JPH1137205A - バウンドストッパ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低コストで、操舵感と耐久性の向上したバウ
ンドストッパ。 【解決手段】 バウンドストッパ１０は、内側にピスト
ンロッド２８が挿通された発泡ウレタン製のアッパウレ
タン５４、ロワーウレタン５６及び、アッパウレタン５
４とロワーウレタン５６との間でピストンロッド２８に
巻き回して配設された圧縮コイルスプリング５８とを備
えており、バウンドストッパ１０の下端が、ショックア
ブソーバ２４の筒体２６の上端に接している。車体に対
して車輪が相対的に上昇した際に、上昇の初期からバウ
ンドストッパ１０が変形するため、滑らかに荷重を吸収
でき、操舵感が向上する。筒体２６等の形状を変更する
必要がなく、コストの上昇を招かない。圧縮コイルスプ
リング５８はアッパウレタン５４、ロワーウレタン５６
よりも高剛性とされ、バウンドストッパ１０は座屈しな
い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、バウンドストッパ
に関し、さらに詳しくは、車両走行時に車体のバウンド
で車輪が車体と相対移動する場合に、互いに相対移動す
る車体側部材と車輪側部材との間のバウンドストローク
に設けられるバウンドストッパに関する。

【０００２】

【従来の技術】図４には、従来の一般的なバウンドスト
ッパ１１０が採用されたアブソーバ・コイルユニット１
１２の一部が示されている（トヨタカローラ新型車解説
書１９９５年５月号等参照）。

【０００３】バウンドストッパ１１０は、ウレタン等の
弾性材料によって略筒状に形成され、内側にショックア
ブソーバ１１４のピストンロッド１１６が挿通されてい
る。バウンドストッパ１１０の上端はアッパサポート１
１８に通常接触しており、ピストンロッド１１６に対し
て、車輪のバウンド、リバウンドに伴い摺動する。

【０００４】一方、バウンドストッパ１１０の下端と、
ショックアブソーバ１１４の筒体１２０の上端との間に
は所定のクリアランスＣ１が構成されている。このた
め、例えば、車両が段差等に乗り上げて筒体１２０がこ
のクリアランスＣ１の長さ以上に上昇すると、バウンド
ストッパ１１０がアッパサポート１１８とショックアブ
ソーバ１１４との間で押し縮められて、車輪から車体へ
の荷重を吸収する。

【０００５】しかし、このクリアランスＣ１の分だけ筒
体１２０が上昇するまでは、バウンドストッパ１１０が
その機能を発揮できない。このため、タイヤから車体に
作用する荷重が大きくなる。

【０００６】また、例えば車両ロール時には、旋回の内
側のアブソーバ・コイルユニット１１２は縮み、外側の
アブソーバ・コイルユニット１１２は伸びるが、旋回内
側の筒体１２０が上昇してバウンドストッパ１１０の下
端に当たる前後で突き上げ荷重が不連続に変化する。こ
のため、アブソーバ・コイルユニット１１２を介して車
体に作用する荷重の変動も不連続となる。また、車両ロ
ール時だけでなく、悪路等の走行時に急激にバウンドス
トッパ１１０に筒体１２０が当たると、乗り心地が悪く
なる。

【０００７】かかる不都合を回避するためには、バウン
ドストッパ１１０を長く成形し、当初からバウンドスト
ッパ１１０の下端を筒体１２０の上端に当接させておく
ことが考えられる。特に、荷物等を積載するバンタイプ
の自動車のリヤサスペンションの場合には、バウンドス
トッパ１１０の変形前後の容積差が大きくなるためバウ
ンドストッパ１１０を長く設定する必要もある。一方、
車輪から車体への衝撃的な荷重を吸収するという機能を
維持するためには、変形初期にバウンドストッパ１１０
がある程度柔らかくなるように形成する必要がある。

【０００８】しかし、バウンドストッパ１１０を単に柔
らかく、且つ、長くすると、耐久性が低下し、中央部で
座屈してしまうおそれが生じる。このため、バンタイプ
の自動車のリヤサスペンションには適用が難しい。

【０００９】また、筒体１２０を長く形成して上端を上
方に延ばし、バウンドストッパ１１０の下端に当接させ
ておくことも考えられる。しかし、この構成では、筒体
１２０が大型になるためコスト高となり、しかも、筒体
１２０のストロークを犠牲にしてしまうことになる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる事実を
考慮し、低コストで、操舵感と耐久性の向上したバウン
ドストッパを得ることを課題とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明で
は、車両走行時に車体のバウンドで車輪が車体と相対移
動する場合に互いに相対移動する車体側部材と車輪側部
材との間のバウンドストロークに設けられるバウンドス
トッパであって、前記バウンドストロークの一部に設け
られて前記車体のバウンド時に圧縮力を受けて変形する
ブロック状の弾性体と、前記バウンドストロークの他の
部分に前記弾性体と直列的に設けられこの弾性体よりも
高剛性とされて弾性体と共に圧縮変形する高剛性体と、
を有することを特徴とする。

【００１２】すなわち、車体側部材と車輪側部材との間
のバウンドストロークの一部には、弾性体が設けられ、
他の部分には高剛性体が設けられているため、弾性体と
高剛性体とで構成されるバウンドストッパは、全体とし
て従来のものより長く、車体のバウンド前の状態で、車
体側部材と車輪側部材との両方に当接している。車両の
ロール時や路面の段差を通過する時等は、車体側部材と
車両側部材とが相対的に接近し、バウンドストッパに圧
縮力が作用する。弾性体は、車体側部材と車両側部材と
の接近開始初期から十分に弾性変形して、車輪側部材か
ら車体側部材への荷重を吸収する。このため、車輪側部
材から車体側部材へ作用する荷重の吸収が連続的となっ
て乗り心地が向上すると共に、操舵感も向上する。車輪
側部材の形状を変更する必要もないので、コストの上昇
を招くこともない。

【００１３】また、高剛性体は、弾性体よりも剛性が高
いので、バウンドストッパ全体として従来のものより長
くなっていても、座屈してしまうことはなく、耐久性が
高い。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１には、本発明の一実施の形態
に係るバウンドストッパ１０が採用されたアブソーバ・
コイルユニット１２の上部が示されている。また、図２
には、このアブソーバ・コイルユニット１２を有するス
トラット式サスペンション１４の概略が示されている。

【００１５】ストラット式サスペンション１４は、一端
が車体（図示省略）に軸支されたロワーアーム１６を有
している。ロワーアーム１６の他端が、アクスルハウジ
ング１８の下端に軸支されている。ロワーアーム１６が
一端を中心として揺動し、アクスルハウジング１８が上
下動する。そして、アクスルハウジング１８に挿通され
た車軸２０及び、この車軸２０と一体で回転するハブ２
２も上下動するため、ハブ２２に取り付けられた車輪
（図示省略）が車体に対して上下動する。

【００１６】アブソーバ・コイルユニット１２は、アク
スルハウジング１８の上端と図示しない車体との間に配
設されている。

【００１７】図１にも示すように、アブソーバ・コイル
ユニット１２は、ショックアブソーバ２４を有してい
る。ショックアブソーバ２４は、有底円筒状に形成され
て内部に粘性流体が封入された筒体２６と、この筒体２
６の上端の開口から筒体２６内に挿入されたピストンロ
ッド２８及び、ピストンロッド２８の下端に取り付けら
れたピストン（図示省略）から構成されている。このピ
ストンが筒体２６内で上下動（軸方向への移動）をしよ
うとすると、ピストンに形成されたオリフィスを粘性流
体が通過し、この時の粘性抵抗によって、ピストン及び
ピストンロッド２８の上下動が抵抗を受ける。

【００１８】図２に示すように、筒体２６の下端は、ジ
ョイント３０を介してアクスルハウジング１８の上端に
連結されている。

【００１９】図１にも示すように、ピストンロッド２８
の上端には、略円盤状に形成されたアッパサポート下金
具３２が、ベアリング３４を介して取り付けられてお
り、アッパサポート下金具３２は、ピストンロッド２８
の軸を中心として回転可能となっている。アッパサポー
ト下金具３２の周囲には、アッパサポートゴム３６が固
着され、さらにアッパサポートゴム３６の周囲に、アッ
パサポート上金具３８が固着されている。そして、アッ
パサポート上金具３８が車体のパネル４０にボルト４２
によって取り付けられることで、アブソーバ・コイルユ
ニット１２が車体に取り付けられている。

【００２０】また、ピストンロッド２８には、ベアリン
グ３４の下方位置に、略円板状に形成された上スプリン
グシート４４が固定されている。上スプリングシート４
４の下面には、円環状の中間サポートゴム４６を介し
て、コイルスプリング４８の上端が固定されている。コ
イルスプリング４８は、ピストンロッド２８及び筒体２
６の上部を巻き回して配置され、その下端は、ロワーサ
ポートゴム５０を介して、筒体２６に固定された略円板
状の下スプリングシート５２に支持されている。

【００２１】従って、車体に対して車輪が上下動する
と、筒体２６内で図示しないピストンが上下動し、ピス
トンロッド２８が筒体２６に対して上下動するため、コ
イルスプリング４８も弾性的に伸縮する。

【００２２】上スプリングシート４４と、筒体２６との
間には、バウンドストッパ１０が配置されている。この
バウンドストッパ１０は、発泡ウレタンによって略円筒
状に形成され、内側にピストンロッド２８が挿通された
アッパウレタン５４と、同じく発泡ウレタンによって略
円筒状に形成され、内側にピストンロッド２８が挿通さ
れたたロワーウレタン５６及び、アッパウレタン５４と
ロワーウレタン５６との間でピストンロッド２８に巻き
回して配設された圧縮コイルスプリング５８とを備えて
いる。従って、車体側部材である上スプリングシート４
４と、車輪側部材である筒体２６との間のバウンドスト
ロークの一部にアッパウレタン５４とロワーウレタン５
６とが配置され、他の部分に圧縮コイルスプリング５８
が設けられていることになる。

【００２３】アッパウレタン５４の外周面には、軸方向
に所定間隔をあけて、複数の凹部６０が全周に亘って形
成されてアッパウレタン５４が部分的に縮径されてい
る。また、アッパウレタン５４の内周面にも、軸方向に
所定間隔をあけて、複数の凹部６２が全周に亘って形成
されて、アッパウレタン５４が部分的に縮径されてい
る。そして、アッパウレタン５４に対して上下から圧縮
力が作用すると、アッパウレタン５４内の気泡が潰され
ながらアッパウレタン５４が弾性変形する。このとき、
凹部６０、６２によって縮径された部分がまず変形し、
次いで、変形部位が縮径されていない部分へと移ってい
く。圧縮弾性特性は、アッパウレタン５４の変形量が多
くなるに従って、変形量の微小変化に対する圧縮力の微
小変化も大きくなる非線型特性となっている。なお、ア
ッパウレタン５４の圧縮弾性特性は、例えば凹部６０、
６２の形状及び数を調整することで、任意の特性に設定
することができる。

【００２４】アッパウレタン５４と同様に、ロワーウレ
タン５６の外周面にも、軸方向に所定間隔をあけて、複
数の凹部６４が全周に亘って形成されてロワーウレタン
５６が部分的に縮径されている。また、ロワーウレタン
５６の下端部近傍の外周面は、下端部に向かうに従って
次第に縮径されると共に、内周面にも全周に亘って凹部
６６が形成されて、弾性率の低い薄肉部６８が形成され
ている。ロワーウレタン５６に対して上下から圧縮力が
作用すると、アッパウレタン５４と略同様に、ロワーウ
レタン５６内の気泡が潰されながらアッパウレタン５４
が弾性変形する。この圧縮弾性特性は、変形量が多くな
るに従って、変形量の微小変化に対する圧縮力の微小変
化も大きくなる非線型特性である。しかも、低い弾性率
の薄肉部６８が形成されていることで、変形初期ではま
ずこの薄肉部６８が変形するため、ロワーウレタン５６
全体として、アッパウレタン５４よりも変形しやすくな
っている。なお、ロワーウレタン５６の圧縮弾性特性
も、例えば凹部６４の形状及び数を調整したり、薄肉部
６８の肉厚及び長さを調整したりすることで、任意の特
性に設定することができる。

【００２５】そして、アッパウレタン５４とロワーウレ
タン５６とで構成されるウレタン部７０の圧縮弾性特性
は、図３に二点鎖線Ｌ１で示す特性となっている。すな
わち、変形量が多くなるに従って、変形に要する圧縮力
が大きくなると共に変形量の微小変化に対する圧縮力の
微小変化も大きくなる、滑らかな非線型特性となってい
る。特に、変形量が小さいときは、変形に要する圧縮力
も小さい。

【００２６】アッパウレタン５４の下端には、略円板状
のキャップ７２が嵌め込まれている。同様に、ロワーウ
レタン５６の上端にも、略円板状のキャップ７４が嵌め
込まれている。

【００２７】キャップ７２の下面及びキャップ７４の上
面には、それぞれ、差し込み孔７６が形成されており、
この差し込み孔７６に、圧縮コイルスプリング５８の上
端及び下端が差し込まれて固定されている。

【００２８】圧縮コイルスプリング５８の圧縮弾性特性
は、図３に一点鎖線Ｌ２で示すように、変形量の多少に
関わらず、変形量の微小変化に対する圧縮力の微小変化
の割合が同じで（従って、一点鎖線Ｌ２は直線であ
る）、且つ、ウレタン部７０の圧縮弾性特性（二点鎖線
Ｌ１）と比較して、弾性率が大きくなるように（従っ
て、一点鎖線Ｌ２は二点鎖線Ｌ１よりも常に上にある）
設定されている。

【００２９】バウンドストッパ１０全体としての圧縮弾
性特性は、ウレタン部７０の圧縮弾性特性と、圧縮コイ
ルスプリング５８の圧縮弾性特性とを合わせたものとな
り、図３に実線Ｌ３で示すように、滑らかな非線型特性
になっている。すなわち、例えばバウンドストッパ１０
に上下から圧縮力Ｆ１が作用すると、ウレタン部７０が
Ｓ１だけ変形し、圧縮コイルスプリング５８がδ１だけ
変形するので、バウンドストッパ１０全体としての変形
量は、Ｓ１＋δ１となる。また、圧縮力が小さい場合に
は、ウレタン部７０が大きく変形して、圧縮力を十分に
吸収するのに対して、圧縮コイルスプリング５８の変形
量は少ない。

【００３０】圧縮力が徐々に大きくなると、ウレタン部
７０の変形に要する圧縮力が非線型に大きくなる（図３
においては二点鎖線Ｌ１が立ち上がってくる）ので、ウ
レタン部７０が変形し難くなるが、圧縮コイルスプリン
グ５８の圧縮弾性特性は線型なので、バウンドストッパ
１０全体の変形量のうち、圧縮コイルスプリング５８の
変形量の割合が徐々に大きくなってくる。

【００３１】また、アッパウレタン５４とロワーウレタ
ン５６との間に圧縮コイルスプリング５８が配設されて
いることで、バウンドストッパ１０は、従来のバウンド
ストッパ（例えば、図４に示すバウンドストッパ１１０
等）と比較して、長さが長くなっている。このため、図
１からも明らかなように、バウンドストッパ１０の下端
が、ショックアブソーバ２４の筒体２６の上端に接して
いる。これにより、車輪に対して上方への荷重が作用し
て車体に対して相対的に上昇した際に、この上昇の初期
からバウンドストッパ１０が変形する。このため、車輪
の上昇の途中からバウンドストッパ１０が変形して荷重
の吸収が不連続になるということがなく、滑らかに荷重
を吸収できる。

【００３２】次に、本実施の形態に係るバウンドストッ
パ１０の作用を説明する。通常の車両走行時（従って、
少なくとも１名乗車している）では、図１に示すよう
に、バウンドストッパ１０の下端が、ショックアブソー
バ２４の上端に接している。

【００３３】車両が路面の凹凸を通過すると、車輪に突
き上げ荷重が作用し、車輪は車体に対して相対的に上昇
しようとする。また、コーナリング時のロールによって
も、旋回内側の車輪が車体に対して相対的に上昇しよう
とする。このとき、アブソーバ・コイルユニット１２を
構成するコイルスプリング４８が圧縮されて、車体への
荷重の作用が緩和される。

【００３４】このとき、コイルスプリング４８の圧縮に
よって上スプリングシート４４と下スプリングシート５
２との間隔が短くなるため、上スプリングシート４４と
ショックアブソーバ２４との間隔も短くなる。バウンド
ストッパ１０の上端は上スプリングシート４４に接し、
下端はショックアブソーバ２４に接しているので、車輪
が車体に対して上昇すると当時に、バウンドストッパ１
０に圧縮力が作用する。このため、車体に対する車輪の
上昇の途中で、ショックアブソーバ２４の上端がバウン
ドストッパ１０の下端に当たって不連続に荷重が吸収さ
れるということがなく、上昇初期から連続的で滑らかに
荷重が吸収される。しかも、図３の実線Ｌ３の傾きが、
圧縮量が小さいうちはなだらかであることからも明らか
なように、バウンドストッパ１０の圧縮変形の初期で
は、小さな圧縮力であっても十分にバウンドストッパ１
０（特に、ロワーウレタン５６の薄肉部６８）が変形す
る。従って、例えば車両が路面の凹凸を通過している場
合には、この凹凸からの突き上げ荷重を効果的に吸収で
き、乗り心地が良くなる。また、車両旋回時のローリン
グでは、旋回当初から連続的、且つ滑らかに荷重が吸収
されるので、操舵感が向上する。

【００３５】加えて、アッパウレタン５４とロワーウレ
タン５６との間に圧縮コイルスプリング５８を配設する
ことで、ウレタン部７０自体を長くすることなく、バウ
ンドストッパ１０の全長を、従来のバウンドストッパよ
り長くしている。また、圧縮コイルスプリング５８はウ
レタン部７０を構成するアッパウレタン５４及びロワー
ウレタン５６よりも剛性が高い。このため、ウレタン部
７０の弾性率を小さく設定しても（すなわち、ウレタン
部７０を柔らかくしても）、バウンドストッパ１０は所
定の耐久性を維持し、上下からの圧縮力で座屈してしま
わない。このため、例えば、荷物等を多く積み込むこと
が想定されるバンタイプのリヤサスペンションにもこの
バウンドストッパ１０を採用することができる。

【００３６】しかも、例えば筒体２６を長く形成する等
の形状変更によらずに、バウンドストッパ１０の下端が
筒体２６の上端に接するようにできるので、コストの上
昇を招くことはない。

【００３７】アブソーバ・コイルユニット１２を構成す
るコイルスプリング４８は、圧縮変形によって弾性エネ
ルギーが蓄積されるため、凹凸を通過した後も振動しよ
うとする。しかし、この場合には、ショックアブソーバ
２４の筒体２６内の粘性流体の粘性抵抗で、筒体２６内
の図示しないピストンの動きが抵抗を受けるため、コイ
ルスプリング４８の振動が短時間で熱エネルギーとして
散逸されるので、車体に対する車輪の上下動も短時間で
減衰し、安定した走行が可能となる。

【００３８】なお、上記説明においては、弾性体として
アッパウレタン５４及びロワーウレタン５６が採用さ
れ、高剛性体として圧縮コイルスプリング５８が採用さ
れたバウンドストッパ１０を例として挙げたが、弾性体
及び高剛性体としては、これらのものに限られない。要
するに、弾性体は、車輪が車体に対して相対的に上昇し
たバウンド時の圧縮力で変形して、この圧縮による荷重
を吸収できるものであれよく、例えば、ゴムであっても
よい。また、ウレタンやゴム等と同様の圧縮弾性特性を
有するように形成されたスプリングであってもよい。特
に、弾性体としてウレタンを採用した場合には、図３に
二点鎖線Ｌ１で示す非線型特性が得られるため、変形初
期では小さな圧縮力で十分に変形し、乗り心地が向上す
る。

【００３９】また、高剛性体は、弾性体（ウレタンやゴ
ム等）よりも高剛性（すなわち、弾性変形し難い）とさ
れていればよく、この条件を満たすものであれば、例え
ば金属製の円筒や柱等であってもよい。

【００４０】さらに、バウンドストッパ１０の全体的構
成も、上記したものに限られず、要するに、高剛性体
（圧縮コイルスプリング５８）が弾性体（ウレタン部７
０）と直列的に設けられて、全体として、バウンド時の
車体側部材と車両側部材との間のバウンドストロークに
設けられていればよい。すなわち、これによってバウン
ドストッパの全長を長くして、車輪が車体に対して相対
的に上昇を開始する前の状態で、バウンドストッパの下
端がショックアブソーバ２４の上端に接しているように
すれば、連続的な荷重吸収が可能となる。例えば、バウ
ンドストッパの上部が圧縮コイルスプリングで構成さ
れ、下部がウレタンで構成されていてもよいし、逆に、
上部がウレタンで構成され、下部が圧縮コイルスプリン
グで構成されていてもよい。さらに、ウレタンと圧縮コ
イルスプリングとを交互に積層して、バウンドストッパ
を構成してもよい。

【００４１】また、上記説明においては、ストラット式
サスペンション１４のアブソーバ・コイルユニット１２
に本発明のバウンドストッパ１０が採用されたものを例
として挙げたが、バウンドストッパ１０が採用されるサ
スペンションの形式としては、ストラット式サスペンシ
ョンに限られず、例えば、ルーフスプリング式サスペン
ション等のサスペンション全般に採用できる。

【００４２】

【発明の効果】請求項１の発明においては、バウンドス
トロークの一部に設けられて車体のバウンド時に圧縮力
を受けて変形するブロック状の弾性体と、バウンドスト
ロークの他の部分に弾性体と直列的に設けられこの弾性
体よりも高剛性とされて弾性体と共に圧縮変形する高剛
性体と、を有するので、車輪側部材から車体側部材へ作
用する荷重の吸収が連続的となって乗り心地が向上する
と共に、操舵感も向上する。車輪側部材の形状変更等に
よらないので、コストの上昇を招くこともない。また、
バウンドストッパ全体として従来のものより長くなって
いても、座屈してしまうことはなく、耐久性が高い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係るバウンドストッパ
が採用されたアブソーバ・コイルユニットの上部を示す
断面図である。

【図２】本発明の一実施の形態に係るバウンドストッパ
が採用されたアブソーバ・コイルユニットを有するスト
ラット式サスペンションを示す斜視図である。

【図３】本発明の一実施の形態に係るバウンドストッ
パ、ウレタン部及び圧縮コイルスプリングの圧縮弾性特
性を示すグラフである。

【図４】従来の一般的なバウンドストッパが採用された
アブソーバ・コイルユニットの上部を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１０ バウンドストッパ ２６ 筒体（車輪側部材） ４４ 上スプリングシート（車体側部材） ５４ アッパウレタン（弾性体） ５６ ロワーウレタン（弾性体） ５８ 圧縮コイルスプリング（高剛性体） ７０ ウレタン部（弾性体）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両走行時に車体のバウンドで車輪が車
   体と相対移動する場合に互いに相対移動する車体側部材
   と車輪側部材との間のバウンドストロークに設けられる
   バウンドストッパであって、 前記バウンドストロークの一部に設けられて前記車体の
   バウンド時に圧縮力を受けて変形するブロック状の弾性
   体と、 前記バウンドストロークの他の部分に前記弾性体と直列
   的に設けられこの弾性体よりも高剛性とされて弾性体と
   共に圧縮変形する高剛性体と、 を有することを特徴とするバウンドストッパ。