JP4081114B2 - 防振装置の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、主として自動車などの車両において振動や騒音を遮断するために用いられるブッシュタイプの防振装置の製造方法に関するものである。

従来、自動車のサスペンションブッシュ等として使用される防振装置として、同心的に配置された内筒と外筒とを両筒間に介設したゴム状弾性体により結合したものが知られている。
このような防振装置において、内筒と外筒との半径方向における相対変位量を制限するために、外筒内周面又は内筒外周面から半径方向に突出するストッパゴム部を設けることがある（例えば、日本国特開２００１−２９５８８７号公報、日本国特開２０００−３４６１３４号公報、日本国特開２０００−８８０２６号公報など）。かかるストッパゴム部は、従来、内筒と外筒とを結合するゴム状弾性体の本体部と同じエラストマー材料（通常、ゴム材料）により形成されるのが通例である。

上記のような防振装置において、ゴム状弾性体の本体部とストッパ部を異なるエラストマー材料で成形することができれば、例えば、本体部には防振性能を重視したエラストマー材料を用いつつ、ストッパ部には潤滑性の高いエラストマー材料を使用することにより、本来の防振性能を確保しながら、本体部とストッパ部との摩擦による異音発生を抑えることができるなど、防振装置に優れた特性を付与することができる。その場合に、ストッパ部と本体部とを、いずれか一方を成形した後に、他方を成形するという方法では、工数増加により大幅なコストアップにつながる。そのため、本体部とストッパ部とを異なるエラストマー材料で同時に成形することが望まれるが、その場合、両者のエラストマー材料が成形時に混ざらないようにすることが重要である。
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、ゴム状弾性体の本体部とストッパ部とを異種材料で成形することができ、防振装置に優れた特性を付与することができる防振装置の製造方法を提供することを目的とする。
本発明に係る防振装置の製造方法は、内筒と、該内筒を取り囲む外筒と、これら内筒と外筒の間に設けられたゴム状弾性体とを備え、該ゴム状弾性体が、内筒外周面と外筒内周面の双方に固着されて内筒と外筒とを結合する本体部と、外筒内周面又は内筒外周面のいずれかに固着されて半径方向に突出するストッパ部とからなり、これら本体部とストッパ部とが異なるエラストマー材料で形成された防振装置の製造方法であって、前記外筒と前記内筒とを、両筒間に前記本体部を成形する第１キャビティ空間と前記ストッパ部を成形する第２キャビティ空間とが設けられるように成形型にセットする工程と、前記第１キャビティ空間に前記本体部のエラストマー材料を、前記第２キャビティ空間に前記ストッパ部のエラストマー材料をそれぞれ注入する工程と、前記本体部と前記ストッパ部の成形後に成形型から脱型する工程とを含み、前記成形型が前記第１キャビティ空間と前記第２キャビティ空間とを区画して前記ゴム状弾性体に軸方向に貫通する空間部を形成するコア部を備え、該コア部が外筒内周面又は内筒外周面に当接することで両キャビティ空間の間をシールする軸方向に延びるシール面を備え、該シール面に軸方向に延びる溝が設けられて、該シール面を外筒内周面又は内筒外周面に当接させた状態で前記エラストマー材料を注入するものである。
このようにシール面に軸方向に延びる溝を設けたことにより、第１キャビティ空間に注入された本体部のエラストマー材料や、第２キャビティ空間に注入されたストッパ部のエラストマー材料が、シール面に侵入してきた場合でも、これらのエラストマー材料をこの溝に逃がすことができる。そのため、一方のキャビティ空間に注入したエラストマー材料がシール面を越えて他方のキャビティ空間に侵入することを防止することができる。
よって、ゴム状弾性体の本体部とストッパ部とを異種材料で同時に成形するものでありながら、両者のエラストマー材料が混ざるという不具合を防止することができる。また、ゴム状弾性体の本体部とストッパ部とを異種材料で成形することにより防振装置に優れた特性を付与することができる。
本発明においては、前記ストッパ部が外筒内周面に固着されて半径方向内方に突出する凸部であり、前記コア部のシール面が外筒内周面に当接することで第１キャビティ空間と第２キャビティ空間との間をシールするものであることが好ましい。このように外筒側に異種材料からなるストッパ部を設ける場合、コア部は外筒内周面に当接してシールすることになるが、外筒内周面は内筒外周面よりも周方向寸法が大きいので、シール面の周方向寸法を大きく確保しやすい。
本発明においては、また、前記ストッパ部が前記内筒を挟んで直径方向に相対する２箇所に設けられ、該ストッパ部の周方向における両側に前記コア部によって軸方向に貫通する前記空間部が形成されてもよい。
本発明においては、また、前記外筒が合成樹脂からなり、前記成形型へのセット時にその外周を取り囲む外周型により該外筒を縮径して、外筒内周面を前記コア部に密着させてもよい。このように合成樹脂製の外筒を縮径させることにより、外筒の内周面とコア部のシール面との密着性が高くなり、シール性を一層向上することができる。
本発明において、本体部とストッパ部とは、種類の異なるエラストマー材料であれば種々の組み合わせを採用することができ、例えば、ストッパ部に潤滑性の高いエラストマー材料を用いることにより、両者の摩擦による異音の発生を抑制することができる。また、ストッパ部に減衰性の高いエラストマー材料を用いることにより操縦安定性を向上することができる。また、ストッパ部に硬度の高いエラストマー材料を用いることにより耐久性を向上することができる。

図１は、本発明の１実施形態に係る防振装置の断面図（図２のＩ−Ｉ線断面図）、
図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線断面図、
図３は、図２の矢印ＩＩＩ方向から見た側面図、
図４は、同実施形態における成形時の断面図、
図５は、図４のＶ−Ｖ線断面図、
図６は、同防振装置の車両への組付け時の断面図である。

以下、本発明の１実施形態に係る防振装置について図１〜６に基づいて説明する。
この防振装置は、円筒状の金属製の内筒１０と、該内筒１０を軸平行かつ同心的に取り囲む円柱状の合成樹脂製の外筒１２と、両筒１０，１２間に介設されたゴム状弾性体１４とからなるブッシュタイプの防振装置である。
内筒１０は、この例では、一般にアルミニウム製品として使用される各種のアルミニウム材料、即ちアルミニウムを主材とする合金等を含むアルミニウム材料により成形されている。なお、このようなアルミニウム材料を用いる代わりに、鋼材等の鉄製の内筒を用いることもできる。
外筒１２は、この例では、ポリアミド等の合成樹脂にガラス繊維などの繊維状補強材を配合した材料から成形されたものである。なお、このような合成樹脂製の外筒を用いる代わりに、鋼材等の鉄製やアルミニウム製などの金属製の外筒を用いることもできる。
外筒１２は、図２に示すように、軸方向の一端において半径方向外方に延びるフランジ部１６を備える。一方、軸方向の他端は、後述するアームの筒部４への取り付け作業性を考慮して外周面がわずかに先細状になるように形成された傾斜面部１８を備える。
ゴム状弾性体１４は、内筒１０の外周面と外筒１２の内周面の双方に加硫接着手段により固着されて内筒１０と外筒１２とを結合する筒状の本体部２０と、外筒１２の内周面に加硫接着手段により固着されて半径方向内方に突出する凸状のストッパ部２２とからなる。
ゴム状弾性体１４は、内筒１０を挟んで直径方向に相対する２箇所に、軸方向に貫通する空間部２４，２４を備えており、この空間部２４を介して本体部２０とストッパ部２２とが隔てた状態に設けられている。空間部２４は、周方向における中央部２４ａでは狭く、両端部２４ｂ，２４ｂでは広く形成されており、この両端部２４ｂが外筒１２の内周面まで達することで外筒１２の内周面上において本体部２０とストッパ部２２とが区画されている。このように空間部２４を形成することで、本体部２０は、直径方向に相対する２箇所で内筒１０と外筒１２とを連結しており、ストッパ部２２は、この連結部の直径方向と直交する方向において、内筒１０を挟んで直径方向に相対する２箇所に設けられている。そして、このストッパ部２２に相対する内筒１０の外周面に本体部２０から一体に延びる本体側ストッパ部２６が半径方向外方に突出して設けられている。
本体部２０とストッパ部２２とは、異なるエラストマー材料で成形されている。このようなエラストマー材料としては、ゴム材料や熱可塑性エラスマー材料などのゴム状弾性を持つ各種材料の中から適宜に選択して使用することができる。
その際、本体部２０には、防振性能等といった防振装置のゴム状弾性体１４として本来要求される物性を満足するエラストマー材料を用いつつ、ストッパ部２２にはこれとは異なるエラストマー材料を使用することにより、防振装置本来の性能を確保しながらストッパ部２２に他の特性を付与することができる。例えば、本体部２０には、耐久性の高いゴム材料（例：天然ゴム（ＮＲ）等）や、動バネ定数の低いゴム材料（例：ＮＲとブタジエンゴムのブレンド（ＮＲ／ＢＲ）等）や、高減衰性のゴム材料（例：スチレンブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）、ＮＲとＳＢＲのブレンド（ＮＲ／ＳＢＲ）等）や、耐熱性に優れるゴム材料（例：エチレンプロピレンジエン共重合体ゴム（ＥＰＤＭ）等）などを選択することができる。その一方、ストッパ部２２には、ワックスを多量に配合することにより潤滑性を高くしたゴム材料や熱可塑性エラストマー材料を用いて本体部２０との摩擦による異音発生を抑制してもよく、また、硬度の高いゴム材料を用いて耐久性を向上させることもできる。あるいはまた、高減衰性のゴム材料（例：ＳＢＲ、ＮＲ／ＳＢＲ等）を用いて操縦安定性を向上させてもよい。このようにストッパ部２２に高減衰性のゴム材料を用いると、大入力時にスムーズにエネルギーを吸収、発散することができ、これにより急激な挙動変化がなく、安定したフィーリングが得られ、もって操縦安定性が向上する。
次に、この防振装置の製造方法について説明する。
まず、上記の内筒１０と外筒１２とを成形型５０にセットする。成形型５０は、図４に示すように、上型５２と、下型５４と、外筒１２の外周を取り囲む外周型５６とからなり、これらをセットした状態で、内筒１０と外筒１２の間に、本体部２０を成形する第１キャビティ空間５８と、ストッパ部２２を成形する第２キャビティ空間６０とが形成されるようになっている。
詳細には、上型５２と下型５４には、第１キャビティ空間５８と第２キャビティ空間６０とを区画してゴム状弾性体１４に上記空間部２４を形成するコア部６２が設けられている。このコア部６２は、軸方向の中間位置で型割りされるように構成されている。また、外周型５６は、周方向に複数に分割されるように構成されており、この実施形態では図５に示すように２つに分割される。
コア部６２は、外筒１２の内周面に当接することで、第１キャビティ空間５８と第２キャビティ空間６０との境界部をシールするシール面６４を備える。このシール面６４は、コア部６２の長手方向、即ち軸方向に沿って延びる面であり、上記空間部２４の両端部２４ｂを成形するコア部６２の肉厚の両端部６２ｂに設けられている。また、シール面６４は、外筒１２の内周面に隙間なく当接するように当該内周面と同じ曲率半径を持つ曲面状に形成されている。そして、このシール面６４には、周方向のほぼ中間位置に、軸方向に延びる溝６６が設けられており、この溝６６を含むシール面６４が外筒１２の内周面に当接するように構成されている。
特に、この実施形態では、分割型である外周型５６を型閉めする際に、その型閉め動作に伴って外筒１２の外周面が内方に押圧されることにより、樹脂製外筒１２が縮径されるように、樹脂製外筒１２の外径と外周型５６の内径とが設定されている。このように外筒１２を縮径させると、その内側のコア部シール面６４に外筒１２の内周面を一層しっかりと密着させることができ、シール性を向上することができる。
このようにして内筒１２及び外筒１２を成形型５０にセットした後、第１キャビティ空間５８に本体部２０のエラストマー材料Ｅ１を注入するとともに、第２キャビティ空間６０にストッパ部２２のエラストマー材料Ｅ２を注入して、両エラストマー材料を同時に加硫成形する。
詳細には、図４に示すように、第１キャビティ空間５８には注入口６８が設けられ（図３参照）、この注入口６８に射出機７０からの配管７２が接続されて、射出機７０から射出されたエラストマー材料Ｅ１が第１キャビティ空間５８に注入されるようになっている。同様に、第２キャビティ空間６０には注入口７４が設けられ（図３参照）、この注入口７４に射出機７６からの配管７８が接続されて、射出機７６から射出されたエラストマー材料Ｅ２が第２キャビティ空間６０に注入されるようになっている。
このようにして第１キャビティ空間５８と第２キャビティ空間６０にそれぞれエラストマー材料Ｅ１，Ｅ２を注入して、それぞれの空間５８，６０内に充填させると、一部のエラストマー材料Ｅ１，Ｅ２がコア部６２のシール面６４と外筒１２の内周面との間に侵入してくる。その場合、本実施形態であると、上記のようにシール面６４に溝６６を設けたことから、シール面６４に侵入してきたエラストマー材料Ｅ１，Ｅ２をこの溝６６に逃がすこと、即ちこれら材料Ｅ１，Ｅ２を溝６６内に溜めることができる。そのため、この溝６６内が両エラストマー材料Ｅ１，Ｅ２の境界部となって（図１中の拡大図参照）、一方のキャビティ空間に注入したエラストマー材料がシール面６４を越えて他方のキャビティ空間に侵入することを確実に防止することができる。
なお、両エラストマー材料Ｅ１，Ｅ２を注入するタイミングは、上記溝６６内で両材料Ｅ１，Ｅ２が混ざり合うようにすることができれば、両材料の粘度、注入量、注入口の位置などに応じて、適宜に決定することができ、材料Ｅ１，Ｅ２のいずれを先に注入し始めてもよく、また同時に注入し始めるようにしてもよい。
このようにして両エラストマー材料Ｅ１，Ｅ２を注入して、ゴム状弾性体１４の本体部２０とストッパ部２２とを加硫成形した後、成形型５０から脱型することにより、防振装置が得られる。
このようにして得られた防振装置においては、上記のようにシール面６４に溝６６を設けたことにより、図１，２に示すように、空間部２４の両端部２４ｂに溝６６によって軸方向に延びる凸条３０が成形されるが、この部分は、そもそも空間部２４であって使用時に本体部２０とストッパ部２２のいずれによっても干渉されない部分であるため、製品特性上の不利益はない。このように凸条３０は、使用時にゴム状弾性体１４の本体部２０とストッパ部２２のいずれにも接触しないことが必要であり、そのような条件を満足するものであれば、その大きさや形状等は特に限定されるものではない。
本実施形態の防振装置は、図６に示すように、内筒１０にボルト１を挿入してナット２を介してブラケット３に固定されるとともに、外筒１２がアームの筒部４内に圧入されることでサスペンションに組付けられる。そして、このように組付けられた状態では、外筒１２が上記筒部４により縮径されることで、ゴム状弾性体１４のストッパ部２２がその内側に相対する本体側ストッパ部２６と当接した状態になる。
なお、上記実施形態では、異種材料からなるストッパ部２２を外筒１２の内周面に設けたが、かかるストッパ部２２は内筒１０の外周面に固着させて設けることもできる。その場合、コア部６２のシール面６４が内筒１０の外周面に当接することで第１キャビティ空間と第２キャビティ空間との間をシールするようにすればよい。

本発明によれば、ゴム状弾性体の本体部とストッパ部とを異種材料で同時成形しながら、両エラストマー材料が混ざらないようにすることができ、そのため、異音対策性能など優れた特性を持つ防振装置を低コストに提供することができる。

Claims (7)

1. 内筒と、該内筒を取り囲む外筒と、これら内筒と外筒の間に設けられたゴム状弾性体とを備え、該ゴム状弾性体が、内筒外周面と外筒内周面の双方に固着されて内筒と外筒とを結合する本体部と、外筒内周面又は内筒外周面のいずれかに固着されて半径方向に突出するストッパ部とからなり、これら本体部とストッパ部とが異なるエラストマー材料で形成された防振装置の製造方法であって、
   前記外筒と前記内筒とを、両筒間に前記本体部を成形する第１キャビティ空間と前記ストッパ部を成形する第２キャビティ空間とが設けられるように成形型にセットする工程と、
   前記第１キャビティ空間に前記本体部のエラストマー材料を、前記第２キャビティ空間に前記ストッパ部のエラストマー材料をそれぞれ注入する工程と、
   前記本体部と前記ストッパ部の成形後に成形型から脱型する工程とを含み、
   前記成形型が前記第１キャビティ空間と前記第２キャビテイ空間とを区画して前記ゴム状弾性体に軸方向に貫通する空間部を形成するコア部を備え、該コア部が外筒内周面又は内筒外周面に当接することで両キャビティ空間の間をシールする軸方向に延びるシール面を備え、該シール面に軸方向に延びる溝が設けられて、該シール面を外筒内周面又は内筒外周面に当接させた状態で前記両エラストマー材料を注入して、前記ゴム状弾性体の本体部とストッパ部を加硫成形するともに、前記本体部のエラストマー材料及び前記ストッパ部のエラストマー材料であって前記シール面に浸入してきたものを前記溝内に溜めて、該溝により前記両エラストマー材料の境界部となる凸条を成形することを特徴とする防振装置の製造方法。
2. 前記ストッパ部が外筒内周面に固着されて半径方向内方に突出する凸部であり、前記コア部のシール面が外筒内周面に当接することで第１キャビティ空間と第２キャビティ空間との間をシールすることを特徴とする請求項１記載の防振装置の製造方法。
3. 前記ストッパ部が前記内筒を挟んで直径方向に相対する２箇所に設けられ、該ストッパ部の周方向における両側に前記コア部によって軸方向に貫通する前記空間部が形成されることを特徴とする請求項２記載の防振装置の製造方法。
4. 前記外筒が合成樹脂からなり、前記成形型へのセット時にその外周を取り囲む外周型により該外筒を縮径して、外筒内周面を前記コア部に密着させることを特徴とする請求項２記載の防振装置の製造方法。
5. 前記ストッパ部に前記本体部よりも潤滑性の高いエラストマー材料を用いることを特徴とする請求項１記載の防振装置の製造方法。
6. 前記ストッパ部に前記本体部よりも減衰性の高いエラストマー材料を用いることを特徴とする請求項１記載の防振装置の製造方法。
7. 前記ストッパ部に前記本体部よりも硬度の高いエラストマー材料を用いることを特徴とする請求項１記載の防振装置の製造方法。

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