JP6339544B2

JP6339544B2 - ブッシュ付スタビライザバー

Info

Publication number: JP6339544B2
Application number: JP2015184099A
Authority: JP
Inventors: 浩幸松村; 内田　智; 智内田; 匡貴白重; 達根市
Original assignee: Sumitomo Riko Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd; Toyota Motor Corp
Priority date: 2015-09-17
Filing date: 2015-09-17
Publication date: 2018-06-06
Anticipated expiration: 2035-09-17
Also published as: US9981524B2; CN107044502B; CN107044502A; JP2017056866A; DE102016010313A1; US20170080772A1; DE102016010313B4

Description

本発明は、車両のスタビライザを構成するスタビライザブッシュを用いたブッシュ付スタビライザバーに関するものである。

従来から、自動車等の車両には、姿勢の安定化による走行安定性や操縦性の向上などを目的として、スタビライザが設けられている。スタビライザは、スタビライザバーのねじり反力によって車両の姿勢の安定化を図るものであって、スタビライザバーの両端部分が車輪側となる左右のサスペンションアームに取り付けられると共に、中間部分がスタビライザブッシュを介して車両ボデー側に取り付けられる。そして、左右のサスペンションアームの変位量の差が大きくなる場合に、スタビライザバーのねじり反力によって左右のサスペンションアームの変位が抑えられることから、車両のロールが低減されて姿勢の安定化が図られる。

また、スタビライザバーの中間部分を車両ボデー側に取り付けるスタビライザブッシュは、筒状の本体ゴム弾性体を備えており、スタビライザバーに対して外挿状態で取り付けられると共に、外周面に重ね合わされるアウタブラケットを介して車両ボデー側に取り付けられて、スタビライザバーと車両ボデーを弾性連結するようになっている。

ところで、スタビライザブッシュは、スタビライザバーに対して非固着で外挿される場合もあるが、走行安定性や操縦性の更なる向上やスタビライザブッシュとスタビライザバーの間への異物の侵入防止などを目的として、本体ゴム弾性体の内周面がスタビライザバーの外周面に固着される場合もある。例えば、特開２０１１−１６８１０２号公報（特許文献１）には、本体ゴム弾性体の内周面をスタビライザバーの外周面に接着剤で接着した構造が開示されている。

しかしながら、スタビライザブッシュをスタビライザバーに接着すると、スタビライザブッシュの車両ボデーおよびスタビライザバーへの装着による静的な応力や、振動入力による動的な応力が、本体ゴム弾性体の内周面の軸方向端部に集中的に作用することから、大きな引張歪みによって本体ゴム弾性体に亀裂が入るなど、耐久性の低下が問題となるおそれがあった。

特開２０１１−１６８１０２号公報

本発明は、上述の事情を背景に為されたものであって、その解決課題は、スタビライザバーへの固着による優れた性能を十分な耐久性をもって実現することができる、新規な構造のスタビライザブッシュを提供することにある。

また、本発明は、上記の如きスタビライザブッシュをスタビライザバーに固着したブッシュ付スタビライザバーを提供することも、目的とする。

以下、このような課題を解決するために為された本発明の態様を記載する。なお、以下に記載の各態様において採用される構成要素は、可能な限り任意の組み合わせで採用可能である。

本発明の第一の態様は、スタビライザバーと、該スタビライザバーに外挿状態で取り付けられる筒状の本体ゴム弾性体と、該本体ゴム弾性体を軸方向全体に亘って覆うブラケットと、から成り、前記本体ゴム弾性体の内周面が該スタビライザバーの外周面に固着された固着面とされている一方、該本体ゴム弾性体は、内周部分において軸方向に突出する内周突出部が設けられていると共に、該内周突出部は、前記スタビライザバーへの非装着状態において該本体ゴム弾性体の内径と同一の内径を有し、突出先端に向けて薄肉となる直線から成る傾斜部を有しており、前記スタビライザバーの外周面に固着された前記固着面が該内周突出部の内周面を含んで構成されている一方、該内周突出部が該本体ゴム弾性体の軸方向端面において外周端を外れた内周部分だけに位置して、且つ、該軸方向端面の外周部分に対して１０°〜６０°の角度θで軸方向外方に向かって突出しているブッシュ付スタビライザバーを、特徴とする。

このような第一の態様に従う構造とされたブッシュ付スタビライザバーによれば、本体ゴム弾性体の内周面がスタビライザバーの外周面に固着されることにより、スタビライザブッシュのスタビライザバーに対する周方向や長さ方向での滑りを防止することによる性能の向上や、スタビライザブッシュとスタビライザバーの間への異物の侵入などが防止される。

また、本体ゴム弾性体の内周部分において軸方向に突出する内周突出部が形成されて、内周突出部の内周面がスタビライザバーの外周面に接着されていることにより、本体ゴム弾性体のスタビライザバーへの固着によって本体ゴム弾性体の内周面の軸方向端部に集中的に作用する応力が、内周突出部によって分散されるなどして、本体ゴム弾性体の耐久性の向上が図られる。
さらに、このような第一の態様に従う構造とされたブッシュ付スタビライザバーによれば、スタビライザバーの外周面に内周突出部の内周面を固着した状態において、内周突出部の外周面が突出先端に向けて次第に縮径するテーパ形状となることから、本体ゴム弾性体の軸方向端部において内周突出部による応力の分散化がより有利に図られる。
さらにまた、このような第一の態様に従う構造とされたブッシュ付スタビライザバーによれば、スタビライザブッシュがスタビライザバーに対して固着されることで、滑りによる性能の低下や異音の発生などが防止されると共に、スタビライザブッシュとスタビライザバーの間への異物の侵入も回避される。しかも、スタビライザブッシュにおいて内周突出部を設けたことによる本体ゴム弾性体の耐久性の向上が図られることから、信頼性に優れたブッシュ付スタビライザバーを提供することができる。

加えて、このような第一の態様に従う構造とされたブッシュ付スタビライザバーによれば、内周突出部の形成部分が本体ゴム弾性体の外周端から内周側に離れた部分に特定されることにより、本体ゴム弾性体の内周部分において内周突出部による応力集中の緩和効果を有効に得ながら、本体ゴム弾性体のばね特性に対する内周突出部の影響を抑えることができると共に、少ない形成材料で内周突出部を形成することができる。

本発明によれば、本体ゴム弾性体および内周突出部の内周面がスタビライザバーの外周面に固着されることにより、高性能なスタビライザを提供することができると共に、本体ゴム弾性体の内周面の軸方向端部に作用する応力が内周突出部によって分散されて、本体ゴム弾性体の耐久性も十分に確保される。

本発明の第一の実施形態としてのスタビライザブッシュを示す正面図。図１に示すスタビライザブッシュの平面図。図１に示すスタビライザブッシュの左側面図。図２のＩＶ−ＩＶ断面図。図２のＶ−Ｖ断面図。図１のＶＩ−ＶＩ断面図。図１に示すスタビライザブッシュを備えるブッシュ付スタビライザバーの車両装着状態を示す図図７に示すブッシュ付スタビライザバーの車両装着状態の要部を示す図であって、図９のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ断面に相当する図。図８のＩＸ−ＩＸ断面図。

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。

図１〜６には、本発明の第一の実施形態としてのスタビライザブッシュ１０が示されている。スタビライザブッシュ１０は、本体ゴム弾性体１２に調節部材１４が加硫接着された構造を有している。以下の説明において、上下方向とは図１中の上下方向を、前後方向とは図２中の上下方向を、左右方向とは軸方向である図１中の左右方向を、それぞれ言う。

より詳細には、本体ゴム弾性体１２は、全体として筒状とされており、図３〜６に示すように、左右に貫通する円形断面の装着孔１６を備えている。また、本体ゴム弾性体１２は、周上の少なくとも一部に切割１８を有しており、装着孔１６の周壁部が切割１８において周方向に分断されている。また、本体ゴム弾性体１２の前後両面および上面が外周へ向けて開口する連続した溝状となっており、左右方向の両端部分が中央部分よりも外周に突出している。特に、本体ゴム弾性体１２の外周面の上半部分において、内周に控えた左右方向の中央部分には、より外周へ突出した左右方向の両端部分に沿って周方向に延びる左右一組の凹溝２０，２０が形成されている。それら左右一組の凹溝２０，２０は、本実施形態において相互に同じ形状で形成されているが、異なる形状であっても良い。

また、本体ゴム弾性体１２には、左右一組の内周突出部２２，２２が一体形成されている。内周突出部２２は、図１〜６に示すように、筒状であって、本体ゴム弾性体１２の内周部分において軸方向端面から軸方向外方へ向けて突出している。本実施形態において、内周突出部２２は、本体ゴム弾性体１２の軸方向端面の外周端から内周側に離れた位置に形成されている。更に、内周突出部２２は、後述するスタビライザバー３０とアウタブラケット４２および車両ボデー４０との間での本体ゴム弾性体１２の圧縮領域に対して、軸方向外側に突出して設けられていると共に、後述する車両への装着状態において内周突出部２２の外周面２６が金具などによって直接的に拘束されない自由表面とされている。

更にまた、内周突出部２２の内周面２４は、略一定の直径で左右に延びる円筒面とされており、本体ゴム弾性体１２の内径寸法と略同じ直径を有している。一方、内周突出部２２の外周面２６は、突出先端に向けて次第に小径となるテーパ形状とされている。これらによって、内周突出部２２は、突出先端に向けて次第に径方向で薄肉となっている。

なお、本実施形態の内周突出部２２は、外周面２６が本体ゴム弾性体１２の外周部分の軸方向端面に対して、０°よりも大きく且つ９０°よりも小さな角度θで傾斜しており、好適には、外周面２６が本体ゴム弾性体１２の外周部分の軸方向端面に対して１０°以上且つ６０°以下、より好適には２０°以上且つ４０°以下の角度θで傾斜している。このことからも明らかなように、本体ゴム弾性体１２の外周部分の軸方向端面と、本体ゴム弾性体１２の内周部分の軸方向端面を構成する内周突出部２２の外周面２６とが、互いに異なる角度で相対的に傾斜して設けられている。更に、内周突出部２２の本体ゴム弾性体１２からの軸方向突出寸法ｌは、本体ゴム弾性体１２の径方向前後での厚さＴの半分以下であることが望ましい。更にまた、内周突出部２２の径方向での最大厚さｔは、本体ゴム弾性体１２の軸方向端面における径方向前後での厚さＴ’以下であることが望ましく、好適には、本体ゴム弾性体１２の軸方向端面での厚さＴ’に対して半分以下とされる。要するに、内周突出部２２は、本体ゴム弾性体１２の軸方向端面において外周端を外れた内周部分だけに形成されていることが望ましい。

また、本体ゴム弾性体１２には、調節部材１４が固着されている。調節部材１４は、アルミニウム合金などの金属や硬質の合成樹脂などで形成されており、本体ゴム弾性体１２の下端部に加硫接着されている。更に、調節部材１４は、図４に示すように、上面が上方に向けて開口する凹状の湾曲面とされて、上面が本体ゴム弾性体１２の周方向に湾曲していると共に、下面が平面とされており、左右外側へ行くに従って次第に厚肉となっている。本実施形態では、調節部材１４の左右両端部分の上面が上方に向けて凸の略円弧状断面を有しており、上面と左右側面が角をなすことなく滑らかに連続している。また、調節部材１４の下面を含む下端部は、本体ゴム弾性体１２から下方に露出している。

かくの如き構造とされたスタビライザブッシュ１０は、図７に示すように、スタビライザバー３０の中間部分に取り付けられて、ブッシュ付スタビライザバー３２を構成する。より詳細には、ブッシュ付スタビライザバー３２は、略Ｕ字状のばね鋼とされたスタビライザバー３０の中間部分に、２つのスタビライザブッシュ１０，１０が左右に離れて取り付けられた構造とされている。

スタビライザブッシュ１０は、スタビライザバー３０が本体ゴム弾性体１２の切割１８を通じて装着孔１６に差し入れられることにより、本体ゴム弾性体１２がスタビライザバー３０に外挿された状態で、スタビライザバー３０に装着されている。更に、スタビライザブッシュ１０の本体ゴム弾性体１２の内周面は、スタビライザバー３０の外周面に重ね合わされた状態で固着される固着面３４を構成しており、本体ゴム弾性体１２がスタビライザバー３０に対して外挿状態で固着されている。なお、本体ゴム弾性体１２とスタビライザバー３０の固着手段は、特に限定されないが、接着剤による接着や加硫接着などによるスタビライザブッシュ１０の成形後の固着方法が好適に採用され得る。

さらに、スタビライザバー３０の外周面に重ね合わされた状態で固着される固着面３４は、本体ゴム弾性体１２の軸方向端面から突出する内周突出部２２，２２の内周面２４，２４を含んで構成されており、内周突出部２２，２２の内周面２４，２４がスタビライザバー３０の外周面に重ね合わされた状態で固着されている。なお、内周突出部２２，２２とスタビライザバー３０の固着手段は、本体ゴム弾性体１２とスタビライザバー３０の固着手段と同様に、特に限定されるものではなく、たとえば接着や加硫接着などによる後固着方法が採用され得る。

本実施形態では、スタビライザバー３０におけるスタビライザブッシュ１０の装着部分が、本体ゴム弾性体１２の内径よりも大径とされている。これにより、スタビライザバー３０が本体ゴム弾性体１２の装着孔１６に差し入れられることによって、本体ゴム弾性体１２の装着孔１６が外周側へ押し広げられるようになっており、装着孔１６の内周面がスタビライザバー３０の外周面へ密着され易くなっている。

そして、スタビライザブッシュ１０，１０がスタビライザバー３０に取り付けられた構造のブッシュ付スタビライザバー３２は、図７〜９に示すように、車両に取り付けられる。即ち、スタビライザバー３０の両端部が、車輪３６側となる左右のサスペンションアーム３８，３８の各一方に取り付けられると共に、スタビライザバー３０の中間部分がスタビライザブッシュ１０，１０によって車両ボデー４０に取り付けられる。各スタビライザブッシュ１０は、本体ゴム弾性体１２の外周面に取り付けられるアウタブラケット４２を介して車両ボデー４０に取り付けられる。

アウタブラケット４２は、金属や硬質の繊維補強合成樹脂などで形成された高剛性の部材であって、図８，９に示すように、本体ゴム弾性体１２の上面および前後両側面に重ね合わされる溝状の装着部４４を備えている。装着部４４の左右両端部分は、外周へ向けて凸の湾曲形状で左右中央部分よりも外周へ突出しており、装着部４４の左右両端部分と左右中央部分の境界部分は、内周側が山折りとなるように折り曲げられている。更に、装着部４４の下開口端部は、前後内側に向けて凸となるように湾曲した形状とされており、装着部４４と取付片４６の境界部分が滑らかに連続している。また、装着部４４の下端には、前後各一方の外側に突出する一組の取付片４６，４６が一体形成されている。取付片４６には図示しないボルト孔が上下に貫通して形成されており、ボルト孔に挿通される図示しないボルトによって、取付片４６が車両ボデー４０にボルト固定可能とされている。

このアウタブラケット４２の装着部４４が本体ゴム弾性体１２の外周面（上面および前後両側面）に重ね合わされると共に、調節部材１４の下面が車両ボデー４０に重ね合わされた状態で、アウタブラケット４２の取付片４６，４６が車両ボデー４０にボルト固定される。これにより、スタビライザブッシュ１０が車両ボデー４０に取り付けられて、スタビライザバー３０の中間部分がスタビライザブッシュ１０を介して車両ボデー４０に取り付けられる。なお、取付片４６は、リベット接合やかしめ固定、溶接など、車両ボデー４０に対してボルト固定以外の手段で固定しても良い。

このようにアウタブラケット４２が車両ボデー４０に固定されることにより、本体ゴム弾性体１２は、アウタブラケット４２と車両ボデー４０の間で圧縮されるようになっている。更に、スタビライザバー３０が挿入された状態でアウタブラケット４２を車両ボデー４０に取り付けることにより、本体ゴム弾性体１２は、スタビライザバー３０とアウタブラケット４２の装着部４４および車両ボデー４０（調節部材１４）との径方向間で圧縮されるようになっている。

このような本体ゴム弾性体１２が圧縮された装着状態において、アウタブラケット４２における装着部４４の開口端内周縁部が本体ゴム弾性体１２に接触しても、装着部４４の開口端部が湾曲形状とされていることにより、本体ゴム弾性体１２に亀裂が生じる等の不具合が回避される。更に、図９に示すように、装着部４４に形成された内周側が山となる折曲げ部分は、本体ゴム弾性体１２における凹溝２０，２０の開口部分に重ね合わされており、かかる折曲げ部分の押し当てによる本体ゴム弾性体１２の損傷も防止されている。

また、本体ゴム弾性体１２の内周面がスタビライザバー３０の外周面に固着されていることにより、径方向の圧縮によって本体ゴム弾性体１２の軸方向端面に生じる軸方向外側への膨出変形によって、本体ゴム弾性体１２の内周面の軸方向端部に引張応力が作用する。ここにおいて、本実施形態に係るスタビライザブッシュ１０では、本体ゴム弾性体１２の内周部分に一体形成された内周突出部２２，２２によって、本体ゴム弾性体１２の軸方向外側への変形が低減されているとともに径方向の圧縮が効率的に生じるようになっている。これにより、本体ゴム弾性体１２の内周面の軸方向端部における亀裂の発生などが回避されて、耐久性の向上が図られる。

特に本実施形態では、本体ゴム弾性体１２の外周面におけるアウタブラケット４２の固着領域に対する軸直角方向での対応部分（本実施形態では本体ゴム弾性体１２の内周面に相当する）を軸方向外方に外れた位置まで突出して内周突出部２２が形成されていることで、アウタブラケット４２によってスタビライザブッシュ１０に及ぼされる締付力やこじり力等が内周突出部２２の先端部分までは直接に及ぼされないようにされている。更に本実施形態では、内周突出部２２が突出先端に向けて次第に径方向で薄肉となっており、内周突出部２２の外周面２６がテーパ形状になっている。これにより、径方向の圧縮に対して本体ゴム弾性体１２の軸方向端面に作用する引張応力がより効果的に低減される。その結果、本体ゴム弾性体１２の軸方向端面における亀裂の発生などが回避されて、耐久性の向上が図られる。

さらに、内周突出部２２の内周面２４は、スタビライザバー３０への装着前であるスタビライザブッシュ１０の単体状態において、軸方向に対して非傾斜で延びる円筒面とされており、同じく円筒面とされた本体ゴム弾性体１２の内周面と軸方向に連続している。これにより、内周突出部２２にスタビライザバー３０が挿入されて押し広げられても、内周突出部２２の変形による皺などの凹凸が内周面２４に生じ難く、内周突出部２２とスタビライザバー３０が有効に固着される。

また、本体ゴム弾性体１２がスタビライザバー３０に固着されており、スタビライザバー３０に対する長さ方向や周方向の滑りによってスタビライザブッシュ１０の位置ずれやばね作用の低下、スティックスリップによる異音の発生等を生じることがなく、目的とする車両姿勢の安定化や優れた乗り心地などを実現することができる。本体ゴム弾性体１２とスタビライザバー３０の固着によって、それらの間に水や砂塵などの異物が侵入するのを防いで、異音の発生やスタビライザバー３０の侵食による耐久性の低下などが防止される。加えて、本体ゴム弾性体１２の内周面および内周突出部２２，２２の内周面２４，２４で構成された固着面３４が、全体に亘ってスタビライザバー３０の外周面に固着されていることから、異物の接触による固着部分の劣化が生じ難く、スタビライザバー３０からの剥がれも問題になり難い。特に、内周突出部２２の突出先端部分は、先端面が軸直角方向に広がる環状平面とされて、ある程度の厚さとそれに伴う変形剛性が確保されていることから、内周突出部２２が突出先端まで十分な強度でスタビライザバー３０の外周面に固着される。

また、本実施形態では、内周突出部２２が本体ゴム弾性体１２の軸方向端面における外周端を内周側に離れて設けられており、内周突出部２２が本体ゴム弾性体１２の径方向中間よりも内周側で径方向部分的に設けられている。これにより、本体ゴム弾性体１２のスタビライザバー３０への固着による応力集中が問題になり易い本体ゴム弾性体１２の内周面の軸方向端部において、内周突出部２２を設けることによる耐久性の向上が図られると共に、本体ゴム弾性体１２のばね特性に対する内周突出部２２の影響が抑えられて、目的とする特性を得ることができる。

以上、本発明の実施形態について詳述してきたが、本発明はその具体的な記載によって限定されない。例えば、内周突出部２２は、本体ゴム弾性体１２の何れか一方の軸方向端面にのみ突出して設けられていても良い。また、内周突出部２２が本体ゴム弾性体１２の軸方向両端面に突出形成されている場合には、それら軸方向両側の内周突出部２２，２２は相互に異なる形状とされ得る。

また、内周突出部の構造は、前記実施形態に示した具体例によって限定的に解釈されるべきではない。例えば、内周突出部の外周面は、略一定の直径で軸方向ストレートに延びる非テーパ形状であっても良い。また、内周突出部の内周面は、スタビライザバーへの固着前には、突出先端に向けて拡径または縮径するテーパ形状であっても良く、その場合には、内周面の全体がテーパ形状であっても良いが、突出先端部分だけなど内周面が部分的にテーパ形状とされ得る。更に、内周突出部は、周方向の全周に亘って一定断面である必要はなく、突出高さや断面形状が周方向で変化していても良い。

さらに、内周突出部は、本体ゴム弾性体の内周部分に設けられていれば、例えば、基端部の外周端が本体ゴム弾性体の外周端に位置するように設けることもできる。要するに内周突出部は、本体ゴム弾性体の内周部分だけに設けられるものには限定されず、本体ゴム弾性体の内周端から外周端に亘って設けられていても良い。

また、本体ゴム弾性体の具体的な構造は、特に限定されるものではなく、例えば周上の二箇所に切割が形成されて二分割された構造なども採用され得る。尤も、切割は本発明における必須の構成ではなく、本体ゴム弾性体をスタビライザバーに対して外挿状態で取付可能であれば、切割は省略することができる。

また、調節部材１４は、要求される特性などによっては省略され得て、スタビライザブッシュは本体ゴム弾性体だけで構成され得る。その場合には、前記実施形態において、調節部材１４が配されていた部分にも本体ゴム弾性体を配することができる。また、調節部材の具体的な形状や材質は、要求特性に応じて適宜に変更され得るものであり、例えば半筒状の上下一対の金具とされて、それら金具が本体ゴム弾性体に対して略一周に亘って埋設状態で固着されていても良い。

また、スタビライザバーの具体的な形状などは特に限定されず、各種公知の構造が採用可能である。

１０：スタビライザブッシュ、１２：本体ゴム弾性体、２２：内周突出部、２４：内周面、３０：スタビライザバー、３２：ブッシュ付スタビライザバー、３４：固着面

Claims

スタビライザバーと、
該スタビライザバーに外挿状態で取り付けられる筒状の本体ゴム弾性体と、
該本体ゴム弾性体を軸方向全体に亘って覆うブラケットと、から成り、
前記本体ゴム弾性体の内周面が該スタビライザバーの外周面に固着された固着面とされている一方、
該本体ゴム弾性体は、内周部分において軸方向に突出する内周突出部が設けられていると共に、該内周突出部は、前記スタビライザバーへの非装着状態において該本体ゴム弾性体の内径と同一の内径を有し、突出先端に向けて薄肉となる直線から成る傾斜部を有しており、
前記スタビライザバーの外周面に固着された前記固着面が該内周突出部の内周面を含んで構成されている一方、該内周突出部が該本体ゴム弾性体の軸方向端面において外周端を外れた内周部分だけに位置して、且つ、該軸方向端面の外周部分に対して１０°〜６０°の角度θで軸方向外方に向かって突出していることを特徴とするブッシュ付スタビライザバー。