JP4356641B2 - トルクロッド - Google Patents

Description

この発明は車両のエンジン側とボデー側とにまたがって介装され、エンジンのロール方向の変位及び前後方向の変位を規制し、また併せてエンジン側とボデー側とで振動絶縁を行うトルクロッドに関する。

従来車両において両端部の弾性を有する小ブッシュ及び大ブッシュと、それら小ブッシュ，大ブッシュを連結する剛性の連結体とを有するトルクロッドを、車両のエンジン側とボデー側とにまたがって介装し、そのトルクロッドによりエンジンからのトルクを受けてエンジンのロール方向の変位及び前後方向の変位を規制することが行われている。
このトルクロッドはまた、エンジン側とボデー側との間で振動絶縁する働きも有している。

図９は従来公知のトルクロッドの一例を示している（下記特許文献１）。
図において２００，２０２はそれぞれ剛性の内筒２０４，２０６，外筒２０８，２１０及びそれらを径方向に弾性連結するゴム弾性体２１２，２１４を有する小ブッシュ，大ブッシュで、連結ロッド（連結体）２１６にて互いに連結されている。

このトルクロッドは、通常小ブッシュ２００がエンジン側に、大ブッシュ２０２がボデー側に弾性結合され、ゴム弾性体２１２，２１４を弾性変形させながらエンジンからのトルクを受けてエンジンのロール方向の変位及び前後方向の変位を規制する。
またゴム弾性体２１２，２１４の弾性に基づいてエンジン側とボデー側とで振動絶縁する。

ところでこの種トルクロッドには、アイドリング時及び加速時を通じてゴム弾性体のばね定数を低く維持して振動絶縁を良好に行う一方、大きな入力が加わって変位が設定許容限度に達したときにはそれ以上の変位を阻止することが求められる。
そのため、この種トルクロッドにはゴムストッパ部が備えられ、かかるゴムストッパ部のストッパ作用によって過大な変位を規制するようになしている。

図１０はこの種ゴムストッパ部を備えたトルクロッドの従来の一例を示している（下記特許文献２）。
図に示すトルクロッドにあっては、大ブッシュ２０２側のゴム弾性体２１４が一対のゴム脚２１８を有しており、またゴム脚２１８の前後には一対の貫通のすぐり部（凹所）２２０，２２２が設けられている。
また外筒２１０には加速側のゴムストッパ部２２４、即ち加速時に内筒２０６及びゴム弾性体２１４側に当接してストッパ作用をなすゴムストッパ部２２４が、内筒２０６に向けて突出する状態で一体に設けられている。

ところでこの図１０に示すトルクロッドにおいて、アイドリング時の振動絶縁を良好に行うためにはゴム弾性体２１４、即ちゴム脚２１８のばね定数を低くすることが望ましい。
しかしながら一方でそのばね定数を低くすると加速時のストッパ当りが早くなり、即ち内筒２０６及びゴム脚２１８が図中上向きに変位したときに早期にゴムストッパ部２２４が内筒２０６及びゴム弾性体２１４側に当ってしまう。

しかもゴムストッパ部２２４はその突出高さが十分に高くなく、即ち図中上下方向のゴムの厚みが十分に厚くなく、従ってストッパ当り後のゴムストッパ部２２４の弾性変形に伴なって全体のばね特性の立上りが急激となり、ストッパ当り後のばね定数が急激に高くなってしまう。
その結果加速時における車室内のこもり音を助長してしまう。

その対策として、内筒２０６及びゴム弾性体２１４とゴムストッパ部２２４間のストッパクリアランスを大きくとり、またゴムストッパ部２２４の突出高さ、即ち図中上下方向のゴムストッパ部２２４の厚みを十分に厚くすることが考えられるが、図１０に示すトルクロッドの場合スペース上の制限からそうした対策を施すことは困難である。
尤も大ブッシュ２０２を全体的に大径化してストッパクリアランスを大きくとり、またゴムストッパ部２２４の突出高さを高くするといったことも一応は可能であるが、そのようにすると大ブッシュ２０２、ひいてはトルクロッド全体が大型化してしまい、場合によって組付スペースの関係からトルクロッドの組付け自体ができなくなってしまう問題を生ずる。

特開昭５７−１９１１２９号公報 特開２００４−３１６７９８号公報

本発明は以上のような事情を背景とし、アイドリング時及び加速時におけるゴム弾性体のばね定数を低く維持して振動絶縁を良好に行い得る一方、大荷重の入力時に変位を確実に許容限度以下に規制し得、しかも大型化を伴なうことなくこれを実現し得るトルクロッドを提供することを目的としてなされたものである。

而して請求項１のものは、弾性を有する両端部の小ブッシュ及び大ブッシュと、それらを連結する剛性の連結体とを有し、該大ブッシュは剛性の内筒及び外筒とそれらを径方向に弾性連結するゴム弾性体とを有していて、該外筒が該連結体に備えられた筒形の圧入部に圧入されて該連結体に組み付けられており、車両のエンジン側とボデー側とにまたがって介装されてエンジンからのトルクを受け、該エンジンのロール方向の変位を規制するトルクロッドにおいて、前記大ブッシュには、加速時にストッパ作用をなす第１ゴムストッパ部が前記内筒側から外筒側に向かって径方向に突出する形態で設けられているとともに、該外筒には該第１ゴムストッパ部を該外筒の内側から外側に貫通して突出させる開口形状の窓部が設けられており、更に前記連結体には、該窓部から該第１ゴムストッパ部の突出方向に離隔した位置において、該第１ゴムストッパ部を当接させて弾性変形させる剛性の当接部が設けてあることを特徴とする。

請求項２のものは、請求項１において、前記大ブッシュには前記内筒と前記外筒の前記窓部との間の位置に、該外筒の該窓部の周方向の両側の個所を橋架けするブリッジ形状の第２ゴムストッパ部が前記ゴム弾性体とは別途に設けられていて、該第２ゴムストッパ部に前記第１ゴムストッパ部が一体に成形してあることを特徴とする。

請求項３のものは、請求項２において、前記第２ゴムストッパ部は前記内筒及びゴム弾性体に対して隙間を形成する状態に成形されていることを特徴とする。

請求項４のものは、請求項２，３の何れかにおいて、前記ブリッジ形状の第２ゴムストッパ部は、前記第１ゴムストッパ部が前記当接部に当接して所定量弾性変形した後に、前記外筒に当接してストッパ作用をなす第３ゴムストッパ部としての働きもなすことを特徴とする。

請求項５のものは、請求項１〜４の何れかにおいて、前記連結体における前記窓部の周りの部分は袋状に形成されていて、該袋の底部にて前記当接部が構成されていることを特徴とする。

請求項６のものは、請求項１〜５の何れかにおいて、前記連結体は、互いに対称形状をなす２枚の板体を重合接合して構成してあり、各板体に前記大ブッシュにおける各外筒圧入用の筒形の圧入部の各半部が形成してあることを特徴とする。

発明の作用・効果

以上のように本発明は、加速時にストッパ作用をなす第１ゴムストッパ部を大ブッシュの内筒側から外筒側に向かって突出する形態で設けるとともに、その外筒には第１ゴムストッパ部を外筒の内側から外側に貫通して突出させる開口形状の窓部を設け、更にその窓部の外側において、第１ゴムストッパ部を当接させてストッパ作用をさせる剛性の当り部を連結体に設けたもので、本発明によれば、大ブッシュを特に大径化することなくストッパクリアランスを大きくとり得、また加速時にストッパ作用をなす第１ゴムストッパ部の突出高さを大きくすることができ、ストッパ当りを遅くすることができるとともにストッパ当り後の、即ちストッパ作用時の初期のばね特性を低く維持することができる。

これにより加速時におけるばね定数を低く維持し得て振動絶縁を良好に行い得、加速時におけるこもり音の発生を良好に抑制することができる。
またストッパ当りを遅くすることができるのに伴なって、即ちストッパ当りするまでの円筒及びゴム弾性体の変化量を大きくとることができるのに伴ってゴム弾性体自体のばね定数を低く維持でき、従ってアイドリング時における振動絶縁も良好に行うことができる。

一方で大荷重入力時には、第１ゴムストッパ部の大きな圧縮弾性変形により変位に対して大きな抵抗力を発生させ得、許容限度を超えて大きな変位が生じてしまうのを確実に防止することが可能となる。
以上の効果を実現し得たのは、本発明では大ブッシュの剛性の外筒に開口形状の窓部を設けて、第１ゴムストッパ部をこの窓部を貫通して外側に突出させ、その外側に位置する連結体に剛性の当接面を形成して、そこへの第１ゴムストッパ部の当接によりストッパ作用を行わせるようにしたことによるものである。

請求項２は、内筒と外筒の窓部との間の位置に、外筒の窓部の周方向の両側の個所を橋架けするブリッジ形状の第２ゴムストッパ部をゴム弾性体とは別途に設けて、その第２ゴムストッパ部に上記の第１ゴムストッパ部を一体に成形したもので、この請求項２によれば、ストッパ作用を２段階で行わせることができ、これにより第１段のストッパ作用に到るまでのばね定数を、そのような第２ゴムストッパ部を設けない場合に比べてより低く維持することが可能となり、アイドリング時におけるばね定数をより効果的に低くし得て、アイドリング時の振動絶縁の性能をより高めることが可能となる。

ここで第２ゴムストッパ部は内筒及びゴム弾性体に対してそれら隙間形成する状態に成形しておくことができる（請求項３）。
この場合においてブリッジ形状をなす第２ゴムストッパ部は、第１ゴムストッパ部が上記当接部に当接して所定量弾性変形した後に、内筒及びゴム弾性体の変位に伴ない外筒に当接してストッパ作用をなす第３ゴムストッパ部として働くようになしておくことができる（請求項４）。

この請求項４においては大ブッシュが第１ゴムストッパ部，第２ゴムストッパ部，第３ゴムストッパ部を持つこととなり、ストッパ作用を３段階で行うことが可能となる。
この場合、変形許容限度に達するまでのばね定数を全体的に且つ効果的に低くすることができ、その変形許容限度に達する前の領域において低いばね定数を維持し得て、振動絶縁を良好に行うことができる効果が得られる。

本発明においては、連結体における上記窓部の周りの部分を袋状に形成して、その袋の底部にて上記当接部を構成しておくことができる（請求項５）。
更に上記連結体は、互いに対称形状をなす２枚の板体を重ね合せて構成することができ（請求項６）、この場合容易に上記の袋状部、即ち第１ゴムストッパ部の当接部を形成することができる。

次に本発明の実施形態を図面に基づいて詳しく説明する。
図１において、１０は車両のサスペンションメンバ（ボデー）で、１２はこのサスペンションメンバ１０上に左側のエンジンマウント１４，右側のエンジンマウント１６を介して弾性支持されたエンジンである。
但しエンジンマウント１４，１６は、エンジン１２とトランスミッション１８とを組み付けてなるパワーユニット２０全体の重量を支持している。

２２は、サスペンションメンバ１０におけるセンタフレーム２４とエンジン１２の下部とにまたがって介装されたトルクロッドで、弾性を有する小ブッシュ２６，大ブッシュ２８及びそれらを前後方向に連結する剛性の連結体３０とから成っている。
このトルクロッド２２は、小ブッシュ２６がエンジン１２に弾性的に結合され、また大ブッシュ２８がサスペンションメンバ１０のセンタフレーム２４に弾性的に結合されている。
ここで小ブッシュ２６側は、後述の内筒３４がエンジン１２に固定され、また大ブッシュ２８側は内筒４２がサスペンションメンバ１０のセンタフレーム２４にそれぞれボルトとナットで締結固定されている。

図２〜図４にトルクロッド２２の構成が具体的に示してある。
これらの図において、小ブッシュ２６は金属製の剛性の外筒３２と内筒３４及びそれらの間の円筒状のゴム弾性体３６を有している。
ここで外筒３２は連結体３０一体に構成されている。
また内筒３４とゴム弾性体３６とは一体に加硫接着されており、その一体加硫品が外筒３２に対して軸方向に圧入されて組み付けられている。

一方、大ブッシュ２８は金属製且つ剛性の外筒４０と内筒４２及び加硫接着によりそれらに一体に固着されたゴム弾性体４４を有しており、その外筒４０が連結体３０に一体に構成された円筒形状の圧入部４１に軸方向に圧入されて組み付けられている。
この大ブッシュ２８側においては、ゴム弾性体４４は内筒４２から外筒４０に向かって延び、それら内筒４２と外筒４０とを弾性連結する一対の弾性脚４６を有する形態をなしている。
ゴム弾性体４４はまた、図３及び図４に示しているように内筒４２の外周面を被覆する薄肉の被覆部６２を有している。

これら弾性脚４６の前後には、軸方向に貫通する一対のすぐり部（凹所）４８，５０が形成されている。
そして車両前方側のすぐり部５０を間にして減速側のゴムストッパ部５２が設けられている。
このゴムストッパ部５２は外筒４０に一体に加硫接着されている。

本実施形態において、剛性の連結体３０は図３に示しているように金属製の且つ互いに対称形状をなす一対の板体３０-１，３０-１を図３中上下に重ね合せ且つ接合して構成してある。
各板体３０-１，３０-１は、連結部分を構成する各一対の板状部６０-１，６０-１，小ブッシュ２６における外筒３２の半部３２-１，３２-１、更に大ブッシュ２８側の円形の圧入部４１の半部４１-１，４１-１が形成されている。

連結体３０はまた小ブッシュ２６側，大ブッシュ２８側の各外周の鍔状部３８，５６を有しており、そしてそれらの各半部３８-１，３８-１及び５６-１，５６-１が板体３０-１，３０-１のそれぞれに一体に形成されている。
尚この連結体３０には、小ブッシュ２６と大ブッシュ２８との間において、即ちそれらを連結する部分において貫通の長孔５８が設けられている。

図３及び図４に示しているように、大ブッシュ２８には加速時にストッパ作用をなす第１ゴムストッパ部６４が、内筒４２側から外筒４０側に向かって且つ車両の後方向（図中右方）に向かって突出する形態で設けられており、また図５に詳しく示しているように外筒４０には、第１ゴムストッパ部６４を外筒４０の内側から外側に貫通して突出させるための開口形状の窓部６６が設けられている。
更に、上記連結体３０には窓部６６の外側において袋状部６８が設けられている。
この袋状部６８の内側の空間は、第１ゴムストッパ部６４のストッパ作用空間７０とされており、そして袋状部６８の底部が、窓部６６から第１ゴムストッパ部６４の突出方向に離隔した位置で第１ゴムストッパ部を当接させ、弾性変形させる当接部７２を成している。

ここで第１ゴムストッパ部６４は、図５（Ｂ）に示しているようにその先端が窓部６６より僅かに外側に突出するような突出高さで形成されている。但しその先端部の突出高さは、外筒４０の外周位置（厳密には外筒４０の窓部６６の図中上，下部分の外周位置）と同じ位置までの突出高さとしておくこともできる。或いはまたこれより大きく外側に突出させておくこともできる。
また図６に示しているように、この第１ゴムストッパ部６４の先端と袋状部６８の底部から成る当接部７２との間にはストッパクリアランスＣ_２が形成されている。

大ブッシュ２８にはまた、内筒４２と外筒４０の窓部６６との間の位置において、窓部６６の周方向の両側即ち図６中左右の両側の個所を橋架けするブリッジ形状の第２ゴムストッパ部７４が設けられている。
そしてこの第２ゴムストッパ部７４に上記の第１ゴムストッパ部６４が一体に成形されている。

ここで第２ゴムストッパ部７４と内筒４２及びゴム弾性体４４側との間には、図６に示しているようにストッパクリアランスＣ_１が形成されている。
ここでストッパクリアランスＣ_１は上記のストッパクリアランスＣ_２に比べて小寸法とされている。
この第２ストッパ部７４にはまた、図３及び図５に示しているように上記窓部６６よりも軸方向に大きく突出した第３ゴムストッパ部７６が一体に備えられている。

次に本実施形態のトルクロッドの作用を説明する。
本実施形態のトルクロッド２２においては、図６（I）に示しているように当初大ブッシュ２８は、第２ゴムストッパ部７４と内筒４２及びゴム弾性体４４とがストッパクリアランスＣ_１を隔てて離間した状態にある。
尚このとき当然に第１ゴムストッパ部６４もまた当接部７２に対しストッパクリアランスＣ_２を隔てて互いに離間した状態にある。

この状態でトルクロッド２２に振動が入力し且つその振動が微振動であるときには、ゴム弾性体４４のみが弾性変形し、その微振動をかかるゴム弾性体４４の弾性変形によって吸収し、振動絶縁する。
図８中Ｋ_１はこのときのばね定数を表している。

一方加速時において内筒４２が外筒４０に対して相対的に図７中右方向に相対変位すると、あるところで内筒４２（厳密には内筒４２及びゴム弾性体４４側、以下単に内筒４２の変位として説明する）が、図７（II）に示しているように第２のストッパ部７４に当接し、更なる同方向の変位に伴って第２ゴムストッパ部７４を一体に弾性変形させる。
この時点で第２ゴムストッパ部７４のストッパ作用が生じ、その際のばね定数は図８中Ｋ_２となる。
図８に示しているようにばね定数Ｋ_２はばね定数Ｋ_１よりも大きく、従って内筒４２が第２ゴムストッパ部７４に当接することによって更なる変位に対する抑制力が増大する。

内筒４２の変位が更に大きくなると、図７（III）に示すように第１ゴムストッパ部６４が当接部７２に当接するに到り、今度はかかる第１ゴムストッパ部６４がストッパ作用をなす。その際のばね定数は図８中のＫ_３となる。
この時点では、第２ゴムストッパ部７４に一体に構成された第３ゴムストッパ部７６は外筒４０に対し未だ離間しているが、内筒４２が更に図中右方向に大きく変位すると、第１ゴムストッパ部６４に続いて今度は第３ゴムストッパ部７６が外筒４０に当接する（図８の図中IVの位置）に至り、ここにおいて内筒４２の変位に対する抵抗力が急激に増大して、内筒４２が許容限度を超えて大きく変位するのがそれらのストッパ作用によって防止される。

以上のような本実施形態によれば、大ブッシュ２８を特に大径化することなく、ストッパクリアランスを大きくとり得るとともに加速時においてストッパ作用をなす第１ゴムストッパ部６４の突出高さを大きくすることができ、ストッパ当りを遅くすることができるとともにストッパ当り後の、即ちストッパ作用時の初期のばね特性を低く維持することができ、加速時の振動絶縁を良好に行うことができる。
またストッパ当りを遅くすることができるのに伴ってゴム弾性体４４自体のばね定数を低く維持でき、従ってアイドリング時における振動絶縁も良好に行うことができる。
一方で大荷重入力時には第１ゴムストッパ部６４の大きな圧縮弾性変形に伴なって、変位に対して大きな抵抗力を発生させ得、許容限度を超えて大きな変位が生じてしまうのを確実に防止することができる。

また本実施形態ではブリッジ形状の第２ゴムストッパ部７４及び第３ゴムストッパ部７６を設けており、この結果大ブッシュ２８が第１ゴムストッパ部６４，第２ゴムストッパ部７４，第３ゴムストッパ部７６を持つこととなって、ストッパ作用を３段階で行うことが可能となる。
その結果、変形の許容限度に達するまでのばね定数を全体的に且つ効果的に低くすることができ、変形許容限度に達する前の領域において低いばね定数を維持し得て、振動絶縁を良好に行うことができる効果が得られる。

以上本発明の実施形態を詳述したがこれはあくまで一例示である。
例えば上記連結体３０を構成する板体３０-１は、場合によってこれを樹脂製とすることも可能である。
また上記実施形態では第２ゴムストッパ部７４を設けて、これに第１ゴムストッパ部６４を一体に成形しているが、場合によって第２ゴムストッパ部７４を省略し、本体ゴム部であるゴム弾性体４４に或いは内筒４２に第１ゴムストッパ部６４を一体に成形するといったことも場合により可能である等、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において種々変更を加えた形態で構成可能である。

本発明の一実施形態のトルクロッドをエンジン及びサスペンションメンバとともに示す図である。 同実施形態のトルクロッドの斜視図である。 同実施形態のトルクロッドの側面断面図である。 同実施形態のトルクロッドの平面断面図である。 同実施形態のトルクロッドにおける大ブッシュの図である。 図４の要部拡大図である。 同実施形態のトルクロッドの作用説明図である。 同実施形態のトルクロッドのばね特性を示す図である。 従来公知のトルクロッドの一例を示す図である。 図９とは異なる従来のトルクロッドの図である。

符号の説明

２２ トルクロッド
２６ 小ブッシュ
２８ 大ブッシュ
３０ 連結体
３２，４０ 外筒
４１ 圧入部
３４，４２ 内筒
３６，４４ ゴム弾性体
４８ すぐり部
６４ 第１ゴムストッパ部
６６ 窓部
６８ 袋状部
７２ 当接部
７４ 第２ゴムストッパ部
７６ 第３ゴムストッパ部

Claims (6)

1. 弾性を有する両端部の小ブッシュ及び大ブッシュと、それらを連結する剛性の連結体とを有し、該大ブッシュは剛性の内筒及び外筒とそれらを径方向に弾性連結するゴム弾性体とを有していて、該外筒が該連結体に備えられた筒形の圧入部に圧入されて該連結体に組み付けられており、車両のエンジン側とボデー側とにまたがって介装されてエンジンからのトルクを受け、該エンジンのロール方向の変位を規制するトルクロッドにおいて、
   前記大ブッシュには、加速時にストッパ作用をなす第１ゴムストッパ部が前記内筒側から外筒側に向かって径方向に突出する形態で設けられているとともに、該外筒には該第１ゴムストッパ部を該外筒の内側から外側に貫通して突出させる開口形状の窓部が設けられており、更に前記連結体には、該窓部から該第１ゴムストッパ部の突出方向に離隔した位置において、該第１ゴムストッパ部を当接させて弾性変形させる剛性の当接部が設けてあることを特徴とするトルクロッド。
2. 請求項１において、前記大ブッシュには前記内筒と前記外筒の前記窓部との間の位置に、該外筒の該窓部の周方向の両側の個所を橋架けするブリッジ形状の第２ゴムストッパ部が前記ゴム弾性体とは別途に設けられていて、該第２ゴムストッパ部に前記第１ゴムストッパ部が一体に成形してあることを特徴とするトルクロッド。
3. 請求項２において、前記第２ゴムストッパ部は前記内筒及びゴム弾性体に対して隙間を形成する状態に成形されていることを特徴とするトルクロッド。
4. 請求項２，３の何れかにおいて、前記ブリッジ形状の第２ゴムストッパ部は、前記第１ゴムストッパ部が前記当接部に当接して所定量弾性変形した後に、前記外筒に当接してストッパ作用をなす第３ゴムストッパ部としての働きもなすことを特徴とするトルクロッド。
5. 請求項１〜４の何れかにおいて、前記連結体における前記窓部の周りの部分は袋状に形成されていて、該袋の底部にて前記当接部が構成されていることを特徴とするトルクロッド。
6. 請求項１〜５の何れかにおいて、前記連結体は、互いに対称形状をなす２枚の板体を重合接合して構成してあり、各板体に前記大ブッシュにおける各外筒圧入用の筒形の圧入部の各半部が形成してあることを特徴とするトルクロッド。

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