JP5290933B2 - 防振ブッシュの製造方法及び中間筒絞り加工装置 - Google Patents

Description

本発明は、内筒と、この内筒の外周を囲むように設けられた外筒と、これらの両筒の間に設けられたゴム弾性体と、このゴム弾性体に埋設された中間筒とを備えている防振ブッシュの製造方法及び中間筒絞り加工装置に関するものである。

内筒と、この内筒の外周を囲むように設けられた外筒と、これらの両筒の間に設けられたゴム弾性体と、このゴム弾性体に埋設された中間筒とを備えている防振ブッシュが従来技術として知られている。以下、特許文献１により従来の防振ブッシュについて説明する。

特許文献１に示す防振ブッシュは、円筒状の金属製内筒と、この内筒の周囲にこれと同軸に設けられた円筒状の金属製外筒と、これらの両筒の間に設けられて内筒及び外筒を連結するゴム弾性体と、このゴム弾性体に内筒体及び外筒体と同軸に埋設された金属製中間筒体とを備えている。この中間筒は、その軸方向各端部が円筒状に、その軸方向中央部が鼓状に形成されている。

特開２００８−４５７１０号公報

ところで、防振ブッシュは、加硫成形後にゴム弾性体が収縮することから、その内部に引っ張り応力を生じて耐久性が低下する虞があり、この応力を除去するために製造工程の終盤において外筒の絞り加工が施される場合がある。

しかしながら、外筒の絞り加工を施しても、内筒及び中間筒間のゴム弾性体に予備圧縮を十分に加えることができず、その内部に引っ張り応力が残って耐久性が十分に向上しないという課題がある。

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、内筒及び中間筒間のゴム弾性体の内部の引っ張り応力を除去して耐久性を十分に向上させることにある。

第１の発明は、内筒と、該内筒の外周を囲むように設けられた外筒と、該両筒の間に設けられたゴム弾性体と、該ゴム弾性体に埋設された中間筒とを備えている防振ブッシュの製造方法であって、上記防振ブッシュを成形する防振ブッシュ成形工程と、上記防振ブッシュ成形工程により成形された防振ブッシュの外筒を絞り加工する外筒絞り加工工程と、上記防振ブッシュ成形工程により成形された防振ブッシュの中間筒を絞り加工する中間筒絞り加工工程とを備えていることを特徴とするものである。

これによれば、防振ブッシュ成形工程により成形された防振ブッシュの中間筒を絞り加工する中間筒絞り加工工程を備えているので、内筒及び中間筒間のゴム弾性体に予備圧縮を十分に加えることができ、内筒及び中間筒間のゴム弾性体の内部の引っ張り応力を除去して耐久性を十分に向上させることができる。

第２の発明は、上記第１の発明において、上記中間筒絞り加工工程では、上記防振ブッシュの外周を囲むように配置され、周方向に複数のダイス片に分割されるとともに、内周における上記中間筒の軸方向各端部に対応する部分からそれぞれ径方向内側に向かって突出する突出部が形成された環状のダイスを備えている中間筒絞り加工装置を用意し、上記各ダイス片をそれぞれ径方向内側に変位させることにより、上記突出部が上記中間筒を径方向内側に加圧して、該中間筒を絞り加工することを特徴とするものである。

これによれば、上述の如き構成のダイスを用いて、中間筒の絞り加工を実現することができる。

第３の発明は、上記第１の発明において、上記中間筒絞り加工工程では、それぞれ、上記中間筒を軸方向両側から挟むように配置され且つ内周の軸方向内側端部に軸方向内側に向かって広がるテーパ面が形成された一対の環状のダイスを備えている中間筒絞り加工装置を用意し、上記各ダイスをそれぞれ軸方向内側に変位させることにより、上記テーパ面が上記中間筒を径方向内側に加圧して、該中間筒を絞り加工することを特徴とするものである。

これによれば、上述の如き構成のダイスを用いて、中間筒の絞り加工を実現することができる。

第４の発明は、上記第１〜３のいずれか１つの発明において、上記防振ブッシュ成形工程では、上記中間筒としてスリットが形成された中間筒を用いて、上記防振ブッシュを成形することを特徴とするものである。

これによれば、防振ブッシュ成形工程では、中間筒としてスリットが形成された中間筒を用いて、防振ブッシュを成形するので、中間筒絞り加工工程において、中間筒の絞り加工が容易になる。

第５の発明は、内筒と、該内筒の外周を囲むように設けられた外筒と、該両筒の間に設けられたゴム弾性体と、該ゴム弾性体に埋設された中間筒とを備えている防振ブッシュの中間筒絞り加工装置であって、上記防振ブッシュの外周を囲むように配置され、周方向に複数のダイス片に分割されるとともに、内周における上記中間筒の軸方向各端部に対応する部分からそれぞれ径方向内側に向かって突出する突出部が形成された環状のダイスを備えており、上記各ダイス片をそれぞれ径方向内側に変位させることにより、上記突出部が上記中間筒を加圧して、該中間筒を絞り加工するように構成されていることを特徴とするものである。

これによれば、上述の如き構成の中間筒絞り加工装置を用いて、中間筒の絞り加工を実現することができる。

第６の発明は、内筒と、該内筒の外周を囲むように設けられた外筒と、該両筒の間に設けられたゴム弾性体と、該ゴム弾性体に埋設された中間筒とを備えている防振ブッシュの中間筒絞り加工装置であって、それぞれ、上記中間筒を軸方向両側から挟むように配置され且つ内周の軸方向内側端部に軸方向内側に向かって広がるテーパ面が形成された一対の環状のダイスを備えており、上記各ダイスをそれぞれ軸方向内側に変位させることにより、上記テーパ面が上記中間筒を径方向内側に加圧して、該中間筒を絞り加工するように構成されていることを特徴とするものである。

これによれば、上述の如き構成の中間筒絞り加工装置を用いて、中間筒の絞り加工を実現することができる。

本発明によれば、防振ブッシュ成形工程により成形された防振ブッシュの中間筒を絞り加工する中間筒絞り加工工程を備えているので、内筒及び中間筒間のゴム弾性体に予備圧縮を十分に加えることができ、内筒及び中間筒間のゴム弾性体の内部の引っ張り応力を除去して耐久性を十分に向上させることができる。

本発明の実施形態１に係る防振ブッシュの中間筒絞り加工装置の、ダイスを縮径させる前の状態を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＩ−Ｉ線矢視断面図である。 実施形態１に係る防振ブッシュの中間筒絞り加工装置の、ダイスを縮径させた後の状態を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のII−II線矢視断面図である。 実施形態１に係る防振ブッシュ及び従来の防振ブッシュの、軸直方向の負荷及び捩り負荷の付与回数と動特性の変化率との関係を示す片対数グラフである。 実施形態２に係る防振ブッシュの中間筒絞り加工装置を示す断面図である。 実施形態２に係る防振ブッシュの変形例を示す断面図である。 図５に示す中間筒の変形例を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。

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。

（実施形態１）
−中間筒絞り加工装置の構成−
図１、図２は、本発明に係る防振ブッシュの中間筒絞り加工装置の実施形態１を示す。この中間筒絞り加工装置１は、ダイス１０を縮径させることで、防振ブッシュ２の中間筒２３を直接絞り加工するようにしたものである。

防振ブッシュ２は、例えば自動車のサスペンション等に用いられるものであり、円筒状の金属製内筒２０と、その周囲外方に離間して内筒２０と同軸に設けられた円筒状の金属製外筒２１と、両者２０，２１間に設けられたゴム弾性体２２と、このゴム弾性体２２に内筒２０及び外筒２１と同軸に埋設された円筒状の金属製中間筒２３とからなる。内筒２０は、その内部に挿通されるボルト等によって車体側の部材に締結される一方、外筒２１は、サスペンションアームに設けられた嵌入孔に圧入等されるものである。内筒２０は、その軸方向各端部がそれぞれ中間筒２３の軸方向各端部よりも軸方向外側に突出する一方、中間筒２３は、その軸方向各端部がそれぞれ外筒２１の軸方向各端部よりも軸方向外側に突出するものである。ゴム弾性体２２は、内筒２０及び中間筒２３間に介設された円筒状の内側ゴム弾性体２２ａと、中間筒２３及び外筒２１間に介設された円筒状の外側ゴム弾性体２２ｂとを有する。中間筒２３は、内筒２０の周囲外方に離間して設けられるとともに、外筒２１の内周内方に離間して設けられている。

前記ダイス１０は、防振ブッシュ２の外周を囲んで概略、円環状に配置され、周方向に複数の（図の例では８つの）のダイス片１１，１１，…に分割されている。この各ダイス片１１は、平面視で中心側を切り落とした扇形状をなしている。各ダイス片１１の内周には、中間筒２３の軸方向各端部に対応する部分（図の例では各ダイス片１１の上下方向各端部）からそれぞれ径方向内側に向かって突出する突出部１１ａ，１１ａが形成され、この各突出部１１ａは、平面視で中心側を切り落とした扇形状をなしていて、内周に中間筒２３の外周に対応する円弧面１１ｂが形成されている。また、上下の突出部１１ａ，１１ａの間の空間１１ｃには、ダイス１０の縮径時において、外筒２１及び外側ゴム弾性体２２ｂが挿入される。

そして、後述の如く各ダイス片１１がそれぞれ作動して径方向内側に移動すると、ダイス１０全体が縮径して、各ダイス片１１における上下の突出部１１ａ，１１ａの円弧面１１ｂ，１１ｂがそれぞれ中間筒２３を径方向内側に加圧して、中間筒２３を絞るようになっている。

また、ダイス１０は、防振ブッシュ２の形状や大きさが変わればそれに応じて交換される。さらに、中間筒絞り加工装置１は、各ダイス片をそれぞれ上述の如く駆動させる駆動装置（図示せず）を備えている。

−防振ブッシュの製造方法−
上述の如き構成の中間筒絞り加工装置１を用いて防振ブッシュ２を製造するときには、まず、内筒２０、外筒２１及び中間筒２３を加硫成形用のモールド（図示せず）に同心状にセットして、加硫ゴムをモールドに注入することにより、内筒２０、外筒２１及び中間筒２３にゴム弾性体２２を一体的に加硫成形して、防振ブッシュ２を成形する（防振ブッシュ成形工程）。

次に、加硫成形後の防振ブッシュ２の外筒２１を従来周知の外筒絞り加工装置（図示せず）によって絞り加工する（外筒絞り加工工程）。

次に、中間筒絞り加工装置１を用意し、外筒絞り加工後の防振ブッシュ２を図１に示すようにダイス１０の内部に収容する。その状態で図２に示すように各ダイス片１１をそれぞれ駆動装置によって作動させて防振ブッシュ２に向かう径方向内側に変位させると、ダイス１０全体が縮径して、各ダイス片１１における上下の突出部１１ａ，１１ａの円弧面１１ｂ，１１ｂがそれぞれ中間筒２３を径方向内側に加圧して、中間筒２３を絞り加工する（中間筒絞り加工工程）。

以上のようにして、防振ブッシュ２が製造される。

この防振ブッシュ２と中間筒を直接絞り加工しない従来の防振ブッシュとに対して、以下に示す評価を行った。つまり、所定の試験機を用いて、防振ブッシュに軸直方向の１０ｋＮの負荷を付与しながら、軸周りに、正逆両方向きの捩り角度１６°の捩り負荷を付与して、防振ブッシュの動特性の変化率を測定した。そして、これを繰り返した。

図３は、防振ブッシュ２及び従来の防振ブッシュの、軸直方向の負荷及び捩り負荷の付与回数と動特性の変化率との関係を示す、横軸が対数目盛の片対数グラフである。図３の実線が、防振ブッシュ２の、負荷の付与回数と動特性の変化率との関係を示すものであり、破線が、従来の防振ブッシュの、負荷の付与回数と動特性の変化率との関係を示すものである。動特性の変化率が−３０％（防振ブッシュとしての機能上、最低限必要とされる値）に達したときの、負荷の付与回数について見ると、防振ブッシュ２は、負荷の付与回数が従来の防振ブッシュの約３倍であった。つまり、防振ブッシュ２は、耐久性が従来の防振ブッシュよりも向上した。

以上により、本実施形態によれば、防振ブッシュ成形工程により成形された防振ブッシュ２の中間筒２３を絞り加工する中間筒絞り加工工程を備えているので、内筒２０及び中間筒２３間の内側ゴム弾性体２２ａに予備圧縮を十分に加えることができ、内側ゴム弾性体２２ａの内部の引っ張り応力を除去して耐久性を十分に向上させることができる。

（実施形態２）
本実施形態は、防振ブッシュの中間筒絞り加工装置の構成が実施形態１のものと相違するものである。その相違点等について、以下説明する。

−中間筒絞り加工装置の構成−
図４は、本発明に係る防振ブッシュの中間筒絞り加工装置の実施形態２を示す。この中間筒絞り加工装置３は、一対のダイス３０，３０を軸方向内側に変位させることで、防振ブッシュ２の中間筒２３を直接絞り加工するようにしたものである。

防振ブッシュ２の中間筒２３は、その軸方向各端部がそれぞれ外筒２１の軸方向各端部と軸方向に関して略同じ位置に位置するものである。その他の点に関しては、実施形態１の防振ブッシュ２とほぼ同様の構成である。

前記各ダイス３０は、中間筒２３を軸方向両側から挟むようにそれぞれ配置された円環状のものである。各ダイス３０の内周の軸方向内側端部（図４に示す上側のダイス３０では下端部、下側のダイス３０では上端部）には、軸方向内側に向かって広がるテーパ面３０ａが形成され、この各テーパ面３０ａは中間筒２３の軸方向各端部に対向している。また、各ダイス３０の外周の軸方向内側端部には、径方向内側に窪む窪み部３０ｂが全周に亘って形成され、この各窪み部３０ｂは外筒２１の軸方向各端部に対向する、各ダイス３０と外筒２１とが干渉するのを防止するためのものである。さらに、各ダイス３０の中空３０ｃには、中間筒２３の絞り加工時において、内筒２１が挿入される。

そして、後述の如く各ダイス３０がそれぞれ作動して軸方向内側に移動すると、中間筒２３が各ダイス３０によって押さえ付けられて、中間筒２３の軸方向各端部がそれぞれ各ダイス３０のテーパ面３０ａに対して該テーパ面３０ａに沿って軸方向外側にかつ径方向内側に相対移動することにより、各ダイス３０のテーパ面３０ａがそれぞれ中間筒２３を径方向内側に加圧して、中間筒２３を絞るようになっている。

また、各ダイス３０は、防振ブッシュ２の形状や大きさが変わればそれに応じて交換される。さらに、中間筒絞り加工装置３は、各ダイス３０をそれぞれ上述の如く駆動させる駆動装置（図示せず）を備えている。

−防振ブッシュの製造方法−
上述の如き構成の中間筒絞り加工装置３を用いて防振ブッシュ２を製造するときには、まず、実施形態１と同様にして、防振ブッシュ２を成形する（防振ブッシュ成形工程）。

次に、加硫成形後の防振ブッシュ２の外筒２１を実施形態１と同様にして絞り加工する（外筒絞り加工工程）。

次に、中間筒絞り加工装置３を用意し、外筒絞り加工後の防振ブッシュ２を図４に示すように一対のダイス３０，３０の間に収容する。その状態で各ダイス３０を駆動装置によってそれぞれ作動させて中間筒２３に向かう軸方向内側に変位させると（図４の白抜き矢印を参照）、中間筒２３が各ダイス３０によって押さえ付けられて、中間筒２３の軸方向各端部がそれぞれ各ダイス３０のテーパ面３０ａに対して該テーパ面３０ａに沿って軸方向外側にかつ径方向内側に相対変位することにより、各ダイス３０のテーパ面３０ａがそれぞれ中間筒２３を径方向内側に加圧して、中間筒２３を絞り加工する（中間筒絞り加工工程）。

以上のようにして、防振ブッシュ２が製造される。

この防振ブッシュ２も、軸直方向の負荷及び捩り負荷の付与回数と動特性の変化率との関係について、実施形態１の防振ブッシュ２と同様の特徴を示した。

以上により、本実施形態によれば、実施形態１と同様の効果が得られる。

尚、本実施形態では、図５に示すように、中間筒２３の軸方向各端部に径方向内側に窪む窪み部２３ａを全周に亘って形成してもよい。このように、中間筒２３に窪み部２３ａ，２３ａを形成すると、窪み部２３ａの径を図４に示す中間筒２３の径と同じにした場合、図４に示す防振ブッシュ２よりも、内側ゴム弾性体２２ａの径方向厚みが増して耐久性が向上するとともに、外筒２１及び中間筒２３の間隔が狭い場合、各ダイス３０と外筒２１とが干渉するのが防止される。尚、図５は、外筒絞り加工工程及び中間筒絞り加工前の状態の防振ブッシュ２を示している。

（その他の実施形態）
上記各実施形態では、防振ブッシュ成形工程において、中間筒としてスリットが形成された中間筒２３を用いて、防振ブッシュ２を成形してもよい。このように、スリットが形成された中間筒２３を用いると、中間筒絞り加工工程において、中間筒２３の絞り加工が容易になる。スリットの一例を、以下説明する。

図５に示す中間筒２３の変形例としての図６に示す中間筒２３には、周方向に等間隔で第１〜第４スリット２３ｂ〜２３ｅが形成されている。第１及び第３スリット２３ｂ，２３ｄは、中間筒２３の軸方向一端（図６（ａ）では上端）から軸方向中央部まで軸方向に真っ直ぐ延びる一方、第２及び第４スリット２３ｃ，２３ｅは、中間筒２３の軸方向他端（図６（ｂ）では下端）から軸方向中央部まで軸方向に真っ直ぐ延びるものである。各スリット２３ｂ〜２３ｅの軸方向中央部側の端部には円状の孔２３ｆが形成され、この孔２３ｆの直径はスリット２３ｂ〜２３ｅの幅よりも大きくなっている。以上のように、各スリット２３ｂ〜２３ｅをそれぞれ中間筒２３に均等に配置すると、防振ブッシュ２のばね特性に方向性を持たせるのを防止することができる。

また、上記各実施形態では、防振ブッシュ成形工程において、内筒２０、外筒２１及び中間筒２３を加硫成形用のモールドに同心状にセットして、加硫ゴムをモールドに注入することにより、内筒２０、外筒２１及び中間筒２３にゴム弾性体２２を一体的に加硫成形して、防振ブッシュ２を成形しているが、これに限らない。例えば、内筒２０の外周に内側ゴム弾性体２２ａを一体的に加硫成形して、この内側ゴム弾性体２２ａを中間筒２３に圧入固定するとともに、外筒２１の内周に外側ゴム弾性体２２ｂを一体的に加硫成形して、この外側ゴム弾性体２２ｂに中間筒２３を圧入固定して、防振ブッシュ２を成形してもよい。

さらに、上記各実施形態では、外筒絞り加工工程の後に中間筒絞り加工工程を行っているが、これに限らず、中間筒絞り加工工程の後に外筒絞り加工工程を行ってもよいし、これらの工程を同時に行ってもよい。中間筒絞り加工工程の後に外筒絞り加工工程を行うと、中間筒２３の絞り加工が容易になる。また、中間筒絞り加工工程及び外筒絞り加工工程を同時に行うと、防振ブッシュ２の製造時間を短縮することができる。

また、本発明の趣旨を逸脱しない限り、上記各実施形態の構成要素を任意に組み合わせてもよい。

本発明は、実施形態に限定されず、その精神又は主要な特徴から逸脱することなく他の色々な形で実施することができる。

このように、上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書には何ら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

以上説明したように、本発明にかかる防振ブッシュの製造方法及び中間筒絞り加工装置は、内筒及び中間筒間のゴム弾性体の内部の引っ張り応力を除去して耐久性を十分に向上させることが必要な用途等に適用できる。

１ 防振ブッシュの中間筒絞り加工装置
１０ ダイス
１１ ダイス片
１１ａ 突起部
２ 防振ブッシュ
２０ 内筒
２１ 外筒
２２ ゴム弾性体
２３ 中間筒
３ 防振ブッシュの中間筒絞り加工装置
３０ ダイス
３０ａ テーパ面

Claims (6)

1. 内筒と、該内筒の外周を囲むように設けられた外筒と、該両筒の間に設けられたゴム弾性体と、該ゴム弾性体に埋設された中間筒とを備えている防振ブッシュの製造方法であって、
   上記防振ブッシュを成形する防振ブッシュ成形工程と、
   上記防振ブッシュ成形工程により成形された防振ブッシュの外筒を絞り加工する外筒絞り加工工程と、
   上記防振ブッシュ成形工程により成形された防振ブッシュの中間筒を絞り加工する中間筒絞り加工工程とを備えていることを特徴とする防振ブッシュの製造方法。
2. 請求項１記載の防振ブッシュの製造方法において、
   上記中間筒絞り加工工程では、
   上記防振ブッシュの外周を囲むように配置され、周方向に複数のダイス片に分割されるとともに、内周における上記中間筒の軸方向各端部に対応する部分からそれぞれ径方向内側に向かって突出する突出部が形成された環状のダイスを備えている中間筒絞り加工装置を用意し、
   上記各ダイス片をそれぞれ径方向内側に変位させることにより、上記突出部が上記中間筒を径方向内側に加圧して、該中間筒を絞り加工することを特徴とする防振ブッシュの製造方法。
3. 請求項１記載の防振ブッシュの製造方法において、
   上記中間筒絞り加工工程では、
   それぞれ、上記中間筒を軸方向両側から挟むように配置され且つ内周の軸方向内側端部に軸方向内側に向かって広がるテーパ面が形成された一対の環状のダイスを備えている中間筒絞り加工装置を用意し、
   上記各ダイスをそれぞれ軸方向内側に変位させることにより、上記テーパ面が上記中間筒を径方向内側に加圧して、該中間筒を絞り加工することを特徴とする防振ブッシュの製造方法。
4. 請求項１〜３のいずれか１つに記載の防振ブッシュの製造方法において、
   上記防振ブッシュ成形工程では、上記中間筒としてスリットが形成された中間筒を用いて、上記防振ブッシュを成形することを特徴とする防振ブッシュの製造方法。
5. 内筒と、該内筒の外周を囲むように設けられた外筒と、該両筒の間に設けられたゴム弾性体と、該ゴム弾性体に埋設された中間筒とを備えている防振ブッシュの中間筒絞り加工装置であって、
   上記防振ブッシュの外周を囲むように配置され、周方向に複数のダイス片に分割されるとともに、内周における上記中間筒の軸方向各端部に対応する部分からそれぞれ径方向内側に向かって突出する突出部が形成された環状のダイスを備えており、
   上記各ダイス片をそれぞれ径方向内側に変位させることにより、上記突出部が上記中間筒を加圧して、該中間筒を絞り加工するように構成されていることを特徴とする防振ブッシュの中間筒絞り加工装置。
6. 内筒と、該内筒の外周を囲むように設けられた外筒と、該両筒の間に設けられたゴム弾性体と、該ゴム弾性体に埋設された中間筒とを備えている防振ブッシュの中間筒絞り加工装置であって、
   それぞれ、上記中間筒を軸方向両側から挟むように配置され且つ内周の軸方向内側端部に軸方向内側に向かって広がるテーパ面が形成された一対の環状のダイスを備えており、
   上記各ダイスをそれぞれ軸方向内側に変位させることにより、上記テーパ面が上記中間筒を径方向内側に加圧して、該中間筒を絞り加工するように構成されていることを特徴とする防振ブッシュの中間筒絞り加工装置。

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