JP5461227B2 - 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（下記特許文献１，２参照）。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、原形状がストレートな円筒状の発泡ウレタンからなる弾性部材の内側に内側部材を圧入し、得られた組付け体を外側部材の内側に収容するとともに、弾性部材の上下両端部を外側部材の上下の壁部により径方向内方に押し倒して断面コの字状に形成することで、サスペンションサポートを組み立てる構成が開示されている。この文献では、弾性部材に対する内側部材の位置決めを行うとともに、内側部材と弾性部材との軸方向における滑りを防止するため、内側部材の円筒状の外周面に複数の突条を軸方向に並べて設けた構成が開示されている。

特開２００３−１８４９３７号公報 特開２００８−１７４１５５号公報

図１６は、上記特許文献２に開示された構成に類似するものとして比較例に係るサスペンションサポートを示したものである。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。弾性部材１０３は、外側部材１０４の上側壁部１０５とフランジ部１０２との間で挟圧される上側弾性部１０６と、外側部材１０４の下側壁部１０７とフランジ部１０２との間で挟圧される下側弾性部１０８とが、発泡樹脂により別々に成形されて、内側部材１０１と外側部材１０４との間で一体に組み立てられてなる。

上記サスペンションサポートでは、図１６（ａ）に示す初期荷重状態から内側部材１０１に対して軸方向Ｘの振動入力が負荷されたとき、図１６（ｂ）に示すように、内側部材１０１と弾性部材１０３との間で滑りが発生し、内側部材１０１のみが動く（弾性部材１０３は外側部材１０４側に残る）場合がある。このような滑りが発生すると、弾性部材１０３が内側部材１０１との接触面で摩耗することになるので、摩耗により軸方向におけるバネ定数が経時変化し、耐久性が損なわれる問題がある。

このような問題に対し、上記特許文献１に記載されたような滑り止め構造では、内側部材の外周面に複数の突条を設けるため、内側部材には軸方向に大きな厚みを確保する必要があり、そのため、内側部材の上下の弾性部において外側部材の上下の壁部との間での予圧縮率が高くなりすぎてしまい、発泡ウレタン特有の高い減衰性能を確保することが難しくなる。

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、弾性部材の軸方向における予圧縮率を下げつつ、弾性部材と内側部材との間で軸直角方向において予圧縮をかけることにより両者間の滑りを防止して耐久性を向上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ものであって、前記ピストンロッドの軸直角方向外方側に張り出すフランジ部を備えた内側部材と、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ものであって、前記フランジ部の上下に間隔をおいて対向配置される上側壁部及び下側壁部を備えた外側部材と、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ものであって、前記フランジ部と前記上側壁部との間で挟圧される上側弾性部と前記フランジ部と前記下側壁部との間で挟圧される下側弾性部を備えた環状の弾性部材と、を備えてなる。そして、前記フランジ部が、前記上側壁部及び前記下側壁部との間でそれぞれ前記上側弾性部及び前記下側弾性部を軸方向に予圧縮する横壁部を備えるとともに、前記横壁部の内周側に軸方向に立設されて前記上側弾性部と前記下側弾性部の少なくとも一方の弾性部を拡径状態に保持することで当該弾性部を軸直角方向に予圧縮する縦壁部を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、内側部材のフランジ部に設けた縦壁部によって弾性部材に対して軸直角方向に予圧縮をかけることができるので、軸方向での入力負荷時に、弾性部材と内側部材との間での摩擦力が向上して、弾性部材と内側部材との間の滑りを抑制することができる。そのため、内側部材に対して弾性部材が追従して動くので、両者間の摩耗が低減され、よって耐久性を向上することができる。また、内側部材のフランジ部は、軸方向での予圧縮を付与する横壁部を設けた上で、その内周側に上記軸直角方向での予圧縮を付与する縦壁部を設けたので、横壁部においてその軸方向厚みを大きく設定する必要がなくなり、よって、横壁部において軸方向での予圧縮率を過剰に大きくすることなく、縦壁部において弾性部材と内側部材との間での滑りを防止することができる。

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 該サスペンションサポートの分解縦断面図 図２の要部拡大図 図１の要部拡大図 第２実施形態に係るサスペンションサポートの縦断面図 第２実施形態に係るサスペンションサポートの分解縦断面図 第３実施形態に係るサスペンションサポートの縦断面図 第３実施形態に係るサスペンションサポートの分解縦断面図 図８の要部拡大図 図７の要部拡大図 第４実施形態に係るサスペンションサポートの縦断面図 第４実施形態に係るサスペンションサポートの分解縦断面図 図１２の要部拡大図 図１１の要部拡大図 実施例と比較例の耐久試験結果を示すグラフ （ａ）比較例のサスペンションサポートの縦断面図、（ｂ）その入力負荷時の図

図１〜４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。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ており、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２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、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と上側壁部２４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と下側壁部２６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。

内側部材１２のフランジ部２０は、図４に拡大して示すように、外側部材１４の上側壁部２４及び下側壁部２６との間でそれぞれ上側弾性部４２及び下側弾性部４４を軸方向Ｘに予圧縮する横壁部４６を確保した上で、その内周側（即ち、横壁部４６の軸直角方向内方側Ｙｉ）に、縦壁部４８が軸方向Ｘに立設させて形成されている。

横壁部４６は、フランジ部２０の外周側部分を構成する水平な壁部であり、フランジ部２０の全周にわたって環状に形成されている。

縦壁部４８は、この例では、フランジ部２０の上下両面２０Ａ，２０Ｂにそれぞれ設けられており、上側弾性部４２と下側弾性部４４を各別に拡径状態に保持することで、これら弾性部４２，４４を軸直角方向（径方向）Ｙに予圧縮するように構成されている。上下の縦壁部４８，４８は、フランジ部２０の上下両面２０Ａ，２０Ｂから軸方向Ｘに円筒状に立設されており、縦壁部４８は横壁部４６に対して垂直に設けられている。

図３に示すように、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が嵌り込む平面視円形の嵌合凹所５０，５０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５２（図４参照）が全周にわたって形成されている。

また、各嵌合凹所５０，５０にはそれぞれ、上記円筒状の縦壁部４８，４８を受け入れる環状凹溝５４，５４が設けられている。図３に示すように、環状凹溝５４は、その外周側の溝壁面５４Ａの直径ｄ１が縦壁部４８の外径ｄ２よりも小さく（ｄ１＜ｄ２）、かつ内周側の溝壁面５４Ｂの直径ｄ３が縦壁部４８の内径ｄ４よりも大きく設定されている（ｄ３＞ｄ４）。これにより、環状凹溝５４に縦壁部４８を圧入したときに、環状凹溝５４よりも外周側の弾性部１６Ａは、縦壁部４８により拡径方向に圧縮されるようにして軸直角方向Ｙに予圧縮される（図４参照）。また、環状凹溝５４よりも内周側の弾性部１６Ｂは、縦壁部４８により縮径方向に圧縮されるようにして軸直角方向Ｙに予圧縮される。なお、このような軸直角方向Ｙにおける予圧縮率については特に限定されないが、例えば５〜２０％程度に設定することができる。

また、この例では、フランジ部２０の外径（即ち、横壁部４６の外径）ｄ５が、上記嵌合凹所５０の内径ｄ６よりも大きく設定されている（ｄ５＞ｄ６）。これにより、嵌合凹所５０にフランジ部２０を圧入したときに、上記連結壁部５２を構成する弾性部１６Ｃがフランジ部２０により押し広げられることで軸直角方向Ｙに予圧縮される。

このように上記構成では、内側部材１２に対して上側弾性部４２と下側弾性部４４を組み付けた状態で、即ち外側部材１４に対する組付け前の状態で、これら弾性部４２，４４に軸直角方向Ｙにおける予圧縮が付与されている。

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。

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を上記のように圧入により装着し、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２参照）、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。

本実施形態によれば、内側部材１２のフランジ部２０に設けた縦壁部４８によって弾性部材１６に対して軸直角方向Ｙに予圧縮がかけられているので、弾性部材１６と内側部材１２との間での摩擦力が高い。そのため、内側部材１２に対する軸方向Ｘにおける入力負荷時に、弾性部材１６と内側部材１２との間の滑りが抑制され、内側部材１２に対して弾性部材１６が追従して動くので、両者間の摩耗が低減され、耐久性を向上することができる。

また、内側部材１２のフランジ部２０は、軸方向Ｘでの予圧縮を付与する横壁部４６を外周側に確保した上で、その内周側に軸直角方向Ｙでの予圧縮を付与する縦壁部４８を設けたので、横壁部４６の軸方向厚みを小さくして弾性部材１６の軸方向Ｘでの予圧縮率が過剰に大きくなるのを防ぎながら、縦壁部４８において弾性部材１６と内側部材１２との間での滑りを防止することができる。よって、発泡ウレタン特有の高い減衰性能を確保しつつ、弾性部材１６−内側部材１２間での滑りを抑制して耐久性を向上することができる。

図１５は、上記実施形態に係るサスペンションサポート（実施例）と、図１６に示す比較例に係るサスペンションサポートについて、軸方向Ｘにおける繰り返し入力負荷による耐久試験を行ったときの入力回数（耐久回数）とバネ定数変化率（静バネ定数Ｋｓ変化率）との関係を示したグラフである。静バネ定数の変化率は、初期値に対する経時変化率（％）である。同グラフに示されているように、実施例では、比較例に対して、バネ定数の経時変化を抑えることができた。

図５，６は、第２実施形態に係るサスペンションサポート１０Ａに関するものである。第２実施形態は、内側部材１２の構成が第１実施形態とは異なる。

この例では、内側部材１２のフランジ部２０において縦壁部４８を設けるために、別途金具を用いている。即ち、内側部材１２は、内筒部１８と、その上端部において軸直角方向外方側Ｙｏに張り出すフランジ部２０とからなる本体金具６０と、周縁部が上方に折曲形成されて上側の縦壁部４８を構成する上側金具６２と、周縁部が下方に折曲形成されて下側の縦壁部４８を構成する下側金具６４とからなり、これらが溶接等により一体に結合されている。

このようにフランジ部２０の縦壁部４８は別金具により形成されていてもよく、このように形成した方が第１実施形態に比べて内側部材１２を製造しやすいというメリットがある。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７〜１０は、第３実施形態に係るサスペンションサポート１０Ｂに関するものである。第３実施形態も内側部材１２の構成が第１実施形態とは異なる。

この例では、内側部材１２のフランジ部２０は、その内周側部分６６が、外周側の横壁部４６に対して、軸方向Ｘの両側で増厚することで厚肉状に形成されており、この内周側部分６６と横壁部４６との段差部によって、横壁部４６から垂直に立ち上がる縦壁部４８が形成されている。

上側弾性部４２と下側弾性部４４の嵌合凹所５０，５０にはそれぞれ、上記縦壁部４８（即ち、厚肉状の内周側部分６６の外周部）が嵌り込む平面視円形の第２嵌合凹所６８，６８が設けられている。第２嵌合凹所６８，６８は、上側弾性部４２と下側弾性部４４の内周面に沿って設けられている。

そして、図９に示すように、縦壁部４８の外径ｄ２は、嵌合する各弾性部４２，４４の内径ｄ７（即ち、この例では、第２嵌合凹所６８の直径）よりも大きく設定されている（ｄ２＞ｄ７）。これにより、縦壁部４８を上下の弾性部４２，４４の内側（即ち、第２嵌合凹所６８の内側）に圧入したときに、図１０に示すようにその外周側の弾性部１６Ｄは、縦壁部４８により拡径方向に圧縮されるようにして軸直角方向Ｙに予圧縮される。

このように縦壁部４８は、横壁部４６の内周側に設けられていれば、上記実施形態のような円筒状に立設した壁部に限定されるものではない。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１１〜１４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実施形態も内側部材１２の構成が第１実施形態とは異なる。

この例では、内側部材１２には、縦壁部４８がフランジ部２０の上面２０Ａのみに立設されており、下面２０Ｂには設けられていない。すなわち、縦壁部４８は、上側弾性部４２を拡径状態に保持することで当該上側弾性部４２を軸直角方向Ｙに予圧縮するために設けられており、下側弾性部４４に対しては縦壁部は設けられていない。

また、この例において、縦壁部４８は、第１実施形態と同様に、フランジ部２０の上面２０Ａから円筒状に立設されているが、上側弾性部４２の嵌合凹所５０には該縦壁部４８を受け入れる環状凹溝５４は設けられておらず、縦壁部４８は、上側弾性部４２の内周面に圧入されるように構成されている。

そして、図１３に示すように、縦壁部４８の外径ｄ２が、上側弾性部４２の内径ｄ７よりも大きく設定され（ｄ２＞ｄ７）、これにより、縦壁部４８を上側弾性部４２の内側に圧入したときに、図１４に示すように上側弾性部４２が縦壁部４８により拡径方向に圧縮されるようにして軸直角方向Ｙに予圧縮される。

これに対し、下側弾性部４４については、フランジ部２０の外径（即ち、横壁部４６の外径）ｄ５を嵌合凹所５０の内径ｄ６よりも大きく設定したことにより（ｄ５＞ｄ６）、軸直角方向Ｙに予圧縮されるだけであり、縦壁部４８による予圧縮構成は設けられていない。

このように縦壁部４８による予圧縮構成は、上下の弾性部４２，４４のうち、少なくとも一方で採用されていれば、本発明に含まれる。このように上側弾性部４２のみでも耐久性の向上効果が得られるのは次の理由による。外側部材１４の周壁部２２は、上記のように厳密には上方ほどわずかに先細のテーパ筒状をなしているため、上側弾性部４２は、下側弾性部４４よりも、該周壁部２２による拘束がより大きく、よって内側部材１２の軸方向Ｘにおける動きに対してより追従しにくい。つまり、弾性部材１６と内側部材１２との間の滑りは上側弾性部４２においてより発生しやすいので、耐久性の問題が生じやすいのは上側弾性部４２であり、よって、上側弾性部４２での滑りを抑えるだけでも、耐久性の向上効果は得られる。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、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…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、
２０…フランジ部、 ２４…上側壁部、 ２６…下側壁部、
４２…上側弾性部、 ４４…下側弾性部、
４６…横壁部、 ４８…縦壁部、
５４…環状凹溝、 ５４Ａ…外周側の溝壁面、５４Ｂ…内周側の溝壁面、
Ｘ…軸方向、 Ｙ…軸直角方向、 Ｙｏ…軸直角方向外方
ｄ１…外周側の溝壁面の直径、 ｄ２…縦壁部の外径
ｄ２…内周側の溝壁面の直径、 ｄ４…縦壁部の内径
ｄ７…上側弾性部と下側弾性部の内径

Claims (4)

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であって、前記ピストンロッドの軸直角方向外方側に張り出すフランジ部を備えた内側部材と、
   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であって、前記フランジ部の上下に間隔をおいて対向配置される上側壁部及び下側壁部を備えた外側部材と、
   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であって、前記フランジ部と前記上側壁部との間で挟圧される上側弾性部と前記フランジ部と前記下側壁部との間で挟圧される下側弾性部を備えた弾性部材と、
   を備えてなり、
   前記フランジ部は、前記上側壁部及び前記下側壁部との間でそれぞれ前記上側弾性部及び前記下側弾性部を軸方向に予圧縮する横壁部を備えるとともに、前記横壁部の内周側に軸方向に立設されて前記上側弾性部と前記下側弾性部の少なくとも一方の弾性部を拡径状態に保持することで当該弾性部を軸直角方向に予圧縮する縦壁部を備えた
   ことを特徴とするサスペンションサポート。
2. 前記縦壁部が前記フランジ部の上下少なくとも一方面から軸方向に円筒状に立設されてなる請求項１記載のサスペンションサポート。
3. 前記少なくとも一方の弾性部に前記円筒状の縦壁部を受け入れる環状凹溝が設けられ、前記環状凹溝は外周側の溝壁面の直径が前記縦壁部の外径よりも小さく、かつ内周側の溝壁面の直径が前記縦壁部の内径よりも大きく設定され、これにより前記環状凹溝に前記縦壁部を圧入することで前記環状凹溝よりも外周側の弾性部と前記環状凹溝よりも内周側の弾性部がそれぞれ軸直角方向に予圧縮されたことを特徴とする請求項２記載のサスペンションサポート。
4. 前記縦壁部の外径が前記少なくとも一方の弾性部の内径よりも大きく設定され、これにより前記縦壁部を前記少なくとも一方の弾性部の内側に圧入することで当該弾性部が軸直角方向に予圧縮されたことを特徴とする請求項１又は２記載のサスペンションサポート。

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