(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外筒および内筒とそれらを連結するゴム弾性体とをそれぞれ備える第一ブッシュおよび第二ブッシュと、前記第一ブッシュの外筒と前記第二ブッシュの外筒とを連結する連結部と、を備えるトルクロッドであって、
前記連結部は、車両衝突時に受ける衝突起因力によって該連結部の中心軸線が撓むように変形し、
前記第一ブッシュおよび前記第二ブッシュの一方の内筒は、ブラケットに取り付けられ、
前記衝突起因力を受けていない状態において、前記第一ブッシュおよび前記第二ブッシュの前記一方の外筒の端面と前記ブラケットとの間に隙間を有し、
前記衝突起因力を受けることに伴って、前記第一ブッシュおよび前記第二ブッシュの前記一方の外筒は、前記第一ブッシュおよび前記第二ブッシュの前記一方における内筒および前記ブラケットに対して傾き、
前記外筒の前記ブラケットに対する傾き動作に伴って、前記ブラケットが前記外筒の端面の前記連結部側の部位に当接することによって、前記外筒の傾き動作が規制され、
前記連結部のうち前記ブラケットが当接する前記外筒側に、前記傾き動作の規制に伴う撓み変形による破断部位を形成するトルクロッド。
【請求項２】
前記破断部位は、前記連結部の撓み変形方向および前記連結部の中心軸線方向に直交する方向に貫通する肉抜部が形成されることにより、前記撓み変形方向に対して撓み凸側および撓み凹側のそれぞれにブリッジを備える、請求項１のトルクロッド。
【請求項３】
前記撓み凸側ブリッジが前記撓み凹側ブリッジよりも先に破断するように形成される、請求項２のトルクロッド。
【請求項４】
前記撓み凸側ブリッジは、前記第一ブッシュおよび前記第二ブッシュの前記一方の外筒の一方端面に対して段差を有して接続され、
前記撓み凹側ブリッジは、前記第一ブッシュおよび前記第二ブッシュの前記一方の外筒の他方端面に対して段差を有さないで滑らかに接続される、請求項３のトルクロッド。
【請求項５】
前記第二ブッシュの外接円は、前記第一ブッシュの外接円より大きく形成され、
前記第二ブッシュの軸方向幅は、前記第一ブッシュの軸方向幅より大きく形成され、
前記連結部は、中心軸線方向の中央部がくびれ形状となるように形成され、
前記連結部のうち前記第二ブッシュ側は、前記第二ブッシュの前記外筒の外周面に接続する２面および前記第二ブッシュの前記外筒の両端面からなる合計４面のうち少なくとも３面に対して連続的に接続され、
前記連結部のうち前記第二ブッシュ側に前記破断部位を形成する、請求項２〜４の何れか一項のトルクロッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、車両のエンジン側とボディ側とに架橋され、エンジンの前後方向の変位およびロール（前後方向周りの回転）を規制し、エンジン側とボディ側との間で振動絶縁を行うトルクロッドに関し、車両衝突時にトルクロッドを積極的に破断させるようにしたものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両衝突時に破断させるトルクロッドについては、特許第４０４６０９３号公報（特許文献１）、特許第４０４６０９４号公報（特許文献２）、特開２００７−６９７４８号公報（特許文献３）および特開２００７−６９７４２号公報（特許文献４）に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４０４６０９３号公報
【特許文献２】特許第４０４６０９４号公報
【特許文献３】特開２００７−６９７４８号公報
【特許文献４】特開２００７−６９７４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、従来の破断部位とは異なる破断部位の構成を採用するトルクロッドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のトルクロッドは、外筒および内筒とそれらを連結するゴム弾性体とをそれぞれ備える第一ブッシュおよび第二ブッシュと、前記第一ブッシュの外筒と前記第二ブッシュの外筒とを連結する連結部と、を備えるトルクロッドであって、前記連結部は、車両衝突時に受ける衝突起因力によって該連結部の中心軸線が撓むように変形し、前記第一ブッシュおよび前記第二ブッシュの一方の内筒は、ブラケットに取り付けられ、前記衝突起因力を受けていない状態において、前記第一ブッシュおよび前記第二ブッシュの前記一方の外筒の端面と前記ブラケットとの間に隙間を有し、前記衝突起因力を受けることに伴って、前記第一ブッシュおよび前記第二ブッシュの前記一方の外筒は、前記第一ブッシュおよび前記第二ブッシュの前記一方における内筒および前記ブラケットに対して傾き、前記外筒の前記ブラケットに対する傾き動作に伴って、前記ブラケットが前記外筒の端面の前記連結部側の部位に当接することによって、前記外筒の傾き動作が規制され、前記連結部のうち前記ブラケットが当接する前記外筒側に、前記傾き動作の規制に伴う撓み変形による破断部位を形成する。
【０００６】
つまり、本発明のトルクロッドにおいては、車両衝突時に連結部が撓み変形するようにしている。この連結部の撓み変形に伴って、連結部に連結されている外筒も傾き動作しようとする。しかし、当該外筒がブラケットとの隙間相当距離を移動すると、当該外筒の端面がブラケットに当接して、外筒の傾き動作が規制される。外筒の傾き動作が規制された後においても、連結部にさらに撓み変形力がかかっている場合には、連結部のうちブラケットに規制されている外筒側の根元付近に最も大きな応力が生じる。つまり、ブラケットに支持されるトルクロッドの連結部は、材料力学における集中荷重またはモーメントを受ける片持ち梁に相当する状態となる。そして、当該根元付近の部位を破断部位となるように設計することで、確実に、衝突時に当該破断部位を破断させることができる。
【０００７】
また、前記破断部位は、前記連結部の撓み変形方向および前記連結部の中心軸線方向に直交する方向に貫通する肉抜部が形成されることにより、前記撓み変形方向に対して撓み凸側および撓み凹側のそれぞれにブリッジを備えるようにしてもよい。
また、前記第二ブッシュの外接円は、前記第一ブッシュの外接円より大きく形成され、前記第二ブッシュの軸方向幅は、前記第一ブッシュの軸方向幅より大きく形成され、前記連結部は、中心軸線方向の中央部がくびれ形状となるように形成され、前記連結部のうち前記第二ブッシュ側は、前記第二ブッシュの前記外筒の外周面に接続する２面および前記第二ブッシュの前記外筒の両端面からなる合計４面のうち少なくとも３面に対して連続的に接続され、前記連結部のうち前記第二ブッシュ側に前記破断部位を形成するようにしてもよい。
【０００８】
このように、破断部位を、撓み変形方向に対して一方と他方にブリッジ（撓み凸側ブリッジと撓み凹側ブリッジ）により形成することで、衝突起因力によって両ブリッジの少なくとも一方を破断させることができる。ところで、トルクロッドとしての通常の機能を有するために、連結部における引っ張りまたは圧縮に対する耐荷重を十分に確保する必要がある。撓み凸側ブリッジおよび撓み凹側ブリッジについても、必要な当該耐荷重を確保する必要がある。例えば、撓み凸側ブリッジおよび撓み凹側ブリッジの体積を十分に確保することで、撓み凸側ブリッジおよび撓み凹側ブリッジの当該耐荷重を確保することができる。しかし、単に、体積を大きくするだけでは、質量が増加してしまい、適切ではない。つまり、当該破断部位に要求されることは、トルクロッドとして通常の機能を有するための当該耐荷重を有すること、衝突起因力によって破断すること、および、可能な限り軽量化を図ることである。
【０００９】
そこで、外接円および軸方向幅が大きな第二ブッシュ側に破断部位を形成することにより、連結部のうち第二ブッシュとの接合部位、すなわち破断部位の幅および高さ（破断部位の外形形状）を大きくすることができる。このような部位に各ブリッジを形成することで、各ブリッジの体積を十分に確保しつつ、破断部位の肉抜部の体積を大きくすることができる。従って、通常時にトルクロッドとして確実に機能させることができ、かつ、衝突時の連結部の破断をしつつ、トルクロッドの軽量化を図ることができる。
【００１０】
また、前記撓み凸側ブリッジが前記撓み凹側ブリッジよりも先に破断するように形成してもよい。
これにより、衝突時に撓み凸側ブリッジを破断させることができる。ここで、連結部のうちブラケット側の根元付近において、撓み変形における凸状変形側と凹状変形側とでは、凸状変形側の方に大きな引張応力が生じる。そこで、当該部位、すなわち、撓み凸側ブリッジを撓み凹側ブリッジよりも破断させやすくすることで、確実に、衝突時に当該破断部位を破断させることができる。
【００１１】
前記撓み凸側ブリッジは、前記第一ブッシュおよび前記第二ブッシュの前記一方の外筒の一方端面に対して段差を有して接続され、前記撓み凹側ブリッジは、前記第一ブッシュおよび前記第二ブッシュの前記一方の外筒の他方端面に対して段差を有さないで滑らかに接続されるようにしてもよい。これにより、確実に、撓み凸側ブリッジを破断部位とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】ブラケットに取り付けられた状態のトルクロッドの正面図である。図１において、上下方向は車両上下方向を示し、左側はエンジン側、右側はボディ側を示す。
【図２】ブラケットを除いた状態のトルクロッドの図１の紙面上方から見た図（平面図）である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】図３のＢ−Ｂ断面図である。
【図５】トルクロッドが破断する直前の状態におけるトルクロッドの正面図である。
【図６】トルクロッドの撓み凸側ブリッジが破断した状態におけるトルクロッドの正面図である。
【図７】トルクロッドの両ブリッジが破断した状態におけるトルクロッドの正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
トルクロッドについて図面を参照しつつ説明する。トルクロッドは、車両のエンジンなどのパワーユニット２側と車両ボディを構成するサブフレーム３側とに架橋され、パワーユニット２の前後方向の変位およびロール（前後方向周りの回転）を規制し、パワーユニット２側とサブフレーム３側との間で振動絶縁を行う。特に、本実施形態のトルクロッドの連結部３０は、樹脂製であり、いわゆる樹脂トルクロッドと称される。
【００１４】
そして、トルクロッドの連結部３０が、車両衝突時によって過大荷重が生じた際に、積極的に破断させるように形成されている。ここで、本実施形態においては、トルクロッドは、その連結部３０の連結方向（連結部３０の中心軸線Ｌに平行な方向）が車両前後方向に一致するように、もしくは、車両前後方向に対して僅かな傾斜角度となるように、パワーユニット２およびサブフレーム３に取り付けられている。ここで、連結部３０の中心軸線Ｌは、小ブッシュ１０の弾性中心と大ブッシュ２０の弾性中心とを結ぶ直線である。
【００１５】
このトルクロッドは、車両衝突時に受ける衝突起因力によって、連結部３０の中心軸線Ｌを撓ませるように変形する。図１において、連結部３０の撓み変形方向は、車両上下方向である。このトルクロッドは、第一ブッシュとしての小ブッシュ１０と、第二ブッシュとしての大ブッシュ２０と、両ブッシュ１０，２０を連結する連結部３０とを備えている。
【００１６】
小ブッシュ１０は、樹脂製の外筒１１、金属製の内筒１２、外筒１１の内周面と内筒１２の外周面を連結するゴム弾性体１３とを備える。小ブッシュ１０の内筒１２は、ブラケット２ａを介して、当該ブラケット２ａに固定されたパワーユニット２に取り付けられている。ブラケット２ａは、車両後方に開口部を有し、車両上下方向に対向部を有するコの字形状に形成されている。
【００１７】
ブラケット２ａは、その対向部にて内筒１２を軸方向に挟むように、内筒１２に固定されている。つまり、小ブッシュ１０は、その軸方向が車両上下方向に一致するように、もしくは、車両上下方向に対して僅かに傾斜するように、ブラケット２ａに取り付けられている。そして、ブラケット２ａは、外筒１１の両端面１１ａ，１１ｂとの間に軸方向に隙間を有している。つまり、外筒１１は、内筒１２およびブラケット２ａに対して軸方向かつ径方向に相対移動可能に設けられている。
【００１８】
大ブッシュ２０は、樹脂製の外筒２１、金属製の内筒２２、外筒２１の内周面と内筒２２の外周面を連結するゴム弾性体２３とを備える。大ブッシュ２０の外接円は、小ブッシュ１０の外接円より大きく形成されている。さらに、大ブッシュ２０の軸方向幅は、小ブッシュ１０の軸方向幅より大きく形成されている。
【００１９】
大ブッシュ２０の内筒２２は、ブラケット３ａを介して、当該ブラケット３ａに固定されたサブフレーム３に取り付けられている。ブラケット３ａは、車両前方に開口部を有し、車両上下方向に対向部を有するコの字形状に形成されている。
【００２０】
ブラケット３ａは、その対向部にて内筒２２を軸方向に挟むように、内筒２２に固定されている。つまり、大ブッシュ２０は、その軸方向が車両上下方向に一致するように、もしくは、車両上下方向に対して僅かに傾斜するように、ブラケット３ａに取り付けられている。そして、ブラケット３ａは、外筒２１の両端面２１ａ，２１ｂとの間に軸方向に隙間を有している。つまり、外筒２１は、内筒２２およびブラケット３ａに対して軸方向かつ径方向に相対移動可能に設けられている。また、ゴム弾性体２３には、すぐり２３ａ，２３ｂが形成されており、バネ特性が調整されている。
【００２１】
連結部３０は、小ブッシュ１０の外筒１１と大ブッシュ２０の外筒２１とを連結する。本実施形態においては、連結部３０は、樹脂製であり、小ブッシュ１０の外筒１１と大ブッシュ２０の外筒２１と一体成形される。また、連結部３０は、大ブッシュ２０の軸方向と小ブッシュ１０の軸方向とが平行となるように、両者を連結している。ただし、両ブッシュ１０，２０の軸方向は、連結部３０の中心軸線Ｌから見た場合にほぼ直交するようにしてもよい。
【００２２】
連結部３０は、図２および図４に示すように、大ブッシュ２０の軸方向から見た場合に、中心軸線Ｌ方向の中央部がくびれた形状に形成されている。さらに、連結部３０の小ブッシュ１０側は、小ブッシュ１０の外筒１１の外周面に接続する２面および小ブッシュ１０の外筒１１の両端面１１ａ，１１ｂからなる合計４面の全てに対して連続的に接続されている。すなわち、段差を有さずに、両者が接続されている。
【００２３】
また、連結部３０の大ブッシュ２０側は、大ブッシュ２０の外筒２１の外周面に接続する２面および大ブッシュ２０の外筒２１の両端面２１ａ，２１ｂからなる合計４面のうち少なくとも３面に対して連続的に接続されている。大ブッシュ２０側の当該４面のうち残り１面は、少なくとも連結部３０の中心軸線Ｌ方向の中央部よりも内方に向かわないようにしている。
【００２４】
そして、図３に示すように、連結部３０における大ブッシュ２０の軸方向幅（車両上下幅）は、小ブッシュ１０側から大ブッシュ２０側へ行くに従って大きくなるように形成されている。特に、連結部３０の車両上下幅は、図１および図３に示すように、小ブッシュ１０側から中心軸線Ｌ方向の中央部まで、小ブッシュ１０の軸方向幅と同一に形成されている。そして、連結部３０の車両上下幅は、連結方向中央部より大ブッシュ２０側において、大きくなるように形成されている。
【００２５】
より詳細には、連結部３０における車両下側端面３０ａは、その大部分を小ブッシュ１０の外筒１１の車両下側端面１１ａと同一平面状に形成され、大ブッシュ２０の外筒２１と連結される根元部にて、連結部３０の幅が拡大する方向（車両下側）へ階段形状の段差を有するように形成されている。つまり、当該根元部は、約９０°の隅部Ｃを形成する。また、連結部３０における車両上側端面３０ｂは、その大部分を小ブッシュ１０の外筒１１の車両上側端面１１ｂと同一平面状に形成され、大ブッシュ２０の外筒２１側にて、連結部３０の幅が拡大する方向（車両上側）へ緩やかに傾斜形成されている。
【００２６】
連結部３０には、第一肉抜部３１と第二肉抜部３２が形成されている。第一肉抜部３１は、衝突起因力に対する破断部位を形成しつつ、トルクロッドとしての通常の機能を有するようにし、かつ、軽量化を図ることを目的として形成されている。
【００２７】
この第一肉抜部３１は、図４に示すように、連結部３０のうち大ブッシュ２０側に、大ブッシュ２０の軸方向に対して直交する方向（図２および図４の上下方向）に、貫通形成されている。この貫通方向は、連結部３０の撓み変形方向（図１の上下方向）および中心軸線Ｌ方向に直交する方向に相当する。このように、第一肉抜部３１を形成することにより、連結部３０の当該部位は、大ブッシュ２０の外筒２１の車両下側端面（図１および図３の下側端面）２１ａ側に接続される車両下側ブリッジ３６と、当該外筒２１の車両上側端面（図１および図３の上側端面）２１ｂ側に接続される車両上側ブリッジ３７を備える。ここで、連結部３０は、車両下側に凸状となるように撓み変形する。そこで、車両下側ブリッジ３６を撓み凸側ブリッジと称し、車両上側ブリッジ３７を撓み凹側ブリッジと称する。
【００２８】
撓み凸側ブリッジ３６および撓み凹側ブリッジ３７の厚みは、ほぼ一定に形成されている。撓み凸側ブリッジ３６は、連結部３０の中心軸線Ｌ方向（図３の左右方向）にほぼ平行に延びるように形成されており、撓み凸側ブリッジ３６のうち大ブッシュ２０側の根元部において、上述した階段形状の段差の隅部Ｃが形成されている。撓み凹側ブリッジ３７は、連結部３０の中心軸線Ｌ方向に対して緩やかに傾斜する方向に形成されており、大ブッシュ２０の外筒２１の車両上側端面２１ｂに対して滑らかに接続されている。
【００２９】
そして、撓み凸側ブリッジ３６および撓み凹側ブリッジ３７は、トルクロッドとしての通常の機能を有する程度に十分な体積を有している。特に、両ブリッジ３６，３７は、外接円および軸方向幅の大きな大ブッシュ２０側に形成されているため、小ブッシュ１０側に形成する場合に比べて、連結部３０のうち大ブッシュ２０との接合部位全体の幅および高さ（破断部位の外形形状）を大きくすることができる。このような部位に各ブリッジ３６，３７を形成することで、十分に大きな体積の第一肉抜部３１を形成したとしても、各ブリッジ３６，３７の体積を十分に確保できる。
【００３０】
従って、両ブリッジ３６，３７は、十分な引張強度、圧縮強度およびねじり強度を有することができる。さらに、こうように強度を確保しつつも、第一肉抜部３１を形成することにより、軽量化を図ることができる。つまり、第一肉抜部３１が形成されているとしても、トルクロッドとしての通常の機能を有することができる。また、後に詳細に説明するが、撓み凸側ブリッジ３６の根元部の隅部Ｃ付近が、車両衝突時における衝突起因力に伴う連結部３０の撓み変形による破断部位に設定されている。
【００３１】
第二肉抜部３２は、主として軽量化を図るために、複数形成されている。複数の第二肉抜部３２は、連結部３０のうち小ブッシュ１０側であって、車両下側端面３０ａ側に開口し、車両上側端面３０ｂ側に閉塞されるように形成されている。これにより、車両走行中に水や泥等が侵入したとしても、第二肉抜部３２に溜まることなく、車両下方へ排出することができる。
【００３２】
次に、車両衝突時におけるトルクロッドの動作について、図１、図５〜図７を参照して説明する。ここで、パワーユニット２には、車両衝突時において、車両後方下側へ向かう大きな力が発生する（図５のパワーユニット２内の矢印で示す）。そうすると、構造上、サブフレーム３が破断して、図５に示すように、サブフレーム３のブラケット３ａの開口部が車両下側を向くように、サブフレーム３が回転する。
【００３３】
ここで、大ブッシュ２０の内筒２２は、サブフレーム３のブラケット３ａに固定されており、ブラケット３ａは、外筒２１の両端面２１ａ，２１ｂから軸方向隙間を有する。従って、サブフレーム３のブラケット３ａが回転すると、大ブッシュ２０の外筒２１が傾き動作しようとする。
【００３４】
しかし、サブフレーム３のブラケット３ａが外筒２１の車両上側端面２１ｂとの隙間相当距離を移動すると、外筒２１の車両上側端面２１ｂがブラケット３ａに当接することによって、外筒２１の傾き動作が規制される。このとき、大ブッシュ２０の外筒２１は、ブラケット３ａによって車両下方への力（またはモーメント）Ｆ１を受け、小ブッシュ１０の外筒は、パワーユニット２の移動に伴ってブラケット２ａから車両下方後側への力（またはモーメント）Ｆ２を受ける。つまり、ブラケット３ａに支持されるトルクロッドの連結部３０は、材料力学における集中荷重またはモーメントを受ける片持ち梁に相当する状態となる。
【００３５】
従って、連結部３０は、連結部３０の下側が凸状となるように撓み変形する。そして、外筒２１の傾き動作が規制された後においても、連結部３０にさらに撓み変形力がかかっている場合には、連結部３０のうちブラケット３ａに規制されている外筒２１側の根元付近に最も大きな応力が生じる。
【００３６】
ここで、連結部３０のうち大ブッシュ２０側には、撓み凸側ブリッジ３６と撓み凹側ブリッジ３７が形成されている。特に、撓み凸側ブリッジ３６の根元部には応力集中しやすい隅部Ｃが形成されているのに対して、撓み凹側ブリッジ３７は、比較的応力集中しにくくなるように大ブッシュ２０の外筒２１の車両上側端面２１ｂに対して滑らかに接続されている。
【００３７】
そして、撓み変形における凸状変形側と凹状変形側とでは、凸状変形側の方に大きな引張応力が生じる。従って、撓み凸側ブリッジ３６の隅部Ｃには、撓み凹側ブリッジ３７よりも大きな引張応力が生じる。その結果、図６に示すように、撓み凸側ブリッジ３６の隅部Ｃが起点となって、当該隅部Ｃ付近が撓み凹側ブリッジ３７および他の部位よりも先に破断する。
【００３８】
その後、さらに力（またはモーメント）Ｆ１，Ｆ２がかかることで、図７に示すように、パワーユニット２はさらに車両後方下側へ移動しようとし、サブフレーム３は回転しようとする。その結果、撓み凸側ブリッジ３６の破断距離が拡大し、ブラケット３ａから荷重を受けている撓み凹側ブリッジ３７が破断する。そして、撓み凸側ブリッジ３６および撓み凹側ブリッジ３７が破断した後には、パワーユニット２が車両下側へ脱落し、車室内の乗員の安全を確保することができる。
【符号の説明】
【００３９】
１０：小ブッシュ（第一ブッシュ）、  １１：外筒、  １１ａ：車両下側端面、  １１ｂ：車両上側端面、  １２：内筒、  １３：ゴム弾性体、  ２０：大ブッシュ（第二ブッシュ）、  ２１：外筒、  ２１ａ：車両下側端面、  ２１ｂ：車両上側端面、  ２２：内筒、  ２３：ゴム弾性体、  ２３ａ，２３ｂ：すぐり、  ３０：連結部、  ３０ａ：車両下側端面、  ３０ｂ：車両上側端面、  ３１：第一肉抜部、  ３２：第二肉抜部、  ３６：撓み凸側ブリッジ、  ３７：撓み凹側ブリッジ、  ２：パワーユニット、  ２ａ：ブラケット、  ３：サブフレーム、  ３ａ：ブラケット、  Ｌ：連結部の中心軸線
【図１】
0005926096.tif 000002
【図２】
0005926096.tif 000003
【図３】
0005926096.tif 000004
【図４】
0005926096.tif 000005
【図５】
0005926096.tif 000006
【図６】
0005926096.tif 000007
【図７】
0005926096.tif 000008