JP2007308137A - 強化シールを備える車両サスペンション停止体 - Google Patents

Abstract

【課題】摩擦が生じず、体積を増大させることなく、回転要素間の良質なシール性を保証するサスペンション停止体を提供する。
【解決手段】コイルばね１０を備える車両サスペンションストラットのサスペンション停止体は、上側金属ワッシャ２６に対して相対的に回転する下側部金属ワッシャ２８を有する剛性スラストベアリング２４と、ばねが及ぼす力を下側ワッシャと上側ワッシャを覆いかつ支持部と共にベアリング用ハウジング５４の境界を画定するカバー２２とに伝達するように設計された合成材料からなる支持部３８とを備える。カバーは、支持部の周辺領域と共に環状ラビリンス６０の境界を画定するスカート２２を備え、かつハウジングの径方向外側に配置され、かつハウジングを外部に接続する。環状ラビリンスは、径方向の遊び第１の環状ヘッドロスＰ１と、軸方向の遊び第２の環状ヘッドロスＰ２と、径方向の遊び第３の環状ヘッドロスＰ３とを含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両サスペンションストラット用サスペンション停止体に関する。より詳細には、ベアリング及びこのベアリングの保護手段を装備した自動車案内車輪用テレスコピック型サスペンションストラット用サスペンション停止体に関する。

従来、サスペンションスラストベアリングは、特許文献１に例示されるように、２分割ケーシング内に収容され、ケーシングの分割部の一方に取り付けられたシールリップによって閉じられ、ケーシングの他方の分割部にこすり付けられる。この技術には、案内車輪での用途において特に有害であり、ドラグトルクとして知られる、回転中の両分割部間の摩擦トルクを誘発するという欠点がある。

このドラグトルクを排除するために、従来のシールライニングの代わりに、非接触バッフル装置、すなわち、外部とベアリングハウジングとの間の主要ヘッドロスを創出するために、接触することなく回転要素同士が互いに連結される装置を使用することが提案されている。この種の技術の第１の例は、特許文献２に提示されている。特許文献２は、装置の回転軸を定め、かつ上側金属ワッシャに対して相対回転する下側金属ワッシャを備えたスラストベアリングを有する、コイルばね付きサスペンションストラット用サスペンション停止体について開示している。ばねによって及ぼされる力を下側ワッシャに伝達するためにコイルばねとベアリングとの間には合成材料からなる支持部が配置される。上側ワッシャを覆うようにカバーが設置され、支持部と共にベアリング用ハウジングの境界を画定する。カバーは、接触せずに支持部の円筒状周辺領域を覆うとともにハウジングと外部との間のヘッドロスの境界を画定する円筒状スカートカバーを備える。ヘッドロスの単純な構造によって、カバーと支持部との間の相対運動、すなわち、特にベアリングワッシャの低い剛性レベルを原因とする運動に順応することが可能になる。それにもかかわらず、毛細管現象による液体の上昇は排除されず、シール性が良質であるとはいえない。

非接触サスペンションスラストベアリングを保護する第２の例は、特許文献３に提示される。特許文献３は、装置の回転軸を定め、かつ上側金属ワッシャに対して相対回転する下側金属ワッシャを備えた、コイルばねを有するサスペンションストラット用のサスペンション停止体を開示している。合成材料からなる支持部は、ばねによって及ぼされる力を下側ワッシャに伝達するために、コイルばねとベアリングとの間に配置される。上側ワッシャを覆うようにカバーが設置され、支持部と共にベアリング用ハウジングの境界を画定する。カバー及び支持部は、第１のラビリンスシールの境界を画定する。第１のラビリンスシールの外側に位置する第２のラビリンスシールは、支持部の延長部とベアリングを車体に固定する薄板金との間に境界が画定される。２つのラビリンスシールの間には、ドレンを装備した大型環状チャンバが配置される。装置及びその構成部品は、極めて複雑である。第２のラビリンスシールは、構成部品の弾性変形及び作動上の遊びによる軸線の外側のストラットの種々の運動が結果として助長されるため、必然的にサスペンションストラット軸線からの距離のために多量の遊びを有する。したがって、シーリング特性におけるこの外部シールの性能は低いため、中間チャンバドレンに対する要望がある。更に、ドレンは、サスペンションストラットのテレスコピック型ショックアブソーバのロッドの保護チャンバに直接到達するため、その結果、ショックアブソーバの汚染が発生する。したがって、このシステムは、非効率的である上に非常に経費がかかる。
欧州特許出願公開第１０００７８１号明細書 仏国特許出願公開第２８５７９０６号明細書 米国特許第６２５７６０５号明細書

したがって、本発明は、摩擦が生じず、かつ軸方向及び径方向の体積を大幅に増大させることなく、サスペンション停止体の回転要素間の良質なシール性を保証することを可能にする停止体を提供するために、現状の技術の欠点に対する解決策を提供することを目的とする。

この目的に即して、本発明の目的は、ストラットがコイルばねを備えた車両のサスペンションストラット用サスペンション停止装置であって、装置の回転軸を定め、かつ上側金属ワッシャに対して相対回転する下側金属ワッシャを備えた剛性スラストベアリングと、ばねによって及ぼされる力を下側ワッシャに伝達するように設計された合成材料からなる支持部と、中間支持部が下側ワッシャ用の環状支持領域を含むことと、上側ワッシャを覆い、かつ支持部と共にベアリング用ハウジングの境界を画定するカバーと、該カバーはスカートを備え、該スカートは、接触せずに支持部の周辺領域を覆い、かつ支持部の周辺領域と共に、ハウジングの外部に対して径方向に配置されてハウジングを外部に接続する環状ラビリンスの境界を画定することと、前記環状ラビリンスは、ハウジングから外部に向かって、径方向の遊びＰ１である第１の環状ヘッドロスと、軸方向の遊びＰ２である第２の環状ヘッドロスと、径方向の遊びＰ３である第３の環状ヘッドロスとを連続的に含むこととを備えるサスペンション停止装置を提供することである。

ベアリングの剛性により、ラビリンスの高さにおいては一切の摩擦の危険がなく、相対的に低いレベルの遊びを達成することが可能になる。
好適には、スカートは、支持部の周辺領域と共に第１のヘッドロスの境界を画定する上側円筒状壁部を形成する。支持部の周辺領域は、上側円筒状壁部の反対側に位置する径方向の端縁部を有し、かつ上側環状壁部とともに第１ヘッドロスの境界を画定する環状フランジを備える。環状フランジは、カバーのスカートから突出する複数の弾性フックと相互作用する肩部を形成する。これらの弾性フックは、装置が車両に取り付けられると、使用条件下では肩部と接触しないが、予め組み付けられた機能副組立体を形成するために、カバーと、ベアリングと、支持部をまとめて保持する役目をする。

好適には、環状ラビリンスは、外部に向かって第３のヘッドロスの後に、軸方向の遊びＰ４である第４の環状ヘッドロスを含む。したがって、シールが強化される。好適には、スカートは、支持部の周辺領域と共に第４のヘッドロスの境界を画定する平坦な又は円錐台状をなす環状壁部を備え、平坦な又は円錐台状をなす環状壁部は、径方向の寸法Ｅを有する。

一実施形態によれば、スカートの平坦な環状壁部はスカートの端縁部を含み、スカートは、この縁部の高さにおいては少なくともＴに等しい厚みを有する。好適には、スカートは、その全長にわたってＴに等しい一定の厚みを有する。

好適には、Ｔは１ｍｍを上回る。実際は、Ｔは約１．５ｍｍとすることができる。
好適には、支持部の周辺領域は、スカートと共に第２のヘッドロスの境界を画定する平坦な環状壁部を備える。好適には、スカートの環状壁部は、平坦な又は円錐台状をなす環状壁部から距離Ｂを隔てて位置し、好ましくは、スカートの端縁部を構成して、関係Ｂ≦３Ｔを満たすように寸法Ｂ≦Ｔとなる。好ましい実施形態によれば、Ｐ１≦１ｍｍかつＢ≦２Ｔとなる。これらの寸法から、良好なシールを得るためには寸法Ｂが過度に大きいものでなくてもよいことを示しており、小型の構造体を得ることが可能になる。

好適には、支持部の周辺領域は、スカートと共に第３のヘッドロスの境界を画定し、かつスカートの上側円筒状壁部から径方向に距離Ａを隔てて位置する円筒状壁部を備え、寸法Ａ及びＴは、Ａ≦２．５Ｔの関係を満たす。好適には、Ｐ２≦１ｍｍかつＡ≦１．５Ｔである。

一実施形態によれば、スカートは、円筒状内壁を備え、支持部の周辺領域と共に第３のヘッドロスを確保する。
一実施形態によれば、スカートは、支持部の周辺領域と共に第２のヘッドロスの境界を画定する平坦な環状壁部を備える。

好適には、ラビリンスは、軸方向においては、上側及び下側ワッシャによって境界が画定されるベアリングの外側環状開口部の下、すなわち、コイルばね側に位置する。したがって、外部から入来する液体又は固体の汚染物質の進行が重力によって妨げられる。

好適には、カバーは、ベアリングの外側環状開口部と第１のヘッドロスとの間に上部空洞の境界を画定する。一実施形態によれば、支持部の周辺領域は、スカートと共に中間環状空洞の境界を画成し、中間環状空洞は、Ｓ_１≧４×Ｐ１×Ｐ２を満たすように第１のヘッドロスと第２のヘッドロスとの間に位置する径方向断面積Ｓ_１を有する。一実施形態によれば、支持部の周辺領域はスカートと共に下側環状空洞の境界を画定し、下側環状空洞は、Ｓ_２≧４×Ｐ４×Ｐ３を満たすように第３のヘッドロスと第４のヘッドロスとの間に位置する径方向断面積Ｓ_２を有する。上側空洞、中間空洞、及び下側空洞は、毛細管現象による液体の上昇を制限する。また、上側空洞はグリースの貯蔵も可能にする。

一実施形態によれば、第１及び第３の遊びは等しい。一実施形態によれば、遊びＰ３は２ｍｍ未満である。一実施形態によれば、Ｐ１及びＰ２は２ｍｍ未満である。
好適には、ベアリングワッシャは、プレス加工薄板金で製造され、１．２ｍｍを上回る厚さを有する。

好適には、上側及び下側ワッシャの間には回転体が配置される。
一実施形態によれば、回転体は、負荷線が回転軸に対して角度をなすボールから成る。
好適には、スカートの外径Φ_１及びベアリングの初期直径Φ_２は、下記数１を満たす。

このようにして、撓み時における構成部品同士の相対移動はほとんど影響を与えず、その結果、ラビリンス壁部上で摩擦が生じる危険が制限される。

支持部には、ばね支持肩部が設けられる。
好適には、ばね支持肩部の外径ｌ_３及びスカートの外径Ｏ_１は、下記数２を満たす。

これによって、撓み時の構成部品の変形を制限することが可能になり、その結果、作動条件下でのラビリンス壁部間で摩擦が生じる危険を制限する。

回転軸が垂直方向であるように配向された装置が第１基準の幾何学軸平面に位置する周辺部の径端部にて万力に保持されたとき、かつ、中間支持部が第２の軸平面内に配置された楔体上に載置された状態で、Ｆ×Ｄ＝７０Ｎｍ（Ｄは力Ｆの印加点と第１の軸平面に直交する第２の幾何学軸平面との間の距離）のトルクに対応する垂直方向の力Ｆが第１の軸平面内に位置する反対側の径端部に印加されたときに、第１の軸平面内で測定される、力Ｆが印加された径端部の側に位置する装置の部分の撓み角が８°未満となるようにベアリングの剛性が設定される。

他の利点及び特性は、添付図面に示される本発明の特定の実施方法に関する以下の説明からより明瞭に明らかとなるであろう。なお、上記本発明の特定の実施方法は、本発明の範囲を限定することを意図したものではなく、単なる例として示されるものである。

本提示内容を簡素化するために、異なる実施形態で共通する要素には同じ符号を付し、その説明を系統的に繰り返すことはしない。

図１を参照すると、テレスコピック型サスペンションストラットは、コイルばね１０と、図面ではロッド１２のみが視認できるテレスコピック型ショックアブソーバと、衝撃吸収緩衝材１４とを備え、これらの要素は車輪と車体との間に配置される。ショックアブソーバのロッド１２の上端は、連結フランジ１６を用いて、金属インサート２０によって補強されるとともにそれ自体が車両の構造体に連続的に取り付けられた弾性ブロック１８に固定される。また、弾性ブロック１８は、サスペンション停止体２５のボールベアリング２４を収容するカバー２２の上側支持部を構成する。

ベアリング２４は、上側ワッシャ２６及び下側ワッシャ２８を備え、これらワッシャは共に、プレス加工された鋼板で形成され、ボール３０又は円錐ローラ等の回転体用傾斜接触ベアリングレースを形成する。したがって、ベアリングは、停止体の回転軸３１を定める。上側ワッシャ２６は、カバー２２の底部３２に接触して在し、一方、下側ワッシャ２８は、合成材料で形成された支持部３８の上面３６上に位置決め用リリーフ部を形成する支持領域３４上に載置される。支持部３８は、その下面４２側において、ばね１０を支持する外側横断肩部４６と衝撃吸収緩衝材１４を支持する内側横断肩部４８とを分離する円筒状スカート４４を備える。外側肩部４６とばね１０との間には、外部の汚染物質からショックアブソーバを保護するように設計された、ひだ付きスリーブ５２の環状端部５０を挿置することができる。このひだ付きスリーブ５２の端部５０は、妥当な場合には、ばねと中間部との間に機械的フィルタを形成し、これにより、特に車輪の回転ノイズの車体への伝達を制限することが可能になる。

カバー２２は、支持部と共に、ベアリング２４のハウジング５４の境界を画定する。カバー２２はスカート５６を備えており、スカート５６は、接触せずに支持部３８の周辺領域５８を覆い、かつ、支持部の周辺領域５８と共に、ハウジング５４を外部に接続する環状ラビリンス６０の境界を画定する。

図２に詳細が示されるように、この環状ラビリンス６０は、ハウジングから外部に向かって、スカートの円筒状内壁６２と支持部の周辺領域５８のカラー６４との間に形成された径方向の遊びＰ１である第１のロスと、これに続き、スカートの平坦な環状壁部６６と支持部の径方向突出部７０の平坦な環状壁部６８との間に形成された軸方向の遊びＰ２である第２のロスと、これに続き、スカートの第２の円筒状内壁７２と突出部７０の円筒状縁部７４との間に形成された軸方向の遊びＰ３である第３のヘッドロスと、これに続き最後に、スカートの下側円錐台状端縁部８０と支持部の周辺領域のカラー８４の円錐台状壁部８２との間に形成された軸方向の遊びＰ４である第４のヘッドロスとを連続的に含み、カラー８４の下部は、ばね１０を支持する肩部４６を構成する。

また、カラー６４は、スカート５６内側から外部に向かって径方向に突出する複数の弾性フック８８の挿入を可能にする肩部８６を形成する。これらフック８８は、弾性ブロック１８上に設置される単一の副組立体を形成するために、カバー２２が支持部４４と相互に関係し合うようにする。

ラビリンス６０は、軸方向においては、上側ワッシャ２６及び下側ワッシャ２８によって境界が画定されるベアリングの外側環状開口部８９の下側に位置する。カバー２２は、ベアリングの外側環状開口部８９と第１のヘッドロスとの間にある上側空洞９０の境界を画定する。径方向突出部７０と、支持部のカラー６４と、スカート５６との間に中間環状空洞９１が形成される。フック８８によって一部が占有されるこの空洞は、第１及び第２のヘッドロスの間に位置し、相対的に大きな区域Ｓは、好ましくは４ｘＰ２ｘＰ１より大きい。同様に、径方向突出部と、円錐台状壁部と、スカートとの間には、下側環状空洞９２が形成される。この空洞９２は、一方の側で第３のヘッドロスに、他方の側では第４のヘッドロスに開口しており、その寸法は大きく、その断面８_２は、４ｘＰ３ｘＰ４より大きいことが好ましい。３つの空洞９０、９１、９２により、毛細管現象による液体の上昇を妨げることが可能になる。更に、円錐台状壁部８２の下降傾斜部は、可能性のある一切の外部からの汚染物質の排出を促進する。

径方向の遊びＰ１及びＰ３は、基本的には径方向の設置公差と使用条件下での装置の径方向への変形との関数である最小寸法を有さなければならない。実際には、Ｐ１及びＰ３は、等しくかつ相対的に小さくすることができ、例えば、約１〜２．５ｍｍ、好ましくは１．５ｍｍより大きくすることができる。

軸方向の遊びＰ２及びＰ４については、軸方向の設置公差と、使用条件下での装置の軸方向の変形及び撓み変形との関数である最小寸法を有さなければならない。撓み変形の影響を低減し、かつこれらの遊びを十分なレベルに制限し、かつ結果として構成部品間の接触が発生するおそれがないように遊びを低減するために、スカートの外径Φ_１は、ベアリングの初期の直径Φ_２よりはるかに大きなものであってはならない。好適には下記数３を満たす。

この実現例においては、一例として、下記数４を満たす。

同様に、ばねの支持肩部の外径０_３は、スカートの外径０_１と同じ大きさでなければならない。好適には下記数５を満たす。

この例示的な実施形態においては、一例として、下記数６を満たす。

注目すべきは、ベアリング２２を形成するワッシャ２６、２８は高い剛性を有しており、これによって、各ヘッドロスの高さにおいて非常に低いレベルの遊びを維持することが可能である。これらのワッシャ２６、２８は、好適には、１．２〜２ｍｍ厚さのプレス加工された薄板金で作られる。例示的な実施形態においては、１．５ｍｍの薄板金が使用された。

カバー２２と、ベアリング２４と、支持部３８とによって形成された副組立体１００の剛性を特徴づけるために、図３に表す確認試験を行った。ベアリングの回転軸に直交する図の平面に平行な第１の基準幾何学軸平面に位置する副組立体の周辺部の径端部１０４は、最も薄い部分、すなわちカバー２２とばね支持肩部４６との間の部分において万力１０２内に保持される。支持部３８は、第１の軸平面に直交する第２の軸平面１０８に配置された楔部１０６上に載置される。Ｆ×Ｄ＝Ｎｍ（Ｄは力Ｆの印加点と第１の軸平面に直交する第２の幾何学軸平面との間の距離）のトルクに対応する垂直方向の力Ｆが、支持部によって、万力１０２の反対側であってかつ第１の軸平面に位置する径端部１１０に印加される。径端部の力Ｆが印加される側に位置する装置の部分の撓み角ａが、第１の軸平面において測定される。副組立体及び、特にベアリングは、測定角度が１０°未満、好ましくは８°未満であるときには十分に剛性を有すると考えられる。このような剛性によって、通常の使用条件下で、ラビリンスの高さでの構成部品間の摩擦がないことを保証することが可能になる。

本発明の第２の実施形態が図４に示される。この第２の実施形態のサスペンション停止体は、スカート８０の端縁部及びその反対側にある支持部の壁部８２が平坦である点において、第１の実施形態とは異なる。

当然ながら、様々な改変を行うことが可能である。
回転体はローラであってもよい。本発明は、ローラベアリングに限定されるものではなく、スムースベアリングにも適用される。
支持部は、金属インサートによって補強することができる。その下面は、一部が金属皿で覆われていてもよい。

上側ワッシャとカバーとの間には高密度弾性リングを配置してもよい。

本発明の第１の実施形態によるサスペンションストラットの停止体の軸方向断面図。 本発明の第１の実施形態の停止体の詳細を示す図。 本発明による停止体を撓ませたときの剛性の測定作業台を示す図。 本発明の第２の実施形態によるサスペンションストラットの停止体の軸方向断面図。

Claims (11)

1. サスペンションストラットがコイルばね（１０）を有する、車両のサスペンションストラット用サスペンション停止装置であって、
   前記装置の回転軸（３１）を定め、かつ上側金属ワッシャ（２６）に対して相対回転する下側金属ワッシャ（２８）を有する剛性スラストベアリング（２４）と、
   前記ばねにより及ぼされる力を前記下側ワッシャに伝達するように設計された合成材料からなる支持部（３８）と、中間支持部が前記下側ワッシャ用環状支持領域を含むことと、
   前記上側ワッシャを覆い、かつ前記支持部と共にベアリング用ハウジング（５４）の境界を画定するカバー（２２）と、該カバーがスカート（２２）を備え、該スカート（２２）は、接触せずに前記支持部の周辺領域（５８）を覆って、該支持部の周辺領域と共に、前記ハウジングの外部に対して径方向に配置されて前記ハウジングを外部と連結する環状ラビリンス（６０）の境界を画定することと、前記環状ラビリンスは、前記ハウジングから外部に向かって、径方向の遊びＰ１である第１の環状ヘッドロスと、軸方向の遊びＰ２である第２の環状ヘッドロスと、続いて径方向の遊びＰ３である第３の環状ヘッドロスとを連続的に含むことと
   を備える、サスペンション停止装置。
2. 前記スカートが、前記支持部の周辺領域と共に前記第１のヘッドロスの境界を画定する上側円筒状壁部（６２）を備える、請求項１に記載の装置。
3. 前記支持部の周辺領域が、前記上側円筒状壁部の反対側に位置する径方向端縁部（７４）を有するとともに、かつ前記上側円筒状壁部と共に前記第１のヘッドロスの境界を画定する環状フランジ（６４）を備えることと、請求項２に記載の装置。
4. 前記環状フランジが、前記カバーのスカートから突出する弾性フック（９０）と相互作用する肩部（８６）を形成する、請求項３に記載の装置。
5. 前記環状ラビリンスが、外部に向かって、前記第３のヘッドロスの後に、軸方向の遊びＰ４である第４の環状ヘッドロスを含む、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の装置。
6. 前記スカートが、前記支持部の周辺領域と共に前記第４のヘッドロスの境界を画定する平坦な又は円錐台状をなす環状壁部（８０）を備え、前記平坦な又は円錐台状をなす壁部が、径方向の寸法Ｔを有する、請求項５に記載の装置。
7. 前記スカートの平坦な又は円錐台状をなす環状壁部が、前記スカートの端縁部（８２）によって形成され、前記スカートは、少なくともこの縁部の高さにおいてＴに等しい厚さを有する、請求項６に記載の装置。
8. 前記支持部の周辺領域が、前記スカートと共に前記第２のヘッドロスの境界を画定する平坦な環状壁部（６８）を含み、
   前記スカートの平坦な環状壁部（６６）が、前記平坦な又は円錐台状をなす環状壁部（８０）から距離Ｂを隔てて位置し、前記寸法Ｂ及びＥが、Ｂ≦３Ｔの関係を満たす、請求項６又は７に記載の装置。
9. 前記支持部の周辺領域が円筒状壁部（７４）を含み、該円筒状壁部（７４）は、前記スカートと共に前記第３のヘッドロスを形成するとともに、前記スカートの前記上側円筒状壁部から径方向に距離Ａを隔てて位置し、前記距離Ａ及びＴは、Ａ≦２．５Ｔの関係を満たす、請求項６乃至８のいずれか一項と組み合わせた、請求項２乃至４のいずれか一項に記載の装置。
10. 前記スカートが、前記支持部の周辺領域と共に前記第３のヘッドロスの境界を画定する円筒状内壁（７２）を備える、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の装置。
11. 前記スカートが、前記支持部の周辺領域と共に前記第２のヘッドロスの境界を画定する平坦な環状壁部（６６）を備える、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の装置。