JP5761513B2 - ストラットマウント構造 - Google Patents

Description

本発明は、ストラットマウント構造に係り、コスト低減可能なマウント構造に関する。

自動車等の車両には、ホイールと車体との間にショックアブソーバやコイルスプリング等で構成されるサスペンション装置が配設され、ホイールからの振動や衝撃等の入力をショックアブソーバとコイルスプリングの作用により減衰し吸収するようにし、車体への入力を低減している。
このようなサスペンション装置では、ホイールからの入力は、コイルスプリングやゴム材で形成されるバンプストッパやショックアブソーバのピストンロッドを経て、サスペンション装置の車体への取付部であるストラットマウントを経由して車体に伝達される。ストラットマウントは、特許文献１のように、ショックアブソーバのピストンロッドが固定される芯金部材（内側部材）と、互いに対向するように配置されて芯金部材の外周を上下から囲むとともに車体に固定されるアッパプレート及びロアプレート（外側部材の２つのハット状部材）と、芯金部材の周縁部に取着されてアッパプレート及びロアプレートとの間に配設される制振部材（弾性体）とで構成されている。そして、ロアプレートの下部には、コイルスプリングを受けるスプリングシートが、スプリングシートの下方には、バンプストッパを受けるカップ状の受け部材がそれぞれ設けられている。

このようなストラットマウンドでは、コイルスプリングやバンプストッパからの比較的大きな入力を、それぞれスプリングシートおよび受け部材を介してロアプレート（下方側のハット状部材）で受けている。一方、ピストンロッドからの振動等の入力は、芯金部材を介して制振部材で吸収するとともにアッパプレート（上方側のハット状部材）で受けている。このように、アッパプレート及びロアプレート（外側部材）を介して、衝撃や振動等の入力を車体へ伝達するような構造とされている。

特開平７−２３３８４５号公報

このように、上記特許文献１のストラットマウント構造では、コイルスプリング及びバンプストッパからの比較的大きな入力を下方側のハット状部材であるロアプレートを介して車体へ伝達している。したがって、コイルスプリング及びバンプストッパからの入力が大きくなると、ロアプレートに加わる負荷が大きくなることから、ロアプレートの板厚を厚くしたり、形状や材料及びロアプレート周辺の構造を工夫したりして強度を向上させる必要がある。

しかしながら、ロアプレートの形状やロアプレート周辺構造を複雑にしたり、ロアプレートに高強度な高級材料を用いたりすることは、コストの増大に繋がる上、場合によっては重量の増加を招くため好ましいことではない。
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、部品構成を簡素化しコストを低減することのできるストラットマウント構造を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１のストラットマウント構造では、ショックアブソーバのシリンダにより軸方向にスライド可能に支持されるピストンロッドの先端部に固定される芯金部材と、前記芯金部材の上面側に配置され、車体側に固定されるアッパプレートと、前記芯金部材の外径よりも小さい内径の開口部を有し、前記開口部に前記ピストンロッドが挿通された状態で前記芯金部材の下面側に配置され、前記アッパプレートと共に前記芯金部材を内包しつつ車体側に固定されるロアプレートと、前記ロアプレートの下面側に配設され、スプリングを受けるスプリングシートと、前記ピストンロッドが挿通可能な筒状で、上方側の部位が前記芯金部材を包含するとともに前記アッパプレートと前記ロアプレートとの間に内包され、下方側の部位が前記ピストンロッドに沿って前記ロアプレートの前記開口部から下方向に突出するように延設されて、前記ショックアブソーバの前記シリンダの上方への移動を規制するバンプストッパと、を備え、前記ロアプレートの前記開口部の周縁は、前記バンプストッパに沿って下方向に突出する筒状に形成され、前記芯金部材は、金属の薄板で形成され、前記芯金部材の外周端部を上方向に曲げ、更に内側方向に曲げて形成され、前記芯金部材の外周端部は、上側に折り曲げられ形成されていることを特徴とする。

また、請求項２のストラットマウント構造では、請求項１において、前記上側に折り曲げられ形成されている芯金部材の外周端部は、前記バンプストッパの上方側の部位の中に存在していることを特徴とする。
また、請求項３のストラットマウント構造では、請求項１或いは２において、前記芯金部材と前記バンプストッパは、加硫接着され、前記アッパプレートは、前記芯金部材と前記バンプストッパとの加硫接着時に併せて前記バンプストッパと加硫接着されることを特徴とする。

請求項１の発明では、上方側の部位が芯金部材を包含するとともにアッパプレートとロアプレートとの間に内包され、下方側の部位がピストンロッドに沿ってロアプレートの開口部から下方向に突出するよう延設された構成のバンプストッパを備え、このバンプストッパによって、ショックアブソーバのシリンダの上方への移動を規制してショックアブソーバからの入力をアッパプレートを介して車体に伝達するとともに、ショックアブソーバのピストンロッドからの振動等の入力を吸収するようにしている。

すなわち、本発明では、従来では別々に配置されていた、ショックアブソーバのピストンロッド先端部の芯金部材と車体との間に設けられているゴム等の制振部材と、ショックアブソーバのシリンダの移動を規制するバンプストッパの２つの部材を一体とし、当該バンプストッパで制振部材を兼用する構成としているので、ストラットマウント構造の部品点数を低減して構成を簡素化でき、コストを低減することができる。また、バンプストッパで受けたショックアブソーバのシリンダからの入力をバンプストッパからアッパプレートを介して車体に伝達する構成としているので、スプリングシートとロアプレートを介して車体に伝達されるスプリングからの入力とは異なる経路とすることができる。すなわち、バンプストッパからの入力とスプリングからの入力の比較的大きな入力をそれぞれ別々の経路を通って車体に伝達するようにしており、ロアプレートとアッパプレートの強度を比較的低く設定することが可能となる。したがって、これらの部材の板厚を厚くしたり、高強度の高級部材を用いたりする必要もなく、材料コストを抑えることができる。更にバンプストッパをアッパプレートで受ける構成としているので、バンプストッパを全体的に車体側（インシュレータアッパ側）に近づけた位置に配置することができる。したがって、車体への取り付けにおいて従来と同様のバンプストッパ位置となるように車体を設計すると車両のボンネット位置を低く設計することができ、車両のデザイン性を良くすることができる。

しかも、ロアプレートの開口部の周縁は下方向に突出する筒状に形成されており、ショックアブソーバからの入力でバンプストッパが圧縮されることによる径方向への変形を抑制して、バンプストッパの荷重方向を安定させことができるので、設計時におけるバンプストッパの減衰特性を確実に得ることができる。
そのうえ、芯金部材は金属の薄板で形成し、芯金部材の外周端部を上方向に曲げ、更に内側方向に曲げて形成し、芯金部材の外周端部が上側に折り曲げられ形成されたり、請求項２の発明のように上側に折り曲げられ形成されている芯金部材の外周端部が、前記バンプストッパの上方側の部位の中に存在されたりすることにより、芯金部材と制振部材を介して接触するアッパプレートとの接触面積を広くすることができ、バンプストッパの耐久性を向上させることができる。

また、請求項３の発明では、芯金部材とバンプストッパとアッパプレートとを同時に加硫接着するようにしているので、製造工程を減らして更にコストを低減することができる。

本発明に係るストラットマウント構造を適用したサスペンション装置の概略構成を示す図である。 図１のＡ部の拡大図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
まずは、本発明に係るストラットマウント構造を適用したサスペンション装置の概略構成を説明する。
図１は、本発明に係るストラットマウント構造を適用したサスペンション装置の概略構成を示す図である。また、図２は、図１のＡ部の拡大図である。

図１及び図２に示すように、サスペンション装置１００は、大きくショックアブソーバ１１０と、コイルスプリング（スプリング）１２０と、ロアスプリングシート１３０と、アッパスプリングシート（スプリングシート）１４０と、芯金部材１５０と、バンプストッパ１６０と、インシュレータロア（ロアプレート）１７０と、インシュレータアッパ（アッパプレート）１８０とで構成されている。

ショックアブソーバ１１０は、ホイールからの振動や衝撃が入力されるシリンダ１１１と、シリンダ１１１への入力を減衰させるピストンロッド１１２とで、シリンダ１１１とピストンロッド１１２とが相対的に上下動可能に一体で構成されている。そして、ショックアブソーバ１１０は、ホイールからの振動や衝撃がシリンダ１１１に入力され、シリンダ１１１が上下動することで振動や衝撃を減衰するものである。

シリンダ１１１は、金属で一端が閉塞し他端が開放した円筒状に形成されている。そして、シリンダ１１１の閉塞した一端側の端部には、車両の懸架装置への取付部１１３が形成されている。また、シリンダ１１１の一端と他端との中間位置には、ロアスプリングシート１３０を介してコイルスプリング１２０を支持するスプリング受け部１１４が設けられている。

ピストンロッド１１２は、一端にホイールからの入力によりシリンダ１１１が上下動することで入力を減衰させる図示しないピストンを有し、他端に芯金部材１５０が取り付けられる芯金部材取付部１１５に芯金部材１５０をナット１９０で固定するためのネジ部１１６が形成されている。
コイルスプリング１２０は、金属でコイル状に形成されたスプリングである。そして、コイルスプリング１２０は、ショックアブソーバ１１０に入力された振動や衝撃が伝達され、コイルスプリング１２０の全長が縮められることで振動や衝撃を吸収するものである。

ロアスプリングシート１３０は、ゴム材で形成されており、ショックアブソーバ１１０のシリンダ１１１のスプリング受け部１１４に配設されてコイルスプリング１２０の下端を支持するものである。
アッパスプリングシート１４０は、ゴム材で形成されており、後述するインシュレータロア１７０の外周部の下面に配設されてコイルスプリング１２０の上端を支持するものである。また、アッパスプリングシート１４０は、ショックアブソーバ１１０の作動時にコイルスプリング１２０とアッパスプリングシート１４０との接触部にてコイルスプリング１２０が滑動可能に形成され、コイルスプリング１２０の全長の変化による周方向への変形を吸収している。また、アッパスプリングシート１４０には、ショックアブソーバ１１０のピストンロッド１１２を泥等から保護するための蛇腹状の保護部１４１が形成されている。

芯金部材１５０は、金属の薄板で外周端部が上方側に折り曲げられた略円筒状に形成されている。そして芯金部材１５０の中心部には、ピストンロッド１１２を挿通する挿通孔１５１が形成されている。芯金部材１５０の外周端部は、上方に折り曲げられた状態からさらに内側に折り曲げられており、芯金部材１５０をピストンロッド１１２に固定するナット１９０を挿入可能な内径の挿入孔１５２を形成している。

バンプストッパ１６０は、ゴム材等の弾性を有する制振部材により形成されており、下方側に向かって縮径される略円錐形状の筒状とされている。バンプストッパ１６０は、上端部がインシュレータアッパ１８０に当接されるとともに、インシュレータアッパ１８０とインシュレータロア１７０との間に内包されるベース部１６１（上方側の部位）と、ベース部１６１よりも小径でベース部１６１からインシュレータロア１７０よりも下方側に延びるストッパ部１６２（下方側の部位）とから構成されている。バンプストッパ１６０のベース部１６１には、芯金部材１５０が埋め込まれた状態で内包されており、バンプストッパ１６０に加硫接着されている。そして、バンプストッパ１６０のストッパ部１６２の下端部には、平面状の当接部１６３が形成されている。またバンプストッパ１６０の中心部には、ストッパ部１６２の下端部（当接部１６３）より芯金部材１５０に到達するように軸方向に貫通されてショックアブソーバ１１０のピストンロッド１１２が挿通される挿通孔１６４と、ベース部１６１の上端面より芯金部材１５０に到達するように軸方向に貫通されてナット１９０を挿入可能な内径の挿入孔１６５とが形成されている。そして、バンプストッパ１６０は、ホイールからの過大な衝撃の入力によりショックアブソーバ１１０のシリンダ１１１が大きく移動した時にシリンダ１１１と当接しバンプストッパ１６０が圧縮されることで入力を吸収するものである。

インシュレータロア１７０は、金属の円盤形状或いは略三角形状で中心部に向かうにつれ下方側に突出するように形成されている。また、インシュレータロア１７０の中心部には、バンプストッパ１６０のストッパ部１６２を挿入可能で芯金部材１５０の外径よりも小さい内径の開口部１７１が設けられている。開口部１７１の周縁は、バンプストッパ１６０のストッパ部１６２の軸方向に沿って下方側に突出された筒状に形成されており、バンプストッパ１６０のストッパ部１６２の径方向への変形を規制するバンプストッパ規制部１７２を構成している。そして、インシュレータロア１７０の外周部には、インシュレータロア１７０をインシュレータアッパ１８０を介して車体２００に固定する複数の植え込みボルト１９１が備えられている。

インシュレータアッパ１８０は、金属の円盤形状或いは略三角形状で中心部にバンプストッパ１６０のベース部１６１を挿入可能な内径で上方に突出するバンプストッパ挿入部１８１が形成されている。そして、バンプストッパ挿入部１８１の中心部には、ナット１９０を挿入可能な内径の挿入孔１８２が形成されている。また、インシュレータアッパ１８０の外周部には、インシュレータロア１７０に備えられる植え込みボルト１９１の位置に対応するように植え込みボルト１９１が挿通される複数のボルト穴１８３が形成されている。そして、インシュレータアッパ１８０のバンプストッパ挿入部１８１には、バンプストッパ１６０のベース部１６１が加硫接着され、インシュレータアッパ１８０とバンプストッパ１６０とが一体に形成される。

また、このような部品で構成されるサスペンション装置１００は、図１及び図２に示すように組み立てられ、車体２００に固定される。詳しくは、ショックアブソーバ１１０のスプリング受け部１１４には、スプリング受け部１１４側から順にロアスプリングシート１３０と、コイルスプリング１２０と、アッパスプリングシート１４０とインシュレータロア１７０とが載せられる。そして、アッパスプリングシート１４０の保護部１４１の端部は、ショックアブソーバ１１０のシリンダ１１１の外周に被せられる。また、インシュレータアッパ１８０が加硫接着されたバンプストッパ１６０は、挿通孔１６４にショックアブソーバ１１０のピストンロッド１１２を挿通しつつ、ストッパ部１６２がインシュレータロア１７０の開口部１７１からバンプストッパ規制部１７２に挿入される。つまり、バンプストッパ１６０は、ストッパ部１６２が開口部１７１（バンプストッパ規制部１７２）からピストンロッド１１２に沿ってインシュレータロア１７０の下方側に突出した状態とされる。次に、インシュレータアッパ１８０の外周部に形成されるボルト穴１８３にインシュレータロア１７０の外周部に備えられる植え込みボルト１９１が挿通されて互いの外周部が重ね合わせられる。この時、バンプストッパ１６０の芯金部材１５０を包含しているベース部１６１がインシュレータアッパ１８０とインシュレータロア１７０との間に内包された状態とされる。そして、ピストンロッド１１２のネジ部１１６にナット１９０を螺合して、ショックアブソーバ１１０とバンプストッパ１６０とを固定することで、サスペンション装置１００を構成するショックアブソーバ１１０と、コイルスプリング１２０と、ロアスプリングシート１３０と、アッパスプリングシート１４０と、インシュレータロア１７０と、インシュレータアッパ１８０と、バンプストッパ１６０とが一体に組み立てられる。そして、インシュレータロア１７０の植え込みボルト１９１を車体２００に挿通しナット２０１を螺合することで、サスペンション装置１００が組み立てられた状態で車体２００に固定される。

このように構成された本発明に係るストラットマウント構造を適用したサスペンション装置１００は、通常時にはショックアブソーバ１１０のシリンダ１１１に車両のホイールより振動及び衝撃等が入力されると、シリンダ１１１がバンプストッパ１６０に近付く方向に移動しコイルスプリング１２０を圧縮して振動及び衝撃等の入力を吸収する。そして、コイルスプリング１２０に受けた力は、アッパスプリングシート１４０を経てインシュレータロア１７０に伝達され、車体２００に伝達される。更に、ショックアブソーバ１１０のピストンロッド１１２に伝達した振動等は、芯金部材１５０を介して、その周囲のバンプストッパ１６０のベース部１６１に吸収される。

また、コイルスプリング１２０で吸収が不可能な大きな衝撃が車両のホイールよりショックアブソーバ１１０のシリンダ１１１に入力されると、ショックアブソーバ１１０のシリンダ１１１がコイルスプリング１２０を圧縮して衝撃を吸収しつつ、更に移動してバンプストッパ１６０のストッパ部１６２の当接部１６３と当接し圧縮して衝撃を吸収する。また、ショックアブソーバ１１０のシリンダ１１１が当接してバンプストッパ１６０へ入力した衝撃は、バンプストッパ１６０からインシュレータアッパ１８０を介して車体２００に伝達される。

以下、このように構成された本発明に係るストラットマウント構造を適用したサスペンション装置１００の作用及び効果について説明する。
本実施形態では、バンプストッパ１６０が、芯金部材１５０を包含してインシュレータロア１７０とインシュレータアッパ１８０との間に内包されるベース部１６１と、インシュレータロア１７０の開口部１７１の周縁部に形成される筒状のバンプストッパ規制部１７２よりインシュレータロア１７０の下方向に突出するように延設されたストッパ部１６２とで構成され、このバンプストッパ１６０によって、ショックアブソーバ１１０のシリンダ１１１の上方への移動を規制してショックアブソーバ１１０からの入力をインシュレータアッパ１８０を介して車体２００に伝達するようにするとともに、ショックアブソーバ１１０のピストンロッド１１２からの振動等の入力を吸収して、車体２００への伝達を抑制するようにしている。すなわち、従来では別々に配置されていたピストンロッド１１２からの振動等の入力を吸収する制振部材と、シリンダ１１１の移動を規制するバンプストッパとの２部材を一体とし、バンプストッパで制振部材を兼用する構成としている。これにより、ストラットマウント構造の部品点数を低減して構成を簡素化でき、コストを低減することができる。

また、車両のホイールからの大きな衝撃等が入力したときには、コイルスプリング１２０からの入力をアッパスプリングシート１４０で受けインシュレータロア１７０を介して車体２００に伝達するようにし、更にショックアブソーバ１１０のシリンダ１１１からの入力をバンプストッパ１６０で受けインシュレータアッパ１８０を介して車体２００に伝達するようにしている。

すなわち、比較的大きな入力であるバンプストッパ１６０への入力とコイルスプリング１２０への入力とを二分して別々の経路を通って車体２００に伝達することができるので、インシュレータロア１７０もしくはインシュレータアッパ１８０の一方に偏って入力が集中することがなく、インシュレータロア１７０とインシュレータアッパ１８０の強度を比較的低く設定することが可能となる。したがって、これらのインシュレータロア１７０及びインシュレータアッパ１８０に対して、部材の板厚を厚くしたり、高強度の高級材料を用いたりする必要がないので、材料コストを抑えることができる。更にバンプストッパ１６０をインシュレータアッパ１８０で受ける構成とすることで、バンプストッパ１６０を全体的に車体２００側（インシュレータアッパ１８０側）に近づけた位置に配置させることができるので、車体２００への取り付けにおいて従来と同様のバンプストッパ位置となるように車体２００を設計すると車両のボンネット位置を低く設計することができ、車両のデザイン性を良くすることができる。

また、インシュレータロア１７０のバンプストッパ規制部１７２を下方向に突出する筒状に形成しており、ショックアブソーバ１１０からの入力でバンプストッパ１６０が圧縮されることによる径方向への変形を抑制して、バンプストッパ１６０の荷重方向を安定させことができるので、設計時におけるバンプストッパ１６０の減衰特性を確実に得ることができる。

また、芯金部材１５０を金属の薄板で、外周端部が上方側に折り曲げられた後、更に内側方向に曲げられた円筒形状に形成し、芯金部材１５０の端部がシリンダから入力方向と同じ方向に向かないような形状としている。これにより、芯金部材１５０とゴム材で形成されるバンプストッパ１６０のベース部１６１との接触面積を広くすることができるので、芯金部材１５０からバンプストッパ１６０のベース部１６１に入力される応力が一部に集中することが抑制され、バンプストッパ１６０の耐久性を向上させることができる。

以上で発明の実施形態の説明を終えるが、発明の形態は本実施形態に限定されるものではない。
例えば、本実施形態は、バンプストッパ１６０と芯金部材１５０の加硫接着と、バンプストッパ１６０とインシュレータアッパ１８０との加硫接着を個別に行うようにしているが、これに限定されるものではなく、双方の加硫接着を同時に行うようにしても良く、加硫接着を同時に行うことで、製造工程を減らすことができるので更にコストを低減することができる。

また、本実施形態では、ショックアブソーバ１１０の作動時にコイルスプリング１２０とアッパスプリングシート１４０との接触部にてコイルスプリング１２０とアッパスプリングシート１４０とを相対的に滑動可能に形成しているが、これに限定されるものではなく、アッパスプリングシート１４０とインシュレータロア１７０との間にベアリングを配設し、ベアリングによりアッパスプリングシート１４０とインシュレータロア１７０とを相対的に滑動可能とするようにしてもよく、本願実施形態と同様にコイルスプリング１２０の全長の変化による周方向への変形を吸収することができる。

また、アッパスプリングシート１４０にピストンロッド１１２を保護するための蛇腹状の保護部１４１を一体に形成するようにしているが、これに限定されるものではなく、それぞれを別々に形成するようにしても良い。

１００ サスペンション装置
１１０ ショックアブソーバ
１１１ シリンダ
１１２ ピストンロッド
１２０ コイルスプリング（スプリング）
１４０ アッパスプリングシート（スプリングシート）
１６０ バンプストッパ
１６１ ベース部
１６２ ストッパ部
１７０ インシュレータロア（ロアプレート）
１７１ 開口部
１７２ バンプストッパ規制部
１８０ インシュレータアッパ（アッパプレート）
２００ 車体

Claims (3)

1. ショックアブソーバのシリンダにより軸方向にスライド可能に支持されるピストンロッドの先端部に固定される芯金部材と、
   前記芯金部材の上面側に配置され、車体側に固定されるアッパプレートと、
   前記芯金部材の外径よりも小さい内径の開口部を有し、前記開口部に前記ピストンロッドが挿通された状態で前記芯金部材の下面側に配置され、前記アッパプレートと共に前記芯金部材を内包しつつ車体側に固定されるロアプレートと、
   前記ロアプレートの下面側に配設され、スプリングを受けるスプリングシートと、
   前記ピストンロッドが挿通可能な筒状で、上方側の部位が前記芯金部材を包含するとともに前記アッパプレートと前記ロアプレートとの間に内包され、下方側の部位が前記ピストンロッドに沿って前記ロアプレートの前記開口部から下方向に突出するように延設されて、前記ショックアブソーバの前記シリンダの上方への移動を規制するバンプストッパと、を備え、
   前記ロアプレートの前記開口部の周縁は、前記バンプストッパに沿って下方向に突出する筒状に形成され、
   前記芯金部材は、金属の薄板で形成され、前記芯金部材の外周端部を上方向に曲げ、更に内側方向に曲げて形成され、
   前記芯金部材の外周端部は、上側に折り曲げられ形成されている
   ことを特徴とするストラットマウント構造。
2. 前記上側に折り曲げられ形成されている芯金部材の外周端部は、前記バンプストッパの上方側の部位の中に存在していることを特徴とする、請求項１に記載のストラットマウント構造。
3. 前記芯金部材と前記バンプストッパは、加硫接着され、
   前記アッパプレートは、前記芯金部材と前記バンプストッパとの加硫接着時に併せて前記バンプストッパと加硫接着されることを特徴とする、請求項１或いは２に記載のストラットマウント構造。

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