懸架用彈簧裝置以及懸架用螺旋彈簧的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用在汽車等車輛的懸架機(jī)構(gòu)中的懸架用彈簧裝置以及懸架用螺旋彈善
Ο
【背景技術(shù)】
[0002]在專利文獻(xiàn)1中公開(kāi)了一種用在汽車等車輛的懸架機(jī)構(gòu)中的懸架用彈簧裝置的一例。該懸架用彈簧裝置包括懸架用螺旋彈簧(壓縮螺旋彈簧)、配置在該螺旋彈簧的下側(cè)的下側(cè)的彈簧座、以及配置在該螺旋彈簧的上側(cè)的上側(cè)的彈簧座。該螺旋彈簧與負(fù)載的大小對(duì)應(yīng)地伸縮。
[0003]作為懸架用螺旋彈簧發(fā)生折損的原因之一，公知有浸蝕孔。例如因飛石會(huì)使螺旋彈簧的涂裝剝落而生銹，該銹增大而形成浸蝕孔。螺旋彈簧以該浸蝕孔作為起點(diǎn)發(fā)生折損。如專利文獻(xiàn)2公開(kāi)的那樣，提出了一種在懸架用螺旋彈簧的表面形成雙層結(jié)構(gòu)的涂膜的技術(shù)。雙層結(jié)構(gòu)的涂膜由環(huán)氧樹(shù)脂類樹(shù)脂的內(nèi)涂層以及形成在該內(nèi)涂層之上的環(huán)氧聚酯纖維樹(shù)脂類樹(shù)脂的外涂層構(gòu)成。在專利文獻(xiàn)3中說(shuō)明了第一噴丸硬化及第二噴丸硬化。在第一噴丸硬化中，利用較大的投射能對(duì)整個(gè)螺旋彈簧進(jìn)行第一噴丸硬化。在進(jìn)行了第一噴丸硬化后，利用較小的投射能進(jìn)行第二噴丸硬化。
[0004]懸架用螺旋彈簧的端部磨平圈部包括第一部分、第二部分以及第三部分。第一部分無(wú)論負(fù)載的大小都始終與彈簧座接觸。第二部分依據(jù)負(fù)載的大小而與彈簧座接觸或分開(kāi)。第三部分無(wú)論負(fù)載的大小都始終與彈簧座分開(kāi)。在第二部分與彈簧座之間有時(shí)夾有沙子等異物。對(duì)螺旋彈簧的表面實(shí)施了防銹涂裝。但是，當(dāng)在端部磨平圈部與彈簧座之間夾有沙子等較硬的異物的狀態(tài)下使螺旋彈簧伸縮時(shí)，有時(shí)涂膜會(huì)剝落而生銹，或者被夾著的異物使螺旋彈簧的表面受到創(chuàng)傷。當(dāng)該創(chuàng)傷處生銹，并且銹增大時(shí)，成為螺旋彈簧折損的原因。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)1:日本專利特開(kāi)2000-103216號(hào)公報(bào)
[0008]專利文獻(xiàn)2:日本專利特開(kāi)2005-171297號(hào)公報(bào)
[0009]專利文獻(xiàn)3:日本專利特開(kāi)2011-000663號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0011]在如專利文獻(xiàn)1的螺旋彈簧那樣使端部磨平圈部的一部分與彈簧座接觸或分開(kāi)的情況下，沙子等異物特別容易進(jìn)入到下側(cè)的端部磨平圈部與彈簧座之間。當(dāng)該異物被夾在端部磨平圈部與彈簧座之間時(shí)，涂膜會(huì)剝落而生銹，成為螺旋彈簧折損的原因。
[0012]如專利文獻(xiàn)2那樣具有由內(nèi)涂層及外涂層構(gòu)成的雙層結(jié)構(gòu)的涂膜的螺旋彈簧對(duì)飛石是有效的。但是，對(duì)于因進(jìn)入到端部磨平圈部與彈簧座之間的沙子等而產(chǎn)生的腐蝕及創(chuàng)傷，效果較小。而且，與具有一般的涂膜的螺旋彈簧相比，雙層結(jié)構(gòu)的涂膜存在涂裝所需的成本較高的問(wèn)題。在專利文獻(xiàn)3中，第一噴丸硬化及第二噴丸硬化均是對(duì)整個(gè)螺旋彈簧實(shí)施的。而且，在第一噴丸硬化中，利用較大的投射能對(duì)整個(gè)螺旋彈簧投射丸粒，因此存在能量消耗大的問(wèn)題。而且，需要設(shè)置能經(jīng)得住較大的投射能的噴丸硬化裝置，因此噴丸硬化裝置的消耗也大。
[0013]因而，本發(fā)明的目的在于，提供一種能防止螺旋彈簧因產(chǎn)生于端部磨平圈部的腐蝕而發(fā)生折損的懸架用彈簧裝置以及懸架用螺旋彈簧。
[0014]解決技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案
[0015]本發(fā)明的懸架用彈簧裝置包括:下側(cè)的彈簧座；上側(cè)的彈簧座；以及螺旋彈簧，上述螺旋彈簧具有成形為螺旋形的線材，并且上述螺旋彈簧以壓縮的狀態(tài)配置在上述下側(cè)的彈簧座與上述上側(cè)的彈簧座之間。該螺旋彈簧具有從上述線材的下端到不足第一圈的下側(cè)的端部磨平圈部、以及從上述線材的上端到不足第一圈的上側(cè)的端部磨平圈部，至少上述下側(cè)的端部磨平圈部具有:第一部分，上述第一部分無(wú)論施加于該螺旋彈簧的負(fù)載的大小如何，都始終與上述下側(cè)的彈簧座接觸;第二部分，上述第二部分根據(jù)施加于該螺旋彈簧的負(fù)載而與上述下側(cè)的彈簧座接觸或分開(kāi)；以及第三部分，上述第三部分無(wú)論負(fù)載的大小如何，都始終與彈簧座分開(kāi)。并且，在上述下側(cè)的端部磨平圈部與上述上側(cè)的端部磨平圈部之間具有壓縮殘余應(yīng)力部，對(duì)上述壓縮殘余應(yīng)力部從上述線材的表面施加壓縮殘余應(yīng)力直到第一深度，在上述下側(cè)的端部磨平圈部的包括上述第二部分的區(qū)域內(nèi)具有深層殘余應(yīng)力部，對(duì)上述深層殘余應(yīng)力部從上述線材的表面施加壓縮殘余應(yīng)力直到比上述第一深度深的第二深度。
[0016]在一實(shí)施方式中，上述深層殘余應(yīng)力部的壓縮殘余應(yīng)力的絕對(duì)值的最大值比上述壓縮殘余應(yīng)力部的壓縮殘余應(yīng)力的絕對(duì)值的最大值大。另外，較好的是，在上述深層殘余應(yīng)力部與上述壓縮殘余應(yīng)力部的交界處具有壓縮殘余應(yīng)力逐漸減少的應(yīng)力轉(zhuǎn)移部。另外，在上述壓縮殘余應(yīng)力部的表面形成有第一噴丸硬化打痕，在上述深層殘余應(yīng)力部的表面形成有第二噴丸硬化打痕，該第二噴丸硬化打痕的大小比上述第一噴丸硬化打痕的大小大。另夕卜，可以在上述下側(cè)的端部磨平圈部及上述上側(cè)的端部磨平圈部均形成上述深層殘余應(yīng)力部。
[0017]在一實(shí)施方式中，上述下側(cè)的彈簧座具有分別對(duì)上述下側(cè)的端部磨平圈部的下表面及外周面進(jìn)行約束的底面及外側(cè)壁，在該端部磨平圈部的包括上述下表面及上述外周面的范圍內(nèi)形成有上述深層殘余應(yīng)力部。在另一實(shí)施方式中，上述下側(cè)的彈簧座具有分別對(duì)上述下側(cè)的端部磨平圈部的下表面及內(nèi)周面進(jìn)行約束的底面及內(nèi)側(cè)壁，在該端部磨平圈部的包括上述下表面及上述內(nèi)周面的范圍內(nèi)形成有上述深層殘余應(yīng)力部。
[0018]發(fā)明效果
[0019]采用本發(fā)明，能夠抑制螺旋彈簧以因夾在懸架用螺旋彈簧的端部磨平圈部與彈簧座之間的沙子等較硬的異物而產(chǎn)生的腐蝕作為起點(diǎn)而發(fā)生折損，提高了螺旋彈簧的耐久性。該螺旋彈簧在端部磨平圈部的至少包括第二部分(與彈簧座接觸或分開(kāi)的部分)的區(qū)域內(nèi)，例如通過(guò)超聲波噴丸硬化形成深層殘余應(yīng)力部較佳。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1是示意地表示包括懸架用彈簧裝置的車輛的前部的立體圖。
[0021]圖2是包括圖1所示的懸架用彈簧裝置的懸架機(jī)構(gòu)的縱剖視圖。
[0022]圖3是表示螺旋彈簧的一例的立體圖。
[0023]圖4是示意地表示第一實(shí)施方式的螺旋彈簧的端部磨平圈部的仰視圖。
[0024]圖5是表示壓縮殘余應(yīng)力部及深層殘余應(yīng)力部的各自的殘余應(yīng)力的分布的圖。
[0025]圖6是示意地表示壓縮殘余應(yīng)力部及深層殘余應(yīng)力部的各自的表面附近、以及所使用的丸粒的剖視圖。
[0026]圖7是示意地表示用于形成深層殘余應(yīng)力部的超聲波噴丸硬化裝置及螺旋彈簧的一部分的剖視圖。
[0027]圖8是表示圖3所示的螺旋彈簧的制造工序的一例的流程圖。
[0028]圖9是表示具有通過(guò)一般的噴丸硬化而形成的壓縮殘余應(yīng)力部的螺旋彈簧，以及具有通過(guò)超聲波噴丸硬化而形成的深層殘余應(yīng)力部的螺旋彈簧的各自的耐久試驗(yàn)結(jié)果的圖。
[0029]圖10是表示第二實(shí)施方式的螺旋彈簧的端部磨平圈部及彈簧座的一部分的剖視圖。
[0030]圖11是示意地表示圖10所示的螺旋彈簧的端部磨平圈部的仰視圖。
[0031]圖12是示意地表示包括第三實(shí)施方式的懸架用彈簧裝置的車輛的后部的立體圖。
[0032]圖13是從車輛側(cè)面觀察到的圖12所示的懸架用彈簧裝置的側(cè)視圖。
[0033]圖14是將圖13所示的懸架用彈簧裝置的一部分放大后得到的剖視圖。
[0034]圖15是示意地表示圖13所示的懸架用彈簧裝置的螺旋彈簧的端部磨平圈部的仰視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035]以下，參照?qǐng)D1至圖9說(shuō)明第一實(shí)施方式的懸架用彈簧裝置。
[0036]圖1及圖2表示配置在車輛10的前側(cè)的麥弗遜柱式懸架機(jī)構(gòu)11。該懸架機(jī)構(gòu)11包括螺旋彈簧12(壓縮螺旋彈簧)、下側(cè)的彈簧座13、上側(cè)的彈簧座14、減振器15以及發(fā)動(dòng)機(jī)支承隔振器16。螺旋彈簧12是懸架用螺旋彈簧的一例。下側(cè)的彈簧座13配置在螺旋彈簧12的下偵k上側(cè)的彈簧座14配置在螺旋彈簧12的上側(cè)。螺旋彈簧12以壓縮了的狀態(tài)配置在下側(cè)的彈簧座13與上側(cè)的彈簧座14之間。利用螺旋彈簧12以及彈簧座13、14構(gòu)成懸架用彈簧裝置18。
[0037]減振器15具有氣缸20、桿21、蓋構(gòu)件22以及設(shè)置在氣缸20內(nèi)的衰減力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)等。在氣缸20的內(nèi)部收容有油等流體。桿21插入在氣缸20內(nèi)。蓋構(gòu)件22覆蓋桿21的滑動(dòng)部分。桿21能相對(duì)于氣缸20沿減振器15的軸線XI方向伸縮。上述衰減力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)對(duì)桿21的動(dòng)作施加阻力。減振器15以相對(duì)于鉛垂線Xo傾斜角度Θ的姿勢(shì)安裝在車身30上。
[0038]在氣缸20的下端部設(shè)置有供轉(zhuǎn)向節(jié)構(gòu)件25(如圖1所示)安裝的支架26。轉(zhuǎn)向節(jié)構(gòu)件25的下部借助球接頭28旋轉(zhuǎn)自如地支承在下臂27上。下臂27能沿上下方向轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在橫梁29上。橫梁29沿車輛10的寬度方向延伸。
[0039]圖3表示螺旋彈簧12未負(fù)荷壓縮的負(fù)載的狀態(tài)(所謂的自由狀態(tài))。在該說(shuō)明書中，將在該自由狀態(tài)下的螺旋彈簧12的長(zhǎng)度稱為自由長(zhǎng)度。當(dāng)螺旋彈簧12負(fù)荷負(fù)載時(shí)，螺旋彈簧12朝長(zhǎng)度比自由長(zhǎng)度的長(zhǎng)度變短的方向撓曲。圖2所示的懸架用彈簧裝置18以壓縮在下側(cè)的彈簧座13與上側(cè)的彈簧座14之間的組件狀態(tài)安裝在車身30上。
[0040]圖3所示的螺旋彈簧12具有成形為螺旋形的線材(操作線)40。線材40由截面為圓形的彈簧鋼構(gòu)成。螺旋彈簧12具有下側(cè)的端部磨平圈部12a及上側(cè)的端部磨平圈部12b。下側(cè)的端部磨平圈部12a是從線材40的下端40a到不足第一圈的部分。上側(cè)的端部磨平圈部12b是從線材40的上端40b到不足第一圈的部分。在端部磨平圈部12a、12b之間形成有螺旋形的有效部12c。有效部12c以即使在被最大程度地壓縮的狀態(tài)下也不會(huì)使線材40彼此接觸的那樣的間距P卷繞。
[0041 ]線材40的線徑的一例為12.5mm。作為螺旋彈簧12的一例，平均卷繞直徑為110.0mm,自由長(zhǎng)度(無(wú)負(fù)載時(shí)的長(zhǎng)度)為382mm，有效圈數(shù)為5