JP3832153B2 - コイルスプリング圧縮装置 - Google Patents

Description

【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Ｇ１，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２１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５２ａ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６３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５０，５１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７０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４０，４１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７５，７６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９０，９１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８０，８１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８３，８４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７０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Ｍ２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９２，９３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８０，８１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７５，７６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

Claims (3)

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. 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. 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。

Images