JP4282712B2 - 防振ブッシュの製造方法及び防振ブッシュ - Google Patents

Description

本発明は、防振ブッシュの製造方法及び防振ブッシュに関し、特に、加硫成形後の外筒の絞り加工を容易にすると共に、絞り加工に伴う接着界面の剥離を防止することができる防振ブッシュの製造方法及び防振ブッシュに関するものである。

従来より、自動車のサスペンション機構においては、車体とサスペンションとの連結部位、例えば、車輪側のサスペンションアームとフレーム等の車体側メンバとの連結部位に、振動減衰や緩衝などを目的として防振ブッシュが使用されている。

この防振ブッシュは、一般に、内筒（第１円筒部材）と、その内筒の外周側に間隔を置いて配置される外筒（第２円筒部材）と、それら内筒と外筒との間に介設され両者を弾性的に連結するゴム状弾性体（防振基体）とを備えて構成される（特許文献１）。

また、防振ブッシュの一例として、軸直角方向におけるばね定数を大きくしつつ、こじり方向におけるばね定数を小さくするべく、内筒の軸方向中央部に軸直角方向へ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も知られている（特許文献２）。

更に、上述のような外筒を備える防振ブッシュにおいては、加硫成形後のゴム状弾性体（防振基体）の収縮を取り除いて耐久性を向上させるべく、加硫成形後に外筒を縮径方向へ絞り加工を行うことが通常行われる（特許文献３）。
特開２００２−８１４７９号 特開２００４−１４４１５０号公報 特開平１１−２３０２２４号公報

しかしながら、上述した防振ブッシュでは、加硫成形後、外筒に絞り加工を施す場合において、特に外筒の肉厚が大きいものについては、絞り加工が困難であるという問題点があった。また、上述した防振ブッシュでは、耐久性の向上を十分に図るべく、外筒に大きな絞り加工を施すと、外筒の塑性変形に伴って、防振基体の接着界面の歪みが大きくなり、防振基体と外筒との間に剥離が発生するという問題点があった。

本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、加硫成形後の外筒の絞り加工を容易にすると共に、絞り加工に伴う接着界面の剥離を防止することができる防振ブッシュの製造方法及び防振ブッシュを提供することを目的としている。

この目的を達成するために、請求項１記載の防振ブッシュの製造方法は、第１円筒部材と、前記第１円筒部材の外周側に間隔を隔てて配置される第２円筒部材と、前記第１円筒部材と第２円筒部材との間に介在しゴム状弾性材から構成される防振基体とを備える防振ブッシュの製造方法であって、金属材料から構成される円筒状のパイプ材を所定の長さで切断して前記第１円筒部材を形成する切断工程と、前記切断工程により形成された前記第１円筒部材に対し、前記第１円筒部材の外周面から軸直角方向へ向けて膨出し凸状球面をなす膨出部を形成する膨出部形成工程と、金属材料から構成される中実ブランクに打ち込みピンを打ち込んで底付き円筒部材を形成する打込み工程、前記打込み工程により形成された底付き円筒部材の底部を打ち抜いて円筒状の筒部材を形成する打抜き工程、前記打抜き工程により形成された筒部材の両端側を径小に絞る縮径工程、及び、前記縮径工程により両端側が径小に絞られた筒部材の中央を球面状に膨らませることで、前記膨出部よりも大径の凹状球面である凹設部を内周面に窪ませて前記第２円筒部材を形成する凹設部形成工程を有する鍛造工程と、前記鍛造工程により形成された第２円筒部材の内周面に軸方向へ延びる複数の凹溝を周方向へ分散させてＮＣ加工により形成する凹溝形成工程と、前記凹溝形成工程により複数の凹溝が形成された第２円筒部材を、前記凸状球面をなす膨出部が前記凹状球面をなす凹設部により取り囲まれた状態で、前記第１円筒部材の外周側に同軸状に配置し、前記第２円筒部材の内周面と前記第１円筒部材の外周面との間をゴム状弾性材の加硫成形により加硫接着することで、前記第１円筒部材と第２円筒部材との間に前記防振基体を介在させる加硫工程と、前記加硫工程により防振基体が内周面に加硫接着された前記第２円筒部材に縮径方向への絞り加工を施す絞り工程と、を備え、前記膨出部形成工程は、中心が軸上に位置する凸状球面として前記膨出部を形成するものであり、前記鍛造工程の凹設部形成工程は、中心が軸から所定間隔だけ離れて位置する円弧を前記軸回りに回転させた軌跡がなす凹状球面として前記凹設部を形成するものであり、前記絞り工程は、前記凹設部を形成する前記円弧の中心が前記膨出部の中心と一致する分だけ前記第２円筒部材を縮径させ、前記第２円筒部材は、前記凹設部が形成されることで、軸方向中央部が両端部に対して薄肉状に形成されると共に、前記凹溝は、前記凹設部を除くその他の軸方向部分の全体にわたって形成され周方向に配置されることにより、前記凹溝が配置された周方向位置で薄肉に形成され、前記加硫工程は、前記凹状球面としての凹設部によって定められる仮想球面内において、前記第１円筒部材と第２円筒部材との間を前記防振基体が連結するように、前記ゴム状弾性材を加硫成形するものであり、前記仮想球面の軸方向外方側では、前記第１円筒部材と前記第２円筒部材との間に前記防振基体が充填されないように構成されると共に、前記防振基体に連なるゴム膜が前記第１円筒部材の外周面及び前記第２円筒部材の内周面に形成され、前記絞り行程後において、前記凹溝内に前記防振基体が充填された状態で残存している。

請求項２記載の防振ブッシュの製造方法は、請求項１記載の防振ブッシュの製造方法において、前記凹溝形成工程は、前記第２円筒部材の内周面において、前記複数の凹溝を周方向へ等間隔に配置して形成するものである。

請求項３記載の防振ブッシュの製造方法は、請求項１又は２に記載の防振ブッシュの製造方法において、前記凹溝形成工程は、前記複数の凹溝をその溝幅よりも広い間隔で配置して形成するものである。

請求項４記載の防振ブッシュの製造方法は、請求項１から３のいずれかに記載の防振ブッシュの製造方法において、前記鍛造工程の凹設部形成工程により形成された前記第２円筒部材の中央における球面状の膨らみをＮＣ加工により除去して、前記第２円筒部材の外周面を面一形状に構成する除去工程を少なくとも前記絞り工程の前に備えている。

請求項５記載の防振ブッシュは、請求項１から４のいずれかに記載の防振ブッシュの製造方法により製造されたものである。

請求項１記載の防振ブッシュの製造方法によれば、切断工程において、金属材料から構成される円筒状のパイプ材が所定の長さで切断され、第１円筒部材が形成されると共に、鍛造工程において、金属材料から構成される中実ブランクに鍛造加工が施され、第２円筒部材が形成される。そして、加硫工程において、第１円筒部材が第２円筒部材の外周側に同軸状に配置され、第１円筒部材の内周面と第２円筒部材の外周面との間がゴム状弾性材の加硫成形により加硫接着されると共に、加硫工程において、第１円筒部材に縮径方向への絞り加工が施されることで、第１円筒部材と第２円筒部材との間に防振基体が介在された防振ブッシュが製造される。

ここで、本発明の防振ブッシュの製造方法によれば、少なくとも加硫工程の前に、凹溝形成工程を備え、かかる凹溝形成工程において、第２円筒部材の内周面には、軸方向へ延びる複数の凹溝が周方向へ分散された状態で形成されるので、第２円筒部材の肉厚が大きい場合であっても、加硫成形後の絞り工程において、第２円筒部材に縮径方向への絞り加工を容易に施すことができるという効果がある。その結果、絞り工程における作業コスト及び装置コストの削減を図ることができると共に、加硫成形後の防振基体の収縮を十分に取り除いて耐久性の優れた防振ブッシュを製造することができる。

また、本発明によれば、凹溝形成工程において、第１円筒部材の内周面に軸方向へ延びる複数の凹溝が周方向へ分散された状態で形成されているので、防振基体の耐久性の向上を図るべく、絞り工程において、第２円筒部材に大きな絞り加工を施す場合であっても、各凹溝の形成部が変形することで、防振基体の接着界面における歪みを抑制することができるので、接着界面の破壊を防止して、その分、防振基体と第２円筒部材との間の剥離を防止することができるとい効果がある。

また、本発明によれば、鍛造工程により形成された第２円筒部材に対し、凹溝形成工程において、複数の凹溝をＮＣ加工により形成するものであるので、例えば、予め凹溝が一面側に形成された平板状の板材に、その凹溝が内周面側となる方向へ巻き加工を施すと共に端部同士を溶接により接続して第２円筒部材を形成する場合と比較して、第２円筒部材自体の強度を確保することができると共に巻き加工に伴う寸法精度の低下を回避することができるという効果がある。その結果、絞り工程において、第２円筒部材により大きな絞り加工を施すことができるので、加硫成形後の防振基体の収縮を十分に取り除いて耐久性の優れた防振ブッシュを製造することができる。

同様に、本発明によれば、鍛造工程（凹設部形成工程）により第２円筒部材に凹設部を形成した後に、凹溝形成工程により第２円筒部材の内周面に凹溝を形成するという工程順であるので、これら凹設部及び凹溝をより高精度に形成することができるという効果がある。即ち、工程順を逆として、例えば、凹溝形成工程を鍛造工程の第３工程の後であって凹設部形成工程の前で行う場合には、凹設部形成工程における鍛造圧により薄肉の凹溝形成部が変形し、凹溝自体の寸法精度を低下させるだけでなく、その凹溝の変形に伴って筒部材の中央部が適正に膨らまず、凹設部の寸法精度の低下も招く。これに対し、本発明によれば、肉厚一定の筒部材に対して凹設部形成工程を行うので、筒部材の中央部を適正に膨らませることができ、その結果、凹設部及び凹溝を高精度に形成することができる。

ここで、本発明によれば、膨出部形成工程において、第１円筒部材の外周面から軸直角方向へ向けて膨出し凸状球面をなす膨出部が第１円筒部材の外周面に形成されると共に、鍛造工程（凹設部形成工程）において、第２円筒部材の内周面における窪みであって膨出部よりも大径の凹状球面をなす凹設部が第２円筒部材の内周面に形成され、加硫工程において、凸状球面をなす膨出部が凹状球面をなす凹設部により取り囲まれた状態で、第２円筒部材の内周面と第１円筒部材の外周面との間がゴム状弾性材の加硫成形により加硫接着されるので、こじり方向におけるばね定数の小さな防振ブッシュを製造することができるという効果がある。

即ち、従来のバルジタイプの防振ブッシュでは、第２円筒部材（外筒）の内周面がストレート形状であったため、こじり方向における変位に対しては、防振基体の軸方向端部が第２円筒部材（外筒）と第１円筒部材（内筒）との間で圧縮変形されることとなり、こじり方向のばね定数を十分に低減することができなかった。

これに対し、本発明によれば、第２円筒部材の内周面に形成された凹状球面（凹設部）が第１円筒部材の外周面に形成された凸状球面（膨出部）を取り囲んだ状態で、ゴム状弾性材（防振基体）を加硫工程により加硫成形するので、こじり方向における変位に対しては、凹状球面と凸状球面との間に介設された防振基体は剪断変形を受けるのみとなり、その結果、こじり方向におけるばね定数の小さな防振ブッシュを製造することができる。

また、本発明によれば、第２円筒部材の凹設部を、鍛造工程（第１工程から凹設部形成工程）において、鍛造加工により形成するものであるので、例えば、切削加工により凹設部を形成する場合と比較して、製造能率の向上を図ることができると共に、鍛造加工による鍛流線によって高強度で耐久性に優れた第２円筒部材を製造することができるという効果がある。

ここで、第２円筒部材の内周面に凹設部（凹状球面）を形成する場合には、その凹設部の凹設深さ分だけ、第２円筒部材の肉厚を大きくする必要が生じ、絞り工程において、第２円筒部材の絞り加工が困難になるところ、本発明によれば、上述したように、第２円筒部材の内周に、凹溝形成工程により、複数の凹溝が形成されているので、絞り加工において、第２円筒部材に縮径方向への絞り加工を容易に施すことができるという効果がある。その結果、凹設部の深さをより深く設定することができるので、こじり方向におけるばね定数のより小さな防振ブッシュを製造することができる。

即ち、従来のバルジタイプの防振ブッシュではこじり方向におけるばね定数を十分に低減することができないところ、第２円筒部材（外筒）の内周面に凹設部（凹状球面）を形成するのみの構成では、絞り工程において、第２円筒部材の絞り加工が不可能であり、本発明のように、鍛造工程により凹設部を形成すると共に、凹溝形成工程により複数の凹溝を形成することで、初めて達成可能となったものであり、これにより、こじり方向におけるばね定数の低減と絞り加工の容易化とを同時に達成することができる。
また、膨出部形成工程は、中心が軸上に位置する凸状球面として膨出部を形成すると共に、鍛造工程の凹設部形成工程は、中心が軸から所定間隔だけ離れて位置する円弧を軸回りに回転させた軌跡がなす凹状球面として凹設部を形成するものであり、絞り工程は、凹設部を形成する円弧の中心が膨出部の中心と一致する分だけ第２円筒部材を縮径させるものであるので、こじり方向における変位に対して、凹状球面と凸状球面との間に介設された防振基体の変形を剪断変形のみとし易くすることができ、その結果、こじり方向におけるばね定数のより小さな防振ブッシュを製造することができるという効果がある。
また、加硫工程は、凹状球面としての凹設部によって定められる仮想球面内において、第１円筒部材と第２円筒部材との間を防振基体が連結するように、ゴム状弾性材を加硫成形するものであるので、絞り工程により、第２円筒部材に縮径方向への絞り加工が施された防振ブッシュは、こじり方向における変位に対して、防振基体の軸方向端部が圧縮変形されないので、こじり方向におけるばね定数のより小さな防振ブッシュを製造することができるという効果がある。
また、第１内側部材及び第２内側部材の軸方向でのばね定数を高くして、操縦安定性の向上を図ることができ、その結果、乗り心地性と操縦安定性の両立を図ることができるという効果がある。

請求項２記載の防振ブッシュの製造方法によれば、請求項１記載の防振ブッシュの製造方法の奏する効果に加え、凹溝形成工程は、第２円筒の内周面において、複数の凹溝を周方向へ等間隔に配置して形成するものであるので、防振基体の接着界面の一部（即ち、複数の凹溝の隣接間部分であってその隣接間隔が広い部分）に、絞り加工に伴う歪みが集中することを防止することができる。その結果、絞り工程において、接着界面の破壊を防止して、その分、防振基体と第２円筒部材との間の剥離を防止することができるとい効果がある。

請求項３記載の防振ブッシュの製造方法によれば、請求項１又は２に記載の防振ブッシュの製造方法の奏する効果に加え、凹溝形成工程は、複数の凹溝をその溝幅よりも広い間隔で配置して形成するものであるので、絞り加工の容易性の向上や接着界面の破壊の防止を図りつつ、各凹溝の隣接間部分によって、第２円筒部材全体としての強度を確保することができるという効果がある。

請求項４記載の防振ブッシュの製造方法によれば、請求項１から３のいずれかに記載の防振ブッシュの製造方法の奏する効果に加え、鍛造工程の凹設部形成工程により形成された前記第２円筒部材の中央における球面状の膨らみをＮＣ加工により除去して、第２円筒部材の外周面を面一形状に構成する除去工程を備えるので、第２円筒部材の外周面をストレート形状に構成して、その第２円筒部材を保持するブラケットの構造を簡素化することができる。その結果、ブラケットへの取付けが容易で且つブラケットに強固に保持される防振ブッシュを製造することができるという効果がある。

また、本発明によれば、絞り工程の前に除去工程を備えるので、除去工程において、上述したようにストレート形状に構成された第２円筒部材に縮径方向への絞り加工を施すことができる。これにより、球面状の膨らみを有したままの状態で絞り加工を施す場合と比較して、第２円筒部材の軸方向各位置をより均等に絞ることができる。

これにより、膨出部に対する凹設部の相対位置を所望位置へより高精度に位置させて、静的及び動的な特性の優れた防振ブッシュを製造することができるという効果がある。また、絞り工程において、第２円筒部材の軸方向の一部に変形が集中することを抑制することができるので、第２円筒部材の破損等を抑制して、歩留まりの向上を図ることができると共に、変形が偏ることによる第２円筒部材の強度低下を防止して、耐久性に優れた防振ブッシュを製造することができるという効果がある。

請求項５記載の防振ブッシュによれば、請求項１から４のいずれかに記載の防振ブッシュの製造方法により製造された防振ブッシュと同様の効果を奏する。

以下、本発明の好ましい実施の形態について、添付図面を参照して説明する。図１（ａ）は、本発明の一実施の形態における防振ブッシュ１００の上面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＩｂ−Ｉｂ線における防振ブッシュ１００の断面図である。また、図２は、防振ブッシュ１００の部分拡大断面図であり、図１（ｂ）に示す断面図の一部に対応する。

なお、図１中の矢印Ｘは軸Ｏに平行な方向（軸方向Ｘ）を、矢印Ｙは軸Ｏに直角な方向（軸直角方向Ｙ）を、矢印Ｚは位置Ｐ１を中心とする回転方向（こじり方向Ｚ）を、それぞれ図示している。

防振ブッシュ１０は、自動車のサスペンションアームに取り付けられる部品であり、図１に示すように、内筒１０と、その内筒１０の外周側に間隔を隔てて配置される外筒２０と、これら内筒１０と外筒２０との間に介在しゴム状弾性材から構成される防振基体３０とを備えて構成される。

ここで、図３を参照して、内筒１０の詳細構成について説明する。図３（ａ）は、内筒１０の上面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＩＩＩｂ−ＩＩＩｂ線における内筒１０の断面図である。なお、図３中の矢印Ｘ，Ｙは、図１で説明した通りであるので、その説明は省略する。以降の各図においても同様である。

内筒１０は、鉄鋼材料又はアルミ合金などから軸Ｏを有する円筒状に構成される部材であり、図３に示すように、軸方向Ｘ（図３（ｂ）左右方向）中央部に、軸直角方向Ｙへ向けて全周にわたって膨出する膨出部１１を備える。即ち、内筒１０は、軸Ｏ回りに対称な形状とされている。

図３に示すように、膨出部１１は、凸状球面をなしており、この凸状球面は、軸Ｏ上に中心Ｐ１を有する球面（図３（ｂ）においては２点鎖線で示す）の軸方向Ｘ中央部を構成する球帯状に形成されており、内筒１０の軸方向両端部を構成する筒部の外周面１２になだらかに接続されている。

次いで、図４を参照して、外筒２０の詳細構成について説明する。図４（ａ）は、外筒２０の上面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＩＶｂ−ＩＶｂ線における外筒２０の断面図である。なお、図４中の矢印Ｃは軸Ｏを中心とする回転方向（周方向Ｃ）を図示している。

外筒２０は、鉄鋼材料又はアルミ合金などから軸Ｏを有する円筒状に構成される部材であり、図４に示すように、軸方向Ｘに沿って外形が一定となる円柱面状（ストレート形状）の外周面を有して構成されている。また、外筒２０は、軸方向Ｘ（図４（ｂ）左右方向）中央部に、軸直角方向Ｙへ向けて全周にわたって窪む凹設部２１を備える。即ち、外筒２０は、軸Ｏ回りに対称な形状とされている。

図４に示すように、凹設部２１は、凹状球面をなしており、この凹状球面は、中心Ｐ２を有する球面（図４（ｂ）においては２点鎖線で示す）の軸方向Ｘ中央部を構成する球帯状に形成されており、外筒２０の軸方向両端部を構成する筒部の内周面２２になだらかに接続されている。外筒２０は、凹設部２１が形成されることで、軸方向Ｘ中央部が両端部に対して薄肉状に形成されている。

なお、外筒２０は、後述するように、絞り加工が施される部位である。そのため、絞り加工前の状態では、外筒２０の内周面２２における軸方向Ｘ中央部（凹設部２１）は厳密な凹状球面ではなく、図４（ｂ）に示すように、中心Ｐ２が外筒２０の軸Ｏから軸直角方向Ｙにずれた位置にあり、外筒２０に縮径方向への絞り加工が施されることで、凹設部２１は中心Ｐ２が中心Ｐ１に一致する球帯体に形成される（図１参照）。

即ち、外筒２０の内周面１５における軸方向Ｘ中央部は、後述するように、外筒２０に縮径方向への絞り加工が施されることで、上述した内筒１０の膨出部１１（凸状球面）を取り囲む部位（凹設部２１）が、内筒１０の膨出部１１と同心状の（即ち、共通の中心Ｐ２を持つ）凹状球面をなす。これにより、外筒２０の凹設部２１は、内筒２０の膨出部１１に対し、一定の間隔を隔てて沿う形状に形成される（図１参照）。

図４に示すように、外筒２０の内周面２２には、軸方向Ｘに延設される複数の凹溝２４が周方向Ｃに等間隔に分散して配置されている。これにより、外筒２０は、凹溝２４が配置された周方向位置で薄肉に形成されている。

ここで、本実施の形態では、凹溝２４は、周方向Ｃに対して３０°毎の等間隔に合計１２個が配置されると共に、これら複数の凹溝２４間の隣接間隔Ｄは、溝幅Ｗよりも広く（具体的には、約２．５倍）に設定されている。なお、凹溝２４は１５°〜４５°毎の範囲内で等間隔に配置することが好ましく、隣接間隔Ｄは溝幅Ｗの２倍〜３倍の範囲内に設定することが好ましい。

凹溝２４は、絞り加工前の形状として、断面円弧状に窪む形状に形成されている（図１参照）。また、上述の通り、外筒２０の内周面２２には、軸方向Ｘ中央部に凹設部２１が設けられているので、凹溝２４は、図４に示すように、凹設部２１を除くその他の軸方向Ｘ部分の全体にわたって形成されている。なお、本実施の形態では、凹溝２４の凹設深さは、凹設部２１の凹設深さよりも浅く（具体的には、２／３倍）に設定されている。

図１及び図２に戻って説明する。防振基体３０は、内筒１０の外周面１２と外筒２０の内周面２２との間をゴム状弾性材の加硫成形により加硫接着することで、内筒１０の膨出部１１と外筒２０の凹設部２１との間に介設される部位であり、図１又は図２に示すように、絞り加工が施された形状においては、略一定の肉厚を持つ球帯体の形状に形成されている。

ここで、図２に示すように、防振基体３０は、外筒２０の凹設部２１（凹状球面）によって定められる仮想球面２６内において、内筒１０と外筒２０との間を連結する。即ち、仮想球面２６の軸方向外方側Ｘ１では、内筒１０と外筒２０との間に防振基体３０が充填されないように構成されている。なお、軸方向外方側Ｘ１においては、防振基体３０に連なるゴム膜３１が内筒１０の外周面１２及び外筒２０の内周面２２に形成されている。

次いで、以上のように構成される防振ブッシュ１００の製造方法について説明する。図５は、防振ブッシュ１００の製造工程を示すフローチャートである。

防振ブッシュ１００を製造するに際しては、図５に示すように、まず、切断工程（Ｓ１）から刻設工程（Ｓ３）の各工程をそれぞれ行うことで、内筒１０及び外筒２０を形成する。具体的には、内筒１０の製造に際しては、まず、切断工程（Ｓ１）を行い、金属材料から構成される円筒状のパイプ材を所定の長さで切断した後、その切断工程により切断されたパイプ材１５に対し、刻設工程（Ｓ３）を行うことで、内筒１０を形成する。即ち、内筒１０に関しては、鍛造工程（Ｓ２）は省略する。

ここで、図６を参照して、刻設工程（Ｓ３）について説明する。図６は、内筒１０の製造工程を模式的に図示する模式図であり、図６（ａ）は、パイプ材１５の上面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＶＩｂ−ＶＩｂにおけるパイプ材１５の断面図である。

内筒１０の製造に際しては、図６に示すように、切断工程（Ｓ１、図５参照）により切り出された円筒状のパイプ材１５に対し、ＮＣ加工を施すことで（刻設工程Ｓ３、図５参照）、軸方向Ｘ（図６（ｂ）左右方向）中央部において軸直角方向Ｙへ向けて全周にわたって膨出する膨出部１１と、その膨出部になだらかに接続されると共に内筒１０の軸方向両端部を構成する筒部の外周面１２を形成する（図３参照）。なお、刻設工程（Ｓ３）では、内筒１０の軸方向端面を面取りする工程も行われる。

図５に戻って説明する。外筒２０の製造に際しては、切断工程（Ｓ１）を行い、金属材料から構成される円柱状のブランク材（中実ブランク）を所定の長さで切断した後、その切断工程により切断された中実ブランクに対し、鍛造工程（Ｓ２）及び刻設工程（Ｓ３）を行うことで、凹設部２１及び凹溝２４を有すると共に外周面が面一形状（ストレート形状）となる外筒２０を形成する。即ち、刻設工程（Ｓ３）には、後述する凹溝形成工程及び除去工程が含まれている。

ここで、図７から図１０を参照して、鍛造工程（Ｓ２）について説明する。図７及び図８は、中実ブランクから筒状部品に至る素材の塑性変形過程を段階的に示す断面図であり、各部材の右側半分のみを断面視して図示している。

また、図９及び図１０は、第１から第６工程の各工程における素材の鍛造過程を段階的に示す断面図である。なお、図７（ａ）から図７（ｃ）に示す各塑性変形過程は図９（ａ）から図９（ｃ）に示す各鍛造過程に、図８（ａ）から図８（ｃ）に示す各塑性変形過程は図１０（ａ）から図１０（ｃ）に示す各鍛造過程に、それぞれ対応している。

鍛造工程（Ｓ３）では、まず、図９（ａ）に示す第１工程により、１番ダイス１３１の１番型穴１４１に、１番パンチ１５１によって円柱状のブランク材（中実ブランク、図示せず）を打込み、この１番パンチ１５１の先端の食込み及びノックアウトピン１６７の食込みによって、素材１１１ａの両端面に浅い凹み１１３を形成すると共に、素材の型穴１４１の奥側先端外周縁に丸み１１１を形成する（図７（ａ）及び図９（ａ）参照）。

第１工程の後は、図９（ｂ）に示す第２工程により、上述した第１工程における素材１１１ａを反転して、２番パンチ１５２によって、２番ダイス１３２の型穴１４２に打込み、素材１１１ｂの型穴１４２の奥側先端外周縁に丸み１１２を形成する（図７（ｂ）及び図９（ｂ）参照）。

第２工程の後は、図９（ｃ）に示す第３工程（打込み工程）により、上述した第２工程における素材１１１ｂを再び反転して、３番パンチ１５３によって、３番ダイス１３３の型穴１４３に打込み、この型穴１４３内に待機する打込みピン１０６を３番パンチ１３３側端面に接近する程度に深く食い込ませて、素材（底付き円筒部材）１１１ｃを形成する（図７（ｃ）及び図９（ｃ）参照）。なお、素材１１１ｃの底部１１４は、素材１１１ｃの３番パンチ１３３側先端近傍に位置し、後述する略球状の湾曲部１１７の形成領域から外れている。

第３工程の後は、図１０（ａ）に示す第４工程（打抜き工程）により、上述した第３工程における素材１１１ｃを、筒状の４番パンチ１５４によって、４番ダイス１３４の型穴１４４に打込み、４番ダイス１３４の型穴１４４中央に待機する孔抜きピン１６１によって素材（底付き円筒部材）１１１ｃの底部１１４を打ち抜き、両端開口の素材（筒部材）１１１ｄを形成する（図８（ａ）及び図１０（ａ）参照）。なお、底部１１４であった抜きカス１１９は、筒状の４番パンチ１５４の内孔１５５を通過して外部へ排出される。

第４工程の後は、図１０（ｂ）に示す第５工程（凹設部形成工程の一部）により、上述した両端開口の素材（筒部材）１１１ｄを、５番のパンチ側ダイス１０７にて、５番ダイス１３５の型穴１４５に打込む。５番ダイス１３５の型穴１４５は、奥側の丸穴１４５ａ及びこの丸穴１４５ａに連続すると共に少し拡大して開口する拡大穴１４５ｂからなり、型穴１４５の中央にはピン１６３が臨出しており、丸穴１４５ａと拡大穴１４５ｂとの境界部は、テーパ面１４５ｃとなっている（図１０（ｂ）参照）。

５番のパンチ側ダイス１０７にも、上述した５番ダイス１３５と同様に、丸穴１７５ａ及び拡大穴１７５ｂからなる型穴１７５とこの型穴１７５に臨出するピン１７４とが設けられている。５番のパンチ側ダイス１０７によって、５番ダイス１３５に打ち込まれた両端加工の素材１１１ｅの両端は、型穴１４５，１７５のピン１６３，１７４と丸穴１４５ａ，１７５ａとの環状空間に対応して円筒体に絞られ、中央部は、拡大穴１４５ｂ，１７５ｂに対応して断面台形状に形成される。ピン１６３，１７４は、筒状ノックアウトピン１６４，１７３に嵌っており、この筒状ノックアウトピン１６４，１７３の突き出しにより、５番ダイス１３５とパンチ側ダイス１０７とから素材１１１ｅを外す（図８（ｂ）及び図１０（ｂ）参照）。

第５工程の後は、図１０（ｃ）に示す第６工程（凹設部形成工程の一部）により、上述した素材１１１ｅを、６番のパンチ側ダイス１０８にて、６番ダイス１３６の型穴１４６に打込む。６番ダイス１３６の型穴１４６は、奥側の丸穴１４６ａ及びこの丸穴１４６ａに連続すると共に少し拡大して開口する球面穴１４６ｂからなり、型穴１４６の中央にはピン１６５が臨出しており、ピン１６５と丸穴１４６との環状空間は、成形すべき素材（筒状部品）１１１ｆの形状に対応している。丸穴１４６ａの径は、素材１１１ｆの外径に一致し、球面穴１４６ｂは、素材１１１ｆの略球状の湾曲部１１７の球面に対応している（図８（ｃ）及び図１０（ｃ）参照）。

６番のパンチ側ダイス１０８にも、上述した６番ダイス１３６と同様に、丸穴１８５ａ及び球面穴１８５ｂからなる型穴１８５とこの型穴１８５に臨出するピン１８４とが設けられている。６番のパンチ側ダイス１０８によって、６番ダイス１３６に打ち込まれた素材（筒状部品）１１１ｆの中央部は、球面穴１４６ｂ，１８５ｂに対応して球面に膨らむ（図８（ｃ）及び図１０（ｃ）参照）。これにより、素材（筒状部品）１１１ｆの内周面２２に凹設部２１が形成される。

図５に戻って説明する。鍛造工程（Ｓ２）により筒状部品１１１ｆ（図１０（ｃ）参照）を形成した後は、上述したように、刻設工程（Ｓ３）を行うことで、筒状部品１１１ｆから外筒２０を形成する。

ここで、図１１を参照して、刻設工程（Ｓ３）について説明する。図１１は、外筒２０の製造工程を模式的に図示する模式図であり、図１１（ａ）は、筒状部品１１１ｆの上面図であり、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）のＸＩｂ−ＸＩｂにおける筒状部品１１１ｆの断面図である。

刻設工程（Ｓ３）では、上述したように、凹溝形成工程及び除去工程が行われる。凹溝形成工程は、図１１に示すように、筒状部品１１１ｆの内周面２２に複数の凹溝２４をＮＣ加工により形成する工程であり、これにより、外筒２０の内周面２２には、軸方向Ｘに延びる複数の凹溝２４が周方向Ｃに等間隔に分散して配置される（図４参照）。

一方、除去工程は、図１１に示すように、鍛造工程（Ｓ２）の第６工程（凹設部形成工程、図８（ｃ）及び図１０（ｃ）参照）において、筒状部品１１１ｆの中央に形成された球面状の膨らみ（湾曲部１１７の一部）をＮＣ加工により除去する工程であり、これにより、外筒２０の外周面が面一形状（ストレート形状）に形成される（図４参照）。

なお、外筒２０は、上述したように、絞り加工前の状態では、外筒２０の内周面２２における軸方向Ｘ中央部（図７（ｂ）に２点鎖線で示す凹設部２１）が厳密な凹状球面にはなっておらず、図１１（ｂ）に示すように、中心Ｐ２が外筒２０の軸Ｏから軸直角方向Ｙにずれた位置にある。

即ち、上述した鍛造工程（Ｓ２）における第６工程は、図１１（ｂ）に示すように、中心Ｐ２が軸Ｏからずれた位置にある円弧（図１１（ｂ）２点鎖線）を前記ずれ量（中心Ｐ２と軸Ｏとの距離）が維持された状態で軸Ｏ回りに回転させた際の軌跡としての形状（凹設部２１）で、筒状部品１１１ｆの内周面２２を窪ませる加工である。

そして、後述する絞り工程（Ｓ５）において、外筒２０に縮径方向への絞り加工を施すことで、凹設部２１は中心Ｐ２が中心Ｐ１に一致する球帯体に形成される（図１参照）。なお、刻設工程（Ｓ３）では、凹溝形成工程及び除去工程と共に、外筒２０の軸方向端面を面取りする加工も行われる（図４参照）。

図５に戻って説明する。図５に示すように、刻設工程（Ｓ３）により、内筒１０及び外筒２０を製造した後は、次いで、加硫工程（Ｓ４）に移行する。ここで、図１２を参照して、加硫工程（Ｓ４）について説明する。図１２は、絞り加工前における加硫成形体の断面図である。

加硫工程（Ｓ４）では、上述した刻設工程（Ｓ３）により製造された内筒１０及び外筒２０を図示しない加硫金型内に配置すると共に、この加硫金型内へゴム状弾性材を注入し、内筒１０の外周面１２と外筒２０の内周面２２との間をゴム状弾性材の加硫成形により加硫接着することで、内筒１０と外筒２０との間に防振基体３０を介在させる。これにより、図１２に示す絞り加工前の加硫成形体（防振ブッシュ１００）が得られる。

図５に戻って説明する。図５に示すように、加硫工程（Ｓ４）により、加硫成形体を製造した後は、次いで、絞り工程（Ｓ５）に移行する。ここで、図１３を参照して、絞り工程（Ｓ５）について説明する。図１３は、絞りダイス５２及び加硫成形体の断面図であり、絞り工程（Ｓ５）を説明する図である。

絞り工程（Ｓ５）は、加硫工程（Ｓ４）により成形された加硫成形体の外筒２０に縮径方向への絞り加工を施す工程であり、図１３に示すように、放射状に分割された複数のダイス片５０を持つダイス５２を用いて行われる。

ダイス５２は、本実施の形態では、図１３に示すように、外筒２０の凹溝２４と同数の１２個に分割されており、各ダイス片５０の周方向中央に凹溝２４が位置するように加硫成形体を設置し、各ダイス片５０を径方向内方（加硫成形体側）へ向けて移動させることで、外筒２０に縮径方向への絞り加工が施される。

これにより、防振ブッシュ１００が製造される（図１又は図２参照）。なお、凹溝２４は、絞り加工後も完全につぶれることはなく、凹溝２４内に防振基体３０（ゴム状弾性材）が充填された状態で残存する。

次いで、図１４を参照して、防振ブッシュ１００の車両への組み付け状態について説明する。図１４は、防振ブッシュ１００の車両への組み付け状態を示す断面図である。

図１４に示すように、防振ブッシュ１００の内筒１０は、その両端面が車体側のブラケット１に挟まれた状態で、ボルトなどの図示しない締結部材で締め付けることにより、ブラケット１に固定されると共に、外筒２０は、サスペンションアーム２の筒状のホルダ３に圧入固定され、これにより、防振ブッシュ１００は、サスペンションアーム２と車体側のブラケット１とを防振的に連結する。

以上のように構成された防振ブッシュ１００によれば、外筒２０の内周面２２に、内筒１０の膨出部１１の凸状球面と同心状の凹状球面（凹設部２１）を設けたことで（図１参照）、こじり方向Ｚへの変位時には、膨出部１１と凹設部２１との間に介設された防振基体３０の受ける力の大部分がせん断変形となるので、こじり方向Ｚにおけるばね定数を効果的に低減することができる。

一方、軸方向Ｘについては、膨出部１１と凹設部２１との間で防振基体３０がせん断変形だけでなく、圧縮変形も受けることとなるので（図２参照）、ばね定数の増加を図ることができる。

そのため、図１４に示すように、防振ブッシュ１００をサスペンションアーム２に取り付けた場合には、こじり方向Ｚでのばね定数を低減して乗り心地性の向上を図りつつ、軸方向Ｘでのばね定数を高くして、操縦安定性の向上を図ることができ、その結果、乗り心地性と操縦安定性の両立を図ることができる。

以上、実施の形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。

上記実施の形態で挙げた数値（例えば、各構成の数量や寸法・角度など）は一例であり、他の数値を採用することは当然可能である。

上記実施の形態では、内筒１０に設ける膨出部１１を金属材料から筒部と一体に構成する場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、筒部の外周面に樹脂材料からなる環状被覆体を取着することで、膨出部１１を構成するようにしても良い。

或いは、内筒１０を鍛造加工により形成しても良い。即ち、図８（ｃ）に示す素材（筒状部品）１１１ｆと同様の鍛造加工により形成した部品を内筒１０として利用するのである。この場合には、湾曲部１１７の最外周部に形成される凸部のみをＮＣ加工により除去して、湾曲部１１７を面一の湾曲面に構成すれば良い。

上記実施の形態では、切断工程（Ｓ１）で切断した円柱状のブランク材（中実ブランク）に対して、鍛造工程（Ｓ２）を行う場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、円筒状のパイプ材に対して、鍛造工程を行うように構成しても良い。この場合には、切断工程（Ｓ１）により円筒状のパイプ材を所定長さに切り出すと共に（図８（ａ）参照）、その切り出したパイプ材（素材）に対し、上述した鍛造工程の第１工程から第３工程を省略し、第４工程からの工程を行うことで、筒状部品１１１ｆを得ることができる。

（ａ）は本発明の一実施の形態における防振ブッシュの上面図であり、（ｂ ）は図１（ａ）のＩｂ−Ｉｂ線における防振ブッシュの断面図である。 防振ブッシュの部分拡大断面図である。 （ａ）は内筒の上面図であり、（ｂ）は図３（ａ）のＩＩＩｂ−ＩＩＩｂ線 における内筒の断面図である。 （ａ）は外筒の上面図であり、（ｂ）は図４（ａ）のＩＶｂ−ＩＶｂ線にお ける外筒の断面図である。 防振ブッシュの製造工程を示すフローチャートである。 （ａ）はパイプ材の上面図であり、（ｂ）は図６（ａ）のＶＩｂ−ＶＩｂに おけるパイプ材の断面図である。 中実ブランクから筒状部品に至る素材の塑性変形過程を段階的に示す断面図 である。 中実ブランクから筒状部品に至る素材の塑性変形過程を段階的に示す断面図 である。 第１から第３工程の各工程における素材の鍛造過程を段階的に示す断面図で ある。 第４から第６工程の各工程における素材の鍛造過程を段階的に示す断面図 である。 （ａ）は筒状部品の上面図であり、（ｂ）は図７（ａ）のＸＩｂ−ＸＩｂ における筒状部品の断面図である。 絞り加工前における加硫成形体の断面図である。 絞りダイス及び加硫成形体の断面図である。 防振ブッシュの車両への組み付け状態を示す断面図である。

１００ 防振ブッシュ
１０ 内筒（第１円筒部材）
１１ 膨出部
１２ 外周面
１５ パイプ材
２０ 外筒（第２円筒部材）
２１ 凹設部
２２ 内周面
２４ 凹溝
１１１ｆ 筒状部品
２６ 仮想球面
３０ 防振基体
Ｓ１ 切断工程
Ｓ２ 鍛造工程
Ｓ４ 加硫工程
Ｓ５ 絞り工程
Ｘ 軸方向
Ｚ こじり方向
Ｃ 周方向
Ｏ 軸
Ｗ 溝幅
Ｄ 隣接間隔（凹溝の配置間隔）
Ｐ１ 中心（凸状球面の中心）
Ｐ２ 中心（凹状球面の中心）

Claims (5)

1. 第１円筒部材と、前記第１円筒部材の外周側に間隔を隔てて配置される第２円筒部材と、前記第１円筒部材と第２円筒部材との間に介在しゴム状弾性材から構成される防振基体とを備える防振ブッシュの製造方法において、
   金属材料から構成される円筒状のパイプ材を所定の長さで切断して前記第１円筒部材を形成する切断工程と、
   前記切断工程により形成された前記第１円筒部材に対し、前記第１円筒部材の外周面から軸直角方向へ向けて膨出し凸状球面をなす膨出部を形成する膨出部形成工程と、
   金属材料から構成される中実ブランクに打ち込みピンを打ち込んで底付き円筒部材を形成する打込み工程、前記打込み工程により形成された底付き円筒部材の底部を打ち抜いて円筒状の筒部材を形成する打抜き工程、前記打抜き工程により形成された筒部材の両端側を径小に絞る縮径工程、及び、前記縮径工程により両端側が径小に絞られた筒部材の中央を球面状に膨らませることで、前記膨出部よりも大径の凹状球面である凹設部を内周面に窪ませて前記第２円筒部材を形成する凹設部形成工程を有する鍛造工程と、
   前記鍛造工程により形成された第２円筒部材の内周面に軸方向へ延びる複数の凹溝を周方向へ分散させてＮＣ加工により形成する凹溝形成工程と、
   前記凹溝形成工程により複数の凹溝が形成された第２円筒部材を、前記凸状球面をなす膨出部が前記凹状球面をなす凹設部により取り囲まれた状態で、前記第１円筒部材の外周側に同軸状に配置し、前記第２円筒部材の内周面と前記第１円筒部材の外周面との間をゴム状弾性材の加硫成形により加硫接着することで、前記第１円筒部材と第２円筒部材との間に前記防振基体を介在させる加硫工程と、
   前記加硫工程により防振基体が内周面に加硫接着された前記第２円筒部材に縮径方向への絞り加工を施す絞り工程と、を備え、
   前記膨出部形成工程は、中心が軸上に位置する凸状球面として前記膨出部を形成するものであり、
   前記鍛造工程の凹設部形成工程は、中心が軸から所定間隔だけ離れて位置する円弧を前記軸回りに回転させた軌跡がなす凹状球面として前記凹設部を形成するものであり、
   前記絞り工程は、前記凹設部を形成する前記円弧の中心が前記膨出部の中心と一致する分だけ前記第２円筒部材を縮径させ、
   前記第２円筒部材は、前記凹設部が形成されることで、軸方向中央部が両端部に対して薄肉状に形成されると共に、前記凹溝は、前記凹設部を除くその他の軸方向部分の全体にわたって形成され周方向に配置されることにより、前記凹溝が配置された周方向位置で薄肉に形成され、
   前記加硫工程は、前記凹状球面としての凹設部によって定められる仮想球面内において、前記第１円筒部材と第２円筒部材との間を前記防振基体が連結するように、前記ゴム状弾性材を加硫成形するものであり、
   前記仮想球面の軸方向外方側では、前記第１円筒部材と前記第２円筒部材との間に前記防振基体が充填されないように構成されると共に、前記防振基体に連なるゴム膜が前記第１円筒部材の外周面及び前記第２円筒部材の内周面に形成され、
   前記絞り行程後において、前記凹溝内に前記防振基体が充填された状態で残存することを特徴とする防振ブッシュの製造方法。
2. 前記凹溝形成工程は、前記第２円筒部材の内周面において、前記複数の凹溝を周方向へ等間隔に配置して形成するものであることを特徴とする請求項１記載の防振ブッシュの製造方法。
3. 前記凹溝形成工程は、前記複数の凹溝をその溝幅よりも広い間隔で配置して形成するものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の防振ブッシュの製造方法。
4. 前記鍛造工程の凹設部形成工程により形成された前記第２円筒部材の中央における球面状の膨らみをＮＣ加工により除去して、前記第２円筒部材の外周面を面一形状に構成する除去工程を少なくとも前記絞り工程の前に備えていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の防振ブッシュの製造方法。
5. 請求項１から４のいずれかに記載の防振ブッシュの製造方法により製造されたものであることを特徴とする防振ブッシュ。

Images