(57)【要約】【課題】高い静的バネ定数を維持しながら、低いバネ定数及び高い損失係数を同時に両立させ、容易にチューニングを行うことの可能なストラットマウントを提供する隔壁部への応力集中を防ぐと共に、当該隔壁部の損傷を抑制する。【解決手段】ゴム弾性部４２は、内側取付部材３０に加硫接着されている。ゴム弾性部４２は、上面及び下面が、軸方向Ｓに振幅を有する波形に形成されている。ここでの波形は、軸Ｓを中心とする周方向に連続して凹凸が形成される形状とされている。ゴム弾性部４２のバネ定数は、ゴム硬度、上下面に形成された凹凸の高さや大きさ、などの設定により調整することができる。【選択図】図２
2010090995.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体に取り付けられ、内側に収納空間の構成された外側部材と、
ショックアブソーバのピストンロッドに取り付けられ、少なくとも一部が前記外側部材の前記収納空間に配置された内側取付部材と、
前記内側取付部材に接着されると共に前記収納空間に圧入され、弾性部及び前記弾性部よりも損失係数が高く低密度の低密度部を有する、弾性体と、
を備え、
前記外側部材は、前記弾性体の前記ピストンロッドの軸方向の移動を規制する規制部を前記弾性体の前記軸方向両外側に有し、前記弾性体の前記弾性部は、前記軸方向に振幅を有する凹凸形状とされ、前記凹凸の頂点が前記低密度部の前記軸方向の最外部よりも前記軸方向の内側に配置されていること、を特徴とするストラットマウント。
【請求項２】
前記弾性部の凹凸は、前記ピストンロッドの軸を中心とした周方向に連続して凹凸が形成される波形とされていること、を特徴とする請求項１に記載のストラットマウント。
【請求項３】
前記低密度部は、少なくとも前記弾性部の凹部を埋めるように配置されていること、を特徴とする請求項１または請求項２に記載のストラットマウント。
【請求項４】
前記低密度部が前記規制部に当接されていること、を特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のストラットマウント。
【請求項５】
前記低密度部は、予圧縮された状態で前記規制部に当接されていること、を特徴とする請求項４に記載のストラットマウント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のサスペンション機構を構成するショックアブソーバを車体へマウントするストラットマウントに関する
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両には、ホイールと車体との間にショックアブソーバ等により構成されるストラット型のサスペンション機構が配置されたものがある。ストラット型のサンスペンション機構では、ショックアブソーバがストラットマウントを介して車体へマウントされている。
【０００３】
ストラットマウントの多くは、外側金具の収納部内に、内側金具と一体化されたゴム弾性体を圧入し、収納部の開口部分に配置された脱落防止用の金属製プレートによって、内側金具及びゴム弾性体が外側金具から脱落するのを防止する構成になっている。また、ストラットマウントには、内側金具と一体化されたゴム弾性体を外側金具に対して強固に支持させるために、ゴム弾性体の外周にアウタープレートを取り付け、このアウタープレートを外側金具に圧入させて支持する構成をとっているものが提案されている。このような構成のストラットマウントでは、ゴム弾性体の内周に取り付けた内筒金具に路面からの入力が入り、外周に設けたアウタープレートを介して車体側から外力が伝達される（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００４】
そのため、ゴム弾性体には大きな剪断応力が生じ、ゴム弾性体の耐久性の面で問題がある。このような問題に対処するべく、ゴム弾性体と外側金具との間にストッパークッションを介在させて、ゴム弾性体にかかる剪断力を緩和させたものも提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００５】
ところで、このようなストラットマウントに用いられるゴム弾性体は、通常、大入力に対しては高いバネ定数をもつことが望まれる一方、例えば高速走行時の車体振動時に伴うサスペンションの微小な高周波振動に対しては、ショックアブソーバやコイルスプリングにて吸収が困難となるため、それらの振動を吸収ししかも乗り心地を向上させるべく、低い動的バネ定数と高い損失係数（ロスファクタ）をもつことが要求される。そこで、高い静的バネ定数を維持しながら、低いバネ定数及び高い損失係数を同時に両立させるために、特許文献３に記載のストラットマウントでは、ゴム弾性体の外側にゴム弾性体より損失係数が高くかつ低密度の軟質層を積層させている。
【０００６】
しかしながら、特許文献３に記載の発明では、軸方向の端面が平坦形状のゴム弾性体に軟質層を形成しており、バネ定数などのチューニングが難しくなっていた。
【特許文献１】特開２００１−６５６２６号公報
【特許文献２】特開２００１−８２５３０号公報
【特許文献２】特開２００７−１００８８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記事実を考慮して成されたものであり、高い静的バネ定数を維持しながら、低いバネ定数及び高い損失係数を同時に両立させ、容易にチューニングを行うことの可能なストラットマウントを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１に係るストラットマウントは、車体に取り付けられ、内側に収納空間の構成された外側部材と、ショックアブソーバのピストンロッドに取り付けられ、少なくとも一部が前記外側部材の前記収納空間に配置された内側取付部材と、前記内側取付部材に接着されると共に前記収納空間に圧入され、弾性部及び前記弾性部よりも損失係数が高く低密度の低密度部を有する、弾性体と、を備え、前記外側部材は、前記弾性体の前記ピストンロッドの軸方向の移動を規制する規制部を前記弾性体の前記軸方向両外側に有し、前記弾性体の前記弾性部は、前記軸方向に振幅を有する凹凸形状とされ、前記凹凸の頂点が前記低密度部の前記軸方向の最外部よりも前記軸方向の内側に配置されていること、を特徴としている。
【０００９】
このストラットマウントでは、内側取付部材に接着された弾性体が外側部材の内側の収納空間に圧入されている。弾性体は、弾性部及び弾性部よりも損失係数が高く低密度の低密度部を有している。本発明のストラットマウントでは、微小な高周波振動については、軟質かつ低密度であって低い動的バネ定数を持ちしかも高い損失係数を持つ軟質層が吸収する。一方、ショックアブソーバからの大きな外力に対しては、弾性部が適宜変形して吸収する。このように、微小な高周波振動に対しては主に低密度部が変形してその振動を吸収し、大きな外力に対しては、主に比較的高剛性の弾性部が変形してその大きな外力を吸収する。
【００１０】
そして、弾性部は、ピストンロッドの軸方向に振幅を有する凹凸形状とされており、凹凸の頂点が低密度部の前記軸方向の最外部よりも前記軸方向の内側に配置されている。したがって、弾性体は、凹凸のサイズ、形状を変更することにより、容易にバネ定数をチューニングすることができる。また、軸方向の振動入力時に、低密度部が弾性部よりも先に規制部に当たるため、打音を抑制することができる。
【００１１】
本発明の請求項２に係るストラットマウントは、前記弾性部の凹凸が、前記ピストンロッドの軸を中心とした周方向に連続して凹凸が形成される波形とされていること、を特徴としている。
【００１２】
ストラットマウントは、ピストンロッドの軸を中心に振れるため、このように、弾性部の凹凸を周方向の波形とすることにより、径方向に外側部材と線当たりされ、打音をより効果的に抑制することができる。
【００１３】
本発明の請求項３に係るストラットマウントは、前記低密度部が、少なくとも前記弾性部の凹部を埋めるように配置されていること、を特徴としている。
【００１４】
このように、低密度部を弾性部の凹部を埋めるように配置することにより、低密度部の変形量が限界値に近くなる前に、弾性部を規制部に当てることができ、振動を適切に吸収することができる。
【００１５】
本発明の請求項４に係るストラットマウントは、前記低密度部が前記規制部に当接されていること、を特徴としている。
【００１６】
このように、低密度部が規制部に当接されていることにより、打音をより効果的に抑制することができると共に、振動入力の初期から振動を適切に吸収することができる。
【００１７】
本発明の請求項５に係るストラットマウントは、前記低密度部は、予圧縮された状態で前記規制部に当接されていること、を特徴としている。
【００１８】
このように、低密度部が予め予圧縮されて規制部に当接されていることにより、低密度部と規制部との間に隙間が生じにくく、両者に隙間が存することに起因する打音等の異音の発生を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように本発明のストラットマウントによれば、高い静的バネ定数を維持しながら、低いバネ定数及び高い損失係数を同時に両立させ、容易にチューニングを行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態に係るストラットマウントについて図面を参照して説明する。
【００２１】
図１には本発明の実施形態に係るストラットマウント１０が示されている。このストラットマウント１０は、ストラット型サスペンション機構の一部を構成するショックアブソーバを自動車の車体に連結するためのアッパーマウントとして使用される。ショックアブソーバは、ピストンを内蔵したシリンダ部及びピストンに連結されてシリンダ部から外方へ突出したピストンロッド２を備え、このピストンロッド２の外周側にはコイルスプリング３が嵌挿されている。ピストンロッド２の軸方向をＳとする。
【００２２】
車体のフェンダエプロン等にはストラットマウント１０が、ボルト４を介して取り付けられている。ストラットマウント１０にはピストンロッド２が連結されており、これにより、サスペンション機構の一部を構成するショックアブソーバが、ストラットマウント１０を介して車体へ取り付けられる。
【００２３】
ストラットマウント１０は、外側部材２０、内側取付部材３０、及び、弾性体４０を備えている。
【００２４】
内側取付部材３０は、円筒部３２と、円筒部の一端に径方向外側へ拡がるように形成された外フランジ部３４とを有し、中央部には貫通孔３２Ａが構成されている。貫通孔３２Ａにはショックアブソーバのピストンロッド２の先端部が挿通されている。ピストンロッド２の先端部には雄ねじ部２Ａが形成されており、貫通孔３２Ａから突出された雄ねじ部２Ａにナット５がねじ込まれることより、ピストンロッド２が内側取付部材３０に連結されている。内側取付部材３０は、ピストンロッド２の軸方向Ｓと同軸となるように連結されている。
【００２５】
内側取付部材３０の外周には、弾性体４０が形成されている。弾性体４０は、内側取付部材３０の外フランジ部３４を挟み込んで且つ外周を囲むように配置されている。弾性体４０は、下方（ピストンロッド２側）に向かうに従い漸次狭まる略円錐台状に形成されている。弾性体４０の軸方向中央には、内側取付部材３０の円筒部３２よりも大径で、外フランジ部３４の上面から上方へ向かって徐々に大径となるテーパー形状の貫通穴４０Ａが構成されている。なお、弾性体４０の形状は必ずしも円錐台状に形成する必要は無く、円錐の無い円柱状に形成してもよい。弾性体４０は、ゴム弾性部４２及び低密度部４４を備えている。
【００２６】
ゴム弾性部４２は、内側取付部材３０に加硫接着されている。ゴム弾性部４２は、上面及び下面が、軸方向Ｓに振幅を有する波形に形成されている。ここでの波形は、図３に示すように、軸Ｓを中心とする周方向に連続して凹凸が形成される形状とされている。ゴム弾性部４２は、ＮＲ、ＮＲ／ＢＲ、ＳＢＲ、ＮＲ／ＳＢＲ、ＥＰＤＭ、ＩＩＲ、ＣＲ等、ゴム硬度で４０°〜８０°程度の材質で構成することができる。ゴム弾性部４２のバネ定数は、ゴム硬度、上下面に形成された凹凸の高さや大きさ、などの設定により調整することができる。
【００２７】
低密度部４４は、図２に示すように、ゴム弾性部４２の軸方向両端外側に、ゴム弾性部４２の上下面に形成された波形の凹部４２Ｈを埋め、図４に示すように、波形の凸部の頂点４２Ｐよりも軸方向Ｓのさらに外側にその頂点４４Ｐが配置されるような複数の凸形状部の連続で構成されている。ゴム弾性部４２の頂点４２Ｐは、低密度部４４から露出されている。弾性体４０が外側部材２０内の後述する収納空間２６に圧入された際には、低密度部４４の頂点４４Ｐは、後述する外側部材２０の上プレート２４及び底部分２２Ｃに当接され、ゴム弾性部４２の頂点４２Ｐは当接されないように設定されている。低密度部４４としては、ゴム弾性部４２よりも損失係数が高く低密度の材質で、ゴム弾生体４２よりも軟性のもの（ゴム硬度が４０°〜８０°よりも小さいもの）、例えば、発泡性のウレタンや軟質ゴム（発泡ゴムを含む）等を用いることができる。
なお、低密度部４４にウレタンフォームを用いる場合の密度としては、
０．８ｇ／ｃｍ３〜０．０３ｇ／ｃｍ３とすることができ、０．５ｇ／ｃｍ３程度とすることが好ましい。また、低密度部４４にゴムを用いる場合の密度としては、
１．０５ｇ／ｃｍ３〜１．３ｇ／ｃｍ３とすることができ、１．１８ｇ／ｃｍ３程度とすることが好ましい。
低密度の部材は、体積圧縮が可能であること、特に、ゴム部材と組み合わせて（ゴム部材と隣接させて）使用する場合には、ゴム部材が低密度部材を変形させながら低密度部材側へ逃げることができる。したがって、前述のように、ゴム弾性部４２と低密度部４４とを波形で互いに接触させることにより、振動入力による変形の際に多方向へゴム弾性体４２を逃がすことができる。
【００２８】
外側部材２０は、内側取付部材３０と同軸的に配置されており、ボルト４を介して車体に連結されている。外側部材２０は、外筒金具２２及び上プレート２４を備えている。外筒金具２２は、有底筒状の筒部２２Ａとフランジ部２２Ｂで構成されている。筒部２２Ａは、弾性体４０の形状に対応させて、下方に向かうに従い漸次狭まる略円錐台筒状に形成されている。筒部２２Ａの底部分２２Ｃには、内側取付部材３０の円筒部３２よりも大径の穴２２Ｄが構成されている。筒部２２Ａ内には、収納空間２６が構成されている。収納空間２６は、上方が開放され、筒部２２Ａの上端からフランジ部２２Ｂが径方向外側に延出されている。
【００２９】
上プレート２４は、略円板形状に形成され、中心部にピストンロッド２の先端を挿通させる孔２４Ａが構成されている。上プレート２４は、外筒金具２２の収納空間２６の開放側を閉鎖するように、配置されている。
【００３０】
弾性体４０は、収納空間２６に圧入されている。弾性体４０は、軸方向Ｓに予圧縮された状態で底部分２２Ｃ及び上プレート２４に挟み込まれ、低密度部４４が底部分２２Ｃ及び上プレート２４に各々押しつけられた状態で当接されている。一方、ゴム弾性部４２の頂点４２Ｐは底部分２２Ｃ及び上プレート２４とは離間されている。内側取付部材３０の外フランジ部３４は収納空間２６内に配置され、円筒部３２は穴２２Ｄに挿通されている。
【００３１】
上プレート２４は、収納空間２６に弾性体４０が圧入された後、適宜固着手段、例えばその周辺部の複数個所がスポット溶接されることにより、フランジ部２２Ｂに固着されている。上プレート２４及び底部分２２Ｃにより、弾性体４０の軸Ｓ方向の移動が規制される。
【００３２】
フランジ部２２Ｂ及び上プレート２４の外周部にはそれぞれ挿通孔２２Ｈ、２４Ｈが構成され、これらの挿通孔２２Ｈ、２４Ｈに前記ボルト４が挿通されることによって、外側部材２０が車体に連結されている。
【００３３】
ここで、前述したように、弾性体４０は、軸方向Ｓに予圧縮された状態で底部分２２Ｃ及び上プレート２４に挟み込まれているため、未圧縮状態の低密度部４４の軸方向Ｓの長さは、収納空間２６に圧入されている長さよりも長く見込まれている。上下の低密度部４４の予圧縮量は、ストラットマウント１０の使用条件やゴム弾性部４２の硬度、あるいは低密度部４４のバネ定数等に応じて設定されるが、例えば、ショックアブソーバのピストンロッド２から外力を受けて低密度部４４が変形する場合でも、低密度部４４と外側部材２０との間に隙間が生じない程度の予圧縮量に設定することが好ましい。
【００３４】
また、低密度部４４の厚みは、振動の入力による変形量が限界値に近くなる前に（入力荷重に対して変形量が極端に小さくなる前に）、ゴム弾性部４２の波形の凸部の頂点が、底部分２２Ｃ及び上プレート２４に当たって、ゴム弾性部４２の弾性変形を生じさせる程度に設定することが好ましい。
【００３５】
ストラットマウント１０には、図１に示されるように、外側部材２０のフランジ部２２Ｂの下部側に、ベアリング１３が取り付けられている。ベアリング１３の下面には、シリンダ部との間で圧縮状態とされたコイルスプリング３の上端部が当接されている。外側部材２０の下側には、アッパーシート１４が外側部材２０と同軸状に取り付けられており、このアッパーシート１４は穴２２Ｄの内周端と係合している。
【００３６】
上記のように構成されたストラットマウント１０を車体へ取り付ける際には、上プレート２４を介して外筒金具２２のフランジ部２２Ｂを車体の取付部の下面側へ突き当て、この状態で、下側からボルト４をフランジ部２２Ｂの挿通孔２２Ｈ、上プレート２４の挿通孔２４Ｈ及び車体の挿通穴へ挿通し、このボルト１０の先端部にナットを所定の締結トルクが発生するまでねじ込む。これにより、ストラットマウント１０を車体の取付部へ締結固定し、このストラットマウント１０を介してショックアブソーバを車体へマウントさせることができる。
【００３７】
次に、上記のように構成されたストラットマウント１０の作用を説明する。
【００３８】
本実施形態のストラットマウント１０では、ゴム弾性部４２の上下面にそれぞれ低密度部４４を設けており、この低密度部４４をゴム弾性部４２より損失係数が高くかつ低密度としている。その結果、低密度部４４は、ゴム弾性部４２より損失係数が高くかつ動的バネ定数が低くなっている。したがって、高速走行時等に生じがちな、ピストンロッド２からストラットマウント１０へ入力する微小な高周波振動を、低密度部４４が適宜変形することによって効果的に吸収することができる。
【００３９】
一方、車両が縁石等の段差を乗り越える等に起因してショックアブソーバのピストンロッド２からストラットマウント１０への入力荷重が突発的に大きくなる場合には、高剛性のゴム弾性部４２が適宜変形してその大きな入力荷重を吸収する。
【００４０】
この場合のピストンロッド２の軸方向に沿った変位量と入力荷重との関係を図９に示す。図９において、横軸にはピストンロッド２の軸方向に沿った変位量、縦軸にはピストンロッド２からストラットマウント１０への入力荷重をとっている。この図において、２点鎖線Ａは、上下面が平坦形状のゴム弾性部のみを弾性体として内側取付部材３０と外側部材２０との間に介在させた従来のストラットマウントの特性を示し、破線Ｂは、発泡性ウレタン（低密度部）を弾性体として内側取付部材３０と外側部材２０との間に介在させた場合のストラットマウントの特性を示している。本実施形態のように、弾性体４０をゴム弾性部４２と低密度部４４とを組み合わせ、かつ、ゴム弾性部４２の上下面を波形形状とすることにより、２点鎖線Ａと破線Ｂとで囲まれた範囲Ｐ内で、高い自由度をもってストラットマウントをチューニングすることができる。
【００４１】
なお、本実施形態では、弾性体４０のゴム弾性部４２を低密度部４４から露出させたが、露出させず、低密度部で軸方向Ｓの両側を覆ってもよい。この場合には、図５に示すように、軸Ｓ方向の外側端面を平坦形状とした低密度部４７Ａとしてもよいし、図６に示すように、軸Ｓ方向の外側を波形形状とした低密度部４７Ｂとしてもよい。特に、低密度部を凹凸形状とすることにより、低密度部のバネ定数も凹凸形状を変更することにより調整することができる。
【００４２】
また、本実施形態では、ゴム弾性部４２の凹凸は軸Ｓを中心とする周方向に連続して凹凸が形成される波形としているが、図７に示すように、径方向に連続する凹凸形状としてもよい。
【００４３】
また、本実施形態では、ゴム弾性部４２の周端面が低密度部４４で覆われていない例について説明したが、図８に示すように、ゴム弾性部４２の周端面を低密度部４４で覆って、低密度部４４を外筒金具２２の筒部２２Ａに圧入した構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施形態に係るストラットマウントを示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係るストラットマウントの弾性体の側面図である。
【図３】本発明の実施形態に係るストラットマウントの弾性体の上面図である。
【図４】本発明の実施形態に係るストラットマウントの弾性体の周方向の展開図である。
【図５】本発明の実施形態に係るストラットマウントの弾性体の変形例の周方向の展開図である。
【図６】本発明の実施形態に係るストラットマウントの弾性体の他の変形例の周方向の展開図である。
【図７】本発明の実施形態に係るストラットマウントの弾性体の他の変形例の斜視断面図である。
【図８】本発明の実施形態に係るストラットマウントの変形例を示す断面図である。
【図９】本発明の実施形態のストラットマウントの特性を示す図である。
【符号の説明】
【００４５】
２     ピストンロッド
１０   ストラットマウント
２０   外側部材
２２   外筒金具
２４   上プレート
２６   収納空間
３０   内側取付部材
３２   円筒部
３４   外フランジ部
４０   弾性体
４２   ゴム弾性部
４２Ｈ 凹部
４２Ｐ 頂点
４４Ｐ 頂点
４４   低密度部
４７Ａ 低密度部
４７Ｂ 低密度部
Ｓ     軸
【図１】
2010090995.tif 000003
【図２】
2010090995.tif 000004
【図３】
2010090995.tif 000005
【図４】
2010090995.tif 000006
【図５】
2010090995.tif 000007
【図６】
2010090995.tif 000008
【図７】
2010090995.tif 000009
【図８】
2010090995.tif 000010
【図９】
2010090995.tif 000011