JPS6252171B2 - - Google Patents
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- JPS6252171B2 JPS6252171B2 JP7255080A JP7255080A JPS6252171B2 JP S6252171 B2 JPS6252171 B2 JP S6252171B2 JP 7255080 A JP7255080 A JP 7255080A JP 7255080 A JP7255080 A JP 7255080A JP S6252171 B2 JPS6252171 B2 JP S6252171B2
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- JP
- Japan
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- tapered
- plate
- shape
- leaf spring
- stress
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Links
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- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
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- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
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- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
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- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
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Classifications
-
- 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
- F16F1/02—Springs made of steel or other material having low internal friction; Wound, torsion, leaf, cup, ring or the like springs, the material of the spring not being relevant
- F16F1/18—Leaf springs
- F16F1/185—Leaf springs characterised by shape or design of individual leaves
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Springs (AREA)
Description
本発明は板ばねに関するものである。
平鋼を圧延成形したテーパ部を有する板ばねに
おいて、板端荷重に基づく応力が均等分布をなす
ようにテーパ部の輪郭を放物線形状に形成するこ
とは周知である。すなわち、第１図に例示するよ
うに板幅ｂが一定で断面が矩形状をなし、板端か
らの距離ｘにおける板厚ｔxが、図示の記号を用
いてｔx＝√で表わされる板ばねにおいて
は、荷重Ｐに基づく応力σxは σx＝６Ｐｘ／ｂｔｘ ２＝６Ｐｌ／ｂｔ２ となり、距離ｘとは無関係に一定である。 一方、断面が矩形状であると隅部に亀裂が生じ
易いので、幅方向端部を断面が板厚またはこれの
1/2に等しい半径の円弧状となるようなコバ部を
形成することも周知である。 しかしながら、上述のように長手方向に沿う断
面形状が放物線状をなすテーパ部の幅方向端部
を、たとえば板厚ｔxの1/2に等しい半径の円弧状
に形成したのでは応力分布が不均等になつてしま
う。すなわち、第１図Ａに示すような板ばねの断
面が第２図に示すように形成され、Ｒ＝ｔx/2で
あるとすれば、板端からｘの距離における断面係
数Ｚxが Ｚx＝（ｂ−ｔｘ）ｔｘ ２／６＋πｔｘ ３／３２ と表わされるから、ｔx＝ｔ√の条件下で
は、応力σx＝Px／Ｚxとｘ＝ｌにおける応力σl
との比α＝σx／σlは となり、ｂ／ｔおよびｘ／ｌをパラメータとして
計算した結果は付表および第３図に示すようにな
る。これら表および図面から知られるように応力
σxは一定ではなく、基部において最大で板端部
に近ずくほど小さくなる。したがつて、材料の使
用効率が低く重量が大となるばかりでなく、この
ような板ばねを自動車用懸架装置等に適用すれば
摩耗、フレツテイング、腐食等の生じ易い基部が
応力最大になるという不具合を伴なう。このよう
な不具合を改善するために、従来は板間にスペー
サを設けたり、防食処理を施したり、あるいは
SSPなどの対策が行なわれているにすぎない。
おいて、板端荷重に基づく応力が均等分布をなす
ようにテーパ部の輪郭を放物線形状に形成するこ
とは周知である。すなわち、第１図に例示するよ
うに板幅ｂが一定で断面が矩形状をなし、板端か
らの距離ｘにおける板厚ｔxが、図示の記号を用
いてｔx＝√で表わされる板ばねにおいて
は、荷重Ｐに基づく応力σxは σx＝６Ｐｘ／ｂｔｘ ２＝６Ｐｌ／ｂｔ２ となり、距離ｘとは無関係に一定である。 一方、断面が矩形状であると隅部に亀裂が生じ
易いので、幅方向端部を断面が板厚またはこれの
1/2に等しい半径の円弧状となるようなコバ部を
形成することも周知である。 しかしながら、上述のように長手方向に沿う断
面形状が放物線状をなすテーパ部の幅方向端部
を、たとえば板厚ｔxの1/2に等しい半径の円弧状
に形成したのでは応力分布が不均等になつてしま
う。すなわち、第１図Ａに示すような板ばねの断
面が第２図に示すように形成され、Ｒ＝ｔx/2で
あるとすれば、板端からｘの距離における断面係
数Ｚxが Ｚx＝（ｂ−ｔｘ）ｔｘ ２／６＋πｔｘ ３／３２ と表わされるから、ｔx＝ｔ√の条件下で
は、応力σx＝Px／Ｚxとｘ＝ｌにおける応力σl
との比α＝σx／σlは となり、ｂ／ｔおよびｘ／ｌをパラメータとして
計算した結果は付表および第３図に示すようにな
る。これら表および図面から知られるように応力
σxは一定ではなく、基部において最大で板端部
に近ずくほど小さくなる。したがつて、材料の使
用効率が低く重量が大となるばかりでなく、この
ような板ばねを自動車用懸架装置等に適用すれば
摩耗、フレツテイング、腐食等の生じ易い基部が
応力最大になるという不具合を伴なう。このよう
な不具合を改善するために、従来は板間にスペー
サを設けたり、防食処理を施したり、あるいは
SSPなどの対策が行なわれているにすぎない。
【表】
本発明は上記事情のもとになされたもので、そ
の目的とするところは、幅方向両端にほぼ半円状
のコバ部を有したテーパ板ばねにおいて、テーパ
部の長手方向に均等な応力分布が得られ、一層の
軽量化が可能となる板ばねを提供することにあ
る。 以下、本発明について図面を参照しながら説明
する。第４図において長手方向ほぼ中央部に設け
られた肉厚の基部１と板端部に形設された目玉部
２との間には、目玉部２寄りに設けられた薄肉部
３を介してテーパ部４が設けられている。そして
このテーパ部４の幅方向両端部には半径Ｒの半円
形状のコバ部が設けられている。そしてこのテー
パ部４の長手方向の形状は、幅方向の断面が矩形
であると仮定してテーパ部の長手方向各部の応力
が均等分布をなすように計算して得た略放物線状
のテーパ形状の板ばね（第１図Ａ参照）に比べ
て、基端側に対する板端部側の肉厚の減少率が大
きくなるようなテーパ形状としてある。換言する
と、テーパ部４は、板端部寄り端部５と基部寄り
端部６との間における長さｌの全領域にわたり、
断面係数Ｚx（以下、サイフイツクスｘは板端部
寄り端部５から距離ｘの位置に対応することを示
す）が距離ｘにほぼ比例するように板厚ｔxが設
定されており、かつ幅方向両端断面が板厚ｔxに
関連して定められた所定の曲率１／Ｒを有する弧
状をなすように形成されている。 上述のように構成された板ばねにおいては、基
部１を固定して目玉部２に対し板厚方向の集中荷
重が加えられた場合、板端部寄り端部５における
板厚方向の荷重をＰとすれば、距離ｘにおける応
力σxは σx＝Ｐ・ｘ／Ｚx …(1) となるが、上述したようにＺx＝Ｃ・ｘ（Ｃは比
例定数）であるから σx＝Ｐ／Ｃ …(2) となり、テーパ部４の全領域において一定であ
る。したがつて材料の有効利用が可能であり、重
量軽減に寄与することができる。また、幅方向両
端断面が弧状をなしているので、断面矩形状の板
ばねにおけるような隅部の亀裂等の発生を防止す
ることができる。 つぎに、上述のように構成された板ばねを圧延
成形する場合に必要な厚さｔxと距離ｘとの関係
について説明する。第４図に例示するようにＲ＝
ｔx／２の場合には、上述したように Ｚx＝ｂ−ｔｘ／６ｔx ２＋π／３２ｔx ３…(3) である。テーパ部４の基部寄り端部６における断
面係数をＺl、応力をσlとすれば、 Ｚl＝ｂ−ｔ／６t2＋π／３２t3 …(4) σl＝Ｐ・ｌ／Ｚl …(5) である。したがつて、σx＝σlとなるためには Ｚx／Ｚl＝ｘ／ｌ …(6) が成立すればよいから、 を解くことにより ｔx＝２／３Acosθ／３＋１／３Ａ …(8) ｔx＝２／３Acos（120゜−θ／３）＋１／３Ａ (9) ｔx＝２／３Acos（120゜＋θ／３）＋１／３Ａ (10) ただし、 θ＝arc cos｛１＋２７（１６−３π）２／８１９２ ・（１６−３π）ｔ３−１６ｂｔ２／ｂ３・ｘ／ｌ
｝ が得られ、これら式(8)(9)(10)のいずれかが距離ｘに
対応する板厚ｔxを与える。 なお、本発明は、上記実施例のみに限定される
ものではない。たとえば幅方向両端断面の曲率と
板厚との関係は必要に応じ適宜に設定可能であ
る。また、第５図に例示するようにテーパ部７の
輪郭を、上記テーパ部４と近似な輪郭を形成する
複数（図は３つの場合）の直線状部分７ａ，７
ｂ，７ｃ等から形成するようにしてもよく、ある
いはこれら部分７ａ，７ｂ，７ｃ等の一部を曲線
状としてもよい。さらに、第６図に例示するよう
に複数（図は２つの場合）の板ばね８，９を厚さ
方向に重合して用いるようにしてもよい。その
他、本発明の要旨とするところの範囲内で種々な
変更ないし応用が可能であることはいうまでもな
い。 本発明は、上述したように、テーパ部の幅方向
両端部にほぼ半円状のコバ部を設けるとともに、
このテーパ部の形状は、矩形断面と仮定して計算
されていた従来の放物線状をなす等応力ばねに比
べて、板端側の肉厚の減少率が大きいようなテー
パ形状としたから、いわゆる丸コバ部を有したテ
ーパばねにあつても断面係数が板端側の端部から
の距離にほぼ比例して漸増するようにすることが
できる。従つてテーパ部の長手方向各部における
応力分布が均等化され、材料の使用効率が高く、
軽量化に寄与することができ、かつ幅方向端部に
おける亀裂等の発生を効果的に防止することがで
きる。
の目的とするところは、幅方向両端にほぼ半円状
のコバ部を有したテーパ板ばねにおいて、テーパ
部の長手方向に均等な応力分布が得られ、一層の
軽量化が可能となる板ばねを提供することにあ
る。 以下、本発明について図面を参照しながら説明
する。第４図において長手方向ほぼ中央部に設け
られた肉厚の基部１と板端部に形設された目玉部
２との間には、目玉部２寄りに設けられた薄肉部
３を介してテーパ部４が設けられている。そして
このテーパ部４の幅方向両端部には半径Ｒの半円
形状のコバ部が設けられている。そしてこのテー
パ部４の長手方向の形状は、幅方向の断面が矩形
であると仮定してテーパ部の長手方向各部の応力
が均等分布をなすように計算して得た略放物線状
のテーパ形状の板ばね（第１図Ａ参照）に比べ
て、基端側に対する板端部側の肉厚の減少率が大
きくなるようなテーパ形状としてある。換言する
と、テーパ部４は、板端部寄り端部５と基部寄り
端部６との間における長さｌの全領域にわたり、
断面係数Ｚx（以下、サイフイツクスｘは板端部
寄り端部５から距離ｘの位置に対応することを示
す）が距離ｘにほぼ比例するように板厚ｔxが設
定されており、かつ幅方向両端断面が板厚ｔxに
関連して定められた所定の曲率１／Ｒを有する弧
状をなすように形成されている。 上述のように構成された板ばねにおいては、基
部１を固定して目玉部２に対し板厚方向の集中荷
重が加えられた場合、板端部寄り端部５における
板厚方向の荷重をＰとすれば、距離ｘにおける応
力σxは σx＝Ｐ・ｘ／Ｚx …(1) となるが、上述したようにＺx＝Ｃ・ｘ（Ｃは比
例定数）であるから σx＝Ｐ／Ｃ …(2) となり、テーパ部４の全領域において一定であ
る。したがつて材料の有効利用が可能であり、重
量軽減に寄与することができる。また、幅方向両
端断面が弧状をなしているので、断面矩形状の板
ばねにおけるような隅部の亀裂等の発生を防止す
ることができる。 つぎに、上述のように構成された板ばねを圧延
成形する場合に必要な厚さｔxと距離ｘとの関係
について説明する。第４図に例示するようにＲ＝
ｔx／２の場合には、上述したように Ｚx＝ｂ−ｔｘ／６ｔx ２＋π／３２ｔx ３…(3) である。テーパ部４の基部寄り端部６における断
面係数をＺl、応力をσlとすれば、 Ｚl＝ｂ−ｔ／６t2＋π／３２t3 …(4) σl＝Ｐ・ｌ／Ｚl …(5) である。したがつて、σx＝σlとなるためには Ｚx／Ｚl＝ｘ／ｌ …(6) が成立すればよいから、 を解くことにより ｔx＝２／３Acosθ／３＋１／３Ａ …(8) ｔx＝２／３Acos（120゜−θ／３）＋１／３Ａ (9) ｔx＝２／３Acos（120゜＋θ／３）＋１／３Ａ (10) ただし、 θ＝arc cos｛１＋２７（１６−３π）２／８１９２ ・（１６−３π）ｔ３−１６ｂｔ２／ｂ３・ｘ／ｌ
｝ が得られ、これら式(8)(9)(10)のいずれかが距離ｘに
対応する板厚ｔxを与える。 なお、本発明は、上記実施例のみに限定される
ものではない。たとえば幅方向両端断面の曲率と
板厚との関係は必要に応じ適宜に設定可能であ
る。また、第５図に例示するようにテーパ部７の
輪郭を、上記テーパ部４と近似な輪郭を形成する
複数（図は３つの場合）の直線状部分７ａ，７
ｂ，７ｃ等から形成するようにしてもよく、ある
いはこれら部分７ａ，７ｂ，７ｃ等の一部を曲線
状としてもよい。さらに、第６図に例示するよう
に複数（図は２つの場合）の板ばね８，９を厚さ
方向に重合して用いるようにしてもよい。その
他、本発明の要旨とするところの範囲内で種々な
変更ないし応用が可能であることはいうまでもな
い。 本発明は、上述したように、テーパ部の幅方向
両端部にほぼ半円状のコバ部を設けるとともに、
このテーパ部の形状は、矩形断面と仮定して計算
されていた従来の放物線状をなす等応力ばねに比
べて、板端側の肉厚の減少率が大きいようなテー
パ形状としたから、いわゆる丸コバ部を有したテ
ーパばねにあつても断面係数が板端側の端部から
の距離にほぼ比例して漸増するようにすることが
できる。従つてテーパ部の長手方向各部における
応力分布が均等化され、材料の使用効率が高く、
軽量化に寄与することができ、かつ幅方向端部に
おける亀裂等の発生を効果的に防止することがで
きる。
第１図Ａは従来の板ばねを例示する側面図、第
１図Ｂは同図ＡのＢ−Ｂ線に沿う断面図、第２図
は従来の板ばねの他の断面形状を例示する説明
図、第３図は同例における応力分布状態を説明す
るための線図、第４図Ａは本発明の一実施例を示
す部分側面図、第４図Ｂは同図ＡのＢ−Ｂ線に沿
う断面図、第５図および第６図は本発明の変形例
を示す部分側面図である。 １……基部、２……目玉部、４，７……テーパ
部、５，６……テーパ部の端部。
１図Ｂは同図ＡのＢ−Ｂ線に沿う断面図、第２図
は従来の板ばねの他の断面形状を例示する説明
図、第３図は同例における応力分布状態を説明す
るための線図、第４図Ａは本発明の一実施例を示
す部分側面図、第４図Ｂは同図ＡのＢ−Ｂ線に沿
う断面図、第５図および第６図は本発明の変形例
を示す部分側面図である。 １……基部、２……目玉部、４，７……テーパ
部、５，６……テーパ部の端部。
Claims (1)
- １ 板幅がほぼ一定で板厚が板端方向に漸減する
テーパ部を有し板端部に厚さ方向の集中荷重が加
えられる板ばねにおいて、上記テーパ部の幅方向
両端部にほぼ半円状のコバ部を設けるとともに、
上記テーパ部の長手方向の形状は、幅方向の断面
が矩形であると仮定してテーパ部の長手方向各部
の応力が均等分布をなすように計算して得た略放
物線状のテーパ形状の板ばねに比べて、基端側に
対する板端部側の肉厚の減少率が大きいようなテ
ーパ形状としたことを特徴とする板ばね。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7255080A JPS56167938A (en) | 1980-05-30 | 1980-05-30 | Leaf spring |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7255080A JPS56167938A (en) | 1980-05-30 | 1980-05-30 | Leaf spring |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56167938A JPS56167938A (en) | 1981-12-23 |
| JPS6252171B2 true JPS6252171B2 (ja) | 1987-11-04 |
Family
ID=13492572
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7255080A Granted JPS56167938A (en) | 1980-05-30 | 1980-05-30 | Leaf spring |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS56167938A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02135507U (ja) * | 1989-04-17 | 1990-11-09 |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2087034B (en) * | 1980-01-25 | 1984-06-06 | Ki Inzh Str Inst | Spring and suspension of a vehicle comprising such a spring |
| JPS5874926A (ja) * | 1981-10-29 | 1983-05-06 | Horikiri Bane Seisakusho:Kk | テ−パ板ばね |
| JPS6377676U (ja) * | 1986-11-05 | 1988-05-23 | ||
| JPH0230543U (ja) * | 1988-08-19 | 1990-02-27 | ||
| JPH02203024A (ja) * | 1989-01-31 | 1990-08-13 | Tochigi Fuji Ind Co Ltd | クラッチ筒用部材及びビスカスカップリング |
| JP2582291B2 (ja) * | 1989-02-03 | 1997-02-19 | いすゞ自動車 株式会社 | 重ね板ばね |
| JPH02110729U (ja) * | 1989-02-23 | 1990-09-05 | ||
| JPH11218185A (ja) * | 1998-02-03 | 1999-08-10 | Kurashiki Kako Co Ltd | 防振マウント |
| US20140191486A1 (en) | 2013-01-10 | 2014-07-10 | Hendrickson Usa, L.L.C. | Multi-tapered suspension component |
| JP2015121262A (ja) * | 2013-12-24 | 2015-07-02 | 中央発條株式会社 | 懸架ばね及び懸架ばねの製造方法 |
| EP3401131A4 (en) * | 2016-01-04 | 2019-08-28 | Fundiciones de Vera, S.A. | METHOD FOR PRODUCING PROFILES FOR LEAF SPRINGS |
| AT520123B1 (de) * | 2017-06-23 | 2023-07-15 | Hendrickson Comm Vehicle Sys Europe Gmbh | Federblatt für eine Blattfeder |
-
1980
- 1980-05-30 JP JP7255080A patent/JPS56167938A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02135507U (ja) * | 1989-04-17 | 1990-11-09 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56167938A (en) | 1981-12-23 |
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