JP4171095B2 - ゴムブッシュの外筒の絞り方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車のサスペンションアームなどの連結部の筒部に圧入使用されるゴムブッシュの外筒の絞り方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
防振ゴムとしてのゴムブッシュ１００は、自動車のサスペンションなどの各連結部を弾性的に支持するために主として用いられており、一般的に、図７のごとく、金属製の車両側ブラケットに嵌挿される軸部材としての内筒１０１と、その周囲に配置されサスペンションアーム１０２の連結筒１０３に内嵌圧入される外筒１０４と、これら内外筒１０１，１０４の間に介在され、内外筒に加硫接着されたゴム状弾性体１０５とを備えている。
【０００３】
この外筒付きゴムブッシュ１００は、ゴム加硫接着後のゴム状弾性体１０５のゴム収縮を取る目的、及び、ゴムの耐久性を向上する目的で、外筒１０４に縮径方向への絞り加工が施された後、連結筒１０３に圧入される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記ゴムブッシュの連結筒への圧入時に、その圧入代が大きくなり、圧入荷重が３ｔｏｎを超えると、外筒フランジ付きブッシュの場合、圧入時にフランジが変形（曲がり）して圧入不良となるばかりか、直管タイプ、外筒フランジ付きゴムブッシュを問わず、圧入マシンの能力限界値を超えることになる。
【０００５】
一方、ゴムブッシュの連結筒からの抜け荷重としては、号口実績より最低０，５ｔｏｎに設定している。この抜き荷重と圧入荷重の関係は、圧入することで外筒が塑性変形しない場合、抜け荷重≧圧入荷重となり、圧入荷重は０．５ｔｏｎ以上で３ｔｏｎ以下となる。
【０００６】
一般的に、圧入時の圧入代として、図７のごとく、φｄ−φＤ＝０．０５ｍｍ〜０．４ｍｍ（但し、φｄ：外筒の外径、φＤ：連結筒の内径）程度に設定しておけば、ゴムブッシュ１００の圧入荷重がＭＡＸ３ｔｏｎ以下で、抜け荷重が０．５ｔｏｎ以上にすることが可能となり、圧入マシンの能力範囲内で、かつ外筒フランジの変形もなく、ゴムブッシュの圧入が可能となる。
【０００７】
従って、従来は、上記のような圧入荷重及び抜け荷重を所定の値に確保するため、ゴムブッシュの外径の寸法公差並びに連結筒などの相手側部材の筒部内径の寸法公差を小さく設定しており、これを満足するために、連結筒の内面は、切削加工などが施されていた。
【０００８】
しかしながら、最近、製造コストの低減化などに伴い、サスペンションアーム等の連結筒が巻きパイプ化、あるいは加工レス化してきて、連結筒の内径寸法公差が大きくなってきている。従って、このような連結筒にゴムブッシュを圧入する場合、上記のような圧入代に設定することが難しくなってきており、圧入代が大きくなっても、これを解決して圧入荷重と抜け荷重との最適化を図れるゴムブッシュの出現が望まれている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記のような現状に即応したゴムブッシュを提供するために鋭意研究した結果、外筒の外周面の複数箇所に径外向に突出する凸条を内筒などの軸部材の軸方向に沿って形成することで、相手方部材の連結筒部の内面との当たりを主として凸条で行うようにし、この凸条の相手方部材との当たり面積を調整することにより、相手方部材の内径寸法公差が大きくなった場合でも、所定値以下の圧入荷重でゴムブッシュを組み込めるようにした。
【００１０】
従って、たとえ、サスペンションアーム等の相手方部材の連結筒部の内径が小さく、圧入代が大きくなったとしても、凸条がそれよりも径内側に位置する外筒筒面側に変形し得るので、圧入荷重をコントロールすることができることになる。
【００１１】
この場合の凸条は、相手方部材への圧入時に外筒の筒面側に変形可能な形態であればいかなるものであってもよく、例えば、外筒の筒面との肉厚の差を問わず、また、形成時期としても絞り加工の前後を問わず、さらには、絞り加工の有無も問わない。ただ、均等厚みの薄肉の外筒を周方向に段付き状態で絞る際に凸条を施すようにすれば、ゴム状弾性体の耐久性を向上させつつ、圧入荷重のコントロールも可能になる点で好適な態様といえる。
【００１２】
また、凸条の軸方向形成位置は、外筒の軸方向の任意の箇所に、あるいは軸方向の全長に亘る場合のいずれも採用可能であるが、相手方部材の連結筒部への圧入のし易さを考慮して、圧入側端部を除いて凸条を形成した構成が好ましい。
【００１３】
また、凸条の外筒周方向の個数としては、複数個であれば、その個数を問わず、さらに、各凸条の周方向幅並びにその間の外筒筒面の周方向幅も適宜設定し得るが、ｎ分割化されたダイス片を用いた絞り加工時に凸条を形成する場合は、分割されたダイスの内面幅に対応して一つ置きあるいは任意の数置きに形成する方が容易に形成し得る。
【００１４】
また、凸条の径方向高さは、相手方部材への圧入代によるが、概ね１．５ｍｍよりも小さいものであることが望ましい。これ以上であると、外筒筒面との絞り量の差が大きくなり過ぎ、ゴム状弾性体の耐久性に影響を及ぼすおそれがあるからである。
【００１５】
さらに、外筒は、直管状のもの、あるいは筒端部に径外向に突出する外筒フランジが形成されたもののいずれであってもよいが、一般的に外筒フランジが形成されたゴムブッシュに本発明を適用すれば、相手方部材の筒部に圧入する際に、外筒フランジが圧入時のストッパとしても機能するため、好適である。
【００１６】
この凸条の形成は、絞り加工を施さない場合は、プレスなどにより外筒の外周面の周方向に筒面と凸条とを交互に形成する方式を採用すればよく、また、絞り加工を施す場合には、その絞り加工時に、外筒の周面に段付き絞り加工を施こせば簡単に形成することができる。
【００１７】
一般に、外筒の絞り加工は、放射状にｎ分割化されたダイス片の内部に外筒をセットし、各ダイス片を径内向に移動させることにより行われるが、外筒に凸条を形成するための段付き絞り加工の場合は、ｎ分割化されたダイス片のうちの一部のダイス片の内面を径外側に後退させたダイスを用いれば、一般的な場合と同様に、分割されたダイス片を径内向に移動することで簡単に凸条と筒面とが形成できる。なお、凸条を軸方向の一部のみ形成する場合は、ダイスの軸方向に段差を設けたダイスを用いればよい（図５参照）。
【００１８】
これら絞りダイス片の組み合わせにより、連結筒への圧入代が大きく（例えば０．５ｍｍ以上）なる場合、ゴムブッシュの圧入長さと接触する面積を調整し、圧入荷重が３ｔｏｎ以下になるようにし、圧入荷重と抜き荷重の最適化を図ることができる。
【００１９】
なお、ゴム状弾性体としては、内外筒間に中実状態で充填されたものの他、すぐり穴が形成されたものや中間筒が介在されたものであっても本発明を適用できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の実施の形態のゴムブッシュをサスペンションアームの連結筒に組み込む際の図、図２は図１のＣ−Ｃ断面図、図３は図１のＥ−Ｅ断面図である。
【００２１】
本実施の形態におけるゴムブッシュ１は、車両側ブラケットに取り付けられる軸部材としての内筒３と、その周囲に配置された外筒４と、これら内外筒３、４の間に介在されて加硫接着されたゴム状弾性体５とを備えている。
【００２２】
内筒３は、厚肉円筒状のパイプであって、中央穴６には車体側のブラケットに連結するためのボルト（図示せず）が貫通される。
【００２３】
外筒４は、均一厚みの薄肉金属製の円筒部材から構成され、一端部に半径方向外側に突出する外筒フランジ７が形成されている。この外筒４は、図１のごとく、サスペンションアーム８などの連結筒９に内嵌圧入される。外筒４は、連結筒９の内径寸法公差が大きくなった場合でも、所定の圧入荷重で圧入して、所定の抜け荷重を確保できるように、以下の構成を採用している。
【００２４】
すなわち、外筒４には、図１ないし図３のごとく、その外周面に段付き絞り加工が施されており、周方向に沿って半径方向内側への絞り量の大きい筒面１０と、同じく絞り量の少ない凸条１１とが交互に複数条形成されている（図２の実施品では、凸条１１及び筒面１０が各６条形成されている）。この小径φｄ１の筒面１０よりも径外向に突出する大径φｄの各凸条１１の周方向間隔は等しく、また、各凸条１１の軸方向は、圧入側端部４ａを除いて軸方向に沿って外筒フランジ７の立ち上がり部まで形成されている。
【００２５】
この凸条１１は、図４及び図５のごとく、ｎ分割化されたダイス１５を用いた絞り加工時に形成される。図４は絞り前後のダイスの断面形態を示す図、図５（ａ）は図４のＡ−Ａ断面図、（ｂ）はＢ−Ｂ断面図である。ダイス１５は、図４のごとく、放射状に１６分割されたダイス片から構成されており、各ダイス片間に隙間１９を持たせたダイス１５（内径φｄ０）の内部にゴムブッシュ１をセットし、各ダイス片をシリンダなどの移動手段により径内向に移動させることにより外筒４に絞り加工が施される。
【００２６】
この場合のダイス１５のうちの一部のダイス片１５ａとして、図５の（ａ）のごとく残りのダイス片１５ｂよりも径外側に後退したダイス面１７ａを有する段差１６付きのものを採用して凸条１１を形成し、残りのダイス片１５ｂとして、同図（ｂ）のごときダイス面１７が一様なものを採用して、筒面１０を形成するようにする。
【００２７】
凸条形成用のダイス片１５ａは、そのダイス面１７に、凸条１１を形成するための大径曲率半径部１７ａと、圧入側端部の筒面１０を形成するための小径曲率半径部１７ｂと、その曲率半径の違いに起因する段差１６とを有している。この段差１６の高さは、凸条１１の径方向高さを設定するものであり、連結筒９への圧入代によるが、概ね１．５ｍｍよりも小さく設定されている［φｄ−φｄ１＜１．５ｍｍ （但し、φｄ：凸条の外径、φｄ１：筒面の外径）］。なお、図５において、ｌ０は外筒４の筒部軸方向長さに対応しており、ｌは凸条１１の軸方向長さに対応している。ｌとｌ０の関係は、ｌ／ｌ０≦１を満足するものであればよい。
【００２８】
ゴム状弾性体５は、内外筒３，４間に介在された円筒状のものであって、内外筒３，４に加硫接着されている。このゴム状弾性体の材質としては、一般的に防振ゴムに使用される天然ゴム、あるいは合成ゴム、例えば、ＳＢＲ（スチレンブタジエンゴム）、ＢＲ（ブタジエンゴム）、ＩＲ（イソプレンゴム）、ＮＢＲ（アクリルニトリルブタジエンゴム）、ＣＲ（クロロプレンゴム）、ＩＩＲ（ブチルゴム）、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）、あるいはウレタンエラストマーなどが使用される。これらの原料ゴムに加硫剤、加硫促進剤、老化防止剤、補強剤、充填剤、軟化剤等の配合剤を入れて、所定の弾性率、機械的強度、動的特性、疲労特性などを得られるようにする。
【００２９】
上記構成のゴムブッシュ１は、内筒３と外筒４との間にゴム状弾性体５を介在して加硫接着するが、加硫接着後のゴム収縮を取るため、およびゴムの耐久性を向上させるため、図４のごときダイス１５を用いて外筒４を半径方向内側に縮径してゴム状弾性体５に予備圧縮を与える。このダイス１５による絞り加工時に、段差１６付きダイス片１５ａをダイス１５の一部に組み込むことで、外筒４の周方向に絞り量の大きい筒面１０と絞り量が少ない凸条１１とが交互に存在する断面花びら状のゴムブッシュ１が完成する。
【００３０】
この外筒４が花びら状のゴムブッシュ１をサスペンションアーム８の連結筒９に外筒フランジ７が連結筒端面に当接するまで内嵌圧入する。その際、連結筒９側の内径寸法公差が大きい場合でも、ゴムブッシュ１は、十分これに対応して、所定以下の圧入荷重（例えば、ＭＡＸ３ｔｏｎ以下）で、抜け荷重を所定以上（例えば、０．５ｔｏｎ以上）に設定することができる。
【００３１】
図６は通常の同一外径絞り加工のゴムブッシュ（図において「通常絞り」で示す。）と、本実施品のゴムブッシュ（図において「花びら絞り」で示す。）との圧入荷重と締め代の関係を表す図である。図において、例えば、締め代を０．４ｍｍに設定した場合において、同一外径のゴムブッシュよりも本実施品の方が圧入荷重が少なくて済む。これは、本実施品の場合、連結筒９の内面との当たり面が減少し、また、連結筒９と当たった凸条１１部が筒面１０側に応力を逃がすことができるからである。従って、圧入荷重と抜き荷重との関係より、ダイス１５の組み合わせを自由に選択して締め代を設定すれば、圧入荷重と抜き荷重の最適化を図ることができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上の説明から明らか通り、本発明によると、外筒の外周面の複数箇所に径外向に突出する凸条を軸部材の軸方向に沿って形成しているので、サスペンションアーム等の相手方部材の内径寸法公差が大きくなった場合でも、所定値以下の圧入荷重でゴムブッシュを組み込めることができ、圧入荷重と抜き荷重の最適化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態のゴムブッシュをサスペンションアームの連結筒に組み込む際の図
【図２】図１のＣ−Ｃ断面図
【図３】図１のＥ−Ｅ断面図
【図４】ゴムブッシュの絞り前後のダイスの断面図
【図５】（ａ）は図４のＡ−Ａ断面図、（ｂ）はＢ−Ｂ断面図
【図６】通常の同一外径絞りゴムブッシュと本実施品とにおける圧入荷重と締め代の関係を比較した図
【図７】従来のゴムブッシュをサスペンションアームの連結筒に組み込む際の図
【符号の説明】
１ ゴムブッシュ
３ 内筒
４ 外筒
５ ゴム状弾性体
１０ 筒面
１１ 凸条
１５ ダイス
１５ａ 段付きダイス片

Claims (1)

1. 軸部材とその周囲に配置された外筒との間にゴム状弾性体が介在され、相手側部材の筒部に圧入して使用するためのゴムブッシュにおいて、ｎ分割化されたダイス片のうちの一部に内面を径外側に後退させた段差付きダイス片を一つ置きあるいは任意の数置きに組み込んだダイスを用い、分割された各ダイス片を径内向きに移動させて、前記外筒に段付き絞り加工を施すことにより、外筒の周方向に、絞り量の大きい筒面と、これよりも径外向に突出する絞り量の少ない凸条とを交互に形成するゴムブッシュの外筒の絞り方法。

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