JPH04362329A - 板ばね装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車等の車両の懸架
装置等に好適なＦＲＰ製板ばね本体を備えた板ばね装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車の懸架装置に使われる板ばね装置
において、軽量化を図るためにＦＲＰ（繊維強化樹脂）
製の板ばねの使用が望まれている。懸架用の板ばねにあ
っては、帯状の板ばね本体の端部に、車体側の部材など
に連結するための目玉部が設けられる。

【０００３】ＦＲＰ製の板ばねは、フィラメントワイン
ディング法などによって一方向強化繊維の張力をほぼ一
定にした状態で成形されるため、板ばね本体の端部に曲
率半径の小さな目玉部を一体に巻回成形することに困難
を伴う。このため通常は、板ばね本体とは別に作られた
目玉部材を、ボルトや座金等のクランプ部品によって、
板ばね本体に固定することが行われる。

【０００４】従来のこの種のＦＲＰ製板ばね装置として
、特開昭６１−５５４１９号公報（従来例１）に示され
る繊維強化樹脂板ばねや、特公昭６３−５０５７５号公
報（従来例２）あるいは特許出願公表昭６０−５０１８
６８　号公報（従来例３）に示されるリーフスプリング
などが知られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来例１のように
、板ばね本体と目玉部を互いに一体に成形する必要があ
る場合、前述した理由により、長手方向に連続する一方
向強化繊維を用いてフィラメントワインディング法など
によって一体成形することに困難を伴う。

【０００６】従来例２の場合には、ブッシュ等の目玉部
品をボルト等の締結部品によって固定するため、締結部
品を挿通する孔を板ばね本体に開設しかつ締結部品を締
付けなければならない。このため、板ばね本体にあけら
れた孔を起点として割れが生じることがある。

【０００７】また、従来例３のように円筒状の目玉アタ
ッチメント部材を帯状のクランプ部材によって締付ける
ようにした場合には、締付け力を維持することに困難を
伴い、目玉アタッチメント部材の締付けが弛むおそれが
ある。

【０００８】従って本発明の目的は、ＦＲＰ製の板ばね
本体の端部に目玉部材やブラケット等の端部材を確実に
固定でき、かつ軽量に構成できる板ばね装置を提供する
ことにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を果たすために
開発された本発明の板ばね装置は、樹脂およびこの樹脂
に埋設された一方向強化繊維を含有する帯状のＦＲＰ製
板ばね本体と、上記板ばね本体の板端部に設けられる端
部材とを備えた板ばね装置であって、上記端部材は、板
ばね本体の板端部を埋設した状態でこの板端部と一体的
に形成されかつ繊維を含有するＦＲＰの成形品であり、
しかもこの端部材に埋設される上記板端部に、上記端部
材に対する板端部の抜け止め手段が設けられていること
を特徴とする。

【００１０】

【作用】本発明の板ばね装置に使用される端部材は、射
出成形等の適宜の樹脂成形手段によって、板ばね本体の
板端部を埋設した状態で成形される。こうして板ばね本
体と端部材とが互いに一体化されているので、ボルト等
の締結部品を用いる必要がなく、板ばね本体に作用する
前後方向の荷重は抜け止め手段によって支持され、板端
部の抜け止めがなされる。本発明の板ばね装置は、板ば
ね本体と端部材にＦＲＰが使用されるため軽量である。

【００１１】

【実施例】以下に本発明の一実施例について、図１ない
し図３を参照して説明する。図３に示される板ばね装置
１０は、帯状の板ばね本体１１と、この板ばね本体１１
の両端部に設けられた端部材の一例としての目玉部材１
２を備えている。目玉部材１２は、この板ばね装置１０
を、図示しないシャックル等を介して車体側の支持部に
連結するためなどに用いられる。

【００１２】図１に示されるように、ＦＲＰの成形品で
ある目玉部材１２は、短繊維１３（一部のみ図示）で強
化されたＦＲＰ製の目玉ボディ１４と、目玉中心に位置
するブッシュ１５と、このブッシュ１５に挿入されたゴ
ム製インナーブッシュ１６を備えて構成されている。イ
ンナーブッシュ１６の中心の孔１７に、連結用のボルト
等が挿通される。

【００１３】目玉部材１２の端すなわち板ばね本体１１
との連接部１８は、先端側の肉厚が漸減するようなテー
パ状に成形されている。このようなテーパ状の連接部１
８を設けたことにより、連接部１８における応力の緩和
が図れるとともに、板ばね本体１１に対する目玉部材１
２の接着面積を大きくとることができる。

【００１４】目玉部材１２の下面側に、薄い鉄板等の金
属あるいは適宜材料からなる保護シート２０が被着され
ている。保護シート２０は、車両の走行時に路面から跳
ね上げた石などが目玉部材１２を直撃することを防ぐ機
能をもつ。このような保護シート２０を設けてあれば、
板ばね本体１１の下面側に２番板ばね（図示せず）を重
ねた場合に、２番板ばねが目玉部材１２に直接触れなく
なるため、目玉部材１２の摩耗や損傷等を防止すること
もできる。

【００１５】目玉部材１２に含有される短繊維１３は、
例えばガラス，カーボン，セラミックスなどの適宜の素
材からなり、マトリックス樹脂２１中に、例えば２０な
いし５５重量％混入される。この繊維１３の直径ｄに対
する繊維長Ｌの比率は、Ｌ／ｄ＝１００　〜１０４　の
範囲が望ましい。マトリックス樹脂２１としては、軽量
でかつ耐腐食性に優れたものが使われる。この樹脂２１
は、射出成形あるいは圧縮成形可能なものであれば熱可
塑性でもよいし、あるいは熱硬化性であってもよい。熱
硬化性樹脂の例として、不飽和ポリエステル，フェノー
ル，エポキシ，ウレタン樹脂等が適用できる。また、ナ
イロン，ＰＥＴ，ＰＢＴ，ＰＰＳ等が使われてもよい。

【００１６】板ばね本体１１は、その長手方向に沿って
連続する多数本の一方向強化繊維２５（図１に一部のみ
図示する）を、マトリックス樹脂２６中に埋設したもの
であり、例えばフィラメントワインディング法などによ
って帯状に成形される。一方向強化繊維２５の一例はガ
ラスロービングなどである。マトリックス樹脂２６は、
例えば不飽和ポリエステル，フェノール，エポキシ樹脂
等であり、目玉部材１２に使われている樹脂２１と同じ
材質であってもよい。

【００１７】図１等に示されるように、板ばね本体１１
の板端部３０すなわち目玉部材１２の内部に埋設される
部位に、板厚方向に湾曲した形状の円弧状部分３１が成
形されている。円弧状部分３１は、ブッシュ１５の外周
面に沿う曲率で成形されているとよい。

【００１８】目玉部材１２の成形は、図２に例示される
ような周知の射出成形機３５によって行われる。射出成
形機３５のノズル３６側に目玉成形用の型３７が設けら
れている。この型３７の内部に、前述した板ばね本体１
１の板端部３０をセットした状態で射出成形を行なうこ
とにより、目玉部材１２が板端部３０と一体的に形成さ
れる。

【００１９】射出成形時に、型３７の内部の所定位置に
ブッシュ１５と保護シート２０をセットしておくことに
より、目玉部材１２の成形と同時にブッシュ１５と保護
シート２０を目玉部材１２に接着することができる。こ
のように射出成形によってブッシュ１５を目玉部材１２
に埋設すれば、従来のようにブッシュを目玉部材の孔に
圧入する必要がないので、圧入による割れや残留歪みの
発生等の不具合を回避できる。

【００２０】また、目玉部材１２の射出成形を実施する
前に、予め板端部３０の表面にエポキシ等の熱硬化性樹
脂からなる接着剤を塗布しておき、加熱・射出された樹
脂２１の冷却過程で上記接着剤を硬化させるようにすれ
ば、目玉部材１２と板端部３０をより強固に接着するこ
とができる。

【００２１】図３に２点鎖線で示されるように、板ばね
本体１１は、その自由状態において長手方向中間部が下
に凸となるように湾曲した形状に成形されている。この
板ばね本体１１の長手方向中間部に上向きの荷重が負荷
されると、板ばね本体１１は図中に実線で示されるよう
に上に凸に撓む。

【００２２】本実施例においては、板ばね本体１１が最
大に撓んだ状態においても、板端部３０の端面３０ａの
位置が、目玉中心Ｃを通る水平方向の線分よりもΔＨだ
け高くなるように、円弧状部分３１の長さ等が設定され
ている。この場合、板ばね本体１１が最大に撓んだ状態
でブッシュ１５に前後方向の荷重入力があっても、この
力は円弧状部分３１の湾曲内側の領域に作用する。

【００２３】上述したように、本実施例の目玉部材１２
は射出成形によって板ばね本体１１の板端部３０と一体
的に形成されており、しかも板端部３０の円弧状部分３
１が目玉部材１２に埋設されているので、目玉部材１２
に対して板端部３０が抜ける方向の荷重を受けても、抜
け止め手段として機能する円弧状部分３１が上記荷重に
対抗するため、締結用のボルトやクランプ治具等を用い
なくても、板端部３０と目玉部材１２との強固な連結状
態が維持される。

【００２４】なお、抜け止め手段として、図４に示され
るように、板ばね本体１１の板端部３０に、他の部位４
０よりも幅を広くした幅広部分４１を設けたものが採用
されてもよい。あるいは図５に示されるように、板ばね
本体１１に設けられた孔４５にピン４６を挿通し、ピン
４６の両端部を板端部３０の両側に突出させることで、
板端部３０の抜け止めとしてもよい。

【００２５】図６に示されるように、板ばね本体１１の
板端部３０に凸部５０を一体に成形することにより、抜
け止め手段としてもよい。図７に示されるように板端部
３０に孔５５を設け、この孔５５に目玉部材１２の樹脂
の一部を入り込ませて硬化させることにより、抜け止め
手段としてもよい。

【００２６】図８は、ブッシュ１５の変形例を示し、ブ
ッシュ１５の外周部に鍔状部分６０を一体に設けること
により、ブッシュ１５が目玉部材１２から抜けにくくし
ている。同様の目的で、図９に示されるような突起６１
をブッシュ１５の外周部に設けるようにしてもよい。

【００２７】図１０に示された目玉部材６５は、補強用
のリブ６６を備えている。図１１に示された目玉部材７
０においては、板ばね本体１１に対する目玉部材７０の
連接部７１が、先端側に向かって肉厚が漸減するテーパ
状に成形されている。こうすることで、板ばね本体１１
にねじれ等が作用した時に、連接部７１における応力集
中を緩和させることができる。

【００２８】なお、図１２に示されるように、端部材の
一例がブラケット７５であってもよい。ブラケット７５
は、片持ち梁式の板ばね本体７６の固定端側を車体に固
定するために使われる。この実施例の場合、板ばね本体
７６の板端部７７を末広がり状に成形し、この板端部７
７に、前述した目玉部材１２と同様の材質からなるＦＲ
Ｐ製ブラケット７５を、射出成形等によって板ばね本体
７６と一体的に形成している。

【００２９】上記ブラケット７５は、末広がり状の板端
部７７に応じた形状に成形されるボックス状のカバー部
８０を備えており、このカバー部８０と末広がり状の板
端部７７とが抜け止め手段としての機能を果たす。ブラ
ケット７５の取付基部８１に設けられた孔８２は、この
ブラケット７５を車体等に固定するためのボルト等の締
結部品（図示せず）を挿通するために使われる。

【００３０】図１３に示された実施例のブラケット８５
の場合には、板ばね本体８６の板端部８７に、Ｌ状に曲
げられた折曲部分８８を設け、この折曲部分８８に応じ
た形状のカバー部８９を一体に形成するようにしている
。このブラケット８５は、射出成形等によって板端部８
７と一体的に形成される。上記折曲部分８８とカバー部
８９は、抜け止め手段を構成する。基部９０に、取付け
用のボルトを通すための孔９１が設けられている。

【００３１】図１４に示された実施例では、板ばね本体
９５に孔９６を開設し、ブラケット９７を射出成形する
際にこの孔９７にブラケット９７の樹脂の一部を入り込
ませて硬化させることにより、抜け止め手段としている
。基部９８に、取付け用のボルトを通すための孔９９が
設けられている。

【００３２】図１５に示された実施例の場合、板ばね本
体１１０の板端部１１１において、先端側に向かって板
幅を狭めるとともに当該部位の板厚を漸増させることに
よって、板端部１１１の長手方向各部における断面積を
ほぼ一定としている。そしてこの板端部１１１に応じた
形状のカバー部１１２をもつＦＲＰ製のブラケット１１
３を、前述した射出成形等によって板ばね本体１１０と
一体的に形成して抜け止め手段としている。基部１１５
に、取付け用のボルトを通すための孔１１６が設けられ
ている。

【００３３】なお、上記いずれの実施例においても、各
板ばね本体７６，８６，９５，１１０は、前述した長手
方向に沿う一方向強化繊維２５（一部のみ図示）とマト
リックス樹脂２６などからなる。また、ブラケット７５
，８５，９７，１１３は、前述した短繊維１３とマトリ
ックス樹脂２１などからなる。

【００３４】

【発明の効果】本発明によれば、ＦＲＰ製の板ばね本体
に目玉部材やブラケット等の端部材を、締付ボルト等の
締結部品を用いることなく強固にかつ確実に固定するこ
とができる。そして締結用ボルト等を挿通させる必要が
ないから、板ばね本体の強度を低下させずにすむ。板ば
ね本体と目玉部材が実質的にＦＲＰからなるため、軽量
に構成することができる。

【００３５】なお本発明は、ばね作用をするものであれ
ば、図示例以外の態様のばねにも勿論適用することがで
きる。例えば、片持ちばねとか、車両用懸架装置におい
てサスペンションアームと板ばねを兼用するばねなどに
も適用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す板ばね装置の端部の断
面図。

【図２】図１に示された板ばね装置の目玉成形用射出成
形機の一例を示す断面図。

【図３】図１に示された板ばね装置が撓んだ状態を一部
断面で示す正面図。

【図４】本発明による板ばね装置の抜け止め手段の変形
例を示す断面図。

【図５】本発明による板ばね装置の抜け止め手段の他の
変形例を示す断面図。

【図６】本発明による板ばね装置の抜け止め手段の更に
別の変形例を示す断面図。

【図７】本発明による板ばね装置の抜け止め手段の更に
別の変形例を示す断面図。

【図８】本発明による板ばね装置の目玉ブッシュの変形
例を示す斜視図。

【図９】本発明による板ばね装置の目玉ブッシュの他の
変形例を示す斜視図。

【図１０】本発明の他の実施例を示す板ばね装置の端部
の斜視図。

【図１１】本発明の更に別の実施例を示す板ばね装置の
端部の斜視図。

【図１２】本発明の更に別の実施例を示す板ばね装置の
端部の斜視図。

【図１３】本発明の更に別の実施例を示す板ばね装置の
端部の斜視図。

【図１４】本発明の更に別の実施例を示す板ばね装置の
端部の斜視図。

【図１５】本発明の更に別の実施例を示す板ばね装置の
端部の斜視図。

【符号の説明】

１０…板ばね装置、１１…板ばね本体、１２…目玉部材
（端部材）、１３…短繊維、２５…一方向強化繊維、３
０…板端部、３１…円弧状部分（抜け止め手段）、３５
…射出成形機、４１…幅広部分（抜け止め手段）、４６
…ピン（抜け止め手段）、５０…凸部（抜け止め手段）
、５５…孔（抜け止め手段）、６５…目玉部材（端部材
）、７０…目玉部材（端部材）、７５…ブラケット（端
部材）、７６…板ばね本体、７７…板端部、８５…ブラ
ケット（端部材）、８６…板ばね本体、８８…折曲部分
（抜け止め手段）、９５…板ばね本体、９６…孔（抜け
止め手段）、９７…ブラケット（端部材）、１１０…板
ばね本体、１１３…ブラケット（端部材）。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】樹脂およびこの樹脂に埋設された一方向強
   化繊維を含有する帯状のＦＲＰ製板ばね本体と、上記板
   ばね本体の板端部に設けられる端部材とを備えた板ばね
   装置であって、上記端部材は、板ばね本体の板端部を埋
   設した状態でこの板端部と一体的に形成されかつ繊維を
   含有するＦＲＰの成形品であり、しかもこの端部材に埋
   設される上記板端部に、上記端部材に対する板端部の抜
   け止め手段が設けられていることを特徴とする板ばね装
   置。
2. 【請求項２】上記端部材がブッシュを有する目玉部材で
   あり、かつ上記抜け止め手段が板ばね本体の板端部を板
   厚方向に湾曲成形した円弧状部分である請求項１記載の
   板ばね装置
3. 【請求項３】上記板端部の円弧状部分は、上記板ばね本
   体が最大に撓んでも、円弧状部分の板端面が上記目玉部
   材のブッシュの中心を通る水平方向の線分よりも高い位
   置にあるように成形されている請求項２記載の板ばね装
   置。
4. 【請求項４】上記抜け止め手段が板ばね本体の板端部の
   幅を他の部位よりも広げた幅広部分である請求項１記載
   の板ばね装置。
5. 【請求項５】上記抜け止め手段が板ばね本体の厚み方向
   あるいは板幅方向に延びる凸部または凹部である請求項
   １記載の板ばね装置。
6. 【請求項６】上記板ばね本体が片持ち梁式のばねであり
   、かっ上記端部材が上記板ばね本体の固定端を車体側に
   固定するためのブラケットである請求項１記載の板ばね
   装置。