JPH05581Y2

JPH05581Y2 -

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Publication number: JPH05581Y2
Application number: JP916587U
Authority: JP
Priority date: 1987-01-24
Filing date: 1987-01-24
Publication date: 1993-01-08
Anticipated expiration: 2002-01-24
Also published as: JPS63118435U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）本考案は、FRP（繊維強化樹脂）製の板ばね
に、その強度性、耐久性等を向上させるためのば
ね鋼等の金属製の芯材を設けてなる車輌用複合板
ばね構造に関する。

（従来の技術）ばね鋼等の金属材に比して軽量であるFRP材
を用いて、車両の軽量化という要求に合致した軽
量の車輌用板ばねを提供しようとする試みが従来
よりなされている。

しかし現状では、板ばね材料として必要な強度
性や耐久性、および不測の事故等により高熱にさ
らされた際の耐熱性等を十分に備えたFRP材は
開発されておらず、従つてFRP材のみから構成
される車輌用板ばねは未だ実用的とはいえない。

そこで、従来は、FRP材を用いて例えば第６
図に示すような車輌用板ばね１を構成するにあた
り、そのばね板２を、第７図に示すようにFRP
材からなる内層部３と金属材からなる表層部４と
を一定の手段により複合して一体化した構造と
し、これにより表層部４に基づいて板ばね１に所
要の強度性、耐久性および耐熱性を与えたもと
で、ある程度の軽量化を図つていた（特開昭55−
27522号公報参照）。

（考案が解決しようとする問題点）本考案は上記のような車輌用複合板ばね構造に
おいて、金属材部分を厚くしたり太くしたりする
ことなくそのばね定数を向上させることにより、
結果的に板ばねの特性を悪化させることなく金属
材部分の厚さや太さを低減させ、板ばねの一層の
軽量化を可能とすることを、その解決すべき技術
的課題とする。

（問題点を解決するための手段）上記課題を解決するための技術的手段は、
FRP製の板ばねに金属製の棒状芯材を設け、こ
の棒状芯材には、予め繊維体を緊張状態で巻付け
ることにより、プリコンプレツシヨンを付与した
ことである。

（作用）金属製の棒状芯材は、プリコンプレツシヨンを
付与されることにより、ばね定数が向上する。

（実施例）次に本考案の一実施例を第１図〜第５図に基づ
いて説明する。

車輌用板ばね５は、ばね板部６の両端にそれぞ
れ目玉部７を備えた止着用部材８を取付けたもの
であり、目玉部７に挿通したピン９を介して、一
端側が車体（図示省略）に直接連結され、他端側
がシヤツクル（図示省略）を介して車体に連結さ
れるとともに、ばね板部６の中央がアクスルシヤ
フト（図示省略）に固定されることにより車両に
取付けられるようになつている。

ばね板部６は、第１図に示すように、両端側が
幅広で薄く、また中央側が幅狭で厚く形成されて
おり、かつ各部分の径方向の断面積がほぼ一定で
あるような形状とされている。

ばね板部６は、FRP材からなる上下の対のば
ね板１０を合せ、その接合面を適当な接着剤、例
えばエポキシ樹脂接着剤で接着したものであり、
また、対のばね板１０の剥離防止のため、必要に
応じて適数個の締結用のクリツプ１１が取付けら
れる。

ばね板部６の中心部には、ばね板部６の長手方
向の全長部分にわたつて、ばね鋼材からなる中空
パイプ状の棒状芯材１２が設けられている。即
ち、第４図に示すように、上下のばね板１０の合
せ面にはそれぞれ断面半円形の溝１３が予め設け
られており、上下のばね板１０を合せる際、対の
溝１３により構成される断面円形の空洞部に棒状
芯材１２を埋込むようにして、ばね板１０の合せ
面間を接着するのである。

なお、棒状芯材１２の両端はばね板部６の端部
から一定の長さ突出し、扁平に潰された溶接用端
部１２ａとされている。

また、棒状芯材１２の外周部には、溶接用端部
１２ａを除く全長部分にわたり強靱な繊維体１４
（例えば、炭素繊維、ガラス繊維、金属繊維等か
らなる。）が強い緊張状態で巻付けられて樹脂接
着剤等で固定されている。従つて棒状芯材１２は
繊維体１４の締付け力によりプリコンプレツシヨ
ンを付与された状態にある。

このような棒状芯材１２を構成する方法とし
て、例えば第５図に示す方法が有効である。即
ち、棒状芯材１２をドライアイスとの接触等の手
段により冷却状態に保持するとともにその両端の
溶接用端部１２ａを回転可能なチヤツク１５によ
り把持し、一方、棒状芯材１２の長手方向沿いに
移動可能なベース１６上には繊維体１４のくり出
し用のドラム１７を適当な手段により加熱状態に
保ち、こうしてベース１６を移動させつつチヤツ
ク１５を回転させることにより棒状芯材１２に繊
維体１４を巻付け、同時に巻付け部分にはハケ１
８で接着剤を塗布して繊維体１４を棒状芯材１２
に固定してゆくのである。

この棒状芯材１２をチヤツク１５から外してし
ばらく常温下に放置すると、冷却されていた棒状
芯材１２は温度が上昇して熱膨脹を起そうとし、
一方加熱されていた繊維体１４は温度が下降して
収縮しようとするから、繊維体１４が緊張状態で
棒状芯材１２を締付け、プリコンプレツシヨンを
与えるのである。すなわち、棒状芯材１２、繊維
体１４の少なくとも一方に過大な温度差をつけて
繊維体１４に引張力を付与しつつ巻きつけるよう
にすればよい。そして、繊維体１４を介してばね
板１０と棒状芯材１２がエポキシ樹脂等の接着材
で接合されているのでばね板１０と棒状芯材１２
とを接合強度大に一体化、締結することができ
る。

次に、前記止着用部材８の取付け部分の構成を
説明する。

ばね板部６の両端には、第２図に示すように段
部１９を介してやや厚みを増し、かつ第３図に示
すように末広がりの平面形状とされた嵌合部２０
が一体的に形成されている。

止着用部材８は、この嵌合部２０の外周部に密
着した状態で取付けられた筒状の部材であり、か
つ、その先端側の側壁部に棒状芯材１２の前記溶
接用端部１２ａを溶接により固着したものであ
る。

このような止着用部材８は、嵌合部２０の上半
側と下半側との外周部にそれぞれ密着状態で被せ
得る形状の二つ割りの取付部材２１，２２からな
つている。各取付部材２１，２２は弾性変形が可
能な金属材料（例えば、ばね鋼）からなつてお
り、またこれらの先端側の側壁には取付部材２
１，２２において互い違いとなる位置に同一内径
の幅方向への円筒部２３がそれぞれ一体に形成さ
れている。

取付部材２１，２２の幅方向の側壁２４のう
ち、基端側の部分は他の部分より上下幅の大きな
溶接用側壁２５とされており、嵌合部２０に取付
部材２１，２２を被せたとき、溶接用側壁２５の
端面同士がほぼ当接するが、相互の円筒部２３は
嵌合部２０の厚みのために中心を一致させること
ができないように設定されている。

そして、このような取付部材２１，２２を用い
て止着用部材８の取付け部分を構成するには、以
下の工程による。

即ち、まず嵌合部２０に上下の取付部材２１，
２２のいずれか一方を被せ、その先端側の側壁に
嵌合部２０から突出した溶接用端部１２ａを溶接
する。

次いで他一方の取付部材２１あるいは２２を嵌
合部２０に被せ、取付部材２１，２２の溶接用側
壁２５間を溶接する。

そして、取付部材２１，２２の先端側を上下方
向から押圧して相互の円筒部２３の中心が一致す
るまでたわみ変形させ、第２図，第３図に示すよ
うに両円筒部２３に１本の連結用パイプ２６を挿
通することにより、取付部材２１，２２の先端側
をたわみ状態で相互に止着して、前記した目玉部
７を形成するのである。

本実施例は以上のように構成されたものであ
り、次の作用を有する。

まず、棒状芯材１２はプリコンプレツシヨンを
付与されているため、従来の車輌用複合板ばねに
用いられる金属材に比してばね定数が高くなつて
いる。従つて従来のものに比し、ばね特性を悪化
させることなく棒状芯材１２をより細く形成する
ことが可能となるので、車輌用板ばね５の一層の
軽量化を図ることができる。

また棒状芯材１２の両端の溶接用端部１２ａが
車輌用板ばね５における車体への連結部材である
止着用部材８に直接に溶接されているので車輌用
板ばね５の強度性が高い。

さらに棒状芯材１２をFRP製ばね板の芯材と
しているので外部から加わる熱や機械的衝撃に対
する耐久性が向上する。

一方、ばね板部６の両端に形成した末広がりの
形状の嵌合部２０がこれに対応した形状の筒状の
止着用部材８により止着されているので、嵌合部
２０の特定の部位に応力が集中しない状態で抜け
止めがなされ、その取付強度が向上するととも
に、嵌合部２０の上下面がたわみ変形した対の取
付部材２１，２２により弾性的に圧着されている
ので、材料が異なる嵌合部２０と取付部材２１，
２２との熱膨脹率の差異に基づく両者間のガタ付
きやこれに伴う衝撃音を生じないという利点もあ
る。

なお、上記実施例において、棒状芯材１２は中
実体であつても良く、その断面形状も円形に限ら
ない。また、棒状芯材１２に繊維体１４によるプ
リコンプレツシヨンを与えるための加工方法は、
前記のものに限らない。

また、本考案の他の実施例として、両端が止着
用部材に溶接されない棒状芯材や、ばね板部の全
長にわたる長さを有しない棒状芯材を用いても良
く、さらに、複数本の棒状芯材を用いても良い。
また、棒状芯材はFRP製の板ばねの中心部に設
けられず、その一部又は全部が外部に露出した状
態でFRP製の板ばねと組合されていても良い。

（考案の効果）本考案は、金属製棒状芯材のばね定数を向上さ
せることにより、結果的に車輌用複合板ばねの一
層の軽量化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の斜視図、第２図は
その要部の拡大正面図、第３図は第２図の一部切
欠き平面図、第４図は第３図のＡ−Ａ断面図、第
５図は棒状芯材にプリコンプレツシヨンを与える
ための加工方法の一例を示す斜視図、第６図は従
来例の斜視図、第７図はその要部拡大図である。５……車輌用板ばね、６……ばね板部、１０…
…ばね板、１２……棒状芯材、１２ａ……溶接用
端部、１４……繊維体。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

FRP製の板ばねに金属製の棒状芯材を設け、
この棒状芯材には、予め繊維体を緊張状態で巻付
けることにより、プリコンプレツシヨンを付与し
たことを特徴とする車輌用複合板ばね構造。