(57)【要約】【課題】  潤滑油の中油温時から高油温時に亘るアイドル騒音の低減を図ることができる変速機の騒音低減装置を提供する。【解決手段】  内燃機関がアイドル運転状態にあって、変速機(2)の遊転歯車(30)が伝達軸(12)から脱離して遊転状態にある場合にフライホイール(16)のアイドリング回転角速度変動の基本角振動数ωに対して駆動軸系(20,8,22,10,24,28)の捩り１次の固有角振動数Ωを低下させるべく、被駆動軸(10)及び各被駆動軸歯車(24,28)の慣性モーメントを大きく設定する。【選択図】      図１
2006242259.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の動力が該内燃機関のフライホイールからクラッチを介して伝達され、複数の歯車の噛合状態を切り換えることにより変速を達成させる変速機において、
前記内燃機関の動力が入力される駆動軸と、該駆動軸に設けられた駆動軸歯車と、前記駆動軸に並設される被駆動軸と、該被駆動軸に設けられ、前記駆動軸歯車に噛合される一の被駆動軸歯車と、前記被駆動軸に設けられ、前記一の被駆動軸歯車とはギヤ比の異なる他の被駆動軸歯車と、前記被駆動軸に並設される伝達軸と、該伝達軸に設けられ、前記他の被駆動軸歯車に噛合されて前記複数の歯車の一部を構成し、且つ、前記伝達軸との係脱により前記内燃機関の動力を断接可能な遊転歯車とを具備し、
前記内燃機関がアイドル運転状態にあって、前記遊転歯車が前記伝達軸から脱離して遊転状態にある場合に前記フライホイールのアイドリング回転角速度変動の基本角振動数ωに対して駆動軸系の捩り１次の固有角振動数Ωを低下させるべく、前記被駆動軸及び前記各被駆動軸歯車の慣性モーメントを大きく設定していることを特徴とする変速機の騒音低減装置。
【請求項２】
前記駆動軸系の捩り１次の固有角振動数Ωを前記フライホイールのアイドリング回転角速度変動の基本角振動数ωで除した値を加振角振動数比ρとし、
前記被駆動軸及び前記各被駆動軸歯車の前記駆動軸換算による慣性モーメントＩCTCを前記クラッチのハブ並びに前記駆動軸及び前記駆動軸歯車の慣性モーメントＩDで除した値を慣性モーメント比ＩRとし、
これらが次式
ρ＝Ω／ω≦０．２０７、及び、ＩR＝ＩCTC／ＩD≧１．５
を満たすことを特徴とする請求項１に記載の変速機の騒音低減装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変速機の騒音低減装置に係り、詳しくは、アイドル騒音を低減させる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関のアイドル運転状態において各気筒の燃焼が不連続となる場合には、内燃機関側のトルク変動が起振源となって捩り振動が発生する。この捩り振動はクラッチを介して変速機に伝達され、所謂ガラ音と称される変速機のアイドル騒音となる。より具体的には、変速機の変速セレクト位置がニュートラル段の場合であっても、クラッチを切断しない限りは変速機の駆動軸や被駆動軸が回転するので、駆動軸歯車と一の被駆動軸歯車との間、他の被駆動軸歯車と遊転歯車との間の歯面分離及び歯打ちの繰り返しがアイドル騒音として認識され、ディーゼル車の商品性に影響を及ぼす。
【０００３】
ここで、駆動軸歯車と一の被駆動軸歯車との間の歯面分離及び歯打ちを考慮してアイドル騒音を計算予測し、クラッチに設けられた多段ばねのばね定数を調整してアイドル騒音の低減を図る技術が開示されている（特許文献１参照）。
しかし、この技術は駆動軸歯車と一の被駆動軸歯車との間にバックラッシ除去機構が装着されていた場合には適用が困難である。一方、変速機内の潤滑油の油温上昇に伴って歯車間の歯打力が増加し、アイドル騒音レベルが増大することを確認している。そのため、潤滑油の油温に応じた上記ばね定数及びヒステリシスを設定し、アイドル騒音の低減を図る技術が本出願人から提案されている（特願２００４−００６９５７号）。
【特許文献１】特開平１１−３４４０４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、潤滑油の油温と歯打力とは、上述のように油温上昇に伴って歯打力が増加するという関係にある。油温が上がると潤滑油の粘性抵抗が小さくなり、所謂ガタ非線形共振によって歯打力が増加するからである。つまり、上記技術の如くばね定数及びヒステリシスを設定すれば潤滑油の低油温時のアイドル騒音は抑制できるものの、アイドル騒音が潤滑油の油温の上昇とともに増大することを鑑みれば、中油温時から高油温時においてはアイドル騒音を抑制できるのかとの懸念がある。
【０００５】
この場合に、クラッチ作動角の広角化や、ばね定数及びヒステリシスを小さくすることによって中油温時から高油温時のアイドル騒音を低減させることも考えられるが、前者の広角化にはクラッチハブの強度上の制限があり、後者の低ばね定数化及び低ヒステリシス化にもクラッチの製作上の制限がある。
ここで、駆動軸歯車と一の被駆動軸歯車との噛合部分の振幅と、他の被駆動軸歯車と遊転歯車との噛合部分の振幅とを比較すると、他の被駆動軸歯車と遊転歯車との噛合部分の振幅が、潤滑油の全油温時に亘って、一の駆動軸歯車と被駆動軸歯車との噛合部分の振幅よりも大きいことが確認された。換言すれば、上記共振発生時における被駆動軸歯車の角速度変動には２次以降の高次振動（被駆動軸が捩れる振動）が重畳されているのである。従って、潤滑油の中油温時から高油温時におけるアイドル騒音の低減を図るには、まず、被駆動軸及び各被駆動軸歯車を１自由度の剛体と擬制せず、多自由度の弾性体と仮定する必要があるが、上記技術にはこの点については格別の配慮がなされていない。
【０００６】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、潤滑油の中油温時から高油温時に亘るアイドル騒音の低減を図ることができる変速機の騒音低減装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するべく、請求項１記載の変速機の騒音低減装置は、内燃機関の動力が内燃機関のフライホイールからクラッチを介して伝達され、複数の歯車の噛合状態を切り換えることにより変速を達成させる変速機であって、内燃機関の動力が入力される駆動軸と、駆動軸に設けられた駆動軸歯車と、駆動軸に並設される被駆動軸と、被駆動軸に設けられ、駆動軸歯車に噛合される一の被駆動軸歯車と、被駆動軸に設けられ、一の被駆動軸歯車とはギヤ比の異なる他の被駆動軸歯車と、被駆動軸に並設される伝達軸と、伝達軸に設けられ、他の被駆動軸歯車に噛合されて複数の歯車の一部を構成し、且つ、伝達軸との係脱により内燃機関の動力を断接可能な遊転歯車とを具備し、内燃機関がアイドル運転状態にあって、遊転歯車が伝達軸から脱離して遊転状態にある場合にフライホイールのアイドリング回転角速度変動の基本角振動数ωに対して駆動軸系の捩り１次の固有角振動数Ωを低下させるべく、被駆動軸及び各被駆動軸歯車の慣性モーメントを大きく設定していることを特徴としている。
【０００８】
また、請求項２記載の発明では、駆動軸系の捩り１次の固有角振動数Ωをフライホイールのアイドリング回転角速度変動の基本角振動数ωで除した値を加振角振動数比ρとし、被駆動軸及び各被駆動軸歯車の駆動軸換算による慣性モーメントＩCTCをクラッチのハブ並びに駆動軸及び駆動軸歯車の慣性モーメントＩDで除した値を慣性モーメント比ＩRとし、これらが次式ρ＝Ω／ω≦０．２０７、及び、ＩR＝ＩCTC／ＩD≧１．５を満たすことを特徴としている。
【０００９】
ここに、
ＩR＝ＩCTC／ＩD
ＩCTC＝ＩCT×（ｒDP／ｒCTA）2
ＩD＝ＩCH＋ＩDP
ＩCT：被駆動軸と被駆動軸歯車の慣性モーメントの和
ｒDP：駆動軸歯車の基礎円半径
ｒCTA：駆動軸歯車に噛合される被駆動軸歯車の基礎円半径
ＩCH：クラッチハブの慣性モーメント
ＩDP：駆動軸と駆動軸歯車の慣性モーメントの和
である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は被駆動軸及び各被駆動軸歯車の慣性モーメントがアイドル騒音に影響を及ぼしている点に着目したものである。そして、請求項１記載の変速機の騒音低減装置では被駆動軸及び各被駆動軸歯車の慣性モーメントを大きくチューニングする。詳しくは、入力であるフライホイールのアイドリング回転角速度変動の基本角振動数ωに対して出力である駆動軸系の捩り１次の固有角振動数Ωが低下するように、上記慣性モーメントを大きく設定している。従って、本発明の変速機の騒音低減装置によれば、駆動軸系の捩り１次の固有角振動数Ωが低くなる結果、従来に比して変速機内部の潤滑油の中油温時から高油温時に亘るアイドル騒音が低減される。
【００１１】
また、請求項２記載の発明によれば、慣性モーメント比ＩRが１．５以上にチューニングされると、加振角振動数比ρが０．２０７以下になり、駆動軸系の捩り１次の固有角振動数Ωが現有（３０．５６ｒａｄ／ｓ）よりも約８％以上も低くなる。そして、例えば、３０℃程度の中油温時から６０℃程度の高油温時のアイドル騒音レベルが０．５〜１．０ｄＢＡ程度低減され、アイドル騒音がより一層確実に低減される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面により本発明の実施形態について説明する。
図１は、車両に搭載された変速機の騒音低減装置の概略構成図である。当該車両は、例えば直列４気筒４Ｌクラスの４サイクルディーゼルエンジンが搭載されたトラックである。
同図に示されるように、変速機（Ｔ／Ｍ）２は、入力軸（駆動軸）８、カウンタ軸（被駆動軸）１０及び出力軸（伝達軸）１２がトランスミッションケース４にそれぞれ回転自在に軸支されており、カウンタ軸１０は入力軸８の下側に並設され、出力軸１２は入力軸８の軸線上に入力軸８とは別個に配設されている。これら入力軸８、カウンタ軸１０及び出力軸１２にはそれぞれ歯車が設けられ、クラッチハウジング６内のエンジン（図示せず）からの駆動力が入力軸８からカウンタ軸１０を経て出力軸１２に伝達される。
【００１３】
より詳しくは、入力軸８の一端はトランスミッションケース４から突出し、この入力軸８の一端にはクラッチハブ（ＣＨ）２０を介してクラッチ１８が設けられている。このクラッチ１８はクランク軸１４の端部に備えられたフライホイール（ＦＷ）１６に対向配置され、クラッチディスク２１がフライホイール１６に摩擦係合し、又はこのフライホイール１６から離間する。一方、入力軸８の他端には駆動軸歯車（ＤＰ）２２が入力軸８と同期回転可能に設けられている。
【００１４】
また、駆動軸歯車２２は一の被駆動軸歯車（ＣＴＡ）２４に噛合され、この一の被駆動軸歯車２４はカウンタ軸１０と同期回転可能に設けられている。なお、一の被駆動軸歯車２４にはバックラッシ除去機構２６が設けられており、一の被駆動軸歯車２４のバックラッシを防止し、駆動軸歯車２２と一の被駆動軸歯車２４との間の歯打ちに伴う騒音が極力防止される。
【００１５】
更に、カウンタ軸１０には、他の被駆動軸歯車（ＣＴＦ）２８を初めとする複数個の被駆動軸歯車がカウンタ軸１０と同期回転可能に設けられている。これら複数個の被駆動軸歯車は一の被駆動軸歯車２４とはギヤ比が異なっており、出力軸１２に対向配置されている。そして、出力軸１２には、他の被駆動軸歯車２８を含む複数個の被駆動軸歯車に噛合される遊転歯車（ＦＴ）３０が設けられている。
【００１６】
この遊転歯車３０は、出力軸１２に回転自在支持され、且つ、出力軸１２と係脱可能に構成されており、運転者からのエンジン駆動力の断指示や変速指示に従い、手動により或いは自動により係脱される。例えば、エンジンがアイドル運転状態にあり、変速機２の変速セレクト位置がニュートラル段の場合には、遊転歯車３０は出力軸１２から脱離して出力軸１２回りを遊転する。これにより、エンジンの動力は出力軸１２には伝達されない。
【００１７】
なお、変速機は、実機ではカウンタ軸上の複数個の被駆動軸歯車と出力軸上の複数個の遊転歯車との噛合状態を切り換えることにより変速が達成される。しかし、同図に示される変速機２は、説明の便宜上、出力軸上の複数個の遊転歯車に代えて、変速機の３速遊転歯車部に総ての遊転歯車の慣性モーメントを等価集中させた変速機モデルとして構成されている。但し、当該変速機モデルのアイドル騒音の低減手法は、実機についてもそのまま適用可能である。
【００１８】
クラッチ１８には緩衝機構３２が設けられている。この緩衝機構３２は、例えば複数個のコイルスプリング及び皿ばね等から構成され、エンジン側のトルク変動を可能な限り吸収する。この緩衝機構３２は２段階の捩り特性（クラッチ特性）を有しており、エンジン回転速度の大きさに拘わらず、エンジンの動力を変速機２にスムーズに伝達させる。
詳しくは、図２に示されるように、緩衝機構３２は、ばね定数ｋの異なる２種類のコイルばね３４，３６と、これら各ばね定数ｋに応じて捩りトルクのヒステリシスＨが可変のヒステリシス機構３８とから構成されている。そして、クラッチ１８の捩り角θCLの小さな１段目の領域では、対応するコイルばね３４のばね定数ｋはｋ１と小さく、且つ、ヒステリシス機構３８のヒステリシスＨもＨ１と小さく設定される。これに対し、捩り角θCLの大きな２段目の領域では、対応するコイルばね３６のばね定数ｋはｋ２と大きく（ｋ１＜ｋ２）、且つ、ヒステリシス機構３８のヒステリシスＨもＨ１と大きく（Ｈ１＜Ｈ２）設定される。
【００１９】
ところで、トランスミッションケース４内のＴ／Ｍ油（潤滑油）は、その油温が低い程、クラッチ１８に作用する粘性抵抗が大きくなり、この低油温時のアイドル騒音は１／２分数調波共振の結果とされる。より詳しくは、フライホイール１６のアイドリング回転角速度変動の基本角振動数ωの１／２の値が駆動軸系の固有角振動数と共振する。これに対し、潤滑油は、その油温が高い程、クラッチ１８に作用する粘性抵抗が小さくなり、高油温時のアイドル騒音は基本調波のガタ非線形共振の結果とされる。より詳しくは、上記基本角振動数ωの値が駆動軸系の固有角振動数と共振する（自動車技術会論文集Ｖｏｌ．３５，Ｎｏ．１等参照）。
【００２０】
ここで、このガタ非線形共振における一の被駆動軸歯車２４及び他の被駆動軸歯車２８の２つの被駆動軸歯車の角速度変動の振幅を比較すると、如何なる油温でも他の被駆動軸歯車２８の角速度変動の振幅が一の被駆動軸歯車２４のそれよりも大きくなり、カウンタ軸１０における他の被駆動軸歯車２８の配設部分が一の被駆動軸歯車２４の配設部分よりも捩れていることが本出願人により確認された。また、このガタ非線形共振における他の被駆動軸歯車２８の角速度変動の振幅は、油温が高くなるに伴って大きくなることも本出願人により確認された。
【００２１】
つまり、このガタ非線形共振発生時における被駆動軸歯車の角速度変動には、カウンタ軸１０が殆ど捩れない１次振動に、カウンタ軸１０が捩れる２次振動以降の高次振動が重畳している。
そこで、本発明では、潤滑油の中油温時から高油温時に亘るアイドル騒音の抑制を図るべく当該共振による歯打力の増加に注目するにあたり、カウンタ軸１０及び複数個の被駆動軸歯車２４，２８・・・を１自由度の剛体と擬制せずに多自由度の弾性体と仮定し、カウンタ軸１０の捩り振動がアイドル騒音に与える影響を予測する。
【００２２】
具体的には、カウンタ軸１０及び複数個の被駆動軸歯車２４，２８・・・を弾性体として多自由度化し、従来、有限要素法の線形問題に適用されていた部分構造合成法を非線形範囲にまで拡張して駆動軸系に適用させ、アイドル騒音の予測に必要な振動モードの選択を行う。そして、歯打力を計算してアイドル騒音を推定している。
当該部分構造合成法にはモード補償法を用いており、非線形範囲にまで拡張されたモード補償法のアイドル騒音の計算予測への適用方法について以下に述べる。上記図１に示されたカウンタ軸１０及び複数個の被駆動軸歯車２４，２８・・・を多自由度化した場合の計算モデルは図３のように示されており、これらカウンタ軸１０及び各被駆動軸歯車２４，２８・・・が部分構造として定義される。
【００２３】
そして、このモード補償法におけるカウンタ軸１０及び各被駆動軸歯車２４，２８・・・の定式化は、駆動軸歯車２２や遊転歯車３０にそれぞれ噛合する各被駆動軸歯車２４，２８・・・の噛合部を境界自由度に取り、この境界自由度にて歯車対のバックラッシ等の非線形要素を記述する。これら噛合部を除いたカウンタ軸１０は線形要素の内部自由度とし、後述の如く、この内部自由度をモーダル座標で記述して展開する。また、全体系の運動方程式においては、非線形要素を加振力項に含め、慣性項、減衰項及び剛性項の応答系は線形系として扱っている。
【００２４】
まず、図３の如くカウンタ軸１０を多自由度した計算モデルにおいて、フライホイール（ＦＷ）１６の運動方程式は次式（１）、クラッチハブ（ＣＨ）２０の運動方程式は次式（２）、駆動軸歯車（ＤＰ）２２の運動方程式は次式（３）のようにそれぞれ示される。
【００２５】
【数１】
2006242259.tif 000003
【００２６】
また、被駆動軸歯車の運動方程式については、一の被駆動軸歯車（ＣＴＡ）２４と駆動軸歯車２２との噛合部は次式（４．１）、他の被駆動軸歯車（ＣＴＦ）２８と遊転歯車（ＦＴ）３０との噛合部は次式（４．２）にそれぞれ示される。また、カウンタ軸１０の内部自由度は、図３を参照すると、次式（４．３）〜（４．７）のようにそれぞれ表される。
【００２７】
【数２】
2006242259.tif 000004
【００２８】
更に、遊転歯車（ＦＴ）３０の運動方程式については次式（５）のように示される。なお、次式（６）はクラッチ特性であり、式（９）はバックラッシ除去機構２６の特性を示している（自動車技術会論文集Ｖｏｌ．３４，Ｎｏ．１、同論文集Ｖｏｌ．３５，Ｎｏ．１等参照）。また、変速機２の回転抵抗ＴDと油温との関係についても前者の論文集に従うが、本実施例の回転抵抗ＴDは、カウンタ軸１０に作用するＴCTA0、ＴCTF0（次式（１１．１）〜（１１．３））及び遊転歯車３０に作用するＴFT0（次式（１２））の和であると仮定している。また、上式（４），次式(５)，(１１)〜（１４）などから油温の影響は回転抵抗の違いとして考慮される。
【００２９】
【数３】
2006242259.tif 000005
2006242259.tif 000006
【００３０】
ここで、上記式（１）の代わりにフライホイール１６の角速度変動の実測値を近似した波形を変速機２の加振入力として次式（１５）で与えている（自動車技術会論文集Ｖｏｌ．３４，Ｎｏ．１、同論文集Ｖｏｌ．３５，Ｎｏ．１等参照）。なお、この式（１５）におけるフライホイール１６の角速度変動の波形は図４の最上図に示されている。
【００３１】
また、歯車噛合部の等価減衰係数ｃG，ｃGAは、簡単化のために無視できるものとし、更に、γやδは対象となる歯車の数の比等から、γ＝０．７、δ＝０．３とし、また、簡単化のために、λ＝１．０、μ＝０．０とした。
【００３２】
【数４】
2006242259.tif 000007
【００３３】
続いて、モード補償法の非線形問題への拡張について述べる。
カウンタ軸１０の境界自由度｛Ｘb｝＝｛θCTA  θCTF｝T、内部自由度｛Ｘf｝＝｛θCTB  θCTC  θCTD  θCTE  θCTG｝Tとおき、非線形項｛ＦｒCTA  −ＦGAｒCTF｝Tを全体系の運動方程式における右辺の加振力項に含めれば、上式（４．１）〜（４．７）は次式（１６）のように示される。
【００３４】
また、モード補償法では、上記カウンタ軸１０の内部自由度｛Ｘf｝は、境界自由度｛Ｘb｝、モーダル座標｛ξ｝、モーダルマトリックス、周波数パラメータωc等によって次式（１８）、（１９）のようにそれぞれ示される。ここで、この式（１９）のｐ，ｑは式（１８）のモーダルマトリックスからｐ〜ｑ次振動を選択する意である。これら式（１８）、（１９）において、Ｘbを入力、Ｘfを応答と考えた場合に、ωcに入力の角周波数を与えると、Ｘfはその角周波数での厳密解となる。このことから、上記式（１６）を式（１８）で座標変換し全体構造に重畳させた運動方程式においても、ωcに入力周波数を与えれば、その周波数での応答は近似解を与えるものと推定される。
【００３５】
【数５】
2006242259.tif 000008
【００３６】
次に、歯打力とアイドル騒音との関係について述べる。
まず、上記式（１５）のフライホイール（ＦＷ）１６の角速度変動（図４の最上図）を変速機２の加振入力とすると、同図に上から順に示されるように、変速機２の油温２０℃における一の被駆動軸歯車（ＣＴＡ）２４と駆動軸歯車２２との噛合部の角速度変動、他の被駆動軸歯車（ＣＴＦ）２８と遊転歯車３０との噛合部の角速度変動、これら両噛合部における相対角速度変動、遊転歯車（ＦＴ）３０の角速度変動、一の被駆動軸歯車（ＣＴＡ）２４と駆動軸歯車２２とによる歯打力Ｆ（上記式（７））、他の被駆動軸歯車（ＣＴＦ）２８と遊転歯車３０とによる歯打力ＦGA（上記式（１０））、クラッチ１８の捩り角θCL（＝θFW−θCH）、相対変位ｙGA（＝ｒCTFθCTF−ｒFTθFT）の変動が、モード補償法からシミュレーションでそれぞれ求められる。
【００３７】
このうち、上記歯打力Ｆ及び歯打力ＦGAと実験によるアイドル騒音レベルとの関係を調べると、図５に示されるように、横軸に２０ｌｏｇ|Ｆ／Ｆ0|と２０ｌｏｇ|ＦGA／Ｆ0|を取り、縦軸にアイドル騒音レベルＬ（実験値）を取れば、このアイドル騒音レベルＬは次式（２０）又は次式（２１）で表される。
Ｌ＋Ｌ0＝ａ・２０ｌｏｇ|Ｆ／Ｆ0|＋ｂ  ・・・（２０）
Ｌ＋Ｌ0＝ａ1・２０ｌｏｇ|ＦGA／Ｆ0|＋ｂ1  ・・・（２１）
ここで、このアイドル騒音レベルＬは基準値Ｌ0に対する相対レベルであり、また、歯打力Ｆ／Ｆ0や歯打力ＦGA／Ｆ0のＦ、ＦGAはそれぞれ上記歯打力Ｆ（上式（７））、ＦGA（上式（１０））の最大値相当量（４周期分の歯打力を絶対値で大きな方から４点選択して平均した値）である。なお、Ｆ0は基準値である。
【００３８】
そして、図５から定数ａ，ａ1，ｂ，ｂ1を求め、上記式（２０）や（２１）でアイドル騒音レベルをそれぞれ推定すると、図６に示されるように、式（２０）から推定されたアイドル騒音レベル（■印）や、式（２１）から推定されたアイドル騒音レベル（▲印）はいずれも実験値（◆印）にほぼ一致している。換言すれば、アイドル騒音レベルは歯打力から推定可能であることが分かる。なお、本実施例では上記式（２１）を用いてアイドル騒音レベルを推定している。
【００３９】
ところで、本実施形態のトラックではアイドル回転速度が６５０ｒｐｍとされ、上述したフライホイール１６のアイドリング回転角速度変動の基本角振動数ωは、ガタ非線形共振では約１３６．２ｒａｄ／ｓと選定され、これが入力とされる。なお、この値はフライホイール１６軸上のアイドリング回転角速度（６８．１ｒａｄ／ｓ）の２倍の値である（自動車技術会論文集Ｖｏｌ．３５，Ｎｏ．１等参照）。
【００４０】
次に、上記アイドル騒音の予測に必要な振動モードについては、カウンタ軸１０が駆動軸歯車２２と遊転歯車３０とから同位相の歯打ち或いは逆位相の歯打ちを受けているものと仮定すると、カウンタ軸１０の捩り振動モードは３次振動までを考慮すれば足りる。
そこで、潤滑油の中油温時から高油温時にはクラッチ特性として上記ばね定数ｋ１が選択され、このばね定数ｋ１を与えて線形近似した場合における駆動軸系（クラッチハブ２０、入力軸８、駆動軸歯車２２及びカウンタ軸１０）の振動モードは、図７に示されるように、フライホイール１６の振幅を基準にすると、３次振動モードの場合、つまり、クラッチハブ２０にてマイナス側に位置する一方、駆動軸歯車２２にてプラス側に位置し、この駆動軸歯車２２から他の被駆動軸歯車２８まではプラス側の振幅が変化して捩れている場合（破線▲印）と、２次振動モードの場合、つまり、クラッチハブ２０から一の被駆動軸歯車２４まではプラス側に位置し、以降のカウンタ軸１０ではプラス側からマイナス側に振幅が変化して捩れている場合（破線●印）と、１次振動モードの場合、つまり、クラッチハブ２０にてマイナス側に位置するが、駆動軸歯車２２では捩れておらず、更に、カウンタ軸１０では振幅が変化せず殆ど捩れていない場合（実線■印）とに現される。よって、カウンタ軸１０が殆ど捩れない振動を１次振動モード（実線■印）とし、カウンタ軸１０が捩れる振動を２次及び３次振動モード（破線▲印、破線●印）とおける。
【００４１】
つまり、上記駆動軸系には、カウンタ軸１０が殆ど捩れない振動（１次振動モード）と、カウンタ軸１０が捩れる振動（２次及び３次振動モード）とが存在することから、この１次振動モードはカウンタ軸１０及び被駆動軸歯車２４，２８・・・（以下、カウンタ軸１０及び各被駆動軸歯車２４，２８とする）の慣性モーメントによるアイドル騒音への影響に関して選択され、これら２次及び３次振動モードはカウンタ軸１０の捩り剛性によるアイドル騒音への影響に関して選択される。
【００４２】
まず、カウンタ軸１０及び被駆動軸歯車２４，２８の慣性モーメントを変えず、カウンタ軸１０の捩り剛性を変えて駆動軸系の捩り２次及び３次の固有角振動数を増減させる。しかしながら、この場合にはアイドル騒音レベルは変わらなかった。換言すれば、カウンタ軸１０の捩り剛性によるアイドル騒音への影響は小さいと考えられる。
次に、カウンタ軸１０の捩り剛性を変えず、カウンタ軸１０及び被駆動軸歯車２４，２８の慣性モーメントを変える。具体的には、カウンタ軸１０及び被駆動軸歯車２４，２８の駆動軸換算による慣性モーメントＩCTCと入力軸８及び駆動軸歯車２２の慣性モーメントＩDとの比ＩRを変える。
【００４３】
より詳しくは、図８に示されるように、上記慣性モーメント比ＩRを従来の慣性モーメント比ＩR0（＝１．０）の０．５倍にした場合（破線◆印）には、アイドル騒音レベルは潤滑油の低油温時（２０℃）では大きく、中油温時（３０℃）ではその半分程度に抑えられるものの、高油温時（６０℃）に近づくに連れて再び大きくなり、６０℃では２０℃のときのレベルに近づく。また、慣性モーメント比ＩRを従来の慣性モーメント比ＩR0の１．０倍にした場合（破線▲印）には、２０℃から６０℃に亘って上記０．５倍にした場合（破線◆印）よりもアイドル騒音レベルは小さく抑えられるが、アイドル騒音として未だ認識されるレベルになる。
【００４４】
一方、慣性モーメント比ＩRを従来の慣性モーメント比ＩR0の１．５倍にした場合（実線●印）には、アイドル騒音レベルは２０℃では大きいものの、３０℃ではアイドル騒音レベルは非常に小さく抑えられ、アイドル騒音として認識され難くなる。そして、４０℃ではアイドル騒音として認識されない領域に達する。また、アイドル騒音レベルは６０℃に近づくに連れて再び大きくなるが、上記１．０倍にした場合（破線▲印）よりも小さく抑えられることが分かる。
【００４５】
更に、慣性モーメント比ＩRを従来の慣性モーメント比ＩR0の２．０倍にした場合（実線■印）には、アイドル騒音レベルは２０℃では大きいが、３０℃から５０℃に亘ってアイドル騒音レベルはより一層小さく抑えられ、アイドル騒音として認識されない領域に達する。また、アイドル騒音レベルは６０℃に近づくに連れてやはり大きくなるが、上記１．０倍にした場合（破線▲印）よりも遙かに小さく抑えられることが分かる。
【００４６】
このように、上記カウンタ軸１０及び被駆動軸歯車２４，２８の慣性モーメントによるアイドル騒音への影響は大きいと考えられる。よって、カウンタ軸１０及び被駆動軸歯車２４，２８の駆動軸換算による慣性モーメントＩCTCと入力軸８及び駆動軸歯車２２の慣性モーメントＩDとの慣性モーメント比ＩRを変えて駆動軸系の捩り１次の固有角振動数Ωをモード補償法で求める。
【００４７】
詳しくは、潤滑油の中油温時から高油温時を対象とする本実施例では、図３の計算モデルにおいて歯車対のバックラッシを０にし、クラッチ特性として上記ばね定数ｋ１を選択して線形化する。より具体的には、上記式（１６）を上記式（１８）で座標変換し全体構造に重畳させた運動方程式において、線形化された上記式（１７）の非線形項｛ＦｒCTA  −ＦGAｒCTF｝Tを左辺に戻して剛性マトリックスの該当成分に重畳して固有値解析を行っている。その結果、１次〜３次の固有角振動数は、従来手法では順に３０．４０ｒａｄ／ｓ，６００６ｒａｄ／ｓ，１０６４８ｒａｄ／ｓであるのに対し、モード補償法では順に３０．５６ｒａｄ／ｓ，６００５ｒａｄ／ｓ，１０６９５ｒａｄ／ｓとなってほぼ一致している。しかも、振動モードについても、上述したように、２次及び３次振動モードではカウンタ軸１０が捩れる一方、１次振動モードではカウンタ軸１０は殆ど捩れずに従来手法とモード補償法とがほぼ一致している。従って、当該モード補償法による固有角振動数や振動モードはいずれも実用上十分な精度が得られていることが分かる。
【００４８】
そして、上記基本角振動数ωを入力とすると、駆動軸系の捩り１次の固有角振動数Ωが出力となり、これら入力に対する出力の比（加振角振動数比ρ＝Ω／ω）とともに、その結果を表１に示す。
【００４９】
【表１】
2006242259.tif 000009
【００５０】
この表１に示されるように、慣性モーメント比ＩRを従来の慣性モーメント比ＩR0の０．５倍にした場合（図８の破線◆印）には、駆動軸系の捩り１次の固有角振動数Ωは３３．７６ｒａｄ／ｓとなり、加振角振動数比ρは０．２４８となる。また、慣性モーメント比ＩRを従来の慣性モーメント比ＩR0の１．０倍にした場合（図８の破線▲印）には、駆動軸系の捩り１次の固有角振動数Ωは３０．５６ｒａｄ／ｓとなり、加振角振動数比ρは０．２２４となる。
【００５１】
一方、慣性モーメント比ＩRを従来の慣性モーメント比ＩR0の１．５倍にした場合（図８の実線●印）には、駆動軸系の捩り１次の固有角振動数Ωは２８．１３ｒａｄ／ｓとなり、加振角振動数比ρは０．２０７となる。更に、慣性モーメント比ＩRを従来の慣性モーメント比ＩR0の２．０倍にした場合（図８の実線■印）には、駆動軸系の捩り１次の固有角振動数Ωは２６．２０ｒａｄ／ｓとなり、加振角振動数比ρは０．１９２となる。
【００５２】
このように、図８及び表１から、本発明では、エンジンがアイドル運転状態にあって、変速機２の変速セレクト位置がニュートラル段の場合、つまり、遊転歯車３０が出力軸１２から脱離して遊転状態にある場合に入力であるフライホイール１６のアイドリング回転角速度変動の基本角振動数ωに対してクラッチハブ２０、入力軸８、駆動軸歯車２２及びカウンタ軸１０からなる出力である駆動軸系の捩り１次の固有角振動数Ωを低下させるべく、カウンタ軸１０及び各被駆動軸歯車２４，２８の慣性モーメントを大きくチューニングしている。より詳しくは、加振角振動数比ρ（＝Ω／ω）を０．２０７以下とするために、例えば半径ｒや質量Ｍを大きくすることにより、カウンタ軸１０及び被駆動軸歯車２４，２８の駆動軸換算による慣性モーメントＩCTCと入力軸８及び駆動軸歯車２２の慣性モーメントＩDとの慣性モーメント比ＩRを従来の慣性モーメント比ＩR0の１．５倍以上に設定している。
【００５３】
以上のように、本発明はカウンタ軸１０及び各被駆動軸歯車２４，２８の慣性モーメント、より詳しくは、カウンタ軸１０及び被駆動軸歯車２４，２８の駆動軸換算による慣性モーメントＩCTCと入力軸８及び駆動軸歯車２２の慣性モーメントＩDとの慣性モーメント比ＩRがアイドル騒音に影響を及ぼしている点に着目したものである。
そして、本実施形態によれば、慣性モーメント比ＩRを大きく設定すると、駆動軸系の捩り１次の固有角振動数Ωが低くなる結果、仮に変速機２の変速セレクト位置がニュートラル段の場合にクラッチ１８を切断しなくても、変速機２内部の潤滑油の中油温時から高油温時に亘るアイドル騒音が従来に比して低減される。
【００５４】
より詳しくは、駆動軸換算による慣性モーメント比ＩRが１．５以上にチューニングされると、加振角振動数比ρが０．２０７以下になり、駆動軸系の捩り１次の固有角振動数Ωが現有（３０．５６ｒａｄ／ｓ）に比して約８％以上も低くなる。従って、３０℃程度の中油温時から６０℃程度の高油温時の歯打力が減少し、アイドル騒音レベルが０．５〜１．０ｄＢＡ程度低減され、アイドル騒音のより一層の低減が図られる。
【００５５】
一方、慣性モーメント比ＩRが１．５に満たないと、加振角振動数比ρが０．２０７を大きく超えて駆動軸系の捩り１次の固有角振動数Ωが高くなり、アイドル騒音レベルが増大してしまう。また、慣性モーメント比ＩRが大きすぎると、変速機２のスペースや重量の制限に反してしまう。よって、上記慣性モーメント比ＩRの値には臨界的意義がある。
以上で本発明の一実施形態についての説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更ができるものである。
【００５６】
例えば、上記実施形態ではバックラッシ除去機構２６が設けられているが、本発明は必ずしもこの形態に限定されず、このバックラッシ除去機構を設けていなくてもアイドル騒音の低減を達成できる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】車両に搭載された本発明に係る変速機の騒音低減装置の概略構成図である。
【図２】クラッチの半円部を層状に示す図である。
【図３】カウンタ軸を多自由度にした場合の計算モデルを示す図である。
【図４】モード補償法によるシミュレーション結果（油温２０℃）を示す図である。
【図５】アイドル騒音レベルの推定を示す図である。
【図６】アイドル騒音レベルの推定結果と実験結果とを示す図である。
【図７】駆動軸系の振動モードを説明する図である。
【図８】慣性モーメントの変更による潤滑油の油温（Ｔ／Ｍ油温）とアイドル騒音との関係を示す図であって、本発明の効果を説明する図である。
【符号の説明】
【００５８】
２  変速機
８  入力軸（駆動軸）
１０  カウンタ軸（被駆動軸）
１２  出力軸（伝達軸）
１６  フライホイール
１８  クラッチ
２０  クラッチハブ
２２  駆動軸歯車
２４  一の被駆動軸歯車
２８  他の被駆動軸歯車
３０  遊転歯車
【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】
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【図８】
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