JP2010047041A - サスペンション用ブッシュ - Google Patents

Abstract

【課題】横力によるサスペンションアームの車両横方向への移動に伴うタイヤのアライメント変化を減少させること。
【解決手段】ダブルウィシュボーン式サスペンションのサスペンションアーム（ロアアーム１６）の車体側取付部１６ａに設けたブッシュ２１は、前後方向に配置される外筒２１１、これと同軸的に配置される内筒２１２、内筒２１２と外筒２１１間の筒状空間Ａに設けられ車輪が受ける横方向荷重でラジアル方向に撓む弾性体２１３を備えている。弾性体２１３は、筒状空間Ａの一端部に設けられ内周部で内筒２１２にまた外周部で外筒２１１に一体的に連結される第１弾性体２１３ａ、筒状空間Ａの他端部に設けられ内周部で内筒２１２にまた外周部で外筒２１１に一体的に連結される第２弾性体２１３ｂ、筒状空間Ａの中間部に設けられ外周部で外筒２１１に対しまた内周部で内筒２１２に対し軸方向及び周方向に相対移動可能な第３弾性体２１３ｃを備えている。
【選択図】 図６

Description

本発明は、自動車のサスペンション、特に、ダブルウィシュボーン式サスペンションにおいて、サスペンションアーム（ロアアームまたはアッパアーム）の車体側取付部と車体側部材間に介装されるサスペンション用ブッシュに関する。

この種のサスペンション用ブッシュの一つとして、サスペンションアームの車体側取付部に一体的に連結されて車両前後方向に配置される外筒と、車体側部材に一体的に連結され前記外筒内に同軸的に配置される内筒と、この内筒と前記外筒との間に形成される筒状空間に設けられて少なくとも車両のコーナリング時等において車輪が受ける横方向荷重によりラジアル方向（径方向）に撓む弾性体を備えたものがあり、例えば、下記特許文献１に記載されている。
特開平５−１６６３０号公報

上記した特許文献１に記載されているダブルウィシュボーン式サスペンションにおいて、例えば、ロアアームの車両前方側に採用されているサスペンション用ブッシュ（ジョイント２８）が本発明の対象物であり、このサスペンション用ブッシュでは、一般的なゴムブッシュが採用されている。なお、一般的なゴムブッシュでは、前記弾性体として、内周部にて前記内筒に一体的に連結され外周部にて前記外筒に一体的に連結されるゴム弾性体が採用されている。

ところで、右前輪を例として図１および図２にて概略的に示したダブルウィシュボーン式サスペンションにおいては、車両のコーナリング時等において車輪１１のタイヤ接地点に横方向荷重（横力）Ｆａが加わると、車輪１１からナックルアーム１２、上下一対のボールジョイント１３，１４を介してアッパアーム１５とロアアーム１６に横力ＦａがＦａ１，Ｆａ２に分散して伝達される。なお、一般的には、アッパアーム１５に伝達される横力Ｆａ１がロアアーム１６に伝達される横力Ｆａ２に比して小さい。

アッパアーム１５に伝達される横力Ｆａ１は、アッパアーム１５を介してアッパアーム１５の車両前方側に設けられているＮｏ１ブッシュ１７とアッパアーム１５の車両後方側に設けられているＮｏ２ブッシュ１８に作用する。また、ロアアーム１６に伝達される横力Ｆａ２は、ロアアーム１６を介してロアアーム１６の車両前方側に設けられているＮｏ１ブッシュ２１とロアアーム１６の車両後方側に設けられているＮｏ２ブッシュ２２に作用する。

これにより、ロアアーム１６では、各ブッシュ２１，２２として一般的なゴムブッシュが採用されている場合、図３にて概略的に示したように、Ｎｏ１ブッシュ２１がラジアル方向にδ１変位（変形）するとともに、Ｎｏ２ブッシュ２２がラジアル方向にδ２変位（変形）して、ロアアーム１６が図３の実線位置から破線位置に車両の横方向に移動する。なお、横力Ｆａ２の分担比率は、Ｎｏ１ブッシュ２１の方がＮｏ２ブッシュ２２に比して大きく、δ１変位がδ２変位に比して大きい。

したがって、ナックルアーム１２等がタイロッド２３の車外端に設けたボールジョイント２４を支点として図３の実線位置から破線位置に移動して、タイヤのアライメント（例えば、トー角βやタイヤの垂直面に対するキャンバー角）が変化する。上記したコーナリング時等における横方向荷重（横力）Ｆａは、一般に、時々刻々変化するため、上記したアライメントもコーナリング途中等で時々刻々変化し、これに起因して操縦安定性が損なわれるおそれがある。

なお、図４には、車両の直進走行時等において、車輪１１のタイヤ接地点に前後方向荷重（前後力）Ｆｂが加わって、その一部Ｆｂ２がロアアーム１６に作用するときのＮｏ１ブッシュ２１とＮｏ２ブッシュ２２の変形状態が概略的に示されている。このときには、ロアアーム１６に作用する前後力Ｆｂ２によるＮｏ１ブッシュ２１とＮｏ２ブッシュ２２の変形に伴って、ロアアーム１６が図４の実線位置から破線位置に移動する。これにより、タイロッド２３とナックルアーム１２等がラックバー２５の端部に設けたボールジョイント２６を支点として図４の実線位置から破線位置に移動するため、タイヤのアライメント（例えば、トー角やキャンバー角）は殆ど変化しない。

本発明は、上記した課題（コーナリング途中等での横力によるタイヤのアライメント変化）に対処すべくなされたものであり、ダブルウィシュボーン式サスペンションにおけるサスペンションアーム（ロアアームまたはアッパアーム）の車体側取付部または車体側部材に一体的に連結されて車両前後方向に配置される外筒と、前記車体側部材または前記サスペンションアームの車体側取付部に一体的に連結され前記外筒内に同軸的に配置される内筒と、この内筒と前記外筒との間に形成される筒状空間に設けられて少なくとも車輪が受ける横方向荷重によりラジアル方向に撓む弾性体を備えたサスペンション用ブッシュにおいて、前記弾性体が、前記筒状空間の一端部に設けられて内周部にて前記内筒に一体的に連結され外周部にて前記外筒に一体的に連結される第１弾性体と、前記筒状空間の他端部に設けられて内周部にて前記内筒に一体的に連結され外周部にて前記外筒に一体的に連結される第２弾性体と、前記筒状空間の中間部に設けられて外周部にて前記外筒に対して軸方向および周方向に相対移動可能または内周部にて前記内筒に対して軸方向および周方向に相対移動可能な第３弾性体を備えていることに特徴がある。この場合において、前記第３弾性体は、前記第１弾性体および前記第２弾性体に比して、高剛性の素材で形成されていることが望ましい。

本発明によるサスペンション用ブッシュにおいては、車両のコーナリング時等において車輪のタイヤ接地点に横方向荷重（横力）が加わると、当該ブッシュにおいて外筒と内筒との間に形成される筒状空間に設けられた弾性体がラジアル方向に撓む。このため、サスペンションアームの車体側取付部に一体的に連結されている外筒（または内筒）が内筒（または外筒）に対してラジアル方向に相対移動し、これに伴って、サスペンションアームが車両の横方向に移動する。

ところで、本発明によるサスペンション用ブッシュの弾性体は、前記筒状空間の一端部に設けられて内周部にて前記内筒に一体的に連結され外周部にて前記外筒に一体的に連結される第１弾性体と、前記筒状空間の他端部に設けられて内周部にて前記内筒に一体的に連結され外周部にて前記外筒に一体的に連結される第２弾性体と、前記筒状空間の中間部に設けられて外周部にて前記外筒に対して軸方向および周方向に相対移動可能または内周部にて前記内筒に対して軸方向および周方向に相対移動可能な第３弾性体を備えている。

このため、本発明においては、弾性体が第１弾性体と第２弾性体によって構成されている場合に比して、外筒（または内筒）が内筒（または外筒）に対してラジアル方向に相対移動する際の移動量、すなわち、サスペンションアームの車両横方向への移動量を減少させることが可能である。したがって、上記した横力によるサスペンションアームの車両横方向への移動に伴うタイヤのアライメント変化を減少させることが可能であって、操縦安定性の向上を図ることが可能である。

また、本発明においては、第３弾性体が、前記筒状空間の中間部に設けられて外周部にて前記外筒に対して軸方向および周方向に相対移動可能または内周部にて前記内筒に対して軸方向および周方向に相対移動可能とされていて、第１弾性体および第２弾性体とは異なる構成となっている。このため、第３弾性体は、外筒と内筒間の軸方向、周方向およびこじり方向のばね特性には影響を殆ど与えなくて、当該ブッシュを介して車体側に伝達される振動・騒音を悪化し難いものである。

また、本発明の実施に際して、第３弾性体は、外周部の外形形状が球状であることも可能である。この場合には、第３弾性体の外周部と外筒の内周面間に隙間を設定しない場合においても、外筒と内筒間のこじり方向での相対移動に際して、第３弾性体の外周部前後両端が弾性変形することが殆どなくて、こじり方向のばね特性に影響を殆ど与えることがない。

以下に、本発明の実施形態を図１〜図３を参照しつつ図５〜図１０に基づいて説明する。図５および図６は本発明をダブルウィシュボーン式サスペンションにおけるロアアーム１６の車両前方側に設けられているＮｏ１ブッシュ２１に実施した実施形態を示していて、このＮｏ１ブッシュ２１は、ロアアーム１６の車体側取付部１６ａに一体的に連結されて車両前後方向に配置される外筒２１１と、車体側部材（図示省略の車体に組付けられたサスペンションメンバまたは車体自体）に連結具（図示省略のボルト・ナット）を用いて一体的に連結され外筒２１１内に同軸的に配置される内筒２１２と、外筒２１１と内筒２１２との間に形成される筒状空間Ａに設けられて車両のコーナリング時等において車輪１１が受ける横方向荷重（横力）Ｆａ２によりラジアル方向に撓む弾性体２１３を備えている。

外筒２１１は、ロアアーム１６の車体側取付部１６ａに溶接によって固着された円筒部材２１１ａと、この円筒部材２１１ａの前端部に圧入嵌合されて前端に環状フランジ部を有する前方筒体２１１ｂと、円筒部材２１１ａの後端部に圧入嵌合されて後端に環状フランジ部を有する後方筒体２１１ｃによって構成されている。

内筒２１２は、外筒２１１の前方部分内にあって前端部に環状フランジ部を有する前方筒体２１２ａと、外筒２１１の後方部分内にあって後端部に環状フランジ部を有する後方筒体２１２ｂと、前方筒体２１２ａと後方筒体２１２ｂ間に介装されて前方筒体２１２ａに設けた取付孔と後方筒体２１２ｂに設けた取付孔に嵌合され前方筒体２１２ａと後方筒体２１２ｂを同軸的に連結する連結パイプ２１２ｃによって構成されている。

弾性体２１３は、筒状空間Ａの前端部に設けられた第１弾性体２１３ａと、筒状空間Ａの後端部に設けられた第２弾性体２１３ｂと、筒状空間Ａの中間部に設けられた第３弾性体２１３ｃによって構成されている。

第１弾性体２１３ａは、内筒２１２の前方筒体２１２ａと外筒２１１の前方筒体２１１ｂ間に加硫成型された円筒状のゴムであって、内筒２１２の前方筒体２１２ａおよび外筒２１１の前方筒体２１１ｂと一体化されている。この第１弾性体２１３ａは、内周部にて内筒２１２の前方筒体２１２ａに一体的に連結（固着）され、外周部にて外筒２１１の前方筒体２１１ｂに一体的に連結（固着）されている。

第２弾性体２１３ｂは、内筒２１２の後方筒体２１２ｂと外筒２１１の後方筒体２１１ｃ間に加硫成型された円筒状のゴムであって、内筒２１２の後方筒体２１２ｂおよび外筒２１１の後方筒体２１１ｃと一体化されている。この第２弾性体２１３ｂは、内周部にて内筒２１２の後方筒体２１２ｂに一体的に連結（固着）され、外周部にて外筒２１１の後方筒体２１１ｃに一体的に連結（固着）されている。

第３弾性体２１３ｃは、第１弾性体２１３ａおよび第２弾性体２１３ｂに比して、高剛性のゴム素材で図７に示したように円筒状に形成されている。この第３弾性体２１３ｃは、内筒２１２の前方筒体２１２ａおよび後方筒体２１２ｂと外筒２１１の円筒部材２１１ａ間に組付けられていて、外周部にて外筒２１１の円筒部材２１１ａに対して軸方向および周方向に相対移動可能に組付けられ、内周部にて内筒２１２の前方筒体２１２ａおよび後方筒体２１２ｂに対して軸方向および周方向に相対移動可能に組付けられている。なお、第３弾性体２１３ｃの外周部と外筒２１１の円筒部材２１１ａ間、または、第３弾性体２１３ｃの内周部と内筒２１２の前方筒体２１２ａおよび後方筒体２１２ｂ間に、径方向の隙間を設けて実施することも可能である。

上記したＮｏ１ブッシュ２１では、予め一体化された第１弾性体２１３ａ、内筒２１２の前方筒体２１２ａおよび外筒２１１の前方筒体２１１ｂと、予め一体化された第２弾性体２１３ｂ、内筒２１２の後方筒体２１２ｂおよび外筒２１１の後方筒体２１１ｃとが、外筒２１１の円筒部材２１１ａに圧入固定されるとともに連結パイプ２１２ｃを介して連結される前に、第３弾性体２１３が外筒２１１の円筒部材２１１ａ内に挿入されている。

上記のように構成したこの実施形態においては、車両のコーナリング時等において車輪１１のタイヤ接地点に横方向荷重（横力）Ｆａが加わると、上記したＮｏ１ブッシュ２１において外筒２１１と内筒２１２との間に形成される筒状空間Ａに設けられた弾性体２１３がラジアル方向に撓む。このため、ロアアーム１６に一体的に連結されている外筒２１１が内筒２１２に対してラジアル方向に相対移動し、これに伴って、ロアアーム１６が図３に示したように車両の横方向に移動する。

ところで、この実施形態においては、上記したＮｏ１ブッシュ２１の弾性体２１３が、筒状空間Ａの前端部に設けられて内周部にて内筒２１２の前方筒体２１２ａに一体的に連結され外周部にて外筒２１１の前方筒体２１１ｂに一体的に連結されている第１弾性体２１３ａと、筒状空間Ａの後端部に設けられて内周部にて内筒２１２の後方筒体２１２ｂに一体的に連結され外周部にて外筒２１１の後方筒体２１１ｃに一体的に連結されている第２弾性体２１３ｂと、筒状空間Ａの中間部に設けられて外周部にて外筒２１１の円筒部材２１１ａに対して軸方向および周方向に相対移動可能に組付けられ内周部にて内筒２１２の前方筒体２１２ａおよび後方筒体２１２ｂに対して軸方向および周方向に相対移動可能に組付けられている第３弾性体２１３ｃを備えている。

このため、この実施形態においては、内筒２１２と外筒２１１との間に形成される筒状空間Ａに設けられる弾性体２１３が、図９に示したように、第１弾性体２１３ａと第２弾性体２１３ｂによって構成されている場合に比して、外筒２１１が内筒２１２に対してラジアル方向に相対移動する際の移動量、すなわち、ロアアーム１６の車両横方向への移動量を減少させることが可能である。したがって、上記した横力（Ｆａ）によるロアアーム１６の車両横方向への移動に伴うタイヤのアライメント変化を減少させることが可能であって、操縦安定性の向上を図ることが可能である。

また、この実施形態においては、内筒２１２と外筒２１１との間に形成される筒状空間Ａに設けられる弾性体２１３の第３弾性体２１３ｃが、筒状空間Ａの中間部に設けられて、外周部にて外筒２１１の円筒部材２１１ａに対して軸方向および周方向に相対移動可能に組付けられ、内周部にて内筒２１２の前方筒体２１２ａおよび後方筒体２１２ｂに対して軸方向および周方向に相対移動可能に組付けられており、第１弾性体２１３ａおよび第２弾性体２１３ｂとは異なる構成となっている。このため、第３弾性体２１３ｃは、外筒２１１と内筒２１２間の軸方向、周方向およびこじり方向（図６に示した外筒２１１がその中心を支点として内筒２１２に対して傾動する方向）のばね特性には影響を殆ど与えなくて、当該ブッシュ２１を介して車体側に伝達される振動・騒音を悪化し難いものである。

図１０は、上記したＮｏ１ブッシュ２１のラジアル方向でのばね特性を示した線図であり、実線で示した特性線Ｂ１は上記実施形態で第３弾性体２１３ｃの外周部と外筒２１１の円筒部材２１１ａ間および第３弾性体２１３ｃの内周部と内筒２１２の前方筒体２１２ａおよび後方筒体２１２ｂ間に径方向の隙間を設けない場合のものである。また、破線で示した特性線Ｂ２は、上記実施形態で第３弾性体２１３ｃの外周部と外筒２１１の円筒部材２１１ａ間または第３弾性体２１３ｃの内周部と内筒２１２の前方筒体２１２ａおよび後方筒体２１２ｂ間に径方向の隙間Ｄを設けた場合のものである。なお、二点鎖線で示した特性線Ｂ３は、図６に示したＮｏ１ブッシュ２１に代えて、図９に示したＮｏ１ブッシュ２１を採用した場合のものである。

上記した実施形態では、第３弾性体２１３ｃの外周部の外形形状を円筒状として実施したが、図８に示したように、第３弾性体２１３ｃの外周部の外形形状を球状として実施することも可能である。この場合には、第３弾性体２１３ｃの外周部と外筒２１１の円筒部材２１１ａ間に径方向の隙間を設定しない場合においても、外筒２１１と内筒２１２間のこじり方向での相対移動に際して、第３弾性体２１３ｃの外周部前後両端が弾性変形することが殆どなくて、こじり方向のばね特性に影響を殆ど与えることがない。

また、上記した実施形態では、車輪１１に横力（Ｆａ）が作用したときにその横力の大部分（最も大きな横力）を分担するロアアーム１６のＮｏ１ブッシュ２１に本発明を実施したが、本発明は他のブッシュ（例えば、ロアアーム１６のＮｏ２ブッシュ２２やアッパアーム１５のＮｏ１ブッシュ１７、Ｎｏ２ブッシュ１８）にも同様にまたは適宜変更して実施することが可能である。なお、ロアアーム１６のＮｏ２ブッシュ２２に本発明を実施する場合には、車体側部材（図示省略）に外筒が一体的に連結され、この外筒内に同軸的に配置される内筒がロアアーム１６の車体側取付部に一体的に連結される。

本発明を実施可能なダブルウィシュボーン式サスペンションを概略的に示した斜視図である。 図１に示したダブルウィシュボーン式サスペンションにおける下方部分（ロアアーム部分）を概略的に示した平面図である。 図２に示したロアアームに横力が作用したときの変形状態を破線で示した平面図である。 図２に示したロアアームに前後力が作用したときの変形状態を破線で示した平面図である。 図２に示したロアアームのＮｏ１ブッシュに本発明を実施した要部破断平面図である。 図５に示した要部の拡大図である。 図６に示した第３弾性体単体の断面図である。 図５および図６に示した第３弾性体の変形実施形態を示した断面図である。 図６に示したロアアームのＮｏ１ブッシュから第３弾性体を無くした実施形態の断面図である。 ロアアームのＮｏ１ブッシュにおけるラジアル方向のばね特性を示す特性線図である。

符号の説明

１１…車輪、１２…ナックルアーム、１３，１４…ボールジョイント、１５…アッパアーム、１６…ロアアーム、１６ａ…車体側取付部、１７…アッパアームのＮｏ１ブッシュ、１８…アッパアームのＮｏ２ブッシュ、２１…ロアアームのＮｏ１ブッシュ、２２…ロアアームのＮｏ２ブッシュ、２１１…外筒、２１１ａ…外筒の円筒部材、２１１ｂ…外筒の前方筒体、２１１ｃ…外筒の後方筒体、２１２…内筒、２１２ａ…内筒の前方筒体、２１２ｂ…内筒の後方筒体、２１２ｃ…連結パイプ、２１３…弾性体、２１３ａ…第１弾性体、２１３ｂ…第２弾性体、２１３ｃ…第３弾性体、Ａ…筒状空間

Claims (3)

1. ダブルウィシュボーン式サスペンションにおけるサスペンションアームの車体側取付部または車体側部材に一体的に連結されて車両前後方向に配置される外筒と、前記車体側部材または前記サスペンションアームの車体側取付部に一体的に連結され前記外筒内に同軸的に配置される内筒と、この内筒と前記外筒との間に形成される筒状空間に設けられて少なくとも車輪が受ける横方向荷重によりラジアル方向に撓む弾性体を備えたサスペンション用ブッシュにおいて、
   前記弾性体が、前記筒状空間の一端部に設けられて内周部にて前記内筒に一体的に連結され外周部にて前記外筒に一体的に連結される第１弾性体と、前記筒状空間の他端部に設けられて内周部にて前記内筒に一体的に連結され外周部にて前記外筒に一体的に連結される第２弾性体と、前記筒状空間の中間部に設けられて外周部にて前記外筒に対して軸方向および周方向に相対移動可能または内周部にて前記内筒に対して軸方向および周方向に相対移動可能な第３弾性体を備えていることを特徴とするサスペンション用ブッシュ。
2. 請求項１に記載のサスペンション用ブッシュにおいて、前記第３弾性体は、前記第１弾性体および前記第２弾性体に比して、高剛性の素材で形成されていることを特徴とするサスペンション用ブッシュ。
3. 請求項１または２に記載のサスペンション用ブッシュにおいて、前記第３弾性体は、外周部の外形形状が球状であることを特徴とするサスペンション用ブッシュ。
   

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