JPS6139531B2 - - Google Patents
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- JPS6139531B2 JPS6139531B2 JP4763381A JP4763381A JPS6139531B2 JP S6139531 B2 JPS6139531 B2 JP S6139531B2 JP 4763381 A JP4763381 A JP 4763381A JP 4763381 A JP4763381 A JP 4763381A JP S6139531 B2 JPS6139531 B2 JP S6139531B2
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- Japan
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- leaf spring
- reinforcing fibers
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- fibers
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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)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (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、車輛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。更には車輛の乗心地はばね特
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、ばね特性を任意に設定
す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、車輛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。更には車輛の乗心地はばね特
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、ばね特性を任意に設定
す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、上述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輛用におい
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にある。更に他
の目的は、強化繊維に初期ゆるみを与えるのを容
易化し、また初期ゆるみ状態の保持をより確実に
し、安定性の大きい非線型ばね特性を得ることで
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輛用におい
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にある。更に他
の目的は、強化繊維に初期ゆるみを与えるのを容
易化し、また初期ゆるみ状態の保持をより確実に
し、安定性の大きい非線型ばね特性を得ることで
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、かつ前記強化繊維の初期ゆるみ状
態を保持させるための枕部材を該強化繊維の波状
の湾曲部に前記板ばねの幅方向に引き揃えて配設
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、かつ前記強化繊維の初期ゆるみ状
態を保持させるための枕部材を該強化繊維の波状
の湾曲部に前記板ばねの幅方向に引き揃えて配設
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は板ばね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２
ａ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は板ばね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２
ａ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
意に波状に湾曲させ、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。波状に湾曲した強化繊維２の湾曲部Ｒには初
期ゆるみ状態を保持し易くするための枕部材４が
板ばね２の幅方向に引き揃えて配設されている。
枕部材４は強化繊維２と同質のものでもまた異質
のものでもよく、図示のように、枕部材４の直径
Ｄ及びピツチＰの定め方によつて初期ゆるみの程
度を定めることができ、強化繊維２の初期ゆるみ
の程度を板ばね１の厚さ方向に対して種々異なら
せて配設し、板ばね１のばね特性を所望のものと
することができる。
初期ゆるみは、もともと平板状の強化繊維２を故
意に波状に湾曲させ、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。波状に湾曲した強化繊維２の湾曲部Ｒには初
期ゆるみ状態を保持し易くするための枕部材４が
板ばね２の幅方向に引き揃えて配設されている。
枕部材４は強化繊維２と同質のものでもまた異質
のものでもよく、図示のように、枕部材４の直径
Ｄ及びピツチＰの定め方によつて初期ゆるみの程
度を定めることができ、強化繊維２の初期ゆるみ
の程度を板ばね１の厚さ方向に対して種々異なら
せて配設し、板ばね１のばね特性を所望のものと
することができる。
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35000Kg/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35000Kg/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
ツトまたはジヤツクル（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、下側の表層部
１ｂ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ているので該強化繊維２ａに
のみ引張応力が生じる。このため、第５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、たわみはＣ以
上となり、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２ａ，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
は、枕部材４が夫々第４図に矢印Ｅ，Ｆで示す方
向に逃げ、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
ツトまたはジヤツクル（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、下側の表層部
１ｂ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ているので該強化繊維２ａに
のみ引張応力が生じる。このため、第５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、たわみはＣ以
上となり、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２ａ，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
は、枕部材４が夫々第４図に矢印Ｅ，Ｆで示す方
向に逃げ、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
わゆるブ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
わゆるブ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を車輛用に用いた
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、荷重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、荷重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
るという極めて優れた効果が得られる。また強化
繊維に初期ゆるみを与えて成形する際、波状の湾
曲部に枕部材を配設するようにしたので、初期ゆ
るみ状態の保持が容易であり、また板ばねとして
完成後も枕部材の存在によつて初期ゆるみ状態の
保持がより確実となり、安定性の大きい非線型ば
ね特性を得ることができる。また鋼板製の板ばね
では得ることができない軽量化と、特に車輛用に
おいて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は、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
るという極めて優れた効果が得られる。また強化
繊維に初期ゆるみを与えて成形する際、波状の湾
曲部に枕部材を配設するようにしたので、初期ゆ
るみ状態の保持が容易であり、また板ばねとして
完成後も枕部材の存在によつて初期ゆるみ状態の
保持がより確実となり、安定性の大きい非線型ば
ね特性を得ることができる。また鋼板製の板ばね
では得ることができない軽量化と、特に車輛用に
おいて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は、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図は枕部材の
配設状態を模型的に画いた縦断面図、第５図及び
第６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、４は
枕部材、Ｒは強化繊維の波状の湾曲部である。
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図は枕部材の
配設状態を模型的に画いた縦断面図、第５図及び
第６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、４は
枕部材、Ｒは強化繊維の波状の湾曲部である。
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、かつ
前記強化繊維の初期ゆるみ状態を保持させるため
の枕部材を該強化繊維の波状の湾曲部に前記板ば
ねの幅方向に引き揃えて配設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 |
|---|---|---|---|
| JP4763381A JPS57163742A (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 |
|---|---|---|---|
| JP4763381A JPS57163742A (en) | 1981-03-31 | 1981-03-31 | Leaf spring made of fiber reinforced resin |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57163742A JPS57163742A (en) | 1982-10-08 |
| JPS6139531B2 true JPS6139531B2 (ja) | 1986-09-04 |
Family
ID=12780624
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4763381A Granted JPS57163742A (en) | 1981-03-31 | 1981-03-31 | Leaf spring made of fiber reinforced resin |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57163742A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63127647U (ja) * | 1987-02-13 | 1988-08-22 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60125427A (ja) * | 1983-12-08 | 1985-07-04 | Nhk Spring Co Ltd | Ｆｒｐ板ばね |
| DE3613804C1 (de) * | 1986-04-24 | 1987-07-09 | Audi Ag | Vorrichtung mit einem flaechigem Bauteil aus faserverstaerktem Kunststoff und einem endseitigen Krafteinleitungsteil |
| US20120211931A1 (en) * | 2009-10-26 | 2012-08-23 | Fane De Salis Rupert S | Composite leaf spring |
| EP2971843A4 (en) | 2013-03-15 | 2016-11-16 | Gordon Holdings Inc | HIGH STRENGTH, LIGHTWEIGHT COMPOSITE SHEET SPRING AND METHOD OF MANUFACTURING |
| US9657799B2 (en) | 2013-03-15 | 2017-05-23 | Polyone Corporation | Suspension sub-assembly |
| US20140284856A1 (en) * | 2013-03-15 | 2014-09-25 | Gordon Holdings, Inc. | Light weight composite leaf spring and method of making |
-
1981
- 1981-03-31 JP JP4763381A patent/JPS57163742A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63127647U (ja) * | 1987-02-13 | 1988-08-22 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57163742A (en) | 1982-10-08 |
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