JP3737630B2 - ブッシュ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の車体とサスペンションアームとの間の結合部位等に使用されるブッシュに関するものであって、より詳しくは、内筒、弾性部材、外筒の順序で内側から外側に同心的に配設してなるブッシュに関する。
【０００２】
【従来の技術】
内筒と外筒との間に弾性部材を介在させたブッシュは、種々の結合部位に使用されている。例えば、自動車の車体とサスペンションアームとの間に使用されている従来のブッシュａは、図６ないし８に示すように、内筒ｂ、弾性部材ｃ、外筒ｄの順序で内側から外側に同心的に配設してなる。外筒ｄに嵌められる前の弾性部材ｃは、その両端に鍔部ｅとこれに連なる溝ｆがあり、両溝ｆ間の外周面は通常の周面をなしている。また、外筒ｄは、弾性部材ｃの両端にある両鍔部ｅ間に強制的に嵌められているものである。
【０００３】
そして、上記のように構成されたブッシュａは、車体とサスペンションアームとの間に使用されて、内筒ｂと外筒ｄとの間に介在した弾性部材ｃにより、乗り心地性の向上と、操縦性の安定性を得る上で重要である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記ブッシュａは、丸パイプ状の外筒ｄが弾性部材ｃの両端にある鍔部ｅおよび溝ｆの間に嵌められているだけであるから、軸方向に働く力に対して弱く外筒ｄが抜けやすいという問題点がある。また、上記構造に由来して径方向に平均して働く力に対しては強いが、ブッシュａの外筒ｄの一端に集中して径方向の力が働くと、外筒ｄと弾性部材ｃとの間に隙間が出来たり、最悪時には弾性部材ｃと内筒ｂとの接着部分が一部あるいは全部剥離してしまう事態が起きる。
【０００５】
そして、自動車の車体とサスペンションアームとの間に使用されているブッシュａでは、鍔部ｅと外筒ｄとのシール巾が狭く、上記原因による隙間や剥離した部分に水や泥が入り込み、乗り心地性と、安定した操縦性が損なわれるばかりでなく、錆やスティックスリップの発生、および圧縮率の変動に伴う圧入不具合スリップ、あるいは異音の発生等がもたらされ、耐久性が著しく損なわれる結果になる。
【０００６】
また、このブッシュａは、径方向に平均して働く力に対しては強いのであるが、反復して径方向に強い力が働くと、外筒ｄの端部が弾性部材ｃの溝ｆ部分に強く接触することになり、溝ｆ部分が磨耗し遂には破損するに至る。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、軸方向および径方向に働く力に対して、抜けや破損あるいは隙間が出来異物が侵入することのない耐久性の高いブッシュを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために提案されたものであって、下記の構成からなることを特徴とするものである。
すなわち、本発明によれば、内筒、弾性部材、外筒の順序で内側から外側に同心的に配設してなるブッシュであって、
前記弾性部材は、外周面に凹部が設けられるとともに、該凹部の両外方には外筒の両端が嵌入する溝部を介して鍔部が形成されており、
前記外筒は、前記弾性部材外周面の凹部に沿う凸部が形成されるとともに、両端が前記弾性部材の溝部に嵌入するように内方に向けて鉤状に形成されており、
前記弾性部材の両鍔部に連なる溝部に前記外筒の両端を嵌めた際、前記溝の底部と前記外筒の端部との間には空間部が存在し、
前記外筒に配設する前の弾性部材は、その両端に設けた鍔部が前記弾性部材の軸線に直交する径方向面に対して１０ないし３０°の範囲で内側に傾斜し、外筒を鍔部により軸方向に押圧しつつ保持していることを特徴とするブッシュが提供される。
【０００９】
また、本発明によれば、前記鍔部の上面は前記軸線に対して５ないし１５°の範囲で内側に傾斜している上記ブッシュが提供される。
【００１０】
また、本発明によれば、前記鍔部のゴムと内筒との接合端部が、ゴムの接合端部側に形成された凹部を介して一体化されている上記ブッシュが提供される。
【００１３】
また、本発明によれば、前記内筒と前記弾性部材とを加硫接着した上記ブッシュが提供される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明のブッシュの特徴は、内筒、弾性部材、外筒の順序で内側から外側に同心的に配設してなるブッシュであって、前記弾性部材は、外周面に凹部が設けられるとともに、該凹部の両外方には外筒の両端が嵌入する溝部を介して鍔部が形成されており、前記外筒は、前記弾性部材外周面の凹部に沿う凸部が形成されるとともに、両端が前記弾性部材の溝部に嵌入するように内方に向けて鉤状に形成されており、前記弾性部材の両鍔部に連なる溝部に前記外筒の両端を嵌めた際、前記溝の底部と前記外筒の端部との間には空間部が存在し、前記外筒に配設する前の弾性部材は、その両端に設けた鍔部が前記弾性部材の軸線に直交する径方向面に対して１０ないし３０°の範囲で内側に傾斜し、外筒を鍔部により軸方向に押圧しつつ保持している点にある。
このブッシュは、好ましくは、前記弾性部材の鍔部の上面が前記軸線に対して５ないし１５°の範囲で内側に傾斜している。
さらに、前記鍔部のゴムと内筒との接合端部が凹部を介して一体化されていることにより、上記接合部に応力が集中した際に、該凹部が応力を吸収し、接着界面が破損するのを防止できる。
かかる形状の特徴に起因して、弾性部材の外筒側に接触する力が強く働き、シール性を増し、前述したように、外筒が弾性部材から抜けやすいという従来のブッシュの欠点を解消できる。
【００１５】
以下に、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態を説明する。
図１は本発明の実施の形態を示すブッシュの断面図、図２は本発明の実施の形態を示し内筒に弾性部材を嵌めた状態の断面図、図３は本発明の実施の形態を示した外筒の断面図、図４は鍔部のゴムと内筒の接着端部が凹部を介して一体化されている状態を示す断面図である。図において、ブッシュ１は、大まかにいって、内筒２、弾性部材３、外筒４の順序で内側から外側に同心的に配設してなり、外筒４に配設する前の弾性部材３は、その両端に設けた鍔部５が弾性部材３の軸線６に直交する径方向面７に対して角度１０ないし３０°、好ましくは１８ないし２３°の範囲で内側に傾斜し、外筒を鍔部により軸方向に押圧しつつ保持しているものである。
【００１６】
前記内筒２は、比較的厚肉の円筒体であり、通常アルミダイキャスト製であって、前記弾性部材３に圧入される。この弾性部材３は、上述のとおり、その両端に外筒の鉤状両端部部１１が嵌入する溝１０を介して鍔部５が設けられている。この鍔部５は、図２に示すように、角度（α）が１０ないし３０°の範囲で内側に傾斜しており、この角度（α）は最大３０°としている。なお、鍔部５と外筒４との密着性の観点からはもっと角度（α）があった方が良いが、３０°を超えると、弾性部材３の圧入に無理が生じ好ましくない。
逆に、この角度（α）が１０°以下であると、弾性部材３の鍔部５と外筒４との密着性が弱くなり、期待したシール性が得られない。外筒の両端部１１は、図１、図３、図５からも分かるように、弾性部材３の溝１０に嵌入するように内方に向けて鉤状に形成されている。なお、この鍔部５は先端部５ａから基端部５ｂにかけてやや厚くなっており、外筒４を嵌めた際、より強く外筒４に密着するようにしている。
【００１７】
また、この鍔部５の上面は、前記軸線６に対しての角度（β）が５ないし１５°、好ましくは８ないし１２°の範囲で内側に傾斜している。この理由は、外筒４に配設する前の弾性部材３における鍔部５の上面が軸線６に対して平行であると、外筒４に弾性部材３を嵌めた際、傾斜している鍔部５が起き上がり、鍔部５の上面が外筒４からはみ出し機能上および外観上好ましくない。この結果、外筒４に弾性部材３に配設した際、鍔部５の上面が軸線６に対して平行になるようにして、鍔部５の径を最大となるようにして上記密着性を少しでも高め、見た目も良くしている。なお、この角度（β）は、前記角度（α）に対応して若干変化させる必要がある。
【００１８】
前記弾性部材３の鍔部５に連なる溝１０はかなり深く形成されている。この溝１０の深さは、前記外筒４の鉤状の両端部１１が溝１０に嵌められた際、溝１０の側面に外筒４の端部１１が幅広く接触するようにし、かつ溝１０の底部１２と外筒４の端部１１との間に所定の空間１３が出来るように設定されている。この空間１３は、軸直角方向に荷重がかかった時に、外筒４の鉤状の端部１１が直ちに溝１０の底部１２に当たるのではなく、弾性部材３の弾発力に期待し、端部１１が移動できるようにしたものである。したがって、
弾性部材３の弾発力に期待し得る範囲内で、端部１１による弾性部材３の磨耗および破損を防止出来る。
【００１９】
前記両端部に設けられた鍔部のゴムと内筒との接合端部には、外筒圧入後に応力が集中し接着界面が破損することがある。本発明においては、必要に応じて鍔部のゴムと内筒との接合端部に図４に示すようなゴムの接合端部側に形成された凹部８を形成し、この凹部を介して一体化させることにより、上記接合端部に応力が集中した場合でも接着界面が破損するのを防止している。本発明者らの実験によれば、凹部を構成する凹入部と底部のＲは共に０．５ないし３、好ましくは０．５ないし１程度であり、深さは１ないし２ｍｍ程度が好ましい。Ｒの値がそれ以上に大きくなると鍔部のシール性が低下する。
【００２０】
前記弾性部材３の両鍔部５間の外周面には凹部２０が設けられ、この凹部２０に沿う凸部２１が外筒４に設けられている。したがって、弾性部材の溝１０はこの凹部２０の両外方に形成されていることになる。この弾性部材３の凹部２０の底２２における外径（φＡ）は、外筒４の凸部２１の頂部２３おける内径（φＢ）より大きく（φＡ＞φＢ）設定している。また、弾性部材３の凹部２０の山部２４における外径（φＣ）は、外筒４の凸部２１の裾部２５おける内径（φＤ）より大きく（φＣ＞φＤ）設定している。したがって、弾性部材３と外筒４とは、それらの凹部２０と凸部２１とにより、２段構造となって軸方向の抜け力に対して抵抗力を増し抜けづらくなっている。
【００２１】
なお、ここで、弾性部材３と外筒４との圧縮率、すなわち、外筒４による弾性部材３の締めシロは２０ないし４０％、特に３０％程度が好ましい。
圧縮率は下記式により表せる。

上記圧縮率（％）は、高くなると弾性部材３から外筒４が抜けにくくなるが、製作し易さ、弾性部材３の材質、耐久性等のバランスを勘案して、設定される。
【００２２】
以下に、ブッシュ１の製造方法の一例を説明する。
まず、鉄製の内筒２、ゴム製の弾性部材３および鋼製の外筒４を用いた。弾性部材３は、ＮＲ（天然ゴム）で、ゴム硬度がショアーＡＨs ６０°の材料を、電熱加硫プレスにて、温度１７０℃程度、時間約１５分、圧力約２００ｋｇ／ｃｍ² の条件で成形され、製作される。
【００２３】
そして、圧入治具を用いて外筒４に上記のとおり製作した弾性部材３を圧入し、そのあと、弾性部材３に内筒２を圧入してブッシュ１を製造する。
また、他の方法として、内筒２、弾性部材３および外筒４は上記のものと同じ形状とし、まず、内筒２を加硫金型にセットし、上記弾性部材３の製作条件と同様にして内筒２上に弾性部材３を成形かつ加硫接着して、更にこの状態の弾性部材３を外筒４に圧入してブッシュ１を製造する。
【００２４】
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、具体的な構成はこれに限定されず、本発明の要旨を逸脱しない限り、変更・追加、各請求項における他の組み合わせが任意になし得ることは理解されるであろう。
【００２５】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、弾性部材の両端に設けた鍔部が１０ないし３０°の範囲で内側に傾斜していることにより、外筒側に接触する力が強く働き、外筒と弾性部材のシール性を増すことが出来る。したがって、車両に使用しても水や泥等異物がほとんど侵入せず、使用できる範囲が広がり、従来使用していたワッシャーやゴムカバーも必要なくなる効果がある。
さらに、外筒の端部と弾性部材の溝の底部に形成された空間が存在することにより、軸直角方向に荷重がかかった時に、外筒の鉤状の端部が直ちに溝の底部に当たるのではなく、弾性部材の弾発力を利用して端部が溝内を移動できるようにし、端部による弾性部材の磨耗および破損を防止出来る。
また、弾性部材に外筒を嵌めた際、鍔部の余分な上面がはみ出ないために、上記効果に加え、鍔部の外径を外筒の外径まで形成することが可能となって、より一層シール性を増すことが出来、しかも外観も良くなるという特徴がある。
【００２６】
さらに、鍔部のゴムと内筒の接合端部のゴムに凹部を形成することによって、外筒圧入後の応力集中による界面破損が防止され、かつ、弾性部材と外筒とがそれらの凹部と凸部とにより軸方向の抜け力に対して、二段構えで抵抗することにより、外筒の抜けづらさが一層向上する。したがって、上記効果に加え、軸方向に外筒が抜けたり、端部に径方向の強い力が働いても、ずれて隙間が生じたり、剥離せず耐久性が大幅に増加している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示すブッシュの断面図である。
【図２】本発明の実施の形態を示す内筒に弾性部材を嵌めた状態の断面図である。
【図３】本発明の実施の形態を示す外筒の断面図である。
【図４】本発明の実施の形態を示す内筒と鍔部の接合部の構造を示す断面図である。
【図５】本発明の実施の形態を示し弾性部材を外筒を嵌める状態の断面図である。
【図６】従来例を示す図１と同状の断面図である。
【図７】従来例を示す図２と同状の断面図である。
【図８】従来例を示す図３と同状の断面図である。
【符号の説明】
１，ａ ブッシュ
２，ｂ 内筒
３，ｃ 弾性部材
４，ｄ 外筒
５，ｅ 鍔部
６ 軸線
７ 径方向面
８ 凹部
１０，ｆ 溝
１１ 端部
１２ 底部
１３ 空間
２０ 凹部
２１ 凸部
２２ 底
２３ 頂部
２４ 山部
２５ 裾部

Claims (4)

1. 内筒、弾性部材、外筒の順序で内側から外側に同心的に配設してなるブッシュであって、
   前記弾性部材は、外周面に凹部が設けられるとともに、該凹部の両外方には外筒の両端が嵌入する溝部を介して鍔部が形成されており、
   前記外筒は、前記弾性部材外周面の凹部に沿う凸部が形成されるとともに、両端が前記弾性部材の溝部に嵌入するように内方に向けて鉤状に形成されており、
   前記弾性部材の両鍔部に連なる溝部に前記外筒の両端を嵌めた際、前記溝の底部と前記外筒の端部との間には空間部が存在し、
   前記外筒に配設する前の弾性部材は、その両端に設けた鍔部が前記弾性部材の軸線に直交する径方向面に対して１０ないし３０°の範囲で内側に傾斜し、外筒を鍔部により軸方向に押圧しつつ保持していることを特徴とするブッシュ。
2. 前記鍔部の上面は前記軸線に対して５ないし１５°の範囲で内側に傾斜している請求項１記載のブッシュ。
3. 前記鍔部のゴムと内筒との接合端部が、ゴムの接合端部側に形成された凹部を介して一体化されている請求項１または２記載のブッシュ。
4. 前記内筒と前記弾性部材とを加硫接着した請求項１ないし３のいずれか１記載のブッシュ。

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