JP2018084276A - バンプストッパ - Google Patents

Abstract

【課題】座屈し難くできるバンプストッパを提供すること。【解決手段】ウレタンフォーム製の円筒状の本体部は、径方向の内側へ向かって凹み周方向へ延びる第１溝が、外周面に形成される。ウレタンフォームよりも硬いリング部材は、第１溝に装着されて本体部の外周面に固定される。本体部は、軸線方向の全長Ｌ１が６６ｍｍ以上である。本体部の後端からリング部材の後端側の面までの軸線方向の距離Ｌ２を、本体部の先端からリング部材の先端側の面までの軸線方向の距離Ｌ３で除したＬ２／Ｌ３は、３≦Ｌ２／Ｌ３≦４．２を満たす。【選択図】図２

Description

本発明はバンプストッパに関し、特にショックアブソーバのロッドに取り付けられるウレタンフォーム製のバンプストッパに関するものである。

自動車のサスペンションは、車輪から車体への大入力時に衝撃を緩衝するバンプストッパが用いられる。特許文献１には、ショックアブソーバ本体から突出するロッドに用いられるゴム製の円筒状のバンプストッパが開示されている。ゴム製のバンプストッパよりも大きな変形が可能なウレタンフォーム製のバンプストッパも知られている。

特開２００１−１３８７２３号公報

しかしながら、バウンドストロークにおいて反発力を制御する時間を長くするために、ウレタンフォーム製のバンプストッパの軸線方向の全長を長くすると、圧縮変形したときに座屈し易くなるという問題点がある。

本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、座屈し難くできるバンプストッパを提供することを目的としている。

課題を解決するための手段および発明の効果

この目的を達成するために請求項１記載のバンプストッパによれば、ウレタンフォーム製の円筒状の本体部は、ショックアブソーバ本体から突出するロッドが軸線に沿って挿通され、軸線方向の先端にショックアブソーバ本体が当たる。本体部は、径方向の内側へ向かって凹み周方向へ延びる第１溝が、外周面に形成される。ウレタンフォームよりも硬いリング部材が、第１溝に装着されて本体部の外周面に固定される。

本体部は、軸線方向の全長Ｌ１が６６ｍｍ以上である。本体部の後端からリング部材の後端側の第１面までの軸線方向の距離Ｌ２を本体部の先端からリング部材の先端側の第２面までの軸線方向の距離Ｌ３で除したＬ２／Ｌ３は、３≦Ｌ２／Ｌ３≦４．２を満たす。これにより、リング部材によって本体部の圧縮変形を制御できるので、本体部を座屈し難くできる効果がある。

請求項２記載のバンプストッパによれば、第１溝の軸線方向の後端側の壁部は、外径が、リング部材の外径よりも大きいので、壁部によるリング部材の受圧面積を確保できる。その結果、請求項１の効果に加え、さらに本体部を座屈し難くできる効果がある。

請求項３記載のバンプストッパによれば、本体部は、外周面のうち先端から第１溝までの部分に、径方向の内側へ向かって凹み軸線方向へ延びる第２溝が形成されている。本体部の先端から第１溝までの部分の断面積を第２溝の分だけ小さくできるので、リング部材を組み付けるときに本体部をリング部材に挿入し易くできると共に、ショックアブソーバ本体が衝突したときの本体部の先端のばねを軟らかくできる。よって、請求項１又は２の効果に加え、リング部材の組付け時の作業性を向上できると共に、衝撃を緩衝して乗り心地を向上できる効果がある。

本発明の一実施の形態におけるバンプストッパを用いたサスペンションの軸線を含む断面図である。 バンプストッパの軸線を含む断面図である。 軸線方向の先端側から見たバンプストッパの平面図である。

以下、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態におけるバンプストッパ１０を用いたサスペンション１００の軸線Ｏを含む断面図である。なお、図１ではショックアブソーバ１０１の下部の図示が省略されている。

図１に示すようにサスペンション１００は、ショックアブソーバ１０１と、ストラットマウント１０５とを主に備えている。ショックアブソーバ１０１は振動を減衰させる装置であり、流体が封入されたショックアブソーバ本体１０２からロッド１０４が軸線Ｏ方向へ突出する。ショックアブソーバ本体１０２は、上端にパッキン箱１０３が取り付けられている。ロッド１０４は、パッキン箱１０３の内部に取り付けられたパッキンの内周を摺動する。

ストラットマウント１０５は、車輪（図示せず）からの振動や衝撃が車体（図示せず）に直接伝わるのを防ぐためのゴム製の部材であり、内側金具１０６と外側金具１０７との間に介在する。ストラットマウント１０５は、内側金具１０６に加硫接合され、外側金具１０７に嵌め込まれている。内側金具１０６は、ナット（図示せず）によりロッド１０４の上端が固定され、外側金具１０７は、ボルト（図示せず）によりブラケット１０８と共に車体（図示せず）に固定される。固定金具１０９は、ブラケット１０８に固定される金属製の椀状の部材であり、保持部材１１０を固定する。固定金具１０９は、底部の中央にロッド１０４が挿通される穴が形成されている。

保持部材１１０はゴム製の部材であり、固定金具１０９の内側に圧入される盤状の底部１１１と、底部１１１の外縁に設けられる筒状の壁部１１２と、壁部１１２の内周面から内側へ向かって突出する係合部１１３とを備えている。底部１１１は、ロッド１０４が挿通される穴１１４が中央に形成されている。壁部１１２は、円筒状のカバー１１５が一体に形成されている。カバー１１５は、ショックアブソーバ本体１０２の外側まで延びている。

バンプストッパ１０は、保持部材１１０に保持される円筒状のウレタンフォーム製の本体部１１と、本体部１１の外周面に固定されたリング部材４０とを備えている。本体部１１は、ロッド１０４が軸線Ｏに沿って挿通され、軸線Ｏ方向の先端（図１下側の端）にショックアブソーバ本体１０２が衝突する。バンプストッパ１０は、保持部材１１０とショックアブソーバ本体１０２との間に挟まれて軸線Ｏ方向に圧縮されることにより、衝撃を緩衝する。

図２及び図３を参照してバンプストッパ１０について説明する。図２はバンプストッパ１０の軸線Ｏを含む断面図であり、図３は軸線Ｏ方向の先端側から見たバンプストッパ１０の平面図である。

バンプストッパ１０は、本体部１１が、軸線Ｏに沿って後端１２から先端１３へと延びる円筒状に形成されている。本体部１１は、後端１２側が保持部材１１０（図１参照）に保持され、先端１３側がショックアブソーバ本体１０２へ向けて配置される。本体部１１は、外周面１４の後端１２側に径方向の外側へ向けて突出する凸部１５が設けられている。保持部材１１０の底部１１１と係合部１１３との間に凸部１５が入り込むことにより、本体部１１は保持部材１１０に固定される。

本体部１１は、後端１２に、放射状に延びる溝部１６が複数形成されている。溝部１６は、本体部１１が保持部材１１０（図１参照）に固定されたときに溝部１６の端が閉塞されない位置まで延びている。これにより、本体部１１が圧縮されたときに保持部材１１０と後端１２との間が密封されないようにできるので、本体部１１が復元するときに異音が生じないようにできる。

本体部１１は、径方向の内側へ向かって凹み周方向へ延びる環状の第１くびれ部１７、第２くびれ部１８及び第３くびれ部１９が、後端１２から順に、軸線Ｏ方向に間隔をあけて外周面１４に形成されている。本体部１１は、第３くびれ部１９よりも先端１３側の外周面１４に、径方向の内側へ向かって凹み周方向へ延びる環状の第１溝２０が形成されている。第１溝２０は、リング部材４０が装着される部位である。

リング部材４０は、本体部１１を構成するウレタンフォームよりも硬い材質で形成されている。本実施の形態ではリング部材４０は合成樹脂製である。リング部材４０は、本体部１１が圧縮されるときに、本体部１１の先端１３側が径方向の外側へ広がらないように本体部１１を径方向に拘束する。

第１溝２０は、軸線Ｏ方向の後端１２側の第１壁部２１と、軸線Ｏ方向の先端１３側の第２壁部２２とを備えている。第１壁部２１は、第２壁部２２と軸線Ｏ方向に対向する。第１壁部２１は、リング部材４０の軸線Ｏ方向の後端１２側の第１面４１が接する面である。第２壁部２２は、リング部材４０の軸線Ｏ方向の先端１３側の第２面４２が接する面である。

リング部材４０は、第１溝２０の底に内周縁４３が接する。第１溝２０は、第２壁部２２の外径よりも第１壁部２１の外径が大きい。第２壁部２２はリング部材４０の外径よりも外径が小さいので、リング部材４０を本体部１１に先端１３側から第１溝２０に装着し易くできる。また、第１壁部２１はリング部材４０の外径よりも外径が大きいので、第１壁部２１によるリング部材４０の受圧面積を確保できる。よって、バンプストッパ１０が圧縮されたときに荷重を分散して本体部１１を座屈し難くできる。

本体部１１は、先端１３から第１溝２０までの外周面１４に、径方向の内側へ凹み軸線Ｏ方向へ延びる第２溝２３が形成されている。第２溝２３は、軸線Ｏ方向の先端が本体部１１の先端１３に繋がり、軸線Ｏ方向の後端が、第１溝２０よりも先端１３側に位置する。第２溝２３の後端は、第２壁部２２に連絡する傾斜面２４で塞がれている。傾斜面２４は、軸線Ｏ方向の後端１２へ進むにつれて拡径する。第１溝２０よりも先端１３側に傾斜面２４があるので、リング部材４０を本体部１１に先端１３側から第１溝２０に装着し易くできる。

図３に示すように、第２溝２３は本体部１１の先端１３に複数が形成されている。本体部１１の先端１３から第１溝２０までの部分の断面積を第２溝２３の分だけ小さくできるので、リング部材４０を組み付けるときに本体部１１をリング部材４０に挿入し易くできる。また、ショックアブソーバ本体１０２が本体部１１に衝突したときの本体部１１の先端１３のばねを軟らかくできる。よって、リング部材４０の組付け時の作業性を向上できると共に、衝撃を緩衝して乗り心地を向上できる。

図２に戻って説明する。本体部１１は、先端１３の径方向の外側に連絡する傾斜面２５が形成されている。先端１３は、軸線Ｏに対して直交する平面であり、傾斜面２５は、軸線Ｏ方向の後端１２へ進むにつれて拡径する。本体部１１は傾斜面２５があるので、傾斜面２５がない場合に比べて、本体部１１の先端１３側のばねを軟らかくできる。よって、ショックアブソーバ本体１０２が本体部１１に衝突したときの衝撃を緩衝し易くできる。

軸線Ｏを含む断面（図２）において、本体部１１は、軸線Ｏから第２溝２３の底までの距離Ｒ１が、軸線Ｏから第１溝２０の底までの距離Ｒ２よりも大きく設定されている。その結果、本体部１１の先端１３から第１溝２０までの部分の径方向の厚さを確保できるので、第２溝２３が形成された本体部１１の先端１３側の剛性を確保できる。

本体部１１は、第２溝２３の裏側の内周面に第４くびれ部２６が形成されており、第２溝２３と第１溝２０との間の内周面に第５くびれ部２７が形成されている。本体部１１は、第１溝２０と第３くびれ部１９との間の内周面に第６くびれ部２８が形成されており、第２くびれ部１８と第３くびれ部１９との間の内周面に第７くびれ部２９が形成されている。また、本体部１１は、第１くびれ部１７と第２くびれ部１８との間の内周面に第８くびれ部３０が形成されている。これらのくびれ部１７，１８，１９，２６，２７，２８，２９，３０によって、圧縮されるときの本体部１１の形状が設計される。なお、くびれ部の数や深さ、位置や形状はこれに限られるものではなく、適宜設定できる。

本体部１１は、後端１２から先端１３までの軸線Ｏ方向の全長Ｌ１が、６６ｍｍ以上に設定されている。本体部１１の全長Ｌ１が長くなると、バウンドストロークの間、バンプストッパ１０が反発力を制御する時間を長くできる。従って、バウンドストロークのフィーリングを設計し易くできる。

なお、本体部１１の後端１２から先端１３までの軸線Ｏ方向の全長Ｌ１が６６ｍｍ未満のバンプストッパは、本体部１１が軸線Ｏ方向へ圧縮されるときに先端１３側が径方向の外側へ広がり難いので、本体部１１を径方向に拘束するリング部材４０を省略できる。従ってバンプストッパ１０は、本体部１１の全長Ｌ１が６６ｍｍ以上であり、本体部１１の外周面１４にリング部材４０が固定されたものを対象とする。

本体部１１は、後端１２からリング部材４０の後端１２側の第１面４１（第１溝２０の第１壁部２１）までの軸線Ｏ方向の距離Ｌ２を、先端１３からリング部材４０の先端１３側の第２面４２（第１溝２０の第２壁部２２）までの軸線Ｏ方向の距離Ｌ３で除したＬ２／Ｌ３が、３≦Ｌ２／Ｌ３≦４．２を満たす。本体部１１の軸線Ｏ方向のこの範囲にリング部材４０を固定することにより、本体部１１の圧縮変形を制御できるので、本体部１１を座屈し難くできる。

本発明を実施例により説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。

実施の形態で説明したウレタンフォーム製の本体部１１を備えるバンプストッパ１０について、表１に示すように、全長Ｌ１及び距離Ｌ２，Ｌ３の異なるサンプル１〜６を製造した。なお、各サンプルの内径および外径は、外周面および内周面に形成されたくびれ部を含む平均値である。

各サンプルにロッドを挿通し、本体部１１の後端１２側を固定し、先端１３に加圧板で力を加え、全長Ｌ１の２０％の長さになるまで各サンプルを軸線Ｏ方向に圧縮した。各サンプルを同じ回数だけ圧縮し、座屈の有無を目視観察した。座屈しなかったサンプルは「良好：○」、座屈したサンプルは「不可：×」と判断して、その結果を表１に示した。

表１に示すように、全長Ｌ１が６６ｍｍ以上のサンプル１〜６において、３≦Ｌ２／Ｌ３≦４．２を満たすサンプル１〜４は座屈しなかったのに対し、３≦Ｌ２／Ｌ３≦４．２を満たさないサンプル５及び６は座屈した。この実施例によれば、３≦Ｌ２／Ｌ３≦４．２を満たすことにより、本体部１１を座屈し難くできることが明らかである。

以上、実施の形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。例えば、くびれ部の数や深さ、位置や形状は一例であり、適宜設定できる。

上記実施の形態では、合成樹脂製のリング部材４０が本体部１１の外周面１４に固定される場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。リング部材４０は本体部１１の変形を拘束するものなので、金属製のリング部材４０を採用することは当然可能である。

１０ バンプストッパ
１１ 本体部
１４ 外周面
２０ 第１溝
２１ 第１壁部（壁部）
２３ 第２溝
４０ リング部材
４１ 第１面
４２ 第２面
１０１ ショックアブソーバ
１０２ ショックアブソーバ本体
１０３ パッキン箱（ショックアブソーバ本体の一部）
１０４ ロッド
Ｌ１ 全長
Ｌ２，Ｌ３ 距離
Ｏ 軸線

Claims (3)

1. ショックアブソーバ本体から突出するロッドが軸線に沿って挿通され、軸線方向の先端に前記ショックアブソーバ本体が当たる円筒状のウレタンフォーム製の本体部を備えるバンプストッパであって、
   前記本体部は、径方向の内側へ向かって凹み周方向へ延びる第１溝が外周面に形成され、
   前記第１溝に装着されて前記外周面に固定される、前記ウレタンフォームよりも硬いリング部材を備え、
   前記本体部は、軸線方向の全長Ｌ１が６６ｍｍ以上であり、
   前記本体部の後端から前記リング部材の後端側の第１面までの軸線方向の距離Ｌ２を前記本体部の前記先端から前記リング部材の先端側の第２面までの軸線方向の距離Ｌ３で除したＬ２／Ｌ３が、３≦Ｌ２／Ｌ３≦４．２を満たすことを特徴とするバンプストッパ。
2. 前記第１溝の軸線方向の後端側の壁部は、外径が、前記リング部材の外径よりも大きいことを特徴とする請求項１記載のバンプストッパ。
3. 前記本体部は、前記外周面のうち前記先端から前記第１溝までの部分に、径方向の内側へ向かって凹み軸線方向へ延びる第２溝が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のバンプストッパ。

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