(57)【要約】【課題】軸直角方向におけるばね定数を大きくしつつ、こじり方向におけるばね定数を小さくすることができ、しかも軸直角方向における荷重入力に対してばね特性を線形に近づけることができる防振ブッシュを提供する。【解決手段】内筒１２と外筒１４の間に中間筒１６を設け、内筒１２と中間筒１６を連結する内側弾性部１８と、中間筒１６と外筒１４を連結する外側弾性部２０を、ゴム状弾性体により形成する。内筒１２の軸方向中央部に軸直角方向外方Ｙ１側に膨出する第１膨出部２２を形成するとともに、これを取り囲む中間筒１６の軸方向中央部に軸直角方向外方Ｙ１側に膨出する第２膨出部２６を形成する。中間筒１６を貫通して内側弾性部１８と外側弾性部２０を連結させる貫通孔３８を、第２膨出部２６内において周方向Ｃに複数並設する。【選択図】図１
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【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の間に設けられて前記軸部材を軸平行に取り囲む中間筒と、
前記軸部材の外周面と前記中間筒の内周面とに接着されて前記軸部材と前記中間筒を連結するゴム状弾性体からなる内側弾性部と、
前記中間筒の外周面と前記外筒の内周面とに接着されて前記中間筒と前記外筒を連結するゴム状弾性体からなる外側弾性部と、
を備える防振ブッシュであって、
前記軸部材の軸方向の中央部が、軸直角方向外方側に膨出する第１膨出部に形成されるとともに、前記第１膨出部を取り囲む前記中間筒の軸方向の中央部が、軸直角方向外方側に膨出する第２膨出部に形成されて、前記第２膨出部の内周面が、前記第１膨出部の第１凸面に対応する第１凹面に形成され、前記第２膨出部を取り囲む前記外筒の内周面部分が、前記第２膨出部の外周面の第２凸面に対応する第２凹面に形成され、
前記中間筒を貫通して前記内側弾性部と前記外側弾性部を連結させる貫通孔が、前記第２膨出部内において周方向に複数並設された、
防振ブッシュ。
【請求項２】
前記貫通孔が前記第２膨出部の頂部に設けられた、請求項１記載の防振ブッシュ。
【請求項３】
前記内側弾性部が前記外側弾性部よりも軸方向寸法が大きく形成された、請求項１又は２記載の防振ブッシュ。
【請求項４】
前記第１膨出部が軸直角方向外方側に膨出する球帯状に形成されて、前記第１凸面が第１球状凸面として形成され、
前記第２膨出部が軸直角方向外方側に膨出する球帯状に形成されて、前記第１凹面が第１球状凹面として形成されるとともに、前記第２凸面が第２球状凸面として形成され、
前記外筒の前記第２凹面が前記第２球状凸面に対応する第２球状凹面として形成された、請求項１〜３のいずれか１項に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、自動車のサスペンション装置などに組み込まれて使用される防振ブッシュに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、自動車のサスペンション装置においては、車体とサスペンションとの連結部位等に、振動減衰、緩衝などを目的として防振ブッシュが使用されている。かかる防振ブッシュは、一般に、内筒等の軸部材と、該軸部材の外側に間隔をおいて配置された外筒と、前記軸部材と外筒との間に介設されて両者を弾性的に結合するゴム状弾性体とを備えてなる。
【０００３】
ところで、この種のサスペンション装置に用いられる防振ブッシュにおいては、乗り心地性と操縦安定性を向上させるために、軸直角方向と軸方向におけるばね定数は大きくしつつ、こじり方向やねじり方向におけるばね定数を小さくすることが求められる。
【０００４】
このような要求に対し、軸直角方向におけるばね定数を大きくしつつ、こじり方向におけるばね定数を小さくするため、内筒の軸方向中央部に軸直角方向に膨出する膨出部を設けた、いわゆるバルジタイプの防振ブッシュが開発されている。そして、軸直角方向におけるばね定数を更に高めるため、バルジタイプの防振ブッシュにおいて、内筒と外筒との間に中間筒を設けた構成が知られている（下記特許文献１参照）。
【０００５】
一方、内筒と外筒との間に中間筒を設けた防振ブッシュにおいて、内筒と中間筒との間に介設されたゴム状弾性体からなる内側弾性部と、中間筒と外筒との間に介設されたゴム状弾性体からなる外側弾性部とを連結させる貫通孔やスリットを、中間筒に設ける技術が知られている（下記特許文献２，３参照）。
【特許文献１】特開平０９−１００８６１号公報
【特許文献２】特開平０９−０７２３６５号公報
【特許文献３】特開２０００−０６５１１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１に開示の防振ブッシュのように、中間筒を備えるバルジタイプの防振ブッシュにおいては、次のような問題がある。すなわち、この種の防振装置では、ゴム状弾性体の加硫成形後に、成形歪みを解消するために外筒に絞り加工が施されるが、中間筒を備えたものでは、中間筒よりも外側の外側弾性部は圧縮されるものの、中間筒がほとんど縮径されないので、中間筒よりも内側の内側弾性部は圧縮されない。そのため、外側弾性部は、圧縮により軸直角方向におけるばね定数が、内側弾性部よりも高くなる。このように外側弾性部と内側弾性部のばね定数が異なると、防振ブッシュに対して軸直角方向に荷重が入力したとき、ばね定数の低い内側弾性部により、荷重−撓み曲線の初期の立ち上がりが緩やかで、その後、該曲線の勾配がきつくなるように、非線形なばね特性となってしまい、優れた防振特性が得られない。
【０００７】
なお、上記特許文献２や特許文献３において、中間筒に設けられた貫通孔やスリットは、ゴム状弾性体の成形時にゴム材料が貫通孔を通って流動することを可能にして中間筒に作用する圧力を軽減したり、あるいはまた、加硫成形後の予備圧縮時にスリットを介して外側弾性部の圧縮力を内側弾性部に全体にわたって伝達させて、内側弾性部を軸方向において均一に予備圧縮するためのものである。そのため、上記貫通孔ないしスリットは、中間筒の軸方向における全体にわたって均等に分散配置されており、よって、後述する本発明の特徴を何ら示唆するものではない。
【０００８】
本発明は、軸直角方向におけるばね定数を大きくしつつ、こじり方向におけるばね定数を小さくすることができ、しかも軸直角方向における荷重入力に対してばね特性を線形に近づけ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】
【０００９】
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の間に設けられて前記軸部材を軸平行に取り囲む中間筒と、前記軸部材の外周面と前記中間筒の内周面とに接着されて前記軸部材と前記中間筒を連結するゴム状弾性体からなる内側弾性部と、前記中間筒の外周面と前記外筒の内周面とに接着されて前記中間筒と前記外筒を連結するゴム状弾性体からなる外側弾性部と、を備える防振ブッシュにおいて、前記軸部材の軸方向の中央部が、軸直角方向外方側に膨出する第１膨出部に形成されるとともに、前記第１膨出部を取り囲む前記中間筒の軸方向の中央部が、軸直角方向外方側に膨出する第２膨出部に形成されて、前記第２膨出部の内周面が、前記第１膨出部の第１凸面に対応する第１凹面に形成され、前記第２膨出部を取り囲む前記外筒の内周面部分が、前記第２膨出部の外周面の第２凸面に対応する第２凹面に形成され、前記中間筒を貫通して前記内側弾性部と前記外側弾性部を連結させる貫通孔が、前記第２膨出部内において周方向に複数並設されたものである。
【００１０】
上記構成によれば、こじり方向における変位時、軸部材の第１凸面と中間筒の第１凹面との間の内側弾性部、及び、中間筒の第２凸面と外筒の第２凹面との間の外側弾性部が主として剪断変形を受けるようになるので、こじり方向におけるばね定数を低減することができる。また、バルジタイプであることから、そもそも軸直角方向におけるばね定数を確保することができる上に、中間筒を設けたことで、軸直角方向におけるばね定数を更に大きくすることができる。
【００１１】
しかも、中間筒よりも外側の外側弾性部は、外筒の絞り加工により圧縮されてばね定数が高くなるが、かかる絞り加工時に、内側弾性部では、第２膨出部の内側における軸方向中央部において、貫通孔を設けたことにより軸直角方向に圧縮されてばね定数が高くなる。そのため、軸直角方向における荷重入力に対してばね特性を線形に近づけることができる。
【００１２】
上記貫通孔は、前記第２膨出部の頂部に設けられていることが、外筒の絞り加工時における内側弾性部の軸直角方向におけるばね定数を高める上でより効果的である。
【００１３】
上記構成において、内側弾性部が外側弾性部よりも軸方向寸法が大きく形成されていると、次の作用効果が奏される。すなわち、外筒の絞り加工時に、より大きく圧縮される外側弾性部の軸方向寸法を小さく設定したことで、内側弾性部において外側弾性部の絞り加工によるばね定数の上昇分を補うことができる。そのため、内外の弾性部のばね定数を同等に設定して、軸直角方向における荷重入力に対してばね特性を更に線形に近づけることができる。
【００１４】
上記構成においては、前記第１膨出部が軸直角方向外方側に膨出する球帯状に形成されて、前記第１凸面が第１球状凸面として形成され、前記第２膨出部が軸直角方向外方側に膨出する球帯状に形成されて、前記第１凹面が第１球状凹面として形成されるとともに、前記第２凸面が第２球状凸面として形成され、前記外筒の前記第２凹面が前記第２球状凸面に対応する第２球状凹面として形成されていることが、こじり方向におけるばね定数を一層効果的に低減する上で好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の防振ブッシュであると、軸直角方向におけるばね定数を大きくしつつ、こじり方向におけるばね定数を小さくすることができ、しかも軸直角方向における荷重入力に対してばね特性を線形に近づけることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１７】
図１は、本発明の１実施形態に係る防振ブッシュ１０を示したものである。この防振ブッシュ１０は、マルチリンク式サスペンション装置において、ロアリンクやトーコントロールリンクなどの各種リンク部材とサスペンションメンバーとを連結するものである。
【００１８】
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、これを軸平行かつ同軸状に取り囲む外筒１４と、内筒１２と外筒１４の中間位置において内筒１２を軸平行かつ同軸状に取り囲む中間筒１６と、内筒１２と中間筒１６の間に介設されたゴム弾性体からなる内側弾性部１８と、中間筒１６と外筒１４の間に介設されたゴム弾性体からなる外側弾性部２０とを備えてなる。そして、図８に示すように、内筒１２は、その両端面がサスペンションメンバーのブラケット１に挟まれた状態で、ボルトなどの不図示の締結部材で締め付けることによりブラケット１に固定され、また、外筒１４は、リンク部材２の筒状ホルダ３内に圧入することにより固定され、これにより、防振ブッシュ１０はリンク部材２とサスペンションメンバー側のブラケット１とを防振的に連結する。
【００１９】
内筒１２は、金属製の円筒状部材であり、図４に示すように、軸方向Ｘの中央部に軸直角方向外方Ｙ１側に向けて全周にわたって湾曲状に膨出する第１膨出部２２を備える。この例では、第１膨出部２２は球帯状をなしており、従って、第１膨出部２２の外周面である第１凸面２４は球状凸面（第１球状凸面２４という。）をなしている。詳細には、第１球状凸面２４は、内筒１２の軸心Ａ上に中心Ｐを持つ球面の軸方向中央部を構成する球帯状をなし、内筒１２の軸方向両端部における一般筒部（外径が一定のストレート筒状部）の外周面１２Ａからなだらかに連続して形成されている。
【００２０】
中間筒１６は、薄肉の金属製円筒状部材であり、図１，６，７に示すように、第１膨出部２２を取り囲む軸方向Ｘの中央部が、軸直角方向外方Ｙ１側に向けて全周にわたって湾曲状に膨出する第２膨出部２６に屈曲形成されている。この例では、第２膨出部２６は球帯状をなしており、従って、第２膨出部２６の内周面である第１凹面２８は、第１膨出部２２の第１球状凸面２４と同心状（即ち、共通の中心Ｐを持つ。）の球状凹面（第１球状凹面２８という。）をなしている。また、第２膨出部２６の外周面である第２凸面３０は、第１膨出部２２の第１球状凸面２４と同心状の球状凸面（第２球状凸面３０という。）をなしている。
【００２１】
なお、第１球状凹面２８は、中間筒１６の軸方向両端部における一般筒部（内外径が一定のストレート筒部）の内周面１６Ａからなだらかに連続して形成されている。また、第２球状凸面３０は、中間筒１６の上記一般筒部の外周面１６Ｂからなだらかに連続して形成されている。
【００２２】
外筒１４は、金属製の円筒状部材であり、図２，５に示すように、外形が断面円形状をなし、外周面１４Ａの径が軸方向Ｘで一定のストレート筒状に形成されている。図１に示すように、上記第２膨出部２６を取り囲む外筒１４の内周面部分は、第２膨出部２６の外周面側の第２球状凸面３０に対応して軸直角方向外方Ｙ１側に陥没した第２凹面３２に形成されている。この例では、該第２凹面３２は、第２球状凸面３０と同心状の球状凹面（第２球状凹面３２という。）に形成されている。詳細には、後述する絞り加工後の形状において、上記第２球状凸面３０に一定の間隔をおいて沿うように、外筒１４の中央部における内周面１４Ｂが、軸直角方向外方Ｙ１側に凹んだ球状凹面３２に凹設されている。
【００２３】
なお、第２球状凹面３２は、外筒１４の軸方向両端部における一般筒部（内径が一定のストレート筒状部）の内周面１４Ｂからなだらかに連続して形成されている。また、図５に示すように、絞り加工前の状態では、第２球状凹面３２は厳密な球帯ではなく、中心Ｐが外筒１４の軸心Ａ上から軸直角方向Ｙにずれた位置にあり、縮径方向に絞り加工することで、図１に示すように中心Ｐが軸心Ａ上に位置する球帯状に形成される。
【００２４】
内側弾性部１８は、内筒１２と中間筒１６とを連結する筒状のゴム部材であり、第１球状凸面２４を含む内筒１２の外周面１２Ａと第１球状凹面２８を含む中間筒１６の内周面１６Ａとにそれぞれ加硫接着されている。外側弾性部２０は、中間筒１６と外筒１４とを連結する筒状のゴム部材であり、第２球状凸面３０を含む中間筒１６の外周面１６Ｂと第２球状凹面３２を含む外筒１４の内周面１４Ｂとにそれぞれ加硫接着されている。両弾性部１８，２０は、同一のゴム材料により形成されている。
【００２５】
内側弾性部１８は、第１球状凸面２４と第１球状凹面２８との間に充填されているだけでなく、その両端部１８Ａ，１８Ａが、第１球状凸面２４よりも軸方向外方Ｘ１側の内筒部分１２Ｂと第１球状凹面２８よりも軸方向外方Ｘ１側の中間筒部分１６Ｃとを連結するように軸方向外方Ｘ１側に延設されている。外側弾性部２０についても同様に、第２球状凸面３０と第２球状凹面３２との間に充填されているだけでなく、その両端部２０Ａ，２０Ａが、第２球状凸面３０よりも軸方向外方Ｘ１側の中間筒部分１６Ｃと第２球状凹面３２よりも軸方向外方Ｘ１側の外筒部分１４Ｃとを連結するように軸方向外方Ｘ１側に延設されている。
【００２６】
そして、両弾性部１８，２０の軸方向端面には、軸方向内方Ｘ２側に向かって断面円弧状に陥没する環状のすぐり部３４，３６が設けられている。内側弾性部１８のすぐり部３４の方が、外側弾性部２０のすぐり部３６よりも軸方向Ｘの深さが浅く形成されており、これにより、内側弾性部１８の軸方向寸法Ｄ１が、外側弾性部２０の軸方向寸法Ｄ２よりも大に形成されている（即ち、Ｄ１＞Ｄ２）。
【００２７】
図７に示すように、中間筒１６には、第２膨出部２６内において円形の貫通孔３８が設けられている。貫通孔３８は、第２膨出部２６における軸方向Ｘ中央の頂部２６Ａに設けられており、第２膨出部２６よりも軸方向外方Ｘ１側の中間筒部分１６Ｃには設けられていない。そして、図１に示すように、この貫通孔３８を介して、内側弾性部１８と外側弾性部２０とが軸方向中央部１８Ｂ，２０Ｂ同士で連結されている。
【００２８】
貫通孔３８は、図６に示すように、中間筒１６の周方向Ｃにおいて等間隔に複数設けられており、この例では、６０°ごとに６個が設けられている。
【００２９】
この防振ブッシュ１０を製造するに際しては、まず、図４に示すように第１膨出部２２を備えた内筒１２と、図５に示すように内周面１４Ｂに第２球状凹面３２を持つ外筒１４と、図６，７に示すように第２膨出部２６を備えた中間筒１６を、それぞれ作製する。
【００３０】
次いで、上記の内筒１２と外筒１４と中間筒１６を不図示の成形型に配置し、該成形型内にゴム材料を注入することで、内筒１２と外筒１４との間に内側弾性部１８と外側弾性部２０を加硫成形する。その際、ゴム材料は、外側弾性部２０を成形するためのキャビティにおいてその軸方向端面に設けられた直径方向に対向する２箇所の注入孔４２，４２（図２参照）から注入される。注入されたゴム材料は、中間筒１６に設けられた複数の貫通孔３８を通って内側のキャビティに流れ込んで内側弾性部１８を形成する。これにより、図３に示す絞り加工前の加硫成形体が得られる。
【００３１】
その後、上記加硫成形体の外筒１４に絞り加工を施して、外筒１４を縮径することにより、図１に示す防振ブッシュ１０が得られる。該絞り加工により、外側弾性部２０は軸直角方向Ｙに圧縮されてばね定数が高くなる。一方、内側弾性部１８については、外側弾性部２０の存在により中間筒１６が縮径されないことから、基本的には軸直角方向Ｙに圧縮されない。
【００３２】
しかしながら、本実施形態では、第２膨出部２６に貫通孔３８が設けられているので、貫通孔３８の内側に相当する内側弾性部１８の軸方向中央部１８Ｂでは、軸直角方向Ｙに圧縮されてばね定数が高くなる。なお、第２膨出部２６よりも軸方向外方Ｘ１側の中間筒部分１６Ｃには貫通孔を設けていないので、絞り加工時に、内側弾性部１８がその端部１８Ａで圧縮されることはなく、そのため、内側弾性部１８のこじり方向Ｚにおけるばね定数が高くなることを回避することができる。
【００３３】
また、内側弾性部１８は外側弾性部２０よりも軸方向寸法が大に設定されているため（Ｄ１＞Ｄ２）、上記絞り加工による外側弾性部２０のばね定数の上昇分を内側弾性部１８において補うことができ、軸直角方向Ｙにおけるばね定数を内側弾性部１８と外側弾性部２０とで同等に設定することができる。
【００３４】
よって、防振ブッシュ１０に対する軸直角方向Ｙでの荷重入力に対してばね特性を線形に近づけることができ、所望の防振特性を発揮することができる。また、内外のばね定数を同等にすることで、軸直角方向Ｙにおける荷重入力に対する防振ブッシュ１０の耐久性を向上することができる。
【００３５】
また、この防振ブッシュ１０であると、こじり方向Ｚにおける変位時、内筒１２の第１球状凸面２４と中間筒１６の第１球状凹面２８との間の内側弾性部１８、及び、中間筒１６の第２球状凸面３０と外筒１４の第２球状凹面３２との間の外側弾性部２０が、主として剪断変形を受けるようになる。そのため、こじり方向Ｚにおけるばね定数を効果的に低減することができる。
【００３６】
また、軸方向Ｘにおける変位に対しては、球状凸面２４，３０と球状凹面２８，３２との間で内側弾性部１８及び外側弾性部２０は剪断変形だけでなく圧縮変形も受けるようになる。そのため、軸方向Ｘにおけるばね定数を上げることができる。しかも、中間筒１６を設けたことで、軸直角方向Ｙにおけるばね定数が大きくなる。そのため、軸直角方向Ｙにおけるばね定数を中間筒を設けない場合と同等に設定する場合、ゴム弾性体としてより軟らかいものを用いることができ、これにより、ねじり方向Ｎのばね定数を下げることができる。
【００３７】
以上より、この防振ブッシュ１０であると、軸方向Ｘと軸直角方向Ｙにおけるばね定数を確保しながら、こじり方向Ｚとねじり方向Ｎにおけるばね定数を効果的に小さくすることができる。よって、サスペンション装置において、操縦安定性を確保しながら、乗り心地性を大幅に向上させることができる。
【００３８】
また、本実施形態であると、外側弾性部２０よりも内側弾性部１８の軸方向寸法を大に設定したので（Ｄ１＞Ｄ２）、周長の短い内側弾性部１８において内筒１２との接着面積をその分大きく確保することができ、この点からも耐久性を向上することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、自動車のサスペンション装置に組み込まれて使用される防振ブッシュや、エンジンマウントとしての筒形の防振ブッシュなど、各種防振ブッシュに利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】実施形態に係る防振ブッシュの断面図（図２のＩ−Ｉ線断面図）。
【図２】同防振ブッシュの側面図。
【図３】同防振ブッシュの絞り加工前の断面図。
【図４】同防振ブッシュの内筒の断面図。
【図５】同防振ブッシュの外筒の断面図。
【図６】同防振ブッシュの中間筒の側面図。
【図７】図６のVII−VII線断面図。
【図８】同防振ブッシュの組み付け状態を示す断面図。
【符号の説明】
【００４１】
１０…防振ブッシュ、
１２…内筒（軸部材）、１２Ａ…外周面
１４…外筒、１４Ｂ…内周面
１６…中間筒、１６Ａ…内周面、１６Ｂ…外周面、
１８…内側弾性部、
２０…外側弾性部、
２２…第１膨出部、
２４…第１球状凸面（第１凸面）、
２６…第２膨出部、２６Ａ…頂部
２８…第１球状凹面（第１凹面）、
３０…第２球状凸面（第２凸面）、
３２…第２球状凹面（第２凹面）、
３８…貫通孔、
Ｃ…周方向、
Ｄ１…内側弾性部の軸方向寸法、Ｄ２…外側弾性部の軸方向寸法、
Ｘ…軸方向、
Ｙ…軸直角方向、Ｙ１…軸直角方向外方
【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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