JPS6139530B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPS6139530B2 JPS6139530B2 JP4763281A JP4763281A JPS6139530B2 JP S6139530 B2 JPS6139530 B2 JP S6139530B2 JP 4763281 A JP4763281 A JP 4763281A JP 4763281 A JP4763281 A JP 4763281A JP S6139530 B2 JPS6139530 B2 JP S6139530B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- leaf spring
- reinforcing fibers
- spring
- fibers
- thickness direction
- 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
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
- B29D99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
- B29D99/0003—Producing profiled members, e.g. beams
- B29D99/0007—Producing profiled members, e.g. beams having a variable cross-section
-
- 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)
- Vehicle Body Suspensions (AREA)
- Springs (AREA)
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り、特に
強化繊維に初期ゆるみを与え、該初期ゆるみの程
度を板ばねの厚さ方向で異なるようにすることで
非線型のばね特性が得られるようにした板ばねに
関する。
強化繊維に初期ゆるみを与え、該初期ゆるみの程
度を板ばねの厚さ方向で異なるようにすることで
非線型のばね特性が得られるようにした板ばねに
関する。
従来、板ばねには主として鋼板製のものが用い
られていたが、鋼板製の板ばねは、重量が大き
く、車輌用に用いた場合には、燃費の増大、加速
性能の悪化及び組立工程における作業者の被労の
増大等をもたらしていた。また鋼材は板ばねの各
部で均質であるため、非線型のばね特性を得るに
は、ばね定数の異なる複数の板ばねを重ねて用い
たり、補助ばね付きとする等の手段が必要とさ
れ、設計、製作も容易でなく、また構造も複雑と
なる欠点があつた。更には車輌の乗心地はばね特
性のわずかな変化でも微妙に変わるものである
が、鋼板製の板ばねでは、ばね特性を板ばねの厚
さ方向に対して任意に変えることは極めて困難で
あるため、十分に良好な乗心地の板ばねは得られ
ないのが現状である。
られていたが、鋼板製の板ばねは、重量が大き
く、車輌用に用いた場合には、燃費の増大、加速
性能の悪化及び組立工程における作業者の被労の
増大等をもたらしていた。また鋼材は板ばねの各
部で均質であるため、非線型のばね特性を得るに
は、ばね定数の異なる複数の板ばねを重ねて用い
たり、補助ばね付きとする等の手段が必要とさ
れ、設計、製作も容易でなく、また構造も複雑と
なる欠点があつた。更には車輌の乗心地はばね特
性のわずかな変化でも微妙に変わるものである
が、鋼板製の板ばねでは、ばね特性を板ばねの厚
さ方向に対して任意に変えることは極めて困難で
あるため、十分に良好な乗心地の板ばねは得られ
ないのが現状である。
また繊維強化樹脂製板ばねも種々提案されては
いるが、未だ強化繊維の積層構造を変えることに
よつて非線型のばね特性を得る如きものは提案さ
れていない。
いるが、未だ強化繊維の積層構造を変えることに
よつて非線型のばね特性を得る如きものは提案さ
れていない。
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つて、その目的とするところ
は、炭素繊維等の強化繊維と合成樹脂の積層体と
して構成された板ばねにおいて、重ね板ばねや、
補助ばね付板ばねとすることなく、単一の板ばね
で非線型のばね特性を得ることにあり、また鋼板
製の板ばねでは得られない軽量化と車輌用におい
ては乗心地の向上を図ることにある。また他の目
的は、単一の板ばねで非線型のばね特性を得るこ
とによつて、設計、製作の容易化、構造の簡易化
及び組立作業の容易化を図ることである。
になされたものであつて、その目的とするところ
は、炭素繊維等の強化繊維と合成樹脂の積層体と
して構成された板ばねにおいて、重ね板ばねや、
補助ばね付板ばねとすることなく、単一の板ばね
で非線型のばね特性を得ることにあり、また鋼板
製の板ばねでは得られない軽量化と車輌用におい
ては乗心地の向上を図ることにある。また他の目
的は、単一の板ばねで非線型のばね特性を得るこ
とによつて、設計、製作の容易化、構造の簡易化
及び組立作業の容易化を図ることである。
要するに本発明は、炭素繊維等の強化繊維と合
成樹脂の積層体として構成された板ばねにおい
て、板厚方向の曲げの中立軸から表層部に向けて
複数層の強化繊維を積層し、該強化繊維の少なく
とも一部のものに前記板ばねの長手方向に対して
波状となる如き初期ゆるみを与え、しかも該初期
ゆるみの程度が板ばねの厚さ方向に対して異なる
ように構成したことを特徴とするものである。
成樹脂の積層体として構成された板ばねにおい
て、板厚方向の曲げの中立軸から表層部に向けて
複数層の強化繊維を積層し、該強化繊維の少なく
とも一部のものに前記板ばねの長手方向に対して
波状となる如き初期ゆるみを与え、しかも該初期
ゆるみの程度が板ばねの厚さ方向に対して異なる
ように構成したことを特徴とするものである。
以下本発明を図面に示す実施例に基いて説明す
る。繊維強化樹脂（以下FRPという）製板ばね
１は、炭素繊維等の強化繊維２と合成樹脂３との
積層体として構成されており、該FRP製板ばね
の板厚方向の曲げの中立軸１ａから表層部１ｂに
向けて複数層の強化繊維２が積層されている。そ
して該強化繊維の一部のものに板ばね１の長手方
向に対して波状となる如き初期ゆるみが与えられ
ており、該初期ゆるみの程度は板ばね１の厚さ方
向に対して異なるように構成され、例えば図示の
実施例では、中立軸１ａに最も近い強化繊維２ａ
は、初期ゆるみがほとんど０であり、中間部の強
化繊維２ｂには中位の初期ゆるみが与えられ、表
層部１ｂの強化繊維２ｃには最大の初期ゆるみが
与えられている。
る。繊維強化樹脂（以下FRPという）製板ばね
１は、炭素繊維等の強化繊維２と合成樹脂３との
積層体として構成されており、該FRP製板ばね
の板厚方向の曲げの中立軸１ａから表層部１ｂに
向けて複数層の強化繊維２が積層されている。そ
して該強化繊維の一部のものに板ばね１の長手方
向に対して波状となる如き初期ゆるみが与えられ
ており、該初期ゆるみの程度は板ばね１の厚さ方
向に対して異なるように構成され、例えば図示の
実施例では、中立軸１ａに最も近い強化繊維２ａ
は、初期ゆるみがほとんど０であり、中間部の強
化繊維２ｂには中位の初期ゆるみが与えられ、表
層部１ｂの強化繊維２ｃには最大の初期ゆるみが
与えられている。
これらの複数層の強化繊維２ａ，２ｂ，２ｃの
初期ゆるみは、もともと平板状の強化繊維２を故
意に波状に彎曲させ、その状態を保持したまま合
成樹脂３で成形し、硬化させて作製するものであ
る。なお強化繊維３を波状に彎曲させた状態を保
持し易くし、製造の容易化を図るには、波状の各
彎曲部に板ばね１の幅方向に引き揃えた枕部材
（図示せず）を配設することもできる。
初期ゆるみは、もともと平板状の強化繊維２を故
意に波状に彎曲させ、その状態を保持したまま合
成樹脂３で成形し、硬化させて作製するものであ
る。なお強化繊維３を波状に彎曲させた状態を保
持し易くし、製造の容易化を図るには、波状の各
彎曲部に板ばね１の幅方向に引き揃えた枕部材
（図示せず）を配設することもできる。
強化繊維２には、炭素繊維やガラス繊維が用い
られるが、一例として炭素繊維は、ビスコースレ
ーヨン（スフ）やポリアクリルニトリル繊維等の
有機繊維の熱分解によつて作られるもので、ヤン
グ率Ｅは、17500Kg/mm2乃至3500Kg/mm2に達するも
のである。合成樹脂３としては、エポキシ樹脂、
不飽和ポリエステル樹脂、フエノール樹脂等の熱
硬化性樹脂並びにポリエステル樹脂、ポリアミド
樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド−イミド樹脂
等の熱可塑性樹脂が選ばれる。
られるが、一例として炭素繊維は、ビスコースレ
ーヨン（スフ）やポリアクリルニトリル繊維等の
有機繊維の熱分解によつて作られるもので、ヤン
グ率Ｅは、17500Kg/mm2乃至3500Kg/mm2に達するも
のである。合成樹脂３としては、エポキシ樹脂、
不飽和ポリエステル樹脂、フエノール樹脂等の熱
硬化性樹脂並びにポリエステル樹脂、ポリアミド
樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド−イミド樹脂
等の熱可塑性樹脂が選ばれる。
本発明は、上記のように構成されており、以下
その作用について説明する。目玉部１ｃをブラケ
ツト又はシヤツクル（いずれも図示せず）で支持
し、FRP製板ばね１の中央の下方から上方に向
けて曲げ荷重が作用したとすると、該板ばねの上
側の表層部１ｂには引張荷重が、下層の表層部１
ｂには圧縮荷重が夫々作用するが、曲げ荷重が小
さい場合には、上側の強化繊維２ｂ及び２ｃは初
期ゆるみの範囲内でわずかに伸ばされるのみであ
るから、ほとんどばねとしての作用はせず、単に
中立軸１ａの近くの強化繊維２ａのみが初期状態
から引き伸ばされるので該強化繊維２ａにのみ引
張応力が生じる。このため、第４図において、た
わみ量がＡ〜Ｂの範囲では、強化繊維２ａが荷重
を受け持つことになり、その結果ばね定数は最も
小さく、荷重が更に大きくなると、たわみ量はＢ
〜Ｃの範囲となり、強化繊維２ａ及び２ｂが荷重
を受け持つことになるのでばね定数は中位とな
る。更に荷重が大きくなると、遂に強化繊維２ｃ
も引き伸ばされることになるので、強化繊維２
ａ，２ｂ，２ｃの全部が荷重を受け持つことにな
り、ばね定数は最大となる。このことは、板ばね
１が下方に曲げられた場合も同様である。また合
成樹脂３は軟かいので強化繊維２の初期ゆるみが
伸ばされる際に有害な抵抗力は示さない。
その作用について説明する。目玉部１ｃをブラケ
ツト又はシヤツクル（いずれも図示せず）で支持
し、FRP製板ばね１の中央の下方から上方に向
けて曲げ荷重が作用したとすると、該板ばねの上
側の表層部１ｂには引張荷重が、下層の表層部１
ｂには圧縮荷重が夫々作用するが、曲げ荷重が小
さい場合には、上側の強化繊維２ｂ及び２ｃは初
期ゆるみの範囲内でわずかに伸ばされるのみであ
るから、ほとんどばねとしての作用はせず、単に
中立軸１ａの近くの強化繊維２ａのみが初期状態
から引き伸ばされるので該強化繊維２ａにのみ引
張応力が生じる。このため、第４図において、た
わみ量がＡ〜Ｂの範囲では、強化繊維２ａが荷重
を受け持つことになり、その結果ばね定数は最も
小さく、荷重が更に大きくなると、たわみ量はＢ
〜Ｃの範囲となり、強化繊維２ａ及び２ｂが荷重
を受け持つことになるのでばね定数は中位とな
る。更に荷重が大きくなると、遂に強化繊維２ｃ
も引き伸ばされることになるので、強化繊維２
ａ，２ｂ，２ｃの全部が荷重を受け持つことにな
り、ばね定数は最大となる。このことは、板ばね
１が下方に曲げられた場合も同様である。また合
成樹脂３は軟かいので強化繊維２の初期ゆるみが
伸ばされる際に有害な抵抗力は示さない。
また強化繊維２の数を増し、初期ゆるみの程度
を該強化繊維の一層ごとに次第に大きくするよう
に構成すれば、第５図に示すような不連続点のな
い滑らかなカーブでばね定数が変化するようない
わゆるプログレシブスプリングを得ることもでき
る。
を該強化繊維の一層ごとに次第に大きくするよう
に構成すれば、第５図に示すような不連続点のな
い滑らかなカーブでばね定数が変化するようない
わゆるプログレシブスプリングを得ることもでき
る。
このようなFRP製板ばね１を車輌用に用いた
場合には、空車状態では、ばね定数が小さく軟か
い乗心地が得られ、荷物の積載時にはばね定数が
大きくなつて、大荷重を十分に支持し得る強度が
得られることになる。
場合には、空車状態では、ばね定数が小さく軟か
い乗心地が得られ、荷物の積載時にはばね定数が
大きくなつて、大荷重を十分に支持し得る強度が
得られることになる。
本発明は、上記のように構成され、作用するも
のであるから、炭素繊維等の強化繊維と合成樹脂
の積層体として構成された板ばねにおいて、重ね
板ばねや、補助ばね付板ばねとすることなく、単
一の板ばねで非線型のばね特性を得ることができ
るという極めた優れた効果が得られる。また鋼板
製の板ばねでは得ることができない軽量化と、特
に車輌用においては乗心地の向上を図ることが可
能となる。また板ばねの厚さ方向に対して、任意
にばね特性を変えることができるので、設計、製
作の容易化、構造の簡易化及び組立作業の容易化
を図ることができる効果が得られる。
のであるから、炭素繊維等の強化繊維と合成樹脂
の積層体として構成された板ばねにおいて、重ね
板ばねや、補助ばね付板ばねとすることなく、単
一の板ばねで非線型のばね特性を得ることができ
るという極めた優れた効果が得られる。また鋼板
製の板ばねでは得ることができない軽量化と、特
に車輌用においては乗心地の向上を図ることが可
能となる。また板ばねの厚さ方向に対して、任意
にばね特性を変えることができるので、設計、製
作の容易化、構造の簡易化及び組立作業の容易化
を図ることができる効果が得られる。
図面は本発明の実施例に係り、第１図はFRP
製板ばねの側面図、第２図は第１図に示すものの
平面図、第３図はFRP製板ばねの強化繊維の積
層状態を示す部分破断斜視図、第４図及び第５図
は夫々FRP製板ばねのばね特性を示す線図であ
る。 １はFRP製板ばね、１ａは曲げの中立軸、１
ｂは表層部、２は強化繊維、３は合成樹脂であ
る。
製板ばねの側面図、第２図は第１図に示すものの
平面図、第３図はFRP製板ばねの強化繊維の積
層状態を示す部分破断斜視図、第４図及び第５図
は夫々FRP製板ばねのばね特性を示す線図であ
る。 １はFRP製板ばね、１ａは曲げの中立軸、１
ｂは表層部、２は強化繊維、３は合成樹脂であ
る。
Claims (1)
- １ 炭素繊維等の強化繊維と合成樹脂の積層体と
して構成された板ばねにおいて、板厚方向の曲げ
の中立軸から表層部に向けて複数層の強化繊維を
積層し、該強化繊維の少なくとも一部のものに前
記板ばねの長手方向に対して波状となる如き初期
ゆるみを与え、しかも該初期ゆるみの程度が板ば
ねの厚さ方向に対して異なる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 |
|---|---|---|---|
| JP4763281A JPS57163741A (en) | 1981-03-31 | 1981-03-31 | Leaf spring made of fiber reinforced resin |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4763281A JPS57163741A (en) | 1981-03-31 | 1981-03-31 | Leaf spring made of fiber reinforced resin |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57163741A JPS57163741A (en) | 1982-10-08 |
| JPS6139530B2 true JPS6139530B2 (ja) | 1986-09-04 |
Family
ID=12780596
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4763281A Granted JPS57163741A (en) | 1981-03-31 | 1981-03-31 | Leaf spring made of fiber reinforced resin |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57163741A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4530490A (en) * | 1982-08-20 | 1985-07-23 | Nhk Spring Co., Ltd. | Fiber-reinforced plastics leaf spring |
| JPS61286628A (ja) * | 1985-06-12 | 1986-12-17 | Nhk Spring Co Ltd | Ｆｒｐ板ばね |
| KR101429462B1 (ko) * | 2013-05-10 | 2014-08-13 | 경상대학교산학협력단 | 차량용 복합재 판 스프링 |
-
1981
- 1981-03-31 JP JP4763281A patent/JPS57163741A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57163741A (en) | 1982-10-08 |
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