JP7381887B2 - ストラットベアリング、及び車両のストラット式サスペンション - Google Patents
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Description
本発明は、車両のストラット式サスペンションに用いるストラットベアリングに関する。
車体に対する車輪の支持をコイルスプリングにより行うとともに、上下振動を吸収するためにショックアブソーバを備えたサスペンションとして、ショックアブソーバを内蔵した伸縮する柱（ストラット）を車軸に固定してなるストラット式サスペンションがある。ストラット式サスペンションは、主に乗用車の前輪用として広く使用されている。
ストラット式サスペンションのアッパー部に用いるストラットベアリングとして、上側軌道輪を保持する上側ケースと、下側軌道輪を保持する下側ケースとを備え、前記上側ケース及び前記下側ケースを合成樹脂製としたものがある（例えば、特許文献１及び２参照）。
このようなストラットベアリングは、車輪が跳ね上げた路面上の泥水等を直接受ける厳しい泥水環境で使用される。その上、ストラットベアリングは、洗車の際に高圧洗浄機が使用されると、足回りの洗車の際に、高圧洗浄機から放出された高圧水を受けることになる。
ストラット式サスペンションは、ストラットの周囲に、蛇腹状のカバーであるダストブーツを備える。したがって、ストラットベアリングには、泥水等の浸入による軌道輪の発錆やフレッティング摩耗の発生を防ぐために、上側ケースと下側ケースとの間の、下側軌道輪よりも外径側に、泥水等の浸入に対する所要のシール性が求められる。
特許文献１のストラットベアリングにおける下側軌道輪よりも外径側のシール構造は、第１のラジアル外側経路６３、アキシャル外側経路６４、及び第２のラジアル外側経路６５によるラビリンスシールと、アキシャル外側経路６４に設けた、ゴム製のシール部材５５とによる。シール部材５５は、上側ケース１７の潤滑部材埋設溝５３内に埋設された固体潤滑部材５４にリップ部５６の先端を接触させるものである。このようなシール構造は、潤滑部材埋設溝５３内に固体潤滑部材５４を埋設する構成であるため、ストラットベアリングの製造コストが上昇する。
特許文献２のストラットベアリングにおける下側軌道輪よりも外径側のシール構造は、上側ケースであるキャップ１１に設けた環状のリム２６，２７、及び下側ケースであるガイドリング１２に設けた環状のリム３０，３１により形成される二重ラビリンスシールと、キャップ１１の前記二重ラビリンスシールよりも外径側に設けた、熱可塑性エラストマー製のシールリング２２とによる。シールリング２２は、シールリップ２４，２５を備え、外側のシールリップ２４は、ガイドリング１２の平面シール部２３ａから離間した非接触シールを形成し、内側のシールリップ２５は、ガイドリング１２の円錐形シール部２３ｂに接触する接触シールを形成する。このようなシール構造は、前記二重ラビリンスシールにより被水性を抑えているが、上側ケースと下側ケースとの間の、下側軌道輪よりも外径側から一旦内部に浸入した泥水等の排水性が低下する。
本発明は、製造コストの上昇を抑えながら、上側ケースと下側ケースとの間の、下側軌道輪よりも外径側の隙間から泥水等が内部へ浸入することを抑制できるストラットベアリングを提供することを目的とする。また、本発明は、一旦内部に浸入した泥水等の排水性を確保できるストラットベアリングを提供することを目的とする。
本発明の要旨は以下のとおりである。
〔１〕
車両のストラット式サスペンションのストラットの上端部に固定される上側ケースと、
前記ストラットの外側に配置されたコイルスプリング側に接続される下側ケースと、
前記上側ケースに保持される上側軌道輪と、
前記下側ケースに保持される下側軌道輪と、
前記上側軌道輪及び前記下側軌道輪間を転動する転動体と、
を備え、
前記上側ケース及び前記下側ケースを合成樹脂製としたストラットベアリングであって、
前記下側軌道輪よりも外径側に位置する、前記上側ケース及び前記下側ケース間の軸方向隙間の対向面に、
前記上側ケース及び前記下側ケースの一方から他方へ向かって突出する多数の突片を周方向に間隔を空けて並べてなる突片列を一列以上設けたことを特徴とする、
ストラットベアリング。
車両のストラット式サスペンションのストラットの上端部に固定される上側ケースと、
前記ストラットの外側に配置されたコイルスプリング側に接続される下側ケースと、
前記上側ケースに保持される上側軌道輪と、
前記下側ケースに保持される下側軌道輪と、
前記上側軌道輪及び前記下側軌道輪間を転動する転動体と、
を備え、
前記上側ケース及び前記下側ケースを合成樹脂製としたストラットベアリングであって、
前記下側軌道輪よりも外径側に位置する、前記上側ケース及び前記下側ケース間の軸方向隙間の対向面に、
前記上側ケース及び前記下側ケースの一方から他方へ向かって突出する多数の突片を周方向に間隔を空けて並べてなる突片列を一列以上設けたことを特徴とする、
ストラットベアリング。
〔２〕
前記突片列を構成する前記突片は、
周方向に隣り合う前記突片間の前記間隔が、外径側よりも内径側の方が大きくなる形状である、
〔１〕に記載のストラットベアリング。
前記突片列を構成する前記突片は、
周方向に隣り合う前記突片間の前記間隔が、外径側よりも内径側の方が大きくなる形状である、
〔１〕に記載のストラットベアリング。
〔３〕
周方向に隣り合う前記突片間の前記間隔は、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下である、
〔１〕に記載のストラットベアリング。
周方向に隣り合う前記突片間の前記間隔は、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下である、
〔１〕に記載のストラットベアリング。
〔４〕
周方向に隣り合う前記突片間の外径側端の前記間隔は、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下である、
〔２〕に記載のストラットベアリング。
周方向に隣り合う前記突片間の外径側端の前記間隔は、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下である、
〔２〕に記載のストラットベアリング。
〔５〕
前記上側ケース及び前記下側ケースの一方に設ける前記突片の材質、並びに前記上側ケース及び前記下側ケースの他方における前記突片の対向面の材質は、
一方は合成樹脂であり、他方は、合成樹脂製の基体に取り付けた弾性材である、
〔１〕～〔４〕の何れかに記載のストラットベアリング。
前記上側ケース及び前記下側ケースの一方に設ける前記突片の材質、並びに前記上側ケース及び前記下側ケースの他方における前記突片の対向面の材質は、
一方は合成樹脂であり、他方は、合成樹脂製の基体に取り付けた弾性材である、
〔１〕～〔４〕の何れかに記載のストラットベアリング。
〔６〕
〔１〕～〔５〕の何れかに記載のストラットベアリングを備えた車両のストラット式サスペンション。
〔１〕～〔５〕の何れかに記載のストラットベアリングを備えた車両のストラット式サスペンション。
以上における本発明に係るストラットベアリング、及び車両のストラット式サスペンションによれば、下側軌道輪よりも外径側に位置する、合成樹脂製の上側ケース及び下側ケース間の軸方向隙間の対向面に、上側ケース及び下側ケースの一方から他方へ向かって突出する多数の突片を周方向に間隔を空けて並べてなる突片列を一列以上設けているので、製造コストの上昇を抑えながら、前記軸方向隙間から泥水等が内部へ浸入することを抑制できる。
前記突片列を構成する突片を、周方向に隣り合う突片間の周方向間隔が、外径側よりも内径側の方が大きくなる形状にすることにより、一旦内部に浸入した泥水等の排水性を確保できる。
前記突片列を構成する突片の材質、及び前記突片の対向面の材質を、一方を合成樹脂で、他方を弾性材にすることにより、路面状況の急激な変化により大荷重が入力され、前記突片と前記対向面との接触が生じる場合があっても、接触する部材の一方が軟質であることから応力が緩和されるので、破損を防止できる。
以下、本発明に係る実施の形態を図面に基づいて説明する。
本明細書において、ストラットベアリング1の回転軸Ａ（図２参照）の方向を「軸方向」、軸方向に直交し、回転軸Ａから遠ざかる方向を「径方向」（例えば、図２の矢印Ｒの方向参照）という。
＜ストラット式サスペンション＞
図１の概略図に示す車両のストラット式サスペンションＳは、ショックアブソーバを内蔵した伸縮するストラット１３を、図示しない車軸に固定し、アッパーマウント１６を車体に固定した状態で使用される。
図１の概略図に示す車両のストラット式サスペンションＳは、ショックアブソーバを内蔵した伸縮するストラット１３を、図示しない車軸に固定し、アッパーマウント１６を車体に固定した状態で使用される。
ストラット式サスペンションＳのアッパー部には、車体を支えながらステアリング操作により操舵輪の方向が変化する分だけ揺動回転するストラットベアリング１を備える。
ストラット１３の外側には、サスペンションスプリングであるコイルスプリング１４、及び砂等の異物からショックアブソーバのオイルシールを保護するためのダストブーツ１７が設けられる。
＜ストラットベアリング＞
図１の概略図、並びに図２及び図３の縦断面図に示すように、ストラットベアリング１は、ストラット１３の上端部に固定される上側ケース２と、受け座１５を介してコイルスプリング１４側に接続される下側ケース３と、上側ケース２に保持される上側軌道輪４と、下側ケース３に保持される下側軌道輪５と、上側軌道輪４及び下側軌道輪５間を転動する転動体６とを備える。転動体６は、保持器７により、隣り合う転動体６同士が接触しないように保持される。
図１の概略図、並びに図２及び図３の縦断面図に示すように、ストラットベアリング１は、ストラット１３の上端部に固定される上側ケース２と、受け座１５を介してコイルスプリング１４側に接続される下側ケース３と、上側ケース２に保持される上側軌道輪４と、下側ケース３に保持される下側軌道輪５と、上側軌道輪４及び下側軌道輪５間を転動する転動体６とを備える。転動体６は、保持器７により、隣り合う転動体６同士が接触しないように保持される。
上側軌道輪４及び下側軌道輪５は鋼製であり、上側ケース２及び下側ケース３は合成樹脂製である。上側ケース２は、合成樹脂製であり硬質の基体１０と、エラストマー製であり軟質の外径側シール材１１及び内径側シール材１２とからなる。下側ケース３は、合成樹脂製で硬質であり、内部に鋼製の芯金８を収容している。
上側ケース２及び下側ケース３を形成する前記合成樹脂は、例えばポリアミド系（PA66,PA46,PA612,PA6,PA9T,PA10T等）であり、強化繊維として例えばガラス繊維（GF）を２０～６０重量％含有する。
外径側シール材１１及び内径側シール材１２を形成する前記エラストマーは、熱可塑製エラストマー（TPE）として、TPS（スチレン系）、TPO（オレフィン系）、TPU（ウレタン系）、TPA（アミド系）、TPEE（エステル系）等であり、ゴム材料として、ニトリルゴム（NBR）、水素化ニトリルゴム（HNBR）、アクリルゴム（ACM）、エチレン・アクリルゴム（AEM）、フッ素ゴム（FKM,FPM）、シリコーンゴム（VQM）等である。ゴム材料は、１種、あるいは２種以上のゴムを適当にブレンドして使用することができる。
芯金８を形成する前記鋼は、冷延鋼板（SPCC、SPCD、SPCE等）、熱延鋼板（SPHC、SPHD、SPHE等）、又は高張力鋼板（SPFC490、SPFC590等）である。
＜突片列の形状、及びその特徴＞
例えば、図３の縦断面図、並びに図４Ａの斜視図、及び図４Ｂの縦断面斜視図を参照して説明すると、下側軌道輪５よりも外径側（径方向Ｒの外方）に位置する、上側ケース２及び下側ケース３間の軸方向隙間Ｂの対向面２Ａ，３Ａに、上側ケース２及び下側ケース３の一方から他方へ向かって突出する多数の突片９を周方向に間隔を空けて並べてなる突片列Ｅを設ける。本実施の形態では、突片列Ｅを下側ケース３の対向面３Ａに設けている。図３の縦断面図に示す例において、下側ケース３の対向面３Ａから突出する突片列Ｅは、下側ケース３の外面である円錐面３Ｂと離間しているが、前記突片列Ｅは、下側ケース３の外面である円錐面３Ｂに繋がっていてもよい。
例えば、図３の縦断面図、並びに図４Ａの斜視図、及び図４Ｂの縦断面斜視図を参照して説明すると、下側軌道輪５よりも外径側（径方向Ｒの外方）に位置する、上側ケース２及び下側ケース３間の軸方向隙間Ｂの対向面２Ａ，３Ａに、上側ケース２及び下側ケース３の一方から他方へ向かって突出する多数の突片９を周方向に間隔を空けて並べてなる突片列Ｅを設ける。本実施の形態では、突片列Ｅを下側ケース３の対向面３Ａに設けている。図３の縦断面図に示す例において、下側ケース３の対向面３Ａから突出する突片列Ｅは、下側ケース３の外面である円錐面３Ｂと離間しているが、前記突片列Ｅは、下側ケース３の外面である円錐面３Ｂに繋がっていてもよい。
図３において、軸方向隙間Ｂは、例えば０．５ｍｍであり、突片９の高さＨは、例えば０．３ｍｍである。軸方向隙間Ｂは、０．３ｍｍ～０．７ｍｍ程度とし、突片９の高さＨは、突片９の軸方向隙間Ｃが、軸方向隙間Ｂの３０％～５０％となるように設定する。
図４Ａの斜視図、及び図４Ｂの縦断面斜視図に示す突片列Ｅを構成する、周方向に間隔を空けて並べる突片９の端部９Ａの形状は、軸方向から見て円弧状である。図５Ａの斜視図、及び図５Ｂの縦断面斜視図に示す突片列Ｅを構成する、周方向に間隔を空けて並べる突片９の端部９Ｂの形状は、軸方向から見て径方向の直線状である。
図４Ｂ及び図５Ｂに示す周方向に隣り合う突片９，９間の周方向間隙Ｆは、Ｆ≧１ｍｍとする。周方向に隣り合う突片９，９間に、表面張力により水膜ができて流動性が低下しないようにするためである。また、周方向間隔Ｆは、Ｆ≦１０ｍｍとする。高圧洗浄機から放出された高圧水等の浸入を効果的に抑制するためである。
図４Ａ及び図４Ｂ、並びに図５Ａ及び図５Ｂのような突片列Ｅを設けることにより、製造コストの上昇を抑えながら、軸方向隙間Ｂから泥水等が内部へ浸入することを抑制できる。
図４Ａの斜視図及び図４Ｂの縦断面斜視図、並びに図５Ａの斜視図及び図５Ｂの縦断面斜視図では、突片列Ｅを周方向に一列のみ設けている。図６Ａの斜視図及び図６Ｂの縦断面斜視図に示すように２列の突片列Ｅ１，Ｅ２を設けてもよく、３列以上の突片列を設けてもよい。複数列の突片列を設けることにより泥水等の内部への浸入を抑制する効果が大きくなる。突片列を複数列設ける場合は、例えば図６Ａ及び図６Ｂのように突片列Ｅ１，Ｅ２を構成する突片９，９，…の位相を突片列Ｅ１，Ｅ２間でずらすのがより好ましい実施態様である。それにより、泥水等の内部への浸入を抑制する効果が一層大きくなる。
図７Ａの斜視図、及び図７Ｂの縦断面斜視図、並びに図８の要部拡大平面図に示す突片列Ｅを構成する、周方向に間隔を空けて並べる突片９は、周方向に隣り合う突片９，９間の間隔が、外径側（径方向Ｒの外方）よりも内径側（径方向Ｒの内方）の方が大きくなる（周方向の間隔が、径方向内方へ行くにしたがって漸増する）形状である。すなわち、周方向に隣り合う突片９，９の外径側端の周方向間隔Ｆ１及び内径側端の周方向間隔Ｆ２は、Ｆ１＜Ｆ２となる。突片９の端面９Ｃは、軸方向から見て平面又は曲面である傾斜面である。
Ｆ１＜Ｆ２とすることにより、外径側から内径側へは水が流れ難く、内径側から外径側へは水が流れやすくなる。それにより、上側ケース２と下側ケース３との間の、下側軌道輪５よりも外径側の軸方向隙間Ｂから泥水等が内部へ浸入することを抑制できるとともに、一旦内部に浸入した泥水等の排水性を確保できる。
周方向に隣り合う突片９，９間の外径側端の周方向間隔Ｆ１は、Ｆ１≧１ｍｍとする。周方向に隣り合う突片９，９間に、表面張力により水膜ができて流動性が低下しないようにするためである。また、周方向間隔Ｆ１は、Ｆ１≦１０ｍｍとする。高圧洗浄機から放出された高圧水等の浸入を効果的に抑制するためである。
本実施の形態では、突片９を、合成樹脂製であり硬質の下側ケース３と一体に形成している。それにより、下側ケース３を射出成形で製造する際に金型で突片列Ｅを成形できるので、製造コストの上昇を抑制できる。
図３の縦断面図に示すように、硬質の突片９は、軟質の外径側シール材１１の端面に対向する。それにより、路面状況の急激な変化により大荷重が入力され、突片９と突片９の対向面との接触が生じる場合があっても、接触する部材の一方が軟質であることから応力が緩和されるので、破損を防止できる。
なお、突片９を弾性材（例えばエラストマー製）とし、突片９の対向面の材質を、合成樹脂製としてもよい。すなわち、上側ケース２及び下側ケース３の一方に設ける突片９の材質、並びに上側ケース２及び下側ケース３の他方における突片９の対向面の材質は、一方は合成樹脂であり、他方は、合成樹脂製の基体に取り付けた弾性材とするのが好ましい実施態様である。ただし、突片９、及び突片９の対向面の材質は、両方とも合成樹脂として実施してもよい。
＜その他の特徴＞
図３の縦断面図を参照して、本実施の形態のストラットベアリング１のその他の特徴について説明する。
図３の縦断面図を参照して、本実施の形態のストラットベアリング１のその他の特徴について説明する。
突片列Ｅの内径側に、径方向隙間Ｄを設けている。径方向間隙Ｄは、下側ケース３の外面である円錐面３Ｂと、上側ケース２の外径側シール材１１の内面である円錐面１１Ｃにより形成される。したがって、径方向隙間Ｄは、下方へ行くにしたがって拡径するように傾斜している。このように傾斜した径方向隙間Ｄによるラビリンス効果で被水性を低下できるとともに、内部に浸入した泥水等が自重により排出されやすくなる。
外径側シール材１１のシールリップ１１Ａ，１１Ｂが当接する下側ケース３の当接面３Ｃ，３Ｄは、曲面形状である。それにより、外部からの水圧によりシールリップ１１Ａ，１１Ｂの側面に荷重が掛かっても、シールリップ１１Ａ，１１Ｂは、曲面形状の当接面３Ｃ，３Ｄに押し付けられることから、捲れを防止できるので、シール性を確保できる。
なお、内径側シール材１２のシールリップ１２Ａも、下側ケース３の曲面形状の当接面３Ｅに当接するので、捲れを防止できる。
上側軌道輪４の内径側端部４Ａには、フランジを設けていない。それにより、ストラットベアリング１の組立工程において、上側ケース２に円環状の上側軌道輪４を軸方向に組み込む工程を行う際に、上側ケース２の内径側シール材１２に上側軌道輪４が干渉することがなく、シールリップ１２Ａが捲れることがない。
下側ケース３には、転動体６と内径側シール材１２との間に、段部３Ｆを設けている。段部３Ｆは、ストラットベアリング１のグリースの流出を抑制する機能を有する。すなわち、ストラット式サスペンションＳ（図１）は、上側ケース２を上側にした状態で車体に組み付けられるので、その組付け作業時における内径側へのグリースの流出は、上側ケース２に向って突出する、段部３Ｆにより抑制される。
以上の実施の形態の記載はすべて例示であり、これに制限されるものではない。本発明の範囲から逸脱することなく種々の改良及び変更を施すことができる。
１ ストラットベアリング
２ 上側ケース
２Ａ 対向面
３ 下側ケース
３Ａ 対向面
３Ｂ 円錐面
３Ｃ，３Ｄ，３Ｅ 当接面
３Ｆ 段部
４ 上側軌道輪
４Ａ 内径側端部
５ 下側軌道輪
６ 転動体
７ 保持器
８ 芯金
９ 突片
９Ａ，９Ｂ，９Ｃ 端面
１０ 基体
１１ 外径側シール材
１１Ａ，１１Ｂ シールリップ
１１Ｃ 円錐面
１２ 内径側シール材
１２Ａ シールリップ
１３ ストラット
１４ コイルスプリング
１５ 受け座
１６ アッパーマウント
１７ ダストブーツ
Ａ 回転軸
Ｂ 軸方向隙間
Ｃ 突片の軸方向隙間
Ｄ 径方向隙間
Ｅ，Ｅ１，Ｅ２ 突片列
Ｆ 周方向間隔
Ｆ１ 外径側端の周方向間隔
Ｆ２ 内径側端の周方向間隔
Ｈ 突片の高さ
Ｒ 径方向
Ｓ ストラット式サスペンション
２ 上側ケース
２Ａ 対向面
３ 下側ケース
３Ａ 対向面
３Ｂ 円錐面
３Ｃ，３Ｄ，３Ｅ 当接面
３Ｆ 段部
４ 上側軌道輪
４Ａ 内径側端部
５ 下側軌道輪
６ 転動体
７ 保持器
８ 芯金
９ 突片
９Ａ，９Ｂ，９Ｃ 端面
１０ 基体
１１ 外径側シール材
１１Ａ，１１Ｂ シールリップ
１１Ｃ 円錐面
１２ 内径側シール材
１２Ａ シールリップ
１３ ストラット
１４ コイルスプリング
１５ 受け座
１６ アッパーマウント
１７ ダストブーツ
Ａ 回転軸
Ｂ 軸方向隙間
Ｃ 突片の軸方向隙間
Ｄ 径方向隙間
Ｅ，Ｅ１，Ｅ２ 突片列
Ｆ 周方向間隔
Ｆ１ 外径側端の周方向間隔
Ｆ２ 内径側端の周方向間隔
Ｈ 突片の高さ
Ｒ 径方向
Ｓ ストラット式サスペンション
Claims (6)
- 車両のストラット式サスペンションのストラットの上端部に固定される上側ケースと、
前記ストラットの外側に配置されたコイルスプリング側に接続される下側ケースと、
前記上側ケースに保持される上側軌道輪と、
前記下側ケースに保持される下側軌道輪と、
前記上側軌道輪及び前記下側軌道輪間を転動する転動体と、
を備え、
前記上側ケース及び前記下側ケースを合成樹脂製としたストラットベアリングであって、
前記下側軌道輪よりも外径側に位置する、前記上側ケース及び前記下側ケース間の軸方向隙間の対向面に、
前記上側ケース及び前記下側ケースの一方から他方へ向かって突出する多数の突片を周方向に間隔を空けて並べてなる突片列を一列以上設けたことを特徴とする、
ストラットベアリング。
- 前記突片列を構成する前記突片は、
周方向に隣り合う前記突片間の前記間隔が、外径側よりも内径側の方が大きくなる形状である、
請求項１に記載のストラットベアリング。 - 周方向に隣り合う前記突片間の前記間隔は、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下である、
請求項１に記載のストラットベアリング。 - 周方向に隣り合う前記突片間の外径側端の前記間隔は、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下である、
請求項２に記載のストラットベアリング。 - 前記上側ケース及び前記下側ケースの一方に設ける前記突片の材質、並びに前記上側ケース及び前記下側ケースの他方における前記突片の対向面の材質は、
一方は合成樹脂であり、他方は、合成樹脂製の基体に取り付けた弾性材である、
請求項１～４の何れか１項に記載のストラットベアリング。 - 請求項１～５の何れか１項に記載のストラットベアリングを備えた車両のストラット式サスペンション。
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|---|---|---|---|
| JP2020043433A JP7381887B2 (ja) | 2020-03-12 | 2020-03-12 | ストラットベアリング、及び車両のストラット式サスペンション |
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| JP (1) | JP7381887B2 (ja) |
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| JP7381894B2 (ja) | 2020-04-15 | 2023-11-16 | 中西金属工業株式会社 | ストラットベアリングの上側ケースの製造方法、及びストラットベアリング |
Citations (5)
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|---|---|---|---|---|
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| JP2015086993A (ja) | 2013-11-01 | 2015-05-07 | 内山工業株式会社 | 軸受密封装置 |
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| WO2019178752A1 (zh) | 2018-03-20 | 2019-09-26 | 舍弗勒技术股份两合公司 | 平面轴承 |
-
2020
- 2020-03-12 JP JP2020043433A patent/JP7381887B2/ja active Active
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