JPS5834690B2 - 重ね板ばね装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は重ね板ばね装置に関し、特に主板ばねおよびこ
れより短かい補助板ばねを有する重ね板ばね装置に関す
る。

主板ばねおよびこれと等長の補助板ばねを備え、主板ば
ねの負荷点に加えられる荷重が所定値を超えたとき両板
ばねが相互に当接することにより、上記所定荷重におい
て荷重特性が折線状に変化するようにした、いわゆる２
段特性を有する重ね板ばね装置は従来から知られている
。

このような従来装置においては補助板ばねが主板ばねと
等長であるから重量が大であり、これを改善するため補
助板ばねを短かくしようとしても、この場合における主
板ばねの応力分布を均等化させ得るような手段は未だ確
立されていない。

本発明は上記事情のもとになされたもので、その目的と
するところは、補助板ばねを主板はねよりも短かく設定
して重量を軽減するとともに、主板ばねを応力分布が均
等となるように形成した重ね板はね装置を提供すること
にある。

以下、本発明につき図面を参照しながら説明する。

第１図において有効長がＬの主板ばね１と、有効長がｔ
の補助板ばね２とは相互に厚さ方向に重合され、それぞ
れの基部３および４が取付けられた支持手段５を介して
各長手方向両側（図は各−側のみを示す）が片持梁状に
支持されている。

主板ばね１および補助板ばね２は、それぞれの長手方向
中央６から負荷点７および８までの長さり。

および１．が０，３≦（、ｇ、／Ｌ、）≦０．８の条件
を満していることが望ましい。

そして、主板はね１の負荷点７に加えられる荷重Ｐ／２
を支持し、所定荷重Ｐｏに対しＰくＰ。

の領域においては主板ばね１のみがばね動作をなすとと
もに、Ｐ≧Ｐｏの領域においては主板ばね１の肩部９が
補助板ばね２の負荷点８と当接することにより画板はね
１，２が共にばね動作をなすように構成されている。

いま、荷重Ｐが最大値Ｐｍになったとき主板ばね１の基
部３および肩部９における応力をそれぞれσ およびσ
断面係数をそれぞれＺ。

およびＣ６％ Ｚｅとし、肩部９における伝達荷重をＰｌとすればσ
＝（Ｐ Ｌ−２Ｐ、７）／２Ｚ ・・・（１
）Ｃｍ Ｃσ
。

−Ｐｍ（Ｌ−ｔ’）／２ Ｚ ｅ・（２）であるから、
α＝Ｐ、／Ｐｍ、β＝（Ｌ−ｔ）／Ｌとおいてσ。

−σ８となる条件を求めると、式（１）および（２）か
ら Ｚｏ／Ｚ８＝（１−２α（１−β）〕／β ・（３
）が得られる。

主板はね１の断面が一定幅すの矩形状をなしているもの
とし、かつ肩部９および基部３における厚さがそれぞれ
ｔ およびｔ。

であるとすれば、Ｚｏ＝ ｂｔ、７／６ 、 Ｚ ｏ＝
ｂｔｅ！／６であるから、これらを式（３）に代入し
て ｔ ｏ／ｌ ｅ−（（１−２α（１−β）〕／β）％
・・・（４）が得られる。

主板はね１の負荷点７から基部３方向に測った長さを又
とし、（Ｌ−、ｆｆ）≦Ｘ≦Ｌの領域において主板ばね
１の応力が均等となるような厚さｔｘを求めると、長さ
Ｘの位置における曲げモーメントＭは Ｍｘ−（ＰＬ、ｎ／／２）Ｘ−Ｐｌ〔Ｘ−（Ｌ−ｔ）〕
であるから、該位置における応力σ、は、断面係数をＺ
ｘとして σｘ＝（（Ｐｍ／２）／ｘ−Ｒ〔Ｘ−（Ｌ−７）））／
Ｚ、 −（５）となる。

Ｚ −ｂｔ２／６としてσ、＝σ。を満す条ｘ
Ｘ 件を求めると、式（２）および（５）からｔｘ−１ｅ（
〔Ｘ−２α（ｘ−Ｌ＋ｔ）”Ｊ／（Ｌ−ｔ’））Ｖ２
・・・（６）が求められる。

すなわち、ｔｘ−ｔｅ（Ｃｘ−２（ｐ、Ａ餅（ｘ Ｌ＋
Ｚ）：］／（Ｌ Ｚ）”・・（７）を満すように各部を
設定すれば（Ｌ−１’）≦Ｘ≦Ｌの領域においてＰｍに
対し均等な応力分布となる。

また、０≦Ｘ≦（Ｌ−４）の領域において均等な応力分
布となるためには ｔｘ ＝ ｔｅ （ｘ／（Ｌ 、ｆｆ） ）％とすれば
よい。

第１表および第２表に、上述のようにして横取された本
発明の一実施例Ａ（第２図）と、これとほぼ同等なはね
定数を有する従来装置Ｂ（図示略）との寸法諸元および
特性諸元を比較して示す。

第２表かられかるように、上記実施例においては応力分
布を均等化させたことにより、従来装置に比し重量が約
８％軽減されるとともに最大応力も主板はねにおいて約
２係、補助板はねにおいて約６係、それぞれ軽減されて
いる。

また、上記実施例Ａにおいては主板ばね１・・・の各肩
部９・・・にそれぞれ凸部１０・・・を形成したので複
数の主板ばねを重合しであるにも拘らず各肩部９・・・
における荷重伝達が確実かつ円滑に行なわれる。

なお、本発明は上記実施例のみに限定されるものではな
く、たとえば主板はねおよび補助板ばねの数はそれぞれ
任意に設定してよい。

また、第３図に例示するように主板ばねの厚さ方向両側
にそれぞれ補助板はね２，１１を設けるようにしてもよ
い。

その他、本発明の要旨とするところの範囲内において種
々な変更ないし応用が可能である。

本発明は、上述したように補助板ばねの有効長ｔを主板
はねの有効長りより短かく設定し、かつ主板はねの負荷
点から距離Ｘの位置における厚さｔＸがＯ≦Ｘ≦（Ｌ−
４）の範囲においてはｔｅ （ｘ／（Ｌ −，５） ）
Ｍと、（Ｌ−、ｆｆ）≦Ｘ≦Ｌの範囲においてはｔｅ（
（ｘ−２（ＰＩ／ＰｍＸｘ−Ｌ＋／、） ）／（Ｌ −
／、） ） ’と、それぞれほぼ相等しくなるようにし
たことを特徴とするものである。

ただし、Ｐ、は主板ばねに最大荷重屯が加えられたとき
補助板はねに伝達される荷重、ｔｅは主板ばねの肩部の
厚さである。

したがって、補助板ばねを短かく形成するとともに、主
板ばねを最大荷重に対し応力分布が均等となるように形
成したので、全重量を軽減し得るとともに最大応力値を
も軽減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本構成を示す説明図、第２図は本発
明の一実施例を示す切欠側面図、第３図は同側の変形例
を示す切欠側面図である。 １・・・・・・主板ばね、２，１１・・・・・・補助板
ばね、７゜８・・・・・・負荷点、９・・・・・・肩部
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 相互に厚さ方向に重合され所定値を超える荷重が加
   えられた場合のみ共同する主板ばねおよび補助板ばねを
   有し荷重特性が段階的に変化するようにしたものにおい
   て、上記補助板ばねの有効長ｔを上記主板ばねの有効長
   りより短かく設定し、かつ主板ばねに最大荷重Ｐｍが加
   えられたとき補助板ばねに伝達されるＰｌ、補助板ばね
   の負荷点と当接する主板ばねの肩部の厚さをｔｅとした
   とき、主板ばねの負荷点から距離Ｘの位置における厚さ
   ｔｘが、Ｏ≦Ｘ≦（Ｌ−ｔ）の範囲においてはｔｅ（ｘ
   ／（Ｌ−、／、） ）％と、（Ｌ−、／、）≦Ｘ≦Ｌの
   範囲においてはｔｅ（（ｘ−２（Ｒ／Ｉ、、） （ｘ−
   Ｌ＋Ｌ））／（Ｌ −ｔ’）’ｒＡと、それぞれほぼ相
   等しくなるようにしたことを特徴とする重ね板ばね装置
   。