CN116006576A - 止推轴承装置和车辆的麦弗逊悬架 - Google Patents

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楢崎康弘
深田将吾
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Abstract

本发明提供一种止推轴承装置，该止推轴承装置可靠地进行弹簧支承部件和下侧壳体的轴向保持，同时合成树脂制的下侧壳体的与钢制的弹簧支承部件的接触面不发生磨损。由钢构成的上部弹簧座(14)具有圆筒状部(14A)和圆盘状部(14B)，圆筒状部(14A)在其上部具有沿径向贯通的卡合孔(B)。止推轴承(1)的下侧壳体(3)具有沿着圆筒状部(14A)的上部内周面的圆筒体(17)，圆筒体(17)在其外周面(17A)具有与卡合孔(B)卡合的卡合凸部(D)。在卡合凸部(D)与卡合孔(B)卡合的状态下，上部弹簧座(14)与下侧壳体(3)在轴向(J)以及周向(E)的相对移动被限制。

Description

止推轴承装置和车辆的麦弗逊悬架
技术领域
本发明涉及用于车辆的麦弗逊悬架的止推轴承装置。
背景技术
作为利用螺旋弹簧进行车轮相对于车身的支承并且为了吸收上下振动而具备减震器的悬架，存在一种通过将内置有减震器的伸缩的柱(支撑杆)固定到车轴上而成的麦弗逊悬架(strut suspension)。麦弗逊悬架主要被广泛地应用于乘用车的前轮。
作为用于麦弗逊悬架的上部的止推轴承(strut bearing)装置，存在一种将对螺旋弹簧(例如，专利文献1的螺旋弹簧2、专利文献2的螺旋弹簧17)的上端进行支承的弹簧支承部件(例如，专利文献1的底部固定器7、专利文献2的底部杯体16)、与止推轴承的合成树脂制的下侧壳体(例如，专利文献1的底部盖板5、专利文献2的底部帽体15)在轴向进行保持的止推轴承装置(例如，请参照专利文献1和2)。
专利文献1中，通过使树脂部件以弹性变形的状态与金属部件相接触，从而利用由弹性变形力产生的摩擦力来进行所述轴向的保持。即，使底部盖板5的合成树脂制的本体11的轴向面11c上设置的簧片15与底部固定器7的钢制的支承杆17的轴向部17a的内周面相接触(图1-2)。或者，使上述轴向部17a的内周面上设置的凸缘20与上述本体11的轴向面11c相接触(图3-4)。
在专利文献2中，通过在合成树脂制的底部帽体15设置朝轴向下方延伸的多个钩部15f来进行所述轴向的保持。即，钩部15f的端部15g与钢制的底部杯体16的半径方向部分16c的小径自由端相干涉，因此底部帽体15与底部杯体16在轴向上紧固(图1-2、图5-6)。
现有技术文献：
专利文献1：美国专利第8,496,383号说明书
专利文献2：美国专利第6,814,496号说明书
发明内容
发明要解决的技术问题
在进行上述弹簧支承部件与上述下侧壳体的轴向保持的上述专利文献1的方法中，因树脂部件随着时间的老化(蠕变)等影响而造成底部固定器7和底部盖板5之间的压迫力降低。由此，有可能导致底部固定器7与底部盖板5之间的分离防止能力降低、消失。
在进行上述弹簧支承部件与上述下侧壳体的轴向保持的上述专利文献2的方法中，底部帽体15与底部杯体16在周向上的相对移动没有被限制，因此底部帽体15与底部杯体16在周向上滑动。由此，合成树脂制的底部帽体15的与钢制的底部杯体16的接触面会磨损。
本发明的目的在于提供一种能够可靠地进行弹簧支承部件与下侧壳体的轴向保持的止推轴承装置。另外，本发明提供一种合成树脂制的下侧壳体的与钢制的弹簧支承部件的接触面不发生磨损的止推轴承装置。
解决技术问题的技术方案
为了解决上述技术问题，本发明所涉及的止推轴承装置包括：止推轴承；和上部弹簧座，该上部弹簧座是对螺旋弹簧的上端进行支承的弹簧支承部件，
其中，上述止推轴承具备：
上侧壳体和下侧壳体；
上侧轨道轮，被保持于上述上侧壳体；
下侧轨道轮，被保持于上述下侧壳体；以及
滚动体，在上述上侧轨道轮和上述下侧轨道轮之间滚动，
上述上侧壳体和上述下侧壳体主要为合成树脂，
上述上部弹簧座主要为钢，
上述上部弹簧座具有圆筒状部和圆盘状部，并且，上述圆筒状部在其
上部具有沿径向贯通的卡合孔或者在内周面凹陷而成的卡合凹部，
上述下侧壳体具有沿着上述圆筒状部的上部内周面的圆筒体，并且，
上述圆筒体在其外周面具有与上述卡合孔或者上述卡合凹部卡合的卡合凸部，
在上述卡合凸部与上述卡合孔或者上述卡合凹部卡合的状态下，上述上部弹簧座与上述下侧壳体之间在轴向上以及周向上的相对移动被限制。
根据本发明这样的止推轴承装置，下侧壳体的圆筒体所具有的卡合凸部与上部弹簧座的圆筒状部的卡合孔或者卡合凹部相卡合，由此，上部弹簧座与下侧壳体的轴向的相对移动被限制。因此，能够防止作为弹簧支承部件的上部弹簧座与下侧壳体的轴向的分离，能够可靠地进行它们的轴向的保持。
根据本发明这样的止推轴承装置，下侧壳体的圆筒体所具有的卡合凸部与上部弹簧座的圆筒状部的卡合孔或者卡合凹部相卡合，由此，上部弹簧座与下侧壳体的周向的相对移动被限制。因此，能够将下侧壳体相对于上部弹簧座在周向上定位，从而上部弹簧座与下侧壳体在周向上不滑动，因而合成树脂制的下侧壳体的与钢制的上部弹簧座的接触面不发生磨损。
在此基础上，更好的实施方式是，上述下侧壳体所具有的上述卡合凸部的上表面为大致水平面或者沿大致水平方向延伸的圆柱的侧面，上述卡合凸部的下表面为随着趋向下方而缩径的倾斜面。
根据本发明这样的止推轴承装置，能够边使下侧壳体从由钢构成的上部弹簧座的圆筒状部的内周面的上部，沿着由合成树脂构成的下侧壳体的卡合凸部的下表面的倾斜面弹性变形，边使下侧壳体相对于上部弹簧座容易地下降。因此，能够容易地使下侧壳体的卡合凸部与上部弹簧座的卡合孔或者卡合凹部相卡合。
而且，在上述卡合凸部与卡合孔或者卡合凹部卡合的状态下，对于上述卡合凸部的作为大致水平面或者沿大致水平方向延伸的圆柱的侧面的上表面而言，被上述卡合孔或者上述卡合凹部的上壁部抵住，因此能够可靠地防止作为弹簧支承部件的上部弹簧座与下侧壳体在轴向的分离。
为了解决上述技术问题，本发明所涉及的止推轴承装置包括：止推轴承；和上部弹簧座，该上部弹簧座是对螺旋弹簧的上端进行支承的弹簧支承部件，
其中，上述止推轴承具备：
上侧壳体和下侧壳体；
上侧轨道轮，被保持于上述上侧壳体；
下侧轨道轮，被保持于上述下侧壳体；以及
滚动体，在上述上侧轨道轮和上述下侧轨道轮之间滚动，上述上侧壳体和上述下侧壳体主要为合成树脂，
上述上部弹簧座主要为钢，
上述上部弹簧座具有圆筒状部和圆盘状部，上述圆筒状部在其上部有向径向内侧凸出的卡合凸部，
上述下侧壳体具有沿着上述圆筒状部的上部内周面的圆筒体，并且，
上述圆筒体具有与上述卡合凸部卡合的沿径向贯通的卡合孔、或者与上述卡合凸部卡合的在外周面凹陷而成的卡合凹部，
在上述卡合凸部与上述卡合孔或者上述卡合凹部卡合的状态下，上述上部弹簧座与上述下侧壳体之间在轴向上以及周向上的相对移动被限制。
根据本发明这样的止推轴承装置，下侧壳体的圆筒体所具有的卡合孔或者卡合凹部与上部弹簧座的圆筒状部的卡合凸部相卡合，由此，上部弹簧座与下侧壳体的轴向的相对移动被限制。因此，能够防止作为弹簧支承部件的上部弹簧座与下侧壳体的轴向的分离，能够可靠地进行它们的轴向的保持。
根据本发明这样的止推轴承装置，下侧壳体的圆筒体所具有的卡合孔或者卡合凹部与上部弹簧座的圆筒状部的卡合凸部相卡合，由此，上部弹簧座与下侧壳体的周向的相对移动被限制。因此，能够将下侧壳体相对于上部弹簧座在周向上定位，从而上部弹簧座与下侧壳体在周向上不滑动，因而合成树脂制的下侧壳体的与钢制的上部弹簧座的接触面不发生磨损。
本发明所涉及的麦弗逊悬架具备上述止推轴承装置。
发明效果
如上所述，本发明所涉及的止推轴承装置和车辆的麦弗逊悬架能够可靠地进行作为弹簧支承部件的上部弹簧座与下侧壳体的轴向保持，并且合成树脂制的下侧壳体的与钢制的上部弹簧座的接触面不发生磨损。
附图说明
图1是具有本发明的实施方式所涉及的止推轴承装置的车辆的麦弗逊悬架的局部剖视概略图。
图2A是表示上述止推轴承装置、弹簧隔离体和螺旋弹簧的主要部分放大纵剖视图。
图2B是图2A的框出部位a的放大图。
图3是表示取出下侧壳体和上部弹簧座并使它们分离的状态的从下方观察的立体图。
图4是表示取出下侧壳体和上部弹簧座并使它们分离的状态的主视图。
图5是表示卡合凸部和卡合孔的变形例的与图4相同的主视图。
图6是表示卡合凸部和卡合孔的另一变形例的与图4相同主视图。
图7A是表示将卡合孔作为卡合凹部的例子的与图2A相同的主要部分放大纵剖视图。
图7B是图7A的框出部位b的放大图。
图8是表示在上部弹簧座设置有卡合凸部且在下侧壳体设置有卡合孔的变形例的主要部分放大纵剖视图。
符号说明
1 止推轴承 2 上侧壳体 3 下侧壳体
4 上侧轨道轮 5 下侧轨道轮 6 滚动体
7 保持器 8 内径侧密封件 9 外径侧密封件
10 支撑杆 11 螺旋弹簧 12 防尘罩
13 弹簧支承部件 14 上部弹簧座 14A 圆筒状部
14B 圆盘状部 15 弹簧隔离体 16 上固定件
17 圆筒体 17A 外周面 18 方形凸片
19 长圆形凸片 20 圆形凸片 21 方孔
22 长圆孔 23 圆孔
A 止推轴承装置 B 沿径向贯通的卡合孔
C 内周面凹陷而成的卡合凹部 D 卡合凸部
E 周向 F 倾斜面
G 卡合凸部的高度 H1 大致水平面
H2 沿大致水平方向延伸的圆柱的侧面
I 从卡合凸部的前端到圆筒状部外周面为止的径向距离
J 轴向
K 卡合孔或者卡合凹部的上壁部 L 卡合凹部的径向深度
M 卡合凸部 N 沿径向贯通的卡合孔
O 回转轴 R 径向
RI 径向内侧 RO 径向外侧
S 麦弗逊悬架 T 圆筒状部的壁厚
具体实施方式
以下，参照附图对本发明所涉及的实施方式进行说明。
在本说明书中，将止推轴承装置A的回转轴O(参照图1)的平行方向称作“轴向”(例如，参照图1的箭头J)，将与回转轴O的正交的方向称作“径向”(例如，参照图1的箭头R)，将从径向R观察的图(图4至图6)作为主视图。
在本说明书中，将向回转轴O接近的径向称作“径向内侧”(例如，参照图1的箭头RI)，将从回转轴O远离的方向称作“径向外侧”(例如，参照图1的箭头RO)。此外，在将回转轴O设为铅直方向的情况下，将与以回转轴O为中心的半径方向正交的水平方向称作“周向”(例如，参照图3的箭头E)。
<麦弗逊悬架>
图1的局部剖视概略图所示的车辆的麦弗逊悬架S是在将内置有减震器的伸缩的支撑杆10固定于未图示的车轴并且将上固定件16固定于车身的状态下使用的。
在麦弗逊悬架S的上部具备止推轴承1，止推轴承1一边支撑车身，一边摆动旋转，摆动旋转的量对应于方向盘随着转向操作而方向变化的量。止推轴承1的摆动角度对应于车轮的容许转向操纵角度而被决定，例如被设定为40°以上50°以下的范围。
在支撑杆10的径向外侧RO，设有作为悬架弹簧的螺旋弹簧11以及用来保护减震器的油封免受砂粒等异物的侵入的防尘罩12。麦弗逊悬架S具有对螺旋弹簧11的上端进行支承的弹簧支承部件13。如图2的纵剖视图所示，弹簧支承部件13由上部弹簧座14和弹簧隔离体15构成。
<止推轴承装置>
如图1的概略图和图2A的纵剖视图所示，止推轴承装置A包括止推轴承1、以及作为弹簧支承部件13而对螺旋弹簧11的上端进行支承的上部弹簧座14。
止推轴承1具有上侧壳体2和下侧壳体3、上侧轨道轮4和下侧轨道轮5、滚动体6、保持器7、以及内径侧密封件8和外径侧密封件9等。
上侧壳体2固定于支撑杆10的上端部，下侧壳体3从上方承受住上部弹簧座14。上侧轨道轮4保持于上侧壳体2，下侧轨道轮5保持于下侧壳体3。滚动体6在上侧轨道轮4与下侧轨道轮5之间滚动，保持器7进行保持以使得相邻的滚动体不互相接触。
内径侧密封件8处于滚动体6的径向内侧RI，外径侧密封件9处于滚动体6的径向外侧RO。
上侧轨道轮4、下侧轨道轮5以及上部弹簧座14由钢构成，由钢板通过冲压加工成形，加工后淬火硬化。上侧壳体2及下侧壳体3由合成树脂构成，内径侧密封件8及外径侧密封件9由弹性材料构成。
用于上侧壳体2和下侧壳体3的合成树脂例如为聚酰胺类(PA66、PA46、PA612、PA6、PA9T、PA10T等)，作为强化纤维例如含有20～60重量％的玻璃纤维(GF)。
对于用于内径侧密封件8及外径侧密封件9的弹性材料而言，作为热塑性弹性材料(TPE)而为TPS(苯乙烯类)、TPO(烯烃类)、TPU(氨酯类)、TPA(胺类)、TPEE(酯类)等，作为橡胶材料而为丁腈橡胶(NBR)、氢化丁腈橡胶(HNBR)、丙烯酸酯橡胶(ACM)、乙烯丙烯酸酯橡胶(AEM)、氟橡胶(FKM、FPM)、硅橡胶(VQM)等。橡胶材料可以适当地将一种或两种以上的橡胶混合而使用。
<上侧壳体和下侧壳体的成型>
上侧壳体2和下侧壳体3通过注射成型而成型。即，上侧壳体2通过从具有对上侧壳体2进行成型的型腔的模具的浇口向上述型腔内注射熔融的合成树脂而成型。另外，下侧壳体3通过从具有对下侧壳体3进行成型的型腔的模具的浇口向上述型腔内注射熔融的合成树脂而成型。
<上部弹簧座>
如图2A的纵剖视图、作为图2A的框出部位a的放大图的图2B、图3的立体图以及图4的主视图所示，上部弹簧座14具有圆筒状部14A和圆盘状部14B，圆盘状部14B从圆筒状部14A的上端部向径向外侧RO延伸。圆筒状部14A的上部具有作为沿径向R贯通的卡合孔B的方孔21。
<下侧壳体>
下侧壳体3具有沿着上部弹簧座14的圆筒状部14A的上部内周面的圆筒体17。圆筒体17在其外周面17A具有作为卡合凸部D的方形凸片18，该卡合凸部D与作为上部弹簧座14的卡合孔B的方孔21相卡合。
方形凸片18的上表面为大致水平面H1，方形凸片18的下表面为随着趋向下方而缩径的倾斜面F。如图3的立体图和图4的主视图所示，使上部弹簧座14和下侧壳体3接近，能够一边使下侧壳体3从由钢构成的上部弹簧座14的圆筒状部14A的内周面的上部，沿着由合成树脂构成的下侧壳体3的作为卡合凸部D的方形凸片18的下表面的倾斜面F弹性变形，一边使下侧壳体3相对于上部弹簧座14容易地下降。
因此，如图2A和图2B的纵剖视图所示，可以容易地使作为下侧壳体3的卡合凸部D的方形凸片18与作为上部弹簧座14的卡合孔B的方孔21相卡合。如图2A和图2B所示，在方形凸片18与方孔21卡合的状态下，上部弹簧座14与下侧壳体3在轴向J的相对移动被限制。而且，作为方形凸片18的大致水平面H1的上表面被方孔21的上壁部K抵住，因此可以可靠地防止作为弹簧支承部件13的上部弹簧座14与下侧壳体3在轴向J的分离。
如图2B的纵剖视图所示，作为卡合凸部D的方形凸片18的向径向外侧RO的突出高度亦即径向高度G、方形凸片18的前端到圆筒状部14A的外周面为止的径向距离I以及圆筒状部14A的壁厚T的关系为G+I＝T，当T例如为2mm时，方形凸片18的径向高度G例如为0.5-1.0mm左右即可。
如图2A和图2B的纵剖视图所示，在下侧壳体3的方形凸片18与上部弹簧座14的方孔21卡合的状态下，方形凸片18与图3的立体图和图4的主视图所示的形状的方孔21相卡合。因此，上部弹簧座14与下侧壳体3在图3所示的周向E的相对移动被限制。
对于止推轴承1和上部弹簧座14的组装体而言，其相对于车辆的周向E的安装位置被固定。在本发明的实施例所涉及的止推轴承装置A中，止推轴承1的下侧壳体3如上所述与上部弹簧座14的周向E的相对移动被限制。
因此，能够将下侧壳体3相对于上部弹簧座14在周向E上定位，由此上部弹簧座14与下侧壳体3在周向E上不滑动，从而合成树脂制的下侧壳体3的与钢制的上部弹簧座14的接触面不发生磨损。
<变形例>
上部弹簧座14的卡合孔B和下侧壳体3的卡合凸部D可以分别为图5的主视图所示那样的长圆孔22和长圆形凸片19，也可以分别为图6的主视图所示那样的圆孔23和圆形凸片20。图6的圆形凸片20的上表面不是大致水平面H1，而是沿大致水平方向延伸的圆柱的侧面H2。
如图7A的主要部分放大纵剖视图、和作为图7A的框出部位b的放大图的图7B所示，上部弹簧座14的圆筒状部14A也可以具有内周面凹陷而成的卡合凹部C，而不是卡合孔B。在这样的结构中，在卡合凸部D与卡合凹部C相卡合的状态下，上部弹簧座14与下侧壳体3在轴向J和周向E的相对移动也被限制。图7B的符号K表示卡合凹部C的上壁部。
如图7B的纵剖视图所示，卡合凸部D的向径向外侧RO的突出高度亦即径向高度G、卡合凹部C的径向深度L以及圆筒状部14A的壁厚T的关系为G<L<T，当T例如为2mm时，L例如为1.0-1.5mm左右，G小于L且例如为0.5-1.0mm左右即可。此外，当在上部弹簧座14的圆筒状部14A上进行设置卡合凹部C的加工，从而使得圆筒状部14A的外周面向径向外侧RO突出，而发生突出部与周边部件干涉的不良状况的情况下，形成为不是卡合凹部C，而是沿径向R贯通的卡合孔B即可。
以上说明中，卡合孔B和卡合凸部D、或者卡合凹部C和卡合凸部D在周向上设置一个部位以上即可。
如图8的主要部分放大纵剖视图所示，也可以在上部弹簧座14的圆筒状部14A的上部设置向径向内侧RI突出的卡合凸部M，在下侧壳体3的圆筒体17上设置与卡合凸部M卡合且沿径向R贯通的卡合孔N。在这样的构造中，在卡合孔N与卡合凸部M卡合的状态下，上部弹簧座14与下侧壳体3在轴向J和周向E的相对移动被限制。另外，也可以形成为如下构造：在下侧壳体3的圆筒体17上设置外周面17A凹陷而成的卡合凹部，使该卡合凹部与卡合凸部M相卡合。
以上说明中，卡合凸部M和卡合孔N、或者卡合凸部M和卡合凹部在周向上设置一个部位以上即可。
上述实施方式的描述全部为例示，发明并不限于此。能够在不脱离本发明的范围的前提下，实施各种改良和变更。

Claims (4)

1.一种止推轴承装置，包括：
止推轴承；和
上部弹簧座，该上部弹簧座是对螺旋弹簧的上端进行支承的弹簧支承部件，
上述止推轴承装置的特征在于，
上述止推轴承具备：
上侧壳体和下侧壳体；
上侧轨道轮，被保持于上述上侧壳体；
下侧轨道轮，被保持于上述下侧壳体；以及
滚动体，在上述上侧轨道轮和上述下侧轨道轮之间滚动，
上述上侧壳体和上述下侧壳体主要为合成树脂，
上述上部弹簧座主要为钢，
上述上部弹簧座具有圆筒状部和圆盘状部，并且，上述圆筒状部在其上部具有沿径向贯通的卡合孔或者在内周面凹陷而成的卡合凹部，
上述下侧壳体具有沿着上述圆筒状部的上部内周面的圆筒体，并且，上述圆筒体在其外周面具有与上述卡合孔或者上述卡合凹部卡合的卡合凸部，
在上述卡合凸部与上述卡合孔或者上述卡合凹部卡合的状态下，上述上部弹簧座与上述下侧壳体之间在轴向上以及周向上的相对移动被限制。
2.如权利要求1所述的止推轴承装置，其特征在于，
上述下侧壳体所具有的上述卡合凸部的上表面为大致水平面或者沿大致水平方向延伸的圆柱的侧面，
上述卡合凸部的下表面为随着趋向下方而缩径的倾斜面。
3.一种止推轴承装置，包括：
止推轴承；和
上部弹簧座，该上部弹簧座是对螺旋弹簧的上端进行支承的弹簧支承部件，
上述止推轴承装置的特征在于，
上述止推轴承具备：
上侧壳体和下侧壳体；
上侧轨道轮，被保持于上述上侧壳体；
下侧轨道轮，被保持于上述下侧壳体；以及
滚动体，在上述上侧轨道轮和上述下侧轨道轮之间滚动，
上述上侧壳体和上述下侧壳体主要为合成树脂，
上述上部弹簧座主要为钢，
上述上部弹簧座具有圆筒状部和圆盘状部，上述圆筒状部在其上部有向径向内侧凸出的卡合凸部，
上述下侧壳体具有沿着上述圆筒状部的上部内周面的圆筒体，并且，上述圆筒体具有与上述卡合凸部卡合的沿径向贯通的卡合孔、或者与上述卡合凸部卡合的在外周面凹陷而成的卡合凹部，
在上述卡合凸部与上述卡合孔或者上述卡合凹部卡合的状态下，上述上部弹簧座与上述下侧壳体之间在轴向上以及周向上的相对移动被限制。
4.一种车辆的麦弗逊悬架，其特征在于，
具备权利要求1-3中任一项所述的止推轴承装置。
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