本发明涉及夹装在悬架装置的螺旋弹簧与弹簧座之间的弹簧座橡胶。
背景技术：
例如，在专利文献1中公开有配置于车辆的悬架装置、且防止振动和噪音经由螺旋弹簧传递到车身的弹簧座橡胶。
该弹簧座橡胶由圆筒部、和从圆筒部的上端部朝向径向外侧伸出的凸缘构成。另外，作为弹簧座橡胶的材质，可以列举天然橡胶、丁二烯橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶、聚氨酯橡胶等橡胶材料。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第4117787号公报
技术实现要素：
然而，专利文献1所公开的弹簧座橡胶仅由橡胶材料构成而丝毫没有被加强，因此，例如在被付与了螺旋弹簧的横向力时，向与轴垂直的方向的位移量会变大。由此，弹簧荷载变得不稳定而车辆的乘坐舒适性有可能会降低。
本发明是鉴于上述方面而研发的，其目的在于提供一种即使在被付与了弹簧横向力的情况下也能够抑制向与轴垂直的方向的位移量并提高刚性的弹簧座橡胶。
为了实现上述目的，本发明是一种夹装在悬挂于悬架装置的螺旋弹簧、与支承上述螺旋弹簧的弹簧座之间的弹簧座橡胶，上述弹簧座橡胶的特征在于，具有由聚氨酯构成的弹性部件、和内包于上述弹性部件的嵌入部件，上述嵌入部件具有在上述螺旋弹簧的截面中心与上述弹簧座之间沿着上述弹簧座橡胶的径向延伸的第1延伸部、和在上述螺旋弹簧的截面中心与上述弹簧座之间沿着上述弹簧座橡胶的轴向延伸的第2延伸部。
发明效果
在本发明中，能够得到即使在被付与了弹簧横向力的情况下也可抑制向与轴垂直的方向的位移量并提高刚性的弹簧座橡胶。
附图说明
图1是组入了本发明的实施方式的弹簧座橡胶的悬架装置的概略结构剖视图。
图2是上部弹簧座及上部弹簧座橡胶的剖视放大图。
图3是嵌入到上部弹簧座橡胶的内部的嵌件环的局部剖切立体图。
图4是图2的a部剖视放大图。
图5的(a)是表示本发明人研究出的比较例的上部弹簧座橡胶的构造的剖视图，图5的(b)是对比较例的上部弹簧座橡胶付与的面压力的分布图，图5的(c)是对本实施方式的上部弹簧座橡胶付与的面压力的分布图。
图6是适用了变形例的弹簧座橡胶的上部弹簧座橡胶及上部弹簧座的剖视放大图。
图7是图6的b部剖视放大图。
图8的(a)是具有进行螺旋弹簧的止转的肋的下部弹簧座橡胶的局部放大俯视图，图8的(b)是沿着图8的(a)的viii-viii线的剖视放大图。
附图标记说明
10悬架装置
14螺旋弹簧
20上部弹簧座(弹簧座)
22下部弹簧座(弹簧座)
24、70上部弹簧座橡胶(弹簧座橡胶)
26下部弹簧座橡胶(弹簧座橡胶)
36弹性部(弹性部件)
38、72嵌件环(嵌入部件)
62第1延伸部
64第2延伸部
74径向外端
76第3延伸部
80肋
o截面中心
具体实施方式
接下来，一边参照适当附图一边详细地说明本发明的实施方式。图1是组入了本发明的实施方式的弹簧座橡胶的悬架装置的概略结构剖视图。
如图1所示，悬架装置10经由未图示的安装托架而与车轮侧(左右后车轮)连结。该悬架装置10构成为具有：经由未图示的其他安装托架而与车身侧连结的减震器12；和沿着减震器12的轴向悬挂的螺旋状的螺旋弹簧(悬架弹簧)14。
此外，在本实施方式中，例示了螺旋弹簧14在减震器12的外径侧与减震器12大致同轴地悬挂的情况，但并不限定于此。例如，也包含减震器12和螺旋弹簧14分别独立地排列设置的情况。
减震器12具有由圆筒体构成的外管16、和上部侧的一部分从外管16向外部露出的活塞杆18。在活塞杆18的上端设有与螺纹部螺合的紧固螺母19。
减震器12如众所周知那样以通过螺旋弹簧14的弹簧力来吸收车辆从路面受到的冲击力的方式进行伸缩动作。减震器12发挥如下功能：在伴随着该伸缩动作而产生未图示的活塞的上下方向位移时，通过设在活塞上的活塞阀机构、和/或设在未图示的缸上的未图示的阀机构等所产生的衰减力来抑制伸缩动作。
另外，悬架装置10具有：配置在减震器12的上侧的上部弹簧座20；配置在减震器12的下侧的下部弹簧座22；和悬挂在上部弹簧座20与下部弹簧座22之间的螺旋弹簧14。此外，在本实施方式中，分别分体地构成安装有减震器12的车身架(例如后侧车架)和上部弹簧座20，但并不限定于此。例如，也可以是在车身架的下表面上一体地构成上部弹簧座20。
而且，悬架装置10具有支承在上部弹簧座20上且保持螺旋弹簧14的上端部(一端部)的上部弹簧座橡胶(弹簧座橡胶)24、和支承在下部弹簧座22上且保持螺旋弹簧14的下端部(另一端部)的下部弹簧座橡胶(弹簧座橡胶)26。此外，上部弹簧座橡胶24及下部弹簧座橡胶26分别以大致相同的构造对称地配置，因此在后述中详细地说明上部弹簧座橡胶24，省略下部弹簧座橡胶26的说明。
螺旋弹簧14的上端部(安装定位圈)经由上部弹簧座橡胶24而支承在上部弹簧座20上，并且螺旋弹簧14的下端部(安装定位圈)经由下部弹簧座橡胶26而支承在下部弹簧座22上。
在上部弹簧座20的下方侧配置有与活塞杆18卡定的防撞带橡胶(bumpstraprubber)28、和能够经由波纹部沿着活塞杆18的轴向伸缩地设置的防尘罩30。
图2是上部弹簧座及上部弹簧座橡胶的剖视放大图，图3是嵌入到上部弹簧座橡胶的内部的嵌件环的局部剖切立体图，图4是图2的a部剖视放大图。
上部弹簧座20由金属材料构成，将圆板部32和筒状部34一体地构成。位于上侧的圆板部32的上表面形成为平坦面的圆板状。位于下侧的筒状部34形成为从圆板部32的下表面32a朝向下方(减震器12侧)突出的大致圆筒状。
上部弹簧座橡胶24构成为具有由聚氨酯橡胶形成的环状的弹性部36、和通过嵌件成型等而嵌入到弹性部36内部的环状的嵌件环38。此外，弹性部36作为“由聚氨酯构成的弹性部件”而发挥功能，嵌件环38作为“内包于弹性部件的嵌入部件”而发挥功能。
在弹性部36上设有以内周面保持作为螺旋弹簧14的螺旋状线圈的一部分的上端部(安装定位圈)的弹簧保持部40。弹簧保持部40由截面圆弧状的弯曲面形成。
如图3所示，嵌件环38具有：环状且大致平坦的环上表面42；与环上表面42相对的环状且大致平坦的环下表面44；将环上表面42的周缘和环下表面44的周缘相连的被倒角的周缘面46；和与环上表面42的内径侧连续且朝向中心逐渐缩径的环斜面48。
而且，嵌件环38具有：从环斜面48朝向下方以大致相同的直径延伸的环内径面50；与环下表面44连续且从环下表面44朝向下方以外径逐渐缩径的方式延伸的环外径面52；以及将环内径面的下端和环外径面的下端相连的环下端弯曲面54。此外，在环上表面42与环斜面48之间形成有环状的第1棱线部56，在环斜面48与环内径面50之间形成有环状的第2棱线部58。
嵌件环38由树脂材料构成，将环主体部60、第1延伸部62和第2延伸部64一体地构成。此外，也可以由金属材料构成嵌件环38。
如图2及图4所示，第1延伸部62在螺旋弹簧14的截面中心o与上部弹簧座20的圆板部32的下表面32a之间以沿着上部弹簧座橡胶24的径向延伸的方式形成。换言之，第1延伸部62由环上表面42、环下表面44及周缘面46构成，在与上部弹簧座橡胶24的轴向(轴线t方向)正交的方向上，以与圆板部32的下表面32a大致平行地延伸的方式形成。
如图2及图4所示，第2延伸部64在螺旋弹簧14的截面中心o与上部弹簧座20的筒状部34的外周面34a之间以沿着上部弹簧座橡胶24的轴向(轴线t方向)延伸的方式形成。换言之，第2延伸部64由环内径面50、环外径面52及环下端弯曲面54构成，以与轴线t大致平行地延伸的方式形成。
另外，第2延伸部64构成为在轴线t方向上以绕着被付与横向力的螺旋弹簧14的截面中心o的方式延伸。另外，位于嵌件环38的最下端的环下端弯曲面54在轴线t方向上处于超过了螺旋弹簧14的截面中心o的位置。
如图4所示，第1延伸部62的最大壁厚s1比第2延伸部64的最大壁厚尺寸s2小(s1<s2)。通过与第1延伸部62相比增大第2延伸部64的壁厚，来增大针对横向力的刚性/强度而防止挠曲。另外，通过与第2延伸部64相比减小第1延伸部62的壁厚，能够有助于螺旋弹簧14的上下方向的伸缩动作。
组入了本实施方式的弹簧座橡胶的悬架装置10基本如以上那样构成，接下来说明其作用效果。
在本实施方式中，在由聚氨酯橡胶构成的弹性部36的内部嵌入(内包)有嵌件环38。该嵌件环38同时具有在螺旋弹簧14的截面中心o与上部弹簧座20的圆板部32的下表面32a之间沿着上部弹簧座橡胶24的径向延伸的第1延伸部62、和在螺旋弹簧14的截面中心o与上部弹簧座20的筒状部34的外周面34a之间沿着上部弹簧座橡胶24的轴向(轴线t方向)延伸的第2延伸部64双方。
另外，在作为上部弹簧座橡胶24而使用了聚氨酯橡胶的情况下，设定成螺旋弹簧14的动态弹簧常数变低，由此能够在螺旋弹簧14的固有振动频率(约60hz左右的频率)附近防止因喘振(surging)引起的车辆的乘坐舒适性(平稳乘坐区域和道路噪音传递性能)降低。但是，聚氨酯橡胶经受不起加水分解，由于被聚氨酯橡胶自身吸收的水(水分)而经年变化大，耐久性有可能会降低。
因此，在本实施方式中，例如在弹性部36的聚氨酯橡胶吸收了水(水分)的情况下，通过第1延伸部62及第2延伸部64将从螺旋弹簧14输入的上下方向、车辆前后方向及左右方向(车宽方向)的荷载均匀地传递到上部弹簧座橡胶24，由此能够排出水(水分)。具体地说，从螺旋弹簧14输入的左右方向(车宽方向)及车辆前后方向的荷载通过第1延伸部62而被传递，并且上下方向及车辆前后方向的荷载通过第2延伸部64而被传递，由此能够排出水(水分)。
其结果为，在本实施方式中，能够从由聚氨酯橡胶形成的弹性部36提高水(水分)的排出性，从而能够抑制作为聚氨酯橡胶的课题的加水分解(反应物与水反应而分解成生成物的反应)而提高耐久性(耐水性)。
另外，在作为上部弹簧座橡胶24而使用了聚氨酯橡胶的情况下，由于来自螺旋弹簧14的输入荷载，就位于聚氨酯橡胶的螺旋弹簧14的与轴垂直的方向的安装定位圈也同时以下降的方式位移，针对螺旋弹簧14的横向力的保持性有可能会降低。而且，若上部弹簧座橡胶24自身的弹簧常数低则上部弹簧座橡胶24的变形量变大，由于螺旋弹簧14的安装定位圈的面压力偏斜而末端会倾斜，产生的横向力自身也会增大，因此螺旋弹簧14容易向与轴垂直的方向位移而操纵稳定性能有可能会降低。
因此，在本实施方式中，设为通过嵌件环38的第2延伸部64来承接螺旋弹簧14的横向力的构造，由此能够抑制向与轴垂直的方向的位移量并提高刚性。换言之，通过使嵌件环38作为上部弹簧座橡胶24的加强部件而发挥功能，能够抑制向与轴垂直的方向的位移量并提高刚性。另外，经由嵌件环38的第1延伸部62而向聚氨酯橡胶(弹性部36)传递轴向(轴线t方向)的荷载，因此能够使面压力均匀化(参照后述的图5的(c))，能够抑制因荷载偏斜导致的螺旋弹簧14的安装定位圈的倾斜，从而减小产生的横向力自身。其结果为，在本实施方式中，能够保持将螺旋弹簧14的轴向的动态弹簧常数维持得低的状态地抑制与轴垂直的方向的位移，从而能够同时提高与轴垂直的方向的刚性和操纵稳定性。
而且，在本实施方式中，通过在由聚氨酯橡胶构成的弹性部36的内部嵌入嵌件环38，而能够将付与到聚氨酯橡胶的面压力以在周向上低的状态大致均匀化，从而能够抑制作为聚氨酯橡胶的课题的疲劳、和因起泡部分的破裂导致的动态弹簧常数的增大。
图5的(a)是表示本发明人研究出的比较例的上部弹簧座橡胶的构造的剖视图，图5的(b)是对比较例的上部弹簧座橡胶付与的面压力的分布图，图5的(c)是对本实施方式的上部弹簧座橡胶付与的面压力的分布图。此外，在面压力分布图中，以网点的浓淡示出被付与的面压力的高低，分别示出网点密集而黑色浓的部分是面压高的部分，网点淡的部分是面压低的部分。
本发明人研究出的比较例的上部弹簧座橡胶rub仅由聚氨酯橡胶构成，在没有嵌入嵌件环38的方面上与本实施方式不同。
如图5的(b)所示，在比较例中，在被付与了螺旋弹簧14的横向力g时，在位于上部侧的黑色的圆弧状部分中面压力变得最高，在位于下部侧的白色部分中面压力降低。
与此相对，在本实施方式中，在被付与了与比较例相同的横向力g的情况下，如图5的(c)所示，在整个周向中面压以较低的状态被大致均匀化。
在本实施方式中，使通过螺旋弹簧14付与的面压力在周向上以较低的状态大致均匀，由此即使在弹性部36的聚氨酯橡胶中吸收了水(水分)的情况下，也能够从弹性部36的包含上下方向及径向在内的所有方向整体地对吸收的水(水分)进行排水，而具有能够提高排水性的优点。
而且，在本实施方式中，示出了分别将本发明适用于上部弹簧座橡胶24及下部弹簧座橡胶26双方的情况，但并不限定于此。在适用于上部弹簧座橡胶24和下部弹簧座橡胶26中的某一方的情况下，也能够同时提高与轴垂直的方向的刚性和操纵稳定性。
接下来，以下说明弹簧座橡胶的变形例。
图6是适用了变形例的弹簧座橡胶的上部弹簧座橡胶及上部弹簧座的剖视放大图，图7是图6的b部剖视放大图。此外，对与图1～图5所示的结构相同的结构要素标注相同的附图标记并省略其详细的说明。
如图6及图7所示，上部弹簧座橡胶70与上部弹簧座橡胶24(参照图2)相比，嵌入到弹性部36的内部的嵌件环72的截面形状不同。该嵌件环72在具有图2所示的第1延伸部62及第2延伸部64的方面是共同的，但除第1延伸部62及第2延伸部64以外，还具有与第1延伸部62的径向外端74连续的第3延伸部76。该第3延伸部76跨着螺旋弹簧14的截面中心o地与第2延伸部64相对地大致平行地配置(参照图7)。
通过设置第3延伸部76，能够将嵌件环72也配置到螺旋弹簧14的截面中心o的外侧，从而能够承接从径向外侧付与的输入荷载。其结果为，能够进一步提高刚性/强度。
此外，第1延伸部62及第2延伸部64的作用效果与上述相同，因此省略其详细的说明。
图8的(a)是具有进行螺旋弹簧的止转的肋的下部弹簧座橡胶的局部放大俯视图，图8的(b)是沿着图8的(a)的viii-viii线的剖视放大图。此外，在图8的(a)、图8的(b)中，为方便起见图示出将肋80设在下部弹簧座橡胶26上的情况，但在上部弹簧座橡胶24上也同样地设有肋80。
肋80在俯视观察时呈大致矩形状(参照图8的(a))，沿着嵌件环38的径向延伸(参照图8的(b))。肋80朝向螺旋弹簧14侧突出并与嵌件环38一体成形。另外，肋80通过嵌件成型等而嵌入在弹性部36的内部。如图8的(b)所示，该肋80以从第1延伸部62的外径端82连续至第2延伸部64的外表面84的方式形成(参照网点部分)。
螺旋弹簧14收缩时，会对螺旋弹簧14的下端部(安装定位圈86)付与旋转方向的力而旋转。因此，为了阻止螺旋弹簧14的安装定位圈86的旋转，需要设定止转。在该情况下，也可以想到例如以聚氨酯橡胶等橡胶材料来设置止转用的凸部。但是，在橡胶制的止转用的凸部中，刚性/强度低，而有可能会断裂。
因此，在本实施方式中，通过对嵌件环38自身设置肋80，而能够良好地避免肋80断裂，从而提高刚性/强度。另外，通过配置从第1延伸部62的外径端82连续至第2延伸部64的外表面84的肋80，能够抑制付与到第1延伸部62及第2延伸部64的嵌件环38的打开方向(图8的(b)的箭头c方向)的力而提高刚性/强度。而且，通过设置肋80，而具有能够抑制弹簧荷载的轴向的偏差的优点。