JPH05141461A

JPH05141461A - 改良型の均一な耐荷重スプリング

Info

Publication number: JPH05141461A
Application number: JP27577591A
Authority: JP
Inventors: F Pureba Walter; ウオルター、エフ、プレバ
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-10-23
Filing date: 1991-10-23
Publication date: 1993-06-08

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】スプリングに、隣接部材への非損傷性、均一
なスプリング荷重、圧縮性、及び可撓性を与え、摩擦、
過熱、剪断、応力、破壊又は変形を最小にし、ノイズレ
ベルの低下と振動の減衰を最大にし、スプリングの重量
と容積を減少させて耐荷重能力を向上させる。【構成】平坦で可撓性と弾力性を有する両面構造の構
成部材１を備え、この構成部材の各面に均一同数の突起
部２がある。各突起部２は対をなし、ほぼ球形で、相互
に等距離で隣接して多支点として使用され、構成部材１
の一方の面の突起部２が他方の面の突起部２の中間の位
置に精密に位置づけられる。一方の面の突起部がプレス
加工で作られる時は各面に突起部２と窪み部分３が交互
に形成され、前記構成部材１の中実の各突起部がある面
は平らである。このスプリングは単純な梁曲げ作用で制
御される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、本願出願人の米国特許
出願第０５２，０６６号明細書（受理年月日１９８７年
５月２１日、発明の名称は「均一な耐荷重スプリン
グ」、本願の出願により放棄）の同時係属出願であり、
この米国特許出願第０５２，０６６号明細書に開示され
た内容は本出願に含まれる。

【０００２】本発明は均一な耐荷重スプリングに係り、
この耐荷重スプリングは、一般的には、板ばね、ダイア
フラムスプリング、懸架スプリング、又は、これらのス
プリングに類似し、緩衝装置又は耐荷重ベアリング装置
を形成するスプリングと同じ範疇に属するものである。
本発明のスプリングは、広範囲の各種の装置に使用する
ことができ、波形スプリングワッシャ、湾曲形スプリン
グワッシャ、圧縮ばね、精密ワッシャなどの現用されて
いるワッシャ及びスプリングと互換性を有し、さらに、
止め座金や上述のスプリングとも互換性を有するもので
ある。このスプリングは簡単な梁曲げの要領を用いて制
御されるものである。

【０００３】

【従来の技術】従来から、本発明に或る程度類似した各
種の装置が提案されてきたが、何れの場合も、可成りの
注目すべき相違点がある。米国特許第２，１７９，５７
５号明細書（特許権者はホスキング、発明の名称は「ロ
ックワッシャ」）に、複数の突起部又は固定部材を有す
る装置が記載されており、この突起部又は固定部材はワ
ッシャ本体の両側から突出している。この来持された装
置が実現しようとしたことは、このような突起部が隅又
は縁を有し、この隅又は縁がが鋭い作用部分を形成し、
この作用部分が隅又は縁に係合して、この突起部の隅又
は縁それ自体を、加工片例えばねじのヘッド又はナット
等の面の中に埋め込むようにしっかりと取り付ける構造
であった。これは別の言葉で表現すれば、ホスキングが
意図したことは、彼のばね座金を、隣接部材例えばねじ
のヘッド又はナットの下側の隣接部材に、擦るように、
すなわち、傷跡を残すように係合させて、「ナットを移
動の程度が一段少なくなるように有効に保持することが
できる」構造にすることにあった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する問題点は、上述のような状況を考慮して、無限定の
汎用性を有し、かつ、各種の環境条件の下で隣接部材に
対して損傷を与えることなく、均一なスプリング荷重、
圧縮性、及び、可撓性を具備したスプリングを提供する
ことにある。本発明のスプリングは、摩擦及び過熱、剪
断、応力、破壊又は変形を最小にし、さらに、ノイズレ
ベルの低下、及び、振動の減衰を最大にすることを目的
として設計されたものである。本発明の他の目的は、ス
プリングの重量及び容積を減少させ、これによって、現
用のスプリングと比較した場合に、同程度の仕事で、現
用のスプリングよりも優れた耐荷重能力を有するスプリ
ングを提供することにある。

【０００５】現用のばね座金は、代表的な場合には、荷
重が１点に集中し、場合によっては数個の点に加えら
れ、そのために、ねじか、或いは基部になっている金属
部材本体に対して、剪断、傷跡、その他の損傷を与え
る。しかしながら、ワッシャが通常のばね座金の両側に
使用される場合には、振動によって緩みがちである。こ
のような点を考慮して、本発明は、このような振動を防
止し、しかも、金属破壊、擦過、及び、破砕等の好まし
くない性質を防止することを、もう一つの他の目的とし
ている。これによって、本発明のスプリングは「クリ―
ンル―ム」において最も有用なものとすることができ
る。

【０００６】現在までに多くのスプリング装置や設計が
失敗しているが、その失敗の原因は、ベアリングや光学
的精密機械のような多くの分野で、均一荷重及びアライ
ンメントの維持に対する対策が欠落していたためであ
り、これらの均一荷重及びアラインメントの維持に関す
る不都合は、温度変化、応力、湿度、大気圧、その他の
環境条件によって発生するものであり、これらの条件に
よって非常に重大な変化が発生する危険がある。ベアリ
ングを設計する場合には、ボ―ルの移動溝の適正なアラ
インメント及び調節は、ボ―ルの滑り及び騒音を防止す
るために非常に重要であり、さらに、ベアリングの耐用
命数を延伸させるためにも非常に重要である。光学機
械、及び、その他の精密機械においては、例えば、これ
らの機械が宇宙空間で使用されるものである場合には、
均一荷重の維持、膨脹収縮の様相、応力の減少、変形防
止、及び、振動の減衰は、適当かつ有用な性能を発揮す
るために非常に重要である。

【０００７】現在使用し得る波形ワッシャは、均一荷重
に対して鋭敏になるように製造することができず、その
原因は波形ワッシャの形状にある。波形ワッシャは、各
接触部分が等しくなく、バネ定数が異なる。各接触部位
にねじりが発生すれば不都合な応力が発生し、この応力
のために、その波形ワッシャが最初の形状に戻るするこ
とができない。このことは、構造疲労の基礎的事項とし
て考慮することができるものである。皿ばね座金にも同
様の問題があり、これは反れ返りに起因するものであ
る。スプリングの変形又は破損は、その装置全体を使用
不可能の状態まで破壊することが有り得る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に基づくスプリン
グは、平坦で可撓性及び弾力性を有する両面の構成部材
を備え、この構成部材がその各面に同数の均一な突起部
を有し、この均一な突起部がそれぞれ、相互に等距離で
隣接して対をなす突起部であり、かつ、多支点として使
用可能し得るようにほぼ球形の形状であることを主要な
特徴とする。一方の面のほぼ球形の突起部は他方の面の
ほぼ球形の突起部の精密に中間の位置にあり、一方の面
の突起部のない部分は他方の面のほぼ球形の突起部に正
確に対向している。本発明のスプリングは、前記構成部
材が応力を受けない状態では平らであり、突起部に接触
する隣接部材の間で応力を受ける状態である時には、こ
のような突起部の間で単純な梁曲げの要領で屈曲作用を
行ない得る能力を有し、このそれぞれの場合における屈
曲量は加えられる応力の大きさに応じて決めることがで
きる。

【０００９】本発明のスプリングの１つの形態において
は、スプリングは、中央の穴を有し、この穴の中に、前
記隣接部材に関連を有する他の部材を延長させることが
できる形状である。

【００１０】本発明のスプリングの全く異なる他の形態
においては、スプリングは、平坦であり、可撓性と弾力
性とを有し、かつ、両面を有する材料で作られており、
この部材の形状が長方形又は正方形である。

【００１１】これらの主要な形態の何れにおいても、ス
プリングはサンドイッチ構造にすることが可能であり、
このサンドイッチ構造は、複数の環状部材を重ね合わせ
に使用することが出来、また、複数の長方形の部材を重
ね合わせに使用することも可能である。

【００１２】本発明に基づくサンドイッチ構造において
は、各種の構成部材を分離するための平らなスペ―サが
あり、この平らなスペ―サは、性能に影響を与えること
なく任意の方向に位置決めすることができるものであ
る。このような構造の代りに、スプリングを２枚以上の
環状スプリング、又は、２枚以上の長方形のスプリング
とし、これらのスプリングを合わせて１つのサンドイッ
チ構造とし、このサンドイッチ構造のスプリングが、そ
れぞれ、スプリング・スペ―サ・スプリングの関係を維
持するように組み合わせらて、１組のスプリングを形成
する形状にすることも可能である。

【００１３】使用する場合によっては、突起部を中空で
あってほぼ球形に形成された接触点とし、この接触点
を、それぞれ、各面で交互に突出する支点と共に使用す
る形状にすることができる。このような構造の代りに、
前記突起部を中実でほぼ球形にして、平らな各突起部に
対向する面と共に、支点の接触点として使用することも
できる。

【００１４】このようにすれば、本発明のスプリング
は、例えば金属製円板又はワッシャのような基本的に両
面が平らな材料で作られ、この円板又はワッシャの外観
が両面から突起している形状になる。このような突起部
又は隆起部分は、交互にほぼ平らな範囲を形成し、強制
的に中央に位置すると共に等距離に引き離され、従っ
て、一方の側の丸形突起部が、他方の側の平らな範囲に
対向するように正確に心出しされる。これを別の言葉で
表現すれば、一方の面の突起部が他方の面の突起部の中
間にある。それ故に、丸形突起部は、スプリングの各面
で相互に等距離で引き離され、スプリング本体の縁から
等距離で引き離される。

【００１５】スプリングのそれぞれの側の突起部の数は
同数にすべきであり、通常の場合、スプリングのそれぞ
れの側の突起部の大きさ及び形状を同じににすべきであ
る。しかしながら、場合によっては、一方の側の丸形突
起部の大きさ及び形状を、このスプリングを使用する装
置に応じて、他方の側の丸形突起部と異なるものとする
ことができる。

【００１６】均一な荷重は、スプリングの構造により、
スプリングの対称形によって達成される。最も多くの用
途にとって好ましい構造は、スプリングのそれぞれ側に
最低限３つの丸形突起部を有するものである。しかしな
がら、スプリングのそれぞれ側に２つの丸形突起部を有
するようにしても充分に満足できることもある。それ
は、例えば、ばね座金を使用するような場合である。

【００１７】突起部がプレスによって形成された範囲で
は、その一方の面に窪み部分が形成され、他方の面に突
起部が形成され、この窪み部分と突起部は、それぞれの
面で交互になる。丸形スプリングの場合には、この窪み
部分と突起部が、同一円周上にあるように配置され、こ
の円はスプリングの実際の円周と同軸である。このスプ
リングは、通常の場合、環状であり、かつ、その中央の
図面に示すような穴を有する。

【００１８】

【作用】次に、これらの均一に引き離された丸形突起部
を有する構造のスプリングの長所を、このスプリングの
作用の面から説明する。スプリングが、例えば平らな部
材等のような２つの隣接部材の間にある時には、一方の
側の各突起部が第１の部材に接触し、他方の側の各突起
部が第２の部材に接触する。これらの突起部が全て同じ
形状である場合には、一方の側の丸形突起部の頂部は同
一平面上にあり、この面は、このスプリングの他方の側
の丸形突起部の頂部が形成する面に平行である。

【００１９】接触部材すなわち隣接部材は突起部に直接
接触し、スプリングは応力を加えられない状態である。
スプリングを使用する装置を組み立てる時には、接触す
る部材とスプリングとを緊密に接合させるので、スプリ
ングに対して或る程度の応力が加えられる。この状態の
下では、スプリングは、突起部の間で、弾力性材料の梁
曲げの要領で曲げられるが、荷重を加えられない状態の
下では、所要の位置に強固に保持される。この状態を、
特に例示的な場合として図１８に示す。以下の説明は、
この図１８に示す例について説明する。圧縮された時で
も、それぞれの側にある突起部が２つだけで、スプリン
グがばね座金の一般的な使用方法で使用される場合は別
として、スプリング本体１は浮いており、ハウジングに
接触せず、従って、通常の場合にばね座金が与えるよう
な損傷を、隣接部材に与えることはない。

【００２０】この装置が、応力を受けている状態で異な
る環境の中に移動した時には、その環境条件の変化が大
気圧、温度、又は湿度の変化である場合を含めて、これ
らの条件によって、この装置の何れかの部材が膨脹又は
収縮し、それに引き続いて発生する部材の膨脹又は収縮
のためにスプリングの屈曲が増減する。その場合でも、
これらの部材の緊密な整合は維持されており、かつ、部
材の平行度も維持されている。

【００２１】このスプリングの補償効果は、大気条件が
極端に大きく変化した場合でも、発揮することができ
る。例えば、地球から宇宙に送り出されるカメラは極め
て大きい大気条件の変化に暴露される。本発明のスプリ
ングは、例えばガラスと金属、或いは、異種金属のよう
な全く異なる部材の間でも、補償効果を発揮することが
できる。従来の如何なる技術も、このような均一な補償
効果を発揮することができなかった。

【００２２】本発明のスプリングは任意の大きさで製造
することが可能である。また、特定の用途に応じて、本
発明のスプリングを、円形、長楕円形、卵形、矩形等の
形状にすることができるものである。また、突起部を、
丸形、又は、ほぼ球形にして、装置の基本的に平らな部
材に結合した時に、損傷を与えない支点としての作用を
させることも可能である。さらに、本発明のスプリン
グ、又は、その支点は、中実又は中空のような形に製造
することができる。

【００２３】さらに、本発明のスプリングは、経済的な
装置を用いて製造することができるものであり、また、
例えばスプリング鋼、ステンレス鋼、より新しく珍しい
金属、又は、これらの金属を組み合わせた金属材料等の
各種の金属を用いて作ることができるものであり、さら
に、条件及び目的に応じて、重合性材料、又は、合成材
料等を用いて作ることが好ましい場合もある。また、こ
のスプリングの材料はスプリング記憶合金にすべきであ
り、塑性変形する材料にすべきではない。これを別の言
葉で表現すれば、本発明のスプリングに使用する材料
は、弾力性を有するものである。荷重は、使用する材料
のタイプ、重量、厚さ、又は、剛性が異なる場合には、
変化させることができる。

【００２４】スプリングの全体を、丸形突起部と共に、
鋳型を用いて成形することができ、又は、突起部を作
り、その後に、この突起部を、リベット、ろう付け、溶
接等の方法を用いて、両方のスプリングに取り付けるこ
ともできる。また、このスプリングの他の製造方法は、
予め定められた大きさ及び形状のダイを用いてスプリン
グ材料をプレス加工することによって、中空の慎重に丸
められた部材を形成し、これに対向する側に窪み部分を
形成する方法である。その後に、丸形でほぼ球形の突起
部を、スプリングの両側に、窪み部分が等間隔に交互に
なるような方法を用いて形成する。

【００２５】本発明のスプリングは、スプリングとワッ
シャとを、入れ子式、又は、強制挿入整合方式を用いて
組み合わせて作ることも可能である。このような多種類
の部材の組合せを採用することによって、膨脹又は収縮
が外部環境に応答して発生する場合に、その膨脹又は収
縮に応じて発生する荷重の変動に対する感度を小さくし
て、高い精度で荷重を加えることができる。これらの組
み合わせは、動力装置を収納する装置、スプリング駆動
装置、動的加振装置、及び、差動スプリング等に使用す
ることができる。さらに、これらの組み合わせは、加振
装置の中における、周波数又は共鳴を変化させることが
できる。さらに、これらの装置の中に、バイメタル式補
償回路網、ショックアブソ―バ、及び、摩擦クラッチに
も使用することができる。

【００２６】以上の説明によって明らかなように、本発
明の主要な目的は、合理的な費用で非常に満足すること
ができ、しかも、無限定の汎用性と、各種の環境条件の
下で隣接部材に損傷を与えることなく圧縮性及び可撓性
とを有するスプリングを提供することにある。本発明の
スプリングは、摩擦及び過熱、剪断、応力、破壊又は変
形を最小にし、さらに、ノイズレベルの低下、及び、振
動の減衰を最大にすることを目的として設計されたもの
である。本発明に他の目的は、重量及び容積を減少さ
せ、従って、同じ程度の仕事のために使用される現用の
スプリングと比較して耐荷重能力を向上させることにあ
る。

【００２７】本発明の他の目的は、感度が非常に鋭敏な
形状に容易にすることができ、設計者が必要とする高い
精度の荷重を加えることができるスプリングを提供する
ことにある。

【００２８】本発明のさらに他の目的は、各種の条件の
下で、精密機械の部品のアラインメントを維持すること
ができるスプリングを提供することにある。このように
して精密機械の製造経費を節約することを、本発明のさ
らに他の目的としている。本発明のスプリングを、この
ような装置に使用することによって、無用の洗練作業
と、極端に高い精度の要求に基づく高精度の機械加工に
よる調整作業を、これらのスプリングが提供する機械加
工の誤差の是正作用によって回避することができる。本
発明のスプリングの均一な荷重は、機械加工の精度の低
下をより均一に補償するための許容誤差を小さくするこ
とができる。このようにすれば、例えばボ―ルベアリン
グの場合に、その機械加工面が正方形から若干外れるこ
とがあっても、本発明のスプリングによって調整するこ
とができる。

【００２９】

【実施例】図１を参照して丸形又は環状のスプリングを
示す。この丸形又は環状のスプリングは、そのスプリン
グ本体の両面に同数の突起部２を有し、この突起部２は
丸い形をした突起部である。このスプリング本体の両面
には、さらに、同数の窪んだ形状の部分３が設けられて
いる。線２０は窪み部分３と丸形突起部２から等距離の
点の軌跡を示し、これに対して、線２１は隣接する２つ
の丸形突起部２を見込む中心角を示し、この丸形スプリ
ングにおいては、これらの中心度は同じ角度である。

【００３０】丸形突起部２は、図１のスプリングの基本
的な側面図である。この丸形スプリングにおける丸形突
起部２の数は、スプリング本体１のために選択された材
料、及び、その疲労特性（弾性モジュラス）のみによっ
て限定される。本発明のほぼ丸形の突起部、すなわち、
ほぼ球形の突起部は、荷重が加えられた時に、スプリン
グ本体１が梁曲げの要領で屈曲する部分の間に、このス
プリング本体１に多数の支点を形成するものである。

【００３１】この丸形突起部と異なるばね座金は、この
ばね座金と共に使用される部材の中に食い込み、その部
材を摩滅損傷することによって、この部材の緩みを減少
させるのに好ましいものであるが、本発明のスプリング
は、このスプリングに隣接する部材に対する損傷又は摩
滅損傷を充分に防止し得るように配慮された形状であ
る。

【００３２】図３及び図４に示すスプリング１０の剛性
は、このスプリングと同じ厚さのスプリング本体に使用
する対称形丸形の突起部２を増減させる時には、それに
応じて増減させることができる。この厚さは約０．０１
２７ミリメ―トル（約０．０００５インチ）、又は、そ
れ以上の値にするのが好ましく、この値は、スプリング
に使用して荷重を加えるために採用される材料に応じて
変化させることができる。このようにすれば、突出して
いる部分すなわち突起部２の厚さに応じ、又は、この突
起部２の数に応じて、剛性がより大きいスプリング、又
は、柔軟なスプリングを製造することができる。

【００３３】スプリング本体１上の丸形突起部２の高さ
は、スプリング本体１の厚さに等しくしてあるが、この
丸形突起部２の高さを、スプリング本体１の厚さよりも
長くすることも短くすることも可能である。また、この
丸形突起部２の大きさ、形状、及び寸法も、本発明が開
示する技法を採用すれば、従来の技術に慣れている人で
も、特定の用途又は装置のために設計することができ
る。

【００３４】本発明のスプリングを非常に鋭敏な形状に
して、設計者が必要とする高い精度の荷重を加え得るス
プリングを実現することは重要である。本発明のスプリ
ングは、広い範囲の用途、例えば光学装置に取り付ける
ことが可能であり、クラッチやベアリング等の各種の機
械的装置等に取り付けることも出来るものであり、さら
に、後に説明するように、本発明のスプリングの間にス
ペ―サを挟んで固定した構造、すなわち、サンドイッチ
構造にすれば非常に便利に使用することができるもので
ある。

【００３５】図３に、１枚のスプリングの変形を示す。
この変形は、１枚のスプリングが耐荷重部材６とハウジ
ング部材７との間に挟まれた状態にある時に、このスプ
リングに発生する変形である。これに対して、図１及び
図２に示したスプリングは自由な状態であり、このスプ
リングは変形していない。荷重を受ける構成部材の作用
をする隣接部材としての耐荷重部材、及び、ハウジング
部材については、後に詳細に説明する。スプリングの材
料、及び、変形特性に応じて、接触点における摩擦を最
小に減少させることができる。如何なる場合において
も、適当な機能を発揮させるためには、スプリング本体
１をこの装置の側部に載せないようにすべきである。

【００３６】スプリング１０は、図４に示すように、ス
ペ―サ、又は、ワッシャ１１と組み合わせることが可能
であり、このスペ―サ、又は、ワッシャ１１は２つ又は
３つ以上のスプリングの間に、サンドイッチ状に挟まれ
る。スプリング１０は、荷重及び用途に応じて、単一の
スプリングであっても差し支えはないし、或いは、図５
に示すように、２つ、又は、３つ以上のスプリングを重
ねたものであっても差し支えはない。この構造のスプリ
ングは、温度や圧力等の環境的な条件が発生させる荷重
の変化に対する感度を低下させて、高い精度で荷重を加
え得るようにすることができる。

【００３７】しかしながら、サンドイッチ構造のスプリ
ングの場合には、一方のスプリングの突起部を、スペ―
サ、又は、ワッシャの他方の側にあるスプリングの突起
部と並ぶように配置する必要はない。また、両側のスプ
リングに設ける突起部を同数にしなければならないとい
う制限もなく、さらに、図５に示すように一纏めにしな
い限り、同数の群にしなければならないという制約もな
い。スプリングの厚さと重量は変更することができ、従
って、スペ―サ又はワッシャの厚さと重量を変更するこ
とも可能である。これらの組み合わせは、特に差動装置
に使用するものであり、これを図１８に示す。

【００３８】上述のように、重ね合わせた形、又は、入
れ子式に結合した構造のスプリングを図５に示す。一方
のスプリングの突出部分又は隆起部分、すなわち、突起
部２は平行なスプリングの窪み部分３の中に整合する。
最良の結果を得るためには、例えば精密機械の場合、こ
の整合を極力高い精度で行なうべきである。それでも、
例えば丸形突起部の外周が内側の窪み部分よりも大きい
から、これらのスプリングの間に小さい空間５が形成さ
れることがあり得る。

【００３９】重ね合わせた構造のスプリングは、変形が
許容される部分、及び、変形の自由度を大きくすること
ができる部分に対して加える荷重を増大させるために使
用することができる。このようにスプリングを使用すれ
ば、この組み合わせのスプリングは、或る条件の下で、
又は、使用する材料の如何によっては、１つのスプリン
グ１０を使用した場合には応力過大になる部分に対して
も、使用することが出来る。

【００４０】本発明のスプリングは、直線的な形状にす
ると共に、例えば図６及び図７に示すような各種の形状
の隆起部分及び窪み部分を有する形状に製造することが
可能である。図６には矩形の隆起部分２を示し、図７に
は、ほぼ正方形のスプリングを示す。後に詳細に説明す
るように、本発明のスプリングを長方形として参照する
ときには、この表現は正方形のスプリングを含めて表わ
しており、この正方形のスプリングは、改めて説明する
までもなく、等しい４つの側面を有する。

【００４１】他の構造のスプリング及び隆起部分の形状
を、本発明に基づいて採用することができる。その形状
を図１５及び図１６に示す。図１５には、丸形又はほぼ
球形の隆起部分２を示し、この隆起部分２の細部を破線
２で表わし、この隆起部分２は中実であって、これらの
隆起部分２に対向する窪み部分３が設けられていない。
図１６には楕円形又は細長い形の中実の隆起部分４を示
し、この隆起部分４の細部を破線４で表わす。

【００４２】図８（ａ），（ｂ）、図９（ａ），
（ｂ）、図１０（ａ），（ｂ）、及び図１１（ａ），
（ｂ）に２種類の丸い形（環状）のスプリングを示す。
これらのスプリングは、それぞれ、その各側部に同数の
隆起部分と窪み部分とを有し、これらの図面のうちの、
番号に（ａ）を付した図面は側面図であり、番号に
（ｂ）を付した図面は上面図又は底面図である。図８
（ｂ）は２つの隆起部分と２つの窪み部分を有するスプ
リングを示し、図９（ｂ）は３つの隆起部分と３つの窪
み部分を有するスプリングを示し、図１０（ｂ）は４つ
の隆起部分と４つの窪み部分を有するスプリングを示
し、さらに、図１１（ｂ）は５つの隆起部分と５つの窪
み部分を有するスプリングを示している。

【００４３】図１３、及び、図１４に、形状の異なる隆
起部分及び窪み部分を有するスプリングの各種の構造を
示す。図１３は断面図であり、この図に示す丸形、又
は、ほぼ球形の隆起部分は、溶接及び半田付けによって
中実の形状に作ることができ、又は、鋳造によって作る
こともできる。しかしながら、中空の形状は、スプリン
グ本体の中の均一な穴を覆うように溶接又は半田付けす
ることによって形成することができる。図１４に示す構
造の場合には、丸くてほぼ球形の隆起部分はリベットに
よってスプリング本体に保持されている。

【００４４】図１７には、ねじ２２の下に取り付けられ
て固定装置を形成するスプリング１０を示す。このスプ
リングは、破砕又は折損を生じさせる過剰のトルクを防
止することができる。ねじのヘッドの下部の均一な梁曲
げ作用によってスプリングの張力が維持され、このよう
にして、ねじの回転を防止することができる。ハウジン
グ２３は、例えば木材や金属等の任意の材料にすること
ができ、このハウジング２３の中で、ねじ２２が固定さ
れる。しかしながら、既に説明したように、丸形であっ
てほぼ球形の隆起部分を使用する本発明のスプリング
は、このスプリングに隣接する部材に対して、その部材
を使用しているの間、損傷を与えることも、その表面を
傷付けることもない。

【００４５】本発明のスプリングの他の応用例を図１８
に示す。このスプリングは、差動スプリング装置であ
り、本発明のスプリングの最も便利で最良の効率を発揮
する装置の代表的なものである。図１８に示すように、
光学装置は温度、大気圧、振動等によって移動又は差動
が変化するものであり、これらの変化は、１組の耐荷重
スプリング１７と１組の軽量スプリング１８とを有する
差動構造を用いて制御することができる。このスプリン
グの両側が同じである場合には差動による移動がゼロに
なる。

【００４６】耐荷重スプリングは、図１８に部分的に破
断し拡大して示すように、組スペ―サ１１を有する。こ
の図１８に示すような光学装置は、外側ハウジング８
と、内側ハウジング１３と、ナット１４と、受け座１５
とを有する。光学部材１６は、通常の場合ガラス又はプ
ラスチック製であって、他の装置ではしばしば必要とさ
れるような高価なモ―タ駆動装置を必要とせず、スプリ
ングによって、外部からの振動、又は、内部で発生する
振動を補償するための、調節又は移動を行なうことがで
きるものである。これらの差動スプリングは、膨脹及び
収縮の補償ネットワ―ク等、多くの応用が可能なもので
ある。

【００４７】図１９に精密ボ―ルベアリングを示す。こ
のボ―ルベアリングは外側ハウジング８と内側ハウジン
グ１３を有し、さらに、ボ―ルベアリング９を有し、こ
のボ―ルベアリング９は本発明のスプリング１０を有
し、このスプリング１０はボ―ルベアリング９に作動可
能の状態で装着されている。この特定された装置はスペ
―サ１１と支持リング１２を有し、後者すなわち支持リ
ング１２は内側ハウジング１３に強固に取り付けられて
いる。この図１９に部分的に破断した状態で拡大して示
す装置は、荷重を加えられる前における状態である。

【００４８】本発明のスプリングに使用する平形部材
は、丸形突起部に接触する隣接部材によって応力を受け
た時に、梁曲げ作用を行なうものである。非常に便利な
ことであるが、この丸形突起部は、梁曲げが充分に大き
くなった時には、このスプリングが限界を越える応力を
受ける状態になることを防止するための停止装置として
の作用を行なう。

【００４９】以上、本発明の好ましい形態を、添付図面
を参照して説明したが、以上説明した内容は、その形状
及び細部について、本発明の範囲を逸脱することなく変
更を加え得るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に基づく円形スプリングの上面図又は底
面図。

【図２】図１の円形スプリングの側面図。

【図３】隣接部材によって荷重が加えられた状態におけ
るスプリングの変形した状態を示す部分破断拡大側面
図。

【図４】自由な状態で組み合わされた状態のスプリング
とワッシャ又はスペ―サの側面図。

【図５】比較的大型のスプリングの自由な状態における
側面図。

【図６】本発明の長方形の形態を有する本発明に基づく
直線的なスプリング部分の突起部の配置を示す上面図又
は底面図。

【図７】直線的なスプリング部分の他の構造、特に正方
形の形状である形態の突起部の上面図又は底面図。

【図８】２つの丸い突起部を有する丸形スプリングのを
示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は上面図又は底面図。

【図９】ほぼ正方形の３つの突起部を有する丸形スプリ
ングを示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は上面図又は底面
図。

【図１０】４つの突起部を有する丸形スプリングのを示
し、（ａ）は側面図、（ｂ）は上面図又は底面図。

【図１１】５つの突起部を有する丸形スプリングのを示
し、（ａ）は側面図、（ｂ）は上面図又は底面図。

【図１２】スプリングを部分的に破断した状態で示す側
面図。

【図１３】丸形中実の突起部を有するスプリングの断面
図。

【図１４】表面に丸形突起部がリベット止めされている
スプリングを部分的に破断した状態で示す側面図。

【図１５】２列の丸形突起部を有するスプリングの側面
図。

【図１６】列をなす細長い形の突起部を有するスプリン
グの側面図。

【図１７】ねじのヘッドの下側に取り付けられたスプリ
ング固定部材の断面図。

【図１８】差動スプリング装置の光学装置を部分的に破
断し拡大した状態で示す側面図。

【図１９】調節ねじのボ―ルベアリングを部分的に破断
し拡大した状態で示す側面図。

【符号の説明】

１スプリング本体２丸形突起部破線２丸形突起部の形状３窪み部分３４隆起部分５スプリングの間の小さい空間６耐荷重部材、荷重７ハウジング部材，ハウジング８外側ハウジング９ボ―ルベアリング１０スプリング１１スペ―サ、又は、ワッシャ１２支持リング１３内側ハウジング１４ナット１５受け座１７組をなす耐荷重スプリング１８１組の軽量スプリング２２ねじ２３ハウジング２３

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】各面に均一かつ同数の突起部を有する平坦
で可撓性及び弾力性を有する両面構造の構成部材を備
え、対をなす各突起部がほぼ球形であって相互に等距離
で隣接して多支点として使用し得る形状であり、前記構
成部材の一方の面のほぼ球形の突起部が他方の面のほぼ
球形の突起部の中間の位置に精密に位置づけられ、一方
の面の突起部が設けられていない部分が他方の面のほぼ
球形の突起部に正確に対向し、前記構成部材が応力を受
けない状態では平らな形状であり、前記突起部に接触す
る隣接部材の間で応力を受ける時には前記構成部材をこ
のような突起部の間で単純な梁曲げの要領によって屈曲
させることができ、この状態で屈曲する量が加えられる
応力の大きさに応じて決められる形状であることを特徴
とするスプリング。
【請求項２】平坦であって可撓性及び弾力性を有する両
面の構成部材が中央の穴を設けられた環状の形状であっ
て該中央の穴の中に前記隣接部材に他の関連部材を延ば
すことができる形状であることを特徴とする請求項１記
載のスプリング。
【請求項３】サンドイッチ構造が使用され、該サンドイ
ッチ構造の使用が該サンドイッチ構造を重ねた状態で使
用する複数の環状部材に使用される場合を含むことを特
徴とする請求項１記載のスプリング。
【請求項４】スプリングがこれと同様の他の１つ以上の
スプリングと共にサンドイッチ構造になるように組み合
わされ、該スプリングに平らなスペ―サがスプリング構
成部材を分離するために使用され、該スペ―サが性能に
影響を与えることなく任意の姿勢に回転され得ることを
特徴とする請求項１記載のスプリング。
【請求項５】３つ以上のスプリンがサンドイッチ構造に
なるように合わされ、それぞれのスプリングがスプリン
グ・スペ―サ・スプリングとなるように組み合わされて
１組のスプリングを形成することを特徴とする請求項４
記載のスプリング。
【請求項６】前記平坦であって可撓性及び弾力性を有す
る両面の構成部材が長方形の形状を有して成ることを特
徴とする請求項１記載のスプリング。
【請求項７】サンドイッチ構造が使用され、該サンドイ
ッチ構造の使用が該サンドイッチ構造を重ねた状態で使
用する複数の環状部材に使用される場合を含むことを特
徴とする請求項６記載のスプリング。
【請求項８】スプリングがこれと同様の他の１つ以上の
スプリングと共にサンドイッチ構造になるように組み合
わされ、該スプリングに平らなスペ―サがスプリング構
成部材を分離するために使用され、該スペ―サが性能に
影響を与えることなく任意の姿勢に回転され得ることを
特徴とする請求項６記載のスプリング。
【請求項９】２つ以上の矩形のスプリンがサンドイッチ
構造になるように合わせられ、それぞれのスプリングが
スプリング・スペ―サ・スプリングとなるように組み合
わされて１組のスプリングを形成することを特徴とする
請求項６記載のスプリング。
【請求項１０】前記突起部が中空でほぼ球形に形成され
た接触点であり、それぞれの接触点が各面で交互に突出
する形の支点として使用可能の形状であることを特徴と
する請求項１記載のスプリング。
【請求項１１】前記突起部が該各突起部に対向する平面
と共に支点として使用し得るように中実でほぼ球形に形
成されることを特徴とする請求項１記載のスプリング。
【請求項１２】前記突起部が接触形支点として使用され
るほぼ球形のリベット部材であることを特徴とする請求
項１記載のスプリング。
【請求項１３】前記平らな構成部材が楕円形に形成され
るとともに各面に少なくとも２つ以上の突起部を有し、
前記各突起部がほぼ球形に形成されるとともに支点のた
めの接触点として使用されることを特徴とする請求項１
記載のスプリング。
【請求項１４】前記突起部が支点の接触点として使用す
るように中実でほぼ球形の形状であり、前記突起部がさ
らに円板が充分に屈曲された時にスプリングに対して限
界を越える応力が加えられる状態になることを防止する
ための停止部材として作用することができる形状である
ことを特徴とする請求項１記載のスプリング。
【請求項１５】隣接する部材の間で使用されるスプリン
グであり、弾力性材料で作られて中央の穴に装着される
平形の環状円板スプリング材を備え、前記スプリングが
両面にスプリング本体を中心として対称形に配置されて
相互に等間隔に引き離された突起部を有し、前記突起部
が隣接部材に接触する点でほぼ球形であり、前記突起部
がそれぞれ支点として使用され、前記円板の一方の側の
突起部が前記円板の一方の側の突起部に隣接部材が接近
した時に前記円板の他方の側の突起部の中間になるよう
に正確に配置され、前記円板が単純な梁曲げを行ない得
る形状であり、前記突起部の形状が円板が充分に屈曲し
た時にスプリングに対して限界を越える応力が加えられ
ないようにするための停止装置として作用する形状であ
ることを特徴とするスプリング。
【請求項１６】３つ以上のスプリングがサンドイッチ構
造になるように合わせられ、該スプリングがそれぞれス
プリング・スペ―サ・スプリングになるように組み合わ
されて１組のスプリングを形成して成る請求項１５記載
のスプリング。
【請求項１７】１つ以上の類似の他のスプリングとサン
ドイッチ構造になるように組み合わせられたスプリング
において、平らなスペ―サが分離装置を形成し、前記ス
ペ―サが性能に影響を及ぼすことなく任意の方向に位置
決めされ得る形状を有することを特徴とする請求項１５
記載のスプリング。
【請求項１８】前記突起部が中空でほぼ球形に形成され
た接触点であり、各接触点がそれぞれ各面の交互の突出
部と共に支点として使用し得る形状であることを特徴と
する請求項１５記載のスプリング。
【請求項１９】前記突起部が各突起部に対向する平面と
共に支点の接触点として使用し得るように中実でほぼ球
形に形成されて成ることを特徴とする請求項１５記載の
スプリング。
【請求項２０】前記突起部が支点の接触点として使用さ
れるほぼ球形のリベット部材であることを特徴とする請
求項１５記載のスプリング。