JPS598695B2 - ばね装置 - Google Patents
ばね装置Info
- Publication number
- JPS598695B2 JPS598695B2 JP51005304A JP530476A JPS598695B2 JP S598695 B2 JPS598695 B2 JP S598695B2 JP 51005304 A JP51005304 A JP 51005304A JP 530476 A JP530476 A JP 530476A JP S598695 B2 JPS598695 B2 JP S598695B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- spring
- spring element
- round bar
- shaped
- central portion
- 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.)
- Expired
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- Springs (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は丸棒状ばね鋼材から形成されたばね要素を有す
るばね装置に関する。
るばね装置に関する。
車両用懸架装置等においては、一般にばね用平鋼材から
形成された複数枚のばね板を重合してなる重ね板ばねが
設けられている。
形成された複数枚のばね板を重合してなる重ね板ばねが
設けられている。
しかし、ばね用平鋼はその材料寸法が標準化されており
、かつその種類が比較的少ないため、所望の厚さを有す
る？のを得られぬ場合には重量を犠牲にして厚さの異な
るものを組合わせたり、あるいは重量軽減のためのテー
パロール加工を施したりしており、設計上の自由度が制
約される実情にある。
、かつその種類が比較的少ないため、所望の厚さを有す
る？のを得られぬ場合には重量を犠牲にして厚さの異な
るものを組合わせたり、あるいは重量軽減のためのテー
パロール加工を施したりしており、設計上の自由度が制
約される実情にある。
また重量軽減のために、超々ヂュラルミン、チタン、繊
維強化合成樹脂などから形成されたばね板も実用化され
ている。
維強化合成樹脂などから形成されたばね板も実用化され
ている。
しかしこれらは材料の入手難、新規加工設備の導入、原
価高などの難点があるので、現状においては特殊な用途
に限られている。
価高などの難点があるので、現状においては特殊な用途
に限られている。
本発明は上述のような実情に基づいてなされたもので、
基準寸法の種類が比較的多い丸棒状ばね鋼材を用いるこ
とにより、設計上の制約を受けることが少なく、在来設
備を容易に転用して加工することができ、ばね定数およ
び応力が同等な従来の板ばねに比し重量および所要スペ
ースの少ないばね装置を提供しようとするものである。
基準寸法の種類が比較的多い丸棒状ばね鋼材を用いるこ
とにより、設計上の制約を受けることが少なく、在来設
備を容易に転用して加工することができ、ばね定数およ
び応力が同等な従来の板ばねに比し重量および所要スペ
ースの少ないばね装置を提供しようとするものである。
つぎに本発明を図示の実施例について説明する。
第１図においてばね装置αは弓形に彎曲形成された単一
のばね要素１を備え、通常の重ね板ばね装置におけると
ほぼ同様に、中央部および両端部が適宜の支持手段（図
示略）によって支持され、長手力向と直角をなす方向に
おける荷重成分に対応して弾性変形し得るように構成さ
れている。
のばね要素１を備え、通常の重ね板ばね装置におけると
ほぼ同様に、中央部および両端部が適宜の支持手段（図
示略）によって支持され、長手力向と直角をなす方向に
おける荷重成分に対応して弾性変形し得るように構成さ
れている。
上記ばね要素１は丸棒状ばね鋼材から一体に形成される
。
。
ばね要素１を形成する場合には、上記丸棒状ばね鋼材を
一次加工して第２図に例示するようなばね素材２を形成
する。
一次加工して第２図に例示するようなばね素材２を形成
する。
ばね素材２は、その中央部３が所定の長さ範囲にわたり
上記丸棒状ばね鋼材とほぼ相等しい直径の丸棒状をなす
とともに、両端部４，４はほぼ平板状をなしている。
上記丸棒状ばね鋼材とほぼ相等しい直径の丸棒状をなす
とともに、両端部４，４はほぼ平板状をなしている。
（第３図ＡおよびＣ参照）
また中央部３と両端部４，４との間には、中央部３から
遠ざかるほど断面二次モーメントが減少するように、た
とえば厚さが薄くなるとともに幅が広くなるような断面
ほぼ矩形状のテーパ部５，５が形成されている。
遠ざかるほど断面二次モーメントが減少するように、た
とえば厚さが薄くなるとともに幅が広くなるような断面
ほぼ矩形状のテーパ部５，５が形成されている。
これらテーパ部５，５は、厚さ方向の中心面Ｘ一Ｘに関
し両面がほぼ対称をなすように形成されている。
し両面がほぼ対称をなすように形成されている。
（第３図Ｂ参照）また、上記両端部４，４およびテーパ
部５，５は、従来のばね板におけると実質的に同等な平
打ち鍛造やテーパロール加工などによって形成され、従
来と同等な装置を用いて行なうことができる。
部５，５は、従来のばね板におけると実質的に同等な平
打ち鍛造やテーパロール加工などによって形成され、従
来と同等な装置を用いて行なうことができる。
また型鍛造によれば、中央部３から遠ざかるほど厚さが
薄《なるとともに幅が実質的に一定で、断面ほぼ矩形状
のテーパ部を形成することもできる。
薄《なるとともに幅が実質的に一定で、断面ほぼ矩形状
のテーパ部を形成することもできる。
上記ばね素材２は、二次加工工程において両端部４，４
を彎曲して目玉部６，６を形成するとともに全体を弓形
に彎曲し、ばね要素１が得られる。
を彎曲して目玉部６，６を形成するとともに全体を弓形
に彎曲し、ばね要素１が得られる。
上記二次加工工程も従来のばね板におけると同等な装置
を用いて行なわれ、たとえば彎曲形成に際して熱処理が
施される。
を用いて行なわれ、たとえば彎曲形成に際して熱処理が
施される。
なおばね要素１を支持するために必要であれば、中央部
３に位置してボルト等（図示略）を挿通するための貫通
孔７を設けるようにしてもよく、また両端部４，４０両
方またはいずれか一方の目玉部６を省略したり、あるい
は他の形状の取付部を形成したりしてもよい。
３に位置してボルト等（図示略）を挿通するための貫通
孔７を設けるようにしてもよく、また両端部４，４０両
方またはいずれか一方の目玉部６を省略したり、あるい
は他の形状の取付部を形成したりしてもよい。
さらにばね要素１は弓形に彎曲形成する代りに、直線状
に形成するようにしてもよい。
に形成するようにしてもよい。
第４図ＡおよびＢに示す本発明の他の実施例においては
、ばね装置βは一対のばね要素１５，１５を備えている
。
、ばね装置βは一対のばね要素１５，１５を備えている
。
ばね要素１５は、中央部１６が丸棒状をなすとともに両
端部１７，１７０一方に目玉部１８が、他方に鈎部１９
が形成され、中央部１６と両端部１７，１７との間には
テーパ部２０，２０が形成されており、一端に鈎部１９
を有する点を除き第１図に示すばね要素１と実質的に同
等に構成されている。
端部１７，１７０一方に目玉部１８が、他方に鈎部１９
が形成され、中央部１６と両端部１７，１７との間には
テーパ部２０，２０が形成されており、一端に鈎部１９
を有する点を除き第１図に示すばね要素１と実質的に同
等に構成されている。
ばね要素１５，１５は互いに平行位置して各中央部１６
，１６に取付具２１が取付けられている。
，１６に取付具２１が取付けられている。
取付具２１は、たとえば台座２２と蓋部２３とを備え、
ボルト２４，２４およびナット２５，２５により相互に
締付けられている。
ボルト２４，２４およびナット２５，２５により相互に
締付けられている。
台座２２には中央部１６．１６が嵌装される平行溝２６
，２６が形成されている。
，２６が形成されている。
蓋部２３はその横断面形状が例えばほぼコ字状に形成さ
れ、両側折曲部２７，２７には同心の貫通孔２８，２８
が形成されている。
れ、両側折曲部２７，２７には同心の貫通孔２８，２８
が形成されている。
またばね要素１５，１５は各中央部１６，１６と各端部
１７，１７との中間部に設けられた連結部材２９ ．２
９を介して相互に連結されている。
１７，１７との中間部に設けられた連結部材２９ ．２
９を介して相互に連結されている。
上述したように本発明は平鋼材に比し基準寸法の種類の
多い丸棒状ばね鋼材を用いたので、従来装置に比し設計
上の自由度が著しく犬であり、設計に要する手数を大幅
に節減し得る。
多い丸棒状ばね鋼材を用いたので、従来装置に比し設計
上の自由度が著しく犬であり、設計に要する手数を大幅
に節減し得る。
またテーパ部等の加工には在来装置をそのまま転用し得
るので、特殊材料を用いる場合のように新規に製造設備
を設ける必要がなく、後述するように重量を軽減し得る
ことと相まって製造原価の低減にも大いに寄与すること
ができる。
るので、特殊材料を用いる場合のように新規に製造設備
を設ける必要がなく、後述するように重量を軽減し得る
ことと相まって製造原価の低減にも大いに寄与すること
ができる。
つぎに、本発明ばね装置と従来の板ばね装置との重量比
較について説明する。
較について説明する。
計算の便宜上本発明装置においては直径ｄの丸棒をその
まま用いるものとし、従来装置においては厚さｔ１幅ｂ
のばね板を用いるものとする。
まま用いるものとし、従来装置においては厚さｔ１幅ｂ
のばね板を用いるものとする。
また両者のヤング率Ｅ、比重ρおよび有効長ｌはそれぞ
れ同一であるとし、同一荷重Ｐを加えるものとする。
れ同一であるとし、同一荷重Ｐを加えるものとする。
本発明装置におげるばね要素の数をＮ、ばね定数をｋ、
応力をσ、重量をＷとし、従来装置においてはそれぞれ
に′（ダッシュ）を付して表わすこととする。
応力をσ、重量をＷとし、従来装置においてはそれぞれ
に′（ダッシュ）を付して表わすこととする。
であるから、ｋ ＝ ｋ’の場合には
の関係が成立する。
一方であるから、上記式（１）を用いて
が得られる。
すなわちＮ’／Ｎ＝１の場合にはｂ／ｔ＞π／３であれ
ばＷうＷとなり、またＮ／Ｎ＝十の場合にはｂ／ｔ＞２
π／３であればＷ〉Ｗとなる。
ばＷうＷとなり、またＮ／Ｎ＝十の場合にはｂ／ｔ＞２
π／３であればＷ〉Ｗとなる。
通常の板ばねにおいてはｂ／ｔ＝５程度であるから、ば
ね定数が相等しい場合、本発明装置の方が従来装置より
充分軽量であることが知られる。
ね定数が相等しい場合、本発明装置の方が従来装置より
充分軽量であることが知られる。
たとえばｂ ＝ ５ ０ｍｍ，ｔ ＝８ｍｍのばね板１
枚からなる板ばね装置と同一のばね定数を有するばね装
置を２本の丸棒で構成した場合には、上記式（１）から
得られる丸棒直径がｄ＝１２．１４ｍｍであるからＷＺ
Ｗ中１．７２となり、本発明装置が著しく軽量である。
枚からなる板ばね装置と同一のばね定数を有するばね装
置を２本の丸棒で構成した場合には、上記式（１）から
得られる丸棒直径がｄ＝１２．１４ｍｍであるからＷＺ
Ｗ中１．７２となり、本発明装置が著しく軽量である。
また応力が相等しい場合には、
であるから
πａ３Ｎ／ １ ６ ＝ ｂｔ ２Ｎ’／ ３ ・・
・・・・・・・・・・（３）が成立し、重量比は と表わされる。
・・・・・・・・・・（３）が成立し、重量比は と表わされる。
すなわちＮ’／Ｎ＝１の場合にはｂ／ｔ＞４π／９であ
ればＷ’／ｗ＞ ：．となり、Ｎ’／Ｎ＝十の場合には
ｂ／ｔ＞ｓπ／９であればＷ′／Ｗ〉１となるから、応
力が等しい場合にも本発明装置の方が従来装置より軽量
となることが知られる。
ればＷ’／ｗ＞ ：．となり、Ｎ’／Ｎ＝十の場合には
ｂ／ｔ＞ｓπ／９であればＷ′／Ｗ〉１となるから、応
力が等しい場合にも本発明装置の方が従来装置より軽量
となることが知られる。
たとえば上述同様にｂ−５０ｍｍ、ｔ＝８ｍｒｒｔのば
ね板１枚からなる板ばね装置と同一の応力を生ずるばね
装置を２本の九棒で構成する場合には、上記曳３）から
得られる丸棒直径はｄ ＝ １３．９ ５ｍｍとなり、
重量比はＷ／Ｗ＝１．３ １となる。
ね板１枚からなる板ばね装置と同一の応力を生ずるばね
装置を２本の九棒で構成する場合には、上記曳３）から
得られる丸棒直径はｄ ＝ １３．９ ５ｍｍとなり、
重量比はＷ／Ｗ＝１．３ １となる。
以上においては計算を簡便にするため、ばね装置を構成
する丸棒にテーパ部を形成しない場合について説明した
が、前述のようにテパ部を設けた場合においても、ほぼ
同様な重量軽減効果を得ることができる。
する丸棒にテーパ部を形成しない場合について説明した
が、前述のようにテパ部を設けた場合においても、ほぼ
同様な重量軽減効果を得ることができる。
したがって本発明装置は軽量であることが重視される場
合や、スペースの制約を受ける場合などに好適であるば
かりでなく、資源節約の点からもきわめて効果的である
。
合や、スペースの制約を受ける場合などに好適であるば
かりでなく、資源節約の点からもきわめて効果的である
。
本発明は上述したように、中央部および両端部が支持さ
れ長手方向と直角をなす荷重成分に対応して弾性変形可
能な単数または複数のばね要素を有するものにおいて、
上記ばね要素は丸棒状をなす中央部と平板状をなす両端
部との間に位置して中央部から遠ざかるほど厚さが減少
するとともに厚さ方向の中心面に関し両面がほぼ対称を
なすテーパ部を有し、かつ上記中央部とほぼ相等しい直
径の丸棒状ばね鋼材から一体に圧延成形されたことを特
徴とするものである。
れ長手方向と直角をなす荷重成分に対応して弾性変形可
能な単数または複数のばね要素を有するものにおいて、
上記ばね要素は丸棒状をなす中央部と平板状をなす両端
部との間に位置して中央部から遠ざかるほど厚さが減少
するとともに厚さ方向の中心面に関し両面がほぼ対称を
なすテーパ部を有し、かつ上記中央部とほぼ相等しい直
径の丸棒状ばね鋼材から一体に圧延成形されたことを特
徴とするものである。
したがって設計上の制約を受けることが少なく、在来設
備を容易に転用して加工することができ、ばね定数およ
び応力が同等な従来の板ばねに比較して重量および所要
スペースが少なくてすむばね装置を提供することができ
る。
備を容易に転用して加工することができ、ばね定数およ
び応力が同等な従来の板ばねに比較して重量および所要
スペースが少なくてすむばね装置を提供することができ
る。
第１図ＡおよびＢは本発明の一実施例を示す側面図およ
び下面図、第２図ＡおよびＢは第１図における実施例の
ばね素材を示す側面図および下面図、第３図Ａ，Ｂおよ
びＣはそれぞれ第２図ＡのＩ−Ｉ線、■一■線および■
一■線に沿う断面図、第４図ＡおよびＢは本発明の他の
一実施例を示す側面図および下面図である。 １，１５・・・・・・ばね要素、３，１６・・・・・・
中央部、４，１７・・・・・・両端部、５，２０・・・
・・・テーパ部、６，１８・・・・・・目玉部、α，β
・・・・・・ばね装置。
び下面図、第２図ＡおよびＢは第１図における実施例の
ばね素材を示す側面図および下面図、第３図Ａ，Ｂおよ
びＣはそれぞれ第２図ＡのＩ−Ｉ線、■一■線および■
一■線に沿う断面図、第４図ＡおよびＢは本発明の他の
一実施例を示す側面図および下面図である。 １，１５・・・・・・ばね要素、３，１６・・・・・・
中央部、４，１７・・・・・・両端部、５，２０・・・
・・・テーパ部、６，１８・・・・・・目玉部、α，β
・・・・・・ばね装置。
Claims (1)
- １ 中央部および両端部が支持され長手方向と直角をな
す荷重成分に対応して弾性変形可能な単数または複数の
ばね要素を有するものにおいて、上記ばね要素は丸棒状
をなす中央部と平板状をなす両端部との間に位置して中
央部から遠ざかるほど厚さが減少するとともに厚さ方向
の中心面に関し両面がほぼ対称をなすテーパ部を有し、
かつ上記中央部とほぼ相等しい直径の丸棒状ばね鋼材か
ら一体に圧延成形されたことを特徴とするばね装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51005304A JPS598695B2 (ja) | 1976-01-20 | 1976-01-20 | ばね装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51005304A JPS598695B2 (ja) | 1976-01-20 | 1976-01-20 | ばね装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5289748A JPS5289748A (en) | 1977-07-27 |
| JPS598695B2 true JPS598695B2 (ja) | 1984-02-27 |
Family
ID=11607514
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP51005304A Expired JPS598695B2 (ja) | 1976-01-20 | 1976-01-20 | ばね装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS598695B2 (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4867652A (ja) * | 1971-12-20 | 1973-09-14 |
-
1976
- 1976-01-20 JP JP51005304A patent/JPS598695B2/ja not_active Expired
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4867652A (ja) * | 1971-12-20 | 1973-09-14 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5289748A (en) | 1977-07-27 |
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