JPS5877941A - 繊維強化樹脂製板ばね - Google Patents
繊維強化樹脂製板ばねInfo
- Publication number
- JPS5877941A JPS5877941A JP17499381A JP17499381A JPS5877941A JP S5877941 A JPS5877941 A JP S5877941A JP 17499381 A JP17499381 A JP 17499381A JP 17499381 A JP17499381 A JP 17499381A JP S5877941 A JPS5877941 A JP S5877941A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- reinforcing fibers
- leaf spring
- fiber
- layer
- young
- 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
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、繊維強化樹脂製板ばねに係シ、特に異種の強
化繊維で形成される層間に応力の不連続部が生じないよ
うにした繊維強化樹脂製板にねに関する。
化繊維で形成される層間に応力の不連続部が生じないよ
うにした繊維強化樹脂製板にねに関する。
従来、繊維強化樹脂製板ばね及びその製造方法について
は種々の提案がなされているが、一般に用いられている
プリプレグ方式のものにおいては、ヤング率の大幅に異
なる少なくとも２種類の強化繊維、例えば炭素繊維及び
ガラス繊維を夫々別個に樹脂で被覆して薄板のプリプレ
グとなし、これを適宜重重ね合せて各強化繊維の層を形
成し、マトリックス樹脂で一体成形し又は各層を接着剤
で接着して板ばねとしていた。この場合、各強化繊維の
層の中で杜、異種の強化繊維が混紡されること社ないた
め、第１図、第２図及び第４図に示すような繊維強化樹
脂製板ばね１においては、一方の強化繊維、例えば炭素
繊維Ｃ（図中破線で示す）の層１ｃと、他方の繊維、例
えばガラス繊維Ｇ（図中実線で示す）の層ＩＧとの間に
は明確な境界２が存在し、骸境界の板厚方向の両側では
、強化繊維の種類が全く異なシ、従って該相隣る２つの
層ｌＣ＃ＩＧではヤング率Ｅが急激に異なる構成となっ
ている。即ち繊維強化樹脂製板ばね１は、例えば炭素繊
維Ｃの層１ｃが上下の表層部に形成され、ガラス繊維Ｇ
の層ＩＧは中層部に形成されていて、各層間には、Ｍ４
図グに吃示すように明確な境界２が存在し、該境界にお
いては、第６図に示すように、引張応力σｔ 及び圧縮
応力σ。のいずれにおいても応力の不連続部３が生じて
いた。
は種々の提案がなされているが、一般に用いられている
プリプレグ方式のものにおいては、ヤング率の大幅に異
なる少なくとも２種類の強化繊維、例えば炭素繊維及び
ガラス繊維を夫々別個に樹脂で被覆して薄板のプリプレ
グとなし、これを適宜重重ね合せて各強化繊維の層を形
成し、マトリックス樹脂で一体成形し又は各層を接着剤
で接着して板ばねとしていた。この場合、各強化繊維の
層の中で杜、異種の強化繊維が混紡されること社ないた
め、第１図、第２図及び第４図に示すような繊維強化樹
脂製板ばね１においては、一方の強化繊維、例えば炭素
繊維Ｃ（図中破線で示す）の層１ｃと、他方の繊維、例
えばガラス繊維Ｇ（図中実線で示す）の層ＩＧとの間に
は明確な境界２が存在し、骸境界の板厚方向の両側では
、強化繊維の種類が全く異なシ、従って該相隣る２つの
層ｌＣ＃ＩＧではヤング率Ｅが急激に異なる構成となっ
ている。即ち繊維強化樹脂製板ばね１は、例えば炭素繊
維Ｃの層１ｃが上下の表層部に形成され、ガラス繊維Ｇ
の層ＩＧは中層部に形成されていて、各層間には、Ｍ４
図グに吃示すように明確な境界２が存在し、該境界にお
いては、第６図に示すように、引張応力σｔ 及び圧縮
応力σ。のいずれにおいても応力の不連続部３が生じて
いた。
これは炭素繊維Ｃのヤング率Ｅｃは、ガラス繊維Ｇのヤ
ング率Ｅａよシも相当小さいため、両層で同一のひずみ
εが生じた場合には、応力はひずみＣに比例するので、
当然ガラス繊維Ｇの層ＩＧの応力σｔ・“Ｃは小さく、
炭素繊維Ｃの層１ｃの応力σ１．σ。は急激に大きくな
るためである。
ング率Ｅａよシも相当小さいため、両層で同一のひずみ
εが生じた場合には、応力はひずみＣに比例するので、
当然ガラス繊維Ｇの層ＩＧの応力σｔ・“Ｃは小さく、
炭素繊維Ｃの層１ｃの応力σ１．σ。は急激に大きくな
るためである。
この結果、従来例のマトリックス樹脂をヤング率Ｅの異
なる少なくとも２種類の強化繊維で強化した繊維強化樹
脂製板ばね１において鉱、上記応力の不連続部３から鉄
板はねが折損し易いという欠点が生じていた。
なる少なくとも２種類の強化繊維で強化した繊維強化樹
脂製板ばね１において鉱、上記応力の不連続部３から鉄
板はねが折損し易いという欠点が生じていた。
本発明は、上記した従来技術の欠点を除くためになされ
たものであって、その目的とするところは、マトリック
ス樹脂をヤング率の異なる少なくとも２種類の強化繊維
で強化した繊維強化樹脂製板ばねにおいて、異種の強化
繊維を場所によって混紡して用い、その配合割合を漸次
変化させることによって、各強化繊維層の境界において
強化繊維の稲類、即ちヤング率が急変しないようにする
ととであ夛、またこれによって該境界における応力の不
連続を除去し、応力不連続による板ばねの折損を防止し
、繊維強化樹脂製板ばねの強度及び寿命を向上させるこ
とである。
たものであって、その目的とするところは、マトリック
ス樹脂をヤング率の異なる少なくとも２種類の強化繊維
で強化した繊維強化樹脂製板ばねにおいて、異種の強化
繊維を場所によって混紡して用い、その配合割合を漸次
変化させることによって、各強化繊維層の境界において
強化繊維の稲類、即ちヤング率が急変しないようにする
ととであ夛、またこれによって該境界における応力の不
連続を除去し、応力不連続による板ばねの折損を防止し
、繊維強化樹脂製板ばねの強度及び寿命を向上させるこ
とである。
以下本発明を図面に示す実施例に基いて説明する。第３
図及び第５図において、繊維強化樹脂（以下ＦＲＰとい
う）製板ばね１１は、マトリックス樹脂１２をヤング率
Ｅの異なる少なくとも２種類の強化繊維、例えば炭素繊
維Ｃ及びガラス繊維Ｇで強化したものであるが、これら
のヤング率の異なる強化繊維Ｃ，Ｇを板ばね１１の板厚
方向に対して部分的に重点配置して少なくとも２つの層
、図示の実施例そは３つの層が形成されておシ、炭素繊
維の層Ｉ ＩＣとガラス繊維の層１１Ｇ６境界部分１３
においては、相隣る異種の強化繊維Ｃ１Ｇが混紡して用
いられ、混紡層１１Ｍが形成され、該混紡層では各強化
繊維Ｃ１Ｇの配合割合を漸時変化させてあり、従来例に
見られた応力の不連続部３を除くように構成されている
。表お図中炭素繊維Ｃは破線で、ガラス繊維Ｇは実線で
、従来例と同様に夫々図示しである。
図及び第５図において、繊維強化樹脂（以下ＦＲＰとい
う）製板ばね１１は、マトリックス樹脂１２をヤング率
Ｅの異なる少なくとも２種類の強化繊維、例えば炭素繊
維Ｃ及びガラス繊維Ｇで強化したものであるが、これら
のヤング率の異なる強化繊維Ｃ，Ｇを板ばね１１の板厚
方向に対して部分的に重点配置して少なくとも２つの層
、図示の実施例そは３つの層が形成されておシ、炭素繊
維の層Ｉ ＩＣとガラス繊維の層１１Ｇ６境界部分１３
においては、相隣る異種の強化繊維Ｃ１Ｇが混紡して用
いられ、混紡層１１Ｍが形成され、該混紡層では各強化
繊維Ｃ１Ｇの配合割合を漸時変化させてあり、従来例に
見られた応力の不連続部３を除くように構成されている
。表お図中炭素繊維Ｃは破線で、ガラス繊維Ｇは実線で
、従来例と同様に夫々図示しである。
強化繊維Ｃ及びＧの混紡は、各繊維のフィラメントの段
階で、いわばミクロ的に行なうもので、プリプレグの段
階で各強化繊維Ｃ，Ｇを束ねたものを引き揃えて混紡す
るというものではない。
階で、いわばミクロ的に行なうもので、プリプレグの段
階で各強化繊維Ｃ，Ｇを束ねたものを引き揃えて混紡す
るというものではない。
本発明は、上記のように構成されておシ、以下その作用
について説明する。第３図及び第５図に示すように、炭
素繊維Ｃ及びガラス繊維Ｇを強化繊維として用いた場合
、混紡層１１Ｍにおいては、ガラス繊維の層１１ｏに近
いとζろではガラス繊維Ｇが最も多く混紡され、炭素繊
維の層１１ｃに近づくに従ってガラス繊維Ｇの量は漸減
し、逆に炭素繊維Ｃの量が漸増し、炭素繊維の層１１ｃ
の近くＫなるとガラス繊維Ｇはほとんどなくなり炭素繊
維Ｃが最も多く混紡されている。
について説明する。第３図及び第５図に示すように、炭
素繊維Ｃ及びガラス繊維Ｇを強化繊維として用いた場合
、混紡層１１Ｍにおいては、ガラス繊維の層１１ｏに近
いとζろではガラス繊維Ｇが最も多く混紡され、炭素繊
維の層１１ｃに近づくに従ってガラス繊維Ｇの量は漸減
し、逆に炭素繊維Ｃの量が漸増し、炭素繊維の層１１ｃ
の近くＫなるとガラス繊維Ｇはほとんどなくなり炭素繊
維Ｃが最も多く混紡されている。
従って異種の強化繊維の層の境界部分においては、繊維
の性質が急激には変らない、即ちヤング率Ｅは急変しな
いので、引張応力σを及び圧縮応力σＣの不連続はなく
なシ、第７図に示すようにその応力値の板厚方向の変化
は緩かなものとなり、混紡層１１Ｍで各応力σｔ、σ・
社漸増し、炭素繊維の層１１ｃの応力値に連続するよ
うになる。
の性質が急激には変らない、即ちヤング率Ｅは急変しな
いので、引張応力σを及び圧縮応力σＣの不連続はなく
なシ、第７図に示すようにその応力値の板厚方向の変化
は緩かなものとなり、混紡層１１Ｍで各応力σｔ、σ・
社漸増し、炭素繊維の層１１ｃの応力値に連続するよ
うになる。
この結果応力の不連続によるＦＲＰ製板ばね１１の折損
が防止できる。
が防止できる。
本発明社、上記のように構成され、作用するものである
から、マトリ、クス樹脂をヤング率の異なる少なくとも
２種類の強化繊維で強化した繊維強化樹脂製板ばねにお
いて、異種の強化繊維を場所によって混紡して、その配
合割合を漸次変化させるようにしたので、各強化繊維層
の境界において強化繊維の種類、即ちヤング率が急変し
ないようにすることができ、この結果数境界における応
力の不連続を除去し得ることになシ、ＦＲＰ製板ばねの
強度及び寿命を向上させることができる効果が得られる
。
から、マトリ、クス樹脂をヤング率の異なる少なくとも
２種類の強化繊維で強化した繊維強化樹脂製板ばねにお
いて、異種の強化繊維を場所によって混紡して、その配
合割合を漸次変化させるようにしたので、各強化繊維層
の境界において強化繊維の種類、即ちヤング率が急変し
ないようにすることができ、この結果数境界における応
力の不連続を除去し得ることになシ、ＦＲＰ製板ばねの
強度及び寿命を向上させることができる効果が得られる
。
第１図はＦＲＰ製板ばねの部分斜視図、第２図、第４図
及び第６図は従来例に、第３図、第５図及び第７図は本
発明の実施例に係シ、第２図は第１図のＡ矢視部分の拡
大斜視縦断面図、第３図は第２図と同様の斜視縦断面図
、第４図はＰＩＰ製板ばねの部分側面縦断面図、第５図
は第４図と同様の縦断面図、第６図及び第７図はＦＲＰ
製板ばねの板厚方向に対する応力の変化の状態を示す縮
図である。 ３は応力の不連続部、１１はＦＲＰ製板ばね、１１ｃは
強化繊維の一方の層の一例たる炭素繊維の層、Ｉｌｃは
強化繊維の他方の層の一例たるガラス繊維の層、ＩＩＭ
は混紡層、１２はマ） ＩＪフックス脂、１３は境界部
分である。 特許出願人 日野自動車工業株式会社代理人 弁理士
内 １）和 男 第１図 第３図
及び第６図は従来例に、第３図、第５図及び第７図は本
発明の実施例に係シ、第２図は第１図のＡ矢視部分の拡
大斜視縦断面図、第３図は第２図と同様の斜視縦断面図
、第４図はＰＩＰ製板ばねの部分側面縦断面図、第５図
は第４図と同様の縦断面図、第６図及び第７図はＦＲＰ
製板ばねの板厚方向に対する応力の変化の状態を示す縮
図である。 ３は応力の不連続部、１１はＦＲＰ製板ばね、１１ｃは
強化繊維の一方の層の一例たる炭素繊維の層、Ｉｌｃは
強化繊維の他方の層の一例たるガラス繊維の層、ＩＩＭ
は混紡層、１２はマ） ＩＪフックス脂、１３は境界部
分である。 特許出願人 日野自動車工業株式会社代理人 弁理士
内 １）和 男 第１図 第３図
Claims (1)
- マトリックス樹脂をヤング率の異なる少なくとも２種類
の強化繊維で強化した繊維強化樹脂製板ばねにおいて、
前記ヤング率の異なる強化繊維を前記板にねの板厚方向
に対して部分的に重点配置して少なくとも２つの強化繊
維の層を形成する場合、一方の層と他方の層との境界部
分において紘相隣る異種の強化繊維が混紡して用いられ
、各強化繊維の配合割合を漸時変化させ、応力の不連続
部を除くように構成したことを特徴とする繊維強化樹脂
製板ばね。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17499381A JPS5877941A (ja) | 1981-10-31 | 1981-10-31 | 繊維強化樹脂製板ばね |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17499381A JPS5877941A (ja) | 1981-10-31 | 1981-10-31 | 繊維強化樹脂製板ばね |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5877941A true JPS5877941A (ja) | 1983-05-11 |
| JPS6140852B2 JPS6140852B2 (ja) | 1986-09-11 |
Family
ID=15988338
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17499381A Granted JPS5877941A (ja) | 1981-10-31 | 1981-10-31 | 繊維強化樹脂製板ばね |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5877941A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4736932A (en) * | 1985-06-18 | 1988-04-12 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Segmented tubular cushion springs and spring assembly |
| US4801019A (en) * | 1986-11-13 | 1989-01-31 | Smolen Jr George W | Shock absorbing unit assisted by fiberglass reinforced spring |
| US5425829A (en) * | 1991-06-10 | 1995-06-20 | General Motors Corporation | Method of manufacturing hybrid composite leaf springs |
| US6811169B2 (en) | 2001-04-23 | 2004-11-02 | Daimlerchrysler Corporation | Composite spring design that also performs the lower control arm function for a conventional or active suspension system |
| WO2011103857A1 (de) * | 2010-02-26 | 2011-09-01 | Ifc Composite Gmbh | Blattfeder aus einem faserverbundwerkstoff mit integrierten lageraugen und verfahren zur herstellung derselben |
| WO2013128784A1 (ja) * | 2012-02-29 | 2013-09-06 | 川崎重工業株式会社 | 板バネユニット及びそれを用いた鉄道車両用台車 |
| US10046485B2 (en) | 2012-08-27 | 2018-08-14 | Ifc Composite Gmbh | Method for simultaneous production of a plurality of leaf springs from a fiber composite material |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102015122621A1 (de) * | 2015-12-22 | 2017-06-22 | Karlsruher Institut für Technologie | Verfahren zur Einstellung der Elastizität eines Werkstoffs und mit diesem Verfahren hergestelltes Werkstück |
-
1981
- 1981-10-31 JP JP17499381A patent/JPS5877941A/ja active Granted
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4736932A (en) * | 1985-06-18 | 1988-04-12 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Segmented tubular cushion springs and spring assembly |
| US4801019A (en) * | 1986-11-13 | 1989-01-31 | Smolen Jr George W | Shock absorbing unit assisted by fiberglass reinforced spring |
| US5425829A (en) * | 1991-06-10 | 1995-06-20 | General Motors Corporation | Method of manufacturing hybrid composite leaf springs |
| US5667206A (en) * | 1991-06-10 | 1997-09-16 | General Motors Corporation | Hybrid composite leaf springs |
| US6811169B2 (en) | 2001-04-23 | 2004-11-02 | Daimlerchrysler Corporation | Composite spring design that also performs the lower control arm function for a conventional or active suspension system |
| US9194451B2 (en) | 2010-02-26 | 2015-11-24 | Ifc Composite Gmbh | Method for making leaf springs of a fiber composite material having integrated bearing eyes |
| WO2011103857A1 (de) * | 2010-02-26 | 2011-09-01 | Ifc Composite Gmbh | Blattfeder aus einem faserverbundwerkstoff mit integrierten lageraugen und verfahren zur herstellung derselben |
| US9746046B2 (en) | 2010-02-26 | 2017-08-29 | Ifc Composite Gmbh | Leaf spring made of a fiber composite material having integrated bearing eyes and method of producing said leaf spring |
| WO2013128784A1 (ja) * | 2012-02-29 | 2013-09-06 | 川崎重工業株式会社 | 板バネユニット及びそれを用いた鉄道車両用台車 |
| CN103687776B (zh) * | 2012-02-29 | 2016-08-17 | 川崎重工业株式会社 | 板簧单元及使用该板簧单元的铁道车辆用转向架 |
| US9493174B2 (en) | 2012-02-29 | 2016-11-15 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Plate spring unit and railcar bogie using same |
| CN103687776A (zh) * | 2012-02-29 | 2014-03-26 | 川崎重工业株式会社 | 板簧单元及使用该板簧单元的铁道车辆用转向架 |
| US10046485B2 (en) | 2012-08-27 | 2018-08-14 | Ifc Composite Gmbh | Method for simultaneous production of a plurality of leaf springs from a fiber composite material |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6140852B2 (ja) | 1986-09-11 |
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