JP6637279B2 - 懸架軸受装置、当該懸架軸受装置を備えた自動車及び製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、特にマクファーソンタイプの懸架軸受装置（“マクファーソン懸架軸受”又はＭＳＢＵ）に関する。本発明は、このような懸架軸受装置を備えた自動車にも関する。本発明は、このような懸架軸受装置を製造するための方法にも関する。本発明の分野は、特に自動車のための懸架システムの分野である。

公知の方法では、懸架システムは、車両の軸及びホイールを支持するストラットを備えている。懸架軸受装置は、懸架バネと、車両のボディーに固定された上側部材と、の間で、ホイール及び地面と反対側のストラットの頂部に配置されている。バネが、ダンパーピストンロッドの周りに配置され、このロッドの端部は、車両のボディーに固定されている。

特許文献１は、転がり軸受、下側カップ及び上側カップを備える懸架軸受装置の一例を開示している。懸架軸受装置は、懸架バネと車両のボディーとの間で荷重を伝達するように構成される一方で、転がり軸受のレースの間での相対的な角運動を可能にする。下側カップは、十分に高い剛性を有するため且つ高い軸方向及び径方向荷重の伝達を可能とするために、金属補剛インサートを含んでいる。また、下側カップは、環状リングと、軸方向スタッドによって環状リングに接続された２つのシールと、を備える可撓性部材を含んでいる。

シールは、水又は汚染粒子の侵入に対して軸受を保護するように構成されている一方で、環状リングは、懸架バネによって発生される振動及び衝撃を部分的に吸収するように構成されている。しかしながら、不都合な騒音が重大な振動の場合に発生する可能性がある。この場合、環状リングの軸方向減衰効果は、環状リングの小さい厚さに起因して完全には要求を満たさない。加えて、懸架バネは、径方向において下側カップの剛体と衝突する。結果として、車の製造業者は、通常、懸架軸受装置と懸架バネとの間に追加的な減衰構成要素、すなわち防振ゴムを配置する。

国際公開第２０１１／０１２４８４号パンフレット

本発明の目的は、改良された懸架軸受装置を提供することである。

このために、本発明は、中心軸線に中心合わせされた、軸受、下側カップ及び上側カップを備える懸架軸受であって、下側カップが、管状軸方向部分及び環状外側径方向部分を含む本体を有する、懸架軸受において、下側カップには、ダンパーパッドが設けられ、ダンパーパッドが、本体の環状外側径方向部分に接触して配置された内側部分と、懸架バネを支持するための外側部分と、外側部分が懸架バネによって圧迫されるときにダンパーパッドの材料のクリープを受けるための環状凹所と、を含んでいることを特徴とする懸架軸受に関する。

本発明により、懸架軸受装置の挙動は、重大な振動の下で改善される。ダンパーパッドは、薄い平らなリングよりもより効率的に懸架リングによって発生される振動を吸収する。凹所は、ダンパーパッドに、より大きな可撓性を与える。懸架軸受装置の全体的な性能は、より良好な荷重分配により改善される。さらに、本発明は、追加的な減衰構成要素を使用することを回避し、これは、車の製造業者のために組立コストを減少させる。

有利であるが必須ではない本発明のさらなる側面によれば、懸架軸受装置は、以下の特徴の１つ以上を含んでもよい：
− ダンパーパッドが、中心軸線に対して平行に規定された最大厚さを有し、最大厚さが、５ミリメートルよりも大きく、例によっては８ミリメートルに等しい。
− ダンパーパッドが、中心軸線に対して平行に規定された最大厚さを有し、最大厚さが、中心軸線に対して垂直に規定された管状軸方向部分の最大厚さよりも大きい。
− 環状凹所が、本体の環状外側径方向部分よりも管状軸方向部分に近く位置付けられている。
− ダンパーパッドが、下側カップの管状軸方向部分に沿って延在する管状軸方向部分を含み、これにより、懸架バネにおける本体の管状軸方向部分との接触を回避する。
− 環状凹所が、管状軸方向部分の傍に位置づけられている。
− ダンパーパッドの内側部分が、湾曲凸形状を有している。
− ダンパーパッドの外側部分が、好ましくは２つの異なる斜面を含む凸形状を有している。
− 下側カップには、上側カップと密封接触して配置された少なくとも１つのシールが設けられている。
− シールが、ダンパーパッドと一体的に形成されている。
− シールが、ダンパーパッドから分けられている。
− シール及びダンパーパッドが、２つの異なる材料から作られ、且つ互いに接触して製造される。
− 下側カップには、上側パッドと密封接触する２つのシールが設けられている。

本発明は、上述した懸架軸受装置を備えた自動車にも関する。

本発明は、上述した懸架軸受装置を製造するための方法にも関する。
方法は、
ａ） ダンパーパッドを成形するステップと、
ｂ） 下側カップを軸受及び上側カップと組み立てて懸架軸受装置を形成するステップと、
を少なくとも含む。

有利であるが必須ではない本発明のさらなる側面によれば、製造方法は、以下の特徴の１つ以上を含んでもよい：
− ダンパーパッドは、下側カップの本体上にオーバーモールドされる。
− ダンパーパッドは、下側カップの本体上で加硫処理される。
− ダンパーパッドは、下側カップ上に設けられた少なくとも１つのシールとともに２回の射出によって下側カップのボディー上に成形される。
− シール及びダンパーパッドは、同じ材料から作られる。
− シール及びダンパーパッドは、２つの異なる材料から作られる。

本発明は、本発明の対象を限定することなく、添付の図面と対応して且つ実例となる一例としてこれから説明される。

軸受、下側カップ及び上側カップを備える、本発明による懸架軸受装置の断面図である。 下側カップのみを示す、図１における細部ＩＩの拡大されたスケールでの図である。 本発明による懸架軸受装置のための下側カップの第２実施形態を示す、図２と同様の図である。 本発明による懸架軸受装置のための下側カップの第３実施形態を示す、図２と同様の図である。 本発明による懸架軸受装置のための下側カップの第４実施形態を示す、図２と同様の図である。

図１及び図２は、本発明による懸架軸受装置１０と、その構成要素と、を示している。装置１０は、図１において部分的に示された、自動車懸架システムのストラット１に装備するように構成されている。

ストラット１は、簡略化するために示されない、車両の軸及びホイールを支持する。ストラット１は、車両のホイールが平坦な地面に載っているときに略鉛直方向に配置される中心軸線Ｘ１に沿って延在している。ストラット１は、ダンパーロッド２、懸架バネ３及び懸架軸受装置１０を備えている。ロッド２及びバネ３は、図１において部分的に且つ概略的に示されている。また、ストラット１は、簡略化するために示されないピストンボディー及びバンパーを備えている。ダンパーロッド２及びピストンボディーは、ストラット１に属するダンパーピストンを構成している。

装置１０は、軸線Ｘ１周りで全体的な所定の回転形状を有している。装置１０は、転がり軸受２０、下側カップ３０及び上側カップ４０を備えている。軸受２０は、カップ３０及び４０の間に画成されたチャンバ１２内に位置決めされている。装置１０は、取り扱うのに実用的なコンパクトな組立体を形成する。

軸受２０は、斜め接触転がり軸受である。軸受２０は、底部及び外側レース２１と、頂部及び内側レース２２と、転動要素２３と、ケージ２４と、を含んでいる。転動要素２３は、外側レース２１と内側レース２２との間で斜め接触して、ケージ２４内に配置された玉である。別の一例として、転動要素２３は、ころであってもよい。レース２１及び２２は、好ましくは、金属から作られ且つプレス加工によって作られている。この場合、レース２１及び２２のそれぞれは、軸受２０内に転動要素２３のためのレースウェイを形成する。軸受２０は、カップ３０及び４０の間で、装置１０内に軸方向停止部を形成する。従って、装置１０は、ストラット１内に軸方向停止部を形成する。軸受２０は、一方では、レース２１及び２２の間での軸線Ｘ１周りの相対的な回動を可能にし、他方では、車両のボディーに対するロッド２の傾斜を可能にする。

下側カップ３０は、懸架バネ３のための支持手段を形成する。下側カップ３０は、軸線Ｘ１に中心合わせされた、本体５０及び可撓性部材６０を備えている。下側カップ３０は、補剛インサートを有していない２パーツの組立体を形成している。あるいは、下側カップ３０の本体５０は、１つ以上の補剛インサートを含んでもよい。

本体５０は、管状軸方向部分５１及び環状外側径方向部分５２を備えている。部分５２は、部分５１から、軸線Ｘ１とは反対側に延在している。バネ３は、軸方向部分５１と径方向部分５２との間に形成された丸みを帯びたコーナー５３内に受けられる。部分５１は、軸方向及び径方向双方におけるバネ３のためのガイドを形成する一方で、部分５２は、本体５０とバネ３との間に介在されたパッド７０とともに、バネ３のための軸方向支持部を形成する。いくつかの軸方向チャネル５８及び５９が、軸線Ｘ１に対して平行な方向Ｄ１にそれぞれ部分５２を通って形成されている。図１及び図２に示されるように、これらチャネル５８及び５９は、軸線Ｘ１周りに分配され、このため、同じ径方向面は、軸線Ｘ１の各側において、外側チャネル５８及び内側チャネル５９双方を含む。本体５０は、金属材料又は硬質プラスチック、例えば３０％もしくは５０％ガラス繊維で強化されたポリアミドＰＡ６６から作られる。

可撓性部材６０は、ダンパーパッド７０と、２つのシール８０及び９０と、を備え、これらは、同じ成形工程で且つ同じ材料から作られる。好ましくは、可撓性部材６０は、下側カップ３０の本体５０上にオーバーモールドされている。あるいは、可撓性部材６０は、本体５０上で加硫処理される。部材６０は、可撓性材料、例えばゴムなどのエラストマー、ポリウレタン又は熱可塑性エラストマーから作られる。

パッド７０は、内側部分７１、外側部分７２、環状凹所７３、管状軸方向部分７４及び小さい環状外側径方向部分７５を含んでいる。部分７１は、パッド７０の内側上側に位置づけられ、且つ本体５０の環状外側径方向部分５２に接触して配置されている。より正確には、部分７１は、パッド７０が本体５０に留められるように、部分５２に堅く留められる。部分７１は、湾曲凸形状を有している。部分７２は、支持接触してバネ３を受けるために、部分７１と反対側のパッド７０の外側底部側に位置づけられている。部分７２は、２つの異なる斜面７６及び７７を含む凸形状を有している。パッド７０は、部分７１及び７２によって画成された上反り形状を有し、薄い平らなリングよりも振動をより効率的に吸収することを可能にする。凹所７３は、部分７４の傍で、部分７２に形成された環状溝である。凹所７３は、部分７２上で外側に開かれている。凹所７３は、部分７２がバネ３によって圧迫されたときにパッド７０の材料のクリープを受けるように構成される。従って、凹所７３は、パッド７０の可撓性をさらに向上させる。凹所７３は、部分５２よりも部分５１に近く位置付けられ、これにより部分５１に向かうクリープをガイドする。部分７４は、部分７２からボディー５０の管状軸方向部分５１に沿って延在している。言い換えると、部分７４は、部分５１とバネ３との間に介在されたパッド７０の延在部である。従って、部分７４は、バネ３における部分５１との接触を回避することを可能にする。部分７５は、パッド７０を成形するときに得られる若干溢れた部分である。

パッド７０は、図２に示されるように、軸線Ｘ１に対して平行な方向Ｄ１において規定されたさまざまな寸法を有している。パッド７０は、部分７１の上側点と部分７２の下側点との間で方向Ｄ１に沿って規定された最大突出厚さｅ１を有している。好ましくは、厚さｅ１は、５ミリメートルよりも大きく、例によっては８ミリメートルに等しい。加えて、厚さｅ１は、軸線Ｘ１に対して垂直に規定される、部分５１の最大厚さｅ５１よりも大きい。パッド７０は、凹所７３の底部と部分５２の縁部との間で方向Ｄ１に沿って規定された最小局所的厚さｅ２を有している。凹所７３は、好ましくは厚さｅ１の２０％から４０％の間に含まれる深さｅ３を有している。部分７４は、その縁部と凹所７３の底部との間で方向Ｄ１に沿って規定された長さｅ４を有している。長さｅ４は、厚さｅ１よりも大きい。

シール８０及び９０は、水又は汚染粒子の侵入に対してチャンバ１２及び軸受２０を保護するように構成されている。シール８０は、チャンバ１２の外側に配置される一方で、シール９０は、チャンバ１２の内側に配置されている。シール８０は、チャネル５８を通ってパッド７０の部分７１に接続されたいくつかのスタブ８２を備えている一方で、シール９０は、チャネル５９を通ってパッド７０の部分７１に接続されたいくつかのスタブ９２を備えている。スタブ８２及び９２は、チャネル５８及び５９のように、軸線Ｘ１周りに分配されている。シール８０は、２つのシールリップ８４及び８６を備える一方で、シール９０は、１つのシールリップ９４を備え、これらシールリップ８４，８６及び９０は、上側カップ４０の内側シール面と接触して配置されている。

バネ３は、ロッド２及び軸線Ｘ１の周りで巻かれている。バネ３は、頂部側で装置１０と、底部側でダンパーピストンの本体と、の間にあるように配置される。より正確には、バネ３は、パッド７０の部分７２及び７４と支持接触して下側カップ３０の丸みを帯びたコーナー５３内に位置決めされている。バネ３は、車両の懸架システムに与えられる圧力に応じて弾性変形可能である。懸架システムが使用されていると、バネ３は、パッド７０に対して上向き軸方向力を与え、パッドは、これらの力を下側カップ３０に伝達し、下側カップは、これらの力を装置１０内に伝達する。

本発明により、バネ３とダンパーパッド７０との間の接触面積は、公知の従来技術の装置と比較すると、増大される。部分７２及び７４は、軸方向及び径方向それぞれにおいて、バネ３を支持するように構成される。振動吸収、騒音減少及びバネ３と装置１０との間の荷重分配は、改善される。

図３から図５は、本発明による懸架軸受装置１０のための下側カップ３０の他の実施形態を示している。これらの実施形態では、第１実施形態と同様の要素は、同じ参照符号を有し且つ同じ方法で動作する。第１実施形態に対する差異のみが、以下で説明される。

図３は、管状軸方向部分７４を有していないパッド１７０を有する可撓性部材１６０を示している。パッド１７０は、部分７２の一部である小さい内側ビード１７４を有している。パッド１７０は、径方向ではなく軸方向にバネを支持するように構成されている。一方、パッド１７０は、パッド７０よりもシンプル且つ安価である。

図４は、シール２８０及び２９０から分けられたパッド２７０を示している。パッド２７０は、第１材料、好ましくは圧縮応力及び自動車用流体への良好な耐性を有する第１エラストマーから作られる。シール２８０及び２９０は、第２材料、好ましくは良好な摩擦係数を有する第２エラストマーから作られる。あるいは、シール２８０及び２９０は、第２及び第３材料から作ることができる。従って、パッド２６０は、バネ３によって発生される振動を吸収するために最適化される一方で、シール２８０及び２９０は、水又は汚染粒子の侵入に対して軸受２０を保護するために最適化される。言い換えると、要素２６０、２８０及び２９０は、それらそれぞれの機能、すなわち減衰又はシールのために最適化されている。可撓性部材２６０は、パッド２７０と、チャネル５８及び５９を通って部分７１に向かって延在しているスタブ２７８及び２７９と、を含んでいる。パッド２７０と、シール２８０及び２９０と、は、好ましくは２回の射出成形によって製造され、このため、本体５０の部分５２の内部で、各スタブ２７８はシール２８０のスタブ２８２と接触し、各スタブ２７９はシール２９０のスタブ２９２と接触する。言い換えると、パッド２７０と、シール２８０及び２９０と、は、少なくとも２つの異なる材料から作られ、且つ互いに接触して製造される。

図５は、シール３８０及び３９０から分けられた別のパッド３７０とともに本体３５０を示している。本体３５０は、軸方向チャネル５８及び５９が設けられていない部分５２を有している。丸みを帯びたコーナー３５３内に位置づけられた可撓性部材３６０は、シール３８０及び３９０に接続されていない内側部分３７１を有するパッド３７０のみを備えている。一方ではパッド３６０が、他方ではシール３８０及び３９０が、同じ材料から又は異なる材料から作ることができる。好ましくは、これら要素３６０、３８０及び３９０は、異なる材料から作られ、且つそれらのそれぞれの機能、すなわち減衰又はシールのために最適化される。

他の図示されない実施形態は、本発明の範囲内で実施されることができる。例によっては、要素２０、３０又は４０は異なる形態を有してもよい。別の例によれば、装置１０は、カップ３０及び４０の間に位置づけられたいくつかの軸受２０を備えてもよい。

どの実施形態でも、下側カップ３０には、環状凹所７３を含むダンパーパッドが設けられ、環状凹所は、外側部分７２が懸架バネ３によって圧迫されるときに、ダンパーパッドの材料のクリープを受けるように構成される。

さらに、異なる実施形態の技術的特徴は、全体的に又は部分的に、互いに組み合わせることができる。従って、懸架軸受装置１０は、利用の特別な要求に適合することができる。

３ 懸架バネ、１０ 懸架軸受装置、２０ 軸受、３０ 下側カップ、４０ 上側カップ、５０，３５０ 本体、５１ 管状軸方向部分、５２，３５２ 環状外側径方向部分、７０，１７０，２７０，３７０ ダンパーパッド、７１，３７１ 内側部分、７２ 外側部分、７３ 環状凹所、７４ 管状軸方向部分、７６，７７ 斜面、８０，９０，２８０，２９０，３８０，３９０ シール、ｅ１ 最大厚さ、ｅ５１ 最大厚さ、Ｘ１ 中心軸線

Claims (13)

1. 中心軸線（Ｘ１）に中心合わせされた、軸受（２０）、下側カップ（３０）及び上側カップ（４０）を備える懸架軸受装置（１０）であって、
   前記下側カップ（３０）が、管状軸方向部分（５１）及び環状外側径方向部分（５２；３５２）を含む本体（５０；３５０）を有する、懸架軸受装置（１０）において、
   前記下側カップ（３０）には、ダンパーパッド（７０；１７０；２７０；３７０）が設けられ、
   前記ダンパーパッドが、
   − 前記本体（５０；３５０）の前記環状外側径方向部分（５２；３５２）に接触して配置された内側部分（７１；３７１）と、
   − 懸架バネ（３）を支持するための外側部分（７２）と、
   を備え、
   − 前記ダンパーパッドが、前記外側部分（７２）が前記懸架バネ（３）によって圧迫されるときに前記ダンパーパッド（７０；１７０；２７０；３７０）の材料のクリープを受けるための環状凹所（７３）をさらに含み、
   − 前記ダンパーパッド（７０；２７０；３７０）が、前記管状軸方向部分（５１）に沿って延在する管状軸方向部分（７４）を含み、これにより、前記懸架バネ（３）における前記本体（５０；３５０）の前記管状軸方向部分（５１）との接触を回避し、
   − 前記環状凹所（７３）が、前記管状軸方向部分（７４）の傍に位置づけられていることを特徴とする懸架軸受装置（１０）。
2. 前記ダンパーパッド（７０；１７０；２７０；３７０）が、前記中心軸線（Ｘ１）に対して平行に規定された最大厚さ（ｅ１）を有し、前記最大厚さが、５ミリメートルよりも大きく、例によっては８ミリメートルに等しいことを特徴とする請求項１に記載の懸架軸受装置（１０）。
3. 前記ダンパーパッド（７０；１７０；２７０；３７０）が、前記中心軸線（Ｘ１）に対して平行に規定された最大厚さ（ｅ１）を有し、前記最大厚さが、前記中心軸線（Ｘ１）に対して垂直に規定された、前記管状軸方向部分（５１）の最大厚さ（ｅ５１）よりも大きい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）。
4. 前記環状凹所（７３）が、前記本体（５０；３５０）の前記環状外側径方向部分（５２；３５２）よりも前記管状軸方向部分（５１）に近く位置付けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の懸架軸受装置（１０）。
5. 前記ダンパーパッド（７０；１７０；２７０；３７０）の前記内側部分（７１；３７１）が、湾曲凸形状を有していることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の懸架軸受装置（１０）。
6. 前記ダンパーパッド（７０；１７０；２７０；３７０）の前記外側部分（７２）が、好ましくは２つの異なる斜面（７６，７７）を含む凸形状を有していることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の懸架軸受装置（１０）。
7. 前記下側カップ（３０）には、前記上側カップ（４０）と密封接触して配置された少なくとも１つのシール（８０，９０；２８０；２９０；３８０，３９０）が設けられていることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の懸架軸受装置（１０）。
8. 前記少なくとも１つのシール（８０，９０）が、前記ダンパーパッド（７０；１７０）と一体的に形成され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）。
9. 前記少なくとも１つのシール（２８０，２９０；３８０，３９０）が、前記ダンパーパッド（２７０；３７０）から分けられ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）。
10. 前記少なくとも１つのシール（２８０，２９０）及び前記ダンパーパッド（２７０）が、２つの異なる材料から作られ、且つ互いに接触して製造されることを特徴とする請求項７又は９に記載の懸架軸受装置（１０）。
11. 前記下側カップ（３０）には、前記上側カップ（４０）と密封接触する２つのシール（８０，９０；２８０，２９０；３８０，３９０）が設けられていることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の懸架軸受装置（１０）。
12. 請求項１から１１のいずれか一項に記載の懸架軸受装置（１０）を備えている自動車。
13. 請求項１から１１のいずれか一項に記載の懸架軸受装置（１０）を製造するための方法であって、
    ａ） 前記ダンパーパッド（７０；１７０；２７０；３７０）を成形するステップと、
    ｂ） 前記下側カップ（３０）を前記軸受（２０）及び前記上側カップ（４０）と組み立てて前記懸架軸受装置（１０）を形成するステップと、
    を少なくとも含むことを特徴とする方法。

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