JP2019086061A

JP2019086061A - スタビライザブッシュ

Info

Publication number: JP2019086061A
Application number: JP2017213693A
Authority: JP
Inventors: 本間　裕二; Yuji Honma; 裕二本間; 西村　泰輔; Taisuke Nishimura; 泰輔西村; 正己遠藤; Masami Endo; 九鬼　典雅; Norimasa Kuki; 典雅九鬼; 大樹民法; Daiki Mimpo; 山田　隆亮; Takaaki Yamada; 隆亮山田
Original assignee: Sumitomo Riko Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd; Toyota Motor Corp
Priority date: 2017-11-06
Filing date: 2017-11-06
Publication date: 2019-06-06
Also published as: EP3480038A1; CN109747368A; US10857850B2; EP3480038B1; US20190135069A1

Abstract

【課題】スタビライザバーに取り付けられるスタビライザブッシュを２分割したゴム等で形成する場合に、接合面に隙間が発生することを防止または抑制する。【解決手段】スタビライザバー１０の外周面に接着して取り付けられるスタビライザブッシュは、分割されたブッシュである上側ゴムブッシュ１２と下側ゴムブッシュ１４とを含んでいる。上側ゴムブッシュ１２と下側ゴムブッシュ１４の周方向両端部１２ｂ、１４ｂの接着前における形状は、外周側ほど周方向の重複の度合いが大きく形成されたテーパ形状となっている。これにより、接着後には、接合面が圧着されることになる。【選択図】図１Ａ

Description

本発明は、車両のスタビライザバーに取り付けられるスタビライザブッシュに関する。

スタビライザバーは、車両の左右のサスペンションに跨って配置され、車両の旋回時などにおける車体の傾きを抑制して走行安定性を向上させる部品である。多くの場合、スタビライザバーの中間部分にはスタビライザブッシュが取り付けられており、スタビライザバーはこのスタビライザブッシュを介して車体に防振的に支持されている。

下記特許文献１には、ゴムを用いたスタビライザブッシュについての記載がある。ここでは、２分割されたゴムを組み合わせてスタビライザブッシュを形成している。

特開２００７−１２７２３９号公報

スタビライザブッシュを２分割したゴム等で形成する場合、接合面に隙間が生じて、砂、泥、水などの異物が侵入することが考えられる。侵入した異物によって、こすれ音、スティックスリップ音などが発生することも想定される。

本発明の目的は、スタビライザブッシュを２分割したゴム等で形成する場合において、接合面に隙間が発生することを防止または抑制することにある。

本発明の一態様にかかるスタビライザブッシュは、弾性部材によって形成され、スタビライザバーの外周面に接着して取り付けられる２つの分割ブッシュを含み、両分割ブッシュの周方向両端部は、接着前には、外周側ほど周方向の重複の度合いが大きく形成されていることを特徴とする。

一態様においては、両分割ブッシュは、接着後において、スタビライザバーを挟んで対面し、互いの対面する周方向端部同士が押圧状態で接合されていることを特徴とする。

一態様においては、両分割ブッシュの周方向両端部の接着前における形状は、いずれも外周側ほど相手側に突出するテーパ形状であることを特徴とする。

本発明では、分割ブッシュの周方向端部同士を外周側ほど重複するように形成しているために、接合面に隙間が発生することを防止または抑制できる。

実施形態にかかるスタビライザブッシュの接着前における断面図である。実施形態にかかる接着後における断面図である。スタビライザブッシュを車体に取り付けた状態を示す側面図である。参考形態にかかるスタビライザブッシュの接着前における断面図である。参考形態にかかる接着後における断面図である。

以下に、図面を参照しながら、実施形態について説明する。説明においては、理解を容易にするため、具体的な態様について示すが、これらは実施形態の例であり、他にも様々な実施形態をとることが可能である。

図１Ａと図１Ｂは、実施形態にかかるスタビライザブッシュについて説明する断面図である。図１Ａは、スタビライザバー１０に上側ゴムブッシュ１２及び下側ゴムブッシュ１４を接着する前の状態を示しており、図１Ｂは接着後の状態を示している。

スタビライザバー１０は、車両の傾きを制御する部品である。例えば、四輪車においては、通常、各車輪付近に車両のボディーを支えるサスペンションが設けられている。そして、多くの車両では、左右の前輪のサスペンション間を繋ぐようにフロント側のスタビライザバー１０が設けられ、左右の後輪のサスペンション間を繋ぐようにリア側のスタビライザバー１０が設けられる。スタビライザバー１０は、左右のサスペンションの縮み具合が異なる場合に、その差異を解消するように作用することで、車両の走行安定性を高めている。スタビライザバー１０は、典型的には、１本の円柱状の鉄製部材を、Ｕ字型などの所定の形状に加工して形成されている。しかし、左側及び右側を異なる棒材で形成されるものもある。

上側ゴムブッシュ１２と下側ゴムブッシュ１４は、スタビライザバー１０に取り付けられる部品である。上側ゴムブッシュ１２と下側ゴムブッシュ１４は、ともに、天然ゴムを型成形して形成されている。天然ゴムに代えて、合成ゴムなどの他の弾性材料を利用することも可能である。

図１Ａに示すように、上側ゴムブッシュ１２は、スタビライザバー１０の上側の外周面に取り付けられる部材であり、円環をほぼ半分にした断面形状をもつ半円筒形状に形成されている。径方向の厚み（内周面と外周面の距離）は様々に設定可能である。その内周面１２ａの形状は、スタビライザバー１０の外周面とほぼ一致する。上側ゴムブッシュ１２では、円筒形の周方向の両端部１２ｂは、外周側（外径側）ほど下側ゴムブッシュ１４の方向に突出した直線的なテーパ形状となっている。このため、上側ゴムブッシュ１２では、内周面１２ａが周方向に−９０度付近から９０度付近まで約１８０度の広がりを持つのに対し、外周面は−９５度付近から９５度付近まで約１９０度の広がりを持っている。上側ゴムブッシュ１２の径方向の厚みにもよるが、両端部１２ｂの最外周側は最内周側に比べて、例えば、１〜３ｍｍほど下側ゴムブッシュ１４に向かって突出することになる。

下側ゴムブッシュ１４は、スタビライザバー１０の下側の外周面に取り付けられる部材であり、半筒形状に形成されている。下側ゴムブッシュ１４の内周面１４ａは、上側ゴムブッシュ１２の内周面１２ａと同様に、スタビライザバー１０の外周面と一致する半円筒形状である。また、上側ゴムブッシュ１２の外周面は、二つのほぼ直角な角をもつ半角柱状に形成されている。下側ゴムブッシュ１４の周方向の両端部１４ｂは、上側ゴムブッシュ１２の周方向の両端部１２ｂとほぼ同程度の径方向の厚みを有している。そして、下側ゴムブッシュ１４の両端部１４ｂは、上側ゴムブッシュ１２の両端部１２ｂと同様に、外周側ほど上側ゴムブッシュ側に突出した直線的なテーパ形状となっている。すなわち、内周面１４ａが周方向に−９０度付近から９０度付近まで約１８０度の広がりを持つのに対して、外周面は−９５度付近から９５度付近まで約１９０度の広がりをもつ。よって、下側ゴムブッシュ１４の外周側の突出量は、上側ゴムブッシュ１２と同様、例えば１〜３ｍｍ程度となる。したがって、上側ゴムブッシュ１２の両端部１２ｂと下側ゴムブッシュ１４の両端部１４ｂとは、各対向面において、角度にして１０度程度、外周側の突出量にして２〜６ｍｍ程度重複して形成されている。

上側ゴムブッシュ１２の内周面１２ａ及び下側ゴムブッシュ１４の内周面１４ａには、接着剤が塗布される。上側ゴムブッシュ１２の両端部１２ｂ及び下側ゴムブッシュ１４の両端部１４ｂには接着剤は塗布されない。接着剤は、安定した接着が可能であればよく、例えばエポキシ樹脂系、シリコン樹脂系などを用いることができる。

接着剤が塗布された上側ゴムブッシュ１２は矢印１６の方向に沿って、下側ゴムブッシュ１４は矢印１８の方向に沿って、スタビライザバー１０に押し付けられる。押し付けにあたっては、上側ゴムブッシュ１２と下側ゴムブッシュ１４を、その外側から取り囲んで、矢印１６，１８の方向に押圧する冶具が用いられる。この冶具によって、上側ゴムブッシュ１２の内周面１２ａはスタビライザバー１０の上側の外周面に押し付けられ、下側ゴムブッシュ１４の内周面１４ａはスタビライザバー１０の下側の外周面に押し付けられる。また、上側ゴムブッシュ１２の両端部１２ｂと下側ゴムブッシュ１４の両端部１４ｂも、互いの対面する部位に押し付けられることになる。押し付けは、両内周面１２ａ、１４ａがスタビライザバー１０に十分に接触するように行われる。押し付けの程度は様々に行うことが可能である。一例としては、内周面１２ａ、１４ａの両方がスタビライザバー１０に接触した段階から、上側ゴムブッシュ１２及び下側ゴムブッシュ１４を合計で２〜４ｍｍ程度押しつぶすように行う態様が挙げられる。冶具は、接着剤が固化した後に除去される。

図１Ｂは、上側ゴムブッシュ１２及び下側ゴムブッシュ１４をスタビライザバー１０に接着した後の断面図である。上側ゴムブッシュ１２の内周面１２ａは、スタビライザバー１０の上側の外周面と全面的に接着されている。また、下側ゴムブッシュ１４の内周面１４ａは、スタビライザバー１０の下側の外周面と全面的に接着されている。そして、上側ゴムブッシュ１２の両端部１２ｂと下側ゴムブッシュ１４の両端部１４ｂは、ともに圧縮変形されており、ほぼ水平に伸びる接合面２０において全面的に密着している。すなわち、スタビライザバー１０と接触する最内周側（最内径側）から最外周側（最外径側）に至るまで互いに押し合いながら密着している。このうち、両端部１２ｂ、１４ｂの最内周側は、周方向に重複することなく形成されていたが、押圧しながら接着がなされたことで、接着後にも互いに押圧した状態が続いている。また、両端部１２ｂ、１４ｂの他の部分では、テーパ形状により周方向に重複を持って形成されていたことと、押圧しながら接着がなされたことの両方の効果によって、接着後も互いに押圧した状態で密着している。

図２は、スタビライザブッシュ２２の車体取り付けを説明する側面図である。スタビライザブッシュ２２は、上側ゴムブッシュ１２と下側ゴムブッシュ１４の他に、これを車体に取り付ける金属製のケース２４及び固定具としてのボルト２６を含んでいる。ケース２４は、金属板を曲げ加工して作られた部品である。ケース２４の両サイドにはボルト孔が設けられた接続部２４ａが設けられている。また、ケース２４の中央側には上側ゴムブッシュ１２及び下側ゴムブッシュ１４の外周面を覆うための大きな凹み空間が設けられている。

スタビライザブッシュ２２を車体２８に取り付けるにあたっては、下側ゴムブッシュ１４の底面を車体２８の所定位置に接触させた状態で、上側ゴムブッシュ１２の側からケース２４が被せられる。そして、ケース２４をボルト２６で車体２８のボルト孔２８ａに固定することで車体２８への取り付けが完了する。ケース２４は、上側ゴムブッシュ１２及び下側ゴムブッシュ１４を若干押圧するようにして固定されるため、ケース２４は上側ゴムブッシュ１２の外周面側に隙間なく密着している。また、下側ゴムブッシュ１４の下面も車体２８と隙間なく密着した状態となる。

続いて、スタビライザブッシュ２２の動作について説明する。スタビライザバー１０は車体の左右方向の傾きに応じて、主として上下などに運動する他、軸回りに若干捻じれる回転運動も行う。このとき、スタビライザバー１０に接着された上側ゴムブッシュ１２の内周面１２ａ及び下側ゴムブッシュ１４の内周面１４ａもスタビライザバー１０と一体となって動く。この結果、上側ゴムブッシュ１２及び下側ゴムブッシュ１４は、一部の動きを弾性変形として蓄積しつつも、全体としてはスタビライザバー１０に追従しようとして、直接、あるいはケース２４を通じて間接的に、車体２８に力を与える。これにより、スタビライザバー１０による姿勢制御が行われる。この過程で、スタビライザブッシュ２２には、車体２８から反力が伝達され、その一部はスタビライザバー１０にも作用することになる。

スタビライザブッシュ２２には、車両走行にともなって、砂、泥、水などが付着する。このため、上側ゴムブッシュ１２と下側ゴムブッシュ１４の間の接合面２０に隙間がある場合には、砂、泥、水などが隙間に入り込んで、こすれ音、スティックスリップ音が発生してしまう。しかし、スタビライザブッシュ２２では、上側ゴムブッシュ１２と下側ゴムブッシュ１４がゴムの弾性によって強く圧着しており、接合面２０には隙間が無い。このため、砂、泥、水などの侵入が防止できており、異音を生じることもない。

スタビライザブッシュ２２では、長期間にわたって使用されると、上側ゴムブッシュ１２及び下側ゴムブッシュ１４が劣化し、弾力性が低下することがある。このため、上側ゴムブッシュ１２と下側ゴムブッシュ１４の接合面２０には、当初は見られなかった隙間が形成される場合がある。しかし、スタビライザブッシュ２２では、ある程度ゴムが劣化した場合にも、上側ゴムブッシュ１２と下側ゴムブッシュ１４との接合面２０に隙間が生じないように両端部１２ｂ、１４ｂにおけるテーパの度合いなどを設計している。したがって、若干の劣化があっても砂、泥、水などが隙間に侵入することを抑制し、異音の発生を防止することが可能となっている。

ここで、図３Ａ及び図３Ｂを参照して、参考態様について説明する。図３Ａと図３Ｂは、それぞれ図１Ａと図１Ｂに対応した断面図である。図３Ａは、スタビライザバー１０に上側ゴムブッシュ３０と下側ゴムブッシュ３２が接着される前の状態を示している。上側ゴムブッシュ３０は、図１Ａに示した上側ゴムブッシュ１２とほぼ同形状であり、内周面３０ａは、スタビライザバー１０の上側の外周面と一致した形状に形成されている。しかし、上側ゴムブッシュ１２とは異なり、上側ゴムブッシュ３０では、周方向の両端部３０ｂにテーパが無くほぼ水平に形成されている。すなわち、上側ゴムブッシュ３０は、内周面３０ａから外周面にかけて、全て周方向に−９０度付近から９０度付近まで約１８０度の広がりを持っているに過ぎない。

下側ゴムブッシュ３２も、図１Ａに示した下側ゴムブッシュ１４とほぼ同形状であり、内周面３２ａはスタビライザバー１０の下側の外周面と一致した形状に形成されている。しかし、下側ゴムブッシュ３２の周方向の両端部３２ｂにテーパはなく、ほぼ水平に形成されているに過ぎない。

図３Ｂは、スタビライザバー１０に、上側ゴムブッシュ３０及び下側ゴムブッシュ３２を接着した後の状態を示す図である。この参考態様では、図１Ｂの状態とは異なり、上側ゴムブッシュ３０と下側ゴムブッシュ３２の間に隙間３４が生じている。これは、内周面３０ａ、３２ａに接着剤をつけてスタビライザバー１０に押圧し接着した際に、上側ゴムブッシュ３０及び下側ゴムブッシュ３２の形状に歪みが生じたためである。歪みの結果として、両端部３０ｂ、３２ｂが外周側ほど水平面よりも若干縮んだ形状に変形されたため、両者間に隙間３４が形成されている。図示した例では、隙間の角度は５度程度である。すなわち、上側ゴムブッシュ３０の両端部３０ｂは、それぞれ外周側が上側に２〜３度ほど縮み、下側ゴムブッシュ３２の両端部３２ｂは、それぞれ外周側が下側に２〜３度ほど縮んでいる。上側ゴムブッシュ３０及び下側ゴムブッシュ３２の厚みにもよるが、最外周側の隙間３４は、例えば、１ｍｍ〜２ｍｍ程度となる。

参考態様の上側ゴムブッシュ３０及び下側ゴムブッシュ３２を利用した場合、隙間３４に砂、泥、水などが容易に入り込んでしまい、こすれ音、スティックスリップ音を発生させることになる。さらに、経年劣化が加わると、隙間３４は拡大して、ますます異音を発生させるようになる。

参考態様の上側ゴムブッシュ３０及び下側ゴムブッシュ３２をスタビライザバー１０に接着させる場合、接着時の押圧方法を細かに制御するなどして、隙間３４を発生させないように固定することも考えられる。しかし、恒常的な隙間３４が無い場合であっても、上側ゴムブッシュ３０の両端部３０ｂと下側ゴムブッシュ３２の両端部３２ｂが単に接触しているだけでは、スタビライザバー１０が捻じれにともなう変形によって、瞬間的に隙間３４が形成される可能性がある。また、経年劣化によって弾性力が低下した場合には、隙間３４が現れることになる。

これに対し、図１Ａに示した上側ゴムブッシュ１２の両端部１２ｂと下側ゴムブッシュ１４の両端部１４ｂでは、図３Ｂに示した隙間の角度よりも大きな角度をもつテーパ形状に形成されている。このため、接着時に歪みが生じた場合であっても、互いに十分な強度で押圧しあって圧着している。

以上の説明では、図１Ａの上側ゴムブッシュ１２と下側ゴムブッシュ１４は、それぞれの内周面１２ａ、１４ａにのみ接着剤を塗布され、両端部１２ｂ、１４ｂには接着剤を塗布されないものとした。これは、両端部１２ｂ、１４ｂ間を接着しなくても、砂、泥、水などの侵入を抑制することが可能であり、また、スタビライザバー１０の支持に支障をきたすこともないためである。しかし、両端部１２ｂ、１４ｂ間を接着剤で接着することも可能である。

また、上の説明では、上側ゴムブッシュ１２の内周面１２ａと、下側ゴムブッシュ１４の内周面１４ａは、スタビライザバー１０の外周面とほぼ同一の形状であるとした。両者の形状が一致することで応力にムラができず、接着がスムーズに行われることになる。しかし、例えば、内周面１２ａ、１４ａがスタビライザバー１０の外周面の形状と若干異なっていても、冶具で圧縮した場合にスタビライザバー１０と全面的に接触して接着が行われるのであれば、接着後に十分安定して機能することが期待できる。

さらに、図１Ａの例では、上側ゴムブッシュ１２と下側ゴムブッシュ１４を接着させるにあたって、矢印１６、１８で示す方向に一律に加圧することを想定した。しかし、図３Ｂに示した歪みによる隙間３４の発生を減少あるいは防止するために、例えば、両サイド側から横向きに圧縮する力を加えるなど、力の分布、方向などを細かに制御するようにしてもよい。

上側ゴムブッシュ１２と下側ゴムブッシュ１４の両端部１２ｂ、１４ｂは、接着後において互いに十分に押圧して圧着できるのであれば、他の形状に形成されてもよい。そのような例としては、下側ゴムブッシュ１４に代えて、図３Ａに示した下側ゴムブッシュ３２（すなわち両端部３２ｂがほぼ水平である）を採用するとともに、上側ゴムブッシュ１２における両端部１２ｂのテーパ角度を２倍程度に増やす態様を挙げることができる。このように、分割ブッシュの対向する端部同士が接着前において互いに重複するように形成されていれば、接着後において両者が押圧して圧着されることが期待できる。したがって、分割ブッシュにおける左右の端部の形状を異ならせることも可能である。また、端部の形状は、直線的（平面的）なものであってもよいが、曲線的なものであってもよい。例えば、テーパ形状部分を互いに嵌合する波型に形成することで、端部間の連結を強める態様が考えられる。

二つの分割ブッシュは、形状の重複が大きくなるほど、両者間が強く押圧されて、隙間の発生を防止することができる。しかし、重複が大きくなりすぎると、接着後における両者のバネ乗数が大きくなりすぎる場合がある。このような場合には、バネ乗数を所定値以下とし、かつ、両者間の押圧の度合いが所定値以上となるような範囲で、重複の度合いを設定すればよい。図１の例では、上側ゴムブッシュ１２の両端部１２ｂと下側ゴムブッシュ１４の両端部１４ｂと、二つの対向面において、角度にして１０度程度、外周側の突出量にして２〜６ｍｍ程度重複しているとした。しかし、具体的な重複の度合いは、分割ブッシュの材質や接着後の形状などに依存する。このため、重複の度合いは、例えば、約１度、約２度、約４度、約６度、約８度、約１０度、約１２度、約１４度、約１６度、約１８度、約２０度、約２５度、約３０度となる場合がありえる。また外周側の突出量として、約０．５ｍｍ、約１ｍｍ、約２ｍｍ、約３ｍｍ、約４ｍｍ、約５ｍｍ、約６ｍｍ、約７ｍｍ、約８ｍｍ、約９ｍｍ、約１０ｍｍ、約１２ｍｍ、約１５ｍｍ、約２０ｍｍとなる場合がありえる。

また、上の例では、上側ゴムブッシュ１２と下側ゴムブッシュ１４は、ほぼ均等に２分割されるような形状としたが、不均等に２分割されていてもよい。ただし、分割ブッシュを極端に不均等に２分割した場合には、大きい分割ブッシュの内周面のスタビライザバーへのはめ込みが困難になることから、スタビライザバーへのはめ込みがスムーズに行われる範囲で分割する方が合理的であろう。

なお、以上の説明においては、図面の方向にあわせて上下方向を定めたが、車両に取り付ける場合には、例えば上下を反対にするなど、図面とは異なる角度とすることが可能である。

１０スタビライザバー、１２、３０上側ゴムブッシュ、１２ａ、１４ａ、３０ａ、３２ａ内周面、１２ｂ、１４ｂ、３０ｂ、３２ｂ端部、１４、３２下側ゴムブッシュ、１６、１８矢印、２０接合面、２２スタビライザブッシュ、２４ケース、２４ａ接続部、２６ボルト、２８車体、２８ａボルト孔、３４隙間。

Claims

弾性部材によって形成され、スタビライザバーの外周面に接着して取り付けられる２つの分割ブッシュを含み、
両分割ブッシュの周方向両端部は、接着前には、外周側ほど周方向の重複の度合いが大きく形成されていることを特徴とするスタビライザブッシュ。
請求項１に記載のスタビライザブッシュにおいて、
両分割ブッシュは、接着後において、スタビライザバーを挟んで対面し、互いの対面する周方向端部同士が押圧状態で接合されていることを特徴とするスタビライザブッシュ。
請求項１に記載のスタビライザブッシュにおいて、
両分割ブッシュの周方向両端部の接着前における形状は、いずれも外周側ほど相手側に突出するテーパ形状であることを特徴とするスタビライザブッシュ。