JP6438240B2

JP6438240B2 - 車両用ブッシュおよびシャシフレーム支持構造

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Publication number: JP6438240B2
Application number: JP2014178194A
Authority: JP
Inventors: 史暁徳橋
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2014-09-02
Filing date: 2014-09-02
Publication date: 2018-12-12
Anticipated expiration: 2034-09-02
Also published as: JP2016050669A

Description

本発明は、車両用ブッシュおよびシャシフレーム支持構造に関するものである。

内側部材と外筒部材との間を弾性体で連結したブッシュとしては、車両サスペンションのサブフレーム支持構造に採用されるものがある（例えば、特許文献１参照）。このサブフレーム支持構造は、差動装置を設けたサブフレームを、略鉛直方向に沿った中心軸を有するブッシュを介して車体（ボディ）に連結するとともに、前記ブッシュにおける前記内筒部材の中間部の水平断面形状を前記サブフレームのヨーイング中心と前記内筒部材の中心軸とを通る第１の方向と直交する第２の方向に大きくすることで、ヨーイングおよびピッチングを抑制している。

特開２０１１−５７０２１号公報

しかしながら、前記サブフレームには、様々なサスペンションリンク機構を介してタイヤが取り付けられている。このため、路面状態に起因した振動等が前記タイヤから入力されたとき、前記サブフレームのロール回転中心軸と、その他のサスペンションリンク機構のロール回転中心軸とがそれぞれ異なることから、前記サブフレームと前記サスペンションリンク機構とは相対的に別々の動きとなる。こうした異なる動きは、車両の操縦安定性に影響を与えることが懸念される。

そこで、前記ブッシュの前記弾性体として硬度が高いゴムを使用すれば、当該ブッシュ自体の剛性が高まることで、前記サブフレームの動きが抑制されるため、車両の操縦安定性が向上する。

一方、ゴム硬度を高くして前記ブッシュの剛性を高めた場合、動的ばね定数が高くなることから、振動や騒音を伝達しやすくなるため、防振・防音性能などの性能悪化が考えられる。

こうしたことへの対策としては、前記ブッシュの弾性主軸の方向を変えるべく、例えば、前記ブッシュ自体を傾けて取り付けることが考えられる。このように前記ブッシュ自体を傾けて取り付ければ、前記サブフレームのロール回転中心軸と、前記サスペンションリンク機構のロール回転中心軸とを近付けることができるため、前記サブフレームのロール回転角度が低減されることにより、前記サブフレームの相対動きを減少させることができる。

ところが、前記ブッシュ自体を傾けて取り付ける場合、前記サブフレーム及び／又は前記車体への取り付けが困難になるという新たな問題が生じる。

本発明の目的は、組み立て時の作業性を損なうことなく、車両の操縦安定性を向上させることが可能な、車両用ブッシュおよびシャシフレーム支持構造を提供することにある。

本発明の車両用ブッシュは、車両の車幅方向の左右二箇所の少なくとも一方の位置に配置されるブッシュであって、前記ブッシュは、内側部材と、前記内側部材を取り囲む外筒部材と、前記内側部材と前記外筒部材との間に配置される弾性体とを有して、前記内側部材の中心軸を車両上下方向として車両に取り付けられるものであって、前記内側部材および前記外筒部材の一方は、車両に取り付けられたときに車幅方向内側に向かうに従って上方に傾斜する傾斜部を有するものであり、前記内側部材および前記外筒部材の他方は、前記傾斜部の傾斜面と対向するように前記内側部材および前記外筒部材の前記一方に向かって突出する対向部を有するものであり、前記弾性体は、少なくとも、前記傾斜部と前記対向部との間に介在する部分を含むものである。
本発明の車両用ブッシュによれば、当該車両用ブッシュを車両上下方向に対して傾けることなく、弾性主軸の方向が変えられることで、組み立て時の作業性を損なうことなく、車両の操縦安定性を向上させることができる。

本発明の車両用ブッシュにおいて、前記弾性体は、前記中心軸方向の両端面のうち、前記傾斜部を挟んで前記対向部と反対側の前記端面に開口して当該端面と前記傾斜部との間に延在する空洞部を有することが好ましい。
この場合、前記弾性主軸をより大きく傾かせることができる。

本発明の車両用ブッシュにおいて、前記内側部材および前記外筒部材の一方は、車両に取り付けられたときに車幅方向内側に向かうに従って上方に傾斜する他の傾斜部を有するものであり、前記内側部材および前記外筒部材の他方は、前記他の傾斜部の傾斜面と対向するように前記内側部材および前記外筒部材の前記一方に向かって突出する他の対向部を有するものであり、前記弾性体は、前記他の傾斜部と前記他の対向部との間に介在する部分をさらに含むものであることが好ましい。
この場合、前記弾性主軸の傾きを大きく確保しつつ、当該弾性主軸の傾きを安定的に一定の状態に維持することができる。

本発明の車両用ブッシュにおいて、前記弾性体は、前記中心軸方向の両端面のうち、前記他の傾斜部を挟んで前記他の対向部と反対側の前記端面に開口して当該端面と前記他の傾斜部との間に延在する、他の空洞部を有することが好ましい。
この場合、前記弾性主軸をより大きく傾かせることができる。

本発明のシャシフレーム支持構造は、シャシフレームと、前記シャシフレームの車幅方向の左右二箇所の位置に配置される少なくとも２つのブッシュとを有し、当該ブッシュによって前記シャシフレームを支持するシャシフレーム支持構造であって、
前記ブッシュは、内側部材と、前記内側部材を取り囲む外筒部材と、前記内側部材と前記外筒部材との間に配置される弾性体とを有して、前記内側部材の中心軸を車両上下方向として車両に取り付けられ、前記内側部材および前記外筒部材の一方は、車幅方向内側に向かうに従って上方に傾斜する傾斜部を有するものであり、前記内側部材および前記外筒部材の他方は、前記傾斜部の傾斜面と対向するように前記内側部材および前記外筒部材の前記一方に向かって突出する対向部を有するものであり、前記弾性体は、少なくとも、前記傾斜部と前記対向部との間に介在する部分を含むものである。
本発明のシャシフレーム支持構造によれば、車両用ブッシュを車両上下方向に対して傾けることなく、弾性主軸の方向が変えられることで、シャシフレームのロール回転角度が低減されるため、シャシフレームの相対的な動きが減少することにより、組み立て時の作業性を損なうことなく、車両の操縦安定性を向上させることができる。

本発明のシャシフレーム支持構造において、前記弾性体は、前記中心軸方向の両端面のうち、前記傾斜部を挟んで前記対向部と反対側の前記端面に開口して当該端面と前記傾斜部との間に延在する空洞部を有することが好ましい。
この場合、前記弾性主軸をより大きく傾かせることができる。

本発明のシャシフレーム支持構造において、前記内側部材および前記外筒部材の一方は、車幅方向内側に向かうに従って上方に傾斜する他の傾斜部を有するものであり、前記内側部材および前記外筒部材の他方は、前記他の傾斜部の傾斜面と対向するように前記内側部材および前記外筒部材の前記一方に向かって突出する他の対向部を有するものであり、前記弾性体は、前記他の傾斜部と前記他の対向部との間に介在する部分をさらに含むものであることが好ましい。
この場合、前記弾性主軸の傾きを大きく確保しつつ、当該弾性主軸の傾きを安定的に一定の状態に維持することができる。

本発明のシャシフレーム支持構造において、前記弾性体は、前記中心軸方向の両端面のうち、前記他の傾斜部を挟んで前記他の対向部と反対側の前記端面に開口して当該端面と前記他の傾斜部との間に延在する、他の空洞部を有することが好ましい。
この場合、前記弾性主軸をより大きく傾かせることができる。

本発明によれば、組み立て時の作業性を損なうことなく、車両の操縦安定性を向上させることが可能な、車両用ブッシュおよびシャシフレーム支持構造を提供することができる。

本発明の車両用ブッシュの、一実施形態に係る円筒ブッシュを示す縦断面図である。（ａ）は、図１の円筒ブッシュの外筒部材の上面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＸ−Ｘ断面図である。（ａ）は、図１の平面図であり、（ｂ）は、図１の底面図である。図１の円筒ブッシュを示す他の縦断面図である。本発明のシャシフレーム支持構造の、一実施形態に係るサブフレーム支持構造であって、図１の円筒ブッシュを用いた場合の作用を車両後方向から模式的に示す概略作用図である。図５のサブフレーム支持構造を上方から模式的に示す概略平面図である。

以下、図面を参照して、本発明の車両用ブッシュの、一実施形態に係る円筒ブッシュと、本発明のシャシフレーム支持構造の、一実施形態に係るサブフレーム支持構造とを詳細に説明する。なお、以下の説明では、図１、図２（ｂ）および図４の断面図ならびに図５では、図面上下方向を鉛直方向とし、図面の上方および下方をそれぞれ、車両の上方および下方とする。

図１中、符号１は、本発明の車両用ブッシュの、一実施形態に係る円筒ブッシュである。円筒ブッシュ１は、内筒部材（内側部材）１１と、この内筒部材１１を取り囲む外筒部材１２と、内筒部材１１と外筒部材１２との間に配置される弾性体１３とを有している。円筒ブッシュ１は、内筒部材１１の中心軸Ｏ₁を車両上下方向として、車両に取り付けられる。外筒部材１２は、内筒部材１１と同心配置されている。ここで、本実施形態では、内筒部材１１の中心軸Ｏ₁とは、内筒部材１１の内径中心を通って伸びる軸線である。

詳細には、本実施形態では、内筒部材１１は、金属性材料からなり、本体部１１ａを有する。本実施形態では、本体部１１ａは、軸直角方向（径方向）の肉厚が中心軸Ｏ₁に沿って一定の中空の円筒形である。本実施形態では、本体部１１ａの内周面および外周面はそれぞれ、中心軸Ｏ₁周りの半径が中心軸Ｏ₁に沿って同径のストレート形状である。また本実施形態では、本体部１１ａは、その内側に貫通穴が形成されている。この貫通穴には、後述するサブフレーム２０（図５，６参照）を、円筒ブッシュ１を介してボディ（図示省略）などに固定するための締結ボルトが貫通する。

図１に示すように、本実施形態では、内筒部材１１の上端面１１ｅ₁および下端面１１ｅ₂は、それぞれ、本体部１１ａの上端面および下端面を構成する。また、内筒部材１１は、車両に取り付けられたときに車幅方向内側に向かうに従って上方に傾斜する傾斜部１１ｂおよび１１ｃを有する。本実施形態では、内筒部材１１は、内筒部材１１の上端面１１ｅ₁および下端面１１ｅ₂の間に、中心軸Ｏ₁周りを周方向に延在する環状の膨出部を有し、この膨出部の一部として傾斜部１１ｂおよび１１ｃが構成されている。膨出部は、本体部１１ａから中心軸Ｏ₁に対して径方向外側に向かうに従って先細りするように突出している。これにより、膨出部は、車両上下方向にそれぞれ、下側傾斜面１１ｆ₁を有する傾斜部（以下、「下側傾斜部」ともいう）１１ｂおよび上側傾斜面１１ｆ₂を有する傾斜部（以下、「上側傾斜部」ともいう）１１ｃを形成する。本実施形態では、車両に取り付けられたときに、車幅方向内側に配置される下側傾斜面１１ｆ₁と、車幅方向外側に配置される上側傾斜面１１ｆ₂とがそれぞれ、車両に取り付けられたときに車幅方向内側に向かうに従って上方に傾斜する。

また、本実施形態では、下側傾斜面１１ｆ₁が中心軸Ｏ₁と平行な軸線となす角度をα₁とし、上側傾斜面１１ｆ₂が中心軸Ｏ₁と平行な軸線となす角度をα₂とすると、角度α₁およびα₂は、それぞれ、０度を含まない９０度以下の範囲であればよい。さらに、角度α₁およびα₂は、同一の角度としても、異なる角度としてもよい。すなわち、角度α₁およびα₂は、それぞれ、車両の仕様などに合わせて、個々に設定することができる。また、下側傾斜面１１ｆ₁および上側傾斜面１１ｆ₂は、上方又は下方から見たとき、内筒部材１１（中心軸Ｏ₁）の周りに１８０度以下の範囲内に形成することができる。本発明では、この範囲を大きくすることで、後述する弾性主軸Ｏ₂の傾きを大きくすることができる。このため、本実施形態では、前記膨出部を、内筒部材１１の周方向に全周にわたって形成することにより、下側傾斜部１１ｂおよび上側傾斜部１１ｃの領域を、それぞれ、拡大している。ただし、下側傾斜部１１ｂおよび上側傾斜部１１ｃの周方向の範囲も車両の仕様などに合わせて、個々に設定することができる。

次いで、本実施形態において、外筒部材１２は、金属性材料からなり、内筒部材１１を全周にわたって取り囲んで肉厚が一定の中空の円筒形である。外筒部材１２は、中心軸Ｏ₁に沿って同径のストレート形状である胴部１２ａを有している。また、外筒部材１２は、車両に取り付けられたときに、内筒部材１１の下側傾斜部１１ｂの下側傾斜面１１ｆ₁と対向するように内筒部材１１に向かって突出する対向部１２ｂと、内筒部材１１の上側傾斜部１１ｃの上側傾斜面１１ｆ₂と対向するように内筒部材１１に向かって突出する対向部１２ｃを有している。本実施形態では、外筒部材１２は、開口部が形成された下端部が下端フランジ１２ｄとして構成されている。下端フランジ１２ｄおよび胴部１２ａは、胴部１２ａよりも径が小さい絞り部を介して繋がり、この絞り部で対向部（以下、「下側対向部」ともいう）１２ｂが構成されている。本実施形態では、下側対向部１２ｂは、中心軸Ｏ₁周りを周回する環状の絞り部である。下側対向部１２ｂは、内筒部材１１に向かうに従って先細りするように突出する。これにより、下側対向部１２ｂは、内筒部材１１の下側傾斜面１１ｆ₁と対向するように、対向面（以下、「下側対向面」ともいう）１２ｆ₁を形成する。本実施形態では、外筒部材１２の下側対向面１２ｆ₁は、図１に示すように、内筒部材１１の下側傾斜面１１ｆ₁と向かい合うように、上方に向かうに従って径方向外向きに傾斜する。これにより、内筒部材１１の下側傾斜面１１ｆ₁と外筒部材１２の下側対向面１２ｆ₁との相互間には、図１に示すように、車両に取り付けられたときに、車幅方向内側に向かうに従って上方に傾斜する領域Ｓ₁が形成される。下側対向面１２ｆ₁は、下側対向面１２ｆ₁が中心軸Ｏ₁と平行な軸線となす角度をβ₁とすると、内筒部材１１の下側傾斜面１１ｆ₁と同様に、角度β₁は、０度を含まない９０度以下の範囲が好ましい。すなわち、角度β₁は、車両の仕様などに合わせて、個々に設定することができる。好適には、互いに向かい合う内筒部材１１の下側傾斜面１１ｆ₁と外筒部材１２の下側対向面１２ｆ₁とは、縦断面視で、互いに平行になるように構成される。この場合、弾性主軸Ｏ₂を大きく傾斜させることができる。

また、図２（ａ），（ｂ）に示すように、本実施形態では、外筒部材１２は、開口部が形成された上端部が径方向内側に延在する折り返し部として構成されており、この折り返し部で対向部（以下、「上側対向部」ともいう）１２ｃが構成されている。これにより、図１に示すように、上側対向部１２ｃは、内筒部材１１の上側傾斜面１１ｆ₂と対向するように、対向面（以下、「上側対向面」ともいう）１２ｆ₂を形成する。本実施形態では、外筒部材１２の上側対向面１２ｆ₂は、図１に示すように、内筒部材１１の上側傾斜面１１ｆ₂と向い合うように径方向内向きに延在する。このため、上側対向部１２ｃは、内筒部材１１の上側傾斜面１１ｆ₂と対向するように、上側対向面１２ｆ₂を形成する。これにより、内筒部材１１の上側傾斜面１１ｆ₂と外筒部材１２の上側対向面１２ｆ₂との相互間には、図１に示すように、車両に取り付けられたときに領域Ｓ₂が形成される。上側対向面１２ｆ₂も、上側対向面１２ｆ₂が中心軸Ｏ₁と平行な軸線となす角度をβ₂とすると、外筒部材１２の下側対向面１２ｆ₁と同様に、角度β₂は、０度を含まない９０度以下の範囲が好ましい。すなわち、角度β₂も、車両の仕様などに合わせて、個々に設定することができる。本実施形態では、外筒部材１２の上側対向面１２ｆ₂は、径方向内側に向かって水平方向に延在する。これにより、領域Ｓ₂は、縦断面視で、傾斜する上側対向面１２ｆ₁と水平な上側対向面１２ｆ₂とで形成される。

なお、本実施形態では、図２（ａ），（ｂ）に示すように、他の折り返し部として、外筒部材１２の上側対向部１２ｃの両端から、それぞれ、上側対向部１２ｃよりも折り返し量の少ない上縁部１２ｅが中心軸Ｏ₁の周りを周方向に延在し、この上縁部が補助的な対向部（以下、「補助対向部」ともいう）１２ｅを構成している。これにより、図１に示すように、補助対向部１２ｅには、補助的な対向面（以下、「補助対向面」ともいう）１２ｆ₃が形成される。本実施形態では、補助対向面１２ｆ₃は、補助対向面１２ｆ₃が中心軸Ｏ₁と平行な軸線となす角度をβ₃とすると、角度β₃は、下側対向面１２ｆ₂の角度β₂と同一の角度となっている。ただし、補助対向面１２ｆ₃の角度β₃も、下側対向面１２ｆ₂の角度β₂と同様、車両の仕様などに合わせて、個々に設定することができる。また、本実施形態では、外筒部材１２の胴部１２ａには、外筒部材１２の下端から上端に向かうに従って縮径する段部が形成されており、この段部で追加の対向部（以下、「追加対向部」ともいう）１２ｇが構成されている。これにより、追加対向部１２ｇは、追加的な対向面（以下、「追加対向面」ともいう）１２ｆ₄を形成している。追加対向面１２ｆ₄も、追加対向面１２ｆ₄が中心軸Ｏ₁と平行な軸線となす角度をβ₄とすると、角度β₄は、車両の仕様などに合わせて、適宜設定することができる。なお、補助対向部１２ｅおよび追加対向部１２ｇは、それぞれ、個別的に省略することができる。

図１に示すように、本実施形態では、内筒部材１１の外周面は、内筒部材１１の上下端部の外縁部を残して弾性体１３によって被覆されている。さらに、図１に示すように、外筒部材１２は、その内周面全体が弾性体１３によって被覆されている。弾性体１３は、例えば、内筒部材１１および外筒部材１２をインサート品として、内筒部材１１と外筒部材１２との間に加硫成形することができる。すなわち、円筒ブッシュ１は、インサート成形することができる。

本実施形態では、内筒部材１１の下側傾斜部１１ｂおよび外筒部材１２の下側対向部１２ｂと、内筒部材１１の上側傾斜部１１ｃおよび外筒部材１２の上側対向部１２ｃとが中心軸Ｏ₁周りに１８０度反対側に配置されている。これにより、図１に示すように、円筒ブッシュ１を車両に取り付けたとき、弾性体１３は、中心軸Ｏ₁周りに１８０度反対側の位置に配置された領域Ｓ₁および領域Ｓ₂のそれぞれに介在する。すなわち、図１に示すように、円筒ブッシュ１は、車両に取り付けたとき、下側に位置する領域Ｓ₁が車幅方向内側の位置に配置されるとともに、上側に位置する領域Ｓ₂が車幅方向外側の位置に配置されるブッシュとしてなる。

加えて、本実施形態では、弾性体１３は、内筒部材１１の下側傾斜部１１ｂを挟んで外筒部材１２の下側対向部１２ｂと反対側の上端面（端面）１３ｅ₁に開口して、当該上端面１３ｅ₁と下側傾斜部１１ｂとの間に中心軸Ｏ₁に沿って延在する上側空洞部（空洞部）１３ｂを有する。本実施形態では、上側空洞部１３ｂは、弾性体１３の上端面１３ｅ₁から中心軸Ｏ₁に沿って内筒部材１１の下側傾斜部１１ｂの上端まで延在する。詳細には、上側空洞部１３ｂは、径方向に幅の広い開口側領域１３ｂ₁と、当該開口側領域１３ｂ₁よりも径方向に幅の狭い傾斜部側領域１３ｂ₂とで構成されている。開口側領域１３ｂ₁は、弾性体１３の上端面１３ｅ₁から内筒部材１１の上端面側の本体部１１ａの下端までの間を延在し、傾斜部側領域１３ｂ₂は、内筒部材１１の上端面側の本体部１１ａの下端から下側傾斜部１１ｂの上端までの間を延在する。

また、図３（ａ）に示すように、本実施形態では、上側空洞部１３ｂは、中心軸Ｏ₁周りを周方向に、角度θ_13bの範囲で延在している。上側空洞部１３ｂの周方向の範囲も車両の仕様などに合わせて、個々に設定することができる。例えば、角度θ_13bの範囲は、９０度以上２７０度以下の範囲（９０°≦θ_13b≦２７０°）が好ましい。さらに、好適には、角度θ_13bの範囲を、１８０度以上２７０度以下の範囲（１８０°≦θ_13b≦２７０°）とする。なお、図１の断面図は、図３（ａ）のＹ−Ｙ断面図であり、Ｙ−Ｙ断面は、車両前後方向軸線と平行な軸線（以下、単に「車両前後方向軸線」ともいう）Ｏ_Lおよび中心軸Ｏ₁を含む平面である。

同様に、本実施形態では、弾性体１３は、内筒部材１１の上側傾斜部１１ｃを挟んで外筒部材１２の上側対向部１２ｃと反対側の下端面（端面）１３ｅ₂に開口して、当該下端面１３ｅ₂と上側傾斜部１１ｃとの間に中心軸Ｏ₁に沿って延在する下側空洞部（他の空洞部）１３ｃを有する。本実施形態では、下側空洞部１３ｃは、弾性体１３の下端面１３ｅ₂から中心軸Ｏ₁に沿って内筒部材１１の上側傾斜部１１ｃの下端まで延在する。詳細には、下側空洞部１３ｃは、径方向に幅の広い開口側領域１３ｃ₁と、当該開口側領域１３ｃ₁よりも径方向に幅の狭い傾斜部側領域１３ｃ₂とで構成されている。開口側領域１３ｃ₁は、弾性体１３の下端面１３ｅ₂から内筒部材１１の下端面側の本体部１１ａの上端までの間を延在し、傾斜部側領域１３ｃ₂は、内筒部材１１の下端面側の本体部１１ａの上端から上側傾斜部１１ｃの下端までの間を延在する。

また、図３（ｂ）に示すように、本実施形態では、下側空洞部１３ｃも、中心軸Ｏ₁周りを周方向に、角度θ_13cの範囲で延在している。下側空洞部１３ｃの周方向の範囲も車両の仕様などに合わせて、個々に設定することができる。例えば、角度θ_13cの範囲も、９０度以上２７０度以下の範囲（９０°≦θ_13c≦２７０°）が好ましい。さらに、好適には、角度θ_13cの範囲を、１８０度以上２７０度以下の範囲（１８０°≦θ_13c≦２７０°）とする。

さらに本実施形態では、上側空洞部１３ｂおよび下側空洞部１３ｃは、２つの貫通孔Ａ₁₃を用いて互いに連通している。図４に示すように、２つの貫通孔Ａ₁₃は、それぞれ、互いに対向する上側空洞部１３ｂおよび下側空洞部１３ｃの周方向端部を連通させている。なお、図４の断面図は、図３（ｂ）のＺ−Ｚ断面図であり、Ｚ−Ｚ断面は、車幅方向軸線と平行な軸線（以下、単に「車幅方向軸線」ともいう）Ｏ_wおよび中心軸Ｏ₁を含む平面である。

以下、本実施形態の円筒ブッシュ１の作用効果を説明する。なお、以下の説明において、円筒ブッシュ１は、その上端側に加わる荷重が内筒部材１１の上端面１１ｅ₁に入力され、この荷重は、弾性体１３を介して外筒部材１２で受けるものとする。
図１に示すように、内筒部材１１の下側傾斜部１１ｂと外筒部材１２の下側対向部１２ｂとは、車幅方向内側に向かう従って上方に傾斜し、これら下側傾斜部１１ｂおよび下側対向部１２ｂの相互間に形成された領域Ｓ₁には弾性体１３が介在する。即ち、弾性体１３は、内筒部材１１の下側傾斜部１１ｂと外筒部材１２の下側対向部１２ｂとの間に介在する部分を含む。この領域Ｓ₁内の弾性体１３は、円筒ブッシュ１の上端面（内筒部材１１の上端面１１ｅ₁）に対して下向きの荷重が加わると、内筒部材１１の下側傾斜部１１ｂが外筒部材１２の下側対向部１２ｂに向かって移動することから、内筒部材１１の下側傾斜部１１ｂと外筒部材１２の下側対向部１２ｂとの間で圧縮される。これにより、内筒部材１１には、白抜き矢印に示す円筒ブッシュ１の上端面から入力される下向きの荷重と、白抜き矢印に示す弾性体１３からの車幅方向外側に向かう反力とが入力される。この結果、内筒部材１１は、車幅方向外側に向かって下方に傾斜する合力を受ける。このため、円筒ブッシュ１の弾性主軸Ｏ₂の方向は、車両上側に向かうに従って車幅方向内側に傾斜する。

また、内筒部材１１の上側傾斜部１１ｃと外筒部材１２の上側対向部１２ｃとは、それぞれ、他の傾斜部および他の対向部として機能し、内筒部材１１の上側傾斜部１１ｃが車幅方向内側に向かう従って上方に傾斜するとともに、外筒部材１２の上側対向部１２ｃは内筒部材１１に向かって突出している。これら上側傾斜部１１ｃおよび上側対向部１２ｃの相互間に形成された領域Ｓ₂にも弾性体１３が介在する。即ち、弾性体１３は、内筒部材１１の上側傾斜部１１ｃと外筒部材１２の上側対向部１２ｃとの間に介在する部分を含む。円筒ブッシュ１内の領域Ｓ₂は、弾性体１３が圧縮される圧縮部分ではなく、弾性体１３を伸張させる部分となるが、弾性主軸Ｏ₂を傾かせる効果は、弾性体１３が領域Ｓ₁内にて圧縮されるときだけでなく、弾性体１３が領域Ｓ₂内にて引き伸ばされるときにも得られる。このため、さらに、領域Ｓ₂は、円筒ブッシュ１の弾性主軸Ｏ₂の方向を、車両上側に向かうに従って車幅方向内側に傾斜させることに寄与する。

すなわち、円筒ブッシュ１の上端面１１ｅ₁に下向きの荷重が入力されると、弾性主軸Ｏ₂の向きを変えようとする作用は、円筒ブッシュ１内の下側に配置された車幅方向内側の領域Ｓ₁側と、上側に配置された車幅方向外側の領域Ｓ₂側との両方で生じる。この結果、無負荷時には中心軸Ｏ₁と一致していた円筒ブッシュ１の弾性主軸Ｏ₂は、円筒ブッシュ１を中心軸Ｏ₁沿って車両上下方向に配置したままでも、円筒ブッシュ１の上端面１１ｅ₁に荷重が加わることで、上側に向かう従って車幅方向内側に傾斜角θ₁（好適には、少なくともθ₁＝１１°以上、例えば、θ₁＝３０°）だけ傾かせることができる。すなわち、本実施形態の円筒ブッシュ１によれば、円筒ブッシュ１自体を鉛直方向に対して傾けて取り付けなくても、円筒ブッシュ１の弾性主軸Ｏ₂の方向が変えられることで、車両の操縦安定性を向上させることができる。従って、本実施形態の円筒ブッシュ１によれば、組み立て時の作業性を損なうことなく、車両の操縦安定性を向上させることが可能になる。

ところで、本発明では、弾性主軸Ｏ₂をより大きく傾斜させるためには、内筒部材１１の下側傾斜部１１ｂの径方向最外縁と外筒部材１２の下側対向部１２ｂの径方向最内縁とは、互いに径方向で重なり合うことが好ましい。これに対し、本実施形態では、内筒部材１１の下側傾斜部１１ｂの径方向最外縁と外筒部材１２の下側対向部１２ｂの径方向最内縁とを、互いに径方向で重なり合わせることなく、弾性体１３に上側空洞部１３ｂを形成している。この場合、内筒部材１１の下側傾斜部１１ｂの径方向最外縁と外筒部材１２の下側対向部１２ｂの径方向最内縁とを、互いに径方向で重なり合わせなくとも、円筒ブッシュ１の弾性主軸Ｏ₂を大きく傾かせることができる。

同様に、本発明では、弾性主軸Ｏ₂をより大きく傾斜させるためには、内筒部材１１の上側傾斜部１１ｃの径方向最外縁と外筒部材１２の上側対向部１２ｃの径方向最内縁とは、互いに径方向で重なり合うことが好ましい。これに対し、本実施形態では、内筒部材１１の上側傾斜部１１ｃの径方向最外縁と外筒部材１２の上側対向部１２ｃの径方向最内縁とを、互いに径方向で重なり合わせることなく、弾性体１３に下側空洞部１３ｃを形成している。この場合、内筒部材１１の上側傾斜部１１ｃの径方向最外縁と外筒部材１２の上側対向部１２ｃの径方向最内縁とを、互いに径方向で重なり合わせなくとも、円筒ブッシュ１の弾性主軸Ｏ₂を大きく傾かせることができる。

なお、本実施形態では、内筒部材１１の下側傾斜部１１ｂおよび外筒部材１２の下側対向部１２ｂは、互いに中心軸Ｏ₁の方向で重なり合うことなく、互いに離間しているが、本発明では、互いに中心軸Ｏ₁の方向で重なり合わせるようにすることで、径方向に間隔を置いた状態に並置することができる。内筒部材１１の上側傾斜部１１ｃおよび外筒部材１２の上側対向部１２ｃも、同様で、本実施形態では、互いに中心軸Ｏ₁の方向で重なり合うことなく、互いに離間しているが、本発明では、互いに中心軸Ｏ₁の方向で重なり合わせるようにすることで、径方向に間隔を置いた状態に並置することができる。

また、本発明によれば、領域Ｓ₁およびＳ₂は、少なくともいずれか一方だけを採用することも可能であるが、車両上下方向の両方に配置した本実施形態の円筒ブッシュ１では、領域Ｓ₁および領域Ｓ₂のいずれか一方にのみが車両上下方向に配置される場合に比べ、弾性主軸Ｏ₂の向きを変化させるための作用が上下に生じるため、弾性主軸Ｏ₂の傾斜角θ₁を安定的に一定の状態に維持することができる。なお、本実施形態では、弾性主軸Ｏ₂を傾かせる効果は、弾性体１３を領域Ｓ₁内で圧縮させたときの方が、弾性体１３を領域Ｓ₂内で引き伸ばしたときに比べて大きい。

また、本実施形態の円筒ブッシュ１によれば、内筒部材１１の上端面１１ｅ₁および下端面１１ｅ₂との間に膨出部を設けることで、下側傾斜部１１ｂおよび上側傾斜部１１ｃを形成することができる。また、本実施形態のように、外筒部材１２を絞って、折り返してまたは曲げるだけで、対向部１２ｂ、１２ｃ、１２ｅおよび１２ｇを形成することができる。このため、本実施形態のように、内筒部材１１に設けた膨出部の一部を傾斜部１１ｂ、１１ｃとすれば、簡単な方法で、弾性主軸Ｏ₂を大きく傾斜させる円筒ブッシュ１を製造することができる。また、本実施形態によれば、円筒ブッシュ１の外観形状は従来のものと変わりないため、サブフレーム等の相手側の設計変更を要し車両上下方向にスペースを確保する必要があるトーコレクトブッシュを用いることなく、従来のブッシュと同様に、そのまま組み付けることができる。

図５，６は、本発明のシャシフレーム支持構造に係る、一実施形態のサブフレーム支持構造であって、円筒ブッシュ１を用いた場合の作用を車両後方から模式的に示す。本実施形態は、車両のリアサスペンションのサブフレーム支持構造である。

図５に示すように、符号３０は、サブフレーム（シャシフレーム）２０の車幅方向左右両側に配置されるリアタイヤである。リアタイヤ３０はそれぞれ、ナックル３０ａ、アッパーアーム４１およびロアアーム４２を基本構成とするサスペンションリンク機構を介してサブフレーム２０に取り付けられている。但し、サブフレーム２０とリアタイヤ３０との間のサスペンションリンク機構については特に限定されるものではない。

また、図５に示すように、サブフレーム２０には、車幅方向の左右両側に、円筒ブッシュ１を取り付けるブッシュ取り付け部２１が設けられている。本実施形態では、図５に示すように、ブッシュ取り付け部２１は嵌合孔Ａを有し、この嵌合孔Ａに、本実施形態の円筒ブッシュ１が固定される。本実施形態では、図６に示すように、円筒ブッシュ１は、サブフレーム２０に対して計４箇所の位置に設けられている。すなわち、図６に示すように、円筒ブッシュ１は、外筒部材１２を４つのブッシュ取り付け部２１に固定することにより、サブフレーム２０に固定されている。外筒部材１２は、例えば、ブッシュ取り付け部２１の内側に圧入嵌合させることによって固定される。詳細には、図６に示すように、円筒ブッシュ１は、車幅方向の左側と右側とに配置された円筒ブッシュ１を左右一対とし、この左右一対の円筒ブッシュ１が前後二列に間隔を置いて配置されている。ただし、外筒部材１２をブッシュ取り付け部２１に固定する手段は特に限定されるものではない。

加えて、本実施形態では、図６に示すように、左右一対の２つの円筒ブッシュ１は、外筒部材１２の上側対向部１２ｃがそれぞれ、各中心軸Ｏ₁に対して車幅方向内側に向かって突出している。すなわち、左右一対の２つの円筒ブッシュ１は、それぞれ、内筒部材１１の下側傾斜部１１ｂが車幅方向内側に向かうに従って上方に傾斜するととともに、外筒部材１２の下側対向部１２ｂは、内筒部材１１の下側傾斜部１１ｂの下側傾斜面１１ｆ₁と対向するように内筒部材１１に向かって突出し、さらに、内筒部材１１の上側傾斜部１１ｃが車幅方向内側に向かうに従って上方に傾斜するととともに、外筒部材１２の上側対向部１２ｃは、内筒部材１１の上側傾斜面１１ｃの上側傾斜面１１ｆ₂と対向するように内筒部材１１に向かって突出している。なお、図６において、車幅方向内側とは、図６の後方側の左右に配置された２つのサブフレーム２０のブッシュ取り付け部２１に例示するように、車両前後方向軸線Ｏ_Lを基準に、車幅方向内側にあればよい。すなわち、中心軸Ｏ₁を通る車幅方向軸線Ｏ_wに対して前後９０度の範囲（図６中、θ₃＝１８０度の範囲）をとることができる。例えば、図６に示すように、互いの外筒部材１２の上側対向部１２ｃを車幅方向軸線Ｏ_w上で対向させることが最も好ましいと考えられる。しかしながら、本発明では、角度θ₃はそれぞれ、車両の仕様などに合わせて、個々に設定することができる。また、左右一対の２つの円筒ブッシュ１は、車幅方向軸線Ｏ_w上に整列する場合は勿論、前後にずらした配置とすることもできる。

円筒ブッシュ１は、締結ボルト等を用いて図示せぬボディ等に固定される。これにより、サブフレーム２０は、円筒ブッシュ１を介してボディ等に支持される。

次に、図５，６を参照して、本実施形態のサブフレーム支持構造の作用を説明する。

図５中、符号Ｌ_Rは、サスペンションリンク機構のロール回転中心軸である。一方、符号Ｌ_r2は、内筒部材１１の中心軸Ｏ₁を車両上下方向として従来のブッシュを取り付けたサブフレーム２０のロール回転中心軸である。従来のブッシュの場合、中心軸Ｏ₁と弾性主軸Ｏ₂が一致し、サブフレーム２０のロール回転角度が大きく、サブフレーム２０のロール回転中心軸Ｌ_r2は、図５に示すように、サスペンションリンク機構のロール回転中心軸Ｌ_Rと異なる位置となる。すなわち、サスペンションリンク機構とサブフレーム２０とは、相対的に別々の動きとなる。こうした異なる動きは、車両の操縦安定性に影響を与えることが懸念される。

これに対し、本実施形態では、図６に示すように、円筒ブッシュ１はそれぞれ、内筒部材１１の下側傾斜部１１ｂが車幅方向内側に向かうに従って上方に傾斜するととともに、外筒部材１２の下側対向部１２ｂは、内筒部材１１の下側傾斜部１１ｂの下側傾斜面１１ｆ₁と対向するように内筒部材１１に向かって突出し、さらに、内筒部材１１の上側傾斜部１１ｃが車幅方向内側に向かうに従って上方に傾斜するととともに、外筒部材１２の上側対向部１２ｃは、内筒部材１１の上側傾斜部１１ｃの上側傾斜面１１ｆ₂と対向するように内筒部材１１に向かって突出している。このため、ボディ等に取り付けられた状態でタイヤ３０を接地させると、図５に示すように、左右一対の２つの円筒ブッシュ１ではそれぞれ、弾性主軸Ｏ₂の方向が上方に向かうに従って車幅方向内側に傾斜角θ₁だけ傾くことで、サブフレーム２０のロール回転中心軸Ｌ_r1も、図５の白抜き矢印に示すように、サスペンションリンク機構のロール回転中心軸Ｌ_Rに一致する方向に移動することで、サブフレーム２０のロール回転角度が低減される。従って、各円筒ブッシュ１を車両上下方向に対して傾けて取り付けることなく、サブフレーム２０のロール回転角度が低減され、サブフレーム２０の相対的な動きが減少することにより、弾性体１３のゴム硬度を高めることなく、車両の操縦安定性を向上させることができる。

また、本実施形態では、操縦安定性を向上させるために、弾性体１３のゴム硬度を高める必要がないので、ゴム硬度を下げることで、防振・防音性能を向上させることができる。さらに、中心軸Ｏ₁は、従来と同様、車両上下方向に沿って伸びているため、円筒ブッシュ１を傾けることなく、そのままサブフレーム２０に組み付けることができる。

このように、本実施形態によれば、組み立て時の作業性を損なうことなく、車両の操縦安定性を向上させることが可能な、サブフレーム支持構造を提供することができる。

なお、本実施形態のサブフレーム支持構造では、図６に示すように、前後二列それぞれで、前述の実施形態の円筒ブッシュ１を用いている。本実施形態のように、前後二列全てに、上記の円筒ブッシュ１を用いた場合、車両の操縦安定性に最も効果的である。但し本実施形態のサブフレーム支持構造は、前後二列の少なくとも一列に、上記の円筒ブッシュ１を採用することもできる。

上述したところは、本発明の例示的な実施形態を説明したものであり、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で様々な変更を行うことができる。例えば、本実施形態の円筒ブッシュ１は、車両上下方向を逆向きに取り付けることができる。すなわち、内筒部材の下端面１１ｅ₂側を入力側とすることができる。この場合、領域Ｓ₂が圧縮領域として機能する一方、領域Ｓ₁が伸張領域として機能する。また、外筒部材２に荷重入力をさせることもできる。さらに図５，６のサブフレーム支持構造は、ＦＦ車のリアサスペンションのサブフレーム支持構造として説明したが、ＦＲ（フロントエンジン・リアドライブ方式）車、ＲＲ（リアエンジン・リアドライブ方式）車、４ＷＤ（４輪駆動）車のリアサスペンションのサブフレーム支持構造についても同様である。また、本発明のシャシフレーム支持構造は、サスペンションのサブフレーム支持構造に限定されるものではない。

１円筒ブッシュ（車両用ブッシュ）
１１内筒部材（内側部材）
１１ａ本体部
１１ｂ下側傾斜部
１１ｃ上側傾斜部（他の傾斜部）
１１ｆ₁下側傾斜面
１１ｆ₂上側傾斜面
１２外筒部材
１２ｂ下側対向部（対向部）
１２ｃ上側対向部（他の対向部）
１２ｅ補助対向部（他の対向部）
１２ｇ中間対向部（他の対向部）
１２ｆ₁下側対向面
１２ｆ₂上側対向面
１３弾性体
１３ｂ上側空洞部（空洞部）
１３ｂ₁開口側領域
１３ｂ₂傾斜部側領域
１３ｃ下側空洞部（他の空洞部）
１３ｃ₁開口側領域
１３ｃ₂傾斜部側領域
１３ｅ₁上端面
１３ｅ₂下端面
２０サブフレーム（シャシフレーム）
２１ブッシュ取り付け部
３０リアタイヤ
３０ａナックル
４１アッパーアーム
４２ロアアーム
Ｏ₁ 中心軸
Ｏ₂ 弾性主軸
Ｌ_r1 サブフレームのロール回転中心軸（本発明）
Ｌ_r2 サブフレームのロール回転中心軸（従来）
Ｌ_R サスペンションリンク機構のロール回転中心軸
Ｓ₁ 領域（弾性体の部分）
Ｓ₂ 領域（弾性体の部分）

Claims

車両の車幅方向の左右二箇所の少なくとも一方の位置に配置されるブッシュであって、
前記ブッシュは、内側部材と、前記内側部材を取り囲む外筒部材と、前記内側部材と前記外筒部材との間に配置される弾性体とを有して、前記内側部材の中心軸を車両上下方向として車両に取り付けられるものであって、
前記内側部材は、車両に取り付けられたときに車幅方向内側に向かうに従って上方に傾斜する傾斜部を有するものであり、
前記外筒部材は、前記内側部材の傾斜部の傾斜面と対向するように前記内側部材に向かって突出する対向部を有するものであり、
前記外筒部材の対向部は、車両に取り付けられたときに車幅方向内側に向かうに従って上方に傾斜しており、
前記弾性体は、少なくとも、前記内側部材の傾斜部と前記外筒部材の対向部との間に介在する部分を含むものであり、
前記内側部材の傾斜部と前記外筒部材の対向部とは、互いに径方向で重なり合っていないとともに、互いに前記中心軸方向で重なり合っていない、車両用ブッシュ。
請求項１において、前記弾性体は、前記中心軸方向の両端面のうち、前記内側部材の傾斜部を挟んで前記外筒部材の対向部と反対側の前記端面に開口して当該端面と前記内側部材の傾斜部との間に延在する空洞部を有する、車両用ブッシュ。
請求項１または２において、前記内側部材は、車両に取り付けられたときに車幅方向内側に向かうに従って上方に傾斜する他の傾斜部を有するものであり、
前記外筒部材は、前記内側部材の他の傾斜部の傾斜面と対向するように前記内側部材に向かって突出する他の対向部を有するものであり、
前記弾性体は、前記内側部材の他の傾斜部と前記外筒部材の他の対向部との間に介在する部分をさらに含むものである、車両用ブッシュ。
請求項３において、前記弾性体は、前記中心軸方向の両端面のうち、前記内側部材の他の傾斜部を挟んで前記外筒部材の他の対向部と反対側の前記端面に開口して当該端面と前記内側部材の他の傾斜部との間に延在する、他の空洞部を有する、車両用ブッシュ。
請求項４において、前記他の空洞部は、車両に取り付けられたときに前記中心軸に対して車幅方向外側に配置されるとともに、前記弾性体の前記端面から前記中心軸に沿って前記内側部材の他の傾斜部まで延在しており、前記他の空洞部と前記中心軸を挟んで径方向反対側に位置する、前記弾性体の前記内側部材の傾斜部と前記外筒部材の対向部との間に介在する部分には、空洞部が配置されていない、車両用ブッシュ。
シャシフレームと、前記シャシフレームの車幅方向の左右二箇所の位置に配置される少なくとも２つのブッシュとを有し、当該ブッシュによって前記シャシフレームを支持するシャシフレーム支持構造であって、
前記ブッシュは、内側部材と、前記内側部材を取り囲む外筒部材と、前記内側部材と前記外筒部材との間に配置される弾性体とを有して、前記内側部材の中心軸を車両上下方向として車両に取り付けられ、
前記内側部材は、車幅方向内側に向かうに従って上方に傾斜する傾斜部を有するものであり、
前記外筒部材は、前記内側部材の傾斜部の傾斜面と対向するように前記内側部材に向かって突出する対向部を有するものであり、
前記外筒部材の対向部は、車幅方向内側に向かうに従って上方に傾斜しており、
前記弾性体は、少なくとも、前記内側部材の傾斜部と前記外筒部材の対向部との間に介在する部分を含むものであり、
前記内側部材の傾斜部と前記外筒部材の対向部とは、互いに径方向で重なり合っていないとともに、互いに前記中心軸方向で重なり合っていない、シャシフレーム支持構造。
請求項６において、前記弾性体は、前記中心軸方向の両端面のうち、前記内側部材の傾斜部を挟んで前記外筒部材の対向部と反対側の前記端面に開口して当該端面と前記内側部材の傾斜部との間に延在する空洞部を有する、シャシフレーム支持構造。
請求項６または７において、前記内側部材は、車幅方向内側に向かうに従って上方に傾斜する他の傾斜部を有するものであり、
前記外筒部材は、前記内側部材の他の傾斜部の傾斜面と対向するように前記内側部材に向かって突出する他の対向部を有するものであり、
前記弾性体は、前記内側部材の他の傾斜部と前記外筒部材の他の対向部との間に介在する部分をさらに含むものである、シャシフレーム支持構造。
請求項８において、前記弾性体は、前記中心軸方向の両端面のうち、前記内側部材の他の傾斜部を挟んで前記外筒部材の他の対向部と反対側の前記端面に開口して当該端面と前記内側部材の他の傾斜部との間に延在する、他の空洞部を有する、シャシフレーム支持構造。
請求項９において、前記他の空洞部は、前記中心軸に対して車幅方向外側に配置されているとともに、前記弾性体の前記端面から前記中心軸に沿って前記内側部材の他の傾斜部まで延在しており、前記他の空洞部と前記中心軸を挟んで径方向反対側に位置する、前記弾性体の前記内側部材の傾斜部と前記外筒部材の対向部との間に介在する部分には、空洞部が配置されていない、シャシフレーム支持構造。