(57)【要約】【課題】遊転歯車の歯打ちにより発生するアイドル騒音を低減した変速機の騒音低減装置を提供する。【解決手段】潤滑油が所定の実用温度範囲内にあり且つ遊転歯車が出力軸から脱離して遊転状態にあるとき、潤滑油の引きずり抵抗を遊転歯車の慣性モーメントと角加速度との積で除した値が０．７以上になるよう引きずり抵抗、慣性モーメント及び角加速度を設定した（斜線範囲）。【選択図】　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
出力軸回りに回転自在且つ該出力軸と係脱可能な遊転歯車を有し、入力軸を介して伝達される内燃機関の駆動力を前記遊転歯車の係脱により断接する変速機の騒音低減装置において、
内燃機関のアイドル回転時、潤滑油が所定の実用温度範囲内にあり且つ前記遊転歯車が出力軸から脱離して遊転状態にあるときに、前記潤滑油による引きずり抵抗を前記遊転歯車の慣性モーメントと前記遊転歯車の角加速度との積で除した値が０．７以上になるよう前記引きずり抵抗、前記慣性モーメント及び前記角加速度を設定したことを特徴とする変速機の騒音低減装置。
【請求項２】
内燃機関と変速機との間には緩衝機構を備えたクラッチを有し、該クラッチのクラッチ特性を調整することにより前記遊転歯車の角加速度を設定することを特徴とする、請求項１記載の変速機の騒音低減装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、変速機の騒音低減装置に係り、詳しくは、遊転歯車のアイドル騒音を低減する技術に関する。
【０００２】
【関連する背景技術】
変速機のアイドル騒音は、駆動軸歯車と被駆動軸歯車間、被駆動軸歯車と遊転歯車間等の歯車間の歯面分離と歯打ちとによって発生するといわれている。
従来、駆動軸歯車と被駆動軸歯車との間にバックラッシュ除去機構が装着されていない場合には、駆動軸歯車と被駆動軸歯車間の歯面分離と歯打ちを考慮することによってアイドル騒音が計算予測され、多段緩衝機構を有したクラッチにおいて多段特性を調整することによりアイドル騒音の低減が図られていた（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−３４４０４８号公報
【特許文献２】
特開２０００−２６６０８１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来、駆動軸歯車と被駆動軸歯車間の歯面分離と歯打ちを考慮してはいたものの、遊転歯車の歯打ちについては十分に考慮されておらず、被駆動軸歯車と遊転歯車間の歯打ちについては依然として低減されていなかった。特に、駆動軸歯車と被駆動軸歯車間にバックラッシュ除去機構が装着された変速機では、駆動軸歯車と被駆動軸歯車間の騒音が低減される分遊転歯車の歯打ちによる騒音が相対的に大きくなり問題となる。
【０００５】
また、従来は潤滑油の油温上昇に伴ってアイドル騒音が増大することについても十分に考慮されていなかった。
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、遊転歯車の歯打ちにより発生するアイドル騒音を低減した変速機の騒音低減装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、請求項１の変速機の騒音低減装置に係る発明では、出力軸回りに回転自在且つ該出力軸と係脱可能な遊転歯車を有し、入力軸を介して伝達される内燃機関の駆動力を前記遊転歯車の係脱により断接する変速機の騒音低減装置において、内燃機関のアイドル回転時、潤滑油が所定の実用温度範囲内にあり且つ前記遊転歯車が出力軸から脱離して遊転状態にあるときに、前記潤滑油による引きずり抵抗を前記遊転歯車の慣性モーメントと前記遊転歯車の角加速度との積で除した値が０．７以上になるよう前記引きずり抵抗、前記慣性モーメント及び前記角加速度を設定したことを特徴としている。
【０００７】
これにより、引きずり抵抗、慣性モーメント及び角加速度が適切に設定され、潤滑油が所定の実用温度範囲内にある場合において、遊転歯車の歯打ちにより発生するアイドル騒音が十分に低減する。
また、請求項２の変速機の騒音低減装置に係る発明では、請求項１において、内燃機関と変速機との間には緩衝機構を備えたクラッチを有し、該クラッチのクラッチ特性を調整することにより前記遊転歯車の角加速度を設定することを特徴としている。
【０００８】
従って、角加速度が容易にして適切に調整される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る変速機の騒音低減装置の実施形態を添付図面に基づき説明する。
図１を参照すると、本発明に係る変速機の騒音低減装置の概略構成図が示されている。なお、図１に示す変速機は、実機の変速機内部の出力軸上の全部の遊転歯車を取り外し、変速機の３速遊転歯車部に全ての遊転歯車の慣性モーメントを等価集中させたものである。しかしながら、以下に述べる歯面分離と歯打ちによる騒音の低減については、実機のアイドル騒音低減についてそのまま適用できるものである。
【００１０】
同図に示すように、変速機（トランスミッション、以下Ｔ／Ｍと略す）１は、ケーシング３に入力軸２、カウンタ軸８及び出力軸１４が回転自在に軸支され、これら入力軸２、カウンタ軸８及び出力軸１４にはそれぞれ歯車が設けられ、エンジン（図示せず）からの駆動力が入力軸２からカウンタ軸８を経て出力軸１４に伝達されるように構成されている。
【００１１】
詳しくは、入力軸２の一端にはケーシング３の外側に位置してクラッチ４が、他端には駆動軸歯車６が入力軸２と同期回転可能に設けられている。また、カウンタ軸８には駆動軸歯車６と噛合して被駆動軸歯車１０が設けられるとともに被駆動軸歯車１２がカウンタ軸８と同期回転可能に設けられている。そして、出力軸１４には被駆動軸歯車１２と噛合する遊転歯車１６が設けられている。
【００１２】
クラッチ４には、緩衝機構５が例えば複数のスプリングから構成されて設けられており、この緩衝機構５によりエンジンからのトルク変動が吸収されるとともに駆動系の異音等が解消される。ここでは、緩衝機構５は多段階のねじり特性、即ちクラッチ特性（ばね定数ｋとヒステリシスＨで定義される）を有する多段緩衝機構として構成されており、これによりエンジン回転速度Ｎｅに拘わらずクラッチ４の接続が衝撃等なくスムーズに実行される。なお、クラッチ４は接続時にはエンジン側のフライホイール２０と当接し、エンジンの駆動力はフライホイール２０、クラッチ４を介してＴ／Ｍ１に伝達される。
【００１３】
被駆動軸歯車１０には、バックラッシュ除去機構１１が設けられており、これにより被駆動軸歯車１０のバックラッシュが防止され、駆動軸歯車６と被駆動軸歯車１０間の歯打ちに伴う騒音が防止されている。
遊転歯車１６は、出力軸１４回りに回転自在にして出力軸１４と係脱可能であり、運転者から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するよう構成されている。例えば、エンジンがアイドル運転状態にあり、Ｔ／Ｍ１の変速セレクト位置がニュートラル段であるような場合には、遊転歯車１６は出力軸１４から脱離されて出力軸１４回りに遊転し、エンジンの出力は出力軸１４に伝達されない。なお、遊転歯車１６は変速機において従来公知であり、その構成の詳細についてはここでは説明を省略する。
【００１４】
ところで、エンジンがアイドル運転状態にあり、遊転歯車１６が出力軸１４から脱離されて出力軸１４回りに遊転していると、被駆動軸歯車１２と遊転歯車１６間では潤滑油の温度が高くなるに従って歯面分離と歯打ちによる騒音、即ちアイドル騒音が大きくなる傾向にある。
そこで、ここでは、遊転歯車１６の運動方程式に基づき、少なくとも潤滑油が所定の実用温度範囲内にあるときの遊転歯車１６の歯打ちにより発生するアイドル騒音を低減している。以下、本発明に係るアイドル騒音低減手法について説明する。
【００１５】
遊転歯車１６の運動方程式は次式（１）で示される。
ＩＦＴ・ｄ２θＦＴ／ｄｔ２＝ＦＧＡ・ｒＦＴ−ｃＦＴ・ｄθＦＴ／ｄｔ−ＴＦＴ０　…（１）
ここに、ＩＦＴは遊転歯車１６の慣性モーメント、ｄ２θＦＴ／ｄｔ２は遊転歯車１６の角加速度、ＦＧＡは遊転歯車１６の噛合部の歯打力、ｒＦＴは遊転歯車１６のピッチ円半径、ｃＦＴは減衰係数、ｄθＦＴ／ｄｔは遊転歯車１６の角速度、ＴＦＴ０は潤滑油による遊転歯車１６の引きずり抵抗トルクである。
【００１６】
ここで、ＦＧＡ・ｒＦＴはｃＦＴ・ｄθＦＴ／ｄｔよりも遙かに小さいので（ＦＧＡ・ｒＦＴ≫ｃＦＴ・ｄθＦＴ／ｄｔ）、上式（１）は次式（２）を経て（３）のように変形できる。
ＩＦＴ・ｄ２θＦＴ／ｄｔ２＝ＦＧＡ・ｒＦＴ−ＴＦＴ０　…（２）
（ＴＦＴ０−ＦＧＡ・ｒＦＴ）／（−ＩＦＴ・ｄ２θＦＴ／ｄｔ２）＝１　…（３）
この式（２）、（３）において、ＦＧＡ・ｒＦＴは遊転歯車１６の噛合部の歯打トルク（反力）であり、このＦＧＡ・ｒＦＴの値が０より大きければ遊転歯車１６は被駆動軸歯車１２の歯面と常時当接することとなり、歯打ちが発生しない状況にあると考えられる。
【００１７】
つまり、ＦＧＡ・ｒＦＴの値が０以上であって次式（４）が成立すれば、遊転歯車１６は常に被駆動軸歯車１２の歯面と当接しており歯打ちによる騒音は発生しないと考えられる。なお、慣性モーメントと引きずり抵抗トルクの方向は逆なので、一方について絶対値を採る。
ＴＦＴ０／｜−ＩＦＴ・ｄ２θＦＴ／ｄｔ２｜≧１　…（４）
即ち、ＴＦＴ０／｜−ＩＦＴ・ｄ２θＦＴ／ｄｔ２｜＝Ｒ（歯打ち限界を示すパラメータ）と置くと、次式（５）が成立すれば、遊転歯車１６の歯打ちによるアイドル騒音を防止することができることになる。
【００１８】
Ｒ≧１　…（５）
これを図示すると、図２、即ち被駆動軸歯車１２と遊転歯車１６との歯車対の相対変位ｙＧＡと歯打力（反力）ＦＧＡとの関係を示す図に斜線で示す領域となる。つまり、図２に斜線で示す領域がＲ≧１の領域であり、上記式（４）が当該斜線の領域に入るようにする。以下、図２に基づいて詳細に説明する。
【００１９】
図中Ａ（０＜ｙＧＡ＜ｒＣＴＦ・εＧＡ）で示す範囲は被駆動軸歯車１２の歯面と遊転歯車１６の歯面とが当接していない反力のない範囲である。ここに、ｒＣＴＦは、被駆動軸歯車１２と遊転歯車１６との噛合部の被駆動軸歯車１２のピッチ円半径で、εＧＡは、被駆動軸歯車１２と遊転歯車１６との噛合部のバックラッシュである。
【００２０】
つまり、図２は、反力ＦＧＡの立上点、即ち相対変位ｙＧＡがｒＣＴＦ・εＧＡとなる点（ｙＧＡ＝ｒＣＴＦ・εＧＡ）において、被駆動軸歯車１２と遊転歯車１６との間で歯面分離と歯当たり（歯打ち）とが生じ、この歯当たりによって騒音が発生することを示している。
一方、同図において、ｋＧＡは歯車噛合部の等価ばね定数であり、Ｐ０点は歯車噛合部の歯打力（反力）ＦＧＡによる歯打トルクＦＧＡ・ｒＦＴと遊転歯車１６の引きずり抵抗トルクＴＦＴ０とがバランスする噛合点であり（ＦＧＡ＝ＴＦＴ０／ｒＦＴ）、ｙＧＡ０はそのときの歯車対の相対変位ｙＧＡのバランス点である。
【００２１】
つまり、被駆動軸歯車１２と遊転歯車１６との歯車対の相対変位ｙＧＡは、エンジンのトルク変動を起振源として発生したねじり振動がクラッチ４を介して伝達されることにより、バランス点ｙＧＡ０を略中心として振動する。
このように相対変位ｙＧＡが振動すると、当該相対変位ｙＧＡの振動の振幅が反力ＦＧＡの立上点（ｙＧＡ＝ｒＣＴＦ・εＧＡ）よりも大きい領域、即ち図２中の斜線領域で生じる場合には、被駆動軸歯車１２と遊転歯車１６との間で歯面分離及び歯当たり（歯打ち）が生じることはないが、反力ＦＧＡの立上点を跨ぐ場合には、この反力ＦＧＡの立上点において歯面分離及び歯当たり（歯打ち）が生じることとなる。
【００２２】
このことは、即ち、相対変位ｙＧＡの振動の振幅が反力ＦＧＡの立上点を跨がなければ歯当たり（歯打ち）の発生を抑えることができることを意味する。故に、ここでは、歯打力（反力）ＦＧＡの値、つまりＦＧＡ・ｒＦＴの値が０以上であって上記式（４）における引きずり抵抗トルクＴＦＴ０、慣性モーメントＩＦＴ及び角加速度ｄ２θＦＴ／ｄｔ２の関係が上記式（５）を満足するように各パラメータを設定するようにし、相対変位ｙＧＡの振動が反力ＦＧＡの立上点（ｙＧＡ＝ｒＣＴＦ・εＧＡ）よりも大きい領域、即ち図２中の斜線領域内でのみ生じるようにする。
【００２３】
これにより、被駆動軸歯車１２と遊転歯車１６との間で歯面分離及び歯当たり（歯打ち）が抑制され、遊星歯車１６の歯打ちにより発生するアイドル騒音を十分に低減することが可能となる。
具体的には、引きずり抵抗トルクＴＦＴ０を大きくすべくＴ／Ｍ１の油（潤滑油）を粘性の高いものに変えたり、慣性モーメントＩＦＴを小さくすべく遊転歯車１６の径を小さくしたり、或いは、角加速度ｄ２θＦＴ／ｄｔ２を小さくすべくクラッチ４のクラッチ特性を調整する。但し、抵抗トルクＴＦＴ０についてはシフト操作力や燃費等からの制限があり、慣性モーメントＩＦＴについては歯車強度からの制限があり、角加速度ｄ２θＦＴ／ｄｔ２についてはクラッチ特性で達成できる限界があるため、これらに留意して各パラメータを設定する必要がある。
【００２４】
図３を参照すると、実験結果に基づくＴ／Ｍ１の油温と歯打ち限界を示すパラメータＲ及びアイドル騒音レベルＬとの関係が図示されている。
同図によれば、例えば、基準ばね定数をｋ１０とし基準ヒステリシスをＨ１０とすると、クラッチ１段目ばね定数ｋ１がｋ１／ｋ１０＝０．４であってヒステリシスＨ１がＨ１／Ｈ１０＝１．０であるクラッチ特性を有するクラッチ４において、Ｔ／Ｍ１の油温が３０℃であるときにパラメータＲが大きな値となり（実線■印）、アイドル騒音レベルＬが最も低い値となることが分かる（破線■印）。
【００２５】
そして、当該図３に示される実験結果より、歯打ち限界を示すパラメータＲは上記１以上の値でなくとも少なくとも０．７以上の値であればアイドル騒音レベルＬを十分に低減可能であることが分かる。
このように、歯打ち限界を示すパラメータＲは、理論上は上記式（５）に基づき１以上の値に設定にするのが好ましいが、実験結果に基づき判断すると、０．７以上の値に設定されるようにすれば良好な結果が得られる。
【００２６】
これにより、少なくとも潤滑油が所定の実用温度範囲内にある場合において、遊転歯車１６の歯打ちにより発生するアイドル騒音を十分に低減させることができる。
【００２７】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明の請求項１の変速機の騒音低減装置によれば、引きずり抵抗、慣性モーメント及び角加速度が適切に設定されるので、潤滑油が所定の実用温度範囲内にある場合において、遊転歯車の歯打ちにより発生するアイドル騒音を十分に低減させることができる。
【００２８】
また、請求項２の変速機の騒音低減装置によれば、クラッチ特性を調整することにより遊転歯車の角加速度を設定するので、角加速度を容易にして適切に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】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】被駆動軸歯車と遊転歯車との歯車対の相対変位ｙＧＡと歯打力（反力）ＦＧＡとの関係を示す図である。
【図３】Ｔ／Ｍの油温と歯打ち限界を示すパラメータＲ及びアイドル騒音レベルＬとの関係を示す図である。
【符号の説明】
１　Ｔ／Ｍ（変速機）
４　クラッチ
１２　被駆動軸歯車
１６　遊転歯車
【図１】
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【図２】
2004116726.tif 000004
【図３】
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