JPH10500754A - 懸架支柱 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 懸架支柱が内管（１５）および外管（１）を含み且つ、金属ブシュ（１０）の形態の滑り軸受を包有する成形プラスチック・インサート７で構成された端部クロージャを組み込み、インサートが支柱の外管内へのプレスばめであり且つ、インサートのプレスばめ領域が、外管の内面と係合すべくインサートから半径方向に延びる少なくとも２組の円周方向リブ（４０，４１）と一緒に係合し且つ半径方向に位置するようにされた部分を包含し、前記リブの材料が圧縮状態にあり、組立体にある程度の弾力性を付与すべく支柱の軸線方向に前記リブが隔置され、且つ、相対的に動き得るそのロッドに沿った支柱による流体損失を最小化すべく端部クロージャの外面に、若しくはそれに隣接して流体シール（８）が設けられる。

Description

【発明の詳細な説明】 懸架支柱 本発明は特に、但し独占的にではなく、自動車用に適した懸架支柱に関するも のである。 一般的な懸架支柱には、同軸に配置された１対の管が含まれ、その内部には、 支柱の端部クロージャを貫いて組立体から延伸するピストン・ロッドで作動され るピストンが包有され、端部クロージャには、摩擦および漏れを最小化すべく、 ピストン・ロッドの軸受および密封装置の双方が包含されている。支柱の他方の 端部は閉鎖されている。内管は通常、流体（一般に油）に満ちているが、外管は 部分的にそうであるに過ぎない。流体は、内管内のピストンの移動により、一方 向弁およびポートの組合せを介して内管から外管へ伝達され、従って流量はピス トン運動の方向毎に必ずしも同じではない。この手段により、ピストン運動の制 御された減衰を達成することができる。単一管支柱もまた周知されており、制御 された様態での、管の一端から他方への流体の移動により、概ね同様な方法で作 動する。 自動車への適用の際、懸架支柱はしばしば、許容し得る道路保持および衝撃吸 収性能を達成すべく、在来のコイルばねおよび／またはトーション・バーを組み 合わせて用いられる。 ピストン・ロッドが支柱管組立体を離れる端部クロージャの部分としてこのロ ッドを支持し案内するためにプラスチック被覆金属軸受構成要素が普通に用いら れるが、もたらされる力の故に、懸架支柱は一般に全金属構造である。ごみの進 入を防止して流体の漏れの危険性を最小化するためには、この同じ領域に何等か の形態のエラストマーのシールを施すのが通例である。しかし普通は、ピストン ・ロッドが貫通する端部クロージャを金属で、一般には焼結された鉄で、製造す るのが通例である。これはクロージャが、内管から内管と外管との間の空間への 流体の制御された伝達のための内部通路を備えると同時に、ピストン・ロッドを 位置付け且つ案内するのみならず内管および外管を互いに関連させて位置付ける のにも役立つためである。管の端部クロージャの付加的機能は、ピストンの行過 ぎによって生ずる衝撃を吸収する何等かの装置の準備である。これは、ピストン がクロージャの方へ行き過ぎた場合にピストンとクロージャの内端部との間で圧 縮されるコイルばねをピストン上に設けることにより、極めてしばしば行われる 。懸架支柱の端部クロージャは、従ってねじり／曲げ応力を含む可成りの応力に さらされ、今に至るまで、申し分のない組立てと作動とに要する精密な公差をも たらすに必要な付随する機械加工作業を含めて、金属からそれを製造することが 重要であると考えられていた。軸受ブシュをはめ込み、寸法決めすることも重要 な要件である。 本発明の目的は、懸架支柱用の端部クロージャの構造を単純化することにある 。 本発明によれば、懸架支柱が内管および外管を含み且つ、金属ブシュの形態の 滑り軸受を包有する成形プラスチック・インサートで構成された端部クロージャ を組み込み、インサートが支柱の外管内へのプレスばめであり且つ、インサート のプレスばめ領域が、外管の内面と係合すべくインサートから半径方向に延びる 少なくとも２組の円周方向リブと一緒に係合し且つ半径方向に位置するようにさ れた部分を包含し、前記リブの材料が圧縮状態にあり、組立体にある程度の弾力 性を付与すべく支柱の軸線方向に前記リブが隔置され、且つ、相対的に動き得る そのロッドに沿った支柱による流体損失を最小化すべく端部クロージャの外面に 、若しくはそれに隣接して流体シールが設けられる。 金属ブシュには、望ましくは、例えばＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン ）を基剤とする軸受材料から成るプラスチック作用面が設けられる。プラスチッ ク・インサートには、望ましくは、ブシュの潤滑を確保すべくブシュの上方に流 体の小さい貯蔵器を備えると共に、内管と外管との間の空間への、支柱の内管か らの流体の伝達を可能とするようにされた、一体に成形された通路が包有される 。流体シールは、インサートと支柱の管の端部との間に位置するプラスチック・ キャップによって支えられ、そこで前記端部が、内部の構成諸要素を保持すべく ロールオーバされる。 従ってプラスチック・インサートのプレスばめ領域は、外管の内壁と係合すべ く半径方向に延びる少なくとも２組の円周方向リブによって構成され、リブは組 立体の軸線方向に隔置される。都合よくは、少なくとも３組のこの種リブが備え られる。この構成によれば、作動中に遭遇する非対称な荷重に応じて弾力的にた わむ能力を備えたインサートが得られる。外管はピストン・ロッドと相対的に位 置させ、内管はリブの前述の配置により、その各々のプラスチック材料は引張り ではなく圧縮の状態で、準備することにより、以前の全金属構造では不可能な、 ある程度の弾力性を達成することが可能である。側方ねじりおよび／または曲げ 力の形態の衝撃荷重は、既に金属ブシュ内へ直接に伝達され、金属ブシュ、特に ブシュのロッド接触面上の何れかのプラスチック・コーティングのひずみおよび ／または過度の摩耗を生じている。本発明の構造を採択すれば、プラスチック・ インサート、特に、さきに述べた如く、インサートの材料を圧縮状態に保ちなが らねじり／曲げ荷重を外管へ弾力的に伝達する円周方向リブにより、衝撃荷重を 少なくとも一部分吸収することができる。 更にまた、リブの形態を変化させることにより、組立体内に種々の程度の弾力 性を発現させることができ、従って性能を最適化することができる。本質的に備 わった弾力性の故にブシュ上の瞬間応力は低減され、それにより、金属製の従来 技術のインサートの場合の如く、衝撃荷重により流体膜が破られる危険性が最小 化される。 有利なことに、プラスチック・インサートは射出成形によって作られ、本発明 の別の態様によれば、軸の流体シールは、例えば、キャップそれ自体を成形した 後に本来の場所でシール要素を形成すべくエラストマー配合物が成形される２要 素成形プロセスを用いることにより、支持プラスチック・キャップと共に一体に 成形することができ、キャップおよびシールは本質的に一体である。従ってシー ルをキャップ上へ直接に成形することができる。 本発明の更なる態様によれば、望ましくはインサートの中または上にプレスま たはスナップばめされた、弾力性のプラスチック反発止めがインサートに設けら れる。特に好適な形態の場合、反発止めはプラスチック・ベローズの形をなし、 ピストン・ロッドから余分の流体をふき取るのに有効なスクレーパ部材を任意選 択的に包含し、それにより、反発状態の間中、関連するブシュを通る流体の流れ を制限する。金属ばねを使用する従来の構造における如く、ベローズはピストン ・ロッド上を自由に滑ることができ、上述の如く、それをインサートに付着させ ることが望ましいが、それは、ベローズを精確に位置付け、且つまた緩い反発止 めに帰因する騒音を最小化するのにこれが役立つからである。またそれによれば 、反発止めが流体内のキャビテーションの原因となり得るので、緩い、自由に移 動する反発止めの更なる不利点が回避される。緩い反発止めの急速な移動による キャビテーションは、在来の構造に伴う周知された問題である。反発止めを本質 的にインサートと一体とすることにより、この問題が最小化され、また最小量の 液圧減衰がもたらされる。 ごみおよび／またはその他の物質の進入を防止しかつ流体の損失を防止すべく オイル・シールが設けられたインサートの端部を特に参照すると、本発明の更な る態様により、プラスチック端部キャップがインサートに対して備えられ、前記 端部キャップに流体シール自体が包含されている。この用途に対する特に好適な 流体シールには、ＰＴＦＥまたは類似のフルオロカーボン樹脂から作られたオイ ル・シールが包含される。この種のプラスチック端部キャップはまた、例えば、 ピストン・ロッドにより流体シール内へ、そして恐らくは流体シールを超えて軸 受ブシュへ運ばれるごみまたはその他の粒状物質を防止するのに有効な環状スク レーパ部材を包含することもできる。この種のスクレーパ部材には、ポリエチレ ンを用いることができる。 在来の構造においては、保持フランジを形成すべく、外管の端部領域を回すこ とにより金属端部クロージャが保持される。好都合なことに、本発明の端部クロ ージャについて、同じ方法を用いることができる。本発明の別の態様においては 、組立て後に保持フランジで覆われたプラスチック・ハウジングの部分に、フラ ンジとインサートとの間の漏れに対する周辺ラビリンス・シールとして作用する 少なくとも１組の軸線方向に向けられたリブ、更に望ましくは軸線方向に向けら れた同心の１連のリブ、が設けられている。 従って本発明は、１種類を超えるプラスチック材料を含む端部クロージャの使 用を予測するものである。更にまた、この種の多要素端部クロージャは、機械的 組立て若しくは２要素成形技法により作ることができる。 本発明が一層よく理解されるよう、ここでその好適な実施例を、添付図面に関 連して、例示として説明する。 第１図は、部分的に断面で示した、在来の２管式懸架支柱の略側面図、 第２図は、本発明に従って変更された、第１図の支柱の端部５の側断面図、 第３図は、変更された構造を示す、第１図の端部５の側断面図、 第４図は、第１図の端部５の更なる変更態様の側断面図、 第５図は、第１図の端部５の更なる変更態様の側断面図、 第６図は、第１図の端部５の更に別の変更態様の側断面図である。 全ての図において、類似の参照数字は、本発明の概念の理解を平易にするため 、極力類似の部分に適用される。 先ず第一に第１図を参照すると、一般に管状の容器１が、ねじ山を付した取付 けボルト３が取り付けられた一方の端部２で閉鎖されている。容器１の対向端部 ５は、焼結金属インサート７とケーシングの縁曲げされた部分６との間にエラス トマーの流体シール８を介在させて、インサートで構成されたキャップの周りに 保持フランジ６を形成すべくその端部マージンをロールオーバすることにより閉 鎖される。インサート７は、軸受ブシュ１０を包有する中央内腔９を有し、それ を貫いてピストン・ロッド１１が延び、このロッドの自由端部１２は、取付け／ 付着の目的でねじ山を付されている。またそれは、孔明けされた内部通路２６を 有し、それにより流体は、後段で説明する如く、内管と外管との間を通過できる 。 ケーシング１の内側には、内管から外管への、また外管から内管への流れを制 御する通路１８を組み込んだ取付物１７により一方の端部で支えられた内管１５ がある。取付物１７はケーシング１の閉鎖された端部内に位置し、管１５は環状 カラー１９上に着座し、環状カラーは管端部に押込みばめされる。 管１５の対向端部は、インサート７上に形成されたカラー２０により同様な様 態で支えられ、このカラーもまた管１５内へ押込みばめされる。従って管１５は 、それぞれ取付物１７およびインサート７により両端部で閉鎖される。ピストン ・ロッド１１は、管１５内へ滑りばめされるピストン２５に接続される。 ピストンには、ピストン・ロッド１１の軸線方向移動に際して所望の程度の減 衰を達成すべく、両方向にピストンを通る制御された流体の流れに備える二方弁 組立体３１が備えられる。 インサート７には、管１５の内側（ピストンの上方）から管１５の回りのケー シングへの制御された流れの通過を可能にさせる流体通路２６が備えられる。ピ ストン・ロッド１１は、固定された座金２７を支えている。これは、ピストンが その行程の上限に接近した場合に弾力性の反発止めとして役立つ、自由に滑り得 るコイルばね３３と協働する。 管１５は作動流体で十分に満たされ、ケーシング１で部分的に満たされる。ロ ッド１１に沿った流体の漏れを防止し若しくは最小化するため、滑りシール要素 ２９がシール部材８に組み込まれる。 ピストン２５を通る制御された漏れが、一方向弁を組み込み得るポート３１に よって得られる。 使用中、支柱は両端で、車両懸架システム（図示せず）の比較的に移動性の部 分に取り付けられる。懸架システム部分の移動により、ピストン・ロッドの、従 って管１５内のピストンの移動が生起される。続いてこれが流体の移動を生起さ せるが、移動の速度は、管１５の各端部における通路の形態によって定められる 。ピストン運動の制御された減衰は、流量制御弁装置を備え且つ／または通路の サイズを適切に選定することにより容易に達成され、逆方向に向かうピストンの 運動に対しては、懸架システムの設計要件に応じ、減衰の程度が同様か若しくは 異なるものになる。 前述の説明がほとんど在来の支柱構造についてであり、それ以上の細部に立ち 入る必要がないことは認識されよう。 ここで第２図ないし第６図を参照すると、第２図には、本発明に従って変更さ れた支柱の上端部５が示されている。こうしてインサート７は、半径方向に向け られたリブ４０、４１および、直面する管１５の端部内へ押込みばめされる、軸 線方向に向けられたボス２０を有する成形されたプラスチック部材で構成されて いる。インサートの対向端部には、管１の自由端部分６がその上でロールされる 部分を構成する円筒状のボス２０がある。ボス４３にはまた、半径方向に内方へ 向けられた複数のリブ４４がある。これらは、管部分６に接してシール部材８を 支える。部材８は、鋼で補強されたコア４５とガータばね４６とを備えたゴムで あり、ガータばねは、シールの下方リップ４７を片寄らせてピストン・ロッド１ １と係合させるのに役立つ。上方リップ４８はごみの進入を防止するのに役立ち 、一方、下方リップ４７は、その主要機能として、シール８とインサート７との 間に画定された室からの流体の漏出の防止を行っている。インサート７はまた、 軸受ブシュ１０を支えている。 軸受ブシュ・インサート１０に対して当接すべく、成形されたプラスチック反 発止め２８が、インサート７内へスナップばめされている。 半径方向に向けられたリブ４０，４１を備えたインサート７の設計の故に、こ の組立体は、第１図における在来の金属インサートの剛性とは対照的に弾力性で ある。機械加工された金属インサートを省くことによりコストが低減され、弾力 性により軸受ブシュ１０上の摩耗や引裂きが低減される。反発止めが拘束的であ るため、それにより、流体のキャビテーションおよび／または正常な作動中の騒 音が生起されることはない。 第３図は、軸線方向に向けられた複数のリブ５１をボス４３が備えている点で 第２図の変更態様を示しているが、その目的は組立体のシーリングを強化するこ とにあり、リブは管部分６により粉砕される。 第４図は、シール８を構成する異なった方法を示す。この場合には、硬質のプ ラスチック・キャップ６０がインサート７内へプレスばめされ、または熱溶接さ れる。このキャップにはＰＴＦＥラビリンス・シール６１が保持Ｏリング６２と 一緒に包有され、保持Ｏリングは、ロッド１１に対しシール６１を片寄せて、キ ャップ６０とシール６１との間のシーリングを強化するのに役立つ。 第５図には、第４図の更なる変更態様が示されている。プラスチック・キャッ プ６０はほとんど同じであるが、例えばＰＴＦＥまたはポリプロピレンから成る 環状プラスチック・リング６５がダスト・シールとして備えられる。ＰＴＦＥシ ールには、下方へ向けられた単一のリップ６６がある。ロッド１１に対しＰＴＦ Ｅシールを片寄せて、キャップ６０とシール６６との間のシーリングを強化すべ く、再びＯリング６２が用いられる。 第６図には、２要素射出成形により、いかにしてシール８を作り得るか、が示 されている。熱可塑性材料から成る剛性環７０が、たわみ性の熱可塑性シール７ １を支えている。構成諸要素は、それらのそれぞれの特性および化学構造に応じ 、 機械的に固着７２し、若しくは化学的に融着７３することができる。 第４図、第５図および第６図においては、さきに第３図に関連して説明した如 く、軸線方向に向けられたリブの使用により、外管１とインサート７との間のシ ーリングが達成される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 リジェ，ジャン ルイ フランス国 エフ − 74130 ボンヌビ ユ，リュ サンテ − カテリーヌ，68

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 懸架支柱にして、内管および外管を含み、且つ、金属ブシュの形態の滑 り軸受を包有する成形プラスチック・インサートで構成された端部クロージャを 組み込み、インサートが支柱の外管内へのプレスばめであり且つ、インサートの プレスばめ領域が、外管の内面と係合すべくインサートから半径方向に延びる少 なくとも２組の円周方向リブと一緒に係合し且つ半径方向に位置するようにされ た部分を包含し、前記リブの材料が圧縮状態にあり、組立体にある程度の弾力性 を付与すべく支柱の軸線方向に前記リブが隔置され、且つ、相対的に動き得るそ のロッドに沿った支柱による流体損失を最小化すべく端部クロージャの外面に、 若しくはそれに隣接して流体シールが設けられるようにした懸架支柱。 ２． 請求の範囲第１項に記載された支柱において、インサートが、ブシュの 上方に流体の貯蔵器を備えるのみならず、支柱の内管から内管と外管との間の空 間までの流体の伝達を可能とするようにされた、一体に成形された通路を包有す るようにした支柱。 ３． 請求の範囲第１項または第２項に記載された支柱において、流体シール が、インサートとその保持装置との間に位置する硬質のプラスチック部材で支え られるようにした支柱。 ４． 請求の範囲第１項から第３項までの何れか１項に記載された支柱におい て、インサートが、外管の端部をロールオーバして、軸線方向に外方へ向けられ たインサートの面と係合させることにより支柱内に保持されるようにした支柱。 ５． 請求の範囲第４項に記載された懸架支柱において、軸線方向に隔置され た少なくとも３組のリブが半径方向に延びて支柱の外管の内壁と接触するように した支柱。 ６． 請求の範囲第１項から第５項までの何れか１項に記載された懸架支柱に して、プラスチック・ベローズの形態をなす反発止めを設けられた懸架支柱。 ７． 請求の範囲第６項に記載された懸架支柱において、前記プラスチック・ ベローズがインサートの上または中にスナップばめされ、それにより保持される ようにした懸架支柱。 ８． 請求の範囲第６項または第７項に記載された懸架支柱において、ベロー ズが、関連するピストン・ロッドから流体をふき取る用途に有効な流体スクレー パ・リングを組み込むようにした懸架支柱。 ９． 請求の範囲第１項から第８項までの何れか１項に記載された懸架支柱に おいて、軸線方向に向けられた少なくとも１組の環状リブがインサートに設けら れ、保持フランジを構成すべく外管の端部をロールオーバする際、当接するフラ ンジおよびリブが漏れを最小化すべく協働するよう、前記リブが配置されるよう にした懸架支柱。 10． 本質的に、添付諸図面の第２図から第６図までに関連して説明し且つ図 示した通りの懸架支柱。