JP4660332B2

JP4660332B2 - ブッシュ

Info

Publication number: JP4660332B2
Application number: JP2005277656A
Authority: JP
Inventors: 勝敏太田
Original assignee: Kurashiki Kako Co Ltd
Current assignee: Kurashiki Kako Co Ltd
Priority date: 2005-09-26
Filing date: 2005-09-26
Publication date: 2011-03-30
Anticipated expiration: 2025-09-26
Also published as: JP2007085509A

Description

本発明は、外筒と、外筒内に軸方向が同一になるように設けられた内筒と、外筒と内筒との間にそれらを連結するように設けられた防振ゴムと、を備えたブッシュに関する。

自動車のサスペンションでは、連結部分に防振装置としてブッシュが設けられている。かかるブッシュは、一般的には、同軸に設けられた外筒及び内筒とそれらの間に介設された防振ゴムとで構成されている。

特許文献１には、同心状に配した内筒および外筒を有し、外筒の内周中央部に摺動性良好な樹脂材よりなるリング状インサートが圧入され、インサートの内周面は内筒の外周面に近接して対向しており、外筒内周の両端部とインサート端面より所定寸法離れた内筒外周の両端部との間に、内外周に金属スリーブを接合したリング状の防振ゴム体が圧入固定されたブッシュが開示されている。そして、これによれば、操縦安定性とクッション性の両立することができる、と記載されている。

特許文献２には、内径が均一の外筒金具と、球状凸面を備えた第１突出部をもつ内筒回転金具と、中間金具と、筒状のゴム弾性体と、球状凹面を備えたガラス繊維で強化した樹脂からなる摺動部材と、内筒回転金具をねじり方向に回転可能とするＰＴＦＥ布からなる潤滑層とで構成され、中間金具が小径筒部と大径筒部とで形成され、ゴム弾性体が薄肉筒部と厚肉筒部とで形成された摺動ブッシュが開示されている。そして、これによれば、軸直角方向のばね定数を大きくしつつ、ねじり方向のばね定数を小さくし、極微小の振幅をもつ振動に対して振動遮断性が発揮される、と記載されている。

特許文献３には、外筒の内周面と内筒の外周面との間にそれぞれ防振ゴム体の内外周を接合しており、外筒が樹脂製で、その内径が二方向で異なっており、各方向で内筒外周面との間の防振ゴム体のゴム厚が異なっており、各方向で装置は異なるバネ定数を示すブッシュが開示されている。そして、これによれば、大振動入力時のショックや異音を生じることなく、振動の吸収によるクッション性の向上と振動の抑制による操縦安定性の向上の両立が実現される、と記載されている。

特許文献４には、円筒形の内筒金具が設けられており、その外周に両端にリング形状のフランジ部を有する樹脂ブロックが接着されており、内筒金具の外側に外筒金具が同軸的に配設され、外筒金具と内筒金具及び樹脂ブロック間にゴム層が加硫成形され、ゴム層の両端部にリング形状の樹脂製の拘束板が接着され、ゴム層の拘束板の接着部分と外筒金具間及び内筒金具間に、内側に向けて凹部が設けられた防振ブッシュが開示されている。そして、これによれば、拘束板とゴム層が接着されており、拘束板は外筒金具に固定されているため、軸方向に対しては、拘束板とフランジ部間のゴム層には圧縮力を効かせることができるので、軸方向のばね定数を高めることができ、軸方向のばね定数を軸直角方向のばね定数に近づけることができる、と記載されている。
特開平５−１１８３６９号公報実開平５−７１４８０号公報特開平６−１３７３５４号公報特開平８−２３３００７号公報

本出願は、内筒に対して外筒が軸直方向に変位したとき、少なくとも２段階の弾性特性を発現するブッシュを提供することである。

上記目的を達成する本発明は、外筒と、該外筒内に軸方向が同一になるように設けられた内筒と、該外筒と該内筒との間にそれらを連結するように設けられた防振ゴムと、を備えたブッシュであって、
上記外筒には、上記内筒側に内部に向かって斜めに先端部まで延びるように形成された部分を有し該内筒に対する該外筒の軸直方向の変位に弾性抵抗する板バネ部が一体に設けられており、
上記板バネ部は、上記内筒に対して上記外筒が軸直方向に変位したとき、第１弾性抵抗機構が機能するのに続いて、上記先端部が該内筒に対して突っ張ることにより該第１弾性抵抗機構よりも高弾性を発現する第２弾性抵抗機構が機能するように構成されていることを特徴とする。

板バネ部の具体的な構成としては、外筒の端部に連続して内筒側に折り返されるように一体に形成され、内筒に対して外筒が軸直方向に変位したとき、基端側部分で外筒の内側面との間の間隔が狭まって第１弾性抵抗機構が機能するのに続いて、内筒に対して突っ張って第２弾性抵抗機構が機能するように構成されたものや内筒に対して突っ張って第１弾性抵抗機構を機能させる第１板バネと第１板バネと共に内筒に対して突っ張って第２弾性抵抗機構を機能させる第２板バネとを有するものを挙げることができる。

また、本発明のブッシュは、上記板バネ部と上記内筒との間にゴム層が介設されているものであってもよい。

本発明によれば、内筒に対して外筒が軸直方向に変位したとき、板バネ部が、第１弾性抵抗機構が機能するのに続いて、第１弾性抵抗機構よりも高弾性の第２弾性抵抗機構が機能し、少なくとも２段階の弾性特性を発現する。従って、単一のブッシュによって、複数の防振目的を達成することができる。

以下、実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

（実施形態１）
図１及び２は、実施形態１に係るブッシュ１０を示す。このブッシュ１０は、例えば、自動車のサスペンション等に用いられるものである。

このブッシュ１０は、外筒１１とその外筒１１内に設けられた内筒１２とそれらの間に設けられた防振ゴム１３とを備えている。

外筒１１は、例えば、ナイロン６６、ナイロン６、ナイロン６，１２、ナイロン１１，１２などのポリアミド樹脂、ポリフェニレンオキサイド（ＰＰＯ）樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）系樹脂、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）系樹脂等の熱可塑性樹脂により円筒状に形成されている。外筒１１は、外筒本体１１ａの軸方向の一端部及び他端部のそれぞれに連続して断面コ字状に折り返して外筒１１と平行に延びた後、屈曲して斜め内側、つまり、内筒１２側に向かって延びるように一体に形成され、それが板バネ部１４を構成している。この板バネ部１４の断面コ字状に折り返されて外筒１１と平行に延びた部分が基端側部分１４ａである。一端側及び他端側のそれぞれの板バネ部１４は、開口部から内部に向かうに従って同一口径が連続した後に漸次縮径した筒状に形成されている。外筒１１は、例えば、長さが３０〜１００ｍｍ、外径が３０〜９０ｍｍ、及び、厚さが１．０〜５．０ｍｍである。板バネ部１４は、例えば、長さが１０〜４０ｍｍである。

内筒１２は、例えば、鋼鉄等の金属により円筒状に形成されている。内筒１２は、例えば、長さが３０〜１２０ｍｍ、外径が１２〜３０ｍｍ、及び、厚さが１〜１０ｍｍである。なお、内筒１２は、表面に電着塗装などにより熱硬化性樹脂塗料が塗布された後、高温下に晒されてそれが硬化した焼付塗膜で被覆され、それによって耐蝕性向上が図られたものであってもよい。

防振ゴム１３は、例えば、天然ゴム等の粘弾性を有する材料により円筒状に形成されている。防振ゴム１３は、軸方向中間部分の内側に突出部分が全周に渡って形成されており、その突出部分が内筒１２に結合しており、その他の部分が外筒１１に嵌め入れられている。防振ゴム１３は、内筒１２に対しては、ウレタン樹脂接着剤やエポキシ樹脂接着剤等の熱硬化性樹脂接着剤により、或いは、加硫接着により突出部分が接着されているが、外筒１１に対しては、接着されていても、或いは、非接着であってもいずれでもよい。

また、内筒１２には、防振ゴム１３との結合部の両側のそれぞれに、外筒１１の板バネ部１４との間に挟まれるように防振ゴム１３と一体に形成された環状ゴム１６が全周に渡って設けられている。これにより、板バネ部１４が防振ゴム１３と環状ゴム１６との間に噛み込んだ構造に構成されている。環状ゴム１６は、防振ゴム１３と同一のゴム材料で形成されており、内筒１２に対して、ウレタン樹脂接着剤やエポキシ樹脂接着剤等の熱硬化性樹脂接着剤により、或いは、加硫接着により接着されている。環状ゴム１６は、例えば、幅が０〜３０ｍｍ、及び、厚さが０〜１０ｍｍである。また、これにより、板バネ部１４の先端部と内筒１２との間にゴム層１７が設けられた構造に構成されている。ゴム層１７は、例えば、厚さが１〜３ｍｍである。

次に、このブッシュ１０の動作について図３及び４に基づいて説明する。

このブッシュ１０は、円筒孔で構成された一方の被取付部に外筒１１が嵌め入れられて取付固定され、他方の被取付部に内筒１２が取付固定されて用いられる。

このブッシュ１０では、内筒１２に対して外筒１１がいずれかの軸直方向に変位しようとすると、内筒１２側に向かって延びるように形成された板バネ部１４が弾性変形してそれに抵抗する。

具体的には、内筒１２に対して外筒１１がいずれかの軸直方向に変位しようとすると、まず、図３（ａ）に示すように、板バネ部１４の先端部が内筒１２との間のゴム層１７を圧縮し、その弾性復帰しようとする初期弾性抵抗機構が機能し、図４に示すように、変位初期における低弾性の弾性特性（Ｉ）を発現する。

続いて、弾性特性（Ｉ）が弾性限界に達すると、図３（ｂ）に示すように、板バネ部１４の基端側部分１４ａと外筒１１の内側面との間の間隔が狭まり、それらの間で防振ゴム１３が挟まれて圧縮され、初期弾性抵抗機構に加えて、板バネ部１４及び防振ゴム１３が弾性復帰しようとする第１弾性抵抗機構が機能して、図４に示すように、弾性特性（Ｉ）よりも高弾性な弾性特性（II）を発現する。

そして、弾性特性（II）が弾性限界に達すると、図３（ｃ）に示すように、板バネ部１４の先端部がゴム層１７を介して内筒１２に対して突っ張っり、初期弾性抵抗機構及び第１弾性抵抗機構に加えて、板バネ部１４が撓みから弾性復帰しようとする第２弾性抵抗機構が機能し、図４に示すように、弾性特性（II）よりもさらに高弾性な弾性特性（III）を発現する。

以上のような構成のブッシュ１０によれば、内筒１２に対して外筒１１が軸直方向に変位したとき、板バネ部１４が、初期弾性抵抗機構が機能した後、第１弾性抵抗機構が機能するのに続いて、第１弾性抵抗機構よりも高弾性の第２弾性抵抗機構が機能し、これによって３段階の弾性特性を発現する。従って、単一のブッシュ１０によって、複数の防振の目的を達成することができる。具体的には、例えば、このブッシュ１０を自動車のサスペンションに用いた場合、上記弾性特性（Ｉ）により（例えば、内筒１２に対する外筒１１の変位量が０．２ｍｍ未満）、ロードノイズの低減を図ることができ、上記弾性特性（II）により（例えば、内筒１２に対する外筒１１の変位量が０．２ｍｍ以上２．０ｍｍ未満）、乗り心地の改善を図ることができ、上記弾性特性（III）により（例えば、内筒１２に対する外筒１１の変位量が２．０ｍｍ以上）、操縦安定性の改善を図ることができる。

以上のブッシュ１０は、公知の方法によって製造することができる。具体的には、図５（ａ）に示すように、内筒１２と防振ゴム１３及び環状ゴム１６とを一体成形し、それを射出成形金型２０にセットして外筒１１を射出成形しても、また、図５（ｂ）に示すように、図示しないゴム流入孔が形成された外筒１１を予め成形し、それと内筒１２とを金型３０にセットして未加硫ゴムを注入して防振ゴム１３を加硫成形してもよい。

（実施形態２）
図６は、実施形態２に係るブッシュ１０を示す。なお、実施形態１と同一名称の部位は同一符号で示している。

このブッシュ１０では、外筒１１は、軸方向の一端部及び他端部のそれぞれが斜め外向きに延びるように形成され、それに連続して鋭角に折り返して斜め内側、つまり、内筒１２側に向かって延びるように一体に形成され、それが板バネ部１４を構成している。この板バネ部１４の鋭角に折り返した部分が基端側部分１４ａである。このような構成のため、外筒１１の一端部及び他端部のそれぞれの外径が大きく形成されている。また、一端部側及び他端部側のそれぞれの板バネ部１４は、開口部から内部に向かうに従って漸次縮径した筒状に形成されている。

次に、このブッシュ１０の動作について説明する。

このブッシュ１０は、円筒孔で構成された一方の被取付部に外筒１１が嵌め入れられて取付固定され、他方の被取付部に内筒１２が取付固定されて用いられる。ここで、外筒１１の一端部及び他端部のそれぞれの外径が大きく形成されているので、それらにより一方の被取付部に外筒１１を取り付けたときの抜け留め構造が構成される。

具体的には、内筒１２に対して外筒１１がいずれかの軸直方向に変位しようとすると、まず、板バネ部１４の先端部が内筒１２との間のゴム層１７を圧縮し、その弾性復帰しようとする初期弾性抵抗機構が機能し、変位初期における低弾性の弾性特性（Ｉ）を発現する。

続いて、弾性特性（Ｉ）が弾性限界に達すると、板バネ部１４の基端側部分１４ａと外筒１１の拡径した一端部或いは他端部の内側面との間の間隔が狭まり、それらの間で防振ゴム１３が挟まれて圧縮され、初期弾性抵抗機構に加えて、板バネ部１４及び防振ゴム１３が弾性復帰しようとする第１弾性抵抗機構が機能し、弾性特性（Ｉ）よりも高弾性な弾性特性（II）を発現する。

そして、弾性特性（II）が弾性限界に達すると、板バネ部１４の先端部がゴム層１７を介して内筒１２に対して突っ張っり、初期弾性抵抗機構及び第１弾性抵抗機構に加えて、板バネ部１４が撓みから弾性復帰しようとする第２弾性抵抗機構が機能し、弾性特性（II）よりもさらに高弾性な弾性特性（III）を発現する。

その他の構成、作用・効果については実施形態１と同一である。

（実施形態３）
図７は、実施形態３に係るブッシュ１０を示す。なお、実施形態１と同一名称の部位は同一符号で示している。

このブッシュ１０では、外筒１１は、軸方向の一端部及び他端部のそれぞれに、やや中央寄りの部位から斜め内側、つまり、内筒１２側に向かって延びるように一体に形成された第１板バネ１４１と、端部に連続して鋭角に折り返して斜め内側、つまり、内筒１２側に向かって延びるように一体に形成された第２板バネ１４２とを有しており、これらの一対の板バネが板バネ部１４を構成している。第１及び第２板バネ１４１，１４２のそれぞれは、開口部から内部に向かうに従って漸次縮径した筒状に形成されている。第１及び第２板バネ１４１，１４２は、前者が後者よりも長尺で且つ薄肉に形成されている。第１板バネ１４１は、例えば、長さが１０〜３０ｍｍ、及び、厚さが２〜１０ｍｍである。第２板バネ１４２は、例えば、長さが５〜２０ｍｍ、及び、厚さが３〜２０ｍｍである。

防振ゴム１３は、第１及び第２板バネ１４１，１４２の間の隙間にも充填されるように形成されており、これによって第１板バネ１４１が埋設された構成になっている。また、第２板バネ１４２の先端部から外側面を被覆するバネ被覆ゴム１８が防振ゴム１３に連続して一体に形成されている。バネ被覆ゴム１８は、例えば、厚さが１〜５ｍｍである。

次に、このブッシュ１０の動作について図８に基づいて説明する。

具体的には、内筒１２に対して外筒１１がいずれかの軸直方向に変位しようとすると、まず、第１板バネ１４１の先端部が内筒１２との間のゴム層１７を圧縮し、その弾性復帰しようとする初期弾性抵抗機構が機能し、図８に示すように、変位初期における低弾性の弾性特性（Ｉ）を発現する。

続いて、弾性特性（Ｉ）が弾性限界に達すると、第１板バネ１４１の先端部がゴム層１７を介して内筒１２に対して突っ張っり、初期弾性抵抗機構に加えて、第１板バネ１４１が撓みから弾性復帰しようとする第１弾性抵抗機構が機能し、図８に示すように、弾性特性（Ｉ）よりも高弾性な弾性特性（II）を発現する。

そして、第２板バネ１４２の先端部が内筒１２との間でバネ被覆ゴム１８及び環状ゴム１６のゴム層を圧縮しつつ、それらを介して内筒１２に対して突っ張っり始めると、初期弾性抵抗機構及び第１弾性抵抗機構に加えて、第２板バネ１４２が撓みから弾性復帰しようとする第２弾性抵抗機構が徐々に機能し、図８に示すように、弾性特性（II）よりもさらに高弾性な弾性特性（III）を発現する。

（その他の実施形態）
上記実施形態１〜３では、いずれの軸直方向にも高い弾性率を得ることができるように、板バネ部１４が外筒１１の全周に渡って設けられた構成としたが、特にこれに限定されるものではなく、高弾性を要する方向にのみに舌片からなる板バネ部を設けた構成であってもよい。

上記実施形態１〜３では、軸方向に両側に板バネ部１４を設けた構成としたが、特にこれに限定されるものではなく、軸方向のいずれか一方に設けられた構成のものであってもよい。

上記実施形態１〜３では、円筒孔で構成された被取付部に嵌め入れられて取付固定されるブロック状のブッシュ１０としたが、特にこれに限定されるものではなく、ロッドの先端に外筒１１が固定された構成のものであってもよい。

上記実施形態１〜３では、板バネ部１４と内筒１２との間にゴム層１７が介設された構成としたが、特にこれに限定されるものではなく、もちろん、板バネ部１４と内筒１２とが直接接触した構成であってもよい。

本発明は、外筒と、外筒内に軸方向が同一になるように設けられた内筒と、外筒と内筒との間にそれらを連結するように設けられた防振ゴムと、を備えたブッシュについて有用である。

実施形態１のブッシュの斜視図である。実施形態１のブッシュの断面図である。（ａ）〜（ｃ）は、実施形態１のブッシュの動作を示す説明図である。実施形態１のブッシュの内筒に対する外筒の変位量と荷重との関係を示すグラフである。（ａ）及び（ｂ）は実施形態１のブッシュの製造方法を示す説明図である。実施形態２のブッシュの断面図である。実施形態３のブッシュの断面図である。実施形態３のブッシュの内筒に対する外筒の変位量と荷重との関係を示すグラフである。

符号の説明

１０ブッシュ
１１外筒
１２内筒
１３防振ゴム
１４板バネ部
１４ａ基端側部分
１４１第１板バネ
１４２第２板バネ
１７ゴム層

Claims

外筒と、該外筒内に軸方向が同一になるように設けられた内筒と、該外筒と該内筒との間にそれらを連結するように設けられた防振ゴムと、を備えたブッシュであって、
上記外筒には、上記内筒側に内部に向かって斜めに先端部まで延びるように形成された部分を有し該内筒に対する該外筒の軸直方向の変位に弾性抵抗する板バネ部が一体に設けられており、
上記板バネ部は、上記内筒に対して上記外筒が軸直方向に変位したとき、第１弾性抵抗機構が機能するのに続いて、上記先端部が該内筒に対して突っ張ることにより該第１弾性抵抗機構よりも高弾性を発現する第２弾性抵抗機構が機能するように構成されていることを特徴とするブッシュ。
請求項１に記載されたブッシュにおいて、
上記板バネ部は、上記外筒の端部に連続して上記内筒側に折り返されて形成されており、該内筒に対して該外筒が軸直方向に変位したとき、その基端側部分で該外筒の内側面との間の間隔が狭まることにより上記第１弾性抵抗機構が機能するように構成されていることを特徴とするブッシュ。
請求項２に記載されたブッシュにおいて、
上記板バネ部の基端側部分は、上記外筒の端部に連続して断面コ字状に折り返されて該外筒と平行に延びた部分で構成されていることを特徴とするブッシュ。
請求項２に記載されたブッシュにおいて、
上記外筒の端部は斜め外向きに延びるように形成され、
上記板バネ部の基端側部分は、上記斜め外向きに延びるように形成された外筒の端部に連続して鋭角に折り返した部分で構成されていることを特徴とするブッシュ。
請求項２乃至４のいずれかに記載されたブッシュにおいて、
上記内筒には、上記板バネ部における上記防振ゴム側とは反対側に、該内筒と該板バネ部との間で挟まれるように環状ゴムが全周に渡って設けられていることを特徴とするブッシュ。
請求項２乃至５のいずれかに記載されたブッシュにおいて、
上記板バネ部における上記内筒側に内部に向かって斜めに延びるように形成された部分の先端部と上記内筒との間にゴム層が介設されていることを特徴とするブッシュ。
請求項１に記載されたブッシュにおいて、
上記板バネ部は、上記内筒に対して突っ張ることにより上記第１弾性抵抗機構を機能させる第１板バネと、上記内筒側に内部に向かって斜めに先端部まで延びる部分を有し該第１板バネと共に該先端部が該内筒に対して突っ張ることにより上記第２弾性抵抗機構を機能させる第２板バネと、を有することを特徴とするブッシュ。
請求項７に記載されたブッシュにおいて、
上記第２板バネの先端部から外側面を被覆するバネ被覆ゴムが設けられていることを特徴とするブッシュ。
請求項７又は８に記載されたブッシュにおいて、
上記第１板バネの先端部と上記内筒との間にゴム層が介設されていることを特徴とするブッシュ。
請求項１乃至９のいずれかに記載されたブッシュにおいて、
上記外筒には、軸方向の一端部において上記板バネ部が設けられていると共に、他端部において、上記内筒側に内部に向かって斜めに先端部まで延びるように形成された部分を有し該内筒に対する該外筒の軸直方向の変位に弾性抵抗する他の板バネ部が一体に設けられていることを特徴とするブッシュ。
請求項１乃至１０のいずれかに記載されたブッシュにおいて、
上記外筒が熱可塑性樹脂で形成されていることを特徴とするブッシュ。