JP2007509788A - 自動車用ユニットの固定要素 - Google Patents
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Abstract
本発明は、駆動伝達系が固定して取り付けられたユニットホルダ(1)と、車両フレームを強化するためのクロスメンバ(2)と、駆動伝達系を取付けるための取付具(3、4)とを備え、少なくとも1つのクロスメンバ(2)及びユニットホルダ(1)が、取付具(3、4)を介して互いに結合され、駆動伝達系から生じたモーメントがクロスメンバ(2)によって相殺され得るように車両フレームに固定された、自動車のフレームに駆動伝達系を固定するための自動車用ユニットの固定要素(10)に関する。
Description
本発明は、自動車のフレームに駆動伝達系を固定するための、自動車用ユニットの固定要素に関する。本発明は、特に、ユニットによって、車両のフレームに固有に発生し、作られるモーメント及び力を抑える又は弱めるために、トランスミッション用の取付具を備えた、トランスミッションの固定要素に関する。
自動車業界においては、エンジン及びトランスミッションのために、取付具を介して振動を減少させるようにボディに固定要素を固定することが良く知られている。この場合、エンジン又はトランスミッションの位置を十分に固定して位置決めし固定する一方で、車両フレーム又は車体の振動及び力の伝達をできる限り回避しなければならないという課題がある。車両のフレームへのモーメント及び力の伝達が余りにも大きいと、まず第一に、車両内の振動又は揺れが顕著となり、したがって快適さが減少するという欠点を有する。第二に、車両のフレーム部品は、モーメント及び力を吸収できるようにするために、これに対応した剛性の高い設計を有さなければならない。しかし、このことにより、車両の総重量が増加する。車両フレームに力が伝達されるのを回避するために、弾性要素により、車体への減衰取付けが可能となる、複雑なトランスミッション保持装置が開発されている。車両のトランスミッション又はトランスミッション機構を固定するための減衰又は取付要素は、このため、車両の長手軸を横断する方向に走る固締支柱と車両フレームの長手方向部材との間に取り付けられたバネ弾性支持部を備える。トランスミッション用の取付部材は、車両フレームの長手方向部材に固定して取り付けられ、したがって、支持要素によって減衰されない、振動、力、及びモーメントを直接車両のフレームに伝達する。特にモーメント応力が増加すると、これにより、ねじれ応力が増加して、局部的に長手方向部材に荷重がかけられ得る。
車両のトランスミッション用の、このようなエネルギを吸収する固定又は取付システムが、たとえば特許文献1より知られている。トランスミッションに接続されたクロスメンバが、ここでは、車両フレームの各長手方向部材に固定して接続される。ここでは、トランスミッション側にゴム弾性支持要素が設けられ、この変形性により、トランスミッション内に発生する力及び振動の、一定の弱め及び減衰が可能となる。この場合の欠点は、トランスミッション機構上のクロスメンバが長手方向部材に固定して接続されるので、必ず発生するモーメントにより、クロスメンバの固定点にねじれ応力が起きることである。しかし、トランスミッション自体とここに設けられたクロスメンバとの間の中央の取付により、伝達される振動及び力をわずかに減少することができる。車両のフレームに対する過度の応力無しに、効果的な取付けをすることはできない。その上、いかなる場合にも存在する車体のクロスメンバに加えて、トランスミッションを保持するクロスメンバが必要となる。つまり、先行技術によるこのような取付けには、かなりの空間容積が必要であり、それぞれ、ボディのトランスミッションホルダ又はクロスメンバ用の別個の固定手段及び接続要素が必要となる。
特許文献2では、クロスメンバ要素として設計されたトランスミッションホルダが、ゴム金属支持部により車両フレームに取り付けられた、トランスミッション支持手段について開示している。この追加のトランスミッション支持手段は、実際のトランスミッション取付具、及び車両フレーム自体を強化するためのクロスメンバの隣に設けられる。この場合、追加のトランスミッション支持手段は、トランスミッションのトルクが、トランスミッションの回転軸に一直線になる作用線を有するゴム金属支持部により効果的に吸収及び支持され得るように設計される。この場合の欠点は、まず第一に、この追加のトランスミッション支持手段及び取付具の設置及び部品の費用が、かなり増加することである。その上、トランスミッション機構のモーメントと連係する取付けのみが、この支柱状のトランスミッション支持手段と共に行われ得る。トランスミッションの垂直方向の及び水平方向の力は、ほとんど吸収又は減衰されない。
これに対して、本発明は、発生する水平方向の及び垂直方向の力に対して及びユニットのモーメントに対して効果的な取付けを可能にする、自動車用ユニットの固定要素を提供することを目的とし、これにより、部品の費用が減少し、構築空間が制限された状況においても減衰の効果が向上する。
上記目的は、請求項1の特徴によって達成される。好ましい改良形態及び発展形態が、従属請求項の主題である。
自動車のフレーム又はボディ部品に駆動伝達系又はユニットを固定するための、自動車用の、本発明によるユニットの固定要素は、駆動伝達系が固定して取り付けられたユニットホルダと、車両フレームを強化するための少なくとも1つのクロスメンバとを備える。さらに、ユニットの固定要素は、車両のボディに駆動伝達系を取付けるための取付具を備え、その少なくとも1つのクロスメンバとユニットホルダは、取付具を介して互いに結合され、駆動伝達系から生じるモーメントがクロスメンバによって相殺され得るように自動車の車両フレームに複合構造として固定される。このようにして、車両の駆動伝達系用の非常に効果的な支持及び取付要素が設けられ、前記要素により、モーメントが車体のフレーム内に導入されることが回避される。車両フレームに、部分的に、固定して固定された取付具を介してクロスメンバとユニットホルダとを結合することにより、駆動伝達系から発するモーメントが、特にこれのために構成されたクロスメンバによって導入及び吸収され得る。車体のクロスメンバと車体の長手方向部材とは直接接続されない。この場合、ユニットとは、具体的には、トランスミッション、エンジン、リターダ、又は駆動伝達系の同様の構成部品という意味であると理解されたい。
固定された固定点に対して、ねじれ応力により車両フレームの長手方向部材に局部的に荷重がかかることが回避される。車両の駆動伝達系又はユニットから生じたトルクは、フレーム上で吸収されず、クロスメンバ及びユニットホルダの複合構造を介して、本発明による固定要素内で吸収される。しかしながら、取付具の構成は簡単であり、複雑なねじれ支持部又は込み入った取付システムを必要としない。この少なくとも1つのクロスメンバが駆動伝達系のモーメントを吸収するので、長手方向の、横切る方向の、及び垂直方向の力のみが、ユニットホルダ及び支持部を介して車体のフレーム内に導入される。したがって、長手方向部材のねじれ応力が全く発生せず、したがって、長手方向部材はこれまでより少ない荷重を受ける。その上、クロスメンバ及びユニットホルダの複合構造と、支持要素とを有する、本発明によるユニットの固定要素により、車両のトランスミッションの、いかなる場合においても非常に狭い領域内の空間の節約を実現することができる。ボディのクロスメンバのために、部品及び固定要素を追加する必要がない。その上、本発明によるユニットの固定要素により、ボディに固定して取り付けられるクロスメンバから独立して、ボディへの固定及び取付けが可能となるので、異なるサブアセンブリ又はボディ形状の様々な固定も可能となる。それでもなお、ユニットの領域内で必要とされるボディの剛性が確実となる。本発明によるユニットの固定要素は、様々な位置に、たとえば取付具の支持部上の従来の固定手段を介して、車両フレームの長手方向部材に直接固定でき、異なる種類の車両の場合にも、複雑な適合及び設置作業が不要となる。
本発明の好ましい改良形態によれば、クロスメンバは、自動車の長手軸に対するモーメントを吸収するための耐ねじれ設計であり、取付具に直接固定される。このことにより、モーメントが、自動車のエンジンのユニット又は駆動伝達系によって吸収されることが確実となる。少なくとも1つのクロスメンバの耐ねじれ設計は、たとえば、L形状又はU形状などの、これに対応して成形された形状で、又はクロスメンバの材料及び/又は形状の、これに対応した強度で、行われ得る。クロスメンバはまた、たとえばわずかに湾曲した形状を有し、したがってクロスメンバが、モーメントに適した支持を提供する。勿論、クロスメンバはまた、車体自体を横切る方向の強化を提供するためにも設けられる。このため、取付要素とクロスメンバ自体との間の固定点での垂直方向の可動性については、これに対応して制限された設計を有する。水平方向の及び垂直方向の力はまた、本発明により弱められる及び支持されるべき駆動伝達系のモーメントと同様に、クロスメンバによって吸収され得る。したがって、本発明によるユニットの固定要素の機能は、以前より知られているこの種の要素と比較して向上し、このため、簡単かつ小型の複合構築要素により、車体を横切る方向の強化とユニットのモーメントを吸収する取付けという2つの機能を組み合わせることができる。
本発明のさらに好ましい改良形態によれば、少なくとも1つのクロスメンバは、それぞれ、取付具の2つの弾性支持要素の側部に、ユニットホルダ自体から間隔をあけて、端部で接続された2つの部材部品を有する。支持要素は、一方では、ユニットホルダをクロスメンバの部品に接続するよう役立つ。他方では、ユニットの固定要素は、全体的に、支持要素により車両のボディ部品に固定される。したがって、1つの固定具により、クロスメンバは、ユニットホルダと同様に、車両に取り付けられ得る。部品の数及び設置の費用が減少する。ユニットホルダのサイドに間隔をあけて配置されたクロスメンバ部品により、たとえば簡単な曲げ及び形成工程により、クロスメンバ要素の簡単な構造形成が可能となる。その上、ユニットの固定要素は、比較的軽量となる。
本発明のさらに好ましい改良形態によれば、ユニットの固定要素の取付具は、ボディに固定して取り付けられ、かつそれぞれが、クロスメンバ及びユニットホルダ用の固定開口部を有する、2つの弾性支持部を有する。ユニットホルダ及びクロスメンバ用の固定開口部は、それぞれ、たとえば互いにほぼ直角にかつオフセットして配置され、したがって、本発明によるユニットの固定要素の両方の部分要素の固定具が、同一の弾性基本本体内に取り付けられ得る。取付具は、たとえば弾性支持部の支持プレート又はハウジング部品を介して、ボディに固定して取り付けられる。支持部は、金属プレートと、たとえばゴム又はエラストマのプラスチックなどの弾性材料との複合構造を有してもよい。本発明によるユニットの固定要素の固定及び設置が、簡単なねじ接続によって実現され得る。本発明によるユニットの固定要素の製造は、支持部が簡単な弾性支持要素として設計されるので、比較的簡単である。
本発明のさらに好ましい改良形態によれば、ユニットホルダは、モーメント及び力を伝達するのに適した、中央が、たとえばU形状の、成形されたビームとして設計される。ユニットホルダは、たとえばその中央の領域内に、平らな固定区間を有して設けられ、それぞれ、その端部に、取付具をねじ締めするための開口部又は孔を有する。この場合、U形状は下方を向き、したがってユニットから発する力のための、ビーム状の、比較的剛性の高いホルダを提供する。力及びモーメントは、ユニットによりユニットホルダに直接伝達され、支持要素で、モーメントがクロスメンバに伝達され、これに対して、ユニット側の、長手方向、横方向、及び垂直方向の力のみが、車両のフレームの長手方向部材に伝達される。このことにより、ユニットの固定具の固定点に対するねじれ荷重が回避される。他に影響を及ぼさない、長手方向、横方向、及び垂直方向の力のみが、支持要素の弾性取付具によって弱められはするが、やはりユニットホルダにより車体のフレーム部品に直接伝達される。
本発明のさらに好ましい改良形態によれば、ユニットの固定要素のユニットホルダは、それぞれ、取付具のこれに対応した固定開口部を介して、それぞれ垂直方向の方向に取り付けられた2つの固定手段を介して固定される。このようにして、ユニットホルダは、まず第一に、側方の長手方向部材の上に載ることにより、かつたとえばネジなどの、垂直方向に配向された固定要素により、垂直方向に固定された支持手段を提供する。第二に、車両の長手方向軸に対する横方向及び長手方向のホルダの十分な安定性が確実となる。しかしながら、ユニットの固定要素を用いた本発明によるモーメントの支持が、ユニットホルダに加えてかつこれに平行に設けられたクロスメンバ要素によって可能となる。
本発明のさらに好ましい改良形態によれば、ユニットの固定要素の少なくとも1つのクロスメンバは、これに対応した固定開口部を介して、それぞれ水平方向に取り付けられた2つの固定手段を介して取付具に取り付けられる。それぞれ取付具の2つの固定手段により、クロスメンバ要素又はクロスメンバの部品は、1つのみの軸に固定する場合にあるような、支持要素の回転が回避されるので、モーメントを吸収する特性を有する。したがって、クロスメンバ上のユニットホルダ及び取付具を介して、ユニットによるモーメントの良好な吸収が確実となる。
本発明のさらに好ましい改良形態によれば、取付具は、それぞれ、各ハウジング又は固定プレートを備えた、ブロック状の弾性支持要素を有する。固定プレートは、車両フレーム上の解放可能な設置用の開口部、たとえば4つの開口孔を有する。これに対応した固定ネジが、開口孔内の車両フレームの長手方向部材にネジ留めされ得る。たとえばゴムなどの弾性材料から、支持要素のブロック状の設計が、当業者に知られている任意の方法で実現され得る。たとえば、一方の側が開放され、かつ取付具を固定するための基板を備えたシートメタルハウジングが設けられ、このハウジング内に弾性材料の1つ以上の層が適合される。弾性材料及び金属プレートの層の接続は、たとえば、接着結合又は当業者に知られている他の任意の手段によって行われ得る。
添付図面に示されている例示的実施形態に基づき、本発明についてより詳細に記述する、以下の詳細な記述より、本発明のさらなる利点及び特徴が、明らかとなり得る。
本発明によるユニットの固定要素10は、本明細書に示されている例示的実施形態においては、トランスミッションの固定要素10として設計され、図1によれば、第1の及び第2のクロスメンバ部品21、22を有する、2部品からなるクロスメンバ2と共に構成される。勿論、本発明はまた、1部品のみからなるクロスメンバで実現されてもよい。トランスミッションの固定要素10は、本明細書においては、中央のトランスミッションホルダ1と、それぞれ側面に配置され、取付具3、4を介してトランスミッションホルダ1と共に取り付けられた、L形状のクロスメンバ部品21、22との複合構造を有する。これについては、図2a〜図2cを参照しながらより詳細に説明する。支持部3、4は、それらの一部に、固定開口部11を有し、これにより、それぞれ、車両フレーム(図示せず)の長手方向部材に固定され得る。このため、支持部3、4は、それぞれ、平らな設計で、トランスミッションの固定要素10から外方を向く、固定プレートを備える。固定プレートの平らな形態の代わりに、支持部3、4が、固定開口部11の領域内においてのみ、固定する長手方向部材に当接することも考えられよう。この場合、固定する長手方向部材に当接する取付具3、4の点は、隆起した形態で突き出ており、平面に又は互いにオフセットして位置し得る。さらに、支持部3、4には弾性材料が設けられ、したがって、これにより、モーメント及び力の伝達及び部分的な吸収が可能となる。その中央の領域において、トランスミッションホルダ1は、トランスミッション(図示せず)を固定するための、平らな区間及び固定開口部12を有する。トランスミッション又はトランスミッション機構は、車両の操作中に、トランスミッションホルダ1によって吸収され、かつ支持部3、4に伝えられる、モーメント及び力を発生する。本発明によれば、モーメントは、特にこのために設計されたクロスメンバ2によって吸収される。このようにして、本発明によるトランスミッションの固定要素10により、支持部3、4を介して長手方向部材の側方の固定区間に、横方向の及び長手方向の力のみが伝達され、モーメントは伝達されない。
したがって、長手方向部材に対する局部的なねじれ応力が回避される。この例示的実施形態においては、クロスメンバ部品21、22は、わずかに湾曲した形状を有し、外方に突き出ている耐ねじれL形状を有する。クロスメンバ部品21、22は、図2a〜図2cを参照しながら以下により詳細に説明する方法で、支持部3、4の側部毎に、それぞれ2つの水平方向に配置された固定ネジ8、9を介して、各端部側の支持部3、4に取り付けられる。水平方向に走る固定ネジ8、9の代わりに、必要がある場合には、斜めに配置されたネジも考えられる。中央の、ビーム状のトランスミッションホルダ1も、図2a〜図2cを参照しながら以下により詳細に説明する方法と同様の方法で、それぞれ2つの固定ネジ7を介して支持部3、4に、それらの一部で、同様に取り付けられ、前記固定ネジは、垂直方向に、即ち先に記載した固定ネジに対して横向きに配置される。本明細書においては、ネジ7の斜めのプロファイルも考えられる。トランスミッションホルダ自体は、トランスミッション機構を保持するのに十分な剛性を有するよう設計され、この例示的実施形態においては、平らな中央の領域を有する、基本的にU形状のビームとして設計される。代替形態として、複数の部品からなる接続要素をビームとして使用することも考えられる。それぞれ端部に設けられた支持部3、4を介してクロスメンバ2及びトランスミッションホルダ1の、一方では、直接的な接続により、小型かつ非常に効果的な保持及び取付要素が設けられる。トランスミッション機構からのモーメントの伝達が、ボディ内に導入されることなく吸収される。本発明によるトランスミッションの固定要素10は、その構築においてとりわけ非常に小型であり、クロスメンバ2及びトランスミッションホルダ1自体用の特定の固定要素を追加する必要がない。取付具3、4は、クロスメンバ2及びトランスミッションホルダ1の共通の固定具として機能する。とりわけ、本発明による要素の場合の取付けについては、その実現が極めて簡単であり、たとえば金属とゴムとを混合した取付具から実現され得る。トランスミッション及び/又はエンジンの減衰及び取付のための、当業者に知られている他の任意の種類の支持部も好適であり得る。
図2a、図2b、及び図2cは、それぞれ、図1によるトランスミッションの固定要素10の例示的実施形態を示す、側面図及び平面図である。即ち、湾曲した形状を有する部材部品21、22は、車両のフレームの長手方向部材に直接接続されるのではなく、トランスミッションホルダ1の支持部3、4を介して接続される。このため、支持部3、4は、一方の側が開放され、支持部3、4の弾性材料層14を取り囲む、支持ハウジング13を有する。弾性層14は、たとえばゴム材料又は同様のものから作られてもよい。支持ハウジング13の固定プレートは、それぞれ、4つの固定開口部11を有する背面に設けられる。この開口部により、支持部3、4は、車両フレームのこれに対応したボディ部品に取り付けられ得る。2つのクロスメンバ部品21、22は、それぞれ2つの固定ネジ8、9を介して、支持部3、4の両側に配置された、支持ハウジング13の側板15、16に固締される。したがって、本明細書に示されている例示的実施形態においては、2つのクロスメンバ部品21、22を支持ハウジング13に固定するために、4つの固定ネジ8、9が支持部3、4毎に設けられる。同様に、弾性層14を通って挿入され得る固定ネジ8、9を使用して、それぞれ2つの固定ネジ8、9を支持部3、4毎に設けることも考えられる。同様に、支持部3、4に、これを横断する方向に配置され、かつこれによりトランスミッションホルダ1がその各端部で支持部3、4に接続された、固定ネジ7も設けられる。このため、ビーム1は、支持部3、4の弾性層14上で支持され、支持ハウジング13に接続されない。ビーム1を支持するために、両方の支持部3、4の弾性層14の上側に、弾性層内に統合された、金属材料から作られることが好ましい支持プレートなど(図からは見えない)が設けられる。その上、ネジ7を固定するためのねじ込み穴などが、この支持プレート上に配置される。非常に簡単な実施形態においては、2つの支持部3、4の弾性層14内の支持プレートの統合を省いてもよい。このようにして、固定開口部12を介してトランスミッションホルダ1に固定されたトランスミッション機構からのモーメントが、車両フレームに伝達されず、支持部3、4によって吸収される。これに対して、クロスメンバ部品21、22は、支持部3、4の支持ハウジング13を介して、連結される長手方向部材又はフレームの他の部品に、極めて剛性の高い方法で接続される。本発明によるトランスミッションの固定要素10は、極めて小型であり、トランスミッションを取付ける又は車両フレームを強化するための固定要素及び別個の部品を追加する必要がない。要素を解放可能に固定すること及び二重機能、即ち、まず第一にトランスミッションホルダ及び取付具としての機能、第二にボディのクロスメンバの強化としての機能により、異なる種類及び異なる寸法を有する車両を適合させる場合の可変性が増す。本発明によるトランスミッションの固定要素10は、特定の位置に従って、たとえば車両フレームの長手方向部材の側方に設けられた一連の固定開口部を介して、異なる種類の車両内に異なる方法で位置決めされ、取り付けられ得る。したがって、車体のトランスミッション領域内の寸法が異なる、異なる種類の車両のための複雑な機械加工及び設置が回避される。
勿論、本発明は、上述した例示的実施形態に限定されるものではない。たとえば、支持部3、4は、別の種類の支持部に取り替えられ得る。また、たとえば金属ブッシング/ゴム支持部又は同様のものと組み合わせて設計されてもよい。また、2つの別個のクロスメンバ部品21、22の代わりに、たとえばトランスミッションホルダを囲むU形状のクロスメンバとして設計され得る、1つのクロスメンバのみを設けてもよい。この固定要素はまた、トランスミッションを固定するのではなく、エンジン、リターダ、又は駆動伝達系の同様の構成部品を固定するのに使用されてもよい。
記述、頭記の特許請求の範囲、及び図面に示されている特徴及び要素のすべてが、単独でも及び所望通りに互いに組合せた場合においても、本発明にとって不可欠なものであり得る。
Claims (9)
- 駆動伝達系が固定して取り付けられたユニットホルダ(1)と、車両フレームを強化するための、少なくとも1つのクロスメンバ(2)と、前記駆動伝達系を取付けるための取付具(3、4)とを備えた、自動車のフレームに駆動伝達系を固定するための、自動車用ユニットの固定要素(10)であって、
前記少なくとも1つのクロスメンバ(2)及び前記ユニットホルダ(1)が、前記取付具(3、4)を介して互いに結合され、複合構造として、前記駆動伝達系から生じたモーメントが前記クロスメンバ(2)によって相殺され得るように前記車両フレームに固定されることを特徴とするユニットの固定要素。 - 前記クロスメンバ(2)が、前記自動車の長手方向軸に対するモーメントを吸収するための耐ねじれ設計であり、前記取付具(3、4)に直接固定されることを特徴とする請求項1に記載のユニットの固定要素(10)。
- 前記クロスメンバ(2)が、前記取付具(3、4)の前記弾性支持要素(14)用の各支持ハウジング(13)の側部に、前記ユニットホルダ(1)から間隔をあけて、端部で接続された、2つの部材部品(21、22)を有することを特徴とする請求項1及び2のいずれか一項に記載のユニットの固定要素(10)。
- 前記取付具(3、4)が、ボディに固定して取り付けられ、それぞれが、前記クロスメンバ(2)及び前記ユニットホルダ(1)用の固定開口部(5、6)を有する、2つの弾性支持部を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のユニットの固定要素(10)。
- 前記ユニットホルダ(1)は、中央が、たとえばU形状に成形されたビームから形成された接続部品、又は複数の部品から組み立てられた接続部品を有し、前記接続部品が、モーメント及び力を伝達するために設計されることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載のユニットの固定要素(10)。
- 前記ユニットホルダ(1)が、固定手段(7)を介して及びこれに対応した固定開口部(5)を介して、前記取付具(3、4)の前記弾性層(14)に固定されることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載のユニットの固定要素(10)。
- 前記クロスメンバ(2)が、固定手段(8、9)を介して、これに対応した固定開口部(6)を介して、前記取付具(3、4)に取り付けられることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載のユニットの固定要素(10)。
- 前記取付具(3、4)が、固定プレート又は固定ハウジング(13)を有する、ブロック状の弾性支持要素を有することを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載のユニットの固定要素(10)。
- 前記支持要素が、弾性層及び金属プレートの複合構造を有することを特徴とする請求項8に記載のユニットの固定要素(10)。
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