(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内筒体と、この内筒体の筒軸に平行にその内筒体を囲む外筒体と、上記内筒体から上記筒軸に直交する第１方向の両側に延びてその内筒体の外面と上記外筒体の内面とを互いに連結するゴム弾性体とを備えるブッシュ組立体において、
上記内筒体は、
取付け用軸体が挿通される本体筒部と、
上記本体筒部から、上記筒軸方向及び第１方向に対し共に直交する第２方向の両側にそれぞれ上記ゴム弾性体内に突出されて上記ゴム弾性体内に介装された一対の障壁部と、
上記ゴム弾性体の筒軸方向形成範囲内であって上記本体筒部の筒軸方向に互いに離れた両側各位置からそれぞれ上記第１方向の両側に上記ゴム弾性体内に張出した一対の張出し部と、
上記本体筒部を挟んで第１方向両側の各位置に上記一対の張出し部の筒軸方向相対向面間に区画されてゴム弾性体が配設される一対の凹溝部と
を備え、
内筒体の障壁部は、第１方向に対する肉厚が本体筒部の第１方向に対する幅の範囲内に設定され、
内筒体の筒軸方向両側の各張出し部は、障壁部の第２方向に対する形成範囲と同じ第２方向範囲にわたり設けられ、筒軸方向から見た形状が略四角形に形成されている
ことを特徴とするブッシュ組立体。
【請求項２】
請求項１において、
ゴム弾性体は、一対の張出し部及び一対の障壁部の第２方向幅と略等しく設定された第２方向幅を有している
ことを特徴とするブッシュ組立体。
【請求項３】
請求項１において、
内筒体の障壁部は、筒軸方向両側の各張出し部と互いに一体に連結されていることを特徴とするブッシュ組立体。
【請求項４】
請求項１において、
内筒体は、本体筒部と、筒軸方向両側の各張出し部と、障壁部とが互いに同一材料により一体に形成されて構成されている
ことを特徴とするブッシュ組立体。
【請求項５】
請求項１において、
内筒体は、本体筒部に対し、筒軸方向両側の各張出し部と、障壁部とが上記本体筒部とは異なる材料により一体に形成されて構成されている
ことを特徴とするブッシュ組立体。
【請求項６】
請求項１において、
外筒体は、円筒形に形成されている
ことを特徴とするブッシュ組立体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、例えば自動車の分野で部品を車体に弾性支持させるために介装させる等の用途に用いられるブッシュ組立体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、この種のブッシュ組立体としては、一般に、大小の円筒形の外筒体と内筒体とを同軸配置にし両筒体を内筒体の筒軸に直交する第１方向に延ばしたゴム弾性体により連結したものが知られている。そして、円筒形内筒体の外周囲に他の部材を固着して肉盛りすることにより横断面形状における外周形状が四角形になるようにするとともに、円筒形外筒体の内周面の一部に厚肉部を設け、これにより、上記ゴム弾性体の内筒体側及び外筒体側の各接合面を円弧面ではなく平面とするようにしたもの（例えば、特開平２−９３１３４号公報参照）や、上記円筒形内筒体に角筒を外嵌固定してこの角筒の一平面にゴム弾性体を連結するとともに、その一平面に平行な平面を有する中間板を角筒と円筒形外筒体との間のゴム弾性体内に介在させたもの（例えば、実開昭５６−４５６３５号公報参照）が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ブッシュ組立体において、大小の円筒形の外筒体と内筒体とを同軸配置にし両筒体を内筒体の筒軸に直交する第１方向に延ばしたゴム弾性体により連結したものを用いて、例えば自動車の操縦安定性及び部品の防振支持の両立を図るために、内筒体の筒軸方向（例えば車体の上下方向）と、上記第１方向（例えば車体の左右方向）と、筒軸方向及び第１方向に共に直交する第２方向（例えば車体の前後方向）とからなる三次元方向に対し弾性支持を可能とし、かつ、その三次元方向の各ばね定数を個別に独立して所望のものに設定可能にしたいという要請がある。
【０００４】
例えば、フロントエンジン・リヤドライブのいわゆるＦＲ車において、リヤサスペンションのサブフレームを車体にマウントするためにブッシュ組立体の筒軸方向を上下方向に、ゴム弾性体が延びる方向（上記の第１方向）を車体の左右方向に配置して用いる場合、そのブッシュ組立体には、筒軸方向及び車体の前後方向（上記の第２方向）の各ばね定数、すなわち、力がゴム弾性体に対しせん断力として作用する方向の各ばね定数を、防振性能上、共に軟らかいものにする必要がある。その一方、上記の左右方向、すなわち、力がゴム弾性体に対し圧縮・引張力として作用する方向のばね定数を、自動車の操縦安定性の面からある程度硬いものにする必要がある。
【０００５】
ところが、上記筒軸方向のばね定数については、ゴム弾性体に基づく筒軸方向のばねに基づき上記のサブフレームを支持しなくてはならないため、その筒軸方向のばね定数を軟らかいものにするのには限界がある。すなわち、上記サブフレームにはデファレンシャルギヤが載置されており、加速時にはそのトルクが作用して上記サブフレームが倒れようとするため、この倒れや傾きを抑制した状態で支持する上でも、筒軸方向のばね定数をある一定値以上に硬いものにする必要があり、上記の要求性能とは相反する要求を併せ持っている。
【０００６】
また、上記筒軸方向と前後方向とのせん断二方向の両ばね定数における互いの関係においては、ゴム弾性体の一端を円筒形の外筒体の内周面に接合させる関係上、上記筒軸及び前後の各方向のせん断力に抵抗するゴム弾性体部分の長さが上記外筒体側の円弧部分の存在により互いに異なるものになるため、上記前後方向ばね定数は上記筒軸方向のそれよりも一般に硬いものになる。この点、上記の従来技術における外筒体の内周面に厚肉部を設けて平面にしたものでは、上記の円弧部分の影響がなくなり上記せん断二方向の両ばね定数は一致するものの、外筒体に対し上記の厚肉部を形成するための工程が増える上、ゴム弾性体の一体加硫成形時の外筒体のセッティングにも手間がかかることになる。
【０００７】
このため、上記せん断二方向に対する筒軸方向ばね定数と前後方向ばね定数との関係においては、筒軸方向のばね定数をあまり軟らかいものにならない一定値に抑えると同時に、上記厚肉部の形成を省略して円筒形の外筒体をそのまま用いたとしても、上記筒軸方向ばね定数よりも硬くなる傾向にある前後方向ばね定数を上記筒軸方向ばね定数に一致もしくは極力近付け得るブッシュ組立体の開発が要請されている。
【０００８】
さらに、このような筒軸方向及び前後方向に対する両ばね定数についての目標性能を具備した上で、上記左右方向のばね定数を相対的に硬いものにすることは困難なものとなり左右方向ばね定数に対する要求性能よりも軟らかいものになってしまう。すなわち、上記左右方向ばね定数を硬いものにするためには、左右方向からの圧縮力を受けるゴム弾性体の断面積をより増大させるように形状を設定しなければならない。しかし、そうすると、上記の筒軸方向及び前後方向の両せん断方向ばね定数が変化してこれらに対する目標性能についての要求を満足させることができなくなる。この点、上記従来技術における中間板を介装させることにより左右方向のばね定数を増大させる方策を採ることもできるが、その中間板を介装させるための工程が増加する上に、その中間板の存在により筒軸方向及び前後方向のばね定数も変化してしまうことになる。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、筒軸方向、前後方向及び左右方向の各ばね定数を互いに独立して設定可能とし、かつ、要求性能に対する設定の容易化を図ることにある。これにより、左右方向ばね定数を比較的硬いものとしつつ、円筒形の外筒体をそのまま用いても筒軸方向ばね定数及び前後方向ばね定数のせん断二方向のばね定数を一致もしくは可及的に近付けて、操縦安定性上の要求と、弾性支持性能上及び防振性能上の要求との両立を図ることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、内筒体と、この内筒体の筒軸に平行にその内筒体を囲む外筒体と、上記内筒体から上記筒軸に直交する第１方向の両側に延びてその内筒体の外面と上記外筒体の内面とを互いに連結するゴム弾性体とを備えるものを前提とする。このものにおいて、上記内筒体を、取付け用軸体が挿通される本体筒部と、上記本体筒部から、上記筒軸方向及び第１方向に対し共に直交する第２方向の両側にそれぞれ上記ゴム弾性体内に突出されて上記ゴム弾性体内に介装された一対の障壁部と、上記ゴム弾性体の筒軸方向形成範囲内であって上記本体筒部の筒軸方向に互いに離れた両側各位置からそれぞれ上記第１方向の両側に上記ゴム弾性体内に張出した一対の張出し部と、上記本体筒部を挟んで第１方向両側の各位置に上記一対の張出し部の筒軸方向相対向面間に区画されてゴム弾性体が配設される一対の凹溝部とを備え、内筒体の障壁部の第１方向に対する肉厚を、本体筒部の第１方向に対する幅の範囲内に設定し、内筒体の筒軸方向両側の各張出し部を、障壁部の第２方向に対する形成範囲と同じ第２方向範囲にわたり設け、筒軸方向から見た形状が略四角形になるように形成するものである。
【００１１】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、ゴム弾性体は、一対の張出し部及び一対の障壁部の第２方向幅と略等しく設定された第２方向幅を有しているものである。
【００１２】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、内筒体の障壁部を、筒軸方向両側の各張出し部と互いに一体に連結するものである。
【００１３】
請求項４記載の発明は、請求項１記載の発明において、内筒体として、本体筒部と、筒軸方向両側の各張出し部と、障壁部とを互いに同一材料により一体に形成して構成するものである。
【００１４】
また、請求項５記載の発明は、請求項１記載の発明において、内筒体として、本体筒部に対し、筒軸方向両側の各張出し部と、障壁部とが上記本体筒部とを異なる材料により一体に形成して構成するものである。
【００１５】
さらに、請求項６記載の発明は、請求項１記載の発明において、外筒体を、円筒形に形成するものである。
【００１６】
【作用】
上記の構成により、請求項１記載の発明では、本体筒部の筒軸方向両側位置から第１方向両側にそれぞれ張出し部が突出されているため、内筒体もしくは外筒体に筒軸方向の外力が入力した場合に、この一対の張出し部間に挟まれたゴム弾性体部分が上記外力に対し抵抗要素とはならない、いわゆる死にゴムとなり、上記張出し部の張出し端から外筒体の内周面までの範囲のゴム弾性体部分が上記外力に対し有効に抵抗することになる。このため、本体筒部から外筒体の内周面までの範囲のゴム弾性体が上記筒軸方向外力に抵抗する場合と比べ、その筒軸方向外力に抵抗するゴム弾性体の第１方向長さが上記張出し部の張出し長さ分短くなり、これに伴い、筒軸方向ばね定数が硬いものとなる。従って、上記張出し部の張出し長さを大にする程、筒軸方向ばね定数をより硬いものにすることが可能になる。
【００１７】
一方、上記内筒体もしくは外筒体に第２方向からの外力が入力した場合には、上記筒軸方向両側の一対の張出し部の間に存在するゴム弾性体部分も上記第２方向外力に有効に抵抗するため、本体筒部から外筒体の内周面近傍までの範囲のゴム弾性体が上記第２方向外力に抵抗する。このため、上記の張出し部間のゴム弾性体部分が死にゴムとなる場合と比べてその第２方向に対するばね定数は軟らかいものとなる。これにより、ゴム弾性体の端部が外筒体の内周面の円周面に結合されていても、上記筒軸方向ばね定数よりも硬くなりがちな第２方向ばね定数を、上記筒軸方向ばね定数が硬いものとなり、かつ、第２方向ばね定数が軟らかいものとなることにより、上記筒軸方向ばね定数に一致もしくは近付け得る。
【００１８】
しかも、上記内筒体もしくは外筒体に第１方向から外力が作用した場合には、本体筒部から障壁部が第２方向両側に突出して形成され、その障壁部の第１方向厚みの分だけゴム弾性体が上記第１方向外力に抵抗して圧縮される第１方向長さが短くなり、これにより、上記第１方向に対するばね定数が硬いものとなる。従って、上記障壁部の第１方向厚みを大とする程、上記第１方向ばね定数をより硬いものとすることが可能となる上、この障壁部の第１方向厚みを変更しても、上記の筒軸方向及び第２方向からの外力に抵抗するゴム弾性体部分に殆ど影響を与えることがないため、上記筒軸方向及び第２方向の両ばね定数とは互いに独立して上記第１方向ばね定数の変更設定が可能になる。
【００１９】
このように本発明の如く障壁部と張出し部とを備えた内筒体を用いることにより、筒軸方向、第２方向、及び、第１方向の各方向に対する３つのばね定数を互いに独立して設定することが可能になり、第１方向ばね定数を比較的硬いものにしつつ、筒軸方向及び第２方向の両ばね定数を互いに一致もしくは近似したものにする設定が可能になる。
【００２０】
内筒体の障壁部の第１方向肉厚が本体筒部の第１方向幅の範囲内に設定されているため、第２方向ばね定数に影響を与えることのない範囲で第１方向ばね定数の増大化が図られる。
【００２１】
内筒体の各張出し部が障壁部の形成範囲と同じ第２方向範囲にわたり設けられて筒軸方向から見た形状が略四角形に形成されているため、筒軸方向外力に対する死にゴム部分の端面が第２方向に延びる平面となり、筒軸方向ばね定数の増大化と、第２方向ばね定数の低減化とが効率よく行われる。
【００２２】
請求項２記載の発明では、上記請求項１記載の発明による作用に加えて、ゴム弾性体は、一対の張出し部及び一対の障壁部の第２方向幅と略等しく設定された第２方向幅を有しているため、筒軸方向ばね定数の増大化と、第２方向ばね定数の低減化とがより効率的にかつ効果的に図られる。また、上記の第１方向ばね定数の増大化がより効率的にかつ効果的に図られる。
【００２３】
請求項３記載の発明では、上記請求項１記載の発明による作用に加えて、内筒体の障壁部が筒軸方向両側の各張出し部と互いに一体に連結されているため、筒軸方向、第２方向及び第１方向に対する各ばね定数を発現するゴム弾性体部分を区分、形成もしくは切換る上記障壁部や各張出し部がそれぞれ確実に作用し、これにより、上記各ゴム弾性体によりそれぞれの方向に対するばね定数が確実に所定のものが発揮される。
【００２４】
請求項４記載の発明では、上記請求項１記載の発明による作用に加えて、内筒体が、本体筒部と、各張出し部と、障壁部とを互いに同一材料により一体に形成されているため、内筒体の構造的強度が高まる上、その形成工程の合理化が図られる。
【００２５】
また、請求項５記載の発明では、上記請求項１記載の発明による作用に加えて、本体筒部に対し、各張出し部と、障壁部とが上記本体筒部とは異なる材料により内筒体が一体に形成されているため、上記各張出し部や障壁部の寸法の変更に合わせて所望形状の内筒体の量産が容易に行い得る。
【００２６】
さらに、請求項６記載の発明では、円筒形状の外筒体をそのまま用い、その外筒体の円周面である内周面にゴム弾性体の端部を接合しても、筒軸方向両側の両張出し部間ゴム弾性体部分が筒軸方向外力に対しては死にゴムとなり、第２方向外力に対しては有効な抵抗要素となり、これにより、筒軸方向ばね定数の増大化と、第２方向ばね定数の低減化とが図られるという請求項１記載の発明による作用が確実に得られ、従来の如く円筒形外筒体の内周面に厚肉部を形成するという面倒な加工を省略することが可能となる。
【００２７】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基いて説明する。
【００２８】
図１〜図３は、本発明の実施例に係るブッシュ組立体を示し、１は内筒体、２はこの内筒体１を囲むよう内筒体１の筒軸Ｚと同軸に配置された円筒形状の外筒体、３は上記内筒体１から上記筒軸Ｚに直交する第１方向であるＹ方向の両側に延びてこれら内筒体１と外筒体２との間を連結するゴム弾性体である。
【００２９】
上記内筒体１は、図４にも詳細を示すように、上記筒軸Ｚに沿って配置された円筒状の本体筒部１１と、この本体筒部１１の筒軸Ｚ方向（図２及び図４の上下方向）両側位置であって、上記内筒体１へのゴム弾性体３の形成範囲の筒軸Ｚ方向両側端位置の周囲からそれぞれから上記筒軸Ｚに直交する方向に張出した一対の張出し部１２，１２と、上記本体筒部１１から上記一対の張出し部１２，１２間を互いに連結するように上記筒軸Ｚ及びＹ方向に共に直交する第２方向であるＸ方向の両側方に突出された一対の障壁部１３とを備えており、これら１１，１２，１２，１３，１３が同一の金属材料を用いて一体に形成されている。例えば、焼結金属により、または、各張出し部１２と各障壁部１３とを旋盤加工により別体で形成して本体筒部１１に溶着することにより形成すればよい。
【００３０】
上記本体筒部１１の筒軸Ｚに沿って貫通する貫通孔１４には、取付け用軸体として例えばリヤサスペンションのサブフレーム取付け軸（図示省略）が挿通されて内筒体１と接続されるようになっている。
【００３１】
上記各張出し部１２は上記本体筒部１１からＹ方向及びＸ方向にそれぞれ所定量突出して筒軸Ｚ方向から見て略四角形状となるように形成されている。また、上記各張出し部１２のＸ方向端面は上記各障壁部１３と同一平面を構成するようにされている。すなわち、上記各張出し部１２は、上記各障壁部１３のＸ方向形成範囲と同範囲にわたり本体筒部１１を挟んでＸ方向に張出されたＸ方向寸法Ｆを有し、Ｙ方向に対しては筒軸Ｚ方向及びＸ方向の各ばね定数の目標設定値に応じてその張出し寸法Ｗが定められている。上記Ｘ方向寸法Ｆは、ゴム弾性体３のＸ方向幅の範囲内に設定され、好ましくは、そのゴム弾性体３のＸ方向幅に等しく設定される。また、上記各障壁部１３のＹ方向の肉厚ｔはＹ方向入力に対するゴム弾性体のばね定数（以下、Ｙ方向ばね定数という）の目標設定値に応じて定められるが、その肉厚ｔの設定は上記本体筒部１１のＹ方向幅、すなわち、その外径ｄと同等以下の範囲で定めるのが好ましい。
【００３２】
そして、上記内筒体１は、筒軸Ｚ方向に延びる各障壁部１３及び本体筒部１１と、上記本体筒部１１からＹ方向両側に延びる一対の張出し部１２，１２とでＹ方向ら見てエの字状に形成され、上記の一対の張出し部１２，１２の間にはＸ方向に延びる凹溝部１５，１５が本体筒部１１を挟んでＹ方向両側に形成されている。上記一対の張出し部１２，１２の筒軸Ｚ方向両外側端間の全体寸法Ｌ、すなわち、上記一対の張出し部１２，１２と一対の障壁部１３，１３とが形成される部分の筒軸Ｚ方向全体寸法Ｌは、上記一対の張出し部１２，１２が上記の如く筒軸内筒体１位置におけるゴム弾性体３の筒軸Ｚ方向両外側端位置に設けられるため、そのゴム弾性体３の筒軸Ｚ方向幅と略等しくなる。加えて、上記一対の張出し部１２，１２の筒軸Ｚ方向相対向面間隔Ｌ1 、つまり、上記凹溝部１５の筒軸Ｚ方向溝幅Ｌ1 は、筒軸Ｚ方向入力に対するゴム弾性体３のばね定数（以下、筒軸Ｚ方向ばね定数という）と、Ｘ方向入力に対するゴム弾性体３のばね定数（以下、Ｘ方向ばね定数という）との関係をどのように定めるのかに基づいて定められる。
【００３３】
上記ゴム弾性体３は、上記の内筒体１のＸ方向幅、つまり、一対の張出し部１２，１２及び一対の障壁部１３，１３のＸ方向幅と略等しく設定された幅を有し、上記内筒体１からＹ方向の両側にほぼ一直線状に延びて、外筒体２の内周面に結合されている。また、図１及び図２中３１，３１は、上記外筒体２の上記内筒体１に対しＸ方向に相対向する内周面位置に形成されたストッパー部である。このようなゴム弾性体３及び各ストッパー部３１は、上記内筒体１及び外筒体２をインサート材とする一体加硫成形により形成され、これにより、上記ゴム弾性体３及びストッパー部３１は、上記内筒体１の外面及び外筒体２の内周面と加硫接着されている。
【００３４】
なお、図２及び図３中、２１は外筒体２の筒軸Ｚ方向一端側が外周方向に拡開されたフランジ部、３２，３２，…はそのフランジ部２１から筒軸Ｚ方向外方に突出されたストッパー片部である。
【００３５】
上記構成のブッシュ組立体において、例えばリヤサスペンションのサブフレームを車体にマウントするために用いる場合には、ストッパー片部３２，３２，…を上側にして筒軸Ｚ方向を上下方向に配置し、Ｙ方向を上記車体の左右方向（幅方向）に、Ｘ方向を上記車体の前後方向にそれぞれ配置する。そして、上記サブフレームの取付け軸体を貫通孔１４に挿通して内筒体１に連結する一方、外筒体２をブラケット等を介して車体側に連結する。
【００３６】
この場合、上記筒軸Ｚ方向からの外力に対し、図５及び図６に示すように、ゴム弾性体３の筒軸Ｚ方向両側端位置の一対の張出し部１２，１２により挟まれる両凹溝１５，１５内のゴム弾性体部分３３，３３は上記内筒体１と一体に相対変位して、上記外力に対する抵抗要素とならない死にゴム部分となる。このため、上記筒軸Ｚ方向外力に対しては、上記各ゴム弾性体部分３３を除いたゴム弾性体部分３４，３４が有効に抵抗し、この両ゴム弾性体部分３４，３４に基づいて筒軸Ｚ方向ばね定数が決まることになる。従って、本体筒部１１の外周面から外筒体２の内周面までのゴム弾性体３の全体が抵抗要素となる場合と比べ、上記死にゴム部分（３３，３３）の存在により筒軸Ｚ方向外力によりせん断力を受ける長さＳz が短くなり、これに対応して筒軸Ｚ方向ばね定数が相対的に増大化、すなわち、硬いものになる。
【００３７】
一方、Ｘ方向（車体前後方向）からの外力に対しては、図７に示すように、ゴム弾性体３のＸ方向に対し連続していない、外筒体２の内周面側の円弧状部分３５，３５は有効な抵抗要素とならないが、その円弧状部分３５，３５を除いて、上記の両凹溝１５，１５内のゴム弾性体部分３３，３３を含むゴム弾性体３のほぼ全体部分３６，３６が有効に抵抗することになる。つまり、上記筒軸Ｚ方向外力に対する場合と比べ、上記の円弧状部分３５，３５は除かれるものの、その代わりに上記各凹溝１５内のゴム弾性体部分３３，３３が抵抗要素として加わることになる。このため、Ｘ方向外力によりせん断力を受ける長さＳx が、上記の筒軸Ｚ方向外力をゴム弾性体部分３４が受ける場合と比べ長くなり、これに対応してＸ方向ばね定数が相対的に低減化、すなわち、軟らかいものとなる。
【００３８】
これらの結果、ゴム弾性体３のＹ方向両側端が外筒体２の内周面、すなわち、円周面にそのまま接合されてその接合部位が円弧状になっていても、Ｘ方向ばね定数を筒軸Ｚ方向ばね定数に近付けるもしくは一致させることができる。すなわち、上記ゴム弾性体３の外筒体２への接合部位である円弧状部分３５，３の存在に起因して、従来、Ｘ方向ばね定数が筒軸Ｚ方向ばね定数よりも大きく（硬く）なる傾向にあったのを解消することができる。この結果、外筒体として円筒形のものをそのまま用いることができ、従来の如く外筒体の内周面に厚肉部を形成して平面部を形成するという工程を省略することができる。そして、上記のせん断二方向であるＸ方向ばね定数と筒軸Ｚ方向ばね定数との相対関係は、上記の外力の入力方向により死にゴムとなったり抵抗要素となったりするゴム弾性体部分３３の大きさ、すなわち、一対の張出し部１２，１２の相対向面間隔Ｌ1 等を変更することにより容易に調整することができる。
【００３９】
また、Ｙ方向からの外力に対しては、本体筒部１１からＹ方向に直交するＸ方向のほぼ全幅の範囲を横切るように障壁部１３，１３がゴム弾性体３に埋め込まれているため、その障壁部１３，１３のＹ方向厚みｔの分だけゴム弾性体３が上記Ｙ方向外力に基づく圧縮されるＹ方向長さが短くなり、これにより、Ｙ方向ばね定数が硬いものとなる。従って、上記障壁部のＹ方向厚みｔを大とする程、上記Ｙ方向ばね定数をより硬いものとすることができ、この各障壁部１３のＹ方向厚みｔを変更しても、その変更に係る部分は上記の筒軸Ｚ方向外力に対しては死にゴムとなる各ゴム弾性体部分３３であり、Ｘ方向外力に対してはその外力に抵抗するゴム弾性体部分３６に殆ど影響を与えることがない部分であるため、上記のせん断二方向である筒軸Ｚ方向及びＸ方向の両ばね定数とは互いに独立して、Ｙ方向ばね定数を設定調整することができ、しかも、その変更設定も各障壁部１３の肉厚（Ｙ方向幅ｔ）を変更するだけと容易に行うことができる。
【００４０】
以上の如く、本ブッシュ組立体によれば、筒軸Ｚ方向、Ｘ方向、及び、Ｙ方向の三次元方向の外力に対しそれぞれ所望のばね定数を発揮させることができ、しかも、それらの筒軸Ｚ方向ばね定数、Ｘ方向ばね定数、及び、Ｙ方向ばね定数のそれぞれを、本ブッシュ組立体が適用されるマウント部位において要求される目標性能に応じて、互いに独立して設定することができ、しかも、その設定調整を容易に行うことができる。このため、上記のリヤサスペンションのサブフレームの車体にするマウント部位に適用する場合には、上記の如く筒軸Ｚ方向ばね定数をあまり硬くならない程度に増大化しつつＸ方向ばね定数を上記筒軸Ｚ方向ばね定数に近付けもしくは一致させて、上記サブフレームの支持剛性を確保しつつせん断二方向に対する防振性能を満足させ、なおかつ、これらを満足させた状態でＹ方向ばね定数を上記のせん断二方向のばね定数とは独立して硬いものに設定調整することができ、操縦安定性からの要求性能をも満足させることができる。
【００４１】
＜解析結果＞
次に、本発明のブッシュ組立体について有限要素法を用いて解析した解析結果を説明する。
【００４２】
［各部寸法が各ばね定数に及ぼす影響］
図８〜図１０は、内筒体１の各部の寸法を種々に変化させた場合の筒軸Ｚ方向ばね定数Ｋz 、Ｘ方向ばね定数Ｋx 、及び、Ｙ方向ばね定数ＫY に及ぼす影響を示したものである。
【００４３】
−相対向面間隔Ｌ1 による影響−
まず、図８は、一対の張出し部１２，１２による凹溝１５，１５の存在、及び、その各凹溝１５の大きさが上記の三次元の各ばね定数Ｋz 、Ｋx 、ＫY に及ぼす影響について示したものである。本解析では、一対の張出し部１２，１２の全体寸法Ｌ（図４参照）等を固定値とし、その相対向面間隔Ｌ1 をのみ変化させた場合の上記各ばね定数Ｋz 、Ｋx 、ＫY の各値を求めた。
【００４４】
固定値として、上記全体寸法Ｌを４０ｍｍ、張出し寸法Ｗを４０ｍｍ、本体筒部の外径ｄを３０ｍｍ、障壁部１３の肉厚ｔを２０ｍｍに設定した。そして、上記相対向面間隔Ｌ1 を０〜３０ｍｍの範囲で変化させた。図８には、この場合の各ばね定数Ｋz 、Ｋx 、ＫY の変化を相対向面間隔Ｌ1 の実際値、及び、全体寸法Ｌに対するそのＬ1 の比率（Ｌ1 ／Ｌ）をそれぞれ横軸として示した。
【００４５】
この結果、Ｌ1 ＝０（Ｌ1 ／Ｌ＝０）の場合、すなわち、凹溝１５が存在せず外表面が略角柱の状態の内筒体を用いた場合には、Ｘ方向ばね定数Ｋx が筒軸Ｚ方向ばね定数Ｋz よりもかなり大きく、従って、かなり硬いものになるのに対し、上記凹溝１５を設けた場合には、その溝幅（相対向面間隔Ｌ1 ）を大値にする程、上記Ｘ方向ばね定数Ｋx は筒軸Ｚ方向ばね定数Ｋz に近付く傾向にある。また、ここで、上記溝幅Ｌ1 を大値に変更しても、筒軸Ｚ方向ばね定数Ｋz の値自体は凹溝１５が存在しない場合（Ｌ1 ＝０の場合）と比べ殆ど変化せず、筒軸Ｚ方向外力に対しては上記凹溝１５内のゴム弾性体部分３３は死にゴムとなっていることを示している。
【００４６】
一方、Ｙ方向ばね定数Ｋy は、凹溝１５が存在しない場合（Ｌ1 ＝０の場合）から、凹溝１５を設けその溝幅Ｌ1 を大値にする程低減することを示している。これは、Ｙ方向外力に対し、Ｌ1 ＝０の場合にはゴム弾性体の圧縮長さが上記の略角柱の内筒体によりゴム弾性体の断面全体で短縮されてＹ方向ばね定数Ｋy が大値となるのに対し、凹溝１５が設けられて溝幅Ｌ1 が大きくなるに従い、上記圧縮長さが短縮される断面部分が上記凹溝１５の分だけ小さくなり、その結果、Ｙ方向ばね定数Ｋy が低減されるものと考えられる。つまり、各張出し部１２のＹ方向端面も各障壁部１３と同じＹ方向ばね定数Ｋy の増大化に関与しているものと考えられる。このように、Ｙ方向ばね定数Ｋy において、溝幅Ｌ1 が大きくなるに従い、他のせん断二方向のばね定数Ｋx 及びＫz よりも大値であることを保ちつつその値が低減することは、操縦安定性の面からはできるだけ大値である方がよいもののロードノイズの悪化を招くため防振面からもう少し値を小さくしたいという性能要求と合致するものである。
【００４７】
なお、上記の図８におけるＫz1，Ｋz2、Ｋx1，Ｋx2、Ｋy1，Ｋy2は上記凹溝１５のないもの（Ｌ1 ／Ｌ＝０）と、あるもの（Ｌ1 ／Ｌ＝０．７）との試験体を製作し、それぞれ筒軸Ｚ方向、Ｘ方向、Ｙ方向の各ばね定数を実測した値をプロットしたものである。この試験体の各部寸法はＬ＝４２、ｔ＝１５、Ｗ＝４０であり、ゴム弾性体３のゴム硬度Ｈs ＝６０°である。上記の実測は上記解析の有効性について確認するために行ったものであり、この結果、上記実測値は、前提の各部寸法において上記解析のそれとはわずかに相違があるものの、解析結果と同傾向を示しほぼ合致するものであった。
【００４８】
−障壁部１３の肉厚ｔによる影響−
図９は、障壁部１３の肉厚ｔの大小が上記の三次元の各ばね定数Ｋz 、Ｋx 、ＫY に及ぼす影響について示したものである。本解析では、固定値として、全体寸法Ｌを４０ｍｍ、張出し寸法Ｗを４０ｍｍ、本体筒部の外径ｄを３０ｍｍ、凹溝の溝幅Ｌ1 を３０ｍｍ（Ｌ1 ／Ｌ＝０．７５）にそれぞれ設定し、障壁部１３の肉厚ｔを１０〜２０ｍｍの範囲で変化させて、各ばね定数Ｋz 、Ｋx 、ＫY の値を求めた。
【００４９】
この結果、障壁部１３の肉厚ｔの値が増大すると、それに対応してＹ方向ばね定数Ｋy は増大して硬いものに変化するものの、ばね定数Ｋz 及びＸ方向ばね定数Ｋx は変化せずほぼ同じ値を維持した。つまり、このことは、上記障壁部１３の肉厚ｔを変更調整すれば、Ｋz 及びＫx の値を変化させることなく、Ｋy の値のみを独立にチューニングすることが可能であることを示している。従って、Ｙ方向ばね定数Ｋy のチューニングを、何ら特別の機構を設けなくても、障壁部１３の肉厚ｔの寸法変更という容易な手段により他方向の特性を変更することなく独立して行うことができることになる。
【００５０】
−張りだし部１２の張出し寸法Ｗによる影響−
図１０は、張出し部１２の張出し寸法Ｗの大小が上記の三次元の各ばね定数Ｋz 、Ｋx 、ＫY に及ぼす影響について示したものである。本解析では、固定値として、全体寸法Ｌを４０ｍｍ、凹溝の溝幅Ｌ1 を３０ｍｍ（Ｌ1 ／Ｌ＝０．７５）、本体筒部の外径ｄを３０ｍｍ、障壁部１３の肉厚ｔを１５ｍｍにそれぞれ設定し、上記の張出し寸法Ｗを３５〜４２ｍｍの範囲で変化させて、各ばね定数Ｋz 、Ｋx 、ＫY の値を求めた。
【００５１】
この結果、張出し寸法Ｗの値が増大すると、それに対応してＫz 、Ｋx 、及び、Ｋy の３者共、増大して硬いものに変化する。つまり、張出し寸法Ｗの値を大にすれば、上記の３方向の各ばね定数Ｋz ，Ｋx ，Ｋy を共に同じ傾向で硬くすることが可能であることを示している。
【００５２】
［モデルの変形性状］
図１１〜図１４は、本解析モデルにおいて、外筒体２を固定とし内筒体１に対し筒軸Ｚ方向，Ｘ方向，または，Ｙ方向への外力を与えた場合のゴム弾性体３の変形後の形状を示すものである。
【００５３】
−Ｘ方向外力による変形−
図１１は、図３のＣ−Ｃ線断面における凹溝１５内のゴム弾性体部分、すなわち、本体筒部１１の外周面及び各障壁部１３の外面と、外筒体２の内周面とに挟まれたゴム弾性体３について、上記内筒体１にＸ方向外力を作用させた場合の変形前の形状（破線で示す形状）と、変形後の形状（実線で示す形状）とを示している。また、図１２は、図３のＤ−Ｄ線断面における張出し部１２及びゴム弾性体３について、上記内筒体１にＸ方向外力を作用させた場合の変形前の形状（破線で示す形状）と、変形後の形状（実線で示す形状）とを示している。
【００５４】
これによれば、図１１の凹溝１５内のゴム弾性体３は、Ｘ方向外力を受けて、外筒体２直近のゴム弾性体部分（図７の円弧状部分３５に相当）を除き、本体筒部１１の外周面から外筒体２までのＹ方向寸法ｙ1 のほぼ全体が変形を受けている。これに対し、図１２の張出し部１２位置のゴム弾性体３では、Ｘ方向外力を受けて変形するＹ方向寸法が、上記張出し部１２の外面位置から外筒体２までの寸法ｙ2 と短くなる。この図１２の場合は、上記図１１の断面位置で凹溝１５が存在せず、張出し部１２が筒軸Ｚ方向に連続している場合のゴム弾性体の変形に相当する。従って、上記凹溝１５のある場合（図１１の場合）には、ない場合（図１２の場合）と比べ、より長い範囲のゴム弾性体がせん断方向の力による曲げを受けてＸ方向ばね定数Ｋx がより軟らかいものとなる。
【００５５】
−筒軸Ｚ方向外力による変形−
図１３は、図３の下半部の断面におけるゴム弾性体３について、内筒体１に筒軸Ｚ方向外力（図１３の上方への外力）を作用させた場合の変形前の形状（破線で示す形状）と、変形後の形状（実線で示す形状）とを示している。
【００５６】
これによれば、凹溝１５内のゴム弾性体部分３３（図６参照）は筒軸Ｚ方向外力を受けても殆ど変形せず、この筒軸Ｚ方向外力を受けて変形する範囲は上記のゴム弾性体部分３３を除くゴム弾性体部分３４（図６参照）に止められる。つまり、上記の上下の両張出し部１２，１２により囲まれる凹溝１５内のゴム弾性体部分３３は上記筒軸Ｚ方向外力に対しては死にゴムとなり、実際には凹溝１５があっても、張出し部１２が筒軸Ｚ方向に連続して凹溝１５が存在しない場合と同じことになる。従って、各張出し部１２の形成により筒軸Ｚ方向外力に対するばね定数の増大化を図ることができる。
【００５７】
−Ｙ方向外力による変形−
図１４は、一側の張出し部１２と一側の障壁部１３との交差部付近のゴム弾性体３について、内筒体１にＹ方向外力を作用させた場合の変形前の形状（破線で示す形状）と、変形後の形状（実線で示す形状）とを示している。
【００５８】
これによれば、上記Ｙ方向力を受けて障壁部１３の前面のゴム弾性体部分が側方に、張出し部１２の前面のゴム弾性体部分が上方にそれぞれかなり大きく膨出変形している。つまり、上記の障壁部１３及び張出し部１２の存在によりゴム弾性体３がより圧縮されＹ方向外力に対するばね定数Ｋy が増大することを示している。
【００５９】
＜他の態様＞
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その他種々の変形例を包含するものである。すなわち、上記実施例では、内筒体１として、本体筒部１１と、両張出し部１２，１２と、両障壁部１３，１３とが同一材料により一体に形成されている場合を示したが、これに限らず、例えば、金属製の本体筒部１１をインサート材にして、両張出し部１２，１２と両障壁部１３，１３とを、硬質樹脂、例えばナイロン６６にガラス繊維を混入（例えば３０％程度混入）したものを用いたモールド成形により一体的に形成するようにしてもよい。これにより、ブッシュ組立体に要求される性能に応じて各部寸法の異なる内筒体の量産が容易になる。
【００６０】
また、上記実施例では、内筒体１として、本体筒部１１に対し両張出し部１２，１２と両障壁部１３，１３とを付設したような形状を示したが、これに限らず、内筒体を本体筒部が張出し部及び障壁部の内部に完全に埋め込まれた如き形状にしてもよい。例えば、図１５に示すように、円柱材料の軸Ｚに沿って貫通孔１４を削孔して本体筒部とし、軸Ｚ方向中間位置の外周面に凹溝１５，１５を形成することにより軸Ｚ方向の両側位置に張出し部１２，１２を、Ｘ方向に障壁部１３，１３を形成するようにして内筒体１′を構成してもよい。また、図１６に示すように、角柱材料の上下軸Ｚに沿って貫通孔１４を削孔して本体筒部とし、軸Ｚ方向中間位置の外周面に凹溝１５，１５を形成することにより軸Ｚ方向の両側位置に張出し部１２，１２を、Ｘ方向に障壁部１３，１３を形成するようにして内筒体１″を構成してもよい。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の発明におけるブッシュ組立体によれば、本体筒部の筒軸方向両側位置から第１方向両側にそれぞれ張出し部が突出されているため、この一対の張出し部間に挟まれたゴム弾性体部分を、筒軸方向からの外力に対しては死にゴムとさせて、その分、筒軸方向ばね定数の増大化を図ることができる。一方、第２方向からの外力に対しては、その外力を上記ゴム弾性体部分にも負担させて、その分、第２方向ばね定数を軟らかいものとすることができる。従って、外筒体として円筒形のものを用い、ゴム弾性体の端部を円周面である外筒体の内周面に接合する場合に筒軸方向ばね定数よりも硬くなりがちな第２方向ばね定数を、上記の筒軸方向ばね定数の増大化と第２方向ばね定数の低減化とによって、筒軸方向ばね定数に一致もしくは近付けることができる。しかも、このような筒軸方向もしくは第２方向のばね特性の変更を上記張出し部の寸法設定により容易に行うことができる。
【００６２】
一方、第１方向からの外力に対しては、本体筒部から第２方向両側に突出した各障壁部の第１方向厚みの分だけゴム弾性体が圧縮される第１方向長さを短くなり、かつ、上記各障壁部がゴム弾性体を有効に圧縮させるため、上記第１方向に対するばね定数を硬いものとすることができる。従って、上記障壁部の第１方向厚みを大とする程、上記第１方向ばね定数をより硬いものとすることが可能となる上、この障壁部の第１方向厚みを変更しても、上記の筒軸方向及び第２方向からの外力に抵抗するゴム弾性体部分に殆ど影響を与えることがないため、上記筒軸方向及び第２方向の両ばね定数とは互いに独立して上記第１方向ばね定数の変更設定を行うことができる。
【００６３】
このように本発明の如く障壁部と張出し部とを備えた内筒体を用いることにより、筒軸方向、第２方向、及び、第１方向の各方向に対する３つのばね定数を互いに独立して設定することができ、しかも、要求性能に応じた設定を上記障壁部もしくは張出し部等の寸法変更により容易に行うことができる。これにより、例えば、ブッシュ組立体について第１方向ばね定数を比較的硬いものにしつつ、筒軸方向及び第２方向の両ばね定数を互いに一致もしくは近似したものにするという要求性能も容易に実現することができる。
【００６４】
内筒体の障壁部の第１方向幅が本体筒部の第１方向幅の範囲内に設定されているため、第２方向ばね定数に影響を与えることのない範囲で第１方向ばね定数の増大化を図ることができる。
【００６５】
内筒体の各張出し部が各障壁部の形成範囲と同じ第２方向範囲にわたり設けられて筒軸方向から見た形状が略四角形に形成されているため、筒軸方向外力に対する死にゴム部分の端面を第２方向に延びる平面とすることができ、筒軸方向ばね定数の増大化と、第２方向ばね定数の低減化とを効率よく行うことができる。
【００６６】
請求項２記載の発明によれば、上記請求項１記載の発明による効果に加えて、ゴム弾性体は、一対の張出し部及び一対の障壁部の第２方向幅と略等しく設定された第２方向幅を有しているため、筒軸方向ばね定数の増大化と、第２方向ばね定数の低減化とをより効率的にかつ効果的に図ることができる。また、上記の第１方向ばね定数の増大化をより効率的にかつ効果的に図ることができる。
【００６７】
請求項３記載の発明によれば、上記請求項１記載の発明による効果に加えて、内筒体の各障壁部が筒軸方向両側の各張出し部と互いに一体に連結されているため、筒軸方向、第２方向及び第１方向に対する各ばね定数を発現するゴム弾性体部分を区分、形成もしくは切換る上記各障壁部や各張出し部がそれぞれ確実に作用し、これにより、上記各ゴム弾性体部分によりそれぞれの方向に対するばね定数をとして確実に所定のものを発揮させることができる。
【００６８】
請求項４記載の発明によれば、上記請求項１記載の発明による効果に加えて、内筒体が、本体筒部と、各張出し部と、障壁部とを互いに同一材料により一体に形成されているため、内筒体の構造的強度が高まる上、その形成工程の合理化を図ることができる。
【００６９】
また、請求項５記載の発明によれば、上記請求項１記載の発明による効果に加えて、本体筒部に対し、各張出し部と、障壁部とが上記本体筒部とは異なる材料により内筒体が一体に形成されているため、本ブッシュ組立体を適用する部位で要求される性能に応じて変更される上記各張出し部や障壁部の寸法設定に合わせて所望の寸法形状の内筒体の量産を容易に製作することができる。
【００７０】
さらに、請求項６記載の発明によれば、円筒形状の外筒体をそのまま用い、その外筒体の円周面である内周面にゴム弾性体の端部を接合しても、両張出し部間のゴム弾性体部分が筒軸方向外力に対しては死にゴムとなる一方、第２方向外力に対しては有効な抵抗要素となるため、筒軸方向ばね定数の増大化と、第２方向ばね定数の低減化とが図られるという請求項１記載の発明による効果を確実に得ることができる。これにより、従来の場合に必要としていた外筒体の内周面に厚肉部を形成する等の面倒な工程を省略することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施例を示す横断面図である。
【図２】  図１のＡ−Ａ線における断面図である。
【図３】  図１のＢ−Ｂ線における断面図である。
【図４】  内筒体の拡大斜視図である。
【図５】  筒軸Ｚ方向外力を受けた場合のゴム弾性体を示す図１対応図である。
【図６】  筒軸Ｚ方向外力を受けた場合のゴム弾性体を示す図３対応図である。
【図７】  Ｘ方向外力を受けた場合のゴム弾性体を示す図１対応図である。
【図８】  張出し部間隔Ｌ1 等と各ばね定数Ｋz ，Ｋx ，Ｋy との関係図である。
【図９】  障壁部肉厚ｔと各ばね定数Ｋz ，Ｋx ，Ｋy との関係図である。
【図１０】  張出し部寸法Ｗと各ばね定数Ｋz ，Ｋx ，Ｋy との関係図である。
【図１１】  Ｘ方向外力を受けた場合の凹溝部位置のゴム弾性体の変形状態を示す解析モデル図である。
【図１２】  Ｘ方向外力を受けた場合の張出し部位置のゴム弾性体の変形状態を示す解析モデル図である。
【図１３】  筒軸Ｚ方向外力を受けた場合のゴム弾性体の変形状態を示す解析モデル図である。
【図１４】  Ｙ方向外力を受けた場合のゴム弾性体の変形状態を示す解析モデル図である。
【図１５】  内筒体の他の態様を示す斜視図である。
【図１６】  内筒体の図１５とは異なる他の態様を示す斜視図である。
【符号の説明】
１，１′，１″        内筒体
２                    外筒体
３                    ゴム弾性体
１１                  本体筒部
１２                  張出し部
１３                  障壁部
１４                  貫通孔
１５                  凹溝部
Ｚ                    筒軸
Ｘ                    Ｘ方向（第２方向）
Ｙ                    Ｙ方向（第１方向）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
0003675881.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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