JP2009216126A - 防振ブッシュ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】軸直角方向における２方向でのバネ定数の比を大きくするとともに、絞り加工を適切に行うことでゴム状弾性体に予圧縮を付与する。
【解決手段】内筒１２と外筒１４の間をゴム状弾性体からなる弾性連結部１６で連結してなる防振ブッシュ１０において、外筒１４を、第１の軸直角方向Ｙ１において内筒１２を挟んで位置する一対の第１側壁２４と、第２の軸直角方向Ｙ２において内筒１２を挟んで位置する一対の第２側壁２６と、からなる角筒状に形成する。そして、第１側壁２４と内筒１２の第１外周面部分３０との間を弾性連結部１６により連結するとともに、弾性連結部により内筒１２に対して連結されていない一対の第２側壁２６の間隔を一定に保持したまま、一対の第１側壁２４の間隔を縮小させる方向に、外筒１４に絞り加工を施す。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車のデフマウント等の各種防振装置として用いることができる防振ブッシュに関するものである。

自動車を始めとする各種車両においては、振動減衰、緩衝などを目的として、様々な防振ブッシュが組み込まれて使用されている。防振ブッシュは、一般に、軸部材としての内筒と、該内筒を取り囲む外筒と、これら内筒と外筒の間に介設されて両者を弾性的に結合するゴム状弾性体とを備えてなり、従来は、内筒及び外筒が円筒状のものが主流である。

このような防振ブッシュにおいては、加硫成形後のゴム状弾性体の収縮を取り除いて耐久性を向上するために、加硫成形後に外筒を縮径方向に絞り加工することが通常行われる。従って、従来は、上記円筒状の外筒に対して、その周方向の全体で均等に縮径するように絞り加工が施されており、 これによりゴム状弾性体に予圧縮が付与されている。

ところで、近年の自動車の高出力化に伴い、デフマウントやボディマウントなどの各種防振ブッシュにおいて、高耐久性の要求が高くなっている。また、一方で、乗り心地性や操縦安定性などの特性上の要求から、防振ブッシュの軸直角方向における第１方向とこれに垂直な第２方向との間でのバネ定数の比を大きくすることが求められている。これらの要求に対応するため、外筒を断面四角形状とした角筒状の防振ブッシュが提案されている（例えば、下記特許文献１参照）。
特開平１０−２３１８７４号公報

上記のような角筒状の外筒を備える防振ブッシュにおいても、ゴム状弾性体に予圧縮を付与する必要があるが、角筒状の外筒の場合、円筒状の外筒のように均等に絞り加工を行うことは容易ではない。また、上記特許文献１には、角筒状の外筒と内筒との間に介設されたゴム状弾性体に予圧縮を付与するために、拡管加工により内筒の断面寸法を拡大させることが開示されているが、例えば、内筒の軸方向端部が底壁部により塞がれた形状を持つ場合、このような内筒を拡管することは容易ではない。

本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、軸直角方向における２方向でのバネ定数の比を大きくすることができるとともに、絞り加工を適切に行うことでゴム状弾性体に予圧縮を付与することができ、耐久性を向上することができる防振ブッシュを提供することを目的とする。

本発明に係る防振ブッシュは、軸部材と、前記軸部材を取り囲む外筒と、前記軸部材と前記外筒との間に介設されて両者を結合するゴム状弾性体からなる弾性連結部と、を備える防振ブッシュにおいて、前記外筒は、第１の軸直角方向において前記軸部材を挟んで位置する一対の第１側壁と、前記第１の軸直角方向に垂直な第２の軸直角方向において前記軸部材を挟んで位置する一対の第２側壁と、からなる角筒状をなし、前記一対の第１側壁と該第１側壁に対向する前記軸部材の第１外周面部分との間を前記弾性連結部により連結するとともに、弾性連結部により前記軸部材に対して連結されていない前記一対の第２側壁の間隔を一定に保持したまま、前記一対の第１側壁の間隔を縮小させる方向に、前記外筒に絞り加工を施してなるものである。

また、本発明に係る防振ブッシュの製造方法は、軸部材と、前記軸部材を取り囲む外筒と、前記軸部材と前記外筒との間に介設されて両者を結合するゴム状弾性体からなる弾性連結部と、を備える防振ブッシュの製造方法であって、第１の軸直角方向において前記軸部材を挟んで位置する一対の第１側壁と、前記第１の軸直角方向に垂直な第２の軸直角方向において前記軸部材を挟んで位置する一対の第２側壁と、からなる角筒状の外筒を用いて、前記外筒と前記軸部材の間にゴム状弾性体を成形することで、前記一対の第１側壁と該第１側壁に対向する前記軸部材の第１外周面部分との間を前記弾性連結部により連結し、弾性連結部により前記軸部材に対して連結されていない前記一対の第２側壁の間隔を一定に保持したまま、前記一対の第１側壁の間隔を縮小させる方向に、前記外筒に絞り加工を施すものである。

本発明によれば、角筒状の外筒において、第１の軸直角方向に対向する第１側壁のみをゴム状弾性体からなる弾性連結部を介して軸部材と連結し、第２の軸直角方向に対向する第２側壁ではゴム状弾性体を介して軸部材と連結していない。そのため、第１の軸直角方向におけるバネ定数を高く、第２の軸直角方向におけるバネ定数を低くすることができ、バネ定数の比を大きく設定することができる。また、弾性連結部が介設されていない第２側壁の間隔を一定に保持しつつ、弾性連結部が介設された第１側壁をその間隔が縮小されるように絞り加工を施すようにしたので、角筒状の外筒でありながら容易に絞り加工を行うことができ、弾性連結部に予圧縮を与えて、耐久性を向上することができる。

以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。

図１は、実施形態に係る防振ブッシュ１０の正面図である。この防振ブッシュ１０は、自動車のディファレンシャルギアをサスペンションメンバに連結するためのデフマウントであり、軸部材としての内筒１２と、これを取り囲む外筒１４と、内筒１２と外筒１４の間に介設されて加硫接着手段により両者を結合するゴム弾性体からなる弾性連結部１６とを備えてなる。

図１〜３に示すように、内筒１２は、軸方向Ｘの一端部に底壁部１８を持つ有底筒状金具であり、該底壁部１８に２つの挿通孔２０が設けられている。そして、該挿通孔２０にディファレンシャルギア１の先端のボルト２を挿通させてナット３で締結することにより、ディファレンシャル１に連結固定されるよう構成されている。なお、防振ブッシュ１０の軸方向Ｘは、車両前後方向に沿って配設される。

外筒１４は、内筒１２を軸平行かつ同軸状に取り囲む筒状金具であり、軸方向Ｘの一端部（上記底壁部１８が設けられた側とは反対側の端部）にはフランジ部２２が軸直角方向外方に延設されている。そして、フランジ部２２とは反対側の端部からサスペンションメンバの保持筒部５内に圧入されて固定されるように構成されている。

図１，４に示すように、外筒１４は、軸方向Ｘに垂直な第１の軸直角方向Ｙ１において内筒１２を挟んで位置する一対の第１側壁２４，２４と、前記第１の軸直角方向Ｙ１に垂直な第２の軸直角方向Ｙ２において内筒１２を挟んで位置する一対の第２側壁２６，２６と、からなる断面略矩形の角筒状に形成されている。ここで、第１の軸直角方向Ｙ１が車両左右方向に対応し、第２の軸直角方向Ｙ２が車両上下方向に対応する。

詳細には、一対の第１側壁２４，２４は、平板状をなして互いに平行に設けられている。一方、第２側壁２６は、第２の軸直角方向Ｙ２の外方Ｙ２ｏに向けてわずかに凸状に膨らんだ湾曲板状に形成されている。そして、第１側壁２４と第２側壁２６とを繋ぐ外筒１４の角部２８が、両側壁２４，２６をなだらかに繋ぐように湾曲状に形成されている。

内筒１２は、図４に示されるように、外筒１４の内周面形状に概ね対応する角筒状をなしており、上記一対の第１側壁２４，２４にそれぞれ対向する一対の第１外周面部分３０，３０と、上記一対の第２側壁２６，２６にそれぞれ対向する一対の第２外周面部分３２，３２とを有する。第１外周面部分３０は、平板状をなす第１側壁２４に平行な平面状に形成されている。一方、第２外周面部分３２は、第２の軸直角方向Ｙ２の外方Ｙ２ｏに向けて膨らんだ湾曲面状に形成されている。より詳細には、この例では、上側の第２外周面部分３２は、第２側壁２６に対し周方向Ｃにおいて略一定の間隔をおいて対向するよう設けられている。また、下側の第２外周面部分３２は、上側の第２外周面部分３２よりも小さい曲率半径を持つ曲面状に形成されており、これにより、内筒１２は図１に示す側面視で略ホームベース状に形成されている。

図１，４に示すように、弾性連結部１６は、上記一対の第１側壁２４，２４とこれに対向する上記一対の第１外周面部分３０，３０との間をそれぞれ連結するように、第１の軸直角方向Ｙ１において内筒１２を挟んで位置する左右一対に設けられている。詳細には、内筒１２の第１外周面部分３０とこれに対向する第１側壁２４の内周面部分２４Ａとは、ともに平面状にかつ互いに平行に設けられており、この平面状の範囲内に限定して弾性連結部１６が介設されている。これに対し、上記一対の第２側壁２６，２６とこれに対向する上記一対の第２外周面部分３２，３２との間には、弾性連結部１６は設けられておらず、すなわち、これらの間はゴム弾性体により連結されていない。

図１，３に示すように、一対の第２側壁２６，２６とこれに対向する内筒１２との間には、内筒１２の第２の軸直角方向Ｙ２における過大変位を制限するために、ゴム弾性体からなるストッパ部３４，３６，３８が設けられている。

詳細には、内筒１２の上側では、第２側壁２６の内周面に内筒１２側に向かって突出する第１ストッパ部３４が設けられており、該第１ストッパ部３４の先端面３４Ａとこれに対向する内筒１２の第２外周面部分３２との間で、第２の軸直角方向Ｙ２における第１ストッパクリアランス４０が確保されている。

一方、内筒１２の下側では、第２側壁２６の内周面に内筒１２側に向かって突出する第２ストッパ部３６が設けられるとともに、内筒１２の第２外周面部分３２に第２ストッパ部３６に向かって突出する第３ストッパ部３８が設けられており、両ストッパ部３６，３８の間で、第２の軸直角方向Ｙ２における第２ストッパクリアランス４２が確保されている。

そして、上記のように弾性連結部１６とストッパ部３４，３６，３８を設けたことにより、図４に示すように、外筒１４の各角部２８の内側であってストッパ部３４，３６，３８の周方向Ｃの両側には、軸方向Ｘに貫通する空洞部４４がそれぞれ設けられている。空洞部４４は、比較的狭い間隙のストッパクリアランス４０，４２に対して、軸直角方向における寸法が十分に大きく設定された膨らみ形状の空間部であり、左右一対の空洞部４４，４４がその間のストッパクリアランス４０，４２を介して連結されている。

上記弾性連結部１６は、外筒１４の一対の第２側壁２６，２６の間隔を一定に保持したまま、一対の第１側壁２４，２４の間隔を縮小させる方向に、外筒１４に絞り加工を施すことによって、第１の軸直角方向Ｙ１に予圧縮されている。予圧縮の圧縮率は、特に限定されず、例えば５〜１５％程度とすることができる。

防振ブッシュ１０を製造するに際しては、上記角筒状の内筒１２と外筒１４を、鋼材のプレス成形等により作製する。その際、内筒１２は、最終的な製品形状のものを作製するが、外筒１４については、図５に示すように、絞り成形される一対の第１側壁２４，２４が最終的な製品形状のものよりも両者の間隔が離れて位置するように成形しておく。図１と図５を詳細に比較すると明らかなように、絞り加工前の外筒１４は、平板状をなす一対の第１側壁２４，２４が第１の軸直角方向Ｙ１の外方Ｙ１ｏに僅かに張り出した形状に形成されている。

これらの内筒１２と外筒１４を不図示の成形型内に配置して、成形型のキャビティ内にゴム材料を注入することにより、内筒１２と外筒１４との間に、上記の弾性連結部１６とストッパ部３４，３６，３８が一体に加硫成形され、図５に示す絞り加工前の加硫成形体が得られる。

次いで、得られた加硫成形体に絞り加工を施す。絞り加工は、一対の第２側壁２６，２６の間隔を一定に保持したまま、一対の第１側壁２４，２４の間隔を縮小させる方向に、外筒１４に絞ることによりなされる。詳細には、図５に示すように、第２側壁２６が軸直角方向外方Ｙ２ｏに変形しないように拘束する拘束治具Ｊ１を第２側壁２６の外周面に当接させた状態で、第１側壁２４の外周面に対して絞り治具Ｊ２を、第１の軸直角方向Ｙ１の内方Ｙ１ｉに移動させて、一対の第１側壁２４，２４を互いに接近する方向に押圧することにより、外筒１４の第１側壁２４部分が絞られる。

これにより、図５に示す絞り加工前における外筒１４の第１の軸直角方向Ｙ１での外形寸法をＡ０、第２の軸直角方向Ｙ２での外形寸法をＢ０としたとき、図１に示す絞り加工後における外筒１４の第２の軸直角方向Ｙ２での外形寸法Ｂ１は上記Ｂ０と実質的に同一に保持されるのに対し（Ｂ１＝Ｂ０）、第１の軸直角方向Ｙ１での外形寸法Ａ１は上記Ａ０よりも小さくなる（Ａ１＜Ａ０）。

また、この絞り加工では、第１側壁２４は平板状のまま第１の軸直角方向内方Ｙ１ｉに変位する一方、第２側壁２６は外周面が拘束されて変形しないので、第１側壁２４と第２側壁２６とを繋ぐ角部２８が、第１側壁２４の上記変位を許容するように変形する。しかしながら、この部分は、その内側に空洞部４４が設けられ、弾性連結部１６もストッパ部３４，３６，３８も存在しない部分であるため、変形による性能上の不具合を回避することができる。

以上より、角筒状の外筒１４を持つものでありながら、容易かつ適確に絞り加工を施して、弾性連結部１６に予圧縮を付与することができ、耐久性を向上することができる。

また、第２側壁２６とこれに対向する内筒１２との間にストッパ部３４，３６，３８とともにストッパクリアランス４０，４２が設けているが、上記のように、ストッパ部３４，３６，３８が設けられた第２の軸直角方向Ｙ２では、絞り加工時に外筒１４が変形しないように拘束するので、ストッパクリアランス４０，４２を一定に保つことができる。

このようにして得られた防振ブッシュ１０によれば、外筒１４を角筒状として、その第１の軸直角方向Ｙ１に対向する第１側壁２４，２４のみを弾性連結部１６，１６を介して内筒１２と連結し、第２の軸直角方向Ｙ２に対向する第２側壁２６，２６ではゴム状弾性体を介して内筒１２と連結していない。そのため、第１の軸直角方向（車両での左右方向）Ｙ１におけるバネ定数を高く、第２の軸直角方向（車両での上下方向）Ｙ２におけるバネ定数を低くすることができる。

特に、弾性連結部１６により連結される内筒１２の第１外周面部分３０とこれに対向する第１側壁２４の内周面部分２４Ａが共に平面状に形成されて互いに平行に設けられているため、第２の軸直角方向Ｙ２における変位時に弾性連結部１６を純粋にせん断変形のみにし、圧縮成分が加わることを回避することができる。そのため、第２の軸直角方向Ｙ２でのバネ定数を更に低減して、第１の軸直角方向Ｙ１とのバネ定数の比を効果的に大きくすることができる。また、上記のように純粋なせん断変形とすることで、弾性連結部１６の耐久性も向上することができる。

また、第１側壁２４は平板状としつつ、第２側壁２６は第２の軸直角方向外方Ｙ２ｏに向けて凸の湾曲板状に形成したので、サスペンションメンバの保持筒部５に圧入する際に、安定して圧入しやすく、圧入作業性を向上することができる。

本発明は、自動車のデフマウントやボディマウントを始めとした種々の防振ブッシュに利用することができる。

実施形態に係る防振ブッシュの正面図。 図１のＩＩ−ＩＩ線断面図。 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。 図３のＩＶ−ＩＶ線断面図。 絞り加工前の防振ブッシュの正面図。

符号の説明

１０…防振ブッシュ、１２…内筒（軸部材）、１４…外筒、１６…弾性連結部
２４…第１側壁、２４Ａ…第１側壁の内周面部分、２６…第２側壁、２８…角部
３０…第１外周面部分、３２…第２外周面部分
３４…第１ストッパ部（ストッパ部）、３６…第２ストッパ部（ストッパ部）、３８…第３ストッパ部（ストッパ部）、
４０…第１ストッパクリアランス（ストッパクリアランス）、４２…第２ストッパクリアランス（ストッパクリアランス）
４４…空洞部
Ｃ…周方向、Ｘ…軸方向
Ｙ１…第１の軸直角方向、Ｙ１ｏ…外方
Ｙ２…第２の軸直角方向、Ｙ２ｏ…外方

Claims (6)

1. 軸部材と、前記軸部材を取り囲む外筒と、前記軸部材と前記外筒との間に介設されて両者を結合するゴム状弾性体からなる弾性連結部と、を備える防振ブッシュであって、
   前記外筒は、第１の軸直角方向において前記軸部材を挟んで位置する一対の第１側壁と、前記第１の軸直角方向に垂直な第２の軸直角方向において前記軸部材を挟んで位置する一対の第２側壁と、からなる角筒状をなし、
   前記一対の第１側壁と該第１側壁に対向する前記軸部材の第１外周面部分との間を前記弾性連結部により連結するとともに、
   弾性連結部により前記軸部材に対して連結されていない前記一対の第２側壁の間隔を一定に保持したまま、前記一対の第１側壁の間隔を縮小させる方向に、前記外筒に絞り加工を施してなる、
   防振ブッシュ。
2. 前記弾性連結部により連結される前記軸部材の第１外周面部分と該第１外周面部分に対向する前記第１側壁の内周面部分が共に平面状に形成されて互いに平行に設けられた、請求項１記載の防振ブッシュ。
3. 前記一対の第２側壁と該第２側壁に対向する前記軸部材との間に、ゴム状弾性体からなるストッパ部が設けられるとともに、前記第２の軸直角方向のストッパクリアランスが確保された、請求項１又は２記載の防振ブッシュ。
4. 前記第１側壁と前記第２側壁を繋ぐ前記外筒の角部の内側であって前記ストッパ部の周方向の両側に、軸方向に貫通する空洞部が設けられた、請求項３記載の防振ブッシュ。
5. 前記第２側壁が前記第２の軸直角方向の外方に向けて凸の湾曲板状に形成された、請求項３又は４記載の防振ブッシュ。
6. 軸部材と、前記軸部材を取り囲む外筒と、前記軸部材と前記外筒との間に介設されて両者を結合するゴム状弾性体からなる弾性連結部と、を備える防振ブッシュの製造方法であって、
   第１の軸直角方向において前記軸部材を挟んで位置する一対の第１側壁と、前記第１の軸直角方向に垂直な第２の軸直角方向において前記軸部材を挟んで位置する一対の第２側壁と、からなる角筒状の外筒を用いて、
   前記外筒と前記軸部材の間にゴム状弾性体を成形することで、前記一対の第１側壁と該第１側壁に対向する前記軸部材の第１外周面部分との間を前記弾性連結部により連結し、
   弾性連結部により前記軸部材に対して連結されていない前記一対の第２側壁の間隔を一定に保持したまま、前記一対の第１側壁の間隔を縮小させる方向に、前記外筒に絞り加工を施す、
   防振ブッシュの製造方法。

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