JP5985967B2 - トルクロッド - Google Patents

Description

この発明は、自動車のエンジンを車体へ防振支持するために用いられるトルクロッドに関する。

自動車のエンジンを車体へ防振支持する防振装置の一例としてトルクロッドが公知である。このトルクロッドは、棒状のロッド本体と、その長手方向両端に設けられたブッシュを有する防振連結部を備え、この防振連結部をそれぞれエンジンと車体へ取付けるようになっている。
防振連結部は、エンジン又は車体へ取付けられるインナー部材と、ロッド本体に一体化されたリング状部材と、このリング状部材とインナー部材を連結するゴム等の弾性防振部材からなるインシュレータを備える。インナー部材はボルトなどの車体取付軸により車体側へ取付けられている。

また、上記一対の防振連結部のうち車体側へ連結される防振連結部において、インシュレータは、主たる振動の入力方向に対してインナー部材から両側へ延出する弾性腕部を備え、この弾性腕部の延出端をリング状部材で拘束してあり、弾性腕部のバネは、インナー部材の直交３軸方向で異なるものとなっている。

以下、この直交３軸として、インナー部材の中心軸線方向（車体取付軸の軸線方向）のものをＺ軸、これに直交する主たる振動の入力方向のものをＸ軸、これらＸ軸及びＺ軸にそれぞれ直交する方向のものをＹ軸とする。また、車体側へ連結される防振連結部における弾性腕部のバネとして、Ｚ方向（Ｚ軸と平行する方向）をＺバネ、Ｘ方向（Ｘ軸と平行する方向）をＸバネとし、Ｙ方向（Ｙ軸と平行する方向）をＹバネとする。

特開平０６−１０９０７５号公報

トルクロッドの機能として、エンジンから車体側への振動伝達を遮断する性能がある。ところが、この振動遮断性能は、トルクロッドの剛体共振周波数帯と車体側の共振周波数帯の相対関係により変化する。これを図６により説明する。図６はトルクロッドの振動伝達特性を示すグラフであり、縦軸に振動伝達性能、横軸にトルクロッドの剛体共振周波数をとってある。このグラフにおいて、トルクロッドの振動伝達特性について周波数移動前及び周波数移動後における２つの振動伝達特性を示す。これら２つの特性曲線はそれぞれ相似形の略山形をなし、各特性曲線のピークＰ０・Ｐ１における周波数Ｆ０・Ｆ１がそれぞれ剛体共振のピーク周波数を示している。

このうち周波数移動前のものは、後述する本願発明のような特別に共振周波数を下げるための工夫がないものであり、ピークＰ１は比較的高い共振周波数Ｆ１になっている。一方、共振周波数を下げる特別の工夫を施した周波数移動後の特性曲線におけるピークＰ０は、低い共振周波数Ｆ０になっている。
ここで、周波数移動前の特性曲線において、車体側における感度の高い周波数ＦＱにおける振動伝達性能はＱ１であるが、この振動伝達性能Ｑ１のレベルは、トルクロッドの剛体共振の影響により、振動伝達性能が高くエンジンの振動が車体側へ比較的伝達されやすく、振動遮断が不十分な状態である。
そこで仮に、車体側における感度の高い周波数ＦＱにおいて、振動伝達性能を振動遮断に十分なＱ０まで下げることができれば、振動遮断効果△Ｑ（＝Ｑ１−Ｑ０）が生じ、車体側への振動伝達を抑制できる。

しかも、このような振動遮断は、特性曲線をピークがＰ０からＰ１へ略平行移動させて周波数移動後のようにすることにより実現できる。このピークの移動は、トルクロッドの剛体共振周波数をＦ１からＦ０へ移動させることに他ならない。したがって、車体側における感度の高い周波数ＦＱからずれるようにトルクロッドの剛体共振周波数を下げることができれば、必要な振動遮断効果を生じさせることができることになるので、このような剛体共振周波数のコントロールを可能にすることが求められる。

ここで、剛体共振の周波数は、バネと重量からなる振動系において、バネの平方根に比例し、重量の平方根に反比例する。したがって、バネを小さくするか重量を増大させれば剛体共振の周波数を下げることができることが知られている。
しかし、車両の軽量化という設計上の基本的な要請により、トルクロッドも可及的に軽量化を求められており、重量増による剛体共振の周波数調整は採用できない。このため、トルクロッドを軽量化しつつ剛体共振の周波数調整を可能にすることも求められている。

また、バネを調整する場合にも、ＸＹＺ各方向のバネからなるバネ比が所定の範囲となるようにすることが求められている。
特に、防振の主体をなすＸバネを下げないようにすることが求められる。そこで、Ｘバネを所定の範囲に維持しつつ、Ｘバネに対するＹバネ及びＺバネの各バネ比を調整できるようにバネを調整することも望まれている。
そこで本願は、これらの要請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、長手部材であるロッド本体と、その長手方向両端に設けられた大小に異なる一対の防振連結部である小玉部（１１ａ）と大玉部（１１ｂ）を備えたトルクロッドにおいて、
前記防振連結部のうち少なくとも大玉部（１１ｂ）は、前記ロッド本体（１０）に設けられたリング状部材（１４）と、その中心部に配置されたインナー部材（２０）と、これらインナー部材とリングを弾性的に結合する弾性体のインシュレータ（２２）を備え、
前記インナー部材（２０）の中心軸をＺ軸、これと直交する主たる振動の入力軸をＸ軸、これらＺ軸及びＸ軸とそれぞれ直交する軸をＹ軸とするとき、
前記インシュレータ（２２）にバネ調整凹部（３２）を設け、
少なくとも、Ｘ軸方向のバネとＺ軸方向のバネとのバネ比を変化させることにより、
Ｚ軸方向における剛体共振の周波数をコントロールすることを特徴とする。

請求項２に記載した発明は、上記請求項１に記載したトルクロッドであって、
前記バネ調整凹部（３２）は溝であり、その深さや幅を調整することにより、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向における各バネのバネ比を調整可能とす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１又は２に記載したトルクロッドであって、
前記インシュレータ（２２）は、前記インナー部材（２０）から前記Ｘ軸の両側へ延出し、その延出端部が前記リング状部材（１４）と接続して拘束される弾性腕部（３０）を備え、
前記バネ調整凹部（３２）は、前記弾性腕部（３０）における前記リング状部材（１４）との付け根部分の一部に、前記リング状部材（１４）で拘束されないように設けられることを特徴とする。

請求項４に記載した発明は、上記請求項１〜３のいずれか１項に記載したトルクロッドであって、
前記バネ調整凹部（３２）は、前記弾性腕部（３０）において、主たる振動の入力時におけるバネ作用の主体となるバネ領域（３８）よりもＹ軸方向外方に設けられていることを特徴とする。

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項に記載したトルクロッドであって、
前記インシュレータ（２２）には、Ｘ軸方向において前記インナー部材（２０）の両側に、Ｚ軸方向へ貫通するとともに、前記弾性腕部（３０）を挟んでＸ軸の両側へ延びる第１すぐり（２４）及び第２すぐり（２６）が設けられ、
前記バネ調整凹部（３２）が、前記第１すぐり（２４）又は第２すぐり（２６）からＸ軸方向へ前記弾性腕部（３０）を切り込んで形成されることを特徴とする。

請求項６に記載した発明は、上記請求項１〜５のいずれか１項に記載したトルクロッドであって、
前記インナー部材（２０）のＸ軸方向における接線をＬ１、この接線と平行して前記第２すぐり（２６）のＹ軸方向端部を通る直線をＬ２とするとき、前記弾性腕部（３０）のうち前記接線Ｌ１と直線Ｌ２とに挟まれた領域（３８）を、主たる振動の入力時におけるバネ作用の主体となるバネ領域とし、
この領域（３８）のＹ軸方向外側に前記バネ調整凹部（３２）を設けたことを特徴とする。

請求項７に記載した発明は、上記請求項１〜６のいずれか１項に記載したトルクロッドであって、前記バネ調整凹部（３２）がスリット状をなしていることを特徴とする。

請求項８に記載した発明は、上記請求項１〜７のいずれか１項に記載したトルクロッドであって、
前記ロッド本体（１０）及びリング状部材（１４）は、比重が２．７より小さい非金属により一体に形成されていることを特徴とする。

請求項１に記載した発明によれば、大玉部（１１ｂ）において、インシュレータ（２２）にバネ調整凹部（３２）を設けることにより、少なくとも、Ｘ軸方向のバネ（Ｘバネ）とＺ軸方向のバネ（Ｚバネ）とのバネ比を変化させて、トルクロッドのＺ軸方向における剛体共振の周波数をコントロールできる。そこで、バネ調整凹部（３２）により、上記剛体共振の周波数を、車体側の感度が高い周波数からずれるように調整すると、振動遮断効果を生じ、車体側への振動伝達を抑制できる。

請求項２に記載した発明によれば、バネ調整凹部（３２）を溝とし、その深さや幅を調整すると、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向における各バネが変化するので、これらのバネ比が調整可能になる。したがって、バネ調整凹部（３２）により、剛体共振の周波数コントロールのみならず、ＸＹＺ各方向のバネ比も調整可能になる。

請求項３に記載した発明によれば、バネ調整凹部（３２）を、弾性腕部（３０）において、
弾性腕部（３０）におけるリング状部材（１４）との付け根部分の一部に、前記リング状部材（１４）で拘束されないバネ調整凹部（３２）を設けたので、主たる振動の入力方向であるＸバネを所定の大きさに維持したまま、インナー部材（２０）の中心軸方向であるＺバネを大きく下げることができる。
このため、主たる振動の吸収に必要なＸバネに影響せずに、Ｚバネを低減させて、Ｚ方向における剛体共振の周波数を低減させることができる。その結果、車体側への振動遮断を効果的に行える。
しかも、Ｚバネの調整は、弾性腕部（３０）の一部にバネ調整凹部（３２）を設けるだけであって、重量増加を招かないため、トルクロッドの重量を増大せずに剛体共振の周波数を低下させることができる。
また、ＸＺバネ比を大きく変化させて、従来では実現できなかったＸＺバネ比にすることができるので、ＸＺバネ比の制御幅が拡大することになり、チューニングにおける自由度を向上させることができる。

請求項４に記載した発明によれば、バネ調整凹部（３２）を、弾性腕部（３０）において、主たる振動の入力時におけるバネ作用の主体となるバネ領域（３８）よりもＹ軸方向外方に設けたので、バネ調整凹部（３２）を設けてもＸバネに対する影響があまり出ないようにすることができる。

請求項５に記載した発明によれば、バネ調整凹部（３２）が、第１すぐり（２４）又は第２すぐり（２６）からＸ軸方向へ弾性腕部（３０）を切り込んで形成されるので、弾性腕部（３０）におけるリング状部材（１４）で拘束されない非拘束部を容易に形成することができる。

請求項６に記載した発明によれば、インナー部材（２０）のＸ軸方向における接線をＬ１、この接線と平行して第２すぐり（２６）のＹ軸方向端部を通る直線をＬ２とするとき、弾性腕部（３０）のうち接線Ｌ１と直線Ｌ２とに挟まれた領域（３８）が、主たる振動の入力時におけるバネ作用の主体となるバネ領域となるため、この領域（３８）のＹ軸方向外側にバネ調整凹部（３２）を設けることにより、バネ調整凹部（３２）を設けたにもかかわらず、Ｘバネに対する影響があまり出ないようにすることができる。

請求項７に記載した発明によれば、バネ調整凹部（３２）をスリット状にしたので、極めて小さなものにすることができ、形成が容易になるとともに、Ｙバネに対する影響を極力抑制することができる。

請求項８に記載した発明によれば、ロッド本体（１０）及びリング状部材（１４）が樹脂により一体に形成された樹脂製であるため、トルクロッドを可及的に軽量化できる。しかも、軽量化したにもかかわらず、Ｚバネの低減により、Ｚ方向における剛体共振の周波数を低減させることができ、軽量化と剛体共振の周波数低下を両立させることができる。

実施形態に係るトルクロッドの正面図 上記トルクロッドの平面図 一方の防振連結部の平面図 図３の４−４線断面図 図３における要部の拡大図 共振周波数と振動伝達性能の関係を示すグラフ トルクロッドの重量と剛体共振周波数の関係を示すグラフ バネ調整凹部の深さとバネ値の関係を示すグラフ バネ調整凹部の深さとＸＺバネ比の関係を示すグラフ バネ調整凹部の深さとＹバネとの関係を示すグラフ バネ調整凹部の幅とＸバネとの関係を示すグラフ 別実施例に係る図３と同様部位の図 さらに別実施例に係る図３と同様部位の図

以下、自動車のエンジン支持用に設けられるトルクロッドについて説明する。図１は正面図、図２は平面図、図３は大玉部の平面図、図４は図３の４−４線断面図である。
このトルクロッドは、丸棒状のロッド本体１０と、その長手方向両端に設けられた大小に異なる一対の防振連結部である小玉部１１ａ及び大玉部１１ｂを備える。

これら一対の防振連結部のうち、小型の小玉部１１ａは、第１リング状部材１２、その中心部に配置された第１インナー部材１６、この第１インナー部材１６と第１リング状部材１２の間に充填されたゴム等の適宜弾性部材からなる第１インシュレータ１８を備え、第１インシュレータ１８により、第１リング状部材１２と第１インナー部材１６が弾性的に結合されている。第１インシュレータ１８による弾性的な結合は、加硫等による接着、嵌合による圧接等種々可能である。第１インナー部材１６は図示しないエンジンへ取付けられている。

大型の大玉部１１ｂは、第２リング状部材１４、その中心部に配置された第２インナー部材２０、この第２インナー部材２０と第２リング状部材１４の間に充填されたゴム等の適宜弾性部材からなる第２インシュレータ２２を備え、第２インシュレータ２２により、第２リング状部材１４と第２インナー部材２０が弾性的に結合されている。第２インシュレータ２２による弾性的な結合は、加硫等による接着、嵌合による圧接等種々可能である。
第２インナー部材２０は筒状をなし、その軸穴へ通されたボルト部材(図示省略)を介して同じく図示しない車体側へ取付けられている。

第１リング状部材１２及び第２リング状部材１４は、ロッド本体１０と共に、樹脂等の剛性材料により一体に形成されている。第１リング状部材１２と第２リング状部材１４はそれぞれ筒状をなすが、第２リング状部材１４の方が第１リング状部材１２よりも大径になっている。

ここで、第１インナー部材１６と第２インナー部材２０の各中心を結ぶ中心線をＣ１とする。本実施形態におけるＣ１はロッド本体１０の中心線でもある。
また、第１インナー部材１６及び第２インナー部材２０の各中心軸線をＣ２及びＣ３とする。Ｃ２及びＣ３は互いに直交するとともに、それぞれがＣ１とも直交している。
なお、Ｃ２とＣ３を互いに平行するように設けてもよい。
また、本実施形態では、Ｃ１を車両の前後方向（Ｘ軸方向）、Ｃ２を左右方向（Ｙ軸方向）、Ｃ３を上下方向（Ｚ軸方向）へそれぞれ向けて配置するものとする。Ｘ・Ｙ・Ｚはそれぞれ、第１インナー部材１６及び第２インナー部材２０の各中心部において互いに直交する直交３軸をなす。

このトルクロッドを介してエンジンを車体へ支持すると、エンジンからの主たる振動は、第１インナー部材１６から小型側の小玉部１１ａへ入力され、ロッド本体１０を中心線Ｃ１に沿って通り、大型側の大玉部１１ｂへ入力され、さらに第２インナー部材２０から車体へ伝達される。

以下、大型側の大玉部１１ｂについて詳細構造を説明する。図３に示すように、第２インシュレータ２２は、第２インナー部材２０の前後に第１すぐり２４及び第２すぐり２６が設けられる。第１すぐり２４は第２インナー部材２０の前方、すなわち主たる振動の入力時に第２インナー部材２０と第２リング状部材１４が接近する側に設けられ、第２すぐり２６は第２インナー部材２０の後方、すなわち主たる振動の入力時に第２インナー部材２０と第２リング状部材１４が離れる側に設けられている。これら第１すぐり２４及び第２すぐり２６は、Ｘ軸を挟んで左右方向へ対称に広がり、かつＺ軸方向へ貫通して形成されている。

第１すぐり２４は第２すぐり２６よりも大きく、左右方向の端部は第２リング状部材１４近傍に達し、拡大穴部２８をなしている。第１すぐり２４の縁部のうち、第２インナー部材２０の前方となり、Ｘ軸上で第２インナー部材２０に対向する部分は第１ストッパ２１をなし、第２インナー部材２０が第２リング状部材１４に対して相対的に前方へ移動したとき、当接して第２インナー部材２０の前方移動を阻止するようになっている。

第２すぐり２６は左右の延出量が相対的に少なく、略逆Ｖ字状をなし、第２すぐり２６の後縁部のうち、Ｘ軸上の部分は前方へ山型に突出する第２ストッパ２７になっている。第２ストッパ２７は、第２インナー部材２０が第２リング状部材１４に対して相対的に後方へ移動したとき、その前縁部に当接することにより、第２インナー部材２０の後方移動を阻止する。

第２インシュレータ２２のうち、第１すぐり２４と第２すぐり２６に挟まれた部分は、第２インナー部材２０を挟んでＹ方向両側へ張り出す弾性腕部３０をなす。この部分は、Ｘ・Ｙ・Ｚ各方向における各バネを形成する部分であり、Ｘ・Ｙ・Ｚ各方向のバネを、Ｘバネ・Ｙバネ・Ｚバネとし、各Ｘ・Ｙ・Ｚ各方向のバネ値をＥｘ・Ｅｙ・Ｅｚとすれば、Ｅｙ＞Ｅｘ＞Ｅｚとなっている。
また、ＸバネとＺバネのバネ比であるＸＺバネ比Ｅｚ／Ｅｘが０．３６程度になるように設定されている。

弾性腕部３０のＹ軸方向両端である延出端部は、第２リング状部材１４に結合することにより、第２リング状部材１４に拘束されている。この延出端部は、第２リング状部材１４に接続する弾性腕部３０の付け根部３１であり、この部分にハッチングで示すバネ調整凹部３２が形成されている。このバネ調整凹部３２は、弾性腕部３０における延出端部のうちの一部を第２リング状部材１４に対して非拘束にすることにより、Ｚバネを低減する目的で設けられ、拡大穴部２８に臨む弾性腕部３０の前縁部をＸ軸と平行に後方へ向かって切り込まれたものであり、本例ではスリット状をなす空間になっている。このバネ調整凹部３２を別言すれば、拡大穴部２８から弾性腕部３０に肉厚内に向かって切り欠き状をなして食い込んでいる凹部とも言える。

第１すぐり２４を囲む縁部のうち、前縁部２３は、第１ストッパ２１を除く部分が第２リング状部材１４と同様の円弧状をなす。但し、そのＸ軸と交差する部分が略扁平になった第１ストッパ２１をなす。また、第１すぐり２４を囲む縁部のうち後側は弾性腕部３０の前縁部３０ａをなす。前縁部３０ａは湾曲形状をなし、Ｙ軸方向両端側が前縁部２３との間に間隔を広げて拡大穴部２８を形成している。前縁部３０ａのＹ軸方向両端部は第２リング状部材１４へ向かって延びてバネ調整凹部３２へ接続しているが、バネ調整凹部３２との接続部は鋭角的な屈曲部３３になっている。

また、第２インナー部材２０の接線でＸ軸と平行なものをＬ１、これと平行でかつ第２すぐり２６の左右方向端部を通る線をＬ２とするとき、バネ調整凹部３２は直線Ｌ２よりもＹ軸方向外側に設けられている。
接線Ｌ１と直線Ｌ２に囲まれた斜線で示す領域３８は、Ｘ軸方向に主たる入力が入ったとき、Ｘバネの形成に主体となる部分である。
したがって、バネ調整凹部３２をこの領域３８から外すことにより、Ｘバネに対する影響を少なくしている。なお、弾性腕部３０のバネ調整凹部３２が設けられている付け根部３１の前側部分は、主たる振動の入力時に弾性変形するとき、引っ張り方向の力を主体的に受ける部分であり、Ｘバネの大きさにはあまり影響しない部分である。

図３中のバネ調整凹部３２部分を拡大した図５に示すように、弾性腕部３０の前縁部３０ａを屈曲部３３から第２リング状部材１４へ向かって延長させた仮想線部分が開放部３４をなし、バネ調整凹部３２によって前縁部３０ａの一部を切り欠いて形成された部分に相当し、バネ調整凹部３２を第１すぐり２４に向かって前方へ開放している。バネ調整凹部３２はＺ方向へ貫通しており、第１すぐり２４の拡大穴部２８に向かって開放された開放部３４になっている。

また、バネ調整凹部３２は、第２インシュレータ２２における平面視で、弾性腕部３０の付け根部３１を、第１すぐり２４の拡大穴部２８に臨む前縁部からスリット状をなしてＸ方向と平行に後方へ切り込まれた状態をなし、バネ調整凹部３２の後端部３５は、第２インナー部材２０の側方となる弾性腕部３０のＸ軸方向における肉厚内で止まっている。
弾性腕部３０のうち、バネ調整凹部３２より内側（第２インナー部材２０側）で、バネ調整凹部３２に隣接する部分が第２リング状部材１４に拘束されない非拘束部３６となる。

ここで、開放部３４から後端部３５までの長さをバネ調整凹部３２の深さ（切り込み深さ）Ｄ、また、バネ調整凹部３２の開口幅をＷとする。
バネ調整凹部３２は、主としてＺバネの調整に関与する部分である。バネ調整凹部３２により、弾性腕部３０の一部が第２リング状部材１４に拘束されなくなるため、ＺバネＥｚは著しく低下する。そこで、深さＤは、後述するように、所定のＸＺバネ比、Ｅｚ／Ｅｘが得られるように適宜設定される。
一方、開口幅Ｗの影響は極わずかであり、バネ調整凹部３２を領域３８からＹ方向外側へ外すことによりＸバネは影響が殆どなく、かつＹバネも開口幅Ｗをあまり大きくしない限りそれほど影響を受けない。

したがって、バネ調整凹部３２は、設ける位置及び深さＤを主にして適宜設けられることになる。要は、バネ調整凹部３２を設ける場合、第２インシュレータ２２の一部に第２リング状部材１４から非拘束の部分としてバネ調整凹部３２を形成できれば足りる。
換言すれば、バネ調整凹部３２は、前縁部３０ａを第２リング状部材１４方向へ延長したときの第２リング状部材１４との交点Ｐ（仮想線で示すポイント）よりも後端部３５が後方へ入り込む凹部となっていればよい。

図６は、周波数移動前（従来例）の振動伝達特性と、周波数移動後（本願発明）の振動伝達特性を示す。周波数移動後（本願発明）の振動伝達特性は、バネ調整凹部３２の存在によりＺバネが低下したため、特性曲線のピークがＰ０となり、剛体共振の周波数がＦ０に変化し、特性曲線が全体として図の左側へ略平行に移動していることを示す。

図７は、トルクロッドの重量と剛体共振周波数の関係を示すグラフであり、縦軸に剛体共振周波数、横軸にトルクロッドの重量（平方根）を取ってある。
トルクロッドの剛体共振周波数は、重量の影響を受け、重量が増大するほど剛体共振周波数は、右下がりの特性直線Ｒに沿って低くなる。
そこで、サンプルとして樹脂製トルクロッド１〜３及びアルミ合金製トルクロッドを用意し、それぞれの重量をＷ１〜Ｗ４（Ｗ１＜Ｗ２＜Ｗ３＜Ｗ４）とすれば、剛体共振周波数はｆ１＞ｆ２＞ｆ３＞ｆ４となる。

したがって、トルクロッドの重量を調節して、剛体共振周波数を、図６に示すような振動遮断効果を生じる周波数Ｆ０と同様なｆ０にしようとすれば、アルミ合金製トルクロッドのような重量Ｗ４（周波数ｆ４）にすることが必要となる。
一方、本願発明のトルクロッドは、樹脂化しているため、樹脂製トルクロッド１の重量Ｗ１とほぼ同じ重量Ｗ０であり、しかも、バネ調整凹部３２によるＺバネの低減により、最も重量のあるアルミ合金製トルクロッドが実現する剛体共振の周波数ｆ０となっている。

図８は、バネ調整凹部３２の深さＤとＸ方向及びＺ方向の各バネ値の変化を示し、横軸に深さＤ、縦軸にバネ値をとってある。また、図９は深さＤとＺバネの関係を示すグラフであり、横軸に深さＤ、縦軸として左側にＸＺバネ比（Ｅｚ／Ｅｘ）、右側にＺバネのバネ値Ｅｚをとってある。
図８に示すように、バネ調整凹部３２の深さＤを大きくすると、Ｘバネ及びＺバネともにバネ値が低下するが、その低下は緩慢であって、ほぼ横ばいになる。

但し、深さに対するバネ値の低下率が異なり、低下率はＺバネの方が大きく、例えば、深さがＤ３６（ＸＺバネ比が０．３６となる深さ、後述）では、Ｘバネの低下率△Ｘが約１０％であるが、Ｚバネの低下率△Ｚは約３０％低下する。この低下率の差は、深さＤが大きくなる程拡大する。
このため、図９に示すように、ＸＺバネ比Ｅｚ／Ｅｘは、深さＤが大きくなるにしたがって、次第に小さくなる。

したがって、深さＤを設定することにより、顕著なＸＺバネ比を形成できる。例えば、ＸＺバネ比Ｅｚ／Ｅｘを０．３６としたい場合には、図９において、深さをＤ３６（例えば、１２ｍｍ程度）とする。このときＸバネは、その低下率△Ｘが約１０％であり（図８）、実用上十分なバネ値を維持できている。すなわち、Ｘバネのバネ値Ｅｘを十分な値に維持したまま、小さなＸＺバネ比Ｅｚ／Ｅｘが可能になる。本例では、ＸＺバネ比が０．３５になるまで、Ｘバネは、実用上十分なバネ値を維持できる。換言すれば、ＸＺバネ比を０．３５程度まで小さくすることができる。

なお、ＸＺバネ比が小さいほど、Ｚバネを小さくできることを意味するが、従来はＸバネを下げずにＸＺバネ比を所定（例えば、図９に示す０．４６程度）以下に小さくすることには限界があった。しかし、図８に示すようにＸバネをあまり下げず、かつ実用域に維持したまま、Ｚバネを低下させることができるので、Ｘバネにあまり影響を与えることなく、ＸＺバネ比を例えば、０．３５程度まで小さくすることが可能になった。

また、バネ調整凹部３２は、第１すぐり２４の拡大穴部２８からＸ軸方向へ食い込むように、弾性腕部３０を切り込んで形成される。このためバネ調整凹部３２により、弾性腕部３０の第２リング状部材１４に接続する径方向端部の一部に、第２リング状部材１４で拘束されない非拘束部を容易に形成することができる。

そのうえ、バネ調整凹部３２を開口幅Ｗの小さなスリット状としてＸバネ及びＹバネに対する影響を極力少なくしたので、実用上重要なＸバネを低下させず、必要なバネ値を確保し、かつＹバネも所定の大きさに確保したまま、Ｚバネだけ大きく下げることができる。
しかも、バネ調整凹部３２の開口幅Ｗを極めて小さなものにすることができるから、形成場所の制約が少なくなり、形成が容易になる。

図１０は、バネ調整凹部３２の深さＤとＹバネ及びＸＹバネ比の関係を示すグラフであり、横軸に深さＤ、縦軸として左側にＸＹバネ比（Ｅｙ／Ｅｘ）、右側にＹバネのバネ値Ｅｙをとってある。
この図に示すように、バネ調整凹部３２の深さＤを大きくすると、Ｙバネは次第に低くなるが、Ｘバネは前述したように緩慢に低下し、あまり変化しない。このため、ＸＹバネ比の変化はほぼＹバネの変化と同様になる。
このことは、バネ調整凹部３２の深さＤによる影響が、Ｘバネ及びＹバネに対して同様のものとなり、バネ調整凹部３２の深さＤを変化させても、ＸＹバネ比はＸＺバネ比ほど変化しないことを意味する。また、バネ調整凹部３２の深さＤにより、ＸＺバネ比をＸＹバネ比よりも大きく変化するようにバネ比調節できることを意味する。

図１１は、バネ調整凹部３２の幅ＷとＸバネの関係を示すグラフであり、横軸に幅Ｗ、縦軸にＸバネ値をとってある。Ｘバネはバネ調整凹部３２の幅Ｗが増大すると次第に低くなる。このとき、図３において、バネ調整凹部３２の幅Ｗを、第２インナー部材２０へ向かって広げるように変化させる。すると、第２すぐり２６の左右方向端部を通る線をＬ２を超えると、図１１に示すように、急激にＸバネが低下する。したがって、Ｘバネをあまり低下させないようにするためには、バネ調整凹部３２を線をＬ２より外側に設けるようにすべきことが判る。
なお、バネ調整凹部３２の深さＤや幅Ｗを調整することによって、ＸＹＺ３軸方向のバネ比、特に、ＸＹバネ比及びＸＺバネ比を自由に調整可能になる。

次に、本実施例の作用を説明する。図５に示すように、弾性腕部３０の第２リング状部材１４との接続部に、切り込み状のバネ調整凹部３２を設けて第２リング状部材１４で拘束されない非拘束部としたので、Ｚバネを著しく小さくすることができる。以下、バネ調整凹部３２の深さによるバネ比調節を説明する。
図９において、深さをＤ３６（例えば、１２ｍｍ程度）とする。このときＸバネは、その低下率△Ｘが約１０％であり（図８）、実用上十分なバネ値を維持できている。すなわち、Ｘバネのバネ値Ｅｘを十分な値に維持したまま、小さなＸＺバネ比Ｅｚ／Ｅｘが可能になる。本例では、ＸＺバネ比が０．３５になるまで、Ｘバネは、実用上十分なバネ値を維持できる。換言すれば、ＸＺバネ比を０．３５程度まで小さくすることができる。

従来の場合、ＸＺバネ比は、図８における深さ０のＸバネ及びＺバネの各バネ値の比であって、図９に示すように、Ｅｚ／Ｅｘは約０．４６程度である。この数値は弾性腕部３０の形状変更等で種々調整しても、せいぜい、１：０．４５〜０．４６程度が限界であった。
しかし、本願によれば、防振の主体をなすＸバネにあまり影響を与えることなく、１：０．３５〜０．３６程度まで小さくすることが可能になった。その結果、従来実現できなかった顕著に小さなＸＺバネ比が可能となり、制御幅が広くなった。

図９において、深さＤが０のＸＺバネ比（従来例相当）に対して、深さＤ３６におけるバネ比の差△（Ｚ／Ｘ）は、約０．１となり、この差△（Ｚ／Ｘ）の幅で、ＸＺバネ比を著しく小さくなるように制御できていることが明らかである。
しかも、比較的小さなバネ調整凹部３２を設け、その深さＤを調整するという簡単な構成を加えるだけで、ＸＺバネ比を、従来実現できなかった０．４５未満で任意に設定することができるようになった。

すなわち、一般にＺバネを小さくすれば防振の主体をなすＸバネも下がってしまう傾向にあるから、Ｘバネを所定以上に維持しつつ、Ｚバネのみを小さくすることは困難であり、Ｘバネにあまり影響を与えることなく、Ｚバネのみをより小さくすることが求められていたところ、これを解決することができるようになった。
また、ＸバネとＺバネの関係を示すＸＺバネ比（Ｚバネ／Ｘバネ）において、Ｘバネを一定とすれば、ＸＺバネ比が小さいほど、Ｚバネを小さくできることを意味する。但し、上述したＺバネのみをより小さくすることが困難であると同じ理由により、ＸＺバネ比を所定以上に小さくすることには限界があったところ、ＸＺバネ比をより小さくすることが可能になった。

このように、ＸＺバネ比を小さくして、Ｚバネを低減させることにより、トルクロッドの剛体共振においてＺ方向における共振周波数を低減させることができる。
その結果、図６に示すように、トルクロッドの振動伝達特性を示す特性曲線は、ピークがＰ１なる周波数移動前（従来例）のものが、ピークがＰ０なる周波数移動後（本願発明）のものへ略平行に移動し、剛体共振の周波数がＦ１からＦ０へ低下する。
このため、車体側の感度の高い周波数ＦＱにおける振動伝達性能はＱ１からＱ０へ低下し、車体側へ伝達される振動を抑制でき、十分な振動遮断効果△Ｑを実現できる。

すなわち、ＸＺバネ比の調整により、Ｚ方向の振動によって生じるトルクロッドの剛体共振周波数を制御することができる。バネによる剛体共振の周波数の調整をする場合、特に、遮断すべき振動は、車体取付軸方向（Ｚ方向）に入力する振動であるから、この方向におけるインシュレータのバネ、すなわちＺバネを小さくすれば、Ｚ方向に入力する剛体共振の共振周波数を下げて車体側への振動伝達を抑制できる。その結果、車体側への振動伝達特性を下げ、振動伝達を抑制可能になる。
また、ＸＺバネ比の制御幅が拡大するため、チューニングにおける自由度を向上させることができる。

しかも、ＸＺバネ比の調整はバネ調整凹部３２の幅Ｗを変化させることによっても可能である。このようなＸＺバネ比の調整により、トルクロッドの剛体共振におけるＺ方向の共振周波数を比較的自由にコントロールできるようになる。また、バネ調整凹部３２によるＸＹＺ３軸方向におけるバネ比調節も同時に可能になる。

そのうえ、トルクロッドを軽量化したまま、Ｚバネの低減が可能になる。図７に示すように、本願発明のトルクロッドは、樹脂化しているため、樹脂製トルクロッド１の重量Ｗ１とほぼ同じ重量Ｗ０であり、しかも、バネ調整凹部３２によるＺバネの低減により、最も重量のあるアルミ合金製トルクロッドが実現する剛体共振の周波数ｆ０を実現できている。

また、車両を軽量化するため、トルクロッドも可及的に軽量化を求められており、アルミ合金製トルクロッド（重量Ｗ４）などの金属製よりも軽量にするため、樹脂化が採用されている。しかし、樹脂製トルクロッド１〜３はいずれも剛体共振周波数がｆ１〜ｆ３であり、目標とする周波数ｆ０よりも高くなってしまう。したがって、トルクロッドの軽量化と剛体共振周波数の低減は両立できないものであった。

しかし、本願発明は、トルクロッドを樹脂化するとともにバネ調整凹部３２によりＺバネを低減したので、トルクロッドの軽量化と剛体共振周波数の低減を両立させることが可能になり、車両の軽量化という要請も満足させることができる。そのうえ、樹脂化によりトルクロッドを可及的に軽量化できる。

なお、Ｚバネの低減は、弾性腕部３０の付け根部３１にバネ調整凹部３２を設けることによって実現されるから、何らかの重量増加を伴うものではなく、逆にバネ調整凹部３２の分だけ軽量化する。したがって、トルクロッドを樹脂化するか否かにかかわらず、トルクロッドの重量増加を招かずに剛体共振周波数の低減を達成できる。
また、必ずしも樹脂製とすることなく、アルミの比重２．７よりも小さな比重を有するものであれば適宜な非金属素材を利用して軽量化できる。

図１２はバネ調整凹部３２の開口幅Ｗを大きくした別実施例の図３と同様部位を示す図である。なお、前実施例と共通する部分は共通符号を用い、重複説明を省略する。
この実施例のバネ調整凹部３２は、拡大穴部２８と同程度の開口幅Ｗを有する凹溝として形成され、後端部位置は第２インナー部材２０の後端部近傍位置まで達するように長く形成されている。但し、この例でも、領域３８の外側にバネ調整凹部３２が形成されるように配慮されている。

このようにすると、Ｙバネが若干低下するものの、Ｘバネを所定に維持したまま、Ｚバネを大きく低下させることができることについては変わりがない。
なお、開口幅Ｗの大きさは、図中に仮想線で示すように、領域３８より外側（第２リング状部材１４側）という条件下で、所望するＹバネの大きさに応じて任意に調整できる。

なお、本願発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、発明の原理内において種々に変形や応用が可能である。例えば、バネ調整凹部３２Ａとして図１３に示すように、弾性腕部３０の付け根部３１のうち、前後方向中間部に貫通穴状をなして形成されたものでもよい。この場合のバネ調整凹部３２Ａは、領域３８のＹ方向外側に位置し、主たる振動の入力時におけるバネ作用の主体となるバネ領域を避けて設けられることに変わりはない。また、バネ調整凹部３２Ａの幅や長さは仕様により任意に設定できる。

さらに、図１及び２に示す、小型側の小玉部１１ａについても、大型側の大玉部１１ｂと同様な弾性腕部３０及びバネ調整凹部３２を設けることもできる。

１０：ロッド本体、１１ａ：小玉部、１１ｂ：大玉部、１４：第２リング状部材、２０：第２インナー部材、２２：第２インシュレータ、２４：第１すぐり、２６：第２すぐり、３０：弾性腕部、３２：バネ調整凹部

Claims (8)

1. 長手部材であるロッド本体と、その長手方向両端に設けられた大小に異なる一対の防振連結部である小玉部（１１ａ）と大玉部（１１ｂ）を備えたトルクロッドにおいて、
   前記防振連結部のうち少なくとも大玉部（１１ｂ）は、前記ロッド本体（１０）に設けられたリング状部材（１４）と、その中心部に配置されたインナー部材（２０）と、これらインナー部材とリングを弾性的に結合する弾性体のインシュレータ（２２）を備え、
   前記インナー部材（２０）の中心軸をＺ軸、これと直交する主たる振動の入力軸をＸ軸、これらＺ軸及びＸ軸とそれぞれ直交する軸をＹ軸とするとき、
   前記インシュレータ（２２）にバネ調整凹部（３２）を設け、
   少なくとも、Ｘ軸方向のバネとＺ軸方向のバネとのバネ比を変化させることにより、
   Ｚ軸方向における剛体共振の周波数をコントロールすることを特徴とするトルクロッド。
2. 請求項１に記載したトルクロッドであって、
   前記バネ調整凹部（３２）は溝であり、その深さや幅を調整することにより、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向における各バネのバネ比を調整可能とすることを特徴とする。
3. 請求項１又は２に記載したトルクロッドであって、
   前記インシュレータ（２２）は、前記インナー部材（２０）から前記Ｘ軸の両側へ延出し、その延出端部が前記リング状部材（１４）と接続して拘束される弾性腕部（３０）を備え、
   前記バネ調整凹部（３２）は、前記弾性腕部（３０）における前記リング状部材（１４）との付け根部分の一部に、前記リング状部材（１４）で拘束されないように設けられることを特徴とする。
4. 上記請求項１〜３のいずれか１項に記載したトルクロッドであって、
   前記バネ調整凹部（３２）は、前記弾性腕部（３０）において、主たる振動の入力時におけるバネ作用の主体となるバネ領域（３８）よりもＹ軸方向外方に設けられていることを特徴とする。
5. 上記請求項１〜４のいずれか１項に記載したトルクロッドであって、
   前記インシュレータ（２２）には、Ｘ軸方向において前記インナー部材（２０）の両側に、Ｚ軸方向へ貫通するとともに、前記弾性腕部（３０）を挟んでＸ軸の両側へ延びる第１すぐり（２４）及び第２すぐり（２６）が設けられ、
   前記バネ調整凹部（３２）が、前記第１すぐり（２４）又は第２すぐり（２６）からＸ軸方向へ前記弾性腕部（３０）を切り込んで形成されることを特徴とする。
6. 上記請求項１〜５のいずれか１項に記載したトルクロッドであって、
   前記インナー部材（２０）のＸ軸方向における接線をＬ１、この接線と平行して前記第２すぐり（２６）のＹ軸方向端部を通る直線をＬ２とするとき、前記弾性腕部（３０）のうち前記接線Ｌ１と直線Ｌ２とに挟まれた領域（３８）を、主たる振動の入力時におけるバネ作用の主体となるバネ領域とし、
   この領域（３８）のＹ軸方向外側に前記バネ調整凹部（３２）を設けたことを特徴とする。
7. 上記請求項１〜６のいずれか１項に記載したトルクロッドであって、前記バネ調整凹部（３２）がスリット状をなしていることを特徴とする。
8. 上記請求項１〜７のいずれか１項に記載したトルクロッドであって、
   前記ロッド本体（１０）及びリング状部材（１４）は、比重が２．７より小さい非金属により一体に形成されていることを特徴とする。
   
   
   
   
   

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