JP2019502874A

JP2019502874A - コイルスプリング用のスプリング支持体

Info

Publication number: JP2019502874A
Application number: JP2018530578A
Authority: JP
Inventors: マイアー，ヴァルデマール
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 2015-12-10
Filing date: 2016-11-30
Publication date: 2019-01-31
Also published as: EP3387286A1; WO2017097647A1; US20180272821A1; KR20180093039A; BR112018009858A2; BR112018009858A8; CN108368907A; CN108368907B; EP3387286B1

Abstract

【課題】本発明は、上面と下面とを有する環状の受入要素（５）を備えた、コイルスプリング（１５）用のスプリング支持体に関し、前記上面は前記コイルスプリング（１５）の一端を受け入れるように設けられ、前記受入要素（５）の下面と接触する環状の減衰要素（３）を備え、前記減衰要素（３）は、さらに、その内側に、前記受入要素（５）の下面から前記コイルスプリング（１５）の方向に延びるカラーを有し、前記カラーは、ディスク状の基本形状の前記減衰要素（３）を曲げることにより形成される。本発明は、さらに、前記発明によるスプリング支持体を製造する方法に関し、ディスク状の減衰要素（３）は、最初に金型内に配置され、その後、前記減衰要素（３）に鋳造又は射出成形によって環状の受入要素（５）を製造し、その結果、前記受入要素（５）の下面が前記環状の減衰要素（３）と接触する。【選択図】図３

Description

本発明は、上面と下面を有する環状の受入要素を備えた、コイルスプリング用のスプリング支持体に関し、前記上面は前記コイルスプリングの一端を受け入れるように設けられ、前記受入要素の下面と接触する環状の減衰要素を備えることを特徴とする。

本件の類型のスプリング支持体は、自動車の走行装置内や、他の用途の中で用いられ、広く知られている。それらは、車輪懸架装置内で、車体とその走行装置構成要素との間の意図された位置に、コイルスプリングを保持するために使用される。コイルスプリングを固定することとは別に、スプリング支持体は、一般に、多かれ少なかれ粗い路面を走行することによって生じる振動を減衰又は分離する作業を担う。同時に、コイルスプリングと車体部分とが直接接触しないようにする必要がある。他の走行装置との相互作用において、それらは乗り心地および運転安全性に関する車両の調整において非常に重要である。

それらの設計形態及びそれらの減衰特性の両方に関し、異なるタイプのスプリング支持体が知られている。それ故、EP 0 778 166 A1には、車体から振動を分離するために、スプリングに対して離れて対向する、表面形成の減衰要素が設けられたスプリング支持体が記載されている。一方、ドイツ特許出願公開DE 10 2005 049 747 A1にはコイルスプリングがその上に支持されるように、振動減衰構成要素がコイルスプリングに面する側に位置するスプリング支持体が記載されている。US 5 918 812 Aには、特に半径方向の減衰の減衰特性を改善するために、星形減衰要素が組み込まれ、この減衰要素が曲げられていないスプリンクラーシステムが記載されている。さらに、有利に湾曲するカラーを有していない減衰要素は、DE 696 12 080 T2、DE 10 2009 056 351 A1及びEP 0 036 994 A2に記載されている。

ＥＰ０７７８１６６Ａ１ＤＥ１０２００５０４９７４７Ａ１ＵＳ５９１８８１２ＡＤＥ６９６１２０８０Ｔ２ＤＥ１０２００９０５６３５１Ａ１ＥＰ００３６９９４Ａ２

スプリング支持体の上記の概念に共通するのは、それらがコイルスプリングの位置合わせに関し、主に軸方向の減衰効果を有することである。コイルスプリングの半径方向又は横方向の動きは、不十分にしか許容されない。

本目的は、特にコイルスプリングの半径方向振動成分について、改良された減衰要素を有するスプリング支持体を提供することである。

この目的は、請求項１及び請求項４に示された種類の発明によるスプリング支持体によって達成される。従属請求項２、３及び５〜７は、本発明のさらなる有利な実施形態を示す。この目的はさらに、請求項８〜１０に示された種類の発明によるスプリング支持体の製造方法によって達成される。

本発明による第１の実施形態では、コイルスプリング用のスプリング支持体は、上面と下面とを有する環状の受入要素を備え、上面は、コイルスプリングの一端を受け入れるように設けられている。スプリング支持体はさらに、受入要素の下面と接触する環状の減衰要素を備える。本発明によれば、減衰要素は、その内側に、受入要素の下面からコイルスプリングの方向に延びるカラー（collar）を有する。このカラーは、ディスク状の基本形状の減衰要素を曲げることにより形成される。

本発明によるスプリング支持体は、好ましくは、自動車の走行装置の一部であるか、又は移動装置のキャビンサスペンションの一部であるか、又は好ましくはモータである可動部のサスペンションの一部である。

本発明はさらに、上述した実施形態によるスプリング支持体の製造方法に関する。第１の工程において、ディスク状の減衰要素が鋳型内に配置される。次の工程では、環状の受入要素が、減衰要素に鋳造又は射出成形されることによって製造され、その結果、受入要素の下面が環状の減衰要素と接触する。

本発明による別の方法では、第１の工程において、ディスク状の減衰要素が鋳型内に配置される。鋳造用鋳型はコアを有し、その結果、減衰要素の内側がコアに沿って曲げられ、減衰要素は、その内側にカラーを有する環状形状を取り入れる。次の工程では、環状の受入要素が、減衰要素に鋳造又は射出成形されることによって製造され、その結果、受入要素の下面が環状の減衰要素と接触する。

減衰要素と受入要素との間の接触は、他の何らかの方法でも実現可能であり、例えば、各要素の接着又は溶接による。上述した方法に従って受入要素の製造中に減衰要素と受入要素との間の接続部を製造することが好ましいが、減衰要素および受入要素の材料が、鋳造または射出成形によって直接的に接続され得る場合には、特に有利である。

本発明によるスプリング支持体の好ましい実施形態では、減衰要素のディスク状の基本形状は、その内側に星形のノッチ（notches）を有する。これにより、ノッチの間の部分を曲げやすくなる。ノッチの数並びにそれらの形状及び寸法は、特定の要件に適合するように個別に選択される。減衰要素には、好ましくは５〜２０個のノッチがある。ノッチは、必要に応じて、例えば、対称的又は非対称的、同心円状又は偏心状に形成することができ、特定の要件に応じて、例えば、スプリング支持体の設置スペースに基づいて、形成することができる。

コイルスプリングの端部を受け入れるために設けられた受入素子の上面は、好ましくは、コイルスプリングの端部の形状に適合しており、この端部は、例えば、閉端部又は接線方向に伸びる端部である。

受入要素は、異なる材料から製造することができる。好ましくは、その製造に熱可塑性樹脂を用いることができる。熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）、ポリエチレン（ＰＥ）又はポリプロピレン（ＰＰ）をベースにした材料は、とりわけ剛性及び柔軟性に関する材料特性のために、特に適していることが証明されている。

スプリング支持体の特定の要件に応じて、例えば、車体又は走行装置構成要素に固定するための特定の可能性に関して、スプリング支持体をさらなる構成要素で補足することが必要又は有利である。

本発明の有利な構成では、スプリング支持体は、環状部分と管状部分とを有する底部要素をさらに備える。底部要素の環状部分は、コイルスプリングからみて外方を向く減衰要素の面と接触し、一方、管状部分は、減衰要素を通ってコイルスプリングの方向に伸長する。減衰要素のカラーは、管状部分の外側面に載置される。

この種のスプリング支持体は、様々な方法で製造することができる。ディスク状の減衰要素を底部要素上に配置し、受入要素を減衰要素上に配置し、受入要素が底部要素の方向に押圧され、その結果、減衰要素が２つの他の要素の間に固定される方法が好ましい。

本発明による別の実施形態では、コイルスプリング用のスプリング支持体は、上面と下面とを有する環状の受入要素を備え、上面はコイルスプリングの一端を受け入れるように設けられ、そして、スプリング支持体は、受入要素の下面に接触するディスク状の減衰要素を備える。減衰要素は、その内側に、星形のノッチを有する。

さらに、受取要素は、その上面に、コイルスプリングの一端を受け入れるための、少なくとも１つのクランプ要素を有することが好ましい。複数の個別のクランプ要素を設けることができるが、少なくとも１つのクランプ要素を連続的に周回するように構成することもできる。特に有利な実施形態では、連続的に周回する２つのクランプ要素があり、一方は半径方向の外側にある受入要素の側に設けられ、他方は半径方向の内側に設けられる。特に、これらの２つのクランプ要素は、螺旋状のスプリングの端部がそこを通ってキャビティ内に押し込まれることが可能な開口部を有するキャビティを形成するように構成されている。クランプ要素のこの実施形態は、一方では、コイルスプリングの端部が確実に保持され、他方では、コイルスプリングの表面が、広い領域で重なることにより、水や石の衝撃などの有害な環境影響に対して、囲まれた領域内で保護される、という利点を有する。

別の好ましい実施形態では、受入要素は、その上面に、コイルスプリング用の容器から半径方向内側に延びる、少なくとも１つのシール要素を有する。シール要素は、好ましくは、設置状態で、例えば車体など、この目的のために設けられた設置スペースの一部に全面接触するような大きさであり、その下に位置する減衰要素を有害な環境影響から保護する。

受入要素は、その下面に、受入要素５の本体の下側外縁部から、半径方向外側、下方、又は半径方向外側及び下方の両方に延びる、少なくとも１つのシール要素を有することが、さらに好ましい。シール要素は、好ましくは、設置状態で、例えば、車体など、スプリングマウントの支持面に全面接触するような大きさであり、減衰要素を有害な環境影響から保護する。

特に好ましい選択肢として、受入要素は、その上面および下面の両方にシール要素を有する。

減衰要素は、ゴムやポリイソシアネート重付加生成物などの既知の材料に基づくことが可能である。

好ましい実施形態では、減衰要素は、多孔質ポリイソシアネート重付加生成物に基づくエラストマーに基づき、特に好ましくは、ポリウレア構造を含む多孔質ポリウレタンエラストマーに基づく。多孔質（cellular）とは、気泡（cell）が、好ましくは０．０１ｍｍ〜０．５ｍｍ、特に好ましくは０．０１ｍｍ〜０．１５ｍｍの直径を有することを意味する。

特に好ましい選択肢として、ポリイソシアネート重付加生成物は、以下の材料特性の少なくとも1つを有する：ＤＩＮＥＮＩＳＯ８４５による２７０〜９００ｋｇ／ｍ^３の密度、ＤＩＮＥＮＩＳＯ１７９８による２．０Ｎ／ｍｍ^２以上の引張強度、ＤＩＮＥＮＩＳＯ１７９８による２００％以上の破断伸び、又はＤＩＮＩＳＯ３４−１Ｂ（ｂ）による８Ｎ／ｍｍ以上の引裂伝播抵抗。さらに好ましい実施形態では、ポリイソシアネート重付加生成物は、これらの材料特性のうち２つ、さらに好ましくはこれらの材料特性のうち３つ、そして特に好ましくは、前記材料特性の４つすべてを有する。

ポリイソシアネート重付加生成物に基づくエラストマー及びその製造は周知であり、多くの所に記載されており、例えば、EP 62 835 A1、EP 36 994 A2、EP 250 969 A1、EP 1 171 515 A1、DE 195 48 770 A1及びDE 195 48 771 A1に記載されている。

ディスク状の減衰要素は、様々な方法で製造することができる。一つの方法として、最初にブロック又はチューブを製造し、次に、このブロック又はチューブからディスクを切断することが好ましい。これにより、減衰要素を効率的かつ低コストに製造することが可能である。

ディスク状の減衰要素を製造するために、内側に星形開口部を既に有するチューブを最初に製造する方法が特に好ましい。このチューブからディスクを切断する。多孔質ポリイソシアネート重付加生成物が減衰要素の材料として使用される場合、星形ノッチのネガ（negative）に対応する内部コアを発泡チューブの製造のための成形型に設けることが好ましい。

従来技術から知られているスプリング支持体と比べて、本発明のスプリング支持体は、コイルスプリングの半径方向又は横方向の動きもまた、確実に減衰される又は完全に分離（decoupled）されるという利点を有する。これは、身体への騒音伝達の低減に寄与し、乗り心地を向上させる。コイルスプリングが減衰要素に直接接触し、減衰要素に点荷重または線形荷重を発生させる従来技術のスプリング支持体と比較して、本発明のスプリング支持体は、受入要素によって、実質的に均一な、面荷重が減衰要素に伝達されるという利点を有する。これにより、減衰要素に対する早期の局部的な損傷が防止される。さらに、本発明によるスプリング支持体は、簡単で低コストの方法で製造できるという事実により区別される。

本発明の実施形態であるスプリング支持体の縦断面図。減衰要素の平面図。スプリング支持体の設置状態を示す断面図。

実施例
図１の縦断面図には、本発明によるスプリング支持体１の実施形態が示されている。この実施例では、構成要素は鎖線で示された軸線を中心に回転対称に構成されている。スプリング支持体１は、熱可塑性樹脂をベースとする環状の受入要素５を備える。一実施形態では、熱可塑性ポリウレタン（商品名「Elastollan（登録商標）」、BASF Polyurethanes GmbH、Lemfoerde製）を使用し、別の実施形態では、ポリエチレンをベースとする材料を使用した。受入要素５は上面と下面とを有する。上面は、コイルスプリングの一端を受けるように設けられている。この例では、スプリングを受け入れるために設けられた領域７は、クランプ要素９によって形成された環状キャビティとして構成されている。クランプ要素９は、受入要素５の本体に一体的に接続され、そして、その上端には、コイルスプリングがキャビティ７内に押し込まれることが可能な隙間が設けられている。

受入要素５の下面は、その内側に星形のノッチを有するディスク状の減衰要素３と接触している。減衰要素３は、最初に、多孔質ポリイソシアネート重付加生成物（商品名「Cellasto（登録商標）」（BASF Polyurethanes GmbH、Lemfoerde製）からなるチューブをその内部に星形のコアを有する金型で発泡させることによって製造された。金型から取り出されたチューブは既に星形のノッチを有していた。チューブを旋盤に固定し、固定されたチューブから単一の減衰要素３を切断した。単一の減衰要素３は、図２の平面図に示されている。星形のノッチは、同心の開口部と、それから半径方向に縁部まで延びる均一に間隔を置いた９つのスロットとを含む。ディスク状の減衰要素３を鋳型に入れ、その後、図示の受入要素を減衰要素３の上に射出成形によって製造した。

さらに、受入要素５は、その上面に、コイルスプリングを受け入れるために設けられた領域７から半径方向内方に延びる、囲繞状のシール要素１１を備える。受入要素５はさらに、その下面側にシール要素１３を備え、シール要素１３は受入要素５の本体の下側外縁部から半径方向外側及び下方に延びる。

図３は、図１に示した本発明の実施形態の設置状態を示す。スプリング支持体は、管状の伸長部１９を有する車両の本体１７の領域に取り付けられている。取り付けのため、スプリング支持体は伸長部１９に押し付けられ、それにより、当初のディスク状の減衰要素３を、受入要素５の下面からコイルスプリング１５の方向に延びるカラー状に曲げる。閉端部を有するコイルスプリング１５は、その端部が受入要素５内に受入のために形成されたキャビティ７内に挿入され、広い領域に亘って最後のスプリングの旋回を取り囲むクランプ要素９によって固定される。

受入要素５の上面のシール要素１１は、設置状態で、本体の伸長部１９の周方向の全域にわたって載置される大きさに形成される。２つのシール要素１１及び１３は、湿気及び汚れなどの外部の影響から減衰要素３を保護し、それにより、その機能及び耐用年数を延長するという効果を有する。

車両の移動中、コイルスプリング１５は、軸方向荷重と半径方向荷重又は横方向荷重との両方を受け、振動状態となる。すべての振動成分は、本発明によるスプリング支持体によって減衰され、これにより、従来技術と比較してより良好な減衰挙動を確保する。

Claims

上面と下面とを有する環状の受入要素（５）を備えた、コイルスプリング（１５）用のスプリング支持体であって、前記上面は前記コイルスプリング（１５）の一端を受け入れるように設けられ、そして、前記受入要素（５）の下面と接触する環状の減衰要素（３）を備え、前記減衰要素（３）は、さらに、その内側に、前記受入要素（５）の下面から前記コイルスプリング（１５）の方向に延びるカラーを有し、前記カラーは、前ディスク状の基本形状の記減衰要素（３）を曲げることにより形成されることを特徴とするスプリング支持体。
前記減衰要素（３）の前記ディスク状の基本形状は、その内側に星形のノッチを有することを特徴とする請求項１に記載のスプリング支持体。
さらに、環状部分及び管状部分を有する底部要素を備え、前記底部要素の前記環状部分は、前記コイルスプリング（１５）からみて外方を向く前記減衰要素（３）の面と接触し、前記管状部分は、前記減衰要素（３）を通ってコイルスプリング（１５）の方向に伸長し、前記減衰要素（３）の前記カラーは、前記管状部分の外側面に載置されることを特徴とする請求項１又は２に記載のスプリング支持体。
前記受入要素（５）は、その上面に、前記コイルスプリング（１５）の一端を受け入れるための、少なくとも１つのクランプ要素（９）を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のスプリング支持体。
前記受入要素は、その上面に、前記コイルスプリング（１５）のための容器（７）から半径方向内側に延びる、少なくとも１つのシール要素（１１）を有することを特徴する請求項１〜４のいずれか１項に記載のスプリング支持体。
前記減衰要素（３）は、多孔質ポリイソシアネート重付加生成物に基づくことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のスプリング支持体。
請求項１〜６のいずれか１項に記載の、コイルスプリング（１５）用のスプリング支持体の製造方法であって、
コアを有する金型内にディスク状の減衰要素（３）を配置し、その結果、前記減衰要素（３）の内側が前記コアに沿って曲げられ、前記減衰要素（３）が、その内側にカラーが付いた環状形状を取り入れる工程と、
前記減衰要素（５）に鋳造又は射出成形によって環状の受入要素（５）を製造し、その結果、前記受入要素（５）の下面が前記環状の減衰要素（３）と接触する工程と、
を含むことを特徴とする製造方法。
請求項３に記載のスプリング支持体の製造方法であって、ディスク状の減衰要素（３）は、前記底部要素上に配置され、前記受入要素（５）は、前記減衰要素（３）上に配置され、前記受入要素（５）は、その後、前記底部要素の方向に押圧され、その結果、前記減衰要素（３）が他の２つの要素の間に固定されることを特徴とする製造方法。