JP2006144900A - トルクロッド - Google Patents

Abstract

【課題】大振幅の変位に対する良好な減衰性および小振幅の振動に対する良好な振動絶縁性を両立したトルクロッドを提供する。
【解決手段】関節部５を介して互いに屈伸可能に結合された第一のメインロッド１及び第二のメインロッド２と、第一のメインロッド１における関節部５と反対側の端部に設けられた第一のマウント３と、第二のメインロッド２における関節部５と反対側の端部に設けられた第二のマウント４と、一端が第二のメインロッド２における長手方向所定位置に互いに角変位可能に結合されると共に他端が第三のマウント９を介して第一のメインロッド１における長手方向所定位置に互いに角変位可能に結合されたサブロッド６とからなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車や産業機械等におけるエンジンマウントシステムに用いられるトルクロッドに関するものである。

自動車のエンジンルームにおいて、エンジンやトランスミッション等からなるパワーユニットは、その荷重を弾性的に支承する複数のエンジンマウントと、エンジンのトルク変動等による振動の伝達を防止するトルクロッドからなるエンジンマウントシステムを介して車体側と連結され、このマウントシステムによってエンジンからの振動が車体側に伝達されるのを防止している。

図６は、ペンデュラム方式のエンジンマウントシステムの概略構成を示す右側面図、図７は同じく平面図で、図６における右側及び図７における上側が車両の前方である。

図６及び図７において、まず参照符号１０１は、前輪駆動車における横置きのエンジン１０２及びトランスミッション１０３を含むパワーユニット、１０４，１０５はパワーユニット１０１を主軸１０２ａ上で支持する主マウント、１０６はパワーユニット１０１における重心の真下の位置とその後方に位置する車体フレーム（クロスメンバ）１０７とを略水平方向（前後方向）に連結するトルクロッドである。そして、これら主マウント１０４，１０５及びトルクロッド１０６によって、いわゆるペンデュラム方式のエンジンマウントシステムが構成されている。

図８は、従来の技術によるトルクロッドを示す側面図である。すなわち、従来のトルクロッド１０６は、金属製のロッド本体１０６ａと、その両端に一体的に設けられた一対のアウターリング１０６ｂと、各アウターリング１０６ｂの内周にそれぞれ圧入されたアウタースリーブ１０６ｃと、更にその内周に配置されたインナースリーブ１０６ｄと、アウタースリーブ１０６ｃとインナースリーブ１０６ｄの間に介装された弾性体１０６ｅからなる（例えば特許文献１参照）。
特開２００３−２２２１８９号公報

ここで、横置きのエンジン１０２は、クランク軸が車両走行方向に対して直行する向きとなるように搭載されているものであり，駆動に伴って、上下方向の振動や、パワーユニット１０１の重心を通るトルクロール軸Ｏを中心として回転しようとするロール振動を生じ、このロール振動はアイドリングにおいて顕著となる。このため、図６及び図７に示されるエンジンマウントシステムにおいては、パワーユニット１０１の左右を支持する主マウント１０４，１０５を、トルクロール軸Ｏ上に配置し、パワーユニット１０１の下方もしくは上方にトルクロッドを配置することによって、ロール振動を規制している。

詳しくは、エンジンアイドリング時の小振幅のロール振動においては、トルクロール軸Ｏ上に配置された主マウント１０４，１０５へは回転方向の入力が主となるが、ボディ感度の高い上下方向の入力は少なく、トルクロッド１０６によって、ボディ感度の低い車両前後方向への入力が大きくなるため、アイドル振動の低減が期待できる。また、走行中の路面段差の乗り越え等におけるパワーユニット１０１の自由共振による大振幅の上下動は、主マウント１０４，１０５の少なくとも一方に液体封入式マウントを用いることで、短時間で減衰することができる。更に、アクセル全開時や、ＡＴ車で定速走行中にアクセルを踏み込むことによって自動的に低速ギヤに切り換わる時のキックダウンや、ＡＴレンジ切換といった、トルク変化によるロール方向のパワーユニット１０１の変位に対しては、主マウント１０４，１０５による振動低減効果は小さく、これらの振動に対しては、トルクロッド１０６が低減機能を奏する。

しかしながら、図８のような従来構造のトルクロッド１０６では、振動絶縁性能と振動減衰性能を両立することが困難であった。すなわちトルクロッド１０６の弾性体１０６ｅを低ばねとしてエンジンアイドリング時の小振幅のロール振動に対する良好な振動絶縁性能を確保した場合には、振動減衰性能が小さくなるので、パワーユニット１０１に自由共振が与えられた時のパワーユニット１０１のロール方向の揺動が長時間続くことになり、逆に、振動減衰性能を確保した場合は、ばね定数の上昇により、エンジンアイドリング時の小振幅のロール振動に対する振動絶縁性能が悪化する問題がある。

本発明は、以上のような点に鑑みてなされたものであって、その技術的課題は、低周波大振幅の変位に対する良好な減衰性及びそれより高周波の小振幅の振動に対する良好な振動絶縁性を両立したトルクロッドを提供することにある。

上述した技術的課題を有効に解決するための手段として、請求項１の発明に係るトルクロッドは、関節部を介して互いに屈伸可能に結合された第一のメインロッド及び第二のメインロッドと、第一のメインロッドにおける前記関節部と反対側の端部に設けられた第一のマウントと、第二のメインロッドにおける前記関節部と反対側の端部に設けられた第二のマウントと、両端が前記第一のメインロッド及び第二のメインロッドにおける長手方向所定位置に互いに角変位可能に結合されたサブロッドと、このサブロッドと前記第一のメインロッド及び第二のメインロッドとの結合部のうち少なくとも一方に介在された第三のマウントとからなるものである。

請求項２の発明に係るトルクロッドは、請求項１に記載の構成において、第一のメインロッドと第二のメインロッドが関節部を介して互いに所定の屈曲角度をなす時に、第三のマウントの変形量が最小となるものである。

請求項３の発明に係るトルクロッドは、請求項１又は２に記載の構成において、サブロッドと第一のメインロッド又は第二のメインロッドとの結合部に、第三のマウントの変形を制限するストッパが設けられたものである。

請求項１及び請求項２の発明に係るトルクロッドによれば、低周波大振幅の変位に対する良好な減衰性と、それより高周波の小振幅振動に対する良好な振動絶縁性とを両立することができる。

請求項３の発明に係るトルクロッドによれば、第三のマウントの変形を制限し、その耐久性を維持することができる。

以下、本発明に係るトルクロッドの好ましい実施の形態について、図面を参照しながら説明する。まず図１は本発明の実施の形態によるトルクロッドを示す斜視図、図２は側面図、図３は図２におけるIII方向の矢視図、図４は第一のメインロッドと第二のメインロッドが互いに伸長した状態を示す側面図、図５は第一のメインロッドと第二のメインロッドが互いに最大の屈曲角度まで屈曲した状態を示す側面図である。

これらの図に示されるトルクロッドは、関節部５を介して互いに屈伸可能に結合された第一のメインロッド１及び第二のメインロッド２と、第一のメインロッド１における関節部５と反対側の端部に設けられた第一のマウント３と、第二のメインロッド２における関節部５と反対側の端部に設けられた第二のマウント４と、両端が第一のメインロッド１及び第二のメインロッド２における長手方向所定位置にそれぞれ結合部７，８を介して互いに角変位可能に結合されたサブロッド６と、このサブロッド６と第一のメインロッド１との結合部７に介在された第三のマウント９とからなるものである。

第一のメインロッド１及び第二のメインロッド２は金属で製作されたもので、その関節部５と反対側の端部には、それぞれ円筒状のハウジング１１，２１が形成されている。そして、第一のマウント３は、第一のメインロッド１におけるハウジング１１の内周面に圧入された金属製のアウタースリーブ３１と、その内周に同心的に配置された金属製のインナースリーブ３２と、これらアウタースリーブ３１とインナースリーブ３２の間にゴム状弾性材料で一体に成形された環状（円筒状）の第一のマウント本体３３からなる。また第二のマウント４も同様であって、第二のメインロッド２におけるハウジング２１の内周面に圧入された金属製のアウタースリーブ４１と、その内周に同心的に配置された金属製のインナースリーブ４２と、これらアウタースリーブ４１とインナースリーブ４２の間にゴム状弾性材料で一体に成形された環状（円筒状）の第二のマウント本体４３からなる。

関節部５は、第一のメインロッド１におけるハウジング１１と反対側の被結合端部１２と、第二のメインロッド２におけるハウジング２１と反対側に形成された被結合端部２２を、リンクピン５１で枢結したものである。詳しくは、第二のメインロッド２における被結合端部２２は、第一のメインロッド１の被結合端部１２を挟むようにリンクピン５１の軸心と平行な方向に対峙する一対の突片２２ａを有するコ字形に形成され、これら突片２２ａ及び被結合端部１２，２１を、不図示のスベリ軸受等を介して挿通したリンクピン５１で枢結したものである。このため、第一のメインロッド１と第二のメインロッド２は、関節部５におけるリンクピン５１の軸心を中心として、互いに屈伸可能となっている。

サブロッド６は金属で製作されたもので、その本体部分６１は、〕形などの迂回形状に形成されており、その両端には被結合端部６２，６３が形成されている。そしてこの被結合端部６２，６３は、それぞれ、第一のメインロッド１、第二のメインロッド２及びサブロッド６を通る仮想平面と直交する方向（関節部５におけるリンクピン５１の軸心と平行な方向）に対峙する各一対の突片６２ａ，６３ａを有する。

第一のメインロッド１とサブロッド６を結合している結合部７は、第一のメインロッド１の長手方向中間部に形成された円筒状のハウジング１３と、サブロッド６の一方の被結合端部６２における突片６２ａと、前記ハウジング１３の内周に遊挿されると共に両端が前記突片６２ａ，６２ａに挿通されたボルト７１とからなる。

第二のメインロッド２とサブロッド６を結合している結合部８は、第二のメインロッド２の長手方向中間部２３と、これを挟み込むように存在するサブロッド６の他方の被結合端部６３における突片６３ａ，６３ａとを、不図示のスベリ軸受等を介して挿通したリンクピン８１で枢結したものである。

第三のマウント９は、第一のメインロッド１に形成されて結合部７を構成するハウジング１３の内周面に圧入された金属製のアウタースリーブ９１と、その内周に配置されると共に前記結合部７におけるボルト７１に外挿された金属製のインナースリーブ（不図示）と、これらアウタースリーブ９１とインナースリーブの間にゴム状弾性材料で一体に成形された環状（円筒状）の第三のマウント本体９２とからなる。したがって、結合部７は、第一のメインロッド１とサブロッド６を、第三のマウント９を介して弾性的に結合しているものである。

第三のマウント９におけるインナースリーブ（結合部７におけるボルト７１）は、図１及び図２に示されるように、第一のメインロッド１と第二のメインロッド２が関節部５を介して互いに所定の屈曲角度をなす状態において、アウタースリーブ９１と同心位置にあり、言い換えれば、この状態において、アウタースリーブ９１とインナースリーブの間に介在する第三のマウント本体９２の変形量が０となる。

また、第一のメインロッド１と第二のメインロッド２が、図１及び図２に示される状態から互いに伸長するように変位された場合は、サブロッド６の被結合端部６２に固定されたボルト７１（第三のマウント９のインナースリーブ）と、第三のマウント９のアウタースリーブ９１が相対的に偏心されるので、第三のマウント本体９２は、関節部５寄りの部分で圧縮を受けると共にその反対側で引張を受け、その変形量は、図４に示されるように、第一のメインロッドと第二のメインロッドが関節部５を介して互いに直線状に伸長した状態において最大となる。

逆に、第一のメインロッド１と第二のメインロッド２が、図１及び図２に示される状態から、更に大きく屈曲するように変位された場合は、ボルト７１（第三のマウント９のインナースリーブ）と第三のマウント９のアウタースリーブ９１が図４とは逆向きに相対偏心されるので、図５に示されるように、第三のマウント本体９２は、第一のマウント３寄りの部分で圧縮を受けると共に関節部５寄りの部分で引張を受ける。そしてこのときの第三のマウント本体９２の最大変形量は、サブロッド６の被結合端部６２と第一のメインロッド１のハウジング１３等に形成された突起等によるストッパ（不図示）の干渉によって制限されるようにすることができる。

第一のマウント３におけるアウタースリーブ３１及びインナースリーブ３２と、第二のマウント４におけるアウタースリーブ４１及びインナースリーブ４２と、関節部５におけるリンクピン５１と、結合部７におけるボルト７１（第三のマウント９におけるアウタースリーブ９１及びインナースリーブ）と、結合部８におけるリンクピン８１は、これらの軸心が互いに略平行となっている。

なお、第一のマウント本体３３及び第二のマウント本体４３は、形状や材質によって、第三のマウント本体９２よりも相対的に高ばね定数かつ高減衰となっている。

図示の形態によるトルクロッドは、以上のように構成されたものであって、第一のマウント３におけるインナースリーブ３２が、このインナースリーブ３２に挿通される不図示のボルト等を介して、例えば先に説明した図６及び図７に示される横置きエンジン１０２及びトランスミッション１０３を含むパワーユニット１０１の真下の位置に固定され、第二のマウント４におけるインナースリーブ４２が、このインナースリーブ４２に挿通される不図示のボルト等を介して、例えば車体フレーム（クロスメンバ）１０７に固定される。そして、主マウント１０４，１０５と共に、例えば図６及び図７に示されるような、いわゆるペンデュラム方式のエンジンマウントシステムを構成するものである。

そして、このトルクロッドは、横置きエンジン１０２のアイドリングにおいて顕著になる小振幅のロール振動が入力されると、第一のマウント３のインナースリーブ３２と、第二のマウント４のインナースリーブ４２の相対変位によって、第一のメインロッド１と第二のメインロッド２が、第三のマウント本体９２の変形量が最小である図１及び図２に示される状態から、比較的小さな変位量で屈伸運動され、主にばね定数が低い第三のマウント９が作用するので、トルクロッド全体としてばね定数が低く抑えられ、良好な振動絶縁性が確保される。これは、第一のメインロッド１と第二のメインロッド２の屈伸動作によって、第一のマウント３と第二のマウント４の相対変位量に対する第三のマウント本体９２の変形量が小さなものとなり、主にばね定数の低い第三のマウント本体９２の変形によって変位力を吸収するからである。したがって、車体側へのロール振動の伝達を有効に低減することができる。

また、トルク変化等によるパワーユニット１０１の大振幅のロール方向の揺動が入力された場合は、第一のマウント３のインナースリーブ３２と、第二のマウント４のインナースリーブ４２が互いに離間する半周期において、第一のメインロッド１と第二のメインロッド２が、図１及び図２あるいは図５のような屈曲状態から、図４に示される伸長状態へ移行する過程では、上述のように低ばねであり、減衰力も小さい。しかし、図４の伸長状態から更に第一のマウント３のインナースリーブ３２と第二のマウント４のインナースリーブ４２が離間して行くと、低ばね定数の第三のマウント本体９２の変形を伴わずに、高減衰である第一のマウント３の第一のマウント本体３３及び第二のマウント４の第二のマウント本体４３が、捩り変形と共に圧縮を受けるので、トルクロッド全体として、大きな減衰力を発揮する。

そして次の半周期、すなわち第一のマウント３のインナースリーブ３２と、第二のマウント４のインナースリーブ４２が互いに接近する半周期においても図４の伸長状態での変位による高減衰過程を含むため、パワーユニット１０１の揺動を、乗り心地の悪化に影響しない振幅まで短時間で収束することができる。

したがって、小振幅のロール振動等の伝達に対する良好な振動絶縁性と、大振幅の変位に対する良好な減衰性とを両立することができる。

ここで、図４に示される伸長状態では、第一のマウント３のインナースリーブ３２と、第二のマウント４のインナースリーブ４２が更に大きく離間動作しても、第三のマウント本体９２が、それ以上の変形を受けることはない。一方、第一のマウント３のインナースリーブ３２と、第二のマウント４のインナースリーブ４２が互いに接近する方向での第三のマウント本体９２の変形は、先に説明したように、サブロッド６の被結合端部６２と第一のメインロッド１のハウジング１３等に形成したストッパ（不図示）の干渉によって制限し、その耐久性を維持することができる。

なお、上述の形態では、サブロッド６の被結合端部６２が第一のメインロッド１に第三のマウント９を介して結合されているが、この第三のマウント９は、サブロッド６と第二のメインロッド２との結合部８に介在させても良い。

本発明の実施の形態によるトルクロッドを示す斜視図である。 図１の形態によるトルクロッドの屈曲状態を示す側面図である。 図２におけるIII方向の矢視図である。 図１の形態において第一のメインロッドと第二のメインロッドが互いに伸長した状態を示す側面図である。 図１の形態において第一のメインロッドと第二のメインロッドが互いに最大の屈曲角度まで屈曲した状態を示す側面図である。 ペンデュラム方式のエンジンマウントシステムの概略構成を示す右側面図である。 図５に示されるエンジンマウントシステムの概略構成を示す平面図である。 従来の技術によるトルクロッドを示す側面図である。

符号の説明

１ 第一のメインロッド
１１，１３，２１ ハウジング
１２，２２，６２，６３ 被結合端部
２ 第二のメインロッド
３ 第一のマウント
３１，４１，９１ アウタースリーブ
３２，４２ インナースリーブ
３３ 第一のマウント本体
４ 第二のマウント
４３ 第二のマウント本体
５ 関節部
５１，８１ リンクピン
６ サブロッド
６１ 本体部分
７，８ 結合部
７１ ボルト
９ 第三のマウント
９２ 第三のマウント本体

Claims (3)

1. 関節部（５）を介して互いに屈伸可能に結合された第一のメインロッド（１）及び第二のメインロッド（２）と、前記第一のメインロッド（１）における前記関節部（５）と反対側の端部に設けられた第一のマウント（３）と、前記第二のメインロッド（２）における前記関節部（５）と反対側の端部に設けられた第二のマウント（４）と、両端が前記第一のメインロッド（１）及び第二のメインロッド（２）における長手方向所定位置に互いに角変位可能に結合されたサブロッド（６）と、このサブロッド（６）と前記第一のメインロッド（１）及び第二のメインロッド（２）との結合部（７，８）のうち少なくとも一方に介在された第三のマウント（９）とからなることを特徴とするトルクロッド。
2. 第一のメインロッド（１）と第二のメインロッド（２）が関節部（５）を介して互いに所定の屈曲角度をなす時に、第三のマウント（９）の変形量が最小となることを特徴とする請求項１に記載のトルクロッド。
3. サブロッド（６）と第一のメインロッド（１）との結合部（７）又は第二のメインロッド（２）との結合部（８）に、第三のマウント（９）の変形を制限するストッパが設けられたことを特徴とする請求項１又は２に記載のトルクロッド。

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