JP5871380B2 - 緩衝器 - Google Patents

Description

本発明は、緩衝器の改良に関し、特に、筒状本体とばね受けが合成樹脂で一体形成されてなるアウターシェルの強度を確保するとともに軽量化を図る構造に関する。

一般的に、緩衝器は、自動車や自動二輪車等の輸送機器や、建築物等において振動を抑制するために使用されている。

例えば、特許文献１の緩衝器は、自動車の車体と車輪との間に介装されており、車体を弾性支持する懸架ばねとユニット化されてストラット式サスペンションを構成し、懸架ばねとともに路面凹凸による衝撃が車体に伝達されることを抑制している。

そして、図６に示すように、上記緩衝器おいて、車輪側に連結されるアウターシェル８は、図中二点鎖線で示す筒状本体８０と、この筒状本体８０外周に取り付けられるばね受け９（特許文献１のスプリングシート３０，３０ａ）とを備えている。

また、このばね受け９は、筒状本体８０の外周側に張り出して懸架ばねの車輪側端部が当接するシート部９０と、このシート部の外側端部に連設されるガイド部９１（同つば部１９〜２２，１９ａ〜２２ａ）とを備えており、このガイド部９１でシート部９１上に懸架ばねを保持している。

特開２００１−００１７２９号公報

ここで、上記従来の緩衝器においては、筒状本体８０及びばね受け９を鉄等の金属でそれぞれ形成し、強度を確保することが一般的であるが、サスペンションの重量が重くなる。このため、筒状本体８０とばね受け９を合成樹脂で一体形成して軽量化することが好ましい。しかしながら、この場合、以下の不具合を指摘される虞がある。

すなわち、従来の緩衝器の筒状本体８０及びばね受け９の形状をそのまま合成樹脂で再現した場合には、強度不足となる虞がある。また、強度を確保するため、筒状本体８０やばね受け９の肉厚を全て厚くした場合には、重量が増し、材料を合成樹脂に変更したことによる軽量化の効果を充分に得られない。

そこで、本発明の目的は、筒状本体とばね受けを合成樹脂で一体形成したとしても、アウターシェルの強度を確保するとともに、軽量化することが可能な緩衝器を提供することである。

上記課題を解決するための手段は、車輪側に連結されるアウターシェルと、車体側に連結されるピストンロッドとを備え、上記アウターシェルは、上記ピストンロッドが出没可能に挿入される筒状本体と、この筒状本体の外周に取り付けられるばね受けとを備え、このばね受けで懸架ばねを担持する緩衝器において、上記ばね受けは、上記筒状本体と合成樹脂で一体形成されるとともに、上記筒状本体の周方向に沿って起立するリブからなるシート部と、このシート部の車体側のシート面に連設されるとともに上記筒状本体の軸方向に沿って起立し上記筒状本体から放射状に延びる複数のリブからなるガイド部とを備え、このガイド部の外周に上記懸架ばねが嵌合されることである。

本発明によれば、筒状本体とばね受けを合成樹脂で一体形成したとしても、アウターシェルの強度を確保するとともに、軽量化することが可能となる。

本発明の一実施の形態に係る緩衝器の取り付け状態を示す分解斜視図である。 本発明の一実施の形態に係る緩衝器のアウターシェルを示す斜視図である。 本発明の一実施の形態に係る緩衝器のアウターシェルを示す右側面図である。 本発明の一実施の形態に係る緩衝器のアウターシェルを示す正面図である。 本発明の一実施の形態に係る緩衝器のアウターシェルを示す平面図である。 従来の緩衝器のアウターシェルを部分的に示す右側面図である。

以下に本発明の一実施の形態を示す緩衝器について、図面を参照しながら説明する。いくつかの図面を通して付された同じ符号は、同じ部品か対応する部品を示す。

図１，２に示すように、本実施の形態に係る緩衝器Ｄは、車輪側に連結されるアウターシェル１と、車体側に連結されるピストンロッド２とを備えている。

そして、上記アウターシェル１は、上記ピストンロッド２が出没可能に挿入される筒状本体３と、この筒状本体３の外周に取り付けられるばね受け４とを備え、このばね受け４で懸架ばねＳを担持している。

また、上記ばね受け４は、上記筒状本体３と合成樹脂で一体形成されるとともに、上記筒状本体３の周方向に沿って起立するリブ４ａからなるシート部４０と、このシート部４０の車体側のシート面４０ａに連設されるとともに上記筒状本体３の軸方向に沿って起立し上記筒状本体３から放射状に延びる複数のリブ４ｂ〜４ｅからなるガイド部４１とを備え、このガイド部４１の外周に上記懸架ばねＳが嵌合される。

以下、詳細に説明すると、本実施の形態に係る緩衝器Ｄは、図１に示すように、ストラット式サスペンション用の緩衝器であり、懸架ばねＳとユニット化されている。そして、緩衝器Ｄのピストンロッド２がアッパーマウント２０を介して車体に連結されるとともに、緩衝器Ｄのアウターシェル１が挟持片６Ｌ，６Ｒを介して車輪を支持するナックル１０に締結用のボルトＢ，Ｂで連結されている。

他方、上記懸架ばねＳは、上記ピストンロッド２の車体側端部に取り付けられる図示しないばね受けと、上記アウターシェル１の外周に形成されるばね受け４との間に介装されている。

また、図示しないが、上記アッパーマウント２０には、上記ピストンロッド２を操舵方向に回転可能に軸支するボールベアリングが取り付けられている。このため、ナックル１０に連結されるタイロッドで車輪の向きを変更するとき、この回転方向に従って緩衝器Ｄを回転することができる。

さらに、緩衝器Ｄのアウターシェル１には、スタビライザリンク１１を介して車体のロールを抑制するスタビライザ１２が取り付けられている。

つづいて、上記緩衝器Ｄの構成は、周知であるため詳細に図示しないが、緩衝器Ｄは、その外殻をなすアウターシェル１と、このアウターシェル１内に出没可能に挿入されるピストンロッド２と、このピストンロッド２に保持されてアウターシェル１内を軸方向に移動可能なピストン（図示せず）と、このピストンで区画されて作動流体で満たされる二つの部屋（図示せず）とを備えている。

そして、上記アウターシェル１内に形成される上記二つの部屋の作動流体は、液体または気体からなり、図示しない流路を介して二つの部屋の間を移動することができる。また、同じく図示しないが、上記流路には、この流路を通過する作動流体に抵抗を与えるリーフバルブやオリフィス等の減衰力発生手段が設けられている。

このため、ピストンロッド２がアウターシェル１内に出没する緩衝器Ｄの伸縮時には、ピストンで加圧された一方の部屋の作動流体が上記流路を介して他方の部屋に移動するため、緩衝器Ｄは上記減衰力発生手段の抵抗に起因する減衰力を発生することができる。

尚、緩衝器Ｄにおいて、上記作動流体が水や油等の液体からなる場合には、ピストンロッド２出没分のアウターシェル１内容積変化を補償するため、緩衝器Ｄは周知のリザーバまたは気室を備えている。

つづいて、本実施の形態に係るアウターシェル１は、図２〜５に示すように、ピストンロッド２が出没可能に挿入される筒状本体３と、筒状本体３の外周に軸方向や周方向に沿って起立する複数のリブ（６ａ〜６ｓ，５ａ，５ｂ，４ａ〜４ｅ）とを備えており、筒状本体３と上記各リブは、合成樹脂で一体形成されている。

尚、本実施の形態において、筒状本体３と各リブ（６ａ〜６ｓ，５ａ，５ｂ，４ａ〜４ｅ）は、射出成型により同一の合成樹脂で同時且つ一体的に形成されているが、筒状本体３と各リブを一体形成するための方法はこの限りではなく、筒状本体３と各リブが溶接や接着、インサート成型等により一体形成されていても良い。

また、筒状本体３及び各リブ（６ａ〜６ｓ，５ａ，５ｂ，４ａ〜４ｅ）を形成する合成樹脂の種類も適宜選択することが可能であり、緩衝器Ｄに入力される曲げ荷重に耐えられる強度と、緩衝器Ｄの作動（伸縮）に伴う発熱に耐えられる耐熱性とを備えていることが求められ、例えば、ポリアミドに補強材としてカーボン繊維を組み合わせたものが使用される。

さらに、上記アウターシェル１においては、車輪側を支持するナックル１０の取り付け部（ナックルアーム）１０ａを挟持する一対の挟持片６Ｌ，６Ｒと、スタビライザリンク１１が取り付けられるスタビライザ連結部５と、懸架ばねＳを担持するばね受け４が上記リブ（６ａ〜６ｓ，５ａ，５ｂ，４ａ〜４ｅ）で形成されている。つまり、本実施の形態において、挟持片６Ｌ，６Ｒ、スタビライザ連結部５及びばね受け４が上記筒状本体３に一体形成されている。

上記各挟持片６Ｌ，６Ｒは、共通の構成を備えるとともに、上記筒状本体３の外周から軸方向に沿って起立し相対向しており、各挟持片６Ｌ，６Ｒの対向面に配置されるメインのリブ６ａ，６ａと、このメインのリブ６ａ，６ａの間に架設される補強用の架橋リブ６ｂ，６ｃと、このメインのリブ６ａの背面に起立する補強用の背面リブ（６ｄ〜６ｓ）とをそれぞれ備えている。

また、上記背面リブ（６ｄ〜６ｓ）は、図３に示すように、筒状本体３の軸心線Ｘに垂直に交わる水平線Ｙに対して平行に配置される複数の背面横リブ６ｄ〜６ｇと、この背面横リブから車体側若しくは車輪側に延びる複数の背面縦リブ６ｈ〜６ｓとからなる。

そして、メインのリブ６ａの背面には、車体側端部から車輪側端部にかけて、第一〜第四の背面横リブ６ｄ〜６ｇが所定の間隔を持って起立しており、本実施の形態の各挟持片６Ｌ，６Ｒにおいて、第一の背面横リブ６ｄから第二の背面横リブ６ｅまでが補強部６０、第二の背面横リブ６ｅから第三の背面横リブ６ｆまでが車体側ボルト保持部６１、第三の補強横リブ６ｆよりも車輪側が車輪側ボルト保持部６２である。また、上記第一〜第四の背面横リブ６ｄ〜６ｇは、上記メインのリブ６ａの筒状本体側端部から反筒状本体側端部にかけて延びている。

つづいて、上記補強部６０には、第一、第二の背面横リブ６ｄ，６ｅの間に架設される第一〜第四の背面縦リブ６ｈ〜６ｋが筒状本体側から順に設けられている。

そして、第一の背面縦リブ６ｈは、上記メインのリブ６ａの筒状本体側端部に沿って配置され、筒状本体３の軸心線Ｘと平行に配置されているが、第二、第三、第四の背面縦リブ６ｉ，６ｊ，６ｋは、筒状本体３の軸心線Ｘに対して図中左右方向に傾斜しており、第二〜第四の背面縦リブ６ｉ〜６ｋにおける車体側端部が車輪側端部よりも筒状本体側に位置する。

また、傾斜する第二〜第四の背面縦リブ６ｉ〜６ｋのうち、最も筒状本体側に配置される第二の背面縦リブ６ｉの車体側端部は、第一の背面横リブ６ｄと第一の背面縦リブ６ｈとの交点にかけて延びている。

つづいて、上記車体側ボルト保持部６１には、第二、第三の背面横リブ６ｅ，６ｆの間に配置されてメインのリブ６ａの肉厚を貫通する孔（符示せず）の縁に沿って起立するとともに内側に車体側のボルト挿通孔６１ａが形成される筒状の第一ホルダ６１ｂと、第二、第三の背面横リブ６ｅ，６ｆの間に架設される第五〜第七の背面縦リブ６ｌ〜６ｎと、上記第一ホルダ６１ｂの車体側端から第二の背面横リブ６ｅにかけて延びる第八の背面縦リブ６ｏと、上記第一ホルダ６１ｂの車輪側端から第三の背面横リブ６ｆにかけて延びる第九の背面縦リブ６ｐとが設けられている。

そして、上記第五、第六の背面縦リブ６ｌ，６ｍは、上記第一ホルダ６１ｂよりも筒状本体側に配置されるが、上記第七の背面縦リブ６ｎは、上記第一ホルダ６１ｂの反筒状本体側に連なって配置されている。

また、上記車輪側ボルト保持部６２には、上記第三、第四の背面横リブ６ｆ，６ｇの間に配置されてメインのリブ６ａの肉厚を貫通する孔（符示せず）の縁に沿って起立するとともに内側に車輪側のボルト挿通孔６２ａが形成される筒状の第二ホルダ６２ｂと、この第二ホルダ６２ｂの反筒状本体側に連なって配置されて第三、第四の背面横リブ６ｆ，６ｇに架設される第十の背面縦リブ６ｑと、上記第二ホルダ６２ｂの車体側端から第三の背面横リブ６ｆにかけて延びる第十一の背面縦リブ６ｒと、上記第二ホルダ６２ｂの車輪側端から第四の背面横リブ６ｇにかけて延びる第十二の背面縦リブ６ｓとが設けられている。

そして、上記各挟持片６Ｌ，６Ｒにおいて、補強部６０及び車体側ボルト保持部６１に設けられる第一〜第三の背面横リブ６ｄ〜６ｆ、第一〜第九の背面縦リブ６ｈ〜６ｐ及び第一ホルダ６１ｂがメインのリブ６ａから起立する高さが均一であるとともに、車輪側ボルト保持部６２に設けられる第四の背面横リブ６ｇ、第十〜第十二の背面縦リブ６ｑ〜６ｓ及び第二ホルダ６２ｂがメインのリブ６ａから起立する高さよりも高くなるよう設定されている。つまり、各挟持片６Ｌ，６Ｒにおける補強部６０と車体側ボルト保持部６１の肉厚は、車輪側ボルト保持部６２の肉厚よりも厚くなるように設定されている。

また、上記第一ホルダ６１ｂ及び第二ホルダ６２ｂの内周には、金属製の筒６１ｃ，６２ｃが保持されており、第一ホルダ６１ｂ及び第二ホルダ６２ｂを補強している。尚、これら筒６１ｃ，６２ｃの取り付け方法は、適宜選択することが可能であるが、加工工数を減らすためインサート成形によりアウターシェル１に取り付けることが好ましい。

もどって、筒状本体３に一体形成されてスタビライザリンク１１が取り付けられるスタビライザ連結部５は、上記一方の挟持片６Ｒにおける第一の背面縦リブ６ｈの車体側に連設されるとともに筒状本体３の軸方向に沿って起立するメインのリブ５ａと、このメインのリブ５ａから起立する補強用のリブ５ｂとを備えている。

そして、上記メインのリブ５ａには、このメインのリブ５ａの肉厚を貫通する孔（符示せず）の縁に沿って起立するとともに内側にスタビライザ取り付け孔５０ａが形成される第三ホルダ５０ｂが設けられており、上記スタビライザ取り付け孔５０ａを介してスタビライザリンク１１が取り付けられている。

また、上記第三ホルダ５０ｂには、上記第一ホルダ６１ｂ及び第二ホルダ６２ｂと同様に金属製の筒５０ｃが保持されており、第三ホルダ５０ｂを補強している。また、上記補強用のリブ５ｂは、上記第三ホルダ５０ｂから放射状に延びており、第三ホルダ５０ｃを支えている。

さらに、筒状本体３に一体形成されて懸架ばねＳを担持するばね受け４は、上記スタビライザ連結部５のメインのリブ５ａの車体側に連設されており、筒状本体３の周方向に沿って起立するリブ４ａからなるシート部４０と、このシート部４０の車体側のシート面４０ａに連設されるとともに筒状本体３の軸方向に沿って起立し筒状本体３から放射状に延びる複数のリブ４ｂ〜４ｅからなるガイド部４１とを備えている。

そして、図５に示すように、上記シート面４０ａには外周縁に沿って円弧状に形成される溝４２が形成されており、この溝４２は、上記ガイド部４１に連なる内周端４２ａから外周端４２ｂにかけて徐々に低くなるよう湾曲し（図３，４）、この溝４２上に懸架ばねＳの車輪側端部が当接している。さらに、この溝４２の始端４２ｃは、最も深く形成されるとともに、終端４２ｄにかけて徐々に浅くなっており、上記溝４２の始端４２ｃに懸架ばねＳの端部が当接する。

また、上記シート面４２は、車輪との連結側（挟持片側）が車体側に接近するように傾斜しており、懸架ばねＳを傾斜した状態に支えている。このため、路面凹凸より緩衝器Ｄに作用する曲げ荷重を懸架ばねＳで軽減することができる。

つづいて、上記ばね受け４のガイド部４１は、そのシート部側（車輪側）の端部に懸架ばねＳの車輪側端部が嵌合しており、懸架ばねＳの抜け止めをしている。また、このガイド部４１を構成する各リブ４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅにおいて、懸架ばねＳの内周が当接する反筒状本体側端部４３は、上記懸架ばねＳの内周面に沿って湾曲している。

次に、本実施の形態に係る緩衝器Ｄの作用効果について説明する。本実施の形態において、懸架ばねＳを担持するばね受け４は、筒状本体３と合成樹脂で一体形成されるとともに、筒状本体３の周方向に沿って起立するリブ４ａからなるシート部４０と、このシート部４０の車体側のシート面４０ａに連設されるとともに筒状本体３から放射状に延びる複数のリブ３ｂ〜４ｅからなるガイド部４１とを備え、このガイド部４１の外周に懸架ばねＳが嵌合される。

したがって、上記ガイド部４１で筒状本体３を補強してアウターシェル１の強度を確保することが可能となる。また、上記ガイド部４１がリブ４ｂ〜４ｅからなることから、サスペンションを軽量化することが可能となる。特に、車輪側から入力される力により、アウターシェル１が曲げ変形することに対して、上記リブ４ｄ〜４ｅはその抑制に効果的である。

また、アウターシェル１を補強するためのガイド部４１即ち、リブ４ｂ〜４ｅが懸架ばねＳをシート部４０上に保持するため、従来のようにシート部９０の外周にガイド部９１を設ける必要がなく、アウターシェル１の形状を簡易にしてアウターシェル１を成形し易くすることが可能となる。つまり、上記リブ４ｄ〜４ｅは、曲げ変形の抑制とスプリングガイドを兼ねる。

また、本実施の形態においては、シート面４０ａの外周縁に沿って円弧状の溝４２が形成されるとともに、この溝４２は、上記ガイド部４１に連なる内周端４２ａから外周端４２ｂにかけて徐々に深くなるよう湾曲していることから、水捌けが良く、泥や雨水等がシート面４０ａに溜まることを抑制することができる。

また、本実施の形態においては、上記溝４２が始端４２ｃから終端４２ｄにかけて徐々に浅くなるよう形成されていることから、上記始端４２ａで懸架ばねＳの端部を支えることが可能となる。

また、本実施の形態において、上記ガイド部４１を構成する各リブ４ｂ〜４ｅの反筒状本体側端部が懸架ばねＳの内周面に沿って湾曲するため、懸架ばねＳをガイド部４１に嵌合し易くすることが可能となる。

また、本実施の形態において、各挟持片６Ｌ，６Ｒの車体側ボルト挿通孔６１ａが形成される車体側ボルト保持部の肉厚が、車輪側のボルト挿通孔６２ａが形成される車輪側ボルト保持部６２の肉厚よりも厚く形成されている。

このため、アウターシェル１に入力される曲げ荷重をより多く受ける車体側ボルト保持部６１の肉厚を厚くしてアウターシェル１の強度を確保するとともに、上記荷重があまりかからない車輪側ボルト保持部６２の肉厚を薄くして軽量化することができる。

また、本実施の形態における各挟持片６Ｌ，６Ｒの補強部４０には、メインのリブ６ａの背面に起立する第一、第二の背面横リブ６ｄ，６ｅ（一対の背面横リブ）の間に傾斜しながら架設される第二〜第三の背面縦リブ６ｉ〜６ｋを備えていることから、路面凹凸により車輪側から入力される曲げ荷重が上記背面縦リブ６ｉ〜６ｋを介して車体側に伝達されるため、応力が集中し難い。

以上、本発明の好ましい実施の形態を説明したが、特許請求の範囲から逸脱することなく改造、変形及び変更を行うことができることは理解すべきである。

例えば、上記実施の形態においては、筒状本体３、挟持片６Ｌ，６Ｒ、スタビライザ連結部５及びばね受け４が合成樹脂で一体形成されているが、本発明においては、少なくとも筒状本体３とばね受け４が合成樹脂で一体形成されていれば良い。

また、上記実施の形態においては、筒状本体３の外周に起立する複数のリブ（６ａ〜６ｓ，５ａ，５ｂ，４ａ〜４ｅ）で、挟持片６Ｌ，６Ｒ、スタビライザ連結部５及びばね受け４が形成されているが、リブ間の一部が埋まり、挟持片６Ｌ，６Ｒの一部や全てがブロック状に形成されていても良い。

また、挟持片６Ｌ，６Ｒにおける補強用の架橋リブ（６ｂ，６ｃ）や背面リブ（６ｄ〜６ｓ）の形状や数は、上記の限りではなく、適宜変更することが可能である。

また、上記実施の形態において、スタビライザ連結部５が一方の挟持片６Ｒとばね受け４との間に配置されているが、他の部分にスタビライザ連結部５が設けられるとしても良い。

また、上記実施の形態のばね受け部４において、ガイド部４１を構成するリブ４ｂ〜４ｅの形状や数は、適宜変更することが可能であり、シート面４０ａに形成される溝４２の位置や形状も適宜選択することが可能である。

Ｄ 緩衝器
Ｓ 懸架ばね
１ アウターシェル
２ ピストンロッド
３ 筒状本体
４ ばね受け
５ａ，６ａ メインのリブ
４ａ〜４ｅ リブ
５ スタビライザ連結部
６Ｌ，６Ｒ 挟持片
６ｂ，６ｃ 架橋リブ
６ｄ〜６ｇ 第一〜第三の背面横リブ
６ｈ〜６ｓ 第一〜第十二の背面縦リブ
１０ ナックル
１０ａ 取り付け部（ナックルアーム）
１１ スタビライザリンク
１２ スタビライザ
２０ アッパーマウント
４０ シート部
４０ａ シート面
４１ ガイド部
４２ 溝
５０ａ スタビライザ取り付け孔
５０ｂ 第三ホルダ
５０ｃ，６１ｃ，６２ｃ 筒
６０ 補強部
６１ 車体側ボルト保持部
６１ａ，６２ａ ボルト挿通孔
６１ｂ 第一ホルダ
６２ 車輪側ボルト保持部
６２ｂ 第二ホルダ

Claims (4)

1. 車輪側に連結されるアウターシェルと、車体側に連結されるピストンロッドとを備え、
   上記アウターシェルは、上記ピストンロッドが出没可能に挿入される筒状本体と、この筒状本体の外周に取り付けられるばね受けとを備え、このばね受けで懸架ばねを担持する緩衝器において、
   上記ばね受けは、上記筒状本体と合成樹脂で一体形成されるとともに、上記筒状本体の周方向に沿って起立するリブからなるシート部と、このシート部の車体側のシート面に連設されるとともに上記筒状本体の軸方向に沿って起立し上記筒状本体から放射状に延びる複数のリブからなるガイド部とを備え、このガイド部の外周に上記懸架ばねが嵌合されることを特徴とする緩衝器。
2. 上記シート面の外周縁に沿って円弧状の溝が形成されるとともに、この溝は、上記ガイド部に連なる内周端から外周端にかけて徐々に深くなるよう湾曲していることを特徴とする請求項１に記載の緩衝器。
3. 上記溝は、始端から終端にかけて徐々に浅くなるよう形成されていることを特徴とする請求項２に記載の緩衝器。
4. 上記ガイド部を構成する上記各リブの反筒状本体側端部が上記懸架ばねの内周面に沿って湾曲することを特徴とする請求項１から請求項３の何れか一項に記載の緩衝器。

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