JP2013130284A - トルクロッド - Google Patents

Abstract

【課題】トルクロッドによる振動吸収ストロークを増大させることを目的とする。
【解決手段】動力源１６と車体１８との間に、相対回転可能なジョイント２１，２２，２３を介して直列に連結される少なくとも２本のリンク１１，１２と、ジョイント２１，２２，２３に設けられ、リンク１１，１２の回転方向に弾性を有する弾性部材１４と、を有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、トルクロッドに係り、特にリンク式とされたトルクロッドに関する。

ロッド本体の両端に中間筒を設け、該中間筒の内側に内筒を設け、該内筒と中間筒とをゴム弾性体により弾性的に連結したトルクロッド（防振装置）が開示されている（特許文献１参照）。トルクロッドの一方の端部は例えば車両の振動発生源（動力源）への取付け部とされ、他方の端部は車体への取付け部とされている。

また同様の構成において、ロッドに慣性マスを取り付け、アクチュエータにより該慣性マスをロッドの軸方向に往復動させる構造が開示されている（特許文献２参照）。

特開２００６−２９２０７４号公報 特開２０１１−１２７５７号公報

しかしながら、上記した従来例は、動力源と車体との間を、単純な引張圧縮方向に弾性支持する構造である。従って、例えば動力源や車体への取付け部にトルクが作用した状態で引張圧縮を受けると、ゴム弾性体のばね性が急激に上昇し弾力性が少なくなる傾向があった。

本発明は、上記事実を考慮して、トルクロッドによる振動吸収ストロークを増大させることを目的とする。

請求項１の発明は、動力源と車体との間に、相対回転可能なジョイントを介して直列に連結される少なくとも２本のリンクと、前記ジョイントに設けられ、前記リンクの回転方向に弾性を有する弾性部材と、を有している。

請求項１に記載のトルクロッドでは、動力源からリンクに入力があった際に、ジョイントに設けられた弾性部材が弾性変形しつつ、リンクがジョイントにおいて相対回転して、動力源と車体との間を弾性支持する。これにより、トルクロッドの可動範囲が大きくなるため、従来のリンク式でないトルクロッドと比較して、振動吸収ストロークを増大させることができる。

請求項２の発明は、請求項１に記載のトルクロッドにおいて、互いに連結された２つの前記リンクの軸線方向が交差している。

ここで、リンクの軸線とは、該リンクが有する２箇所のジョイントの回転中心を結ぶ直線である。

請求項２に記載のトルクロッドでは、互いに連結された２つのリンクの軸線方向が交差しているので、動力源からの入力に対してリンクが各ジョイントにおいて相対回転しようとする際に、弾性部材が円滑に弾性変形を開始する。これによって、弾性部材の弾性変形初期における弾性率の上昇を抑制することができる。このため、トルクロッドによる振動吸収ストロークをより一層増大させることができる。

請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載のトルクロッドにおいて、前記リンクに、ばね、ダンパー、アクチュエータの何れか、又はこれらを組み合せたものを介して、質量体が吊り下げられている。

請求項３に記載のトルクロッドでは、リンクに吊り下げられた質量体がマスダンパーとなることで、動力源からトルクロッドに入力された振動が低減する。このため、動力源からトルクロッドを介して車体に伝達される振動を低減させることができる。

請求項４の発明は、請求項３に記載のトルクロッドにおいて、前記ばねが可変ばねである。

請求項４に記載のトルクロッドでは、リンクと質量体との間のばねとして可変ばねを用いるので、アクチュエータを省略して低コスト化を図ることができる。

請求項５の発明は、請求項３に記載のトルクロッドにおいて、前記ダンパーが可変ダンパーである。

請求項５に記載のトルクロッドでは、リンクと質量体との間のダンパーとして可変ダンパーを用いるので、アクチュエータを省略して低コスト化を図ることができる。

以上説明したように、本発明に係る請求項１に記載のトルクロッドによれば、振動吸収ストロークを増大させることができる、という優れた効果が得られる。

請求項２に記載のトルクロッドによれば、トルクロッドによる振動吸収ストロークをより一層増大させることができる、という優れた効果が得られる。

請求項３に記載のトルクロッドによれば、動力源から車体に伝達される振動を低減させることができる、という優れた効果が得られる。

請求項４に記載のトルクロッドによれば、アクチュエータを省略して低コスト化を図ることができる、という優れた効果が得られる。

請求項５に記載のトルクロッドによれば、アクチュエータを省略して低コスト化を図ることができる、という優れた効果が得られる。

（Ａ）第１実施形態に係るトルクロッドを示す模式図である。（Ｂ）２本のリンクの連結部分を示す斜視図である。（Ｃ）リンクと、動力源側の取付け部との連結部分を示す斜視図である。 （Ａ）３本のリンクを用いたトルクロッドの一例を示す模式図である。（Ｂ）リンクの連結部分を示す斜視図である。 ２本のリンクを用いたトルクロッドにおいて、リンクのジョイントに、ばね、ダンパー、及びアクチュエータを介して質量体が吊り下げられた例を示す模式図である。 ２本のリンクを用いたトルクロッドにおいて、リンクのジョイントに、可変ばねを介して質量体が吊り下げられた例を示す模式図である。 ２本のリンクを用いたトルクロッドにおいて、リンクのジョイントに、可変ダンパーを介して質量体が吊り下げられた例を示す模式図である。

以下、本発明を実施するための形態を図面に基づき説明する。

［第１実施形態］
図１（Ａ）において、本実施形態に係るトルクロッド１０は、リンク１１，１２と、弾性部材１４とを有している。

リンク１１，１２は、動力源１６と車体１８との間に、相対回転可能なジョイント２１，２２，２３を介して直列に連結される剛性部材である。このリンクは、少なくとも２本設けられ、本実施形態では２本のリンク１１，１２が設けられている。このうちリンク１１は、ジョイント２１において、動力源１６に固定された取付け部２６に連結されている。またリンク１２は、ジョイント２２において、車体１８に固定された取付け部２８に連結されている。リンク１１とリンク１２は、ジョイント２３において連結されている。

ジョイント２１は、リンク１１に設けられた筒部材３１と、中心軸４１とで構成される回り対偶である。ジョイント２２は、リンク１２に設けられた筒部材３２と、中心軸４２とで構成される回り対偶である。そして、図１（Ｂ）に示されるように、ジョイント２３は、リンク１１に設けられた筒部材３３及びリンク１２に設けられた筒部材３４と中心軸４３とで構成される回り対偶である。リンク１１の筒部材３３と、リンク１２の筒部材３４とは、その軸方向に重ねられて、共通の中心軸４３により連結されている。

２つのリンク１１，１２は、互いに連結され、該リンク１１，１２の軸線方向は交差している。換言すれば、リンク１１，１２が例えばＶ字形に配置されている。ここで、リンク１１を例に挙げると、リンク１１の軸線とは、該リンク１１が夫々有する２箇所のジョイント２１，２３の回転中心（中心軸４１，４３）を結ぶ直線である。また中心軸４１，４２を結ぶ線Ｈを基準とするリンク１１の傾斜角度をθ１、リンク１２の傾斜角度をθ２とすると、θ１＝θ２である。トルクロッド１０は、例えばジョイント２３が下方に突出した構造となっているが、これに限られず、ジョイント２３の突出方向は上方や側方、斜め上方向や斜め下方向であってもよい。

弾性部材１４は、ジョイント２１，２２，２３に設けられ、リンク１１，１２の回転方向に弾性を有している。この弾性部材１４は、リンク１１，１２の回転方向のねじりに対して線形性を有する、例えばゴムや金属である。

具体的には、図１（Ｃ）に示されるように、ジョイント２１において、筒部材３１は、例えば、リンク１１に固定される外筒と、該外筒の径方向内側に配置される内筒とを有して構成されており、弾性部材１４は、該外筒と内筒の間に、加硫接着や圧入等の手段により取り付けられている。これにより、外筒と内筒の相対的な回転方向、径方向及び軸方向に弾性が付与されている。

内筒と中心軸４１とは、セレーション嵌合やスプライン嵌合等により、相対回転しないように構成される。更に中心軸４１は、動力源１６の取付け部２６に対して相対回転しないように支持される。このようにして、リンク１１は、動力源１６の取付け部２６に対して、弾性的に回転可能に連結される。

同様に、ジョイント２２における筒部材３２、及びジョイント２３における筒部材３３も、夫々外筒と内筒とを有して構成されており、該外筒と内筒の間に弾性部材１４が夫々取り付けられている。ジョイント２２における内筒と中心軸４２との嵌合、ジョイント２３における内筒と中心軸４３との嵌合についても、ジョイント２１と同様である。

なお、ジョイント２１において、弾性部材１４が、筒部材３１と中心軸４１の間に直接取り付けられていてもよい。ジョイント２２，２３においても同様である。

また弾性部材１４は、必ずしもすべてのジョイント２１，２２，２３に必要とされるものではない。動力源１６と車体１８との間を弾性支持できれば、一部のジョイントにおいて弾性部材１４を省略してもよい。また弾性部材１４は、ゴムには限られず、ねじりコイルばね、板ばね等であってもよい。コイルばねや板ばねは、隣接するリンク１１，１２間や、リンク１１と動力源１６の間、リンク１２と車体１８との間に、夫々介在するように配置することができる。

ジョイント２１における内筒と中心軸４１、ジョイント２２における内筒と中心軸４２、ジョイント２３における内筒と中心軸４３が、夫々相対回転しないものとしたが、これに限られず、弾性部材１４が設けられた少なくとも１箇所のジョイントにおいて、内筒と中心軸が相対回転しない構造であればよい。これにより、少なくとも１箇所の弾性部材１４について、リンク１１又はリンク１２の回転方向に弾性を持たせることが可能となるからである。

図１（Ａ）に示される傾斜角度θ１，θ２の関係は、θ１＝θ２に限られず、θ１≠θ２であってもよい。また図１（Ａ）においては、リンク１１，１２の長さが等しく描かれているが、これに限られず、リンク１１，１２の長さが異なっていてもよい。

（作用）
本実施形態は、上記のように構成されており、以下その作用について説明する。図１（Ａ）において、本実施形態に係るトルクロッド１０では、例えば矢印Ｘ方向に振動するエンジン等の動力源１６からリンク１１，１２に入力があった際に、各ジョイント２１，２２，２３に設けられた弾性部材１４が夫々弾性変形しつつ、各リンク１１，１２が各ジョイント２１，２２，２３において相対回転して、動力源１６と車体１８との間を弾性支持する。この際、筒部材３３は、矢印Ｚ方向に上下動する。これにより、トルクロッド１０の可動範囲が大きくなるため、従来のリンク式でないトルクロッドのように、動力源１６と車体１８との間を単純な引張圧縮方向に弾性支持する構造と比較して、振動吸収ストロークを増大させることができる。換言すれば、トルクロッド１０の線形変形領域を拡大させることができる。

また、互いに連結された２つのリンク１１，１２の軸線方向が交差しているので、動力源１６からの入力に対してリンク１１，１２が各ジョイント２１，２２，２３において相対回転しようとする際に、弾性部材１４が円滑に弾性変形を開始する。これによって、弾性部材１４の弾性変形初期における弾性率の上昇を抑制することができる。このため、振動吸収ストロークをより一層増大させることができる。

［第２実施形態］
図２（Ａ），（Ｂ）において、本実施形態に係るトルクロッド２０では、リンク１１とリンク１２の間にリンク１３が直列に設けられ、計３本のリンクが用いられている。リンク１３は、ジョイント２３においてリンク１１と連結されると共に、ジョイント２４においてリンク１２と連結されている。ジョイント２４は、リンク１１に設けられた筒部材３４と、中心軸４４とで構成される回り対偶である。ジョイント２４には、ジョイント２１等と同様に、弾性部材１４が取り付けられている。

リンク１１，１３の軸線方向は交差しており、またリンク１２，１３の軸線方向も交差している。更に、間にリンク１３を介して連結されるリンク１１，１２の軸線方向も交差している。

本実施形態では、リンク１１，１２の間にリンク１３が設けられ、ジョイント２３，２４が別々に設けられているので、該ジョイント２３，２４をその軸方向に重ねる必要がなく、該軸方向におけるトルクロッド１０の厚さを抑制することができる。

［第３実施形態］
図３において、本実施形態に係るトルクロッド３０では、リンク１１，１２に、ばねの一例たる引張りばね９０、ダンパー９２、アクチュエータ９４の何れか、又はこれらを組み合せたものを介して、質量体Ｍが吊り下げられている。

具体的には、リンク１１，１２は、ジョイント２３が下方に突出したＶ字形に配置され、その連結部であるジョイント２３は、ジョイント２１，ジョイント２２よりも下方に位置している。ジョイント２３の中心軸４３には、支持部材９６が取り付けられている。質量体Ｍは、該支持部材９６に、並列に配置された引張りばね９０、ダンパー９２及びアクチュエータ９４を介して吊り下げられている。

アクチュエータ９４は、支持部材９６と質量体Ｍとの間の距離を調節可能な、例えば伸縮式のアクチュエータや圧電式のアクチュエータである。

他の部分については、第１実施形態と同様であるので、同一の部分には図面に同一の符号を付し、説明を省略する。

（作用）
本実施形態は、上記のように構成されており、以下その作用について説明する。図３において、本実施形態に係るトルクロッド３０では、例えば矢印Ｘ方向に振動するエンジン等の動力源１６からリンク１１，１２に入力があった際に、各ジョイント２１，２２，２３に設けられた弾性部材１４が夫々弾性変形しつつ、各リンク１１，１２が各ジョイント２１，２２，２３において相対回転して、動力源１６と車体１８との間を弾性支持する。この際、筒部材３３及び支持部材９６は、矢印Ｚ方向に上下動する。このため、第１実施形態と同様に、従来のリンク式でないトルクロッドと比較して、振動吸収ストロークを増大させることができる。

またこのとき、リンク１１，１２における支持部材９６に吊り下げられた質量体Ｍがマスダンパーとなって矢印Ｚ１方向に上下動することで、筒部材３３及び支持部材９６の動きが減衰し、動力源１６からトルクロッド３０に入力された振動が低減する。このため、動力源１６からトルクロッド３０を介して車体１８に伝達される振動を低減させることができる。

［第４実施形態］
図４に示されるように、本実施形態に係るトルクロッド４０では、ばねとして可変ばね１００が用いられており、ダンパー９２を並列に組み合わせた状態で質量体Ｍが吊り下げている。可変ばね１００は、動力源１６の振動周波数に応じて、ばね定数を適宜変更できるように構成されている。これにより、アクチュエータ９４（図３）を省略して低コスト化を図ることができる。

［第５実施形態］
図５に示されるように、本実施形態に係るトルクロッド５０では、ダンパーとして可変ダンパー１０２が用いられており、引張りばね９０を並列に組み合わせた状態で質量体Ｍが吊り下げられている。可変ダンパー１０２は、動力源１６の振動周波数に応じて、減衰係数を適宜変更できるように構成されている。これにより、アクチュエータ９４（図３）を省略して低コスト化を図ることができる。

［他の実施形態］
図３において、質量体Ｍを吊り下げるために、引張りばね９０及びアクチュエータ９４を並列に組み合わせたり、またダンパー９２及びアクチュエータ９４を並列に組み合わせたりしてもよい。

また図３から図５において、引張りばね９０や可変ばね１００等のばね、ダンパー９２や可変ダンパー１０２等のダンパー、アクチュエータ９４を、夫々単独で用いてもよい。

１０ トルクロッド
１１ リンク
１２ リンク
１３ リンク
１４ 弾性部材
１６ 動力源
１８ 車体
２０ トルクロッド
２１ ジョイント
２２ ジョイント
２３ ジョイント
２４ ジョイント
３０ トルクロッド
４０ トルクロッド
５０ トルクロッド
９０ 引張りばね（ばね）
９２ ダンパー
９４ アクチュエータ
１０２ 可変ダンパー
Ｍ 質量体

Claims (5)

1. 動力源と車体との間に、相対回転可能なジョイントを介して直列に連結される少なくとも２本のリンクと、
   前記ジョイントに設けられ、前記リンクの回転方向に弾性を有する弾性部材と、
   を有するトルクロッド。
2. 互いに連結された２つの前記リンクの軸線方向が交差している請求項１に記載のトルクロッド。
3. 前記リンクには、ばね、ダンパー、アクチュエータの何れか、又はこれらを組み合せたものを介して、質量体が吊り下げられている請求項１又は請求項２に記載のトルクロッド。
4. 前記ばねは、可変ばねである請求項３に記載のトルクロッド。
5. 前記ダンパーは、可変ダンパーである請求項３に記載のトルクロッド。

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