JP2019056392A - 取付部材 - Google Patents

Abstract

【課題】取付対象物及び被取付物の取り付けに適用した際、径方向に強い荷重が加わったときの強度の確保と、径方向に弱い荷重が加わったときの防振性能の向上とを両立させる取付部材を提供する。
【解決手段】取付部材３０は、ブレーキアクチュエータ１０及びブラケット２２の間に配置され、貫通孔４２を有する円筒状の弾性体からなるブッシュ４０と、貫通孔４２に挿通される円筒状のカラー３１と、カラー３１に挿通される締結部材３４とからなり、ブッシュ４０は、貫通孔４２に面する内周面の軸方向端部の少なくとも一方に切欠き部４６を有し、切欠き部４６によって形成される空間の少なくとも一部が、締結部材３４が締結された状態において残留する。
【選択図】図２

Description

本発明は、取付対象物を被取付物に取り付ける取付部材に関する。

従来、ブレーキアクチュエータを車体に取り付ける取付部材に、ブレーキアクチュエータと車体との間の振動の伝達を抑制する防振構造を設け、振動による作動状態の低下を抑制する技術が知られている。防振構造を有する取付部材は、例えば、貫通孔を有する筒状の弾性体からなるブッシュと、当該貫通孔に挿通される円筒状のカラーと、当該カラーの貫通孔に挿通され、ブッシュと取付対象物及び被取付物の一方とを固定する締結部材とにより構成される。この取付部材により、取付対象物と被取付物との間にブッシュを介在させることで、当該ブッシュに振動を吸収させる。

特許文献１には、取付対象物を支持する支持部材を弾性支持するとともに、車体側取付部に取り付ける複数のマウントで構成され、当該車体側取付部が少なくともいずれか一つのマウントに含まれるブッシュの締め代を調整できるように形成された制振構造に関する技術が記載されている。

特許文献２には、基体支持部を介して車体に取付けられる車両用ブレーキ液圧制御装置であって、当該基体支持部は、大径孔及び小径孔からなる段付き孔を備えた円筒状の弾性部材と、弾性部材に内挿され大径筒部及び小径筒部からなる段付き円筒状のブッシュ部材と、ブッシュ部材に内挿される締結部材とで構成されたブレーキ液圧制御装置に関する技術が記載されている。

特開２００６−２６６３５９号公報 特開２０１６−１７５４２６号公報

従来の取付部材では、ブッシュの内周面の全面が円筒状のカラーの外周面に接している。このようなブッシュを備える取付部材では、ブッシュを構成する弾性体の剛性（ばね定数）を大きくすることで、径方向の強い荷重に対する強度を確保することができる。ところが、ブッシュを構成する弾性体の剛性を大きくすると、振動等の弱い荷重が径方向に加わった場合に、当該振動を吸収する能力が低下するという問題があった。

本発明は、取付対象物及び被取付物の取り付けに適用した際、径方向に強い荷重が加わったときの強度の確保と、径方向に弱い荷重が加わったときの防振性能の向上とを両立させる取付部材を提供することを課題とする。

本発明に係る取付部材は、取付対象物及び被取付物の間に配置され、貫通孔を有する円筒状の弾性体からなるブッシュと、前記貫通孔に挿通される円筒状のカラーと、前記カラーに挿通される締結部材と、からなる取付部材であって、前記ブッシュは、前記貫通孔に面する内周面の軸方向端部の少なくとも一方に切欠き部を有し、前記切欠き部によって形成される空間の少なくとも一部が、前記締結部材が締結された状態において残留することを特徴とする。

好適な態様では、前記切欠き部は、周方向の全周にわたり連続して形成された切欠き部である。他の好適な態様では、前記切欠き部は、周方向に沿って離間して形成された複数の切欠き部である。別の好適な態様では、前記切欠き部は、前記内周面の軸方向の両端部に形成された切欠き部を有する。

本発明によれば、取付対象物及び被取付物の取り付けに適用することにより、径方向に強い荷重が加わったときの強度の確保と、径方向に弱い荷重が加わったときの防振性能の向上とを両立させることができる取付部材が提供される。

車両用のブレーキアクチュエータの取付構造の一例を示す概略図である。 本実施形態に係る取付部材の一例を示す図である。 本実施形態に係るブッシュの一例を示す図である。 本実施形態に係るブッシュが有するばね定数を示すグラフである。 本実施形態に係るブッシュの他の例を示す図である。 本実施形態に係るブッシュの他の例を示す図である。 本実施形態に係るブッシュの他の例を示す図である。 従来の取付部材の一例を示す図である。

本発明の実施形態の一例を、図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態に係る取付部材３０を適用した車両用ブレーキアクチュエータ１０の一例を示す概略図である。本実施形態では、取付対象物は車両用のブレーキアクチュエータ１０を支持する支持部材１８であり、被取付物は車体フレームに固定されたブラケット２２である。

図１に示すように、ブレーキアクチュエータ１０は、各種部材・機器が設けられる基体１２と、基体１２の一面に固定され、ブレーキ液を送るポンプ（図示せず）の動力となるモータ１４と、基体１２の他の面に固定され、電磁弁の開閉やポンプの駆動を制御する電子制御ユニット（図示せず）等が収容されるケース１６とを主に備える。

ブレーキアクチュエータ１０は、例えば、車輪毎に設けたドラムブレーキのホイールシリンダ、ディスクブレーキのキャリパ等のブレーキ構成要素にブレーキ液の液圧を配分する機能を有する。ブレーキアクチュエータ１０は、ブレーキ液を送るポンプ、ブレーキ液の液圧回路を開閉する電磁バルブ、液圧配分機能を制御する電子制御ユニット等を備える。このような構成により、ブレーキアクチュエータ１０は、車輪の制動状態を制御可能とする。

基体１２は、略直方体に形成される金属部品であり、各面には電磁弁などの各種機器を設置するための孔部が適宜形成される。基体１２の内部にはブレーキ液を通す流路が適宜形成されている。

モータ１４は、モータケース１５を備え、さらに内部にロータ（図示せず）を備えている。モータケース１５は、略有底円筒状に形成された部材であり、その内部にロータを収容している。また、ロータの出力軸は、モータケース１５内や基体１２の一面に設けられるボールベアリングにより回転自在に支持されている。ロータの出力軸にはクランクが設けられる。クランクには、ポンプのプランジャを往復させるために、プランジャを適宜押圧するシリンダが設けられている。

ケース１６は、電子制御ユニットを収容し、電子制御ユニット等との接続端子が埋設された支持板部を備える。ケース１６は、基体１２の側面にシール部材を介して取り付けられる。

本実施形態では、ブレーキアクチュエータ１０と支持部材１８とは、基体１２の底面及びケース１６の底面に設けた取付部（図示せず）により固定されている。支持部材１８は、ブッシュ４０を含む取付部材３０を介して、車体フレームに固定されたブラケット２２に取り付けられる。

ブレーキアクチュエータ１０では、モータ１４の回転による振動が発生し、また、ポンプのプランジャを往復させるためのクランクの往復動によっても振動が発生する。更に、基体１２の内部に複雑に配置されている流路や、電磁バルブ類の開閉によって液圧の脈動が生じる。このように、ブレーキアクチュエータ１０は、複雑な方向性を有する振動源となっている。本実施形態では、ブレーキアクチュエータ１０を支持する支持部材１８が、ブッシュ４０を含む取付部材３０を介して車体に取り付けられている。図１に示すように、防振機能を有する弾性体で形成されたブッシュ４０が、支持部材１８及びブラケット２２の両者に接触して配置することにより、ブレーキアクチュエータ１０の振動の車体側への伝達を抑制することができる。

また、車両の走行により車体に振動が生じるが、ブッシュ４０を有する取付部材３０を用いてブレーキアクチュエータ１０を支持する支持部材１８をブラケット２２に取り付けることにより、車体からの振動のブレーキアクチュエータ１０への伝達も抑制される。これにより、ブレーキアクチュエータ１０に収容される電子機器等の良好な作動状態を維持することができる。

なお、図１では、支持部材１８及びブラケット２２を３個の取付部材３０で取り付けているが、支持部材１８とブラケット２２とを取り付ける取付部材３０の個数及び位置は特に制限されず、ブレーキアクチュエータ１０の形状及び搭載スペース等に応じて適宜定めればよい。

本実施形態に係る取付部材３０の具体的な構造について、図２を参照しながら説明する。図２は、取付部材３０の取り付け部分の縦断面図である。取付部材３０は、ブッシュ４０、カラー３１、並びに、締結部材３４としてのボルト３５及びナット３６を備える。支持部材１８には、取付部材３０のブッシュ４０が嵌め込まれる取付孔１９が設けられている。ブラケット２２には、ボルト３５を挿通させるボルト孔２４が設けられる。また、ブラケット２２は、ブッシュ４０と接する環状の当接面２６を有する。なお、本明細書における「軸方向」、「径方向」及び「周方向」はいずれも、取付部材３０及びブッシュ４０の軸方向、径方向及び周方向を意味する。

ブッシュ４０は、貫通孔４２を有する円筒状の弾性体で形成される。ブッシュ４０を形成する弾性体としては、振動を吸収できる材料であれば特に制限されず、例えばゴム系材料や樹脂系材料等が挙げられる。ブッシュ４０に形成された貫通孔４２にカラー３１及びボルト３５が挿通可能となるように、ブッシュ４０の内径は、カラー３１の外径に対してわずかに大きく形成されている。また、ブッシュ４０の外周面には、周方向の全周にわたって形成された周溝４４が設けられており、周溝４４においてブッシュ４０を支持部材１８の取付孔１９に嵌めることができるように、周溝４４の外径が、支持部材１８の取付孔１９の内径に対してわずかに小さく形成されている。

本実施形態に係るブッシュ４０は、図２に示すように、貫通孔４２に面する内周面において軸方向の両端部及び中間部に形成された部位であり、カラー３１の外周面と接しない切欠き部４６を有する。この切欠き部４６によって形成される空間の少なくとも一部は、締結部材３４が締結された状態においても残留する。本実施形態に係るブッシュ４０の形状及び作用効果については、後で詳しく説明する。

本実施形態では、締結部材３４としてボルト３５及びナット３６を用いる。ボルト３５は、一端にねじ部を有する軸部３７と、ねじ部が設けられた側とは反対側の他端に設けられ、軸部３７より大径である頭部３８とで構成される。ボルト３５は、上述のブッシュ４０及びカラー３１を介して、ブレーキアクチュエータ１０を支持する支持部材１８をブラケット２２に組み付ける。本実施形態では、ブッシュ４０とボルト３５との間にカラー３１を介することにより、ボルト３５を挿通する際の作業性が向上する。また、ナット３６とカラー３１とが接することにより、取付部材３０の軸方向の保持力が向上されている。締結部材３４としては、ボルト３５及びナット３６の組合せに限定されるものではなく、例えば、止めねじやビスでもよい。

カラー３１は、ブッシュ４０の貫通孔４２に挿通される円筒状の部材である。カラー３１は、ボルト３５の軸部３７の外径よりも僅かに大きい内径を有する貫通部を設けた筒状部３２と、筒状部３２の軸方向の一端から径方向外側に延びる円環状のフランジ部３３とを有する。筒状部３２の貫通部には、ボルト３５が挿通される。筒状部３２は、軸方向の長さがブッシュ４０の軸方向の長さと同程度であるか、又は、僅かに短くなるように形成されている。これにより、ボルト３５の挿通量を規制して、取り付け時のブッシュ４０の過大な収縮を防止することができる。また、ブッシュ４０とボルト３５との間にカラー３１を介することで、振動によりボルト３５のネジ山がブッシュ４０に損傷を与えることを防止できる。本実施形態では、筒状部３２とフランジ部３３とが一体成型されたカラー３１を使用しているが、取付部材３０に用いられるカラー３１は、筒状部３２を構成するスリーブと、フランジ部３３を構成するワッシャとにより構成されていてもよい。

ブレーキアクチュエータ１０を支持する支持部材１８を車体フレームに固定されたブラケット２２に取り付ける手順の一例を説明する。ブレーキアクチュエータ１０を支持部材１８に固定する前又は固定した後において、ブッシュ４０を支持部材１８に設けた取付孔１９に嵌め込む。その後、ブッシュ４０が当接面２６と当接するように、支持部材１８をブラケット２２に載置する。次に、ブッシュ４０の貫通孔４２にカラー３１の筒状部３２を、フランジ部３３がブッシュ４０の上面と当接するまで嵌め込む。ボルト３５を、ブラケット２２のボルト孔２４に挿通させ、ボルト３５の先端をフランジ部３３から突出させる。ボルト３５の先端にナット３６を螺合させ、ボルト３５とナット３６とを所定の締付トルクで締結する。これにより、ボルト３５及びナット３６を用いた支持部材１８及びブラケット２２の締結が完了する。

図２及び図３を参照しながら、ブッシュ４０の貫通孔４２に面する内周面に形成した切欠き部４６の形状について説明する。図３は、図２に示す取付部材３０に含まれるブッシュ４０の構造を示す図である。図３（ａ）はブッシュ４０の平面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。

本実施形態に係るブッシュ４０は、ブッシュ４０の内周面の軸方向の両端及び中間部において、内周面の周方向の全周にわたって形成された切欠き部４６を有する。軸方向端部に形成された切欠き部４６は、ブッシュ４０の内周面と軸方向端面とでなす角部が直線により切り取られてなるテーパ状の断面形状を有しており、軸方向中間部に形成された切欠き部４６は、円弧状の断面形状を有する。ブッシュ４０の内周面には、軸方向端部の切欠き部４６と軸方向中央部の切欠き部４６に挟まれるように、凸状部４８が形成されている。即ち、本実施形態に係るブッシュ４０には、図２に示すように、取付部材３０に取り付けられ、径方向の荷重の入力が無い状態において、カラー３１の外周面と接しない切欠き部４６と、カラー３１の外周面と接する凸状部４８と、が形成されている。

本実施形態に係る切欠き部４６を有するブッシュ４０の作用効果を、図面を参照しながら説明する。図８に、内周面に切欠き部４６を設けていない従来のブッシュ５２を適用した取付部材５０の一例を示す。この取付部材５０では、締結部材３４で締結した状態にあるとき、当該ブッシュ５２の内周面の全面がカラー３１の外周面に接している。このような従来の取付部材５０では、比較的強い荷重に対する変位を抑え、ブッシュ５２の強度を確保するためには、ブッシュ５２を構成する弾性体のばね定数（弾性係数）を高くしなければならない。しかしながら、弾性体のばね定数を高くすると、振動等の比較的弱い荷重に対しては変位量が不足するので、振動の吸収が不十分となり、防振性能が低下する。ブッシュ５２の防振性能が低下すると、上述のようにアクチュエータ内部又は周辺の機器の作動性が低下し、また、振動により大きな作動音が発生するといった問題が発生する。

それに対して、本実施形態のブッシュ４０には、従来のブッシュ４０とは異なり、カラー３１の外周面と接しない切欠き部４６が設けられ、この切欠き部４６によって形成される空間の少なくとも一部は、締結部材３４が締結された状態においても残留する。当該切欠き部４６を設けたブッシュ４０では、振動等の比較的弱い荷重が径方向に入力された場合、切欠き部４６と凸状部４８との境界部分に応力が集中するため、当該部分のばね定数が低下する。また、図８の場合のようにブッシュ４０の内周面全体ではなく、凸状部４８の内面のみが、カラー３１から伝わる振動を受けることになる。その結果、荷重が比較的弱く、切欠き部４６の形状が維持されるような径方向の振動に対しては、低いばね定数を有するブッシュ４０により当該振動を吸収する。このようにして、本実施形態のブッシュ４０は、荷重が比較的弱い径方向の振動に対する防振性能を発揮することができる。

一方、本実施形態に係るブッシュ４０に対して、径方向に強い荷重が入力された場合は、カラー３１の外周面により凸状部４８が押圧されて変形し、切欠き部４６により形成されたブッシュ４０とカラー３１との間の空隙が潰されることで、ブッシュ４０とカラー３１との接地面積が増加する。すると、図８に示す切欠き部４６を設けていない従来のブッシュ５２と同様に、ブッシュ４０本体の軸方向全体で当該荷重を受けることになり、ブッシュ４０の剛性が増加する。このようにして、本実施形態のブッシュ４０では、径方向の強い荷重に対する強度を確保することができる。

図４に、図２に示す本実施形態のブッシュ４０及び図８に示す従来のブッシュ５２につき、それぞれを備えた取付部材３０における径方向の荷重と各ブッシュを構成する弾性体の変位（振幅）との関係を表すグラフを示す。図４のグラフにおいて破線で示す通り、従来のブッシュ５２では、ばね定数は荷重の強さによってあまり変化せず、荷重の大きさと変位量とが線形に近い関係を有する。そのため、従来のブッシュ５２では、ばね定数を大きくして荷重が強い領域（図４に示す強度要求域）における強度（剛性）を確保しようとすると、荷重が弱く、振動の発生が問題となる常用域でのばね定数も大きくなるため、防振性能が低くなるという背反が生じる。

それに対して、図４のグラフにおいて実線で示す通り、本実施形態のブッシュ４０では、荷重が弱い領域ではばね定数を小さく（傾きを小さく）、荷重が強い領域ではばね定数を大きく（傾きを大きく）することができる。このように、本実施形態に係るブッシュ４０では、カラー３１の外周部と接しない切欠き部４６を設け、切欠き部４６によって形成される空間の一部を締結部材３４の締結状態においても残留させることで、荷重の強さに応じてばね定数を変えることができる。これにより、本実施形態に係るブッシュ４０では、荷重が弱い振動に対する防振性能と、強い荷重に対する強度の確保という、背反する性能を両立させることができる。

また、本実施形態に係るブッシュ４０は、内周面の軸方向の両端部に形成された切欠き部４６を有することにより、径方向の荷重入力のみならず、軸方向の荷重入力に対しても同様に、強度確保及び防振性能向上を両立させることができる。即ち、軸方向両端部に切欠き部４６を有するブッシュ４０では、振動等の比較的弱い荷重が軸方向に入力された場合、応力集中によってブッシュ４０の軸方向両端面におけるばね定数が低下するため、振動を吸収する防振性能が十分発揮される。また、軸方向に強い荷重が入力された場合は、カラー３１のフランジ部３３又はブラケット２２の当接面２６によりブッシュ４０が押圧されて変形し、切欠き部４６により形成された空隙が潰される。その結果、ブッシュ４０本体の軸方向両端面の全体が軸方向の荷重に対向することになり、ブッシュ４０の剛性が増加するので、軸方向の強い荷重に対する十分な強度が得られる。

上記の説明では、図３に示す断面形状を周方向の全周にわたって形成してなる切欠き部４６を、内周面の軸方向の両端部及び中間部のそれぞれに設けたブッシュ４０の例を示した。しかしながら、本実施形態に係るブッシュ４０が有する切欠き部４６の形状、サイズ、位置、個数等は、これらに限定されず、ブッシュ４０を構成する弾性体の材料、各部材の形状及び配置、所望の強度及び防振性能、例えば、荷重入力時の潰れ易さ等を鑑みて、適宜調整すればよい。

上記の説明では、周方向の全周にわたり連続して形成された切欠き部４６の例を示したが、切欠き部４６は、締結部材３４が締結された状態においても残留する空間が形成される限り、他の形状を有していてもよい。例えば、図５に、本実施形態に係る取付部材３０に適用可能なブッシュ４０の他の例を示す。図５（ａ）は、ブッシュ４０の平面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。図５に示すブッシュ４０では、軸方向両端面において、切欠き部４６が、周方向に沿って離間して形成された複数の溝部４６ａによって構成されている。各溝部４６ａは、軸方向に沿った断面形状が、ブッシュ４０の内周面と軸方向端面とでなす角部が直線により切り取られてなるテーパ状の形状を有している。これにより、各溝部４６ａでは、ブッシュ４０の軸方向端面が内周面から所定の長さにおいてカラー３１のフランジ部３３又はブラケット２２の当接面２６と接しておらず、且つ、ブッシュ４０の内周面が軸方向端縁から所定の長さにおいてカラー３１の筒状部３２と接していない。ブッシュ４０は、更に、軸方向中間部において周方向に連続して形成された切欠き部４６を有する。ブッシュ４０の内周面には、軸方向端部の切欠き部４６と軸方向中央部の切欠き部４６に挟まれるように、凸状部４８が形成されている。図５に示すように、切欠き部４６は、内周面の周方向に沿って複数の切欠きが離間して形成されたものであってもよい。また、当該切欠き部４６は、軸方向端面の一方のみに形成されていてもよい。本実施形態に係る取付部材３０は、ブッシュ４０の軸方向端部に、周方向の全周にわたり連続して形成された切欠き部４６を設けることにより、又は、周方向に沿って離間して形成された複数の溝部４６ａで構成された切欠き部４６を設けることにより、ブレーキアクチュエータ１０又は車両の走行によって生じ得る、径方向のあらゆる角度の荷重入力に対して、強度確保及び防振性能向上を両立させることができる。

また、上記の説明では、内周面の軸方向の両端部に切欠き部４６を設けたブッシュ４０の例を示したが、本実施形態に係るブッシュ４０は、切欠き部４６が内周面の軸方向端部の一方に形成されたものであってもよい。

更に、上記の説明では、切欠き部４６の軸方向に沿った断面形状が、内周面と軸方向端面とでなす角部が直線により切り取られてなるテーパ状であるブッシュ４０の例を示したが、切欠き部４６の軸方向に沿った断面形状は、ブッシュ４０の内周面に、カラー３１の外周面と接しない領域が形成される限り、これに限定されない。例えば、図６及び図７に示すように、軸方向に沿った断面形状が矩形状である切欠き部４６を設けてもよい。なお、図６（ａ）はブッシュ４０の平面図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。また、図７（ａ）は、ブッシュ４０の平面図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。図６に示すように、内周面の軸方向両端において周方向の全周にわたって形成され、内周面と軸方向端面とでなす角部を矩形状に切り取ってなる断面形状を有する切欠き部４６を設けてもよい。また、図７に示すように、切欠き部４６が、内周面の軸方向両端において周方向に沿って離間して形成された複数の溝部４６ａによって構成され、各溝部４６ａの軸方向の断面形状が内周面と軸方向端面とでなす角部を矩形状に切り取ってなる形状を有するものであってもよい。さらに、切欠き部４６の軸方向における断面形状は、円弧状、多角形状等の他の形状であってもよい。

本実施形態では、上述の通り、ブッシュ４０を有する取付部材３０を用いて、取付対象物である、車両用のブレーキアクチュエータ１０の支持部材１８に、被取付物である、車体フレームに固定されたブラケット２２を取り付ける例について説明した。しかしながら、本実施形態に係る取付部材３０は、これらの取付対象物及び被取付物に適用するもののみに限定されない。例えば、取付対象物がブレーキアクチュエータ１０そのものであってもよい。また、本実施形態に係る取付部材３０を、ブレーキアクチュエータ１０以外の部材と被取付物とを取り付ける際に適用してもよい。

１０ ブレーキアクチュエータ（取付対象物）、１２ 基体、１４ モータ、１５ モータケース、１６ ケース、１８ 支持部材、１９ 取付孔、２２ ブラケット（被取付物）、２４ ボルト孔、２６ 当接面、３０ 取付部材、３１ カラー、３２ 筒状部、３３ フランジ部、３４ 締結部材、３５ ボルト、３６ ナット、３７ 軸部、３８ 頭部、４０ ブッシュ、４２ 貫通孔、４４ 周溝、４６ 切欠き部、４６ａ 溝部、４８ 凸状部。

Claims (1)

1. 取付対象物及び被取付物の間に配置され、貫通孔を有する円筒状の弾性体からなるブッシュと、
   前記貫通孔に挿通される円筒状のカラーと、
   前記カラーに挿通される締結部材と、からなる取付部材であって、
   前記ブッシュは、前記貫通孔に面する内周面の軸方向端部の少なくとも一方に切欠き部を有し、
   前記切欠き部によって形成される空間の少なくとも一部が、前記締結部材が締結された状態において残留することを特徴とする取付部材。