JPS61144439A - 合成スプリング - Google Patents

合成スプリング

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JPS61144439A
JPS61144439A JP60275232A JP27523285A JPS61144439A JP S61144439 A JPS61144439 A JP S61144439A JP 60275232 A JP60275232 A JP 60275232A JP 27523285 A JP27523285 A JP 27523285A JP S61144439 A JPS61144439 A JP S61144439A
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coils
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F3/00Spring units consisting of several springs, e.g. for obtaining a desired spring characteristic
    • F16F3/08Spring units consisting of several springs, e.g. for obtaining a desired spring characteristic with springs made of a material having high internal friction, e.g. rubber
    • F16F3/10Spring units consisting of several springs, e.g. for obtaining a desired spring characteristic with springs made of a material having high internal friction, e.g. rubber combined with springs made of steel or other material having low internal friction
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F3/00Spring units consisting of several springs, e.g. for obtaining a desired spring characteristic
    • F16F3/08Spring units consisting of several springs, e.g. for obtaining a desired spring characteristic with springs made of a material having high internal friction, e.g. rubber
    • F16F3/10Spring units consisting of several springs, e.g. for obtaining a desired spring characteristic with springs made of a material having high internal friction, e.g. rubber combined with springs made of steel or other material having low internal friction
    • F16F3/12Spring units consisting of several springs, e.g. for obtaining a desired spring characteristic with springs made of a material having high internal friction, e.g. rubber combined with springs made of steel or other material having low internal friction the steel spring being in contact with the rubber spring
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G11/00Resilient suspensions characterised by arrangement, location or kind of springs
    • B60G11/32Resilient suspensions characterised by arrangement, location or kind of springs having springs of different kinds
    • B60G11/48Resilient suspensions characterised by arrangement, location or kind of springs having springs of different kinds not including leaf springs
    • B60G11/52Resilient suspensions characterised by arrangement, location or kind of springs having springs of different kinds not including leaf springs having helical, spiral or coil springs, and also rubber springs

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】 〔発明の背景〕 この発明は、合成スプリングに関し、さらに詳しく言え
ば、コイル・スプリング又はその他の補強材と組み合わ
せた天然ゴム又はその他のエラストーマ−から成る合成
スプリングに関する。ここに使用される用語「スティッ
フJは、一定の傾斜か、全体として上昇するレートの比
較的高いスプリング率の合成スプリングの力対偏向曲線
の部分を称し、圧縮ひずみに対し漸増する抵抗の特性で
ある。用語「ソフト」は、増加、減少、又は全く一定の
圧縮ひずみに対する比較的低いスプリング率又は小さい
抵抗の特性を称する。過去に、この種の合成スプリング
は、曲線の中ごろでソフト、両端でスティッフな力対偏
向曲線を持っていた。
このような結果は、種々の、しかし本質的に安定した特
性に従いひずむ、ある状態の下でエラストーマ−・スプ
リング要素のひずみを制御することにより得られる。そ
のような合成スプリングの一例は、ブラウンの米国特許
第2,605.099号の中に見受けられる。この合成
スプリングは、鋼スプリングにより補強され、それに接
着された起伏壁部を有する外被から出来ている。全体的
に類似する別の合成スプリングは、ボッシの米国特許第
2.822.165号の中に見受けられる。
これらの合成スプリングの主な欠点は、力対偏向曲線の
ソフ) 9M域が、有ったとしても極く限られた期間で
あるということである。これは、長い期間のソフト領域
が欲しい用途では不満足である。
そのような用途の1つは、車のサスペンション装置、特
に自動、車のサスペンション装置である。それは、乗り
心地が、サスペンションスプリングの力対偏向曲線のソ
フトfii域から引き出される乗車特性に関係すること
が多いためである。
〔発明の目的〕
この発明は、細長く伸びた管状の弾力のある本体と、該
本体のひずみを制御するため該本体と関連して作動する
手段とから成り、そこで、軸方向の予め定められた負荷
状態で前記本体の長さの方向に沿い間隔をとった複数の
位置において対称的にふ(らんだ不安定状態が引き続き
起きるスプリングを提供する。
従って、この発明は、長い期間の「ソフト」領域を伴う
力対偏向曲線、特定の要求に従い選択された「スティッ
フJおよび「ソフトJ領域を、特に予め定められた負荷
で広い偏向範囲にわたりrソフ)J負荷耐久特性を得る
ように制御できる力対偏向曲線、並びに、特定の用途の
力、偏向、およびその他の要求に容易に適合させられる
r1jI整可能な」合成スプリングを有する合成スプリ
ングを提供するものである。
この発明の特徴、目的、および利点は同一部品には同一
符号を付した添付図面と関連して以下に記載する詳細な
説明および特許請求の範囲から明白になろう。
〔実施例〕
第2図を参照すると、この発明の合成スプリングのひと
つの目下好適な実施例は、管状エラストーマ一本体10
と、該本体のひずみを制御するため該本体に埋められ、
接着されたコイル・スプリング12の形状をした補強手
段とから成り、そこで、該スプリングの力対偏向曲線は
、おのおのが該本体の本質的に安定した圧縮により特徴
付けられる2つのスティッフ領域、および該本体の不安
定だが対照的なふくらみにより特徴付けられる中間のソ
フ) SI域を有する。
第1図を参照すると、全説明したような典型的力対偏向
曲線は、硬さが本体10を形成する材料のせん新係数に
比例する下部スティッフ領域14を含んでいる。この領
域においては、本体の本質的な車軸圧縮が生じ、直線的
スプリング率に近い全体として一定の傾斜曲線に沿って
上昇する。力対偏向曲線は、さらに、全説明するように
、硬度はせん新係数に比例するが、その他の要素にも影
響される上部のスティッフ領域16も含んでいる。
この領域においては、本体は圧縮されているが、領域1
4と異なり、スプリング率は、上昇する率のものである
。しかし、領域14および16においては共に、本体は
、本質的に安定圧縮の条件の下にひずむ。
この発明は、不安定を防止するという考え方を代えるこ
とで、不安定が集中し対称的になるように制御されると
いう条件の下に、長い期間の中間ソフト領域18(第1
図)が得られ、そのため本体は、円柱状又はその他の非
対称のふくらみを受けないという発見をしたことから由
来する。(用語「対称jおよび「非対称」は、本体10
の縦軸を基準にしている)。この制御は、コイル・スプ
リング12により行われる。このスプリングは、本体l
OO中に埋め込まれ、接着されているため、スプリング
2の個々のコイルと一致するらせん形の通路19(第3
図および第4図)に沿い円筒形の本体の壁がふくらむの
を抑制する。しかし、本体は、スプリング12のピッチ
に対応する間隔で、らせん通路19本体の隣接する渦巻
きの間(又は、スプリング12の個々のコイルの間)の
軸方向の空間内で側面方向に自由にふくらむ。従って、
この合成スプリングは、各個々の「コイルjが、これら
の横方向のふくらみのひとつにより形成されるゴム・コ
イル・スプリングのように見える。
偏向しない状態で、この発明の合成スプリングは、図示
したとおり(第2図)、縦の断面では長方形に見える単
純な円筒形の壁の形を有する。円柱状又は軸方向の負荷
が本体10に加えられると、本体が無負荷時の長さの約
20%、すなわち約0.2H(第1図)偏向するまで、
車軸圧縮が生じる。集中対称ふくらみの不安定状態がス
プリング12の隣接するコイルの間で順に現れるのは、
この偏向の時である。力対偏向曲線は、領域14に沿い
、それまでずっと上方に進んできて、領域18に入る所
である。第1図および第3図に描かれたとおり、偏向が
約0.2Hを越して続行すると、この対称的ふくらみの
不安定状態は、スプリング12の隣接コイル間の横方向
の外へのふくらみとして現れ、最初は図示したとおり(
第3図)、本体10の中間付近、そして引き続きその他
の隣接コイルに現れる。その結果、合成スプリングの外
面は、ますます波形になる。領域18の期間は、図示し
たとおり(第4図)、対照的ふくらみの不安定状態が、
連続コイル形状に向かって大きくなり、遂にはその形状
になるまで偏向の範囲に対応する。
約0.6Hを越えて偏向が続行すると、第4図に描かれ
たとおり、隣接する波形が接し、ふくらみの不安定状態
のその上の成長は、本質的に止まる。
それ故、続行する偏向は、領域14に似た車軸圧縮の条
件の下で力対偏向曲線の領域16 (第1図)に沿い本
体のその上の圧縮を生じる。ただし、隣接する波形のそ
の上の底つきは、有効な形状要素を増大し、そのためス
プリング率は、直線性の代わりに上昇傾向になる。
この発明の重要な点は、合成スプリングの性能が、個々
のゴム「コイル」、すなわち、スプリング12の隣接す
る作動コイルの間の本体のセグメントの累積効果の結果
であることである。第5図にえかかれた単一のコイル間
の本体セグメントにおいて、軸方向の圧縮の集中効果は
、それぞれ、その内壁40および外壁50の内方および
外方の両方へのふくらみとして現れる。破線で描かれた
とおり、壁40の内方へのふ(らみの大きさは、軸方向
の負荷状態の下では、壁50の外方へのふくらみの大き
さよりずっと小さい。壁40および50の中および隣接
する内周および外周又は輪状の緊張は、本体セグメント
を形成する圧縮が比較的困難な材料を外方に放射線状に
「流し」、コイル間の横のふくらみと、第2図から第4
図までに図解したとおりのゴム・コイル・スプリングの
全体的な形を生じる。これらの緊張は、軸方向の圧縮の
増加につれてますます大きくなり、スプリング12の隣
接コイル間のほぼ中間で最大の緊張が現れ、コイル自体
に隣接する所で緊張がゼロになるようにふくれた表面に
沿い軸方向に分布する。
この緊張分布の結果得られる「流れ」は、本体セグメン
トを瞬間的にあたかもそれがふくらむような不安定状態
で偏向する。
これは、第5図のコイル間本体セグメント又はゴム「コ
イル」のおのおのの力対偏向曲線、すなわち最初価々に
、そしてその後累積的に作用する性質を参照すれば、理
解できる。個々にという点では、各ゴム・コイルは、合
成スプリングのそれと似た力対偏向曲線を有する。ただ
し、第6図に描かれたとおり、この曲線は、負の傾斜の
領域6゜を存する。これは、ゴム・コイル内に対称的ふ
くれの不安定状態が起きたことを示している。累積的に
、ゴム・コイルのふ(れの不安定状態は、本体の真中近
(で始まり、順次に本体の両端の方に進む。これは、第
3図に描かれており、その中では、コイル22と24と
の間のふくれの不安定状態が最初に起き、次に同じよう
な不安定状態がコイル21と22の間か、又はコイル2
4と26の間でその場の成り行き次第で起きる。その結
果、ゴム・コイルは、順次に対照的なふくれの不安定な
ピーク点に達する傾向を有し、そこでコイルの不安定状
態が起きる累積の効果は、第6図の力対偏向曲線が多数
重なったようになる。第7図に描かれたように、合成ス
プリングの力対偏向曲線は、多数の第6図の力対偏向曲
線の重なりとして現れ、そこから合成スプリングの平均
力対偏向曲線が引き出される。これを引き出すに際し、
個々のゴム・コイルの負の傾斜領域は、その時このふく
れのモードを表していない外のゴム・コイルの反対の効
果により相殺される。それ故、曲線64は、第1図の曲
線の領域18に相当する平坦な領域を有する。
再び第1図を参照すると、この平坦な領域は、曲線A、
B、およびCで描かれたように、ある一定の負荷状態で
起きる。これが起きるわけをこれから説明する。第1図
から明らかなとおり、この領域の傾きは、すなわち、上
り坂か、平らか、又は下り坂かは、柔かいスプリングの
性質を作る不安定状態が起きる所の負荷条件およびその
他の要因により変化する。従って、不安定状態が起きる
時に存在する実際の軸方向の偏向力は、ある場合、スプ
リングの設計負荷として選択された領域18に沿う地点
、あるいは、予期したサービス状態の下で、正および負
の負荷入力に対してスプリングが受ける負荷レベルによ
って変化する。この設計負荷の選択は、もちろん、特定
の用途によって左右される。例えば、多くの車のサスペ
ンションの用途では、サスペンション偏向の最大利用範
囲にわたり、柔かい乗り心地を得るため、領域18の始
めに対応する地点66(第1図)で設計負荷を選択する
ことが望ましい。この偏向範囲内又は、その付近でいく
らか硬さを導入することが望ましいとする柔かさの度合
と規模は、この発明の更に別の原理によってスプリング
を調整して制御できる。
対称的ふくらみの不安定状態の発生は、制御できるも°
のであり、合成スプリングは、その柔かい領域18(第
1図)が所望の時期に所望の期間だけ現れるようにr調
整」される。この制御に有用な要素には、本体の壁厚と
長さ、スプリング12のコイルの寸法、数量9位置、お
よび間隔、並びに本体を構成する材料の特性があり更に
別の要素も本願明細書の説明と特許請求の範囲とから明
らかになろう。
コイルの間隔に対する本体壁の厚さは、ふくらみの不安
定状態の発生に影響する。一定のコイルの間隔に対して
壁が薄ければ薄いほど、それだけ本体のふくらむ傾向は
、一層大きくなる。第5図の個々のコイル間の本体セグ
メントの偏心効果を制御するためふくらみの不安定状態
が予想できる順序で起きるのが望ましい。ふくらみの不
安定状態が、本体の中央かその近くで最初に起き、そこ
から両端の方に進むことも望ましいことである。
この結果を得るため、本体の壁は、その中央で薄く、両
端へ行くにつれて少しずつ厚くなるようにすべきである
。ふくらみの不安定状態が、望ましくない表面ストレス
を防止し、又は最小限に抑えるため、内方へよりむしろ
、スプリング・コイルの間を外方に突き出ることも、さ
らに望ましいことである。そのような外方へふくらむ傾
向を最大にするため、スプリング12は、壁40の近く
で本体IJの中に埋め込まれるべきである。
作動コイルの数、コイル径、および本体の長さもすべて
追加される安定要素である。(「作動jコイルは、「非
作動」コイルを構成する両端のコイルを除くすべてのコ
イルを指す。第2図に描かれたとおり、作動コイルは、
参照符号21.22゜24、および26で指定され、非
作動コイルは、参照符号28および30で指定されてい
る。)例えば、作動コイルの数が大きければ大きいほど
、すなわちコイル間の間隔が大きければ大きいほど、そ
れだけ全体的に円柱状の負荷の下で非対称的に本体がゆ
がむ傾向は大きくなる。作動コイルの数が多過ぎると、
本体は、本質的に第5図のような多くのコイル間の本体
に分割され、そこで本体は、予期できないような非対称
のひずみ状態に変化する。他方、多過ぎるコイル間の間
隔で少ししか作動コイルができないため、個々のセグメ
ント内の非対称ゆがみは促進する。
スプリング12の個々のコイルの線径すなわち断面の大
きさもさらに別の安定要素である。不適切なコイル直径
による十分な補強の欠如で、本体は、円柱状の負荷の周
知の原理により、その長さにしたがい非対称にゆがむ傾
向となる。しかし、個々のコイルの直径が大き過ぎると
、スプリング12は、第1図の中の曲線20で描かれた
とおり、負荷担持容量の大部分を引き受け、エラストー
マ装荷の効果は、相対的に犠牲となる。個々のスプリン
グは、むき出しにされてはならない。そのため、最大直
径は、本体の壁厚より幾分小さいことが望ましい。しか
し、多くの実際的な場合、個々のコイルの直径は、この
壁厚よりかなり小さい。
これらの考慮は、次のとおり表すことができる。
(al  安定係数(S) H (b)  補強効率係数(E) (R−r) E =            (21ここで(第1図
の中にえかかれたとおり);H=円柱の全高又は本体1
0の全長 n=作動コイルの数 r=本体IOの内部半径 R=本体10の外部半径 t=ニスプリング1のコイル線径 (R−r)=本体の壁厚 上記式(1)に記載した安定係数は、約0.03から0
.8までが好ましく、特に、約0.05から0.2まで
の間が最も好ましい。上記(2)に記載した補強効率係
数は、約0.03から5までの間が好ましく、特に、約
0.05から3までの間が最も好ましい。
前述のことに加えて、許容できない不安定状態は、R/
2Hの比率が約0.1未満の時は、いつでも起きるおそ
れがある。
本体10の材料の特性、又は、壁厚、若しくはその両者
にしたがい、領域18が起きる点を、第1図の垂直の力
の軸に沿い制御することは可能である。ある一定のスプ
リング構造について、本体材料の硬さ又はせん新係数の
増加又は減少は、力の軸に沿い領域I8を上下に対応し
て変化させる。
第1図を参照すると、曲線A、B、およびCは、使用す
る本体材料のせん新係数の順次増大する効果を表してい
る。同様に、一定のせん新係数、又は材料硬度で、同様
の変化は、本体10(第2図)の壁厚(R−r)を増減
することにより得られる。
したがって、合成スプリングは、領域18およびその関
連軟化が起きる所定の設計負荷で作ることができる。領
域14,16.および18の変化は、上記式(1)およ
び(2)で設定される限度内で作動コイルの数を調節し
、又は、スプリング12のピッチを調節し、若しくはそ
の両方を実施することによっても得られる。これは、あ
る設計負荷で柔かい乗車効果を得るよう、サスペンショ
ン・スプリング要素を「調整」することが望ましい車の
サスペンションの用途に特に有益である。
適切な合成エラストーマ又は、天然ゴムと合成エラスト
ーマのブレンドを使用することもできるが、工学技術縁
の合成ゴムを作るには、必然的ド通常の成分を混合した
天然ゴムの本体10を作るのが望ましい。主要負荷支持
材料として作用する外に、ゴムは、隔離および緩衝の両
方の手段でスプリングのない物体からスプリング付きの
物体まで伝わる振動又は衝撃の減衰を行う。自然振動数
は、一定のスプリング付きの物体についてはスプリング
硬度を減少するか、又は一定硬度でスプリング付きの物
体の質量を増すことにより減少する。
この発明のゴム・コイル・スプリングを使用すると、設
計負荷での静的および動的硬度は小さく、自然振動数も
また、良好な振動減衰に応じて、小さい。このゴム・コ
イル・スプリングは、スプリング/質量システムの自然
振動数を上回る振動数で加えられる揺れからスプリング
付きの物体をますます効果的に隔離するので、その弾性
が増大すると、振動減衰は、減少する。ゴム・コイル・
スプリングは、さらに、多くの実用分野で全金属スプリ
ングよりはるかに大きい固有緩衝能力を有し、スプリン
グ/質量システムの自然振動数に外部からの揺れの異な
る振動数が加わる際に生じるすべての共振条件を減少さ
せるという点で、高い振動数の高調波を全金属スプリン
グより伝達しにくいという利点を有する。
負荷をかけている時の漸動と同様に、圧縮負荷を取り除
いた後に残る「圧力」も増加するのはゴム混合物の固有
緩衝性能の増大の当然の結果として周知のことである。
これらの効果は、特定の用途においては、スプリングの
長さ、ひいてはスプリング付きの物体の高さを徐々に減
らすことになる。ある車のサスペンションに使用すると
、バンパーの高さに影響することがある。しかし、これ
らの影響は、組み込む前にゴム・コイル・スプリングを
予め圧縮することにより、制御し、許容限度内に保つこ
とができる。最も実用的な車のサスペンションの場合に
、ゴムの物理的漸動率が、典型的に時間の対数と大体一
定であることは良く知られている。したがって、スプリ
ングの使用寿命の間に予想される漸動量を補償するため
計算した時間だけゴム・コイル・スプリングを予め圧縮
し、又は予めストレスをかけることにより、漸動の影響
は、容易に最小限にし、又は除去することができる。
補強剤としてコイル・スプリング12を使用し、その間
に集中したふくれの不安定状態が作られ、本体10を形
成するゴムの中にそのスプリングを埋め込み、同時にそ
れをゴムに接着することが望ましい。これを行うには、
すべての適切なゴム接着剤を使用できる。しかし、全体
として、らせん模様に配列したタイヤ・コード又は繊維
のような、その他の種類又は形の輪状拘束物も、スプリ
ング120代わりに、又はそれと組み合わせて使用でき
ることが分かるであろう。別の可能な構造は、横方向の
ふくらみを促進するため、それらの間に接着された適切
なデバイダを伴う、別個のリングを積み重ねるような具
合に一緒に接着するものである。これらのリングも本体
10も横断面が円形である必要はない。この発明の一般
原則にしたがって、許容できるひずみ作用を生じるもの
なら楕円でも、多くの平らな側面を有する、又はその他
の断面のものでもよい。スプリング12自体は、適切な
構造特性を有する強化繊維、プラスチック。
又はその他の非金属構造物でも作れるが、金属構造物が
望ましい。同様に、スプリングをゴムに接着すること、
又はそれを本体壁の中に完全に埋め込むこと、又はその
両方を行うことは、構造上のこれらの変化と関連して、
摩擦、およびその他の機械的および熱的賜果が満足すべ
き結果を生じさえすれば、必ずしも必要ではない。
これまでに図解され、説明されたゴム・コイル・スプリ
ングは、軸方向の円柱状負荷について区画されたもので
ある。第2図に描かれたとおり、本体10の両端は、平
らで、その縦軸に対して直角である。それ故に、この合
成スプリングは、第2図に示したような平行な金属平面
70および72の間の軸方向の円柱状の負荷に対して適
切である。
しかし、それは平行でない金属平面による負荷に対して
も、さらに例えば、枢動的Aアーム又はヨークを含む、
ある自動車のサスペンションに見受けられるような、1
個又は2個以上の枢動的平面による負荷に対しても容易
に適合できる。これらの用途では、本体の両端がその縦
軸に対して、ある角度をとって作られているか、又は、
金属平面が相対的にある角度をとっているか、その両方
である場合もあるが、その結果性じる力のベクトルの方
向は、縦軸に沿っていることとする。これは、最初に説
明したような、制御された対称的ふくれの不安定状態を
達成するのに必要な程度まで、スプリング付きの物体又
はスプリングのない物体のスイングの動きに対処できる
。それはさらに、平でない両端で使用するよう適合させ
ることもできる。例えば、スプリングの両端は、平坦に
ならしであるよりは、四角く切断されており、適切な固
着物へ位置付けすることのできるR3Cへ端状の段をも
たらす様にする。
この発明の前述の原理を説明するため、次の例証を開示
する。ただし、本願発明はこの例証により限定されるも
のではない。
五−l 内部半径(r)が41鶴、外部半径(R)が55in、
300mmの抑制されない長さくH)、5個の作動コイ
ル、および501RHDの天然ゴムで作られた、第2図
に図解されたものと全体として同様なゴム・コイル・ス
プリング。このスプリングについての力対偏向曲線およ
び設計負荷は、第8図に描かれている。このスプリング
は、車のサスペンション装置の中で全体として「ソフト
」な乗車特性を生じるはずである。
この発明の現在の好ましい実施例がここに例示され、説
明されたが、種々な変更が考えられることは当業者にと
っては明白であろう。
したがって、この発明は、ここに例示され、説明された
特定の実施例に限られることなく、本発明は添付された
特許請求の範囲を参照して決定されるものとする。
【図面の簡単な説明】
第1図は、この発明の合成スプリングの一実施例の力対
偏向曲線の図 、第2図は、そのゆるめられた(無負荷
の)状態にあるところを描いたこの発明の合成スプリン
グの一実施例の、特に縦方向の断面の側面図、第3図は
、対称的ふくれの不安定状態のひずみの途中の、軸方向
の負荷が掛けられている第2図のスプリングを描いた、
全体として第2図と同様の側面図、第4図は、対称的ふ
(れの不安定状態の形成が完了した時の軸方向の負荷が
掛けられた第2図のスプリングを描いた、全体として第
2図と同様の側面図、第5図は、その内壁および外壁が
軸方向の負荷を掛けられ、ふくれている様子および程度
を描いた、第2図のスプリングの1つのコイル間のセグ
メントの縦断面図、第6図は、第5図のセグメントの力
対偏向曲線の図・9、第7図は、5個の第5図に示され
たセグメントの力対偏向曲線の図 、そして第8図は第
2図のスプリングの最初の例証の実施例の力対偏向曲線
の図 である。 10・・・本体、12・・・コイル・スプリング、14
・・・下部スティッフ領域、16・・・上部スティッフ
領域、18・・・中間ソフト領域、19・・・らせん通
路、20・・・曲線、21,22,24.26・・・作
動コイル、28.30・・・非作動コイル、40・・・
内壁、50・・・外壁、60・・・負のスロープ領域、
64・・・平均力対偏向曲線、66・・・設計負荷点、
70.72・・・平行金属平面 図面の浄仔(21答番=1更ンし) FI[G。5 FIG。6 手続補正書(帥) 昭和61年IBtl1日

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)細長く伸びた管状の弾力のある本体と、該本体のひ
    ずみを制御するため該本体と関連して作動する手段とか
    ら成り、そこで、軸方向の予め定められた負荷状態で前
    記本体の長さの方向に沿い間隔をとった複数の位置にお
    いて対称的にふくらんだ不安定状態が引き続き起きる合
    成スプリング。 2)特許請求の範囲第1項に記載したスプリングに於て
    、前記ふくらんだ不安定状態が、エラストーマーの連続
    コイルの形をとっている合成スプリング。 3)特許請求の範囲第2項に記載したスプリングに於て
    、前記制御手段が、複数のコイルを有するコイル・スプ
    リングから成り、そしてそれらのコイルの間に前記エラ
    ストーマー・コイルが形成されている合成スプリング。 4)特許請求の範囲第3項に記載したスプリングに於て
    、前記本体および前記コイル・スプリングが、下記の条
    件; (a)S=(R−r)n/2H (b)E=(R−r)/t ここで、 H=前記本体の軸方向の全長、 n=前記コイル・スプリングのコイルの全数、r=前記
    本体の内部半径、 Rは前記本体の外部半径、 (R−r)=前記本体の壁厚、 t=前記コイル・スプリングのコイルの線径、で調整さ
    れており、Sの値は、約0.03から0.8までの間で
    あり、Eの値は、約0.03から5.0までの間である
    、合成スプリング。 5)特許請求の範囲第4項に記載したスプリングに於て
    、Sの値は、約0.05から0.2までの間であり、E
    の値は、約0.05から0.2までの間であるスプリン
    グ。 6)特許請求の範囲第4項又は第5項に記載したスプリ
    ングに於て、R/2Hの比率が約0.1以下である合成
    スプリング。 7)特許請求の範囲第3項、第4項、第5項又は第6項
    に記載したスプリングに於て、前記コイル・スプリング
    が、前記本体の中に埋まっている合成スプリング。 8)特許請求の範囲第7項に記載したスプリングに於て
    、前記コイル・スプリングが、前記本体に接着されてい
    る合成スプリング。 9)特許請求の範囲第1項乃至第8項のいずれかに記載
    したスプリングに於て、前記本体が、前記予め定められ
    た負荷状態に関連して選択された硬度を有する材料から
    成っている合成スプリング。 10)特許請求の範囲第1項乃至第8項のいずれかに記
    載したスプリングに於て、前記本体が、天然ゴムの混合
    物から成っている合成スプリング。 11)特許請求の範囲第10項に記載したスプリングに
    於て、前記混合物が、予め圧縮されている合成スプリン
    グ。 12)特許請求の範囲第10項又は第11項に記載した
    スプリングに於て、前記本体の末端が、力の加わる方向
    に関連して作られ、調整されている合成スプリング。 13)特許請求の範囲第8項に記載したスプリングに於
    て、前記本体は、無負荷状態で本質的に円筒形、全負荷
    状態で本質的に連続コイル形の外面を有し、前記本体お
    よび前記コイル・スプリングは、予め定められた軸方向
    の負荷状態の下に、前記外面が不安定だが対称的に前記
    コイル・スプリングの隣接するコイルの間で外方にふく
    らみ、そのふくらみは、前記本体の中間付近の隣接する
    コイルから始まり、隣接するコイルを介して、前記連続
    コイル形になるまで前記本体の両端に向かって順次に進
    むように作られ、そして調整されている合成スプリング
    。 14)特許請求の範囲第13項に記載したスプリングに
    於て、前記本体が、天然ゴムの混合物から成っている合
    成スプリング。 15)特許請求の範囲第1項に記載したスプリングに於
    て、前記制御手段が、その長さの方向に沿って時々前記
    本体に固定し、軸方向の圧力で側面にふくらむのを抑え
    、そこで前記本体は、前記予め定められた軸方向の負荷
    状態の下にこれらの間隔の間に集中した対称的で不安定
    なふくらみを受けるようになる手段を含む合成スプリン
    グ。 16)特許請求の範囲第1項に記載したスプリングに於
    て、前記本体が、共通軸に沿って相互に作用する複数の
    個別スプリング・セグメントから成り、該セグメントは
    、前記予め定められた負荷状態で累積するソフト・スプ
    リングの性質を生じるため、同時に圧縮できるが、瞬間
    的に不安定な圧縮を受けるような合成スプリング。 17)特許請求の範囲第16項に記載したスプリングに
    於て、前記セグメントが、前記ソフト・スプリングの性
    質を得るため、選択された順序で不安定な圧縮を受ける
    ような合成スプリング。
JP60275232A 1984-12-12 1985-12-09 合成スプリング Granted JPS61144439A (ja)

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