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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-07-16
(45)【発行日】2024-07-24
(54)【発明の名称】サスペンションブッシュ
(51)【国際特許分類】
F16F 1/387 20060101AFI20240717BHJP
F16F 15/08 20060101ALI20240717BHJP
F16F 7/00 20060101ALI20240717BHJP
【ＦＩ】
F16F1/387 F
F16F1/387 A
F16F15/08 C
F16F15/08 K
F16F7/00 B
【請求項の数】
2
(21)【出願番号】P 2019173218
(22)【出願日】2019-09-24
(65)【公開番号】P2021050762
(43)【公開日】2021-04-01
【審査請求日】2022-08-24
【前置審査】
(73)【特許権者】
【識別番号】522297236
【氏名又は名称】株式会社プロスパイラ
(74)【代理人】
【識別番号】100147485
【弁理士】
【氏名又は名称】杉村 憲司
(74)【代理人】
【識別番号】230118913
【弁護士】
【氏名又は名称】杉村 光嗣
(74)【代理人】
【識別番号】100179947
【弁理士】
【氏名又は名称】坂本 晃太郎
(72)【発明者】
【氏名】細田 真樹
【審査官】松林 芳輝
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２００６／０７７６２２（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２００１－２８０３８６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００２－０２１９３１（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開昭５７－０６２１２１（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特開２０１８－０３４６１３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－１６２２７７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００７－１３２３８６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００７－１３９００３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－３２９３９４（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ１６Ｆ １／００－６／００
Ｆ１６Ｆ ７／００－７／１４
Ｆ１６Ｆ １５／００－１５／３６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
内筒と、外筒と、前記内筒と前記外筒とを連結する弾性体と、前記弾性体から軸方向外側に突出している軸方向ストッパと、を備えており、前記弾性体には、軸方向に貫通する、２つの空洞部が前記内筒を挟んで互いに向かう合う位置に形成されており、
前記２つの空洞部には、それぞれ、前記外筒から前記内筒に向かう方向に突出する軸直方向ストッパが形成されており、
２つの前記軸直方向ストッパは、それぞれ、軸方向視において、前記空洞部の周方向中央よりも周方向外側のそれぞれに傾斜面を備えており、さらに、当該２つの前記軸直方向ストッパは、それぞれ、軸方向断面視において、２つの前記傾斜面の間に、前記軸方向に対して平行に延在している中間面を備えており、
加えて、当該２つの前記軸直方向ストッパは、それぞれ、前記空洞部の周方向外側に、２つの膨出部を備えており、
前記２つの前記傾斜面は、それぞれ、軸方向断面視において、前記傾斜面の軸方向内側端から当該傾斜面の軸方向外側端に向かうに従い径方向外側に傾斜しており、かつ、前記膨出部の軸方向端部に形成された傾斜面であり、
前記空洞部は、軸方向視において、前記軸方向ストッパに対して周方向で異なる位置に配置されており、
前記傾斜面は、軸方向視において、前記空洞部の周方向中央よりも周方向外側のみに備えられている、サスペンションブッシュ。
【請求項2】
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に記載のサスペンションブッシュ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、サスペンションブッシュに関する。
【背景技術】
【0002】
従来のサスペンションブッシュには、内筒および外筒を結合するゴム弾性体に設けられた空洞部の周方向中央部でのストッパ機能を確保しつつ、耐久性を向上することを目的とする防振装置がある（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２００７－１３２３８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上記従来の防振装置によれば、前記空洞部の形状に関し、当該空洞部の周方向両側に幅広の空間部を形成するととともに当該空間部の開口端部に形成された傾斜面部の傾きを前記幅広の空間部において大きくしたことにより、かかる幅広の空間部の開口端部周りのゴム弾性体のボリュームを減らして、当該ゴム弾性体の加硫成形後の外筒絞り時における当該開口端部周りの皺の発生を抑制できるとともに、自動車への搭載後の荷重入力時にも、前記幅広の空間部の開口部周りにおける歪集中を防止することができる。
【0005】
しかしながら、上記従来の防振装置によれば、ゴム弾性体のボリュームが減少してしまう分、ストッパ機能を犠牲にしてしまうという不都合があった。
【0006】
本発明の目的は、より広い使用条件でストッパ機能を発揮することができるとともに、耐久性が向上する、サスペンションブッシュを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明に係るサスペンションブッシュは、内筒と、外筒と、前記内筒と前記外筒とを連結する弾性体と、を備えており、前記弾性体には、軸方向に貫通する空洞部が形成されており、前記空洞部には、前記外筒から前記内筒に向かう方向に突出するストッパが形成されており、前記ストッパは、軸方向視において、前記空洞部の周方向中央よりも周方向外側に傾斜面を備えており、前記傾斜面は、軸方向断面視において、前記傾斜面の軸方向内側端から当該傾斜面の軸方向外側端に向かうに従い径方向外側に傾斜しており、前記空洞部は、前記内筒に対して車両装着時の上下方向のいずれか一方側に配置される。本発明に係るサスペンションブッシュによれば、より広い使用条件でストッパ機能を発揮することができるとともに、耐久性が向上する。
【0008】
本発明に係るサスペンションブッシュにおいて、前記ストッパは、２つの前記傾斜面を備えており、前記軸方向断面視において、２つの前記傾斜面の間に、前記軸方向に対して平行に延在している中間面を備えていることが好ましい。この場合、ストッパ機能をより安定的に発揮させることができる。
【0009】
本発明に係るサスペンションブッシュにおいて、前記傾斜面は、軸方向視において、前記空洞部の周方向中央よりも周方向外側のみに備えられていることが好ましい。この場合、空洞部の周方向外側に生じ得る応力集中が重点的に制限された、サスペンションブッシュとなる。
【0010】
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。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、より広い使用条件でストッパ機能を発揮することができるとともに、耐久性が向上する、サスペンションブッシュを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】本発明の一実施形態に係るサスペンションブッシュを軸方向から示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態に係るサスペンションブッシュについて、説明をする。
【0014】
図１中、符号１は、本発明の一実施形態に係るサスペンションブッシュである。また、符号Ｏは、サスペンションブッシュ１の中心を通る軸である。本実施形態では、軸Ｏが延在する方向を「軸方向」という。また、本実施形態では、軸方向から視た状態を「軸方向視」という。また、本実施形態では、軸Ｏを含む平面で示す断面を「軸方向断面」という。また、本実施形態では、軸方向断面で視ることを「軸方向断面視」という。また、本実施形態では、軸Ｏに対して直交する方向を「軸直方向」といい、また、「径方向」ともいう。また、本実施形態では、軸Ｏに対して直交する平面で示す断面を「径方向断面」という。また、本実施形態では、径方向断面で視ることを「径方向断面視」という。さらに、軸Ｏを中心に周る方向を「周方向」という。
【0015】
図１に示すように、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、当該弾性体４から軸方向外側に突出している軸方向ストッパ５と、を備えている。
【0016】
図１に示すように、本実施形態では、軸方向視において、内筒２と、外筒３と、は、それぞれ、軸Ｏを中心とする同心円状に配置されている。本実施形態では、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、本実施形態では、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。
【0017】
軸方向ストッパ５は、サスペンションブッシュ１が車両のサスペンションメンバ（サスペンションブッシュ１以外の部材）に対して軸方向に移動したとき、当該サスペンションメンバと接触させることができる。これにより、軸方向ストッパ５は、サスペンションブッシュ１と、前記サスペンションメンバとの軸方向に対する相対的な移動を制限することができる。本実施形態では、軸方向ストッパ５は、前記サスペンションメンバと接触可能な接触面５ａを有している。接触面５ａは、軸方向ストッパ５の軸方向外側の先端を形成している。
【0018】
また、本実施形態では、軸方向ストッパ５は、弾性体４と一体に形成されている。本実施形態では、弾性体４には、２つの軸方向ストッパ５が形成されている。また、本実施形態では、２つの軸方向ストッパ５は、それぞれ、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。本実施形態では、軸方向ストッパ５は、弾性体４とともに、ゴムで形成されている。
【0019】
弾性体４には、軸方向に貫通する空洞部（すぐり穴）６が形成されている。
【0020】
図２は、図１のＡ－Ａ断面図である。Ａ－Ａ断面は、軸Ｏに対して平行な断面であって、後述する軸直方向ストッパ７の膨出部７１が最も膨出（突出）している部分（膨出部６１の稜線）を通る断面である。図２に示すように、空洞部６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。
【0021】
また、図３は、図１のＢ－Ｂ断面図である。Ｂ－Ｂ断面は、図１に示すように、軸Ｏに対して平行な断面であって、当該軸Ｏを含む断面である。図３に示すように、本実施形態では、弾性体４には、２つの空洞部６が形成されている。２つの空洞部６は、それぞれ、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。
【0022】
再び図１を参照すれば、本実施形態において、２つの空洞部６は、弾性体４に、内筒２と外筒３とを連結する脚部４ａを形作っている。本実施形態では、内筒２と外筒３とは、内筒２を挟んで互いに向かう位置に形成された２つの脚部４ａによって連結されている。
【0023】
空洞部６には、外筒３から内筒２に向かう方向に突出する軸直方向ストッパ７が形成されている。
【0024】
本実施形態では、軸直方向ストッパ７は、弾性体４に形成された空洞部６によって形作られている。本実施形態では、１つの空洞部６に対して１つの軸直方向ストッパ７が形成されている。即ち、本実施形態では、２つの軸直方向ストッパ７は、それぞれ、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。本実施形態では、空洞部６は、図１に示すように、軸方向視において、Ｂ－Ｂ線を基準線として、当該Ｂ－Ｂ線を挟んで線対称な形状である。即ち、本実施形態では、空洞部６は、軸方向視において、軸Ｏを通る直径（軸線）を挟んで線対称な形状である。したがって、本実施形態において、軸直方向ストッパ７も、軸方向視において、軸Ｏを通る直径（軸線）を挟んで線対称な形状である。
【0025】
軸直方向ストッパ７は、図１に示すように、軸方向視において、空洞部６の周方向中央よりも周方向外側に傾斜面７ａを備えている。
【0026】
本実施形態では、空洞部６の周方向中央は、Ｂ－Ｂ線が通る位置である。また、本実施形態では、傾斜面７ａは、図１に示すように、軸直方向ストッパ７を形作る空洞部６の開口縁部のうちの、当該空洞部６の周方向外側に位置する、当該空洞部６の開口縁部に形成された傾斜面である。具体的には、本実施形態において、軸直方向ストッパ７は、空洞部６の周方向外側に、２つの膨出部７１を備えている。本実施形態では、２つの膨出部７１は、図１に示すように、空洞部６の周方向外側に間隔を置いて配置されている。膨出部７１は、図１に示すように、脚部４ａに向かって膨出している。本実施形態では、２つの膨出部７１は、それぞれ、図１に示すように、脚部４ａと対向する位置に配置されている。図１に示すように、本実施形態では、傾斜面７ａは、膨出部７１の軸方向端部に形成された傾斜面である。
【0027】
再び図２を参照すれば、２つの傾斜面７ａは、それぞれ、軸方向断面視において、傾斜面７ａの軸方向内側端７ａ１から当該傾斜面７ａの軸方向外側端７ａ２に向かうに従い径方向外側に傾斜している。即ち、軸直方向ストッパ７は、空洞部６の周方向外側のみに傾斜面７ａを備えており、空洞部６の周方向中央に傾斜面７ａを備えていない。本実施形態では、２つの傾斜面７ａの一方は、空洞部６の周方向外側の一方に配置されており、また、２つの傾斜面７ａの他方は、空洞部６の周方向外側の一方に配置されている。ただし、傾斜面７ａは、軸方向両側の少なくともいずれか一方のみとすることができる。
【0028】
本実施形態において、軸直方向ストッパ７は、２つの傾斜面７ａを備えている。さらに、本実施形態では、図２に示すように、軸方向断面視において、２つの傾斜面７ａの間に、軸方向に対して平行に延在している中間面７ｂを備えている。
【0029】
本実施形態では、中間面７ｂには、図２に示すように、２つの傾斜面７ａが、それぞれ、連なっている。即ち、本実施形態では、膨出部７１の表面は、２つの傾斜面７ａと中間面７ｂとによって形成されている。これにより、本実施形態では、膨出部７１の中間面７ｂが、主として脚部４ａと接触し、例えば、内筒２のねじれによって副次的に、膨出部７１の傾斜面７ａを脚部４ａと接触させることできる。
【0030】
また、図１を参照すれば、本実施形態において、２つの軸直方向ストッパ７は、それぞれ、軸方向視において、２つの膨出部７１の間に、底面７ｃを備えている。本実施形態では、底面７ｃは、空洞部６の周方向中央に配置されている。底面７ｃは、図１に示すように、外筒３に向かって凹んでいる。本実施形態では、底面７ｃは、図１に示すように、内筒２と対向する位置に配置されている。図３に示すように、本実施形態では、底面７ｃは、軸方向に対して平行に延在している。ただし、底面７ｃは、２つの軸直方向ストッパ７の少なくともいずれか一方のみとすることができる。
【0031】
空洞部５は、軸方向視において、軸方向ストッパ５に対して周方向で異なる位置に配置されている。図１に示すように、本実施形態では、空洞部５は、軸方向視において、軸方向ストッパ５の接触面５ａに対して周方向で異なる位置に配置されている。即ち、本実施形態において、空洞部５は、軸方向視において、軸方向ストッパ５の接触面５ａに対して周方向で、重複しない位置に配置されている。
【0032】
空洞部の開口縁部（開口端部）に傾斜面を有しない、従来のサスペンションブッシュでは、車両装着後の荷重入力時において、弾性体がストッパに接触することによって空洞部６の開口が密着してしまうと、例えば、内筒２がねじれて軸方向一方側に傾いたとき、当該空洞部５の開口縁部周りに歪（応力）を集中させる。このため、上記従来のサスペンションブッシュでは、弾性体に、空洞部６の開口縁部を基点としたクラック（亀裂）が発生してしまう。
【0033】
これに対し、本実施形態に係るサスペンションブッシュ１は、次に説明するような機能を発揮する。
【0034】
図４は、図２のＣ－Ｃ断面図である。図４では、軸直方向ストッパ７に設けられた膨出部７１の中間面７ｂ相当部分を径方向断面で示す。また、図５では、図２のＤ－Ｄ断面図である。図５は、軸直方向ストッパ７に設けられた膨出部７１の一方の傾斜面７ａ相当部分を径方向断面で示す。また、図６は、図２のＥ－Ｅ断面図である。図６では、軸直方向ストッパ７に設けられた膨出部７１の他方の傾斜面７ａ相当部分を径方向断面で示す。
【0035】
図４を参照すれば、サスペンションブッシュ１に大きな荷重が入力されることによって、例えば、弾性体４の脚部４ａが径方向に変位した場合、軸直方向ストッパ７の中間面７ｂが弾性体４の脚部４ａと接触することによって、過剰な歪（応力）が弾性体４に発生することを抑制する。
【0036】
また、図１に示すように、サスペンションブッシュ１は、軸直方向ストッパ７を形作る空洞部６の周方向外側の開口縁部に傾斜面７ａを備えている。図５および図６を参照すれば、軸直方向ストッパ７の中間面７ｂが弾性体４の脚部４ａと接触した状態において、さらに、サスペンションブッシュ１にねじり等の力が入力された場合、弾性体４の脚部４ａを形作る空洞部６の開口縁部は、軸直方向ストッパ７の傾斜面７ａの分だけ、当該軸直方向ストッパ７に接触することなく、軸Ｏに対してより大きく変位させることができる。即ち、サスペンションブッシュ１によれば、軸直方向ストッパ７の中間面７ｂが弾性体４の脚部４ａと接触した後も、軸直方向ストッパ７の傾斜面７ａの分だけ、弾性体４の脚部４ａ全体をより大きく伸ばすことができる。したがって、本実施形態によれば、空洞部６の開口縁部周りに生じ得る、局所的な応力集中を回避することができるので、弾性体４の亀裂の発生を遅らせることができる。
【0037】
加えて、図１等に示すように、サスペンションブッシュ１によれば、軸直方向ストッパ７が空洞部６の周方向外側まで拡大するため、弾性体４のボリューム（ゴムボリューム）を大きく確保することができる。このため、本実施形態によれば、従来のサスペンションブッシュのように、弾性体のボリュームが減少してしまう分、ストッパ機能を犠牲してしまうことがないので、様々な方向からの荷重に対してストッパ機能を発揮することができる。したがって、本実施形態によれば、より広い使用条件でストッパ機能を発揮することができる。
【0038】
このように、本実施形態に係るサスペンションブッシュ１によれば、より広い使用条件でストッパ機能を発揮することができるとともに、耐久性が向上する。
【0039】
ところで、ゴム等の弾性材料に用いて弾性体４を射出成形する場合を考慮すると、空洞部６が、軸方向視において、軸方向ストッパ５に対して周方向で、ほぼ同じ位置（例えば、重複する位置）となる場合、前記弾性材料の流れ（流動性）が悪くなり、当該弾性材料が成形型の細部にまで充填できないことが懸念される。
【0040】
これに対し、本実施形態に係るサスペンションブッシュ１によれば、空洞部６は、軸方向視において、軸方向ストッパ７に対して周方向で異なる位置に配置されている。この場合、脚部４ａと軸方向ストッパ５が周方向で、ほぼ同じ位置となるため、前記弾性材料の流動性を確保することができる。即ち、本実施形態によれば、前記弾性材料の流動性が良好なものとなり、当該弾性材料を成形型の細部にまで、より効率的に充填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は、成形性に優れたサスペンションブッシュとなる。
【0041】
また、図２に示すように、本実施形態において、軸直方向ストッパ７は、軸方向断面視において、２つの傾斜面７ａの間に中間面７ｂを備えている。この場合、軸直方向ストッパ７の中間面７ｂが主として脚部４ａと接触し、副次的に、膨出部７１の傾斜面７ａが脚部４ａと接触させることできる。このため、本実施形態によれば、ストッパ機能をより安定的に発揮させることができる。
【0042】
また、図１に示すように、本実施形態では、軸直方向ストッパ７の傾斜面７ａは、軸方向視において、空洞部６の周方向中央よりも周方向外側のみに備えられている。この場合、空洞部６の周方向外側に生じ得る応力集中、本実施形態では、弾性体４の脚部４ａに生じ得る応力集中が重点的に制限された、サスペンションブッシュとなる。
【0043】
上述のように、本実施形態によれば、より広い使用条件でストッパ機能を発揮することができるとともに、耐久性が向上する、サスペンションブッシュ１を提供することができる。
【0044】
図７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。
【0045】
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。
【0046】
また、本実施形態に係るサスペンションブッシュ１は、上述のような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。
【0047】
上述したところは、本発明の一実施形態を開示したにすぎず、特許請求の範囲に従えば、様々な変更が可能となる。例えば、上述の各実施形態において、サスペンション装置１００（車両）に対してサスペンションブッシュ１を組み付けたときの、空洞部５の配置は、上述の実施形態の配置に限定されるものではない。即ち、空洞部５の配置は、サスペンションブッシュ１が受ける加速及び制動（減速）の向きに応じて変更され得る。
【符号の説明】
【0048】
１：サスペンションブッシュ， ２：内筒， ３：外筒， ４：弾性体， ４ａ：弾性体の脚部， ５：軸方向ストッパ， ５ａ：接触面， ６：空洞部， ７：軸直方向ストッパ， ７１：膨出部， ７ａ：傾斜面， ７ａ１：傾斜面の軸方向内側端， ７ａ２：傾斜面の軸方向外側端， ７ｂ：中間面， ７ｃ：底面， Ｏ：軸
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】