CN1967011A - 降低振动传递率的装置与方法 - Google Patents

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CN1967011A CNA2006101455029A CN200610145502A CN1967011A CN 1967011 A CN1967011 A CN 1967011A CN A2006101455029 A CNA2006101455029 A CN A2006101455029A CN 200610145502 A CN200610145502 A CN 200610145502A CN 1967011 A CN1967011 A CN 1967011A
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酒卷秀彰
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Abstract

本发明提供一种可以降低轴的振动传递率从而改进车内噪声和振动性能的降低振动传递率的装置与方法。该降低振动传递率的装置包括：轴，其传递旋转驱动力；接头，其与所述轴的端部连接；第一重物，其布置在变速器侧的所述轴的端部并向变速器侧延伸；以及第二重物，其布置在差速器侧的所述轴的端部并向差速器侧延伸。

Description

降低振动传递率的装置与方法
技术领域
本发明涉及一种抑制因轴(例如传动轴)的弯曲振动引起的车内噪声的技术，其中所述轴传递汽车的旋转驱动力。
背景技术
通常，发动机动力经由变速器转递到传动轴。接着所传递的动力经由差速器传递到左右驱动轮。
由于发动机或路面引起的振动以及传动轴本身的偏心，在传动轴内发生弯曲振动。结果，增大了车内噪声，并且使噪声和振动性能变差。例如，在日本Kokai专利出版物No.2003-247596中，描述了通过在传动轴内布置动力阻尼器来减弱传动轴的弯曲振动的装置，其中所述传动轴的弯曲振动导致车内噪声和振动性能降低。
发明内容
本文公开的是一种降低轴的振动传递率以改进现有车辆内的噪声和振动性能的装置，其中所述轴传递传动轴的旋转驱动力。
根据本文公开的一种降低振动传递率的装置，所述装置包括：轴，其用于传递旋转驱动力；旋转件，其经由接头与所述轴的端部连接，所述旋转件可以与所述轴一起旋转；以及重物，其布置在临近接头的端部并且沿着所述旋转件的方向轴向延伸。
本文公开的用于车辆的另一种降低振动传递率的装置包括：传递装置，其用于将驱动力传递到旋转件；连接装置，其用于连接所述传递装置的端部与所述旋转件；以及配重装置，其用于降低所述传递装置的振动传递率，所述配重装置布置在所述传递装置的端部，并且向所述旋转件延伸。
本文还公开用于传递驱动力的驱动力传递部件的降低振动传递率的方法。根据一实例，该方法包括利用连接件连接旋转件与所述驱动力传递部件的端部，其中所述旋转件可以与所述驱动力传递部件一起旋转，并且在所述驱动力传递部件的端部布置重物，所述重物沿着所述旋转件的方向从所述连接件延伸。
附图说明
在此参考附图进行描述，在全部附图中相同的附图标记表示相同部件，其中：
图1是显示本文公开的降低振动传递率的装置的一实例的示意图；
图2是包括中心轴线的局部剖视图，其显示图1所示降低振动传递率的装置的部件的细节；
图3A和图3B是显示降低振动传递率的装置的部件的其它构造的简图；
图4A和图4B分别是显示降低振动传递率的装置的部件的另一实例的剖视图和透视图；
图5A和图5B分别是显示降低振动传递率的装置的部件的另一实例的剖视图和透视图；
图6A和图6B分别是显示降低振动传递率的装置的部件的另一实例的剖视图和透视图；
图7是显示图2所示降低振动传递率的装置的效果的曲线图；
以及
图8是显示图6A和图6B所示降低振动传递率的装置的效果的曲线图。
具体实施方式
由于传动轴的初级弯曲振动的节点在轴向比接头更靠近中心，所以上述日本Kokai专利申请No.2003-247596中公开的阻尼器无法抑制接头的振动。因此，该阻尼器无法抑制与传动轴连接的差速器或变速器的振动。差速器的输入轴端部和变速器的输出轴端部的振动传递到车体的面板，从而导致面板振动。因此，增大了车体内的噪声，并且使噪声和振动性能变差。
根据本文公开的降低振动传递率的装置的实例，该降低振动传递率的装置可以降低传递传动轴等的旋转驱动力的轴的振动传递率，因此可以改进车体内的噪声和振动性能。
本文公开的降低振动传递率的装置包括布置在传递驱动力的轴的端部的重物。该重物经由接头与轴的端部连接，并且向与该轴一起旋转的旋转件侧延伸。
当在轴的端部布置向旋转件侧延伸的重物时，如果在轴内发生弯曲振动，那么弯曲振动的节点可以沿轴的轴向从中部向轴端部侧移动。因此，可以降低布置在轴的端部处的接头的振动。还可以降低经由接头传递到旋转件的轴的弯曲振动。即，可以降低轴的振动传递率。这样，可以抑制因轴的弯曲振动引起的噪声，并且可以改进车辆的噪声和振动性能。
下面参考附图进行详细说明。图1是显示本发明公开的降低振动传递率的装置的一实例的示意图。在该公开的降低振动传递率的装置中，传动轴1的一端经由用作连接件的等速接头4与变速器2的输出轴3(即，旋转件)连接。而且，传动轴1的另一端经由等速接头7与差速器5的输入轴6(即，旋转件)连接。重物8a从等速接头4向变速器2侧延伸，并且布置在传动轴1的一端，而重物8b从等速接头7向差速器5侧延伸，并且布置在传动轴的另一端。
变速器2安装在车体(未显示)内。由于驱动轮(未显示)经由悬架(未显示)安装在车体上，相应于来自路面的输入或者对应车体的车体载荷量的变化，驱动轮存在不同方向的位移。因此，当连接变速器2的输出轴3与传动轴1，并且连接传动轴1与差速器5的输入轴6时，使用作为接头的等速接头4、7，以便吸收轴向的位移和角度变化。
根据该实例，当弯曲振动施加于传动轴1时，位于轴向两端的弯曲振动节点F可以从传动轴1的中部轴向向等速接头4、7侧移动。这样，可以降低等速接头4、7的振动和振幅。还可以降低变速器2的输出轴3的顶端的振动和振幅，并且降低差速器5的输入轴6的顶端的振动和振幅。这样，可以抑制由变速器2和差速器5的振动引起的车体面板的振动，特别是竖直方向的振动。还可以减缓车内噪声和振动性能变差。
图2是包括中心轴线的剖视图，其显示图1所示降低振动传递率的装置的部件的细节。
由于在该实例中等速接头4、7具有类似的结构，因而仅需一幅图来显示两个接头。等速接头7(4)包括与传动轴1连接的内环7a(4a)、包围内环7a(4a)的外环7b(4b)、以及布置在内环7a(4a)和外环7b(4b)之间的球7c(4c)。添加形成为圆柱形的重物8b(8a)，其沿着与等速接头7(4)的内环7a(4a)连接的传动轴1的轴向，向差速器5(或变速器2)侧延伸。图2显示差速器5一侧的构造。(括号中的附图标记表示变速器2一侧的部件)。如图2所示，传动轴1的顶端压入等速接头7(4)的内环7a(4a)上形成的通孔(即，开口件)内，在传动轴1的顶端的轴向端面上，重物8b(8a)布置成向差速器5(变速器2)侧延伸。这样，重物8b(8a)布置成比等速接头7(4)更接近差速器5(变速器2)侧。
对于球笼式(birfield type)、双偏置型(double offset type)、固定三球销型(fixed tripod type)和水平型(level type)的等速接头，可以容易地在传动轴1的轴向两端增加重物8a、8b。重物8a布置为向变速器2侧延伸，重物8b布置为向差速器5侧延伸。因此，传动轴1的两端部处的弯曲振动节点F可以向等速接头4、7侧移动，并且可以降低等速接头4、7的振动和振幅。因此，可以降低差速器5和变速器2的顶端处的振动和振幅。从而，可以抑制由变速器2和差速器5的振动引起的车体面板的振动，特别竖直方向的振动。还可以减缓车内噪声和振动性能变差。
而且，当对等速接头4、7实施油脂密封时，与差速器5的输入轴6(变速器2的输出轴3)连接的凸缘10用作油脂盒。
在该实例中，每个凸缘10的一端分别嵌入变速器2的输出轴3和差速器5的输入轴6中。一个用于安装等速接头7(4)的开口形成于每一凸缘10的另一端。该凸缘10形成为中空的圆锥形，其直径从一端(即，轴6(3)端)向另一端(即，等速接头7(4)端)逐渐增加。如图2所示，等速接头7(4)安装在形成于凸缘10的顶端处的开口内，并且凸缘10通过螺栓固定在输入轴6的端部。这样，差速器5的输入轴6(以及变速器2的输出轴3)与传动轴1连接。
另外，如图2所示，当对等速接头7(4)实施油脂密封时，布置在传动轴1侧的等速接头7(4)上的油脂盒9用作油脂盒。对于等速接头7(4)，在差速器5(变速器2)侧没有使用油脂盒。而且，在凸缘10的开口部分的内周表面和等速接头7(4)的外环7b(4b)的外周表面之间布置橡胶密封件11，以便阻止油脂泄漏。
由于在差速器5(变速器2)侧不包括惯用的油脂盒，因而在与等速接头7(4)的内环7a(4a)连接的传动轴1的轴向两端和输入轴6的顶端(以及变速器2的输出轴3的顶端)之间提供了空间。由于传动轴1的轴向两端可布置在该空间内，因而更容易添加重物8b(8a)。
图3A和图3B显示降低振动传递率的装置的部件的另一构造。除图2所示的构造之外，重物8b(8a)也可以设置在凸缘10内。如图3A所示，重物8c形成圆柱形。重物8c具有大外径部分和两个端面。大外径部分的直径大于固定在传动轴1的端面上的一个端面的直径。大外径部分也可以这样形成，即外径从传动轴1侧朝着重物8c的另一端面减小或逐渐变细。也就是说，还可以使用具有楔形横截面的顶端部分的重物8c。而且，如图3B所示，重物形成具有两个端面的圆柱形，大外径部分的直径大于固定在传动轴1的端面上的一个端面的直径。大外径部分也可以这样形成，即外径从轴1侧朝着重物8d的另一端面是相同的或恒定的。也就是说，还可以使用在顶端部分具有增大横截面的重物8d。在图3B所示的后一情况下，与图3A所示的前一情况相比，其重心离传动轴1的端部更远。因此，如果重物以相同的质量形成，那么在传动轴1的弯曲振动节点F向等速接头7、4侧移动方面来说，重物8d的形状比8a、8b或8c所示的重物的形状更好。
图4A和图4B是显示本文公开的降低振动传递率的装置的部件的另一实施例的视图。图4A显示局部剖视图，其包括传动轴1的中心轴线，和差速器5的输入轴6(以及变速器2的输出轴3)。图4B是在差速器5(变速器2)侧从倾斜方向看到的斜视图。
在图4A和图4B中，使用挠性接头7’(4’)替代图1所示的等速接头。重物8f(8e)具有在差速器5(变速器2)侧直径增大的中空圆柱形状(即，圆锥形状)。将重物8f(8e)添加到挠性接头7’(4’)上，并且通过螺栓12紧固，螺栓12用作将重物8f(8e)紧固在挠性接头7’(4’)和传动轴1上的紧固装置。
以这种方式，对于挠性接头4’、7’，重物8e、8f很容易添加到传动轴1的轴向各端上。如上所述，传动轴1的弯曲振动节点可以向挠性接头4’、7’侧移动。可以降低挠性接头4’、7’的振动和振幅，并且可以降低变速器2和差速器5的顶端处的振动和振幅。这样，可以抑制因变速器2和差速器5的振动引起的车体面板的振动，特别是竖直方向的振动。还可减缓车内噪声和振动性能变差。
挠性接头4’、7’由一个或多个由橡胶等制成的圆盘13构成。形成于传动轴1端部处的接头叉14与圆盘13的一个端面接触。第一组螺栓12穿过圆盘内和重物8f(8e)上的通孔旋入，以便固定重物8f(8e)。在圆盘13的另一端面处，通过将螺杆(或螺栓)16旋入到各自的螺母(未显示)内来紧固与差速器5的输入轴6(或变速器2的输出轴3)连接的接头叉15。传动轴1和差速器5的输入轴6(或变速器2的输出轴3)相连接，并且传动轴1和输入轴6之间(或传动轴1和输出轴3之间)的轴向位移以及角度变化可以被吸收。
如上所述，通过螺栓12将重物8f(8e)固定在差速器5(变速器2)侧的挠性接头7’(4’)的端面上。这样，重物8f(8e)形成为从挠性接头7’(4’)向差速器5(变速器2)侧延伸。因此，和没有重物8f(8e)的情况相比，传动轴1的弯曲振动节点存在于挠性接头7’(4’)侧，并且可以降低挠性接头7’(4’)的振动和振幅。而且，重物8f(8e)在向差速器5(变速器2)侧延伸的端部处比固定在传动轴1上的端部处厚。这样，与重物具有均匀厚度的情况相比，重物8f(8e)的重心更靠近重物的顶端侧。因此，如果重物以相同的质量形成，对于将传动轴的弯曲振动节点F向等速接头侧移动来说，该重物8f(8e)具有比重物具有均匀厚度的情况更好的形状。
图5A和图5B是显示降低振动传递率的装置的部件的另一实例的视图。图5A显示包括传动轴1的中心轴线和差速器5的输入轴6(变速器2的输出轴3)的局部剖视图。图5B是在差速器5(变速器2)侧从倾斜方向看到的斜视图。
和图4A和图4B所示的降低振动传递率的装置相比，圆柱形重物8h(8g)在径向更靠近差速器5的输入轴6(变速器2的输出轴3)，并且重物8h(8g)的中部的外径减小。这样，在不减小重物8h(8g)的质量的情况下，可以避免与其它部件的干涉。该构造的其它部分与图4所示的构造相同，这里不再作说明。
图6A和图6B显示降低振动传递率的装置的部件的另一实例。图6A显示包括传动轴1的中心轴线和差速器5的输入轴6(变速器2的输出轴3)的局部剖视图。图6B显示在差速器5(变速器2)侧从倾斜方向看到的斜视图。
和图4A和图4B中所示的降低振动传递率的装置相比，圆柱形重物8j(8i)的横截面形状在差速器5(变速器2)侧增大。结果，使抑制振动的重物8j(8i)的重心进一步远离传动轴1的端面。在重物8j(8i)的质量分布方面，该构造更佳。换言之，采用较小的质量，重物就可以将弯曲振动节点向挠性接头7’(4’)侧移动。该构造的其它部分与图4所示的构造相同，这里将不再说明。
图7是显示图2中公开和显示的降低振动传递率的装置的效果的曲线图。在图7中，横坐标表示频率(Hz)，而纵坐标用dB表示振动加速度。
为了评估本文公开的降低振动传递率的装置的效果，沿轴向将振动施加到传动轴1的中部，并且测量差速器5的顶端处的振动加速度。在实例中，使用1.1公斤的重物8。为了进行比较，对以下情况以相同的方式进行评估：即，在每一侧将1.1公斤质量和51.8mm的立方体重物直接添加到差速器5的顶端的情况，以及未施加重物的情况。
图7中A所示的线表示当使用本文公开的降低振动传递率的装置时获得的评估结果。B所示的线表示在将抑制振动的质量重物直接添加到差速器5顶端的情况下获得的评估结果。C所示的线表示当未增加抑制振动的质量重物时获得的评估结果。在该情况下，差速器5的顶端表示位于等速接头侧的差速器端部。
如图7所示，在105Hz附近的峰值处，与未添加重物的情况相比，通过使用本文公开的降低振动传递率的装置，振动加速度可以降低大约2dB。与将抑制振动的质量重物直接添加到差速器顶端的情况相比，振动加速度可以降低大约1dB。
图8是显示图6A和图6B公开和显示的降低振动传递率的装置的效果的曲线图。在图8中，横坐标表示频率(Hz)，而纵坐标用dB表示振动加速度。
为了评估本发明公开的降低振动传递率的装置的效果，沿轴向将振动施加于传动轴1的中部，并且测量差速器5的顶端处的振动加速度。在该实例中，使用的重物8是1.84公斤，在差速器5侧的外径为160mm，在等速接头7侧的外径为130mm。为了进行比较，对以下情况以相同的方式进行评估：即，在每一侧将1.84公斤质量和61.6mm的立方体重物直接添加到差速器5的顶端的情况，以及未施加抑制振动的质量重物的情况。
图8中D所示实线表示当使用本文公开的降低振动传递率的装置时获得的评估结果。E所示的线表示当重物直接添加到差速器5的顶端时获得的评估结果。F所示的线表示当未添加重物时获得的评估结果。
如图8所示，在峰值处，与未添加重物的情况相比，通过使用本文公开的降低振动传递率的装置，振动加速度可以降低大约5dB。与重物直接添加到差速器5的顶端的情况相比，振动加速度可以降低大约4dB。
可以对所公开的实施例进行各种修改或变化。例如，这些实施例说明的是因传动轴1的弯曲振动引起的噪声。然而，本发明可以用于降低传递旋转驱动力的驱动轴或其它部件的振动传递率，而不是传动轴1的振动传递率。而且，如这些实施例所述，重物8可以布置在传动轴1的两端。然而，也可以根据振动状态仅将重物8布置在传动轴的一端。
因此，虽然已经结合目前认为最实用和最优选的实施例描述了本发明，但是可以理解，本发明不限于本文所公开的实施例，相反，其意图在于本发明包含位于所附权利要求书范围内的各种修改和等同布置，该范围符合最广义的解释，以至于包含法律所允许的所有这些修改和等同结构。
本申请要求2005年11月17日提交的日本专利申请No.2005-332921的优先权，该申请在此以引用的方式并入本文。

Claims (20)

1.一种降低振动传递率的装置，包括：
轴，其用于传递旋转驱动力；
旋转件，其经由接头与所述轴的端部连接，所述旋转件可以与所述轴一起旋转；以及
重物，其布置在所述轴的端部，并且沿着所述旋转件的方向轴向延伸。
2.如权利要求1所述的降低振动传递率的装置，其中，
所述重物具有圆柱形形状和两个端面，所述重物的一个端面固定于所述轴的端部的端面。
3.如权利要求2所述的降低振动传递率的装置，其中，
所述重物具有大外径部分，所述大外径部分的外径大于所述重物的所述一个端面的外径。
4.如权利要求3所述的降低振动传递率的装置，其中，
所述大外径部分具有从所述轴侧向所述重物的另一端面逐渐缩小的外径。
5.如权利要求1所述的降低振动传递率的装置，其中，
所述重物具有圆柱形形状和两个端部，所述重物的外径从所述重物的一个端部向所述重物的另一端部变化；并且所述重物的一个端部固定于所述轴的端部，并且所述重物的另一端部从所述轴的端部延伸。
6.如权利要求5所述的降低振动传递率的装置，其中，
所述重物的一个端部的外径小于所述重物的另一端部的外径。
7.如权利要求5所述的降低振动传递率的装置，其中，
所述重物在两个端部之间具有中部，所述中部的外径小于所述重物的一个端部的外径。
8.如权利要求5所述的降低振动传递率的装置，还包括：
通孔，其位于所述接头内；
第一螺栓，其穿过所述通孔将所述重物的一个端部固定于所述轴的端部，其中所述接头固定于所述重物的一个端部和所述轴的端部之间；以及
第二螺栓，其将所述旋转件固定于所述接头。
9.如权利要求1所述的降低振动传递率的装置，其中，
所述旋转件是变速器的输出轴；
所述重物比所述接头更靠近所述变速器。
10.如权利要求1所述的降低振动传递率的装置，其中，
所述旋转件是差速器的输入轴；
所述重物比所述接头更靠近所述差速器。
11.如权利要求1所述的降低振动传递率的装置，其中，
所述接头包括内环、包围所述内环的外环、以及位于所述内环和所述外环之间的球；
所述轴的端部与所述内环接合。
12.如权利要求11所述的降低振动传递率的装置，还包括：
连接所述接头的外环与所述旋转件的凸缘；
其中，所述重物位于所述凸缘和所述接头之间的区域内。
13.如权利要求12所述的降低振动传递率的装置，还包括：
油脂盒，其在所述外环和所述轴之间的区域内。
14.如权利要求13所述的降低振动传递率的装置，其中，
所述接头具有由所述油脂盒和所述凸缘密封的油脂。
15.如权利要求1所述的降低振动传递率的装置，还包括：
第二旋转件，其经由第二接头与所述轴的相对端部连接，所述第二旋转件可以与所述轴一起旋转；以及
第二重物，其布置在所述轴的相对端部，邻近所述第二接头，并且沿着所述第二旋转件的方向轴向延伸。
16.一种用于车辆的降低振动传递率的装置，包括：
传递装置，其用于将驱动力传递到旋转件；
连接装置，其用于连接所述传递装置的端部与所述旋转件；以及
配重装置，其用于降低所述传递装置的振动传递率，所述配重装置布置在所述传递装置的端部，并且向所述旋转件延伸。
17.如权利要求16所述的降低振动传递率的装置，其中，
所述连接装置包括：
第一接头，其在所述传递装置的第一端部和输出轴之间；以及
第二接头，其在所述传递装置的第二相对端部和输入轴之间；
所述配重装置包括：
第一重物，其布置在所述第一端部并向所述输出轴延伸；
以及
第二重物，其布置在所述第二相对端部并向所述输入轴延伸。
18.一种用于驱动力传递部件的降低振动传递率的方法，所述驱动力传递部件传递驱动力，所述方法包括：
利用连接件连接旋转件与所述驱动力传递部件的端部，其中所述旋转件可以与所述驱动力传递部件一起旋转；以及
在所述驱动力传递部件的端部布置重物，所述重物沿着所述旋转件的方向从所述连接件延伸。
19.如权利要求18所述的方法，还包括：
利用第二连接件连接第二旋转件与所述驱动力传递部件的相对端部，其中所述第二旋转件可以与所述驱动力传递部件一起旋转；以及
在所述驱动力传递部件的相对端部布置第二重物，所述第二重物沿着所述第二旋转件的方向从所述第二连接件延伸。
20.如权利要求18所述的方法，其中，
所述连接件是接头，所述接头具有内环、外环和包围在所述内环和外环之间的球；
其中，连接所述旋转件与所述驱动力传递部件的端部的步骤包括：连接所述旋转件与所述接头的外环，并且连接所述驱动力传递部件的端部与所述接头的内环。
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