JPS6217632Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （考案の技術分野） 本考案はFRP（繊維強化プラスチツク）を使
用したリーフスプリングに関する。[Detailed Description of the Invention] (Technical Field of the Invention) The present invention relates to a leaf spring using FRP (fiber reinforced plastic).

（考案の技術的背景） 例えば自動車の車体に設けられるシヤーシスプ
リングには、リーフスプリングを使用することが
多いが、このリーフスプリングには車体の軽量化
を目的として、FRP（繊維強化プラスチツク）
を材料としたリーフスプリングが用いられる傾向
にある。(Technical background of the invention) For example, leaf springs are often used in chassis springs installed in automobile bodies, but these leaf springs are made of FRP (fiber-reinforced plastic) to reduce the weight of the car body.
There is a tendency for leaf springs made of materials to be used.

一般に、シヤーシスプリングとして使用される
リーフスプリング１は、第１図に示すように、そ
の両端部を車体のフレーム側に支持固定され、そ
のほぼ中央部に車輪２のアクスル３が載せられ保
持されている。このリーフスプリング１にFRP
を材料としたFRPリーフスプリングを用いた場
合の一従来例を第２図乃至第５図に示す。この
FRPリーフスプリング４は、主バネ５であるバ
ネ鋼を材料とした鋼板バネと、子バネ６である
FRPを材料としたFRP板バネの２葉から成る複
合リーフスプリングである。主バネ５の中央には
孔が開けられ、この孔にはビス材８が逆様に打ち
込まれ、ビス材８のヘツドが主バネ５の下面にお
いて半円球状の凸部９を形成している。この凸部
９に対応して、子バネ６の上面において同一寸法
の半円球状の凹部１０が形成されている。この凸
部９と凹部１０が嵌合された状態で、主バネ５と
子バネ６は重ねられる。この嵌合部分において、
主バネ５の上面には、コムパツド１１、スプリン
グリテーナ１２が敷かれ、さらにその上に支持部
１３を介してアクスル３を内蔵するアクスルハウ
ジング１４が載せられる。そして、アクスルハウ
ジング１４の外周にＵボルト１５が懸けられ、こ
のＵボルト１５がFRPスプリング４の下面に位
置するＵボルトシート１６に係合し、ナツト１７
により締め付けることによつて、FRPスプリン
グ４は主バネ５と子バネ６が強く一体化し、アク
スルハウジング１４の保持も完全となる。 Generally, a leaf spring 1 used as a chassis spring has both ends supported and fixed to the frame side of a vehicle body, and an axle 3 of a wheel 2 is placed and held approximately in the center of the leaf spring 1, as shown in FIG. ing. FRP for this leaf spring 1
A conventional example using an FRP leaf spring made of material is shown in FIGS. 2 to 5. this
The FRP leaf spring 4 includes a main spring 5 which is a steel plate spring made of spring steel, and a child spring 6.
This is a composite leaf spring consisting of two leaves of an FRP leaf spring made of FRP. A hole is made in the center of the main spring 5, and a screw 8 is driven into the hole in an upside-down manner, and the head of the screw 8 forms a semicircular convex portion 9 on the lower surface of the main spring 5. . Corresponding to the convex portion 9, a hemispherical concave portion 10 having the same dimensions is formed on the upper surface of the child spring 6. With the convex portion 9 and the concave portion 10 fitted, the main spring 5 and the child spring 6 are overlapped. In this mating part,
A compressor pad 11 and a spring retainer 12 are placed on the upper surface of the main spring 5, and an axle housing 14 containing the axle 3 is placed thereon via a support portion 13. Then, a U-bolt 15 is hung around the outer periphery of the axle housing 14, and this U-bolt 15 engages with a U-bolt seat 16 located on the lower surface of the FRP spring 4, and the nut 17
By tightening the FRP spring 4, the main spring 5 and the child spring 6 are strongly integrated, and the axle housing 14 is completely held.

このようなリーフスプリング４において、主バ
ネ５と子バネ６との位置決めのため、及び車輪２
が縁石へ接触した際等に子バネ６が前後左右方向
にずれるのを防止するため、凸部９と凹部１０と
の嵌合は重要である。そして、FRP板バネであ
る子バネ６の凹部１０の形成は、成形金型に半円
球状の凸部を設けて、強化繊維を押し分ける様に
して形成するものである。 In such a leaf spring 4, for positioning the main spring 5 and child spring 6, and for positioning the wheel 2.
The fitting between the convex portion 9 and the concave portion 10 is important in order to prevent the child spring 6 from shifting in the front, rear, left and right directions when the child spring 6 comes into contact with a curb. The concave portion 10 of the child spring 6, which is an FRP leaf spring, is formed by providing a semicircular convex portion in a molding die so as to push the reinforcing fibers apart.

（背景技術の問題点） このような凹部１０の形成において、FRP板
バネの凹部１０付近の樹脂は凹部１０周囲に逃げ
てしまい、凹部１０付近に繊維含有率の高い部位
が生ずるが、凹部１０が半円球状である場合に
は、特に、FRP板バネの幅方向に繊維含有率の
高い部位を生じてしまう。このため、第４図に示
すように、引張応力の高いFRP板バネの上表面
において繊維間の接着強度が低下することとな
り、クラツク１８が生じてFRP板バネの曲げ強
度及び疲労寿命低下の主要因となつていた。(Problems with the Background Art) In forming such a recess 10, the resin near the recess 10 of the FRP leaf spring escapes around the recess 10, creating a region with a high fiber content near the recess 10. In the case where the FRP plate spring has a semicircular shape, a portion with a high fiber content will be generated particularly in the width direction of the FRP leaf spring. For this reason, as shown in Figure 4, the adhesive strength between the fibers on the upper surface of the FRP leaf spring, which has high tensile stress, decreases, causing cracks 18, which are the main cause of the decrease in the bending strength and fatigue life of the FRP leaf spring. It was the cause.

この曲げ強度等の低下は、凹部１０が半円球状
である場合に限らず、第５図に示すように、凹部
１０が略半楕円球状である場合にも言えるもので
あつた。 This decrease in bending strength etc. was not limited to the case where the recess 10 was semi-spherical, but also occurred when the recess 10 was approximately semi-elliptic spherical, as shown in FIG.

（考案の目的） 本考案は、前記問題点に鑑みてなされたもので
あり、FRP板バネの凹部に鋼板バネの凸部が嵌
合されて構成されるFRPリーフスプリングにお
いて、FRP板バネの凹部を工夫して曲げ強度等
の低下しないFRPリーフスプリングを提供する
ことを目的とする。(Purpose of the invention) The present invention was made in view of the above-mentioned problems, and is an FRP leaf spring configured by fitting a convex part of a steel plate spring into a concave part of an FRP leaf spring. The purpose is to provide an FRP leaf spring with no reduction in bending strength.

（考案の概要） 本考案は、FRP板バネの凹部が、略かまぼこ
状であつて、略半円形を有する側面をFRP板バ
ネの繊維に平行に位置し、繊維に対し垂直に切断
した断面形状の横幅を各断面において一定である
ように形成されたもので、これによりFRP板バ
ネの成形時に、凹部付近の幅方向に繊維含有率の
高い部位を生じないようにしたものである。(Summary of the invention) In the present invention, the concave portion of the FRP leaf spring has a substantially semicylindrical shape, the side surface having a substantially semicircular shape is located parallel to the fibers of the FRP leaf spring, and the cross-sectional shape is cut perpendicular to the fibers. The lateral width of the FRP leaf spring is formed to be constant in each cross section, and this prevents the formation of areas with high fiber content in the width direction near the recesses when forming the FRP leaf spring.

（考案の実施例） 本考案の実施例を第６図乃至第１０図において
説明する。但し、凹部以外の部分は第２図及び第
３図における従来例と同一であるので説明を省略
する。(Embodiment of the invention) An embodiment of the invention will be described with reference to FIGS. 6 to 10. However, the parts other than the recessed portions are the same as those of the conventional example shown in FIGS. 2 and 3, so explanations thereof will be omitted.

第７図に示す第一実施例の凹部１０１は、典型
的なかまぼこ状をしており、水平面の形状は矩形
で側面の形状は略半円形である。正面の形状は矩
形であつて、凹部１０１の底の部分は角が丸くな
つている。又、繊維に対して垂直に切つた断面も
矩形であり、この矩形の横幅は各断面において一
定であり、正面図の矩形の横幅と同一である。こ
の第一実施例の凹部１０１を形成する場合の、成
形金型の凸部も、この凹部１０１と同一形状を有
するが、各断面の横幅が一定しているため、従来
の半円球状等の場合に比して幅方向に繊維含有率
の高い部分を生ずることがない。 The recess 101 of the first embodiment shown in FIG. 7 has a typical semicylindrical shape, with a horizontal plane having a rectangular shape and a side surface having a substantially semicircular shape. The front shape is rectangular, and the bottom of the recess 101 has rounded corners. Further, a cross section cut perpendicular to the fibers is also rectangular, and the width of this rectangle is constant in each cross section, and is the same as the width of the rectangle in the front view. The convex part of the molding die used to form the concave part 101 of this first embodiment also has the same shape as this concave part 101, but since the width of each cross section is constant, it is different from the conventional hemispherical shape etc. Compared to the case where the fiber content is higher than that in the width direction, there is no occurrence of a portion having a higher fiber content in the width direction.

第８図に示す第二実施例の凹部１０２は、第一
実施例の凹部１０１とほぼ同様のかまぼこ状を有
するが、正面の形状は底部が狭くなつた逆台形と
なつている。この逆台形の底辺は、繊維長さ方向
に変化する各断面において凹部１０２の中央の断
面になるほど短くなつており、凹部１０２は中央
で絞られた形になつている。このため、各断面形
状は変化するが、従来の半円球状のように中央付
近の断面形状が大きくなるのではなく逆に中央付
近で小さくなるため、繊維を幅方向に押しやるこ
とはなく、FRP板バネの幅方向に繊維含有率の
高い部位を生ずることはない。 The recess 102 of the second embodiment shown in FIG. 8 has a substantially similar semicircular shape to the recess 101 of the first embodiment, but its front shape is an inverted trapezoid with a narrowed bottom. The base of this inverted trapezoid becomes shorter as the cross section approaches the center of the recess 102 in each cross section that changes in the fiber length direction, and the recess 102 is narrowed at the center. Therefore, although each cross-sectional shape changes, the cross-sectional shape near the center does not become larger as in the conventional semicircular shape, but instead becomes smaller near the center, so the fibers are not pushed in the width direction, and the FRP There are no areas with high fiber content in the width direction of the leaf spring.

第９図に示す第三実施例の凹部１０３は、正面
の形状が半円形であり、各断面形状は凹部１０３
の端の断面になるほど半円形の頂部が平らになる
形状となる。このため各断面形状は変化するが、
凹部１０３の内側面は幅方向に変化しないため、
FRP板バネの幅方向に繊維含有率の高い部位を
生ずることはない。 The recess 103 of the third embodiment shown in FIG. 9 has a semicircular front shape, and each cross-sectional shape of the recess 103
The semicircular top becomes flatter as the cross section approaches the end. For this reason, each cross-sectional shape changes, but
Since the inner surface of the recess 103 does not change in the width direction,
There are no areas with high fiber content in the width direction of the FRP leaf spring.

第１０図に示す第四実施例の凹部１０４も、第
三実施例の場合と同様に正面の形状が半円形であ
るが、各断面形状は凹部１０４の端の断面になる
ほど半円形の頂部が曲率の小さな曲線となつてい
る。この場合も凹部１０４の内側面は幅方向に変
化しないため、FRP板バネの幅方向に繊維含有
率の高い部位を生ずることはない。 The recess 104 of the fourth embodiment shown in FIG. 10 also has a semicircular shape at the front like the third embodiment, but each cross-sectional shape has a semicircular apex toward the end of the recess 104. It is a curve with a small curvature. In this case as well, since the inner surface of the recess 104 does not change in the width direction, a region with a high fiber content does not occur in the width direction of the FRP leaf spring.

次に、第１１図において、本考案の一実施例に
係る略かまぼこ状の凹部と従来の形状を有する凹
部とが形成されたFRP板バネの実験結果を示
す。この実験においては各凹部の深さを一定と
し、従来の形状の凹部には半円球状の凹部と略楕
円球状の凹部採用し、本考案の一実施例に係る凹
部には前記第一実施例のものを採用した。曲げ強
度はこの第一実施例の場合が最も優れていた。 Next, FIG. 11 shows experimental results of an FRP leaf spring in which a substantially semicylindrical recess according to an embodiment of the present invention and a recess having a conventional shape were formed. In this experiment, the depth of each recess was constant, a semicircular spherical recess and an approximately elliptical spherical recess were used for the conventional recess, and the recess according to one embodiment of the present invention was used as the recess according to the first embodiment. The one was adopted. The bending strength of this first example was the best.

以上に述べた実施例においては、FRPリーフ
スプリングは一枚の鋼板バネと一枚のFRP板バ
ネとから成る２葉の複合リーフスプリングとして
説明したが、他の実施例においては一枚の鋼板バ
ネの上下面に凸部を設け、これに対し凹部を形成
した２枚のFRP板バネを上下面に嵌合して、３
葉の複合リーフスプリングとすることもできる。 In the embodiments described above, the FRP leaf spring was explained as a two-leaf composite leaf spring consisting of one steel plate spring and one FRP plate spring, but in other embodiments, one steel plate spring was used. A convex portion is provided on the upper and lower surfaces of the 3.
It can also be a composite leaf spring of leaves.

（考案の効果） 本考案のリーフスプリングによれば、FRP板
バネの凹部形成時において、凹部付近の繊維を
FRP板の幅方向に押しやることがなく、FRP板
の幅方向に繊維含有率の高い部位を生じることが
ない。よつて、FRP板バネの上表面において繊
維間の接着強度が低下することがなく、曲げ強度
及び疲労寿命が低下することのない優れたFRP
リーフスプリングを提供することができる。(Effect of the invention) According to the leaf spring of the invention, when forming the recess of the FRP leaf spring, the fibers near the recess are removed.
There is no pushing in the width direction of the FRP board, and no areas with high fiber content are created in the width direction of the FRP board. Therefore, it is an excellent FRP that does not reduce the adhesive strength between fibers on the upper surface of the FRP leaf spring, and does not reduce bending strength and fatigue life.
Leaf springs can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図の従来のリーフスプリングの使用された
車体の側面図、第２図Ａは第１図のリーフスプリ
ングにFRPリーフスプリングを用いた場合の中
央部拡大断面図、第２図Ｂは第２図Ａの正面断面
図、第３図は第２図のFRPリーフスプリングの
全体側面図、第４図は第３図のリーフスプリング
を構成する従来のFRP板バネの中央平面図、第
５図Ａは他の従来のFRPリーフスプリングの中
央側面図、第５図Ｂは第５図ＡのFRPリーフス
プリングを構成するFRP板バネの平面図、第６
図Ａは本考案に係るFRPリーフスプリングの中
央側面図、第６図Ｂは第６図ＡのFRPリーフス
プリングを構成するFRP板バネの平面図、第７
図乃至第１０図は本考案のFRPリーフスプリン
グに係る第一乃至第四実施例のFRP板バネの凹
部を示し各図においてＡ図は平面図、Ｂ図は側面
図、Ｃ図はＡ図における−断面図、Ｄ図はＡ
図におけるＹ−Ｙ断面図、さらに１１図は実験結
果を表わすグラフである。 １……リーフスプリング、２……車輪、３……
アクスル、４……FRPリーフスプリング、５…
…主バネ、６……子バネ、８……ビス材、９……
凸部、１０……凹部、１１……ゴムパツド、１２
……スプリングリテーナ、１３……支持部、１４
……アクスルハウジング、１５……Ｕボルト、１
６……Ｕボルトシート、１７……ナツト、１８…
…クラツク、１０１，１０２，１０３，１０４…
…凹部。 Figure 1 is a side view of a car body using a conventional leaf spring, Figure 2A is an enlarged sectional view of the central part when an FRP leaf spring is used in place of the leaf spring in Figure 1, and Figure 2B is a side view of a car body using a conventional leaf spring. Figure A is a front sectional view, Figure 3 is an overall side view of the FRP leaf spring in Figure 2, Figure 4 is a center plan view of a conventional FRP leaf spring that constitutes the leaf spring in Figure 3, and Figure 5A. is a central side view of another conventional FRP leaf spring, FIG. 5B is a plan view of the FRP leaf spring that constitutes the FRP leaf spring of FIG.
Figure A is a central side view of the FRP leaf spring according to the present invention, Figure 6B is a plan view of the FRP leaf spring constituting the FRP leaf spring of Figure 6A, and Figure 7
Figures 1 to 10 show the concave portions of the FRP leaf springs of the first to fourth embodiments of the FRP leaf spring of the present invention, and in each figure, figure A is a plan view, figure B is a side view, and figure C is the figure A. - Cross-sectional view, diagram D is A
The YY cross-sectional view in the figure and FIG. 11 are graphs showing the experimental results. 1...leaf spring, 2...wheel, 3...
Axle, 4...FRP leaf spring, 5...
...Main spring, 6...Sub spring, 8...Screw material, 9...
Convex portion, 10... Concave portion, 11... Rubber pad, 12
... Spring retainer, 13 ... Support part, 14
...Axle housing, 15...U bolt, 1
6...U bolt seat, 17...nut, 18...
...Crack, 101, 102, 103, 104...
...concavity.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] FRP板バネに形成された凹部に鋼板バネの凸
部が嵌合されて構成される複合リーフスプリング
において、FRP板の凹部が、略かまぼこ状であ
り、略かまぼこ状の略半円形を有する側面を
FRP板バネの繊維に平行に位置し、さらに繊維
に対し垂直な断面の断面形状の横幅を各断面にお
いて一定であるように形成されたことを特徴とす
るFRPリーフスプリング。 In a composite leaf spring configured by fitting a convex part of a steel plate spring into a concave part formed in an FRP plate spring, the concave part of the FRP plate has a substantially semicylindrical shape, and a side surface having a substantially semicircular semicircular shape.
An FRP leaf spring characterized by being located parallel to the fibers of the FRP leaf spring and formed so that the width of a cross-sectional shape perpendicular to the fibers is constant in each cross-section.