JP2004138134A

JP2004138134A - ブッシュ構造

Info

Publication number: JP2004138134A
Application number: JP2002302510A
Authority: JP
Inventors: Koichi Miyagawa; 宮川　晃一
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 2002-10-17
Filing date: 2002-10-17
Publication date: 2004-05-13

Abstract

【課題】拘束部材に拘束された後、真円となる挿通孔を有するブッシュ構造を提供する。
【解決手段】スタビライザ・バーが挿通される挿通孔１２ａを備えたブッシュ１３が、Ｕ字型断面のブラケット１４により拘束されて、ボルト１５によりシャシ部品１６（クロスメンバ等）に取付けられるブッシュ構造において、ブラケット１４による拘束後の挿通孔１２ｂの形状が真円となるように、拘束前の挿通孔１２ａは、拘束方向に垂直な仮想面による挿通孔１２ａの断面が最も大きくなる面を基準面にして、この基準面からのシャシ部品１６側（基底部１３ｂ側）の挿通孔１２ａまでの長さ（基底部側長さ）Ｒ１を、この基準面からの湾曲部１３ｃ側の挿通孔１２ａまでの長さ（湾曲部側長さ）Ｒ２より長くした略楕円形状として、ブラケット１４の拘束形状に応じたものとする。
【選択図】　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、挿通部材を基材に弾性的に取付けるブッシュ構造に関し、例えば、スタビライザ・バーをシャシ部品（クロスメンバ等）に取付けるのに好適である。
【０００２】
【従来の技術】
サスペンションの構成部材と車体とを弾性的に連結するために、種々の部位にブッシュ構造が用いられている。例えば、サスペンションの構成部材であるスタビライザ・バーをシャシ部品（クロスメンバ等）のボデー側に固定する場合、スタビライザ・バー用の挿通孔にスタビライザ・バーを挿通したブッシュを、ブラケットによってボデー側に固定する。その一例を示す従来のブッシュ構造を図４に示す。
【０００３】
図４は、従来のブッシュ構造を示し、（ａ）は無負荷状態でのブッシュの側面図、（ｂ）は拘束状態でのブッシュ構造の側面図である。
【０００４】
図４に示すように、従来のブッシュ構造は、スタビライザ・バーが挿通される挿通孔２２ａを備えたブッシュ２３が、略Ｕ字型断面のブラケット２４により拘束されて、ボルト２５によりシャシ部品（クロスメンバ等）２６に取付けられるものである。なお、スタビライザ・バーを挿通しやすいように、ブッシュ２３には切込み２３ａが設けてあり、この切込み２３ａからスタビライザ・バーを挿通孔２２ａへ嵌め込む。
【０００５】
ブッシュ２３をブラケット２４で確実に固定するために、ブッシュ２３のシャシ部品２６側（ブラケット２４の固定（締付）方向側）には固定用締付代Ｌを持たせてある。これは、ブラケット２４の開放された３面の内、締付方向の１面側にブッシュ２３の固定締付代Ｌを設けたものである。ブラケット２４の固定の際には、ブラケット２４によりブッシュ２３を拘束して、ブッシュ２３をシャシ部品２６側に押付けて、固定用締付代Ｌを圧縮することで、ブッシュ２３をブラケット２４の固定（締付）方向に予圧縮している。この予圧縮は、一般的に行われており、スタビライザ・バーの動作などによるブッシュ２３の脱落を防止する役割を果たしている。
【０００６】
ブッシュ２３は、その外形に関わらず、無負荷状態において、円形断面の挿通孔２２ａを有している（図４（ａ）参照）。ところが、ブッシュ２３の拘束状態においては、ブッシュ２３が予圧縮されることで、円形断面の挿通孔２２ａの形状が、ブラケット２４の固定（締付）方向に圧縮された楕円形断面の挿通孔２２ｂへ変化する（図４（ｂ）参照）。そのため、スタビライザ・バーと挿通孔２２ｂとは部分的に接触圧力が大きくなり、スタビライザ・バー作動時の異音により、スタビライザ・バーからボデー側へ異音が伝達されたり、サスペンションのフリクションの増大を招いたりするおそれがある。これは、乗り心地悪化の一因にもなる。なお、図４では、比較のために、スタビライザ・バーの中心軸２１ａを併記した。
【０００７】
上記問題の原因となるブッシュの挿通孔の楕円変形を防止する技術として、ブッシュが略Ｕ字型断面のブラケットに固定されたときに、ブッシュの挿通孔が円となるように、ブッシュの挿通孔を予めブラケットの締付方向に長い楕円形状にする技術が開示されている（特許文献１参照。）。
【０００８】
【特許文献１】
特開平９−１７７８５３号公報（第３頁−４頁、図１）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
挿通孔が、スタビライザ・バーに適切な接触圧力を与えて保持するには、スタビライザ・バーに接する挿通孔の面内における面圧に偏りがなく、均等であることが理想的である。そのためには、スタビライザ・バーの断面が真円であり、それに対する挿通孔もスタビライザ・バーの断面より、やや小さい真円であることが望ましい。
【００１０】
しかしながら、上記特開平９−１７７８５３号公報に記載のブッシュ構造では、ブッシュがＵ字形状のブラケットに対応した湾曲部を有する形状（略蒲鉾型の形状）をしており、固定締付代をブッシュの締付方向側（ボデー側）に設けているため、ブッシュ自体の固定締付代分の変形量は、ブッシュの締付方向側で大きく、他端の湾曲部側では小さく、均等ではない。このため、ブッシュの固定時（拘束時）の挿通孔の変形も、ブッシュの締付方向側の挿通孔の変形量が大きく、湾曲部側の挿通孔の変形量が小さくなる。したがって、挿通孔を予めブラケットの締付方向に長い楕円形状に形成したとしても、ブッシュ拘束後にゆがんだ円となり、スタビライザ・バーを均一な面圧で保持できないおそれがある。
【００１１】
つまり、ブラケット等の拘束部材の形状を考慮して、拘束前の挿通孔の形状を形成しなければ、挿通孔の形状を単に締付方向に長い楕円形状としても、ブッシュの拘束時の挿通孔の形状が真円とはなりえないこととなる。
【００１２】
本発明は、上記課題に鑑みなされたもので、拘束部材に拘束された後、真円となる挿通孔を有するブッシュ構造を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明の請求項１に係るブッシュ構造は、拘束部材により拘束され、予圧縮された状態で基材に取付けられるブッシュが、拘束部材による拘束後に挿通孔の形状が真円となるように、拘束部材の形状に応じて、拘束前の形状が適正化された挿通孔を有する。
【００１４】
上記課題を解決する本発明の請求項２に係るブッシュ構造は、ブッシュを拘束する拘束部材をＵ字型形状とし、ブッシュをＵ字型形状の拘束部材に対応した湾曲部を有する形状とした場合、ブッシュを拘束する拘束方向に垂直な仮想面による挿通孔の断面が最も大きくなる面を基準面にして、この基準面からの基材側の挿通孔までの長さを、この基準面からの湾曲部側の挿通孔の長さより長くした略楕円形状の挿通孔を、拘束前の挿通孔の形状としてブッシュに設ける。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１において、単純な形状（直方体）のブッシュ構造を用いて、ブッシュが有する挿通孔の変形を説明する。
【００１６】
図１は、無負荷状態で楕円形状の挿通孔を有するブッシュ構造を示し、（ａ）は無負荷状態でのブッシュの側面図、（ｂ）は拘束状態でのブッシュ構造の側面図である。
【００１７】
図１に示すブッシュ構造は、ブッシュが直方体であり、挿通孔が締付方向に長い楕円であり、ブラケットがコの字型断面の形状である以外、図４に示したブッシュ構造と大きな差異はない。そのため、このブッシュ構造の詳細な説明は省略し、要点だけを述べる。
【００１８】
直方体のブッシュ３の側面が、コの字型断面のブラケット４により拘束され、ブッシュ３の固定用締付代Ｌを圧縮されて、シャシ部品（クロスメンバ等）６に固定される場合、ブッシュ３の締付方向に垂直な方向へのブッシュ３の変形はブラケット４により拘束されてほとんどなく、締付方向（圧縮方向）への変形が主となる。更に、挿通孔２ａが設けてある部分は、その他の部分より断面積が小さくなるため、内部応力が大きくなり、その変形量（圧縮量）も大きくなる。そのため、拘束後の挿通孔が真円となるには、無負荷状態での挿通孔の形状が圧縮方向に長い楕円形状とする必要がある。
【００１９】
つまり、特開平９−１７７８５３号公報に記載されたような挿通孔を、ブッシュ拘束後に真円にするには、締付方向に長い楕円形状断面の挿通孔を、図１に示すような、直方体のブッシュに設け、この直方体のブッシュをコの字型断面のブラケットを用いて、予圧縮した状態で拘束するブッシュ構造でなければならない。
【００２０】
ところが、ブラケットの形状をＵ字型断面形状とし、ブッシュ形状をブラケットに適合した湾曲部を有する形状（蒲鉾型）とした場合、挿通孔が単純な楕円形状では、真円とはならない。これは、湾曲部を有するブッシュでは、ブッシュの湾曲部側の体積が、ブッシュの非湾曲部側（基材部側）の体積より小さいため、ブッシュ全体に一定応力が働いたとしても、変形量の総和が非湾曲部側に比較して湾曲部側の方が小さくなることに起因する。
【００２１】
つまり、湾曲部側での変形量に対して、非湾曲部側での変形量が大きく、ブッシュ拘束による圧縮代の大部分を、非湾曲部側の変形量で賄うこととなり、そのため、挿通孔自体も湾曲部側と非湾曲部側で変形量の違いがでてくることとなる。したがって、挿通孔の形状を、湾曲部側に対して非湾曲部側の長半径が長い不均等な楕円とする必要がある。このようなブッシュ構造の一例を図２に示す。
【００２２】
図２は、本発明に係る実施形態の一例を示すブッシュ構造で有り、（ａ）は無負荷状態でのブッシュの状態を示し、（ｂ）は拘束時のブッシュの状態を示す。なお、図２では、理解しやすいように、ブッシュを直方体と半円柱の湾曲部から構成される形状とし、ブラケットをこのブッシュに対応したＵ字型断面の形状とした。又、半円柱の中心が、スタビライザ・バーの中心になるようにした。
【００２３】
図２に示すように、本発明に係るブッシュ構造は、スタビライザ・バーが挿通される挿通孔１２ａを備えたブッシュ１３が、Ｕ字型断面のブラケット１４により拘束されて、ボルト１５によりシャシ部品（クロスメンバ等）１６に取付けられるものである。Ｕ字型断面のブラケット１４は、スタビライザ・バーの挿通方向及びブッシュの締付方向の３面が開放された形状である。又、スタビライザを挿通しやすいように、ブッシュ１３には切込み１３ａが設けてあり、この切込み１３ａからスタビライザを挿通孔１２ａへ嵌め込む。なお、本実施例では、切込み１３ａがブッシュ１３の締付（固定）方向に対して斜め方向の位置に設けられているが、切込み１３ａの横ずれ防止のためには、ブッシュ１３の締付（固定）方向に対して垂直方向の位置に設ける方が良い。
【００２４】
ブッシュ１３をブラケット１４で確実に固定するために、ブッシュ１３のシャシ部品１６側（ブラケット１４の固定（締付）方向側）には固定用締付代Ｌを持たせてある。ブラケット１４の固定の際には、ブラケット１４によりブッシュ１３を拘束して、ブッシュ１３をシャシ部品１６側に押付け、固定用締付代Ｌを圧縮することで、ブッシュ１３をブラケット１４の固定（締付）方向に予圧縮している。
【００２５】
本発明に係るブッシュ構造において、ブラケット１４による拘束後の挿通孔１２ｂの形状が真円となるように、拘束前の挿通孔１２ａの形状を、ブラケット１４の拘束形状に応じたものとした。具体的には、拘束前の挿通孔１２ａの形状を略楕円形状とするとともに、ブッシュ１３を拘束する拘束方向に垂直な仮想面による挿通孔１２ａの断面が最も大きくなる面を基準面にして、この基準面からのシャシ部品１６（基底部１３ｂ）側の挿通孔１２ａまでの長さ（基底部側長さ）Ｒ１を、この基準面からの湾曲部１３ｃ側の挿通孔１２ａまでの長さ（湾曲部側長さ）Ｒ２より長くした。又、挿通孔１２ａは、拘束後の挿通孔１２ｂの大きさが、スタビライザ・バーの大きさより小さくなるように設定されている。例えば、拘束後の挿通孔１２ｂの半径をＲとすると、短軸の長さＲ、長軸の長さＲ１のシャシ部品１６（基底部１３ｂ）側の半楕円と、短軸の長さＲ、長軸の長さＲ２の湾曲部１３ｃ側の半楕円とを組み合わせた略楕円形状の挿通孔１２ａとなる。
【００２６】
なお、挿通孔１２ａは、シャシ部品１６（基底部１３ｂ）側又は湾曲部１３ｃ側にシフトして設けてもよい。その場合、スタビライザ・バーの中心軸１１ａから、挿通孔１２ａのシャシ部品１６側までの長さ（基底部側長さ）Ｒ１と湾曲部１３ｃ側までの長さ（湾曲部側長さ）Ｒ２との関係を、挿通孔１２ａの位置に対するブッシュ１３の基底部１３ｂ側と湾曲部１３ｃ側の体積比に応じて変化させる。つまり、ブッシュ１３の拘束方向における挿通孔１２ａの長さを、挿通孔１２ａの位置を基準にして、拘束方向側の体積とその反対方向側の体積（本実施例の場合、基底部１３ｂ側の体積と湾曲部１３ｃ側の体積）との比を用いて導出する。このように、拘束後の挿通孔１２ｂを真円とするには、ブラケット１４の形状やブッシュ１３での挿通孔１２ａの位置に応じて、拘束前の挿通孔１２ａの形状を設定すれば良い。
【００２７】
図３は、本発明に係るブッシュ構造が用いられた一例を示すものであり、サスペンションを示す斜視図である。
【００２８】
図３に示すように、本発明に係るブッシュ構造では、サスペンションにおいて、挿通部材であるスタビライザ・バー１１が挿通される挿通孔１２を備えたブッシュ１３が、拘束部材であるブラケット１４により拘束されて、予圧縮された状態で、基材であるシャシ部品（クロスメンバ等）１６に取付けられたものである。ブッシュ１３は、ゴム等の弾性体により構成されており、その弾性係数はスタビライザ・バー１１を保持するのに適切なものが選択されている。
【００２９】
上記ブッシュ構造により、スタビライザ・バー１１と挿通孔１２ｂとが、その内面全面で接触圧力を均等にでき、スタビライザ・バー１１作動時の異音のボデー側への伝達を防止したり、サスペンションのフリクションを減少させたりすることができる。又、そのフリクション減少により、乗り心地の向上も期待できる。
【００３０】
【発明の効果】
請求項１又は請求項２に係る発明によれば、拘束部材により拘束されて、基材に取付けられたブッシュの挿通孔が真円となり、挿通部材の作動時の異音を抑制し、摺動フリクションを減少することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】無負荷状態で楕円形状の挿通孔を有するブッシュ構造を示し、（ａ）は無負荷状態でのブッシュの側面図、（ｂ）は拘束状態でのブッシュ構造の側面図である。
【図２】本発明に係る実施形態の一例を示すブッシュ構造で有り、（ａ）は無負荷状態でのブッシュの側面図、（ｂ）は拘束状態でのブッシュ構造の側面図である。
【図３】本発明に係るブッシュ構造が用いられるサスペンションを示す斜視図である。
【図４】従来のブッシュ構造を示し、（ａ）は無負荷状態でのブッシュの側面図、（ｂ）は拘束状態でのブッシュ構造の側面図である。
【符号の説明】
１１ａ　スタビライザ中心軸
１２ａ　挿通孔（無負荷状態）
１２ｂ　挿通孔（拘束状態）
１３　　ブッシュ
１３ａ　切込み
１３ｂ　基底部
１３ｃ　湾曲部
１４　　ブラケット
１５　　ボルト
１６　　シャシ部品（クロスメンバ等）
Ｌ　　　固定用締付代
Ｒ１　　基底部側長さ
Ｒ２　　湾曲部側長さ

Claims

挿通部材が挿通される挿通孔を備えたブッシュが、拘束部材により拘束されて、予圧縮された状態で基材に取付けられるブッシュ構造において、
前記拘束部材による拘束後の前記挿通孔の形状が真円となるように、拘束前の前記挿通孔の形状を、前記拘束部材の形状に応じたものとしたことを特徴とするブッシュ構造。
請求項１記載のブッシュ構造において、
前記拘束部材をＵ字型形状とし、前記ブッシュを前記Ｕ字型形状の拘束部材に対応した湾曲部を有する形状として、
拘束前の前記挿通孔は、拘束方向に垂直な仮想面による前記挿通孔の断面が最も大きくなる面を基準面にして、前記基準面からの前記基材側の前記挿通孔までの長さを、前記基準面からの前記湾曲部側の前記挿通孔までの長さより長くした略楕円形状であることを特徴とするブッシュ構造。