JP2014202360A - サスペンションスラストベアリングデバイスおよびそのようなスラストベアリングを備えたサスペンションストラット - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、下部キャップ（６）上に配置された軸方向スラストベアリングを形成した、少なくとも１つの回転ベアリング（７）を含んだサスペンションスラストベアリング（１）に関する。
【解決手段】下部キャップ（６）はスプリング（２）のための環状回転ベアリング部（８ａ）を備えた本体（８）と、その内部にショックアブソーバ衝突停止部（４）が挿入されたボア（８ｅ）と、を含んでいる。軸方向接触面（８ｈ）は管状部（８ｄ）のボア（８ｅ）の下部に形成され、それに対してショックアブソーバ衝突停止部（４）は、変形された場合に、径方向力（Ｆ２）を負荷する。管状部（８ｄ）は軸方向接触面（８ｈ）の高さに配置された補強インサート（１０）を含んでいる。
【選択図】図１

Description

本発明は、特にマクファーソンタイプのサスペンションスラストベアリングの分野に関する。本発明は、ショックアブソーバとそのようなサスペンションスラストベアリングとを具備した自動車用サスペンションストラットにも関する。

一般的な規則として、自動車用サスペンションシステムは、車軸と自動車用ホイールとを支持したサスペンションストラットを具備している。サスペンションスラストベアリングは、自動車のボディに取り付けられたサスペンションスプリングと上部支持ブロックとの間において、サスペンションストラットの上部に配置され、ホイールおよび地面と対向している。サスペンションスラストベアリングは少なくとも１つの回転ベアリングを含んでいる。スプリングはショックアブソーバピストンロッドの周囲に配置され、その端部は自動車のボディに取り付けられ得る。

したがって、サスペンションスラストベアリングは、回転において移動可能な、スプリングの回転ベアリングカップと、ボディに取り付けられた固定サポートブロックと、の間の相対的な角度移動を可能にしており、同時に自動車のスプリングとボディとの間の軸方向力を伝達することが可能である。この相対的な角度移動は、操舵輪の回転および／またはサスペンションスプリングの圧縮によって生じ得る。

例えばゴムまたはエラストマ製のショックアブソーバ衝突停止部は、一般的にはショックアブソーバのピストンロッドの周囲に組み付けられており、下部キャップのボア内に挿入され、サスペンションスラストベアリングの軸方向下側に固定されている。

サスペンションストラットに衝撃が加わった場合、ピストンロッドおよびショックアブソーバ衝突停止部は軸方向に圧縮され、サスペンションスラストベアリングに６０ｋＮを超え得る力を負荷する。特に、ショックアブソーバ衝突停止部はサスペンションスラストベアリングに対して軸方向力を伝達し、径方向に変形する。次いで、ショックアブソーバ衝突停止部の径方向のこの変形は、ショックアブソーバ衝突停止部がその内部に挿入された下部キャップに径方向力を負荷し、この力は衝突停止部の下部キャップとの接触領域を、それが破壊するところにまで弱らせ得る。

本発明はより顕著に、新規のサスペンションスラストベアリングの提案に取り組むこと目的としており、このベアリングは生産および組み立てにおいて単純且つ経済的であり、同時にショックアブソーバ衝突停止部の伝達された衝撃に対する高い対抗性を保障している。

この目的のために、本発明は、下部キャップ上に配置された軸方向スラストベアリングを形成した、少なくとも１つの回転ベアリング含んだサスペンションスラストベアリングに関連している。下部キャップはスプリングのための環状回転ベアリング部を備えた本体を含み、管状部はボアを含み、ボア内にはショックアブソーバ衝突停止部が挿入されている。

本発明によれば、軸方向接触面は管状部のボアの下部に形成され、この面に対してショックアブソーバ衝突停止部は、変形された場合に、径方向力を負荷する。管状部はこの軸方向接触面の高さに配置された補強インサートを含んでいる。

本発明のおかげで、経済的な、頑丈な、ならびに通常使用において負荷された力およびショックアブソーバ衝突停止部によって管状部に伝達された衝撃に起因した力を完全に支持しすることが可能な下部キャップが設けられたサスペンションスラストベアリングが提供されている。

本発明は、完全な金属製の下部キャップのような高価な技術または材料に頼ることを回避しており、そのような下部キャップは、薄い金属シートからプレス成型され、頻繁に複雑な形状とされた回転ベアリングレースと、通常は下側レースの変形および劣化を回避するために、キャップが注意深く設計されなければならない回転ベアリングの係合部と、を中心合わせすることに、それ自身十分に役立たない。金属製下部キャップは、例えば電気泳動によってキャップに防食処理を行う必要があるために、追加のコストも発生する。

さらに、本発明によるサスペンションスラストベアリングは、サスペンションにより大きいまたはより小さい径方向力を発生する、異なったタイプの自動車に適用するように適しており、これによってスラストベアリングのような製品のコストを大きく減少することを可能にしている。スラストベアリングは、その構成部品の大部分が一製造作業において一部品として形成されており、インサートの存在のみが、衝撃を受けた場合に負荷される非常に大きい力に対して適用されるために特殊である。

本発明の有利な、しかしながら必須の態様によれば、そのような回転ベアリングデバイスは、任意の技術的に許容された組み合わせにおいて、１つ以上の以下の特徴を組み合わせ得る。
− サスペンションスラストベアリングは、上側レース、下側レース、および回転部材が挿入された、２つのレースの間の回転ベアリングチャンバを具備した、少なくとも１つの回転ベアリングを含んでいる。
− 回転部材はボールである。
− 回転部材はケージによって周方向に離間されて保持されている。
− サスペンションスラストベアリングの少なくとも１つの回転ベアリングの２つのレースのうちの少なくとも１つは、略一定の厚さを有するプレスされた金属シートから成る。
− サスペンションスラストベアリングは回転ベアリングと直接接触した上部キャップを含み、この上部キャップは自動車のシャーシに接続された支持ブロックに組み付けられ且つ固定されている。
− 上部キャップは合成材料の本体を含んでいる。
− 上部キャップは回転ベアリングの上側レースの形状と適合する形状を備えている。
− 下部キャップはプラスチック合成材料から形成されている。
− 下部キャップの環状部は上側においてベアリングを直接支持している。
− 下部キャップの環状部は、回転ベアリングを支持した金属製の環状支持部を含んでいる。
− 下部キャップの環状部は、回転ベアリングの下側レースの形状に適合した形状を備えている。
− サスペンションスラストベアリングは上部キャップと下部キャップとの間に軸方向保持手段を含み、回転ベアリングを備えた単一のアセンブリを構成している。
− 上部キャップと下部キャップとの間の軸方向保持手段は、下部キャップの環状リブと干渉するフックをその端部に含んだ上部キャップの軸方向スカート内に存在している。
− 下部キャップの管状部は、サスペンションスラストベアリングの内側に向かって向けられた環状ビードをそのボア内に含み、このビードはショックアブソーバ衝突停止部の上側環状リブと協働し且つ干渉して、スラストベアリングの下部キャップ内における衝突停止部の軸方向保持を可能にしている。
− インサートは下部キャップの本体を構成した材料の硬さよりも硬い硬さ有する材料、例えば金属から形成されている。
− 補強インサートは下部キャップの下部に、例えばインサート周囲にキャップをモールド成型することによって埋設されている。
− 下部キャップの管状部の補強インサートは、少なくとも１つの軸部を含んでいる。
− 下部キャップの管状部の補強インサートは、スラストベアリングの内側の第１軸部およびスラストベアリングの外側の第２軸部を含み、２つの軸部は径部によって相互接続されている。そのような形状は、バネ特性がインサートに与えられることを可能にし、これによってショックアブソーバ衝突停止部から衝撃を受けた場合にキャップを補強し、同時に変形を緩和し、力が負荷された後の初期形状への復元を容易にしている。
− 補強インサートの２つの軸部を接続した径部はスラストベアリングの下側に配置され、インサートに全体的にＵ字形状を与えている。
− 環状ビードは、ショックアブソーバ衝突停止部によって力が負荷された場合に、その補強を可能にした補強インサートを含んでいる。
− サスペンションの内側に配置されたインサートの第１軸部は、基本的にスラストベアリングの内側に向かうように向けられた径部を含んでいる。この径部は環状ビード内に配置されている。

本発明は、前述のようなサスペンションスラストベアリングを備えたサスペンションストラットにも関する。

添付図を参照するとともに例示のみによって与えられた、本発明によるサスペンションスラストベアリングの特別な一実施形態の以下の記載の記載を踏まえて、本発明はより良く理解され、本発明の他の利点はより明確になるだろう。

スラストベアリングの軸方向断面を示した図である。

中心軸Ｘ１を伴ったサスペンションスラストベアリング１は、コイルスプリング２と自動車のシャーシに接続された支持ブロック（図示略）との間に組み付けられている。

これ以降、空間におけるスラストベアリング１の配置を容易にするために、地面および自動車のホイールが配置された下側Ｃｉと、下側Ｃｉと反対側の上側Ｃｓと、の定義が設けられる。主軸Ｘ１に対応した内側Ｃｃと、スラストベアリング１を通った軸Ｘ１と反対側の外側Ｃｅと、の定義も設けられる。

さらに、この実施形態およびこの後の実施形態のために、形容詞「軸方向の」および「径方向の」、ならびに副詞「軸方向に」は、スラストベアリング１の中心軸Ｘ１に対して定義されている。したがって、軸部または軸部分は軸Ｘ１に平行であり、一方で径部分または径部は軸およびその周囲に対して直交している。表面が軸Ｘ１に直交して広がっている場合、表面は径方向として参照され、表面がその軸の法線に直交して広がっている場合、表面は軸方向として参照される。例えば、径部分がスラストベアリング１の内側Ｃｃに向かうように、したがって軸Ｘ１に向かうように配向された内面を備え、径方向外面は軸から離れるように、スラストベアリング１の外側Ｃｅに向かうように配向されている。

サスペンションスラストベアリング１は、軸Ｘ３に沿った円筒形状の細長いショックアブソーバロッド３の周りに配置されている。軸Ｘ３は、サスペンションスラストベアリング１が図１に示されたように荷重を受けていない場合、軸Ｘ１と同軸である。ショックアブソーバロッド３は、図示されていないピストン本体内において、軸Ｘ３に沿ってスライドする。

例えば、ゴムまたはエラストマ製のショックアブソーバ衝突停止部４は、サスペンションスラストベアリング１の下のロッド３の周囲に組み付けられている。

ショックアブソーバ衝突停止部４はリブ４ａを備えた環状の形状を有し、リブ４ａも環状であり、サスペンションスラストベアリング１と接触した衝突停止部４の上側Ｃｓから外側Ｃｅに向かって延びている。

サスペンションスラストベアリング１は上部キャップ５、下部キャップ６、および単一の回転ベアリング７を含んでいる。これら３つの構成部品は、サスペンションスラストベアリング１が荷重を受けていない場合に、軸Ｘ１およびＸ３と一致した中心軸Ｘ５に関して全体的に円形である。

上部キャップ５は、随意的にガラス繊維強化された例えばポリイミドのような、プラスチック合成材料から形成された一部品から成る。上部キャップ５は上側径部５ａ、サスペンションスラストベアリング１の下側Ｃｉに向かって延びた比較的小径の内側環状スカート５ｂ、およびサスペンションスラストベアリング１の下側Ｃｉに向かって延びた比較的大径の外側環状スカート５ｃを備えている。環状スカート５ｂは、その内部にロッド３が組み付けられたボア５ｆを形成している。環状スカート５ｃはフック５ｄを含み、このフックは周方向に連続または不連続とされ、サスペンションスラストベアリング１の内側Ｃｃに向かうようにむけられた軸方向突起の形状とされ得る。上部キャップ５は上部カップの軸方向面および／または径方向面と接触するように維持されている。

回転ベアリング７はプレス成型された金属シートの上側レース７ａ、同様にプレス成型された金属シートの下側レース７ｂ、ここではボールである回転部材の列７ｃ、および回転部材７ｃの間の周方向の一定の間隔を維持するためのケージ７ｄを含んでいる。回転部材は上側レース７ａおよび下側レース７ｂによって形成された軌道の間に配置されている。上側レース７ａはドーナツ状部分７ａ’を含み、この部分は上部キャップ５の上側径部５ａの下側Ｃｉの面に形成されたドーナツ状面５ｅと接触し、且つその面の形状適合する形状を備えている。上側レース７ａはドーナツ状部分７ａ’と一直線となった径部７ａ”も含み、この径部は内側Ｃｃに向かって延び、上部キャップ５の上側径部５ａの下側Ｃｉの面と接触し、且つその面の形状と適合する形状を備えている。下側リング７ｂもドーナツ状部分７ｂ’を含み、その上部は回転部材７ｃのための軌道と、外側Ｃｅに向かって延びた径部７ｂ”と、を形成している。回転ベアリング７は、全体的に上部キャップ５の環状スカート５ｂと５ｃとの間に配置されている。回転ベアリング７はサスペンションスラストベアリング１内に１つのみであり、スラストベアリング１内の力および摩擦を制限するめに、斜めに接触している。図１の実施例においては、斜め接触は、スラストベアリングの内側Ｃｃに向かって、軸Ｘ５に対して４５°傾斜した軸に沿って向けられている。

下部キャップ６は、例えば上部キャップ５の材料と同じくプラスチック合成材料から形成された本体８を含み、比較的厚い鋼製カップの形状の金属サポート９はサスペンションスラストベアリング１の構成部品の位置を保障し、且つ十分な剛性を保持している。

金属サポート９は、その内部にロッド３が組み付けられたボア９ｂを含んだ径方向環状ベース９ａを含んでいる。このボア９ｂはロッド３の円筒外側面の直径よりもわずかに大きい開口部直径を備え、ロッド３をサスペンションスラストベアリング１内において軸方向および径方向にガイドしている。ショックアブソーバ衝突停止部のリブ４ａの上面４ｂは、環状ベース９ａの下面９ｃと径方向接触している。環状ベース９ａは軸部９ｄによってサスペンションスラストベアリング１の上側Ｃｓに向かって延ばされており、２つの部分９ａおよび９ｂはここではドーナツ形状の部分によって接続されている。軸部９ｄは径部９ｅによってサスペンションスラストベアリング１の外側Ｃｅに向かって延ばされており、径部は回転ベアリング７の下側レース７ｂのための支持を提供している。この径部９ｅは外側Ｃｅに向けられた径部９ｇによって延ばされたドーナツ状部分９ｆを含み、下側レース７ｂのドーナツ状部分７’径部７ｂ”と接触し、且つその形状に適合する形状を備えている。さらに、径部９ｇは上部キャップ５のフック５ｄと協働した金属サポート９の外側端部を形成し、サポート９上において金属キャップ５の軸方向保持を保障しており、これらの間において回転ベアリング７がクランプされ且つスラストベアリング１がシールされている。

下部キャップ６の本体８は金属サポート９の軸部９ｄおよび径部９ｅ上にモールド成型され、これによって本体をサポート９に固定し、上部キャップ５へと延びている。本体は環状部８ａおよび下側面８ｂを含み、この下側面はスプリング２の上端の巻きと接触しており、わずかに円錐台となった面８ｃが続いた丸まった面によって内側Ｃｃに向かって延びており、本体８のスプリングとの良好な中心合わせを保障している。この円錐台面８ｃは、本体８の管状部８ｄの外側面に一致している。管状部８ｄはボア８ｅを形成し、その内部にロッド３とショックアブソーバ衝突停止部４とが係合される。ボア８ｅは環状ビード８ｆを含んでいる。衝突停止部４のリブ４ａはサポート９の下面９ｃと本体８のビード８ｆとの間に挿入され、サスペンションスラストベアリング１内における衝突停止部４の軸方向保持を保障している。通常動作モードにおいては、衝突停止部４の外側軸方向面４ｃは本体８のボア８ｅの内側軸方向面８ｇと接触し、サスペンションスラストベアリング１内において衝突停止部４の径方向保持を保障している。自動車のサスペンションシステムに衝撃が加わった場合、ショックアブソーバ衝突停止部４は軸方向の圧縮および径方向の膨張によって変形され、次いでその外側面４ｃはビード８ｆの下のボア８ｅ内に配置された軸方向接触面８ｈと接触する。

下部キャップ６の本体８は、本体８の合成材料内に全体的に埋設された金属インサート１０も含んでいる。インサート１０は第１軸部１０ａ、第２軸部１０ｃ、および２つの軸部１０ａおよび１０ｃに接続された径部１０ｂを含んでいる。第１軸部１０ａは、本体８のボア８ｅ内の軸方向接触面８ｈの高さ且つ本体８の内側Ｃｃの境界近傍に配置されている。第２軸部１０ｃは、本体８内の軸部１０ａとほぼ同じ高さであるが、本体８の外側Ｃｅの境界近傍に配置されている。径部１０ｂは２つの軸部１０ａおよび１０ｃの下側Ｃｉの端部を接続している。軸部１０ａは上側Ｃｓのその端部において、サスペンションスラストベアリング１の内側Ｃｃに向かって向けられた径部１０ｄを含み、この径部１０ｄはビード８ｆの内側にある。径部１０ｄは、特にスラストベアリング１の下側Ｃｉに向かって負荷された力によって引っ張られる任意の傾向における場合の、衝突停止部４のリブ４ａの軸方向保持のためにビード８ｆの十分な剛性を保障している。

そのようなスラストベアリング１の動作は、その特徴の説明に次いで記載されている。自動車のサスペンションシステムへの衝撃があった場合、ショックアブソーバロッド３は、その内部にロッド３が組み付けられたピストン本体内においてスライドし、スプリング２は軸方向に圧縮され、本体８の下側面８ｂに力を負荷し、ショックアブソーバ本体４はサスペンションスラストベアリング１に力を負荷する。一方で、ショックアブソーバ衝突停止部の上面４ｂは金属サポート９の下面９ｃに軸方向力Ｆ１を負荷する。サスペンションスラストベアリング１は、それ自身が自動車のシャーシに締結されたサポートブロックに固定的に締結されており、ショックアブソーバ衝突停止部４は下面９ｃに対する軸方向移動において固定されている。ショックアブソーバ衝突停止部４は、例えばゴムまたはエラストマのような弾性材料から形成されており、軸方向力Ｆ１によって軸方向に圧縮される。衝突停止部４の上部にある場合、リブ４ａは非常に顕著な変形のみを受ける。それとは逆に、衝突停止部４の下部は非常に大きい変形を受け、回転ベアリングの外側の方向において径方向に膨張する。次いで、衝突停止部の外側軸方向面４ｃはビード８ｆの下のボア８ｅ内に配置された軸方向接触面８ｈと接触状態になる。次いで、衝突停止部４は本体８の面８ｈに大きい径方向力Ｆ２を負荷する。インサート１０および特に第１軸部１０ａはこの力Ｆ２を本体８の内部に伝達することが可能であり、衝突停止部４の変形部と接触した高さにおいて、本体８の管状部８ｄの下部の材料の任意の変形を支持することが可能である。軸部１０ａは、負荷された力Ｆ２によって、回転ベアリングの外側Ｃｅに向かって径方向に変形され得る。軸部１０ａから径方向に延びてインサートにＵ字形状を与える径部１０ｂおよび軸部１０ｃは、軸部１０ａの径方向の変形を制御し、インサート１０に弾性の特性を与えることが可能であり、インサート１０は、衝撃が過ぎ去って力Ｆ２がもはやかからなくなった場合に、その原形に戻ることを可能にしている。

本発明は、その下端においてショックアブソーバロッド３およびスプリング２を含み且つその上端によって自動車のシャーシに固定的に締結された、前述のサスペンションスラストベアリング１を含んだサスペンションストラットにも関する。

１ ・・・サスペンションスラストベアリング
２ ・・・コイルスプリング
３ ・・・ショックアブソーバロッド
４ ・・・ショックアブソーバ衝突停止部
５ ・・・上部キャップ
５ａ ・・・上側径部
５ｂ ・・・内側環状スカート
５ｃ ・・・外側環状スカート
６ ・・・下部キャップ
７ ・・・回転ベアリング
７ａ ・・・上側レース
７ｂ ・・・下側レース
７ｃ ・・・回転部材
７ｄ ・・・ケージ
８ ・・・本体
９ ・・・金属サポート
１０ ・・・金属インサート

Claims (8)

1. 下部キャップ（６）上に配置された軸方向スラストベアリングを形成した少なくとも１つの回転ベアリング（７）を含んだサスペンションスラストベアリング（１）であって、前記下部キャップ（６）は、
   −スプリング（２）のための環状回転ベアリング部（８ａ）と、
   −ボア（８ｅ）を含んだ管状部（８ｄ）であって、前記ボア内にショックアブソーバ衝突停止部（４）が挿入された管状部（８ｄ）と、
   −該管状部（８ｄ）のボア（８ｅ）の下部に形成された軸方向接触面（８ｈ）であって、前記ショックアブソーバ衝突停止部（４）が変形された場合に、前記ショックアブソーバ衝突停止部（４）は前記軸方向接触面に対して径方向力（Ｆ２）を負荷し、前記管状部（８ｄ）はこの軸方向接触面（８ｈ）の高さに配置された補強インサート（１０）を含んだ軸方向接触面（８ｈ）と、を備えた本体（８）を含んだサスペンションスラストベアリング（１）において、
   前記補強インサート（１０）は、
   −前記スラストベアリング（１）の内側（Ｃｃ）の第１軸部（１０ａ）と、
   −前記スラストベアリング（１）の外側（Ｃｅ）の第２軸部（１０ｃ）と、を含み、
   ２つの前記軸部（１０ａ，１０ｃ）は径部（１０ｂ）によって相互接続されていることを特徴とするサスペンションスラストベアリング（１）。
2. 前記金属補強インサート（１０）は、前記下部キャップ（８）の管状部（８ｄ）内に埋設されていることを特徴とする請求項１に記載のサスペンションスラストベアリング（１）。
3. 前記補強インサート（１０）の２つの軸部（１０ａ，１０ｃ）を接続した前記径部（１０ｂ）は前記スラストベアリング（１）の下側（Ｃｉ）に配置され、前記インサート（１０）に全体的にＵ字形状を与えていることを特徴とする請求項１または２に記載のサスペンションスラストベアリング（１）。
4. 前記下部キャップ（８）の管状部（８ｄ）は、そのボア（８ｅ）内に、前記サスペンションスラストベアリング（１）の内側（Ｃｃ）に向かうように向けられた環状ビード（８ｆ）を含み、該ビード（８ｆ）は前記ショックアブソーバ衝突停止部（４）の環状リブ（４ｂ）と協働し且つ干渉することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のサスペンションスラストベアリング（１）。
5. 前記環状ビード（８ｆ）は、前記ショックアブソーバ衝突停止部（４）によって力が負荷された場合に、補強が可能な補強インサート（１０ｄ）を含んでいることを特徴とする請求項４に記載のサスペンションスラストベアリング（１）。
6. 前記インサート（１０）は軸部（１０ａ）を含み、該軸部（１０ａ）は前記サスペンションスラストベアリング（１）の内側（Ｃｃ）に向かうように基本的に向けられ且つ前記環状ビード（８ｆ）内に配置された径部（１０ｄ）を含んでいることを特徴とする請求項５に記載のサスペンションスラストベアリング（１）。
7. 前記回転ベアリング（７）と直接接触した上部キャップ（５）と、該上部キャップ（５）と前記下部キャップ（６）との間の保持手段（５ｄ）と、をさらに含んでいることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のサスペンションスラストベアリング（１）。
8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載のサスペンションスラストベアリング（１）が装着されたサスペンションストラット。