JP2015036576A - 樹脂トルクロッド - Google Patents

Abstract

【課題】ウエルドラインを中心線からずらして形成する。
【解決手段】ロッド部の両端部に第１リング部と第２リング部を一体に形成した本体部を有する樹脂トルクロッドにおいて、第１リング部近傍に肉抜き穴を上側へ偏在させて配置し、中心線Ｃ０に対して非対称に配置する。すると、肉抜き穴より上側の断面積が下側よりも狭くなるので、肉抜き穴より上側の樹脂の流れが下側よりも遅くなり、リング成形部６２の上部６２Ａを流れる樹脂は低速で矢示Ａのように、外側端部Ｐ２を越えて流れ、下部６２Ｂを流れる樹脂は矢示Ｂのように高速で流れ、上側端部Ｑ１と外側端部Ｐ２の間で合流し、ここでウエルドライン７０を形成する。
【選択図】図４

Description

この発明は、エンジンを支持するために用いられる樹脂製のトルクロッドに係り、特にウエルドラインを有利に形成したものに関する。

ロッド部と、その長さ方向両端に設けられた第１及び第２リング部とを備え、各リング部に弾性体のブッシュを設け、それぞれをエンジンと車体へ連結したトルクロッドは公知である。また、ロッド部及びリング部をＦＲＰ等の樹脂にて一体に形成した樹脂トルクロッドも公知である。
さらに、樹脂トルクロッドの場合には、リング部等にウエルドラインが形成されることも知られている。

特開２００４−２５５９７１号公報

ところで、リング部のウエルドラインは、射出等により注入された樹脂が、リング部に形成されたリング穴を２方向に分かれて回り込んでから合流することにより形成される。リング部のうちロッド部の付け根側部分を内側端部とし、リング部の中心を挟んで反対側を外側端部としたとき、樹脂を内側端部から注入すればウエルドラインは外側端部に形成されることになる。
しかし、ウエルドラインは強度を低下させてしまうことが知られている。ウエルドラインが荷重入力方向（この場合は外側端部）と一致すると、ウエルドラインが応力の高い部分に位置することになり、リング部がウエルドラインから破壊され易くなるので、リング部の耐久性が低下してしまう。したがって、樹脂を内側端部から注入してもウエルドラインの位置を荷重入力方向からずらすようにすることが望まれる。
そこで、本願は係る要望の実現を目的とする。

上記課題を解決するため請求項１に記載した発明は、ロッド部（１２）の長さ方向両端部にリング部（１４・１６）を一体に形成した樹脂トルクロッドにおいて、少なくとも一方のリング部における樹脂の流れを中心線（Ｃ０）に対して非対称にして、ウエルドライン（７０）を中心線（Ｃ０）からずらして形成したことを特徴とする。

請求項２に記載した発明は上記請求項１において、前記リング部（１４）近傍のロッド部に肉抜き穴（４４）を設け、この肉抜き穴（４４）の形成部により前記非対称の樹脂の流れを生じさせることを特徴とする。

請求項３に記載した発明は上記請求項２において、前記肉抜き穴（４４）を中心線（Ｃ０）に対して非対称に配置し、中心線（Ｃ０）を挟んだ肉抜き穴（４４）の両側に、非対称の断面積部分を形成したことを特徴とする。

請求項４に記載した発明は上記請求項２において、前記肉抜き穴（４４）が中心線（Ｃ０）に対して非対称形状をなすことを特徴とする。

請求項５に記載した発明は上記請求項１〜４のいずれか１項において、前記肉抜き穴（４４）は、前記リング部（１４）の内側に設けられてエンジンへ取付けられた内側部材（２２）を衝突時に所定の破壊予定部へ案内するガイド部をなすことを特徴とする。

請求項６に記載した発明は上記請求項１において、前記リング部（１４）の断面積が、中心線（Ｃ０）に対して非対称であることを特徴とする。

請求項１によれば、リング部（１４）における樹脂の流れを中心線（Ｃ０）に対して非対称にしたので、ウエルドライン（７０）を中心線（Ｃ０）からずらして形成できる。このため、ウエルドライン（７０）への応力集中を避けて、強度及び耐久性を向上させることができる。

請求項２によれば、肉抜き穴（４４）をリング部（１４）近傍に設け、この肉抜き穴形成部により非対称の樹脂の流れを形成させたので、肉抜き穴（４４）の形成を利用してウエルドライン（７０）を中心線（Ｃ０）とずらして形成することができる。

請求項３によれば、肉抜き穴（４４）を中心線（Ｃ０）に対して片寄らせて非対称に配置したので、中心線（Ｃ０）を挟んだ肉抜き穴（４４）の両側に、非対称の断面積部分を形成できる。このため、リング部を流れる樹脂の速度が中心線（Ｃ０）に対して非対称となって、ウエルドライン（７０）を中心線（Ｃ０）とずらして形成することができる。しかも、肉抜き穴（４４）の配置を調整することにより、ウエルドライン（７０）の位置を容易に調整ができる。

請求項４によれば、肉抜き穴（４４）を中心線（Ｃ０）に対して非対称形状にすることで、中心線（Ｃ０）を挟んだ肉抜き穴（４４）の両側に、非対称の断面積部分を形成できる。

請求項５によれば、肉抜き穴（４４）が、リング部（１４）の内側に設けられてエンジンへ取付けられた内側部材（２２）を衝突時に所定の破壊予定部へ案内するガイド部をなすので、衝突時に内側部材（２２）を所定の破壊予定部へ案内して確実に破壊させることができるとともに、この破壊予定部にウエルドラインを関連させて設けておくことにより、ウエルドライン形成部においても同時に破壊させることができる。したがって、衝突時におけるリング部の破壊を確実かつ正確におこなうことができる。

請求項６によれば、前記リング部（１４）の断面積を非対称にしたので、中心線（Ｃ０）に対して非対称をなす樹脂の流れを実現させ、ウエルドライン（７０）を中心線（Ｃ０）からずらすことができる。しかも、断面積の非対称程度を調整することにより、ウエルドライン（７０）の位置を容易に調整ができる。

トルクロッドの正面図 平面図 図２における３−３線断面図 第１リング部の成形に関する説明図 第１リング部における衝突破壊時の説明図

以下、図面に基づいて一実施形態を説明する。図１はトルクロッドの正面図、図２は平面図、図３は図２における３−３線断面図である。
このトルクロッド１０は、棒状のロッド部１２と、その長手方向両端に第１リング部１４と第２リング部１６とをＦＲＰ等の公知の適宜樹脂にて一体に形成した本体部１８を備える。

第１リング部１４はリング穴１５（図３参照）を備え、この内側に配置された、第１弾性体２０を介して第１内側部材２２と連結されている。第１弾性体２０はゴム等の適宜弾性材料からなり、第１リング部１４と第１内側部材２２を加硫接着等の適宜手段で弾性的に結合している。第１内側部材２２は図示しないエンジンへ取付けられる。

第２リング部１６はリング穴１７（図３参照）を備え、この内側に配置された第２弾性体３０を介して第２内側部材３２と結合されている。第２弾性体３０は、ゴム等の適宜弾性材料よりなり、加硫接着等の適宜手段で第２リング部１６と第２内側部材３２を弾性的に結合している。
第２内側部材３２は金属製等のパイプ部材であり、ここに通した図示しないボルト等により図示しない車体へ取付けられている。

ここで、第１リング部１４の中心をＯ１、第２リング部１６の中心をＯ２とし、これらを結んだ直線を中心線Ｃ０とする。また、第１リング部１４の中心軸線をＣ１、幅をＷ１、第２リング部１６の中心軸線をＣ２、幅をＷ２とする。中心軸線Ｃ１は第１内側部材２２の軸線でもあり、中心Ｏ１は中心軸線Ｃ１上でＷ１の中間となる。中心軸線Ｃ２は第２内側部材３２の軸線でもあり、中心Ｏ２は中心軸線Ｃ２上でＷ２の中間となる。
各中心軸線Ｃ１とＣ２は直交して互いに９０°ねじれている。但し、本願発明の対象となるトルクロッドはこのようなねじれタイプだけでなく、各中心軸線Ｃ１及びＣ２が平行するものでもよい。

中心線Ｃ０はこれら中心軸線Ｃ１及びＣ２と直交している。また、この例では、ロッド部１２が中心線Ｃ０に対して対称に設けられ、中心線Ｃ０がロッド部１２の中心線にもなっている。ここで、第１リング部１４について、中心線Ｃ０上となる部分のうち、ロッド部１２の付け根となる部分を内側端部Ｐ１とし、中心Ｏ１を挟んで反対側となる部分を外側端部Ｐ２とする。また、これらから９０°ずれた部分を上側端部Ｑ１及び下側端部Ｑ２とする（図１参照）。

さらに、中心線Ｃ０の方向を前後方向、中心軸線をＣ２の方向を上下方向とし、図１における左側を前方、上側を上方とする。また、中心軸線Ｃ１の方向を左右方向とし、図２における上側を右方とする。この例では、外側端部Ｐ２と上側端部Ｑ１間の位置Ｐ３にウエルドライン７０が形成されている。

第１内側部材２２は金属製パイプ等からなり、内側へ嵌合される円筒部の長さ方向両側を第１リング部１４から突出させて偏平につぶした平面部２３を備え、この平面部２３に透し穴２４を形成し、この透し穴２４により図示しないボルト等によりエンジンへ取付けられる。平面部２３の面は前方斜め下がりに傾斜している。

第１リング部１４の外周面には、周方向へ複数の平行する肉抜き溝２６が形成され、この肉抜き溝２６の間がリブ２８をなしている。リブ２８は複数が平行して形成されている。

ロッド部１２は、上下に左右方向へ張り出す上下リブ４０と、これら上下リブ４０をつないで中心線Ｃ０に沿って前後方向へ延びる柱状部４２を一体に有する略Ｈ字状断面をなし、柱状部４２の前端部で第１リング部１４の付け根近傍には、肉抜き穴４４が左右方向へ貫通して形成されている。肉抜き穴４４の位置は上下方向が非対称で上方へ片寄って形成されている。肉抜き穴４４は、後述するように衝突時における第１内側部材のガイド部をなす。

上下リブ４０の平面視は前後方向中間部が中央側へくびれた湾曲部４６をなしている。また、柱状部４２の側面には、左右方向へ突出するとともに、中心線Ｃ０と平行に第２リング部１６側へ延びる横リブ４８が複数本平行して一体に形成されている。

第２弾性体３０は、第２内側部材３２から左右へ拡がる腕部３４を有し、防振主体部をなしている。
腕部３４は平面視で前方へ凸の略Ｖ字状をなし、後方へ向かって拡開し、第２内側部材３２は上下方向へ貫通するすぐり穴３６を介してストッパ３８と対向している。
腕部３４の前方側にも上下方向に貫通するすぐり穴３９が形成されている。

エンジンの上下及び前後方向の振動は、第１内側部材２２を介して第１リング部１４へ入力され、第１弾性体２０を弾性変形させる。このとき第１弾性体２０は捩られ、トルクロッド１０が第１内側部材２２を中心に揺動されるため、第２リング部１６が前後方向へ移動して腕部３４を弾性変形させる。これにより、トルクロッド１０により振動を吸収して、車体への振動伝達を低減する。

次に、ウエルドラインの形成について説明する。図４は、金型６０のうち、前半側の第１リング部１４部分のみを示す図であり、省略してあるが後半側の第２リング部１６もこの金型６０により連続して形成される。この例では、金型６０は射出成型用として形成されている。
金型６０は成形空間であるキャビティを有し、このキャビティは、第１リング部１４を形成するリング成形部６２とロッド部１２を形成するロッド成形部６４を備える。
リング成形部６２中央には、リング穴形成部材６５が配置される。
リング穴形成部材６５は第１弾性体２０と一体に成形する場合は、予め一体化された第１弾性体２０及び第１内側部材２２であり、成形後に第１弾性体２０及び第１内側部材２２を嵌合一体化する場合は、第１弾性体２０及び第１内側部材２２に相当する中子である。

また、リング成形部６２について、第１リング部１４における各端部Ｐ１・Ｐ２及びＱ１・Ｑ２並びに中心線Ｃ０を対応させて示すと、図示状態で略ドーナツ状のリング成形部６２は、中心線Ｃ０を挟んで上側端部Ｑ１側の上部６２Ａと、下側端部Ｑ２側の下部６２Ｂとになり、これらはリング穴形成部材６５を囲んで連続している。

また、ロッド成形部６４において、リング成形部６２の内側端部Ｐ１近傍に、肉抜き穴４４を形成するための中子６６が配置される。中子６６は中心線Ｃ０に対して非対称に上側へ偏在するように配置される。しかも、中子６６は略三角形状をなし、一つの頂点をロッド成形部６４側に向け、他の二つの頂点を略三角形状をリング穴形成部材６５と略等間隔となるように上下に配置するが、中子６６自体も下方側が長い非対称形状をなしている。このため、中子６６を挟んで、上側に通路断面積が狭い上側通路６７、下方側に通路断面積が広い下側通路６８が形成されている。

この金型６０に対して、例えば、第２リング部１６側から樹脂を射出成形により注入すると、樹脂はロッド成形部６４をリング成形部６２へ流れるが、中子６６で２方向へ分かれ、矢示Ａのように上側通路６７へ入るものと、矢示Ｂのように下側通路６８へ入るものとに分流する。

矢示Ａのように上側通路６７へ入った樹脂は、上側通路６７の通路断面積が狭いので、ここで絞られて低速化し、リング成形部６２の上部６２Ａへ入る。
一方、矢示Ｂのように下側通路６８へ入った樹脂は、下側通路６８の通路断面積が広いので、相対的に流速が速くなり、比較的高速でリング成形部６２の下部６２Ｂへ入る。

リング成形部６２の上部６２Ａへ入った樹脂は、リング穴形成部材６５を回り込むように矢示Ａ方向へ流れる。一方、リング成形部６２の下部６２Ｂへ入った樹脂は、リング穴形成部材６５を回り込むように矢示Ｂ方向へ流れる。
このとき、上部６２Ａと下部６２Ｂを流れる樹脂の速度が異なるので、同じ時間で、より低速の上部６２Ａを流れる樹脂が上側端部Ｑ１を越えて外側端部Ｐ２へ向かう間に、より高速の下部６２Ｂを流れる樹脂は、下側端部Ｑ２及び外側端部Ｐ２を越えて上側端部Ｑ１へ向かう。

このため、矢示Ａ方向へ流れた低速の樹脂と、矢示Ｂ方向へ流れた高速の樹脂とが、中心線Ｃ０より上方かつ前方側へ略４５°ずれた第１リング部１４の前側上部１４ａ（図１）において、外側端部Ｐ２と上側端部Ｑ１の間で合流し、ここでウエルドライン７０を形成する。なお、ウエルドライン７０の形成位置は、矢示Ａ方向における樹脂の流速と、矢示Ｂ方向における樹脂の流速との速度差により自由に調整され、この速度差は中子６６の配置や形状を変化させることによる絞り調節で自由に調整される。

次に、このように形成されたウエルドライン７０と肉抜き穴４４との関係を図５により説明する。図５において、肉抜き穴４４は、後述するように衝突時における第１内側部材のガイド部をなす。正面視における開口縁部は、リング穴１５に沿って前方斜め上がりに形成される前縁部４４ａと、その後方で後方斜め上がりに形成される後縁部４４ｂと、前縁部４４ａ及び後縁部４４ｂの各上端部を連結して前方斜め上がりに傾斜する上縁部４４ｃからなる略三角形状をなしている。リング穴１５の下部は中心線Ｃ０を越えて下方へ延びているがその延び出し量は若干である。前縁部４４ａとリング穴１５の間には、比較的破壊されやすくなっている薄いリング部隔壁４３が形成されている。

リング穴１５の上部は、上方へ向かって次第に拡開するように広がり、中心線Ｃ０を越えて上方へ大きく延び、上縁部４４ｃは第１リング部１４の付け根部で、ロッド部１２の湾曲部４６に連続する後側上部壁４５に沿っている。後側上部壁４５はリング部隔壁４３よりも肉厚でより高剛性になっており、第１リング部１４の中心Ｏ１に対して、後方かつ上方側略４５°で、前側上部１４ａに設けられたウエルドライン７０と、中心Ｏ１を挟んで略反対側に位置する。後縁部４４ｂは衝突時における第１内側部材２２のガイド斜面になっている。

すなわち、衝突時に第１内側部材２２が、ｄ矢示のように中心線Ｃ０に沿って後方へ移動し、仮想線Ｄで示すようにリング部隔壁４３へ衝突して、リング部隔壁４３を破断する。図中の符号７２はこのときの破断部である。
リング部隔壁４３を破断して肉抜き穴４４内へ入った第１内側部材２２はさらに後方へ移動して後縁部４４ｂに当接する。後縁部４４ｂは後方斜め上がりガイド斜面をなすので、第１内側部材２２は後縁部４４ｂに案内されて、ｅ矢示のように後方斜め上がりに移動し、仮想線Ｅで示すように後側上部壁４５へ衝突してこれを破断する。符号７４はこのときの破断部である。また、後側上部壁４５は第１内側部材２２で直接破壊される破壊予定部である。

後側上部壁４５が破断されると、この衝撃で前側上部１４ａにおけるウエルドライン７０に沿って破断部７６が形成され、ほぼ同時に破断される。その結果、破壊されたトルクロッド１０ではエンジンを支持できなくなり、エンジンは自重により速やかに車体下方側へ移動する。ウエルドライン７０は破壊予定部である後側上部壁４５の破壊による衝撃で連動して破壊されるように形成場所が設定される。

次に、本実施形態における作用を説明する。図４のように、肉抜き穴を形成する中子６６を配置して成形すると、第１リング部１４において、ウエルドライン７０が中心線Ｃ０からずれた位置、この例では、上側端部Ｑ１より外側端部Ｐ２側へ約４５°ずれた位置Ｐ３に形成されるので、中心線Ｃ０方向にて第１リング部１４の外側端部Ｐ２へ大きな応力がかかっても、この位置にウエルドライン７０が存在しない。このため、強度の低いウエルドライン７０が応力が最も高くなる部分から離れた位置になるので、トルクロッド１０は破壊されにくく、耐久性の高いものになる。

しかも、このように中心線Ｃ０からずれて偏在するウエルドライン７０を、肉抜き穴４４を形成するための中子６６を利用することにより容易に形成でき、中子６６により偏在するウエルドライン７０と肉抜き穴４４を同時に形成できる。
そのうえ、ウエルドライン７０の位置は、中子６６の調整により容易に調整できる。

なお、ウエルドライン７０の位置は、中子６６の配置や寸法及び形状等を変化させることで自由に調整でき、例えば、上方や斜め４５°等にすることもできる。したがって、ウエルドライン７０の位置調整が容易になり、仕様に応じてウエルドライン７０の形成位置を自由に変更できる。

さらに、このような中子６６によるばかりでなく、第１リング部１４の断面積を変化させることによっても可能である。例えば、リング成形部６２の上部６２Ａと下部６２Ｂの断面積を相違させてもよい。断面積が変化すると樹脂の流動に対する抵抗が変化し、断面積の小さい方が抵抗は大きくなり、流速が低下する。したがって、例えば、上部６２Ａの断面積を下部６２Ｂよりも小さくすれば、断面積の小さな上部６２Ａにおける流速が下部６２Ｂよりも遅くなるので、ウエルドライン７０を中心線Ｃ０よりも上方側へずらすことができる。

そのうえ、図５に示すように、第１リング部１４の、第１内側部材２２の後方かつ後側上部壁４５近傍に肉抜き穴４４を上方へ偏らせて配置したので、破壊予定部である後側上部壁４５の破壊による衝撃で連動して破壊される位置となる前側上部１４ａへ必ずウエルドライン７０を形成することができる。したがって、肉抜き穴４４を利用してウエルドライン７０を、非衝突時には剛性低下にあまり影響せず、衝突時には確実に破壊される有利な位置へ設けることができる。

しかも、衝突時には、肉抜き穴４４が第１内側部材２２を破壊予定部へ向かってガイドすることにより、後側上部壁４５とウエルドライン７０が設けられている前側上部１４ａを同時に破壊するので、衝突時における第１リング部１４の破壊を正確かつ確実におこなうことができる。そのうえ、肉抜き孔４４の調整は中子６６を調整することにより自由にできるので、ウエルドライン７０の位置も肉抜き穴４４の調整により自由に調整できる。

１０：トルクロッド、１２：ロッド部、１４：第１リング部、１５：リング穴、１６：第２リング部、１７：リング穴、１８：本体部、２０：第１弾性体、２２：第１内側部材、３０：第２弾性体、３２：第２内側部材、４４：肉抜き穴、６０：金型、６２：リング成形部、６４：ロッド成形部、６６：中子、７０：ウエルドライン、７２・７４・７６：破断部、Ｃ０：中心線

Claims (6)

1. ロッド部（１２）の長さ方向両端部にリング部（１４・１６）を一体に形成した樹脂トルクロッドにおいて、少なくとも一方のリング部における樹脂の流れを中心線（Ｃ０）に対して非対称にして、ウエルドライン（７０）を中心線（Ｃ０）からずらして形成したことを特徴とする樹脂トルクロッド。
2. 前記リング部（１４）近傍のロッド部に肉抜き穴（４４）を設け、この肉抜き穴（４４）の形成部により前記非対称の樹脂の流れを生じさせることを特徴とする請求項１の樹脂トルクロッド。
3. 前記肉抜き穴（４４）を中心線（Ｃ０）に対して非対称に配置し、中心線（Ｃ０）を挟んだ肉抜き穴（４４）の両側に、非対称の断面積部分を形成したことを特徴とする請求項２の樹脂トルクロッド。
4. 前記肉抜き穴（４４）が中心線（Ｃ０）に対して非対称形状をなすことを特徴とする請求項２の樹脂トルクロッド。
5. 前記肉抜き穴（４４）は、前記リング部（１４）の内側に設けられてエンジンへ取付けられた内側部材（２２）を衝突時に所定の破壊予定部へ案内するガイド部をなすことを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載された樹脂トルクロッド。
6. 前記リング部（１４）の断面積が、中心線（Ｃ０）に対して非対称であることを特徴とする請求項１の樹脂トルクロッド。

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