用于車輛傳動軸的中間支撐裝置的制造方法
【專利摘要】本發明涉及一種用于車輛傳動軸的中間支撐裝置，其可以包括：內軸承裝置，其構造為可軸向移動地支撐軸頭，所述軸頭在所述傳動軸的前軸與后軸之間連接；外軸承裝置，其安裝于所述內軸承裝置的外部以可軸向旋轉地支撐所述軸頭；以及隔振件，其以彈性地能夠變形的方式安裝在所述外軸承裝置的外部與固定至車身的支架之間。
【專利說明】
用于車輛傳動軸的中間支撐裝置
技術領域
[0001]本發明涉及一種用于車輛傳動軸的中間支撐裝置。具體地，本發明涉及這樣一種用于車輛傳動軸的中間支撐裝置，其可移動地支撐軸頭并且將軸頭固定至車身，該軸頭將傳動軸的前軸與傳動軸的后軸連接。
【背景技術】
[0002]傳動軸在變速器(或者分動箱)與四輪驅動或者后輪驅動車輛的后差速器之間傳遞驅動力。傳動軸因為持續接收扭矩并同時高速旋轉，當其長度增加時由于振動的產生而會易于受到損壞，因此，傳動軸使用分開的結構。通常，傳動軸構造為使用三個接頭和兩個管件。
[0003]圖1為顯示了常規的傳動軸的立體圖，而圖2為顯示了安裝到常規的傳動軸的中間軸承和支架組件的截面圖。
[0004]常規的傳動軸位于變速器(或者分動箱)與后差速器之間。如圖1中所示，常規的傳動軸構造為使用三個接頭和兩個管件的結構，其能夠吸收在車輛行駛過程中由于變速器和后差速器的移動而導致的移動位移(傳動軸的長度上的振動以及在產生彎曲角度時的振動)。接頭分別位于聯接到變速器的輸入部件1、聯接到后差速器的輸出部件2以及使得兩個管件4和5彼此連接的中間部件3。
[0005]輸入部件1、輸出部件2以及中間部件3中的每一個具有花鍵接合結構。中間部件3經由中間軸承和支架組件6而固定到車身，并支撐通過傳動軸10的旋轉來傳遞驅動力的傳動軸10。
[0006]如圖2中所示，中間軸承和支架組件6可旋轉地支撐軸頭A(所述軸頭A將常規的傳動軸10的前軸4和后軸5彼此連接)并將軸頭A固定到車身，該中間軸承和支架組件6通常包括軸承7、隔振件8以及支架9。軸承7的內環壓住并支撐旋轉的傳動軸10。隔振件8位于軸承7的外環和支架9之間并用于支撐傳動軸10以控制傳動軸10的位移情況，并隔離(減小)從各個部件傳遞至車身的振動(例如，驅動系統的振動)。支架9借助例如螺栓或螺母而固定到車身。
[0007]同時，變速器和后差速器的移動(變速器的搖晃以及后差速器的傾斜)會在車輛加速/減速以及制動的時候發生，這是因為變速器和后差速器包括有彈性材料(例如橡膠)，并柔性地安裝到車身框架以及副車架。當該移動傳遞到傳動軸，這會導致傳動軸的較大位移。
[0008]此外，傳動軸的移動(例如，向前/向后、向左/向右，以及向上/向下的移動)會根據例如行駛條件、負載變化以及路面條件而發生。
[0009]因此，傳動軸需要能夠吸收根據行駛條件而導致的不同類型的移動的結構。
[0010]在中間軸承和支架組件可旋轉地支撐傳動軸的中間部件并將中間部件固定到車身的情況下，當傳動軸處于以上所述的移動狀態時，隔振件與傳動軸的移動程度成比例的變形，這是因為中間軸承與傳動軸一起移動，而支架固定到車身，并且隔振件將中間軸承與支架彼此連接。此外，隔振件可根據初始構造狀態(變速器和后差速器的安裝角度和安裝位置)而被裝配為永久變形的狀態而不用考慮傳動軸的移動。
[0011]亦即，隔振件的功能不僅是隔離通過傳動軸而從變速器傳遞到車身的振動或者隔離在傳動軸中產生的振動(由于旋轉體的不平衡或者接頭特性而產生的振動)，而且還吸收由變速器和差速器的移動導致的較大位移(傳動軸長度上的振動以及在產生彎曲角度時的振動)。
[0012]盡管隔振件在中間軸承與支架之間的剛度可以設置為較低(軟)以使得最大程度隔離振動，但這會導致隔振件甚至在低負載的情況下輕易地變形，由此使得耐久性變差。相反地，當隔振件的剛度設置為較高(硬)時，這在位移控制或耐久性方面可能是有優勢的，但會使隔振性能變差，由此容易地造成噪聲、振動和平穩性(NVH)問題。此外，振動隔振件作為阻尼件而應對傳動軸的在長度上的振動和在產生彎曲角度時(其在變速器和后差速器的移動過程中發生)的振動，因此會造成其他方面的影響。
[0013]公開于本發明的背景部分的信息僅僅旨在加深對本發明的一般【背景技術】的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領域技術人員所公知的現有技術。

【發明內容】

[0014]本發明的各個方面致力于提供一種用于車輛傳動軸的中間支撐裝置，其能夠利用雙軸承結構而同時在大位移和小位移的情況下，實現高振動隔離和耐久性能。
[0015]根據本發明的各個發明，一種用于車輛傳動軸的中間支撐裝置可包括內軸承裝置，其構造為可軸向移動地支撐軸頭，所述軸頭在所述傳動軸的前軸與后軸之間連接；外軸承裝置，其安裝于所述內軸承裝置的外部以可軸向旋轉地支撐所述軸頭；以及隔振件，其以彈性地能夠變形的方式安裝在所述外軸承裝置外部與固定至車身的支架之間。
[0016]所述內軸承裝置可包括:內管，所述內管圍繞所述軸頭的外圓周表面；以及多個內滾珠，其可旋轉地支撐在所述軸頭與所述內管之間。
[0017]內滾珠保持架可布置在所述內管的內側，用以保持內滾珠的固定的間隔距離和排列，并可軸向移動地支撐所述內滾珠。
[0018]所述軸頭的外圓周表面和所述內管的內圓周表面都可設置有滾珠凹槽，所述滾珠凹槽沿軸向方向形成并在圓周方向上互相間隔開用于將內滾珠穩定地座接。
[0019]所述外軸承裝置可包括:內環，其圍繞所述內軸承裝置的外圓周表面；外環，其圍繞所述隔振件的內圓周表面；以及多個外滾珠，其沿圓周方向布置并可旋轉地支撐在所述內環與所述外環之間。
[0020]所述外環可具有圍繞所述內軸承裝置的球形內圓周表面，所述內環可具有在其外圓周表面上形成的滾珠凹槽用于將外滾珠座接，所述外滾珠在所述球形內圓周表面與所述滾珠凹槽之間可沿著所述外環的球形內圓周表面移動。
[0021]滾珠止擋件可設置在所述外環與所述內軸承裝置之間以限制所述外滾珠沿著所述外環的球形內圓周表面的移動。
[0022]所述滾珠止擋件的第一側端可以緊密接觸的方式固定至所述內軸承裝置的外圓周表面，所述滾珠止擋件的第二側端可設置有與所述外環的內圓周表面彈性地緊密接觸的密封部。
[0023]擋圈可安裝在所述軸頭的一側以阻止所述內軸承裝置的軸向分離。
[0024]應當理解，此處所使用的術語“車輛”或“車輛的”或其它類似術語一般包括機動車輛，例如包括運動型多功能車(SUV)、大型客車、大貨車、各種商用車輛的乘用汽車，包括各種舟艇、船舶的船只，航空器等等，并且包括混合動力車輛、電動車輛、插電式混合動力電動車輛、氫動力車輛以及其它替代性燃料車輛(例如衍生于非石油能源的燃料)。如本文中所述，混合動力車為具有兩種或多種動力源，例如，同時具有汽油動力和電動力兩種的車輛。
[0025]在納入本文的附圖以及隨后與附圖一起用于說明本發明某些原理的【具體實施方式】中，本發明的方法和裝置所具有的其它特征和優點將變得清楚或得以更為具體地闡明。
【附圖說明】
[0026]圖1為顯示了根據相關技術的常規的傳動軸的立體圖，其中輸出部件2位于后差速器側，而輸入部件I位于變速器側。
[0027]圖2為顯示了安裝到常規的傳動軸的中間軸承和支架組件的截面圖。
[0028]圖3A和圖3B為顯示了根據本發明示例性的用于車輛傳動軸的中間支撐裝置的外部構造的局部切割的立體圖。
[0029]圖4為顯示了根據本發明示例性的用于車輛傳動軸的中間支撐裝置的截面圖。
[0030]圖5為沿著圖4中的線A-A’所呈現的截面圖。
[0031]圖6為顯示了根據本發明示例性的用于車輛傳動軸的中間支撐裝置的一些部件的示意圖。
[0032]圖7為顯示了根據本發明示例性的用于車輛傳動軸的中間支撐裝置的外環的示意圖。
[0033]圖8、圖9、圖10和圖11為顯示了用于解釋根據本發明示例性的用于車輛傳動軸的中間支撐裝置的功能的示意圖，其中圖8顯示所述中間支撐裝置吸收長度振動，圖9顯示了對旋轉軸的支撐，圖10顯示了產生彎曲角度時的吸收，而圖11顯示了振動隔離以及小位移的吸收。
[0034]應理解的是，附圖呈現了描述本發明基本原理的各個特征的一定程度的簡化表示，從而不一定是按比例繪制的。本文所公開的本發明的特定設計特征，包括例如特定尺寸、定向、位置以及形狀，將部分地由具體意圖的應用以及使用環境所確定。
【具體實施方式】
[0035]現在將具體參考本發明的各個實施例，這些實施例的實例被顯示在附圖中并描述如下。盡管本發明與示例性實施例相結合進行描述，但是應當理解，本說明書并非旨在將本發明限制為那些示例性實施例。而是相反，本發明旨在不但覆蓋這些示例性實施例，而且覆蓋可以被包括在由所附權利要求所限定的本發明精神和范圍之內的各種選擇形式、修改形式、等同形式及其它實施方案中。
[0036]在之前描述的常規的用于傳動軸的中間軸承和支架組件中，隔振件功能不僅隔離傳動軸的振動，并且還吸收在不同行駛條件下由變速器和后差速器的移動導致的傳動軸的較大位移(長度上的振動以及在產生彎曲角度時的振動)。因此，隔振件需要設計成復雜的結構用以同時滿足噪聲、振動和平穩性(NVH)的性能以及耐久性的要求，并且即使隔振件設計為上述結構，但隔振件也會由于性能分散而頻繁地經受耐久性缺陷以及產生NVH問題。
[0037]因此，本發明提出將被包括在常規的中間軸承和支架組件中的隔振件的振動隔離功能與大位移吸收功能彼此獨立地分開，從而顯著地提高NVH性能以及耐久性，并且減小性能分散以實現剛度增加。
[0038]根據本發明的各個實施方案的用于傳動軸的中間支撐裝置由附圖標記100表示，其安裝在傳動軸的軸頭與車身之間，用于吸收傳動軸的振動和位移。如圖3A到圖5所示，中間支撐裝置100通常包括內軸承裝置110、外軸承裝置120以及隔振件130。
[0039]內軸承裝置110用于可軸向移動地支撐軸頭230，所述軸頭230在傳動軸200的前軸210與后軸220之間連接。內軸承裝置110包括內管112、多個內滾珠114以及內滾珠保持架116。
[0040]如圖6中所示，內管112具有圍繞軸頭230的外圓周的圓柱形式。多個滾珠凹槽113沿軸向方向形成在內管112的內圓周表面處，并在圓周方向上相互隔開。
[0041]內滾珠114設置在軸向方向上和圓周方向上，并且可旋轉地支撐于軸頭230與內管112之間。圓柱狀內滾珠保持架116具有多個孔，該圓柱狀內滾珠保持架116用于保持內滾珠114的固定間隔距離及布置，并可軸向移動地支撐內滾珠114。
[0042]內滾珠保持架116具有圍繞內管112的內圓周和軸頭230的外圓周的圓柱形式。內滾珠保持架116的孔沿軸向方向和圓周方向布置用于使內滾珠114插入。
[0043]軸頭230在其一側通過焊接而結合到前軸210的端部，并且軸頭230的另一側以花鍵聯接的形式插入中間接頭240中。滾珠凹槽232形成在軸頭230的外圓周表面側區域，并且在圓周方向相互隔開，使得內滾珠114穩定地座接于滾珠凹槽232內。滾珠凹槽232軸向形成為與內管112的滾珠凹槽113相同。
[0044]內軸承裝置110在軸頭230的軸向移動過程中通過內滾珠114來支撐軸頭230，由此吸收傳動軸200在軸向長度上由于大位移導致的振動(如圖8所示)。此時，內滾珠114在穩定地在軸頭230的滾珠凹槽232和內管112的滾珠凹槽113中旋轉的同時支撐軸頭230的軸向移動。
[0045]此外，擋圈234以壓入配合的方式裝配到到軸頭230的一側上以阻止內軸承裝置110的軸向分離。
[0046]此外，如在圖3A到圖5中所示，外軸承裝置120組裝到內軸承裝置110的外側，其用于可軸向旋轉地支撐軸頭230并吸收由于大位移產生的傳動軸200在產生彎曲角度時的振動。外軸承裝置120包括內環122、外環124以及多個外滾珠126。
[0047]內環122組裝到內軸承裝置110的外圓周表面，形成與內管112的外圓周表面鄰接。內環122具有球形的外圓周表面(其以圓形形狀凸起)，并具有形成在其外圓周表面上的兩個圓周滾珠凹槽123。
[0048]外滾珠126座接在各自的滾珠凹槽123上從而沿圓周方向分布。外滾珠保持架128位于座接在各自滾珠凹槽123上的外滾珠126之間。
[0049]外環124安裝至隔振件130的內圓周表面，并以固定距離與內環122向外隔開。如圖7所示，外環124具有球形內圓周表面(其形成為以圓形形狀內凹)從而與內環122的外圓周表面形狀對應。
[0050]外滾珠126沿圓周方向布置在內環122與外環124之間，并且可旋轉地支撐在內環122的滾珠凹槽123與外環124的球形內圓周表面之間。
[0051]如圖10所示，當軸頭230和內軸承裝置110向一側傾斜時，外滾珠126在球形內圓周表面與滾珠凹槽123之間沿外環124的球形內圓周表面移動，由此支撐軸頭230并吸收由于大位移而導致的在傳動軸200產生彎曲角度時的振動。
[0052]此時，為限制外滾珠126沿外環124的球形內圓周表面的移動運動，滾珠止擋件118安裝在外環124的內圓周表面與內管112的外圓周表面之間。
[0053]當傳動軸200傾斜時，滾珠止擋件118的一側端(設置有密封部119)移動并同時以如下狀態與外環124的球形內圓周表面緊密接觸，在該狀態下滾珠止擋件118的另一側端以緊密接觸地方式固定至內管112的外圓周表面。因此，密封部119設置在滾珠止擋件118的一側端處，從而與外環124的內圓周表面彈性地緊密接觸。
[0054]當內軸承裝置110和軸頭230向一側傾斜時，密封部119與外環124的球形內圓周表面保持緊密接觸，由此阻止填充在由外環124、內環122和滾珠止擋件118所圍繞的空間中的油泄漏。
[0055]如圖9和圖10所示，外軸承裝置120具有如上所述的構造，用于可軸向旋轉地支撐軸頭230并吸收由于大位移導致的在傳動軸200產生彎曲角度時的振動。
[0056]隔振件130安裝在外軸承裝置120的外圓周表面與固定地聯接到車身的支架140之間。如圖11所示，隔振件130用于隔離在傳動軸200中產生的振動并吸收由于振動導致的小位移的功能。隔振件130由可彈性變形的橡膠材料形成，并能夠隔離振動以及吸收小位移。
[0057]同時，蓋子102組裝到外環124，其具有用于使軸頭230穿過的開口 103。所述開口 103的直徑比軸頭230的直徑更大以阻止與包括有軸頭230的傳動軸200干涉。
[0058]從以上描述可以明顯得到，在根據本發明的用于車輛的傳動軸的中間支撐裝置中，隔振件具有隔離振動并且吸收由于振動導致的小位移的功能，其能夠使中間支撐裝置的設計實現最大的NVH性能。此外，包括外滾珠和內滾珠的雙軸承結構可以吸收由于變速器和后差速器的移動導致的大位移(傳動軸在彎曲角度時及長度上的振動)，這可以在產生大位移時僅使得隔振件產生非常小的變形，并因此提高耐久性。此外，雙軸承結構可以同時滿足由于常規隔振件的功能分散而造成在大位移和小位移情況下的振動隔離要求和耐久性要求，由此實現較高剛度而并不會使得NVH性能和耐久性變差。
[0059]此外，通過以上所述的功能分離，本發明與常規結構相比可有利地提供簡單的隔振件結構，并實現改善的剛度調節自由度以及減少研發時間。
[0060]為了方便解釋和精確限定所附權利要求，術語“上”或“下”、“內”或“外”等等被用于結合示出在附圖中的部件位置而描述具體實施例中的這些部件。
[0061]前面對本發明具體示例性實施方案所呈現的描述是出于說明和描述的目的。前面的描述并非意欲窮盡，或者將本發明嚴格限制為所公開的具體形式，顯然，根據上述教導可能進行很多改變和變化。選擇示例性實施方案并進行描述是為了解釋本發明的特定原理及其實際應用，從而使得本領域的其它技術人員能夠實現并利用本發明的各種示例性實施方案及其不同選擇形式和修改形式。本發明的范圍意在由所附權利要求書及其等同形式所限定。
【主權項】
1.一種用于車輛傳動軸的中間支撐裝置，其包括: 內軸承裝置，其構造為能夠軸向移動地支撐軸頭，所述軸頭在所述傳動軸的前軸與后軸之間連接； 外軸承裝置，其安裝于所述內軸承裝置的外部以能夠軸向旋轉地支撐所述軸頭；以及隔振件，其以彈性地能夠變形的方式安裝在所述外軸承裝置的外部與固定至車身的支架之間。2.根據權利要求1所述的用于車輛傳動軸的中間支撐裝置，其中所述內軸承裝置包括: 內管，其圍繞所述軸頭的外圓周表面；以及 多個內滾珠，其能夠旋轉地支撐在所述軸頭與所述內管之間。3.根據權利要求2所述的用于車輛傳動軸的中間支撐裝置，其中內滾珠保持架設置在所述內管的內側，用以保持內滾珠的固定的間隔距離和排列并能夠軸向移動地支撐所述內滾珠。4.根據權利要求2所述的用于車輛傳動軸的中間支撐裝置，其中，所述軸頭的外圓周表面和所述內管的內圓周表面都設置有滾珠凹槽，所述滾珠凹槽沿軸向方向形成并在圓周方向上互相間隔開用于將所述內滾珠穩定地座接。5.根據權利要求1所述的用于車輛傳動軸的中間支撐裝置，其中，所述外軸承裝置包括: 內環，其圍繞所述內軸承裝置的外圓周表面； 外環，其圍繞所述隔振件的內圓周表面；以及 多個外滾珠，其沿圓周方向布置并能夠旋轉地支撐在所述內環與所述外環之間。6.根據權利要求5所述的用于車輛傳動軸的中間支撐裝置，其中，所述外環具有圍繞所述內軸承裝置的球形內圓周表面，所述內環具有在其外圓周表面上形成的滾珠凹槽用于將外滾珠座接，所述外滾珠在所述球形內圓周表面與所述滾珠凹槽之間沿著所述外環的球形內圓周表面能夠移動。7.根據權利要求5所述的用于車輛傳動軸的中間支撐裝置，其中，滾珠止擋件設置在所述外環與所述內軸承裝置之間以限制所述外滾珠沿著所述外環的球形內圓周表面的移動。8.根據權利要求7所述的用于車輛傳動軸的中間支撐裝置，其中，所述滾珠止擋件的第一側端以緊密接觸的方式固定至所述內軸承裝置的外圓周表面，所述滾珠止擋件的第二側端設置有密封部，該密封部與所述外環的內圓周表面彈性地緊密接觸。9.根據權利要求1所述的用于車輛傳動軸的中間支撐裝置，其中，擋圈安裝在所述軸頭的一側以阻止所述內軸承裝置的軸向分離。
【文檔編號】B60K17/24GK106042913SQ201510802552
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2015年11月19日
【發明人】柳成樹, 崔元準, 黃東辰
【申請人】現代自動車株式會社