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Die vorliegende Erfindung betrifft
den Gegenstand der japanischen Patentanmeldung Nr. 2002-188185,
angemeldet am 27. Juni 2002, die hierin in ihrer Gesamtheit durch
Bezug aufgenommen wird.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft
eine vibrationsisolierende Buchse, die in geeigneter Weise beispielsweise
als Schlepparmubuchse, Kompressionsstangenbuchse oder ähnliches
in einer Radaufhängung
eines Automobils verwendet wird.
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Hintergrund
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Bisher werden vibrationsisolierende
Buchsen mit verschiedenen Strukturen in einer Radaufhängung eines
Automobils verwendet, um ein Armelement oder ein Stangenelement
einerseits und einen Fahrzeugkörper
andererseits auf vibrationsisolierende Art und Weise zu verbinden.
Beispielsweise sind vibrationsisolierende Buchsen bekannt, die in
JP-A-11-153180 und
JP-A-10-238574 offenbart
sind. Eine solche vibrationsisolierende Buchse besteht im Allgemeinen
aus einem Hauptwellenelement, das an einem von zwei auf vibrationsisolierende
Art und Weise zu verbindenden Elementen angebracht ist; einem äußeren Zylinderelement,
welches koaxial zu der Außenseite
dieses Hauptwellenelements in einem bestimmten Abstand davon vorgesehen
ist, und an dem anderen der beiden auf vibrationsisolierende Art
und Weise zu verbindenden Elemente befestigt ist; und einem gummielastischen
Körper,
der zwischen diesem äußeren Zylinderelement
und dem Hauptwellenelement angeordnet ist, um die beiden Elemente
integral zu verbinden. Es wird darauf hingewiesen, dass hinsichtlich
des gummielastischen Körpers
dieser vibrationsisolierenden Buchse, da ihre in einer Richtung
rechtwinklig zu der Achse wirkende Feder in einer Richtung eingestellt
werden muss, in welcher ihre Phase um 90° versetzt ist, ein Paar von
hohlen Bereichen, die sich in axialer Richtung erstrecken, an axial
symmetrischen Positionen vorgesehen sind, wobei das Hauptwellenelement
dazwischen angeordnet ist.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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In einer hinteren Radaufhängung wird
eine Schlepparmbuchse, die zum Verbinden eines Schlepparms und eines
Fahrzeugkörpers
auf vibrationsisolierende Art und Weise verwendet wird, wie folgt
montiert: ein Hauptwellenelement beispielsweise wird an dem Fahrzeugkörper mittels
Anbringschrauben oder ähnlichem
befestigt, und ein äußeres Zylinderelement
wird in einer in dem Schlepparm vorgesehenen Anbringöffnung pressugepasst
und befestigt. Die axiale Richtung der Buchse wird im Wesentlichen
gleich der Längsrichtung
des Fahrzeugs gewählt,
und die hohlen Bereiche in dem gummielastischen Körper werden
in einem Zustand angeordnet, in dem sie im Wesentlichen in vertikaler
Richtung des Automobils angeordnet sind. Da die Buchse so angeordnet
ist, harmonisieren, wenn das Fahrzeug eine Kurve fährt, die
Federwirkung in Richtung rechtwinklig zu der Achse und in axialer
Richtung des gummielastischen Körpers,
und sie dienen so dazu, den hinteren Reifen dazu zu bringen, einen
sogenannten Toe-in durchzuführen
(Vorspur). Normalerweise ist das Federverhältnis zwischen der Richtung rechtwinklig
zur Achse der Buchse (der vertikalen Richtung des Automobils) und
der axialen Richtung (der Längsrichtung
des Automobils) ungefähr
auf 1 : 0,4 gesetzt. Wenn jedoch die Feder in Längsrichtung des Automobils
(der axialen Richtung der Buchse) gering ist, verzögert sich
der Toe-in des hinteren Reifens. Um dieses Phänomen zu unterdrücken, ist
es notwendig, die Feder in der axialen Richtung der Buchse zu verstärken.
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Die folgenden Verfahren sind bekannt
als bisher durchgeführte
Techniken zum Verstärken
des Federverhältnisses
in der axialen Richtung:
(1) Steigern der Härte des gummielastischen Körpers.
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Die Gummihärte wird nämlich gesteigert durch Einstellen
beispielsweise der axialen Länge und
der radialen Dicke und Breite des gummielastischen Körpers, wodurch
die Feder in der Axialrichtung verstärkt wird.
(2) Hinzufügen eines
axialen Anschlags (JP-A-11-153180, etc . )
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Ein elastischer Anschlag ist an dem äußeren Zylinderelement
oder ähnlichem
vorgesehen, um die axiale Auslenkung zu begrenzen, und die Feder
in der axialen Richtung wird verstärkt durch die Feder dieses
elastischen Anschlags.
(3) Hinzufügen eines axial kompressiven
Bereichs des gummielastischen Körpers
(JP-A-11-182598, etc.)
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Ein Paar von axial einander gegenüberliegenden
Flanschbereichen sind an einem Ende des Hauptwellenelements bzw.
des äußeren Zylinderelements
vorgesehen. Ein Bereich des gummielastischen Körpers ist zwischen den beiden
Flanschbereichen angeordnet, und ein axial kompressiver Bereich
wird dadurch geschaffen, um die Feder in axialer Richtung zu verstärken.
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Im Fall (1), in welchem die Gummihärte des gummielastischen
Körpers
gesteigert wird, besteht jedoch ein Problem insofern; dass hinsichtlich
der Merkmale, wie beispielsweise Dauerhaftigkeit und Gummihärte, der
Spielraum des Anstiegs in dem Federverhältnis gering ist. Im Fall (2),
in welchem der axiale Anschlag hinzugefügt wird, und im Fall (3), in welchem
der axial kompressive Bereich des gummielastischen Körpers hinzugefügt wird,
bestehen Probleme darin, dass die vibrationsisolierende Buchse recht
groß wird
und teuer.
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Die Erfindung ist im Hinblick auf
die oben beschriebenen Umstände
gemacht worden, und ihr Ziel ist es, eine vibrationsisolierende
Buchse zu schaffen, die das Federverhältnis der axialen Richtung
verstärken
kann, während
verhindert wird, dass die vibrationsisolierende Buchse groß und teuer
wird.
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Um die oben beschriebenen Probleme
zu überwinden,
schafft die vorliegende Erfindung eine vibrationsisolierende Buchse,
die Folgendes beinhaltet: ein Hauptwellenelement mit einem röhrenförmigen Bereich,
einem sich radial auswärts
von einem Ende des röhrenförmigen Bereichs
her erstreckenden Flanschbereich sowie einem an einem mittleren Bereich
des röhrenförmigen Bereichs
vorgesehenen Blockbereich, der von dem Flanschbereich in axialer Richtung
des Hauptwellenelements beabstandet ist; ein äußeres Zylinderelement, das
koaxial auf der Außenseite
des Hauptwellenelements in einem Abstand davon angeordnet ist; und
einen gummielastischen Körper
zwischen dem Hauptwellenelement und dem äußeren Zylinderelement zum integralen
Verbinden des Hauptwellenelements mit dem äußeren Zylinderelement, welcher
gummielastische Körper
einen hohlen Bereich beinhaltet, der in einer Endfläche weg von
dem Flanschbereich offen ist und sich in axialer Richtung bis in die
Nähe einer
Endfläche
auf einer Seite des Flanschbereichs erstreckt. Der gummielastische
Körper
beinhaltet weiter einen sich nicht verformenden Gummibereich und
einen Verbindungsbereich. Der sich nicht verformende Gummibereich
ist zwischen dem Flanschbereich und dem Blockbereich angeordnet
und bezüglich
des Aufbringens einer axialen Last im Wesentlichen nicht verformbar.
Der Verbindungsbereich ist zwischen einem Boden des hohlen Bereichs
und der Endfläche
des gummielastischen Körpers
auf der Seite des Flanschbereichs vorgesehen, um den sich nicht
verformenden Gummibereich und eine innere Umfangsfläche eines
Endbereichs des äußeren Zylinderelements
zu verbinden.
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Bei dieser vibrationsisolierenden
Buchse ist die Feder in axialer Richtung verstärkt, da der gummielastische
Körper
mit dem hohlen Bereich, dem sich nicht verformenden Gummibereich
sowie dem Verbindungsbereich versehen ist. Daher ist es möglich, das
Federverhältnis
in der axialen Richtung bezüglich
der Richtung rechtwinklig zu der Achse zu steigern. In diesem Fall
ist der sich nicht verformende Gummibereich zwischen dem Flanschbereich
und dem Blockbereich des Hauptwellenelements vorgesehen, und der
Verbindungsbereich ist dazu vorgesehen, den sich verformenden Gummibereich
und die innere Umfangsfläche
des Endbereichs des äußeren Zylinderelements
zu verbinden. Daher kann verhindert werden, dass die vibrationsisolierende Buchse
groß und
teuer wird, verglichen mit herkömmlichen
Fällen,
in welchen ein axialer Anschlag hinzugefügt wird und ein axial kompressiver
Bereich des gummielastischen Körpers
hinzugefügt
wird.
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Daher ist es mit der erfindungsgemäßen vibrationsisolierenden
Buchse möglich,
das Federverhältnis
in axialer Richtung zu verstärken,
während gleichzeitig
verhindert wird, dass die vibrationsisolierende Buchse groß und teuer
wird.
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Vorzugsweise hat der Blockbereich
eine radial auswärts
hervorstehende Endfläche,
die sich weiter einwärts
befindet als ein äußeres Umfangsende
des Flanschbereichs.
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Gemäß dieser Anordnung kann der
Aufbau so gestaltet werden, dass die auf den gummielastischen Körper aufgebrachte
axiale Belastung leicht entlastet werden kann, indem der Widerstand
des Flanschbereichs aufgenommen wird. Daher kann der sich nicht
verformende Gummibereich, der zwischen dem Flanschbereich und dem
Blockbereich angeordnet ist, vorteilhaft vorgesehen sein.
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Vorzugsweise ist der Verbindungsbereich
in einem Zustand ausgeformt, in dem er axial einwärts bezüglich des
sich nicht verformenden Gummibereichs versetzt ist.
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Mit dieser Anordnung wird der Aufbau
so, dass eine kompressive Komponente bezüglich des Aufbringens der axialen
Belastung hinzugefügt
wird, so dass es möglich
ist, die Feder in der axialen Richtung des gummielastischen Körpers effektiv
zu verstärken.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die vorliegende Erfindung kann einfacher beschrieben
werden mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen:
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1 ist
eine Querschnittsansicht entlang der axialen Richtung einer vibrationsisolierenden Buchse
gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung, und sie ist eine Querschnittsansicht entlang der
Richtungen von Pfeilen entlang Linien I-I der 2; und
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2 ist
eine Ansicht von links der vibrationsisolierenden Buchse gemäß der Ausführungsform
der Erfindung, die in 1 dargestellt
ist.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Im Folgenden wird eine Beschreibung
einer Ausführungsform
der Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen gegeben.
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1 ist
eine Querschnittsansicht entlang der axialen Richtung einer vibrationsisolierenden Buchse
gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung, und sie ist eine Querschnittsansicht entlang der
Richtungen von Pfeilen entlang Linien I-I der 2. 2 ist
eine Ansicht von links der vibrationsisolierenden Buchse gemäß der Ausführungsform der
Erfindung, die in 1 dargestellt
ist.
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Wie in den 1 und 2 dargestellt
ist, besteht die vibrationsisolierende Buchse dieser Ausführungsform
aus einem Hauptwellenelement 1 mit einem röhrenförmigen Bereich 11,
einem Flanschbereich 12 und einem Paar von Blockbereichen 14;
einem äußeren Zylinderelement 2,
das koaxial auf der äußeren Seite
des Hauptwellenelements 1 in einem bestimmten Abstand davon
angeordnet ist; und aus einem gummielastischen Körper 3, der zwischen dem
Hauptwellenelement 1 und dem äußeren Zylinderelement 2 vorgesehen
ist, um die beiden Elemente integral zu verbinden, und der ein Paar
von sich axial erstreckenden hohlen Bereichen 31 beinhaltet, ein
Paar von sich nicht verformenden Gummibereichen 32 sowie
ein Paar von Verbindungsbereichen 33.
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Der röhrenförmige Bereich 11 des
Hauptwellenelements 1 ist aus Metall, wie beispielsweise Stahl,
ausgeformt und hat eine gerade dickwandige zylindrische Gestalt.
Der ringförmige
Flanschbereich 12, der sich radial auswärts erstreckt, ist integral
mit dem röhrenförmigen Bereich 11 an
einem Endbereich dieses röhrenförmigen Bereichs 11 ausgeformt. Außerdem ist
ein Blockelement, das aus einem zylindrischen Bereich 13 und
dem Paar von Blockbereichen 14 besteht, die radial auswärts von
der äußeren Umfangsfläche dieses
zylindrischen Bereichs 13 hervorstehen, um einen Außenumfang
eines mittleren Bereichs des röhrenförmigen Bereichs 11 herum
gepasst und befestigt. Das Blockelement ist integral aus einem Metall,
wie beispielsweise Stahl, ausgeformt.
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Das Paar von Blockbereichen 14 ist
axial symmetrischen Positionen vorgesehen, wobei sich der röhrenförmige Bereich 11 dazwischen
befindet. Jeder dieser Blockbereiche 14 hat eine Länge, die ungefähr gleich
der Hälfte
der axialen Länge
des röhrenförmigen Bereichs 11 ist,
und eine Breite, die im Wesentlichen gleich dem Außendurchmesser
des röhrenförmigen Bereichs 11 ist.
Jeder Blockbereich 14 ist zu einem Block geformt, dessen
Querschnitt kreisbogenförmig
ist. Jeder Blockbereich 14 ist so groß, dass seine radial auswärts hervorstehende Endfläche (äußere Umfangsfläche) sich
etwas radial einwärts
des äußeren Umfangsendes
des Flanschbereichs 12 befindet. Jeder Blockbereich 14 ist
so angeordnet, dass eine seiner axialen Endflächen dem Flanschbereich 12 mit
einem bestimmten Abstand gegenüberliegt.
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Das äußere Zylinderelement 2 ist
aus Metall, wie beispielsweise Stahl, ausgeformt und hat eine gerade
dünnwandige
zylindrische Gestalt. Dieses äußere Zylinderelement 2 hat
einen Innendurchmesser, der größer ist
als der Außendurchmesser
des Flanschbereichs 12 des Hauptwellenelements 1,
und es hat eine Länge,
die länger
ist als jeder Blockbereich 14 und kürzer als der röhrenförmige Bereich 11. Dieses äußere Zylinderelement 2 ist
koaxial an der Außenseite
des Hauptwellenelements 1 in einem bestimmten Abstand davon
an einer Position angeordnet, die sich radial mit jedem Blockbereich 14 überlappt.
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Indem ein Gummimaterial vulkanisiert
und integral mit dem Hauptwellenelement 1 und dem äußeren Zylinderelement 2 ausgeformt
wird, wird der gummielastische Körper 3 zwischen
dem Hauptwellenelement 1 und dem äußeren Zylinderelement 2 angeordnet
und in eine im Wesentlichen zylindrische Gestalt gebracht. Indem
dieser gummielastische Körper 3 vulkanisiert
und mit der äußeren Umfangsfläche des
Hauptwellenelements 1 (einschließlich der inneren Endfläche des
Flanschbereichs 12) und der inneren Umfangsfläche des äußeren Zylinderelements 2 verbunden
wird, verbündet
der gummielastische Körper 3 integral
die beiden Elemente. In Bereichen dieses gummielastischen Körpers 3,
die sich an den Außenseiten
der jeweiligen Blockbereiche 14 befinden, ist das Paar
von hohlen Bereichen 31 vorgesehen, die in einer Endfläche weg
von dem Flanschbereich 12 offen sind und sich in der axialen
Richtung bis in die Nähe
einer Endfläche
auf der Seite des Flanschbereichs 12 erstrecken. Jeder
dieser hohlen Bereiche 31 ist so ausgeformt, dass er sich
bis zu einer Position kurz vor der Flanschbereich-l2-seitigen Endfläche jedes
Blockbereichs 14 erstreckt und jeden Block 14 umgibt.
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Dieser gummielastische Körper 3 hat
das Paar von sich nicht verformenden Gummibereichen 32,
die zwischen dem Flanschbereich 12 und dem jeweiligen Blockbereich 14 des
Hauptwellenelements 1 angeordnet ist und bezüglich des
Aufbringens einer axialen Belastung im Wesentlichen nicht verformbar sind.
Es wird darauf hingewiesen, dass beim Aufbringen einer Last, die
senkrecht zu der Achse wirkt, diese sich nicht verformenden Gummibereiche 32 verformt
werden, wenn auch nur geringfügig,
und zwar aufgrund von Kompression, Spannung oder Scherung, indem
sie die Verformung der Verbindungsbereiche 33 begleiten,
die mit diesen sich nicht verformenden Gummibereichen 32 verbunden
sind. Diese sich nicht verformenden Gummibereiche 32 haben eine
Größe, die
im Wesentlichen gleich der Gestalt einer axialen Endfläche jedes
Blockbereichs 14 ist. Außerdem ist der Verbindungsbereich 33 zum
Verbinden des jeweiligen sich nicht verformenden Gummibereichs 32 mit
der inneren Umfangsfläche
des Endbereichs des äußeren Zylinderelements 2 zwischen
dem Boden jedes hohlen Bereichs 31 und einer Endfläche des
gummielastischen Körpers 3 auf der
Seite des Flanschbereichs
12 vorgesehen. Jeder dieser Verbindungsbereiche 33 ist
so ausgeformt, dass ein innerer Umfangsseitenbereich der Flanschbereich-l2-seitigen
Endfläche
des gummielastischen Körpers 3 so
geneigt ist, dass er sich der axial einwärtigen Seite nähert, wenn
er die äußere Umfangsseite
ansteuert. Daher ist jeder dieser Verbindungsbereiche 33 in
einem Zustand ausgeformt, in dem er axial einwärts des jeweiligen sich nicht
verformenden Gummibereichs versetzt ist.
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Es wird darauf hingewiesen, dass,
da der gummielastische Körper 3 wie
oben beschrieben angeordnet ist, bei der vibrationsisolierenden
Buchse dieser Ausführungsform
das Federverhältnis
zwischen der Richtung rechtwinklig zu der Achse (der Richtung, die
die hohlen Bereiche 31 verbindet, d.h. der vertikalen Richtung
des Automobils) und der axialen Richtung (der Längsrichtung des Automobils)
so gewählt
ist, dass es 1 : 0,6 beträgt. Da jeder sich nicht verformende
Gummibereich 32 zwischen dem Flanschbereich 12 und
jedem Blockbereich 14 vorgesehen ist und jeder Verbindungsbereich 33 so
vorgesehen ist, dass er jeden sich nicht verformenden Bereich 32 und
die innere Umfangsfläche
des Endbereichs des äußeren Zylinderelements 2 verbindet, wird
außerdem
verhindert, dass die vibrationsisolierende Buchse groß und teuer
wird, verglichen mit herkömmlichen
Fällen,
in welchen ein axialer Anschlag oder ein axial kompressiver Bereich
des gummielastischen Körpers
hinzugefügt
wird.
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Die vibrationsisolierende Buchse
dieser Ausführungsform,
die wie oben beschrieben aufgebaut ist, wird als Schlepparmbuchse
verwendet, um den Schlepparm und den Fahrzeugkörper auf vibrationsisolierende
Art und Weise bei einer hinteren Radaufhängung zu verbinden. In diesem
Fall wird die Schlepparmbuchse montiert durch Befestigen beispielsweise
des Hauptwellenelements 1 an dem Fahrzeugkörper mittels
Anbringschrauben oder ähnlichem
und durch Presspassen und durch Befestigen des äußeren Zylinderelements 2 in
einer in dem Schlepparm vorgesehenen Anbringöffnung. Die axiale Richtung
der vibrationsisolierenden Buchse ist im Wesentlichen gleich der
Längsrichtung
des Automobils, und das Paar von hohlen Bereichen 31 in
dem gummielastischen Körper 3 sind
in einem Zustand angeordnet, in dem sie im Wesentlichen in der vertikalen
Richtung des Automobils vorgesehen sind.
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Außerdem wird die zwischen dem
Schlepparm und dem Fahrzeugkörper
auftretende Schwingung (relative Auslenkung) durch die elastische
Verformung des gummielastischen Körpers 3 absorbiert, und
die Übertragung
der Schwingung auf das andere Element wird dadurch reduziert. Wenn
das Automobil eine Kurve fährt,
harmonisieren außerdem
die Federwirkung senkrecht zur Achse und in axialer Richtung des
gummielastischen Körpers 3,
und sie dienen so dazu, den hinteren Reifen zu einem Toe-in zu bewegen.
Dabei ist bei der vibrationsisolierenden Buchse dieser Ausführungsform,
da die hohlen Bereiche 31, die sich nicht verformenden
Gummibereiche 32 sowie Verbindungsbereiche 33 in
dem gummielastischen Körper 3 auf
die oben beschriebene Art und Weise vorgesehen sind, das Federverhältnis in
der axialen Richtung gesteigert, und das Federverhältnis in
der axialen Richtung bezüglich
der Feder in der Richtung rechtwinklig zu der Achse ist gesteigert.
Daher wird die Verzögerung
des Toe-in (der Vorspur) des hinteren Reifens unterdrückt.
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Wie oben beschrieben, ist es mit
der vibrationsisolierenden Buchse dieser Ausführungsform, da der gummielastische
Körper 3 die
hohlen Bereiche 31, die sich nicht verformenden Gummibereiche 32 sowie
die Verbindungsbereiche 33 hat, die auf die oben beschriebene
Art und Weise vorgesehen sind, möglich,
das Federverhältnis
in der axialen Richtung zu steigern, während verhindert wird, dass
die vibrationsisolierende Buchse groß und teuer wird. So ist es
möglich,
die Verzögerung
des Toe-in des hinteren Reifens zu unterdrücken, wenn das Automobil wendet
oder eine Kurve fährt.
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Außerdem ist in dieser Ausführungsform
jeder Blockbereich 14 des Hauptwellenelements 1 so vorgesehen,
dass seine radial auswärts
hervorstehende Endfläche
(äußere Umfangsfläche) sich
radial einwärts
des äußeren Umfangsendes
des Flanschbereichs 12 befindet. Daher kann der Aufbau
so sein, dass die auf den gummielastischen Körper 3 aufgebrachte
axiale Belastung leicht entlastet werden kann, indem der Widerstand
des Flanschbereichs 12 aufgenommen wird. So können die
sich nicht verformenden Gummibereiche 32, die zwischen
dem Flanschbereich 12 und dem jeweiligen Blockbereich 14 vorgesehen
sind, vorteilhaft vorgesehen sein.
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Außerdem sind die Verbindungsbereiche 33 in
dieser Ausführungsform
jeweils in einem Zustand ausgeformt, in dem sie axial einwärts des
jeweiligen sich nicht verformenden Gummibereichs 32 versetzt sind.
Daher ist es, da der Aufbau so wird, dass eine kompressive Komponente
bezüglich
der Aufbringung der axialen Last hinzugefügt wird, möglich, die Feder in axialer
Richtung des gummielastischen Körpers 3 effektiv
zu verstärken.
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Es wird darauf hingewiesen, dass,
obwohl die Blockbereiche 14 des Hauptwellenelements 1 in dieser
Ausführungsform
starre Elemente aus Metall sind, sie auch starre Elemente, beispielsweise
aus hartem Plastik, sein können.
Obwohl in dieser Ausführungsform
das Paar von Blockbereichen 14 in axial symmetrischen Positionen
angeordnet ist, können die
Blockbereiche 14 außerdem
auch in ihrer Anzahl vergrößert werden
und diskontinuierlich in Abständen
vorgesehen sein. Alternativ kann der Blockbereich 14 auch
ringförmig
ausgeformt sein und über den
gesamten Umfangsbereich in einer kontinuierlichen Art und Weise
vorgesehen sein.
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Obwohl der Flanschbereich 12 des
Hauptwellenelements 1 in dieser Ausführungsform ringförmig ausgeformt
ist und über
den gesamten Umfang hinüber
vorgesehen ist, kann außerdem
der Flanschbereich 12 auch in Teilen in Positionen vorgesehen sein,
die den Blockbereichen 14 axial gegenüberliegen.