JP4833112B2 - 車両サスペンション用アッパーサポート - Google Patents

Description

本発明は、車両サスペンション用アッパーサポートに関するものである。

従来の車両サスペンション用アッパーサポートとして、例えば、特開２００２−２２７９０８号公報（特許文献１）に記載されたものがある。特許文献１に記載のアッパーサポートは、車両ボディに取り付けられる外筒金具と、車両サスペンションのショックアブソーバのピストンロッドに取り付けられる内筒金具と、外筒金具と内筒金具とを弾性連結するゴム弾性体とから構成されている。そして、外筒金具は、筒状部およびその下端から径方向外方に延在するフランジ部からなる第一外筒金具と、筒状部およびその上端から径方向外方向に延在するフランジ部からなる第二外筒金具とから構成されている。そして、第一外筒金具のフランジ部の下面と、第二外筒金具のフランジ部の上面とが結合されている。また、内筒金具が、筒状部とその径方向外方に延在するフランジ部を備える。そして、この内筒金具のフランジ部が、第二外筒金具の筒状部よりも下方に離隔して配置されている。
特開２００２−２２７９０８号公報

このようなアッパーサポートによれば、外筒部材に対して内筒部材が上方向への移動可能な距離は、第二外筒金具の筒状部の下端と内筒金具のフランジ部との上下方向離間距離に応じたものとなる。ところで、車両サスペンションの構造によっては、内筒金具の車両サスペンションへの取付位置に対して、外筒金具の車両ボディへの取付位置が車両下方側に位置するものがある。このような車両サスペンション構造において、第二外筒金具の筒状部の下端と内筒金具のフランジ部との上下方向離間距離が短くなり、ピストンロッドが車両ボディに対して車両上方向へ移動可能な距離を十分に確保できない。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、第二外筒金具と内筒金具との上下方向離間距離を大きくすることができる車両サスペンション用アッパーサポートを提供することを目的とする。

本発明の車両サスペンション用アッパーサポートは、外筒金具を構成する第一外筒金具と、外筒金具を構成する第二外筒金具と、内筒金具と、弾性体とを備える。第一外筒金具は、外側筒状部、および、外側筒状部の下端から径方向外方に延在する円環板状からなり且つ車両ボディに固定される外側フランジ部を備える。第二外筒金具は、円環板状からなり、外側フランジ部の下面側に重ね合わさるように且つ外側フランジ部に同軸的に固定される。内筒金具は、第一外筒金具および第二外筒金具に対して径方向内方に離隔して同軸的に配置され、車両サスペンションにおけるショックアブソーバのピストンロッドに固定される内側筒状部、並びに、内側筒状部から径方向外方に延在し外側フランジ部および第二外筒金具に対して下方に離隔して配置される内側フランジ部を備える。弾性体は、外側筒状部の内周面と内側筒状部の外周面、および、第二外筒金具の内周端と内側筒状部の外周面を弾性連結し、下端面が内側フランジ部に対して上方に離隔して形成される。外筒金具は、第二外筒金具の下方において該第二外筒金具から下方に延びる筒状金具を備えず、第二外筒金具が、外筒金具の車両下端位置を構成する。

ここで、従来のアッパーサポートを構成する第二外筒金具は、円環板状部分と、この円環板状部分の内周端から車両下方へ延在する筒状部分とを備えていた。これに対して、本発明のアッパーサポートを構成する第二外筒金具は、単なる円環板状としている。つまり、本発明の第二外筒金具は、従来の第二外筒金具が備えていた筒状部分を備えない構成となる。

より詳細には、従来の第二外筒金具の車両下端位置が、筒状部分の下端位置であったのに対して、本発明の第二外筒金具の車両下端位置は、円環板状の下面となる。つまり、本発明は、従来の第二外筒金具の筒状部分に相当する部分を備えないことにより、本発明は、従来に比べて、車両下端位置を車両上方へ移動することができる。その結果、第二外筒金具と内筒金具の内側フランジ部との車両上下方向離間距離を長くすることができる。従って、ピストンロッドが車両ボディに対して車両上方向へ移動可能な距離を十分に確保できる。

また、本発明のアッパーサポートにおいて、外側筒状部は、下方に向かって拡径するテーパ部とテーパ部の下端から湾曲して下方に向かってさらに拡径する湾曲部とを備え、第二外筒金具の内径は、外側フランジ部の内径以下であり、弾性体の一部は、湾曲部と第二外筒金具の上面との間に介在するとよい。ここで、第二外筒金具は、第一外筒金具の外側フランジ部の下面側に重ね合わさるように且つ外側フランジ部に同軸的に固定されている。従って、第一外筒金具の外側フランジ部および第二外筒金具が、車両ボディに固定される部分となる。そして、第一外筒金具の剛性の最弱部位は、外側筒状部と外側フランジ部の境界部位となる。しかし、本発明によれば、第二外筒金具の内径を外側フランジ部の内径以下とすることで、第二外筒金具が、外側筒状部と外側フランジ部の境界部位の剛性を補強するように作用する。従って、第一外筒金具と第二外筒金具とからなる外筒金具全体として、剛性を高くすることができる。

ところで、第一外筒金具が板部材のプレス成形により成形する場合、外側筒状部と外側フランジ部との境界部位は、湾曲して成形されることになる。また、弾性体は、外側筒状部の内周面と内側筒状部の外周面とを弾性連結するとともに、第二外筒金具の内周端と内側筒状部の外周面とを弾性連結している。そして、第二外筒金具の内径を外側フランジ部の内径以下とすることで、当該湾曲部位付近に、変形しにくい弾性体を設けることができる。仮に、第二外筒金具が存在しない状態を考えると、第一外筒金具の湾曲部位付近における弾性体の歪が大きくなり、弾性体に亀裂が発生しやすくなる。しかし、本発明によれば、外側筒状部と外側フランジ部との境界部位が湾曲して成形されるとしても、当該湾曲部位付近に変形しにくい弾性体を設けることで、当該湾曲部位付近における弾性体の歪が大きくなることを防止できる。従って、弾性体に亀裂が発生することを防止でき、弾性体の耐久性を向上することができる。

また、本発明のアッパーサポートにおいて、第二外筒金具の内周端は、テーパ部の延長線上に位置するようにするとよい。テーパ部の延長線上とは、テーパ部の内周面の延長線上とテーパ部の外周面の延長線上との間の領域である。

ここで、上述したとおり、外側筒状部の当該湾曲部には、変形しにくい弾性体を設けることができる。これにより、弾性体の耐久性を向上することができる。そして、この効果を確実に発揮するためには、第二外筒金具の内径が小さい方がよい。つまり、外側筒状部の湾曲部付近に設けられる弾性体が、変形しにくい弾性体とすることができる。

一方、第二外筒金具の内径が小さくなると、第二外筒金具と内筒金具の内側筒状部までの径方向離間距離が短くなる。つまり、第二外筒金具の内径が小さくなるほど、最小の弾性体の厚みが小さくなる。ここで、一般に、弾性体の車両上下方向の変位量を一定とした場合に、弾性体は、弾性体の最小厚みが小さくなると、弾性体に生じる歪が大きくなるという関係を有する。従って、弾性体の最小厚みを大きくすることで、弾性体に生じる歪の増大を抑制することができる。そして、本発明によれば、第二外筒金具の内周端がテーパ部の延長線上に位置するようにしている。つまり、本発明によれば、変形しにくい弾性体を形成しつつ、弾性体の最小厚みをできるだけ大きくしている。従って、弾性体の耐久性を向上させつつ、弾性体に生じる歪の増大を抑制できる。

また、本発明のアッパーサポートにおいて、内側フランジ部の外径は、第二外筒金具の内径より小さく形成するとよい。ピストンロッドが車両ボディに対して車両上方向へ大きく移動する場合、第二外筒金具の下面と内筒金具の内側フランジ部の上面とが、車両上下方向の同位置に位置する可能性がある。この場合であっても、内筒金具の内側フランジ部の外径が第二外筒金具の内径より小さくすることで、第二外筒金具と内側フランジ部とが接触することを防止できる。これにより、両者が接触することによる異音および振動の発生を防止できる。

ここで、従来、第二外筒金具が筒状部分を有していた理由の一つとして、弾性体の成形を容易にする目的があった。特に、第一外筒金具のフランジ部の外周端が下側に向かって屈曲形成されている場合には、第二外筒金具が筒状部分を有することにより、金型の形状の容易化、および、金型の着脱の際の移動方向の容易化を図ることができた。従って、第一外筒金具が上記形状のような場合には、特に、第二外筒金具が筒状部分を有することが要請されていた。これに対して、本発明の第二外筒金具は、上述したように、従来有していた筒状部分に相当する部分を備えていない。従って、弾性体の成形性としては、良好とは言えない。しかし、本発明は、弾性体の成形性よりも、第二外筒金具と内筒金具の内側フランジ部との車両上下方向の離間距離を長くすることを優先させた。

また、特に、上述した車両サスペンションは、車両用のエアサスペンションであり、内側筒状部の下端に、ピストンロッドの外周側に設けられたエアサスペンションのエア室が固定されるものに適用するとよい。この場合には、他の車両サスペンション構造に比べて、内筒金具の車両サスペンションへの取付位置に対して、外筒金具の車両ボディへの取付位置が車両下方側に位置している。従って、車両用のエアサスペンションを有するものに本発明を適用することで、ピストンロッドが車両ボディに対して車両上方向へ移動可能な距離を十分に確保することができる。

本発明の車両サスペンション用アッパーサポートによれば、第二外筒金具と内筒金具との上下方向離間距離を大きくすることができる。これにより、内筒金具に取り付けられるピストンロッドが、第二外筒金具に取り付けられる車両ボディに対して、車両上方向へ移動可能な距離を大きく確保することができる。

次に、実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。本実施形態の車両サスペンション用アッパーサポート（以下、単に「アッパーサポート」と称する）について、図１および図２を参照して説明する。図１は、アッパーサポートの軸方向（車両上下方向）に切断した断面図である。図２は、図１のアッパーサポートの平面図である。

図１および図２に示すように、アッパーサポートは、車両ボディ４０に固定される外筒金具１０と、車両エアサスペンションにおけるショックアブソーバ５０のピストンロッド５１に固定される内筒金具２０と、外筒金具１０と内筒金具２０とを弾性連結する弾性体３０とを備える。

外筒金具１０は、第一外筒金具１１と、第二外筒金具１２とから構成される。第一外筒金具１１は、車両下方に向かって僅かに拡径するテーパ状からなる外側テーパ部１１１と、外側テーパ部１１１の下端から湾曲して車両下方に向かってさらに拡径する湾曲部１１２と、湾曲部１１２の最下端から径方向外方に延在する円環板状からなる外側フランジ部１１３とから構成される。つまり、外側フランジ部１１３は、中央に貫通孔が形成されていることになる。この外側フランジ部１１３は、正三角形の角部をＲ面取りした形状からなる。そして、外側フランジ部１１３には、周方向に等間隔に三個のボルト挿通孔１１３ａが形成されている。このボルト挿通孔１１３ａに、車両下方から車両上方に向かってボルトが挿通され、外側フランジ部１１３の上面側に配置された車両ボディ４０に固定される。さらに、外側フランジ部１１３の外周端１１３ｂは、車両下方に向かって僅かに屈曲形成されている。ここで、外側テーパ部１１１および湾曲部１１２が、本発明における「外側筒状部」に相当する。

第二外筒金具１２は、中央に円形孔１２ａが形成された円環板状からなる。この第二外筒金具１２の外形は、外側フランジ部１１３とほぼ同様に、正三角形の角部を大きくＲ面取りした形状からなる。そして、第二外筒金具１２には、外側フランジ部１１３に形成されているボルト挿通孔１１３ａに対応するそれぞれの位置に、三個のボルト挿通孔１２ｂが形成されている。この第二外筒金具１２は、外側フランジ部１１３の下面側に重ね合わさるように、且つ、外側フランジ部１１３に同軸的に固定される。このとき、第二外筒金具１２のボルト挿通孔１２ｂが外側フランジ部１１３のボルト挿通孔１１３ａに一致するようにされている。さらに、第二外筒金具１２の下面は、外側フランジ部１１３の屈曲部位の最下端よりも、車両上方に位置している。

そして、第二外筒金具１２の内径は、外側フランジ部１１３の内径以下に形成されている。さらには、第二外筒金具１２の内周端は、外側テーパ部１１１の延長線上に位置している。具体的には、第二外筒金具１２の内周端は、外側テーパ部１１１の内周面の延長線上と外側テーパ部１１１の外周面の延長線上との間の領域に含まれている。つまり、第二外筒金具１２は、外側フランジ部１１３の下面に当接している部分よりも径方向内方に突出している。そして、この突出している部分は、僅かな隙間を介して、第一外筒金具１１の湾曲部１１２の車両下方に位置している。また、第二外筒金具１２の外径は、外側フランジ部１１３の屈曲部位の内径よりも小さく形成されている。

内筒金具２０は、第一外筒金具１１および第二外筒金具１２に対して径方向内方に離隔して且つ同軸的に配置されている。この内筒金具２０は、第一内筒金具２１と、第二内筒金具２２とから構成される。

第一内筒金具２１（本発明の「内側筒状部」に相当する）は、円筒状の第一小径部２１１と、第一小径部２１１よりも大径からなる円筒状の大径部２１２とから構成される。第一小径部２１１の上端は、外側テーパ部１１１の上端よりも車両上方に位置している。そして、第一小径部２１１の下端は、外側テーパ部１１１の下端よりも僅かに車両上方に位置している。そして、大径部２１２は、第一小径部２１１の車両下方に形成されている。この大径部２１２の下端は、外側フランジ部１１３の下端よりも車両下方に位置している。この大径部２１２の内周面には、転がり軸受６０が配置されている。この転がり軸受６０は、大径部２１２と第一小径部２１１との段差部により位置決めされている。そして、大径部２１２は、転がり軸受６０を介して、車両エアサスペンションにおけるショックアブソーバ５０のピストンロッド５１に固定されている。より詳細には、大径部２１２の下端には、ピストンロッド５１の外周側に設けられたエアサスペンションのエア室５２が固定される。

第二内筒金具２２は、第二小径部２２１と、内側テーパ部２２２と、内側フランジ部２２３とから構成される。第二小径部２２１（本発明の「内側筒状部」に相当する）は、円筒状からなり、第一内筒金具２１の第一小径部２１１の外周面に固定されている。内側テーパ部２２２（本発明の「内側筒状部」に相当する）は、第二小径部２２１の下端から車両下方に向かって拡径するテーパ状に形成されている。そして、内側テーパ部２２２は、第一内筒金具２１の大径部２１２の外周を覆うように配置されている。内側フランジ部２２３は、内側テーパ部２２２の下端から径方向外方に延在する円環板状からなる。この内側フランジ部２２３（本発明の「内側フランジ部」に相当する）は、第一内筒金具２２の大径部２２２の下端よりも僅かに車両下方に位置している。さらに、内側フランジ部２２３は、外側フランジ部１１３および第二外筒金具１２に対して、車両下方に離隔して配置されている。また、この内側フランジ部２２３の外周端は、車両下方に向かって屈曲形成されている。この内側フランジ部２２３の外径は、第二外筒金具１２の内径よりも小さく形成されている。

弾性体３０は、本体ゴム弾性体３１と、被覆ゴム３２とから構成される。本体ゴム弾性体３１は、外筒金具１０の内周面と内筒金具２０の外周面とを弾性連結している。具体的には、本体ゴム弾性体３１の外周面は、第一外筒金具１１の外側テーパ部１１１の内周面全体、湾曲部１１２の内周面、第二外筒金具１２の上面のうち湾曲部１１２の下方に位置する部分、および、第二外筒金具１２の内周端面に弾性連結されている。本体ゴム弾性体３１の内周面は、第一内筒金具２１の第一小径部２１１の外周面のうち上下方向中央部から第二内筒金具２２が固定される部位までの間、第二内筒金具２２の第二小径部２２１の外周面、および、内側テーパ部２２２の外周面に弾性連結されている。つまり、本体ゴム弾性体３１の上端面は、第一外筒金具１１の外側テーパ部１１１の上端と、第一内筒金具２１の第一小径部２１１の上下方向中央部とを結んでいる。また、本体ゴム弾性体３１の下端面は、第二外筒金具１２の内周端面と、第二内筒金具２２の内側テーパ部２２２の下端とをほぼ直線状に結んでいる。従って、本体ゴム弾性体３１の下端面は、第二内筒金具２２の内側フランジ部２２３に対して車両上方に離隔して形成されている。

被覆ゴム３２は、第二内筒金具２２の内側フランジ部２２３の上面に薄く形成されている。この被覆ゴム３２は、本体ゴム弾性体３１の下端面に対して、車両下方に離隔して形成されている。さらに、この被覆ゴム３２は、本体ゴム弾性体３１と一体的に形成されている。

以上のような構成からなるアッパーサポートによれば、第二外筒金具１２と第二内筒金具２２の内側フランジ部２２３との車両上下方向の離間距離を十分に確保できる。これに伴い、本体ゴム弾性体３１の下端面と被覆ゴム３２との車両上下方向の離間距離を十分に確保できる。従って、車両ボディ４０に対して、ピストンロッド５１が車両上方に移動可能な距離を十分に確保できる。特に、本実施形態のようなエアサスペンションにおいては、外筒金具１０の車両ボディ４０への取付位置と、内筒金具２０のエアサスペンションへの取付位置との関係により、第一外筒金具１１の外側フランジ部１１３と第二内筒金具２２の内側フランジ部２２３との車両上下方向の離間距離に制約があるとしても、当該離間距離を十分に確保できる。

さらに、第一外筒金具１１の湾曲部１１２と第二外筒金具１２の上面との間に本体ゴム弾性体３１が配置されている。本体ゴム弾性体３１の当該部分は、車両ボディ４０に対してピストンロッド５１が車両上下方向に移動した場合であっても、変形しにくい部分となる。このように、湾曲部１１２に変形しにくい部分を設けることにより、湾曲部１１２に連結される本体ゴム弾性体３１に生じる歪が大きくなることを防止できる。従って、湾曲部１１２において、本体ゴム弾性体３１に亀裂が発生することを防止できる。

また、第二外筒金具１２の内径を外側フランジ部１１３の内径以下とすることで、外側フランジ部１１３の剛性および湾曲部１１２付近の剛性を補強することができる。従って、第一外筒金具１１と第二外筒金具１２とからなる外筒金具１０全体として、剛性を高くすることができる。ただし、第二外筒金具１２の内径は、第一外筒金具１１の外側テーパ部１１１の延長線上に位置するようにしている。つまり、第二外筒金具１２の内径を、外側フランジ部１１３の内径以下としつつ、できるだけ大きくするようにしている。これにより、本体ゴム弾性体３１の最小ゴム厚が小さくならないようにしている。従って、本体ゴム弾性体３１に生じる歪が大きくなることを抑制できる。さらに、第二外筒金具１２の内径は、第二内筒金具２２の内側フランジ部２２３の外径よりも大きく形成されている。これにより、車両ボディ４０に対してピストンロッド５１が車両上方へ大きく移動したとしても、第二外筒金具１２と内側フランジ部２２３とが接触することを防止できる。従って、両者が接触することによる異音および振動の発生を防止できる。

アッパーサポートの軸方向（車両上下方向）に切断した断面図である。 図１のアッパーサポートの平面図である。

符号の説明

１０：外筒金具、
１１：第一外筒金具、 １１１：外側テーパ部、 １１２：湾曲部、
１１３：外側フランジ部、 １１３ａ：ボルト挿通孔、 １１３ｂ：外周端、
１２：第二外筒金具、 １２ａ：円形孔、 １２ｂ：ボルト挿通孔、
２０：内筒金具、
２１：第一内筒金具、 ２１１：第一小径部、 ２１２：大径部、
２２：第二内筒金具、 ２２１：第二小径部、 ２２２：内側テーパ部、
２２３：内側フランジ部、
３０：弾性体、 ３１：本体ゴム弾性体、 ３２：被覆ゴム、
４０：車両ボディ、
５０：ショックアブソーバ、 ５１：ピストンロッド、 ５２：エア室、
６０：転がり軸受

Claims (5)

1. 外筒金具を構成し、外側筒状部、および、前記外側筒状部の下端から径方向外方に延在する円環板状からなり且つ車両ボディに固定される外側フランジ部を備える第一外筒金具と、
   前記外筒金具を構成し、円環板状からなり、前記外側フランジ部の下面側に重ね合わさるように且つ前記外側フランジ部に同軸的に固定される第二外筒金具と、
   前記第一外筒金具および前記第二外筒金具に対して径方向内方に離隔して同軸的に配置され、車両サスペンションにおけるショックアブソーバのピストンロッドに固定される内側筒状部、並びに、前記内側筒状部から径方向外方に延在し前記外側フランジ部および前記第二外筒金具に対して下方に離隔して配置される内側フランジ部を備える内筒金具と、
   前記外側筒状部の内周面と前記内側筒状部の外周面、および、前記第二外筒金具の内周端と前記内側筒状部の外周面を弾性連結し、下端面が前記内側フランジ部に対して上方に離隔して形成される弾性体と、
   を備え、
   前記外筒金具は、前記第二外筒金具の下方において該第二外筒金具から下方に延びる筒状金具を備えず、
   前記第二外筒金具が、前記外筒金具の車両下端位置を構成することを特徴とする車両サスペンション用アッパーサポート。
2. 前記外側筒状部は、下方に向かって拡径するテーパ部と前記テーパ部の下端から湾曲して下方に向かってさらに拡径する湾曲部とを備え、
   前記第二外筒金具の内径は、前記外側フランジ部の内径以下であり、
   前記弾性体の一部は、前記湾曲部と前記第二外筒金具の上面との間に介在する請求項１に記載の車両サスペンション用アッパーサポート。
3. 前記第二外筒金具の内周端は、前記テーパ部の延長線上に位置する請求項２に記載の車両サスペンション用アッパーサポート。
4. 前記内側フランジ部の外径は、前記第二外筒金具の内径より小さい請求項１〜３の何れか一項に記載の車両サスペンション用アッパーサポート。
5. 前記車両サスペンションは、車両用のエアサスペンションであり、
   前記内側筒状部の下端に、前記ピストンロッドの外周側に設けられた前記エアサスペンションのエア室が固定される請求項１〜４の何れか一項に記載の車両サスペンション用アッパーサポート。

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