JP3609145B2 - サスペンションアーム用のブッシュ - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、車両用サスペンション装置に用いられる防振ブッシュに関するものであり、特に、コーナリングフォースに対するトーコレクト機能を発揮させるようにし、これによって、乗心地性と操縦安定性との両方の性能を向上させるようにしたサスペンション装置用のブッシュに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、車両におけるサスペンション装置の、その車体への取付部には、振動吸収を目的とした防振ブッシュが設けられている。そして、この防振ブッシュ（ブッシュ）は、凸起乗り越え時等の乗心地性を良くするためには、柔らかくする必要がある。また、一方、操縦安定性を良くするためには、コーナリングフォース等の横方向の力に対して硬くする必要がある。これらの相反する機能を満たすために、ゴム状弾性体を主体とするブッシュにおいて、種々の工夫が成されている。そのようなサスペンション装置のリンク機構取付部等に用いられるブッシュに関して、前後方向のバネ定数は柔らかくし、左右方向のバネ定数は硬くするようにしたものとして、例えば実開平６−８８３５号公報記載のようなものがある。
【０００３】
ところで、このものは、内筒に傾斜面からなる膨出状のハンプ部を設け、一方、これに対向するように外筒の端末部にテーパ面からなる絞り部を設け、これら傾斜面とテーパ面との間にゴム状弾性体を介在させるようにした構成からなるものである。また、このような傾斜面及びテーパ面からなる構成部を軸方向に対の状態で設け、これによって、軸方向の左右荷重（入力）に対して、ラジアル方向の分力が生ずるようにしているものである。このような構成からなるブッシュをサスペンションアームの取付部に設けることによって、路面から車輪を介して入力される振動（荷重）等に対して、前後方向は柔らかいバネ特性を形成させるようにするとともに、左右方向（横方向）に対しては、剛性を高く保つことができるようにしているものである。すなわち、乗心地性と操縦安定性との両方の性能を満足させるようにしているものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来のものは、一つのブッシュの中に、傾斜面とテーパ面とからなる分力発生部が、軸方向に２個、対の状態で設けられているものである。従って、操縦安定性を良くするために軸方向の剛性を上げようとすると、前後方向、すなわち、ラジアル方向のバネ定数も上がり、当該ブッシュの取り付けられるサスペンションアームの前後方向のコンプライアンス特性が低下して、乗心地性能を低下させるという問題点がある。また、ブッシュ自体の構造も複雑になり、ブッシュの製造原価を高くするという問題点がある。このような問題点を解決することとした、サスペンション装置用のブッシュを提供しようとするのが、本発明の目的（課題）である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明においては次のような手段を講ずることとした。すなわち、内筒と、外筒と、これら内外筒間に設けられるものであってゴム状弾性体からなる防振ゴムと、にて形成されるサスペンションアーム用のブッシュに関して、上記内筒の外側に、そのラジアル方向に扇状に形成された膨出部からなるものであって、その軸線方向の一端面に傾斜面を有するハンプ部を設け、一方、上記外筒の一端部側に、上記ハンプ部の傾斜面と対向するように絞り状のテーパ面を設け、当該テーパ面の外側に、当該テーパ面と対向するように形成されたテーパ部からなるテーパフランジを有するディスク状のストッパを設け、更に当該ストッパの上記テーパフランジの内側、及び上記外筒のテーパ面の外側のうちのいずれか一方側に、ゴム状弾性体からなるクッション部を設け、当該クッション部を上記内筒に設けられたハンプ部の傾斜面と対向するように設置し、更に、上記ストッパと上記内筒とを一体化させるようにした構成を採ることとした。
【０００６】
また、このような構成において、上記内筒と外筒との間に設けられる防振ゴムのところに、上記外筒の内周面に沿うように形成されるものであって、円弧状の形態からなるすぐり部を、当該ブッシュの軸心に対して対称形の位置に複数個設けてなる構成を採ることとした。
【０００７】
また、上記構成において、上記外筒のテーパ面とストッパのテーパフランジとの間に設けられるクッション部に、円周方向に、複数本のすぐり状の溝（すぐり溝）を設けてなる構成を採ることとした。
【０００８】
【作用】
上記構成を採ることにより、本発明においては、次のような作用を呈することとなる。すなわち、本発明にかかるブッシュは、図４に示す如く、内筒に設けられたハンプ部、外筒に設けられたテーパ面、これらハンプ部の傾斜面とテーパ面との間に設けられた防振ゴムの一部を成す絞り部、更には上記テーパ面とストッパのテーパフランジ面との間に設けられたクッション部とからなることを基本とするものである。そして、このような構成からなるブッシュが、図６に示す如く、車両のリヤサスペンション装置を形成するリンク機構（アーム）の取付部に、左右対称形に取り付けられているものである。
【０００９】
従って、本発明においては、図６に示すようなコーナリング時において、外側の車輪にコーナリングフォースとしてＦの力が加わることとなる。このＦの力は、リンク機構を介して外筒のところへと伝播される。この外筒のところへ伝播された力は、当該外筒のテーパ面とハンプ部の傾斜面との間の相互作用によって、ブッシュのラジアル方向（Ｐ矢印方向）への分力（Ｐ）へと変換される。すなわち、Ｆのコーナリングフォースに対してＰの分力が生ずることとなる。一方、内側の車輪についても、同じコーナリングフォースに起因して、ブッシュの外筒にはスラスト力が作用することとなる。このスラスト力は、外筒のテーパ面とストッパのテーパフランジとの間における相互作用によって、Ｐ’矢印方向への力（Ｐ’）として分力されることとなる。すなわち、コーナリングフォースに対してＰ’の分力が生ずることとなる。これらＰ及びＰ’の分力によって、サスペンション機構（リヤサスペンション装置）には、車輪をトーイン側へ導くような力（モーメント）が働くこととなる。すなわち、本発明のブッシュが取り付けられたリヤサスペンション装置には、車両の走行運動（コーナリング）時に、ロールステアによるアンダステア現象が生ずることとなる。これによって、コーナリング時における操縦安定性の向上が図られることとなる。
【００１０】
また、一方、本ブッシュは、その防振ゴムのところに、すぐり部が設けられており、このすぐり部は、サスペンション機構に組み込まれた状態において、図６に示す如く、車両の前後方向に来るように設置されている。従って、車両の走行運動に対して、前後方向のバネ定数を柔らかくすることが可能となる。すなわち、前後方向のコンプライアンス特性を上げて、微小凸起乗越え時の乗心地性能を向上させることができる。
【００１１】
また、本発明のブッシュは、スラスト方向の荷重（力）に対するストッパが別途設けられている構成からなるものであり、そして、このストッパのテーパフランジと外筒のテーパ面との間にはゴム状弾性体からなるクッション部が設けられているので、これらの作用により、内外筒間のスラスト力に対する、その変形の状態（たわみ量）を左右方向で対称の状態とすることができる。従って、このような特性を有するブッシュが、左右の車輪に対応するそれぞれのリンク取付部に取り付けられると、コーナリングフォースに対する車輪をトーイン側へ作動させようとするモーメントは、左右輪で同じように発生することとなる（図６参照）。すなわち、車輪へのトーコレクト作用は、リニア（線形）な状態で発揮されることとなる（図８参照）。
【００１２】
また、上記ストッパの作用により、ブッシュへのスラスト入力に対する変形（変位）が、その左右方向において、図７に示す如く、ある一定のストローク量のところで止められるようになっているので、上記内外筒間に設置される防振ゴムへの入力荷重（力）が一定の値のところで抑えられることとなり、防振ゴムのバネ定数をある程度柔らかく保った状態で、その耐久性を向上させることができるようになる。
【００１３】
【実施例】
本発明の実施例について、図１ないし図９を基に説明する。本実施例の構成は、図１に示す如く、パイプ状の内筒１と、基本的に円筒状の形態からなるものであって、その一端側にテーパ面３１を有する外筒３と、これら内外筒間に設けられるものであってゴム状弾性体からなる防振ゴム２と、上記内筒１と一体的に設置（セット）されるものであって、ディスク状の形態からなり、更に上記外筒３のテーパ面３１と対をなすように形成されたテーパ状のフランジ（テーパフランジ）５１を有するストッパ５と、当該ストッパ５のテーパフランジ５１の内側、または上記外筒３のテーパ面３１上の、いずれか一方側に設けられるクッション部６と、からなることを基本とするものである。
【００１４】
このような基本構成において、上記内筒１は、基本的には中空状のストレートパイプからなるものであって、その外周部の一部に、図２に示すような膨出部からなるハンプ部１１が設けられている構成からなるものである。なお、当該ハンプ部１１は、図２及び図３に示す如く、内筒１の外周上に扇状に形成されているものであり、その開き角（θ）は１００°ないし１２０°の角度を有するように形成されているものである。そして、当該ハンプ部１１を形成する膨出部の一方側には、４５°ないし５５°の傾斜角をもった傾斜面１１１が設けられるようになっている（図４参照）。また、この傾斜面１１１は、図４に示す如く、ブッシュとして形成された状態において、上記外筒３のテーパ面３１と対向するようになっているものである。
【００１５】
このような構成からなる内筒１の外側に設置される外筒３は、図１、図３、及び図４に示す如く、基本的に円筒状の形態からなるものであり、その一端側には、上記内筒１のハンプ部１１に設けられた傾斜面１１１と同じ角度の立体角を有するテーパ面３１が設けられているものである。そして、これら構成からなる内外筒間には、図３ないし図５に示す如く、ゴム状弾性体からなる防振ゴム２が設けられるようになっている。
【００１６】
なお、本防振ゴム２は、上記内外筒１、３間にインジェクション手段等によって注入され、更には加硫接着手段等によって、上記内外筒１、３と一体化されるようになっているものである。また、このようにして形成される本防振ゴム２には、図３及び図４に示す如く、円弧状のすぐり部２２が、２個対称形を成すように設けられている。なお、このすぐり部２２の設けられる位置は、図３のＸＸ方向のみであるのが望ましい。そして、このＸＸ方向は、本ブッシュが車両のサスペンション機構に組み込まれた状態において、図６に示す如く、車両の前後方向に位置するようになっているものである。また、本ブッシュのＹＹ方向の断面においては、図５に示す如く、上記すぐり部２２は設けられておらず、防振ゴム２が十分に充填されている構成となっている。そして、このＹＹ方向は、本ブッシュがサスペンション機構に組み込まれた状態において、上下方向を向くようになっているものである。また、上記内筒１に設けられたハンプ部１１の傾斜面１１１と上記外筒３のテーパ面３１との間には、上記防振ゴム２が、上記インジェクション手段等により充填されており、これによって絞り部２１が形成されている構成となっている。
【００１７】
また、このような構成からなる外筒３のテーパ面３１の、その外側には、図１、図３、図４、及び図５に示す如く、基本形態が傘状の形態からなるディスク状のストッパ５が設けられている。このストッパ５は、その周縁部にテーパ状のフランジ（テーパフランジ）５１を有するようになっており、このテーパフランジ５１のテーパ角は、上記外筒３に形成されたテーパ面３１の角度と一致するように形成されているものである。そして、このテーパフランジ５１の内側には、ゴム状弾性体からなるクッション部６が、その円周上の一部に設けられている。なお、当該クッション部６の設けられる円周上の角度は、上記内筒１に設けられたハンプ部１１の円周角と同様、約１００°ないし１２０°の範囲に設定されている。
【００１８】
このような構成からなる内筒１、外筒３、及び防振ゴム２は、当該防振ゴム２の加硫接着時等に一体化されるようになっているものである。そして、これら一体化されたものの上記テーパ面３１の側面に、ストッパ５が、内筒１の端面を利用して取り付けられ、一体化されるようになっているものである。なお、当該ストッパ５が上記内筒１と一体的に組み付けられるに際しては、上記内筒１に設けられたハンプ部１１の傾斜面１１１と、上記ストッパ５のテーパフランジ５１に設けられた上記クッション部６とが対向するように設置されるようになっている。
【００１９】
なお、これら構成からなるストッパ５のテーパフランジ５１の内面側に設けられるクッション部６は、上記テーパフランジ５１に加硫接着手段等により一体的に取り付けられるものである。また、当該クッション部６は、上記の如く、テーパフランジ５１側に設けられるものの外に、外筒３のテーパ面３１の外側に設けられるものであっても良い。このように外筒３側にゴム状部材を集中させることによって、ストッパ５自体はゴム部を有しない構成となり、ストッパ５の構造を簡素化することが可能となる。また、このような構成からなるクッション部６の内側である上記外筒３のテーパ面３１と接触する側には、図９に示すようなすぐり溝６１を設けるようにしたものも考えられる。このすぐり溝６１を設けることによって、上記テーパ面３１とクッション部６とが接触して、相互作用、すなわち、力の伝達による変形（変位）が行なわれる際、荷重の移動及び変形（たわみ）を円滑に行なわせることができるようになる。すなわち、図７における荷重−たわみ曲線において、ストッパ作用の効き始める変換点（Ａ点）付近の曲線を滑らかに変化させることができるようになる。
【００２０】
このような構成からなるブッシュが、図６に示す如く、サスペンション装置のリンク機構に、防振ゴム２のすぐり部２２が前後方向を向くように、かつ、ハンプ部１１の傾斜面１１１及びこれに対向するクッション部６が前側に来るように取り付けられるようになっている。これによって、コーナリングフォースが加わったときに、適正なトーコレクト機能が発揮されるようになっているものである。
【００２１】
このような構成からなる本実施例の作用等について説明する。なお、本実施例の作用は、上記作用の欄のところで説明したものと、基本的には同じである。すなわち、上記構成からなるブッシュが、例えば図６に示す如く、リヤサスペンション装置のリンク機構に左右対称形の状態で取り付けられ、更に、このようなリンク機構を有する車両が、図６の矢印図示のような走行運動をすると、本車両のリヤサスペンション装置は、上記ブッシュの作用により、アンダステアの特性を発揮することとなる。
【００２２】
その具体的例について、図６を基に説明する。図６において、車両が矢印図示方向の走行運動をすると、外側の車輪９にはコーナリングフォースとしてＦの力が加わる。このＦの力は、リンク機構を介して外筒３のところへと伝播される。そして、この外筒３のところへ伝播された力（Ｆ）は、当該外筒３のテーパ面３１とハンプ部１１の傾斜面１１１との間の相互作用によって、ブッシュのラジアル方向（Ｐ矢印方向）への分力（Ｐ）を生じさせる。すなわち、Ｆのコーナリングフォースに対してＰの分力が生ずることとなる。一方、内側の車輪９’側についても、同じコーナリングフォースに起因して、ブッシュの外筒３にはＦ’の力が作用することとなる。このＦ’の力は、外筒３のテーパ面３１とストッパ５のテーパフランジ５１との間における相互作用によって、Ｐ’矢印方向への力（Ｐ’）として分力されることとなる。すなわち、Ｆ’の横方向の力に対してＰ’のラジアル方向の分力が生ずることとなる。これらＰ及びＰ’の力によって、サスペンション機構（リヤサスペンション装置）には、車輪９、９’をトーイン側へ導くような力（モーメント）が働くこととなる。すなわち、本実施例のブッシュが取り付けられたリヤサスペンション装置には、車両の走行運動（コーナリング）時に、ロールステアによるアンダステア現象が生ずることとなる。これによって、コーナリング時における操縦安定性の向上が図られることとなる。
【００２３】
また、一方、本ブッシュは、図３及び図４に示す如く、その防振ゴム２のところに、すぐり部２２が設けられており、このすぐり部２２は、サスペンション装置に組み込まれた状態において、図６に示す如く、車両の前後に来るように設置されている。従って、車両の走行運動に対して、前後方向のバネ定数を柔らかくする機能を発揮することとなる。すなわち、前後方向のコンプライアンス特性を上げて、微小凸起乗り越え時の乗心地性能を向上させる。このように、本実施例のブッシュを用いることによって、特に、リヤサスペンション装置のリンク機構に用いることによって、車両の乗心地性と操縦安定性との両方の性能を向上させることができるようになる。
【００２４】
また、本実施例のブッシュは、スラスト方向の荷重（力）に対するストッパ５が別途設けられている構成からなるものであり、そして、このストッパ５のテーパフランジ５１と外筒３のテーパ面３１との間にはゴム状弾性体からなるクッション部６が設けられているので、これらの作用により、内外筒間のスラスト力に対する、その変形の状態（たわみ量）を左右方向で対称の状態とすることができるようになっている。従って、このような特性を有するブッシュが、図６に示す如く、左右の車輪９、９’に対応するそれぞれのリンク取付部に取り付けられると、コーナリングフォースに対する、車輪９、９’をトーイン側へ作動させようとするモーメントは、左右輪９、９’において同じように発生することとなる。すなわち、車輪９、９’へのトーコレクト作用は、図８に示す如く、リニア（線形）な状態で発揮されることとなる。従って、ロールステア時におけるアンダステア特性が従来のものに比べて高くなる。その結果、操縦安定性がより高められることとなる。
【００２５】
また、上記ストッパ５の作用により、ブッシュへのスラスト入力に対する変形（変位）が、その左右方向において、図７に示す如く、ある一定のストローク量のところで止められるようになっているので、上記内外筒１、３間に設置される防振ゴム２のところへの入力荷重（力）は一定の値のところで抑えられることとなる。従って、防振ゴム２のバネ定数をある程度柔らかく保った状態で、その耐久性の向上を図ることができるようになる。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によれば、内筒と、外筒と、これら内外筒間に設けられるものであってゴム状弾性体からなる防振ゴムと、にて形成されるブッシュに関して、上記内筒の外側に、そのラジアル方向に扇状に形成された膨出部からなるものであって、その軸線方向の一端面に傾斜面を有するハンプ部を設け、一方、上記外筒の一端部側に、上記ハンプ部の傾斜面と対向するように絞り状のテーパ面を設け、当該テーパ面の外側に、当該テーパ面と対向するように形成されたテーパ部からなるフランジ（テーパフランジ）を有するディスク状のストッパを設け、更に当該ストッパの上記テーパフランジの内側、または、上記外筒のテーパ面の外側のいずれか一方側に、ゴム状弾性体からなるクッション部を設けるとともに、当該クッション部を上記内筒に設けられたハンプ部の傾斜面と対向するように設置し、更に、上記ストッパと上記内筒とを一体化させるようにした構成を採ることとしたので、当該ブッシュを用いたサスペンション機構、特に、リアサスペンション機構においては、コーナリングフォースによる横力に対して、当該ブッシュのところで、ブッシュのラジアル方向への分力を発生させることができるようになり、この分力によって、車輪をトーイン側へロールステアさせ、車両全体をアンダステア状態に保持することができるようになった。その結果、ブッシュ自体のバネ定数を柔らかくすることによって乗心地性能を向上させるとともに、上記ブッシュの作用により操縦安定性をも向上させることができるようになった。すなわち、乗心地性と操縦安定性との両方の性能を向上させることができるようになった。また、上記ストッパの作用により、本ブッシュの耐久性を向上させることができるようになった。
【００２７】
また、本ブッシュの防振ゴムのところに、上記外筒の内周面に沿うように形成されるものであって、円弧状の形態からなるすぐり部を、当該ブッシュの軸心に対して対称形の位置に複数個設けるとともに、当該すぐり部を有するブッシュを、サスペンション機構に取り付けるに当って、上記すぐり部が車両の前後方向に来るように設置することとしたので、前後方向のバネ定数を柔らかくすることができるようになり、これによって、前後方向のコンプライアンス特性を高め、微小凸起乗越え時等の乗心地性能を向上させることができるようになった。すなわち、これらによっても、乗心地性と操縦安定性との両方の性能を向上させることができるようになった。
【００２８】
また、上記構成において、上記外筒のテーパ面とストッパのテーパフランジとの間に設けられるクッション部に、円周方向に、複数本のすぐり状の溝（すぐり溝）を設けてなる構成を採ることとしたので、ブッシュへのスラスト力の入力に対して、上記ストッパの効き具合いを円滑に変化させることができるようになった。これによって、コーナリング時におけるロールステアの変化を少なくし、操縦安定性の向上を図ることができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の全体構成を示す展開斜視図である。
【図２】本発明の主要部を成す内筒の全体構成を示す斜視図である。
【図３】本発明にかかるブッシュを構成する内筒、外筒、防振ゴムの構成を示す正面図である。
【図４】本発明の全体構成を示す縦断面図であって、図３のＸＸ断面図である。
【図５】本発明の全体構成を示す縦断面図であって、図３のＹＹ断面図である。
【図６】本発明にかかるブッシュの装着されたリヤサスペンション機構の概要を示すスケルトン図である。
【図７】本発明にかかるブッシュの荷重−たわみ曲線を示す図である。
【図８】本発明にかかるブッシュを用いたサスペンション機構におけるロールステア時のトーコレクト状態を示す図である。
【図９】本発明におけるクッション部の一変形例の構成を示す部分断面図である。
【符号の説明】
１ 内筒
１１ ハンプ部
１１１ 傾斜面
２ 防振ゴム
２１ 絞り部
２２ すぐり部
３ 外筒
３１ テーパ面
５ ストッパ
５１ テーパフランジ
６ クッション部
６１ すぐり溝
９ 車輪
９’ 車輪

Claims (1)

1. 内筒と、外筒と、これら内外筒間に設けられる防振ゴムとからなるサスペンションアーム用のブッシュにおいて、上記内筒の外側に、そのラジアル方向に扇状に形成された膨出部からなるものであって、その軸線方向の一端面に傾斜面を有するハンプ部を設け、一方、上記外筒の一端部側に、上記ハンプ部の傾斜面と対向するようにテーパ面を設け、当該テーパ面の外側に、当該テーパ面と対向するように形成されたテーパ部からなるテーパフランジを有するディスク状のストッパを設け、更に当該ストッパの上記テーパフランジの内側、及び、上記外筒のテーパ面の外側のうちのいずれか一方側に、ゴム状弾性体からなるクッション部を設けるとともに、当該クッション部を上記内筒に設けられたハンプ部の傾斜面と対向するように設置し、また、上記クッション部のところに、円周方向に複数本のすぐり溝を設け、更に、上記ストッパと上記内筒とを一体化させるようにした構成からなることを特徴とするサスペンションアーム用のブッシュ。

Images