JP5140484B2 - 弾性ブッシュ - Google Patents

Description

この発明は、外筒と、この外筒の内周面に、加硫接着、接着剤接着等によって接合させた筒状の弾性体とを具え、ときには、この弾性体の内周面に接合させた剛性の内筒を具えることもある弾性ブッシュに関するものであり、たとえば、自動車のリアサスペンションアーム、トレーリングアーム、トルクロッドその他の腕部材に取り付けられたスリーブ内へ、外筒の縮径変形下で圧入する場合の、圧入後寸法のばらつきを取り除くとともに、その圧入によってスリーブの端面に面接触される、外筒の、圧入方向の後端に位置する外向きフランジの破断等のおそれを有効に取り除く技術を提案するものである。

この種の弾性ブッシュおよび、それを用いた防振装置としては従来から各種のものが提案されており、その一例としては特許文献１に開示されたものがある。

これは、軽量化の目的の下で樹脂製とした外筒と、内筒と、それらの間に配置されたゴム弾性体とを有するブッシュを外筒の縮径変形下で筒形の剛性スリーブに圧入することによって構成して成る筒形防振装置において、スリーブの内面に凹陥部を形成して同内面の形状を段付形状となす一方、外筒の外面を実質的に軸方向のストレート形状となし、樹脂の弾性変形を利用して外筒を縮径させながらスリーブの内部に圧入し、圧入後の弾性復元力により外筒の外面形状をスリーブの内面形状に倣った段付形状となし、スリーブの段付部と外筒の段付部とを軸方向に且つ抜け方向に互いに係合させるとするものであり、これにより、弾性ブッシュの外筒を樹脂製とした場合においてなお良好に抜け防止できるとする。
特開２００４−１７６８０３号公報

ところで、この従来技術では、図３に例示するように、弾性ブッシュ５１の外筒５２の、スリーブ５３への圧入方向の後端に形成されて、スリーブ５３への圧入完了姿勢でそのスリーブ５３の端面に面接触する外向きフランジ５４が、弾性ブッシュ５１の中心軸線ｃｌと直交する平面内で半径方向外方に突出形成されていることから、この弾性ブッシュ５１を、外筒５２の縮径変形下でスリーブ５３内へ圧入するに当って、外筒５２の筒状部５５を、剛性スリーブ５３で、その内径による規制下で縮径変形させた場合、図３（ｂ）に例示するように、外向きフランジ５４が、スリーブ５３への接近に伴って、スリーブ５３側へ次第に大きく倒れ込み変形されることになり、この一方で、弾性ブッシュ５１がスリーブ５３内へ完全に圧入された状態の下では、その外向きフランジ５４は、スリーブ５３の端面への当接の下で、図３（ａ）に示すような、元の直立姿勢が押し戻し変形されることになる。

このようにこの従来技術では、外筒５２の外向きフランジ５４が、弾性ブッシュ５１のスリーブ５３への圧入途中でそのスリーブ５３側へ大きく倒れ込み変形される一方、圧入末期において、その外向きフランジ５４がスリーブ５３の端面に当接した後は、その倒れ込み方向とは逆方向に押し戻し変形されることになり、この押し戻し変形に際しては、外向きフランジ５４の突出基部にとくに大きな歪および応力が発生することになるため、外筒５２を樹脂製としたときは、外向きフランジ５４の突出基部にクラック等の損傷が発生し易く、甚だしくは、外向きフランジそれ自体が、外筒筒状部５５から破断されることになるという問題があった。

これに対し、外筒５２を金属製としたときは、スリーブ５３側へ倒れ込み変形された外向きフランジ５４を、それの塑性変形を伴って、逆方向に押し戻し変形させることが必要になるため、外向きフランジ５４の変形抵抗に起因する、弾性ブッシュ５１の圧入抵抗の増加が否めず、それ故に、所定の力での圧入を行ったときは、圧入後の組付け寸法のばらつきが発生し易いという寸法精度上の問題があった。
なお、同様の事は、外筒５２を樹脂製とした場合にもまた生じることがあった。

この発明は、従来技術が抱えるこのような問題点を解決することを課題とするものであり、それの目的とするところは、外向きフランジへの損傷の発生を有効に防止するとともに、弾性ブッシュの組付け寸法のばらつきを十分に取り除くことができる弾性ブッシュを提供するにある。

この発明の弾性ブッシュは、外筒と、この外筒の内周面に、加硫接着、接着剤接着等によって接合させた筒状の弾性体、たとえばゴム弾性体とを具え、この弾性体のさらに内周面に接合させた高剛性の内筒を具えることもあり、たとえば、自動車のリアサスペンションアーム、トレーリングアーム、トルクロッドその他の腕部材に取り付けられた剛性スリーブ内へ、外筒の縮径変形下で圧入されて、外筒の筒状部外周面が剛性スリーブの内周面に摩擦係合された状態で使用に供されるものであり、外筒の、圧入方向の後端に位置して、剛性スリーブの端面に面接触される外向きフランジの、そのスリーブとの接触面を、半径方向外側に向く傾斜面としてなるものである。

ここでこの傾斜面は、中心軸線を含む断面内で、半径方向の外側もしくは内側に向けて凸となる曲線の、その中心軸線の周りでの回転体形状とすることも可能であるが、この発明では、外向きフランジのスリーブとの接触面の、少なくとも周辺部を截頭円錐面とする。
この場合、フランジ傾斜面の全体を截頭円錐面となし得ることはもちろんであるが、周辺部を除く傾斜面の残部は、凸曲面もしくは凹曲面とすることも可能である。

ところで、上述したような截頭円錐面の、中心軸線と直交する平面に対する傾き角度は１〜３０°の範囲とする。
そしてこのことは、前記傾斜面を、截頭円錐面と、他の曲面等との組み合わせになるものとした場合にもまた同様である。
なおこの場合、截頭円錐面以外の部分の傾き角度は、中心軸線を含む断面内の中点に引いた接線の傾き角度として求めることができる。

なお、外向きフランジのスリーブとの接触面を、中心軸線を含む断面内で、外筒の筒状部に曲線を介して滑らかに連続させた場合は、外向きフランジの変形に伴う、その突出基部への応力および歪の集中を防ぐことができ、これらのことは、外筒を樹脂製とした場合にとくに好ましい。

この発明の弾性ブッシュは、とくに、外筒の、圧入方向の後端に位置する外向きフランジの、スリーブとの接触面を半径方向外側に向く傾斜面としたことにより、その弾性ブッシュを、外筒の縮径変形下でスリーブ内へ圧入するに当り、外向きフランジそれ自体が、図３（ｂ）に示す従来技術と同様に、スリーブ側へ、その従来技術と等しい量だけ倒れ込み変形したとしても、圧入前には、半径方向外側に向く傾斜面からなる、外向きフランジのスリーブ接触面は、図に示すほどにまで大きく倒れ込むことなく、中心軸線を含む断面内で、その中心軸線に対してより直角に近い姿勢をとることになるため、弾性ブッシュの圧入の末期において、そのスリーブ接触面が、スリーブの端面との接触によって押し戻し方向に変形され、そして最終的に、スリーブの端面への面接触下で、中心軸線に対して直交する押し戻し姿勢とされてなお、そのスリーブ接触面の、所要の押し戻し変形量を、従来技術に比して有効に低減させることができる。

従って、外筒を樹脂製とした場合においても、外向きフランジのスリーブ接触面の、押し戻し変形量の、従来技術に比した減少に基き、フランジの突出基部に生じる、歪および応力を有効に緩和することができ、これにより、外向きフランジの突出基部への、亀裂、破断等の損傷の発生を効果的に防止することができる。

これに対し、外筒を金属製としたときは、倒れ込み変形した外向きフランジのスリーブ接触面の、そのフランジの塑性変形を伴う所要の押し戻し変形量が減少することに基き、フランジの変形抵抗に起因する、弾性ブッシュの、スリーブへの圧入抵抗を有利に低減させることができ、これがため、力の管理下で弾性ブッシュを圧入する場合にあっても、弾性ブッシュの、スリーブへの組付け寸法のばらつきを有効に取り除くことができる。
なおこのことは、外筒を樹脂製とした場合にもまた同様である。

ここにおいて、外向きフランジのスリーブとの接触面を、少なくともそれの周辺部で截頭円錐面としたときは、外筒が樹脂製であると、金属製であるとにかかわらず、弾性ブッシュの、スリーブへの圧入の完了姿勢の下では、スリーブ接触面の少なくとも周辺部を、スリーブ端面に十分に密着させることができ、それらの間への隙間の発生を有効に防止することができる。

なおここで、外筒を樹脂製としたときは、外向きフランジのスリーブとの接触面を、上述したような截頭円錐面の有無にかかわらず、半径方向外側に凸もしくは凹となる曲面としてなお、外向きフランジに固有の可撓性の下で、弾性ブッシュの、スリーブへの圧入の完了に伴って、そのスリーブ接触面を、それの全体にわたってスリーブ端面に、十分緊密に密着させることができる。

ところで、外向きフランジのスリーブとの接触面の少なくとも一部を截頭円錐面としたときは、中心軸線と直交する面に対する截頭円錐面の傾き角を１〜３０°の範囲としたときは、外向きフランジの突出基部の損傷をより効果的に防止するとともに、組付け寸法のばらつきを一層有利に取り除くことができる。

すなわち、傾き角が１°未満では、スリーブとの接触面を半径方向外側に向く傾斜面とすることの実効に乏しく、一方３０°を越えると、弾性ブッシュの圧入が完了してなお、そのスリーブ接触面をスリーブ端面に密着させることができず、それらの間に隙間が残存することになる外観上の問題が生じることになる。
そしてこのことは、半径方向外側に向く前記傾斜面を、截頭円錐面と、他の曲面等との組み合わせになるものとした場合にも同様である。
なおここで、截頭円錐面以外の部分の傾き角度は、中心軸線を含む断面内の中点に引いた接線と、前記直交面との交角として求めることができる。

このことは、截頭円錐面を全く含まない傾斜面の傾き角度についても同様であり、中心軸線を含む断面内の中点に引いた接線と、前記直交面との交角として求めることができる。

またここで、外向きフランジのスリーブとの接触面を、中心軸線を含む断面内で、外筒の筒状部に、曲線を介して滑らかに連続させた場合は、外向きフランジのスリーブとの接触面が、スリーブの端面によって、前述したように押し戻し方向に変形されるに当っての、その外向きフランジの突出基部への歪および応力の集中を防止して、外向きフランジの耐久性を一層向上させることができる。

以上に述べたところにおいて、外筒を樹脂製としたときは、先にも述べたように、外向きフランジの突出基部での損傷を効果的に防止することができる。

図１および２はそれぞれ、この発明の実施の形態を示す中心軸線を含む断面図であり、図中１は弾性ブッシュの全体を示す。
この弾性ブッシュ１は、樹脂製、金属製等とすることができる、外筒２の内周面に、筒状の弾性体、たとえばゴム弾性体３を、加硫接着、接着剤接着等によって接合させ、そして、外筒２の、図１に仮想線で示す剛性スリーブ５に対する弾性ブッシュ１の圧入方向の後端に、半径方向外方に突出して、その圧入の完了状態で、スリーブ５の端面５ａに面接触する外向きフランジ６を設けるとともに、その外向きフランジ６の背面にゴム弾性体３のフランジ部分を接合させることによって構成してなり、とくには、その外向きフランジ６の、スリーブ５の端面５ａとの接触面７を、半径方向外側に向く傾斜面としてなる。

ここで、図１に示す弾性ブッシュ１は、外向きフランジ６の肉厚をほぼ一定としているのに対し、図２に示すブッシュ１は、外向きフランジ６の肉厚を、半径方向の外方に向けて漸減させている点で相違する。

ところで、図に示すところでは、接触面７の全体を、半径方向外側に向く截頭円錐傾斜面としているが、この截頭円錐面は、少なくとも、接触面７の周辺部に設けることが、スリーブ端面５ａとの密着性を高める上で好ましい。
そしてこのような截頭円錐面を採用するときは、ブッシュ１の中心軸線ｃｌと直交する平面に対する傾き角度θは、１〜３０°の範囲とすることが、外向きフランジ６の損傷等を防止するとともに、接触面７の、スリーブ端面５ａへの密着性を確保する上で好ましい。

ここで、外向きフランジ６のこの接触面７は、外筒２を樹脂製にすると否とにかかわらず、また、接触面７の周辺部に截頭円錐面を残すと否とにかかわらず、半径方向の外側に向けて凸もしくは凹となる曲面とすることもでき、この場合は、スリーブ端面５ａの、接触面７への当接に当って、凸もしくは凹曲面を平坦面に塑性もしくは弾性変形させることで、弾性ブッシュ１の圧入完了時に、接触面７をスリーブ端面５ａに密着させることができる。
そしてこのことは、外筒２を樹脂製として、外向きフランジ６の可撓性を高めた場合にとくに円滑に行わせることができる。

従って、接触面７が、その一部に曲面を含む場合、当該曲面の、中心軸線ｃｌと直交する平面に対する傾き角度θは、前述したと同様の１〜３０°の範囲とすることが、外向きフランジ６の損傷等を防止してなお、接触面７の、スリーブ端面５ａへの密着性を確保する上で好ましい。
なお、この場合の傾き角度θは、中心軸線ｃｌを含む断面内で曲面に引いた接線の、前記直交平面に対する交角の平均値をいうものとする。

以上のような弾性ブッシュ１においてより好ましくは、接触面７を、中心軸線ｃｌを含む断面内で、外筒２の筒状部８に曲線を介して滑らかに連続させ、これにより、外向きフランジ６の押し戻し変形に際する、それの突出基部への、歪および応力の集中を防止する。

このように構成してなる弾性ブッシュ１では、それを、外筒２の縮径変形下で、剛性スリーブ５内へ、図１に例示するように圧入するときは、そのスリーブ５の、外向きフランジ６への接近に伴って、外向きフランジ６に、図３（ｂ）に例示するような倒れ込み変形が生じる一方で、スリーブ端面５ａが外向きフランジ６に当接した後は、そのフランジ６がスリーブ５に押圧されて、倒れ込み方向とは逆方向に押し戻し変形され、圧入の完了時点では、接触面７がスリーブ端面５ａに面接触して、中心軸線ｃｌとほぼ直交する姿勢となる位置まで変位されることになる。

この場合、実施形態の接触面７はいずれも、半径方向外側に向く傾斜面となる初期形態を有することから、その接触面７がスリーブ端面５ａと面接触する位置まで押し戻し変形されてなお、外向きフランジ６の絶対変形量は、図３に示す従来技術に比して相当少なくなり、これにより、外向きフランジ６の突出基部に生じる歪みおよび応力もまた、従来技術に比して有効に低減させることができ、また、外向きフランジ６の変形抵抗に起因する圧入抵抗を有効に低下させて、弾性ブッシュ１の円滑なる完全組付けを容易に行うことができるので、外向きフランジ６の不測の損傷を有効に防止し、併せて、組立て体の寸法のばらつきを十分に取り除くことができる。

この発明の実施の形態を示す、中心軸線を含む断面図である。 他の実施形態を示す、図１と同様の断面図である。 従来技術を示す断面図である。

符号の説明

１ 弾性ブッシュ
２ 外筒
３ ゴム弾性体
４ 内筒
５ スリーブ
５ａ 端面
６ 外向きフランジ
７ 接触面
８ 筒状部
ｃｌ 中心軸線
θ 傾き角度

Claims (2)

1. 外筒と、この外筒の内周面に接合させた筒状の弾性体とを具え、外筒の縮径変形下でスリーブに圧入されて、外筒の筒状部外周面をスリーブの内周面に摩擦係合される弾性ブッシュであって、
   外筒の、圧入方向の後端に位置して、スリーブの端面に面接触される外向きフランジの、スリーブとの接触面を半径方向外側に向く傾斜面とするとともに、前記外向きフランジのスリーブとの前記接触面を、少なくともそれの周辺部で截頭円錐面とし、中心軸線と直交する平面に対する、前記截頭円錐面の傾き角度を１〜３０°の範囲としてなる弾性ブッシュ。
2. 外筒を樹脂製としてなる請求項１に記載の弾性ブッシュ。

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