JP2011220830A - ラバーブッシュの特性試験用治具 - Google Patents

Abstract

【課題】ラバーブッシュの特性試験装置用治具において、ラバーブッシュの外周に軸直方向の静荷重を付与したときにその静荷重で内筒が軸直方向にずれるのを防止し、ラバーブッシュの軸直方向の静ばね定数を正確に測定する。
【解決手段】治具２は、ナット部材３０とナット部材３０に締結固定される雄ねじ部３１ａが形成されたボルト部材３１とを有する内筒挿入部材３を備える。ナット部材３０は、内周面に雌ねじ部３２ａが、外周面に雄ねじ部３２ｂが形成され、雌ねじ部３２ａにボルト部材３１が螺合される第１ナット部３２と、内周面における軸方向の内筒１０側の端部にボルト部材３１がナット部材３０に締結されたときにおいて内筒１０の軸方向他方側の端部が当接するテーパ面３３ａが形成され、内周面におけるテーパ面３３ａが形成された部分以外の部分に雌ねじ部３３ｂが形成され、雌ねじ部３３ｂに第１ナット部３２が螺合される第２ナット部３３とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ラバーブッシュの静特性等を試験するためのラバーブッシュの特性試験用治具に関するものである。

ラバーブッシュは、一般には、内筒と外筒との間にゴムなどの弾性部材が接着固定された筒形状をしており、自動車のサスペンションやシフトレバー等に使用される。ラバーブッシュには多様な負荷がかかるため、静特性や動特性、耐久性などの様々な特性試験を行うことによってその性能把握が行われている。例えば、ラバーブッシュの静ばね定数等の静特性を測定する特性試験としては、その軸方向に直交する軸直方向の試験等がある。

特許文献１には、ラバーブッシュの筒軸方向に対して斜め方向のばね定数を測定する試験装置が開示されている。そこでは、内筒を支持する内筒支持部材と外筒を支持する外筒支持部材とでラバーブッシュを支持し、各支持部材を試験装置にボルト及びナットで締結固定して試験が行われている。

特開平５−３１２７０２号公報

ところで、ラバーブッシュの軸直方向の静ばね定数等を測定する特性試験用の治具として、例えば、図６に示すようなものが考えられる。この治具は、ナット部材１３０と、このナット部材１３０に締結固定される雄ねじ部１３１ａが形成されたボルト部材１３１とを有し、このボルト部材１３１の雄ねじ部１３１ａが内筒１１０の軸方向一方側の端部から挿入され、軸方向他方側の端部に突出した雄ねじ部１３１ａがナット部材１３０に螺合されることにより、筒軸方向両端部が突出した状態で内筒１１０に挿入固定される内筒挿入部材１０３を備えている。ボルト部材１３１における内筒１１０に挿入された部分は、内筒１１０との間に隙間が空いた状態で内筒１１０内に配置されている。そして、治具（内筒挿入部材１０３）を固定した後に、ラバーブッシュ１０１の外周に軸直方向の静荷重を付与することにより、ラバーブッシュ１０１の軸直方向の静ばね定数を測定する。

しかしながら、図６のものでは、ラバーブッシュ１０１の外周に軸直方向の静荷重を付与すると、その静荷重で内筒１１０がボルト部材１３１に対して軸直方向にずれてしまい、ラバーブッシュ１０１の軸直方向の静ばね定数を正確に測定できない虞がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、ラバーブッシュの特性試験用治具において、ラバーブッシュの外周に軸直方向の静荷重を付与したときにその静荷重で内筒が軸直方向にずれるのを防止し、ラバーブッシュの軸直方向の静ばね定数を正確に測定することにある。

第１の発明は、ラバーブッシュの特性試験用の治具であって、ナット部材と、該ナット部材に締結固定される雄ねじ部が形成されたボルト部材とを有し、該ボルト部材の雄ねじ部が上記ラバーブッシュの内筒における軸方向一方側の端部から挿入され、軸方向他方側の端部に突出した雄ねじ部が上記ナット部材に螺合されることにより、筒軸方向両端部が突出した状態で上記内筒に挿入固定される内筒挿入部材を備えており、上記ナット部材は、内周面に雌ねじ部が、外周面に雄ねじ部が形成され、該雌ねじ部に上記ボルト部材の雄ねじ部が螺合される第１ナット部と、内周面における軸方向の内筒側の端部に軸方向内側から外側に行くに従って拡径し且つ上記ボルト部材が上記ナット部材に締結されたときにおいて上記内筒の軸方向他方側の端部が当接するテーパ面が形成され、内周面における該テーパ面が形成された部分以外の部分に雌ねじ部が形成され、該雌ねじ部に上記第１ナット部の雄ねじ部が螺合される第２ナット部とを有していることを特徴とするものである。

これによれば、治具を固定した後に、ラバーブッシュの外周に軸直方向の静荷重を付与すると、ナット部材の第２ナット部のテーパ面に内筒の軸方向他方側の端部を当接させているので、その静荷重で内筒がボルト部材に対して軸直方向にずれるのを防止することができ、ラバーブッシュの軸直方向の静ばね定数を正確に測定することができる。

第２の発明は、上記第１の発明において、上記ラバーブッシュの外周を支持する外周支持部材と、上記内筒挿入部材の筒軸方向両端部を支持する両端支持部材とをさらに備えていることを特徴とするものである。

これによれば、本発明の最良の実施形態を実現することができる。

第３の発明は、上記第１又は第２の発明において、上記第１ナット部の外周面における軸方向の内筒とは反対側の端部には、鍔部が形成されていることを特徴とするものである。

これによれば、第１ナット部の外周面における軸方向の内筒とは反対側の端部に鍔部を形成しているので、ボルト部材を第１ナット部に締結するときにおいて、その作業者は第１ナット部をその鍔部で持つことができ、その締結作業が行いやすくなる。

第４の発明は、上記第１〜第３のいずれか１つの発明において、上記第２ナット部は、その軸方向に複数に分割されていることを特徴とするものである。

これによれば、第２ナット部をその軸方向に複数に分割しているので、ラバーブッシュの動ばね定数を測定する場合であって、ラバーブッシュに動荷重を付与したときにおいて、単一物で構成された第２ナット部と比較して、その動荷重で第２ナット部が緩むのを抑制することができる。

本発明によれば、治具を固定した後に、ラバーブッシュの外周に軸直方向の静荷重を付与すると、ナット部材の第２ナット部のテーパ面に内筒の軸方向他方側の端部を当接させているので、その静荷重で内筒がボルト部材に対して軸直方向にずれるのを防止することができ、ラバーブッシュの軸直方向の静ばね定数を正確に測定することができる。

本発明の実施形態に係るラバーブッシュの特性試験用治具を示す断面図である。 ラバーブッシュが取り付けられた内筒挿入部材及び外周支持部材を示す正面図である。 内筒挿入部材の変形例を示す断面図である。 内筒挿入部材の別の変形例を示す断面図である。 第２ナット部の変形例を示す断面図である。 ラバーブッシュの特性試験用治具を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１、図２は、本発明の実施形態に係るラバーブッシュの特性試験用の治具を示している。ラバーブッシュ１は、円筒状の内筒１０と円筒状の外筒１１との間にゴムからなる弾性部材１２が接着固定された筒形状をしており、内筒１０の軸方向両端部が外筒１１から突出していて、自動車のサスペンションやシフトレバー等に使用されるようになっている。尚、ここでは図１、図２に示すような外筒１１と内筒１０とを備えた一般的なラバーブッシュ１を例示したが、外筒は必ずしも必須ではなく、例えば内筒だけのラバーブッシュでもよい。

上記治具２は、ラバーブッシュ１の静ばね定数等の静特性を測定する特性試験に利用することができる。ラバーブッシュ１の静特性を測定する試験としては、その軸方向や軸に直交する軸直方向の試験などがある。もちろん、治具２は、静特性の測定に限らず、ラバーブッシュ１の動ばね定数等の動特性などの測定にも利用することができる。治具２は、ラバーブッシュ１の内筒１０に挿入される内筒挿入部材３と、ラバーブッシュ１の外周を支持する外周支持部材４と、内筒挿入部材３の筒軸方向両端部を支持する両端支持部材５とを備えている。これらの内筒挿入部材３、外周支持部材４及び両端支持部材５は、鋼材の加工品である。

内筒挿入部材３は、円筒形をしたナット部材３０と、このナット部材３０に締結固定される雄ねじ部３１ａが形成された丸棒形をしたボルト部材３１とを有していて、このボルト部材３１の雄ねじ部３１ａが内筒１０の軸方向一方側の端部（図１では内筒１０の左端部）から挿入され、軸方向他方側の端部（図１では右端部）に突き出た雄ねじ部３１ａがナット部材３０に螺合されることにより、筒軸方向両端部が突出した状態で内筒１０に挿入固定されるようになっている。

ナット部材３０は、円筒状の第１ナット部３２と、この第１ナット部３２の周囲に配設された円筒状の第２ナット部３３とを有している。第１ナット部３２は、内筒１０よりも外径が小さくなるように形成されており、内周面の軸方向全域に雌ねじ部３２ａが、外周面における軸方向の内筒１０とは反対側の端部（図１では右端部）以外の部分に雄ねじ部３２ｂが形成されていて、雌ねじ部３２ａにボルト部材３１の雄ねじ部３１ａが螺合されるようになっている。

第１ナット部３２における軸方向の内筒１０側の端面は、ボルト部材３１がナット部材３０に締結されたときにおいて内筒１０の軸方向他方側の端面（図１では内筒１０の右端面）に当接している。第１ナット部３２における軸方向の内筒１０側の端部は、ボルト部材３１がナット部材３０に締結されたときにおいて第２ナット部３３から突き出ていない。第１ナット部３２の外周面における軸方向の内筒１０とは反対側の端部には、径方向に相対向して配設された一対の凹部３２ｃ，３２ｃが凹み形成されている。そして、ボルト部材３１を第１ナット部３２に締結するときにおいて、その作業者は第１ナット部３２をその両凹部３２ｃ，３２ｃで挟持することができ、その締結作業が行いやすくなる。第１ナット部３２における軸方向の内筒１０とは反対側の端部は、ボルト部材３１がナット部材３０に締結されたときにおいて第２ナット部３３から突出している。

上記第２ナット部３３は、内筒１０よりも外径が大きく且つ外径が外筒１１の内径よりも小さくなるように形成されている。第２ナット部３３の内周面における軸方向の内筒１０側の端部（図１では左端部）には、軸方向内側（内筒１０とは反対側）から外側（内筒１０側）に行くに従って内径が直線状に拡径する筒軸方向から見て環状のテーパ面３３ａが形成されている。このテーパ面３３ａには、ボルト部材３１がナット部材３０に締結されたときにおいて内筒１０の軸方向他方側の端部（図１では内筒１０の右端部）における外周側の角部が当接している。

第２ナット部３３の内周面におけるテーパ面３３ａが形成された部分以外の部分には、軸方向全域に雌ねじ部３３ｂが形成されており、この雌ねじ部３３ｂに第１ナット部３２の雄ねじ部３２ｂが螺合されるようになっている。第２ナット部３３の外周面における軸方向の内筒１０とは反対側の端部には、径方向に相対向して配設された一対の凹部３３ｃ，３３ｃが凹み形成されている。そして、第１ナット部３２を第２ナット部３３に締結するときにおいて、その作業者は第２ナット部３３をその両凹部３３ｃ，３３ｃで挟持することができ、その締結作業が行いやすくなる。

上記ボルト部材３１の基端部には、円筒状のナット部３１ｂと、このナット部３１ｂにおける軸方向の内筒１０とは反対側の端部（図１では左端部）の、径方向に相対向する部分から張り出して、それぞれに貫通するボルト孔（不図示）が形成された一対の固定片３１ｃ，３１ｃとが形成されている。ナット部３１ｂにおける軸方向の内筒１０側の端面（図１では右端面）は、ボルト部材３１がナット部材３０に締結されたときにおいて内筒１０の軸方向一方側の端面（図１では内筒１０の左端面）に当接している。このように、ボルト部材３１の基端部を内筒１０に当接させるとともに、上述の如く、ナット部材３０を内筒１０に当接させることにより、ボルト部材３１及びナット部材３０で内筒１０が挟持される。固定片３１ｃ，３１ｃは、ラバーブッシュ１の軸方向の静ばね定数等を測定するときにおいてラバーブッシュ１が取り付けられた治具２を特性試験装置に固定するのに使用される。ボルト部材３１の先端部の外周面には、上記雄ねじ部３１ａが形成されている。ボルト部材３１における内筒１０に挿入された部分は、内筒１０との間に僅かに隙間が空いた状態で内筒１０内に中心軸が一致するように芯出し配置されている。

上記外周支持部材４は、相対向させて結合される矩形の一対の把持部４０，４０を有している。この各把持部４０の対向面には、ラバーブッシュ１の外周を把持する断面円弧状の凹部４０ａが凹み形成されている。この両凹部４０ａ，４０ａにラバーブッシュ１の外周を接触させた状態で両把持部４０，４０を相対向させ、この把持部４０，４０に亘るボルト孔（不図示）にボルト（不図示）を挿入して締結することにより、ラバーブッシュ１の外筒１１が把持固定される。上方の把持部４０の、対向面と反対側の上面中央には、後述する締結具６２ａがねじ込まれるボス部４１が一体に設けられている。

上記両端支持部材５は、矩形の基盤部５０と、この基盤部５０の上面に配設され、ナット部材３０を支持するナット支持部５１と、基盤部５０の上面にその長手方向にナット支持部５１と相対向して配設され、ボルト部材３１のナット部３１ｂを支持するボルト支持部５２とを有している。ナット支持部５１は、相対向させて結合される矩形の一対の把持部５１ａ，５１ａを有している。この各把持部５１ａの対向面には、ナット部材３０の外周を把持する断面円弧状の凹部５１ｂが凹み形成されている。この両凹部５１ｂ，５１ｂにナット部材３０の外周を接触させた状態で両把持部５１ａ，５１ａを相対向させ、この把持部５１ａ，５１ａに亘るボルト孔（不図示）にボルト（不図示）を挿入して締結することにより、ナット部材３０が把持固定される。上記ボルト支持部５２は、相対向させて結合される矩形の一対の把持部５２ａ，５２ａを有している。この各把持部５２ａの対向面には、ボルト部材３１のナット部３１ｂの外周を把持する断面円弧状の凹部５２ｂが凹み形成されている。この両凹部５２ｂ，５２ｂにボルト部材３１のナット部３１ｂの外周を接触させた状態で両把持部５２ａ，５２ａを相対向させ、この把持部５２ａ，５２ａに亘るボルト孔（不図示）にボルト（不図示）を挿入して締結することにより、ボルト部材３１のナット部３１ｂが把持固定される。

次に、かかる構成の治具２を使用してラバーブッシュ１の軸直方向の静ばね定数を測定する特性試験を実施する手順について説明する。

まず、測定するラバーブッシュ１を内筒挿入部材３及び外周支持部材４に装着する。具体的には、内筒挿入部材３をラバーブッシュ１の内筒１０に挿入して締結固定する。このように、内筒挿入部材３を内筒１０に締結固定すると、内筒１０が内筒挿入部材３のボルト部材３１及びナット部材３０で挟持されるとともに、内筒１０の軸方向他方側の端部がボルト部材３１のテーパ面３３ａに当接する。そして、外周支持部材４の両凹部４０ａ，４０ａでラバーブッシュ１の外周を把持してボルトとナットで締結固定する。

次に、ラバーブッシュ１が取り付けられた内筒挿入部材３を両端支持部材５に取り付ける。具体的には、両端支持部材５のナット支持部５１の両凹部５１ｂ，５１ｂでナット部材３０の外周を把持してボルトとナットで締結固定する。そして、両端支持部材５のボルト支持部５２の両凹部５２ｂ，５２ｂでボルト部材３１のナット部３１ｂの外周を把持してボルトとナットで締結固定する。

続いて、ラバーブッシュ１が取り付けられた治具２を特性試験装置６に固定する。具体的には、治具２を特性試験装置６の、安定した状態に設置された基台６０の上面に載置し、特性試験装置６の、筒軸方向に相対向して配設された一対の挟持部材６１，６１で両端支持部材５をそのナット支持部５１及びボルト支持部５２の下端部にて挟持固定する。そして、特性試験装置６の、治具２の上方に相対向して配設された荷重付与部材６２の締結具６２ａを外周支持部材４のボス部４１に締結する。

次に、ラバーブッシュ１の軸直方向の静ばね定数を測定する。具体的には、荷重付与部材６２で外周支持部材４の上方の把持部４０に軸直方向（図１では上下方向）の静荷重（図１の矢印を参照）を付与することにより、ラバーブッシュ１の外周に軸直方向の静荷重を付与し、ラバーブッシュ１の軸直方向の静ばね定数を測定する。このとき、ナット部材３０の第２ナット部３３のテーパ面３３ａに内筒１０の軸方向他方側の端部における外周側の角部が当接しているため、その静荷重で内筒１０がボルト部材３１に対して軸直方向にずれてボルト部材３１に当接するのを防止することができる。

尚、治具２を使用してラバーブッシュ１の軸直方向の動ばね定数を測定する特性試験を実施する手順は、治具２を使用してラバーブッシュ１の軸直方向の静ばね定数を測定する特性試験を実施する場合と同様にラバーブッシュ１が取り付けられた治具２を特性試験装置に固定した後に、荷重付与部材６２で外周支持部材４の上方の把持部４０に軸直方向の動荷重を付与する。また、治具２を使用してラバーブッシュ１の軸方向の静ばね定数や動ばね定数等を測定する特性試験を実施する手順については、その説明は省略する。

−効果−
以上より、本実施形態によれば、治具２を特性試験装置６に固定した後に、ラバーブッシュ１の外周に軸直方向の静荷重を付与すると、ナット部材３０の第２ナット部３３のテーパ面３３ａに内筒１０の軸方向他方側の端部を当接させているので、その静荷重で内筒１０がボルト部材３１に対して軸直方向にずれるのを防止することができ、ラバーブッシュ１の軸直方向の静ばね定数を正確に測定することができる。

このように、ナット部材３０の第２ナット部３３のテーパ面３３ａに内筒１０の軸方向他方側の端部を当接させることにより、ラバーブッシュ１の外周に付与された軸直方向の静荷重で内筒１０がボルト部材３１に対して軸直方向にずれるのを防止しているので、その静荷重で内筒１０が軸直方向にずれるのを防止するため、ナット部材３０の第１ナット部３２を強く締結して内筒１０に対して強く当接させる必要がなくなり、ボルト部材３１の寿命を延ばすことができる。

（その他の実施形態）
上記実施形態において、図３に示すように、第１ナット部３２の外周面における軸方向の内筒１０とは反対側の端部（図３では右端部）に鍔部３４を一体に形成してもよい（請求項３）。この鍔部３４には、径方向に相対向して配設された、上記凹部３２ｃと同じ用途の一対の凹部３４ａ，３４ａが凹み形成されている。これによれば、第１ナット部３２の外周面における軸方向の内筒１０とは反対側の端部に鍔部３４を形成しているので、ボルト部材３１を第１ナット部３２に締結するときにおいて、その作業者は第１ナット部３２をその鍔部３４で持つことができ（具体的には、第１ナット部３２をその両凹部３４ａで挟持することができ）、その締結作業が行いやすくなる。但し、このように鍔部３４を形成すると、ボルト部材３１を第１ナット部３２に締結する前に、第１ナット部３２を第２ナット部３３に締結する必要がある。

また、上記実施形態では、第２ナット部３３を単一物で構成しているが、これに限らず、例えば、図４に示すように、第２ナット部３３をその軸方向に複数（図４では２つ）に分割してもよい（請求項４）。この各分割部３５には、径方向に相対向して配設された、上記凹部３３ｃと同じ用途の一対の凹部３５ａ，３５ａが凹み形成されている。これによれば、第２ナット部３３をその軸方向に複数に分割しているので、ラバーブッシュ１の動ばね定数を測定する場合であって、ラバーブッシュ１に動荷重を付与したときにおいて、単一物で構成された第２ナット部３３と比較して、その動荷重で第２ナット部３３が緩むのを抑制することができる。

さらに、上記実施形態では、テーパ面３３ａを軸方向内側から外側に行くに従って直線状に拡径させているが、これに限らず、例えば、図５に示すように、曲線状に拡径させてもよい。

本発明は、実施形態に限定されず、その精神又は主要な特徴から逸脱することなく他の色々な形で実施することができる。

このように、上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書には何ら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

以上説明したように、本発明に係るラバーブッシュの特性試験用治具は、ラバーブッシュの軸直方向の静ばね定数を正確に測定することが必要な用途等に適用することができる。

１ ラバーブッシュ
１０ 内筒
２ 治具
３ 内筒挿入部材
３０ ナット部材
３１ ボルト部材
３２ 第１ナット部
３２ａ 雌ねじ部
３２ｂ 雄ねじ部
３３ 第２ナット部
３３ａ テーパ面
３３ｂ 雌ねじ部
３５ 鍔部
４ 外周支持部材
５ 両端支持部材

Claims (4)

1. ラバーブッシュの特性試験用の治具であって、
   ナット部材と、該ナット部材に締結固定される雄ねじ部が形成されたボルト部材とを有し、該ボルト部材の雄ねじ部が上記ラバーブッシュの内筒における軸方向一方側の端部から挿入され、軸方向他方側の端部に突出した雄ねじ部が上記ナット部材に螺合されることにより、筒軸方向両端部が突出した状態で上記内筒に挿入固定される内筒挿入部材を備えており、
   上記ナット部材は、
   内周面に雌ねじ部が、外周面に雄ねじ部が形成され、該雌ねじ部に上記ボルト部材の雄ねじ部が螺合される第１ナット部と、
   内周面における軸方向の内筒側の端部に軸方向内側から外側に行くに従って拡径し且つ上記ボルト部材が上記ナット部材に締結されたときにおいて上記内筒の軸方向他方側の端部が当接するテーパ面が形成され、内周面における該テーパ面が形成された部分以外の部分に雌ねじ部が形成され、該雌ねじ部に上記第１ナット部の雄ねじ部が螺合される第２ナット部とを有していることを特徴とするラバーブッシュの特性試験用治具。
2. 請求項１記載のラバーブッシュの特性試験用治具において、
   上記ラバーブッシュの外周を支持する外周支持部材と、
   上記内筒挿入部材の筒軸方向両端部を支持する両端支持部材とをさらに備えていることを特徴とするラバーブッシュの特性試験用治具。
3. 請求項１又は２記載のラバーブッシュの特性試験用治具において、
   上記第１ナット部の外周面における軸方向の内筒とは反対側の端部には、鍔部が形成されていることを特徴とするラバーブッシュの特性試験用治具。
4. 請求項１〜３のいずれか１つに記載のラバーブッシュの特性試験用治具において、
   上記第２ナット部は、その軸方向に複数に分割されていることを特徴とするラバーブッシュの特性試験用治具。

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