JP5437104B2 - サスペンションサポート - Google Patents

Description

本発明は、自動車などの車両のサスペンション機構におけるショックアブソーバのピストンロッドを、車体に対して弾性的に結合するためのサスペンションサポートに関するものである。

従来、自動車のサスペンション機構においては、車輪側から車体側への振動の伝達を抑制するために、ショックアブソーバのピストンロッドの上端部が挿通固定される内側部材と、該内側部材の外周を取り囲み車体側に取り付けられる外側部材と、これら内側部材と外側部材との間に介在する環状の弾性部材とを備えてなるサスペンションサポートが用いられている。

上記弾性部材としては、一般にゴム材料が用いられているが、近年、発泡ウレタンなどの連続気泡構造を持つ弾性発泡材料の採用が試みられている。発泡ウレタンは、その材料特性上、ゴム材料に比べて、動倍率を抑えながら減衰性能を大きくすることができ、乗り心地性を向上することができる。

例えば、特許文献１には図８に示すサスペンションサポートが開示されている。このサスペンションサポートでは、ピストンロッド側の内側部材１０１に軸直角方向外方側に張り出すフランジ部１０２が設けられ、該フランジ部１０２を包むようにコの字状の断面形状を持つ弾性部材１０３が設けられ、該弾性部材１０３が発泡ウレタン成形体で形成されるとともに、車体側の外側部材１０４が該弾性部材１０３を収容するように容器状に設けられている。

特開２００８−１７４１５５号公報

上記従来のサスペンションサポートでは、弾性部材１０３の外周面が全周にわたって外側部材１０４の周壁部１０５の内周面と密着している。そのため、例えば、内側部材１０１が軸方向Ｘに変位する振動入力に対し、弾性部材１０３が外側部材１０４の内周面に対して滑りにくく、よって、外側部材１０４と接触している弾性部材１０３の外周部が固定端となって内側部材１０１が軸方向Ｘに変位することになる。このように弾性部材１０３の外周部が固定端になると、その部分では連続気泡構造による減衰性能が損なわれるので、軸方向Ｘでの振動入力に対して優れた防振特性を十分に発揮することができないという問題がある。また、弾性部材１０３が外側部材１０４の内周面に対して滑りにくくなることで、振動入力時に弾性部材１０３に作用する歪みが大きくなり、そのため、弾性部材１０３がヘタリやすくなっている。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、発泡ウレタンなどの発泡樹脂成形体からなる弾性部材を用いたサスペンションサポートにおいて、外側部材の内周面との弾性部材の接触面積を少なくすることにより、弾性部材を滑りやすくして、ヘタリを抑え、安定した防振特性が発揮できるようにすることを目的とする。

本発明に係るサスペンションサポートは、ショックアブソーバのピストンロッドの上端部が挿通固定される内側部材と、前記内側部材の外周を取り囲み車体側に取り付けられる外側部材と、前記内側部材と前記外側部材との間に介在する発泡樹脂成形体からなる環状の弾性部材と、を備えてなり、前記内側部材は、前記ピストンロッドの軸直角方向外方に張り出すフランジ部を備え、前記外側部材は、前記弾性部材を内包する周壁部と、前記周壁部の軸方向両端部において軸直角方向で内向きに形成されて前記弾性部材を軸方向にて挟圧する上側壁部及び下側壁部とを備え、前記弾性部材は、外周面が周上の複数箇所で前記外側部材の周壁部の内周面に接触するように前記周壁部との接触部と非接触部が周方向において交互に設けられ、前記内側部材の軸方向での振動入力に対して前記弾性部材が前記外側部材の内周面に対して滑るよう構成されたことを特徴するものである。

本発明によれば、弾性部材の外周面と外側部材の内周面との接触面積が少なくなるので、弾性部材が外側部材の内周面に対して滑りやすくなる。そのため、上記従来のような弾性部材の外周部が固定端となることによる減衰性能の低下を抑制して、優れた防振特性を発揮することができ、乗り心地を向上することができる。また、弾性部材が滑りやすくなることで、弾性部材の歪みが小さくなり、ヘタリを抑えることができるので、耐久性を向上して安定した特性を確保することができる。

第１実施形態に係るサスペンションサポートの縦断面図（図２のＩ−Ｉ線断面図） 該サスペンションサポートの横断面図（図１のＩＩ−ＩＩ線断面図） 該サスペンションサポートの分解縦断面図 第２実施形態に係るサスペンションサポートの横断面図 第３実施形態に係るサスペンションサポートの横断面図 第４実施形態に係るサスペンションサポートの横断面図 第５実施形態に係るサスペンションサポートの横断面図 従来例のサスペンションサポートの縦断面図

図１〜３を参照して第１実施形態に係るサスペンションサポート１０について説明する。このサスペンションサポート１０は、自動車のストラットマウントであり、ショックアブソーバのピストンロッド１の上端部１Ａが挿通固定される金属製の内側部材１２と、その外周を取り囲み車体パネル２に取り付けられる金属製の外側部材１４と、これら内側部材１２と外側部材１４との間に介在して内側部材１２を外側部材１４に対して防振的に支持する環状の弾性部材１６とを備えてなる。サスペンションサポート１０は、ピストンロッド１の軸方向Ｘを上下方向として設けられている。

内側部材１２は、ピストンロッド１の上端部１Ａが下方から差し入れられる円筒状の内筒部１８と、内筒部１８の上端部においてピストンロッド１の軸直角方向外方側Ｙｏに張り出すリング板状のフランジ部２０とからなる。

外側部材１４は、弾性部材１６を内包するとともに内側部材１２を同芯状に取り囲む円筒状の周壁部２２と、該周壁部２２の軸方向Ｘの両端部において軸直角方向Ｙで内向きＹｉに形成されて弾性部材１６を軸方向Ｘにて挟圧する上側壁部２４及び下側壁部２６とを備えてなり、弾性部材１６を内部に収容する容器状に形成されている。

周壁部２２は、フランジ部２０の外周を間隔をおいて取り囲む部材であり、図２に示すように平面視円形状をなしている。上側壁部２４と下側壁部２６は、フランジ部２０の上面２０Ａと下面２０Ｂに対してそれぞれ間隔をおいて対向配置される部材であり、ともにリング板状をなして、中央部に円形の開口部２８，３０を備える。

外側部材１４は、この例では、下方に開口する伏せ椀状の第１外側部材３２と、その下面開口を覆う平板状の第２外側部材３４とからなり、第１外側部材３２で上記周壁部２２と上側壁部２４が形成され、第２外側部材３４で上記下側壁部２６が形成されている。

第１外側部材３２は、図３に示すように、軸方向Ｘに外径が略一定（詳細には、上方ほどわずかに先細のテーパ筒状）の周壁部２２と、その上端において内向きＹｉにフランジ状に延設された上側壁部２４と、周壁部２２の下端において外方側Ｙｏに延設された上側取付フランジ３６とからなる。第２外側部材３４は、開口部３０周りの中央部が上記下側壁部２６とされ、その外周に下側取付フランジ３８が設けられている。そして、車体パネル２の下面に対して、上側取付フランジ３６と下側取付フランジ３８とを重ね合わせてボルト３及びナット４で締結することにより、外側部材１４は車体パネル２に固定されるように構成されている。また、下側壁部２６の開口部３０には、不図示のバウンドストッパを保持するための保持金具４０がかしめ固定されている。

弾性部材１６は、連続気泡構造を持つ発泡ウレタン成形体（ポリウレタンフォーム）からなり、内側部材１２のフランジ部２０を外側から包むように、即ち、フランジ部２０の上面２０Ａ、下面２０Ｂ及び外周面２０Ｃを覆うように、内向きＹｉに開かれた断面コの字状に形成されている。

弾性部材１６は、この例では、フランジ部２０の上下両側で２つに分割して設けられた２ピースタイプである。詳細には、弾性部材１６は、フランジ部２０の上面２０Ａと上側壁部２４の下面２４Ａとの間で軸方向Ｘに挟圧保持される環状の上側弾性部４２と、フランジ部２０の下面２０Ｂと下側壁部２６の上面２６Ａとの間で軸方向Ｘに挟圧保持される環状の下側弾性部４４とからなり、これらが発泡ウレタン材料のモールド成形により別々に成形されて、内側部材１２と外側部材１４との間で一体に組み立てられてなる。

上側弾性部４２の下面と下側弾性部４４の上面には、それぞれフランジ部２０が嵌り込む凹部４６，４８が形成されており、これにより、図１に示す組み付け状態において、フランジ部２０の外周には、上下の弾性部４２，４４を繋ぐ連結壁部５０が全周にわたって形成されている。なお、上側弾性部４２と下側弾性部４４は、同一形状に形成されており、部品の共通化が図られている。

弾性部材１６は、その外周面１６Ａが周上の複数箇所で外側部材１４の周壁部２２の内周面２２Ａに接触するように、周壁部２２との接触部５２と非接触部５４が周方向Ｃにおいて交互に設けられている。この例では、図２に示されるように、平面視円形状をなす周壁部２２の内周面２２Ａに対し、弾性部材１６は平面視で正六角形状をなしている。そのため、接触部５２は、周上の６箇所に均等（即ち、等間隔）に配置されており、また、弾性部材１６の外周面１６Ａは、非接触部５４において平面状（即ち、図２に示す平面視で直線状）に形成されている。そして、６箇所の非接触部５４では、周壁部２２の内周面２２Ａとの間で平面視弓形状の空間部５６が設けられている。なお、弾性部材１６は、接触部５２において、ある程度の圧縮率で軸直角方向Ｙに予備圧縮された状態に組み付けられている。

図２に示すように、弾性部材１６の外周面１６Ａにおける非接触部５４の１つには、弾性部材１６を成形した際の発泡樹脂材料の注入口跡５８が設けられている。すなわち、弾性部材１６は、符号５８で示す箇所を注入口として、そこから発泡樹脂材料を注入することにより、モールド成形されている。

サスペンションサポート１０を組み立てる際には、内側部材１２の上下両側から上側弾性部４２と下側弾性部４４を装着し、これを外側部材１４の第１外側部材３２と第２外側部材３４で上下から挟み込み（図３参照）、両部材の取付フランジ３６，３８を車体パネル２の下面に重ねてボルト３及びナット４を用いて締結固定するとともに、ピストンロッド１の上端部１Ａをナット５を用いて内側部材１２に挿通固定することにより、図１に示すようにサスペンションサポート１０が組み立てられる。これにより、別体に成形された上側弾性部４２と下側弾性部４４は、内側部材１２と外側部材１４との間で一体の弾性部材１６として組み立てられ、弾性部材１６は、外側部材１４により軸方向Ｘにおいて圧縮された状態に保持される。なお、弾性部材１６の上下方向（軸方向Ｘ）における圧縮率は、特に限定されないが、通常は１５〜５０％程度に設定される。

図１，２に示すように、弾性部材１６は、車両に組み付けられた状態において、外側部材１４の周壁部２２との間で、接触部５２と非接触部５４が周方向Ｃに交互に設けられるように形成されている。これにより、弾性部材１６の外周面１６Ａと外側部材１４の内周面２２Ａとの接触面積を減らして、両者１６，１４間のフリクションをコントロールし、弾性部材１６を外側部材１４の内周面２２Ａに対して滑りやすくすることができる。そのため、内側部材１２が軸方向Ｘに変位する主たる振動入力に対し、弾性部材１６の外周部が固定端となるのを防止して、弾性部材１６をその径方向の全体にわたって軸方向Ｘに拡縮変形させることができる。すなわち、仮に弾性部材１６の外周面１６Ａが外側部材１４の内周面２２Ａに密着して固定端となっていると、内側部材１２のフランジ部２０が軸方向Ｘに変位したときに、固定端となっている弾性部材１６の外周部は変位しにくく、フランジ部２０で挟圧された内周側のみが拡縮変形することになり、その部分での減衰性能しか有効に発揮されないが、本実施形態によれば外周面１６Ａが滑りやすいので、弾性部材１６の径方向全体にわたって拡縮変形させやすく、減衰性能を高めることができる。

また、このように弾性部材１６が外側部材１４の内周面２２Ａに対して滑りやすいので、弾性部材１６の歪みが小さくなる。すなわち、仮に弾性部材１６の外周面１６Ａが固定端となっていると、内側部材１２のフランジ部２０が軸方向Ｘに変位したときに、フランジ部２０で挟圧される内周側と固定端である外周側との間で弾性部材１６の歪みが大きくなるが、滑りやすくしたことで歪みが小さくなり、ヘタリを抑えることができる。そのため、本実施形態によれば、耐久性を向上して安定した防振特性を確保することができ、車両において乗り心地を向上することができる。

弾性部材１６の上記非接触部５４は、上記軸方向Ｘでの振動入力時にも外側部材１４の内周面２２Ａに接触しないように（即ち、弾性部材１６が軸方向Ｘに圧縮されて外側に膨らんだときにも、上記空間部５６が潰れて消失しないように）設定されていることが好ましい。そのためには、軸直角方向Ｙでの空間部５６の間隔ができるだけ大きいことが好ましい。一方で、この間隔を大きくすると、非接触部５４における軸直角方向Ｙａ（図２参照）でのバネ定数が小さくなってしまう。そのため、本実施形態では、上記のように非接触部５４を平面状（平面視直線状）に形成しており、これにより、非接触部５４での軸直角方向Ｙａでのバネ定数の低下を防ぎながら、軸方向Ｘでの振動入力時にも空間部５６が消失しないようにして、弾性部材１６の外周面１６Ａでの滑りやすさを確保している。

本実施形態では、また、弾性部材１６の接触部５２を周上均等に配置したので、内側部材１２の偏りを防止する上で有利である。

また、本実施形態によれば、弾性部材１６の非接触部５４に発泡樹脂材料の注入口跡５８を設定したので、接触部５２と非接触部５４を交互に設けたことによる上記の優れた防振特性を何ら阻害することなく、弾性部材１６をモールド成形することができる。

図４は、第２実施形態に係るサスペンションサポート１０Ａを示したものである。第２実施形態は、弾性部材１６の形状が第１実施形態とは異なる。

すなわち、それぞれ６つの接触部５２と非接触部５４を周上均等な間隔で交互に設けている点は、第１実施形態と同様であるが、この例では、非接触部５４において弾性部材１６の外周面１６Ａが軸直角方向内向きＹｉに凹状に形成されている。詳細には、第１実施形態よりも接触部５２の周方向Ｃでの形成幅を大きくした上で、非接触部５４が軸直角方向内向きＹｉに湾曲状に陥没形成されている。

このように非接触部５４を軸直角方向内向きＹｉに凹状に形成することにより、軸方向Ｘでの振動入力時に空間部５６が消失するのをより確実に防止することができる。その他の構成及び作用効果は第１実施形態と同じであり、説明は省略する。

図５は、第３実施形態に係るサスペンションサポート１０Ｂを示したものである。第３実施形態も弾性部材１６の形状が第１実施形態とは異なる。

すなわち、この例では、平面視円形状をなす周壁部２２の内周面２２Ａに対し、弾性部材１６は平面視で正方形状をなしており、接触部５２は周上の４箇所に均等（即ち、等間隔）に配置されている。弾性部材１６の外周面１６Ａは、非接触部５４において外側に膨らんだ湾曲面状に形成されている。詳細には、外側部材１４の周壁部２２の内周面２２Ａよりも曲率半径が大きい湾曲状に形成されており、これにより、周上４箇所の非接触部５４では、周壁部２２の内周面２２Ａとの間で平面視三日月状の空間部５６が設けられている。

このように周上４箇所に接触部５２を設ける場合、６箇所に設ける第１実施形態と比べて、非接触部５４での空間部５６を大きく確保しやすいため、非接触部５４を外側に膨らんだ形状としても、軸方向Ｘでの振動入力時に空間部５６が消失しないように設定しやすい。逆に、この場合において、第１実施形態のように非接触部５４を平面状とすると、空間部５６が大きくなりすぎて、非接触部５４における軸直角方向Ｙａでのバネ定数が小さくなってしまうので、非接触部５４を外側に膨らんだ形状とすることで、軸直角方向Ｙａでのバネ定数を確保しやすくできる。その他の構成及び作用効果は第１実施形態と同じであり、説明は省略する。

図６は、第４実施形態に係るサスペンションサポート１０Ｃを示したものである。第４実施形態も弾性部材１６の形状が第１実施形態とは異なる。

すなわち、この例では、平面視円形状をなす周壁部２２の内周面２２Ａに対し、弾性部材１６は平面視で正三角形状をなしており、接触部５２は周上の３箇所に均等（即ち、等間隔）に配置されている。弾性部材１６の外周面１６Ａは、第３実施形態と同様、非接触部５４において外側に膨らんだ湾曲面状に形成されている。

このように弾性部材１６の接触部５２が周上の奇数箇所に設定されていると、軸直角方向Ｙでのバネ定数に関して方向性を軽減することができる。すなわち、例えば、図２や図５のように接触部５２が偶数箇所である場合、２つの接触部５２が軸直角方向Ｙにおける対向位置で重なるので、当該軸直角方向Ｙｂではバネ定数が高く、逆に、非接触部５４同士が対向する軸直角方向Ｙａではバネ定数が低くなり、軸直角方向Ｙでのバネ定数の周方向Ｃでの変化が大きくなる。これに対し、接触部５２の個数が周上で奇数であると、軸直角方向Ｙにおいて接触部５２同士の重なりがなくなるので、かかる問題を解消することができる。その他の構成及び作用効果は第３実施形態と同じであり、説明は省略する。

図７は、第５実施形態に係るサスペンションサポート１０Ｄを示したものである。第５実施形態も弾性部材１６の形状が第１実施形態とは異なる。

すなわち、この例では、平面視円形状をなす周壁部２２の内周面２２Ａに対し、弾性部材１６は平面視で正五角形状をなしており、接触部５２は周上の５箇所に均等（即ち、等間隔）に配置されている。弾性部材１６の外周面１６Ａは、第１実施形態と同様、非接触部５４において平面状に形成されている。

この例でも、弾性部材１６の接触部５２が周上の奇数箇所に設定されているので、第４実施形態と同様、軸直角方向Ｙでのバネ定数に関して方向性を軽減することができる。その他の構成及び作用効果は第１実施形態と同じであり、説明は省略する。

以上の実施形態では、弾性部材１６は上側弾性部４２と下側弾性部４４との２ピースタイプとしているが、この場合に、上下の弾性部４２，４４で、接触部５２と非接触部５４とは、周方向Ｃで一致していても、一致していなくてもよい（即ち、周方向でずれていてもよい）。また、上下の弾性部４２，４４で外周面１６Ａの形状自体が異なるものを組み合わせてもよい。また、上記実施形態では、２ピースタイプの弾性部材について説明したが、本発明は、例えば、内側部材のフランジ部を包み込むように発泡樹脂成形体からなる弾性部材を一体にモールド成形する１ピースタイプについても同様に適用することができる。また、上記実施形態では、上側弾性部４２と下側弾性部４４について、ともに単なる１層構造のものを用いたが、本発明において、上側弾性部４２及び下側弾性部４４はそれぞれ、発泡率等が異なる上下２層又はそれ以上の多層構造としてもよい。その場合、少なくとも１層が発泡樹脂成形体であれば、未発泡の樹脂成形体（例えば、未発泡ウレタン成形体）からなる層を有するものであってもよく、そのような態様も本発明に係る発泡樹脂成形体からなる弾性部材に含まれる。その他、一々説明しないが、本発明の趣旨を逸脱しない限り、種々の変更が可能である。

１…ヒストンロッド、 １Ａ…上端部、 ２…車体パネル、
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ…サスペンションサポート、
１２…内側部材、 １４…外側部材、
１６…弾性部材、 １６Ａ…外周面、 ２０…フランジ部、
２２…周壁部、 ２２Ａ…内周面、 ２４…上側壁部、
２６…下側壁部、 ５２…接触部、 ５４…非接触部、
５８…注入口跡、
Ｘ…軸方向、 Ｙｏ…軸直角方向外方、 Ｃ…周方向

Claims (7)

1. ショックアブソーバのピストンロッドの上端部が挿通固定される内側部材と、前記内側部材の外周を取り囲み車体側に取り付けられる外側部材と、前記内側部材と前記外側部材との間に介在する発泡樹脂成形体からなる環状の弾性部材と、を備えてなり、
   前記内側部材は、前記ピストンロッドの軸直角方向外方に張り出すフランジ部を備え、
   前記外側部材は、前記弾性部材を内包する周壁部と、前記周壁部の軸方向両端部において軸直角方向で内向きに形成されて前記弾性部材を軸方向にて挟圧する上側壁部及び下側壁部とを備え、
   前記弾性部材は、外周面が周上の複数箇所で前記外側部材の周壁部の内周面に接触するように前記周壁部との接触部と非接触部が周方向において交互に設けられ、前記内側部材の軸方向での振動入力に対して前記弾性部材が前記外側部材の内周面に対して滑るよう構成された
   ことを特徴とするサスペンションサポート。
2. 前記弾性部材の外周面における前記非接触部に、前記弾性部材を成形した際の発泡樹脂材料の注入口跡が設けられた請求項１記載のサスペンションサポート。
3. 前記弾性部材の外周面が前記非接触部において平面状に形成された請求項１又は２記載のサスペンションサポート。
4. 前記弾性部材の外周面が前記非接触部において軸直角方向内向きに凹状に形成された請求項１又は２記載のサスペンションサポート。
5. 前記弾性部材の外周面が前記非接触部において前記外側部材の周壁部の内周面よりも曲率半径が大きい湾曲状に形成された請求項１又は２記載のサスペンションサポート。
6. 前記弾性部材の前記接触部が周上均等に配置された請求項１〜５のいずれか１項に記載のサスペンションサポート。
7. 前記弾性部材の前記接触部が周上の奇数箇所に設定された請求項６記載のサスペンションサポート。

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