WO2014208490A1 - U字形サスペンション - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a suspension for mitigating shocks, vibrations and the like applied to a transported cargo.
- Suspensions are used in vehicles and freight transport vehicles in order to mitigate shocks and vibrations transmitted from the ground and engines to passengers and mounted objects.
- suspensions for vehicles and cargo vehicles Conventionally, metal suspensions and air suspensions have been known as suspensions for vehicles and cargo vehicles.
- the metal suspension is a suspension using a metal coil spring (for example, see Patent Document 1).
- An air suspension is a suspension formed by enclosing gas in a bag-shaped elastomer.
- the metal suspension is configured such that the coil spring is deformed only in the axial direction. For this reason, the metal suspension has a disadvantage that it is difficult for the load to be dispersed due to the deformation of the spring, so that the shock to the shock and vibration in the horizontal direction tends to be insufficient.
- the air suspension can perform sufficient buffering against shocks and vibrations in the horizontal direction and twist direction.
- an air suspension requires an air compressor, the structure is complicated and expensive.
- an electric locomotive is equipped with an air compressor for an air brake, but it is difficult to use it for an air suspension because of the capability of the air compressor.
- the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an inexpensive suspension capable of obtaining a good buffering effect against omnidirectional shock and vibration.
- a U-shaped suspension according to the present invention includes a plurality of U-shaped spring portions that are radially arranged and exhibit a substantially U shape in an unloaded state, and a plurality of U-shaped spring portions.
- a first holding mechanism that holds each of the first end portions, and a second holding mechanism that is disposed to face the first holding mechanism and holds the second end portions of the plurality of U-shaped spring portions. It is characterized by providing.
- the first and second holding mechanisms can freely move the first and second end portions of the U-shaped spring portion in a linear direction connecting the first and second end portions. It is desirable to hold such that
- At least one of the first and second holding mechanisms includes an outer fixing plate facing the outer surface of the first and second ends of the U-shaped spring portion, and the first and second An inner fixing plate facing the inner side surface of the end of the first and second through holes provided in the first and second ends, and screwed to the outer fixing plate and the inner fixing plate A mechanism, and an interposition member disposed between the outer fixing plate and the inner fixing plate and abutting the first and second end portions against the outer fixing plate or the inner fixing plate.
- the interposition member is preferably an annular member.
- the first holding mechanism is a center block that contacts the second holding mechanism when the U-shaped spring portion is displaced by a predetermined amount in a direction in which the first and second end portions approach each other. It is desirable to provide.
- the U-shaped spring portion is formed by overlapping a plurality of substantially U-shaped elastic materials.
- the load is absorbed by the plurality of U-shaped spring portions arranged radially, the impact and vibration can be dispersed in all directions, and the structure is simple and inexpensive.
- the overall height of the suspension can be shortened by using the U-shaped spring portion.
- the U-shaped spring portion is held by holding the first and second end portions of the U-shaped spring portion so as to be freely movable in a linear direction connecting the first and second end portions. It is possible to suppress fatigue fracture.
- the displacement of the U-shaped spring portion can be suppressed to a predetermined amount or less, and permanent deformation of the U-shaped spring portion can be prevented.
- the U-shaped spring portion is formed by overlapping a plurality of substantially U-shaped elastic members, so that when an impact or vibration is applied to the U-shaped spring portion, A frictional force can be generated, and the impact and vibration can be attenuated by the frictional force.
- a U-shaped spring portion having a desired spring constant is formed by stacking a plurality of elastic materials having a small thickness, the U-shaped spring portion having the same spring constant is replaced with a single elastic material having a large thickness. Compared with the case where it comprises, durability can be improved.
- FIG. 1 is a perspective view schematically showing a structure of a U-shaped suspension according to a first embodiment.
- 1 is a plan view schematically showing a structure of a U-shaped suspension according to a first embodiment.
- FIG. 1 is a perspective view schematically showing a structure of a U-shaped suspension according to a first embodiment.
- 1 is a plan view schematically showing a structure of a U-shaped suspension according to a first embodiment.
- Embodiment 1 of the Invention A U-shaped suspension according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS.
- FIG. 1 to 3 schematically show the structure of a U-shaped suspension according to the first embodiment.
- FIG. 1 is a perspective view
- FIG. 2 is a plan view
- FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
- It is. 4 schematically shows a U-shaped spring portion according to the first embodiment, where (a) is a side view and (b) is a rear view.
- the U-shaped suspension 100 includes a plurality of (eight in this case) U-shaped spring portions 110. These U-shaped spring parts 110 are arranged radially.
- the size of the U-shaped spring part 110 is not particularly limited.
- the height H is 100 mm
- the depth D is 200 mm
- the width W is 20 mm
- the plate pressure T is 4 mm
- the curvature radius R is 50 mm (FIG. 4A ) And (b)).
- the U-shaped spring part 110 can be manufactured, for example, by bending a steel plate (for example, JIS standard SK5) into a U shape at a high temperature, and further making the stress zero by quenching and annealing.
- the U-shaped spring part 110 manufactured in this way has a U-shape even when there is no load.
- a through hole 111 is formed at one end (here, the upper end 110a) of the U-shaped spring portion 110, and a through hole 112 is formed at the other end (here, the lower end 110b). ing.
- the holding mechanism 120 corresponds to the “first holding mechanism” of the present invention, and holds the upper end portion 110 a of each U-shaped spring portion 110.
- the holding mechanism 120 includes an outer fixing plate 121, an inner fixing plate 122, and a column ring 123.
- the outer fixing plate 121 is formed of, for example, an aluminum alloy or the like, and is disposed so as to face the outer surface of one end portion of the U-shaped spring portion 110 (here, the upper surface of the upper end portion 110a). As shown in FIG. 3, a stepped portion 124 is provided below the outer edge portion of the outer fixing plate 121.
- the outer fixing plate 121 includes a bolt insertion hole 121a disposed at the center and a plurality (eight in this case) of bolt insertion holes 121b disposed along the outer edge. Furthermore, a plurality (eight in this case) of mounting through holes 121c are provided inside the outer fixing plate 121 inside the bolt through holes 121b.
- the inner fixing plate 122 is made of, for example, stainless steel, and is disposed so as to face the inner surface of one end portion of the U-shaped spring portion 110 (here, the lower surface of the upper end portion 110a). .
- the inner fixing plate 122 includes bolt insertion holes 122a and 122b and mounting insertion holes 122c arranged at positions facing the bolt insertion holes 121a and 121b and the mounting insertion holes 121c.
- the outer fixing plate 121 and the inner fixing plate 122 are arranged so that the central portions thereof are in contact with each other. Then, the bolt 125a is inserted into the bolt insertion holes 121a and 122a and is fastened and fixed by the nut 125b.
- the step portion 124 of the outer fixing plate 121 is opposed to the outer edge portion of the inner fixing plate 122 with a predetermined space therebetween.
- the upper end portion 110a of the U-shaped spring portion 110 is disposed.
- a cylindrical collar 126a is inserted through the bolt insertion hole 121b of the outer fixing plate 121, the through hole 111 of the U-shaped spring portion 110, and the bolt insertion hole 122b of the inner fixing plate 122, respectively.
- the upper end portion 110a of the U-shaped spring portion 110 is held by the holding mechanism 120 so as to be vertically movable.
- the bolt 126b is inserted into the through hole of the collar 126a and is fastened and fixed by the nut 126c.
- the bolt 126b and the nut 126c correspond to the “screw fixing mechanism” of the present invention.
- the column ring 123 corresponds to the “intervening member” of the present invention, and is formed, for example, in an annular shape with steel, and is disposed between the U-shaped spring portion 110 and the inner fixing plate 122.
- the upper end portion 110 a of the U-shaped spring portion 110 is held by the holding mechanism 120 in a state of being in contact with the column ring 123.
- the mounting insertion holes 121c and 122c are used for fixing the U-shaped suspension 100 to, for example, a transport container.
- the holding mechanism 130 corresponds to the “second holding mechanism” of the present invention, and holds the lower end portion 110b of each U-shaped spring portion 130.
- the holding mechanism 130 includes an outer fixing plate 131, an inner fixing plate 132, and a column ring 133.
- the outer fixing plate 131 is made of, for example, an aluminum alloy or the like, and is disposed so as to face the outer surface of the other end portion of the U-shaped spring portion 110 (here, the lower surface of the lower end portion 110b).
- a stepped portion 134 is provided above the outer edge portion of the outer fixing plate 131.
- the outer fixing plate 131 includes a bolt insertion hole 131a disposed at the center and a plurality (eight in this case) of bolt insertion holes 131b disposed along the outer edge. Further, a plurality (eight in this case) of mounting insertion holes 131c are provided on the inner side of the outer fixing plate 131 with respect to the bolt insertion holes 131b.
- the inner fixing plate 132 is formed of, for example, stainless steel, and is disposed so as to face the inner surface of the other end of the U-shaped spring portion 110 (here, the upper surface of the lower end 110b).
- the inner fixing plate 132 includes bolt insertion holes 132a and 132b and mounting insertion holes 132c arranged at positions facing the bolt insertion holes 131a and 131b and the mounting insertion holes 131c.
- the outer fixing plate 131 and the inner fixing plate 132 are arranged so that the central portions thereof are in contact with each other. Then, the bolt 135a is inserted into the bolt insertion holes 131a and 132a and is fastened and fixed by the nut 135b.
- the step portion 134 of the outer fixing plate 131 faces the outer edge portion of the inner fixing plate 132 with a predetermined space therebetween.
- the lower end portion 110 b of the U-shaped spring portion 110 is disposed at the step portion 134.
- a cylindrical collar 136a is inserted through the bolt insertion hole 131b of the outer fixing plate 131, the through hole 112 of the U-shaped spring portion 110, and the bolt insertion hole 132b of the inner fixing plate 132, respectively. Accordingly, the lower end portion 110b of the U-shaped spring portion 110 is held by the holding mechanism 130 so as to be vertically movable.
- a bolt 136b is inserted into the through hole of the collar 136a and is fastened and fixed by a nut 136c.
- the bolt 136b and the nut 136c correspond to the “screw fixing mechanism” of the present invention.
- the column ring 133 corresponds to the “intervening member” of the present invention, and is formed, for example, in an annular shape with steel, and is disposed between the U-shaped spring portion 110 and the inner fixing plate 132.
- the lower end portion 110 b of the U-shaped spring portion 110 is held by the holding mechanism 130 in a state of being in contact with the column ring 133.
- the mounting insertion holes 131c and 132c are used for fixing the U-shaped suspension 100 to, for example, a transportation vehicle.
- a center block 140 is provided on the lower center surface of the holding mechanism 120.
- the center block 140 includes an aluminum block 141 and a buffer portion 142.
- the aluminum block 141 is fixed to the inner fixing plate 122 of the holding mechanism 120 via the upper auxiliary plate 151 using bolts 125a.
- the buffer portion 142 is formed of an elastic body such as rubber and is fixed to the lower surface of the aluminum block 142.
- the distance between the center block 140 and the lower auxiliary plate 152 is 20 to 30 mm, for example.
- the center block 140 abuts against the lower auxiliary plate 152 to prevent further displacement when the U-shaped spring portion 110 is greatly displaced due to excessive impact or vibration. Thereby, the permanent deformation by the displacement of the U-shaped spring part 110 exceeding an elastic limit point can be prevented.
- FIG. 5 is a cross-sectional view conceptually showing a state in which the U-shaped spring portion 110 is displaced by impact or vibration.
- the upper end portion 110a and the lower end portion 110b of the U-shaped spring portion 110 are held in contact with the column rings 123 and 133. For this reason, as shown in FIG. 5, when the U-shaped spring part 110 is displaced, the end parts 110a and 110b are inclined with the contact parts with the column rings 123 and 133 as fulcrums. Thereby, the load stress of the U-shaped spring part 110 is distributed over the entire curved portion of the U-shaped spring part 110, and the stress concentration is relaxed. As a result, fatigue failure of the U-shaped spring part 110 is less likely to occur, and cracking and the like can be suppressed.
- shocks and vibrations can be absorbed by the plurality of radially arranged U-shaped spring portions 110. Therefore, the shocks and vibrations can be dispersed in all directions. Can do. Therefore, according to the first embodiment, it is possible to absorb impacts and vibrations in any of the vertical direction, the rotational direction, and the torsional direction.
- the structure is simple and the manufacturing cost is very low.
- the assembly process is compared with the work of fixing and holding a normal leaf spring in a U-shaped shape against an urging force. It is very easy.
- an air compressor is unnecessary, so that the structure and handling are simple.
- the upper end portion 110a and the lower end portion 110b of the U-shaped spring portion 110 are brought into contact with the step portions 124 and 134 using the column rings 123 and 133. Since it is set as the structure made to do, durability of the U-shaped spring part 110 can be improved.
- the center block 140 since the center block 140 is provided, the displacement of the U-shaped spring portion 110 in the direction in which the upper end portion 110a and the lower end portion 110b approach each other can be suppressed to a predetermined amount or less. Thereby, permanent deformation of the U-shaped spring part 110 can be prevented.
- FIG. 6 is a sectional view schematically showing the structure of the U-shaped suspension according to the second embodiment, and corresponds to the AA section of FIG.
- components denoted by the same reference numerals as those in FIG. 3 are the same as those in FIG. 3.
- each U-shaped spring portion 610 is configured by a plurality of (here, two) U-shaped elastic members 611 and 612. .
- These U-shaped elastic members 611 and 612 are configured such that the inner surface of the U-shaped elastic member 611 and the outer surface of the U-shaped elastic member 612 are overlapped.
- a friction force can be generated between the U-shaped elastic members 611 and 612 when an impact or vibration is applied to the U-shaped spring portion 610. Then, the impact and vibration of the U-shaped spring portion 610 can be attenuated by this frictional force. Therefore, according to the second embodiment, compared with the first embodiment, the ability to absorb shocks and vibrations can be further enhanced.
- one U-shaped spring portion 610 is configured from two U-shaped elastic members 611 and 612. However, one U-shaped spring portion 610 is formed from three or more U-shaped elastic members. It is also possible to configure.
- the column rings 123 and 133 are arranged between the inner fixing plates 122 and 132 and the U-shaped spring portions 110 and 610.
- the outer fixing plates 121 and 131 and the U-shaped spring are arranged. You may arrange
- the column rings 123 and 133 are arranged outside the collars 126a and 136, but may be arranged inside the collars 126a and 136.
- the number of U-shaped spring portions 110 and 610 is eight, but the number is not particularly limited, and may be plural.
- the U-shaped spring portions 110 and 610 may be substantially U-shaped, for example, may have a larger curvature than the U-shape or a semicircular shape.
- the center block 140 need not be provided if permanent deformation of the U-shaped spring portion does not matter.
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Abstract
全方向の衝撃や振動に対して良好な緩衝効果を得ることができるサスペンションを、安価に提供する。本発明のU字形サスペンション(100)は、非荷重状態で略U字形状を呈する、複数のU字形ばね部(110)を有する。これらのU字形ばね部(110)は、放射状に配列されて、第1の端部を第1の保持機構(120)に保持されると共に、第2の端部を第2の保持機構(130)で保持される。本発明の好適な実施形態では、第1、第2の保持機構(120、130)は、U字形ばね部の第1、第2の端部を、該第1、第2の端部を結ぶ直線方向への移動が自在となるように保持する。
Description
本発明は、運搬貨物等に与えられる衝撃や振動等を緩和するサスペンションに関する。
乗り物や貨物運搬車両には、地面やエンジン等から搭乗者や搭載物に伝わる衝撃や振動を緩和するために、サスペンションが使用される。
従来より、乗り物や貨物運搬車用のサスペンションとしては、金属サスペンションやエアーサスペンション等が知られていた。
金属サスペンションとは、金属製のコイルばねを使用したサスペンションである(例えば、特許文献1参照)。
エアーサスペンションとは、袋状に形成したエラストマの中に気体を封入してなるサスペンションである。
金属サスペンションは、コイルばねが軸方向にのみ変形するように構成されている。このため、金属サスペンションは、ばねの変形に伴う加重の分散が起き難く、従って、水平方向の衝撃や振動に対する緩衝が不十分になり易いという欠点がある。
これに対して、エアーサスペンションは、水平方向や捻れ方向の衝撃や振動に対しても、十分な緩衝を行うことが可能である。しかしながら、エアーサスペンションは、エアーコンプレッサを必要とするため、構造が複雑で、高価である。ここで、例えば電気機関車にはエアーブレーキ用のエアーコンプレッサが搭載されているが、これをエアーサスペンションにも使用することは、エアーコンプレッサの能力からして困難である。
本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、全方向の衝撃や振動に対して良好な緩衝効果を得ることができるサスペンションを、安価に提供することを課題とする。
上記課題を解決するために、本発明に係るU字形サスペンションは、放射状に配置され、非荷重状態で略U字形状を呈する、複数のU字形ばね部と、該複数のU字形ばね部の第1の端部をそれぞれ保持する第1の保持機構と、該第1の保持機構に対向して配置され、前記複数のU字形ばね部の第2の端部をそれぞれ保持する第2の保持機構とを備えることを特徴とする。
本発明は、前記第1、第2の保持機構が、前記U字形ばね部の前記第1、第2の端部を、該第1、第2の端部を結ぶ直線方向への移動が自在となるように保持することが望ましい。
本発明は、前記第1、第2の保持機構の少なくとも一方が、前記U字形ばね部の前記第1、第2の端部の外側面に対向する外側固定板と、前記第1、第2の端部の内側面に対向する内側固定板と、前記第1、第2の端部に設けられた貫通孔を貫通して、前記外側固定板及び前記内側固定板にネジ止めされるネジ止め機構と、前記外側固定板と前記内側固定板との間に配置されて、該外側固定板又は該内側固定板に前記第1、第2の端部を当接させる介在部材とを備えることが望ましい。
本発明においては、前記介在部材が環状部材であることが望ましい。
本発明において、前記第1の保持機構は、前記U字形ばね部が前記第1、第2の端部が近づく方向に所定量変位したときに、前記第2の保持機構に当接する、センターブロックを備えることが望ましい。
本発明においては、前記U字形ばね部が、複数の略U字形状の弾性材を重ね合わせて構成されていることが望ましい。
本発明によれば、放射状に配置された複数のU字形ばね部で荷重を吸収するので、衝撃や振動を全方向に分散させることができ、且つ、構造が簡単で安価である。
加えて、本発明によれば、U字形ばね部を使用することにより、サスペンションの全高を短くすることができる。
本発明において、U字形ばね部の第1、第2の端部を、該第1、第2の端部を結ぶ直線方向への移動が自在となるように保持することで、U字形ばね部の疲労破壊を抑制することができる。
本発明において、介在部材を設けることにより、簡単且つ安価に、U字形ばね部の疲労破壊を抑制することができる。
本発明において、センターブロックを設けることにより、U字形ばね部の変位を所定量以下に抑えて、U字形ばね部の永久変形を防止することができる。
本発明によれば、U字形ばね部を、複数の略U字形状の弾性材を重ね合わせて構成することにより、U字形ばね部に衝撃や振動が加わったときに、U字形弾性材間で摩擦力を発生させることができ、該摩擦力によって該衝撃や振動を減衰させることができる。
加えて、厚みの小さい弾性材を複数枚重ねることによって、所望のばね定数のU字形ばね部を構成することとすれば、同じばね定数のU字形ばね部を、厚みの大きい1枚の弾性材で構成する場合と比較して、耐久性を向上させることができる。
[発明の実施の形態1]
本発明の実施の形態1に係るU字形サスペンションについて、図1乃至図5を用いて説明する。
本発明の実施の形態1に係るU字形サスペンションについて、図1乃至図5を用いて説明する。
図1乃至図3は、この実施の形態1に係るU字形サスペンションの構造を概略的に示しており、図1は斜視図、図2は平面図、図3は図2のA-A断面図である。また、図4は、この実施の形態1に係るU字形ばね部を概略的に示しており、(a)は側面図、(b)は背面図である。
図1乃至図3に示したように、この実施の形態1に係るU字形サスペンション100は、複数(ここでは8個)のU字形ばね部110を備えている。これらのU字形ばね部110は、放射状に配置されている。
U字形ばね部110のサイズは特に限定されないが、ここでは、高さHを100mm、奥行きDを200mm、幅Wを20mm、板圧Tを4mm、曲率半径Rを50mmとした(図4(a)、(b)参照)。
U字形ばね部110は、例えば、鋼鉄板(例えばJIS規格のSK5)を高温でU字形状に曲げ加工し、更に、焼き入れ及び焼き鈍しによって応力を零にすることで、作製できる。このようにして作製したU字形ばね部110は、荷重の無い状態でも、U字形状を有する。
U字形ばね部110の一方の端部(ここでは、上側端部110a)には貫通孔111が、他方の端部(ここでは、下側端部110b)には貫通孔112が、それぞれ形成されている。
保持機構120は、本発明の「第1の保持機構」に相当し、各U字形ばね部110の上側端部110aを保持する。このために、保持機構120は、外側固定板121と、内側固定板122と、コラムリング123とを備えている。
外側固定板121は、例えばアルミニウム合金等で形成されており、U字形ばね部110の一方の端部の外側面(ここでは、上側端部110aの上面)と対向するように配置される。この外側固定板121の外縁部下側には、図3に示したように、段差部124が設けられている。また、外側固定板121は、中心部に配置されたボルト挿通孔121aと、外縁に沿って配置された複数の(ここでは8個)ボルト挿通孔121bとを、それぞれ備えている。更に、外側固定板121の、ボルト挿通孔121bよりも内側には、複数(ここでは8個)の取付用挿通孔121cが設けられている。
一方、内側固定板122は、例えばステンレス鋼等で形成されており、U字形ばね部110の一方の端部の内側面(ここでは、上側端部110aの下面)と対向するように配置される。この内側固定板122は、上記ボルト挿通孔121a,121b及び取付用挿通孔121cと対向する位置に配置された、ボルト挿通孔122a,122b及び取付用挿通孔122cを備えている。
図3に示したように、外側固定板121と内側固定板122とは、中央部が当接するように配置される。そして、ボルト挿通孔121a,122aにボルト125aが挿通されて、ナット125bで締め付け固定される。
外側固定板121の段差部124は、所定の空間を隔てて、内側固定板122の外縁部と対向する。この段差部124には、U字形ばね部110の上側端部110aが配置される。更に、外側固定板121のボルト挿通孔121b、U字形ばね部110の貫通孔111及び内側固定板122のボルト挿通孔122bをそれぞれ貫通するように、円筒形状のカラー126aが挿通される。これにより、U字形ばね部110の上側端部110aは、保持機構120に、垂直移動自在に保持される。そして、カラー126aの貫通孔に、ボルト126bが挿通されて、ナット126cで締め付け固定される。ボルト126b及びナット126cは、本発明の「ネジ止め機構」に相当する。
コラムリング123は、本発明の「介在部材」に相当し、例えば鋼鉄で環状に形成されており、U字形ばね部110と内側固定板122との間に配置される。このコラムリング123に当接した状態で、U字形ばね部110の上側端部110aは、保持機構120に保持される。
取付用挿通孔121c,122cは、U字形サスペンション100を、例えば輸送コンテナ等に固定するために使用される。
保持機構130は、本発明の「第2の保持機構」に相当し、各U字形ばね部130の下側端部110bを保持する。このために、保持機構130は、外側固定板131と、内側固定板132と、コラムリング133とを備えている。
外側固定板131は、例えばアルミニウム合金等で形成されており、U字形ばね部110の他方の端部の外側面(ここでは、下側端部110bの下面)と対向するように配置される。この外側固定板131の外縁部上側には、段差部134が設けられている。また、外側固定板131は、中心部に配置されたボルト挿通孔131aと、外縁に沿って配置された複数の(ここでは8個)ボルト挿通孔131bとを、それぞれ備えている。更に、外側固定板131の、ボルト挿通孔131bよりも内側には、複数(ここでは8個)の取付用挿通孔131cが設けられている。
一方、内側固定板132は、例えばステンレス鋼等で形成されており、U字形ばね部110の他方の端部の内側面(ここでは、下側端部110bの上面)と対向するように配置される。この内側固定板132は、上記ボルト挿通孔131a,131b及び取付用挿通孔131cと対向する位置に配置された、ボルト挿通孔132a,132b及び取付用挿通孔132cを備えている。
図3に示したように、外側固定板131と内側固定板132とは、中央部が当接するように配置される。そして、ボルト挿通孔131a,132aにボルト135aが挿通されて、ナット135bで締め付け固定される。
外側固定板131の段差部134は、所定の空間を隔てて、内側固定板132の外縁部と対向する。この段差部134には、U字形ばね部110の下側端部110bが配置される。更に、外側固定板131のボルト挿通孔131b、U字形ばね部110の貫通孔112及び内側固定板132のボルト挿通孔132bをそれぞれ貫通するように、円筒形状のカラー136aが挿通される。これにより、U字形ばね部110の下側端部110bは、保持機構130に、垂直移動自在に保持される。そして、カラー136aの貫通孔に、ボルト136bが挿通されて、ナット136cで締め付け固定される。ボルト136b及びナット136cは、本発明の「ネジ止め機構」に相当する。
コラムリング133は、本発明の「介在部材」に相当し、例えば鋼鉄で環状に形成されており、U字形ばね部110と内側固定板132との間に配置される。このコラムリング133に当接した状態で、U字形ばね部110の下側端部110bは、保持機構130に保持される。
取付用挿通孔131c,132cは、U字形サスペンション100を、例えば輸送車両等に固定するために使用される。
また、図3に示したように、保持機構120の中央下面には、センターブロック140が設けられている。このセンターブロック140は、アルミニウムブロック141と、緩衝部142とを備えている。アルミニウムブロック141は、上側補助板151を介して、保持機構120の内側固定板122に、ボルト125aを用いて固定されている。緩衝部142は、ゴム等の弾性体で形成されており、アルミニウムブロック142の下面に固定されている。センターブロック140と下側補助板152との距離は、例えば20~30mmである。このセンターブロック140は、過剰な衝撃や振動によってU字形ばね部110が大きく変位したときに、下側補助板152に当接して、それ以上の変位を防止する。これにより、U字形ばね部110の変位が弾性限界点を超えることによる、永久変形を防止することができる。
図5は、衝撃や振動によってU字形ばね部110が変位した状態を概念的に示す断面図である。
上述のように、U字形ばね部110の上側端部110a及び下側端部110bは、コラムリング123,133に接した状態で、保持されている。このため、図5に示したように、U字形ばね部110が変位したとき、端部110a,110bは、コラムリング123,133との接触部を支点として傾斜する。これにより、U字形ばね部110の荷重応力がU字形ばね部110の湾曲部分全域に分散して、応力集中が緩和される。この結果、U字形ばね部110の疲労破壊が生じ難くなり、クラッキングの発生等を抑制することができる。
以上のような構造のU字形サスペンション100によれば、放射状に配置された複数のU字形ばね部110で衝撃や振動を吸収することができ、従って、これら衝撃や振動を全方向に分散させることができる。従って、この実施の形態1によれば、上下方向、回転方向、ねじり方向のいずれについても、衝撃や振動を吸収することが可能である。
また、この実施の形態1によれば、構造が簡単で、製造コストが非常に安価である。特に、非荷重状態でU字形状のばねを使用することにより、通常の板ばねを付勢力に抗してU字形状に湾曲させた状態に固定・保持する作業と比較して、組立工程が非常に容易である。更には、エアーサスペンションと異なり、エアコンプレッサが不要であるため、構造や取り扱いが簡単である。
加えて、上述のように、この実施の形態1では、コラムリング123,133を用いて、U字形ばね部110の上側端部110a及び下側端部110bを、段差部124,134に当接させる構造としたので、U字形ばね部110の耐久性を向上させることができる。
更に、この実施の形態1では、センターブロック140を設けたので、U字形ばね部110の、上側端部110aと下側端部110bとが近づく方向への変位を所定量以下に抑えることができ、これにより、U字形ばね部110の永久変形を防止することができる。
[発明の実施の形態2]
以下、本発明の実施の形態2に係るU字形サスペンションについて、図6を用いて説明する。
以下、本発明の実施の形態2に係るU字形サスペンションについて、図6を用いて説明する。
図6は、この実施の形態2に係るU字形サスペンションの構造を概略的に示す断面図であり、上記図2のA-A断面に対応している。図6において、図3と同じ符号を付した構成要素は、それぞれ図3と同じものを示している。
図6に示したように、この実施の形態2に係るU字形サスペンション600は、各U字形ばね部610を、それぞれ、複数(ここでは、2個)のU字形弾性材611,612によって構成した。これらのU字形弾性材611,612は、U字形弾性材611の内側面とU字形弾性材612の外側面とが重ね合わされるように構成されている。
このような構成によれば、U字形ばね部610に衝撃や振動が加わったときに、U字形弾性材611,612間で、摩擦力を発生させることができる。そして、この摩擦力によって、U字形ばね部610の衝撃や振動を減衰させることができる。従って、この実施の形態2によれば、上記実施の形態1と比較して、衝撃や振動の吸収能力を、更に高めることができる。
なお、この実施の形態2では、2個のU字形弾性材611,612から1個のU字形ばね部610を構成したが、3個以上のU字形弾性材から1個のU字形ばね部610を構成することも可能である。
上述の各実施の形態1、2では、コラムリング123,133を、内側固定板122,132とU字形ばね部110,610との間に配置したが、外側固定板121,131とU字形ばね部110,610との間に配置してもよい。
また、上述の各実施の形態1、2では、コラムリング123,133を、カラー126a,136よりも外側に配置したが、カラー126a,136よりも内側に配置してもよい。
上述の各実施の形態1、2では、U字形ばね部110,610の数を8個としたが、この個数は特に限定されず、複数個であればよい。
また、U字形ばね部110,610の形状は、略U字形状であればよく、例えば、U字よりも曲率の大きいものや、半円形のものであってもよい。
更に、上述の各実施の形態1、2において、U字形ばね部の永久変形が問題にならない場合は、センターブロック140を設けなくてもよい。
100,600 U字形サスペンション
110,610 U字形ばね部
111,112,121,122 貫通孔
120,130 保持機構
121,131 外側固定板
122,132 内側固定板
123,133 コラムリング
140 センターブロック
151 上側補助板
152 下側補助板
611,612 U字形弾性材
110,610 U字形ばね部
111,112,121,122 貫通孔
120,130 保持機構
121,131 外側固定板
122,132 内側固定板
123,133 コラムリング
140 センターブロック
151 上側補助板
152 下側補助板
611,612 U字形弾性材
Claims (6)
- 放射状に配置され、非荷重状態で略U字形状を呈する、複数のU字形ばね部と、
該複数のU字形ばね部の第1の端部をそれぞれ保持する第1の保持機構と、
該第1の保持機構に対向して配置され、前記複数のU字形ばね部の第2の端部をそれぞれ保持する第2の保持機構と、
を備えることを特徴とするU字形サスペンション。 - 前記第1、第2の保持機構は、前記U字形ばね部の前記第1、第2の端部を、該第1、第2の端部を結ぶ直線方向への移動が自在となるように保持することを特徴とする請求項1に記載のU字形サスペンション。
- 前記第1、第2の保持機構の少なくとも一方は、
前記U字形ばね部の前記第1、第2の端部の外側面に対向する外側固定板と、
前記第1、第2の端部の内側面に対向する内側固定板と、
前記第1、第2の端部に設けられた貫通孔を貫通して、外側固定板及び前記内側固定板にネジ止めされるネジ止め機構と、
前記外側固定板と前記内側固定板との間に配置されて、該外側固定板又は該内側固定板に前記第1、第2の端部を当接させる介在部材と、
を備えることを特徴とする請求項2に記載のU字形サスペンション。 - 前記介在部材は、環状部材であることを特徴とする請求項3に記載のU字形サスペンション。
- 前記第1の保持機構は、前記U字形ばね部が前記第1、第2の端部が近づく方向に所定量変位したときに、前記第2の保持機構に当接する、センターブロックを備えることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載のU字形サスペンション。
- 前記U字形ばね部は、複数の略U字形状の弾性材を重ね合わせて構成されていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載のU字形サスペンション。
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CN112484624A (zh) * | 2020-10-22 | 2021-03-12 | 浙江航鑫支吊架有限公司 | 一种基于物联网的抗震支吊架在线监测装置 |
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