(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内外へ嵌合配置された内筒及び外筒と、これらの間に介在される弾性体と、内外筒のいずれか一方側が軸方向入力を受けたときこれを軸直交方向へ変位させるための変位制御手段とを備えた防振装置において、前記内筒と外筒の中間部に前記弾性体中へ埋設一体化された中間リングを設け、この中間リングに前記内筒側へ突出する内向き突部を設けて前記変位制御手段にするとともに、
前記中間リングは前記内筒の軸直交方向断面にて略半円弧状をなし、前記内筒の軸線を挟んで一対で設けられ、
前記内筒の軸線方向断面にて、前記弾性体のうち前記軸線を挟んで前記内向き突部と反対側となる位置に肉抜き凹部を設け、かつ前記一対の中間リングを前記軸線方向にて互いに反対向きにし、
さらに、前記内向き突部と肉抜き凹部を前記内筒の軸線方向断面にて、この軸線上の点に対して点対称をなすよう左右に設けたことを特徴とする防振装置。
【請求項２】
前記内向き突部は、前記中間リングと一体に形成されるか、別体部材を取付一体化したものであることを特徴とする請求項１に記載した防振装置。
【請求項３】
前記内筒の軸線方向にて、前記内向き突部と間隔を持って対面する外向き突部を前記内筒に設け、これら内向き突部と外向き突部との間に前記弾性体の一部を介在させたことを特徴とする請求項１又は２に記載した防振装置。
【請求項４】
前記内向き突部と肉抜き凹部及びこれらと前記外向き突部とを、前記内筒の軸線方向断面にて、この軸線上の点に対して点対称をなすよう左右に設けたことを特徴とする請求項３に記載した防振装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば自動車のサスペンションに用いられるトーコレクトブッシュ等に好適な防振装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
トーコレクトブッシュは公知であり、例えば特開平１１−２０１２０９号には内外へ嵌合配置された内筒及び外筒と、これらの間に介在される弾性体と、内筒の軸端へ溶接した円板状のストッパ部材とを備え、ストッパ部材の外周部の一部を傾斜させ、かつこの傾斜部に対向する斜面を外筒の一端部の一部に設けたものが示されている。この場合、横力により外筒がストッパ部材に向かって軸方向移動しようとすると、ストッパ部材と外筒の各傾斜面により、外筒の軸方向移動を規制して軸直交方向へ変位させるようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来例のようなトーコレクトブッシュの場合は、横力の軸方向入力により軸直交方向へ変位させるため、すぐり等を設けて弾性体のばねを小さくして変位を容易にする必要がある。しかしこのようにすると横力に対して軸方向変位量が多くなるから、軸直交方向の変位量が相対的に少なくなってしまう。一方、弾性体のばねを大きくすれば乗り心地に影響するので、弾性体のばねには自ずから上限がある。したがって弾性体自体のばねはあまり大きくせず、それでいてトーコレクト時のみばねを大きくできるような方向性のある構造が望まれることになる。そこで本願発明は係る要請の実現を目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明によれば、内外へ嵌合配置された内筒及び外筒と、これらの間に介在される弾性体と、内外筒のいずれか一方側が軸方向入力を受けたときこれを軸直交方向へ変位させるための変位制御手段とを備えた防振装置において、前記内筒と外筒の中間部にて前記弾性体へ埋設一体化された中間リングを設け、この中間リングに前記内筒側へ突出する内向き突部を設けて前記変位制御手段にするとともに、
前記中間リングは前記内筒の軸直交方向断面にて略半円弧状をなし、前記内筒の軸線を挟んで一対で設けられ、
前記内筒の軸線方向断面にて、前記弾性体のうち前記軸線を挟んで前記内向き突部と反対側となる位置に肉抜き凹部を設け、かつ前記一対の中間リングを前記軸線方向にて互いに反対向きに配置し、
さらに、前記内向き突部と肉抜き凹部を前記内筒の軸線方向断面にて、この軸線上の点に対して点対称をなすよう左右に設けたことを特徴とする。
【０００５】
請求項２の発明によれば、前記請求項１において、前記内向き突部は、前記中間リングと一体に形成されるか、別体部材を取付一体化したものであることを特徴とする。
【０００６】
請求項３の発明によれば前記請求項１又は２において、前記内筒の軸線方向にて、前記内向き突部と間隔を持って対面する外向き突部を前記内筒に設け、これら内向き突部と外向きの間に前記弾性体の一部を介在させたことを特徴とする。
【０００７】
請求項４の発明によれば、前記請求項３において、前記内向き突部と肉抜き凹部及びこれらと前記外向き突部とを、前記内筒の軸線方向断面において、この軸線上の点に対して点対称をなすよう左右に設けたことを特徴とする。
【０００８】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、中間リングに内向き突部を設け、かつ内筒を挟んで反対側となる弾性体に肉抜き凹部を設けたので、軸方向の入力に対して内向き突部が弾性体を圧縮することにより軸直交方向の力を発生し、この力による軸直交方向変位を肉抜き凹部が助長する。したがって中間リングを設けたことにより、弾性体自体のばねはあまり大きくせず、それでいて中間リングの存在により軸方向へ変位するときのばねを大きくできる。このためばねに方向性を付与できることになり、軸方向入力に対して十分な軸直交方向の変位量を実現できる。また外筒を単純な形状にでき、装置全体の外形をコンパクトにできる。
内向き突部と肉抜き凹部を、内筒の軸線方向断面においてこの軸線上の点に対して点対称をなすよう左右に設けた。このため、軸方向において左右対称構造となるため、車体の左右等へ対で設ける場合でも、共通に使用できる。
【０００９】
請求項２の発明によれば、内向き突部の形成は、中間リングの一部を成形して一体に形成するか、別体部材を取付けて一体化することにより可能になる。したがって内向き突部を簡単に実現できる。
【００１０】
請求項３の発明によれば、内筒の軸線方向にて内向き突部と間隔を持って対面する外向き突部を内筒に設け、これら内向き突部と外向きの間に弾性体の一部を介在させた。このため軸方向入力により中間リングの内向き突部と内筒の外向き突部の間で弾性体が圧縮され、その反力により軸直交方向の大きな力を発生して軸直交方向の変位量を大きくできる。
【００１１】
請求項４の発明によれば、内向き突部と肉抜き凹部及びこれらと外向き突部とを、内筒の軸線方向断面においてこの軸線上の点に対して点対称をなすよう左右に設けた。このため、軸方向において左右対称構造となるため、車体の左右等へ対で設ける場合でも、共通に使用できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて自動車用トーコレクトブッシュとして構成された第１実施例を説明する。図１は図２における１−１線相当断面図、図２は図１のＡ矢示方向図、図３は図２の３−３線断面図、図４はトーコレクト作用を原理的に示す図、図５はトーコレクト効果を示す図である。
【００１３】
図１〜３において、このトーコレクトブッシュ１は、内筒２，外筒３及び弾性体４を備え、弾性体４中には中間リング５が埋設一体化されている。内筒２と外筒３は、それぞれ金属製や樹脂製等の適宜剛性材料からなる筒状部材であり、特に外筒３は単純なパイプ状をなす。
【００１４】
内筒２は、中間部外周が外向き突部となる太径部６をなし、その軸方向両端部は斜面７をなす。太径部６は内筒２と一体に鋳造、鍛造又は削り出し等で成形するか、別体の筒状部材を嵌合一体化したものでもよい。また、樹脂材料製とすることもできる。
【００１５】
中間リング５は、適当な金属又は樹脂材料より構成され、図２にも明らかなように内筒２の軸直交方向断面にて略半円弧状をなすとともに軸方向断面にて内筒２の軸線と平行する本体部８を備える。本体部８の軸方向一端部には内向き突部１０が一体に形成されている。なお、中間リング５のうち内筒２の軸線と平行する方向を長さ方向、外周に平行する方向を幅方向とする。
【００１６】
内向き突部１０は金属の鋳造、鍛造もしくは削り出し又は樹脂の成形もしくは削り出し等で本体部８と一体で比較的剛性のあるものとして形成してある。但し金属等を用いて別体で形成したものを溶接等により結合一体化したものであってもよい。また別体の場合は例えばゴム等、弾性に富む材料で構成することもできる。内向き突部１０のうち、太径部６の斜面７に対面する面は略平行な斜面１１をなす。
【００１７】
弾性体４は内筒２と外筒３の間へ中間リング５を配置した状態で、ゴム等の弾性材料を注入し、内筒２、外筒３及び中間リング５を結合一体化する。このとき中間リング５全体は弾性体４中に埋設され、本体部８と外筒３の間にも薄い弾性体層が形成される。
【００１８】
この埋設程度は少なくとも本体部８が埋設して弾性体４と一体化すれば足り、中間リング５が樹脂製の場合は錆のおそれがないから、内向き突部１０の一部や本体部８の端部等を露出させておくこともできる。
【００１９】
図１に示すように、弾性体４は太径部６を含めて内筒２の外周部全体を覆うとともに、その一部は、間隔を持って位置する太径部６の斜面７と内向き突部１０の斜面１１との間を埋めて一体化する間隙充填部１２をなす。
【００２０】
また、本体部８と太径部６の間における弾性体４の一部にはすぐり１３が形成されている。すぐり１３は本願発明における肉抜き凹部の一例であり、内筒２の軸方向断面にて内向き突部１０の設けられている側と内筒に関して反対側から太径部６の半径方向外周側を通って間隙充填部１２の近傍へ達し、内向き突部１０と反対側を開放されて形成されている。
【００２１】
但し、図３に示すように、中間リング５を一体化しない部分では、中央でブリッジ部１４により内筒２の太径部６と外筒３を直接結合するとともに、ブリッジ部１４の軸方向両外側には軸方向の中央側へ向かって凹入する凹部１５が形成されている（図３）。
【００２２】
中間リング５は内筒２の軸線を挟んで一対で設けられ、かつ図１に示すように互いに反対向きに設けられ、その結果、図示状態で上下の中間リング５は内筒２の軸方向中間点Ｏを中心に点対称に設けられ、一対の内向き突部１０を通る軸方向断面（すなわち図１）において、本体部８−軸方向中間点Ｏ−本体部８を結んだとき全体として略Ｚ字状をなしている。
【００２３】
太径部６の外周部の高さと、内向き突部１０の先端部との高さは内筒２の軸方向において略一致するか、軸方向でそれぞれが若干重なる程度とし、内筒２と外筒３の軸方向における相対移動時に間隙充填部１２を大きく圧縮できるようにすることが好ましい。
【００２４】
このトーコレクトブッシュ１を組み立てるには、外筒３の内側へ内筒２を入れて、さらに一対の中間リング５をそれぞれ逆向きにして、互いに反対側から内筒２と外筒３の間へ入れ、各内向き突部１０を内筒２の中央部に形成された太径部６を挟んでその軸方向反対側に位置させ、この状態で弾性体４を注入一体化すれば容易に製造することができる。また各中間リング５は内向き突部１０を一端側に設けてあるので、他端側へ開放されたすぐり１３を形成することができる。
【００２５】
図１において、９は内筒２の軸方向に貫通形成された軸穴であり、ここにボルト１７を通し、ナット１８により車体側のコ字状等をなすブラケット１６へ内筒２を取付け、外筒３をサスペンションアーム１９の一端部へ圧入している。
【００２６】
以下、本実施例の作用を説明する。サスペンションアーム１９を介して外筒３へ外力が軸方向の横力Ｆとして例えば図１の左側へ加わると、外筒３は中間リング５と一緒に軸方向左側へ移動しようとするが、中間リング５の存在によって、このトーコレクトブッシュ１のばねは、軸方向におけるばねが大きい方向性のあるものになっている。このため軸方向入力Ｆによって太径部６の斜面７と、これに対面する内向き突部１０の斜面１１との間において間隙充填部１２が圧縮されることによって中間リング５及び外筒３の軸方向移動が規制され、かつ圧縮された間隙充填部１２による反力が内向き突部１０の斜面１１に対して略垂直方向へ働き、中間リング５及び外筒３は軸直交方向前方（図の上方）及び内筒２の中央側へ変位する。この変位は同じ大きさの軸方向入力に対して、中間リング５によるばねの増大分に対応して大きくなり、軸直交方向変位量を十分に大きくする。同時にこの軸直交方向変位をすぐり１３が助長する。この変位によって図４に示したトーコレクト状態を実現する。
【００２７】
図５は本実施例によって得られるトーコレクト特性を比較例とともに示すグラフであり、比較例は中間リングを省略して外筒の端部に太径部６の斜面部と略平行な斜面部を設けたものである。なお、弾性体の肉厚及びばねの大きさ並びに両斜面部の傾斜さらにはこれら斜面部間の間隙充填部１２を本実施例と同様に構成する。
【００２８】
このように構成した比較例と本実施例に対して、同様の方法で軸方向に入力を与え、外筒に発生する軸直交方向変位量を測定したものが図５である。このグラフに明らかなように、中間リングを設けた本実施例の方が、同じ大きさの軸方向入力（横軸）に対してより大きなトーコレクト力（縦軸）を発生でき、顕著なトーコレクト特性を実現できる。
【００２９】
なお、このトーコレクト動作の特性は、外向き突部である太径部６及び内向き突部１０の各斜面７，１１の傾斜角や弾性体４のばね定数を変更することにより自在に変化させることができる。また内向き突部１０の材質をゴム等の弾性に富む材料にした場合はこの弾性を変化させることによっても自在に調整できる。
【００３０】
そのうえ、図１において、中間リング５は内筒２を挟んで図の上下に一対で設けられ、かつ内向き突部１０、斜面７及びすぐり１３はそれぞれ軸方向中間点Ｏに対して点対称状に設けられるので、外筒３が内筒２の軸方向逆向き（右向き）に移動しようとすれば、図示の下側における内向き突部１０と太径部６及び間隙充填部１２により逆向きの力が発生し、軸直交方向である後方（図の下方）へ変位する。
【００３１】
したがって、同一のトーコレクトブッシュ１において、軸方向いずれの入力に対してもトーコレクトを実現でき、かつ車体の左右へ対称に配置する場合は同一のものを反転して用いればよいので、左右共通化が可能になり、部品点数を削減できる。
【００３２】
図４に本実施例のトーコレクト作用を原理的に示すように、この車両のサスペンション機構は、車体の左右両側に配置された一対の右車輪３０Ｒと左車輪３０Ｌとを、左右のトーコレクトブッシュ３１Ｒ、３１Ｌ及び左右のサスペンションアーム３２Ｒ及び３２Ｌを介して車体へ連結し、左右のサスペンションアーム３２Ｒ及び３２Ｌ間をクロスメンバ３３で連結した構造になっている。
【００３３】
なお、本図は車体右側へ図１に示す機構を用いたものであり、図１におけるトーコレクトブッシュ１が本図における右トーコレクトブッシュ３１Ｒ、サスペンションアーム１９が同右サスペンションアーム３２Ｒにそれぞれに相当する。これらは車体左側において対称的に用い、左トーコレクトブッシュ３１Ｌは図１に示すトーコレクトブッシュ１を左右反転させて使用する。
【００３４】
このサスペンション構造において、例えば左旋回すると横力Ｆを受けた右トーコレクトブッシュ３１Ｒは、左サスペンションアーム３２Ｒの支持点Ｑを車体前方かつ内方へ向かってＱ’へ変位させ、これにより外輪となる右車輪３０Ｒが旋回中心のある左側へ傾いてトーインになる。
【００３５】
その結果、右サスペンションアーム３２Ｒとクロスメンバ３３で連結一体化されている左サスペンションアーム３２Ｌも左側へ傾き、そのの支持点Ｐを車体後方かつ内方へ向かってＰ’へ変位させてやはりトーイン傾向にしてトーコレクト動作を行う。なお、右旋回のときは上記説明動作の逆になる。
【００３６】
また、本実施例によればトーコレクトブッシュ１に軸直交方向変位を実現する中間リング５を設けたことにより、弾性体４自体のばねはあまり大きくせず、それでいて中間リング５により軸方向変位に対するばねを大きくできる。すなわち本実施例の場合、車体搭載時における前後方向及び軸方向である左右方向のばねを中間リング５により大きくし、その他の方向である上下方向のばねをあまり大きくしないようにする。
【００３７】
このため、ばねに方向性を付与でき、軸方向入力に対して十分な軸直交方向（前後方向）の変位量を実現できるとともに、上下方向に対しては低ばねにして良好な乗り心地を維持できる。また外筒に対して局部的な斜面構造等を特別に設ける必要がなく単純な形状にでき、装置全体の外形をコンパクトにできる。
【００３８】
そのうえ、内筒２の軸線方向にて内向き突部１０の斜面１１と間隔を持って対面する斜面７を有する太径部６を内筒２に設け、これら斜面７及び１１間に弾性体４の一部である間隙充填部１２を介在させたので、軸方向入力により両斜面７及び１１間で間隙充填部１２を圧縮することにより、確実かつ十分な大きさの反力を発生させることができるため、軸直交方向の変位量を大きくできる。
【００３９】
しかも、長さ方向一端部側のみに内向き突部１０を設け、かつ内筒２と外筒３に対して略同心円上に位置するような、周方向へ湾曲する略半円弧状をなすように中間リング５を一対用意し、これらを逆向きにして内筒２と外筒３の間へ互いに反対方向から挿入することにより、それぞれを内筒２又は外筒３と略平行に挿入配置でき、かつ内向き突部１０を正確に位置決めできる。
【００４０】
また、一対の中間リング５を互いに逆向きに配置し、それぞれの内向き突部１０が内筒２の中央部に形成された外向き突部である太径部６を挟んで、その軸方向反対側の右側又は左側の各斜面７の近くに各斜面１１を対面配置するように、内筒２の軸方向中間点Ｏに対して点対称をなすよう左右に設けたので、外筒３が軸方向いずれか側へ移動しようとしても、外筒３を軸直交方向へ変位させることができる。
【００４１】
そのうえ、図１に示す内筒２の軸方向断面において、内筒２を挟んですぐり１３を内向き突部１０と反対側に設けたから、中間リング５による軸直交方向の変位を助長できる。また、このすぐり１３を内向き突部１０等と共に上記点対称に左右へ配置することにより、軸方向いずれの入力に対しても軸直交方向の変位を助長できる。
【００４２】
さらに、内向き突部１０の形成は、中間リング５の一部を連続一体に成形するか、内向き突部１０のみを予め別体部材として形成し、これを本体部８へ取付けて一体化することできる。ゆえに内向き突部１０を簡単に実現できる。
【００４３】
以下、図６〜９に基づいて第２実施例を説明する。図６は図８における６−６線相当断面図、図７は図８における７−７線相当断面図、図８は図６のＡ矢示方向図、図９は同Ｂ矢示方向図である。なお、前実施例との共通部については共通符号を用い、重複した説明は省略する。
【００４４】
これらの図においてトーコレクトブッシュ１は、前実施例に対して、内筒２に太径部を設けない点及び中間リング５の構造において大きく相違する。すなわち内筒２は全長が一定の外径をなすのに対して、中間リング５は長さ方向両端側を絞ってあり、全体として肉厚が一定で、前実施例における内向き突部１０のような肉厚が部分的に変化する部分を有しない。
【００４５】
中間リング５は、内筒２の軸方向断面（図６）において、内筒２の上下に一対で設けられる。その内の上側のものについて説明すれば、軸線に平行な本体部２０を備え、その図右側には端部側へ先細り状をなす長斜面２１と、その先端に形成されて軸線と平行な小径段部２２をなす。小径段部２２の高さは図左側に形成されているすぐり１３とほぼ同じ高さであり、かつ先端は弾性体４の右側端面に形成されている凹部２３内へ突出し、外筒３のフランジ２７の位置とほぼ同じ程度に突出している。
【００４６】
本体部２０の図左側も同様に端部側へ先細り状をなす小斜面２４と、その先端に形成されて軸線と平行な小径段部２５をなす。小径段部２５は図左側に形成されているすぐり１３に臨んで内面側がすぐり１３の内面へ一部が面一に露出するとともに、先端は弾性体４の左側端面に形成されている凹部２６内へ突出し、外筒３の左端部とほぼ同じ程度に突出している。なお小斜面２４はすぐり１３と本体部８の間に形成される分だけ長斜面２１よりも短い。
【００４７】
内筒２の下側に配置される中間リング５は、軸方向中間点Ｏに対して上方の中間リング５と点対称に設けられ、かつすぐり１３も同様に設けられている。したがって、長斜面２１は図の左側に設けられ、小径段部２２は弾性体４の左側端面に形成されている凹部２９内へ突出している。凹部２９は同２６と区画されて形成されている（図９参照）。小斜面２４は図の右側に設けられ、小径段部２５は凹部２３内へ突出している（図８参照）。なお、小径段部２２及び２５とすぐり１３との関係は上側と同様である。
【００４８】
これら上下の中間リング５，５は、図８，９に示すようにいずれも半円弧状に幅方向を湾曲され、かつ金属板をプレス成形するか、樹脂材料を所定形状に射出成形等することにより、全体が肉厚一定で連続して形成される。樹脂製の場合は小径段部２２及び２５の露出部に対する防錆処理が不要になる。但し、構成材料及び製法については任意に決定できる。なお、図７に示すように、中間リング５の設けられない部分は、内筒２と外筒３が平行し、かつこれらを連結する弾性体４も長さ方向両端の凹部２３や２９及びストッパ２８を除き、ほぼ中実かつ一様になっている。
【００４９】
次に、本実施例の作用を説明する。図６において、左旋回時の図の左へ向かう横力Ｆが外筒３へ加わると、図上側の中間リング５は外筒３と一緒に左方向へ移動しようとするが、中間リング５の存在により軸方向におけるトーコレクトブッシュ１のばねが大きくなっているため、弾性体４のうち長斜面２１とすぐり１３との間にある主圧縮部４ａを圧縮すると、この主圧縮部４ａを圧縮する力が大きくなり、それだけ大きな圧縮反力が発生して長斜面１１を軸直交方向である車体前方へ変位させる力となり、前実施例同様の効果的なトーイン動作が得られる。
【００５０】
このとき、下側の中間リング５では、長斜面２１が主圧縮部４ａを引っ張り側に作用し、かつ小斜面２４はすぐり１３の外側を圧縮することになるがこの部分はすぐり１３内へに向かって容易に変形するため上側のような反力を生じず、むしろ上側における軸直交方向の変位に対して下側ではすぐり１３がこれを助長する作用が顕著になる。
【００５１】
一方、右旋回時には逆に図下側の中間リング５が軸直交方向（後方）へ変位させることになる。また、図示しないが、車体反対側において図６と逆向きに設けたトーコレクトブッシュにおいては、右旋回時に図６における左旋回と同様に軸直交方向（前方）へ変位することになる。
【００５２】
したがって本実施例によれば、単に中間リング５へ長斜面２１を設け、かつ内筒２の軸線を挟んで反対側へすぐり１３を設けただけでも、十分にトーコレクト力を得ることができ、構造を極めて簡単にすることができ、製造も容易になる。
【００５３】
なお、本願発明は上記実施例に限定されず、同一の発明原理内において種々に変形や応用が可能である。例えば、変位制御手段における斜面部に代えて単に軸方向と垂直な面を有するものであってもよい。また、すぐり１３に限らず種々な構造の肉抜き凹部であればよい。さらに、内筒２をサスペンションアーム１９と連結して逆に外筒を車体側へ固定してもよい。また、トーコレクトブッシュ以外であっても軸方向入力を軸直交方向変位へ変換する用途の防振装置であれば、これにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例のトーコレクトブッシュを示す図２の１−１線断面図
【図２】トーコレクトブッシュを図１のＡ矢示方向から示す図
【図３】トーコレクトブッシュを示す図２の３−３線断面図
【図４】トーコレクトの作用を原理的に示す図
【図５】軸方向入力とトーコレクト力の関係を示すグラフ
【図６】第２実施例のトーコレクトブッシュを示す図８の６−６線断面図
【図７】同上図８の７−７線断面図
【図８】トーコレクトブッシュを図６のＡ矢示方向から示す図
【図９】トーコレクトブッシュを図６のＢ矢示方向から示す図
【符号の説明】
１：トーコレクトブッシュ、２：内筒、３：外筒、４：弾性体、５：中間リング、６：太径部（外向き突部）、７：斜面、８：本体部、１０：内向き突部、１１：斜面、１２：間隙充填部
【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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