JPS6235124A - たわみが作用する複合材料で作られた弾性ばね板用取り付け装置 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、対称な垂直平面内で少なくとも長さの一部に
亘り、端部の一方に向って増加している厚みと、水平面
内で同一端部に向って減少している幅とを有していて、
厚い方の端部が取り付け部と協働し得る開口部を有して
いる、たわみが作用する複合材料で作られた弾性ばね仮
相、特に“板ばね”型のばね用取り付け装置に関するも
のである。

〔従来の技術〕

このようなばね板は、例えばフランス特許第２５１６４
５５号によって知られており、対称な垂直平面内で少な
くと本長さの一部に亘り、端部の一方に向って増加して
いる厚みと、水平面内で同一端部に向って減少している
幅とを有している。

このばね板は車の懸架装置として使用され、その厚い端
部において車輪支持物との接続部を担持している。この
接続部は、端部に固定されていて、且つばねに対して縦
方向と横方向に結果として二つの自由度を有するステア
リング・ナックル・ピボット軸の球形端部を設置してい
るシートを内部に含む管状金属挿入物を含んでいる０球
形継手に取り付けられている車輪支持物の相対自由度の
結果として、ばねはモーメント又は取り付け部に対して
主要な剪断応力を受けない。

このようなばね仮が、例えばその端部を通るピボット軸
を中心に回転することに対応して、自由度が一つしかな
い取り付け部に使用されると、好ましからぬ剪断応力を
取り入れることになって複合体の急速な層間剥離とかな
りのハンマリング応力とを生じるので、重大な問題に遭
遇する。例えば、フランス特許第１５７０５８７号及び
第２１６５３１７号において、金属製板ばねを複合ばね
板に取り換えようとするとこのような問題に遭遇するこ
とになる。実際に、ここに述べられているロード・キャ
ンピングカーやトレーラ−の安定化装置は、被牽引車の
牽引棒に沿ってその水平面に配置された二つの仮ばねを
含んでおり、この牽引棒が垂直に仮ばねを通る二本の車
軸によりその厚い方の端部において連結板に保持され、
薄い方の端部においては牽引棒に取り付けられているね
じジヤツキの可動部により保持されている。牽引棒の端
部は、二本のばね支持車軸間に配設されている牽引車の
カップリングボールに通常取り付けられている。制動Ｗ
　’ｌがばねと車軸間に設けられていて水平面における
回転を限定している。ばねの厚い方の端部は水平面にお
ける唯一の自由度を存する剛性棒として作用する。垂直
面において生じる剪断応力は、金属ばねから車軸へ、又
車軸から車のシャシへと大きな問題もなく伝達される。

従って、上記の安定化装置は二つのばねを一組にして、
一方の端部では制動装置を通してビンにより連結板に維
持されている車軸に固定され、他方の端部においては被
牽引車の牽引棒に連結しているジヤツキに固定されてい
る。トレーラ−が連結されているか又は連結されていな
い場合には、この車軸／ばね／ジャ・、キの組立体は、
連結板に装着されるか又は一方にのみ保持されていて他
方が車軸をボルトで脱着するために使用される連結板か
ら外されていなければならない。従って、この重量はで
きるだけ軽く、しかも板ばねが組立体の半分以上の重量
を考慮したものであることが望ましい。更に、ばね板が
できるだけ摩耗や腐食をしないように、仮ばねにグリー
スを塗布しすぎると、仮ばねの作動が容易でなくなり、
特に好ましくない。

ジヤツキの軽量化は現自転では考慮できないが、唯一の
可能性としては、金属性ばね板を、同じ工率で重さが軽
く、しかも金属ばねに関連している摩耗や腐食の現象が
ない複合ばね板と取り換えることである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

剪断応力及びハンマリング圧力に対して、より高い複合
ばねの感度を考慮するために、本発明は、剪断応力を生
しないばねの厚い方の端部を取り付ける装置を提供する
ことを目的としている。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕本発明による
装置は、ばね板の厚い端部において形成されている少な
くとも一つのループと、ループの面の少なくとも一部と
協働する少なくとも部分的に円筒状の支持面を有してい
て、支持面の母線がループの軸心に平行な、少なくとも
一つの支持部材とを含んでいる。

〔実施例〕

第１図は、一方の端部が取り付けられていてその取り付
け面に直角な平面に対して力を受けるばね板の応力分布
を示す。取り付け部は相当な剪断応力によく耐えており
、この応力は一般に金属製ばね板では十分に許容される
ものであるが、複合ばね板の場合には受は入れられない
。

実際には、単方向性ガラス繊維合成物が互いに離れてい
る支持物によって保持される懸架ばねの製造に広く利用
されているが、これは内部層の剪断力と、繊維に直角な
ハンマリング（スラスト圧力）に十分対応しない。更に
、こわさが等しい場。

合、複合材料を使用して得られる形状は鋼の場合と違っ
ていて、一般的にはより多くの慣性を必要とし幅は小さ
くてよい。

剪断応力を低下させるには、繊維に平行な一組の非対称
応力で取り付け部モーメントを゛吸収する解決法がある
（第２図）。

導入される応力の大きさははりの高さに関係があり、一
方ハンマリング圧力は支持物の幅に関係している。これ
らの条件は縁部又は端部応力に対する拘束力と結びつい
ており、内部円筒部材（第３図）の周りに繊維帯を巻き
つけて牽引し、圧縮の場合には円筒部材又はライニング
（第４図）の内側に支持物を設ける設計にしている。ラ
イニングの底部は、ばねの結合軸心に応力を伝達するこ
とと、圧縮荷重を受ける側に位置しているライニングの
開口を維持することの二つの機能を存している。

横応力は、後述の如く、開口部の両側又はスラスト止め
具上にばね板の側面部を支持させることにより吸収され
る。

従来型の仮ばねを代えることを意図する複合ばね板はあ
る輪郭を有しており、これが、対称な垂直平面において
厚い取り付け端部から薄くて柔軟な端部へと変化し、こ
の垂直対称平面に直角な平面においては、薄い取り付け
端部から幅が広くて柔軟な端部へと変化している。要す
るに、曲げモーメントの法則に従って応力を吸収する横
断面の最適条件としては慣性が変化することであって、
繊維の連続性と技術的施工の容易性のためにほぼ一定な
横断面積と組合せると、高さが取り付け部に向って増加
するようになる。

取り付け部品に応力を伝達するには十分な接触面積が必
要であり、水平面においてばね板の固定端部の大きさよ
り大きい直径でばね板の繊維を巻くことになる。従って
、ばね板の究極的用途と受ける応力の大きさとに応じて
、ばね板端部の取り付け区域の大きさを増加することが
必要である。

以下に述べる様々な解決法を適用することができる。

第３図、第４図及び第５図に部分的に示されていて、例
えば安定化装置に取り付けることを意図する実施例によ
れば、対称な垂直面に直角な横平面においては大きなこ
わさが要求されるが、これは計算された全横断面におけ
るものとは矛盾する。

一つの解決法としては、対称な垂直平面に沿って固定端
部を二つの部分に分割することであり、この二つの横断
面が平行に配設されて所要の慣性と選定された横断面が
確実に得られるようにする。

これは、取り付け区域の直径を大きくすることと、十分
な直径の表面積に沿って繊維を巻くことができるという
ことの解決法も提供している。

従って、このように設計されているばね板は、固定端部
において二つの輪郭部即ち対称な垂直平面の両側に分か
れていて、その両端部がループ３内で接合されている腕
１，２を有している。

断面を分けたので、複合材料における応力には主として
引張りと圧縮が生じ、完全な剪断は生じない。

第３図及び第４図に示されている実施例によれば、取り
付け”Ａ　Ｅはループ３と、ループの軸心に平行な母線
に沿って協働するループの内側又は外側巻付け表面積の
少なくとも一部の半径に相当する半径で、少なくとも部
分的に円筒状の支持面６゜７を有する少なくとも一つの
支持部材４，５とを含んでいる。ループの軸心はばね板
の対称な垂直平面内にあって、ばね板のほぼ端部の対称
な縦軸心に直角である。

対称な垂直平面におけるたわみ応力に加えて、ループか
ら離れているばね板の端部が引張り力を受けるかどうか
により、支持部材（第３図）が、ループの内側に配設さ
れている少なくとも半円筒形の管状部品４を含んでいて
、その円筒部がループの内側円筒表面部と協働している
。

引張り力は、ループの平面に直角なたわみ応力が存在し
ていても、支持部材４の表面にループの内側面をぴった
りと当てている。

第４図による実施例は圧縮応力を受けるばね板に適用さ
れる。支持部材はループの端部の周りに締めつけられて
いる少なくとも部分的に円筒状の部品又はライニング５
を含んでいる。圧縮力は、その方向が矢印で示されてい
て、ループの端部の円筒状表面をライニングへ押しつけ
ることになる。

更に、腕の外側に向う横応力は、ループが通過しうるよ
うにしているライニングの開口部で形成された少なくと
も二つの矩形支持面８，９上に腕の横方向部分を支持し
て受けられる。

上記二つの実施例示においては、中央管状部材と周縁ラ
イニングが共に応力を、ばね板の固定端部に設けられて
いる装置に直接又は間接的に伝達している。

ばね板が引張り及び圧縮応力に耐える必要がある場合、
装置は二重支持部材（第５図及び第６図）を含んでおり
、これは、軸方向開口部１０によって貫通せしめられて
いて、その平面の一方においてループの横断面に相当す
る横断面と共に共軸環状ハウジング１１を有する円筒状
構成部品を含み、ライニングとして役立つ外壁１２の少
なくとも一部はばね板の二つの腕１．２が通過し得るよ
うに取り除かれている。

安定化装置における金属製ばね板を含む装置を取り付け
装置と上記の如き組合せ複合ばね板とに取り換えること
は、開口部１０における連結板に固定するための車軸の
取り付け具と、回転を限定するためにブレーキの車軸端
部に固定することとを必要とするだけである。

このような実施例を適用した他の例示は、旅客航空機の
補助着陸装置に見られる。尾輪は、垂直方向に柔軟で水
平方向に硬直であることが必要なばね板に装架されてい
る。この装置は、横方向に過負荷が作用する場合、横方
向で係止解除になることができなければならない。

以下に述べる実施例も本案装置に使用できる。

もう一つの実施例によれば、所要の慣性とばね板の選定
された横断面が両立し得る場合、ばね板の固定端部はそ
の対称な垂直平面に沿って二つの平行な腕（第７図）１
３．１４に分割され、これらの腕は、前記実施例におけ
る如く、中央開口部を限定して円筒状表面の周りに繊維
を巻いて形成されたループ１５により接合されていて、
接触しているか又は接触していない。ループの内側面が
、開口部を占めている円筒状固定枢軸１６から外れない
ようにするために、二つの支持部材の１７゜１８が設け
られていて、腕１３．１４の各側に載置され、ループと
接続している面に向っている。

これらの部材は、好ましくは、凹状接触面の曲率半径に
ほぼ等しい曲率半径の凸状支持面を有している。

第８図に占めされている実施例によれば、ばね板の固定
端部は取り付け部に向って平行か又は収束している二つ
の腕１９．２０を含んでおり、これらの腕が平行な二つ
の枢軸開口部を限定している二重ループ２１により共に
接合され、少なくとも二つの腕１９．２０の厚みによっ
て分けられている。支持部材２４は腕に面してループの
外側面に配設されている。ループと接触しているエレメ
ントの支持面は少なくともループの後部に含まれる円筒
状表面部を押しつけるように形成されている。

支持部材はループが外れないようにしていて、圧縮応力
がばね板に加えられる時、開口部を通る円筒状車軸２２
．２３との十分な接触を維持する。

本発明は上記実施例の形状に限られるものではないが、
複合材料で作られたばね板の端部に密接する支持物で取
り付けを行うことが必要な場合には常に適用されること
は明らかである。繊維状構成部品は、繊維のシート或は
有機又は無機材料の織物又は不織物の形の場合もあって
、弾性ばね板の所要の特性の機能として選定される。

〔発明の効果〕

上述の如く、複合ばね板を使用している本発明の装置は
、支持物にばねを巻き付けて接触面積を大きくしている
ので金属製ばね板の際生じる剪断力やスラスト力が起こ
らないようになっている。

又、この複合ばねを使用すると軽量で、摩耗及び腐食が
発生しない利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は通常の取り付け部によって保持され
ているばね板の応力分布と本発明による取り付け装置に
よって保持されているばね板を示す図、第３図及び第４
図は本発明による例示的ばね板の取り付け装置の図、第
５図及び第６図は他の実施例による取り付け装置の下か
ら見た図及び第５図のＶＴ−ＶＴ線に沿った横断面図、
第７図及び第８図は複合ばね仮の端部における取り付け
装置の二つの実施例を示す図である。　　　１．２，１
３，１４，１９．２０・・・・腕、３゜１５．２１・・
・・ループ、４，５．１’６，１７，１８．２２，２３
．２４・・・・支持部材。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）対称な垂直平面内で少なくとも長さの一部に亘り
   、端部の一方に向って増加している厚みと、水平面内で
   同一端部に向って減少している幅とを有していて、厚い
   方の端部が取り付け部と協働し得る開口部を有している
   、たわみが作用する複合材料で作られた弾性ばね板用取
   り付け装置において、開口部がばね板の厚い端部位置に
   形成されていて、ばね板を形成する遷移状構成部品を巻
   き付けて形成されている少なくとも一つのループ３、１
   ５、２１を含み、該開口部の軸心は、たわみを生じる応
   力が作用しているたわみ面においてばね板の対称な垂直
   平面内にあり、取り付け装置が、ループの両面の少なく
   とも一部と協働している少なくとも部分的に円筒状の支
   持面６、７を有する少なくとも一つの支持部材４、５、
   １６〜１８、２２〜２４を含み、支持面の母線はループ
   の軸心に平行であるようにした、たわみが作用する複合
   材料で作られた弾性ばね板用取り付け装置。
2. （２）複合材料で作られたばね板が、少なくとも厚い端
   部に密接した対称な垂直平面に沿って、ループ３、１５
   又は複数のループ２１を形成する二つの腕１、２；１３
   、１４；１９、２０に分割されている、特許請求の範囲
   （１）に従う装置。
3. （３）腕１、２がループ３の方向に分かれている、特許
   請求の範囲（２）に従う装置。
4. （４）腕１９、２０がループ又は複数のループ２１の方
   向に分かれている、特許請求の範囲（２）に従う装置。
5. （５）少なくとも一つの支持部材４、１６、２２、２３
   が、協働しているループの少なくとも一部の内側面の半
   径に相当する半径を有する少なくとも半円筒状の本体を
   含んでいる、特許請求の範囲（２）に従う装置。
6. （６）少なくとも一つの支持部材５；１７、１８；２４
   が、協働しているループの少なくとも一部の外側面の半
   径に相当する半径を有する少なくとも半円筒状の部材を
   含んでいる、特許請求の範囲（２）に従う装置。
7. （７）支持部材が、軸方向開口部１０によって貫通せし
   められていて、且つその平面の一方においてループの横
   断面に相当する横断面と共に共軸環状ハウジング１１を
   有する円筒状構成部品を含んでおり、外壁１２の少なく
   とも一部は、複合材料で作られた構成部品の腕１、２が
   通過し得るように取り除かれている、特許請求の範囲（
   ５）又は（６）に従う装置。
8. （８）ループ１５の内側面と協働する円筒状枢軸１６と
   、腕１５、１６の両側でループに接続する凹状表面に向
   って配設されている二つの部材１７、１８とを含み、該
   部材は凹状接触面の曲率半径にほぼ等しい曲率半径の凸
   状支持面を有している、特許請求の範囲（５）又は（６
   ）に従う装置。
9. （９）ループの内側面と協働する二つの円筒状枢軸２２
   、２３と、腕に向かい合ってループの外側面に配設され
   ている支持部材２４とを含み、該部材の支持面は少なく
   ともループの後部に含まれる円筒状表面部を押しつける
   ように形成されている、特許請求の範囲（５）又は（６
   ）に従う装置。
10. （１０）外壁１２は、腕が通過する区域において腕の支
    持面８、９を形成しているようにした、特許請求の範囲
    （７）に従う装置。