JPH0439431A - 重ね板ばね - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、親板と子板を重ねて形成した車両懸架用の
重ね板ばねに関する。

〔従来の技術〕

従来、自動車の懸架用重ね板ばねとしては、第５図に示
すように、親板１１の端部形状が上巻き目玉即ちアップ
ターンドアイ１２の目玉形状を有するもの、或いは第６
図に示すように、親板１３の端部形状がベルリン形目玉
即ちベルリンアイ１４の目玉形状を有するものが良く知
られている。

これらの重ね板ばねは、板間摩擦を有する構造に構成さ
れているため、該重ね板ばねの荷重−撓み線図は、第７
図に示すように、重ね板ばねに対する加圧時Ｐと減圧時
りとではその軌跡は異なり、ヒステリシス・ロスを発生
する。第７図では、横軸に撓みＸをプロットし、縦軸に
荷重Ｗをプロットしている。

また、第７メに示すような荷重−撓み線図を有する上記
重ね板ばねは、標準荷重状態において定振幅を与えた場
合、第８図に示すような重ね板ばねに対する加圧と減圧
によってヒステリシス・ループを描く、第８図では、横
軸に撓みＸをプロットし、縦軸に荷重Ｗをプロットして
いる。即ち、重ね板ばねを加圧して任意の撓み：＋Ａ１
を与えた後に、減圧して撓み；−ＡＩまで減じた場合に
、加圧時の特性線図即ち３　＋　−ｂ　＋の線上を戻ら
ずに、ｉ）　、　＝（、−ｄ　、　＝６□−ｅ、のよう
な別の特性線図上に沿って戻ることになる０次いで、重
ね板ばねを加圧すると、６．−ｆ、−＋３．の特性線図
を描き、重ね板ばねは、振幅±Ａ、でのループを形成す
る。この現象は極微小な振幅の場合を除き、任意の振幅
Ａｔ、Ａｓ等の場合にも同様の現象が認められる。

また、車両懸架装置として、特開昭６２−１６０９０７
号公報に開示されたものがある。該車両懸架装置は、数
枚のリーフから成る重ね板ばねと車両とから構成された
ものであり、重ね板ばねの一番リーフを中空箱状の車軸
箱の外部の頂面又は底面の上に配置し、また、二番リー
フ以下のリーフの群を車軸箱の内部に適当な締め付は力
の下に収容し、この車軸箱を二番リーフ以下のリーフ群
を収容したまま一番リーフに適当な締め付は力を与えな
がら車軸に取付けたものである。更に、−番リーフを車
軸箱にアッパパッドを介して車軸に締め付けたものであ
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、重ね板ばねについては、上記のような特性＆
１図を有する重ね板ばねの車両性能−＼の影響度は、通
常、ｂｌ−８１，ｂｚ　−ｅｚ　＋　＝−−−−を結ぶ
直線の傾きとして定義され、動ばね定数とみなされる対
角線ばね定数、及び”Ｉ　　　ｄｌ＋　　ａ３−ｄ、の
幅として定義されるフリクションによってほぼ決定され
るものである。また、これらの特性値は、振幅依存性が
顕著であり、車両性能と密接な関係を持っている。以下
、重ね板ばねについて、対角線ばね定数を例にとり、そ
の問題点について説明する。

第５図及び第６図に示すような重ね板ばねについては、
その対角線ばね定数即ち動ばね定数の振幅依存性は、第
９図において実線Ｔに示すようになる。第９図では、横
軸に振幅Ｆを且つ縦軸に対角線ばね定数Ｋをプロットし
ている。その大きな特徴は、対角線ばね定数には小振幅
では急激に上昇し、振幅が大きくなるに従い低下し、静
ばね定数に近づくことである。ところが、車両のサスベ
ンジ田ンとしては、小振幅では、ばね定数が低く車両の
ソフトな乗り心地が得られ、また、大振幅では、ばね定
数が高く安定性の高い剛性管の得られる重ね板ばねが理
想である。従って、従来の重ね板ばねでは理想とは全く
逆の性能を有していると言える。

この種の重ね板ばねを車両に適用した場合に、車両に対
してソフトな乗り心地を得るため、即ち重ね板ばねの小
振幅での対角線ばね定数の上昇を抑えるために、前掲特
開昭６２−１６０９０７号公報に開示された車両懸架装
置、或いは第１０図に示すように、親板１５と子機１６
との間及び子板１６と子板１７との間の板端に、摩擦係
数の低い材料を用いたライナ１８を挿入する構造のもの
がある。このような構造を有する重ね仮ばねの対角線ば
ね定数を、第９図において点線Ｓで示している。この構
造を存する重ね板ばねでは、リーフ間即ち板間に発生す
る摩擦力を低下させることによって、対角線ばね定数に
の低下効果は明らかであるが、まだ十分に低減できてい
るとは言い難いものである。また、この構造の重ね板ば
ねでは、大振幅での対角線ばね定数にも同時に低下させ
てしまうため、この構造の重ね板ばねでは大振幅での乗
り心地には不利に働いてしまう。

また、従来の重ね板ばねにおいて、一番リーフとしてベ
ルリン形目玉を有する親板を用い、二番リーフとして子
板を全長板を用いた構造を有するものは開示されている
。通常、このような構造を有する重ね板ばねは、親板で
ある一番リーフが折損した時に、子板によって重ね板ば
ね自体を保護するが目的である。

この発明の目的は、上記の課題を解決することであり、
一番リーフとしてベルリン形目玉を有する鏡板を用い、
二番リーフとして片側又は両側が全長板の子板を用い、
特に、一番リーフと二番リーフとの接触面の形状を特定
することによって、従来の重ね板ばねに較べて大振幅で
の対角線ばね定数を維持したままで、小振幅での対角線
ばね定数のみを大幅に低減させ、大振幅及び小振幅の両
＄１域での車両の乗り心地の向上を図るための重ね板ば
ねを提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は、上記の目的を達成するため、次のように構
成されている。即ち、この発明は、少なくとも一端にベ
ルリン形目玉を有する親板と少なくとも一枚の子板から
成る重ね板ばねにおいて、前記親板である一番リーフに
隣接する前記子板の二番リーフを前記親板の荷重点外側
へ伸長させ、前記二番リーフの前記一番リーフとの接触
部の形状が前記目玉の外径を基礎円とするサイクロイド
の曲面に形成したことを特徴とする重ね板ばねに関する
。

〔作用〕

この発明による重ね板ばねは、上記のように構成されて
おり、次のように作用する。即ち、この重ね板ばねは、
親機である一番リーフに隣接する子板の二番リーフを親
板の荷重点外側へ伸長させ、前記二番リーフの接触部の
形状が目玉外径を基礎円とするサイクロイドの曲面に形
成したので、小振幅では前記一番リーフの目玉と前記二
番リーフとの接触面がすべり摩擦を発生することなく、
該接触面には前記親板の前記目玉が前記子板上を転がる
状態即ち転がり摩擦を発生させることができ、また、大
振幅では前記親板の前記目玉と前記子板との接触面にす
べり摩擦を発生させることができる。従って、大振幅で
の対角線ばね定数を低下させることなく、所定の対角線
ばね定数を維持したままで従来の車両の良好な乗り心地
を確保し、特に、小振幅では対角線ばね定数を低下させ
て車両の乗り心地を向上できる。

〔実施例〕

以下、図面を参照して、この発明による重ね板ばねの実
施例を説明する。

第１図はこの発明による重ね板ばねの一実施例を全体的
に示す概略図、及び第２図は第１図の重ね板ばねの定積
時の状態を示す概略図である。

第１図において、この発明による重ね板ばねの一実施例
として、両端にベルリン形目玉４を有する親板１と二枚
の子板２．３から成り、目玉４の下方にて子板２の二番
リーフと接する状態に重ねられている。一番リーフの親
板１に隣接する二番リーフの子板２を、親板１の荷重点
以上のスパンに形成している。この重ね板ばねは、親板
ｌと子板２．３とをリーフ全長に渡って重ね、且つ親板
１と子板２．３とは、リーフ中央部においてセンタボル
ト５によって互いに固定されている。また、図では明確
に示されていないが、親板１及び子板２．３から成る重
ね板ばねは、テーバリーフスプリングに構成されている
。また、子板については、単数又は複数枚を用いるもの
である。更に、子板２は、親板１の荷重点以上のスパン
を有する形状、即ち親板１の荷重点外側へ伸長した形状
に形成している。

この重ね板ばねにおいて、第２図に示すように、一番リ
ーフの親板１の端部に設けた目玉４の下面と二番リーフ
の子板２の端部の上面とが接触点ＴＰで接触するように
構成されている。この目玉４の下面と子板２の端部の上
面との接触点即ち接触部ＴＰは、二番リーフである子板
２の負荷荷重が零になる部位から最大に成る部位までの
親板１との接触面である。この重ね板ばねにおいて、特
に、上記接触面は、親板１の目玉４の外径Ｒを基礎円と
するサイクロイド曲率となるリーフ面、即ちサイクロイ
ドの曲面Ｃ８に形成されていることを特徴とする。親板
１の目玉４と子板２の端部との接触面を、上記の構造に
構成することによって、番リーフである親板１の目玉４
と二番リーフの子板２との接触面は、小振幅では転がり
摩擦となり、また大振幅ではすべり摩擦となるように構
成することができる。

即ち、上記のような構成を有する重ね板ばねは、以下の
ような作用をする。この重ね板ばねにおいて、第４図に
示した対角線ばね定数特性線図において、定積状態で荷
重が加わった時或いは荷重が解除された時に、親板１と
子板２との各リーフに生じるスパン変化は等しくないの
で、接触部ＴＰには相対変位が生し、すべり摩擦が発生
する。第４図では、横軸に振幅Ｆをプロットし、縦軸に
対角線ばね定数Ｋをプロットしている。即ち、一番リー
フである親板１の目玉４と二番リーフである子板２の端
部の接触部ＴＰは、小振幅ならば目玉４が二番リーフの
子板２のサイクロイド曲線のす−フ面即ちサイクロイド
曲面の板端上を転がりながら相対的に移動することにな
る。このため、小振幅では親板ｌと子板２との間にスパ
ン変化の差によるすべり摩擦は発生せず、転がり摩擦と
なる。

また、すべり摩擦を生じる以前には、静Ｆ！！擦力によ
る静止状態となっている。この摩擦力が第３図に示した
ヒステリシス・ループとなって現れ、小振幅での対角線
ばね定数の急激な上昇を生む、第３図では、横軸に撓み
Ｘをプロットし、また、縦軸に荷重Ｗをプロットしてい
る。言い換えれば、このように構成した重ね板ばねは、
第３図に示すようなヒステリシス・ループを描く特性を
有するものとなる。即ち、重ね板ばねに対して、標準荷
重状態で定振幅を与えた場合、第３図に示すように、図
示のようなヒステリシス・ロスを示すものとなる。

このように、重ね板ばねの親板１の目玉４と子板２との
接触部ＴＰの形状を形成することによって、第４図に示
すような対角線ばね定数を得ることができる。即ち、こ
の重ね板ばねにおいて、小振幅では、親板１の目玉４と
子板２とのサイクロイドの曲面Ｃ８即ち接触面がすべり
摩擦を発生することなく、該接触面には親板１の目玉４
は子板２上を転がる状態即ち転がり摩擦が発生するので
、この発明による対角線ばね定数には第４図の実線Ｅで
示すように、点線Ｈで示す従来の対角線ばね定数Ｋに比
較して低下させることができ、車両の乗り心地を向上で
きる。また、大振幅では、親板１の目玉４と子板２との
接触部ＴＰにすべり摩擦が発生するので、実線Ｇで示す
ように、従来と同様に対角線ばね定数Ｋを低下させるこ
となく、従来と同等の所定の対角線ばね定数Ｋを維持し
たままであるので、従来の良好な車両の乗り心地を確保
することができる。

〔発明の効果〕

この発明による重ね板ばねは、上記のように構成されて
おり、次のような効果を有する。

即ち、この重ね板ばねは、少なくとも一端にベルリン形
目玉を存する親板と少なくとも一枚の子板から成る重ね
板ばねにおいて、前記親板である一番リーフに隣接する
前記子板の二番リーフを前記親板の荷重点外側へ伸長さ
せ、前記二番リーフの接触部の形状が前記目玉外径を基
礎円とするサイクロイドの曲面に形成したので、車両の
乗り心地を向上できる対角線ばね定数特性を得ることが
できる。即ち、小振幅では前記一番リーフの目玉と前記
二番リーフとの接触面にすべり摩擦が発生することなく
、該接触面には前記目玉が前記子板上を転がる状態即ち
転がり＊＊を発生させることができる。また、大振幅で
は前記目玉と前記子板との接触面にすべり摩擦を発生さ
せることになる。

従って、大振幅での対角線ばね定数を低下させることな
く、所定の対角線ばね定数を維持したままで従来の良好
な車両の乗り心地を確保できる。

また、小振幅では対角線ばね定数を低下させて車両の乗
り心地を向上できる。

即ち、大振幅では、従来の重ね板ばねと同様にすべり摩
擦を発生し、同等のフリクシランを有するため悪路での
乗り心地も低下しない。また、小振幅での対角線ばね定
数の上昇が抑えられ、良路或いは一般路において車両の
ソフトな乗り心地を提供することができる。更に、小振
幅では、すべりを生じない目玉の転がりによる接触点の
移動が起きていることから重ね板ばねにおいて将来から
のｌ’！！であったキシミ音の発生を抑制することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による重ね板ばねの一実施例を示す概
略図、第２図は第１図の重ね板ばねの定積時の状態を示
す概略図、第３図はこの発明による重ね板ばねの荷重−
撓み特性を示す線図、第４図はこの発明による重ね板ば
ねと従来の重ね板ばねとの対角線ばね定数の振幅依存性
を示すグラフ、第５図は従来の重ね板ばねの一例を示す
概略図、第６図は従来の重ね板ばねの別の例を示す概略
図、第７図は重ね板ばねの荷重と撓みとの関係を示す荷
重−撓み線図、第８図は重ね板ばねに標準荷重状態で定
振幅を与えた場合のヒステリシス・ロスを示す線図、第
９図は従来の重ね板ばねの対角線ばね定数の振幅依存性
を示すグラフ、及び第１０図は従来の重ね板ばねの更に
別の例を示す概略図である。 １−・−・−親板（一番リーフ）、２−・−・−・子板
（二番リーフ）　、３−’−・子板、４−・・−ベルリ
ン形目玉、ｃ　５−−−−−−−サイクロイドの曲面、
ＴＰ・・−・−・・接触部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 少なくとも一端にベルリン形目玉を有する親板と少なく
   とも一枚の子板から成る重ね板ばねにおいて、前記親板
   である一番リーフに隣接する前記子板の二番リーフを前
   記親板の荷重点外側へ伸長させ、前記二番リーフの前記
   一番リーフとの接触部の形状が前記目玉の外径を基礎円
   とするサイクロイドの曲面に形成したことを特徴とする
   重ね板ばね。