説明

サブフレーム用ロールロッド

【課題】動態比率が低く、加速度の変化に応じて減衰特性が変化するサブフレーム用ロールロッドを提供することを目的とする。
【解決手段】本発明のサブフレーム用ロールロッドは、一端にフロントブッシュが装着され、他端にインナーパイプが装着されたブランケットバーと、中間部に支持板が結合され、他端にエンドプレートが結合されたインナーパイプと、インナーパイプの概側に設けられ、拡張部の内側と支持板とが間隙を置いて配置されるアウターパイプと、内部にハイドロ液が保存され、支持板によって前方チャンバと後方チャンバとに区画されたインシュレータと、サブフレームに固定されたハウジングと、を含み、ブランケットバーと前記エンドプレートとの動きによってインシュレータが弾性変形し、支持板が前記拡張部内で移動することによって前記支持板と前記拡張部の間隙が変化することを特徴とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、サブフレーム用ロールロッドに係り、より詳しくは、ハイドロ液の流動を制御してより効率的に振動を吸収するサブフレーム用ロールロッドに関する。
【背景技術】
【0002】
乗用車の車体には、従来のフレームボディの代わりに、重量が軽くて生産性が優れたモノコックボディが主に用いられる。モノコックボディとは、フレームを設けない構造であって、車体自体がフレーム機能を果たす。モノコックボディにはサスペンションおよびシャーシ部品がそれぞれ装着される。エンジンとトランスミッションが結合したパワートレーンは、車体のエンジンルームに直接装着されるが、振動が車体に直接に伝達されることを防ぐため及び車衝突時の衝撃を分散するために、車体の下部にサブフレーム(subframe)が設けられ、それにパワートレーンが設置されることもある。サブフレームを設けた場合には、サスペンション装置、及びステアリング装置などもサブフレームに結合される。
【0003】
パワートレーンの支持方式は、慣性支持方式、中心支持方式、複合支持方式に大別することができ、このうち慣性支持方式ではサブフレームが装着される。慣性支持方式では、4点慣性支持と3点慣性支持が広く用いられている。
このうち、3点慣性支持方式は、ドッグボーン(dog bone)タイプと呼ばれる「I」字型のサブフレームが用いられる。
【0004】
図1は、パワートレーンの3点慣性支持方式を示す図である。
図1に示すように、3点慣性支持方式は、エンジンマウント及びトランスミッションマウントが車体両側のサイドメンバに装着されてパワートレーンの荷重を支持し、ロールロッドがサブフレーム(図示せず)に装着されてパワートレーンの変位制御及び振動減衰を分担する(例えば特許文献1、2を参照)。
【0005】
図2は、従来構造のロールロッドを示す斜視図、及びそのA−A断面図である。
図2に示すように、ロールロッドは、車両進行方向前方側の端部に装着されパワートレーンの下部に連結される円筒状のフロントブッシュが装着されてパワートレーンの下部に連結されるブランケットバーと、ブランケットバーの車両進行方向後方側の端部に装着され、ブランケットバーと移動可能に結合してサブフレームに固定されるハウジングと、ハウジングの車両進行方向前方側に配置されてブランケットバーと結合される第1ブッシュと、ハウジングの車両進行方向後方側に配置される第2ブッシュと、ロールロッドの車両進行方向後方側の末端部に設置され、ブランケットバーに固定ボルト及びナットによってブランケットバーに結合されるエンドプレートと、を有する。
【0006】
第1ブッシュと第2ブッシュはゴム材質であり、ハウジングの内側に形成された壁面によって隔離されて配置される。従って、ハウジングがサブフレームに装着されて固定された状態で、ブランケットバーとエンドプレートが移動されることより、第1ブッシュ又は/及び第2ブッシュが弾性変形及び復元を繰り返してパワートレーンの変位制御及び振動減衰を行う。
【0007】
即ち、車の前進時には、慣性によるパワートレーンの変位によって第2ブッシュが圧縮されてダンピング機能を示し、車の後進時又は減速時には、第1ブッシュが圧縮されてダンピング機能を示す。
【0008】
上述したように、パワートレーンの荷重を支持し振動を減衰させるロールロッドは、特にリアブッシュの形状及び特性が車のNVH(Noise、vibration、and harshness)性能に大きな影響を与える。
【0009】
しかし、材質の弾性力を利用する従来のリアブッシュは、動態比率(静荷重に対する動荷重の増加比率)が大きく、設計要件を満たすためのチューニングが難しいという問題点があった。
【0010】
また、リアブッシュの弾性変形及び復元により材質が疲労し、定められた基準以上の弾性圧縮が発生しないように支持するストッパが設けられていないため、継続して使用される場合に耐久性が低下するという問題点があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0011】
【特許文献1】特開2004−155325号公報
【特許文献2】特開2008−105654号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0012】
本発明は、かかる課題を解決するためになされたものであって、動態比率が低く、加速度の変化に応じて減衰特性が変化するサブフレーム用ロール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】
【0013】
上述したような目的を達成するための本発明のサブフレーム用ロールロッドは、内部にハイドロ液が封入されたサブフレーム用ロールロッドであって、一方の末端にフロントブッシュが装着されたブランケットバーと、ブランケットバーの他方の末端面に突設されたインナーパイプと、インナーパイプに結合された支持板と、インナーパイプの末端に結合されたエンドプレートと、内径が拡張されるように屈曲された形状を有する拡張部を有し、インナーパイプが内部に挿入され、支持板が拡張部との間に間隙を置いて配置されたアウターパイプと、アウターパイプ内に装着され、支持板によって前方チャンバと後方チャンバとに区画され、内部にハイドロ液が保存されたチャンバが形成されたインシュレーターと、アウターパイプが内部に挿入されて固定結合され、サブフレームに固定されるハウジングと、を含んで構成され、
ブランケットバーとエンドプレートとの動きによってインシュレータが弾性変形し、支持板が拡張部内で移動することによって支持板と拡張部の間隙が変化することを特徴とする。
【0014】
また本発明は、インシュレータはインナーパイプと一体に形成され、支持板が結合した中心部と、中心部から車両進行方向前方側に離隔して設けられチャンバの一側を形成する前方部と、中心部から車両進行方向後方側に離隔して設けられチャンバの他側を形成する後方部と、を含んで構成される。
また本発明は、インナーパイプを貫通してエンドプレートをブランケットバーに結合させる固定ボルトを更に含んで構成される。
【0015】
また本発明は、アウターパイプの末端には、ハウジングとブランケットバーの間の衝撃を防ぐ前方ストッパが装着され、エンドプレートには、ハウジングとエンドプレートとの間の衝撃を防ぐ後方ストッパが装着されることを特徴とする。
【発明の効果】
【0016】
上述したような構成の本発明のサブフレーム用ロールロッドによれば、車両の動きによってダンピング力が調節され、動態比率が小さくなることにより、車のNVH性能を向上させることができる。
【0017】
本発明は、ベンチュリ管の原理を利用し、前方チャンバと後方チャンバの間の通路の体積を変化させることによって衝撃をより効率的に緩衝する。
【0018】
例えば、エンジンのアイドル(idle)時のように支持板と拡張部の間隙が相対的に大きい状態では、ハイドロ液が容易に流動するため振動をより効率的に減衰させる。一方急発進時には支持板と拡張部の間隙が狭くなり、ハイドロ液の流動が困難になるため、ショックアブソーバと類似した原理によって、より大きい衝撃を吸収することができる。また、走行時にも走行状態及び車の加速度に従ってハイドロ液の流動が管理され、走行性能をより向上させる効果がある。
【0019】
更に、前方ストッパ及び後方ストッパが装着されることによってインシュレータの過度な弾性変形を防ぎ、耐久性能を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】
【0020】
【図1】パワートレーンの3点慣性支持方式を示す図である。
【図2】従来構造のロールロッドを示す斜視図、及びそのA−A断面図である。
【図3】本発明の好ましい実施形態に係るロールロッドの斜視図とB−B断面図及び部分拡大図である。
【図4】本発明の好ましい実施形態に係るロールロッドの分解斜視図である。
【図5】本発明の好ましい実施形態に係るロールロッドの縦断面図である。
【図6】エンジンのアイドル時の本発明のロールロッドの内部を示す断面図である。
【図7】急発進又は急制動時の本発明のロールロッドの内部を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0021】
以下に、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態に係るサブフレーム用ロールロッドについてより詳しく説明する。
図3は、本発明の好ましい実施形態に係るロールロッドの斜視図とB−B断面図及び部分拡大図であり、図4は、本発明の好ましい実施形態に係るロールロッドの分解斜視図であり、図5は、本発明の好ましい実施形態に係るロールロッドの縦断面図である。
【0022】
図3〜5に示すように、本発明の好ましい実施形態に係るサブフレーム用ロールロッドは、ブランケットバー60の一端に、パワートレーンの下部に結合される円筒形状のフロントブッシュ62が装着され、他端面に、フロントブッシュ62の反対側から固定ボルト51が挿入され螺結されるボルトホール61が穿設される。
【0023】
またブランケットバー60の他端に、固定ボルト51に貫通されて、インナーパイプ20と、エンドプレート50と、が装着される。インナーパイプ20は、長さ方向に開口した円筒状パイプ21を有し、円筒状パイプ21の中間位置に支持板22が長さ方向と垂直に形成される。インナーパイプ20とインシュレータ10とは、製造時にインサート射出又はゴム加硫成形などによって一体に形成される。インナーパイプ20とインシュレータ10とは、アウターパイプ30内部に装着される。インシュレータ10の内部に所定量のハイドロ液が封入された前方チャンバ15と後方チャンバ16とが形成される。
【0024】
前方チャンバ15と後方チャンバ16とは支持板22によって区画される。アウターパイプ30の直径が拡張されて形成された拡張部31と、支持板22との間に間隙が形成され、前方チャンバ15と後方チャンバ16はハイドロ液が流動するように連通される。
【0025】
インナーパイプ20とアウターパイプ30は、十分な剛性を有するようにスチール材質で製造され、インシュレータ10は、所定の弾性を有するゴム材質で製造される。アウターパイプ30は、一方の末端にフランジ(flange)が形成され、ハウジング40の内側の定位置に結合される。
【0026】
インシュレータ10、インナーパイプ20、及びアウターパイプ30は、組み立てられた状態でハウジング40に結合される。ハウジング40は両側が開口された形状を有し、外周に突出部が形成され、突出部にサブフレームとボルト結合するホール41が形成される。
【0027】
固定ボルト51が、ハウジング40の車両進行方向後方から、エンドプレート50及びインナーパイプ20を貫通してブランケットバー60に設けられたボルトホール61に挿入され螺結される。従って、インシュレータ10は、ブランケットバー60、インナーパイプ20、及びエンドプレート50の動きに応じて車両進行方向前方側又は後方側に弾性変形する。
【0028】
一方、アウターパイプ30の拡張部31は、アウターパイプ30の両側が対称となるように膨張されて形成された区間である。支持板22は拡張部31の中央部、即ち、拡張部31との間の間隙が最も大きくなる位置に設置される。
【0029】
また、ブランケットバー60と対向するアウターパイプ30のフランジ部分、及びハウジング40と対向するエンドプレート50には、インシュレータ10の過度な弾性変形を防ぐ前方ストッパ32、及び後方ストッパ52が設置される。
【0030】
なお、インシュレータ10は、上述したように、インナーパイプ20と一体に製造され支持板22の表面に結合する中心部13と、中心部13から車両進行方向前方側に離隔して前方チャンバ15を形成する前方部14と、中心部13から車両進行方向後方側に離隔して後方チャンバ16を形成する後方部12と、で構成される。
【0031】
更に、アウターパイプ30との内側接触面との間で弾性変形時にハイドロ液を効率的に加圧するように、前方部14と後方部12は、チャンバを形成する内側面が傾斜面で形成されることが好ましい。
【0032】
従って、本発明のロールロッドは、ブランケットバー60とエンドプレート50の動きによってインシュレータ10が弾性変形し、支持板22及び中心部13は拡張部31で長さ方向に移動する。これにより、支持板22と拡張部31の間隙が変化する。
【0033】
図6は、エンジンのアイドル時の本発明のロールロッドの内部を示す断面図である。
図6に示すように、車が走行しないアイドル時、或いは加速力が発生しない低速走行には、支持板22が結合した中心部13と拡張部31の間隙(D1)が最大となり、前方チャンバと後方チャンバのハイドロ液は相対的に自由に流動するため、ロールロッドの剛性は低下し、サーブフレームへの振動伝達が最小化する。
【0034】
図7は、急発進又は急制動時の本発明のロールロッドの内部を示す断面図である。
図7に示すように、車の急発進や急制動又は急加速が発生する場合には、ブランケットバーとエンドプレートが前方又は後方に動くことにより中心部13と拡張部31の間隙(D2)が縮小される。これにより、前方チャンバと後方チャンバのハイドロ液は相対的に流動し難くなるためにロールロッドの剛性が増加し、サスペンションのショックアブソーバのように作動して衝撃を緩和する。
【0035】
以上、本発明に関する好ましい実施形態を説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の属する技術範囲を逸脱しない範囲での全ての変更が含まれる。
【符号の説明】
【0036】
10 インシュレータ
12 後方部
13 中心部
14 前方部
15 前方チャンバ
16 後方チャンバ
20 インナーパイプ
21 円筒状パイプ
22 支持板
30 アウターパイプ
31 拡張部
32 前方ストッパ
40 ハウジング
41 ホール
42 突出部
50 エンドプレート
51 固定ボルト
52 後方ストッパ
60 ブランケットバー
61 ボルトホール
62 フロントブッシュ


【特許請求の範囲】
【請求項1】
内部にハイドロ液が封入されたサブフレーム用ロールロッドであって、
一方の末端にフロントブッシュが装着されたブランケットバーと、
前記ブランケットバーの他方の末端面に突設されたインナーパイプと、
前記インナーパイプに結合された支持板と、
前記インナーパイプの末端に結合されたエンドプレートと、
内径が拡張されるように屈曲された形状を有する拡張部を有し、前記インナーパイプが内部に挿入され、前記支持板が前記拡張部との間に間隙を置いて配置されたアウターパイプと、
前記アウターパイプ内に装着され、前記支持板によって前方チャンバと後方チャンバとに区画され、内部に前記ハイドロ液が保存されたチャンバが形成されたインシュレーターと
前記アウターパイプが内部に挿入されて固定結合され、サブフレームに固定されるハウジングと、
を含んで構成され、
前記ブランケットバーと前記エンドプレートとの動きによって前記インシュレータが弾性変形し、前記支持板が前記拡張部内で移動することによって前記支持板と前記拡張部の間隙が変化することを特徴とするサブフレーム用ロールロッド。
【請求項2】
前記インシュレータは前記インナーパイプと一体に形成され、前記支持板が結合した中心部と、前記中心部から車両進行方向前方側に離隔して設けられ前記チャンバの一側を形成する前方部と、前記中心部から車両進行方向後方側に離隔して設けられ前記チャンバの他側を形成する後方部と、を含んで構成されることを特徴とする請求項1に記載のサブフレーム用ロールロッド。
【請求項3】
前記インナーパイプを貫通して前記エンドプレートを前記ブランケットバーに結合させる固定ボルトを更に含んで構成されることを特徴とする請求項1又は2に記載のサブフレーム用ロールロッド。
【請求項4】
前記アウターパイプの末端には、前記ハウジングと前記ブランケットバーの間の衝撃を防ぐ前方ストッパが装着されることを特徴とする請求項3に記載のサブフレーム用ロールロッド。
【請求項5】
前記エンドプレートには、前記ハウジングと前記エンドプレートとの間の衝撃を防ぐ後方ストッパが装着されることを特徴とする請求項3に記載のサブフレーム用ロールロッド。


【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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【公開番号】特開2013−44426(P2013−44426A)
【公開日】平成25年3月4日(2013.3.4)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−85757(P2012−85757)
【出願日】平成24年4月4日(2012.4.4)
【出願人】(591251636)現代自動車株式会社 (1,064)
【Fターム(参考)】