JP5472197B2 - 車両用サスペンションのブッシュ装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両のサスペンションに用いるブッシュ装置に関する。

車両のサスペンションとして、後述の図１や図５に示すように、トレーリングアームを用いたダブルリンクトレーリングサスペンションがある。これは、独立懸架サスペンションの１つであり、トレーリングアーム、アッパーアーム及びロアアームの３本のアームで構成され、トレーリングアームと車体（サイドメンバ）との間にブッシュが設けられている。

特許第３５０７９３７号公報 特開２００３−１９１７３６号公報

一般的に、車両の旋回時において、旋回外側（バウンド状態）の車輪をトーイン傾向となるように制御してやれば、旋回時の走行安定性が向上することが知られている。
ダブルリンクトレーリングサスペンションにおいては、トーコントロールアームがないため、上下ストローク時のトー変化（ロールステア）は、アームの配置により最適化を計っている。又、ブッシュ部分にストッパを設けることで、ロールステアを制御することができるが、後述する問題点が発生する。

ここで、ダブルリンクトレーリングサスペンションの構成及びその問題点について、図５〜図８を参照して説明を行う。なお、図５（ａ）は、ダブルリンクトレーリングサスペンションの側面図であり、図５（ｂ）は、その背面図である。又、図６〜図８は、ブッシュの動きを説明する図であり、図５（ａ）のＢ−Ｂ線矢視断面図に該当し、車両前側から見た図となる。

図５（ａ）、（ｂ）に示すダブルリンクトレーリングサスペンション（以降、サスペンションと呼ぶ。）５０は、タイヤ５１を支持するものであり、サイドメンバ５２にブラケット５７を介して取り付けられたトレーリングアーム５３と、クロスメンバ５６に取り付けられ、トレーリングアーム５３と連結するロアアーム５４及びアッパーアーム５５とを有する。サスペンション５０において、トレーリングアーム５３は、ブッシュ６０（７０、８０）を介して、サイドメンバ５２側に弾性的に連結されており、このブッシュ６０（７０、８０）は、その軸方向が車両左右方向となるように配置されている。

上記構成のサスペンション５０は、車両の旋回に伴い、タイヤ５１と共に上下にストロークし、そのキャンバ角θｃが変化する。具体的には、図５（ａ）、（ｂ）において、実線を直進時のサスペンション５０及びタイヤ５１とすると、旋回時にバウンドしたサスペンション５０及びタイヤ５１は、点線に示すように、上方に移動すると共にキャンバ角θｃが車両内側へ傾く。なお、車両の旋回時において、旋回外側となるサスペンション５０及びタイヤ５１はバウンド状態になり、旋回内側となるサスペンション５０及びタイヤ５１はリバウンド状態になる。

そして、キャンバ角θｃの変化により、トレーリングアーム５３も傾き、そのブッシュ６０は、図６（ａ）に示す直進時の状態から図６（ｂ）に示す旋回時の状態に変化する。具体的には、外筒６１、内筒６２及びゴム６３からなるブッシュ６０において、キャンバ角θｃ（トレーリングアーム５３の傾き）に対応して、外筒６１が傾く。なお、バウンド時では、外筒６１の車両上方側が車両内側へ、車両下方側が車両外側へ変位した状態に傾く。

上記ブッシュ６０では、ロールステアの制御は行っていない。これに対して、キャンバ角θｃの変化を利用して、ロールステアの制御を行うものが、図７、図８に示すブッシュである。

具体的には、図７に示す外筒７１、内筒７２及びゴム７３からなるブッシュ７０においては、外筒７１の車両外側の位置となるブラケット５７の部分にストッパ７４を設けている（ストッパ別体型ブッシュ）。ブッシュ７０では、キャンバ角θｃの変化により外筒７１が傾いたとき、その傾きを利用して、外筒７１の端部をストッパ７４に当接させ、その反力によりブッシュ７０を軸方向車両内側に動かし、ロールステア（トー変化）を制御している。図７は、バウンド時の状態を示しており、外筒７１の車両下方側の端部がストッパ７４に当接され（点線）、その反力により外筒７１が全体的に軸方向車両内側に移動される（実線）状態を示している。

又、図８に示す外筒８１、内筒８２及びゴム８３からなるブッシュ８０においては、ゴム８３の車両外側の位置となる部分に、ストッパの機能を有する肉盛り部８４を設けている（ストッパ一体型ブッシュ）。ブッシュ８０では、キャンバ角θｃの変化により外筒８１が傾いたとき、その傾きを利用して、肉盛り部８４をブラケット５７に当接させ、その反力によりブッシュ８０を軸方向車両内側に動かし、ロールステア（トー変化）を制御している。図８は、バウンド時の状態を示しており、車両下方側の肉盛り部８４が車両外側のブラケット５７に当接して変形され（点線）、その反力により外筒８１が全体的に軸方向車両内側に移動される（実線）状態を示している。

上記ブッシュ７０、８０では、ロールステアの制御は可能となっているが、以下の問題点がある。
（１）ロールステアを制御するとき、部品同士の擦れによる異音が発生しやすい。
（２）外筒７１とストッパ７４との間の隙間、肉盛り部８４とブラケット５７との間の隙間が、組み付け状態や製造誤差によりばらつき、これらのばらつきにより、ロールステアの増加量にばらつきが生じる。

本発明は上記課題に鑑みなされたもので、異音の発生が無く、ロールステアの増加量のばらつきが無い車両用サスペンションのブッシュ装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決する第１の発明に係る車両用サスペンションのブッシュ装置は、
軸方向が車両左右方向に配置されて、車両用サスペンションのアーム部材を車体に弾性的に連結するブッシュ装置であって、
前記ブッシュ装置は、筒状に形成されて外周面が前記アーム部材に装着される外筒と、
前記外筒内に挿通された状態で設けられ、前記車体側に連結されて前記アーム部材を支持する支持軸部と、
前記外筒の内周面と前記支持軸部の外周面との間に設けられ、前記外筒及び前記支持軸部に接合される弾性部材とを備え、
前記支持軸部は、前記外筒よりも軸方向車両外側の外周面に周方向に沿って突出するように設けられ、少なくとも車両下方側半周の範囲に形成されるストッパ部を有し、
前記外筒は、軸方向車両外側の端縁部に周方向に沿って径方向外側へ突出するように設けられ、少なくとも車両下方側半周の範囲に形成されるフランジ部を有し、
前記弾性部材は、前記外筒の前記フランジ部よりも軸方向車両外側に延設されると共に前記フランジ部に沿って径方向外側へ膨出形成され、前記ストッパ部と前記フランジ部に接合される膨出部を有し、
前記膨出部は、前記支持軸部の周方向に沿って、少なくとも車両下方側半周の範囲に形成されて前記ストッパ部と前記フランジ部に接合され、前記支持軸部よりも車両上方側の範囲では前記ストッパ部とは接合されないように構成されていることを特徴とする。

上記課題を解決する第２の発明に係る車両用サスペンションのブッシュ装置は、
上記第１の発明に記載の車両用サスペンションのブッシュ装置において、
前記膨出部は、前記支持軸部の周方向における前記支持軸部よりも車両上方側の範囲を除いて形成されていることを特徴とする。

上記課題を解決する第３の発明に係る車両用サスペンションのブッシュ装置は、
上記第１又は第２の発明に記載の車両用サスペンションのブッシュ装置において、
前記ストッパ部は、前記支持軸部の周方向における前記支持軸部よりも車両上方側の範囲を除いて形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、車両用サスペンションのブッシュ装置の少なくとも支持軸部の周方向車両下方側半周の範囲において、ストッパ部とフランジ部と膨出部とを設け、それぞれを互いに接合させたので、ストッパ部とフランジ部と膨出部とが少なくとも車両下方側の範囲で隙間なく配置される。従って、旋回時に外筒が傾いたときに、ストッパ部と外筒が直接当たるなど部品同士の擦れによる異音を発生させずに確実に反力を得て、外筒、即ち、アームを軸方向車両内側に動かして、ロールステア（トー変化）を制御することができる。又、外筒と支持軸部の組み付け状態、即ち、フランジ部とストッパ部との間隔にばらつきが生じにくくなる（常に膨出部の幅分となる）ので、ロールステアの増加量のばらつきを抑制することができる。

車両用サスペンションの概略構成を示す斜視図である。 （ａ）は、本発明に係る車両用サスペンションのブッシュ装置の斜視図、（ｂ）は、その正面図、（ｃ）は、図２（ｂ）のＡ−Ａ線矢視断面図である。 図２に示したブッシュ装置の動きを説明する図である。 図２に示したブッシュ装置と従来のブッシュ装置のトー特性を示すグラフである。 （ａ）は、ダブルリンクトレーリングサスペンションの側面図であり、（ｂ）は、その背面図である。 従来のブッシュの動きを説明する図である。 従来のストッパ別体型ブッシュの動きを説明する図である。 従来のストッパ一体型ブッシュの動きを説明する図である。

本発明に係る車両用サスペンションのブッシュ装置の実施形態を、図１〜図４を参照して説明する。

最初に、本発明のブッシュ装置が用いられる車両用サスペンションを、図１を参照して説明する。ここで、図１は、車両用サスペンションの概略構成を示す斜視図である。なお、参考のため、車両の前側、上側、外側を図１中に図示しており、図１は、車両後方左側の車両用サスペンションとなる。

本発明のブッシュ装置２０が用いられる車両用サスペンション１０は、タイヤ１１を支持するものであり、サイドメンバ１２（車体）に取り付けられたトレーリングアーム１３（アーム部材）と、車体側（例えば、クロスメンバ；図示省略）に取り付けられ、トレーリングアーム１３と連結するロアアーム１４及びアッパーアーム１５とを有する。車両用サスペンション１０において、トレーリングアーム１３は、ブッシュ装置２０を介して、サイドメンバ１２に弾性的に連結されており、このブッシュ装置２０は、その軸方向が車両左右方向となるように配置されている。

（実施例１）
本発明のブッシュ装置の実施形態の一例である実施例１について、図２〜図４を用いて説明する。

図２（ａ）は、本実施例のブッシュ装置の斜視図、図２（ｂ）は、その正面図であり、図２（ｃ）は、図２（ｂ）のＡ−Ａ線矢視断面図である。又、図３は、本実施例のブッシュ装置の動きを説明する図であり、図４は、そのトー特性を従来のトー特性と共に示すグラフである。

ブッシュ装置２０は、図１に示したように、トレーリングアーム１３の端部に取り付けられており、ブッシュ装置２０の軸方向が車両左右方向となるように配置されている。

このブッシュ装置２０は、図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、略円筒形状の外筒２１と、外筒２１内に挿通された状態で設けられた円柱状の支持軸部２２と、外筒２１の内周面と支持軸部２２の外周面との間に設けられ、外筒２１と支持軸部２２に加硫接着等により接合された弾性部材２３とからなる。この外筒２１の外周面がトレーリングアーム１３に装着される。又、支持軸部２２の両端部は平板状の形状に形成されており、この部分にはボルト孔２２ｂが設けられている。このボルト孔２２ｂにボルトを挿通し、サイドメンバ１２に固定することで、トレーリングアーム１３が、ブッシュ装置２０を介して、サイドメンバ１２に弾性的に連結されて、支持されることになる。又、弾性部材２３としては、ゴム等が適用可能である。なお、外筒２１、支持軸部２２は、円筒形状、円柱状に限らず、多角筒形状、多角柱状のような形状でもよい。

外筒２１において、その軸方向車両外側の端縁部には外筒２１の全周にわたってフランジ部２１ａが設けられている。このフランジ部２１ａは、外筒２１の外周面に垂直に、外筒２１の周方向に沿って、径方向外側に突出するように形成されている。

又、支持軸部２２において、外筒２１よりも軸方向車両外側の外周面には平板状のストッパ部２２ａが設けられている。このストッパ部２２ａは、支持軸部２２の外周面に垂直に、支持軸部２２の周方向に沿って、径方向外側に突出するように形成されている。本実施例では、ストッパ部２２ａは、支持軸部２２よりも車両上方側を水平に切り欠いた形状としている。つまり、支持軸部２２よりも車両上方側の範囲Ｒ２を除いた範囲にストッパ部２２ａが形成されている。なお、ストッパ部２２ａは、支持軸部２２と一体で成型してもよいし、かしめ若しくは溶接で固定してもよい。ストッパ部２２ａを支持軸部２２と一体で成型した場合には、部品点数の増加を抑えることができる。

そして、外筒２１は、そのフランジ部２１ａが支持軸部２２のストッパ部２２ａより軸方向車両内側に所定の間隔を空けた状態で対向するよう配置されており、外筒２１の内周面と支持軸部２２の外周面との間には、全周にわたって弾性部材２３が設けられている。

又、弾性部材２３には、外筒２１のフランジ部２１ａよりも軸方向車両外側に延設されると共に、フランジ部２１ａに沿って、径方向外側へ膨出形成される膨出部２３ａが設けられている。

この膨出部２３ａは、支持軸部２２のストッパ部２２ａが設けられた範囲、つまり、周方向における支持軸部２２よりも車両上方側の範囲Ｒ２を除いた範囲にわたって設けられている。そして、外筒２１のフランジ部２１ａと支持軸部２２のストッパ部２２ａとの間に挟まれてフランジ部２１ａとストッパ部２２ａの両者に加硫接着等により接合されている。

このように、ブッシュ装置２０の車両下側において、支持軸部２２のストッパ部２２ａは、弾性部材２３の車両外側の端面に接合する位置に配置されており、これにより、フランジ部２１ａとストッパ部２２ａとの間に弾性部材２３（膨出部２３ａ）を挟み込む構成としている。このような構成により、後述する図３で示すように、バウンド時に軸方向車両内側への反力を生じさせて外筒２１が軸方向車両内側へ変位されるようにしている。

そして、支持軸部２２よりも車両上方側の範囲Ｒ２において、ストッパ部２２ａと弾性部材２３の膨出部２３ａを設けないようにしている。つまり、膨出部２３ａが、支持軸部２２の周方向において、支持軸部２２よりも車両上方側の範囲Ｒ２を除いて形成されてストッパ部２２ａと接合され、この範囲Ｒ２では、ストッパ部２２ａとは接合されない構成となっている。これにより、バウンド時にのみ確実に軸方向車両内側への反力が生じるようにしている。

これは、ブッシュ装置２０の車両上方側全体に支持軸部２２のストッパ部２２ａを設け、外筒２１のフランジ部２１ａとの間に弾性部材２３の膨出部２３ａを設けて接合した場合、バウンド時に外筒２１が傾いた際に車両上側では軸方向車両外側に引っ張る力が発生して外筒２１の軸方向車両内側への変位が抑制されてしまうためである。このため、本実施例では、ブッシュ装置２０の車両上方側において、弾性部材２３の膨出部２３ａと支持軸部２２のストッパ部２２ａとを無くした構成としており、外筒２１の軸方向車両外側への変位をより一層許容する構造となっている。

なお、本実施例では、一例として、外筒２１のフランジ部２１ａが周方向の全周にわたって設けられ、支持軸部２２のストッパ部２２ａと弾性部材２３の膨出部２３ａとが支持軸部の周方向において支持軸部２２よりも車両上方側の範囲Ｒ２を除く範囲に設けられるよう設定されているが、少なくとも周方向における車両下方側半周の範囲Ｒ１において、膨出部２３ａがフランジ部２１ａとストッパ部２２ａとの間に挟まれた状態で両者に接合され、支持軸部２２よりも車両上方側の範囲Ｒ２において、膨出部２３ａとストッパ部２２ａとが接合されないよう構成されていればよい。

従って、例えば、支持軸部２２のストッパ部２２ａを全周に設けても、車両上方側の範囲Ｒ２において、膨出部２３ａがなければ良く、逆に、ストッパ部２２ａが車両上方側の範囲Ｒ２になければ、弾性部材２３の膨出部２３ａを全周に設けてもよい。又、同様の理由から、全周に設けている外筒２１のフランジ部２１ａは、外筒２１の周方向において、車両上方側の範囲Ｒ２を除く範囲に形成した構成としてもよい。即ち、外筒２１のフランジ部２１ａ、支持軸部２２のストッパ部２２ａ及び弾性部材２３の膨出部２３ａは、どのような範囲に設定されても、上述した構成を満たしていれば、後述する作用・効果を奏することが可能である。

次に、図３を参照して、本実施例のブッシュ装置２０の動きについて説明する。

前述の図５、図６でも説明したように、本実施例の車両用サスペンション１０も、車両の旋回に伴い、タイヤ１１と共に上下にストロークし、そのキャンバ角が変化する。そして、バウンド時には、キャンバ角の変化により、トレーリングアーム１３も傾き、そのブッシュ装置２０も、直進時の状態（図３中の実線）から旋回時におけるバウンド時の状態（図３中の点線）に変化する。

このとき、本実施例においても、キャンバ角の変化により外筒２１が、その車両上方側が軸方向車両内側へ変位し、車両下方側が軸方向車両外側へ変位した状態に傾き、その傾きを利用して、外筒２１（フランジ部２１ａ）を膨出部２３ａ、ストッパ部２２ａに押し付ける動きとなる。そして、その際に発生する反力Ｆにより、ブッシュ装置２０を軸方向車両内側に移動し、これにより、トー変化が起こるため、ロールステアを制御することができる。

このように、フランジ部２１ａやストッパ部２２ａが弾性部材２３に接合されて常に接触している（隙間がない）ので、従来当接することで発生していた異音を抑制することができ、又、組み付け及び製品のばらつきも抑制されて、ステア特性のばらつきを抑制することもできる。

次に、本実施例のブッシュ装置２０によるトー特性を図４のグラフに示す。図４のグラフにおいて、実線で示す特性が本実施例のブッシュ装置２０によるトー特性である。又、縦軸はホイールセンタでのストロークであり、横軸はトーアングルである。なお、比較のため、従来のブッシュのトー特性も併記し、点線で示した。

図４のグラフに示すように、従来のブッシュを用いた場合には、バウンド時の大ストローク域でのトーイン量を増加させることはできず、あるストロークを境にトーイン量が減少してしまう。その結果、走行安定性を向上させることが難しく、又、ストロークによっては急激な挙動の変化を招くおそれがある。

一方、本実施例のブッシュ装置２０を用いた場合には、バウンド時の大ストローク域でのトーイン量を増加させることができる。これは、ブッシュ装置２０の支持軸部２２の車両上方側の範囲Ｒ２にストッパ部２２ａと膨出部２３ａを設けずに、外筒２１の軸方向車両内側への変位を許容できる構成としたためである。従って、バウンド時の大ストローク域でのトーイン量を増加する構成とすることにより、バウンド時の大ストローク域において、ロールステアをトーインに制御して、走行安定性を向上させることができる。なお、図４に示すグラフにおいて、上側が旋回外側での特性に該当し、下側が旋回内側の特性に該当する。

なお、トーイン量の大小は、外筒２１（フランジ部２１ａ）とストッパ部２２ａとの接触面積や弾性部材２３（例えば、ゴム）の硬度によって調整可能である。

以上説明してきたように、本実施例のブッシュ装置を用いた場合には、異音の発生を防止すると共に、ロールステアの制御が可能とあり、又、組み付け時のばらつき等によるロールステア特性のばらつきも抑制することもできる。

本発明は、車両用サスペンションのブッシュ装置に好適なものである。

１０ 車両用サスペンション
１１ タイヤ
１２ クロスメンバ
１３ トレーリングアーム
１４ ロアアーム
１５ アッパーアーム
２０ ブッシュ装置
２１ 外筒
２１ａ フランジ部
２２ 支持軸部
２２ａ ストッパ部
２３ 弾性部材
２３ａ 膨出部

Claims (3)

1. 軸方向が車両左右方向に配置されて、車両用サスペンションのアーム部材を車体に弾性的に連結するブッシュ装置であって、
   前記ブッシュ装置は、筒状に形成されて外周面が前記アーム部材に装着される外筒と、
   前記外筒内に挿通された状態で設けられ、前記車体側に連結されて前記アーム部材を支持する支持軸部と、
   前記外筒の内周面と前記支持軸部の外周面との間に設けられ、前記外筒及び前記支持軸部に接合される弾性部材とを備え、
   前記支持軸部は、前記外筒よりも軸方向車両外側の外周面に周方向に沿って突出するように設けられ、少なくとも車両下方側半周の範囲に形成されるストッパ部を有し、
   前記外筒は、軸方向車両外側の端縁部に周方向に沿って径方向外側へ突出するように設けられ、少なくとも車両下方側半周の範囲に形成されるフランジ部を有し、
   前記弾性部材は、前記外筒の前記フランジ部よりも軸方向車両外側に延設されると共に前記フランジ部に沿って径方向外側へ膨出形成され、前記ストッパ部と前記フランジ部に接合される膨出部を有し、
   前記膨出部は、前記支持軸部の周方向に沿って、少なくとも車両下方側半周の範囲に形成されて前記ストッパ部と前記フランジ部に接合され、前記支持軸部よりも車両上方側の範囲では前記ストッパ部とは接合されないように構成されていることを特徴とする車両用サスペンションのブッシュ装置。
2. 請求項１に記載の車両用サスペンションのブッシュ装置において、
   前記膨出部は、前記支持軸部の周方向における前記支持軸部よりも車両上方側の範囲を除いて形成されていることを特徴とする車両用サスペンションのブッシュ装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の車両用サスペンションのブッシュ装置において、
   前記ストッパ部は、前記支持軸部の周方向における前記支持軸部よりも車両上方側の範囲を除いて形成されていることを特徴とする車両用サスペンションのブッシュ装置。

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