特許 7381894 ストラットベアリングの上側ケースの製造方法、及びストラットベアリング

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-11-08

(45)【発行日】2023-11-16

(54)【発明の名称】ストラットベアリングの上側ケースの製造方法、及びストラットベアリング

(51)【国際特許分類】

   B29C 45/26 20060101AFI20231109BHJP

   B60G 11/16 20060101ALI20231109BHJP

【ＦＩ】

B29C45/26

B60G11/16

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2020072641

(22)【出願日】2020-04-15

(65)【公開番号】P2021169166

(43)【公開日】2021-10-28

【審査請求日】2022-10-07

(73)【特許権者】

【識別番号】000211695

【氏名又は名称】中西金属工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100074561

【弁理士】

【氏名又は名称】柳野 隆生

(74)【代理人】

【識別番号】100177264

【弁理士】

【氏名又は名称】柳野 嘉秀

(74)【代理人】

【識別番号】100124925

【弁理士】

【氏名又は名称】森岡 則夫

(74)【代理人】

【識別番号】100141874

【弁理士】

【氏名又は名称】関口 久由

(74)【代理人】

【識別番号】100163577

【弁理士】

【氏名又は名称】中川 正人

(72)【発明者】

【氏名】中村 成嘉

(72)【発明者】

【氏名】楢崎 康弘

【審査官】田代 吉成

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１９／０１８４７８１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開平１０－１４６８６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－１４２７１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－１４３７３４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２９Ｃ ４５／２６

Ｂ６０Ｇ １１／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両のストラット式サスペンションのストラットの上端部に固定される上側ケースと、
前記ストラットの外側に配置されたコイルスプリング側に接続される下側ケースと、
前記上側ケースに保持される上側軌道輪と、
前記下側ケースに保持される下側軌道輪と、
前記上側軌道輪及び前記下側軌道輪間を転動する転動体とを備え、
前記上側ケース及び前記下側ケースを合成樹脂製としたストラットベアリングにおける前記上側ケースの製造方法であって、
前記上側ケースは、前記ストラットベアリングの中心軸に対して傾斜した傾斜円筒部を持つものであり、
前記製造方法は、固定型及び可動型を有するアキシャルドロー型である射出成形金型を用いて前記上側ケースを射出成形により製造し、
前記固定型に第１半割体を設けるとともに、前記可動型に第２半割体を設け、
前記第１半割体と前記第２半割体は、傾斜面で互いに衝合し、
前記第１半割体は、前記傾斜面における前記傾斜円筒部の内径側の両端部に第１平面を有し、
前記第２半割体は、前記傾斜面における前記傾斜円筒部の内径側の両端部に第２平面を有し、
前記第１平面及び前記第２平面は、前記上側ケースを前記射出成形金型から取り出す際にアンダーカットを発生させない平面であること特徴とする、
ストラットベアリングの上側ケースの製造方法。

【請求項2】

前記ストラットベアリングの中心軸に対する前記傾斜円筒部の中心軸の傾き方向を前方として、
前記傾斜面は、左右方向に延びるものであり、
前記射出成形金型が上下に開く縦型である場合は、左右方向を含む鉛直面に対する前記傾斜面の傾斜角度は１０°未満であり、
前記射出成形金型が左右に開く横型である場合は、左右方向を含む水平面に対する前記傾斜面の傾斜角度は１０°未満である、
請求項１に記載のストラットベアリングの上側ケースの製造方法。

【請求項3】

前記射出成形金型を閉じた状態で、前記固定型及び前記可動型を前記傾斜円筒部の中心軸に直交する平面で切断した際に、前記第１平面及び前記第２平面からなる矩形状平面の長さは、前記固定型及び前記可動型の周長の１０％以下である、
請求項１又は２に記載のストラットベアリングの上側ケースの製造方法。

【請求項4】

車両のストラット式サスペンションのストラットの上端部に固定される上側ケースと、
前記ストラットの外側に配置されたコイルスプリング側に接続される下側ケースと、
前記上側ケースに保持される上側軌道輪と、
前記下側ケースに保持される下側軌道輪と、
前記上側軌道輪及び前記下側軌道輪間を転動する転動体とを備え、
前記上側ケース及び前記下側ケースを合成樹脂製としたストラットベアリングであって、
前記上側ケースは、前記ストラットベアリングの中心軸に対して傾斜した傾斜円筒部を持つものであり、
前記ストラットベアリングの中心軸に対する前記傾斜円筒部の中心軸の傾き方向を前方として、前記傾斜円筒部の前後方向中央部の内径側の左右に、矩形状平面を有することを特徴とする、
ストラットベアリング。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両のストラット式サスペンションに用いるストラットベアリングの上側ケースの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

車体に対する車輪の支持をコイルスプリングにより行うとともに、上下振動を吸収するためにショックアブソーバを備えたサスペンションとして、ショックアブソーバを内蔵した伸縮する柱（ストラット）を車軸に固定してなるストラット式サスペンションがある。ストラット式サスペンションは、主に乗用車の前輪用として広く使用されている。

【0003】

ストラット式サスペンションのアッパー部に用いるストラットベアリングとして、上側軌道輪を保持する上側ケース、及び下側軌道輪を保持する下側ケースを、合成樹脂で成形するものがある（例えば、特許文献１及び２参照）。

【0004】

上側ケース及び下側ケース成形する合成樹脂としては、例えば、エンジニアリングプラスチックであるポリアミド系樹脂が用いられる（特許文献１の［００４５］）。転がり軸受タイプのストラットベアリングの場合、転動体の部分に局所的に荷重が集中するため、上側ケース及び下側ケースの剛性を向上させる必要がある。そのため、前記合成樹脂には、ガラス繊維等の強化繊維を添加した強化グレードが用いられる（例えば、特許文献２の［０００７］）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】米国特許出願公開第２０１９／０１８４７８１号明細書

【文献】特表２００３－５３５７４０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

合成樹脂製の上側ケースは、ストラットベアリングの中心軸に対して傾斜した傾斜円筒部を持つものがある（例えば、特許文献１の図１参照）。このような上側ケースを射出成形する際に、上側ケースの中心軸（ストラットベアリングの中心軸）と成形金型の型開き方向を同軸にした一般的な金型構造であるアキシャルドロー型を用いる場合、前記傾斜円筒部の内径側円筒面の一部がアンダーカット形状となる。

【0007】

強化繊維を含有した熱可塑性樹脂材料による成形品は剛性が高いことから、前記アキシャルドロー型を軸方向へ型開きして無理抜きする際に成形品に掛かる応力が大きくなるので、成形品が変形又は破損するという問題がある。

【0008】

このような問題への対策として、例えば入れ子や傾斜コアを用いて、前記傾斜円筒部の軸方向へ金型を開くことが考えられる。しかしながら、このような対策を講じると、金型構造が複雑化することから、金型の初期コスト及び保守コストが増大するので、上側ケースの成形コストが増大する。

【0009】

本発明は、ストラットベアリングの中心軸に対して傾斜した円筒部を持つ合成樹脂製の上側ケースの成形において、一般的な金型構造であるアキシャルドロー型を用いながら、成形品の変形又は破損を防止できる上側ケースの製造方法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】

【0010】

本発明の要旨は以下のとおりである。

【0011】

〔１〕
車両のストラット式サスペンションのストラットの上端部に固定される上側ケースと、
前記ストラットの外側に配置されたコイルスプリング側に接続される下側ケースと、
前記上側ケースに保持される上側軌道輪と、
前記下側ケースに保持される下側軌道輪と、
前記上側軌道輪及び前記下側軌道輪間を転動する転動体とを備え、
前記上側ケース及び前記下側ケースを合成樹脂製としたストラットベアリングにおける前記上側ケースの製造方法であって、
前記上側ケースは、前記ストラットベアリングの中心軸に対して傾斜した傾斜円筒部を持つものであり、
前記製造方法は、固定型及び可動型を有するアキシャルドロー型である射出成形金型を用いて前記上側ケースを射出成形により製造し、
前記固定型に第１半割体を設けるとともに、前記可動型に第２半割体を設け、
前記第１半割体と前記第２半割体は、傾斜面で互いに衝合し、
前記第１半割体は、前記傾斜面における前記傾斜円筒部の内径側の両端部に第１平面を有し、
前記第２半割体は、前記傾斜面における前記傾斜円筒部の内径側の両端部に第２平面を有し、
前記第１平面及び前記第２平面は、前記上側ケースを前記射出成形金型から取り出す際にアンダーカットを発生させない平面であること特徴とする、
ストラットベアリングの上側ケースの製造方法。

【0012】

〔２〕
前記ストラットベアリングの中心軸に対する前記傾斜円筒部の中心軸の傾き方向を前方として、
前記傾斜面は、左右方向に延びるものであり、
前記射出成形金型が上下に開く縦型である場合は、左右方向を含む鉛直面に対する前記傾斜面の傾斜角度は１０°未満であり、
前記射出成形金型が左右に開く横型である場合は、左右方向を含む水平面に対する前記傾斜面の傾斜角度は１０°未満である、
〔１〕に記載のストラットベアリングの上側ケースの製造方法。

【0013】

〔３〕
前記射出成形金型を閉じた状態で、前記固定型及び前記可動型を前記傾斜円筒部の中心軸に直交する平面で切断した際に、前記第１平面及び前記第２平面からなる矩形状平面の長さは、前記固定型及び前記可動型の周長の１０％以下である、
〔１〕又は〔２〕に記載のストラットベアリングの上側ケースの製造方法。

【0014】

〔４〕
車両のストラット式サスペンションのストラットの上端部に固定される上側ケースと、
前記ストラットの外側に配置されたコイルスプリング側に接続される下側ケースと、
前記上側ケースに保持される上側軌道輪と、
前記下側ケースに保持される下側軌道輪と、
前記上側軌道輪及び前記下側軌道輪間を転動する転動体とを備え、
前記上側ケース及び前記下側ケースを合成樹脂製としたストラットベアリングであって、
前記上側ケースは、前記ストラットベアリングの中心軸に対して傾斜した傾斜円筒部を持つものであり、
前記ストラットベアリングの中心軸に対する前記傾斜円筒部の中心軸の傾き方向を前方として、前記傾斜円筒部の前後方向中央部の内径側の左右に、矩形状平面を有することを特徴とする、
ストラットベアリング。

【発明の効果】

【0015】

以上における本発明に係るストラットベアリングの上側ケースの製造方法によれば、前記固定型及び前記可動型を有するアキシャルドロー型である射出成形金型において、前記固定型に第１半割体を設けるとともに、前記可動型に第２半割体を設ける。そして、前記第１半割体と前記第２半割体は、傾斜面で互いに衝合する。また、前記第１半割体は、前記傾斜面における前記傾斜円筒部の内径側の両端部に第１平面を有し、前記第２半割体は、前記傾斜面における前記傾斜円筒部の内径側の両端部に第２平面を有する。さらに、前記第１平面及び前記第２平面は、前記上側ケースを前記射出成形金型から取り出す際にアンダーカットを発生させない平面である。

【0016】

アキシャルドロー型である前記射出成形金型を用いて上側ケースを射出成形することにより、上側ケースの傾斜円筒部の内径側のアンダーカット形状を無くすことができるので、一般的な金型構造であるアキシャルドロー型を用いながら、上側ケースの変形又は破損を防止できる。それにより、金型構造が複雑化しないことから、金型の初期コスト及び保守コストを低減できるので上側ケースの成形コストを低減できるとともに、成形の生産性が高くなる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1A】本発明の実施の形態に係る製造方法で製造した上側ケースを示す斜視図である。

【図1B】前記上側ケースの縦断面図である。

【図2】前記上側ケースを備えたストラットベアリングの縦断面図である。

【図3】本発明の実施の形態に係るストラットベアリングの上側ケースの製造方法で用いる射出成形金型の縦断面図である。

【図4】前記射出成形金型の下型及び上型を取り出して示す斜視図である。

【図5】前記下型の第１半割体及び前記上型の第２半割体のみを示す斜視図である。

【図6A】前記第１半割体及び前記第２半割体の形状の例を示す説明図であり、矩形状平面の幅を誇張して示す説明図である。

【図6B】前記第１半割体及び前記第２半割体の形状の変形例を示す説明図であり、矩形状平面の幅を誇張して示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明に係る実施の形態を図面に基づいて説明する。本発明の対象である上側ケース１は、ストラットベアリングの中心軸に対して傾斜した傾斜円筒部２を持つものであり、ストラットベアリングの中心軸（図１Ｂ及び図２のＡ）に対して傾斜円筒部２の中心軸（図１Ｂ及び図２のＢ）が傾く方向を前方（図１Ｂ及び図２の矢印Ｆ）とし。前方へ向かって前後方向、左右方向、及び上下方向を定義する。

【0019】

＜上側ケース＞
図１Ａの斜視図、及び図１Ｂの縦断面図に示すように、本発明の実施の形態に係る製造方法で製造した上側ケース１は、ストラットベアリング１１（図２）の中心軸Ａに対して傾斜した傾斜円筒部２を有する。上側ケース１は、傾斜円筒部２の前後方向Ｊの中央部（中央及びその前後の範囲）の内径側の左右（図１Ａの左右方向Ｈ参照）に、矩形状平面Ｑを有する。「矩形状」には、矩形に近い台形や平行四辺形等も含む。矩形状平面Ｑは、後述する上側ケース１の製造方法で射出成形金型により成形する際に形成されたものである。図１Ａに示すように、傾斜円筒部２の端面２Ａにはアキシャルドローが可能な四角状の肉盗み１２を円周上に複数個配置している。

【0020】

＜ストラットベアリング＞
図２の縦断面図に示すように、ストラットベアリング１１は、例えば、車両のストラット式サスペンションのストラットの上端部に固定される上側ケース１と、前記ストラットの外側に配置されたコイルスプリング側に接続される下側ケース７と、上側ケース１に保持される上側軌道輪８と、下側ケース７に保持される下側軌道輪９と、上側軌道輪８及び下側軌道輪９間を転動する転動体１０とを備える。

【0021】

上側軌道輪８及び下側軌道輪９は鋼製であり、上側ケース１及び下側ケース７は合成樹脂製である。

【0022】

上側ケース１及び下側ケース７を形成する合成樹脂は、例えばポリアミド系樹脂（PA66,PA46,PA612,PA6,PA9T,PA10T等）であり、強化繊維として例えばガラス繊維（GF）を２０～６０重量％含有する。

【0023】

＜射出成形金型＞
図３の縦断面図、及び図４の斜視図に示すように、射出成形金型Ｍは、固定型である下型３及び可動型である上型４を有するアキシャルドロー型である。固定型及び可動型からなる射出成形金型Ｍは、金型が上下に開く縦型と金型が左右に開く横型がある。本実施の形態では、射出成形金型Ｍが前記縦型である場合について説明する。

【0024】

射出成形金型Ｍを閉じた状態で、下型３及び上型４における傾斜円筒部２の内径２Ａ（図１Ａ及び図１Ｂ）を形成する部分の前後方向Ｊの中央部（中央及びその前後の範囲）の左右（図１Ａの左右方向Ｈ参照）に、前後方向Ｊ及び上下方向Ｖに沿う矩形状平面Ｐを設けている。下型３と上型４の内径側パーティングラインＰＬは、傾斜面Ｉを有する段落ち形状である。傾斜面Ｉは、前方Ｆへ行くにしたがって下降して左右方向Ｈに延びる。また、傾斜面Ｉは、対向する左右の矩形状平面Ｐ，Ｐ間に位置する。すなわち、傾斜面Ｉの左右方向Ｈの両端部は、矩形状平面Ｐ内に位置する。

【0025】

下型３には傾斜面Ｉの後側の第１半割体５Ａが設けられ、上型４には傾斜面Ｉの前側の第２半割体５Ｂが設けられる。第１半割体５Ａの傾斜面Ｉに繋がる左右方向Ｈの両端部は、下方へ行くにしたがって幅広の略三角形状又は略台形状の第１平面６Ａである。第２半割体５Ｂの傾斜面Ｉに繋がる左右方向Ｈの両端部は、上方へ行くにしたがって幅広の略三角形状又は略台形状の第２平面６Ｂである。

【0026】

射出成形金型Ｍを閉じた状態で、第１半割体５Ａ及び第２半割体５Ｂのみを示す斜視図である図５に示すように、第１半割体５Ａ及び第２半割体５Ｂの左端部及び右端部の各々において、第１平面６Ａと第２平面６Ｂとは面一で、それらは、前後方向Ｊ及び上下方向Ｖに沿う矩形状平面Ｐを成す。「矩形状」には、矩形に近い台形や平行四辺形等も含む。矩形状平面Ｐは、アンダーカットを回避するためのものである。

【0027】

すなわち、固定型である下型３の第１半割体５Ａと可動型である上型４の第２半割体５Ｂは、傾斜面Ｉで互いに衝合する。第１半割体５Ａは、傾斜面Ｉにおける傾斜円筒部２の内径２Ａ側の両端部に第１平面６Ａを有し、第２半割体５Ｂは、傾斜面Ｉにおける傾斜円筒部２の内径２Ａ側の両端部に第２平面６Ｂを有する。矩形状平面Ｐを形成する第１平面６Ａ及び第２平面６Ｂは、上側ケース１を射出成形金型Ｍから取り出す際にアンダーカットを発生させない平面である。

【0028】

（傾斜面の角度）
下型３と上型４の合わせ角度である傾斜面Ｉの角度は、金型寿命の観点からすると大きければ大きい方が良い。それに対して、矩形状平面Ｐを設けると理想的な円筒形状から形状が乖離するため、矩形状平面Ｐは極力小さい方が良く、そのような観点からは、傾斜面Ｉの角度は小さい方が良い。そのため、左右方向Ｈを含む鉛直面に対する傾斜面Ｉの傾斜角度は、１０°未満にする。なお、射出成形金型Ｍが、金型が左右に開く横型である場合は、左右方向Ｈを含む水平面に対する傾斜面Ｉの傾斜角度を、１０°未満にする。

【0029】

＜矩形状平面の具体例＞
図６Ａ及び図６Ｂは、第１半割体５Ａ及び第２半割体５Ｂの形状の例を示す説明図である。図６Ａ及び図６Ｂは、傾斜円筒部２の中心軸Ｂに直交する平面Ｇ（図１Ｂ、図２及び図３）で切断した断面における第１半割体５Ａ及び第２半割体５Ｂの外形を、矩形状平面Ｐの幅Ｌを誇張して示している。第１半割体５Ａと第２半割体５Ｂとの間にはパーティングラインＰＬ（傾斜面Ｉ）が存在するが、その位置は、中心軸Ｂ上の位置により異なる。そのため、図６Ａ及び図６Ｂにおいて、パーティングラインＰＬ（傾斜面Ｉ）を省略している。

【0030】

（第１例）
図６Ａの例において、左右の矩形状平面Ｐ，Ｐの間隔Ｅは、第１半割体５Ａ及び第２半割体５Ｂの外形の直径Ｄよりも小さい（Ｅ＜Ｄ）。曲面Ｋ１は、直径Ｄの円周である。

【0031】

（第２例）
図６Ｂの例において、左右の矩形状平面Ｐ，Ｐの間隔Ｅは、第１半割体５Ａ及び第２半割体５Ｂの外形の直径Ｄ以上である（Ｅ≧Ｄ）。曲面Ｋ２は、傾斜円筒部２の中心軸Ｂから、平面Ｇに沿って前後に等距離ずらした中心Ｏ１，Ｏ２から直径Ｄの円に接する円の円周である。

【0032】

（矩形状平面Ｐの幅の大きさ）
前記のとおり、矩形状平面Ｐは極力小さい方が良いので、矩形状平面Ｐの幅Ｌ、すなわち、射出成形金型Ｍを閉じた状態で、第１半割体５Ａ及び第２半割体５Ｂ（固定型である下型３及び可動型である上型４）を傾斜円筒部２の中心軸Ｂに直交する平面Ｇで切断した際における、矩形状平面Ｐの長さＬは、第１半割体５Ａ及び第２半割体５Ｂ（下型３及び上型４）の周長の１０％以下にする。

【0033】

＜上側ケースの製造方法＞
（射出成形工程）
図３の縦断面図に示すような下型３及び上型４を有する射出成形金型Ｍを型締めした後に、上側ケース１を成形する溶融樹脂材料を、金型Ｍの図示しないゲートから金型ＭのキャビティＣ内に注入して上側ケース１を射出成形する射出成形工程を行う。

【0034】

（冷却・固化工程）
前記射出成形工程を行った後、圧力を加えながら溶融樹脂材料を冷却させる冷却・固化工程を行う。

【0035】

（成形品取出し工程）
前記冷却・固化工程を行った後、射出成形金型Ｍを開く。すなわち、可動型である上型４を開いた後に、固定型である下型３に配置した図示しないエジェクタピンにより突き出すことにより、成形品である上側ケース１を取り出す成形品取出し工程を行う。

【0036】

上側ケース１には、第１半割体５Ａ及び第２半割体５Ｂの左右の矩形状平面Ｐに対応する位置に、図１Ａの斜視図、及び図１Ｂの縦断面図に示す矩形状平面Ｑが形成される。

【0037】

＜作用効果＞
以上の実施の形態のとおり、固定型及び可動型を有するアキシャルドロー型である射出成形金型Ｍにおいて、固定型の第１半割体５Ａと可動型の第２半割体５Ｂは、傾斜面Ｉで互いに衝合する。第１半割体５Ａは、傾斜面Ｉにおける傾斜円筒部２の内径２Ａ側の両端部に第１平面６Ａを有し、第２半割体５Ｂは、傾斜面Ｉにおける傾斜円筒部２の内径２Ａ側の両端部に第２平面６Ｂを有する。矩形状平面Ｐを形成する第１平面６Ａ及び第２平面６Ｂは、上側ケース１を射出成形金型Ｍから取り出す際にアンダーカットを発生させない平面である。

【0038】

このようなアキシャルドロー型である射出成形金型Ｍを用いて上側ケース１を射出成形することにより、上側ケース１の傾斜円筒部２の内径側のアンダーカット形状を無くすことができるので、一般的な金型構造であるアキシャルドロー型を用いながら、上側ケース１の変形又は破損を防止できる。それにより、金型構造が複雑化しないことから、金型の初期コスト及び保守コストを低減できるので上側ケース１の成形コストを低減できるとともに、成形の生産性が高くなる。

【0039】

以上の実施の形態の記載はすべて例示であり、これに制限されるものではない。本発明の範囲から逸脱することなく種々の改良及び変更を施すことができる。

【符号の説明】

【0040】

１ 上側ケース
２ 傾斜円筒部
２Ａ 内径
２Ｂ 端面
３ 下型（固定型）
４ 上型（可動型）
５Ａ 第１半割体
５Ｂ 第２半割体
６Ａ 第１平面
６Ｂ 第２平面
７ 下側ケース
８ 上側軌道輪
９ 下側軌道輪
１０ 転動体
１１ ストラットベアリング
１２ 肉盗み
Ａ ストラットベアリングの中心軸
Ｂ 傾斜円筒部の中心軸
Ｃ キャビティ
Ｄ 直径
Ｅ 左右の矩形状平面の間隔
Ｆ 前方
Ｇ 傾斜円筒部の中心軸に直交する平面
Ｈ 左右方向
Ｉ 傾斜面
Ｊ 前後方向
Ｋ１，Ｋ２ 曲面
Ｌ 矩形状平面の幅
Ｍ 射出成形金型
Ｏ１，Ｏ２ 中心
Ｐ 第１平面及び第２平面からなる平面（矩形状平面）
ＰＬ 内径側パーティングライン
Ｑ 矩形状平面
Ｖ 上下方向

【図1A】

【図1B】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】