JP7140767B2

JP7140767B2 - ブッシュ配置構造

Info

Publication number: JP7140767B2
Application number: JP2019540914A
Authority: JP
Inventors: 真樹細田
Original assignee: 株式会社プロスパイラ
Priority date: 2017-09-05
Filing date: 2018-08-29
Publication date: 2022-09-21
Anticipated expiration: 2038-08-29
Also published as: EP3680508A1; JPWO2019049752A1; EP3680508A4; US20200207170A1; CN111051727A; CN111051727B; US11260713B2; WO2019049752A1

Description

本発明は、ブッシュに関するものである。

自動車用サスペンションの一形式として、例えば、前輪駆動車の後輪に用いられるトーションビーム式サスペンションがある。このトーションビーム式サスペンションは、左右各車輪を軸支するトレーリングアーム（トレーリングリンク）が、車両横幅方向に配置されたトーションビーム（トーションバー）で繋がれ、車両前後方向に対し斜めに配置されたブッシュに、トレーリングアームの端部が一体的に取り付けられて構成されている。

従来、ブッシュ構造として、ブッシュ軸方向に延びる内筒と、この内筒の径方向外側に配置された外筒と、これら内筒と外筒を連結する本体ゴムとを備え、この本体ゴムをブッシュ軸方向に貫通するすぐりを内筒を挟んで対向して設け、このすぐりの中央部に、内筒から外筒に向けて突出する凸部を設けたブッシュ構造が知られている。このようなブッシュ構造を有するものとして、例えば、特許文献１がある。
この従来のブッシュ構造においては、ブッシュ断面視で、対向配置されたすぐりそれぞれの周方向中央を通るすぐり方向と、すぐりに挟まれて対向配置された本体ゴム部分それぞれの周方向中央を通る中実方向との、バネ特性の相対関係（バネ特性比）が決まっていることから、ブッシュは、ブッシュに対する負荷の大きな車両前後方向が略中実方向に向くように配置されるのが一般的である。これは、中実方向は、バネ特性が硬く負荷入力時の変位量が小さいので、ブッシュの耐久性が保持されるからである。

このような状況の下、例えば、乗り心地を良くすることを目的として、ブッシュに対する負荷の大きな車両前後方向をすぐり方向側に移動させ、一例として、車両前後方向が中実方向とすぐり方向の略中心方向に向くように、ブッシュを位置させることが要望される場合がある。ここで、すぐり方向とは、弾性体である本体ゴムを貫通する空間からなる、弾性体の低剛性部を通る方向であり、中実方向とは、弾性体である本体ゴムからなる、弾性体の低剛性部以外の部分を通る方向である。

特開２００８－１６３９８６号公報

しかしながら、トーションビームブッシュのように、ブッシュ軸が車両前後方向に対し斜めに配置されるブッシュにおいて、車両前後方向が中実方向とすぐり方向の略中間方向に向くように、ブッシュを位置させた場合、すぐり方向は、バネ特性が柔らかく負荷入力時の変位量が大きいので、変位量の増大、即ち、本体ゴム部分の引っ張られ量の増大をもたらし、ブッシュの耐久性の保持が困難になってしまう。そこで、車両前後方向が中実方向とすぐり方向の略中心方向に向くように、ブッシュを位置させたまま、ブッシュの耐久性を保持しようとすると、中実方向とすぐり方向のバネ特性比が崩れてしまう。

このように、ブッシュ軸が車両前後方向に対し斜めに配置されるトーションビームブッシュにおいて、すぐり方向を車両前後方向側に傾かせて配置しようとすると、トーションビームブッシュの耐久性とバネ特性比の保持を両立させることが困難であった。
そこで、この発明の目的は、ブッシュ軸が車両前後方向に対し斜めに配置された状態で、車両前後方向における耐久性を保持しつつ、弾性体の低剛性部と低剛性部以外における所定のバネ特性比を保持することができるブッシュを提供することである。

上記目的を達成するため、この発明に係るブッシュは、内筒と、前記内筒の径方向外側に配置された外筒と、前記内筒と前記外筒を連結する弾性体とを備えたブッシュにおいて、前記弾性体に、周方向に所定長さ延在する、径方向の剛性を低下させた低剛性部を設け、前記内筒の前記低剛性部と対応する周方向位置に、前記内筒から前記外筒に向けて突出する凸部を設け、前記凸部は、前記低剛性部の周方向中心に対して周方向一方側にずれて配置されていることを特徴とする。

上記目的を達成するため、この発明に係るブッシュ配置構造は、この発明に係るブッシュを、車両前後方向が前記凸部を通るように配置したことを特徴とする。

この発明によれば、ブッシュ軸が車両前後方向に対し斜めに配置された状態で、車両前後方向における耐久性を保持しつつ、弾性体の低剛性部と低剛性部以外における所定のバネ特性比を保持することができるブッシュを提供することができる。

この発明の一実施の形態に係るブッシュの、ブッシュ軸と直交する端面の平面図である。図１のブッシュを用いることができるトーションビーム式サスペンションの一部を概略的に示す、説明図である。図１のブッシュにおける内筒の凸部方向を示す、Ａ－Ａ線に沿う断面図である。図１のブッシュにおける内筒のすぐり方向を示す、Ｂ－Ｂ線に沿う断面図である。図１のブッシュを用いることができるトーションビーム式サスペンションにおける、ブッシュ装着状態を示す、図１と同様の平面図である。

以下、この発明を実施するための一形態について図面を参照して説明する。
図１に示すように、本実施形態のブッシュ（トーションビームブッシュ）１０は、ブッシュ軸ａ方向に延びる内筒１１と、内筒１１の径方向外側に配置された外筒１２と、内筒１１と外筒１２を連結する弾性体であるゴム部１３とを備え、ゴム部１３に、周方向に所定長さ延在する、径方向の剛性を低下させた低剛性部としてのすぐり１４を設け、内筒１１のすぐり１４と対応する周方向位置に、内筒１１から外筒１２に向けて突出する凸部１１ａを設け、凸部１１ａは、すぐり１４の周方向中心に対して周方向一方側にずれて配置されている。つまり、凸部１１ａの周方向中心位置と低剛性部の周方向中心位置がずれていることを指す。低剛性部としてのすぐり１４の周方向中心位置と凸部１１ａの周方向中心位置との周方向におけるズレ量は±１５°（０°を除く）の範囲である。

図２に示すように、本実施形態のブッシュ１０は、自動車用サスペンションの一形式である、例えば、前輪駆動車の後輪に用いられるトーションビーム式サスペンションに用いられている。このトーションビーム式サスペンションは、左右各車輪（図示しない）を軸支するトレーリングアーム（トレーリングリンク）１５ａが、車両横幅方向に配置されたトーションビーム（トーションバー）１５ｂで繋がれており、トレーリングアーム１５ａは、トレーリングアーム支点となるブッシュ軸ａを、車両前後方向に対し斜めに車体（図示しない）に配置されている。ブッシュ１０は、車体に固定される取付部材１５ｃに装着されており、このブッシュ１０に、トーションビーム１５ｂと一体化されたトレーリングアーム１５ａの端部が、例えば、ブッシュ１０の外筒１２と一体的に取り付けられている（図２参照）。

図１及び図３，４に示すように、本実施形態において、内筒１１はブッシュ軸ａ方向に貫通する軸空間１１ｂを有する円柱状に、外筒１２は円環状に、それぞれ、例えば金属製部材により形成され、ゴム部１３は、内筒１１と外筒１２の間を充填状態にする円環状に形成され、このゴム部１３を介して、内筒１１と外筒１２が同心円状に配置されている。
本実施形態のすぐり１４は、ゴム部１３をブッシュ軸ａ方向に貫通する貫通孔として形成されている（図１及び図３，４参照）と共に、ゴム部１３の周方向において、内筒１１の軸（ブッシュ軸ａ）を中心とする中心角６０°以上の範囲（円弧状範囲）にわたって、例えば６０°以上１５０°以下、好ましくは９０°以上１３５°以下の範囲（円弧状範囲）にわたって形成されており、周方向に沿って円弧状に延びるスリット状部１４ａと、周方向両端部の孔部１４ｂとを有している（図１参照）。すぐり１４を中心角６０°以上の範囲にわたって形成されていることで、凸部１１ａを、スリット状部１４ａで自由にずらして配置することができる。なお、低剛性部としてのすぐり１４の周方向中心の径方向内側には、凸部１１ａの一部がある。換言すれば、凸部１１ａは、低剛性部としてのすぐり１４の周方向中心と、周方向でオーバーラップしている。

図１に示すように、このすぐり１４は、本実施形態において、内筒１１を挟んでブッシュ軸ａの軸対称となる位置に一対設けられており、例えば、両孔部１４ｂ，１４ｂの近傍を通る直径方向は、ゴム部１３のみを通る中実方向Ｐ１としてブッシュ１０の径方向硬さが、後述するすぐり方向Ｐ２に比べ硬い部分となり、両スリット状部１４ａ，１４ａを通る直径方向は、スリット空間を通るすぐり方向Ｐ２としてブッシュ１０の径方向硬さが、中実方向Ｐ１に比べ軟らかい部分となる。

本実施形態のすぐり１４は、ゴム部１３の周方向において、内筒１１の軸（ブッシュ軸ａ）を中心とする中心角６０°以上の範囲にわたって形成され、本実施形態の一対のすぐり１４，１４は、中実方向Ｐ１軸とすぐり方向Ｐ２軸の何れに対しても非対称配置にあり（図１参照）、中実方向Ｐ１とすぐり方向Ｐ２の間に任意のバネ特性比（剛性比）を付与することができる。なお、本実施形態のすぐり１４が、１５０°以下の範囲（円弧状範囲）にわたって形成されていることで、任意の変位領域に対しすぐり方向Ｐ２軸のバネ特性の線形性を確保することができる。

図１に示すように、本実施形態の内筒１１の凸部１１ａは、例えば、突出端がスリット状部１４ａ近傍となる、スリット状部１４ａに対応するゴム部１３の略径方向全幅を突出量とすると共に、周方向の突出範囲をスリット状部１４ａの周方向長さよりも短くして、内筒１１の異形状出っ張りとして形成されている。スリット状部１４ａの周方向長さより凸部１１ａの周方向長さの方が短いことにより、凸部１１ａは、中実方向Ｐ１とすぐり方向Ｐ２の間で、すぐり１４の周方向中心に対して周方向一方側、例えば、中実方向Ｐ１側にずらして配置することができ、すぐり方向Ｐ２は、凸部１１ａがないゴム部１３のみが位置することになる。

上記構成を有することにより、本実施形態の内筒１１の凸部１１ａは、例えば金属製部材からなる内筒１１の出っ張り部として、すぐり１４が設けられたゴム部１３を補強し、両凸部１１ａ，１１ａ方向（図３参照）における引張強度を高めることができる。同時に、例えば中実方向Ｐ１側に、ずれて配置され、すぐり方向Ｐ２まで延ばさないことで、すぐり方向Ｐ２（図４参照）は、凸部１１ａがないゴム部１３のみが位置することになって、内筒１１に凸部１１ａが形成されていても、すぐり方向Ｐ２は、ブッシュ１０の径方向硬さが軟らかい部分のままとなって、軟らかさを維持することができる。

本実施形態において、凸部１１ａは、金属製部材により形成されているが、金属製部材に限るものではなく、例えば、樹脂製部材により形成されていてもよく、内筒１１と一体でも別体でも良い。
また、本実施形態において、低剛性部を、ゴム部１３をブッシュ軸ａ方向に貫通して形成されているすぐり１４としたが、これに限るものではなく、例えば、ゴム部１３をブッシュ軸ａ方向に貫通していない、一定の範囲にわたる、非貫通の薄肉部として形成してもよい。なお、すぐり１４とすることにより、低剛性部を容易に形成することができる。
また、本実施形態において、外筒１２は、内側に中間筒を有し、内筒１１から中間筒間はゴム部材とし、中間筒は外筒１２に圧入しても良い。外筒１２と中間筒は、両方金属部材により形成しても、少なくとも一つを樹脂部材により形成しても良い。

次に、本実施形態のブッシュ１０を、自動車用サスペンションの一形式である、トーションビーム式サスペンション（図２参照）に用いる場合、即ち、本実施形態のブッシュ１０を、車両前後方向が凸部１１ａを通るように配置した、ブッシュ配置構造について説明する。

本実施形態のブッシュ１０は、ブッシュ軸ａが、車両前後方向に対し斜めに配置され（図２参照）、且つ、ブッシュ１０を、車両前後方向が凸部１１ａを通るように配置されており、中実方向Ｐ１とすぐり方向Ｐ２の略中心方向（角度にして約４５°方向）である、両凸部１１ａ，１１ａ方向（図３参照）を、車両前後方向、即ち、水平方向に向けている（図５参照）。これにより、本実施形態のブッシュ１０は、ゴム部１３に設けたすぐり１４の位置が、車両前後方向に対し不均等に配置されると共に、両凸部１１ａ，１１ａが車両前後方向に位置することになる。

両凸部１１ａ，１１ａが車両前後方向に位置することで、ゴム部１３の耐久性が悪化することがない。つまり、中実方向Ｐ１に比べて軟らかい、すぐり１４が設けられたゴム部１３に、例えば、中実方向Ｐ１と同一の入力が車両前後方向にあった場合、内筒１１、外筒１２の移動量が多くなってしまい、移動量が多くなると、ゴム部１３の引っ張られ量が多くなって耐久性が悪化してしまうが、本実施形態では、中実方向Ｐ１と同一の入力が車両前後方向にあった場合でも、両凸部１１ａ，１１ａが変形を抑制するストッパとして機能し、内筒１１、外筒１２の移動量が多くなるのを阻止することができるからである。

このように、本発明に係るブッシュ、本発明に係るブッシュ配置構造に従う、本実施形態のブッシュ１０が本実施形態のブッシュ配置構造により、車両前後方向が両凸部１１ａ，１１ａを通るように配置されていることで、本実施形態のブッシュ１０は、車両前後方向がすぐり方向Ｐ２寄りに配置されたとしても、中実方向Ｐ１とすぐり方向Ｐ２のバネ特性比（剛性比）を保持したまま、車両前後方向における引張強度を高め、車両前後方向入力時の変形量を抑制して耐久性を向上させることができ、更に、すぐり方向Ｐ２の軟らかさを保持することができる。
この結果、本実施形態のブッシュ配置構造により配置された本実施形態のブッシュ１０にあっては、乗り心地を良くするために車両前後方向におけるバネ特性（剛性）を軟らかくした上で、軟らかさと耐久性を両立することができる。すなわち、本実施形態のブッシュ配置構造によれば、ブッシュ軸が車両前後方向に対し斜めに配置された状態で、車両前後方向における耐久性を保持しつつ、低剛性部以外の部分方向（本実施形態では中実方向Ｐ１）と低剛性部方向（本実施形態ではすぐり方向Ｐ２）における所定のバネ特性比を保持することができる。

１０：ブッシュ、１１：内筒、１１ａ：凸部、１１ｂ：軸空間、１２：外筒、１３：ゴム部、１４：すぐり、１４ａ：スリット状部、１４ｂ：孔部、１５ａ：トレーリングアーム、１５ｂ：トーションビーム、１５ｃ：取付部材、ａ：ブッシュ軸、Ｐ１：中実方向、Ｐ２：すぐり方向

Claims

内筒と、前記内筒の径方向外側に配置された外筒と、前記内筒と前記外筒を連結する弾性体とを備えたブッシュ、の配置構造であって、
前記ブッシュにおいて、
前記弾性体に、周方向において中心角６０°以上１５０°以下の範囲にわたって延在する、径方向の剛性を低下させた、２つの低剛性部を設け、
前記内筒の前記低剛性部それぞれと対応する周方向位置に、前記内筒から前記外筒に向けて突出する、２つの凸部を設け、
前記２つの凸部それぞれは、前記２つの低剛性部それぞれの周方向中心に対して周方向一方側にずれて配置され、
車両の真正面と真後ろとを通り、且つ、前記ブッシュの中心軸を通過する直線が、前記２つの凸部を通過するように、前記ブッシュが配置されることを特徴とする、ブッシュ配置構造。
前記２つの低剛性部は、前記弾性体をブッシュ軸方向に貫通して形成されているすぐりである、請求項１に記載のブッシュ配置構造。
前記２つの低剛性部は、周方向において中心角９０°以上の範囲にわたって形成されている、請求項１または２に記載のブッシュ配置構造。