(57)【要約】      （修正有）【課題】ポリウレタンフォームの脱落を防止しつつ、ねじり方向における高周波数振動に対する低動ばね特性と、軸直角方向における低周波数振動に対する高減衰特性とを両立させる。【解決手段】内筒１２と外筒１４との間に介設されたゴム弾性体１６に、第１の軸直角方向Ｙ１に対向する一対の第１弾性連結部２０を設ける。第１弾性連結部２０を除く周方向位置において軸方向に貫通して設けられた一対のすぐり部２２には、第１の軸直角方向Ｙ１に垂直な第２の軸直角方向Ｙ２においてポリウレタンフォームからなる一対の第２弾性連結部３０を設ける。該第２弾性連結部３０は、ゴム弾性体１６の加硫成形後にすぐり部２２の内周面と外周面とに接着された状態に発泡成形して設ける。【選択図】図１
2011007257.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸部材と、
前記軸部材を軸平行に取り囲む外筒と、
前記軸部材と前記外筒との間に介設されたゴム弾性体とを備え、
前記ゴム弾性体は、前記軸部材を挟んで第１の軸直角方向に対向する位置において前記軸部材と前記外筒との間を連結する一対の第１弾性連結部を備えるとともに、該一対の弾性連結部を除く周方向位置において軸方向に貫通する一対のすぐり部が形成され、
前記一対のすぐり部には、前記第１の軸直角方向に垂直な第２の軸直角方向において前記軸部材と前記外筒との間を連結するとともに、周方向の両側に前記第１弾性連結部との間で軸方向に貫通する空間部が確保されるようにポリウレタンフォームからなる一対の第２弾性連結部が設けられ、該第２弾性連結部が前記ゴム弾性体の加硫成形後に前記すぐり部の内周面と外周面とに接着された状態に発泡成形された
ことを特徴とする防振ブッシュ。
【請求項２】
前記すぐり部の内周面と外周面の少なくとも一方に、前記ゴム弾性体に対する前記第２弾性連結部の接着性を高める複数の微小突起が設けられたことを特徴とする請求項１記載の防振ブッシュ。
【請求項３】
前記すぐり部の外周面に前記軸部材側に向かって突出するストッパ凸部が、前記第２弾性連結部に埋設された状態に設けられたことを特徴とする請求項１又は２記載の防振ブッシュ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車などの車両において振動源と車体との連結部位に好適に用いられる防振ブッシュに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、防振ブッシュは、車輪やエンジン等の振動源と車体との連結部位に振動減衰、緩衝などを目的として用いられるものであり、内筒と外筒とをゴム弾性体からなる防振基体で結合してなる。かかる防振ブッシュにおいて、例えば自動車のサスペンションアームに用いられるもののように、ねじり方向における高周波数振動に対する低動ばね特性と、軸直角方向における低周波数振動に対する高減衰特性との両立が要求される場合がある。このような要求を満足するために、液体封入室を持つ防振ブッシュを用いることがあるが、液封タイプの防振ブッシュは製造コストが高く、また軽量化も難しい。そのため、より低コストでかつ軽量化を図りつつ、上記特性、特には高減衰特性を発揮することが求められる。
【０００３】
ところで、ゴム弾性体では得られない高減衰特性を得るために、ゴム弾性体からなる防振基体の一部に連続気泡構造を持つポリウレタンフォームを組み込む技術が提案されている。すなわち、ポリウレタンフォームは、その材料特性上、ゴム弾性体に比べて動倍率を抑えながら減衰性能を大きくすることができるので、この特性を利用しようとするものである。例えば、下記特許文献１には、ゴム弾性体からなる防振基体の内部や、防振基体と外筒との間、あるいは防振基体と内筒との間に収容部を設け、該収容部内にポリウレタンフォームを充填することが提案されている。また、下記特許文献２には、ゴム弾性部を内筒側に設けて、該ゴム弾性部に空間部を隔てて外筒の内周面と対向するストッパゴム部を設けるとともに、ポリウレタンフォームからなる弾性部を、前記ストッパゴム部の周方向における両側にて外筒に対して内筒を支持するように設けることが提案されている。これらの構造では、低コスト化と軽量化を図ることはできるものの、ねじり方向における高周波数振動に対する低動ばね特性と、軸直角方向における低周波数振動に対する高減衰特性とを高度に両立させることは難しい。
【０００４】
また、下記特許文献３には、内外筒間のゴム弾性体に形成されたすぐり部にポリウレタンフォーム部材を挿入することで、ゴム単体では得られないばね特性を発揮させ、かつ耐久性を向上させることが開示されている。しかしながら、この構成では、挿入されたポリウレタンフォーム部材が脱落するおそれがあり、また、挿入タイプではポリウレタンフォーム部材の圧縮変形時に、当該ポリウレタンフォーム部材がゴム部材からずれ動いてしまうことがあり、発泡セルが均等に潰れないことから、高減衰特性が十分に発揮されない場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０６−０１７８６４号公報
【特許文献２】特開２００８−１９６６１１号公報
【特許文献３】特開２００１−１９３７７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記の点に鑑み、ポリウレタンフォームの脱落を防止しつつ、ねじり方向における高周波数振動に対する低動ばね特性と、軸直角方向における低周波数振動に対する高減衰特性とを両立させることができる防振ブッシュを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る防振ブッシュは、軸部材と、前記軸部材を軸平行に取り囲む外筒と、前記軸部材と前記外筒との間に介設されたゴム弾性体とを備え、前記ゴム弾性体は、前記軸部材を挟んで第１の軸直角方向に対向する位置において前記軸部材と前記外筒との間を連結する一対の第１弾性連結部を備えるとともに、該一対の弾性連結部を除く周方向位置において軸方向に貫通する一対のすぐり部が形成され、前記一対のすぐり部には、前記第１の軸直角方向に垂直な第２の軸直角方向において前記軸部材と前記外筒との間を連結するとともに、周方向の両側に前記第１弾性連結部との間で軸方向に貫通する空間部が確保されるようにポリウレタンフォームからなる一対の第２弾性連結部が設けられ、該第２弾性連結部が前記ゴム弾性体の加硫成形後に前記すぐり部の内周面と外周面とに接着された状態に発泡成形されたものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、軸部材と外筒との間を、上記構成を持つゴム弾性体の一対の第１弾性連結部とポリウレタンフォームからなる一対の第２弾性連結部とで連結したので、ねじり方向における高周波数振動に対する低動ばね特性と、軸直角方向における低周波数振動に対する高減衰特性とを両立させることができる。また、ポリウレタンフォームからなる第２弾性連結部がゴム弾性体に対して発泡成形により接着一体化されているため、ポリウレタンフォームの脱落を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係る防振ブッシュの正面図
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図
【図３】同防振ブッシュの一部拡大断面図
【図４】フロントサスペンションのロアアームリンクの平面図
【図５】同防振ブッシュの製造工程における断面図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の１実施形態に係る防振ブッシュ１０について図面を参照して説明する。
【００１１】
この防振ブッシュ１０は、図４に示すフロントサスペンションのロアアームリンク１において後側ブッシュ１０として用いられるブッシュである。
【００１２】
図４に示すロアアームリンク１では、車輪２側のボールジョイント３を車体側のクロスメンバーに対して防振的に連結するために、前後２つの防振ブッシュ４，１０が用いられている。アームリンク１は、車両幅方向に延びる腕部５の一端にボールジョイント３が取り付けられるとともに、他端に前側ブッシュ４が装着される前側ブッシュ装着部６を備え、上記腕部５から分岐して車両後方に延びる分岐腕７の先端に後側ブッシュ１０が装着される後側ブッシュ装着部８を備える。前後の防振ブッシュ４，１０は、ともに軸方向を車両前後方向に向けて配設されている。
【００１３】
防振ブッシュ１０は、図１，２に示すように、軸部材としての内筒１２と、該内筒１２を軸平行に取り囲む外筒１４と、内筒１２と外筒１４との間に介設された天然ゴムなどの加硫ゴムからなるゴム弾性体１６とを備えてなる。
【００１４】
内筒１２は、軸方向Ｘの一端部に外向きのフランジ部１８を持つ円筒状金具である。外筒１４は、内筒１２と同軸、即ち共通の軸芯Ｏを持つように配された円筒状金具であり、内筒１４よりも軸方向Ｘでの寸法が小さく設定されている。
【００１５】
ゴム弾性体１６は、内筒１２を挟んで第１の軸直角方向Ｙ１（図１における上下方向）に対向する位置において、内筒１２と外筒１４との間を連結する上下一対の第１弾性連結部２０，２０を備える。ここで、軸直角方向とは、軸方向Ｘに垂直な方向（即ち、径方向と同じ）であり、そのうちの１の方向（図１における上下方向）を第１の軸直角方向Ｙ１とする。第１弾性連結部２０は、内筒１２の外周面と外筒１４の内周面とに加硫接着されて両者を連結している。
【００１６】
ゴム弾性体１６には、上記一対の第１弾性連結部２０，２０を除く周方向位置において、軸方向Ｘに貫通する左右一対のすぐり部２２，２２が設けられている。詳細には、ゴム弾性体１６は、内筒１２の外周面を全周にわたりかつ軸方向Ｘの略全体にわたって覆う筒状の内側ゴム層２４と、外筒１４の内周面を全周にわたりかつ軸方向Ｘの全体にわたって覆う筒状の外側ゴム層２６とを更に備え、上記第１の軸直角方向Ｙ１において内側ゴム層２４と外側ゴム層２６との間が上下一対の第１弾性連結部２０，２０で連結され、その他の周方向部分では、内側ゴム層２４と外側ゴム層２６との間で、周方向Ｃに円弧状に延びる左右一対のすぐり部２２，２２が形成されている。内側ゴム層２４の厚みは、フランジ部１８の突出高さと同等に設定されている。一方、外側ゴム層２６は薄肉の膜状に形成されている。
【００１７】
すぐり部２２の外周面に相当する外側ゴム層２６には、内筒１２側に向かって突出するストッパ凸部２８が設けられている。ストッパ凸部２８は、第１の軸直角方向Ｙ１に垂直な第２の軸直角方向Ｙ２（図１における左右方向）において内筒１２を挟んで対向する左右一対の周方向位置にそれぞれ設けられている。ストッパ凸部２８の先端面（即ち、内周面）は、軸芯Ｏに直交する断面形状が円弧状に湾曲した湾曲面状に形成され、対向する内側ゴム層２４の外周面との間で、周方向Ｃ及び軸方向Ｘに一定のストッパクリアランスが確保されている。
【００１８】
上記左右一対のすぐり部２２，２２には、内筒１２を挟んで第２の軸直角方向Ｙ２に対向する位置において、内筒１２と外筒１４との間を連結するように連続気泡構造を持つポリウレタンフォームからなる左右一対の第２弾性連結部３０，３０が設けられている。詳細には、第２弾性連結部３０は、すぐり部２２の内周面に相当する内側ゴム層２４の外周面とすぐり部２２の外周面に相当する外側ゴム層２６の内周面との間に介設されて両者を連結しており、従って、これらゴム層２４，２６を介して内筒１２と外筒１４との間を連結している。
【００１９】
第２弾性連結部３０の周方向Ｃの両側には、第１弾性連結部２０との間で軸方向Ｘに貫通する空間部２２Ａ，２２Ａが設けられている。該空間部２２Ａは、すぐり部２２の周方向Ｃにおける両端部を構成するものであり、すなわち、第２弾性連結部３０は、すぐり部２２の周方向Ｃ両端部に空間部２２Ａを確保しつつ、その間の周方向部分ですぐり部２２を埋めるように形成されている。
【００２０】
第２弾性連結部３０の周方向Ｃにおける形成幅は、第１弾性連結部２０の周方向Ｃにおける形成幅よりも大きく設定されており、この例では、第２弾性連結部３０が周方向Ｃにおいて略８０°の範囲で形成されているのに対し、第１弾性連結部２０が周方向Ｃにおいて略４０°の範囲で形成されており、前者が後者の約２倍の幅に設定されている。
【００２１】
第２弾性連結部３０は、図２に示すように、外側ゴム層２６のストッパ凸部２８が埋設されるように形成されており、従って、ストッパ凸部２８は外側に露出していない。
【００２２】
第２弾性連結部３０は、ゴム弾性体１６の加硫成形後にすぐり部２２の内周面と外周面とに接着された状態に発泡成形されたものであり、すぐり部２２の内周面と外周面との間でポリウレタンフォーム原料を発泡充填させてなる。
【００２３】
詳細には、この例では、内筒１２と外筒１４との間にゴム弾性体１６を加硫成形した後、図５に示すように該加硫成形体を発泡成形型５０にセットして第２弾性連結部３０を発泡成形し、その後、外筒１４を縮径方向に絞り加工してゴム弾性体１６（詳細には、第１弾性連結部２０）と第２弾性連結部３０に予備圧縮を付与する。発泡成形型５０は、軸方向Ｘに型割り可能な第１型５２と第２型５４とからなり、両者を型合わせすることで、第２弾性連結部３０を成形するためのキャビティ５６が形成される。このキャビティ５６内にポリウレタンフォーム原料を注入し発泡充填させることで、連続気泡構造のポリウレタンフォームからなる第２弾性連結部３０が上記加硫成形体に一体に発泡成形される。これにより、第２弾性連結部３０は、その内周側で内側ゴム層２４の外周面に接着され、その外周側で外側ゴム層２６の内周面に接着される。
【００２４】
図３に示すように、すぐり部２２の内周面である内側ゴム層２４の外周面と、すぐり部２２の外周面である外側ゴム層２６の内周面（この例では、ストッパ凸部２８の先端面）には、それぞれ、ゴム弾性体１６に対する第２弾性連結部３０の接着性を高めるために、複数の微小突起３２，３４が設けられている。微小突起３２，３４は、第２弾性連結部３０の軸方向Ｘにおける抜けを防止するために、周方向Ｃに延びる突条をなし、軸方向Ｘに一定の間隔で複数設けられている。微小突起３２，３４の高さは、ゴム弾性体１６の加硫成形時に、すぐり部２２を成形する不図示の型部分が軸方向Ｘに脱型できる程度の微小な突出高さに設定されている。
【００２５】
以上よりなる防振ブッシュ１０は、図４に示すフロントサスペンションのロアアームリンク１に対し、外筒１４が後側ブッシュ装着部８の筒状ホルダ内に圧入することで取り付けられ、内筒１２に不図示の車体側のクロスメンバーの取付軸が挿入固定されることで、軸方向Ｘを車両前後方向に向けて組み付けられる。
【００２６】
組み付けられた防振ブッシュ１０は、車輪２の上下方向における変位時には、ねじり方向（回転方向）の入力を受け、車輪２の前後方向における変位時には、車両幅方向における入力を受け、これらが主たる荷重入力方向となる。そのため、防振ブッシュ１０は、車両幅方向に第２弾性連結部３０，３０が相対向するように、即ち車両幅方向が上記第２の軸直角方向Ｙ２となるように、後側ブッシュ装着部８に取り付けられる。
【００２７】
この防振ブッシュ１０であると、ねじり方向における高周波数域の振動入力に対しては、ポリウレタンフォームに比べて動ばね定数の低いゴムからなる第１弾性連結部２０により、低動ばね特性を発揮することができる。一方、第２の軸直角方向Ｙ２における比較的振幅の大きな低周波数域の振動入力に対しては、ロスファクターの大きいポリウレタンフォームよりなる左右一対の第２弾性連結部３０，３０が交互に圧縮変形することによって、高い減衰性能を発揮することができる。よって、車輪２の上下方向における微振幅で高周波数域の振動に対しては、第１弾性連結部２０によって低動ばね特性を発揮することができるとともに、車輪２の前後方向における比較的振幅の大きい低周波数域の振動に対しては、第２弾性連結部３０によって高い減衰性能を発揮することができ、両者を高度に両立することができる。
【００２８】
特に、ポリウレタンフォームからなる第２弾性連結部３０がゴム弾性体１６に対して後発泡により一体に成形されており、ポリウレタンフォーム部材を挿入して組み付けるものではないので、圧縮変形時にポリウレタンフォームがずれ動くことがなく、そのため、圧縮変形時にポリウレタンフォームの各発泡セルが均等に潰されるので、高減衰性能をより高めることができる。また、ポリウレタンフォーム部材の脱落も防止することができる。
【００２９】
また、第２弾性連結部３０の両側に第１弾性連結部２０との間で空間部２２Ａが確保され、両者がそれぞれ独立して設けられているので、第２の軸直角方向Ｙ２における第２弾性連結部３０の変形時に、第２弾性連結部３０の周方向Ｃにおける両側面からも空気の排出及び供給がなされ、変形をスムーズに行うことができる。また、この例では、空間部２２Ａを設けて第１弾性連結部２０の幅を小さく、詳細には、第１弾性連結部２０を内筒１２の直径よりも狭幅に形成したので、第２の軸直角方向Ｙ２における振動入力時に第１弾性連結部２０は剪断変形のみとなり、ばね定数が小さくなるので、第２弾性連結部３０による特性がより支配的となり、高減衰性能を更に高めることができる。また、第２弾性連結部３０の両側に空間部２２Ａが確保されているので、第２弾性連結部３０を発泡成形しやすいというメリットもある。
【００３０】
また、すぐり部２２Ａの内周面と外周面に複数の微小突起３２，３４を設けたので、ポリウレタンフォームからなる第２弾性連結部３０のゴム弾性体１６に対する接着性を高めることができ、その脱落をより確実に防止することができる。なお、かかる微小突起は、すぐり部２２Ａの内周面と外周面の双方に設けることが好ましいが、いずれか一方のみに設けてもよい。
【００３１】
また、すぐり部２２の外周面に内筒１２側に向かって突出するストッパ凸部２８が第２弾性連結部３０に埋設された状態に設けられているので、第２の軸直角方向Ｙ２における大変位時にストッパ凸部２８がすぐり部２２の内周面に当接することで、更なる撓み変形を規制することができる。
【００３２】
本実施形態であると、また、ゴム弾性体１６を加硫成形し、第２弾性連結部３０を発泡成形した後に、外筒１４を絞り加工するので、得られた防振ブッシュ１０において、第１弾性連結部２０のゴムと第２弾性連結部３０のポリウレタンウォームの双方を予備圧縮することができ、ゴム及びポリウレタンフォームの耐久性を向上することができる。
【００３３】
また、本実施形態の防振ブッシュ１０であると、上記の特性を得るために液体封入室を設けるものではないので、低コスト化と軽量化を図ることができる。また、液封タイプの防振ブッシュでは、オリフィスにより設定された特定の周波数域のみで減衰性能が発揮させるのに対し、本実施形態のようにポリウレタンフォームを用いたものであれば、幅広い周波数域で高減衰性能を発揮することができ、この点でも有利である。
【００３４】
なお、上記実施形態は、本発明の好ましい１態様を示したものにすぎず、これによって本発明が限定されるものではない。例えば、上記実施形態ではストッパ凸部を外側ゴム層に設けたが、内側ゴム層に設けてもよく、またストッパ凸部自体を省略することもできる。また、上記実施形態は、自動車のサスペンションアームに用いられる防振ブッシュについて説明したが、本発明はこれに限定されることなく、自動車を始めとする各種車両の振動源と車体との連結部位などに用いられる各種防振ブッシュに適用可能である。その他、本発明の趣旨を逸脱しない限り、種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００３５】
１０…防振ブッシュ、１２…内筒、１４…外筒、１６…ゴム弾性体
２０…第１弾性連結部、２２…すぐり部、２２Ａ…空間部
２８…ストッパ凸部、３０…第２弾性連結部
３２，３４…微小突起
Ｃ…周方向、Ｘ…軸方向、Ｙ１…第１の軸直角方向、Ｙ２…第２の軸直角方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2011007257.tif 000006
【図５】
2011007257.tif 000007