JP2010060023A - 防振ブッシュ - Google Patents

Abstract

【課題】こじり方向における小さなばね定数と軸直角方向における高いばね定数を維持しながら、筒状ホルダに対する圧入保持性を損なうことなく、コストを低減する。
【解決手段】内筒１２の軸方向中央部に第１膨出部１８を形成し、該第１膨出部の外周面を軸方向両端部２０Ｂが球帯状をなした凸面部２０に形成する。第１膨出部を取り囲んで軸直角方向外方Ｙｏ側に膨出する第２膨出部２２を外筒１４に設け、該第２膨出部を、外径が軸方向Ｘで一定のストレート筒部２４と、その両側で内筒の球帯状の軸方向両端部２０Ｂを同心状に取り囲む球帯状部２６とで構成する。そして、防振基体１６を、これら第１膨出部１８の凸面部２０と第２膨出部２２の内周面にそれぞれ接着させて、内筒１２と外筒１４を連結して設ける。
【選択図】図２

Description

本発明は、自動車のサスペンション装置などに組み込まれて使用される防振ブッシュに関するものである。

従来より、自動車のサスペンション装置においては、車体とサスペンションとの連結部位等に、振動減衰、緩衝などを目的として防振ブッシュが使用されている。かかる防振ブッシュは、一般に、内筒等の軸部材と、該軸部材の外側に間隔をおいて配置された外筒と、前記軸部材と外筒との間に介設されて両者を弾性的に結合するゴム状弾性体からなる防振基体とを備えてなる。

ところで、この種のサスペンション装置に用いられる防振ブッシュにおいては、乗り心地性と操縦安定性を向上させるために、軸直角方向と軸方向におけるばね定数は大きくしつつ、ねじり方向やこじり方向におけるばね定数を小さくすることが求められる。

このような要求に対し、軸直角方向におけるばね定数を大きくしつつ、こじり方向におけるばね定数を小さくするため、内筒の軸方向中央部に軸直角方向に膨出する膨出部を設けた、いわゆるバルジタイプの防振ブッシュが開発されている（下記特許文献１，２参照）。

また、下記特許文献３には、バルジタイプの防振ブッシュの更なる改良を目的として、内筒の軸方向中央部に外周面が凸状球面をなす膨出部を設けた上で、外筒を、外周面の径が軸方向で一定の円柱面状に形成するとともに、前記凸状球面を取り囲む軸方向中央部の内周面部分を凸状球面と同心状の凹状球面に凹設した構成が提案されている。この構成によれば、こじり方向におけるばね定数を十分に低減しながら、外筒の外周面を円柱面状としたので、リンクの筒状ホルダとの間で圧入のための十分な軸方向寸法を確保することができ、筒状ホルダからの抜け力を向上することができる。
特開平０９−１００８５９号公報 特開平０９−１００８６１号公報 特開２００８−８９１２７号公報

上記特許文献３に記載の構成では、外筒の外周面を円柱面状としつつ、内周面に凹状球面を設けるために、外筒を切削加工により作製する必要があり、コスト高となる問題がある。

一方、上記特許文献１には、筒状ホルダへの圧入安定性を確保するために、軸直角方向外方に膨出した外筒の膨出部（拡径部）の軸方向中央部に、外径が軸方向で一定の大径部（ストレート筒部）を設ける点が開示されている。しかしながら、この文献では、ストレート筒部とともに膨出部を構成するストレート筒部の両側部が、一定角度にて傾斜した単なる傾斜面状（断面形状では直線状）に形成されている。このような断面直線状に傾斜した両側部では、軸直角方向での変位時に、軸方向におけるゴムの逃げを効果的に規制することが難しい。一方で、かかる軸方向におけるゴム逃げの規制効果を高めるために、前記両側部の傾斜角度（軸方向に対してなす角度）を大きくすると、軸直角方向のばね定数は高くなるものの、こじり方向での変位時に、防振基体が剪断変形だけでなく、傾斜角度の大きな両側部によって圧縮成分の変形が大きくなって、こじり方向のばね定数も高くなってしまう。このように、断面直線状に傾斜した両側部では、こじり方向における小さなばね定数と軸直角方向における高いばね定数を効果的に両立することが難しい。

本発明は、以上に鑑み、こじり方向における小さなばね定数と軸直角方向における高いばね定数を維持しながら、しかも、リンクの筒状ホルダに対する圧入保持性を損なうことなく、コストを低減することができる防振ブッシュを提供することを目的とする。

本発明に係る防振ブッシュは、軸部材と、該軸部材を同心状に取り囲む外筒と、前記軸部材と前記外筒との間に介設されたゴム状弾性体からなる防振基体と、を備える防振ブッシュにおいて、前記軸部材が軸方向中央部に軸直角方向外方側に膨出する第１膨出部を有し、前記第１膨出部の外周面は少なくとも軸方向両端部が球帯状をなした凸面部に形成され、前記外筒は、前記第１膨出部を取り囲んで軸直角方向外方側に膨出する第２膨出部を有し、前記第２膨出部は、軸方向中央部にて外径が軸方向で一定のストレート筒部に形成されるとともに、前記ストレート筒部の軸方向両側に前記軸部材の球帯状の軸方向両端部を同心状に取り囲む球帯状部を備えてなり、前記防振基体が、前記第１膨出部の前記凸面部と前記第２膨出部の内周面にそれぞれ接着されて前記軸部材と前記外筒を連結して設けられたものである。

かかる構成を持つ防振ブッシュであると、軸部材の軸方向中央部に球帯状の凸面部を持つ第１膨出部を設けるとともに、外筒に該第１膨出部を取り囲む第２膨出部を設けて、両者の間に防振基体を介設したので、軸直角方向におけるばね定数を大きくしつつ、こじり方向におけるばね定数を小さくすることができる。また、この外筒は、板厚一定の筒体を曲げ加工することで得られるので、切削加工する場合に比べてコストを低減することができる。一方で、外筒が軸直角方向外方側に膨出した第２膨出部を有する場合、そのままでは、筒状ホルダ内に圧入保持させることが難しいが、第２膨出部にストレート筒部を設けたことにより、筒状ホルダとの間で圧入のための軸方向寸法を確保することができるので、筒状ホルダからの抜け力（抜くのに要する力）を高めて、圧入保持性を高めることができる。また、ストレート筒部の軸方向両側部が、軸部材の球帯状の軸方向両端部を同心状に取り囲む球帯状部に形成されているので、軸直角方向での変位時に、軸方向への防振基体の逃げを、球帯状部の湾曲形状により包み込むようにして、効果的に規制することができる。しかも、球帯状部であれば、こじり方向での変位時に、防振基体に圧縮成分の変形が作用することを極力回避することができるので、こじり方向のばね定数を小さく維持することができる。よって、こじり方向における小さなばね定数と軸直角方向における高いばね定数の両立に効果的である。

上記防振ブッシュにおいて、前記第１膨出部の前記凸面部は、外径が軸方向で一定の円柱面状をなして前記第２膨出部の前記ストレート筒部により同心状に取り囲まれた軸方向中央部と、前記第２膨出部の前記球帯状部により同心状に取り囲まれた球帯状の軸方向両端部とで構成されていることが好ましい。このように、第２膨出部のストレート筒部に対応する内筒側の第１膨出部の軸方向中央部を円柱面状に形成することにより、両者の間に介在する防振基体の肉厚が一定となり、軸直角方向での変位に対する耐久性を向上することができる。

上記防振ブッシュにおいては、前記第２膨出部の前記ストレート筒部が、前記第１膨出部の前記円柱面状の軸方向中央部よりも、軸方向寸法が大きく設定されて、前記第１膨出部の前記凸面部と前記第２膨出部の内周面との間に介設された前記防振基体が、軸方向で一定の肉厚に形成されてもよい。このように外筒側のストレート筒部の軸方向寸法を大きくすることで、筒状ホルダからの抜け力を更に高めることができる。また、外筒側のストレート筒部と内筒側の円柱面状の軸方向中央部の軸方向寸法が同一に設定されていると、その部分での防振基体の肉厚が、両側の球帯状部での防振基体の肉厚よりも厚くなり、軸直角方向のばね定数が小さくなってしまうが、外筒側のストレート筒部の軸方向寸法を大きく設定することで、防振基体の軸方向での肉厚を一定として、こじり方向における小さなばね定数と軸直角方向における高いばね定数を効果的に両立することができる。

本発明の防振ブッシュであると、こじり方向における小さなばね定数と軸直角方向における高いばね定数を維持しながら、しかも、リンクの筒状ホルダに対する圧入保持性を損なうことなく、コストを低減することができる。

以下に本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、本発明の１実施形態に係る防振ブッシュ１０を示したものである。この防振ブッシュ１０は、マルチリンク式サスペンション装置において、ロアリンクやトーコントロールリンクなどの各種リンク部材とサスペンションメンバーとを連結するものである。

防振ブッシュ１０は、軸部材としての内筒１２と、これを軸平行かつ同軸状に取り囲む外筒１４と、内筒１２と外筒１４の間に介設されたゴム弾性体からなる防振基体１６とを備えてなる。そして、図３に示すように、内筒１２は、その両端面が一方の連結部位であるサスペンションメンバーのブラケット１に挟まれた状態で、ボルト等の不図示の締結部材で締め付けることでブラケット１に固定され、また、外筒１４は、他方の連結部位であるリンク部材２の筒状ホルダ３内に圧入することで固定され、これにより、防振ブッシュ１０はリンク部材２とサスペンションメンバーのブラケット１とを防振的に連結する。

内筒１２は、金属製の円筒状部材であり、軸方向Ｘの中央部に軸直角方向外方Ｙｏ側に向けて全周にわたって湾曲状に膨出する第１膨出部１８を備える。第１膨出部１８の外周面は、少なくとも軸方向両端部が球帯状をなした凸面部２０に形成されている。

この例では、凸面部２０は、外径が軸方向Ｘで一定の円柱面状をなす軸方向中央部２０Ａと、その両側で球帯状をなす軸方向両端部２０Ｂ，２０Ｂとで構成されている。すなわち、凸面部２０は、内筒１２の軸心Ｌ上に中心Ｐを持つ球面２１により構成される球帯を基本として、該球帯の頂部が軸方向Ｘに平行に切り取られることで、球帯状をなす軸方向両端部２０Ｂ，２０Ｂの間に円柱面状の軸方向中央部２０Ａが形成されている。

なお、球帯状をなす凸面部２０の軸方向両端部２０Ｂ，２０Ｂは、内筒１２の軸方向両端部における一般筒部（外径が一定のストレート筒状部）の外周面１２Ａからなだらかに連続して形成されている。

外筒１４は、金属製の円筒状部材であり、第１膨出部１８を取り囲み軸直角方向外方Ｙｏ側に向けて全周にわたって湾曲状に膨出する第２膨出部２２を有する。外筒１４は、板厚一定の筒体からなり、その軸方向中央部を外側に湾曲状に曲げることで第２膨出部２２が形成されており、この例では、第１膨出部１８を取り囲む第２膨出部２２のみで外筒１４が構成されている。

第２膨出部２２は、その軸方向Ｘの中央部にて外径が軸方向Ｘで一定のストレート筒部２４に形成されるとともに、該ストレート筒部２４の軸方向Ｘの両側に球帯状部２６が形成されており、これらストレート筒部２４とその両側の球帯状部２６，２６とにより第２膨出部２２が構成されている。より詳細には、第２膨出部２２は、第１膨出部１８の凸面部２０と同じ中心Ｐを持つ球面２３により構成される球帯を基本として、該球帯の頂部を軸方向Ｘに平行なストレート筒部２４とすることで、軸方向両端部の球帯状部２６，２６の間にストレート筒部２４が形成されている。なお、この球帯状部２６は、外筒１４の絞り加工前の状態では、厳密な球帯ではなく、中心Ｐが外筒１４の軸心Ｌ上から軸直角方向Ｙにずれた位置にあり、防振基体１６の加硫成形後に縮径方向に絞り加工することで、図１に示すように中心Ｐが軸心Ｌ上に位置する球帯状に形成される。

このようにして構成された第２膨出部２２では、ストレート筒部２４が、第１膨出部１８の円柱面状の軸方向中央部２０Ａを同心状に取り囲んでおり、図２に示す断面形状において、両者２４，２０Ａは互いに平行、かつ軸心Ｌに平行に設けられている。また、球帯状部２６が、第１膨出部１８の球帯状の軸方向端部２０Ｂを同心状に取り囲んでいる。更には、該ストレート筒部２４の軸方向寸法Ｍは、第１膨出部１８の円柱面状の軸方向中央部２０Ａの軸方向寸法Ｎよりも大きく設定されている（Ｍ＞Ｎ）。

防振基体１６は、第１膨出部１８の凸面部２０と、第２膨出部２２の内周面により構成される凹面部２２Ａとに、それぞれ加硫接着されて、内筒１２と外筒１４とを連結する筒状のゴム部材である。上記のように内筒１２の第１膨出部１８と外筒１４の第２膨出部２２を構成したことにより、第１膨出部１８の凸面部２０と第２膨出部２２の凹面部２２Ａとの間に介設された防振基体１６は、軸方向Ｘで一定の肉厚に形成されている。詳細には、凸面部２０の軸方向中央部２０Ａと第２膨出部２２のストレート筒部２４との間で防振基体１６の肉厚Ｔ１は軸方向Ｘで一定とされ、凸面部２０の軸方向両端部２０Ｂと第２膨出部２２の球帯状部２６との間で防振基体１６の肉厚Ｔ２は軸方向Ｘで一定とされ、これら肉厚Ｔ１とＴ２が略同一に設定されている。なお、球帯状部２６での防振基体１６の肉厚Ｔ２は、球帯の中心Ｐから延ばした径方向での厚みである。

防振基体１６の軸方向両端面には、軸方向内方Ｘｉ側に向かって断面湾曲状に陥没する環状のすぐり部２８がそれぞれ全周にわたって設けられている。図２に示すように、すぐり部２８は、外筒１４の球帯状部２６の軸方向外端２６Ａよりも軸方向内方Ｘｉまで延びており、従って、すぐり部２８の底（即ち、すぐり部２８における軸方向Ｘで最も内方Ｘｉに位置する部分）２８Ａが、球帯状部２６の上記外端２６Ａよりも軸方向内方Ｘｉに位置している。また、図２に示す断面形状において、凸面部２０の軸方向中央部２０Ａの延長線（軸方向Ｘに延びる直線）３０が、すぐり部２８の底部を構成する円弧３２に交わるように、凸面部２０とすぐり部２８との関係が設定されている。

なお、防振基体１６は、第１膨出部１８よりも軸方向外方Ｘｏ側における内筒１２の外周面１２Ａを薄膜状に被覆するように、軸方向外方Ｘｏ側に延びるゴム層１６Ａを有して構成されている。

この防振ブッシュ１０を製造するに際しては、第１膨出部１８を備えた内筒１２と、第２膨出部２０を備えた外筒１４を、不図示の成形型に配置し、該成形型内にゴム材料を注入することで、内筒１２と外筒１４との間に防振基体１６を加硫成形する。得られた加硫成形体は、その後、外筒１４に絞り加工を施して、外筒１４を縮径することにより、図１に示す防振ブッシュ１０が得られる。

この防振ブッシュ１０であると、内筒１２に第１膨出部１８を設けるとともに、外筒１４に第１膨出部１８を取り囲む第２膨出部２２を設けて、両者の間に防振基体１６を介設したので、軸直角方向Ｙにおけるばね定数を大きくしつつ、こじり方向Ｚ（図３参照）におけるばね定数を小さくすることができる。特には、第１膨出部１８の凸面部２０と第２膨出部２２の凹面部２２Ａを、ともに球帯状を基本とする、同心状の凸面と凹面により構成したので、こじり方向Ｚにおける変位時、第１膨出部１８と第２膨出部２２との間に介設された防振基体１６の変形を主として剪断変形とすることができ、こじり方向Ｚにおけるばね定数を効果的に低減することができる。

また、外筒１４が板厚一定の筒体を曲げ加工することで得られるので、切削加工により外筒を形成する上記従来のものに比べて、コストを低減することができる。

一方で、外筒１４が膨出部を有する場合、そのままでは、内周面の径が軸方向Ｘで一定の円筒状の筒状ホルダ３内に圧入保持させることが難しいが、上記の通り、第２膨出部２２にストレート筒部２４を設けたことにより、筒状ホルダ３との間で圧入のための軸方向寸法を確保することができる。そのため、筒状ホルダ３からの抜け力（抜くのに要する力）を高めて、圧入保持性を高めることができる。

また、上記第２膨出部２２であると、ストレート筒部２４の軸方向両側が、内筒１２の球帯状の軸方向両端部２０Ｂ，２０Ｂを同心状に取り囲む球帯状部２６，２６に形成されているので、軸直角方向Ｙでの変位時に、軸方向外方Ｘｏへの防振基体１６の逃げを、球帯状部２６の湾曲形状により包み込むようにして、効果的に規制することができる。そのため、軸直角方向Ｙにおけるばね定数を効果的に上げることができる。

ストレート筒部２４の両側が上記従来のようなストレートの傾斜面部とは異なり、本実施形態のような球帯状部２６であれば、こじり方向Ｚでの変位時に、防振基体１６に圧縮成分の変形が作用することを極力回避することができるので、こじり方向Ｚのばね定数を小さく維持することができる。よって、こじり方向Ｚにおける小さなばね定数と軸直角方向Ｙにおける高いばね定数の両立に効果的である。

また、外筒１４側のストレート筒部２４の軸方向寸法Ｍを、内筒１２側の円柱面状の軸方向中央部２０Ａの軸方向寸法Ｎよりも大に設定したことで、筒状ホルダ３からの抜け力を更に高めることができる。また、かかる寸法設定により、上記の通り、防振基体１６の軸方向Ｘでの肉厚を一定とすることができ、こじり方向Ｚにおける小さなばね定数と軸直角方向Ｙにおける高いばね定数との両立に有利である。また、防振基体１６の肉厚が一定であることにより、軸直角方向Ｙでの変位時に不均一な応力が作用するのを抑制して、防振性能及び耐久性を向上することができる。

また、上記のようにすぐり部２８を形成したことにより、こじり方向Ｚでのばね定数を効果的に低く設定することができる。

なお、上記実施形態においては、内筒１２側の第１膨出部１８の凸面部２０に円柱面状の軸方向中央部２０Ａを設けたが、かかる円柱面状部分を設けずに凸面部２０の全体を球帯状に形成してもよい。凸面部２０全体を球帯状とすることにより、こじり方向Ｚでのばね定数を小さく維持しつつ、軸直角方向Ｙでのばね定数を更に高めることができる。しかしながら、その場合、軸直角方向Ｙでの変位時に、防振基体１６の肉厚が薄くなる軸方向中央部において局部的な圧力が作用し、耐久性を損なうことになる。そのため、耐久性の点では、上記実施形態のように、第２膨出部２２のストレート筒部２４に対応させて内筒１２側の第１膨出部１８の軸方向中央部２０Ａに円柱面部を設けることが好ましい。

なお、上記実施形態では、バルジタイプのブッシュとするために、内筒１２の第１膨出部１８を金属材料により一体に形成したが、内筒の外周面に樹脂製の環状被覆体を設けるなどして膨出部を形成してもよい。その他、一々列挙しないが、本発明の趣旨を逸脱しない限り、種々の変更が可能である。

本発明は、自動車のサスペンション装置に組み込まれて使用される防振ブッシュや、エンジンマウントとしての筒形の防振ブッシュなど、各種防振ブッシュに利用できる。

実施形態に係る防振ブッシュの断面図 同防振ブッシュの要部拡大断面図 同防振ブッシュの組み付け状態を示す断面図

符号の説明

１０…防振ブッシュ
１２…内筒（軸部材）、１２Ａ…外周面
１４…外筒
１６…防振基体
１８…第１膨出部
２０…凸面部、２０Ａ…軸方向中央部、２０Ｂ…軸方向端部
２２…第２膨出部
２４…ストレート筒部
２６…球帯状部
Ｍ…ストレート筒部の軸方向寸法
Ｎ…第１膨出部の軸方向中央部の軸方向寸法
Ｘ…軸方向
Ｙ…軸直角方向、Ｙｏ…軸直角方向外方

Claims (3)

1. 軸部材と、該軸部材を同心状に取り囲む外筒と、前記軸部材と前記外筒との間に介設されたゴム状弾性体からなる防振基体と、を備える防振ブッシュにおいて、
   前記軸部材は、軸方向中央部に軸直角方向外方側に膨出する第１膨出部を有し、前記第１膨出部の外周面は少なくとも軸方向両端部が球帯状をなした凸面部に形成され、
   前記外筒は、前記第１膨出部を取り囲んで軸直角方向外方側に膨出する第２膨出部を有し、前記第２膨出部は、軸方向中央部にて外径が軸方向で一定のストレート筒部に形成されるとともに、前記ストレート筒部の軸方向両側に前記軸部材の球帯状の軸方向両端部を同心状に取り囲む球帯状部を備えてなり、
   前記防振基体が、前記第１膨出部の前記凸面部と前記第２膨出部の内周面にそれぞれ接着されて前記軸部材と前記外筒を連結して設けられた、
   ことを特徴とする防振ブッシュ。
2. 前記第１膨出部の前記凸面部は、外径が軸方向で一定の円柱面状をなして前記第２膨出部の前記ストレート筒部により同心状に取り囲まれた軸方向中央部と、前記第２膨出部の前記球帯状部により同心状に取り囲まれた球帯状の軸方向両端部とで構成された請求項１記載の防振ブッシュ。
3. 前記第２膨出部の前記ストレート筒部が、前記第１膨出部の前記円柱面状の軸方向中央部よりも、軸方向寸法が大きく設定されて、前記第１膨出部の前記凸面部と前記第２膨出部の内周面との間に介設された前記防振基体が、軸方向で一定の肉厚に形成された請求項２記載の防振ブッシュ。

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