JP7104010B2 - サスペンションブッシュ - Google Patents

Description

本発明は、サスペンションブッシュに関するものである。

従来のサスペンションブッシュには、内筒の外周面を軸方向に沿ってストレートな形状とし、当該内筒と外筒とが弾性体によって連結されたものがある（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０１２－２０２４６０号公報

しかしながら、上記従来のサスペンションブッシュには、前記内筒の軸方向中央領域近傍において、前記内筒と前記弾性体との接着面を基点に当該弾性体に亀裂が発生し、当該亀裂が車両装着外側に向かって進展してしまうケースがあった。即ち、上記従来のサスペンションブッシュには、耐久性の点で改善の余地があった。

本発明の目的は、耐久性を向上させたサスペンションブッシュを提供することである。

本発明に係るサスペンションブッシュは、内筒と、外筒と、前記内筒および前記外筒を連結する弾性体とを備えており、前記内筒の軸方向一端が車両装着内側に配置されるとともに当該内筒の軸方向他端が車両装着外側に配置される、サスペンションブッシュであって、前記内筒は、前記内筒の軸方向中央領域において、前記内筒の外周面に、前記内筒の外径が当該内筒の軸方向一端側から当該内筒の軸方向他端側に向かうにしたがい小さくなる、外周面側傾斜部を備えるとともに、前記内筒の内周面に、前記内筒の内径が当該内筒の前記軸方向一端側から当該内筒の前記軸方向他端側に向かうにしたがい大きくなる、内周面側傾斜部を備える。本発明に係るサスペンションブッシュによれば、耐久性を向上させたサスペンションブッシュとなる。

本発明に係るサスペンションブッシュにおいて、前記外周面側傾斜部は、前記内周面側傾斜部よりも前記内筒の前記軸方向一端側に配置されていることが好ましい。この場合、耐久性をより向上させることができる。

本発明に係るサスペンションブッシュは、軸方向断面視で、前記外周面側傾斜部の、軸線に対する鋭角側の傾斜角度が、前記内周面側傾斜部の、前記軸線に対する鋭角側の傾斜角度よりも大きいことが好ましい。この場合、耐久性をより向上させることができる。

本発明に係るサスペンションブッシュは、トレーリングアームブッシュであることが好ましい。この場合、より効果的な耐久性の向上を実現することができる。

本発明によれば、耐久性を向上させたサスペンションブッシュを提供することができる。

本発明に係る一実施形態のサスペンションブッシュを示す平面図である。 図１のＡ－Ａ断面図である。 図２の領域Ｘを拡大して示す断面図である。 図１のサスペンションブッシュを採用可能な、車両のサスペンション機構の一例を概略的に示す平面図である。 従来のサスペンションブッシュを図１のＡ－Ａ断面相当で示す断面図である。

以下、図面を参照して、本発明に係る一実施形態のサスペンションブッシュについて説明を行う。

図１中、符号１は、本発明に係る一実施形態のサスペンションブッシュである。サスペンションブッシュ１は、内筒２と、外筒３と、内筒２および外筒３を連結する弾性体４とを備えている。

本実施形態では、内筒２および外筒３は、同一の軸Ｏ上に配置されている。内筒２および外筒３は、炭素鋼、アルミ合金等の金属で形成されている。また、弾性体４は、ゴムで形成されている。ただし、弾性体４は、ゴム以外の弾性材料で形成することができる。

弾性体４には、２つのすぐり穴（貫通穴）５が形成されている。２つのすぐり穴５は、図１に示すように、平面視において、内筒２を挟んで互いに向かい合う位置に形成されている。すぐり穴５は、軸Ｏに沿って延在しているとともに弾性体４を貫通している。また、弾性体４には、２つのストッパ４ａが設けられている。

図２を参照すれば、サスペンションブッシュ１は、内筒２の軸方向一端２ａが車両装着内側に配置されるとともに当該内筒２の軸方向他端２ｂが車両装着外側に配置されるサスペンションブッシュである。

図４は、サスペンションブッシュ１を採用可能なサスペンション機構１００の一例を概略的に示す平面図である。本例のサスペンション機構１００は、車両後側に配置されたトーションビーム式のサスペンション機構である。本例では、サスペンション機構１００は、車幅方向に間隔を置いて配置された２つのトレーリングアーム１１０と、車幅方向に延在している１つのトーションビーム１２０と、を備えている。本例では、２つのトレーリングアーム１１０は、それぞれ、車両前後方向に延在している。また、２つのトレーリングアーム１１０は、それぞれ、トーションビーム１２０によって一体に連結されている。本例では、トレーリングアーム１１０の前端部１１０ａには、サスペンションブッシュ１の外筒３が装着されている。また、この例では、サスペンションブッシュ１の内筒２は、車体側に設けられた固定部１３０に連結されている。即ち、トレーリングアーム１１０は、サスペンションブッシュ１を介して車両側に接続されている。また、トレーリングアーム１１０の後端部１１０ｂには、後輪１４０が回転可能に接続されている。本例では、サスペンションブッシュ１は、主として、コンプライアンスブッシュとして機能する。

ここで、図２を参照すれば、内筒２は、当該内筒２の軸方向中央領域Ｒｃにおいて、内筒２の外周面２１に、外周面側傾斜部２１１を備えている。外周面側傾斜部２１１は、内筒２の外周面２１の一部を形成している。図３を参照すれば、外周面側傾斜部２１１は、内筒２の外径が当該内筒２の軸方向一端２ａ側（以下、「軸方向一端側」ともいう。）から当該内筒２の軸方向他端２ｂ側（以下、「軸方向他端側」ともいう。）に向かうにしたがい小さくなる。詳細には、外周面側傾斜部２１１は、当該外周面側傾斜部２１１の外径寸法φ２１１が軸方向一端側から軸方向他端側に向かうにしたがい一定の割合（角度θ１）で小さくなっている。即ち、外周面側傾斜部２１１は、軸方向他端側に向かうにしたがい、一定の角度θ１で先細りした、軸Ｏを取り囲む環状のテーパ面である。ここで、角度θ１は、図３に示すように、軸方向断面視（軸Ｏを含む断面で視た状態）において、軸Ｏと外周面側傾斜部２１１とがなす鋭角側の角度である。

また、図２を参照すれば、内筒２は、内筒２の軸方向中央領域Ｒｃにおいて、内筒の内周面２２に、内周面側傾斜部２２１を備えている。内周面側傾斜部２２１は、内筒２の内周面２２の一部を形成している、図３を参照すれば、内周面側傾斜部２２１は、内筒２の内径φ２が軸方向一端側から軸方向他端側に向かうにしたがい大きくなる。詳細には、内周面側傾斜部２２１は、内筒２の外径寸法φ２２１が軸方向一端側から軸方向他端側に向かうにしたがい一定の割合（角度θ２）で大きくなっている。即ち、内周面側傾斜部２２１は、軸方向他端側に向かうにしたがい、一定の角度θ２で拡大した、軸Ｏを取り囲む環状のテーパ面である。ここで、角度θ２は、図３に示すように、軸方向断面視において、軸Ｏと内周面側傾斜部２２１とがなす鋭角側の角度である。

サスペンションブッシュには、軸直角方向（軸Ｏに対して直交する径方向）の入力だけではなく、ねじり、こじりといった複雑な入力がある。このため、弾性体４の耐久性を長期的に確保することは非常に難しい。また、内筒２の形状には、サスペンションブッシュとして要求されるばね特性を確保するために制限がある。

しかしながら、図５に示す、従来のサスペンションブッシュ１０のように、内筒２の外径寸法φ２１が一定である場合、即ち、内筒２の外周面２１が軸方向に沿ってストレートな形状である場合、本実施形態のように、内筒２の軸方向一端２ａが車両装着内側に配置されるとともに当該内筒２の軸方向他端２ｂが車両装着外側に、当該サスペンションブッシュを配置したとき、内筒２の軸方向中央領域Ｒｃの近傍において、内筒２と弾性体４との接着面Ｍを基点に、矢印Ｃに示すように、当該弾性体４に亀裂が発生し、当該亀裂が車両装着外側に向かって進展してしまうケースがあった。

そこで、本願発明者は、鋭意、試験・研究の結果、上記亀裂の原因が、内筒２の軸方向中央領域Ｒｃにおいて、当該内筒２との接着面Ｍの弾性体４が車両装着外側に向かって引っ張られることにより発生する応力であることを確かめた。

これに対し、図２に示すように、本実施形態に係るサスペンションブッシュ１では、上述のとおり、内筒２は、その軸方向中央領域Ｒｃにおいて、内筒２の外周面２１に、当該内筒２の外径が軸方向一端側から軸方向他端側に向かうにしたがい小さくなる外周面側傾斜部２１１を備える。この場合、内筒２と外筒３との間に介在させた弾性体４の体積量（本実施形態では、以下、「ゴムボリューム」ともいう。）のうち、内筒２の軸方向他端２ｂ側で当該内筒２と外筒３との間に介在させた弾性体４の体積量（本実施形態では、以下、「軸方向他端側ゴムボリューム」ともいう。）Ｂをより多く確保することができる。

即ち、本実施形態に係るサスペンションブッシュ１によれば、ゴムボリュームを確保することによってサスペンションブッシュ１のばね特性に与える影響を最小限に抑えつつ、軸方向他端側ゴムボリュームＢを増加させることによって、内筒２の軸方向中央領域Ｒｃにおいて、当該内筒２と弾性体４との生じる応力を抑制することができる。このため、本実施形態によれば、サスペンションブッシュに要求されるばね特性を損なうことなく、内筒２の軸方向中央領域Ｒｃにおいて、内筒２と弾性体４との接着面Ｍで当該弾性体４に生じる応力が緩和される。これによって、本実施形態によれば、弾性体４の亀裂の発生および当該亀裂の進展を抑制することができる。

したがって、本実施形態に係るサスペンションブッシュ１は、耐久性を向上させたサスペンションブッシュとなる。

なお、本発明によれば、内筒２の軸方向中央領域Ｒｃは、内筒２の全長Ｌを三等分に分割したときの、中央に位置する領域であることが好ましい。

具体的には、図２に示すように、内筒２は、軸方向一端領域Ｒａ、軸方向中央領域Ｒｃ、軸方向他端領域Ｒｂの、３つの領域に分けることができる。これら３つの領域は、それぞれ、内筒２の全長Ｌを三等分に分割したときの領域であることが好ましい。即ち、内筒２を軸方向の３つ領域に区画したときの、軸方向一端領域Ｒａ、軸方向中央領域Ｒｃ、軸方向他端領域Ｒｂは、それぞれ、内筒２を当該内筒２の全長Ｌの１／３の長さ（Ｌ／３）で等しく区画したときの各領域である。

図２に示すように、本実施形態では、内筒２の軸方向中央領域Ｒｃは、内筒２の全長Ｌを三等分に分割したときの、中央に位置する領域である。外周面側傾斜部２１１を軸方向中央領域Ｒｃよりも軸方向一端２ａ側に設けた場合、即ち、外周面側傾斜部２１１を軸方向一端領域Ｒａに設けた場合、軸方向他端側ゴムボリュームＢが増えすぎることで、サスペンションブッシュ本来のばね特性が低下し、要求されるばね特性を従来と同等の弾性体の硬度では維持できなくなることが懸念される。これに対し、外周面側傾斜部２１１を軸方向中央領域Ｒｃよりも軸方向他端２ｂ側に設けた場合、即ち、外周面側傾斜部２１１を軸方向他端領域Ｒｂに設けた場合、軸方向他端側ゴムボリュームＢの増加が不十分となり、応力の緩和、耐久性の向上といった本発明の効果が十分に発揮されないことが懸念される。

したがって、本実施形態のように、内筒２の軸方向中央領域Ｒｃは、内筒２の全長Ｌを三等分に分割したときの、中央に位置する領域であるとすれば、サスペンションブッシュに要求されるばね特性を損なうことなく、効果的に、耐久性の向上を図ることができる。

ところで、サスペンションブッシュには、燃費の向上等の目的から、軽量化が求められる。また、本実施形態のように、内筒２の軸方向一端２ａが車両装着内側を向くように配置されるサスペンションブッシュでは、当該サスペンションブッシュは、内筒２の軸方向一端２ａに形成された開口部２ｃに、ねじ等の締結要素が配置されることによって車両に組み付けられる。このため、内筒２の軸方向一端２ａの内径寸法φ２ａが大きくなりすぎると、車両にサスペンションブッシュの車両装着後にガタつきを生じさせる虞がある。したがって、内筒２の軸方向一端２ａの内径寸法φ２ａは、小さく抑えられることが好ましい。

本実施形態に係るサスペンションブッシュ１では、内筒２は、内筒２の軸方向中央領域Ｒｃにおいて、内筒２の内周面２２に、内筒２の内径φ２が軸方向一端側から軸方向他端側に向かうにしたがい大きくなる内周面側傾斜部２２１を備える。この場合、内筒２の軸方向一端２ａの内径寸法φ２ａを大きくすることなく、当該内筒２の軸方向他端２ｂの内径寸法φ２ｂを大きくすることができる。

即ち、本実施形態に係るサスペンションブッシュ１によれば、内筒２の軸方向一端２ａの内径寸法φ２ａの大きさを小さく抑えつつ、内筒２の軸方向他端２ｂ側の肉厚を薄くさせることができる。したがって、本実施形態に係るサスペンションブッシュ１によれば、車両装着後に生じ得るガタつきを抑制しつつ、内筒２の軽量化が図れることによって、サスペンションブッシュ１全体の軽量化と、車両装着後のガタつき抑制との両立を図ることができる。

なお、図３を参照して説明すれば、内筒２の外周面側傾斜部２１１において、当該外周面側傾斜部２１１の軸方向一端２１１ａの外径寸法φ２１１ａと、当該外周面側傾斜部２１１の軸方向他端２１１ｂの外径寸法φ２１１ｂとの外径寸法差Δφ２１１（＝φ２１１ａ－φ２１１ｂ）は、外周面側傾斜部２１１の軸方向一端２１１ａの外径寸法φ２１１ａの２０％以内の値であることが好ましい。

また、図２を参照すれば、本発明に係るサスペンションブッシュにおいて、外周面側傾斜部２１１は、内周面側傾斜部２２１よりも軸方向一端側に配置されていることが好ましい。この場合、外周面側傾斜部２１１を軸方向一端側に寄せることによって、軸方向他端側ゴムボリュームＢｂを増加させつつ、内周面側傾斜部２２１を軸方向他端側に寄せることによって、内筒２の軸方向他端側の肉厚が薄くなる軸方向の領域を制限することができる。この場合、内筒２と弾性体４との間に生じる応力の抑制によって弾性体４の耐久性を向上させることができるとともに、内筒２の肉厚が確保されることによって内筒２の耐久性を向上させることができる。これにより、サスペンションブッシュ１の耐久性をより向上させることができる。

図３に示すように、本実施形態では、外周面側傾斜部２１１は、内周面側傾斜部２２１よりも軸方向一端側に配置されている。したがって、本実施形態によれば、サスペンションブッシュ１の耐久性をより向上させることができる。

また、本発明に係るサスペンションブッシュは、軸方向断面視（軸Ｏを含む平面を断面とした視方）で、外周面側傾斜部２１１の、軸線（軸Ｏに対して平行に延在する直線）に対する鋭角側の角度θ１が、内周面側傾斜部２２１の、前記軸線に対する鋭角側の角度θ２よりも大きいことが好ましい。この場合、外周面側傾斜部２１１の角度θ１を大きくすることによって、軸方向他端側ゴムボリュームＢを増加させつつ、内周面側傾斜部２２１の角度θ２を外周面側傾斜部２１１の角度θ１よりも抑えることによって、内筒２の軸方向他端２ｂ側の肉厚ｔが薄くなる量を制限することができる。この場合、内筒２と弾性体４との間に生じる応力の抑制によって弾性体４の耐久性を向上させることができるとともに、内筒２の肉厚が確保されることによって内筒２の耐久性を向上させることができる。これにより、サスペンションブッシュ１の耐久性をより向上させることができる。

図３に示すように、本実施形態では、軸方向断面視で、外周面側傾斜部２１１の角度θ１が、内周面側傾斜部２２１の角度θ２よりも大きい。したがって、本実施形態によれば、サスペンションブッシュ１の耐久性をより向上させることができる。

また、本発明に係るサスペンションブッシュは、上述のようなトレーリングアームブッシュであることが好ましい。この場合、荷重が複雑に入力されるトレーリングアーム１１０のブッシュとして使用されるため、より効果的な耐久性の向上を実現することができる。

本実施形態に係るサスペンションブッシュ１は、サスペンション機構を構成するトレーリングアーム１１０に装着されるトレーリングアームブッシュである。したがって、本実施形態によれば、より効果的な耐久性の向上を実現することができる。

上述のとおり、本発明によれば、耐久性を向上させたサスペンションブッシュ１を提供することができる。

１：サスペンションブッシュ（トレーリングアームブッシュ）， ２：内筒， ２ａ：内筒の軸方向一端， ２ｂ：内筒の軸方向他端， ３：外筒， ４：弾性体， ２１：内筒の外周面， ２１１：外周面側傾斜部， ２２：内筒の内周面， ２２１：内周面側傾斜部， θ１：外周面側傾斜部の鋭角側の角度， θ２：内周面側傾斜部の鋭角側の角度， φ２１１ａ：外周面側傾斜部の軸方向一端の外径寸法， φ２１１ｂ：外周面側傾斜部の軸方向他端の外径寸法， Ｒａ：内筒の軸方向一端領域， Ｒｃ：内筒の軸方向中央領域， Ｒｂ：内筒の軸方向他端領域， Ｏ：軸（軸線）

Claims (4)

1. 内筒と、外筒と、前記内筒および前記外筒を連結する弾性体とを備えており、前記内筒の軸方向一端が車両装着内側に配置されるとともに当該内筒の軸方向他端が車両装着外側に配置される、サスペンションブッシュであって、
   前記内筒は、前記内筒の軸方向中央領域において、
   前記内筒の外周面に、前記内筒の外径が当該内筒の軸方向一端側から当該内筒の軸方向他端側に向かうにしたがい小さくなる、外周面側傾斜部を備えるとともに、
   前記内筒の内周面に、前記内筒の内径が当該内筒の前記軸方向一端側から当該内筒の前記軸方向他端側に向かうにしたがい大きくなる、内周面側傾斜部を備える、サスペンションブッシュ。
2. 前記外周面側傾斜部は、前記内周面側傾斜部よりも前記内筒の前記軸方向一端側に配置されている、請求項１に記載のサスペンションブッシュ。
3. 軸方向断面視で、前記外周面側傾斜部の、軸線に対する鋭角側の傾斜角度が、前記内周面側傾斜部の、前記軸線に対する鋭角側の傾斜角度よりも大きい、請求項１または２に記載のサスペンションブッシュ。
4. 前記サスペンションブッシュは、トレーリングアームブッシュである、請求項１～３のいずれか１項に記載のサスペンションブッシュ。

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