JPH02500535A - ばね組立体 - 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】 ばね組立体 本発明は、実質的に単一の平面内に位置する細長片の長さ方向中心と反転部分に よって接続された複数のリムをもつ、ジグザグ形状の繊維補強プラスチック材料 の単体の細長片を含む形成のばねに関する。該細長片はその長さに亘って断面で 見て平坦形状をもつ。そのようなばねは、国際特許出願公報ｗｏ８５１００２０ ７に開示されており、該特許においては、ばねは「剖りばね」と称され、この用 語は本文に述べるばねにも使用される。

本発明はとくに、たとえば車輛懸架装置の部分として用いる別の構成要素に取付 けられるばねに関する。

分割ばねは、その形態および性質が有効である自動車輛の懸架システム用として 提案されてきた。普通の鋼のコイルばねと比へて、この分割ばねの使用は重量が 軽減されかつこのばねが占めるスペースが小さくて済むので装着上の利点をもた らす。

分割ばねは、このばねの両端に取りつけられた取付構成要素間で負荷された圧縮 ばねとして用いられ、かつこのばねが負荷を受けると、その突出部分は、ばねが その変曲部分において弯曲している状態で、互いに接近するように移動される。

割りばねの寿命は、とくに、使用時に、ばねが圧縮されるときその変曲部分が弯 曲される角度によって決まる。末端突出部分が緊締される構成要素と任意に選択 された向きでばねの末端突出部分を緊締するだけでは、ばねが圧縮されるとばね の１つの変曲部分はばねの他の変曲部分よりも大きい角度で弯曲するので、満足 な結果は得られないであろう、これはばねの寿命に不都合となる。たとえば、ば ねの末端突出部分が任意に選択されて保持された分割ばね取付手段が、国際特許 出願公報第ＷＯ３７１００２５２号に開示されており、そのようなばね取付手段 は満足できるとは考えられるが、それらはばねが圧縮されたときのばねの変形様 態については考慮に入れられていないので、ばねに対して最適の作用状態を提供 するものではない。開示されたばね取付手段の成るものでは、ばねの末端突出部 分は、ばねを構成する細長片の他の部分の平坦な断面形状から弯曲させて、截頭 円錐形ソケット内に係合するように構成されており、これは使用時に、ばねの撓 み様態においてさらムこ不利な影響をもつことになる。

本発明の目的は、上述の滑在的不利点を解消または減じたばね組立体を提供する ことである。

本発明によれば、分割ばねと、該ばねの末端部分を保持する部材とを含むばね組 立体を提供し、この部材は、ばねのそのような末端部分においてばねの変曲部分 の短い長さがばねの圧縮時に実質的に角運動を起こさないように配置されている 。

図面を参照しての以下の詳細説明に述べるように、ばねの末端部分を本発明の様 式で保持することは、ばねの末端ジグザグ突出部分をその中点で結合するビンに 相当するばねの性質を付与する効果をもつ、この様式によるピン結合ばね端突出 部分およびそのようなビン結合部におけるばねに作用する力は、従来は分割ばね がその長さに沿って均等に圧縮され得ることによってのみ考慮されてきた。しか し、本発明によれば、ばねが圧縮されたときばねのすべての変曲部分の均等は弯 曲が得られ、ばねの交互に配置されている突出部分は互いに平行状態を保つ。

よって、本発明はばねの寿命に潜在的な改良を提供する有利な効果をもつ。

保持されたばねの末端部分は、変曲部分と接線方向に、全体としてばねの概ね長 さ方向に延びるその末端突出部分を含むことが好ましい。理想的には、ばねが圧 縮されたとき実質的に角運動を起こさない変曲部分のこの短かい部分はこの末端 突出部分が接線方向に延びる位置を保つが、実際には、変曲部分のこの短かい長 さの部分は、遷移状態にあるから正確には同一であるとは考えられない。従って 、ばねの末端部分を保持する手段は、ばねが圧縮されたとき末端突出部分に曲げ モーメントを作用し、かつ変曲部分の前記短かい長さの角運動に抗するために、 端突出部分を前記変曲部分から隔たった位置に支持する部分とを含むことが好ま しい。

ばねの末端部分を保持する手段は、さらにばねの圧縮方向にばねに力を作用しな ければならない、この手段は、前記末端突出部分の自由端と当接して核部に力を 作用する部分、すなわち変曲部分と当接してばねの圧縮方向に変曲部分に力を作 用する末端突出部分を前記変曲部分に支持する部分をもつことができる。

ばねの末端部分を保持する手段は、実際の場合はばねと係合するエラストマ材料 が好適な単数または複数の、弾性材料の要素を具備することが好ましく、それに よって、このばねは、摩損に対する応力発生点または潜在点として作用してばね の寿命を劣化させるような縁部や非変形表面と直接に接触するのを防止される。

そのような弾性材料は、使用時には角運動しない部分を越えてばねの末端におけ る変曲部分の一部分まで延在させることができる。

本発明はさらに、１つの軸線に沿って互いに相対運動可能な２つの部材を含み、 かつ各末端部分を前記部材に保持されて前記部材が前記軸線に沿って互いに向っ て動かされたとき圧縮される分割ばねを含む懸架ストラット組立体を提供し、こ こにおいて各懸架部材は、本発明による組立体において、上述のようにばねの各 末端を保持する。

この懸架ストラット組立体は上述したような本発明の別の態様を採ることができ る。

附図を参照して、実施例について本発明を以下に説明する。

第１図は、分割ばねの立面図で、該ばねの交互配列形態を示し、 第２図は、２つの分割ばねを具備した懸架ストラット組立体の図解説明図を示し 、 第３図は、ストラット組立体の部分の、第４図の線Ｙ−Ｙに沿ってとられた部分 断面図で、分割ばねの保持構造を示し、第４図は、第３図の線Ｘ−χに沿ってと られた部分断面図を示し、 第５図は、ばねの別の取付形式を示す説明図である。

まず、第１図において、分割ばね１０はジグザグ形状の、繊維補強プラスチック 材料の単一の細長片を含む、このばねは、突出部分２２，２３．２４．２５．２ ６．２７および２８で接続された多数の変曲部分１１　、１２．１３．１４．１ ５．１６．１７．１８を含む。図にはさらに、ばねのジグザグ形状の連続部分で あるばねの末端突出部分２１ｂおよび２９ｂが示されており、末端突出部分２１ ｂは突出部分２３と平行であり、末端部分２９ｂは突出部分２７と平行である。

この細長片はそのすべての突出部分および変曲部分を含みその全長にわたって、 平坦な断面形状をもつ。

この分割ばねは対称形であって、もし、ばねの両端における仮想上のピン結合点 ＰＩ　、　Ｐ２において全体としてばねの長さ方向に作用された力によってその 各末端突出部分に沿って各半分位置まで圧縮されたとすれば、ばねはその長さに 沿って均等に圧縮されるであろう、ばねの交互に配列された突出部分は、互いに 平行状態を保ち、かつばねのすべての変曲部分は同一量だけ変形し、すなわち互 いに、同一の角変形を受けるであろう。ばねがこのように負荷されかつ変形され たときに、ばねの最大寿命が得られる。しかし、もし、ばねの末端突出部分がピ ン結合でなく剛く保持されていれば、ばねの変曲部分のすべてが互いに同一の変 形を受けることがなく、ばねの寿命を短縮する傾向をあられすてあろう。

上述のようにばねの均等な圧縮が得られるようにばねの末端部分を接続するピン の状態はばねの各隣接する変曲部分の概念的短かい部分がばねの圧縮時に角度的 に動くことから実質的に防止されるようにばねの末端部分を保持することによっ て模擬できることが見出されている。第１図において、ばねは末端突出部分２１ ａ、２９ａを有する状態で示され、これらの末端突出部分方向に、すなわちばね の他の交互に配列された突出部分と平行ではなく使用中に圧縮される方向に延び る。ばねの隣接する変曲部分１１．１８は、全体としてばねを構成する細長片に わたって延びる狭い細長片１１ａ、１８ａの形状の部分をもつと考えることがで き、かつ本発明によれば、ばねの末端突出部分を接続するピンの効果が、もし長 さ方向に延びる末端突出部分２１ａ、２９ａがばねが圧縮されたとき狭い細長片 １１ａ、　１８ａが実質的に角運動しないように保持されれば得ることができる 。好ましくはばねを構成する複合材料の交互に配列された短かい細長片と考える ことができるそのような狭い細長片は、ばねの圧縮方向に延びかつ変曲部分の最 外側部分と接線をなす末端突出部分がそのような短い長さの直線状延長部である ように配置されている。しかし、後述するように、ばねが圧縮されたときに実質 的に角運動をしない変曲部の部分はその位置かられずかに偏位されるであろう。

ばね末端突出部分を保持する手段は、エラストマ性要素を使用するときは、変曲 部分をさらにまわって、たとえばｌｌｂ、１８ｂで示された位置に延びるであろ う。

次に、第２図には、分割ばねを使用する車輌用の懸架装置ストラット組立体が示 されている。このストラット組立体は２つの相対的に出入運動可能な部材３１． ３２を含むダンパ３０を含む。

部材３１は上方取付具３３をもち、部材３２は下方取付アイ３４をもち、これら はそれぞれ、通常、車輌のシャシ構造部の一部分に、およびこれと相対的に可動 の懸架部分に取付けるのに用いられる。

２つの部材３１．３２は、第１のものが１００で、および第２のものが１０１で 概示されている２つの分割ばねによって相対的に跳曜される。ばね１００．１０ １は、ダンパ３０の両側に配置され、かつ各ばねを構成する細長片の長さ方向の 中心線は部材３１．３２がそれに沿って互いに可動な中心軸線と共通な平面内に 位置する。ばね１００．１０１はばね１０とは異なり、すなわちばね１０の場合 のように全体としてばねの両側において互いに偏位されておらずに、それらの末 端突出部分ｔよ全体としてばねの同じ側で互いに整合されている。それにも拘ら ず、ばね１０に関して上述された原理は等しくばね１００．１０１にも適用され る。ばね１００．１０１の末端突出部分はダンパ部材３１．３２それぞれに取付 けられた構造部材３６．３７によって保持されている。

次に、第３図および第４図について述べるが、これらの図には本発明の一実施例 について構造部材３６が分割ばねの末端突出部分を保持するために採られた形態 の詳細が示されている。第３図は、ダンパ部材の一部分と、ジグザグ配列された 突出部分１２８および第１図のばねにおける変曲部分１８と末端突出部分２９ａ に対応する、変曲部分１１８とばねの圧縮方向に沿って延びる末端突出部分１２ ９ａを有するばね１００の一部分を示す、さらにばね１０１の一部分も示されて いる。構造部材３６は２つの押し嵌め部材５０および５１を含み、ここにおいて 内側の押し嵌め部材５１はダンパ部材３１を抱きかつたとえば溶接によってダン パ部材３１に固定されている。押し嵌め部材５０＋５１はそれぞれ型材形状をも ちかつ溶接によって合体結合されている。押し嵌め部材５１は部分４１を含み、 “押し嵌め部材５０は部分４２を含み、これらの部分４１，４２はダンパの出入 運動軸線と平行に延びかつ、たとえば適切なゴムまた２は他のエラストマ性材料 の弾性材料のスリーブ４０を間に挿んでばね末端突出部分１２９ａを相互間に受 入れるために第３図に示されるように互いに嵌め合わされている。

押し嵌め部材４１．４２は、突出部１２９ａの端面に面している押し嵌め部材５ １によって末端荷重をばねに加えてばねを圧縮するようにばね１００の末端突出 部分１２９ａを保持する。押し嵌め部材４１゜４２はさらに、ばねが圧縮された とき末端突出部分１２０ａを反時計方向に角運動させようとする傾向に抗する曲 げモーメントを提供する。この効果は、ばねが圧縮されたときに、参照数字１１ ８ａで示された場所に近接した短い長さの変曲部分１１８が実質的に角運動を行 わず、それによって、あたかも末端突出部が当初に述べたようにピン結合状態に あると概ね同一のばね圧縮状態が達成できることである。

次に、第５図は、分割ばねの末端部分が本発明により得られる利点を達成するよ うに保持される別の構造を示す。この構造はたとえば第２図の実施例におけるば ね１０１の下端部に対応して示され、この図のばねは末端突出部分１２１ａおよ び末端変曲部分１１１をもつ。ダンパユニットの下方部材３２に取付けられた構 造部材３７は輪郭線のみで示され、かつこの構造部材は２つの隔たり配置された 平行な板部材６０を含み、これらの板部材の間に隔たり配置された平行なチュー ブ状の支持要素６１．６２が延設されている。支持要素６１　、６２はそれぞれ 弾性エラストマ材のスリーブ６３．６４をもち、かつばねの末端突出部分１２１ ａがそれらの間に狭まるように配置されている。支持要素６１はばねの変曲部分 １１１の凹形側と係合し、かつ支持要素６２は突出部分１２１ａの自由端と当接 されている。

支持要素６１．６２は、ばねが圧縮されたときに末端突出部分１２１ａが角運動 しようとする傾向に抗するように該突出部に曲げモーメントを作用することによ って、第３図および第４図の実施例の部材４１　、４２の場合と概ね同様にばね の末端突出部分１２１ａを保持する。その結果、ばねの短い長さの変曲部分１１ １は、ばねが圧縮されても実質的に角運動を生じない、しかし、この場合、ばね を圧縮するため全体としてばねの長さ方向の力が、支持要素６１およびばねの変 曲部分１１１内でのその保合によって作用される。

実際には、ばねとエラストマ性要素との保合とによって、ばねが圧縮されたとき 角運動しないばねの短い長さの弯曲部分の正確な位置を確定することは困難であ る。それでもなお、ばねの寿命に関する上述の改善は、ばねの末端突出部分が成 る随意の姿勢で単に剛接保持された場合に比べてもなお得られる。

上述の分割ばねの諸実施例は単一の平面内においてのみ弯曲される細長片で構成 されている。このように用いられるばね形態は、製造上量も容易な分割ばね形態 である。

補正書の翻訳文提出書（特許法第１８４条の８の規定による補正書） 平成１年４月２６日

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. １．分割ばねと、前記ばねの末端部分を保持する部材とを含み、前記部材が当該 末端部分におけるばねの弯曲部分（１１，１８）の短い部分（１１ａ，１８ａ） ばねが圧縮されたときに実質的に角運動を行わないように構成されたばね組立体 。
2. ２．ばねの末端部分が、前記湾曲部分（１１，１８）と接線をなして全体として 概ねばねの長さ方向に延びる該部分の末端突出部分（２１ａ，２９ａ）を含む請 求項１記載のばね組立体。
3. ３．弯曲部分の短かい部分が、末端突出部分が該部から接線方向に延びる位置に ある請求項２記載のばね組立体。
4. ４．ばねの末端部分を保持する手段が、前記変曲部分において末端突出部分（１ ２１ａ，１２９ａ）を支持する部分（４２，６１）およびばねが圧縮されたとき に、変曲部分の短かい部分の前記角運動に抗するように末端突出部分に曲げモー メントを作用するため前記変曲部分から隔たる位置において末端突出部を支持す る部分（４１，６２）を含む請求項３記載のばね組立体。
5. ５．ばねの末端部分を保持する手段がさらに、ばねの圧縮方向へ前記末端突出部 分（１２９ａ）に力を作用するため、該末端突出部分の自由端と当接する部分（ ５１）を含む請求項４記載のばね組立体。
6. ６．前記変曲部分において末端突出部分を支持する前記部分（６１）が、前記変 曲部分（１１１）と係合されて、ばねの圧縮方向へ該弯曲部分に力を作用するよ うに構成されている請求項４記載のばね組立体。
7. ７．ばねの末端部分を保持する手段が、ばねと接触する少くとも１つの弾性要素 （４０，６３，６４）を含む上記請求項のいずれか一項に記載のばね組立体。
8. ８．１つの軸線に沿って互いに相対的に可動な２つの懸架部材（３１，３２）、 および前記部材が互いに向って移動するとき前記部材によって前記軸線と平行な 方向に圧縮されるように保持された各末端部分を有する分割ばねを含み、各懸架 部材が上記各項のいずれか一項に記載の組立体（３６，３７）内でばねの各末端 部分を保持している懸架ストラット組立体。
9. ９．互いに鏡対象的に懸架部材の対向側に配置された２つの分割ばね（１００， １０１）を含む請求項８記載の懸架ストラット組立体。