JP3951274B1

JP3951274B1 - 防振ブッシュの製造方法

Info

Publication number: JP3951274B1
Application number: JP2006043094A
Authority: JP
Inventors: 顕鈴木
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 2006-02-20
Filing date: 2006-02-20
Publication date: 2007-08-01
Anticipated expiration: 2026-02-20
Also published as: WO2007097070A1; JP2007218412A

Abstract

【課題】外筒の肉厚が大きいものにおいても絞り加工しやすくして耐久性を向上することができる防振ブッシュを提供する。
【解決手段】内筒１２と、その外側に間隔をおいて配置された外筒１４と、両者の間に介設されたゴム状弾性体１６とを備える防振ブッシュ１０において、外筒１４の内周面１５に軸方向に延びる複数の凹溝２４を周方向に等間隔に分散して設け、外筒１４の内周面１５と内筒１２の外周面１３とをゴム状弾性体１６の加硫成形により一体に加硫接着し、該加硫接着後に外筒１４が絞り加工されたものである。
【選択図】図３

Description

本発明は、自動車のサスペンション機構等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機構においては、車体とサスペンションとの連結部位、例えば、車輪側のサスペンションアームとフレーム等の車体側メンバとの連結部位に、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とを備えてなる（例えば、下記特許文献１参照）。

また、防振ブッシュの一例として、軸直角方向におけるバネ定数を大きくしつつ、こじり方向におけるバネ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も知られている（例えば、下記特許文献２参照）。

このような外筒を備える防振ブッシュにおいては、加硫成形後のゴム状弾性体の収縮を取り除いて耐久性を向上するために、加硫成形後に外筒を縮径方向に絞り加工することが通常行われる（例えば、下記特許文献３参照）。
特開２００２−８１４７９号公報特開２００４−１４４１５０号公報特開平１１−２３０２２４号公報

上記のように防振ブッシュの加硫成形後に外筒を絞り加工する場合において、特に外筒の肉厚が大きいものについては、絞り加工しにくいという問題がある。

本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、外筒の肉厚が大きいものにおいても絞り加工しやすくして耐久性を向上することができる防振ブッシュの製造方法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の製造方法は、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たゴム状弾性体と、を備える防振ブッシュの製造方法であって、
外形が断面円形状をなし、内周面に軸方向に延びる複数の凹溝が周方向に分散して設けられ、該複数の凹溝が前記外筒の内周面において周方向に等間隔にかつ溝幅よりも広い間隔をおいて配置された外筒を作製する工程と、
前記外筒の内周面と前記軸部材の外周面とにゴム状弾性体を一体に加硫接着させるように、前記凹溝が設けられた前記外筒と前記軸部材との間にゴム状弾性体を加硫成形する工程と、
前記ゴム状弾性体の加硫成形後に前記外筒を絞り加工する工程と、を含み、
前記絞り加工において、前記凹溝と同数にて放射状に分割された複数のダイス片を持つダイスに前記加硫成形後の外筒をセットして、前記ダイス片を径内方に移動させることにより、前記外筒を縮径方向に絞り加工する、ものである。

本発明によれば、外筒の内周面に複数の凹溝を周方向に分散させて設けたことにより、外筒の肉厚が大の場合でも、加硫成形後に外筒を絞り加工しやすく、耐久性を向上することができる。

また、上記複数の凹溝が前記外筒の内周面において周方向に等間隔に配置されているので、上記のように加硫接着後に外筒を絞り加工する場合、ゴム状弾性体と外筒内周面との界面に絞りによる歪みが極力生じないようにすることができる。また、上記複数の凹溝が、外筒の内周面において、周方向に６〜９０°毎に、かつ溝幅よりも広い間隔をおいて配置されていることが好ましい。凹溝の配置が９０°毎よりも疎に設定されていると、凹溝の数が少なすぎて、外筒との界面においてゴム状弾性体の歪みが集中してしまう。そこで、このように所定以上の数の凹溝を適切に配することにより、ゴム状弾性体の接着界面における歪みを分散して、接着面が破壊されない範囲内で好ましい絞り加工を行うことができ、もって、ゴム状弾性体と外筒との接着面における剥離を防止することができる。

本発明においては、前記軸部材が軸方向の中央部に軸直角方向に膨出する膨出部を有してもよい。また、前記軸部材の膨出部を取り囲む前記外筒の軸方向中央部における内周面が軸直角方向の外方側に凹んで形成され、これにより、前記外筒の軸方向中央部が両端部に対して薄肉状に形成され、前記複数の凹溝が、前記外筒の前記軸方向中央部に対して肉厚が厚く形成された軸方向両端部に設けられてもよい。更には、前記膨出部の外周面が凸状球面をなすとともに、該凸状球面を取り囲む前記外筒の内周面の軸方向中央部が該凸状球面と同心状の凹状球面をなしていてもよい。

上記のように軸部材に膨出部を設けたバルジタイプの防振ブッシュ自体は公知であるが、従来の防振ブッシュでは、外筒は肉厚が一定であって、内周面がストレート状である。そのため、こじり方向における変位時、ゴム状弾性体の軸方向両端部においては内筒と外筒との間でゴム状弾性体が圧縮されることになり、こじり方向におけるバネ定数が必ずしも十分に低減されていなかった。これに対し、外筒の内周面を内筒の膨出部の凸状球面と同心状の凹状球面とすることにより、こじり方向における変位時、凸状球面と凹状球面との間に介設されたゴム状弾性体は剪断変形を受けるのみとなって、こじり方向におけるバネ定数を効果的に低減することができる。一方で、このように外筒の中央部内周面を凹状球面とすると、外筒の肉厚が大きくなってしまうが、上記のように本発明では、外筒の内周面に設けた複数の凹溝により、この場合でも、外筒を絞り加工しやすく、また、そのため、凹状球面の深さを深く設定できるというメリットもある。

上記の場合、ゴム状弾性体は、前記凹状球面によって定められる仮想球面の軸方向外方側では前記軸部材と外筒との間に充填されないように前記凸状球面と前記凹状球面との間に介設されていることが好ましく、これにより、こじり方向における変位時にゴム状弾性体の軸方向端部で圧縮バネがかかることを確実に回避して、こじり方向でのバネ定数を一層低減することができる。

本発明によれば、外筒の肉厚が大の場合でも、加硫成形後に外筒を絞り加工しやすく、防振ブッシュの耐久性を向上することができる。また、ゴム状弾性体と外筒内周面との界面に絞りによる歪みが極力生じないようにすることができる。

以下に本発明の一実施形態に係る防振ブッシュ１０を図面に基づいて説明する。

本実施形態に係る防振ブッシュ１０は、自動車のサスペンションアームに取り付けられるものであり、図１に示すように、軸部材として内筒１２と、これを取り囲むように外側に間隔をおいて同軸状に配置された外筒１４と、内筒１２と外筒１４との間に介設された筒状のゴム状弾性体１６とを備えてなる。そして、図１０に示すように、内筒１２は、その両端面が車体側のブラケット１に挟まれた状態で、ボルトなどの不図示の締結部材で締め付けることによりブラケット１に固定され、また、外筒１４は、サスペンションアーム２の筒状のホルダ３内に圧入することにより固定され、これにより、防振ブッシュ１０はサスペンションアーム２と車体側のブラケット１とを防振的に連結する。

内筒１２は、鉄、鋼やアルミニウムなどの金属製の円筒状部材であり、図５，６に示すように、軸方向Ｘの中央部に軸直角方向Ｙに向けて全周にわたって膨出する膨出部１８を備える。膨出部１８の外周面は凸状球面２０をなしている。凸状球面２０は、軸心Ａ上に中心Ｐを持つ球面の軸方向中央部を構成する球帯状に形成されており、内筒１２の軸方向両端部における一般筒部の外周面１３からなだらかに連続して形成されている。

外筒１４は、鉄、鋼やアルミニウムなどの金属製の円筒状部材であり、図７，８に示すように、外形が断面円形状をなし、この例では、外周面は軸方向Ｘに外径が一定の円柱面状をなしている。

図１に示すように、外筒１４の内周面１５は、上記凸状球面２０を取り囲む軸方向Ｘの中央部が、該凸状球面２０と同心状（即ち、共通の中心Ｐを持つ）の凹状球面２２をなしている。詳細には、後述する絞り加工後の形状において、内筒１２の凸状球面２０に一定の間隔をおいて沿うように、外筒１４の中央部における内周面１５が、軸直角方向Ｙの外方側に凹んだ凹状球面２２として形成されている。凹状球面２２は、球面の中央部を構成する球帯状をなし、外筒１２の軸方向両端部における一般筒部の内周面１５ａからなだらかに連続して形成されている。そして、かかる凹状球面２２が設けられたことで、外筒１４は、軸方向Ｘの中央部が両端部に対して薄肉状に形成されている。なお、図８に示すように、絞り加工前の状態では、外筒１４の内周面１５の軸方向中央部は厳密な凹状球面２２ではなく、中心Ｐが外筒１４の軸心Ａ上から軸直角方向Ｙにずれた位置にあり、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Ａ上に位置する球帯状に形成される。

図７，８に示すように、外筒１４の内周面１５には、軸方向Ｘに延びる複数の凹溝２４が周方向Ｃに等間隔に分散して設けられ、これにより外筒１４は凹溝２４が設けられた周方向位置で薄肉に形成されている。詳細には、凹溝２４は、外筒１４の内周面１５において、周方向に６〜９０°毎に、かつ溝幅Ｗよりも広い間隔Ｄをおいて配置されており、図の例では、凹溝２４は３０°毎に計１２個設けられ、隣接する凹溝２４間の間隔Ｄは溝幅Ｗの２倍以上（具体的には約３倍）に設定されている。なお、凹溝２４は、１５〜４５°毎に設けることがより好ましい。

凹溝２４は、図７に示すように、絞り加工前の形状として、断面円弧状に陥没して形成されている。また、この例では、上記のように軸方向Ｘの中央部の内周面１５に凹状球面２２を設けたことから、凹溝２４は、凹状球面２２が設けられた部分を除くその他の軸方向部分の全体にわたって形成されている。

ゴム状弾性体１６は、外筒１４の内周面１５と内筒１２の外周面１３とに一体に加硫接着されたものであって、内筒１２の凸状球面２０と外筒１４の凹状球面２２との間を充填するように介設されており、図１に示すように、絞り加工後の形状において、略一定の肉厚を持つ球帯状に形成されている。また、図２に示すように、外筒１４側の凹状球面２２によって定められる仮想球面２６の軸方向外方側Ｘ１では、内筒１２と外筒１４との間にゴム状弾性体１６が充填されないように形成されている。なお、上記軸方向外方側Ｘ１において内筒１２の外周面１３と外筒１４の内周面１５には、ゴム状弾性体１６から連なるゴム膜２８が形成されている。

防振ブッシュ１０を製造するに際しては、図５，６に示す内筒１２と、図７，８に示す外筒１４とをそれぞれ形成した上で、両者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ゴム状弾性体１６を加硫成形するとともに、内筒１２の外周面１３と外筒１４の内周面１５にゴム状弾性体１６を一体に加硫接着させる。これにより、図３，４に示す絞り加工前の加硫成形体が得られる。該加硫成形体において、外筒１４の凹溝２４内にはゴム状弾性体１６が入り込んでおり、該凹溝２４内でもゴム状弾性体１６が外筒１４の内周面１５に加硫接着され、接着強度が高められている。

次いで、上記加硫形成体に絞り加工が施される。絞り加工は、図９に示すように、放射状に複数に分割されたダイス片５０を持つダイス５２を用いて行われる。ダイス５２は、この例では、外筒１４の凹溝２４と同数の１２個に分割されており、各ダイス片５０の周方向中央に上記凹溝２４が位置するようにセットして、ダイス片５０を径内方に移動させることにより、外筒１４が縮径方向に絞り加工される。これにより、図１，２に示す防振ブッシュ１０が得られる。なお、上記凹溝２４は、絞り加工後も完全につぶれることはなく、凹溝２４内にゴム状弾性体１６が入り込んだ状態で残存している。

以上よりなる本実施形態であると、外筒１４の中央部に凹状球面２２を設けたことで外筒１４の肉厚が大であるにもかかわらず、外筒１４の内周面１５に複数の凹溝２４を均等配置したことにより、加硫成形後に外筒１４を絞り加工しやすい。また、所要数の凹溝２４を適切に配置したことにより、ゴム状弾性体１６の外筒１４との接着界面における絞りによる歪みを分散して、接着界面の破壊を回避することができ、ゴム状弾性体１６と外筒１４との剥離を防止することができる。

また、この防振ブッシュ１０であると、図１に示すように、外筒１４の内周面１５を内筒１２の凸状球面２０と同心状の凹状球面２２としたことにより、こじり方向Ｚにおける変位時、凸状球面２０と凹状球面２２との間に介設されたゴム状弾性体１６が受ける力は剪断変形のみとなるので、こじり方向Ｚにおけるバネ定数を効果的に低減することができる。また、軸方向Ｘについては、図２に示すように、上記凸状球面２０と凹状球面２２との間でゴム状弾性体１６は剪断変形だけでなく圧縮変形も受けるようになるので、バネ定数を上げることができる。そのため、本実施形態の如くサスペンションアーム２に取り付けた場合、こじり方向でのバネ定数を下げて乗り心地性を向上させつつ、軸方向でのバネ定数を上げて操縦安定性を向上させることができ、よって、乗り心地性と操縦安定性を両立することができる。

なお、上記実施形態では、バルジタイプのブッシュを例に挙げて説明したが、本発明は、バルジタイプでない防振ブッシュにも適用することができ、その場合、外筒内周面の凹溝を軸方向の全体に延びるように形成すればよい。また、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に設ける膨出部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。

本発明は、自動車のサスペンション機構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することができる。

本発明の一実施形態に係る防振ブッシュの断面図である。同防振ブッシュの要部拡大断面図である。同防振ブッシュの絞り加工前の側面図である。図３のIV−IV線断面図である。内筒の側面図である。図５のVI−VI線断面図である。外筒の側面図である。図７のVIII−VIII線断面図である。同防振ブッシュの絞り加工工程を示す図である。同防振ブッシュの車両への組み付け状態を示す断面図である。

符号の説明

１０…防振ブッシュ、１２…内筒（軸部材）、１３…外周面、１４…外筒、１５…内周面、１６…ゴム状弾性体、１８…膨出部、２０…凸状球面、２２…凹状球面、２４…凹溝、２６…仮想球面、Ｘ…軸方向、Ｙ…軸直角方向、Ｚ…こじり方向、Ｃ…周方向、Ｄ…凹溝の間隔、Ｗ…凹溝の溝幅

Claims

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たゴム状弾性体と、を備える防振ブッシュの製造方法であって、
外形が断面円形状をなし、内周面に軸方向に延びる複数の凹溝が周方向に分散して設けられ、該複数の凹溝が前記外筒の内周面において周方向に等間隔にかつ溝幅よりも広い間隔をおいて配置された外筒を作製する工程と、
前記外筒の内周面と前記軸部材の外周面とにゴム状弾性体を一体に加硫接着させるように、前記凹溝が設けられた前記外筒と前記軸部材との間にゴム状弾性体を加硫成形する工程と、
前記ゴム状弾性体の加硫成形後に前記外筒を絞り加工する工程と、を含み、
前記絞り加工において、前記凹溝と同数にて放射状に分割された複数のダイス片を持つダイスに前記加硫成形後の外筒をセットして、前記ダイス片を径内方に移動させることにより、前記外筒を縮径方向に絞り加工する、防振ブッシュの製造方法。
前記ゴム状弾性体が、前記凹溝内に入り込んで、前記凹溝内における外筒の内周面に加硫接着されることを特徴とする請求項１記載の防振ブッシュの製造方法。
前記凹溝を絞り加工前の形状として断面円弧状に陥没して形成する請求項１記載の防振ブッシュの製造方法。
前記軸部材は軸方向の中央部に軸直角方向に膨出する膨出部を有する請求項１〜３のいずれか１項に記載の防振ブッシュの製造方法。
前記軸部材の膨出部を取り囲む前記外筒の軸方向中央部における内周面が軸直角方向の外方側に凹んで形成され、これにより、前記外筒の軸方向中央部が両端部に対して薄肉状に形成され、前記複数の凹溝が、前記外筒の前記軸方向中央部に対して肉厚が厚く形成された軸方向両端部に設けられたことを特徴とする請求項４記載の防振ブッシュの製造方法。