JP2018132082A - 重ね板ばね用サイレンサおよび重ね板ばね - Google Patents

Abstract

【課題】耐久性の低下を防止しつつ、重ね板ばねの撓みに伴い発生する異音をより効果的に低減することができる重ね板ばね用のサイレンサを提供する。【解決手段】重ね板ばね用サイレンサ１は、重ね板ばね６を構成する複数の板ばね６０ａ〜６０ｃのうち、重なり方向に隣り合う板ばね６０ａ〜６０ｃ間に配置される。重ね板ばね用サイレンサ１は、ショアＤ５０以下、摩擦係数０．５以下の熱可塑性エラストマーからなる樹脂素材で構成されている。この樹脂素材には、必要に応じて、シリコン系潤滑剤、あるいは、フッ素系潤滑剤、または、脂肪酸、金属石けん、リン酸塩および潤滑油が添加される。【選択図】図１

Description

本発明は、車両用の重ね板ばねに関し、特に、この種の重ね板ばねに用いられる異音防止のためのサイレンサに関する。

車体と車軸とを繋ぐサスペンションとして、重ね板ばね（リーフ式サスペンション）が知られている。図２（Ａ）に示すように、重ね板ばね６は、複数の板ばね６０ａ〜６０ｃ（以下、単に板ばね６０とも称する）が重ねられ、両端部６２ａ、６２ｂにおいてクリップ６３ａ、６３ｂで束ねられて構成されている。重ね板ばね６の中央部６１は、Ｕボルト６５により前輪あるいは後輪の車軸（アクスル）９に取り付けられる。

複数の板ばね６０のうち、最も長い板ばね６０ａは、親ばねと呼ばれている。親ばね６０ａの両端部６２ａ、６２ｂがカールし、これにより軸挿入部６４ａ、６４ｂが形成されている。一方の軸挿入部６４ａには、ピボット（固定軸）７１を摺動可能に保持するブッシュ７２が収容されている。このピボット７１は、ブラケット７を介して、図示していない車体に固定される。また、他方の軸挿入部６４ｂには、車体に連結されたシャックル８の軸８１を摺動可能に保持するブッシュ８２が収容される。これにより、重ね板ばね６の一方の端部６２ａはピボット７１で車体に固定され、重ね板ばね６の他方の端部６２ｂはシャックル８により車体に連結される。

このような構成により、重ね板ばね６は、車軸９を路面に押さえ付けて、図示していない車輪のグリップ力を高めることにより、車両の走行を安定させるとともに、車両の走行中に路面の凹凸から受ける振動が車軸９を介して車体に伝わるのを防止する。

ところで、車軸９が上下に移動すると、重ね板ばね６は、中央部６１が上下に移動してアーチ状に撓む。これにより、両端部６２ａ、６２ｂにおいて重なり方向に隣り合う板ばね６０が相対的に滑り合い、金属同士が擦れ合う際の異音が発生する。このため、図２（Ａ）に示すように、両端部６２ａ、６２ｂにおいて重なり方向に隣り合う板ばね６０の間に、ゴム製のサイレンサ５を介在させることにより、金属同士が擦れ合う際の異音を防止している。

例えば、特許文献１には、重なり方向に隣り合う板ばね間に配置される板状基部と、板状基部の一面から突出して板ばねに設けられた取付孔に圧入保持される円柱状の取付軸部とを備えた、ゴム成形品よりなるサイレンサが開示されている。このサイレンサにおいて、取付軸部の根本部分には、板状基部と取付軸部との両方に跨るようにして補強金具が埋設されている。また、取付軸部の外周面には、径方向外側へ突出して軸方向に延びる複数の山部と、径方向内側に凹んで軸方向に延びる複数の谷部とが、周方向において交互に配設されている。このような構成にすることにより、サイレンサの素材としてゴムを用いつつも、充分な耐久性と良好な組み付け性を確保している。

特開２００７−２４７７５４号公報

ところで、ゴム製のサイレンサ５は、重ね板ばね６の撓みに伴い、このサイレンサ５を介して重なり方向に隣り合う板ばね６０間で相対的な滑り合いが生じた場合に、このゴム製のサイレンサ５の容易に弾性変形する性質を利用することにより、このサイレンサ５とこのサイレンサ５に接触する板ばね６０とが摺動するのを抑制して、異音の発生を防止すると共に、摺動による摩耗を防止して耐久性を向上させている。

しかし、サイレンサ５を介して重なり方向に隣り合う板ばね６０間に、ゴムの弾性変形領域を超えるような比較的大きな相対的な滑りが発生した場合は、このゴム製のサイレンサ５とこのサイレンサ５に接触する板ばね６０とが摺動することになる。ゴム素材は一般に摺動特性が良好ではないため、ゴム製のサイレンサ５と板ばね６０とが摺動した場合には、スティックスリップ等による異音発生の可能性が高くなる。また、摺動によりゴムが摩耗・劣化し、サイレンサ５の耐久性の低下につながる。

なお、サイレンサ５にポリエチレン樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂等の摺動特性のよい熱可塑性合成樹脂を用いることにより、サイレンサ５と板ばね６０とが摺動した際の異音を低減することが可能である。しかし、熱可塑性合成樹脂を用いることにより、サイレンサ５の剛性が高くなり、重ね板ばね６の僅かな撓みでも、サイレンサ５とこのサイレンサ５に接触する板ばね６０とが摺動することとなる。つまり、ゴムを用いた場合に比べて、サイレンサ５と板ばね６０とが摺動する頻度が増加し、異音発生の頻度が高くなる。また、摺動の際には摩擦を伴うので、耐久性も低下する。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、耐久性の低下を防止しつつ、重ね板ばねの撓みに伴い発生する異音をより効果的に低減することができる重ね板ばね用サイレンサを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の重ね板ばね用サイレンサは、素材として、ショアＤ（硬度）５０以下、摩擦係数０．５以下の熱可塑性エラストマーを用いた。ここで、ショアＤ５０以下は、熱可塑性樹脂成分からなるハードセグメントとゴム成分からなるソフトセグメントとの配合比を調整することにより実現した。また、摩擦係数０．５以下は、必要に応じて、素材に、シリコン系潤滑剤、あるいは、フッ素系潤滑剤、または、脂肪酸、金属石けん、リン酸塩および潤滑油を添加することにより実現した。

本発明では、重ね板ばね用サイレンサの素材としてショアＤ５０以下の熱可塑性エラストマーを用いているため、重なり方向に隣り合う板ばね間の相対的な滑りに対して容易に弾性変形することにより、板ばねと重ね板ばね用サイレンサとの摺動自体を抑制することができる。これにより、異音の発生を減らすとともに、摩擦の発生を減らして耐久性の低下を防止することができる。

また、本発明では、重ね板ばね用サイレンサの素材として摩擦係数０．５以下の熱可塑性エラストマーを用いているため、重なり方向に隣り合う板ばね間の相対的な滑りに対して、重ね板ばね用サイレンサがこのサイレンサに接触する板ばねと摺動する際に、スティックスリップ等による異音の発生を防止することができる。

このように、本発明によれば、耐久性の低下を抑制しつつ、重ね板ばねの撓みに伴い発生する異音をより効果的に低減することができる。

図１（Ａ）は、本発明の一実施の形態に係る重ね板ばね用サイレンサ１の正面図であり、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）に示す重ね板ばね用サイレンサ１のＡ−Ａ断面図である。 図２（Ａ）は、重ね板ばね６の概略構成を説明するための図であり、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）のＡ部拡大図である。

以下に、本発明の一実施の形態について、図面を参照して説明する。

図１（Ａ）は、本実施の形態に係る重ね板ばね用サイレンサ１の正面図であり、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）に示す重ね板ばね用サイレンサ１のＡ−Ａ断面図である。

本実施の形態に係る重ね板ばね用サイレンサ１は、上述した従来のサイレンサ５と同様、重ね板ばね６の両端部６２ａ、６２ｂにおいて重なり方向に隣り合う板ばね６０が相対的に滑り合うことによる異音の発生を防止するためのものであり、重ね板ばね６の両端部６２ａ、６２ｂにおいて重なり方向に隣り合う板ばね６０の間のそれぞれに配置される（図２（Ａ）参照）。

図１（Ａ）および図１（Ｂ）に示すように、本実施の形態に係る重ね板ばね用サイレンサ１は、円板状のサイレンサ本体１１と、サイレンサ本体１１の一方の面（上面）１２側の中央部に一体的に形成された嵌合部１４と、を備えている。

サイレンサ本体１１は、重ね板ばね６の搭載車両に関して、重ね板ばね用サイレンサ１の配置位置において想定される、重ね板ばね６の撓みによる重なり方向に隣り合う板ばね６０間の隙間の最大値より大きな厚さとなるように形成されている。すなわち、Ａ−Ａ断面において、サイレンサ本体１１の厚さｄが、サイレンサ本体１１の両端部１７ａ、１７ｂの配置位置における重なり方向に隣り合う板ばね６０間の隙間ｔ１、ｔ２の最大値より大きくなるように形成されている（図２（Ｂ）参照）。

サイレンサ本体１１の上面１２の縁周りには、重ね板ばね用サイレンサ１の成型時における離型性を改善し、固定型への貼り付きを防止するためのフランジ１３が、サイレンサ本体１１の側面１８から張り出すように形成されている。

嵌合部１４は、楕円柱状をしており、板ばね６０ｂ、６０ｃの上面６７ｂ、６７ｃに形成された図示していない長穴もしくは溝と嵌合する。

このような重ね板ばね用サイレンサ１の素材には、ポリエチレン樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂等の熱可塑性合成樹脂に比べて柔らかく、かつ天然ゴム、合成ゴム等のゴム素材に比べて滑り易い、ショアＤ（硬度）５０以下、摩擦係数０．５以下の熱可塑性エラストマーが用いられる。

ここで、ショアＤは、熱可塑性樹脂成分からなるハードセグメントとゴム成分からなるソフトセグメントとの配合比を調整することにより変更可能である。また、摩擦係数は、素材に潤滑剤を添加することにより変更可能である。本実施の形態では、ポリエステル系エラストマーのハードセグメントとソフトセグメントとの配合比を調整するとともに、このポリエステル系エラストマーに、シリコン系潤滑剤、あるいは、フッ素系潤滑剤を添加することにより、または、脂肪酸、金属石けん、リン酸塩および潤滑油を配合することにより、ショアＤ５０以下、摩擦係数０．５以下を実現している。

本発明者は、素材としてポリエステル系エラストマーを用い、ポリエステル系エラストマーのハードセグメントとソフトセグメントとの配合比、およびポリエステル系エラストマーに添加する潤滑剤およびその添加量を変えることにより、様々なショアＤおよび摩擦係数の重ね板ばね用サイレンサ１の試験片を作製した。そして、金属板上に配置された試験片に、先端部が球面加工された金属製の相手材（幅１０ｍｍ）の先端部を押し当てて、試験片に荷重を加えながら、相手材を平面往復運動させる摩擦試験を、それぞれの試験片に対して表１に示す試験条件で実施し、そのときの異音および摩耗状態を確認した。

摩擦試験の結果、ショアＤを５０以下にすることにより、気にならなく程度に異音の発生を抑制できることが分かった。また、厚さ３ｍｍに対して摩耗量が２．５ｍｍ以下となり、重ね板ばね用サイレンサ１として十分な耐久性が得られることが分かった。これは、相手材の移動に対して試験片が弾性変形することにより、試験片と相手材との摺動自体が抑制され、摺動に起因する異音および摩擦の発生を抑制できたためと考えられる。ただし、ショアＤが２５より小さいと、軟らか過ぎて摺動時に容易に摩耗し、耐久性に劣る。

また、摩擦係数を０．５以下にすることにより、大きな異音を防止できることが分かった。これは、試験片にショアＤ５０以下の柔らかい素材を用いつつも、相手材に対してある程度滑り易くすることにより、試験片の弾性変形領域を超えた後に発生する試験片および相手材間の摺動の滑り始めが滑らかになり、スティックスリップ等による異音を防止できたためと考えられる。ただし、摩擦係数が０．３より小さい場合、試験片の弾性変形量が小さいうちに、試験片および相手材間に摺動が発生してしまい、摺動に起因する異音および摩擦の発生を抑制することができなかった。

以上、本発明の一実施の形態を説明した。

本実施の形態では、重ね板ばね用サイレンサ１の素材としてショアＤ５０以下の熱可塑性エラストマーを用いているので、重なり方向に隣り合う板ばね６０間の相対的な滑りに対して容易に弾性変形することができる。このため、板ばね６０と重ね板ばね用サイレンサ１との摺動自体を抑制することができるので、異音の発生を抑制するとともに、摩擦の発生を減らして耐久性の低下を抑制することができる。

また、本実施の形態では、重ね板ばね用サイレンサ１の素材として摩擦係数０．５以下の熱可塑性エラストマーを用いているので、重なり方向に隣り合う板ばね６０間の相対的な滑りに対して、重ね板ばね用サイレンサ１がこの重ね板ばね用サイレンサ１に接触する板ばね６０と摺動する際に、スティックスリップ等による異音の発生を防止することができる。

したがって、本実施の形態によれば、耐久性の低下を抑制しつつ、重ね板ばね６の撓みに伴い発生する異音をより効果的に低減することができる。

また、本実施の形態では、重ね板ばね用サイレンサ１の厚さｄを重なり方向に隣り合う板ばね６０間の隙間ｔ１、ｔ２の最大値より大きくしている。このため、車両に搭載された重ね板ばね６の撓み量に応じて重なり方向に隣り合う板ばね６０間の隙間ｔ１、ｔ２が変化した場合でも、重ね板ばね用サイレンサ１がこの隙間ｔ１、ｔ２を埋めるように弾性変形する。したがって、車両の走行中に土砂や泥が板ばね６０と重ね板ばね用サイレンサ１との間に侵入するのを防止することができ、これにより、板ばね６０および重ね板ばね用サイレンサ１の表面が損傷するのを防止できる。

なお、本発明は上記の実施の形態に限定されず、その要旨の範囲内で数々の変形が可能である。

例えば、上記の実施の形態では、サイレンサ本体１１を円板状にしているが、矩形板状、多角形板状等、その他の形の板状であってもよい。また、フランジ１３は、必要に応じて設ければよい。

また、上記の実施の形態では、サイレンサ本体１１の上面１２に楕円柱状の嵌合部１４を設けているが、嵌合部１４は、板ばね６の長穴または溝と嵌合できるものであれば、どのような形状であってもよい。その他の固定手段により、重ね板ばね用サイレンサ１を板ばね６０に取り付ける場合には、嵌合部１４を設けなくても構わない。

１：重ね板ばね用サイレンサ、６：重ね板ばね、７：ブラケット、８：シャックル、９：車軸、１１：サイレンサ本体、１２：サイレンサ本体１１の上面、１３：フランジ、１４：嵌合部、１６：サイレンサ本体１１の下面、１７ａ、１７ｂ：サイレンサ本体１１の端部、１８：サイレンサ本体１１の側面、６０、６０ａ〜６０ｃ：板ばね

Claims (4)

1. 重ね板ばねを構成する複数の板ばねのうち、重なり方向に隣り合う板ばね間に配置される重ね板ばね用サイレンサであって、
   ショアＤ５０以下、摩擦係数０．５以下の熱可塑性エラストマーからなる樹脂素材で構成されている
   ことを特徴とする重ね板ばね用サイレンサ。
2. 請求項１に記載に重ね板ばね用サイレンサであって、
   前記樹脂素材は、シリコン系潤滑剤、あるいは、フッ素系潤滑剤、または、脂肪酸、金属石けん、リン酸塩および潤滑油が添加されている
   ことを特徴とする重ね板ばね用サイレンサ。
3. 請求項１または２に記載の重ね板ばね用サイレンサであって、
   前記熱可塑性エラストマーは、ポリエステル系エラストマーである
   ことを特徴とする重ね板ばね用サイレンサ。
4. 複数の板ばねが重ねて束ねられて構成された重ね板ばねであって、
   少なくとも両端部において、前記複数の板ばねのうちの、重なり方向に隣り合う板ばね間のそれぞれに配置された、請求項１ないし３のいずれか一項に記載の重ね板ばね用サイレンサを有する
   ことを特徴とする重ね板ばね。

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