ES2849601T3 - Resorte helicoidal de suspensión - Google Patents

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ES2849601T3 ES15798841T ES15798841T ES2849601T3 ES 2849601 T3 ES2849601 T3 ES 2849601T3 ES 15798841 T ES15798841 T ES 15798841T ES 15798841 T ES15798841 T ES 15798841T ES 2849601 T3 ES2849601 T3 ES 2849601T3
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Abstract

Un resorte helicoidal de suspensión (10) que está montado entre un asiento superior (22) y un asiento inferior (24) en una suspensión de puntal (12) para un automóvil, que comprende: una espira de extremo superior (32) que se asienta sobre el asiento superior (22); una porción activa de resorte (11) que incluye uno o más enrollamientos; y una espira de extremo inferior (34) que se asienta sobre el asiento inferior (24), mientras que contacta sustancialmente con el asiento inferior (24) en un único punto de contacto inferior (P3) que está situado en el lado exterior del automóvil con respecto a un punto central ( CML) de la espira de extremo inferior (34), estando dicho resorte helicoidal de suspensión (10) caracterizado porque: cada enrollamiento está formado de modo que una porción (11a) cuya curvatura es la mayor está situada en el lado exterior del automóvil en un estado montado, la espira de extremo superior (32) está provista para ser sustancialmente simétrica con respecto a un segmento de línea (RLU) que pasa en una posición central (CMU) de la espira de extremo superior (32) y se extiende en una dirección derecha - izquierda del automóvil y la espira de extremo superior (32) se asienta sobre el asiento superior (22) mientras que contacta sustancialmente con el asiento superior en dos puntos de contacto superiores (P1, P2) que están previstos para estar separados uno del otro en una dirección delante - detrás del automóvil.

Description

DESCRIPCIÓN
Resorte helicoidal de suspensión
Antecedentes de la invención
1. Campo de la invención
La presente invención se refiere a un resorte helicoidal de suspensión utilizado en una suspensión de puntal para un automóvil, de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1. Un ejemplo de un resorte helicoidal de suspensión de este tipo se describe en el documento EP 0728602 A1.
2. Descripción de la técnica relacionada
Recientemente, las suspensiones de puntal se proporcionan extensamente como suspensiones para automóviles. Las suspensiones de puntal están configuradas de tal manera que un amortiguador, que incluye un cilindro y un vástago que está soportado de manera deslizante por el cilindro, se usa como un puntal para determinar una posi­ ción con respecto a una rueda, y se proporciona un resorte helicoidal de suspensión en las periferias exteriores del vástago y el cilindro.
En la estructura que se ha que se descrito más arriba, un extremo superior del vástago está conectado a la carroce­ ría de un automóvil por medio de un soporte de puntal o dispositivo similar, y un extremo inferior del cilindro está conectado rígidamente a una articulación que soporta rotativamente la rueda. La articulación está conectada de forma pivotante a la carrocería del automóvil por medio de un brazo de control inferior. El resorte helicoidal de sus­ pensión está dispuesto entre un asiento superior en el que se fija un extremo superior del vástago y un asiento infe­ rior en el que se fija un extremo inferior del cilindro en un estado comprimido.
Una suspensión de puntal de este tipo tiene ventajas tales como que el número de componentes es pequeño, la estructura es simple y el espacio necesario para su instalación es pequeño en comparación con otras suspensiones independientes.
Sin embargo, se genera un momento de flexión en una suspensión de puntal debido a un desplazamiento entre un eje del puntal y un eje de entrada de carga (un eje que conecta un punto de contacto del neumático y un punto de montaje superior de un puntal). El momento de flexión provoca la generación de una fuerza lateral diferente a la dirección de deslizamiento de un amortiguador, lo cual aumenta la fricción de un vástago que impide un funciona­ miento suave del amortiguador y que se convierte en un factor que empeora la calidad de marcha de un automóvil. Se ofrecen varios resortes helicoidales de suspensión para reducir un momento de flexión de este tipo. Por ejemplo, el Documento de Patente 1 ofrece una estructura en la que un resorte helicoidal de suspensión está descentrado con respecto a un puntal, e incluye una espira de extremo en enrollamiento que se conecta después de haber sido descentrada. El Documento de Patente 2 ofrece un resorte helicoidal de suspensión configurado de tal manera que una línea central del resorte tiene forma de S bajo un estado descargado.
Asimismo, el Documento de Patente 3 ofrece un resorte helicoidal de suspensión en el que se proporcionan una pluralidad de protuberancias en su porción de espira final, y está configurado de manera que las protuberancias contactan selectivamente con un asiento de resorte de acuerdo con la magnitud de la carga aplicada. Además, el Documento de Patente 4 ofrece un resorte helicoidal de suspensión en el que se proporcionan fuertes porciones de impacto en una espira de extremo superior y una espira de extremo inferior, respectivamente.
Documentos de Patente
Documento de Patente 1 Modelo de utilidad japonés número S58 - 032970
Documento de Patente 2 Patente japonesa número 2642163
Documento de Patente 3 Patente japonesa número 4336203
Documento de Patente 4 Publicación de patente europea abierta a consulta por el público número 728602 Sin embargo, puesto que el resorte helicoidal de suspensión desvelado en el Documento de Patente 1 está descen­ trado con respecto al puntal, puede resultar difícil fabricarlo en un tamaño pequeño. Además, es posible que no se obtenga un efecto suficiente de reducción del momento de flexión con la estructura en la que la espira de extremo del cable en enrollamiento está conectada a una porción inferior del resorte helicoidal de suspensión después de haber sido descentrada. Para el resorte helicoidal de suspensión que se desvela en el Documento de Patente 2, existe el problema de que es difícil fabricarlo en un tamaño pequeño porque es necesario un cierto espacio para que el resorte disponga su línea de centros en forma de S.
Además, para el resorte helicoidal de suspensión que se desvela en el Documento de Patente 3, existe el problema de que los pasos de fabricación son complicados porque es necesario proporcionar la pluralidad de protuberancias en la porción de la espira de extremo. Para el resorte helicoidal de suspensión que se desvela en el Documento de Patente 4, como la porción de impacto fuerte es un solo punto en un cable de la espira de extremo, en particular, el punto de acción (posición de carga superior) de la fuerza de reacción del resorte con respecto al asiento superior no se puede situar en el centro del espira de extremo y la reducción del momento de flexión puede resultar difícil.
Además, existe un problema para una suspensión de puntal de que la cantidad de arqueamiento se hace grande bajo un estado comprimido, en particular, cuando la altura es grande con respecto a un diámetro externo (ancho) del resorte helicoidal de suspensión debido a la inconsistencia del eje de entrada de carga y el eje central del resorte helicoidal de suspensión.
Sumario de la invención
La presente invención se realiza en vista de los problemas anteriores y proporciona un resorte helicoidal de suspen­ sión capaz de reducir la cantidad de arqueamiento y la fricción generados en un amortiguador, bajo un estado com­ primido.
De acuerdo con un primer aspecto, se proporciona un resorte helicoidal de suspensión que está montado entre un asiento superior y un asiento inferior en una suspensión de puntal para un automóvil, que incluye una espira de extremo superior que se asienta sobre el asiento superior; una porción de resorte activa que incluye uno o más enro­ llamientos, cada uno de los cuales está formado de tal manera que la porción cuya curvatura es la mayor se coloca en un lado exterior del automóvil en un estado montado; y una espira de extremo inferior se asienta sobre el asiento inferior mientras contacta sustancialmente con el asiento inferior en un único punto de contacto inferior que está posicionado en el lado exterior del automóvil con respecto a un punto central de la espira de extremo inferior.
De acuerdo con la realización, se proporciona un resorte helicoidal de suspensión capaz de reducir la cantidad de arqueamiento y la fricción generada en un amortiguador, en un estado comprimido.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 es una vista en alzado frontal de un resorte helicoidal de suspensión de una realización;
la figura 2 es una vista lateral que ilustra una estructura de una suspensión de puntal en la que se incorpora el resorte helicoidal de suspensión de la realización;
la figura 3 es una vista en perspectiva que ilustra el resorte helicoidal de suspensión de la realización; la figura 4 es una vista para describir una forma de una porción activa de resorte del resorte helicoidal de suspensión de la realización;
la figura 5A es una vista para describir el funcionamiento del resorte helicoidal de suspensión de la realiza­ ción;
la figura 5B es una vista para describir el funcionamiento del resorte helicoidal de suspensión de la realiza­ ción;
la figura 5C es una vista para describir el funcionamiento del resorte helicoidal de suspensión de la realiza­ ción;
la figura 6 es una vista en perspectiva que ilustra un primer ejemplo alternativo del resorte helicoidal de suspensión de la realización; y
la figura 7 es una vista en perspectiva que ilustra un segundo ejemplo alternativo del resorte helicoidal de suspensión de la realización.
Descripción detallada de las realizaciones preferidas
La invención se describirá en la presente memoria descriptiva con referencia a realizaciones ilustrativas. Se debe hacer notar que, en la explicación de los dibujos, los mismos componentes reciben los mismos números de referen­ cia y las explicaciones no se repiten.
La figura 1 y la figura 3 son vistas que ilustran un ejemplo de un resorte helicoidal de suspensión 10 de la realiza­ ción. La figura 2 es una vista que ilustra un ejemplo de una suspensión de puntal 12 (en lo sucesivo, simplemente denominada "suspensión 12") en la que se incorpora el resorte helicoidal de suspensión 10. En la figura 2, los com­ ponentes, excepto una porción de soporte del resorte helicoidal de suspensión 10 en un extremo superior, se ilustran por medio de una línea de trazos y dos puntos. Además, en los dibujos que siguen, una dirección "DENTRO" de una flecha apuntada indica un lado interior de un automóvil, y una dirección "FUERA" indica un lado exterior del automó­ vil.
En primer lugar, se describe una estructura de la suspensión 12.
Como se ilustra en la figura 2, la suspensión 12 incluye un amortiguador 14 como puntal para posicionar una rueda de automóvil l44. El amortiguador 14 incluye un cilindro 16 que se llena con un fluido tal como gas, aceite o similar, y un vástago 18 que está conectado a un pistón (no ilustrado en los dibujos) colocado de manera deslizante en el cilindro 16 para sobresalir hacia arriba del cilindro 16.
Una porción de extremidad superior del vástago 18 está conectada resilientemente a una carrocería de automóvil 30 por medio del montaje de puntal 20. Se proporciona un asiento superior 22 en un extremo superior del vástago 18, y se proporciona un asiento inferior 24 en una porción media del cilindro 16.
El resorte helicoidal de suspensión 10 se coloca en una periferia exterior del amortiguador 14 entre el asiento supe­ rior 22 y el asiento inferior 24 en un estado comprimido. Como resultado, la fuerza de reacción WR del resorte se genera en el resorte helicoidal de suspensión 10 en un estado montado. En la descripción que sigue, una línea axial a la que se aplica la fuerza de reacción WR del resorte se denomina "eje de fuerza de reacción de resorte AR". La porción de extremidad inferior del amortiguador 14 está conectada rígidamente a una articulación 26 que soporta de manera rotativa la rueda 44 del automóvil. La articulación 26 está conectado de manera pivotante a la carrocería 30 del automóvil por medio de un brazo de control inferior 28.
Con esta configuración, la rueda de automóvil 44 soportada de manera pivotante por la articulación 26 soporta la carrocería 30 del automóvil por medio del amortiguador 14 y el resorte helicoidal de suspensión 10, y soporta la carrocería 30 del automóvil por medio del brazo de control inferior 28.
A continuación se describe una estructura del resorte helicoidal de suspensión 10.
La figura 1 es una vista en alzado frontal del resorte helicoidal de suspensión 10 en un estado libre. En el resorte helicoidal de suspensión 10, una porción de espira de extremo superior 32 que se asienta sobre el asiento superior 22 está formada en un lado superior de una porción activa 11 del resorte, y una porción de espira de extremo inferior 34 que se asienta sobre el asiento inferior 24 está formada en un lado inferior de la porción activa 11 del resorte. Aunque el resorte helicoidal de suspensión 10 de la realización está configurado de manera que un contorno "m" de la porción activa 11 del resorte sea recto en el estado libre en el que no se aplica carga, esto no está limitado de esta manera. Además, aunque el diámetro externo D en una vista en alzado frontal de los enrollamientos de la por­ ción activa 11 del resorte excepto la porción de espira de extremo superior 32, la porción de espira de extremo infe­ rior 34 y las porciones de transición a las porciones de espira de extremo, respectivamente, están formadas para tener un cierto tamaño, en el estado libre, esto no está limitado de esta manera.
El resorte helicoidal de suspensión 10 está montado en la suspensión 12 en un estado comprimido mientras que su porción de espira de extremo superior 32 se asienta sobre el asiento superior 22 y su porción de espira de extremo inferior 34 se asienta sobre el asiento inferior 24. Como se ilustra en la figura 2, cada uno del asiento superior 22 y del asiento inferior 24 de la suspensión 12 está formado para tener una forma de disco sustancialmente circular, y las porciones de inserción estriadas 22a y 24a están formadas en las posiciones centrales de las mismas, respecti­ vamente. La porción de espira de extremo superior 32 del resorte helicoidal de suspensión 10 está montada en el asiento superior 22 de manera que la porción de inserción 22a se inserta en la misma. La porción de espira de ex­ tremo inferior 34 está montada en el asiento inferior 24 de manera que la porción de inserción 24a se inserta en el mismo. Con esta configuración, el resorte helicoidal de suspensión 10 se posiciona entre el asiento superior 22 y el asiento inferior 24.
A continuación se describen las estructuras de la porción de espira de extremo superior 32 y de la porción de espira de extremo inferior 34 del resorte helicoidal de suspensión 10, una posición de contacto de la porción de espira de extremo superior 32 y el asiento superior 22 y una posición de contacto de la porción de espira de extremo inferior 34 y el asiento inferior 24.
En la descripción que sigue, una posición central de la porción de espira de extremo superior 32 se denomina "posi­ ción central de la espira de extremo superior CMU ", y una posición central de la porción de espira de extremo infe­ rior 34 se denomina "posición central de la espira de extremo inferior CM" (ver la figura 3).
Además, un segmento de línea que pasa sobre la posición central de la espira de extremo superior CMU y se ex­ tiende en una dirección delante - detrás de la carrocería del automóvil se denomina "línea superior de dirección delante - detrás FBU", y un segmento de línea que pasa sobre la posición central de la espira de extremo superior CMU y se extiende en una dirección derecha - izquierda de la carrocería del automóvil se denomina "línea superior en dirección derecha - izquierda RLU ". De manera similar, un segmento de línea que pasa sobre la posición central de la espira de extremo inferior CML y se extiende en la dirección delante - detrás de la carrocería del automóvil se denomina "línea inferior de dirección delante - detrás FBL", y un segmento de línea que pasa sobre la posición cen­ tral de la espira de extremo inferior CML y se extiende en la dirección derecha - izquierda de la carrocería del auto­ móvil se denomina "línea inferior de dirección derecha - izquierda RLL ".
El resorte helicoidal de suspensión 10 de la realización está formado de tal manera que el asiento inferior 24 y la porción de espira de extremo inferior 34 hacen contacto sustancialmente en un único punto de contacto inferior P3, que está posicionado en el lado exterior del automóvil con respecto a la posición central CML de la porción de espira de extremo inferior 34 en la porción de espira de extremo inferior 34.
Aquí, "el asiento inferior 24 y la porción de espira de extremo inferior 34 entran en contacto sustancialmente con el único punto de contacto inferior P3" significa que incluso cuando una posición de la porción de espira de extremo inferior 34 distinta del punto de contacto inferior P3 (en adelante, denominado una "posición distinta de P3") contacta con el asiento inferior 24, la carga aplicada a la posición distinta de P3 es pequeña en comparación con la carga aplicada al punto de contacto inferior P3.
Como se ilustra en la figura 1, la porción de espira de extremo inferior 34 está formada en un paso inverso (un alam­ bre de resorte está enrollado de manera que el paso disminuye) de tal manera que forme un ángulo "a" con respecto a una dirección que es perpendicular al contorno "m" de la porción activa 11 del resorte. Además, como se ilustra en la figura 3, la porción inferior de contacto P3 se proporciona en una posición en la línea inferior de dirección derecha - izquierda RLL y está separada de la posición central de la espira de extremo inferior CML una distancia L en el lado exterior del automóvil.
Además, el resorte helicoidal de suspensión 10 de la realización está formado de tal manera que el número de espi­ ras de la porción de espira de extremo superior 32 es de 0,5 espiras (espiras de 180°), la porción de espira de ex­ tremo superior 32 se dobla en una porción que está conectada a la porción activa 11 del resorte y entra en contacto con el asiento superior 22 principalmente en las porciones superiores de contacto P1 y P2 ilustradas en la figura 1 y en la figura 3.
Como se ilustra en la figura 3, la porción de espira de extremo superior 32 está configurada para tener una forma de arco sustancialmente semicircular y para estar colocada en el lado exterior del automóvil con respecto a la línea superior en la dirección delante - detrás FBU. Además, las porciones de contacto superior P1 y P2 de la porción de espira de extremo superior 32 están dispuestas para estar separadas unas de las otras 180° en la línea superior en la dirección delante - detrás FBU, de manera que un segmento de línea que conecta las porciones de contacto supe­ rior P1 y P2 y la línea superior en la dirección delante - detrás FBU se superponen.
Aquí, la porción de contacto superior P1 de la porción de espira de extremo superior 32 es una porción de extremi­ dad de un alambre de resorte que constituye el resorte helicoidal de suspensión 10. Además, la porción de contacto superior P2 es una porción que se conecta a la porción activa 11 del resorte en una posición a 0,5 espiras desde la porción de contacto superior P1 (una posición enrollada en espiras de 180° desde la porción de contacto superior P1). La porción de espira de extremo superior 32 está configurada para ser sustancialmente simétrica con respecto a la línea superior RLU en la dirección derecha - izquierda.
Con la configuración anterior, la porción de espira de extremo superior 32 del resorte helicoidal de suspensión 10 está montada sobre la suspensión 12 mientras que solo las porciones de contacto superior P1 y P2 hacen un con­ tacto sustancialmente fuerte con el asiento superior 22 en comparación con otras porciones de la porción de espira de extremo superior 32.Las porciones de contacto superior P1 y P2 se colocan en la línea superior en la dirección delante - detrás FBU bajo un estado montado del resorte helicoidal de suspensión 10 en la suspensión 12, y una posición sustancialmente central de la porción de contacto superior P1 y la porción de contacto superior P2 se con­ vierte en la posición central de la espira de extremo superior CMU.
Aquí, "el asiento superior 22 y la porción de espira de extremo superior 32 entran en contacto sustancialmente en sólo dos puntos, los puntos de contacto superior P1 y P2" significa que incluso cuando una posición de la porción de espira de extremo superior 32 distinta de los puntos de contacto superior P1 y P2 (en lo sucesivo, denominada "po­ sición distinta de P1 y P2") contacta con el asiento superior 22, la carga aplicada a la posición distinta de P1 y P2 es pequeña en comparación con la carga aplicada a cada uno de los puntos de contacto superior P1 y P2.
A continuación, con referencia a la figura 2, se describe la carga aplicada a la suspensión 12 sobre la que está mon­ tado el resorte helicoidal de suspensión 10.
En la figura 2, "AS" es un eje de puntal que es un eje central del amortiguador 14, "AK" es un eje de perno de en­ ganche que es un eje central de dirección de la rueda 44 del automóvil, "AL" es un eje del brazo de control inferior que es un eje central del brazo de control inferior 28, y "AA" es un eje de entrada de carga desde la superficie de la carretera hasta el amortiguador 14.
La fuerza de reacción W de la superficie de la carretera desde la superficie de la carretera se aplica a la suspensión 12 desde una posición central de una superficie de contacto de la rueda 44 del automóvil en una dirección vertical. Además, la fuerza de la línea del eje de carga WU que se opone a la fuerza de reacción W de la superficie de la carretera se aplica a la suspensión 12 a lo largo del eje de entrada de carga AA desde un extremo superior del amortiguador 14. La fuerza axial WC del brazo de control inferior que es la fuerza resultante de la fuerza de reacción W de la superficie de la carretera y la fuerza WU de la línea del eje de carga se aplican a una porción de raíz del brazo de control inferior 28 a lo largo del eje AL del brazo de control inferior.
Se considera que, además del punto de contacto inferior P3, la posición distinta de P3 contacta con el asiento infe­ rior 24, cuando la fuerza de reacción W de la superficie de la carretera desde la superficie de la carretera por medio de la rueda de automóvil 44 se introduce en la suspensión 12 y el resorte helicoidal de suspensión 10 se deforma con respecto al asiento inferior 24.
Sin embargo, en este momento de contacto, la carga aplicada a la posición distinta de P3 es pequeña en compara­ ción con la carga aplicada al punto de contacto inferior P3. Por tanto, incluso cuando la posición distinta de P3 con­ tacta con el asiento inferior 24, la fuerza de reacción WR del resorte se aplica principalmente en el punto de contacto inferior P3 o en una posición cercana al punto de contacto inferior P3.
Aquí se describen el eje de entrada de carga AA a lo largo del cual se aplica la fuerza WU de la línea del eje de carga y el eje de fuerza de reacción AR de resorte a lo largo del cual se aplica la fuerza de reacción WR de resorte del resorte helicoidal de suspensión 10.
En esta realización, el punto de contacto inferior P3 o su punto de proximidad en el que el asiento inferior 24 y la porción de espira de extremo inferior 34 hacen contacto sustancialmente se convierte en un punto de acción inferior de la fuerza de reacción WR del resorte. Este punto inferior de acción de la fuerza de reacción WR del resorte se puede mover ajustando el ángulo "a" o similar de la porción de espira de extremo inferior 34, y se proporciona en una posición que puede conformar sustancialmente el eje AR de la fuerza de reacción del resorte y la carga. eje de entrada AA uno con el otro (AR “ AA). Con esta configuración, es posible evitar la generación de fuerza lateral y suprimir la generación de fricción en el amortiguador 14 cancelando la fuerza WU de la línea del eje de carga me­ diante la fuerza de reacción WR del resorte.
Mientras tanto, para el resorte helicoidal de suspensión 10 de la realización, ya que la posición sustancialmente central de las porciones de contacto superior P1 y P2 es la posición central de la espira de extremo superior CMU, y la porción de espira de extremo superior 32 contacta con el asiento superior 22 sustancialmente en los dos puntos, la porción de espira de extremo superior 32 tiene una estructura que puede oscilar con respecto al asiento superior 22 sobre la línea superior FBU en la dirección delante - detrás que conecta los puntos de contacto superior P1 y P2 como un centro.
Por tanto, cuando el resorte helicoidal de suspensión 10 de la realización se usa en la suspensión 12, un punto su­ perior de acción de la fuerza de reacción WR del resorte se coloca sustancialmente en la posición central de la espi­ ra de extremo superior CMU y no se mueve desde esta posición.
Cuando el resorte helicoidal de suspensión 10 está montado en la suspensión 12, y la fuerza de reacción W de la superficie de la carretera desde la superficie de la carretera a través de la rueda 44 del automóvil se introduce en la suspensión 12, el resorte helicoidal de suspensión 10 se deforma con respecto al asiento superior 22 ( ver desde la figura 5A a la figura 5C). En este momento, cuando la porción de espira de extremo superior 32 oscila sobre la línea superior FBU en la dirección delante - detrás que conecta los puntos de contacto superior P1 y P2 como un centro, se considera que una posición distinta de P1 y P2 contacta con el asiento superior 22 además de los puntos de contacto superior P1 y P2.
Sin embargo, en este momento de contacto, la carga aplicada a la posición distinta de P1 y P2 es pequeña en com­ paración con la carga aplicada a cada uno de los puntos de contacto superior P1 y P2. Por lo tanto, incluso cuando la posición distinta de P1 y P2 contacta con el asiento superior 22, la fuerza de reacción WR del resorte se aplica principalmente a la posición central de los puntos de contacto superior P1 y P2, en otras palabras, la posición central de la espira de extremo superior CMU. Por tanto, se aplica una carga sustancialmente uniforme a la porción de apo­ yo 42 del soporte de puntal 20, y se puede evitar el retorcimiento del soporte.
A continuación, se describe una forma de la porción activa 11 del resorte, del resorte helicoidal de suspensión 10 de la realización.
La figura 4 es una vista para describir la forma de la porción activa 11 del resorte, del resorte helicoidal de suspen­ sión 10 de la realización.
Como se ilustra en la figura 4, la porción activa 11 del resorte incluye una primera porción de resorte 11a en el lado exterior del automóvil y una segunda porción de resorte 11b en el lado interior del automóvil. La porción activa 11 del resorte tiene una estructura en la que la primera porción de resorte 11a y la segunda porción de resorte 11b se for­ man alternativamente sustancialmente cada media espira (0,5 espiras).
Aquí, la curvatura en Po, que se encuentra más cerca del lado exterior del automóvil, de la primera porción de resor­ te 11a está formada para ser mayor que las curvaturas en otras posiciones de la primera porción de resorte 11a, todas las posiciones de la segunda porción de resorte 11b y todas las porciones que conectan la primera porción de resorte 11a y la segunda porción de resorte 11b. En particular, una característica es que la curvatura de la primera porción de resorte 11a en Po es mayor que la curvatura de la segunda porción de resorte 11b en Pi, que está situa­ do más cerca del lado interior del automóvil. La porción activa 11 del resorte está formada para tener una forma sustancialmente ovoide en una vista en planta en la que la primera porción de resorte 11a y la segunda porción de resorte 11b, variando la curvatura gradualmente en cada una de ellas, están conectadas suavemente.
La forma de la porción activa 11 del resorte se obtiene en base a una fórmula de variación de curvatura expresada por la siguiente fórmula (1), por ejemplo:
(X / W)a (Y / H)a = 1.... (1)
"H" es el radio de un enrollamiento en la dirección delante - detrás de la carrocería del automóvil, y "W" es el radio de un enrollamiento en la dirección derecha - izquierda de la carrocería del automóvil. La forma de la porción activa 11 del resorte está formada por una combinación de formas variando "W", "H" y "a" como variables, como base. Aquí, por ejemplo, si la porción activa 11 del resorte está formada para tener una forma redonda completa en una vista en planta, y además para ser la suspensión del puntal, cuando la porción de contacto inferior P3 se desplaza hacia el lado exterior del automóvil, la cantidad de arqueamiento que el lado interior del automóvil sobresale se hace más grande bajo el estado comprimido. Si la cantidad de arqueamiento del resorte helicoidal de suspensión 10 es grande, la dirección de aplicación de la fuerza de reacción WR del resorte se desplaza desde el eje de entrada de carga AA, se genera fricción en el amortiguador 14 y el funcionamiento suave del amortiguador 14 se impide empeo­ rando la calidad de conducción del automóvil. Además, si la cantidad de arqueamiento es grande, una porción en la que tensión se incrementa es generada localmente en la porción activa 11 del resorte y se reduce la durabilidad del resorte helicoidal de suspensión 10.
Sin embargo, de acuerdo con el resorte helicoidal de suspensión 10 de la realización, debido a la forma que se ha descrito más arriba, se reduce la cantidad de arqueamiento de la porción activa 11 del resorte hacia el lado interior del automóvil en el estado comprimido. Por tanto, la fricción generada en el amortiguador 14 se reduce y la calidad de marcha del automóvil se conserva cómodamente. Además, la porción en la que aumenta la tensión no se genera localmente en la porción activa 11 del resorte en el estado comprimido, y es posible usar el resorte helicoidal de suspensión 10 durante un período prolongado.
A continuación, se describe un estado del resorte helicoidal de suspensión 10 cuando la fuerza de reacción W de la superficie de la carretera es introducida en la suspensión 12 desde la rueda 44 del automóvil.
Las figuras 5A a 5C son vistas que ilustran un ejemplo de estados del resorte helicoidal de suspensión 10 cuando las fuerzas de reacción de la superficie de la carretera W de diferente magnitud son introducidas desde la rueda de automóvil 44. La figura 5A ilustra un caso en el que una fuerza de reacción Wa de la superficie de la carretera es introducida, la figura 5B ilustra un caso en el que una fuerza de reacción Wb de la superficie de la carretera (>Wuna) es introducida, y la figura 5C ilustra un caso en el que una fuerza de reacción Wc de la superficie de la carretera (> Wb) es introducida.
Como se ilustra desde la figura 5A a la figura 5C, el resorte helicoidal de suspensión 10 se deforma de acuerdo con la variación de la fuerza de reacción W de la superficie de la carretera, pero la cantidad de arqueamiento en el esta­ do comprimido se reduce.
Cuando la fuerza de reacción W de la superficie de la carretera varía, el resorte helicoidal de suspensión 10 se de­ forma de acuerdo con la magnitud de la fuerza de reacción W de la superficie de la carretera. De acuerdo con la deformación del resorte helicoidal de suspensión 10, los estados de contacto de la porción de espira de extremo inferior 34 con respecto al asiento inferior 24 y la porción de espira de extremo superior 32 con respecto al asiento superior 22 varían.
Sin embargo, el resorte helicoidal de suspensión 10 de la realización está configurado, en un estado en el que el resorte helicoidal de suspensión 10 está montado en la suspensión 12, de modo que el asiento inferior 24 y la por­ ción de espira de extremo inferior 34 hacen contacto sustancialmente en el único punto de contacto inferior P3 pro­ visto en la porción de espira de extremo inferior 34. Con esta configuración, la porción de espira de extremo inferior 34 contacta firmemente con el asiento inferior 24 también en el punto de contacto inferior P3, e incluso cuando el resorte helicoidal de suspensión 10 se deforma de acuerdo con la magnitud de la fuerza de reacción W de la super­ ficie de la carretera, retiene la posición en la línea inferior RLL en la dirección derecha - izquierda y separada de la posición central de la espira de extremo inferior CML en el lado exterior del automóvil.
Además, también para la porción de espira de extremo superior 32, en el estado en el que el resorte helicoidal 10 de la suspensión está montado en la suspensión 12, el asiento superior 22 y la porción de espira de extremo superior 32 hacen contacto sustancialmente en los dos puntos, los puntos de contacto superior P1 y P2, provistos en la por­ ción de espira de extremo superior 32.
De esta manera, cuando la porción de espira de extremo superior 32 y el asiento superior 22 entran en contacto firmemente en los dos puntos, los puntos de contacto superior P1 y P2, el asiento superior 22 oscila sobre la línea superior FBU de dirección delante - detrás que conecta el punto de contacto superior P1 y el punto de contacto su­ perior P2 como centro. Por lo tanto, incluso cuando el resorte helicoidal de suspensión 10 se deforma de acuerdo con la magnitud de la fuerza de reacción W de la superficie de la carretera, la línea superior FBU en la dirección delante - detrás siempre se mantiene en una posición que pasa por la posición central de la espira de extremo supe­ rior CMU.
De esta manera, incluso cuando varía la fuerza de reacción W de la superficie de la carretera, la dirección en la que se extiende el eje AR de la fuerza de reacción del resorte (la dirección indicada por una flecha de línea discontinua en la figura 5A a la figura 5C) no varía en gran medida. Por tanto, se conserva un estado en el que el eje de entrada de carga AA y el eje AR de la fuerza de reacción del resorte se ajustan uno al otro, se evita la generación de fricción en el amortiguador 14 y se suprime el retorcimiento del soporte 20 del puntal.
A continuación, se describen ejemplos alternativos del resorte helicoidal de suspensión 10 que se ha descrito más arriba.
La figura 6 y la figura 7 son vistas que ilustran los resortes helicoidales de suspensión 60 y 70, que son ejemplos alternativos del resorte helicoidal de suspensión 10, respectivamente. En la figura 6 y en la figura 7, los componen­ tes correspondientes a los del resorte helicoidal de suspensión 10 que se ilustran en la figura 1 a la figura 5C reciben los mismos números de referencia, y las explicaciones no se repiten.
Para el resorte helicoidal de suspensión 60 del ejemplo alternativo que se ilustra en la figura 6, la porción de espira de extremo superior 32 está formada para que tenga aproximadamente 0,6 espiras. El resorte helicoidal de suspen­ sión 60 está configurado de tal manera que una línea superior SFBU1 en la dirección delante - detrás, que es un segmento de línea que conecta los puntos superiores de contacto P1' y P2', está en paralelo con respecto a la línea superior FBU en la dirección delante - detrás. Además, la porción de espira de extremo superior 32 que tiene apro­ ximadamente 0,6 espiras está formada para ser sustancialmente simétrica con respecto a la línea superior RLU en la dirección derecha - izquierda. Además, la línea superior SFBU1 en la dirección delante - detrás está formada para estar separada de la posición central de la espira de extremo superior CMU por un tamaño indicado por una flecha M1 en el dibujo en el lado interior del automóvil con respecto a la posición central de la espira de extremo superior CMU.
Para el resorte helicoidal de suspensión 70 del ejemplo alternativo que se ilustra en la figura 7, la porción de espira de extremo superior 32 está formada para que tenga aproximadamente 0,4 espiras. El resorte helicoidal de suspen­ sión 70 está configurado de tal manera que una línea superior SFBU2 en la dirección delante - detrás, que es un segmento de línea que conecta los puntos de contacto superior P1'' y P2'', está en paralelo con respecto a la línea superior FBU en la dirección delante - detrás. Además, la porción de espira de extremo superior 32 que tiene apro­ ximadamente 0,4 espiras está formada para ser sustancialmente simétrica con respecto a la línea superior RLU en la dirección derecha - izquierda. Además, la línea superior SFBU2 en la dirección de delante - detrás está formada para estar separada de la posición central de la espira de extremo superior CMU por un tamaño indicado por una flecha AM2 en el dibujo en el lado exterior del automóvil con respecto a la posición central de la espira de extremo superior CMU.
Cuando el número de espiras de la porción de espira de extremo superior 32 es inferior a 0,4 espiras, y cuando el número de espiras de la porción de espira de extremo superior 32 excede de 0,6 espiras, las distancias de los pun­ tos de contacto superior P1 y P2 desde la posición central de la espira de extremo superior CMU se hace grande, la fricción en la porción deslizante del amortiguador 14 aumenta y la posibilidad de que se produzca un retorcimiento del soporte aumenta debido a que se aplica una carga innecesaria (asimétrica) (fuerza de reacción del resorte) a la porción de cojinete del soporte de puntal 20.
Por otro lado, cuando el número de espiras de la porción de espira de extremo superior 32 es mayor o igual a 0,4 y menor o igual a 0,6, la fricción en la porción deslizante del amortiguador 14 se reduce y disminuye la posibilidad de que se produzca un retorcimiento del soporte.
Como se ha descrito más arriba, de acuerdo con el resorte helicoidal de suspensión 10 de la realización, la cantidad de arqueamiento bajo el estado comprimido se puede reducir incluso cuando el resorte helicoidal de suspensión 10 se hace pequeño o ligero ajustando el diámetro externo del enrollamiento a pequeño, o reduciendo el número de espiras, por ejemplo. Además, de acuerdo con la suspensión 12 que incluye el resorte helicoidal de suspensión 10, se reduce la generación de fricción en el amortiguador 14, se suprime el retorcimiento del soporte 20 del puntal y se puede conservar cómodamente la calidad de conducción del automóvil.
La presente invención no está limitada a las realizaciones que se describen específicamente, y pueden realizarse numerosas variaciones y modificaciones sin apartarse del espíritu y alcance de la presente invención.
Por ejemplo, de acuerdo con la realización que se ha descrito más arriba, se configura que el eje AR de la fuerza de reacción del resorte esté inclinado cuando la porción de espira de extremo inferior 34 contacta firmemente con el asiento inferior 24 en el punto sustancialmente único formando la porción de espira de extremo inferior 34 en un paso inverso. Sin embargo, se puede adoptar una estructura en la que el eje AR de la fuerza de reacción del resorte esté inclinado formando la porción de espira de extremo inferior para que sea plana mientras forma una porción inclinada en el asiento inferior.
Además, de acuerdo con la realización que se ha descrito más arriba, se configura que la porción de espira de ex­ tremo superior 32 y el asiento superior 22 contactan firmemente en los dos puntos (porciones de contacto superior P1 y P2) estableciendo el número de espiras de la porción de espira de extremo superior 32 a aproximadamente 0,5 espiras. Sin embargo, se puede adoptar una estructura en la que se proporcionen protuberancias en posiciones correspondientes a las porciones de contacto superior P1 y P2 de la porción de espira de extremo superior 32 o el asiento superior 22. Con esta configuración, es posible que la porción de espira de extremo superior 32 y el asiento superior 22 hagan contacto firme y seguro en dos puntos.
La presente solicitud se basa en, y reivindica, el beneficio de prioridad de la Solicitud de prioridad japonesa Núme­ ro 2014 - 109767 presentada el 28 de mayo de 2014.
Numerales
10, 60, 70 resorte helicoidal de suspensión
11 porción activa del resorte
11a primera porción del resorte
11b segunda porción de resorte
12 suspensión
14 amortiguador
20 soporte de puntal
22 asiento superior
24 asiento inferior
30 carrocería de automóvil
32 porción de espira de extremo superior
34 porción de espira de extremo inferior
42 porción de cojinete
44 rueda del automóvil
AA eje de entrada de carga
AL eje del brazo de control inferior
AR eje de fuerza de reacción del resorte
AS eje del puntal
CA eje de la enrollamiento
CMU posición central de la espira de extremo superior
CML posición central de la espira de extremo inferior
FBU línea superior en la dirección delante - detrás
FBL línea inferior en la dirección delante - detrás FBM línea de dirección de delante - detrás
m contorno
RLU línea superior en dirección derecha - izquierda RLL línea inferior en dirección derecha - izquierda RLM línea de dirección derecha - izquierda SFBU1, SFBU2 línea superior dirección delante - detrás
W fuerza de reacción de la superficie de la carretera WU fuerza de línea del eje de carga
WC fuerza axial del brazo de control inferior
WR fuerza de reacción del resorte
P1, P2 porción superior de contacto
P3 porción de contacto inferior

Claims (3)

REIVINDICACIONES
1. Un resorte helicoidal de suspensión (10) que está montado entre un asiento superior (22) y un asiento inferior (24) en una suspensión de puntal (12) para un automóvil, que comprende:
una espira de extremo superior (32) que se asienta sobre el asiento superior (22);
una porción activa de resorte (11) que incluye uno o más enrollamientos; y
una espira de extremo inferior (34) que se asienta sobre el asiento inferior (24), mientras que contacta sus­ tancialmente con el asiento inferior (24) en un único punto de contacto inferior (P3) que está situado en el lado exterior del automóvil con respecto a un punto central ( CML) de la espira de extremo inferior (34), estando dicho resorte helicoidal de suspensión (10) caracterizado porque:
cada enrollamiento está formado de modo que una porción (11a) cuya curvatura es la mayor está situa­ da en el lado exterior del automóvil en un estado montado,
la espira de extremo superior (32) está provista para ser sustancialmente simétrica con respecto a un segmento de línea (RLU) que pasa en una posición central (CMU) de la espira de extremo superior (32) y se extiende en una dirección derecha - izquierda del automóvil y
la espira de extremo superior (32) se asienta sobre el asiento superior (22) mientras que contacta sus­ tancialmente con el asiento superior en dos puntos de contacto superiores (P1, P2) que están previstos para estar separados uno del otro en una dirección delante - detrás del automóvil.
2. El resorte helicoidal de suspensión de acuerdo con la reivindicación 1,
en el que el número de espiras de la espira de extremo superior (32) es mayor o igual a 0,4 y menor o igual a 0,6, y
en el que los dos puntos de contacto superiores (P1, P2) están formados en un segmento de línea que está en paralelo con respecto a un segmento de línea que se extiende en la dirección delante - detrás del automóvil.
3. Resorte helicoidal de suspensión de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la espira de extremo inferior (34) está formada en un paso inverso.
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