JP6878873B2 - ロールロッド - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載されるパワープラントを車体に支持するためのロールロッドに関する。

パワープラントの車体に対する支持構造の一つとして、パワープラントの重心を通り左右方向に延びる支持軸でパワープラントを支え、支持軸を中心とした揺動をロールロッドで規制するペンデュラム方式の支持構造が存在する（例えば特許文献１参照）。ロールロッドは、その後端部が車体のクロスメンバに接続されるとともに、その前端部がパワープラントの重心の下方に接続され、パワープラントを下方から支持する。

実開昭５９−４９５２４号公報

しかしながら、従来のロールロッドは一本のリンクから構成されているため、パワープラントの左右方向への動き（揺れ）を十分に規制することができず、操縦安定性の低下を招くことがあった。
本件のロールロッドは、このような課題に鑑み案出されたもので、パワープラントの左右方向への動きを抑制することで操縦安定性を向上させることを目的の一つとする。なお、この目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本件の他の目的である。

（１）ここで開示するロールロッドは、車両のパワープラントと、前記パワープラントよりも車両後方で左右方向に延設されたクロスメンバとを車両前後方向に連結するロールロッドであって、前記パワープラントに接続される第一前端部、および、前記クロスメンバに接続される第一後端部を有する第一リンクと、前記第一リンクの前記第一前端部に接続される第二前端部、および、前記第一後端部と左右方向に間隔をあけて前記クロスメンバに接続される第二後端部を有する第二リンクと、を備えている。すなわち、前記第一リンクおよび前記第二リンクは、上面視で後方に広がるＶ字状をなす。

（２）前記第二リンクは、前記第二前端部が前記第一リンクの前記第一前端部に対して回動可能に接続され、前記第一リンクおよび前記第二リンクの少なくとも一方に、リンク長さを変更する変更機構が設けられていることが好ましい。
（３）前記変更機構がねじ式であって、前記第二リンクに設けられていることが好ましい。

（４）前記第二リンクには、車両衝突時に前記ロールロッドの全部位のなかで最も破断しやすい破断起点が設けられていることが好ましい。
（５）前記第一リンクは、前記第一前端部の直後方に前記第二リンク側に拡幅して形成されたフランジ部を有することが好ましい。この場合、前記第二リンクは、前記第二前端部が前記フランジ部に対して結合されるとともに、前記第二前端部よりも後方に前記破断起点としての溶接部を有することが好ましい。
（６）前記第一リンクは、前記第二リンクよりも剛性が高いことが好ましい。

開示のロールロッドによれば、二つのリンクの前端部同士が接続されるとともに、後端部同士が左右方向に互いに間隔をあけて配置され、上面視でＶ字状をなすことから、一方のリンクが他方のリンクの左右方向への動きを規制する。すなわち、ロールロッドが左右方向の動きに対する拘束力を持つことになるため、パワープラントの左右方向への変位（揺れ）を抑制することができる。これにより、操縦安定性を向上させることができる。

実施形態に係るロールロッドが適用された車両の構造を模式的に示す斜視図である。 図１のロールロッドおよびパワープラント周辺の構造を模式的に示す上面図である。 図２のロールロッドを示す上面図である。 図３のロールロッドに前方から荷重が加わったときの作用を説明するための上面図である。 車両衝突時におけるパワープラントの後退モードを説明するための上面図である。 図３のロールロッドの変形例である。

図面を参照して、実施形態としてのロールロッドについて説明する。以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。また、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることができる。

［１．全体構成］
図１は、本実施形態のロールロッド１０が適用された車両１の模式図であり、図２は車両１の前部の上面図である。図１および図２に示すように、この車両１には、車体（ボディ）に対してパワープラント２を揺動可能に支持するペンデュラム支持構造が適用される。パワープラント２には、エンジン２Ａ，トランスミッション２Ｂのほか、電動機，発電機，電動発電機などの動力装置が含まれうる。本実施形態のパワープラント２は、横向きに配置されたエンジン２Ａの左側にトランスミッション２Ｂが接続された構造を持ち、エンジンマウント３及びトランスミッションマウント４を介して車体に支持される。なお、トランスミッション２Ｂの後部と後述する左側のサイドメンバ５との間には、床下からエンジン２Ａに向かう燃料配管９が配設されている。

車両１の前部には、一対のサイドメンバ５が設けられる。サイドメンバ５は、エンジンルームを下面側から支える中空筒状の骨格部材であり、例えばモノコックボディのフレームとして形成される。これらのサイドメンバ５は、左右方向（車幅方向）に互いに間隔をあけて配置され、前後方向（車長方向）に延設される。また、左右のサイドメンバ５の間には、中空筒状のクロスメンバ６（サスペンションクロスメンバ）が左右方向に延設される。

各々のサイドメンバ５の前部（例えばホイールハウス７の近傍）には、エンジンマウント３とトランスミッションマウント４とが取り付けられる。エンジンマウント３は右側のサイドメンバ５に固定され、トランスミッションマウント４は左側のサイドメンバ５に固定される。パワープラント２は、左右のサイドメンバ５の間につり下げられた状態で、車両１に搭載される。このとき、図２に示すように、エンジンマウント３およびトランスミッションマウント４は、上面視でパワープラント２の重心Ｇを通る慣性主軸Ａと一致する位置となるようにその位置が設定される。

クロスメンバ６は、パワープラント２よりも後方かつダッシュパネル８よりも下方に位置し、左右のサイドメンバ５を接続するようにほぼ水平に配置される。クロスメンバ６は、その左右方向のほぼ中央に前方へ開放された開口６ａを有する。この開口６ａには、後述するロールロッド１０の後端部１１ｒ，１２ｒが挿入されて固定される。

［２．ロールロッド］
パワープラント２の下部には、車体に対するパワープラント２の揺動（軸Ａまわりのロール回転）を規制するためのロールロッド１０が取り付けられる。ロールロッド１０は、二つのリンク１１，１２が組み合わされて構成され、上面視で後方に広がるＶ字状をなす。本実施形態のロールロッド１０は、一方のリンク１１（以下「第一リンク１１」という）が他方のリンク（以下「第二リンク１２」という）よりも剛性が高く、かつ、第二リンク１２の左側に配置される。

図２および図３に示すように、第一リンク１１は、パワープラント２に接続される第一前端部１１ｆと、クロスメンバ６に接続される第一後端部１１ｒとを有する。第二リンク１２は、第一リンク１１の第一前端部１１ｆに接続される第二前端部１２ｆと、第一後端部１１ｒと左右方向に間隔をあけてクロスメンバ６に接続される第二後端部１２ｒとを有する。本実施形態の第二リンク１２は、第二前端部１２ｆが第一前端部１１ｆに対して回動可能に接続される。

第一リンク１１および第二リンク１２は、いずれも前後方向に延設されるとともに、各後端部１１ｒ，１２ｒの方が各前端部１１ｆ，１１ｆよりも車幅方向外側に配置される。これにより、図３中に太矢印で示すように、二つのリンク１１，１２のうちの一方が他方の左右方向への動きを規制することから、ロールロッド１０が左右方向への拘束力を持つことになる。

第一前端部１１ｆおよび各後端部１１ｒ，１２ｒには、マウントが介装される。本実施形態のロールロッド１０は、トランスミッション２Ｂの下面に対し、マウントを介して第一前端部１１ｆが接続されるとともに、クロスメンバ６の内側に対し、マウントを介して各後端部１１ｒ，１２ｒが接続される。これにより、パワープラント２の揺動方向への移動（位置変化）がロールロッド１０の伸縮代によってある程度は許容され、パワープラント２で発生した振動が車体に伝わりにくくなる。

なお、マウントには従来周知の構造を採用可能である。例えば図３に示すように、第一後端部１１ｒに設けられるマウントは、外筒１１Ａと内筒１１Ｂとの間にゴムブッシュ１１Ｃを封入した構造を持つ。外筒１１Ａ，内筒１１Ｂはほぼ円筒状の金属部材であり、何れか一方が第一後端部１１ｒに固定されるとともに、他方がクロスメンバ６に固定される。外筒１１Ａの内側と内筒１１Ｂの外側との間には、ゴムブッシュ１１Ｃが加硫接着されている。なお、ゴムブッシュ１１Ｃにストッパーや隙間等が形成されていてもよい。

本実施形態の第一リンク１１には、第一前端部１１ｆの直後方において第二リンク１２側に拡幅されたフランジ部１１ｎが設けられる。フランジ部１１ｎは、第二前端部１２を接続するための部位である。本実施形態の第二リンク１２は、第二前端部１２ｆがフランジ部１１ｎに対して回動可能となるようにピン結合される。また、第二リンク１２には、その延設方向（長手方向）の中間部に、第二リンク１２の長さ（リンク長さ）を変更する変更機構１２ｃが設けられる。

本実施形態の変更機構１２ｃはねじ式であり、変更機構１２ｃのねじ部をねじ部以外の部位に対して相対的に回転させることで、リンク長さを変更できる。これにより、第一前端部１１ｆの左右方向位置の調整が可能となる。具体的には、第二リンク１２のリンク長さを伸ばすことで第一前端部１１ｆを左側へ移動させることができ、反対に、リンク長さを短くすることで第一前端部１１ｆを右側へ移動させることができる。

また、本実施形態の第二リンク１２には、車両衝突時にロールロッド１０の全部位のなかで最も破断しやすい部位、すなわち破断の起点となる部位（以下「破断起点１３」という）が設けられる。本実施形態の第二リンク１２は、破断起点１３として、ピン結合された第二前端部１２ｆと変更機構１２ｃとの間に位置する溶接部１２ｗを有する。溶接部１２ｗは、例えば変更機構１２ｃを第二リンク１２に結合するための溶接点である。この溶接部１２ｗは、第二リンク１２のなかで最も剛性が低く（すなわちロールロッド１０のなかで最も剛性が低く）、荷重が加わった際に他の部位に比べて破断しやすい。なお、ねじ式の変更機構１２ｃであれば、他の部位よりも剛性が低くなりやすいため、変更機構１２ｃを破断起点１３として利用してもよい。

図４に示すように、車両衝突時に前方から荷重（図中白抜き矢印）が加わると、エンジン２Ａが後退しようとし、ロールロッド１０に前方からの力が作用する。これにより、図中模様つき矢印で示すように、破断起点１３（溶接部１２ｗ）において第二リンク１２が破断し、第二後端部１２ｒを中心として第二前端部１２ｆが第一リンク１１側に向かって後方へ回転する。これにより、第一リンク１１の右側への動きの規制が解除される。そのため、図中太矢印で示すように、第一リンク１１は、第一後端部１１ｒを中心として第一前端部１１ｆが第二リンク１２側に向かって後方へ回転する。

つまり、図５に示すように、車両衝突時に前方から荷重（図中白抜き矢印）が加わると、トランスミッションマウント４が破断するとともに、図中太矢印で示すように、パワープラント２が右側へ回転するように後退する。言い換えると、パワープラント２は、トランスミッション２Ｂ側に配置された燃料配管９から遠ざかりながら後退するため、燃料配管９がパワープラント２と車体との間に挟まれて損傷する事態が防止される（図中模様つき矢印参照）。なお、図５では、ロールロッド１０の変形をわかりやすくするために、ロールロッド１０を太線で示し、パワープラント２を破線で示している。

［３．効果］
（１）上述したロールロッド１０によれば、二つのリンク１１，１２の前端部１１ｆ，１２ｆ同士が接続されるとともに、後端部１１ｒ，１２ｒ同士が左右方向に互いに間隔をあけて配置され、上面視でＶ字状をなすことから、二つのリンク１１，１２のうちの一方が他方の左右方向への動きを規制する。

すなわち、ロールロッド１０が左右方向の動きに対する拘束力を持つことになるため、パワープラント２の左右方向への変位（揺れ）を抑制することができる。これにより、操縦安定性を向上させることができる。なお、上述したロールロッド１０であれば、上下方向への動きは拘束されないため、従来の一本リンク式のロールロッドと同じく、エンジン２Ａのピストン運動による上下方向の起振力に対する遮振性能も確保することができる。

（２）また、変更機構１２ｃにより第二リンク１２のリンク長さを変更することで、第一前端部１１ｆの左右方向位置を調整することができる。これにより、パワープラント２の左右方向の搭載位置にばらつきがあっても、そのばらつきに合わせてロールロッド１０の前端部（第一前端部１１ｆ）の左右位置を調整することができる。このため、初期状態（すなわち、パワープラント２を車両に搭載したとき）において、ロールロッド１０に応力が作用しないようにすることができ、遮振性能を確保することができる。

（３）上述した変更機構１２ｃはねじ式であるため、左右方向位置を容易に調整することができる。また、第二リンク１２に変更機構１２ｃが設けられているため、第一リンク１１に変更機構を設ける場合と比べて、第一前端部１１ｆの前後方向位置の変更量を小さくすることができる。これにより、第一前端部１１ｆおよび各後端部１１ｒ，１２ｒに設けられたマウントに対して余計な荷重が作用することを防ぎつつ、パワープラント２の左右方向への搭載位置のばらつきを解消することができる。

（４）また、第二リンク１２には破断起点１３が設けられているため、車両衝突時に第二リンク１２を破断起点１３において破断させることができる。これにより、車両衝突時のパワープラント２の後退モードをコントロールすることができる。つまり、破断起点１３が設けられた第二リンク１２側に向かって、第一前端部１１ｆを回転させながら後退させることができる。このため、第一リンク１１側に保護したい部品（例えば、上記の燃料配管９や図示しない高電圧配線など）を配置すれば、車両衝突時に保護部品がパワープラント２と車体とに挟まれて損傷する事態を回避しやすくすることができる。

（５）上述したロールロッド１０では、第二リンク１２の溶接点１２ｗが破断起点１３として用いられるため、破断起点１３を容易に設定することができる。また、第一リンク１１にフランジ部１１ｎが設けられ、このフランジ部１１ｎに対して第二前端部１２ｆがピン結合されるため、組み付け性を向上させることができる。
（６）なお、第一リンク１１が第二リンク１２よりも高剛性であるため、車両衝突時に第一リンク１１が第二リンク１２よりも先に壊れる事態を回避でき、パワープラント２の後退モードのコントロール精度を高めることができる。

［４．その他］
上述した実施形態では、第二リンク１２が破断起点１３としての溶接部１２ｗを有する場合を例示したが、破断起点１３はこれに限られない。例えば図６に示すように、変更機構１２ｃのねじ部の径を他の部位に比べて細くすることで破断起点１３としても利用してもよいし、破断起点１３としてのクラック１２ｋや孔部（図示略）といった専用部位を設けてもよい。なお、変更機構はねじ式に限られず、リンク長さを変更できる機構であればよい。

また、上述した実施形態では第二リンク１２に変更機構１２ｃが設けられた場合を例示したが、第一リンク１１に変更機構を設けてもよい。変更機構は、第一リンク１１および第二リンク１２の少なくとも一方に設けられていることが好ましいが、必須の構成ではない。変更機構を省略する場合には、第二前端部１２ｆが第一前端部１１ｆに対して回動可能となっていなくてもよい。また、破断起点１３も必須の構成ではなく省略可能であり、第一リンク１１と第二リンク１２とが同一の剛性を有していてもよいし、第二リンク１２の方が高剛性であってもよい。

また、上述した実施形態では、第二リンク１２が第一リンク１１のフランジ部１１ｎにピン結合される場合を例示したが、二つのリンク１１，１２の前端部１１ｆ，１２ｆ同士の接続の仕方はこれに限られない。例えば、第二前端部１２ｆが第一前端部１１ｆと隙間をあけずに接続されていてもよいし、第一前端部１１ｆと同軸上に配置されて接続されていてもよい。

１ 車両
２ パワープラント
６ クロスメンバ（サスペンションクロスメンバ）
１０ ロールロッド
１１ 第一リンク
１１ｆ 第一前端部
１１ｎ フランジ部
１１ｒ 第一後端部
１２ 第二リンク
１２ｃ 変更機構
１２ｆ 第二前端部
１２ｒ 第二後端部
１２ｗ 溶接部
１３ 破断起点

Claims (6)

1. 車両のパワープラントと、前記パワープラントよりも車両後方で左右方向に延設されたクロスメンバとを車両前後方向に連結するロールロッドであって、
   前記パワープラントに接続される第一前端部、および、前記クロスメンバに接続される第一後端部を有する第一リンクと、
   前記第一リンクの前記第一前端部に接続される第二前端部、および、前記第一後端部と左右方向に間隔をあけて前記クロスメンバに接続される第二後端部を有する第二リンクと、を備え、
   前記第一リンクおよび前記第二リンクが、上面視で後方に広がるＶ字状をなす
   ことを特徴とする、ロールロッド。
2. 前記第二リンクは、前記第二前端部が前記第一リンクの前記第一前端部に対して回動可能に接続され、
   前記第一リンクおよび前記第二リンクの少なくとも一方に、リンク長さを変更する変更機構が設けられている
   ことを特徴とする、請求項１記載のロールロッド。
3. 前記変更機構がねじ式であって、前記第二リンクに設けられている
   ことを特徴とする、請求項２記載のロールロッド。
4. 前記第二リンクには、車両衝突時に前記ロールロッドの全部位のなかで最も破断しやすい破断起点が設けられている
   ことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載のロールロッド。
5. 前記第一リンクは、前記第一前端部の直後方に前記第二リンク側に拡幅して形成されたフランジ部を有し、
   前記第二リンクは、前記第二前端部が前記フランジ部に対して結合されるとともに、前記第二前端部よりも後方に前記破断起点としての溶接部を有する
   ことを特徴とする、請求項４記載のロールロッド。
6. 前記第一リンクは、前記第二リンクよりも剛性が高い
   ことを特徴とする、請求項４または５記載のロールロッド。

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