JPH086773B2 - ば ね - Google Patents

ば ね

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JPH086773B2
JPH086773B2 JP60066417A JP6641785A JPH086773B2 JP H086773 B2 JPH086773 B2 JP H086773B2 JP 60066417 A JP60066417 A JP 60066417A JP 6641785 A JP6641785 A JP 6641785A JP H086773 B2 JPH086773 B2 JP H086773B2
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レジナルド・ハリソン
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ダンロップ・リミテッド
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    • F16F1/3713Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers characterised by inserts or auxiliary extension or exterior elements, e.g. for rigidification with external elements passively influencing spring stiffness, e.g. rings or hoops
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    • F16F1/40Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers consisting of a stack of similar elements separated by non-elastic intermediate layers

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ばね、特に通常、ばねの相対向する端部間
の第1方向の圧縮荷重に耐えることを目的とする一方、
上記第1方向とおおむね直角の面における上記ばねの両
端間でほぼ自在な相対動作を許容する型式の弾性ばねに
関する。しかしながら、本発明はこれにのみ限定される
ものではない。
従来、互いに離間されて対向された1対の剛性端部材
間に弾性材料の本体を配設し、剛性端部材に作用する圧
縮力を弾性材料の本体の圧縮によって抵抗するととも
に、1対の剛性端部材間の相対横移動を可能とする形式
のばねは公知(例えば実公昭48−33371号)である。
しかしながら、上記従来のものは主ばねと副ばねとが
組合わされ、圧縮時に主ばねが座屈するように構成され
ているため、使用荷重範囲に亘って安定したばね特性を
発揮できるものではなく、また対向する剛性端部材が相
対的に横移動した場合には主ばねが容易で座屈してしま
うため圧縮力を十分支持することができない。
本発明は、上記従来の欠点を除去すべくなされたもの
であって、安定した圧縮特性を発揮するとともに、対向
する剛性端部材間の相対横移動が容易であるに拘らず十
分な圧縮力を支持し得るばねを提供することを目的とす
る。
上記目的を達成するため、本発明は、互いに離間され
て対向された第1および第2の剛性端部材と、該対向さ
れた剛性端部材間を伸長しかつ該剛性端部材に接合され
た弾性材料の本体とを備え、前記剛性端部材に対し第1
方向に作用する圧縮力を弾性本体の圧縮によって抵抗
し、第1の剛性端部材と本体との間の接合領域の最大外
形寸法は第2の剛性端部材と本体との間の接合領域の最
大外形寸法よりも小さく、前記第1方向に伸長するばね
の主軸心を中心とする断面を基準として考えた場合に弾
性材料の本体は略対称の形状をなし、弾性材料の本体は
前記第1の剛性端部材付近で実質的に中実であり、かつ
前記第2の剛性端部材付近では前記対向する剛性端部材
間の本体の長さの10%から80%に亘って実質的に中空で
あるばねにおいて、前記弾性材料の本体は、前記第1の
方向に圧縮力を作用させない状態で、第1の剛性端部材
から伸長する該本体の長さの第1部分に亘って断面外形
寸法を徐々に増加させ、前記第2の剛性端部材まで伸長
する該本体の長さの第2部分に亘って断面外形寸法を徐
々に減少させ、前記第2部分は該本体の長さの少くとも
10%に亘って伸長し、前記第1および第2の各部分は前
記主軸心を包含する面を基準として考えた場合、湾曲し
た凸状の外輪郭を有し、前記第1部分の湾曲した外輪郭
は少くとも1つの曲率中心を有し、該曲率中心は本体の
外形寸法が最大となる横断面よりも第1の剛性端部材か
ら第2の剛性端部材へ向う方向に位置することを特徴と
する。
上記徐々に寸法が増加する第1部分は、ばねの主軸心
である上記第1方向を基準として考えた場合、上記対向
する剛性端部材の第1端から第2端に至る本体の全長の
少なくとも50%以上を占めることが望ましく、さらに60
乃至90%程度であることがより望ましい。
弾性材料の本体は上記第1方向を基準にして考えた場
合、該本体は、全長の少なくとも40%、好ましくは50乃
至70%程度が中空状態であることが望ましい。
主軸心の垂直面の断面を基準として考えた場合、本体
の断面が環状となる位置即ち、中空部分となる位置で最
大寸法部分となるようにすることが望ましい。
主軸心と垂直な断面を基準として考えた場合、弾性材
料の本体の外輪郭は略円形をし、また中空部分の内輪郭
も略円形となり、主軸心に対する全垂直交差方向の荷重
偏倚特性が略均一なばねとすることが望ましい。しか
し、上記荷重偏倚特性が均一でないことを要する場合に
は、上記輪郭および外輪郭の何か1方、または双方を円
形以外の形状とすることができる。楕円形の形状が多く
の用途で特に有効であると考えられる。
剛性端部材の1方または双方は、金属板よりなり、該
金属板に弾性材料の本体を例えば接合によって固着する
ことが望ましい。
弾性材料の複数の上記本体を相互に組として配設する
ことができる。この配設状態の場合、1つのばねの端部
を弾性材料で構成し、上記弾性材料が次の後続本体端部
の弾性材料と連続するようにすることができる。別の方
法としては、例えば、弾性材料の連続する2つの本体の
端面間に単一の剛性部材を設け、これを該端面に接合さ
せることができる。或るいは、両対向端部の各々に剛性
部材を設け、この2つの剛性部材を相互に固着する手段
を設けることができる。
2つの本体を組として配設した場合、これら本体は、
その中実の端部を互いに近接させ、その中空部分が本体
組の外方に位置するように配設することが望ましい。
弾性材料の本体の中空部分が少なくとも一部分、大気
圧でばねの偏倚に抵抗し得ない空洞を形成することが望
ましい。外方端に剛性板を備える場合、上記剛性板に
は、空洞に連通する開口部を設け、空気その他の大気媒
体が、空洞を出入りし得るようにすることが望ましい。
少なくとも懸架装置の場合、弾性材料の本体は、上記
第1方向への圧縮作用を受けるとき、本体の外面は、徐
々に剛性支持部材と接触し且つ該部材によって支持され
る。
上記剛性支持部材は、弾性材料の本体に接合させた端
板の外方領域で構成するか、または該端板から独立させ
ることも可能である。
本発明の2つの実施態様について、図面を参照しなが
ら以下、説明する。
ばね10は、略円形断面をし、剛性端部材又は金属製端
板12,13間に位置決めし、且つ該端板に接合させた弾性
材料の本体11を備えている。
該本体11は、第1端板12から離れる方向を基準として
考えた場合、寸法が徐々に増加する第1部分14を備え、
残りの第2部分15の本体の寸法は徐々に縮径する。該本
体11は、ばねの通常の圧縮荷重方向と平行な主軸心19を
中心として、略対称である。
本体の第2部分15および第1部分14の一部は、第2図
に示すように環状断面形状をし、本体に空洞又は凹所16
を形成する。該空洞は第1図に示した断面形状ではU字
状をしており、端板12と13間の配設間隔の約60%だけ第
2端板13から伸長している。
第2図の断面図は、第1部分14と第2部分15間の交差
面、即ち、最大外径面に関するものである。上記面は、
両端板の配設間隔の約70%だけ第1端板から間隔を置い
た位置にある。
第1端板12は、円板形状をしているが、第2端板13
は、環状であるため、空気は空洞16に対して出入り自由
である。
該両端板の外径は、本体11の最大外径にほぼ相当する
略同一の寸法である。上記寸法による端板12,13は、本
体11が圧縮作用を受ける最荷重状態において、剛性本体
の第1部分14および第2部分15それぞれの湾曲した凸状
の外輪郭すなわち外面17,18を確実に支持するのに十分
である。
第3図は、圧縮荷重の作用を受け、端板が弾性本体11
の外面17,18の各部分を支持する状態を示す図である。
第4図に示した本発明の第2実施態様によれば、ばね
は本発明の第1実施態様の弾性本体11に関して説明した
と各々略同様の構造を有し、背部と背部を合わせた状態
の2つの弾性本体を備えている。
該2つの弾性本体21は、その中実部分22を近接させ、
中空部分23を外方に向けて配設してある。
該2つの弾性本体21の中実部分22は、金属板24の両側
面に接合され、金属板24と2つの本体21の組立体は、1
対の剛性端部材又は金属端板25,26間に接合されてい
る。該金属端板25,26の各々の構造は、本発明の第1実
施態様に関して説明した構造と略同様である。即ち、外
径は、本体21の最大外径とほぼ等しい。金属板24の外径
は、端板25,26の外径と略同一である。
本発明によるばねは、圧縮方向を基準として考えた場
合、全長の1部分の外径が徐々に増加する一方、残り部
分の外径は徐々に縮径する点で、一般に、鼓形ばねとし
て公知の型式のばねおよび英国特許第1,586,068号の明
細書に記載された型式のばねの如き、従来のばねとの差
は歴然としている。徐々に縮径する部分を設けたことに
より、ばねは同様の圧縮荷重の特性を有する従来のばね
と比較して、横方向の相対動作に対する適応性が驚くほ
ど向上することが分かつた。逆に、同様の横方向へのた
わみ性を備えた従来のばねと比較して、本発明によるば
ねはまた、より大きい圧縮荷重に耐えることができる。
本発明によるばねは、例えば、本出願人による英国共
同出願願第8,408,167号の対象の如き、車輛懸架装置用
として最適である。
上記出願では本明細書に記載したとほぼ同一型式のば
ねが、空気室の一部または完全な収縮時に支持力を提供
する目的で空気ばねの内部に使用するものとして最適で
あることが記述されている。さらに、本発明によるばね
は、空気ばねと組として、空気ばねの外部に使用し、通
常の使用中、車輛の懸架装置に作用する圧縮荷重に耐え
得るようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、無荷重状態の本発明によるばね断面図、第2
図は、第1図の線2−2に関する断面図、第3図は圧縮
状態のばねを示す第1図と同様の断面図、第4図は、本
発明の第2実施態様によるばねの断面図である。 10……ばね、11……本体、 12……端部、13……端部、 14……第1部分、15……第2部分、 16……凹所、17,18……外面、 19……主軸心。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実公 昭48−33371(JP,Y1) 実公 昭39−24114(JP,Y1) 特公 昭54−44353(JP,B2) 米国特許3625501(US,A)

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】互いに離間されて対向された第1および第
    2の剛性端部材(12,13)と、該対向された剛性端部材
    (12,13)間を伸長しかつ該剛性端部材に接合された弾
    性材料の本体(11)とを備え、前記剛性端部材に対し第
    1方向に作用する圧縮力を弾性本体の圧縮によって抵抗
    し、第1の剛性端部材(12)と本体(11)との間の接合
    領域の最大外形寸法は第2の剛性端部材(13)と本体
    (11)との間の接合領域の最大外形寸法よりも小さく、
    前記第1方向に伸長するばねの主軸心(19)を中心とす
    る断面を基準として考えた場合に弾性材料の本体は略対
    称の形状をなし、弾性材料の本体は前記第1の剛性端部
    材(12)付近で実質的に中実であり、かつ前記第2の剛
    性端部材(13)付近では前記対向する剛性端部材間の本
    体の長さの10%から80%に亘って実質的に中空であるば
    ね(10)において、 前記弾性材料の本体(11)は、前記第1の方向に圧縮力
    を作用させない状態で、第1の剛性端部材(12)から伸
    長する該本体の長さの第1部分(14)に亘って断面外形
    寸法を徐々に増加させ、前記第2の剛性端部材(13)ま
    で伸長する該本体の長さの第2部分(15)に亘って断面
    外形寸法を徐々に減少させ、 前記第2部分(15)は該本体の長さの少くとも10%に亘
    って伸長し、 前記第1および第2の各部分(14,15)は前記主軸心を
    包含する面を基準として考えた場合、湾曲した凸状の外
    輪郭(17,18)を有し、 前記第1部分(14)の湾曲した外輪郭は少くとも1つの
    曲率中心を有し、該曲率中心は本体の外形寸法が最大と
    なる横断面(2−2)よりも第1の剛性端部材(12)か
    ら第2の剛性端部材(13)へ向う方向に位置することを
    特徴とするばね。
  2. 【請求項2】寸法が徐々に増加する前記第1部分(14)
    がばねの前記第1方向を基準にして考えた場合、相対向
    する剛性端部材(12,13)間の本体(11)の長さの少な
    くとも50%を占めるようにしたことを特徴とする特許請
    求の範囲第1項に記載のばね。
  3. 【請求項3】徐々に寸法の増加する前記第1部分(14)
    が本体(11)の長さの60乃至90%程度を占めるようにし
    たことを特徴とする特許請求の範囲第2項に記載のば
    ね。
  4. 【請求項4】弾性材料の本体(11)が本体の長さの少な
    くとも40%以上、略中空部分であるようにしたことを特
    徴とする特許請求の範囲第1項乃至第3項のいずれかに
    記載のばね。
  5. 【請求項5】本体(11)が本体の長さの50乃至70%程
    度、略中空部分であるようにした特許請求の範囲第4項
    に記載のばね。
  6. 【請求項6】少くとも1つの剛性端部材が剛性の板であ
    ることを特徴とする特許請求の範囲第1項乃至第5項の
    いずれかに記載のばね。
  7. 【請求項7】前記弾性材料の本体(11)が圧縮荷重を受
    けたとき、該本体の外面(17,18)と接触するように剛
    性の支持部材(12,13)を配設したことを特徴とする特
    許請求の範囲第1項乃至第6項のいずれかに記載のば
    ね。
  8. 【請求項8】前記剛性の支持部材が前記剛性端部材の外
    方領域よりなることを特徴とする特許請求の範囲第7項
    に記載のばね。
  9. 【請求項9】前記中空部分の少くとも1部分が大気に連
    通する凹所(16)を形成していることを特徴とする特許
    請求の範囲第1項乃至第8項のいずれかに記載のばね。
  10. 【請求項10】前記本体の長さの第2部分(15)の湾曲
    した外輪郭(18)の全ての曲率中心が、第1部分(14)
    の湾曲した外輪郭(17)の曲率中心よりも第1の剛性端
    部材(12)により接近して位置することを特徴とする特
    許請求の範囲第1項乃至第9項のいずれかに記載のば
    ね。
  11. 【請求項11】前記本体の長さの第2部分(15)の湾曲
    した外輪郭(18)が前記横断面(2−2)上に位置する
    少くとも1つの曲率中心を有することを特徴とする特許
    請求の範囲第10項に記載のばね。
  12. 【請求項12】前記弾性材料の本体(11)が前記横断面
    (2−2)の位置で中空であることを特徴とする特許請
    求の範囲第1項乃至第11項のいずれかに記載のばね。
JP60066417A 1984-03-29 1985-03-29 ば ね Expired - Lifetime JPH086773B2 (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
GB8408167 1984-03-29
GB848408167A GB8408167D0 (en) 1984-03-29 1984-03-29 Vehicle suspension
GB8500274 1985-01-05
GB858500274A GB8500274D0 (en) 1985-01-05 1985-01-05 Spring

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JPS60249748A JPS60249748A (ja) 1985-12-10
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JP (1) JPH086773B2 (ja)
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