JP2010151249A - ストラット用軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】シール部材の磨耗や、接触抵抗を低減させ耐久性を向上させるストラット用軸受を提供する。
【解決手段】車両のストラット式サスペンション装置でのスラスト軸受であって、上ケース１７に保持される環状の上側軌道輪２４と、コイルスプリング側に接続され、ストラット軸回りの回転が許容され、下ケース１９に保持される環状の下側軌道輪２５と、転動体配置空間２６に介装される複数の転動体とを備え、上ケース１７と下ケース１９とが対向して形成され、転動体配置空間２６と連通して軸受外部に開放する内側ケース隙間４５及び外側ケース隙間４６を有し、シールリップ部は、上ケース１７又は下ケース１９の部材表面に、これと反対側に開口形成される潤滑部材埋設溝内に埋設される固体潤滑部材を有し、対向側の下ケース１９側又は上ケース１７側には、シール部材が設けられ、該シール部材のリップ部の先端を固体潤滑部材に接触させたことを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、ストラット式サスペンション装置に使用されるストラット用軸受に関する。

車輪と車体とをつなぐストラット式サスペンション装置は、車体側との取り付け部が設けられて、ストラット軸の上端に固定されるストラットインシュレータと、コイルスプリングの上端側を支持するスプリングアッパーシートとの間にストラット用の軸受が介装される構成となっている（特許文献１）。

特開２００５−２９１２３２号公報

この特許文献１におけるストラット用軸受は、車輪が跳ね上げた路面上の水や泥水等の異物にさらされ易いため、軸受を構成する第１レースと第２レースの間に位置する玉側への異物の浸入を防止するためにシール部が設けられている。このシール部は、ゴム状弾性材からなるシールリップを、鋼材をプレス加工したレースの表面に接触させたものである。このためレースの表面の状態（錆びや表面粗さ）によっては、シールリップの磨耗が早くなる可能性を有しており、かかる磨耗による密封性を低下させないための提案が望まれている。

本発明の課題は、シール部材の接触箇所における磨耗や、接触抵抗を低減させるようにして、耐久性を向上させるストラット用軸受を提供するものである。

課題を解決するための手段及び発明の効果

上記課題を解決するために、本発明のストラット用軸受は、車両のストラット式サスペンション装置に使用されるスラスト軸受であって、ストラット軸の上端部に固定される上ケースに保持される環状の上側軌道輪と、前記ストラット軸の外側に配置されたコイルスプリング側に接続され、前記ストラット軸回りの回転が許容される形でアキシャル方向の下側から弾性的に支持される下ケースに保持される環状の下側軌道輪と、前記上側及び下側軌道輪の間の転動体配置空間に介装される複数の転動体と、を備え、前記上側及び下側軌道輪のラジアル方向の内側及び外側であって、前記上ケースと前記下ケースとが対向して形成されるべき、前記転動体配置空間と連通して軸受外部に開放する内側ケース隙間及び外側ケース隙間を有し、これら各ケース隙間には、シールリップ部が設けられ、該シールリップ部は、前記上ケース又は下ケースの部材表面に、これと反対側の下ケース側又は上ケース側に開口形成される潤滑部材埋設溝内に埋設される固体潤滑部材を有し、該固体潤滑部材の対向側の前記下ケース側又は前記上ケース側には、シール部材が設けられ、該シール部材のリップ部の先端を前記固体潤滑部材に接触させたことを特徴とする。

上記構成とすることにより、固体潤滑部材にシールリップ部のリップ部を接触させているため、固体潤滑部材は、プレス加工したレースとは異なり、その表面は滑り易く（摩擦係数が低い）、錆びは発生しないので安定した表面状態が保たれるため、この固体潤滑部材と接触するリップ部の磨耗や、接触抵抗を低減させることができる。これによって密封性を低下させることなく、耐久性を向上させるストラット用軸受が提供できる。

上記課題を解決するために、本発明のストラット用軸受において、前記内側ケース隙間は、前記アキシャル方向の上側での前記転動体配置空間の位置よりも低位に、その開放口を位置させており、該開放口と前記転動体配置空間との間における前記アキシャル方向での中間位置に前記シールリップ部を設けたことを特徴とすることにより、開放口よりもアキシャル方向の上方にシールリップ部が位置するため、開放口から浸入した異物の勢いを低減できるため、シールリップ部に加わる負荷が低減され、シール機能に与える影響は小さく密封性を良好に維持できる。

上記課題を解決するために、本発明のストラット用軸受において、前記内側ケース隙間は、前記転動体配置空間からラジアル方向の内側に延びる第１のラジアル内側経路と、該第１のラジアル内側経路からアキシャル方向の下側に延びるアキシャル内側経路と、該アキシャル内側経路からラジアル方向の内側に延びる第２のラジアル内側経路からなる内側屈曲経路を有し、該内側屈曲経路の前記アキシャル内側経路に、前記シールリップ部を設けたことを特徴とすることにより、上記効果に加え、転動体配置空間までの異物の浸入経路が屈曲形態であるため、開放口から浸入した異物の勢いをさらに低減でき、しかもシールリップ部はアキシャル方向に設けられるため、異物の溜り場となり難く、シール機能の維持には何ら影響はなく耐久性を維持するうえで有益となる。

上記課題を解決するために、本発明のストラット用軸受において、前記上ケース及び前記下ケースは樹脂製であり、前記固体潤滑部材は、樹脂ポリマーを含む固体潤滑剤からなり、該固体潤滑剤は前記上ケース及び前記下ケースの樹脂よりも低融点であることを特徴とすることにより、固体潤滑部材を潤滑部材埋設溝内に埋設する加工も容易にできる。また、樹脂ポリマーは超高分子ポリエチレン樹脂とすることができ、また、潤滑部材埋設溝は、アリ溝状に形成したり、また、固体潤滑部材は、自身の頂面を潤滑部材埋設溝の周囲の部材表面と段差を有する状態で埋設させたり、また、固体潤滑部材は、自身の頂面を潤滑部材埋設溝の周囲の部材表面と面一状態で埋設させることができる。

以下、本発明の実施の形態につき図面に示す実施例を参照して説明する。図１は、ストラット式サスペンション装置の概略構造を示す図である。図１において、ストラット式サスペンション装置１は、支持メンバー２に装着されて車体の一部を支持するストラット軸３と、該ストラット軸３に組み込まれ、タイヤ側からの振動や衝撃を吸収するコイルスプリング４と、車体に固定されるスタビライザーサポート（車体側支持部）５とを備えている。

このストラット式サスペンション装置１は、その下側が車体側の支持メンバー２に取り付けられ、車体全体を車軸等に対して浮上支持する役割を有する。そして、この支持メンバー２の周りには、車軸６と、該車軸６に固定され車輪を装着するハブ７と、該ハブ７に固定されるブレーキディスク８と、該ブレーキディスク８に油圧により圧接させるパッドを内部に設けたキャリパボディ９とが配置されている。

また、ストラット式サスペンション装置１の上部の内部構造は、図２に示すように、ストラット軸３と、ストラット軸３の外側周りに配置されるコイルスプリング４と、該コイルスプリング４の上部のばね座１０を保持する環状のコイルばねシート１１と、ストラット軸３の上端部に嵌合されるストラット用軸受としてのスラスト軸受１２と、該スラスト軸受１２の上部で、該スラスト軸受１２を固定するナット１３と、これらスラスト軸受１２を囲むように保持するスタビライザーサポート５等を含んで構成されている。なお、スタビライザーサポート５は、弾性材１４と該弾性材１４の周りを覆う外筒部１５とで構成される。

上記スラスト軸受１２は、スタビライザーサポート５とコイルばねシート１１との間に配置される。スタビライザーサポート５は、ストラット軸３に固定され、下面１６がスラスト軸受１２の上ケース１７上に載置される。コイルばねシート１１は、外周部１１Ａの下面でコイルスプリング３のばね座１０の上端部で支持される円環板状の支持体であり、内周部１８の上面でスラスト軸受１２の下ケース１９をアキシャル方向の下側から弾性的に支持するようになっている。

上ケース１７及び下ケース１９には、ストラット軸３の上部が貫通する貫通孔２０、２１が形成される。該貫通孔２０、２１の各内周面２２、２３に、貫通されるストラット軸３が嵌合され、ストラット軸３の外周面に内周面２２、２３が接して配置されている。そして、ストラット軸回りの回転が許容される形で下ケース１９が設けられており、上ケース１７は、ストラット軸３に固定されて一体として、下ケース１９に対して相対回転する。

スラスト軸受１２の断面図を図３に示す。図３において、スラスト軸受１２の上ケース１７と下ケース１９には、それぞれ環状の上側軌道輪２４と下側軌道輪２５が設けられる。この上側軌道輪２４と下側軌道輪２５と間には、転動体配置空間２６が形成されている。この転動体配置空間２６内には、鋼球からなる複数個の転動体である玉２７が配置されている。この玉２７は上ケース１７と下ケース１９の環状の上側軌道輪２４、下側軌道輪２５によって転動自在に支持されている。なお、転動体である玉２７に代えて円柱状のコロを使用することも可能である。

上ケース１７と下ケース１９は、それぞれ合成樹脂により形成され、鋼材からなるプレス加工された上側軌道輪２４、下側軌道輪２５をマウント成形により一体化したものである。合成樹脂は、例えば、強化ポリアミド樹脂である。また、これら玉２７を円周方向等配位置に保持する保持器２８を備えている。

上側軌道輪２４は、上ケース１７に形成された上側第１ストッパー部２９によってラジアル方向内側への移動が規制され、さらに上側第２ストッパー部３０によってラジアル方向外側への移動が規制されている。

下側軌道輪２５は、下ケース１９に形成された下側第１ストッパー部３１によってラジアル方向外側への移動が規制され、さらに下側第２ストッパー部３２によってラジアル方向内側への移動が規制されている。

上ケース１７は、転動体配置空間２６側からラジアル方向内側に突出する形で内側ケース隙間形成用の内側上部突出部３３が形成されており、内側上部突出部３３の端部３４側によって貫通孔２０を形成するように、かかる端部３４は、下向きに一体形成される内側円筒部３５を有している。この内側円筒部３５の内周面２２がストラット軸３の外周面に接する部位となる。

また、上ケース１７は、転動体配置空間２６側からラジアル方向外側に突出する形で外側ケース隙間形成用の外側上部突出部３６が形成されている。外側上部突出部３６のラジアル方向の外周末端部３７は、下向きに一体形成される外側円筒部３８を有している。

下ケース１９は、転動体配置空間２６からラジアル方向内側に突出する形で内側ケース隙間形成用の内側下部突出部３９が形成されており、内側下部突出部３９の端部４０によって貫通孔２１を形成するように、かかる端部４０は、下向きに一体形成される内側下部円筒部４１を有している。内側下部円筒部４１の内周面２３がストラット軸３の外周面に接する部位となる。

また、下ケース１９は、ラジアル方向外側に突出する形で外側ケース隙間形成用の外側下部突出部４２が形成されており、外側下部突出部４２の外周面４３は、上ケース１７の下向きに一体形成された外側円筒部３８との間に出口隙間部４４を形成する。

上ケース１７と下ケース１９は、それぞれに形成された環状の上側軌道輪２４、下側軌道輪２５が転動体である玉２６を支持するとともに、摺動抵抗、回転トルクを低減するために、上ケース１７と下ケース１９との間において、ラジアル方向の内側及び外側であって、上ケース１７と下ケース１９とが対向して、内側ケース隙間４５と外側ケース隙間４６が形成されている。この上ケース１７と下ケース１９とは、非接触状態とされている。これらケース隙間４５、４６の間隔ｄを、０．３ｍｍ以上０．７ｍｍ以下としている。すなわち上ケース１７と下ケース１９とは対向配置されて、内側ケース隙間４５と外側ケース隙間４６が形成され、この内側ケース隙間４５と外側ケース隙間４６によって上ケース１７と下ケース１９とは、玉２６を介して相対回転可能となっている。

転動体配置空間２６よりもラジアル方向内側の内側上部突出部３３、内側下部突出部３９によって形成された内側ケース隙間４５について説明する。内側ケース隙間４５は、転動体配置空間２６からラジアル方向内側に延びる第１のラジアル内側経路４７と、該第１のラジアル内側経路４７の末端から連続して下方に屈曲するアキシャル方向に延びるアキシャル内側経路４８と、該アキシャル内側経路４８の末端から連続して屈曲する転動体配置空間２６からラジアル方向に遠ざかる向きに延びると共に内周面２２、２３に至る第２のラジアル内側経路４９とを含んで形成されている。

すなわち、第１のラジアル内側経路４７と第２のラジアル内側経路４９とは、アキシャル内側経路４８を介して、アキシャル方向における第１のラジアル内側経路４７のアキシャル方向での位置よりも低位（下方）である異なる位置に第２のラジアル内側経路４９が形成される。このように第１のラジアル内側経路４７、アキシャル内側経路４８、第２のラジアル内側経路４９によって内側屈曲経路５０が形成されることにより、該内側屈曲経路５０を構成する第２のラジアル内側経路４９の端部を開放口４９Ａとなし、軸受外空間から転動体配置空間２６側への異物の浸入を防ぐことができる。

さらにラジアル方向において、第２のラジアル内側経路４９は第１のラジアル内側経路４７よりも長く、平坦部として形成され、さらアキシャル内側経路４８には、シールリップ部としての内側シール部５１が設けられている。この内側シール部５１は、第２のラジアル内側経路４９に近い側の領域に形成されている。

図４を用いて内側シール部５１について説明する。図４に示すように、内側シール部５１は、上ケース１７又は下ケース１９の何れか一方、本例では上ケース１７とし、この上ケース１７の部材表面５２に、これと反対側の下ケース１９側に開口形成される潤滑部材埋設溝５３内に埋設される固体潤滑部材５４を有している。該固体潤滑部材５４の対向側の下ケース１９側には、シール部材５５が設けられ、該シール部材５５のリップ部５６の先端を固体潤滑部材５４に接触させている。

固体潤滑部材５４は、超高分子量ポリエチレン樹脂などの樹脂ポリマー、グリースや潤滑油、硬化剤などを含む固体潤滑材が使用される。超高分子量ポリエチレン樹脂としては、平均分子量が１００万〜６００万程度、特に２００万以上であって、かつ上ケース１７、下ケース１９の材質の一例である強化ポリアミド樹脂の融点よりも低く、その融点が１００〜１４０℃程度のものが好適に使用される。そして、潤滑部材埋設溝５３内に固体潤滑材を充填し、室温〜１７０℃の温度で約数分〜２４時間程度放置させて硬化させることによって固体潤滑部材５４が潤滑部材埋設溝５３内に埋設されることとなる。

この潤滑部材埋設溝５３の形態としては、図４に示すように、溝底部５７から立ち上がる溝内側壁５８の幅を、溝開口縁５９まで同一幅寸法となしたものや、図５に示すアリ溝形状のように、溝底部５７から立ち上がる溝内側壁５８の幅を、溝開口縁５９まで漸次幅を狭めたり、図６に示すように、溝底部５７から立ち上がる溝内側壁５８の幅を、溝開口縁５９まで漸次幅を広げるようにする形態を採用することができる。

また、潤滑部材埋設溝５３内に埋設された固体潤滑部材５４における該シール部材５５のリップ部５６の先端が接触する平坦面状の頂面６０は、図４に示すように、潤滑部材埋設溝５３の溝開口縁５９の周囲の部材表面５２と面一状態に形成することができる。また他の実施形態としては、図７に示すように、固体潤滑部材５４の頂面６０と潤滑部材埋設溝５３の溝開口縁５９の周囲の部材表面５２との間に段差６１を設けるように形成できる。具体的には、溝開口縁５９から所定深さに頂面６０が位置するように、溝底部５７及び溝内側壁５８に接触させるように埋設することができる。

シール部材５５は、図４に示すように、固体潤滑部材５４の対向側の下ケース１９側に固定される基部６２と、その基部６２から固体潤滑部材５４側へ屈曲して形成された先端部をなすリップ部５６が形成されている。シール部材５５のリップ部５６は、基部６２側が幅広に、先端側が幅狭く形成されており、先端側が弾性変形しやすく形成されている。

また、リップ部５６は、外部からの外力Ｆによって変形し、外力が加わらない場合の異物が浸入しない状態では、リップ部５６は弾性変形しないで、固体潤滑部材５４との間に隙間が発生しない程度で軽く接触した状態を維持するようにしており、固体潤滑部材５４とリップ部５６の接触による抵抗を最小限に抑えている。また、外力Ｆが加わった場合でも、この外力Ｆに応じて固体潤滑部材５４にリップ部５６が圧接されるも、固体潤滑部材５４から滲み出す潤滑剤の潤滑機能によって、低トルク（接触抵抗の低減）を達成することができる。また、図７に示すように、固体潤滑部材５４の頂面６０と潤滑部材埋設溝５３の溝開口縁５９の周囲の部材表面５２との間に段差６１を設ける場合には、リップ部５６が弾性変形した際に、潤滑部材埋設溝５３の溝内側壁５８にリップ部５６が当接することによって、過剰な変形が規制され、固体潤滑部材５４との接触がなくなることが防止できる。

また、固体潤滑部材５４の頂面６０と潤滑部材埋設溝５３の溝開口縁５９の周囲の部材表面５２との間に段差６１を有し、潤滑部材埋設溝５３の形状が図８に示すように、溝開口縁５９側が幅広に形成されている場合には、シール部材５５がアキシャル内側経路４８中に設けられることと相まって、段差６１を有する潤滑部材埋設溝５３の異物はアキシャル方向下方へ排出されるため、シール機能が損なわれないので望ましい。

シール部材５５は、ゴムによって形成され、例えば、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、アクリルゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム等で形成される。特に、ニトリルゴムは、弾性、耐摩耗性、機械的強度に優れており望ましい。

次に、図３に戻り、転動体配置空間２６よりもラジアル方向外側の外側上部突出部３６、外側下部突出部３７によって形成された外側ケース隙間４６について説明する。外側ケース隙間４６は、転動体配置空間２６からラジアル方向外側に延びる第１のラジアル外側経路６３と、該第１のラジアル外側経路６３の末端から下方に屈曲してアキシャル方向に延びるアキシャル外側経路６４と、該アキシャル外側経路６４の末端から屈曲して転動体配置空間２６からラジアル方向に遠ざかる向きに延びる第２のラジアル外側経路６５とを含んで形成されている。この第２のラジアル外側経路６５のアキシャル方向の下方の末端から下向きに軸受外空間に開放された出口隙間部４４が形成されている。

すなわち、第１のラジアル外側経路６３と第２のラジアル外側経路６５とが、アキシャル方向において異なる位置に形成され、第２のラジアル外側経路６５は、第１のラジアル外側経路６３よりもアキシャル方向において下方に位置する。さらに第２のラジアル外側経路６５の外周端は、外側円筒部３８に覆われて、外周端から下向きに出口隙間部４４が形成されており、第１のラジアル外側経路６３、アキシャル外側経路６４、第２のラジアル外側経路６５とによって外側屈曲経路６６が形成される。このような外側屈曲経路６６が形成されることにより、軸受外空間から転動体配置空間２６への異物の浸入を防ぐことができる。

外側屈曲経路６６のアキシャル外側経路６４には、外側シール部６７が設けられる。この外側シール部６７は、図９に示すように、内側シール部５１と同様な固体潤滑部材５４、シール部材５５などによって構成されている。この例による他の構成部材について、上述の他の実施の形態における構成部材と同様な部材は、図中に同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲で種々の変更を施すことができる。

車両のストラット式サスペンション装置を示す概略斜視図。 本発明に係るストラット用軸受を示す断面図。 ストラット用軸受を示す部分断面図。 ストラット用軸受の内側シール部を示す断面図。 内側シール部の潤滑部材埋設溝の他の例を示す断面図。 内側シール部の潤滑部材埋設溝の他の例を示す断面図。 内側シール部の潤滑部材埋設溝の他の例を示す断面図。 内側シール部の潤滑部材埋設溝の他の例を示す断面図。 ストラット用軸受の外側シール部を示す断面図。 外側シール部の潤滑部材埋設溝の他の例を示す断面図。 外側シール部の潤滑部材埋設溝の他の例を示す断面図。 外側シール部の潤滑部材埋設溝の他の例を示す断面図。 外側シール部の潤滑部材埋設溝の他の例を示す断面図。

符号の説明

３ ストラット軸
４ コイルスプリング
１７ 上ケース
１９ 下ケース
２４ 上側軌道輪
２５ 下側軌道輪
２６ 転動体配置空間
２７ 転動体（玉）
４５ 内側ケース隙間
４６ 外側ケース隙間
４７ 第１のラジアル内側経路
４８ アキシャル内側経路
４９ 第２のラジアル内側経路
５２ 部材表面
５３ 潤滑部材埋設溝
５４ 固体潤滑部材
５５ シール部材
５６ リップ部

Claims (4)

1. 車両のストラット式サスペンション装置に使用されるスラスト軸受であって、
   ストラット軸の上端部に固定される上ケースに保持される環状の上側軌道輪と、
   前記ストラット軸の外側に配置されたコイルスプリング側に接続され、前記ストラット軸回りの回転が許容される形でアキシャル方向の下側から弾性的に支持される下ケースに保持される環状の下側軌道輪と、
   前記上側及び下側軌道輪の間の転動体配置空間に介装される複数の転動体と、を備え、
   前記上側及び下側軌道輪のラジアル方向の内側及び外側であって、前記上ケースと前記下ケースとが対向して形成されるべき、前記転動体配置空間と連通して軸受外部に開放する内側ケース隙間及び外側ケース隙間を有し、
   これら各ケース隙間には、シールリップ部が設けられ、該シールリップ部は、前記上ケース又は下ケースの部材表面に、これと反対側の下ケース側又は上ケース側に開口形成される潤滑部材埋設溝内に埋設される固体潤滑部材を有し、
   該固体潤滑部材の対向側の前記下ケース側又は前記上ケース側には、シール部材が設けられ、該シール部材のリップ部の先端を前記固体潤滑部材に接触させたことを特徴とするストラット用軸受。
2. 前記内側ケース隙間は、前記アキシャル方向の上側での前記転動体配置空間の位置よりも低位に、その開放口を位置させており、該開放口と前記転動体配置空間との間における前記アキシャル方向での中間位置に前記シールリップ部を設けたことを特徴とする請求項１に記載のストラット用軸受。
3. 前記内側ケース隙間は、前記転動体配置空間からラジアル方向の内側に延びる第１のラジアル内側経路と、該第１のラジアル内側経路からアキシャル方向の下側に延びるアキシャル内側経路と、該アキシャル内側経路からラジアル方向の内側に延びる第２のラジアル内側経路からなる内側屈曲経路を有し、該内側屈曲経路の前記アキシャル内側経路に、前記シールリップ部を設けたことを特徴とする請求項２に記載のストラット用軸受。
4. 前記上ケース及び前記下ケースは樹脂製であり、前記固体潤滑部材は、樹脂ポリマーを含む固体潤滑剤からなり、該固体潤滑剤は前記上ケース及び前記下ケースの樹脂よりも低融点であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のストラット用軸受。

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