JP4486570B2 - コイルスプリング位置決め装置 - Google Patents

Description

本発明は、タイヤ取付部をダンパ及びコイルスプリングによって弾性的に昇降自在に保持する車両用サスペンションの組み立て時に、コイルスプリングの位置を設定するコイルスプリング位置決め装置に関する。

車両のサスペンションは操舵機構、リンク機構、タイヤ取付部及びブレーキ機構等と一体的になったサスペンションアッセンブリとして予め組み立てておくと、車両枠体に対する取り付けが容易で好適である。

サスペンションには、ダンパとコイルスプリングが別位置に設けられたコイルスプリング分離型のものがある。このようなコイルスプリング分離型のサスペンションでは、コイルスプリングはダンパにより支持されていないことから単体では正しい起立の状態を保つことはできず、サスペンションアッセンブリを車両枠体に取り付ける際に、所定の保持機構によって位置決めしておく必要がある。

サスペンションアッセンブリにおけるコイルスプリングの位置決め装置としては、コイルスプリングの外側部を保持するクランプアームにより位置決めを行うものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許第２６８６９５１号公報

サスペンションアッセンブリは操舵機構、リンク機構、タイヤ取付部及びブレーキ機構等が一体的に設けられていることから複雑な形状であり、コイルスプリングが設けられる箇所の周囲にも各種のパーツ（例えば、ダンパ）が存在し、しかもコイルスプリングとこれらのパーツとのスペースが狭い場合がある。コイルスプリングの周囲に十分なスペースがない場合には、前記のような外側保持用のクランプアームを挿入することができない。また、コイルスプリング周囲のスペース形状に合わせた専用のクランプアームを用いると、異なるスペース形状の他のサスペンションアッセンブリに対して適用することができず、汎用性に乏しい。

本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、周囲のスペースが狭い場合であってもコイルスプリングを所定の位置に適切に位置決めをすることができ、しかも汎用性の高いコイルスプリング位置決め装置を提供することを目的とする。

本発明に係るコイルスプリング位置決め装置は、タイヤ取付部をダンパ及びコイルスプリングによって弾性的に昇降自在に保持する車両用サスペンションの組み立て時に、前記コイルスプリングの位置を設定するコイルスプリング位置決め装置であって、前記コイルスプリングの下端面を支持するスプリング支持部材には、前記コイルスプリングに当接する部分の中央に孔が設けられ、前記孔から前記コイルスプリングの内腔部に挿入される複数の可動レバーと、前記コイルスプリングの内腔部に挿入された前記可動レバーをそれぞれ外径方向に移動させて前記コイルスプリングの内周面に当接させる駆動機構とを有することを特徴とする。

このように、複数の可動レバーを外径方向に移動させてコイルスプリングの内周面に当接させて保持することにより、周囲のスペースが狭い場合であってもコイルスプリングを所定の位置に適切に位置決めをすることができる。なお、内周面とは、コイルスプリングを円筒とみなした場合の内周面であり、コイル螺旋材の各層の内周側面である。

この場合、前記可動レバーの傾斜角度を調整する傾動機構を有すると、コイルスプリングの傾斜角度を適切に設定することができる。また、アームの孔に対する挿入及び抜取りが容易になる。

さらに、前記可動レバーの外径方向面には樹脂材が設けられていると、コイルスプリングの内周面に傷を付けることがなく、しかも滑りを生じることなく安定して保持することができる。

本発明に係るコイルスプリング位置決め装置によれば、複数の可動レバーを外径方向に移動させてコイルスプリングの内周面に当接させて保持することにより、周囲のスペースが狭い場合であってもコイルスプリングを所定の位置に適切に位置決めをすることができる。また、周囲のスペースの形状の差違による影響がないことから、種々のサスペンションに適用可能であって汎用性が高い。

以下、本発明に係るコイルスプリング位置決め装置について実施の形態を挙げ、添付の図１〜図１０を参照しながら説明する。本実施の形態に係るコイルスプリング位置決め装置１０（図２参照）は、車両用のサスペンションアッセンブリ１２（図１参照）の組み立て時に用いられ、コイルスプリング２０の位置を設定するための装置である。

図１に示すように、サスペンションアッセンブリ１２は車両のリア側の機構であって、サブフレーム１４をベースに構成されており、該サブフレーム１４の左右には一対のロアアーム（スプリング支持部材）１６、ダンパ１８、コイルスプリング２０、ブレーキ機構２２及びハブ（タイヤ取付部）２４が組み付けられる。このようなサスペンションアッセンブリ１２では、ハブ２４をダンパ１８及びコイルスプリング２０によって弾性的に昇降自在に保持している。図１から明らかなように、サスペンションアッセンブリ１２は、ダンパ１８とコイルスプリング２０が別位置に設けられたコイルスプリング分離型である。なお、図１及び図３においては、ロアアーム１６を視認可能なように、サスペンションアッセンブリ１２の一部を省略して図示している。

ロアアーム１６は、一端の回動部１６ａ及び他端のハブ保持部１６ｂが幅狭で、中間部の幅が広い形状であり、中間部には縦方向の孔１６ｃを中心としたマウント部１６ｄが設けられている。マウント部１６ｄは、コイルスプリング２０が載置される部分であり、コイルスプリング２０の外径よりも広い凹部となっている。孔１６ｃはマウント部１６ｄにおけるコイルスプリング２０に当接する部分の中央に設けられている。孔１６ｃの上面周辺には、コイルスプリング２０の内径に合わせて低い環状突起１６ｅ（図５参照）が設けられている。マウント部１６ｄとハブ保持部１６ｂとの略中間位置には、ダンパ１８の下端部が接続されている。

なお、図１においては理解を容易にするためコイルスプリング２０を図示しているが、実際にはコイルスプリング２０は、ダンパ１８により支持されていないことから単体では正しい起立状態を保つことはできず、コイルスプリング位置決め装置１０による位置決めを行う際に装着される。

ロアアーム１６は、ハブ保持部１６ｂにおいてハブ２４及びブレーキ機構２２等を保持しており、車両完成後の走行時にはハブ２４を介してタイヤを保持し、路面や走行状況に応じて回動部１６ａを中心に傾動する。これにより、タイヤと車両枠体との相対的な位置が調整され、コイルスプリング２０の弾性作用によって衝撃が吸収されるとともに、ダンパ１８の緩衝作用によって振動が抑制される。

図１から了解されるように、ブレーキ機構２２、ハブ２４、ダンパ１８、サブフレーム１４等が存在することから、コイルスプリング２０の周囲のスペースは狭く、しかも複雑な形状である。

このようなサスペンションアッセンブリ１２を、車両枠体に取り付ける際には、図１に示すサスペンションアッセンブリ搭載治具３０を用いる。サスペンションアッセンブリ搭載治具３０は、広い平板３２をベースに構成されており、サスペンションアッセンブリ１２のサブフレーム１４及びロアアーム１６の下面を支持する複数の支持台３４と、左右のハブ２４の側面を下方から支持する一対のハブ台３６と、平板３２を昇降させる昇降機構３８と、載置されたサスペンションアッセンブリ１２の左右のロアアーム１６の下方に配置された一対のコイルスプリング位置決め装置１０とを有する。サスペンションアッセンブリ搭載治具３０はコントローラ７０により制御される。

図２及び図３に示すように、コイルスプリング位置決め装置１０は、平板３２に取り付けるためのベースプレート４０と、２つのブラケット４２に対して軸支された同軸上の２本の支軸４４と、これらの支軸４４の端部に対して上部両側面が接続された搭載台４６とを有する。搭載台４６は、側面視で下方に窪んだ逆Π字状であり、２つのブラケット４２の間で支軸４４に支持されて傾動可能である。また、コイルスプリング位置決め装置１０は、搭載台４６の凹部における底面に固定された駆動機構４８と、ベースプレート４０から側方に延出したサブプレート４０ａの端部に設けられた２つのブラケット５０と、該ブラケット５０によって両側部を揺動自在に保持されたシリンダ（傾動機構）５２と、支軸４４の回転角度を検出する角度センサ５４とを有する。

駆動機構４８は、搭載台４６に固定された円柱状の本体部５６と、該本体部５６の上面から上方に向かって延在する３本の可動レバー５８とを有する。３本の可動レバー５８は上面視で等間隔の放射状に設けられており、本体部５６の上面に設けられたガイド条６０に沿って径方向に進退可能である。本体部５６の内部には小型シリンダ５６ａ及び該小型シリンダ５６ａによって駆動されるギア機構が設けられており、３本の可動レバー５８を同時に径方向に向かって進退させる。これにより３本の可動レバー５８は同期動作を行い、常に中心軸Ｃから等距離となるように移動を行う。各可動レバー５８の外径方向側面には樹脂材６２が設けられている。

３本の可動レバー５８は、中心軸Ｃに十分接近するまで退動可能であるとともに、中心軸Ｃを中心として外径方向に進行する場合には、後述するように３つの樹脂材６２がコイルスプリング２０の内周面に当接するまで移動することができる。ここで、内周面とは、コイルスプリング２０を円筒とみなした場合の内周面であり、コイル螺旋材の各層の内周側面である。

シリンダ５２のロッド５２ａの先端部は搭載台４６の一方の側面下部に接続されており、ロッド５２ａの進退によって搭載台４６が傾動角度を調整可能になっている。初期状態においては搭載台４６は、３本の可動レバー５８が鉛直上方に指向するように角度設定されている。搭載台４６の傾動角は角度センサ５４により検出可能である。なお、コイルスプリング位置決め装置１０は、３本の可動レバー５８がサスペンションアッセンブリ１２に載置されるコイルスプリング２０の位置と整合するような位置に配置されている。

図４に示すように、コイルスプリング位置決め装置１０を制御するコントローラ７０は、所定の外部コントローラと通信を行う同期部７２と、小型シリンダ５６ａを駆動させる小型シリンダ駆動部７４と、角度センサ５４の計測信号を参照しながらシリンダ５２を駆動してロッド５２ａを進退させるシリンダ制御部７６と、昇降機構３８を駆動する昇降制御部７８とを有する。同期部７２は、外部コントローラから得られる信号に基づいてサスペンションアッセンブリ１２がサスペンションアッセンブリ搭載治具３０に載置され、又は取り外されるタイミングを検知し、各機能部に処理タイミングの指示を与える。図４においては、コントローラ７０が１つのコイルスプリング位置決め装置１０を制御するように簡略的に図示しているが、実際には一対のコイルスプリング位置決め装置１０を制御可能である。

次に、このように構成されるコイルスプリング位置決め装置１０及びサスペンションアッセンブリ搭載治具３０を用いて、サスペンションアッセンブリ１２の組み立て時に、コイルスプリング２０の位置を設定する手順について説明する。

先ず、シリンダ制御部７６の作用下にロッド５２ａの動作させ、角度センサ５４の計測信号を参照しながら各可動レバー５８の傾動角度を調整する。この傾動角度は、コイルスプリング２０がサスペンションアッセンブリ１２に載置される際の規定角度θ（図５、図７参照）に設定される。なお、この時点では３本の可動レバー５８は中心軸Ｃの近傍に配置され、各樹脂材６２は狭く寄り集まっている。

次に、所定の搬入手段によりサスペンションアッセンブリ１２をサスペンションアッセンブリ搭載治具３０の上部における規定位置まで搬入し、昇降制御部７８の作用下に昇降機構３８を上昇させ、サスペンションアッセンブリ１２をサスペンションアッセンブリ搭載治具３０の規定位置に載置する。これにより、図５に示すように、３本の可動レバー５８はマウント部１６ｄの孔１６ｃに下方から挿入される。この際、中心軸Ｃと孔１６ｃの中心点は一致している。

なお、マウント部１６ｄにコイルスプリング２０が適当な手段によって仮載置されている場合には、コイルスプリング２０の傾斜に合わせて駆動機構４８及び可動レバー５８の傾斜角度を適当に調整しておき、孔１６ｃに可動レバー５８を挿入した後に規定角度θとなるように設定してもよい。

次いで、図６に示すように、マウント部１６ｄに対してコイルスプリング２０を載置する。コイルスプリング２０の底部位置は、環状突起１６ｅによって正確に規定されるが、コイルスプリング２０は正確な角度で単体で起立することは困難であり、この時点ではやや誤差のある角度で載置されている。

次いで、小型シリンダ駆動部７４の作用下に、本体部５６の小型シリンダ５６ａ及びギア機構を介して３本の可動レバー５８をそれぞれ同期させながら外径方向に移動させ、図７及び図３に示すように、樹脂材６２をコイルスプリング２０の内周面に当接させる。これにより、コイルスプリング２０は、位置及び角度が規定値と合うように設定され、正確な位置決めがなされる。この際、可動レバー５８には樹脂材６２が設けられていることから、コイルスプリング２０の内周面に傷を付けることがなく、しかも滑りを生じることなく安定して保持することができる。

次に、サスペンションアッセンブリ１２をサスペンションアッセンブリ搭載治具３０と一体的に上昇させ、車両枠体に対して取り付ける。この際、図８に示すように、車両枠体の一部であるスプリングホルダー８０に対してコイルスプリング２０の上方内腔部に挿入される。コイルスプリング２０は、コイルスプリング位置決め装置１０によって正確に位置決めされていることから、スプリングホルダー８０は内腔部に正しく挿入される。

また、サスペンションアッセンブリ１２の上昇量を所定手段によって検知し、スプリングホルダー８０の先端部がコイルスプリング２０の内腔部に挿入されたときに、図８に示すように、各可動レバー５８をそれぞれ中心軸Ｃの方向に移動させてコイルスプリング２０から離間させ、アンクランプ状態にする。この後、サスペンションアッセンブリ１２をさらに上昇させ、車両枠体に対して取り付ける。これにより、コイルスプリング２０はやや圧縮される。

次に、シリンダ制御部７６の作用下にシリンダ５２を駆動し、図９に示すように、駆動機構４８及び可動レバー５８の傾斜を調整し、コイルスプリング２０の一方（この場合、ハブ４２に近い方）の内側面２０ａに接触しない程度に略直立させる。

次いで、図１０に示すように、昇降機構３８によりサスペンションアッセンブリ搭載治具３０を下降させ、各可動レバー５８を孔１６ｃから引き抜く。このとき、コイルスプリング２０に加わっていた荷重が解放されるとともに、ロアアーム１６の重量によりコイルスプリング２０はやや引き延ばされ、ロアアーム１６はやや下方に傾動する。

なお、可動レバー５８は略直立していることから、孔１６ｃから下方に引き抜く際にコイルスプリング２０の一方の内側面２０ａ及び他方の内側面２０ｂに接触することがなく、容易な抜取りが可能である。この後、サスペンションアッセンブリ１２は取り付けられた車両枠体とともに次工程へと搬送される。

上述したように、本実施の形態に係るコイルスプリング位置決め装置１０によれば、複数の可動レバー５８を外径方向に移動させてコイルスプリング２０の内周面に当接させて保持することにより、周囲のスペースが狭い場合であってもコイルスプリング２０を所定の位置に適切に位置決めをすることができる。

また、コイルスプリング２０は一般的に円筒形状であって、可動レバー５８の可動範囲で保持できる径であれば種々のコイルスプリング２０に適用可能である。さらに、周囲のスペースの形状の差違による影響がないことから、種々のサスペンションアッセンブリ１２に適用可能であって汎用性が高い。コイルスプリング位置決め装置１０を複数のサスペンションアッセンブリ１２に適用する場合には、種類毎のデータ及び角度センサ５４の信号に基づいて駆動機構４８及び可動レバー５８の角度を適宜調整可能である。

なお、可動レバー５８の数は３本に限らず複数本であればよい。この場合、複数の可動レバー５８、中心軸Ｃを中心として等間隔放射状に設定されているとコイルスプリング２０をバランスよく保持できて好ましい。また、コイルスプリング２０は、サスペンションアッセンブリ１２に対して取り付けられるものに限らず、サスペンション単体構造のものであってもよい。コイルスプリング位置決め装置１０が適用されるサスペンションはリア側のものに限らず、フロント側のものでもよい。

可動レバー５８はシリンダ５２によって一方向に傾動可能な例を示したが、所定の傾動機構をさらに設け、任意の方向に傾動可能なようにしてもよい。

本発明に係るコイルスプリング位置決め装置は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

サスペンションアッセンブリ及びサスペンションアッセンブリ搭載治具の斜視図である。 本実施の形態に係るコイルスプリング位置決め装置の斜視図である。 コイルスプリング位置決め装置の可動レバーがコイルスプリングに挿入された状態の拡大斜視図である。 コントローラのブロック構成図である。 ロアアームのマウント部の孔に可動レバーを挿入した状態の一部断面側面図である。 ロアアームのマウント部にコイルスプリングを載置した状態の一部断面側面図である。 可動レバーをコイルスプリングの内周面に当接させた状態の一部断面側面図である。 ロアアームのマウント部の孔に可動レバーを挿入した状態の一部断面側面図である。 スプリングホルダーが下降し、コイルスプリングの上方内腔部に挿入された状態の一部断面側面図である。 可動レバーを孔から引き抜いた状態の一部断面側面図である。

符号の説明

１０…コイルスプリング位置決め装置 １２…サスペンションアッセンブリ
１６…ロアアーム（スプリング支持部材）１６ｃ…孔
１６ｄ…マウント部 １８…ダンパ
２０…コイルスプリング ２４…ハブ（タイヤ取付部）
４６…搭載台 ４８…駆動機構
５２…シリンダ（傾動機構） ５４…角度センサ
５６…本体部 ５８…可動レバー
６０…ガイド条 ６２…樹脂材

Claims (3)

1. タイヤ取付部をダンパ及びコイルスプリングによって弾性的に昇降自在に保持する車両用サスペンションの組み立て時に、前記コイルスプリングの位置を設定するコイルスプリング位置決め装置であって、
   前記コイルスプリングの下端面を支持するスプリング支持部材には、前記コイルスプリングに当接する部分の中央に孔が設けられ、
   前記孔から前記コイルスプリングの内腔部に挿入される複数の可動レバーと、
   前記コイルスプリングの内腔部に挿入された前記可動レバーをそれぞれ外径方向に移動させて前記コイルスプリングの内周面に当接させる駆動機構と、
   を有することを特徴とするコイルスプリング位置決め装置。
2. 請求項１記載のコイルスプリング位置決め装置において、
   前記可動レバーの傾斜角度を調整する傾動機構を有することを特徴とするコイルスプリング位置決め装置。
3. 請求項１記載のコイルスプリング位置決め装置において、
   前記可動レバーの外径方向面には樹脂材が設けられていることを特徴とするコイルスプリング位置決め装置。

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