JP2012197876A - トルクロッド - Google Patents

Abstract

【課題】所定以上の荷重入力時に下方へ折れるようにする。
【解決手段】第１の円環部２１と、第２の円環部２２と、第１の円環部２１と第２の円環部２２とを連結する連結ステー部２４と、第１の円環部２１内に第１のゴム弾性体４１を介して連結される第１の取付け部材３１と、第２の円環部２２内に第２のゴム弾性体４２を介して連結される第２の取付け部材３２とを有している。連結ステー部２４は、上股部２４Ｕと下股部２４Ｌを有し、下股部２４Ｌの方が上股部２４Ｕよりも曲げ強度が低く設定されている。上股部２４Ｕと下股部２４Ｌとの間には、第１の円環部２１の一部が露出した空洞部３０が形成されている。第１の円環部２１のうち空洞部３０に露出した部位には突起部２１Ｂを有する薄肉部２１Ａが設けられている。空洞部３０のうち、第１の円環部２１に対向する部位には、下方側が第２の円環部２２側に傾斜した傾斜面２４Ａが形成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、トルクロッドに係り、特に車体に対するパワーユニットの防振支持機構を構成するマウントと一種であり、主としてパワーユニットから車体に及ぼされるトルク反力等が負荷荷重として入力されるトルクロッドに関する。

ゴム弾性体の外周面に外周側へ凸状とされた突起部が形成されると共に、第２円環部の内周面における連結ステー部との接合部付近に突起部が挿入される凹状のノッチ部が形成されたトルクロッドが開示されている（特許文献１参照）。

特開２００６−１１２５３７号公報

ところで、車両に対しては正面衝突やオフセット衝突時に極めて高い安全性が要求されるようになっており、このような車両正面側における衝突時の安全性を高める構造として、例えば、車両が衝突した際の衝撃的な大荷重によりパワーユニットがエンジンルーム内から下方（路面側）へ脱落するようにしたものが開発されている。これにより、車両衝突時にパワーユニット及びその周辺構造物が車内側へ移動することを効果的に防止できるようになる。

このようなパワーユニットの脱落構造を実現するためには、例えば、パワーユニットを車体側へ連結するトルクロッドの一部分に意図的に応力集中部を形成し、この応力集中部を起点として車両衝突時の衝撃的な大荷重によりパワーユニットを脱落させる所定の方向へ変形、破壊することが考えられる。

しかしながら、上記した従来例においては、高強度の要求される車両走行時の上下振動や、捻り力に対しての強度についても影響を及ぼしてしまう可能性があり、車両の衝突による前後方向の衝撃的入力に対してのみ、パワーユニットを確実に下方へ脱落させる技術が求められている。

本発明は、上記事実を考慮して、所定以上の荷重入力時に、パワーユニットをより確実に下方へ折れるようにすることを目的とする。

請求項１の発明は、第１の円環部と、第２の円環部と該第２の円環部の外周部分から径方向外側へ延出して前記第１の円環部の外周部分に連なり、該第１の円環部の上方に連結される上股部と下方に連結され該上股部よりも曲げ強度が低く設定された下股部とを有すると共に、前記上股部と前記下股部との間に前記第１の円環部の一部が露出した空洞部が形成された連結ステー部と、前記第１の円環部の内周側に配置され、パワーユニットに連結される第１の取付け部材と、前記第２の円環部の内周側に配置され、車体に連結される第２の取付け部材と、前記第１の円環部と前記第１の取付け部材との間に配設され、第１の円環部と第１の取付け部材とを弾性的に連結した第１のゴム弾性体と、前記第２の円環部と前記第２の取付け部材との間に配設され、第２の円環部と第２の取付け部材とを弾性的に連結した第２のゴム弾性体と、前記第１の円環部のうち前記空洞部に露出した部位に設けられた薄肉部と、該薄肉部に設けられ、前記第１の円環部の軸方向に凸に形成された突起部と、前記空洞部のうち、該第１の円環部に対向する部位に形成され、下方側が前記第２の円環部側に傾斜した傾斜面と、を有している。

請求項１に記載のトルクロッドでは、第１の円環部のうち、連結ステー部の上股部と下股部との間の空洞部に露出する部位に薄肉部が設けられ、該薄肉部に、第１の円環部の軸方向に凸に形成された突起部が設けられているので、車両衝突時に、パワーユニットから第１の取付け部材に対して所定以上の荷重が入力され、更に該第１の取付け部材から第１の円環部に伝達された際に、該第１の円環部のうち突起部を有する薄肉部に応力集中が生じ易くなる。これにより、薄肉部を起点として第１の円環部が破断することで、第１の取付け部材が空洞部内に後退可能となる。

これに加えて、連結ステー部が、第１の円環部の上方に連結される上股部と、下方に連結された下股部とを有しており、該下股部の方が上股部よりも曲げ強度が低く設定されているので、第１の取付け部材への所定以上の荷重入力時に、下股部が破断する。

更に空洞部のうち、第１の円環部に対向する部位には、下方側が第２の円環部側に傾斜した傾斜面が形成されているので、空洞部内に後退して該傾斜面に当接した第１の取付け部材は、該傾斜面に案内されて下方へ移動する。第１の取付け部材には、パワーユニットが連結されており、第１の取付け部材３１が下方へ移動することで、パワーユニットをより確実に下方へ脱落させることができる。

請求項２の発明は、請求項１に記載のトルクロッドにおいて、前記上股部は、リブにより補強されている。

請求項２に記載のトルクロッドでは、上股部がリブにより補強され、下股部の曲げ強度が相対的により一層低く構成されているので、第１の取付け部材への所定以上の荷重入力時に、下股部をより確実に破断させることができる。

請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載のトルクロッドにおいて、前記突起部は、前記第１の取付け部材への荷重入力方向と交差する位置に設けられている。

請求項３に記載のトルクロッドでは、第１の取付け部材への所定以上の荷重入力時に、該荷重が、第１の円環部における薄肉部の突起部に集中的に入力される。これにより、第１の円環部の薄肉部に、より大きな応力集中が生じる。このため、該薄肉部をより確実に破断させることができる。

請求項４の発明は、請求項３に記載のトルクロッドにおいて、前記第１の取付け部材のうち、前記突起部と対向する位置には、該突起部に接近するように張り出した張出し部が設けられている。

請求項４に記載のトルクロッドでは、第１の取付け部材への所定以上の荷重入力時に、該第１の取付け部材の張出し部が、第１の円環部における突起部に速やかに接触して、荷重が伝達される。このため、薄肉部をより確実に破断させることができる。

以上説明したように、本発明に係る請求項１に記載のトルクロッドによれば、所定以上の荷重入力時により確実に下方へ折れるようにすることができる、という優れた効果が得られる。

請求項２に記載のトルクロッドによれば、下股部をより確実に破断させることができる、という優れた効果が得られる。

請求項３に記載のトルクロッドによれば、薄肉部をより確実に破断させることができる、という優れた効果が得られる。

請求項４に記載のトルクロッドによれば、薄肉部をより確実に破断させることができる、という優れた効果が得られる。

車体とパワーユニットとの間に取り付けられたトルクロッドを示す斜視図である。 トルクロッドを示す斜視図である。 第２の円環部の軸方向から見たトルクロッドを示す平面図である。 トルクロッドにおける第１の円環部付近の構造を示す拡大斜視図である。 （Ａ）第１の取付け部材への所定以上の荷重入力時に、第１の円環部が薄肉部を起点として破断した状態を示す要部側面図である。（Ｂ）連結ステー部の下股部が破断して、第１の取付け部材が空洞部内に後退し、更に該空洞部の傾斜面に案内されて下方へ移動している状態を示す要部側面図である。

以下、本発明を実施するための形態を図面に基づき説明する。図１，図２において、本実施形態に係るトルクロッド１０は、車両に用いられ、車体１４に対するパワーユニット１２の防振支持機構を構成するマウントの一種であって、例えば、パワーユニット１２の端部１２Ａと車体１４との間に介装されている。このトルクロッド１０は、第１の円環部２１と、第２の円環部２２と、連結ステー部２４と、第１の取付け部材３１と、第２の取付け部材３２と、第１のゴム弾性体４１と、第２のゴム弾性体４２と、薄肉部２１Ａと、突起部２１Ｂと、傾斜面２４Ａと、を有し、パワーユニット１２のトルク反力や慣性力により、パワーユニット１２が、例えばロール方向や車体前後方向へ変位することを制限するように構成されている。

第１の円環部２１及び第２の円環部２２は、共に略円環状に構成され、例えば第２の円環部２２の方が第１の円環部２１よりも大径に形成されている。また第１の円環部２１と、第２の円環部２２と、連結ステー部２４は、例えば合成樹脂により一体成形されてロッド本体部２６を構成している。車両への取付け状態において、第２の円環部２２の軸方向は例えば車両上下方向とされ、第１の円環部２１の軸方向は例えば車幅方向とされる。このため、第１の円環部２１の軸方向と、第２の円環部２２の軸方向とは、互いに直交している。なお、車両へのトルクロッド１０の取付け方はこれに限られるものではなく、例えば第２の円環部２２の軸方向を車幅方向とし、第１の円環部２１の軸方向を車両上下方向としてもよい。

図２に示されるように、連結ステー部２４は、第２の円環部２２の外周部分から径方向外側へ延出して第１の円環部２１の外周部分に連なっている。この連結ステー部２４は、第１の円環部２１の上方に連結される上股部２４Ｕと、該第１の円環部２１の下方に連結された下股部２４Ｌとを有している。下股部２４Ｌは、上股部２４Ｕよりも曲げ強度が低く設定されており、該上股部２４Ｕよりも薄肉とされている。換言すれば、上股部２４Ｕは、下股部２４Ｌよりも曲げ強度が高く、厚肉とされている。

具体的には、上股部２４Ｕの肉厚は、特に第１の円環部２１に連なる部位において、第１の円環部２１の外径よりも一段と高く設定されている。これに加えて、上股部２４Ｕはリブ２８により補強されている。この上股部２４Ｕは、曲げ強度だけなく、第１の取付け部材３１への荷重入力時の圧縮強度についても、下股部２４Ｌより高く構成されている。このように、上股部２４Ｕと下股部２４Ｌとの間には、大きな曲げ強度差が設けられている。なお上股部２４Ｕが厚肉とされることから、成形性等を考慮して該上股部２４Ｕの側部に肉抜き部２４Ｂを適宜設けてもよい。

連結ステー部２４において、上股部２４Ｕと下股部２４Ｌとの間には、第１の円環部２１の一部が露出した空洞部３０が形成されている。空洞部３０のうち、第１の円環部２１に対向する部位には、下方側が第２の円環部２２側に傾斜した傾斜面２４Ａが形成されている。空洞部３０の上下寸法は、例えば第１の円環部２１の内径と同等以上に設定されている。車両衝突時、薄肉部２１Ａを起点として第１の円環部２１が破断した際に、第１の取付け部材３１が空洞部３０内に後退し易くするためである。

第１の円環部２１のうち空洞部３０に露出した部位には、薄肉部２１Ａが設けられている。この薄肉部２１Ａは、空洞部３０に露出しない一般部２１Ｃよりも肉厚が小さく設定された部位であり、例えば空洞部３０の上方に向かうに従って、肉厚が漸減するように構成されている。

また薄肉部２１Ａには、第１の円環部２１の軸方向に凸に形成された突起部２１Ｂが設けられている。この突起部２１Ｂは、薄肉部２１Ａにおいて、第１の取付け部材３１への荷重入力方向と交差する位置に設けられている。本実施形態では、第１の取付け部材３１への荷重入力方向は、第１の取付け部材３１における平板部３１Ａの面方向である。これは、図１に示されるように、第１の取付け部材３１の平板部３１Ａが、パワーユニット１２からの荷重の入力方向である車両前後方向に沿った状態で、該パワーユニット１２の端部１２Ａに固定されるためである。

なお、パワーユニット１２の端部１２Ａに対する平板部３１Ａの取付け状態が上記構成と異なり、第１の取付け部材３１への荷重入力方向と、平板部３１Ａの面方向とが異なる場合には、突起部２１Ｂの位置は、第１の取付け部材３１への荷重入力方向を基準として設定される。

第１の円環部２１の周方向における突起部２１Ｂの範囲は、第１の取付け部材３１の平板部３１Ａの厚さと同等とされている。第１の円環部２１の軸方向への突起部２１Ｂの突出量は任意である。図３に示されるように、突起部２１Ｂは、例えば第１の円環部２１の軸方向の一方側にのみ設けられているが、これに限られず、該軸方向の両側に設けられていてもよい。

図１から図４において、第１の取付け部材３１は、第１の円環部２１の内周側に配置され、パワーユニット１２に連結される、例えば金属製の軸状部材である。具体的には、第１の取付け部材３１は、例えば第１の円環部２１に挿通されており、該第１の円環部２１の軸方向両側に突出する両端に平板部３１Ａが設けられている。この平板部３１Ａには、例えばボルト３４を通すための貫通孔３１Ｂが夫々形成されている。図１に示されるように、第１の取付け部材３１は、該ボルト３４を貫通孔３１Ｂに通して、パワーユニット１２の端部１２Ａに締結することで、該パワーユニット１２に固定されるようになっている。

第１の取付け部材３１のうち、第１の円環部２１の突起部２１Ｂと対向する位置、例えば平板部３１Ａの端面３１Ｅの根元部には、該突起部２１Ｂに接近するように張り出した張出し部３１Ｃが設けられている。第１の取付け部材３１のうち、第１の円環部２１に挿通される中央部３１Ｄは、例えば円柱状に構成されており、張出し部３１Ｃは、該中央部３１Ｄの外径よりも径方向外側まで張り出して構成されている。

また図４に示されるように、張出し部３１Ｃを、第１の円環部２１の突起部２１Ｂと対向する位置だけでなく、第１の取付け部材３１の径方向におけるその反対側にも設けることができる。換言すれば、張出し部３１Ｃを、平板部３１Ａの両側の端面３１Ｅの根元部に夫々設けてもよい。このように構成することで、第１の円環部２１に第１の取付け部材３１を取り付ける際に、張出し部３１Ｃの前後、或いは平板部３１Ａの表裏に関係なく、張出し部３１Ｃを突起部２１Ｂに対向させることができ、作業性が向上するからである。

図２，図３において、第２の取付け部材３２は、第２の円環部２２の内周側に配置され、車体１４（図１）に連結される、例えば金属製の円筒状部材である。第２の取付け部材３２には、車体１４に締結される例えばボルト３６（図１）が挿通されるようになっている。

図１から図４において、第１のゴム弾性体４１は、第１の円環部２１と第１の取付け部材３１との間に配設され、第１の円環部２１と第１の取付け部材３１とを弾性的に連結している。具体的には、第１のゴム弾性体４１は、例えば第１の取付け部材３１における中央部３１Ｄの外周面に加硫成形されると共に、第１の円環部２１の内周面に加硫接着されている。

図２，図３において、第２のゴム弾性体４２は、第２の円環部２２と第２の取付け部材３２との間に配設され、第２の円環部２２と第２の取付け部材３２とを弾性的に連結している。具体的には、第２のゴム弾性体４２は、例えば第２の取付け部材３２の外周面に加硫成形されると共に、第２の円環部２２の内周面に加硫接着されている。

連結ステー部２４の軸方向における第２の取付け部材３２の両側には、すぐり部３８，４０が形成されている。このすぐり部３８，４０は、第２の取付け部材３２の軸方向に沿って第２のゴム弾性体４２を貫通している。すぐり部３８，４０の間には、ゴム連結部４４が形成されている。第２の取付け部材３２は、第２の円環部２２に対して、該ゴム連結部４４において弾性的に支持されている。

（作用）
本実施形態は、上記のように構成されており、以下その作用について説明する。図１において、本実施形態に係るトルクロッド１０は、パワーユニット１２の端部１２Ａと車体１４との間に取り付けて用いられる。このトルクロッド１０によれば、パワーユニット１２のトルク反力や慣性力により、該パワーユニット１２が、例えばロール方向や車体前後方向へ変位することを弾性的に制限することができる。

また第２の円環部２２が、第２の取付け部材３２に対して、連結ステー部２４の軸方向に所定量以上相対変位した場合、すぐり部３８，４０の内壁面同士、又は該内壁面と第２の取付け部材３２とが当接することで、それ以上の相対変位を制限することができる。

そして、車両衝突時には、次のようにして、トルクロッド１０が下方へ折れた状態となる。トルクロッド１０では、第１の円環部２１のうち、連結ステー部２４の上股部２４Ｕと下股部２４Ｌとの間の空洞部３０に露出する部位に薄肉部２１Ａが設けられ、該薄肉部２１Ａに、第１の円環部２１の軸方向に凸に形成された突起部２１Ｂが設けられているので、車両衝突時に、パワーユニット１２から第１の取付け部材３１に対して所定以上の荷重が入力され、該荷重が更に該第１の取付け部材３１から第１の円環部２１に伝達された際に、該第１の円環部２１のうち突起部２１Ｂを有する薄肉部２１Ａに応力集中が生じ易くなる。

ここで、突起部２１Ｂは、第１の取付け部材３１への荷重入力方向である例えば平板部３１Ａの面方向と交差する位置に設けられており、また該第１の取付け部材３１のうち、突起部２１Ｂと対向する位置には、該突起部２１Ｂに接近するように張り出した張出し部３１Ｃが設けられているので、第１の取付け部材３１への所定以上の荷重入力時に、第１のゴム弾性体４１が弾性変形することで、該第１の取付け部材３１の張出し部３１Ｃが、第１の円環部２１における突起部２１Ｂに速やかに接触する。これにより、第１の取付け部材３１に入力された荷重が、該突起部２１Ｂに迅速かつ集中的に入力され、第１の円環部２１の薄肉部２１Ａに大きな応力集中が生じる。これにより、図５（Ａ）に示されるように、第１の円環部２１を、薄肉部２１Ａを起点として、より確実に破断させることができる。またこれによって、第１の取付け部材３１が空洞部３０内に後退可能となる。

これに加えて、本実施形態では、連結ステー部２４が、第１の円環部２１の上方に連結される上股部２４Ｕと、下方に連結された下股部２４Ｌとを有しており、下股部２４Ｌの曲げ強度が、リブ２８により一層補強された上股部２４Ｕに対して、相対的に低く設定されているので、第１の取付け部材３１への所定以上の荷重入力時に、下股部２４Ｌが確実に破断する。

更に、図５（Ｂ）に示されるように、空洞部３０のうち、第１の円環部２１に対向する部位には、下方側が第２の円環部２２側に傾斜した傾斜面２４Ａが形成されているので、空洞部３０内に後退した第１の取付け部材３１は、該傾斜面２４Ａに当接後、該傾斜面２４Ａに案内されて車両後方側の下方（矢印Ａ方向）へ移動する。第１の取付け部材３１には、パワーユニット１２（図１）が連結されており、上記のようにトルクロッド１０が下方へ折れ、第１の取付け部材３１が下方へ移動することで、該パワーユニット１２をより確実に下方へ脱落させることができる。

このように、本実施形態では、連結ステー部２４における上股部２４Ｕと下股部２４Ｌとの間に曲げ強度差を設けたり、第１の円環部２１に設けた薄肉部２１Ａ及び突起部２１Ｂにより、該第１の円環部２１に応力集中を生じさせる構造としたりすることで、車両衝突時にトルクロッド１０が折れる荷重（破断荷重）を容易に設定することができる。

（他の実施形態）
第１の円環部２１及び第２の円環部２２が、共に略円環状に構成されるものとしたが、これらはトルクロッドの分野において用いられる円形以外の環状部であってもよい。

また、連結ステー部２４の上股部２４Ｕをリブ２８により補強するものとしたが、これに限られず、上股部２４Ｕを下股部２４Ｌに対して十分に肉厚にする等、該下股部２４Ｌの曲げ強度を相対的に十分に低くできれば、リブ２８を設けなくてもよい。更に連結ステー部２４が、上股部２４Ｕと下股部２４Ｌを有する二股構造としたが、これに限られず、本実施形態と同様の作用効果が得られるものであれば、三股以上の構造であってもよい。

また、第１の円環部２１における薄肉部２１Ａの突起部２１Ｂが、第１の取付け部材３１へ荷重入力方向と交差する位置に設けられるものとしたが、薄肉部２１Ａにおいて、該荷重入力方向と交差しない位置に突起部２１Ｂを設けてもよい。

第１の取付け部材３１のうち、突起部２１Ｂと対向する位置に、張出し部３１Ｃが設けられるものとしたが、これに限られず、該張出し部３１Ｃを設けない構成としてもよい。

１０ トルクロッド
１２ パワーユニット
１４ 車体
２１ 第１の円環部
２１Ａ 薄肉部
２１Ｂ 突起部
２２ 第２の円環部
２４Ａ 傾斜面
２４Ｌ 下股部
２４Ｕ 上股部
２４ 連結ステー部
２８ リブ
３０ 空洞部
３１ 第１の取付け部材
３１Ｃ 張出し部
３２ 第２の取付け部材
４１ 第１のゴム弾性体
４２ 第２のゴム弾性体

Claims (4)

1. 第１の円環部と、
   第２の円環部と
   該第２の円環部の外周部分から径方向外側へ延出して前記第１の円環部の外周部分に連なり、該第１の円環部の上方に連結される上股部と下方に連結され該上股部よりも曲げ強度が低く設定された下股部とを有すると共に、前記上股部と前記下股部との間に前記第１の円環部の一部が露出した空洞部が形成された連結ステー部と、
   前記第１の円環部の内周側に配置され、パワーユニットに連結される第１の取付け部材と、
   前記第２の円環部の内周側に配置され、車体に連結される第２の取付け部材と、
   前記第１の円環部と前記第１の取付け部材との間に配設され、第１の円環部と第１の取付け部材とを弾性的に連結した第１のゴム弾性体と、
   前記第２の円環部と前記第２の取付け部材との間に配設され、第２の円環部と第２の取付け部材とを弾性的に連結した第２のゴム弾性体と、
   前記第１の円環部のうち前記空洞部に露出した部位に設けられた薄肉部と、
   該薄肉部に設けられ、前記第１の円環部の軸方向に凸に形成された突起部と、
   前記空洞部のうち、該第１の円環部に対向する部位に形成され、下方側が前記第２の円環部側に傾斜した傾斜面と、
   を有するトルクロッド。
2. 前記上股部は、リブにより補強されている請求項１に記載のトルクロッド。
3. 前記突起部は、前記第１の取付け部材への荷重入力方向と交差する位置に設けられている請求項１又は請求項２に記載のトルクロッド。
4. 前記第１の取付け部材のうち、前記突起部と対向する位置には、該突起部に接近するように張り出した張出し部が設けられている請求項３に記載のトルクロッド。

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