同士の固定をより確実に行うことができる。
【００４４】
凹部および凸部の長さは、互いに等しくなくてもよいし、凹部および凸部は周期的でなくてもよく、適宜設定することができる。凹部および凸部の形状は、矩形状に限定されるものではなく、円形や楕円形等でもよく、その形状に微細な形状が付されていてもよい。上記実施形態では、重ね合わせるばねの個数を３としたが、その個数は適宜設定することができる。上記実施形態では、たとえばばね１の個数を調整することにより、重ね合わせるばねの個数を設定することができる。
【００４５】
たとえば図８に示す例では、重ね合わせるばねの個数を２とし、ばね５Ａ，５Ｂの第２円筒部１３に積層部５１，５２を形成し、積層部５１，５２を互いに嵌合させている。この場合、積層部５１は、円弧状の凹部５１Ａと平坦状の凸部５１Ｂを有し、凹部５１Ａは等間隔に形成されている。積層部５２は、平坦状の凹部５２Ａと円弧状の凸部５１Ｂを有し、凸部５１Ｂは等間隔に形成されている。
【００４６】
加えて、ばね３の第１円筒部１１およびばね２の第２円筒部１３が当接する第１部材１０１および第２部材１０２には、ストッパを形成することができる。たとえば、第１，第２円筒部１１，１３に嵌合する凹部をストッパとして第１部材１０１および第２部材１０２に形成することができる。また、第１部材１０１に当接するばね３の第１円筒部１１に積層部１２を形成し、その積層部１２に嵌合する凹凸部を第１部材１０１に形成することができる。さらに、第２部材１０２に当接するばね２の第２円筒部１３に積層部１４を形成し、その積層部１４に嵌合する凹凸部を第２部材１０２に形成することができる。
【００４７】
ストッパは、凹部や凹凸部に限定されるものではなく、たとえば第１円筒部１１あるいは第２円筒部１３を固定する固定手段であればよく、種々の変形が可能であるのは言うまでもない。この態様では、ばね１〜３の荷重特性でのヒステリシスの発生をより効果的に防止することができる。
【００４８】
また、本体部１０が円錐部であるばねに本発明を適用する場合、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
【００４９】
たとえば、上記実施形態では、本体部１０および第１，第２円筒部１１，１３に構造を形成しなかったが、それら部位に種々の構造を形成してもよい。たとえば、本体部１０および第１，第２円筒部１１，１３の少なくとも一方にスリットを形成することができる。具体的には、図９に示すばね６Ａでは、第１，第２円筒部１１，１３の凸部の１１Ｂ，１３Ｂの側面部にスリット６１，６２を形成している。図１０に示すばね６Ｂでは、本体部１０にスリット６３を形成している。このようなスリット６１〜６３は適宜組み合わせることができ、その形状は適宜設定することができる。この態様では、ばねの軽量化を図ることができる。
【００５０】
また、たとえば上記実施形態では、内周部から外周部に向かって下方に傾斜する円錐状をなす本体部１０を用いたが、これに限定されるものではなく、本体部は種々の形状を用いることができる。たとえば、図１１に示すばね７Ａでは、内周部から外周部に向かって階段状をなす本体部７０を用いている。本体部７０の階段状は、縦方向部７１および横方向部７２からなる複数の段部を有している。縦方向部７１と横方向部７２の境界部には、角部７３が形成され、段部同士の境界部には角部７４が形成され、角部７３，７４は、上記実施形態の角部７３，７４と同様な機能を有することができる。
【００５１】
図１２に示すばね７Ｂでは、略Ｓ字状をなす本体部７５を用いている。図１３に示すばね７Ｃでは、内周部から外周部に向かって上方に傾斜する円錐状をなす本体部７６を用いている。この場合、第１円筒部１１および第２円筒部１３の高さが高い。また、本体部１０は、第１円筒部１１および第２円筒部１３に略直交する平面状をなしてもよい。
【００５２】
さらに上記実施形態では、本発明の筒状部として第１，第２円筒部１１，１３を用いたが、これに限定されるものではなく、筒状部は種々の構成を用いることができる。たとえば、ばねのたわみが小さい場合には、第１，第２円筒部１１，１３はいずれか一方のみを用いることができる。また、筒状部の形状は、上記実施形態に示す円筒状に限定されるものではなく、円錐状等の種々の形状を用いることができる。また、この場合、その断面は、直線状に限定されるものではなく、略Ｓ字状などの曲線状であってもよい。
【００５３】
また、第１円筒部１１および第２円筒部１３の本体部１０に対する突出方向は、上記実施形態と逆方向としてもよい。すなわち、第１円筒部１１の本体部１０に対する突出方向を図２の下方とし、第２円筒部１３の本体部１０に対する突出方向を図２の上方としてもよい。上記実施形態では、第１円筒部１１および第２円筒部１３を本体部の内周部および外周部に形成したが、第１円筒部１１および第２円筒部１３のいずれか一方のみ形成してもよい。また、第１角部１５および第２角部１６の形状は、図示の形状に限定されるものではなく、曲面形状等の種々の形状に変更可能である。
【００５４】
以上のように、本体部の形状や、筒状部の形状、形成位置および突出方向、凹部および凸部の個数、周方向長さおよび形状、スリットなどの構造の形成、および、第１角部および第２角部の形状等の変形例は適宜組み合わせることができるのは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の一実施形態に係る積層機構が適用されたばねが重ね合されて第１部材と第２部材の間に設置されている状態を表す側面図である。
【図２】図１のばねの構成を表し、（Ａ）はばねの斜視図、（Ｂ）はばねの右側部分の側断面図である。
【図３】図２のばね１の積層機構の構成を表し、（Ａ）はばねの第１筒状部の平面図、（Ｂ）はばねの第２筒状部の平面図である。
【図４】ばねの動作状態を表し、（Ａ）は、ばねの動作前（点線）と動作時（実線）の側断面図であり、（Ｂ）は、ばねの動作時の第１角部および第２角部の拡大側断面図である。
【図５】ばねの積層機構の積層部同士の嵌合状態を表し、（Ａ）は、通常時の嵌合状態の断面図、（Ｂ）〜（Ｄ）は、（Ａ）の通常時の嵌合状態において各方向の外力が加わった場合の嵌合状態の断面図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る積層機構が適用されたばねの変形例の構成を表す斜視図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る積層機構が適用されたばねの他の変形例の構成を表す斜視図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る積層機構が適用されたばねの他の変形例の構成を表す側面図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る積層機構が適用されたばねの他の変形例の構成を表す斜視図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係る積層機構が適用されたばねの他の変形例の構成を表す斜視図である。
【図１１】本発明の一実施形態に係る積層機構が適用されるばねの他の変形例の構成を表す側断面図である。
【図１２】本発明の一実施形態に係る積層機構が適用されるばねの他の変形例の構成を表す側断面図である。
【図１３】本発明の一実施形態に係る積層機構が適用されるばねの他の変形例の構成を表す側断面図である。
【符号の説明】
【００５６】
１〜３，４Ａ，４Ｂ，５…ばね、１０，４０，７０，７５，７６…本体部、１０Ａ…孔部、１１，４１…第１円筒部（筒状部）、１２，１４，４２，４４，５１，５２…積層部、１２Ａ，１４Ａ，４２Ａ，４４Ａ，５１Ａ，５２Ａ…凹部、１２Ｂ，１２Ｂ１，１２Ｂ２，１４Ｂ，４２Ｂ，４４Ｂ，５１Ｂ，５２Ｂ…凸部、１３…第２円筒部（筒状部）、１５…第１角部（角部）、１６…第２角部（角部）、４５…孔、１０１…第１部材、１０２…第２部材、α，β…角度
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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