JPWO2018186074A1 - サスペンションブッシュ - Google Patents

Abstract

リヤサスペンション装置（１０）のトレーリングアーム（１４）と車体との間に配置されるトレーリングブッシュ（２０）は、外筒（３０）の軸方向に沿った一端部に、径方向外側に向けて突出するフランジ部（３６）が設けられ、弾性体（３４）の軸方向に沿った一端部には、フランジ部（３６）と重畳する弾性フランジ部（３８）が設けられ、弾性フランジ部（３８）の車両前後方向の車両前方側には、切欠部（４２）が設けられ、切欠部（４２）には、フランジ部（３６）から最も離間する弾性フランジ部（３８）の上面（４８）からフランジ部（３６）に向かって立ち下がる傾斜面（５０）を有する傾斜面部（４４）が設けられている。

Description

本発明は、車両のサスペンション装置に適用されるサスペンションブッシュに関する。

例えば、特許文献１には、円筒状で樹脂製の外筒と、剛性を有する内筒と、これらの外筒と内筒とを弾性的に連結するゴム弾性体とを備えたサスペンションブッシュが開示されている。

このサスペンションブッシュにおいて、外筒の鍔部には、周方向に沿って１８０度離間する２箇所の位置に、外周端から径方向内側に向けて略Ｖ字状、且つ、凹状の係合部が設けられている。

特許第５１１９１１０号公報（図１、図２参照）

ところで、車両が高速で旋回すると、接地荷重が増加する旋回外輪に車幅方向内向きの横力が作用する。このため、サスペンションアームを車体に支持するサスペンションブッシュに対して、車幅方向内向きの荷重が入力される。この場合、特許文献１に開示されたサスペンションブッシュでは、サスペンションアームのストローク時にスティックスリップ（stick-slip）が発生し、サスペンションブッシュが相手方部材と当接して異音が生じるおそれがある。なお、「スティックスリップ」とは、摩擦面間に発生する摩擦面の付着や滑りの繰り返しによって引き起こされる自励振動をいう。

また、このような異音の発生を抑制するために、相手方部材に対するサスペンションブッシュのストップラバーの接触面積を減少させることが考えられる。しかしながら、サスペンションブッシュのストップラバーの幅を縮小することで、垂直方向の剛性が低下するという他の不具合が発生する。

本発明は、前記の点に鑑みてなされたものであり、垂直方向の所望の剛性を確保しつつ、スティックスリップ時における異音の発生を抑制して、その両者を調和させることが可能なサスペンションブッシュを提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は、内筒と、前記内筒の外側に配置される外筒と、前記内筒と前記外筒との間に介装されて前記内筒と前記外筒とを弾性的に連結する弾性体と、を備え、サスペンションのトレーリングアームと車体との間に配置されるサスペンションブッシュであって、前記外筒の軸方向に沿った一端部には、径方向外側に向けて突出するフランジ部が設けられ、前記弾性体の軸方向に沿った一端部には、前記フランジ部と重畳する弾性フランジ部が設けられ、前記弾性フランジ部の車両前後方向の車両前方側には、切欠部が設けられ、前記切欠部には、前記フランジ部から最も離間する前記弾性フランジ部の上面から前記フランジ部に向かって立ち下がる傾斜面を有する傾斜面部が設けられていることを特徴とする。

本発明では、垂直方向の所望の剛性を確保しつつ、スティックスリップ時における異音の発生を抑制して、その両者を調和させることが可能なサスペンションブッシュを得ることができる。

（ａ）は、本発明の実施形態に係るトレーリングブッシュをリヤサスペンション装置に適用した状態を車両の真下から見た底面図、（ｂ）は、（ａ）に示すリヤサスペンション装置の斜視図である。 本発明の実施形態に係るトレーリングブッシュの斜視図である。 （ａ）は、図２の矢印Ｚ方向から見た矢視図、（ｂ）は、（ａ）のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った概略構成断面図である。 （ａ）は、図３（ａ）に示すＡ部の部分拡大側面図、（ｂ）は、図３（ｂ）に示すＢ部の部分拡大断面図である。 （ａ）及び（ｂ）は、変形例に係るトレーリングブッシュを示したものであり、（ａ）は、図４（ａ）に対応する部分拡大側面図、（ｂ）は、図４（ｂ）に対応する部分拡大断面図である。 （ａ）は、トレーリングブッシュに横力が付与されていない無負荷状態、（ｂ）は、トレーリングブッシュに横力が付与されてブラケットの支持壁に当接した状態、（ｃ）は、トレーリングブッシュに横力が付与されて弾性フランジ部がさらに変形した状態を示す説明図である。 （ａ）〜（ｃ）は、弾性フランジ部の変形例を模式的に示した断面図である。 （ａ）は、本出願人が案出した比較例１に係るトレーリングブッシュの弾性フランジ部の断面模式図、（ｂ）は、本出願人が案出した比較例２に係るトレーリングブッシュの弾性フランジ部の断面模式図である。

次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
図１（ａ）は、本発明の実施形態に係るトレーリングブッシュをリヤサスペンション装置に適用した状態を車両の真下から見た底面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示すリヤサスペンション装置の斜視図である。なお、各図中において、「前後」は、車両前後方向、「左右」は、車幅方向（左右方向）、「上下」は、鉛直上下方向をそれぞれ示している。

図１（ａ）及び図１（ｂ）に示されるように、リヤサスペンション装置１０は、左後輪１２及び右後輪１２（以下、車輪１２ともいう）に対して配置され、左右後輪１２、１２をそれぞれ回転開能に支持する懸架式サスペンションとして構成されている。また、リヤサスペンション装置１０は、Ｈ型トーションビーム式サスペンションとして構成されている。なお、左右後輪１２、１２には、それぞれ、同じ構成からなるリヤサスペンション装置１０、１０が対称位置となるように配置されている。

各リヤサスペンション装置１０は、左右一対のトレーリングアーム１４と、トーションビーム１６とを備えて構成されている。各トレーリングアーム１４は、図示しない車軸を介して車輪１２を回転自在に軸支すると共に、車体に対して回動可能に連結されている。トーションビーム１６は、車幅方向に沿って延在し、左後輪１２側に配置されたトレーリングアーム１４の中間部と、右後輪１２側に配置されたトレーリングアーム１４の中間部とを連結している。左右後輪１２、１２は、トーションビーム１６を介してそれぞれ懸架されている。

トレーリングアーム１４は、略車両前後方向に沿って延在し、トーションビーム１６よりも車両前方に位置する前部アーム１４ａと、トーションビーム１６よりも車両後方に位置する後部アーム１４ｂとが一体的に構成されている。

前部アーム１４ａの車両前方端部には、トレーリングアーム１４を図示しない車体（例えば、リヤサイドフレーム）に対して取り付けるブラケット１８が連結されている。ブラケット１８には、トレーリングアーム１４を回動可能に軸支するトレーリングブッシュ（サスペンションブッシュ、コンプライアンスブッシュ）２０が支持軸２２を介して装着されている。

トレーリングブッシュ２０は、支持軸２２の軸線をその回動中心としてトレーリングアーム１４を回動変位可能に支持すると共に、支持軸２２の軸方向に沿って変位可能に支持している。

後部アーム１４ｂには、シート部２４を介して支持されるコイルスプリング（懸架ばね）２６と、図示しないブッシュを介して支持されるダンパ２８とがそれぞれ別個に配置されている。

図２は、本発明の実施形態に係るトレーリングブッシュの斜視図、図３（ａ）は、図２の矢印Ｚ方向から見た矢視図、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った概略構成断面図、図４（ａ）は、図３（ａ）に示すＡ部の部分拡大側面図、図４（ｂ）は、図３（ｂ）に示すＢ部の部分拡大断面図である。

図３（ｂ）に示されるように、トレーリングブッシュ２０は、外筒３０、内筒３２、及び、弾性体３４を有する。外筒３０は、円筒状を呈する金属製の鋼管部材で構成されている。外筒３０の軸方向に沿った一端部には、フランジ部３６が一体的に形成されている。このフランジ部３６は、周方向に沿った環状体からなり、径方向外側に向けて突出している。

内筒３２（芯部材）は、外筒３０の径方向内側に配置され、軸方向に沿って貫通孔３７を有する金属製の鋼管部材で構成されている。なお、内筒３２の軸方向に沿った両端部の長さは、外筒の軸方向に沿った両端部の長さよりも長く設けられている（図３（ｂ）参照）。

弾性体３４は、これら外筒３０と内筒３２との間に介装され、外筒３０と内筒３２とを弾性的に連結している。内筒３２の貫通孔３７には、支持軸２２（図１（ｂ）参照）が貫通して装着されている。換言すると、弾性体３４は、外筒３０の内周面と内筒３２の内周面との間でそれぞれ加硫接着されることで、外筒３０及び内筒３２に対して一体的且つ弾性的に固着されている。なお、外筒３０及び内筒３２は、金属製に限定されるものではなく、そのいずれか一方又は両方を、例えば、硬質樹脂等によって形成してもよい。

弾性体３４の軸方向に沿った一端部には、径方向外側に膨出した弾性フランジ部３８が設けられている。この弾性フランジ部３８は、外筒３０のフランジ部３６と軸方向において重畳するように設けられている（図３（ｂ）参照）。弾性フランジ部３８の内径側には、弾性フランジ部３８よりも小径な環状凹部４０が形成されている。この弾性フランジ部３８は、外筒３０のフランジ部３６と同様に、周方向に沿った環状体で形成されている。

弾性フランジ部３８の車両前後方向に沿った車両前方側には、切欠部４２が設けられている（図１（ｂ）、図２、図４（ａ）、図４（ｂ）参照）。弾性フランジ部３８の周方向において、この切欠部４２は、トレーリングブッシュ２０が車両に組み付けられた状態において、最も車両前方側に近接する位置に１箇所だけ設けられている。これにより、本実施形態では、切欠部４２を複数個所設けた場合と比較して、トレーリングブッシュ２０の取付方向が単一の切欠部４２を基準として明確となり、リヤサスペンション装置１０に対するトレーリングブッシュ２０の組付時の誤組み付けを防止することができる。

図３（ａ）及び図３（ｂ）に示されるように、この切欠部４２は、傾斜面部４４と、段差部４６とによって構成されている。傾斜面部４４は、弾性フランジ部３８の高さ方向の寸法（内筒３２の軸方向に沿った寸法）が最も大きい上面４８を含み、この上面４８から外筒３０のフランジ部３６側に向けて立ち下がるように傾斜する傾斜面５０で形成されている。傾斜面５０の裾部は、略一定の高さ寸法を有する段差部４６に連続して形成されている。

図３（ａ）に示されるように、トレーリングブッシュ２０をフランジ部３６側から見て、傾斜面部４４は、弾性フランジ部３８の内径中間部５２から外径側に向かって徐々に拡がるように形成されている。なお、弾性体３４の内部に、作動液が充填された図示しない主液室及び副液室と、主液室と副液室とを連通させるオリフィスとを設けて、液封式ブッシュを構成するようにしてもよい。

図１（ｂ）に示されるように、ブラケット１８は、ブラケット本体５４と、一対の支持壁５６、５６とによって構成されている。ブラケット本体５４は、底面視して略三角形状の平板状に形成されている（図１（ａ）参照）。一対の支持壁５６、５６は、支持軸２２を支持する支持孔を有し、ブラケット本体５４から上方に向かって立ち上がり所定距離離間して互いに略平行に対向している。ブラケット本体５４の周縁部には、図示しないボルトが挿通可能な取付孔５８を有する取付部６０が設けられている。

トレーリングブッシュ２０は、切欠部４２を有する弾性フランジ部３８、及び、外筒３０のフランジ部３６が、それぞれ車幅方向内側に向けられた状態で、支持軸２２を介してブラケット１８に組み付けられている。

図５（ａ）及び図５（ｂ）は、変形例に係るトレーリングブッシュを示したものであり、図５（ａ）は、図４（ａ）に対応する部分拡大側面図、図５（ｂ）は、図４（ｂ）に対応する部分拡大断面図である。

外筒３０のフランジ部３６の上面から弾性フランジ部３８の上面４８までの肉厚寸法（高さ方向の寸法）Ｈ１をそれぞれ一定とした状態において、フランジ部３６の上面から段差部４６の上面までの肉厚寸法（高さ寸法）Ｈ２を変えることで、垂直方向の剛性を調整することができる。これにより、所望の垂直剛性に設定することが可能となり、車重の異なる複数の車種に対して容易に適用することができる。

例えば、図４（ｂ）と図５（ｂ）とを比較して諒解されるように、フランジ部３６の上面から段差部４６の上面までの肉厚寸法を増大させて、肉厚寸法（Ｈ２Ａ（図４（ｂ））＜Ｈ２Ｂ（図５（ｂ））とすることで、より一層垂直方向の剛性を向上させることができる。なお、フランジ部３６の上面から段差部４６の上面までの肉厚寸法（高さ方向）Ｈ２の変更に伴って、段差部４６の上面に対する傾斜面部４４の傾斜面５０の傾斜角度θは小さくなる（θ１（図４（ｂ））＞θ２（図５（ｂ））。

本実施形態に係るトレーリングブッシュ２０が組み込まれたリヤサスペンション装置１０は、基本的に以上のように構成されるものであり、次にその作用効果について説明する。

図６（ａ）は、トレーリングブッシュに横力が付与されていない無負荷状態、図６（ｂ）は、トレーリングブッシュに横力が付与されてブラケットの支持壁に当接した状態、図６（ｃ）は、トレーリングブッシュに横力が付与されて弾性フランジ部がさらに変形した状態を示す説明図である。

車両が高速で旋回すると、接地荷重が増加する旋回外輪に車幅方向内向きの横力Ｆが作用する。このため、サスペンションアームを車体に支持するトレーリングブッシュ２０に対して、車幅方向内向きの荷重が入力される。なお、この車幅方向内向きの荷重は、車両前後方向において最も車両後方に位置する弾性フランジ部３８の部位（切欠部４２と線対称の部位、周方向に沿って切欠部４２と１８０度離間する部位）に集中する。一方、車両前後方向において最も車両前方に位置する弾性フランジ部３８の部位（切欠部４２）では、前記車幅方向内向きの荷重の変動幅が最も大きくなり、該荷重変動がスティックスリップの要因となる。

トレーリングブッシュ２０は、弾性体３４の弾性変形によって弾性フランジ部３８及びフランジ部３６が内筒３２の軸方向に沿って一体的に変位し、弾性フランジ部３８の上面４８が相手方部材であるブラケット１８の支持壁５６（一対の支持壁５６、５６のうち、車幅方向内側に配置された支持壁５６）と当接する（図６（ｂ）参照）。当接した後、さらに横力Ｆが付与されるとブラケット１８の支持壁５６に当接する傾斜面部４４の一部が弾性変形して当接する（図６（ｃ）参照）。

図８（ａ）は、本出願人が案出した比較例１に係るトレーリングブッシュの弾性フランジ部の断面模式図、図８（ｂ）は、本出願人が案出した比較例２に係るトレーリングブッシュの弾性フランジ部の断面模式図である。

これに対して、本出願人が案出した比較例１では、断面略矩形状を呈する弾性フランジ部１００とブラケット１８の支持壁５６との接触面積が大きくなって、スティックスリップの発生時に異音が生ずるおそれがある。そこで、本出願人が案出した比較例２では、弾性フランジ部１０２とブラケット１８の支持壁５６との接触面積を３分の１に減少させた場合を示している。しかしながら、比較例２では、図８（ｂ）中の二点鎖線で示されるように弾性フランジ部３８ｂが弾性変形するため、弾性フランジ部３８ｂの垂直方向の剛性が低下する不具合がある。

このように、本実施形態では、傾斜面部４４を設けることで、相手方部材であるブラケット１８の支持壁５６に対する弾性フランジ部３８の接触面積を比較例１と比較して減少させることができる。また、本実施形態では、段差部４６を設けることで、比較例２と比較して垂直方向の所望の剛性を確保することができる。

従って、本実施形態では、垂直方向の所望の剛性を確保しつつ、スティックスリップ時における異音の発生を抑制して、その両者を調和させることができる。この結果、本実施形態では、操縦安定性能の向上と、異音の発生の抑制とを両立させることができる。

図７（ａ）〜図７（ｃ）は、弾性フランジ部の変形例を模式的に示した断面図である。
図７（ａ）に示される弾性フランジ部３８ａでは、その断面が、傾斜面部４４のみによって構成され、図７（ｂ）の段差部４６に対応するものが無い形状で構成されている。なお、図７（ａ）に示される弾性フランジ部３８ａでは、傾斜面部４４の上面４８からフランジ部３６に向かって断面が徐々に幅広となる傾斜面部４４の下部側によって剛性支持されている。

また、図７（ｂ）に示される弾性フランジ部３８ｂでは、その断面が、傾斜面部４４と段差部４６とが組み合わされた複合形状によって構成されている。図７（ｂ）に示される弾性フランジ部３８ｂでは、傾斜面部４４が段差部４６によって剛性支持されている。

さらに、図７（ｃ）に示される弾性フランジ部３８ｃでは、その断面が、図７（ｂ）の断面形状に対して、さらに、傾斜面部４４を跨いだ段差部４６の反対側に他の傾斜面部４４ａが付加された形状で構成されている。図７（ｃ）に示される弾性フランジ部３８ｃでは、傾斜面部４４を跨いで互いに対向する一側の段差部４６と他側の他の傾斜面部４４ａとの協働作用によって傾斜面部４４が剛性支持されている。

１０ リヤサスペンション装置（サスペンション）
１４ トレーリングアーム
２０ トレーリングブッシュ（サスペンションブッシュ）
３０ 外筒
３２ 内筒
３４ 弾性体
３６ フランジ部
３８、３８ａ〜３８ｃ 弾性フランジ部
４２ 切欠部
４４、４４ａ 傾斜面部
４６ 段差部
４８ 上面
５０ 傾斜面

Claims (4)

1. 内筒と、
   前記内筒の外側に配置される外筒と、
   前記内筒と前記外筒との間に介装されて前記内筒と前記外筒とを弾性的に連結する弾性体と、
   を備え、サスペンションのトレーリングアームと車体との間に配置されるサスペンションブッシュであって、
   前記外筒の軸方向に沿った一端部には、径方向外側に向けて突出するフランジ部が設けられ、
   前記弾性体の軸方向に沿った一端部には、前記フランジ部と重畳する弾性フランジ部が設けられ、
   前記弾性フランジ部の車両前後方向の車両前方側には、切欠部が設けられ、
   前記切欠部には、前記フランジ部から最も離間する前記弾性フランジ部の上面から前記フランジ部に向かって立ち下がる傾斜面を有する傾斜面部が設けられていることを特徴とするサスペンションブッシュ。
2. 請求項１記載のサスペンションブッシュにおいて、
   前記傾斜面部の裾部には、前記傾斜面部に連続する段差部が設けられていることを特徴とするサスペンションブッシュ。
3. 請求項１記載のサスペンションブッシュにおいて、
   前記切欠部は、前記弾性フランジ部において１箇所だけ配置されていることを特徴とするサスペンションブッシュ。
4. 請求項２記載のサスペンションブッシュにおいて、
   前記切欠部は、前記弾性フランジ部において１箇所だけ配置されていることを特徴とするサスペンションブッシュ。

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