用於車輛的變速箱安裝結構的製作方法

2023-10-18 08:21:19 2

專利名稱：用於車輛的變速箱安裝結構的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種車輛變速箱安裝(transmission mount)結構的改進。
背景技術：
目前已知各種車輛變速箱安裝結構，其中變速箱支撐在一個單一點上，而與該變速箱一同構成車輛動力單元的發動機支撐在兩個點上。這種已知變速箱安裝結構的一個例子公開在日本專利申請公開特開平-10-309945中。
如圖7所示，該公開的變速箱安裝結構包括一個安裝元件107，安裝元件107的一端連接於一個與變速箱101一端連接的安裝支架103，其另一端連接於一個與車輛底盤架104連接的安裝支架108。變速箱101連接一個橫向安裝的發動機100的輸出端。一個安裝元件105通過一個安裝支架102連接到發動機100的前端部分，並通過一個安裝支架109連接到底盤架104。類似地，一個安裝元件106通過一個安裝支架102連接於由發動機100和變速箱101構成的動力單元的後端部分，並通過安裝支架109與底盤架104連接。每個安裝元件105、106、107的至少一端由彈性材料例如橡膠製成並形成一個彈性隔震體。
在這種配置中，安裝元件105、106、107需要同時隔離在車輛行駛中所產生的垂直方向的振動以及由於發動機100的加速度、減速度和怠速產生的轉動方向的振動，並需要限制動力單元(即一個組合的發動機—變速箱總成)相對與底盤架104的不適當的位移。「轉動方向」是指由於發動機轉動力矩導致的動力單元轉動運動的方向。
當試圖通過設在變速箱101一端的安裝元件107來減小在垂直方向的振動時，一種常規的方法是增大安裝元件107的彈性端部分(隔震體)在水平方向上的截面積。通過這種水平截面積的增大，增大了彈性隔震體的彈簧常數並可增強其位移限制功效。然而，由於該彈性隔震體轉動方向上的彈簧常數也隨著該彈性隔震體的水平截面積的增大而增大，安裝元件107不再可能有效地降低在轉動方向上的振動和位移。從而，很難獲得一個垂直方向彈簧常數和轉動方向彈簧常數的良好組合。

發明內容
本發明的目的在於針對上述問題，提供一種車輛變速箱安裝結構，該結構能夠同時顯著地降低由發動機和變速箱構成的動力單元在垂直方向的振動和轉動方向上的振動。
根據本發明，提供一種用於將與一個橫向安裝的發動機的一端連接的變速箱安裝到車體上的變速箱安裝結構，包括一個用於減小垂直方向振動和轉動方向振動的彈性的主振動阻尼元件，以及一個在直徑或厚度上小於主振動阻尼元件並在相對於轉動方向基本垂直的方向上延伸的彈性的副振動阻尼元件，副振動阻尼元件在其縱向中心部分處具有一個收縮部分，該收縮部分具有比副振動阻尼元件的其它部分小的截面。
該相對地薄且中心收縮的彈性的副振動阻尼元件具有在由發動機和變速箱組成的動力單元的轉動方向上的小的彈簧常數，該變速箱安裝結構可以將車體與由於發動機的加速度、減速度和怠速產生的轉動方向的振動相隔離。主、副振動阻尼元件結合使用而在垂直方向上保持一個較大的彈簧常數，從而變速箱安裝結構可有效隔離動力單元在低頻範圍的振動並由此保證乘坐舒適。
在本發明的一個較佳實施例中，彈性的主振動阻尼元件和副振動阻尼元件在車輛縱向上間隔。較佳地，副振動阻尼元件具有一個基本垂直延伸的軸線，且所述主振動阻尼元件具有一個向副振動阻尼元件的軸線傾斜的軸線，從而所述主振動阻尼元件的軸線在其頂端接近所述副振動阻尼元件的軸線。
該變速箱安裝結構進一步包括一個用於連接車體的車體側支架和一個用於連接變速箱的變速箱側支架，該車體側支架和變速箱側支架通過主、副振動阻尼元件連接在一起。由於主、副振動阻尼元件與車體側和變速箱側支架一體構造，該變速箱安裝結構作為一個整體易於安裝到車體上。
較佳地，車體側支架可以具有一個水平延伸的端部和一個從端部伸出並處於比端部高的平面上的端部延伸部，副振動阻尼元件具有一個從端部延伸部的底面向外伸出、向下超出該端部的底面的水平位置的下端部。當車體側支架連接到車體而該端部與車體的一個表面平齊時，端部延伸部構成了一個易於受到振動的懸臂結構。然而在這種情況下，彈性的副振動阻尼元件的向外伸出的下端部被軸向壓縮，且由於如此變形或預加載的下端部的彈性，動力單元的振動被隔離且不會傳遞到端部延伸部上。


以下，僅通過結合附圖的示例，詳細介紹本發明的一個優選結構實施例，其中圖1是顯示一個發動機室內部的俯視圖，其中通過使用包括本發明變速箱安裝結構的安裝系統或結構安裝有一個車輛動力單元；圖2是圖1的側視圖，顯示通過兩個變速箱底部安裝件支撐的動力單元變速箱的一端，其中一個底部安裝件構成本發明的變速箱安裝結構；圖3是圖2的局部放大圖，顯示一個構成本發明變速箱安裝結構的變速箱底部安裝件的結構細節；圖4是包括一個副安裝橡膠的變速箱安裝結構的部分放大垂直截面圖；
圖5A和圖5B是變速箱底部安裝件的操作的示意圖；圖6A和圖6B是類似於圖4的截面圖，但顯示了副安裝橡膠在剪切斷裂後的動作；圖7是顯示用於包括一個變速箱的車輛動力單元的現有安裝結構的俯視圖。
具體實施例方式
現在特別地參見圖1，圖1顯示了一個發動機室內部的俯視圖，其中安裝有一個通過使用包括本發明變速箱安裝結構的安裝系統的動力單元13。車輛動力單元13包括一個橫向安裝的發動機10和一個與發動機10的輸出端連接或一體裝配的變速箱11。儘管未示出，發動機10具有一個在車輛橫向上延伸的曲軸。上述裝配的發動機10和變速箱11由副車架12和左、右前側車架(僅左前側架示出並由標號15標明)支撐。
副車架12是一個由下列構件連接形成在車輛的縱向或前後方向上延伸的左、右縱向副車架元件21、22，分別在其前端和後端連接縱向副車架元件21、22的前、後橫梁23、24，與左縱向副車架元件21和前橫梁23之間的連接部相連接的左側板26，與右縱向副車架元件22和前橫梁23之間的連接部相連接的右側板27。副車架12作為一個整體安裝在左、右前側架上。
為了支撐由發動機10和變速箱11構成的動力單元13，使用了多個安裝件。這些安裝件是一個設置在動力單元13的前部的基本上中心部分的下方的前安裝件31，一個設置在動力單元13的後部的基本上中心部分的下方的後安裝件32，一個設置在發動機10的遠離變速箱11的一側的發動機側安裝件33，一個設置在變速箱11的位於遠離發動機10的一端的上方的傳動箱頂部安裝件34，和設置在變速箱11的該遠端部分下方的傳動箱底部安裝件36、37。
變速箱底部安裝件37由本發明的變速箱安裝結構組成。變速箱底部安裝件37的一端直接連接到變速箱11的側壁，且另一端連接到副車架12的左縱向副車架元件21。副車架12構成部分車體。
示於圖1的標號41標明一個發動機的進氣歧管，標號42標明一個連接到發動機10的排氣歧管(未示)的排氣管。類似地，標號45標明一個通過支架46交叉連接到縱向副車架元件21、22的穩定件，標號47標明一個懸架臂。
如圖2所示，變速箱底部安裝件36、37的每一個都連接在變速箱11的底部和副車架12的左縱向副車架元件21的頂面之間。變速箱底部安裝件36、37在車輛的縱向上間隔且本發明的變速箱底部安裝件37設置在變速箱底部安裝件36的後方。標號51標明一個用於連接車輛的一個驅動軸(未示)的變速箱11的輸出軸。
如圖3所示，變速箱底部安裝件37(構成本發明的變速箱安裝結構)包括一個用於連接車體的副車架12(圖2)的底部支架53，一個用於連接到動力單元13的變速箱11(圖2)的頂部支架54，以及一套用彈性材料例如橡膠製成、在不同位置彈性連接兩個支架53、54的主、副振動阻尼元件或阻尼器56、57。為了方便，下面將底部和頂部支架53、54分別稱為「車體側支架」和「變速箱側支架」，彈性的主、副振動阻尼器56、57分別稱為「主安裝橡膠」和「副安裝橡膠」。
車體側支架53具有一個水平的前部61，一個鄰近該前部61並從前部61的後端向上傾斜(sloping)的傾斜中部62，一個與中部62的後端鄰接的水平後部63，以及一個從前部61的前端向前延伸的前部61的前端延伸部64。車體側支架53還設有兩個從水平的前部和後部61、63垂直向下伸出的雙頭螺栓(stud bolt)65、65，用於相對副車架12來連接車體側支架53。
變速箱側支架54具有一個傾斜的盤狀基部66；一個頂部法蘭67，其從基部66向上伸出；一個底部法蘭68，其從基部66的後部向下伸出；和一個從基部66的前端向前延伸的基部66的水平前端延伸部69。頂部和底部法蘭67、68各設有一個螺紋孔72，一個螺栓或螺釘(未示)通過螺紋孔72伸出將變速箱側支架54連接到變速箱(圖2)的側壁上。
主安裝橡膠56(構成主彈性振動阻尼器)在車體側支架53的傾斜的中部62和傾斜的基部66的中部之間延伸，且其縱向軸線74相對於傾斜的中部62和傾斜的基部66的中部基本上為直角角度。從而，如圖3所示，主安裝橡膠56通常具有一個向前傾斜的姿態。該向前傾斜的主安裝橡膠56可以同時支撐或承受垂直方向的載荷(即壓縮和拉伸載荷)和對於主安裝橡膠56的縱向軸線74成直角的轉動方向的載荷(即剪切載荷)。
副安裝橡膠57(構成副彈性振動阻尼器)在車體側支架53的前端延伸部64和變速箱側支架54的前端延伸部69之間延伸，且其縱向軸線76垂直地延伸(即對於水平延伸的前端延伸部64、69成直角)。副安裝橡膠57在直徑或厚度上顯著地小於主安裝橡膠56並在其縱向中部具有一個收縮部75，該收縮部75在直徑或厚度上收縮並具有比副安裝橡膠57的其它部分都小的截面。如此構造的副安裝橡膠57能夠承受或支撐平行於副安裝橡膠57縱向軸線76方向上施加的垂直載荷(即壓縮和拉伸載荷)。然而，由於其較薄的和中部收縮的結構，副安裝橡膠57對於轉動方向上載荷的承載作用貢獻很小。圖3中的附圖標記「d」標明副安裝橡膠57收縮中部75的外側直徑。
副安裝橡膠57通過化學粘接(chemical bonding)連接到各支架53、54的前端延伸部64、69上。如圖4所示，副安裝橡膠57具有一個從車體側支架53的前端延伸部64向外伸出的下端部分83。該下端部分83包括一個裝配於設置在前端延伸部64中的孔85中的壓縮的頸部82和一個位於前端延伸部64的底面64a上的增大的頭部81。底面64a所處的平面比車體側支架53的水平前部61的底面61a所處的平面高。向外伸出的下端部分63是這樣設置的在其自由狀態(即沒有載荷的情況下)，頭部81向下超出前端部分61的底面61a所處位置的距離為H。通過下端部分83的如此設置，當車體側支架53與副車架12(圖2)連接而前部61的底面61a平直貼和在縱向副車架元件21的頂面使得時，頭部81被縱向副車架元件21軸向壓縮直到其頂部(底部見圖1)與前端部分61(見圖6A和6B)的底面61a平齊。通過被這樣壓縮或預加載的頭部81的彈性，儘管前端延伸部64具有懸臂結構，其仍然可以避免振動。
下面結合圖5A和5B描述變速箱底部安裝件(變速箱安裝結構)37的動作。如圖5(A)所示，當包括有變速箱11的動力單元13在輪廓線(profile)箭頭所指垂直方向振動時，變速箱底部安裝件37與變速箱底部安裝件36一起削弱或減小該垂直振動。在這種情況下，主安裝橡膠56和副安裝橡膠57均起到振動阻尼的作用來削減垂直振動。
當發動機10(圖1)的加速度、減速度和怠速導致動力單元13在示於圖5A中的實線弓形箭頭所指的方向上轉動時，變速箱底部安裝件37的主安裝橡膠56與變速箱底部安裝件36一同作用來削弱或減小在轉動方向上的振動。然而，在這種情況下，部分地由於縱向軸線76(圖3)基本上相對於轉動方向以直角的角度延伸，以及部分地由於收縮的中部75的存在，副安裝橡膠57對於在轉動方向上的振動阻尼貢獻很小。
圖5B顯示了一個導致動力單元13在車輛前進方向上轉動的狀態。在這種轉動狀態下，副安裝橡膠57受到一個剪切力。如圖6A所示，當該剪切力超過一個規定值時，將在副安裝橡膠57的收縮中部75發生剪切失效或斷裂。一旦該剪切斷裂發生，副安裝橡膠57就不再可能在轉動方向上起振動阻尼的作用。然而，副安裝橡膠57仍能對於在示於圖6B輪廓線箭頭所指的垂直向下的方向上作用的壓縮載荷進行承載動作。這樣，圖6B所示的斷裂的副安裝橡膠57仍能以圖4所示的正常的或未被剪切的副安裝橡膠基本同樣的方式削弱或減小垂直振動。
綜上所述，本發明的變速箱安裝結構37用於將與橫向安裝的發動機10的一端連接的變速箱11安裝到車體12上，並通常包括一個用於減小垂直方向和轉動方向振動的彈性的主振動阻尼元件56，和一個在直徑或厚度上小於主振動阻尼元件56並在相對於轉動方向基本垂直的方向上延伸的彈性的副振動阻尼元件57。副振動阻尼元件57在其縱向中心部分處具有一個收縮部分75，收縮部分75具有比副振動阻尼元件57的其它部分小的截面。
由於較薄且中心收縮的副振動阻尼元件57在包括發動機10和變速箱11的動力單元13的轉動方向上具有小彈簧常數，變速箱安裝結構37能夠使車體12避免由於發動機10的加速度、減速度和怠速產生的在轉動方向上的過於激烈的振動。主、副振動阻尼元件56、57結合使用而在垂直方向上保持一個較大的彈簧常數，從而變速箱安裝結構37可有效隔離動力單元13在低頻範圍的振動並保證乘坐舒適。
用於連接車體12的車體側支架53和用於連接變速箱11的變速箱側支架54通過主、副振動阻尼元件56、57連接。由於主、副振動阻尼元件56、57與車體側和變速箱側支架53、54一體構造，變速箱安裝結構37作為一個整體易於安裝到車體上。
車體側支架53可以具有一個水平延伸的端部61和一個從端部61伸出並處於比端部61高的平面上的端部延伸部64，副振動阻尼元件57具有一個從端部延伸部64的底面64a向外伸出、向下超出端部61的底面61a的水平位置的下端部83。當車體側支架53連接到車體12而其端部61與車體12的一個面平齊時，端部延伸部64構成了一個易于振動的懸臂結構。然而在這種情況下，副彈性振動阻尼元件57的向外伸出的下端部83被軸向壓縮，且由於如此變形或預載的下端部83的彈性，動力單元13的振動被隔離且不會傳遞到端部延伸部64上。
權利要求
1.在具有一個橫向安裝的發動機(10)和一個連接到發動機(10)一端的變速箱(11)以構成安裝在車體(12)上的動力單元(13)的車輛中，用於將變速箱(11)安裝到車體(12)上的變速箱安裝結構(37)，該安裝結構包括一個用於減小垂直方向的振動和轉動方向的振動的彈性的主振動阻尼元件(56)；以及一個在直徑或厚度上小於主振動阻尼元件(56)並在與轉動方向基本上垂直的方向上延伸的彈性的副振動阻尼元件(57)，該副振動阻尼元件(57)在其縱向中心部分處具有一個收縮部分(75)，該收縮部分具有比副振動阻尼元件(57)的其它部分小的截面。
2.根據權利要求1所述的變速箱安裝結構，其特徵在於，所述彈性的主振動阻尼元件(56)和副振動阻尼元件(57)在車輛縱向上間隔。
3.根據權利要求2所述的變速箱安裝結構，其特徵在於，所述副振動阻尼元件(57)具有一個基本垂直延伸的軸線(76)，且所述主振動阻尼元件(56)具有一個朝著副振動阻尼元件(57)的軸線(76)傾斜的軸線(74)，從而所述主振動阻尼元件(56)的軸線(74)在其頂端接近所述副振動阻尼元件(57)的軸線(76)。
4.根據權利要求1所述的變速箱安裝結構，其特徵在於，進一步包括一個用於連接車體(12)的車體側支架(53)和一個用於連接變速箱(11)的變速箱側支架(54)，該車體側支架(53)和變速箱側支架(54)通過主、副振動阻尼元件(56，57)連接在一起，其中主振動阻尼元件(56)和副振動阻尼元件(57)在車輛縱向上間隔。
5.根據權利要求4所述的變速箱安裝結構，其特徵在於，所述副振動阻尼元件(57)具有一個基本垂直延伸的軸線(76)，且所述主振動阻尼元件(56)具有一個朝著副振動阻尼元件(57)的軸線(76)傾斜的軸線(74)，從而所述主振動阻尼元件(56)的軸線(74)在其頂端接近所述副振動阻尼元件(57)的軸線(76)。
6.根據權利要求4所述的變速箱安裝結構，其特徵在於，車體側支架(53)具有一個水平延伸的端部(61)和一個從端部(61)伸出並處於比端部(61)高的平面上的端部延伸部(64)，副振動阻尼元件(57)具有一個下端部(83)，其從端部延伸部(64)的底面(64a)向外伸出並向下超出端部(61)的底面(61a)的水平位置。
全文摘要
一種用於將與一個橫向安裝的發動機的一端連接的變速箱(11)安裝到車體上的變速箱安裝結構(37)，包括一個用於減小垂直方向振動和轉動方向振動的彈性的主振動阻尼元件(56)，以及一個在直徑或厚度上小於主振動阻尼元件並在與轉動方向基本垂直的方向上延伸的彈性的副振動阻尼元件(57)。副振動阻尼元件在其縱向中心部分處具有一個收縮部分(75)，該收縮部分具有比副振動阻尼元件的其它部分小的截面。
文檔編號B60K17/06GK1488524SQ03156550
公開日2004年4月14日 申請日期2003年9月8日 優先權日2002年9月6日
發明者宮原哲也 申請人:本田技研工業株式會社