JP2001030125A - コイルスプリング圧縮装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コイルスプリングを圧縮する際にコイルスプ
リングが傾くことを防止できるコイルスプリング圧縮装
置を提供する。 【解決手段】 この装置１０は、コイルスプリングを設
けたショックアブソーバを昇降自在に支持する昇降体１
１と、コイルスプリングの径方向に移動自在な爪部５３
を上下方向に複数有しかつ互いに同期して上下逆方向に
揺動可能な一対のクランプ部材５０，５１と、クランプ
部材５０，５１の揺動を固定可能なロック機構１４を有
している。ロック機構１４は、クランプ部材５０，５１
に対して昇降体１１とコイルスプリングが上昇する際、
各クランプ部材５０，５１の爪部５３がそれぞれコイル
スプリングの素線の下面に接するまではクランプ部材５
０，５１の揺動を許容し、各クランプ部材５０，５１の
爪部５３がそれぞれコイルスプリングの素線の下面に接
した状態においてクランプ部材５０，５１をロックす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば車両の懸
架機構部に使われるストラット等のワークの組立設備な
どに利用されるコイルスプリング圧縮装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図９に示すように、自動車等の懸架機構
部に使用されるストラット１はショックアブソーバ２
（一部のみ図示する）と、ショックアブソーバ２の上方
に突出するロッド３と、ロッド３の上端部に設けるアッ
パシート４およびマウントインシュレータ５と、懸架ば
ねとして機能するコイルスプリング６などを備えてい
る。コイルスプリング６は、ショックアブソーバ２に設
けたロアシート（図示せず）とアッパシート４との間
に、圧縮された状態で設けられている。

【０００３】ストラット１を組立てる場合、コイルスプ
リング６を所定ストロークまで圧縮し、ロッド３の上端
部をコイルスプリング６の上端面６ｂの上方に露出させ
た状態で、アッパシート４やマウントインシュレータ５
を組付けるようにしている。従来、コイルスプリング６
を圧縮するための装置として、コイルスプリング６の上
部を保持するクランプ部材と、コイルスプリング６の下
面をショックアブソーバ２と一体に押上げるシリンダ機
構などが採用されていた。

【０００４】コイルスプリング６は車種に応じてコイル
径や線間ピッチ等が異なっている。このため種々のコイ
ルスプリング６に対応できるようにするために、実開平
４−１２５５２９号公報に記載されているようなクラン
プ機構が提案されている。このものは図１０に示すよう
に、一対のクランプ部材７，８をコイルスプリング６の
両側に配置し、これらクランプ部材７，８によってコイ
ルスプリング６を左右両側から挟むようにしている。ク
ランプ部材７，８は上下方向に並ぶ複数のクランプ爪９
を有している。各クランプ爪９はそれぞれコイルスプリ
ング６の径方向に移動自在であり、ばねによってコイル
スプリング６に向って付勢されている。クランプ部材
７，８によってコイルスプリング６を挟むと、コイルス
プリング６の素線６ａに対向しているクランプ爪９が素
線６ａに当接することによって引っ込み、それ以外のク
ランプ爪９が素線６ａ間に突出した状態となるため、こ
の突出したクランプ爪９によってコイルスプリング６が
支持される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし上記クランプ部
材７，８は、コイルスプリング６を挟んだときに、クラ
ンプ爪９と素線６ａの位置によっては、左右のクランプ
部材７，８と素線６ａとの間の隙間Ｇ１，Ｇ２が左右に
ばらつきを生じることがある。この従来例はクランプ部
材７，８の高さが固定であるため、隙間Ｇ１，Ｇ２がば
らついたままコイルスプリング６を圧縮すると、隙間Ｇ
１，Ｇ２の差に応じて、コイルスプリング６の上端側
が、例えば矢印Ｂで示す方向に傾いてしまう。

【０００６】上記隙間Ｇ１，Ｇ２のばらつきをなくすた
めに、左右のクランプ部材７，８を互いに同期して上下
逆方向に揺動できるように、クランプ部材７，８をシー
ソーのように連動させることも考えられた。すなわち、
図１０の状態からコイルスプリング６が押上げられたと
き、左右のクランプ部材７，８の各々のクランプ爪９が
コイルスプリング６の素線６ａの下面と接する位置まで
クランプ部材７，８が互いに同期して傾くことにより、
上記隙間Ｇ１，Ｇ２が解消されるのである。

【０００７】このようなシーソー式のクランプ部材７，
８を採用した場合、コイルスプリング６を圧縮する前は
コイルスプリング６を真っ直ぐに保持できるが、コイル
スプリング６が圧縮されることによって素線６ａのピッ
チが小さくなると、そのピッチ変化に伴ってクランプ部
材７，８が傾いてゆき、コイルスプリング６の圧縮量が
大きくなったときに、コイルスプリング６の上端面６ｂ
（座巻部）がかなり傾くことがあった。

【０００８】従ってこの発明の目的は、コイルスプリン
グを圧縮する際にコイルスプリングが傾くことを防止で
きるコイルスプリング圧縮装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を果たすため
の本発明のコイルスプリング圧縮装置の構成は請求項１
に記載した通りであり、一対のクランプ部材によってコ
イルスプリングを両側から挟むと、コイルスプリングの
素線と対向する位置にある爪部が素線に当接することに
よって引っ込み、それ以外の爪部は素線の間に進入す
る。ロック機構をロック解除状態にすることによって、
各クランプ部材を互いに揺動自在とし、この状態で昇降
体とコイルスプリングを上昇させる。こうすると、双方
のクランプ部材の爪部がそれぞれコイルスプリングの素
線の下面に接する。そののちロック機構によってクラン
プ部材をロックする。この状態で昇降体をさらに上昇さ
せると、上記爪部の下側のコイルスプリングの素線が圧
縮される。このとき一対のクランプ部材は互いにロック
されているから、コイルスプリングが圧縮されても、ク
ランプ部材の位置に変化はなく、したがってコイルスプ
リングが傾くことはない。

【００１０】請求項２に記載された発明では、一対のク
ランプ部材の爪部がそれぞれコイルスプリングの素線の
下面に接するまでは昇降体が第１の荷重によって上昇
し、コイルスプリングが実質的に圧縮される前に昇降体
の上昇が止まる。そののちロック機構によってクランプ
部材がロックされ、さらに第２の荷重によって昇降体が
上昇することによってコイルスプリングが圧縮されるこ
とになる。

【００１１】請求項３に記載されたロック機構は、上記
一対のクランプ部材をロックする際に、一対のくさび部
材を揺動アームに向って降下させ、各くさび部材の傾斜
面をそれぞれ上記揺動アームの支持部に当接させる。こ
うすることにより、揺動アームの一対の支持部間に各く
さび部材が挟まれた格好となり、揺動アームを介して一
対のクランプ部材がロックされる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下にこの発明の一実施形態につ
いて、図１〜図８を参照して説明する。図１に示された
コイルスプリング圧縮装置１０は、ワークの一例として
の車両懸架用ストラット１（図９等に例示する）のコイ
ルスプリング６を圧縮するためのものであり、ショック
アブソーバ２を保持する手段として機能する昇降体１１
と、この昇降体１１をショックアブソーバ２の伸縮方向
（軸線方向）に移動させる昇降機構部１２と、コイルば
ね６の上部を保持するクランプ機構１３と、クランプ機
構１３をロックする機能を担うロック機構１４などを備
えている。

【００１３】昇降体１１は、ストラット１をほぼ垂直に
立てた姿勢で拘束することの可能なチャック２０と、チ
ャック２０を開閉させるシリンダ機構等のアクチュエー
タ２１を有し、ストラット１の軸線方向中間部を把持す
るようになっている。チャック２０とアクチュエータ２
１は昇降ベース２２に搭載されている。昇降ベース２２
は、上下方向に伸びるガイドレール２３に沿って、所定
のストローク（少なくともコイルスプリング６を圧縮で
きる距離）で上下方向に往復移動できるようになってい
る。ガイドレール２３は、工場フロア等に構築された基
体２５に設けられている。

【００１４】昇降体１１を昇降させるための昇降機構部
１２は、基体２５の下部に設けた昇降用アクチュエータ
３０（図１に示す）を備えている。昇降用アクチュエー
タ３０の一例は、上下方向に作動する２種類の流体圧シ
リンダ３１，３２を背中合わせに接続したデュアルタイ
プのシリンダである。このアクチュエータ３０の下方に
突出する第１のロッド３３は基体２５の下部２５ａに接
続されている。昇降用アクチュエータ３０の上方に突出
する第２のロッド３４は昇降ベース２２に接続されてい
る。

【００１５】昇降用アクチュエータ３０の第１のシリン
ダ３１は、作動流体が導入されたときに第１の荷重を発
生する。ここで言う第１の荷重は、昇降体１１とコイル
スプリング６を押上げることができるがコイルスプリン
グ６を実質的に圧縮しない程度の比較的弱い荷重であ
る。また、第２のシリンダ３２は、第１のシリンダ３１
よりも大きな第２の荷重を発生する。ここで言う第２の
荷重は、コイルスプリング６を所望のストロークまで圧
縮することのできる大きな荷重である。なお、第１のシ
リンダ３１は、第２のシリンダ３２が第２の荷重を発生
し始めるのに合わせて第１の荷重よりも大きな荷重を発
生し始め、第２のシリンダ３２がコイルスプリング６を
圧縮することによって生じる反力により、第２のシリン
ダ３２が移動しないように支持するようになっている。

【００１６】クランプ機構１３は、図２および図３に示
すように構成されている。このクランプ機構１３は、左
右一対の可動アーム４０，４１を備えている。可動アー
ム４０，４１は、それぞれの基部に設けた軸４２を中心
に、互いに独立して上下方向に回動することができる。
軸４２は、水平方向に延びるアームベース４３，４４に
設けられている。

【００１７】可動アーム４０，４１の先端側にそれぞれ
クランプ部材５０，５１が取付けられている。クランプ
部材５０，５１は，昇降体１１に保持されたストラット
１のコイルばね６の両側に位置するように設けられてい
る。各クランプ部材５０，５１は互いに左右対象形状を
なし、いずれも、ハウジング５２と、ハウジング５２に
収容されかつ上下方向に複数設けられた爪部５３と、ば
ね５４などを有している。

【００１８】爪部５３の先端５３ａはハウジング５２に
形成された孔５５に挿入され、ハウジング５２の内面５
２ａからコイルスプリング６に向って突出している。こ
れらの爪部５３は、垂直方向の軸５６（図２に示す）を
中心に、互いに独立して矢印Ｒ方向に回動自在であり、
ばね５４によって爪部５３の先端５３ａが孔５５から突
出する方向に付勢されている。

【００１９】アームベース４３，４４は、図２に示す後
部ベース６０に設けた上下方向に延びる軸６１を中心に
回動自在である。アームベース４３，４４の後端側に、
シリンダ機構等を用いたクランプ用アクチュエータ６２
が設けられている。このアクチュエータ６２のロッド６
３が伸び側に作動したとき、アームベース４３，４４の
先端側、すなわちクランプ部材５０，５１が互いに近付
く方向（閉じる方向）に移動する。また、アクチュエー
タ６２のロッド６３が縮み側に作動したとき、クランプ
部材５０，５１が互いに離れる方向（開く方向）に移動
するようになっている。

【００２０】この実施形態のアームベース４３，４４
は、双方に設けたギヤ６４を噛合わせることにより、互
いに同期して回動する。さらにこの実施形態の後部ベー
ス６０は、前後移動用アクチュエータ６５によって、基
体２５に対し前後方向（図２において矢印ＦＲで示す方
向）に移動させることができるようになっている。すな
わちコイルスプリング６の外径に応じてクランプ部材５
０，５１の前後方向の位置を調整することにより、コイ
ルスプリング６の最適位置に爪部５３の先端５３ａが対
向できるようにしている。

【００２１】左右一対のクランプ部材５０，５１は、可
動アーム４０，４１をつなぐシーソー式の揺動アーム７
０を介して、互いに同期して上下逆方向に揺動できるよ
うに構成されている。図４に示すように、可動アーム４
０，４１の上面に、揺動アーム７０の下面側に設けた左
右一対の当接部７１，７２が対向している。揺動アーム
７０は基体２５の前後方向に延びる支軸７３を中心に上
下方向に揺動自在であり、例えば一方の可動アーム４０
が上方に移動したとき、他方の可動アーム４１が下方に
移動するようにしている。一方の可動アーム４０が上昇
すれば一方のクランプ部材５０が上昇し、他方の可動ア
ーム４１が降下すれば他方のクランプ部材５１が降下す
るといった具合である。

【００２２】揺動アーム７０の上部に、互いに向かい合
う支持部７５，７６が設けられている。これら支持部７
５，７６は、以下に説明するロック機構１４の一部を構
成している。ロック機構１４は、左右一対のくさび部材
８０，８１と、くさび部材８０，８１の間に位置するス
ペーサ８２と、くさび部材８０，８１を引上げる力を発
生させる引上げ用アクチュエータ８３，８４と、くさび
部材８０，８１を降下させる方向に付勢する部材の一例
としての引張りばね８５，８６などを含んでいる。引上
げ用アクチュエータ８３，８４と引張りばね８５，８６
は、くさび移動手段を構成する。

【００２３】くさび部材８０，８１は、スペーサ８２の
両側面に対し上下方向にスライド可能に接する直線部９
０，９１と、下方に向うにしたがって互いの距離が狭ま
る傾斜面９２，９３とを有し、スペーサ８２の両側面に
沿って上下方向に自由に摺動できるようになっている。
スペーサ８２は基体２５側に固定されている。スペーサ
８２と揺動アーム７０の支軸７３との位置関係は不変で
あるから、揺動アーム７０に対してくさび部材８０，８
１が相対的に上下方向に移動することになる。スペーサ
８２の両側面は、くさび部材８０，８１の上下方向の移
動を案内するガイドとしての機能も果たしている。

【００２４】くさび部材８０，８１を引上げるためのア
クチュエータ８３，８４は、例えばエアシリンダのよう
に流体の圧力を供給したときにくさび部材８０，８１を
上昇位置まで引上げる力を発生させ、流体の圧力を抜い
たときに、くさび部材８０，８１の自重と、引張りばね
８５，８６の弾力により、くさび部材８０，８１が揺動
アーム７０の支軸７３に向って各々独立して落下するこ
とを許容するようにしている。

【００２５】次に、上記構成のコイルスプリング圧縮装
置１０の作用について説明する。ストラット１のショッ
クアブソーバ２を昇降体１１に立てた姿勢で乗せ、チャ
ック２０をアクチュエータ２１によって閉じることによ
り、ショックアブソーバ２を拘束する。このとき、クラ
ンプ用のアクチュエータ６２のロッド６３を縮み側に作
動させておくことにより、クランプ部材５０，５１を互
いに広げた状態にしておく。ロック機構１４のくさび部
材８０，８１は、それぞれ引上げ用アクチュエータ８
３，８４によって所定の上昇位置に退避させておく。

【００２６】クランプ部材５０，５１をアクチュエータ
６２によって閉じる方向に動かし、図６に示すようにコ
イルスプリング６を両側から挟む。このとき、各クラン
プ部材５０，５１の爪部５３のうち、コイルスプリング
６の素線６ａと対向する爪部５３は素線６ａに当接する
ことによってハウジング５２の内部側に引っ込み、それ
以外の爪部５３は素線６ａの間に突出する。このとき爪
部５３と素線６ａの位置によっては、一方のクランプ部
材５０の爪部５３と素線６ａとの間の隙間Ｇ１と、他方
のクランプ部材５１の爪部５３と素線６ａとの間の隙間
Ｇ２に差が生じる。

【００２７】次いで、第１の上昇工程において、昇降用
アクチュエータ３０の第１のシリンダ３１が作動するこ
とにより、昇降体１１が第１の荷重で押上げられる。こ
のときロック機構１４のアクチュエータ８３，８４は、
くさび部材８０，８１を引き上げており、揺動アーム７
０がロックされていないため、クランプ部材５０，５１
は自由に揺動できる状態にある。

【００２８】このためコイルスプリング６が第１の荷重
で押上げられると、前記隙間Ｇ１，Ｇ２（図６に示す）
が解消する方向、つまり各クランプ部材５０，５１の爪
部５３がそれぞれコイルスプリング６の素線６ａの下面
に接するまで、揺動アーム７０があたかもシーソーのよ
うに揺動する。すなわち、各クランプ部材５０，５１の
爪部５３がそれぞれ素線６ａの下面に接するまでクラン
プ部材５０，５１の揺動が許容される。

【００２９】このため、図７に示すように、例えば一方
のクランプ部材５０が矢印Ｍ１で示す方向に移動するこ
とによって、爪部５３の下面と素線６ａとが例えば接点
Ｃ１において接触し、他方のクランプ部材５１が矢印Ｍ
２で示す方向に移動することによって、爪部５３の下面
と素線６ａが例えば接点Ｃ２において接触する。このた
め、この例ではクランプ部材５０，５１に高低差Ｈ１が
生じる。第１のシリンダ３１が発生する第１の荷重は小
さいため、コイルスプリング６が実質的に圧縮される前
に昇降体１１の上昇が止まる。

【００３０】そののち、くさび移動手段としてのアクチ
ュエータ８３，８４の圧力が開放されることにより、く
さび部材８０，８１の自重と、引張りばね８５，８６の
弾力によって、くさび部材８０，８１が降下する。すな
わち、各くさび部材８０，８１の傾斜面９２，９３が揺
動アーム７０の支持部７５，７６の間に進入するととも
に、くさび部材８０，８１が互いに独立して揺動アーム
７０の傾きに応じた高さまで落下して、傾斜面９２，９
３が支持部７５，７６に当接する。

【００３１】例えば図４に示すように、揺動アーム７０
がほぼ水平な中立位置にあるときには、くさび部材８
０，８１が互いにほぼ同じ高さまで落ちる。図５に示す
ように揺動アーム７０が傾いていれば、一方のくさび部
材８０の落下量は小さく、他方のくさび部材８１の落下
量は大きくなる。

【００３２】こうして揺動アーム７０の支持部７５，７
６間にくさび部材８０，８１とスペーサ８２が介在する
ことになる。金属製のくさび部材８０，８１とスペーサ
８２は、厚み方向に加わる圧縮荷重に対して十分な剛性
を有しているから、揺動アーム７０は、揺動できない状
態、すなわちロックされた状態となる。

【００３３】引き続き、第２の上昇工程において、昇降
用アクチュエータ３０の第２のシリンダ３２が作動する
ことにより、昇降体１１とストラット１がさらに上昇さ
せられ、コイルスプリング６の爪部５３から下側の部分
が圧縮される。このときすでにクランプ部材５０，５１
がロックされた状態にあるから、コイルスプリング６が
圧縮されて素線６ａ間のピッチが変化しても、クランプ
部材５０，５１の高さが変化することがない（例えば前
述の高低差Ｈ１が維持される）。

【００３４】なお、第１のシリンダ３１は、第２のシリ
ンダ３２が作動するのに合わせて第１の荷重よりも大き
な荷重を発生し始める。このため、第２のシリンダ３２
がコイルスプリング６を圧縮することによって生じる反
力により、第２のシリンダ３２が移動しないように支持
される。

【００３５】コイルスプリング６が圧縮されることによ
り、図８に示すようにコイルスプリング６の上端面６ｂ
の上方にロッド３の上端部が突出する。図９に示すよう
にロッド３の上端部にアッパシート４やマウントインシ
ュレータ５などを組付け、ナット３ａを締結したのち、
クランプ部材５０，５１をアクチュエータ６２によって
ひらき、昇降用アクチュエータ３０によって昇降体１１
を降下させることにより、ストラット１個分の組付作業
が終了する。

【００３６】なおこの発明を実施するに当たって、昇降
体やクランプ部材、爪部、ロック機構、アクチュエータ
などをはじめとして、発明を構成する各要素を種々に変
形して実施できることは言うまでもない。

【００３７】

【発明の効果】請求項１に記載された発明によれば、各
クランプ部材に設けた爪部がコイルスプリングの素線の
ピッチに応じた位置でコイルスプリングを径方向両側か
ら支持することができ、かつ、コイルスプリングを圧縮
する際にコイルスプリングが傾くことが回避される。

【００３８】請求項２に記載した発明によれば、第１の
荷重によって各クランプ部材の爪部をそれぞれコイルス
プリングの素線に接触させることができ、ロック機構を
作動させたのちに第２の荷重によってコイルスプリング
を所望のストロークまで圧縮することができる。請求項
３に記載した発明によれば、くさび部材と揺動アームに
よって一対のクランプ部材をロックすることができ、構
成が簡単でかつ確実にロックすることができ、くさび部
材を引上げるアクチュエータ等の出力も小さくすむ。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態を示すコイルスプリング
圧縮装置の正面図。

【図２】 図１中のＦ２−Ｆ２線に沿うコイルスプリン
グ圧縮装置の一部の断面図。

【図３】 図１中のＦ３方向から見たコイルスプリング
圧縮装置の一部の側面図。

【図４】 図１に示されたコイルスプリング圧縮装置の
ロック機構部の正面図。

【図５】 図１に示されたコイルスプリング圧縮装置の
ロック機構の作動態様を示す正面図。

【図６】 図１に示されたコイルスプリング圧縮装置の
クランプ部材がコイルばねを挟んだ状態を示す正面図。

【図７】 図６に示されたコイルスプリングが上昇した
状態の正面図。

【図８】 図６に示されたコイルスプリングが圧縮され
た状態の正面図。

【図９】 ストラットの一部を示す正面図。

【図１０】 従来のクランプ部材がコイルスプリングを
挟んだ状態を示す正面図。

【符号の説明】

１…ストラット ２…ショックアブソーバ ６…コイルスプリング １０…コイルスプリング圧縮装置 １１…昇降体 １４…ロック機構 ３０…昇降用アクチュエータ ５０，５１…クランプ部材 ５３…爪部 ８０，８１…くさび部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 羽崎 裕一 東京都大田区下丸子四丁目21番１号 三菱 自動車エンジニアリング株式会社内 Ｆターム(参考） 3C030 CA17 CC07 3J059 AD02 BA01 EA11 GA02

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】コイルスプリングが装着されるショックア
   ブソーバを該ショックアブソーバの伸縮方向に昇降自在
   に支持する昇降体と、 上記コイルスプリングに対向かつ互いに同期して上下逆
   方向に揺動可能でかつそれぞれに上記コイルスプリング
   の径方向に移動自在な爪部が上下方向に複数設けられて
   いる一対のクランプ部材と、 上記クランプ部材が上記コイルスプリングを挟んだ状態
   で上記昇降体が上昇する際に上記一方のクランプ部材の
   爪部と他方のクランプ部材の爪部がそれぞれ上記コイル
   スプリングの素線の下面に接するまでは上記一対のクラ
   ンプ部材の揺動を許容しかつ上記双方のクランプ部材の
   爪部がそれぞれ上記コイルスプリングの素線の下面に接
   した状態において上記クランプ部材の揺動を固定するロ
   ック機構と、 を具備したことを特徴とするコイルスプリング圧縮装
   置。
2. 【請求項２】上記昇降体は、上記ロック機構が上記一対
   のクランプ部材の揺動を固定するまでは第１の荷重で上
   昇し、 上記ロック機構が上記一対のクランプ部材の揺動を固定
   したのちは上記第１の荷重よりも大きい第２の荷重によ
   って上昇することを特徴とする請求項１記載のコイルス
   プリング圧縮装置。
3. 【請求項３】上記ロック機構は、 上記一対のクランプ部材の揺動に連動して上下方向に揺
   動可能でかつ互いに向い合う一対の支持部を有する揺動
   アームと、 上記揺動アームに対して互いに独立して上下方向に移動
   自在でかつ下方に向かうにしたがって互いの距離が近付
   くように傾斜した傾斜面を有する一対のくさび部材と、 上記クランプ部材を揺動自在にするときには上記くさび
   部材を上記揺動アームの支持部から離す方向に退避しか
   つ上記クランプ部材を固定するときに上記くさび部材を
   上記揺動アームに向って降下させることにより各くさび
   部材の上記傾斜面をそれぞれ上記支持部に当接させるく
   さび移動手段と、 を具備したことを特徴とする請求項１記載のコイルスプ
   リング圧縮装置。