JP2009172025A - クッションスプリング及びクッションスプリングにおけるワイヤスプリングの製作方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ワイヤをジグザグに折り曲げたものを編んでクッションネットにするに、ジグザク形状をユニット化して形状変化への対応と成形の効率化を果す。
【解決手段】 車両用シートの座板フレームに取り付けられて座板部材を弾力的に支持するクッションスプリングであり、このクッションスプリングが、プレス成形によって真直なばね線材を曲角部で相当のアールを有する略コの字形に折曲したユニット形状体を適当間隔で形成したワイヤスプリングと、ワイヤスプリングに添設されてクリップで固定される連結部材とからなり、これにおけるワイヤスプリングの前方端と後方端には座板フレームに引張状態で係止される前方係止構造と後方係止構造とが設けられており、このうちの前方係止構造が座板フレームの前部に設けられるフックに係止される被係止部であり、後方係止構造が座板フレームの後部に設けられるバーに係止される鶴首体であり、加えて、被係止部と鶴首体にフックとバーに対して消音効果を有する緩衝構造が施す。
【選択図】 図３

Description

本発明は、自動車等の座席の座板フレームや背もたれ板フレームに挿入されるクッションスプリング及びこれにおけるワイヤスプリングの製作方法に関するものである。

この種のクッションスプリングとして、下記特許文献１及び２に示されるものがある。これらはばね線材をジグザグに折り曲げてワイヤスプリングとすることで面状のスプリング性を発揮させるものであるが、その折曲はベンダーによるものであった。したがって、折曲個所ごとにベンドしなければならず、手間がかかっていた。また、スプリングバックによるバラツキが発生し、同一形状のものができ難かった。
特開平０１−１７１５０７号公報 特開２００５−１５２４８２号公報

本発明は、このような課題を解決するものであり、ばね線材を供給してプレス成形機によって同一形状をしているユニット形状体を成形することで、成形の効率性を上げるとともに、弾性度・強度の設定を自由にできるようにしたものである。

以上の課題の下、本発明は、請求項１に記載した、車両用シートの座板フレームに取り付けられて座板部材を弾力的に支持するクッションスプリングであり、このクッションスプリングが、プレス成形によって真直なばね線材を曲角部で相当のアールを有する略コの字形に折曲したユニット形状体を適当間隔で形成したワイヤスプリングと、ワイヤスプリングに添接されてクリップで固定される連結部材とからなり、これにおけるワイヤスプリングの前方端と後方端には座板フレームに引張状態で係止される前方係止構造と後方係止構造とが設けられており、このうちの前方係止構造が座板フレームの前部に設けられるフックに係止される被係止部であり、後方係止構造が座板フレームの後部に設けられるバーに係止される鶴首体であり、加えて、被係止部と鶴首体にフックとバーに対して消音効果を有する緩衝構造が施されていることを特徴とするクッションスプリングを提供したものである。

これにおいて、請求項２に記載した、鶴首体の緩衝構造がバーの外周を滑ってバーを中に取り込む取付けガイド部と、バーの外周に直径を超えた辺りまで沿う外れ防止部を形成した合成樹脂部材である手段、請求項３に記載した、ワイヤスプリングと連結部材を固定するクリップがワイヤスプリングのユニット形状体の曲角部を挟む二辺に設けられる手段、請求項４に記載した、ユニット形状体の成形がスプリングバックを抑制する押圧成形であり、根元側の曲角部のアールがばね線材の線径の三倍以上である手段、請求項５に記載した、ユニット形状体の二つの側辺が頂辺側を狭める斜めに形成される手段をそれぞれ提供する。

さらに、以上のクッションスプリングの主要部材であるワイヤスプリングの製作方法として、請求項６に記載した、ばね線材にプレス成形によってユニット形状体を形成した後、ばね線材を所定量送って次のユニット成形体を形成する工程で行う手段、請求項７に記載した、プレス成形において、回転してユニット形状体の側辺に滑りを生じさせないで沿う羽根型回転金型を用いての押圧成形が行われる手段を提供する。

請求項１の手段によれば、ばね線材にスプリング性を付与するジグザグの形成、すなわち、略コの字形のユニット形状体における四箇所の折曲形成はプレス成形でまとめて一押しでできるから、ばね線材を予め設定した送り量で供給しながらプレス成形機を作動させればよく、成形加工が効率的で早い。また、ユニット形状体単位に簡素化した金型成形によることになるので、数本並べての複数本同時成形も可能になり、更に数倍の効率化を図ることができる。もちろん、その形状は略コの字形のユニット形状体を連続させたものに限られるが、その間隔等を設定することで、スプリング力の強さも任意に設定できる。また、成形加工の設定送り量を微調整することで全長寸法のバラツキが吸収でき、寸法精度の向上が図られる。さらに、座板フレームへの装着も、被係止部と鶴首体によるものであるから、簡単で容易であるし、これらには緩衝構造が施されているから、軋みによる音鳴りも発生しない。

請求項２の手段によれば、鶴首体の係止がより簡単で外れ難いし、請求項３の手段によれば、クリップによる固定がより強くなり、音鳴りの発生が少ない。請求項４の手段によれば、ばね線材の屈曲と真直の繰返しによってしごきを伴う滑り込む成形を容易にするし、請求項５の手段によれば、ユニット形状体のコの字形の成形を更に容易にし、ばね線材も短くできる。請求項６の手段によれば、ばね線材の設定送り量をプログラム制御することによってユニット形状体の送りピッチの設定と寸法の微調整が容易にできるし、請求項７の手段によれば、金型に対してばね線材の滑り、すなわち、ユニット形状体の根元角部での屈曲と真直を繰り返す滑込みがないから、加工性に優れるとともに、ばね特性を劣化させることもない。また、曲角部のアールも自由に設定できる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一例を示す座板に挿入されるクッションスプリングの平面図、図２は側面図であるが、このクッションスプリングは、ばね線材１をジグザグに折り曲げたワイヤスプリング２と、ワイヤスプリング２に縦又は／及び横に重ねられる連結部材３と、ワイヤスプリング２と連結部材３とを連結するクリップ４とからなる。これにおいて、ワイヤスプリング２のジグザグは略コの字形に折り曲げたものを適当間隔で配したものにし、その折曲はプレス成形による。

図３はワイヤスプリング２の一部平面図であるが、ワイヤスプリング２はばね線材１をプレス成形によって略コの字形に相当のアールで四箇所を折り曲げたものである。このコの字形は、基線部５ａと、二つの側辺５ｂ、５ｃと、頂辺（又は底辺）５ｄとからなるもので、根元角部５Ａと先角部５Ｂの内側は窪みを有する押圧成形部１４となっている。押圧成形部１４の窪みはある程度過大な押圧力を加えたために起こるもので、これによって内部応力が減殺されてスプリングバックが抑制されることから、以下ではこれを押圧成形と称する。なお、この窪みは図では誇張してあるが実際はほとんど目立たない程度になっている。本発明では、この四箇所の折り曲げ形状をユニット形状体５と称する。

そして、ユニット形状体５は一つのばね線材１に所定の間隔Ｃで必要な数を成形する。このとき、ユニット形状体の間隔Ｃ、すなわち、成形機に対するばね線材１を送り出す長さはプログラム制御する。そして、この成形は一本ずつに限らず、数巻のコイル線材を同時に送り出すことで、数本並べて同時成形することも可能である。クッションスプリングの全体形状は、多くの場合、図１のような複数本のワイヤスプリング２を並設したもので構成するが、ばね線材１を長くした一筆書きタイプでもよい。クッションスプリングを数本のワイヤスプリング２で構成した場合のユニット形状体５の配置は、図７及び図１１のように同一の位相及びピッチでもよいが、図１のように中二本と外二本を異なる位相にするとともに、それぞれの中でも前後のものでピッチを変えることも可能である。こうすることで、体位によりフィットさせ、クッション性を向上させることができる。

以上のワイヤスプリング２は連結部材３で連結してネット体にする。ワイヤスプリング２のみ（一本タイプのものでも）では横方向に変移し易いから、相互に連結して補強するためである。この点で、連結部材３は荷重が大きく掛かる部位を中心に配置することが多い。連結部材３の素材は弾力性があるものであれば何でもよいが、ばね線材１とした場合には、ワイヤスプリング２に整合させて折り曲げるのであり、その曲げ個所や形状はクッション性能に対応させて適宜選択される。なお、連結部材３は線材に限らず、鋼板製の一枚物であってもよい。図１０の平面図がそうであるが、この場合は、以下のクリップ４を一体的に組み込むことができ、組立作業の生産性に優れるものとなる。ワイヤスプリング２と連結部材３とはクリップ４で強固に連結し、両者に捩じれが働いても軋みによる音鳴り等が発生しないようにしている。

図４はクッションスプリングを座板フレーム６に係止した状態の斜視図であるが、ワイヤスプリング２の前後端は前方係止構造と後方係止構造によって座板フレーム６にある程度の引っ張り状態で係止される。本例の場合、座板フレーム６の後端にはバー６ａが設けられており、前端にはフック６ｂが設けられているから、ワイヤスプリング２の後端にはバー６ａに係止できる鶴首体２ａを形成し、前端にはフック６ｂに係止できる被係止部２ｂを形成してそれぞれ引っ張り状態で引っ掛けて後方係止構造と前方係止構造を構成している。この場合、鶴首体２ａや被係止部２ｂには音鳴りを防ぐための緩衝構造７が施されており、本例の緩衝構造７は樹脂コーティングを施したものとしている。

なお、鶴首体２ａにおいては、緩衝構造７を兼ねて外れ防止を果す部材が用いられることがある。図５はその説明図であり、（ａ）〜（ｄ）の順序で動作するものであるが（（ｂ）以降については符号を省略する。以下、同じ。）、鶴首体２ａに嵌合される合成樹脂の部材であり、先端の取付けガイド部７ａと後端の外れ防止部７ｂとからなっている。取付けガイド部７ａは、バー６ａの外周を滑ってバー６ａを中に取り込むようにバー６ａの後側に嵌合するものであり、外れ防止部７ｂは、バー６ａの直径を超える程度の幅を有して首の部分で揺動できるもので、取付けガイド部７ａが嵌合したときにバー６ａの外周にその幅で沿って外れを防止するものである。図６に示すものも同様である（（ａ）〜（ｃ）の順序で動作する）。なお、図２、図４及び以下の図８に示すものは、鶴首体２ａをバー６ａに叩き込むことで外れ防止とする構造である。

図７はクッションスプリングの他の例の平面図、図８は側面図であるが、本例のワイヤスプリング２はユニット形状体５の二つの側辺５ｂ、５ｃが頂辺（底辺）５ｄの幅が狭まるように斜めに形成されているものである。これによると、プレス加工のとき、根元角部５Ａにおけるばね線材１の滑込みが容易になり、加工が容易で根元角部５Ａのアールを小さくすることができる上にばね線材１の長さも短くて済む利点がある。また、連結部材３との連結を果すクリップ４は、曲角部を挟む隣り合う二辺で行われており、捩じりに対する強度が強く、音鳴りを一層抑制する。

ところで、ワイヤスプリング２はプレス加工で成形することは述べたが、このような複数の凹凸形状を雄型と雌型とで成形することは通常では無理である。しかし、本件発明では、ユニット形状体５の考えを取り入れることで、これを雄型と雌型とによるプレス加工でできるようにしたことは上記したとおりである。図７、図１０に示す形状の場合で、通常のプレス金型によるユニット形状体５の成形は、その側辺５ｂ、５ｃの引込みが大きく（側辺５ｂ、５ｃの長さが長いほど大きい）、根元角部５Ａの個所で屈曲させた後に側辺５ｂ、５ｃで真直にするというしごきを連続させる。このため、根元角部５Ａのアールはばね線材１の線径の三倍以上が望ましい。なお、この場合、スプリングバックを減殺してバラツキを少なくするために、上記したわずかな押圧成形部１４が生ずる程度に曲角部を相応に押圧する。

いずれにしても、５ｂ、５ｃの引込み（しごき）は小さいほど好ましいから、以下の羽根形回転金型９を使用するのが好ましい。図９はこの羽根型回転金型８を使用する説明図であるが、これによる場合は、ユニット形状体５の側辺５ｂ、５ｃと頂辺５ｄの中に入り込む押型９が設けられる副型１０と、頂辺５ｄの表面を受け止める受型１１がダンパー１２を介して設けられる主型１３とからなる。そして、受型１１の両側、すなわち、二つの側片５ｂ、５ｃに沿う部分に羽根型回転金型８を設ける。この羽根型回転金型８は、側辺５ｂ、５ｃと頂辺５ｄのコーナー部（先角部５Ｂ）付近を中心に回動できるもので、この回動は、主型１３に形成された長孔１３ａと羽根型回転金型８に突設されて長孔１３ａに挿入されるピン８ａとによって主型１３を前後に移動させることで行う。

成形について説明すると、まず、ばね線材１を所定の位置まで送る（ａ）。次いで、主型１３を前進させて（このとき、押型９はその位置に止まっており、それに伴って受型１１が後退する）側辺５ｂ、５ｃと頂辺５ｄを形作る。このとき、羽根型回転金型８は側辺５ｂ、５ｃに沿った形で回転する（ｂ）。さらに、主型１３を前進させると、ユニット形状体５のコの字形が形成され、このとき、羽根型回転金型８は側辺５ｂ、５ｃの外面に沿った形になる（ｃ）。この場合、押型９、受形１１ともに過剰になる位に押し、成形後に曲角部にスプリングバックを生じさせる内部応力を減殺する、所謂、押圧成形部１４を形成する押圧成形によるのが特徴である。

以上でユニット形状体５は成形されたので、主型１３を後退させ、次の成形に備える（ｄ）。この羽根型回転金型８による場合は、根元角部５Ａの部分で屈曲と真直とを生じさせないので、ばね特性を劣化させないことと、根元角部５Ａのアールを小さくできるといった利点がある。

クッションスプリングの斜視図である。 クッションスプリングの側面図である。 ワイヤスプリングの一部平面図である。 クッションスプリングを座板フレームに固定した状態の斜視図である。 鶴首体の緩衝構造を示す説明図である。 鶴首体の他の緩衝構造を示す説明図である。 クッションスプリングの他の例の平面図である。 クッションスプリングの他の例の側面図である。 羽根型回転金型を用いてユニット形状体を成形する場合の説明図である。 クッションスプリングの平面図である。

符号の説明

１ ばね線材
２ ワイヤスプリング
３ 連結部材
４ クリップ
５ ユニット形状体
５ａ 〃 の基線部
５ｂ 〃 の側辺
５ｃ 〃 の側辺
５ｄ 〃 の頂辺（底辺）
５Ａ 〃 の根元角部
５Ｂ 〃 の先角部
６ 座板フレーム
６ａ 〃 のバー
６ｂ 〃 のフック
７ 緩衝構造
８ 羽根型回転金型
８ａ ピン
９ 押型
１０ 副型
１１ 受型
１２ ダンパー
１３ 主型
１３ａ長孔
１４ 押圧成形部

Claims (7)

1. 車両用シートの座板フレームに取り付けられて座板部材を弾力的に支持するクッションスプリングであり、このクッションスプリングが、プレス成形によって真直なばね線材を曲角部で相当のアールを有する略コの字形に折曲したユニット形状体を適当間隔で形成したワイヤスプリングと、ワイヤスプリングに添接されてクリップで固定される連結部材とからなり、これにおけるワイヤスプリングの前方端と後方端には座板フレームに引張状態で係止される前方係止構造と後方係止構造とが設けられており、このうちの前方係止構造が座板フレームの前部に設けられるフックに係止される被係止部であり、後方係止構造が座板フレームの後部に設けられるバーに係止される鶴首体であり、加えて、被係止部と鶴首体にフックとバーに対して消音効果を有する緩衝構造が施されていることを特徴とするクッションスプリング。
2. 鶴首体の緩衝構造がバーの外周を滑ってバーを中に取り込む取付けガイド部と、バーの外周に直径を超えた辺りまで沿う外れ防止部を形成した合成樹脂部材である請求項１のクッションスプリング。
3. ワイヤスプリングと連結部材を固定するクリップがワイヤスプリングのユニット形状体の曲角部を挟む二辺に設けられる請求項１又は２のクッションスプリング。
4. ユニット形状体の成形がスプリングバックを抑制する押圧成形であり、根元側の曲角部のアールがばね線材の線径の三倍以上である請求項１〜３いずれかのクッションスプリング。
5. ユニット形状体の二つの側辺が頂辺側を狭める斜めに形成される請求項１〜４いずれかのクッションスプリング。
6. 請求項１〜５いずれかのクッションスプリングにおけるワイヤスプリングの製作方法であり、ばね線材にプレス成形によってユニット形状体を形成した後、ばね線材を所定量送って次のユニット成形体を形成する工程で行うことを特徴とするクッションスプリングにおけるワイヤスプリングの製作方法。
7. プレス成形において、回転してユニット形状体の側辺に滑りを生じさせないで沿う羽根型回転金型を用いての押圧成形が行われる請求項７のクッションスプリングにおけるワイヤスプリングの製作方法。