JPH0378500B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、車両の懸架機構などに用いられる
FRP板ばね装置に関する。

［従来の技術］ 近時は車両の軽量化を図るために、懸架機構部
にFRP製のばね板が用いられる傾向にある。し
かしFRPは摩耗や衝撃等に弱いのが欠点である。
従つて、例えば荷重の増大に伴つてばね定数が増
大するようにした非線形特性の重ね板ばねのよう
に、複数枚のばね板が接触と非接触を繰返すもの
にあつては、ばね板をFRP製とした場合、相互
接触部が摩耗し、損傷しやすい。

一方、鋼製ばね板を用いた公知の重ね板ばね装
置において、例えば昭和10年特許出願公告第4235
号公報に見られるように、互いに長さの異なる上
下のばね板間にコイルばねを介在させ、親ばね板
の撓みをこのコイルばねを介して子ばね板に伝達
させるようにすることによつて、ばね定数を漸増
させるようにしたものもある。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、上述した公知例においては、上記コイ
ルばねが親ばね板の長手方向中間部分（応力の高
い部分）で接触する構造であるため、鋼製ばね板
の場合には問題ないかもしれないが、FRP製の
ばね板の場合にはコイルばねの端末座巻部が接触
する部位において、FRPの強化繊維が切れたり、
繊維のささくれ立ちを生じるなど、高応力下にあ
る親ばね板に重大な欠陥を生じる。

また上記公知例のコイルばねは、常時、上下の
ばね板に接触した状態にあり、荷重の大きさにか
かわらず上下のばね板が同時に撓むため、所定の
荷重までは親ばね板のみを撓ませるといつた非線
形特性を得ることができない。

従つて本発明の目的は、上述したような摩耗や
損傷等を生じることなくプログレツシブ型の非線
形特性が得られるようなFRP板ばね装置を提供
することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を果たすために開発された本発明は、
親ばね板の曲げ応力が最も低い目玉取付部に着目
し、この目玉取付部に下記構造のコイルばねを接
触させるようにしている。すなわち本発明は、端
部に目玉部材を取着したFRP製の親ばね板と、
この親ばね板の厚み方向に重ねられかつ親ばね板
の両端部間にわたる長さを有する子ばね板とを有
するFRP板ばね装置であつて、上記親ばね板の
目玉部材取付部の子ばね板側の面に金属製のばね
受プレートを設けるとともに、上記子ばね板の端
部には、上記ばね受プレートと対向する位置に、
ばね受プレートに接した状態において圧縮される
コイルばねを取付け、しかもこのコイルばねの上
記ばね受プレート側の自由端に、親ばね板の撓み
が小さい状態においてばね受プレートから離れか
つ親ばね板の撓みが大きくなつた状態においてば
ね受プレートに接面するコンタクト部材を設ける
ようにしたものである。

［作用］ 親ばね板に負荷される荷重が小さいうちは親ば
ね板のみが撓むが、荷重が大きくなると、親ばね
板の目玉部材取付部において、ばね受プレートが
コイルばねのコンタクト部材に接するようにな
る。このため、荷重の増大に伴つて上記コイルば
ねが圧縮されつつ、荷重が子ばね板にも伝達され
て子ばね板も撓むようになる。子ばね板が撓む
時、コイルばねの撓みが付加されるので、ばね定
数が小から大に移る際にばね定数がなめらかに変
化するような非線形特性が得られる。

上記親ばね板と子ばね板が撓む際には、目玉部
材取付部において、スパン変化に伴う親ばね板と
子ばね板との相対変位を生じるが、上記コイルば
ねはコンタクト部材を介して親ばね板のばね受プ
レートに摺接するため、親ばね板と子ばね板が一
緒に撓む際にコイルばねの端末座巻部がこじられ
たり、コイルばねに胴曲りを生じる等の不具合が
防止され、親ばね板から子ばね板への荷重の伝達
が円滑になされる。

［実施例］ 以下に本発明の一実施例について、第１図を参
照して説明する。第１図において、図中１は
FRP製の親ばね板を示し、この親ばね板１の両
端部に金属製またはFRP製の目玉部材２，２が
取着されている。各目玉部材２，２は、それぞれ
金属製のばね受プレート３と、ボルト４と、ナツ
ト５とを用いて、親ばね板１の板端部分に固定さ
れている。そして各目玉部材２，２は図示しない
車両の車体側に支持されるようになつている。

また、親ばね板１の厚み方向に、同じくFRP
製の子ばね板６が重ねて設けられている。この子
ばね板６は、親ばね板１とほぼ等しい長さ、すな
わち親ばね板１の両端部にわたる長さを有してい
る。両ばね板１，６は、軽量化を高める目的で、
それぞれ板端側の板厚が漸減するようなテーパリ
ーフとしてあり、長さ方向各部における等応力化
を図つている。なお、場合によつては子ばね板６
を鋼製としてもよい。

また両ばね板１，６は互いの長さ方向中間部が
センタボルト７によつて拘束され、この部位に図
示しないアクスルハウジングが取付けられる。

そして上記子ばね板６の両端部にコイルばね１
０，１０が取付けられている。これらコイルばね
１０，１０は互いに同一の構造であるから、一方
を代表して以下に説明する。

このコイルばね１０は、コイルばね本体部１１
と、このコイルばね本体部１１の自由端に固定し
たコンタクト部材１２とにより構成されている。
そして第２図に例示したように、子ばね板６の板
端部にナツト１３とワツシヤ１４を用いてばね座
１５を固定し、このばね座１５に上記コイルばね
１０を固定している。従つてコイルばね１０は、
上記親ばね板１における目玉部材２の取付部分と
対向する位置、つまり本実施例では金属製のばね
受プレート３の下面側と対向する位置に設けられ
ている。なお、コンタクト部材１２とばね座１５
は金属、FRP、あるいは合成樹脂単体などによ
つて形成する。

上記構成の本実施例板ばね装置は、両端の目玉
部材２，２に車体荷重などにもとずく下向きの荷
重が加わつた場合、荷重が小さいうちは親ばね板
１のみが撓む。

そして荷重が増大し親ばね板１の撓みが大にな
ると、ばね受プレート３，３の下面がコンタクト
部材１２，１２に接触し始める。但し、必ずしも
双方のコンタクト部材１２，１２が同時に接触す
るとは限らない。そして荷重が増加すると、荷重
の大きさに応じてコイルばね１０，１０が撓み、
その反力がばね受プレート３，３を介して親ばね
板１に伝わる。また、子ばね板６を下向きに撓ま
せる力も加わる。

従つて、コイルばね１０，１０の少なくとも一
方の接触が開始するとばね定数が上昇し、コイル
ばね１０，１０が完全に密着したところで実質的
に最大のばね定数となる。それ以降は、荷重の増
加に伴つて子ばね板６と親ばね板１が同様に撓
み、実質的に一定の荷重−撓み特性となる。従つ
て上記板ばね装置によれば、軽荷重域では柔軟な
ばねとして、また大きな荷重域ではこわいばねと
して働くことができ、プログレツシブ型の非線形
特性が得られ、操縦安定性と乗り心地の向上など
に好結果が得られる。また、ばね板１，６の
FRP化によつて、従来の鋼製ばねに比べて大幅
な軽量化を達成できる。

そして上記実施例装置によれば、コイルばね１
０，１０は親ばね板１の最も応力の低い箇所であ
る目玉部材２，２の取付部分において、金属製の
ばね受プレート３，３に接触するようにしてい
る。従つて、摩耗あるいは衝撃による損傷が少な
く、FRP製の親ばね板１を折損事故から守る上
できわめて有効である。

コイルばね１０をFRP製とした場合には、一
層の軽量化が図れる。また、コンタクト部材１２
にゴムなどの弾性体、あるいはエラストマ等の合
成樹脂を用いれば、叩き音を低減する上で効果が
ある。

なお、第３図に例示したように、コイルばね１
０として円すいコイルばねを用いるとともに、ば
ね素線の太さが小径部１０ａ側ほど細くなるよう
なテーパ状素線にしてもよい。こうすることによ
つて、コイルばね１０の密着高さを通常のコイル
ばね（第２図参照）に比べて低くすることがで
き、撓み量を充分確保できる。同様の目的で、た
る形コイルばね、あるいはつづみ形コイルばねな
どを用いることもできる。

また第４図に示されるように、コンタクト部材
１２の親ばね板１との対向面１２ａに傾斜をもた
せることによつて、ばね受プレート３がこの対向
面１２ａに均等に接触できるようにしてもよい。

あるいは、第５図に示されるように、コイルば
ね１０の軸線が相手側の金属製ばね受プレート３
に対して、垂直方向を向くように傾斜をもたせた
ばね座１５に取付けるようにしてもよい。この場
合、コイルばね１０に加わる荷重の方向をコイル
の軸線にほぼ一致させることができる。

また、第６図に例示したように、コンタクト部
材１２とばね座１５との間にゴム状弾性体２０を
介在させ、最大荷重時にもコイルばね素線が互い
に接触しないようにしてもよい。この場合、叩き
音の発生を防止できるとともに、衝撃的な接触に
よる疲れ強さの低下を防止できる。上記弾性体２
０は、コンタクト部材１２とばね座１５のいずれ
か一方に固定する。

また、第７図に例示した目玉部材２は、FRP
製の目玉本体２１と、この目玉本体２１に保持さ
れた金属製等のブツシユ２２とからなる。この場
合、FRP製の目玉本体２１が直接コイルばね１
０に接触することを防ぐために金属製のばね受プ
レート３をボルト４とナツト５によつて目玉本体
２１と共締めしてある。

なお上記各実施例においては、ばね受プレート
３に金属製の板を用いているが、例えば金属製の
目玉部材の場合には、目玉部材の取付基部をコイ
ルばね１０に対向させて、この部位にコイルばね
１０のコンタクト部材１２を接触させるようにし
てもよい。この場合には、目玉部材の一部がばね
受プレートを兼用することになる。

また、第８図に概略的に示したように、車両の
急発進、急制動時などに生じるワインドアツプ現
象に対処する目的で、コイルばね１０，１０のば
ね定数を互いに異ならせるようにしてもよい。こ
の場合、ワインドアツプ時に、より大きな撓みを
受ける側のばね定数または自由高さを大きくする
などして、ワインドアツプ性能を向上させること
ができる。

また本発明は、２枚以上の子ばね板を有する重
ね板ばね装置にも勿論適用することができる。

［発明の効果］ 本発明によれば、曲げ応力の低い親ばね板の目
玉取付部分において、金属製のばね受プレートを
介してコイルばねのコンタクト部材が接触するよ
うにしてあるから、接触と非接触が繰返されて
も、親ばね板をFRP製とした場合に問題となる
摩耗や損傷等の不具合を防ぐことができるととも
に、応力集中も防止できる。そして上記コイルば
ねは、その自由端に設けられたコンタクト部材を
介して上記ばね受プレートに接面するから、親ば
ね板と子ばね板が同時に撓む際のスパン変化によ
つてコイルばねとばね受プレートがばね板の長手
方向に相対移動しても、コンタクト部材が摺動で
きることにより、コイルばねの端末座巻部がこじ
られたり、コイルばねに胴曲りを生じるなどの不
具合が防止され、コイルばねを介して親ばね板と
子ばね板との間に荷重を円滑に伝えることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すFRP板ばね
装置の正面図、第２図ないし第６図はそれぞれコ
イルばね部分の互いに異なる態様を示す断面図、
第７図は目玉部材の一変形例を示す断面図、第８
図はワインドアツプ状態を概略的に示す正面図で
ある。 １……親ばね板、２……目玉部材、３……ばね
受プレート、６……子ばね板、１０……コイルば
ね、１２……コンタクト部材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 端部に目玉部材２を取着したFRP製の親ば
   ね板１と、この親ばね板１の厚み方向に重ねられ
   かつ親ばね板１の両端部間にわたる長さを有する
   子ばね板６とを有するFRP板ばね装置であつて、
   上記親ばね板１の目玉部材取付部の子ばね板６側
   の面に金属製のばね受プレート３を設けるととも
   に、上記子ばね板６の端部には、上記ばね受プレ
   ート３と対向する位置に、ばね受プレート３に接
   した状態において圧縮されるコイルばね１０を取
   付け、しかもこのコイルばね１０の上記ばね受プ
   レート３側の自由端に、親ばね板１の撓みが小さ
   い状態においてばね受プレート３から離れかつ親
   ばね板１の撓みが大きくなつた状態においてばね
   受プレート３に接面するコンタクト部材１２を設
   けたことを特徴とするFRP板ばね装置。