JPS5861343A - 板バネ - Google Patents
板バネInfo
- Publication number
- JPS5861343A JPS5861343A JP15991181A JP15991181A JPS5861343A JP S5861343 A JPS5861343 A JP S5861343A JP 15991181 A JP15991181 A JP 15991181A JP 15991181 A JP15991181 A JP 15991181A JP S5861343 A JPS5861343 A JP S5861343A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- leaf spring
- reinforcing fiber
- matrix resin
- fixing part
- thickness
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F1/00—Springs
- F16F1/36—Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers
- F16F1/366—Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers made of fibre-reinforced plastics, i.e. characterised by their special construction from such materials
- F16F1/368—Leaf springs
- F16F1/3683—Attachments or mountings therefor
- F16F1/3686—End mountings
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Springs (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は車輌用リーフスプリングや振動装置に使用しつ
る複合材料製板バネに関するものである〇 複合材料製板バネは従来用いられてきた一輌板バネに比
較して耐応力性に饋れ−大きな変位を取り得ること１更
には軽量化を図り得ることなどが注目を集め１鋼製板バ
ネにとって代わり得るものな期待されている。従来開発
されてきた一合材料一板バネはその要求特性を考！ｌｌ
Ｔふと補強用ｉ＆１ｉＩＩｌ！体積含有率（以下ＶＦと
称Ｔ）−をｊＯ〜り０％と高いものとしなければならな
いとされてきたが、このようにＶＦの大きな一合材料に
て作られた板バネは、その成形時にプリプレグ槓層界面
に残留応力が発生し、板バネの繰返し曲げ応力が加えら
れるとこの残留応力に基ずくと考えられる層間＠陰が生
じ、ついには破壊する現象が認められ、この点を早急に
解決することが要求されてきた。
る複合材料製板バネに関するものである〇 複合材料製板バネは従来用いられてきた一輌板バネに比
較して耐応力性に饋れ−大きな変位を取り得ること１更
には軽量化を図り得ることなどが注目を集め１鋼製板バ
ネにとって代わり得るものな期待されている。従来開発
されてきた一合材料一板バネはその要求特性を考！ｌｌ
Ｔふと補強用ｉ＆１ｉＩＩｌ！体積含有率（以下ＶＦと
称Ｔ）−をｊＯ〜り０％と高いものとしなければならな
いとされてきたが、このようにＶＦの大きな一合材料に
て作られた板バネは、その成形時にプリプレグ槓層界面
に残留応力が発生し、板バネの繰返し曲げ応力が加えら
れるとこの残留応力に基ずくと考えられる層間＠陰が生
じ、ついには破壊する現象が認められ、この点を早急に
解決することが要求されてきた。
゛また、複合材料製の板バネの機械装置への取付けは・
通常板バネの固定部に穿孔し、ボルト等にて接続されて
きたのであるが、この板バネへの穿孔により、当該部分
に於て補強用繊維が切断されるため１その＠度が着るし
く低下するという不都合な現象も認められ、このような
不都合の生じない固定部構造を有する板バネの開発が強
く要望されている０ そこで本発明者等は上述した二つの要望を満足しうる板
バネを開発することを目的として検討し、板バネのバネ
定数はＥＩ（こ−でＥは曲げ弾性率、■はｍｔ面二次モ
ーメントで−Ｔｉ×（板バネの巾）Ｘ（板バネの板厚）
〕に比例すると共に、板バネに曲げが作用したときのせ
ん断応力分布は第１図（第１図中ｙは板厚方向、２は板
巾方向、 は層関せん断応力の大きさ、丘は板バネの板
厚を示す）に示した如く、その板バネの板厚中心層で最
大となり１その内表面層では零となる分布を示すことを
利用して層閲剥馳現象による破壊がなく＼板バネの一定
部に穿孔することを要しない特殊Ｗ造を有する複合材料
製板バネよりなる本発明な完成した。
通常板バネの固定部に穿孔し、ボルト等にて接続されて
きたのであるが、この板バネへの穿孔により、当該部分
に於て補強用繊維が切断されるため１その＠度が着るし
く低下するという不都合な現象も認められ、このような
不都合の生じない固定部構造を有する板バネの開発が強
く要望されている０ そこで本発明者等は上述した二つの要望を満足しうる板
バネを開発することを目的として検討し、板バネのバネ
定数はＥＩ（こ−でＥは曲げ弾性率、■はｍｔ面二次モ
ーメントで−Ｔｉ×（板バネの巾）Ｘ（板バネの板厚）
〕に比例すると共に、板バネに曲げが作用したときのせ
ん断応力分布は第１図（第１図中ｙは板厚方向、２は板
巾方向、 は層関せん断応力の大きさ、丘は板バネの板
厚を示す）に示した如く、その板バネの板厚中心層で最
大となり１その内表面層では零となる分布を示すことを
利用して層閲剥馳現象による破壊がなく＼板バネの一定
部に穿孔することを要しない特殊Ｗ造を有する複合材料
製板バネよりなる本発明な完成した。
本発明の要旨とするところは、第一図に１１面を示した
如く板バネの板厚方向中心部に板厚の１０〜９０％に相
当する厚さにＶ、Ｆ ４１ ｏ％以下である中間層囚を
設け、その内表面層に残りの板厚に相当Ｔる厚みをは！
−等分した厚さの層でＶ、？４０〜り０％なる複合材料
層中）七設けた構造のものであり・かつ１板バネの機材
への固定部に凹凸模様の固定部が設けられていることを
特徴とする板バネにあるＯ 本発明を実施するに際して用いる補強用繊維としては炭
素繊維、ガラス繊維、芳香族ポリアミＦ＆維、シリコン
カーバイト繊維、ボロン繊維などの有機無機繊維を用い
得るが、 Ｖ、Ｆ が４１０〜７０％含まれる複合材
料層（Ｂ）は主として巌１票、ｍｍｆ：主体とする補強
用繊維層とすることによって優れた性能を有する板バネ
とすることができる〇 また、複合材料を構成するマトリックス樹脂としては破
断伸度が２％以上のものであれはいずれの合成樹脂をも
用いることができ、例えばエポキシ樹脂、不飽和ポリエ
ステル！Ｍ脂、ポリ脂、Ａｎｓｌ＆ｌ脂などの熱可塑性
極脂類な挙げることができる０ また−補強用繊維の形態としては一方向引揃え緘紬シー
ト状物、織布状物又はこれらにマトリックス樹脂を含浸
したプリプレグ類などｆ：１またマトリックス樹脂の形
態としてはフィルム状物、シート状物、ベレット状物、
粉末状物など櫨々の形態のものを用い得るが１特にシー
ト状物、フィルム状物を用いた場合、その取扱い性が良
好である点より好ましいものである０本発明を実施する
には、通常マトリックス樹脂を含浸した補強用繊維プリ
プレグシートとマトリックス樹脂のシート状物とを用意
し１第一図に示した如き構成の積層された成形木材とな
し、必要により加熱下に減圧して成形素材中の気体を除
去し１板バネの板厚に相当するスペーサーを入れ１＋の
端部の板バネの一定部となる箇所に第３図中の（コ）に
示した如き凹凸模様を備えた加熱プレス機中に入れプレ
ス成形することによって本発明の板バネとすることがで
きる・上記本発明の実施に際し成形素材中に含まれる空
気やその低気体となり易い物資の除去はマトリックス樹
脂が流動性を示す温度以上で１熱硬化性樹脂の場合には
その硬化開始温度以下の温度で、その他の樹脂の場合に
はその分解温度以下であることが必要である０ 不発明の板バネは従来開発されてきたＶ、Ｆ３０〜７０
％の複合材料製板バネに比べてＶ、Ｆが１０Ｎ４１０％
と極めて低いため１成形素材中よりその成形工程でボイ
ド発生に素因となる空気などの気体の除去が極めて容易
であり１簡便なプレス成形によってボイドレスの板バネ
を作ることができると共に、従来開発されてきた複合材
料用素材では板バネ端部への凹凸模様の賦型は極めて困
麹なものであったが１本発明の構成素材とすることによ
ってその賦形は極めて容易に行なうことができる０ この凹凸模様に波形状のものの他、凹凸差が約ｌ−以上
の凹凸模様のものであれば板バネの固定部として十分に
用いることができ、従来開発されてきた複合材料極板バ
ネの固定部の如く板バネに穿孔する必要はないため補強
用−維の切断が・なく板バネとしての特性を十分に発揮
することができる０ また本発明の板バネはその表面層にＶ、Ｆ ４４０〜７
０％の補強ｓｔｍ複合材料層が形成されており、その中
心部層は■、Ｆ ＩＩＯ％以下のマトリックス樹脂を中
心とする中心層となっているため１極めて優れたバネ特
性を発揮すると共に１内ｓ企による破損もなく優れた板
バネとして使用することができる。
如く板バネの板厚方向中心部に板厚の１０〜９０％に相
当する厚さにＶ、Ｆ ４１ ｏ％以下である中間層囚を
設け、その内表面層に残りの板厚に相当Ｔる厚みをは！
−等分した厚さの層でＶ、？４０〜り０％なる複合材料
層中）七設けた構造のものであり・かつ１板バネの機材
への固定部に凹凸模様の固定部が設けられていることを
特徴とする板バネにあるＯ 本発明を実施するに際して用いる補強用繊維としては炭
素繊維、ガラス繊維、芳香族ポリアミＦ＆維、シリコン
カーバイト繊維、ボロン繊維などの有機無機繊維を用い
得るが、 Ｖ、Ｆ が４１０〜７０％含まれる複合材
料層（Ｂ）は主として巌１票、ｍｍｆ：主体とする補強
用繊維層とすることによって優れた性能を有する板バネ
とすることができる〇 また、複合材料を構成するマトリックス樹脂としては破
断伸度が２％以上のものであれはいずれの合成樹脂をも
用いることができ、例えばエポキシ樹脂、不飽和ポリエ
ステル！Ｍ脂、ポリ脂、Ａｎｓｌ＆ｌ脂などの熱可塑性
極脂類な挙げることができる０ また−補強用繊維の形態としては一方向引揃え緘紬シー
ト状物、織布状物又はこれらにマトリックス樹脂を含浸
したプリプレグ類などｆ：１またマトリックス樹脂の形
態としてはフィルム状物、シート状物、ベレット状物、
粉末状物など櫨々の形態のものを用い得るが１特にシー
ト状物、フィルム状物を用いた場合、その取扱い性が良
好である点より好ましいものである０本発明を実施する
には、通常マトリックス樹脂を含浸した補強用繊維プリ
プレグシートとマトリックス樹脂のシート状物とを用意
し１第一図に示した如き構成の積層された成形木材とな
し、必要により加熱下に減圧して成形素材中の気体を除
去し１板バネの板厚に相当するスペーサーを入れ１＋の
端部の板バネの一定部となる箇所に第３図中の（コ）に
示した如き凹凸模様を備えた加熱プレス機中に入れプレ
ス成形することによって本発明の板バネとすることがで
きる・上記本発明の実施に際し成形素材中に含まれる空
気やその低気体となり易い物資の除去はマトリックス樹
脂が流動性を示す温度以上で１熱硬化性樹脂の場合には
その硬化開始温度以下の温度で、その他の樹脂の場合に
はその分解温度以下であることが必要である０ 不発明の板バネは従来開発されてきたＶ、Ｆ３０〜７０
％の複合材料製板バネに比べてＶ、Ｆが１０Ｎ４１０％
と極めて低いため１成形素材中よりその成形工程でボイ
ド発生に素因となる空気などの気体の除去が極めて容易
であり１簡便なプレス成形によってボイドレスの板バネ
を作ることができると共に、従来開発されてきた複合材
料用素材では板バネ端部への凹凸模様の賦型は極めて困
麹なものであったが１本発明の構成素材とすることによ
ってその賦形は極めて容易に行なうことができる０ この凹凸模様に波形状のものの他、凹凸差が約ｌ−以上
の凹凸模様のものであれば板バネの固定部として十分に
用いることができ、従来開発されてきた複合材料極板バ
ネの固定部の如く板バネに穿孔する必要はないため補強
用−維の切断が・なく板バネとしての特性を十分に発揮
することができる０ また本発明の板バネはその表面層にＶ、Ｆ ４４０〜７
０％の補強ｓｔｍ複合材料層が形成されており、その中
心部層は■、Ｆ ＩＩＯ％以下のマトリックス樹脂を中
心とする中心層となっているため１極めて優れたバネ特
性を発揮すると共に１内ｓ企による破損もなく優れた板
バネとして使用することができる。
本発明の板バネの機械装置への装着は第３図中の（３）
に示した如き座金な用いＵボルトによって固定すればよ
い０ 以下実施例により本発明を更に詳細に説明丁実施例 ｌ 一方向引揃え炭素１維シートにエポキシＩ／ｋＪＩ１１
を含浸した樹脂含有率Ｊ２ｊｖｔ％、厚さａｔＳ■のプ
リプレグと厚さＱＪＫ鵬のエポキシＳｔ＊フィルム（ｆ
ｌとを用意し、炭素繊維の配列方向が板バネの長さ方向
にあるものを０とし、Ｌ角方向に配するものを９０°と
して、 θ°／ ０６／ ９０６／ ＣＰ／ ９００／ ０’／
？ ０°／（ｆ）１０ｃ１／（ｆ）／ ０６／ ｉｆ
）／ ０７Ｃ１）／ ００／ ＜り／ ００／ （り／
９０６１０’７９０°１０°／ ｑ ｄ’／ ｏ７ｏ
’なる検層４１成となるように積層し１ｏｏｃで３０分
間減圧下に脱泡処理した□ この脱泡処理した積層材を第３図（３〕に示す如きｌ１
ｌｌｌｆ！ｉ６＆：凹凸模様を有するプレス成形機に入
れ両端部に７−のスペーサを介し１加熱プレス成形する
ことによって第３図に示す如き構造の板バネを作成した
・ 得られた板バネはボイドレスのものであり、中心層のＶ
、Ｆ はコＯ％表面層のＶ、Ｆ は１５％であった
０板バネとして使用しても内ｓ走に基ずく破壊は生じな
かった・ 実施例 コ え炭素ｓｉｎシートを接合した厚さ０コＯ−のプリプレ
グとを用意し、実施例ノと同一の槓層卿成と実施例１と
四−の金型を用いコｊ０Ｃで１０ｑ／ｄの圧力をかけて
プレス成形することによって第２図に示した如き凹凸模
様を有する板バネを作成した。
に示した如き座金な用いＵボルトによって固定すればよ
い０ 以下実施例により本発明を更に詳細に説明丁実施例 ｌ 一方向引揃え炭素１維シートにエポキシＩ／ｋＪＩ１１
を含浸した樹脂含有率Ｊ２ｊｖｔ％、厚さａｔＳ■のプ
リプレグと厚さＱＪＫ鵬のエポキシＳｔ＊フィルム（ｆ
ｌとを用意し、炭素繊維の配列方向が板バネの長さ方向
にあるものを０とし、Ｌ角方向に配するものを９０°と
して、 θ°／ ０６／ ９０６／ ＣＰ／ ９００／ ０’／
？ ０°／（ｆ）１０ｃ１／（ｆ）／ ０６／ ｉｆ
）／ ０７Ｃ１）／ ００／ ＜り／ ００／ （り／
９０６１０’７９０°１０°／ ｑ ｄ’／ ｏ７ｏ
’なる検層４１成となるように積層し１ｏｏｃで３０分
間減圧下に脱泡処理した□ この脱泡処理した積層材を第３図（３〕に示す如きｌ１
ｌｌｌｆ！ｉ６＆：凹凸模様を有するプレス成形機に入
れ両端部に７−のスペーサを介し１加熱プレス成形する
ことによって第３図に示す如き構造の板バネを作成した
・ 得られた板バネはボイドレスのものであり、中心層のＶ
、Ｆ はコＯ％表面層のＶ、Ｆ は１５％であった
０板バネとして使用しても内ｓ走に基ずく破壊は生じな
かった・ 実施例 コ え炭素ｓｉｎシートを接合した厚さ０コＯ−のプリプレ
グとを用意し、実施例ノと同一の槓層卿成と実施例１と
四−の金型を用いコｊ０Ｃで１０ｑ／ｄの圧力をかけて
プレス成形することによって第２図に示した如き凹凸模
様を有する板バネを作成した。
板バネの表面層のＶ、Ｆ は月〕であり中心層のＶ、
Ｆ は−〇−であり、バネ特性は極めて良好であり、
また使用時に於ける内Ｗ６企破壊は生じにくかった＠ま
た座金とＵポルトによる機器への取付は性も良好であっ
た６
Ｆ は−〇−であり、バネ特性は極めて良好であり、
また使用時に於ける内Ｗ６企破壊は生じにくかった＠ま
た座金とＵポルトによる機器への取付は性も良好であっ
た６
図は本発明の板バネの固定部を座金により取付けたとき
の状態図である・ 特許出願人 三菱レイ冒ン株式会社 ４駅 一二＝）［・ ブ １（；［）
の状態図である・ 特許出願人 三菱レイ冒ン株式会社 ４駅 一二＝）［・ ブ １（；［）
Claims (1)
- （１） 板厚方向中心部に板厚の２０〜９９％に相当
する厚さに補強用繊維体積含有率がａＯ％以下である中
間層偽）が配され１その画表ｒｆ［ＩＩＩ＃に残りの板
厚に相当する厚みをは！−等分した厚さの層で補強用線
維含有率が４！０〜りＯ修なる複合材料層（Ｂ） ｔ−
配された構造の板バネであって、かつ１板バネの機材へ
の固定部に凹凸模様の固定部が設けられていることを物
故とする板バネ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15991181A JPS5861343A (ja) | 1981-10-07 | 1981-10-07 | 板バネ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15991181A JPS5861343A (ja) | 1981-10-07 | 1981-10-07 | 板バネ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5861343A true JPS5861343A (ja) | 1983-04-12 |
| JPS6350571B2 JPS6350571B2 (ja) | 1988-10-11 |
Family
ID=15703852
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15991181A Granted JPS5861343A (ja) | 1981-10-07 | 1981-10-07 | 板バネ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5861343A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4720088A (en) * | 1983-05-18 | 1988-01-19 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical system supporting device |
| US4762307A (en) * | 1984-10-25 | 1988-08-09 | Isoport Verbundbauteile G.M.B.H. | Leaf spring of plastic material and method for its manufacture |
| WO2013181195A1 (en) * | 2012-05-30 | 2013-12-05 | Hendrickson Usa, L.L.C. | Energy storing suspension components having retention recesses |
| DE102018215940A1 (de) * | 2018-09-19 | 2020-03-19 | Zf Friedrichshafen Ag | Kunststoffblattfeder |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5425986A (en) * | 1977-07-29 | 1979-02-27 | Toray Ind Inc | Leaf spring of fiber reinforced plastic |
| JPS5479343A (en) * | 1977-12-06 | 1979-06-25 | Toray Ind Inc | Flat spring in fiber reinforcing resin |
-
1981
- 1981-10-07 JP JP15991181A patent/JPS5861343A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5425986A (en) * | 1977-07-29 | 1979-02-27 | Toray Ind Inc | Leaf spring of fiber reinforced plastic |
| JPS5479343A (en) * | 1977-12-06 | 1979-06-25 | Toray Ind Inc | Flat spring in fiber reinforcing resin |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4720088A (en) * | 1983-05-18 | 1988-01-19 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical system supporting device |
| US4762307A (en) * | 1984-10-25 | 1988-08-09 | Isoport Verbundbauteile G.M.B.H. | Leaf spring of plastic material and method for its manufacture |
| WO2013181195A1 (en) * | 2012-05-30 | 2013-12-05 | Hendrickson Usa, L.L.C. | Energy storing suspension components having retention recesses |
| US9050870B2 (en) | 2012-05-30 | 2015-06-09 | Hendrickson Usa, L.L.C. | Energy storing suspension components having retention recesses |
| US9415654B2 (en) | 2012-05-30 | 2016-08-16 | Hendrickson Usa, L.L.C. | Energy storing suspension components having retention recesses |
| US9796231B2 (en) | 2012-05-30 | 2017-10-24 | Hendrickson Usa, L.L.C. | Energy storing suspension components having retention recesses |
| DE102018215940A1 (de) * | 2018-09-19 | 2020-03-19 | Zf Friedrichshafen Ag | Kunststoffblattfeder |
| DE102018215940B4 (de) | 2018-09-19 | 2022-01-20 | Zf Friedrichshafen Ag | Kunststoffblattfeder |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6350571B2 (ja) | 1988-10-11 |
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