(57)【要約】ハイブリッド型リーフスプリングは、圧縮面、反対側の引張面、及び、第１の弾性率を有する細長い主リーフを含む。第１の弾性率とは異なる第２の弾性率を有する少なくとも１層の複合材料層が設けられる。接着層は、少なくとも１層の複合材料層と、細長い主リーフの引張面及び圧縮面のそれぞれとの間に挿入され、少なくとも１層の複合材料層を細長い主リーフの引張面及び圧縮面のそれぞれに実質的に平行な関係で接合する。天然、合成又は金属のシート材料からなる補強層は、接着層により形成された接合を強化するため、好ましくは、主リーフと複合材料層の対向する面に対して間隔が設けられた関係で接着層の内部に広がる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮面、反対側の引張面、及び、第１の弾性率を有する細長い主リーフと、
第１の弾性率とは異なる第２の弾性率を有する少なくとも１層の複合材料層と、
少なくとも１層の複合材料層と細長い主リーフの引張面及び圧縮面のそれぞれとの間に挿入され、少なくとも１層の複合材料層を細長い主リーフの引張面及び圧縮面のそれぞれに対して実質的に平行に接合する接着層と、
接着層の内部に広がり、主リーフと複合材料層の対向する面の間に挿入されたシート材料の補強層と、
を有するハイブリッド型リーフスプリング。
【請求項２】
シート材料の補強層は、主リーフと複合材料層の対向する面に対して間隔が設けられた関係で接着層の内部に広がる、請求項１記載のハイブリッド型リーフスプリング。
【請求項３】
シート材料の補強層は、主リーフと複合材料層の対向する面からほぼ等しい距離で離される、請求項１記載のハイブリッド型リーフスプリング。
【請求項４】
シート材料の補強層は織布である、請求項１記載のハイブリッド型リーフスプリング。
【請求項５】
織布は天然繊維を含む、請求項４記載のハイブリッド型リーフスプリング。
【請求項６】
織布は合成繊維を含む、請求項４記載のハイブリッド型リーフスプリング。
【請求項７】
織布はガラス繊維を含む、請求項４記載のハイブリッド型リーフスプリング。
【請求項８】
織布はポリエステル繊維を含む、請求項４記載のハイブリッド型リーフスプリング。
【請求項９】
織布は炭素繊維を含む、請求項４記載のハイブリッド型リーフスプリング。
【請求項１０】
織布は鉱物繊維を含む、請求項４記載のハイブリッド型リーフスプリング。
【請求項１１】
糸の方向に対して横向きの方向に延びるそれぞれの軸に沿って所定の距離に亘る織布の縦糸の数の横糸の数に対する割合は９０／１０である、請求項４記載のハイブリッド型リーフスプリング。
【請求項１２】
糸の方向に対して横向きの方向に延びるそれぞれの軸に沿って所定の距離に亘る織布の縦糸の数の横糸の数に対する割合は８０／２０である、請求項４記載のハイブリッド型リーフスプリング。
【請求項１３】
糸の方向に対して横向きの方向に延びるそれぞれの軸に沿って所定の距離に亘る織布の縦糸の数の横糸の数に対する割合は７０／３０である、請求項４記載のハイブリッド型リーフスプリング。
【請求項１４】
糸の方向に対して横向きの方向に延びるそれぞれの軸に沿って所定の距離に亘る織布の縦糸の数の横糸の数に対する割合は６０／４０である、請求項４記載のハイブリッド型リーフスプリング。
【請求項１５】
糸の方向に対して横向きの方向に延びるそれぞれの軸に沿って所定の距離に亘る織布の縦糸の数の横糸の数に対する割合は５０／５０である、請求項４記載のハイブリッド型リーフスプリング。
【請求項１６】
糸の方向に対して横向きの方向に延びるそれぞれの軸に沿って所定の距離に亘る織布の縦糸の数の横糸の数に対する割合は４０／６０である、請求項４記載のハイブリッド型リーフスプリング。
【請求項１７】
糸の方向に対して横向きの方向に延びるそれぞれの軸に沿って所定の距離に亘る織布の縦糸の数の横糸の数に対する割合は３０／７０である、請求項４記載のハイブリッド型リーフスプリング。
【請求項１８】
糸の方向に対して横向きの方向に延びるそれぞれの軸に沿って所定の距離に亘る織布の縦糸の数の横糸の数に対する割合は２０／８０である、請求項４記載のハイブリッド型リーフスプリング。
【請求項１９】
糸の方向に対して横向きの方向に延びるそれぞれの軸に沿って所定の距離に亘る織布の縦糸の数の横糸の数に対する割合は１０／９０である、請求項４記載のハイブリッド型リーフスプリング。
【請求項２０】
糸の方向に対して横向きの方向に延びるそれぞれの軸に沿って所定の距離に亘る織布の縦糸の数の横糸の数に対する割合はランダムな構造である、請求項４記載のハイブリッド型リーフスプリング。
【請求項２１】
細長い主スプリングコンポーネントと、
主スプリングコンポーネントに連結されたオーバーロードスプリングコンポーネントと、
を含み、
オーバーロードスプリングコンポーネントは、
第１の厚さを有する複合材料層と、
複合材料層の第１の厚さとは異なる第２の厚さを有する金属層と、
複合材料層と金属層との間に挿入され複合材料層と金属層を一体として接合する接着層と、
接着層の内部に広がり、オーバーロードスプリングコンポーネントの複合材料層と金属層の対向する面の間に挿入されたシート材料の補強層と、
を含む、
ハイブリッド型リーフスプリング。
【請求項２２】
複合材料層の第１の厚さは金属層の第２の厚さよりも厚い、請求項２１記載のハイブリッド型リーフスプリング。
【請求項２３】
複合材料層の第１の厚さは金属層の第２の厚さよりも薄い、請求項２１記載のハイブリッド型リーフスプリング。
【請求項２４】
シート材料の補強層は、オーバーロードスプリングコンポーネントの複合材料層と金属層の対向する面に対して間隔が設けられた関係で接着層の内部に広がる、請求項２１記載のハイブリッド型リーフスプリング。
【請求項２５】
シート材料の補強層は、オーバーロードスプリングコンポーネントの複合材料層と金属層の対向する面からほぼ等しい距離で離される、請求項２１記載のハイブリッド型リーフスプリング。
【請求項２６】
シート材料の補強層は織布である、請求項２１記載のハイブリッド型リーフスプリング。
【請求項２７】
織布は天然繊維を含む、請求項２６記載のハイブリッド型リーフスプリング。
【請求項２８】
織布は合成繊維を含む、請求項２６記載のハイブリッド型リーフスプリング。
【請求項２９】
織布はガラス繊維を含む、請求項２６記載のハイブリッド型リーフスプリング。
【請求項３０】
織布はポリエステル繊維を含む、請求項２６記載のハイブリッド型リーフスプリング。
【請求項３１】
織布は炭素繊維を含む、請求項２６記載のハイブリッド型リーフスプリング。
【請求項３２】
織布は鉱物繊維を含む、請求項２６記載のハイブリッド型リーフスプリング。
【請求項３３】
糸の方向に対して横向きの方向に延びるそれぞれの軸に沿って所定の距離に亘る織布の縦糸の数の横糸の数に対する割合は９０／１０である、請求項２６記載のハイブリッド型リーフスプリング。
【請求項３４】
糸の方向に対して横向きの方向に延びるそれぞれの軸に沿って所定の距離に亘る織布の縦糸の数の横糸の数に対する割合は８０／２０である、請求項２６記載のハイブリッド型リーフスプリング。
【請求項３５】
糸の方向に対して横向きの方向に延びるそれぞれの軸に沿って所定の距離に亘る織布の縦糸の数の横糸の数に対する割合は７０／３０である、請求項２６記載のハイブリッド型リーフスプリング。
【請求項３６】
糸の方向に対して横向きの方向に延びるそれぞれの軸に沿って所定の距離に亘る織布の縦糸の数の横糸の数に対する割合は６０／４０である、請求項２６記載のハイブリッド型リーフスプリング。
【請求項３７】
糸の方向に対して横向きの方向に延びるそれぞれの軸に沿って所定の距離に亘る織布の縦糸の数の横糸の数に対する割合は５０／５０である、請求項２６記載のハイブリッド型リーフスプリング。
【請求項３８】
糸の方向に対して横向きの方向に延びるそれぞれの軸に沿って所定の距離に亘る織布の縦糸の数の横糸の数に対する割合は４０／６０である、請求項２６記載のハイブリッド型リーフスプリング。
【請求項３９】
糸の方向に対して横向きの方向に延びるそれぞれの軸に沿って所定の距離に亘る織布の縦糸の数の横糸の数に対する割合は３０／７０である、請求項２６記載のハイブリッド型リーフスプリング。
【請求項４０】
糸の方向に対して横向きの方向に延びるそれぞれの軸に沿って所定の距離に亘る織布の縦糸の数の横糸の数に対する割合は２０／８０である、請求項２６記載のハイブリッド型リーフスプリング。
【請求項４１】
糸の方向に対して横向きの方向に延びるそれぞれの軸に沿って所定の距離に亘る織布の縦糸の数の横糸の数に対する割合は１０／９０である、請求項２６記載のハイブリッド型リーフスプリング。
【請求項４２】
糸の方向に対して横向きの方向に延びるそれぞれの軸に沿って所定の距離に亘る織布の縦糸の数の横糸の数に対する割合はランダムな構造である、請求項２６記載のハイブリッド型リーフスプリング。
【請求項４３】
複合材料層の幅は金属層の幅よりも狭い、請求項２１記載のハイブリッド型リーフスプリング。
【請求項４４】
金属層の幅は複合材料層の幅よりも狭い、請求項２１記載のハイブリッド型リーフスプリング。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に車両サスペンション装置に係わり、特に、リーフスプリング層間に補強された接合ラインが組み込まれたハイブリッド型リーフスプリングに関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のリーフスプリングは、一方が他方の上に積み重ねられ、実質的に平行の関係で一体としてクランプされた金属製の数個の細長いストリップ又はリーフから作られる。典型的に、これらのスプリングは、カンチレバー式又は３点ベンディング式の２種類の負荷伝達構造のうちの一方で車両サスペンション装置に採用され、後者の方がより一般的な使用方法である。カンチレバー式リーフスプリングでは、リーフスプリングは、一端で車両のフレームに固定若しくは支持され、その他端で車軸に連結される。或いは、３点ベンディング式で取り付けられたリーフスプリングは、一端で構造体に支持若しくは固定され、他端は浮動し得るように取り付けられ、負荷は両端間のスプリングによって支持される。３点ベンディング式で取り付けられたリーフスプリングの利用法は広く知られているので、米国自動車技術車協会（ＳＡＥ）は、正規のリーフスプリングの設計及び使用法を開発した。
【０００３】
上記の方法で作られた金属製リーフスプリングは、自動車、軽トラックから大型トラック、トレーラ、建設用機器、機関車、及び、鉄道車両を含む多種多様な車両のサスペンションに組み込まれる。それらは、また、自転車、スノーモービル、及び、ＡＴＶ（オール・テレイン・ビークル）のようなレクレーション用車両に採用される。上記の車両に取り付けられたリーフスプリングは、車両の乗り心地の質又は滑らかさを改善し、車両の運転中に路上の障害物に衝突するような事態によってスプリングに加わる曲げ及び／又は衝撃負荷に応じて後で解放するエネルギーを吸収及び蓄積するため機能する。
【０００４】
車両サスペンション装置を規定する機械的特性、特に、リーフスプリングのスプリングレート及び静的撓みは、車両の乗り心地の滑らかさにそのまま影響を与える。一般的に、滑らかな乗り心地は、リーフスプリングが大きい静的撓みを有することを必要とする。乗り心地の滑らかさは、また、リーフスプリングの振動減衰特性による影響を受ける。減衰はリーフスプリングが振動エネルギーを低減する能力を定量化するパラメータである。したがって、自動車で使用されるリーフスプリングでは、乗員エリアへ伝達される振動振幅を最小限に抑えるため高度の減衰が望ましい。
【０００５】
リーフスプリングの機械的特性及び性能特性を正確に決定する能力は、車両サスペンション装置の適切な設計に重要である。従来のリーフスプリングの構造から生ずる問題の一つは、個々のリーフの可変長の積み重ねがおおよそ一定応力だけに近づくステップ状のスプリング構造を作り出し、このステップはリーフスプリングの負荷伝達能力及び耐用期間に悪影響を与える応力集中として知られている応力の高い局部エリアを作る傾向があることである。さらに、スプリングの全長は一方が他方の上に積み重ねられた金属により構成されるので、スプリングは非常に重くなり、この余分な重量に伴って燃料節約が減少する。
【０００６】
さらに、リーフスプリングに加わる正確な条件と応力を予測することは不可能であるため、スプリングの疲労寿命は一般的に制限される。この問題は、個々のリーフの上及びリーフ間に異物を積層することによりさらに悪化させられる。これは、腐食を生じさせ、それにより、リーフスプリングを弱化し、リーフスプリングをより疲労破壊させ易くするだけではなく、リーフスプリングの剛性に影響を与え、したがって、スプリングが採用された車両の乗り心地の滑らかさに影響を与える。一般的に、リーフ間摩擦が原因となる特有のリーフスプリングが強度に対して寄与する度合いは経験的に判定される。異物はリーフ間に入ると、その異物が粒状物質の場合にはリーフ間の摩擦を大幅に増加させ、オイルの場合にはリーフ間の摩擦を減少させ、これにより、スプリングの当初の機械的特性を変える。さらに、リーフからリーフへ伝達される剪断応力の大きさの測度であるリーフ間の剪断伝達性は、従来のリーフスプリングの場合、個々のリーフが両端だけでクランプされているので概して低い。したがって、スプリングの長さ方向の応力伝達能力は上記のリーフ間摩擦に依存する。
【０００７】
多くのアプリケーションにおいて、リーフスプリングは、垂直力だけではなく、水平力と、縦方向及び横方向鉛直面内のトルクとにより荷重される。これらの力は、典型的に、リーフスプリングを組み込む車両にブレーキがかけられたときに発生する。上記の水平力及びトルクによって、リーフスプリングはＳ字形の構造を取り、この現象は、「Ｓ字化(S-ing)」と称される。この現象が起きるときにスプリングに生じる応力は非常に大きい。リーフスプリングのＳ字化を最小限に抑えるため、スプリングの剛性は増加されるべきであるが、しかし、これは、車両の乗り心地の滑らかさに悪影響を与える。
【０００８】
上記の問題を扱うため、当業者は、個々のリーフが高分子マトリクスに埋め込まれた複数のファイバーにより構成されたタイプの複合材料から形成される純粋に複合形のリーフスプリングを製作することを試みた。しかし、これらのスプリングは重量が著しく軽量化し、同時に疲労寿命及び減衰を増加させたが、コストが非常に高かった。複合材スプリングは、また、車両のフレームに取り付けることが困難であり、特別のアダプタを使用することが必要であった。
【０００９】
本発明人は、上記の欠点に応じるため、開示内容が参照によりここで引用される米国特許第６，０１２，７０９号に記載されるようなハイブリッド型リーフスプリングを開発した。このハイブリッド型リーフスプリングは、第１の弾性率を有する細長い主リーフ素子を含む。１層以上の複合材料の層が、軽量で、耐久性があり、費用対効果に優れ、Ｓ字化防止能力を具備し、剪断伝達性の増加したリーフスプリングを提供するため、主リーフ素子に接合される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、より厳しい製品疲労耐久性の要求の結果として、ハイブリッド型リーフスプリングの層間の接合強度を改善することが必要である。
【００１１】
上記の点に鑑みて、本発明の全体的な目的は、従来技術のリーフスプリングの問題及び欠点を解決するリーフスプリングを提供することである。
【００１２】
本発明のより具体的な目的は、接合強度及び疲労特性が改善されたハイブリッド型リーフスプリングを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の第１の特徴によれば、ハイブリッド型リーフスプリングは、圧縮面、反対側の引張面、及び、第１の弾性率を有する細長い主リーフを含む。第１の弾性率とは異なる第２の弾性率を有する少なくとも１層の複合材料層が設けられる。接着層は、少なくとも１層の複合材料層と、細長い主リーフの引張面及び圧縮面のそれぞれとの間に挿入され、少なくとも１層の複合材料層を細長い主リーフの引張面及び圧縮面のそれぞれに実質的に平行な関係で接合する。シート材料からなる補強層は、接着層により形成された接合を強化するため、好ましくは、主リーフと複合材料層の対向する面に対して間隔が設けられた関係で接着層の内部に広がる。
【００１４】
本発明の第２の特徴によれば、ハイブリッド型リーフスプリングは、細長い主スプリングコンポーネントと、そこに連結された第２のステージ又はオーバーロードスプリングコンポーネントと、を含む。第２のステージ又はオーバーロードスプリングコンポーネントは、複合材料層と、複合材料層の厚さよりも薄い厚さを有する金属層と、複合材料層と金属層との間に挿入され複合材料層を金属層に接合する接着層と、を含む。補強シート材料層は、接着層により形成された接合を強化するため、好ましくは、第２のステージ又はオーバーロードスプリングコンポーネントの複合材料層と金属層の対向する面に対して間隔が設けられた関係で接着層の内部に広がる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１を参照すると、本発明の第１実施例によるハイブリッド型リーフスプリングは全体的に参照番号１０によって表されている。ハイブリッド型リーフスプリング１０は、第１の弾性率を有する細長い主リーフ１２と、引張面１４と、反対側の圧縮面１６と、細長い主リーフの端と一体的に形成された取り付け用アイ部として示され主リーフを車両フレームに連結する、これらに限定されない、取り付け手段１８と、を含む。細長い主リーフ１２は、例えば、金属のような適当な材料、好ましくは、スチールから作られるが、この例に限定されることはない。或いは、主リーフ１２は、金属マトリックスに埋め込まれた複数のファイバーを含有し得る金属マトリックス複合材料から製作してもよい。
【００１６】
一般的に主リーフの材料よりも低い弾性率を有する少なくとも１層の複合材料の層は、それだけに限られることはないが、主リーフ１２の引張面１４と圧縮面１６のうちの一方と実質的に平行に配置され、その一方に接合される。少なくとも１層の複合材料の層は、好ましくは、高分子マトリックスに埋め込まれた複数の実質的に平行なファイバーから形成される。図１に示されるように、第１の複合材料の層２０は主リーフ１２の引張面１４に接合され、第２の複合材料の層２２は主リーフの圧縮面１６に接合される。
【００１７】
ハイブリッド型リーフスプリング１０は、好ましくは、第１の複合材料の層２０と第２の複合材料の層２２を主リーフ１２に接合し、組み立てられたコンポーネントを、完成品ハイブリッド型リーフスプリングの希望の無負荷状態の形状に倣う形状を有する加熱されたダイを利用するプレス機械に設置することにより製作される。これらのコンポーネントは、次に、一体としてプレスされ、加熱と加圧の組み合わせにより、一貫した再現可能な形状のハイブリッド型リーフスプリングを形成可能である。しかし、本発明は、この点に関して限定されるものではなく、当業者に周知のその他の製造技術、例えば、成形を利用してもよい。
【００１８】
クランプ手段２４は、３点構造をしたリーフスプリング１０を車両の車軸２６に連結するため利用される。図示された実施例では、クランプ手段２４は車軸２６の周りに延びる一対のＵボルト２８を含み、リーフスプリング１０はＵボルトの間に収容される。Ｕボルト２８の端３４を収容する二対のアパーチャ３２を画成するロックプレート３０は第２の複合材料の層２２に隣接して配置され、締結手段３６は、Ｕボルトの端とネジ式に係合し、Ｕボルト及びリーフスプリング１０を車軸２６に着脱自在式にクランプする。その上、最大応力のエリアでリーフスプリング１０の荷重担持能力を強化する荷重リーフ３８は、第２の複合材料の層２２とロックプレート３０との間に挿入される。荷重リーフ３８は第２の複合材料の層２２に接合してもよく、又は、クランプ手段２４によって第２の複合材料の層と接触した状態に保ってもよい。荷重リーフ３８は、湾曲しても平坦でもよく、金属、複合材料、又は、その両方で作られる。
【００１９】
車軸２６に沿ってリーフスプリング１０を適正に配置するため、位置決め手段４０が車軸と係合され、位置決め手段は、図示された実施例では、リーフスプリング１０、荷重リーフ３８及びロックプレート３０を貫通して車軸２６へ延び、これにより、車軸に対してリーフスプリングの位置を固定する。位置決め手段４０は様々な形式を取ることができ、図示された実施例ではピンであるが、本発明の範囲を逸脱することなく、ボルトを使用することができる。
【００２０】
図２に示されるように、接合強度を高めるため、主リーフ１２と、第１の複合材料層２０及び第２の複合材料層２２のそれぞれとの間に挿入された接着層４２は、それぞれ、破線で概略的に示され、接着層の内部に設けられたシート材料の補強層４４を含む。各接着層４２は、好ましくは、熱硬化性エポキシ接着剤であるが、その他のタイプの接着剤であっても本発明の範囲を逸脱しない。例えば、接着剤は、従来のエポキシ系のような１又は２成分の液体構造の接着剤でもよく、或いは、ウレタン接着剤及び熱可塑性接着剤でもよい。
【００２１】
シート材料の強化層４４は、接着層４２の内部に広がり、好ましくは、細長い主リーフ１２と関連した複合材料の層の対向する面に対して間隔が空けられているので、接着剤はシート材料の強化層の両面に存在する。より好ましくは、シート材料の強化層４４は、主リーフ１２と関連した複合材料の層の対向する面からほぼ等間隔で離される。しかし、シート材料の強化層４４は、本発明の範囲を逸脱することなく、対向する面に隣接させて配置してもよく、又は、対向する面に当接させてもよい。シート材料の強化層の主要な役割は、かなりの厚さの接合ライン、すなわち、接着フィルムを作成し、接着層を強化することである。シート材料の強化層４４は、例えば、５０／５０の割合のガラス布と横糸布（縦糸方向にガラス繊維）である。すなわち、糸の方向に対して横方向に延びるそれぞれの軸に沿った所定の距離に亘る縦糸の数の横糸の数に対する割合は、５０／５０である。この間隔は、本発明の範囲を逸脱することなく、例えば、９０／１０、８０／２０、７０／３０、６０／４０、４０／６０、３０／７０、２０／８０、１０／９０、又は、ランダムな繊維構造のようなその他の繊維構造によって実現される。さらに、シート材料の強化層は、本発明の範囲内において、ポリエステル及び炭素繊維のようなその他の材料を含み得る。接合ラインと強度の介在の要件により、必要となるシート材料の強化層のタイプが決まる。典型的に、スプリングレートがより高くなり、キャンバがより大きくなり、応力がより高くなると、リーフスプリングは、最大の介在強度を必要とするであろう。あまり臨界的ではないアプリケーションは、介在層に補強シート材料を殆ど必要とはせず、ある種の事例では、補強シート材料を全く必要としない。
【００２２】
スプリングのレートが高くなり、したがって、一般に接合ライン剪断が大きくなるほど、複合材層は圧縮側が引張側よりも概ね厚くなるような形で設計され、中立軸は主リーフ１２の圧縮側の方へ動かされる。接合ラインの引張側での剪断応力の軽減と、ヤング率の異なる材料間の応力差を吸収する能力は、特に、スプリングレートがかなり高いスプリングの場合に、疲労寿命を延長することがわかった。
【００２３】
図３乃至５を参照すると、本発明の第２実施例によるハイブリッド型リーフスプリングは、参照番号５０によって全体的に表されている。上記の実施例と同様の素子は同じ参照番号によって表される。
【００２４】
ハイブリッド型リーフスプリングは、従来のスチール製主リーフと共に使用してもよい。図３乃至５の実施例に示されるように、ハイブリッド型リーフスプリング５０は、スチールのような金属から製作された主スプリング５２を含む。主スプリング５２は、第１の主リーフ素子５４、第２の主リーフ素子５６及び第３の主リーフ素子５８のような複数の主リーフ素子を含む。第２のステージ又はオーバーロードリーフ６０は、スチールのような金属層６２が複合材層６４の上に搭載され、金属層６２の厚さは複合材層６４の厚さよりもかなり薄い。接着層６６は、第２のステージ又はオーバーロードリーフ６０の金属層６２と複合材層６４との間に挿入され、金属層６２を複合材層６４に接合する。接着層６６は、シート材料の強化層６８を組み込んでもよく、又は、強化層なしで製作される。
【００２５】
その他のタイプのリーフスプリングを片側又は両側で媒介された接合ライン、熱可塑性物質の湿式塗布法、又は、ファイバープレイスメント法（すなわち、テープレイイング法若しくはフィラメントワインディング法）を用いて構成してもよい。金属又はスチール層は、接着剤の接合硬化プロセス、ウェットレイアップ法、又は、熱可塑性繊維の硬化中の抵抗ヒータであり、隣接したスチール製主スプリングパック若しくはスチール製モノリーフへの境界摩耗層である。
【００２６】
図６を参照すると、ハイブリッド型（又は、モノリーフハイブリッド型リーフスプリング）の第２のステージスプリングに利用されるオーバーロードリーフの重量及びコストをさらに低下するため、複合材層７０の幅は、シート材料７６の強化層が内部に設けられた接着層７４によって複合材層７０に接合されたスチール層７２の幅よりも狭い。等価剛性は、当業者に周知である基本的な材料機構学によって、複合材層７０及びスチール層７２の厚さを増加させることにより補償される。
【００２７】
或いは、図７に示されるように、オーバーロードリーフのスチール層７８の幅は複合材層７０の幅よりも狭く、剛性は複合材層の幅若しくは厚さを増加させることにより、又は、スチールの厚さを増加させることにより補償される。複合材層８０及びスチール層７８は、シート材料の強化層８４が内部に設けられた接着層８２により接合される。複合材料中の織られた若しくは交差する強度繊維、又は、ハイブリッド型スプリング構造体のファイバークラッド部は、ポアソン効果による横方向力を相殺するため設けられる。これらの力は、複合材料に縦方向亀裂を生じさせ、最終的に、複合材層の縦方向のセクションを分割し引き離す。横方向の層、すなわち、ファイバークラッドが織られた層は、ガラス、炭素、ケブラー、及び、その他の合成繊維から、これらに限定されることなく、製作可能であり、横糸構造及びランダムな繊維構造を有する織布の、これらに限定されない、形でもよい。
【００２８】
プレキュアがなされた一方向複合材以外の複合材の利用法には、例えば、熱硬化、加熱硬化、電子ビーム若しくは紫外線の硬化技術によるフィラメントワインディングと、熱可塑と、テープライイング・アングル・アンド・フラット(tape lying angle and flat)と、角度付きの繊維のウェットラップと、熱可塑性バーストックのプレスフォームなどが含まれる。
【００２９】
以上、好ましい実施例を明らかにし説明したが、多様な変形及び置換が本発明の精神及び範囲を逸脱することなくなされるであろう。したがって、本発明は、限定するためではなく、例示する目的で説明されていることに注意する必要がある。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１実施例によるハイブリッド型リーフスプリングの正面図である。
【図２】図１のハイブリッド型リーフスプリングの主リーフ素子、複合材料層及び接着層の部分拡大図である。
【図３】本発明の第２実施例によるハイブリッド型リーフスプリングの正面断面図である。
【図４】図３のハイブリッド型リーフスプリングの第２のステージ又はオーバーロードリーフの部分拡大図である。
【図５】線５−５による図４の第２のステージ又はオーバーロードリーフの断面図である。
【図６】第２のステージ又はオーバーロードリーフの第２実施例を示す断面図である。
【図７】第２のステージ又はオーバーロードリーフの第３実施例を示す断面図である。
【図１】
2005521002.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2005521002.tif 000007
【図６】
2005521002.tif 000008
【図７】
2005521002.tif 000009
【国際調査報告】
2005521002.tif 000010