JP2016175168A - コイルスプリングの圧縮保持治具 - Google Patents

Abstract

【課題】コイルスプリング３１を相対するスプリング取付面間に組み付けるためのコイルスプリング圧縮保持治具１を提供する。
【解決手段】中間に可撓部１９を有し、一端側にアッパーシート３４を保持するシート保持部１２が設けられ、他端側にロアシート３５が移動自在に嵌められるシート嵌合部１５が設けられたシャフト状の治具本体２と、シート嵌合部１５に螺合され、コイルスプリング３１を上記両シート３４，３５間で圧縮状態に保持すべく、ロアシート３５がアッパーシート３４から離反する方向に移動することを規制する螺合部材３とを備えている。
【選択図】図３

Description

本発明はコイルスプリングの圧縮保持治具に関する。

例えば、車両のサスペンションにおいては、車輪を支持するためのサスペンションアームとボディフレームの間にコイルスプリングが圧縮状態で組み付けられている。その組付けのためのコイルスプリング圧縮保持治具が従来より提案されている。

特許文献１に記載されている圧縮保持治具は、筒状のホルダと、該ホルダに差し込まれたロッドと、該ロッドをホルダに保持するくさびとカムを利用したるロック手段とを備えたものであり、ホルダ及びロッド各々にコイルスプリングの数ピッチ離れたコイルに係止するフックが設けられている。その使用方法は、コイルスプリングを圧縮した状態で、ホルダ及びロッド各々のフックをコイルスプリングの数ピッチ離れたコイルに係止し、ロッドをホルダにロックすることにより、コイルスプリングを圧縮状態に保持するというものである。ロッドのロックを解除すると、コイルスプリングが伸長して車両に組み付けられる。

特許文献２には別のタイプのコイルスプリングの圧縮保持治具が記載されている。それは、コイルスプリングを圧縮且つ湾曲させた状態でサスペンションのロアアームに保持し、その状態でボディに組み付けるというものであり、コイルスプリングの中間部にセットされる取付具と、ロアアームの背面にセットされる取付具と、両取付具に架設されるシャフトとを備える。このシャフトの両端に各取付具の固定歯に噛み合う噛合歯を有する支持具が設けられている。

その使用方法を説明すると、圧縮状態にされたコイルスプリングにロアアームがセットされ、さらに、上記両取付具がコイルスプリングとロアアームにセットされる。シャフトがコイルスプリングに通され、そのシャフト両端の支持具が上記両取付具に上下両側から噛み合わされる。シャフトにナットが螺合されてロアアーム側の支持具がシャフトから抜けないように保持される。その状態でコイルスプリングに対する外部からの加圧力が解除される。これにより、コイルスプリングは圧縮状態でロアアームに保持される。

この圧縮保持治具によれば、上記両取付具に対する両支持具の噛合位置を変えることによって、シャフトをコイルスプリングの軸心から偏倚させることができ、この偏倚量によってコイルスプリングの湾曲率が調節される。

特開２０１０−１９４６４８号公報 特開２００７−１９０９５３号公報

特許文献１に記載された圧縮保持治具の場合、フックをコイルスプリングに直接係止する方式であるから、コイルスプリングの湾曲率、自由長、外径、線径によっては、治具の使い分け、或いは段替えが必要になり、生産性の向上が難しい。また、くさびとカムを利用したロック手段の場合、コイルスプリングを徐々に伸ばしていくことが難しく、そのため、コイルスプリングの組付け作業が難しくなる。また、車両等の相対するスプリング取付面が平行でないケースでは、コイルスプリングが伸びてその両端がスプリング取付面に当接したときに、コイルスプリングの軸心が湾曲するが、この湾曲に伴って、治具がコイルスプリングから不用意に脱落するおそれがある。

一方、特許文献２に記載された圧縮保持治具は、相対するスプリング取付面が平行でない場合に対策されたものであるが、取付具と支持具の噛合位置を調節してコイルスプリングの湾曲率を決める方式であるから、コイルスプリングの湾曲率が変わる度に取付具と支持具の噛合位置を調整し直す必要があり、段替えが煩雑になる。また、一方の取付具はコイルスプリングの中間部にセットされるから、コイルスプリングの外径や線径によっては治具を使い分ける必要も出てくるので、段替えに手間取る懸念があり、生産性の低下が問題になる。

そこで、本発明は、相対するスプリング取付面が平行でないケースや、コイルスプリングの自由長、外径、或いは線径が異なるケースにも対応できる汎用性の高いコイルスプリングの圧縮保持治具を提供する。

本発明は、上記課題を解決するために、圧縮保持治具に可撓性を持たせるとともに、治具をコイルスプリングに直に接触させることなく、コイルスプリングを圧縮保持できるようにした。

ここに開示するコイルスプリングの圧縮保持治具は、コイルスプリングを、相対するスプリングシートを介して圧縮状態に保持し、相対するスプリング取付面間に組み付けるためのものであって、
中間に可撓部を有し、一端側に一方のスプリングシートを保持するシート保持部が設けられ、他端側に他方のスプリングシートが移動自在に嵌められるシート嵌合部が設けられ、上記コイルスプリングに通されるシャフト状の治具本体と、
上記シート嵌合部に螺合され、上記コイルスプリングを上記相対するスプリングシート間で圧縮状態に保持すべく、上記他方のスプリングシートが上記一方のスプリングシートから離反する方向に移動することを規制する螺合部材とを備えていることを特徴とする。

この治具によれば、相対するスプリングシートを介してコイルスプリングを圧縮保持した状態から、螺合部材を回転させて他方のスプリングシートを一方のスプリングシートから離反させていくと、コイルスプリングは圧縮が弛められて徐々に伸びていく。相対する両スプリング取付面が平行でないときは、スプリングシートがスプリング取付面に密着していくときに、該スプリングシートの向きが変化していき、これに伴って、コイルスプリングが徐々に湾曲していく。このとき、治具本体は、中間に可撓部を有するから、スプリングシートの向きの変化に追従して撓んでいく。換言すれば、治具本体はコイルスプリングの湾曲動に追従して湾曲していく。

よって、治具本体の破損を招くことなく、相対する両スプリングシートを相対する両スプリング取付面に密着させることができる。そして、治具本体がスプリングシートの向きの変化に追従して撓んでいくから、両スプリング取付面の相対的な角度が変わっても、同じ治具を用いてコイルスプリングの組付け作業を行なうことができる。

また、コイルスプリングは相対するスプリングシートを介して圧縮保持されるから、コイルスプリングの自由長、外径或いは線径が変わっても、同じ治具を用いてコイルスプリングの組付け作業を行なうことができる。

このように本発明によれば、コイルスプリングの自由長、外径、線径、或いは相対するスプリング取付面の相対的な角度が変わっても、種類の異なる治具を使い分ける等の段替えを行なう必要がなく、生産性の向上に有利になる。

好ましい実施形態では、上記螺合部材に上記他方のスプリングシートから軸方向に働く力を受け止めるスラストベアリングが設けられる。

すなわち、コイルスプリングの圧縮荷重が大きくなると、螺合部材の回転トルクが大きくなり、作業性の悪化、或いはねじ部の摩耗による治具寿命の低下を招く。これに対して、ボールねじを用いると、トルク増大を回避することができるものの、圧縮荷重の大きさによっては自己保持できないため、ブレーキ機構が必要になり、治具全体の大型化や作業性の悪化、さらにはコスト上昇を招く。また、ギヤユニットを用いることも考えられるが、ボールねじと同様に治具全体の大型化や作業性の悪化、さらにはコスト上昇を招く。

これに対して、上記スラストベアリングであれば、上述の如き問題はなく、圧縮荷重が大きくなっても螺合部材の回転トルクの増大を軽度に抑えることができる。

好ましい実施形態では、上記シート保持部は、上記一方のスプリングシートに螺合して該スプリングシートを上記治具本体に保持するねじ部によって構成される。これにより、一方のスプリングシートを治具本体に簡単に組付け保持することができるとともに、コイルスプリングを相対するスプリング取付面間に圧縮状態で保持した後も、治具本体を回転させることで上記一方のスプリングシートから簡単に外すことができる。

好ましい実施形態では、上記コイルスプリングは上記両スプリングシートを介して上記相対するスプリング取付面間に組み付けられる。

好ましい実施形態では、上記コイルスプリングは、車両のサスペンションを構成する部品である。

本発明によれば、中間に可撓部を有し、一端側に一方のスプリングシートを保持するシート保持部が設けられ、他端側に他方のスプリングシートが移動自在に嵌められるシート嵌合部が設けられ、コイルスプリングに通される棒状の治具本体と、上記シート嵌合部に螺合され、上記他方のスプリングシートが上記一方のスプリングシートから離反する方向に移動することを規制する螺合部材とを備えているから、コイルスプリングの自由長、外径、線径、或いは相対するスプリング取付面の相対的な角度が変わっても、種類の異なる治具を使い分ける等の段替えを行なう必要がなく、生産性の向上に有利になる。

実施形態に係るコイルスプリング圧縮保持治具の正面図。 同治具の分解正面図。 コイルスプリングを治具で圧縮保持する手順を示す斜視図。 治具で圧縮保持したコイルスプリングをロアアームにセットした状態を示す斜視図。 同セット状態をボディフレームとの関係で示す斜視図。 コイルスプリングを車両に組み付けた状態を示す一部断面にした斜視図。

以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

図１に示すコイルスプリング圧縮保持治具１は、図５及び図６に示す車両のサスペンションを構成するコイルスプリング３１を圧縮させた状態でボディフレーム３２とサスペンションロアアーム３３の間に、アッパーシート３４とロアシート３５を介して組み付けるためのものである。この場合、アッパーシート３４とロアシート３５が相対するスプリングシートであり、ボディフレーム３２とロアアーム３３に相対するスプリング取付面が設けられている。

＜コイルスプリング圧縮保持治具の構成＞
図１に示す圧縮保持治具１おいて、２はシャフト状の治具本体、３は治具本体２に螺合された螺合部材、４は治具本体２の一端に取り付けられたガイドである。治具本体２は、各々剛性が高い金属製の第１シャフト５と第２シャフト６を、可撓性シャフト材としてのワイヤロープ７によって連結してなる。

図２に示すように、第１シャフト５は、その一端側（ガイド４側）にガイド取付部（雄ねじ部）１１及びシート保持部（雄ねじ部）１２が設けられ、他端側にワイヤロープ７の一端部が結合されるカシメ部１３が設けられている。カシメ部１３には第１シャフト５の他端に開口したカシメ用挿入孔１４が設けられている。このカシメ用挿入孔１４にワイヤロープ７の一端部が挿入され、カシメ部１３がカシメられ（塑性変形され）ている。これにより、第１シャフト５とワイヤロープ７が結合されている。

第２シャフト６は、ロアシート３５が移動自在に嵌められるシート嵌合部１５と、該シート嵌合部１５に続いて軸方向他端側に延びワイヤロープ７の他端部が結合されるカシメ部１６とを備えている。シート嵌合部１５の外周面には、螺合部材３を螺合すべく全長にわたって雄ねじが切られている。

シート嵌合部１５には第２シャフト６の一端に開口したロープ挿入孔１７が設けられ、このロープ挿入孔１７がカシメ部１６に設けられたカシメ用挿入孔１８に続いている。ワイヤロープ７は、その他端部がシート嵌合部１５のロープ挿入孔１７からカシメ部１６のカシメ用挿入孔１８に差し込まれ、カシメ部１６がカシメられて第２シャフト６に結合されている。

図１に示すように、第１シャフト５と第２シャフト６は軸方向に離れており、この両シャフト４，６間においてワイヤロープ７が露出し、この露出部が治具本体２の可撓部１９を構成している。

また、第１シャフト５と第２シャフト６はワイヤロープ７の抜けを防止する可撓性連結部材としての安全用ロープ２１によって連結されている。

すなわち、第１シャフト５の中間部には円筒状のロープ固定金２３が嵌められている。図２に示すように、ロープ固定金２３は一対の半割り部材２３ａ，２３ｂによって構成され、この半割り部材２３ａ，２３ｂが第１シャフト５の中間部に嵌められて互いに溶接されている。一方、第２シャフト６にはその一端にロープ固定部２４が設けられている。そして、第１シャフト５のロープ固定金２３と第２シャフト６のロープ固定部２４に安全用ロープ２１の両端が結合されている。第１シャフト５と第２シャフト６の間のワイヤロープ７が露出してなる可撓部１９にはワイヤロープ７のほつれを防止するカラー２５が嵌められている。

螺合部材３は、コイルスプリング３１をアッパーシート３４とロアシート３５の間で圧縮状態に保持すべく、ロアシート３５がアッパーシート３４から離反する方向に移動することを規制するものであり、第２シャフト６のシート嵌合部１５に螺合されている。この螺合部材３には、ロアシート３５を受けるシート受け２６、並びにロアシート３５から軸方向に働く力を受け止めるスラストベアリング２７が設けられている。

ガイド４は、ボディフレーム３２のスプリング取付面に設けられた孔に嵌め、コイルスプリング３１の組付時にコイルスプリング３１が伸びていく方向を規制するものであり、その一端に開口した雌ねじ２８を有し、第１シャフト５のガイド取付部（雄ねじ）１１にねじ止めされる。アッパーシート３４は、その中央の孔に雌ねじが切られていて、第１シャフト５のシート保持部（雄ねじ）１２に螺合して保持される。また、第２シャフト６の端部（他端）には、アッパーシート３４から圧縮保持治具１を回転させて外すときに、レンチを係合させる六角係合部２９が設けられている。

＜圧縮保持治具によるコイルスプリングの組付け＞
図３（ａ）に示すように、治具１をロアシート３５の中央の孔に通し、ロアシート３５を図２に示す螺合部材３のシート受け２６に受ける。図３（ｂ）に示すように、治具１をコイルスプリング３１に通し、コイルスプリング３１をロアシート３５の上にセットする。図３（ｃ）に示すように、アッパーシート３４を治具１のシート保持部１２に螺合して保持する。

この状態で、ロアシート３５をプレス装置のプレス台にセットし、アッパーシート３４を加圧手段で押し下げることにより、コイルスプリング３１を圧縮する。図３（ｄ）は、治具１がアッパーシート３４と共に押し下げられて、螺合部材３がロアシート３５から下方に離れた状態を示す。その状態で、螺合部材３を回転させてシート受け２６がロアシート３５に当接するまでシート嵌合部１５を上昇させる。

図３（ｅ）は、螺合部材３がロアシートに隠れて見えないが、螺合部材３のシート受け２６がロアシート３５に当接して、ロアシート３５がシート嵌合部１５を下方へ移動することが規制された状態を示す。この規制により、コイルスプリング３１を治具１と共にプレス装置から外しても、コイルスプリング３１がアッパーシート３４とロアシート３５の間で圧縮された状態が保たれる。なお、図３（ａ）〜（ｃ）ではガイド４の図示を省略している。

図４に示すように、治具１によって圧縮保持されたコイルスプリング３１をサスペンションのロアアーム３３の上にセットする。すなわち、治具１の下部をロアアーム３３のスプリング取付面３７に形成された孔に上から通して下方へ突出させ、ロアシート３５をロアアーム３３のスプリング取付面３７に載せる。上記セットに際しては、ガイド４をボディフレーム３２のスプリング取付面３６の中央凸部に開口した孔に挿入する。この状態では、図５に示すように、アッパーシート３４はボディフレーム３２には当たっていない。

次に、螺合部材３を回転させてロアシート３５の移動規制位置を下方へずらしていく。これにより、アッパーシート３４とロアシート３５の間隔が広がってコイルスプリング３１が徐々に伸びる。ロアシート３５はロアアーム３３に受けられているから、コイルスプリング３１の伸長に伴ってアッパーシート３４が相対的に上昇し、アッパーシート３４の中央凹部がスプリング取付面３６の中央凸部に嵌まり、アッパーシート３４はボディフレーム３２のスプリング取付面３６に当接する。ここに、螺合部材３にはコイルスプリング３１の付勢力がスラスト方向に加わるが、スラストベアリング２７によって螺合部材３の回転トルクの増大が軽度に抑えられるから、コイルスプリング３１の付勢力は螺合部材３の回転に支障を来さない。

ボディフレーム３２とロアアーム３３の相対するスプリング取付面３６，３７が平行になっていない場合、アッパーシート３４がボディフレーム３２のスプリング取付面３６に密着していくことに伴って、図６に示すように、コイルスプリング３１の軸心Ｃが湾曲する。アッパーシート３４とロアシート３５の向きは相対するスプリング取付面３６，３７によって規制されるため、当該両スプリング取付面３６，３７が平行でないときは、アッパーシート３４がボディフレーム３２のスプリング取付面３６に密着していくときに、その向きが変化してコイルスプリング３１が湾曲するものである。

そうして、治具１は、第１シャフト５と第２シャフト６がワイヤロープ７で連結されていて、両シャフト５，６間にワイヤロープ７が露出してなる可撓部１９を有するから、この可撓部１９においてアッパーシート３４の向きの変化に追従して治具１が撓んでいく。換言すれば、治具１はコイルスプリング３１の湾曲動に追従して湾曲していく。

このように治具１が可撓部１９において撓むことができるから、治具１の破損を招くことなく、アッパーとロアの両シート３４，３５をボディフレーム３２とロアアーム３３の相対する両スプリング取付面に密着させることができる。このことは、相対するスプリング取付面の相対的な角度が異なる他の車種においても、同じ治具１を用いてコイルスプリング３１の組付け作業を行なうことができることを意味する。

また、コイルスプリング３１は相対するアッパーとロアの両シート３１，３５を介して圧縮保持されるから、コイルスプリング３１の自由長、外径或いは線径が変わっても、同じ治具１を用いてコイルスプリング３１の組付け作業を行うことができる。

しかる後、治具１の端部の係合部２９にレンチを掛けて治具１を回転させることにより、アッパーシート３４から治具１を外してロアアーム３３の下方へ抜き取る。ロアシート３５は、ロアアーム３３に載置したときに、或いはアッパーシート３４がボディフレーム３２に密着した後に、ロアアーム３３にねじ止めする。

なお、上記実施形態はマルチリンク式サスペンションのコイルスプリング３１をボディフレーム３２とロアアーム３３の間に組み付ける例であるが、本発明に係る治具１が、他の形式のサスペンションのコイルスプリングの組付けに利用することができ、さらには、車両に限らず、相対する部材間にコイルスプリングを圧縮状態で組み付けるケース一般に利用することができることはもちろんである。

１ 治具
２ 治具本体
３ 螺合部材
４ ガイド
５ 第１シャフト
６ 第２シャフト
７ ワイヤロープ（可撓性シャフト材）
１２ シート保持部
１５ シート嵌合部
１９ 可撓部
２７ スラストベアリング
３１ コイルスプリング
３２ ボディフレーム（被組付け部材）
３３ ロアアーム（被組付け部材）
３４ アッパーシート（スプリングシート）
３５ ロアシート（スプリングシート）
３６ スプリング取付面
３７ スプリング取付面

Claims (4)

1. コイルスプリングを、相対するスプリングシートを介して圧縮状態に保持し、相対するスプリング取付面間に組み付けるための圧縮保持治具であって、
   中間に可撓部を有し、一端側に一方のスプリングシートを保持するシート保持部が設けられ、他端側に他方のスプリングシートが移動自在に嵌められるシート嵌合部が設けられ、上記コイルスプリングに通されるシャフト状の治具本体と、
   上記シート嵌合部に螺合され、上記コイルスプリングを上記相対するスプリングシート間で圧縮状態に保持すべく、上記他方のスプリングシートが上記一方のスプリングシートから離反する方向に移動することを規制する螺合部材とを備えていることを特徴とするコイルスプリングの圧縮保持治具。
2. 請求項１において、
   上記螺合部材に上記他方のスプリングシートから軸方向に働く力を受け止めるスラストベアリングが設けられていることを特徴とするコイルスプリングの圧縮保持治具。
3. 請求項１又は請求項２において、
   上記シート保持部は、上記一方のスプリングシートに螺合して該スプリングシートを上記治具本体に保持するねじ部であることを特徴とするコイルスプリングの圧縮保持治具。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか一において、
   上記コイルスプリングは、車両のサスペンションを構成する部品であることを特徴とするコイルスプリングの圧縮保持治具。