JP5497003B2 - ねじれスリップを有する曲げられたブッシング - Google Patents

Description

本開示は、車両にコンポーネントを固定するエラストマーブッシングに関する。さらに詳しくは、本開示は、車両にコンポーネントを取り付けるための、ねじれスリップの形態を含むエラストマーブッシングに関する。

この節の記載は、単に本開示に関連した背景情報を提供するだけであり、先行技術を構成するものではない。

トラック、バス、および、他の頑丈な応用装置は、車両のシャーシ（バネの付いていない部分（ｕｎｓｐｒｕｎｇ ｐｏｒｔｉｏｎ））および車両の本体（スプリング付きの部分（ｓｐｒｕｎｇ ｐｏｒｔｉｏｎ））を接続するための独立した正面および／または独立した後方のサスペンションシステムを使用して共通に設計されている。独立したサスペンションシステムは、通常、車両のタイヤを支持する上側コントロールアーム、下側コントロールアームおよびハブまたはナックルを含む。各々のコントロールアームは、１つ以上のエラストマーブッシングを使用して車両のフレームまたは他の構造コンポーネント（ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）に取り付けられる。各々のエラストマーブッシングは、通常、コントロールアームに押し込まれる外側の金属チューブ、外側の金属ハウジング内に位置されるエラストマの層、および、エラストマの層の中心を通って延びる内側の金属ハウジングから成る。内側金属ハウジングは、フレーム上のブラケットに取り付けられ、車両の支持構造またはスプリング付きの部分、または、ボルトは、内側金属を介して延びて、適切なブラケットと嵌合することによって、車両のフレーム、支持構造またはスプリング付きの部分にコントロールアームの端部を固定する。車両が移動するとき、車両のスプリング付きの、および、バネの付いていない部分の間の相対的な動きは、コイルスプリング、トーションバー、エアスプリングの撓み（ｆｌｅｘｉｎｇ）によって、または別の弾力的なデバイスによって、収められる。弾力的なデバイス（ｒｅｓｉｌｉｅｎｔ ｄｅｖｉｃｅ）の撓曲（ｆｌｅｘｉｎｇ）は、コントロールアームを車両のスプリング付きの部分に固定する枢軸ブッシング（ｐｉｖｏｔ ｂｕｓｈｉｎｇｓ）の両方に、コントロールアームの端部を枢軸させる。

エラストマーブッシングは、この枢軸の動作を容易にして、および、衝撃から車両を分離するために使用される。効果的に内と外との金属ハウジングの間に位置づけられるエラストマの層は、車両のバネの付いていない部分から、車両のスプリング付きの部分を分離する。ある高負荷応用装置（ｈｉｇｈ ｌｏａｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ）において、外側の金属の端部は、エラストマの層を更に包み込むように、内側金属の方に渡って曲がっているかまたは形成される。端部のカーブまたは形成、そしてエラストマの層の更なる包み込みは、半径方向のスプリングレートを改良し、それは軸方向のスプリングレートを改良し、それは軸方向の保持（ｒｅｔｅｎｔｉｏｎ）を改良し、および、それはブッシングの耐久性（ｄｕｒａｂｉｌｉｔｙ）を改良する。

枢軸（ピボット）ブッシュを分離されたこれらのエラストマがフィールドにおいて満足に実行される一方、それらは問題が無いのではない。これらの先の技術のピボットブッシュと関連しているさまざまな問題は、コントロールアームの直径のバリエーションと、枢軸ブッシングがコントロールアームに押圧される範囲の断面の歪曲とを含む。コントロールアームの構成において、これらの製造バリエーションは、多くの場合、コントロールアームが軸方向荷重を受けるときに、ブッシングがコントロールアームからのスリップを可能にする。

また、より高負荷およびより高移動応用装置において、枢軸ブッシングが移動しなければならない回転角度は、枢軸ブッシングのエラストメリックコンポーネントの寿命に有害な影響をもたらす。

それで、枢軸ブッシングと関連している製造コストを最小にする一方で、ピボットブッシュの継続された開発は、回転可能性の改良、パーフォーマンスの改良、強度の改良、および、耐久性の改良に向けられた。

本開示は、枢軸ブッシングの回転可能性を増加させ、二重端部（ｄｏｕｂｌｅ−ｅｎｄｅｄ）の圧着されたブッシングの改良されたパーフォーマンスを提供する枢軸ブッシングを有する技術を提供する。本開示は、内側金属と、エラストメリック部材との間に配置されているベアリングコンポーネントを含み、それは、エラストメリック部材と、外側の管状の部材とに対する内側金属の回転を可能にする。

適用可能性の更なる範囲は、ここで提供される明細書から明瞭になる。明細書および具体例が説明の目的のみに予定にされており、本開示の範囲を限定することを予定されるものではないことは、理解されるべきである。

ここで記載されている図面は、単に図示を目的するものであり、いかなる形であれ本開示の範囲を限定することを予定するものではない。

本開示に係るエラストマーブッシングの斜視図である。 図１において示されるエラストマーブッシングの断面図である。 図１および２において示される内側金属の側面図である。 図１および２において示されるベアリングコンポーネントの側面断面図である。 図１および２において示される内側金属のアセンブリ、および、ベアリングコンポーネントの側面断面図である。 図１および２において示される内側金属、ベアリングコンポーネント、エラストマー性部材（ｅｌａｓｔｏｍｅｒｉｃ ｍｅｍｂｅｒ）および外側チューブのアセンブリの側面断面図である。 本発明の別の実施形態に係るエラストマーブッシングの側面断面図である。 本開示に係るエラストマーブッシングを組み込む車両の典型的なサスペンションである。

次の記載は、単に性質において例示的なものであり、本開示、応用装置または使用を限定することを予定されるものではない。

ここで図を参照し、全体にわたって類似の、または、対応する部分には、同様の参照符号が付されている。本開示に係るエラストマーブッシングを組み込んでいるトラック、バスまたは参照番号１０によって通常示される高負荷のサスペンションシステムは、図８において示される。サスペンションシステム１０は、車両１２のフレームまたは支持構造と、上側コントロールアーム１４と、下側コントロールアーム１６と、ハブまたはナックル１８と、コイルスプリング２０と、ショックアブソーバ２２と、駆動車軸アセンブリ２４とを備える。フレームまたは支持構造１２は、通常、「ばね上質量（ｓｐｒｕｎｇ ｍａｓｓ）」として特定される車両の本体（図示せず）および他のコンポーネントを支持する。駆動車軸アセンブリ２４は、エンジン（図示せず）からトルクを受ける差動装置（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ）またはトランスアクスル（図示せず）に取り付けられる。駆動車軸アセンブリ２４は、一対の恒速度または非恒速度ジョイント（図示せず）を含む。１つのジョイントは、差動装置に取り付けられ、および、１つのジョイントは、ハブまたはナックル１８に取り付けられる。ドライブシャフト２６は、２つのジョイント間に延びる。エンジンは、回転およびトルクを駆動車軸アセンブリ２４を介してエンジンからハブまたはナックル１８まで回転およびトルクを移送する差動装置またはトランスアクスルに伝える。ハブまたはナックル１８に取り付けられるホイール（図示せず）は、ハブまたはナックル１８を介して駆動車軸アセンブリ３４によって駆動される。恒速度または非恒速度ジョイントは、なお差動装置またはトランスアクスルから車両のホイールまでトルクを伝える間、サスペンションシステム１０が上下動を受け（ｕｎｄｅｒｇｏ ｊｏｕｎｃｅ）、動作をはね返す（ｒｅｂｏｕｎｄ ｍｏｔｉｏｎｓ）ことを可能にするさまざまな角度でトルクの伝達を可能にする。

コイルスプリング２０は、周知のように、フレームまたは支持構造１２に対するホイールの動きを弱める、車両およびショックアブソーバ２２のスプリング付きの部分に対する負荷を支持する。トルクロッドまたはアンチロールバー２８は、周知のようにフレームまたは支持構造１２に対するホイールの制御をアシストするように、フレームまたは支持構造１２と、ハブまたはナックル１８との間に配置されることができる。

ここで、図１、２および８を参照し、上側コントロールアーム１４および下側コントロールアーム１６は、一対のエラストメリックブッシングアセンブリ４６を使用してフレームまたは支持構造１２に各々取り付けられる。各々のエラストメリックブッシングアセンブリ４６は、コントロールアーム１４および１６と、フレームまたは支持構造１２との間に配置され、これらの２つのコンポーネント間の動作を収め、衝撃から車両のスプリング付きの部分を分離（ｉｓｏｌａｔｅ）する。

本開示は、上側コントロールアーム１４および１６と、フレームまたは支持構造１２との間に配置されている２つのエラストメリックブッシングアセンブリ４６を有することが示され、１つのエラストメリックブッシングアセンブリ４６が下側コントロールアーム１６と、フレームまたは支持構造１２との間に配置されるが、他のコンポーネントに対して枢軸するようにコンポーネントの１つを要するいかなる２つのコンポーネント間のエラストメリックブッシングアセンブリ４６を利用することは、本開示の範囲内である。加えて、コントロールアーム１４および１６と、フレームまたは支持構造１２との間に配置されている３つの同一のエラストメリックブッシングアセンブリ４６を有することが本開示に記載されているが、各々のエラストメリックブッシングアセンブリ４６に対して異なる設計を利用することは、本開示の範囲内である。また、本開示は、独立したサスペンションシステムと連動することを示しているが、板ばねサスペンションシステム（ｌｅａｆ ｓｐｒｉｎｇ ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍｓ）を含むがこれに限られない他のサスペンション設計のエラストメリックブッシングアセンブリ４６を利用することは、本開示の範囲内である。

ここで、図１〜６を参照し、エラストメリックブッシングアセンブリ４６は、内側コンポーネント６０と、管状のベアリング６２と、エラストマーブッシング６４と、外側コンポーネント６６とを備える。内側コンポーネント６０は、一般に円柱状の中心部分（ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌ ｃｅｎｔｅｒ ｓｅｃｔｉｏｎ）７０および一対の一般に矩形の部分７２を含む金属棒ピンとして示され、１つの一般に矩形の部分７２が円柱状の中心部分７０の各々の端部に配置されている。各々の一般に円柱状の中心部分７０は、エラストメリックブッシングアセンブリ４６を適切なブラケットに固定するために使用されるそれを介して延びているアパチャ７４を有する。内側コンポーネント６０が一般に円柱状の中心部分７０を有している棒ピン（ｂａｒ ｐｉｎ）として示されるが、一般に球状の中心部分１７０を有している図７に示されるエラストメリックブッシングアセンブリ１４６において示される内側コンポーネント１６０を含むがこれに限られるものではなく、管状の内側コンポーネント（図示せず）または公知技術の内側コンポーネントの他のいかなるタイプの異なる内側コンポーネントを有することは、本開示の範囲内である。もし、管状の内側コンポーネントが使われるならば、一般的に、内側コンポーネントを介して延びる通しボルト（ｔｈｒｏｕｇｈ ｂｏｌｔ）は枢軸ブッシング（ｐｉｖｏｔ ｂｕｓｈｉｎｇ）を車両に固定するのに使用される。

管状のベアリング６２は、図４にて図示したように一般に管状の部材として形成された金属またはプラスチックコンポーネントである。管状のベアリング６２は、一般に円柱状の中心部分７０に渡って組立てられ、および、管状のベアリング６２の端部は、それで図５にて図示されるように、円柱状の中心部分７０をまわりに形成されるかまたは曲げられる。一般に円柱状の中心部分７０に渡って管状のベアリング６２を組立てる前に、一般に円柱状の中心部分７０は、円柱状の中心部分７０に対して管状のベアリング６２の動きを容易にするために、一般に円柱状の中心部分７０と、管状のベアリング６２との間の低摩擦性界面を提供する低摩擦性耐摩耗性被膜８０でコーティングされる。図７にて図示したように、管状のベアリング１６２は、内側コンポーネント１６０の一般に球状の中心部分１７０に嵌合するように、２つの別々のインサートを使用して球状に形成される。低摩擦性耐摩耗性被膜８０は、低摩擦性界面を提供するために、一般に球状の中心部分１７０と、管状のベアリング１６２との間に配置されている。管状のベアリング１６２は、２つの別々のインサートを使用することが示されているとともに、単一のピースの管状のベアリング１６２を使用すること、そして、上記で議論した管状のベアリング６２と類似の方法で管状のベアリング１６２を球状形状に形成することは本開示の範囲内である。

エラストマーブッシング６４は、管状のベアリング６２と、外側コンポーネント６６との間に位置づけられるエラストメリック環状部材である。エラストマーブッシング６４の自由な状態の直径は、それがエラストメリックブッシングアセンブリ４６またはエラストメリックブッシングアセンブリ１４６に組立てられるときに指定されたパーセントの圧縮がエラストマーブッシング６４に適用されるように、管状のベアリング６２または管状ベアリング１６２と、外側コンポーネント６６との間の空間より大きい。エラストマーブッシング６４のアセンブリは、外側コンポーネント６６にエラストマーブッシング６４を最初に結合すること、そして内側コンポーネント６０若しくは内側コンポーネント１６０および管状のベアリング６２若しくは管状のベアリング１６２のアセンブリをエラストマーブッシング６４の中心に挿入することによって達成される。内側コンポーネント６０若しくは内側コンポーネント１６０および管状のベアリング６２若しくは管状のベアリング１６２のアセンブリの間のエラストマーブッシング６４の圧縮は、２つの間の相対運動に抵抗するエラストマーブッシング６４と、管状のベアリング６２若しくは管状のベアリング１６２との間の機械的な結合を作成する。外側のコンポーネント６６に結合されているようにエラストマーブッシング６４が記載されているが、管状のベアリング６２若しくは管状のベアリング１６２にエラストマーブッシング６４を結合すること、および、エラストマーブッシング６４と、外側のコンポーネント６６との間の機械的な結合に依存すること；両方の、管状のベアリング６２または管状のベアリング１６２および外側コンポーネント６６にエラストマーブッシング６４を結合すること；または、どちらかのコンポーネントにエラストマーブッシングを結合させずに、エラストマーブッシング６４の圧縮によって作成されるエラストマーブッシング６４と、管状のベアリング６２若しくは管状のベアリング１６２との間の機械的な結合、および、エラストマーブッシング６４と、外側コンポーネント６６との間の機械的な結合に依存することは、本開示の範囲内である。

外側コンポーネント６６は、エラストマーブッシング６４に結合される金属円筒チューブである。一旦、エラストマーブッシング６４および外側のコンポーネント６６のアセンブリが図６にて図示したように、内側コンポーネント６０および管状のベアリング６２で組立てられると、外側コンポーネント６６の端部は、図２にて図示するように、エラストマーブッシング６４を包み込むように（ｔｏ ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｅ）、エラストメリックブッシング６４に渡って（ｏｖｅｒ ｅｌａｓｔｏｍｅｒｉｃ ｂｕｓｈｉｎｇ ６４）形成されるかまたは曲げられる。

エラストメリックブッシングアセンブリ４６またはエラストメリックブッシングアセンブリ１４６は、高荷重容量（ｈｉｇｈ ｌｏａｄ ｃａｐａｃｉｔｙ）および高角度容量（ｈｉｇｈ ａｎｇｕｌａｒ ｃａｐａｃｉｔｙ）が必要とされるいかなる応用装置にも利用されることができる。エラストメリックブッシングアセンブリ４６またはエラストメリックブッシングアセンブリ１４６の作動は、内側コンポーネント６０または内側コンポーネント１６０の軸を中心に印加されているねじりモーメントから成る。このモーメントによって、低摩擦性コーティングされた内側コンポーネント６０または内側コンポーネント１６０と、管状のベアリング６２または管状のベアリング１６２との間に順番に相対的運動が生じる。管状のベアリング６２または管状のベアリング１６２は、管状のベアリング６２または管状のベアリング１６２と、エラストマーブッシング６４との間の機械的な結合のために定位置で保持される。エラストメリックブッシングアセンブリ４６またはエラストメリックブッシングアセンブリ１４６のアセンブリ中の、エラストマーブッシング６４の圧縮中に生じるエラストマーブッシング６４の隆起した部分（ｂｕｌｇｉｎｇ ｐｏｒｔｉｏｎｓ）８４は、管状のベアリング６２または管状のベアリング１６２のパーフォーマンスを増強する混入物質進入（ｃｏｎｔａｍｉｎａｎｔ ｉｎｇｒｅｓｓ）を妨げるように、内側コンポーネント６０または内側コンポーネント１６０とのシールを提供する。

エラストメリックブッシングアセンブリ４６またはエラストメリックブッシングアセンブリ１４６は、高関節角度（ｈｉｇｈ ａｒｔｉｃｕｌａｔｉｏｎ ａｎｇｌｅｓ）を可能にする一方で、曲げられたエラストマーブッシング（ｃｕｒｌｅｄ ｅｌａｓｔｏｍｅｒｉｃ ｂｕｓｈｉｎｇ）の高耐荷重能力（ｈｉｇｈ ｌｏａｄ ｃａｒｒｙｉｎｇ ｃａｐａｃｉｔｙ）およびアイソレーションを提供する。これは、高角度の動きが存在するところで、応用装置において、より高い耐久性のあるブッシングを提供する。エラストメリックブッシングアセンブリ４６またはエラストメリックブッシングアセンブリ１４６の付加的な利点は、隆起した部分８４の形のエラストマーシールの取り込みである。一旦、外側コンポーネント６６がエラストメリックブッシング６４に渡って、形成されるかまたは曲げられると、エラストメリックの隆起した部分８４は、管状のベアリング６２または管状のベアリング１６２を保護する混入物質（ｃｏｎｔａｍｉｎａｎｔｓ）に対して十分なシールを提供している内側コンポーネント６０または内側コンポーネント１６０に対してシールする。

Claims (15)

1. 内側コンポーネントと；
   前記内側コンポーネントの外側に配置された外側コンポーネントと；
   前記内側コンポーネントと、前記外側コンポーネントとの間に配置されたエラストマーブッシングと；
   前記内側コンポーネントに係合し、前記内側コンポーネントと、前記エラストマーブッシングとの間に配置されたベアリングとを具備し、
   前記内側コンポーネントは、前記ベアリングに対して枢動することができ、
   エラストメトリックブッシング中の前記エラストマーブッシングが圧縮されると、隆起した部分が形成され、前記隆起した部分は、前記内側コンポーネントとのシールを提供する、ブッシングアセンブリ。
   
2. 前記内側コンポーネントと、前記ベアリングとの間に配置された低摩擦性コーティングを更に具備する請求項１に係るブッシングアセンブリ。
3. 前記内側コンポーネントは、円柱状の中心部分を規定し、
   前記ベアリングは、前記内側コンポーネントの前記円柱状の中心部分のまわりに形成されている、請求項１に係るブッシングアセンブリ。
4. 前記内側コンポーネントと、前記ベアリングとの間に配置された低摩擦性コーティングを更に具備する請求項３に係るブッシングアセンブリ。
5. 前記外側コンポーネントは、前記エラストマーブッシングを包み込むように前記エラストマーブッシングの外側に形成されている、請求項３に係るブッシングアセンブリ。
6. 前記エラストマーブッシングは、前記ベアリングと、前記内側コンポーネントとの間の前記係合をシールするように、前記内側コンポーネントに対してシールする隆起した部分を形成する、請求項５に係るブッシングアセンブリ。
7. 前記内側コンポーネントと、前記ベアリングとの間に配置された低摩擦性コーティングを更に具備する請求項６に係るブッシングアセンブリ。
8. 前記外側コンポーネントは、前記エラストマーブッシングを包み込むように、前記エラストマーブッシングの外側に形成されている、請求項１に係るブッシングアセンブリ。
9. 前記エラストマーブッシングは、前記ベアリングと、前記内側コンポーネントとの間の前記係合をシールするように、前記内側コンポーネントに対してシールする隆起した部分を形成する、請求項８に係るブッシングアセンブリ。
10. 前記内側コンポーネントと、前記ベアリングとの間に配置された低摩擦性コーティングを更に具備する請求項９に係るブッシングアセンブリ。
11. 前記内側コンポーネントは、球状の中心部分を規定し、
    前記ベアリングは、前記内側コンポーネントの前記球状の中心部分のまわりに形成されている、請求項１に係るブッシングアセンブリ。
12. 前記内側コンポーネントと、前記ベアリングとの間に配置された低摩擦性コーティングを更に具備する請求項１１に係るブッシングアセンブリ。
13. 前記外側コンポーネントは、前記エラストマーブッシングを包み込むように、前記エラストマーブッシングの外側に形成されている、請求項１１に係るブッシングアセンブリ。
14. 前記エラストマーブッシングは、前記ベアリングと、前記内側コンポーネントとの間の前記係合をシールするように、前記内側コンポーネントに対してシールする隆起した部分を形成する、請求項１３に係るブッシングアセンブリ。
15. 前記内側コンポーネントと、前記ベアリングとの間に配置された低摩擦性コーティングを更に具備する請求項１４に係るブッシングアセンブリ。

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