JP2004255971A

JP2004255971A - 樹脂製連結部材

Info

Publication number: JP2004255971A
Application number: JP2003047752A
Authority: JP
Inventors: Takanobu Ide; 孝信井手; Akihiro Shimada; 明宏島田
Original assignee: Yamashita Rubber Co Ltd
Current assignee: Yamashita Rubber Co Ltd
Priority date: 2003-02-25
Filing date: 2003-02-25
Publication date: 2004-09-16

Abstract

【目的】ウエルドから破壊しにくくした樹脂製連結部材を提供する。
【構成】トルクロッド１を、ロッド部２及びその両端の連結部３を樹脂にて一体に形成する。連結部３にはブッシュ穴４にブッシュ５を挿入し、その内筒５ａに通したボルト６によりエンジン等へ取付ける。連結部３の最先端部となる位置にはウエルド７が設けられ、このウエルド７を挟む両側に外端凹部８を設ける。外端凹部８は連結部３の外周に沿って発生する最大応力を緩和して、ウエルド７へ伝達することを阻止する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、トルクロッドやエンジンマウントなど、エンジン等の振動源側と車体等の振動受側とを防振的に連結する防振装置等に好適な連結部材に係り、特にその連結部を樹脂製にしたものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
トルクロッドを樹脂製としたとき、そのロッド部の長さ方向端部に形成されるリング状の連結部は中央にブッシュ穴を備え、このブッシュ穴に挿入したブッシュを介してボルトにより取付相手部材へ取付けるようになっている。このトルクロッドを成形するとき、注入樹脂が連結部のブッシュ穴となるべき部分の周りを分流して流れて反対側で合流し、この合流部分にウエルドが形成されて弱体化する。そこで、この弱体化を防止するため、例えばウエルドの位置を応力の小さな場所となるようにコントロールするもの（文献１参照）や、ウエルド部分を最大肉厚にするもの（文献２参照）がある。
【０００３】
【特許文献１】特開平５−１４８０６号公報
【特許文献２】特許第３２１７９０６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ウエルドの位置を特定の場所に形成しようとすれば、成形型内における注入樹脂の流れを厳密にコントロールする必要があり、このようなコントロールは実際上極めて困難になる。またウエルド形成位置が限定され、設計自由度が低くなる。さらに荷重の入力方向が変化すると所期効果が得られない。また、肉厚を大きくするものは、肉厚だけで耐破壊強度を確保しようとする思想のため、樹脂量が増大し、重量増となる。これは、取付相手側からの入力によってリング状の連結部にかかる応力は外周側が最大となるが、前記従来例のように略山形の突起は肉厚が徐々に変化しているため、この最大応力はウエルドに伝達され、その結果、肉厚部を略山形で大きなものにしなければならなくなるためである。そこで本願発明は、これらの課題を解決するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本願の樹脂製連結部材に係る第１の発明は、他部材と連結するための部材であって少なくとも一部が樹脂で形成されるとともに、この樹脂部にウエルドが形成された樹脂製連結部材において、前記他部材側からの入力による応力が前記ウエルドの近傍となる樹脂部の端縁部に沿って発生するとき、この応力を前記ウエルドの外端部へ伝わりにくするための応力遮断手段を設けことを特徴とする。
【０００６】
この応力遮断手段は最大応力の発生する凹部又は凸部として形成でき、その樹脂製連結部材中における場所はウエルドの形成された場所であれば任意であり、例えば、他部材との連結部近傍、もしくは他部材に対する２つの互いに隔たった連結部の中間部であってもよい。
【０００７】
また、応力遮断手段として、前記樹脂部のウエルド部分近傍かつ外端部に、外方へ開放されかつ肉厚内へ凹入するように形成された外端凹部とすることができる。さらに、前記樹脂部のウエルド部分端縁部からウエルドを含みかつ略一様の幅で突出する外端凸部とすることもできる。
【０００８】
また、前記応力遮断手段を備えた樹脂製連結部材が、長さ方向端部にブッシュを取付けるためのブッシュ穴を備えたトルクロッドであってもよい。さらには、上記樹脂製連結部材が、エンジンマウントであって、その取付用ブラケット部分を樹脂製とし、かつこの部分に取付用のボルト穴を設けたものであってもよい。
【０００９】
【発明の効果】
請求項１によれば、樹脂製連結部材の樹脂部にウエルドが形成されているとき、他部材側から力が加わると、この応力のうち最大のものが樹脂部の外端部に発生し、外端部に沿ってウエルドへ伝達されようとする。しかし、ウエルド近傍の外端部に応力遮断手段を設けてあるので、この応力遮断手段により最大応力がウエルドへ伝わりにくくする。したがって、ウエルドからの破壊を防止することができる。しかもウエルドの位置がどこであってもウエルドからの破壊を防ぐことができるようになるから、困難な成形を強いられることもなくなり、成形が容易になる。そのうえ、荷重の入力方向が変化しても所期の効果を維持できる。
【００１０】
請求項２によれば、応力遮断手段を、樹脂部のウエルド部分近傍かつ外端部に、外方へ開放されかつ肉厚内へ凹入するように形成された外端凹部としたので、この外端凹部によりウエルド部へ向かう最大応力の伝達を阻止できる。
【００１１】
請求項３によれば、応力遮断手段を、樹脂部のウエルド部分端縁部からウエルドを含みかつ略一様の幅で突出する外端凸部としたので、この外端凸部によってもウエルド部へ向かう最大応力の伝達を阻止できる。しかも外端凸部は略一様な幅をなすので、可及的に小さくでき、全体を小型・軽量化することができる。
【００１２】
請求項４によれば、樹脂製連結部材として、長さ方向端部にブッシュを取付けるためのブッシュ穴を備えたトルクロッドとしたので、ブッシュ穴の周囲又は「ロッド部の軸方向における任意部分にウエルドと外端凹部もしくは外端凸部を設けることにより、ロッド部の軸方向に圧縮もしくは引っ張り荷重が加わってもウエルドを起点とする破壊を有効に防止できる。
【００１３】
請求項５によれば、樹脂製連結部材として、エンジンマウントとし、その取付用ブラケット部分を樹脂製とし、かつこの部分に取付用のボルト穴を設けたものとしたので、樹脂部のボルト穴の周囲部分もしくは他の部分へウエルドと外端凹部もしくは外端凸部を設けることにより、ボルト穴から樹脂部へ力が加わっても、同様にウエルドへ伝達されず破壊を防止できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて実施形態を説明する。図１〜図３は本願発明を樹脂製連結部材としてトルクロッドに適用するとともに応力遮断手段として外端凹部を設けた第１実施例に係り、図１はトルクロッド全体を示す図、図２は作用を説明する図、図３はその部分拡大図である。
【００１５】
図１において、このトルクロッド１は、全体を樹脂で形成され、長手状に形成されるロッド部２と、その長さ方向両端に形成されたリング状の連結部３を一体に備える。連結部３の中央部にはブッシュ挿入用のブッシュ穴４が設けられ、その中にゴム等の公知弾性体からなるブッシュ５が設けられ、その中心部に内筒５ａが一体化されている。
【００１６】
内筒５ａは取付用のボルト６を通すためのものであり、内筒５ａへ通したボルト６により、一方の連結部３を振動源側又は振動受側、例えば、エンジン又は車体のいずれか一方側へ取付け、他方の連結部３をいずれか他方側へ取付ける。
【００１７】
連結部３は、ロッド部２と一体に樹脂で形成され、ブッシュ穴４の周囲を所定の肉厚で一様に囲んでいる。この連結部３の一部には樹脂流の合流部にウエルド７が形成される。ウエルド７の位置は自由であるが、本実施例の場合はロッド部２の軸方向最外端部となる位置になっている。この位置は最も荷重が大きくなる部分でもある。
【００１８】
連結部３の外周部にはウエルド７を挟んで両側の近傍位置に外端凹部８が設けられている。外端凹部８は略半円形のくぼみ部をなし、連結部３の周囲外方へ向かって開放され、かつ連結部３の肉厚部へ湾曲凹入する形状をなす。但し、その形状及び凹入深さは必要とする所定強度に応じて任意に調整できる。
【００１９】
連結部３を構成する樹脂は、例えば、６−６ナイロンなど公知の種々なものが可能であり、必要により、繊維強化される。この樹脂による製法は射出成形等種々の公知成形方法を採用できるが、いずれにしろ溶融樹脂を型内へ注入・固化して成形するものである。
【００２０】
このとき、型内の成形空間のうち、ブッシュ穴４に相当する部分は型の一部であってブッシュ穴４を形成するブッシュ穴形成部９（図１の右側連結部３側のみについて例示する）によって埋められているので、注入した樹脂は、このブッシュ穴形成部９の周囲に回り込んで、注入位置と反対側にウエルド７が形成される。
【００２１】
このウエルド７は、ブッシュ穴形成部９のように、樹脂流を分流させてから合流する構造が存在する限り発生する。但し、その位置は任意に調整できる。また、予めブッシュ４を型内に置いて成形する場合は、ブッシュ穴形成部９としてブッシュ４を含む。
【００２２】
また、樹脂の注入方法により、ウエルド７の数も変化し、例えば、ロッド部２をゲート位置にすれば図示のように両側の連結部３にそれぞれ形成される。また、一方の連結部３側から樹脂を注入すれば、他方側へのみウエルド７を形成することもできる。もちろん複数位置にゲートを設ける多点ゲートも可能である。
【００２３】
外端凹部８は予め型側に設けた対応形状の突起により連結部３の成形と一体に形成することができる。また、成形後に切削等の機械加工によって形成することもできる。
【００２４】
次に、作用を説明する。図１のトルクロッド１を使用した状態で、トルクロッド１へ引っ張り方向の入力荷重があると、図２に誇張して示す状態になる。すなわち、入力荷重Ｆによりボルト６を介して、内筒５ａが連結部３のウエルド７方向へ相対移動してこの部分を強く押す。
【００２５】
その結果、ロッド部２の軸線上における連結部３の最外側部分、すなわちウエルド７が位置する部分は、ブッシュ５を介してボルト６により外方へ押されて変形し、誇張して示すような歪みを生じるため、連結部３の周方向に引っ張り応力が働き、図示の場合ではロッド部の軸線上における外周部に最大の引っ張り応力が働く。これを図３に示す。
【００２６】
図３に明らかなように、連結部３の外周部は引っ張り応力が最大になるから、ウエルド７の先端部位置に最大の引っ張り応力ｆが加わることになる。このとき、ウエルド７の両側に外端凹部８が位置し、外端凹部８は外方に向かって開放された湾曲形状をなすから、この大きな引っ張り応力ｆを受けて開口部を広げるように湾曲形状を変化させながら変形する。
【００２７】
この変形は、ウエルド７に対する応力集中より先に生じるため、外端凹部８の変形により、ウエルド７にかかる応力集中を緩和する。すなわち外周部における最大の引っ張り応力ｆがウエルド７に対する伝達を外端凹部８によってくい止めることができる。
【００２８】
このため、外端凹部８がなければウエルド７が最も応力集中の大きくなるべき場所にあるにもかかわらず、ウエルド７を起点とする破壊を防ぐことができる。しかもウエルド７の両側に外端凹部８があるから両側から引っ張り応力ｆの伝達を確実に阻止できる。
【００２９】
したがって、連結部３の耐破壊強度を大きくし、より大荷重の入力に耐えることができるようになる。しかも、ウエルド７の位置がどこにあっても、外端凹部８を設けるという簡単な構造により破壊を防ぐことができるから、実際上極めて困難であったウエルド７の正確な形成位置をコントロールする必要がなくなり、成形作業を容易にできる。
【００３０】
また、ウエルド７の位置を必ずしも図示のようなトルクロッドの軸方向最外端部に設ける必要はなく、例えば、連結部３の上記最外端部から周方向へずれた位置やロッド部２の軸方向適当ヶ所に設けることもできる。ロッド部２に設ける場合はその中心軸線と略平行する縁部（これを外端部ということとする）にウエルド７の外端が位置し、その近傍となる外端部上に外端凹部８が位置することになる。
【００３１】
この場合にも、ウエルド７に関する最大の応力が外端部に沿って発生するので、これがウエルド７へ伝達することを外端凹部８でくい止めることができる。なお、外端凹部８の数は一対で設けず、ウエルド７の片側だけに設けることもできる。この場合でも、ウエルド７の応力集中に先立って外端凹部８の変形を起こすので、同様の効果を期待できる。
【００３２】
次に、図４，５により第２実施例を説明する。この例は、樹脂製連結部材としてトルクロッドではなく、エンジンマウントとして構成した例である。このエンジンマウント１０は、内筒１１の周囲へ一体に形成された防振ゴム１２の周囲を接着一体化した樹脂製ブラケット１３を形成する。
【００３３】
樹脂製ブラケット１３には取付脚１４が一体に形成され、ここにボルト穴１５（図５）が形成される。エンジンマウント１０はこのボルト穴１５に通したボルト１６により車体１７へ取付けられる。取付脚１４は防振ゴム１２を一体化した樹脂製ブラケット１３の本体部中心側から略対称位置に外方へ張り出して形成される。
【００３４】
図５に明らかなように、ボルト穴１５の周囲には、ウエルド１８が形成され、ボルト穴１５の周囲から、その周りを囲む座部１５ａを通って取付脚１４の外側端縁部である外端部１９まで達している。座部１５ａにはウエルド発生の原因となるインサートナット等が一体化されていることがあるが、ウエルドはあくまで樹脂部に発生する。ウエルド１８の外端が位置する取付脚１４の外端部１９にはウエルド１８を挟んで両側に外方へ開いた外端凹部２０が形成される。外端凹部２０は第１実施例と同じものである。
【００３５】
図４において、内筒１１に通した取付軸２１によりエンジンマウント１０をエンジン２２へ取付け、かつ取付脚１４は前記したところにより車体１７へ取付けられる。
【００３６】
このようなエンジンマウント１０に、エンジン２２の振動が取付軸２１及び内筒１１を介してエンジンマウント１０へ入力されると、取付脚１４のボルト穴１５の周囲へ応力が集中する。このため、ウエルド１８に応力集中が生じ易くなり、ウエルド１８の外端が位置する取付脚１４の外端部１９に沿って最大の応力が発生するが、第１実施例同様に外端凹部２０によりウエルド１８を起点とする破壊を防止できる。
【００３７】
なお、ウエルド１８を設ける位置は、必ずしもボルト穴１５を中心としてその放射方向に形成されるものばかりではなく、ボルト穴１５に関係ない樹脂部に設けてもよい。この場合でも、外端部に沿って発生する最大の応力を外端凹部２０によりウエルド１８への伝達を阻止できることは同様である。
【００３８】
次に、応力遮断手段を外端凸部とした第３実施例を説明する。図６は第１実施例同様の樹脂製トルクロッドにおける一方の連結部を拡大した図である。なお第１実施例と共通する部分は共通符号を用いるものとする。この例では、ウエルド７の位置における外周部が径方向外方へ突出して張り出した外端凸部３０になっている。
【００３９】
この突出高さ（張り出し量）をＬ、外端凸部３０の連結部周方向における幅をＷ、外端凸部３０の基部と取付穴までの寸法を肉部幅Ｔとしたとき、
Ｌ／Ｔ＞０．５、Ｗ／Ｔ＜１．０とする。
また、外端凸部３０はほぼ一様な幅で突出しており、基部側及び外周側の幅はいずれもほぼ同様のＷである。突出高さＬは肉部幅Ｔを含まない寸法である。
【００４０】
このようにすると、外端凸部３０がウエルド７を含みかつ略一様の幅Ｗで突出するので、従来例の略山形をなす突出部と異なり、連結部３の外周部に発生する最大の応力ｆがウエルド７へ伝達することを阻止できる。すなわち外端凸部３０が応力遮断手段として機能することになる。その結果、ウエルド７からの破壊を防ぐことができる。
【００４１】
しかも、Ｌ／Ｔ＞０．５、Ｗ／Ｔ＜１．０、なる条件を満たし、かつ幅Ｗが略一様に突出するので、上記応力遮断手段として機能するにもかかわらず、外端凸部３０の大きさは可及的に小さくすることができるから、全体の小型・軽量化が可能になる。
【００４２】
なお、本願発明は上記実施例に限定されず種々に変形や応用が可能であり、ウエルド７、１８と外端凹部８、２０または外端凸部３０を設ける適用対象は、これらのトルクロッドやエンジンマウントに限らず、サスペンション用ロッドやマウントなどの防振装置等、各種樹脂製連結部材が可能である。
さらに、第３実施例の外端凸部構造は、トルクロッドに限らず、第２実施例のエンジンマウントなど各種の樹脂製連結部材に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例のトルクロッドを示す図
【図２】その作用を説明する図
【図３】同上拡大図
【図４】第２実施例のエンジンマウントを示す正面図
【図５】その平面図
【図６】第３実施例のトルクロッドを示す図
【符号の説明】１：トルクロッド、２：ロッド部、３：連結部、４：ブッシュ穴、５：ブッシュ、６：ボルト、７：ウエルド、８：外端凹部、９：ブッシュ穴形成部、１０：エンジンマウント、１２；防振ゴム、１３：樹脂製ブラケット、１４：取付脚、１５：ボルト穴、１８：ウエルド、２０：外端凹部、３０：外端凸部

Claims

他部材と連結するための部材であって少なくとも一部が樹脂で形成されるとともに、この樹脂部にウエルドが形成された樹脂製連結部材において、
前記他部材側からの入力による応力が前記ウエルドの近傍となる樹脂部の端縁部に沿って発生するとき、この応力を前記ウエルドの外端部へ伝わりにくくするための応力遮断手段を設けことを特徴とする樹脂製連結部材。
前記応力遮断手段は、前記樹脂部のウエルド部分近傍かつ外端部に、外方へ開放されかつ肉厚内へ凹入するように形成された外端凹部であることを特徴とする請求項１記載の樹脂製連結部材。
前記応力遮断手段は、前記樹脂部のウエルド部分端縁部からウエルドを含みかつ略一様の幅で突出する外端凸部であることを特徴とする請求項１記載の樹脂製連結部材。
前記樹脂製連結部材は、長さ方向端部にブッシュを取付けるためのブッシュ穴を備えたトルクロッドであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載した樹脂製連結部材。
上記樹脂製連結部材は、エンジンマウントであって、その取付用ブラケット部分を樹脂製とし、かつこの部分に取付用のボルト穴を設けたものであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載した樹脂製連結部材。