JP7183024B2 - 防振ブッシュ - Google Patents

Description

本発明は、防振ブッシュに関し、特に、こじり方向の入力に対する耐久性を向上可能な防振ブッシュに関する。

従来、円筒状の内筒と円筒状の外筒とを同軸上に設け、ゴム等の弾性体により結合した防振ブッシュが、車両のサスペンションを構成するリンク部分のピボットに用いられている。このような防振ブッシュには、内筒に対して外筒が回転する周（回転）方向への入力や、内筒に対して外筒が径方向に変位する径方向への入力に加え、内筒の軸線と外筒の軸線とが交差するような、所謂こじり方向への入力があることが知られている。こじり方向への入力は、その大きさが大きいほど弾性体の軸方向端部に大きな張力がかかり、防振ブッシュの耐久性を低下させる。このようなこじり入力への耐久性を向上させるための方策として、例えば、特許文献１には、内筒に結合した弾性体から端部側に所定距離離れた位置に、外筒の内周に衝接するストッパゴムを設けてこじり方向への変位量を規制するものが開示されている。

特開２００８－１３２９４４号公報

しかしながら、特許文献１の防振ブッシュでは、ストッパゴムが外筒の内周に接し易く、弾性体のばね特性を十分に生かすことができないという問題がある。そこで、こじり入力への耐久性を向上させるための他の方策として、防振ブッシュの大きさを大きくすることが考えられる。防振ブッシュの大きさを大きくすれば、弾性体の端部における変位量を相対的に小さくすることが可能である。しかし、防振ブッシュを大きくすると、それを取り付けるためのスペースを確保しなければならないとともに、重量が増加するという問題がある。
そこで、本発明では、防振ブッシュを大型化することなく、こじり方向の入力に対する耐久性能を向上可能な防振ブッシュを提供することを目的とする。

上記課題を解決するための防振ブッシュの構成として、外筒と、外筒の内周側に配置され、両端部が外筒の両端部から突出する内筒と、外筒及び内筒を弾性的に結合する弾性体とを備え、外筒は、軸方向一端側に、軸方向に対して傾斜し、径方向外側に向けて延長する傾斜部を備え、内筒は、軸方向一端側の外周に、傾斜部に向けて突出するストッパ部材を備え、ストッパ部材は、少なくとも一部が弾性素材により構成した。
本構成によれば、こじり方向の入力が入った際に、ストッパ部材が外筒に接触することで、弾性体の変形が規制されるため、耐久性を向上させることができる。
また、防振ブッシュの他の構成として、弾性素材の内部に、内筒の周方向に沿って延長する剛体を含むようにしたり、ストッパ部材の軸方向内端部が、傾斜部の軸方向内端部より軸方向外側に位置するようにしたり、ストッパ部材の軸方向外端部が、傾斜部の軸方向外端部より軸方向外側に位置するようにしたり、傾斜部を外筒の軸方向に対して、鋭角側で４５°より小さい角度で傾斜させたり、傾斜部を、外筒の軸周りにわたって形成したり、傾斜部の軸方向外側の端部に該傾斜部の延長方向と交差する方向に延出する鍔部を備えるようにしても良い。

防振ブッシュの外観斜視図、断面図及び平面図である。 ストッパ部材の断面図である。 防振ブッシュの動作を示す図である。 防振ブッシュのトルクロッドへの適用例を示す図である。 トルクロッドの動作を示す図である。

以下、発明の実施形態を通じて本発明を詳説するが、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明される特徴の組み合わせのすべてが発明の解決手段に必須であるとは限らず、選択的に採用される構成を含むものである。

図１は、本実施形態に係る防振ブッシュ１の外観斜視図、防振ブッシュ１の軸線Ｏを含む断面図及び平面図である。図２は、ストッパ部材４０の軸方向半断面図である。図３は、こじり入力により防振ブッシュ１が変形したときの状態を示す図である。図１（ａ）に示すように、防振ブッシュ１は、金属や樹脂等の剛体により構成された内筒１０と、外筒２０と、内筒１０及び外筒２０とを結合する弾性体３０と、ストッパ部材４０とを備える。

図１（ｂ）に示すように、内筒１０は、軸方向長さ及び肉厚が所定寸法に設定された円筒状の筒体であって、図外の取付ボルトが貫通する孔１２を備える。図１（ｃ）に示すように、孔１２は、例えば、長孔として形成される。なお、内筒１０の軸線は、該内筒１０の外周面１０ｏの中心であり、Ｏ１として示す。また、外筒２０の軸線は、Ｏ２として示す。

外筒２０は、内筒１０の外周面１０ｏを囲むように配置される。外筒２０は、軸方向の長さが内筒１０の軸方向長さよりも短く設定され、外筒２０の軸方向の両端部から内筒１０の両端部がそれぞれ所定長さ突出するように形成される。

外筒２０は、筒部２２と、傾斜部２４と、鍔部２６とを有する。筒部２２、傾斜部２４、鍔部２６は、例えば一体的に形成される。筒部２２は、例えば、肉厚及び直径が一定の円筒状の筒体であり、内筒１０の軸線Ｏ１と同心となるように設けられる。筒部２２の一端側には、傾斜部２４が形成される。傾斜部２４は、筒部２２から連続し、軸線Ｏ２に対して所定角度で傾斜し、径方向外側に向けて広がる円錐状である。傾斜部２４は、内周面２４ｉと外筒２０の軸線Ｏ２とが交差する角度θが、所定の角度に設定される。なお、図１（ｂ）に示すＬ１は、傾斜部２４の内周面２４ｉの延長線、Ｌ２は、軸線Ｏ２と平行な直線を示している。そして、延長線Ｌ１と、直線Ｌ２とのなす鋭角側の角度が４５°より小さい角度となるように設定すると良い。

傾斜部２４の軸方向外側の端部２４Ｂには、該傾斜部２４の延長方向に対して交差方向に、径方向外側に向けて延出する鍔部２６が形成される。鍔部２６の延出する方向は、例えば、軸線Ｏ２と直交方向に設定される。鍔部２６は、傾斜部２４の軸方向外側の端部２４Ｂにおいて周方向に連続して形成され、傾斜部２４の変形を防止する。鍔部２６は、例えば、傾斜部２４の端部２４Ｂから周方向に沿って一定の幅で形成される。

弾性体３０は、所定の弾性を有するゴム等の弾性素材からなり、外筒２０の筒部２２の内周面２２ｉと、内筒１０の外周面１０ｏとを、例えば、加硫接着により一体化させる。

ストッパ部材４０は、外筒２０の傾斜部２４と対向する側の内筒１０の一端部に設けられる。本実施形態に係るストッパ部材４０は、例えば、基体４２と、基体４２の外側を覆う被覆体４４とで構成される。基体４２は、例えば、内筒１０の外径寸法よりも大きな内径寸法を有するように、所定寸法の筒状（円環状）に形成される。基体４２の素材としては、非弾性素材が好適であり、剛体として見なせる素材、例えば金属等で構成することが好ましい。図２に示すように、被覆体４４は、例えば、ゴム等の弾性素材からなり、基体４２の軸方向外側が露出するように、基体４２の内周面４２ｉから軸方向内側を経て外周面４２ｏを覆う。なお、基体４２の表面の全てを被覆体４４で覆うようにしても良い。

被覆体４４が基体４２を覆う厚み、即ち、内周側の厚みｘ１、外周側の厚みｘ２は、適宜設定すれば良い。なお、図中では、ｘ１の厚みがｘ２の厚みより厚く示してある。基体４２の外周側を覆う被覆体４４の厚みｘ２は、例えば、後述の動作で説明するように、ストッパ部材４０の外筒２０への繰り返しの衝突による摩耗や変形等を考慮して設定すれば良い。また、基体４２の内周側を覆う被覆体４４の厚みｘ１は、内筒１０の外周に嵌着可能な寸法に設定すると良い。ストッパ部材４０は、基体４２の内周を覆う被覆体４４の表面と内筒１０の外周面１０ｏとが接着材等の固定手段により固定される。このように被覆体４４で基体４２を覆うことにより、ストッパ部材４０が、外筒２０の傾斜部２４に衝突したときの異音の発生や相互の損傷を防ぐことができる。

図３は、防振ブッシュ１にこじり方向の力が入力したときの状態を示す図である。同図に示すように、ブッシュにある程度以上のこじり方向への入力があると、外筒２０が内筒１０に対して傾斜し、外筒２０の傾斜部２４の内周面２４ｉにストッパ部材４０の外周面４０ｏが衝接する。これにより、外筒２０に対する内筒１０の変位が規制され、内筒１０と外筒２０とを結合する弾性体３０の過度な変形が規制され、弾性体３０の軸方向端部３０ｚにかかる張力が抑制され、結果として防振ブッシュ１の耐久性を向上させることができる。

また、図２に示すように、ストッパ部材４０の外周面４０ｏを形成する被覆体４４の外周面の形状は、断面視において直線状、例えば、軸線Ｏ１を中心とする円筒面状とすると良い。被覆体４４の外周面を円筒面状に設定することにより、防振ブッシュ１にこじり方向の力が入力された場合であっても、傾斜部２４に対して面接触に近い接触となり、接触した際の接触面積を大きく確保することができ、十分な支持力を得ることができる。

なお、こじり入力とは、内筒１０の軸線Ｏ１に対して外筒２０の軸線Ｏ２を傾斜させる力をいい、このときの内筒１０の軸線Ｏ１に対して外筒２０の軸線Ｏ２が変位する方向をこじり方向という。

ストッパ部材４０は、例えば、次のような寸法や位置で設定すると良い。図３に示すように、内筒１０の軸線Ｏ１に対して外筒２０の軸線Ｏ２が傾斜するこじり力が入力されたときに、ストッパ部材４０の外周面４０ｏが、外筒２０の傾斜部２４の内周面２４ｉに接触可能な寸法で形成すると良い。

より好ましくは、図１（ｂ）に示すように、ストッパ部材４０の軸方向内端部４０Ａが、外筒２０の傾斜部２４の軸方向内端部２４Ａよりも軸方向外側に位置するように設定すると良い。また、ストッパ部材４０の軸方向外端部４０Ｂが、外筒２０の傾斜部２４の軸方向外端部２４Ｂより軸方向外側に位置するように設定すると良い。なお、ストッパ部材４０の断面視における幅Ｗ及び高さｈは、傾斜部２４の傾斜する角度、及び延長長さに応じて適宜設定すれば良い。

上述の寸法及び位置関係でストッパ部材４０を構成し、内筒１０の外周面１０ｏに取り付けることにより、防振ブッシュ１にこじり力が入力されたときに、外筒２０の傾斜部２４にストッパ部材４０の外周面４０ｏが接触するため、こじり力による弾性体３０の変形量を規制することができる。

図４は、本実施形態に係る防振ブッシュ１が適用されたトルクロッド１００の分解斜視図である。図４に示すトルクロッド１００は、エンジンと車体とを弾性的に連結し、車両の走行時におけるエンジンのロール挙動を支持するための部材である。

図４に示すように、トルクロッド１００は、一端側に第１の環状部１１１、他端側に第２の環状部１１２、及び連結ステー部１１３とを備える。第１の環状部１１１は、円筒状に、第２の環状部１１２は、第１の環状部１１１よりも大径の楕円筒状に形成され、連結ステー部１１３により互いの軸線が直交するように連結されている。第１の環状部１１１の内周１１１ｉには、エンジンと連結される防振ブッシュ１が圧入され、第２の環状部１１２の内周１１２ｉには、車体に連結される車体側ブッシュ１２０が圧入される。車体側ブッシュ１２０は、上述の防振ブッシュ１とは異なる構成である。

車体側ブッシュ１２０は、第２の環状部１１２の内周側に嵌着可能に形成され、例えば楕円筒状の金属製の部材からなる外筒１２２と、ボルトが挿通される挿通孔１２３Ａを有し、ボルトにより車体に締結される内筒１２３と、外筒１２２と内筒１２３とを弾性的に連結するゴム弾性体１２４を備える。ゴム弾性体１２４は、例えば内筒１１４の外周面に加硫接着されると共に、外筒１２２の内周面に加硫接着されている。ゴム弾性体１２４には、内筒１２３の軸方向に沿って貫通する複数のすぐり部１２６，１２７，１２８が形成されている。

すぐり部１２６；１２７は、内筒１２３を挟んで第２の環状部１１２の長軸方向にそれぞれ延長し、端部側が第１の環状部１１１に向けて延長する。すぐり部１２８は、すぐり部１２７と外筒１２２とで囲まれる第１の環状部１１１側に形成される。

図５は、車体とエンジンとの間にトルクロッド１００を接続したときの概念図である。 図５において２００は、エンジン側の連結部（エンジン側連結部）、２２０は、車体側ブッシュ１２０を挟み込むように車体から延長する板状の車体側の連結部（車体側連結部）を示し、エンジンは、車体に対して横向きに搭載されているものとする。また、２０２は、エンジン側の連結部に植設されたスタッドボルト、２２２は、車体側連結部にトルクロッド１００を固定するためのボルトを示している。

図５（ａ）に示すように、トルクロッド１００は、車体の前後方向に向けて延長するように取り付けられる。トルクロッド１００の第１の環状部１１１は、内周側に圧入された防振ブッシュ１の軸線Ｏ１（Ｏ２）が車体上下方向を向くように、内筒１０の孔１２にスタッドボルト２０２を貫通させ、ナット２０４によりエンジン側連結部に固定される。第２の環状部１１２は、長軸を車体上下方向に向け、内周側に圧入された車体側ブッシュ１２０の軸線が車体幅方向を向くように、内筒１２３の挿通孔１２３Ａ及び車体側連結部２２０にボルト２２２を貫通させて図外のナットを締め付けることにより車体側連結部２２０に固定される。なお、エンジン及び車体へのトルクロッド１００の取り付ける向きは、これに限られるものではない。

そして、図５（ｂ）の矢印Ｐに示すようにエンジンがロールすると、トルクロッド１００は、エンジン側ブッシュ（防振ブッシュ１）にこじり方向の力が入力されるとともに、車体前方へと引かれ、車体側ブッシュ１２０により弾性的に支持される。そして、エンジンのロール量が大きい場合でも、ストッパ部材４０が外筒２０の傾斜部２４に衝接するため、こじり方向の入力による弾性体３０の変形が規制され、弾性体３０への設定以上の負担を軽減することができる。

以上説明したように、こじり入力が生じうるブッシュに、上記防振ブッシュ１のように、剛体としての基体４２を、弾性体からなる被覆体４４で覆うように形成されたストッパ部材４０を内筒１０の外周に設けるとともに、外筒２０にストッパ部材４０を衝接させる傾斜部２４を設けることにより、こじり方向に大きな入力あった場合に、ストッパ部材４０が内筒１０に対する外筒２０の相対的な変位を抑制することで耐久性能を向上させることができる。また、防振ブッシュ１における弾性体３０の車体前後方向のばね特性、及び左右方向のばね特性を保持したまま上記効果を得ることができる。

ストッパ部材４０の外周面４０ｏの形状は、断面視において直線状に限定されず、円弧等の曲線状であっても良い。好ましくは、傾斜部２４の内周面２４ｉに外周面４０ｏが実質的に面接触可能な平面状とすると良い。

また、本実施形態では、ストッパ部材４０を基体４２と被覆体４４とで構成したが、これに限定されず、基体４２を内筒１０と一体的に形成しても良い。つまり、内筒１０に、外周から半径方向に膨出する膨出部を形成すれば良い。そして、この膨出部を、上述の被覆体４４と同じ素材で被覆したり、内筒１０と外筒２０とを結合する弾性体３０を延長させて覆えば良い。

なお、防振ブッシュ１の適用は、上述のトルクロッド１００に限定されず、あらかじめこじり入力が想定される部位に用いれば良い。また、トルクロッド１００の構成についても特に限定されない。

また、ストッパ部材４０を内筒１０の軸方向一端側に設けたが両側に設けるようにしても良い。この場合、外筒２０の両側に傾斜部を備えるように構成すれば良い。

また、上記実施形態では、筒部２２の一端側に傾斜部２４を一周にわたり連続して形成するものとして説明したが、防振ブッシュ１へのこじり方向の入力が設計上あらかじめわかっている場合には、その方向を中心として所定範囲、例えば、半周分等のように部分的に形成しても良い。

また、傾斜部２４の軸方向外側端部に鍔部２６を設けるものとして説明したが、傾斜部２４に十分な強度がある場合には省略することも可能である。

１ 防振ブッシュ、１０ 内筒、２０ 外筒、３０ 弾性体、４０ ストッパ部材。

Claims (6)

1. 外筒と、
   前記外筒の内周側に配置され、両端部が前記外筒の両端部から突出する内筒と、
   前記外筒及び前記内筒を弾性的に結合する弾性体と、を備え、
   前記外筒は、
   軸方向一端側に、軸方向に対して傾斜し、径方向外側に向けて延長する傾斜部を備え、
   前記内筒は、
   軸方向一端側の外周に、前記傾斜部に向けて突出するストッパ部材を備え、
   前記ストッパ部材は、少なくとも一部が弾性素材により構成され、
   前記弾性素材の内部に、前記内筒の周方向に沿って延長する剛体を含む防振ブッシュ。
2. 前記ストッパ部材の軸方向内端部が、前記傾斜部の軸方向内端部より軸方向外側に位置する請求項１に記載の防振ブッシュ。
3. 前記ストッパ部材の軸方向外端部が、前記傾斜部の軸方向外端部より軸方向外側に位置する請求項１又は２に記載の防振ブッシュ。
4. 前記傾斜部は、外筒の軸方向に対して、鋭角側で４５°より小さい角度で傾斜している請求項１乃至請求項３いずれかに記載の防振ブッシュ。
5. 前記傾斜部は、前記外筒の軸周りにわたって形成された請求項１乃至請求項４いずれか記載の防振ブッシュ。
6. 前記傾斜部は、軸方向外側の端部に該傾斜部の延長方向と交差する方向に延出する鍔部を備える請求項１乃至請求項５いずれかに記載の防振ブッシュ。
   

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