(57)【要約】  ばね定数比を自由に調整することができるウェーブスプリングおよびその荷重調整方法を提供する。   ウェーブスプリング１００では、高い山部１１１および低い山部１１２が１個の組み合わせ１１０を構成し、その組み合わせ１１０が周方向に沿って繰り返し形成されている。山部１１１，１１２の間には谷部１１３が形成されている。従来のウェーブスプリングの設計では、山部同士の間隔を等しく設定しているため、ばね定数比（Ｋ１／Ｋ２）は、特定値（プロット○で示される値）しか取り得なかった。これに対してウェーブスプリング１００の設計では、１個の組み合わせ１１０内において、高い山部１１１のピッチ角度Ａ、低い山部１１１のピッチ角度Ｂを変更することができるから、ばね定数比（Ｋ１／Ｋ２）を自由に調整することができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに高さが異なる複数種の山部を有する組み合わせを繰り返し形成し、
前記組み合わせの設計では、前記組み合わせの形成個数を決定し、１個の組み合わせ内において前記複数種の山部のそれぞれのピッチ角度を変更することにより荷重を調整することを特徴とするウェーブスプリングの荷重調整方法。 
【請求項２】
前記複数種の山部同士の間の谷部の少なくとも１個に、所定のピッチ角度を有する平坦部を形成することにより荷重を調整す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の荷重調整方法。
【請求項３】
互いに高さが異なる複数種の山部を有する組み合わせが繰り返し形成され、１個の組み合わせ内において前記複数種の山部のそれぞれのピッチ角度が互いに異なるように設定されていることを特徴とするウェーブスプリング。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高い山部と低い山部を有するリング状のウェーブスプリングおよびその荷重調整方法に係り、特に、ウェーブスプリングの設計手法に関する。 
【背景技術】
【０００２】
ウェーブスプリングは、クラッチ機構のクラッチ締結時の衝撃緩衝手段等の各種用途に使用されている。ウェーブスプリングは、複数の山部を有するリング状のスプリングである。【０００３】
ウェーブスプリングでは、山部として高い山部と低い山部を形成することにより、荷重負荷時のストローク過程でばね定数を変化させている。具体的には、ウェーブスプリングを第１部材と第２部材の間に設置し、この場合、ウェーブスプリングの高い山部の頂部を第１部材に接触させるとともに、谷部を第２部材に接触させる。第１部材に対して第２部材に向かう荷重を負荷すると、高い山部の高さが低くなるように弾性変形する。高い山部のみが第１部材に接触しているとき、たとえば図５に示すように、ばね定数Ｋ１の線形特性を示す。弾性変形の途中で低い山部も第１部材に接触すると、高い山部および低い山部が第１部材に接触することになるから、ばね定数Ｋ１よりも大きなばね定数Ｋ２の線形特性を示すようになる。【０００４】
このようなウェーブスプリングは、たとえば特許文献１，２に開示されている。特許文献１のウェーブスプリングでは、高い山部と低い山部からなる組み合わせが等間隔で繰り返されている。特許文献２のウェーブスプリングでは、多数の山部（１個の高い山部および複数の低い山部）と谷部からなる組み合わせが等間隔で繰り返され、その組み合わせ内において低い山部同士が等間隔で形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２８２８０７号公報
【特許文献２】実用登録第２５８６１１２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
以上のようにウェーブスプリングでは、山部として高い山部と低い山部を形成することにより、ストローク過程でばね定数Ｋ１からばね定数Ｋ２へ変化させることができる。しかしながら、従来技術の設計手法では、ばね定数比（＝Ｋ１／Ｋ２）を自由に調整することが困難であった。【０００７】
具体的には、高い山部と低い山部の個数の割合を変化させた場合、ばね定数Ｋ１，Ｋ２を連続的に変化させることができない。図６は、３個の高い山部と３個の低い山部からなるウェーブスプリングと、２個の高い山部と４個の低い山部からなるウェーブスプリングの荷重特性を表すグラフである。図６に示すように高い山部と低い山部の総数を６個とした場合、高い山部と低い山部の個数の割合を変化させても、符号Ｑで示す範囲でばね定数を変化させることができず、ばね定数比（＝Ｋ１／Ｋ２）を自由に調整することができなかった。【０００８】
そこで、ウェーブスプリングの内外径や板厚等で発生荷重の調整をすることが考えられるが、設計段階では、ウェーブスプリングの配置スペースが通常決定されているため、それらのパラメータの変更が事実上不可能であった。その結果、ばね定数比（＝Ｋ１／Ｋ２）を自由に調整することができなかった。【０００９】
したがって、本発明は、ばね定数比を自由に調整することができるウェーブスプリングおよびその荷重調整方法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】
【００１０】
本発明のウェーブスプリングの荷重調整方法は、互いに高さが異なる複数種の山部を有する組み合わせを繰り返し形成し、組み合わせの設計では、組み合わせの形成個数を決定し、１個の組み合わせ内において複数種の山部のそれぞれのピッチ角度を変更することにより荷重を調整することを特徴とする。 【００１１】
本発明のウェーブスプリングの荷重調整方法では、互いに高さが異なる複数種の山部を有する組み合わせを繰り返し形成することにより、そのウェーブスプリングの荷重特性では、山部の種類数に対応した数のばね定数を示す。具体的には、１個の組み合わせが、互いに高さが異なるＮ種類の山部を有する場合、荷重特性では、ばね定数Ｋ１，Ｋ２，…，ＫＮ（Ｎは自然数）を示す。【００１２】
ここで、組み合わせの設計では、１個の組み合わせ内において、Ｎ種の山部のそれぞれのピッチ角度を変更することにより、ばね定数比（Ｋｎ−１／Ｋｎ、ただしｎは２以上の自然数）を自由に調整することができる。したがって、ウェーブスプリングの内外径や板厚等のパラメータを変更することなく、ばね定数比を調整することができるので、予め決定されているウェーブスプリングの配置スペースに対応することができる。【００１３】
本発明のウェーブスプリングの荷重調整方法は、種々の構成を用いることができる。たとえば前記複数種の山部同士の間の谷部の少なくとも１個に、所定のピッチ角度を有する平坦部を形成することにより荷重を調整する態様を用いることができる。この態様では、谷部に形成された平坦部のピッチ角度を変更することにより、Ｎ種の山部のピッチ角度の変更による効果と同様な効果を得ることができるのはもちろんのこと、設計の自由度を格段と高めることができるから、所望のばね定数への調整を精度良く行うことができる。【００１４】
本発明のウェーブスプリングは、互いに高さが異なる複数種の山部を有する組み合わせが繰り返し形成され、１個の組み合わせ内において複数種の山部のそれぞれのピッチ角度が互いに異なるように設定されていることを特徴とする。本発明のウェーブスプリングは、本発明のウェーブスプリングの荷重調整方法と同様な効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のウェーブスプリングあるいはその荷重調整方法によれば、ウェーブスプリングの内外径や板厚等のパラメータを変更することなく、ばね定数比を調整することができる等の効果を得ることができる。 
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係るウェーブスプリングの構成を表し、（Ａ）はウェーブスプリングの山部および谷部の位置を示す概略上面図、（Ｂ）は、ウェーブスプリングを周方向に展開した展開図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るウェーブスプリングが部材間に配置された状態の一部を表す図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るウェーブスプリングでの高い山部のピッチ角度とばね定数比との関係を表すグラフである。
【図４】本発明の一実施形態に係るウェーブスプリングで谷部に平坦部を形成した変形例の一部構成を表す図である。
【図５】ウェーブスプリングの荷重特性を表す図である。
【図６】山部の総数を一定にして高い山部と低い山部の個数の割合を変化させた従来例のウェーブスプリングの荷重特性を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の一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ウェーブスプリングの構成を表す図である。図２は、図１に示すウェーブスプリングが部材間に配置された状態の一部を表す図である。ウェーブスプリング１００は、たとえば図１（Ａ）に示すように孔部１００Ａを有するリング状をなし、高い山部１１１および低い山部１１２を有している。高い山部１１１の高さＨ１は、たとえば図１（Ｂ）に示すように低い山部１１２の高さＨ２よりも高く設定されている。なお、図１（Ａ）では、マーク●，▲，□を用いて高い山部１１１の頂部、低い山部１１２の頂部、および、谷部１１３の底部の位置を便宜的に示している。
【００１８】
ウェーブスプリング１００では、高い山部１１１および低い山部１１２が１個の組み合わせ１１０を構成し、その組み合わせ１１０が周方向に沿って繰り返し形成されている。山部１１１，１１２の間には谷部１１３が形成されている。高い山部１１１および低い山部１１２は、たとえばぞれぞれの山部の頂点に関して左右対称な形状を有する。
【００１９】
組み合わせ１１０の形成個数をＭ、高い山部１１１のピッチ角度をＡ（°）、低い山部１１１のピッチ角度をＢ（°）とした場合、Ｂは以下の式（１）で表される。
Ｂ＝（３６０／Ｍ）−Ａ…式（１）
【００２０】
本実施形態では、たとえば組み合わせ１１０の形成個数Ｍは３であるから、Ｂは以下の式（２）で表される。図１に示す例では、ピッチ角度Ａ，Ｂを異なるように設定しており、たとえばＡは６７．５（°）、Ｂは５２．５（°）に設定されている。
Ｂ＝１２０−Ａ…式（２）
【００２１】
たとえば図２に示すようにウェーブスプリング１００を第１部材１と第２部材２の間に設置する場合、ウェーブスプリング１００では、高い山部１１１の頂部を第１部材１に接触させるとともに、谷部１１３を第２部材２に接触させる。第１部材１に対して下向きの荷重を負荷すると、高い山部１１１の高さが低くなるように弾性変形する。この場合、高い山部１１１の頂部のみが第１部材１に接触しているときには、たとえば図５に示すようにばね定数Ｋ１の線形特性を示し、高い山部１１１および低い山部１１２の頂部が第１部材１に接触しているときには、たとえば図５に示すようにばね定数Ｋ１よりも大きなばね定数Ｋ２の線形特性を示すようになる。
【００２２】
なお、便宜的に従来技術と同様に図５を用いてウェーブスプリング１００の荷重特性を説明したが、本実施形態では、高い山部と低い山部の個数の割合を変化させた場合はもちろんのこと、高い山部のピッチ角度Ａと低い山部のピッチ角度Ｂを下記のように変化させた場合には、１段目の荷重Ｐ１と２段目のばね定数Ｋ２を調整することができる。
【００２３】
ウェーブスプリング１００の荷重調整方法を含む製造手法の一例について説明する。まず、たとえばプレス加工によって、所定の板厚を有する板材から、中央部に孔部を有するブランクを打ち抜く。次いで、たとえブランクに波形成形を行うことにより、ブランクを波形状にする。ブランクの波形状では、高い山部および低い山部からなる組み合わせが周方向に沿って繰り返し形成されている。続いて、波形状のブランクに熱処理（焼入れ・焼戻し）を行う。これにより、高い山部１１１および低い山部１１２からなる組み合わせ１１０が周方向に沿って繰り返し形成されたウェーブスプリング１００が得られる。なお、ブランクへの波形および熱処理は同時に行ってもよい。なお、ウェーブスプリング１００の製造方法は、種々の変形が可能であり、本発明の範囲内で公知のウェーブスプリングの製造手法を用いることができる。
【００２４】
ここで本実施形態の組み合わせ１１０の設計段階では、１個の組み合わせ１１０内において、高い山部１１１のピッチ角度Ａ、低い山部１１１のピッチ角度Ｂを変更することにより、ばね定数比（Ｋ１／Ｋ２）を自由に調整することができる。これにより、１段目の荷重Ｐ１と２段目のばね定数Ｋ２を調整することができる。
【００２５】
具体的には、互いに高さが異なる２種の山部（高い山部および低い山部）からなる組み合わせが繰り返し形成されたウェーブスプリングの荷重特性では、図５に示すようにばね定数Ｋ１，Ｋ２を示す。従来のウェーブスプリングでは、図６に示すように高い山部と低い山部の総数を６個（すなわち、組み合わせの形成個数を３個、１個の組み合わせのピッチ角度を１２０°）とした場合、山部同士の間隔を等しく設定しているため、高い山部および低い山部のピッチ角度を６０°に設定することしかできなかった。そのため、高い山部と低い山部の個数の割合を変化させても、符号Ｑで示す範囲のばね定数を得ることができず、たとえば４個の高い山部と２個の低い山部を有する場合と３個の高い山部と３個の低い山部を有する場合のぞれぞれでは、ばね定数比（Ｋ１／Ｋ２）は、たとえば図３に示すように特定値（○で示されるプロット）しか取り得なかった。
【００２６】
これに対して本実施形態では、たとえば４個の高い山部と２個の低い山部を有する場合と３個の高い山部と３個の低い山部を有する場合ではともに、ピッチ角度Ａを変化させることができる。たとえば図３に示すようにピッチ角度Ａを増加させるに従って、ばね定数比（Ｋ１／Ｋ２）は直線的に減少する。このように高い山部１１１のピッチ角度Ａ、低い山部１１２のピッチ角度Ｂを変更することにより、ばね定数比（Ｋ１／Ｋ２）を連続的に変化させることができる。
【００２７】
したがって、ウェーブスプリング１００の内外径や板厚等のパラメータを変更することなく、ばね定数比（Ｋ１／Ｋ２）を調整することができるので、予め決定されているウェーブスプリング１００の配置スペースに対応することができる。
【００２８】
以上、上記実施形態を用い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。たとえば図４に示すように高い山部１１１に隣接する谷部１１３に平坦部１１４を設けることにより、高い山部１１１のピッチ角度Ａ°を変更してもよい。なお、図４の破線は、平坦部１１４を設けない場合の山部１１１を示している。なお、図４では、平坦部１１４の形成により高い山部１１１のピッチ角度Ａを変更した例を示したが、平坦部１１４の形成により低い山部１１２のピッチ角度Ｂを変更してもよい。
【００２９】
上記態様では、谷部１１３に形成された平坦部１１４のピッチ角度を変更することにより、山部１１１，１１２のピッチ角度の変更による効果と同様な効果を得ることができる。
【００３０】
ここで、平坦部１１４を設けずに、高い山部１１１および低い山部１１２のピッチ角度Ａ，Ｂを変更する態様では、上記式１の関係式に示されるように、たとえばピッチ角度Ａを増加させると、ピッチ角度Ｂが減少するといったように、ピッチ角度Ａ，Ｂは互いに影響されるため、ピッチ角度Ａ，Ｂのそれぞれを単独で変更することができない。
【００３１】
これに対して上記態様では、たとえば高い山部１１１に隣接する谷部１１３に平坦部１１４を設けることにより、ピッチ角度Ａのみを調整することができるから、高い山部１１１のばね定数の調整を単独で行うことができる。たとえば低い山部１１２に隣接する谷部１１３に平坦部１１４を設けることにより、ピッチ角度Ｂのみを調整することができるから、低い山部１１２のばね定数の調整を単独で行うことができる。また、全ての山部１１１，１１２のそれぞれについて、それに隣接する谷部１１３に平坦部１１４を設けることにより、それぞれの山部について単独でそのばね定数を調整することができる。したがって、平坦部１１４を設けない態様と比較して、設計の自由度を格段と高めることができるから、所望のばね定数への調整を精度良く行うことができる。
【００３２】
また、上記実施形態では、互いに高さが異なる２種の山部１１１，１１２を有する組み合わせ１１０を繰り返し形成したが、これに限定されるものではなく、互いに高さが異なる３種以上の山部を有する組み合わせを繰り返し形成してもよい。
【符号の説明】
【００３３】
１００…ウェーブスプリング、１１０…組み合わせ、１１１…高い山部、１１２…低い山部、１１３…谷部、１１４…平坦部、１…第１部材、２…第２部材、Ａ…高い山部のピッチ角度、Ｂ…低い山部のピッチ角度、Ｃ…平坦部のピッチ角度
【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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【手続補正書】
【提出日】平成26年6月23日(2014.6.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに高さが異なる複数種の山部を有する組み合わせを繰り返し形成し、
前記組み合わせの設計では、前記組み合わせの形成個数を決定し、１個の組み合わせ内において前記複数種の山部のそれぞれのピッチ角度を変更し、かつ、前記複数種の山部同士の間の谷部の少なくとも１個に、前記谷部と同一平面上に配置され所定のピッチ角度を有する平坦部を形成することにより荷重を調整することを特徴とするウェーブスプリングの荷重調整方法。
【請求項２】
（削除）
【請求項３】
互いに高さが異なる複数種の山部を有する組み合わせが繰り返し形成され、１個の組み合わせ内において前記複数種の山部のそれぞれのピッチ角度が互いに異なるように設定され、かつ、前記複数種の山部同士の間の谷部の少なくとも１個に、前記谷部と同一平面上に配置され所定のピッチ角度を有する平坦部が形成されていることを特徴とするウェーブスプリング。
【請求項４】
前記平坦部は、高い前記山部に隣接して設けら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の荷重調整方法。
【請求項５】
前記平坦部は、高い前記山部に隣接して設けられていることを特徴とする請求項３に記載のウェーブスプリング。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
み合わせの形成個数を決定し、１個の組み合わせ内において複数種の山部のそれぞれのピッチ角度を変更し、かつ、複数種の山部同士の間の谷部の少なくとも１個に、    谷部と同一平面上に配置され所定のピッチ角度を有する平坦部を形成することにより荷重を調整することを特徴とする。
［００１１］
本発明のウェーブスプリングの荷重調整方法では、互いに高さが異なる複数種の山部を有する組み合わせを繰り返し形成することにより、そのウェーブスプリングの荷重特性では、山部の種類数に対応した数のばね定数を示す。具体的には、１個の組み合わせが、互いに高さが異なるＮ種類の山部を有する場合、荷重特性では、ばね定数Ｋ１，Ｋ２，…，ＫＮ（Ｎは自然数）を示す。
［００１２］
ここで、組み合わせの設計では、１個の組み合わせ内において、Ｎ種の山部のそれぞれのピッチ角度を変更することにより、ばね定数比（Ｋｎ−１／Ｋｎ、ただしｎは２以上の自然数）を自由に調整することができる。したがって、ウェーブスプリングの内外径や板厚等のパラメータを変更することなく、ばね定数比を調整することができるので、予め決定されているウェーブスプリングの配置スペースに対応することができる。
［００１３］
本発明のウェーブスプリングの荷重調整方法では、前記複数種の山部同士の間の谷部の少なくとも１個に、    谷部と同一平面上に配置され所定のピッチ角度を有する平坦部を形成することにより荷重を調整する。谷部に形成された平坦部のピッチ角度を変更することにより、Ｎ種の山部のピッチ角度の変更による効果と同様な効果を得ることができるのはもちろんのこと、設計の自由度を格段と高めることができるから、所望のばね定数への調整を精度良く行うことができる。
［００１４］
本発明のウェーブスプリングは、互いに高さが異なる複数種の山部を有する組み合わせが繰り返し形成され、１個の組み合わせ内において複数種の山部のそれぞれのピッチ角度が互いに異なるように設定され、かつ、複数種の山部同士の間の谷部の少なくとも１個に、所定のピッチ角度を有する平坦部が形成されていることを特徴とする。本発明のウェーブスプリングは、本発明のウェーブスプリングの荷重調整方法と同様な効果を得ることができる。
【国際調査報告】
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2013137242.tif 000010
2013137242.tif 000011
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