JPH10318312A - ゴムブッシュ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ばね特性の安定及び振動疲労特性の改善を図
り、圧入部材の抜け出しを防ぐゴムブッシュを提供す
る。 【解決手段】ゴムブッシュ１の両端ゴムフランジ８、９
の内側に形成された周状凹部１１、１２のうち、圧入後
端側の凹部側壁１５の傾斜角βを圧入前端側の凹部側壁
１４の傾斜角αよりも小さく設定し、圧入後において、
圧入後端側の側壁１５に屈曲部ができないようにして耐
久性を向上させ、安定したばね特性が得られるようにす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車のサスペン
ション等の連結部に使用される防振用のゴムブッシュに
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車の操縦安定性と乗り心地性能を向
上させるために、サスペンション等の連結部には、防振
機構としてゴムブッシュが汎用されている。このゴムブ
ッシュは、軸部材の周囲にゴム状弾性体が加硫接着され
たものが一般的であり、このゴム状弾性体の周囲に、サ
スペンションアームの連結筒を直接嵌合したり、外筒を
介して連結筒に嵌合する形態で使用されている。

【０００３】このようなゴムブッシュには、外筒接着型
のゴムブッシュよりも大きな圧縮率を得るために、外筒
やサスペンションアームの連結筒等の圧入部材に軸方向
からゴム状弾性体を圧入し、軸直角方向のばね剛性を高
めるとともに、ゴム状弾性体に予備圧縮を与え、その耐
久性を向上させるようにした圧入型ゴムブッシュがあ
る。さらに、この圧入型ゴムブッシュには、ゴム状弾性
体の軸長を圧入部材に比べて長くし、その軸方向両端に
ゴムフランジを一体成形し、圧入部材を軸方向の両側か
ら挟み込み、圧入部材の軸方向への移動を規制するもの
がある。

【０００４】このゴムフランジ付きのゴムブッシュにお
いては、圧入部材への嵌合圧力により、その軸方向中央
部では、軸直角方向の押圧力が作用し、ゴム状弾性体の
ゴムが軸中央部から軸方向外側へ流動変形して、両端の
ゴムフランジの軸方向内側への圧縮変形に変換され、こ
の部分に残留歪みを生じることになるため、ゴムフラン
ジの軸方向内側に周状の凹部を形成し、この凹部で圧入
部材への嵌合時の流動変形を吸収する構造のものが出現
している。

【０００５】さらに、この周状凹部が形成されたゴムフ
ランジ付きのゴムブッシュにおいても、サスペンション
性能の関係から、すなわち、軸直角方向のばね定数と、
軸方向のばね定数並びに軸方向に対して傾斜したこじり
方向のばね定数を所望のばね定数に設定する関係から、
圧入部材への圧入によるゴムの軸方向への膨張変形によ
り、圧入後に凹部が打ち消されてなくなる形式のもの
と、周状凹部が残る形式のものとが存在する。

【０００６】図５は圧入後に周状凹部が残る形式のゴム
フランジ付きのゴムブッシュにおける圧入部材への圧入
工程を示す図である。実際の圧入工程においては、図５
に示す、右側に位置するゴムブッシュを左側に位置する
圧入部材に軸方向から圧入するため、図面中、ゴムブッ
シュの左側を圧入前端側とし、右側を圧入後端側とする
（以下の説明について同じ）。

【０００７】図５の（ａ）のごとく、このゴムブッシュ
１０１では、軸部材１０２の周囲にゴム状弾性体１０３
が加硫接着され、このゴム状弾性体１０３の軸方向両端
にゴムフランジ１０４、１０５が形成され、そのゴムフ
ランジ１０４、１０５間が圧入部材１０６の嵌合部１０
７とされている。圧入前の嵌合部１０７は、ゴムフラン
ジ１０４、１０５の軸方向内側の周状の凹部１０８、１
０９と、その軸方向中央部において圧入部材１０６の内
径よりも大径に形成された接触部１１０とから構成され
ている。また、嵌合部１０７の軸方向長さは、圧入時に
おけるゴムの流動による軸方向への伸張を考慮して、圧
入部材１０６の軸方向幅よりも小に形成されており、圧
入部材１０６への圧入時にゴムフランジ１０４、１０５
により圧入部材１０６を軸方向で挟圧する構造となって
いる。

【０００８】前記周状の凹部１０８、１０９は、圧入部
材への圧入後においても存在する深さに設定されてお
り、この両凹部１０８、１０９の圧入部材接触部１１０
側の側壁１１１、１１２が軸部材１０２の中心軸線Ａに
対して傾斜する円錐状の傾斜面とされ、その傾斜角α、
βはともにほぼ４０°に設定されている。なお、図５に
おいて、傾斜角α、βは、軸線Ａとのなす角度として表
すべきであるが、図示の都合上、軸線Ａと平行な接触部
１１０の軸方向外周縁と側壁１１１、１１２とのなす角
度（錯角）として表した。

【０００９】このゴムブッシュ１０１を圧入部材１０６
に圧入する場合、図５の（ａ）のごとく、圧入前端側の
ゴムフランジ１０４を、圧入部材１０６の軸方向一端側
１０６ａから、圧入部材１０６の他端部開口縁１０６ｂ
に係合するまで挿入することになる。因みに、圧入前の
ゴムフランジ１０４、１０５の間隔は、圧入部材１０６
の軸方向幅よりも小に設定されているため、圧入前端側
のゴムフランジ１０４が圧入部材１０６の他端部開口縁
１０６ｂに係合するには、図５の（ｂ）の位置までゴム
ブッシュ１０１を過量に挿入移動させる必要があり、そ
の後、軸方向の挿入力を解除することにより、ゴム状弾
性体１０３の復元力を利用して、図５の（ｃ）の位置に
安定させることになる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図５のごと
く、ゴムフランジ付きのゴムブッシュにおいては、圧入
前の嵌合部１０７の凹部１０８、１０９の側壁１１１、
１１２の傾斜角α、βが等角（約４０度）に設定されて
いるため、圧入部材１０６に圧入した場合、図５（ｃ）
のごとく、圧入後の圧入後端側の凹部１０９の側壁１１
２が大きく膨張変形し、屈曲部が形成されてしまう。そ
のため、圧入部材接触部１１０の軸直角方向の設定ばね
定数が一定せず、ばね特性の安定性が悪くなる。

【００１１】また、この圧入後端側の凹部側壁１１２が
大きく膨張変形しているため、当該部分の振動疲労特性
も悪くなる。さらに、この凹部側壁１１２の膨張屈曲部
に残留応力があるため、その他の接触部との圧縮応力が
一様とならず、圧入部材１０６が抜けやすくなる可能性
もあった。

【００１２】本発明は、上記課題を解決して圧入後端側
の凹部側壁の膨張屈曲部をなくし、ばね特性の安定と振
動疲労特性の改善を図り、さらには圧入部材の抜け出し
を防止することを目的としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明者は、ゴム状弾性体の嵌合部における圧入前
形状を変更することに着眼し、鋭意研究した結果、圧入
前の圧入後端側の凹部側壁の軸線に対する傾斜角を、圧
入前端側の凹部側壁の軸線に対する傾斜角よりも小さく
設定すれば、圧入後において、圧入後端側の凹部に膨張
屈曲部の形成が抑制されるとの知見が得られた。

【００１４】そこで、本発明は、ゴムフランジの軸方向
内側の周状の凹部と、その軸方向中央部において圧入部
材の内径よりも大径に形成された接触部とから構成され
た嵌合部において、前記両凹部の少なくとも接触部側の
側壁を、軸方向中央部に向かって徐々に大径となる円錐
状の傾斜面とし、この両側壁のうち、圧入後端側の凹部
側壁の軸線に対する傾斜角を、圧入前端側の凹部側壁の
軸線に対する傾斜角よりも小さく設定した圧入型ゴムブ
ッシュを提供するものである。

【００１５】この膨張屈曲部の形成を抑制する、好まし
い圧入後端側の側壁傾斜角としては、圧入前端側の側壁
傾斜角に対し、１５〜２５度小さく設定すればよい。具
体的には、圧入前端側の側壁傾斜角を約４０度に設定し
た場合、圧入後端側の側壁傾斜角を１５〜２５度に設定
すればよい。この圧入前端側の側壁傾斜角４０度に対
し、圧入後端側の側壁傾斜角を１５〜２５度の範囲とし
たのは、軸直角方向、設定ばね定数や圧縮率等にも関連
するため、一義的に決定できないからであり、また、１
５度よりも小さいと圧入後に圧入後端側の凹部がゴムの
変形により消滅してしまい、圧入部材との接触面積で決
まるばね定数が正確に設定できないと考えられるからで
あり、さらに、２５度よりも大きいと、圧入後にゴムの
変形により膨張屈曲部が形成されてしまうからである。

【００１６】なお、図２に示す実施の形態のごとく、あ
る特定条件下、圧入後端側の側壁傾斜角αを４０度、圧
入前端側の側壁傾斜角βを２０度に設定した場合、圧入
後の側壁にゴムの膨張屈曲部が全く形成されず、好適な
結果が得られた。

【００１７】このように、凹部側壁の傾斜角の設定は圧
入時の軸方向への膨張による屈曲部の形成を防止するこ
とができるので、この側壁部分で、屈曲疲労時にしわの
発生が防止でき、耐久性が大幅に改善される。また、膨
張屈曲部が存在しないため、圧入部材接触部のばね特性
も安定することになる。

【００１８】さらに、圧入時におけるゴムの軸方向への
流動も円滑となり、外筒やサスペンションアーム等への
ゴムブッシュの装着も行いやすくなり、生産性の向上に
も繋がる。また、凹部側壁に残留応力が発生しないた
め、圧入部材接触部の圧入状態が安定化されて、軸方向
から外力による耐抜け性が著しく改善される。

【００１９】なお、本発明は、圧入部材への圧入時にお
けるゴムブッシュの周状凹部の側壁の変形防止を目的と
しており、圧入後においても周状凹部が残る形態のゴム
ブッシュを対象としている。圧入後において周状凹部が
残らない形態のゴムブッシュでは、圧入によりゴムがゴ
ムフランジ側に流動することになり、ばね特性、振動疲
労等の問題は発生しないと考えられるので、本発明の適
用対象外である。

【００２０】しかしながら、凹部側壁の変形防止の観点
から考察すれば、ゴム状弾性体を固着する軸部材につい
ては、中実状態のロッド、パイプ状のもののいずれであ
ってもよく、さらに拡大して、中心部にロッドを挿通可
能で外周部にゴム状弾性体が固着された内筒をも含むこ
とができる。また、中実状態のロッド、パイプを問わ
ず、軸直角方向のばね定数を高くするとともに、こじり
方向のばね定数を低く抑えるために、軸部材の軸方向中
央部に半球面状の突部が形成された、いわゆるバルジタ
イプのゴムブッシュにおいても本発明を適用できる。さ
らに、軸部材が内筒等のパイプ状のものの場合、ゴム状
弾性体との固着は、加硫接着方式のみならず、圧入方式
を採用してもよい。

【００２１】また、ゴム状弾性体は、一般的に防振ゴム
に使用される天然ゴムあるいは合成ゴム、あるいは樹脂
性のエラストマーであれば、どのような素材であっても
よい。また、ゴム状弾性体の中央接触部の外形形状は、
丸棒状のみならず、軸方向中央が窪んだ凹状形状や逆に
膨らんだ凸状のもの等であっても本発明を適用できる。
また、ゴム状弾性体を内嵌圧入する圧入部材は、外筒や
サスペンションアーム等の連結筒等のいずれであっても
本発明を適用できる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
面に基づいて説明する。

【００２３】図１は本発明の一実施の形態を示す自動車
のサスペンションの主要部を示す分解斜視図である。図
１のごとく、本発明に係るゴムブッシュ１は、マクファ
ーソン・ストラット式のサスペンションのロアーアーム
２において、車体側フレーム３の連結部４に使用される
もので、圧入部材であるロアーアーム２の連結筒５に圧
入して使用されるものである。

【００２４】図２は圧入前のゴムブッシュ１の状態を示
す断面図、図３は同じく圧入後のゴムブッシュの状態を
示す断面図である。図２及び図３のごとく、このゴムブ
ッシュ１は、その軸部材６と、その周囲に加硫接着さ
れ、かつ軸方向から圧入する圧入部材５に比べて軸長を
長くさせたゴム状弾性体７とを備えている。

【００２５】ゴム状弾性体７は、その軸方向両端にゴム
フランジ８、９が形成され、その内側の領域が圧入部材
である連結筒５の嵌合部１０とされている。この嵌合部
１０は、その軸方向中央部に圧入前の外径が連結筒５の
内径よりも大径に形成され、連結筒５の内面と接触する
接触部１１と、その両側にゴムフランジ８、９に至るま
で形成された周状の凹部１２、１３とから構成されてい
る。

【００２６】周状の凹部１２、１３は、嵌合部１０を連
結筒５に圧入したときの接触部１１のゴムの軸方向への
流動を許容して、圧入後においても周状の凹部１２、１
３が存在する程度の深さで、両凹部１２、１３が同一深
さに設定されている。

【００２７】圧入前におけるゴム弾性体７の周状凹部１
２、１３は、その側壁のうち、少なくとも圧入部材接触
部１１側の側壁１４、１５が、接触部１１に向かって徐
々に大径となる円錐状の傾斜面とされ、この両傾斜面の
うち、圧入後端側の凹部側壁１５の軸線Ａ（軸部材の軸
中心線）に対する傾斜角βが圧入前端側の側壁１４の軸
線Ａに対する傾斜角αよりも小さく設定されている。そ
の結果、圧入前端側の側壁１４の幅Ｌ２に対して、圧入
後端側の側壁１５の幅Ｌ１が長くなるようになってい
る。一方、各凹部１２、１３のゴムフランジ側の側壁
は、嵌合する連結筒５の端部壁面に合わせてほぼ垂直壁
とされている。

【００２８】ゴムフランジ８、９は、圧入後に連結筒５
から抜け落ちないように、接触部１１の外径よりも大径
に形成されている。また、ゴムフランジ８、９は、連結
筒５に圧入したときに両側から連結筒５への圧入を容易
にするため、圧入前端側のゴムフランジ８の外側壁が円
錐面とされており、また、圧入後端側のゴムフランジ９
の肉厚が薄く形成され、圧入時における連結筒５による
軸方向への変形を容易にしている。

【００２９】前記軸部材６は、中実状態のロッドの鍛造
品であり、圧入後端側のゴムフランジ９の外側に連結筒
の脱落防止用のフランジ１８が一体的に成形され、両外
端に車体への取り付け用連結孔１９が形成されている。
なお、図示しないが、連結筒５への圧入後に軸部材６の
圧入側前端に、連結筒５の脱落防止用のフランジが嵌合
装着される。

【００３０】前記周状凹部１２、１３の側壁１４、１５
の傾斜角α、βは、ゴム状弾性体７の圧入前の嵌合部の
径、圧縮率、設定ばね定数等によって一様ではないが、
具体的に例示すると、軸部材６の外径を２０ｍｍ、連結
筒５の軸方向長さ４４ｍｍ、内径が３０ｍｍ、ゴムフラ
ンジ８、９の外径が３４ｍｍ、ゴムフランジ間の距離が
３５ｍｍ、接触部１１の外径が３２ｍｍ、接触部１１の
軸方向長さが１８ｍｍ、周状凹部１２、１３の深さを
２．５ｍｍ（底部の径が２７ｍｍ）とした場合、圧入前
端側の凹部１２の接触部１１側の側壁傾斜角αを４０
度、圧入後端側の凹部１３の接触部１１側の側壁傾斜角
βを２０度に設定すれば、図３のごとく、圧入後におけ
る圧入後端側の凹部側壁１３にゴムの軸方向への流動に
よる膨張屈曲部が形成されなかった。

【００３１】図４はゴムブッシュ１の連結筒５への圧入
工程を示す図である。連結筒５への圧入作業は、図５に
示す従来の方法と同様な方法で行われる。すなわち、ゴ
ムブッシュ１を連結筒５に圧入する場合、図４の（ａ）
の矢印のごとく、圧入前端側のゴムフランジ８を、連結
筒５の軸方向一端側５ａから、その他端部開口縁５ｂに
係合するまで挿入することになる。

【００３２】このとき、圧入前のゴムフランジ８、９の
間隔は、連結筒５の軸方向幅よりも小に設定されている
ため、圧入前端側のゴムフランジ８が連結筒５の他端部
開口縁５ｂに係合するには、図４の（ｂ）の位置までゴ
ムブッシュ１を過量に挿入移動させることになり、その
後、軸方向の挿入力を解除することにより、ゴム状弾性
体７の復元力を利用して、図４の（ｃ）の位置に安定さ
せることになる。

【００３３】この場合、圧入後端側の凹部１３の側壁１
５の圧入前傾斜角βを圧入前端側の凹部１２の側壁１４
の傾斜角αに対して小さく設定しているから、圧入後の
圧入後端側の側壁１５には、図４の（ｃ）のごとく、ゴ
ムの流動による膨張屈曲部が存在せず、圧入前端側の側
壁傾斜角とほぼ等角の傾斜面となる。

【００３４】そのため、側壁部にしわ等が発生せず、耐
久性を向上させることができる。また、側壁１５に屈曲
部が存在しないため、連結筒５の接触部である接触部中
央部で定まるばね定数にも影響を与えることなく、設定
ばね定数も安定したものになる。また、従来では、膨張
屈曲部の存在が圧入押圧力を増大させる起因になるが、
本実施の形態では、屈曲部が存在しないので、連結筒５
の嵌合装着が容易になり、生産性が向上することにな
る。

【００３５】また、連結筒５が抜け落ちる可能性も極力
抑えることができた。連結筒５の引き抜き力を図５に示
す従来のものと比較試験を行った。試験条件として、軸
部材に軸方向から一定の力（例えば、１００ｋｇｆ）を
与えておきながら、連結筒とゴムブッシュとの間で相対
的に±１５度の振幅を与え、連結筒から軸部材が抜け出
し始める振幅回数で引き抜き力の評価を行った。その結
果、従来のものが約２０万回で軸部材が抜け出し始めた
のに対し、本実施の形態で示すものは約５０万回で抜け
出し始め、従来に比べて約２．５倍の引き抜き耐力があ
ることが実証された。

【００３６】

【発明の効果】以上の説明から明らかな通り、本発明に
よると、ゴムブッシュの両端ゴムフランジの内側に形成
された周状凹部のうち、圧入後端側の凹部側壁の傾斜角
を圧入前端側の凹部側壁の傾斜角よりも小さく設定した
ので、圧入後において、圧入後端側の側壁にゴムの流動
変形による膨張屈曲部ができず、そのため、耐久性が向
上し、安定したばね特性が得られ、また、圧入部材の抜
け落ちも防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態を示す自動車のサスペン
ションの主要部を示す分解斜視図

【図２】ゴムブッシュの圧入前の状態を示す断面図

【図３】ゴムブッシュの圧入後の状態を示す断面図

【図４】ゴムブッシュの連結筒への圧入工程を示す図

【図５】従来のゴムフランジ付きのゴムブッシュを圧入
部材へ圧入する工程を示す図

【符号の説明】

Ａ 軸線 α、β 傾斜角 １ ゴムブッシュ ２ ロアーアーム ５ 連結筒 ６ 中央軸部材 ７ ゴム状弾性体 ８、９ ゴムフランジ １０ 嵌合部 １１ 接触部 １２、１３ 周状凹部 １４、１５ 側壁

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸部材の周囲に固設され、軸方向から外
   嵌圧入する圧入部材に比べて軸長を長くさせたゴム状弾
   性体を含み、該ゴム状弾性体の軸方向両端部にゴムフラ
   ンジが形成され、該ゴムフランジの軸方向内側に周状の
   凹部が形成された圧入型ゴムブッシュにおいて、 前記両凹部の少なくとも軸方向中央部の圧入部材接触部
   側の側壁が、軸方向中央部に向かって徐々に大径となる
   円錐状の傾斜面とされ、この両側壁のうち、圧入後端側
   の凹部側壁の軸線に対する傾斜角が、圧入前端側の凹部
   側壁の軸線に対する傾斜角よりも小さく設定されている
   ことを特徴とするゴムブッシュ。
2. 【請求項２】前記圧入後端側の側壁の傾斜角が、圧入前
   端側の側壁の傾斜角に対し、１５〜２５度小さく設定さ
   れた請求項１記載のゴムブッシュ。
3. 【請求項３】前記圧入前端側の凹部の圧入部材接触部側
   の側壁傾斜角が４０度に設定されているのに対し、前記
   圧入後端側の凹部の圧入部材接触部側の側壁傾斜角が１
   ５〜２５度に設定された請求項１記載のゴムブッシュ。