JP3648869B2 - 防振ブッシュ及びその製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の技術分野】
本発明は、車両の防振ブッシュに係り、特に外筒金具とこれに接触する弾性体フランジ部との摩擦により発生するいわゆるスティックスリップ音を防止する防振ブッシュに関する。
【０００２】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】
自動車用の防振ブッシュとしては、例えば図６に示すように、内筒金具１の外周面に加硫接着された筒状のゴム弾性体層２を設けている。ゴム弾性体層２は、内筒金具１０の両端近傍部分にリング状の切り欠き部２ａを設けており、中央の弾性体本体２ｂと両端の弾性体フランジ部２ｃに分けられている。内筒金具１は、その弾性体本体２ｂを、図７に示すように、筒状の外筒金具３の内周面に圧入することにより、防振ブッシュが得られる。外筒金具３は、その内径は、弾性体フランジ部２ｃの外径より小さくなっており、両端面３ａは、弾性体フランジ部２ｃの内側面２ｃ1 に当接し、そのため、外筒金具３は、弾性体フランジ部２ｃにより軸方向の位置決めが容易になると共に、ゴム弾性体層２からの抜け落ちが防止される。ところが、この防振ブッシュの内筒金具１に捩り方向の力が加わると、外筒金具３の端面３ａと弾性体フランジ部２ｃの内側面２ｃ1 との摩擦によりいわゆるスティックスリップ音が発生し易く、そのため自動車の乗員に不快感を与えることになる。
【０００３】
上記スティックスリップ音を防止するため、従来、例えば特公平７ー７４６５８号公報に示すように、弾性体フランジ部２ｃの外筒金具３との接触部分２ｃ1 を中心としてシリコン樹脂を塗布した防振ブッシュが知られている。しかし、この防振ブッシュの場合、シリコン樹脂の塗布層が摩擦によって除去されるため、長期にわたって安定してスティックスリップ音を防止することができないという問題がある。
【０００４】
また、他の防振ブッシュとしては、実開平７ー３４２２２号公報に示すように（図８参照）、弾性体フランジ部２ｃの外筒金具３の両端面３ａと接触する内側面２ｃ1 に、周方向に連続して多数の小突起２ｄを設けたものが知られている。しかし、この防振ブッシュについては、スティックスリップ音防止効果があまり大きくなく、また小突起２ｄが外筒金具３との接触によって摩耗するため、長期にわたって継続してスティックスリップ音を防止することができないという問題がある。
【０００５】
これに対して、外筒金具を弾性体本体に圧入する代わりに、外筒金具を接着剤により弾性体本体に接着する外筒接着型ブッシュとすることにより、スティックスリップ音を防止することができる。しかし、アウタ接着型の防振ブッシュは、圧入型防振ブッシュに比べて高価になるという問題がある。
本発明は、上記した問題を解決しようとするもので、スティックスリップ音の発生をを安価に防止できる圧入型の防振ブッシュ及びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
上記目的を達成するために、上記請求項１に係る発明の構成上の特徴は、円筒形の内筒金具と、内筒金具の一端側または両端側の外周面に環状に形成した自己潤滑ゴム材料からなる弾性体フランジ部と、内筒金具の外周面に弾性体フランジ部との間に隙間を設けて筒状に形成したゴム材料からなる弾性体本体と、弾性体本体の外周側に圧入され、端部が弾性体フランジ部の弾性体本体側端面に接触する外筒金具とを設け、外筒金具の端部と弾性体フランジ部との間の摩擦によるスティックスリップ音の発生が抑制されることにある。
【０００７】
上記のように請求項１に係る発明を構成したことにより、内筒金具に振動による捩り力が加えられたとき、外筒金具の端部と弾性体フランジ部との間に摩擦が生じるが、弾性体フランジ部が低摩擦係数の自己潤滑ゴムにより形成されているため、両者間の摩擦を低く抑えることができる。そのため、外筒金具の端部と弾性体フランジ部との間の摩擦によるスティックスリップ音の発生を効果的に抑制することができる。
【０００８】
また、上記請求項２に係る発明の構成上の特徴は、前記請求項１に記載の防振ブッシュにおいて、自己潤滑ゴムの摩擦係数を０．１〜０．５の範囲としたことにある。
上記のように請求項２に係る発明を構成したことにより、外筒金具の端部と弾性体フランジ部との間の摩擦を抑制することができ、上記請求項１に記載の発明の効果であるスティックスリップ音の発生を確実に抑えることができる。
【０００９】
また、上記請求項３に係る発明の構成上の特徴は、前記請求項１または請求項２に記載の防振ブッシュにおいて、自己潤滑ゴムが脂肪酸アミドを含む配合とされていることにある。脂肪酸アミドの配合量は、２〜１０ｐｈｒの範囲が望ましい。ただし、ｐｈｒはゴム分を１００としたときの脂肪酸アミドの重量割合を示すものである。
上記のように請求項３に係る発明を構成したことにより、例えばシリコンを含む自己潤滑ゴムと比較し、金具との接着性が良好であり、また潤滑性の成分が弾性体本体のゴムの接触する金具面には付着し難いという効果が得られる。
【００１０】
また、上記請求項４に係る発明の構成上の特徴は、二分割される金型であって、円筒形の内筒金具を装着する内筒金具装着空洞部と、内筒金具装着空洞部の軸線方向の一端側または両端側にて径方向に膨出した略環状の端空洞部と、金型の端面から端空洞部に連通する第１注入孔と、端空洞部との間に間隔を設けて内筒金具装着空洞部から径方向に膨出した筒状の中間空洞部と、金型の端面から中間空洞部に連通する第２注入孔とが、型割面を対称面として両割型に振り分けて配設された金型を用い、第１注入孔を通して端空洞部には自己潤滑ゴム材料を注入充填し、第２注入孔を通して中間空洞部にはゴム材料を注入充填するようにしたことにある。
【００１１】
上記のように請求項４に係る発明を構成したことにより、金型の型締め後に、中間空洞部には第２注入孔を通して通常のゴム材料を注入充填でき、端空洞部には異なった材料である自己潤滑ゴム材料を第１注入孔を通して注入充填できる。そのため、異なった２種類の材料の成形を１回の金型の型締め中に行うことができるので、防振ブッシュ成形品の成形工程を従来と同程度に簡略化することができる。その結果、スティックスリップ音の発生を抑制できる防振ブッシュを、従来品と同等の製造コストにより製造することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図面を用いて説明すると、図１及び図２は、同実施形態に係る自動車用の防振ブッシュの外筒金具装着前と装着後の完成品を断面図により概略的に示したものである。
防振ブッシュは、内筒金具１０の外周面に加硫接着されたゴム弾性体層２０を設けている。ゴム弾性体層２０は、内筒金具１０の両端近傍部分を除いた軸線方向の中央部分に筒状で両端近傍部分が先細になるように切り欠かれた弾性体本体２１と、内筒金具１０の両端近傍位置に、弾性体本体２１との間に隙間ｗを隔てて配設されたリング状の一対の弾性体フランジ部２２とにより構成されている。弾性体フランジ部２２は、外周にかけて弾性体本体２１側にわずかに傾斜している。弾性体本体２１は、後述する外筒金具４０との摺動抵抗の大きい摩擦係数が１．５〜２．０程度のゴム材料（以下、通常のゴム材料と記す）により形成されている。弾性体フランジ部２２は、脂肪酸アミドを２〜１０ｐｈｒの範囲で含む自己潤滑ゴム製であり、摩擦係数が０．１〜０．５の範囲である。
【００１３】
ゴム弾性体層２０は、通常のゴム材料による弾性体本体２１と、自己潤滑ゴム材料による弾性体フランジ部２２という異なった材料の２部分を含んでいるが、本実施形態においては、これら２種類の材料を用いた防振ブッシュ成形品の成形を１回の型締め中に同時に行うようにしている。以下、その成形方法について説明する。
【００１４】
上記成形用の金型３０は、略対称形状の２つの割型３０ａ，３０ｂを型割面３０ａ1 で重ね合わせることにより形成されている。割型３０ａ、３０ｂは、例えば図３に示すような構造になっており、以下割型３０ａについて説明する。割型３０ａは、型割面３０ａ1 中央に空洞部３１を設けている。空洞部３１は、内筒金具１０を装着する半円筒形の内筒金具装着部３１ａを設けており、内筒金具装着部３１ａの軸線方向の中間部分に径方向に筒状に膨出した中間空洞部３１ｂと、内筒金具装着空洞部３１ａの軸線方向の両端近傍位置にて中間空洞部３１ｂとの間に隙間を設けて径方向に略環状に膨出した一対の端空洞部３１ｃとを設けている。端空洞部３１ｃは、外周部に向けてわずかに中間空洞部３１ｂ側に傾斜している。
【００１５】
型割面３０ａ1 にて中央空洞部３１ｂの外周部からは、中間で直角に折り曲げられて金型の一端面に延びた第１注入孔３２ａが設けられており、第１注入孔３２ａの金型端面側には漏斗形状の第１注入口３２ｂが設けられている。また、両端空洞部３１ｃの外周部からは、コ字状に延び中間で１本に合流して金型の他端面に延びた第２注入孔３２ｃが設けられており、第２注入孔３２ｃの金型端面側には漏斗形状の第２注入口３２ｄが設けられている。
【００１６】
上記金型による防振ブッシュの成形は、まず割型３０ａの中央空洞部３１に内筒金具１０を装着して、割型３０ａに割型３０ｂを重ねて型締めを行う。つぎに、第１ゴム注入装置（図示しない）により、第１注入口３２ｂから第１注入孔３２ａを通して中間空洞部３１ｂ内に通常のゴム材料を注入充填する。さらに、第２ゴム注入装置（図示しない）により、第２注入口３２ｄから第２注入孔３２ｃを通して一対の端空洞部３１ｃ内に自己潤滑ゴム材料を注入充填する。その後、金型３０を型開きし、成形品を取り出して、第１注入孔３２ａ及び第２注入孔３２ｃにより形成されたゴム部分を除去することにより防振ブッシュ成形品が得られる。この成形方法により、異なった２種類のゴム材料の成形を１回の金型の型締め中に行うことができるので、防振ブッシュの成形工程を従来と同程度に簡略化することができ、製造コストの上昇を抑制できる。なお、両ゴム材料の注入順序は問わず、同時注入も可能である。
【００１７】
以上のように形成されたゴム弾性体層２０を有する防振ブッシュ成形品は、その弾性体本体２１を、図２に示すように、筒状の外筒金具４０の内周面に圧入することにより、防振ブッシュが得られる。外筒金具４０は、通常は自動車のサスペンションアームのアームカラーが用いられている。外筒金具４０は、金属製で表面に亜鉛等のメッキを施したもの、または鉄製で表面に電着塗装膜を設けたものが用いられ、その内径は、弾性体フランジ部２２の外径より小さくなっている。そのため、外筒金具４０への圧入により、弾性体本体２１は縮径し、同時に軸線方向に広がり弾性体フランジ部２２の内側端に接触する。外筒金具４０の両端面４０ａは、弾性体フランジ部２２の内側面２２ａに当接し、弾性体フランジ部２２により外筒金具４０のゴム弾性体層２０からの抜け落ちが防止される。
【００１８】
そして、防振ブッシュの内筒金具１０に急激に捩り方向の力が加わると、弾性体フランジ部２２の内側面２２ａと外筒金具４０の両端面４０ａ間に摩擦が生じるが、弾性体フランジ部２２が低摩擦係数の自己潤滑ゴム材料により形成されているので、摩擦が抑制される。その結果、両者間の摩擦により発生するスティックスリップ音を効果的に抑制することができ、自動車の乗員に異音による不快感をもたせないようにすることができる。
【００１９】
なお、上記実施形態においては、内筒金具１０の両端側に弾性体フランジ部２２を設けているが、変形例として、図４及び図５に示すように、内筒金具１０の一端側にのみ低摩擦係数の自己潤滑ゴム材料により形成された弾性体フランジ部２３を設け、他の部分に通常のゴム材料により形成された弾性体本体２４を設け、弾性体本体２４に外筒金具４１を圧入させるようにすることができる。かかる構成の変形例においても、弾性体フランジ部２３の内側面２３ａと外筒金具４１の端面４１ａ間に摩擦が生じても、弾性体フランジ部２３により摩擦が抑制され、両者間の摩擦により発生するスティックスリップ音を効果的に抑制することができる。
【００２０】
つぎに、上記実施形態の具体的実施例について説明する。
上記構成の試験品について下記条件により異音試験をおこなった。試験品の自己潤滑ゴム材料の摩擦係数は０．１５であり、脂肪酸アミドの配合量は８ｐｈｒである。また、比較例として、４種類の従来品を用意した。従来品１は、図７に示す構造で、ゴム硬度が高くなっており（軸直角方向バネ定数ｋR ＝２２３５８Ｎ／ｍｍ、軸方向バネ定数ｋS ＝１８２０Ｎ／ｍｍ）従来品２は、これと同一構造で、ゴム硬度が低くなっている（ｋR ＝１８１３１Ｎ／ｍｍ、ｋS ＝１４７６Ｎ／ｍｍ）。従来品３は、弾性体フランジの軸方向距離を広くし、かつ図８に示す突起を設けたものであり、従来品４は図８に示す突起を設けたものである。従来品３においては、弾性体フランジの軸方向距離を広くすることにより、フランジ部ゴムへの外筒金具側面からの押圧力を減らし、スティクスリップのエネルギを小さくし、音を小さくしようとするものである。
（１）試験条件
雰囲気温度：常温２３℃及び−１５℃
捩り角：±３〜±１５°
（２）試験項目
官能評価：異音有り無しで判定し、異音有りの場合は、小（耳を近づけると聞こえる）、中（２ｍ離れて聞こえる）、大（５ｍ離れて聞こえる）の３段階に分けた。異音無しの場合でも、弾性体フランジ部と外筒金具間に相対的な動きがあるときは相対動き発生として示す。
振動加速度：加速度センサの測定値による。単位はｇ（重力加速度）である。
上記試験結果については、下記表１及び表２に示す。
【００２１】
【表１】

【００２２】
【表２】

【００２３】
表１及び表２から、試験品は、常温及び−１５℃のいずれにおいても、異音の発生が無かった。これに対し、従来品では、特に−１５℃での異音の発生が認められた。この結果から、本発明品のスティップスリップ音抑制効果が明確にされた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る防振ブッシュの外筒金具圧入前の状態を概略的に示す断面図である。
【図２】同防振ブッシュの外筒金具圧入後を概略的に示す断面図である。
【図３】同防振ブッシュの成形用金型の型割面を示す平面図である。
【図４】変形例である防振ブッシュの外筒金具圧入前の状態を示す断面図である。
【図５】同防振ブッシュの外筒金具圧入後を示す断面図である。
【図６】従来例である防振ブッシュの外筒金具圧入前の状態を示す断面図である。
【図７】同防振ブッシュの外筒金具圧入後を示す断面図である。
【図８】他の従来例である防振ブッシュの外筒金具圧入前の状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１０…内筒金具、２０…ゴム弾性体層、２１…弾性体本体、２２…弾性体フランジ部、２２ａ…内側面、２３…弾性体フランジ部、２３ａ…内側面、２４…弾性体本体、３０…金型、３０ａ，３０ｂ…割型、３０ａ1 …型割面、３１…空洞部、３１ａ…内筒金具装着部、３１ｂ…中間空洞部、３１ｃ…端空洞部、３２ａ…第１注入孔、３２ｂ…第１注入口、３２ｃ…第２注入孔、３２ｄ…第２注入口、４０…外筒金具、４０ａ…端面、４１…外筒金具、４１ａ…端面。

Claims (4)

1. 円筒形の内筒金具と、該内筒金具の一端側または両端側の外周面に環状に形成した自己潤滑ゴム材料からなる弾性体フランジ部と、前記内筒金具の外周面に前記弾性体フランジ部との間に隙間を設けて筒状に形成したゴム材料からなる弾性体本体と、前記弾性体本体の外周側に圧入され、端部が前記弾性体フランジ部の該弾性体本体側端面に接触する外筒金具とを設け、該外筒金具の端部と前記弾性体フランジ部との間の摩擦によるスティックスリップ音の発生が抑制されることを特徴とする防振ブッシュ。
2. 前記請求項１に記載の防振ブッシュにおいて、前記自己潤滑ゴムの摩擦係数を０．１〜０．５の範囲としたことを特徴とする防振ブッシュ。
3. 前記請求項１または請求項２に記載の防振ブッシュにおいて、前記自己潤滑ゴムが脂肪酸アミドを含む配合とされていることを特徴とする防振ブッシュ。
4. 二分割される金型であって、円筒形の内筒金具を装着する内筒金具装着空洞部と、該内筒金具装着空洞部の軸線方向の一端側または両端側にて径方向に膨出した略環状の端空洞部と、前記金型の端面から該端空洞部に連通する第１注入孔と、前記端空洞部との間に間隔を設けて前記内筒金具装着空洞部から径方向に膨出した筒状の中間空洞部と、前記金型の端面から該中間空洞部に連通する第２注入孔とが、型割面を対称面として両割型に振り分けて配設された金型を用い、前記第１注入孔を通して前記端空洞部には自己潤滑ゴム材料を注入充填し、前記第２注入孔を通して前記中間空洞部にはゴム材料を注入充填するようにしたことを特徴とする防振ブッシュの製造方法。

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