JPH0419406B2 - - Google Patents
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- JPH0419406B2 JPH0419406B2 JP58003022A JP302283A JPH0419406B2 JP H0419406 B2 JPH0419406 B2 JP H0419406B2 JP 58003022 A JP58003022 A JP 58003022A JP 302283 A JP302283 A JP 302283A JP H0419406 B2 JPH0419406 B2 JP H0419406B2
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- Japan
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- fibers
- leaf spring
- resin
- stress side
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Links
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Classifications
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Springs (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は耐久性を向上させたFRP製の板ばね
に関する。
に関する。
FRP板ばねは連続繊維で強化した樹脂によつ
て成形されるものであり、この連続繊維としては
一般に繊維径が10〜25μm程度のガラス繊維を用
いている。しかしてこの連続繊維の太さが板ばね
の耐久性に影響を与えることが研究により明らか
になつている。例えば本発明者らが行なつた実験
では、25℃の時は13μmの繊維径のものを用いた
テストプレート（板厚７mm、板幅20mm、長さ300
mm）の耐久回数は71〜100（×104回）であるのに
対し、繊維径が17μmの場合は37〜85（×104回）、
また、繊維径が23.5μmの場合44〜79（×104回）
であつた。また、引張応力の生じる側の表面から
約２mmまでの深さの繊維径を13μm、その他の部
分の繊維径を17μmとした場合は65〜90（×104回）
という結果が得られ、常温では繊維径が細いほど
耐久性が高いことが判つた。
て成形されるものであり、この連続繊維としては
一般に繊維径が10〜25μm程度のガラス繊維を用
いている。しかしてこの連続繊維の太さが板ばね
の耐久性に影響を与えることが研究により明らか
になつている。例えば本発明者らが行なつた実験
では、25℃の時は13μmの繊維径のものを用いた
テストプレート（板厚７mm、板幅20mm、長さ300
mm）の耐久回数は71〜100（×104回）であるのに
対し、繊維径が17μmの場合は37〜85（×104回）、
また、繊維径が23.5μmの場合44〜79（×104回）
であつた。また、引張応力の生じる側の表面から
約２mmまでの深さの繊維径を13μm、その他の部
分の繊維径を17μmとした場合は65〜90（×104回）
という結果が得られ、常温では繊維径が細いほど
耐久性が高いことが判つた。
ところが60℃の時には、繊維径が13μmの場合
は40〜58（×104回）、前記と同様に繊維径を13μm
と17μmの２種類にした場合は51〜82（×104回）
となり、高温での圧縮応力に対しては繊維径が太
い方が有利であることが判つた。また、細い繊維
の場合には集束本数や合糸本数が増えるために太
い繊維径のものに比べて樹脂の含浸性や引き揃え
性が悪くなり、高速での連続成形に適さないとい
う問題がある。従つて成形上は太い繊維の方が有
利である。
は40〜58（×104回）、前記と同様に繊維径を13μm
と17μmの２種類にした場合は51〜82（×104回）
となり、高温での圧縮応力に対しては繊維径が太
い方が有利であることが判つた。また、細い繊維
の場合には集束本数や合糸本数が増えるために太
い繊維径のものに比べて樹脂の含浸性や引き揃え
性が悪くなり、高速での連続成形に適さないとい
う問題がある。従つて成形上は太い繊維の方が有
利である。
さらに、FRPは温度の影響を受け易く、例え
ばエンジン近傍に配置されたり、夏期に路面から
の照り返しを受けるとか、あるいは地理的に高温
となる環境で使われるななどして、高温下（40〜
100℃程度）で使用すると、板ばねの圧縮応力側
において繊維の座屈を生じ易くなり、座屈に関し
ては繊維径が太い方が有利であるという結果が本
発明者らにより得られている。
ばエンジン近傍に配置されたり、夏期に路面から
の照り返しを受けるとか、あるいは地理的に高温
となる環境で使われるななどして、高温下（40〜
100℃程度）で使用すると、板ばねの圧縮応力側
において繊維の座屈を生じ易くなり、座屈に関し
ては繊維径が太い方が有利であるという結果が本
発明者らにより得られている。
本発明は上記事情にもとづきなされたもので、
その目的とするところは、FRP板ばねに互いに
異なる太さの繊維を効果的に配することで、成形
性を犠性にすることなく耐久性等を向上できるよ
うなFRP板ばねを提供することにある。
その目的とするところは、FRP板ばねに互いに
異なる太さの繊維を効果的に配することで、成形
性を犠性にすることなく耐久性等を向上できるよ
うなFRP板ばねを提供することにある。
すなわち本発明は、マトリツクス樹脂と、この
樹脂を強化するために樹脂中に埋設されかつ樹脂
との界面が接着状態にある連続繊維とからなる
FRP板ばねにおいて、引張応力側の部位に、他
の部位よりも繊維径が細くかつ板ばねの長手方向
に引き揃えられている一方向連続繊維を樹脂中に
埋設するとともに、圧縮応力側の部位には上記繊
維よりも太くかつばねの長手方向に引き揃えられ
ている一方向連続繊維を樹脂中に埋設したことを
特徴とするものである。
樹脂を強化するために樹脂中に埋設されかつ樹脂
との界面が接着状態にある連続繊維とからなる
FRP板ばねにおいて、引張応力側の部位に、他
の部位よりも繊維径が細くかつ板ばねの長手方向
に引き揃えられている一方向連続繊維を樹脂中に
埋設するとともに、圧縮応力側の部位には上記繊
維よりも太くかつばねの長手方向に引き揃えられ
ている一方向連続繊維を樹脂中に埋設したことを
特徴とするものである。
以下に本発明の一実施例について第１図ないし
第４図を参照して説明する。図中１はFRP板ば
ねを示し、この板ばね１は、熱硬化性等のマトリ
ツクス樹脂２、例えば不飽和ポリエステル樹脂、
エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂等を、ガラス
繊維を用いた連続繊維３……強化して帯状に成形
してある。この連続繊維３……は、強化繊維束の
最小単位であつて、これを数百本集束させてスト
ランドするとともに、更にこのストランドを数本
〜数十本合糸させてロービングと呼ばれる強化繊
維束を形成するようになつている。
第４図を参照して説明する。図中１はFRP板ば
ねを示し、この板ばね１は、熱硬化性等のマトリ
ツクス樹脂２、例えば不飽和ポリエステル樹脂、
エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂等を、ガラス
繊維を用いた連続繊維３……強化して帯状に成形
してある。この連続繊維３……は、強化繊維束の
最小単位であつて、これを数百本集束させてスト
ランドするとともに、更にこのストランドを数本
〜数十本合糸させてロービングと呼ばれる強化繊
維束を形成するようになつている。
そして本実施例の場合、第２図および第３図に
例示したように、板ばね１の引張応力側の部分１
ａにおいて、板ばね表面から中立軸Ｏまでの距離
の1/2程度の深さ範囲ｄにわたつて、例えば15μm
以下、好ましくは10μm程度の細い繊維径の連続
繊維３ａ……を用いている。また、この引張応力
側の部分を除く残りの部分には、例えば20μm程
度以上の太い繊維径の連続繊維３ｂを用いてい
る。従つて圧縮応力側の部分１ｂにも太い繊維３
ｂが使われている。繊維３ａ，３ｂとマトリツク
ス樹脂２との界面は、通常のFRPと同様に互い
に接着した状態にある。
例示したように、板ばね１の引張応力側の部分１
ａにおいて、板ばね表面から中立軸Ｏまでの距離
の1/2程度の深さ範囲ｄにわたつて、例えば15μm
以下、好ましくは10μm程度の細い繊維径の連続
繊維３ａ……を用いている。また、この引張応力
側の部分を除く残りの部分には、例えば20μm程
度以上の太い繊維径の連続繊維３ｂを用いてい
る。従つて圧縮応力側の部分１ｂにも太い繊維３
ｂが使われている。繊維３ａ，３ｂとマトリツク
ス樹脂２との界面は、通常のFRPと同様に互い
に接着した状態にある。
板ばね１が撓んで引張応力が作用した場合の応
力分布は一例として第４図に示すようなものであ
るから、上記したように引張応力側１ａに細い繊
維３ａを用いることによつて、耐久性に寄与する
高い疲労限σ4を得、また、それ以外の部分は耐久
性に対する寄与が低いため太い繊維３ｂを用いる
ことによつて比較的低い疲労限σ2としている。
力分布は一例として第４図に示すようなものであ
るから、上記したように引張応力側１ａに細い繊
維３ａを用いることによつて、耐久性に寄与する
高い疲労限σ4を得、また、それ以外の部分は耐久
性に対する寄与が低いため太い繊維３ｂを用いる
ことによつて比較的低い疲労限σ2としている。
従つて上記FRP板ばね１によれば、板ばね１
の引張応力側に多数の細い繊維３ａを埋設するこ
とができるので、引張応力側では単位断面積当り
の繊維３ａと樹脂１との界面（接着面）の総面積
を大きくとることができ、引張応力に対する耐久
性を高め得るとともに、引張応力側以外の部分に
太い繊維を使用できることから樹脂の含浸性や引
き揃え性が向上し、高速での連続成形に適するこ
とから成形速度を高めることができる。そして板
ばね１が高温下におかれて樹脂２が軟化する傾向
となつても、板ばね１の圧縮応力側には座屈しに
くい太い繊維３ｂが埋設されていて樹脂２と一体
化しているので、高温下における板ばね表層部の
白化現象やささくれ立ち等の不具合の発生を回避
できる。
の引張応力側に多数の細い繊維３ａを埋設するこ
とができるので、引張応力側では単位断面積当り
の繊維３ａと樹脂１との界面（接着面）の総面積
を大きくとることができ、引張応力に対する耐久
性を高め得るとともに、引張応力側以外の部分に
太い繊維を使用できることから樹脂の含浸性や引
き揃え性が向上し、高速での連続成形に適するこ
とから成形速度を高めることができる。そして板
ばね１が高温下におかれて樹脂２が軟化する傾向
となつても、板ばね１の圧縮応力側には座屈しに
くい太い繊維３ｂが埋設されていて樹脂２と一体
化しているので、高温下における板ばね表層部の
白化現象やささくれ立ち等の不具合の発生を回避
できる。
なお第４図に示した応力分布特性は板ばねの仕
様によつて変化するから、細い繊維３ａ……を設
ける深さ範囲ｄは各板ばねの応力分布に応じて設
定し、要するに双方の疲労限σ2，σ4がそれぞれ引
張応力に耐えられるようにすればよい。従つて細
い繊維３ａ……を配する深さ範囲ｄは応力分布に
応じて例えば中立軸Ｏ付近までとしてもよいし、
あるいは引張応力側１ａを最も細くし、圧縮応力
側１ｂが漸次太くなるように複数段階で太さが異
なるようにしてもよい。
様によつて変化するから、細い繊維３ａ……を設
ける深さ範囲ｄは各板ばねの応力分布に応じて設
定し、要するに双方の疲労限σ2，σ4がそれぞれ引
張応力に耐えられるようにすればよい。従つて細
い繊維３ａ……を配する深さ範囲ｄは応力分布に
応じて例えば中立軸Ｏ付近までとしてもよいし、
あるいは引張応力側１ａを最も細くし、圧縮応力
側１ｂが漸次太くなるように複数段階で太さが異
なるようにしてもよい。
また引張応力側の表面付近には中間層より細い
繊維を配し、かつ圧縮応力側の表面付近には中間
層より太い繊維を配するようにすれば更に耐久性
を高めることができる。
繊維を配し、かつ圧縮応力側の表面付近には中間
層より太い繊維を配するようにすれば更に耐久性
を高めることができる。
また、第５図は本発明の第２実施例を示すもの
であつて、この場合、板ばね１の圧縮応力側１ｂ
に他の部位よりも太い連続繊維３ｂ……を配する
ことによつて、高温下（40〜100℃程度）で使用
される板ばね１の場合に圧縮応力側に繊維の座屈
を生じにくくしてある。従つてこの第２実施例は
高温下で使用するFRP板ばねの耐久性を向上で
き、しかも太い繊維を使用するため成形速度を高
める上でも有効である。
であつて、この場合、板ばね１の圧縮応力側１ｂ
に他の部位よりも太い連続繊維３ｂ……を配する
ことによつて、高温下（40〜100℃程度）で使用
される板ばね１の場合に圧縮応力側に繊維の座屈
を生じにくくしてある。従つてこの第２実施例は
高温下で使用するFRP板ばねの耐久性を向上で
き、しかも太い繊維を使用するため成形速度を高
める上でも有効である。
また、本発明は第６図に第３実施例として示し
たように、引張応力側１ａには細い繊維３ａを配
し、中間の太さの繊維３ｃを挟んで圧縮応力側１
ｂには太い繊維３ｂ……を配することにより、引
張応力に対する耐久性向上と、圧縮応力に対する
座屈防止による耐久性向上とを同時に満足させ、
更に耐久性の高いFRP板ばね１を得ることがで
きる。
たように、引張応力側１ａには細い繊維３ａを配
し、中間の太さの繊維３ｃを挟んで圧縮応力側１
ｂには太い繊維３ｂ……を配することにより、引
張応力に対する耐久性向上と、圧縮応力に対する
座屈防止による耐久性向上とを同時に満足させ、
更に耐久性の高いFRP板ばね１を得ることがで
きる。
なお第７図はFRP板ばねを用いた車両懸架用
重ね板ばね装置を示し、このFRP製重ね板ばね
装置１０は、その両端部に設けた目玉部材１０
ａ，１０ｂとシヤツクル１１を介して車体フレー
ム１２に支持されている。また、重ね板ばね装置
１０の長手方向中間部分はＵボルト１３を用いて
アクスルハウジング１４に固定されている。図中
１５はパツド、１６はバンプラバーである。
重ね板ばね装置を示し、このFRP製重ね板ばね
装置１０は、その両端部に設けた目玉部材１０
ａ，１０ｂとシヤツクル１１を介して車体フレー
ム１２に支持されている。また、重ね板ばね装置
１０の長手方向中間部分はＵボルト１３を用いて
アクスルハウジング１４に固定されている。図中
１５はパツド、１６はバンプラバーである。
本発明は前記したように、板ばねの長手方向に
引き揃えられた連続繊維の太さを板ばねに作用す
る引張応力あるいは圧縮応力に応じて板厚方向に
異ならせたものであり、厚み方向の一部に太い繊
維を使用でき、しかも繊維の方向は全て共通であ
るから、高速での連続成形に適し、成形時間を短
縮でき生産性が向上する。そして細い繊維が埋設
されている板ばねの引張応力側においては、単位
断面積当りの繊維と樹脂との界面の総面積を大き
くとることができ、大きな接着力が得られるとと
もに、太い繊維が埋設されている板ばねの圧縮応
力側においては、板ばねが高温になつて樹脂が軟
化する傾向となつても、板ばね表層部の白化現象
やささくれ立ち等の不具合が発生することを防止
できる。これらのことから、板ばねの耐久性が向
上しかつ高温下における板ばねの損傷を回避する
上でも大きな効果がある。
引き揃えられた連続繊維の太さを板ばねに作用す
る引張応力あるいは圧縮応力に応じて板厚方向に
異ならせたものであり、厚み方向の一部に太い繊
維を使用でき、しかも繊維の方向は全て共通であ
るから、高速での連続成形に適し、成形時間を短
縮でき生産性が向上する。そして細い繊維が埋設
されている板ばねの引張応力側においては、単位
断面積当りの繊維と樹脂との界面の総面積を大き
くとることができ、大きな接着力が得られるとと
もに、太い繊維が埋設されている板ばねの圧縮応
力側においては、板ばねが高温になつて樹脂が軟
化する傾向となつても、板ばね表層部の白化現象
やささくれ立ち等の不具合が発生することを防止
できる。これらのことから、板ばねの耐久性が向
上しかつ高温下における板ばねの損傷を回避する
上でも大きな効果がある。
第１図ないし第４図は本発明の一実施例を示
し、第１図はFRP板ばねの斜視図、第２図は第
１図中の−に沿う断面図、第３図は第１図中
の−に沿う部分断面図、第４図は応力分布と
繊維の疲労限を示す図、第５図および第６図はそ
れぞれ本発明の他の実施例を示す部分断面図、第
７図はFRP板ばねの使用例を示す重ね板ばね装
置の側面図である。 １……FRP板ばね、１ａ……引張応力側の部
分、１ｂ……圧縮応力側の部分、２……樹脂、３
……連続繊維、３ａ……細い繊維、３ｂ……太い
繊維。
し、第１図はFRP板ばねの斜視図、第２図は第
１図中の−に沿う断面図、第３図は第１図中
の−に沿う部分断面図、第４図は応力分布と
繊維の疲労限を示す図、第５図および第６図はそ
れぞれ本発明の他の実施例を示す部分断面図、第
７図はFRP板ばねの使用例を示す重ね板ばね装
置の側面図である。 １……FRP板ばね、１ａ……引張応力側の部
分、１ｂ……圧縮応力側の部分、２……樹脂、３
……連続繊維、３ａ……細い繊維、３ｂ……太い
繊維。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ マトリツクス樹脂と、この樹脂を強化するた
めに樹脂中に埋設されかつ樹脂との界面が接着さ
れた状態にある連続繊維とからなるFRP板ばね
において、 引張応力側の部位に、他の部位よりも繊維径が
細くかつ板ばねの長手方向に引き揃えられている
一方向連続繊維を上記樹脂中に埋設するととも
に、圧縮応力側の部位には上記繊維よりも太くか
つ板ばねの長手方向に引き揃えられている一方向
連続繊維を上記樹脂中に埋設したことを特徴とす
るFRP板ばね。 ２ 上記引張応力側の部位と圧縮応力側の部位と
の間に中間層が位置しており、上記引張応力側
に、上記中間層に使われている繊維よりも細い繊
維を用いるとともに、圧縮応力側には上記中間層
に使われている繊維よりも太い繊維を用いたこと
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のFRP
板ばね。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP302283A JPS5934036A (ja) | 1983-01-12 | 1983-01-12 | Ｆｒｐ板ばね |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP302283A JPS5934036A (ja) | 1983-01-12 | 1983-01-12 | Ｆｒｐ板ばね |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5934036A JPS5934036A (ja) | 1984-02-24 |
| JPH0419406B2 true JPH0419406B2 (ja) | 1992-03-30 |
Family
ID=11545698
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP302283A Granted JPS5934036A (ja) | 1983-01-12 | 1983-01-12 | Ｆｒｐ板ばね |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5934036A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5194111A (en) * | 1989-09-14 | 1993-03-16 | Pacific Coast Composites, Inc. | Composite constant stress beam with gradient fiber distribution |
| JP5548516B2 (ja) * | 2010-05-14 | 2014-07-16 | 日本発條株式会社 | 繊維強化プラスチック製ばね |
| JP2012202454A (ja) * | 2011-03-24 | 2012-10-22 | Nhk Spring Co Ltd | 繊維強化プラスチック製ばね |
| US9889633B2 (en) | 2014-04-10 | 2018-02-13 | Honda Motor Co., Ltd. | Attachment method for laminate structures |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57110838A (en) * | 1980-12-27 | 1982-07-09 | Hino Motors Ltd | Leaf spring for car |
| JPS57125586A (en) * | 1980-01-08 | 1982-08-04 | Zenith Radio Corp | Method and device for compensating nonlinear magnification strain in projection television system |
-
1983
- 1983-01-12 JP JP302283A patent/JPS5934036A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57125586A (en) * | 1980-01-08 | 1982-08-04 | Zenith Radio Corp | Method and device for compensating nonlinear magnification strain in projection television system |
| JPS57110838A (en) * | 1980-12-27 | 1982-07-09 | Hino Motors Ltd | Leaf spring for car |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5934036A (ja) | 1984-02-24 |
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