(57)【要約】【課題】ブッシングの疲労寿命を長くし、性能を高める。【解決手段】本発明は、半径方向に柔軟性をもつブッシングを提供し、外側の環状要素と、外側の要素によって囲まれる内側の剛体要素と、内側の剛体要素と外側の要素を粘着で取り付けるエラストマ体とを備える。エラストマ体は、内側の剛体要素から外側の要素まで半径方向に及ぶ、複数の離間したアームを備える。エラストマ体はさらに、内側の剛体要素の半径方向における変位を制限するための、少なくとも１つの半径方向の阻止部を備える。半径方向の阻止部は、アーム間で外側の要素に配置され、外側の要素に結合される端部及び剛体要素に向いた頂部を有するアーチを備える。このアーチが外側の要素とともに管状中空部を規定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半径方向に柔軟性をもつブッシングであって、
中心軸を規定する外側の環状要素と、
前記外側の要素によって囲まれる内側の剛体要素と、
前記内側の剛体要素の外周部と前記外側の要素を粘着で取り付けるエラストマ体であって、前記内側の剛体要素から前記外側の要素まで半径方向に及ぶ、複数の離間したアームを備えるエラストマ体と、
前記内側の剛体要素の半径方向における変位を制限するための、少なくとも１つの半径方向の阻止部と、を備え、
前記半径方向の阻止部は、前記アームの間で前記外側の要素に配置され、前記外側の要素に結合される端部及び前記剛体要素に向いた頂部を有するアーチを備え、該アーチが前記外側の要素とともに管状中空部を規定する、ブッシング。
【請求項２】
前記アーチが前記外側の要素と一体的に形成され、前記中心軸に対してほぼ平行な方向に延びる、請求項１に記載のブッシング。
【請求項３】
前記アーチは、実質的に三角形状、台形状、矩形状、弧状より成る群から選択される形状をもって形成され、さらに前記アーチが前記剛体要素の方に向いた対称軸を有する、請求項１又は２に記載のブッシング。
【請求項４】
前記管状中空部がエラストマで充填された、請求項１から３のいずれか１項に記載のブッシング。
【請求項５】
前記管状中空部を充填している前記エラストマが、エラストマアームを形成している前記エラストマ体と一体に形成される、請求項４に記載のブッシング。
【請求項６】
前記アーチは、前記管状中空部内のエラストマを前記エラストマ体と結合させる切欠を有する、請求項５に記載のブッシング。
【請求項７】
前記管状中空部を充填している前記エラストマが、エラストマアームを構成しているエラストマとは異なる特性とされた、請求項４に記載のブッシング。
【請求項８】
１つ以上の半径方向の前記阻止部は、前記管状中空部から軸方向にエラストマを突出させることによって軸方向の阻止部としても構成される、請求項１から７のいずれか１項に記載のブッシング。
【請求項９】
前記外側の環状要素は、合成物、繊維ガラス、ガラス繊維強化プラスチック、金属化合物（特にアルミニウム）より成る群から選択される材料で製造される、請求項１から８のいずれか１項に記載のブッシング。
【請求項１０】
各々がアーチを備えた、半径方向の前記阻止部が複数設けられた、請求項１から９のいずれか１項に記載のブッシング。
【請求項１１】
前記アーチのうちの少なくとも２つが異なる形状とされた、請求項１０に記載のブッシング。
【請求項１２】
半径方向の前記阻止部が、半径方向での異なる剛性を呈する、請求項１０に記載のブッシング。
【請求項１３】
第１の中心軸を定める外側の環状要素によって囲まれる内側の剛体要素を含む、半径方向に柔軟性をもったブッシングを製造する方法であって、
前記外側の環状要素を１つ以上のアーチとともに成型するステップであって、該アーチは、前記外側の要素に結合される端部及び前記内側の剛体要素に向いた頂部を有し、前記外側の要素とともに管状中空部を規定しており、前記アーチはまた、前記内側の剛体要素の半径方向における変位を制限するために、アームの間で前記環状要素に位置された１つ以上の半径方向の阻止部を提供するようにしたステップと、
前記外側の要素の内周部を粘着で取り付けるエラストマ体を成型するステップであって、前記エラストマ体が、前記内側の剛体要素から前記外側の要素まで半径方向に及ぶ、複数の離間したアームを備えるようにしたステップと、
エラストマアームが前記内側の要素の外周面を取り付けるように、前記内側の要素を配置するステップと、を有する方法。
【請求項１４】
前記外側の要素及び前記エラストマ体がバイインジェクション成型され、バイインジェクション成型ステップが、
（ａ）第１の成形型内に第１の材料を射出することにより、前記外側の環状要素及び１つ以上の前記アーチを作成する第１ステップと、
（ｂ）前記第１の成形型の少なくとも１部を備え、かつ前記外側の環状要素を含む第２の成形型内に、第２の材料を射出することにより、前記エラストマ体を作成する第２ステップと、を有する請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記内側の剛体要素が、前記エラストマ体の内部への挿入により配置されることで、前記エラストマアームを半径方向において事前に圧縮させるようにした、請求項１３又は１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記内側の剛体要素は、成形型内での前記エラストマ体及び前記外側の要素の成型ステップの前に、成形型に配置される請求項１３又は１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記管状中空部が前記エラストマアームの成型に用いる作業と同一の作業において充填される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１８】
前記管状中空部が前記エラストマアームの成型に用いる作業に続く作業において充填される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１９】
軸方向の阻止部がエラストマにおいて前記管状中空部から突出するようにした、請求項１７又は１８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばトランスミッションボックス及びその支持シャーシなどの２つの剛体要素の間に連結及び制振のために挿入する、半径方向に柔軟性を有するブッシングに関する。
【０００２】
より詳細には、本発明はそのようなデバイスのうちで、
中心軸を規定する外側の環状要素と、
外側の要素によって囲まれる内側の剛体要素と、
前記内側の剛体要素の外周部と前記外側の要素を粘着で取り付けるエラストマ体であって、前記内側の剛体要素から前記外側の要素まで半径方向に及ぶ、複数の離間したアームを備えるエラストマ体と、
前記内側の剛体要素の半径方向における変位を制限するための、少なくとも１つの半径方向の阻止部と、を備えたデバイスに関する。
【背景技術】
【０００３】
このようなラジアルブッシングは既に従来技術において知られている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明独自の目的は、そのようなブッシングをさらに改良することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的を達成するため、本発明によれば、ここで問題にしている種類のラジアルブッシングにおいて、前記半径方向の阻止部は、前記アームの間で前記外側の要素に配置され、前記外側の要素に結合される端部及び前記剛体要素に向いた頂部を有するアーチを備え、該アーチが前記外側の要素とともに管状中空部を規定する。
【０００６】
このような構成によって、上記ブッシングの疲労寿命が長くなり、性能が高まる。
【０００７】
好ましい実施形態において、下記に示す構成の１つ以上を用いることができる。
・前記アーチが前記外側の要素と一体的に形成され、好ましくは前記中心軸に対してほぼ平行な方向に延びる。
・前記アーチが、実質的に三角形状、台形状、矩形状、弧状より成る群から選択される形状をもって形成され、さらに前記アーチが剛体要素の方に向いた対称軸を有する。
・管状中空部がエラストマで充填される。
・管状中空部を充填している前記エラストマが、エラストマアームを形成しているエラストマ体と一体に形成される。
・アーチは、管状中空部のエラストマをエラストマ体と結合可能にする切欠を有する。
・管状中空部を充填しているエラストマが、エラストマアームを構成するエラストマとは異なる特性とされる。
・１つの以上の半径方向の前記阻止部は、管状中空部から軸方向にエラストマを突出させることによって軸方向の阻止部としても構成される。
・外側の環状要素が、合成物、繊維ガラス、ガラス繊維強化プラスチック、金属化合物（特にアルミニウム）より成る群から選択される材料で製造される。
・各々がアーチを備えた複数の半径方向の阻止部が設けられる。
・アーチのうちの少なくとも２つが異なる形状である。
・半径方向の阻止部が、半径方向での異なる剛性を呈する。
【０００８】
本発明のさらなる利点は、デバイスを製造するのに必要な材料が少なく、そのためより安価に製造できることである。
【０００９】
また、本発明の別の対象は、第１の中心軸を定める外側の環状要素によって囲まれる内側の剛体要素を含む、半径方向に柔軟性を有するブッシングの製造方法である。
前記方法は、
外側の環状要素を１つ以上のアーチとともに成型するステップであって、該アーチは前記外側要素に結合される端部及び前記内側の剛体要素に向いた頂部を有し、外側の要素とともに管状中空部を規定するようにしたステップと、
前記外側の要素の内周部を粘着で取り付けるエラストマ体を成型するステップであって、前記エラストマ体が前記内側の剛体要素から前記外側要素まで半径方向に及ぶ、複数の離間したアームを備えるようにしたステップと、
前記エラストマアームを前記内側の要素を取り付けるとともに、前記アーチには、前記アームの間で環状要素に位置され、かつ前記内側の剛体要素の半径方向における変位を制限するための少なくとも１つの半径方向の阻止部が設けられるように、前記内側の要素を配置するステップと、を有する。
【００１０】
上記方法の変形例は、下記のとおりである。
・前記外側の要素及び前記エラストマ体がバイインジェクション成型され、バイインジェクション成型ステップは、
（ａ）第１の材料を射出し、これによって前記外側の環状要素及び１つ以上の前記アーチを作成する第１ステップと、
（ｂ）第２の材料を射出し、これによって前記エラストマ体を作成する第２のステップと、を有する。
・前記内側の剛体要素が、前記エラストマ体の内部に挿入され、これによって前記エラストマアームを半径方向において事前に圧縮させる。
・前記管状中空部が、前記エラストマアームの成型に用いる作業と同一の作業において充填される。
・前記管状中空部が、前記エラストマアームの成型に用いる作業に後続する作業において充填される。
・軸方向の阻止部が、前記管状中空部を充填する作業と同一の作業にて前記管状中空部からエラストマにおいて突出される。
【００１１】
これらの構成によって、特有の作用応力が低く、それ故により長い疲労寿命を有するデバイスがもたらされ、特に通常の動作状態において局所的な大きい応力域を有さないデバイスが得られる。
【００１２】
本発明の他の特徴及び利点については、添付図面を参照して限定的でない実施例として与えられる、２つの実施形態についての以下の詳細な説明から明らかとなる。なお、各図面において、同一の参照番号は同一又は同様の構成要素を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１に示す半径方向に柔軟性を有するブッシングは、中心軸Ａを規定する外側の環状要素１と、中空の内側剛体要素２を備え、この中空の内側剛体要素２は、外側の要素１に囲まれている。外側の環状要素１と内側の剛体要素はともに、外部ボディに適合されるか又は外部ボディに取り付けられるものである。このブッシングは、複数の前記外部ボディの間における半径方向の動きを制限し、そして場合によっては軸方向の動きをも制限する役目をもち、内側の剛体要素２が半径方向の阻止部５に接触すると、所定の剛性をもたらす。剛性については、本実施形態の構成に応じて、半径方向の異なる方向に異なる値をとることができる。
【００１４】
ここに示す特定の実施形態では、内側の剛体要素２が金属（又は他の同様に剛性を有する材料）製の円筒形状とされる。キー９がその中に設けられることで、外部ボディの１つとの間でロック機構を可能とし、それらの間の回転すべりを防止する。このキー９は、内側の剛体要素の内周面に沿って、内側の剛体要素２の中心軸に対して明らかに平行に延びる溝からなる。
【００１５】
外側の環状要素１は、ナイロンや他の合成物、繊維ガラス、又はガラス繊維強化プラスチックなどの、適度に変形可能な材料で形成された、薄肉で長手方向に延びる円筒構造とされる。但し、金属化合物などの剛体材料、特にアルミニウムが、状況によっては使用可能である。これらについて以下に詳述する。
【００１６】
内側の剛体要素２及び外側の環状要素１はともに、中心軸Ａによって規定されるほぼ平行な方向に延びる。
【００１７】
エラストマ体３は、内側の剛体要素２の外周面及び外側の環状要素１の内周面を粘着で取り付け、それらを薄層で半径方向において包囲する。それらの間には、内側の要素２から外側の要素１にかけて半径方向に延びる、離間した４つのエラストマアーム４が配置されている。このエラストマは、特に天然ゴム、Ｖｅｇａｐｒｅｎｅ（登録商標）、又は他の同様の柔軟性材料でよい。
【００１８】
各エラストマアーム４の間における、外側の要素１の中間部には、エラストマアームと同数とされ、かつ内側の剛体要素２についての半径方向の変位を制限する、半径方向の阻止部５が４つ配置されている。半径方向の各阻止部５はほぼ台形状をなし、内側の剛体要素２の方向を向いた対称軸を有する。ここには明示していないが、半径方向の阻止部５の最内部については、半径方向の力を受けた場合に、内側の剛体要素２と接触することになり、内側の剛体要素２の形状を補完する形状にすることができる。勿論、半径方向の阻止部は台形状に限定されるものではなく、三角形状、矩形状、又は円形状、さらには他の異形の形状でもよい。そして、半径方向の各阻止部は各種形状をもつことができ、その形状については、例えば、内側の要素２の半径方向における変位を制限するように適合された形状、あるいは半径方向の阻止部５が内側の要素２に接触すると所定の剛性を生み出すように適合された形状でもよい。また、内側の剛体要素２の動きを制限するという阻止部の基本的機能を発揮する限りにおいて、半径方向の阻止部５が対称性をもつ必要はない。
【００１９】
半径方向の力がかかると、内側の剛体要素２は半径方向に変位することになる。この変位は、最初はエラストマアーム４の剛性に対応する第１の剛性特性とほぼ線形関係にあるが、内側の剛体要素２と半径方向の阻止部５とが接触した後では、半径方向の阻止部５及びその内部に包まれるエラストマの剛性に対応する第２の剛性特性とほぼ線形関係となる。接触の際、半径方向の阻止部５の高い剛性によって内側の剛体要素２の動きを大部分において制限する。
【００２０】
また、提示した実施形態ではさらに、軸方向の阻止部８を備えることができる。これらの軸方向の阻止部は、外側の要素１を超えてその長手方向にもエラストマの一部を軸方向に突出させることで形成される。この構成により、外側の要素１に対して中央の剛体要素２を軸方向に移動させる軸方向の力の下で、軸方向の阻止部８が外部ボディと接触し、これによってブッシングの動きを減衰させて制限することができる。軸方向の阻止部８は、ブッシングの両側で異なる寸法及び構成にすることができるので、これにより長手方向の軸に関する、２つの独立に調整可能な方向が得られる。
【００２１】
半径方向の阻止部５の構造は、図２によってさらに容易に分かる。図示のように、半径方向の阻止部５は、外側の要素１に結合された端部及び剛体要素２を向いた頂部を有するアーチ６を備えており、該アーチ６は、外側の要素１とともに管状中空部７を画定する。この管状中空部７は、好ましくは、中心軸Ａにほぼ平行な方向、すなわち外側の要素１の長手方向における軸と共線的な方向に延在する。但し、管状中空部７はこの長手方向の配位から外れてもよく、これは特に、半径方向の阻止部５が外側の要素１に対して機械的に又は粘着で結合される場合に可能である。本実施形態に示す、このアーチ６は外側の環状要素１と一体成型とされているが、例えば機械的な相互接続、溶接、接着などの、アーチ６を外側の要素１に結合する如何なる方法を用いてもよい。
【００２２】
必要とされる性能上の特性に応じて、管状中空部７は材料を入れないままでもよく、またエラストマを充填することもできる。半径方向に柔軟なブッシングについての性能目標が保証されるのであれば、管状中空部７のそれぞれが、異なる特性のエラストマを充填されることで、半径方向（又は軸方向）での異なる剛性を、半径方向の阻止部５を含む半径方向（又は軸方向）の各々において現出させることができる。これにより、半径方向において、独立に調整可能な直交する４方向（そして調整可能な軸方向）が得られる。
【００２３】
本発明のさらに別の実施形態においては、図３に示すように、半径方向の阻止部５がさらに、アーチ壁６の切欠１０を備え、これによって管状中空部７内のエラストマがエラストマ体３に繋がることができる。そして、管状中空部７を充填するエラストマは、エラストマアーム４を形成するエラストマ体３と一体的に形成され、よってエラストマ体３の成型時に一回の作業で充填されることになる。長手方向に延びる切欠１０は、アーチ壁６の如何なる場所にも位置し得るが、内側の剛体要素２に対して最も内側の壁面上に優先的に配置される。これらの切欠１０は本発明の性能上で大きな影響をもつように設計されるものではないが、製造作業を容易にし、特にエラストマで管状中空部７を充填し易くする役目をもつ。
【００２４】
このような構成により、多数の軸について十分に調整可能なブッシングがもたらされるが、これは、（半径方向における２方向及び中心軸に沿う長手方向において）３つの直交する主要な軸についての剛性及び変位を制御できるためであり、これらの各軸についての変位の向きに応じて、６つの独立した調整可能な方向が得られることになる。
【００２５】
以下に、半径方向に柔軟性を有するブッシングの製造方法を詳述する。
【００２６】
その方法は、
外側の要素１に結合される端部及び内側の剛体要素２に向いた頂部を有するアーチ６を備える外側の環状要素１を成型するステップであって、前記アーチ６が外側の要素１とともに管状中空部７を規定し、前記アーチ６はまた、内側の剛体要素２の半径方向における変位を制限するために、エラストマアーム４の間で環状要素１上に位置された１つ以上の半径方向の阻止部５を提供するようにしたステップと、
外側の要素１の内周部を粘着で取り付けるエラストマ体３を成型するステップであって、エラストマ体３が、内側の剛体要素２から外側の要素１まで半径方向に及ぶ、複数の離間したアーム４を備えるようにしたステップと、
前記アーム４が内側の要素２の外周面を取り付けるように内側の要素２を配置するステップと、を有する。
【００２７】
外側の要素１及びエラストマ体３には、バイインジェクション成型が優先的に実施される。バイインジェクション成型は、第１の要素を第１の部分金型内で成型し、次に第２の要素を第１成型と同じ部分金型で成型する成型作業である。バイインジェクション成型は、２つの射出ステップを含む１つの要素を、同一の機械及び少なくとも同一の部分金型で成型できるという特徴をもつ。
【００２８】
本実施形態のバイインジェクションステップは、
第１の成形型内に第１の材料を射出することにより、前記外側の環状要素１及び少なくとも１つの前記アーチ６を作成する第１ステップと、
前記第１の成形型の少なくとも１部を備え、かつ前記外側の環状要素１を含む第２の成形型内に、第２の材料を射出することにより、前記エラストマ体３を作成する第２ステップと、を有する。
【００２９】
前記ブッシングの組み立てには２つの方法がある。
【００３０】
第１の方法は、前記外側の要素１及びエラストマ体３を１番目の作業で成型し、その次に、内側の剛体要素２をエラストマ体３の内部に挿入することで粘着して位置させ、これによってエラストマアーム４を半径方向において事前に圧縮させる方法である。
【００３１】
第２の方法は、内側の剛体要素２を外側の要素１及びエラストマ体３の成型作業に先立って成形型内に位置させる方法である。内側の剛体要素２は、成型過程でエラストマ体３により保持される。
【００３２】
典型的には、内側の剛体要素２が成型作業に先立って成形型内に置かれ、成型過程によってブッシング内に保持される（上記第２の方法）。
【００３３】
但し、作業時にはエラストマ体３が事前に圧縮されていることが望ましい。技術的に、ゴムは圧縮状態で使用する場合の方が引張状態で使用する場合よりも疲労寿命が長いことが知られている。それ故、ブッシングの疲労寿命を長くするために、ブッシングを事前に圧縮することが重要である。本発明において、エラストマ体３を事前に圧縮するのは、そのためである。これを達成するには、以下のいずれかでよい。
成型されたエラストマ体３の内部に内側の剛体要素２を挿入する（これによってエラストマアーム４を内部から外方へと事前に圧縮させる）か、又は
外側の要素１を、例えばブッシングが外部ボディに挿入されるときなどにおいて圧縮させる（これによってエラストマアーム４を外側から内側へと事前に圧縮させる）。
【００３４】
最初の成型法は、第２の内側要素（図示しない）を利用することによって達成可能であるが、この内側要素については外側の要素１と同じ材料とするのが好ましい。これにより、第２の内側要素は、外側の要素１とともに同一成型ステップにおいて成型できることになる。これに続いて、エラストマ体３が、第２の内側要素と外側の要素１との間で成型される。次に、成型されたブッシングは成形型から取り出され、その後の別の作業では、内側の剛体要素２が、締まりばめを用いて第２の内側要素内に挿入され、第２の内側要素を伸張させてエラストマ体３を内側から外方へと事前に圧縮することができる。
【００３５】
しかし、最も望ましい方法は、外側の要素１による予圧である。この部分の予圧は、外側の要素１の外径よりも小さい内径を有する外部ボディ（図示しない）のサポートブラケット内にブッシングが位置される場合に生ずる。この部分の外側での障害はブッシングのエラストマ体３を事前に圧縮させるように強要するが、これは、ブッシングの外径部が、より小さい直径の外部ボディ（図示しない）内へと挿入される間、内向きに押されるためである。
【００３６】
選択した予圧方法によって外側の要素１が内向きの圧縮を受ける（２番目の選択肢）場合、外側の要素１としては、合成化合物、繊維ガラス、ガラス繊維強化プラスチック、又は同様の材料など、変形可能な材料で形成することが望ましい。但し、予圧が内側の剛体要素２の挿入によって達成される場合に、外側の要素１は変形可能な材料で形成できるが、また好ましくは、剛体要素、例えば金属化合物、特にアルミニウムで形成することが可能である。
【００３７】
上記に詳述したように、管状中空部７については材料を入れないままでもよいし、エラストマで充填してもよいが、外側の要素１の厚みに大きな変化を生じさせることはない。但し、アーチ６に切欠１０を設ける場合には、管状中空部７の充填がエラストマ体３の成型と同時に達成されることになる。
【００３８】
切欠１０を設けず、よってアーチ６が管状中空部７をエラストマ体３から効果的に封止する場合、後続の（又は同時のバイインジェクション）作業を行い、前記管状中空部７を充填する。この場合、挿入されるエラストマは半径方向の各阻止部５について独立に選択でき、これによって各半径方向において剛性を変えることができる。
【００３９】
軸方向の阻止部８は、任意の点において半径方向の阻止部５から、そしてより詳細には管状中空部７から長手方向に突出させてもよいが、管状中空部７の充填よりも後に完成させるものとし、これによって管状中空部７を充填するエラストマが、軸方向の制限部を形成することができる。
【００４０】
軸方向の阻止部８については、明らかに管状中空部７に充填するエラストマに依存する剛性特性を有しており、これによってブッシングの軸方向の剛性を調整する方法が与えられる。
【００４１】
本発明は、単に例示として述べた前記実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態にも拡張されることが分かるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の好ましい第１実施形態による、半径方向に柔軟性を有するブッシングを３次元的に示す図である。
【図２】本発明の第１実施形態による、外側の環状要素を３次元的に示す図である。
【図３】第２実施形態を示す、図３と同様の図である。
【図４】本発明の第１実施形態を、内側の剛体要素がない状態で示す平面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【外国語明細書】
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