(57)【要約】【課題】低周波・大振幅のロール振動に対する良好な減衰性と、それより高周波・小振幅のロール振動に対する良好な振動絶縁性を両立したトルクロッドを提供する。【解決手段】両端が振動体側及び支持体側にそれぞれ防振ゴムを介して角変位可能に連結されるロッド本体１が、互いに軸方向へ並んだ第一ロッド１１及び第二ロッド１２と、これら第一ロッド１１及び第二ロッド１２を互いに軸方向伸縮動作可能に連結する伸縮機構部１３とからなり、伸縮機構部１３が、第一ロッド１１及び第二ロッド１２のうち、一方のロッドの軸端に設けられたシリンダ１３１と、他方のロッドの軸端に設けられると共にシリンダ１３１の内周に軸方向所定範囲内で摺動体１３４を介して摺動可能に密嵌されたピストン１３３とを備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端が振動体側及び支持体側にそれぞれ防振ゴムを介して角変位可能に連結されるロッド本体が、互いに軸方向へ並んだ第一ロッド及び第二ロッドと、これら第一ロッド及び第二ロッドを互いに軸方向伸縮動作可能に連結する伸縮機構部とからなり、前記伸縮機構部が、前記第一ロッド及び第二ロッドのうち一方のロッドに設けられたシリンダと、他方のロッドに設けられると共に前記シリンダの内周に軸方向所定範囲内で摺動可能に密嵌されたピストンとを備えることを特徴とするトルクロッド。
【請求項２】
シリンダの内周にピストンのストロークを制限する緩衝ストッパが設けられたことを特徴とする請求項１に記載のトルクロッド。
【請求項３】
振動体側の防振ゴムが相対的に低ばね、支持体側の防振ゴムが相対的に高ばねであることを特徴とする請求項１に記載のトルクロッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンなどの振動体を、車体などの支持体側に対して防振支持するトルクロッドに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両のエンジンは、その荷重を弾性的に支承する複数のエンジンマウントと、エンジンのトルク変動等による振動の伝達を防止するトルクロッドを介して車体側と弾性的に連結されている。図７は、従来のトルクロッドを用いた横置き型エンジンの支持構造を概略的に示す説明図、図８は、従来のトルクロッドを示す断面図である。
【０００３】
まず図７において、参照符号１０１は前輪駆動車における横置き型エンジン、１０２はトランスミッション、１０３はエンジン１０１を支持する複数のエンジンマウントのうちの一つを示しており、１０４は車体フレーム、１１０はエンジン１０１における重心の真下の位置とその後方に位置する車体フレーム１０４を車両の前後方向に連結するトルクロッドである。なお、横置き型エンジン１０１とは、クランク軸が車両の左右方向へ延びるように搭載されたものであり、すなわち図７の投影面と直交する方向にクランク軸が延びている。
【０００４】
トルクロッド１１０は、ロッド本体１１１と、その両端に設けられたエンジン側防振ゴム１１２及び車体側防振ゴム１１３とを備えるものであって、図８に示されるように、エンジン側防振ゴム１１２及び車体側防振ゴム１１３は、それぞれロッド本体１１１と一体の外筒１１２ａ，１１３ａと、この外筒１１２ａ，１１３ａの内周にそれぞれ配置された内筒１１２ｂ，１１３ｂと、これら外筒１１２ａと内筒１１２ｂの間、及び外筒１１３ａと内筒１１３ｂの間に設けられた弾性体１１２ｃ，１１３ｃからなる（例えば下記の特許文献参照）。
【特許文献１】特開２００３−２２２１８９号公報
【特許文献２】特開平８−７４９３３号公報
【０００５】
横置き型エンジン１０１は、その駆動に伴って、エンジン１０１の重心を通って略左右方向へ延びる仮想軸心仮想軸心（トルクロール軸）を中心に回転しようとするロール振動Ｖ１を生じる。そして、図７に示されるエンジン支持構造によれば、エンジン１０１の重量をその左右で支承するエンジンマウント１０３を、前記仮想軸心上に配置し、エンジン１０１の下方にトルクロッド１１０を配置し、このトルクロッド１１０が、ロール振動Ｖ１を前後方向の振動Ｖ２としてロッド本体１１１の軸方向に受けるようになっている。
【０００６】
しかしながら、図８のような従来のトルクロッド１１０によれば、アイドリングやクルーズ走行状態での比較的周波数の高い小振幅のロール振動に対する振動絶縁性を確保するためにエンジン側防振ゴム１１２及び車体側防振ゴム１１３（弾性体１１２ｃ，１１３ｃ）を低ばね定数とした場合は、振動減衰性能が小さくなるので、例えば車両の急発進や、キックダウン等によるエンジン１０１の低周波のロール変位が大きくなるばかりか、このようなロール変位が収束するまで長時間かかることになるので、乗り心地を悪化させてしまう。また、エンジン側防振ゴム１１２及び車体側防振ゴム１１３（弾性体１１２ｃ，１１３ｃ）を高ばね定数とすることによって振動減衰性能を確保した場合は、上述のような低周波・大振幅のロール変位は抑制できるが、それより高周波であるアイドリングやクルーズ状態での周波数域の小振幅のロール振動に対する振動絶縁性能が確保できず、振動が車体フレーム１０４に伝達されて、やはり乗り心地を悪化させてしまう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、以上のような点に鑑みてなされたものであって、その技術的課題は、低周波・大振幅のロール振動に対する良好な減衰性と、それより高周波・小振幅のロール振動に対する良好な振動絶縁性を両立したトルクロッドを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した技術的課題を有効に解決するための手段として、本発明に係るトルクロッドは、両端が振動体側及び支持体側にそれぞれ防振ゴムを介して角変位可能に連結されるロッド本体が、互いに軸方向へ並んだ第一ロッド及び第二ロッドと、これら第一ロッド及び第二ロッドを互いに軸方向伸縮動作可能に連結する伸縮機構部とからなり、前記伸縮機構部が、前記第一ロッド及び第二ロッドのうち一方のロッドに設けられたシリンダと、他方のロッドに設けられると共に前記シリンダの内周に軸方向所定範囲内で摺動可能に密嵌されたピストンとを備えるものである。
【０００９】
また、上記構成において一層好ましくは、シリンダの内周にピストンのストロークを制限する緩衝ストッパが設けられる。
【００１０】
また、上記構成において一層好ましい他の例においては、振動体側の防振ゴムが相対的に低ばね、支持体側の防振ゴムが相対的に高ばねである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係るトルクロッドによれば、ロッド本体の第一ロッド及び第二ロッドに軸方向に入力される高周波の小振幅振動に対して、伸縮機構部のシリンダとピストンの軸方向相対変位による良好な振動絶縁性が確保され、低周波・大振幅の入力に対しては、伸縮機構部のシリンダとピストンの軸方向相対変位量が制限されていることによって過大変位を規制すると共に、前記シリンダとピストンの摺動及びシリンダとピストンの間で圧縮される空気ばねによって良好な減衰性が確保される。
【００１２】
また、過大変位の規制による衝撃は、緩衝ストッパによって緩和することができる。
【００１３】
また、高周波の小振幅振動に対する振動絶縁性は、振動体側の防振ゴムを相対的に低ばねとすることによって一層向上し、低周波・大振幅の入力による過大変位は、支持体側の防振ゴムが相対的に高ばねとすることによって一層有効に抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明に係るトルクロッドの好ましい実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係るトルクロッドを用いた横置き型エンジンの支持構造を概略的に示す説明図、図２は、本発明に係るトルクロッドを概略的に示す断面図、図３は、本発明に係るトルクロッドの伸縮機構部を示す断面図、図４〜図６は、本発明に係るトルクロッドの伸縮機構部の動作を示す断面図である。
【００１５】
まず図１において、参照符号１０は本発明に係るトルクロッド、１０１は前輪駆動車における横置き型エンジン、１０２はトランスミッション、１０３はエンジンマウント、１０４は車体フレームである。なお、エンジン１０１（トランスミッション１０２も含む）は、請求項１に記載の振動体に相当するものであり、車体フレーム１０４は、請求項１に記載の支持体に相当するものである。
【００１６】
横置き型エンジン１０１は、先に説明したように、クランク軸が図１の投影面と直交する方向に延びているので、その駆動に伴って、エンジン１０１の重心を通って略左右方向へ延びる仮想軸心（トルクロール軸）を中心に回転しようとするロール振動Ｖ１を生じる。このため、図１に示されるエンジン支持構造では、前記仮想軸心上に配置したエンジンマウント１０３でエンジン１０１の重量を支承すると共に、エンジン１０１における重心の真下の位置とその後方に位置する車体フレーム１０４との間をトルクロッド１０で車両の前後方向に連結することによって、このトルクロッド１０が、ロール振動Ｖ１を車両の前後方向の振動Ｖ２として軸方向に受けるようにしてある。
【００１７】
トルクロッド１０は、ロッド本体１と、その両端に設けられたエンジン側防振ゴム２及び車体側防振ゴム３とからなる。なお、エンジン側防振ゴム２及び車体側防振ゴム３は、請求項１に記載の防振ゴムに相当するものである。
【００１８】
ロッド本体１は、互いに軸方向へ並んだエンジン側防振ゴム２側の第一ロッド１１及び車体側防振ゴム３側の第二ロッド１２と、これら第一ロッド１１及び第二ロッド１２を互いに軸方向伸縮動作可能に連結する伸縮機構部１３とからなる。
【００１９】
エンジン側防振ゴム２は、図２に示されるように、ロッド本体１の第一ロッド１１の軸端に一体に設けられた外筒２１と、その内周に配置されると共にエンジン１０１側に固定される内筒２２と、これら外筒２１と内筒２２の間にゴム材料又はゴム状弾性を有する合成樹脂材料で一体に成形された環状の弾性体２３からなる。
【００２０】
エンジン側防振ゴム２における外筒２１と内筒２２は、車両の左右方向（図２の断面と直交する方向）へ延びる軸線を中心とする筒状をなしている。このため、トルクロッド１０に俯仰方向の角変位が入力された時に、外筒２１と内筒２２が前記軸線の周りに相対回転して、その間で弾性体２３が捩り方向へ剪断変形を受け、車両の前後方向（ロッド本体１の軸方向）の変位入力に対しては、外筒２１と内筒２２の間で弾性体２３が圧縮・引張及び剪断の複合的な変形を受けるようになっている。
【００２１】
また、車体側防振ゴム３は、ロッド本体１における第二ロッド１２の軸端に一体に設けられた外筒３１と、その内周に配置されると共に車体フレーム１０４側に固定される内筒３２と、これら外筒３１と内筒３２の間にゴム材料又はゴム状弾性を有する合成樹脂材料で一体に成形された環状の弾性体３３からなる。
【００２２】
車体側防振ゴム３における外筒３１と内筒３２は、上下方向へ延びる軸線を中心とする筒状をなしている。このため、トルクロッド１０に車両の左右方向への角変位が入力された時に、外筒３１と内筒３２が前記軸線の周りに相対回転して、その間で弾性体３３が捩り方向へ剪断変形を受け、車両の前後方向（ロッド本体１の軸方向）の変位入力に対しては、外筒３１と内筒３２の間で弾性体３３が圧縮・引張及び剪断の複合的な変形を受けるようになっている。
【００２３】
なお、エンジン側防振ゴム２の弾性体２３は、車体側防振ゴム３の弾性体３３に比較してばね定数が低いものとなっている。
【００２４】
ロッド本体１における伸縮機構部１３は、図３に示されるように、第二ロッド１２の軸端（図２に示される車体側防振ゴム３と反対側の軸端）に設けられたシリンダ１３１及びその開放端に固定された端部材１３２と、この端部材１３２の内周孔１３２ａからシリンダ１３１内へ挿通された第一ロッド１１の軸端（図２に示されるエンジン側防振ゴム２と反対側の軸端）に一体的に設けられると共にシリンダ１３１の内周面にゴム材料又はゴム状弾性を有する合成樹脂材料からなる摺動体１３４を介して摺動可能に密嵌されたピストン１３３と、シリンダ１３１における第二ロッド１２側の端壁１３１ａの内面に設けられたゴム材料又はゴム状弾性を有する合成樹脂材料からなる第一の緩衝ストッパ１３５と、端部材１３２の内面に設けられたゴム材料又はゴム状弾性を有する合成樹脂材料からなる第二の緩衝ストッパ１３６とを備える。
【００２５】
なお、ピストン１３３の外周に設けられた摺動体１３４は、第一及び第二の緩衝ストッパ１３５，１３６に比較してばね定数が低いものとなっている。また、この摺動体１３４はシリンダ１３１の内周面に密接されることによってシール性を有するため、シリンダ１３１の内周であってピストン１３３及びその外周の摺動体１３４とシリンダ１３１の端壁１３１ａの内面に設けられた第一の緩衝ストッパ１３５との間には密閉された第一室Ｓ１が画成され、端部材１３２の内面に設けられた第二の緩衝ストッパ１３６との間には端部材１３２及び第二の緩衝ストッパ１３６の内周面と第一ロッド１１の外周面との隙間Ｇを介して外部と連通した第二室Ｓ２が画成される。
【００２６】
以上のように構成された本発明のトルクロッド１０は、エンジン側防振ゴム２における内筒２２が、この内筒２２に挿通される不図示のボルト等を介して、図１に示される横置きエンジン１０１の下端部に固定され、車体側防振ゴム３における内筒３２が、この内筒３２に挿通される不図示のボルト等を介して、車体フレーム１０４側に固定される。
【００２７】
図１に示されるエンジン支持構造において、横置き型エンジン１０１に生じるロール振動Ｖ１が、アイドリング時やクルーズ走行状態での比較的高周波・小振幅の振動である場合、この振動が、エンジン側防振ゴム２を介してロッド本体１の第一ロッド１１に軸方向の振動Ｖ２として入力されると、図４に示されるように、伸縮機構部１３において、第一ロッド１１に設けられたピストン１３３がシリンダ１３１の内周面に摺動体１３４を介して比較的小さなストロークで往復摺動されることになる。このため、第一ロッド１１と第二ロッド１２が相対的な伸縮運動による第一室Ｓ１の空気ばねのばね定数が低く、隙間Ｇを通じて第二室Ｓ２へ出入りする空気の流動抵抗も小さいので、車体フレーム１０４側への軸方向振動Ｖ２（ロール振動Ｖ１）の伝達が有効に低減される。
【００２８】
また、エンジン側防振ゴム２における弾性体２３はばね定数が低いものであるため、エンジン１０１からの入力振動に含まれる軸方向振動Ｖ２以外の振動成分（例えば回転方向の成分）は、弾性体２３によって有効に吸収される。更には、ピストン１３３の外周に設けられた摺動体１３４もばね定数が低いものであるため、入力振動に含まれる軸方向振動Ｖ２以外の振動成分（例えば曲げ方向の成分）は、摺動体１３４によって有効に吸収される。
【００２９】
したがって、上述のような各部の動作によって、ロール振動Ｖ１による変位力がエンジン１０１と車体フレーム１０４の間で吸収されるので、アイドリングやクルーズ状態での良好な振動絶縁性が確保される。
【００３０】
次に、図１に示される横置き型エンジン１０１に生じるロール振動Ｖ１が、キックダウン等のトルク変化による中振幅のロール変位である場合は、このロール変位が、エンジン側防振ゴム２を介してロッド本体１の第一ロッド１１に軸方向の振動Ｖ２として入力されると、第一ロッド１１と第二ロッド１２が互いに収縮方向へ変位する半周期では、図５に示されるように、伸縮機構部１３において、第一ロッド１１に設けられたピストン１３３が、シリンダ１３１の内周面に摺動体１３４を介して摺動しながら第一の緩衝ストッパ１３５へ接近して行くのに伴って第一室Ｓ１が圧縮され、この第一室Ｓ１による空気ばねのばね定数が非線型的に上昇する。また、図５に示される状態から第一ロッド１１と第二ロッド１２が互いに伸長方向へ変位する半周期では、ピストン１３３が図３に示される位置を通過して第二の緩衝ストッパ１３６側へ接近して行くのに伴って第一室Ｓ１が膨張され、この第一室Ｓ１による空気ばねのばね定数が非線型的に上昇する。しかも、第一室Ｓ１と反対側の第二室Ｓ２では、その容積の増減に伴って隙間Ｇを通じて空気が流入・排出するので、流動抵抗による減衰力を生じ、シリンダ１３１の内周面と摺動体１３４との摺動抵抗による減衰力も生じる。
【００３１】
このため、空気ばねの高ばね化及び振動減衰力によって、エンジン１０１に生じる低周波・大振幅のロール変位を有効に抑制することができると共に、乗り心地の悪化に影響しない振幅まで短時間で収束することができる。
【００３２】
更に、図１に示される横置き型エンジン１０１に生じるロール振動Ｖ１が急発進等による大振幅の姿勢変化である場合は、第一ロッド１１と第二ロッド１２が互いに収縮方向へ変位する半周期では、図５と同様、ピストン１３３がシリンダ１３１の内周面に摺動体１３４を介して摺動しながら第一の緩衝ストッパ１３５へ接近して行くのに伴って第一室Ｓ１が圧縮されて行き、更に図６に二点鎖線で示されるように、ピストン１３３又はその外周に設けられた摺動体１３４が第一の緩衝ストッパ１３５に当接する。このため、それ以上のピストン１３３（第一ロッド１１）の変位が規制され、第一の緩衝ストッパ１３５を介して軸方向の荷重が伝達された第二ロッド１２の変位が、図２に示される車体側防振ゴム３における高ばねの弾性体３３により規制される。
【００３３】
また第一ロッド１１と第二ロッド１２が互いに伸長方向へ変位する半周期でも、その変位量が大きい場合は、図６に一点鎖線で示されるように、ピストン１３３又はその外周に設けられた摺動体１３４が第二の緩衝ストッパ１３６に当接することによって、ピストン１３３（第一ロッド１１）の過大変位が規制され、第一の緩衝ストッパ１３５を介して軸方向の荷重が伝達された第二ロッド１２の変位が、図２に示される車体側防振ゴム３における高ばねの弾性体３３により規制される。
【００３４】
なお、上述の形態では、伸縮機構部１３におけるシリンダ１３１が車体側防振ゴム３側の第二ロッド１２に設けられ、伸縮機構部１３におけるピストン１３３がエンジン側防振ゴム２側の第一ロッド１１に設けられているが、これとは逆の関係であっても、上述と同様の作用・効果を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に係るトルクロッドを用いた横置き型エンジンの支持構造を概略的に示す説明図である。
【図２】本発明に係るトルクロッドを概略的に示す断面図である。
【図３】本発明に係るトルクロッドの伸縮機構部を示す断面図である。
【図４】本発明に係るトルクロッドの伸縮機構部における高周波の小振幅振動入力時の動作を示す断面図である。
【図５】本発明に係るトルクロッドの伸縮機構部における低周波の大振幅振動入力時の動作を示す断面図である。
【図６】本発明に係るトルクロッドの伸縮機構部における過大変位入力時の動作を示す断面図である。
【図７】従来に係るトルクロッドを用いた横置き型エンジンの支持構造を概略的に示す説明図である。
【図８】従来のトルクロッドを示す断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  ロッド本体
１１  第一ロッド
１２  第二ロッド
１３  伸縮機構部
１３１  シリンダ
１３２  端部材
１３３  ピストン
１３４  摺動体
１３５  第一の緩衝ストッパ
１３６  第二の緩衝ストッパ
２  エンジン側防振ゴム
３  車体側防振ゴム
１０１  横置き型エンジン（振動体）
１０４  車体フレーム（支持体）
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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