悬架用弹簧装置以及悬架用螺旋弹簧的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用在汽车等车辆的悬架机构中的悬架用弹簧装置以及悬架用螺旋弹善
Ο
【背景技术】
[0002]在专利文献1中公开了一种用在汽车等车辆的悬架机构中的悬架用弹簧装置的一例。该悬架用弹簧装置包括悬架用螺旋弹簧(压缩螺旋弹簧)、配置在该螺旋弹簧的下侧的下侧的弹簧座、以及配置在该螺旋弹簧的上侧的上侧的弹簧座。该螺旋弹簧与负载的大小对应地伸缩。
[0003]作为悬架用螺旋弹簧发生折损的原因之一，公知有浸蚀孔。例如因飞石会使螺旋弹簧的涂装剥落而生锈，该锈增大而形成浸蚀孔。螺旋弹簧以该浸蚀孔作为起点发生折损。如专利文献2公开的那样，提出了一种在悬架用螺旋弹簧的表面形成双层结构的涂膜的技术。双层结构的涂膜由环氧树脂类树脂的内涂层以及形成在该内涂层之上的环氧聚酯纤维树脂类树脂的外涂层构成。在专利文献3中说明了第一喷丸硬化及第二喷丸硬化。在第一喷丸硬化中，利用较大的投射能对整个螺旋弹簧进行第一喷丸硬化。在进行了第一喷丸硬化后，利用较小的投射能进行第二喷丸硬化。
[0004]悬架用螺旋弹簧的端部磨平圈部包括第一部分、第二部分以及第三部分。第一部分无论负载的大小都始终与弹簧座接触。第二部分依据负载的大小而与弹簧座接触或分开。第三部分无论负载的大小都始终与弹簧座分开。在第二部分与弹簧座之间有时夹有沙子等异物。对螺旋弹簧的表面实施了防锈涂装。但是，当在端部磨平圈部与弹簧座之间夹有沙子等较硬的异物的状态下使螺旋弹簧伸缩时，有时涂膜会剥落而生锈，或者被夹着的异物使螺旋弹簧的表面受到创伤。当该创伤处生锈，并且锈增大时，成为螺旋弹簧折损的原因。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:日本专利特开2000-103216号公报
[0008]专利文献2:日本专利特开2005-171297号公报
[0009]专利文献3:日本专利特开2011-000663号公报
【发明内容】
[0010]发明所要解决的技术问题
[0011]在如专利文献1的螺旋弹簧那样使端部磨平圈部的一部分与弹簧座接触或分开的情况下，沙子等异物特别容易进入到下侧的端部磨平圈部与弹簧座之间。当该异物被夹在端部磨平圈部与弹簧座之间时，涂膜会剥落而生锈，成为螺旋弹簧折损的原因。
[0012]如专利文献2那样具有由内涂层及外涂层构成的双层结构的涂膜的螺旋弹簧对飞石是有效的。但是，对于因进入到端部磨平圈部与弹簧座之间的沙子等而产生的腐蚀及创伤，效果较小。而且，与具有一般的涂膜的螺旋弹簧相比，双层结构的涂膜存在涂装所需的成本较高的问题。在专利文献3中，第一喷丸硬化及第二喷丸硬化均是对整个螺旋弹簧实施的。而且，在第一喷丸硬化中，利用较大的投射能对整个螺旋弹簧投射丸粒，因此存在能量消耗大的问题。而且，需要设置能经得住较大的投射能的喷丸硬化装置，因此喷丸硬化装置的消耗也大。
[0013]因而，本发明的目的在于，提供一种能防止螺旋弹簧因产生于端部磨平圈部的腐蚀而发生折损的悬架用弹簧装置以及悬架用螺旋弹簧。
[0014]解决技术问题所采用的技术方案
[0015]本发明的悬架用弹簧装置包括:下侧的弹簧座；上侧的弹簧座；以及螺旋弹簧，上述螺旋弹簧具有成形为螺旋形的线材，并且上述螺旋弹簧以压缩的状态配置在上述下侧的弹簧座与上述上侧的弹簧座之间。该螺旋弹簧具有从上述线材的下端到不足第一圈的下侧的端部磨平圈部、以及从上述线材的上端到不足第一圈的上侧的端部磨平圈部，至少上述下侧的端部磨平圈部具有:第一部分，上述第一部分无论施加于该螺旋弹簧的负载的大小如何，都始终与上述下侧的弹簧座接触;第二部分，上述第二部分根据施加于该螺旋弹簧的负载而与上述下侧的弹簧座接触或分开；以及第三部分，上述第三部分无论负载的大小如何，都始终与弹簧座分开。并且，在上述下侧的端部磨平圈部与上述上侧的端部磨平圈部之间具有压缩残余应力部，对上述压缩残余应力部从上述线材的表面施加压缩残余应力直到第一深度，在上述下侧的端部磨平圈部的包括上述第二部分的区域内具有深层残余应力部，对上述深层残余应力部从上述线材的表面施加压缩残余应力直到比上述第一深度深的第二深度。
[0016]在一实施方式中，上述深层残余应力部的压缩残余应力的绝对值的最大值比上述压缩残余应力部的压缩残余应力的绝对值的最大值大。另外，较好的是，在上述深层残余应力部与上述压缩残余应力部的交界处具有压缩残余应力逐渐减少的应力转移部。另外，在上述压缩残余应力部的表面形成有第一喷丸硬化打痕，在上述深层残余应力部的表面形成有第二喷丸硬化打痕，该第二喷丸硬化打痕的大小比上述第一喷丸硬化打痕的大小大。另夕卜，可以在上述下侧的端部磨平圈部及上述上侧的端部磨平圈部均形成上述深层残余应力部。
[0017]在一实施方式中，上述下侧的弹簧座具有分别对上述下侧的端部磨平圈部的下表面及外周面进行约束的底面及外侧壁，在该端部磨平圈部的包括上述下表面及上述外周面的范围内形成有上述深层残余应力部。在另一实施方式中，上述下侧的弹簧座具有分别对上述下侧的端部磨平圈部的下表面及内周面进行约束的底面及内侧壁，在该端部磨平圈部的包括上述下表面及上述内周面的范围内形成有上述深层残余应力部。
[0018]发明效果
[0019]采用本发明，能够抑制螺旋弹簧以因夹在悬架用螺旋弹簧的端部磨平圈部与弹簧座之间的沙子等较硬的异物而产生的腐蚀作为起点而发生折损，提高了螺旋弹簧的耐久性。该螺旋弹簧在端部磨平圈部的至少包括第二部分(与弹簧座接触或分开的部分)的区域内，例如通过超声波喷丸硬化形成深层残余应力部较佳。
【附图说明】
[0020]图1是示意地表示包括悬架用弹簧装置的车辆的前部的立体图。
[0021]图2是包括图1所示的悬架用弹簧装置的悬架机构的纵剖视图。
[0022]图3是表示螺旋弹簧的一例的立体图。
[0023]图4是示意地表示第一实施方式的螺旋弹簧的端部磨平圈部的仰视图。
[0024]图5是表示压缩残余应力部及深层残余应力部的各自的残余应力的分布的图。
[0025]图6是示意地表示压缩残余应力部及深层残余应力部的各自的表面附近、以及所使用的丸粒的剖视图。
[0026]图7是示意地表示用于形成深层残余应力部的超声波喷丸硬化装置及螺旋弹簧的一部分的剖视图。
[0027]图8是表示图3所示的螺旋弹簧的制造工序的一例的流程图。
[0028]图9是表示具有通过一般的喷丸硬化而形成的压缩残余应力部的螺旋弹簧，以及具有通过超声波喷丸硬化而形成的深层残余应力部的螺旋弹簧的各自的耐久试验结果的图。
[0029]图10是表示第二实施方式的螺旋弹簧的端部磨平圈部及弹簧座的一部分的剖视图。
[0030]图11是示意地表示图10所示的螺旋弹簧的端部磨平圈部的仰视图。
[0031]图12是示意地表示包括第三实施方式的悬架用弹簧装置的车辆的后部的立体图。
[0032]图13是从车辆侧面观察到的图12所示的悬架用弹簧装置的侧视图。
[0033]图14是将图13所示的悬架用弹簧装置的一部分放大后得到的剖视图。
[0034]图15是示意地表示图13所示的悬架用弹簧装置的螺旋弹簧的端部磨平圈部的仰视图。
【具体实施方式】
[0035]以下，参照图1至图9说明第一实施方式的悬架用弹簧装置。
[0036]图1及图2表示配置在车辆10的前侧的麦弗逊柱式悬架机构11。该悬架机构11包括螺旋弹簧12(压缩螺旋弹簧)、下侧的弹簧座13、上侧的弹簧座14、减振器15以及发动机支承隔振器16。螺旋弹簧12是悬架用螺旋弹簧的一例。下侧的弹簧座13配置在螺旋弹簧12的下侦k上侧的弹簧座14配置在螺旋弹簧12的上侧。螺旋弹簧12以压缩了的状态配置在下侧的弹簧座13与上侧的弹簧座14之间。利用螺旋弹簧12以及弹簧座13、14构成悬架用弹簧装置18。
[0037]减振器15具有气缸20、杆21、盖构件22以及设置在气缸20内的衰减力产生机构等。在气缸20的内部收容有油等流体。杆21插入在气缸20内。盖构件22覆盖杆21的滑动部分。杆21能相对于气缸20沿减振器15的轴线XI方向伸缩。上述衰减力产生机构对杆21的动作施加阻力。减振器15以相对于铅垂线Xo倾斜角度Θ的姿势安装在车身30上。
[0038]在气缸20的下端部设置有供转向节构件25(如图1所示)安装的支架26。转向节构件25的下部借助球接头28旋转自如地支承在下臂27上。下臂27能沿上下方向转动地安装在横梁29上。横梁29沿车辆10的宽度方向延伸。
[0039]图3表示螺旋弹簧12未负荷压缩的负载的状态(所谓的自由状态)。在该说明书中，将在该自由状态下的螺旋弹簧12的长度称为自由长度。当螺旋弹簧12负荷负载时，螺旋弹簧12朝长度比自由长度的长度变短的方向挠曲。图2所示的悬架用弹簧装置18以压缩在下侧的弹簧座13与上侧的弹簧座14之间的组件状态安装在车身30上。
[0040]图3所示的螺旋弹簧12具有成形为螺旋形的线材(操作线)40。线材40由截面为圆形的弹簧钢构成。螺旋弹簧12具有下侧的端部磨平圈部12a及上侧的端部磨平圈部12b。下侧的端部磨平圈部12a是从线材40的下端40a到不足第一圈的部分。上侧的端部磨平圈部12b是从线材40的上端40b到不足第一圈的部分。在端部磨平圈部12a、12b之间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压缩的状态下也不会使线材40彼此接触的那样的间距P卷绕。
[0041 ]线材40的线径的一例为12.5mm。作为螺旋弹簧12的一例，平均卷绕直径为110.0mm,自由长度(无负载时的长度)为382mm，有效圈数为5