JP7448302B2

JP7448302B2 - コイルスプリングの組付け方法、及びコイルスプリングの組付け用治具

Info

Publication number: JP7448302B2
Application number: JP2020055653A
Authority: JP
Inventors: 勇斗木村; 康晴松浦
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2020-03-26
Filing date: 2020-03-26
Publication date: 2024-03-12
Anticipated expiration: 2040-03-26
Also published as: JP2021154418A

Description

本発明は、コイルスプリングの組付け方法、及びコイルスプリングの組付け用治具に関し、特にショックアブソーバーに対して同軸にコイルスプリングを組付けるための技術に関する。

例えば自動車用サスペンションのうち、ストラット式サスペンションの組立てラインにおいては、当該サスペンションの構成要素であるショックアブソーバーに、同じくサスペンションの構成要素であるコイルスプリングを組付ける工程が実施されている。

例えば特許文献１には、ショックアブソーバーに対するコイルスプリングの組付け方法の一例が記載されている。この特許文献に記載の組付け方法では、まず鉛直方向を向くように位置決めされたショックアブソーバーの下側スプリングシート（フランジ）に、無負荷状態のコイルスプリングを載置する。このとき、コイルスプリングの上端部はピストンロッドの上端部よりもさらに上方に位置している。この状態で、コイルスプリングに爪を軸方向で係合させ、相対的に爪を押し下げて、コイル上端部がピストンロッドの上端部よりも下方に位置する状態となるまで、コイルスプリングを押し縮めると共に、ピストンロッドの上端部に上側スプリングシートを含むアッパーサポートアッシーを載置し、ナットでピストンロッドに固定する。以上の手順により、所定の長さ寸法にまで押し縮められた状態のコイルスプリングが、下側スプリングシートと上側スプリングシートとの間に挟持された状態でショックアブソーバーに組付けられる（特許文献１の図７等を参照）。

また、特許文献１には、押し縮められた状態のコイルスプリングの側部に、鉛直方向に延びるガイド面を有するガイド部を配置し、爪の引き抜き時にコイルスプリングが鉛直方向に伸長するのをガイド部により案内することにより、コイルスプリングの倒れ込み（上側スプリングシートからコイルスプリングが外れる事態）を防止することが記載されている（特許文献１の図１等を参照）。

特開２００１－６２７５０号公報

ところで、この種のサスペンションには、車両の要求特性に応じて例えば長さ寸法や外径寸法、ピッチなどが異なるコイルスプリングだけでなく、不均等ピッチのコイルスプリングや、中心軸線まわりに非対称なコイルスプリング（偏心コイルスプリング）、樽型など外径寸法が変化するコイルスプリングなど、様々な種類のコイルスプリングが用いられる場合がある。このような場合に、特許文献１に記載の如くガイド部を配置してコイルスプリングの組付け時の倒れ込みを防止しようとすると、コイルスプリングの種類に応じて爪だけでなくガイド部の径方向位置をその都度微調整する必要が生じるため、例えばサーボモータなど爪やガイド部をそれぞれ精度よく駆動するための設備が追加で必要となり、設備コストの高騰を招く。

以上の事情に鑑み、本明細書では、コイルスプリングの種類に関係なく、簡易な構成でショックアブソーバー組付け時におけるコイルスプリングの倒れ込みを低コストに防止して、確実にコイルスプリングをショックアブソーバーに組付け可能とすることを、解決すべき技術課題とする。

前記課題の解決は、本発明に係るコイルスプリングの組付け方法によって達成される。すなわち、この組付け方法は、ショックアブソーバーにコイルスプリングを組付けるための方法であって、ショックアブソーバーに取り付けられた下側スプリングシート上にコイルスプリングを載置する工程と、錘部材がスライド可能に設けられたコイルスプリングの組付け用治具を準備する工程と、上側スプリングシートを錘部材とコイルスプリングとの間に介在させた状態で、ショックアブソーバーのロッド上端に組付け用治具を取り付けて、錘部材の自重によるスライドでコイルスプリングを圧縮する向きに押圧する工程と、コイルスプリングを圧縮する向きに押圧した状態で、上側スプリングシートと下側スプリングシートとを互いに接近させて、コイルスプリングを所定の寸法に圧縮する工程とを具備した点をもって特徴付けられる。

このように、本発明に係るコイルスプリングの組付け方法では、錘部材がスライド可能に設けられた組付け用治具を準備すると共に、上側スプリングシートを錘部材とコイルスプリングとの間に介在させた状態で、ショックアブソーバーのロッド上端に組付け用治具を取り付けて、錘部材の自重によるスライドでコイルスプリングを圧縮する向きに押圧するようにした。このように、錘部材がスライド可能に設けられた組付け用治具をロッド上端に取り付けて、錘部材の自重によるスライドでコイルスプリングを押圧することにより、錘部材の重みを利用して上側スプリングシートを強くコイルスプリングに押し当てることができる。これにより、上述した組付け用治具をロッド上端に取付けた時点で、スプリングを自動的に圧縮方向に押さえることができるので、コイルスプリングを下側スプリングシート上に載置してからコイルスプリングの圧縮が開始されるまでの間のコイルスプリングの傾きを抑制して、当該スプリングが上側スプリングシートから外れる事態を可及的に防止することができる。従って、コイルスプリング及び上側スプリングシートをそれぞれ適正な位置及び姿勢でショックアブソーバーに組付けることが可能となる。また、錘部材がスライド可能に設けられた組付け用治具を準備するだけで足りるので、例えばサーボモータ等でコイルスプリングの押さえ部材（爪など）を微調整する場合と比べて簡易な構成で低コストにコイルスプリングの倒れ込み防止対策を講じることが可能となる。

また、前記課題の解決は、本発明に係るコイルスプリングの組付け用治具によっても達成される。すなわち、この組付け用治具は、ショックアブソーバーにコイルスプリングを組み付ける際に使用する治具であって、ショックアブソーバーのロッド上端に取付け可能な取付け部と、取付け部を一端に有し上側スプリングシートを嵌合可能な軸部と、取付け部をロッド上端に取付けた状態で、軸部に嵌合している上側スプリングシートを取付け部の側に向けて押圧可能な錘部材とを備え、錘部材は軸部に対して軸方向にスライド可能に構成される点をもって特徴付けられる。

このように、本発明に係るコイルスプリングの組付け用治具は、ショックアブソーバーのロッド上端に取付け可能に構成されるもので、上側スプリングシートを嵌合可能な軸部と、取付け部をロッド上端に取付けた状態で、軸部に嵌合している上側スプリングシートを取付け部の側に向けて押圧可能な錘部材とを備え、かつ錘部材を軸部に対して軸方向にスライド可能に構成した。上記構成の組付け用治具を用いることで、例えば上側スプリングシートを軸部に嵌合させた状態の組付け用治具を、ショックアブソーバーのロッド上端に取り付けた際、錘部材の自重によるスライドで上側スプリングシートをコイルスプリングに向けて押圧することになる。そのため、錘部材の重みを利用して上側スプリングシートをコイルスプリングに強く押し当てることができる。これにより、上述した組付け用治具をロッド上端に取付けた時点で、スプリングを自動的に圧縮方向に押さえることができるので、コイルスプリングを下側スプリングシート上に載置してからコイルスプリングの圧縮が開始されるまでの間のコイルスプリングの傾きを抑制して、当該スプリングが上側スプリングシートから外れる事態を可及的に防止することができる。従って、コイルスプリング及び上側スプリングシートをそれぞれ適正な位置及び姿勢でショックアブソーバーに組付けることが可能となる。また、錘部材がスライド可能に設けられた組付け用治具であれば、例えばサーボモータ等でコイルスプリングの押さえ部材（爪など）を微調整する場合と比べて簡易な構成で低コストにコイルスプリングの倒れ込み防止対策を講じることが可能となる。

以上のように、本発明によれば、コイルスプリングの種類に関係なく、簡易な構成でショックアブソーバーへの組付け時におけるコイルスプリングの倒れ込みを低コストに防止して、確実にコイルスプリングをショックアブソーバーに組付けることが可能となる。

本発明の一実施形態に係るコイルスプリングの組付け用治具の正面図である。図１に示す組付け用治具の平面図である。図１に示す組付け用治具を用いたコイルスプリングの組付け方法の一例を説明するための図で、コイルスプリングを下側スプリングシート上に載置した状態を示す図である。図１に示す組付け用治具を用いたコイルスプリングの組付け方法の一例を説明するための図で、ショックアブソーバーのロッド上端に図１の組付け用治具を取付けた状態を示す図である。図１に示す組付け用治具を用いたコイルスプリングの組付け方法の一例を説明するための図で、双方のスプリングシートを接近させて、コイルスプリングを圧縮した状態を示す図である。図１に示す組付け用治具を用いたコイルスプリングの組付け方法の一例を説明するための図で、コイルスプリングを圧縮した状態で組付け用治具を取り外した状態を示す図である。

以下、本発明の一実施形態に係るコイルスプリングの組付け方法及びコイルスプリングの組付け用治具の内容を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係るコイルスプリングの組付け用治具１０の全体構成を示している。この組付け用治具１０は、例えばストラット式などの車両用サスペンションを構成するショックアブソーバーにコイルスプリングを組付ける際に用いられるもので、ショックアブソーバー１のロッド２上端（ともに図３を参照）に取付け可能な取付け部１１と、取付け部１１を一端に有し上側スプリングシート６（図４を参照）を嵌合可能な軸部１２と、取付け部１１をロッド２上端に取付けた状態で、軸部１２に嵌合している上側スプリングシート６を取付け部１１の側に向けて押圧可能な錘部材１３とを備える。

取付け部１１は、本実施形態では、ロッド２上端に設けられた嵌合凸部２ａと嵌り合う嵌合凹部１１ａで構成されている。また、嵌合凸部２ａに嵌合凹部１１ａを嵌め合わせて取付け部１１をロッド２上端に取付けた状態では、組付け用治具１０の中心線Ｘ１と、ロッド２の中心線Ｘ２とが平行（好ましくは一致）するようになっている。また、嵌合凹部１１ａの軸方向寸法ｔ１は、嵌合凸部２ａの軸方向寸法ｔ２よりも大きい。そのため、嵌合凸部２ａに嵌合凹部１１ａを嵌め合わせた状態では、取付け部１１とロッド２とが軸方向に隙間なく当接した状態となる（後述する図４を参照）。

軸部１２は、その一端に取付け部１１を有する。また、取付け部１１を含め軸部１２の外径寸法ｄ１は一定であり、ロッド２の外径寸法ｄ２と同じ大きさに設定されている。後述するが、本実施形態のように、軸部１２に貫通長穴１４が形成されている場合、少なくとも取付け部１１から貫通長穴１４のまでの軸方向領域において外径寸法ｄ１が一定であることが好ましい。

錘部材１３は、軸部１２の長手方向にスライド可能に構成されている。本実施形態では、錘部材１３は、一又は複数の環状錘（本図示例では三つの環状錘１５）で構成されており、一又は複数の環状錘１５は、軸部１２に嵌合可能とされている。また、環状錘１５には直径方向に貫通する貫通穴１６が形成されると共に、軸部１２にはその軸方向に延びる貫通長穴１４が形成されており、これら貫通穴１６及び貫通長穴１４にボルト１７等を挿通することで、環状錘１５が軸部１２に対して軸方向にスライド可能とされている。

なお、環状錘１５の下面形状は任意であるが、後述するように当接対象となる上側スプリングシート６（本実施形態では上側スプリングシート６の上端に固定されるスラストベアリング７）と全周にわたって当接可能なように環状錘１５の下面形状を設定するのがよい。

次に、上記構成の組付け用治具１０を用いたコイルスプリング５のショックアブソーバー１に対する組付け方法の一例を、主に図３～図６に基づいて説明する。

まず、図３に示すように、被組付け対象となるショックアブソーバー１をその中心線Ｘ２が鉛直方向を指向する姿勢に位置決め保持する。この際、シリンダ３が保持部２０で保持されており、ロッド２が上方に突出した姿勢をなしている。また、シリンダ３外周の軸方向所定位置には下側スプリングシート４が取付けられている。このようにショックアブソーバー１を位置決め保持した状態で、シリンダ３外周に取付けられた下側スプリングシート４上に無負荷状態のコイルスプリング５を載置する。この状態で、コイルスプリング５の上端位置は、ロッド２上端の嵌合凸部２ａよりも高い位置にある（図３を参照）。なお、図示は省略するが、この時点で、コイルスプリング５の上端部にスプリングインシュレータを取付けておいてもよい。

このようにしてコイルスプリング５を下側スプリングシート４上に載置した後、組付け用治具１０をロッド２の上端（ここでは嵌合凸部２ａ）に取付ける。ここでは、軸部１２に上側スプリングシート６（本図示例ではスラストベアリング７を一体に有する上側スプリングシート６）を嵌め合わせた状態の組付け用治具１０の取付け部１１を、ロッド２上端に取付ける（図４を参照）。これにより、上側スプリングシート６がコイルスプリング５の上端に当接すると共に、上側スプリングシート６が錘部材１３の自重によるスライドで下方に押し込まれて、上側スプリングシート６と当接するコイルスプリング５が圧縮する向きに押圧される。この状態で、コイルスプリング５の長さ寸法Ｌ１は、無負荷状態におけるコイルスプリング５の長さ寸法（自由長さ）Ｌ０よりも短い。また、コイルスプリング５の縮小分Ｌ０－Ｌ１に対応する弾性復元力と、上側スプリングシート６及び錘部材１３の重量とが釣り合った状態にある。このように、錘部材１３の重量が上側スプリングシート６を介してコイルスプリング５に作用することで、コイルスプリング５が上側スプリングシート６から外れて傾きにくい状態が形成される。

然る後、図５に示すように、上側スプリングシート６を下側スプリングシート４に接近させて、上側スプリングシート６をロッド２外周の軸方向所定位置まで移動すると共に、コイルスプリング５を組付け時の寸法（図５に示す長さ寸法Ｌ２）にまで圧縮する。本実施形態では、上側スプリングシート６を一又は複数のクランプ部３０でクランプして上側スプリングシート６の軸方向の移動を規制すると共に、ショックアブソーバー１を保持部２０ごと上昇させることで、上側スプリングシート６を下側スプリングシート４に接近させて、上側スプリングシート６を組付け用治具１０の軸部１２外周からショックアブソーバー１のロッド２外周に乗り移らせる。この際、本実施形態のように軸部１２の外径寸法ｄ１とロッド２の外径寸法ｄ２とを同一にし、また取付け部１１とロッド２とを軸方向に隙間なく当接させることで、上述した軸部１２外周からロッド２外周への上側スプリングシート６の乗り移りが円滑に行われる。

上述のようにして上側スプリングシート６をロッド２外周の軸方向所定位置まで移動させた後、組付け用治具１０をロッド２上端から取り外す。この組付け用治具１０の取り外しは、図５に示すように、保持部２０及びクランプ部３０によるショックアブソーバー１と上側スプリングシート６とを保持した状態で行われる。これにより、ロッド２上端が露出した状態となるので、このロッド２上端にアッパーサポート（図示は省略）を載置して、ナットランナでロッド２上端にナットを締め付ける。これによりアッパーサポートがロッド２に固定されると共に、コイルスプリング５及び上側スプリングシート６が図６に示す状態でショックアブソーバー１に固定される。以上のようにしてショックアブソーバー１に対するコイルスプリング５の組付けが完了する。

このように、本実施形態に係るコイルスプリング５の組付け方法によれば、錘部材１３がスライド可能に設けられた組付け用治具１０を準備すると共に、上側スプリングシート６を錘部材１３とコイルスプリング５との間に介在させた状態で、ショックアブソーバー１のロッド２上端に組付け用治具１０を取り付けて、錘部材１３の自重によるスライドでコイルスプリング５を圧縮する向きに押圧するようにした。このように、錘部材１３がスライド可能に設けられた組付け用治具１０をロッド２上端に取り付けて、錘部材１３の自重によるスライドでコイルスプリング５を押圧することにより、錘部材１３の重みを利用して上側スプリングシート６をコイルスプリング５に強く押し当てることができる。これにより、上述した組付け用治具１０をロッド２上端に取付けた時点で、コイルスプリング５を自動的に押さえることができるので、コイルスプリング５を下側スプリングシート４上に載置してからコイルスプリング５の圧縮が開始されるまでの間のコイルスプリング５の傾きを抑制して、コイルスプリング５が上側スプリングシート６から外れる事態を可及的に防止することができる。従って、コイルスプリング５及び上側スプリングシート６をそれぞれ適正な位置及び姿勢でショックアブソーバー１に組付けることが可能となる。また、錘部材１３がスライド可能に設けられた組付け用治具１０を準備するだけで足りるので、例えばサーボモータ等でコイルスプリング５の押さえ部材（爪など）を微調整する場合と比べて簡易な構成で低コストにコイルスプリング５の倒れ込み防止対策を講じることが可能となる。

また、本実施形態のように、錘部材１３を軸部１２に嵌まり合う環状錘１５で構成し、各環状錘１５が貫通長穴１４とボルト１７との協働により軸方向にスライド可能な構成とすることで、例えばコイルスプリング５の諸元（長さやピッチなど）や特性（ばね定数など）に応じて環状錘１５の数を変更するだけで、コイルスプリング５に適正な大きさの負荷を作用させることができる。よって、様々な種類のコイルスプリング５に対しても容易にかつ低コストに対応することが可能となる。

以上、本発明の一実施形態について述べたが、本発明に係るコイルスプリングの組付け方法、及びコイルスプリングの組付け用治具は、その趣旨を逸脱しない範囲において、上記以外の構成を採ることも可能である。

例えば、錘部材１３のスライド機構について、上記実施形態では、軸部１２に貫通長穴１４を設け、錘部材１３をなす環状錘１５に直径方向に貫通する貫通穴１６を設けると共に、貫通長穴１４及び貫通穴１６にボルト１７を挿通して、ボルト１７と貫通長穴１４との協働により、環状錘１５が貫通長穴１４の長手方向、すなわち軸部１２の長手方向に沿ってスライドし、かつ貫通長穴１４の下端よりも下方への移動を規制可能としたが、もちろんこれ以外の構成により環状錘１５を所定の範囲でスライド可能に構成することも可能である。例えば図示は省略するが、軸部１２の外周で、かつ錘部材１３と上側スプリングシート６との当接可能位置よりも上方に、環状錘１５に連結した部材と軸方向で係合する部材を設けることで、環状錘１５の所定位置より下方へのスライドを規制することが可能となる。要は、貫通長穴１４や貫通穴１６を設けずとも環状錘１５のスライド可能範囲を規定することは可能である。

もちろん、錘部材１３は軸部１２に嵌まり合う環状錘１５にも限られない。組付け用治具１０と共にロッド２上端に取付け可能で、ロッド２上端に取付けた状態でコイルスプリング５の上端に載置される上側スプリングシート６を自重により下方に押圧可能な限りにおいて、錘部材１３は任意の構成をとり得る。

また、上記実施形態では、クランプ部３０で上側スプリングシート６を鉛直方向の所定位置に保持した状態で、保持部２０を上昇させることで、ショックアブソーバー１及び下側スプリングシート４を上昇させて、上側スプリングシート６を下側スプリングシート４に接近させた場合を例示したが、もちろんこれには限られない。例えば図４に示す状態において、保持部２０を鉛直方向の所定位置に保持した状態で、すなわちショックアブソーバー１及び下側スプリングシート４を保持した状態で、クランプ部３０と共に上側スプリングシート６を下降させることによって、双方のスプリングシート６，４を接近させてもよい。

１ショックアブソーバー
２ロッド
２ａ嵌合凸部
３シリンダ
４下側スプリングシート
５コイルスプリング
６上側スプリングシート
７スラストベアリング
１０組付け用治具
１１取付け部
１１ａ嵌合凹部
１２軸部
１３錘部材
１４貫通長穴
１５環状錘
１６貫通穴
１７ボルト
２０保持部
３０クランプ部

Claims

ショックアブソーバーにコイルスプリングを組付けるための方法であって、
前記ショックアブソーバーに取り付けられた下側スプリングシート上に前記コイルスプリングを載置する工程と、
錘部材がスライド可能に設けられた前記コイルスプリングの組付け用治具を準備する工程と、
上側スプリングシートを前記錘部材と前記コイルスプリングとの間に介在させた状態で、軸部に前記上側スプリングシートを嵌め合わせた状態の前記組付け用治具の取付け部を前記ショックアブソーバーのロッド上端に取り付けて、前記錘部材の自重によるスライドで前記コイルスプリングを圧縮する向きに押圧する工程と、
前記コイルスプリングを圧縮する向きに押圧した状態で、前記上側スプリングシートと前記下側スプリングシートとを互いに接近させて、前記コイルスプリングを所定の寸法に圧縮する工程とを具備した、コイルスプリングの組付け方法。
ショックアブソーバーにコイルスプリングを組み付ける際に使用する治具であって、
ショックアブソーバーのロッド上端に取付け可能な取付け部と、
前記取付け部を一端に有し上側スプリングシートを嵌合可能な軸部と、
前記取付け部を前記ロッド上端に取付けた状態で、前記軸部に嵌合している前記上側スプリングシートを前記取付け部の側に向けて押圧可能な錘部材とを備え、前記錘部材は前記軸部に対して軸方向にスライド可能に構成されるコイルスプリングの組付け用治具。