JPS6347534A - セラミツク材料等からなる板ばね - Google Patents
セラミツク材料等からなる板ばねInfo
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- JPS6347534A JPS6347534A JP18805186A JP18805186A JPS6347534A JP S6347534 A JPS6347534 A JP S6347534A JP 18805186 A JP18805186 A JP 18805186A JP 18805186 A JP18805186 A JP 18805186A JP S6347534 A JPS6347534 A JP S6347534A
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- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 9
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims description 5
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 5
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 5
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
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- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F1/00—Springs
- F16F1/02—Springs made of steel or other material having low internal friction; Wound, torsion, leaf, cup, ring or the like springs, the material of the spring not being relevant
- F16F1/021—Springs made of steel or other material having low internal friction; Wound, torsion, leaf, cup, ring or the like springs, the material of the spring not being relevant characterised by their composition, e.g. comprising materials providing for particular spring properties
- F16F1/022—Springs made of steel or other material having low internal friction; Wound, torsion, leaf, cup, ring or the like springs, the material of the spring not being relevant characterised by their composition, e.g. comprising materials providing for particular spring properties made of ceramic materials
-
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F1/00—Springs
- F16F1/02—Springs made of steel or other material having low internal friction; Wound, torsion, leaf, cup, ring or the like springs, the material of the spring not being relevant
- F16F1/18—Leaf springs
- F16F1/185—Leaf springs characterised by shape or design of individual leaves
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Springs (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明は、セラミックス材料（例えばアルミナ、ジルコ
ニア、窒化硅素、炭化硅素など）、ガラス、特殊セメン
ト、金属間化合物（例えばＴｉＡｚ、Ｔｉ Ａｊ２、
Ｎ ！ ３Ａβなど）などの脆性（Ａ料からなる板ばね
に関する。
ニア、窒化硅素、炭化硅素など）、ガラス、特殊セメン
ト、金属間化合物（例えばＴｉＡｚ、Ｔｉ Ａｊ２、
Ｎ ！ ３Ａβなど）などの脆性（Ａ料からなる板ばね
に関する。
〈従来の技術〉
耐熱性、耐蝕性、耐摩耗性などを特徴とする特殊環境下
に於て使用される板ばねとしてセラミックス、金属間化
合物、ガラス、特殊セメントなどからなる板ばねを用い
ることができるが、いずれも脆く、切欠感受性が高いた
め、端縁部などの応力集中し易い部位の微小なりラック
を起点として早１１ＪＪに折損する場合が多かった。例
えば、第１図及び第２図に示したように、例えば窒化硅
素からなる長方形の板ばね１の一端を、支持部分２によ
り片持らにて支持し、その他端部に荷重部材３を介して
負荷を加えるような片持ら方式にて使用した場合には、
特に、板ばねの片持ら支持部分の両側縁部９に応力集中
が発生し、同部分から折損し易い。この傾向は、所謂セ
ラミックス材料（例えばアルミナ、ジルコニア、窒化硅
素、炭化硅素など）、ガラス、特殊セメント、金属間化
合物（例えばＴｉＡＣＴｆ３Ａ！、Ｎ！３Ａｊｌ’など
）なとの脆性材料に等しく見られる傾向である。
に於て使用される板ばねとしてセラミックス、金属間化
合物、ガラス、特殊セメントなどからなる板ばねを用い
ることができるが、いずれも脆く、切欠感受性が高いた
め、端縁部などの応力集中し易い部位の微小なりラック
を起点として早１１ＪＪに折損する場合が多かった。例
えば、第１図及び第２図に示したように、例えば窒化硅
素からなる長方形の板ばね１の一端を、支持部分２によ
り片持らにて支持し、その他端部に荷重部材３を介して
負荷を加えるような片持ら方式にて使用した場合には、
特に、板ばねの片持ら支持部分の両側縁部９に応力集中
が発生し、同部分から折損し易い。この傾向は、所謂セ
ラミックス材料（例えばアルミナ、ジルコニア、窒化硅
素、炭化硅素など）、ガラス、特殊セメント、金属間化
合物（例えばＴｉＡＣＴｆ３Ａ！、Ｎ！３Ａｊｌ’など
）なとの脆性材料に等しく見られる傾向である。
そこで、従来は、板ばねの側縁部の隅部を平面或いは曲
面により面取りし、しかも面取り部の粗ざを極力小さく
することによりこのような応力集中を極力回避するＪ：
うにしていた。しかしながら、このような面取りを施し
て：ｂ隅部の応力がかなり高いことから、引張り応力側
の隅部が破壊の起点となり易い。
面により面取りし、しかも面取り部の粗ざを極力小さく
することによりこのような応力集中を極力回避するＪ：
うにしていた。しかしながら、このような面取りを施し
て：ｂ隅部の応力がかなり高いことから、引張り応力側
の隅部が破壊の起点となり易い。
このような片持ら支持方式に於いて、従来は応力弁イ１
が幅方向に沿って均一であると考えられていたが、発明
者による実験によれば、第２図に示されたように、片持
ち支持された長方形の板ばね１の遊端に荷重を加えた場
合には、当然に支持部分２の近傍に最も高い応力が発生
するが、特に幅方向について中央部及び側縁部９の近傍
に於ける応力が比較的高くなることが見出された。この
場合、板ばね１の材料は窒化硅素からなり、そのヤフグ
率は２Ｂ、０ＯＯＮｆｆｆ／ｍ−であって、その寸法は
、板厚１．０ＩｎＩｎ、板幅２８．２＃ｌｆｆ１、長ざ
３１．２ｍであった。支持部分２と荷重部材３との間の
距離は２１ｍであって、荷車部材３に加えられた荷ｍは
７．５に３ｆであった。尚、１ｑられた最大応力値は、
３３Ｎｇｆ／ｍ”であった。
が幅方向に沿って均一であると考えられていたが、発明
者による実験によれば、第２図に示されたように、片持
ち支持された長方形の板ばね１の遊端に荷重を加えた場
合には、当然に支持部分２の近傍に最も高い応力が発生
するが、特に幅方向について中央部及び側縁部９の近傍
に於ける応力が比較的高くなることが見出された。この
場合、板ばね１の材料は窒化硅素からなり、そのヤフグ
率は２Ｂ、０ＯＯＮｆｆｆ／ｍ−であって、その寸法は
、板厚１．０ＩｎＩｎ、板幅２８．２＃ｌｆｆ１、長ざ
３１．２ｍであった。支持部分２と荷重部材３との間の
距離は２１ｍであって、荷車部材３に加えられた荷ｍは
７．５に３ｆであった。尚、１ｑられた最大応力値は、
３３Ｎｇｆ／ｍ”であった。
従って、このような長方形の板ばねに於ては、側縁部９
の応力が高くなり、しかも側縁部９の隅部の応力集中に
より、同部分よりの破壊が発生し易くなる。
の応力が高くなり、しかも側縁部９の隅部の応力集中に
より、同部分よりの破壊が発生し易くなる。
〈発明が解決しようとする問題点〉
このような従来技術の問題点及び発明者の知見に鑑み、
本発明の主な目的は、改善された強度を有する脆性材料
から板ばねを提供することにある。
本発明の主な目的は、改善された強度を有する脆性材料
から板ばねを提供することにある。
〈問題点を解決するための手段〉
このような目的は、本発明によれば、一端にて片持ち支
持されかつその他端にて荷重を支持するようにしたセラ
ミックス、ガラス、セメント又は金属間化合物等の材料
からなる板ばねであって、前記他端荷重支持部分よりも
前記一端片持ら支持部分が広幅にされていることを特徴
とするセラミックス材料等からなる板ばねを提供するこ
とにより達成される。特に、板ばねの一端片持ち支持部
分の側縁部と他端荷重支持部分の側縁部とを結ぶ直線が
板ばねの軸線方向に対して５゜〜４５°の角度をなすと
良い。
持されかつその他端にて荷重を支持するようにしたセラ
ミックス、ガラス、セメント又は金属間化合物等の材料
からなる板ばねであって、前記他端荷重支持部分よりも
前記一端片持ら支持部分が広幅にされていることを特徴
とするセラミックス材料等からなる板ばねを提供するこ
とにより達成される。特に、板ばねの一端片持ち支持部
分の側縁部と他端荷重支持部分の側縁部とを結ぶ直線が
板ばねの軸線方向に対して５゜〜４５°の角度をなすと
良い。
〈作用〉
このようにすれば、片持ち支持された板ばねの支持部分
の側端縁に於ける応力が比較的小さくなり、応力集中に
基因する板ばねの折損を防止することができる。
の側端縁に於ける応力が比較的小さくなり、応力集中に
基因する板ばねの折損を防止することができる。
〈実施例〉
第３図は本発明に基づく板ばねの平面図である。
この板ばね４は、第２図に示した仮ばねと同様に窒化硅
素からなるもので、第２図の板ばねと同一のばね定数（
３２，５Ｋｇｆ／Ｉｒ１ＩＩｌ）を有するよう（、その
片持ち支持部の板幅が約３６ＩｎＩｎ、両側縁部９が軸
線方向に対して約３０’の角度をなすような三角形とし
である。尚、この板ばね４の仝艮は３１．２順であった
。
素からなるもので、第２図の板ばねと同一のばね定数（
３２，５Ｋｇｆ／Ｉｒ１ＩＩｌ）を有するよう（、その
片持ち支持部の板幅が約３６ＩｎＩｎ、両側縁部９が軸
線方向に対して約３０’の角度をなすような三角形とし
である。尚、この板ばね４の仝艮は３１．２順であった
。
この板ばね４に第１図及び第２図について前記したのと
同様な荷重を加えた所、第３図に示されたような応力分
布を得た。即ち、最′ｂ高い応力の部分は前記と同様に
片持ち支持部分の中央部に発生するが、前記とは異なり
、両側縁部９の近傍の応力が比較的低く抑えられている
。具体的な応力値は、領域５に於ては２０に９ｆ’／ｒ
ｒｖｎ２以下、領域６に於ては２０〜２５Ｋｆｆｆ／ｍ
２、領域７に於ては２５〜３０に！Ｊｆ／＃１１１１２
、領域８に於ては３０に３ｆＺＩｒＩｆ１１２以上であ
った。従って、板ばね４の片持ち支持部分の側縁部９を
起点とする破壊が発生しにくい。尚、本実施例に於ける
最大応力値は、３４にびｆ／Ｉｒｗ１２であった。
同様な荷重を加えた所、第３図に示されたような応力分
布を得た。即ち、最′ｂ高い応力の部分は前記と同様に
片持ち支持部分の中央部に発生するが、前記とは異なり
、両側縁部９の近傍の応力が比較的低く抑えられている
。具体的な応力値は、領域５に於ては２０に９ｆ’／ｒ
ｒｖｎ２以下、領域６に於ては２０〜２５Ｋｆｆｆ／ｍ
２、領域７に於ては２５〜３０に！Ｊｆ／＃１１１１２
、領域８に於ては３０に３ｆＺＩｒＩｆ１１２以上であ
った。従って、板ばね４の片持ち支持部分の側縁部９を
起点とする破壊が発生しにくい。尚、本実施例に於ける
最大応力値は、３４にびｆ／Ｉｒｗ１２であった。
このように、板ばねを、その遊端部よりも支持部分に於
いて広幅となるように形成することにより、応力集中に
基因する折損を防止し得るばかりでなく、高応力部分の
面積が小さくなり、それによる強度上の信頼性の向上の
効果も得られる。また、本実施例の場合、第１図及び第
２図に示した長方形の仮ばねに対して面積が約３６％小
さく済み、材料費を節約することができる。特に、セラ
ミックスのような脆性材料に於ては、有効体積、有効面
積が大きい程強度の信頼性が低下する傾向がおり、有効
体積、有効面積の低減は強度信頼性の向上につながる。
いて広幅となるように形成することにより、応力集中に
基因する折損を防止し得るばかりでなく、高応力部分の
面積が小さくなり、それによる強度上の信頼性の向上の
効果も得られる。また、本実施例の場合、第１図及び第
２図に示した長方形の仮ばねに対して面積が約３６％小
さく済み、材料費を節約することができる。特に、セラ
ミックスのような脆性材料に於ては、有効体積、有効面
積が大きい程強度の信頼性が低下する傾向がおり、有効
体積、有効面積の低減は強度信頼性の向上につながる。
第４図〜第９図は本発明の異なる実施例を示すものでお
る。第４図に示した実施例に於ては、遊端部１０が切除
されており、第５図に示した実施例に於ては、遊端部に
平行部１１が設けられており、それぞれ荷重支持部の安
定性が高められている。第６図及び第７図に示された実
施例は、それぞれ第３図及び第５図に示された実施例に
類似するものであるが、いずれも片持ち支持部の両側縁
部１２が切除されている。第８図及び第９図に示された
実施例は、側縁部１３がそれぞれ外向きに凹或いは凸な
曲線により郭成されるようにして三角形を形成してなる
ものである。
る。第４図に示した実施例に於ては、遊端部１０が切除
されており、第５図に示した実施例に於ては、遊端部に
平行部１１が設けられており、それぞれ荷重支持部の安
定性が高められている。第６図及び第７図に示された実
施例は、それぞれ第３図及び第５図に示された実施例に
類似するものであるが、いずれも片持ち支持部の両側縁
部１２が切除されている。第８図及び第９図に示された
実施例は、側縁部１３がそれぞれ外向きに凹或いは凸な
曲線により郭成されるようにして三角形を形成してなる
ものである。
第１０図及び第１１図は、前記したような三角形の形状
の特徴を定める角度θの計測要領を図示したもので、例
えば第７図に示した実施例の場合には、第１０図に示さ
れたように、片持ち支持部の側縁部の点と荷重部の側縁
部の点を結ぶ直線１４の軸線１５方向に対する角度をθ
とし、第８図に示した実施例の場合には、第１１図に示
されたように、支持部の側縁部の点と荷重部の側縁部の
点を結ぶ直線１４の軸線１５の方向に対する角度をθと
しである。
の特徴を定める角度θの計測要領を図示したもので、例
えば第７図に示した実施例の場合には、第１０図に示さ
れたように、片持ち支持部の側縁部の点と荷重部の側縁
部の点を結ぶ直線１４の軸線１５方向に対する角度をθ
とし、第８図に示した実施例の場合には、第１１図に示
されたように、支持部の側縁部の点と荷重部の側縁部の
点を結ぶ直線１４の軸線１５の方向に対する角度をθと
しである。
一般にθが小さいと、従来の長方形板ばねのように側縁
部の応力が高くなり同部分の強度が問題となり好ましく
ない。逆に、θが４５°以上になると、第３図に於て片
持ち支持部の右側に形成される１つの孤立した比較的応
力の高い領域７の横幅が側縁部９に達するようになり、
同部分の応力集中が問題となる。そこで、一般に角度Ｏ
を５゜〜４５°の範囲とすると良く、特に１０’〜３０
°の範囲にするのが最も好ましい。
部の応力が高くなり同部分の強度が問題となり好ましく
ない。逆に、θが４５°以上になると、第３図に於て片
持ち支持部の右側に形成される１つの孤立した比較的応
力の高い領域７の横幅が側縁部９に達するようになり、
同部分の応力集中が問題となる。そこで、一般に角度Ｏ
を５゜〜４５°の範囲とすると良く、特に１０’〜３０
°の範囲にするのが最も好ましい。
〈発明の効果〉
このように本発明によれば、脆性材お１の板ばねの形状
を好適に定めるのみで応力集中に基因する破壊を防止し
得るばかりでなく、全体的な強度を高めしかも材料を節
約することかできるためその効果は極めて大である。
を好適に定めるのみで応力集中に基因する破壊を防止し
得るばかりでなく、全体的な強度を高めしかも材料を節
約することかできるためその効果は極めて大である。
第１図は片持ち荷重方式の荷重要領を示す側面図である
。 第２図は従来形式の長方形板ばね及びその片持ち支持方
式下に於りる応力分布を示す平面図である。 第３図は本発明に基づく三角形板ばね及びその片持ち支
持方式下に於（プる応力分イ［を示す平面図である。 第４図〜第９図は本発明に基づく仮ばねの異なる実施例
を示す平面図でおる。 第１０図及び第１１図は、ハ持ら支持方式下にある２種
類の仮ばねの実施例に於ける形状の特性を現わす角度Ｏ
の計測要領を示づ平面図である。 １・・・板ばね ２・・・支持部分３・・・荷
重部材 ４・・・板ばね５〜８・・・領域
９・・・側縁部１０・・・遊端部 １１・・・
平行部１２．１３・・・側縁部 １４・・・直線１５・
・・軸線 第１ 図 第２ 図 第４図 第５図 第６図 第７図 １８図 第９図 第１０図 第１１図
。 第２図は従来形式の長方形板ばね及びその片持ち支持方
式下に於りる応力分布を示す平面図である。 第３図は本発明に基づく三角形板ばね及びその片持ち支
持方式下に於（プる応力分イ［を示す平面図である。 第４図〜第９図は本発明に基づく仮ばねの異なる実施例
を示す平面図でおる。 第１０図及び第１１図は、ハ持ら支持方式下にある２種
類の仮ばねの実施例に於ける形状の特性を現わす角度Ｏ
の計測要領を示づ平面図である。 １・・・板ばね ２・・・支持部分３・・・荷
重部材 ４・・・板ばね５〜８・・・領域
９・・・側縁部１０・・・遊端部 １１・・・
平行部１２．１３・・・側縁部 １４・・・直線１５・
・・軸線 第１ 図 第２ 図 第４図 第５図 第６図 第７図 １８図 第９図 第１０図 第１１図
Claims (2)
- （１）一端にて片持ち支持されかつその他端にて荷重を
支持するようにしたセラミックス、ガラス、セメント又
は金属間化合物等の材料からなる板ばねであつて、 前記他端荷重支持部分よりも前記一端片持ち支持部分が
広幅にされていることを特徴とするセラミックス材料等
からなる板ばね。 - （２）前記板ばねの前記一端片持ち支持部分の側縁部と
前記他端荷重支持部分の側縁部とを結ぶ直線が前記板ば
ねの軸線方向に対して５゜〜４５゜の角度をなすことを
特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のセラミックス
材料等からなる板ばね。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61188051A JPH0726658B2 (ja) | 1986-08-11 | 1986-08-11 | セラミックス材料等からなる板ばね |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61188051A JPH0726658B2 (ja) | 1986-08-11 | 1986-08-11 | セラミックス材料等からなる板ばね |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6347534A true JPS6347534A (ja) | 1988-02-29 |
| JPH0726658B2 JPH0726658B2 (ja) | 1995-03-29 |
Family
ID=16216825
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61188051A Expired - Lifetime JPH0726658B2 (ja) | 1986-08-11 | 1986-08-11 | セラミックス材料等からなる板ばね |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0726658B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003090372A (ja) * | 2001-09-20 | 2003-03-28 | Denki Kagaku Kogyo Kk | 窒化珪素製板バネ材、その製造方法及び用途 |
| WO2006038347A1 (ja) * | 2004-10-05 | 2006-04-13 | Nok Corporation | 密封装置 |
| JP2011507474A (ja) * | 2007-12-20 | 2011-03-03 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 電動機の整流子擦り接触部のための保持部材並びに電動機 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5635735A (en) * | 1979-08-29 | 1981-04-08 | Sumitomo Chem Co Ltd | Heat resistant spring |
| JPS58178032A (ja) * | 1982-04-12 | 1983-10-18 | Mitsubishi Steel Mfg Co Ltd | さらばね |
| JPS6188033A (ja) * | 1984-10-04 | 1986-05-06 | Kyocera Corp | セラミツク製弾条体 |
-
1986
- 1986-08-11 JP JP61188051A patent/JPH0726658B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS5635735A (en) * | 1979-08-29 | 1981-04-08 | Sumitomo Chem Co Ltd | Heat resistant spring |
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| WO2006038347A1 (ja) * | 2004-10-05 | 2006-04-13 | Nok Corporation | 密封装置 |
| JP2006132548A (ja) * | 2004-10-05 | 2006-05-25 | Nok Corp | 密封装置 |
| US7789210B2 (en) | 2004-10-05 | 2010-09-07 | Nok Corporation | Sealing device |
| JP2011507474A (ja) * | 2007-12-20 | 2011-03-03 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 電動機の整流子擦り接触部のための保持部材並びに電動機 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0726658B2 (ja) | 1995-03-29 |
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