| 【発明の名称】 |
可変ばね定数スプリングキット |
| 【発明者】 |
【氏名】土佐 隆
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| 【要約】 |
【課題】
【解決手段】スプリング１の一端をオープンエンドとし、これをスパイラル溝部２ａを有するアジャスタカラー２にねじ込んで自由高さを調整することにより任意のばね定数が得られるようにしてある。アジャスタカラーの溝部の両側の突部の要所にロック手段取付部を設け、スプリング１のオープンエンドの近傍をロック手段３で固定するすることにより、スプリングとアジャスタカラー２との両者を一体化し、ロック位置に対応してアジャスタカラーの上方に位置するスプリングの高さを自由高さとするばね定数が得られる。車のサスペンションなどに採用すると、スプリング交換に代えてロック位置の調整だけで、しかも多種類のスプリング交換と同様の効果を生じさせることができる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 所定の線径の線材を所定の平均径及び所定の自由高さを有し、一端をオープンエンドとし、他端をクローズドエンドとしてある圧縮コイルスプリングと、円筒体の外周部に上記オープンエンド側から一端部が進入可能なスパイラル溝部が設けてあり、当該スパイラル溝部の所定位置には複数のロック手段取付部が設けてあるアジャスタカラーと、いずれかの上記ロック手段取付部において上記オープンエンド側の先端部を上記アジャスタカラーにロックするロック手段とを備え、上記ロック手段取付部の位置を選択して上記ロックすることにより所望のばね定数を取得可能としてあることを特徴とする可変ばね定数スプリングキット。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば自動車のサスペンション用スプリングのばね定数を単一のばねによって変化可能にするいわゆる可変ばね定数スプリングキットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】周知の通りスプリングの種類及び用途は多種多様であり、最も重要な機械要素としての地位は揺ぎないものがある。このようなスプリングの中にあって圧縮コイルスプリングは多種の緩衝用または付勢手段ないしは計器の要素として重要な地位を占めている。
【０００３】圧縮コイルスプリングで重要な規格として自由高さとばね定数を挙げることができるが、ばね定数は荷重に対する変位の比を示す数値であり、自由高さとも密接な関係を有している。
【０００４】ところで圧縮コイルスプリングの用途の１つとして自動車のサスペンションスプリングがある。このサスペンションスプリングは車の走行性や乗り心地を左右する重要な要素となっているが、これらは結局は最適なばね定数を有するサスペンションスプリングを装着してあるか否かによってきまってくるものである。例えば高速車両ならばばね定数を高くすることが望ましく、悪天候の下で走行するときにはばね定数を低くすることが望ましいなどである。
【０００５】特に競技用車両はコースの性質に対応してサスペンションスプリングのばね定数を変化させることが要求されている。例えばカーブの多いコースを走行する場合にはばね定数を高くし、ストレートの多いコースを走行する場合にはばね定数を低いものにすることが要求される。したがってレース等に際してはコースに対応したばね定数のサスペンションスプリングに交換して走行している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、サスペンションスプリングの交換作業は手間がかかり面倒である。特にレース中にスプリングの交換をするような場合には時間に追われながらの交換作業となるため、短時間でスプリングの交換を可能にする方策が望まれている。
【０００７】そこで本発明の目的は、簡単な作業によりスプリングを交換したのと同様にばね定数を変化させることを可能にしたいわゆる可変ばね定数スプリングキットを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するために、本発明の可変ばね定数スプリングキットは以下の手段を採用している。
【０００９】本発明は、圧縮コイルスプリングのばね定数の値を定める一要素として、スプリングの自由高さが挙げられることに着目して、ばね定数の変化が要求された時にスプリングの交換に代えて、圧縮コイルスプリングの自由高さを変化させるようにしてあるところに特徴がある。
【００１０】圧縮コイルスプリングの自由高さの変化は、コイルスプリングの一端部側をオープンエンドとし、このオープンエンド側から円筒体の外周部にスパイラル溝部が設けてあるアジャスタカラーにねじ込んで、このアジャスタカラーにねじ込まれていない線材の部分の高さを自由高さとするものである。コイルスプリングのアジャスタカラーへのねじ込み量は、スプリングが進入したオープンエンド側の先端部近傍をアジャスタカラーにロックすることにより設定され、これにより自由高さすなわちばね定数が選択される。
【００１１】本発明の可変ばね定数スプリングキットは、上記した圧縮コイルスプリングとオープンエンド側の一端部が進入可能なアジャスタカラー及びこのスプリングが所定量だけ進入した位置に固定するロック手段とにより構成される。
【００１２】ロック手段は、アジャスタカラーのスパイラル溝部の所定位置にロック手段取付部を介して設けることにより所定値のばね定数が得られるようにしてある。ばね定数の変化を要求された時には、ロック手段を緩めて、圧縮コイルスプリングを回してアジャスタカラーの上に出ている線材の部分の高さすなわち自由高さを調整し、ロック手段でスプリングをアジャスタカラーに固定するだけでスプリングの交換と同様の効果が得られる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態の一例について図面を参照して説明する。図１に示すように、本発明に係る可変ばね定数スプリングキットは、圧縮コイルスプリング１と、このスプリングと係合可能なアジャスタカラー２及びこのスプリングをアジャスタカラーに固定するロック手段３の三者により構成されている。
【００１４】図２に示すように、スプリング１は所定の線径（ｄ）のばね用線材Ｓを所定のコイル平均径（Ｄ）で所定の有効巻数とし、一端部（図面下方）をオープンエンドとし、他端をクローズドエンドとする圧縮コイルスプリングからなる。スプリング１の線材Ｓの他端部（オープンエンド部）の近傍には、上部側に半月状の凹部１ａが形成してある。この凹部１ａは後述するように、アジャスタカラーへのロック手段３によるスプリング１の固定を容易にするためのものである。線材Ｓの表面はショットピーニング加工を施して強化するとともに、任意色の焼付塗装による防食処理を施してある。
【００１５】図３に示すように、アジャスタカラー２は、円筒状のアルミニウム合金の外周部に、スプリング１の線材Ｓのオープンエンド側が進入可能なスパイラル溝部２ａが形成してある。このスパイラル溝部２ａはスプリング１の線材と同じスパイラルの傾斜角度にしてあり、下端部から上端部近傍まで連続するように形成してある。スパイラル溝部２ａの深さは、スプリングの線材Ｓの径（ｄ）よりもやや浅くしてある。したがってスプリング１をスパイラル溝部に装着するとアジャスタカラーの外周部から、線材の外周部がやや突出した状態となる（図１参照）。
【００１６】本発明を自動車用サスペンションスプリングとして用いるものについては、アジャスタカラーの内部を上下に貫通する貫通孔２ｂを、ショックアブソーバが貫通可能な内径としてある。また内径とスパイラル溝部との間の肉厚は、スプリングに加わる荷重を受けるのに十分な厚さとしてある。アジャスタカラー２の上端部は、スプリングの内径より小さな径の円筒状に形成してなるガイド部２ｃとしてスプリングの挿入を容易にしてある。
【００１７】スパイラル溝部２ａの両側の突部２ｄの外周部には、欠円状の凹部からなるロック手段取付部２ｅが４か所に設けてある（図３では１か所だけ図示）。取付凹部２ｅの底面中心部にはめねじ孔２ｆが設けてある。ロック手段取付部２ｅは、スパイラル溝部２ａに部分的にかかるため下部が欠円状になっている。
【００１８】ロック手段３は、上述のロック手段取付部２ｅに係合可能なフランジ付きスリーブ４と、取付部の底面中心部のめねじ孔２ｆに螺合してこのスリーブを固定する取付ねじ５とからなる。
【００１９】図４に示すように、フランジ付きスリーブ４は、胴部４ａの一端部（図４右端）にフランジ部４ｂが形成してあり、このフランジ部の端面中心部には、取付ねじ５の頭部を収納可能な凹部４ｃが設けてある。凹部４ｃの底面中央部には取付ねじ５のねじ部を貫通させる透孔４ｄが設けてある。上述したスプリング１の凹部１ａの曲率半径は、このスリーブの胴部４ａの外周の曲率半径とほぼ同一に形成してあり、この胴部４ａが部分的に凹部１ａに係合した状態でロック手段取付凹部２ｅに固定されることにより、スプリング１をアジャスタカラー２にロック可能である。
【００２０】図５に示すように、取付ねじ５はねじ部５ａと円柱状の頭部５ｂとからなり、頭部の端部には六角レンチを係合可能な六角孔５ｃが設けてある。
【００２１】スプリング１のアジャスタカラー２への固定は、ガイド部２ｃに沿ってスプリングのオープンエンド側の一端部を挿入し、スプリングを回して線材Ｓをスパイラル溝部２ａの上端から下方へ向けて進入させる。スプリング１の一端部近傍の凹部１ａが所定値に設けてあるロック手段取付部２ｅと対向する位置までスプリングを進入させたら、ロック手段３を用いて両者をロックする。スプリング１のアジャスタカラー２へのロックは、六角レンチを用いて取付ねじ５を回し、スリーブ４を取付凹部２ｅとスプリングの凹部１ａとに係合させることにより行われる（図１参照）。
【００２２】このようにして固定されたスプリング１のばね定数は、スプリングが固定されている部分は荷重が作用しても変形しないため、スパイラル溝部２ａとスプリングの線材との接触が離れた位置から上の部分の高さ（Ｈ）によって定められる。したがって、ばね定数を定める要素となるスプリングの自由高さは、この部分の高さ（Ｈ）に対応するものとなる。この形態例では、ロック手段取付部２ｅが、図３の正面に表れているもののほかいずれも図示されていないが、この図の右側部の１か所及び背部の２か所に設けてある。したがってこれらの４か所のいずれかの取付凹部を選択し、スプリングの凹部１ａをこれに合わせてロックすることにより４種類のばね定数が得られることになる。
【００２３】ばね定数を切り換える時は、六角レンチで取付ねじを緩めてロック手段を取り外し、スプリング１を回転させ、次いで凹部１ａの位置を他のロック位置へ移動させ、再びロック手段で固定すればよい。したがって従来ならばレースの途中でスプリング交換をしなければならない時に、この交換に代えてスプリングのロック位置を変えるだけで済むため、ばね定数を変化させる手間が著しく短縮することができる。
【００２４】図６に上述の形態例についてロック手段の取付位置（ロック位置）におけるばね定数の測定結果を示してある。ここではアジャスタカラー２に設けられた取付凹部２ｅが最も上に位置するものをロック位置１とし、最も下に位置するものをロック位置４としてある。またこの測定は自動車のフロントサスペンションに適用したもので、右（Ｒ）及び左（Ｌ）を別々に測定した結果を示してある。このグラフによってロック位置が上になる程スプリングの自由高さ（Ｈ）が高くなるためこれに対応してばね定数が低くなっていることがわかる。
【００２５】表１は、他の形態例についての多数のロック位置におけるばね定数の変化を示すものである。
【００２６】
【表１】
この表からも明らかなように、ロック位置を変えるだけで多様なばね定数が得られることを示している。
【００２７】なお、本発明は自動車のサスペンション以外の他にも種々の機械要素として採用可能である。
【００２８】
【発明の効果】本発明によれば、ロック手段によってスプリングのロック位置を変えるだけで、所望のばね定数が得られる。したがってスプリング交換に代えてロック位置を変化させるだけでよいので、カーレースなど緊急にばね定数の変化を求められる場合に面倒なスプリングの交換を要することなく容易にばね定数を変化させることができる。特にカーレースのコースの途中におけるスプリング交換が容易化するためレースにおける車の整備を迅速に行うことができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】３９８０２８８４６
【氏名又は名称】株式会社ジーベック
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| 【出願日】 |
平成１０年１２月７日（１９９８．１２．７） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００６５７０９
【弁理士】
【氏名又は名称】松田 三夫 （外２名）
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| 【公開番号】 |
特開２０００−１７０８１０（Ｐ２０００−１７０８１０Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年６月２３日（２０００．６．２３） |
| 【出願番号】 |
特願平１０−３４６８８７ |
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