JP5184287B2 - 防振ブッシュ - Google Patents

Description

本発明は、自動車のサスペンション装置などに組み込まれて使用される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装置においては、車体とサスペンションとの連結部位等に、振動減衰、緩衝などを目的として防振ブッシュが使用されている。防振ブッシュは、一般に、内筒と、その外側に間隔をおいて配置された外筒と、前記内筒と外筒との間に介設されて両者を弾性的に結合するゴム状弾性体からなる防振基体とを備えてなる。

このような防振ブッシュにおいて、下記特許文献１には、防振基体に剥がれや破断が生じたときに内筒が外筒から抜け出て、両者が完全に分離してしまうのを防止するために、内筒の軸方向端部に拡径部を設けるとともに、外筒の軸方向端部を径方向内方に屈曲させて内曲げ部を形成することで、拡径部と内曲げ部との間に径方向の重なり代を設けることが提案されている。
ＥＰ １，２５０，５３８ Ｂ１

この種の防振ブッシュにおいて、外筒としては、従来一般に、引き抜き加工により作製された金属製のパイプが用いられており、そのため、外筒は、軸方向において肉厚が一定に形成されている。このように軸方向で肉厚一定の外筒を用いた場合、上記内曲げ部を設ける際に、内筒の拡径部との間で径方向の重なり代を大きく確保することが難しく、外筒からの内筒の抜脱を防止する効果が不十分となるおそれがある。

この点について、図７に示す比較例の防振ブッシュ１００を用いて詳細に説明する。防振ブッシュ１００は、同心に配置された金属製の内筒１０１及び外筒１０２と、両筒１０１，１０２間に配置されたゴム弾性体からなる防振基体１０３とより構成されている。内筒１０１は、両端部に径方向外方に張り出した拡径部１０４，１０５を備える。一方、外筒１０２は、軸方向Ｘの一端部に径方向内方に屈曲した内曲げ部１０６を備えており、該内曲げ部１０６が軸方向Ｘに対向する拡径部１０４との間で径方向Ｋの重なり代１０７を持つことで、防振基体１０３が破断等したときに内筒１０１が外筒１０２から抜けないように規制している。

上記外筒１０２としては、図８に示すように、引き抜き加工により作製された軸方向Ｘで肉厚が一定のパイプ品が用いられている。なお、図８に示すものでは、厳密には、外筒をリンク部材などの取付穴に圧入しやすくするために、軸方向Ｘの他端部（図中の上端部）の外周面が面取りされており、この面取り部１０８を除いて軸方向Ｘで肉厚が一定に形成されている。このような肉厚一定の外筒１０２では、軸方向Ｘの一端部に内曲げ部１０６を屈曲形成したときに、図７に示すように、拡径部１０４との間での径方向Ｋの重なり代１０７が小さくなってしまう。この場合、重なり代１０７を大きく確保するためには、外筒１０２全体の肉厚を大きくする必要があり、重量増加により軽量化の要請に反する。

本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、軽量化を図りつつ、外筒からの内筒の抜脱防止効果を向上することができる防振ブッシュを提供することを目的とする。

本発明に係る防振ブッシュは、内筒と、前記内筒の外側に間隔をおいて配置された外筒と、前記内筒と前記外筒との間に介設されて両筒を結合するゴム状弾性体からなる防振基体とを備えてなり、前記内筒は、軸方向の一端部に径方向外方に張り出した拡径部を備え、前記外筒は、金属板の絞り加工により軸方向の一端部から他端部にかけて肉厚が漸減する筒状に形成されたものであって、内径が前記一端部から他端部にかけて漸増することで前記一端部から他端部にかけて肉厚が漸減しており、厚肉側の前記一端部が径方向内方に屈曲して前記拡径部の外径よりも小さい内径を持つ内曲げ部に形成されたものである。

上記構成によれば、軸方向の一端部から他端部にかけて肉厚が漸減する外筒を用いて、その厚肉側の一端部に内曲げ部を屈曲形成している。このように内曲げ部を設ける一端部が厚肉であるため、その分、内曲げ部をより径方向内方まで延ばすことができ、拡径部との間での径方向の重なり代を大きくして、内筒の抜脱防止効果を高めることができる。また、内曲げ部の肉厚を大きくすることが可能となり、内曲げ部の剛性を高めることでも、内筒の抜脱防止効果を高めることができる。しかも、上記外筒であれば他端部側は薄肉であるため、軸方向で肉厚一定の場合に比べて、重量増加を抑えて軽量化を図ることができる。

上記のように軸方向の一端部から他端部にかけて肉厚が漸減する外筒は、金属板の絞り加工により形成することができ、これにより、低コストに肉厚が漸減する外筒を得ることができる。

上記防振ブッシュにおいては、外筒の前記他端部に、前記絞り加工によって外周面がテーパ面状をなすテーパ面部が設けられていることが好ましい。これにより、別途面取り加工することなく、外筒の他端部を先細状にすることができ、よって、低コストに外筒をリンク部材などの取付穴に圧入しやすくすることができる。

上記防振ブッシュにおいて、外筒の前記一端部は、径方向外方に張り出した膨らみ部を介して、先端側が径方向内方に屈曲した前記内曲げ部に形成されてもよい。このように一旦外側に張り出した膨らみ部を設けてから内曲げ部を形成することにより、拡径部に当たるときの剛性を上げて、内筒の抜脱防止効果を高めることができる。

上記防振ブッシュにおいては、前記拡径部に対し軸方向において対向する前記内曲げ部の外側面にゴム状弾性体からなる緩衝部材が設けられてもよい。かかる緩衝部材を設けることで、内曲げ部と拡径部との剛体同士の当たりを無くして異音を防止することができる。特に、本発明では、上記のように内曲げ部と拡径部との重なり代が大きいことから、両者の衝突音がその分大きくなるが、緩衝部材を設けることでこのような異音を防止することができる。

上記防振ブッシュにおいては、前記内筒の前記拡径部が、前記防振基体の加硫成形後の塑性加工により端面を拡張するように拡径形成されてもよく、これにより、防振基体の端面の面積を大きくして、弾性変形に対する自由長を十分に確保することができ、耐久性を向上することができる。

本発明の防振ブッシュであると、軽量化を図りつつ、外筒からの内筒の抜脱防止効果を向上することができる。

以下に本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、第１実施形態に係る防振ブッシュ１０を示したものである。この防振ブッシュ１０は、内筒１２と、その外側に間隔をおいて配置された外筒１４と、これら内筒１２と外筒１４の間に介設されて両者１２，１４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。

内筒１２は、鉄やアルミニウム等の金属製の円筒状部材であり、外筒１４よりも長く形成されている。内筒１２は、軸方向Ｘの両端部が、全周にわたって径方向外方Ｋｏに張り出した拡径部１８，２０に形成されている。拡径部１８，２０は、内筒１２の端面の面積を拡大するように外側に拡径形成されてなり、外形が平面視円形に形成されている。なお、拡径部１８，２０を設ける手段としては、鍛造等の加工方法により予め成型しておくこともできるが、この例では、後述するように防振基体１６の加硫成形後の塑性加工を採用している。

外筒１４は、鉄やアルミニウム等の金属製であって内筒１２よりも薄肉の円筒状部材であり、内筒１２を軸平行かつ同軸状に取り囲むように構成されている。外筒１４の軸方向Ｘの一端部（下端部）１４Ａは、その全周にわたって、径方向内方Ｋｉに屈曲した内曲げ部２２に形成されている。詳細には、この例では、該一端部１４Ａは、その全周にわたって、一旦径方向外方Ｋｏに拡径した後、径方向内方Ｋｉに屈曲した内曲げ形状とすることで、径方向外方Ｋｏに断面湾曲状に張り出した膨らみ部２４を介して、先端側が径方向内方Ｋｉに屈曲した内曲げ部２２に形成されている。

内曲げ部２２は、内筒１２の一端部の拡径部１８に対しその軸方向内方側Ｘｉにおいて、拡径部１８の径方向外方端１８Ａよりも径方向内方Ｋｉまで延在することで、内径φ１が拡径部１８の外径φ２よりも小さく設定されている。これにより、内曲げ部２２は、拡径部１８に対して軸方向Ｘに離間した位置で、当該拡径部１８との間で径方向Ｋの重なり代（ラップ代）２６を持つように形成されている。なお、内曲げ部２２の内周形状と膨らみ部２４の外形はともに平面視円形に形成されている。また、膨らみ部２４の外径φ３は、拡径部１８の外径φ２よりも大きく設定されている。

この実施形態では、外筒１４に、図４に示すドロー品、即ち、金属板の絞り加工により形成された筒状部材を用いることで、外筒１４は、軸方向Ｘの一端部１４Ａから他端部（上端部）１４Ｂにかけて肉厚が漸減する筒状をなしている。すなわち、外筒１４の一端部１４Ａの肉厚Ｔ１は、他端部１４Ｂの肉厚Ｔ２よりも厚く、かつ、一端部１４Ａから他端部１４Ｂまでの間で肉厚が徐々に減少している。

このような肉厚変化を持つ外筒１４は、図５（ａ）に示すように平らな金属板５０に円形の孔５２を設けておき、ポンチを用いたプレス加工（絞り加工）により孔５２の周りを立ち上げて、図５（ｂ）に示すように筒状部５４を形成し、図５（ｃ）に示すように筒状部５４の付け根部に相当するフランジ状の板部分５６を切除することにより、付け根部側の一端部１４Ａから先端側の他端部１４Ｂにかけて肉厚が漸減するように作製することができる。一例を挙げれば、金属板５０の板厚Ｔ０を１．６ｍｍとして、厚肉側の一端部１４Ａの肉厚Ｔ１が１．８ｍｍ、薄肉側の他端部１４Ｂの肉厚Ｔ２が１．３ｍｍである外筒１４が得られる。

このようにして得られる外筒１４では、上記他端部１４Ｂの先端部（軸方向外方端）において、外周面が先端ほど小径のテーパ面状をなすテーパ面部２８が形成されている。他端部１４Ｂの先端部は上記孔５２の開口縁に相当する部分であり、この部分は絞り加工時にポンチによって押し広げられることで特に肉厚が薄くなり、筒状部５４全体の肉厚変化よりも大きな肉厚変化を持った薄肉状に形成されることから、上記テーパ面部２８が形成される。

図４に示す肉厚変化を持つ外筒１４は、その後、厚肉側の上記一端部１４Ａに曲げ加工を行うことで、上記膨らみ部２４及び内曲げ部２２が形成される（図１参照）。

なお、図４に示す例では、外筒１４の外径は軸方向Ｘで一定であり、内径が一端部１４Ａから他端部１４Ｂにかけて漸増することで上記肉厚の変化が形成されている。一方で、図５（ｃ）に示す絞り加工後では、内径が軸方向Ｘで一定で、外径が一端部１４Ａから他端部１４Ｂにかけて漸減している。そのため、薄肉側の他端部１４Ｂから治具を圧入して、当該他端部１４Ｂ側の内周面を拡径することにより、図４に示す形状とすることができる。但し、図５（ｃ）に示す形状のものをそのまま用いて、厚肉側の一端部１４Ａに曲げ加工を行ってもよい。この場合でも、後述する加硫成形後における外筒１４の縮径加工時に、外筒１４の外径を軸方向Ｘで一定にすることができる。いずれにしても、製品状態で外筒１４の外径を軸方向Ｘで一定とすることにより、リンク部材１の取付穴２に対する圧入保持性を高めることができる（図３参照）。

上記防振基体１６は、内筒１２の外周面と外筒１４の内周面の両者に加硫接着手段により固着された筒状ゴム部材である。図１に示すように、防振基体１６の軸方向Ｘの両端面には、軸方向内方Ｘｉ側に向かって陥没する環状のすぐり部３０，３２がそれぞれ全周にわたって設けられており、弾性変形に対する自由長を確保している。

本実施形態の防振ブッシュ１０は、次のようにして製造することができる。すなわち、内筒１２として、両端部が拡径されていないストレートの筒状をなしかつ最終製品よりやや長く切断したものを用い、該内筒１２と、上記のようにして作製された外筒１４との間に防振基体１６を介在させて加硫成形する。加硫成形後に、防振基体１６の残留応力をとって予圧縮するために、外筒１４に縮径加工を施す。また、内筒１２の軸心に対して一定の角度に偏心させた加工治具によるしごき加工によって、内筒１２の端部を塑性変形させて拡径せしめる。これにより、図１のように、防振基体１６の端面にすぐり部３０，３２を有するアンダーカット形状にでき、該端面の面積、自由長を充分に確保することができる。

このようにして得られた防振ブッシュ１０は、例えば、自動車のサスペンションメンバと車体との間を連結するアッパーサポートなどのリンク部材１（図２，３参照）に組み込まれて使用される。この使用においては、防振ブッシュ１０の軸心を上下方向にして、サスペンションメンバを支持するリンク部材１の上端部に設けられた上下方向に貫通する取付穴２に対し、外筒１４を圧入して固定する。一方、内筒１２には、締結ピンなどの不図示の軸部材を貫挿し、該軸部材によりフレーム等の車体側の部材に締結する。このとき、図３に示すように、外筒１４の内曲げ部２２が形成されている一端部１４Ａ側を下にして締結する。こうして、外筒１４に固定したリンク部材１を車体に対して吊り下げ状態に支持するようにして使用する。そのため、主たる荷重負荷方向は、軸方向（上下方向）Ｘとなる。

以上よりなる本実施形態の防振ブッシュ１０であると、絞り加工により肉厚を変化させて設けた外筒１４を用いて、その厚肉側の一端部１４Ａに内曲げ部２２を屈曲形成したので、内曲げ部２２を設けるための十分な肉厚を確保することができ、その分、内曲げ部２２をより径方向内方Ｋｉまで延ばすことができる。そのため、内曲げ部２２は軸方向Ｘに対向する拡径部１８との間での径方向Ｋの重なり代２６が大きくなるので、仮に防振基体１６が破断等した場合でも、内筒１２が外筒１４から抜けにくくなり、内筒１２の抜脱防止効果を高めることができる。

また、内曲げ部２２を設ける外筒１４の一端部１４Ａが厚肉であるため、内曲げ部２２の肉厚を大きくすることも可能となり、内曲げ部２２の剛性を高めることができる。そのため、この点からも、内筒１２の抜脱防止効果を高めることができる。

しかも、上記外筒１４であれば、他端部１４Ｂ側は薄肉であるため、軸方向Ｘで肉厚一定の場合に比べて、重量増加を抑えて軽量化を図ることができる。

また、本実施形態によれば、上記肉厚変化を有する外筒１４を、金属板５０の絞り加工により低コストに作製することができる。更には、該絞り加工によって、外筒１４の他端部１４Ｂにテーパ面部２８を形成することができるので、別途面取り加工することなく、従って低コストに、外筒１４をリンク部材１の取付穴２に圧入しやすくする構成を実現することができる。

また、外筒１４の一端部１４Ａが、一旦外側に張り出した膨らみ部２４を介してから内曲げ部２２に形成されたので、拡径部１８に当たるときの剛性を上げて、内筒１２の抜脱防止効果を一層高めることができる。

図６は、第２実施形態に係る防振ブッシュ１０Ａを示したものである。この例では、内曲げ部２２の外側面２２Ａにゴム弾性体からなる緩衝部材３４が設けられた点で、上記実施形態とは異なる。

すなわち、この例では、内筒１２の拡径部１８に対し軸方向Ｘにおいて対向する内曲げ部２２の外側面（軸方向外側面）２２Ａに、緩衝部材３４が接着固定されている。緩衝部材３４は、軸方向内方Ｘｉ側の防振基体１６から連なるゴム弾性体からなり、内曲げ部２２の外側面２２Ａに全周にわたって加硫接着されている。内曲げ部２２の内周面には、防振基体１６と緩衝部材３４とを繋ぐゴム膜３６が設けられている。

第２実施形態であると、上記緩衝部材３４を設けたことにより、内筒１２の拡径部１８と外筒１４の内曲げ部２２との金属同士の当たりを無くことができ、両者が干渉することによる異音を防止することができる。

その他の構成及び作用効果は、第１実施形態と同様である。そのため、拡径部１８と内曲げ部２２の重なり代２６が大きく、その分、両者１８，２２の干渉による異音が大きくなってしまうが、第２実施形態によれば、上記緩衝部材３４を設けることで、このような異音を効果的に防止することができる。

なお、上記実施形態では、内筒１２の両端部に拡径部１８，２０を設けたが、拡径部は外筒１４の内曲げ部２２と対向する一端部のみに設けてもよい。また、上記実施形態では、拡径部１８，２０を内筒１２の塑性加工により設けたが、内筒１２の端面に別体のフランジ部を溶接等で固定することで拡径部を構成してもよい。

また、上記実施形態では、外筒１４の内曲げ部２２の付け根側に膨らみ部２４を介設したが、このような膨らみ部を設けずに、外筒１４の本体部から直接内曲げ部２２を形成してもよい。その他、一々列挙しないが、本発明の趣旨を逸脱しない限り、種々の変更が可能である。

本発明は、自動車のサスペンション装置に組み込まれて使用される防振ブッシュや、エンジンマウントとしての筒形の防振ブッシュなど、各種防振ブッシュに利用できる。

第１実施形態に係る防振ブッシュの断面図 同防振ブッシュのリンク部材への組み付け状態での平面図 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図 同防振ブッシュに用いる外筒の断面図 該外筒の製造過程を示す断面図 第２実施形態に係る防振ブッシュの断面図 比較例に係る防振ブッシュの断面図 比較例の防振ブッシュに用いる外筒の断面図

符号の説明

１０，１０Ａ…防振ブッシュ
１２…内筒
１４…外筒、１４Ａ…一端部、１４Ｂ…他端部
１６…防振基体
１８…拡径部
２２…内曲げ部、２２Ａ…外側面
２４…膨らみ部
２６…重なり代
２８…テーパ面部
３４…緩衝部材
Ｋ…径方向、Ｋｏ…径方向外方、Ｋｉ…径方向内方
Ｘ…軸方向、Ｘｉ…軸方向内方
φ１…内曲げ部の内径
φ２…拡径部の外径

Claims (5)

1. 内筒と、前記内筒の外側に間隔をおいて配置された外筒と、前記内筒と前記外筒との間に介設されて両筒を結合するゴム状弾性体からなる防振基体とを備えてなり、
   前記内筒は、軸方向の一端部に径方向外方に張り出した拡径部を備え、
   前記外筒は、金属板の絞り加工により軸方向の一端部から他端部にかけて肉厚が漸減する筒状に形成されたものであって、内径が前記一端部から他端部にかけて漸増することで前記一端部から他端部にかけて肉厚が漸減しており、厚肉側の前記一端部が径方向内方に屈曲して前記拡径部の外径よりも小さい内径を持つ内曲げ部に形成された
   ことを特徴とする防振ブッシュ。
2. 前記外筒の前記他端部に、前記絞り加工によって外周面がテーパ面状をなすテーパ面部が設けられたことを特徴とする請求項１記載の防振ブッシュ。
3. 前記外筒の前記一端部は、径方向外方に張り出した膨らみ部を介して、先端側が径方向内方に屈曲した前記内曲げ部に形成された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。
4. 前記拡径部に対し軸方向において対向する前記内曲げ部の外側面にゴム状弾性体からなる緩衝部材が設けられたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の防振ブッシュ。
5. 前記内筒の前記拡径部が、前記防振基体の加硫成形後の塑性加工により端面を拡張するように拡径形成されてなる請求項１〜４のいずれか１項に記載の防振ブッシュ。

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