(57)【要約】【課題】ギヤノイズを低減できる単純な構造の車両用常時噛合型平行軸式変速機を提供する。【解決手段】アウトプットシャフト２３の少なくとも一部に設けられ、その回転軸心Ｃ２まわりで異なる曲げ剛性を発生させる異方性曲げ剛性発生部位Ｐ１およびＰ２を含むことから、その曲げ剛性の変動によって、アウトプットシャフト２３の振動特性がそのアウトプットシャフト２３を含む回転要素群の共振により生じる振動を低減させるように変化するので、アウトプットシャフト２３の少なくとも一部に異方性曲げ剛性発生部位Ｐ１およびＰ２を設けるという簡単な構成でギヤノイズが好適に低減される。【選択図】図２
2010151183.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに平行なインプットシャフトおよびアウトプットシャフトと、互いに噛み合った状態で該インプットシャフトおよびアウトプットシャフトにそれぞれ設けられた複数対のギヤ対とを備え、該複数対のギヤ対のいずれか１つを選択的に動力伝達状態とすることにより変速比の異なる複数の変速段間の変速を行う車両用常時噛合型平行軸式変速機であって、
前記アウトプットシャフトの少なくとも一部に設けられ、該アウトプットシャフトの回転軸心まわりで異なる曲げ剛性を発生させる断面形状を有する異方性曲げ剛性発生部位を含むことを特徴とする車両用常時噛合型平行軸式変速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変速機として車両に設けられる常時噛合型平行軸式変速機に関し、特に、ギヤノイズを低減する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載される変速機の一種に、互いに平行なインプットシャフトおよびアウトプットシャフトと、互いに噛み合った状態でインプットシャフトおよびアウトプットシャフトにそれぞれ設けられた複数対のギヤ対とを備え、それら複数対のギヤ対のいずれか１つを選択的に動力伝達状態とすることにより変速比の異なる複数の変速段間の変速を行う車両用常時噛合型平行軸式変速機が知られている。たとえば、特許文献１乃至５に記載されたものがそれである。このような車両用常時噛合型平行軸式変速機は、手動によるシフトセレクト操作に従って変速段を切り換える手動変速機、シフトアクチュエータおよびセレクトアクチュエータによる操作に従って変速段を切り換える自動変速機などとして利用される。
【０００３】
ところで、上記車両用常時噛合型平行軸式変速機は、互いに噛み合った状態でインプットシャフトおよびアウトプットシャフトにそれぞれ設けられた複数対のギヤ対を備えていることから、それら複数対のギヤ対等の回転に伴って発生するギヤノイズは、運転性を高める上で可及的に小さくすることが望まれる。
【特許文献１】実開昭６１−１９４８４６号公報
【特許文献２】特開平０５−２４８５０６号公報
【特許文献３】特開平０８−００４７８３号公報
【特許文献４】実開昭６４−０４５０５０号公報
【特許文献５】特開平０５−２７２６０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記に対し、特許文献１には、アイドリング時のギヤノイズ低減のために変速機の入力軸を連結機構を介して連結される２つのシャフトに２分割し、アイドリング時はエンジンの回転が伝達されないようにした変速機が提案されている。しかし、このような変速機は構成が複雑であるとともに、アイドアリング時だけしかギヤノイズが低減されない不都合がある。特許文献２には、リバースドライブギヤの噛み合いに際したギヤ鳴りや頭突きを防止するために、入力軸の第２速ギヤと常時噛み合う遊転ギヤを設け、この遊転ギヤとリバースアイドラギヤとの間に、リバースアイドラギヤのニュ−トラル位置への切替時にそのリバースアイドラギヤを遊転ギヤに連動させるクラッチを設けた変速機が提案されている。しかし、このような変速機も構成が複雑であり、しかもリバース操作時のギヤノイズしか低減されない不都合がある。引用文献３には、加速時のショックやギヤ鳴りを防止するために被動ギヤを被動ギヤとハブスリーブに噛み合うギヤピースとに分割し、それらの間において周方向に介在するゴム製の緩衝部材を設けた変速機が提案されている。しかし、このような変速機では、加速時の衝撃的なトルク変化に対しては有効であるものの、定常的な回転速度に対しては十分なギヤノイズの低減が得られない不都合がある。引用文献４には、上記噛み合うギヤ対を平歯車として歯幅を拡大することによりギヤノイズを小さくした変速機が提案されている。しかし、この引用文献４の技術は、一般的な斜歯歯車を用いた変速機に対しては適用できないという不都合がある。引用文献５の図４には、互いに噛み合うギヤ対をそれぞれ支持する一対の回転軸のうちの一方のピニオンシャフトを、ギヤ対を支持する曲げ剛性の高い外側軸と、その内側に設けられて外側軸と一端で連結されたねじり剛性の低い内側軸とから構成した変速機が提案されている。しかし、このような変速機は部品点数が増加して構成が複雑となり、高価となるという不都合があった。
【０００５】
本発明は以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、ギヤノイズを低減できる単純な構造の車両用常時噛合型平行軸式変速機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者等は、以上の事情を背景として種々検討を重ねた結果、互いに噛み合う複数対のギヤ対の一方を支持するアウトプットシャフトにその回転軸心まわりで異なる曲げ剛性を発生させる断面形状を有する異方性曲げ剛性発生部位を設けると、簡単な構成でギヤノイズが好適に低減されることを見いだした。本発明はかかる知見に基づいて為されたものである。
【０００７】
すなわち、請求項１にかかる発明の要旨とするところは、（１）互いに平行なインプットシャフトおよびアウトプットシャフトと、互いに噛み合った状態でインプットシャフトおよびアウトプットシャフトにそれぞれ設けられた複数対のギヤ対とを備え、それら複数対のギヤ対のいずれか１つを選択的に動力伝達状態とすることにより変速比の異なる複数の変速段間の変速を行う車両用常時噛合型平行軸式変速機であって、（２）前記アウトプットシャフトの少なくとも一部に設けられ、そのアウトプットシャフトの回転軸心まわりで異なる曲げ剛性を発生させる断面形状を有する異方性曲げ剛性発生部位を含むことにある。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１にかかる発明の車両用常時噛合型平行軸式変速機によれば、前記アウトプットシャフトの少なくとも一部に設けられ、そのアウトプットシャフトの回転軸心まわりで異なる曲げ剛性を発生させる異方性曲げ剛性発生部位を含むことから、アウトプットシャフトの少なくとも一部に異方性曲げ剛性発生部位を設けるという簡単な構成でギヤノイズが好適に低減される。
【０００９】
ここで、好適には、前記異方性曲げ剛性発生部位は、前記アウトプットシャフトと前記複数のギヤ対の一方との結合部の少なくとも１つに設けられ、アウトプットシャフトの回転軸心まわりで異なる結合剛性を発生させる断面形状を有するように構成されている。例えば、前記アウトプットシャフトと前記複数のギヤ対の一方とは、それぞれスプライン嵌合により相互に固定され、前記異方性曲げ剛性発生部位は、上記スプライン嵌合部の少なくとも１つに設けられ、面接触歯面と点または線接触歯面とがアウトプットシャフトの回転軸心まわりの所定の位相で形成されることによりアウトプットシャフトの回転軸心まわりで異なる結合剛性を発生させる断面形状を有するように構成されている。このようにすれば、アウトプットシャフトと複数のギヤ対の一方との結合部の少なくとも１つを上記のような断面形状に形成するだけで異方性剛性発生部位を設けることができ、簡単な構成でギヤノイズが好適に低減される。
【００１０】
また、好適には、前記異方性曲げ剛性発生部位は、アウトプットシャフトの回転軸心まわりで異なる曲げ剛性を発生させる断面形状を有するように構成されている。例えば、前記異方性曲げ剛性発生部位は、アウトプットシャフトの回転軸心に直交する断面内においてその回転軸心を通る第１直線に対して非線対称となる断面形状を有するように構成されている。或いは、例えば、前記異方性曲げ剛性発生部位は、アウトプットシャフトの回転軸心に直交する断面内において、その回転軸心を通ると共に互いに直交する第１直線および第２直線に対してそれぞれ線対称であり且つ第１直線および第２直線上の寸法が相互に相違する断面形状を有するように構成されている。具体的には、前記異方性曲げ剛性発生部位は、例えば、外周面あるいは内周面が例えば楕円形または多角形などに形成されるか、または、外周面あるいは内周面の少なくとも一部に例えば切り欠きまたは穴などが形成された断面形状を有している。このようにすれば、アウトプットシャフトの少なくとも一部を上記のような断面形状に成形するだけで異方性曲げ剛性発生部位を設けることができ、簡単な構成でギヤノイズが好適に低減される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。
【実施例１】
【００１２】
図１は、本発明の一実施例の車両用常時噛合型平行軸式変速機（以下、変速機と記載する）１０を示す図である。この変速機１０は、ＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）形式車両に好適に採用されるものであり、例えばエンジンなどの車両の駆動源装置から伝達された回転速度を変速して出力するものである。
【００１３】
上記変速機１０は、差動歯車装置１８と共に共通のハウジング（トランスミッションケース）１６内に配設されてトランスアクスルを構成しており、そのハウジング１６内に所定量だけ貯溜された潤滑油に浸漬され、差動歯車装置１８と共に潤滑されるようになっている。この差動歯車装置１８は、良く知られた傘歯車式の差動機構を有するものであって、変速機１０からリングギヤ２７を介して入力されたトルクに従って回転駆動され、回転差を許容しつつ図示しない左右一対の駆動輪をそれぞれ回転駆動するものである。
【００１４】
変速機１０は、ハウジング１６によりそれぞれ一対の軸受２０Ｒ、２０Ｌおよび一対の軸受２１Ｒ、２１Ｌを介して回転可能に支持されたインプットシャフト（入力軸）２２およびアウトプットシャフト（出力軸）２３を備えている。これらインプットシャフト２２およびアウトプットシャフト２３は、互いに平行に設けられている。インプットシャフト２２は、その一端に設けられたスプライン軸部２４が例えば摩擦クラッチ等を介して前記エンジンに動力伝達可能に連結されている。また、アウトプットシャフト２３は、その一端に設けられた出力歯車２５が差動歯車装置１８のデフケース２６の外周部に固定されたリングギヤ２７と噛み合わされることにより差動歯車装置１８に動力伝達可能に連結されている。上記出力歯車２５およびリングギヤ２７から成る減速歯車対は、終減速装置として機能するものである。なお、図１は、インプットシャフト２２の回転軸心Ｃ１、アウトプットシャフト２３の回転軸心Ｃ２、およびリングギヤ２７の回転軸心Ｃ３を共通の平面内に展開して示した断面図である。
【００１５】
変速機１０は、互いに噛み合った状態でインプットシャフト２２およびアウトプットシャフト２３にそれぞれ設けられた複数対のギヤ対２８ａ〜２８ｅと、それら複数対のギヤ対２８ａ〜２８ｅに対応してそれぞれ設けられた複数の同期噛合クラッチ３０ａ〜３０ｅとを備えている。上記複数対のギヤ対２８ａ〜２８ｅは、インプットシャフト２２およびアウトプットシャフト２３の一方に固定された固定ギヤ３２と、その他方に相対回転可能に支持された相対回転ギヤ３４とから成る。また、上記同期噛合クラッチ３０ａ〜３０ｅは、何れもよく知られた所謂シンクロメッシュ型の同期装置を備えた噛合クラッチである。なお、同期噛合クラッチ３０ａ〜３０ｅは、例えば車両の運転者または油圧シリンダ等のアクチュエータ（シフトアクチュエータおよびセレクトアクチュエータ）などにより作動させられる良く知られた図示しないシフトセレクト機構によって、選択的に係合されるようになっている。
【００１６】
このように構成された変速機１０では、上記複数の同期噛合クラッチ３０ａ〜３０ｅを選択的に係合させて複数対のギヤ対２８ａ〜２８ｅのいずれか１つを動力伝達状態とすることにより、変速比の異なる前進６速の変速段間の変速が行われるようになっている。すなわち、前記ギヤ対２８ａ〜２８ｅのいずれか１の相対回転ギヤ３４とその相対回転ギヤ３４を支持する前記インプットシャフト２２およびアウトプットシャフト２３の他方とを相対回転不能に固定することにより、前進６速の変速段のいずれか１が成立するようになっている。具体的には、変速機１０では、同期噛合クラッチ３０ｆが係合されることにより変速比（インプットシャフトの回転速度／アウトプットシャフトの回転速度）が最も大きい第１変速段が成立させられる。また、同期噛合クラッチ３０ｅが係合されることにより変速比が２番目に大きい第２変速段が成立させられる。また、同期噛合クラッチ３０ｄが係合されることにより変速比が３番目に大きい第３変速段が成立させられる。また、同期噛合クラッチ３０ｃが係合されることにより変速比が４番目に大きい第４変速段が成立させられる。また、同期噛合クラッチ３０ｂが係合されることにより変速比が５番目に大きい第５変速段が成立させられる。また、同期噛合クラッチ３０ａが係合されることにより変速比が最も小さい第６変速段が成立させられる。
【００１７】
以下では、アウトプットシャフト２３とそのアウトプットシャフト２３に一体的に組み付けられた部品とを含むアウトプットシャフト組立体３６に関して詳述する。本実施例のアウトプットシャフト２３には、軸受２１Ｌと軸受２１Ｒとの間において、その他端側すなわち軸受２１Ｌ側から順に、ギヤ対２８ａの固定ギヤ３２、ギヤ対２８ｂの固定ギヤ３２、ギヤ対２８ｃの固定ギヤ３２、ギヤ対２８ｄの固定ギヤ３２、ギヤ対２８ｅの相対回転ギヤ３４、噛合クラッチ３０ｅ、噛合クラッチ３０ｆ、ギヤ対２８ｆの相対回転ギヤ３４、および出力歯車２５が設けられている。上記ギヤ対２８ｅおよびギヤ対２８ｆの相対回転ギヤ３４は、例えば針状ころ等を有するベアリング３８を介してアウトプットシャフト２３に相対回転可能に支持されている。また、上記ギヤ対２８ａ、ギヤ対２８ｂ、ギヤ対２８ｃ、およびギヤ対２８ｄの固定ギヤ３２は、アウトプットシャフト２３にスプライン嵌合されることで相対回転不能に固定されている。前記アウトプットシャフト組立体３６は、アウトプットシャフト２３と、そのアウトプットシャフト２３に設けられた固定ギヤ３２、相対回転ギヤ３４、および噛合クラッチ３０ｅおよび３０ｆとを含んで構成される組立構造体である。本実施例のアウトプットシャフト組立体３６の一部、すなわちアウトプットシャフト２３とギヤ対２８ｃの固定ギヤ３２とのスプライン嵌合部およびアウトプットシャフト２３とギヤ対２８ｄの固定ギヤ３２とのスプライン嵌合部（結合部）には、その回転軸心Ｃ２まわりで異なる曲げ剛性を発生させる断面形状を有する異方性曲げ剛性発生部位Ｐ１およびＰ２がそれぞれ設けられている。
【００１８】
図２は、図１のアウトプットシャフト組立体３６に設けられた異方性曲げ剛性発生部位Ｐ１の断面形状を示すIIa-IIa矢視部断面図である。図３は、図２のIII矢視部の拡大図であり、また、図４は、図２のIV矢視部の拡大図である。なお、図１のアウトプットシャフト組立体３６に設けられた異方性曲げ剛性発生部位Ｐ２の断面形状を示すIIb-IIb矢視部断面は、上記IIa-IIa矢視部断面に比較して各部寸法比が異なるだけであって、同じ断面形状を有している。以下では、図１のIIa-IIa矢視部の断面形状を代表して説明する。
【００１９】
図２乃至図４において、アウトプットシャフト２３のスプライン外歯４０およびギヤ対２８ｃの固定ギヤ３２のスプライン内歯４２には、回転軸心Ｃ２まわりの所定の位相で、嵌合相手部品に対して相互に面接触するように形成された面接触歯面４４と、嵌合相手部品に対して相互に線接触するように形成された線接触歯面４６とがそれぞれ設けられている。本実施例では、たとえばIII矢視部に示すスプライン内歯４２の位置を回転軸心Ｃ２右まわりの相対角度で０°としたときに、上記面接触歯面４４は、３１５°〜４５°および１３５°〜２２５°の範囲内に位置するスプライン外歯４０およびスプライン内歯４２に形成されており、また、上記線接触歯面４６は、４５°〜１３５°および２２５°〜３１５°の範囲内に位置するスプライン外歯４０およびスプライン内歯４２に形成されている。すなわち、図２中のａで示すスプライン内歯４２およびそのスプライン内歯４２に接触するスプライン外歯４０には、面接触歯面４４が形成されており、また、図２中のｂで示すスプライン内歯４２およびそのスプライン内歯４２に接触するスプライン外歯４０には、線接触歯面４６が形成されている。
【００２０】
このようにアウトプットシャフト２３とギヤ対２８ｃの固定ギヤ３２とのスプライン嵌合部において面接触歯面４４と線接触歯面４６とが回転軸心Ｃ２まわりの例えば９０°毎に交互に形成されることにより、アウトプットシャフト２３とギヤ対２８ｃの固定ギヤ３２との相互の拘束力が回転軸心Ｃ２まわりで変動するようになっている。すなわち、アウトプットシャフト２３とギヤ対２８ｃの固定ギヤ３２との結合剛性が回転軸心Ｃ２まわりで周期的に変動するようになっている。したがって、アウトプットシャフト２３のスプライン外歯４０と固定ギヤ３２のスプライン内歯４２との面接触歯面４４が設けられている３１５°〜４５°および１３５°〜２２５°の範囲内におけるアウトプットシャフト２３の曲げ剛性が相対的に高くされ、アウトプットシャフト２３のスプライン外歯４０と固定ギヤ３２のスプライン内歯４２との線接触歯面４６が設けられている４５°〜１３５°および２２５°〜３１５°の範囲内におけるアウトプットシャフト２３の曲げ剛性が相対的に低くされている。そして、上記異方性曲げ剛性発生部位Ｐ１およびＰ２を含むアウトプットシャフト組立体３６は、回転軸心Ｃ２まわりで曲げ剛性が異なるように構成されている。言い換えれば、異方性曲げ剛性発生部位Ｐ１およびＰ２は、回転軸心Ｃ２まわりでアウトプットシャフト組立体３６に異なる曲げ剛性を発生させるようになっている。
【００２１】
ここで、上記異方性曲げ剛性発生部位Ｐ１およびＰ２は、例えば、アウトプットシャフト２３を含む回転要素群の共振によって発生する振動やノイズ等が低減されるように、例えば実験的に求められた断面形状に形成されている。
【００２２】
上述のように、本実施例の変速機（車両用常時噛合型平行軸式変速機）１０によれば、アウトプットシャフト組立体３６（アウトプットシャフト２３）の少なくとも一部に設けられ、その回転軸心Ｃ２まわりで異なる曲げ剛性を発生させる異方性曲げ剛性発生部位Ｐ１およびＰ２を含むことから、その曲げ剛性の変動によって、アウトプットシャフト２３の振動特性がそのアウトプットシャフト２３を含む回転要素群の共振現象によって生じる振動やノイズ等を低減させるように好適に変化するので、アウトプットシャフト組立体３６（アウトプットシャフト２３）の少なくとも一部に異方性曲げ剛性発生部位Ｐ１およびＰ２を設けるという簡単な構成でギヤノイズが好適に低減される。
【００２３】
また、本実施例の変速機１０によれば、異方性曲げ剛性発生部位Ｐ１およびＰ２は、アウトプットシャフト２３と複数のギヤ対２８ａ〜２８ｆの固定ギヤ３２とのスプライン嵌合部（結合部）のうちアウトプットシャフト２３とギヤ対２８ｃおよび２８ｄの固定ギヤ３２とのスプライン嵌合部に設けられ、回転軸心Ｃ２まわりで異なる結合剛性を発生させる断面形状を有して構成されていることから、アウトプットシャフト２３とギヤ対２８ｃおよび２８ｄの固定ギヤ３２とのスプライン嵌合部の結合剛性を回転軸心Ｃ２まわりで変動させるという簡単な構成でギヤノイズが好適に低減される。
【００２４】
また、本実施例の変速機１０によれば、異方性曲げ剛性発生部位Ｐ１およびＰ２は、回転軸心Ｃ２まわりにおいて面接触歯面４４と線接触歯面４６とが所定の位相すなわち９０°間隔で形成されることによりアウトプットシャフトの回転軸心まわりで異なる結合剛性を発生させる断面形状を有して構成されていることから、アウトプットシャフト２３のスプライン内歯４２とギヤ対２８ｃおよび２８ｄの固定ギヤ３２のスプライン外歯４０に回転軸心Ｃ２まわりで面接触歯面４４と線接触歯面４６とを９０°間隔で形成するという簡単な構成でギヤノイズが好適に低減される。
【００２５】
以下、上記の変速機１０の振動特性すなわちギヤノイズ特性について、その変速機１０に発生する振動の周波数解析結果および従来の変速機（車両用常時噛合型平行軸式変速機）に発生する振動の周波数解析結果を比較することにより説明する。上記従来の変速機とは、本実施例の変速機１０と比較して、アウトプットシャフト組立体３６の曲げ剛性が回転軸心Ｃ２まわりで略同じであるもの、すなわち、アウトプットシャフト２３と複数のギヤ対２８ａ〜２８ｆの固定ギヤ３２とのスプライン嵌合部（結合部）に異方性曲げ剛性発生部位Ｐ１およびＰ２が設けられていないものである。また、本解析は、インプットシャフト２２とアウトプットシャフト２３とをその間に設けられたギヤ対２８ａ〜２８ｆの噛合部において加振させて、それにより発生する振動状態を解析したものである。
【００２６】
ここで、前記解析結果の比較の前に、先ず、従来の変速機の周波数解析結果について説明する。図５は、従来の変速機において、駆動源装置としてのエンジンによってインプットシャフト２２およびアウトプットシャフト２３を回転駆動させた際に発生する振動の周波数解析結果の一例であって、所定の力で加振させた際に発生する振動を周波数解析した周波数成分毎の振動波形における周波数Ｆ[Hz]とコンプライアンスφ[dB]との関係、およびインプットシャフト２２とアウトプットシャフト２３との噛合部における上記周波数Ｆ[Hz]と動剛性（かみあい点動剛性）Ｋｄ[dB]との関係を、同一周波数軸上に示したものである。図５において、横軸は周波数Ｆ[Hz]を示しており、縦軸はコンプライアンスφ[dB]および動剛性Ｋｄ[dB]を示している。
【００２７】
上記コンプライアンスφとは、単位加振力あたりの変位量すなわち回転軸心Ｃ１およびＣ２に直交する方向の最大たわみ量を示すものである。図５中の点線は、アウトプットシャフト２３側から加振した際のインプットシャフト２２のコンプライアンスφすなわち駆動側コンプライアンスφ１[dB]を示している。また、図５中の１点鎖線は、インプットシャフト２２側を加振した際のアウトプットシャフト２３のコンプライアンスφすなわち被動側コンプライアンスφ２[dB]を示している。
【００２８】
上記動剛性Ｋｄとは、所定量の変位すなわち回転軸心Ｃ１およびＣ２に直交する方向のたわみを加えた際に発生する振動強制力の大きさであり、この動剛性Ｋｄが大きくなると振動が大きくなり、それに伴い発生するギヤノイズも大きくなる。図５中の太実線は、その動剛性Ｋｄを示している。
【００２９】
なお、駆動側コンプライアンスφ１と被動側コンプライアンスφ２との和の逆数は、動剛性Ｋｄに一致することが知られている。すなわち、次式(１)が成り立つ。
【００３０】
Ｋｄ ＝ １／（φ１＋φ２）・・・式(１)
【００３１】
また、動剛性Ｋｄは、駆動側コンプライアンスφ１と被動側コンプライアンスφ２との交点における周波数Ｆで最大値（ピーク）となることが知られている。図５において、周波数８８０[Hz] 辺りの駆動側コンプライアンスφ１（点線）と被動側コンプライアンスφ２（１点鎖線）との交点ｃおよび周波数１２８０[Hz]辺りの駆動側コンプライアンスφ１（点線）と被動側コンプライアンスφ２（１点鎖線）との交点ｄは、動剛性Ｋｄ（太実線）のピークｐ１およびｐ２にそれぞれ対応している。
【００３２】
図５の解析結果に示すように、従来の変速機では、ピークｐ１およびｐ２における周波数帯でギヤノイズが大きくなるようになっている。
【００３３】
図６は、従来の変速機に発生する振動の周波数解析結果と本実施例の変速機１０に発生する振動の周波数解析結果とを重ねて示した図である。図６において、横軸は周波数Ｆを示しており、縦軸はコンプライアンスφおよび動剛性Ｋｄを示している。図６中の１点鎖線は、被動側コンプライアンスφ２を示している。この被動側コンプライアンスφ２は、本実施例の変速機１０および従来の変速機ともに同様の波形を示すため、上記１点鎖線の被動側コンプライアンスφ２は両方に共通である。図６中の細点線は、従来の変速機における駆動側コンプライアンスφ１１を示しており、また、図６中の細実線は、本実施例の変速機１０における駆動側コンプライアンスφ１２を示している。図６中の太点線は、従来の変速機における動剛性Ｋｄ１を示しており、また、図６中の太実線は、本実施例の変速機１０における動剛性Ｋｄ２を示している。そして、駆動側コンプライアンスφ１１と被動側コンプライアンスφ２との交点ｅは、動剛性Ｋｄ１のピークｐ３に対応しており、また、駆動側コンプライアンスφ１２と被動側コンプライアンスφ２との交点ｆは、動剛性Ｋｄ２のピークｐ４に対応している。
【００３４】
図６に示すように、本実施例の変速機１０のアウトプットシャフト組立体３６（アウトプットシャフト２３）が回転軸心Ｃ２まわりで異なる曲げ剛性を発生させる断面形状を有するため、駆動側コンプライアンスφ１１のピークが矢印Ａで示すように低周波側に移動する。すなわち、アウトプットシャフト２３の曲げ共振周波数Ｆｂ[Hz]がＦｂ１[Hz]から低周波側のＦｂ２[Hz]に変動することになる。この曲げ共振周波数Ｆｂの変動に伴って、交点ｅ、ｆで示される各コンプライアンスφの大小関係が次式(２)で示すような関係になる。なお、式(２)において、Ｆ１[Hz]は交点ｅにおける周波数Ｆ、φ１１(Ｆ１)[dB]は交点ｅにおける駆動側コンプライアンスφ１１、φ２(Ｆ１)[dB]は交点ｅにおける被動側コンプライアンスφ２、Ｆ２[Hz]は交点ｆにおける周波数Ｆ、φ１２(Ｆ２)[dB]は交点ｆにおける駆動側コンプライアンスφ１２、φ２(Ｆ２)[dB]は交点ｆにおける被動側コンプライアンスφ２である。
【００３５】
[φ１２(Ｆ２)＋φ２(Ｆ２)] ＞ [φ１１(Ｆ１)＋φ２(Ｆ１)]・・・式(２)
【００３６】
そして、式(１)および式(２)から次式(３)が成り立つ。式(３)において、Ｋｄ１(Ｆ１)[dB]はピークｐ３における動剛性Ｋｄ１、Ｋｄ２(Ｆ２)[dB]はピークｐ４における動剛性Ｋｄ２である。
【００３７】
Ｋｄ２(Ｆ２) ＜ Ｋｄ１(Ｆ１) ・・・式(３)
【００３８】
したがって、本実施例の変速機１０においては、従来の変速機に比較して動剛性Ｋｄが図６中の矢印Ｂで示すように低下する（動剛性ピークレベルが下がる）ため、振動が抑制されてギヤノイズが低減される。
【実施例２】
【００３９】
次に、本発明の他の実施例について説明する。なお、以下の実施例の説明において、前述の実施例と重複する部分については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００４０】
図７は、本発明の他の実施例の変速機１０に設けられた異方性曲げ剛性発生部位Ｐ３の断面形状を示す図１のVII矢視部断面図である。本実施例の異方性曲げ剛性発生部位Ｐ３は、アウトプットシャフト２３の一部に相当する噛合クラッチ２８ｃの固定ギヤ３２と噛合クラッチ２８ｄの固定ギヤ３２との間に設けられている。
【００４１】
図７において、異方性曲げ剛性発生部位Ｐ３は、アウトプットシャフト２３の回転軸心Ｃ２まわりで異なる曲げ剛性を発生させる断面形状を有している。具体的には、異方性曲げ剛性発生部位Ｐ３は、VII−VII矢視部断面すなわちアウトプットシャフト２３の回転軸心Ｃ２に直交する断面内において、その回転軸心Ｃ２を通る互いに直交する第１直線Ｘおよび第２直線Ｙに対してそれぞれ線対象であり且つその第１直線Ｘ上の寸法ｘ（＝ｘ１＋ｘ２）および第２直線Ｙ上の寸法ｙ（＝ｙ１＋ｙ２）が相互に相違する断面形状を有している。本実施例では、ｘがｙより大きい（ｘ＞ｙ）。さらに詳述すれば、異方性曲げ剛性発生部位Ｐ３は、VII−VII矢視部断面内において、回転軸心Ｃ２を中心とする円形の内周面４８と、第１直線Ｘに平行な一対の線分Ｌ１およびＬ２、およびその一対の線分Ｌ１およびＬ２の両端をそれぞれ連結する、回転軸心Ｃ２を曲率半径中心とする一対の円弧Ａ１およびＡ２を有する外周面５０とにより囲まれた断面形状を有している。このように構成される異方性曲げ剛性発生部位Ｐ３では、回転軸心Ｃ２まわりで曲げ剛性が連続的に周期的に変化するようになっている。
【００４２】
アウトプットシャフト２３は、上記のような異方性のある断面形状を有する異方性曲げ剛性発生部位Ｐ３を備えることにより、回転軸心Ｃ２まわりで異なる曲げ剛性を発生させるようになっている。本実施例では、アウトプットシャフト２３の曲げ剛性は、第１直線Ｘ方向で最小であり、第２直線Ｙ方向で最大である。
【００４３】
上述のように、本実施例の変速機１０によれば、アウトプットシャフト２３の一部に設けられ、その回転軸心Ｃ２まわりで異なる曲げ剛性を発生させる断面形状を有する異方性曲げ剛性発生部位Ｐ３を、含むことから、アウトプットシャフト２３の一部に異方性曲げ剛性発生部位Ｐ３を設けるという簡単な構成でギヤノイズが好適に低減される。
【００４４】
また、本実施例の変速機１０によれば、異方性曲げ剛性発生部位Ｐ３は、回転軸心Ｃ２に直交する断面内において、その回転軸心Ｃ２を通る互いに直交する第１直線Ｘおよび第２直線Ｙに対してそれぞれ線対象であり且つその第１直線Ｘ上の寸法ｘおよび第２直線Ｙ上の寸法ｙが相互に相違する断面形状を有することから、アウトプットシャフト２３の一部の断面形状を上記のような形状に加工するだけで異方性曲げ剛性発生部位Ｐ３を設けることができ、簡単な構成でギヤノイズが好適に低減される。
【００４５】
また、本実施例の変速機１０によれば、異方性曲げ剛性発生部位Ｐ３は、回転軸心Ｃ２を中心とする円形の内周面４８と、第１直線Ｘに平行な一対の線分Ｌ１およびＬ２、およびその一対の線分Ｌ１およびＬ２の両端をそれぞれ連結する、回転軸心Ｃ２を曲率半径中心とする一対の円弧Ａ１およびＡ２を有する外周面５０とにより囲まれた断面形状を有するものであることから、アウトプットシャフト２３の一部の断面形状を上記のような断面形状に加工するだけで異方性曲げ剛性発生部位Ｐ３を設けることができ、簡単な構成でギヤノイズが好適に低減される。
【実施例３】
【００４６】
図８は、本発明の他の実施例の変速機１０に設けられた異方性曲げ剛性発生部位Ｐ４の断面形状を示す図１のVII矢視部断面図である。本実施例の異方性曲げ剛性発生部位Ｐ４は、アウトプットシャフト２３の一部に相当する噛合クラッチ２８ｃの固定ギヤ３２と噛合クラッチ２８ｄの固定ギヤ３２との間に設けられている。
【００４７】
図８において、異方性曲げ剛性発生部位Ｐ４は、アウトプットシャフト２３の回転軸心Ｃ２まわりで異なる曲げ剛性を発生させる断面形状を有している。具体的には、異方性曲げ剛性発生部位Ｐ４は、VII−VII矢視部断面すなわちアウトプットシャフト２３の回転軸心Ｃ２に直交する断面内において、その回転軸心Ｃ２を通る互いに直交する第１直線Ｘおよび第２直線Ｙに対してそれぞれ線対象であり且つその第１直線Ｘ上の寸法ｘ（＝ｘ１＋ｘ２）および第２直線Ｙ上の寸法ｙ（＝ｙ１＋ｙ２）が相互に相違する断面形状を有している。本実施例では、ｘがｙより大きい（ｘ＞ｙ）。さらに詳述すれば、異方性曲げ剛性発生部位Ｐ４は、VII−VII矢視部断面内において、回転軸心Ｃ２を中心とする円形の外周面５０と、回転軸心Ｃ２を中心とする楕円形の外周面５０とにより囲まれた断面形状を有している。このように構成される異方性曲げ剛性発生部位Ｐ４では、回転軸心Ｃ２まわりで曲げ剛性が連続的に周期的に変化するようになっている。
【００４８】
アウトプットシャフト２３は、上記のような異方性のある断面形状を有する異方性曲げ剛性発生部位Ｐ４を備えることにより、回転軸心Ｃ２まわりで異なる曲げ剛性を発生させるようになっている。本実施例では、アウトプットシャフト２３の曲げ剛性は、第１直線Ｘ方向で最小であり、第２直線Ｙ方向で最大である。
【００４９】
本実施例の変速機１０によれば、前述の実施例２と同様に、アウトプットシャフト２３の一部にその回転軸心Ｃ２まわりで異なる曲げ剛性を発生させる断面形状を有する異方性曲げ剛性発生部位Ｐ４が設けられているので、前述の実施例２と同様の効果が得られる。
【実施例４】
【００５０】
図９は、本発明の他の実施例の変速機１０に設けられた異方性曲げ剛性発生部位Ｐ５の断面形状を示す図１のVII矢視部断面図である。本実施例の異方性曲げ剛性発生部位Ｐ５は、アウトプットシャフト２３の一部に相当する噛合クラッチ２８ｃの固定ギヤ３２と噛合クラッチ２８ｄの固定ギヤ３２との間に設けられている。
【００５１】
図９において、異方性曲げ剛性発生部位Ｐ５は、アウトプットシャフト２３の回転軸心Ｃ２まわりで異なる曲げ剛性を発生させる断面形状を有している。具体的には、異方性曲げ剛性発生部位Ｐ４は、VII−VII矢視部断面すなわちアウトプットシャフト２３の回転軸心Ｃ２に直交する断面内において、その回転軸心Ｃ２を通る互いに直交する第１直線Ｘおよび第２直線Ｙに対してそれぞれ線対象であり且つその第１直線Ｘ上の寸法ｘ（＝ｘ１＋ｘ２）および第２直線Ｙ上の寸法ｙ（＝ｙ１＋ｙ２）が相互に相違する断面形状を有している。本実施例では、ｘがｙより大きい（ｘ＞ｙ）。さらに詳述すれば、異方性曲げ剛性発生部位Ｐ４は、VII−VII矢視部断面内において、回転軸心Ｃ２を中心とする円形の外周面５０と、回転軸心Ｃ２から所定距離ｙ３だけ離間された第２直線Ｙ上の点Ｏ１およびＯ２をそれぞれ中心とする円形の組み合わせにより形成される内周面４８とにより囲まれた断面形状を有している。このように構成される異方性曲げ剛性発生部位Ｐ５では、回転軸心Ｃ２まわりで曲げ剛性が連続的に周期的に変化するようになっている。
【００５２】
アウトプットシャフト２３は、上記のような異方性のある断面形状を有する異方性曲げ剛性発生部位Ｐ５を備えることにより、回転軸心Ｃ２まわりで異なる曲げ剛性を発生させるようになっている。本実施例では、アウトプットシャフト２３の曲げ剛性は、第１直線Ｘ方向で最小であり、第２直線Ｙ方向で最大である。
【００５３】
本実施例の変速機１０によれば、前述の実施例２と同様に、アウトプットシャフト２３の一部がその回転軸心Ｃ２まわりで異なる曲げ剛性を発生させる断面形状を有する異方性曲げ剛性発生部位Ｐ５を備えているので、前述の実施例２と同様の効果が得られる。
【００５４】
以上、本発明の一実施例を図面を参照して詳細に説明したが、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、別の態様でも実施され得る。
【００５５】
たとえば、前述の実施例では、アウトプットシャフト２３とギヤ対２８ｃおよび２８ｄとのスプライン嵌合部（結合部）に異方性曲げ剛性発生部位Ｐ１およびＰ２が設けられていたが、例えば、アウトプットシャフト２３とギヤ対２８ａとのスプライン嵌合部やアウトプットシャフト２３とギヤ対２８ｂとのスプライン嵌合部、或いはアウトプットシャフト２３と噛合クラッチ３０ｅおよび３０ｆを構成するクラッチハブとのスプライン嵌合部など、その他の結合部に設けられてもよい。また、２箇所に限らず、１箇所または３箇所以上設けられてもよい。要するに、ギヤノイズを効果的に低減させるためにアウトプットシャフト２３の曲げ共振周波数Ｆが変動されるように設けられればよい。
【００５６】
また、前述の実施例では、アウトプットシャフト２３およびギヤ対２８ｃのスプライン嵌合部（結合部）とアウトプットシャフト２３およびギヤ対２８ｄのスプライン嵌合部（結合部）との間に異方性曲げ剛性発生部位Ｐ３乃至Ｐ５が設けられていたが、これに限らない。要するに、ギヤノイズを効果的に低減させるためにアウトプットシャフト２３の曲げ共振周波数Ｆが変動されるように、アウトプットシャフト２３の一部に設けられればよい。
【００５７】
また、前述の実施例において、異方性曲げ剛性発生部位Ｐ３乃至Ｐ５の断面形状は、その一例が開示されたものであり、その他の断面形状でも実現されることができる。例えば、外周面または内周面が例えば楕円形や多角形などに形成されるか、あるいは外周面または内周面の少なくとも一部に切り欠き、凸部、または凹部などが形成されるか、あるいは回転軸心から偏心させた内孔が形成された断面形状などであってもよい。要するに、アウトプットシャフト２３がその回転軸心Ｃ２まわりで異なる曲げ剛性を発生させる断面形状を有するものであればよい。
【００５８】
また、前述の実施例において、変速機１０は、ＦＦ形式の車両に好適に用いられる横置きタイプであったが、特に横置きタイプに限定されるものではなく、縦置きタイプなど他の形式のものにも本発明は適用することができる。また、変速機１０は、平行な２軸を備えるものであったが、例えばカウンターシャフト等を加えて３軸を備えるものであってもよい等、種々の態様が可能である。
【００５９】
なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、その他一々例示はしないが、本発明は、その主旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づいて種々変更、改良を加えた態様で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の一実施例の車両用常時噛合型平行軸式変速機を示す図である。
【図２】図１のアウトプットシャフト組立体に設けられた異方性曲げ剛性発生部位の断面形状を示す図１のIIa-IIa矢視部断面図である。
【図３】図２のIII矢視部の拡大図である。
【図４】図２のIV矢視部の拡大図である。
【図５】従来の変速機において、駆動源装置としてのエンジンによってインプットシャフトおよびアウトプットシャフトを回転駆動させた際に発生する振動の周波数解析結果の一例を示す図である。
【図６】従来の変速機と本実施例の変速機とにそれぞれ発生する振動の周波数解析結果を重ねて示す図である。
【図７】本発明の他の実施例の変速機における異方性曲げ剛性発生部位の断面形状を説明するための図である。
【図８】本発明の他の実施例の変速機における異方性曲げ剛性発生部位の断面形状を説明するための図である。
【図９】本発明の他の実施例の変速機における異方性曲げ剛性発生部位の断面形状を説明するための図である。
【符号の説明】
【００６１】
１０：変速機（車両用常時噛合型平行軸式変速機）
２２：インプットシャフト（入力軸）
２３：アウトプットシャフト（出力軸）
２８ａ〜２８ｆ：変速ギヤ対（ギヤ対）
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５：異方性曲げ剛性発生部位
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2010151183.tif 000009
【図８】
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【図９】
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