光源発生装置用高精度皿ばね | バネ・ばね・スプリングの東海バネ工業株式会社

ご要望：皿ばねを使った超高精度レーザー装置の高性能化の実現

当社がこれまでに手掛けた、高精度試作案件における皿ばねのご提案事例をご紹介させていただきます。

ご提案

ばね定数のバラツキを限りなくゼロに: 理化学研究所様からの皿ばねのご相談内容です。用途は、いくつもの磁石ブロックが配置された強力な磁場の中を、電子ビームを通すことでレーザー光を発生させる”アンジュレーター”と呼ばれる”光源発生装置”を使った最先端の研究案件です。お客様は、強力な吸引力が発生する磁石ブロック同士の距離を縮め、電子ビームに加わる磁力を強化することで、レーザー出力のさらなる向上を図りたいという課題をお持ちでした。その課題達成のためには、極めて高精度な荷重特性を実現した皿ばねが必要でした。皿ばねへの要求事項を具体的に説明いたしますと、複数枚組合せた皿ばねが10セット以上必要であり、それらの皿ばね同士のばね定数のばらつきが限りなくゼロに近づけたものでなければなりませんでした。この高難度なご要求に対して、当社がこれまで蓄積した技術データや、超高精度を実現する製造ノウハウを用いて、チャレンジすることになりました。

光源発生装置アンジュレーターの外観（写真提供：RIKEN）

※アンジュレータに関するさらに詳しい情報はこちらからご覧ください。

　　　　　

高精度な皿ばね: 求められる荷重精度の皿ばねを実現するためには、超高精度な皿ばねの製造技術はもちろん、完成したばねの性能を精密に測定、確認するための治工具と測定機器と測定技術が必須です。皿ばねには、寸法精度1/100mm単位の超精密加工と圧縮しても皿ばね内径寸法が変化しない特殊形状の設計を施し、荷重のバラツキを極限まで抑えることを実現いたしました。また、厳格に維持・管理された「ばね荷重試験機」と、超高精度に製作・管理されたこだわりぬかれた治工具を誂えました。これらによって、全10セット以上ある皿ばね全体のバネ定数のバラツキを、再現性を満たしたうえで±1%以下にまで抑えることを可能にいたしました。この結果に加えて、お客様による、繰り返し使用における皿ばねのへたり試験においても高評価をいただくことも出来、ついに最先端のアンジュレータ実機への搭載を決定いただきました。