懸架用彈簧裝置以及懸架用螺旋彈簧的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及用在汽車等車輛的懸架機構中的懸架用彈簧裝置以及懸架用螺旋彈善
Ο
【背景技術】
[0002]在專利文獻1中公開了一種用在汽車等車輛的懸架機構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的下側的彈簧座、以及配置在該螺旋彈簧的上側的上側的彈簧座。該螺旋彈簧與負載的大小對應地伸縮。
[0003]作為懸架用螺旋彈簧發生折損的原因之一，公知有浸蝕孔。例如因飛石會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發生折損。如專利文獻2公開的那樣，提出了一種在懸架用螺旋彈簧的表面形成雙層結構的涂膜的技術。雙層結構的涂膜由環氧樹脂類樹脂的內涂層以及形成在該內涂層之上的環氧聚酯纖維樹脂類樹脂的外涂層構成。在專利文獻3中說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整個螺旋彈簧進行第一噴丸硬化。在進行了第一噴丸硬化后，利用較小的投射能進行第二噴丸硬化。
[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。第一部分無論負載的大小都始終與彈簧座接觸。第二部分依據負載的大小而與彈簧座接觸或分開。第三部分無論負載的大小都始終與彈簧座分開。在第二部分與彈簧座之間有時夾有沙子等異物。對螺旋彈簧的表面實施了防銹涂裝。但是，當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下使螺旋彈簧伸縮時，有時涂膜會剝落而生銹，或者被夾著的異物使螺旋彈簧的表面受到創傷。當該創傷處生銹，并且銹增大時，成為螺旋彈簧折損的原因。
[0005]現有技術文獻
[0006]專利文獻
[0007]專利文獻1:日本專利特開2000-103216號公報
[0008]專利文獻2:日本專利特開2005-171297號公報
[0009]專利文獻3:日本專利特開2011-000663號公報
【發明內容】
[0010]發明所要解決的技術問題
[0011]在如專利文獻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的情況下，沙子等異物特別容易進入到下側的端部磨平圈部與彈簧座之間。當該異物被夾在端部磨平圈部與彈簧座之間時，涂膜會剝落而生銹，成為螺旋彈簧折損的原因。
[0012]如專利文獻2那樣具有由內涂層及外涂層構成的雙層結構的涂膜的螺旋彈簧對飛石是有效的。但是，對于因進入到端部磨平圈部與彈簧座之間的沙子等而產生的腐蝕及創傷，效果較小。而且，與具有一般的涂膜的螺旋彈簧相比，雙層結構的涂膜存在涂裝所需的成本較高的問題。在專利文獻3中，第一噴丸硬化及第二噴丸硬化均是對整個螺旋彈簧實施的。而且，在第一噴丸硬化中，利用較大的投射能對整個螺旋彈簧投射丸粒，因此存在能量消耗大的問題。而且，需要設置能經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，本發明的目的在于，提供一種能防止螺旋彈簧因產生于端部磨平圈部的腐蝕而發生折損的懸架用彈簧裝置以及懸架用螺旋彈簧。
[0014]解決技術問題所采用的技術方案
[0015]本發明的懸架用彈簧裝置包括:下側的彈簧座；上側的彈簧座；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配置在上述下側的彈簧座與上述上側的彈簧座之間。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的端部磨平圈部，至少上述下側的端部磨平圈部具有:第一部分，上述第一部分無論施加于該螺旋彈簧的負載的大小如何，都始終與上述下側的彈簧座接觸;第二部分，上述第二部分根據施加于該螺旋彈簧的負載而與上述下側的彈簧座接觸或分開；以及第三部分，上述第三部分無論負載的大小如何，都始終與彈簧座分開。并且，在上述下側的端部磨平圈部與上述上側的端部磨平圈部之間具有壓縮殘余應力部，對上述壓縮殘余應力部從上述線材的表面施加壓縮殘余應力直到第一深度，在上述下側的端部磨平圈部的包括上述第二部分的區域內具有深層殘余應力部，對上述深層殘余應力部從上述線材的表面施加壓縮殘余應力直到比上述第一深度深的第二深度。
[0016]在一實施方式中，上述深層殘余應力部的壓縮殘余應力的絕對值的最大值比上述壓縮殘余應力部的壓縮殘余應力的絕對值的最大值大。另外，較好的是，在上述深層殘余應力部與上述壓縮殘余應力部的交界處具有壓縮殘余應力逐漸減少的應力轉移部。另外，在上述壓縮殘余應力部的表面形成有第一噴丸硬化打痕，在上述深層殘余應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，可以在上述下側的端部磨平圈部及上述上側的端部磨平圈部均形成上述深層殘余應力部。
[0017]在一實施方式中，上述下側的彈簧座具有分別對上述下側的端部磨平圈部的下表面及外周面進行約束的底面及外側壁，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形成有上述深層殘余應力部。在另一實施方式中，上述下側的彈簧座具有分別對上述下側的端部磨平圈部的下表面及內周面進行約束的底面及內側壁，在該端部磨平圈部的包括上述下表面及上述內周面的范圍內形成有上述深層殘余應力部。
[0018]發明效果
[0019]采用本發明，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生的腐蝕作為起點而發生折損，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的部分)的區域內，例如通過超聲波噴丸硬化形成深層殘余應力部較佳。
【附圖說明】
[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構的縱剖視圖。
[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是表示壓縮殘余應力部及深層殘余應力部的各自的殘余應力的分布的圖。
[0025]圖6是示意地表示壓縮殘余應力部及深層殘余應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是表示具有通過一般的噴丸硬化而形成的壓縮殘余應力部的螺旋彈簧，以及具有通過超聲波噴丸硬化而形成的深層殘余應力部的螺旋彈簧的各自的耐久試驗結果的圖。
[0029]圖10是表示第二實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是從車輛側面觀察到的圖12所示的懸架用彈簧裝置的側視圖。
[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。
【具體實施方式】
[0035]以下，參照圖1至圖9說明第一實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的前側的麥弗遜柱式懸架機構11。該懸架機構11包括螺旋彈簧12(壓縮螺旋彈簧)、下側的彈簧座13、上側的彈簧座14、減振器15以及發動機支承隔振器16。螺旋彈簧12是懸架用螺旋彈簧的一例。下側的彈簧座13配置在螺旋彈簧12的下偵k上側的彈簧座14配置在螺旋彈簧12的上側。螺旋彈簧12以壓縮了的狀態配置在下側的彈簧座13與上側的彈簧座14之間。利用螺旋彈簧12以及彈簧座13、14構成懸架用彈簧裝置18。
[0037]減振器15具有氣缸20、桿21、蓋構件22以及設置在氣缸20內的衰減力產生機構等。在氣缸20的內部收容有油等流體。桿21插入在氣缸20內。蓋構件22覆蓋桿21的滑動部分。桿21能相對于氣缸20沿減振器15的軸線XI方向伸縮。上述衰減力產生機構對桿21的動作施加阻力。減振器15以相對于鉛垂線Xo傾斜角度Θ的姿勢安裝在車身30上。
[0038]在氣缸20的下端部設置有供轉向節構件25(如圖1所示)安裝的支架26。轉向節構件25的下部借助球接頭28旋轉自如地支承在下臂27上。下臂27能沿上下方向轉動地安裝在橫梁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未負荷壓縮的負載的狀態(所謂的自由狀態)。在該說明書中，將在該自由狀態下的螺旋彈簧12的長度稱為自由長度。當螺旋彈簧12負荷負載時，螺旋彈簧12朝長度比自由長度的長度變短的方向撓曲。圖2所示的懸架用彈簧裝置18以壓縮在下側的彈簧座13與上側的彈簧座14之間的組件狀態安裝在車身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成。螺旋彈簧12具有下側的端部磨平圈部12a及上側的端部磨平圈部12b。下側的端部磨平圈部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下也不會使線材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,自由長度(無負載時的長度)為382mm，有效圈數為5