JPS6139532B2 - - Google Patents

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ることにより、板ば
ねの長手方向でばね定数が異なるようにすること
ができる繊維強化樹脂製板ばねに関する。

従来、車輛の板ばねには、主として鋼板製のも
のが使用されてきたが、鋼板製の板ばねは重量が
大きい上に、板ばねの各部が均質であるため、板
ばねの長手方向に対してばね定数を異ならせた
り、板ばねの変形状態を任意にコントロールする
ことができないため、ローリング時の有害なアク
スルステアや通常の上下振動及びワインドアツプ
時における板ばねの変形によるプロペラシヤフト
とアクスルハウジングとの連結角度の変化等を防
止することが極めて困難であつた。

即ち、第１図及び第２図において、リジツド式
のリアアクスル１のアクスルステアは、車輛２が
図中左に旋回すると、該車輛は右にローリングし
て傾くため、第２図に示すように、右側の板ばね
３はシヤツクルＳが後退して通常の位置から破線
で示すように上方に凸の形でたわみ、アクスル中
心１_Rは円弧５上を前方に移動し、右側の後輪Ｒ
は少し前方に移動する。このとき左側の板ばね４
はシヤツクルＳが前進して通常の位置よりも二点
鎖線の位置まで下方に凸の形でたわみ、アクスル
中心１_Lは円弧５上をわずかではあるが後方に移
動し、左側の後輪Ｌはわずかに後方に移動する。
この結果第１図に示すように、リアアクスル１
は、矢印Ａの方向に回転し、左旋回時に有害なア
クスルステアが生じ、ステアリング特性は、後輪
Ｌ，Ｒではアンダステアを示し、操舵抵抗が増大
する。これは、ローリング時に左右の板ばね３，
４が夫々第２図に示すような形で上下にたわむこ
とに起因するもので、鋼板製の板ばねでは、避け
ることのできない現象である。

また第３図及び第４図に示すように、ワインド
アツプ時にはプロペラシヤフト６とアクスルハウ
ジング７との連結角度の変化が生ずる。即ち、第
３図は急発進時の状態を示し、板ばね８は二点鎖
線で示すように上方に向かつて波状にたわみ、リ
アアクスル９は上方かつ前方に移動し、アクスル
ハウジング７は前傾姿勢となり、プロペラシヤフ
ト６との連結角度が変化する。また第４図は急制
動時の状態を示し、板ばね８は二点鎖線で示すよ
うに下方に向かつて波状にたわみ、リアアクスル
９は下方かつ前方に移動し、アクスルハウジング
７は前傾姿勢となり、プロペラシヤフト６との連
結角度が変化して好ましくない。これはワインド
アツプ時の板ばね８のたわみの形状に起因するも
ので、第３図、第４図のいずれの場合もＵボルト
１０の取付部８ａが前傾することによつて生じ、
鋼板製の板ばね８では、これを避けることのでき
ない現象である。

上記のように、鋼板製の板ばね８では、そのた
わみの形状を任意にコントロールすることができ
ないので、コーナリング時の走行安定性がプロペ
ラシヤフト６とアクスルハウジング７の連結角度
の変化等の点で、十分に満足すべき性能は得るこ
とができなかつた。

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、強化繊維に初期
ゆるみを与え、しかも該初期ゆるみの程度を板ば
ねの長手方向に対して異なるようにすることによ
つて、板ばねの長手方向各部のばね定数を任意に
コントロールできるようにすることであり、また
これによつて、板ばねのたわみの形状をコントロ
ールし、有害なアクスルステアやプロペラシヤフ
トとアクスルハウジングとの連結角度の変化を防
止し、走行安定性を向上させるようなアクスルス
テアを与えたり、プロペラシヤフトとアクスルハ
ウジングとが常に同一の連結角度を維持できるよ
うにすることである。

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、該強化繊維に該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長手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。第５図において、繊維強化樹脂（以下FRP
という）製板ばね１１は炭素繊維等の強化繊維１
２と合成樹脂１３の積層体として構成されてお
り、強化繊維１２には板ばね１１の長手方向に対
して波状となる如き初期ゆるみ１４が与えられて
いる。該初期ゆるみの程度は、板ばね１の長手方
向に対して異なるように構成されている。なおこ
の初期ゆるみ１４は、もともと平らな直線状の強
化繊維１２を成形時に弾性変形させて与えるもの
である。

第５図に示す実施例では、FRP製板ばね１１
の下層１１ａ及び上層１１ｂに強化繊維１２ａ，
１２ｂを配設し、下層１１ａの強化繊維１２ａは
後部１１ｃにおいて最大の初期ゆるみ１４が与え
られ、前方に行くに従い初期ゆるみ１４の程度は
漸減するようにされている。一方上層１１ｂの強
化繊維１２ｂは前部１１ｄにおいて最大の初期ゆ
るみ１４が与えられ、後方に行くに従い初期ゆる
み１４の程度は漸減するようにされている。強化
繊維１２ｂを斜視図で示すと第６図のようにな
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。例えば、本発明
FRP製板ばね１１に第７図に示すような急発進
時のワインドアツプ荷重がかかつたとすると、鋼
板製の板ばね８であれば第３図に示すように波状
にたわんでＵボルト１０の取付部８ａが前傾する
が、本発明板ばね１１は、上層１１ｂの後部１１
ｃ及び下層１１ａの前部１１ｄにおいては強化繊
維１２に初期ゆるみ１４が全く与えられていない
ので、該部分のばね定数は極めて大で鋼板製のも
のよりも大きくするこもできるので、引張荷重に
対して強い抵抗を示し、大きく伸びない。これに
対して上層１１ｂの前部１１ｄの強化繊維１２に
は大きな初期ゆるみ１４が与えられているので、
該部分は比較的伸び易い。このためFRP製板ば
ね１２は第７図に二点鎖線で示すような形状にた
わみ、この結果Ｕボルト１０の取付部１１ｅはほ
ぼ水平状態を維持し、従つてアクスルハウジング
７も実線で示す通常時と変りなく水平状態を維持
したままリアアクスル９と共に上昇するので、プ
ロペラシヤフト６との連結角度は変らず、好まし
い状態となる。

このことは、第４図に示すような急制動時のワ
インドアツプの際にも同様に適用される。

なお上記は強化繊維１２への初期ゆるみの与え
方の一例を示したに過ぎず、他の初期ゆるみの与
え方は無数に考えられ、要するにFRP製板ばね
１１の変形を任意にコントロールできるものであ
る。従つて、後輪に積極的に有効なアクスルステ
アを与えることも可能となり、その他極めて多く
の応用が可能となる。

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FRP製板ばねにおい
て、強化繊維に初期ゆるみを与え、しかも該初期
ゆるみの程度を板ばねの長手方向に対して異なる
ようにしたので、板ばねの長手方向各部のばね定
数を任意にコントロールできる効果が得られる。
またこの結果板ばねのたわみの形状をコントロー
ルできるので、有害なアクスルステアやプロペラ
シヤフトとアクスルハウジングとの連結角度の変
化を防止し得、積極的に走行安定性を向上させる
ようなアクスルステアを与えることもでき、また
プロペラシヤフトとアクスルハウジングとが常に
同一の連結角度を維持できる等、車輛の設定技術
上極めて優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第４図は従来例に係り、第１図はリ
ジツド式リアアクスルのアクスルステアの状態を
示す平面図、第２図は板ばねのたわみとアクスル
中心の移動状態を示す側面図、第３図及び第４図
は夫々ワインドアツプ時におけるプロペラシヤフ
トとアクスルハウジングの連結角度の変化の状態
を示す側面図、第５図から第７図は本発明の実施
例に係り、第５図はFRP製板ばねの側面図、第
６図は強化繊維の斜視図、第７図はワインドアツ
プ時のFRP製板ばねのたわみの形状及びプロペ
ラシヤフトとアクスルハウジングの連結角度が一
定に保たれる状態を示す側面図である。 １１はFRP製板ばね、１２は強化繊維、１３
は合成樹脂、１４は初期ゆるみである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
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、該強化繊維に該
   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
   の長手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。