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JP7758563B2 - サスペンションブッシュ - Google Patents
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JP7758563B2 - サスペンションブッシュ - Google Patents

サスペンションブッシュ

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本発明は、径方向に離間して配されたインナ軸部材とアウタ筒部材をゴム弾性体で連結した構造を有し、自動車用のサスペンションブッシュとして好適に用いられ得るものである。
従来から、特許文献1には振動伝達系を構成する部材間に介装される防振装置の一種として、インナ軸部材とインナ軸部材の外周側に離間して外挿配置されたアウタ筒部材を、それらの間に介装されたゴム弾性体にて連結した構造のゴムブッシュが知られている。
また、かくの如きゴムブッシュにおいては、ばね特性の調節等を目的として、例えば異なる径方向でのばね特性を異ならせたり、こじり方向のばね特性を調節したりするため等に、ゴム弾性体に対して、軸方向に貫通するすぐりを形成したものが多い。また、かかるすぐりは、一般に、ゴム弾性体の周方向に所定長さで形成される。
ところが、このようなすぐりを備えた従来のゴムブッシュにあっては、すぐり方向のばね定数と中実方向のばね定数の比率には制約があった。また、同時に耐久性を満足することも要求されていた。
特許第3680575号公報
本発明は、上述の如き事情を背景として為されたものであって、その解決課題とするところは、すぐり方向のばね定数と中実方向のばね定数の比率を高精度にチューニングすることができて、また、耐久性の低下を招くことがない、新規な構造のサスペンションブッシュを提供することにある。
本発明の第一の態様は、インナ軸部材と、前記インナ軸部材に対して径方向外側に配置されるアウタ筒部材と、前記インナ軸部材と前記アウタ筒部材とを連結するゴム弾性体と、を備え、前記ゴム弾性体は、第1径方向に前記インナ軸部材を挟んで対向配置され、前記インナ軸部の軸方向に貫通する一対のすぐり部と、前記第1径方向に直交する第2径方向に対向配置され、前記軸方向の両端面からそれぞれ前記軸方向の中間領域まで延びる一対の孔であって、前記第2径方向外側に凸となる円弧状に形成される一対の非貫通孔と、を有し、前記一対の非貫通孔における前記第2径方向の孔径は、前記一対のすぐり部における前記第1径方向の孔径に対して小さく設定されており、前記一対の非貫通孔の各々は、前記アウタ筒部材側に配置されているサスペンションブッシュを、特徴とするものである。
本態様に従う構造とされたサスペンションブッシュでは、第1径方向に直交する第2径方向にその外側に凸となる円弧状の非貫通孔を一対形成したことにより、例えば、非貫通孔の形状(孔径と深さ寸法)を任意に変更することで、第1径方向(すぐり方向)と第2径方向(中実方向)のばね定数比を高精度にチューニングすることができるようになった。そして、非貫通孔の孔径はすぐり部の孔径よりも小さくされていることによって、第1径方向(すぐり方向)の低いばね定数を維持した状態で、第2径方向(中実方向)のばね定数を低くすることができて車両要求性能を満足できる。また、非貫通孔を円弧状としたことにより、捩り方向の入力が作用したときには非貫通孔に生じる応力を低下させることができて、耐久性の低下を防止できる。
加えて、非貫通孔をゴムボリュームの大きなアウタ筒部材側に設定することができるので、第1径方向(すぐり方向)のばね定数を維持した状態で効率よく第2径方向(中実方向)のばね定数を低くすることができる。更に、第1径方向(すぐり方向)又は捩り方向の入力が作用したときには、非貫通孔が周方向長の長いアウタ筒部材側に配置されるため、非貫通孔に生じる応力を低下させることができて、耐久性の低下を防止できる。
本発明の第二の態様は、前記第一の態様に係るサスペンションブッシュであって、前記軸方向から見た場合、前記インナ軸部材の外周形状は、円形とされており、前記軸方向から見た場合、前記インナ軸部材の外周円と、前記一対の非貫通孔の内縁の各々に接する円として定義される第1内接円とは同心円とされているものである。
本態様のサスペンションブッシュでは、非貫通孔をゴムボリュームの大きなアウタ筒部材側に効率良く設定することができるので、第1径方向(すぐり方向)のばね定数を維持した状態で効率よく第2径方向(中実方向)のばね定数を低くすることができる。そして、第1径方向(すぐり方向)又は捩り方向の入力が作用したときには、非貫通孔の全体が周方向長の長いアウタ筒部材側に配置されるため、非貫通孔に生じる応力を更に低下させることができて、耐久性の低下を更に防止できる。
本発明の第三の態様は、前記第二の態様に係るサスペンションブッシュであって、前記一対のすぐり部は、前記第1径方向外側に凸となる円弧状に形成されており、前記軸方向から見た場合、前記第1内接円と、前記一対のすぐり部の内縁の各々に接する円として定義される第2内接円とは同心円とされているものである。
本態様のサスペンションブッシュでは、第1径方向(すぐり方向)にはすぐり部を配置して、第2径方向(中実方向)には非貫通孔を配置したため、ゴム弾性体の周方向スペースを効率よく利用することができる。そして、第1径方向(すぐり方向)又は捩り方向の入力が作用したときには、非貫通孔に加えてすぐり部に生じる応力も低下させることができるので、すぐり部の耐久性も十分に確保できる。
本発明の第四の態様は、前記第一から第三の何れか一項の態様に係るサスペンションブッシュであって、前記インナ軸部材は、前記ゴム弾性体の前記軸方向の両端面からそれぞれ異なる長さで延伸しており、前記ゴム弾性体は、前記軸方向の一端面において、前記一対の非貫通孔のうち少なくとも一方の非通孔の内縁と前記インナ軸部材との対向領域に形成される突起を有するものである。
本態様のサスペンションブッシュでは、インナ軸部材側に突起を配置し、アウタ筒部材側に非貫通孔が配置されるので、ゴム弾性体の径方向スペースを効率よく利用することができる。そして、車両にブッシュを組み付ける際に突起が識別突起として作用するため、
インナ軸部材の長さが軸方向両側で異なる場合であっても誤組付を有利に防止できる。
本発明の第五の態様は、前記第四の態様に係るサスペンションブッシュであって、前記突起は、前記インナ軸部材を前記第2径方向で二分割する分割線に対して、前記第1径方向の一方側に離れた位置に形成されているものである。
本態様のサスペンションブッシュでは、突起がインナ軸部材の分割線から第1径方向の一方側に離れているので、突起による耐久性への影響を低減することができる。
本発明に従う構造とされたサスペンションブッシュでは、第1径方向に直交する第2径方向にその外側に凸となる円弧状の非貫通孔を一対形成したことにより、例えば、非貫通孔の形状(孔径と深さ寸法)を任意に変更することで、第1径方向(すぐり方向)と第2径方向(中実方向)のばね定数比を高精度にチューニングすることができるようになった。そして、非貫通孔の孔径はすぐり部の孔径よりも小さくされていることによって、第1径方向(すぐり方向)の低いばね定数を維持した状態で、第2径方向(中実方向)のばね定数を低くすることができて車両要求性能を満足できる。また、非貫通孔を円弧状としたことにより、捩り方向の入力が作用したときには非貫通孔に生じる応力を低下させることができて、耐久性の低下を防止できる。
加えて、非貫通孔をゴムボリュームの大きなアウタ筒部材側に設定することができるので、第1径方向(すぐり方向)のばね定数を維持した状態で効率よく第2径方向(中実方向)のばね定数を低くすることができる。更に、第1径方向(すぐり方向)又は捩り方向の入力が作用したときには、非貫通孔が周方向長の長いアウタ筒部材側に配置されるため、非貫通孔に生じる応力を低下させることができて、耐久性の低下を防止できる。
本発明の一実施形態としてのサスペンションブッシュを示す平面図である。 サスペンションブッシュを示す図1のI-I線方向の断面図である。 サスペンションブッシュを示す図1の斜視図である。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
先ず、図1から図3には、本発明の一実施形態としての自動車用サスペンションブッシュ10が示されている。かかるブッシュ10は、インナ軸部材としての内筒金具12とアウタ筒部材としてのアウタ筒金具14が、ゴム弾性体16によって弾性的に連結されており、全体として略円筒形状を呈している。そして、このブッシュ10は、内筒金具12が自動車の車体フレーム側に取り付けられる一方、アウタ筒金具14がサスペンションアーム側に取り付けられることにより、サスペンションアームの車体フレームに対する取付部位に装着されて、サスペンションアームを車体フレームに弾性連結するようになっている。
より詳細には、内筒金具12は、鉄鋼の如き金属材等の剛性材で形成されており、厚肉のストレートな直管状の円筒形状を有している。
また、内筒金具12の外周面上には、径方向外方に離間して、アウタ筒金具14が配設されている。このアウタ筒金具14は、内筒金具12と同様、鉄鋼の如き金属材等の剛性材で形成されており、ストレートな直管状の円筒形状を有している。そして、これら内筒金具12とアウタ筒金具14は、互いに略同一軸上に配設されている。なお、アウタ筒金具14は、内筒金具12に比して、薄肉とされていると共に、軸方向長さが小さくされている。また、アウタ筒金具14の軸方向両側の開口端部における隅部外周面は、それぞれ、軸方向外方に向かって小径化するテーパ状面とされている。
そして、アウタ筒金具14は、内筒金具12に対して外挿配置されており、互いに同じ中心軸上に位置せしめられている。また、アウタ筒金具14は、内筒金具12の軸方向中間部分の外周面を覆うようにして、内筒金具12の軸方向中間に配設されている。これにより、内筒金具12とアウタ筒金具14の径方向対向面間において、周方向に連続して略一定の大きさで延びる円環状領域が形成されている。特に、本実施形態では、アウタ筒金具14の内径寸法が、内筒金具12の外径寸法の略2倍程度に設定されており、かかる円環状領域が、径方向で十分な幅寸法をもって形成されるようになっている。
そして、この内筒金具12とアウタ筒金具14の径方向対向面間に形成された円環状領域に、ゴム弾性体16が介装されており、内筒金具12とアウタ筒金具14が、ゴム弾性体16によって弾性的に連結されている。かかるゴム弾性体16は、全体として略厚肉の円筒形状を有しており、その内周面が内筒金具12の外周面に接着されている一方、外周面がアウタ筒金具14の内周面に接着されている。このようなゴム弾性体16は、ゴム弾性体16の加硫成形型に、必要に応じて接着処理等を施した内筒金具12とアウタ筒金具14をセットし、それら内筒金具12とアウタ筒金具14との間にゴム材料を充填し、加硫成形することによって、内筒金具12とアウタ筒金具14に対してゴム弾性体16が加硫接着された一体加硫成形品として、有利に形成され得る。
また、このようにして得られた一体加硫成形品には、必要に応じて、アウタ筒金具14に対し、八方絞り等の縮径加工が施される。これにより、図1~3に示されている如き、目的とするブッシュ10とされる。
ここにおいて、ブッシュのゴム弾性体16は、内周側から外周側に行くに従って次第に軸方向寸法が小さくされており、その内周面が内筒金具12の外周面に接着されていると共に、外周面がアウタ筒金具14の内周面の略全面に接着されている。即ち、ゴム弾性体16の軸方向両端面22,22は、アウタ筒金具14から内筒金具12に向かって軸方向外方に突出した略テーパ筒状面とされている。なお、これらの軸方向両端面22,22は、ゴム弾性体16の軸方向寸法が最も小さくなる点が、アウタ筒金具14の近くに位置せしめられている。
また、ゴム弾性体16には、軸方向に貫通して延びる一対のすぐり部24,24が形成されている。各すぐり部24は、ゴム弾性体16の径方向略中央部分を、周方向に略1/4周の長さで延びる形状とされており、内筒金具12を挟んで、第1径方向(図1中、上下方向)に対向位置せしめられている。特に、本実施形態では、かかるすぐり部24が、周方向両端部分では、ゴム弾性体16の径方向厚さの略全体に亘る径方向幅寸法を有している。また、すぐり部24の周方向中央部分には、内筒金具12に接着されて内筒金具12側から径方向外方に向かって突出する内周側ストッパゴム26と、アウタ筒金具14に接着されてアウタ筒金具14側から径方向内方に向かって突出する外周側ストッパゴム28が、形成されている。そして、これら内周側ストッパゴム26と外周側ストッパゴム28の各突出先端面が、すぐり部24を挟んで、径方向に所定距離を隔てて対向位置せしめられている。
そして、これらのストッパゴム26,28がすぐり部24内に突設されることにより、すぐり部24が、全体として図1に示されているように略H形の断面形状とされている。換言すれば、各すぐり部24における径方向の幅寸法(孔径)が、周方向において変化されており、周方向中央部分で小さく、周方向両端部分で大きく設定されているのである。また、すぐり部24の周方向両端部が、内筒金具12とアウタ筒金具14の径方向対向面間の略全体に亘る径方向幅寸法(孔径)で形成されていることにより、ゴム弾性体16は、実質的に、一対のすぐり部24,24によって周方向に分割されており、かかる一対のすぐり部24,24が形成されていない部分、即ちすぐり部24,24の対向方向に直交する第2径方向で対向位置する一対の弾性連結部34,34だけにおいて、内筒金具12とアウタ筒金具14を相互に連結する状態で存在せしめられている。なお、ストッパゴム26,28は、すぐり部24の周方向両端部分において、内筒金具12とアウタ筒金具14の表面上に僅かな肉厚で形成されたゴムまわし部30,30を介して、周方向に隣接位置する弾性連結部34、34に対して接続、一体化されている。
また、外周側ストッパゴム28は、その突出先端面が軸方向中央から軸方向両側に行くに従って低くなる傾斜面とされており、全体として、図2に示されている如き軸方向断面で、突出高さが軸方向中央部分で最も大きくなる略山形の断面形状とされている。また一方、内周側ストッパゴム26は、全体に亘って突出高さが略一定とされている。
さらに、ゴム弾性体16によって形成された弾性連結部34,34は、それぞれ、周方向に略1/4周の長さを有していると共に、各弾性連結部34の周方向両側部分は、周方向に所定長さに亘って、すぐり部24に近づくに従って次第に軸方向厚さが小さくなる肉厚変化部とされている。即ち、弾性連結部34の周方向両側部分は、その軸方向両端面が、周方向において、すぐり部24に向かって次第に軸方向内方に傾斜した傾斜面36,36とされているのである。
また、ゴム弾性体16には、第1径方向(すぐり方向)に直交する第2径方向(中実方向)に対向配置され、軸方向の両端面22、22からそれぞれ軸方向の中間領域まで延びる一対の非貫通孔38、38、38、38が形成されている。そして、各非貫通孔38は第2径方向外側に凸となる円弧状に内筒金具12を挟んで一対形成されている。各非貫通孔38は、ゴム弾性体16の径方向外側部分(アウタ筒金具14側)を、周方向に略1/8周の長さで延びる形状とされており、内筒金具12を挟んで、径方向一方向(図1中、左右方向)に対向位置せしめられている。かかる非貫通孔38は、周方向中間部分ではゴム弾性体16の径方向厚さの約1/4とされて一定の径方向幅寸法(孔径)にて周方向に延びている。そして、各非貫通孔38の周方向両端部分40、40は次第に径方向幅寸法(孔径)が小さくなる湾曲面とされる。また、各非貫通孔38は軸方向の両端面22、22からそれぞれ一定の径方向幅寸法(孔径)にて軸方向の内方に向かって延びており、底部42、42は次第に径方向幅寸法(孔径)が小さくなる湾曲面とされる。そして、軸方向に対向する非貫通孔38の底部42と非貫通孔38の底部42との間は、内筒金具12とアウタ筒金具14を連結する弾性連結部34とされる。なお、各非貫通孔38の周方向中間部分における径方向幅寸法(孔径)は、各すぐり部24の周方向中間部分における径方向幅寸法(孔径)に対して約1/2程度小さくされている。
そして、各非貫通孔38の内筒金具12側には、内筒金具12に接着されて内筒金具12側から径方向外方に向かって突出する内側ゴム44と、アウタ筒金具14に接着されてアウタ筒金具14側から径方向内方に向かって突出する外側ゴム46が形成されている。これら内側ゴム44と外側ゴム46の各突出先端面が、各非貫通孔38を挟んで、径方向に所定距離を隔てて対向位置せしめられている。
上述の如き構造とされたブッシュ10は、図面上に明示はされていないが、例えば、内筒金具12の内孔に対して、自動車の車体フレーム側に固定されるロッドが挿通固定される一方、アウタ筒金具14が、自動車のL形アームやトレーリングアーム等のサスペンションアームに形成されたアームアイに圧入固定されることによって、中心軸が略鉛直方向に延びる状態で、サスペンションアームの車体フレームに対する取付部位に介装されることとなる。
ここにおいて、かかるブッシュ10においては、一対のすぐり部24,24により、径方向のばね比が大きく設定されており、すぐり部24,24が対向位置する第1径方向で柔らかく、それに直交する第2径方向で硬いばね特性が発現される。
図1及び図2に示すように、上述した一対のすぐり部24,24の対向方向に直交する第2径方向で内筒金具12を挟んだ両側には、内筒金具12とアウタ筒金具14との間を軸方向に延びる一対の円弧状の非貫通孔38,38が形成されている。
すぐり部24の対向方向と直交する第2径方向に円弧状の非貫通孔38を一対形成したことにより、例えば、非貫通孔38の形状(幅と深さ寸法)を変更することで、第1径方向(すぐり方向)と第2径方向(中実方向)のばね定数比を高精度にチューニングすることができる。そして、非貫通孔38の孔径はすぐり部24の孔径よりも小さくされていることによって、第1径方向(すぐり方向)の低いばね定数を維持した状態で、第2径方向(中実方向)のばね定数を低くすることができて車両要求性能を満足できる。また、非貫通孔38を円弧状としたことにより、捩り方向の入力が作用したときには非貫通孔38に生じる応力を低下させることができて、耐久性の低下を防止できる。
加えて、非貫通孔38をゴムボリュームの大きなアウタ筒金具14側に設定することができるので、第1径方向(すぐり方向)のばね定数を維持した状態で効率よく第2径方向(中実方向)のばね定数を低くすることができる。更に、第1径方向(すぐり方向)又は捩り方向の入力が作用したときには、非貫通孔38が周方向長の長いアウタ筒金具14側に配置されるため、非貫通孔38に生じる応力を低下させることができて、耐久性の低下を防止できる。
内筒金具12の外周形状は円形とされており、軸方向から見た場合、内筒金具12の外周円と、一対の非貫通孔38の内縁の各々に接する円として定義される第1内接円とは同心円とされている。これにより、非貫通孔38をゴムボリュームの大きなアウタ筒部材側に効率良く設定することができるので、第1径方向(すぐり方向)のばね定数を維持した状態で効率よく第2径方向(中実方向)のばね定数を低くすることができる。
本実施形態では、突起48が一対の弾性連結部34のそれぞれに位置している。ここでこれら突起28は、図1及び図2に示しているように、内筒金具12の外周面からアウタ筒金具14側に離隔した位置に位置しており、また上記の非貫通孔38に対しそれぞれ所定間隔を隔てて内筒金具12側に位置している。そして一対の突起48は、内筒金具を第2径方向で二分割する分割線に対して第1径方向の一方側に離れた位置に形成されている。ここで、突起48の外縁は分割線から所定距離離れた位置に形成されている。これにより、突起48による耐久性への影響を低減することができる。
そして、内筒金具12側に突起48を配置し、アウタ筒部材14側に非貫通孔38が配置されるので、ゴム弾性体16の径方向スペースを効率よく利用することができる。
内筒金具12は、ゴム弾性体16の軸方向の両端面22、22からそれぞれ異なる長さで延伸している。そして、ゴム弾性体16の一方の端面22からの内筒金具12の長さが短くされており、ゴム弾性体16の他方の端面22からの内筒金具12の長さが長くされている。更に、ゴム弾性体16の一方の端面22には、非貫通孔38の内縁と内筒金具12の外周面との対向領域に突起48が形成されている。ブッシュ10はアウタ筒金具14がサスペンションアームに形成されたアームアイに軸方向に圧入して組み付けられるものであり、その際に内筒金具12の長さが突起48の形成されている側に短くされているので、アームアイに対するブッシュ10の組付方法を配慮する必要がある。ここにおいて、上記に記載した突起48が識別突起として作用しているため、例えば突起48が形成されているゴム弾性体16の軸方向端面22を車両の上側にして組付けることで、誤組付を防止できることになる。
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明はかかる実施形態における具体的な記載によって限定的に解釈されるものではなく、当業者の知識に基づいて種々なる変更、修正、改良などを加えた態様で実施可能である。
また、非貫通孔38の形状(孔径と深さ寸法)は、ブッシュ10に要求される防振性能等に応じて適宜に決定されるものであって、何等、限定されるものでない。
更にまた、弾性連結部34における傾斜面36,36は、必ずしも形成する必要がなく、ゴム弾性体16を、周方向で略一定の肉厚をもって形成しても良い。
さらに、ブッシュ10の配設方向等も、限定されるものでなく、主たる径方向荷重の入力方向に対して、要求されるばね特性や防振性能等が有利に達成されるように、すぐり部24の相対位置等を考慮して、適当に設定され得る。
また、内筒金具12の外周面やアウタ筒金具14の内周面を、軸直角方向断面で楕円形状等とすることも可能である。そして、本実施形態ではインナ軸部材は内筒金具12の如き筒形状であったが、もちろんロッド形状でも適用可能である。
その他、一々列挙はしないが、本発明は、当業者の知識に基づいて、種々なる変更,修正,改良等を加えた態様において実施され得るものであり、また、そのような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限り、何れも、本発明の範囲内に含まれるものであることは、言うまでもないところである。
10…サスペンションブッシュ、12…内筒金具、14…アウタ筒金具、16…ゴム弾性体、22…軸方向端面、24…すぐり部、26…内周側ストッパゴム、28…外周側ストッパゴム、30…ゴムまわし部、32…周方向端面、34…弾性連結部、36…傾斜面、
38…非貫通孔、40…周方向端部、42…底部、44…内側ゴム、46…外側ゴム、48…突起

Claims (5)

  1. インナ軸部材と、
    前記インナ軸部材に対して径方向外側に配置されるアウタ筒部材と、
    前記インナ軸部材と前記アウタ筒部材とを連結するゴム弾性体と、
    を備え、
    前記ゴム弾性体は、
    第1径方向に前記インナ軸部材を挟んで対向配置され、前記インナ軸部の軸方向に貫通する一対のすぐり部と、
    前記第1径方向に直交する第2径方向に対向配置され、前記軸方向の両端面からそれぞれ前記軸方向の中間領域まで延びる一対の孔であって、前記第2径方向外側に凸となる円弧状に形成される一対の非貫通孔と、
    を有し、
    前記一対の非貫通孔における前記第2径方向の孔径は、前記一対のすぐり部における前記第1径方向の孔径に対して小さく設定されており、
    前記一対の非貫通孔の各々は、前記アウタ筒部材側に配置されていることを特徴とする、
    サスペンションブッシュ。
  2. 記軸方向から見た場合、前記インナ軸部材の外周形状は、円形とされており、
    前記軸方向から見た場合、前記インナ軸部材の外周円と、前記一対の非貫通孔の内縁の各々に接する円として定義される第1内接円とは同心円とされている、請求項1に記載のサスペンションブッシュ。
  3. 記一対のすぐり部は、前記第1径方向外側に凸となる円弧上に形成されており、
    前記軸方向から見た場合、前記第1内接円と、前記一対のすぐり部の内縁の各々に接する円として定義される第2内接円とは同心円とされている、請求項2に記載のサスペンションブッシュ。
  4. 前記インナ軸部材は、前記ゴム弾性体の前記軸方向の両端面からそれぞれ異なる長さで延伸しており、
    前記ゴム弾性体は、前記軸方向の一端面において、前記一対の非貫通孔のうち少なくとも一方の非貫通孔の内縁と前記インナ軸部材との対向領域に形成される突起を有する、請求項1-3の何れか1項に記載のサスペンションブッシュ。
  5. 記突起は、前記インナ軸部材を前記第2径方向で二分割する分割線に対して、前記第1径方向の一方側に離れた位置に形成されている、請求項4に記載のサスペンションブッシュ。
JP2021210049A 2021-12-24 2021-12-24 サスペンションブッシュ Active JP7758563B2 (ja)

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