車両用トルクロッド及びパワーユニットの支持構造
【課題】複数の共振モードが発生しても振動を低減させることができる。
【解決手段】トルクロッド２３は、長手方向の一端部がモータユニット（パワーユニット）１２に取り付けられる。トルクロッド本体２４の長手方向の中間に錘部材２００を設けると共に錘部材２００の重さを適宜調整して、並進系の共振モードの共振周波数と回転系の共振モードの共振周波数とを十分に離すことで振動を低減させている。したがって、錘部材２００を設けていない場合よりも、トルクロッド本体２４の振動が低減し、ＮＶ性能が向上する。
【解決手段】トルクロッド２３は、長手方向の一端部がモータユニット（パワーユニット）１２に取り付けられる。トルクロッド本体２４の長手方向の中間に錘部材２００を設けると共に錘部材２００の重さを適宜調整して、並進系の共振モードの共振周波数と回転系の共振モードの共振周波数とを十分に離すことで振動を低減させている。したがって、錘部材２００を設けていない場合よりも、トルクロッド本体２４の振動が低減し、ＮＶ性能が向上する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用トルクロッド及びパワーユニットの支持構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、パワープラントの後方下部がトルクロッドを介してサスペンションクロスメンバに連結支持され、ロール慣性主軸の近傍に設けられた一対のマウント部材によって、主にパワープラントの振動を減衰させつつ、トルクロッドによってロール慣性主軸周りのパワープラントの振動を規制するパワープラント支持構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２７４９１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、車両用トルクロッドに複数の共振モードが発生する場合、トルクロッドの端部に防振マスや防振ゴムを取り付ける従来の方法では一部の共振モードの振動低減に留まっており、振動低減には改善の余地があった。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、複数の共振モードが発生しても振動を低減させることができる車両用トルクロッド及びパワーユニットの支持構造を提供することが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の車両用トルクロッドは、長手方向の一端部がパワーユニットに取り付けられると共に長手方向の他端部がボデー側取付部に取り付けられ、前記パワーユニットを前記ボデー側取付部に連結支持するトルクロッド本体と、前記トルクロッド本体における前記長手方向の中間部に設けられた錘部材と、を備えている。
【０００７】
請求項１に記載の本発明によれば、トルクロッドにはパワーユニットから伝達された振動によって複数の共振モードが発生する。複数の共振モードのうち並進系の共振モードの共振周波数は、トルクロッド本体の長手方向の中間部に設けられた錘部材によって、低周波側に変化する。しかし、複数の共振モードのうち回転系の共振モードの共振周波数は、トルクロッド本体の長手方向の中間部に錘部材に設けても余り変化しないか、又は殆ど変化しない。
【０００８】
つまり、トルクロッド本体の長手方向中間部に錘部材を設けることで、回転系の共振モードの共振周波数を余り変化させることなく又は殆ど変化させることなく、並進系の共振モードの共振周波数を大きく変化させることができる。
【０００９】
請求項２に記載の車両用トルクロッドは、請求項１に記載の構造において、前記トルクロッド本体は、前記錘部材に対しての前記トルクロッド本体の長手方向の一端部側又は他端部側に配置されると共に、車両衝突時に折れ曲がり変形の起点となる折部を有する。
【００１０】
請求項２に記載の本発明によれば、トルクロッド本体における錘部材の長手方向の一端部側又は他端部側に折れ曲がり変形の起点となる折部を有している。したがって、錘部材が折れ曲がりを阻害することなく、トルクロッド本体が折部を起点として折れ曲がり変形する。そして、トルクロッド本体が折部を起点として折れ曲がり変形することで、車両衝突時の衝撃が効果的に吸収される。
【００１１】
請求項３に記載の車両用トルクロッドは、請求項１又は請求項２に記載の構造において、前記トルクロッド本体は、折れ曲がり変形時に凸となる側が開口した断面Ｕ形状とされている。
【００１２】
請求項３に記載の本発明によれば、トルクロッド本体は折部の凸となる側が開口した断面Ｕ形状とされているので、凸となる側が開口していない構成よりも、トルクロッド本体が折部を起点として容易に折れ曲がり変形する。よって、車両衝突時の衝撃吸収性能が向上する。
【００１３】
請求項４に記載の車両用トルクロッドは、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の構造において、前記錘部材は凹部を有し、前記凹部に前記トルクロッド本体が挿入され固定されている。
【００１４】
請求項４に記載の本発明によれば、錘部材の凹部をトルクロッド本体に挿入して固定することで、トルクロッド本体の中間部に錘部材が容易に設けられる。
【００１５】
請求項５に記載のパワーユニットの支持構造は、車両のパワーユニットルーム内に収容されたパワーユニットの車両前後方向後側又は前側に配置されたボデー側取付部と、前記パワーユニットを前記ボデー側取付部に連結支持する請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の車両用トルクロッドと、を備えている。
【００１６】
請求項５に記載の本発明によれば、トルクロッドにはパワーユニットから伝達された振動によって複数の共振モードが発生する。そして、錘部材の重さを適宜調整し、並進系の共振モードの共振周波数と回転系の共振モードの共振周波数とを離すことで（分散させることで）、トルクロッド本体の振動が低減し、これによりＮＶ性能が向上する。
【００１７】
また、車両前面衝突時又は車両後面衝突時に、トルクロッド本体が折れ曲がり変形することで、車両衝突時の衝撃が吸収される。
【００１８】
請求項６に記載のパワーユニットの支持構造は、請求項５に記載の構造において、前記パワーユニットは、駆動軸が駆動輪に連結されたドライブシャフトと同軸上に配置されている。
【００１９】
請求項６に記載の本発明によれば、パワーユニットは、駆動軸がドライブシャフトと同軸上に配置された所謂単軸化された構成とされている。そして、このようにパワーユニットが単軸化されることで、このパワーユニットの車両前後方向後側又は前側のボデー側取付部との間のスペースを大きく確保することができる。よって、パワーユニットをボデー側取付部に連結支持する車両用トルクロッドのトルクロッド本体を長くすることができ、これによりトルクロッド本体の変形ストロークが確保されるので、車両衝突時の衝撃吸収性能が向上する。
【００２０】
一方、トルクロッド本体を長くすると、並進系の共振モードの共振周波数と回転系の共振モードの共振周波数とが接近又は重なり振動が大きくなる傾向にある。つまり、トルクロッド本体を長くするとＮＶ性能が悪化する傾向にある。しかし、トルクロッド本体における長手方向の中間部に錘部材を設け、並進系の共振モードの共振周波数と回転系の共振モードの共振周波数とを離すことで、トルクロッド本体の振動が低減し、ＮＶ性能が向上する。
【００２１】
請求項７に記載のパワーユニットの支持構造は、前記トルクロッド本体は、前記錘部材に対しての前記トルクロッド本体の長手方向の一端部側又は他端部側に配置され車両衝突時に車両上下方向下側が凸となる折れ曲がり変形の起点となる折部を有すると共に、車両上下方向下側が開口した断面Ｕ形状とされ、前記錘部材は、凹部を有すると共に、車両上下方向下側が開口した状態で前記凹部が前記トルクロッド本体に挿入されて固定されている。
【００２２】
請求項７に記載の本発明によれば、トルクロッド本体は折部を起点として折れ曲がり変形する。また、トルクロッド本体は、折れ曲がり変形時に凸となる側である車両上下方向下側が開口しているので、凸となる側が開口していない構成よりも、トルクロッド本体が折部を起点として容易に折れ曲がり変形する。よって、車両衝突時の衝撃吸収性能が向上する。
【００２３】
また、トルクロッド本体及び錘部材はいずれも車両上下方向下側が開口しているので、車両上下方上側が開口した構成のように、例えば水や泥等が溜まることが防止され、水や泥等が溜まることよる錆や腐食等が防止される、
【発明の効果】
【００２４】
請求項１に記載の発明によれば、並進系の共振モードの共振周波数と回転系の共振モードの共振周波数とを離すことで、トルクロッド本体の振動を低減させることができる。
【００２５】
請求項２に記載の発明によれば、トルクロッド本体に折部を有しない構成と比較し、車両衝突時の衝撃を効果的に吸収させることができる。
【００２６】
請求項３に記載の発明によれば、凸となる側が開口していない構成と比較し、車両衝突時の衝撃吸収性能を向上させることができる。
【００２７】
請求項４に記載の発明によれば、トルクロッド本体の中間部に錘部材を容易に設けることができる。
【００２８】
請求項５に記載の発明によれば、並進系の共振モードの共振周波数と回転系の共振モードの共振周波数とを離すことでＮＶ性能を向上させることができると共に、車両衝突時にトルクロッド本体が折れ曲がり変形することで衝撃を吸収することができる。
【００２９】
請求項６に記載の発明によれば、衝突エネルギーの効果的な吸収とＮＶ性能の向上とを両立させることができる。
【００３０】
請求項７に記載の発明によれば、車両衝突時の衝撃吸収性能が向上すると共に、水や泥等が溜まることよる錆や腐食等を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施形態に係るモータユニットの支持構造が適用された車両前部を模式的に示す側面図である。
【図２】図１に示されるモータユニット及びその周辺部を模式的に示す拡大斜視図である。
【図３】（Ａ）は本発明の一実施形態に係るトルクロッドの拡大平面図であり、（Ｂ）はその側面図であり、（Ｃ）は（Ｂ）のＣ−Ｃ線断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るトルクロッドを示す拡大斜視図である。
【図５】（Ａ）〜（Ｆ）は、図４に示すトルクロッドに発生する６種類の共振モードを説明する説明図である。
【図６】レシプロエンジンと図１に示すモータユニットとの大きさを比較するための側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
＜実施形態＞
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態について説明する。なお、各図において示される矢印ＵＰ、矢印ＦＲ、矢印ＯＵＴは、車両上下方向上側、車両前後方向前側、車両幅方向外側（右側）をそれぞれ示している。また、本実施形態の車両は、電気モータで駆動する所謂電気自動車とされている。
【００３３】
図１に示されるように、本発明の一実施形態に係るパワーユニットの支持構造１０は、モータユニット１２と、モータユニット１２の車両前後方向後側に配置されたサスペンションメンバリア８４と、モータユニット１２をサスペンションメンバリア８４に連結支持するトルクロッド２３と、を含んでいる。
【００３４】
本実施形態では、モータユニット１２は、前輪駆動用であり、車両前部に形成されたモータルーム（パワーユニットルーム）２６内に収容されている。このモータユニット１２は、図２に示されるように、電気モータ２８と、トランスアクスル３０と、電気モータ２８を収容しトランスアクスル３０と一体化されたモータケース３２と、を備えている。また、電気モータ２８は、車両幅方向を軸方向として配置された駆動軸（出力軸）３４を有している。
【００３５】
トランスアクスル３０は、太陽歯車３６、ピニオンギア３８、内歯歯車４０、遊星歯車４２、及び、ディファレンシャルギア４４を備えている。太陽歯車３６は、駆動軸３４における軸方向中間部に設けられており、ピニオンギア３８は、太陽歯車３６と噛合されている。このピニオンギア３８は、駆動軸３４と平行に設けられた公転軸４６の一端部に設けられており、この駆動軸３４及び公転軸４６は、内歯歯車４０の内側に挿通されている。
【００３６】
内歯歯車４０は、駆動軸３４と同軸上に配置されており、公転軸４６の軸方向中間部に設けられた遊星歯車４２と噛合されている。ディファレンシャルギア４４は、三つのピニオンギア４８，５０，５２を備えており、ピニオンギア４８は、駆動軸３４の一端部に設けられ、ピニオンギア５０は、一方のドライブシャフト５４の一端部に設けられている。ドライブシャフト５４は、駆動軸３４と同軸上に配置されており、一方の前輪（駆動輪）５６と連結されている。
【００３７】
公転軸４６の他端部には、駆動軸３４の延長線と交差するように折り曲げられた折曲部５８が形成されており、この折曲部５８の先端部にピニオンギア５２が固定されている。そして、このピニオンギア５２は、ピニオンギア４８，５０とそれぞれ噛合されている。また、駆動軸３４の他端部には、この駆動軸３４と同軸上に配置された他方のドライブシャフト６０が一体に形成されており、このドライブシャフト６０は、他方の前輪（駆動輪）６２と連結されている。
【００３８】
このように、上述のモータユニット１２は、駆動軸（出力軸）３４がドライブシャフト５４，６０と同軸上に配置された、所謂、単軸化された構成とされている。
【００３９】
また、図１に示されるように、このモータユニット１２は、後述する如くフロントサイドメンバ１６に形成された第一水平部７４にクロスメンバ１８が固定され、そのクロスメンバ１８にモータマウント６４を介して固定されている。このモータマウント６４は、より具体的には、モータユニット１２に固定されたマウント本体６６と、このマウント本体６６に支持されたゴム製のブッシュ６８と、このブッシュ６８と第一水平部７４とを連結するブラケット７０とを備えている。
【００４０】
クロスメンバ１８は、モータユニット１２の車両上側に配置されており、車両幅方向に延在されている。このクロスメンバ１８の車両幅方向外側の端部は、第一水平部７４の後部と結合されている。このクロスメンバ１８の車両上側には、モータユニット１２(電気モータ２８)に電力を供給する高電圧部品とされたインバータ２０が配置されている。
【００４１】
また、モータユニット１２の車両前側には、ラジエータ７２（クーリングモジュール）が配置されている。このラジエータ７２は、フロントサイドメンバ１６（第一水平部７４）や、後述するサスペンションメンバフロント８０よりも車両前側に配置されている。このラジエータ７２は、車両前後方向を厚み方向として車両上下方向及び車両幅方向に延びる扁平箱状に形成されている。
【００４２】
このラジエータ７２の下端部７２Ａの車両上下方向の配置位置は、モータユニット１２の上端部１２Ａと下端部１２Ｂとの間とされており、このラジエータ７２の上端部７２Ｂの車両上下方向の配置位置は、インバータ２０の上端部２０Ａよりも車両上側とされている。
【００４３】
空気コンプレッサ１４は、図示しない空調ユニットの本体部に圧縮空気を供給するためのものであり、モータユニット１２の車両後側に一体に取り付けられている。なお、この空気コンプレッサ１４は、図示しない燃料電池に圧縮空気を供給するためのものでもよい。
【００４４】
フロントサイドメンバ１６は、モータユニット１２の車両幅方向外側に配置されており、車両前後方向に延在されている。なお、図１では、片側のフロントサイドメンバ１６のみが図示されているが、フロントサイドメンバ１６は、モータユニット１２の車両幅方向両側にそれぞれ配置されている。
【００４５】
このフロントサイドメンバ１６は、車両前後方向に延びる第一水平部７４と、第一水平部７４の車両後側に形成され車両後側に向かうに従って車両下側に向かうように傾斜する傾斜部７６と、傾斜部７６の車両後側に形成され車両前後方向に延びる第二水平部７８と、を有している。
【００４６】
前述したクロスメンバ１８の車両前後方向の配置位置は、モータユニット１２の前端部１２Ｃと後端部１２Ｄとの間とされており、インバータ２０の車両前後方向の配置位置は、クロスメンバ１８の前端部１８Ａと後端部１８Ｂとの間とされている。つまり、クロスメンバ１８における車両前後方向の全体は、モータユニット１２における前端部１２Ｃと後端部１２Ｄとの間の中間部分と車両前後方向にオーバラップされている。一方、インバータ２０における車両前後方向の全体は、クロスメンバ１８における前端部１８Ａと後端部１８Ｂとの間の中間部分と車両前後方向にオーバラップされている。
【００４７】
なお、図１において、長さＬ１は、インバータ２０における車両前後方向の全長を示しており、長さＬ２は、クロスメンバ１８における車両前後方向の全長を示している。また、長さＬ３は、モータユニット１２における車両前後方向の全長を示している。長さＬ３は、長さＬ２よりも長く、長さＬ２は、長さＬ１よりも長くなっている（Ｌ１＜Ｌ２＜Ｌ３）。
【００４８】
サスペンションメンバ２２は、フロントサイドメンバ１６の車両下側に配置されている。このサスペンションメンバ２２は、車両幅方向に延びてサスペンションメンバ２２の前部を構成するサスペンションメンバフロント８０と、車両前後方向に延びてサスペンションメンバ２２の側部を構成するサスペンションメンバサイドレール８２と、車両幅方向に延びてサスペンションメンバ２２の後部を構成するサスペンションメンバリア８４とを備えている。
【００４９】
サスペンションメンバフロント８０は、モータユニット１２の下部の車両前側に配置されており、サスペンションメンバサイドレール８２は、モータユニット１２の下部の車両幅方向外側に配置されている。なお、図１では、片側のサスペンションメンバサイドレール８２のみが図示されているが、サスペンションメンバサイドレール８２は、サスペンションメンバ２２の両側の側部にそれぞれ備えられている。
【００５０】
サスペンションメンバリア８４は、モータユニット１２の下部の車両後側に配置されており、上壁部８６、下壁部８８、及び、後壁部９０を有する断面Ｃ字状に形成されている。
【００５１】
また、サスペンションメンバフロント８０における車両幅方向外側の端部は、車両上下方向に延びるブラケット９２を介して第一水平部７４の前部に固定されており、サスペンションメンバリア８４における車両幅方向外側の端部は、車両上下方向に延びるブラケット９４を介して第二水平部７８の車両前後方向中間部に固定されている。このサスペンションメンバリア８４の車両後側には、車両上下方向に延びてモータルーム２６と車室２７とを区画するダッシュパネル９１が配置されている。
【００５２】
また、サスペンションメンバサイドレール８２の後部よりも車両前側の部分は、車両前後方向に延びる水平部９６とされており、サスペンションメンバサイドレール８２の後部は、車両後側に向かうに従って車両上側に向かうように傾斜する傾斜部９８とされている。そして、この傾斜部９８の傾斜に対応してサスペンションメンバリア８４も傾斜されており、これにより、サスペンションメンバリア８４の車両前側の開口部１００は、車両前側且つ車両下側に向けて開口されている。
【００５３】
前述したように、トルクロッド２３は、長手方向が車両前後方向に沿って配置され、モータユニット１２をサスペンションメンバリア（ボデー側取付部）８４に連結支持している。
【００５４】
図３及び図４に示すように、トルクロッド２３は、トルクロッド本体２４と、トルクロッド本体２４の長手方向の中間部に設けられた錘部材２００と、を含んで構成されている。
【００５５】
トルクロッド本体２４の前端部２４Ａは、車両幅方向を貫通方向とする円筒状とされ、内部にゴム製のブッシュ１０２及び車両幅方向を軸方向とする軸部１０３が貫通している。また、トルクロッド本体２４の後端部２４Ｂは、車両上下方向を貫通方向とする円筒状とされ、内部にゴム製のブッシュ１０６及び車両上下方向を軸方向とする軸部１０８が設けられている。なお、本実施形態では、前端部２４Ａの円筒の直径よりも、後端部２４Ｂの円筒の直径の方が大きい。
【００５６】
そして、図１に示すように、トルクロッド本体２４の前端部２４Ａの軸部１０３の軸方向両端部が、ブラケット１０４を介してモータユニット１２の後面下端部に固定されている。また、トルクロッド本体２４の後端部２４Ｂは、開口部１００を通じてサスペンションメンバリア８４の内側に収容されており、軸部１０８の軸方向両端部が上壁部８６及び下壁部８８にそれぞれ固定されている。
【００５７】
また、トルクロッド本体２４における長手方向（軸方向、車両前後方向）の中間部よりも車両前後方向後側に、折部１１２が形成されている（図３（Ｂ）及び図４を参照）。また、本実施形態においては、折部１１２は、上述のサスペンションメンバサイドレール８２における水平部９６と傾斜部９８との間の屈曲部１１０に対応した位置に形成されている。そして、この折部１１２は、車両前後方向前側からトルクロッド２３に衝突荷重が入力された場合に、トルクロッド本体２４の車両上下方向下側への折れ曲がり変形の起点となるものであり、車両上下方向下側に凸を成すように屈曲されている。
【００５８】
図３及び図４に示すように、トルクロッド本体２４における折部１１２よりも車両前後方向前側の部分は、車両前後方向に延びる水平部１１４とされており、このトルクロッド本体２４における折部１１２よりも車両前後方向後側の部分は、車両前後方向後側に向かうに従って車両上下方向上側に向かう傾斜部１１６とされている。
【００５９】
また、トルクロッド本体２４における前端部２４Ａと後端部２４Ｂとの間の本体部２４Ｃは、図３（Ｃ）に示されるように、車両幅方向に対向する一対の側壁部１１８，１２０と、この一対の側壁部１１８，１２０の上端部を連結する上壁部１２２とを有する断面逆Ｕ字状に形成されている。つまり、トルクロッド本体２４の本体部２４Ｃは、車両上下方向下側が開口した断面Ｕ字形状とされている。なお、本体部２４Ｃは、その長手方向の全長に亘って一定の断面で構成されている。
【００６０】
図３及び図４に示すように、トルクロッド本体２４の水平部１１４の折部１１２の車両前後方向前側近傍に錘部材２００が設けられている。錘部材２００はトルクロッド本体２４における長手方向（軸方向、車両前後方向）の中間部に配置されている。
【００６１】
別の観点から説明すると、長手方向（軸方向、車両前後方向）に沿った縦断面におけるトルクロッド本体２４（の本体部２４Ｃ）の図芯（重心）又はその近傍に錘部材２００が配置されている。更に、本実施形態では、トルククロッド本体２４（本端部２４）の長手方向（軸方向、車両前後方向）の図芯（重心）と錘部材２００との図芯（重心）とが一致又は略一致するように設定されている。
【００６２】
図３（Ｃ）に示すように、錘部材２００は、複数の板状のマスダンパー２０２が、トルクロッド本体２４の長手方向に重ねられることで構成されている。各マスダンパー２０２は、長手方向に見た全体の外形が横長の略八角形状とされている。また、マスダンパー２０２には、車両上下方向下側、言い換えるとトルクロッド本体２４の開口側と同じ側が開口した略矩形状の凹部２０４が形成されている。そして、各マスダンパー２０２を車両上下方向上側から凹部２０４をトルクロッド本体２４に差し込むようにして取り付け、溶接接合することで、各マスダンパー２０２（錘部材２００）がトルクロッド本体２４に固定されている。
【００６３】
また、本実施形態では、長手方向と直交する断面におけるトルクロッド本体２４の図芯（重心）位置と、錘部材２００の図芯（重心）位置と、が一致又は略一致するように設定されている。なお、これら図芯（重心）位置が点Ｇで示されている。
【００６４】
＜作用及び効果＞
次に、本発明の一実施形態の作用及び効果について説明する。
【００６５】
トルクロッド２３を構成するトルクロッド本体２４は、折れ曲がり変形の起点となる折部１１２を有している。従って、車両に前面衝突が生じた場合には、トルクロッド２３（トルクロッド本体２４）が折部１１２を起点として、車両上下方向下側に凸を成すように折れ曲がり変形するので、これにより、トルクロッド２３の車両前面衝突時の衝撃吸収性能が向上する。
【００６６】
なお、錘部材２００は、折部１１２よりも車両前後方向前側に設けられているので、錘部材２００は折れ曲がり曲がり変形を阻害しない。
【００６７】
また、トルクロッド２３のトルクロッド本体２４は、凸となる側（車両上下方向下側）が開口した断面Ｕ形状とされている。よって、凸となる側が開口していない構成よりも、トルクロッド本体２４が容易に折れ曲がり変形するので、車両衝突時の衝撃吸収性能が向上する。
【００６８】
なお、折部１１２は凸となる側が車両上下方向下側となるように設定し、トルクロッド本体２４及び錘部材２００は、凸なる車両上下方向下側を開口させている。よって、例えば、トルクロッド本体２４や錘部材２００に水や泥等が溜まることが防止されるので、水や泥等が溜まることよる錆や腐食等が防止される、
【００６９】
また、前輪駆動用のモータユニット１２は、図２に示すように、駆動軸（出力軸）３４がドライブシャフト５４，６０と同軸上に配置された所謂単軸化された構成とされている。このようにモータユニット１２が単軸化されることで、図１に示すように、このモータユニット１２の車両前後方向後側にスペース１２４が確保されている。そして、トルクロッド２３は、モータユニット１２が単軸化されることでモータユニット１２の車両前後方向後側に確保されたスペース１２４に配置されているので、車両前後方向の長さが十分に確保される。
【００７０】
更に、本実施形態では、モータユニット１２がフロントサイドメンバ１６における第一水平部７４に固定されたクロスメンバ１８にモータマウント６４を介して固定されている共に、サスペンションメンバリア８４がフロントサイドメンバ１６における第二水平部７８に固定されている。よって、例えば、モータユニット１２又はサスペンションメンバリア８４が、フロントサイドメンバ１６における傾斜部７６に固定されている構成と比較して、モータユニット１２とサスペンションメンババリア８４とを連結するトルクロッド２３の長さが、より長く確保される。
【００７１】
このように、トルクロッド２３（トルクロッド本体２４）を長手方向に長くすることで、変形ストロークが大きく確保されるので、車両前面衝突時の衝撃を効率良く吸収することができる。つまり、本実施形態のトルクロッド２３は、長手方向に長くすることで衝撃吸収性能（衝撃緩和性能）を向上させている。
【００７２】
ここで、トルクロッド２３には、モータユニット１２（電気モータ２８）の振動、トランスアクスル３０の各種ギアのギアノイズ、及び空気コンプレッサ１４の脈動振動等が伝達される。これら伝達された振動によって、トルクロッド２３には複数の共振モードが発生する。
【００７３】
具体的には、本実施形態のトルクロッド２３には、図５（Ａ）〜図５（Ｆ）に示す６種類の共振モードが存在する。なお、図５の各図は全て同じ図であり、しかも図４と大きさが異なるだけで同じである。よって、図が煩雑になるのを避けるため、図５（Ａ）に最小限の符号のみを付し、他の図には符号を付していない。
【００７４】
図５（Ａ）は、後端部２４Ｂが車両上下方向に変位する上下変位の共振モードである。
図５（Ｂ）は、前端部２４Ａが車両幅方向に変位する左右変位の共振モードである。
図５（Ｃ）は、長手方向に沿った軸を回転軸として回転する回転変位（ピッチ）の共振モードである。
図５（Ｄ）は、中間部（錘部材２００）を通る車両上下方向に沿った軸を回転軸として回転する回転変位（ヨー）の共振モードである。
図５（Ｅ）は、長手方向に沿った方向に変位する前後変位の共振モードである。
図５（Ｆ）は、中間部（錘部材２００）を通る車両幅方向に沿った軸を回転軸として回転する回転変位（ロール）の共振モードである。
【００７５】
これら合計６種類の共振モードのうち、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｅ）の三つは並進系の共振モードであり、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｆ）の三つは回転系の共振モードである。
【００７６】
トルクロッド本体を長手方向に長くすると、並進系の共振モードの共振周波数と回転系の共振モードの共振周波数とが接近又は重なり、振動が大きくなる傾向にある、つまり、トルクロッド本体を長くするとＮＶ性能が悪化する傾向にある。
【００７７】
しかし、本実施形態のトルクロッド２３では、トルクロッド本体２４の長手方向の中間部に錘部材２００を設けている。そして、上述した複数の共振モードのうち並進系の共振モードの共振周波数は、トルクロッド本体２４の長手方向中間部に設けた錘部材２００によって、錘部材２００を設けていない場合と比較し、低周波側に変化する。しかし、複数の共振モードのうち回転系の共振モードの共振周波数はトルクロッド本体２４の長手方向中間部に錘部材２００に設けてもあまり変化しないか、又は殆ど変化しない（変化が小さい）。
【００７８】
つまり、トルクロッド本体２４の長手方向の中間部に錘部材２００を設けることで、回転系の共振モードの共振周波数を余り変化させることなく（又は殆ど変化させることなく）、並進系の共振モードの共振周波数を大きく変化させることができる。
【００７９】
よって、本実施形態のトルクロッド２３では、錘部材２００をトルクロッド本体２４の長手方向の中間部に錘部材２００を設けると共に錘部材２００の重さを適宜調整して、並進系の共振モードの共振周波数と回転系の共振モードの共振周波数とを十分に離すことで（分散させることで）振動を低減させている。したがって、錘部材２００を設けていない場合よりも、トルクロッド本体２４の振動が低減し、ＮＶ性能が向上する。
【００８０】
なお、本実施形態では、錘部材２００の重さは、マスダンパー２０２の枚数によって容易に調整することがきる。
【００８１】
このように、本実実施形態のパワーユニットの支持構造によれば、衝突エネルギーの効果的な吸収とＮＶ性能の向上とを両立させることができる。
【００８２】
ここで、本実施形態の車両は、電気モータ２８で駆動する電気自動車とされている。図６に示すように、電気モータ２８を有するモータユニット１２は、レシプロエンジン５００と比べ、ユニット体格が小さい。
【００８３】
よって、レシプロエンジン５００で駆動するエンジン自動車のボデーをベースに、モータユニット１２（電気モータ２８）で駆動するようにした電気自動車の場合、レシプロエンジン５００と同じボデー側取付部５０２にトルクロッドを取り付けると、トルクロッドが長くなる（図中のＬ４（エンジン側取付部５０３とボデー側取付部５０２との距離）とＬ５（ブラケット（モータ側取付部）１０４とボデー側取付部５０２との距離）を比較参照）。上述したように、トルクロッドが長くなると、衝撃吸収性能は向上するが、ＮＶ性能は悪化する傾向にあるが、本発明を適用することでＮＶ性能を向上させることができる。
【００８４】
したがって、レシプロエンジン５００で駆動するエンジン自動車のボデーをベースにした電気自動車であっても、ＮＶ性能を向上させることができる。或いは、エンジン自動車と電気自動車とで共通のボデーを使用することが可能となる。
【００８５】
＜その他＞
なお、本発明は、上記一実施形態に限定されるものではない。
【００８６】
例えば、上記実施形態では、折部１１２は、車両上下方向下側に凸を成す屈曲形状とされていたが、車両前側からトルクロッド２３（トルクロッド本体２４）に衝突荷重が入力された場合にトルクロッド本体２４の折れ曲がり変形の起点となるものであれば、その他の形状や構成（例えば、切欠き形状、ビード形状、孔形状等）であってもよい。また、トルクロッド本体２４の折れ曲がり方向（凸となる側）は、車両上下方向下側以外の方向であってもよい。
【００８７】
また、折部１１２は、錘部材２００の車両前後方後側に設けられていたが、これに限定されない。錘部材２００の車両前後方前側に折部１１２が設けられていてもよい。
【００８８】
また、例えば、上記実施形態では、モータユニット１２は、前輪駆動用であり、車両前部に形成されたモータルーム２６内に収容されていたが、これに限定されない。モータユニット１２は、後輪駆動用であってもよいし、車両後部に形成されたモータルーム内に収容されていてもよい。
【００８９】
また、例えば、上記実施形態では、トルクロッド２３の他端部は、サスペンションメンバリア８４に固定されていたが、これに限定されない。車両のボデーであればどこに固定されていてもよい。
【００９０】
また、上記実施形態では、トルクロッド２３は車両前後方向を長手方向として配置されていたが、これに限定されない。例えば、車両幅方向を長手方向として配置されていてもよい。
【００９１】
また、例えば、上記実施形態では、パワーユニットは、電気モータ２８を有するモータユニット１２であったが、これに限定されない。例えば、パワーユニットはレシプロエンジンであってもよい。また、異なる２つ以上の動力源を持つ所謂ハイブリッド自動車に本発明を適用してもよい。
【００９２】
更に、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００９３】
１０ パワーユニットの支持構造
１２ モータユニット（パワーユニット）
２３ トルクロッド（車両用トルクロッド）
２４ トルクロッド本体
２６ モータルーム（パワーユニットルーム）
３４ 駆動軸
５４ ドライブシャフト
５６ 前輪（駆動輪）
６０ ドライブシャフト
６２ 前輪（駆動輪）
８４ サスペンションメンバリア（ボデー側取付部）
１１２ 折部
２００ 錘部材
２０４ 凹部
５０２ ボデー側取付部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用トルクロッド及びパワーユニットの支持構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、パワープラントの後方下部がトルクロッドを介してサスペンションクロスメンバに連結支持され、ロール慣性主軸の近傍に設けられた一対のマウント部材によって、主にパワープラントの振動を減衰させつつ、トルクロッドによってロール慣性主軸周りのパワープラントの振動を規制するパワープラント支持構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２７４９１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、車両用トルクロッドに複数の共振モードが発生する場合、トルクロッドの端部に防振マスや防振ゴムを取り付ける従来の方法では一部の共振モードの振動低減に留まっており、振動低減には改善の余地があった。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、複数の共振モードが発生しても振動を低減させることができる車両用トルクロッド及びパワーユニットの支持構造を提供することが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の車両用トルクロッドは、長手方向の一端部がパワーユニットに取り付けられると共に長手方向の他端部がボデー側取付部に取り付けられ、前記パワーユニットを前記ボデー側取付部に連結支持するトルクロッド本体と、前記トルクロッド本体における前記長手方向の中間部に設けられた錘部材と、を備えている。
【０００７】
請求項１に記載の本発明によれば、トルクロッドにはパワーユニットから伝達された振動によって複数の共振モードが発生する。複数の共振モードのうち並進系の共振モードの共振周波数は、トルクロッド本体の長手方向の中間部に設けられた錘部材によって、低周波側に変化する。しかし、複数の共振モードのうち回転系の共振モードの共振周波数は、トルクロッド本体の長手方向の中間部に錘部材に設けても余り変化しないか、又は殆ど変化しない。
【０００８】
つまり、トルクロッド本体の長手方向中間部に錘部材を設けることで、回転系の共振モードの共振周波数を余り変化させることなく又は殆ど変化させることなく、並進系の共振モードの共振周波数を大きく変化させることができる。
【０００９】
請求項２に記載の車両用トルクロッドは、請求項１に記載の構造において、前記トルクロッド本体は、前記錘部材に対しての前記トルクロッド本体の長手方向の一端部側又は他端部側に配置されると共に、車両衝突時に折れ曲がり変形の起点となる折部を有する。
【００１０】
請求項２に記載の本発明によれば、トルクロッド本体における錘部材の長手方向の一端部側又は他端部側に折れ曲がり変形の起点となる折部を有している。したがって、錘部材が折れ曲がりを阻害することなく、トルクロッド本体が折部を起点として折れ曲がり変形する。そして、トルクロッド本体が折部を起点として折れ曲がり変形することで、車両衝突時の衝撃が効果的に吸収される。
【００１１】
請求項３に記載の車両用トルクロッドは、請求項１又は請求項２に記載の構造において、前記トルクロッド本体は、折れ曲がり変形時に凸となる側が開口した断面Ｕ形状とされている。
【００１２】
請求項３に記載の本発明によれば、トルクロッド本体は折部の凸となる側が開口した断面Ｕ形状とされているので、凸となる側が開口していない構成よりも、トルクロッド本体が折部を起点として容易に折れ曲がり変形する。よって、車両衝突時の衝撃吸収性能が向上する。
【００１３】
請求項４に記載の車両用トルクロッドは、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の構造において、前記錘部材は凹部を有し、前記凹部に前記トルクロッド本体が挿入され固定されている。
【００１４】
請求項４に記載の本発明によれば、錘部材の凹部をトルクロッド本体に挿入して固定することで、トルクロッド本体の中間部に錘部材が容易に設けられる。
【００１５】
請求項５に記載のパワーユニットの支持構造は、車両のパワーユニットルーム内に収容されたパワーユニットの車両前後方向後側又は前側に配置されたボデー側取付部と、前記パワーユニットを前記ボデー側取付部に連結支持する請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の車両用トルクロッドと、を備えている。
【００１６】
請求項５に記載の本発明によれば、トルクロッドにはパワーユニットから伝達された振動によって複数の共振モードが発生する。そして、錘部材の重さを適宜調整し、並進系の共振モードの共振周波数と回転系の共振モードの共振周波数とを離すことで（分散させることで）、トルクロッド本体の振動が低減し、これによりＮＶ性能が向上する。
【００１７】
また、車両前面衝突時又は車両後面衝突時に、トルクロッド本体が折れ曲がり変形することで、車両衝突時の衝撃が吸収される。
【００１８】
請求項６に記載のパワーユニットの支持構造は、請求項５に記載の構造において、前記パワーユニットは、駆動軸が駆動輪に連結されたドライブシャフトと同軸上に配置されている。
【００１９】
請求項６に記載の本発明によれば、パワーユニットは、駆動軸がドライブシャフトと同軸上に配置された所謂単軸化された構成とされている。そして、このようにパワーユニットが単軸化されることで、このパワーユニットの車両前後方向後側又は前側のボデー側取付部との間のスペースを大きく確保することができる。よって、パワーユニットをボデー側取付部に連結支持する車両用トルクロッドのトルクロッド本体を長くすることができ、これによりトルクロッド本体の変形ストロークが確保されるので、車両衝突時の衝撃吸収性能が向上する。
【００２０】
一方、トルクロッド本体を長くすると、並進系の共振モードの共振周波数と回転系の共振モードの共振周波数とが接近又は重なり振動が大きくなる傾向にある。つまり、トルクロッド本体を長くするとＮＶ性能が悪化する傾向にある。しかし、トルクロッド本体における長手方向の中間部に錘部材を設け、並進系の共振モードの共振周波数と回転系の共振モードの共振周波数とを離すことで、トルクロッド本体の振動が低減し、ＮＶ性能が向上する。
【００２１】
請求項７に記載のパワーユニットの支持構造は、前記トルクロッド本体は、前記錘部材に対しての前記トルクロッド本体の長手方向の一端部側又は他端部側に配置され車両衝突時に車両上下方向下側が凸となる折れ曲がり変形の起点となる折部を有すると共に、車両上下方向下側が開口した断面Ｕ形状とされ、前記錘部材は、凹部を有すると共に、車両上下方向下側が開口した状態で前記凹部が前記トルクロッド本体に挿入されて固定されている。
【００２２】
請求項７に記載の本発明によれば、トルクロッド本体は折部を起点として折れ曲がり変形する。また、トルクロッド本体は、折れ曲がり変形時に凸となる側である車両上下方向下側が開口しているので、凸となる側が開口していない構成よりも、トルクロッド本体が折部を起点として容易に折れ曲がり変形する。よって、車両衝突時の衝撃吸収性能が向上する。
【００２３】
また、トルクロッド本体及び錘部材はいずれも車両上下方向下側が開口しているので、車両上下方上側が開口した構成のように、例えば水や泥等が溜まることが防止され、水や泥等が溜まることよる錆や腐食等が防止される、
【発明の効果】
【００２４】
請求項１に記載の発明によれば、並進系の共振モードの共振周波数と回転系の共振モードの共振周波数とを離すことで、トルクロッド本体の振動を低減させることができる。
【００２５】
請求項２に記載の発明によれば、トルクロッド本体に折部を有しない構成と比較し、車両衝突時の衝撃を効果的に吸収させることができる。
【００２６】
請求項３に記載の発明によれば、凸となる側が開口していない構成と比較し、車両衝突時の衝撃吸収性能を向上させることができる。
【００２７】
請求項４に記載の発明によれば、トルクロッド本体の中間部に錘部材を容易に設けることができる。
【００２８】
請求項５に記載の発明によれば、並進系の共振モードの共振周波数と回転系の共振モードの共振周波数とを離すことでＮＶ性能を向上させることができると共に、車両衝突時にトルクロッド本体が折れ曲がり変形することで衝撃を吸収することができる。
【００２９】
請求項６に記載の発明によれば、衝突エネルギーの効果的な吸収とＮＶ性能の向上とを両立させることができる。
【００３０】
請求項７に記載の発明によれば、車両衝突時の衝撃吸収性能が向上すると共に、水や泥等が溜まることよる錆や腐食等を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施形態に係るモータユニットの支持構造が適用された車両前部を模式的に示す側面図である。
【図２】図１に示されるモータユニット及びその周辺部を模式的に示す拡大斜視図である。
【図３】（Ａ）は本発明の一実施形態に係るトルクロッドの拡大平面図であり、（Ｂ）はその側面図であり、（Ｃ）は（Ｂ）のＣ−Ｃ線断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るトルクロッドを示す拡大斜視図である。
【図５】（Ａ）〜（Ｆ）は、図４に示すトルクロッドに発生する６種類の共振モードを説明する説明図である。
【図６】レシプロエンジンと図１に示すモータユニットとの大きさを比較するための側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
＜実施形態＞
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態について説明する。なお、各図において示される矢印ＵＰ、矢印ＦＲ、矢印ＯＵＴは、車両上下方向上側、車両前後方向前側、車両幅方向外側（右側）をそれぞれ示している。また、本実施形態の車両は、電気モータで駆動する所謂電気自動車とされている。
【００３３】
図１に示されるように、本発明の一実施形態に係るパワーユニットの支持構造１０は、モータユニット１２と、モータユニット１２の車両前後方向後側に配置されたサスペンションメンバリア８４と、モータユニット１２をサスペンションメンバリア８４に連結支持するトルクロッド２３と、を含んでいる。
【００３４】
本実施形態では、モータユニット１２は、前輪駆動用であり、車両前部に形成されたモータルーム（パワーユニットルーム）２６内に収容されている。このモータユニット１２は、図２に示されるように、電気モータ２８と、トランスアクスル３０と、電気モータ２８を収容しトランスアクスル３０と一体化されたモータケース３２と、を備えている。また、電気モータ２８は、車両幅方向を軸方向として配置された駆動軸（出力軸）３４を有している。
【００３５】
トランスアクスル３０は、太陽歯車３６、ピニオンギア３８、内歯歯車４０、遊星歯車４２、及び、ディファレンシャルギア４４を備えている。太陽歯車３６は、駆動軸３４における軸方向中間部に設けられており、ピニオンギア３８は、太陽歯車３６と噛合されている。このピニオンギア３８は、駆動軸３４と平行に設けられた公転軸４６の一端部に設けられており、この駆動軸３４及び公転軸４６は、内歯歯車４０の内側に挿通されている。
【００３６】
内歯歯車４０は、駆動軸３４と同軸上に配置されており、公転軸４６の軸方向中間部に設けられた遊星歯車４２と噛合されている。ディファレンシャルギア４４は、三つのピニオンギア４８，５０，５２を備えており、ピニオンギア４８は、駆動軸３４の一端部に設けられ、ピニオンギア５０は、一方のドライブシャフト５４の一端部に設けられている。ドライブシャフト５４は、駆動軸３４と同軸上に配置されており、一方の前輪（駆動輪）５６と連結されている。
【００３７】
公転軸４６の他端部には、駆動軸３４の延長線と交差するように折り曲げられた折曲部５８が形成されており、この折曲部５８の先端部にピニオンギア５２が固定されている。そして、このピニオンギア５２は、ピニオンギア４８，５０とそれぞれ噛合されている。また、駆動軸３４の他端部には、この駆動軸３４と同軸上に配置された他方のドライブシャフト６０が一体に形成されており、このドライブシャフト６０は、他方の前輪（駆動輪）６２と連結されている。
【００３８】
このように、上述のモータユニット１２は、駆動軸（出力軸）３４がドライブシャフト５４，６０と同軸上に配置された、所謂、単軸化された構成とされている。
【００３９】
また、図１に示されるように、このモータユニット１２は、後述する如くフロントサイドメンバ１６に形成された第一水平部７４にクロスメンバ１８が固定され、そのクロスメンバ１８にモータマウント６４を介して固定されている。このモータマウント６４は、より具体的には、モータユニット１２に固定されたマウント本体６６と、このマウント本体６６に支持されたゴム製のブッシュ６８と、このブッシュ６８と第一水平部７４とを連結するブラケット７０とを備えている。
【００４０】
クロスメンバ１８は、モータユニット１２の車両上側に配置されており、車両幅方向に延在されている。このクロスメンバ１８の車両幅方向外側の端部は、第一水平部７４の後部と結合されている。このクロスメンバ１８の車両上側には、モータユニット１２(電気モータ２８)に電力を供給する高電圧部品とされたインバータ２０が配置されている。
【００４１】
また、モータユニット１２の車両前側には、ラジエータ７２（クーリングモジュール）が配置されている。このラジエータ７２は、フロントサイドメンバ１６（第一水平部７４）や、後述するサスペンションメンバフロント８０よりも車両前側に配置されている。このラジエータ７２は、車両前後方向を厚み方向として車両上下方向及び車両幅方向に延びる扁平箱状に形成されている。
【００４２】
このラジエータ７２の下端部７２Ａの車両上下方向の配置位置は、モータユニット１２の上端部１２Ａと下端部１２Ｂとの間とされており、このラジエータ７２の上端部７２Ｂの車両上下方向の配置位置は、インバータ２０の上端部２０Ａよりも車両上側とされている。
【００４３】
空気コンプレッサ１４は、図示しない空調ユニットの本体部に圧縮空気を供給するためのものであり、モータユニット１２の車両後側に一体に取り付けられている。なお、この空気コンプレッサ１４は、図示しない燃料電池に圧縮空気を供給するためのものでもよい。
【００４４】
フロントサイドメンバ１６は、モータユニット１２の車両幅方向外側に配置されており、車両前後方向に延在されている。なお、図１では、片側のフロントサイドメンバ１６のみが図示されているが、フロントサイドメンバ１６は、モータユニット１２の車両幅方向両側にそれぞれ配置されている。
【００４５】
このフロントサイドメンバ１６は、車両前後方向に延びる第一水平部７４と、第一水平部７４の車両後側に形成され車両後側に向かうに従って車両下側に向かうように傾斜する傾斜部７６と、傾斜部７６の車両後側に形成され車両前後方向に延びる第二水平部７８と、を有している。
【００４６】
前述したクロスメンバ１８の車両前後方向の配置位置は、モータユニット１２の前端部１２Ｃと後端部１２Ｄとの間とされており、インバータ２０の車両前後方向の配置位置は、クロスメンバ１８の前端部１８Ａと後端部１８Ｂとの間とされている。つまり、クロスメンバ１８における車両前後方向の全体は、モータユニット１２における前端部１２Ｃと後端部１２Ｄとの間の中間部分と車両前後方向にオーバラップされている。一方、インバータ２０における車両前後方向の全体は、クロスメンバ１８における前端部１８Ａと後端部１８Ｂとの間の中間部分と車両前後方向にオーバラップされている。
【００４７】
なお、図１において、長さＬ１は、インバータ２０における車両前後方向の全長を示しており、長さＬ２は、クロスメンバ１８における車両前後方向の全長を示している。また、長さＬ３は、モータユニット１２における車両前後方向の全長を示している。長さＬ３は、長さＬ２よりも長く、長さＬ２は、長さＬ１よりも長くなっている（Ｌ１＜Ｌ２＜Ｌ３）。
【００４８】
サスペンションメンバ２２は、フロントサイドメンバ１６の車両下側に配置されている。このサスペンションメンバ２２は、車両幅方向に延びてサスペンションメンバ２２の前部を構成するサスペンションメンバフロント８０と、車両前後方向に延びてサスペンションメンバ２２の側部を構成するサスペンションメンバサイドレール８２と、車両幅方向に延びてサスペンションメンバ２２の後部を構成するサスペンションメンバリア８４とを備えている。
【００４９】
サスペンションメンバフロント８０は、モータユニット１２の下部の車両前側に配置されており、サスペンションメンバサイドレール８２は、モータユニット１２の下部の車両幅方向外側に配置されている。なお、図１では、片側のサスペンションメンバサイドレール８２のみが図示されているが、サスペンションメンバサイドレール８２は、サスペンションメンバ２２の両側の側部にそれぞれ備えられている。
【００５０】
サスペンションメンバリア８４は、モータユニット１２の下部の車両後側に配置されており、上壁部８６、下壁部８８、及び、後壁部９０を有する断面Ｃ字状に形成されている。
【００５１】
また、サスペンションメンバフロント８０における車両幅方向外側の端部は、車両上下方向に延びるブラケット９２を介して第一水平部７４の前部に固定されており、サスペンションメンバリア８４における車両幅方向外側の端部は、車両上下方向に延びるブラケット９４を介して第二水平部７８の車両前後方向中間部に固定されている。このサスペンションメンバリア８４の車両後側には、車両上下方向に延びてモータルーム２６と車室２７とを区画するダッシュパネル９１が配置されている。
【００５２】
また、サスペンションメンバサイドレール８２の後部よりも車両前側の部分は、車両前後方向に延びる水平部９６とされており、サスペンションメンバサイドレール８２の後部は、車両後側に向かうに従って車両上側に向かうように傾斜する傾斜部９８とされている。そして、この傾斜部９８の傾斜に対応してサスペンションメンバリア８４も傾斜されており、これにより、サスペンションメンバリア８４の車両前側の開口部１００は、車両前側且つ車両下側に向けて開口されている。
【００５３】
前述したように、トルクロッド２３は、長手方向が車両前後方向に沿って配置され、モータユニット１２をサスペンションメンバリア（ボデー側取付部）８４に連結支持している。
【００５４】
図３及び図４に示すように、トルクロッド２３は、トルクロッド本体２４と、トルクロッド本体２４の長手方向の中間部に設けられた錘部材２００と、を含んで構成されている。
【００５５】
トルクロッド本体２４の前端部２４Ａは、車両幅方向を貫通方向とする円筒状とされ、内部にゴム製のブッシュ１０２及び車両幅方向を軸方向とする軸部１０３が貫通している。また、トルクロッド本体２４の後端部２４Ｂは、車両上下方向を貫通方向とする円筒状とされ、内部にゴム製のブッシュ１０６及び車両上下方向を軸方向とする軸部１０８が設けられている。なお、本実施形態では、前端部２４Ａの円筒の直径よりも、後端部２４Ｂの円筒の直径の方が大きい。
【００５６】
そして、図１に示すように、トルクロッド本体２４の前端部２４Ａの軸部１０３の軸方向両端部が、ブラケット１０４を介してモータユニット１２の後面下端部に固定されている。また、トルクロッド本体２４の後端部２４Ｂは、開口部１００を通じてサスペンションメンバリア８４の内側に収容されており、軸部１０８の軸方向両端部が上壁部８６及び下壁部８８にそれぞれ固定されている。
【００５７】
また、トルクロッド本体２４における長手方向（軸方向、車両前後方向）の中間部よりも車両前後方向後側に、折部１１２が形成されている（図３（Ｂ）及び図４を参照）。また、本実施形態においては、折部１１２は、上述のサスペンションメンバサイドレール８２における水平部９６と傾斜部９８との間の屈曲部１１０に対応した位置に形成されている。そして、この折部１１２は、車両前後方向前側からトルクロッド２３に衝突荷重が入力された場合に、トルクロッド本体２４の車両上下方向下側への折れ曲がり変形の起点となるものであり、車両上下方向下側に凸を成すように屈曲されている。
【００５８】
図３及び図４に示すように、トルクロッド本体２４における折部１１２よりも車両前後方向前側の部分は、車両前後方向に延びる水平部１１４とされており、このトルクロッド本体２４における折部１１２よりも車両前後方向後側の部分は、車両前後方向後側に向かうに従って車両上下方向上側に向かう傾斜部１１６とされている。
【００５９】
また、トルクロッド本体２４における前端部２４Ａと後端部２４Ｂとの間の本体部２４Ｃは、図３（Ｃ）に示されるように、車両幅方向に対向する一対の側壁部１１８，１２０と、この一対の側壁部１１８，１２０の上端部を連結する上壁部１２２とを有する断面逆Ｕ字状に形成されている。つまり、トルクロッド本体２４の本体部２４Ｃは、車両上下方向下側が開口した断面Ｕ字形状とされている。なお、本体部２４Ｃは、その長手方向の全長に亘って一定の断面で構成されている。
【００６０】
図３及び図４に示すように、トルクロッド本体２４の水平部１１４の折部１１２の車両前後方向前側近傍に錘部材２００が設けられている。錘部材２００はトルクロッド本体２４における長手方向（軸方向、車両前後方向）の中間部に配置されている。
【００６１】
別の観点から説明すると、長手方向（軸方向、車両前後方向）に沿った縦断面におけるトルクロッド本体２４（の本体部２４Ｃ）の図芯（重心）又はその近傍に錘部材２００が配置されている。更に、本実施形態では、トルククロッド本体２４（本端部２４）の長手方向（軸方向、車両前後方向）の図芯（重心）と錘部材２００との図芯（重心）とが一致又は略一致するように設定されている。
【００６２】
図３（Ｃ）に示すように、錘部材２００は、複数の板状のマスダンパー２０２が、トルクロッド本体２４の長手方向に重ねられることで構成されている。各マスダンパー２０２は、長手方向に見た全体の外形が横長の略八角形状とされている。また、マスダンパー２０２には、車両上下方向下側、言い換えるとトルクロッド本体２４の開口側と同じ側が開口した略矩形状の凹部２０４が形成されている。そして、各マスダンパー２０２を車両上下方向上側から凹部２０４をトルクロッド本体２４に差し込むようにして取り付け、溶接接合することで、各マスダンパー２０２（錘部材２００）がトルクロッド本体２４に固定されている。
【００６３】
また、本実施形態では、長手方向と直交する断面におけるトルクロッド本体２４の図芯（重心）位置と、錘部材２００の図芯（重心）位置と、が一致又は略一致するように設定されている。なお、これら図芯（重心）位置が点Ｇで示されている。
【００６４】
＜作用及び効果＞
次に、本発明の一実施形態の作用及び効果について説明する。
【００６５】
トルクロッド２３を構成するトルクロッド本体２４は、折れ曲がり変形の起点となる折部１１２を有している。従って、車両に前面衝突が生じた場合には、トルクロッド２３（トルクロッド本体２４）が折部１１２を起点として、車両上下方向下側に凸を成すように折れ曲がり変形するので、これにより、トルクロッド２３の車両前面衝突時の衝撃吸収性能が向上する。
【００６６】
なお、錘部材２００は、折部１１２よりも車両前後方向前側に設けられているので、錘部材２００は折れ曲がり曲がり変形を阻害しない。
【００６７】
また、トルクロッド２３のトルクロッド本体２４は、凸となる側（車両上下方向下側）が開口した断面Ｕ形状とされている。よって、凸となる側が開口していない構成よりも、トルクロッド本体２４が容易に折れ曲がり変形するので、車両衝突時の衝撃吸収性能が向上する。
【００６８】
なお、折部１１２は凸となる側が車両上下方向下側となるように設定し、トルクロッド本体２４及び錘部材２００は、凸なる車両上下方向下側を開口させている。よって、例えば、トルクロッド本体２４や錘部材２００に水や泥等が溜まることが防止されるので、水や泥等が溜まることよる錆や腐食等が防止される、
【００６９】
また、前輪駆動用のモータユニット１２は、図２に示すように、駆動軸（出力軸）３４がドライブシャフト５４，６０と同軸上に配置された所謂単軸化された構成とされている。このようにモータユニット１２が単軸化されることで、図１に示すように、このモータユニット１２の車両前後方向後側にスペース１２４が確保されている。そして、トルクロッド２３は、モータユニット１２が単軸化されることでモータユニット１２の車両前後方向後側に確保されたスペース１２４に配置されているので、車両前後方向の長さが十分に確保される。
【００７０】
更に、本実施形態では、モータユニット１２がフロントサイドメンバ１６における第一水平部７４に固定されたクロスメンバ１８にモータマウント６４を介して固定されている共に、サスペンションメンバリア８４がフロントサイドメンバ１６における第二水平部７８に固定されている。よって、例えば、モータユニット１２又はサスペンションメンバリア８４が、フロントサイドメンバ１６における傾斜部７６に固定されている構成と比較して、モータユニット１２とサスペンションメンババリア８４とを連結するトルクロッド２３の長さが、より長く確保される。
【００７１】
このように、トルクロッド２３（トルクロッド本体２４）を長手方向に長くすることで、変形ストロークが大きく確保されるので、車両前面衝突時の衝撃を効率良く吸収することができる。つまり、本実施形態のトルクロッド２３は、長手方向に長くすることで衝撃吸収性能（衝撃緩和性能）を向上させている。
【００７２】
ここで、トルクロッド２３には、モータユニット１２（電気モータ２８）の振動、トランスアクスル３０の各種ギアのギアノイズ、及び空気コンプレッサ１４の脈動振動等が伝達される。これら伝達された振動によって、トルクロッド２３には複数の共振モードが発生する。
【００７３】
具体的には、本実施形態のトルクロッド２３には、図５（Ａ）〜図５（Ｆ）に示す６種類の共振モードが存在する。なお、図５の各図は全て同じ図であり、しかも図４と大きさが異なるだけで同じである。よって、図が煩雑になるのを避けるため、図５（Ａ）に最小限の符号のみを付し、他の図には符号を付していない。
【００７４】
図５（Ａ）は、後端部２４Ｂが車両上下方向に変位する上下変位の共振モードである。
図５（Ｂ）は、前端部２４Ａが車両幅方向に変位する左右変位の共振モードである。
図５（Ｃ）は、長手方向に沿った軸を回転軸として回転する回転変位（ピッチ）の共振モードである。
図５（Ｄ）は、中間部（錘部材２００）を通る車両上下方向に沿った軸を回転軸として回転する回転変位（ヨー）の共振モードである。
図５（Ｅ）は、長手方向に沿った方向に変位する前後変位の共振モードである。
図５（Ｆ）は、中間部（錘部材２００）を通る車両幅方向に沿った軸を回転軸として回転する回転変位（ロール）の共振モードである。
【００７５】
これら合計６種類の共振モードのうち、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｅ）の三つは並進系の共振モードであり、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｆ）の三つは回転系の共振モードである。
【００７６】
トルクロッド本体を長手方向に長くすると、並進系の共振モードの共振周波数と回転系の共振モードの共振周波数とが接近又は重なり、振動が大きくなる傾向にある、つまり、トルクロッド本体を長くするとＮＶ性能が悪化する傾向にある。
【００７７】
しかし、本実施形態のトルクロッド２３では、トルクロッド本体２４の長手方向の中間部に錘部材２００を設けている。そして、上述した複数の共振モードのうち並進系の共振モードの共振周波数は、トルクロッド本体２４の長手方向中間部に設けた錘部材２００によって、錘部材２００を設けていない場合と比較し、低周波側に変化する。しかし、複数の共振モードのうち回転系の共振モードの共振周波数はトルクロッド本体２４の長手方向中間部に錘部材２００に設けてもあまり変化しないか、又は殆ど変化しない（変化が小さい）。
【００７８】
つまり、トルクロッド本体２４の長手方向の中間部に錘部材２００を設けることで、回転系の共振モードの共振周波数を余り変化させることなく（又は殆ど変化させることなく）、並進系の共振モードの共振周波数を大きく変化させることができる。
【００７９】
よって、本実施形態のトルクロッド２３では、錘部材２００をトルクロッド本体２４の長手方向の中間部に錘部材２００を設けると共に錘部材２００の重さを適宜調整して、並進系の共振モードの共振周波数と回転系の共振モードの共振周波数とを十分に離すことで（分散させることで）振動を低減させている。したがって、錘部材２００を設けていない場合よりも、トルクロッド本体２４の振動が低減し、ＮＶ性能が向上する。
【００８０】
なお、本実施形態では、錘部材２００の重さは、マスダンパー２０２の枚数によって容易に調整することがきる。
【００８１】
このように、本実実施形態のパワーユニットの支持構造によれば、衝突エネルギーの効果的な吸収とＮＶ性能の向上とを両立させることができる。
【００８２】
ここで、本実施形態の車両は、電気モータ２８で駆動する電気自動車とされている。図６に示すように、電気モータ２８を有するモータユニット１２は、レシプロエンジン５００と比べ、ユニット体格が小さい。
【００８３】
よって、レシプロエンジン５００で駆動するエンジン自動車のボデーをベースに、モータユニット１２（電気モータ２８）で駆動するようにした電気自動車の場合、レシプロエンジン５００と同じボデー側取付部５０２にトルクロッドを取り付けると、トルクロッドが長くなる（図中のＬ４（エンジン側取付部５０３とボデー側取付部５０２との距離）とＬ５（ブラケット（モータ側取付部）１０４とボデー側取付部５０２との距離）を比較参照）。上述したように、トルクロッドが長くなると、衝撃吸収性能は向上するが、ＮＶ性能は悪化する傾向にあるが、本発明を適用することでＮＶ性能を向上させることができる。
【００８４】
したがって、レシプロエンジン５００で駆動するエンジン自動車のボデーをベースにした電気自動車であっても、ＮＶ性能を向上させることができる。或いは、エンジン自動車と電気自動車とで共通のボデーを使用することが可能となる。
【００８５】
＜その他＞
なお、本発明は、上記一実施形態に限定されるものではない。
【００８６】
例えば、上記実施形態では、折部１１２は、車両上下方向下側に凸を成す屈曲形状とされていたが、車両前側からトルクロッド２３（トルクロッド本体２４）に衝突荷重が入力された場合にトルクロッド本体２４の折れ曲がり変形の起点となるものであれば、その他の形状や構成（例えば、切欠き形状、ビード形状、孔形状等）であってもよい。また、トルクロッド本体２４の折れ曲がり方向（凸となる側）は、車両上下方向下側以外の方向であってもよい。
【００８７】
また、折部１１２は、錘部材２００の車両前後方後側に設けられていたが、これに限定されない。錘部材２００の車両前後方前側に折部１１２が設けられていてもよい。
【００８８】
また、例えば、上記実施形態では、モータユニット１２は、前輪駆動用であり、車両前部に形成されたモータルーム２６内に収容されていたが、これに限定されない。モータユニット１２は、後輪駆動用であってもよいし、車両後部に形成されたモータルーム内に収容されていてもよい。
【００８９】
また、例えば、上記実施形態では、トルクロッド２３の他端部は、サスペンションメンバリア８４に固定されていたが、これに限定されない。車両のボデーであればどこに固定されていてもよい。
【００９０】
また、上記実施形態では、トルクロッド２３は車両前後方向を長手方向として配置されていたが、これに限定されない。例えば、車両幅方向を長手方向として配置されていてもよい。
【００９１】
また、例えば、上記実施形態では、パワーユニットは、電気モータ２８を有するモータユニット１２であったが、これに限定されない。例えば、パワーユニットはレシプロエンジンであってもよい。また、異なる２つ以上の動力源を持つ所謂ハイブリッド自動車に本発明を適用してもよい。
【００９２】
更に、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００９３】
１０ パワーユニットの支持構造
１２ モータユニット（パワーユニット）
２３ トルクロッド（車両用トルクロッド）
２４ トルクロッド本体
２６ モータルーム（パワーユニットルーム）
３４ 駆動軸
５４ ドライブシャフト
５６ 前輪（駆動輪）
６０ ドライブシャフト
６２ 前輪（駆動輪）
８４ サスペンションメンバリア（ボデー側取付部）
１１２ 折部
２００ 錘部材
２０４ 凹部
５０２ ボデー側取付部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向の一端部がパワーユニットに取り付けられると共に長手方向の他端部がボデー側取付部に取り付けられ、前記パワーユニットを前記ボデー側取付部に連結支持するトルクロッド本体と、
前記トルクロッド本体における前記長手方向の中間部に設けられた錘部材と、
を備えた車両用トルクロッド。
【請求項２】
前記トルクロッド本体は、前記錘部材に対しての前記トルクロッド本体の長手方向の一端部側又は他端部側に配置されると共に、車両衝突時に折れ曲がり変形の起点となる折部を有する、
請求項１に記載の車両用トルクロッド。
【請求項３】
前記トルクロッド本体は、折れ曲がり変形時に凸となる側が開口した断面Ｕ形状とされている、
請求項２に記載の車両用トルクロッド。
【請求項４】
前記錘部材は凹部を有し、前記凹部に前記トルクロッド本体が挿入され固定されている、
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の車両用トルクロッド。
【請求項５】
車両のパワーユニットルーム内に収容されたパワーユニットの車両前後方向後側又は前側に配置されたボデー側取付部と、
前記パワーユニットを前記ボデー側取付部に連結支持する請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の車両用トルクロッドと、
を備えるパワーユニットの支持構造。
【請求項６】
前記パワーユニットは、駆動軸が駆動輪に連結されたドライブシャフトと同軸上に配置されている、
請求項５に記載のパワーユニットの支持構造。
【請求項７】
前記トルクロッド本体は、前記錘部材に対しての前記トルクロッド本体の長手方向の一端部側又は他端部側に配置され車両衝突時に車両上下方向下側が凸となる折れ曲がり変形の起点となる折部を有すると共に、車両上下方向下側が開口した断面Ｕ形状とされ、
前記錘部材は、凹部を有すると共に、車両上下方向下側が開口した状態で前記凹部が前記トルクロッド本体に挿入されて固定されている、
請求項５又は請求項６に記載のパワーユニットの支持構造。
【請求項１】
長手方向の一端部がパワーユニットに取り付けられると共に長手方向の他端部がボデー側取付部に取り付けられ、前記パワーユニットを前記ボデー側取付部に連結支持するトルクロッド本体と、
前記トルクロッド本体における前記長手方向の中間部に設けられた錘部材と、
を備えた車両用トルクロッド。
【請求項２】
前記トルクロッド本体は、前記錘部材に対しての前記トルクロッド本体の長手方向の一端部側又は他端部側に配置されると共に、車両衝突時に折れ曲がり変形の起点となる折部を有する、
請求項１に記載の車両用トルクロッド。
【請求項３】
前記トルクロッド本体は、折れ曲がり変形時に凸となる側が開口した断面Ｕ形状とされている、
請求項２に記載の車両用トルクロッド。
【請求項４】
前記錘部材は凹部を有し、前記凹部に前記トルクロッド本体が挿入され固定されている、
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の車両用トルクロッド。
【請求項５】
車両のパワーユニットルーム内に収容されたパワーユニットの車両前後方向後側又は前側に配置されたボデー側取付部と、
前記パワーユニットを前記ボデー側取付部に連結支持する請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の車両用トルクロッドと、
を備えるパワーユニットの支持構造。
【請求項６】
前記パワーユニットは、駆動軸が駆動輪に連結されたドライブシャフトと同軸上に配置されている、
請求項５に記載のパワーユニットの支持構造。
【請求項７】
前記トルクロッド本体は、前記錘部材に対しての前記トルクロッド本体の長手方向の一端部側又は他端部側に配置され車両衝突時に車両上下方向下側が凸となる折れ曲がり変形の起点となる折部を有すると共に、車両上下方向下側が開口した断面Ｕ形状とされ、
前記錘部材は、凹部を有すると共に、車両上下方向下側が開口した状態で前記凹部が前記トルクロッド本体に挿入されて固定されている、
請求項５又は請求項６に記載のパワーユニットの支持構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−１１２０４２（Ｐ２０１３−１１２０４２Ａ）
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５７４５９（Ｐ２０１１−２５７４５９）
【出願日】平成２３年１１月２５日（２０１１．１１．２５）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２５日（２０１１．１１．２５）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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