JPH04362330A - Ｆｒｐ製板ばね - 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
ばね等に好適なＦＲＰ製板ばねに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の一般的なＦＲＰ製板ばねは、マト
リックス樹脂中に、板ばねの長手方向に沿う多数本のガ
ラス繊維等の一方向強化繊維を、互いに平行に埋設した
ものである。また、車両懸架用の重ね板ばね装置のよう
に複数の板ばねが板厚方向に重合される場合、各板ばね
の長手方向中間部にセンタ孔が開設され、このセンタ孔
に挿通するセンタボルトによって、板ばね相互の位置決
め等がなされるようにしている。また、板端部の横ずれ
防止等のためにクリップを設ける場合、クリップはボル
トあるいはリベット等の固定用部品によって板ばねに取
着される。この固定用部品も、板ばねに開設された孔に
挿通される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ＦＲＰ製の板ばねにお
いて、板ばねを板厚方向に湾曲させる方向の静荷重また
は繰返し荷重が負荷されると、板ばねの長手方向に配さ
れている繊維に沿って、割れが生じたり、割れが進展し
やすいことが知られている。

【０００４】特に、前述した重ね板ばね装置のように板
厚方向に貫通する孔が開設されている場合には、この貫
通孔の周縁部を起点として板ばねの長手方向に割れが生
じやすくなる。このような割れが生じると、板ばねの強
度および耐久性に悪影響が出るおそれがあるばかりでな
く、板ばね表面の外観の悪化によって商品的価値が低下
する。従って本発明の目的は、板ばねに開設された孔の
周りを起点とする割れの発生および割れの進展を抑制で
きるようなＦＲＰ製板ばねを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、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本
体を備えかつこの本体に板厚方向に貫通する孔が開設さ
れるＦＲＰ製板ばねにおいて、少なくとも上記孔の周り
に、捲縮のあるポリエステル繊維等のような有機合成繊
維を立体的に絡ませたものに樹脂を含浸させた繊維構造
体を配したことを特徴とするものである。

【０００６】

【作用】本発明のＦＲＰ製板ばねにおいて、孔周りに配
置されている上記繊維構造体は特定の方向性をもつこと
なく立体的に絡み合っている。このため、孔の周縁部か
らの割れの発生や割れの進展が抑制される。繊維構造体
を除く部位は、板ばねの長手方向に連続する一方向強化
繊維によって樹脂が強化され、所定の曲げ荷重に耐える
。

【０００７】

【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に示される重ね板ばね
装置１０は、目玉部１１を有する親板ばね１２と、２番
巻き１３を有する板ばね１４と、子板ばね１５などを備
えて構成されている。親板ばね１２と２番板ばね１４は
、軽量化を図る上でＦＲＰ製であることが望ましいが、
鋼製であっても差し支えない。子板ばね１５は、後述す
るようにＦＲＰ製である。

【０００８】各板ばね１２，１４，１５の長手方向中央
部は、互いにセンタボルト２０とナット２１および座板
２２，２３等によって拘束されている。各板ばね１２，
１４，１５の両端部にクリップ２５，２６が設けられて
いる。本実施例のクリップ２５，２６は、ボルトあるい
はリベット等の固定用部品２７，２８によって子板ばね
１５に固定されている。

【０００９】図１に示されたＦＲＰ製の子板ばね１５は
、帯状に成形された本体３０を備えている。この本体３
０は、板厚方向にやや湾曲した形状をなしている。本体
３０の長手方向の中間部に、板厚方向に貫通するセンタ
孔３１が設けられている。本体３０の両端部にも、板厚
方向に貫通する孔３２，３３が設けられている。センタ
孔３１は、センタボルト２０を挿通させるためのもので
ある。両端部の孔３２，３３に、クリップ取付け用の部
品２７，２８が挿通される。

【００１０】本体３０は、板ばね１５の長手方向に沿っ
て連続する一方向強化繊維４０（一部のみ図示する）が
埋設された一方向繊維含有部４１と、孔３１，３２，３
３の回りの上下両面に配された板状の繊維構造体４２と
からなる。すなわち、孔３１，３２，３３は繊維構造体
４２を厚み方向に貫通している。

【００１１】一方向繊維含有部４１は、周知のＦＲＰ製
板ばねと同様に、本体３０の長手方向に沿う多数本の一
方向強化繊維４０をマトリックス樹脂４５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４０の一例
はガラスロービングなどである。

【００１２】繊維構造体４２は、捲縮のある多数の有機
合成繊維４７（一部のみ図示する）にマトリックス樹脂
４５を含浸させたものであり、繊維４７は方向性をもつ
ことなく互いに立体的に絡み合って綿状をなしている。 この繊維構造体４２は、樹脂４５の硬化によって一方向
繊維含有部４１と一体化している。繊維構造体４２に使
われる有機合成繊維４７の一例として、捲縮のあるポリ
エステル繊維が推奨される。本実施例の繊維構造体４２
は、板ばね１５をフィラメントワインディング法等によ
って成形する途中の段階で、所定の位置すなわち孔３１
，３２，３３を設ける部分に挿入される。従って繊維構
造体４２は、予め所定形状にある程度成形しておいたも
のに樹脂４５が含浸させられる。そして樹脂４５が硬化
したのちに、ドリル等の機械加工によって孔３１，３２
，３３があけられる。

【００１３】繊維構造体４２は、ニードルパンチ等によ
って厚さ方向に圧縮されかつ絡み度を強めて予成形した
ものが望ましい。繊維構造体４２が厚さ方向に圧縮され
ていると、板ばね１５の厚さ方向に繊維４７がある程度
揃えられる。

【００１４】上記構成のＦＲＰ製の板ばね１５に、厚さ
方向に湾曲させる方向の静的な曲げ荷重を負荷した場合
、曲げ応力が８０ｋｇｆ　／ｍｍ２　以下では割れが生
じなかった。これに対し一方向強化繊維のみを埋設した
従来品では、ばね中央部の曲げ応力が５０ｋｇｆ　／ｍ
ｍ２　の時、センタ孔を起点として繊維に沿う方向に割
れが発生した。

【００１５】また本実施例の板ばね１５は、繰返し曲げ
荷重を負荷した場合に、応力振幅条件が５０±２５ｋｇ
ｆ　／ｍｍ２　の時に、繰返し回数２０万回まで割れが
発生しなかった。この板ばね１５は、繰返し回数が２０
万回を越えても問題がないと推測される。これに対し従
来のＦＲＰ製板ばねでは、応力振幅条件２０±５ｋｇｆ
　／ｍｍ２　の時に、繰返し回数３万回で、孔を起点に
繊維方向に割れが発生した。

【００１６】なお、繊維構造体４２は、ポリエステル繊
維にバインダー繊維としての熱融着性繊維を混合し、ポ
リエステル繊維相互を熱融着性繊維によってバインドし
てもよい。このように熱融着性繊維を混合させた場合、
合成樹脂を含浸させずとも、適宜の加熱処理等によって
所定の形状に容易にプリフォ−ム（予成形）することが
できる。熱融着性繊維を用いない場合には、含浸させた
樹脂をある程度硬化させてプリプレグとしてもよい。な
お、親板ばね１２と２番板ばね１４も、前述した子板ば
ね１５と同様に、一方向繊維含有部４１と繊維構造体４
２とからなるＦＲＰ製としてもよい。

【００１７】図４に示されるように、繊維構造体４２が
本体３０の板厚方向全体にわたっていてもよい。この場
合、本体３０の長手方向に繊維構造体４２の幅がテーパ
状に漸減する形が望ましい。

【００１８】図５，図６，図７は、それぞれ本発明によ
るＦＲＰ製板ばね１５の他の実施例を示している。すな
わち、板ばね１５がフィラメントワインディング法等に
よって成形される途中の段階で、板ばね１５の幅方向の
一部分に、板ばね１５の全長にわたって前記構成の繊維
構造体４２が挿入されている。

【００１９】図５に示された例は、繊維構造体４２が板
ばね１５の厚さ方向全体にわたって配されている。図６
に示された例では、繊維構造体４２が板ばね１５の厚さ
方向に部分的に配されている。

【００２０】また、図７に示されるように、幅方向両側
縁部に片側２か所ずつ孔５１，５２を設け、この孔５１
，５２を含む板ばね１５の長手方向前兆に前述した繊維
構造体４２を配置するようにしてもよい。この実施例の
孔５１，５２は、Ｕボルト等を通し、センタ孔３１の代
りの役割を果たす。上記いずれの実施例においても、繊
維構造体４２が設けられた箇所において、孔３１，５１
，５２が開設されている。

【００２１】なお、ポリエステル繊維は可撓性に優れて
いるので、予成形する際にプレス等によって圧縮し、屈
曲させても折れることがない。このため、板状などの所
望形状に成形することができ、ニードルパンチ処理によ
って繊維相互を強く絡ませた状態に予成形することもで
きる。更に、繊維構造体４２を構成するポリエステル繊
維を熱融着繊維によってバインドするようにした場合に
は、適宜の熱処理等によって所定形状のプリプレグにす
ることが容易となるので、成形性が向上する。

【００２２】

【発明の効果】本発明によれば、ＦＲＰ製板ばねの孔周
りに配された前記構造の繊維構造体によって、孔の周縁
部からの割れの発生と割れの進展が効果的に抑制される
。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示すＦＲＰ製板ばねの斜
視図。

【図２】図１中のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面を示すＦＲＰ
製板ばねの一部の斜視図。

【図３】図１に示された板ばねを用いた重ね板ばね装置
の一例を示す正面図。

【図４】本発明の第２実施例を示すＦＲＰ製板ばねの一
部を一部断面で示す斜視図。

【図５】本発明の第３実施例を示すＦＲＰ製板ばねの斜
視図。

【図６】本発明の第４実施例を示すＦＲＰ製板ばねの斜
視図。

【図７】本発明の第５実施例を示すＦＲＰ製板ばねの斜
視図。

【符号の説明】

１５…ＦＲＰ製板ばね、３０…本体、３１，３２，３３
…孔、４０…一方向強化繊維、４２…繊維構造体、４５
…樹脂、４７…有機合成繊維（ポリエステル繊維）。

Claims (5)

【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本体を備えかつこの本体に板厚
   方向に貫通する孔が開設されるＦＲＰ製板ばねにおいて
   、少なくとも上記孔の周りに、有機合成繊維を立体的に
   絡ませかつ樹脂を含浸させた繊維構造体を配したことを
   特徴とするＦＲＰ製板ばね。
2. 【請求項２】上記繊維構造体に使われる有機合成繊維が
   、捲縮のあるポリエステル系合成繊維とこの繊維相互を
   バインドする熱融着性繊維との混合物である請求項１記
   載のＦＲＰ製板ばね。
3. 【請求項３】上記繊維構造体に使われる有機合成繊維が
   ポリエステル系合成繊維であり、この繊維構造体が上記
   孔の周りにおける板厚方向全体にわたって配されている
   請求項１記載のＦＲＰ製板ばね。
4. 【請求項４】上記繊維構造体に使われる有機合成繊維が
   ポリエステル系合成繊維であり、この繊維構造体が上記
   本体の板幅方向の一部分にかつ本体の全長にわたって配
   されている請求項１記載のＦＲＰ製板ばね。
5. 【請求項５】上記繊維構造体がニードルパンチによって
   繊維相互の絡みつきを強くした状態で圧縮されている請
   求項１記載のＦＲＰ製板ばね。