JP2004138212A - ブッシュ - Google Patents

Abstract

【課題】環境温度が変化した場合でも、圧入される相手材との間の抜け力が低下して相手材からブッシュが外れてしまう恐れのない、軽量性に優れたブッシュを提供すること。
【解決手段】内筒金具１２と樹脂スリーブ１４とがゴム弾性体１８にて弾性的に連結せしめられたアームブッシュ１０において、金属リング１６を、樹脂スリーブ１４の内周面に接するように、樹脂スリーブ１４内へと挿入し、ゴム弾性体１８にて、それら内筒金具１２の外周面と樹脂スリーブ１４及び金属リング１６の内周面のそれぞれを加硫接着せしめて、アームブッシュ１０を形成した。
【選択図】　　　　　図１

Description

【０００１】
【技術分野】
本発明は、ブッシュ、特にサスペンションアーム等に用いられる防振ゴムブッシュの改良に係り、中でも、圧入によってアームに組み付けられたブッシュの外筒部材が熱によって変形等した際でも、相手材から抜け外れてしまうといった問題を解消した防振ゴムブッシュに関するものである。
【０００２】
【背景技術】
従来から、二つの部材の間を弾性的に連結すべく、ゴム外周部に外筒金具が加硫接着等により一体的に設けられてなるゴムブッシュが、広く用いられてきている。特に、自動車等の車両においては、そのようなゴムブッシュの一つである防振ゴム（ブッシュ）として、同心的に若しくは偏心して配された外筒金具及び内筒金具と、それら内、外筒金具間に位置して、それら金具を連結するゴム弾性体とからなる構造のものが採用され、その内筒金具側が一方の部材に、また外筒金具側が他方の部材に、それぞれ取り付けられて、それら二つの部材間を防振連結せしめるようになっている。
【０００３】
そして、そのような防振ゴムにあっては、近年、軽量化等の目的をもって、外筒金具を、ナイロン等の樹脂の如き、金属以外の材質を用いて形成した、防振ゴムブッシュが、開発されてきている。しかしながら、そのような防振ゴムブッシュにあっては、例えば、サスペンションアームのアームアイに圧入されて使用される際に、樹脂製とされた外筒部材は、金属製のものよりも強度が低いため、相手材に対して大きな力で圧入することが出来ず、そのため、充分な抜け力を確保することが難しい問題を内在している。しかも、環境温度が高くなった際には、樹脂製とされた外筒部材にへたりが発生してしまうため、締め代が減少し、抜け力が低下してしまうといった問題もあったのである。また、逆に、温度が低くなった場合にあっても、そのような樹脂製の外筒部材が収縮して、外径が減少するため、抜け力が低下してしまい、その結果、圧入された相手材から防振ゴムブッシュが抜け外れてしまうといった問題も内在するものであった。
【０００４】
そこで、かかる問題を解決するために、例えば、特許文献１には、相手材に圧入される合成樹脂製の外筒と金属製の内筒とをゴム弾性体にて一体的に連結したブッシュにおいて、前記合成樹脂製の外筒の外周面に、金属製リングを一体的に埋設せしめてなる構造のブッシュが、提案されている。このような構成とされたブッシュにあっては、前記合成樹脂製の外筒の外周面と一体的に設けられた金属製リングが、前記相手材に対して所定の締め代をもって圧入され得ることとなるところから、充分な抜け力を得ることが可能となっているのである。
【０００５】
しかしながら、このような金属製リングを外筒の外周面に一体的に設けたブッシュにあっては、かかる金属製リングによって、圧入される相手材との締め代が確保されることにより、充分な抜け力を得ることが可能となるものの、環境温度が低下した際には、樹脂製の外筒に収縮が起こり、これによって外径が小さくなるために、そのような外筒が、それに一体的に設けられた金属製リングや、相手材から外れてしまい、結果として、圧入された相手材からブッシュが外れてしまうという恐れや、環境温度が上昇して、応力緩和されて、樹脂製の外筒にへたりが発生した際には、そのような樹脂製外筒と相手材との間の緊縛力が低下してしまい、そこにガタが生じてしまう恐れもあり、これによっても、ブッシュの抜けが惹起される問題を内在するものであった。
【０００６】
【特許文献１】
実用新案登録第２５７４００３号公報
【０００７】
【解決課題】
ここにおいて、本発明は、かかる事情を背景にして為されたものであって、その解決課題とするところは、環境温度の変化に対して、圧入される相手材との間の抜き力の低下を効果的に低く抑え得ることが可能な、従って相手材からのブッシュの抜け出しを効果的にに阻止し得る、軽量性に優れたブッシュを提供することにある。
【０００８】
【解決手段】
そして、そのような技術的課題を解決するために、本発明にあっては、相手材に圧入される樹脂製の外筒部材と、該外筒部材の内側で、その軸方向に位置せしめられた内側部材と、それら外筒部材と内側部材との間に介装されて、両者を一体的に連結するゴム弾性体とを備えたブッシュにおいて、該外筒部材の内周面に接するように、金属製のリングが、該外筒部材の内側に介装せしめられていることを特徴とするブッシュを、その要旨とするものである。
【０００９】
要するに、かくの如き本発明に従うブッシュにあっては、樹脂製とされた外筒部材の内周面に接するように金属製のリングが介装せしめられると共に、それら外筒部材及び金属製リングと該外筒部材の内側に配した内側部材とをゴム弾性体にて一体的に連結して防振ゴムブッシュが構成されているところから、このような構成とされたブッシュを相手材に圧入した際には、外筒部材の内周面に配された金属製のリングが、外筒部材と一体的に相手材の中へと圧入されるため、該金属製のリングが外筒部材を相手材に対して押し付けることとなり、相手材とブッシュとの間に充分な抜き力を確保することが可能となるのである。
【００１０】
従って、そのような金属製のリングが外筒部材の内側から外筒部材を相手材に対して押し付けているところから、周辺の温度が上昇して、樹脂製の外筒部材にへたりが発生した場合にあっても、圧入された金属製リングの弾性的作用によって、へたりを生じた外筒部材を相手材に対して有効に押し付け、ブッシュと相手材との間の抜き力の低下を抑えることが可能となるのであり、また、周囲温度が低下した場合にあっても、そのような金属製のリングによって、外筒部材が相手材に対して押し付けられているところから、樹脂の収縮によって外筒部材の外径が縮径し、抜き力が低下してしまうといった問題も、効果的に回避乃至は解消され得ることとなり、以て、環境温度の変化に対し、相手材からのブッシュの抜け出しが効果的に阻止せしめられ得るのである。
【００１１】
なお、このような本発明に従うブッシュの好ましい態様の一つによれば、前記外筒部材が、その軸方向の一端部において外向きフランジ部を一体的に有している一方、前記金属製リングが、該外筒部材の内周面から該外向きフランジ部の軸方向外側面に至るＬ字型乃至はし字型断面形状をもって周方向に延びる構造とされることとなる。このような構造の採用によって、金属製リングが樹脂製外筒部材の内周面に対して、効果的に装着せしめられ得ることとなるのである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明に係るブッシュについて、図面を参照しつつ、詳細に説明することとする。
【００１３】
先ず、図１及び図２には、本発明の一実施形態としての、自動車用サスペンションアームのアームアイ部に圧入して用いられるアームブッシュ１０が、それぞれ、縦断面形態及び横断面形態において、示されている。それらの図において、アームブッシュ１０は、内側部材としての内筒金具１２と外筒部材としての樹脂スリーブ１４とが互いに径方向に所定距離を隔てて同心的に配置される一方、それら内筒金具１２及び樹脂スリーブ１４が、それらの間において加硫成形されたゴム弾性体１８によって弾性的に連結せしめられることによって、構成されているのである。そして、そこにおいて、樹脂スリーブ１４の内周面には、その軸方向の一方の端部側において所定長さに亘って、その内周面と接するように、金属リング１６が配されている。そして、
【００１４】
より具体的には、かかるアームブッシュ１０において、内筒金具１２は、厚肉の小径円筒形状を呈しており、そのような内筒金具１２の外側には、所定距離を隔てて、薄肉円筒形状の樹脂スリーブ１４が配置されていると共に、更に、そのような樹脂スリーブ１４の内周面に接するように、金属リング１６が配されているのである。そして、これら内筒金具１２と樹脂スリーブ１４と金属リング１６との間には、ゴム弾性体１８が介装されており、このゴム弾性体１８にて、それら内筒金具１２と樹脂スリーブ１４及び金属リング１６とが弾性的に一体連結せしめられるようになっている。即ち、アームブッシュ１０は、かかるゴム弾性体１８が、内筒金具１２の外周面と樹脂スリーブ１４及び金属リング１６の内周面に対してそれぞれ加硫接着されてなる、一体加硫成形品として形成されているのである。
【００１５】
ところで、この本実施形態のアームブッシュ１０において、樹脂スリーブ１４は、例えばナイロン樹脂にガラス繊維を３０％程度配合した強化樹脂製とされている。そして、このような樹脂スリーブ１４の軸方向の一方の端部には、径方向外方へと延びるフランジ部１４ａが形成されているのである。このようなフランジ部１４ａを設けることによって、アームブッシュ１０が圧入されるアームアイ部２０の保持孔の端面とフランジ部１４ａが接するようになるところから、アームブッシュ１０が、保持孔内部を通り抜けて、外れてしまうといった問題も、効果的に解消され得るのである。
【００１６】
また、かかる樹脂スリーブ１４の前記フランジ部１４ａが設けられた側とは反対側においては、樹脂スリーブ１４のおおよそ軸方向中央部位から軸方向端部へ向かうに従って、外径は同一のまま、内径が漸次小となる、厚肉部１４ｂが、形成されていると共に、そのような厚肉部１４ｂの端部、換言すれば、樹脂スリーブ１４の前記フランジ部１４ａの設けられた側とは軸方向において反対側となる端部には、その外径が端部に向かうに従って漸次小となる、テーパー部１４ｃが設けられている。このように、樹脂スリーブ１４に、厚肉部１４ｂやテーパー部１４ｃが形成されていることによって、樹脂スリーブ１４をアームアイ部２０の保持孔内に圧入し易くなると共に、該保持孔内に圧入されて、樹脂スリーブ１４の外径が縮径された際には、厚肉部１４ｂが薄肉の部位よりも大きな抜け力を発揮することとなるのである。
【００１７】
そして、そのような樹脂スリーブ１４の、前記フランジ部１４ａが設けられた端部側の内周面には、金属リング１６が、その内周面に接するように、配設されているのである。このような金属リング１６にあっては、樹脂スリーブ１４と同様に、筒状の片側の端部が、径方向外方に向かって延びる、断面がＬ字状乃至はし字状のフランジ部１６ａとされて、形成されている。そして、金属リング１６のフランジ部１６ａと樹脂スリーブ１４のフランジ部１４ａとが当接するように、金属リング１６が、圧入にて、樹脂スリーブ１４の内周面へと挿入されて、目的とする位置に配置せしめられているのである。
【００１８】
さらに、それら内筒金具１２の外周面と樹脂スリーブ１４及び金属リング１６の内周面には、ゴム弾性体１８が、それぞれ加硫接着せしめられており、これにより、それらを弾性的に連結してなる一体加硫成形品として、アームブッシュ１０が構成されている。そして、ここでは、このようなアームブッシュ１０が、サスペンションアームのアームアイ部２０の保持孔内に圧入せしめられる一方、内筒金具１２には、サスペンションロッドが取り付けられるようにして、用いられ、これによって、それらを防振支持せしめるようになっているのである。
【００１９】
なお、このようなアームブッシュ１０において、それを構成する加硫ゴム成形体たるゴム弾性体１８を形成するゴム材料としては、公知の各種のゴム材料の中から、適宜に選択されて、用いられるものであって、例えば、天然ゴム（ＮＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、カルボキシル変性ＮＢＲ、クロロプレンゴム（ＣＲ）、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＭ、ＥＰＤＭ）、マレイン酸変性ＥＰＭ若しくはＥＰＤＭ、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ハロゲン化ＩＩＲ、クロロスルホン化ポリエチレン（ＣＳＭ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ）、アクリルゴム、エピクロロヒドリンゴム等が、単独で若しくは複数を組み合わせて、用いられることとなる。また、このゴム材料を加硫する加硫剤についても、ゴム材料に応じて、例えば、硫黄、アルキルフェノール樹脂等の樹脂、酸化亜鉛等の金属酸化物、ヘキサメチレンジアミンカルバメート等のポリアミン類などが用いられ、更に、必要に応じて、加硫促進剤、加硫促進助剤、老化防止剤等も、従来と同様に配合されることとなる。
【００２０】
また、かかる内筒金具１２と樹脂スリーブ１４とを一体的に連結するゴム弾性体１８には、図２に示される如く、ブッシュ軸方向に貫通する肉抜き孔１８ａの二つが、内筒金具１２を挟むようにして対称的に設けられており、これによって、それら肉抜き孔１８ａ，１８ａの対向方向において柔らかなバネ特性が発揮されるようになっている。
【００２１】
従って、このような構成とされたアームブッシュ１０にあっては、樹脂スリーブ１４の内周面に対して、金属リング１６が、その内周面に接するように配設されているところから、アームブッシュ１０がアームアイ部２０の保持孔内に圧入された際に、そのような金属リング１６が、樹脂スリーブ１４の内側から、樹脂スリーブ１４を保持孔の内周面に対して押し付ける作用を発揮することとなるため、アームブッシュ１０とアームアイ部２０の保持孔との間に、より大きな抜け力を確保することが可能となるのである。加えて、そのように金属リング１６が、樹脂スリーブ１４の内側から、樹脂スリーブ１４を保持孔の内周面に対して押し付けているところから、環境温度の変化により、例えば、周辺の温度が高くなり、樹脂スリーブ１４にヘタリが生じた際にあっても、金属リング１６の弾性的作用によって、ヘタリを生じた樹脂スリーブ１４を保持孔の内周面に対して有効に押し付けることとなるところから、アームブッシュ１０と保持孔との間の抜け力が効果的に確保され得ると共に、逆に、周囲温度が低くなった場合にあっても、そのような金属リング１６が樹脂スリーブ１４を保持孔の内周面に対して押し付けているところから、樹脂スリーブ１４に収縮が発生して抜け力が低下してしまい、その結果、アームブッシュ１０がサスペンションアームのアームアイ部２０の保持穴から外れてしまうという問題も、悉く解消され得るところとなったのである。
【００２２】
勿論、例示のアームブッシュ１０にあっては、外筒部材が樹脂製の樹脂スリーブ１４とされているところから、従来の金属スリーブを用いて構成されたアームブッシュに比して、より軽量性に優れたアームブッシュを構成することが可能となると共に、そのような樹脂スリーブ１４の軸方向の一方の端部が、径方向外方に延びるフランジ部１４ａとされているところから、サスペンションアームのアームアイ部２０の保持孔の端部に対してフランジ部１４ａが当接することによって、該保持孔内部から樹脂スリーブ１４が、換言すればアームブッシュ１０が抜け落ちてしまうといった恐れも、効果的に解消せしめられることとなるのである。
【００２３】
また、樹脂スリーブ１４の一部が厚肉とされているところから、アームブッシュ１０がアームアイ部２０の保持孔内に圧入せしめられた際に、薄肉とされた部位よりも、厚肉部と保持孔内周面との間の抜け力を、より効果的に確保することが可能となるのであり、アームブッシュ１０がアームアイ部２０の保持孔から外れてしまう問題が、有利に解消され得ることとなる。
【００２４】
加えて、このような本実施形態のアームブッシュ１０にあっては、金属リング１６は、アームブッシュ１０が相手材へ圧入される前は、樹脂スリーブ１４の内側に、単に、接するように配されているところから、従来の、樹脂スリーブの外周面に金属リングを設けた場合と違って、樹脂スリーブ１４と金属リング１６とを一体的に成形する必要がなく、例えば、樹脂スリーブ１４を射出成形によって成形する際に、面倒な金型内への金属リング１６の固定といった工程が必要なくなるため、生産性も有利に向上することとなるのである。
【００２５】
以上、本発明に従うブッシュの代表的な具体例について詳述してきたが、本発明が、そのような具体例に何等限定して解釈されるものでは決してなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、本発明が、当業者の知識に基づいて種々なる設計上の変更を加えたり、改良等を施したりした形態において実施され得るものであることは、言うまでもないところであり、また、そのような変形された実施の形態が、何れも、本発明の範疇に属するものであることが、理解されるべきである。
【００２６】
例えば、上記した実施形態にあっては、金属リング１６の長さ、換言すれば、金属リング１６の樹脂スリーブ１４内部への挿入量は、樹脂スリーブ１４の長さの約１／５程度とされていたが、これ以上の長さをもつ金属リングであっても、何等差し支えない。尤も、その長さは、樹脂スリーブ１４の長さの１／２程度まで、とされることが望ましいのである。これは、金属リング１６が、樹脂スリーブ１４の全体に亘って挿入されることとなると、樹脂スリーブ１４と相手材との間により大きな抜け力を確保することが可能となるものの、樹脂スリーブ１４を保持孔内部へ圧入する際に大きな力が必要となるために、圧入時に、樹脂スリーブ１４、つまりアームブッシュ１０が破損してしまう恐れがあることに加えて、アームブッシュ１０全体の重量増加にもつながるからである。
【００２７】
また、樹脂スリーブ１４の材質にあっても、例示の実施形態においては、ナイロン樹脂にガラス繊維を配合したものが用いられているが、ナイロン樹脂等の樹脂のみからなるもの、更には、そのような樹脂に、ガラス繊維やカーボン繊維、或いは、その他各種の公知の添加剤を配合したもの等が、適宜に選択されて、使用されることとなる。
【００２８】
さらに、例示の実施形態においては、樹脂スリーブ１４や金属リング１６の一方の端部に径方向外方へ延びるフランジ部１４ａ，１６ａを設けたが、これらは、本発明の実施に必須のものではないのである。
【００２９】
また、樹脂スリーブ１４は、上例の実施形態においては、薄肉部位で約２．５ｍｍの厚さのものが用いられていたが、これ以外にも、２ｍｍから３ｍｍ程度の厚さのものが、好適に用いられることとなる。これは、樹脂スリーブ１４が、これよりも厚くされると、相手材への圧入時に樹脂スリーブ１４が割れてしまったり、重量が増加してしまう等といった恐れが生じるからである。また、逆に、これよりも薄くされた場合には、樹脂スリーブ１４の強度が弱くなってしまい、環境温度の変化によるヘタリも早くなってしまったり、相手材への圧入時に樹脂スリーブ１４が破損してしまう等の恐れがあるからである。
【００３０】
同様に、金属リング１６にあっても、上例の実施形態においては、約１．２ｍｍの厚さのものが用いられていたが、樹脂スリーブ１４の厚さや、その外径の大きさに応じて、１ｍｍから１．６ｍｍ程度のものが、好適に用いられることとなる。これは、金属リング１６が、これよりも厚くされると、アームブッシュ１０をアームアイ部２０の保持孔内部に圧入する際に、過度の圧力が必要となり、その結果、樹脂スリーブ１４が破損してしまう恐れがあると共に、重量が増加し、アームブッシュ１０の軽量性が損なわれることとなるのである。一方、金属リング１６が、これ以上薄くされた場合にあっては、樹脂スリーブ１４を圧入される相手材に対して押し付ける力が小さくなるため、金属リング１６を樹脂スリーブ１４の内周面に配設する効果が、減少してしまうのである。
【００３１】
そして、このような金属リング１６は、有利には、圧入によって、樹脂スリーブ１４の内周面に配設され得るほか、金属リング１６の存在下において、樹脂スリーブ１４の成形を行う、所謂インサート成形操作によって、金属リング１６を樹脂スリーブ１４に一体的に配設することも可能である。
【００３２】
さらに、例示の実施形態では、サスペンションアームのアームアイ部に圧入されるアームブッシュの例を挙げたが、本発明は、この他、自動車用エンジンマウントやデフマウント、或いは自動車以外の各種装置における種々なる筒型マウント（ブッシュ）に対して、適用することが可能である。
【００３３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明に従うブッシュにあっては、環境温度の変化により、樹脂製の外筒部材にヘタリが生じたり、外径収縮が惹起されたりした場合にあっても、圧入される相手材との間の抜き力の低下を低く抑えることが可能となるため、相手材からのブッシュの抜け出しが、効果的に阻止され得ると共に、軽量性に優れたブッシュを提供することが可能となったのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従うブッシュの一つであるアームブッシュの一例を示す縦断面説明図である。
【図２】図１のアームブッシュにおけるＡ−Ａ断面説明図である。
【符号の説明】
１０　アームブッシュ
１２　内筒金具
１４　樹脂スリーブ
１６　金属リング
１８　ゴム弾性体
２０　アームアイ部

Claims (2)

1. 相手材に圧入される樹脂製の外筒部材と、該外筒部材の内側で、その軸方向に位置せしめられた内側部材と、それら外筒部材と内側部材との間に介装されて、両者を一体的に連結するゴム弾性体とを備えたブッシュにおいて、該外筒部材の内周面に接するように、金属製のリングが、該外筒部材の内側に介装せしめられていることを特徴とするブッシュ。
2. 前記外筒部材が、その軸方向の一端部において外向きフランジ部を一体的に有している一方、前記金属製リングが、該外筒部材の内周面から該外向きフランジ部の軸方向外側面に至るＬ字型乃至はし字型断面形状をもって周方向に延びる構造とされている請求項１記載のブッシュ。

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