JP2007224987A - 筒形防振装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】軸直角方向における２方向のばね比が極めて大きくされている筒形防振装置において、外筒金具の絞り加工後の楕円度を極力小さくすることができる筒形防振装置の製造方法を提供する。
【解決手段】主軸部材１、外筒金具２、中間板３３及びゴム弾性体３が一体となったゴム加硫成形体を形成するゴム加硫成形工程を行う。次に、そのゴム加硫成形体の外筒金具２の少なくとも一方の端部に対して全周に亘って折曲げ加工を施すことにより外筒金具２の板厚以上の長さ径方向内方へ突出した屈曲部２３を形成する折曲げ加工工程を行う。次に、折曲げ加工工程で屈曲部２３を形成することによって剛性が高められた外筒金具２に対して筒状本体部２２の外周面に絞り加工を施して縮径させることによりゴム弾性体３に予備圧縮を付与する絞り加工工程を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば車両のサスペンションにおいてアームやロッド等の防振連結部材として好適に採用される筒形防振装置の製造方法に関する。

従来より、自動車のサスペンションにおいては、アーム部材やロッド部材を防振連結するために種々の防振装置が使用されており、例えば図９及び図１０に示すように、車輪を支持するメンバと車体との間に介装されてメンバマウントとして使用される筒形防振装置が知られている。この筒形防振装置は、主軸部材１０１と、主軸部材１０１の外周側に距離を隔てて同軸状に配置された外筒金具１０２と、主軸部材１０１と外筒金具１０２の間に介在して両部材を一体的に連結し、主軸部材１０１を挟んで対向する軸対称位置に設けられた軸方向に貫通する一対のすぐり部１３１、１３１と該すぐり部１３１、１３１と周方向において９０°位相がずれた軸対称位置に埋設された一対の中間板１３３、１３３とを有するゴム弾性体１０３と、から構成されている。

この筒形防振装置は、防振連結すべき部材のいずれか一方の部材に主軸部材１０１を取付ボルト等により連結固定するとともに、防振連結すべき部材のいずれか他方の部材に設けられた装着孔に外筒金具１０２を軸方向に圧入固定することにより取付けらて使用される。そのため、特許文献１及び２などに開示されているように、外筒金具１０２を装着孔に圧入する際に圧入を円滑に行い得るようにするために、外筒金具１０２の端面に面取り加工を施してその端面を傾斜面にしたり、外筒金具１０２の端部に絞り込み加工或いは折り曲げ加工を施すことによりその端部を内側に傾斜した傾斜部にするようにしている。

また、上記のような筒形防振装置においては、車両の上下方向及び前後方向のばね特性が主として乗員の乗り心地に影響し、車両の左右方向のばね特性が主として運転者の操縦安定性に影響する。そのため、ゴム弾性体１０３に軸方向に延びるすぐり部や軸方向に貫通するすぐり部を設けることにより、軸方向及び軸直角方向のばね特性が要求に応じて適宜調整される。

その点、図９及び図１０に示す筒形防振装置は、ゴム弾性体１０３に軸方向に貫通する一対のすぐり部１３１、１３１が設けられていることにより、軸直角方向におけるすぐり部１３１、１３１どうしを結ぶ方向（Ｒ）のばね定数が低くなるようにされているのに加えて、そのすぐり部１３１、１３１と周方向において９０°位相がずれた軸対称位置に一対の中間板１３３、１３３が埋設されていることにより、軸直角方向における中間板１３３、１３３どうしを結ぶ方向（Ｑ）のばね定数が高くなるようにされている。これにより、この筒形防振装置は、Ｒ方向とＱ方向のばね比が、Ｒ：Ｑ＝１：１４以上となるように、極めて大きな比となるように設定されている。

また、上記のような筒形防振装置は、通常、製造工程において、外筒金具１０２に対して外周側から絞り加工を施して縮径させることによりゴム弾性体１０３に予備圧縮が付与される。これは、加硫成形に伴うゴム弾性体１０３の残留応力の除去、さらに振動入力時にゴム弾性体１０３に引張り力が作用するのを回避して、ゴム弾性体１０３に亀裂や破断が発生するのを防止し、これにより耐久性の向上を図るためである。

ところが、ゴム弾性体１０３にすぐり部１３１、１３１が設けられている筒形防振装置の場合、外筒金具に絞り加工を施す際に、ゴム弾性体による反力（ゴム弾性体の内部からの反発力）が、すぐり部が存在する部分と存在しない部分とで周方向において不均一となる、つまりすぐり部が存在する部分は反力が小さく、すぐり部が存在しない部分は反力が大きくなるため、絞り加工前には真円形状であったものが、図１１に示すように、すぐり部が存在する方の径が小さく、すぐり部が存在しない方の径は大きくなって楕円形状に変形してしまうという問題が発生する。特に、図９及び図１０に示す筒形防振装置のように、軸直角方向におけるＲ方向とＱ方向のばね比が極めて大きくなるように設定されているものは、楕円度が４％以上に大きくなり易い。ここでは、ＡとＢは、Ａ＞Ｂとなっている。

なお、本明細書において楕円度とは、図１１に示すように、外筒金具の筒状本体部の長径をＡ、その短径をＢ、その平均径（Ａ＋Ｂ）／２をＣとしたとき、楕円度（％）＝（Ａ−Ｂ）／Ｃ×１００で表される値のことをいう。

そこで、軸直角方向におけるＲ方向とＱ方向のばね比が極めて大きく、且つ絞り加工後において楕円度が大きくなる筒形防振装置に対しては、従来より、楕円形状が逆になるような楕円絞り加工を施して形状矯正する方法が採用されている。しかし、この場合には、異なる絞り装置を用いて二度の絞り加工工程を行う必要があるため、全体の製造工程が複雑化し、生産性が低下してしまうという点で不利となる。また、外筒金具の肉厚を厚くしておいて楕円形状となった外筒金具の長径側を削ったりする方法も採用されているが、この場合には、全体の重量が増大し、コストも高くなる点で不利となる。

一方、特許文献２には、外筒金具の端部を予め内側に折り曲げてゴムの加硫成形金型内にセットしてその外筒金具と内筒金具との間にゴムを加硫成形した後に外筒金具の外周面全体を絞り加工する方法が開示されている。しかし、この場合には、加硫成形型の型抜きを考慮すると、ゴム弾性体に中間板を埋設するスペースが制限されることから、Ｒ方向とＱ方向のばね比を十分に大きくすることができないという問題や、ゴム弾性体の自由長が短くなってしまうことから、ゴム弾性体の所望のばね特性が得られなくなるという問題が発生する。

また、特許文献３には、絞り加工後において楕円形状に変形するのを抑制するために、絞り型の外筒金具に対する押圧面に突出部を設けておき、外筒金具を絞り加工すると同時に、その突出部により外筒金具を部分的に曲げ変形させて変形抵抗部を加工形成することが開示されている。しかし、この場合には、軸直角方向におけるＲ方向とＱ方向のばね比がそれ程大きくないものに対しては有効であるが、図９及び図１０に示す筒形防振装置のように、軸直角方向におけるＲ方向とＱ方向のばね比が極めて大きくなるように設定されているものに対しては十分とは言えない。
特許第２６３５０３３号公報 特開２０００−３５０７０号公報 特開２００５−２８２７０１号公報

本発明は上記実状に鑑みてなされたものであり、軸直角方向における２方向のばね比が極めて大きくされている筒形防振装置において、外筒金具の絞り加工後の楕円度を極力小さくすることができる筒形防振装置の製造方法を提供することを解決すべき課題とするものである。

上記課題を解決する本発明は、主軸部材と、該主軸部材の外周側に距離を隔てて同軸状に配置された外筒金具と、前記主軸部材と前記外筒金具の間に介在して両部材を一体的に連結し、前記主軸部材を挟んで対向する軸対称位置に設けられた軸方向に貫通するすぐり部と該すぐり部と周方向において９０°位相がずれた軸対称位置に埋設された中間板とを有するゴム弾性体と、からなる筒形防振装置の製造方法であって、所定形状に形成された前記主軸部材、前記外筒金具及び前記中間板とともにゴム材料を加硫成形して前記ゴム弾性体を形成することによりそれらが一体となったゴム加硫成形体を形成するゴム加硫成形工程と、前記ゴム加硫成形体の前記外筒金具の少なくとも一方の端部に対して全周に亘って折曲げ加工を施すことにより前記外筒金具の板厚以上の長さ径方向内方へ突出した屈曲部を形成する折曲げ加工工程と、該折曲げ加工工程後の前記外筒金具に対して外周側から絞り加工を施して縮径させることにより前記ゴム弾性体に予備圧縮を付与する絞り加工工程と、を順に行うことを特徴としている。

本発明の筒形防振装置の製造方法では、ゴム加硫成形工程で所定のゴム加硫成形体を形成した後、次に行われる折曲げ加工工程において、外筒金具の少なくとも一方の端部に対して全周に亘って折曲げ加工が施されることにより、外筒金具の板厚以上の長さ径方向内方へ突出した屈曲部が形成される。この屈曲部が形成されることによって、外筒金具の剛性が高められる。そのため、次の絞り加工工程において、外筒金具に対して外周側から絞り加工を施して縮径させる際に、ゴム弾性体の反力に負けずに外筒金具をより確実に塑性変形させて絞ることが可能となるので、外筒金具を周方向においてより均一となるように絞ることが可能となる。これにより、本発明の製造方法によれば、外筒金具の絞り加工後の楕円度を極力小さくすることができる。

本発明において、主軸部材、外筒金具、中間板及びゴム弾性体が一体となったゴム加硫成形体を形成するゴム加硫成形工程は、従来より公知の方法で行うことができる。ここで用いられる外筒金具は、一端にのみフランジが設けられたもの或いは両端にフランジが設けられていないもので、ストレートな筒状本体部を有する所定形状に形成されたものが用いられる。また、折曲げ加工工程において行う折曲げ加工は、従来より公知の加工方法を採用することができ、例えばロールかしめ装置や絞り治具等を好適に使用することができる。また、絞り加工工程において行う絞り加工は、例えば八方絞りや十六方絞り等の複数に分割形成された絞りダイスにより構成される従来より公知の絞り装置を採用して行うことができる。ここでの絞り率は８〜１２％程度とするのが好ましい。

なお、本発明の製造方法は、ゴム弾性体の軸直角方向におけるすぐり部どうしを結ぶ方向Ｒと中間板どうしを結ぶ方向Ｑとのばね比が、Ｒ：Ｑ＝１：１４以上となるように、極めて大きくなるように設定されている筒形防振装置に対して、好適に適用することができる。また、本発明の製造方法は、ゴム加硫成形工程終了後、折曲げ加工工程を行わずに、絞り加工工程を行うことにより製造された場合に、楕円度が４％以上となる筒形防振装置に対して、好適に適用することができる。

本発明の筒形防振装置の製造方法は、ゴム加硫成形工程を行った後、ゴム加硫成形体の外筒金具の少なくとも一方の端部に対して全周に亘って折曲げ加工を施すことにより前記外筒金具の板厚以上の長さ径方向内方へ突出した屈曲部を形成する折曲げ加工工程と、該折曲げ加工工程後の前記外筒金具に対して外周側から絞り加工を施して縮径させることによりゴム弾性体に予備圧縮を付与する絞り加工工程と、を順次行うようにしているため、軸直角方向における２方向のばね比が極めて大きくされている筒形防振装置において、外筒金具の絞り加工後の楕円度を極力小さくすることができる。

また、本発明の筒形防振装置の製造方法は、ゴム加硫成形工程を行った後に、外筒金具の端部に対して折曲げ加工を施す折曲げ加工工程を行うようにしていることから、ゴム加硫成形工程を行う際には、端部に径方向内方へ突出した屈曲部が形成されていない外筒金具を用いることができるため、特許文献２の場合のように、加硫成形型の型抜きの制約による問題が発生するのを回避することができる。即ち、ゴム弾性体に中間板を埋設するスペースの制限が少ないことから、Ｒ方向とＱ方向のばね比を十分に大きくすることが可能となり、ゴム弾性体の自由長を長く設定できることから、ゴム弾性体の所望のばね特性を有利に得ることが可能となる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は本実施形態に係る製造方法により作製された筒形防振装置の軸方向に沿う断面図であって図２のＩ−Ｉ線矢視断面図であり、図２はその筒形防振装置の平面図であり、図３はその筒形防振装置の底面図である。

この筒形防振装置は、主軸部材１と、主軸部材１の外周側に距離を隔てて同軸状に配置された外筒金具２と、主軸部材１と外筒金具２の間に介在して両部材１、２を一体的に連結し、主軸部材１を挟んで対向する軸対称位置に設けられた軸方向に貫通する一対のすぐり部３１、３１と該すぐり部３１、３１と周方向において９０°位相がずれた軸対称位置に埋設された一対の中間板３３、３３とを有するゴム弾性体３と、から構成されている。

主軸部材１は、鉄系金属により円筒状に形成されており、軸方向一端側（図１の上端側）の大部分を占める厚肉円筒部１１と、厚肉円筒部１１と内径が同じで外径が小さくなるように軸方向他端側（図１の下端側）に設けられた薄肉円筒部１２とからなる。

外筒金具２は、主軸部材１よりも薄肉の鉄系金属板（厚さ約１．６ｍｍ）により、主軸部材１よりも所定寸法短い長さで主軸部材１の外径よりも所定寸法大きい内径を有する円筒状に形成されている。この外筒金具２は、円筒状の筒状本体部２１と、筒状本体部２１の一端（図１において下端）から径方向外方へ延出するリング状のフランジ部２２と、筒状本体部２１の他端（図１において上端）から径方向内方へ延出するリング状の屈曲部２３とからなる。フランジ部２２は、製造初期の段階で既に形成されているものであるが、屈曲部２３は、ゴム加硫成形工程の後であって絞り加工工程の前に行われる折曲げ加工工程で形成されるものである。

ゴム弾性体３は、軸方向に貫通する一対のすぐり部３１、３１が設けられていることにより、軸直角方向におけるすぐり部３１、３１どうしを結ぶ方向（Ｒ）のばね定数が低くなるようにされている。そして、そのすぐり部３１、３１と周方向において９０°位相がずれた軸対称位置に一対の中間板３３、３３が埋設されていることにより、軸直角方向における中間板３３、３３どうしを結ぶ方向（Ｑ）のばね定数が高くなるようにされている。これにより、この筒形防振装置は、Ｒ方向とＱ方向のばね比が、Ｒ：Ｑ＝１：１５となるように極めて大きな比に設定されている。なお、このゴム弾性体３には、外筒金具２のフランジ部２２に固着されたリング状のゴムストッパ部３５が一体に形成されている。

以上のように構成される筒形防振装置は、ゴム加硫成形工程と、折曲げ加工工程と、絞り加工工程と、を順に行うことにより製造される。先ず、ゴム加硫成形工程では、所定形状に形成された主軸部材１、外筒金具２及び一対の中間板３３、３３を準備する。ここで準備される外筒金具２は、筒状本体部２１と、筒状本体部２１の一端に設けられたフランジ部２２とからなるものである。そして、それらを、ゴム弾性体３を形成する加硫成形型内にセットしてゴム材料を加硫成形し、主軸部材１と外筒金具２の間にゴム弾性体３を形成することにより、図４及び図５に示すように、それらが一体となったゴム加硫成形体５を形成する。

次の折曲げ加工工程では、ゴム加硫成形体５の外筒金具２のフランジ部２２と反対側の端部に対して、ロールかしめ装置又は絞り治具を用いて、全周に亘って折曲げ加工を施すことにより、外筒金具２の一端に外筒金具２の板厚以上の長さ径方向内方へ突出した屈曲部２３を形成する（図６及び図７参照。）。この屈曲部２３は、少なくとも屈曲先端部が外筒金具２の軸と直角方向を向くようにして、外筒金具２の内周面から２ｍｍ程度突出するように形成されている。このように屈曲部２３が形成されることによって、外筒金具２の剛性が大幅に高められる。

そして、次の絞り加工工程では、折曲げ加工工程終了後の外筒金具２に対して、八方絞り等の絞り装置により、筒状本体部２１の外周面に絞り率１０％程度で絞り加工を施して外筒金具２を所定量縮径させることにより、ゴム弾性体３に予備圧縮を付与する。このとき、前の折曲げ加工工程で屈曲部２３が形成されていることによって外筒金具２の剛性が高められているため、ゴム弾性体３の反力に負けずに外筒金具２をより確実に塑性変形させて絞ることができるので、外筒金具２を周方向においてより均一となるように絞られる
。そのため、外筒金具２の絞り加工後の楕円度が極力小さくなるように絞り加工が施される。

このようにして絞り加工工程を終了した後、必要に応じて後処理や仕上げ処理を施すことにより、図１〜図３に示す筒形防振装置が完成する。

以上のように、本実施形態の筒形防振装置の製造方法は、ゴム加硫成形工程を行った後、ゴム加硫成形体の外筒金具２の一方の端部に対して全周に亘って折曲げ加工を施すことにより外筒金具２の板厚以上の長さ径方向内方へ突出した屈曲部２３を形成する折曲げ加工工程と、該折曲げ加工工程後の外筒金具２に対して外周側から絞り加工を施して縮径させることによりゴム弾性体３に予備圧縮を付与する絞り加工工程と、を順に行うようにしているため、軸直角方向における２方向のばね比が極めて大きくされている筒形防振装置において、外筒金具２の絞り加工後の楕円度を極力小さくすることができる。

なお、本実施形態の製造方法により作製された筒形防振装置について、外筒金具２の絞り加工後の楕円度を調べたところ２．５％であった。一方、比較例として、ゴム加硫成形工程終了後、折曲げ加工工程を行わずに、絞り加工工程を行うことにより製造された筒形防振装置、即ち、外筒金具２に屈曲部２３が形成されていない点でのみ異なる筒形防振装置を作製し、その外筒金具２の絞り加工後の楕円度を調べたところ５．３％であった。この結果からも明らかなように、本実施形態の製造方法によれば、外筒金具２の絞り加工後の楕円度を大幅に小さくすることができることがわかった。

本発明の実施形態に係る製造方法により作製された筒形防振装置の軸方向に沿う断面図であって図２のＩ−Ｉ線矢視断面図である。 本発明の実施形態に係る製造方法により作製された筒形防振装置の平面図である。 本発明の実施形態に係る製造方法により作製された筒形防振装置の底面図である。 本発明の実施形態に係る製造方法におけるゴム加硫成形工程終了後の筒形防振装置の軸方向に沿う断面であって図５のIV−IV線矢視断面図である。 本発明の実施形態に係る製造方法におけるゴム加硫成形工程終了後の筒形防振装置の平面図である。 本発明の実施形態に係る製造方法における折曲げ加工工程終了後の筒形防振装置の軸方向に沿う断面であって図７のVI−VI線矢視断面図である。 本発明の実施形態に係る製造方法における折曲げ加工工程終了後の筒形防振装置の平面図である。 本発明の実施形態に係る製造方法における絞り加工工程の様子を示す説明図である。 従来の筒形防振装置の軸方向に沿う断面図であって図１０のIX−IX線矢視断面図である。 従来の筒形防振装置の平面図である。 従来の筒形防振装置の絞り加工時に生じる楕円形状の説明図である。

符号の説明

１、１０１…主軸部材 １１…厚肉円筒部 １２…薄肉円筒部 ２、１０２…外筒金具 ２１…筒状本体部 ２２…フランジ部 ２３…屈曲部 ３、１０３…ゴム弾性体 ３１、１３１…すぐり部 ３３、１３３…中間板 ３５…ゴムストッパ部 ５…ゴム加硫成形体

Claims (2)

1. 主軸部材と、該主軸部材の外周側に距離を隔てて同軸状に配置された外筒金具と、前記主軸部材と前記外筒金具の間に介在して両部材を一体的に連結し、前記主軸部材を挟んで対向する軸対称位置に設けられた軸方向に貫通するすぐり部と該すぐり部と周方向において９０°位相がずれた軸対称位置に埋設された中間板とを有するゴム弾性体と、からなる筒形防振装置の製造方法であって、
   所定形状に形成された前記主軸部材、前記外筒金具及び前記中間板とともにゴム材料を加硫成形して前記ゴム弾性体を形成することによりそれらが一体となったゴム加硫成形体を形成するゴム加硫成形工程と、
   前記ゴム加硫成形体の前記外筒金具の少なくとも一方の端部に対して全周に亘って折曲げ加工を施すことにより前記外筒金具の板厚以上の長さ径方向内方へ突出した屈曲部を形成する折曲げ加工工程と、
   該折曲げ加工工程後の前記外筒金具に対して外周側から絞り加工を施して縮径させることにより前記ゴム弾性体に予備圧縮を付与する絞り加工工程と、
   を順に行うことを特徴とする筒形防振装置の製造方法。
2. 前記ゴム弾性体の軸直角方向における前記すぐり部どうしを結ぶ方向Ｒと前記中間板どうしを結ぶ方向Ｑとのばね比が、Ｒ：Ｑ＝１：１４以上とされている請求項１に記載の筒形防振装置の製造方法。

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