(57)【要約】【課題】  使用状態で弾性部材の変形量が許容のバラツキ量を超えることがなく、弾性部材に所期の性能を発揮させる。【解決手段】  略円筒状の外筒部材５の内側に、弾性部材７を介して略円筒状の内筒部材６が配されるブッシュ４において、内筒部材６を外筒部材５に対して偏心させて配し、外筒部材５を回転することにより、内筒部材６の中心位置を変化させることができるようにした。【選択図】  図２
2005145330.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
略円筒状の外筒部材の内側に、弾性部材を介して略円筒状の内筒部材が配されるブッシュにおいて、
前記内筒部材を、前記外筒部材に対して偏心させて配したことを特徴とするブッシュ。
【請求項２】
前記弾性部材に、前記内筒部材の偏心方向を示す表示部を設けたことを特徴とする請求項１に記載のブッシュ。
【請求項３】
前記表示部は、前記弾性部材に突出成形された突起であることを特徴とする請求項２に記載のブッシュ。
【請求項４】
前記弾性部材は、周方向にわたって略均一の肉厚で形成されたラバー材と、前記内筒部材が偏心された方向と反対側に配されたウレタン材と、を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のブッシュ。
【請求項５】
複数のブッシュを、車体側から突出する複数の軸部にそれぞれ挿通させることにより、車体に取り付けられるサブフレームであって、
各ブッシュの少なくとも１つを、請求項１から４のいずれか一項に記載のブッシュとしたことを特徴とするサブフレーム。
【請求項６】
前記軸部は、車体側に設けられたナットと螺合するボルトであることを特徴とする請求項５に記載のサブフレーム。
【請求項７】
請求項５または６に記載のサブフレームを車体に取り付けるサブフレーム取付方法であって、
前記サブフレームにおける各ブッシュの取付位置同士の相対寸法を計測する寸法計測工程と、
前記寸法計測工程にて計測された相対寸法に基づいて、予め設定された許容相対寸法内となるように、前記各ブッシュを、前記サブフレームの取付位置に圧入するブッシュ圧入工程と、
前記ブッシュが圧入された前記サブフレームを、前記内筒部材を前記軸部へ挿通させて車体側に取り付ける車体取付工程と、を有することを特徴とするサブフレーム取付方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内筒部材と外筒部材との間に弾性部材が介在するブッシュと、このブッシュを備えたサブフレームと、このサブフレームの車体への取付方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車車両等において、サスペンションのリンクや、デファレンシャルギヤ装置等を支持するサブフレームが、車体フロア下面に取り付けられるものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。このサブフレームは複数のパイプを有し、互いに同心状に配された内筒部材と外筒部材との間に弾性部材が介在するブッシュが各パイプに圧入されている。そして、各ブッシュの内筒部材に、車体側から突出する軸部を挿通させることにより、サブフレームを弾性的に車体側へ取り付けることができるようになっている。この軸部としては、車体側に設けられたナットと螺合するボルト、または、車体側に突出形成されたピンが一般的である。
【０００３】
このサブフレームは、左右側にて略前後に延びる一対のサイドフレームと、前後側にて略左右に延びる一対のクロスフレームと、を有し、前部右側、前部左側、後部右側、後部左側の４箇所にブッシュが圧入され、４点で車体側に支持される。このサブフレームにより、サスペンションのリンク、デファレンシャルギヤ装置等が的確に支持されるとともに、車体の剛性が向上する。
【特許文献１】特開平８−４８２６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記サブフレームでは各ブッシュの内筒部材と外筒部材とが同心状に配されているので、サブフレーム成形時にパイプの位置がずれて形成された場合には、各ブッシュが所期の位置からずれた状態でサブフレームに圧入されることとなる。そして、この状態で車体フロア下面に形成された各軸部を各ブッシュの内筒部材に挿通させる際に、各ブッシュの弾性部材を各ブッシュの取付位置がずれた分だけ弾性変形させることとなる。これにより、サブフレームが車体に取り付けられた際に、弾性部材の変形量が許容のバラツキ量を超えて、各ブッシュに所期の性能を発揮させることができないおそれがあった。また、軸部としてのボルトを各ブッシュの内筒部材に挿通させた後に、ボルトが車体側のナットとの位置が合わず、車体側に取り付けることができない懸念もあった。
【０００５】
ここで、各ブッシュを大型化し、弾性部材の変形量の許容バラツキ量を大きくして、上記問題点を解決することが考えられる。しかしこれでは、ブッシュ内で生じる弾性部材の初期圧力が過大になって、結果、信頼耐久性が著しく低下する。
また、ブッシュの内筒部材の内径を拡大し、ボルトとのガタを大きくすることによって前記問題点を解消しようとすると、ボルトの締結に要する面積が少なくなることから、クリープ現象により締結の弛みが生じるという不具合が生ずる。
さらに、サブフレームの成形を精度良く行うことにより、上記問題点を解決することが考えられる。しかしこれでは、サブフレームの製造コストが嵩み、結果、自動車車両の製造コストが増大してしまう。
【０００６】
本発明は、前記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、使用状態で弾性部材の変形量が許容のバラツキ量を超えることがなく、弾性部材に所期の性能を発揮させることのできるブッシュ及びこれを備えたサブフレームと、信頼性を確保しつつ精度高く組み付けることのできるサブフレームの車体への取付方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、略円筒状の外筒部材の内側に、弾性部材を介して略円筒状の内筒部材が配されるブッシュにおいて、前記内筒部材を、前記外筒部材に対して偏心させて配したことを特徴とする。
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、内筒部材が外筒部材に対して偏心しているので、外筒部材を周方向に回転させることにより、内筒部材の軸中心を変更することができる。すなわち、内筒部材を挿通する軸部材の位置と、外筒部材が取り付けられる位置とがずれた場合に、外筒部材を回転させて、最適な取付位置を選択することができる。
【０００９】
従って、使用状態で弾性部材の変形量が許容のバラツキ量を超えないように外筒部材を取り付けられることにより、使用時に弾性部材に所期の性能を発揮させることができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載のブッシュにおいて、前記弾性部材に、前記内筒部材の偏心方向を示す表示部を設けたことを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１の作用に加え、取付作業者は、表示部で内筒部材の偏心方向を把握することができ、外筒部材を最適な取付位置に取り付ける際に、外筒部材の向きを速やかに決定することができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明では、請求項２に記載のブッシュにおいて、前記表示部は、前記弾性部材に突出成形された突起であることを特徴とする。
【００１３】
請求項３に記載の発明によれば、請求項２の作用に加え、弾性部材に突起を突出成形することにより、簡単容易に表示部を設けることができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明では、請求項１から３のいずれか一項に記載のブッシュにおいて、前記弾性部材は、周方向にわたって略均一の肉厚で形成されたラバー材と、前記内筒部材が偏心された方向と反対側に配されたウレタン材と、を有することを特徴とする。
【００１５】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１から３のいずれか一項の作用に加え、弾性部材は略均一の肉厚のラバー材を有することから、ブッシュの向きによるばらつきを抑制することができる。尚、ここでいうウレタン材とは、いわゆる硬質ウレタン材と称されるものをさす。
【００１６】
請求項５に記載の発明では、複数のブッシュを、車体側から突出する複数の軸部にそれぞれ挿通させることにより、車体に取り付けられるサブフレームであって、各ブッシュの少なくとも１つを、請求項１から４のいずれか一項に記載のブッシュとしたことを特徴とする。
【００１７】
請求項５に記載の発明によれば、サブフレームにおける各ブッシュの取付位置が、設計上の取付位置とずれて形成された場合に、各ブッシュの外筒部材を回転させて、各外筒部材の最適な取付位置を選択することができる。これにより、サブフレームに形成される各ブッシュの取付位置にずれが生じた場合であっても、車体側の各軸部に各ブッシュの内筒部材を挿通させた状態で、各ブッシュの弾性部材が過度に変形することはない。
【００１８】
従って、フレーム本体及び各ブッシュの取付位置を、極度に高精度に成形せずとも、各ブッシュの内部に生じる初期圧力の低減を図ることができる。すなわち、フレーム本体及び各ブッシュの取付位置を高精度に成形して製造コストが嵩むことはないし、初期圧力を低減して信頼耐久性を確保しつつ、使用時には各ブッシュの弾性部材に所期の性能を発揮させることができる。
【００１９】
請求項６に記載の発明では、請求項５に記載のサブフレームにおいて、前記軸部は、車体側に設けられたナットと螺合するボルトであることを特徴とする。
【００２０】
請求項６に記載の発明によれば、請求項５の作用に加え、軸部として車体側のナットと螺合するボルトを用いた場合に、これらの位置がずれることにより取付不良が生じることはない。
【００２１】
請求項７に記載の発明では、請求項５または６に記載のサブフレームを車体に取り付けるサブフレーム取付方法であって、前記サブフレームにおける各ブッシュの取付位置同士の相対寸法を計測する寸法計測工程と、前記寸法計測工程にて計測された相対寸法に基づいて、予め設定された許容相対寸法内となるように、前記各ブッシュを、前記サブフレームの取付位置に圧入するブッシュ圧入工程と、前記ブッシュが圧入された前記サブフレームを、前記内筒部材を前記軸部へ挿通させて車体側に取り付ける車体取付工程と、を有することを特徴とする。
【００２２】
請求項６に記載の発明によれば、まず寸法計測工程によりサブフレームにおける各ブッシュの取付位置同士の相対寸法を計測する。これにより、設計上のサブフレームの取付位置とは別個に、現実に成形されたサブフレームの取付位置を把握することができる。
そして、ブッシュ圧入工程にて、寸法計測工程にて計測された相対寸法に基づいて、設計上の取付位置と現実の取付位置との差に応じて、予め設定された許容相対寸法内となるように、ブッシュをサブフレームの取付位置に圧入する。この許容相対寸法とは、サブフレームが車体に取り付けられたとしてもブッシュが所期の性能を発揮する相対寸法である。このとき、ブッシュの外筒部材を周方向に回転させることにより、許容相対寸法となるよう調整することができる。
次いで、車体取付工程にて、ブッシュが圧入されたサブフレームを、内筒部材を車体側から突出する複数の軸部へ挿通させることにより車体に取り付ける。ここで、ブッシュは許容相対寸法内となるように圧入されているので、軸部と内筒部材とで大きなずれを生じることはない。この結果、車体側の各軸部に各ブッシュの内筒部材を挿通させた状態で、ブッシュの弾性部材が過度に変形することはない。
【００２３】
従って、フレーム本体及び各ブッシュの取付位置を、極度に高精度に成形せずとも、各ブッシュの内部に生じる初期圧力の低減を図ることができる。すなわち、フレーム本体及び各ブッシュの取付位置を高精度に成形して製造コストが嵩むことはないし、初期圧力を低減して信頼耐久性を確保しつつ、使用時には各ブッシュの弾性部材に所期の性能を発揮させることができる。
【発明の効果】
【００２４】
このように、本発明のブッシュによれば、使用状態で弾性部材の変形量が許容のバラツキ量を超えないように外筒部材を取り付けられることにより、使用時に弾性部材に所期の性能を発揮することができる。
また、本発明のサブフレームによれば、フレーム本体及び各ブッシュの取付位置を、極度に高精度に成形せずとも、各ブッシュの内部に生じる初期圧力の低減を図ることができる。すなわち、フレーム本体及び各ブッシュの取付位置を高精度に成形して製造コストが嵩むことはないし、初期圧力を低減して信頼耐久性を確保しつつ、使用時には各ブッシュの弾性部材に所期の性能を発揮させることができる。
また、本発明のサブフレーム取付方法によれば、信頼性を確保しつつ車体側に精度高く組み付けることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図１から図３は本発明の一実施形態を示すもので、図１はサブフレームの概略上面図、図２はブッシュの説明図、図３はサブフレーム取付方法の工程説明図である。
【００２６】
図１に示すように、このサブフレーム１は、左右一対の略前後に延びるサイドフレーム２と、前後一対の略左右に延びるクロスフレーム３と、各クロスフレーム３の左右端側に設けられブッシュ４が圧入されるパイプ１ａとを有している。本実施形態においては、サブフレーム１は、車両の後方に配されるものであり、リヤデファレンシャルギヤ装置、リヤサスペンションのリンク等が支持される。各ブッシュ４は、車体側に設けられたナットと螺合する軸部としてのボルトに挿通される。ここで、ナットは自動車車両の車体フロア下面にて前後に延びるサイドメンバに溶着される。尚、サイドメンバに軸部材を突出形成して、この軸部材を各ブッシュ４に挿通させる構成としてもよい。サブフレーム１の車体への取付方法については後述する。
【００２７】
図２に示すように、各ブッシュ４は、略円筒状に形成された外筒部材５と、この外筒部材５の内側に配される略円筒状の内筒部材６と、外筒部材５と内筒部材６との間に介在する弾性部材７と、を有する。すなわち、金属からなる外筒部材５の内側に、樹脂としてのラバーからなる弾性部材７を介して、金属からなる内筒部材６が配されている。各ブッシュ４は、サブフレーム１に形成されたパイプ１ａに外筒部材５が圧入されることにより、サブフレーム１に固定される。そして、サブフレーム１に負荷が加わった際に、弾性部材７が変形することにより、外筒部材５と内筒部材６との相対移動が許容されるようになっている。
【００２８】
図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、内筒部材６は外筒部材５に対して偏心して配されている。本実施形態においては、ラバー材からなる弾性部材７の肉厚は、内筒部材６の偏心状態に対応して、周方向に変化する。本実施形態においては、図２（ｂ）に示すように、外筒部材５の一端側には周方向外側へ延びるフランジ５ａが形成され、弾性部材７にもフランジ５ａに沿って周方向外側へ延びる延在部７ａが形成されている。
【００２９】
この延在部７ａにおける内筒部材６の偏心方向の反対側には、突起７ｂが軸方向へ突出形成されている。本実施形態においては、この突起７ｂが、内筒部材６の偏心方向を示す表示部をなす。
【００３０】
このように、本実施形態のブッシュ４によれば、内筒部材６が外筒部材５に対して偏心しているので、外筒部材５を周方向に回転させることにより、内筒部材６の軸中心を変更することができる。すなわち、内筒部材６を挿通する軸部材の位置と、外筒部材５が取り付けられるパイプ１ａの位置とがずれた場合に、外筒部材５を回転させて、最適な取付位置を選択することができる。
【００３１】
また、本実施形態のブッシュ４によれば、取付作業者は、表示部（突起７ｂ）で内筒部材６の偏心方向を把握することができ、外筒部材５を最適な取付位置に取り付ける際に、外筒部材５の向きを速やかに決定することができる。特に、本実施形態においては、弾性部材７に突起７ｂを突出成形することにより、簡単容易に表示部を設けることができる。
【００３２】
以上のように構成されたサブフレーム１を、各ブッシュ４を各パイプ１ａに圧入した後、車体に取り付ける方法について、図３に示す工程説明図を参照して説明する。
【００３３】
図３に示すように、このサブフレーム取付方法では、まず、サブフレーム１における各ブッシュ４の取付位置として、各パイプ１ａの位置同士の相対寸法を計測する（寸法計測工程１００）。本実施形態においては、各パイプ１ａの中心位置を用いて、相対寸法を計測する。これにより、設計上のサブフレーム１の取付位置とは別個に、現実に成形されたサブフレームの取付位置を把握することができる。
【００３４】
次いで、寸法計測工程１００にて計測された相対寸法に基づいて、設計上の取付位置と現実の取付位置との差に応じて、予め設定された許容相対寸法内となるように、各ブッシュ４をサブフレーム１の各パイプ１ａに圧入する（ブッシュ圧入工程２００）。この許容相対寸法とは、サブフレーム１が車体に取り付けられたとしても各ブッシュ４が所期の性能を発揮する相対寸法であり、車体に設定された各ナット間の相対寸法のばらつきを組み合わせた時に、内筒部材６とボルトとの間に適度な隙間が生じて取付ができる寸法である。このとき、各ブッシュ４の外筒部材５を周方向に回転させることにより、許容相対寸法となるよう調整することができる。
【００３５】
各ブッシュ４が圧入されたサブフレーム１を、内筒部材６を車体に形成された複数の軸部へ挿通させて取り付ける（車体取付工程３００）。ここで、各ブッシュ４は許容相対寸法内となるよう角度調整されて圧入されているので、取付不良が生じたり、ボルトと内筒部材６とで大きなずれを生じることはない。この結果、車体側の各軸部に各ブッシュ４の内筒部材６を挿通させた状態で、各ブッシュ４の弾性部材７が過度に変形することはない。
【００３６】
すなわち、サブフレーム１における各ブッシュ４の取付位置が、設計上の取付位置とずれて形成された場合に、各ブッシュ４の外筒部材５を回転させて、各外筒部材５の最適な取付位置を選択することができる。これにより、サブフレーム１に設けられた各パイプ１ａの取付位置にずれが生じた場合であっても、車体側への取付が可能である。また、車体側の各軸部に各ブッシュ４の内筒部材６を挿通させた状態で、各ブッシュ４の弾性部材７が過度に変形することはない。
【００３７】
このように、本実施形態によれば、フレーム本体としてのサイドフレーム２及びクロスフレーム３と、各ブッシュ４のパイプ１ａを、極度に高精度に成形せずとも、サブフレーム１を車体側に取り付けることができる。また、各ブッシュ４の内部に生じる初期圧力の低減を図ることができる。すなわち、これらを高精度に成形して製造コストが嵩むことはないし、初期圧力を低減して信頼耐久性を確保しつつ、使用時には各ブッシュ４の弾性部材７に所期の性能を発揮させることができる。また、サブレフーム１を車体側に精度高く組み付けることができる。
【００３８】
尚、前記実施形態においては、サブフレーム１が自動車車両の後部に設置され、リヤデファレンシャルギヤ装置、リヤサスペンションのリンク等を支持するものを示したが、サブフレーム１が自動車車両の前部に設置され、エンジン、フロントサスペンションのリンク等を支持するものであってもよいことは勿論である。
【００３９】
また、前記実施形態においては、各ブッシュ４を自動車車両に使用したものを示したが、例えば鉄道車両に使用するものであってもよいし、その他、産業機械等に使用するものであってもよい。
【００４０】
また、前記実施形態においては、各ブッシュ４の弾性部材７の肉厚が周方向へ変化するものを示したが、例えば図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、内筒部材６の肉厚を偏心方向に薄く、その反対側に厚くすることにより、弾性部材７の肉厚を周方向にわたって略均一となるようにしてもよい。この場合、弾性部材７の製造が比較的容易であるので、製造コストを低減することができる。
【００４１】
さらには、例えば図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、内筒部材６を前記実施形態と同様に形成しておき、弾性部材７が周方向にわたって略均一の肉厚で形成されたラバー材７０と、内筒部材が偏心された方向と反対側に配された硬質ウレタン材７１と、を有するように構成してもよい。この場合は、ラバー材７０の製造が比較的容易であるので、製造コストを低減することができる。そして、硬質ウレタン材７１を内筒部材６が偏心された方向と反対側に配すことで、内筒部材６と外筒部材５の間隙は弾性部材７により満たされることとなる。これによれば、ブッシュ４の向きによるばらつきを抑制することができ、サブフレーム１の車体取付剛性がブッシュ圧入時のブッシュ４の向きに影響されず、操縦安定性や振動性能のばらつきを抑制することができる。
【００４２】
また、前記実施形態においては、表示部として突起７ｂを弾性部材７に突出形成したものを示したが、偏心方向を、例えば「偏心側」等の文字により表示してもよいし、例えば矢印等の図形により表示してもよいし、例えば所定の色彩等の目印により表示するようにしてもよい。
【００４３】
また、前記実施形態においては、サブフレーム１に設けられる全てのブッシュ４について、外筒部材５に対して内筒部材６を偏心させたものを示したが、少なくとも１つのブッシュ４が前記実施形態と同様に構成されていればよいし、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の一実施形態を示すもので、サブフレームの概略上面図である。
【図２】ブッシュの説明図であって、（ａ）は横断面、（ｂ）は縦断面を示した図である。
【図３】サブフレーム取付方法の工程説明図である。
【図４】変形例を示すブッシュの説明図であって、（ａ）は横断面、（ｂ）は縦断面を示した図である。
【図５】ブッシュの説明図であって、（ａ）は横断面、（ｂ）は縦断面を示した図である。
【符号の説明】
【００４５】
１          サブフレーム
４          ブッシュ
５          外筒部材
６          内筒部材
７          弾性部材
７ｂ        突起
７０        ラバー材
７１        硬質ウレタン材
１００      寸法計測工程
２００      ブッシュ圧入工程
３００      車体取付工程
【図１】
2005145330.tif 000003
【図２】
2005145330.tif 000004
【図３】
2005145330.tif 000005
【図４】
2005145330.tif 000006
【図５】
2005145330.tif 000007