JP6186426B2 - ショックアブソーバ - Google Patents

Description

本発明は、ショックアブソーバに関するものである。

当業者にとって公知であるように、車両の特定のショックアブソーバ装置はストラットを含む。ストラットは、一方が車両のフロントアクスルの片側車輪のナックルアームに連結され、他方が車両の車体に結合されるピストンロッドアセンブリに連結される。

ストラットは上部にシートを含む。シートは、ピストンロッドアセンブリが内側に収容されるサスペンションスプリングの下方の巻き端を支持する支持面の役割を果たす。したがって、ストラットは、サスペンションスプリングを介して車両の前部を支える。さらに、ストラットは、ショックアブソーバの軸線を中心とする回転によって車輪の方向転換を可能にし、特に、制動時、加速時、及びカーブにさしかかったときに、非常に強い機械的な作用を受ける。そのため、ストラットの剛性が車輪の面の制御を左右し、路上での車両の挙動はこの制御に依存する。

ストラットは、空間の３つの方向（垂直方向、長手方向、及び横方向）において、さまざまな応力に耐えなければならないことから、モノブロックタイプであって、金属材料、一般にはスチールでできている。

金属材料の使用は、重量、すなわちエネルギー消費の観点から不利である。これは、熱機関の廃棄によって発生する公害を減らすという車両メーカーの現行方針に反している。しかし、物理的な特性、特に機械的強度及び剛性に関する特性を保持しながらストラットの重量を減らすのは非常に難しい。

本発明は、こうした状況を改善することを目的とする。

本発明のある態様によれば、車両に搭載されるショックアブソーバであって、第１の上端と第１の下端とを有する金属製の内側部分と、前記内側部分に一体成形された複合材料からなる外側部分と、を備え、前記外側部分は、前記内側部分の前記第１の上端がその上に折り畳まれる第２の上端及び前記内側部分の前記第１の下端がその上に折り畳まれる第２の下端の少なくとも一方と、サスペンションスプリングを支持するシートを有する中間部分と、を含む。

本発明の他の特徴および長所は、以下の説明と添付図面とを参照すれば明らかになるであろう。なお、図面はコンピュータ支援ソフトＣＡＯ／ＤＡＯで作成されているため、幾つかの線は不連続である。

図１は、本発明の実施形態に係るショックアブソーバにおけるストラットの概略的な斜視図である。 図２は、内側部分の第１の上端を外側部分の第２の上端に折り曲げる前のストラットを示す概略的な垂直断面図である。 図３は、内側部分の第１の上端を外側部分の第２の上端に折り曲げる前のストラットを上方から見た概略的な斜視図である。 図４は、ストラットの外側部分の第２の下端を背面側から見た概略的な背面図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。

以下では、本発明の実施形態に係るショックアブソーバＤが車両のフロントアクスルの一部をなす場合について説明する。

フロントアクスルは、例えば自動車のような原動機で動く車両の一部をなすように構成される。しかし、本発明は、このタイプの車両に限定されるものではない、本発明は、右側車輪と左側車輪とを含む少なくとも１つの方向制御用のフロントアクスルを備えた、あらゆる陸上車両に適用される。

図１では部分的にしか示していないが、ショックアブソーバＤは、ピストンロッドアセンブリとサスペンションのコイルスプリングとに結合されるストラットＪＦを含んでいる。ピストンロッドアセンブリは、車両の車体に結合される上部と、ストラットＪＦの上部（ＥＳ１、ＥＳ２）に結合される下部と、を含んでいる。さらに、ピストンロッドアセンブリは、サスペンションスプリングの巻きにより画定される空隙の内部エリアに収容される。

図１及び２に示すように、ストラットＪＦは、金属製の内側部分ＰＩＪと、内側部分ＰＩＪのほぼ全体にわたって一体成形される外側部分ＰＥＪと、備える。外側部分ＰＥＪは、内側部分ＰＩＪに対して密接に一体成形される。

内側部分ＰＩＪは、例えばスチール又はアルミニウム等の、特に圧力、引張り力、捩じれに対して非常に強度のある金属材料から構成される。内側部分ＰＩＪは、第１の上端ＥＳ１と第１の下端Ｅｌ１と、を含む。金属材料は、特に、引張り作用、圧縮作用、及び曲げ作用を強く受け、また、それよりも程度は低いが捩じれ作用も受けるため、非常に強靭なものが用いられる。したがって、厚みを薄くでき、内側部分ＰＩＪを低質量とすることができる。

図２及び３に示すように、内側部分ＰＩＪは、軸線ＡＰを中心軸とする円筒状の全体形状である。しかし、これは必須というわけではなく、内側部分ＰＩＪは、必ずしも軸を有する回転体ではない。しかし、こうした形状は、工業的な製造方法を簡素化することができ、最も強く外力を受ける箇所での耐曲げ性を最大化できるため有利である。

図２に示しように、内側部分ＰＩＪは、第１の上端ＥＳ１の下に配置された第１の突起（又は膨大部）ＰＲ１と、第１の下端Ｅｌ１の上に配置された第２の突起（又は膨大部）ＰＲ２と、を含むことが有利である。これにより、軸線ＡＰに沿った外側部分ＰＥＪへの内側部分ＰＩＪの結合を（密着性という観点から）高めることができる。

第１の突起ＰＲ１及び第２の突起ＰＲ２は、内側部分ＰＩＪを画定する壁がより肉厚な部分であるのが好ましい。

第１の突起ＰＲ１及び第２の突起ＰＲ２のそれぞれは、ほぼ環状である。これに代わり、多少とも幾何学的で多少とも複雑な形状であってもよい。また、これらの突起ＰＲ１，ＰＲ２の頂部（最外径部）が１つの円筒部分により結合されるような、より簡単な形状であってもよい。その場合には、２個の膨大部が単一の円筒状の膨大部となり、この単一の円筒状の膨大部の端部に複合材料からなる肉厚部分がくる。

図２に示すように、内側部分ＰＩＪは、第１の突起ＰＲ１と第２の突起ＰＲ２との間で横断面の面積が変化して形成される。これにより、軸線ＡＰに沿った外側部分ＰＥＪへの内側部分ＰＩＪの結合を（密着性という観点から）さらに高めることができる。また、第１の下端Ｅｌ１の位置（ナックルアームへの接続部の近く）で外径をより大きくすることによって、耐曲げ性（曲げ強さ）を高めることができる。

外側部分ＰＥＪは、内側部分ＰＩＪの第１の上端ＥＳ１を少なくとも除いて、内側部分ＰＩＪに一体成形される。外側部分ＰＥＪは、例えばガラスファイバ（必要に応じて長さ２５ｍｍの非配向の繊維からなる）と、熱硬化性のビニルエステル又はポリエステル樹脂と、の組み合わせ、或いはカーボンファイバとエポキシ樹脂との組み合わせのような、非常に強靭な複合材料から構成される。さらに、図１及び４に示すように、外側部分ＰＥＪは、第２の上端ＥＳ２と、中間部分ＰＩＴと、第２の下端Ｅｌ２と、を含む。

本実施形態では、複合材料の一体成形は、内側部分ＰＩＪの上部と下部との間で連続して実施さる。これに代わり、内側部分ＰＩＪの中間部分（この部分は外力をほとんど受けない）を露出させて少なくとも部分的に上部と下部に分けた２個の部分から構成されるように、複合材料を内側部分ＰＩＪに一体成形してもよい。

図１に示すように、内側部分ＰＩＪの第１の上端ＥＳ１は、変形されて内側部分ＰＩＪの第２の上端ＥＳ２の一部の上に折り畳まれる。折り畳んだ後は、ストラットＪＦの端部には、軸線ＡＰに沿って内側部分ＰＩＪと外側部分ＰＥＪとの結合を（密着性という観点から）高めることが可能な、つば襟スペース（ここでは円筒状）が画定される。第１の上端ＥＳ１を第２の上端ＥＳ２の上に折り畳む代わりに、第１の下端Ｅｌ１を第２の下端Ｅｌ２の上に折り畳むようにしてもよい。また、第１の上端ＥＳ１と第１の下端Ｅｌ１の双方を、それぞれ第２の上端ＥＳ２と第２の下端Ｅｌ２の上に折り畳むようにしてもよい。

中間部分ＰＩＴは、第２の上端ＥＳ２の真下に、サスペンションスプリングの下方の巻き端を支持するための支持面を画定する（下方の）シートＣＢを含む。シートＣＢは、外側部分ＰＥＪの前方ＰＶ側に偏心している。シートＣＢは、例えば、サスペンションスプリングの巻きの応力を伝達する非常に肉厚の中央補強エリアを内側部分ＰＩＪの周囲に含み、また、サスペンションスプリングが破損した場合にタイヤに穴が開かないようにするための肉薄の別のエリア、いわゆる安全エリアを周辺部に含む。

外側部分ＰＥＪの第２の下端Ｅｌ２は、内側部分ＰＩＪの第１の下端Ｅｌ１を囲んでいる。また、第２の下端Ｅｌ２は、フロントアクスルのナックルアームに結合可能な２個のほぼ平行なブラケットＡＦを含んでいる。ナックルアームは、大半の部品の接合を実施するフロントアクスルの主要部品である。ナックルアームは、中央に車輪ハブを有し、ブレーキキャリパを支持する。ナックルアームの基部には、ボールベアリングを介してＡ型のアーム（ｔｒｉａｎｇｌｅ）が接続される。また、ナックルアームは、ステアリングリンクに連結される水平アームを備える。さらに、ナックルアームの上部にはストラットＪＦが接続される。本実施形態では、ナックルアームは、ストラットの狭持部（２個のブラケットＡＦ）により挟まれる。２個のブラケットＡＦは、当業者が一般にナックルアーム取付用の狭持部と呼んでいる部材である。ブラケットＡＦは、図示のような２個の平行な形状に限定されない。

ナックルアームは、２個のブラケットＡＦの間に配置されてブラケットＡＦ双方を互いに結合する取付部を有する。好ましくは、この取付部は非常に肉厚である（少なくとも４０ｍｍ以上）。図示されているように、ナックルアームとブラケットＡＦとの結合は、各ブラケットＡＦに形成される２個の穴Ｔ１と、ナックルアームの取付部に形成されブラケットＡＦの穴Ｔ１に対応する２個の穴と、ブラケットＡＦの穴Ｔ１とナックルアームの取付部の穴とを挿通する２個のネジと、により行われる。

図１に示すように、ブラケットＡＦの穴Ｔ１には、金属、例えばスチール製のリング（又はインサート）ＯＭを結合することが好ましい。つまり、ブラケットＡＦの穴Ｔ１に、ネジが貫通可能な穴を有する金属製のリングを結合するのが好ましい。これにより、ネジの締め付け強度が高められると共に、ネジの支持力が予め決められた値とほぼ同じに設定できる。これらのインサートは、スチールと複合材料とのネジ止め組立において、ネジの支持力を保証する特別な形状を呈する。この特別な形状は、予備弾性を有するようにしてもよい。

外側部分ＰＥＪの強度を高めるために、外側部分ＰＥＪは、剛性リブ（又は補強リブ）を１つ又は複数の箇所に含むようにしてもよい。

図１に示すように、外側部分ＰＥＪは、例えば、中間部分ＰＩＴに第１の剛性リブＮ１を含む。第１の剛性リブＮ１は、シートＣＢの下面に結合されると共に、軸線ＡＰを含む面に画定されるため、サスペンションスプリングによって及ぼされる圧力に対するシートＣＢの耐荷重が増加する。本実施形態では、図１に示すように、中間部分ＰＩＴは、互いに角度的にオフセットされた３個の第１の剛性リブＮ１を含む。

以下に、以上のように構成される本実施形態の変形例を示す。

図１及び２に示すように、外側部分ＰＥＪは、例えば、中間部分ＰＩＴに第２の剛性リブＮ２を含む。第２の剛性リブＮ２は、ブラケットＡＦの上方に向かう延長部を構成しつつ、それぞれのブラケットＡＦの上部に結合されている。第２の剛性リブＮ２は、図示されているように、横方向の別の第２の剛性リブＮ２によって互いに結合可能である。

図１〜３に示すように、第２の下端Ｅｌ２は、例えば、ブラケットＡＦの間（前方ＰＶ側）、および／または、ブラケットＡＦの裏側ＰＲ、および／または、ブラケットＡＦ上に部分的に結合された、第３の剛性リブＮ３を含む。図示された実施形態では、第３の剛性リブＮ３は、軸線ＡＰにほぼ平行で、軸線ＡＰにほぼ垂直なリブが、ブラケットＡＦの間、ブラケットＡＦの裏側ＰＲ、及びブラケット上に結合される。第３の剛性リブＮ３は、内側部分ＰＩＪの第１の下端Ｅｌ１の嵌め込みエリアにおいて高い剛性の補強材を構成している。

図４に示すように、外側部分ＰＥＪは、例えば、軸線ＡＰに沿って延びる幅広の２個の第４の剛性リブＮ４を、第２の下端Ｅｌ２の裏側ＰＲに含む。第４の剛性リブＮ４は、図示されているように、必要に応じて、軸線ＡＰに沿って延びる剛性リブよりも幅が狭い別の横方向の第４の剛性リブＮ４によって互いに結合可能である。第４の剛性リブＮ４は、内側部分ＰＩＪの第１の下端Ｅｌ１の嵌め込みエリアにおいて高い強度かつ高い剛性の補強材を構成している。

図４に示すように、外側部分ＰＥＪは、例えば、軸線ＡＰに沿って延びる少なくとも１つの第５の剛性リブＮ５を、中間部分ＰＩＴの裏側ＰＲに含む。第５の剛性リブＮ５は、幅広に形成してもよい。

図３に示すように、シートＣＢは、ほぼ半径方向に延びる剛性リブＮ６を含む。

図１及び３に示すように、外側部分ＰＥＪは、中間部分ＰＩＴに、フロントアクスルのアンチロールバーに結合可能な固定部ＰＦを含む。アンチロールバーと固定部ＰＦとの結合のために、固定部ＰＦは、図示されているように、ネジが通過可能な穴Ｔ２を含む。穴Ｔ２には、金属、例えばスチール製のリング（又はインサート）ＯＭを結合することが好ましい。つまり、固定部ＰＦの穴Ｔ２に、ネジが貫通可能な穴を有する金属製のリングを結合するのが好ましい。これにより、ネジの締め付け強度が高められると共に、ネジの支持力が予め決められた値とほぼ同じに設定できる。

図１に示すように、固定部ＰＦは、好ましくは、曲げ強さと捩じれ強さとを高めることが可能な形状を呈する。このため、固定部ＰＦは、下から上に向かって、また、中間部分ＰＩＴから穴Ｔ２が形成される箇所に向かって半径方向に肉薄に形成される。例えば、図示されているように、固定部ＰＦの下面ＦＩＰは、傾斜していて、全体として台形形状に形成される（平行な２辺の長い方の辺が、中間部分ＰＩＴに配置される）。

固定部ＰＦは、アンチロールバーの構成と配置によって、シートＣＢに対して角度的にオフセットして設けられる。しかし、これは必須というわけではない。ここでは、アンチロールバーのリンクロッドが、ほぼ垂直であってボールベアリングを介してストラットに固定される。そのため、ボールベアリングの末端側で補強が増大され、機械的強度と剛性とを確保することから、補強部は非対称な外観になっている。

ショックアブソーバＤは、好ましくは、外側部分ＰＥＪの第２の下端Ｅｌ２の一部分を囲む金属製の補強ストリップを含む。補強ストリップは、ブラケットＡＦの穴Ｔ１を貫通する少なくとも２個のネジの一方を介してブラケットＡＦに結合可能である。補強ストリップは、例えば、スチール製であり、２個のブラケットＡＦにより構成される取付用狭持部を横方向に補強する。

ショックアブソーバＤはスラット型に限定されず、ブラケットＡＦを必ずしも備える必要がない。その場合には、ショックアブソーバＤの下端部は取付部材を介してロアアームに連結される。

上記実施形態では、ショックアブソーバＤが車両のフロントアクスルの一部をなす場合について説明した。しかし、ショックアブソーバＤはリアに設けるようにしてもよい。

本実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。

ストラットが金属製の内側部分と複合材料からなる外側部分とを備えるハイブリッド構成であるため、物理的な特性、特に機械的強度と剛性に関する特性を保持可能にしながら、ストラットの重量を減らすことができる。

また、フロントアクスルの各ストラットの重量を３０％から４０％減らすことができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

本願は２０１３年２月２０日にフランス特許庁に出願された出願番号１３５１４３０に基づく優先権を主張し、この出願の全ての内容は参照により本明細書に組み込まれる。

Claims (13)

1. 車両に搭載されるショックアブソーバであって、
   第１の上端と第１の下端とを有する金属製の内側部分と、
   前記内側部分に一体成形された複合材料からなる外側部分と、を備え、
   前記外側部分は、
   前記内側部分の前記第１の上端がその上に折り畳まれる第２の上端及び前記内側部分の前記第１の下端がその上に折り畳まれる第２の下端の少なくとも一方と、
   サスペンションスプリングを支持するシートを有する中間部分と、を含む
   ショックアブソーバ。
2. 請求項１に記載のショックアブソーバであって、
   前記外側部分の前記第２の下端は、フロントアクスルのナックルアームに結合可能な２個のほぼ平行なブラケットを有するショックアブソーバ。
3. 請求項１に記載のショックアブソーバであって、
   前記内側部分は、前記第１の上端の下方に配置される第１の突起と、前記第１の下端の上方に配置される第２の突起と、を有するショックアブソーバ。
4. 請求項３に記載のショックアブソーバであって、
   前記内側部分は、ほぼ円筒形の全体形状であって、前記第１の突起と前記第２の突起との間で横断面の面積が変化して形成されるショックアブソーバ。
5. 請求項１に記載のショックアブソーバであって、
   前記中間部分は、フロントアクスルのアンチロールバーに結合可能な固定部を含むショックアブソーバ。
6. 請求項５に記載のショックアブソーバであって、
   前記固定部には、ネジが貫通可能な穴を有する金属製のリングが結合されるショックアブソーバ。
7. 請求項１に記載のショックアブソーバであって、
   前記中間部分は、前記シートの下面に結合される第１の剛性リブを含むショックアブソーバ。
8. 請求項２に記載のショックアブソーバであって、
   前記中間部分は、前記２個のブラケットの上部にそれぞれ結合される第２の剛性リブを含むショックアブソーバ。
9. 請求項２に記載のショックアブソーバであって、
   前記外側部分の前記第２の下端は、前記ブラケットの間、前記ブラケットの裏側、及びブラケット上の少なくとも１箇所に結合される第３の剛性リブを含むショックアブソーバ。
10. 請求項２に記載のショックアブソーバであって、
    前記２個のブラケットのそれぞれには、ネジが貫通可能な穴を有する金属製のリングが結合されるショックアブソーバ。
11. 請求項１０に記載のショックアブソーバであって、
    前記外側部分の前記第２の下端の一部分を囲んで少なくとも１つの前記ネジを介して前記ブラケットに結合可能な金属製の補強部材をさらに備えるショックアブソーバ。
12. 請求項１に記載のショックアブソーバを２個備える車両用のフロントアクスル。
13. 請求項１２に記載のフロントアクスルを備える車両。