WO2024070175A1 - サスペンション用弾性連結具及びサスペンション用車体取付構造 - Google Patents

サスペンション用弾性連結具及びサスペンション用車体取付構造 Download PDF

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WO2024070175A1
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WO
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vehicle body
suspension
mounting
elastic
rotating shaft
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PCT/JP2023/027280
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Inventor
一高 大津
Original Assignee
株式会社プロスパイラ
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G7/00Pivoted suspension arms; Accessories thereof
    • B60G7/02Attaching arms to sprung part of vehicle
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C11/00Pivots; Pivotal connections
    • F16C11/04Pivotal connections

Definitions

  • the present invention relates to an elastic connector for a suspension and a vehicle body mounting structure for a suspension.
  • a conventional elastic connector for a suspension is a vibration-isolating bushing in which an outer cylinder is attached via an elastic member to a shaft having vehicle body mounting parts at both ends (see, for example, Patent Document 1).
  • Patent Document 1 also discloses a vehicle body mounting structure for a suspension in which the upper and lower arms of a vehicle suspension are mounted to the vehicle body using the above-mentioned vibration-isolating bushing.
  • the conventional anti-vibration bushings described above require that the outer cylinder be connected to the suspension arm by welding or the like, while the shaft be fastened to a bracket provided on the vehicle body by fastening means such as a bolt.
  • the conventional anti-vibration bushings described above have room for improvement in terms of reducing the number of parts and simplifying the structure.
  • the object of the present invention is to provide an elastic connector for a suspension and a vehicle body mounting structure for a suspension that reduces the number of parts and simplifies the structure.
  • the elastic connector for suspension according to the present invention comprises a first mounting part that can be attached to one of the vehicle body or wheel side member and the suspension side member, and a rotating shaft that extends in a direction intersecting the first mounting part, the rotating shaft being attached to the tip of the first mounting part, a second mounting part that can be attached to the other of the vehicle body or wheel side member and the suspension side member, and a bracket connected to the second mounting part, the bracket having a recess that accommodates the rotating shaft of the first mounting part and an opening that allows the first mounting part of the first mounting part to swingably pass through, a first elastic member that connects the rotating shaft of the first mounting part to the bracket of the second mounting part, and a second elastic member that covers the tip side portion of the rotating shaft on the side opposite to the first mounting part side.
  • the elastic connector for suspension according to the present invention reduces the number of parts and simplifies the structure.
  • the second elastic member may be provided with a groove. In this case, the spring stiffness (spring constant) against input from the extension direction of the first attachment part can be adjusted.
  • the elastic connector for suspension of (1) or (2) above may further include a pressing member that presses the second elastic member toward the rotation shaft.
  • the second mounting member can be attached with the second elastic member in a compressed state, regardless of the shape of the mounting surface to which the second mounting member is attached.
  • the vehicle body mounting structure for a suspension according to the present invention comprises any one of the elastic connectors for a suspension according to (1) to (3) above, and the other of the vehicle body or wheel side member and the suspension side member attached to the second mounting portion of the elastic connector for the suspension.
  • the vehicle body mounting structure for a suspension according to the present invention reduces the number of parts and simplifies the structure.
  • the second elastic member has a curved surface extending circumferentially around the central axis of the rotating shaft, and the other of the vehicle body or wheel side member and the suspension side member can have a curved surface that mates with the curved surface of the second elastic member.
  • the present invention provides an elastic connector for a suspension and a vehicle body mounting structure for a suspension that reduces the number of parts and simplifies the structure.
  • FIG. 1 is a front view showing, in outline, the initial state of a vehicle body mounting structure for a suspension according to a first embodiment of the present invention, which connects a suspension side member and a vehicle body side member by using an elastic connector for a suspension according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view showing the vehicle body mounting structure for a suspension shown in FIG. 1; This is a cross-sectional view taken along line X1-X1 of FIG. This is a cross-sectional view taken along line X2-X2 of FIG. 2.
  • 5 is a cross-sectional view showing an outline of the operation state of the vehicle body mounting structure for a suspension shown in FIG. 4.
  • FIG. 1 is a front view showing, in outline, the initial state of a vehicle body mounting structure for a suspension according to a first embodiment of the present invention, which connects a suspension side member and a vehicle body side member by using an elastic connector for a suspension according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing an initial state of a vehicle body mounting structure for a suspension according to a second embodiment of the present invention, taken along a line corresponding to the X1-X1 cross section in FIG. 1.
  • This vehicle body mounting structure for a suspension connects a suspension side member and a vehicle body side member by using an elastic connector for a suspension according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing the initial state of the vehicle body mounting structure for a suspension according to the third embodiment of the present invention, taken along the X2-X2 cross section in FIG. 2.
  • This vehicle body mounting structure for a suspension connects a suspension side member and a vehicle body side member by using an elastic connector for a suspension according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing an initial state of a vehicle body mounting structure for a suspension according to a second embodiment of the present invention, taken along a line corresponding to the X1-X1 cross section in
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing an initial state of a vehicle body mounting structure for a suspension according to a fourth embodiment of the present invention, taken along a line corresponding to the X1-X1 cross section in FIG. 1.
  • the vehicle body mounting structure for a suspension connects a suspension side member and a wheel side member by using an elastic coupling device for a suspension according to the fourth embodiment of the present invention.
  • “Top,” “bottom,” “front,” “rear,” “left,” and “right” refer to the state in which they are arranged on the vehicle.
  • the elastic connector for suspension is used on the left front wheel of the front suspension.
  • the vehicle body mounting structure for suspension is a structure adopted for the left front wheel of the front suspension.
  • the initial state of the elastic connector for suspension or the vehicle body mounting structure for suspension refers to the state when the vehicle is stopped.
  • FIG. 1 the initial state of a vehicle body mounting structure for a suspension 1A (hereinafter simply referred to as “vehicle body mounting structure 1A") according to the first embodiment of the present invention is shown generally from the front (front).
  • vehicle body mounting structure 1A is equipped with an elastic connector for a suspension 2A (hereinafter simply referred to as “elastic connector 2A") according to the first embodiment of the present invention.
  • the vehicle body mounting structure 1A connects a vehicle body side member 3 and a suspension side member 4 by using the elastic connector 2A.
  • Reference symbol O1 denotes the central axis (extension axis) of a first mounting member 21 described later.
  • the vehicle body mounting structure 1A is shown from above.
  • the vehicle body side member 3 is a member that constitutes all or part of the vehicle body.
  • the suspension side member 4 is a member that constitutes all or part of the suspension arm.
  • the suspension side member 4 can rotate circumferentially around a rotation center line O2.
  • the rotation center line O2 is perpendicular to the central axis O1 of the first mounting member 21 (hereinafter also simply referred to as the "central axis O1").
  • the vehicle body mounting structure 1A is shown in the X1-X1 cross section of Figure 1.
  • the X1-X1 cross section is a plane that includes the central axis O1 and the rotation center line O2 when the vehicle body mounting structure 1A is in the initial state.
  • the elastic connector 2A has a first mounting member 21.
  • the first mounting member 21 is configured as follows.
  • the first mounting member 21 has a first mounting portion 21a that can be attached to one of the vehicle body side member 3 and the suspension side member 4.
  • the first mounting portion 21a is attached to the suspension side member 4.
  • the first mounting portion 21a is configured integrally with the suspension side member 4.
  • the suspension side member 4 extends along the central axis O1 together with the first mounting portion 21a.
  • the suspension side member 4 constitutes all or part of the upper arm or lower arm of the front suspension.
  • the first mounting portion 21a can be configured separately from the suspension side member 4. In this case, the suspension side member 4 can also constitute all or part of the upper arm or lower arm of the front suspension.
  • the first mounting member 21 has a rotating shaft 21b that extends in a direction intersecting with the first mounting portion 21a.
  • the rotating shaft 21b can rotate in a circumferential direction around the rotation center line O2.
  • the rotating shaft 21b is a cylindrical shaft with the rotation center line O2 as its central axis.
  • the rotating shaft 21b is attached to the tip of the first mounting portion 21a.
  • the rotating shaft 21b is attached to the tip of the first mounting portion 21a on the vehicle body side.
  • the first mounting member 21 is formed by integrally forming the first mounting portion 21a and the rotating shaft 21b.
  • the elastic connector 2A has a second mounting member 22.
  • the second mounting member 22 is configured as follows.
  • the second mounting member 22 has a second mounting portion 22a that can be attached to the other of the vehicle body member 3 and the suspension member 4.
  • the second mounting portion 22a is attached to the vehicle body member 3.
  • the vehicle body member 3 constitutes all or part of the vehicle body.
  • the second mounting portion 22a has a mounting hole (not shown) that penetrates the second mounting portion 22a.
  • the second mounting portion 22a can be connected to the vehicle body member 3 by passing a fastening element 30 such as a screw, bolt, or pin through the mounting hole.
  • a fastening element 30 such as a screw, bolt, or pin
  • the second mounting member 22 can be attached to the vehicle body member 3 by a method other than the mounting hole.
  • the second mounting member 22 includes a bracket 22b connected to the second mounting portion 22a.
  • the bracket 22b is disposed between the two second mounting portions 22a.
  • the two second mounting portions 22a are disposed in the front-rear direction of the bracket 22b.
  • the second mounting member 22 is formed by integrally forming the two second mounting portions 22a and the bracket 22b.
  • the second mounting member 22 is formed of a plate-shaped member.
  • the bracket 22b includes a recess C2 that accommodates the rotation shaft 21b of the first mounting member 21.
  • the bracket 22b includes an opening A2 through which the first mounting portion 21a of the first mounting member 21 is rotatably inserted.
  • the opening A2 is a slit hole that extends in the circumferential direction around the rotation center line O2. This allows the first mounting member 21 to oscillate in the circumferential direction around the rotation center line O2 along the opening A2.
  • the elastic connector 2A has a first elastic member 23.
  • the first elastic member 23 is configured as follows.
  • the first elastic member 23 connects the rotating shaft 21b of the first mounting member 21 and the bracket 22b of the second mounting member 22.
  • the first elastic member 23 is connected to the bracket 22b at each of the front and rear positions sandwiching the first mounting portion 21a of the first mounting member 21.
  • Figure 4 shows the vehicle body mounting structure 1A in the X2-X2 cross section of Figure 2.
  • the X2-X2 cross section is a plane including the central axis O1 and the vertical axis (in Figure 2, a perpendicular line to the paper surface) when the vehicle body mounting structure 1A is in its initial state.
  • the first elastic member 23 is further coupled to the bracket 22b in the vertical direction.
  • the first mounting portion 21a of the first mounting member 21 is provided with a third elastic member 25 in the vicinity of the rotation shaft 21b. As shown in Figure 4, the third elastic member 25 extends from the rotation shaft 21b through an opening A2 in the bracket 22b and across said opening A2.
  • the suspension-side inner surface f22b is formed by a curved surface whose contour is a curve of radius of curvature R (a radius of curvature larger than the radius r of the rotation shaft 21b) concentric with the rotation center line O2 of the rotation shaft 21b of the first mounting member 21 in a vertical cross section (a front view in this embodiment) as shown in FIG. 4.
  • the elastic connector 2A includes a second elastic member 24.
  • the second elastic member 24 is configured as follows.
  • the second elastic member 24 covers the tip portion of the rotating shaft 21b opposite the first attachment portion. In this embodiment, the second elastic member 24 covers the tip portion of the rotating shaft 21b on the vehicle body side. In this embodiment, the second elastic member 24 covers the entire tip surface f21b on the vehicle body side of the rotating shaft 21b (in FIG. 4, the outer surface of at least the right half of the outer surface of the rotating shaft 21b). Also, in this embodiment, the second elastic member 24 is configured integrally with the first elastic member 23. In this case, the second elastic member 24 can be treated as one elastic member together with the first elastic member 23. However, the second elastic member 24 can also be configured separately from the first elastic member 23.
  • the second elastic member 24 is disposed between the vehicle body side member 3 and the rotating shaft 21b in a state in which it is compressed along the extension direction of the central axis O1 relative to the vehicle body side member 3.
  • the first mounting member 21 suspension side member 4
  • the biasing force restoring force
  • the second elastic member 24 protrudes outward (to the vehicle body side in this embodiment) from the vehicle body side mounting surface f22 of the second mounting member 22 before the elastic connector 2A is attached to the vehicle body side member 3.
  • the second elastic member 24 is disposed in a compressed state between the vehicle body side member 3 and the bracket 22b when the elastic connector 2A is attached to the vehicle body side member 3.
  • the vehicle body side tip surface f24 of the second elastic member 24 is a flat surface, similar to the mounting surface f3 of the vehicle body side member 3.
  • the vehicle body side tip surface f24 of the second elastic member 24 is not limited to a flat surface.
  • the vehicle body mounting structure 1A when the first mounting member 21 is pushed into the vehicle body along the central axis O1, the rotating shaft 21b of the first mounting member 21 presses against the mounting surface f3 of the vehicle body side member 3 via the second elastic member 24.
  • the biasing force (restoring force) of the second elastic member 24 is applied to the rotating shaft 21b of the first mounting member 21 from the mounting surface f3 of the vehicle body side member 3 via the second elastic member 24 in the opposite direction to the pressing force, resisting the pressing force of the rotating shaft 21b.
  • the vehicle body mounting structure 1A equipped with the elastic connector 2A can increase the spring stiffness (spring constant) against input from the extension direction of the first mounting member 21 (extension direction of the central axis O1).
  • FIG. 5 shows a schematic diagram of the operating state of the vehicle body mounting structure 1A.
  • the first mounting member 21 suspension side member 4
  • the first elastic member 23 and the second elastic member 24 are twisted in the opposite direction to the swing direction (rotation direction) of the first mounting member 21 between the rotation axis 21b of the first mounting member 21 and the bracket 22b of the second mounting member 22 about the rotation center line O2.
  • the first mounting member 21 (suspension side member 4) swings (rotates) downward about the rotation center line O2.
  • the first elastic member 23 and the second elastic member 24 twist in the opposite direction to the swinging direction (rotation direction) of the first mounting member 21, between the rotation axis 21b of the first mounting member 21 and the bracket 22b of the second mounting member 22, about the rotation center line O2.
  • the first elastic member 23 and the second elastic member 24 also generate shear deformation between the rotation axis 21b of the first mounting member 21 and the bracket 22b of the second mounting member 22.
  • the torsional rigidity of the rotating shaft 21b around the rotation center line O2 can be increased even when the first mounting member 21 swings downward in the circumferential direction around the rotation center line O2.
  • the vehicle body mounting structure 1A equipped with the elastic connector 2A can achieve the same function as the cylindrical bush without using a conventional vibration-proof bush (cylindrical bush).
  • Conventional vehicle body mounting structures using a cylindrical bush require an additional mounting bracket or the like to mount the outer cylinder of the vibration-proof bush to the vehicle body side member 3.
  • the vehicle body mounting structure 1A equipped with the elastic connector 2A has a recess C2 in which the mounting surface (in this embodiment, the mounting surface f3 of the vehicle body side member 3) is open, and the bracket 22b of the second mounting member 22 can be mounted to the mounting surface (in this embodiment, the mounting surface f3 of the vehicle body side member 3) with the second elastic member 24 exposed from the recess C2.
  • the vehicle body mounting structure 1A equipped with the elastic connector 2A can reduce the number of parts compared to the cylindrical bush, and can simplify the elastic connector, i.e., the vehicle body mounting structure. Therefore, the vehicle body mounting structure 1A equipped with the elastic connector 2A can reduce the number of parts and simplify the structure. As a result, the vehicle body mounting structure 1A equipped with the elastic connector 2A can reduce weight and keep total costs down.
  • the second elastic member 24 can be provided with a groove.
  • the groove refers to a recess or through hole formed in the vehicle body side end surface f24 of the second elastic member 24.
  • the spring stiffness spring constant
  • FIG 6 the initial state of a vehicle body mounting structure for a suspension 1B (hereinafter also simply referred to as "vehicle body mounting structure 1B") according to the second embodiment of the present invention is shown in a schematic view equivalent to the X1-X1 cross section of Figure 1.
  • the vehicle body mounting structure 1B connects a vehicle body side member 3 and a suspension side member 4 by using an elastic connector for a suspension 2B (hereinafter also simply referred to as “elastic connector 2B”) according to the second embodiment of the present invention.
  • the second elastic member 24 of the elastic connector 2B is provided with a groove 27.
  • Providing the groove 27 on the second elastic member 24 makes it possible to keep the spring stiffness (spring constant) against input from the extension direction of the first mounting portion 21a of the first mounting member 21 (extension direction of the central axis O1) low. Therefore, with the vehicle body mounting structure 1B equipped with the elastic connector 2B, the spring stiffness (spring constant) against input from the extension direction of the first mounting portion 21a can be adjusted by appropriately changing the size, shape, etc. of the groove 27.
  • the second elastic member 24 can have a curved surface that extends circumferentially around the rotation center line O2 of the rotating shaft 21b.
  • the vehicle body side member 3 can have a curved surface that mates with the curved surface of the second elastic member 24. In this case, it is possible to further increase the spring rigidity (spring constant) against input from the extension direction of the first mounting portion 21a and increase the torsional rigidity around the rotation center line O2 of the rotating shaft 21b.
  • a vehicle body mounting structure 1C for a suspension according to a third embodiment of the present invention (hereinafter also simply referred to as “vehicle body mounting structure 1C”) is shown in a schematic cross section taken along line X2-X2 in Fig. 2.
  • the vehicle body mounting structure 1C connects a vehicle body side member 3 and a suspension side member 4 by using an elastic connector 2C for a suspension according to a third embodiment of the present invention (hereinafter also simply referred to as "elastic connector 2C").
  • the vehicle body side end surface f21b of the rotating shaft 21b is configured by a curved surface extending circumferentially around the rotation center line O2 of the rotating shaft 21b in a vertical cross section (front view) as shown in FIG. 7.
  • the curved surface protrudes toward the vehicle body.
  • the mounting surface f3 of the vehicle body side member 3 has a curved surface f31 that mates with the vehicle body side end surface f24 of the second elastic member 24 in a vertical cross section (front view) as shown in FIG. 7. In this case, it is possible to further increase the spring rigidity (spring constant) against input from the extension direction of the first mounting portion 21a and increase the torsional rigidity around the rotation center line O2 of the rotating shaft 21b.
  • the curved surface f31 of the vehicle body side member 3 is a recess formed in the mounting surface f3 of the vehicle body side member 3.
  • the second elastic member 24 is disposed between the vehicle body side tip surface f21b of the rotating shaft 21b and the curved surface f31 of the vehicle body side member 3 in a compressed state at the central axis O1, as in the other embodiments.
  • the second elastic member 24 is compressed evenly around the rotation center line O2 of the rotating shaft 21b in the radial direction of the rotation center line O2, and is therefore less likely to wear along the mounting surface f3 of the vehicle body side member 3 and less likely to shift, compared to when either the vehicle body side tip surface f21b of the rotating shaft 21b or the curved surface f31 of the vehicle body side member 3 is on a flat surface. Therefore, the vehicle body mounting structure 1C equipped with the elastic connector 2C can improve durability and suppress slippage (in the vertical direction in this embodiment) relative to the mounting surface f3 of the vehicle body side member 3.
  • the elastic connector for suspension according to the present invention may further include a pressing member 28 that presses the second elastic member 24 against the rotating shaft 23b.
  • the second mounting member 22 can be attached with the second elastic member 23 in a compressed state, regardless of the shape of the mounting surface to which the second mounting member 22 is attached.
  • FIG 8 the initial state of a vehicle body mounting structure 1E for a suspension according to a fourth embodiment of the present invention (hereinafter also simply referred to as “vehicle body mounting structure 1E") is shown in a schematic diagram equivalent to the X1-X1 cross section.
  • vehicle body mounting structure 1E connects the wheel side member 31 and the suspension side member 4 by using an elastic connector 2E for a suspension according to the fourth embodiment of the present invention (hereinafter also simply referred to as "elastic connector 2E").
  • the symbol 32 is a wheel-side member.
  • the wheel-side member 32 is a member connected to the wheel, such as a knuckle.
  • a pressing member 28 is arranged inside the bracket 22b.
  • the second elastic member 24 is arranged in a compressed state along the central axis O1 between the rotating shaft 21b and the pressing member 28.
  • the pressing member 28 has an attachment portion 28a that can be attached to the wheel-side member 32.
  • the pressing member 28 has two attachment portions 28a, and a pressing portion 28b that presses the second elastic member 24 is connected between the two attachment portions 28a.
  • the pressing member 28 is attached to the wheel-side member 32 together with the bracket 22b by the fastening element 30.
  • the second mounting member 22 can be mounted with the second elastic member 23 in a compressed state, regardless of the shape of the mounting surface to which the second mounting member 22 is attached.
  • 1A Vehicle body mounting structure for suspension (first embodiment), 1B: Vehicle body mounting structure for suspension (second embodiment), 1C: Vehicle body mounting structure for suspension (third embodiment), 1D: Vehicle body mounting structure for suspension (fourth embodiment), 2A: Elastic connector for suspension (first embodiment), 1B: Elastic connector for suspension (second embodiment), 1C: Elastic coupling device for suspension (third embodiment), 1D: Elastic coupling device for suspension (fourth embodiment), 3: Vehicle body side member, 32: Wheel side member, 4: Suspension side member, 21: First mounting member, 21a: First mounting portion, 21b: Rotating shaft, f21b: Vehicle body side tip surface of rotating shaft 21b, 22: Second mounting member, 22a: Second mounting portion, 22b: bracket, A2: opening, 23: first elastic member, 24: second elastic member, f24: vehicle body side tip surface of the second elastic member 24, 25: third elastic member, 27: curly, 28: pressing member, C2: recess, O1: central axis of the first mounting member 21, O2: rotation center

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Vibration Prevention Devices (AREA)
  • Springs (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)

Abstract

弾性連結具(1A)は、第1取付部(21a)と回転軸(21b)とを備えており回転軸(21b)が第1取付部(21a)の先端に取り付けられている第1取付用部材(22)と、第2取付部(22a)とブラケット(22b)とを備えており当該ブラケット(22b)が回転軸(21b)を収容する凹部(C2)と、第1取付部(21a)を揺動可能に貫通させる開口(A2)とを備えている第2取付用部材(22)と、回転軸(21b)とブラケット(22b)とを連結させる第1弾性部材(23)と、回転軸(21b)の先端側部分を覆う第2弾性部材(25)と、を備える。

Description

サスペンション用弾性連結具及びサスペンション用車体取付構造
 本発明は、サスペンション用弾性連結具及びサスペンション用車体取付構造に関する。この出願は、2022年9月29日に日本に出願された特願2022‐157034号に基づく優先権を主張するものであり、その内容の全文をここに援用する。
 従来のサスペンション用弾性連結具には、車体側取付部を両端部に有したシャフトに弾性部材を介して外筒を取り付けた防振ブッシュが知られている(例えば、特許文献1参照。)。また、当該特許文献1には、上記防振ブッシュを用いることによって、車両のサスペンションのアッパアーム及びロアアームのそれぞれを車体に取り付けたサスペンション用車体取付構造が開示されている。
特開2011-144891号公報
 しかしながら、上記従来の防振ブッシュは、その外筒を溶接等によってサスペンションアームに結合させる一方で、前記シャフトをボルト等の締結手段によって車体側に設けたブラケットに締結させる必要がある。そのため、上記従来の防振ブッシュは、部品点数の削減及び構造の簡素化という点において改善の余地がある。
 本発明の目的は、部品点数の削減及び構造の簡素化が図られた、サスペンション用弾性連結具及びサスペンション用車体取付構造を提供することである。
(1)本発明に係る、サスペンション用弾性連結具は、車体又は車輪側部材及びサスペンション側部材の一方に取り付け可能な第1取付部と、前記第1取付部に対して交差する向きに延在する回転軸とを備えており、前記回転軸が前記第1取付部の先端に取り付けられている、第1取付用部材と、前記車体又は車輪側部材及び前記サスペンション側部材の他方に取り付け可能な第2取付部と、前記第2取付部に連なるブラケットとを備えており、当該ブラケットが、前記第1取付用部材の前記回転軸を収容する凹部と、前記第1取付用部材の前記第1取付部を揺動可能に貫通させる開口とを備えている、第2取付用部材と、前記第1取付用部材の前記回転軸と前記第2取付用部材の前記ブラケットとを連結させる第1弾性部材と、前記回転軸の前記第1取付部側と反対側の先端側部分を覆う第2弾性部材と、を備える。本発明に係る、サスペンション用弾性連結具によれば、部品点数の削減及び構造の簡素化が図られる。
(2)上記(1)のサスペンション用弾性連結具において、前記第2弾性部材は、スグリを備えるものとすることができる。この場合、第1取付部の延在方向からの入力に対するばね剛性(ばね定数)を調整することができる。
(3)上記(1)又は(2)のサスペンション用弾性連結具において、前記第2弾性部材を前記回転軸に向かって押圧する押圧部材をさらに備えるものとすることができる。この場合、第2取付用部材が取り付けられる取付面の形状によらずに、当該第2弾性部材を圧縮させた状態で、第2取付用部材を取り付けることができる。
(4)本発明に係る、サスペンション用車体取付構造は、上記(1)~(3)のいずれか1つのサスペンション用弾性連結具と、前記サスペンション用弾性連結具の前記第2取付部に取り付けられた、前記車体又は車輪側部材及び前記サスペンション側部材の前記他方とを備える。本発明に係る、サスペンション用車体取付構造は、部品点数の削減及び構造の簡素化が図られる。
(5)上記(4)のサスペンション用車体取付構造であって、前記第2弾性部材は、前記回転軸の中心軸線の周りを周方向に延在する湾曲面を有しており、前記車体又は車輪側部材及び前記サスペンション側部材の前記他方は、前記第2弾性部材の前記湾曲面と合わさる湾曲面を備えるものとすることができる。この場合、さらに、第1取付部の延在方向からの入力に対するばね剛性(ばね定数)を高めるとともに回転軸の中心軸線周りのねじり剛性を高めることができる。
 本発明によれば、部品点数の削減及び構造の簡素化が図られた、サスペンション用弾性連結具及びサスペンション用車体取付構造を提供することができる。
本発明の第1実施形態に係るサスペンション用車体取付構造の初期状態を概略的に示す正面図であり、当該サスペンション用車体取付構造は、本発明の第1実施形態に係るサスペンション用弾性連結具を用いることによって、サスペンション側部材と車体側部材とを連結している。 図1のサスペンション用車体取付構造を示す平面図である。 図1のX1-X1断面図である。 図2のX2-X2断面図である。 図4のサスペンション用車体取付構造の動作状態を概略的に示す断面図である。 本発明の第2実施形態に係るサスペンション用車体取付構造の初期状態を図1のX1-X1断面相当で概略的に示す断面図であり、当該サスペンション用車体取付構造は、本発明の第2実施形態に係るサスペンション用弾性連結具を用いることによって、サスペンション側部材と車体側部材とを連結している。 本発明の第3実施形態に係るサスペンション用車体取付構造の初期状態を図2のX2-X2断面相当で概略的に示す断面図であり、当該サスペンション用車体取付構造は、本発明の第3実施形態に係るサスペンション用弾性連結具を用いることによって、サスペンション側部材と車体側部材とを連結している。 本発明の第4実施形態に係るサスペンション用車体取付構造の初期状態を図1のX1-X1断面相当で概略的に示す断面図であり、当該サスペンション用車体取付構造は、本発明の第4実施形態に係るサスペンション用弾性連結具を用いることによって、サスペンション側部材と車輪側部材とを連結している。
 以下、図面を参照して、本発明の様々な実施形態に係る、サスペンション用弾性連結具及びサスペンション用車体取付構造について説明を行う。ただし、以下の説明では、次のとおりに定義し、実質的に同一の部分は、同一の符号を用いることとする。
 「上」、「下」、「前」、「後」、「左」および「右」とは、車両に配置された状態を基準とするものとする。本実施形態において、サスペンション用弾性連結具は、フロントサスペンションの左前輪に用いられているものとする。つまり、本実施形態において、サスペンション用車体取付構造は、フロントサスペンションの左前輪に採用された構造とするものとする。また、サスペンション用弾性連結具又はサスペンション用車体取付構造の初期状態とは、車両停止時の状態をいうものとする。
 図1には、本発明の第1実施形態に係るサスペンション用車体取付構造1A(以下、単に「車体取付構造1A」ともいう。)の初期状態が正面(前方)から概略的に示されている。車体取付構造1Aは、本発明の第1実施形態に係るサスペンション用弾性連結具2A(以下、単に「弾性連結具2A」ともいう。)を備えている。車体取付構造1Aは、弾性連結具2Aを用いることによって、車体側部材3とサスペンション側部材4とを連結している。符号О1は、後述する第1取付用部材21の中心軸線(延在軸線)である。
 図2には、車体取付構造1Aが上側から示されている。ここで、車体側部材3は、車体の全部又は一部を構成する部材である。サスペンション側部材4は、サスペンションアームの全部又は一部を構成する部材である。サスペンション側部材4は、回転中心線О2の周りを周方向に回転させることができる。本実施形態において、回転中心線О2は、第1取付用部材21の中心軸線О1(以下、単に「中心軸線О1」ともいう。)に対して直交している。
 図3には、車体取付構造1Aが図1のX1-X1断面で示されている。X1-X1断面は、車体取付構造1Aが初期状態であるときの、中心軸線О1及び回転中心線О2を含む平面である。
 弾性連結具2Aは、第1取付用部材21を備えている。第1取付用部材21は、以下のように構成されている。
 第1取付用部材21は、車体側部材3及びサスペンション側部材4の一方に取り付け可能な第1取付部21aを備えている。本実施形態において、第1取付部21aは、サスペンション側部材4に取り付けられている。本実施形態において、第1取付部21aは、サスペンション側部材4と一体的に構成されている。つまり、本実施形態において、サスペンション側部材4は、第1取付部21aとともに中心軸線О1に沿って延在している。さらに、本実施形態において、サスペンション側部材4は、フロントサスペンションのアッパアーム又はロアアームの全部又は一部を構成している。ただし、第1取付部21aは、サスペンション側部材4と別体に構成することができる。この場合もまた、サスペンション側部材4は、フロントサスペンションのアッパアーム又はロアアームの全部又は一部を構成するものとすることができる。
 加えて、第1取付用部材21は、第1取付部21aに対して交差する向きに延在する回転軸21bを備えている。本実施形態において、回転軸21bは、回転中心線О2の周りを周方向に回転することができる。本実施形態において、回転軸21bは、回転中心線О2を中心軸線とする円柱軸である。回転軸21bは、第1取付部21aの先端に取り付けられている。本実施形態において、回転軸21bは、第1取付部21aの車体側先端に取り付けられている。本実施形態において、第1取付用部材21は、第1取付部21a及び回転軸21bを一体的に構成してなるものである。
 次いで、弾性連結具2Aは、第2取付用部材22を備えている。第2取付用部材22は、以下のように構成されている。
 第2取付用部材22は、車体側部材3及びサスペンション側部材4の他方に取り付け可能な第2取付部22aを備えている。本実施形態において、第2取付部22aは、車体側部材3に取り付けられている。本実施形態において、車体側部材3は、車体の全部又は一部を構成している。本実施形態において、第2取付部22aには、当該第2取付部22aを貫通する取付穴(図示省略。)が形成されている。第2取付部22aは、ねじ、ボルト、ピン等の締結要素30を前記取付穴に通して車体側部材3に結合させることができる。ただし、第2取付用部材22は、前記取付穴以外の方法によって、車体側部材3に取り付けることができる。
 加えて、第2取付用部材22は、第2取付部22aに連なるブラケット22bを備えている。本実施形態において、ブラケット22bは、2つの第2取付部22aの間に配置されている。本実施形態において、2つの第2取付部22aは、ブラケット22bの前後方向に配置されている。本実施形態において、第2取付用部材22は、2つの第2取付部22aとブラケット22bとを一体的に構成してなるものである。本実施形態において、第2取付用部材22は、板状の部材によって構成されている。ブラケット22bは、第1取付用部材21の回転軸21bを収容する凹部C2を備えている。加えて、ブラケット22bは、第1取付用部材21の第1取付部21aを揺動可能に貫通させる開口A2を備えている。本実施形態において、開口A2は、回転中心線О2の周りを周方向に延在しているスリット孔である。これによって、第1取付用部材21は、開口A2に沿って回転中心線О2の周りを周方向に揺動させることができる。
 次いで、弾性連結具2Aは、第1弾性部材23を備えている。第1弾性部材23は、以下のように構成されている。
 第1弾性部材23は、第1取付用部材21の回転軸21bと第2取付用部材22のブラケット22bとを連結している。本実施形態において、第1弾性部材23は、第1取付用部材21の第1取付部21aを挟んだ前後方向の位置のそれぞれでブラケット22bに結合している。
 図4には、車体取付構造1Aが図2のX2-X2断面で示されている。X2-X2断面は、車体取付構造1Aが初期状態であるときの、中心軸線О1及び上下軸線(図2では、紙面の垂線)を含む平面である。本実施形態において、第1弾性部材23はさらに、上下方向でブラケット22bに結合している。加えて、本実施形態において、第1取付用部材21の第1取付部21aは、回転軸21bの近傍に第3弾性部材25を備えている。第3弾性部材25は、図4に示すように、回転軸21bからブラケット22bの開口A2を通って当該開口A2を横切るように延在している。また、ブラケット22bの内面のうちの、サスペンション側内面f22bは、図4に示すように縦断面視(本実施形態では、正面視)において、第1取付用部材21の回転軸21bの回転中心線О2と同心の、曲率半径R(回転軸21bの半径rよりも大きな曲率半径)の曲線を輪郭線とする曲面によって構成されている。
 加えて、弾性連結具2Aは、第2弾性部材24を備えている。第2弾性部材24は、以下のように構成されている。
 第2弾性部材24は、回転軸21bの第1取付部側と反対側の先端側部分を覆っている。本実施形態では、第2弾性部材24は、回転軸21bの車体側先端部分を覆っている。本実施形態において、第2弾性部材24は、回転軸21bの車体側先端面(図4では、回転軸21bの外表面の少なくとも右側半分の外表面)f21bの全体を被覆している。また、本実施形態において、第2弾性部材24は、第1弾性部材23と一体的に構成されている。この場合、第2弾性部材24は、第1弾性部材23とともに1つの弾性部材として取り扱うことができる。ただし、第2弾性部材24は、第1弾性部材23と別体に構成することもできる。
 第2弾性部材24は、図4に示すように、第2取付用部材22が車体側部材3に取り付けられている状態において、車体側部材3と回転軸21bとの間において、車体側部材3に対して中心軸線О1の延在方向に沿って圧縮された状態で、車体側部材3と回転軸21bとの間に配置されている。つまり、第1取付用部材21(サスペンション側部材4)は、初期状態において、第2弾性部材24の付勢力(復元力)によって、サスペンション側(本実施形態では、左側)に付勢されている。図3を参照すれば、本実施形態において、第2弾性部材24は、弾性連結具2Aを車体側部材3に取り付ける前の状態において、第2取付用部材22の車体側取付面f22よりも外側(本実施形態では、車体側)に突出している。これによって、第2弾性部材24は、弾性連結具2Aを車体側部材3に取り付けた状態で、車体側部材3とブラケット22bとの間で圧縮された状態で配置されることになる。本実施形態において、第2弾性部材24の車体側先端面f24は、車体側部材3の取付面f3と同様に、平坦な面である。ただし、第2弾性部材24の車体側先端面f24は、後述するように、平坦な面に限定されない。
 車体取付構造1Aにおいて、第1取付用部材21が中心軸線О1に沿って車体側に押し込まれると、第1取付用部材21の回転軸21bは、第2弾性部材24を介して車体側部材3の取付面f3を押圧する。これに対し、第1取付用部材21の回転軸21bには、当該回転軸21bの押圧力に抗して、当該押圧力とは反対向きに、車体側部材3の取付面f3から第2弾性部材24を介して当該第2弾性部材24の付勢力(復元力)が付加される。これによって、弾性連結具2Aを備えた車体取付構造1Aによれば、第1取付用部材21の延在方向(中心軸線О1の延在方向)からの入力に対するばね剛性(ばね定数)を高めることができる。
 また、図5には、車体取付構造1Aの動作状態が概略的に示されている。図5に示すように、車体取付構造1Aにおいて、車輪が持ち上がるとき(車体側が沈み込むとき)、第1取付用部材21(サスペンション側部材4)は回転中心線О2を中心に上側に向かって揺動(回転)する。このとき、第1弾性部材23及び第2弾性部材24は、第1取付用部材21の回転軸21bと第2取付用部材22のブラケット22bとの間で、回転中心線О2を中心に第1取付用部材21の揺動方向(回転方向)とは逆向きにねじれる。つまり、第1取付用部材21が上側に向かって揺動(回転)するとき、第1弾性部材23及び第2弾性部材24は、第1取付用部材21の回転軸21bと第2取付用部材22のブラケット22bとの間で、せん断変形を生じる。これによって、弾性連結具2Aを備えた車体取付構造1Aによれば、第1取付用部材21が回転中心線О2の周りを周方向に上側に向かって揺動するとき、回転軸21bの回転中心線О2周りのねじり剛性を高めることができる。
 これに対し、車体取付構造1Aにおいて、車輪が下側に下がるとき(車体が浮き上がるとき)には、第1取付用部材21(サスペンション側部材4)は回転中心線О2を中心に下側に向かって揺動(回転)する。このときも、第1弾性部材23及び第2弾性部材24は、第1取付用部材21の回転軸21bと第2取付用部材22のブラケット22bとの間で、回転中心線О2を中心に第1取付用部材21の揺動方向(回転方向)とは逆向きにねじれる。つまり、第1取付用部材21が下側に向かって揺動(回転)するときもまた、第1弾性部材23及び第2弾性部材24は、第1取付用部材21の回転軸21bと第2取付用部材22のブラケット22bとの間で、せん断変形を生じさせる。これによって、弾性連結具2Aを備えた車体取付構造1Aによれば、第1取付用部材21が回転中心線О2の周りを周方向に下側に向かって揺動するときもまた、回転軸21bの回転中心線О2周りのねじり剛性を高めることができる。
 つまり、弾性連結具2Aを備えた車体取付構造1Aによれば、従来の防振ブッシュ(円筒ブッシュ)を用いることなく、当該円筒ブッシュと同様の機能を発揮させることができる。円筒ブッシュを用いた従来の車体取付構造によれば、当該防振ブッシュの外筒を車体側部材3に取り付けるための、さらなる取付用ブラケット等が必要となる。これに対し、弾性連結具2Aを備えた車体取付構造1Aによれば、第2取付用部材22のブラケット22bは、取付面(本実施形態では、車体側部材3の取付面f3)の側が開放された凹部C2を備えており、当該凹部C2から第2弾性部材24を露出させた状態で、前記取付面(本実施形態では、車体側部材3の取付面f3)に取り付けることができる。このため、弾性連結具2Aを備えた車体取付構造1Aによれば、円筒ブッシュに比べて部品点数を削減することができるとともに、弾性連結具、つまり、車体取付構造を簡素化することができる。したがって、弾性連結具2Aを備えた車体取付構造1Aによれば、部品点数の削減及び構造の簡素化が図られる。その結果、弾性連結具2Aを備えた車体取付構造1Aによれば、重量の軽減を図ることができ、トータルコストも抑えることができる。
 ところで、弾性連結具を備えた車体取付構造において、第2弾性部材24は、スグリを備えるものとすることができる。ここで、スグリとは、第2弾性部材24の車体側先端面f24に形成された凹部又は貫通孔をいう。この場合、スグリ27の大きさ、形状等を適宜、変更すれば、第1取付部21aの延在方向からの入力に対するばね剛性(ばね定数)を調整することができる。
 図6には、本発明の第2実施形態に係るサスペンション用車体取付構造1B(以下、単に「車体取付構造1B」ともいう。)の初期状態が図1のX1-X1断面相当で概略的で示されている。車体取付構造1Bは、本発明の第2実施形態に係るサスペンション用弾性連結具2B(以下、単に「弾性連結具2B」ともいう。)を用いることによって、車体側部材3とサスペンション側部材4とを連結している。
 図6に示すように、弾性連結具2Bの第2弾性部材24は、スグリ27を備えている。第2弾性部材24にスグリ27を設ければ、第1取付用部材21の第1取付部21aの延在方向(中心軸線О1の延在方向)からの入力に対するばね剛性(ばね定数)を低く抑えることができる。したがって、弾性連結具2Bを備えた車体取付構造1Bによれば、スグリ27の大きさ、形状等を適宜、変更することによって、第1取付部21aの延在方向からの入力に対するばね剛性(ばね定数)を調整することができる。
 ところで、第2弾性部材24は、回転軸21bの回転中心線О2の周りを周方向に延在する湾曲面を有しているものとすることができる。そして、車体側部材3は、第2弾性部材24の前記湾曲面と合わさる湾曲面を備えるものとすることができる。この場合、さらに、第1取付部21aの延在方向からの入力に対するばね剛性(ばね定数)を高めるとともに回転軸21bの回転中心線О2の周りのねじり剛性を高めることができる。
 図7には、本発明の第3実施形態に係るサスペンション用車体取付構造1C(以下、単に「車体取付構造1C」ともいう。)が図2のX2-X2断面で概略的に示されている。車体取付構造1Cは、本発明の第3実施形態に係るサスペンション用弾性連結具2C(以下、単に「弾性連結具2C」ともいう。)を用いることによって、車体側部材3とサスペンション側部材4とを連結している。
 弾性連結具2Cにおいて、回転軸21bの車体側先端面f21bは、図7に示すように縦断面視(正面視)において、回転軸21bの回転中心線О2の周りを周方向に延在する湾曲面によって構成されている。前記湾曲面は、車体側に突出している。そして、車体側部材3の取付面f3は、図7に示すように縦断面視(正面視)において、第2弾性部材24の車体側先端面f24と合わさる湾曲面f31を備えている。この場合、さらに、第1取付部21aの延在方向からの入力に対するばね剛性(ばね定数)を高めるとともに回転軸21bの回転中心線О2周りのねじり剛性を高めることができる。この例では、車体側部材3の湾曲面f31は、車体側部材3の取付面f3に形成された凹部である。第2弾性部材24は、回転軸21bの車体側先端面f21bと車体側部材3の湾曲面f31との間で、他の実施形態と同様に、中心軸線О1において圧縮された状態で配置されている。この場合、第2弾性部材24は、回転軸21bの車体側先端面f21bと車体側部材3の湾曲面f31とのいずれか一方が平坦な面にある時に比べて、回転軸21bの回転中心線О2の周りで当該回転中心線О2の径方向において均等に圧縮されることによって、車体側部材3の取付面f3に沿って摩耗しにくく、さらにずれにくい。したがって、弾性連結具2Cを備えた車体取付構造1Cによれば、耐久性の向上と、車体側部材3の取付面f3に対しての(本実施形態では上下方向での)滑りの抑制を図ることができる。
 さらに、本発明に係るサスペンション用弾性連結具において、第2弾性部材24を回転軸23bに押圧する押圧部材28をさらに備えるものとすることができる。この場合、第2取付用部材22が取り付けられる取付面の形状に寄らずに、第2弾性部材23を圧縮させた状態で、第2取付用部材22を取り付けることができる。
 図8には、本発明の第4実施形態に係るサスペンション用車体取付構造1E(以下、単に「車体取付構造1E」ともいう。)の初期状態がX1-X1断面相当で概略的に示されている。車体取付構造1Eは、本発明の第4実施形態に係るサスペンション用弾性連結具2E(以下、単に「弾性連結具2E」ともいう。)を用いることによって、車輪側部材31とサスペンション側部材4とを連結している。
 図8中、符号32は、車輪側部材である。車輪側部材32は、例えば、ナックル等の、車輪に連なる部材である。図8を参照すれば、弾性連結具2Eにおいて、ブラケット22bの内部には、押圧部材28が配置されている。第2弾性部材24は、回転軸21bと押圧部材28との間で、中心軸線О1に沿って圧縮された状態で配置されている。本実施形態において、押圧部材28は、車輪側部材32に取り付け可能な取付部28aを備えている。本実施形態において、押圧部材28は、2つの取付部28aを備えており、当該2つの取付部28aの間には、第2弾性部材24を押圧する押圧部28bが連なっている。押圧部材28は、ブラケット22bとともに、締結要素30によって車輪側部材32に取り付けられる。これによって、弾性連結具2Eを備えた車体取付構造1Eによれば、第2取付用部材22が取り付けられる取付面の形状によらずに、第2弾性部材23を圧縮させた状態で、第2取付用部材22を取り付けることができる。
 上述したところは、本発明に係る、サスペンション用弾性連結具及びサスペンション用車体取付構造のいくつかの実施形態を開示したにすぎず、特許請求の範囲に従えば、様々な変更が可能となる。上述した各実施形態に採用された様々な構成は、互いに組み合わせて使用することができる。
 1A:サスペンション用車体取付構造(第1実施形態), 1B:サスペンション用車体取付構造(第2実施形態), 1C:サスペンション用車体取付構造(第3実施形態), 1D:サスペンション用車体取付構造(第4実施形態), 2A:サスペンション用弾性連結具(第1実施形態), 1B:サスペンション用弾性連結具(第2実施形態),
 1C:サスペンション用弾性連結具(第3実施形態), 1D:サスペンション用弾性連結具(第4実施形態), 3:車体側部材, 32:車輪側部材, 4:サスペンション側部材, 21:第1取付用部材, 21a:第1取付部, 21b:回転軸, f21b:回転軸21bの車体側先端面, 22:第2取付用部材, 22a:第2取付部,
 22b:ブラケット, A2:開口, 23:第1弾性部材, 24:第2弾性部材,
 f24:第2弾性部材24の車体側先端面, 25:第3弾性部材, 27:スグリ,
 28:押圧部材, C2:凹部, О1:第1取付用部材21の中心軸線, О2:回転軸の回転中心線

Claims (5)

  1.  車体又は車輪側部材及びサスペンション側部材の一方に取り付け可能な第1取付部と、前記第1取付部に対して交差する向きに延在する回転軸とを備えており、前記回転軸が前記第1取付部の先端に取り付けられている、第1取付用部材と、
     前記車体又は車輪側部材及び前記サスペンション側部材の他方に取り付け可能な第2取付部と、前記第2取付部に連なるブラケットとを備えており、当該ブラケットが、前記第1取付用部材の前記回転軸を収容する凹部と、前記第1取付用部材の前記第1取付部を揺動可能に貫通させる開口とを備えている、第2取付用部材と、
     前記第1取付用部材の前記回転軸と前記第2取付用部材の前記ブラケットとを連結させる第1弾性部材と、
     前記回転軸の前記第1取付部側と反対側の先端側部分を覆う第2弾性部材と、を備える、サスペンション用弾性連結具。
  2.  前記第2弾性部材は、スグリを備える、請求項1に記載されたサスペンション用弾性連結具。
  3.  前記第2弾性部材を前記回転軸に押圧する押圧部材をさらに備える、請求項1に記載されたサスペンション用弾性連結具。
  4.  請求項1~3のいずれか1項に記載されたサスペンション用弾性連結具と、前記サスペンション用弾性連結具の前記第2取付部に取り付けられた、前記車体又は車輪側部材及び前記サスペンション側部材の前記他方とを備える、サスペンション用車体取付構造。
  5.  請求項4に記載されたサスペンション用車体取付構造であって、
     前記第2弾性部材は、前記回転軸の中心軸線の周りを周方向に延在する湾曲面を有しており、
     前記車体又は車輪側部材及び前記サスペンション側部材の前記他方は、前記第2弾性部材の前記湾曲面と合わさる湾曲面を備える、サスペンション用車体取付構造。
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