JP4865761B2 - サスペンションサポート - Google Patents

Description

本発明は、自動車などの車両のサスペンション機構におけるショックアブソーバのピストンロッドを、車体に対して弾性的に結合するためのサスペンションサポートに関するものである。

従来、自動車のサスペンション機構においては、車輪側から車体側への振動の伝達を抑制するために、ショックアブソーバのピストンロッドの上端部が挿通固定される内側部材と、該内側部材の外周を取り囲み車体側に取り付けられる外側部材と、これら内側部材と外側部材との間に介在する環状の弾性部材とを備えてなるサスペンションサポートが用いられている（下記特許文献１参照）。

上記弾性部材としては、一般にゴム材料が用いられているが、近年、発泡ウレタンなどの発泡樹脂材料の採用が試みられている（下記特許文献２参照）。発泡ウレタンは、その材料特性上、ゴム材料に比べて、動倍率を抑えながら減衰性能を大きくすることができるが、加水分解等の使用環境の影響を受けやすく、またコストも高いことから、自動車に採用するに当たっては問題となることがある。そのため、材料特性によることなく、形状を工夫することで、発泡ウレタン並みの低動倍率高減衰特性を得ることが望ましい。
特開２００３−２７８８２２号公報 特開２００３−１８４９３７号公報

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、動倍率を抑えながら減衰性能を向上することができるサスペンションサポートを提供することを目的とする。

本発明に係るサスペンションサポートは、ショックアブソーバのピストンロッドの上端部が挿通固定される内側部材と、前記内側部材の外周を取り囲み車体側に取り付けられる外側部材と、前記内側部材と前記外側部材との間に介在する環状の弾性部材とを備えてなり、前記内側部材が、前記ピストンロッドの軸直角方向外方側に張り出すフランジ部を備え、前記外側部材が、前記弾性部材を内包する筒部と、前記筒部の軸方向の両端部において軸直角方向で内向きに形成されて前記弾性部材を軸方向にて挟圧する上側壁部及び下側壁部とを備え、前記弾性部材が、前記フランジ部の上面と前記上側壁部の下面との間で挟圧保持される上側弾性部と、前記フランジ部の下面と前記下側壁部の上面との間で挟圧保持される下側弾性部とを備え、前記上側弾性部と前記下側弾性部の少なくとも一方の弾性部の内部に空気室が設けられ、前記空気室は、前記フランジ部に設けられた軸方向に突出する縦壁により軸直角方向内方側の内側空気室部分と軸直角方向外方側の外側空気室部分とに区画して設けられるとともに、前記縦壁の軸方向外方側の連結空気室部分により前記内側空気室部分と前記外側空気室部分とが連結して設けられ、前記内側空気室部分と前記外側空気室部分のいずれか一方が絞り通路により外気に連通して設けられたものである。

上記構成によれば、外側部材に対する内側部材の軸方向での相対変位時（上下方向変位時）に、上側弾性部と下側弾性部の少なくとも一方の弾性部に設けられた空気室が拡縮することにより、絞り通路を介して空気が出入りする。この空気の出入りによる位相遅れによって減衰性能を高めることができるので、動倍率を抑えながら減衰性能を向上することができる。

また、該空気室を、フランジ部に設けた縦壁により連結空気室部分を介して互いに連結された内側空気室部分と外側空気室部分とに区画した上で、内側空気室部分と外側空気室部分のいずれか一方を絞り通路を介して外気と連通して設けたので、上下方向変位だけでなく、車両左右方向などの水平方向変位に対しても高減衰性能を持たせることができる。

上記構成においては、前記空気室が前記上側弾性部と前記下側弾性部にそれぞれ独立して設けられていることが好ましい。このように空気室を上側弾性部と下側弾性部の双方に設けることにより、減衰性能を更に高めることができる。この場合に、上側弾性部と下側弾性部の両空気室がつながっていると、一方の空気室が圧縮されたときに他方の空気室に空気が逃げてしまい、絞り通路における空気の出入り量を確保することが難しくなるが、上下の空気室が非連通状態に独立して設けられていることで、それぞれの減衰性能を発揮させることができる。

上記構成においては、前記空気室が、前記上側弾性部と前記下側弾性部の少なくとも一方の弾性部において、前記弾性部材の周方向に複数個独立して設けられ、該複数個の空気室の各室について外気に連通させるための前記絞り通路が設けられていることが好ましい。このように空気室を周方向に分離独立して設けることにより、各空気室にて減衰性能を発揮させることができ、例えば、外側部材に対して内側部材がこじれた方向に変位した場合においても、周方向の一部の空気室の拡縮による絞り通路での空気の出入りによって減衰性能を発揮することができる。

上記構成においては、前記空気室が、前記上側弾性部と前記下側弾性部の少なくとも一方の弾性部における前記フランジ部との当接面に凹設された凹部と、前記フランジ部との間で形成され、前記縦壁が、前記凹部内に入り込むよう前記フランジ部の上面又は下面に突設され、前記絞り通路が、前記少なくとも一方の弾性部における前記フランジ部との当接面において前記凹部から軸直角方向内方に延びる凹溝と、前記フランジ部との間で形成されてもよい。この場合、内側空気室部分と外側空気室部分を備える上記空気室と絞り流路を形成しやすく、製造コストを抑えることができる。

上記のように、本発明のサスペンションサポートであると、上下方向変位だけでなく水平方向変位に対しても、動倍率を抑えながら減衰性能を向上することができ、車両上、乗り心地性と操縦安定性を向上することができる。

以下、本発明の一実施形態に係るサスペンションサポートについて図１〜５に基づいて説明する。このサスペンションサポート１０は、自動車のストラットマウントであり、ショックアブソーバのピストンロッド１の上端部１Ａが挿通固定される金属製の内側部材１２と、その外周を取り囲み車体パネル２に取り付けられる金属製の外側部材１４と、これら内側部材１２と外側部材１４との間に介在して内側部材１２を外側部材１４に対して防振的に支持する環状の弾性部材１６とを備えてなる。サスペンションサポート１０は、ピストンロッド１の軸方向Ｘを上下方向として設けられている。

内側部材１２は、ピストンロッド１の上端部１Ａが下方から差し入れられる円筒状の内筒部１８と、内筒部１８の上端部においてピストンロッド１の軸直角方向外方側Ｙ１に張り出すリング板状のフランジ部２０とからなる。

外側部材１４は、弾性部材１６を内包するとともに内側部材１２を同芯状に取り囲む筒部２２と、該筒部２２の軸方向Ｘの両端部において軸直角方向Ｙで内向きＹ２に形成されて弾性部材１６を軸方向Ｘにて挟圧する上側壁部２４及び下側壁部２６とを備えてなり、弾性部材１６を内部に収容する容器状に形成されている。上側壁部２４と下側壁部２６はともに、リング板状をなしており、中央部に円形の開口部２８，３０を備える。

外側部材１４は、この例では、上方に開口する椀状の第１外側部材３２と、その上面開口を覆う平板状の第２外側部材３４とからなり、第１外側部材３２で筒部２２と下側壁部２６が形成され、第２外側部材３４で上側壁部２４が形成されている。

詳細には、図５に示すように、第１外側部材３２は、上方Ｘ１ほどわずかに径大に形成された逆テーパ状の筒部２２と、その下端部において内向きＹ２のフランジ状に延設された下側壁部２６と、筒部２２の上端において外方側Ｙ１に延設された下側フランジ３６とからなり、下側壁部２６の下面側に不図示のバウンドストッパを保持するための保持部３８が設けられている。第２外側部材３４は、段差を介してやや***した中央側の上側壁部２４と、外周側の上側フランジ４０とからなる。そして、車体パネル２の下面に対して、上側フランジ４０と下側フランジ３６とを重ね合わせてボルト３及びナット４で締結することにより、外側部材１４は車体パネル２に固定されるように構成されている。

弾性部材１６は、この例ではゴム弾性体からなり、図５に示すように、内側部材１２のフランジ部２０の上面２０Ａ、下面２０Ｂおよび外周面２０Ｃを覆うように、内向きＹ２に開かれた断面コの字状に形成されている。弾性部材１６は、フランジ部２０の上面２０Ａと上側壁部２４の下面２４Ａとの間で軸方向Ｘに挟圧保持される環状の上側弾性部４２と、フランジ部２０の下面２０Ｂと下側壁部２６の上面２６Ａとの間で軸方向Ｘに挟圧保持される環状の下側弾性部４４とからなり、図３に示すように、これらがゴム材料のモールド成形により別々に加硫成形されている。なお、フランジ部２０の外周面２０Ｃと筒部２２との間には、弾性部材１６の縦弾性部４６が周方向の全体にわたって介設されている。該縦弾性部４６は、上側弾性部４２と下側弾性部４４から一体に延設された環状凸部４８，５０同士を突き合わせることにより形成されている。

上側弾性部４２には、その内部に第１空気室５２が設けられ、該第１空気室５２は第１絞り通路５４を介して外気に連通して設けられている。また、下側弾性部４４には、その内部に第２空気室５６が設けられ、該第２空気室５６は第２絞り通路５８を介して外気に連通して設けられている。これら第１及び第２絞り通路５４，５８は、第１及び第２空気室５２，５６が拡縮したときに、空気が該拡縮に対して位相遅れをもって出入りするように、断面積が小さく設定された流動抵抗のある通路である。絞り通路５４，５８の断面積（Ｓ）は、特に限定されないが、空気室５２，５６の体積（Ｖ）に対して、Ｓ／Ｖ＝０．０１以下であることが好ましく、より好ましくはＳ／Ｖ＝０．０１〜０．００１の範囲内で設定される。

第１空気室５２と第２空気室５６は、それぞれ独立して、即ち非連通状態に設けられている。また、図４に示すように、第１空気室５２と第２空気室５６は、弾性部材１６の周方向Ｃにおいて、それぞれ、複数個が互いに独立して（即ち、非連通状態に）設けられている。この例では、第１空気室５２と第２空気室５６は、それぞれ６個が周方向Ｃに均等な間隔で配置されており、しかも上下の空気室５２，５６が周方向Ｃにおいて互いに重なる位置に設けられている。そして、これら各空気室５２，５６のそれぞれについて、外気に連通させるための上記絞り通路５４，５８が設けられている。

図２に拡大して示すように、第１空気室５２は、フランジ部２０の上面２０Ａに設けられた上方Ｘ１に突出する縦壁７０により軸直角方向内方側Ｙ２の内側空気室部分５２Ａと軸直角方向外方側Ｙ１の外側空気室部分５２Ｂとに区画して設けられるとともに、縦壁７０の軸方向外方側（上方Ｘ１）に確保された連結空気室部分５２Ｃにより内側空気室部分５２Ａと外側空気室部分５２Ｂとが連結して設けられている。これにより、第１空気室５２は、縦壁７０を受け入れるように下向きに開かれた断面コの字状に形成されている。内側空気室部分５２Ａの軸直角方向Ｙでの寸法と外側空気室部分５２Ｂの軸直角方向Ｙでの寸法は略同等に設定され、またこれらの寸法は連結空気室部分５２Ｃの軸方向Ｘでの寸法と略同等に設定されている。縦壁７０は、フランジ部２０の全周にわたって設けられており、そのため、第１空気室５２が設けられていない周方向部分では、縦壁７０が嵌合する嵌合溝７１（図３参照）が設けられている。そして、該第１空気室５２は、内側空気室部分５２Ａにおいて第１絞り通路５４により外気に連通して設けられている。

第２空気室５６についても同様に構成されており、すなわち、第２空気室５６は、フランジ部２０の下面２０Ｂに設けられた下方Ｘ２に突出する縦壁７２により軸直角方向内方側Ｙ２の内側空気室部分５６Ａと軸直角方向外方側Ｙ１の外側空気室部分５６Ｂとに区画して設けられるとともに、縦壁７２の軸方向外方側（下方Ｘ２）に確保された連結空気室部分５６Ｃにより内側空気室部分５６Ａと外側空気室部分５６Ｂとが連結して設けられている。これにより、第２空気室５６は、縦壁７２を受け入れるように上向きに開かれた断面コの字状に形成されている。内側空気室部分５６Ａの軸直角方向Ｙでの寸法と外側空気室部分５６Ｂの軸直角方向Ｙでの寸法は略同等に設定され、またこれらの寸法は連結空気室部分５６Ｃの軸方向Ｘでの寸法と略同等に設定されている。縦壁７２は、フランジ部２０の全周にわたって設けられており、そのため、第２空気室５６が設けられていない周方向部分では、縦壁７０が嵌合する嵌合溝７３（図３参照）が設けられている。そして、該第２空気室５６は、内側空気室部分５６Ａにおいて第２絞り通路５８により外気に連通して設けられている。

これらの第１空気室５２及び第２空気室５６は次のようにして形成されている。すなわち、第１空気室５２は、上側弾性部４２におけるフランジ部２０と上側壁部２４によって挟み込まれる部分に設けられており、この例では、上側弾性部４２の下面４２Ａ（図３参照）において上方に凹み形成された凹部６０と、フランジ部２０の上面２０Ａとの間で形成されている。また、第２空気室５６は、下側弾性部４４におけるフランジ部２０と下側壁部２６によって挟み込まれる部分に設けられており、この例では、下側弾性部４４の上面４４Ａ（図３参照）において下方に凹み形成された凹部６２と、フランジ部２０の下面２０Ｂとの間で形成されている。これらの凹部６０，６２は、周方向Ｃに沿って若干細長い長穴状に形成されている（図４参照）。

そして、上記縦壁７０，７２がこれらの凹部６０，６２内に入り込むように、フランジ部２０の上面２０Ａ及び下面２０Ｂに突設されており、これにより、第１空気室５２及び第２空気室５６にそれぞれ、上記の内側空気室部分５２Ａ，５６Ａ、外側空気室部分５２Ｂ，５６Ｂ、及び連結空気室部分５２Ｃ，５６Ｃが形成されている。

第１及び第２絞り通路５４，５８は、弾性部材１６の内周側で大気と連通するように設けられており、この例では、第１絞り通路５４は、上側弾性部４２の下面４２Ａにおいて凹部６０から軸直角方向内方Ｙ２に延びる細長い凹溝６４と、フランジ部２０の上面２０Ａとの間で形成されている。また、第２絞り通路５８は、下側弾性部４４の上面４４Ａにおいて凹部６２から軸直角方向内方Ｙ２に延びる細長い凹溝６６と、フランジ部２０の下面２０Ｂとの間で形成されている。

サスペンションサポート１０を組み立てる際には、上側弾性部４２と下側弾性部４４をそれぞれ加硫成形した後、図３に示すように、内側部材１２の上下両側からこれら弾性部４２，４４を組み付ける。その際、内側部材１２と上下の弾性部４２，４４との界面を接着剤を用いて接着固定することで、絞り通路５４，５８以外の箇所から空気が漏れないようにする。次いで、このようにして弾性部材１６を後接着した内側部材１２を、図５に示すように、第１外側部材３２の下側壁部２６上に載せて、その上から第２外側部材３４を被せ、ピストンロッド１の上端部１Ａをナット５を用いて内側部材１２に挿通固定し、また、第１外側部材３２と第２外側部材３４の両フランジ３６，４０を車体パネル２の下面に重ねてボルト３及びナット４を用いて締結固定する。これにより、上側弾性部４２と下側弾性部４４からなる弾性部材１６は、外側部材１４により軸方向Ｘにおいて圧縮された状態に保持される。

以上よりなるサスペンションサポート１０であると、ピストンロッド１からの入力により、内側部材１２が上方Ｘ１に変位すると、上側弾性部４２に設けた第１空気室５２が圧縮され、第１絞り通路５４を介して第１空気室５２内の空気が外部に流出する。この状態から内側部材１２が下方Ｘ２に変位すると、今度は下側弾性部４４に設けた第２空気室５６が圧縮され、第２絞り通路５８を介して第２空気室５６内の空気が外部に流出するとともに、上側弾性部４２では第１空気室５２が拡張することで、第１絞り通路５４を介して第１空気室５２内に空気が流れ込む。次いで、内側部材１２が上方Ｘ１に変位すると、第１空気室５２が圧縮されるとともに、下側弾性部４４の第２空気室５６が拡張することで、第２絞り通路５８を介して第２空気室５６内に空気が流れ込む。このようにして内側部材１２の上下変位時に、上側弾性部４２と下側弾性部４４に設けた第１及び第２空気室５２，５６が拡縮することにより、第１及び第２絞り通路５４，５８を介して空気が出入りする。その際、絞り通路５４，５８の流動抵抗により、上記空気の出入りに、入力振動に対する位相遅れが生じ、該位相遅れによって減衰効果が発揮される。そのため、ゴム弾性体からなる弾性部材１６でありながら、連続気泡構造を持つ発泡ウレタン並みの低動倍率高減衰性能を得ることができ、乗り心地性と操縦安定性を向上することができる。

本実施形態によれば、また、上側弾性部４２と下側弾性部４４の双方に空気室５２，５６をそれぞれ独立して設けたことにより、減衰性能を更に高めることができる。すなわち、仮に上側の第１空気室５２と下側の第２空気室５６がつながっていると、一方の空気室が圧縮されたときに他方の空気室に空気が逃げてしまい、絞り通路５４，５８における空気の出入り量を確保することが難しくなるが、上下の空気室５２，５６を独立して設けたことにより、それぞれの減衰性能を発揮させることができる。

また、空気室５２，５６を周方向Ｃに複数個独立して設けたことにより、各空気室にて減衰性能を発揮させることができ、例えば、外側部材１４に対して内側部材１２がこじれた方向に変位した場合においても、こじり変位によって圧縮される周方向部分の空気室において、その拡縮による絞り通路５４，５８での空気の出入りにより減衰性能を発揮することができる。すなわち、仮に空気室５２，５６が周方向Ｃにおいて全周にわたって連続して設けられていると、こじり変位により周方向Ｃの一部で空気室が圧縮されたときに、この部分の空気が周方向Ｃの両側に逃げてしまい、絞り通路５４，５８における空気の出入り量を確保することが難しくなるが、周方向Ｃに分離独立して設けることで、このような問題を解決することができる。

また、空気室５２，５６を、上記内側空気室部分５２Ａ，５６Ａ、外側空気室部分５２Ｂ，５６Ｂ及び連結空気室部分５２Ｃ，５６Ｃとで構成した上で、内側空気室部分５２Ａ，５６Ａにおいて絞り通路５４，５８を介して外気に連通させたことにより、車両左右方向などの水平方向（図１におけるＹ方向）での変位時に、外側空気室部分５２Ｂ，５６Ｂが拡縮することで、絞り通路５４，５８を介して空気を出入りさせることができる。そのため、上下方向での変位だけでなく、水平方向での変位に対しても高減衰性能を発揮することができる。

また、本実施形態によれば、空気室５２，５６と絞り通路５４，５８が、上側弾性部４２と下側弾性部４４におけるフランジ部２０との当接面２０Ａ，２０Ｂに凹み形成することで設けられているので、モールド成形しやすく、製造コストを抑えることができる。

（その他の実施形態）
上記実施形態では、上側弾性部４２と下側弾性部４４の双方に空気室５２，５６を設けたが、いずれか一方のみに設けてもよい。また、弾性部材１６の周方向Ｃにおける空気室５２，５６の配設個数は上記に限定されず、種々の個数に設定可能であり、上側の第１空気室５２と下側の第２空気室５６の個数を異ならせてもよい。

また、絞り通路５４，５８は、弾性部材１６の内周側で大気と連通する場合には限定されず、外側空気室部分５２Ｂ，５６Ｂから軸直角方向外方側Ｙ１に絞り通路５４，５８を貫通形成することで、弾性部材１６の外周面から外気に連通するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、弾性部材１６をゴム弾性体で形成したが、発泡ウレタン（ポリウレタン）成形体や、発泡エチレンビニルアクリレート成形体などの発泡樹脂成形体で形成してもよい。特に、発泡ウレタン成形体からなる弾性部材１６において、上記空気室５２，５６を設けた場合、材料自体の高減衰性能に加えて、空気室による形状面からの更なる高減衰性能を発揮することができる。

実施形態に係るサスペンションサポートの断面図（図４のＩ−Ｉ線に相当する断面） 該サスペンションサポートの要部拡大断面図 該サスペンションサポートの内側部材と弾性部材の分解断面図 該内側部材と弾性部材の組立体の平面図 該サスペンションサポートの分解断面図

符号の説明

１…ショックアブソーバのピストンロッド、１Ａ…上端部
２…車体パネル
１０…サスペンションサポート
１２…内側部材
１４…外側部材
１６…弾性部材
２０…フランジ部、２０Ａ…上面、２０Ｂ…下面
２４…上側壁部、２４Ａ…下面
２６…下側壁部、２６Ａ…上面
４２…上側弾性部、４２Ａ…下面（フランジ部との当接面）
４４…下側弾性部、４４Ａ…上面（フランジ部との当接面）
５２…第１空気室、５２Ａ…内側空気室部分、５２Ｂ…外側空気室部分、５２Ｃ…連結空気室部分
５４…第１絞り通路
５６…第２空気室、５６Ａ…内側空気室部分、５６Ｂ…外側空気室部分、５６Ｃ…連結空気室部分
５８…第２絞り通路
６０，６２…凹部
６４，６６…凹溝
７０，７２…縦壁
Ｃ…周方向
Ｘ…軸方向、Ｘ１…上方、Ｘ２…下方
Ｙ…軸直角方向、Ｙ１…外方側、Ｙ２…内方側

Claims (5)

1. ショックアブソーバのピストンロッドの上端部が挿通固定される内側部材と、前記内側部材の外周を取り囲み車体側に取り付けられる外側部材と、前記内側部材と前記外側部材との間に介在する環状の弾性部材とを備えてなり、
   前記内側部材が、前記ピストンロッドの軸直角方向外方側に張り出すフランジ部を備え、
   前記外側部材が、前記弾性部材を内包する筒部と、前記筒部の軸方向の両端部において軸直角方向で内向きに形成されて前記弾性部材を軸方向にて挟圧する上側壁部及び下側壁部とを備え、
   前記弾性部材が、前記フランジ部の上面と前記上側壁部の下面との間で挟圧保持される上側弾性部と、前記フランジ部の下面と前記下側壁部の上面との間で挟圧保持される下側弾性部とを備え、
   前記上側弾性部と前記下側弾性部の少なくとも一方の弾性部の内部に空気室が設けられ、前記空気室は、前記フランジ部に設けられた軸方向に突出する縦壁により軸直角方向内方側の内側空気室部分と軸直角方向外方側の外側空気室部分とに区画して設けられるとともに、前記縦壁の軸方向外方側の連結空気室部分により前記内側空気室部分と前記外側空気室部分とが連結して設けられ、前記内側空気室部分と前記外側空気室部分のいずれか一方が絞り通路により外気に連通して設けられた、
   ことを特徴とするサスペンションサポート。
2. 前記空気室が前記上側弾性部と前記下側弾性部にそれぞれ独立して設けられた、
   請求項１記載のサスペンションサポート。
3. 前記空気室が、前記上側弾性部と前記下側弾性部の少なくとも一方の弾性部において、前記弾性部材の周方向に複数個独立して設けられ、該複数個の空気室の各室について外気に連通させるための前記絞り通路が設けられた、
   請求項１又は２記載のサスペンションサポート。
4. 前記空気室が、前記上側弾性部と前記下側弾性部の少なくとも一方の弾性部における前記フランジ部との当接面に凹設された凹部と、前記フランジ部との間で形成され、
   前記縦壁が、前記凹部内に入り込むよう前記フランジ部の上面又は下面に突設され、
   前記絞り通路が、前記少なくとも一方の弾性部における前記フランジ部との当接面において前記凹部から軸直角方向内方に延びる凹溝と、前記フランジ部との間で形成された、
   請求項１〜３のいずれか１項に記載のサスペンションサポート。
5. 前記弾性部材がゴム弾性体からなる、
   請求項１〜４のいずれか１項に記載のサスペンションサポート。

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