JP2010077978A - 液体封入式トルクロッド - Google Patents

Abstract

【課題】 部品の軸方向大型化を招くことなく高い減衰効果及び振動伝達率低減を図ることが可能な液体封入式トルクロッドを提供すること。
【解決手段】 エンジン側ブッシュと車体側ブッシュを接続するプレート状の接続部材に配置され、上面視において接続部材の外周形状に沿った二つの壁面を有する副液室と、屈曲形状を有するオリフィス通路と、副液室に形成され二つの壁面の中心を含みオリフィス通路が接続される連通部とを備えた。
【選択図】 図２

Description

本発明は、液体封入式のトルクロッドに関する。

従来、液体封入式トルクロッドとして、特許文献１に記載の技術が知られている。この公報には、エンジン側ブッシュに主液室を形成し、ロッド本体に副液室を形成し、これらをオリフィス通路で接続することで、エンジンの振動を抑制する効果を得るものである。
特開２００５−２９１４４８号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、主液室と副液室とが直線的に結ばれており、高い減衰効果による振動伝達率低減を図るには、部品の軸方向大型化を招くという問題があった。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、部品の軸方向大型化を招くことなく高い減衰効果による振動伝達率低減を図ることが可能な液体封入式トルクロッドを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明では、エンジン側ブッシュと車体側ブッシュを接続するプレート状の接続部材に配置され、上面視において接続部材の外周形状に沿った二つの壁面を有する副液室と、屈曲形状を有するオリフィス通路と、副液室に形成され二つの壁面間で二つの壁面と等距離である位置を含みオリフィス通路が接続される連通部とを備えた。

よって、本発明の液体封入式トルクロッドにあっては、オリフィス通路の経路長を長くしたため、部品の軸方向大型化を招くことなく高い減衰効果及び振動伝達率低減を図ることができる。

以下、本発明の液体封入式トルクロッドを実現する最良の形態を、図面に示す実施例に基づいて説明する。

図１は実施例１の液体封入式トルクロッドが適用された車両の概略図である。車両の両側には、車両前後方向に延在されたサイドメンバSMが設けられている。サイドメンバSMはボディーと接合されている。また、ピラー接合部付近には、車幅方向に延在されたクロスメンバCMが設けられている。

エンジンENGは、下方においてサイドメンバSM上にエンジンマウントEMを介して支持されると共に、上方車室内側においてクロスメンバCM（以下、車体側）との間で液体封入式のトルクロッドTRを介して支持される。図１に示すエンジンENGは、エンジンルーム内に横置き（クランクシャフトが車幅方向）されている。トルクロッドTRは、図１中の矢印で示すように、エンジンENGのトルク出力時の反力受けとして機能すると共に、振動等がクロスメンバCMやボディー側に伝達されるのを回避する。

尚、エンジン形式としては直列気筒やV型気筒いずれであってもよく、特に限定しない。また、クロスメンバCMとエンジンENGとの間にトルクロッドTRを設けたが、クロスメンバCMに限らず、車体側で所定の強度を確保できる部分であればよい。

図２はトルクロッドTRの上面図、図３はトルクロッドのＡ−Ａ断面図である。トルクロッドTRは、略同一形状の上側プレート３ａと下側プレート３ｂとを板厚方向において重ね合わせて形成された接続部材３を有する。この接続部材３の上面視における外周形状は、後述する車体側ブッシュ１の外周とエンジン側ブッシュ２の外周との接線に相当する直線で車体側の円弧とエンジン側の円弧を結んだオーバルとされている。

オーバルとは、最低一箇所線対称な部分がある楕円に近い形状を指す。実施例１では、上面視において、車体側ブッシュ１の支持部中心とエンジン側ブッシュ２の支持部中心とを結んだ線（Ａ−Ａ線に相当）が対称線となっており、接続部材３の外形形状は、この対称線を挟んで対象形状とされている。

上側プレート３ａの図２中右端側には、車体側となる第１上側円筒部3a1が形成され、図２中左端側には、エンジン側となる第２上側円筒部3a2が形成されている。第１上側円筒部3a1と第２上側円筒部3a2との間であって、第２上側円筒部3a2寄り（車体側ブッシュ１よりエンジン側ブッシュ２に近い位置）には、上面視において外周形状が略等脚台形の副液室用開口縁部3a3が形成されている。副液室用開口縁部3a3は、等脚台形のうち、脚部となる辺3a31は接続部材３（オーバル）の直線部分に沿って形成されている。

下側プレート３ｂの図２中右端側には、車体側となる第１下側円筒部3b1が形成され、図２中左端側には、エンジン側となる第２下側円筒部3b2が形成されている。上記第１上側円筒部3a1と第１下側円筒部3b1とによって円筒部が形成され、この円筒部内に車体側ブッシュ１が取り付けられている。同様に、上記第２上側円筒部3a2と第２下側円筒部3b2とによって円筒部が形成され、この円筒部内にエンジン側ブッシュ２が取り付けられている。

上側プレート３ａの下側プレート３ｂとの合わせ面側には、加硫成形型にゴムを流し込んで加硫成形された上側ゴム層３０ａが形成されている。上側ゴム層３０ａを形成する際、同時に合わせ面側と反対側の面において、副液室用開口縁部3a3に沿ってゴム膜が形成される。これにより上面視において略等脚台形となるダイアフラム３１ａが形成され、このダイアフラム３１ａ内が副液室５の一部を形成する。このダイアフラム３１ａは辺3a31に沿った二つの壁面31a1を有する。

下側プレート３ｂの上側プレート３ａとの合わせ面側には、加硫成形型にゴムを流し込んで加硫成形された下側ゴム層３０ｂが形成されている。下側ゴム層３０ｂを形成する際、同時に副液室５の一部となる凹部３１ｂと、オリフィス通路６の一部となる凹状に蛇行したオリフィス通路用溝３２ｂが形成される。

上側プレート３ａと下側プレート３ｂを重ねあわせ、ダイアフラム３１ａ内側と凹部３１ｂとで副液室５を形成する。同時に、オリフィス通路用溝３２ｂと上側ゴム層３０ａとでオリフィス通路６を形成する。言い換えると、オリフィス通路６の壁面は、上側ゴム層３０ａのゴムと下側ゴム層３０ｂのゴム、すなわち、弾性体で形成されている。

車体側ブッシュ１は、外形が略円形のゴム部材であり、略中心に車体側と係合する係合部１ｂを有する。この係合部１ｂの車体側方向には、すぐり部１ａが形成され、車体側ブッシュ１の特性を調整する。係合部１ｂのエンジン側方向には、上面視において略三日月形状の主液室４が形成されている。

主液室４は、図２中下方側にオリフィス通路６と接続する主液室側連通部４ａを有する。このように、主液室側連通部４ａをＡ−Ａ線よりも下方に配置したことで、オリフィス通路６をより長く確保する。

オリフィス通路６は、上面視において、主液室側連通部４ａからＡ−Ａ線に沿って延びた後、略直角に屈曲してＡ−Ａ線を横切り、接続部材３の外周に近いところで屈曲反転し、再度Ａ−Ａ線を横切る。同様に、接続部材３の外周に近いところで屈曲反転し、Ａ−Ａ線において略直角に屈曲すると共に、Ａ−Ａ線に沿って副液室５に設けられた副液室側連通部５ａと接続する。

言い換えると、副液室５は、オリフィス通路６と接続する副液室側連通部５ａを有し、この副液室側連通部５ａは、二つの辺3a31に沿って形成された二つの壁面の中心（Ａ−Ａ線と一致）、つまり、上面視において二つの壁面間であって二つの壁面と等距離である位置、を含む位置に形成されている。

実施例１では、副液室側連通部５ａの中心は、Ａ−Ａ線と略一致するように形成しているが、副液室側連通部５ａの開口内にＡ−Ａ線が含まれる範囲であれば、必ずしも中心が一致しなくても構わない。

また、副液室側連通部５ａは、側面視において下面側に形成されている。つまり、副液室は、側面視において上側プレート３ａ側（一方面側）に突出して形成されたダイアフラム３１ａを有し、副液室側連通部５ａは、側面視においてダイアフラム３１ａと反対側の下側プレート３ｂ側（他方面側）に形成されている。主液室４，オリフィス通路６及び副液室５内には非圧縮性流体が充填され、荷重が作用していない状態で略大気圧となるように封入されている。

上記各構成に基づく作用について説明する。例えば、エンジンENG側から変位荷重が入力され、係合部１ｂと接続部材３との相対変位によって主液室４の体積変化が生じると、主液室４内の非圧縮性流体がオリフィス通路６を介して副液室５に供給される。副液室５はダイアフラム３１ａを有することから、供給された非圧縮性流体によりダイアフラム３１ａが膨らんで増大した体積を吸収する。エンジンENG側からの変位荷重が低下すると、ダイアフラム３１ａが収縮し、非圧縮性流体が副液室５からオリフィス通路６を介して主液室４に戻される。このような非圧縮性流体の行き来、すなわち、オリフィス通路６を流動する流体の共振作用等の流動作用によって防振効果を発揮する。

ここで、オリフィス通路６の主な役割は流路抵抗を確保することにあり、副液室５は、流量変化を吸収するという機能を確保することにある。言い換えると、副液室５の役割においては、オリフィス通路６の役割と異なり、体積変化を吸収する際の流路抵抗は少ないほうが、システムを設計する上での精度を向上できる点において好ましい。

以上から、オリフィス通路６の流路抵抗を確保するために、オリフィス通路６に屈曲形状を持たることとした。これにより、オリフィス通路６の経路長が長くなり、流体に加わる流動抵抗が増す。その結果、狙い通り減衰力が増えるものである。また、屈曲部においても流動抵抗が増加するため、更に効果的に減衰力を増加することができる。したがって、トルクロッドTRの軸方向長さを大きくすることなく、減衰効果を増加することができる。

また、オリフィス通路６は、ゴムなどの弾性体で成形されているため、オリフィス通路６での流体圧力損失を抑えることができ、異音の発生をより抑えることが出来る。

ここで、オリフィス通路６の流動抵抗を増大させた上で、副液室５における流動抵抗が大きいと、流体の流れが全体的に悪化しすぎてしまい、所望の減衰力低減機能を得ることができない。加えて、流体圧力損失によりキャビテーションなどの異音が発生する。

そこで、オリフィス通路６から副液室５へ流体が流出・流入する際の流動抵抗を小さくすることにより、主液室４と副液室５との間の流体の流れを維持することとした。言い換えると、副液室５の役割を十分に発揮できるように、副液室側連通部５ａの位置を検討し、副液室５内での流動抵抗を抑制するものである。

具体的には、副液室側連通部５ａを、上面視においてＡ−Ａ線近傍に配置することで、オリフィス通路６と副液室５との間の流体の出入りにおいて、流体が層流である状態を保つことができ、オリフィス通路６と副液室５との間の流動抵抗を抑制している。仮に、副液室側連通部５ａの位置を、副液室５の隅に配置してしまうと、副液室側連通部５ａにおいて流体の流れが乱れて乱流となり、流動抵抗が増加してしまうからである。

また、副液室側連通部５ａは、側面視において、副液室５の高さ方向の中心位置に対して、ダイアフラム３１ａと逆の位置に配置することとした。言い換えると、副液室は、側面視において上側プレート３ａ側（一方面側）に突出して形成されたダイアフラム３１ａを有し、副液室側連通部５ａは、側面視においてダイアフラム３１ａと反対側の下側プレート３ｂ側（他方面側）に形成されている。

副液室５のダイアフラム３１ａ近傍では、ダイアフラム３１ａの振動により流体の流れに乱流が発生する。したがって、ダイアフラム３１ａ近傍に、副液室側連通部５ａを設けると、流体の出入りに対する流動抵抗が増加してしまい、減衰力が得られず、減衰力発生装置としての機能が得られない。更に、流体圧力損失によりキャビテーションなどの異音が発生する。そこで、乱流が少ないダイアフラム３１ａから離れた位置に、副液室側連通部５ａを設けることで、減衰力を確保しつつ、流体圧力損失を抑制することができる。

以上説明したように、実施例１の液体封入式のトルクロッドにあっては下記に列挙する作用効果を得ることができる。
(1)エンジン側ブッシュ２と、車体側ブッシュ１と、エンジン側ブッシュ２と車体側ブッシュ１を接続するプレート状の接続部材３と、車体側ブッシュ１に配置される主液室４と、接続部材３に配置され、上面視において接続部材３の外周形状に沿った二つの壁面31a1を有する副液室５と、接続部材３内に配置され、主液室４と副液室５とを接続するとともに、屈曲形状を有するオリフィス通路６と、副液室５に形成され、上面視において二つの壁面31a1間であって、この二つの壁面と等距離である位置を含み、オリフィス通路６が接続される副液室側連通部５ａと、を備えた。

よって、オリフィス通路６における流動抵抗を増大させることで効果的に減衰力を増大させることができる。また、副液室側連通部５ａの配置によってオリフィス通路６と副液室５との間の流動抵抗を抑制することができ、副液室５の機能を確保することができる。また、副液室５を接続部材３の外周形状に沿って形成することで、スペースを有効に利用することが可能となり、大型化を招くことなく副液室５の性能を高めることができる。以上から、部品の軸方向大型化を招くことなく高い減衰効果及び振動伝達率低減を図ることができる。

(2)オリフィス通路６は、ゴム（弾性体）で形成されている。よって、オリフィス通路６での流体圧力損失を抑えることができ、異音の発生をより抑えることが出来る。

(3)副液室５は、接続部材３の側面視において上側プレート３ａ側（一方面側）に突出して形成されたダイアフラム３１ａを有し、副液室側連通部５ａは、接続部材３の側面視においてダイアフラム３１ａと反対側の下側プレート３ｂ側（他方面側）に形成される。

よって、乱流が少ないダイアフラム３１ａから離れた位置に副液室側連通部５ａを設けることができ、減衰力を確保しつつ、流体圧力損失を抑制することができる。

以上、実施例１に基づいて説明したが、上記構成に限らず、本願発明の範囲であれば、適宜設計変更は可能である。例えば、実施例１では車体側ブッシュ１に主液室４を配置したが、エンジン側ブッシュ２に主液室を配置してもよい。尚、両方に主液室を配置することも考えられるが、二つ設けることにより得られる効果代は小さく、コストの面からいっても一方のみに設けることが好ましい。

また、実施例１では接続部材３の上面視における形状をオーバルとしたが、これに限られるものではなく、例えば平行な辺を有する板形状としてもよいし、湾曲部等を備えていても構わない。

また、実施例１では、オリフィス通路６を上側ゴム層３０ａと下側ゴム層３０ｂに形成した凹部３１ｂとにより形成したが、別途、弾性材料からなるホース等を配置してもよい。

また、実施例１では、下側ゴム層３０ｂのみに凹部を形成したが、上側ゴム層３０ａにも凹部を形成し、平面方向での屈曲に加えて、板厚方向での屈曲を持たせるようにしてもよい。

実施例１のトルクロッドを備えた車両の概略図である。 実施例１のトルクロッドの上面図である。 実施例１のトルクロッドのＡ−Ａ断面図である。

符号の説明

１ 車体側ブッシュ
２ エンジン側ブッシュ
３ 接続部材
４ 主液室
５ 副液室
５ａ 副液室側連通部（連通部）
６ オリフィス通路
31a1 壁面
３１ａ ダイアフラム

Claims (3)

1. エンジン側ブッシュと、
   車体側ブッシュと、
   前記エンジン側ブッシュと前記車体側ブッシュを接続するプレート状の接続部材と、
   前記エンジン側ブッシュもしくは前記車体側ブッシュの一方に配置される主液室と、
   前記接続部材に配置され、上面視において前記接続部材の外周形状に沿った二つの壁面を有する副液室と、
   前記接続部材内に配置され、前記主液室と前記副液室とを接続するとともに、屈曲形状を有するオリフィス通路と、
   前記副液室に形成され、上面視において前記二つの壁面間であって該二つの壁面と等距離である位置を含み、前記オリフィス通路が接続される連通部と、
   を備えたことを特徴とする液体封入式トルクロッド。
2. 請求項１に記載の液体封入式トルクロッドにおいて、
   前記オリフィス通路は、弾性体で形成されていることを特徴とする液体封入式トルクロッド。
3. 請求項１または２に記載の液体封入式トルクロッドにおいて、
   前記副液室は、前記接続部材の側面視において一方面側に突出して形成されたダイアフラムを有し、
   前記連通部は、前記接続部材の側面視において前記ダイアフラムと反対側の他方面側に形成されることを特徴とする液体封入式トルクロッド。

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