JP2007071264A

JP2007071264A - ブッシュ

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Publication number: JP2007071264A
Application number: JP2005257414A
Authority: JP
Inventors: Katsutoshi Ota; 勝敏太田
Original assignee: Kurashiki Kako Co Ltd
Current assignee: Kurashiki Kako Co Ltd
Priority date: 2005-09-06
Filing date: 2005-09-06
Publication date: 2007-03-22
Anticipated expiration: 2025-09-06
Also published as: JP4753670B2

Abstract

【課題】軸直方向及び軸方向のいずれの方向についても高い弾性率が得られるブッシュを提供する。
【解決手段】ブッシュ１０は、外筒１１と、外筒１１内に軸方向が同一になるように設けられた内筒１２と、外筒１１と内筒１２との間にそれらを連結するように設けられた防振ゴム１３と、を備える。外筒１１には、内筒１２側に向かって延びるように形成され、内筒１２に対する外筒１１の所定の軸直方向の変位に弾性抵抗する板バネ部１４が設けられている一方、内筒１２には、内筒１２に対する外筒１１の軸方向の変位に抵抗するように板バネ部１４が直接的又は間接的に係合する板バネ係合部１５が設けられている。
【選択図】図２

Description

本発明は、外筒と、外筒内に軸方向が同一になるように設けられた内筒と、外筒と内筒との間にそれらを連結するように設けられた防振ゴムと、を備えたブッシュに関する。

自動車のサスペンションでは、連結部分に防振装置としてブッシュが設けられている。かかるブッシュは、一般的には、同軸に設けられた外筒及び内筒とそれらの間に介設された防振ゴムとで構成されている。

特許文献１には、予め成型された加硫ゴムを合成樹脂成型用金型内にセットし、次にその金型のキャビティ内に合成樹脂を注入するに際し、金型内にセットされた予め成型された加硫ゴムのフランジ部に合成樹脂が侵入しないキャビティ空隙部及び／又はスライドコアーを設けた合成樹脂成型用金型で合成樹脂の注入圧力により加硫ゴムを変形させながら成型するブッシュの製造方法が開示されている。そして、これによれば、ブッシュの品質を低下させることなく、工業的規模で製造し、且つ、成型と同時に中間層の加硫ゴム部に初期圧縮歪みを与え得ると記載されている。

特許文献２には、内側部材の円柱状外周面にゴム弾性体を一体的に固定した加硫成形品を用い、加硫成形品のゴム弾性体の外周面及び型シール部の外周面に接着剤を塗布した状態で、加硫成形品を射出成形型のキャビティに配置し、キャビティに樹脂を射出成形するブッシュの製造方法が開示されている。そして、これによれば、射出成形圧が半径方向内方向にゴム弾性体及び型シール部に作用するので、型シール部は型部の型面に密接してシール作用を果たし、その結果、ゴム弾性体の端部の剥離の問題、樹脂製の外側部材を射出成形する際におけるゴム弾性体の端部からの樹脂漏れの問題を回避するのに有利であると記載されている。

特許文献３には、中空円筒状の剛質の材料からなる外筒と、その外筒に対して平行となるように外筒の内部に置かれた、中空円筒状の剛質の材料からなる内筒との間に、軸線方向に対して垂直な方向に沿った荷重の向きの変化に応じて、弾性定数を切り換えるラバーブッシュを有するブッシュにおいて、内筒又は外筒のうち、弾性部材が固定されていない側に固定された第２ラバーブッシュを置き、第１ラバーブッシュの弾性定数を、第２ラバーブッシュの弾性定数より軸線方向で小さく設定することが開示されている。そして、これによれば、ブッシュは、軸線方向及び軸線方向に垂直な方向の二つの方向で、一方の向きの弾性定数が、一方の向きに対して相反する向きの弾性定数より小さく設定されているため、ブッシュに作用する荷重の向きに応じて、荷重の向きに抗する弾性定数を変化させることができるので、ブッシュに支えられる質量体の運動変位を精度良く調製できると記載されている。

特許文献４には、同心状に配置された円筒状の内筒体及び外筒体と、内筒体と外筒体との間に配置され軸線方向略中央部に球状の球頭部を有する中間体と、中間体と内筒体との間に介装されたゴム状弾性体と、中間体と外筒体との間に介装された合成樹脂製の摺動体と、摺動体の軸線方向両端外側に配置されたゴム状のシールラバーとからなる摺動ブッシュであって、摺動体が軸線に対して傾斜する複数の溝を有すると共に、シールラバーが摺動体に対して荷重を付与するバネリングを備えたものが開示されている。そして、これによれば、シールラバーから軸線方向の荷重を摺動体が受けると、摺動体は傾斜する溝の収縮作用により、中間体の球頭部に、その軸線方向及び径方向に荷重をかけることが可能となるので、摺動体の摺動面が摩耗し、中間体の球頭部と摺動体との間に隙間が発生しても、摺動体の軸線方向及び径方向の収縮により隙間は塞がれ、ガタの発生がなく、十分なトルクを得ることができると記載されている。

特許文献５には、外筒と、この外筒内に配された内筒と、これら外筒と内筒との間に介装されて外筒と内筒とを弾性連結するゴム体と、このゴム体内に埋め込まれたストッパープレートと、を有する円筒ゴムブッシュにおいて、ゴム体内に埋め込まれたストッパープレートの端部に、角取部を設けて端部に丸みをつけたものが開示されている。
特公昭４９−４６１５５号公報実開平５−７５５３７号公報特開平４−２７２５２７号公報実開平７−２２１４１号公報実開昭５８−１１１４４８号公報

ところで、ブッシュは、主として、その軸直方向の弾性特性が重視された設計がなされる。しかしながら、例えば自動車のトレーリングアームなどの取付部位によっては、その軸直方向に高い弾性率が要求される場合もある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、軸直方向及び軸方向のいずれの方向についても高い弾性率が得られるブッシュを提供することにある。

本発明は、外筒と、該外筒内に軸方向が同一になるように設けられた内筒と、該外筒と該内筒との間にそれらを連結するように設けられた防振ゴムと、を備えたブッシュであって、
上記外筒には、上記内筒側に向かって延びるように形成され、該内筒に対する該外筒の所定の軸直方向の変位に弾性抵抗する板バネ部が設けられている一方、
上記内筒には、該内筒に対する上記外筒の軸方向の変位に抵抗するように上記板バネ部が直接的又は間接的に係合する板バネ係合部が設けられていることを特徴とする。

本発明は、上記板バネ部が上記板バネ係合部に直接接触しているものであっても、また、上記板バネ部と上記板バネ係合部との間にゴム層が介設されているものであってもよい。前者の場合、板バネ部が直接的に板バネ係合部に係合する一方、後者の場合、板バネ部が間接的に板バネ係合部に係合することとなる。

本発明によれば、内筒に対して外筒が所定の軸直方向に変位しようとすると、内筒側に向かって延びるように形成された板バネ部が弾性変形してそれに抵抗し、それによってその所定の軸直方向に高い弾性率を得ることができる。また、内筒に対して外筒が軸方向に変位しようとすると、板バネ部が直接的又は間接的に板バネ係合部に係合してそれに抵抗し、それによって軸方向に高い弾性率を得ることができる。従って、軸直方向及び軸方向のいずれの方向についても高い弾性率を得ることができる。

以下、実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

（実施形態１）
図１及び２は、実施形態１に係るブッシュ１０を示す。このブッシュ１０は、例えば、自動車のサスペンション等に用いられるものである。

このブッシュ１０は、外筒１１とその外筒１１内に設けられた内筒１２とそれらの間に設けられた防振ゴム１３とを備えている。

外筒１１は、例えば、ナイロン６６、ナイロン６、ナイロン６，１２、ナイロン１１，１２などのポリアミド樹脂、ポリフェニレンオキサイド（ＰＰＯ）樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）系樹脂、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）系樹脂等の熱可塑性樹脂により円筒状に形成されている。外筒１１は、軸方向の一端及び他端のそれぞれで、外筒本体１１ａに連続して断面Ｕ字状に折り返して斜め内側、つまり、内筒１２側に向かって延びるように一体に形成され、それが板バネ部１４を構成している。一端側及び他端側のそれぞれの板バネ部１４は、開口部から内部に向かうに従って口径が漸次縮径した筒状に形成されていると共に、先端部が内筒１２側に膨出した断面略半円状の突条の係合突起１４ａに形成されている。外筒１１は、例えば、長さが３０〜１００ｍｍ、外径が３０〜９０ｍｍ、及び、厚さが１．０〜５．０ｍｍである。板バネ部１４は、例えば、長さが１０〜４０ｍｍである。係合突起１４ａは、例えば、断面略半円状の半径が１〜５ｍｍである。

内筒１２は、例えば、鋼鉄等の金属により円筒状に形成されている。内筒１２は、外周面に、各々、周方向に延びるように全周に渡って形成された一対の溝の板バネ係合部１５が軸方向に間隔をおいて設けられている。各板バネ係合部１５は、外筒１１の板バネ部１４の先端の係合突起１４ａに対応して設けられており、係合突起１４ａの断面形状に対応した断面略半円状に形成されている。内筒１２は、例えば、長さが３０〜１２０ｍｍ、外径が１２〜３０ｍｍ、及び、厚さが１〜１０ｍｍである。板バネ係合部１５は、例えば、断面略半円状の半径が１〜５ｍｍである。なお、内筒１２は、表面に電着塗装などにより熱硬化性樹脂塗料が塗布された後、高温下に晒されてそれが硬化した焼付塗膜で被覆され、それによって耐蝕性向上が図られたものであってもよい。

防振ゴム１３は、例えば、天然ゴム等の粘弾性を有する材料により円筒状に形成されている。防振ゴム１３は、軸方向中間部分の内側に突出部分が全周に渡って形成されており、その突出部分が内筒１２に結合しており、その他の部分が外筒１１に嵌め入れられている。防振ゴム１３は、内筒１２に対しては、ウレタン樹脂接着剤やエポキシ樹脂接着剤等の熱硬化性樹脂接着剤により、或いは、加硫接着により突出部分が接着されているが、外筒１１に対しては、接着されていても、或いは、非接着であってもいずれでもよい。

また、内筒１２には、防振ゴム１３との結合部の両側のそれぞれに、外筒１１の板バネ部１４と間に挟まれるように環状ゴム１６が全周に渡って一体に設けられている。これにより、板バネ部１４が防振ゴム１３と環状ゴム１６との間に噛み込んだ構造に構成されている。環状ゴム１６は、防振ゴム１３と同一のゴム材料で形成されており、内筒１２に対して、ウレタン樹脂接着剤やエポキシ樹脂接着剤等の熱硬化性樹脂接着剤により、或いは、加硫接着により接着されている。環状ゴム１６は、例えば、幅が０〜３０ｍｍ、及び、厚さが０〜１０ｍｍである。

外筒１１の板バネ部１４の先端の係合突起１４ａと内筒１２の板バネ係合部１５とは、図３（ａ）に示すように、直接接触していても、また、図３（ｂ）に示すように、内筒１２に一体に設けられたゴム層１７が介設されていてもよい。後者の場合、ゴム層１７は、防振ゴム１３及び環状ゴム１６と一体に形成されていてもよく、また、例えば、厚さが１〜３ｍｍである。

次に、このブッシュ１０の動作について説明する。

このブッシュ１０は、円筒孔で構成された一方の被取付部に外筒１１が嵌め入れられて取付固定され、他方の被取付部に内筒１２が取付固定されて用いられる。

このブッシュ１０では、内筒１２に対して外筒１１がいずれかの軸直方向に変位しようとすると、内筒１２側に向かって延びるように形成された板バネ部１４が弾性変形してそれに抵抗する。これによっていずれの軸直方向にも高い弾性率を得ることができる。

また、内筒１２に対して外筒１１が軸方向の図２の左側に変位しようとすると、主として図２の右側の板バネ部１４が直接的又は間接的に板バネ係合部１５に係合して突っ張りそれに抵抗する、逆に、内筒１２に対して外筒１１が軸方向の図２の右側に変位しようとすると、主として図２の左側の板バネ部１４が直接的又はゴム層１７を介して間接的に板バネ係合部１５に係合して突っ張りそれに抵抗する。これによって軸方向のいずれの向きにも高い弾性率を得ることができる。

具体的には、図３（ａ）に示すように、係合突起１４ａと板バネ係合部１５とが直接接触している場合には、板バネ部１４が直接的に板バネ係合部１５に係合して、図４に実線で示すように、変位開始直後に板バネ部１４が変形を開始して高い弾性率を示し、図３（ｂ）に示すように、係合突起１４ａと板バネ係合部１５との間にゴム層１７が介設されている場合には、板バネ部１４が間接的に板バネ係合部１５に係合して、図４に破線で示すように、変位開始直後にはゴム層１７の圧縮変形により低い弾性率を示すものの、それに引き続いて板バネ部１４が変形を開始して高い弾性率を示し、弾性率が二段階に変化する。従って、係合突起１４ａと板バネ係合部１５とが直接接触した構成とするか、或いは、係合突起１４ａと板バネ係合部１５との間にゴム層１７が介設された構成とするか、また、後者の場合、ゴム層１７の厚さ等の構成をどうするかを適当に選択することにより、ブッシュ１０に取付位置において要求される所望の特性を発現させることができる。なお、一方、板バネ部が内筒に係合しない構造のブッシュでは、内筒に対する外筒の軸方向への変位に抵抗が無いので、図４に点線で示すように、低い弾性率を示す。

以上のブッシュ１０は、公知の方法によって製造することができる。具体的には、図５（ａ）に示すように、内筒１２と防振ゴム１３及び環状ゴム１６とを一体成形し、それを射出成形金型２０にセットして外筒１１を射出成形しても、また、図５（ｂ）に示すように、図示しないゴム流入孔が形成された外筒１１を予め成形し、それと内筒１２とを金型３０にセットして未加硫ゴムを注入して防振ゴム１３を加硫成形してもよい。

（実施形態２）
図６は、実施形態２に係るブッシュ１０を示す。なお、実施形態１と同一名称の部位は同一符号で示している。

このブッシュ１０では、外筒１１は、軸方向の一端及び他端のそれぞれで、外筒本体１１ａに連続して鋭角に折り返して斜め内側、つまり、内筒１２側に向かって延びるように一体に形成され、それが板バネ部１４を構成している。また、内筒１２は、外周面に外筒１１の一対の板バネ部１４の先端間で挟まれるように、周方向に延びるように全周に渡って一体に形成された断面コの字帯状の突条からなる板バネ係合部１５が設けられている。そして、各板バネ部１４は、図７に示すように、先端がゴム層１７を介して板バネ係合部１５の側面に対峙するように位置付けられている。各板バネ部１４の外側は、全周に渡ってバネ被覆ゴム１８で被覆されている。バネ被覆ゴム１８は、環状ゴム１６と共に、ゴム層１７を介して防振ゴム１３に連続して形成されている。バネ被覆ゴム１８の一方（図６の右側）は、板バネ部１４よりも長く延びて形成されており、これがサージング防止片を構成している。バネ被覆ゴム１８は、例えば、厚さが１〜５ｍｍである。

次に、このブッシュ１０の動作について説明する。

また、内筒１２に対して外筒１１が軸方向の図６の左側に変位しようとすると、図６の右側の板バネ部１４の先端が間接的に板バネ係合部１５の側面に係合して突っ張りそれに抵抗する、逆に、内筒１２に対して外筒１１が軸方向の図６の右側に変位しようとすると、図６の左側の板バネ部１４の先端が間接的に板バネ係合部１５の側面に係合して突っ張りそれに抵抗する。これによって軸方向のいずれの向きにも高い弾性率を得ることができる。

その他の構成及び製造方法は実施形態１のものと同一である。

（実施形態３）
図８は、実施形態３に係るブッシュ１０を示す。なお、実施形態１と同一名称の部位は同一符号で示している。

このブッシュ１０では、外筒１１は、軸方向の一端及び他端のそれぞれで、外筒本体１１ａに連続して鋭角に折り返して斜め内側、つまり、内筒１２側に向かって延びるように一体に形成され、それが板バネ部１４を構成している。各板バネ部１４は、先端に内筒１２側に開口した嵌合溝１４ｂが全周に渡って形成されている。また、内筒１２は、外周面に外筒１１の一対の板バネ部１４の嵌合溝１４ｂに対応するように、各々、周方向に延びるように全周に渡って形成された断面コの字状の突条からなる一対の板バネ係合部１５が軸方向に間隔をおいて設けられている。そして、各板バネ部１４の嵌合溝１４ｂは、ゴム層１７を介して板バネ係合部１５に嵌合するように位置付けられている。各板バネ部１４の外側は、全周に渡ってバネ被覆ゴム１８で被覆されている。バネ被覆ゴム１８は、環状ゴム１６と共に、ゴム層１７を介して防振ゴム１３に連続して形成されている。

次に、このブッシュ１０の動作について説明する。

また、内筒１２に対して外筒１１が軸方向の図８の左側に変位しようとすると、両方の板バネ部１４の先端の嵌合溝１４ｂが間接的に板バネ係合部１５に嵌合係合して突っ張りそれに抵抗する、逆に、内筒１２に対して外筒１１が軸方向の図８の右側に変位しようとすると、両方の板バネ部１４の先端の嵌合溝１４ｂが間接的に板バネ係合部１５に嵌合係合して突っ張りそれに抵抗する。これによって軸方向のいずれの向きにも高い弾性率を得ることができる。しかも、軸方向のいずれの向きの変位でも両方の板バネ部１４と板バネ係合部１５との係合が作用するので、極めて高い効果を得ることができる。

（実施形態４）
図９は、実施形態４に係るブッシュ１０を示す。なお、実施形態１と同一名称の部位は同一符号で示している。

このブッシュ１０では、外筒１１は、軸方向の一端及び他端のそれぞれで、外筒本体１１ａに連続して鋭角に折り返して斜め内側、つまり、内筒１２側に向かって延びるように一体に形成され、それが板バネ部１４を構成している。また、内筒１２は、外周面に外筒１１の一対の板バネ部１４の先端間で挟まれるように、周方向に延びるように全周に渡って一体に形成された断面コの字帯状の突条からなる板バネ係合部１５が設けられていると共に、その板バネ係合部１５の両側のそれぞれに、板バネ係合部１５の基端部から外筒１１の端部位置まで至る幅を有し、周方向に延びるように全周に渡って形成された幅広の溝からなる防振ゴム嵌合凹部１９が設けられている。そして、防振ゴム１３は、板バネ係合部１５による嵌合及び防振ゴム嵌合凹部１９への嵌合により内筒１２に結合している。各板バネ部１４は、先端が防振ゴム１３のゴム層１７を介して板バネ係合部１５の側面に対峙するように位置付けられている。

この構成では、防振ゴム１３の内筒１２への接着が不要であるので、製造工程において、多くの工数を要する防振ゴム１３を内筒１２に接着するための工程を省略することができ、そのために生産性の向上を図ることができる。もちろん、防振ゴム１３が内筒１２に接着されている構成であってもよい。

その他の構成及び製造方法は実施形態１のものと同一である。動作は実施形態２のものと同一である。

（その他の実施形態）
上記実施形態１〜４では、いずれの軸直方向にも高い弾性率を得ることができるように、板バネ部１４が外筒１１の全周に渡って設けられた構成としたが、特にこれに限定されるものではなく、高弾性を要する方向にのみに舌片からなる板バネ部を設けた構成であってもよい。

上記実施形態１〜４では、軸方向に両側に板バネ部１４を設けた構成としたが、特にこれに限定されるものではなく、軸方向のいずれか一方に設けられた構成のものであってもよい。

上記実施形態１〜４では、円筒孔で構成された被取付部に嵌め入れられて取付固定されるブロック状のブッシュ１０としたが、特にこれに限定されるものではなく、ロッドの先端に外筒１１が固定された構成のものであってもよい。

上記実施形態２及び３では、板バネ部１４と板バネ係合部１５との間にゴム層１７が介設された構成としたが、特にこれに限定されるものではなく、もちろん、板バネ部１４と板バネ係合部１５とが直接接触した構成であってもよい。

本発明は、外筒と、外筒内に軸方向が同一になるように設けられた内筒と、外筒と内筒との間にそれらを連結するように設けられた防振ゴムと、を備えたブッシュについて有用である。

実施形態１のブッシュの斜視図である。実施形態１のブッシュの断面図である。（ａ）は実施形態１のブッシュの板バネ部と板バネ係合部とが直接接触している態様を示す断面図であり、（ｂ）は板バネ部と板バネ係合部との間にゴム層が介設された態様を示す断面図である。実施形態１のブッシュの内筒に対する外筒の変位量と荷重との関係を示すグラフである。（ａ）及び（ｂ）は実施形態１のブッシュの製造方法を示す説明図である。実施形態２のブッシュの断面図である。実施形態２のブッシュの板バネ部と板バネ係合部との位置関係を示す説明図である。実施形態３のブッシュの断面図である。実施形態４のブッシュの断面図である。

符号の説明

１０ブッシュ
１１外筒
１２内筒
１３防振ゴム
１４板バネ部
１５板バネ係合部

Claims

外筒と、該外筒内に軸方向が同一になるように設けられた内筒と、該外筒と該内筒との間にそれらを連結するように設けられた防振ゴムと、を備えたブッシュであって、
上記外筒には、上記内筒側に向かって延びるように形成され、該内筒に対する該外筒の所定の軸直方向の変位に弾性抵抗する板バネ部が設けられている一方、
上記内筒には、該内筒に対する上記外筒の軸方向の変位に抵抗するように上記板バネ部が直接的又は間接的に係合する板バネ係合部が設けられていることを特徴とするブッシュ。
請求項１に記載されたブッシュにおいて、
上記板バネ部が上記板バネ係合部に直接接触していることを特徴とするブッシュ。
請求項１に記載されたブッシュにおいて、
上記板バネ部と上記板バネ係合部との間にゴム層が介設されていることを特徴とするブッシュ。