JP5973899B2

JP5973899B2 - トーコレクトブッシュ

Info

Publication number: JP5973899B2
Application number: JP2012269506A
Authority: JP
Inventors: 智昭中村
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2012-12-10
Filing date: 2012-12-10
Publication date: 2016-08-23
Anticipated expiration: 2032-12-10
Also published as: JP2014114885A

Description

本発明は、トーションビーム式サスペンションに用いられるトーコレクトブッシュに関する。

従来から、例えば特許文献１に示されるように、自動車等の車両の、例えばリアサスペンションとして用いられるトーションビーム式サスペンションのトレーリングアームを、車体へ連結するためのブッシュとして、トーコレクトブッシュを用いることが知られている。このトーコレクトブッシュによれば、車両の旋回時に、車輪側から外筒に横力が加えられると、外筒が弾性体を弾性変形させながら傾斜部に沿って移動するので、車輪のトー方向を、操舵輪の操舵方向と同方向に向けて補正する、いわゆるトーコレクト機能をもって、車両の走行安定性を高めることができる。

特開２００２−１７８７３５号公報

しかしながら上記従来のトーコレクトブッシュでは、トーコレクト機能を生じさせるために、フランジ部とプレート部材とが、それぞれその周方向の一部分にのみ傾斜部を有する複雑な形状に形成されるので、これらの部材の製造工数が増大しコストが高くなるという問題があった。

この発明は、従来技術が抱えるこのような問題を解決することを課題とするものであり、その目的とするところは、簡易な構成でトーコレクト機能を生じさせることができる、低コストのトーコレクトブッシュを提供することにある。

本発明のトーコレクトブッシュは、車両のトーションビーム式サスペンションを構成するトレーリングアームの、車体への連結部分に用いられる、トーコレクトブッシュであって、内筒と、前記内筒の径方向外側において前記内筒と同軸に配置される外筒と、前記外筒の軸方向の一端から径方向外側に向けて延び、該外筒の軸方向に対する傾斜角度が全周に亘って一定のフランジ部と、前記内筒から径方向外側に向けて延び、前記フランジ部に対して軸方向に間隔を空けて配置されるプレート部材と、前記外筒を前記内筒に連結するとともに、前記フランジ部と前記プレート部とを連結する弾性体と、を有し、前記弾性体は、前記フランジ部と前記プレート部材との間において、前記車体への取付け姿勢の下で前記内筒に対して車両前方側となる部分及び車両後方側となる部分の両方の部分の外周面に前記内筒の側へ向けて凹む切欠き部を備え、前記内筒に対して車両前方側に設けられた前記切欠き部の底部は、前記フランジ部と前記プレート部材との軸方向中心位置に対して車両内側にずらして設けられ、前記内筒に対して車両後方側に設けられた前記切欠き部の底部は、前記フランジ部と前記プレート部材との軸方向中心位置に対して、車両外側にずらして設けられ、前記弾性体は、前記フランジ部と前記プレート部材との間において、前記内筒に対する車両前方側の部分の外周面と車両後方側の部分の外周面とが、軸対称でない形状であることを特徴とする。
この構成によれば、弾性体はフランジ部とプレート部材との間の部分の外周面に、底部がフランジ部とプレート部との軸方向中心位置に対して軸方向の一方側にずれた切欠き部を備えることでトーコレクト機能を生じさせることができるので、フランジ部とプレート部材とをその周方向の一部にのみ傾斜部が設けられた複雑な形状とすることなく、これらを簡易な構成としてトーコレクトブッシュの製造工数やコストを低減することができる。また、弾性体の内筒に対して車両前方側と車両後方側の両側の部分でトーコレクト機能を生じさせることができるので、車両旋回時に、弾性体に加わる負荷を内筒を挟んだ車両前方側と車両後方側とに均等に分散させて弾性体の耐久性を高めることができる。

さらに、前記プレート部材には、前記フランジ部の側へ向けて突出する凸部を設けるのが好ましい。
この構成によれば、プレート部材とフランジ部との間の弾性体の凸部に設けられた部分の軸方向寸法を低減させて当該部分における弾性体のばね定数を高めることができるので、弾性体のフランジ部とプレート部材との間の部分の外周面に切欠き部を設けるようにしても、フランジ部とプレート部材との間における弾性体の弾性力を確保して、車両旋回時に加えられる横力を弾性体に確実に支持させることができる。

さらに、前記切欠き部は、前記弾性体の外周面の一部をその弦方向へ向けて真っ直ぐに切り欠いた形状に形成されているのが好ましい。

本発明によれば、簡易な構成でトーコレクト機能を生じさせることができる、低コストのトーコレクトブッシュを提供することができる。

参考例であるトーコレクトブッシュが用いられたトーションビーム式サスペンションの構成を概略で示す上面図である。図１に示すトーコレクトブッシュの縦断面図である。図２に示すトーコレクトブッシュの平面図である。本発明の一実施の形態であるトーコレクトブッシュの縦断面図である。

以下に図面を参照しつつ、この発明の実施の形態について例示説明する。

図１に示すトーションビーム式サスペンション１は、例えば自動車等の車両のリアサスペンションとして用いられるものである。このトーションビーム式サスペンション１は、車両の右側の後輪２が取り付けられる右側のトレーリングアーム３と、車両の左側の後輪４が取り付けられる左側のトレーリングアーム５とを備え、これらのトレーリングアーム３，５は、車幅方向に延びるトーションビーム６により互いに連結されている。また、これらのトレーリングアーム３，５は、それぞれ、その車両前方側の端部において、本発明の一実施の形態であるトーコレクトブッシュ７，８を介して、車体９に回動自在に連結されている。

右側のトレーリングアーム３の、車体９への連結部分に用いられるトーコレクトブッシュ７と、左側のトレーリングアーム５の、車体９への連結部分に用いられるトーコレクトブッシュ８は、互いに左右逆向きに配置されるが、その構造は基本的に同一であるので、以下では、本発明のトーコレクトブッシュの構造について、主に右側のトーコレクトブッシュ７に基づいて説明する。

図２に示すように、参考例のトーコレクトブッシュ７は、内筒１０と外筒１１とを有している。
内筒１０は、例えば鋼材等により軸心に貫通孔１０ａを有する真っ直ぐな軸状に形成されており、後述のようにその軸心を中心として車体９に回動自在に連結される。
一方外筒１１は、例えば鋼板等の金属板をプレス加工することにより内筒１０よりも大径、且つ内筒１０よりも軸方向寸法が短い円筒状に形成されている。外筒１１は、内筒１０の径方向外側つまり外周側に、内筒１０と同軸に配置されており、内筒１０と外筒１１の間には径方向に間隔が設けられている。

外筒１１の軸方向の一端には、その全周に亘ってフランジ部１２が設けられている。このフランジ部１２は外筒１１の一端から径方向外側に向けて、外筒１１の軸方向に対して垂直に延びた平板状に形成されている。図示する場合では、フランジ部１２はその全周に亘って外筒１１の軸方向に垂直に延びた形状に形成されているが、外筒１１の軸方向に対する傾斜角度が全周に亘って一定であれば、フランジ部１２を当該軸方向に対して垂直以外の角度で傾斜するテーパ状に形成することもできる。また、図示する場合では、フランジ部１２は外筒１１の軸方向端部を径方向外側に折り曲げることで外筒１１と一体に形成されているが、逆にフランジ部１２に対して外筒１１を折り曲げてもよく、外筒１１とは別体に形成したフランジ部１２を溶接等の固定手段により外筒１１に固定する構造としてもよい。また、外筒１１のフランジ部１２と同様に内筒１０の軸方向の一端から延びる構成としてもよい。

内筒１０には、その軸方向端の近傍にプレート部材１３が固定されている。プレート部材１３は、例えば鋼板等により、内筒１０の径方向外側に向けて内筒１０の軸方向に垂直に延びる平板状に形成されている。このプレート部材１３はフランジ部１２に対して軸方向に所定の間隔を空けて配置され、当該位置において溶接や圧入等の手段により内筒１０の外周面に固定されている。なお、プレート部材１３を内筒１０と一体の構成とするようにしてもよい。

内筒１０とプレート部材１３とで構成される内側部材１４と、外筒１１とフランジ部１２とで構成される外側部材１５との間には、弾性体としてゴム体１６が配置されている。弾性体としては、ゴム体１６に代えて熱可塑性エラストマー等を用いることもできる。このゴム体１６は加硫接着等の手段により、内筒１０の外周面、外筒１１の内周面、フランジ部１２のプレート部材１３に対向する側の面およびプレート部材１３のフランジ部１２に対向する側の面にそれぞれ固着している。これにより、外筒１１は内筒１０にゴム体１６により弾性的に連結され、フランジ部１２はプレート部材１３にゴム体１６により弾性的に連結されている。つまり、内側部材１４と外側部材１５とがゴム体１６により連結されている。このゴム体１６は、外筒１１と内筒１０との間の第１部分１６ａにおいてこのトーコレクトブッシュ７に加わる径方向荷重を支持し、フランジ部１２とプレート部材１３の間の第２部分１６ｂにおいてこのトーコレクトブッシュ７に加わる軸方向荷重を支持する。そして、外側部材１５は、ゴム体１６が弾性変形することにより内側部材１４に対して軸方向および径方向に変位することができる。
ゴム体１６の第１部分１６ａには、そのプレート部材１３側とは反対側を向く端面から軸方向に沿って延びる複数の切り抜き孔１６ｃが設けられている。また、プレート部材１３のフランジ部１２側とは反対側を向く面にはゴムシート１７が固着されている。

左右のトーコレクトブッシュ７，８は、それぞれ図１に示すように、内筒１０の貫通孔１０ａにボルト１８が挿通され、このボルト１８が車体９に設けられた一対のブラケット９ａにナット１９で固定されることにより、ボルト１８を軸心として回動自在に車体９に連結される。本参考例においては、左右のトーコレクトブッシュ７，８は、それぞれ外筒１１に対してフランジ部１２とプレート部材１３とが車体外側に位置する向きで車体９に取り付けられる。そして、右側のトーコレクトブッシュ７の外筒１１には右側のトレーリングアーム３が圧入等の手段により連結され、左側のトーコレクトブッシュ８の外筒１１には左側のトレーリングアーム５が圧入等の手段により連結されている。

このような構成により、各トレーリングアーム３，５は、トーコレクトブッシュ７，８を支点として回動して車両のサスペンションとして機能することができる。また、内筒１０と外筒１１との間のゴム体１６の第１部分１６ａによりボルト１８を介して内筒１０に加わる車両の荷重を弾性的に支持することができ、フランジ部１２とプレート部材１３との間のゴム体１６の第２部分１６ｂにより車両の旋回時に後輪２，４からトレーリングアーム３，５を介して外筒１１に伝達される横力を弾性的に支持することができる。さらに、ゴム体１６により後輪２，４の側からトレーリングアーム３，５を介して車体９に伝達される振動を低減することができる。

本発明のトーコレクトブッシュ７，８は、車両の旋回時にゴム体１６の弾性変形により後輪２，４のトー方向が操舵輪とは逆位相の方向へ向くことを防止するため、つまりトーコレクト機能を生じさせるために、ゴム体１６の第２部分１６ｂのフランジ部１２とプレート部材１３との間から露出する外周面に切欠き部（すぐり部）２０を設けている。
図２に示す参考例においては、切欠き部２０はゴム体１６の第２部分１６ｂの内筒１０に対して車両前方側の部分の外周面に設けられる。換言すれば、参考例のトーコレクトブッシュ７，８は、切欠き部２０のある側が車両の前方側となるように車両に取付けられる。切欠き部２０のある側が内筒１０に対して車両前方側の部分の外周面に設けられるとは、トレーリングアーム３，５がトーコレクトブッシュ７，８を支点として所定のストロークの範囲内で上下方向に揺動しても、常に切欠き部２０の半分以上の部分が内筒１０に対して車両前方側に位置するように設けられるということである。

図２、図３に示すように、切欠き部２０は、ゴム体１６の第２部分１６ｂの外周面の一部をその弦方向へ向けて真っ直ぐに切り欠いた形状に形成されている。つまり、切欠き部２０は、内筒１０の側へ向けて凹む底部２０ａが弦方向に沿って真っ直ぐに延びる凹形状となっている。また、図２に示すように、切欠き部２０はその底部２０ａ、つまり最も深く切り込まれた位置がフランジ部１２とプレート部材１３の間の軸方向の中心位置Ｐに対して車両の内側にずれて設けられている。したがって、フランジ部１２の表面から底部２０ａまでの軸方向距離は、プレート部材１３の表面から底部２０ａまでの軸方向距離よりも短くなっている。また、切欠き部２０のフランジ部１２と底部２０ａとの間の第１内面２０ｂは、プレート部材１３と底部２０ａとの間の第２内面２０ｃよりも内筒１０の軸方向に対する傾斜角度が大きくなっている。

ゴム体１６の第２部分１６ｂの切欠き部２０が設けられない部分の外周面は、フランジ部１２とプレート部材１３の間の軸方向中心位置Ｐを挟んで対称な湾曲面に形成されている。したがって、ゴム体１６の第２部分１６ｂの内筒１０に対して車両前方側を向く部分の外周面と、車両後方側を向く部分の外周面とは、軸対称でない非対称な形状となっている。

このように、ゴム体１６の第２部分１６ｂの内筒１０に対して車両前方側となる外周面に底部２０ａが車両内側に偏った形状の切欠き部２０を設けたことにより、車両の旋回時に外筒１１にトーコレクト力を生じさせることができる。
例えば、車両が右に旋回する時には、後輪２，４には車両右側に向く横力が加わる。この横力がトレーリングアーム３，５を介して右側のトーコレクトブッシュ７の外筒１１に車両外側へ向く軸方向荷重として加えられると、ゴム体１６の弾性変形により内筒１０に固定されたプレート部材１３に対してフランジ部１２がプレート部材１３の側に向けて軸方向に移動し、フランジ部１２とプレート部材１３との間でゴム体１６の第２部分１６ｂが圧縮される。このとき、切欠き部２０の底部２０ａは、フランジ部１２とプレート部材１３の中央位置Ｐに対して車両内側にずらして設けられているので、外筒１１に車両外側へ向く横力が加えられてゴム体１６の第２部分１６ｂがフランジ部１２とプレート部材１３との間で軸方向に圧縮されると、ゴム体１６の第２部分１６ｂの第２内面２０ｃとプレート部材１３との間の部分が内筒１０の側へ向けて大きく弾性変形して、外筒１１に車両外側へ向くとともに内筒１０の軸方向に対して車両後方側へ傾斜した方向のトーコレクト力が加えられることになる。これにより、右側のトーコレクトブッシュ７の外筒１１は、内筒１０に対して車両後方側へ向けて変位量ｈだけずれを生じることになる。したがって、右側のトーコレクトブッシュ７の外筒１１は、トーコレクト力によりその軸方向を内筒１０の軸方向と平行に保ったまま、図１中に矢印で示す右下方向へ向けて変位することになる。

一方、車両の左側のトーコレクトブッシュ８は、車両の右側のトーコレクトブッシュ７に対して左右対称に形成されているので、右側のトーコレクトブッシュ７とは反対に、その外筒１１には車両内側へ向くとともに内筒１０の軸方向に対して車両前方側へ傾斜したトーコレクト力が加えられることになる。これにより、左側のトーコレクトブッシュ８の外筒１１は、内筒１０に対して車両前方側へ向けて変位量ｈだけずれを生じることになる。したがって、左側のトーコレクトブッシュ８の外筒１１は、トーコレクト力によりその軸方向を内筒１０の軸方向と平行に保ったまま、図１中に矢印で示す右上方向へ向けて変位することになる。

したがって、車両の旋回時には、左右のトーコレクトブッシュ７，８がそれぞれ車両の前後方向で逆向きに内筒１０に対する外筒１１の変位ｈを生じることになるので、当該変位ｈにより左右のトレーリングアーム３，５つまりは左右の後輪２，４は操舵輪と同位相の方向へ向けてトー方向が補正されることになる。

このように、本発明では、ゴム体１６の第２部分１６ｂの車両前方側の部分の外周面に設けた切欠き部２０の底部２０ａをフランジ部１２とプレート部材１３の中央位置Ｐに対して車両内側にずらして設けたので、車両の旋回時に後輪２，４のトー方向を補正することができるトーコレクトブッシュ７，８を簡易な構成で構成することができる。

図２、図３に示すように、このトーコレクトブッシュ７には、プレート部材１３の切欠き部２０に対して内筒１０の軸心を中心とした軸対称の位置に凸部２１を設けることができる。図示する場合では、凸部２１は、プレート部材１３をプレス加工等で加工することにより、内筒１０の軸心を中心として円弧状に延びるとともにフランジ部１２の側へ向けて軸方向に突出するリブ状に形成されているが、凸部２１はフランジ部１２に向けて突出する形状であれば他の形状とすることもできる。凸部２１を設けることにより、フランジ部１２とプレート部材１３との間に配置されたゴム体１６の第２部分１６ｂの軸方向寸法を低減させて、当該部分のばね定数を所望の値に高めることができる。

図３に示すように、プレート部材１３は、切欠き部２０が設けられた部分に対応した方向の外形形状が切欠き部２０の底部２０ａに平行な直線状とされている。一方、プレート部材１３の切欠き部２０が設けられた部分とは内筒１０を挟んで反対側となる部分の外形形状は円弧状とされている。また、これらの外形形状を連ねる側方の外形形状は、それぞれ切欠き部２０の底部２０ａに垂直な方向に延びる直線状とされている。さらに、ゴム体１６の第２部分１６ｂの外周面の切欠き部２０が設けられた部分の両側部分は、プレート部材１３の側方の外形形状に合わせて直線状に形成されている。
このように、プレート部材１３は、切欠き部２０が設けられる側と設けられない側とでその形状が相違する軸対称でない形状となっている。したがって、このトーコレクトブッシュ７，８をトレーリングアーム３，５や車体９に取り付ける際には、プレート部材１３の形状によりその取付け方向を確認することができる。

図４は、本発明の一実施の形態であるトーコレクトブッシュ７の縦断面図である。
この実施の形態では、ゴム体１６の第２部分１６ｂの内筒１０の車両前方側の部分の外周面に加えて、ゴム体１６の第２部分１６ｂの内筒１０の車両後方側の部分の外周面にも切欠き部２０を設けるようにしている。内筒１０に対して車両後方側の部分とは、トレーリングアーム３，５がトーコレクトブッシュ７，８を支点として所定のストロークの範囲内で上下方向に揺動しても、常に切欠き部２０の半分以上の部分が内筒１０に対して車両後方側に位置する部分である。

この実施の形態の場合、内筒１０に対して車両後方側に配置される切欠き部２０は、車両前方側に配置される切欠き部２０とは反対に、その底部２０ａの位置がフランジ部１２とプレート部材１３の間の軸方向の中心位置Ｐに対して車両の外側にずれて設けられている。つまり、車両前方側の切欠き部２０と車両後方側の切欠き部２０は、フランジ部１２とプレート部材１３の間の軸方向の中心位置Ｐと内筒１０の軸心との交点を中心として点対称な形状となっている。したがって、車両の旋回時に外筒１１に横力が加えられると、車両後方側の切欠き部２０も車両前方側の切欠き部２０と同一方向のトーコレクト力を発生することができる。これにより、ゴム体１６の内筒１０に対して車両前方側の部分と後方側の部分の両側において均等にトーコレクト力を発生させることができる。

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

例えば、図１に示す場合では、左右のトーコレクトブッシュ７，８をそれぞれ外筒１１に対してフランジ部１２とプレート部材１３が車体外側に位置する向きで車体９に取り付けるようにしているが、これらのトーコレクトブッシュ７，８をそれぞれ外筒１１に対してフランジ部１２とプレート部材１３が車両内側に位置する向きで車体９に取り付けることもできる。

さらに、切欠き部２０は、ゴム体１６の外周面の一部をその弦方向へ向けて真っ直ぐに切り欠いた形状に限らず、内筒１０の側へ向けて凹んだ形状であれば、例えば窪んだ凹形状など他の形状とすることもできる。

さらに、切欠き部２０の底部２０ａは、内筒１０の軸方向に平行、且つ内筒１０の軸方向に沿った方向に幅を有する面として構成されてもよい。この場合、当該面の軸方向中心位置が、フランジ部１２とプレート部材１３の間の軸方向の中心位置Ｐに対して車両の内側または外側にずれていればよい。

さらに、凸部２１は、切欠き部２０に対して内筒１０の軸心を中心とした軸対称の位置に限らず、任意の位置に設けることもできる。また、その形状も円弧形のリブ状に限らず、例えば円形の突起状など種々の形状とすることができる。

１：トーションビーム式サスペンション３：右側のトレーリングアーム５：左側のトレーリングアーム６：ビーム７，８：トーコレクトブッシュ９：車体１０：内筒１１：外筒１２：フランジ部１３：プレート部材１６：ゴム体（弾性体）２０：切欠き部２０ａ：底部２１：凸部Ｐ：中心位置

Claims

車両のトーションビーム式サスペンションを構成するトレーリングアームの、車体への連結部分に用いられる、トーコレクトブッシュであって、
内筒と、
前記内筒の径方向外側において前記内筒と同軸に配置される外筒と、
前記外筒の軸方向の一端から径方向外側に向けて延び、該外筒の軸方向に対する傾斜角度が全周に亘って一定のフランジ部と、
前記内筒から径方向外側に向けて延び、前記フランジ部に対して軸方向に間隔を空けて配置されるプレート部材と、
前記外筒を前記内筒に連結するとともに、前記フランジ部と前記プレート部とを連結する弾性体と、を有し、
前記弾性体は、前記フランジ部と前記プレート部材との間において、前記車体への取付け姿勢の下で前記内筒に対して車両前方側となる部分及び車両後方側となる部分の両方の部分の外周面に前記内筒の側へ向けて凹む切欠き部を備え、
前記内筒に対して車両前方側に設けられた前記切欠き部の底部は、前記フランジ部と前記プレート部材との軸方向中心位置に対して、車両内側にずらして設けられ、前記内筒に対して車両後方側に設けられた前記切欠き部の底部は、前記フランジ部と前記プレート部材との軸方向中心位置に対して、車両外側にずらして設けられ、
前記弾性体は、前記フランジ部と前記プレート部材との間において、前記内筒に対する車両前方側の部分の外周面と車両後方側の部分の外周面とが、軸対称でない形状である、トーコレクトブッシュ。
前記プレート部材に、前記フランジ部の側へ向けて突出する凸部を設けた、請求項１記載のトーコレクトブッシュ。
前記切欠き部は、前記弾性体の外周面の一部をその弦方向へ向けて真っ直ぐに切り欠いた形状に形成されている、請求項１または２記載のトーコレクトブッシュ。