JP4486926B2

JP4486926B2 - ブッシュ

Info

Publication number: JP4486926B2
Application number: JP2005377014A
Authority: JP
Inventors: 剛船野; 拓哉柳田; 康平渡辺
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2005-12-28
Filing date: 2005-12-28
Publication date: 2010-06-23
Anticipated expiration: 2025-12-28
Also published as: JP2007177892A

Description

本発明は、車両用サスペンションの連結部位等に介装されるブッシュに係り、詳しくはばね常数の設定変更の容易化等を図る技術に関する。

自動車用サスペンションは、フレームやサスペンションメンバ等の車体側構造部材（以下、フレームに代表させる）に連結される各種のアームやロッド（以下、アームに代表させる）を備えている。通常、フレームとアームとの連結部には、路面からの振動等の車体側構造部材への伝達を抑制すべく、金属製の内筒と外筒との間に筒状弾性体（一般には、ゴム）を加硫接着等によって固着・一体化させてなるブッシュが取り付けられている。ブッシュは操縦安定性の観点からは高いばね常数を有することが望ましいが、音振性能（ＮＶＨ性能）の観点からは、コンプライアンスを高めるべく、ばね常数を低くすることが求められる。そこで、すぐり（空洞）を設けることによって筒状弾性体の径方向断面を適宜変化させ、入力方向（例えば、上下方向と前後方向）に応じてばね常数を異ならせたブッシュが広く用いられている（特許文献１，２参照）。また、高い減衰性を有する板状弾性体（低発泡性ウレタン部材やゴム部材）をすぐりに嵌挿し、所定の方向のばね定数を高めたブッシュも提案されている（特許文献３，４参照）。
特開平１０−９３１６号公報特開２００５−２４９０２２号公報特開２００１−１９３７７６号公報特開２００２−５２９１３号公報

特許文献１，２のブッシュでは、すぐりの形状および位置によってばね常数の大きさや方向性（以下、ばね特性と記す）を比較的容易に設定できるが、車種展開等への対応が難しいという問題があった。例えば、近年の自動車では、同一のプラットフォームやサスペンションでセダン型乗用車やスポーツ車、貨物車等への車種展開が行われ、ブッシュに要求されるばね特性も車種ごとに異なることが多い。この場合、フレームやアームにおけるブッシュの取付寸法が同一でありながら、すぐりの形状等が異なる複数の成形金型を製作する必要が生じたり、ブッシュが装着されたアームの共用化が行えなくなったりしていた。また、自動車では、操縦安定性の向上等を図るため、量産開始後にブッシュのばね特性を変更する場合があるが、その際には成形金型を新規に製作しなければならなず、対応が遅くなる問題もあった。一方、特許文献３，４のブッシュでは、減衰性の高い板状弾性体をすぐりに嵌挿することから、ブッシュの減衰特性が大きく変わってしまい、サスペンションレイアウト等の変更を余儀なくされることが多かった。

本発明は、このような背景に鑑みなされたもので、減衰特性の大きな変化を伴うことなく、ばね特性の容易な変更等を可能としたブッシュを提供することを目的とする。

請求項１の発明に係るブッシュは、内筒と外筒との間に筒状弾性体を介装してなるブッシュであって、
前記筒状弾性体にすぐりを形成し、当該すぐりに板状弾性体を嵌挿してなり、前記板状弾性体は、前記筒状弾性体によって軸方向に係止されるとともに、前記すぐり内で径方向に摺動可能に保持されたことを特徴とする。

また、請求項２の発明に係るブッシュは、請求項１に記載のブッシュにおいて、前記筒状弾性体には前記すぐりの外側に金属プレートがモールドされ、前記板状弾性体には前記金属プレートに係合する係止爪が一体に形成されたことを特徴とする。

請求項１のブッシュによれば、減衰特性の大きな変化を伴うことなくそのばね特性を変化させられるため、製造金型の共用化やブッシュが装着されたアームの共用化等を実現できるとともに、内筒と外筒とが相対回転した際に板状弾性体が径方向に摺動するため、サスペンションアームに作用する横力等を確実に保持できる。また、請求項２のブッシュによれば、金属プレートのモールド部位における筒状弾性体のばね定数を高めることができるとともに、板状弾性体のずれの抑制を確実に行える。

以下、図面を参照して、本発明を適用したブッシュの一実施形態を詳細に説明する。
図１は実施形態に係る自動車用フロントサスペンションを示す斜視図であり、図２は図１中の拡大II矢視図である。また、図３は実施形態に係るブッシュの正面図であり、図４は図３中のIV−IV断面図である。また、図５はブッシュ本体と板状弾性体との係合面を示す斜視図である。

≪実施形態の構成≫
図１に示すように、本実施形態のフロントサスペンション１は、いわゆるマクファーソンストラット式サスペンションであり、上部にスプリング２が取り付けられたダンパ３、ダンパ３の下部に固着されたナックル４、ナックル４の下端とサスペンションメンバ（図示せず）とを連結するロアアーム５等から構成され、ナックル４に取り付けられたハブベアリング（図示せず）を介してホイール６を回転自在に支持している。ロアアーム５は、前端に設けられたピボットシャフト５ａを軸に揺動する他、所定の範囲で種々の方向に傾いたり、前後に移動したりする。

図２にも示すように、ロアアーム５の後方にはコンプライアンスブッシュ（以下、単にブッシュと記す）１１が設置されており、６角断面形状を呈するロアアーム５の後端５ｂがこのブッシュ１１に弾性支持されている。なお、ブッシュ１１は、アッパハーフ７ａとロアハーフ７ｂとからなるブッシュブラケット７を介してサスペンションメンバに取り付けられている。

図３，図４に示すように、ブッシュ１１は、内筒１２と外筒１３との間に筒状弾性体１４を介装（加硫接着）してなるブッシュ本体１５と、筒状弾性体１４のすぐり１４ａに嵌挿された板状弾性体１６とから構成されている。本実施形態の場合、内筒１２は金属管（鋼管）を所定寸法に切断したものであり、外筒１３は樹脂射出成形品であり、筒状弾性体１４はゴムを素材とする加硫成形品である。また、外筒１３の前端（図４中の下方）には、ブッシュブラケット７の端面に当接する係止フランジ１３ａが設けられている。

筒状弾性体１４には、外側（車両側方側）と内側とに略円弧状断面のすぐり１４ａ，１４ｂがそれぞれ形成され、上側および下側に略円形断面のすぐり１４ｃ，１４ｄがそれぞれ形成されている。また、筒状弾性体１４には外側のすぐり１４ａと外筒１３との間に円弧状断面の金属プレート（係止手段）１７がモールドされており、図５に示すように、この金属プレート１７の前端１７ａおよび後端１７ｂが筒状弾性体１４からそれぞれ突出している。また、内筒１２の内周面は弾性保持部１８に覆われており、この弾性保持部１８にロアアーム５の後端５ｂが嵌入する６角部１８ａが形成されている。

板状弾性体１６は、筒状弾性体１４より減衰性の低いゴムを素材としており、図５に示すように、略円弧状断面を呈する板状部１６ａと、板状部１６ａの一端に形成された第１係止部（係止手段）１６ｂと、板状部１６ａの他端に形成された第２係止部（係止手段）１６ｃとを有している。ブッシュ本体１５に板状弾性体１６が組み付けられた状態では、第１係止部１６ｂが金属プレート１７の後端１７ｂと内筒１２との間に嵌入し、第２係止部１６ｃが金属プレート１７の前端１７ａと内筒１２との間に嵌入する。また、第２係止部１６ｃには、金属プレート１７の前端１７ａと所定の間隙をもって対峙する上下一対の係止爪（係止手段）１６ｄ，１６ｅがその両端にそれぞれ突設されている。そして、ブッシュ本体１５に板状弾性体１６が組み付けられた状態では、筒状弾性体１４における外側のすぐり１４ａと金属プレート１７との間の凸肉部（係止手段）１４ｅは、板状弾性体１６の第１係止部１６ｂと第２係止部１６ｃとの間に位置している。なお、本実施形態の場合、板状部１６ａの肉厚は、外側のすぐり１４ａの内幅と略同一に設定されている。

≪実施形態の作用≫
自動車が悪路や旋回路を走行したり、発進や制動が行われたりすると、ホイール６からフロントサスペンション１に種々の力が作用し、ロアアーム５は、ピボットシャフト５ａを軸に揺動する他、ピボットシャフト５ａを基点にして上下方向や左右方向に傾いたり、前後に移動したりする。

悪路走行時等にロアアーム５がピボットシャフト５ａを軸に揺動すると、ブッシュ１１では、ロアアーム５の後端５ｂが嵌挿された内筒１２が外筒１３に対して回動する。この場合、図６に示すように、筒状弾性体１４が内筒１２の回転方向（図６では時計回り）に捩れ、板状弾性体１６も内筒１２と伴に連れ回るが、係止爪１６ｅが金属プレート１７の前端１７ａに係止されることで板状弾性体１６の回転が抑制される。

旋回走行時等にロアアーム５がピボットシャフト５ａを支点に傾くと、ロアアーム５の後端５ｂが左右方向に変位し、ブッシュ１１では、内筒１２が外筒１３に対して左右に移動する。そして、内筒１２が外筒１３に対して車体外側に移動した場合、図７に示すように、板状弾性体１６と筒状弾性体１４とが内筒１２に圧縮されて変形する。

この際、図８に示すように、板状弾性体１６がすぐり１４ａに嵌挿された本実施形態のブッシュ１１では、筒状弾性体１４にすぐり１４ａのみが形成されたもの（破線で示す）に較べてそのばね定数が有意に大きくなるため、ロアアーム５の傾きに起因するサスペンションジオメトリーの変化が抑制されて操縦安定性が向上する。なお、本実施形態では、筒状弾性体１４に金属プレート１７をモールドしたため、車体外側方向におけるブッシュ１１のばね定数を更に増大させることができた。

一方、前述したように、板状弾性体１６の減衰性が筒状弾性体１４の減衰性より低いため、ブッシュ１１の減衰特性は板状弾性体１６の存在によって殆ど変化しない。その結果、既成のブッシュ１１のばね特性を変更すべく既成のブッシュ１１に板状弾性体１６を追加したような場合においても、フロントサスペンション１の構成等を変える必要がなくなった。

発進時等においてロアアーム５が前進した場合、ブッシュ１１では、図９に示すように、外筒１３に対して内筒１２が前方に移動する。この場合、板状弾性体１６は内筒１２の移動に伴って前進するが、凸肉部１４ｅの後端に第１係止部１６ｂが係止されることで板状弾性体１６の前後方向でのずれが抑制される。

本実施形態では、上述した構成を採ったことにより、減衰特性の大きな変化を伴うことなくブッシュ１１のばね特性を変化させられるため、製造金型の共用化やブッシュ１１が装着されたアーム類の共用化等を実現できた。また、サスペンションの作動に伴う内筒１２と外筒１３との相対変位が板状弾性体１６によって阻害され難くなるとともに、板状弾性体１６のずれに起因するばね特性の変化が生じ難くなった。また、金属プレート１７を筒状弾性体１４にモールドしたため、モールド部位における筒状弾性体１４のばね定数を高めることができるとともに、板状弾性体１６の回転方向のずれを確実に抑制できるようになった。

以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば、上記実施形態は、マクファーソンストラット式サスペンション用のコンプライアンスブッシュに本発明を適用したものであるが、他の形式のフロントサスペンションやリヤサスペンション等に用いられるブッシュに本発明を適用してもよい。また、上記実施形態では筒状弾性体に金属プレートをモールドしたが、金属プレートのモールドを行わなくてもよい。その他、板状弾性体やすぐりの具体的形状等についても、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

実施形態に係る自動車用フロントサスペンションを示す斜視図である。図１中の拡大II矢視図である。実施形態に係るブッシュの正面図である。図３中のIV−IV断面図である。実施形態に係るブッシュ本体と板状弾性体との係合面を示す斜視図である。実施形態に係るブッシュの作用を示す説明図である。実施形態に係るブッシュの作用を示す説明図である。実施形態に係るブッシュの荷重と変位との関係を示すグラフである。実施形態に係るブッシュの作用を示す説明図である。

符号の説明

５ロアアーム
１１ブッシュ
１２内筒
１３外筒
１４筒状弾性体
１４ａすぐり
１４ｅ凸肉部（係止手段）
１５ブッシュ本体
１６板状弾性体
１６ａ板状部
１６ｂ第１係止部（係止手段）
１６ｃ第２係止部（係止手段）
１６ｄ，１６ｅ係止爪（係止手段）
１７金属プレート（係止手段）

Claims

内筒と外筒との間に筒状弾性体を介装してなるブッシュであって、
前記筒状弾性体にすぐりを形成し、当該すぐりに板状弾性体を嵌挿してなり、
前記板状弾性体は、前記筒状弾性体によって軸方向に係止されるとともに、前記すぐり内で径方向に摺動可能に保持されたことを特徴とするブッシュ。
前記筒状弾性体には前記すぐりの外側に金属プレートがモールドされ、前記板状弾性体には前記金属プレートに係合する係止爪が一体に形成されたことを特徴とする、請求項１に記載のブッシュ。