JP4146210B2

JP4146210B2 - 防振ブッシュの製造方法

Info

Publication number: JP4146210B2
Application number: JP2002307601A
Authority: JP
Inventors: 盛也竹下; 安國脇田
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 2002-10-22
Filing date: 2002-10-22
Publication date: 2008-09-10
Anticipated expiration: 2022-10-22
Also published as: JP2004144150A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車のサスペンション機構の一部に組み込まれて、振動を緩和するために使用される防振ブッシュの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、自動車では、車輪側から車体側に伝達される振動、あるいはエンジン側から車体側に伝達される振動等を制御するため、サスペンション機構やエンジンの支持機構の一部に、防振ブッシュが組み込まれている。かかる防振ブッシュの一例として、軸直角方向におけるバネ定数を大きくしつつ、こじり方向におけるバネ定数を小さくするため、内筒の軸方向中央部に軸直角方向に膨出する膨出部を設けた、いわゆるバルジタイプの防振ブッシュがある。
【０００３】
図６は、従来のバルジブッシュの一例を示したものである。この防振ブッシュは、軸方向中央部に軸直角方向に膨出する膨出部１０１を備える金属製の内筒１０２と、これを取り囲む外筒１０３と、両筒１０２，１０３の間に介設されたゴム状弾性体１０４とを備えてなる。そして、膨出部１０１によって軸方向中央部のゴム状弾性体１０４の厚みを両端部よりも薄くしたことにより、軸直角方向Ａ（軸方向に直交する方向）におけるバネ定数を大きく、かつ、こじり方向Ｂ（内外筒金具１０２，１０３の中心軸同士が相対的に傾斜する方向）におけるバネ定数を小さく設定しており、これにより、乗り心地の改良と操縦安定性の向上との両立を図っている。
【０００４】
図６に示す従来の防振ブッシュにおいては、内筒１０２の膨出部１０１が鍛造により一体に設けられている。そのため、加工コストが高く、また、製品重量アップにつながる。更に、鍛造の場合、内筒１０２本体の外径に対する膨出部１０１での外径を一定以上大きくすることが成形上難しく、そのため、軸直角方向のバネ定数とこじり方向のバネ定数との間での設計自由度が低い。
【０００５】
そこで、上記膨出部を合成樹脂製の環状被覆体により形成することが提案されている。特許文献１には、図７に示すように、内筒１１０の中央部外周面に膨出部として合成樹脂製の環状被覆体１１２を固設し、この環状被覆体１１２を内包させて、内筒１１０と外筒１１４との間にゴム状弾性体１１６を介設した防振ブッシュが提案されている。このように内筒１１０の外周面に環状被覆体１１２を設ける場合、ゴム状弾性体１１６を加硫成形する際に、その熱と圧力により環状被覆体１１２が移動してしまうことがある。そのため、特許文献１には、環状被覆体１１２の抜け止めとして、内筒１１０の外周面に２〜４箇所の凹部１１８を周方向に設けてこれに合成樹脂の一部を充填させたり、あるいはまた、該抜け止めを逆に凸設するなどして環状被覆体１１２を固定することが開示されている。
【０００６】
また、特許文献２には、図８に示すように、環状被覆体１１２の軸方向及び回転方向での位置ズレ防止のために、内筒１１０の軸方向中央部の外周面に環状被覆体１１２の被覆幅に近い長さを有しかつ底部が平坦な座面１２０を周方向に複数凹設し、環状被覆体１１２の成形時に座面１２０に合成樹脂を流入させることにより、これら座面１２０に環状被覆体１１２を着座させて固定することが開示されている。
【０００７】
【特許文献１】
実開平５−６４５４４号公報
【０００８】
【特許文献２】
実開平６−７６７２９号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記した図７，８に示す防振ブッシュでは、環状被覆体の位置ズレ防止のために内筒にある程度大きな凹部を複数設けており、そのため、内筒の軸方向における荷重に対する座屈強度が低下してしまう。また、図７，８に示すような従来の位置ズレ防止構造は、図６に示す鍛造に比べれば低コストであるもののなお成形にある程度の工数を要するため、更なる低コスト化が求められる。更に、凹部を設けることにより切削屑がでるため、環境面からも改善が求められる。
【００１０】
本発明は、上記課題に鑑み、いわゆるバルジタイプの防振ブッシュにおいて、内筒表面に膨出部として設ける合成樹脂製環状被覆体の位置ズレを防止しながら、内筒の軸方向における座屈強度に優れ、低コストで、また環境性にも優れる防振ブッシュを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の防振ブッシュの製造方法は、軸方向の中央部に軸直角方向に膨出する膨出部を有する内筒と、該内筒の外側に間隔をおいて配置された外筒と、前記の内筒と外筒との間に介設されたゴム状弾性体とを備えてなり、前記内筒が、金属パイプと、該金属パイプの軸方向中央部の外周面に設けられた前記膨出部を構成する環状被覆体とからなる防振ブッシュの製造方法であって、
前記金属パイプを固定治具に固定した状態で、軸方向中央部の外周面にローレット目を設けるローレット加工を行うとともに、前記金属パイプの少なくとも一方の軸方向端面にセレーションを設けるセレーション加工を行うことにより、ローレット目とセレーションを同時に設ける工程と、
前記ローレット目と前記セレーションを設けた後に、前記金属パイプを焼入れする工程と、
前記焼入れにより硬化した前記金属パイプの前記ローレット目を含む外周面に、前記環状被覆体を、合成樹脂の型成形により固着して設ける工程と、
前記環状被覆体が設けられた前記内筒に対し、当該環状被覆体を包み込むように前記内筒の外周に前記ゴム状弾性体を加硫成形する工程と、を含むものである。
【００１２】
本発明の防振ブッシュであると、内筒の外周面にローレット目を設けて、その表面に合成樹脂の型成形により膨出部としての環状被覆体を設けたので、合成樹脂がローレット目の細かい網目状の溝内に入り込んで、環状被覆体が内筒の外周面に強固に固着される。そのため、ゴム状弾性体の加硫成形時における環状被覆体の軸方向及び回転方向での位置ズレが防止される。また、ローレット目は、外周面に刻み目を有する円筒状のローレットを回転させながら押し付けるという簡単な方法により設けることができるので、低コストであり、また、切削屑もでないので環境面でも優れる。
【００１３】
かかる防振ブッシュは、車両に組付ける際に、内筒の両端面がブラケット等の取付部材で挟まれた状態、あるいは内筒の一方の端面だけが取付部材に当接された状態で、内側にボルト等の軸部材が挿通されて取付部材に締結固定される。そのため、取付部材に当接する内筒の端面にセレーションを設けたことにより、車両への組付け時に該セレーションが取付部材に食い込んで、組付け時はもちろんその後の使用時においても内筒の不所望な回転が防止される。また、焼入れによりセレーションの強度が向上されるとともに、内筒の軸方向における座屈強度も向上される。このセレーションと上記ローレット目は同時進行にて加工することができるため、内筒の回転防止のためのセレーションと、環状被覆体の位置ズレ防止のためのローレット目とを組み合わせることが有利であり、セレーション加工とローレット加工を同時に行うことで加工時間を短縮することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。図１，２に示すように、本発明の一実施形態に係る防振ブッシュであるサスペンション用ブッシュは、内筒１０と、内筒１０を取り囲みその軸直角方向外方に間隔をあけて配置された外筒１２と、内筒１０と外筒１２との間に介設されたリング状のゴム状弾性体１４とを備えてなる。そして、内筒１０は、その両端面１６，１６がブラケット等の取付部材１で挟まれた状態で、ボルト２を持つ軸部材３を挿通してナット４で締め付けることにより取付部材１に固定され、また、外筒１２は、他方の取付部材である筒部５内に圧入することにより固定され、これにより、防振ブッシュは両取付部材１，５を防振的に連結する。
【００１５】
内筒１０は、鋼製の金属パイプ１８と、その軸方向中央部の外周面に設けられた合成樹脂製の環状被覆体２０とからなる。また、外筒１２は、例えば鋼製の筒状のものであって、その軸方向長さは内筒１０に設けられた環状被覆体２０に対して同等以上に設定されている。また、ゴム状弾性体１４は、加硫成形によって環状被覆体２０を包み込むように内筒１０と外筒１２との間に介設されており、環状被覆体２０の厚みの影響で、軸方向中央付近で薄くなり、軸方向両端付近で厚く設定されている。このように、ゴム状弾性体１４が軸方向中央付近で薄くされることにより、その軸直角方向のばね定数が大きく設定され、また軸方向両端付近で厚くされることにより、こじり方向のばね定数が小さく設定されている。なお、ゴム状弾性体１４は、軸方向及び軸直角方向並びにこじり方向の３方向でのばね定数を所望の値に設定するために、周方向の所定範囲で軸方向に貫通する貫通孔２６が設けられている。
【００１６】
内筒１０を構成する金属パイプ１８は、軸方向中央部の外周面にローレット目２２が設けられ、かつ、軸方向両端面１６，１６にセレーション２４が設けられ、更に焼入れにより硬化されたものである。
【００１７】
ここで、ローレット目２２の刻み目構成は、環状被覆体２０の位置ズレを防止できるものであれば特に限定されないが、山間のピッチが０．５〜３．０ｍｍ程度、より好ましくは１．５ｍｍ程度、深さが０．３〜１．５ｍｍ程度、より好ましくは０．６ｍｍ程度の格子状の網目模様とすることが好ましい。また、ローレット目２２の形成幅Ｗ１は、環状被覆体２０の固定効果を高めるためにはできるだけ広いことが好ましいが、広すぎて環状被覆体２０からはみ出してしまうとゴム状弾性体１４の加硫成形時にローレット目２２にゴムが侵入してしまうため、環状被覆体２０の幅Ｗ２の０．４〜０．８倍程度が好ましい（図５参照）。
【００１８】
セレーション２４は、図２に示すように、金属パイプ１８の端面に半径方向に延びる溝を周方向に所定のピッチで多数設けてなるものであり、図４に拡大して示すように、溝間のランドは断面山形をなし、その隣り合う斜面の角度θは６０°〜１２０°程度、より好ましくは９０°程度に設定され、山間のピッチＰは０．５〜３．０ｍｍ程度、より好ましくは１．５ｍｍ程度に設定され、更に深さＤは０．３〜１．５ｍｍ程度、より好ましくは０．６ｍｍ程度に設定されることが好ましい。
【００１９】
環状被覆体２０は、金属パイプ１８のローレット目２２を完全に覆うように、ローレット目２２を含む金属パイプ１８の外周面に合成樹脂の型成形により固着して設けられており、内筒１０本体から軸直角方向に略球状に膨出している。環状被覆体２０は、種々の合成樹脂で成形することができるが、ナイロン６、ナイロン６６等のポリアミドや、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリフェニレンオキシドなどで形成するのが好適である。
【００２０】
この防振ブッシュの製造方法は、（１）内筒１０を作製する工程と、（２）作製した内筒１０の外周面にゴム状弾性体１４を加硫成形する工程とを含む。そして、工程（１）は更に、（１−１）金属パイプ１８の軸方向中央部の外周面にローレット目２２を設ける工程と、（１−２）金属パイプ１８の軸方向端面にセレーション２４を設ける工程と、（１−３）ローレット目２４とセレーション２４を設けた金属パイプ１８を焼入れする工程と、（１−４）焼入れした金属パイプ１８の外周面に環状被覆体２０を合成樹脂の型成形により固設する工程とからなる。
【００２１】
工程（１−１）において、金属パイプ１８にローレット目２２を設ける方法としては公知のローレット加工を適用することができ、例えば、外周面に刻み目をつけ焼入れ硬化した円筒状のローレットを回転させながら、金属パイプ１８の外周面に押し付ければよい。ローレット加工後、好ましくは灯油洗浄がなされる。
【００２２】
工程（１−２）において、金属パイプ１８にセレーション２４を設ける方法についても公知のセレーション加工を適用することができ、例えば、金属パイプ１８の端面にシェービングカッタを用いてセレーション溝を形成すればよい。
【００２３】
工程（１−１）と工程（１−２）とは同時に行うことができる。すなわち、金属パイプ１８を固定治具に固定した状態で、軸方向中央部の外周面についてはローレット加工を行い、軸方向端面についてはセレーション加工を行うことにより、ローレット目２２とセレーション２４を同時に設けることができる。従って、加工時間を短縮するためには両者は同時に行うことが好ましい。
【００２４】
工程（１−３）の焼入れは、ローレット加工とセレーション加工の後に行う。焼入れにより硬化した金属パイプに対しては、ローレット加工やセレーション加工を施すことが困難だからである。焼入れ方法としては、浸炭後に焼入れ処理する浸炭焼入れが好ましく用いられる。浸炭焼入れは、鋼の表面層の炭素量を増加させるために浸炭剤中で加熱処理して焼入れする方法であり、浸炭剤の種類や処理条件については公知の方法を採用することができる。浸炭焼入れ全硬化層深さは０．３ｍｍ程度であることが好ましく、また処理後の表面硬度は、ＪＩＳＺ２２４４によるビッカーズ硬さ値で５５０〜８５０ＨＶ１（試験荷重９．８Ｎ）であることが好ましい。
【００２５】
このようにして焼入れした金属パイプ１８に対し（図３参照）、工程（１−４）において環状被覆体２０を設ける（図５参照）。その成形方法としては、焼入れ後の金属パイプ１８を不図示の金型にセットし、そのキャビティ内に溶融した合成樹脂を注入して成形させる射出成形が好ましく用いられる。
【００２６】
これにより得られた内筒１０に対し、工程（２）においてその外周にゴム状弾性体１４を加硫成形する。その際、不図示の金型内に内筒１０とこれを取り囲むように外筒１２を配置して、両筒１０，１２の間に原料ゴムを注入してゴム状弾性体１４を加硫成形してもよい。この場合、内筒１０と外筒１２とはゴム状弾性体１４によって一体に加硫接着される。あるいはまた、不図示の金型内に内筒１０のみを配置し、原料ゴムを注入して内筒１０の外周面にゴム状弾性体１４を加硫成形し、次いで成形されたゴム状弾性体１４の外周面に外筒１２を外挿してもよい。この場合、外筒１２はゴム状弾性体１４に加硫接着されていないが、外挿することでその内側の内筒１０及びゴム状弾性体１４と一体化される。
【００２７】
以上説明した本実施形態によれば、内筒１０の中央部に設ける膨出部として合成樹脂製の環状被覆体２０を用いたので、防振ブッシュの軽量化が図られる。また、合成樹脂製の環状被覆体２０であるとその厚みを自由に設定することができるので、軸方向中央部におけるゴム状弾性体１４の厚みを薄くすることも可能となり、軸直角方向のバネ定数とこじり方向のバネ定数との設計自由度が高い。
【００２８】
また、内筒１０を構成する金属パイプ１８の外周面に設けたローレット目２２により、ゴム状弾性体１４の加硫成形時における環状被覆体２０の軸方向及び回転方向での位置ズレを防止することができる。しかも、このような位置ズレ防止構造をローレット目２２により達成しており、ローレット加工は上記したようにセレーション加工と同時進行することが可能であるため、大幅な工数アップもなく、低コストにて位置ズレを防止することができ、しかも切削屑もでないので環境面でも優れる。また、金属パイプ１８の軸方向端面に設けたセレーション２４により、車両組付時及び組付け後における内筒１０の不所望な回転が防止され、また焼入れによりセレーション２４の強度が向上されるとともに、内筒１０の軸方向における座屈強度も向上される。
【００２９】
【発明の効果】
本発明の防振ブッシュの製造方法であると、内筒表面に膨出部として設ける合成樹脂製環状被覆体の位置ズレを防止しながら、内筒の軸方向における座屈強度に優れる防振ブッシュを提供することができる。また低コストで環境性にも優れる。更に、大幅な工数アップもなく、内筒の回転防止と環状被覆体の位置ズレ防止を行うことができ、加工時間を短縮することができる。
【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断面図である。
【図２】該防振ブッシュの側面図である。
【図３】該防振ブッシュの内筒を構成する金属パイプの正面図である。
【図４】該金属パイプの端面のセレーションの拡大断面図である。
【図５】合成樹脂製環状被覆体が固設された内筒を該被覆体を切断して示す正面図である。
【図６】第１の従来例の防振ブッシュの断面図である。
【図７】第２の従来例の防振ブッシュの断面図である。
【図８】第３の従来例の防振ブッシュの断面図である。
【符号の説明】
１０……内筒
１２……外筒
１４……ゴム状弾性体
１８……金属パイプ
２０……環状被覆体
２２……ローレット目
２４……セレーション

Claims

軸方向の中央部に軸直角方向に膨出する膨出部を有する内筒と、該内筒の外側に間隔をおいて配置された外筒と、前記の内筒と外筒との間に介設されたゴム状弾性体とを備えてなり、前記内筒が、金属パイプと、該金属パイプの軸方向中央部の外周面に設けられた前記膨出部を構成する環状被覆体とからなる防振ブッシュの製造方法であって、
前記金属パイプを固定治具に固定した状態で、軸方向中央部の外周面にローレット目を設けるローレット加工を行うとともに、前記金属パイプの少なくとも一方の軸方向端面にセレーションを設けるセレーション加工を行うことにより、ローレット目とセレーションを同時に設ける工程と、
前記ローレット目と前記セレーションを設けた後に、前記金属パイプを焼入れする工程と、
前記焼入れにより硬化した前記金属パイプの前記ローレット目を含む外周面に、前記環状被覆体を、合成樹脂の型成形により固着して設ける工程と、
前記環状被覆体が設けられた前記内筒に対し、当該環状被覆体を包み込むように前記内筒の外周に前記ゴム状弾性体を加硫成形する工程と、
を含む防振ブッシュの製造方法。