JP5616725B2 - トルクロッド - Google Patents

Description

この発明は、車体に搭載されたエンジンを支持するトルクロッドに関する。

車体に搭載されたエンジンを支持するとともに、エンジンから車体に伝達される振動を低減するトルクロッドが種々考案されている(特許文献１)。他にも関連する文献として特許文献２及び特許文献３がある。

特開２００５−２６５１２３号公報 特開２００６− ３８０９６号公報 特開２００５−１１３９５２号公報

しかしながら、前述した従来のトルクロッドでは、本件発明者らが望む振動低減効果が得られない。そこで本件発明者らは、慣性マスダンパーを内蔵するトルクロッドを開発中である。そして本件発明者らが鋭意開発を進めていくなかで、慣性マスの往復動を案内するシャフトの固定方法に課題があることが明らかになった。

本発明は、このような課題に着目してなされたものであり、慣性マスの往復動を案内するシャフトを、簡易かつ確実に固定することができるトルクロッドを提供することを目的とする。

本発明は以下のような解決手段によって前記課題を解決する。

本発明のトルクロッドは、エンジン及び車体にそれぞれ固定される固定部及びそれら固定部の間に形成されたアクチュエーター室を含むロッド本体と、アクチュエーター室に収装され、アクチュエーター室の内壁に両端が圧入されたシャフトに沿って慣性マスを往復動させて前記ロッド本体に伝達する振動を低減する慣性マスアクチュエーターと、を備える。そしてシャフトが圧入される内壁が、内側に向けて凸であることを特徴とする。

本発明によれば、トルクロッドに引っ張り力が作用したときに、アクチュエーター室の内壁が内側に撓む。また内壁に形成された孔が縮小し、シャフトに対する保持力が増す。このためシャフトが抜けることを防止できる。

本発明によるトルクロッドを使用するエンジン支持構造を説明する図である。 本発明によるトルクロッドの第１実施形態を示す図である。 本発明によるトルクロッドの第１実施形態による作用効果を説明する図である。 本発明によるトルクロッドの第２実施形態を示す図である。 本発明によるトルクロッドの第２実施形態による作用効果を説明する図である。 本発明によるトルクロッドの第３実施形態を示す図である。 本発明によるトルクロッドの第４実施形態を示す図である。 本発明によるトルクロッドの第５実施形態を示す図である。 本発明によるトルクロッドの第５実施形態による作用効果を説明する平面図である。

以下では図面等を参照して本発明を実施するための形態について、さらに詳しく説明する。
（第１実施形態）
図１は、本発明によるトルクロッドを使用するエンジン支持構造を説明する図である。なお図１では、矢印に示すように左側が車両前方である。また車両右側がエンジンの前部である。

エンジン１００は、重心よりも上の２箇所が右側エンジンマウント１０３及び左側エンジンマウント１０４によって支持される。右側エンジンマウント１０３は、車両右側からエンジン１００を支持する。左側エンジンマウント１０４は、車両左側からエンジン１００を支持する。このような支持方法は、ペンデュラム方式と呼ばれる。

ペンデュラム方式のエンジンマウント構造では、エンジン１００が、運転中の回転慣性力によって２つのマウント点を結んだ軸の回りに傾く。この傾きを防止するために、上側トルクロッド１−１と、下側トルクロッド１−２と、が設けられる。上側トルクロッド１−１は、車両右上側に設けられ、一端がエンジン１００に連結され、他端が車体１０２に連結される。上側トルクロッド１−１は、ロッド本体１１が水平に取り付けられる。下側トルクロッド１−２は、車両下側に設けられ、一端がエンジン１００に連結され、他端が車体１０２に連結される。下側トルクロッド１−２も、ロッド本体１１が水平に取り付けられる。

なお上側トルクロッド１−１及び下側トルクロッド１−２の基本構造は同一である。そこで以下では特に区別する必要がないときはトルクロッド１として説明する。

図２は、本発明によるトルクロッドの第１実施形態を示す図である。

トルクロッド１は、ロッド本体１１と、慣性マスアクチュエーター１２と、を含む。

ロッド本体１１は、エンジン固定部１１１と、車体固定部１１２と、胴部１１３と、を含む。

エンジン固定部１１１は、外筒１１１ａと、内筒１１１ｂと、弾性体１１１ｃと、を含む。外筒１１１ａは、胴部１１３に溶接される。内筒１１１ｂは、外筒１１１ａと同心である。内筒１１１ｂは、図１に示されるようにボルト１０５が挿通されてエンジン１００に固定される。弾性体１１１ｃは、外筒１１１ａと内筒１１１ｂとの間に介装される。弾性体１１１ｃは、たとえば弾性ゴムである。弾性体１１１ｃは、弾性のみならず減衰性をも合わせ持つ。

車体固定部１１２も基本構造は、エンジン固定部１１１と同じである。すなわち車体固定部１１２は、胴部１１３に溶接される外筒１１２ａと、外筒１１２ａと同心の内筒１１２ｂと、外筒１１２ａと内筒１１２ｂとの間に介装される弾性体１１２ｃと、を含む。

胴部１１３には、アクチュエーター室１１３１が形成されている。このアクチュエーター室１１３１は、エンジン固定部１１１の開口と同方向に開口する。アクチュエーター室１１３１の内壁１１３１ａは平面である。

慣性マスアクチュエーター１２は、シャフト１２１と、板バネ１２２と、慣性マス１２３と、力発生部１２４と、を含む。

シャフト１２１は、アクチュエーター室１１３１の内壁１１３１ａに形成された孔に圧入固定されている。

板バネ１２２は、シャフト１２１のエンジン側及び車体側に、２枚設けられる。板バネ１２２は、弾性部品である。板バネ１２２は、比較的剛性が小さい。

慣性マス１２３は、シャフト１２１の周囲に設けられる。慣性マス１２３は、角筒型である。慣性マス１２３は、シャフト１２１と同軸である。慣性マス１２３は、板バネ１２２の両端に固定される。慣性マス１２３の側壁の車体側端に、車体側の板バネが固定される。慣性マス１２３の側壁のエンジン側端に、エンジン側の板バネが固定される。すなわち板バネ１２２と慣性マス１２３との固定部分は、紙面手前から奥に延びる。慣性マス１２３は、磁気を帯びた金属体である。慣性マス１２３の断面は、左右対称であるとともに、上下対称である。慣性マス１２３の内壁１２３ａの一部は、力発生部１２４の永久磁石１２４ｃに向けて凸である。

力発生部１２４は、慣性マス１２３をシャフト１２１の軸方向(図２の左右方向)に往復動させる。力発生部１２４は、フィードバックされたトルクロッド１の速度に基づいて力を発生する。これによって、力発生部１２４は、トルクロッド１の振動を減衰するように力を発生する。

力発生部１２４は、慣性マス１２３とシャフト１２１との間の空間に設けられる。力発生部１２４は、コア１２４ａと、コイル１２４ｂと、永久磁石１２４ｃとを含む。

コア１２４ａは、角筒形状である。コア１２４ａは、シャフト１２１に固定される。コア１２４ａは、複数の積層鋼鈑で構成される。コア１２４ａは、コイル１２４ｂの磁路を構成する。コア１２４ａは、鋼鈑がシャフト１２１の周囲に固定されて、全体として角筒形状のコア１２４ａになる。コイル１２４ｂは、コア１２４ａに巻装される。永久磁石１２４ｃは、コア１２４ａの外周面に設けられる。

力発生部１２４は、このような構成であるので、コイル１２４ｂと永久磁石１２４ｃとで発生する磁界によるリラクタンストルクによって、慣性マス１２３をロッド軸方向に往復動させる。

ここで本発明が解決しようとする課題について説明する。上述のように、トルクロッド１に内蔵される慣性マスアクチュエーター１２のシャフト１２１は、アクチュエーター室１１３１の内壁１１３１ａに形成された孔に圧入固定されている。トルクロッド１には、引っ張り力が作用することもある。するとアクチュエーター室１１３１の内壁１１３１ａが外側に移動して、シャフト１２１が抜けるおそれがある。

図３は、本発明によるトルクロッドの第１実施形態による作用効果を説明する図である。なおトルクロッド１に引っ張り力が作用したときの変形状態を波線で示した。実際の変形量は極微少であるが、図３では発明の理解が容易になるようにデフォルメして記載した。

上述のような課題を解決すべく、本実施形態では、アクチュエーター室１１３１の内壁１１３１ａを平面にした。

トルクロッド１に引っ張り力が作用したときに、胴部１１３の外辺１１３ａは、図３に波線で示すように内側に撓むこととなる。この撓みによってアクチュエーター室１１３１の内壁１１３１ａに対して、圧縮力Ｆが図中矢印で示すように作用する。すると、アクチュエーター室１１３１の内壁１１３１ａが波線で示すように内側に撓む。

すなわち、本実施形態では、トルクロッド１の外形を外筒１１１ａ(または１１２ａ)と胴部１１３が連続するように、滑らかな形状に構成し、例えば、図２のように、２つの外筒１１１ａ・１１２ａの共通接線が胴部１１３の外形にほぼ等しい形状とした。その上で、外筒１１１ａあるいは外筒１１２ａと一体化した胴部１１３の中に、アクチュエーター室１１３１を形成し、アクチュエーター１２が圧入固定される内壁１１３１ａを構成する部分の胴部１１３を、外筒と一体化したアーチ橋状の形状とした(外筒の胴部１１３寄りの半分の範囲と、アクチュエーターが圧入固定される内壁１１３１ａとに囲まれた範囲が、アーチ橋状の形状になっている)。そして、本実施形態では、アクチュエーター室１１３１の内壁１１３１ａを、図２のように平面とした。

このように、トルクロッド１の外形が滑らかな形状に構成されていると、トルクロッド１に引っ張り力が作用すると、胴部１１３の両側部分を介して力が伝達される。すると、圧縮力Ｆが、胴部１１３のうちアクチュエーター１２が圧入固定される内壁１１３１ａを構成する部分、すなわち、アーチ橋状の形状の部分に作用する。この部分が、アーチ橋状の形状になっていることから、アクチュエーター１２が圧入固定される内壁１１３１ａはアクチュエーター室１１３１の内側に向かって撓むこととなる。

仮にアクチュエーター室１１３１の内壁１１３１ａが外方に向けて凸状に形成されていると、このような圧縮力Ｆが作用したときに、内壁１１３１ａが外側に逃げてしまう。しかしながら、本実施形態では、内壁１１３１ａが平面であるので、圧縮力Ｆが作用したときに、内壁１１３１ａが内側に撓むのである。またアクチュエーター室１１３１の内壁１１３１ａに作用する圧縮力Ｆによって、内壁１１３１ａに形成された孔が縮小し、シャフト１２１に対する保持力が増す。このような作用によって、シャフト１２１が抜けることを防止できる。

（第２実施形態）
図４は、本発明によるトルクロッドの第２実施形態を示す図である。

なお以下では前述と同様の機能を果たす部分には同一の符号を付して重複する説明を適宜省略する。

本実施形態のトルクロッド１は、一方の固定部(本実施形態ではエンジン固定部１１１)が他方の固定部(本実施形態では車体固定部１１２)よりも大径である。またトルクロッド１のロッド本体１１の胴部１１３の外辺１１３ａは、エンジン固定部１１１の外筒１１１ａ及び車体固定部１１２の外筒１１２ａの接線に一致する。このような構造であるので、トルクロッド１のロッド本体１１の胴部１１３は、一方の固定部(本実施形態ではエンジン固定部１１１)から他方の固定部(本実施形態では車体固定部１１２)に向けて幅が狭い。

図５は、本発明によるトルクロッドの第２実施形態による作用効果を説明する図である。

本実施形態によれば、トルクロッド１に引っ張り力が作用したときに、ロッド本体１１の胴部１１３の外辺１１３ａに作用する力Ｆ１の分力Ｆ１１によっても、アクチュエーター室１１３１の内壁１１３１ａが内側に撓むようになる。すなわち第１実施形態の圧縮力Ｆに加えて、圧縮力Ｆ１１が作用することによって、アクチュエーター室１１３１の内壁１１３１ａが内側に撓みやすくなるとともに、アクチュエーター室１１３１の内壁１１３１ａに形成された孔が縮小されやすくなるので、第１実施形態よりもシャフト１２１に対する保持力が増す。このような作用によってシャフト１２１が抜けることを防止できる。

（第３実施形態）
図６は、本発明によるトルクロッドの第３実施形態を示す図である。

本実施形態のトルクロッド１は、胴部１１３の外辺１１３ａが一方の固定部(本実施形態ではエンジン固定部１１１)の外筒１１１ａに接する。また胴部１１３の外辺１１３ａの最幅狭部分１１３ｂの幅が他方の固定部(本実施形態では車体固定部１１２)の外筒１１２ａの直径よりも小さい。

本実施形態によれば、第２実施形態よりも、胴部１１３の外辺１１３ａの傾斜が大きくなる。したがってロッド本体１１の胴部１１３の外辺１１３ａに作用する力Ｆ１の分力Ｆ１１が第２実施形態よりも大きくなるので、第２実施形態よりもシャフト１２１に対する保持力がさらに増す。このような作用によって、シャフト１２１が抜けることを防止できる。

（第４実施形態）
図７は、本発明によるトルクロッドの第４実施形態を示す図である。

本実施形態のトルクロッド１は、胴部１１３の外辺１１３ａが一方の固定部(本実施形態ではエンジン固定部１１１)の外筒１１１ａに接する。

また、一方の固定部(本実施形態ではエンジン固定部１１１)の外筒１１１ａ及び内筒１１１ｂの向きと、他方の固定部(本実施形態では車体固定部１１２)の外筒１１２ａ及び内筒１１２ｂの向きと、が直交する。このようになっているので、エンジン固定部１１１を挿通するボルトの挿通方向と、車体固定部１１２を挿通するボルトの挿通方向とが直交する。

車体固定部１１２の外筒１１２ａは、直径よりも厚みのほうが小さい。したがって、本実施形態のようにすれば、２つの固定部の向きを揃えるよりも、胴部１１３の外辺１１３ａの傾斜が大きくなる。したがってロッド本体１１の胴部１１３の外辺１１３ａに作用する力Ｆ１の分力Ｆ１１が大きくなるので、シャフト１２１に対する保持力が増すこととなる。このような作用によって、シャフト１２１が抜けることを防止できる。

（第５実施形態）
図８は本発明によるトルクロッドの第５実施形態を示す図であり、図８(Ａ)は平面図、図８(Ｂ)は側面図である。なお図面の煩雑を避けるために図８(Ａ)にはアクチュエーター１２のうち特にシャフト１２１だけを波線で示した。

本実施形態のトルクロッド１は、一方の固定部(本実施形態ではエンジン固定部１１１)が他方の固定部(本実施形態では車体固定部１１２)よりも大径である。またトルクロッド１は、一方の固定部(本実施形態ではエンジン固定部１１１)の外筒１１１ａ及び内筒１１１ｂの向きと、他方の固定部(本実施形態では車体固定部１１２)の外筒１１２ａ及び内筒１１２ｂの向きと、が直交する。このようになっているので、エンジン固定部１１１を挿通するボルトの挿通方向と、車体固定部１１２を挿通するボルトの挿通方向とが直交する。

そして、胴部１１３に形成されたアクチュエーター室１１３１は、エンジン固定部１１１を挿通するボルトの挿通方向と直交する方向に、すなわち本実施形態では、車体固定部１１２の開口と同方向に、開口する。

図９は本発明によるトルクロッドの第５実施形態による作用効果を説明する平面図である。

本実施形態のように、エンジン固定部１１１を挿通するボルトの挿通方向と直交する方向に開口していると、ボルトの挿通方向と同方向に開口している場合に比べて、引っ張り力を受ける部分の剛性が弱くなる。したがって、アクチュエーター室１１３１の内壁１１３１ａが大きく変形することとなる。

またエンジン固定部１１１のボルトの挿通方向と同方向に開口している場合は、アクチュエーター１２は、胴部１１３からはみ出る感じになる。これに対して、本実施形態のようにエンジン固定部１１１のボルトの挿通方向と直交方向に開口している場合は、アクチュエーター１２が胴部１１３からはみ出ることも防止できるのである。

以上説明した実施形態に限定されることなく、その技術的思想の範囲内において種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明の技術的範囲に含まれることが明白である。

たとえば、上記実施形態では、アクチュエーター室１１３１の内壁１１３１ａを平面にすることとしたが、内側に受けて凸であってもよい。このようにしても、トルクロッド１に引っ張り力が作用したときに、アクチュエーター室１１３１の内壁１１３１ａが内側に撓むので、シャフト１２１が抜けることを防止できる。

１ トルクロッド
１１ ロッド本体
１１１ エンジン固定部(一方の固定部)
１１２ 車体固定部(他方の固定部)
１１３ 胴部
１１３ａ 外辺
１１３１ アクチュエーター室
１１３１ａ 内壁
１２ 慣性マスアクチュエーター
１２１ シャフト
１２２ 板バネ
１２３ 慣性マス
１２４ 力発生部

Claims (6)

1. エンジン及び車体にそれぞれ固定される固定部及びそれら固定部の間に形成されたアクチュエーター室を含むロッド本体と、
   前記アクチュエーター室に収装され、アクチュエーター室の内壁に両端が圧入されたシャフトに沿って慣性マスを往復動させて前記ロッド本体に伝達する振動を低減する慣性マスアクチュエーターと、
   を備え、
   前記シャフトが圧入される内壁は、内側に向けて凸である、
   ことを特徴とするトルクロッド。
2. 請求項１に記載のトルクロッドにおいて、
   前記ロッド本体は、一方の固定部から他方の固定部に向けて幅が狭くなる、
   ことを特徴とするトルクロッド。
3. 請求項２に記載のトルクロッドにおいて、
   一方の固定部が他方の固定部よりも大径であり、
   前記ロッド本体の胴部の外辺は、両固定部の外筒の接線である、
   ことを特徴とするトルクロッド。
4. 請求項２に記載のトルクロッドにおいて、
   前記ロッド本体は、胴部の外辺が一方の固定部の外筒に接するとともに、最幅狭部分の幅が他方の固定部の外筒の直径よりも小さい、
   ことを特徴とするトルクロッド。
5. 請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のトルクロッドにおいて、
   一方の固定部の締結部材挿通方向が、他方の固定部の締結部材挿通方向と直交する、
   ことを特徴とするトルクロッド。
6. 請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載のトルクロッドにおいて、
   前記アクチュエーター室は、両固定部のうちいずれか大径の固定部の締結部材挿通方向と直交する方向に開口する、
   ことを特徴とするトルクロッド。

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