特開 2024-178016 スプリングシート、懸架装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024178016

(43)【公開日】2024-12-24

(54)【発明の名称】スプリングシート、懸架装置

(51)【国際特許分類】

   F16F 9/32 20060101AFI20241217BHJP

【ＦＩ】

F16F9/32 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023096493

(22)【出願日】2023-06-12

(71)【出願人】

【識別番号】509186579

【氏名又は名称】日立Ａｓｔｅｍｏ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100125346

【弁理士】

【氏名又は名称】尾形 文雄

(72)【発明者】

【氏名】周 松賢

【テーマコード（参考）】

3J069

【Ｆターム（参考）】

3J069AA50

3J069CC02

3J069DD03

(57)【要約】

【課題】損傷が発生し難いスプリングシートを提供する。
【解決手段】下スプリングシート１は、緩衝装置の周囲に設けられたコイル状のスプリングの端部を支持するスプリングシートであって、緩衝装置のシリンダ部の形状に沿うように成形されて、シリンダ部に連結される連結部１０と、連結部１０の周囲に設けられて、シリンダ部の中心線方向に交差する方向に突出してスプリングの端部を支持する支持部２０と、連結部１０と支持部２０との間を接続する接続部３０と、接続部３０と支持部２０とを接続するように屈曲するとともに、曲率半径が、スプリングが縮んだときに支持部２０に生じる最大荷重ポイントに向かって大きくなるように徐変している屈曲部５０と、を備える。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

緩衝装置の周囲に設けられたコイル状のスプリングの端部を支持するスプリングシートであって、
前記緩衝装置のシリンダ部の形状に沿うように成形されて、前記シリンダ部に連結される連結部と、
前記連結部の周囲に設けられて、前記シリンダ部の中心線方向に交差する方向に突出して前記スプリングの端部を支持する支持部と、
前記連結部と前記支持部との間を接続する接続部と、
前記接続部と前記支持部とを接続するように屈曲するとともに、曲率半径が、前記スプリングが縮んだときに前記支持部に生じる最大荷重ポイントに向かって大きくなるように徐変している屈曲部と、
を備えるスプリングシート。

【請求項2】

前記屈曲部の前記曲率半径は、前記最大荷重ポイントから前記スプリングの周方向の９０度の範囲内で徐変している、
請求項１に記載のスプリングシート。

【請求項3】

前記屈曲部の前記曲率半径は、前記最大荷重ポイントから周方向の両側において徐変している、
請求項１に記載のスプリングシート。

【請求項4】

前記最大荷重ポイントは、前記スプリングの０．７５巻目に対応する位置である、
請求項１に記載のスプリングシート。

【請求項5】

緩衝装置と、
前記緩衝装置の周囲に設けられたコイル状のスプリングと、
前記スプリングの端部を支持する請求項１から４のいずれか１項に記載のスプリングシートと、
を備える懸架装置。

【請求項6】

前記スプリングの座巻きは０．５巻き又は０．７５巻きである、
請求項５に記載の懸架装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、スプリングシート及び懸架装置に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、特許文献１に記載されたスプリングシートは、シート座面に形成された複数の突起によりコイルスプリングの着座部の内側が支持され、複数の突起間においてシート座面の外周の起立フランジに突起を形成し、該起立フランジの突起と前記シート座面の複数の突起とにより、コイルスプリングの着座部を内外から挟持する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００４－２３２７６８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

スプリングシートの軽量化のために板厚を薄くすることが望まれている。それゆえ、スプリングシートの板厚を薄くしたとしても、割れ等の損傷が発生し難い形状であることが望ましい。
本発明は、損傷が発生し難いスプリングシート等を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

かかる目的のもと完成させた本発明は、緩衝装置の周囲に設けられたコイル状のスプリングの端部を支持するスプリングシートであって、前記緩衝装置のシリンダ部の形状に沿うように成形されて、前記シリンダ部に連結される連結部と、前記連結部の周囲に設けられて、前記シリンダ部の中心線方向に交差する方向に突出して前記スプリングの端部を支持する支持部と、前記連結部と前記支持部との間を接続する接続部と、前記接続部と前記支持部とを接続するように屈曲するとともに、曲率半径が、前記スプリングが縮んだときに前記支持部に生じる最大荷重ポイントに向かって大きくなるように徐変している屈曲部と、を備えるスプリングシートである。

【発明の効果】

【0006】

本発明によれば、損傷が発生し難いスプリングシートを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】懸架装置の概略構成の一例を示す図である。

【図2】下スプリングシートを中心線方向の第２側から見た図の一例である。

【図3】図２のIII－III部の断面の一例を示す図である。

【図4】下スプリングシートを中心線方向の第１側から見た図の一例である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。
図１は、懸架装置１００の概略構成の一例を示す図である。
懸架装置１００は、乗用自動車等の四輪車に用いられるサスペンションであり、図１に示すように、油圧式の緩衝装置１１０と、緩衝装置１１０の外側に配置されたコイル状のスプリング１２０と、を備える。以下では、緩衝装置１１０の後述する外筒１１２の中心線方向を、単に「中心線方向」と称する場合がある。また、中心線方向の第１側（図１では下側）、中心線方向の第２側（図１では上側）を、それぞれ、単に「第１側」、「第２側」と称する場合がある。また、中心線方向に交差する方向（例えば、直交方向）を、「半径方向」と称する。半径方向において、外筒１１２の中心線側を単に「内側」と称し、中心線から離れる側を単に「外側」と称する場合がある。

【0009】

懸架装置１００は、スプリング１２０における第１側の端部を支持する下スプリングシート１と、スプリング１２０における第２側の端部を支持する上スプリングシート１３０と、を備える。
また、懸架装置１００は、後述する外筒１１２の第１側の端部に取り付けられて、懸架装置１００を車輪に取り付けるための車輪側ブラケット１４０と、後述するロッド１１３の第２側の端部に固定されて、車両に取り付けるための車体側ブラケット１５０と、を備える。また、懸架装置１００は、ロッド１１３の少なくとも一部を覆うダストカバー１７０を備える。

【0010】

緩衝装置１１０は、オイルを収容するシリンダ（不図示）とシリンダの外側に設けられた円筒状の外筒１１２とを有するシリンダ部１１１と、シリンダ内を摺動するピストン（不図示）と、第１側の端部にピストンを保持するとともに第２側の端部がシリンダ部１１１から突出して設けられるロッド１１３と、を備えている。ロッド１１３は、中心線方向に移動するので、中心線方向は、ロッド１１３の軸方向でもある。

【0011】

スプリング１２０は、線材１２１が螺旋状に巻かれて形成されている。スプリング１２０の座巻きは、０．５巻きであることを例示することができる。

【0012】

（下スプリングシート１）
図２は、下スプリングシート１を中心線方向の第２側から見た図の一例である。
図３は、図２のIII－III部の断面の一例を示す図である。
図４は、下スプリングシート１を中心線方向の第１側から見た図の一例である。
下スプリングシート１は、鋼板等の金属製の薄い板に対してプレス加工が施されることにより成形されている。下スプリングシート１は、緩衝装置１１０のシリンダ部１１１の外筒１１２（図１参照）の形状である円筒状に沿うように成形されて、シリンダ部１１１に連結される連結部１０と、連結部１０の周囲に設けられて、シリンダ部１１１の中心線方向に交差する方向に突出してスプリング１２０（図１参照）の端部を支持する支持部２０と、を備える。また、下スプリングシート１は、連結部１０と支持部２０との間を接続する接続部３０と、連結部１０又は接続部３０と、支持部２０とを接続するように屈曲した屈曲部５０と、を備える。

【0013】

連結部１０は、円筒状である円筒状部１１と、円筒状部１１の第２側に設けられた円環状の円環状部１２と、円筒状部１１と円環状部１２との間に設けられた中間部１３とを有する。
円筒状部１１は、内周面１５から外側に突出した突出部１６が周方向の一部に形成されている。突出部１６は、周方向に複数（図２においては３つ）形成されている。内周面１５の径はシリンダ部１１１の外筒１１２の外径以上である。
円環状部１２は、円筒状部１１よりも中心線方向に直交する方向に突出する部位である。
中間部１３は、円筒状部１１における第２側の端部から円環状部１２の内側の部位にかけて径が徐々に大きくなるように屈曲している。

【0014】

下スプリングシート１は、連結部１０の円筒状部１１の内側に外筒１１２が挿入された後に、円筒状部１１が外筒１１２に溶接されることで、外筒１１２に固定されている。それゆえ、下スプリングシート１が外筒１１２に固定された後においては、連結部１０の円筒状部１１の中心線Ｃｌとシリンダ部１１１の外筒１１２の中心線とは一致する。なお、下スプリングシート１の外筒１１２への固定方法は、溶接に限定されない。例えば、連結部１０の円筒状部１１の内周面１５の径を外筒１１２の外径よりも小さくし、円筒状部１１を外筒１１２に圧入することで下スプリングシート１を外筒１１２へ固定しても良い。

【0015】

支持部２０は、スプリング１２０の第１側の端部に設けられた座巻きが着座する支持面２１を有する。支持面２１は、中心線Ｃｌの方向（言い換えれば中心線方向）に対して傾斜した面であるとともに、中心線Ｃｌの方向に対して傾斜した傾斜線Ｃｓを中心とした螺旋状である。傾斜線Ｃｓは、中心線方向において下スプリングシート１が存在する領域では中心線Ｃｌと交わらないように、中心線Ｃｌに対してオフセットしている。

【0016】

支持面２１が傾斜線Ｃｓを中心とした螺旋状であるため、支持面２１における傾斜線Ｃｓ周りの周方向の一端である始点２２と、支持面２１における傾斜線Ｃｓ周りの周方向（図２の反時計回り方向）の他端である終点２３とは、傾斜線Ｃｓの方向にずれている。これにより、支持部２０には、始点２２と終点２３との間に段差部２４が設けられている。以下、傾斜線Ｃｓ周りの周方向における始点２２と終点２３との間の中央の部位を「第１部２５」、第１部２５と終点２３との間の中央の部位を「第２部２６」と称する場合がある。第１部２５、第２部２６は、それぞれ、始点２２から、傾斜線Ｃｓ周りの周方向に略１８０度、２７０度の位置である。

【0017】

ここで、スプリング１２０は、線材１２１の第１側の端部が始点２２に載せられる。そして、スプリング１２０の座巻きは０．５巻きであることから、スプリング１２０が自由長である場合、スプリング１２０は、始点２２から第１部２５まで着座する。

【0018】

また、支持部２０は、支持面２１における外周部から外側に傾斜線Ｃｓの方向に対して傾斜する方向に延びて、スプリング１２０が外側に移動するのを規制する外側規制部２７を有する。外側規制部２７の外周部における傾斜線Ｃｓの方向の位置は同一であり、始点２２に対応する位置から、傾斜線Ｃｓ周りの周方向に終点２３に向けて、傾斜線Ｃｓの方向の大きさが徐々に小さくなっている。

【0019】

また、支持部２０は、支持面２１における内周部に、支持面２１から第２側に突出してスプリング１２０が内側に移動するのを規制する内側規制部２８を、傾斜線Ｃｓ周りの周方向の一部に有している。内側規制部２８は複数（図２においては２つ）設けられている。

【0020】

接続部３０は、連結部１０の円環状部１２における外周部から外側に傾斜線Ｃｓの方向に対して傾斜する方向に延びて、支持面２１に接続する。連結部１０の円環状部１２は中心線方向の位置が同一であり、支持面２１は傾斜線Ｃｓを中心とした螺旋状であること、また、傾斜線Ｃｓは中心線Ｃｌに対してオフセットしていることから、接続部３０は、始点２２に対応する位置から、傾斜線Ｃｓ周りの周方向に第２部２６の方向に向けて、傾斜線Ｃｓの方向の大きさが徐々に大きくなっている。

【0021】

屈曲部５０は、接続部３０における外周部から支持面２１の内周部にかけて傾斜線Ｃｓを中心とする径が徐々に大きくなるように屈曲している。屈曲部５０における傾斜線Ｃｓを通る面にて切断した断面形状は円弧状である。屈曲部５０は、内側規制部２８が設けられている領域を除いて、傾斜線Ｃｓ周りの周方向に連続して設けられている。そして、図４に示すように、屈曲部５０の曲率半径、言い換えれば屈曲部５０の曲げＲは、始点２２から第１部２５までは同一である第１Ｒであり、第１部２５から第２部２６に向けて第１Ｒから第２Ｒ（第２Ｒ＞第１Ｒ）まで徐々に大きくなり、第２部２６から終点２３に向けて第２Ｒから第３Ｒ（第２Ｒ＞第３Ｒ）まで徐々に小さくなっている。つまり、屈曲部５０の曲率半径は、第２部２６において最大であり、第２部２６から傾斜線Ｃｓ周りの周方向両側の９０度の範囲内で徐変している。なお、第３Ｒは第１Ｒと同一であることを例示することができる。

【0022】

これは以下の理由による。すなわち、本発明者等が鋭意研究したところによると、スプリング１２０が縮むことに起因して下スプリングシート１の屈曲部５０に生じる最大荷重ポイントは第２部２６であることが判明した。それゆえ、最大荷重ポイントとなる第２部２６で曲率半径を最大とし、第２部２６に対応する屈曲部５０、言い換えれば、傾斜線Ｃｓ周りの周方向の位置が第２部２６と同一である屈曲部５０に生じる応力を小さくした。その結果、繰り返し生じるスプリング１２０の伸縮に対する耐久性が高まった。

【0023】

以上、説明したように、下スプリングシート１は、緩衝装置１１０の周囲に設けられたコイル状のスプリング１２０の端部を支持するスプリングシートの一例である。下スプリングシート１は、緩衝装置１１０のシリンダ部１１１の形状に沿うように成形されて、シリンダ部１１１に連結される連結部１０と、連結部１０の周囲に設けられて、シリンダ部１１１の中心線方向に交差する方向に突出してスプリング１２０の端部を支持する支持部２０と、を備える。また、下スプリングシート１は、連結部１０と支持部２０との間を接続する接続部３０と、接続部３０と支持部２０とを接続するように屈曲する屈曲部５０と、を備える。そして、屈曲部５０は、曲率半径（言い換えれば曲げＲ）が、スプリング１２０が縮んだときに支持部２０に生じる最大荷重ポイントである第２部２６に向かって大きくなるように（例えば第１Ｒから第２Ｒとなるように）徐変している。

【0024】

以上のように構成された下スプリングシート１によれば、例えば曲率半径が徐変しておらず第１Ｒで一定である構成よりも耐久性が高まっているので、損傷を発生し難くすることができる。それゆえ、下スプリングシート１の軽量化のために板厚を薄くすることができる。また、スプリング１２０の強度が大きくされたとしても損傷し難い。

【0025】

ここで、屈曲部５０の曲率半径は、最大荷重ポイントである第２部２６からスプリング１２０の周方向の９０度の範囲内で徐変している。これにより、例えば曲率半径が徐変しておらず第２Ｒで一定である構成よりもスプリング１２０が着座する支持面２１の面積を大きくすることができる。

【0026】

そして、最大荷重ポイントである第２部２６は、スプリング１２０の０．７５巻目に対応する位置である。つまり、第２部２６は、傾斜線Ｃｓ周りの周方向に始点２２から略２７０度の位置である。このように、第２部２６が傾斜線Ｃｓ周りの周方向に始点２２から３６０度未満の位置であることから、下スプリングシート１においては、屈曲部５０の曲率半径は、第２部２６から傾斜線Ｃｓ周りの周方向の両側において徐変している。つまり、傾斜線Ｃｓ周りの周方向における１８０度から２７０度に向けて第１Ｒから第２Ｒまで徐々に大きくなり、傾斜線Ｃｓ周りの周方向における２７０度から３６０度に向けて第２Ｒから第３Ｒまで徐々に小さくなっている。これにより、下スプリングシート１は、スプリング１２０が着座する支持面２１の面積が小さくなることを抑制しつつ、耐久性が向上して損傷が発生し難くなっている。

【0027】

また、懸架装置１００は、緩衝装置１１０と、緩衝装置１１０の周囲に設けられたコイル状のスプリング１２０と、スプリング１２０の端部を支持する下スプリングシート１と、を備える。そして、スプリング１２０の座巻きは０．５巻きである。このように、スプリング１２０の座巻きが０．５巻きである場合、スプリング１２０が縮むことに起因して下スプリングシート１に生じる最大荷重ポイントはスプリング１２０の０．７５巻目に対応する位置であることから、下スプリングシート１にてスプリング１２０の端部を支持することで懸架装置１００の損傷を発生し難くすることができる。

【0028】

なお、本発明者等が鋭意研究したところによると、スプリング１２０の座巻きが０．７５巻きである場合においても、スプリング１２０が縮むことに起因してスプリング１２０の第１側の端部を支持するスプリングシートに生じる最大荷重ポイントはスプリング１２０の０．７５巻目に対応する位置であることが判明した。それゆえ、下スプリングシート１を、座巻きが０．７５巻きであるスプリング１２０の第１側の端部を支持するスプリングシートとして用いることで、懸架装置１００の損傷を発生し難くすることができる。

【符号の説明】

【0029】

１…下スプリングシート、１０…連結部、２０…支持部、２１…支持面、２２…始点、２３…終点、２５…第１部、２６…第２部、３０…接続部、５０…屈曲部、１００…懸架装置、１１０…緩衝装置、１１１…シリンダ部、１１２…外筒、１１３…ロッド、１２０…スプリング

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】