(57)【要約】【課題】疲労耐久性に優れたラバーブッシュを提供する。【解決手段】内筒１、外筒２、およびこれらを連結するゴム弾性体３に埋設された中間筒５とを備えた３重筒構造のラバーブッシュＢである。中間筒５は、その筒軸Ｘ方向の中間部位で実質的に２分割された一対の部分中間筒５ａ，５ｂからなる。内筒１に接着されたゴム弾性体３の筒軸Ｘ方向の両側に、ゴム弾性体３よりも硬質の素材からなるストッパ部材６，６が、各部分中間筒５ａ，５ｂと半径方向に対向する位置に配設されている。各筒１，２，５は、モールド接着によってゴム弾性体３と一体に構成されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内筒と、この内筒の外周を離間して囲む外筒と、これら内筒と外筒との間で両者を連結するゴム弾性体と、このゴム弾性体に埋設された中間筒と、を備えた３重筒構造のラバーブッシュであって、
上記中間筒が、その筒軸方向の中間部位で一対の部分中間筒に実質的に２分割されていることを特徴とするラバーブッシュ。
【請求項２】
請求項１に記載のラバーブッシュにおいて、
上記一対の部分中間筒が、ラバーブッシュの筒軸方向の両側に離れて配設されていることを特徴とするラバーブッシュ。
【請求項３】
請求項２に記載のラバーブッシュにおいて、
上記ゴム弾性体が内筒の外周面に接着されており、そのゴム弾性体の筒軸方向の両側に、ゴム弾性体よりも硬質の素材からなるストッパ部材が、内筒の全周に亘って設けられていることを特徴とするラバーブッシュ。
【請求項４】
請求項３に記載のラバーブッシュにおいて、
上記各ストッパ部材が、上記各部分中間筒と半径方向に対向する位置に配設されていることを特徴とするラバーブッシュ。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか一つに記載のラバーブッシュにおいて、
上記内筒、中間筒、および外筒のいずれもが、モールド接着によってゴム弾性体と一体に構成されていることを特徴とするラバーブッシュ。
【請求項６】
請求項５に記載のラバーブッシュにおいて、
上記中間筒の２分割された一対の部分中間筒どうしを可撓性のある連係部でつなげて、モールド接着時に両者の位置関係を保持するように構成したことを特徴とするラバーブッシュ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内外筒の間に中間筒を備えた３重筒構造のラバーブッシュに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、軸直剛性を高めるために、内外筒の間に中間筒を備けた３重筒構造のラバーブッシュはよく知られている（特許文献１）。また、その３重筒構造のラバーブッシュにおいて、ゴム弾性体の軸方向の両側にストッパを設けることも知られている（特許文献２，３）。
【０００３】
例えば特許文献２には、軸まわりの周方向（以下、単に周方向という）に凹凸した歯車形状のストッパが提案されており、負荷が所定値以下の場合には凹部に凸部の変形が受け入れられてこじり剛性が小さくなるため、操縦性が向上する旨記載されている。
【０００４】
また、特許文献３には、各筒の外周面にゴム弾性体の相対変位を規制する複数の突起を設けることで、低コストでゴム弾性体の疲労耐久性を向上させることができる旨記載されている。
【特許文献１】特許第２７４２０８１号公報
【特許文献２】実公平１−２８３５４号公報
【特許文献３】特開２００５−１６６９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、自動車のサスペンションに備えられているダンパーの下端部には、ダンパーボトムブッシュと呼ばれるラバーブッシュが配設されている。このダンパーボトムブッシュには、ときに数トンもの大きな荷重が軸直方向に加わり、さらに捩り（ねじり）や抉り（こじり）方向への負荷が加わる場合がある。
【０００６】
そこで、従来の３重筒構造のラバーブッシュを用い、軸直方向に数トンの荷重を加えた状態で、周方向に所定角度ひねって捩り負荷を加え、さらに所定角度こじって抉り負荷を加える複合的な条件の下で疲労耐久試験を試みたところ、こじったときに中間筒が内筒に接触して中間筒やゴム弾性体が破損するという問題や、ねじったときにゴム弾性体が破損するという問題が明らかになった。
【０００７】
この点、先の特許文献２や３のように、ゴム弾性体の軸方向両側にストッパを設ければ、中間筒と内筒の接触やゴム弾性体の破損が幾分は抑制できるものの、上記のような過酷な条件の下では十分とは言えない。
【０００８】
そこで、本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ダンパーボトムブッシュのように過酷な条件の下で使用されても中間筒やゴム弾性体が損傷せず、疲労耐久性に優れたラバーブッシュを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明では、中間筒をその筒軸方向の中間で２分割した。
【００１０】
具体的には、内筒と、この内筒の外周を離間して囲む外筒と、これら内筒と外筒との間で両者を連結するゴム弾性体と、このゴム弾性体に埋設された中間筒と、を備えた３重筒構造のラバーブッシュであって、上記中間筒が、その筒軸方向の中間部位で一対の部分中間筒に実質的に２分割されていることを特徴とするものである（請求項１）。
【００１１】
なお、ここでいう「実質的に」とは、分割された２つの中間筒が形式的に連なっていても、完全に分割されているのと同様の機能を発揮する場合を含むことを意味する。
【００１２】
この構成によれば、ラバーブッシュがこじられたときに、分割された２つの中間筒（部分中間筒）は、それぞれがゴム弾性体内で受ける力に応じて別々に変位して「心ずれ」を生じるようになり、中間筒と内筒とが接触し難くなるとともに、ゴム弾性体内の応力の集中が緩和される。
【００１３】
その際、上記一対の部分中間筒は、ラバーブッシュの筒軸方向の両側に離して配設するのが好ましい（請求項２）。そうすれば、まず、部分中間筒が筒軸方向に均等に配置されているためバランスがよい。そして、こじられて発生する左右の負荷は両側の部分中間筒に強く伝わるが、離れているために互いの変位の影響を受け難く、よりいっそう心ずれして応力集中が緩和され易くなる。
【００１４】
さらには、上記ゴム弾性体が内筒の外周面に接着されている場合に、そのゴム弾性体の筒軸方向の両側に、ゴム弾性体よりも硬質の素材からなるストッパ部材を、内筒の全周に亘って設けるとよい（請求項３）。この構成によれば、軸直方向に大きな負荷が加わった場合に、ストッパ部材がゴム弾性体のはみ出しを規制して、ゴム弾性体の潰れを抑制する。その結果、ゴム弾性体内で局所的に大きな歪みが発生し難くなって応力集中が緩和される。
【００１５】
そしてこの場合、上記各ストッパ部材は、上記各部分中間筒と半径方向に対向する位置に配設しておくとよい（請求項４）。そうすれば、軸直ないしこじり方向に大きな負荷が加わってゴム弾性体が圧縮されたときに、部分中間筒が内筒に接触する前にストッパ部材と接触し、部分中間筒のそれ以上の変位が規制される。そして、部分中間筒がストッパ部材に接触することによって、部分中間筒が心ずれし易くなる分、さらにいっそうゴム弾性体内の応力集中が緩和される。
【００１６】
また、上記内筒、中間筒、および外筒を、いずれもモールド接着によってゴム弾性体と一体に構成しておくとよい（請求項５）。こうすれば、各筒とゴム弾性体とを均一かつ強固に連結することができる。
【００１７】
ラバーブッシュは、例えば、上記中間筒の２分割された一対の部分中間筒どうしを可撓性のある連係部でつなげて、モールド接着時に両者の位置関係を保持することもできる（請求項６）。この構成によれば、分割されているのと同様の機能を発揮するうえ、モールド接着時に、２分割された中間筒を一体に扱えるため作業性がよい。なお、連係部は、モールド接着後に外れたり破損したりしてもよく、部分中間筒本来の動きが連係部によって妨げられなければよい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のラバーブッシュによれば、こじられても部分中間筒が心ずれを起こすため、中間筒と内筒との接触を抑制することができ、ゴム弾性体内の応力集中も緩和することができる。よって、中間筒やゴム弾性体の破損防止が図られる（請求項１）。
【００１９】
また、部分中間筒を効率的に配置することで、中間筒やゴム弾性体の破損をよりいっそう防止することができる（請求項２）。
【００２０】
さらに、ゴム弾性体の変形をストッパ部材によって規制すれば、このことによってもゴム弾性体内への応力集中を緩和でき、疲労耐久性が向上する（請求項３）。
【００２１】
そして、このストッパ部材を部分中間筒と対向配置しておけば、軸直方向およびこじり方向に大きな負荷が加わっても、ゴム弾性体内の応力集中をよりいっそう緩和できる（請求項４）。
【００２２】
モールド接着で各筒とゴム弾性体とを一体化すれば、ばらつきなく安定した剛性を発揮させることができる（請求項５）。
【００２３】
モールド接着時に、部分中間筒を連係部でつなげておけば、生産性に優れ量産が容易となる（請求項６）。
【００２４】
以上説明したように、本発明のラバーブッシュは疲労耐久性に優れる構成となっているため、軸直やねじり、こじり方向の負荷が複合的に加わるような過酷な条件の下でも、ばらつきなく安定して使用することができ、ダンパーボトムブッシュなどに好適なものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
【００２６】
図１に、本実施の形態におけるラバーブッシュＢの縦断面図を示す。このラバーブッシュＢは、ダンパーの下端部に配設される、所謂ダンパーボトムブッシュと呼ばれるものであり、内筒１と、この内筒１の外周を離間して囲む外筒２と、これら内筒１と外筒２との間で両者を連結するゴム弾性体３と、このゴム弾性体３に埋設された中間筒５とを備えた３重筒構造をしている。内筒１、外筒２、および中間筒５は、いずれも金属製の丸パイプからなり、同軸に配置されている。
【００２７】
ただし、中間筒５は、その筒軸Ｘ方向の中間部位で２分割されており、ラバーブッシュＢの筒軸Ｘ方向の両側に離れて配置された一対の部分中間筒５ａ，５ｂからなる形態となっている。
【００２８】
具体的には、各部分中間筒５ａ，５ｂは、筒軸Ｘ方向長さが略同一の短筒形状をしており、筒軸Ｘ方向に間隔ｓを空けて均等に配設されている。
【００２９】
図１に示すように、内筒１の外周面に接着されたゴム弾性体３の筒軸Ｘ方向の両側には、合成樹脂などのゴム弾性体３よりも硬質の素材からなる環状のストッパ部材６，６がゴム弾性体３の端縁に接する状態で配設され、内筒１の全周に亘って接着されている。
【００３０】
そして、これら各ストッパ部材６，６は、各部分中間筒５ａ，５ｂと半径方向に対向する位置に、各部分中間筒５ａ，５ｂと所定間隔を隔てて配設されている。
【００３１】
詳しくは、各ストッパ部材６，６は、それぞれ中間筒５の筒軸Ｘ方向両端部、すなわち各部分中間筒５ａ，５ｂの筒軸Ｘ方向の外側の部位５０に対向するように配設されている。
【００３２】
これは、内筒１がこじられたときに最も外筒２との相対変位量が大きくて、ゴム弾性体内に応力が集中し易い箇所であるとともに、各ストッパ部材６，６が部分中間筒５ａ，５ｂと確実に接触して、部分中間筒５ａ，５ｂと内筒１との接触を効率よく規制できるからである。
【００３３】
本実施の形態のラバーブッシュＢは、モールド接着によって各筒１，２，５がゴム弾性体３と一体に構成されている。すなわち、内筒１の外周面や、外筒２の内周面、各部分中間筒５ａ，５ｂの全表面に加硫用接着剤を塗布して金型内にセットする。そうして、金型と各筒１，２，５との間のキャビティに未加硫ゴムを流し込んで加硫一体成型するのである。このとき、各部分中間筒５ａ，５ｂの間の間隔ｓは、未加硫ゴムのまわりをよくして、高品質のラバーブッシュＢを安定して量産するのに役立っている。
【００３４】
こうして得られたラバーブッシュＢは、各筒１，２，５とゴム弾性体３とが均一かつ強固に連結されるため、数トンもの負荷にも耐える耐久性に優れた機能を発揮する。
【００３５】
なお、ストッパ部材６は、予め内筒１に接着しておいて、ストッパ部材６ごとモールド接着してもよいし、モールド接着後に内筒の両側から嵌め入れて接着してもよい。
【００３６】
図２に、本実施の形態のラバーブッシュＢに軸直方向（図において上から下）の外力が与えられた場合の概念図を示す。図に示すように、ゴム弾性体３は、内筒の上側の部位が圧縮されて、比較的大きな圧縮が生じることになるが、ゴム弾性体３の両端部にはストッパ部材６が配設されて、ゴム弾性体３の外方へのはみ出しを規制するので、ゴム弾性体３内にて局所的に大きな歪みが生じることなく、応力集中が緩和される。
【００３７】
この点に関して、図３にストッパ部材６の作用効果について調べたシミュレーション試験の結果を示す。同図の（ａ）は、ストッパ部材モデル６’を設けていない比較例であり、同図の（ｂ）はストッパ部材モデル６’を設けた試験例である。いずれもストッパ部材モデル６’の有無を除けば同じ条件の下で試験を行った。（ａ）および（ｂ）は、図において上方から１ｔ程度の荷重を与えたときのゴム弾性体モデル３’の端部の状態を示しており、図中の数値はその矢印で示す部位の応力値（Ｎ／ｍｍ２）である。なお、符号５’は中間筒モデル、符号１’は内筒モデルである。
【００３８】
図に示されるように、ストッパ部材６’モデルを設けることで、ゴム弾性体モデル３’の端部の外方へのはみ出しが規制されて、その部分の筒軸Ｘ方向外方への変位量（歪み）も小さくなることがわかる。その結果、ゴム弾性体モデル３’内の端部周辺の応力値も（ａ）の比較例に比べて（ｂ）の試験例の方が小さくなっており、ストッパ部材６を設けることで応力集中が緩和されることが確認された。
【００３９】
また、ゴム弾性体モデル３’が押し潰される程度も小さくなる分、ゴム弾性体モデル３’のねじり代が大きくなるため、周方向に変位し易くなって、ねじりに対する疲労耐久性も向上すると考えられる。
【００４０】
図２の状態よりもさらに外力が大きくなって、各部分中間筒５ａ，５ｂが各ストッパ部材６，６に接触すると、このストッパ部材６によってそれ以上の変位が規制され、中間筒５と内筒１との接触が回避される。また、各ストッパ部材６，６が部分中間筒５ａ，５ｂを受け止める結果、ゴム弾性体３が過度に潰されずに済み、その損傷を防ぐことにもなる。
【００４１】
そして、図２の状態からラバーブッシュＢがこじられて、例えば図４に示すように、外筒２が反時計まわりに傾動したとすると、ゴム弾性体３の左上の部位と右下の部位とが圧縮されて、左側の部分中間筒５ｂが下側に変位し、右側の部分中間筒５ａが上側に変位するとともに、左右の部分中間筒５ａ，５ｂの傾きに差が生じて、図に誇張して示すが、段状に心ずれが起きる。
【００４２】
この点に関して、図５に、２分割した中間筒５の作用効果について調べたシミュレーション試験の結果を示す。この図は、図４ではラバーブッシュＢの上側の部分に相当し、２つの部分中間筒モデル５ａ’，５ｂ’が埋設されたゴム弾性体モデル３’を２°こじった状態を示したものであり、図中の数値は常態の各部分中間筒モデル５ａ’，５ｂ’に対する筒軸Ｘの直交方向（図中のＹ方向）の変位量（ｍｍ）である。
【００４３】
下向きの外力が加わった左側の部分中間筒モデル５ａ’は、変位量がマイナス値を示しているように下方に変位する一方、上向きの外力が加わった右側の部分中間筒モデル５ｂ’は、変位量がプラス値を示しているように上方に変位するとともに、左側の部分中間筒モデル５ａ’の傾き（０．１９０９）が右側の部分中間筒モデル５ｂ’の傾き（０．１９２４）よりも小さくなって、左右の部分中間筒モデル５ａ’，５ｂ’で段状の心ずれが起きることが確認された。
【００４４】
もし、中間筒５がこのように分割されていなければ、部分中間筒５ａ，５ｂに相当する中間筒５の左右両端の部位は段状に心ずれすることはなく、それらは同軸上に位置して内筒１の筒軸Ｘに対し同じ角度で傾斜することになるため、内筒１と中間筒５とが接触し易いし、ゴム弾性体３には特に図の上部左端に応力が集中し易い。
【００４５】
それに対して、中間筒５を２分割して、各部分中間筒５ａ，５ｂが心ずれできるようにすることで、こじられても部分中間筒５ａ，５ｂと内筒１との接触を効率よく回避することができ、局所的な応力集中によるゴム弾性体３の破損も防ぐことができる。
【００４６】
各部分中間筒５ａ，５ｂには、それぞれ上下逆向きの外力が加わるが、離れているために互いの変位の影響を受け難く、心ずれが促進されて応力集中が緩和され易くなっている。また、この心ずれの効果に、ストッパ部材６によるゴム弾性体３の潰れ抑制効果が加わって、応力集中がさらにいっそう緩和されることとなる。    
【００４７】
以上、説明したように、本実施の形態のラバーブッシュＢは、従来の３重筒構造のラバーブッシュに比べて疲労耐久性に優れた構造となっており、ダンパーボトムブッシュ等の過酷な条件下でも支障なく使用できる。
【００４８】
なお、本発明にかかるラバーブッシュＢは、前記の実施の形態に限定されず、それ以外の種々の構成をも包含する。
【００４９】
例えば、図６に示すように、中間筒５は完全に２分割するのではなく、モールド接着時に各部分中間筒５ａ，５ｂの位置関係を保持するために、例えば可撓性のある連係部７で両者をつなげておいてもよい。もちろん、連結部７は各部分中間筒５ａ，５ｂと一体に成形したものであってもよい。こうしておけば、モールド接着時には各部分中間筒５ａ，５ｂを一体に扱うことができ、作業性が向上して生産性に優れるうえに、モールド接着後には実質的に分割されているのと同じ機能を発揮させることができる。
【００５０】
なお、図６では連係部７として細い線材を例示したが、これに限らず、脆弱な薄肉片等、モールド接着時に各部分中間筒５ａ，５ｂを一体に扱うことができて、モールド接着後に各部分中間筒５ａ，５ｂが完全に分割されているのと同様の作用効果を発揮できるものであればよい。
【００５１】
その他にも、上記実施の形態では、ストッパ部材６は、ゴム弾性体３の端縁に接する状態としたが、ゴム弾性体３の端縁から所定間隔を離れて近接した位置に接着してあってもよい。要は、ゴム弾性体３が押し潰されたときに、ゴム弾性体３が筒軸Ｘ方向にはみ出すのを規制できればよい。
【００５２】
２つの部分中間筒５ａ，５ｂの筒軸Ｘ方向長さは、必ずしも同じでなくてもよい。中間筒５は、金属に限らず硬質な合成樹脂であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】ラバーブッシュの縦断面図である。
【図２】ラバーブッシュに軸直荷重が加わったときの状態を示す縦断面図である。
【図３】軸直荷重に対するストッパ部材の作用効果を調べるシミュレーション試験の結果を示す図である。（ａ）はストッパ部材がない場合、（ｂ）はストッパ部材がある場合を示している。
【図４】図２のラバーブッシュがこじられた状態を示す縦断面図である。
【図５】こじりに対する２分割した中間筒５の作用効果を調べるシミュレーション試験の結果を示す図である。
【図６】別の中間筒を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００５４】
Ｂ  ラバーブッシュ
１  内筒
２  外筒
３  ゴム弾性体
５  中間筒
５ａ，５ｂ  部分中間筒
６  ストッパ部材
７  連係部
【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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