JP4011877B2

JP4011877B2 - アームリンク構造

Info

Publication number: JP4011877B2
Application number: JP2001287672A
Authority: JP
Inventors: 政昭伊藤; 秀夫 ▲ただ▼野; 豊長谷部
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd; Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd; Toyo Tire Corp
Priority date: 2001-09-20
Filing date: 2001-09-20
Publication date: 2007-11-21
Anticipated expiration: 2021-09-20
Also published as: JP2003097630A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車のサスペンションにおけるアームリンク構造に関し、詳細には、こじり入力に対する耐久性が向上された液封入式防振ブッシュを備えたものに関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
一般に、防振ブッシュは、車輪やエンジン等の振動源と車体との連結部位に振動減衰、緩衝などを目的として用いられるものであり、内筒と外筒とをゴム弾性体からなる防振基体で結合してなる。
【０００３】
例えば、図５（ａ）に示すような自動車のフロントサスペンションのロアアームリンク（１）では、車輪側のボールジョイントを車体側のクロスメンバーに対して防振的に連結するために、前後２つのブッシュ（２）（３）が用いられている。このアームリンク（１）は、車両幅方向に延びる腕部（４）の一端にボールジョイントが取り付けられるジョイント取付部（４Ａ）を備えるとともに、他端に前側ブッシュ（２）が装着される前側ブッシュ装着部（４Ｂ）を備え、上記腕部（４）から分岐して車両後方に延びる分岐腕（５）の先端に後側ブッシュ（３）が装着される後側ブッシュ装着部（５Ａ）を備える。そして、ジョイント取付部（４Ａ）と前側ブッシュ装着部（４Ｂ）と後側ブッシュ装着部（５Ａ）との３点は、前側ブッシュ装着部（４Ｂ）を直角の角部とする略直角三角形を形成するように配されている。
【０００４】
一般に、かかるアームリンクにおいて、前後２つのブッシュはともに横置き、即ち軸方向を車両前後方向に向けて配設されているが、リンク構造の合理化を図るために、後側ブッシュ（３）を図５（ａ）に示すように縦置き、即ち軸方向を車両上下方向に向けて配設する場合がある。
【０００５】
前者の横置きの場合、振動源側であるボールジョイントに車両前後方向での入力があったときには、後側ブッシュは軸方向に対して斜めに傾斜した方向での入力を受け、また、ボールジョイントに車両上下方向での入力があったときには、後側ブッシュはねじり方向（回転方向）での入力を受ける。これに対して、後者の縦置きの場合、ボールジョイントに車両前後方向での入力があったときには、後側ブッシュは軸直角方向（内外筒間の圧縮方向）における入力を受け、ボールジョイントに車両上下方向での入力があったときには、図５（ｂ）に示すように後側ブッシュ（３）はこじり方向での入力を受けることになる。
【０００６】
かかるこじり入力は、防振ブッシュを液封化した場合に、以下のような耐久性悪化の要因になる。
【０００７】
図６は液封入式防振ブッシュ（50）の一例を示す断面図であり、内筒（52）と外筒（54）との間をゴム弾性体からなる防振基体（56）で結合するとともに、内外筒（52）（54）間に内筒（52）を挟んで相対向する一対の液室（58）（60）を設け、両液室（58）（60）内にはそれぞれ内外筒（52）（54）間の径方向における過大変位を規制するストッパ（62）を内筒（52）側に設けている。このストッパ（62）は、内筒（52）の外周面にストッパ金具（64）を固設し、その外周にストッパゴム部（66）を加硫成形することにより構成されている。
【０００８】
かかる液封入式防振ブッシュ（50）において、上記のようなこじり方向での入力、即ち図６，７に示すように内筒（52）の軸（52ａ）に対して外筒（54）の軸（54ａ）を軸方向の中間位置を中心（Ｏ）として回転させるような入力を受けると、図７においてＸで示すように、内筒（52）側に設けたストッパ（62）が、液室（58）（60）の隔壁（68）を構成する防振基体（56）と干渉してしまい、この部分で亀裂が生じるなど、防振基体（56）の耐久性が悪化してしまう。
【０００９】
このようなストッパ（62）と防振基体（56）との内部干渉対策として、防振基体（56）の隔壁（68）とストッパ（62）との隙間を大きくする方策が考えられるが、例えば、防振基体（56）の隔壁（68）を軸方向外側に移動させて上記隙間を大きくする場合、こじり角（θ）が同じであれば、こじり中心（Ｏ）からの距離が遠くなる分だけ上記隔壁（68）の変位量が大きくなり、歪みが大きくなって耐久性が悪化してしまう。また、ストッパ（62）の軸方向寸法を小さくして上記隙間を大きくする場合、ストッパゴム部（66）の耐久性が悪化してしまい、ボールジョイントに車両前後方向での入力があったときにストッパ（62）がオーバーストロークしやすくなって耐久性が損なわれてしまう。このように上記方策では十分な耐久性の向上を図ることはできない。
【００１０】
また、上記液封入式防振ブッシュ（50）は、こじり方向での入力を受けた場合に、図７においてＹで示すように、防振基体（56）の軸方向端面（70）における内筒（52）側の付け根部分において圧縮歪み率ないし局部応力が上昇して、この部分で亀裂が生じるなど、防振基体（56）の耐久性が悪化してしまう。
【００１１】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、液封入式防振ブッシュにおいてこじり入力に対する耐久性を向上することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る防振ブッシュを備えるアームリンク構造は、車両幅方向に延びる腕部の一端にボールジョイントが取り付けられるジョイント取付部を備えるとともに、他端に前側ブッシュが装着される前側ブッシュ装着部を備え、前記腕部から分岐して車両後方に延びる分岐腕の先端に後側ブッシュが装着される後側ブッシュ装着部を備える自動車のサスペンションにおけるアームリンク構造であって、前記後側ブッシュが、内筒と、該内筒を同心的に取り囲む外筒と、内筒と外筒の間に設けられて両者を結合するゴム弾性体からなる防振基体と、を備え、前記の内筒と外筒の間には、周方向において仕切られてオリフィス流路により互いに連通された複数の液室が設けられ、該複数の液室は前記防振基体によって軸方向における両側の隔壁が構成されており、各液室内にはそれぞれ、内外筒間の径方向における変位を規制するストッパが設けられ、該ストッパが、前記外筒側から径方向に突出したストッパ突部と、該ストッパ突部に対向して前記内筒側に設けられたストッパゴム部とで構成され、前記防振基体の軸方向両端面における内筒側の付け根部分が、前記防振基体の端面の一般面よりも軸方向内方に向かって、湾曲面状に窪んだ形状に形成されるとともに、前記ストッパゴム部の軸方向両側に前記防振基体の前記隔壁との間で凹部が設けられて、前記防振基体の前記隔壁における内筒側の付け根部分が断面全体で軸方向内方に向けて湾曲状に形成されており、前記後側ブッシュが、前記後側ブッシュ装着部に対して、前記ボールジョイントに車両前後方向での入力があったときには内外筒間の径方向における入力を受け、かつ、前記ボールジョイントに車両上下方向での入力があったときにはこじり方向での入力を受けるように、軸方向を車両上下方向に向けて配設され、こじり方向での入力を受けたときに、前記ストッパ突部の先端の変位量を抑えて、前記防振基体の前記隔壁との内部干渉を防止したものである。
【００１３】
このように内外筒間の径方向における変位を規制するストッパを内筒側と外筒側とに分担させて設けたことにより、こじり入力時におけるストッパの変位、特にストッパ突部先端の変位量が小さくなって、防振基体によって構成される隔壁との内部干渉を防止することができる。
【００１４】
本発明の防振ブッシュにおいては、前記複数の液室が前記内筒を挟んで相対向する一対の液室であってもよい。この場合、内筒の径方向に相対する２箇所から防振基体による一対の隔壁が設けられ、該一対の隔壁により２つの液室が周方向において仕切られていることが好適である。
【００１５】
本発明の防振ブッシュにおいて、前記ストッパ突部は、先端ほど軸方向寸法が小さくなるように軸方向における両側面が傾斜してもよい。また、前記ストッパゴム部が前記防振基体と一体に設けられており、該ストッパゴム部の軸方向両側に前記防振基体の前記隔壁との間で凹部が設けられてもよい。このようにストッパ突部の軸方向両側面を傾斜させたり、ストッパゴム部の軸方向両側に凹部を設けることにより、ストッパと防振基体との内部干渉を一層効果的に防止することができる。
【００１６】
本発明においては、また、前記防振基体の軸方向両端面における内筒側の付け根部分が、前記防振基体の端面の一般面よりも軸方向内方に向かって、湾曲面状に窪んだ形状に形成されている。これにより、こじり入力時に圧縮歪み率が大きくなる防振基体の内筒側の付け根部分において、ゴムの自由長を長くしてゴム表面の圧縮歪み率を小さくすることができ、上記ストッパによる内部干渉対策と相俟って、こじり入力に対する優れた耐久性を持つ防振ブッシュが提供される。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の１実施形態に係る防振ブッシュ（10）について図１〜５に基づいて説明する。この防振ブッシュ（10）は、図５に示すフロントサスペンションのロアアームリンク（１）において後側ブッシュ（３）として用いられるブッシュであり、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、その軸方向をアームリンク平面に対して垂直に配設する縦置き構造のブッシュである。
【００１８】
防振ブッシュ（10）は、同心的に間隔をおいて配置された鉄、鋼やアルミニウムあるいはその合金等の金属製管よりなる内筒（12）および外筒（14）と、これら内外両筒（12）（14）間に加硫成形により介設されて当該両筒を結合するゴム弾性体からなる防振基体（16）とを備えてなる。詳細には、本実施形態では、外筒（14）の内周側に中間筒（18）が設けられ、該中間筒（18）と内筒（12）が加硫接着手段により防振基体（16）に固着され、中間筒（18）の外周に外筒（14）が嵌着されることで、内筒（12）と外筒（14）とが弾力的に結合されている。
【００１９】
図１に示すように、防振基体（16）の軸方向中央部には空間部が形成されており、この空間部にエチレングリコールなどの不凍液が封入されて液室（20）（22）が設けられている。すなわち、液室（20）（22）は、防振基体（16）によって軸方向における両側の隔壁（16ａ）が構成されており、両隔壁（16ａ）間に設けられている。
【００２０】
図４に示すように、上記液室は周方向において２室（20）（22）に仕切られており、両者はオリフィス流路（24）により互いに連通されている。詳細には、内筒（12）の径方向に相対する２箇所から防振基体（16）による一対の隔壁（16ｂ）が設けられ、両隔壁（16ｂ）により、内筒（12）を挟んで相対向する略対称な２つの液室（20）（22）が仕切り構成されている。これにより、図４においてＡ−Ａ線で示す切断方向では液共振を持ち、Ｂ−Ｂ線で示す切断方向では液共振のない構造となっている。
【００２１】
オリフィス流路（24）は、外筒（14）の内周側に嵌合されたオリフィス形成部材（26）によって、その外周に外筒（14）との間で周方向に延びる流路として形成されている。詳細には、本実施形態では一方の液室（20）から出た液体が外筒（14）の内周側を略２周して他方の液室（22）に至るように構成されている。
【００２２】
図１に示すように、上記２つの液室（20）（22）内には、それぞれ、内外筒（12）（14）間の径方向における過大変位を規制するストッパが設けられている。該ストッパは、外筒（14）側から径方向内方に向かって突出したストッパ突部（28）と、ストッパ突部（28）に対向して内筒（12）側に設けられたストッパゴム部（30）とで構成されている。
【００２３】
ストッパ突部（28）は、金属や合成樹脂などの剛性のある材料からなり、この実施形態ではオリフィス形成部材（26）に一体に設けられている。ストッパ突部（28）は、先端ほど軸方向寸法が小さくなるように軸方向における両側面（28ａ）が傾斜している。詳細には、ストッパ突部（28）は、図１に示すように断面略台形状をなしており、その先端面が相対向するストッパゴム部（30）の当接面に対して略同一の軸方向寸法を持つように設定され、より幅の広いオリフィス側から該先端面にかけて径方向内方ほど幅が狭くなるように、両側面（28ａ）が中央に向かって傾斜している。
【００２４】
ストッパゴム部（30）は、ストッパ突部（28）の先端面に対し径方向内方に所定の隙間をおいて対向配置されており、この実施形態では、内筒（12）の外周面に加硫接着手段により固着されている。詳細には、防振基体（16）と一体に加硫成形されており、その軸方向両側に防振基体（16）の隔壁（16ａ）との間で凹部（32）が設けられている。これにより、ストッパゴム部（30）は、ストッパ突部（28）に対向して、内筒（12）側から径方向外方に向かって突出する凸状に形成されている。
【００２５】
図１，３に示すように、防振基体（16）の軸方向両端面における内筒（12）側の付け根部分（34）は、軸方向内方に向かって凹状に形成されている。詳細には、当該付け根部分（34）のゴム表面が、防振基体（16）の端面の一般面よりも軸方向内方に向かって、なだらかな湾曲面状に窪んだ形状に形成されており、これにより、付け根部分（34）のゴム表面における自由長が長くなるように設定している。
【００２６】
以上よりなる本実施形態の防振ブッシュ（10）は、上記したように図５に示すロアアームリンク（１）の後側ブッシュ装着部（５Ａ）に装着される。そして、ボールジョイントに車両前後方向での入力があったときには、内外筒（12）（14）間の圧縮方向における入力を受け、液共振による振動吸収効果が奏される。また、この圧縮方向の変位として過大変位が入力されたときには、ストッパ突部（28）がストッパゴム部（30）に当接することで当該過大変位が規制される。
【００２７】
一方、ボールジョイントに車両上下方向での入力があったときには、内筒（12）が不図示のクロスメンバーに固定されているブッシュ（10）は、図１，２に示すように、こじり方向での入力、即ち内筒（12）の軸（12ａ）に対して外筒（14）の軸（14ａ）を軸方向の中間位置を中心（Ｏ）として回転させるような入力を受ける。このようなこじり方向での入力があった場合でも、本実施形態の防振ブッシュ（10）であると、上記ストッパを外筒側のストッパ突部（28）と内筒側のストッパゴム部（30）とに分けて設けたことにより、図２に示すように、ストッパ突部（28）先端の変位量が小さく、防振基体（16）の隔壁（16ａ）との内部干渉を防止することができる。しかも、ストッパ突部（28）の両側面（28ａ）を上記のように傾斜させ、更にストッパゴム部（30）の両側に凹部（32）を設けたことにより、かかる内部干渉が一層効果的に防止される。
【００２８】
また、本実施形態の防振ブッシュ（10）であると、ストッパゴム部（30）を内筒（12）側に設けたことにより、当該ゴム部（30）を防振基体（16）と一体に加硫成形することができ、コストアップを抑えることができる。
【００２９】
また、防振基体（16）の軸方向両端面における内筒（12）側の付け根部分（34）を凹状に窪み形成したことにより、こじり入力時に圧縮歪み率が大きくなる当該付け根部分（34）において、ゴムの自由長を長くしてゴム表面の圧縮歪み率を小さくすることができ、こじり入力に対する耐久性を向上することができる。
【００３０】
以上より、本実施形態によれば、ブッシュ自体を大型化することなく、縦置き構造の液封入式防振ブッシュとして優れたこじり耐久性を持つ防振ブッシュが得られる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明のアームリンク構造であると、後側ブッシュを液封入式とし、かつこれを縦置き構造とした上で、内外筒間の径方向における変位を規制するストッパを内筒側と外筒側とに分担させて設けるなどの上記構成を採用したことにより、こじり入力時におけるストッパと防振基体との内部干渉を防止することができ、こじり入力に対する耐久性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施形態に係る防振ブッシュの断面図（図４のＡ−Ａ線断面図）である。
【図２】同防振ブッシュのこじり入力時における断面図である。
【図３】同防振ブッシュの断面図（図４のＢ−Ｂ線断面図）である。
【図４】同防振ブッシュの断面図（図１のＣ−Ｃ線断面図）である。
【図５】（ａ）はフロントサスペンションのロアアームリンクの平面図、（ｂ）はその側面図である。
【図６】従来の防振ブッシュの断面図である。
【図７】従来の防振ブッシュのこじり入力時の断面図である。
【符号の説明】
（10）防振ブッシュ
（12）内筒
（14）外筒
（16）防振基体
（16ａ）防振基体の隔壁
（20）（22）液室
（24）オリフィス流路
（28）ストッパ突部
（28ａ）ストッパ突部の側面
（30）ストッパゴム部
（32）凹部
（34）防振基体の内筒側付け根部分

Claims

車両幅方向に延びる腕部の一端にボールジョイントが取り付けられるジョイント取付部を備えるとともに、他端に前側ブッシュが装着される前側ブッシュ装着部を備え、前記腕部から分岐して車両後方に延びる分岐腕の先端に後側ブッシュが装着される後側ブッシュ装着部を備える自動車のサスペンションにおけるアームリンク構造であって、
前記後側ブッシュが、内筒と、該内筒を同心的に取り囲む外筒と、内筒と外筒の間に設けられて両者を結合するゴム弾性体からなる防振基体と、を備え、
前記の内筒と外筒の間には、周方向において仕切られてオリフィス流路により互いに連通された複数の液室が設けられ、該複数の液室は前記防振基体によって軸方向における両側の隔壁が構成されており、
各液室内にはそれぞれ、内外筒間の径方向における変位を規制するストッパが設けられ、該ストッパが、前記外筒側から径方向に突出したストッパ突部と、該ストッパ突部に対向して前記内筒側に設けられたストッパゴム部とで構成され、
前記防振基体の軸方向両端面における内筒側の付け根部分が、前記防振基体の端面の一般面よりも軸方向内方に向かって、湾曲面状に窪んだ形状に形成されるとともに、前記ストッパゴム部の軸方向両側に前記防振基体の前記隔壁との間で凹部が設けられて、前記防振基体の前記隔壁における内筒側の付け根部分が断面全体で軸方向内方に向けて湾曲状に形成されており、
前記後側ブッシュが、前記後側ブッシュ装着部に対して、前記ボールジョイントに車両前後方向での入力があったときには内外筒間の径方向における入力を受け、かつ、前記ボールジョイントに車両上下方向での入力があったときにはこじり方向での入力を受けるように、軸方向を車両上下方向に向けて配設され、こじり方向での入力を受けたときに、前記ストッパ突部の先端の変位量を抑えて、前記防振基体の前記隔壁との内部干渉を防止した、
ことを特徴とするアームリンク構造。
前記ストッパ突部が剛性材料からなる請求項１記載のアームリンク構造。
前記前側ブッシュ装着部には、前記前側ブッシュが軸方向を車両前後方向に向けて配設されたことを特徴とする請求項１又は２記載のアームリンク構造。