JPS61270531A - 重ね板ばね装置 - Google Patents

重ね板ばね装置

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JPS61270531A
JPS61270531A JP11192485A JP11192485A JPS61270531A JP S61270531 A JPS61270531 A JP S61270531A JP 11192485 A JP11192485 A JP 11192485A JP 11192485 A JP11192485 A JP 11192485A JP S61270531 A JPS61270531 A JP S61270531A
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JP
Japan
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spring
plate
steel
frp
leaf spring
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JP11192485A
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JPH0463258B2 (ja
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Takayuki Tanabe
田部 隆幸
Tadataka Nagaoka
長岡 忠隆
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NHK Spring Co Ltd
Original Assignee
NHK Spring Co Ltd
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F1/00Springs
    • F16F1/02Springs 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
    • F16F1/18Leaf springs
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F2224/00Materials; Material properties
    • F16F2224/02Materials; Material properties solids
    • F16F2224/0241Fibre-reinforced plastics [FRP]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (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。

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部に使用される重ね板ばね装置
に関する。
〔従来の技術〕
鋼製のばね板とFRP製のばね板を組合わせた重ね板ば
ねは、ばね板が全て鋼製のものに比べて軽量化できる。
ここでFRP製のばね板は一般に目玉部を一体に成形す
ることが困難なこと、およびFRP製のばね板は鋼製の
ばね板に比べて横剛性が低いことなどの理由から、親板
は鋼製のばね板を用い、子板をFRP化することがある
従来、この種の重ね板ばね装置として、例えば実公昭5
2−55574号公報、実開昭51−127525号公
報、あるいは実公昭53−47164号公報などがある
。これらはいずれも鋼製ばね板とFRPばね板を組合わ
せたものであるが、この種の重ね板ばね装置を実用化す
るに当り、ばね定数をいかなる組合わせに設定すれ組合
わせ゛ているのが現状である。
ところで全てのばね板が鋼製である従来の重ね板ばね装
置においては、全長リーフである親板と子板のばね定数
の比率は1.0ないし0.8程度であり、親板のばね定
数を子板のばね定数よりも小さくしている。なぜなら親
板はその両端部に設けられた目玉部を介して車体側に支
持される重要な部材であり、親板の折損を防ぐには子板
に対する親板の応力比を小さくとる必要があるからであ
る。このため実用上は親板のばね定数を子板のはね定数
よりも大きくするような使われ方は殆どされない。
〔従来技術の問題点〕
こうした従来の伝統的な鋼製重ね板ばね装置におけるは
ね定数比率をFRPとの組合わせばねに適用した場合、
鋼製ばね板とFRPばね板とを組合わせた重ね板ばね装
置におけるばね定数比率は、鋼製のばね板を親ばね板に
した場合を考えると、鋼製の親板のばね定数に8に対す
るFRPの範囲となるように設定される。しかしながら
本発明者らの研究によると、こうした従来の考えにもと
づくばね定数比率では軽量化を図るには不充分であるこ
とが判った。後述するように、比較して1.8チ程度軽
量化できることになるが、この程度ではFRPのもつ軽
量性を充分に発揮できているとは言い難い。
〔問題点を解決するだめの手段〕
本発明による重ね板ばね装置は、少くとも1枚の鋼製の
ばね板と少くとも1枚のF’RP製のばね板とからなり
、かつ全てのばね板の長さがほぼ等しい重ね板ばね装置
であって、上記鋼製ばね板の分担するばね定数に8とF
RP製ばね板の分0.80としたことを%徴とする。
前述したように、親板を保護する観点からすに、:に、
−1:1を基準にして軽量化率を考察することができる
ここで、第1図に示されるように親板1が鋼製で子板2
がFRP製の2枚リーフからなる重ね板ばね装置をモデ
ルにした場合、各ばね定数の比かに、:kB=1:1の
時、以下の(1)〜(4)式が成り立つ。同人で使われ
る各種記号のサフィックスSは鋼製ばね板を示し、Fは
FRPばね板を示す。使われる各種記号は以下の通りで
ある。
ばね定数(kgf為) k、 、 kg合成ばね定数 
k−に8+kg 但し、FRPばね板が複数枚のときは y 同様に n。
板厚(rMA)   LB t ty 板幅一定(tR)  b+ 分担荷重(kl?・f) P8. P。
合成荷重 P=P8+ P、 = k8δ十に、δセン
タ一部の応力Ckgf/wn2)  DB * ayヤ
ング率(kgf/mm2)  EB r Ey比重  
 J r ry リーフ重量(ゆ)   W、、W。
ばね重量(kg) W==、W8+W。
系としての撓み  δ 以上の東件において、はね定数の比か に、:に、=1:1の時、 k;に、十に、=2kF W、=bt、X21r、  、 Ws=btsX27r
8W=WF+Ws= 2A’b(t、r、、十t、rS
)ky=ksゆえにEFt、P−E8t83PF=PI
lゆえにσFtF−σs’ak、:に、=1:1の時の
重量Wを今後W、:。
の如く光示すると、 次に、はね定数の比率すなわちに、 : k、を2:1
あるいは1:2等と変化させた時のばね系全体としての
はね定数を常に一定とすると、以下の一般式が導入でき
る。
リーフ重量比率、すなわちはね定数比かに:に−1:1
のものに対してkF:kIINIi 1:1のばね系の重量比率は、 で表わされる。
以上の式をもとにリーフ重量比率をグラフに表わしたも
のが第2図である。同図から判るように、k、:に8=
1:1を基準とした場合、例リーフ重量比率の変化が比
較的ゆるやかである。
が小になると軽量化率を達成できる程度が犬となシ、従
来の考えにもとづく組合わせ重ね板ばねよυも軽量効果
が大となる。
第3図はばね定数比に、 : kaを種々に変えたる。
また、車両用ばねとして使用可能な鋼製はね板の最大曲
げ応力−とFRPばね板の最大曲げ応力σ2は、σ、 
= 155kIIf/、閘2.σ、=95に9f/闘2
、−〇− σ、 =1001σ、260位であるが、いずれにして
も鋼製ばね板とFRPばね板を使用可能応力いっばいで
最も有効に使用するには、Jキ0.6とσ8 なるように設計すればよく、この条件下では鋼製ばね板
とFRPばね板は共に材料の使用効率が最もよくなる。
つまり最も軽量化された板ばね装置となる。
使用すると仮定すると、 よび第3図参照)。すなわち鋼製ばね板とFRPばね板
との組合わせからなる重ね板ばねでは、はFRPに比べ
て比重が約8倍も大きいので、鋼製ばね板の材料使用効
率の悪化は軽量化を図る上で大きなマイナスとなる。し
かもばね定数比率が0.2より小さくなると、第3図か
らも判る板厚が不足するため、急制動時等の前後入力が
目玉に入ったときに板厚が薄いと折損するので親板とじ
て使用できなくなる場合がでてくる。
0.20を下限とする。
次表1に、ばね定数比を種々に変えて寿命を調べた結果
を示す。また、この表1のAIIJ−フの応力と寿命(
疲労試験結果)N回を第4図に示す。実用上、板ばねの
耐久回数は1×105回以上であればよい。N=IX1
0  以上となるばも犬であるが、これは安全率を考慮
した結果である。
=11− でかつ0.80以下の範囲とすることにより、本発明の
所期の目的を達成できるものである。
なお、ガラス繊維以外に例えば炭素繊維などを用いたF
RPばね板においても上記と同様の傾向が認められる。
また、横剛性に余裕のある場合は、親板をFRP材とし
て、子板に鋼製ばねを使用してもよい。親板にFRP材
を使用することによシ、重要な親板が腐食しないので信
頼性が向上する。
〔実施例〕
第5図および第6図に示された一実施例において、重ね
板ばね装置は図示最上部に位置する鋼製の親板1と、こ
の親板1の厚み方向に重合されるGFRP (ガラス繊
維強化プラスチック)製の子板2とを備えている。この
子板20枚数は1枚あるいは2枚以上あってもよい。
上記親板1の両端部には、車体側の部材(図示せず)に
取付けるだめの目玉部4.5が一体に巻回成形されてい
る。この親板1に隣接する1番目の子板2の一方の端部
には、上記目玉部4を取り巻くような形状に成形された
湾曲部6が設けられている。また親板1と子板2の長さ
方向中間部は七ンタースペーサ10!ii−介してセン
ターボルト11によって互いに拘束される。
親板1と子板2の両端側にそれぞれクリップ12.13
が設けられる。
上記構成の重ね板ばね装置において、親板1の分担する
ばね定数kIl(板が複数の時はとなるように設計され
ている。こうすることに@量化を図ることができる。
なお、本発明は鋼製のばね板とFRP製のばね板を互い
違いに重ね合わせたものにも適用可能である。要するに
、少なくとも1枚の鋼製ばね板と少なくとも1枚のFR
Pばね板を含んでいればよい。
!た、第7図に例示された重ね板ばね装置のように、親
重ね板ばね20と子重ね板ばね21とからなる親子ばね
であってもよい。この場合、親重ね板ばね20を構成す
るばね板同志は互いにほぼ等長であり、子重ね板ばね2
)を構成するばね板同志も互いにほぼ等長である。そし
て親重ね板ばね20は少なくとも1枚の鋼製ばね板と、
少なくとも1枚のFRPばね板により構成される。また
、子重ね板ばね21も、少なくとも1枚の鋼製ばね板と
少なくとも1枚のFRPばね板により構成される。
〔発明の効果〕
本発明によれば、鋼製のばね板とFRP製のばね板とを
組合わせだ重ね板ばね装置において、実用上使用可能な
範囲で軽量化を最大限に発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は鋼製ばね板とFRPばね板からなる重ね板ばね
装置の概略側面図、第2図はばね定数比率とリーフ重量
比率との関係を示す図、第3図はばね定数比率と応力比
率および板厚比率との関係を示す図、第4図はA1リー
フの応力と繰υ返し回数との関係を示す図、第5図は本
発明の一実施例を示す重ね板ばね装置の側面図、第6図
は第5図に示された重ね板ばね装置の下面図、第7図は
本発明の他の実施例を示す側面図である。 1・・・鋼製の親板、2・・・FRP製の子板。 出願人代理人  弁理士 鈴 江 武 彦第1図 丁I ’J’i+iJU、VG1−270531(7)第3図 Cf′FtS 而             1 丘 ^   : 皮、10 、’             1.0版力
   ・                     
         ノ】1;]町8L、    胆  
 0.8− 率 j       tF :                    ノ   
−一/′″″−・・11(74・・ /ン一 恕

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)少くとも1枚の鋼製のばね板と少くとも1枚のF
    RP製のばね板とからなり、かつ全てのばね板の長さが
    ほぼ等しい重ね板ばね装置において、上記鋼製ばね板の
    分担するばね定数k_gとFRP製ばね板の分担するば
    ね定数k_Fとの比率k_g/k_Fを概ね0.20か
    ら0.80としたことを特徴とする重ね板ばね装置。
  2. (2)親板が鋼製、子板がFRPであることを特徴とす
    る特許請求の範囲第(1)項記載の重ね板ばね装置。
  3. (3)親板がFRP、子板が鋼であることを特徴とする
    特許請求の範囲第(1)項記載の重ね板ばね装置。
JP11192485A 1985-05-24 1985-05-24 重ね板ばね装置 Granted JPS61270531A (ja)

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JPH0463258B2 JPH0463258B2 (ja) 1992-10-09

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20250036344A (ko) * 2023-09-07 2025-03-14 주식회사 스타웍스 판스프링 조립체 및 이의 제조방법

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS582436U (ja) * 1981-06-30 1983-01-08 トヨタ自動車株式会社 複合板ばね

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JPH0463258B2 (ja) 1992-10-09

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