JP2008038965A - ホロースプリング - Google Patents

Abstract

【課題】製造時におけるカップ状部材単体での部材同士の重なり合いによる不具合を解消して生産性に優れるホロースプリングを提供する。
【解決手段】底壁部１６と、底壁部から開口端１８に向けて漸次に径大となる逆テーパ筒状の側壁部２０を備える剛体からなるカップ状部材１２と、該底壁部の外面側に取着されてカップ状部材１２の軸方向における弾性変形によりバネ特性を発揮させるゴム状弾性体からなるバンパー部１４と、を備えてなるホロースプリング１０において、カップ状部材１２の側壁部２０の周方向における１箇所又は複数箇所に、カップ状部材１２の内側に向けて突出する突起４６を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車などの車両のサスペンション機構などに用いられるホロースプリングに関するものである。

従来、例えば、自動車のサスペンション機構には、主たる衝撃吸収体としてコイルスプリングやリーフスプリング等が採用されるが、それらの衝撃吸収機能を補助するために、バウンドストッパやバウンドバンパー等と称されるゴム状弾性体からなるホロースプリングが用いられることがある（下記特許文献１〜４参照）。

かかるホロースプリングとして、下記特許文献４には、コイルスプリングの中空内部に収容配置されるものとして、剛体からなるカップ状部材と、該カップ状部材の底壁部の下面に取着されて、カップ状部材の軸方向における弾性変形によりバネ特性を発揮させるゴム状弾性体からなるバンパー部とを備えてなるホロースプリングが開示されている。
特開平９−３００９３１号公報 特開平１１−１１７９８６号公報 特開２０００−１６１４１９号公報 特開平１１−１８２５９６号公報

上記のようなホロースプリングは、金属板のプレス加工によりカップ状部材を作製した後、該カップ状部材におけるバンパー部を取着させる表面に接着剤を塗布し、次いで、該表面にゴム状弾性体の加硫成形によりバンパー部を加硫接着させることにより製造される。

ところで、このようなカップ状部材に対する接着剤の処理工程において、カップ状部材同士が重なり合って外れないという不具合が発生することがある。すなわち、かかるカップ状部材は、プレス加工後に、多数の部材が箱内にランダムに収容されて、次工程に送られることがあり、次工程にて接着剤の塗布処理などを行おうとしたときに、複数のカップ状部材同士が密に重なり合って容易には外れないことがある。このような不具合が生じると、ホロースプリングの生産性が大幅に損なわれてしまう。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、製造時におけるカップ状部材単体での部材同士の重なり合いによる不具合を解消して生産性に優れるホロースプリングを提供することを目的とする。

本発明に係るホロースプリングは、底壁部と、該底壁部から開口端に向けて漸次に径大となる逆テーパ筒状の側壁部を備える剛体からなるカップ状部材と、該カップ状部材の底壁部の外面側に取着されて、前記カップ状部材の軸方向における弾性変形によりバネ特性を発揮させるゴム状弾性体からなるバンパー部と、を備えてなるホロースプリングにおいて、前記カップ状部材の前記側壁部の周方向における一箇所又は複数箇所に、前記カップ状部材の内側に向けて突出する突起が設けられたものである。

このようにカップ状部材の逆テーパ筒状をなす側壁部の一部に内側に陥没する突起を設けたことにより、製造時、カップ状部材単体の状態において、部材同士が重なり合おうとしても、該突起のおかげで、一方のカップ状部材の内部に他方のカップ状部材が完全に嵌り込んでしまうことを防止することができる。そのため、製造時におけるカップ状部材単体での部材同士の重なり合いによる不具合を解消して生産性を向上することができる。

かかる本発明においては、前記ホロースプリングがコイルスプリングの中空内部に収容配置されるものであって、前記カップ状部材の開口端に径方向外方に延びるフランジ部が設けられ、該フランジ部にゴム状弾性体からなる第１緩衝層が設けられて、該第１緩衝層により前記コイルスプリングの一端を受け止めるスプリング当たり面が形成され、前記カップ状部材の側壁部の外周面にゴム状弾性体からなる第２緩衝層が設けられて、該第２緩衝層により前記スプリング当たり面に前記コイルスプリングの一端を案内するためのスプリングガイド面が形成され、前記第１緩衝層と第２緩衝層が前記パンパー部から連なるゴム状弾性体で形成されていることが好ましい。この場合、カップ状部材の側壁部の外周面にはゴム状弾性体からなる第２緩衝層が設けられるため、コイルスプリングの一端をスプリング当たり面に案内する際に、上記突起を設けたことが何らの障害にならない。また、バンパー部の支え面となる底壁部やスプリング当たり面を構成するフランジ部には、上記重なり合いの不具合を防止するための対策を何ら設けなくてもよいので、ホロースプリングとしての特性や耐久性はそのまま保持することができる。

上記ホロースプリングにおいて、前記突起は、前記側壁部における前記底壁部近傍から前記開口端に向けて軸方向に延び、かつ前記開口端に至らない位置で終端していることが好ましい。このように軸方向に延びる突起を開口端にまで至らない位置で終端させて設けることにより、他の性能を損なうことなく、上記カップ状部材同士の重なり合いの不具合を効果的に解消することができる。

上記ホロースプリングにおいて、前記突起は、前記側壁部の径方向に相対する２箇所に設けられていることが好ましい。

本発明のホロースプリングであると、カップ状部材の側壁部に上記突起を設けたことにより、製造時におけるカップ状部材単体での部材同士の重なり合いによる不具合を解消して生産性を向上することができる。

以下に本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。

図１は本発明の一実施形態に係るホロースプリング１０の断面図である。このホロースプリング１０は、図５に示すように、自動車のサスペンション機構において、ショックアブソーバのピストンロッド１に外挿された状態で、コイルスプリング２の中空内部に収容配置されるものであり、コイルスプリング２に対する補助バネとして作用するものである。詳細には、ショックアブソーバの上下方向における過大変位時に、そのシリンダ（不図示）の上端面に当接して、当該変位を弾性的に制限するバウンドストッパとして機能するホロースプリングである。

ホロースプリング１０は、金属などの剛体からなるカップ状部材１２と、該カップ状部材１２に固着されたゴム状弾性体からなるバンパー部１４とからなる。

カップ状部材１２は、上方に向けて開口するカップ状金具であり、円板状の底壁部１６と、該底壁部１６から開口端１８に向けて漸次に径大となる逆テーパ筒状の側壁部２０と、側壁部２０上端の開口端１８から径方向外方Ｋ１に延設されたフランジ部２２とを備えてなる。

底壁部１６には、図１，２に示すように、その中心部にピストンロッド１の上端部１Ａが挿通される円形の貫通孔２４が設けられている。また、底壁部１６には、周方向における４箇所に、平面視扇形状をなす補強のための窪み部２６が、周方向に等間隔に配設されている。側壁部２０は、底壁部１６の周縁から上方に立ち上がる壁部であり、上記のように上方に向けて広がる逆テーパ筒状をなしている。フランジ部２２は、開口端１８の全周にわたって設けられており、底壁部１６に平行なリング板部である。

バンパー部１４は、カップ状部材１２の底壁部１６の外面側、即ち下面に加硫接着されて、該カップ状部材１２の軸方向Ｚ、即ち上下方向における弾性変形によりバネ特性を発揮させる部材である。バンパー部１４は、底壁部１６の下面から下方に延びる厚肉円筒状をなしており、上下方向に延びる中空部２８を備えている。バンパー部１４は、外周面が上端部から下端部に向かってわずかに径小となるテーパ状をなしており、その外周面には環状の凹溝部３０が軸方向に離間して複数本設けられている。

また、バンパー部１４の先端面、即ち下端面には、上記シリンダに当接した際の異音防止のため、複数の小突起３２が点在させて設けられるとともに、エア抜き用の溝３４が放射状および環状に形成されている。

フランジ部２２の下面（即ち、底壁部１６側の面）には、ゴム状弾性体からなる薄肉の第１緩衝層３６が全面にわたって加硫接着した状態に設けられており、この第１緩衝層３６によりコイルスプリング２の上端２Ａを受け止めるスプリング当たり面３８が形成されている。なお、この第１緩衝層３６は、フランジ部２２の径方向外方端から外方側にはみ出して形成されており、図５に示すように、このはみ出し部４０の弾性力を利用して、車体フレーム３の下方に開口する円形の取付凹部３Ａに圧入状態に嵌着されるよう構成されている。

また、カップ状部材１２の側壁部２０の外周面には、ゴム状弾性体からなる薄肉の第２緩衝層４２が全面にわたって加硫接着した状態に設けられており、この第２緩衝層４２により、スプリング当たり面３８にコイルスプリング２の上端２Ａを案内するためのスプリングガイド面４４が形成されている。そして、これらの第１緩衝層３６と第２緩衝層４２は、パンパー部１４から連なるゴム状弾性体で一体に加硫成形されている。

以上の構成を持つホロースプリング１０において、本実施形態のものでは、図２，３に示すように、カップ状部材１２の側壁部２０の周方向における２箇所に、カップ状部材１２の内側、即ち径方向内方Ｋ２に向けて突出する突起４６が設けられている。該突起４６は、カップ状部材１２の外側から見て、内向きに陥没させることで形成されている。

詳細には、突起４６は、側壁部２０において軸方向Ｚに延びる突条（リブ）であり、図４に示すように、水平方向断面において内側に湾曲状に陥没させて形成されている。また、突起４６は、側壁部２０において軸方向の全体にわたって設けられているのではなく、底壁部１６近傍から開口端１８に向けて軸方向に延び、かつ開口端１８に至らない位置で終端するよう設けられている。また、突起４６は、側壁部２０の径方向に相対する２箇所に設けられており、この例では、図２，３に示すように、底壁部１６の窪み部２６が設けられた周方向位置に設けられている。突起４６の内側への突出高さ（陥没高さ）は、図３，４に示されるように、側壁部２０の板厚と同程度に設定されている。

突起４６を設けることにより、側壁部２０には外面側から見て凹部４８が形成されるが、この凹部４８は、側壁部２０の全面を覆う上記第２緩衝層４２により覆われている。

本実施形態のホロースプリング１０を製造するに際しては、まず、金属板のプレス加工によりカップ状部材１２を成形する。その際、図示しないが、プレス成形型には、側壁部２０の内面側を成形する型面に上記突起４６を成形するための溝部を設け、側壁部２０の外面側を成形する型面には上記突起４６を成形するための凸部を設けておけばよい。なお、突起４６は、このようにプレス加工時に一度に設ける代わりに、プレス加工によりカップ状部材１２を成形した後に治具で突起４６を陥没形成してもよい。

得られたカップ状部材１２に対し、ゴム状弾性体を加硫接着させる外面側に接着剤を塗布し、その後、加硫成形型にカップ状部材１２をセットして、バンパー部１４を加硫成形する。その際、図示しないが、加硫成形型には、側壁部２０の内面側を支持する型面に上記突起４６を受け入れるための溝部が設けておけばよく、外面側の第２緩衝層４２を成形する型面については突起４６に対応する凸部は設けず、従って、加硫成形後の第２緩衝層４２の外面側からは突起４６が識別できないように形成される。

このようにして得られたホロースプリング１０は、図５に示すように、自動車のサスペンション機構に組付けられる。すなわち、ホロースプリング１０は車体フレーム３の取付凹部３Ａに下方から圧入された状態に取付けられるとともに、バンパー部１４の中空部にピストンロッド１が内挿されて、その上端部１Ａが、底壁部１６の貫通孔２４に挿通され、ナット等の締結部材４で締結されることで固定される。また、ホロースプリング１０の周りに外装されるコイルスプリング２の上端２Ａが、逆テーパ面状のスプリングガイド面４４に案内されて、スプリング当たり面３８に当接した状態で支持される。

以上よりなる本実施形態のホロースプリング１０であると、カップ状部材１２の側壁部２０の内側に陥没する突起４６を設けたことにより、製造時、図３に示すカップ状部材１２単体の状態において、複数のカップ状部材１２同士が重なり合おうとしても、上記突起４６のおかげで、一方のカップ状部材１２の内部に他方のカップ状部材１２が完全に嵌り込んでしまうことを防止することができる。そのため、製造時におけるカップ状部材１２単体での部材同士の重なり合いによる不具合を解消して生産性を向上することができる。

また、該突起４６の外面は第２緩衝層４２で覆われるため、コイルスプリング２を案内するスプリングガイド面４４としての機能を損なうことなく、組付け作業性に優れる。また、バンパー部１４の支え面となる底壁部１６やスプリング当たり面３８を構成するフランジ部２２には変更がないため、ホロースプリング１０としての特性や耐久性はそのまま保持することができる。また、この突起４６は、カップ状部材１２の内側に突出するものであるが、突出高さが微小であり、また、カップ状部材１２の内側の車体フレーム３の取付凹部３Ａとの間には何も存在しないため、車体フレーム３に対する取付け作業性を損なうこともない。よって、組付け作業性や性能などを損なうことなく、上記製造時のカップ状部材１２同士の重なり合いによる不具合を解消することができる。

なお、上記実施形態では、自動車のサスペンション機構において、ショックアブソーバのピストンロッドを内挿した状態に装着されるホロースプリングについて説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、例えば、自動車のサスペンションにおいて、車輪を支持するアーム（コントロールアーム、ロアアーム等）あるいはリーフスプリング等が、車輪のバウンドによって限度以上に上下動したり、あるいはこれらと対向するフレーム等の車体側部材に直に当接するのを防止するために、これらの上下動する部材又は該部材に対向する車体側部材に取り付けられる、各種バウンドストッパに適用することもでき、その他、種々のホロースプリングに利用可能である。

本発明の一実施形態に係るホロースプリングの断面図（図２のＩ−Ｉ線断面図）である。 同ホロースプリングの平面図である。 カップ状部材の断面図である。 図３のIV−IV線断面図である。 同ホロースプリングの車両への組付け状態を示す断面図である。

符号の説明

１…ピストンロッド、２…コイルスプリング、２Ａ…上端（一端）、１０…ホロースプリング、１２…カップ状部材、１４…バンパー部、１６…底壁部、１８…開口端、２０…側壁部、２２…フランジ部、３６…第１緩衝層、３８…スプリング当たり面、４２…第２緩衝層、４４…スプリングガイド面、４６…突起、Ｋ１…径方向外方、Ｚ…軸方向

Claims (4)

1. 底壁部と、該底壁部から開口端に向けて漸次に径大となる逆テーパ筒状の側壁部を備える剛体からなるカップ状部材と、
   該カップ状部材の底壁部の外面側に取着されて、前記カップ状部材の軸方向における弾性変形によりバネ特性を発揮させるゴム状弾性体からなるバンパー部と、
   を備えてなるホロースプリングにおいて、
   前記カップ状部材の前記側壁部の周方向における一箇所又は複数箇所に、前記カップ状部材の内側に向けて突出する突起が設けられた
   ことを特徴とするホロースプリング。
2. 前記ホロースプリングがコイルスプリングの中空内部に収容配置されるものであって、
   前記カップ状部材の開口端に径方向外方に延びるフランジ部が設けられ、該フランジ部にゴム状弾性体からなる第１緩衝層が設けられて、該第１緩衝層により前記コイルスプリングの一端を受け止めるスプリング当たり面が形成され、前記カップ状部材の側壁部の外周面にゴム状弾性体からなる第２緩衝層が設けられて、該第２緩衝層により前記スプリング当たり面に前記コイルスプリングの一端を案内するためのスプリングガイド面が形成され、前記第１緩衝層と第２緩衝層が前記パンパー部から連なるゴム状弾性体で形成されたことを特徴とする請求項１記載のホロースプリング。
3. 前記突起が、前記側壁部における前記底壁部近傍から前記開口端に向けて軸方向に延び、かつ前記開口端に至らない位置で終端していることを特徴とする請求項１又は２記載のホロースプリング。
4. 前記突起が、前記側壁部の径方向に相対する２箇所に設けられたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のホロースプリング。
   

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