JP3356037B2 - コイルばね圧縮装置 - Google Patents

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ばね圧縮装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図８に例示したように、自動車等の懸架
機構部に使用されるストラット（マクファーソンストラ
ット）１は、ショックアブソーバとして機能する筒状の
ストラット本体２と、ストラット本体２から突出するロ
ッド３と、ロッド３に設けられたアッパシート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
コイルばね６などを備えている。コイルばね６は、スト
ラット本体２に設けられたロアシート７と上記アッパシ
ート４との間に、圧縮された状態で設けられている。コ
イルばね６の中心線６ａは、車体の前方から見て、スト
ラット本体２の中心線２ａに対してコイルばね６の下部
側が車体外側に偏心するように、角度θの傾斜角をもた
せている。ストラット本体２の下部にナックル取付け用
のブラケット８が設けられている。アッパシート４の下
面側にバンプラバー９が設けられている。

【０００３】このようなストラット１を組立てる場合、
ストラット本体２を何らかの保持手段によって拘束した
状態で、コイルばね６を所定ストロークまで圧縮し、そ
の状態を保持しつつ、アッパシート４やマウントインシ
ュレータ５などをロッド３に外挿したのち、ロッド３の
ねじ部３ａにナット３ｂを締付けるといった作業が行わ
れる。

【０００４】従来、コイルばね６を圧縮するための装置
として、コイルばね６の軸方向中間部を外周側から保持
するクランプ部材と、このクランプ部材によってコイル
ばね６を保持した状態でストラット本体２を相対的に押
上げることによりコイルばね６を圧縮するシリンダ機構
を有するアクチュエータが採用されていた。上記クラン
プ部材は、コイルばね６の素線の一部を引っ掛けること
のできる爪を有しており、上記アクチュエータがストラ
ット本体２を押上げる際に、上記爪によってコイルばね
６の移動が阻止されるようになっていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記ストラット（ワー
ク）１は、通常、ストラット本体２の中心線２ａに対し
てコイルばね６が角度θだけ傾いており、しかも車種等
の違いにより、ストラット１の種類によって角度θが異
なっている。このため、このコイルばね６を上記クラン
プ部材によって外周側から拘束した状態でストラット本
体２を軸線方向に移動させると、圧縮荷重がコイルばね
６の中心線６ａに対して傾いた方向に加わることにな
る。

【０００６】このため、コイルばね６の反発荷重が、上
記クランプ部材やストラット本体２に固定されたロアシ
ート７に対しアンバランスな状態で作用し、コイルばね
６が横にずれようとしたり、ロアシート７やクランプ部
材に無理な力がかかるなど、好ましくない状態が生じる
ことがあった。また、コイルばね６の軸線方向の途中に
クランプ部材の爪を引っ掛けるようにしているため、ワ
ークの種類によってコイルばね６のサイズやコイルばね
６の傾斜角度θが異なると、圧縮時にコイルばね６を安
定した状態で支持できないことがあった。従ってこの発
明の目的は、ワークの種類に影響されることなくコイル
ばねを好ましい状態で圧縮できるようなコイルばね圧縮
装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を果たすため
の本発明のコイルばね圧縮装置の構成は請求項１に記載
した通りであり、コイルばねを乗せたワーク支持部は、
角度設定機構によってコイルばねの中心線が立位した姿
勢で支持される。この状態で、昇降用アクチュエータに
よって、上下方向から押さえ部材がワーク支持部に向か
って移動することにより、コイルばねの端部に押さえ部
材の爪部が当接した状態でコイルばねが所定量圧縮され
る。この場合、ワーク支持部は角度設定機構によって、
予めコイルばねの中心線が押さえ部材の移動方向に沿う
ように傾けてあるから、コイルばねは実質的にその中心
線に沿う方向に圧縮される。そしてコイルばねが圧縮さ
れた状態のまま、駆動機構によってばね保持用リテーナ
が閉じる方向に移動し、そののち押さえ部材が上昇す
る。こうすることにより、ばね保持用リテーナのばね掛
け部によってコイルばねの上端部が支持されることにな
り、コイルばねが圧縮された状態のまま保持される。

【０００８】請求項２に記載された角度設定機構におい
ては、ワークの種類に応じてアクチュエータによってカ
ム部材が駆動され、ワーク支持部に設けたカムフォロア
がカム面に乗り上げることにより、カム面の位置に応じ
てワーク支持部が傾き、コイルばねの中心線が上下方向
に沿うようになる。

【０００９】なおコイルばねの中心線の延長上に押さえ
部材の中心線を位置させるために、請求項２に記載の構
成に加えて、押さえ部材の位置を切換えるための位置切
換手段を具備しているとよい。さらには、上記押さえ部
材は互いに開閉し合う方向に移動可能な左右一対の可動
アームを備えて構成され、コイルばねの径に応じて各可
動アームの開き量を可変設定できるように構成すれば、
コイルばねのサイズに応じて押さえ部材の爪部を最適な
位置に設定することができる。

【００１０】

【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、図面を参照して説明する。図１に示されたコイル
ばね圧縮装置１０は、ワークの一例としてのストラット
１のコイルばね６を圧縮するためのものであり、ストラ
ット本体２を保持する手段として機能するワーク支持部
１１と、このワーク支持部１１とは分離独立して配備さ
れた昇降機構部１２とを備えている。

【００１１】まず、ワーク支持部１１について説明す
る。図２に示された実施形態は、左輪用のストラット１
と右輪用のストラット１′を同時に保持できるようにす
るために、図において左側に位置する左輪用のワーク支
持部１１と、図において右側に位置する右輪用のワーク
支持部１１′とを備えている。これら一対のワーク支持
部１１，１１′は互いに構成と作用が実質的に共通であ
るから、一方のワーク支持部１１について図５から図７
を参照して以下に説明する。

【００１２】このワーク支持部１１は、ベース部材１５
と、ベース部材１５の上部に開閉可能に設けられた左右
一対のクランプ部材１６と、ベース部材１５の下部に開
閉可能に設けられた左右一対のクランプ部材１７と、ベ
ース部材１５の両側部に設けられた左右一対のアーム状
のばね保持用リテーナ１８などを備えている。

【００１３】ベース部材１５の下部には、ストラット本
体２の下端部を受け入れることのできるストラット載置
部２０が設けられており、ストラット本体２が所定の方
向を向いた姿勢で乗せることができるようになってい
る。ストラット本体２のロアシート７の上に、圧縮前の
コイルばね６が載置される。

【００１４】上記ベース部材１５は、移動側の基体の一
例としてのターンテーブル２５に搭載されている。ター
ンテーブル２５は、図５において矢印Ａで示す方向に所
定のピッチで間欠的に回転駆動されるようになってい
る。

【００１５】図６に示すように、ターンテーブル２５の
上面側にブラケット２６が設けられており、このブラケ
ット２６に設けた枢支部としての水平方向の軸２７によ
り、ベース部材１５が垂直面内で回動できるように支持
されている。ベース部材１５の下面側にローラ状のカム
フォロア３０が設けられている。そしてカムフォロア３
０と対向する位置にカム部材３１が設けられている。

【００１６】カム部材３１は、互いに高さが異なる第１
のカム面３２と第２のカム面３３とを備えており、アク
チュエータ３４によって、カム部材３１を矢印Ｆ方向に
移動させることにより、その移動量に応じてカムフォロ
ア３０が第１のカム面３２または第２のカム面３３に選
択的に乗り上げることができるようになっている。カム
フォロア３０が第１のカム面３２または第２のカム面３
３に乗り上げると、カム面３２，３３の高さに応じた角
度分、ベース部材１５が軸２７を中心に垂直面内で傾
く。

【００１７】図７に示されるように、第１のカム面３２
は、カムフォロア３０がこのカム面３２に乗り上げたと
きに、ワーク支持部１１がθ1 だけ傾くことにより、第
１の種類のストラットのコイルばね６の中心線６ａがタ
ーンテーブル２５に対し垂直な姿勢となる高さとしてい
る。第２のカム面３３は、カムフォロア３０がこのカム
面３３に乗り上げたとき、ワーク支持部１１がθ2 だけ
傾くことにより、第２の種類のストラットのコイルばね
６′（図１に示す）の中心線６ａ′が、ターンテーブル
２５に対して垂直な姿勢となるような高さとしている。
これらのカムフォロア３０やカム部材３１およびアクチ
ュエータ３４などは、ワーク支持部１１を傾けるための
角度設定機構３５を構成する。

【００１８】図６に示すようにベース部材１５は垂直方
向に延びる縦壁４０を有しており、この縦壁４０に水平
方向（図５において左右方向）に延びる上下一対のガイ
ド部材４１，４２が設けられている。上側のクランプ部
材１６の基部はベアリング部を介して上側のガイド部材
４１にスライド移動自在に嵌合している。下側のクラン
プ部材１７の基部はベアリング部を介して下側のガイド
部材４２にスライド移動自在に嵌合している。

【００１９】上側のクランプ部材１６と下側のクランプ
部材１７は、それぞれ圧縮ばね４３によって、閉じる方
向すなわちストラット本体２を挟む方向に付勢されてい
る。また上側のクランプ部材１６は、図示しない駆動機
構によって、開く方向に移動させることができるように
なっている。下側のクランプ部材１７も、上記駆動機構
によって、開く方向に移動させることができるようにな
っている。

【００２０】左右一対のばね保持用リテーナ１８は上下
方向に延びている。これらリテーナ１８の下端部は軸４
５によってベース部材１５に枢支され、軸４５を中心に
各リテーナ１８が互いに開閉し合う方向に移動できるよ
うになっている。このばね保持用リテーナ１８は、引っ
張りばね４７によって、互いに閉じる方向に付勢されて
いるとともに、図示しない駆動機構により、互いに離れ
る方向（広がる方向）に移動させることができるように
なっている。ばね保持用リテーナ１８の上端部には、互
いに向かい合う側に、コイルばね６の上端部６ｂを引っ
掛けることができる形状のばね掛け部４６が設けられて
いる。

【００２１】次に、図１から図４を参照して昇降機構部
１２の構成について説明する。昇降機構部１２は、前記
ターンテーブル２５とは分離独立して設けられた上下方
向に延びるベースフレーム５０と、ベースフレーム５０
に設けられた上下方向に沿うガイドレール等のガイド部
材５１と、このガイド部材５１に沿って上下方向に移動
可能な昇降ユニット５２と、昇降ユニット５２を上下方
向に駆動するための昇降用アクチュエータ５３などを備
えている。

【００２２】昇降ユニット５２は、上記ガイド部材５１
に沿う方向に移動可能な可動ベース５５を有している。
可動ベース５５の下面側に水平方向に延びるガイド部材
５６が設けられており、この水平方向のガイド部材５６
に沿ってスライド部材５７が水平方向に移動できるよう
になっている。

【００２３】図２に示されるように、スライド部材５７
の左側に左輪用ストラットのコイルばね６を圧縮するた
めの押さえ部材６０が設けられている。スライド部材５
７の右側には、右輪用ストラットのコイルばね６を圧縮
するための押さえ部材６０′が設けられている。これら
一対の押さえ部材６０，６０′の実質的な構成と作用は
互いに共通であるから、一方の押さえ部材６０について
以下に説明する。

【００２４】図１に示されるように、押さえ部材６０は
前後一対の可動アーム６５，６６を備えている。これら
の可動アーム６５，６６は、スライド部材５７に設けら
れた水平方向の支軸６７，６８を中心に回動自在であ
る。すなわち可動アーム６５，６６は、図１において左
右方向つまり互いに開閉し合う方向に回動できるように
なっている。

【００２５】可動アーム６５，６６の下端部に、コイル
ばね６の上端部６ｂに当接可能な爪部７５，７６が設け
られている。図３に示すように、爪部７５，７６は、コ
イルばね６の端部６ｂを上方から押さえつけることがで
きるような形状につくられている。

【００２６】また可動アーム６５，６６は、コイルばね
６のサイズ（外径）に応じて、互いの開き量を調整でき
るようになっている。すなわち可動アーム６５，６６の
上端部７７，７８にデュアルシリンダ形のアクチュエー
タ８０の各出力端８１，８２が連結されており、例えば
大きいサイズ（第１の種類）のコイルばね６の場合に
は、可動アーム６５，６６がアクチュエータ８０によっ
て１点鎖線で示す位置まで駆動され、小さいサイズ（第
２の種類）のコイルばね６′の場合には、可動アーム６
５，６６が２点鎖線で示す位置まで駆動されるようにな
っている。

【００２７】各可動アーム６５，６６は、双方に設けら
れたギヤ８５，８６を噛み合わせることによって、互い
に連動関係をもって回動できるように構成されている。
このためアクチュエータ８０の出力端８１，８２を延び
側あるいは縮み側に移動させたときに、可動アーム６
５，６６は押さえ部材６０の中心線Ｃを境に左右に同じ
角度ずつ互いに同期して開閉することができる。

【００２８】この押さえ部材６０は、可動ベース５５に
設けられた位置切換用アクチュエータ９０により、図１
に示す第１の位置と、この位置から右側にストロークＳ
分だけ変位した第２の位置とにわたって、水平方向に移
動させることができるようになっている。

【００２９】すなわち押さえ部材６０が上記第１の位置
にあるとき、押さえ部材６０の中心Ｃの真下に第１の種
類のコイルばね６の中心線６ａが位置し、押さえ部材６
０が上記第２の位置にあるとき、押さえ部材６０の中心
Ｃの真下に第２の種類のコイルばね６′の中心線６ａ′
が位置するように構成されている。これらアクチュエー
タ９０やガイド部材５６等は、押さえ部材６０の位置を
切換えるための位置切換え手段を構成する。

【００３０】図４に示すように可動ベース５５に、押さ
え部材６０が上記第１の位置あるいは第２の位置にある
ことを検出するためのセンサ９１，９２や、押さえ部材
６０の位置を規制するためのストッパ９３などが設けら
れている。スライド部材５７には、押さえ部材６０の開
き量を検出するためのセンサユニット９４が設けられて
いる。図１等に示されるように、ベースフレーム５０に
は昇降ユニット５２の下降端の位置を規制するためのス
トッパ９５が設けられている。

【００３１】次に、上記構成のコイルばね圧縮装置１０
の作用について説明する。手作業あるいはロボット等に
よってストラット本体２をワーク支持部１１のストラッ
ト載置部２０に乗せ、かつ、圧縮前のコイルばね６をス
トラット本体２のロアシート７の上に乗せる。そして図
５に示すように、クランプ部材１６，１７を閉じること
によって、ストラット本体２を垂直の姿勢で拘束する。

【００３２】ストラット１の種類に応じて、カム部材３
１がアクチュエータ３４によって前進し、カムフォロア
３０が第１のカム面３２または第２のカム面３３に乗り
上げる。例えば第１の種類のストラットの場合、図７に
示すように第１のカム面３２にカムフォロア３０が乗り
上げる位置までカム部材３１が移動する。こうすること
により、ベース部材１５は、コイルばね６の中心線６ａ
が上下方向に沿う姿勢すなわちターンテーブル２５に対
して垂直となる位置まで回動する。

【００３３】またストラットの種類に応じて、押さえ部
材６０の水平方向の位置が位置切換用アクチュエータ９
０によって可変設定される。例えば第１の種類のストラ
ットの場合、押さえ部材６０は図１に示す第１の位置に
移動することにより、押さえ部材６０の中心Ｃの真下に
コイルばね６の中心線６ａが位置するようになる。

【００３４】さらにストラットの種類（コイルばね６の
径）に応じて、アクチュエータ８０によって可動アーム
６５，６６の開き量が可変設定される。例えば第１の種
類のストラットの場合、押さえ部材６０の可動アーム６
５，６６が図１に１点鎖線で示す位置まで変位すること
により、可動アーム６５，６６の爪部７５，７６がコイ
ルばね６を圧縮するのに適した間隔に設定される。

【００３５】上記の状態のもとに、コイルばね６の上方
から押さえ部材６０が昇降用アクチュエータ５３によっ
て降下させられることにより、爪部７５，７６がコイル
ばね６の上端部に当接するとともに、押さえ部材６０が
さらに降下することにより、コイルばね６が所定量圧縮
される。

【００３６】そしてコイルばね６が圧縮された状態のま
ま、図示しない駆動機構によってばね保持用リテーナ１
８が閉じる方向に移動し、そののち、押さえ部材６０が
図１に示す初期位置まで上昇する。こうすることによ
り、ばね保持用リテーナ１８のばね掛け部４６によって
コイルばね６の上端部６ｂが支持されることになり、コ
イルばね６が圧縮された状態のまま保持される。

【００３７】そののち、角度設定機構３５のカム部材３
１がアクチュエータ３４によって初期位置に戻されるこ
とにより、ストラット本体２が垂直な姿勢に戻る。そし
てこのストラット本体２は、圧縮された状態のコイルば
ね６と共に、ターンテーブル２５が所定ピッチ回転する
ことにより、次工程（例えばアッパシート４を組付ける
ステージ）に移送される。

【００３８】こうしてストラットの種類が変わるたび
に、角度設定機構３５のアクチュエータ３４やアーム位
置切換用のアクチュエータ９０およびアーム開度切換用
のアクチュエータ８０が作動することにより、ストラッ
トの種類に応じてワーク支持部１１の傾きが可変設定さ
れるとともに、押さえ部材６０の位置と、可動アーム６
５，６６の開き量の切換えが行われる。

【００３９】このため、コイルばね６を圧縮する際には
常にコイルばね６の中心線６ａの延長線上に押さえ部材
６０の中心線Ｃが位置するとともに、コイルばね６の中
心線６ａを押さえ部材６０による圧縮方向とほぼ一致さ
せることができ、ストラット１の種類に影響されること
なくコイルばね６をまっすぐに圧縮することができるよ
うになる。

【００４０】なおこの発明を実施するに当たって、ワー
ク支持部や押さえ部材、角度設定機構、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。また前記実施形
態ではワーク支持部１１に対して押さえ部材６０を昇降
駆動させるように構成したが、これとは逆に押さえ部材
６０に対してワーク支持部１１を昇降駆動させるように
構成してもよい。

【００４１】

【発明の効果】請求項１に記載された本発明のコイルば
ね圧縮装置によれば、ワークの種類に影響されることな
くコイルばねをその中心線に沿う方向に圧縮することが
でき、コイルばねが横にずれたり傾く原因となるような
偏荷重の発生が回避される。また、押さえ部材に設けら
れた爪部がコイルばねの上端部に当接するため、コイル
ばねのサイズが変わってもコイルばねを安定した状態で
押さえ付けることができるような位置に爪部が当接する
ことができる。そして本発明によればコイルばねが圧縮
された状態のまま、駆動機構によってばね保持用リテー
ナが閉じる方向に移動し、そののち押さえ部材が上昇す
ることにより、ばね保持用リテーナによってコイルばね
が圧縮された状態のまま保持される。またコイルばねを
圧縮する工程以外では、必要に応じてストラット本体等
のワークを垂直な姿勢に戻すことができる。

【００４２】そして請求項２に記載した構成によれば、
カム部材とカムフォロアなどによって、作動の確実な角
度調整機構を容易に実現することができ、ワークの種類
が変わっても速やかにワーク支持部の傾きを容易かつ確
実に切換えることができ、かつ、コイルばねの圧縮工程
終了後は元の姿勢に戻すことも容易である。この場合ワ
ーク支持部をターンテーブル等の移動側の基体に配備
し、カム部材駆動用のアクチュエータ等は設備の固定側
に配備することも可能である。

【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ばね圧縮装
置の一部の側面図。

【図２】 図１中のII−II線に沿う断面図。

【図３】 図１中のIII-III 線に沿う断面図。

【図４】 図１に示されたコイルばね圧縮装置における
昇降機構部の一部の側面図。

【図５】 図１に示されたコイルばね圧縮装置のワーク
支持部の正面図。

【図６】 図５に示されたワーク支持部の側面図。

【図７】 図５に示されたワーク支持部が傾いた様子を
示す側面図。

【図８】 ストラットを一部断面で示す側面図。

【符号の説明】

１…ストラット ２…ストラット本体 ６…コイルばね １０…コイルばね圧縮装置 １１…ワーク支持部 １２…昇降機構部 １８…ばね保持用リテーナ ３１…カム部材 ３５…角度設定機構 ５３…昇降用アクチュエータ ６０…押さえ部材 ６５，６６…可動アーム ７５，７６…爪部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−220906（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−120110（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−207278（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−84623（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−29553（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−104295（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23P 21/00 B62D 65/12

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ストラット本体に設けるコイルばねを立て
   た姿勢でストラット本体を保持するワーク支持部と、 上記ワーク支持部に対し上下方向に相対移動可能でかつ
   上記コイルばねの上端部に当接可能な爪部を有する押さ
   え部材と、 上記ワーク支持部に支持された上記コイルばねの中心線
   が所定方向を向くように上記ワーク支持部を傾ける角度
   設定機構と、 上記ワーク支持部に対し上記押さえ部材を近付けること
   により上記爪部を上記コイルばねの上端部に当接させた
   状態で上記コイルばねを圧縮する昇降用アクチュエータ
   と、上記ワーク支持部に設けられかつ上下方向に延びる一対
   のばね保持用リテーナであって、それぞれの下端部が軸
   を中心に互いに開閉し合う方向に移動可能で、駆動機構
   によって互いに離れる方向に移動させることができ、そ
   れぞれの上端部にはコイルばねの上端部を引っ掛けるこ
   とができる形状のばね掛け部が設けられ、閉じる方向に
   移動した状態において該ばね掛け部によって上記コイル
   ばねを圧縮された状態で保持するばね保持用リテーナ
   と、 を具備したことを特徴とするコイルばね圧縮装置。
2. 【請求項２】上記角度設定機構は、 上記ワーク支持部を装備する基体に対し上記ワーク支持
   部を回動可能に支持する枢支部と、 上記ワーク支持部に設けた転動可能なカムフォロアと、 上記カムフォロアに対し接離する方向に移動可能でかつ
   上記コイルばねの中心線が所定方向を向くように上記カ
   ムフォロアと当接するカム部材と、 上記カム部材を駆動するアクチュエータと、 を具備したことを特徴とする請求項１記載のコイルばね
   圧縮装置。