JP4925809B2

JP4925809B2 - ブッシュ

Info

Publication number: JP4925809B2
Application number: JP2006344521A
Authority: JP
Inventors: 茂上福; ▲匡▼人大峰
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2006-12-21
Filing date: 2006-12-21
Publication date: 2012-05-09
Anticipated expiration: 2026-12-21
Also published as: JP2008155702A

Description

本発明は、トレーリングアーム式のサスペンション装置におけるトレーリングアームを車体側に揺動可能に連結するブッシュに関する。

従来一般のトレーリングアーム式のリアサスペンションでは、車両の幅方向を長手方向として配置されたツイストビームと、このツイストビームの長手方向両端部に車両の略前後方向を略長手方向として配置された一対のトレーリングアームと、トレーリングアームの各後端部に車両外方へ向けて突出するスピンドルとを有し、トレーリングアームの前端側にトレーリングアームを車体側に揺動可能に支持するためのブッシュが取付けられており、ブッシュの軸線（即ち、トレーリングアームの揺動中心軸）が車両の幅方向と平行に設定されている（例えば、特許文献１参照。）。

近年では、図１に示すように、ブッシュ１００の軸線ＣＬを車両幅方向に対して傾斜させたトレーリングアーム式のリアサスペンション１０２（例えば、特許文献２参照）が開発されている。この場合、ブッシュ１００の軸線ＣＬは、車両平面視で、車両外側が車両内側よりも車両後方（矢印ｂ方向）となるように角度θで傾斜している。なお、図１において、矢印Ｆは車両前方、矢印Ｒは車両右方、矢印Ｌは車両左方を示しており、符号１０４はツイストビーム、符号１０６はトレーリングアーム、符号１０８はブッシュ１００を圧入するブッシュ圧入部である。
特開平１０−１８１３２６号公報特開２００２−１２７７２４号公報

従来の第１の例としての防振装置は、例えば、図７に示すように、内筒１１０と外筒１１２との間に弾性体１１４が配置されており、弾性体１１４の軸方向両側にスグリ部１１６が形成され、内筒１１０の一方側において、径方向外側に突出するストッパー１１８を内筒側の弾性体部分に設けて前後方向の変位を抑える構造のものである。

また、従来の第２の例としての防振装置は、例えば、図８に示すように、弾性体１１４に形成したスグリ部１１６の底部を全て大きなアール形状とし、底部付近にかかる歪みを緩和する構造ものである。

しかしながら、前者（図７）の構造では、ストッパー１１８の形成されている側において、スグリ部１１６の底部の曲率半径ｒが小さくなってしまうため、スグリ部１１６の隙間寸法が拡大する方向に弾性体１１４が変形した際、スグリ部１１６の底部に局部的な歪みが多くなる問題を有し、後者（図８）の構造では、ストッパーが無い故に変位が大きく（前者対比で）、耐久性を向上させることが難しくなる問題がある。
このような従来タイプのブッシュを、図１に示すようなリアサスペンションに用いた場合においても、上述した問題は存在し、これらの問題を解決する要望がなされていた。

本発明の目的は、上記事実を考慮して、ブッシュの軸線を車両幅方向に対して傾斜させたトレーリングアーム式のリアサスペンションに用いた際に、高い耐久性が得られるブッシュを提供することが目的である。

請求項１に記載の発明は、車両の幅方向を長手方向として配置されたツイストビームと、車両の前後方向を長手方向とし、ツイストビームの両端部にそれぞれ連結されたトレーリングアームと、を有するサスペンション装置におけるトレーリングアームの前端側を車体側に揺動可能に連結すると共に、前記揺動の中心軸が車体幅方向に対して車両内側が車両外側よりも車両前方となるように傾斜して前記トレーリングアームに取り付けられるブッシュであって、トレーリングアームの前端側に連結される外筒と、前記外筒の内周側に同軸的に配置され、車体側に揺動可能に連結される内筒と、前記外筒と前記内筒との間に配置されて前記外筒と前記内筒と弾性的に連結する弾性体と、前記弾性体の車両幅方向外側面の、少なくとも軸線の車両前後方向両側に形成される凹状の第１のスグリ部と、を備え、軸線に沿った水平断面で見た時に、車両幅方向外側における前記内筒と前記外筒との間に配置される前記弾性体の前記第１のスグリ部の形成されている部分の、軸線直交方向で計測する弾性体総厚みを、軸線の車両前方側と車両後方側とで比較すると、車両前方側の方が厚く、軸線に沿った断面で見た時に、前記第１のスグリ部の底部が円弧状に形成され、その曲率半径は、軸線を挟んで車両後方側の方が車両前方側より大きい、ことを特徴としている。

次に、請求項１に記載のブッシュの作用を説明する。
請求項１に記載のブッシュは、揺動の中心軸が車体幅方向に対して車両内側が車両外側よりも車両前方となるように傾斜してトレーリングアームに取り付けられる。なお、内筒は車体側、外筒はトレーリングアームに連結される。

外筒にトレーリングアームからの車両前後方向の力が入力すると、内筒と外筒とが車両前後方向に相対変位し、内筒の車両前方側の弾性体は圧縮されて第１のスグリ部の隙間は縮小し、内筒の車両後方側の弾性体は引き伸ばされて第１のスグリ部の隙間は拡大する方向となる。

軸線に沿った水平断面で見た時に、車両幅方向外側における第１のスグリ部の形成されている部分の、軸線直交方向で計測する弾性体総厚みを、軸線の車両後方側よりも軸線の車両前方側で厚くしているので、外筒を車両後方側へ変位させた場合と車両前方側へ変位ささせた場合とでは、外筒を車両後方側へ変位させた場合の方が、車両前方側へ変位させた場合よりも内外筒の相対変位量は小さくできる。即ち、このように弾性体の総厚みを変えることで、外筒を車両後方側へ変位させた場合のストッパーとしての機能が生まれる。

また、内筒の車両後方側の第１のスグリ部の形成されている部分においては、弾性体総厚みが内筒の車両前方側よりも小さい、即ち、第１のスグリ部の隙間寸法が、内筒の車両前方側よりも後方側で大きいので、内筒の車両前方側よりも後方側で第１のスグリ部の底部の幅を大きくとることが可能となり、外筒が車両後方側へ変位した場合に内筒の車両後方側で第１のスグリ部は隙間が拡大する方向とはなるが、底部付近の歪みは小さく抑えることができる。

このように、請求項１のブッシュでは、走行時、外筒を車両後方側へ変位させようとする力が入力した際に、過大な変位を抑えつつ、第１のスグリ部の底部の歪みを抑えることができ、従来の相反する問題を解決し、高い耐久性が得られる。
さらに、軸線に沿った断面で見た時に、第１のスグリ部の底部が円弧状に形成され、その曲率半径が、軸線を挟んで車両後方側の方が車両前方側より大きいので、外筒を車両後方側へ変位する力が入力して第１のスグリ部の隙間寸法が拡大した際に第１のスグリ部の底部に作用する歪みを小さくすることが出来る。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のブッシュにおいて、前記弾性体の車両幅方向外側部分では、前記内筒の外周面から前記第１のスグリ部の内側面までの前記弾性体の厚みが、前記外筒の内周面から前記第１のスグリ部の外側面までの前記弾性体の厚みよりも厚い、ことを特徴としている。

次に、請求項２に記載のブッシュの作用を説明する。
第１のスグリ部の隙間寸法を変えない条件で考えた場合、内筒に付着している側の弾性体の厚みを厚く、外筒に付着している側の弾性体の厚みを相対的に薄くした場合と、内筒に付着している側の弾性体の厚みを薄く、外筒に付着している側の弾性体の厚みを相対的に厚くした場合との二つのパターンが考えられる。
両者を比較した場合、外筒が車両後方側へ変位したときには、弾性体に作用する歪みは、前者の方が小さくでき、耐久性向上に好ましい態様となる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のブッシュにおいて、前記弾性体の車両幅方向内側面には少なくとも軸線の車両前後方向両側に形成される凹状の第２のスグリ部が形成されており、軸線に沿った水平断面で見た時に、車両幅方向内側における前記内筒と前記外筒との間に配置される前記弾性体の前記第２のスグリ部の形成されている部分の、軸線直交方向で計測する弾性体総厚みを、軸線の車両前方側と車両後方側とで比較すると、車両後方側の方が厚い、ことを特徴としている。

次に、請求項３に記載のブッシュの作用を説明する。
軸線に沿った水平断面で見た時に、車両幅方向外側における第２のスグリ部の形成されている部分の、軸線直交方向で計測する弾性体総厚みを、軸線の車両前方側よりも軸線の車両後方側で厚くしているので、外筒を車両前方側へ変位させた場合と車両後方側へ変位させた場合とでは、外筒を車両前方側へ変位させた場合の方が、車両後方側へ変位ささせた場合よりも内外筒の相対変位量は小さくできる。即ち、このように弾性体の総厚みを変えることで、外筒を車両前方側へ変位させた場合のストッパーとしての機能が生まれる。

また、内筒の車両前方側の第２のスグリ部の形成されている部分においては、弾性体総厚みが内筒の車両後方側よりも小さい、即ち、第２のスグリ部の隙間寸法が、内筒の車両後方側よりも前方側で大きいので、内筒の車両後方側よりも前方側で第２のスグリ部の底部の幅を大きくとることが可能となり、外筒が車両前方側へ変位した場合に内筒の車両前方側で第２のスグリ部は隙間が拡大する方向とはなるが、底部付近の歪みは小さく抑えることができる。

このように、請求項３のブッシュでは、走行時、外筒を車両前方側へ変位させようとする力が入力した際に、過大な変位を抑えつつ、第２のスグリ部の底部の歪みを抑えることができ、従来の相反する問題を解決し、高い耐久性を得ることができる。

以上説明したように本発明のブッシュによれば、従来の相反する問題を解決し、ブッシュの軸線を車両幅方向に対して傾斜させたトレーリングアーム式のリアサスペンションに用いた際に高い耐久性が得られる、という優れた効果を有する。

［第１の実施形態］
以下、本発明の第１の実施形態に係るブッシュ１０について図面を参照して説明する。

図１は、トレーリングアーム式のリアサスペンションを示す斜視図であり、図２は、リアサスペンションの車両右側（矢印Ｒ方向側）に取り付けられたブッシュ１０を軸線に沿った水平断面で示したものである。また、図３は、図２に示すブッシュ１０を矢印ｂ方向に見た矢視図であり、図４は、図２に示すブッシュ１０を矢印ａ方向に見た矢視図である。さらに、図５は、図３に示すブッシュ１０のＡ−Ａ断面図である。なお、図中、矢印Ｆは車両前方向を示し、矢印Ｂは車両後方を示し、矢印Ｒは車両右方を示し、矢印Ｌは車両左方を示し、また、矢印ＩＮは車両内側を示している。

図２に示すように、ブッシュ１０は、薄肉の金属製の外筒１２を備えている。外筒１２は、円筒部１２Ａの車両幅方向内側にフランジ１２Ｂが一体的に形成されている。
外筒１２の内側には、円筒状の内筒１４が同心的に設けられている。なお、本実施形態の内筒１４は、中央部分が両端部分よりも若干拡径している。
内筒１４は、軸方向に沿った長さが外筒１２よりも長くなっており、その両端部を外筒１２の両端からそれぞれ突出させている。

ここで、外筒１２は、図１に示すトレーリングアーム１０６の前端部に設けられたブッシュ圧入部１０８内に圧入固定され、内筒１４は車体側に設けられた図示しないブラケットにその内周側を貫通するボルト及びナット（図示せず）により揺動可能に連結されている。

なお、ブッシュ１０は内筒１４を貫通するボルトを中心として揺動するが、トレーリングアーム１０６は、図１に示すように、両方のブッシュ１０を通る仮想線ＦＬを中心として矢印Ｃ方向に揺動する

図２に示すように、ブッシュ１０は、外筒１２と内筒１４との間に配置され、外筒１２と内筒１４とを弾性的に連結する肉厚円筒状のゴム状弾性体１６を備えている。
ゴム状弾性体１６は、外筒１２の内周面と内筒１４の外周面にそれぞれ加硫接着されている。

図２に示すように、ゴム状弾性体１６には、車両幅方向外側面に内筒１４を取り囲む様な凹環状とされた第１のスグリ部１８が形成され、車両幅方向内側面に同じく内筒１４を取り囲む様な凹環状とされた第２のスグリ部２０が形成されている。

第１のスグリ部１８の形成されている部分のゴム状弾性体１６は、内筒１４の車両前方側（矢印Ｆ方向側）と車両後方側（矢印ｂ方向側）とを対比した時に、外筒内周面に付着している部分の厚みは略同一であるが、内筒外周面に付着している部分の厚みは、車両前方側の方が車両後方側よりも厚く形成されている。

したがって、水平断面で見たときに、ゴム状弾性体１６の第１のスグリ部１８の形成されている部分の、軸線直交方向で計測する弾性体総厚みは、軸線の車両前方側と車両後方側とで比較すると、車両前方側の方が厚くなっている。

本実施形態では、以後、第１のスグリ部１８の形成されている部分のゴム状弾性体１６のうちで、内筒外周面に固着され、かつ車両前方側の肉厚部分を第１ストッパ部２２と呼ぶことにする。第１ストッパ部２２は、外筒１２の車両幅方向外側端近傍の内周面に対向しており、外筒１２が車両後方へ変位した際に、外筒１２の車両幅方向外側端近傍の内周面が、この第１ストッパ部２２に当接して変位量が規制されるようになっている。

また、第１ストッパ部２２の底部を断面で見ると略半円形状とされ、内筒１４の車両後方側に位置する底部の曲率半径Ｒ１ｂは、内筒１４の車両前方側に位置する底部の曲率半径Ｒ１ｆよりも大きく設定されている。

一方、第２のスグリ部２０は、内筒１４の車両前方側の形状と車両後方側の形状とは同一形状となっている。また、第２のスグリ部２０の幅は、第１のスグリ部１８よりも幅広に形成されている。第２のスグリ部２０の底部の形状は略半円弧形状とされ、その曲率半径Ｒ２は、第１ストッパ部２２の内筒１４の車両後方側に位置する底部の曲率半径Ｒ１ｂよりも大きく設定されている。

なお、ゴム状弾性体１６の側面には、図３に示すように、車両装着時の方向を指定するマーク２６が付与されている。本実施形態では、マーク２６が車両前方を向くようにブッシュ１０をブッシュ圧入部１０８内に圧入固定する。

（作用）
次に、本実施形態に係るブッシュ１０の作用について説明する。
車両が走行し、リアサスペンションのトレーリングアーム１０６に車両後方（矢印ｂ方向）へ向かう力が入力すると、外筒１２からゴム状弾性体１６へ力が伝達され、ゴム状弾性体１６が変形して外筒１２が内筒１４に対して車両後方側へ変位する。

これにより、内筒１４の車両前方側のゴム状弾性体１６は圧縮されて内筒１４の車両前方側の第１のスグリ部１８の隙間は縮小し、過大な力が入力した場合には、外筒１２が第１ストッパ部２２に当接して、外筒１２の過大な変位を抑えることができる。

なお、このとき、内筒１４の車両後方側のゴム状弾性体１６は引き伸ばされて内筒１４の車両後方側の第１のスグリ部１８の隙間は拡大するが、ここでの底部は、曲率半径が大きく設定されている、即ち、曲率半径Ｒ１ｂが、内筒１４の車両前方側に位置する底部の曲率半径Ｒ１ｆよりも大きく設定されているので、底部付近の歪みが小さく抑えられる。

また、第２のスグリ部２０においては、底部の曲率半径Ｒ２が第１のスグリ部１８の底部の曲率半径Ｒ１ｂよりも大きく設定されているので、外筒１２が車両後方側へ変位した場合のみならず、車両後方へ変位した場合においても、底部付近の歪みは小さく抑えられる。

したがって、本実施形態のブッシュ１０では、走行時、外筒１２を車両後方側へ変位させようとする力が入力した際に、過大な変位を抑えつつ、第１のスグリ部１８の底部の歪みを抑えることができ、また、第２のスグリ部２０の底部の歪みも抑えることができるので、高い耐久性が得られる。

なお、トレーリングアーム１０６は、ブッシュ１０を通る仮想線ＦＬを中心として揺動することになるが、このとき、ゴム状弾性体１６には、周方向の剪断力が作用することになる。この周方向の剪断力もゴム状弾性体１６の耐久性に影響を及ぼす。揺動中心（仮想線ＦＬ）から離れた方が第１のスグリ部１８の底部に対する剪断力の影響が少なくなるため、内筒側に第１ストッパ部２２を設けて、第１のスグリ部１８の底部（曲率半径Ｒ１ｆ）を揺動中心から離した本実施形態は好ましい態様となる。

なお、車両左側のブッシュ１０は、図２に示すブッシュ１０に対して左右対称に配置されており、同様の作用効果を得る。

［第２の実施形態］
以下、本発明の第２の実施形態に係るブッシュ１０について図面を参照して説明する。なお、第１の実施形態と同一構成には同一符号を付し、その説明は省略する。
図６に示すように、本実施形態のブッシュ１０では、ゴム状弾性体１６の車両幅方向内側部分の形状が第１の実施形態とは異なっている。

本実施形態では、第２のスグリ部２０の形成されている部分のゴム状弾性体１６は、内筒１４の車両前方側と車両後方側とを対比した時に、外筒内周面に付着している部分の厚みは同一であるが、内筒外周面に付着している部分の厚みは、車両後方側の方が車両前方側よりも厚く形成されている。

したがって、水平断面で見たときに、ゴム状弾性体１６の第２のスグリ部２０の形成されている部分の、軸線直交方向で計測する弾性体総厚みは、軸線の車両前方側と車両後方側とで比較すると、車両後方側の方が厚くなっている。
本実施形態では、以後、第２のスグリ部２０の形成されている部分のゴム状弾性体１６のうちで、内筒外周面側で、かつ車両後方側の肉厚部分を第２ストッパ部２４と呼ぶことにする。

第２ストッパ部２４は、外筒１２の車両幅方向内側端近傍の内周面に対向しており、外筒１２が車両前方（矢印Ｆ方向）へ変位した際に、外筒１２の車両幅方向外側端近傍の内周面が、この第２ストッパ部２４に当接して変位量が規制されるようになっている。

また、第２ストッパ部２４の底部を断面で見ると略半円形状とされ、内筒１４の車両前方側に位置する底部の曲率半径Ｒ２ｆは第１の実施形態と同一であり、内筒１４の車両後方側に位置する底部の曲率半径Ｒ２ｂの方が、第２ストッパ部２４を設けた関係で曲率半径Ｒ２ｆよりも小さくなっている。但し、曲率半径Ｒ２ｂを小さくし過ぎると、外筒１２が車両後方向に変位した際に、大きな歪みが発生するため、第１のスグリ部１８の曲率半径Ｒ１ｂと同程度にすることが好ましい

（作用）
次に、上記のように構成された本実施形態に係るブッシュ１０の作用について説明する。
リアサスペンションのトレーリングアーム１０６に車両前方（矢印Ｆ方向）へ向かう力が入力すると、外筒１２からゴム状弾性体１６へ力が伝達され、ゴム状弾性体１６が変形して外筒１２が内筒１４に対して車両前方側へ変位する。

これにより、内筒１４の車両後方側のゴム状弾性体１６は圧縮されて内筒１４の車両後方側の第２のスグリ部２０の隙間は縮小し、過大な力が入力した場合には、外筒１２が第２ストッパ部２４に当接して、外筒１２の過大な変位を抑えることができる。

したがって、本実施形態のブッシュ１０では、走行時、外筒１２を車両前方側へ変位させようとする力が入力した際に、過大な変位を抑えて、第２のスグリ部２０の底部の歪みを抑えることができるので、外筒１２を車両前方向側へ変位させる力の入力に対しても高い耐久性が得られる。即ち、車両前後方向の力の入力に対して高い耐久性が得られることになる。
なお、上記実施形態の内筒１４は、中央部分が両端部分よりも拡径していたが、本発明はこれに限らず、全長に渡って径が一定であっても良い。

本実施形態に係るブッシュ及び従来のブッシュが適用可能なトレーリングアーム式のリアサスペンションの構成を示す斜視図である。第１の実施形態に係るブッシュの軸線に沿った水平断面図である。図２に示すブッシュのｂ方向に見た矢視図である。図２に示すブッシュのａ方向に見た矢視図である。図３に示すブッシュのＢ−Ｂ線断面図である。第２の実施形態に係るブッシュの軸線に沿った水平断面図である。従来の第１の例に係るブッシュの断面図である。従来の第２の例に係るブッシュの断面図である。

符号の説明

１０ブッシュ
１２外筒
１４内筒
１６ゴム状弾性体
１８第１のスグリ部
２０第２のスグリ部
２２第１ストッパ部
２４第２ストッパ部

Claims

車両の幅方向を長手方向として配置されたツイストビームと、車両の前後方向を長手方向とし、ツイストビームの両端部にそれぞれ連結されたトレーリングアームと、を有するサスペンション装置におけるトレーリングアームの前端側を車体側に揺動可能に連結すると共に、前記揺動の中心軸が車体幅方向に対して車両内側が車両外側よりも車両前方となるように傾斜して前記トレーリングアームに取り付けられるブッシュであって、
トレーリングアームの前端側に連結される外筒と、
前記外筒の内周側に同軸的に配置され、車体側に揺動可能に連結される内筒と、
前記外筒と前記内筒との間に配置されて前記外筒と前記内筒と弾性的に連結する弾性体と、
前記弾性体の車両幅方向外側面の、少なくとも軸線の車両前後方向両側に形成される凹状の第１のスグリ部と、
を備え、
軸線に沿った水平断面で見た時に、車両幅方向外側における前記内筒と前記外筒との間に配置される前記弾性体の前記第１のスグリ部の形成されている部分の、軸線直交方向で計測する弾性体総厚みを、軸線の車両前方側と車両後方側とで比較すると、車両前方側の方が厚く、
軸線に沿った断面で見た時に、前記第１のスグリ部の底部が円弧状に形成され、その曲率半径は、軸線を挟んで車両後方側の方が車両前方側より大きい、
ことを特徴とするブッシュ。
前記弾性体の車両幅方向外側部分では、前記内筒の外周面から前記第１のスグリ部の内側面までの前記弾性体の厚みが、前記外筒の内周面から前記第１のスグリ部の外側面までの前記弾性体の厚みよりも厚い、ことを特徴とする請求項１に記載のブッシュ。
前記弾性体の車両幅方向内側面には少なくとも軸線の車両前後方向両側に形成される凹状の第２のスグリ部が形成されており、
軸線に沿った水平断面で見た時に、車両幅方向内側における前記内筒と前記外筒との間に配置される前記弾性体の前記第２のスグリ部の形成されている部分の、軸線直交方向で計測する弾性体総厚みを、軸線の車両前方側と車両後方側とで比較すると、車両後方側の方が厚い、ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のブッシュ。