JP2003521655A - ゴム軸受け - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、ねじりおよび自在運動に基づき生ぜしめられる負荷の、改善された吸収を伴うゴム軸受け、有利には、いわゆる「単純ゴム軸受け」に関する。本発明の課題は、ゴム軸受けを改良して、ゴム軸受けが単純な構造を有していると同時に、軸方向の剛性と半径方向の剛性との間の比率に関して幅広い範囲内で可変であるようにすることである。この課題は、エラストマ内に、それぞれ軸方向の軸受け端部から出発して軸方向で軸受け内部に延びる、軸受け軸線を中心として全周にわたって経過する２つの自由溝が配置されている軸受けによって解決される。軸受け軸線に対するこの自由溝の間隔および／または自由溝の幅は周期的に常に変化している。両自由溝の間にその経過に関して位相ずれが存在している。同時にエラストマ内に、同じ軸方向の耐負荷性の繊維が、変化する経過方向によって交差複合体を形成している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は、ねじりおよび自在運動（Ｋａｒｄａｎｉｋ）に基づき生ぜしめられ
る負荷の、改善された吸収を伴うゴム軸受けに関する。本発明は、有利には、同
軸的に配置された両嵌込み部分がエラストマによって互いに固着して結合されて
いる単純ゴム軸受け（Ｅｉｎｆａｃｈ−Ｇｕｍｍｉｌａｇｅｒ）に関する。しか
し、本発明の基本的な思想は、複数の部分から成るゴム軸受けにも転用可能であ
るかまたは特定の目的のために付加的な嵌込み部分または当接板が設けられてい
るようなゴム軸受けにも転用可能である。

【０００２】 ゴム軸受けは、主として、車両構造において種々異なる目的のために使用され
る。この場合、具体的な使用目的に応じて、極めて種々異なる耐負荷性要求が軸
受けに課せられる。たとえばホイールサスペンションに関連して走行機構の領域
で使用される特別な軸受けは、ねじりもしくは自在運動による激しい負荷にもさ
らされている。この場合、軸受けをその軸方向のかつ半径方向の剛性に関してこ
れらの負荷に適合させることが必要となる。

【０００３】 慣用の構造の単純ゴム軸受けは、付加的な手段なしに、軸方向の剛性と半径方
向の剛性との間にほぼ１：３の「自然の」比率を有している。この比率を、生ぜ
しめられる自在運動負荷またはねじり応力に一層良好に適合させる形式で変える
目的で、従来、軸受けのために複雑な嵌込み部分または当接板を設けることが必
要であった。このことは、部分的にかなり手間のかかる構成を招いてしまう。さ
らに、このような形式の部分は、ねじりおよび自在運動の移行に関して望ましく
ない制限も別の箇所に招いてしまう。手間のかかる構成は、手間のかかる製造ひ
いては高い製造費用を生ぜしめる。さらに、相応の検査上部構造の検査および構
成のために大きな手間が生ぜしめられる。顧客のもとでの組付け、特に方向に関
連した耐負荷性に関する正確な位置決めも比較的複雑となる。

【０００４】 ドイツ連邦共和国特許出願公開第２８３８３９１号明細書には、内側部分と外
側スリーブとの特殊な構成によって、軸方向で加えられた力の、改善された吸収
を保証するゴム軸受けが記載されている。この軸受けでは、内側部分の周壁面と
外側スリーブの周壁面とが軸受け軸線に対して傾けられている。軸方向の力の導
入時には、内側部分と外側スリーブとが両部分の特殊な形状付与によって半径方
向で相対的に移動させられる。しかし、前記ドイツ連邦共和国特許出願公開第２
８３８３９１号明細書により形成された軸受けは、特に外側スリーブの形状に関
して、あらゆる使用目的のために考慮されていない。

【０００５】 ドイツ連邦共和国特許出願公開第３３４６６６５号明細書に基づき、自在運動
による変位運動を吸収するための弾性的な軸受けが公知である。図示の解決手段
によれば、中空の加工成形部がジョイントの両端面でジョイントボディに形成さ
れている。これによって、ジョイントボディのために、自在運動による変位運動
時に強制案内が提供されている。

【０００６】 本発明の課題は、ゴム軸受けを改良して、ゴム軸受けが単純な構造を有してい
ると同時に、軸方向の剛性と半径方向の剛性との間の比率に関して幅広い範囲内
で可変であり、したがって、特に場合によって生ぜしめられるねじりおよび／ま
たは自在運動による負荷に関してあらゆる使用目的に適合可能であるようにする
ことである。

【０００７】 この課題は、請求項１の特徴を備えたゴム軸受けによって解決される。

【０００８】 本発明による軸受けの有利な改良形もしくは構成は従属請求項に記載されてい
る。

【０００９】 有利には単純ゴム軸受けとして形成されているゴム軸受けは、自体公知の形式
で、ほぼ円筒状の内側部分と、この内側部分を中心として同軸的に配置された管
状の外側スリーブと、エラストマから形成された、内側部分と外側スリーブとの
間に配置されて加硫によって内側部分と外側スリーブとに結合された押圧体とか
ら成っている。たいてい、このようなゴム軸受けの内側部分と外側スリーブとは
円筒形状を有している。しかし、この形状は特定の使用目的のために異なってい
てもよく、したがって、横断面は楕円形でもよいし、これに近い形状でもよく、
または内側部分と外側スリーブとはその軸方向の延びの途中に段部を有すること
ができる。ここでは、本発明による基本的な思想の使用可能性は言及されないま
まである。本発明にとって重要であることは、エラストマ内に、それぞれ軸方向
の端部から出発して軸方向で軸受け内部に延びる、軸受け軸線を中心として全周
にわたって経過する、特別に形成された２つの自由溝が配置されていることであ
る。両自由溝の特別な構成は、軸受け軸線に対する自由溝の半径方向の間隔およ
び／または自由溝の幅が周期的に変化している点にある。この場合、両自由溝の
間に、軸受け軸線に対する半径方向の間隔の変化および／または幅の変化によっ
て規定された自由溝の経過に関して位相ずれが存在している。この場合、両自由
溝の経過は、有利には同じサイクルに追従している。さらに、本発明によれば、
エラストマによって形成された押圧体内に、同じ軸方向の耐負荷性の繊維が、変
化する経過方向によって交差複合体を形成している。さらに基本的に同じ構造を
備えた軸受けにおいて、交差複合体を形成する繊維の、軸受け軸線に対する角度
の規定によってかつ／または自由溝の輪郭経過の、種々異なる加工成形によって
、半径方向の剛性と軸方向の剛性との間の比率を極めて簡単に変えることができ
ることが本発明にとって重要であると分かった。

【００１０】 さらに、本発明の有利な構成では、両自由溝の軸方向の深さが、軸受けの全周
にわたって変化しており、少なくとも部分的に両自由溝が、軸方向の中点を越え
て軸受け内部に突入している。この場合、両自由溝の経過の間に存在する位相ず
れは、軸受け全周の、両自由溝が軸受け中点を越えて延びる区分で、両自由溝の
底部が、互いに異なる半径方向の間隔を軸受け軸線に対して有しているように選
択されている。

【００１１】 交差複合体を形成する繊維の角度を適宜に規定した場合にかつ／または自由溝
の幾何学的形状において、軸受けの軸方向の剛性と半径方向の剛性との間の比率
は、１：３の間の範囲内でかつほぼ１：１に調整可能となる。

【００１２】 軸受けの有利な構成によれば、軸受け軸線に対する自由溝の、周期的に変化す
る間隔が、自由溝の内側の輪郭のほぼ凹状の経過によって規定されている。この
内側の輪郭は、エラストマの、軸受け内側部分との結合部の領域における各材料
厚さによっても規定されている。別の有利な構成は、自由溝の外側の輪郭の相応
の経過によって提供されている。この場合、エラストマの、外側スリーブとの結
合部の領域における材料厚さは同じく凹状の経過に追従している。これによって
、自由溝の幅の相応の周期的な変化が提供されている。

【００１３】 さらに、前述した有利な両構成を組み合わせて、具体的な有利な構成は、自由
溝の内側輪郭だけでなく外側輪郭も凹状の経過を有していることによって得られ
る。この場合、この変化形では、凹状の両輪郭経過の間の相応の位相ずれによっ
て、軸受け軸線に対する自由溝の間隔を不変の幅で凹状の経過に追従して変化さ
せる経過が自由溝のために達成される。

【００１４】 自由溝の内側の輪郭のかつ／または外側の輪郭の凹状の経過が、少なくとも２
つのサイクルにわたって延びていると有利である。すなわち、輪郭経過において
、エラストマの最大の材料厚さの少なくとも２つの点と最小の材料厚さの少なく
とも２つの点とが、エラストマの、内側部分および／または外側スリーブとの結
合部の領域に提供されている。

【００１５】 交差複合体が、同じ軸方向の耐負荷性の両繊維の間に形成されており、自由溝
輪郭の第１の繊維が、軸受け内側部分および外側スリーブの軸方向の一方の端部
との結合部を有しているのに対して、第１の繊維に角度を成して交差する第２の
繊維が、軸受け内側部分の軸方向の他方の端部と外側スリーブとに結合されてい
る軸受けの構成が特に有利である。

【００１６】 本発明による軸受けの有利な改良形によれば、エラストマによって形成された
押圧体に、軸方向に延びる貫通部を設けることができる。この手段によって、軸
受けの周方向に種々異なる半径方向の剛性を付与することが可能となる。本発明
による軸受けの改良形によって、ねじり時もしくは自在運動による負荷時の特性
に影響を与えるための別の有利な構成が提供されている。この構成では、自由溝
の輪郭を規定する繊維に局所的な膨出部が形成されている。この膨出部によって
、ねじり時または自在運動時に軸受けに生ぜしめられる応力の一層良好な分配が
可能となる。このためには、この膨出部が、自由溝の内側輪郭に、エラストマの
、内側部分との結合部の領域における最大の材料厚さの点の周辺で形成されてい
ると有利である。

【００１７】 以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。

【００１８】 図１ａおよび図１ｂには、本発明により形成された軸受けの基本的な構造が示
してある。図１ａは、軸方向で見た簡単な概略的な平面図である。さらに、図１
ｂには、図１ａに示した軸受けが等尺図で示してある。

【００１９】 軸受けは、自体公知の形式で、ほぼ円筒状の内側部分１と、この内側部分１を
中心として同軸的に配置された管状の外側スリーブ２と、前述した金属製の両部
分の間に配置された押圧体とから成っている。エラストマ３によってもしくはゴ
ムから形成された押圧体は内側部分１と外側スリーブ２とに加硫によって結合さ
れている。図面から、軸方向の両軸受け半部に形成された自由溝４，４′の経過
を明確に認識することができる。図示の例では、軸受け軸線５に対する自由溝４
，４′の間隔は凹状の経過に基づき変化している。図面から分かるように、この
経過は３つのサイクルを有している。したがって、内側部分１に結合されたエラ
ストマ３の最大の材料厚さの３つの領域と最小の材料厚さの３つの領域とがそれ
ぞれ形成されている。外側スリーブ２の領域でもエラストマ３の材料厚さは凹状
の経過を有している。もっとも、ここでは、材料厚さの経過は内側部分１におけ
る経過に対して位相ずれもしくは移相している。このことは、図１ａから明らか
となる。図１ａには、観察側とは反対の側に位置する軸受け半部に設けられた自
由溝４，４′の経過が破線で示してある。図示の例示的な構成では、確かに軸受
け軸線５に対する自由溝４，４′の間隔は変化しているが、しかし、この自由溝
４，４′の幅は全経過においてほぼ均一に保たれている。このことは、図１ａの
概略図では認識することができないが、しかし、図１ｂよって良好に明らかとな
る。自由溝４に対する自由溝４′の経過が位相ずれを有していることも認識する
ことができる。

【００２０】 図１ｃには、図１ａもしくは図１ｂに示した軸受けの断面図が示してある。こ
の場合、理解しやすくするために、押圧体の、交差複合体を形成する繊維６，６
′の繊維経過は強調して図示してある。図面から分かるように、ゴム輪郭８の第
１の繊維６は軸受けの軸方向の上端部と外側スリーブ２とに結合されている。第
１の繊維６に交差する第２の繊維６′は軸方向の下端部と、同様に外側スリーブ
２とに結合されている。軸受け軸線５に対する両繊維６，６′の角度を適宜に規
定することによって、半径方向の剛性と軸方向の剛性との間の比率が規定可能と
なる。この角度が鋭角になればなるほど、この場合、軸方向の剛性はますます増
大する。自由溝４，４′の経過を同時に適宜に形成すると、半径方向の耐負荷性
と軸方向の耐負荷性とに関してほぼ１：１の比率を生ぜしめることができる。こ
の場合、図１ｃの断面図につき、半径方向の剛性が、軸方向でオーバラップする
自由溝４，４′によってどの程度まで減少させられるのかが極めて良好に明らか
となる。自由溝４，４′の経過の位相ずれによって、この自由溝４，４′の、軸
方向の延びに関して重なり合う底部１０，１０′は、互いに異なる半径方向の間
隔を軸受け軸線５に対して有している。これによって、押圧体の結束が保証され
ると同時に押圧体の厚さが減少させられる。これによって、軸受けはその特徴に
関して半径方向でより軟性となる。

【００２１】 さらに、図２ａには、本発明による軸受けの構成が、軸方向から見た平面図で
示してある。この平面図には、図２ｃ〜図２ｊの軸方向断面図に関する、種々異
なる形式で延びる断面線が示してある。この例では、自由溝４，４′が、図１の
例とはやや異なる輪郭経過を有している。しかし、ここでも、軸受け軸線５に対
する溝間隔と溝幅とは周期的に変化している。このことは、図２ｂによってさら
に良好に明らかとなる。自由溝４，４′に対して付加的にエラストマ３にさらに
２つの貫通部７が設けられている。両貫通部７によって、軸受けは、種々異なる
半径方向に対しても種々異なる剛性を有している。

【００２２】 さらに、図２ｃ〜図２ｊには、軸受けが、それぞれ図２ａに示した断面線に沿
った種々異なる断面図で示してある。さらに、これによって、両自由溝４，４′
がその輪郭の、規定された変化サイクルによって内側部分１と外側部分２との間
でどのように蛇行しているのかということが明らかとなる。この場合、押圧体を
形成する繊維６，６′の交差複合体も認識することができる。

【００２３】 図３には、図１および図２に示した軸受けと同じ形式で形成された軸受けの有
利な改良形が示してある。本発明のこの改良形では、エラストマ３のウェブの領
域、すなわち、内側部分１に結合されたエラストマ３の最大の材料厚さの点の周
辺に、周面で環状に延びる局所的な膨出部９が形成されている。この膨出部９に
よって、ねじりおよび自在運動による負荷時により良好に応力分配するために、
軸受けの校正および微調整を達成することができる。

【００２４】 図４ａおよび図４ｂには、本発明による軸受けの構成が示してある。この構成
では、嵌込み部分、つまり内側部分１と外側スリーブ２との形状が、前述した構
成に比べてやや変えられている。これによって、設定された使用目的への最適な
適応を目指して特徴特性に付加的に影響を与えることができ、場合によっては、
半径方向の剛性と軸方向の剛性との比率をこの最適化の方向で校正することがで
きる。図示の例では、自由溝４，４′の底部１０，１０′が１つの平面に位置し
ているので、アンダカットもしくは自由室は形成されていない。

【００２５】 本発明によるゴム軸受けは、このゴム軸受けが、付加的な嵌込み部分なしで十
分となる比較的単純な構造によって、半径方向の剛性と軸方向の剛性との間の比
率に関連して、基本的な構造上の構成を変えることなしに幅広い範囲内で可変で
あるということによって特徴付けられている。これによって、製造が簡単になる
と同時に製造費用が相応に削減される。付加的な補助手段が不要であることに基
づき、特徴比率の検査も簡単となる。このことは、顧客のもとでの組付けのため
にも同じく適している。さらに、付加的な嵌込み部分が設けられていないことに
よって、軸受けは別の公知の構成に比べて少ない重量を有している。それにもか
かわらず、軸受けは大きなねじりモーメントを吸収することができ、長い自在運
動距離によって、自在運動による一層大きな負荷にも耐えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１ａ】 本発明による軸受けを軸方向から見た概略的な平面図である。

【図１ｂ】 図１ａに示した軸受けの等尺図である。

【図１ｃ】 図１ａに示した軸受けの軸方向の断面図である。

【図２ａ】 種々異なる断面線を備えた、本発明による軸受けの構成を軸方向から見た平面
図である。

【図２ｂ】 図２ａに示した軸受けの等尺図である。

【図２ｃ】 図２ａに示したＨ−Ｈ断面線に沿って案内された軸方向の断面を備えた軸受け
の断面図である。

【図２ｄ】 図２ａに示したＩ−Ｉ断面線に沿って案内された軸方向の断面を備えた軸受け
の断面図である。

【図２ｅ】 図２ａに示したＪ−Ｊ断面線に沿って案内された軸方向の断面を備えた軸受け
の断面図である。

【図２ｆ】 図２ａに示したＫ−Ｋ断面線に沿って案内された軸方向の断面を備えた軸受け
の断面図である。

【図２ｇ】 図２ａに示したＤ−Ｄ断面線に沿って案内された軸方向の断面を備えた軸受け
の断面図である。

【図２ｈ】 図２ａに示したＥ−Ｅ断面線に沿って案内された軸方向の断面を備えた軸受け
の断面図である。

【図２ｉ】 図２ａに示したＦ−Ｆ断面線に沿って案内された軸方向の断面を備えた軸受け
の断面図である。

【図２ｊ】 図２ａに示したＧ−Ｇ断面線に沿って案内された軸方向の断面を備えた軸受け
の断面図である。

【図３】 一方の自由溝の内側輪郭の領域に付加的な局所的な膨出部を備えた軸受けの軸
方向の断面図である。

【図４ａ】 内側部分および外側スリーブのための、変えられた形状を備えた、本発明によ
り形成された軸受けの等尺図である。

【図４ｂ】 図４ａに示した軸受けの軸方向の断面図である。

【符号の説明】

１ 内側部分、 ２ 外側スリーブ、 ３ エラストマ、 ４，４′ 自由溝
、 ５ 軸受け軸線、 ６，６′ 繊維、 ７ 貫通部、 ８ ゴム輪郭、 膨
出部、 １０，１０′ 底部

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ゴム軸受け、有利には単純ゴム軸受けであって、ほぼ円筒状
   の内側部分（１）と、該内側部分（１）を中心として同軸的に配置された管状の
   外側スリーブ（２）と、エラストマ（３）から成る、内側部分（１）と外側スリ
   ーブ（２）との間に配置されて加硫によって内側部分（１）と外側スリーブ（２
   ）とに結合された押圧体とが設けられている形式のものにおいて、エラストマ（
   ３）内に、それぞれ軸方向の軸受け端部から出発して軸方向で軸受け内部に延び
   る、軸受け軸線（５）を中心として全周にわたって経過する２つの自由溝（４，
   ４′）が配置されており、軸受け軸線（５）に対する自由溝（４，４′）の半径
   方向の間隔および／または自由溝（４，４′）の幅が、周期的に常に変化してお
   り、両自由溝（４，４′）の間に、軸受け軸線（５）に対する半径方向の間隔の
   変化および／または幅の変化によって規定された、有利には同じサイクルに追従
   する自由溝（４，４′）の経過に関して位相ずれが存在しており、エラストマ（
   ３）によって形成された前記押圧体内に、同じ軸方向の耐負荷性の繊維（６，６
   ′）が、変化する経過方向によって交差複合体を形成しており、これによって、
   さらに基本的に同じ構造を備えた軸受けにおいて、半径方向の剛性と軸方向の剛
   性との間の比率が、交差複合体を形成する繊維（６，６′）の、軸受け軸線（５
   ）に対する角度の、種々異なる規定によってかつ／または自由溝（４，４′）の
   輪郭経過の、種々異なる加工成形によって可変であることを特徴とする、ゴム軸
   受け。
2. 【請求項２】 両自由溝（４，４′）の軸方向の深さが、軸受けの全周にわ
   たって変化しており、少なくとも部分的に両自由溝（４，４′）が、軸方向の中
   点を越えて軸受け内部に突入しており、軸受け全周の、両自由溝（４，４′）が
   軸受け中点を越えて延びる区分で、両自由溝（４，４′）の底部（１０，１０′
   ）が、互いに異なる半径方向の間隔を軸受け軸線（５）に対して有しているよう
   に、両自由溝（４，４′）の経過の間に存在する位相ずれが選択されている、請
   求項１記載のゴム軸受け。
3. 【請求項３】 軸方向の剛性と半径方向の剛性との間の比率が、交差複合体
   を形成する繊維（６，６′）の、軸受け軸線（５）に対する角度の適宜な規定お
   よび／または自由溝（４，４′）の幾何学的形状によって１：３の間の範囲内で
   かつほぼ１：１に調整可能である、請求項１または２記載のゴム軸受け。
4. 【請求項４】 軸受け軸線（５）に対する自由溝（４，４′）の、周期的に
   変化する間隔が、エラストマ（３）の、軸受け内側部分（１）との結合部の領域
   における各材料厚さによって規定された、自由溝（４，４′）の内側の輪郭のほ
   ぼ凹状の経過によって規定されている、請求項１から３までのいずれか１項記載
   のゴム軸受け。
5. 【請求項５】 自由溝（４，４′）の、周期的に変化する幅が、エラストマ
   （３）の、軸受けの外側スリーブ（２）との結合部の領域における各材料厚さに
   よって規定された、自由溝（４，４′）の外側の輪郭のほぼ凹状の経過によって
   規定されている、請求項１から３までのいずれか１項記載のゴム軸受け。
6. 【請求項６】 軸受け軸線（５）に対する自由溝（４，４′）の間隔が、不
   変の幅でほぼ凹状の経過を有しており、エラストマ（３）の、軸受けの外側スリ
   ーブ（２）との結合部の領域における各材料厚さによって規定された、自由溝（
   ４，４′）の外側の輪郭が、内側の輪郭に対して相応する位相ずれで同じく凹状
   の経過に追従している、請求項１から３までのいずれか１項記載のゴム軸受け。
7. 【請求項７】 自由溝（４，４′）の内側の輪郭のかつ／または外側の輪郭
   の凹状の経過が、少なくとも２つのサイクルを有しており、これによって、輪郭
   経過において、エラストマ（３）の最大の材料厚さの少なくとも２つの点と最小
   の材料厚さの少なくとも２つの点とが、エラストマ（３）の、内側部分（１）お
   よび／または外側スリーブ（２）との結合部の領域に提供されている、請求項３
   から６までのいずれか１項記載のゴム軸受け。
8. 【請求項８】 前記交差複合体が、同じ軸方向の耐負荷性の両繊維（６，６
   ′）の間に形成されており、一方の自由溝（４，４′）の内側の輪郭（８）の第
   １の繊維（６）が、軸受け内側部分（１）および外側スリーブ（２）の軸方向の
   一方の端部との結合部を有しているのに対して、他方の自由溝（４，４′）の内
   側の輪郭（８）の第２の繊維（６′）が、軸受け内側部分（１）および外側スリ
   ーブ（２）の軸方向の他方の端部に結合されている、請求項１から７までのいず
   れか１項記載のゴム軸受け。
9. 【請求項９】 エラストマ（３）によって形成された押圧体が、軸方向で延
   びる貫通部（７）を有しており、該貫通部（７）によって軸受けが、種々異なる
   半径方向の剛性を周方向で有している、請求項１から８までのいずれか１項記載
   のゴム軸受け。
10. 【請求項１０】 自由溝（４，４′）の輪郭（８）を規定する繊維（６，６
    ′）に、局所的に付加的な膨出部（９）が形成されている、請求項１から９まで
    のいずれか１項記載のゴム軸受け。
11. 【請求項１１】 付加的な膨出部（９）が、自由溝（４，４′）の内側輪郭
    （８）に、エラストマ（３）の、内側部分（１）との結合部の領域における最大
    の材料厚さの点の周辺で形成されている、請求項１０記載のゴム軸受け。