JP2005319850A

JP2005319850A - ゴムブッシュ付きスタビライザーバー

Info

Publication number: JP2005319850A
Application number: JP2004137876A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Teranishi; 康裕寺西
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 2004-05-06
Filing date: 2004-05-06
Publication date: 2005-11-17

Abstract

【課題】製造コストを抑えながら異音の発生を防止することができ、また、耐久性に優れるゴムブッシュ付きスタビライザーバーを提供する。
【解決手段】スタビライザーバー１２と、該スタビライザーバーに外嵌固定された筒状のゴムブッシュ１４とを備えるゴムブッシュ付きスタビライザーバー１０において、ゴムブッシュ１４は、外周面が車体に対する当接面となる平坦部１８と、該平坦部に連続するＵ字状周面部２０とよりなり、加硫成形後の接着によりスタビライザーバー１２の外周面に接着剤層２６を介して固定されており、かつ、Ｕ字状周面部２０におけるゴム厚みＴをスタビライザーバー１２の直径Ｄの２２〜１００％の範囲内に設定する。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両のサスペンション装置と車体との間に取り付けられるゴムブッシュ付きスタビライザーバーに関するものである。

スタビライザーバーは、車体のローリングを少なくするためにサスペンション装置に取り付けられる金属製の棒状部材であり、その軸方向の一部に筒状のゴムブッシュが外嵌固定されており、該ゴムブッシュの外周面を車体に取り付けたブラケットで保持することにより車体に取付固定されている。

従来、この種のスタビライザーバーにおいては、ゴムブッシュの内周面との間でのスリップにより異音が発生するという問題がある。この問題を解決するために、ゴムブッシュの内周面にライニング材を設けたり、ゴムブッシュ自体に高摺動性のゴムを使用するなどして、スタビライザーバーとの摩擦係数を下げるという手法があるが（例えば、下記特許文献１参照）、この場合、ゴムブッシュとスタビライザーバーとの間で軸方向へのズレが生じやすい。

一方、上記異音対策として、ゴムブッシュをスタビライザーバーに加硫接着により固定するという方法もあり、この場合、上記のようなゴムブッシュとスタビライザーバーとの間での軸方向のズレもなく、異音を防止することができる。しかしながら、加硫接着による場合、スタビライザーバーの長さが通常１ｍ程度あることから、加硫接着のための設備が大型化し、コスト上昇は避けられない。そのため、ゴムブッシュの加硫成形後に、接着剤を介してスタビライザーバーの外周面にゴムブッシュを接着固定するという方法が提案されている（例えば、下記特許文献２参照）。
特開平１１−３４４０６０号公報特開２００１−２７０３１５号公報

上記した加硫後接着（Post-Vulcanization Bonding（＝後加硫接着）ともいう。）による場合、製造コストを抑えながら、異音を防止することができるが、上記特許文献２のように熱硬化性接着剤を使用したとしても、加硫接着に比べると接着強度が不十分になりやすい。そのため、加硫後接着による場合には、スタビライザーバーの変位時におけるゴムブッシュの歪みを抑えて、スタビライザーバーとゴムブッシュの接着界面に作用する力を極力低減することが求められる。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、製造コストを抑えながら異音の発生を防止することができ、また、耐久性に優れるゴムブッシュ付きスタビライザーバーを提供することを目的とする。

本発明に係るゴムブッシュ付きスタビライザーバーは、スタビライザーバーと、該スタビライザーバーに外嵌固定された筒状のゴムブッシュとを備えてなり、前記ゴムブッシュは、外周面が車体に対する当接面となる平坦部と該平坦部に連続するＵ字状周面部とよりなり、加硫成形後の接着により前記スタビライザーバーの外周面に接着剤層を介して固定されており、かつ、前記Ｕ字状周面部におけるゴム厚みが前記スタビライザーバーの直径の２２〜１００％の範囲内に設定されたことを特徴とする。

かかる本発明のスタビライザーバーにおいて、前記接着剤層は、ポリクロロプレン化合物、フェノール樹脂及び金属酸化物を含有するプライマーをスタビライザーバーの外周面に塗布してなるプライマー層と、ニトロソ化合物、ハロゲン化ポリオレフィン及び金属酸化物又は金属塩を含有するカバーコートを該プライマー層上に塗布してなるカバーコート層とからなることが好ましい。

本発明によれば、ゴムブッシュをスタビライザーバーの外周面に接着固定することにより、両者間でのスリップに起因する異音を防止することができる。また、かかる接着固定をゴムブッシュの加硫成形後における接着により行うものであるため、低コストにて異音防止効果を発揮させることができる。しかも、本発明によれば、スタビライザーバーの直径に対するゴムブッシュの肉厚の比を上記所定の範囲内に設定したことで、スタビライザーバーの変位時におけるゴムブッシュの歪みを抑えて両者の接着界面に作用する力を低減することができる。そのため、加硫後接着による場合でありながら充分な接着耐久性を確保することができる。

以下、本発明の一実施形態に係るゴムブッシュ付きスタビライザーバーについて図面を参照して説明する。

図１は、実施形態に係るゴムブッシュ付きスタビライザーバー１０の要部拡大斜視図であり、図２は、その縦断面図である。

このゴムブッシュ付きスタビライザーバー１０は、自動車のサスペンション装置と車体側メンバ間に取り付けられるものであり、スタビライザーバー１２と、その外周面に外嵌固定される筒状のゴムブッシュ１４とからなる。

スタビライザーバー１２は、断面円形の金属製棒状部材であり、その軸方向の所定箇所にゴムブッシュ１４が取り付けられている。また、スタビライザーバー１２の表面には、カチオン電着塗装や粉体塗装などによる被膜が形成されている。

ゴムブッシュ１４は、スタビライザーバー１２が貫通する断面円形の軸方向の貫通孔１６を有するとともに、外周面が、車体に対する当接面となる平坦部１８と、該平坦部１８を頂面としてその両側から下方に連続するＵ字状周面部２０とよりなる。また、ゴムブッシュ１４の軸方向の両端面には、その縁部に沿って半径方向外方にわずかに突出するＵ字状のフランジ部２２，２２が設けられている。また、ゴムブッシュ１４には、貫通孔１６から径方向にかつ軸方向に沿って全体に切り込まれた装着用の切断部２４が設けられている。

ゴムブッシュ付きスタビライザーバー１０は、スタビライザーバー１２が不図示のサスペンション装置に固定され、ゴムブッシュ１４がＵ字状のブラケット１を用いて車体５に固定される。ブラケット１は、ゴムブッシュ１４のＵ字状周面部２０の外周に沿うＵ字状をなし、上記フランジ部２２，２２間で軸方向に位置決めされた状態で、ゴムブッシュ１４の外周面に嵌め合わされる。そして、このようにしてブラケット１内にゴムブッシュ１４を保持した状態で、ブラケット１の両端の取付片２，２を不図示のボルトで車体５に締結することにより、ゴムブッシュ１４は車体５の下面に取り付けられるようになっている。

上記した構成において、本実施形態のものにあっては、ゴムブッシュ１４が、その加硫成形後の接着によりスタビライザーバー１２の外周面に熱硬化性の接着剤層２６を介して固定されており、かつ、上記Ｕ字状周面部２０の下側略半分において断面円弧状（半円状）に湾曲する湾曲部２０ａでのゴム厚みＴが、スタビライザーバー１２の直径Ｄの２２〜１００％の範囲内、より好ましくは４０〜１００％の範囲内に設定されている。

スタビライザーバー１２周りのゴムブッシュ１４の肉厚Ｔが、当該バー１２の直径Ｄの２２％よりも小さいと、ゴムブッシュ１４の接着界面にかかる歪みが大きくなり、接着耐久性を損なうことになる。一方、上記直径Ｄの１００％を超えるほどゴム厚みＴが大きくなると、ゴム使用量の増加によるコストアップや重量増、ゴムブッシュ１４の大型化に伴う取付スペースの拡大などの不利益が大きくなるとともに、スタビライザーバー１２の振動時における変位幅が大きくなって不所望な振動が発生しやすくなり、好ましくない。

ゴムブッシュ１４のその他の部分の肉厚は、上記湾曲部２０ａでの肉厚Ｔに対して同等以上に設定されており、特に平坦部１８の幅方向中心での肉厚ｔは、湾曲部２０ａでの肉厚Ｔの１〜２倍程度に設定され、より好ましくは１．２〜１．８倍の範囲内に設定される。なお、平坦部１８の肉厚は、ゴムブッシュ１４を上記のようにブラケット１を用いて車体５に固定する際に、所定の締め代ａが確保されて、固定に伴いゴムブッシュ１４が上下方向に圧縮されるようになっている。

ここで、上記肉厚Ｔと接着界面にかかる歪みとの関係は次の解析結果により示されている。解析は、図２（ａ）に示す断面形状において、上記肉厚Ｔ，ｔ及び締め代ａを下記表１に示す通りとしたゴムブッシュ１４のＦＥＭモデルを作成し、これをスタビライザーバー１２とは接着、かつ、ブラケット１とは非接着であると定義して、ゴムブッシュ１４の接着界面における歪みを解析した。なお、ゴムブッシュ１４のゴム材料は硬さＡ６５（ＪＩＳＫ６２５３）とした。また、歪みの解析条件は、スタビライザーバー１２を上方に４０００Ｎの荷重で圧縮させた後、図２において時計回りに２０°回転させた条件と、該バー１２を下方に４０００Ｎの荷重で圧縮させた後、図２において反時計回りに２０°回転させた条件として、それぞれ歪みが最も大きい部位での最大主歪をＦＥＭ解析により求めた。

表１に示すように、スタビライザーバー１２周りのゴム厚みＴをバー１２の直径Ｄの２２〜１００％の範囲内に設定したＮｏ．１及び２であると、２０％であるＮｏ．３に比べて、明らかに接着界面における歪みが低減されていた。

上記接着剤層２６は、図２（ｂ）に示すように、スタビライザーバー１２の外周面を被覆して形成されたプライマー層２６ａと、該プライマー層２６ａ上に形成されゴムブッシュ１４の内周面に固着されるカバーコート層２６ｂとの２層構造からなる。

プライマー層２６ａを形成するプライマーとしては、ポリクロロプレン化合物、フェノール樹脂及び金属酸化物を含有するものが好ましく用いられる。ポリクロロプレン化合物は、クロロプレン（即ち、２−クロロ−１，３−ブタジエン）を主成分とした重合体であり、クロロプレン以外の単量体を含む共重合体でもよいが、好ましくはクロロプレンのホモポリマーを用いることである。フェノール樹脂としては、ホルムアルデヒドやアセトアルデヒド等のアルデヒドと、フェノール、クレゾール、キシレノール等のフェノール類との熱反応性縮合生成物からなる熱反応性フェノール樹脂を用いることができ、特に、フェノール・ホルムアルデヒド樹脂と、クレゾールで変性したフェノール・ホルムアルデヒド樹脂との混合物が好ましく用いられる。金属酸化物としては、酸化亜鉛、酸化マグネシウム等が好ましいものとして挙げられる。プライマー中における各成分の含有率（固形分換算）は、特に限定されないが、ポリクロロプレン化合物が１５〜３０重量％、フェノール樹脂が２０〜６０重量％、金属酸化物が３〜２０重量％であることが好ましい。なお、プライマーは、上記各成分をケトン、トルエン等の溶剤に溶解させた液状をなしており、これには、上記成分の他に、可塑剤、充てん剤、顔料等の各種添加剤を含有させることができる。

カバーコート層２６ｂを形成するカバーコートとしては、ニトロソ化合物、ハロゲン化ポリオレフィン及び金属酸化物又は金属塩を含有するものが好ましく用いられる。ニトロソ化合物としては、少なくとも２つのニトロソ基を含有する芳香族化合物が挙げられ、特に、ｍ−ジニトロソベンゼン、ｐ−ジニトロソベンゼン等のジニトロソベンゼン、ジニトロソナフタレン等のジニトロソ芳香族化合物が好ましいものとして挙げられる。ハロゲン化ポリオレフィンとしては、天然又は合成のハロゲン化ポリオレフィン・エラストマーを用いることができ、例えば、塩素化天然ゴム、塩素化ポリエチレン、クロロスルホン化ポリエチレン等が好ましいものとして挙げられる。金属酸化物としては、酸化亜鉛、酸化マグネシウム等が好ましいものとして挙げられ、金属塩としては、二塩基亜リン酸鉛、二塩基フタル酸鉛等の鉛塩類が挙げられる。カバーコート中における各成分の含有率（固形分換算）は、特に限定されないが、ニトロソ化合物が５〜５０重量％、ハロゲン化ポリオレフィンが１０〜８０重量％、金属酸化物又は金属塩が５〜３０重量％であることが好ましい。なお、カバーコートは、上記各成分をケトン、トルエン等の溶剤に溶解させた液状をなしており、これには、上記成分の他に、可塑剤、充てん剤、顔料等の各種添加剤を含有させることができる。

ゴムブッシュ付きスタビライザーバー１０を製造する際には、ゴムブッシュ１４を単体で加硫成形しておき、これをスタビライザーバー１２の外周面に対し、上記した接着剤を用いて接着固定する。接着に際しては、カチオン電着塗装や粉体塗装等による被膜が形成されたスタビライザーバー１２に対して、まずトルエンなどを用いて脱脂を行う。なお、脱脂に先立ち、必要に応じて、接着部における上記被膜を除去する作業を加えてもよい。脱脂後、スタビライザーバー１２の接着部外周面に上記プライマーを塗布し、乾燥して、プライマー層２６ａを形成する。次いで、プライマー層２６ａ上にカバーコートを塗布し、乾燥して、カバーコート層２６ｂを形成する。その後、カバーコート層２６ｂを形成したスタビライザーバー１２の外周面にゴムブッシュ１４を取り付ける。ゴムブッシュ１４は、加硫成形後に上記切断部２４を設け、更に接着面となる貫通孔１６の内周面をアルコールなどで洗浄した後、接着に供される。その際、ゴムブッシュ１４の切断部２４を開き、そこからスタビライザーバー１２を貫通孔１６内に導き入れて、スタビライザーバー１２の外周面にゴムブッシュ１４を外嵌させる。そして、ゴムブッシュ１４を５〜１０％圧縮した状態で、１２０〜２００℃×１５〜６０分間加熱することにより、スタビライザーバー１２とゴムブッシュ１４とが、プライマー層２６ａとカバーコート層２６ｂとからなる接着剤層２６を介して強固に接着固定される。

このようにして得られる本実施形態のゴムブッシュ付きスタビライザーバー１０であると、ゴムブッシュ１４がスタビライザーバー１２に加硫形成後に接着固定されているので、低コストにて、両者間のスリップに起因する異音を防止することができる。また、スタビライザーバー１２周りのゴムブッシュ１４の肉厚を、従来のものに比べて厚肉である上記所定の範囲内に設定したことで、ゴムブッシュ１４の接着界面における歪みを抑えて、接着界面に作用する力を低減することができる。そのため、充分な接着性を確保しにくい加硫後接着による場合でありながら、充分な接着耐久性を確保することができる。

次に、実施例を挙げて説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。

図１及び図２に示すゴムブッシュ１４を、上記肉厚Ｔ，ｔ及び締め代ａを下記表２に示す通りとして、常法により加硫成形することで作製した。ゴム材料としては、天然ゴムを主成分とする汎用のスタビライザーブッシュ用配合（硬さＡ６５（ＪＩＳＫ６２５３））を用いた。加硫後、上記切断部２４を設け、更に、貫通孔１６の内周面をアルコールで洗浄した。

一方、カチオン電着塗装が施されたスタビライザーバー１２（直径＝２７ｍｍ）に対し、トルエンにて接着部の表面を脱脂した後、プライマーとしてロード・ファー・イースト社製「ケムロック２０５」を用いて、これを５μｍの膜厚となるように塗布し、８０℃で１０分間乾燥した。次いで、カバーコートとしてロード・ファー・イースト社製「ケムロック２３８」を用いて、これをプライマー層の表面に、１５μｍの膜厚となるように塗布し、８０℃で１０分間乾燥した。その後、カバーコート層を形成したスタビライザーバーの外周面にゴムブッシュを装着し、該ゴムブッシュを１０％圧縮した状態で、１６０℃で６０分間の加熱処理を施すことにより、ゴムブッシュをスタビライザーバーの外周面に接着固定させた。

得られた各ゴムブッシュ付きスタビライザーバーについて接着性を評価した。接着性の評価は、外層ゴムを固定し、スタビライザーバーを静的及び動的に±３０°にてねじり、ゴムブッシュとスタビライザーバーの接着界面でのはがれの有無を確認し、接着界面でのはがれがないものを「○」、接着界面で多少はがれがあるものを「△」、接着界面でのはがれが大きいものを「×」と評価した。

表２に示すように、スタビライザーバー１２周りのゴム厚みＴがバー１２の直径Ｄの２２％未満である比較例１では充分な接着性が得られなかったのに対し、２２％以上である実施例１〜５であると、加硫後接着によるものでありながら高い接着性が得られた。

本発明の実施形態に係るゴムブッシュ付きスタビライザーバーの斜視図である。（ａ）は該ゴムブッシュ付きスタビライザーバーの断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＸ部の拡大図である。

符号の説明

１０…ゴムブッシュ付きスタビライザーバー
１２…スタビライザーバー
１４…ゴムブッシュ
１６…貫通孔
１８…平坦部
２０…Ｕ字状周面部
２０ａ…湾曲部
２６…接着剤層
２６ａ…プライマー層
２６ｂ…カバーコート層
Ｔ…湾曲部におけるゴム厚み
Ｄ…スタビライザーバーの直径

Claims

スタビライザーバーと、該スタビライザーバーに外嵌固定された筒状のゴムブッシュとを備えてなり、
前記ゴムブッシュは、外周面が車体に対する当接面となる平坦部と該平坦部に連続するＵ字状周面部とよりなり、加硫成形後の接着により前記スタビライザーバーの外周面に接着剤層を介して固定されており、かつ、前記Ｕ字状周面部の湾曲部におけるゴム厚みが前記スタビライザーバーの直径の２２〜１００％の範囲内に設定されたことを特徴とするゴムブッシュ付きスタビライザーバー。
前記接着剤層は、ポリクロロプレン化合物、フェノール樹脂及び金属酸化物を含有するプライマーをスタビライザーバーの外周面に塗布してなるプライマー層と、ニトロソ化合物、ハロゲン化ポリオレフィン及び金属酸化物又は金属塩を含有するカバーコートを該プライマー層上に塗布してなるカバーコート層とからなることを特徴とする請求項１記載のゴムブッシュ付きスタビライザーバー。