JPS5934902B2 - 板ばね - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は複数のほぼ同じ長さのばね板を有し、該ばね板
がセンタピン部分とばね端部のところだけで相互に直接
的に支持されているか又は中間板を介して間接的に支持
されており、ばね端部におけるばね板相互間の支持面又
はばね板と中間板との間の支持面が重ね板ばねが作用し
たばあいに摩擦対偶面として作用する形式のものに関す
る。

前記形式の重ね板ばねは所謂［パラボラスプリング（ｐ
ａｒａｂｏｌａ ｓｐｒｉｎｇ ） Ｊ と称し、
「トラピジュウムスプリング（ｔｒａｐｅｚｉｕｍ
ｓｐｒｉｎｇ ’） ｌと呼ばれも・る一般的な重ね板
ばねとは全く異なる構造を有している。

すなわち、トラピジュウムスプリングと呼ばれている重
ね板ばねに於ては重ねられたばね板がほぼ二定の厚さを
有し、２番目以下のばね板の長さが重ね板ばねの全長に
相当する長さを有する１番イのばね板に対して段階的に
短くなるように構成されている。

このようにばね板の長さが段階的に短くなっていること
によって、重ね板ばねは全体として、すべてのばね区分
にほぼ一定のばね力を有する剛性度の変わらない支持桁
を構成する。

このようなトラピジュウムスプリングと呼ばれる重ね板
ばねに於ては個々のばね板は全長に亘って相互に接触し
あっている。

従って個々のばね板の間が潤滑された、工場から送られ
てきた許りの重ね板ばねは、重ね板ばねが比較的に多数
のばね板から構成されていることと相俟って、必要な減
損作用にとって十分な内部摩擦を生せしめることができ
る。

しかし、このような重ね板ばねの主要な欠点は重ね板ば
ねの内部摩擦、延いては固有減損作用がばね板の間の摩
擦による錆の発生によって稼働時間が長くなるに連れて
次第に増大し、い（らもしないうちに所期値を著しく上
回ることである。

さらに摩擦による錆は稼働中にばね板の耐用年限に不都
合な影響を及ぼす損傷をばね板の表面にもたらす。

従って十分な耐用年限を得るためには比較的に低い負荷
レベルが選択されなければならない。

さらにこの重ね板ばねは重量が大きく、この重ね板ばね
を組込むことによって貨物自動車の積載量が小さくなる
という欠点を有している。

重ね板ばねの内部摩擦を稼働時間とは無関係にし、重ね
板ばねの重量をできる限り減少させたいという要望に基
づいて、すべてのばね区分に於けるばね力をほぼ一定に
保つために各ばね板の横断面がばね板の長さに亘って変
化させられている新しい重ね板ばね、つまりパラボラス
プリングが開発された。

この場合にはばね板の厚さは重ね板ばねの中央部から両
端に向かって放物線関数に相応して減少させられている
。

従ってパラボラスプリングとして構成された１枚のばね
板はそれ自体剛性度の変わらない支持桁を成す。

しかしながら実地に於ては２枚以上のほぼ同じ長さを有
するばね板が重ねられて重ね板ばねは構成される。

この場合にはばね板はセンタピン部分とばね端部のとこ
ろだけで相互に支持されているか又は中間板を介して支
持されている。

このように構成することによって重ね板ばねのセンタピ
ン部分とばね端部との間の有効範囲に於ては、稼働中に
摩擦による腐蝕が発生しなくなり、重ね板ばねの耐用年
限の延長を目的とした球鋼によるばね板表面処理及び耐
腐蝕処理の効果が長期に亘って維持されるようになる。

この結果、重量の減少に必要な強いばね力にも拘らず、
重ね板ばねの耐用年限が従来トラピジュウムスプリング
に比較して著しく延長される。

しかしながらパラボラスプリングとして構成された重ね
板ばねに於ては、ばね板はトラピジュウムスプリングと
して構成された従来の重ね板ばねの場合のように全長に
亘って接触するのではなく、局所的にしか接触しないの
で、パラボラスプリングとして構成された重ね板ばねの
内部摩擦は時間、すなわち稼働時間にはほぼ無関係に一
定ではあるが、トラピジュウムスプリングとして構成さ
れた重ね板ばねの内部摩擦に較べて小さい。

従ってパラボラスプリングとして構成された重ね板ばね
を用いた場合にはその減損作用が小さいために付加的な
減損装置を用いることが必要である。

米国特許第２９８４４７７号明細書によれば締付は装置
が複数のばね板を取囲んでいるトラピジュウムスプリン
グとして構成された重ね板ばねが公知である。

この締付は装置は銅帯とクリップとによって保持された
ゴムスリーブから構成されている。

この締付は装置の働きはトラピジュウムスプリングの長
さの異なるばね板が自動車の走行運転中に離反すること
を防止することである。

この場合には所定の圧縮負荷のかげられたゴムスリーブ
でばね板を覆い、クランプとばね板との間の相対運動を
弾性的な剪断変形で吸収することは、締付は装置を所望
の位置に保持すると共に騒音を回避しかつクランプとば
ね板との間の摩耗を阻止することを目的としている。

米国特許第２９８４４７７号明細書に示された締付は装
置では重ね板ばねの内部摩擦をさほど増大することはで
きない。

何故ならばこの締付は装置によっては個々の板ばねの間
の摩擦面に於ける押圧力を目的に合わせて強めることが
できないからである。

さらにトラピジュウムスプリングに於て締付は装置によ
って生ぜしめられた摩擦は全長に亘って相互に接触する
多数のばね板によりいずれにしても生ぜしめられる大き
な固有摩擦に較べて極めて僅かである。

何故ならばばね板の、締付は装置によって負荷された面
部分は、トラピジュウムスプリングとして構成された重
ね板ばねに於ては、ばね板が互いに相対的に摺動する面
に対して無視できるほど小さいからである。

しかもトラピジュウムスプリングとして構成された重ね
板ばねに於て摩擦を増大させることは技術的進歩ではな
い。

つまり、前記重ね板ばねの内部摩擦はそれでなくとも比
較的に短い稼働時間が経過したあとで所望される程度よ
りも大きくなる。

さらに西ドイツ国特許第２０２１６０８号明細書によれ
ば冒頭に述べた形式のパラボラスプリングとして構成さ
れた重ね板ばねであって、付加的な摩擦対偶面が摩擦板
によって形成されている形式のものが公知である。

この摩擦板は重ね板ばねの端部のところで２つのばね板
の間に配置されている。

この公知の構造はこれによって付加的に達成された固有
摩擦が一摩擦力の強められていないパラボラスプリング
に於て既に存在する固有摩擦と同様に一外部からのばね
負荷に比例しており、小さなばね力範囲に於ては小さな
固有摩擦しか得られす、大きなばね力範囲では固有摩擦
の大きな増大がもたらされるという欠点を有している。

しかしながら良好なばね若しくは減損作用を得るために
は、ばね力が小さいばあいにはパラボラスプリングとし
て構成された重ね板ばねの内部摩擦力の比較的に大きな
上昇が生じ、ばね力が大きい場合には比較的に小さな上
昇しか生じない摩擦力の増強が必要である。

このようにすることによってのみ空の自動車のばね作用
は積載された自動車のばね作用と同じように減衰できる
ようになる筈である。

しかしながらこれは西ドイツ国特許第２０２１６０８号
明細書に開示された構成では達成されない。

何故ならばこの場合には全摩擦力が自動車の運転負荷に
関連し、互いに接触しあって滑動するばね板間の摩擦力
が自動車の運転負荷に基づいてばね板を相互に押し合わ
せる力に比例するからである。

本発明の課題はパラボラスプリングとして構成された重
ね板ばねの内部摩擦を外部からのばね負荷とは無関係に
常に同じ値だけ増大させ、付加的な摩擦力かばね負荷の
小さいときはばね力に対して比較的に大きくかっばね負
荷の大きいときはばね力に対して比較的に小さくなるよ
うにすることである。

この場合にばばね負荷とは無関係である付加的な内部摩
擦力の大きさは、ばねに対する技術的な要求に合わせて
調節できるようにしたい。

同時にばねの構造はできるだけ簡単にかつ重ね板ばねの
摩擦特性は重ね板ばねの稼働時間とはできるだけ無関係
に、つまり時間的にコンスタントに保っておきたい。

この課題は本発明によればばね板の両端が、圧縮ばねと
して作用するプレロードのかけられたゴム板を備えた、
ばね板の両端に固定された締付は装置によって取囲まれ
ており、この締付は装置がクランプと該クランプに溶接
されたウェブとから成っており、ゴム板が締付は装置に
面した側で締付は装置のクランプ又はウェブに相対的に
動かないように固定されていることによって解決された
。

本発明による構成の利点はパラボラスプリングとして構
成された内部摩擦が外部からのばね負荷とは無関係であ
り、すなわち全作用範囲に亘って締付は装置によって常
に同じ値だけ増大され、付加的な内部摩擦力かばね負荷
が小さいときにはばね力に対して比較的に大きくかっば
ね負荷が太きいときにはばね力に対して比較的に小さく
なることである。

ばね負荷に無関係でかつ一定である付加的な内部摩擦力
の大きさはばね板の端部を圧縮ばねとして作用する弾性
的なゴム板で押し合わす垂直力に比例するので、付加的
な内部摩擦の大きさは、ばね技術的な要求に相応して加
えられた押圧力でゴム板にプレロードをかげるときに目
的に合わせて、すなわち自由に選択して調節することが
できる。

ばね板の摩擦面に作用する垂直力によって重ね板ばねの
応動に際して生ぜしめられる摩擦力が自動車の減損作用
に必要な内部摩擦を正確に生せしめるようにばね板の摩
擦面に於ける垂直力の大きさを選び、ばね板の互いに接
触して摺動する面が僅かに摩耗しただけで目的に合わせ
て調節された垂直力、ひいてはこれによって重ね板ばね
が応動したときに生ぜしめられる固有摩擦が顕著に低下
することを避けるためには、ばね板の両端部がクランプ
とウェブとによって複合体として構成された、ゴム板を
備えた、重ね板ばねの方向でばね板の相対運動を困難に
はするが完全には妨げない締付は装置、すなわちばね板
の相対運動を形によるばね板との結合によって阻止しな
い締付は装置によって取囲まれていると有利である。

このような形式ですべての摩擦対偶面は負荷に無関係な
同じ垂直力で負荷される。

この垂直力は走行運転の間にばね板が相対的に重ね板ば
ねの方向に相対的に移動したときに付加的な摩擦力を、
重ね板ばねの支承アイの付いたばね板を孔で弱化するこ
となしに生ぜしめる。

ばね端部に於ける摩擦面に作用する付加的な垂直力を相
対的に移動可能なばね板の相対位置とは無関係に保ち、
ばね板が相対運動をするときにゴム板が摩耗することを
避けるためには、圧縮ばねを弾性的なゴム材料から製造
し、一番下のばね板に対する一番上のばね板の長手方向
の移動を弾性的なせん断変形によって吸収する中間板と
して外側のばね板の１つと締付は装置のクランプ又はウ
ェブとの間に配置することが有利である。

圧縮ばねはクランプの底に加硫結合されており、主ばね
板の上に固定されずに接触させられていると有利である
。

しかしながら圧縮ばねは締付は装置と外側のばね板に固
定されずに接触している薄い金属板に加硫結合されてい
てもよい。

この場合には大きな圧縮応力が作用したときに圧縮ばね
の弾性的なゴム材料が締付は装置から長手方向に押し出
されることは前記金属板によって防止される。

パラボラスプリングとして構成された重ね板ばねに十分
な固有減損作用を与えるためにばね端部に於げる摩擦面
に要求される摩擦力が大きな垂直力を必要とし、圧縮ば
ねのゴム材料が加硫結合されているにも拘らず過度に負
荷される場合には、圧縮ばねを２つの同じゴム層から構
成し、これらのゴム層をこの間に配置された、圧縮力が
強いばあいにもゴムが締付は装置から押し出されること
を阻止する、ゴム材料を安定させる中間金属板に加硫結
合し、この中間金属板と１つの構成ユニットを形成する
ことが有利である。

さらに締付は装置はリベットで外側のばね板と固定的に
結合するか又はスプリングアイの拡開と破損を防止する
ために役立つ主板ばねの端部に動かないように固定する
ことができる。

少なくとも１つの摺動端部を有する重ね板ばねの場合に
は、クランプの背面をリベットによって主板ばねと結合
し、残ったばね板だけを圧縮ばねと一緒に締付は装置に
よって取囲むことが有利である。

これによって重ね板ばねを必要な長さに亘ってばねブロ
ックに支えることは主ばね板を介して直接的に行なわれ
る。

締付は装置により取囲まれた残りのばね板は、締付は装
置の範囲ではクランプの脚部の壁厚さの２倍だけ他のば
ね板範囲よりも幅が小さくなるように構成される。

このような形式で重ね板ばねの幅が摺動端部のところで
不都合に大きくなることが回避される。

このような重ね板ばねを製造するためには、有利にはば
ね板を設置した後で、ばね板を最大ばね行程の１／２を
生せしめる力で負荷し、締付は装置に於て所望される締
付は力でゴム製の圧縮ばねに対してウェブを押し付け、
その間に締付は装置のクランプとウェブとを互いに溶接
することが有利である。

この場合にはクランプ又はウェブはばね板の１つと前も
ってリベット止めしてお（ことができる。

この場合には圧力が過圧弁を介して調節可能である２つ
の液圧ポンチを用いることができる。

このような形式で、ゴム板が摩擦力を強めるために必要
な圧縮力を正確に生せしめ、走行運転中に一番上のばね
板が一番下のばね板に対して相対的に移動させられるこ
とに基づ（せん断負荷を可能な限り小さくすることがで
きるようになる。

さらに圧縮ばねであるゴム板の上側と下側とに薄い金属
板が加硫結合されており、クランプと外側のばね板との
間又はウェブと外側のばね板との間に配置されており、
着脱自在であると有利である。

さらにクランプは凹所な有しており、弾性的なゴム板か
ら成る圧縮ばねは切欠き内に係合する拡大部を有してい
ると有利である。

この圧縮ばねの拡大部はウェブに配置された凹所内に係
合することもできる。

さらに自動車のトレーラの多軸装置に使用されるような
特に短い重ね板ばねに於ては、主ばね板の圧縮側がクラ
ンプの外側の表面に接触させられてクランプが主ばね板
に溶接されていると有利である。

さらに摺動端部のところで主ばね板の圧縮側に接触する
クランプ部分が重ね板ばねの中央に向って延長部を有し
ており、この延長部が主ばね板の幅に相当する幅を有し
ていると有利である。

このような形式で長い支持兼摩擦面が生じるので、パラ
ボラスプリングとして構成された重ね板ばねの摩擦と減
損作用が強められる。

さらにクランプの外側の幅寸法は最高でもばね板の幅に
相当し、下方のばね板の幅はクランプの範囲で狭くなっ
ていると有利である。

次に図面について本発明を説明する： パラボラスプリングとして構成された重ね板ばねは１枚
の主ばね板１と他のばね板２，３又は２゜３．４から構
成されている。

第１図においては主ばね板１の端部はスプリングアイ６
を形成している。

このスプリングアイ６はばね板２の湾曲部７によって取
り囲まれている。

重ね板ばねの図示された端部は締付は装置８を有し、こ
の締付は装置８はクランプ９とウェブ１０とから構成さ
れている。

クランプ９の底にはゴムから成る圧縮ばね１２が接着さ
れているが、この圧縮ばね１２は主ばね板１には接着さ
れずに主ばね板１と接触している。

ウェブ１０はリベット１３でばね板３に固定されている
。

クランプ９とウェブ１０は、ウェブ１０が所定の締付は
力でクランプ９内に押し込まれかつ位置固定された後で
互いに溶接される。

この場合、圧縮ばね１２は２ｍｍから３朋のばね行程だ
け圧縮される。

溶接後にはウェブ１０がクランプ９内で移動できないこ
とは言うまでもない。

従って締付は装置８における締付げ力はウェブ１０をク
ランプ９内に溶接したのちは変化しない。

第２図はパラボラスプリングとして構成された重ね板ば
ねの摩擦力を強める締付は装置８の第２実施例を示す図
である。

主板ばね１のスプリングアイ６の展延及び破壊を阻止す
るためにはスプリングアイ６の自由端部１６は重ね板ば
ねの中央部に向かって延長されかつ折曲げ部１７を有し
ている。

この折曲げ部１７はスプリングアイ６と協働して締付は
装置８を重ね板ばねに対して位置固定する。

圧縮ばね１２は一方ではクランプ９の底と接着され、他
方ではばね板３の下に固定されずに配置されている薄い
金属板１８と接着されている。

この金属板１８は締付は力が大きい場合に圧縮ばね１２
のゴム材料が重ね板ばねの長手方向に締付は装置８から
はみ出ることを阻止する。

第３図は本発明の締付は装置８の第３実施例を示す図で
ある。

第３図に示された、パラボラスプリングとして構成され
た重ね板ばねは１枚の主ばね板１と３枚のばね板２，３
，４とから成り、補助ばねとして作用するばね板５を有
している。

主ばね板１はスプリングアイ６を備え、ばね板２は湾曲
部１１を有している。

圧縮ばね１２は一方ではウェブ１０に接着され、他方で
は固定されずに主ばね板１に接触している。

圧縮ばね１２は２つの同じ圧縮ばね部分１９と２０とか
ら成っている。

これらの圧縮ばね部分１９と２０はゴム材料が重ね板ば
ねの長手方向に締付は装置８からはみ出ることを阻止す
るために中間金属板２１に接着されている。

４枚重ね板ばねにおいては一番上のばね板１と一番下の
ばね板４との間の相対運動が大きいために圧縮ばね１２
は３枚重ね板ばねの場合よりも厚く構成されていなけれ
ばならない。

この場合には中間金属板２１を用いないと圧縮ばね１２
の圧縮力によって板ばねが強く負荷されすぎることにな
る。

クランプ９はリベット１４で一番下のばね板４に固定的
に結合されている。

このクランプ９は補助ばねとして作用するばね板５の支
え面としても役立つ。

第４図においては３枚重ね板ばねの摩擦端部における締
付は装置８が示されている。

この場合には圧縮ばね１２は一方ではウェブ１０に接着
されており、他方ではばね板３の下に固定されずに配置
されている。

クランプ９は板ばね２，３しか内包せず、リベット１５
を用いて主ばね板１に固定されている。

重ね板ばねの摩擦端部に配置された締付は装置８の範囲
において重ね板ばねの幅が拡大することを避けるために
は、ばね板２，３は破線で示すように締付は装置８の範
囲で幅狭く構成されている。

これによってばね板２，３が破損しやすくなることはな
い。

何故ならばこの個所では板ばね２，３が理論的に必要で
あるよりも厚（構成されかつ締付は装置８が重ね板ばね
の長方向に極めて短（構成されるからである。

第５図に示された実施例に於てはパラボラスプリングと
して構成された重ね板ばねにおいてはばね板１，２，３
はセンタピン部分のところでは中間板を介して互いに支
持されているが端部のところでは直接的に互いに支持さ
れている。

重ね板ばねは左側の端部でスプリングアイ６を用いて旋
回可能に支承されている。

重ね板ばね右側の端部でばばねブロック２２に支えられ
ている。

締付は装置８は重ね板ばねの端部に配置されており、ク
ランプ９とウェブ１０とから構成されている。

圧縮ばね１２は主ばね板１とクランプ９の底との間に配
置されている。

圧縮ばね１２はゴム板２３から成っており、このゴム板
２３の上側と下側とに薄い金属板２４と２５が接着され
ている。

この締付は装置８を組立てる場合には圧縮ばねは固定す
ることなしに一番上の主ばね板１の上に置かれ、ついで
クランプ９が圧縮ばね１２の上におがれ、ウェブ１０が
クランプ９内に押込まれてクランプ９と溶接される。

圧縮ばね１２の取外しと取出しは逆の順序で行なうこと
ができる。

従ってこの圧縮ばね１２は交換するか又は他の目的に用
いることができる。

圧縮ばね１２の位置がクランプ９内で変化せしめられな
いように、圧縮ばね１２は突出部２７を備工ている。

この突出部２７はクランプ９の対応する凹所２６内に嵌
合せしめられる。

第６図に示された実施例においてはクランプ９は重ね板
ばねの端部範囲のところで主ばね板１の下面に直接的に
配置されている。

これによって極めて短い重ね板ばねに於ても重ね板ばね
の有効範囲を短くしないで摩擦力を強めることができる
。

このようにして摩擦を強めることは、自動車のトレーラ
用の多軸装置に於て通常用いられるような特に短い重ね
板ばねに適している。

クランプ９は溶接２８で主ばね板１に固定されている。

この溶接２８は主ばね板１を熱処置する前に行なわれる
。

このような構成の利点は、主ばね板１にリベット用の孔
を設ける必要がなくなることである。

締付は装置８は重ね板ばねの外端の近くに位置している
ので、締付は装置８は重ね板ばねの有効範囲に大きく突
入することがなくなる。

主ばね板１の圧縮側は溶接の切欠き作用の影響を受ける
ことは殆どな（、重ね板ばねの弱化が阻止される。

この場合にもクランプ９の幅は主ばね板１０幅と合致し
ている。

従って下の２枚のばね板２，３はクランプ９の範囲に幅
の狭い部分３ｏを有していることが必要である。

この幅の狭い部分３０はクランプ９に受容される。

幅の削減は重ね板ばねに対する力の作用点の近くの、厚
く構成されている短いばね板部分に亘ってしか行なわれ
ないので、幅の狭い部分３０が折れる危険性はない。

主ばね板１０幅に相応する幅を有し、重ね板ばねの中央
部に向かって延長されたクランプ部分２９によって、ば
ね板の支持面および摩擦面が拡大され、重ね板ばねの減
損作用は一層高められる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の複数の実施例を示すものであって、第１
図は本発明の重ね板ばねの第１実施例のばね端部におけ
る締付は装置の縦断面図と該締付は装置のＡ−Ａ線に沿
った横断面図、第２図は本発明の重ね板ばねの第２実施
例のばね端部における締付は装置の縦断面図と該締付は
装置のＡ −Ａ線に沿った横断面図、第３図は本発明の
重ね板ばねの第３実施例のばね端部における締付は装置
の縦断面図と該締付は装置のＡ−Ａ線に沿った横断面図
、第４図は本発明の重ね板ばねの第４実施例のばね端部
における締付は装置の縦断面図と該締付は装置のＡ−Ａ
線に沿った横断面図、第５図は本発明の重ね板ばねの第
５実施例の側面図とＡ−Ａ線に沿った横断面図、第６図
は本発明の重ね板ばねの第６実施例の側面図とＡ−Ａ線
に沿った断面図である。 １・・・・・・主ばね板、２，３，４，５・・・・・・
ばね板、６・・・・・・スプリングアイ、７・・・・・
・湾曲部、８・・・・・・締付は装置、９・・・・・・
クランプ、１０・・・・・・ウェブ、１１・・・・・・
湾曲部、１２・・・・・・圧縮ばね、１３，１４゜１５
・・・・・・リベット、１６・・・・・・自由端部、１
７・・・・・・折曲げ部、１８・・・・・・金属板、１
９，２０・・・・・・圧縮ばね部分、２１・・・・・・
中間金属板、２２・・・・・・ばねブロック、２３・・
・・・・ゴム板、２４ 、２５・・・・・・金属板、２
６・・・・・・凹所、２７・・・・・・突出部、２８・
・・・・・溶接、２９・・・・・・クランプ部分、３０
・・・・・・幅の狭い部分。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 複数のほぼ同じ長さのばね板を有し、該ばね板がセ
   ンタピン部分とばね端部のところだけで相互に支持され
   ているか又は中間板を介して支持されており、ばね端部
   におけるばね板相互間の支持面又はばね板と中間板との
   間の支持面が、重ね板ばねが作用したばあいに摩擦対偶
   面として作用する形式のものに於て、ばね板１，２，３
   ，４０両端部がそれぞれ、圧縮ばね１２として作用する
   ゴム板を有する、ばね板の端部に固定された締付は装置
   ８により取囲まれており、この締付は装置８がクランプ
   ９とこれに溶接されたウェブ１０とから構成されており
   、圧縮ばね１２として作用するゴム板がクランプ９又は
   ウェブ１０に面した側で締付は装置８に対して相対的に
   動かないように固定されていることを特徴とする重ね板
   ばね。