JP6198441B2 - 懸架軸受装置、及び当該懸架軸受装置を装着したストラット - Google Patents

懸架軸受装置、及び当該懸架軸受装置を装着したストラット Download PDF

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Description

本発明は、懸架軸受装置、特にマクファーソン式(“マクファーソン式懸架軸受”又はMSBU)に関する。また、本発明は、ダンパと上述の懸架軸受装置とを備えている自動車両用ストラットに関する。本発明が属する技術分野は、懸架システム、特に自動車両用懸架システムである。
従来技術では、自動車両用懸架システムは、車軸及びホイールを支持するためのストラットを備えている。懸架軸受は、懸架バネと車両本体に固定されている上側部材との間において、ホイール及び地面の反対側に位置するストラットの上側部分に配置されている。懸架バネは、ダンパピストンロッドの周囲に配置されており、ダンパピストンロッドの端部は、車両本体に固定されている。
懸架軸受は、軸受と、下側カップと、上側カップと、下側カップと上側カップとの間に配設された少なくとも1つのシールとを備えている。懸架軸受を形成する様々な要素が、シールを除けば、それ自体の機械的強度を高めるために金属製とされる。上側カップは、転がり軸受の外輪と上部部材との間に挿置されており、下側カップは、転がり軸受と懸架バネとの間に挿置されている。従って、懸架バネは、懸架バネと車両本体との間においてアキシアル方向力を伝達させるように、且つ、転がり軸受の内輪と外輪との間における相対的な斜め運動を実現するように構成されている。
このような懸架軸受は、特にMSBU式の懸架軸受は、侵食環境で利用されることが要求される。自動車両は、例えば冠水して泥だらけの道路を走行し、その後に高圧水を噴射することによって清浄される場合がある。このような条件下では、水や汚染粒子がストッパ内に、特に軸受内に侵入する場合があり、この場合には、ストッパや軸受の耐用寿命及び性能に悪影響を及ぼす。ストッパ内に組み込まれている1つ以上のシールは、水や汚染粒子が懸架軸受内に侵入することを防止するように構成されている。
特許文献1、特許文献2、及び特許文献3には、シールを装備した様々な懸架軸受が開示されている。これらストッパそれぞれにおいて、ゴム製シールが金属製サポートにオーバーモールド成形されている一方、ストッパのシールリップが金属表面上に配設されている。ゴム製シールと金属表面との間における滑り接触のために、このようなストッパのシール性能ひいては信頼性は、完全に満足いくものではなかった。
特許文献4は、ゴム製シールを装備した他の懸架軸受を開示している。当該ゴム製シールのベースは、可塑材料製サポート内部にオーバーモールド成形された複雑なI字状の形態をしている。
米国特許出願公開第5618116号明細書 特開1997−303474号公報 特開2009−002425号公報 仏国特許出願公開第2965028号明細書
本発明の目的は、進歩的な懸架軸受装置を提案することである。従って、本発明の主題は、
− アキシアル方向ストッパを主軸線に沿って形成している少なくとも1つの転がり軸受と、
− 転がり軸受それぞれと接触していると共に可塑材料から作られている下側カップ及び上側カップであって、下側カップが、懸架バネのための支持手段を形成している、下側カップ及び上側カップと、
− 転がり軸受を水又は汚染粒子の侵入から保護するように構成されている少なくとも1つのシールであって、シール又はシールそれぞれが、可塑材料から作られており、下側カップと上側カップとの間において、可塑材料から作られた第1の要素にオーバーモールド成形されている、少なくとも1つのシールと、
を備えている懸架軸受装置(10;110)である。
本発明は、
− シール又はシールそれぞれが、略環状の形態をしたベースを備えており、少なくとも1つのシールリップが、下側カップと上側カップとの間において、可塑材料から作られた第2の要素と接触した状態で、ベースから延在していること、
− 第1の要素が、シールを受けるためのアキシアル方向面及びラジアル方向面を備えていること、及び
− ベースが、第1の要素のアキシアル方向面及びラジアル方向面それぞれに当接される、アキシアル方向面及びラジアル方向面を備えていることを特徴とする。
従って、シールの環状のベースは、I字状、L字状、又はU字状のベースを備えている既存の装置と比較して単純である。これにより、シールの製造、及び、懸架軸受装置内へのシールの組み込みが単純化される。さらに、本発明は、懸架軸受装置のシール性能を向上させるので、動作中における懸架軸受装置の信頼性及び強度も高められる。1つ以上のシールを可塑材料製の表面にオーバーモールド成形することによって、当該シールと当該可塑材料製の表面との機械的な固着が補強される。1つ以上のシールリップそれぞれが、可塑材料製の表面に接触しているので、当該シールリップが密封されていない構造体に向かって滑動する危険性が低減される。また、可塑材料から作られた要素を利用することによって、金属製要素と比較して、懸架軸受装置のコストを低減させることができる。さらに、軸受と懸架バネのための座面を形成する下側カップ及び車両本体に固定された上側部材と相互作用する上側カップとの間に中間要素を設ける必要ないので、懸架軸受装置を小型化することができる。本発明の変形例では、特にシールの幾何学的諸元に基づいて、懸架軸受装置のシール性能をさらに高めることができる。このことについては、以下に詳述する。
本発明における他の優位な形態では、以下の特徴が単独で又は組み合わせで利用されている。
− 転がり軸受それぞれが、可塑材料から作られた下側カップと接触している内輪と、可塑材料から作られた上側カップと接触している外輪と、内輪と外輪との間に配設されている転動要素とを備えている。
− 懸架軸受装置が、単列アンギュラ玉軸受を備えている。
− シールが、第2の要素と接触している2つのシールリップを備えており、シールリップそれぞれが、第2の要素と少なくとも1点で接触している。
− シールリップ又はシールリップそれぞれが、事前に成形されたエルボーを備えており、エルボーが、シールのベースに至るまで延在している第1のリップ部分と、第2の要素に接触した状態でシールリップの支持端部に至るまで延在している第2のリップ部分との間に配置されている。
− シールリップ又はシールリップそれぞれの事前に成形されたエルボーが、転がり軸受に向かってセットバックされている。
− シールリップ又はシールリップそれぞれについて、主軸線を含む半平面内において、第1のリップ部分が、第1の中立線に沿って延在しており、第2のリップ部分が、第2の中立線に沿って延在しており、シールリップが、第1の中立線と第2の中立線との間に、鋭角を形成している。
− シールの2つのシールリップが、主軸線に対して略ラジアル方向に向いている鋭角を有しているシールリップと、主軸線に対して略アキシアル方向に向いている鋭角を有しているシールリップと、を備えている。
− 鋭角又は鋭角それぞれが、10°以上90°未満とされる。
− シールリップ又はシールリップそれぞれについて、主軸線を含む半平面内において、シールリップの中立線に対して直角な方向で計測される厚さであって、シールのベースからシールリップの支持端部に至るまで略一定である厚さと、シールが静止している場合に、シールのベースとシールリップの支持端部との間において、シールのベースに対して直角な方向で計測される、静止時における長さと、静止時における長さに対する厚さの比であって、厳密には0.206より小さい、好ましくは0.2より小さい比とが定義されている。
− シールリップの厚さが、一定とされ、0.4ミリメートル〜0.8ミリメートル、好ましくは0.5ミリメートル〜0.7ミリメートル、より好ましくは約0.6ミリメートルとされる。
− シールリップの静止時における長さが、2ミリメートル〜4ミリメートル、好ましくは2.5ミリメートル〜3.5ミリメートル、より好ましくは3ミリメートルとされる。
− シールリップ又はシールリップのうち少なくとも特定のシールリップについて、自身の中立線に沿った第1のリップ部分の長さが、自身の中立線に沿った第2のリップ部分の長さ以下であり、エルボーが、シールのベースとシールリップの支持端部との中間に配設されているか、又はシールリップの支持端部よりも、シールのベースに近接している。
− 下側カップと上側カップとの間に配設されている第2の要素が、肩部が形成された内面を有しており、シールの少なくとも1つのシールリップが、少なくとも1つの支持端部を有しており、支持端部が、肩部と、下側カップと上側カップとの間に形成されている開口部との間において、第2の要素と接触している。
また、本発明は、ダンパと上述の懸架軸受装置とを備えている自動車両のためのストラットに関する。
本発明は、非限定的な実施例を示すにすぎない以下の説明と添付図面とによって明らかとなる。
本発明における懸架軸受装置とダンパロッドと懸架バネとを備えている、本発明におけるストラットのアキシアル方向における部分断面図である。 軸受と下側カップと上側カップとシールとを備えている懸架軸受装置を表わす、図1に表わす区域IIの拡大図である。 シールのみを表わす、図2に表わす区域IIIの拡大図である。 下側カップ及びシールのみを表わす、本発明の第2の実施例における懸架軸受装置の図2に類似する図面である。 図4に表わすシールのみを表わす、図3に類似する図面である。
図1〜図3は、本発明におけるストラット1に装着されるように構成されている、本発明における懸架軸受装置10を表わす。
図1に部分的に表わすストラット1は、自動車両のための懸架システムに組み込まれている。ストラット1は、単純化するために図示しない自動車両の車軸及びホイールを支持している。ストラット1は、自動車両のホイールが平地に接地されている場合に略垂直方向に向いている、主軸線X1に沿って延在している。ストラット1は、ピストン本体とダンパロッド2と懸架バネ3と懸架軸受装置10とを含んでいる、ダンパピストンを備えている。図1は、ダンパロッド2及び懸架バネ3を部分的に表わすが、単純化するために、ピストン本体を省略している。
空間中における懸架軸受装置10の認識を容易にするために、以下において、地面が位置している側を下側Ciと定義する一方、下側Ciすなわち地面及びホイールの反対側を上側Csと定義する。さらに、主軸線X1側を内側Ccと定義する一方、懸架軸受装置10に関して主軸線X1の反対側を外側Ceと定義する。また、ラジアル方向及びアキシアル方向を主軸線X1に関して定義する。より具体的には、主軸線X1に対して平行に且つ下側Ciに向かって方向づけられているアキシアル方向下向きDiと、主軸線X1に対して平行に且つ上側Csに向かって方向づけられているアキシアル方向上向きDsと、主軸線X1に対するラジアル方向に且つ内側Ccに向かって方向づけられているラジアル方向中央向きDcと、主軸線X1に対するラジアル方向に且つ外側Ceに向かって方向づけられているラジアル方向外向きDeとが定義されている。
ダンパロッド2は、軸線X2に沿って延在しており、ダンパピストンのダンパ本体(図示しない)内において滑動する。自動車両の懸架システムが停止している場合には、図1に表わすように、ダンパロッド2の軸線X2がストラット1の主軸線X1と一致している。図1及び図2では、単純化するために、上側Csにおけるストラット1の上方部分が、ダンパロッド2を当該上方部分に接続するための手段と同様に図示されていない。
懸架バネ3は、下側Ciに位置するダンパピストンのダンパ本体と、上側Csに位置すると共に懸架軸受装置10に装着された下側カップ30との間に静止状態で載置されている。懸架バネ3は、ダンパロッド2及び主軸線1を中心として巻回されている。懸架バネ3は、自動車両の懸架システムに作用する負荷に従って弾性変形可能とされる。懸架バネ3は、下側カップ30に対してアキシアル方向力をアキシアル方向上向きDsに作用させることによって、当該アキシアル方向力を懸架軸受装置10に伝達させる。この場合には、懸架軸受装置10には内部間隙が存在するので、下側カップ30が、アキシアル方向上向きDsに上側カップ40に対して相対的に移動する。図1に表わす実施例では、懸架バネ3は、優位には中間部品を懸架バネ3と下側カップ30との間に挟み込むことを必要とせず、下側カップ30に直接接触している。
懸架軸受装置10は、単列アンギュラ玉軸受20と下側カップ30と上側カップ40と外側シール60とを備えている。懸架バネ装置10と、その構成要素である転がり軸受20、下側カップ30、上側カップ40、及び外側シール60とは、自動車両の懸架システムが静止状態にある場合に、中心軸線X10と中心とする略回転体になっている。下側カップ30及び上側カップ40が、懸架軸受装置10の内側に且つ下側カップ30と上側カップ40との間にハウジング50を形成している。ハウジング50内には、転がり軸受20及び外側シール60が収容されている。図1に表わす実施例では、中心軸線X10を中心とする懸架軸受装置10の内径が約100ミリメートルであることに留意すべきである。自動車両の懸架システムが静止状態にある場合には、図1に表わすように、中心軸線X10は主軸線X1及び軸線X2に一致している。
転がり軸受20は、内輪21と、外輪22と、内輪21と外輪22との間において斜め接触した状態で配設されている転動要素23とを保持器24内に含んでいる。内輪21は、外輪22よりも、ラジアル方向において中心軸線X10に近接している。内輪21は、内側Cc及び下側Ciに配設されており、外輪22は、外側Ce及び上側Csに配設されている。外輪21及び内輪22は、好ましくは金属製であり、型押し加工によって形成されている。この場合には、外輪21及び内輪22それぞれが、転動要素23のための型押しされた軌道を転がり軸受20内に形成している。より具体的には、内輪21には、転動要素23のための軌道を形成している外面25と、下側カップ30に対して当接している内面26とが形成されている。一方、外面22には、転動要素23のための軌道を形成している内面27と、上側カップ40に対して当接している外面26とが形成されている。
実際に、転がり軸受20は、懸架軸受装置10内において且つ下側カップ30と上側カップ40との間において、アキシアル方向ストッパをアキシアル方向上向きDs及びアキシアル方向下向きDiに形成している。従って、転がり軸受20と懸架軸受装置10とが、ストラット1内においてアキシアル方向ストッパを形成している。転がり軸受20によって、中心軸線X10を中心として内輪21と外輪22との相対的な回動が実現される一方、ダンパロッド2の軸線X2が自動車両の本体に対して相対的に傾けられる。転がり軸受20は、動作中に懸架軸受装置10内部の力及び摩擦を制限するために、斜め接触式軸受であることが望ましい。図1及び図2に表わす実施例では、転動要素23は玉であり、転動要素23と内輪21及び外輪22との斜め接触は、中心軸線X10に対して約45°の角度で傾斜している軸線に沿って方向づけられている。代替的な実施例では、転動要素23は、ころである。
下側カップ30は、アキシアル方向部分30Aとラジアル方向部分30Bと懸架軸受装置10内部の部分30Cとを備えており、下側Ciにおいてハウジング50の境界を形成している。アキシアル方向部分30Aとラジアル方向部分30Bとが、全体としてL字状の形態とされる。当該L字状の形態の窪んだ部分には、懸架バネ3を受けるための凹状面31が形成されている。懸架バネ3は、優位には下側カップ30と直接当接しており、中間部品を懸架バネ3と下側カップ30との間に挿置することを必要としない。凹状面31の窪みは、ラジアル方向外向きDe及びアキシアル方向下向きDiに延在している。凹状面31は、当該窪みの一方の側では、アキシアル方向部分30Aの外側Ceにおいて平坦部分31aに至るまで延在しており、当該窪みの他方の側では、ラジアル方向部分30Bの下側Ciにおいて平坦部分31bに至るまで延在している。部分30Cは、アキシアル方向上向きDsにおいてラジアル方向部分30Bの上側Csから延在しており、ハウジング50の内側に内面32を備えている。内面32は、ラジアル方向中央向きDc及びアキシアル方向下向きDiに対して傾斜した状態で載置されている、転がり軸受20の内輪21の内面26を受けるための凹状面33を含んでいる。また、内面32は、外側シール60を受容するための、アキシアル方向に延在するアキシアル方向面34とラジアル方向に延在するラジアル方向面35とを備えている。
上側カップ40は、中央部分40Aと外側部分40Bと内側部分40Cとを備えている。中央部分40Aは、外側部分40B及び内側部分40Cより肉厚であるので、外側部分40B及び内側部分40Cより高強度であり、ラジアル方向外向きDe及びアキシアル方向上向きDsに対して傾斜した状態で載置されている、転がり軸受20の外輪22を受容するように構成されている。外側部分40Bは、中央部分40Aからアキシアル方向下向きDiに延在している。内側部分40Cは、最初に中央部分40Aからラジアル方向中央向きDcに、その後にアキシアル方向下向きDiに延在しているので、全体としてL字状の形態とされる。上側カップ40は、中央部分40Aと外側部分40Bと内側部分40Cとに亘って延在しているハウジング50の内側に、内面42を備えている。このことについては、以下において詳述する。内面42は、内側Ccと上側Csと外側Ceとにおいて同時にハウジング50の境界を形成している。
実際には、下側カップ30は、特に懸架バネ3が懸架軸受装置10に作用させるアキシアル方向力を転がり軸受20に伝達させる。より具体的には、これらアキシアル方向力は、略アキシアル方向上向きDsに方向づけられており、懸架バネ3を介して下側カップ30に伝達された後に、転がり軸受20、上側カップ40の順に伝達される。本発明では、下側カップ30及び上側カップ40は、例えばPA66やPA6のような可塑材料から作られている。この可塑材料は、利用時において十分な強度を有しており、外側シール60と下側カップ30及び上側カップ40との固着において、金属製の下側カップ及び上側カップより優れている。
下側カップ30と上側カップ40との間に形成されているハウジング50の密封性は、転がり軸受20及びストッパ10の動作を阻害しないように考慮されている。ハウジング50は、下側カップ30のラジアル方向部分30Bの縁部37と上側カップ40の外側部分40Bの縁部47との間に、外側開口部51を備えている。同様に、アキシアル方向部分30A及びラジアル方向部分30Bによって形成されているL字状の角部に設けられた下側カップ30の縁部38と、上側カップ40の内側部分40Cの縁部48との間において、ハウジング50は内側開口部52を備えている。下側カップ30のラジアル方向部分30B及び部分30Cと上側カップ40の内側部分40Cとが、内側開口部52を起点として、ハウジング50の内側にラビリンス53を形成している。外側開口部51において、外側シール60は、下側カップ30にオーバーモールド成形されており、上側カップ40に密接された状態で受容されている2つのシールリップ70,80を備えている。このことについては、以下において詳述する。シールリップ70,80は、図1及び図2では、下側カップ30と接触した状態で変形されており、図3では、装置から取り外された状態にあり、すなわち変形していない。
実際には、ラビリンス53と外側シール60とが、水や汚染粒子が懸架軸受装置10の内側Cc及び外側Ceそれぞれからハウジング50内に侵入することを防止するように構成されている。角部37は、角部47と比較して、外側Ceにおいて主軸線X1からさらに離隔しており、角部38は、角部48と比較して、内側Ccにおいて主軸線X1にさらに近接している。従って、外側開口部51及び内側開口部52は、常に、下側Ci及びホイールから侵入しないように良好に保護されている。
図2に表わすように、上側カップ40の内面42は、転がり軸受20の外輪22の外面28を受けるための凹状面43を備えている。また、内面42は、下側Ciに向いているラジアル方向環状面44を備えており、ラジアル方向環状面44は、外側シール60のシールリップ80を密接状態で受けるように構成されている。また、内面42は、内側Ccに向いているアキシアル方向円筒状面46を備えており、アキシアル方向円筒状面46は、外側開口部51の境界を形成しており、外側シール60のシールリップ70を密接状態で受けるように構成されている。また、内面42は、アキシアル方向円筒状面46の上側Csから外側開口部51に対して相対的にセットバックされている、安全肩部45を備えている。安全肩部45の安全機能については、以下において詳述する。内面42は、内面32に対向するように配置されており、外側シール60がハウジング50を渡って延在するように内面32に近接している。
外側シール60は、懸架軸受装置10の外側Ceに配設されており、懸架軸受装置10の外側開口部51においてシール機能を発揮するように構成されている。外側シール60は、例えばTPEポリウレタンやTPUポリウレタンのような熱可塑材料から作られている。外側シール60は、可塑材料から作られたサポートに、すなわち下側カップ30にオーバーモールド成形されている。外側シール60は、中心軸線X10を中心とする略環状の形態とされるベース61を備えており、2つのシールリップ70,80は、ベース61から延在している。環状の形態とされるベース61は、I字状、L字状、又はU字状のベースを備えている既存の装置と比較して単純であるので、外側シール60の製造と懸架軸受装置10に対する外側シール60の組み込みとが容易になる。ベース61は、アキシアル方向円筒状内面62とラジアル方向環状面63とを備えており、アキシアル方向円筒状内面62及びラジアル方向環状面63はそれぞれ、外側シール60を下側カップ30にオーバーモールド成形する際に、内側Ccにおいて下側カップ30の内面32のうち面34に対して当接されるように、及び、下側Ciにおいて下側カップ30の内面32のうち面35に対して当接されるように構成されている。主軸線X1に沿ったアキシアル方向円筒状内面62の大きさは、主軸線X1に対するラジアル方向におけるラジアル方向環状面63の大きさに近い。外側シール60のアキシアル方向円筒状内面62及びラジアル方向環状面63は、下側カップ30に対して当接している。下側カップ30を構成する可塑材料と外側シール60を構成する可塑材料との機械的な固着は、シールが金属製サポートに取り付けられている装置より優れている。2つのシールリップ70,80が、ベース61の角部64からアキシアル方向円筒状内面62及びラジアル方向環状面63の反対方向に延在している。本明細書では、以下において、主軸線X1を含む半平面P1は、主軸線X1に対してラジアル方向に延在しているものとする。
図3に表わすように、シールリップ70は、第1のリップ部分71と、事前に成形されたエルボー73を介して接続されている第2のリップ部分72とを備えている。半平面P1では、第1のリップ部分71が、ベース61の角部64からシールリップ70のエルボー73に至るまで第1の中立線A71に沿って延在している一方、第2のリップ部分72が、支持端部74が上側カップ40に接触している状態で、シールリップ70のエルボー73から支持端部74に至るまで第2の中立線A72に沿って延在している。より具体的には、支持端部74が、上側カップ40のアキシアル方向円筒状面46に密着した状態で配設されている。エルボー73は、転がり軸受20に向かってセットバックされた状態で、支持端部74に対して相対的にハウジング50の内側に配置されている。また、半平面P1では、シールリップ70は、第1の中立線A71と第2の中立線A72との間に鈍角α70及び鋭角β70を形成している。
同様に、シールリップ80は、第1のリップ部分81と第2のリップ部分82とを備えており、第1のリップ部分81と第2のリップ部分82とが、事前に成形されたエルボー83を介して接続されている。半平面P1では、第1のリップ部分81は、ベース61の角部64からシールリップ80のエルボー83に至るまで第1の中立線A81に沿って延在している一方、第2のリップ部分82は、支持端部84が上側カップ40に接触した状態で、シールリップ80のエルボー83から支持端部84に至るまで第2の中立線A82に沿って延在している。より具体的には、支持端部84が、上側カップ40のラジアル方向環状面44に密着した状態で配設されている。エルボー83は、転がり軸受20に向かってセットバックされた状態で、支持端部84に対して相対的にハウジング50の内側に配置されている。また、半平面P1では、シールリップ80は、第1の中立線A81と第2の中立線A82との間に鈍角α80及び鋭角β80を形成している。
実際には、外側シール60の2つのシールリップ70,80は、停止時及び動作時に主軸線X1に対して相対的に略ラジアル方向外向きDeに向いている鋭角β70を有しているラジアル方向リップ70と、停止時及び動作時に主軸線X1に対して相対的に略アキシアル方向上向きDsに向いている鋭角β80を有しているアキシアル方向リップ80とを備えている。言い換えれば、鋭角β70は、常に主軸線X1に対して45°より大きい角度で傾斜している分割線を有しており、鋭角β80は、常に主軸線X1に対して45°より大きい角度で傾斜している分割線を有している。鋭角β70,β80はそれぞれ、懸架軸受装置10の動作条件とシールリップ70,80の幾何学的設計諸元とに依存して10°以上90°未満の範囲で選定され、好ましくは外側シール60が取り外された状態において約60°とされる。
半平面P1において、シールリップ70,80それぞれについて、厚さe70,e80と、長さL70,L80と、静止時における長さに対する厚さの割合e70/L70,e80/L80とが定義されている。第1の中立線A71に対して直角な方向で計測される第1のリップ部分71の厚さe70と、第2の中立線A72に対して直角な方向で計測される第2のリップ部分72の厚さe70とは、外側シール60のベース61からシールリップ70の支持端部74に至るまで一定である。同様に、第1の中立線A81に対して直角な方向で計測される第1のリップ部分81の厚さe80と、第2の中立線A82に対して直角な方向で計測される第2のリップ部分82の厚さe80とは、外側シール60のベース61からシールリップ80の支持端部84に至るまで一定である。エルボー73,83が、僅かに不連続に形成されているにすぎないので、厚さe70,e80それぞれは、シールリップ70又はシールリップ80に沿って“略一定”とみなすことができる。一例として、厚さe70,e80それぞれが、0.4ミリメートル〜0.8ミリメートル、好ましくは0.5ミリメートル〜0.7ミリメートル、より一層好ましくは0.6ミリメートルとされる。
実際には、シールリップ70,80は、懸架軸受装置10が動作している場合に上側カップ40に対して変形可能とされるので、シールリップ70,80の長さが変化される。図3に表わすように、外側シール60が静止している場合に、静止時における長さL70は、ベース61とシールリップ70の支持端部74との間においてラジアル方向外向きDeに、且つ、外側シール60のベース61に対して垂直に計測される一方、静止時における長さL80は、ベース61とシールリップ80の支持端部84との間においてアキシアル方向上向きDsに、且つ、外側シール60のベース61に対して垂直に計測される。一例として、静止時における長さL70,L80それぞれは、2ミリメートル〜4ミリメートル、好ましくは2.5ミリメートル〜3.5ミリメートル、より一層好ましくは3ミリメートルとされる。従って、シールリップ70,80は、比e70/L70,e80/L80それぞれが厳密に0.206より小さくなるように、好ましくは0.2より小さくなるように形成されている。
図1〜図3に表わす実施例では、第1の中立線A71に沿った第1のリップ部分71の長さは、第2の中立線A72に沿った第2のリップ部分72の長さより短い。同様に、第1の中立線A81に沿った第1のリップ部分81の長さは、第2の中立線A82に沿った第2のリップ部分82の長さより短い。言い換えれば、エルボー73は、シールリップ70の支持端部74よりもベース61に近接しており、同様に、エルボー83は、シールリップ80の支持端部84よりもベース61に近接している。その一方で、図1〜図3に表わす実施例では、半平面P1内における支持端部74,84それぞれは丸められた形状を有している。代替的には、支持端部74又は84は、尖端を有する三角状の形態、好ましくは上側カップ40と接触可能な2つの頂点を含む四角状の形態とされる。
この段階では、上側カップ40に形成されている安全肩部45と、下側カップ30と上側カップ40との間に形成されている外側開口部51との間において、シールリップ70の支持端部74が上側カップ40に当接していることに留意すべきである。水又は汚染粒子が外側開口部51を通じて侵入することによって外部圧力がシールリップ70に対して作用する場合に、又は、懸架軸受装置10が動作中に懸架バネ3のアキシアル方向力を受けた際に、下側カップ30がアキシアル方向上向きDsにおいて上側カップ40に対して相対的に移動した場合に、シールリップ70の支持端部74が安全肩部45に対して押圧されるので、懸架軸受装置10の内部間隙は相殺される。従って、安全肩部45が形成されていることによって、懸架軸受装置10の運転状態に関係なく、シールリップ70と上側カップ40との密着状態での接触が維持される。懸架軸受装置10の動作条件が特に過酷な場合であっても、シールリップ70がハウジング50の内側に向かって折り曲げられることが、安全肩部45によって防止される。
本発明では、外側シール60の形状、特にシールリップ70,80の形状によって、及び、上側カップ40に形成された安全肩部45によって、外側シール60と上側カップ40との間における摩擦トルクを増大させることなく、且つ、懸架軸受装置10の他の性能を損なうことなく、懸架軸受装置10を密着状態で密封することの効果が高められる。シールリップ70の支持端部74と上側カップ40との間において何を差し置いても侵入が発生した場合には、シールリップ70は、懸架軸受装置10の主たる密封障壁を構成するが、シールリップ80は、懸架軸受装置10の密封安全障壁を構成する。
図4及び図5は、図1に表わすストラット1に装着されるように構成されている、本発明における懸架軸受装置110の第2の実施例を表わす。
懸架軸受装置110は、図示しない軸受と、下側カップ130と、図4に部分的に表わす上側カップ140と、内側シール160とを備えている。内側シール160は、懸架軸受装置110の内側Ccに配設されており、懸架軸受装置110の内側開口部151において密封を実現するように構成されている。
このような相違とは別にして、第1の実施例に関連して上述した外側シール60及びシールリップ70,80の幾何学的諸元は、内側Ccに方向づけられているラジアル方向リップ170と上側Csに方向づけられているアキシアル方向リップ180とを備えている第2の実施例における、内側シール160についても当て嵌まる。内側シール160を形成している要素は、上述の外側シール60を形成している要素に相当しているので、内側シール160を形成している要素には、対応する要素の参照符号に100を加えた参照符号が付されている。また、このことは、ベース161、アキシアル方向円筒状内面162、ラジアル方向環状面163、角部164、第1のリップ部分171、第2のリップ部分172、第1のリップ部分181、第2のリップ部分182、第1の中立線A171、第2の中立線A172、第1の中立線A181、第2の中立線A182、エルボー173,183、支持端部174,184、鈍角α170、鈍角α180、鋭角β170、鋭角β180、厚さe170,e180、静止時の長さL170,L180、比e170/L170,e180/L180についても当て嵌まる。
シールリップ80とラジアル方向リップ180との一の相違点は、ラジアル方向リップ180については、第1の中立線A181に沿った第1のリップ部分181の長さが、第2の中立線A182に沿った第2のリップ部分182の長さと同一であることである。言い換えれば、エルボー183は、内側シール160のベース161とアキシアル方向リップ180の支持端部184との中間に位置している。このことは、単純に、当該実施例における下側カップ130及び上側カップ140の構成に起因するものである。
また、上側カップ140は、簡略化するために図示しない内側肩部を備えており、ラジアル方向リップ170は、内側肩部に当接可能とされる。当該内側肩部は、内側Ccに配置されていることを除けば、上側カップ40の安全肩部45に相当する。
さらに、ストラット1は、本発明の技術的範囲から逸脱しない範囲で、図1に表わす実施形態とは異なる形態とすることができる。さらに、懸架軸受装置10又は110を形成する少なくとも特定の要素が、本発明の技術的範囲から逸脱しない範囲で、図1〜図5に表わす実施形態とは異なる形態とすることができる。
図示しない変形例では、懸架軸受装置10又は110は、自動車両以外のための懸架システムに装着可能とされる。
図示しない他の変形例では、転がり軸受20が、斜め接触ではなく、正対面して接触している場合がある。
図示しない他の変形例では、転がり軸受20のための少なくとも1つの軌道が、下側カップ30及び/又は上側カップ40に直接形成されている場合がある。
図示しない他の変形例では、外側シール60又は内側シール160が、自身のベース61又は161から延在している、単一のラジアル方向リップ70若しくは170又は単一のアキシアル方向リップ80若しくは180を備えている場合がある。この場合には、懸架軸受装置10又は110は、安全肩部45に類似する安全肩部を備えていることが望ましい。
図示しない他の変形例では、懸架軸受装置10又は110は、下側カップと上側カップとの間に配置されている外側シール60及び内側シール160の両方を備えている場合がある。当該変形例は、より多くのコストを要するが、水又は汚染粒子が懸架軸受装置10の内側ハウジング50に侵入する危険性をさらに低減させることができる。
図示しない他の変形例では、懸架軸受装置10又は110は、上側カップ40又は140にオーバーモールド成形された外側シール及び/又は内側シールを備えており、これらシールの1つ以上のリップが、下側カップ30又は130と密封状態で接触している場合がある。
図示しない他の変形例では、特定のリップ部分70,80,170、又は180が、支持端部74,84,174、又は184で分割されている場合がある。この場合には、リップ部分は、対応するカップと二点接触する。
当該実施例とは無関係であるが、懸架軸受装置10又は110は、共に可塑材料から作られている下側カップ30又は130及び上側カップ40又は140と、下側カップと上側カップとの間において可塑材料から作られた第1の要素30,40,130、又は140にオーバーモールド成形されていると共に可塑材料から作られている少なくとも1つのシール60又は160とを備えており、シール60又は160が、略環状の形態をしたベース61又は161を備えており、少なくとも1つのシールリップ70,80,170、及び/又は180が、第1の要素とは別の第2の要素30,40,130、又は140と接触した状態において、下側カップと上側カップとの間においてベース61又は161から延在している。
好ましくは、シール60又は160それぞれが、2つのシールリップ70及び80又は170及び180を備えており、当該シールリップは、第2の要素と、当該実施例では、図1〜図5に表わす実施例における上側カップ40又は140と接触している。好ましくは、シール60又は160それぞれが、第2の要素と少なくとも2点で接触しており、第2の要素は、当該シールの2つのリップの2つの支持端部によって、自身の支持端部において分割されている単一のリップによって、又は、2つのリップの分割された支持端部によって形成されている。従って、水や汚染粒子が懸架軸受装置10の内側ハウジング50内に侵入する可能性がさらに低減される。
さらに、様々な実施例のすべての又は特定の技術的特徴が組み合わせ可能とされる。従って、懸架軸受装置及びストラットは、コスト、性能、及び取付の容易さの観点から変更される場合がある。
1 ストラット
2 ダンパロッド
3 懸架バネ
10 懸架軸受装置
20 転がり軸受
21 内輪
22 外輪
23 転動要素
24 保持器
25 (内輪21の)外面
26 (内輪21の)内面
27 (外輪22の)内面
28 (外輪22の)外面
30 下側カップ
30A アキシアル方向部分
30B ラジアル方向部分
30C 部分
31 凹状面
31a 平坦部分
31b 平坦部分
32 内面
34 面
35 面
37 角部
38 角部
40 上側カップ
40A 中央部分
40B 外側部分
40C 内側部分
42 内面
43 凹状面
44 ラジアル方向環状面
45 安全肩部
46 アキシアル方向円筒状面
47 角部
48 角部
50 ハウジング
51 外側開口部
52 内側開口部
53 ラビリンス
60 外側シール
61 ベース
62 アキシアル方向円筒状内面
63 ラジアル方向環状面
64 角部
70 シールリップ(ラジアル方向リップ)
71 第1のリップ部分
72 第2のリップ部分
73 エルボー
74 支持端部
80 シールリップ(アキシアル方向リップ)
81 第1のリップ部分
82 第2のリップ部分
110 懸架軸受装置
130 下側カップ
140 上側カップ
151 内側開口部
160 内側シール
161 ベース
162 アキシアル方向円筒状内面
163 ラジアル方向環状面
164 角部
170 ラジアル方向リップ
171 第1のリップ部分
172 第2のリップ部分
173 エルボー
174 支持端部
180 アキシアル方向リップ
181 第1のリップ部分
182 第2のリップ部分
183 エルボー
184 支持端部
A71 第1の中立線
A72 第2の中立線
A81 第1の中立線
A82 第2の中立線
A171 第1の中立線
A172 第2の中立線
A181 第1の中立線
A182 第2の中立線
Cs 上側
Ci 下側
Cc 内側
Ce 外側
Di アキシアル方向下向き
Ds アキシアル方向上向き
Dc ラジアル方向中央向き
De ラジアル方向外向き
e70 (シールリップ70の)厚さ
e80 (シールリップ80の)厚さ
e170 (ラジアル方向リップ170の)厚さ
e180 (アキシアル方向リップ180の)厚さ
L70 (シールリップ70の)静止時の長さ
L80 (シールリップ80の)静止時の長さ
L170 (ラジアル方向リップ170の)静止時の長さ
L180 (アキシアル方向リップ180の)静止時の長さ
P1 半平面
X1 主軸線
X2 (ダンパロッド2の)軸線
X10 中心軸線
α70 鈍角
α80 鈍角
α170 鈍角
α180 鈍角
β70 鋭角
β80 鋭角
β170 鋭角
β180 鋭角

Claims (14)

  1. アキシアル方向ストッパを主軸線(X1)に沿って形成している少なくとも1つの転がり軸受(20)と、
    前記転がり軸受(20)それぞれと接触していると共に、双方が可塑材料から作られている下側カップ(30;130)及び上側カップ(40;140)であって、前記下側カップ(30;130)が、懸架バネ(3)のための支持手段を形成している、前記下側カップ(30;130)及び前記上側カップ(40;140)と、
    前記転がり軸受(20)を水又は汚染粒子の侵入から保護するように構成されている少なくとも1つのシール(60;160;60,160)であって、前記シール(60;160;60,160)が、熱可塑材料から作られており、前記下側カップ(30;130)と前記上側カップ(40;140)との間において、前記上側カップおよび前記下側カップのうちの一方である第1の要素(30/40;130/140)にオーバーモールド成形されている、少なくとも1つの前記シール(60;160;60,160)と、
    を備えている懸架軸受装置(10;110)において、
    前記シール(60;160;60,160)が、略環状の形態をしたベース(61;161)を備えており、少なくとも1つのシールリップ(70;80;70,80;170;180;170,180)が、前記下側カップ(30;130)と前記上側カップ(40;140)との間において、前記上側カップおよび前記下側カップのうちの他方である第2の要素(40/30;140/130)と接触した状態で、前記ベース(61;161)から延在しており、
    前記第1の要素(30/40;130/140)が、前記シール(60;160)を受けるためのアキシアル方向面(34)及びラジアル方向面(35)を備えており、
    前記ベース(61;161)が、前記第1の要素(30/40;130/140)の前記アキシアル方向面(34)及び前記ラジアル方向面(35)それぞれに当接される、アキシアル方向面(62)及びラジアル方向面(63)を備え、
    前記下側カップ(30;130)と前記上側カップ(40;140)との間に配設されている前記第2の要素(40/30;140/130)が、肩部(45)が形成された内面(42)を有しており、
    前記シール(60;160)の少なくとも1つの前記シールリップ(70;170)が、少なくとも1つの支持端部(74;174)を有しており、
    前記支持端部(74;174)が、前記肩部(45)と、前記下側カップ(30;130)と前記上側カップ(40;140)との間に形成されている開口部(51;52)と、の間において前記第2の要素と接触していることを特徴とする懸架軸受装置(10;110)。
  2. 前記転がり軸受(20)それぞれが、可塑材料から作られた前記下側カップ(30;130)と接触している内輪(21)と、可塑材料から作られた前記上側カップ(40;140)と接触している外輪(22)と、前記内輪(21)と前記外輪(22)との間に配設されている転動要素(23)とを備えていることを特徴とする請求項1に記載の懸架軸受装置(10;110)。
  3. 前記懸架軸受装置(10;110)が、単列アンギュラ玉軸受(20)を備えていることを特徴とする請求項1又は2に記載の懸架軸受装置(10;110)。
  4. 前記シール(60;160)が、前記第2の要素(40/30;140/130)と接触している2つのシールリップ(70;80;170;180)を備えており、
    前記シールリップ(70;80;170;180)それぞれが、前記第2の要素(40/30;140/130)と少なくとも1点で接触していることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の懸架軸受装置(10;110)。
  5. 前記シールリップ(70;80;170;180)が、事前に成形されたエルボー(73;83;173;183)を備えており、
    前記エルボー(73;83;173;183)が、前記シール(60;160)の前記ベース(61;161)に至るまで延在している第1のリップ部分(71;81;171;181)と、前記第2の要素(40/30;140/130)に接触した状態で前記シールリップ(70;80;170;180)の支持端部(74;84;174;184)に至るまで延在している第2のリップ部分(72;82;172;182)との間に配置されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の懸架軸受装置(10;110)。
  6. 前記シールリップ(70;80;170;180)の事前に成形された前記エルボー(73;83;173;183)が、前記転がり軸受(20)に向かって配向されていることを特徴とする請求項5に記載の懸架軸受装置(10;110)。
  7. 前記シールリップ(70;80;170;180)について、前記主軸線(X1)を含む半平面(P1)内において、
    前記第1のリップ部分(71;81;171;181)が、第1の中立線(A71;A81;A171;A181)に沿って延在しており、
    前記第2のリップ部分(72;82;172;182)が、第2の中立線(A72;A82;A172;A182)に沿って延在しており、
    前記シールリップ(70;80;170;180)が、前記第1の中立線(A71;A81;A171;A181)と前記第2の中立線(A72;A82;A172;A182)との間に、鋭角(β70;β80;β170;β180)を形成していることを特徴とする請求項5又は6に記載の懸架軸受装置(10;110)。
  8. 前記シール(60;160)が、前記第2の要素(40/30;140/130)に接触した2つのシールリップ(70;80;170;180)を備え、各前記シールリップ(70;80;170;180)が、少なくとも1つの、前記第2の要素(40/30;140/130)との接触点を備え、
    前記シール(60;160)の2つの前記シールリップ(70,80;170,180)が、
    前記主軸線(X1)に対して略ラジアル方向(De;Dc)に向いている前記鋭角(β70;β170)を有している前記シールリップ(70;170)と、
    前記主軸線(X1)に対して略アキシアル方向(Ds)に向いている前記鋭角(β80;β180)を有している前記シールリップ(80;180)と、
    を備えていることを特徴とする請求項7に記載の懸架軸受装置(10;110)。
  9. 前記鋭角(β70;β80;β170;β180)が、10°以上90°未満とされることを特徴とする請求項7又は8に記載の懸架軸受装置(10;110)。
  10. 請求項7〜9のいずれか一項に記載の懸架軸受装置(10;110)において、
    前記シールリップ(70;80;170;180)について、前記主軸線(X1)を含む半平面(P1)内において、
    前記シールリップ(70;80;170;180)の中立線(A71+A72;A81+A82;A171+A172;A181+A182)に対して直角な方向で計測される厚さ(e70;e80;e170;e180)であって、前記シール(60;160)の前記ベース(61;161)から前記シールリップ(70;80;170;180)の支持端部(74;84;174;184)に至るまで略一定である前記厚さ(e70;e80;e170;e180)と、
    前記シール(60;160)が静止している場合に、前記シール(60;160)の前記ベース(61;161)と前記シールリップ(70;80;170;180)の前記支持端部(74;84;174;184)との間において、前記シール(60;160)の前記ベース(61;161)に対して直角な方向で計測される、静止時における長さ(L70;L80;L170;L180)と、
    前記静止時における長さ(L70;L80;L170;L180)に対する前記厚さ(e70;e80;e170;e180)の比(e70/L70;e80/L80;e170/L170;e180/L180)であって、0.206より小さい前記比(e70/L70;e80/L80;e170/L170;e180/L180)と、
    が定義されていることを特徴とする懸架軸受装置(10;110)。
  11. 前記シールリップ(70;80;170;180)の前記厚さ(e70;e80;e170;e180)が、一定とされ、0.4ミリメートル〜0.8ミリメートルとされることを特徴とする請求項10に記載の懸架軸受装置(10;110)。
  12. 前記シールリップ(70;80;170;180)の前記静止時における長さ(L70;L80;L170;L180)が、2ミリメートル〜4ミリメートルとされることを特徴とする請求項10又は11に記載の懸架軸受装置(10;110)。
  13. 前記シールリップ(70;80;170;180)又は前記シールリップ(70;80;170;180)のうち少なくとも特定のシールリップについて、自身の中立線(A71;A72;A81,A82;A171,A172;A181,A182)に沿った前記第1のリップ部分(71;81;171;181)の長さが、自身の中立線(A71;A72;A81,A82;A171,A172;A181,A182)に沿った前記第2のリップ部分(72;82;172;182)の長さ以下であり、前記エルボー(73;83;173;183)が、前記シール(60;160)の前記ベース(61;161)と前記シールリップ(70;80;170;180)の前記支持端部(74;84;174;184)との中間に配設されているか、又は前記シールリップ(70;80;170;180)の前記支持端部(74;84;174;184)よりも、前記シール(60;160)の前記ベース(61;161)に近接していることを特徴とする請求項7〜12のいずれか一項に記載の懸架軸受装置(10;110)。
  14. ダンパと請求項1〜13のいずれか一項に記載の懸架軸受装置(10;110)とを備えていることを特徴とする自動車両のためのストラット(1)。
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