JP2013228066A - ブッシュおよびそのブッシュを備えるサスペンション装置 - Google Patents

Abstract

【課題】中間部の径方向外向きへの膨らみを抑えるブッシュを提供する。
【解決手段】一端がサスペンションアームの取付板１２ａに形成された取付孔に挿通して連結され、他端がスタビライザに連結されるロッド１４と、円筒形状に形成されてロッド１４が挿通される軸孔を有し、取付板１２ａの上下に配置されるブッシュ２０と、ロッド１４が挿通される軸孔を有し、ブッシュ２０の上面５４および下面５６を取付板１２ａと挟持する第１保持部１６と、を備える。ブッシュ２０は、上端部４４および下端部４６より縮径した中間部４２を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、ロッドが挿通されるブッシュおよびそのブッシュを備えるサスペンション装置に関する。

車体のロールによって捻られ、その捻れ量に応じた反力を前輪側車軸あるいは後輪側車軸に作用させるスタビライザを備えて、車両のロール方向への入力に対して車体を安定化させる車両が知られている。スタビライザは、ロッドを介してサスペンションアームに連結される（特許文献１参照）。

特許文献１に記載のロッドは、サスペンションアームに形成された取付孔にゴムブッシュを介して首振り可能に取り付けられる。このゴムブッシュは、ロッドに挿通されたカップ状の保持部材とサスペンションアームの板面とにより挟持される。

特開平８−２９５１１６号公報

ロッドはスタビライザの動作によって首振り可能であり、ロッドに挿通された保持部材もロッドとともに動く。そのため保持部材は、サスペンションアームの板面に対して傾斜した状態でゴムブッシュを押圧する場合があり、その場合に押圧する荷重が大きくなればゴムブッシュの中間部が径方向外向きに膨らみ、その部分に応力が集中する。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、中間部の径方向外向きへの膨らみを抑えるブッシュを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様は、円筒形状に形成されたブッシュであって、ロッドを挿通するための軸孔と、軸方向の両端側にそれぞれ位置する第１端部および第２端部と、第１端部および第２端部の間に位置し、第１端部および第２端部より縮径した中間部と、を有する。

この態様によると、ブッシュが押圧された場合に、ブッシュの中間部が径方向外向きに膨らむことを抑えることができる。

中間部の最小外径は、第１端部および第２端部の最大外径の９０％以下に設定されてもよい。これにより、ブッシュが押圧された場合に、中間部が第１端部および第２端部より径方向外向きに膨らむことをいっそう抑えることができる。

ロッドの一端側は第１部材に他端側は第２部材に連結して、ロッドは揺動可能であり、該ブッシュは、ロッドが挿通される一対の保持部により挟持される第１端部の端面および第２端部の端面を有してもよい。中間部の外径は、ロッドの揺動に応じて一方の保持部に対して傾斜する他方の保持部によって該ブッシュが押圧された場合に、第１端部および第２端部の最大外径以下となるように形成されてもよい。これにより、ロッドの揺動とともにブッシュが押圧された場合に、中間部が第１端部および第２端部より径方向外向きに膨らむことを抑えることができる。

本発明の別の態様は、サスペンション装置である。この装置は、一端がサスペンションアームの取付板に形成された取付孔に挿通して連結され、他端がスタビライザに連結されるロッドと、円筒形状に形成されてロッドが挿通される軸孔を有し、取付板の上下に配置されるブッシュと、ロッドが挿通される軸孔を有し、ブッシュの上下面を取付板と挟持する保持部と、を備える。ブッシュは、軸方向の両端側にそれぞれ位置する上端部および下端部と、上端部および下端部の間に位置して上端部および下端部より縮径した中間部と、を有する。

この態様によると、ロッドがスタビライザの動作により揺動した場合に、ブッシュの中間部がブッシュの上端部および下端部より径方向外向きに膨らむことを抑えることができる。

本発明によれば、中間部の径方向外向きへの膨らみを抑えるブッシュを提供できる。

実施形態に係るサスペンション装置の一部を示す図である。 図２（ａ）は、ロッドの取付機構の一部を示す斜視図であり、図２（ｂ）は、第１ブッシュの断面図である。 従来技術に係るブッシュの斜視図である。 第１ブッシュの作用を説明するための図である。

図１は、実施形態に係るサスペンション装置１０の一部を示す図である。車両に設けられるサスペンション装置１０は、サスペンションアーム１２、ロッド１４、第１保持部１６、第２保持部１８、第３保持部２２、第１ブッシュ２０、第２ブッシュ３０およびスタビライザ（不図示）を備える。

サスペンションアーム１２は、車輪を回転自在に支持するナックルを車体に連結する。サスペンションアーム１２は、取付孔１２ｂが形成された取付板１２ａを有する。

スタビライザは、車体のロールによって捻られ、捻れ量に応じた反力を前輪側車軸あるいは後輪側車軸に作用させる。スタビライザは車両の車幅方向に延びるよう配置され、それぞれの端部がロッド１４を介してサスペンションアーム１２に連結される。

ロッド１４は、サスペンションアーム１２とスタビライザとを連結し、リンクとして機能する。ロッド１４は、一端に形成されたナット形状の連結部１４ｂと、他端にネジ切りされて形成されたネジ部１４ｃと、他端側に拡径して形成されたストッパ１４ａとを有する。

ロッド１４の一端の連結部１４ｂには、スタビライザが接続され、他端のネジ部１４ｃは、サスペンションアーム１２の取付孔１２ｂに挿通されてナット２４によりネジ締めされる。ロッド１４は、スタビライザの動作によりサスペンションアーム１２への取付機構を支点として揺動する。

第１ブッシュ２０および第２ブッシュ３０は樹脂材料により形成され、弾性を有し、ロッド１４が挿通される軸孔を有する。第１保持部１６、第２保持部１８および第３保持部２２は、円盤に環状のフランジが形成されたカップ状に形成され、中央にロッド１４が挿通される軸孔が形成される。

第１ブッシュ２０は、第１保持部１６および第２保持部１８に挟持されて、取付板１２ａの上側に配置される。第１ブッシュ２０、第１保持部１６および第２保持部１８は、取付板１２ａの上面とストッパ１４ａにより軸方向の移動が規制される。なお、第１ブッシュ２０は上下面を横にして用いられてよい。

第２ブッシュ３０は、取付板１２ａの下面と第３保持部２２に挟持されて取付板１２ａの下側に配置される。取付板１２ａの下面は保持部として機能する。第２ブッシュ３０および第３保持部２２は、取付板１２ａの下面とナット２４により軸方向の移動が規制される。ロッド１４は、取付孔１２ｂの孔縁に固定されておらず、ナット２４およびストッパ１４ａに制限された範囲で軸方向に動くことができる。なお、第１ブッシュ２０、第２ブッシュ３０、第１保持部１６、第２保持部１８、第３保持部２２、サスペンションアーム１２の取付板１２ａ、ロッド１４のストッパ１４ａおよびナット２４からなる構成を、サスペンションアーム１２へのロッド１４の取付機構という。第１ブッシュ２０について、さらに詳細に説明する。

図２（ａ）は、ロッド１４の取付機構の一部を示す斜視図であり、図２（ｂ）は、第１ブッシュ２０の断面図である。なお各図面に示される同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また第２ブッシュ３０は、第１ブッシュ２０と同様の形状であり、説明は省略する。

図２（ａ）に示すように、ロッド１４が第１保持部１６、第１ブッシュ２０、第２保持部１８がそれぞれの軸孔に順に挿通され、ストッパ１４ａと取付板１２ａの上面との間にほぼ隙間無く配置されている。そのためロッド１４が軸方向に移動しようとすると、第１ブッシュ２０からロッド１４のストッパ１４ａに反力が付与される。

第１ブッシュ２０の軸方向の両端に位置する上面５４および下面５６は、第１保持部１６および第２保持部１８の円盤部と面接触する。なお、図示していないが、第２保持部１８は中央の軸孔の縁に、軸方向に突出したフランジを有しており、そのフランジが取付孔１２ｂに嵌合して、第２保持部１８の径方向の移動が取付孔１２ｂにより規制される。第１ブッシュ２０は第２保持部１８を介した取付板１２ａと第１保持部１６とにより挟持される。第１保持部１６および第２保持部１８の軸孔はロッド１４の外径とほぼ同じ大きさである。

図２（ｂ）に示すように、第１ブッシュ２０は、円筒形状であって上下に対称形である。第１ブッシュ２０の上端部４４および下端部４６は、軸方向の両端側にそれぞれ位置し、軸方向に少しの幅を持つ部分をいう。第１ブッシュ２０の中間部４２は、上端部４４および下端部４６の間に位置する。

第１ブッシュ２０の上端部４４および下端部４６の外径は、中間部４２の外径より大きい。すなわち、中間部４２は上端部４４および下端部４６より縮径するように形成される。第１ブッシュ２０の外周面は、上端部４４から中間部４２に向かって、および下端部４６から中間部４２に向かって、凹むように形成されている。すなわち、第１ブッシュ２０は、上端部４４から中間部４２に向かって、および下端部４６から中間部４２に向かって徐々に縮径する。

第１ブッシュ２０の上下の外側角部５０ａ，５０ｂと、上下の内側角部５２ａ，５２ｂとは、丸みを有している。この外側角部５０ａ，５０ｂと、内側角部５２ａ，５２ｂを設けることで、軸方向の荷重を受けた場合に軸孔４８の内周面の過剰な変形を抑えることができる。

円筒形状の第１ブッシュ２０において、軸方向のバネ定数を大きくすれば、スタビライザの作用を補助する力が増す。第１ブッシュ２０の軸方向のバネ定数は、軸方向の長さと、ゴム硬度により定まり、第１ブッシュ２０を軸方向に長くすれば大きくなる。

図２（ａ）に示すように、ロッド１４は、第１ブッシュ２０を支点として揺動可能である。ロッド１４の揺動に応じて第１保持部１６が第２保持部１８および取付板１２ａに対して傾斜し、第１保持部１６の押圧力により第１ブッシュ２０が変形する。サスペンションアーム１２へのロッド１４の取付機構を支点とするロッド１４の揺動に対する第１ブッシュ２０の反力の係数を、「ロッド１４の回転に対するバネ定数」という。

図３は、従来技術に係るブッシュ１２０の斜視図を示す。図３（ａ）に示す円筒形状のブッシュ１２０の中間部１４２、上端部１４４および下端部１４６の外径は同じである。このブッシュ１２０の軸孔１４８にロッド１４を挿通してサスペンション装置１０に取り付けた場合、ロッド１４の揺動に応じて動く第１保持部１６からブッシュ１２０は押圧される。

図３（ａ）の矢印に示すように、ブッシュ１２０への押圧力は、上面１５４に対して均等ではなく、ロッド１４の傾斜により偏る。ブッシュ１２０への押圧力が偏って一部への押圧力が大きくなると、図３（ｂ）に示すように、軸孔１４８の内周の中央部分１６０が折れて、中間部１４２が径方向外向きに膨らむことがある。

ブッシュ１２０の中間部１４２が膨らむと、ロッド１４の回転に対するバネ定数が大きくなり、ロッド１４に大きな反力が入力され、スタビライザの特性が変化する。また、中間部１４２が膨らむことで、中間部１４２の外周面に大きな引っ張り力も加わる。軸孔１４８の内周面の中央部分１６０が折れることで、ブッシュ１２０の軸方向のバネ定数が下がる。

図４は、実施形態の第１ブッシュ２０の作用を説明するための図である。ロッド１４の傾斜とともに傾斜した第１保持部１６によって、図４（ａ）の矢印に示すように第１ブッシュ２０の上面５４に押圧力が加わる。

図４（ｂ）および（ｃ）に示すように、下面５６に対して上面５４が傾斜して第１ブッシュ２０が変形した場合に、中間部４２が上端部４４および下端部４６より径方向外向きに膨らまない。このように中間部４２の外周面が凹んで形成されるため、中間部４２の径方向外向きの膨らみを抑えることができる。

中間部４２の外周面の膨らみを抑えることで、中間部４２に応力が集中することを防ぎ、中間部４２の外周面に加わる引っ張り力を抑えることができるため、第１ブッシュ２０の耐久性を向上することができる。また、中間部４２が膨らむことを抑えることで、第１ブッシュ２０のロッド１４の揺動に対するバネ定数が過剰に増すこと抑えることができる。

傾斜した第１保持部１６から想定最大荷重が第１ブッシュ２０に加わった場合、図４（ｃ）に示すように、中間部４２が上端部４４および下端部４６より径方向外向きに膨らまないように設定される。すなわち、中間部４２の外径は、ロッド１４の揺動に応じて第２保持部１８に対して傾斜する第１保持部１６によって第１ブッシュ２０が押圧された場合に、上端部４４および下端部４６の最大外径以下となるように形成される。とくに中間部４２の最小外径は、上端部４４および下端部４６の最大外径の９０％以下に設定される。想定最大荷重は実験により定められる値である。図２（ｂ）に示すように中間部４２の最小外径は、第１ブッシュ２０の中央４２ａに位置し、上端部４４および下端部４６の最大外径は、上面５４および下面５６から少し中間部４２側に位置する部分４４ａ，４６ａとなる。

なお、外側角部５０ａ，５０ｂおよび内側角部５２ａ,５２ｂが丸みを有しているため、角部に丸みが無いブッシュと比較して中間部４２に加わる応力を抑えて中間部４２の膨らみを抑えることができる。外側角部５０ａは、図２（ａ）に示す第１保持部１６の底角部１６ａより丸く形成されており、第１保持部１６を第１ブッシュ２０の上面５４に自由状態で載置した場合、底角部１６ａと非接触になる。すなわち、外側角部５０ａと底角部１６ａの間に隙間が設けられる。これにより、第１保持部１６が傾斜した場合に中間部４２の膨らみをいっそう抑えることができる。

以上、本発明を各実施形態をもとに説明した。これらの実施形態は例示であり、各構成要素およびプロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。以下、そのような変形例を述べる。

１０ サスペンション装置、 １２ サスペンションアーム、 １２ａ 取付板、 １２ｂ 取付孔、 １４ ロッド、 １４ａ ストッパ、 １４ｂ 連結部、 １４ｃ ネジ部、 １６ 第１保持部、 １６ａ 底角部、 １８ 第２保持部、 ２０ 第１ブッシュ、 ２２ 第３保持部、 ２４ ナット、 ３０ 第２ブッシュ、 ４２ 中間部、 ４４ 上端部、 ４６ 下端部、 ４８ 軸孔、 ５０ａ，５０ｂ 外側角部、 ５２ａ，５２ｂ 内側角部、 ５４ 上面、 ５６ 下面。

Claims (4)

1. 円筒形状に形成されたブッシュであって、
   ロッドを挿通するための軸孔と、
   軸方向の両端側にそれぞれ位置する第１端部および第２端部と、
   前記第１端部および前記第２端部の間に位置し、前記第１端部および前記第２端部より縮径した中間部と、を有することを特徴とするブッシュ。
2. 前記中間部の最小外径は、前記第１端部および前記第２端部の最大外径の９０％以下に設定されることを特徴とする請求項１に記載のブッシュ。
3. 前記ロッドの一端側は第１部材に他端側は第２部材に連結して、前記ロッドは揺動可能であり、
   該ブッシュは、前記ロッドが挿通される一対の保持部により挟持される前記第１端部の端面および前記第２端部の端面を有し、
   前記中間部の外径は、前記ロッドの揺動に応じて一方の前記保持部に対して傾斜する他方の保持部によって該ブッシュが押圧された場合に、前記第１端部および前記第２端部の最大外径以下となるように形成されることを特徴とする請求項１または２に記載のブッシュ。
4. 一端がサスペンションアームの取付板に形成された取付孔に挿通して連結され、他端がスタビライザに連結されるロッドと、
   円筒形状に形成されて前記ロッドが挿通される軸孔を有し、前記取付板の上下に配置されるブッシュと、
   前記ロッドが挿通される軸孔を有し、前記ブッシュの上下面を前記取付板と挟持する保持部と、を備え、
   前記ブッシュは、軸方向の両端側にそれぞれ位置する上端部および下端部と、前記上端部および前記下端部の間に位置して前記上端部および前記下端部より縮径した中間部と、を有することを特徴とするサスペンション装置。

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