JP2016532064A - 車両サスペンション用スラスト軸受装置 - Google Patents

車両サスペンション用スラスト軸受装置 Download PDF

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Abstract

【課題】サスペンション用スラスト軸受装置の、コイルばねと緩衝体とを受けるシンプルな組立体を提供する。【解決手段】前記スラスト軸受装置(18)は、上下の座金(22,24)を含む軸受(20)と、上,下面(36,42)を有するカップ(34)とを備える。上面には下側座金との接触部分(38)が設けられる。下面には、外側ショルダー部(44)、外側を向くシート部(46)及び緩衝体(16)上端部の収容部分(50)が設けられる。シート部は、ショルダー部と共に、コイルばね(14)上端部の支持部(47)を形成する。収容部分は、内側ショルダー部(52)と内側を向く閉じ込め面(54)とで形成される。カップは、環状折返し部(48)を形成する仕切り部(49)を有し、折返し部が閉じ込め面とシート部とを形成し、閉じ込め面がシート部の内側に位置し、カップの上面が補強リブ(40,140)を含み、リブが折返し部の内部に延在する。【選択図】図1

Description

本発明は、コイルばねを備えるマクファーソンストラットに用いられる、サスペンション用スラスト軸受装置に関する。本発明は、さらに、そのようなサスペンション用スラスト軸受装置を備えるサスペンションストラットに関する。
コイルばね、このコイルばねの内側に位置した伸縮ダンパ、この伸縮ダンパの移動終了緩衝ストッパとして機能する緩衝体、および転がり軸受を含む回動式のサスペンション用スラスト軸受装置を備えるサスペンションストラットであって、転がり軸受の径が、上記コイルばねの径と実質的に同一であるサスペンションストラットが知られている。このようなサスペンションストラットには、例えば特許文献1に記載されているように、上記転がり軸受と上記コイルばね及び上記緩衝体とのインターフェースを構成する、プレス加工金属製またはプラスチック製の単一物のカップを設けることが可能である。このようなカップを設けることにより、上記軸受と上記コイルばねの上端部とが同様の径方向寸法であるにもかかわらず、これらばねと軸受との間で、その軸受を大きく変形させることなく軸方向の力伝達を行うことが可能となる。なお、このカップに上記緩衝体が衝突した際の変形が当該カップと上記コイルばねとの接触面に伝わることがないように、これらカップとコイルばねとの接触部分は、当該カップと上記緩衝体との接触部分から軸方向に離されている。そのため、軸方向サイズが大きくなる。
また、コイルばね、このコイルばねの内側に位置した伸縮ダンパ、この伸縮ダンパの移動終了緩衝ストッパとして機能する緩衝体、および転がり軸受を含む回動式のサスペンション用スラスト軸受装置を備えるサスペンションストラットであって、転がり軸受の径が、上記コイルばねの径よりも大幅に小さく、かつ、転がり軸受の上側座金が、上記伸縮ダンパの支持部として機能するサスペンションストラットも知られている。この種のサスペンションストラットは、例えば特許文献2に記載されている。ここで、同文献のサスペンションストラットには、上記転がり軸受の下側座金と上記コイルばね及び上記緩衝体とのインターフェースを構成する、2つの互いに別体な部材が設けられている。具体的に述べると、上記コイルばね及び上記緩衝体によって加えられる力に反応する、プレス加工金属製のカップと、これよりも径の小さい、上記下側座金と金属製のカップとの間に挿入されたプラスチック製の部品とが設けられている。しかし、このような二部材構造は、高価で且つ重量的に不利である。
英国特許出願公開第2347905号明細書 独国特許出願公開第102008049976号明細書
本発明は、従来技術の上記課題を解決することを目的とし、サスペンション用スラスト軸受装置用の、コイルばねと緩衝体との両方を受けるよりシンプルな組立体を提案する。
この目的のために、本発明の第1の態様では、コイルばねおよび緩衝体を備えるサスペンションストラット用の、サスペンション用スラスト軸受装置であって、
互いに相対回転する、金属製の1つの上側座金と金属製の1つの下側座金とを少なくとも含む軸受と、
上面および下面を有する単一物のカップであって、前記上面に、前記下側座金との接触部分が設けられており、前記下面に:
外側の、平坦で且つ環状のショルダー部と、
径方向外側を向く、少なくとも部分的に円筒状である環状のシート部であって、前記外側のショルダー部と共に、前記コイルばねの上端部を支持する外周環状支持部を形成する、環状のシート部と、
前記緩衝体の上端部を収容する収容部分であって、内側の、平坦で且つ環状のショルダー部と、径方向内側を向く、少なくとも部分的に円筒状である閉じ込め面とによって形成されている、収容部分と、
が設けられた、単一物のカップと、
を備え、
前記単一物のカップが、環状の折返し部を形成する仕切り部を有し、前記環状の折返し部が、前記閉じ込め面と前記環状のシート部とを形成しており、かつ、前記閉じ込め面が、前記環状のシート部の径方向内側に位置しており、かつ、前記単一物のカップの前記上面に補強リブが設けられており、当該補強リブ(複数)の少なくとも一部が、前記仕切り部の前記環状の折返し部の内部に延在している、サスペンション用スラスト軸受装置を提案する。
前記単一物のカップは、好ましくは、金属製のインサートを含むか又は含まない、成型可能材料製であり、特には、金属製のインサートを含むか又は含まない、プラスチック製または複合材料製であり、それ自体で、前記転がり軸受の前記下側座金と前記コイルばねと前記緩衝体との唯一のインターフェースを構成している。
本明細書における「折返し部」とは、前記閉じ込め面が形成されている内側の環状部位、前記円筒状であるシート部が形成されている外側の環状部位、およびこれら内側の環状部位と外側の環状部位とを繋ぐ仲介部位を有する前記仕切り部の形状であって、それら内側の環状部位と外側の環状部位とを対向させ、かつ、それら内側の環状部位と外側の環状部位との間に凹状で且つ環状の体積空間を形成させる、前記仕切り部の形状の部分を指す。前記凹状の体積空間では、前記リブの少なくとも一部が、前記内側の環状部位を前記外側の環状部位へと連結させるように当該凹状の体積空間を横断している。
上記の凹み形状は、厚みが比較的薄く一様なので、素早く成型するのに、特に、素早く離型させるのに有利である。また、この凹み形状により、前記コイルばねの上端部が前記緩衝体の上端と軸方向にオーバーラップするので、前記スラスト軸受装置の軸方向の大幅な小型化が可能となる。前記補強リブは、前記カップの重量を抑えつつそのカップに曲げ剛性を与えるためのものである。具体的に述べると、前記補強リブにより、前記カップのうちの、前記折返し部での径方向変形を抑えることができる。好ましくは、この目的のために、前記リブの、前記仕切り部の前記折返しの内部に延在している少なくとも一部は、放射状である。前記リブは、さらに、前記下側座金と前記コイルばねとの間で、前記カップの応力レベルを抑えながら径方向の力伝達を行うことを可能にする。一実施形態では、前記リブの少なくとも一部が、多角形状のセルを形成している。この構成によれば、複数の変形モードを管理することが可能となる。
一実施形態では、前記リブの少なくとも一部が、前記接触部分の径方向外側に位置していてもよい。また、前記接触部分もリブ(複数)を含んでいてもよく、そのようなリブは前記下側座金に当接する。
好ましくは、前記仕切り部は、前記環状の折返し部の下端に配置された排出オリフィスを含む。この排出オリフィスは、前記折返しに溜まる等した水を排出する。
一実施形態では、前記下側座金の外径が、前記コイルばねの上端部を支持する、前記外周環状支持部の内径よりも小さい。
好ましくは、前記接触部分は、前記閉じ込め面の径方向内側に位置している。
一実施形態では、前記上側座金が、前記サスペンションストラットの伸縮ダンパのための、平坦で且つ環状の支承座部を形成しており、かつ、当該平坦で且つ環状の支承座部が、前記下側座金に対して径方向内側に延在している。
また、前記上側座金に当接するカバーが設けられてもよい。このカバーは、前記単一物のカップの前記上面における外周のレリーフと協働してラビリンスシールを形成する、外周スカート部を含むものであってもよい。好ましくは、このカバーは、前記単一物のカップにスナップ留めされている。この場合、前記外周スカート部および前記外周のレリーフが、互いにスナップ留めし合う部分を有するものとされ得る。これにより、前記転がり軸受と前記カップとで一まとめの部分組立体を、車両に組み付ける前に形成することが可能となる。
好ましくは、前記単一物のカップは成型品であり、より好ましくは、純粋な軸方向動作を持つ金型内への射出による成型品である。言い換えると、前記単一物のカップの形状には、側方のスライドを備えた金型を不要とする形状が選ばれる。これにより、生産テンポを上げると共に、複雑性とコストを抑えることが可能となる。
一実施形態では、前記軸受が、前記上側座金および前記下側座金に形成された転走路に接する転動体を含む、転がり軸受である。一変形例では、前記軸受が、前記上側座金と前記下側座金との間に摩擦ワッシャが介在しているか又は介在していない、滑り軸受である。
本発明の他の態様は、コイルばねおよび緩衝体を備えるサスペンションストラットであって、当該サスペンションストラットが、さらに、前述したサスペンション用スラスト軸受装置を備えており、前記コイルばねの上端部が、前記支持部に当接し、前記緩衝体の上端が、前記収容部分に収容される、サスペンションストラットに関する。好ましくは、このサスペンションストラットは、さらに、前記サスペンション用スラスト軸受装置を貫通する伸縮ダンパであって、前記上側座金によって形成された平坦で且つ環状の支持座部に当接する伸縮ダンパを備える。
本発明のさらなる他の態様は、コイルばねを備えるサスペンションストラットに用いられる、サスペンション用スラスト軸受装置であって、
前記サスペンションストラットの回動は、互いに相対回転する上側座金と下側座金とを含む軸受によってもたらされ、当該サスペンション用スラスト軸受装置は、さらに、
上面および下面を有する単一物のカップであって、前記上面に、前記転がり軸受の前記下側座金との接触部分が設けられ、前記下面に:
外側の、平坦で且つ環状のショルダー部と、
径方向外側を向く、少なくとも部分的に円筒状である環状のシート部であって、前記外側のショルダー部と共に、前記コイルばねの上端部を支持する外周環状支持部を形成している、環状のシート部と、
が設けられている、単一物のカップと、
を備え、
前記単一物のカップは、それ単独で、前記転がり軸受の前記下側座金と前記コイルばねとの唯一のインターフェースを構成しており、好ましくは、前記単一物のカップは、金属製のインサートを含むか又は含まない、成型可能材料製であり、特には、金属製のインサートを含むか又は含まない、プラスチック製または複合材料製であり、
前記単一物のカップの前記上面が、前記接触部分の径方向外側に位置している補強リブを含む、サスペンション用スラスト軸受装置に関する。前記複数のリブは、前記カップの重量を抑えつつカップに曲げ剛性を与えるためのものである。好ましくは、前記リブの少なくとも一部は、放射状に延びている。前記リブは、さらに、前記下側座金と前記コイルばねとの間で、前記カップの応力レベルを抑えながら径方向の力伝達を行うことを可能にする。好ましくは、前記リブの少なくとも一部は、多角形状のセルを形成している。この構成によれば、複数の変形モードを管理することが可能となる。前記カップを構成する単一物の部分は、純粋な軸方向動作を持つ金型内への射出成型による成型品であり得る。
好ましくは、前記上側座金および前記下側座金は金属製である。一実施形態では、前記軸受が、前記上側座金および前記下側座金に形成された転走路に接する転動体を含む転がり軸受である。一変形例では、前記軸受が、前記上側座金と前記下側座金との間に摩擦ワッシャが介在しているか又は介在していない滑り軸受であってもよい。
これらのサスペンション用スラスト軸受装置は、コイルばねを備える(場合によっては緩衝体を備え、場合によっては伸縮ダンパを備える)サスペンションストラットに組み込むことが可能である(前記サスペンションストラットが伸縮ダンパを備えるものである場合には、当該伸縮ダンパが前記軸受の前記上側座金に当接し得る)。
当然ながら、本発明における相異なる構成を、適宜組み合わせることも可能である。
本発明のさらなる特徴および利点は、添付の図面を参照しながら行う、以下の説明から明らかになる。
本発明の第1の実施形態における、サスペンションストラットおよびサスペンション用スラスト軸受装置の断面図である。 図1のスラスト軸受装置のカップを示す斜視図である。 代替的な一実施形態でのカップを示す斜視図である。 本発明の他の実施形態における、サスペンションストラットの断面図である。
分かり易いように、全ての図をとおして、同一の構成/構成要素は同一の符号で特定している。
図1及び図2を参照する。サスペンションストラット10は、その上部において、伸縮ダンパ12、コイルばね14、緩衝体16、および回動式のサスペンション用スラスト軸受装置18で構成されており、これらの構成要素と車両のボディ(図示せず)とのインターフェースを提供している。
スラスト軸受装置18の、軸心100回りの回転は、転動体30(図示の例ではボール)が転動する転走路26,28を形成する金属製の上側座金22と金属製の下側座金24とを含む転がり軸受20によってもたらされる。好ましくは、上側座金22および下側座金24は、金属板材をプレス加工して製作されたものである。上側座金22は、伸縮ダンパ12のための、平坦で且つ環状の支持座部32を形成しており、かつ、この平坦で且つ環状の支持座部32は、前記転走路26,28に対して径方向内側に延在している。
転がり軸受20と、伸縮ダンパ12,コイルばね14及び緩衝体16とのインターフェースが、プラスチック製の単一物の支持用のカップ34によって提供されている。
このカップは、その上面36において、転がり軸受20の下側座金24との接触部分38を含む。接触部分38はリブ39で構成されており、当該リブ39の縁には下側座金24が当接している。リブ39は、図1に示すように放射状であってもよいし、円状や同心状であってもよい。カップ34の上面36は、さらに、接触部分38の径方向外側に延在している補強リブ40をも含む。具体的に述べると、リブ40は、接触部分38からカップ34の外周まで延在している。
カップ34の下面42は、その外周において、外側の、平坦で且つ環状のショルダー部44と、径方向外側を向く、少なくとも部分的に円筒状である環状のシート部46とを含む。環状のシート部46は、上方のショルダー部44と共に、前記コイルばねの上端部を支持する外周環状支持部47を形成している。
カップ34は、環状の折返し部48を形成する仕切り部49を有している。環状の折返し部48は、前記環状のシート部46を形成すると共に、緩衝体16の上端部のための収容部分50を外側から取り囲んでいる。この収容部分50は、平坦で且つ環状のショルダー部52と、径方向内側を向く、少なくとも部分的に円筒状である閉じ込め面54とによって形成されている。緩衝体16の上端部の収容部分50における閉じ込め面54は、前記ばね14の上端部の支持部における環状シート部46の径方向内側に位置している。下側座金24の径は、円筒状であるシート部46の径よりも小さく、好ましくは、閉じ込め面54の径よりも小さい。排出オリフィス56が、前記下側座金との接触部分38の径方向外側に位置しており(好ましくは、接触部分38の直ぐ外周に位置しており)、液体があればその排出を可能にする。
転がり軸受20のための保護用のカバー58が、上側座金22に当接している。カバー58は外周スカート部60を含む。外周スカート部60は、カップ34の上面36における外周のレリーフ又はラグ62と協働してラビリンスシールを形成している。外周スカート部60および外周のレリーフ62は、互いにスナップ留めし合う部分を有している。具体的に述べると、これらの互いにスナップ留めし合う部分は、前記スラスト軸受装置を車両に組み付けた後では互いに係合していないものの、車両に取り付ける前の時点では、転がり軸受20とカップ34とを予め組み立てて一まとまりの部分組立体を形成することを可能にする。
注目すべきは、カップ34が、そのようなフック部のそれぞれに対向する箇所に、軸方向に延びる周縁孔64を有していることにより、当該カップ34のどの部分も、そのようなフック部62と軸方向にオーバーラップしない点である。このような配置構成により、部品34を、純粋な軸方向(転がり軸受20の回動軸心100と平行)動作を持つ金型内への射出成型によって作製することができる。
図3に示すカップ34は、その上面において、多角形状のセル141を形成するリブ140を含む。この場合の接触部分38は、図1のカップ34のそれと同じである。具体的に述べると、フック部62が、軸方向に延びる孔64の延長上内で軸方向に位置している。これにより、軸方向に相対平行移動する2つの金型部を備えた金型内での成型が可能となる。
図4に示す他の実施形態では、前記軸受20が、上側座金22と下側座金24とを含み且つこれら上側座金22および下側座金24が環状の互いに接する摩擦トラック126,128を有している、滑り軸受である。一変形例として、上側座金22と下側座金24との間に摩擦ワッシャが介在している滑り軸受も考えられる。同図には、フック部62が、軸方向に延びる孔64の延長空間において、カバー60に向かって径方向に延出している様子が示されている。同図には、さらに、そのようなフック部62が、前記カバーに形成されたフック部66により形成されるスナップ留め部分と協働し、そのカバー60とカップ34との間の弾性的なスナップ留めを実現することにより、車両に組み付けられる前のこの部分組立体を一まとめにしている様子が示されている。
当然ながら、その他の変形例、特には、相異なる実施形態の構成同士を適宜組み合わせてなる変形例も可能である。具体的に述べると、前記カップを補強するインサート、特には、金属製のインサートが設けられてもよい。具体的に述べると、円弧形状のリブと交差する放射状のリブが設けられてもよい。

Claims (14)

  1. コイルばね(14)および緩衝体(16)を備えるサスペンションストラット(10)用の、サスペンション用スラスト軸受装置(18)であって、
    −互いに相対回転する、金属製の1つの上側座金(22)と金属製の1つの下側座金(24)とを少なくとも含む、軸受(20)と、
    −上面(36)および下面(42)を有する単一物のカップ(34)であって、前記上面(36)に、前記下側座金(24)との接触部分(38)が設けられており、前記下面(42)に、
    i.外側の、平坦で且つ環状のショルダー部(44)と、
    ii.径方向外側を向く、少なくとも部分的に円筒状である環状のシート部(46)であって、前記外側のショルダー部(44)と共に、前記コイルばね(14)の上端部を支持する外周環状支持部(47)を形成する、環状のシート部(46)と、
    iii.前記緩衝体(16)の上端を収容する収容部分(50)であって、内側の、平坦で且つ環状のショルダー部(52)と、径方向内側を向く、少なくとも部分的に円筒状である閉じ込め面(54)とによって形成されている、収容部分(50)と、
    が設けられている、単一物のカップ(34)と、
    を備える、サスペンション用スラスト軸受装置(18)において、
    前記単一物のカップ(34)が、環状の折返し部(48)を形成する仕切り部(49)を有し、前記環状の折返し部(48)が、前記閉じ込め面(54)と前記環状のシート部(46)とを形成しており、かつ、前記閉じ込め面(54)が、前記環状のシート部(46)の径方向内側に位置しており、かつ、前記単一物のカップ(34)の前記上面(36)に補強リブ(40,140)が設けられており、当該補強リブ(40,140)の少なくとも一部が、前記仕切り部(49)の前記環状の折返し部(48)の内側に延在していることを特徴とする、サスペンション用スラスト軸受装置。
  2. 請求項1に記載のサスペンション用スラスト軸受装置において、前記単一物のカップが、プラスチック製または複合材料製であることを特徴とする、サスペンション用スラスト軸受装置。
  3. 請求項1または2に記載のサスペンション用スラスト軸受装置において、前記リブ(40)の、前記折返しの内部に延在している少なくとも一部が、放射状に延びていることを特徴とする、サスペンション用スラスト軸受装置。
  4. 請求項1から3のいずれか一項に記載のサスペンション用スラスト軸受装置において、前記リブ(140)の少なくとも一部が、多角形状のセル(141)を形成していることを特徴とする、サスペンション用スラスト軸受装置。
  5. 請求項1から4のいずれか一項に記載のサスペンション用スラスト軸受装置において、前記接触部分(38)がリブ(39)を含むことを特徴とする、サスペンション用スラスト軸受装置。
  6. 請求項1から5のいずれか一項に記載のサスペンション用スラスト軸受装置において、前記仕切り部(49)が、前記環状の折返し部(48)の下端部に位置する排出オリフィス(56)を含むことを特徴とする、サスペンション用スラスト軸受装置。
  7. 請求項1から6のいずれか一項に記載のサスペンション用スラスト軸受装置において、前記下側座金(24)の外径が、前記コイルばね(14)の上端部を支持する前記外周環状支持部(47)の内径よりも小さいことを特徴とする、サスペンション用スラスト軸受装置。
  8. 請求項1から7のいずれか一項に記載のサスペンション用スラスト軸受装置において、前記接触部分(38)が、前記閉じ込め面(54)の径方向内側に位置していることを特徴とする、サスペンション用スラスト軸受装置。
  9. 請求項1から8のいずれか一項に記載のサスペンション用スラスト軸受装置において、前記上側座金(22)が、前記サスペンションストラット(10)の伸縮ダンパ(12)のための、平坦で且つ環状の支承座部(32)を形成しており、かつ、当該平坦で且つ環状の支承座部(32)が、前記下側座金に対して径方向内側まで延在していることを特徴とする、サスペンション用スラスト軸受装置。
  10. 請求項1から9のいずれか一項に記載のサスペンション用スラスト軸受装置において、当該サスペンション用スラスト軸受装置(18)が、さらに、前記上側座金(22)に当接するカバー(58)であって、前記単一物のカップにスナップ留めされた外周スカート部(60)を含むカバー(58)を備えることを特徴とする、サスペンション用スラスト軸受装置。
  11. 請求項1から10のいずれか一項に記載のサスペンション用スラスト軸受装置において、前記軸受(20)が、前記上側座金(22)および前記下側座金(24)に形成された転走路(26,28)に接する転動体(30)を含む転がり軸受であることを特徴とする、サスペンション用スラスト軸受装置。
  12. 請求項1から10のいずれか一項に記載のサスペンション用スラスト軸受装置において、前記軸受(20)が、前記上側座金(22)と前記下側座金(24)との間に摩擦ワッシャが介在しているか又は介在していない、滑り軸受であることを特徴とする、サスペンション用スラスト軸受装置。
  13. コイルばね(14)および緩衝体(16)を備えるサスペンションストラット(10)であって、
    請求項1から12のいずれか一項に記載のサスペンション用スラスト軸受装置(18)を備えており、
    前記コイルばね(14)の上端部が、前記支持部(47)に当接し、前記緩衝体(16)の上端部が、前記収容部分(50)に収容されていることを特徴とする、サスペンションストラット。
  14. 請求項13に記載のサスペンションストラット(10)において、当該サスペンションストラット(10)が、さらに、
    前記サスペンション用スラスト軸受装置(18)を貫通する伸縮ダンパ(12)であって、前記上側座金(22)によって形成された平坦で且つ環状の支持座部(32)に当接する伸縮ダンパ(12)、
    を備える、サスペンションストラット。
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