JP5476247B2 - 重ね板ばね用サイレンサ - Google Patents

Description

本発明は、重ね板ばね用サイレンサに係り、特に、各種特性の向上のためのサイレンサの構造の改良に関する。

自動車等の車輌用懸架に使用される重ね板ばねでは、複数の板ばねが重ねられ、それら板ばねを狭持するＵボルトが、たとえば長手方向中央部の上側から組み付けられる。この場合、たとえば長手方向中央部において板ばね間にスペーサが設けられ、たとえば最上側の板ばねとＵボルトとの間にはパッドが設けられている。重ね板ばねでは、最下側の板ばねの下側に配置されたアクスルにＵボルトの両端部が締結される。

このような重ね板ばねでは、板ばね同士の長手方向両端部の間にサイレンサが設けられている。サイレンサは、板ばね同士の摺動による異音発生の防止のために用いられる。サイレンサでは、板ばねに対向する面の一方に突起部が形成され、突起部が板ばねの孔部に固定される。これにより、サイレンサが板ばね（固定側板ばね）に固定される。

このようなサイレンサには次のような特性が要求される。すなわち、突起部は固定側板ばねからせん断力を受けるため、十分な強度が必要である。また、サイレンサの他方の面（突起部が形成された面とは反対側の面）は、板ばね（摺動側板ばね）と摺動するため、耐摩耗性が必要とされるとともに、板ばねとの摺動による異音発生防止が必要とされる。

このような背景から、突起部の強度を高めるために、たとえばゴム成形体からなるサイレンサの内部に補強金具を設ける技術（たとえば特許文献１）が提案されている。一方、異音発生防止のために、板ばね間で同じ材質からなる２個のサイレンサを重ね合わせることにより、サイレンサ同士を摺動させる技術（たとえば特許文献２）を用いることが考えられる。

特開２００７−２４７７５４号公報 実開平６−６５６３４号公報

しかしながら、特許文献１の技術では、補強金具を別部品としてサイレンサ内部に設ける必要があるとともに、製造工程が複雑となる。また、特許文献２の技術では、板ばね間で２個のサイレンサを設けるため、部品点数が多くなる。また、突起部の強度向上および異音発生防止の両立を図るためには、上記問題がともに生じることになる。

したがって、本発明は、突起部の強度向上および異音発生防止の両立を図ることができるのはもちろんのこと、製造の容易化および構造の単純化による部品点数の低減を図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を目的としている。

本発明者は、重ね板ばね用サイレンサの構造について検討した結果、隣接する層を異なる材質あるいは同等な材質としてそれぞれの硬度をかえることによって形成される多層構造を用いることにより、製造の容易化および構造の単純化による部品点数の低減を図ることができることを見出した。

ここで、重ね板ばね用サイレンサの材質について、引張強さが小さな材質を用いた場合、せん断力に対する強度が不十分であるが、引張強さが大きな材質を用いた場合、せん断力に対して強度が十分であるから、破断を防止することができる。硬度が高い材質を用いた場合、硬度が高いために、異音が発生し易く、特に、板ばねの端部の荷重伝達部が偏当たりしたとき、異音発生の虞が大きくなるが、硬度が低い材質を用いた場合、異音が発生し難いため、板ばねの端部の荷重伝達部が偏当たりしたときでも、異音発生を抑制することができる。

本発明者提案の多層構造において材質の特性を考慮に入れた結果、多層構造における突起部が形成される一方の最外層の引張強さを大きく設定し、多層構造における板ばねと摺動する他方の最外層の硬度を低く設定することにより、突起部の強度向上および異音発生防止の両立を図ることができることを見出し、本発明の完成に至った。

本発明の重ね板ばね用サイレンサは、隣接する層が一体成形された多層構造を有し、多層構造の一方の最外層に突起部が形成され、一方の最外層は、他方の最外層よりも引張強さが大きく、他方の最外層は、一方の最外層よりも硬度が低いことを特徴としている。

本発明の重ね板ばね用サイレンサは、引張強さおよび硬度を上記のように設定した最外層を有する多層構造を有するから、重ね板ばねの板ばね間に配置する場合、一方の最外層を固定側板ばねに対して突起部により固定するとともに、他方の最外層は、摺動側板ばね側に配置することにより、突起部の強度向上による破断防止、および、異音発生防止の両立を図ることができる。この効果は、補強金具を用いたりサイレンサを複数用意したりすることなく、得ることができる。また、多層構造は、隣接する層の一体成形により得られるから、接着剤を用いる必要がない。その結果、製造の容易化および構造の単純化による部品点数の低減を図ることができる。

本発明の重ね板ばね用サイレンサは、種々の構成を用いることができる。たとえば、最外層同士の間には、それら最外層よりも圧縮弾性率の大きな層が設けられている態様を用いることができる。重ね板ばねでは、サイレンサが配置される端部において、隣接する板ばね同士の曲率半径が異なるため、板ばねの長手方向で板ばね同士の間隔が異なる場合がある（たとえば、重ね板ばねの長手方向外側に向かうに従って、板ばね同士の間隔が大きくなる）。上記態様では、最外層よりも圧縮弾性率の大きな層が、摺動側板ばねからの押圧に応じて弾性変形することができるから、他方の最外層全体が摺動側板ばねに接触することができ、その結果、偏当たりを防止することができる。

一方の最外層は、他方の最外層よりも耐摩耗性が大きい態様を用いることができる。摺動側板ばねと当接する他方の最外層の材質としてゴムを用いた場合、摺動による摩耗が生じる虞がある。これに対して上記態様では、仮に重ね板ばね用サイレンサが保証走行距離を超えて使用されて他方の最外層が摩滅した場合でも、他方の最外層よりも耐摩耗性が高い一方の最外層が存在するから、サイレンサとしての機能を維持することができる。

多層構造の外形状は正方形である態様を用いることができる。この態様では、板ばねへの接触面積を大きくすることができるから、板ばねに対する面圧を低く設定することができ、その結果、板ばねとの摺動による摩耗を抑制することができる。また、他方の最外層の表面はテーパ状をなしている態様を用いることができる。この態様では、板ばね同士の間隔の拡がりに応じて、他方の最外層の表面を配置することができる。たとえば、重ね板ばねの長手方向外側に向かうに従って、板ばね同士の間隔が大きくなる場合、他方の最外層のテーパ状の厚い方を板ばねの長手方向外側に位置させることにより、偏当たりを防止することができる。

本発明の重ね板ばね用サイレンサによれば、突起部の強度向上および異音発生防止の両立を図ることができるのはもちろんのこと、製造の容易化および構造の単純化による部品点数の低減を図ることができる。

本発明の一実施形態に係る重ね板ばね用サイレンサの概略構成を表し、重ね板ばねの板ばね間に配置した状態を表す側面図である。 図１に示す重ね板ばね用サイレンサの構成を表し、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は拡大側断面図、（Ｃ）は平面図である。 本発明の一実施形態に係る重ね板ばね用サイレンサの変形例を表し、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は重ね板ばねの板ばね間に配置した状態を表す側面図である。 本発明の一実施形態に係る重ね板ばね用サイレンサの他の変形例を表し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図である。 本発明の一実施形態に係る重ね板ばね用サイレンサの他の変形例を表す側面図である。 本発明の一実施形態に係る重ね板ばね用サイレンサの２色成形で使用される成形機の一例の一部構成を表す概略側断面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る重ね板ばね用サイレンサ１（以下、サイレンサ１）の概略構成を表し、重ね板ばね１００の板ばね１０１，１０２間に配置した状態を表す側面図である。図２は、図１に示すサイレンサ１の構成を表し、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は拡大側断面図、（Ｃ）は平面図である。図２（Ｂ）は、図２（Ｃ）の１Ｂ−１Ｂ線の側断面図である。重ね板ばね１００は、一般的な重ね板ばねであり、図１では、重ね板ばね１００の左端部のみを表している。サイレンサ１は、重ね板ばね１００の板ばね１０１，１０２の端部間に配置されている。図２（Ｃ）は、サイレンサ１の突起部１２側から見た平面図である。

サイレンサ１は、たとえば互いの材質が異なる固定層１１（一方の最外層）と摺動層２１（他方の最外層）とを有する２層構造である。固定側層１１は、突起部１２を有し、突起部１２は、先端部に係合部１３を有している。固定層１１と摺動層２１は一体成形されたものである。突起部１２は、たとえば略円柱状をなし、係合部１３は、たとえば略円筒状をなしている。

係合部１３には、一対の切欠部１３Ａが形成されている。係合部１３の外周面は摺動層２１側に向かうに従って拡径するテーパ状をなし、係合部１３の摺動層２１の端部には、フランジ部１３Ｂが形成されている。フランジ部１３Ｂの径は、突起部１２が挿入される固定側板ばね１０１の孔部の径よりも大きく設定されている。係合部１３は、テーパ状をなすとともに、切欠部１３Ａにより内側への変形が可能となっているから、固定側板ばね１０１の孔部への突起部１２の挿入を容易に行うことができる。係合部１３は、固定側板ばね１０１の孔部を通過した後、元の形状に戻り、その孔部よりも大きな径を有するフランジ部１３Ｂが、固定側板ばね１０１の表面に係合する。これにより、固定層１１は固定側板ばね１０１に固定される。摺動層２１は、摺動側板ばね１０２に配置される。

固定側板ばね１０１に固定される固定層１１は、摺動層２１よりも引張強さが大きい。摺動側板ばね１０２に当接する摺動層２１は、固定層１１よりも硬度が低い。これにより、固定層１１の突起部１２はせん断力に対して十分な強度を有することができる。また、摺動層２１では、異音が発生し難く、摺動側板ばね１０２の端部の荷重伝達部が偏当たりしたときでも、異音発生を抑制することができる。

上記特性を満足する固定層１１の材質としては、たとえば熱可塑性ポリエーテル系エラストマー（たとえば硬度（Ｄ硬度）は６４Ｄ、引張強さは５５ＭＰａ、引張り伸び率は３５０％、摩耗減量は７０ｍｇ（Ｈ２２輪））や、ポリアセタール系樹脂（たとえば硬度（ＨＲＭ硬度）は８０ＨＲＭ、引張強さは６６ＭＰａ、引張り伸びは６０％、摩耗減量は１４ｍｇ（Ｄ１０４４））を用いることができる。摺動層２１の材質としては、たとえば熱可塑性ポリエステル系エラストマー（たとえば硬度（Ａ硬度）は８０Ａ、引張強さは４５ＭＰａ、引張り伸びは６００％、摩耗減量は１５ｍｇ（Ｈ２２輪））や、熱可塑性オレフィン系エラストマー（たとえば硬度（Ａ硬度）は７０Ａ、引張強さは６ＭＰａ、引張り伸びは７００％）を用いることができる。

固定層１１の厚さは、特に限定されないが、２ｍｍ以上に設定することが好適である。摺動層２１は、重ね板ばね１００の使用時、摺動側板ばね１０２と摺動し、摩耗する場合がある。したがって、摺動層２１の厚さは、固定層１１の厚さよりも厚く設定し、この場合、摺動層２１の厚さは出来る限り厚く設定することが好適である。

固定層１１は、摺動層２１よりも耐摩耗性が高いことが好適である。仮にサイレンサ１が保証走行距離を超えて使用されて摺動層２１が摩滅した場合でも、固定層１１が存在するから、サイレンサとしての機能を維持することができる。

サイレンサ１は、たとえば２色成形により製造される。図６は、２色成形で使用される成形機１１０の一例の一部構成を表す概略側断面図である。成形機１１０は、１次成形用金型１２０と２次成形用金型１３０を備えている。１次成形用金型１２０は、摺動層２１を形成するための型であり、上型１２１と下型１１２から構成される。２次成形用金型１３０は、突起部１２を有する固定層１１を形成するための型であり、上型１３１と下型１１２から構成される。

上型１２１は、１次成形用射出装置（図示略）に取り付けられるとともに、注入口１２１Ａを有している。注入口１２１Ａは、１次成形用射出装置から供給される摺動層の材料をキャビティ内に注入するための開口である。上型１３１は、２次成形用射出装置（図示略）に取り付けられるとともに、注入口１３１Ａを有している。注入口１３１Ａは、２次成形用射出装置から供給される固定層の材料をキャビティ内に注入するための開口である。上型１２１，１３１は垂直方向（図の矢印方向）に移動可能となっている。

下型１１２，１１２は、回転軸Ｓ回りに回転可能なロータリテーブル１１１上に固定されている。下型１１２，１１２は、ロータリテーブル１１１の回転によって１次成形用金型１２０および２次成形用金型１３０で交互に使用される共通金型である。なお、図６では、サイレンサ１に対応する形状（特に、突起部１２の係合部１３に対応する部分の形状）は簡略化して図示している。図６の実線は、型締めされている状態を示し、破線は、型開き状態にある上型１２１，１３１を示している。

２色成形では、まず、１次成形用金型１２０および２次成形用金型１３０の型締めを行い、キャビティを形成する。次いで、１次成形用金型１２０において、摺動層の材料を材料注入口１２１Ａからキャビティ内に注入し、その材料を固化させて、摺動層２１を形成する。続いて、１次成形用金型１２０および２次成形用金型１３０の型開きを行い、ロータリテーブル１１１を回転軸Ｓ回りに回転させて、摺動層２１が形成された下型１１２を２次成形用金型１３０の位置に配置し、空の下型１１２を１次成形用金型１２０の位置に配置する。

続いて、１次成形用金型１２０および２次成形用金型１３０の型締めを行い、キャビティを形成する。次いで、２次成形用金型１３０において、固定層の材料を材料注入口１３１Ａからキャビティ内に注入し、その材料を固化させて、突起部１２を有する固定層１１を形成する。これにより、２次成形用金型１３０では、係合部１３を有する突起部１２、固定層１１、および、摺動層２１が一体成形されたサイレンサ１が得られる。一方、１次成形用金型１２０においても上記注入と同時期に、摺動層の材料を材料注入口１２１Ａからキャビティ内に注入し、その材料を固化させて、摺動層２１を形成する。次に、１次成形用金型１２０および２次成形用金型１３０の型開きを行い、２次成形用金型１３０からサイレンサ１を取り出す。

次いで、ロータリテーブル１１１を回転軸Ｓ回りに回転させて、摺動層２１が形成された下型１１２を２次成形用金型１３０の位置に配置し、空の下型１１２を１次成形用金型１２０の位置に配置し、それ以降、上記と同様な工程を繰り返すことにより、サイレンサ１が順次得られる。

本実施形態では、重ね板ばね１００の板ばね１０１，１０２間に配置する場合、引張り強さの大きな固定層１１を突起部１２により固定側板ばね１０１に固定するとともに、硬度の低い摺動層２１を摺動側板ばね１０２側に配置することにより、突起部１２の強度向上による破断防止、および、異音発生防止の両立を図ることができる。この効果は、補強金具を用いたりサイレンサを複数用意したりすることなく、得ることができる。また、２層構造は、固定層１１と摺動層２１の一体成形により得られるから、接着剤を用いる必要がない。その結果、製造の容易化および構造の単純化による部品点数の低減を図ることができる。

上記実施形態を用いて本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。たとえば、上記実施形態では、多層構造として２層構造を用いたが、必要に応じて、異種材質を用いて３以上の層からなる多層構造を用いてもよい。この場合、多色成形を行うことが好適である。

たとえば、図３（Ａ）に示すサイレンサ１Ａでは、固定層１１と摺動層１２との間に偏当たり防止層３１を設けている。偏当たり防止層３１は、固定層１１および摺動層２１よりも圧縮弾性率が大きく設定されている。たとえば図３（Ｂ）に示すように、重ね板ばね１００の長手方向外側に向かうに従って、板ばね１０１，１０２同士の間隔が大きくなる場合、偏当たり防止層３１が摺動側板ばね１０２からの押圧に応じて弾性変形することができるから、摺動層２１全体が摺動側板ばね１０２に接触することができ、その結果、偏当たりを防止することができる。

多層構造の断面形状は、円形状に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。たとえば図４（Ａ），（Ｂ）に示すサイレンサ１Ｂでは、外形状が正方形状をなしている。この態様では、摺動側板ばね１０２への接触面積を大きくすることができるから、摺動側板ばね１０２に対する面圧を低く設定することができ、その結果、板ばねとの摺動による摩耗を抑制することができる。また、サイレンサ１Ｂでは、突起部１２の外形状は矩形状をなしていてもよい。この場合、突起部１２の矩形状の長手方向Ｌが、重ね板ばね１００の長手方向に沿うように配置するのが好適である。突起部１２のコーナー部は曲面状をなすのが好適である。突起部１２には、係合部が形成されていてもよい。

また、図５に示すサイレンサ１Ｃでは、摺動層２１の厚さが一端部から他端部へ向かうに従い厚くなるように摺動層２１の表面がテーパ状をなしている。たとえば、重ね板ばね１００の長手方向外側に向かうに従って、板ばね１０１，１０２同士の間隔が大きくなる場合、摺動層２１の厚い方を摺動側板ばね１０２の長手方向外側に位置させることにより、偏当たりを防止することができる。

この場合、摺動層２１の厚い方における固定層１１側の端部２１Ａを、その表面が固定層１１の表面と同一平面を構成するように形成してもよい。固定層１１と摺動層２１を異なる色に設定することにより、端部２１Ａが、摺動層２１の厚い方を示す位置決めとして機能する。また、摺動層２１の厚い方を示す手法としては、突起部１２の係合部１３の切欠部１３Ａの形成位置を工夫して、切欠部１３Ａの形成位置を位置決めとして用いることができる。

１，１Ａ〜１Ｃ…サイレンサ、１１…固定層（一方の最外層）、１２…突起部、１３…係合部、１３Ａ…切欠部、１３Ｂ…フランジ部、２１…摺動層（他方の最外層）、１００…重ね板ばね、１０１…固定側板ばね、１０２…摺動側板ばね

Claims (6)

1. 隣接する層が一体成形された多層構造を有し、
   前記多層構造の一方の最外層に突起部が形成され、
   前記一方の最外層は、他方の最外層よりも引張強さが大きく、
   前記他方の最外層は、前記一方の最外層よりも硬度が低いことを特徴とする重ね板ばね用サイレンサ。
2. 前記最外層同士の間には、前記最外層よりも圧縮弾性率の大きな層が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の重ね板ばね用サイレンサ。
3. 前記一方の最外層は、他方の最外層よりも耐摩耗性が大きいことを特徴とする請求項１または２に記載の重ね板ばね用サイレンサ。
4. 前記多層構造の外形状は正方形であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の重ね板ばね用サイレンサ。
5. 前記他方の最外層の表面はテーパ状をなしていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の重ね板ばね用サイレンサ。
6. 多色成形によって一体成形されたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の重ね板ばね用サイレンサ。

Images