JP2008232174A - サスペンション用軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】 操舵時の回転抵抗を車両特性に応じて予圧として付与することのできるサスペンション用軸受を提供する。
【解決手段】 転動体２を挟んで第１軌道面６ａと第２軌道面５ａとが対向配置されたとき、第１軌道輪４に形成される非軌道面を第１近接面４ａとし、その第１近接面４ａから所定の隙間を介して第２軌道輪３に形成される非軌道面を第２近接面３ａとして、いずれか一方の近接面には、他方の近接面との接触により所定の摩擦力を発生することのできる摺動抵抗部Ｔが形成され、第１軌道輪４及び第２軌道輪３が相対回転する際に、両者の相対回転位置にかかわらず摺動抵抗部Ｔと他方の近接面とが接触して、摩擦力に対応する回転トルクが操舵時の回転抵抗として付与されることを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明はサスペンション用軸受に関し、特にストラット式サスペンション用軸受に関する。

車両のサスペンション形式の一つであるストラット式サスペンション装置には、ストラット軸（ロッド）の上端部とコイルばねシート（車体）との間にサスペンション用の軸受が介装されている(特許文献１参照)。一般に、軸受の製作においてはエネルギー伝達効率を高める観点からできるだけ低トルク化が追求されている。車両のサスペンション装置においても、ハンドル操作時の軽快なステアリングが求められている。
特開平７−３３２３７８号公報

しかしながら、特許文献１のように、技術の発展とともに低トルク化が可能となり軽快なステアリングが実現されているが、一方で、車両走行時において低トルク化が進むと操舵する際に不安定となるジレンマがある。すなわち、車両（例えば車種）の特性・用途に応じて、求められるハンドル操作時の回転トルク（回転抵抗）は異なり、一律にトルクが低い方がよいというものではなくなってきた。

本発明が解決しようとする課題は、上記問題点に鑑みなされたものであり、操舵時の回転抵抗を車両特性に応じて予圧として付与することのできるサスペンション用軸受を提供するものである。

課題を解決するための手段及び発明の効果

上記課題を解決するために、本発明のサスペンション用軸受は、
ストラット軸の上端部に固定されるとともに複数の転動体を支持する環状の第１軌道面を含む第１軌道輪と、車体側支持部に固定されるとともに転動体を挟んで第１軌道面に対向する環状の第２軌道面を含む第２軌道輪とを有するサスペンション用軸受であって、
転動体を挟んで第１軌道面と第２軌道面とが対向配置されたとき、第１軌道輪に形成される非軌道面を第１近接面とし、その第１近接面から所定の隙間を介して第２軌道輪に形成される非軌道面を第２近接面として、いずれか一方の近接面には、他方の近接面との接触により所定の摩擦力を発生することのできる摺動抵抗部が形成され、
第１軌道輪及び第２軌道輪が相対回転する際に、両者の相対回転位置にかかわらず摺動抵抗部と他方の近接面とが接触して、摩擦力に対応する回転トルクが操舵時の回転抵抗として付与されることを特徴とする。

上記本発明によれば、サスペンション用軸受の内部にすべり接触にて摩擦力を与える機構が設けてある。詳しくは、第１軌道輪の非軌道面である第１近接面と第２軌道輪の非軌道面である第２近接面とのいずれか一方の近接面に、他方の近接面と接触する摺動抵抗部が形成されている。そして、この摺動抵抗部と他方の近接面との間で接触により所定の摩擦力が生じ、その摩擦力に対応する回転トルクが操舵時の回転抵抗として付与されている。これにより、車両特性に適した操舵時の回転抵抗を予圧として付与しておくことができる。すなわち、一方の近接面（例えば第１近接面）に形成される摺動抵抗部は、常時他方の近接面（例えば第２近接面）に接触して安定した摩擦力（回転トルク）を発生できるので、車両特性に適した操舵時の回転抵抗を予圧として付与しておくことができる。

また、このようなサスペンション用軸受は、
第１軌道面と第２軌道面とがアキシャル方向に対向して配置されるとともに、第１近接面と第２近接面とがアキシャル方向に形成される隙間を介し近接して配置され、
摺動抵抗部は第１近接面に形成され、第２近接面との接触により摩擦力を発生するように構成することができる。これによれば、ストラット軸のアキシャル方向に第１近接面と第２近接面との間で隙間を形成し、摺動抵抗部が第１近接面に形成されている。第１軌道輪及び第２軌道輪が、第１軌道面と第２軌道面と（転動体と）によってアキシャル方向に位置規制された状態で、第１近接面に形成された摺動抵抗部が第２近接面と接触するので、車両特性に適した予圧（操舵時の回転抵抗）を容易に得ることができる。

また、このようなサスペンション用軸受は、
ストラット軸と一体化されたスプリングシートには、第１軌道輪を弾性支持するサスペンションスプリングを着座させるための着座部が、第２軌道面よりもラジアル方向外側に形成されるとともに、
摺動抵抗部は、第２軌道面よりもラジアル方向内側に形成されるように構成することができる。これによれば、摺動抵抗部が第２軌道面を挟んでサスペンションスプリングの着座部と反対側に設置されるので、第２軌道面よりもラジアル方向内側では両軌道輪のアキシャル方向移動量（両近接面間の隙間）を小さくして、小型化を図ることができる。また、摺動抵抗部が転動体よりも内側にあるので、摺動抵抗部の変位が転動体よりも小さくなり、予圧のバラツキを小さくすることができる。

また、このようなサスペンション用軸受は、
ストラット軸と一体化されたスプリングシートには、第１軌道輪を弾性支持するサスペンションスプリングを着座させるための着座部が、第２軌道面よりもラジアル方向外側に形成されるとともに、
摺動抵抗部は、ラジアル方向において着座部と第２軌道面との間に形成される（第２軌道面よりもラジアル方向外側に形成される）ように構成することができる。これによれば、摺動抵抗部は第２軌道面よりもラジアル方向外側に位置するので、摩擦力の作動アーム長が長くなり、摩擦力が小さくても回転トルクを大きくすることが可能になる。そして、軸受回転トルクの調整幅が大きくなり、多様化を図ることができる。

また、このようなサスペンション用軸受は、
摺動抵抗部は、第１近接面においてアキシャル方向に沿って形成された凹部と、その凹部に基端部が収容されるとともに先端部が第２近接面に接触して摩擦力を発生する摺動部材とを有するように構成することができる。これによれば、摺動抵抗部は、摺動部材を第１近接面に予め設けられた凹部に配置することにより形成することができ、容易に組付けすることができる。そして、摺動部材の交換を容易に行うことができる。

また、このようなサスペンション用軸受は、
摺動抵抗部は、摺動部材を第２近接面に向けて弾発付勢する弾発部材を有するように構成することができる。これによれば、弾発部材（ばね）の変更により摩擦力（回転トルク）の調整を容易に行うことができる。すなわち、その弾発部材を取り替える（調整）だけで、異なる回転トルクを同じ軸受構造で再現することができコスト低減となる。ひいては、車両特性に適した回転トルクを実現することができる。

（実施例１）
以下、本発明のサスペンション用軸受の実施形態を図面を参照しつつ説明する。図１は、ストラット式サスペンション装置の一例を示す斜視図、図２は、図１のＰ部の拡大断面図、図３は、本発明の実施形態に係るサスペンション用軸受の一部断面図、図４は、図３の要部拡大図である。

図１に示すように、ストラット式サスペンション装置１００は、支持メンバー８１に装着されて車体の一部を支持するストラット軸８３と、ストラット軸８３に組み込まれてタイヤ側からの振動や衝撃を吸収するコイルスプリング８２（サスペンションスプリング）と、車体の上部に固定されるスタビライザーサポート８４（車体側支持部）とを備えている。

このストラット式サスペンション装置１００は、その下側が車体側の支持メンバー８１に取り付けられ、車体全体を車軸９３等に対して浮上支持する役割を有する。そして、この支持メンバー８１周りには、車軸９３とその車軸９３に固定され車輪を装着するハブ９０と、そのハブ９０に固定されるブレーキディスク９１と、そのブレーキディスク９１に油圧により圧接させるパッドを内部に設けたキャリパボディ９２等が配置されている。

ストラット式サスペンション装置１００の上部の内部構造は、図２に示すように、ストラット軸８３と一体化され、コイルスプリング８２のばね座８７（着座部）を保持するコイルばねシート８８（スプリングシート）と、ストラット軸８３の上端部で車体側に支持されるスタビライザーサポート８４（車体側支持部）と、スタビライザーサポート８４とコイルばねシート８８との間に配置されるサスペンション用軸受１（スラスト軸受；以下、単に軸受ともいう）と、軸受１の上部で該軸受１を固定するナット８６等を備えている。なお、スタビライザーサポート８４は、弾性材８４ａとその弾性材８４ａの外周周りを覆う外筒部８４ｂとで構成される。コイルばねシート８８は、外周部８８ａの下面でサスペンションのコイルスプリング８２のばね座８７を該ばね座８７の上端部を支持する円環板状の支持体であり、内周部８８ｂの上面で軸受１を支持するようになっている。

軸受１は、図３に示すように、ストラット軸８３の上端部に固定される第１軌道輪である内輪４と、スタビライザーサポート８４に固定される第２軌道輪である外輪３とを含んで構成されている。外輪３及び内輪４には、それぞれ外輪３の軌道面を形成する外輪軌道面形成部５と内輪の軌道面を形成する内輪軌道面形成部６とが形成され、鋼球からなる複数個の転動体である玉２の上方と下方とを、それぞれ外輪軌道面形成部５、内輪軌道面形成部６が支持している。具体的には、外輪３は、複数の玉２を支持する環状の第２軌道面である外輪軌道面５ａを有する外輪軌道面形成部５を形成し、その外輪軌道面５ａ（外輪軌道面形成部５）のアキシャル方向における反対側でスタビライザーサポート８４の下面８４ｃに一体的に結合されている（図２参照）。一方内輪４は、玉２を挟んで外輪軌道面５ａに対向する環状の第１軌道面である内輪軌道面６ａを有する内輪軌道面形成部６を形成し、その内輪軌道面６ａ（内輪軌道面形成部６）のアキシャル方向におけるその反対側でコイルばねシート８８に一体的に結合（支持）されている。

外輪３と内輪４は、それぞれ合成樹脂により形成され、鋼材からなる外輪軌道面形成部５、内輪軌道面形成部６をマウント成形により一体化したものである。合成樹脂は、例えば、強化ポリアミド樹脂である。また、これら玉を円周方向等配位置に保持する保持器９とを備えている。

なお、外輪３及び内輪４は、外輪軌道面形成部５及び内輪軌道面形成部６に対応するストッパー部１１，１２，１３，１４を有し、該ストッパー部１１，１２，１３，１４により外輪３及び内輪４における外輪軌道面形成部５及び内輪軌道面形成部６のラジアル方向の位置決めがなされている。

また、外輪３と内輪４とは、玉２を挟んで外輪軌道面５ａと内輪軌道面６ａとがアキシャル方向に対向配置されたときに、外輪３における外輪軌道面５ａ以外（非軌道面）を構成する第２近接面である外輪近接面３ａと、内輪４における内輪軌道面６ａ以外（非軌道面）を構成する第１近接面である内輪近接面４ａとを有し、その相対向する近接面との間には、所定距離離間した軸受間隙間Ｓが対向形成されている。

ここで、軸受１には、外輪軌道面形成部５及び内輪軌道面形成部６によって玉２を配置する玉配置空間（転動体配置空間）１７が形成されており、この玉配置空間１７に連続する形で軸受間隙間Ｓが形成されている。

このように、外輪３と内輪４とは、玉配置空間１７及び軸受間隙間Ｓを構成することにより互いに非接触状態とされ、それぞれに形成された環状の外輪軌道面形成部５及び内輪軌道面形成部６が転動体である玉２を支持するとともに、摺動抵抗、回転トルクを低減させている。すなわち外輪３と内輪４とは対向配置されて、軸受間隙間Ｓが形成されており、この軸受間隙間Ｓによって外輪３と内輪４とは、玉２を介して相対回転可能となっている。

なお、外輪３の内周面７及び内輪４の内周面８は、ストラット軸８３の上端部に嵌合され、ストラット軸８３の外周面に内周面７，８が接して配置されている。そして内輪４は、ストラット軸８３に固定されて一体として、スタビライザーサポート８４に固定される外輪３に対して相対回転する。

次に、内輪４の内輪近接面４ａには、例えばアキシャル方向に直角をなす相互の近接面によって形成される軸受隙間Ｓの位置であって、その軸受間隙間Ｓを介して外輪３の外輪近接面３ａと接触し、その接触により所定の摩擦力を発生することのできる摺動抵抗部Ｔが形成されている。摺動抵抗部Ｔは、実際に外輪近接面３ａに接触してその接触により摩擦力を生じさせる、ゴム、エラストマーなどの弾力性を有する摺動部材２０と、摺動部材２０に対応して設けられ、その摺動部材２０を外輪近接面３ａに向けて弾発付勢するばね２１（弾発部材）とを備えている。すなわち、摺動部材２０がばね２１に付勢された状態で外輪近接面３ａと接触しているので、外輪３及び内輪４が相対回転する際にも、両者の相対回転位置にかかわらず摺動部材２０と外輪近接面３ａとを常に接触させることができる。すなわち、ばね２１が摺動部材２０における予圧構造をなし、摩擦力に対応する回転トルクを操舵時の回転抵抗として付与することができる。

なお、摺動部材２０は、例えば、ポリアセタール（ＰＯＭ），ポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ），ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ；フッソ樹脂）などの材料によって形成することができる。

また、摺動抵抗部Ｔは、内輪近接面４ａにおいてアキシャル方向に沿って形成された凹部４１を含み構成されている。凹部４１は、図４に示すように、摺動部材２０及びばね２１に対応した形態で形成され、例えば断面円形形状の有底穴であり、開口部４１ａと段差部４１ｂと奥底部４１ｃとを備えている。また、奥底部４１ｃが段差部４１ｂを介して開口部４１ａよりも相対的に縮径されて形成されている。

開口部４１ａが、摺動部材２０に対応して形成され、その摺動部材２０の先端部が内輪近接面４ａから突出する形で基端部が収容されている。また、奥底部４１ｃが、ばね２１に対応して形成され、ばね２１の長さよりも浅く形成されており、ばね２１を奥底部４１ｃに配置したときに段差部４１ｂから突出する。これにより、ばね２１を安定して配置することができるとともに、摺動面積を大きくすることができる。

そして、本実形態に係る軸受１を組み立てたときに、摺動部材２０は、ばね２１により内輪４の内輪近接面４ａから外輪３の外輪近接面３ａに向かって弾発付勢されその外輪近接面３ａに接触するとともに、自身の周壁面と開口部４１ａの内周面とが当接するため、ラジアル方向及び周方向への移動が規制されて、外輪３及び内輪４が相対回転する際に、両者の相対回転位置にかかわらず接触することができ、常に摩擦力が生じ、回転トルクが操舵時の回転抵抗として付与することができる。

摺動部材２０は、ばね２１に付勢された状態で外輪近接面３ａに接触して作用しているため、そのばね２１のばね力（ばね定数）を変えることで軸受１の回転トルクを調整することができ、車両特性に合わせた回転トルクを容易に得ることができる。ひいては、安定したステアリング操作を行うことが可能となる。また、摺動部材２０は自身の周壁部によって移動が規制されるため、特別な接着手段を必要としない。さらに外輪３及び内輪４は合成樹脂で成形されているため、簡単な設計変更だけで済み、簡単な構造で安価に構成することができる。

また、摺動抵抗部Ｔ（摺動部材２０）は、外輪及び内輪軌道面形成部５，６のラジアル方向内側に位置する軸受間隙間Ｓに設けられている（図２及び図３参照）。このとき、内輪４を下側から弾性支持するコイルスプリング８２を着座させるためのばね座８７が、ストラット軸８３と一体化されたコイルばねシート８８を介して内輪軌道面６ａよりもラジアル方向外側に形成されている。すなわち、摺動抵抗部Ｔとばね座８７とがラジアル方向において内輪軌道面形成部６を挟む形で位置されている。このように、コイルスプリング８２がコイルばねシート８８を介して大きな力で内輪４を弾性支持しているので、内輪４にガタやブレなどなく、安定して軸受間隙間Ｓ内に摺動抵抗部Ｔを形成することができる。

また、摺動抵抗部Ｔ（摺動部材２０及びばね２１）は、ストラット軸８３における周方向に沿って等間隔で複数配置されている。本実施例においては、周方向に４つ（図５参照）配置されている。なお、軸受の径寸法に依存するところがあるが、例えば、周方向に６つ形成することで、傾きの影響を抑制又は排除することができる。このように、摺動抵抗部Ｔの数を変更することでも軸受１の回転トルクを調整することができる。さらには、複数の摺動抵抗部で摩擦力（回転トルク）を同時発生させることができるので、摺動部材２０の接触が周方向の一点に集中せず、偏摩耗等を抑制して耐久性が向上する（寿命が長くなる）。

（変形例１）
図６に軸受１の変形例を示す。図６の軸受１では、弾発部材として弾性力を有するゴム２１０が先の実施例におけるばね２１の代わりに設けられている。ゴム２１０は、凹部４１の奥底部４１ｃに配置され、その上に載置される摺動部材２０が外輪近接面３ａと接触するように、該摺動部材２０を該外輪近接面３ａに向けて押しつけている。これにより、摺動部材２０が外輪近接面３ａに接触して摩擦力を発生し、回転トルクを回転抵抗（予圧）として付与することができる。なお、ゴム２１０は、摺動部材２０の一部として一体的に形成してもよく、さらに、簡単な構造で安価に構成することができる。

（実施例２）
図７に軸受１の他の例を示す。図８は、図７における拡大断面図である。なお、他の例において上記実施例と同様な部分の説明は同一の符号を付して詳細な説明を省略又は簡略化する。他の例として、図７に示すように、摺動抵抗部Ｔ（摺動部材２０、弾発部材２１及び凹部４２）は、外輪及び内輪軌道面形成部５，６のラジアル方向外側に位置する軸受間隙間Ｓに設けられている。すなわち、摺動抵抗部Ｔとばね座８７とがラジアル方向において外側（同じ側）に位置されている。具体的には、摺動抵抗部Ｔは、ばね座８７と内輪軌道面形成部６（内輪軌道面６ａ）との間、又は、内輪軌道面形成部６よりもラジアル方向外側に形成されている。これにより、外輪３及び内輪４が相対回転した際に、摺動抵抗部Ｔの摺動距離が長くなり、摩擦力を小さくすることができ、耐久性が向上する（寿命が長くなる）。

ここで、摺動部材２０及びばね２１は、外輪及び内輪軌道面形成部５，６のラジアル方向外側に位置する内輪４の内輪近接面４ａに形成された凹部４２に配置されている。凹部４２は、図８に示すように、摺動部材２０及びばね２１に対応した形態で形成され、例えば断面円形形状の有底穴であり、開口部４２ａと段差部４２ｂと奥底部４２ｃとを含み構成されている。また、奥底部４２ｃが段差部４２ｂを介して開口部４２ａよりも相対的に縮径されて形成されている。なお、凹部４２は先に説明した凹部４１に構造上重複するため詳細な説明を省略する。本実施例においても、先の変形例１と同様に凹部４２に弾発部材としてゴム２１０を用いてもよく、周方向に沿って等間隔に複数配置してもよいことはもちろんである。

さらに、先の実施例１を組合せて構成してもよい。すなわち、ラジアル方向内側及び外側の両方に摺動抵抗部Ｔを形成することができる。

本実施形態に係る軸受１は、内輪４の内輪近接面４ａに弾発部材を設置する凹部を形成しているが、外輪３の外輪近接面３ａに設置してもよくその場合にも上記同様の効果を得ることができる。内輪ス４に凹部を設けることで、弾発部材及び摺動部材の配置及び軸受の組み立てが容易である。

ストラット式サスペンションの一例を示す斜視図。 図１のＰ部の拡大断面図。 本発明の実施形態に係るサスペンション用軸受の一部断面図。 図３の要部拡大図。 摺動部材を説明する平面図。 変形例に係るサスペンション用軸受の一部断面図。 本発明の別の実施形態に係るサスペンション用軸受の一部断面図。 図７の要部拡大図。

符号の説明

１ サスペンション用軸受
２ 玉（転動体）
３ 外輪（第２軌道輪）
３ａ 外輪近接面（第２近接面）
４ 内輪（第１軌道輪）
４ａ 内輪近接面（第１近接面）
５ 外輪軌道面形成部
５ａ 外輪軌道面（第２軌道面）
６ 内輪軌道面形成部
６ａ 内輪軌道面（第１軌道面）
９ 保持器
２０ 摺動部材
２１ ばね（弾発部材）
４１，４２ 凹部
８１ 支持メンバー
８２ コイルスプリング
８３ ストラット軸
８４ スタビライザーサポート
１００ ストラット式サスペンション装置
２１０ ゴム
Ｓ 軸受間隙間

Claims (2)

1. ストラット軸の上端部に固定されるとともに複数の転動体を支持する環状の第１軌道面を含む第１軌道輪と、車体側支持部に固定されるとともに前記転動体を挟んで前記第１軌道面に対向する環状の第２軌道面を含む第２軌道輪とを有するサスペンション用軸受であって、
   前記転動体を挟んで前記第１軌道面と第２軌道面とが対向配置されたとき、前記第１軌道輪に形成される非軌道面を第１近接面とし、その第１近接面から所定の隙間を介して前記第２軌道輪に形成される非軌道面を第２近接面として、いずれか一方の近接面には、他方の近接面との接触により所定の摩擦力を発生することのできる摺動抵抗部が形成され、
   前記第１軌道輪及び第２軌道輪が相対回転する際に、両者の相対回転位置にかかわらず前記摺動抵抗部と前記他方の近接面とが接触して、前記摩擦力に対応する回転トルクが操舵時の回転抵抗として付与されることを特徴とするサスペンション用軸受。
2. 前記第１軌道面と第２軌道面とがアキシャル方向に対向して配置されるとともに、前記第１近接面と第２近接面とがアキシャル方向に形成される前記隙間を介し近接して配置され、
   前記摺動抵抗部は前記第１近接面に形成され、前記第２近接面との接触により前記摩擦力を発生する請求項１に記載のサスペンション用軸受。

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