(57)【要約】【課題】  重量を増加させることなく軌道輪及びカバー部材の変形を抑制することで、コイルスプリングを適切に支持することができるストラット用スラスト軸受及びストラット用スラスト軸受装置を提供する。【解決手段】  本発明のストラット用スラスト軸受装置１０において、円環状の第二の軌道輪１２は、内周側の端部１２ｃを軸方向下方に折り曲げて形成された補強リブ部１２ｄを有している。【選択図】      図２
2006162019.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円環状の第一の軌道輪と、
この第一の軌道輪の軸方向に対向配置された円環状の第二の軌道輪と、
前記両軌道輪の間に転動自在に配置された複数の転動体と、
を備えたストラット用スラスト軸受において、
前記両軌道輪のうち少なくともいずれか一方の軌道輪は、内周側及び外周側の端部の少なくともいずれか一方を曲げて形成された補強リブ部を有していることを特徴とするストラット用スラスト軸受。
【請求項２】
円環状の第一の軌道輪と、
この第一の軌道輪の軸方向に対向配置された円環状の第二の軌道輪と、
前記両軌道輪の間に転動自在に配置された複数の転動体と、
前記軌道輪よりも剛性の低い材料で形成されているとともに、前記軌道輪をカバーするカバー部材と、
を備えたストラット用スラスト軸受装置において、
前記両軌道輪のうち少なくともいずれか一方の軌道輪は、内周側及び外周側の端部の少なくともいずれか一方を曲げて形成された補強リブ部を有していることを特徴とするストラット用スラスト軸受装置。
【請求項３】
前記カバー部材は、車輪からの衝撃を吸収するコイルスプリングの荷重を受け止めるように構成されていることを特徴とする請求項２記載のストラット用スラスト軸受装置。
【請求項４】
前記補強リブ部は、ほぼ軸方向に折り曲げられていることを特徴とする請求項２又は３に記載のストラット用スラスト軸受装置。
【請求項５】
前記補強リブ部は、前記カバー部材と接触するように設けられていることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載のストラット用スラスト軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等の車両のストラット型サスペンションに用いられるストラット用スラスト軸受及びストラット用スラスト軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車等の車両の操舵輪に用いられるサスペンションとしては、ストラット型サスペンションが多用されている。このストラット型サスペンションは、車輪からの衝撃を吸収するコイルスプリングを備えた柱状のストラットを有している。
このストラットは、例えば特許文献１に記載されているように、その上端部には、車両側に固定されるストラットアッパープレート（アッパーマウント）と、このストラットアッパープレートの下方に配置されて前記コイルスプリングの上端と当接してこのコイルスプリングからの荷重を受け止める金属製のスプリングアッパーカバーと、が取り付けられている。前記ストラットアッパープレートと前記スプリングアッパーカバーとの間には、スラスト軸受が装着されている。このスラスト軸受は、鋼板からプレス成形された円環状の第一の軌道輪と、この第一の軌道輪の軸方向下方に対向配置されるとともに鋼板からプレス成形された円環状の第二の軌道輪と、前記両軌道輪の間に転動自在に配置された複数の転動体と、両軌道輪をそれぞれカバーする上、下カバーを有しており、スプリングアッパーカバー及び前記コイルスプリングをストラットアッパープレート（車両）に対して揺動可能に支持することで、車輪を操舵できるように構成されている。
【０００３】
また近年、自動車等は、燃費性能向上等の省エネルギー化の観点から、車両全体としての軽量化が要求されており、これに搭載されるサスペンションにおいても、より一層の軽量化が求められていた。
そこで、ストラット型サスペンションの軽量化を目的として、前記スラスト軸受の第二の軌道輪の下面に取り付けられた下カバーに、前記コイルスプリングの上端が当接し前記コイルスプリングを受け止めるシート面を形成することによって、前記スプリングアッパーカバーと前記スラスト軸受とを一体に構成したストラット用スラスト軸受装置を用いたストラットも考案されている。
このようなストラット用スラスト軸受装置は、前記スプリングアッパーカバーを廃した構成とすることができるので、ストラットの部品点数を削減し、ストラット型サスペンションの軽量化とともに小型化を実現していた。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１３２７６１号公報（第５頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記特許文献１に記載されたスラスト軸受は、前記コイルスプリングからの荷重によって車両側に押し付けられており、車両の走行状態によってはこのスラスト軸受には過大な軸方向の荷重が作用する場合があり、この荷重によって、前記両軌道輪に変形が生じる場合があった。
また、スプリングアッパーカバーと前記スラスト軸受とを一体に構成されたストラット用スラスト軸受装置においては、前記コイルスプリングは、前記シート面に対してその上端面が周方向に一様に接触しないので、当該ストラット用スラスト軸受装置には、前記コイルスプリングによって周方向に不均一な偏荷重が作用する。そしてこの偏荷重によって、当該ストラット用スラスト軸受装置には、スラスト方向の変形が周方向に不均一に生じ、両軌道輪にも同様の変形が生じる場合があった。特に、前記カバー部材が樹脂からなるものである場合は、カバー部材自体の剛性が低いものであるため、変形し易く、このカバー部材に生ずる変形によって、第二の軌道輪の変形が誘引される場合もあった。
【０００６】
上記のように前記両軌道輪に変形が生じると、当該ストラット用スラスト軸受装置は、両軌道輪及び転動体との間のスムーズな動きが阻害され、その回転トルクが上昇する等、コイルスプリングを車両に対して適切に支持することができなくなる恐れがあった。
これに対して、前記両軌道輪及び前記カバー部材の厚みを増やして剛性を高めることが考えられるが、この場合、重量の増加や、スラスト軸受装置自体の厚みが増加してしまい、当該ストラット用スラスト軸受装置を車両に搭載することによる軽量化等のメリットが損なわれてしまう。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、重量をほとんど増加させることなく軌道輪及びカバー部材の変形を抑制することで、コイルスプリングを適切に支持することができるストラット用スラスト軸受及びストラット用スラスト軸受装置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】
本発明は、円環状の第一の軌道輪と、この第一の軌道輪の軸方向に対向配置された円環状の第二の軌道輪と、前記両軌道輪の間に転動自在に配置された複数の転動体と、を備えたストラット用スラスト軸受において、前記両軌道輪のうち少なくともいずれか一方の軌道輪は、内周側及び外周側の端部の少なくともいずれか一方を曲げて形成された補強リブ部を有していることを特徴としている。
【０００９】
上記のように構成されたストラット用スラスト軸受によれば、前記軌道輪は、その端部を曲げることにより形成された補強リブ部を有しているので、大きな重量増加を招くことなく当該軌道輪の剛性を高めることができる。
【００１０】
また、本発明は、円環状の第一の軌道輪と、この第一の軌道輪の軸方向に対向配置された円環状の第二の軌道輪と、前記両軌道輪の間に転動自在に配置された複数の転動体と、前記軌道輪よりも剛性の低い材料で形成されているとともに、前記軌道輪をカバーするカバー部材と、を備えたストラット用スラスト軸受装置において、前記両軌道輪のうち少なくともいずれか一方の軌道輪は、内周側及び外周側の端部の少なくともいずれか一方を曲げて形成された補強リブ部を有していることを特徴としている。
【００１１】
上記のように構成されたストラット用スラスト軸受装置によれば、前記軌道輪は、その端部を曲げることにより形成された補強リブ部を有しているので、大きな重量増加を招くことなく当該軌道輪の剛性を高めることができる。
さらに、前記補強リブ部によって剛性が高められた軌道輪は、当該軌道輪をカバーしている前記カバー部材を補強する補強部材として作用し、その結果、前記カバー部材の剛性を高めることができる。
【００１２】
上記ストラット用スラスト軸受装置において、前記カバー部材は、車輪からの衝撃を吸収するコイルスプリングの荷重を受け止めるように構成されていることが好ましい。この場合、上述のように前記軌道輪及び前記カバー部材の剛性が高めることができるので、前記コイルスプリングからの偏荷重を受けたとしても、軌道輪及びカバー部材のスラスト方向の変形を抑制することができ、コイルスプリングを適切に支持することができる。
【００１３】
上記ストラット用スラスト軸受装置において、前記補強リブ部は、ほぼ軸方向に折り曲げられていることが好ましい。この場合、前記補強リブ部は、当該ストラット用スラスト軸受装置に作用する荷重の方向に対してほぼ平行に形成されるので、当該軌道輪の剛性をより高めることができる。
【００１４】
上記ストラット用スラスト軸受装置において、前記補強リブ部は、前記カバー部材と接触するように設けられていることが好ましい。この場合、前記補強リブ部を有する前記軌道輪は、前記カバー部材との接触面積を増すことができる。従って、前記カバー部材を補強する補強部材としての作用が高められ、前記カバー部材の剛性をより高めることができる。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように、本発明のストラット用軸受及びストラット用スラスト軸受装置によれば、大きな重量増加を招くことなく軌道輪及びカバー部材の剛性を高めることができるので、外部からの荷重を受けたとしても、これらの変形を抑制することができ、コイルスプリングを適切に支持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
次に、本発明のストラット用スラスト軸受装置に係る実施形態について添付図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明では、自動車の操舵輪のストラット型サスペンションのストラットに本発明を適用した場合を例示して説明する。
【００１７】
図１は、本発明の一実施形態であるストラット用スラスト軸受装置を用いたストラット上端部の部分断面図である。図１中、ストラット５１は、車輪からの衝撃を吸収するコイルスプリング５３を備えた柱状のサスペンション構成部材であり、その上端部には、車両側に固定されるアッパーマウント５２と、このアッパーマウント５２の下面に当接するとともにコイルスプリング５３の上端と当接してコイルスプリング５３からの荷重を受け止めるストラット用スラスト軸受装置１０と、を有している。
図２は、図１中のストラット用スラスト軸受装置１０を拡大した断面図である。
ストラット用スラスト軸受装置１０は、アッパーマウント５２と、車輪からの衝撃を吸収するコイルスプリング５３との間に配置されており、円環状の第一の軌道輪１１と、この第一の軌道輪１１の軸方向下方側に対向配置された円環状の第二の軌道輪１２と、これらの間に転動自在に配置された転動体としての複数の玉１３と、第一の軌道輪１１の上面を覆うように一体に取り付けられた円環状の樹脂からなる第一カバー部材１４と、第二の軌道輪１２の下面を覆うように一体に取り付けられた円環状の樹脂からなる第二カバー部材１５と、を有している。
【００１８】
第一の軌道輪１１は、鋼板からプレス成形されており、下面側には玉１３が転動する軌道１１ａが形成されている。この第一の軌道輪１１は、外周側の端部１１ｂを曲げることにより形成された第一の補強リブ部１１ｃと、内周側の端部１１ｄを曲げることにより形成された第二の補強リブ部１１ｅと、を有している。これら両補強リブ部１１ｃ，１１ｅは、第一の軌道輪１１の内周側及び外周側の端部を曲げて形成されており、例えば、軌道１１ａを形成するために曲げられた屈曲部１１ｆにより形成される部分は、補強リブ部には含まれない。
また、第一の軌道輪１１の上面をカバーする第一カバー部材１４は、鋼板よりも剛性の低い樹脂等を用いて成形されており、第一の軌道輪１１の上面に沿うように、第一の軌道輪１１と一体に取り付けられている。第一カバー部材１４の上面は、ほぼ平らに形成されて、アッパーマウント５２の下面５２ａに当接しており、当該ストラット用スラスト軸受装置１０がコイルスプリング５３によって受ける荷重によってこの第一カバー部材１４の上面はアッパーマウント５２に対して押し付けられている。また、第一カバー部材１４は、その内周側に軸方向下方に延びる筒部１４ａを有している。この筒部１４ａの内周面にはアッパーマウント５２の円筒部５２ｂが挿嵌されており、第一カバー部材１４はアッパーマウント５２に対して固定されている。すなわち、第一の軌道輪１１は、一体に取り付けられた第一カバー部材１４を介してアッパーマウント５２に固定されている。
【００１９】
第二の軌道輪１２は、第一の軌道輪１１と同様に鋼板からプレスによって成形されており、上面側には玉１３が転動する軌道１２ａが形成されている。この第二の軌道輪１２と、第一の軌道輪１１と、玉１３とは、スラスト玉軸受を構成しており、この軌道１２ａと軌道１１ａとは、玉１３に対する接触角が所定の値となるように設定されている。また、玉１３は、保持器１６によって、両軌道１１ａ，１２ａに沿って等間隔に配置されている。
第二の軌道輪１２は、内周側の端部１２ｃをほぼ軸方向下方側に折り曲げて円筒状に延びるように形成された第三の補強リブ部１２ｄを有している。この第三の補強リブ部１２ｄは、第二の軌道輪１２の内周側の端部１２ｃを曲げて形成されており、例えば、軌道１２ａを形成するために曲げられた屈曲部１２ｅ，１２ｆ，１２ｇにより形成される部分は、補強リブ部には含まれない。
また、このような第三の補強リブ部１２ｄを含む第二の軌道輪１２は、第二カバー部材１５の内周側上端部を覆うように接しつつ一体に取り付けられている。
【００２０】
第二カバー部材１５は、第一カバー部材１４と同様の樹脂等から成形されており、上述したように、第二の軌道輪１２の下面に沿うようにして、第二の軌道輪１２と一体に取り付けられている。この第二カバー部材１５は、その内周側に軸方向下方に延びる筒部１５ａを有している。第二カバー部材１５の下面にはほぼ平面に形成された平面部１５ｂを有しており、この平面部１５ｂと筒部１５ａの外周面との間には、これらを滑らかな凹曲面で繋いだ曲面部１５ｃが形成されている。そして、この曲面部１５ｃと平面部１５ｂとは、コイルスプリング５３の上端が当接しているシート面１５ｄを構成している。
【００２１】
このようにして、ストラット用スラスト軸受装置１０は、車両に固定されたアッパーマウント５２とコイルスプリング５３との間に配置されて、コイルスプリング５３からの荷重をシート面１５ｄで受け止めつつコイルスプリング５３を車両に対して揺動可能に支持している。
【００２２】
以上のように構成された本実施形態によれば、ストラット用スラスト軸受装置１０の両軌道輪１１，１２は、その端部を折り曲げることにより形成された補強リブ部１１ｂ，１１ｃ，１２ｄを有しているので、大きな重量増加を招くことなく両軌道輪１１，１２の剛性を高めることができる。
また、補強リブ部１２ｄによって剛性が高められた第二の軌道輪１２は、この第二の軌道輪１２の下面をカバーしている第二カバー部材１５を補強する補強部材として作用し、その結果、第二カバー部材１５は補強されてその剛性を高めることができる。
さらに、補強リブ部１２ｄは、樹脂により成形された第二カバー部材１５と接しつつ軸方向下方に延びるように形成されているので、第二の軌道輪１２と第二カバー部材１５との接触面積を増すことができる。これによって、第二の軌道輪１２が第二カバー部材１５を補強する補強部材としての作用が高められ、第二カバー部材１５の剛性をより高めることができる。
補強リブ部は、内周側もしくは外周側の端部を曲げて形成されていればよいが、この補強リブ部の方向は、軸方向に対して、０°〜１０°の範囲に設定されていることが好ましく、さらに、軸方向に対して０°すなわち本実施形態の第三の補強リブ部１２ｄのように軸方向にほぼ平行に形成されていることがより好ましい。
この場合、補強リブ部１２ｄは、ストラット用スラスト軸受装置１０に作用するコイルスプリング５３からの荷重の方向に対してほぼ平行に形成される。これによって、第二の軌道輪１２の剛性をより高めることができる。
【００２３】
以上のように、両軌道輪１１，１２及び第二カバー部材１５は、大きな重量増加を招くことなく、その剛性を高めることができる。従って、コイルスプリング５３からの偏荷重がストラット用スラスト軸受装置１０に作用したとしても、これらのスラスト方向の変形を抑制することができ、当該ストラット用スラスト軸受装置１０は、コイルスプリング５３を適切に支持することができる。
【００２４】
次に、本発明者が、ストラット用スラスト軸受装置１０に荷重が作用した際の変形量を、ＦＥＭ解析によって検証した結果について説明する。実施例の解析モデルとしては、上記の本実施形態で示したストラット用スラスト軸受装置１０、比較例の解析モデルとしては、図３に示す補強リブ部を有しない第二の軌道輪を備えたスラスト軸受装置を採用した。そして、これらの解析モデルについて、車載時にコイルスプリング５３からの荷重が作用した状態を想定してＦＥＭ解析を行うことで解析モデルを変形させ、その変形状態を数値化して両者を比較した。
【００２５】
図４は、ＦＥＭ解析を行った結果、変形した状態として得られた解析モデルの一例を示す図である。図中、線Ａは、コイルスプリングが当接して変形状態にある環状のシート面に対して最小二乗法を適用して求めた基準平面を示している。そして、この基準平面と変形状態にあるシート面との上下方向（スラスト方向）の変位を全周に渡って積算し、この積算値を当該解析モデルの変形量（たわみ量）とすることで、変形状態を数値化した。
【００２６】
その結果、実施例の解析モデルから算出されたたわみ量は、７．１ｍｍであり、一方、比較例の解析モデルから算出されたたわみ量は、８．２ｍｍ以上であった。このように、実施例の解析モデルによるたわみ量は、比較例と比較して小さくなるということが判った。
以上の解析モデルに基づいて算出されたたわみ量の比較結果から、本実施形態のスラスト軸受装置は、軌道輪に補強リブ部を設けることによって、その剛性を向上させ、スラスト方向の変形を抑制できることを確認できた。
【００２７】
なお、本発明は上記実施形態のみに限定されるものではない。例えば、上記実施形態の第一の軌道輪１１の補強リブ部１１ｅは、軸方向下方側に曲げられているが、軸方向上方側に曲げたものとしても良い。また、第二の軌道輪の外周側の端部に補強リブ部を形成してもよい。また、両軌道輪と玉とによって構成されたスラスト軸受の構成や、両軌道輪及びカバー部材の材質、形状等は、本発明の趣旨に基づいて適宜変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施形態であるストラット用スラスト軸受装置を用いたストラット上端部の部分断面図である。
【図２】図１中のストラット用スラスト軸受装置１０を拡大した断面図である。
【図３】比較例のストラット用スラスト軸受装置を示した部分断面図である。
【図４】ストラット用スラスト軸受装置についてＦＥＭ解析を行った結果、変形した状態として得られた解析モデルの一例を示す図である。
【符号の説明】
【００２９】
１０    ストラット用スラスト軸受装置
１１    第一の軌道輪
１１ｂ，１１ｄ  端部
１１ｃ  第一の補強リブ部
１１ｅ  第二の補強リブ部
１２    第二の軌道輪
１２ｃ  端部
１２ｄ  第三の補強リブ部
１３    玉（転動体）
１４    第一カバー部材
１５    第二カバー部材
【図１】
2006162019.tif 000003
【図２】
2006162019.tif 000004
【図３】
2006162019.tif 000005
【図４】
2006162019.tif 000006