JP5751212B2

JP5751212B2 - サスペンション用インシュレータ

Info

Publication number: JP5751212B2
Application number: JP2012118271A
Authority: JP
Inventors: 肇恒川
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2012-05-24
Filing date: 2012-05-24
Publication date: 2015-07-22
Anticipated expiration: 2032-05-24
Also published as: JP2013245716A

Description

本発明は、サスペンション用インシュレータ、特にインシュレータとダストカバーの接続構造に関する。

ストラット式サスペンション装置における緩衝器は、その上端部が車体に取付けられ、下端部が車輪に結合されて、車輪と車体の間に介装される。緩衝器の周囲にはコイルスプリングが配置される。このコイルスプリングは、例えば緩衝器のピストンロッドの上部側に固定されたスプリングシートと、緩衝器のアウターシェルの中間部に固定されたロアシートとの間に配置される。このような構造においては、一般に、スプリングシートとコイルスプリングとの間に、振動伝達を抑制するインシュレータが設けられる。

上述のようなストラット式サスペンション装置では、砂や泥水等の異物から緩衝器のピストンロッドやオイルシールを保護するために、緩衝器とコイルスプリングとの間に蛇腹円筒形状のダストカバーが設けられる。ダストカバーは、例えば、熱可塑性エラストマ系などの樹脂製のものやゴム製のものがある。構造的には、例えば、特許文献１や特許文献２に記載されているようなインシュレータとダストカバーとが一体的に形成されたものがある。また、特許文献３に記載されているようにダストカバーが独立的に形成され、中間部材を用いてサスペンション装置と接合させているものがある。

特開２００８−１３３９０１号公報特開２００９−０５６８５２号公報実開平０７−８０１４号公報

上述したように、インシュレータとダストカバーとを一体成形することが考えられ、また、必要に応じてインシュレータとダストカバーを別体で形成することがある。その場合、インシュレータは一般的にゴム製である場合が多く低剛性で変形し易い。一方、ダストカバーも一般的には樹脂製またはゴム製なので変形し易い。そのため、両者を確実に結合（接続）させ、その結合状態を維持するためには、インシュレータやダストカバーの大掛かりな構造変更を行ったり、別途締結部品等を用いる等の対策が必要となる。締結部品を用いる場合には製造工数の増加も生じるため好ましくない。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、別体形成されたインシュレータとダストカバーの構造を大きく変更することなく、ダストカバーを容易に強固で安定的に結合保持できるサスペンション用インシュレータを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様のサスペンション用インシュレータは、緩衝器を環囲するコイルスプリングと前記緩衝器の上部側に設けられたスプリングシートとの間に配置されるサスペンション用インシュレータであって、前記スプリングシートと前記コイルスプリングの上端部との間に挟持される本体部と、前記本体部に連設されて前記緩衝器の一部を環囲する円筒体と、を含み、前記円筒体は、前記緩衝器と前記コイルスプリングとの間に配置される円筒形状のダストカバーの端部と係合する部分の剛性が当該円筒体の他の部分より高い係合部と、前記ダストカバーの端部を環囲するフランジ部とを有する。

この態様によると、インシュレータの円筒体が高剛性の係合部を有するため、ダストカバーの端部と係合した場合の変形が抑制され、別体で形成されたダストカバーとの結合を確実かつ安定的に維持することができる。更に、フランジ部の存在により、ダストカバーの端部が係合部の外周面と係合する場合でも、その係合部分から砂や泥水等の異物が侵入することを抑制できる。

前記係合部は、前記ダストカバーの端部が係合する部分の内周側に補強部を有してもよい。

この態様によれば、インシュレータの構造を大きく変更することなく、補強部を一体化させるだけでインシュレータの係合部の剛性を高め、ダストカバーの結合保持性を向上することができる。

前記係合部は、前記ダストカバーの端部と係合する円環状の剛体部を有してもよい。この態様によれば、インシュレータの構造を大きく変更することなく、係合部に剛体部を設けることでダストカバーと係合する部分の剛性を高め、ダストカバーの結合保持性を向上することができる。

本発明によれば、別体形成されたインシュレータとダストカバーの構造を大きく変更することなく、ダストカバーを容易に強固で安定的に結合保持できるサスペンション用インシュレータが提供できる。

実施の形態に係るサスペンション用インシュレータおよびそれと結合するダストカバーを含む構造を説明する断面図である。図１のサスペンション用インシュレータの斜視図である。図１のサスペンション用インシュレータの係合部の補強部材の詳細を説明する説明図である。実施の形態に係る他のサスペンション用インシュレータの構造を説明する断面図である。図４のサスペンション用インシュレータおよびそれに結合するダストカバーの斜視図である。図４に示すサスペンション用インシュレータに用いる剛体部材の変形例の形状を説明する断面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。

図１は、本発明の実施の形態（以下、実施形態という）に係るサスペンション用インシュレータ（以下、単にインシュレータと呼ぶ）１０およびそれと係合するダストカバー１２を含む構造を説明する断面図である。

サスペンション装置は、アクスルを車体に連結し、走行路面から受ける振動や衝撃が直接ボディ側に伝わることをタイヤと共に吸収して乗り心地を良くすると共に車体や積荷の損傷を防ぐ働きをする。サスペンション装置は、主に車体の上下振動を減衰させる緩衝器としてのショックアブソーバや、車体の重量を支えると共に主に路面からの衝撃を和らげるスプリングを含む。

ショックアブソーバ１４は、ピストンロッド１４ａの上端部がベアリング１６（一部のみ図示）やゴムマウント（不図示）を介して、不図示のボディにナット等の締結部材により弾性的に連結固定されている。また、ピストンロッド１４ａを進退自在に収納する筒状のアウターシェル１４ｂの下端部はアクスルに設けられた支持部材（不図示）に固定されている。アウターシェル１４ｂの内部には作動油が封入されている。アウターシェル１４ｂの上端部には、作動油がアウターシェル１４ｂの外部へ漏れるのを防止するためのオイルシールが設けられる。オイルシールは、ゴムなどの可撓性材料で形成される。

ショックアブソーバ１４の外周側には、同軸状にコイルスプリング１８が配設されている。コイルスプリング１８の上端部は、ピストンロッド１４ａの上端側で例えばボディに固定、またはボディと一体のスプリングシート２０によって支持されている。一方、コイルスプリング１８の下端側は、アウターシェル１４ｂの外周に設けられたロアシート（不図示）によって支持されている。

コイルスプリング１８とスプリングシート２０の間には、主にコイルスプリング１８を介した振動の伝達を抑制するインシュレータ１０が介在している。インシュレータ１０は、図２に示すように、中央に開口部１０ａを有する円筒形状の部品であり、例えば弾性を有するゴム材料で形成されている。インシュレータ１０は、スプリングシート２０とコイルスプリング１８の上端部との間に挟持される本体部１０ｂと、この本体部１０ｂに連設されてショックアブソーバ１４の一部であるピストンロッド１４ａを環囲する円筒体１０ｃとを含む。なお、コイルスプリング１８の下端側とロアシートとの間にも例えばゴム製のロアインシュレータを介在させてもよい。

ダストカバー１２は、例えば、熱可塑性エラストマ系などの樹脂製のものやゴム製の蛇腹円筒形状の部品であり、ショックアブソーバ１４のピストンロッド１４ａやオイルシールを砂や泥水等の異物から保護するためのものである。

本実施形態のインシュレータ１０は、図３に拡大して詳細に示すように、円筒体１０ｃの下端側に形成された係合部１０ｄにダストカバー１２の端部１２ａを係合させることによって、両者を結合させると共にその結合状態を維持するようにしている。図３の場合、係合部１０ｄには、半径方向外側に向かって帯状に突出する係合爪１０ｅが形成され、この係合爪１０ｅに、例えば、装着時に拡径変形させたダストカバー１２の端部１２ａを引っ掛けることにより結合させる。

ところで、インシュレータ１０は振動の伝達抑制を効果的に行えるように弾性を有するゴム材料で形成されているので、上述したようにダストカバー１２を装着する場合、係合部１０ｄを含む円筒体１０ｃが半径方向内側に変形して、装着状態を十分に維持できない場合がある。そこで、本実施形態では、円筒体１０ｃにおけるダストカバー１２の端部１２ａと係合する部分の剛性を当該円筒体１０ｃの他の部分より高くしている。具体的には、ダストカバー１２の端部１２ａが係合する部分の内周側に補強部として機能する補強部材２２を設けている。

補強部材２２は、例えば金属製や硬質樹脂製のリング状の部材とすることができる。補強部材２２は、加硫接着によりインシュレータ１０の係合部１０ｄと一体化させてもよい。また、補強部材２２の外径をインシュレータ１０の係合部１０ｄの内径より僅かに大きくして、圧入によって実質的に一体化させてもよい。また、この際に接着剤を併用してもよい。補強部材２２の径方向の厚みは、ピストンロッド１４ａと干渉しない範囲で適宜調整可能であるが、重量や材料コストを考慮して、ダストカバー１２の装着時の半径方向内側への圧縮力や車両走行時の振動等によって係合部１０ｄが半径方向内側に撓まない程度とすることが望ましい。その値は、例えば実験等によって設計段階で選択可能である。

このように、補強部材２２により係合部１０ｄの剛性を向上させることで、インシュレータ１０とダストカバー１２を別体で形成した後、組み立て段階で結合する形態としても、係合部１０ｄの変形を防止して、両者の結合状態を維持できる。この場合、係合部１０ｄに補強部材２２を設けるだけで、インシュレータ１０やダストカバー１２の形状に大掛かりな変更を加えることがないので、従来のインシュレータへの適用も容易である。また、係合部１０ｄの変形がないため、ダストカバー１２を装着する際の端部１２ａの拡径による圧縮力を高めに設定することが可能になり、インシュレータ１０とダストカバー１２の結合力を増大することができる。その結果、ダストカバー１２の結合を維持するための締結バンド等を用いる必要がなく、部品点数の増加や組み立て工数の増加の防止に寄与できる。なお、図３の場合、係合爪１０ｅを半径方向外側に向かって帯状に突出する形状とする例を示したが、ダストカバー１２の結合維持が十分にできれば、係合爪１０ｅは係合部１０ｄの全周に設ける必要はなく、部分的に設けるようにしてもよい。この場合、弾性のあるダストカバー１２の端部１２ａが装着し易くなる。また、図３の例では、係合爪１０ｅを１段だけ形成する例を示したが、複数段設けてもよい。この場合、ダストカバー１２の結合強度を向上させることができる。

ところで、インシュレータの外周側にダストカバーを装着する場合、その装着部分の僅かな隙間から路面側から跳ね上げられた砂や泥水が侵入する可能性がある。そこで、本実施形態の場合、図３に示すように、円筒体１０ｃは、ダストカバー１２の端部１２ａを環囲するフランジ部１０ｆを有している。フランジ部１０ｆは、ダストカバー１２の端部１２ａからダストカバー１２の内部側に異物が侵入し難い形状であればよく、例えば端部１２ａの周囲を囲むような形状であればよい。図３の場合、フランジ部１０ｆは、端部１２ａから所定距離離間して形成されている。この場合、係合部１０ｄに端部１２ａを引っ掛ける場合の作業が容易になる。別の実施例においては、端部１２ａまたは端部１２ａより少し軸方向に奥まった位置（図３中下方向）で実質的に接触するような形状にしてもよい。この場合、係合部１０ｄに端部１２ａを引っ掛ける場合にフランジ部１０ｆを変形させる必要があるが、係合部１０ｄと端部１２ａのシール性を向上できるというメリットがある。なお、インシュレータ１０は、低剛性のゴム材料で形成するので、フランジ部１０ｆを形成する場合の型抜き等も容易である。

図４は、他の実施形態のインシュレータ２４の構造およびそれにダストカバー２６を装着した状態を説明する断面図である。また、図５は、図４の外観斜視図である。
インシュレータ２４は、図３に示すインシュレータ１０と同様に、中央に開口部２４ａを有する円筒形状の部品であり、例えば弾性を有するゴム材料で形成されている。インシュレータ２４は、スプリングシート２８とコイルスプリング（図３参照）の上端部との間に挟持される本体部２４ｂと、この本体部２４ｂに連設されてショックアブソーバ３０の一部であるピストンロッド３０ａを環囲する円筒体２４ｃとを含む。

本実施形態のインシュレータ２４は、図４に示すように、円筒体２４ｃの下端側に係合部２４ｄを当該円筒体２４ｃの一部として有する。係合部２４ｄは、円筒体２４ｃと同様にショックアブソーバ３０のピストンロッド３０ａの軸方向に延設された筒形状を有する。インシュレータ２４の場合も振動吸収を効果的に行えるように弾性を有するゴム材料で形成されているので、係合部２４ｄにダストカバー２６を装着する場合、係合部２４ｄを含む円筒体２４ｃの形状が変形し易く、ダストカバー２６の装着状態を十分に維持できない場合がある。そこで、本実施形態では、円筒体２４ｃにおけるダストカバー２６の端部２６ａを支持する部分である係合部２４ｄの剛性を円筒体２４ｃの他の部分より高くしている。具体的には、ダストカバー２６の端部２６ａと係合する円環状の剛体部として機能する剛体部材３２を係合部２４ｄの内壁面側に形成している。すなわち、剛体部材３２は、係合部２４ｄを含む円筒体２４ｃの剛性より高い剛性（高剛性）を有する部材である。

この剛体部材３２は、円環状の内壁側にダストカバー２６の端部２６ａと係合する係合爪３２ａが半径方向内側に向かって帯状に突出形成されている。この係合爪３２ａに、例えば、装着時に縮径変形させたダストカバー２６の端部２６ａを引っ掛けることにより接合させて、端部２６ａの復元力を利用して剛体部材３２とダストカバー２６との結合状態を維持する。

剛体部材３２は、例えば金属や硬質樹脂で形成することができる。剛体部材３２は、加硫接着によりインシュレータ２４の係合部２４ｄと一体化させてもよい。また、剛体部材３２の外径をインシュレータ２４の係合部２４ｄの内径より僅かに大きくして、圧入によって実質的に一体化させてもよい。また、この際に接着剤を併用してもよい。剛体部材３２の径方向の厚みや係合爪３２ａの半径方向内側の幅は、ダストカバー２６の外径が細くなりピストンロッドと干渉することがない範囲で適宜調整可能である。例えば、重量や材料コストを考慮して、車両走行時の振動等が付与された場合でもダストカバー２６の結合維持が可能な程度とすることが望ましい。その値は、例えば実験等によって設計段階で選択可能である。

このように、剛体部材３２と一体的に形成されている高剛性の係合爪３２ａでダストカバー２６の端部２６ａを係合支持することで、インシュレータ２４とダストカバー２６を別体で形成した後、組み立て段階で結合する形態としても両者の結合状態を維持できる。言い換えれば、剛体部材３２によって係合部２４ｄの剛性を向上させてインシュレータ２４とダストカバー２６の結合状態を維持している。この場合、係合部２４ｄに剛体部材３２を設けるだけで、インシュレータ２４やダストカバー２６の形状に大掛かりな変更を加えることがないので、従来のインシュレータへの適用も容易である。なお、係合部２４ｄと一体化されている剛体部材３２の変形がないため、ダストカバー２６の半径方向外側への復元力を高めに設定することが可能になり、インシュレータ２４とダストカバー２６の結合力を増大することができる。その結果、ダストカバー２６の結合を維持するための追加構造が必要なく、部品点数の増加や組み立て工数の増加の防止に寄与できる。なお、図４の場合、係合爪３２ａを半径方向内側に向かって帯状に突出する形状とする例を示したが、ダストカバー２６の結合維持が十分にできれば、係合爪３２ａは剛体部材３２の全周に設ける必要はなく、部分的に設けてもよい。この場合、弾性のあるダストカバー２６の端部２６ａを装着し易くなる。また、図４の例では、係合爪２８ｄを１段だけ形成する例を示したが、複数段設けてもよい。この場合、ダストカバー２６の結合強度を向上させることができる。

なお、図４の場合、インシュレータ２４の内側にダストカバー２６を装着している。したがって、図３の場合のように、装着部分の隙間がダストカバー２６の外方向に開放されることがなく、路面側等から跳ね上げられる砂や泥水がダストカバー２６の内部側に侵入し難くなっている。したがって、インシュレータ１０の有するようなフランジ部１０ｆを設ける必要はなく、インシュレータ２４の構造を簡略化することができる点で有利である。

図４に示す剛体部材３２は、ピストンロッドの軸方向に沿う断面形状がＬ字形状となっている例を説明したが、剛体部材は、係合部２４ｄと一体化可能で、ダストカバー２６の端部２６ａと係合する機能を有していれば、その形状は適宜変更可能である。例えば図６に示すように円板形状の剛体部材３４としてもよい。なお、剛体部材３４以外の構造は、図４で説明した構造と実質的に同じであり、その説明は省略する。剛体部材３４の場合も円盤形状の外周側部３４ａを係合部２４ｄと一体化し、円板形状の内周側部３４ｂを係合爪として利用するようにしてもよい。この場合、剛体部材３４は形状が簡略化され、金属板等の打抜加工で形成可能であり、製造コストの低減に寄与できる。

また、図４の場合、剛体部材３２は係合部２４ｄの内壁側に形成する例を説明したが、剛体部材を係合部２４ｄの外側に形成してもよい。この場合、係合爪は剛体部材の外周側に形成されることになる。また、図６に示すように、剛体部材３４を円盤形状とする場合は、円盤形状の内周側を係合部２４ｄと一体化し、円板形状の外周側を係合爪として利用することになる。これらの場合、ダストカバー２６はインシュレータ１０の場合と同様に、係合部２４ｄと一体化された剛体部材の外周側から装着することになり、装着作業が容易になる。

なお、剛体部材を係合部２４ｄの外側に形成する場合、インシュレータ１０が有する補強部材２２と同様な補強部材を係合部２４ｄの内周壁に設け、係合部２４ｄの剛性を向上してもよい。この場合、インシュレータ２４とダストカバー２６の結合安定性をさらに向上させることができる。

上述の実施形態では、インシュレータ１０の補強部材２２やインシュレータ２４の剛体部材３２，３４は、金属や硬質樹脂で形成する例を示したが、係合部の剛性が円筒体の他の部分より高くできれば、その材質や形状は適宜選択可能である。例えば、円筒体の肉厚を他の部分より厚くしたり、係合部の形状を補強形態にすることにより剛性を高めるようにしても上述した各実施形態と同様の効果を得ることができる。

以上、本発明を上述の実施形態を参照して説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、実施形態や変形例の構成を適宜組み合わせたものや置換したものについても本発明に含まれるものである。また、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を実施形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施形態も本発明の範囲に含まれうる。

１０インシュレータ、１０ｂ本体部、１０ｃ円筒体、１０ｄ係合部、１０ｅ係合爪、１０ｆフランジ部、１２ダストカバー、１２ａ端部、１４ショックアブソーバ、１８コイルスプリング、２０スプリングシート、２２補強部材、２４インシュレータ、２４ｂ本体部、２４ｃ円筒体、２４ｄ係合部、２６ダストカバー、２６ａ端部、３２，３４剛体部材、３２ａ係合爪。

Claims

緩衝器を環囲するコイルスプリングと前記緩衝器の上部側に設けられたスプリングシートとの間に配置されるサスペンション用インシュレータであって、
前記スプリングシートと前記コイルスプリングの上端部との間に挟持される本体部と、
前記本体部に連設されて前記緩衝器の一部を環囲する円筒体と、
を含み、
前記円筒体は、前記緩衝器と前記コイルスプリングとの間に配置される円筒形状のダストカバーの端部と係合する部分の剛性が当該円筒体の他の部分より高い係合部と、
前記ダストカバーの端部を環囲するフランジ部と、を有することを特徴とするサスペンション用インシュレータ。
前記係合部は、前記ダストカバーの端部が係合する部分の内周側に補強部を有することを特徴とする請求項１記載のサスペンション用インシュレータ。
前記係合部は、前記ダストカバーの端部と係合する円環状の剛体部を有することを特徴とする請求項１または２に記載のサスペンション用インシュレータ。