JP2010047041A - サスペンション用ブッシュ - Google Patents

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Abstract

【課題】横力によるサスペンションアームの車両横方向への移動に伴うタイヤのアライメント変化を減少させること。
【解決手段】ダブルウィシュボーン式サスペンションのサスペンションアーム(ロアアーム16)の車体側取付部16aに設けたブッシュ21は、前後方向に配置される外筒211、これと同軸的に配置される内筒212、内筒212と外筒211間の筒状空間Aに設けられ車輪が受ける横方向荷重でラジアル方向に撓む弾性体213を備えている。弾性体213は、筒状空間Aの一端部に設けられ内周部で内筒212にまた外周部で外筒211に一体的に連結される第1弾性体213a、筒状空間Aの他端部に設けられ内周部で内筒212にまた外周部で外筒211に一体的に連結される第2弾性体213b、筒状空間Aの中間部に設けられ外周部で外筒211に対しまた内周部で内筒212に対し軸方向及び周方向に相対移動可能な第3弾性体213cを備えている。
【選択図】 図6

Description

本発明は、自動車のサスペンション、特に、ダブルウィシュボーン式サスペンションにおいて、サスペンションアーム(ロアアームまたはアッパアーム)の車体側取付部と車体側部材間に介装されるサスペンション用ブッシュに関する。
この種のサスペンション用ブッシュの一つとして、サスペンションアームの車体側取付部に一体的に連結されて車両前後方向に配置される外筒と、車体側部材に一体的に連結され前記外筒内に同軸的に配置される内筒と、この内筒と前記外筒との間に形成される筒状空間に設けられて少なくとも車両のコーナリング時等において車輪が受ける横方向荷重によりラジアル方向(径方向)に撓む弾性体を備えたものがあり、例えば、下記特許文献1に記載されている。
特開平5−16630号公報
上記した特許文献1に記載されているダブルウィシュボーン式サスペンションにおいて、例えば、ロアアームの車両前方側に採用されているサスペンション用ブッシュ(ジョイント28)が本発明の対象物であり、このサスペンション用ブッシュでは、一般的なゴムブッシュが採用されている。なお、一般的なゴムブッシュでは、前記弾性体として、内周部にて前記内筒に一体的に連結され外周部にて前記外筒に一体的に連結されるゴム弾性体が採用されている。
ところで、右前輪を例として図1および図2にて概略的に示したダブルウィシュボーン式サスペンションにおいては、車両のコーナリング時等において車輪11のタイヤ接地点に横方向荷重(横力)Faが加わると、車輪11からナックルアーム12、上下一対のボールジョイント13,14を介してアッパアーム15とロアアーム16に横力FaがFa1,Fa2に分散して伝達される。なお、一般的には、アッパアーム15に伝達される横力Fa1がロアアーム16に伝達される横力Fa2に比して小さい。
アッパアーム15に伝達される横力Fa1は、アッパアーム15を介してアッパアーム15の車両前方側に設けられているNo1ブッシュ17とアッパアーム15の車両後方側に設けられているNo2ブッシュ18に作用する。また、ロアアーム16に伝達される横力Fa2は、ロアアーム16を介してロアアーム16の車両前方側に設けられているNo1ブッシュ21とロアアーム16の車両後方側に設けられているNo2ブッシュ22に作用する。
これにより、ロアアーム16では、各ブッシュ21,22として一般的なゴムブッシュが採用されている場合、図3にて概略的に示したように、No1ブッシュ21がラジアル方向にδ1変位(変形)するとともに、No2ブッシュ22がラジアル方向にδ2変位(変形)して、ロアアーム16が図3の実線位置から破線位置に車両の横方向に移動する。なお、横力Fa2の分担比率は、No1ブッシュ21の方がNo2ブッシュ22に比して大きく、δ1変位がδ2変位に比して大きい。
したがって、ナックルアーム12等がタイロッド23の車外端に設けたボールジョイント24を支点として図3の実線位置から破線位置に移動して、タイヤのアライメント(例えば、トー角βやタイヤの垂直面に対するキャンバー角)が変化する。上記したコーナリング時等における横方向荷重(横力)Faは、一般に、時々刻々変化するため、上記したアライメントもコーナリング途中等で時々刻々変化し、これに起因して操縦安定性が損なわれるおそれがある。
なお、図4には、車両の直進走行時等において、車輪11のタイヤ接地点に前後方向荷重(前後力)Fbが加わって、その一部Fb2がロアアーム16に作用するときのNo1ブッシュ21とNo2ブッシュ22の変形状態が概略的に示されている。このときには、ロアアーム16に作用する前後力Fb2によるNo1ブッシュ21とNo2ブッシュ22の変形に伴って、ロアアーム16が図4の実線位置から破線位置に移動する。これにより、タイロッド23とナックルアーム12等がラックバー25の端部に設けたボールジョイント26を支点として図4の実線位置から破線位置に移動するため、タイヤのアライメント(例えば、トー角やキャンバー角)は殆ど変化しない。
本発明は、上記した課題(コーナリング途中等での横力によるタイヤのアライメント変化)に対処すべくなされたものであり、ダブルウィシュボーン式サスペンションにおけるサスペンションアーム(ロアアームまたはアッパアーム)の車体側取付部または車体側部材に一体的に連結されて車両前後方向に配置される外筒と、前記車体側部材または前記サスペンションアームの車体側取付部に一体的に連結され前記外筒内に同軸的に配置される内筒と、この内筒と前記外筒との間に形成される筒状空間に設けられて少なくとも車輪が受ける横方向荷重によりラジアル方向に撓む弾性体を備えたサスペンション用ブッシュにおいて、前記弾性体が、前記筒状空間の一端部に設けられて内周部にて前記内筒に一体的に連結され外周部にて前記外筒に一体的に連結される第1弾性体と、前記筒状空間の他端部に設けられて内周部にて前記内筒に一体的に連結され外周部にて前記外筒に一体的に連結される第2弾性体と、前記筒状空間の中間部に設けられて外周部にて前記外筒に対して軸方向および周方向に相対移動可能または内周部にて前記内筒に対して軸方向および周方向に相対移動可能な第3弾性体を備えていることに特徴がある。この場合において、前記第3弾性体は、前記第1弾性体および前記第2弾性体に比して、高剛性の素材で形成されていることが望ましい。
本発明によるサスペンション用ブッシュにおいては、車両のコーナリング時等において車輪のタイヤ接地点に横方向荷重(横力)が加わると、当該ブッシュにおいて外筒と内筒との間に形成される筒状空間に設けられた弾性体がラジアル方向に撓む。このため、サスペンションアームの車体側取付部に一体的に連結されている外筒(または内筒)が内筒(または外筒)に対してラジアル方向に相対移動し、これに伴って、サスペンションアームが車両の横方向に移動する。
ところで、本発明によるサスペンション用ブッシュの弾性体は、前記筒状空間の一端部に設けられて内周部にて前記内筒に一体的に連結され外周部にて前記外筒に一体的に連結される第1弾性体と、前記筒状空間の他端部に設けられて内周部にて前記内筒に一体的に連結され外周部にて前記外筒に一体的に連結される第2弾性体と、前記筒状空間の中間部に設けられて外周部にて前記外筒に対して軸方向および周方向に相対移動可能または内周部にて前記内筒に対して軸方向および周方向に相対移動可能な第3弾性体を備えている。
このため、本発明においては、弾性体が第1弾性体と第2弾性体によって構成されている場合に比して、外筒(または内筒)が内筒(または外筒)に対してラジアル方向に相対移動する際の移動量、すなわち、サスペンションアームの車両横方向への移動量を減少させることが可能である。したがって、上記した横力によるサスペンションアームの車両横方向への移動に伴うタイヤのアライメント変化を減少させることが可能であって、操縦安定性の向上を図ることが可能である。
また、本発明においては、第3弾性体が、前記筒状空間の中間部に設けられて外周部にて前記外筒に対して軸方向および周方向に相対移動可能または内周部にて前記内筒に対して軸方向および周方向に相対移動可能とされていて、第1弾性体および第2弾性体とは異なる構成となっている。このため、第3弾性体は、外筒と内筒間の軸方向、周方向およびこじり方向のばね特性には影響を殆ど与えなくて、当該ブッシュを介して車体側に伝達される振動・騒音を悪化し難いものである。
また、本発明の実施に際して、第3弾性体は、外周部の外形形状が球状であることも可能である。この場合には、第3弾性体の外周部と外筒の内周面間に隙間を設定しない場合においても、外筒と内筒間のこじり方向での相対移動に際して、第3弾性体の外周部前後両端が弾性変形することが殆どなくて、こじり方向のばね特性に影響を殆ど与えることがない。
以下に、本発明の実施形態を図1〜図3を参照しつつ図5〜図10に基づいて説明する。図5および図6は本発明をダブルウィシュボーン式サスペンションにおけるロアアーム16の車両前方側に設けられているNo1ブッシュ21に実施した実施形態を示していて、このNo1ブッシュ21は、ロアアーム16の車体側取付部16aに一体的に連結されて車両前後方向に配置される外筒211と、車体側部材(図示省略の車体に組付けられたサスペンションメンバまたは車体自体)に連結具(図示省略のボルト・ナット)を用いて一体的に連結され外筒211内に同軸的に配置される内筒212と、外筒211と内筒212との間に形成される筒状空間Aに設けられて車両のコーナリング時等において車輪11が受ける横方向荷重(横力)Fa2によりラジアル方向に撓む弾性体213を備えている。
外筒211は、ロアアーム16の車体側取付部16aに溶接によって固着された円筒部材211aと、この円筒部材211aの前端部に圧入嵌合されて前端に環状フランジ部を有する前方筒体211bと、円筒部材211aの後端部に圧入嵌合されて後端に環状フランジ部を有する後方筒体211cによって構成されている。
内筒212は、外筒211の前方部分内にあって前端部に環状フランジ部を有する前方筒体212aと、外筒211の後方部分内にあって後端部に環状フランジ部を有する後方筒体212bと、前方筒体212aと後方筒体212b間に介装されて前方筒体212aに設けた取付孔と後方筒体212bに設けた取付孔に嵌合され前方筒体212aと後方筒体212bを同軸的に連結する連結パイプ212cによって構成されている。
弾性体213は、筒状空間Aの前端部に設けられた第1弾性体213aと、筒状空間Aの後端部に設けられた第2弾性体213bと、筒状空間Aの中間部に設けられた第3弾性体213cによって構成されている。
第1弾性体213aは、内筒212の前方筒体212aと外筒211の前方筒体211b間に加硫成型された円筒状のゴムであって、内筒212の前方筒体212aおよび外筒211の前方筒体211bと一体化されている。この第1弾性体213aは、内周部にて内筒212の前方筒体212aに一体的に連結(固着)され、外周部にて外筒211の前方筒体211bに一体的に連結(固着)されている。
第2弾性体213bは、内筒212の後方筒体212bと外筒211の後方筒体211c間に加硫成型された円筒状のゴムであって、内筒212の後方筒体212bおよび外筒211の後方筒体211cと一体化されている。この第2弾性体213bは、内周部にて内筒212の後方筒体212bに一体的に連結(固着)され、外周部にて外筒211の後方筒体211cに一体的に連結(固着)されている。
第3弾性体213cは、第1弾性体213aおよび第2弾性体213bに比して、高剛性のゴム素材で図7に示したように円筒状に形成されている。この第3弾性体213cは、内筒212の前方筒体212aおよび後方筒体212bと外筒211の円筒部材211a間に組付けられていて、外周部にて外筒211の円筒部材211aに対して軸方向および周方向に相対移動可能に組付けられ、内周部にて内筒212の前方筒体212aおよび後方筒体212bに対して軸方向および周方向に相対移動可能に組付けられている。なお、第3弾性体213cの外周部と外筒211の円筒部材211a間、または、第3弾性体213cの内周部と内筒212の前方筒体212aおよび後方筒体212b間に、径方向の隙間を設けて実施することも可能である。
上記したNo1ブッシュ21では、予め一体化された第1弾性体213a、内筒212の前方筒体212aおよび外筒211の前方筒体211bと、予め一体化された第2弾性体213b、内筒212の後方筒体212bおよび外筒211の後方筒体211cとが、外筒211の円筒部材211aに圧入固定されるとともに連結パイプ212cを介して連結される前に、第3弾性体213が外筒211の円筒部材211a内に挿入されている。
上記のように構成したこの実施形態においては、車両のコーナリング時等において車輪11のタイヤ接地点に横方向荷重(横力)Faが加わると、上記したNo1ブッシュ21において外筒211と内筒212との間に形成される筒状空間Aに設けられた弾性体213がラジアル方向に撓む。このため、ロアアーム16に一体的に連結されている外筒211が内筒212に対してラジアル方向に相対移動し、これに伴って、ロアアーム16が図3に示したように車両の横方向に移動する。
ところで、この実施形態においては、上記したNo1ブッシュ21の弾性体213が、筒状空間Aの前端部に設けられて内周部にて内筒212の前方筒体212aに一体的に連結され外周部にて外筒211の前方筒体211bに一体的に連結されている第1弾性体213aと、筒状空間Aの後端部に設けられて内周部にて内筒212の後方筒体212bに一体的に連結され外周部にて外筒211の後方筒体211cに一体的に連結されている第2弾性体213bと、筒状空間Aの中間部に設けられて外周部にて外筒211の円筒部材211aに対して軸方向および周方向に相対移動可能に組付けられ内周部にて内筒212の前方筒体212aおよび後方筒体212bに対して軸方向および周方向に相対移動可能に組付けられている第3弾性体213cを備えている。
このため、この実施形態においては、内筒212と外筒211との間に形成される筒状空間Aに設けられる弾性体213が、図9に示したように、第1弾性体213aと第2弾性体213bによって構成されている場合に比して、外筒211が内筒212に対してラジアル方向に相対移動する際の移動量、すなわち、ロアアーム16の車両横方向への移動量を減少させることが可能である。したがって、上記した横力(Fa)によるロアアーム16の車両横方向への移動に伴うタイヤのアライメント変化を減少させることが可能であって、操縦安定性の向上を図ることが可能である。
また、この実施形態においては、内筒212と外筒211との間に形成される筒状空間Aに設けられる弾性体213の第3弾性体213cが、筒状空間Aの中間部に設けられて、外周部にて外筒211の円筒部材211aに対して軸方向および周方向に相対移動可能に組付けられ、内周部にて内筒212の前方筒体212aおよび後方筒体212bに対して軸方向および周方向に相対移動可能に組付けられており、第1弾性体213aおよび第2弾性体213bとは異なる構成となっている。このため、第3弾性体213cは、外筒211と内筒212間の軸方向、周方向およびこじり方向(図6に示した外筒211がその中心を支点として内筒212に対して傾動する方向)のばね特性には影響を殆ど与えなくて、当該ブッシュ21を介して車体側に伝達される振動・騒音を悪化し難いものである。
図10は、上記したNo1ブッシュ21のラジアル方向でのばね特性を示した線図であり、実線で示した特性線B1は上記実施形態で第3弾性体213cの外周部と外筒211の円筒部材211a間および第3弾性体213cの内周部と内筒212の前方筒体212aおよび後方筒体212b間に径方向の隙間を設けない場合のものである。また、破線で示した特性線B2は、上記実施形態で第3弾性体213cの外周部と外筒211の円筒部材211a間または第3弾性体213cの内周部と内筒212の前方筒体212aおよび後方筒体212b間に径方向の隙間Dを設けた場合のものである。なお、二点鎖線で示した特性線B3は、図6に示したNo1ブッシュ21に代えて、図9に示したNo1ブッシュ21を採用した場合のものである。
上記した実施形態では、第3弾性体213cの外周部の外形形状を円筒状として実施したが、図8に示したように、第3弾性体213cの外周部の外形形状を球状として実施することも可能である。この場合には、第3弾性体213cの外周部と外筒211の円筒部材211a間に径方向の隙間を設定しない場合においても、外筒211と内筒212間のこじり方向での相対移動に際して、第3弾性体213cの外周部前後両端が弾性変形することが殆どなくて、こじり方向のばね特性に影響を殆ど与えることがない。
また、上記した実施形態では、車輪11に横力(Fa)が作用したときにその横力の大部分(最も大きな横力)を分担するロアアーム16のNo1ブッシュ21に本発明を実施したが、本発明は他のブッシュ(例えば、ロアアーム16のNo2ブッシュ22やアッパアーム15のNo1ブッシュ17、No2ブッシュ18)にも同様にまたは適宜変更して実施することが可能である。なお、ロアアーム16のNo2ブッシュ22に本発明を実施する場合には、車体側部材(図示省略)に外筒が一体的に連結され、この外筒内に同軸的に配置される内筒がロアアーム16の車体側取付部に一体的に連結される。
本発明を実施可能なダブルウィシュボーン式サスペンションを概略的に示した斜視図である。 図1に示したダブルウィシュボーン式サスペンションにおける下方部分(ロアアーム部分)を概略的に示した平面図である。 図2に示したロアアームに横力が作用したときの変形状態を破線で示した平面図である。 図2に示したロアアームに前後力が作用したときの変形状態を破線で示した平面図である。 図2に示したロアアームのNo1ブッシュに本発明を実施した要部破断平面図である。 図5に示した要部の拡大図である。 図6に示した第3弾性体単体の断面図である。 図5および図6に示した第3弾性体の変形実施形態を示した断面図である。 図6に示したロアアームのNo1ブッシュから第3弾性体を無くした実施形態の断面図である。 ロアアームのNo1ブッシュにおけるラジアル方向のばね特性を示す特性線図である。
符号の説明
11…車輪、12…ナックルアーム、13,14…ボールジョイント、15…アッパアーム、16…ロアアーム、16a…車体側取付部、17…アッパアームのNo1ブッシュ、18…アッパアームのNo2ブッシュ、21…ロアアームのNo1ブッシュ、22…ロアアームのNo2ブッシュ、211…外筒、211a…外筒の円筒部材、211b…外筒の前方筒体、211c…外筒の後方筒体、212…内筒、212a…内筒の前方筒体、212b…内筒の後方筒体、212c…連結パイプ、213…弾性体、213a…第1弾性体、213b…第2弾性体、213c…第3弾性体、A…筒状空間

Claims (3)

  1. ダブルウィシュボーン式サスペンションにおけるサスペンションアームの車体側取付部または車体側部材に一体的に連結されて車両前後方向に配置される外筒と、前記車体側部材または前記サスペンションアームの車体側取付部に一体的に連結され前記外筒内に同軸的に配置される内筒と、この内筒と前記外筒との間に形成される筒状空間に設けられて少なくとも車輪が受ける横方向荷重によりラジアル方向に撓む弾性体を備えたサスペンション用ブッシュにおいて、
    前記弾性体が、前記筒状空間の一端部に設けられて内周部にて前記内筒に一体的に連結され外周部にて前記外筒に一体的に連結される第1弾性体と、前記筒状空間の他端部に設けられて内周部にて前記内筒に一体的に連結され外周部にて前記外筒に一体的に連結される第2弾性体と、前記筒状空間の中間部に設けられて外周部にて前記外筒に対して軸方向および周方向に相対移動可能または内周部にて前記内筒に対して軸方向および周方向に相対移動可能な第3弾性体を備えていることを特徴とするサスペンション用ブッシュ。
  2. 請求項1に記載のサスペンション用ブッシュにおいて、前記第3弾性体は、前記第1弾性体および前記第2弾性体に比して、高剛性の素材で形成されていることを特徴とするサスペンション用ブッシュ。
  3. 請求項1または2に記載のサスペンション用ブッシュにおいて、前記第3弾性体は、外周部の外形形状が球状であることを特徴とするサスペンション用ブッシュ。
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