(57)【要約】【目的】衝突時において、所定の圧縮荷重にて破壊するようにしたトルクロッドにおいて、この破壊構造をトルクロッド自体に備え、破壊位置及び破壊荷重のコントロールを正確にする。【構成】トルクロッド１を長手状のロッド部５とその両端に設けた円筒部６及び７で構成し、円筒部６及び７の作用軸線Ｃ上であって、衝突時の圧縮荷重Ｆ１又は引っ張り荷重Ｆ２によって最大応力が発生する部位に脆弱部１２、１５を設ける。衝突時の圧縮荷重Ｆ１又は引っ張り荷重Ｆ２が加わると、脆弱部１２又は１５に対して大きな引っ張り応力が発生し、これによる引っ張り歪みにより、円筒部６又は７を脆弱部１２又は１５にて確実に破壊させる。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロッド部とその両端に設けられたブッシュ取付用ブラケットとを備え、これらのブッシュ取付用ブラケットに支持されたブッシュを介してパワーユニットと車体と連結するトルクロッドにおいて、
前記ブッシュ取付用ブラケットの少なくとも一方側を円筒部とし、この円筒部の外周部で、前記双方のブッシュ取付用ブラケットの荷重入力点間を結んだ作用軸線と重なる部位であって荷重入力によって引っ張り歪みが生じる部位に脆弱部を設け、所定の荷重が入力したときこの脆弱部を起点として前記円筒部を破壊させることを特徴とするトルクロッド。
【請求項２】
前記脆弱部は、前記円筒部外周の円弧状曲面に設けられた凹部又は、前記円筒部の中心軸線方向へ向かって形成された貫通穴又は薄肉部であることを特徴とする請求項１のトルクロッド。
【請求項３】
前記脆弱部が、前記円筒部の前記ロッド部側に設けられ、前記ロッド部に対して圧縮方向へ入力する衝突時時における所定の荷重で破壊されることを特徴とする請求項１のトルクロッド。
【請求項４】
前記ロッド部にその軸線方向と斜交するガイド部を設け、前記脆弱部の破壊時に移動する圧縮荷重の入力部を前記ロッド部から前記作用軸線外方へ離脱させることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載したトルクロッド。
【請求項５】
前記脆弱部が、前記円筒部の前記ロッド部と反対側に設けられ、前記ロッド部に対して引っ張り方向へ入力する衝突時における所定の荷重で破壊されることを特徴とする請求項１のトルクロッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はパワーユニットを車体へ連結するために用いられるトルクロッドに係り、特に、衝突時に一部が破壊されるようにするとともに、このときの破壊位置及び破壊荷重を一定にしてコントロールできるようにしたものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のトルクロッドは、略棒状をなすロッド部とその両端に設けられたリング状の円筒部を備え、各円筒部に支持されたブッシュを介して、車体及びパワーユニットを前後方向にて連結していた。
また、ロッド部を略菱形に形成し、その中間部に山形をなす屈曲部を設け、ロッド部へ衝突荷重が圧縮入力したとき、この屈曲部に応力を集中させて破壊をコントロールするようにしたものも公知である（特許文献１参照）。
さらにブッシュを取付けるためのヨーク部にボルト穴へ達するスリットを設けて衝突時にブッシュが脱落するようにしたものもある（特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２５５９６７号公報
【特許文献２】特開２００４−２４３９５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ロッド部が長さ方向にほぼ一様の断面をなす一般的なトルクロッドの場合は、破壊位置が一定せず、また破壊荷重をコントロールしにくいことがあった。そのうえ、ロッド部は本来比較的高強度の部材であるから、衝突時にロッド部を確実に破壊させるには特許文献１のような特殊構造を必要とする。
また、ロッド部以外のヨーク部にスリットを設けた特許文献２の場合は、スリットによりヨーク部の強度が低下してしまう。
そこで本願発明は、ロッド部以外の部分に対して衝突時の荷重入力によって確実に破壊でき、かつ破壊位置及び破壊荷重を一定にコントロールでき、しかもスリット等を設けることによる強度低下を招かないようにすることができるトルクロッドの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため本願のトルクロッドに係る請求項１は、ロッド部とその両端に設けられたブッシュ取付用ブラケットとを備え、これらのブッシュ取付用ブラケットに支持されたブッシュを介してパワーユニットと車体と連結するトルクロッドにおいて、
前記ブッシュ取付用ブラケットの少なくとも一方側を円筒部とし、この円筒部の外周部で、前記双方のブッシュ取付用ブラケットの荷重入力点間を結んだ作用軸線と重なる部位であって荷重入力によって引っ張り歪みが生じる部位に脆弱部を設け、所定の荷重が入力したとき前記脆弱部を起点として前記円筒部を破壊させることを特徴とする。
【０００６】
請求項２は上記請求項１において、前記脆弱部が、前記円筒部外周の円弧状曲面に設けられた凹部又は、前記円筒部の中心軸線方向に形成された穴又は薄肉部であることを特徴とする。
【０００７】
請求項３は上記請求項１において、前記脆弱部が、前記円筒部の前記ロッド部側に設けられ、前記ロッド部に対して圧縮方向へ入力する衝突時の荷重で破壊されることを特徴とする。
【０００８】
請求項４は上記請求項１〜３のいずれかにおいて、前記ロッド部にその軸線方向と斜交するガイド部を設け、前記脆弱部の破壊時に移動する圧縮荷重の入力部を前記ロッド部から前記作用軸線外方へ離脱させることを特徴とする。
【０００９】
請求項５は上記請求項１において、前記脆弱部が、前記円筒部の前記ロッド部と反対側に設けられ、前記ロッド部に対して引っ張り方向へ入力する衝突時の荷重で破壊されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１によれば、円筒部の外周部において、作用軸線上にあって荷重入力により引っ張り歪みが発生する部位に脆弱部を設け、所定の荷重が入力したとき発生する引っ張り歪みによって前記円筒部が前記脆弱部を起点として破壊されるようにした。
【００１１】
したがって、所定の荷重が円筒部へ入力し、トルクロッドの長手方向へ加わるとき、脆弱部へ集中する引っ張り応力に伴って発生する引っ張り歪みによって脆弱部から破壊されるように設定しておけば、衝突時における所定の荷重が入力することにより円筒部は脆弱部で確実に破壊され、破壊位置が正確になる。また破壊荷重のコントロールも正確になる。しかもスリット等を設けることによる強度低下を招かないようにすることができる
【００１２】
請求項２によれば、脆弱部を円筒部外周の円弧状曲面に設けられた凹部又は、前記円筒部の中心軸線方向に形成された穴又は薄肉部としたので、容易に形成できる。
【００１３】
請求項３によれば、脆弱部を円筒部のロッド部側に設けたので、ロッド部に対して圧縮方向へ入力する衝突時の荷重で正確に破壊できる。
【００１４】
請求項４によれば、脆弱部の近傍となるロッド部にその軸線と斜交するガイド部を設けたので、脆弱部にて円筒部を破壊して移動する圧縮荷重の入力部がガイド部へ至ると、ロッド部の作用軸線から外方へ離脱するように案内されて移動する。このため、トルクロッドの破壊後も圧縮荷重の入力部がロッド部の軸線上に残存し、ロッド部へ圧縮荷重を伝達し続けるような事態を回避できる。また円筒部の破壊後はロッド部に対する圧縮荷重の伝達を確実に遮断できる。
【００１５】
請求項５によれば、脆弱部を円筒部のロッド部と反対側に設けたので、ロッド部に対して引っ張り方向へ入力する衝突時の荷重で正確に破壊できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面に基づいて一実施形態を説明する。図１はトルクロッドの使用状態を示す概略図である。トルクロッド１は長手部材であって、その長手方向両端に設けたブッシュ２を介してパワーユニット３と車体４を防振的に連結している。パワーユニット３はエンジンとミッションを一体化したものであってＦＦ車に横置き搭載され、慣性主軸形式で車体側へ防振マウントされている。本例におけるブッシュ２はサイドマウントとして構成されている。
【００１７】
トルクロッド１は、パワーユニット３が慣性主軸回りのローリングを規制するためのものであり、その長手方向を車体の前後方向へ向けて配置され、その長手方向にて衝突時の圧縮荷重Ｆ１を受けるようになっている。本例では、パワーユニット３の後ろ側に配置して衝突時に後退するパワーユニット３により、トルクロッド１が衝突時の圧縮荷重Ｆ１を受けるようになっている。
【００１８】
ここで、本願において言及する各種の方向に関する表現を以下のように定義する。図１の取付状態において、前後方向とは車体の前後方向をいう。また、車体上方からトルクロッドを見た状態をその上面視、これと直交する車体側方から見た状態を正面視とする。上面視における車体左右方向を横方向もしくは厚さ方向とし、この方向におけるトルクロッドの幅を横幅もしくは厚さとする。正面視における車体上下方向を縦方向又は上下方向とし、この方向におけるトルクロッドの幅を単に幅とする。
【００１９】
図２はトルクロッド１の斜視図、図３はその正面視図である。これらの図に示すように、トルクロッド１は長手形状のロッド部５とその長手方向両端へ一体に設けられた円筒部６及び７を備える。ロッド部５は、長手方向へ適当間隔で複数の肉抜き穴８が形成されている。各肉抜き穴８は、横方向に貫通している。隣り合う肉抜き穴８の間には隔壁９が形成されている。ロッド部５の長さ方向両端部は円筒部６及び７へアール状をなして一体に連続する。
【００２０】
図３に示すように、トルクロッド１は円筒部６及び円筒部７の各中心点ｃ１，ｃ２を結ぶ長手方向の作用軸線Ｃに対してほぼ対称形である（後述するガイド部１３を除く）。各中心点ｃ１，ｃ２は衝突時の荷重の入力点でもある。作用軸線Ｃはロッド部５の長手方向の軸線でもあり、図３に示す状態におけるロッド部５の幅の中心線でもある。また、作用軸線Ｃは円筒部６及び７の中心点ｃ１，ｃ２を通る中心軸線Ｃ１，Ｃ２（図２）と直交する。
【００２１】
円筒部６及び７は大小異なっている。この例では、パワーユニット３側の円筒部６が小径であり、車体４側の円筒部７が大径である。また、各肉抜き穴８のうち、円筒部６に隣接するものを特に端部穴１０とする。この端部穴１０には、円筒部６の内側部１１が臨み、この部分における外周部の円弧状曲面に脆弱部１２が形成されている。
【００２２】
この脆弱部１２は端部穴１０内へ向かって開放される略半円形の凹部であり、ロッド部５の長手方向における作用軸線Ｃ上に位置する。内側部１１は円筒部６のブッシュ穴６ａと端部穴１０との間の隔壁をなす。また、隔壁９のうち、端部穴１０とこれに隣接する内側の肉抜き穴８との間に形成されるものは、作用軸線Ｃと斜交する傾斜面を有するガイド部１３となっている。ガイド部１３は端部穴１０を挟んで内側部１１の反対側に位置する。
【００２３】
円筒部７のブッシュ穴７ａとこれに隣接する肉抜き穴８との間は円筒部７の一部をなす隔壁１４となっている。円筒部７の外周部で作用軸線Ｃ上におけるトルクロッドの端部に脆弱部１５が形成されている。この脆弱部１５は脆弱部１２と同様のものであり、作用軸線Ｃ上となる円筒部７の外側部１６に設けられる。
外側部１６は、円筒部７の外周部において、ブッシュ穴７ａを挟んでロッド部５の隔壁１４と反対側になる部分であり、その外周面である円弧状曲面に脆弱部１５が径方向外方へ開放された凹部として形成されている。
【００２４】
これらの脆弱部１２及び１５は、図２に明らかなように、それぞれ横幅方向全体に亘って連続して形成され、好ましくは後述するトルクロッド素材の押し出し成形時において同時に形成される。
【００２５】
図３において、円筒部６の筒状をなす空間はブッシュ穴６ａをなし、ここにブッシュ２（図１）が焼き付けで取付けられる。ブッシュ２は中心に内筒１７を一体化した防振ゴム１８からなる公知のものであり、内筒１７に通したボルト等の連結軸（図示省略）によりパワーユニット３（図１）へ取付けられる。
【００２６】
円筒部７側も同様であり、ブッシュ２がブッシュ穴７ａの内側に設けられ、このブッシュ２を介して車体４のブラケット４ａへ取付けられる（図１）。なお、円筒部６又は７に設けられるブッシュ２は、外筒を備えて円筒部６又は７と独立したものとして形成し、円筒部６又は７の内側へ圧入するものでもよい。
【００２７】
図４は円筒部６を拡大し、破壊前（Ａ）と破壊後（Ｂ）の各状態を併記した図である。この図のＡに示すように、衝突時の圧縮荷重Ｆ１が作用軸線Ｃ上における内側部１１の内周側の点Ｐに加わることにより、外周側における脆弱部１２の近傍となる点Ｑに最大応力が集中する。点ＰＱを含む内側部１１の作用軸線Ｃ上の部分は、円筒部６上で圧縮荷重の入力時に応力が最も大きくなる応力最大部Ｒである。
【００２８】
この部分の強度は、引っ張り応力による所定の引っ張り歪みによって割れることにより破壊するように限界値が設定され、この限界値は脆弱部１２の大きさ等によって自由に調整できる。また、限界値に対応する所定の応力は、衝突時に入力する荷重に対応して自由に定めることができる。したがって、衝突時の荷重が小さく、発生する応力が所定未満では内側部１１を破壊させないようにすることにより、非衝突時におけるトルクロッド１に必要十分な強度を維持するように設定される。
【００２９】
トルクロッド１は、アルミ合金等の金属又は適当な樹脂等によりロッド部５と円筒部６及び７が一体に形成される。樹脂の場合は６−６ナイロン等公知のものを利用でき、必要により繊維強化をすることができる。金属又は樹脂のいずれでも、図３における正面視形状を断面形状として押し出し成形して長尺の押し出し素材を形成し、その後、この押し出し素材を押し出し方向に直交して所定の厚さ間隔でカットすることにより効率的に形成できる。特に、円筒部６及び７の中心軸線Ｃ１，Ｃ２が横方向に平行し、かつ端部穴１０及び各肉抜き８の貫通方向とも一致しているから、全体を一体に押し出すようにした押し出し成形が可能になる。
【００３０】
そのうえ、全体を一体に押し出し成形することにより、ロッド部５と円筒部６及び７との溶接接合部が存在しない。このような溶接接合部には応力集中が生じやくなるので、破壊部位が一定しなくなったり、破壊荷重をコントロールしにくくなりがちである。しかし、このような溶接接合部が存在しないことにより、破壊部位の特定及び破壊荷重のコントロールが可能になる。
【００３１】
次に、本実施例の作用を説明する。図４及び図５は衝突時の円筒部６における作用を示す。図１において、衝突によりパワーユニット３が後方へ移動すると、ロッド部５は作用軸線Ｃ方向にて圧縮される。すると、図４のＡに示すように、この衝突時の圧縮荷重Ｆ１がブッシュ２を介して内側部１１の点Ｐへ入力する。
【００３２】
この衝突時の圧縮荷重Ｆ１による応力は応力最大部Ｒへ集中する。しかし、応力最大部Ｒのうち点ＰとＱでは挙動が異なり、外側の点Ｑは引っ張り応力ｆ２、内側の点Ｐは圧縮応力ｆ１を受ける。したがって、応力最大部Ｒにおける引っ張り応力ｆ２による引っ張り歪みが、脆弱部１２によって調整された応力最大部Ｒの部分の限界強度より大きくなると、図４のＢに示すようにこの脆弱部１２を起点として割れることにより破壊される。
【００３３】
したがって、脆弱部１２にて破壊を確実に起こさせ、しかも破壊位置が脆弱部１２に特定されて一定することになる。また、応力最大部Ｒにて脆弱部１２を起点とする破壊を生じさせるときの荷重（この場合は圧縮荷重Ｆ１に相当する）である破壊荷重も一定になる。そのうえこの破壊は圧縮荷重Ｆ１の入力に伴う引っ張り応力を利用するので、圧縮荷重によっても確実に破壊させることができる。
【００３４】
しかも、所定の圧縮荷重Ｆ１が入力すると、円筒部６の予め設定した脆弱部１２にて常に破壊されることになるから、破壊位置が正確になり、かつ破壊荷重のコントロールも正確になる。また、圧縮荷重に対して破壊しにくいロッド部５ではなく、円筒部６で破壊することにより、車体又はパワーユニット側に特別の構造を設ける必要がないので、トルクロッド１単独で衝突時の破壊構造を形成できることになり、破壊のための構造が簡単になる。
【００３５】
また、脆弱部１２にて破壊を生じさせるための引っ張り歪みを、衝突時における所定の圧縮荷重Ｆ１と関係づけておけば、衝突時に所定の圧縮荷重Ｆ１が入力することにより、脆弱部１２で確実に破壊を生じることになる。しかもこの関連づけは計算又は実験等により容易にできる。このため、破壊位置を正確に特定でき、かつ破壊を生じさせる衝突時の圧縮荷重Ｆ１に見合う圧縮荷重の値を正確にコントロールできる。
【００３６】
その結果、特に、トルクロッド１がアルミ合金製等として全体の剛性が高くなっているような場合であっても、破壊位置を特定しやすくなり、係る高剛性部材に対する破壊位置のコントロールに有効である。
【００３７】
さらに、衝突時に内側部１１が図４のＢに示すように破壊されると、図５に示すように、ブッシュ２はこの破壊部を通ってブッシュ穴１６から抜け出して端部穴１０へ入る。図はこのときの内筒１７の移動軌跡を示し、内筒１７は圧縮荷重の入力部をなす。内筒１７はブッシュ２の移動軌跡を代表させるために示してある。
【００３８】
内筒１７（ブッシュ２）がガイド部１３へ至ると、ガイド部１３は作用軸線Ｃと斜交し、この図ではガイド部１３が後方へ斜め上がりに傾斜しているので、ガイド部１３へ接触することにより、内筒１７（ブッシュ２）は図の斜め上方へ案内され、作用軸線Ｃと直交する方向外方へ案内され、やがてはロッド部５から離脱させられる。
【００３９】
このため、内側部１１が破壊されても、ブッシュ２がロッド部５の内部に残留して、ロッド部５へ衝突時の圧縮荷重Ｆ１を及ぼし続けるような事態を回避できる。その結果、衝突時における所定の圧縮荷重Ｆ１をロッド部５側に伝達することを確実に遮断することができる。
【００４０】
円筒部７側の脆弱部１５は、逆に、衝突時における引っ張り方向の荷重入力によって破壊されるためのものである。図３において、衝突時の引っ張り荷重Ｆ２が入力すると、トルクロッド１全体は前方へ引っ張られる。このとき、脆弱部１２には引っ張り歪みが生じないが、その代わりに脆弱部１５に引っ張り歪みが生じる。
【００４１】
すなわち、ブッシュ２が円筒部７を後方へ押すため、円筒部７の外側部１６における外周側に設けられている脆弱部１５に対して図４のＡにて説明したと同様の引っ張り歪みが生じる。しかもこの脆弱部１５は円筒部７の外側部１６における作用軸線Ｃ上にあって、応力最大部に位置するから、やはり所定の引っ張り荷重Ｆ２の入力に伴って発生する引っ張り歪みによって円筒部７が脆弱部１５を破壊起点として破壊される。この破壊位置及び引っ張り荷重Ｆ２を正確にコントロールできることも脆弱部１２と同様である。
【００４２】
本例では、円筒部６及び７に脆弱部１２と１５をそれぞれ設けたので、圧縮方向及び引っ張り方向、いずれの衝突時の荷重入力でも正確に破壊できるようになる。また、ロッド部５の両端側で破壊できるようになる。
さらに、脆弱部１２、１５にて破壊を生じる引っ張り歪みの大きさを異なるように設定することもでき、この場合であっても、異なる圧縮荷重Ｆ１又は引っ張り荷重Ｆ２を正確にコントロールできる。
【００４３】
なお、本願発明は上記の各実施例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、脆弱部１２と同１５はいずれか一方側のみを設けることもできる。また、円筒部６又は７のうちいずれか一方側だけ設け、他側は略Ｕ字状の二股構造をなすヨーク状としてもよい。この場合は脆弱部１２又は１５のいずれかを設けることになり、脆弱部１２とすれば圧縮方向の衝突時の荷重入力で破壊する形式のトルクロッドとなり、脆弱部１５とすれば、引っ張り方向の衝突時の荷重入力で破壊する形式のトルクロッドとなる。
【００４４】
さらに脆弱部１２及び同１５は凹部に限らず、貫通穴や薄肉部としてもよい。この場合は、薄肉部は横幅方向である中心軸線Ｃ１又はＣ２方向における厚みを薄くすることにより形成する。貫通穴は同方向へ貫通し、前記押し出し成形時に容易に形成できる。また、ロッド部５，円筒部６及び７をそれぞれ別体に鋳造や鍛造等によって作製し、相互に溶接等で結合してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】トルクロッド使用状態を示す概略図
【図２】トルクロッドの斜視図
【図３】トルクロッドの正面図
【図４】作用説明図
【図５】同上
【符号の説明】
【００４６】
１：トルクロッド、２：ブッシュ、３：パワーユニット、４：車体、５：ロッド部、６：円筒部、７：円筒部、８：肉抜き穴、９：隔壁、１２：脆弱部、１５：脆弱部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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