JPH02217632A - 重ね板ばね - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野］ この発明は、一端がスライディングシャックル形式に構
成された重ね板ばねに関する。

〔従来の技術〕

従来、ｌ・ラック用サスペンションを構成する重ね板ば
ねにおいて、第１０図に示すように、一端に目玉２を持
ち且つ他端がシャンクル５に当接するスライディング構
造の親板１を使用しているものが知られている。このよ
うな重ね板ばねの荷重撓み特性即ちばね定数は、第１１
図に示すようになっている。

また、例えば、特開昭５６−１４１４３３号公報には、
ばね定数が所定荷重値において不連続的に変化する重ね
板ばね装置が開示されている。該重ね板ばね装置は、主
板ばねと、画板端部のみが上記主板ばねと接離自在な補
助板ばねとを備え、且つ所定値以上の荷重領域において
のみ主板ばねが補助板ばねの画板端部と当接するように
構成し、しかも、上記補助板ばねに厚さが板端部方向に
漸減するテーバ部を形成したものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、第１１図に示すようなスライディングシ
ャックル形式の重ね板ばねの荷重−撓み特性を基にして
、対角線ばね定数、所謂、動ばね定数及びフリクシジン
の振幅依存性を求めると、第１２図及び第１３図におい
て実線で示すようになる。即ち、振幅の小さい範囲では
、対角線ばね定数が高く、振幅が大きくなるに従って対
角線ばね定数が下がり、静ばね定数に近づいて行くこと
が分かる。ところで、車両のサスペンションとしては、
小振幅ではばね定数が低く、ソフトな乗り心地が得られ
、大振幅ではばね定数が高く、安定性の高い剛性感の得
られるばねが望まれる。従って、従来の重ね板ばねは、
全く逆の特性を存し、性能的には不利な特性と言える。

従来の重ね板ばねにおいて、ソフトな乗り心地を得る手
段として、小振幅での対角線ばね定数を低く抑えるため
、重ね板ばねを構成するばねの枚数を少な（するか、或
いは板端部に低摩擦材を挿入してフリクションを減じる
ことも行われているが、このように重ね板ばねを構成す
ると、第１２図及び第１３図において点線で示すように
なる。

即ち、大振幅でのフリクションが減少し、対角線ばね定
数が下がるため、剛性感のない安定性の悪いサスペンシ
ョンになってしまう。

また、前掲特開昭５６−１４１４３３号公報に開示され
た重ね板ばね装置は、上記の構成のように、補助板ばね
に厚さ力ｑ民情部方向に漸減するテーバ部を形成したこ
とによって、不連続ばね特性を有するばかりでなく長手
方向における応力分布が均等化され、材料の有効利用と
軽量化を達成せんとしたものである。

この発明の目的は、上記の課題を解決することであり、
一端がスライディングシャックル形式に構成された親板
と数枚の子板で構成された重ね板ばねにおいて、スライ
ディングシャックルが親機に作用するフリクションを活
用できるように親板の形状を構成し、小振幅でのフリク
ションを抑え且つ大振幅でのフリクションを従来と同様
に十分に大きなフリクションを得られるように構成し、
乗り心地を改善すると共に、荷台の１３％！振動を緩和
して荷物が損傷を受けるのを防止することができる重ね
板ばねを提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は、上記の目的を達成するために、次のように
構成されている。即ち、この発明は、−端がスライディ
ングシャックルに当接する親板と該親板にボルトで固定
した子板とから成り、前記親板のスライディングシャッ
クル側にスペーサを配設した凹部及び該凹部に対応して
子板側に突出部を形成し、前記スペーサと前記スライデ
ィングシャックルとを当接させ且つ前記突出部と前記子
板とを当接させた重ね板ばねに関する。

或いは、この発明は、−４がスライディングシャックル
に当接する親機と該親機にボルトで固定した子板とから
成り、前記親板と前記スライディングシャックル及び前
記子板との各接点より中央側の前記親板のばね板形状を
下向きに傾斜した凹曲面に形成し、該凹曲面に対応する
ように前記子板を下向きに傾斜した凹曲面に形成した重
ね板ばねに関する。

〔作用〕

この発明による重ね板ばねは、上記のように構成されて
おり、次のように作用する。即ち、この重ね板ばねは、
親板のスライディングシャックル側の凹部に固定したス
ペーサと前記スライディングシャックルとを接触させ、
子板側に突出する突出部と前記子板とを接触させたので
、荷重変化によってばね板が撓む際に、前記スペーサと
前記スライディングシャックルとの接点間に発生するフ
リクションによって前記親板に曲げモーメントが発生し
、更に前記突出部と前記子板との接点間に発生するフリ
クシジンによって前記親板は曲げモーメントを受ける。

或いは、この重ね板ばねは、親板とスライディングシャ
ックル及び子板との各接点より中央側の親板形状を下向
きに傾斜した凹曲面に形成したので、上記と同様のフリ
クション及び曲げモーメントを発生できるばね特性を得
ることができる。

〔実施例〕

以下、図面を参照して、この発明による重ね板ばねの一
実施例を説明する。第１図はこの発明による重ね板ばね
の一実施例を示す概略図、第２図は第１図の要部を示す
説明図、及び第３図は第１図の親板の一部を示す斜視図
である。

第１図には、この発明による重ね板ばねが示されている
。この重ね板ばねは、一端部に目玉２を持ち且つ他端側
かスライディングシャックル５に接触する親板１と複数
（図では２枚）の子板３とから成る各ばね板を板全長に
わたって重ね、該各ばね機中央部においてセンタボルト
４及び所定の位置に配置されたクリップ等（図示せず）
によって各ばね板が固定されたものである。この重ね板
ばねは、親板１及び子板３がテーバ状に形成されたテー
バリーフスプリングに構成されている。

般に、重ね板ばねにおいて、各ばね板は、所定のばね定
数を得るために形成され、それぞれについて撓み曲線を
有しており、外力に対応して変形を伴うものであり、第
１１図に示すような荷重−撓み特性を示すものである。

この発明による重ね板ばねにおいて、スライディングシ
ャックル５に当接する親板１の端部には、第２図又は第
３図に示すように、親板ｌのスライディングシャックル
側の面に断面半円形の凹部７をばね板の幅方向に形成し
、且つ親板１の子板３側の面には該凹部７に対応して子
板３側に突出する突出部８がばね板の幅方向に形成され
ている。

親板１に形成された凹部７にはスペーサ６が固定されて
いる。親板１の上記構造によって、親板１の凹部７に固
定したスペーサ６とスライディングシャックル５とは当
接状態に配置され、また、親板ｌに形成された突出部８
は最上部に位置する子板３の上面に当接状態に配置され
ている。

この発明による重ね板ばねについて、荷重変化によって
ばね板が撓む際に、親板１の断面半円形の凹部７に収容
されたスペーサ６とスライディングシャックル５との接
点間に発生するフリクシジンによって曲げモーメントが
親板１に発生する。

即ち、第２図に示すように、スペーサ６にかかる荷重を
Ｐ＋、摩擦係数をμ、及び親板１の断面半円形の凹部７
の形成に対応して形成される突出部８の半径をＲとする
と、スペーサ６とスライディングシャックル５との接点
Ａ間に発生するフリクションは、μＰ１となり、従って
、親板１に発生する曲げモーメントは、Ｒ×μＰ１とな
る。また、親板１に形成された突出部８は子板３の最上
面と当接しており、親板１は子板３との接点Ｂにおいて
もフリクションを受けることになる。即ち、子板３に掛
かる荷重をＰｔ及び摩擦係数をμとすると、親板１と子
板３との接点Ｂ間に発生するフリクシジンは、μＰ２と
なり、従って、親板１が受ける曲げモーメントは、Ｒ×
μＰつとなる。

この発明による重ね板ばねについては、上記のようなフ
リクションμＰ１及びμＰＬ、並びに曲げモーメン）Ｒ
ＸμＰ、及びＲ×μＰｔが発生するから、次のような作
用をする。即ち、親板ｌに作用する曲げモーメントは、
ｖＡＡｌ１ばね板が撓む際に、スペーサ６とスライディ
ングシャックル５との接点Ａ間に発生するフリクション
μＰ、によって、接点Ａ間でばね板が滑り出すまでの間
、及び親板１と子板３との接点Ｂ間に発生するフリクシ
ジンμＰ２によって、接点Ｂ間でばね板が滑り出すまで
の間は、重ね板ばねの各ばね板間には滑りが発生せず、
親板１の変形によってばね板が撓む、更に、ばね板にか
かる荷重が増大し、ばね板の撓みが増大すると、ばね板
スパンの変化による各接点間の滑り力がフリクションμ
Ｐ１及びフリクションμＰ２に打ち勝って滑りが発生し
始める０次いで、ばね板にかかる荷重が減少しだ場合に
は、親板ｌに作用している曲げモーメント分の歪エネル
ギーが解放されることによって、親板ｌの変形を元に戻
す方向に作用するため、各ばね板間に滑りが発生しない
状態で撓みが元に戻り始める。上記の現象は、いずれも
振幅の小さい範囲の場合についての作用であるが、振幅
が大きい場合には、上記曲げモーメントＲ×μＰ１及び
Ｒ×μＰ２による作用を経た後、各ばね板間の滑り現象
は従来の重ね板ばねのものと同様になる。

上記のことから、この発明による重ね仮ばねについては
、各ばね板間が滑り出す前の小振幅領域に見られる荷重
−撓み特性と、ばね板間が滑りを起こす中掘幅領域〜大
振幅領域に見られる荷重−撓み特性は、第７図に示すよ
うになる。即ち、荷重−撓み特性において、移り部分即
ち曲線Ｂ−Ｃの傾斜は滑らかな特性を得ることができ、
また、フリクシロンの大きさ即ち点Ａ〜点Ｃの大きさは
従来と同様に構成することができる。

上記の結果として、この発明による重ね板ばねについて
は、対角線ばね定数の振幅依存性は第８図に示すように
なり、また、フリクシロンの振幅依存性は第９図に示す
ようになり、理想的な特性を得ることができる。即ち、
第９図において、振幅とフリクションの関係で示すよう
に、小振幅領域ではスパンの変化が小さいため、滑りが
生じるまでの静止摩擦が支配的となり、立ち上がりの急
な勾配の特性を得ることができる。第９図に示すのよう
なフリクション−振幅特性により、対角線ばね定数−振
幅特性は第８図に示すようになる。

上記特性を、荷重−撓み特性でみると、第７図に示すよ
うに、荷重移り部分は、滑らかなヒステリシス曲線を描
（ようになる。

第４図、第５図及び第６図において、この発明による重
ね板ばねにおける親板１のそれぞれ別の構造のものが示
されている。

第４図に示す実施例では、親板１に形成された断面半円
形の凹部７に収容されているスペーサ６については、該
スペーサ６が親板１から脱落したり、ずれたりするのを
防止するため、スペーサ６は親板１に溶接９によって固
着されている。同様に、第５図に示す別の実施例では、
親板１に形成された断面半円形の凹部７に収容されてい
るスペーサ６については、該スペーサ６が親板１から脱
落したり、ずれたりするのを防止するため、スペーサ６
は親板ｌにボルト１０によって固着されている。なお、
図中、符号Ｒは親板ｌの断面半円形の凹部７の形成に対
応して形成される突出部８の半径を示す。

或いは、この発明による重ね板ばねによる第６図に示す
更に別の実施例では、親板ｌにスペーサを固定すること
なく、親板１とスライディングシャックル間、及び親板
１と子板３間との接点部にフリクションによる曲げモー
メントを付与するように構成したものであり、この重ね
板ばねは、親板１とスライディングシャックルとの接点
Ａ、及び親板１と子板３との接点Ｂより中央側の親板１
のばね板形状を下向きに傾斜した凹曲面１２に形成し、
該凹曲面１２に対応するように子板３を下向きに傾斜し
た凹曲面１３に形成したものである。

従って、親板１のばね板目体に接点Ａ及びＢより内側に
、親板ｌの中央部１１とスライディングシャックルとの
接点部を結ぶ面より下方に伸長した凹曲面１２によって
段差Ｈが形成されるようになる。この段差Ｈの大きさは
、上記各実施例における半径Ｒとほぼ同一大きさに形成
するものである。

この発明による重ね板ばねにおいて、親板１を上記のよ
うに構成することによって、上記と同様に、荷重変化に
よってばね板が撓む際に、親板ｌとスライディングシャ
ックル５との接点間に発生するフリクションによって曲
げモーメントが親板１に発生する。即ち、親板１にかか
る荷重をＰｌ、摩擦係数をμ、及び親板１の段差をＨと
すると、親板１とスライディングシャックル５との接点
Ａ間に発生するフリクションはμＰ１となり、親板ｌに
発生する曲げモーメントはＨ×μＰ＋　となる。

また、親板１の下面は子板３の最上面と当接し、親板１
は子板３との接点Ｂにおいても、上記実施例の重ね板ば
ねと同様にフリクションを受ける。

即ち、子板３に掛かる荷重をＰ、及び摩擦係数をμとす
ると、親板１と子板３との接点間に発生するフリクショ
ンはμＰ２となり、従って、親（反１が受ける曲げモー
メントはＨＸμＰ、となる。

〔発明の効果〕

この発明による重ね板ばねは、上記のように構成されて
おり、次のような効果を存する。即ち、この重ね板ばね
は、一端がスライディングシャックルに当接する親板と
該親板にボルトで固定した子板とから成り、前記ｔＵ板
のスライディングシャックル側にスペーサを配設した凹
部及び該凹部に対応して子板側に突出部を形成し、前記
スペーサと前記スライディングシャックルとを当接させ
且つ前記突出部と前記子板とを当接させたので、荷重度
化に応じてばね板が撓む際に、前記スペーサと前記スラ
イディングシャックルとの接点間に発生するフリクショ
ンによって前記親板に曲げモーメントが発生し、更に前
記突出部と前記子板との接点間に発生ずるフリクション
によって前記親板は曲げモーメントを受ける。従って、
スパン変化が小さい小振幅領域では、フリクションを抑
えられて小さくなり、且つスパン変化が大きい大振幅領
域では、通常の板間滑り摩擦に支配される特性を得るこ
とができ、フリクションは従来の重ね板ばねと同様に十
分な大きさを得ることができる。

従って、この発明による重ね板ばねについては、この重
ね板ばねを車両に適用することによって、乗り心地特性
、特に、小振幅領域において理想的なフリクシジン特性
を得ることができることによって、比較的小荷重でばね
定数を低く、ばね撓みを大きくしたい前車軸サスペンシ
ョンに対し、また大荷重で且つ大撓みを受は持ち、ばね
定数の高い後車軸サスペンションに対し、小振幅領域の
振動をソフトにできるため、車両の乗り心地改善は勿論
のこと、荷台の街１１振動の緩和による荷物が損傷を受
けることを防止する効果を発揮することができる等、多
大な効果を奏することができる。

或いは、この重ね板ばねは、一端がスライディングシャ
ックルに当接する親板と該親板にボルトで固定した子板
とから成り、前記親板と前記スライディングシャックル
及び前記子板との各接点より中央側の前記親板のばね板
形状を下向きに傾斜した凹曲面に形成し、該凹曲面に対
応するように前記子板を下向きに傾斜した凹曲面に形成
したので、上記と同様のばね特性を得ることができ、上
記と同様に、乗り心地特性、荷台の衝撃振動の緩和によ
る荷物が損傷を受けることを防止する効果を発揮するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による重ね板ばねの一実施例を示す概
略図、第２図は第１図の要部を示す説明図、第３図は第
１図の親板の一部を示す斜視図、第４図はこの発明によ
る重ね板ばねにおける親板の一例を示す説明図、第５図
はこの発明による重ね仮ばねにおける親板の別の例を示
す説明図、第６図はこの発明による重ね仮ばねにおける
親板の更に別の例を示す説明図、第７図はこの発明によ
る重ね板ばねの荷重−撓み特性を示すグラフ、第８図は
この発明による重ね板ばねの振幅と対角線ばね定数との
関係を示すグラフ、第９図はこの発明による重ね板ばね
の振幅とフリクションとの関係を示すグラフ、第１０図
は従来の重ね板ばねの一例を示す概略図、第１１図は従
来の重ね板ばねの荷重−撓み特性を示すグラフ、第１２
図は従来の重ね板ばねの振幅と対角線ばね定数との関係
を示すグラフ、及び第１３図は従来の重ね板ばねの振幅
とフリクションとの関係を示すグラフである。 １・−・−親板、２−・−目玉、３−−−一子板、５ス
ライデイングシヤツクル、６−・・・−・スペーサ、７
−凹部、８−−−−一突出部、１２−・・・−・凹曲面
。 第　　２　　図 第　　３　　図 出願人　　いすＶ°自動車株式会社 代理人　　弁理士　尾　仲　−宗 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 振幅　− 第 図 第 図 第 図 振幅−

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）一端がスライディングシャックルに当接する親板
   と該親板にボルトで固定した子板とから成り、前記親板
   のスライディングシャックル側にスペーサを配設した凹
   部及び該凹部に対応して子板側に突出部を形成し、前記
   スペーサと前記スライディングシャックルとを当接させ
   且つ前記突出部と前記子板とを当接させた重ね板ばね。
2. （２）一端がスライディングシャックルに当接する親板
   と該親板にボルトで固定した子板とから成り、前記親板
   と前記スライディングシャックル及び前記子板との各接
   点より中央側の前記親板のばね板形状を下向きに傾斜し
   た凹曲面に形成し、該凹曲面に対応するように前記子板
   を下向きに傾斜した凹曲面に形成した重ね板ばね。