KR20190112087A - 코일 스프링 - Google Patents

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KR20190112087A
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신이치 니시자와
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닛폰 하츠죠 가부시키가이샤
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Abstract

하나의 실시형태의 코일 스프링(2)은, 하측의 스프링 시트(10)에 접하는 하측의 좌권부(20)와, 상측의 스프링 시트(11)에 접하는 상측의 좌권부(21)와, 상기 하측의 좌권부(20)와 상기 상측의 좌권부(21) 사이의 유효부(22)를 갖고 있다. 이 코일 스프링(2)은 압축되지 않은 자유 형상에 있어서, 상기 유효부(22)의 축 주위로 원통형을 이루고 있다. 게다가, 이 코일 스프링(2)은 지정 높이까지 압축된 압축 형상에 있어서, 하중축(FL)을 Z축으로 하는 좌표계에 관해서, Z축 방향으로 피치가 일정한 원통형을 이루고 있다.

Description

코일 스프링
본 발명은 예를 들면, 차량의 현가장치 등에 사용 가능한 코일 스프링에 관한 것이다.
코일 스프링을 제조하는 방법으로서, 열간에서 코일 스프링을 성형하는 방법과, 냉간에서 코일 스프링을 성형하는 방법이 알려져 있다. 열간에서 성형되는 코일 스프링은 고온(예를 들면, 강(鋼)의 오스테나이트화 온도)으로 가열된 소선을 심금(芯金)(맨드릴)에 소정 피치로 권취하는 것에 의해 나선형으로 성형된다. 소선의 길이는 코일 스프링 1개분이다. 본 명세서에서는, 열간에서 코일 스프링을 제조하는 장치를 열간 성형 코일링 머신이라 칭하고, 열간에서 성형된 코일 스프링을 열간 성형 코일 스프링이라 칭한다. 열간 성형 코일링 머신은, 가열되어 무르게 된 소선을 심금에 권취하기 위해, 소선경이 비교적 큰 코일 스프링을 제조하는데 적합하다.
이에 비해 냉간에서 성형되는 코일 스프링은, 코일 스프링 복수개분의 길이의 소선을 코일링 머신의 제 1 핀과 제 2 핀 사이에 공급하고, 제 1 핀과 제 2 핀 사이에서 소선을 연속적으로 원호 형상으로 성형한다. 1개분의 코일 스프링이 성형되면, 소선이 커터에 의해서 절단된다. 본 명세서에서는, 냉간에서 코일 스프링을 제조하는 장치를 냉간 성형 코일링 머신이라 칭하고, 냉간에서 성형된 코일 스프링을 냉간 성형 코일 스프링으로 칭한다. 냉간 성형 코일링 머신은, 원통형 이외의 특수 형상의 코일 스프링을 제조할 수도 있다.
도 13a에 종래의 코일 스프링(100)의 일례가 모식적으로 도시되어 있다. 코일 스프링(100)의 하측의 좌권부(座卷部)(100a)는, 하측의 스프링 시트(spring seat)(101)에 의해서 지지되어 있다. 코일 스프링(100)의 상측의 좌권부(100b)는, 상측의 스프링 시트(102)에 의해서 지지되어 있다. 스프링 시트(101, 102)의 위치는, 코일 스프링을 지지하는 상대 부품의 사양에 따라 정해져 있다. 소선이 나선형으로 감겨져 있기 때문에, 코일 스프링(100)은 코일 중심에 대해 좌우 대칭형은 아니다. 이 때문에 코일 스프링(100)에 압축의 하중(F1)을 가하면, 유효부(100c)가 화살표(f1)로 나타내는 방향으로 구부러져서, 소위 몸통 휨(bowing)이 생기는 것이 알려져 있다. 특히 권수가 적은 코일 스프링(예를 들면, 권수가 5 이하)의 경우, 몸통 휨이 생기기 쉽다. 몸통 휨이 생긴 코일 스프링(100)은, 주위의 부품과 간섭할 가능성이 있어서 바람직하지 않다.
몸통 휨이 생기는 것을 방지하기 위해서, 도 13b에 도시하는 다른 종래 예와 같이, 하중이 부하되지 않은 자유 형상(free shape)이 C자형 또는 S자형이 되도록 성형된 코일 스프링(110)도 제안되고 있다. 이 코일 스프링(110)은, 압축의 하중(F1)을 가한 상태에 있어서, 유효부(110c)가 화살표(f2)로 나타내는 방향으로 변형하는 것에 의해, 유효부(110c)가 곧게 되는 것을 겨냥하고 있다.
일본 특허 공개 제 평1-156119 호 공보 일본 특허 제 2642163 호 공보
특허문헌 1(일본 특허 공개 제 평1-156119 호 공보) 또는 특허문헌 2(일본 특허 제 2642163 호 공보)에 C자형으로 성형된 코일 스프링이 나타나 있다. 이러한 특수 형상의 코일 스프링은, 열간 성형 코일링 머신에 의해서 제조하는 것이 실제로는 어려운 것이 있기 때문에, 냉간 성형 코일링 머신이 사용된다. 그러나 냉간 성형 코일링 머신은, 선경(線徑)이 큰 코일 스프링을 제조하는 경우에, 코일링 머신의 구조나 제어에 각별한 대책이 필요하였다.
본 발명의 목적은 열간 성형 코일링 머신에 의해서 제조하는 것이 가능하고, 게다가 몸통 휨이 억제된 코일 스프링을 제공하는 것이다.
본 발명의 하나의 실시형태는, 나선형으로 성형된 소선을 갖고, 하측의 스프링 시트와 상측의 스프링 시트 사이에 배치되는 코일 스프링으로서, 상기 하측의 스프링 시트에 접하는 하측의 좌권부와, 상기 상측의 스프링 시트에 접하는 상측의 좌권부와, 상기 하측의 좌권부와 상기 상측의 좌권부 사이의 유효부와, 상기 유효부를 압축하는 힘이 상기 하측의 좌권부와 상기 상측의 좌권부에 부하된 상태에 있어서, 상기 하측의 좌권부에 가하는 힘의 중심(重心)과 상기 상측의 좌권부에 가하는 힘의 중심을 잇는 직선으로 이루어지는 하중축을 갖고 있다. 상기 유효부는, 이 코일 스프링이 압축되지 않은 자유 형상(무(無)하중시)에 있어서, 상기 유효부의 축 주위로 원통형이다. 즉, 이 코일 스프링은, 무하중시에 상기 유효부의 축을 중심축으로 한 원통형이다. 또한, 상기 유효부는, 이 코일 스프링이 압축되지 않은 자유 형상(무하중시)에 있어서, 상기 유효부의 축을 Z축으로 했을 때, Z축 방향으로 피치가 일정하다.
더구나, 상기 유효부는 지정 높이에 있어서의 압축 형상(압축시)에 있어서, 상기 하중축을 Z축으로 하는 좌표계에 관하여, 상기 Z축 방향으로 피치가 일정한 원통형(하중축을 중심축으로 한 원통형)을 이루고 있다. 게다가, 이 코일 스프링은 상기 하중축과 상기 하측의 스프링 시트의 중심의 차이, 및 상기 하중축과 상기 상측의 스프링 시트의 중심의 차이에 따라서, 상기 하측의 좌권부와 상기 상측의 좌권부를 코일 중심으로부터 편심시키고, 또한, 상기 지정 높이에 있어서의 상기 하측의 좌권부와 상측의 좌권부의 경사를, 각각, 상기 하측의 스프링 시트와 상측의 스프링 시트의 경사에 대응시키면 좋다.
본 실시형태의 코일 스프링에 의하면, 지정 높이에 압축된 상태에 있어서, 유효부에 몸통 휨이 생기지 않는다. 이 때문에 이 코일 스프링은, 예를 들면, 차량의 현가장치에 조립된 상태에 있어서, 주위의 부품과 간섭하는 것이 회피된다. 더구나 본 실시형태의 코일 스프링은, 열간 성형 코일링 머신에 의해서 제조할 수 있다.
도 1은 제 1 실시형태에 따른 코일 스프링을 구비한 현가장치의 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 코일 스프링의 측면도이다.
도 3은 동코일 스프링이 최대로 압축된 상태의 측면도이다.
도 4는 동코일 스프링이 최대로 신장된 상태의 측면도이다.
도 5는 도 1에 도시된 현가장치의 하측의 스프링 시트와 상측의 스프링을 모식적으로 도시하는 도면이다.
도 6은 3종류의 코일 스프링의 소선의 권수 위치와 하중축(force line)으로부터의 거리의 관계를 각각 도시하는 도면이다.
도 7은 도 2에 도시된 코일 스프링의 소선의 권수 위치와 피치의 관계를 도시하는 도면이다.
도 8은 3종류의 코일 스프링의 소선의 권수 위치와 높이의 관계를 각각 도시하는 도면이다.
도 9는 열간 성형 코일링 머신의 일부의 평면도이다.
도 10은 제 2 실시형태에 따른 코일 스프링의 측면도이다.
도 11은 도 10에 도시된 코일 스프링이 최대로 압축된 상태의 측면도이다.
도 12는 도 10에 도시된 코일 스프링이 최대로 신장된 상태의 측면도이다.
도 13a는 종래의 코일 스프링의 단면도이다.
도 13b는 다른 종래의 코일 스프링의 단면도이다.
이하에 본 발명의 하나의 실시형태에 따른 코일 스프링에 대해서, 도 1 내지 도 9를 참조하여 설명한다.
도 1에 도시되는 맥퍼슨 스트럿 유형(MacPherson Strut type)의 현가장치(1)는, 현가용 코일 스프링(2)(이 이후, 간단히 코일 스프링(2)으로 칭함)과, 완충기(shock absorber)로 이루어지는 스트럿(3)을 구비하고 있다. 코일 스프링(2)은 나선형으로 성형된 스프링 강으로 이루어지는 소선(4)을 갖고 있다. 코일 스프링(2)은 하측의 스프링 시트(10)와 상측의 스프링 시트(11) 사이에서 압축된 상태로, 현가장치(1)에 장착되어 있다. 스트럿(3)의 상단은, 마운트 인슐레이터(12)를 거쳐서 차체(13)에 장착되어 있다. 스트럿(3)의 하부에 브래킷(15)이 마련되어 있다. 브래킷(15)에는, 차축을 지지하기 위한 너클 부재(16)(일부만 도시됨)가 장착되어 있다. 스트럿(3)은 중력의 연직선(XL)에 대해, 상단측이 차량 내측으로 각도(θ1)만큼 축선(X0)이 경사진 상태로 차체(13)에 장착되어 있다.
도 2에 도시되는 바와 같이 코일 스프링(2)은, 하측의 스프링 시트(10)와 상측의 스프링 시트(11) 사이에서 압축되고 있다. 도 3은 코일 스프링(2)이 최대로 압축된 상태를 도시하고 있다. 도 4는 코일 스프링(2)이 최대로 신장된 상태를 도시하고 있다. 코일 스프링(2)은, 하측의 스프링 시트(10)에 의해서 지지되는 하측의 좌권부(20)와, 상측의 스프링 시트(11)에 의해서 지지되는 상측의 좌권부(21)와, 좌권부(20, 21) 사이의 유효부(22)를 포함하고 있다. 하측의 좌권부(20)의 하면(20a)은, 하측의 스프링 시트(10)에 접하고 있다. 상측의 좌권부(21)의 상면(21a)은, 상측의 스프링 시트(11)에 접하고 있다. 유효부(22)는 코일 스프링(2)이 최대로 압축된 상태에 있어서, 서로 이웃하는 소선(4)의 권회부끼리가 서로 접하지 않고, 스프링으로서 유효하게 기능하는 부분이다. 유효부(22)의 권수의 일례는 4이다. 하측의 좌권부(20)는 소선(4)의 하단으로부터 예를 들면, 0.6 내지 0.7 턴 부근까지이다. 상측의 좌권부(21)는, 소선(4)의 상단으로부터 예를 들면, 0.8 턴 부근까지이다. 하측의 스프링 시트(10)는, 상측의 스프링 시트(11)에 대해서 스트럿(3)의 축선(X0) 방향으로 상대적으로 이동할 수 있다.
코일 스프링(2)이 압축된 상태에 있어서, 하측의 스프링 시트(10)와 좌권부(20)가 서로 접하고, 좌권부(20)에 가해지는 힘의 중심(C1)이 존재한다. 힘의 중심(C1)은 좌권부(20)의 턴의 중심(곡률 중심)에 있다고는 할 수 없다. 즉, 힘의 중심(C1)은, 스프링 시트(10)와 좌권부(20)의 접촉력의 분포에 의존한다. 상측의 스프링 시트(11)와 좌권부(21)가 서로 접하고 있기 때문에, 좌권부(21)에 가해지는 힘의 중심(C2)이 존재한다. 본 명세서에서는, 하측의 좌권부(20)의 힘의 중심(C1)과 상측의 좌권부(21)의 힘의 중심(C2)을 잇는 직선을 하중축(FL; force line)으로 칭한다. 하중축의 위치(force line position)를 생략하여 FLP라고 칭하기도 한다. 하중축(FL)은, 하측의 좌권부(20)의 턴의 중심과 상측의 좌권부(21)의 턴의 중심으로부터 직경 방향으로 편심된 위치에 있다.
본 실시형태의 코일 스프링(2)은, 압축된 상태(압축 형상)에 있어서, 유효부(22)의 코일 중심이 하중축(FL)과 일치하도록, 좌권부(20, 21)의 형상과 좌권부(20, 21)의 곡률의 중심의 편심 위치가 조정되어 있다. 즉, 코일 스프링(2)의 유효부(22)는, 하중축(FL)을 중심으로 하여 코일 직경이 실질적으로 일정한 원통형이다. 여기서 「실질적으로 일정」이란, 소선(4)을 열간 성형 코일링 머신의 심금에 권취시키는 것에 의해서 원통형의 유효부(22)를 성형한 경우에, 허용 범위 내의 성형 오차나 스프링 백(spring back)에 의한 형상의 혼란을 무시할 수 있는 정도인 것을 의미하고 있다. 유효부(22)의 피치(P1)(도 2에 도시됨)는, 하중축(FL)을 Z축으로 한 좌표계에 있어서, 실질적으로 일정하다. 이 때문에, 이 코일 스프링(2)은 Z축 방향으로 작용하는 압축의 하중에 대해서, 하중축(FL) 주위로 균등하게 찌그러진다.
도 2 내지 도 4에 도시된 2점 쇄선(CY1)은, 유효부(22)의 외주의 위치를 나타내고 있다. 도 2 중 파선(CY2)은, 종래의 코일 스프링의 유효부의 외주의 위치를 나타내고 있다. 종래의 유효부는, 본 실시형태의 유효부(22)보다 차량 내측에 배치되어 있었다. 스프링 시트(10, 11)의 위치는 종래도 본 실시형태도 동일하다.
코일 스프링(2)에 Z축 방향의 압축의 하중을 가하면, 하측의 스프링 시트(10)와 상측의 스프링 시트(11) 사이에서 유효부(22)가 압축된다. 본 실시형태의 코일 스프링(2)은, 압축되지 않은 자유 형상과 압축 형상 중 어느 경우도, 몸통 휨이 생기지 않았다.
자유 형상(무하중시)에 있어서, 유효부(22)는 그 축 주위로 원통형이다. 즉, 자유 형상의 유효부(22)는, 유효부(22)의 축을 중심축으로 한 원통형이다. 또한, 자유 형상의 유효부(22)는 유효부(22)의 축을 Z축으로 했을 때 Z축 방향으로 피치가 일정한다.
지정 높이까지 압축된 압축 형상의 유효부(22)는, 하중축(FL)을 Z축으로 하는 좌표계에 있어서, Z축(하중축(FL)) 방향으로 피치가 일정한 원통형이다. 압축된 코일 스프링(2)의 유효부(22)는, 하중축(FL)을 Z축으로 하는 좌표계에 관해서, 하중축(FL)을 중심으로 한 피치가 일정한 원통형을 이루고 있다.
압축 형상의 유효부(22)는 자유 형상과 비교하여, 하중축(FL) 주위의 전체 둘레에 걸쳐서, 코일 직경이 동등하게 커지게 된다. 즉, 코일 스프링(2)이 압축되면, 하중축(FL) 주위에 균등하게 몸통 팽창이 생긴다. 몸통 팽창이 생긴 코일 스프링(2)은, 몸통 휨을 일으키는 코일 스프링과 비교하여, 주위의 부품과 간섭할 가능성은 작다.
도 5에 도시되는 바와 같이, 하측의 스프링 시트(10)는 하중축(FL)과 직각인 선분(S1)에 대해서, 각도(θ2)를 이루고 경사져 있다. 상측의 스프링 시트(11)는 하중축(FL)과 직각인 선분(S2)에 대해서, 각도(θ3)를 이루고 경사져 있다. 즉, 하측의 스프링 시트(10)와 상측의 스프링 시트(11)는, 서로 평행은 아니다. 더구나, 하중축(FL)은 하측의 스프링 시트(10)와 상측의 스프링 시트(11)에 대해서, 각도(θ2, θ3)를 이루고 비스듬하게 경사져 있다.
몸통 휨을 없애고 싶은 스프링 높이(지정 높이)에 있어서의 하중축(FL)과 좌권부의 중심의 편차분을, 하측의 스프링 시트(10)와 상측의 스프링 시트(11)의 편심량으로서 부여한다. 그리고 각도(θ2, θ3)를 하측의 스프링 시트(10)와 상측의 스프링 시트(11)의 시트면 각도로서 부여한다. 다만, 코일 스프링의 몸통 휨 방향이 스프링 시트(10, 11)의 경사 방향으로 어긋나 있기도 한다. 그 경우에는, 그 몸통 휨을 상쇄하는 방향으로, 스프링 시트(10, 11)의 시트면의 방향과 각도를 약간 수정할 필요가 있다.
예를 들어, 본 실시형태의 코일 스프링(2)은, 하중축(FL)과 하측의 스프링 시트(10)의 중심의 차이, 및 하중축(FL)과 상측의 스프링 시트(11)의 중심의 차이에 따라서, 하측의 좌권부(20)와 상측의 좌권부(21)를 코일 중심으로부터 편심시키고 있다. 또한, 지정 높이에 있어서의 하측의 좌권부(20)와 상측의 좌권부(21)의 경사를, 각각, 하측의 스프링 시트(10)와 상측의 스프링 시트(11)의 경사에 대응시키고 있다.
도 6 중 선(L1)은, 코일 스프링(2)의 소선(4)의 권수 위치와 하중축(FL)으로부터의 거리의 관계를 나타내고 있다. 도 6 중 선(L1)으로 나타내는 바와 같이, 유효부에서는, 하중축(FL)으로부터 소선까지의 거리가 하중축(FL) 주위로 거의 일정하다. 하측의 좌권부의 일례에서는, W1로 나타내는 바와 같이, 소선의 하단으로부터 유효부를 향해서, 하중축(FL)으로부터의 거리가 커지고 나서 작아지는 파형을 이루고 있다. 상측의 좌권부의 일례에서는, W2로 나타내는 바와 같이, 소선의 상단으로부터 유효부를 향해서, 하중축(FL)으로부터의 거리가 작아지고 나서 커지는 파형을 이루고 있다. 도 6 중 선(L2)은, 종래의 코일 스프링(권수： 4)의 소선의 권수 위치와 하중축(FL)으로부터의 거리의 관계를 나타내고 있다. 종래의 코일 스프링은 하중축(FL)으로부터 소선까지의 거리가 하중축(FL) 주위로 크게 변화하고 있다.
도 7 중 선(L3)은, 코일 스프링(2)이 압축된 상태(압축 형상)에 있어서, 소선의 권수 위치와 피치의 관계를 나타내고 있다. 도 7 중 선(L4)은, 코일 스프링(2)이 압축되지 않은 자유 형상에 있어서, 소선의 권수 위치와 피치의 관계를 나타내고 있다. 압축 형상에 있어서, 유효부의 피치는 하중축(FL)을 따르는 방향(Z축 방향)에 관해서 실질적으로 일정하다. 하중이 부하되지 않은 자유 형상에 있어서, 유효부의 피치는 유효부의 코일 중심에 관해서 실질적으로 일정하다.
도 8 중 선(L5)은, 코일 스프링(2)의 자유 형상에서의 소선의 권수 위치와 높이의 관계를 나타내고 있다. 도 8 중 선(L5)으로 나타내는 바와 같이, 유효부는 권수 위치에 따라 점차 높이가 높아지고 있다. 하측의 좌권부의 일례에서는, 소선의 하단으로부터 유효부를 향해서, 높이가 크게 증가하고 나서 높이의 증가가 작아지는 (파형으로 구불구불한) 형상이다. 상측의 좌권부의 일례에서는, 소선의 상단을 향해 높이가 증가하고 있다. 이에 대해 종래의 코일 스프링의 일례는, 도 8 중 선(L6)으로 나타내는 바와 같이, 하측의 좌권부와 상측의 좌권부의 높이가, 각각, 거의 변화하지 않고 플랫한 형상이다.
도 9는 코일 스프링을 제조하기 위한 열간 성형 코일링 머신(30)의 일부를 도시하고 있다. 이 코일링 머신(30)은 원주(圓柱)형의 심금(31)과, 척(33)과, 가이드부(35)를 포함하고 있다. 심금(31)의 일방의 단부(31a)는, 코일 스프링의 일단측(턴 개시 측)의 좌권부에 대응한 형상이다. 가이드부(35)는 가이드 부재(39a, 39b)를 포함하고 있다.
스프링 강으로 이루어지는 소선(4)은, 미리 코일 스프링의 1개분의 길이로 절단되어 있다. 이 소선(4)은 오스테나이트화 온도(A3 변태점 이상, 1150℃ 이하)로 가열되어 공급 기구에 의해서 심금(31)에 공급된다. 척(33)은 소선(4)의 선단을 심금(31)에 고정한다. 가이드부(35)는 심금(31)에 권취되는 소선(4)의 위치를 제어한다. 심금(31)의 일방의 단부(31a)는, 심금 구동 헤드(40)에 의해 보지되고 있다. 심금(31)은 심금 구동 헤드(40)에 의해, 축선(X1) 주위로 회전한다. 심금(31)의 타방의 단부(31b)는, 심금 홀더(50)에 의해서 회전 가능하게 지지되어 있다. 가이드부(35)는 심금(31)의 축선(X1)을 따르는 방향으로 이동하고, 성형해야 할 코일 스프링의 피치각에 따라 소선(4)을 안내한다.
소선(4)은 코일 스프링 1개분의 길이이다. 이 소선(4)이 가열로에 의해서, 열간 성형에 적절한 온도로 가열된다. 가열된 소선(4)의 선단이 척(33)에 의해서 심금(31)에 고정된다. 심금(31)이 회전하는 동시에, 심금(31)의 회전에 동기하여, 가이드부(35)가 심금(31)의 축선(X1)을 따르는 방향으로 이동한다. 이에 의해, 심금(31)에 소선(4)이 소정 피치로 권취되어져 간다. 이상의 설명은 코일 스프링을 열간 성형 코일링 머신(30)에 의해서 제조하는 경우에 대해서이다. 본 실시형태의 코일 스프링은, 냉간 성형 코일링 머신에 의해서 제조하는 것도 가능하다.
도 10은 제 2 실시형태에 따른 코일 스프링(2A)을 도시하고 있다. 도 11은 코일 스프링(2A)이 최대로 압축된 상태의 측면도이다. 도 12는 코일 스프링(2A)이 최대로 신장된 상태의 측면도이다. 코일 스프링(2A)은 제 1 실시형태의 코일 스프링(2)과 마찬가지로, 하측의 스프링 시트(10)에 의해서 지지되는 하측의 좌권부(20A)와, 상측의 스프링 시트(11)에 의해서 지지되는 상측의 좌권부(21A)와, 좌권부(20A, 21A) 사이의 유효부(22A)를 포함하고 있다.
유효부(22A)의 권수는 3이다. 유효부(22A)의 코일 직경은, 제 1 실시형태의 유효부(22)의 코일 직경보다 크다. 이 유효부(22A)는 제 1 실시형태의 유효부(22)와 마찬가지로, 자유 형상 및 압축 형상의 어느 경우도, 하중축(FL) 주위에 몸통 휨이 생기지 않은 형상(원통형)이다. 즉, 유효부(22A)는 압축되지 않은 자유 형상에 있어서, 유효부(22A)의 축 주위로 원통형이다. 또한, 지정 높이까지 압축된 압축 형상에서는, 하중축(FL)을 Z축으로 하는 좌표계에 있어서, Z축(하중축(FL)) 방향으로 피치가 일정한 원통형을 이루고 있다.
제 2 실시형태의 소선(4A)의 선경은, 제 1 실시형태의 소선(4)의 선경보다 작다. 도 10 내지 도 12에 도시된 2점 쇄선(CY3)은, 유효부(22A)의 외주의 위치를 나타내고 있다. 도 10 중 파선(CY4)은, 종래의 코일 스프링의 유효부의 외주의 위치를 나타내고 있다. 종래의 유효부는 본 실시형태의 유효부(22A)보다 차량 내측에 배치되어 있었다. 스프링 시트(10, 11)의 위치는, 종래도 본 실시형태도 동일하다.
도 6 중 선(L17)은, 제 2 실시형태의 코일 스프링(2A)의 소선의 권수 위치와 하중축(FL)으로부터의 거리의 관계를 나타내고 있다. 도 6 중 선(L17)으로 나타내는 바와 같이, 유효부에서는, 하중축(FL)으로부터 소선까지의 거리가 하중축(FL) 주위로 거의 일정하다. 하측의 좌권부는 W1로 나타내는 바와 같이, 소선의 하단으로부터 유효부를 향해서, 하중축(FL)으로부터의 거리가 커지고 나서 작아지는 파형을 이루고 있다. 상측의 좌권부는 W2로 나타내는 바와 같이, 소선의 상단으로부터 유효부를 향해서, 하중축(FL)으로부터의 거리가 작아지고 나서 커지는 파형을 이루고 있다.
도 8 중 선(L18)은, 제 2 실시형태의 코일 스프링(2A)의 자유 형상에서의 소선의 권수 위치와 높이의 관계를 나타내고 있다. 도 8 중 선(L18)으로 나타내는 바와 같이, 유효부는 권수 위치에 따라 점차 높이가 높아지고 있다. 하측의 좌권부는 소선의 하단으로부터 유효부를 향해서, 높이가 높아지고 나서 낮아지는 (파형으로 구불구불한) 형상이다. 상측의 좌권부는 소선의 상단을 향해 높이가 증가하고 있다.
이 코일 스프링은, 스트럿 타입의 서스펜션에 한정되지 않고, 예를 들면, 링크 모션 타입의 서스펜션에 사용할 수도 있다. 또한, 본 실시형태의 코일 스프링은 현가장치 이외의 용도로 사용하는 것도 가능하다.
1 : 현가장치 2 : 코일 스프링
3 : 스트럿 4 : 소선
10 : 하측의 스프링 시트 11 : 상측의 스프링 시트
20 : 하측의 좌권부 21 : 상측의 좌권부
22 : 유효부 C1, C2 : 힘의 중심
FL : 하중축

Claims (3)

  1. 나선형으로 성형된 소선(4)을 갖고, 하측의 스프링 시트(10)와 상측의 스프링 시트(11) 사이에 배치되는 코일 스프링에 있어서,
    상기 하측의 스프링 시트(10)에 접하는 하측의 좌권부(20)와,
    상기 상측의 스프링 시트(11)에 접하는 상측의 좌권부(21)와,
    상기 하측의 좌권부(20)와 상기 상측의 좌권부(21) 사이의 유효부(22)와,
    상기 유효부(22)를 압축하는 힘이 상기 하측의 좌권부(20)와 상기 상측의 좌권부(21)에 부하된 상태에 있어서, 상기 하측의 좌권부(20)에 가하는 힘의 중심(重心)(C1)과 상기 상측의 좌권부(21)에 가하는 힘의 중심(C2)을 잇는 직선으로 이루어지는 하중축(FL)을 갖고,
    상기 유효부(22)는 압축되지 않은 자유 형상에 있어서 상기 유효부(22)의 축 주위로 원통형이며, 지정 높이까지 압축된 압축 형상에서는, 상기 하중축(FL)을 Z축으로 하는 좌표계에 관해서, 상기 Z축 방향으로 피치가 일정한 원통형을 이루고 있는
    코일 스프링.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 하중축(FL)과 상기 하측의 스프링 시트(10)의 중심의 차이, 및 상기 하중축(FL)과 상기 상측의 스프링 시트(11)의 중심의 차이에 따라서, 상기 하측의 좌권부(20)와 상기 상측의 좌권부(21)를 코일 중심으로부터 편심시키고, 또한, 상기 지정 높이에 있어서의 상기 하측의 좌권부(20)와 상측의 좌권부(21)의 경사를 각각, 상기 하측의 스프링 시트(10)와 상측의 스프링 시트(11)의 경사에 대응시킨
    코일 스프링.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 압축 형상의 상기 유효부(22)의 코일 직경이, 상기 자유 형상의 상기 유효부(22)의 코일 직경과 비교하여, 상기 하중축(FL) 주위의 전체 둘레에 걸쳐서 동등하게 확대되는
    코일 스프링.
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