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

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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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