JPH0160706B2 - - Google Patents
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- JPH0160706B2 JPH0160706B2 JP26419784A JP26419784A JPH0160706B2 JP H0160706 B2 JPH0160706 B2 JP H0160706B2 JP 26419784 A JP26419784 A JP 26419784A JP 26419784 A JP26419784 A JP 26419784A JP H0160706 B2 JPH0160706 B2 JP H0160706B2
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- Japan
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- outer layer
- reinforcing fiber
- leaf spring
- core
- frp
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
- B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
- B29C70/06—Fibrous reinforcements only
- B29C70/08—Fibrous reinforcements only comprising combinations of different forms of fibrous reinforcements incorporated in matrix material, forming one or more layers, and with or without non-reinforced layers
- B29C70/083—Combinations of continuous fibres or fibrous profiled structures oriented in one direction and reinforcements forming a two dimensional structure, e.g. mats
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F1/00—Springs
- F16F1/36—Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers
- F16F1/366—Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers made of fibre-reinforced plastics, i.e. characterised by their special construction from such materials
- F16F1/368—Leaf springs
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
- B29L2031/00—Other particular articles
- B29L2031/774—Springs
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Springs (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、例えば車両懸架用ばねなどに用いら
れるFRPテーパー板ばねに関する。
れるFRPテーパー板ばねに関する。
FRP製の板ばねは軽量なことが大きな長所で
ある。しかし板ばねの全長にわたつて幅を同じに
し、かつ等厚にした場合、長さ方向各部の応力が
不均等になつて材料使用効率が低下するため、充
分な軽量化が図れない。
ある。しかし板ばねの全長にわたつて幅を同じに
し、かつ等厚にした場合、長さ方向各部の応力が
不均等になつて材料使用効率が低下するため、充
分な軽量化が図れない。
そこで、長さ方向中央部の板厚が厚く、板端側
の板厚がテーパー状の薄くなるような形状にする
ことにより、応力の均等化を図るのが望ましい。
従来、鋼製のばねでは以上のような観点からテー
パー板ばねの開発が行なわれている。しかし
FRP製のテーパー板ばねを開示している先行技
術は少ない。
の板厚がテーパー状の薄くなるような形状にする
ことにより、応力の均等化を図るのが望ましい。
従来、鋼製のばねでは以上のような観点からテー
パー板ばねの開発が行なわれている。しかし
FRP製のテーパー板ばねを開示している先行技
術は少ない。
例えば特公昭53−32017号公報に開示されてい
る先行技術においては、第６図に例示されるよう
に、互いに長さの異なる複数枚の一方向連続強化
繊維束ａ，ｂを厚み方向に重ねることにより、テ
ーパー板ばねを得るようにしている。
る先行技術においては、第６図に例示されるよう
に、互いに長さの異なる複数枚の一方向連続強化
繊維束ａ，ｂを厚み方向に重ねることにより、テ
ーパー板ばねを得るようにしている。
この先行技術のように、一方向繊維のみからな
る長さの異なる繊維束ａ，ｂを重ねた場合、疲労
試験を行なうと、中間部に埋設された短い繊維束
ａの端部付近にてその圧縮応力側の面
（Compres sion side）と、板幅方向の端面（こ
ば部）に繊維の座屈による剥離を生じることが、
本発明者らの研究により判明した。
る長さの異なる繊維束ａ，ｂを重ねた場合、疲労
試験を行なうと、中間部に埋設された短い繊維束
ａの端部付近にてその圧縮応力側の面
（Compres sion side）と、板幅方向の端面（こ
ば部）に繊維の座屈による剥離を生じることが、
本発明者らの研究により判明した。
その原因としていくつか考えられる。例えばテ
ーパー板ばねでは長手方向に応力均等化が図られ
ているため板端側でも応力が下がらない。しかも
中間部分に埋設された繊維束ａの長さは板ばね全
体から見れば短く、しかも繊維が切断された状態
となつているため、繰返し圧縮応力が加わると繊
維の端部で座屈による剥離を生じ易いと考えられ
る。また、上記のように長さの異なる繊維束を湿
式で積層すると、成形時の圧力によつて板ばね内
部の短かな繊維の端部が僅かながら板ばねに圧縮
応力側の面に出てきて、板ばねが繰返し撓むと内
部に剥離が進展してゆくことも考えられる。
ーパー板ばねでは長手方向に応力均等化が図られ
ているため板端側でも応力が下がらない。しかも
中間部分に埋設された繊維束ａの長さは板ばね全
体から見れば短く、しかも繊維が切断された状態
となつているため、繰返し圧縮応力が加わると繊
維の端部で座屈による剥離を生じ易いと考えられ
る。また、上記のように長さの異なる繊維束を湿
式で積層すると、成形時の圧力によつて板ばね内
部の短かな繊維の端部が僅かながら板ばねに圧縮
応力側の面に出てきて、板ばねが繰返し撓むと内
部に剥離が進展してゆくことも考えられる。
一方、特開昭58−5545号公報に示されるように
コア部に相当する部分の全部に、横糸と縦糸から
なるクロステープを用いるものもあるが、このよ
うにコア部全体をクロステープで作ると、板ばね
の曲げ弾性率が一方向強化繊維のみを用いた
FRP板ばねに比べて低くなる。従つて、板厚を
厚くしなければならず、重量の増加あるいは、コ
スト高などを招く。
コア部に相当する部分の全部に、横糸と縦糸から
なるクロステープを用いるものもあるが、このよ
うにコア部全体をクロステープで作ると、板ばね
の曲げ弾性率が一方向強化繊維のみを用いた
FRP板ばねに比べて低くなる。従つて、板厚を
厚くしなければならず、重量の増加あるいは、コ
スト高などを招く。
本発明は、板ばねの長手方向に沿う一方向強化
繊維束に樹脂を含浸させてなる外層部と、この外
層部よりも短い一方向強化繊維束に樹脂を含浸さ
せてなり上記外層部によつて覆われるコア部とを
備えたFRPテーパー板ばねに適用される。本発
明のFRPテーパー板ばねは、コア部と外層部の
樹脂が未硬化の状態の時にこれらを互いに重ね合
せてから双方の樹脂を一体に硬化させることによ
つて長手方向にテーパー状に成形される湿式成形
によるFRP板ばねであつて、コア部の少なくと
も圧縮応力側の面に、コア部の一方向強化繊維束
とは異なる方向の繊維を含有する強化繊維シート
を介在させ、これら強化繊維シートとコア部を長
手方向全長にわたつて上記外層部により覆つた状
態で、コア部と外層部と強化繊維シートが一体の
硬化させられているものである。
繊維束に樹脂を含浸させてなる外層部と、この外
層部よりも短い一方向強化繊維束に樹脂を含浸さ
せてなり上記外層部によつて覆われるコア部とを
備えたFRPテーパー板ばねに適用される。本発
明のFRPテーパー板ばねは、コア部と外層部の
樹脂が未硬化の状態の時にこれらを互いに重ね合
せてから双方の樹脂を一体に硬化させることによ
つて長手方向にテーパー状に成形される湿式成形
によるFRP板ばねであつて、コア部の少なくと
も圧縮応力側の面に、コア部の一方向強化繊維束
とは異なる方向の繊維を含有する強化繊維シート
を介在させ、これら強化繊維シートとコア部を長
手方向全長にわたつて上記外層部により覆つた状
態で、コア部と外層部と強化繊維シートが一体の
硬化させられているものである。
上記構成のFRPテーパー板ばねは、一般の板
ばねと同様に車両などに取付けられて使用に供さ
れる。そして使用状態において主に圧縮応力側と
なる面に少なくとも上記強化繊維シートが配され
るから、湿式で成形されたFRPテーパー板ばね
であつても圧縮応力側にコア部の繊維が出てきて
座屈や剥離を生じることを防止できる。
ばねと同様に車両などに取付けられて使用に供さ
れる。そして使用状態において主に圧縮応力側と
なる面に少なくとも上記強化繊維シートが配され
るから、湿式で成形されたFRPテーパー板ばね
であつても圧縮応力側にコア部の繊維が出てきて
座屈や剥離を生じることを防止できる。
しかも上記強化繊維シートを除き一方向強化繊
維を使用するため、一方向強化繊維のみを用いて
成形したテーパー板ばねと比較しても実質的に曲
げ弾性率が低くならない。従つて板厚を特に増加
させる必要がなく、テーパー板ばねのもつ軽量な
長所を充分に発揮できる。
維を使用するため、一方向強化繊維のみを用いて
成形したテーパー板ばねと比較しても実質的に曲
げ弾性率が低くならない。従つて板厚を特に増加
させる必要がなく、テーパー板ばねのもつ軽量な
長所を充分に発揮できる。
第１図および第２図に示された第１実施例にお
いて、FRPテーパー板ばね１は、その長さ方向
中央部付近の板厚が最も厚く、板端側に向つて板
厚が漸減するテーパー形状をなしている。また板
幅は全長にわたつて一様である。上記板ばね１は
外層部２と、この外層部２の中心部分に埋設され
るコア部３とからなる。外層部２は、板ばねの長
手方向に沿う一方向連続強化繊維束、例えばガラ
ス繊維束にマトリツクス樹脂を含浸させて硬化さ
せたものである。
いて、FRPテーパー板ばね１は、その長さ方向
中央部付近の板厚が最も厚く、板端側に向つて板
厚が漸減するテーパー形状をなしている。また板
幅は全長にわたつて一様である。上記板ばね１は
外層部２と、この外層部２の中心部分に埋設され
るコア部３とからなる。外層部２は、板ばねの長
手方向に沿う一方向連続強化繊維束、例えばガラ
ス繊維束にマトリツクス樹脂を含浸させて硬化さ
せたものである。
コア部３も板ばねの長手方向に沿う一方向強化
繊維束にマトリツクス樹脂を含浸させて硬化させ
たものであるが、コア部３の強化繊維束の長さは
外層部２のものよりも短く、予め切断されてい
る。このコア部３は、第６図に示された繊維束ａ
と同様に、互いに長さの異なる樹脂含浸繊維束
を、厚み方向中央部を境にして上下に複数枚重ね
ることによりテーパー状に成形されるようにした
ものであつてよい。なお、コア部３に用いる強化
繊維とマトリツクス樹脂は、外層部２のものと同
じである。但しガラス繊維束以外の強化繊維を用
いてもよい。
繊維束にマトリツクス樹脂を含浸させて硬化させ
たものであるが、コア部３の強化繊維束の長さは
外層部２のものよりも短く、予め切断されてい
る。このコア部３は、第６図に示された繊維束ａ
と同様に、互いに長さの異なる樹脂含浸繊維束
を、厚み方向中央部を境にして上下に複数枚重ね
ることによりテーパー状に成形されるようにした
ものであつてよい。なお、コア部３に用いる強化
繊維とマトリツクス樹脂は、外層部２のものと同
じである。但しガラス繊維束以外の強化繊維を用
いてもよい。
そして上記コア部３の全周の最外表面を包み込
むようにして強化繊維シート５が配される。この
強化繊維シート５は、例えば、ガラス、テトロン
などの高分子材料からなる繊維または糸を用いた
織布、または不織布、あるいはシート状に編んだ
ものなどに、マトリツクス樹脂を含浸させたもの
である。この強化繊維シート５は、外層部２とコ
ア部３を構成する一方向強化繊維束とは異なる方
向の繊維を含有している。
むようにして強化繊維シート５が配される。この
強化繊維シート５は、例えば、ガラス、テトロン
などの高分子材料からなる繊維または糸を用いた
織布、または不織布、あるいはシート状に編んだ
ものなどに、マトリツクス樹脂を含浸させたもの
である。この強化繊維シート５は、外層部２とコ
ア部３を構成する一方向強化繊維束とは異なる方
向の繊維を含有している。
上記構成のFRPテーパー板ばね１は、フイラ
メントワインデイング法によつて湿式で成形する
ことができる。例えば第１図において図示上側に
位置する型（図示せず）に、外層部２の一部とな
る強化繊維束を所定量巻付けたのち、強化繊維シ
ート５で包まれた硬化前のコア部３を重ねる。更
にコア部３の幅方向両側３ａ，３ｂ（第２図参照）
に、外層部２の強化繊維束を振分けるようにして
巻重ねたのち、残りの部分（コア部３の図示下側
の面）に順次強化繊維束を重ねて硬化させる。こ
れら強化繊維束に予め樹脂が含浸されていること
は言うまでもない。
メントワインデイング法によつて湿式で成形する
ことができる。例えば第１図において図示上側に
位置する型（図示せず）に、外層部２の一部とな
る強化繊維束を所定量巻付けたのち、強化繊維シ
ート５で包まれた硬化前のコア部３を重ねる。更
にコア部３の幅方向両側３ａ，３ｂ（第２図参照）
に、外層部２の強化繊維束を振分けるようにして
巻重ねたのち、残りの部分（コア部３の図示下側
の面）に順次強化繊維束を重ねて硬化させる。こ
れら強化繊維束に予め樹脂が含浸されていること
は言うまでもない。
上記構成のFRPテーパー板ばね１は、例えば
板端部が車両の車体側に、また長手方向中間部が
車軸側に取付けられる。かくして使用中は、例え
ば図示上面側が主に圧縮応力を受ける圧縮応力側
の面となり、また図示下側が引張り応力側の面と
なる。但し使用の態様によつてはその逆も有りう
る。
板端部が車両の車体側に、また長手方向中間部が
車軸側に取付けられる。かくして使用中は、例え
ば図示上面側が主に圧縮応力を受ける圧縮応力側
の面となり、また図示下側が引張り応力側の面と
なる。但し使用の態様によつてはその逆も有りう
る。
しかして上記構成によれば、一方向強化繊維の
みからなるコア部３の全周が強化繊維シート５で
覆われているから、コア部３を構成している強化
繊維の端部が成形時の圧力等によつて圧縮応力側
の面に出てきたり、座屈や剥離の原因となること
が防止される。また幅方向端面（こば部）の内側
も強化繊維シート５で覆われているから、こば部
に生じる座屈と剥離も防止できる。
みからなるコア部３の全周が強化繊維シート５で
覆われているから、コア部３を構成している強化
繊維の端部が成形時の圧力等によつて圧縮応力側
の面に出てきたり、座屈や剥離の原因となること
が防止される。また幅方向端面（こば部）の内側
も強化繊維シート５で覆われているから、こば部
に生じる座屈と剥離も防止できる。
なお第３図は本発明の第２実施例を示してい
る。この場合、圧縮応力側の面のみに強化繊維シ
ート５を配している。本発明者らの研究による
と、座屈による剥離が顕著なのは主に圧縮応力側
であるから、少なくとも圧縮応力側に強化繊維シ
ート５を配することで本発明の所期の目的を達成
することができる。その他の点は第１実施例と同
様である。
る。この場合、圧縮応力側の面のみに強化繊維シ
ート５を配している。本発明者らの研究による
と、座屈による剥離が顕著なのは主に圧縮応力側
であるから、少なくとも圧縮応力側に強化繊維シ
ート５を配することで本発明の所期の目的を達成
することができる。その他の点は第１実施例と同
様である。
更に、第４図に示した本発明の第３実施例のよ
うに、圧縮応力側の面と引張り応力側の面にそれ
ぞれ強化繊維シート５を別けて配置するようにし
てもよい。
うに、圧縮応力側の面と引張り応力側の面にそれ
ぞれ強化繊維シート５を別けて配置するようにし
てもよい。
また第５図に示される第４実施例では、外層部
２の幅とコア部３の幅を同じにしているととも
に、コア部３の圧縮側と引張り側の両面に強化繊
維シート５を配している。このような構成によれ
ば、コア部３の幅方向両側に外層部２の強化繊維
束を振分ける必要がなく、成形が容易となる。
２の幅とコア部３の幅を同じにしているととも
に、コア部３の圧縮側と引張り側の両面に強化繊
維シート５を配している。このような構成によれ
ば、コア部３の幅方向両側に外層部２の強化繊維
束を振分ける必要がなく、成形が容易となる。
本発明によれば、コア部と外層部とに一方向強
化繊維が用いられていて湿式で成形されるFRP
テーパー板ばねにおいて、コア部を構成する強化
繊維の端部が、この板ばねの成形時に外層部の表
面側に出てきて座屈や層間剥離などの不具合発生
の原因になることを防止できるとともに、表層部
を含めて実質的に板ばね全体を長手方向に引き揃
えた一方向長繊維で強化することができるなど、
FRPテーパー板ばねの耐久性および外観等を向
上させる上で大きな効果がある。
化繊維が用いられていて湿式で成形されるFRP
テーパー板ばねにおいて、コア部を構成する強化
繊維の端部が、この板ばねの成形時に外層部の表
面側に出てきて座屈や層間剥離などの不具合発生
の原因になることを防止できるとともに、表層部
を含めて実質的に板ばね全体を長手方向に引き揃
えた一方向長繊維で強化することができるなど、
FRPテーパー板ばねの耐久性および外観等を向
上させる上で大きな効果がある。
第１図は本発明の第１実施例を示す板ばねの断
面図、第２図は第１図中の−線に沿う断面
図、第３図ないし第５図はそれぞれ本発明の第２
実施例ないし第４実施例を示す断面図である。第
６図は従来の繊維束を示す側面図である。 １……FRPテーパー板ばね、２……外層部、
３……コア部、５……強化繊維シート。
面図、第２図は第１図中の−線に沿う断面
図、第３図ないし第５図はそれぞれ本発明の第２
実施例ないし第４実施例を示す断面図である。第
６図は従来の繊維束を示す側面図である。 １……FRPテーパー板ばね、２……外層部、
３……コア部、５……強化繊維シート。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 板ばねの長手方向に沿う一方向強化繊維束に
樹脂を含浸させてなる外層部と、この外層部より
も短い一方向強化繊維束に樹脂を含浸させてなり
長手方向両端の厚みが漸減する形状をなしていて
上記外層部の厚み方向内側に埋設されるコア部と
を備え、上記コア部と外層部の樹脂が未硬化の状
態の時にこれらコア部と外層部を互いに重ね合わ
せてから双方の樹脂を硬化させることによつてテ
ーパー状に成形される湿式成形によるFRPテー
パー板ばねであつて、上記コア部の少なくとも圧
縮応力側の面に、上記コア部の一方向強化繊維束
とは異なる方向の繊維を含有する強化繊維シート
を介在させ、これら強化繊維シートとコア部を長
手方向全長にわたつて上記外層部により覆つた状
態でコア部と外層部と強化繊維シートが一体に硬
化させられていることを特徴とするFRPテーパ
ー板ばね。 ２ 上記コア部の圧縮応力側の面を引張り応力側
の面とに上記強化繊維シートを配したことを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載のFRPテーパ
ー板ばね。 ３ 上記外層部の幅とコア部の幅を同じにしたこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
FRPテーパー板ばね。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26419784A JPS61144437A (ja) | 1984-12-14 | 1984-12-14 | Ｆｒｐテ−パ−板ばね |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26419784A JPS61144437A (ja) | 1984-12-14 | 1984-12-14 | Ｆｒｐテ−パ−板ばね |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61144437A JPS61144437A (ja) | 1986-07-02 |
| JPH0160706B2 true JPH0160706B2 (ja) | 1989-12-25 |
Family
ID=17399828
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26419784A Granted JPS61144437A (ja) | 1984-12-14 | 1984-12-14 | Ｆｒｐテ−パ−板ばね |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61144437A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102018205218A1 (de) * | 2018-04-06 | 2019-10-10 | Zf Friedrichshafen Ag | Blattfedereinrichtung für ein Fahrzeug und Verfahren zum Herstellen einer solchen Blattfedereinrichtung |
-
1984
- 1984-12-14 JP JP26419784A patent/JPS61144437A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61144437A (ja) | 1986-07-02 |
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