JP6774322B2 - インシュレータ - Google Patents

Description

本発明はインシュレータに関し、特にストラットマウントに設けられるインシュレータに関するものである。

ストラットマウントは内側部材と外側部材とをゴム弾性体が結合する部品であり、車輪からの振動や衝撃が車体に直接伝わるのを防ぐため、サスペンションストラットの上部に取り付けられる。ストラットマウントは車輪からの入力を内側部材が受け、外側部材が車体に固定される。転舵輪にストラット式サスペンションを用いる場合には、転舵に伴ってサスペンションストラットを回転させるため、ストラットマウントに軸受（ベアリング）が配置される。特許文献１に開示される技術では、軸受を受けるインシュレータ（ゴム）は、ストラットマウントのゴム弾性体と一体成形され、外側部材に加硫接合されている。

特開２０１３−１２２２５２号公報

しかしながら上述した従来の技術では、軸受を受けるインシュレータはストラットマウントのゴム弾性体との一体成形品なので、インシュレータの体積が増え、インシュレータの質量が増加するという問題点がある。

本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、軽量化できるインシュレータを提供することを目的としている。

課題を解決するための手段および発明の効果

この目的を達成するために請求項１記載のインシュレータによれば、内側部材と外側部材とにゴム弾性体が結合するストラットマウントの外側部材と軸受との間に介在する。円筒状の円筒部が外側部材に被さり、円盤状のフランジ部が、円筒部の第１端部から径方向の外側へ突出する。フランジ部および円筒部はゴム状弾性体の一体成形品なので、インシュレータの体積を小さくできる。よって、インシュレータを軽量化できる効果がある。
円筒部は、円筒部の周方向に間隔をあけて設けられると共に円筒部の内周面から径方向の内側へ突出する複数の突部を備えている。突部は、円筒部の軸方向に沿って延びるので、円筒部を外側部材に被せ易くすることができると共に、突部によって締め代を確保できる。さらに、突部は、円筒部の第１端部の反対側の第２端部から軸方向へ突出するので、外側部材から突部に第１端部の方向の圧縮力を入力し易くできる。その反力によって円筒部はフランジ部側へ付勢されるので外側部材へ円筒部を取り付け易くしつつ、外側部材から円筒部を外れ難くできる効果がある。

請求項２記載のインシュレータによれば、ゴム状弾性体は自己潤滑性を有する。よって、請求項１の効果に加え、軸受がインシュレータに擦れて生じる異音を抑制できる効果がある。

請求項３記載のインシュレータによれば、円筒部とフランジ部との境界の外周面に、周方向に延びる溝が形成されている。外側部材の形状に応じてフランジ部の付け根を変形させ易くできるので、第２端部の方向の圧縮力を円筒部に入力させ難くできる。よって、請求項１又は２の効果に加え、外側部材から円筒部を外れ難くできる効果がある。

請求項４記載のインシュレータによれば、フランジ部は円筒部の反対側へ凸起部が凸起する。凸起部を外側部材に係合させてフランジ部を外側部材に固定できるので、請求項１から３のいずれかの効果に加え、外側部材からインシュレータを外れ難くできる効果がある。

本発明の一実施の形態におけるインシュレータが装着されるストラットマウントの平面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線におけるストラットマウントの断面図である。 インシュレータの平面図である。 図３のＩＶ−ＩＶ線におけるインシュレータの断面図である。

以下、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態におけるインシュレータ５０が装着されるストラットマウント１０の平面図であり、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線におけるストラットマウント１０の断面図である。ストラットマウント１０は、サスペンションストラットを自動車の車体に連結するためのマウントとして使用される。図１及び図２に示すようにストラットマウント１０は、内側部材１１、ゴム弾性体１３及び外側部材２０を備えている。

内側部材１１は、軸線Ｏに沿って形成される穴部１２が中央を貫通する円板状の部材である。ショックアブソーバのピストンロッド４０が穴部１２に取り付けられる。内側部材１１の軸線Ｏはピストンロッド４０の軸と一致する。内側部材１１の外周と間隔をあけて内側部材１１を囲む中間筒１４が配置される。中間筒１４は円筒状の部材であり、内側部材１１と同軸状に配置される。中間筒１４の軸線Ｏ方向の長さは、内側部材１１の軸線Ｏ方向の長さより長い。内側部材１１は、中間筒１４の軸線Ｏ方向の中央に配置される。

内側部材１１の上面、下面および外周面と中間筒１４の内周とを円筒状のゴム弾性体１３が連結する。ゴム弾性体１３は中間筒１４の軸線Ｏ方向の両側に突出する。ゴム弾性体１３は、内側部材１１及び中間筒１４に加硫接合されている。

外側部材２０は、中間筒１４を保持しゴム弾性体１３を介して内側部材１１を弾性支持する。外側部材２０は、円筒状に形成される外筒部２１と、外筒部２１の軸方向の第１端部（図２下側）に連接される底部２３と、外筒部２１の軸方向の第２端部（図２上側）に連接される鍔部２５とを備えている。

外筒部２１は中間筒１４が圧入される部位である。外筒部２１は、周の一部に拡径部２２（外筒部２１の一部）が形成されている。拡径部２２は、円筒の側面を軸線Ｏに対して斜めに切断した形状をしており、中間筒１４の外径よりも大きな内径をもつ。底部２３は外筒部２１の底を構成する部位であり、穴部２４が中央を貫通する。底部２３はゴム弾性体１３の下端部を軸線Ｏ方向へ押し付ける。ゴム弾性体１３は、底部２３と内側部材１１との間で軸線Ｏ方向に圧縮される。内側部材１１に取り付けられるピストンロッド４０は穴部２４を挿通する。

鍔部２５は、外筒部２１の径方向の外側へ張り出す部位であり、平面視における形状は略三角形である。本実施の形態では、鍔部２５は軸線Ｏに対し傾いて配置されている。鍔部２５は、厚さ方向に貫通する穴部２６が、周方向に間隔をあけて３か所に形成されている。外側部材２０は、上面に上部材３０が取り付けられている。

上部材３０は、平面視が略三角形の形状をした部材であり、円筒状に形成される外筒部３１と、外筒部３１の軸方向の第１端部（図２上側）に連接される頂部３２と、外筒部３１の軸方向の第２端部（図２下側）に連接される鍔部３４とを備えている。

外筒部３１は、中間筒１４の外径よりも大きな内径をもつ部位であり、円筒の側面を軸線Ｏに対して斜めに切断した形状をしている。頂部３２は、外筒部３１の底を構成する部位であり、穴部３３が中央を貫通する。頂部３２はゴム弾性体１３の上端部を軸線Ｏ方向へ押し付ける。ゴム弾性体１３は、頂部３２と内側部材１１との間で軸線Ｏ方向に圧縮されると共に、頂部３２と底部２３との間で軸線Ｏ方向に圧縮される。ピストンロッド４０を内側部材１１に固定するためのナットを締結する工具（図示せず）は、穴部３３を挿通する。

鍔部３４は、外筒部３１の径方向の外側へ張り出す部位であり、平面視における形状は略三角形である。本実施の形態では、鍔部３４は外側部材２０の鍔部２５と重なり合うように軸線Ｏに対し傾いて配置されている。鍔部３４はプロジェクション溶接によって外側部材２０の鍔部２５と接合されている。鍔部３４は、厚さ方向に貫通する穴部３５が、周方向に間隔をあけて３か所に形成されている。鍔部３４の穴部３５の位置は、外側部材２０の鍔部２５の穴部２６の位置と対応するので、穴部２６，３５にボルト３６を挿通させることができる。ボルト３６により、外側部材２０及び上部材３０は車体（図示せず）に固定される。

上部材３０の鍔部３４及び外側部材２０の鍔部２５は、厚さ方向に貫通する穴部（図示せず）が、ボルト３６が挿通される穴部２６，３５と異なる位置（本実施の形態では２か所）に形成されている。インシュレータ５０（後述する）の凸起部５８（図１参照）を嵌めるためである。

ストラットマウント１０の製造方法は以下の通りである。まず、内側部材１１及び中間筒１４を加硫金型（図示せず）にセットした後、キャビティにゴム状弾性体を充填し、加圧・加熱して内側部材１１及び中間筒１４にゴム弾性体１３を加硫接合する。次に、中間筒１４を外側部材２０に嵌め、外側部材２０に上部材３０を接合して、ストラットマウント１０が得られる。

ゴム弾性体１３の大きさを、外側部材２０と上部材３０とに囲まれた空間に収容される大きさにできるので、内側部材１１及び外側部材２０を加硫金型（図示せず）にセットしてゴム弾性体を成形する場合に比べて、加硫金型による製品の取り数を増やすことができる。よって、製品のコストを削減できる。

ゴム弾性体１３は、外側部材２０と上部材３０とに囲まれた空間に収容される大きさなので、ゴム弾性体１３の体積および質量を小さくできる。ゴム弾性体１３の質量を小さくできる分だけ、ストラットマウント１０を軽量化できる。

ゴム弾性体１３は上下から上部材３０及び外側部材２０に挟まれることで、軸線Ｏ方向に圧縮される。軸線Ｏ方向（上下方向）はゴム弾性体１３のせん断方向なので、ストラットマウント１０は、軸線Ｏ方向の荷重に対して比較的軟らかいばね特性が得られる。軸線Ｏと交差する方向（前後方向・左右方向）はゴム弾性体１３の圧縮方向なので、ストラットマウント１０は、軸線Ｏと交差する方向の荷重に対するばねを硬くできる。

外側部材２０の下面にインシュレータ５０が取り付けられる。インシュレータ５０の外周に円環状の軸受（ベアリング）４１が取り付けられる。軸受４１の下面にアッパシート４２が配置される。アッパシート４２は、ショックアブソーバに取り付けられたロアシート（図示せず）との間にコイルスプリング４３を保持する部材である。アッパシート４２は、コイルスプリング４３の弾性復元力によって軸受４１に押し付けられる。軸受４１は、転舵に伴ってサスペンションストラット（ショックアブソーバ及びコイルスプリング４３等）を回転させるためや、コイルスプリング４３の伸縮時にコイルスプリング４３の上下端の間に生じるねじれを吸収するために設けられる。

図３及び図４を参照してインシュレータ５０について説明する。図３はインシュレータ５０の平面図であり、図４は図３のＩＶ−ＩＶ線におけるインシュレータ５０の断面図である。図３及び図４に示すようにインシュレータ５０は、軸線Ｏ方向に延びる円筒状の円筒部５１と、円筒部５１の第１端部（図４上側）から径方向の外側へ突出する円板状のフランジ部５６とを備えている。インシュレータ５０はゴム状弾性体の一体成形品である。

インシュレータ５０に軸受４１（図２参照）が取り付けられた状態では、円筒部５１は軸受４１から径方向の入力を受け、フランジ部５６は軸受４１から軸線Ｏ方向の入力を受ける。インシュレータ５０は、軸受４１の振動や衝撃が車体（図示せず）に直接伝わるのを防ぐための部材である。

インシュレータ５０は外側部材２０の下面に取り付けられる一体成形品なので、インシュレータ５０をゴム弾性体１３と一体成形する場合に比べて、ゴム弾性体１３とインシュレータ５０とを接続するゴム部分を省略できる。そのゴム部分を省略できる分だけ、インシュレータ５０の体積を小さくできる。よって、インシュレータ５０を軽量化できる。

なお、合成樹脂製の軸受４１を採用して軸受４１自体を軽量化することにより、サスペンションストラットの上部に取り付けられる部品（ストラットマウント１０及び周辺部品）の軽量化を図ることができる。

また、インシュレータ５０を外側部材２０に加硫接合する場合には、外側部材２０を加硫金型（図示せず）にセットしてキャビティにゴム状弾性体を充填する必要がある。これに対し、インシュレータ５０は外側部材２０に加硫接合されていないので、加硫金型に外側部材２０をセットするスペースを不要にできる。その結果、加硫金型による製品（インシュレータ５０）の取り数を増やすことができるので、製品のコストを削減できる。

本実施の形態では、インシュレータ５０を構成するゴム状弾性体は自己潤滑性を有している。自己潤滑性を有するゴム状弾性体は、脂肪酸アミド等の潤滑剤がゴム状弾性体の表面にブリードして、表面の摩擦係数を低減して潤滑性を発揮するものが用いられる。インシュレータ５０が自己潤滑性を有するゴム状弾性体で形成されているので、インシュレータ５０の外周に取り付けられた軸受４１（図２参照）がインシュレータ５０に擦れて生じる異音を抑制できる。

円筒部５１は、外側部材２０の外筒部２１に被さる部分であり、外筒部２１の一部の拡径部２２を覆う第１部５２と、外筒部２１のうち拡径部２２以外の部分（拡径部２２よりも第２端部（図４下側）側の部分）を覆う第２部５３とを備えている。円筒部５１のうち第２部５３の内周面５４に複数の突部５５が形成されている。突部５５は、円筒部５１の周方向に間隔をあけて内周面５４の全周に設けられると共に、内周面５４から径方向の内側へ突出する。突部５５は円筒部５１の軸線Ｏ方向に沿って延びている。突部５５が設けられているので、円筒部５１は外筒部２１の締め代を確保できる。よって、インシュレータ５０を外側部材２０から外れ難くできる。

突部５５は円筒部５１の軸線Ｏ方向に沿って延びるので、外側部材２０の外筒部２１を軸線Ｏに沿って滑らせ易くできる。よって、円筒部５１に外筒部２１を嵌め易くできる。また、円筒部５１の突部５５間の部分を周方向に伸ばし易くできるので、その周方向の反力によって、外筒部２１に被さる円筒部５１を外筒部２１に締め付けて固定できる。突部５５は円筒部５１の周方向に間隔をあけて内周面５４の全周に設けられているので、軸線Ｏを中心に回転する力を軸受４１が円筒部５１に加えても、円筒部５１を周方向にずれ難くできる。

突部５５は、円筒部５１（第２部５３）の第２端部（図４下側）からフランジ部５６と反対側の軸線Ｏ方向へ突出する。そのため、突部５５が外筒部２１に押し付けられた状態では、外筒部２１から突部５５に第１端部の方向（図４上側）の圧縮力を入力し易くできる。その反力によって突部５５は円筒部５１をフランジ部５６側へ付勢するので、外筒部２１から円筒部５１を外れ難くできる。

円筒部５１は径方向の厚さが適度にあるゴム状弾性体なので、軸受４１（図２参照）をストラットマウント１０に組み付けるときの軸受４１の軸とストラットマウント１０の軸線Ｏとの位置ずれ等に起因する組付け誤差を、円筒部５１の弾性変形によって吸収できる。よって、軸受４１の組付け作業性を確保できる。

また、第２部５３（円筒部５１）の外周面５３ａは、フランジ部５６に近づくにつれて拡径する傾斜面である。軸線Ｏを含む断面（図４）において、外周面５３ａは軸線Ｏに対して傾斜している。外周面５３ａがフランジ部５６に近づくにつれて拡径するので、円筒部５１の外周に軸受４１を組み付け易くできると共に、軸受４１の組付け誤差を吸収し易くできる。

インシュレータ５０は、円筒部５１とフランジ部５６との境界の外周面に、周方向に延びる溝５７が形成されている。本実施の形態では、溝５７は、円筒部５１とフランジ部５６との境界のフランジ部５６の下面に形成されている。溝５７が形成されているので、外側部材２０の形状に応じてフランジ部５６の付け根を変形させ易くできる。その結果、フランジ部５６と反対側の第２端部の方向（図４下側）の圧縮力を円筒部５１に入力させ難くできる。よって、外筒部２１から円筒部５１を外れ難くできる。

なお、円筒部５１に溝５７が形成される場合には、軸受４１から入力された円筒部５１の溝５７の近傍に集中して引張応力が生じ、円筒部５１が疲労し易くなる可能性がある。本実施の形態におけるインシュレータ５０は、主に圧縮応力が生じるフランジ部５６に溝５７が形成されるので、インシュレータ５０の疲労を抑制しつつ、外筒部２１から円筒部５１を外れ難くできる。

フランジ部５６は、円筒部５１の反対側へ凸起部５８が凸起する。凸起部５８は、上部材３０（図２参照）の鍔部３４及び外側部材２０の鍔部２５に形成された穴部（図示せず）に挿入される部位である。本実施の形態では、凸起部５８はフランジ部５６の２か所に周方向に間隔をあけて設けられている。凸起部５８は、円柱状の軸部５９と、軸部５９の先端に円錐台状に形成される頭部６０とを備えている。頭部６０の先端（軸部５９から遠い側）は、外径が軸部５９の外径と同じであり、頭部６０の後端（軸部５９に近い側）は、外径が軸部５９の外径よりも大きい。軸部５９の軸方向の長さは、鍔部２５，３４の板厚（穴部の長さ）と略等しく、軸部５９の外径は穴部（図示せず）の内径よりも少し小さい。

外側部材２０（図２参照）にインシュレータ５０を組み付けるときに、外側部材２０の外筒部２１の外周に円筒部５１を取り付け、フランジ部５６を鍔部２５に当てた状態で凸起部５８を穴部（図示せず）に通すと、凸起部５８を外側部材２０に係合させてフランジ部５６を外側部材２０に固定できる。これにより、外側部材２０からインシュレータ５０を外れ難くできる。また、凸起部５８を外側部材２０に係合させることにより、軸線Ｏを中心に回転する力を軸受４１が円筒部５１に加えても、円筒部５１を周方向にずれ難くできる。

以上、実施の形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。例えば、ストラットマウント１０の内側部材１１、ゴム弾性体１３及び外側部材２０の形状や大きさ等は適宜設定できる。

上記実施の形態では、ストラット式サスペンションとして、ショックアブソーバの外側にコイルスプリング４３を取り付けたものを説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。ショックアブソーバやコイルスプリング４３に代えて、エアサスペンションや油圧サスペンション、或いはリニアモータ等を用いてサスペンションストロークを制御するようなストラット式サスペンションにインシュレータ５０を適用することは当然可能である。

上記実施の形態では、軸受４１の一例としてベアリング（転がり軸受）の場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。軸受４１として、合成樹脂製などの滑り軸受を採用できることは当然である。

１０ ストラットマウント
１１ 内側部材
１３ ゴム弾性体
２０ 外側部材
４１ 軸受
５０ インシュレータ
５１ 円筒部
５４ 内周面
５５ 突部
５６ フランジ部
５７ 溝
５８ 凸起部

Claims (4)

1. 内側部材と外側部材とにゴム弾性体が結合するストラットマウントの前記外側部材と軸受との間に介在するインシュレータであって、
   前記外側部材に被さる円筒状の円筒部と、
   前記円筒部の第１端部から径方向の外側へ突出する円盤状のフランジ部と、を備え、
   前記フランジ部および前記円筒部は、ゴム状弾性体の一体成形品であり、
   前記円筒部は、前記円筒部の周方向に間隔をあけて設けられると共に前記円筒部の内周面から径方向の内側へ突出する複数の突部を備え、
   前記突部は、前記円筒部の軸方向に沿って延びると共に、前記円筒部の前記第１端部の反対側の第２端部から軸方向へ突出することを特徴とするインシュレータ。
2. 前記ゴム状弾性体は、自己潤滑性を有することを特徴とする請求項１記載のインシュレータ。
3. 前記円筒部と前記フランジ部との境界の外周面に、周方向に延びる溝が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のインシュレータ。
4. 前記フランジ部は、前記円筒部の反対側へ凸起する凸起部を備えていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のインシュレータ。

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