JP2002096617A - トーコレクトブッシュおよびそれを用いたサスペンション機構 - Google Patents
トーコレクトブッシュおよびそれを用いたサスペンション機構Info
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Abstract
両の乗心地と操縦安定性を高次元で両立させることの出
来る、新規な構造のサスペンション機構の提供。 【解決手段】 コンプレッションゴム36によって連結
されたインナ側傾斜部18とアウタ側傾斜部26の対向
面間距離を、それら傾斜部18,26の突出方向で変化
させて、コンプレッションゴム36における内周側端部
の肉厚寸法よりも外周側端部の肉厚寸法の方が大きくな
るようにした。
Description
ュの一種であるトーコレクトブッシュとそれを用いたサ
スペンション機構に係り、特に、トーションビーム式リ
ジットアクスル型のサスペンション機構に用いられて、
左右のトレーリングアームのボデー側への取付部位に装
着される新規な構造のトーコレクトブッシュと、かかる
トーコレクトブッシュを採用することによって実現され
る、車両の操縦安定性や乗心地などのチューニング特性
に優れた新規な構造のサスペンション機構に関するもの
である。
ム式リジットアクスル型のサスペンション機構におい
て、トーションビームで連結された左右のトレーリング
アームのボデー側への取付部位に装着されるサスペンシ
ョンブッシュの一種として、特開平9−104212号
公報や特開平11−247914号公報,特開平11−
257396号公報,特開2000−74117号公報
等に開示されているように、インナ軸金具の軸方向一方
の端部において、軸方向外方に傾いて径方向一方向で斜
め外方に向かって突出するインナ側傾斜部を設けると共
に、アウタ筒金具の軸方向一方の端部において、軸方向
外方に傾いて径方向一方向で斜め外方に向かって突出
し、インナ側傾斜部に対して略平行な対向面で離隔して
対向位置するアウタ側傾斜部を形成する一方、それらイ
ンナ軸金具とアウタ筒金具の径方向対向面間に本体ゴム
弾性体を介在せしめて両金具を弾性連結せしめると共
に、インナ側傾斜部とアウタ側傾斜部の対向面間に介装
されてそれらを弾性的に連結するコンプレッションゴム
を、かかる本体ゴム弾性体と一体的に形成した構造のト
ーコレクトブッシュが、知られている。かくの如き構造
のトーコレクトブッシュは、その中心軸(インナ軸金具
およびアウタ筒金具の中心軸)が車両横方向となり、イ
ンナ側およびアウタ側の傾斜部の突出する軸直角方向が
車両前後方向となる状態で自動車に装着されることとな
り、その特性が、自動車の走行時におけるトレーリング
アーム、延いては車輪の変位に大きな影響を及ぼすこと
から、目的とする車両の乗心地や操縦安定性が発揮され
るように、トーコレクトブッシュの特性がチューニング
される。
スペンション機構において目的とする特性は、車両の乗
心地と操縦安定性の高次元での両立であり、一般に、車
両の乗心地向上のために車両前後方向のばね定数を柔ら
かく設定しつつ、コーナリング荷重の入力時におけるサ
スペンション部材の車両前後方向における変位を抑えて
横力ステアによるオーバステアを防止乃至は軽減するこ
とにより車両の走行安定性を向上させることが重要とさ
れる。
は、その設計および特性評価に際して、専ら、中心軸方
向および軸直角方向でのばね特性と荷重−変位特性だけ
が考慮されていた。即ち、乗心地の設計や評価を、軸直
角方向でのばね特性の柔らかさに基づいて行う一方、操
縦安定性の設計や評価を、中心軸方向でのばね特性の硬
さと、中心軸方向への入力に伴う軸直角方向の変位量
(トーコレクト量)の抑制に基づいて行っていたのであ
る。
シュにおいては、前記公報等にも記載されているよう
に、単に、インナ軸部材とアウタ筒部材の径方向対向面
間を弾性連結する本体ゴム弾性体に対して、車両前後方
向となる軸直角方向でインナ軸部材を挟んで対向位置す
る両側部分にそれぞれ軸方向に延びる一対のスリットを
形成することにより、車両前後方向のばね特性を柔らか
く設定する一方、車両横方向となる軸方向では、インナ
軸部材とアウタ筒部材の相対変位量を弾性的に制限する
ストッパ手段を設けて軸方向の高ばね特性を確保すると
共に、コンプレッションゴムで弾性連結されたインナ側
傾斜部とアウタ側傾斜部における互いに平行な傾斜面の
傾斜角度を調節することにより、中心軸方向でのばね特
性の硬さと、中心軸方向への入力に伴う軸直角方向の変
位量(トーコレクト量)を調節していたに過ぎなかった
のである。
コレクトブッシュでは、サスペンション機構への装着状
態下での荷重入力方向と、かかる方向への荷重入力に伴
う変位特性が直接には考慮されていなかったのであり、
そのために、前述の如き車両の乗心地と操縦安定性を高
次元で両立させるようなブッシュ特性の最適チューニン
グを、トーコレクトブッシュ、延いてはサスペンション
機構の全体を把握して行うことが難しかったのである。
を背景として為されたものであって、その解決課題とす
るところは、サスペンション機構への装着状態下で発揮
される乗心地と操縦安定性を、各個別でなく全体として
とらえることにより、それら乗心地と操縦安定性の両方
の要求特性をより高次元で両立して達成することの出来
る、新規な構造のトーコレクトブッシュと、それを用い
た新規な構造のサスペンション機構を提供することにあ
る。
構への装着状態下におけるトーコレクトブッシュの荷重
−変位特性をFEM(有限要素法)等を用いて詳細に検
討した結果、かかるトーコレクトブッシュの設計に際し
ては、弾性主軸の方向と弾性主軸方向のばね定数を考慮
することが有効であり、特に、上述のように、乗心地と
操縦安定性の最適バランスを実現するためには、中心軸
に対する弾性主軸の傾斜角度(主軸角度)を、外力の入
力方向に応じて調節し、その上で、圧縮方向となる弾性
主軸Iと剪断方向となる弾性主軸IIでのばね定数の比
(主軸ばね比)の値を大きく設定することが有効であ
る、との新たな知見を得たのである。即ち、このような
チューニングをトーコレクトブッシュに施すことによ
り、結果として、サスペンション部材の車両前後方向に
おけるボデーに対する支持ばね特性を柔らかくして優れ
た乗心地を確保しつつ、コーナリング時にサスペンショ
ン部材を略車両横方向に変位させて、オーバステアを抑
制し、より好適には弱いアンダステア特性を付与するこ
とで、良好な操縦安定性を与えることが可能となる、と
の知見を得たのである。
果、中心軸に対する弾性主軸の傾斜角度(主軸角度)
を、外力の入力方向に応じて調節し、その上で、圧縮方
向となる弾性主軸Iと剪断方向となる弾性主軸IIでのば
ね定数の比(主軸ばね比)の値を大きく設定することを
実現する一つの具体的構成として、コンプレッションゴ
ムによって連結されたインナ側傾斜部とアウタ側傾斜部
の対向面間距離、換言すればコンプレッションゴムの肉
厚寸法を小さくすることが極めて有効であるとの知見を
得たのであり、以て、かかる知見に基づいて、本発明が
完成されるに至ったのである。
された本発明の態様を記載する。なお、以下に記載の各
態様において採用される構成要素は、可能な限り任意の
組み合わせで採用可能である。また、本発明の態様乃至
は技術的特徴は、以下に記載のものに限定されることな
く、明細書全体および図面に記載され、或いはそれらの
記載から当業者が把握することの出来る発明思想に基づ
いて認識されるものであることが理解されるべきであ
る。
軸部材と、その外方に離隔配置されたアウタ筒部材を、
それらの径方向対向面間に介装された本体ゴム弾性体で
連結すると共に、該インナ軸部材の軸方向一方の端部に
おいて、軸方向外方に傾いて径方向一方向で斜め外方に
向かって突出するインナ側傾斜部を設ける一方、前記ア
ウタ筒部材の軸方向一方の端部において、軸方向外方に
傾いて径方向一方向で斜め外方に向かって突出し、該イ
ンナ側傾斜部に対して離隔して対向位置せしめられたア
ウタ側傾斜部を設けて、それらインナ側傾斜部とアウタ
側傾斜部の対向面間にコンプレッションゴムを介在せし
めたトーコレクトブッシュにおいて、前記コンプレッシ
ョンゴムで弾性連結された前記インナ側傾斜部と前記ア
ウタ側傾斜部における対向面間距離を、それら傾斜部の
突出方向で変化させて、該コンプレッションゴムにおけ
る内周側端部の肉厚寸法よりも外周側端部の肉厚寸法を
大きくしたことにある。
コレクトブッシュにおいては、インナ側傾斜部とアウタ
側傾斜部の対向面間に介在せしめられたコンプレッショ
ンゴムの肉厚寸法が、内周側端部で小さく、外周側端部
で大きく設定されることとなり、その結果、コンプレッ
ションゴムの耐久性を確保しつつ、該コンプレッション
ゴムで弾性連結されたインナ側傾斜部とアウタ側傾斜部
の対向面間距離を全体として小さく設定することが可能
となるのである。即ち、トーコレクトブッシュにおいて
は、トレーリングアームを含むサスペンション部材の揺
動に際してトーコレクトブッシュに入力される捩じり方
向の耐久性が問題となり易く、特に、捩じり方向の荷重
が及ぼされた際に捩じり中心からの離隔距離が大きいコ
ンプレッションゴムの外周側端部では、変形量が大きく
なって亀裂等が発生し易く、耐久的に不利となる傾向が
ある。ここにおいて、本態様では、コンプレッションゴ
ムの肉厚寸法を傾斜部の突出方向で変化させて、捩じり
荷重による変形量が小さい内周側よりも変形量が大きい
外周側の肉厚寸法を大きく設定したことにより、捩じり
荷重が入力されてインナ軸部材とアウタ筒部材が周方向
で相対的に大きく捩じり変位せしめられた場合でも、コ
ンプレッションゴムの外周側端部における歪量、換言す
ればコンプレッションゴムにおける単位長当たりの弾性
変形量が小さく抑えられ得ることとなる。
れたトーコレクトブッシュにおいては、コンプレッショ
ンゴム、延いてはトーコレクトブッシュ自体の耐久性を
十分に確保しつつ、コンプレッションゴムによって連結
されたインナ側傾斜部とアウタ側傾斜部の対向面間距離
を、少なくとも内周側部分で小さく設定することが出来
るのであり、それによって、圧縮方向となる弾性主軸I
と剪断方向となる弾性主軸IIでのばね定数の比(主軸ば
ね比)の値を大きく設定することが可能となるのであ
る。
いては、インナ軸部材とアウタ筒部材からそれぞれ径方
向一方向に突設されたインナ側傾斜部とアウタ側傾斜部
がコンプレッションゴムで弾性連結されることにより、
インナ軸部材およびアウタ筒部材の中心軸と両傾斜部の
突出方向となる径方向線とを含む一平面内で互いに直交
する上記弾性主軸Iと弾性主軸IIが、トーコレクトブッ
シュの中心軸とそれに直交する軸(横断軸)に対して傾
斜して設定されているのであり、それによって、車両前
後方向では、圧縮側の弾性主軸Iよりも柔らかいばね特
性が発揮され得て、良好なる車両乗心地が実現され得る
のである。
シュにおいては、良好なる耐久性と、車両前後方向での
柔らかいばね特性とを、何れも有利に確保しつつ、コー
ナリングに際しての車両横方向荷重の入力時における横
力ステアを抑えることが出来るのであり、以て、十分な
耐久性のもとに、乗心地と操縦安定性を高度に両立させ
ることが可能となるのである。
態様に従うトーコレクトブッシュにおいて、前記インナ
軸部材およびアウタ筒部材の中心軸と前記インナ側傾斜
部およびアウタ側傾斜部が突出する径方向線とを含む一
平面内において、かかる平面内に位置せしめられた圧縮
方向の弾性主軸Iにおける、前記中心軸に対する傾斜角
度を、自動車への装着状態下でコーナリングに際して及
ぼされる横方向荷重による外力の入力方向における、該
中心軸に対する傾斜角度よりも大きく設定したことを、
特徴とする。このような本態様においては、圧縮方向の
弾性主軸Iと剪断方向の弾性主軸IIが、横方向荷重によ
る外力の入力方向を挟んだ両側に設定されることとな
り、且つ、圧縮方向の弾性主軸Iが横方向荷重による外
力の入力方向よりも車両前後方向に大きく傾斜して設定
されると共に、剪断方向の弾性主軸IIが横方向荷重によ
る外力の入力方向よりも車両横方向に大きく傾斜して設
定されることとなる。従って、横方向荷重による外力の
入力に際して、インナ軸部材とアウタ筒部材が相対変位
せしめられる方向(変位方向)が、かかる外力の入力方
向に対して、ばね特性が柔らかい弾性主軸方向II側、即
ち車両横方向に傾斜せしめられることとなるのであり、
その結果、コーナリングに際しての車両横方向荷重の入
力時にインナ軸部材とアウタ筒部材が、より一層中心軸
方向に近い方向に変位せしめられて、操縦安定性の更な
る向上が図られ得るのである。
は第二の態様に従うトーコレクトブッシュにおいて、前
記コンプレッションゴムで弾性連結された前記インナ側
傾斜部と前記アウタ側傾斜部の各対向面を、前記インナ
軸部材および前記アウタ筒部材の中心軸に対して略一定
の傾斜角度で径方向外方に延びる傾斜平坦面として、そ
れら両対向面を径方向外方に向かって次第に拡開せしめ
たことを、特徴とする。このような本態様においては、
インナ側傾斜部とアウタ側傾斜部の各対向面が傾斜平坦
面とされていることにより、製造が容易となって生産性
が向上されると共に、コンプレッションゴムへの局部的
な応力集中も回避されて、より優れた耐久性を安定して
得ることが可能となる。
至第三の何れかの態様に従う構造とされたトーコレクト
ブッシュであって、前記インナ側傾斜部および前記アウ
タ側傾斜部が突出する径方向で前記インナ軸部材を挟ん
だ両側に位置せしめられた、該インナ軸部材と前記アウ
タ筒部材の径方向対向面間において、それぞれ軸方向に
延びる一対のスリットを設けたことを、特徴とする。こ
のような本態様においては、インナ軸部材とアウタ筒部
材の径方向対向面間を弾性連結する本体ゴム弾性体に対
して、車両前後方向で対向位置する一対のスリットが形
成されていることにより、車両前後方向のばね特性が一
層低ばね化されて乗心地の更なる向上が図られ得る。し
かも、車両前後方向のばね特性が柔らかくされることに
より、弾性主軸に対するコンプレッションゴムの影響が
大きくなって、圧縮方向の弾性主軸Iを車両横方向側に
一層近付けて傾斜設定することも容易となる。
至第四の何れかの態様に従う構造とされたトーコレクト
ブッシュにおいて、前記インナ側傾斜部と前記アウタ側
傾斜部の各対向面間に前記コンプレッションゴムを介在
せしめて、それらインナ側傾斜部とアウタ側傾斜部の各
対向面に該コンプレッションゴムを固着せしめた後に、
該アウタ側傾斜部の少なくとも一部を縮径させて該コン
プレッションゴムに予圧縮を加えたことを、特徴とす
る。このような本態様においては、外的荷重の入力時に
コンプレッションゴムの弾性変形によって生ぜしめられ
る引張応力が軽減乃至は回避されるのであり、それによ
って、コンプレッションゴム、延いてはトーコレクトブ
ッシュの耐久性が更に向上され得るのである。
ムをトーションビームで連結したサスペンション部材
を、自動車のボデーに対して揺動可能に防振連結せしめ
たサスペンション機構において、サスペンション部材に
おける車両前方側の左右両側部分に対して、前記本発明
の第一乃至第五の何れかの態様に係る構造とされたトー
コレクトブッシュをそれぞれ装着せしめて、それらのト
ーコレクトブッシュを介して、該サスペンション部材を
ボデーに防振連結すると共に、かかる左右両側のトーコ
レクトブッシュの中心軸を車両左右方向に向けて、且つ
インナ側およびアウタ側の傾斜部を車両中央側に位置せ
しめたサスペンション機構も、特徴とする。
ペンション機構においては、各トーコレクトブッシュに
おける前述の如き特性に基づいて、車両コーナリング時
におけるサスペンション部材の外力による変位を、車両
横方向に近い方向に向かわせて横力ステアをより一層抑
えることが出来るのであり、それによって、良好なる車
両の走行安定性を、車両の乗心地を確保しつつ達成する
ことが可能となるのである。
にするために、本発明の実施形態について、図面を参照
しつつ、詳細に説明する。
としてのトーコレクトブッシュ10が、示されている。
このトーコレクトブッシュ10は、インナ軸部材として
の内筒金具12とアウタ筒部材としての外筒金具14
が、互いに径方向に離隔して配されていると共に、それ
ら内外筒金具12,14間に本体ゴム弾性体16が介装
されて、両金具12,14が弾性的に連結された構造を
有している。
筒形状を有しており、軸方向一方(図1中の左方)の端
部近くには、略平板形状の固定プレート18が固着され
ている。この固定プレート18は、プレス金具等の剛性
部材で形成されており、略扇形の平板形状を有してお
り、扇形の中心部分には、円弧形状の嵌着用切欠20が
設けられている。そして、嵌着用切欠20に対して内筒
金具12が挿通され、嵌着用切欠20が内筒金具12に
溶着されることによって、固定プレート18が内筒金具
12に固着されている。
金具12から離れるに従って幅広となる略扇形状を有し
ており、内筒金具12の中心軸22に対して外方に傾斜
した平面上において、径方向一方(図1,2中の上方)
の側に向かって斜めに突出せしめられている。特に、本
実施形態では、固定プレート18が、内筒金具12の中
心軸22に対して略一定の傾斜角度:θaで外方に向か
って突設されており、かかる固定プレート18が中心軸
22に対して傾斜した略平坦な傾斜面とされている。更
に、固定プレート18は、その中心部分の幅寸法(図2
中の左右方向寸法)が、内筒金具12の外径寸法と外筒
金具14の内径寸法の略中間程度にされていると共に、
その突出先端部の最も大きな幅寸法が、外筒金具14の
内径寸法に略近い大きさとされている。なお、固定プレ
ート18の突出先端面(外周面)は、内筒金具12の中
心軸を略中心とする円弧形状とされている。
状を有しており、内筒金具12に外挿されることによ
り、内筒金具12の径方向外方に離隔して同軸的に配設
されている。なお、外筒金具14の軸方向長さは、内筒
金具12よりも短くされており、内筒金具12の軸方向
両端部分が外筒金具14から軸方向外方に突出せしめら
れている。また、外筒金具14の軸方向一方(図1中の
左方)の開口周縁部には、径方向外方に突出して周方向
に連続して延びるフランジ状部24が一体形成されてい
る。
部分(図1,2中の上側部分)は、径方向外方に延長さ
れていると共に、軸方向外方に傾斜せしめられており、
それによって、内筒金具12に突設された固定プレート
18に対して斜め軸方向に離隔し、固定プレート18に
対して対向位置する傾斜板対向部26が形成されてい
る。特に、本実施形態では、かかる傾斜板対向部26
が、外筒金具14の中心軸28に対して略一定の傾斜角
度:θbで外方に向かって突設されており、傾斜板対向
部26が、中心軸28に対して傾斜した略平坦な傾斜面
とされている。
かかる傾斜板対向部26の傾斜角度:θbは、前述の内
筒金具12に突設された固定プレート18の中心軸22
に対する傾斜角度:θaよりも大きく設定されており、
固定プレート18よりも傾斜板対向部26の方が、軸直
角方向に立ち上がった形状とされている。これにより、
内筒金具12の固定プレート18と外筒金具14の傾斜
板対向部26の対向面間距離:Wが、それら固定プレー
ト18と傾斜板対向部26の突出方向で次第に変化せし
められており、内周側端部の対向面間距離:Waが最も
小さく、外周側端部の対向面間距離:Wbが最も大きく
されている。
施形態では、内筒金具12の固定プレート18によって
インナ側傾斜部が構成されている一方、外筒金具14の
傾斜板対向部26によってアウタ側傾斜部が構成されて
いる。また、傾斜板対向部26は、その突出先端面30
が、固定プレート18よりも大径の円弧状面とされてい
ると共に、その周方向長さが、固定プレート18よりも
十分に大きくされており、固定プレート18の周方向両
側に張り出して位置せしめられている。また、本実施形
態では、固定プレート18と傾斜板対向部26の各対向
面32,34によって、相互に対向位置する傾斜面が構
成されている。
て略厚肉の円筒形状を有しており、内筒金具12と外筒
金具14の径方向対向面間の略全体に亘って介在せしめ
られている。そして、本体ゴム弾性体16の内外周面
が、内筒金具12の外周面と外筒金具14の内周面にそ
れぞれ加硫接着されることにより、本体ゴム弾性体16
が、それら内外筒金具12,14を有する一体加硫成形
品として形成されている。
ト18と傾斜板対向部26の対向面32,34間にも延
び出しており、以て、それら固定プレート18と傾斜板
対向部26の対向面32,34間の全体に亘って充填さ
れたコンプレッションゴム36が、本体ゴム弾性体16
と一体的に形成されている。更に、本体ゴム弾性体16
は、コンプレッションゴム36が位置しない部分でも、
内筒金具12の外周面に沿って固定プレート18まで軸
方向に延び出しており、以て、固定プレート18の外周
面を被覆する被覆ゴム38が、本体ゴム弾性体16と一
体的に形成されている。
ート18や傾斜板対向部26が突出する径方向で内筒金
具12を挟んだ両側において、内外筒金具12,14間
を軸方向に延びる一対のスリットとしてのすぐり部4
0,40が形成されている。更にまた、これら一対のす
ぐり部40,40の対向方向に直交する径方向で内筒金
具12を挟んだ両側には、内外筒金具12,14間を軸
方向に延びる一対のスリット42,42が形成されてい
る。なお、一対のすぐり部40,40とスリット42,
42は、何れも、コンプレッションゴム36とは反対側
(図2中の右側)の軸方向端面に開口して、略一定の断
面形状で軸方向に直線的に形成されている。特に、固定
プレート18側に形成された一方のすぐり部40は、固
定プレート18に近接する軸方向深さで形成されている
と共に、他方のすぐり部40は、本体ゴム弾性体16を
軸方向に貫通して形成されている。また、一対のスリッ
ト42,42は、僅かな薄膜状の軸方向底部44,44
を残しているが、実質的には貫通した軸方向深さをもっ
て形成されている。これにより、一対のすぐり部40,
40および一対のスリット42,42の対向位置する各
径方向のばね特性が、十分に軟らかく設定されている。
リット42,42は、何れも、その断面形状において、
外筒金具14側から内筒金具12側に向かって径方向内
方に行くに従って次第に周方向幅寸法が小さくなる、換
言すれば径方向外方に行くに従って次第に周方向幅寸法
が大きくなる扇形断面形状を有している。なお、これら
すぐり部40とスリット42は、何れも、実質的に内筒
金具12の外周面から外筒金具14の内周面まで至る径
方向寸法を有しており、これらすぐり部40とスリット
42が形成された部分の内外筒金具12,14の表面に
は、本体ゴム弾性体16の成形時における型開閉性等の
理由で形成された薄肉ゴム層だけが存在しているに過ぎ
ない。
各一対のすぐり部40,40とスリット42,42が形
成されることにより、本体ゴム弾性体16には、互いに
周方向に隣接するすぐり部40とスリット42の間を径
方向に延びて内筒金具12と外筒金具14を連結する四
本の脚部構造の径方向連結部46が形成されているので
ある。そして、これらの径方向連結部46によって、す
ぐり部40およびスリット42の周方向両側の側壁部が
構成されている。
それぞれ、外周側壁面の周方向略中央部分から径方向内
方に向かって突出する略台形断面のストッパ48が、突
設されている。そして、内筒金具12と外筒金具14
が、ストッパ48を挟んで相互に接近方向に変位せしめ
られた際に、ストッパ48が内筒金具12側と外筒金具
14側の間で圧縮変形せしめられることにより、それら
内外筒金具12,14の相対変位量が緩衝的に制限され
るようになっている。ここにおいて、ストッパ48は、
本体ゴム弾性体16と一体成形されてゴム弾性体で形成
されており、本体ゴム弾性体16の軸直角方向断面にお
いて、その周方向幅寸法および高さ寸法が、すぐり部4
0よりも小さくされている。そして、軸直角方向に大き
な荷重が入力された際、ストッパ48の突出先端部がす
ぐり部40の内周側壁部を介して内筒金具12側に当接
せしめられることにより、内外筒金具12,14の径方
向の相対変位量を緩衝的に制限するストッパ機構が構成
されている。
レクトブッシュ10においては、予め目的とする形状で
内外筒金具12,14を形成した後、それらの間で本体
ゴム弾性体16とコンプレッションゴム36を加硫成形
して接着することによって製造することも可能である
が、望ましくは、目的寸法よりも大径の外筒金具14を
用いて、内外筒金具12,14間に本体ゴム弾性体16
とコンプレッションゴム36を加硫成形して接着せしめ
た後、外筒金具14に対して絞り加工等の縮径加工を施
すことにより目的とする形状寸法とされることとなり、
それによって、本体ゴム弾性体16やコンプレッション
ゴム36に対して予圧縮が加えられる。
いるように、外筒金具(14)の筒壁部の外径寸法が目
的とする寸法よりも全体的に大径とされた成形金具(外
筒金具)14′を採用する。また、傾斜板対向部26の
傾斜角度:θb′も目的とする傾斜角度:θbよりも小
さくされて、内筒金具12側の固定プレート18の傾斜
角度:θaと略同じ傾斜角度とされたものを採用する。
4′を所定のゴム加硫成形型内にセットして、本体ゴム
弾性体16とコンプレッションゴム36を同時に一体加
硫成形すると共に、内外筒金具12,14′に加硫接着
することによって、一体加硫成形品49を得る。その
後、外筒金具14′に対して八方絞り等の縮径加工を施
すことによって、図1〜4に示されている如き、目的と
する形状と寸法を有するトーコレクトブッシュ10を得
ることが出来るのである。なお、特に本実施形態におい
ては、図1に示されているように、外筒金具14の軸方
向中間部分だけを所定長さに亘って大径部とした段付形
状とされており、外筒金具14の圧入等によるサスペン
ション部材の装着作業性の向上が図られている。
クトブッシュ10は、図8に示されているように、例え
ば、左右両側の車輪を支持する一対のトレーリングアー
ム50,50を車幅方向に延びるトーションビーム52
で相互に連結固定せしめたトーションビーム式サスペン
ション機構に対して、一対が組み付けられる。即ち、そ
の左右両側のトレーリングアーム50,50の各車両前
端部分に形成された車両横方向に延びる装着孔に対し
て、外筒金具14を圧入固定する一方、内筒金具12を
ロッド等を介してボデーに固定することにより、図8に
おいて、その左右方向が車両左右方向で、上下方向が車
両前後方向となる状態で装着される。また、各トレーリ
ングアーム50の先端部分において、内筒金具12の固
定プレート18と外筒金具14の傾斜板対向部26が、
それぞれ、車両幅方向で内方に位置し、且つ車両の斜め
前方に向かって突出せしめられるように、車両中央を前
後方向に延びる対称軸(中央線):X−Xを挟んで、互
いに対称的に装着される。
は、車両のコーナリング時に、タイヤ54,54から車
両横方向に及ぼされる向心力:fによって、各トーコレ
クトブッシュ10に対して、中心軸に対して入力角度:
θzだけ傾斜した方向で、内外筒金具12,14間に外
力:Fが及ぼされることとなる。そして、かかる外力:
Fによって、本体ゴム弾性体16とコンプレッションゴ
ム36が弾性変形せしめられることにより、内外筒金具
12,14が、相対的に変位せしめられて、サスペンシ
ョン部材57の全体に、車両ボデーに対する相対的な変
位が生ぜしめられることとなる。
ュ10においては、図9に示されるように、その弾性主
軸I,IIが、マウント中心軸56および軸直角方向線5
8に対して、それぞれ、所定角度:γaだけ傾斜して設
定されており、それら両弾性主軸I,IIの方向に設定さ
れたばね特性に基づいて、優れた操縦安定性が発揮され
るようになっている。
直角方向線58を含む略水平な平面内において、ばね定
数が最も大きくなる圧縮方向の弾性主軸Iと、ばね定数
が最も小さくなる剪断方向の弾性主軸IIが、互いに直交
して発現されることとなるが、それらは、何れも、マウ
ント中心軸56および軸直角方向線58に対して、所定
角度:γaだけ傾斜して設定されている。特に、本実施
形態においては、弾性主軸Iのマウント中心軸56に対
する傾斜角度:γaが、外力:Fのマウント中心軸56
に対する傾斜角度:γb(なお、γbは、図8における
θzに等しい)よりも大きく設定されている。換言すれ
ば、弾性主軸Iよりもコーナリング時の外力:Fのマウ
ント中心軸56に対する傾斜角度:γbの方が車両横方
向に近づく方向に傾斜して設定されている。それ故、外
力:Fの分力が弾性主軸Iと弾性主軸IIの各方向側に近
づく方向に生ぜしめられるのであるが、これらは、外
力:Fの入力方向を挟んだ両側に位置せしめられてお
り、特に、弾性主軸I側の分力の方向が、外力:Fの入
力方向よりも車両後方側に傾斜している一方、弾性主軸
II側の分力の方向が、外力:Fの入力方向よりも車両前
方側に傾斜している。しかも、剪断側の弾性主軸IIの方
が、圧縮側の弾性主軸Iよりもばね定数が十分に小さく
設定されている。
F(II)と弾性主軸I側の分力:F(I)の比の値:F
(II)/F(I)が、外力:Fによって生ぜしめられる
内外筒金具12,14の相対的変位量:Sの弾性主軸II
に沿った方向の成分:δdと弾性主軸Iに沿った方向の
成分:δcの比の値:δd/δcよりも、小さくされ
る。その結果、図9に示されているように、変位:Sの
マウント中心軸56に対する傾斜角度:γcが、外力:
Fの入力方向よりも車両横方向側に傾斜せしめられて、
γc<γbとされ、以て、コーナリング時の横方向荷重
に伴う内外筒金具12,14の変位方向が、外力:Fの
入力方向よりも水平方向とされるようになっている。特
に望ましくは、外力:Fの入力時に、マウント中心軸5
6の方向に生ぜしめられる弾性変形量:δaの方が、軸
直角方向線58の方向に生ぜしめられる弾性変形量:δ
bより大きくなるようにされる。
変位:Sの方向は、マウント中心軸56の方向に生ぜし
められる弾性変形量:δaおよび軸直角方向線58の方
向に生ぜしめられる弾性変形量:δbで表される。以下
に、これらの弾性変形量:δa,δbの値を求める計算
方法を示す。
量:δc(mm)および剪断(弾性主軸II)側の弾性変
形量:δd(mm)は、外力:F(N),弾性主軸Iの
マウント中心軸56に対する傾斜角度:γa(度),外
力:Fのマウント中心軸56に対する傾斜角度:γb
(度),弾性主軸Iのばね定数:Ks1(N/mm)お
よび弾性主軸IIのばね定数:Ks2(N/mm)を用い
て、次のように表すことが出来る。 δc=(F×cos(γa−γb))/Ks1・・・(1) δd=(F×sin(γa−γb))/Ks2・・・(2)
する傾斜角度:γc(度)は、弾性主軸Iのマウント中
心軸56に対する傾斜角度:γa(度),圧縮(弾性主
軸I)側の弾性変形量:δc(mm)および剪断(弾性
主軸II)側の弾性変形量:δd(mm)を用いて、次の
ように表すことが出来る。 γc=γa−(tan-1(δd/δc))・・・(3)
しめられる弾性変形量:δa(mm)および軸直角方向
線58の方向に生ぜしめられる弾性変形量:δb(m
m)は、変位:Sのマウント中心軸56に対する傾斜角
度:γc(度),圧縮(弾性主軸I)側の弾性変形量:
δc(mm)および剪断(弾性主軸II)側の弾性変形
量:δd(mm)を用いて、次のように表すことが出来
る。 δa=√(δc2 +δd2 )×cos(γc)・・・(4) δb=√(δc2 +δd2 )×sin(γc)・・・(5)
δbを求めることが可能となる。そして、δaの値がδ
bの値より大きくなるように、且つ、δbの値が0に近
づくようにチューニングすれば、目的とする特性を有す
るトーコレクトブッシュ10を得ることが出来る。
向荷重が入力された際のトーコレクトブッシュ10の弾
性変位によってサスペンション部材57に生ぜしめられ
るオーバステア方向の変位が抑制されて、車両の優れた
操縦安定性が発揮され得るのである。
の方向は、車両前後方向に対して所定角度:θdだけ横
方向に傾斜せしめられていることから、前後方向のばね
特性も十分に柔らかく確保され得るのであり、それによ
って、優れた乗心地も発揮され得るのである。
重が入力された際のトーコレクトブッシュ10の弾性変
位によってサスペンション部材57に生ぜしめられるオ
ーバステア方向の変位を抑制して操縦安定性を向上させ
るためには、トーコレクトブッシュ10の主軸ばね比を
大きく設定することが有効である。かかる主軸ばね比
は、図10に示されているように、コンプレッションゴ
ム36の長さと肉厚の寸法比:L/Wの比の値を大きく
する程、有利に確保することが出来る。そこにおいて、
図9に示されているように、Lの値は、トーコレクトブ
ッシュ10の配設スペースなどによって制限されること
から、Wの値を小さくすることが有効となる。それによ
って、主軸ばね比を大きく設定し、コーナリングに際し
ての荷重入力時において、サスペンション部材57が一
層有利に横方向変位せしめられて、オーバステアが抑制
されるように、サスペンション機構における操縦安定性
の更なる向上が図られ得るのである。
は、相対的に傾斜されたコンプレッションゴム36の内
周側の肉厚寸法:Waが十分に小さく設定されており、
高いばね比が有利に実現される。しかも、コンプレッシ
ョンゴム36の外周側の肉厚寸法:Wbが大きく確保さ
れているために、耐久性も十分に得ることが出来る。
重)の入力時において、コンプレッションゴム36に
は、外周側ほど大きな変形量が惹起されるのであり、そ
こにおいて、外周側のゴム厚寸法:Wbが大きく設定さ
れていることから、歪量が小さく抑えられるのであり、
その結果、耐久性が有利に確保されるのである。
クトブッシュ10においては、コンプレッションゴム3
6の肉厚寸法を、固定プレート18および傾斜板対向部
26の突出方向で変化させて、捩じり荷重による変形量
が小さい内周側よりも変形量が大きい外周側の肉厚寸法
を大きく設定したことにより、捩じり荷重が入力されて
内筒金具12と外筒金具14が周方向で相対的に大きく
捩じり変位せしめられた場合でも、コンプレッションゴ
ム36の外周側端部における歪量、換言すればコンプレ
ッションゴム36における単位長当たりの弾性変形量が
小さく抑えられ得ることとなる。
はトーコレクトブッシュ10自体の耐久性を十分に確保
しつつ、コンプレッションゴム36によって連結された
固定プレート18と傾斜板対向部26の対向面間距離
を、少なくとも内周側部分で小さく設定することが出来
ることにより、圧縮方向となる弾性主軸Iと剪断方向と
なる弾性主軸IIでのばね定数の比(主軸ばね比)の値を
大きく設定することが可能となるのである。
クトブッシュ10においては、優れた耐久性と、車両前
後方向での柔らかいばね特性とを、何れも有利に確保し
つつ、コーナリングに際しての車両横方向荷重の入力時
に内筒金具12と外筒金具14の弾性変位に起因するオ
ーバステア傾向を抑制乃至は防止し、好適には弱いアン
ダーステア特性を付与せしめることにより、走行安定性
を向上させることが出来るのであり、以て、十分な耐久
性のもとに、乗心地と操縦安定性を高度に両立させるこ
とが可能となるのである。
ート18と傾斜板対向部26の各対向面32,34が傾
斜平坦面とされていることから、製造が容易であると共
に、コンプレッションゴム36への局部的な応力集中も
回避されて、より優れた耐久性を得ることが可能とな
る。
2と外筒金具14の径方向対向面間を弾性連結する本体
ゴム弾性体16に対して、車両前後方向で対向位置する
一対のスリット42,42が形成されていることから、
車両前後方向のばね特性が一層低動ばね化されて、乗心
地の更なる向上が図られ得ると共に、弾性主軸に対する
コンプレッションゴム36の影響が大きくなって、圧縮
方向の弾性主軸Iを中心軸方向に一層近付けて傾斜設定
することも容易となる。
ト18と傾斜板対向部26の各対向面32,34の間に
コンプレッションゴム36を介在せしめて、それら固定
プレート18と傾斜板対向部26の各対向面32,34
にコンプレッションゴム36を固着せしめた後に、傾斜
板対向部26の少なくとも一部を縮径させてコンプレッ
ションゴム36に予圧縮を加えるようにしたことによ
り、外的荷重の入力時にコンプレッションゴム36の弾
性変形によって生ぜしめられる引張応力が軽減乃至は回
避され得るのであり、それによって、コンプレッション
ゴム36、延いてはトーコレクトブッシュ10の耐久性
が更に向上され得るのである。
レクトブッシュについて詳述してきたが、これはあくま
でも例示であって、本発明は、かかる実施形態における
具体的な記載によって、何等、限定的に解釈されるもの
でない。
装着状態下に及ぼされる静的荷重等を考慮して、装着前
の非荷重入力状態下で軸直角方向で偏心位置せしめられ
ていても良い。
して分力作用を発揮する傾斜面は、前記実施形態におけ
る固定プレート18や傾斜板対向部36のように軸方向
端部に設ける必要はなく、例えば、特開平8−2192
11号公報に記載されているように、内外筒金具12,
14の軸方向中央部分に形成することも可能である。更
に、固定プレート18や傾斜板対向部36の形状や大き
さ等は、要求特性に応じて適宜に変更,設定されるもの
であって、何等、限定されるものではない。
当業者の知識に基づいて、種々なる変更,修正,改良等
を加えた態様において実施され得るものであり、また、
そのような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限
り、何れも、本発明の範囲内に含まれるものであること
は、言うまでもない。
に従う構造とされたトーコレクトブッシュにおいては、
インナ側傾斜部とアウタ側傾斜部の対向面間に配設され
たコンプレッションゴムの肉厚寸法を外周部分で大きく
して十分な耐久性を確保しつつ、少なくとも内周側部分
で小さくすることにより、圧縮方向となる弾性主軸Iと
剪断方向となる弾性主軸IIでのばね定数の比(主軸ばね
比)の値を大きく設定することが可能となるのであり、
それ故、自動車のサスペンション機構に採用することに
よって、車両の乗心地と操縦安定性を高次元で両立させ
ることが出来るのである。
ション機構においては、サスペンション部材の車両ボデ
ーに対する車両前後方向での支持ばね特性が柔らかく設
定され得ると共に、コーナリングに際して車両横方向の
荷重が入力された際には、サスペンション部材の車両前
後方向への変位、延いては横力ステアが抑えられ得るこ
とから、車両の乗心地と操縦安定性を高次元で両立させ
ることが出来るのである。
シュの縦断面図である。
視図である。
視図である。
大図である。
工前の縦断面図である。
視図である。
ンション部材への装着状態を示す概略図である。
作用する力を示す図である。
ばね比と、コンプレッションゴムの長さと肉厚の寸法比
との関係を示すグラフである。
Claims (6)
- 【請求項1】 インナ軸部材と、その外方に離隔配置さ
れたアウタ筒部材を、それらの径方向対向面間に介装さ
れた本体ゴム弾性体で連結すると共に、該インナ軸部材
の軸方向一方の端部において、軸方向外方に傾いて径方
向一方向で斜め外方に向かって突出するインナ側傾斜部
を設ける一方、前記アウタ筒部材の軸方向一方の端部に
おいて、軸方向外方に傾いて径方向一方向で斜め外方に
向かって突出し、該インナ側傾斜部に対して離隔して対
向位置せしめられたアウタ側傾斜部を設けて、それらイ
ンナ側傾斜部とアウタ側傾斜部の対向面間にコンプレッ
ションゴムを介在せしめたトーコレクトブッシュにおい
て、 前記コンプレッションゴムで弾性連結された前記インナ
側傾斜部と前記アウタ側傾斜部における対向面間距離
を、それら傾斜部の突出方向で変化させて、該コンプレ
ッションゴムにおける内周側端部の肉厚寸法よりも外周
側端部の肉厚寸法を大きくしたことを特徴とするトーコ
レクトブッシュ。 - 【請求項2】 前記インナ軸部材および前記アウタ筒部
材の中心軸と前記インナ側傾斜部および前記アウタ側傾
斜部が突出する径方向線とを含む一平面内において、か
かる平面内に位置せしめられた圧縮方向の弾性主軸Iに
おける、前記中心軸に対する傾斜角度を、自動車への装
着状態下でコーナリングに際して及ぼされる横方向荷重
による外力の入力方向における、該中心軸に対する傾斜
角度よりも大きく設定した請求項1に記載のトーコレク
トブッシュ。 - 【請求項3】 前記コンプレッションゴムで弾性連結さ
れた前記インナ側傾斜部と前記アウタ側傾斜部の各対向
面を、前記インナ軸部材および前記アウタ筒部材の中心
軸に対して略一定の傾斜角度で径方向外方に延びる傾斜
平坦面として、それら両対向面を径方向外方に向かって
次第に拡開せしめた請求項1又は2に記載のトーコレク
トブッシュ。 - 【請求項4】 前記インナ側傾斜部および前記アウタ側
傾斜部が突出する径方向で前記インナ軸部材を挟んだ両
側に位置せしめられた、該インナ軸部材と該アウタ筒部
材の径方向対向面間において、それぞれ軸方向に延びる
一対のスリットを設けた請求項1乃至3の何れかに記載
のトーコレクトブッシュ。 - 【請求項5】 前記インナ側傾斜部と前記アウタ側傾斜
部の各対向面間に前記コンプレッションゴムを介在せし
めて、それらインナ側傾斜部とアウタ側傾斜部の各対向
面に該コンプレッションゴムを固着せしめた後に、該ア
ウタ側傾斜部の少なくとも一部を縮径させて該コンプレ
ッションゴムに予圧縮を加えた請求項1乃至4の何れか
に記載のトーコレクトブッシュ。 - 【請求項6】 左右のトレーリングアームをトーション
ビームで連結したサスペンション部材を、自動車のボデ
ーに対して揺動可能に防振連結せしめたサスペンション
機構において、 前記サスペンション部材における車両前方側の左右両側
部分に対して、請求項1乃至5の何れかに記載のトーコ
レクトブッシュをそれぞれ装着せしめて、それらのトー
コレクトブッシュを介して、該サスペンション部材を前
記ボデーに防振連結すると共に、かかる左右両側のトー
コレクトブッシュの中心軸を車両左右方向に向けて、且
つ前記インナ側およびアウタ側の傾斜部を車両前後方向
に突出せしめて、車両中央を前後方向に延びる中央線を
挟んで左右両側で対象となるように配設せしめたことを
特徴とするサスペンション機構。
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JP2004148999A (ja) * | 2002-10-30 | 2004-05-27 | Tokai Rubber Ind Ltd | サスペンションブッシュ |
US20220032703A1 (en) * | 2018-12-20 | 2022-02-03 | Bridgestone Corporation | Toe correction bushing and rear suspension device |
-
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