一种螺旋弹簧制造技术

根据一个实施例的螺旋弹簧(2)，具有与下侧弹簧座(10)相接触的下侧支撑部(20)，与上侧弹簧座(11)相接触的上侧支撑部(21)，所述下侧支撑部(20)和所述上侧支撑部(21)之间的有效部(22)。该螺旋弹簧(2)在未被压缩的自由形状下，形成围绕所述有效部(22)的轴的圆柱形。而且该螺旋弹簧(2)，在被压它们到指定高度的压缩形状下，在以荷重轴(FL)作为Z轴的座标系中，在Z轴方向形成螺距恒定的圆柱形。

A Spiral Spring

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种螺旋弹簧
本专利技术涉及可以使用于例如车辆的悬挂装置等中的螺旋弹簧。
技术介绍
作为制造螺旋弹簧的方法，已知有通过热加工形成螺旋弹簧的方法，和通过冷加工形成螺旋弹簧的方法。通过热加工成形的螺旋弹簧是通过在高温下(例如钢的奥氏体化温度)将已加热的裸线以规定的间距缠绕在金属芯(心轴)上而成形为螺旋状的。裸线的长度是1个螺旋弹簧的量。在本说明书中，将通过热加工制造螺旋弹簧的装置称为热成型绕线机，将通过热加工成形的螺旋弹簧称为热成型螺旋弹簧。由于热成型绕线机用于将已加热变柔软的裸线缠绕在金属芯上，因此适合制造裸线直径比较大的螺旋弹簧。与此相反，通过冷加工成形的螺旋弹簧，通过将多个螺旋弹簧量的长度的裸线供给到绕线机的第1螺距和第2螺距之间，并在第1螺距和第2螺距之间连续地将裸线成形为圆弧状。当1个量的螺旋弹簧成形后，通过刀具切断裸线。在本说明书中，将通过冷加工制造螺旋弹簧的装置称为冷成型绕线机，将通过冷加工成形的螺旋弹簧称为冷成型螺旋弹簧。冷成型绕线机可以制造圆筒形以外的特殊形状的螺旋弹簧。图13A是现有螺旋弹簧100的一个实例示意图。螺旋弹簧100下侧的支撑部100a由下侧的弹簧座101支撑。螺旋弹簧100的上侧的支撑部100b由上侧的弹簧座102支撑。弹簧座101、102的位置取决于支撑螺旋弹簧的对应物的规格。由于裸线卷绕成螺旋形，因此螺旋弹簧100不是相对于螺旋中心而左右对称的。因此将压缩负重F1施加于螺旋弹簧100的话，可知有效部100c将朝箭头f1所示的方向弯曲，即产生所谓的横向变形(bowing)。特别地当螺旋弹簧的缠绕数较少时(例如缠绕数为5以下)，容易产生横向弯曲。产生横向弯曲的螺旋弹簧100有可能会干挠周围物，因此不是优选的。为了防止产生横向弯曲，提出一种螺旋弹簧110,其如图13B所示的另一现有实例，在无载荷时自由形状(freeshape)为C形或S形。该螺旋弹簧110,旨在施加压缩负重F1的状态下，通过使有效部110c朝向箭头f2所示的方向变形，而使有效部110c笔直。先行技术文件专利文件专利文件1特开平1-156119公报专利文件2特许第2642163号公报。
技术实现思路
专利技术待解决的课题专利文件1(特开平1-156119公报)或专利文件2(特许第2642163号公报)中示出了成形为C形的螺旋弹簧。橡这样特殊形状的螺旋弹簧，通过热成型绕线机制造实际上是困难的，因此使用冷成型绕线机。但是，冷成型绕线机，在制造裸线直径较大的螺旋弹簧时，需要特殊的措施来构造或控制绕线机。本专利技术的目的在于提供一种螺旋弹簧，其既可以通过热成型绕线机来制造，也可以控制横向弯曲。解决课题的手段本专利技术的一个实施例，是一种螺旋弹簧，其具有成形为螺旋形的裸线并设置于下侧弹簧座和上侧弹簧座之间，其具有与所述下侧弹簧座相接触的下侧支撑部，与所述上侧弹簧座相接触的上侧支撑部，所述下侧支撑部和所述上侧支撑部之间的有效部，以及荷重轴，所述荷重轴由当压缩所述有效部的力施加到所述下侧支撑部和所述上侧支撑部时，连接施加到所述下侧支撑部上的力的重心和施加到所述上侧支撑部上的力的重心的直线构成。所述有效部在该螺旋弹簧为未被压缩的自由形状(无荷重时)时，围绕所述有效部的轴是圆柱形。即，该螺旋弹簧在无荷重时为以所述有效部的轴为中心轴的圆柱形。另外当所述有效部在该螺旋弹簧未被压缩的自由形状(无荷重时)中，在将所述有效部的轴设作Z轴时，在Z轴方向的螺距是恒定的。而且，当所述有效部在该螺旋弹簧被压缩到指定高度的压缩形状(压缩时)时，在将所述荷重轴录作Z轴的座标系中，在所述Z轴方向形成螺距恒定的圆柱形(以荷重轴为中心轴的圆柱形)。进一步地，该螺旋弹簧根据所述荷重轴和所述下侧弹簧座的中心之差，以及所述荷重轴和所述上侧弹簧座的中心之差，使所述下侧支撑部和所述上侧支撑部偏离螺旋中心，并且，分别使在所述指定高度下的所述下侧支撑部和上侧支撑部的倾斜与所述下侧弹簧座和上侧弹簧座的倾斜对应。专利技术效果通过本实施例的螺旋弹簧，在压缩到指定高度状态下，有效部不会产生横向弯曲。因此该螺旋弹簧，在组装到例如车辆的悬挂装置的状态下，可以避免对周围物的干扰。而且，本实施例的螺旋弹簧可以通过热成型绕线机制造。附图说明图1为具备与第1实施例相关的螺旋弹簧的悬挂装置的横截面。图2为图1所示的螺旋弹簧的侧视图。图3为同一个螺旋弹簧被压缩到最大状态时的侧视图。图4为同一个螺旋弹簧被拉伸到最大状态时的侧视图。图5为图1所示的悬挂装置的下侧弹簧座和上侧弹簧的示意图。图6分别示出了3类螺旋弹簧的裸线的匝数位置和从荷重轴(forceline)的距离之间的关系。图7示出了图2所示的螺旋弹簧的裸线的匝数位置和螺距之间的关系。图8分别示出了3类螺旋弹簧的裸线的匝数位置和高度之间的关系。图9为热成型螺旋弹簧的局部平面图。图10为与第2实施例相关的螺旋弹簧的侧视图。图11为图10所示的螺旋弹簧在被压缩到最大状态时的侧视图。图12为图10所示的螺旋弹簧在被拉伸到最大状态时的侧视图。图13A为现有的螺旋弹簧的截面图。图13B为其他现有的螺旋弹簧的截面图。具体实施方式以下参考图1至图9,对与本专利技术的1个实施例相关的螺旋弹簧进行说明。图1所示的MacPhersonStruttype的悬挂装置1具备悬挂用螺旋弹簧2(下文仅称为螺旋弹簧2)和由减震器组成的支柱3。螺旋弹簧2具有成形为螺旋形的弹簧钢制成的裸线4。螺旋弹簧2在压缩于下侧弹簧座10和上侧弹簧座11之间的状态下，安装至悬挂装置1中。支柱3的上端通过绝缘支架12安装于车体13上。支柱3的下部设置有固定支架15。固定支架15中安装有用于支撑车轴的关节件16(仅示出局部)。支柱3的上端以轴线X0相对于重力的垂直线XL向车辆内侧倾斜角度θ1的状态安装于车体13上。如图2所示的螺旋弹簧2于下侧弹簧座10和上侧弹簧座11之间呈压缩态。图3示出了螺旋弹簧2被压缩至最大状态。图4示出了螺旋弹簧2拉伸至最大状态。螺旋弹簧2包括通过下侧弹簧座10支撑的下侧支撑部20,通过上侧弹簧座11支撑的上侧支撑部21,以及支撑部20,21之间的有效部22。下侧支撑部20的下表面20a呈与下侧弹簧座10相接触态。上侧支撑部21的上表面21a呈与上侧弹簧座11相接触态。有效部22为,在螺旋弹簧2被压缩至最大状态下，彼此相邻的裸线4的卷绕部彼此之间不接触，并有效发挥弹簧作用的部分。有效部22的匝数的一例是4。下侧支撑部20从裸线的下端开始卷绕至例如0。6-0。7匝附近。上侧支撑部21从裸线4的上侧开始卷绕至例如0。8匝附近。下侧弹簧座10相可以沿支柱3的轴线X0的方向相对于上侧弹簧座11移动。当螺旋弹簧2呈压缩状态时，下侧弹簧座10和支撑部20彼此相接，并于存在施加于支撑部20的力的重心C1。力的重心C1不一定位于支撑部20的卷绕中心(曲率中心)。即力的重心C1依存于弹簧座10和支撑部20的接触力的分布。由于上侧弹簧座11和支撑部21彼此相接触，因此存在施加于支撑部21的力的重心C2。在本说明书中，连接下侧支撑部20的力的重心C1和上侧支撑部21的力的重心C2的直线称为荷重轴FL(forceline)。有时将荷重轴的位置(forcelineposition)略称为FLP。荷重轴FL从下侧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种螺旋弹簧，其为具有成形为螺旋形的裸线，并且设置于下侧弹簧座(10)和上侧弹簧座(11)之间的螺旋弹簧，其特征在于，具有与所述下侧弹簧座(10)相接触的下侧支撑部(20)，与所述上侧弹簧座(11)相接触的上侧支撑部(21)，所述下侧支撑部(20)和所述上侧支撑部(21)之间的有效部(22)，当压缩所述有效部(22)的力被施加到所述下侧支撑部(20)和所述上侧支撑部(21)时，连接施加于所述下侧支撑部(20)的力的重心(C1)和所述上侧支撑部(21)的力的重心(C2)的直线构成的荷重轴(FL)，所述有效部(22)在未被压缩的自由形状下，围绕所述有效部(22)的轴为圆柱形，在被压缩到指定高度下时，在以所述荷重轴(FL)为Z轴的座标系中，所述有效部(22)在所述Z轴方向形成螺距恒定的圆柱形。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.01.31 US 15/421,3841.一种螺旋弹簧，其为具有成形为螺旋形的裸线，并且设置于下侧弹簧座(10)和上侧弹簧座(11)之间的螺旋弹簧，其特征在于，具有与所述下侧弹簧座(10)相接触的下侧支撑部(20)，与所述上侧弹簧座(11)相接触的上侧支撑部(21)，所述下侧支撑部(20)和所述上侧支撑部(21)之间的有效部(22)，当压缩所述有效部(22)的力被施加到所述下侧支撑部(20)和所述上侧支撑部(21)时，连接施加于所述下侧支撑部(20)的力的重心(C1)和所述上侧支撑部(21)的力的重心(C2)的直线构成的荷重轴(FL)，所述有效部(22)在未被压缩的自由形状下，围绕所述有效部(22)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：西泽真一，
申请(专利权)人：日本发条株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP