JPS58501868A - 弾性構造体 - 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】 この発明は、本書の特許請求の範囲の第１項に記載したとおりの形式の、力を弾 性によって吸収するバネ要素に関する。

２つないしそれ以上の弾性バネ部材で構成される既知のバネ持されている。この ような構造のバネ要素においては必然的に、バネ・ストローク（Ｆｅｄｅｒｗｅ ｇ）としてバネ要素の構造高さの一部しか利用されないという不都合を伴う。す なわち部材は、伸長量が極めて小さく、バネの構造高さの一部にしか作用を及ぼ さず、この部分は最早バネ・ストロークとして利用されない。

この不都合は、バネ装置を形成すべく複数のバネ要素を、例えば弾性面として、 左右に隣接して配設する場合にも生じる。

またさらに、中央を支持したバネ杆端点に別のバネ杆の端点を接続して分岐構造 のバネ要素を形成するという方法も考案されているが、このバネ要素においては 、集中荷重が作用する場合、天秤のようにバネ杆の中央に固定されている部材が この中にして揺動し、荷重がそれる恐れがある。

本発明は、構造高さのほととんどすべてをバネ・ストロークとして利用できるバ ネ要素を実現することを目的として、広い範囲にわたって構造高さが小さいにも 拘ら１′様々な使用条件に適応するバネ特性を有し、複数のバネ要素を組合わせ たバネ装置においても構造高さ全体をバネ・ストロークとして利用できるバネ要 素を提供するものである。本発明のバネ要素はまた、集中荷重を処理するか、広 い面に分布した荷重を処理するかの別に関係なく、バネで支持すべき力に対して 可能な限り単一の支持力を対応させる。

本発明は、少なくとも１つの閉じた湾曲部材列（Ｋｕｒｖｅｎｚｕｇ）が設りら れており、そのの中の相対向する÷株辷少なくとも２つの被結合部材が１つの結 合部材によって、被結合部材端点からから一定距離だけ隔たった点において結合 されており、一方の荷重は両波結合部材の端点を結合する少なくとも１つの自由 部材に作用し、他方の荷重は結合部材に作用し、少なくとも１つの荷重が、被結 合部材との結合点から一定距離だけ離間している結合部材ならびに自由部材の各 点に作用することと、Ａ〉被結合部材、Ｂ）自由部材、Ｃ）結合部材の３つの部 材によって少なくとも２つのバネ部材あるいは対バネ部材が構成されていること を特徴とする。

本発明の１実施形態においては、両波結合部材は曲げ弾性、ねじり弾性の一方ま たは両方を備えている。

ここに言う”端点”とは、１つの湾曲部材列における１つの被結合部材の結合点 を麿、味する。後で説明するとおり、複数の湾曲部材列を梯子状に前後に並べて 配列し、被結合部材を複数の湾曲部材列に渡すことも可能である。このような構 成においては、１つの湾曲部材列の被結合部材の端点は隣接する湾曲部材列の被 結合部材の端点に密接しているがまたはこれと合体している。

以下いくつかの実施例を示した添附図面を参照しながら本発明を詳述する。

第１図は、基本要素として構成されたバネ要素の三次元図である。

第２図は、もう１つの基本要素として構成されたバネ要素の三次元Ｍである。

第３図は、第１図または第２図に示した基本要素のバリエーションの三次元図で ありバネ要素の部材はすべて１つの面内に位置している。

第４図は、基本要素の三次元図であり、部材は２つの面に配置されている。

ある。

第７図は、第２図のバネ要素を一列に並べて剛直支持したバネ装置の三次元図で ある第８図は、第１図のバネ要素を４つ用いて構成したバネ装置の三次元図であ る。

第９図は、ベッド・マットとして構成された第８図のバネ装置の三次元図である 。

第１０図は、第９図のＸ−ｘ縦断面図である。

第１１図は、第１０図と同じ断面図であるが、支持桟が一体構造になっている。

第１２図は、ベッド・マットのバリエーションの断面図である。

第１図に示すバネ要素は、本発明のバネ要素において可能な最小限度の数の部材 で構成されているため、基本要素と考えることができる。

月３とから成る矩形で構成されている。バネ要素はその結合部材２の中央におい て、支持して、自由部材１も剛直材とすることができる。

第２図の実施例においては、２つの支持台４があり、この場合は被結合部材２に 比べ本発明のバネ要素の機能の仕方は以下のとおりである：第１図のバネ要素の 上面に層間 中央に接続しているその端点の距離が短くなる。被結合部材３の端点は、弾性の 極めて乏へ しいあるいは完全に剛直な自由部材１に固定されており、弾性材としての被結合 部材３の中点は、一方では結合部材２の端点を下方向に追従づるが、他方バネ要 素に関して言えばまた内に向かっても追従する。従って被結合部材３は曲げもね じりも負担する。例えば自由部材１の上に載せた物体が移行でき惨灸手働≠寺る 、本発明のバネ要素のバネ・ストロークは、両自由部材１の間で仮想の等しい高 さに位置する図示していない物体の底が結合部材２の上面に載るまでの、１つの 自由部材１と１つの被結合部材３との厚み（Ｓｔａｒｋｅ）の合計に等しい。

第２図に示すバネ要素も同じように機能するが、荷重作用点Ｆ１に集中荷重が作 用する時のバネ・ストロークは、１つの自由部材１と１つの被結合部材３との厚 みの合計に支持台４の高さを加えた値に等しい。

第１．２図の点６は固定結合点であり、これを介してバネ要素の部材が結合され ている。しかしまた、バネ要素の部材間に、剛直な、あるいは弾性を有する（ゴ ム製）スペー示すとおり、バネ要素の基本構造を変えることなく部材を１つの面 に位置さぜるＳとも可能である。第３図に示すバネ要素は第１図に示すハネ要素 とほぼ同じであり、同じ部材は同じ番号で示′ｔＪｏこの実施例にａ５いては部 材は同一面内に有り、従って２つの荷重作用辺Ｓ、Ｆはほぼ同一面内にある。こ のバネ要素は例えば導管１２を弾性的に吊上げるのに利用でき、バネ要素は弾性 二叉具］１によって荷重作用点Ｆ１．Ｆ２を例えば屋根１３に懸架し、導管１２ は荷重作用点Ｓ１に吊るす。

第４図のバネ要素は第３図に示すバネ要素に似ているが、部材は２つの異なる面 内に位置している。一方の面は２つの自由部材１（支持台Ｆ１．Ｆ２に荷重支持 点がある）と２つの被結合部材３とて一構成されているが、他方の面は結合部材 ２だりで構成されているしくは中点に可動に結合すれば、被結合部０３６弾性の 乏しい、あるいはほぼ完全に剛直な構造とすることができ、自由部材１ならびに 結合部材２は共に同じように曲げ荷重を負担し、被結合部材３の中点ならびに端 点は共に同じ量だ（プ内側に変位する。

本書の特許請求範囲の第１項に記載する部材の配置方法ならびに荷重支持方法は 、第１へ一４図に示づ本発明の実施形態の基本的条件であるが、部材の配置を変 えることによって、剛直結合の場合にバネ要素に荷重が作用する時の相異なる変 形によって、被結合部材３にねじりと曲げの両方の挙動を行なわせることができ る。部材の形状設計ならびに配置、材料の選択によって、このバネ要素のバネ特 性をさらに広い範囲の用途に適応せしめることが出来る。

部材列１．３．１．３が梯子状に配列されており、２つの隣接する湾曲部材列が 各々１つの被結合部材３を共有しており、自由部材１は梯子の竪固になっている 。２つの基本要素の土に渡されている２つの自由部材１が面積の大きい可動荷重 作用辺「を形成している。

従って荷重作用点の数も多い。この実施例については特に、横方向、すなわち部 材１に対して直角方向の安定性が相対的に低いことに注意する必要がある。これ に対して縦方向の安定性は大きく、大きな荷重を負担できる。本発明のバネ要素 は、支持台４の固定の安定性に依存して、自由部材１に対して直角方向にもバネ 作用を有しており、バネ要素の面内に置いて荷重が作用する時、結合部材２は支 持台４の固定点を中心にしてバネ要素の面内で一屈曲し、また斜下方向に荷重が 作用４る場合は下方向にも圧縮されてねじられる。

第５図に示すバネ装置の支持台４は脅４−に換えることができ、この紫を利用し てバネ装置を立てることができ、第６図に示すバネ装置を例えば安全側根（Ｓｉ ｃｈｅｒｈｅｉｔｓｐｌａｎｋｅ）として使用づることができる。

第１図に示す基本要素を一列に並ぺると、第７図に示すようなバネ装置になる。

この実施例における支持台４は一本の縦通支持梁４−であり、この梁の上に複数 の結合部材２が配設されている。この実施例においては、梯子の竪固は被結合部 材３で構成されており、隣接する２つの湾曲部材列は各々１つの自由部材１を共 有している。結合部材２には各々１つの荷重作用点Ｓ］があるだけであるが、自 由部材１には任意の数の荷重作用点ＦＮを設けることができる。

第１図の基本要素を第５，７図に従って組合わせると、第８図に示すようなバネ 装置になる。第８図の実施例においては、２つのバネ要素が第７図のバネ装置の 前後に組付けられており、この場合は被結合部材３ばかりでなく、自由部材１も 一本の部材となっている。この実施例においては、２つの隣接する梯子が各々１ つの被結合部材３と１つの自由部材１を共有するように、２つの湾曲部材列１． ３．１．３が梯子状に同一面内にならべられている。

ベッド・マット用バネ装置ならびにその断面図を各々第９図、第′１’ｏｍに示 す。第９図に示す実施例においては、梁として構成された２つの支持台４が１つ の支持脚７の上に載っている。支持台４の上には結合部材２および、被結合部材 ３を介してすの十待姐自由部材１が固定されている。マット１０を囲む架橋９は 支持脚７で自由支持する（第１０゜］コ図〉かまたは、自由部材１の間で、自由 部材１の縁に設けられた被結合部材３に木片２〜＜ＫＩＯｔＺ）で結合する（第 １２図）。

第９図のバネ装置は、１つのバリエーションとして、第１１図に示すごとく雨中 間被結合部材３を単一部材とすることが出来るが、その他の構造は第１０図に示 すとおりである。

以上の他にも、基本要素を様々な形で組合わせることにより、可動荷重作用辺が ほぼ均一な弾性を有するコつの平坦面を有し、少なくとも２基本要素列を平行に 配列することにより横方向の安定性を確保したことを特徴とする様々バネ装置を 設計できる。いがなる実施形態においても部材は位置をずらして配設されており 、バネ作用の際にその挙動が妨げられることがなく、バネ装置の全高がバネ・ス トロークとして活用される。

本発明のバネ装置の部材の素材としては、プラスチック、木、金属など様々な材 層を使用できる。部材はまた形材や偏平中空材とすることが出来る。

本発明の応用範囲は無限に近い。本発明のバネ装置は、本書で紹介したベッド・ マツ１〜、案内側板、導管吊上げ手段としての他に、着岸時の船舶の保護手段と しても利用できる。また重量機械の弾性据（」ｉ−Ｊ用にも利用できる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．、　部材に作用する荷重をこれに対する反力または一定の角度をもって作用 する支持力でもって相殺するバネ要素にて、少なくとも１つの閉じた湾曲部材列 （１，３，１，３）が設けられており、部材の中の相対向する÷鵠→少なくとも ２つの被結合部材（３）が１つの結合部材〈２）によって、被結合部材（３）の 端点からから一定距離だけ隔たった点に４３いて結合されており、一方の荷重は 両波結合部材（３）の端点を結合する少なくとも１つの自由部０（１）に作用し 、他方の荷重は結合部材（２）に作用し、少なくとも１つの荷重が、被結合部材 （３）との結合点から一定距離だけ離間している結合部材（２）ならびに自由部 材（１）の各点に作用（ることと、△）被結合部材（３）、Ｂ）自由部材（１） 、Ｃ）結合部材（２）の３つの部材によって少なくとも２つのバネ部材あるいは 灼バネ部材が構成されていることを特徴とするバネ要素。 ２、、　クレーム１に記載したとＪラリのバネ要素にて、３つの部材または対部 材Ａ、Ｂ、Ｃが高さの異なる３つの面内に位置しておりかつ相与に結合されてい ることを特徴とづるバネ要素。 ３゜　クレーム１または２に記載したとおりのバネ要素にて、両波結合部材（３ ）が曲げまたはねじり、あるいはその両方の挙動を行なえるように設訓されてい ることを特徴とするバネ要素。 ４３、クレーム１または３に記載したとおりのバネ要素にて、湾曲部材列（１， ３，１゜３）と結合部材（２）が同一面内に位置していることを特徴とするバネ 要素（第３図）。 ５ｏ　クレーム１または３に記載したとおりのバネ要素にて、結合部材（２）が 、特定の位置において湾曲部材列（１，３，１，３）の結合部材の」−に位置し ていることを特徴とするバネ要素（第４図）。 ６ｏ　クレーム１〜５のいずれかに記載したとおりのバネ要素にて、複数の閉じ た湾曲部材列（１，３，１，３）が梯子状に隣接して配列されており、２つの隣 接する湾曲部材列が各々１つの被粘合部材（３）を共有しており、自由部材（１ ）が梯子の竪固になっていることを特徴とするバネ要素（第５，６図）。 ７゜　クレーム１〜５のいずれかに記載したとおりのバネ要素にて、複数の閉じ た湾曲部材列（１，３，１，３＞が梯子状に隣接して配列されており、２つの隣 接づる湾曲部材列が各々１つの被結合部材（３）を共有しており、被結合部材（ ３）が梯子の竪固になっていることを特徴とするバネ要素（第７図）。 ８゜　クレーム６または７に記載したとおりのバネ要素にて、梯子状に前後に配 列された少なくとも２つの湾曲部材列が１つの面内に位置しており、隣接する２ つの部材列が各々−木材としての被結合部材（３）または自由部材（１）または その両方を共有していることを特徴とするバネ要素（第８図）。 ９゜　クレーム６または７に記載したとおりのバネ要素にて、梯子状に前後に配 列された少なくとも２つの湾曲部材列＜１．３．１．３）が１つの面内において 一定の間隔（ａ）をおいて配列されており、１つの部材列の自由部材（１）が間 隔（ａ）を渡って別の部材列の自由部材に達していることを特徴とするバネ装置 （第９図）、。 １００　クレーム１〜９のいずれかに記載したとおりのバネ装置にて、３つの部 材あるいは対部材の中の少なくとも２つの間にスペーサが介装されていることを 特徴とするバネ要素。 １１゜　クレーム１〜］Ｏのいずれかに記載したとおりのバネ要素にて、構成部 材が相ｎに剛直結合されていることを特徴とするバネ要素。 １２゜　クレーム１〜１０のいずれかに記載したとおりのバネ要素にて、構成要 素が相体に可動結合されていることを特徴とするバネ要素。