JP2811569B2 - 板ばねおよび板ばね組立体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は、複合材料（繊維強化プラスチック）で作ら
れた板ばねおよび板ばね組立体に関するものである。さ
らに詳しくは、ばね板を車体に取り付けるためにばね板
の自由端近傍に相反する両方の表面に沿ってそれぞれ延
びる耐摩耗表面を備えた第１および第２部材を具備した
形式の板ばねに関し、また前記ばね板の両端間でもう１
つのばね板と合体保持された形式の板ばね組立体に関す
るものである。 〔従来の技術〕 板ばね、即ち「リーフスプリング」は、一般に自動車
の如き車両の懸架装置に用いられている。通常、装着に
際しては所謂「スリッパ端」を有することが必要であっ
て、これは、ばねが受ける荷重の変化に連れてばね板の
両端間の直線距離の変化として現れる時、弓なりに変形
するばね板の両端部に生ずる角度変化に適応させつつ、
該ばね板を車両に取り付けるための手段を意味する。一
般に、板ばねの一端は、固定位置において車両のシャシ
またはボデー構造体に枢動可能に取着され、他端は、ば
ね板に加わる負荷の変化に追従して、その長さ方向に沿
って相対滑り運動可能なように、ボデー構造体の一部に
形成された支持表面に滑動可能に支持されている。も
し、２個以上の平行に並設されたばね板を使用したばね
の場合には、この相対滑り運動は負荷状態の変化に伴っ
て、それらばね板間の形態変化も要求される。 鋼板製のばね板においては、かかる滑り運動がばね板
の表面上で直接に起こるように配置することが一般的で
ある。そのためには、ばね板自体が耐摩耗性を備えてい
なくてはならない。しかしながら、複合材料で造られた
ばね板の場合は十分な耐摩耗性を有していなく、特に、
このような板ばねが自動車に使用された場合には使用環
境が汚れているので摩滅が著しく進行すると言った問題
を生じる。従って、相対滑り運動が生じ易い。したがっ
て、相対滑り運動が生じ易い場合、任意の点での適切な
耐摩耗材料を使用した要素をもつ複合板ばねを提供する
ことが望ましい。課題なスペースを取らずしかも信頼性
の高い性能を保ちながらこのような耐摩耗性要素を満足
に取り付けることは困難である。そのような目的のため
に、接着剤のみの使用では満足な結果は得られず、かつ
ばねに単数または複数の穴を設ける方法は、それによる
板ばねの機械的強度の劣化を招くので好ましくはない。 〔発明が解決しようとする課題〕 本発明の広義の目的は、耐摩耗性表面を有する取付部
材を複合材料ばね板の端部に機械的強度を損なうこと無
く有効かつ確実な方法で取り付けた板ばねおよび板ばね
組立体を提供することにある。 〔課題を解決するための手段〕 上記目的は本発明に依れば、ばね板端部の彎曲部分に
隣接する自由端近傍において、第１部材および第２部材
が、該ばね板の相反する両方の表面に長さ方向に沿って
延びており、前記第１および第２部材が、前記ばね板の
自由端を越えて互いに合体結合されていると同時に該自
由端から隔たる位置において、ばね板まわりにかつ横方
向に延びる緊締要素によって該ばね板に結合されてお
り、前記第１および第２部材と前記ばね板が、長さ方向
の相対運動を防止するために、前記彎曲部分と該彎曲部
分に補合する前記第１および第２部材の彎曲部分とに依
って形成された嵌め合い形状部を備え、前記第１および
第２部材の少なくとも一方が耐摩耗表面を備えた複合材
料の細長い板状体から成る板ばねにおいて、前記緊締要
素が、無端金属ループから構成され、さらに、前記無端
金属ループが、前記第１および第２部材上にそれぞれ設
けられた形状部と係合しており、前記両部材との相対移
動を防止していることを特徴とする板ばねを提供するこ
とにより達成される。 上記した構成において、第１および第２部材が、ばね
板の自由端を越えて合体結合し、かつばね板まわりで横
方向に延びる緊締要素によって前記自由端から隔たる位
置においてばね板に結合されることによって、この板ば
ねが自動車等の車両（または任意の他の所要の装置また
は機器）への装着の場合に大きい体積を占めず、しかも
使用時に容易に外れないように強固に取付けられるとい
う利点をもつ。ばね板には単数または複数の穴を穿設す
る必要がないので、このことによる機械的強度の低下の
問題は克服される。 また、ばね板の自由端の近くに適切に彎曲した部分を
もつその最終形状に成形したばね板を製造することは比
較的に容易であり、かつ補合する彎曲形状をもつ、例え
ば鋼のような材料から成る金属プレス製品の第１および
第２部材をばね板に取り付ける作業も容易である。 緊締要素は部材とばね板とのまわりに延びる無端金属
ループを含み、このループは、前記第１および第２部材
上にそれぞれ設けられた形状部と係合可能に変形してば
ねの長さ方向に緊締位置からの相互間の不慮の移動を防
止している。また、この緊締要素は前記２つの部材の一
方と一体的に構成されている。 耐摩耗性表面を自身が構成する１つ以上の部材の表面
は本発明の範囲内に含まれる。また、前記少なくとも一
方の部材自身は、たとえば鋼のような適切な耐摩耗性材
料の別個の板部材が支持部材として使用されることが好
ましい。そのような支持部材は、平坦な耐摩耗性表面を
有し、かつ該部材とばね板に取り付けられた部材との間
に介装された弾性要素を含むことも可能である。 上記した本発明の他の特徴によると、ばね板が１つの
組立体として使用されるに際し、車両への取着装置をそ
の両端に有する第１のばね板、および複合材料で造られ
かつ第１ばね板に結合された第２ばね板を含み、第２ば
ね板の端部分は第１ばね板の端部分と当接している。か
かる組立体において、第１ばね板は複合材料製とするこ
ともできるが、金属製とすることが好ましくまた一般的
である、 このような板ばね組立体において、第２のばね板は第
１のばね板を補強し、かつ第１のばね板が鋼製の場合で
も、全てのばね板が鋼製である類似の性能をもつばねに
比べてかなりの重量節約が可能である。 全てのばね板が複合材料製である多板型板ばねに関す
る１つの設計上の問題点は、車両への装着手段のどのよ
うな形態にするかであり、もし、第１のばね板が鋼製で
あれば、取付けボルト等を受け入れるための穴（目玉）
を備えた巻き形端部を簡単に形成出来るので、この問題
は容易に回避出来る。 しかし、鋼および複合材料製のばね板はそれらの端部
間において合体結合されなければならず、かつ同時に車
両構造体にも取着されねばならないので、これらのばね
板を相互に正しい整合状態に結合保持する必要がある。
とくに、ばね板がそれらの中央区域周りで互いに回転し
その結果それらの各端が整合しないという「はさみ現
象」として知られる状態に対して抵抗しなければならな
い。全金属製の板ばねの場合、この「はさみ現象」を防
止するために１つ以上のばね板を鋲止めすることも可能
であるが、上述のように、そのような手段は複合材料の
ばね板に対して困難を生ぜしめる。はさみ現象防止の課
題に加えてばね板端部の擦れに起因する摩耗の防止と言
った課題の解決が求められる。 上記課題は、本発明のもう１つの特徴によると、ばね
板端部の彎曲部分に隣接する自由端近傍において、第１
部材および第２部材が、該ばね板の相反する両方の表面
に長さ方向に沿って延びており、前記第１および第２部
材が、前記ばね板の自由端を越えて互いに合体結合され
ていると同時に該自由端から隔たる位置において、ばね
板まわりにかつ横方向に延びる緊締要素によって該ばね
板に結合されており、前記第１および第２部材と前記ば
ね板が、長さ方向の相対運動を防止するために、前記彎
曲部分と該彎曲部分に補合する前記第１および第２部材
の彎曲部分とに依って形成された嵌め合い形状部を備
え、前記第１および第２部材の少なくとも一方が耐摩耗
表面を備え、前記緊締要素が、無端金属ループから構成
された複合材料の細長い板状体から成る板ばねにおい
て、前記ばね板が、該ばね板の両端間でもう１つのばね
板と合体保持され、かつ前者のばね板上の前記第１およ
び第２部材の一方が、これらばね板を互いに整合状態に
保持するために後者のばね板と係合可能な部分を備えて
おり、さらに、前記係合可能な部分が、一方および他方
のばね板を互いに抑止するように配置された直立のブラ
ケットであることを特徴とする板ばね組立体を提供する
事により解決される。 上記構成に係わる本発明の１つの実施態様として、前
記他方のばね板が鋼製であり、その両端に車両への取付
部が設けられている。 添付図面を参照して、本発明の実施例を以下に説明す
る。 〔発明の実施の形態〕 まず第１図において、２つのばね板11,12を含む板ば
ね組立体が図解的に示されている。これらのばね板は、
繊維強化プラスチック材料の如き複合材料で造られてい
る。これらは10で示された構造部材によってそれらの中
央点に近い区域において合体保持され、この部材は既知
のように、一般にＵ形のボルトと適切なスペーサと、緊
締部材とを含む全体を10で示された構造部材によって結
合されている。自動車に取着される典型的な例におい
て、構造部材10は、さらに、ばねへの車軸要素の取付部
材を具備している。ばね板の一対の隣接端には、第２図
にその詳細を示す「スリッパ端」と呼ばれる支持組立体
13、14を有している。ばね板の他端は、もしそれらが不
図示の主ばね板への付加または「補助」ばね板であれば
同様に設けることができ、あるいは、車両に取付けるよ
うに配置することもできる。 次に、第２図において、この組立体は２つのばね板、
すなわち複合材料（繊維強化プラスチック）の上方ばね
板11および下方ばね板12を含む。各ばね板11、12は、一
方の自由端15、16に支持組立体13、14を担持し、それに
より下方ばね板12は、上方ばね板11に対して滑動可能で
あり、上方ばね板は車両構造体（不図示）の部分に対し
て滑動可能である。 上方および下方ばね板の各支持組立体13、14は、ほぼ
同一であるから、以下の説明は上方ばね板11の支持組立
体13についてのみ述べる。 ばね板11は、その断面が矩形で、一般に細長い構造を
もつ。その自由端15に極く接近したばね板11の部分17は
下向きに彎曲し、その上方および下方表面21、22の対応
する部分19、20はそれぞれ凸状および凹状をなす。 支持組立体13は、第１押圧部材23および第２押圧部材
24を含む。第１押圧部材23は、ばね板11の平坦上方表面
21と接触する平坦部分25と、ばね板11の上方表面の彎曲
部分19と接触する彎曲部分26と、その自由端15を越えて
ばね板11の長さ方向に突出するフランジ27とを含む。フ
ランジ27はその剛性を向上するためにウエブ28を有して
いる。 第１押圧部材24は、ばね板11の平坦下方表面22と接触
する平坦部分29と、下方表面22の凹形の彎曲部分20と接
触する彎曲部分30と、ばね板11の自由端15を越えてその
長さ方向に突出するフランジ31とを含む。 第１および第２押圧部材23、24は、その１つが33で示
されているボルトによってフランジ27、31を通してばね
板11の自由端15を越えて合体結合されている。たとえば
鉄や溶接などの別の固着手段も、ばね板の自由端を越え
て押圧部材23、24を合体保持するのに用いることが可能
である。押圧部材は、ばね板11および押圧部材を、ばね
板自由端15から遠い方の位置で囲む帯片34によって合体
結合される。押圧部材23、24は、帯片34用の凹所を形成
する突出部35を持つ。 帯片34は、無端バンド状で、それによって押圧部材2
3、24をばねに保持するために突出部35を越えてばねの
長さ方向への位置に移動される。帯片は、例えばプレス
などによって位置35間の凹所内へ変形されてその位置に
保持される。 ばね板11の彎曲部分17および押圧部材23、24の補合形
状によって、ばね板11の長さ方向への支持組立体13の運
動を防止する。 全体を36で示された支持部材またはスリッパ部材は上
方押圧部材23に結合される。支持部材36は、弾性材料の
支持パッド38に結合された耐摩耗性鋼のパッド37を含
む。支持パッド38はさらに、ボルト40によって第１押圧
部材23に保持された金属板39に結合されている。同様の
支持部材が下方ばね板12の上方押圧部材に結合され、か
つばね板11の下方押圧部材24と当接されている。上方押
圧部材上のそのような支持部材は押圧部材に直接とりつ
けられた簡単な鋼パッドとすることができ、38で示され
るような弾性支持パッドを使用しなくてもよい。 これとは別に、ばね板の上方押圧部材の表面23の上に
直接ラッピングを施すことも出来る。 次に、第３図には、第１ばね板110と第２ばね板111を
含む板ばね組立体の部分が示されている。第１ばね板11
0は鋼製でかつ車両に取着するためブッシュと取付ボル
トを受け入れるのに用いる横方向穴を提供するための巻
き形部分として形成されたその末端部分112を備えてい
る。第２ばね板111は、繊維強化プラスチックの如き複
合材料で製造されており、かつばね板の両端間の概ね中
央位置において第１ばね板110に取付られている。 第２の複合ばね板111は、第１および第２ばね板間
で、使用中にそれらが彎曲されるときに、両ばね板間
で、使用中にそれらが彎曲されるときに、両ばね板の長
さ方向への相対運動が生じた時に、それらの末端部分の
摩耗に抗する手段を具備している。そのように耐摩耗手
段はその全体が第２図で示されているが、以下にその詳
細に就いて述べる。 金属シート部材113はばね板111の端部分の上方表面に
配置され、かつ下向きに延びるフランジをもち、その１
つが114で示され、ばね板の横側面と係合してばね板が
横方向に移動されるのを防止する。上向きに延びるフラ
ンジ116をもつ別の金属シート部材115がばね板111の下
方表面に設けられている。金属シート部材113、115は、
横方向に延びる環状の金属帯片またはループ117によっ
て、ばね板の末端から遠い方の位置において、ばね板11
1に合体保持されている。ばね板の自由端において、部
材113、115は118において溶接結合され、ばね板111の最
自由端は部材113、115と嵌め合うために119において上
向きに彎曲され、それによりそれらはばね長さ方向への
相対移動が不可能となる。 板部材120が部材113の上方表面に溶接され、かつ支持
部材121が、第１ばね板110の下方表面と接触するように
その上に配置されている。支持部材121は、例えば、金
属、適切な耐摩耗性プラスチック材料、あるいは金属−
ゴム−金属から成る積層材料も使用できる。支持部材12
1は、荷重を受けてばね板110の長さ方向へのこすれを受
けた時、適正な耐摩耗性を発揮するために選択される。 ばね板110と111とを互いに整合状態に保持するため
に、部材115はばね板110の上方位置へ上向きに延びるブ
ラケット112と各側に具備している。ブラケット112はば
ね板110の両側から僅かの隙間をもって延び、かつボル
ト123によってばね板110の上方に合体結合される。従っ
て、ばね板110、111の端部分が互いに横方向に移動され
る傾向は、ばね板110がいずれかのブラケット122と当接
することによって抵抗される。図示の実施例において、
ブラケット122は、一般にＵ形の金属シートの形態に互
いに一体成形されている。 次に、第４図においては、第３図の実施例と同様に、
それぞれ金属および複合材料から成る２つのばね板21
0、211が示されている。このばね板の形態は、第３図の
ものと概ね同一であるが、異なるのは、下方（複合）ば
ね板211がばね板111の端部分よりも一層上方へ延ばされ
ており、車両へのばね組立体用の取付部と係合されて、
ばね板210の故障の場合に、或る程度の補償作用を提供
することである。上方および下方金属シート部材213、2
15が、ばね板の自由端から離れた位置において横方向に
延びる環状帯片217およびその自由端を越えてボルト218
によって合体保持されている。第３図の実施例の場合の
ように、部材213は板部材220および支持部材221をも
つ。 この実施例において、板部材220は、直立のブラケッ
ト222を具備し、このブラケットはばね板間の相対運動
を防止する。ブラケット222は、ボルト223によってばね
板210の上方に合体して取り付けられる。 次に、第５図には、第４図におけると同様に第１およ
び第２ばね板310、311を持つ板ばね組立体のもう１つの
実施例が示されている。ばね板311は上方および下方金
属シート部材313、315を有しており、これらはボルト31
8およびこの実施例では上方金属シート部材313と一体に
形成された横方向に延びる帯片317の形態は、ばね板311
の端部分上に嵌められ同時にそれに対する傾斜をもって
保持され、さらに要素が図示の位置に移動されたときば
ね板周りに緊締されるように定められている。部材313
は、板部材320および支持部材321を具備している。 この実施例において、部材315が、第３図の実施例に
おけると同様に、ボルト323によって合体保持された直
立ブラケット322を具備している。 第３図乃至第５図の本発明に係わる実施例は、組立体
のばね板間に起こる不整合状態を有効に防止する部分に
よって、板ばね組立体の複合ばね板の磨耗を防止する部
分を提供する。組立の複雑さも、そのコストも大きく増
加することは無い反面、機械的強度を損なうこと無く安
全かつ確実に車両本体部分に取着する事を可能とし、さ
らに長期間の使用にも耐え得るものである。 本発明はさらに、組立体のすべてのばね板を不整合状
態にならないように合体保持するために適切な寸法と12
2、222、322のようなブラケットをもつ３つ以上のばね
板から成る組立体にも適用可能である。 〔発明の効果〕 上記した本発明の特に第１の構成において、第１およ
び第２部材が、ばね板の自由端を越えて合体結合してば
ね板とこれら部材との嵌め合い形状により長さ方向の相
対運動を防止していることによって、かつばね板まわり
で横方向に延びる緊締要素により前記自由端から隔たる
位置においてばね板に結合されることによって、この板
ばねが自動車等の車両（または任意の他の所要の装置ま
たは機器）への装着の場合に大きい体積を占めず、しか
も使用時に容易に取れないように安全に確実かつ強固に
取付けられるという利点をもつ。 また、ばね板には単数または複数の穴を穿設する必要
がないので、このことによる機械的強度の低下の問題は
克服される。 更に、ばね板の自由端の近くに適切に彎曲した部分を
もつその最終形状に成形したばね板を製造することは比
較的に容易であり、かつ補合する彎曲形状をもつ、例え
ば鋼のような材料から成る金属プレス製品の第１および
第２部材をばね板に取り付ける作業も容易である材料が
繊維強化プラチックのごとき複合材料であるので大幅な
軽量化が達成されると言った様々な効果が得られる。 その上、上記した板ばね組立体の構成においては、第
１及び第２ばね板の間に互いの整合性を保持するために
係合可能な部分を設けたので機械的強度を低下させるよ
うなことも無くかつ製造も容易であると言った効果が得
られる。 図面の簡単な説明 第１図は、本発明による２枚のばね板を使用した板ば
ね組立体を示す説明用の立面図であり、 第２図は、第１図の板ばね部分の要部拡大立面図であ
り、 第３図は、本発明による別の構成の板ばね組立体を示
す要部拡大立面図であり、 第４図および第５図は、本発明による第３図に示した
板ばね組立体の変形例をそれぞれ示す要部拡大立面図で
ある。 〔図中の符号〕 11,12……ばね板、 15……ばね板自由端、 17……彎曲部分、 21,22……ばね板表面、 23……第１部材、 24……第２部材、 26……彎曲部分、 30……彎曲部分、 34……無端金属ループ、 35……形状部（突出部）、 36……支持部材、 37……金属板部材、 38……弾性要素、 110……ばね板、 111,112……ばね板、 122,222,322……ブラケット、 210……ばね板、 211……ばね板、 310……ばね板、 311……ばね板、 313……第１部材、 315……第２部材、 317……緊締要素。

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．ばね板（11,12）端部の彎曲部分（17）に隣接する
   自由端（15）近傍において、第１部材（23）および第２
   部材（24）が、該ばね板の相反する両方の表面（21,2
   2）に長さ方向に沿って延びており、 前記第１および第２部材が、前記ばね板の自由端を越え
   て互いに合体結合されていると同時に該自由端から隔た
   る位置において、ばね板まわりにかつ横方向に延びる緊
   締要素（34）によって該ばね板に結合されており、 前記第１および第２部材と前記ばね板が、長さ方向の相
   対運動を防止するために、前記彎曲部分と該彎曲部分に
   補合する前記第１および第２部材の彎曲部分（26,30）
   とに依って形成された嵌め合い形状部（17,26,30）を備
   え、 前記第１および第２部材の少なくとも一方（23）が耐摩
   耗表面を備えた複合材料の細長い板状体から成る板ばね
   において、 前記緊締要素が、無端金属ループ（34）から構成され、 さらに、前記無端金属ループが、前記第１および第２部
   材（23,24）上にそれぞれ設けられた形状部（35）と係
   合しており、前記両部材との相対移動を防止しているこ
   とを特徴とする板ばね。 ２．前記緊締要素（317）が、第１および第２部材（31
   3,315）の一方と一体に構成されていることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項に記載の板ばね。 ３．前記第１および第２部材（23,24）の少なくとも一
   方が、前記耐摩耗表面を備えた支持部材（36）を担持し
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項または第
   ２項に記載の板ばね。 ４．前記支持部材（36）が、下面に弾性要素（38）を備
   えた金属板部材（37）を有することを特徴とする特許請
   求の範囲第３項に記載の板ばね。 ５．前記第１および第２部材（23,24）が、金属押圧部
   材であることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第
   ４項の内のいづれか１項に記載の板ばね。 ６．ばね板（11,12）端部の彎曲部分（17）に隣接する
   自由端（15）近傍において、第１部材（23）および第２
   部材（24）が、該ばね板の相反する両方の表面（21,2
   2）に長さ方向に沿って延びており、 前記第１および第２部材が、前記ばね板の自由端を越え
   て互いに合体結合されていると同時に該自由端から隔た
   る位置において、ばね板まわりにかつ横方向に延びる緊
   締要素（34）によって該ばね板に結合されており、 前記第１および第２部材と前記ばね板が、長さ方向の相
   対運動を防止するために、前記彎曲部分と該彎曲部分に
   補合する前記第１および第２部材の彎曲部分（26,30）
   とに依って形成された嵌め合い形状部（17,26,30）を備
   え、 前記第１および第２部材の少なくとも一方（23）が耐摩
   耗表面を備え、 前記緊締要素が、無端金属ループ（34）から構成された
   複合材料の細長い板状体から成る板ばねにおいて、 前記ばね板（11,12;111;211;311）が、該ばね板の両端
   間でもう１つのばね板（110;210;310）と合体保持さ
   れ、 かつ前者のばね板上の前記第１および第２部材（23,2
   4）の一方が、これらばね板を互いに整合状態に保持す
   るために後者のばね板と係合可能な部分を備えており、 さらに、前記係合可能な部分が、一方および他方のばね
   板（111;211;311:110;210;310）を互いに抑止するよう
   に配置された直立のブラケット（122;222;322）である
   ことを特徴とする板ばね組立体。 ７．前記もう１つのばね板（111;211;311）が、鋼製で
   あることを特徴とする特許請求の範囲第６項に記載の板
   ばね組立体。