JP2004225757A - ゴムブッシュ - Google Patents

Abstract

【課題】Ｌ字状金具であるロアアームの後軸孔に軸方向を車両の上下方向に向けて固定されるゴムブッシュについて、軸直角方向のバネ特性を調整できると共に、軸方向のバネ特性を大きくする。
【解決手段】ゴムブッシュ１０は、内筒金具１１と、その径方向外方にて内筒金具から離間してかつ同軸状に配置された外筒金具１５と、内外筒金具間に配設されて両金具間を弾性的に連結するゴム弾性体本体２１とを備えている。内筒金具の外周面には、軸方向中央部分にて径方向に突出して軸方向両側が軸方向に対して直角である垂直面１３ａとなっている環状突起部１３が設けられており、また、ゴム弾性体本体の軸方向両端側にて、ゴム弾性体本体の周方向の一部からそれぞれ軸方向外方に突出したゴム弾性体突出部２５が一体で設けられている。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車輪側に固定されるボールジョインと車両の前後方向にそれぞれ配置される前後軸孔とを結ぶＬ字状金具であるロアアームの後軸孔に、軸方向を車両の上下方向に向けて固定されるゴムブッシュに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のゴムブッシュは、内筒金具と、内筒金具の径方向外方にて同軸状にかつ内筒金具から離間して配置された外筒金具と、内筒金具と外筒金具間に配設されて内外筒金具間を弾性的に連結するゴム弾性体本体とを備えており、上記ロアアームの後軸孔に軸方向を車両の上下方向に向けて外筒金具にて圧入により挿嵌されている。ロアアーム１は、図４に示すように、車輪６側に固定されるボールジョイン２と車両の前後方向にそれぞれ配置される前及び後軸孔３，４とを結ぶＬ字状の金具であり、前軸孔３には水平状態で他のブッシュが取りつけられ、後軸孔４に上記ゴムブッシュが、軸方向を車両の上下方向に向けて固定される。このゴムブッシュは、ゴム弾性体本体に軸方向に貫通する貫通孔であるすぐり部を設けたり、あるいは内筒金具の軸方向中間部分を径方向外方に同軸状に膨出させた突起部を設けたりすることにより、車両の前後左右方向に相当する軸直角方向のバネ特性の適正なチューニングが行われている。これにより、ゴムブッシュは、車両からの前後方向の力及び左右方向の力を受けてこれを効果的に減衰させることができる。
【０００３】
ところで、上記ゴムブッシュの軸方向（車両上下方向）のバネ特性については、ゴム弾性体本体の軸方向の厚さにより規定されるものであるが、特にゴム弾性体本体に上記すぐり部を設けたような場合には、そのバネ特性が低くなる。従来は、このような軸方向のバネ特性の低下に対して、特に対策がとられていなかった。一方、車両の重量増加等により、ゴムブッシュの軸方向のバネ特性を高める要求が強くなっており、これに対応する必要がある。
【０００４】
これに対して、例えば特許文献１に示すように、外筒金具の軸方向一端に径方向内方に延びてゴム弾性体に埋設されたフランジ部を設けたブッシュが知られている。このゴムブッシュは、フランジ部によってゴム弾性体の軸方向の変位を受け止めることにより、ゴムブッシュの軸方向のバネ特性を大きくしようとするものである。しかし、このブッシュにおいては、フランジ部が受けるゴム弾性体の軸方向の厚みが小さくかつ予め圧縮された状態でもないため、ブッシュの軸方向のバネ特性を高める効果は小さく、さらにフランジ部によって、ブッシュの軸直角方向のバネ特性を調整できる機能も有していない。
【０００５】
【特許文献１】
特開平６−３３７０２９号公報（第２頁、図１，図２）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記した問題を解決しようとするもので、Ｌ字状金具であるロアアームの後軸孔に軸方向を車両の上下方向に向けて固定されて、軸直角方向のバネ特性を調整できると共に、軸方向のバネ特性を大きくすることができるゴムブッシュを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、上記請求項１に記載の発明の構成上の特徴は、内筒金具と、内筒金具の径方向外方にて内筒金具を囲むと共に内筒金具から離間して配置された外筒金具と、内筒金具と外筒金具間に配設されて内筒金具及び外筒金具間を弾性的に連結するゴム弾性体本体とを備え、車輪側に固定されるボールジョイントと車両の前後方向にそれぞれ配置される前及び後軸孔とを結ぶＬ字状のロアアームの後軸孔に軸方向を車両の上下方向に向けて固定されるゴムブッシュにおいて、内筒金具の軸方向中央部分にてその外周面から径方向外方に突出して軸方向両側が軸方向に対して直角である垂直面となっている環状突起部と、ゴム弾性体本体の軸方向両端側にて、ゴム弾性体本体の少なくとも周方向の一部からそれぞれ軸方向外方に一体で突出し、突出した軸方向両端面が内筒金具の軸端位置と同等又は軸端位置より軸方向外方に配置され、かつその径方向厚さが、内筒金具外周面と外筒金具内周面間の径方向間隔よりわずかに小さくされたゴム弾性体突出部とを設けたことにある。
【０００８】
上記のように構成した請求項１の発明においては、内筒金具の軸方向中央部分にて外周面から径方向外方に突出する環状突起部を設けたことにより、環状突起部の高さを変えることによりゴム弾性体本体の径方向の厚さを変えることができ、その結果、ゴムブッシュの軸直角方向のバネ特性を調整することが可能になる。また、環状突起部の軸方向両面が軸方向に対して直角にされているため、ゴム弾性体の軸方向の変位を確実に受け止めることができる。さらに、ゴム弾性体本体の軸方向両端側に、その少なくとも周方向の一部からそれぞれ軸方向外方に突出したゴム弾性体突出部が加えられ、その軸方向両端面を内筒金具の軸端位置と同等又は軸端位置より軸方向外方に突出させたことにより、ゴム弾性体全体の軸方向の厚みが大きくされる。そのため、ゴムブッシュの軸方向のバネ特性が大きくされる。
【０００９】
また、上記請求項２の発明の構成上の特徴は、前記請求項１に記載のゴムブッシュにおいて、環状突起部の外周面を軸方向に平行な円筒面とし、環状突起部の径方向高さを、内筒金具外周面と外筒金具内周面間の径方向間隔の３０〜６０％としたことにある。
【００１０】
上記構成の請求項２の発明においては、円筒形の環状突起部の径方向高さを適正範囲として、外筒金具内周面と環状突起部の先端間のゴム弾性体本体の径方向の厚みを調整することにより、ゴムブッシュの軸直角方向のバネ特性をチューニングすることができる。なお、環状突起部の径方向高さを、内筒金具外周面と外筒金具内周面間の径方向間隔の３０％より小さくすると、ゴムブッシュの軸方向のバネ特性が小さくなりすぎ、また、内筒金具外周面と外筒金具内周面間の径方向間隔の６０％より大きくすると、軸直角方向のバネ特性が大きくなりすぎる結果となる。
【００１１】
また、上記請求項３の発明の構成上の特徴は、前記請求項１又は２に記載のゴムブッシュにおいて、ゴム弾性体本体に軸方向に貫通すると共に周方向に延びる貫通孔を設け、ゴム弾性体突出部をゴム弾性体本体の貫通孔形成位置から周方向に外れた位置に設けたことにある。
【００１２】
上記構成の請求項３の発明においては、ゴム弾性体本体の径方向対向位置に、ゴム弾性体本体を軸方向に貫通する貫通孔を設けることにより、貫通孔が対向する軸直角方向のバネ特性が小さくなるように調節される。さらに、ゴム弾性体突出部が、ゴム弾性体本体のすぐり部形成位置から外れた位置に設けられることにより、ゴム弾性体突出部の軸方向の圧縮が、バネ特性を大きくするために有効に利用される。
【００１３】
また、上記請求項４の発明の構成上の特徴は、前記請求項１から３のいずれか１項に記載のゴムブッシュにおいて、ゴム弾性体突出部の軸方向端面が、内筒金具の軸端位置より軸方向外方に突出した場合に、内筒金具の車体側部材への取り付けにおいて、ゴム弾性体突出部の内筒金具軸端位置からの突出部分が圧縮状態にされることにある。このように、内筒金具の車体側部材への取り付けの際に、ゴム弾性体突出部が、その内筒金具軸端位置から軸方向外方への突出部分が圧縮された状態で取り付けられることにより、請求項１，２，３の発明の作用に加えて、ゴムブッシュの軸方向のバネ特性がさらに大きくされる。
【００１４】
また、上記請求項５の発明の構成上の特徴は、前記請求項４に記載のゴムブッシュにおいて、ゴム弾性体突出部の軸方向両端面が、内筒金具の軸端位置より軸方向外方に突出した場合に、ゴム弾性体突出部の内筒金具軸端位置からの突出長さを軸方向両端側で異ならせたことにある。これにより、請求項４の発明の作用に加えて、内筒金具の車体側部材への取り付けの際に、ゴム弾性体突出部の軸方向両端側での圧縮量を異ならせることができる。その結果、ゴムブッシュの軸方向上下でのバネ特性を異なったものに調整することができる。
【００１５】
また、上記請求項６の発明の構成上の特徴は、前記請求項１から５のいずれか１項に記載のゴムブッシュにおいて、環状突起部が、鍛造法により内筒金具と一体で形成されたことにある。このように、環状突起部が、鍛造法により簡易に形成されることにより、その量産のコストが安価にされる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について図面を用いて説明する。図１，図２は、同実施形態に係る自動車の前輪側に取り付けられるＬ字状のロアアームの後軸孔に軸方向を車両の上下方向に向けて固定されるゴムブッシュ１０を、断面図及び底面図により示したものである。図３は、ゴムブッシュ１０の相手ブラケットへ装着した状態を断面図により示したものである。
【００１７】
ゴムブッシュ１０は、軸方向中間の所定範囲にて径方向に突出する環状突起部１３が一体で設けられた内筒金具１１と、その径方向外方にて内筒金具から離間してかつ同軸状に配置された外筒金具１５と、内外筒金具１１，１５間に配設されて両金具間を弾性的に連結するゴム弾性体本体２１と、ゴム弾性体本体２１の軸方向両端側にてその対向する周方向の一部からそれぞれ軸方向外方に一体で突出したゴム弾性体突出部２５とを備えている。なお、図１に示すブッシュ１０の上下は、車両の上下方向に合わされており、以下、ブッシュの上下はこれに合わせるものとする。
【００１８】
内筒金具１１は、ストレートな円筒形の金属パイプである筒本体１２の軸方向中央部分にて全周に沿って径方向に突出した円環形状で所定軸方向長さの環状突起部１３を一体で有しており、筒本体１２及び環状突起部１３を含めて鍛造法により一体で形成されている。環状突起部１３は、径方向に突出していることにより、その軸方向両面が軸直角方向に延びた垂直面１３ａとなっており、その外周面が軸方向に平行な円筒面１３ｂとなっている。垂直面１３ａと円筒面１３ｂの境界は、円弧状に切り欠かれて丸められている。
【００１９】
本実施形態においては、環状突起部１３は、軸方向長さが筒本体１２の略１／３であり、径方向の高さが内筒金具１１（環状突起部１３を除く）外周面と外筒金具１５内周面との間の径方向間隔の略５０％になっている。環状突起部１３の軸方向長さは、ゴムブッシュ１０の軸方向のバネ特性に関係し、その長さが長くなるとバネ特性が大きく（硬く）され、長さが短くなるとバネ特性が小さく（柔かく）される。また、環状突起部１３の径方向高さは、ゴムブッシュ１０の軸方向のバネ特性及び軸直角方向のバネ特性に関係し、その高さが高くなると軸直角方向のバネ特性が大きくされ、高さが低くなると軸直角方向のバネ特性が小さくされると共に、軸方向のバネ特性が小さくされる。環状突起部１３の径方向高さは、上述したように、内筒金具１１外周面と外筒金具１５内周面間の径方向間隔の３０〜６０％の範囲内にあればよい。
【００２０】
外筒金具１５は、ストレートな薄肉円筒形の金属パイプであり、軸方向一端側（図示上端）にて径方向外方に折り曲げられてわずかに突出するフランジ部１６を有している。外筒金具１５は、軸方向長さが内筒金具１１の略１／２であり、内筒金具１１の軸方向中央を中心として軸方向に対称になるように配置されている。
【００２１】
ゴム弾性体本体２１は、環状突起部１３を含む内筒金具１１の外周面と外筒金具１５の内周面間に加硫成形により形成されて、内外筒金具１１，１５間を弾性的に連結している。ゴム弾性体本体２１は、内筒金具１１を挟んだ径方向の両側に、外筒金具１５の内周面に近接して周方向に円弧状に延びると共に軸方向に貫通する貫通孔である一対のすぐり部２２を設けている。すぐり部２２は、周方向長さが、中心角で９０°よりわずかに長く、その周方向両端側がわずかに軸心方向に膨らんだ形状となっており、周方向両端側を除いて径方向の厚さは、外筒金具１５と環状突起１３間の隙間の略１／３程度になっている。
【００２２】
ゴム弾性体本体２１の一対のすぐり部２２の配設箇所以外の内筒金具１１を挟んだ径方向の両側には、ゴム弾性体本体２１の軸方向両端から軸方向外方に一体で突出した各一対のゴム弾性体突出部２５が設けられている。ゴム弾性体突出部２５は、平面視で扇形で、その突出端面が軸方向に対して直角な垂直面になっており、突出端面位置は、内筒金具１１の端部より軸方向のわずかに外側まで延びている。ゴム弾性体突出部２５は、ゴム弾性体本体２１と共に、ゴム加硫成形により一体で形成されている。
【００２３】
つぎに、ゴムブッシュ１０の車両への組み付けについて説明する。図３に示すように、まずゴムブッシュ１０が外筒金具１５のフランジ部１６を上にして上下に向けられると共に一対のすぐり部２２がそれぞれ車両の前後方向に向けられた状態で、外筒金具１５がロアアーム１の後軸孔４の軸孔に上側から圧入によって挿嵌されることにより、ゴムブッシュ１０が後軸孔４に固定される。つぎに、くの字形の上金具７ａと平板状の下金具７ｂとからなるコ字状の車体側ブラケット７によって、内筒金具１１の軸方向両端から突出したゴム弾性体突出部２５をコ字状に挟み、上下金具７ａ，７ｂの中心に設けた取付孔７ｃ，７ｄを内筒金具１１の軸孔１１ａに合わせ、先端にねじ溝８ａを有する取付軸部材８を上側から取付孔７ｃ，７ｄ及び軸孔１１ａに挿入し、下金具７ｂから突出した取付軸部材８のねじ溝８ａにナット９を螺着させて締付ける。これにより、ゴム弾性体突出部２５が軸方向に圧縮され、上下金具７ａ，７ｂが内筒金具１１の両端面に当接した状態で、ゴムブッシュ１０がブラケット７に固定される。
【００２４】
上記実施形態においては、ゴムブッシュ１０の内筒金具１１の軸方向中央部分に、外周面から径方向に突出する環状突起部１３を設けたことにより、ゴムブッシュ１０の車両前後及び左右方向に対応する軸直角方向のバネ特性を調整することが可能である。さらに、ゴム弾性体本体２１の径方向対向位置に、ゴム弾性体本体２１を軸方向に貫通する一対のすぐり部２２が設けられたことにより、両すぐり部２２が対向する軸直角方向のバネ特性が小さくなるように調整される。
【００２５】
また、環状突起部１３の軸方向両端の垂直面１３ａが軸方向に対して直角にされているため、垂直面１３ａによってゴム弾性体本体２１の軸方向の変位を確実に受け止めることができる。さらに、ゴム弾性体本体２１の軸方向両端にて径方向の対向位置からそれぞれ軸方向外方に突出した各一対のゴム弾性体突出部２５が、内筒金具１１の軸端位置より軸方向外方に突出している。そのため、ゴム弾性体全体の軸方向の厚みが大きくされると共に、内筒金具１１の車体側ブラケット７への取り付けの際に、ゴム弾性体突出部２５の内筒金具１１からの突出部分がブラケット７によって圧縮される。その結果、本実施形態においては、ゴムブッシュ１０の軸方向のバネ特性が非常に大きくされる。
【００２６】
また、ゴム弾性体突出部２５が、ゴム弾性体本体２１のすぐり部２２形成位置から外れた位置に設けられることにより、ゴム弾性体突出部２５の軸方向の圧縮が、軸方向のバネ特性を大きくするために有効に用いられる。さらに、環状突起部１３の径方向高さが内筒金具１１外周面と外筒金具１５内周面間の径方向間隔の５０％と適正範囲であることにより、ゴムブッシュ１０の軸方向及び軸直角方向のバネ特性が適正に調整される。また、環状突起部１３は、すぐり部２２の配置方向である車両の前後方向の過大な振動入力がゴムブッシュ１０に加えられてとき、振動入力を制限するストッパとしても機能する。
【００２７】
なお、上記実施形態においては、ゴム弾性体突出部２５の内筒金具１１の軸端から軸方向外方への突出長さは、軸方向両側で同一にされているが、これに代えて、軸方向両側の突出長さを異ならせることができる。これにより、内筒金具１１の車体側ブラケット７への取り付けの際に、ゴム弾性体突出部２５の内筒金具１１の上下側での圧縮量が異なった値にされる。その結果、ゴムブッシュの軸方向上下でのバネ特性がそれぞれ異なった特性に調整される。
【００２８】
また、上記実施形態においては、ゴム弾性体本体２１には、内筒金具１１を挟んだ径方向の対向位置に一対のすぐり部２２が設けられているが、すぐり部は１つでもよく、さらに必要に応じてすぐり部を省くことも可能である。また、ゴム弾性体突出部２５は、内筒金具１１の軸端より軸方向外方に突出しているが、ゴムブッシュ１０の軸方向のバネ特性を若干低くしてもよい場合には、内筒金具１１の軸端に合わせるかあるいは軸端より軸方向内方に配置させることも可能である。
【００２９】
また、上記実施形態では、環状突起部１３は、鍛造法により内筒金具１１と一体で形成されているが、別個に形成された金属製の環状部材を内筒金具に圧入する等により固定して設けられるものでもよい。さらに、環状突起部１３については、金属製の代りに樹脂製とすることも可能である。その他、上記実施形態に示したゴムブッシュについては、一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変更して実施することができる。
【００３０】
【発明の効果】
上記請求項１の発明によれば、ゴムブッシュの内筒金具の軸方向中央部分にてその外周面から径方向に突出する環状突起部を設けたことにより、ゴムブッシュの軸直角方向のバネ特性を調整することが可能である。さらに、ゴム弾性体本体の軸方向両端側に、それぞれ軸方向外方に突出した一対のゴム弾性体突出部が加えられ、ゴム弾性体の軸方向の変形を環状突起部の軸方向両端の垂直面で受け止めることができることにより、ゴムブッシュの軸方向のバネ特性が大きくされる。また、環状突起部の径方向高さを適正範囲とし、外筒金具内周面と環状突起部の先端間のゴム弾性体本体の径方向の厚みを調整することにより、ゴムブッシュの軸直角方向及び軸方向のバネ特性をチューニングすることができる（請求項２の発明の効果）。
【００３１】
さらに、ゴム弾性体本体に、軸方向に貫通すると共に周方向に延びた貫通孔を設けることにより、貫通孔が対向する軸直角方向のバネ特性が小さくなるように調整され、さらに、ゴム弾性体突出部が、すぐり部形成位置から周方向に外れた位置に設けられることにより、ゴム弾性体突出部の軸方向の圧縮が軸方向のバネ特性を大きくするために有効に用いられる（請求項３の発明の効果）。
【００３２】
また、ゴム弾性体突出部を、内筒金具の軸端位置より軸方向外方に突出させ、内筒金具の車体側部材への取り付けの際に、その突出部分を圧縮状態にすることにより、ゴムブッシュの軸方向のバネ特性がさらに大きくされる（請求項４の発明の効果）。さらに、ゴム弾性体突出部の内筒金具両側での突出長さを異ならせ、突出部分の圧縮量を異ならせることにより、ゴムブッシュの軸方向上下でのバネ特性を異なったものに調整することができる（請求項５の発明の効果）。また、環状突起部が、鍛造法により簡易かつ安価に形成される（請求項６の発明の効果）。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態であるゴムブッシュを示す図２のＩ−Ｉ線方向の断面図である。
【図２】ゴムブッシュを示す底面図である。
【図３】ゴムブッシュのロアアーム及び車体側ブラケットへの装着状態を概略的に示す断面図である。
【図４】ゴムブッシュが装着されるロアアームを概略的に示す模式図である。
【符号の説明】
１…ロアアーム、４…後軸孔、７…車体側ブラケット、１０…ゴムブッシュ、１１…内筒金具、１３…環状突起部、１３ａ…垂直面、１５…外筒金具、２１…ゴム弾性体本体、２２…すぐり部、２５…ゴム弾性体突出部。

Claims (6)

1. 内筒金具と、該内筒金具の径方向外方にて該内筒金具を囲むと共に内筒金具から離間して配置された外筒金具と、該内筒金具と外筒金具間に配設されて該内筒金具及び外筒金具間を弾性的に連結するゴム弾性体本体とを備え、車輪側に固定されるボールジョイントと車両の前後方向にそれぞれ配置される前及び後軸孔とを結ぶＬ字状のロアアームの該後軸孔に前記内筒金具及び外筒金具の軸方向を車両の上下方向に向けて固定されるゴムブッシュにおいて、
   前記内筒金具の軸方向中央部分にてその外周面から径方向外方に突出して軸方向両側が軸方向に対して直角である垂直面となっている環状突起部と、
   前記ゴム弾性体本体の軸方向両端側にて、該ゴム弾性体本体の少なくとも周方向の一部からそれぞれ軸方向外方に一体で突出し、突出した軸方向両端面が前記内筒金具の軸端位置と同等又は軸端位置より軸方向外方に配置され、かつその径方向厚さが、前記内筒金具外周面と前記外筒金具内周面間の径方向間隔よりわずかに小さくされたゴム弾性体突出部と
   を設けたことを特徴とするゴムブッシュ。
2. 前記環状突起部の外周面を軸方向に平行な円筒面とし、該環状突起部の径方向高さを、前記内筒金具外周面と前記外筒金具内周面間の径方向間隔の３０〜６０％としたことを特徴とする前記請求項１に記載のゴムブッシュ。
3. 前記ゴム弾性体本体に軸方向に貫通すると共に周方向に延びる貫通孔を設け、前記ゴム弾性体突出部を該ゴム弾性体本体の該貫通孔形成位置から周方向に外れた位置に設けたことを特徴とする前記請求項１又は２に記載のゴムブッシュ。
4. 前記ゴム弾性体突出部の軸方向端面が、前記内筒金具の軸端位置より軸方向外方に突出した場合に、前記内筒金具の車体側部材への取り付けにおいて、該ゴム弾性体突出部の該内筒金具軸端位置からの突出部分が圧縮状態にされることを特徴とする前記請求項１から３のいずれか１項に記載のゴムブッシュ。
5. 前記ゴム弾性体突出部の軸方向両端面が、前記内筒金具の軸端位置より軸方向外方に突出した場合に、該ゴム弾性体突出部の該内筒金具軸端位置からの突出長さを軸方向両端側で異ならせたことを特徴とする前記請求項４に記載のゴムブッシュ。
6. 前記環状突起部が、鍛造法により前記内筒金具と一体で形成されたことを特徴とする前記請求項１から５のいずれか１項に記載のゴムブッシュ。

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