(57)【要約】【課題】パワートレイン内における領域間の曲げ共振関係を考慮することによってパワートレインの曲げ共振時応力を調節・抑制する。【解決手段】パワートレインは、パワープラントとプロペラシャフトとの共振点比ｆｐｓ／ｆｐｐを、各部の曲げ共振時応力の極大値を避けるように設定している。このことによりパワートレイン内における複数の曲げ共振領域間の曲げ共振関係を考慮した曲げ共振時応力調節が可能となり、かつパワートレインの曲げ共振時応力を抑制することができる。したがってパワートレインの疲労強度や耐久性が向上するので、パワートレインの設計自由度を向上させたり、パワートレインの軽量化に貢献できる。【選択図】図４
2007211890.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転動力源を有するパワープラントから回転駆動力伝達系を介して回転駆動力を出力するパワートレインの曲げ共振時応力を調節する方法であって、
前記パワートレイン内に複数の曲げ共振領域を設定し、該複数の曲げ共振領域間での共振点の相対関係を調節することによりパワートレインの曲げ共振時応力を調節することを特徴とするパワートレイン曲げ共振時応力調節方法。
【請求項２】
請求項１において、前記複数の曲げ共振領域間での共振点の相対関係を調節して、前記複数の曲げ共振領域のそれぞれでの曲げ共振時応力を調節することにより、パワートレインの曲げ共振時応力を調節することを特徴とするパワートレイン曲げ共振時応力調節方法。
【請求項３】
回転動力源を有するパワープラントから回転駆動力伝達系を介して回転駆動力を出力するパワートレインの曲げ共振時応力を抑制するように調節する方法であって、
前記パワートレイン内に複数の曲げ共振領域を設定し、該複数の曲げ共振領域間における共振点の相対関係を調節して、前記複数の曲げ共振領域のいずれか１つ又は２つ以上にて、曲げ共振時応力が前記共振点の相対関係において極大値となるのを避けることによりパワートレインの曲げ共振時応力を抑制することを特徴とするパワートレイン曲げ共振時応力調節方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかにおいて、前記複数の曲げ共振領域は、パワープラント及び該パワープラントの回転駆動力を伝達する回転駆動力伝達系であることを特徴とするパワートレイン曲げ共振時応力調節方法。
【請求項５】
請求項４において、前記パワートレインは車両用のパワートレインであり、前記パワープラントは前記回転動力源としての内燃機関とトランスミッションとを含み、前記回転駆動力伝達系はプロペラシャフトを含む構成であることを特徴とするパワートレイン曲げ共振時応力調節方法。
【請求項６】
請求項５において、前記パワートレインの共振点は、車両の通常運転領域に存在することを特徴とするパワートレイン曲げ共振時応力調節方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかにおいて、前記共振点の相対関係は、共振点比であることを特徴とするパワートレイン曲げ共振時応力調節方法。
【請求項８】
請求項５又は６において、前記共振点の相対関係は、前記パワープラントの曲げ共振周波数ｆ１と前記回転駆動力伝達系の曲げ共振周波数ｆ２との比をｆ２／ｆ１とすると、０．８以下、又は１．１以上の範囲に調節することを特徴とするパワートレイン曲げ共振時応力調節方法。
【請求項９】
請求項５又は６において、前記共振点の相対関係は、前記パワープラントの曲げ共振周波数ｆ１と前記回転駆動力伝達系の曲げ共振周波数ｆ２との比をｆ２／ｆ１とすると、０．７以下、又は１．２５以上の範囲に調節することを特徴とするパワートレイン曲げ共振時応力調節方法。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかにおいて、前記共振点の相対関係の調節は、前記複数の曲げ共振領域の１つ又は２つ以上にて、該曲げ共振領域の剛性及び質量のいずれか一方又は両方を調節することによりなされることを特徴とするパワートレイン曲げ共振時応力調節方法。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれかに記載のパワートレイン曲げ共振時応力調節方法をシミュレーション計算により実行することで要求曲げ共振時応力を満足する可能性のあるパワートレインの仮設計を予め実行し、該仮設計に基づいて、請求項１〜１０のいずれかに記載のパワートレイン曲げ共振時応力調節方法を実機により実行することで要求曲げ共振時応力を満足するパワートレインの設計を決定することを特徴とするパワートレイン曲げ共振時応力調節方法。
【請求項１２】
回転動力源を有するパワープラントから回転駆動力伝達系を介して回転駆動力を出力するパワートレインであって、
前記パワートレイン内における複数の曲げ共振領域における共振点の相対関係が、前記複数の曲げ共振領域のいずれか１つ又は２つ以上にて曲げ共振時応力が極大値となることを避けた関係に設定されていることを特徴とするパワートレイン。
【請求項１３】
請求項１２において、前記共振点の相対関係は、前記複数の曲げ共振領域間における共振点比であることを特徴とするパワートレイン。
【請求項１４】
請求項１２又は１３において、前記複数の曲げ共振領域は、パワープラント及び該パワープラントの回転駆動力を伝達する回転駆動力伝達系であることを特徴とするパワートレイン。
【請求項１５】
請求項１４において、前記パワートレインは車両用のパワートレインであり、前記パワープラントは前記回転動力源としての内燃機関とトランスミッションとを含み、前記回転駆動力伝達系はプロペラシャフトを含む構成であることを特徴とするパワートレイン。
【請求項１６】
請求項１５において、前記パワートレインの共振点は、車両の通常運転領域に存在することを特徴とするパワートレイン。
【請求項１７】
請求項１５又は１６において、前記共振点の相対関係は、前記パワープラントの曲げ共振周波数ｆ１と前記回転駆動力伝達系の曲げ共振周波数ｆ２との比をｆ２／ｆ１とすると、０．８以下、又は１．１以上の範囲に存在することを特徴とするパワートレイン。
【請求項１８】
請求項１５又は１６において、前記共振点の相対関係は、前記パワープラントの曲げ共振周波数ｆ１と前記回転駆動力伝達系の曲げ共振周波数ｆ２との比をｆ２／ｆ１とすると、０．７以下、又は１．２５以上の範囲に存在することを特徴とするパワートレイン。
【請求項１９】
請求項１２〜１８のいずれかにおいて、前記共振点の相対関係の調節は、前記複数の曲げ共振領域の１つ又は２つ以上にて、該曲げ共振領域の剛性及び質量のいずれか一方又は両方を調節することによりなされることを特徴とするパワートレイン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転動力源を有するパワープラントから回転駆動力伝達系を介して回転駆動力を出力するパワートレインの曲げ共振時応力を調節するパワートレイン曲げ共振時応力調節方法、及び曲げ共振時応力を調節したパワートレインに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、エンジン前置き・後輪駆動式の車両では、エンジン、トランスミッション、プロペラシャフト及びディファレンシャルギヤによって構成されるパワートレインが、エンジンの動力を、左右後輪に伝達している。このようなパワートレインには、車両走行中に曲げ振動が発生することが知られている。この曲げ振動は、エンジンが発生する振動やプロペラシャフトの曲げ振動が加振力となって発生する。
【０００３】
プロペラシャフトの曲げ振動は、その製造精度に起因する回転アンバランスによって、回転中に弾性曲げ変形して振れ回ることによって発生する。パワートレインが曲げ振動するときの振動数は、プロペラシャフトの回転数に応じて変化する。そして、この曲げ振動の振動数がそのパワートレインに固有のある値になると、パワートレインが共振することが知られている。
【０００４】
パワートレインが曲げ共振すると、撓みが大きくなったプロペラシャフトに過大な応力が発生したり、トランスミッションケースの特定部位に大きな応力が発生する。その結果、プロペラシャフトの疲労強度が低下したり、ジョイント、スプライン、ベアリング等の耐久性が低下する。又、トランスミッションケースの疲労強度や耐久性が低下する。
【０００５】
このようなパワートレインの曲げ共振が、通常車速域で発生するのを防止するために、パワートレイン全体の曲げ剛性を向上させることによって曲げ共振時の振動数をより高い方に移動させるのが一般的である。
【０００６】
このように曲げ共振を生じさせないように曲げ剛性を高める以外に、曲げ共振が生じる構成であっても、この曲げ共振による応力を抑制して疲労強度や耐久性を向上させる技術が知られている（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−３６７３１号公報（第８−１０頁、図１，２，１２，１３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１では、振動方向を考慮しているが、パワートレイン内の複数領域間での曲げ共振関係を考慮していない。本発明者はこのようなパワートレイン内における領域間の曲げ共振関係を考慮することによって、特許文献１とは異なる手段にて曲げ共振時応力を抑制して疲労強度や耐久性を向上させることができることを見いだした。
【０００８】
すなわち、本発明は、パワートレイン内における領域間の曲げ共振関係を考慮することによって、パワートレインの曲げ共振時応力を調節・抑制する方法、及びこのように調節・抑制したパワートレインの提供を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載のパワートレイン曲げ共振時応力調節方法は、回転動力源を有するパワープラントから回転駆動力伝達系を介して回転駆動力を出力するパワートレインの曲げ共振時応力を調節する方法であって、前記パワートレイン内に複数の曲げ共振領域を設定し、該複数の曲げ共振領域間での共振点の相対関係を調節することによりパワートレインの曲げ共振時応力を調節することを特徴とする。
【００１０】
設定された複数の曲げ共振領域間にて共振点の相対関係を変化させると、各曲げ共振領域での曲げ共振時応力は変化すると共に、この曲げ共振時応力変化に極大値が存在することが判明した。すなわちこの極大値に近づくように共振点の相対関係を変更すれば、パワートレインとして曲げ共振時応力を増加でき、離せば低減できることが判明した。
【００１１】
したがってこのように共振点の相対関係を調節することで、パワートレイン内における領域間の曲げ共振関係を考慮したパワートレインの曲げ共振時応力調節が可能となる。
請求項２に記載のパワートレイン曲げ共振時応力調節方法では、請求項１において、前記複数の曲げ共振領域間での共振点の相対関係を調節して、前記複数の曲げ共振領域のそれぞれでの曲げ共振時応力を調節することにより、パワートレインの曲げ共振時応力を調節することを特徴とする。
【００１２】
このように複数の曲げ共振領域について、それぞれにおける曲げ共振時応力を調節するようにする。このことでパワートレインの曲げ共振時応力を所望の状態に調節することができる。
【００１３】
請求項３に記載のパワートレイン曲げ共振時応力調節方法は、回転動力源を有するパワープラントから回転駆動力伝達系を介して回転駆動力を出力するパワートレインの曲げ共振時応力を抑制するように調節する方法であって、前記パワートレイン内に複数の曲げ共振領域を設定し、該複数の曲げ共振領域間における共振点の相対関係を調節して、前記複数の曲げ共振領域のいずれか１つ又は２つ以上にて、曲げ共振時応力が前記共振点の相対関係において極大値となるのを避けることによりパワートレインの曲げ共振時応力を抑制することを特徴とする。
【００１４】
このように曲げ共振領域での応力が、共振点の相対関係において極大値となるのを避けることにより、パワートレイン内における領域間の曲げ共振関係を考慮して、パワートレインの曲げ共振時応力を抑制することができる。したがってパワートレインの疲労強度や耐久性が向上するので、パワートレインの設計自由度を向上させたり、パワートレインの軽量化に貢献できる。
【００１５】
請求項４に記載のパワートレイン曲げ共振時応力調節方法では、請求項１〜３のいずれかにおいて、前記複数の曲げ共振領域は、パワープラント及び該パワープラントの回転駆動力を伝達する回転駆動力伝達系であることを特徴とする。
【００１６】
このようにパワートレインを、パワープラントと回転駆動力伝達系との２つの曲げ共振領域に分け、この両者の共振点の相対関係を調節することにより、前述したごとくパワートレイン内における領域間の曲げ共振関係を考慮して、パワートレインの曲げ共振時応力を調節・抑制することができる。
【００１７】
請求項５に記載のパワートレイン曲げ共振時応力調節方法では、請求項４において、前記パワートレインは車両用のパワートレインであり、前記パワープラントは前記回転動力源としての内燃機関とトランスミッションとを含み、前記回転駆動力伝達系はプロペラシャフトを含む構成であることを特徴とする。
【００１８】
このようにパワートレインが車両用のパワートレインである場合にも、上述したごとくパワートレインの曲げ共振時応力を調節することができ、このことによりパワートレインの曲げ共振領域を、適切な応力状態に調節・抑制することができる。したがって車両用のパワートレインの設計自由度を向上させることができる。特に曲げ共振時応力を抑制することにより疲労強度や耐久性を向上させることができて、車両の軽量化に貢献できる。
【００１９】
請求項６に記載のパワートレイン曲げ共振時応力調節方法では、請求項５において、前記パワートレインの共振点は、車両の通常運転領域に存在することを特徴とする。
特に設計上や軽量化のためにパワートレインの共振点が車両の通常運転領域に存在する場合に、曲げ共振が頻繁にパワープラントや回転駆動力伝達系に生じることになるが、この場合にも前述したごとく応力を適切な状態に調節できる。したがって車両用のパワートレインの設計自由度を向上させることができ、応力を抑制すれば更に疲労強度や耐久性を向上させることができて、車両の軽量化に貢献できる。
【００２０】
請求項７に記載のパワートレイン曲げ共振時応力調節方法では、請求項１〜６のいずれかにおいて、前記共振点の相対関係は、共振点比であることを特徴とする。
このように共振点の相対関係としては共振点比を用いることができ、共振点比を調節することにより、前述したごとく応力を適切な状態に調節・抑制できる。
【００２１】
請求項８に記載のパワートレイン曲げ共振時応力調節方法では、請求項５又は６において、前記共振点の相対関係は、前記パワープラントの曲げ共振周波数ｆ１と前記回転駆動力伝達系の曲げ共振周波数ｆ２との比をｆ２／ｆ１とすると、０．８以下、又は１．１以上の範囲に調節することを特徴とする。
【００２２】
このように共振点の相対関係として、共振点比ｆ２／ｆ１を、０．８以下、又は１．１以上の範囲に調節することにより十分に応力を抑制することができ、一層疲労強度や耐久性を向上させることができて車両の軽量化に貢献できる。
【００２３】
請求項９に記載のパワートレイン曲げ共振時応力調節方法では、請求項５又は６において、前記共振点の相対関係は、前記パワープラントの曲げ共振周波数ｆ１と前記回転駆動力伝達系の曲げ共振周波数ｆ２との比をｆ２／ｆ１とすると、０．７以下、又は１．２５以上の範囲に調節することを特徴とする。
【００２４】
このように共振点の相対関係として、共振点比ｆ２／ｆ１を、０．７以下、又は１．２５以上の範囲に調節することにより顕著に応力を抑制することができ、十分に疲労強度や耐久性を向上させることができて車両の軽量化に貢献できる。
【００２５】
請求項１０に記載のパワートレイン曲げ共振時応力調節方法では、請求項１〜９のいずれかにおいて、前記共振点の相対関係の調節は、前記複数の曲げ共振領域の１つ又は２つ以上にて、該曲げ共振領域の剛性及び質量のいずれか一方又は両方を調節することによりなされることを特徴とする。
【００２６】
このように共振点の相対関係の調節は曲げ共振領域での剛性及び質量のいずれか一方又は両方を調節することによりなされる。
請求項１１に記載のパワートレイン曲げ共振時応力調節方法は、請求項１〜１０のいずれかに記載のパワートレイン曲げ共振時応力調節方法をシミュレーション計算により実行することで要求曲げ共振時応力を満足する可能性のあるパワートレインの仮設計を予め実行し、該仮設計に基づいて、請求項１〜１０のいずれかに記載のパワートレイン曲げ共振時応力調節方法を実機により実行することで要求曲げ共振時応力を満足するパワートレインの設計を決定することを特徴とする。
【００２７】
このように実機による前にシミュレーション計算によりパワートレイン曲げ共振時応力調節方法を実行して、要求曲げ共振時応力を満足する可能性のあるパワートレインの仮設計を行う。そして、この仮設計に基づいて実機にてパワートレイン曲げ共振時応力調節方法を実行することで、要求曲げ共振時応力を満足するパワートレインの設計を決定しても良い。このことにより、より効率的に要求曲げ共振時応力を満足するパワートレインの設計を行うことが可能となる。
【００２８】
請求項１２に記載のパワートレインは、回転動力源を有するパワープラントから回転駆動力伝達系を介して回転駆動力を出力するパワートレインであって、前記パワートレイン内における複数の曲げ共振領域における共振点の相対関係が、前記複数の曲げ共振領域のいずれか１つ又は２つ以上にて曲げ共振時応力が極大値となることを避けた関係に設定されていることを特徴とする。
【００２９】
前述したごとく共振点の相対関係を変化させることにより、曲げ共振時応力が極大値とならない関係に設定することができる。このことでパワートレイン内における領域間の曲げ共振関係を考慮して曲げ共振時応力を抑制したパワートレインを提供することができる。そしてこのように曲げ共振時応力が極大値となるのを避けているので、パワートレインの疲労強度や耐久性が向上し、パワートレインの軽量化に貢献できる。
【００３０】
請求項１３に記載のパワートレインでは、請求項１２において、前記共振点の相対関係は、前記複数の曲げ共振領域間における共振点比であることを特徴とする。
このように共振点の相対関係としては共振点比を用いることができ、共振点比を調節することにより、前述したごとく応力を抑制したパワートレインを提供することができる。
【００３１】
請求項１４に記載のパワートレインでは、請求項１２又は１３において、前記複数の曲げ共振領域は、パワープラント及び該パワープラントの回転駆動力を伝達する回転駆動力伝達系であることを特徴とする。
【００３２】
このようにパワートレインを、パワープラントと回転駆動力伝達系との２つの曲げ共振領域に分け、この両者の共振点の相対関係を、曲げ共振時応力が極大値とならない関係に設定して構成したことにより、前述したごとく応力を抑制したパワートレインを提供することができる。
【００３３】
請求項１５に記載のパワートレインでは、請求項１４において、前記パワートレインは車両用のパワートレインであり、前記パワープラントは前記回転動力源としての内燃機関とトランスミッションとを含み、前記回転駆動力伝達系はプロペラシャフトを含む構成であることを特徴とする。
【００３４】
このようにパワートレインが車両用のパワートレインであることにより、前述したごとく応力を抑制したパワートレインを提供することができる。したがってパワートレインの疲労強度や耐久性が向上すると共に、車両の軽量化に貢献できる。
【００３５】
請求項１６に記載のパワートレインでは、請求項１５において、前記パワートレインの共振点は、車両の通常運転領域に存在することを特徴とする。
特にパワートレインの共振点が車両の通常運転領域に存在する場合に、曲げ共振が頻繁にパワープラントや回転駆動力伝達系に生じることになるが、前述したごとく応力を抑制できるので、車両用パワートレインとして疲労強度や耐久性を一層向上させることができると共に車両の軽量化に貢献できる。
【００３６】
請求項１７に記載のパワートレインでは、請求項１５又は１６において、前記共振点の相対関係は、前記パワープラントの曲げ共振周波数ｆ１と前記回転駆動力伝達系の曲げ共振周波数ｆ２との比をｆ２／ｆ１とすると、０．８以下、又は１．１以上の範囲に存在することを特徴とする。
【００３７】
このように共振点の相対関係として、共振点比ｆ２／ｆ１を、０．８以下、又は１．１以上の範囲に調節することにより十分に応力を抑制して、一層疲労強度や耐久性を向上させることができて車両の軽量化に貢献できる。
【００３８】
請求項１８に記載のパワートレインでは、請求項１５又は１６において、前記共振点の相対関係は、前記パワープラントの曲げ共振周波数ｆ１と前記回転駆動力伝達系の曲げ共振周波数ｆ２との比をｆ２／ｆ１とすると、０．７以下、又は１．２５以上の範囲に存在することを特徴とする。
【００３９】
このように共振点の相対関係として、共振点比ｆ２／ｆ１を、０．７以下、又は１．２５以上の範囲に調節することにより顕著に応力を抑制でき、十分に疲労強度や耐久性を向上させることができて車両の軽量化に貢献できる。
【００４０】
請求項１９に記載のパワートレインでは、請求項１２〜１８のいずれかにおいて、前記共振点の相対関係の調節は、前記複数の曲げ共振領域の１つ又は２つ以上にて、該曲げ共振領域の剛性及び質量のいずれか一方又は両方を調節することによりなされることを特徴とする。
【００４１】
このように共振点の相対関係の調節は曲げ共振領域での剛性及び質量のいずれか一方又は両方を調節することによりなされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
［実施の形態１］
図１は上述した発明が適用された車両用パワートレイン（以下、「パワートレイン」と称する）２の概略構成図である。パワートレイン２は、４輪駆動用であり、パワープラント４と回転駆動力伝達系６とから構成されている。パワープラント４は、内燃機関８、マニュアルトランスミッション１０及びトランスファ１２から構成されている。回転駆動力伝達系６は、プロペラシャフト１４及びディファレンシャルギヤ１６から構成されている。
【００４３】
内燃機関８は縦置きされ、内燃機関８のクランク軸がクラッチを介してトランスミッション１０に接続されている。尚、ここでトランスミッション１０はマニュアルトランスミッションであるが、オートマチックトランスミッション、その他のトランスミッションでも良い。内燃機関８とトランスミッション１０とは、内燃機関８のシリンダブロック８ａに、トランスミッションケース１０ａがボルト締めされることで連結されている。更にトランスミッションケース１０ａに対してトランスファケース１２ａがボルト締めされていることにより、トランスファ１２がトランスミッション１０に取り付けられている。
【００４４】
内燃機関８、トランスミッション１０、トランスファ１２及びディファレンシャルギヤ１６は、それぞれ車体に支持されている。内燃機関８の回転駆動力は、トランスミッション１０、トランスファ１２を介して左右前輪に伝達され、トランスミッション１０、トランスファ１２、プロペラシャフト１４及びディファレンシャルギヤ１６を介して左右後輪に伝達されている。
【００４５】
ここでパワープラント４は、前述したごとくシリンダブロック８ａ、トランスミッションケース１０ａ及びトランスファケース１２ａが回転駆動力伝達方向に配列された状態で強固に固定されているので、パワープラント４は一体の曲げ共振領域として存在する。
【００４６】
回転駆動力伝達系６についてはプロペラシャフト１４が主体として曲げ共振領域を形成している。
このようなパワートレイン２では、車両の運転中、内燃機関８で発生する振動や、プロペラシャフト１４の曲げ振動が加振力となった曲げ振動が発生するが、この曲げ振動の振動数がパワートレイン２の固有振動数に到達するとパワートレイン２が共振する。
【００４７】
本実施の形態のパワートレイン２では、軽量化のため、その剛性が比較的低いレベルに設定されているため、パワートレイン２において一次の共振点ｆｐｔ（最初に共振する振動数）が通常運転領域に出現する。
【００４８】
この共振点ｆｐｔは、パワートレイン２の２つの曲げ共振領域であるパワープラント４の共振点ｆｐｐとプロペラシャフト１４の共振点ｆｐｓとに対して、図２に示すごとくの関係にある。図２において横軸はパワープラント４の共振点ｆｐｐとプロペラシャフト１４の共振点ｆｐｓとの共振点比ｆｐｓ／ｆｐｐを表している。縦軸は、パワートレイン２の共振点ｆｐｔのレベルを示すが、無次元化するためパワープラント４の共振点ｆｐｐとの比で表している。尚、図２ではパワープラント４の共振点ｆｐｐは固定して、プロペラシャフト１４の共振点ｆｐｓを変化させた状態で示している。
【００４９】
図２において共振点比ｆｐｓ／ｆｐｐが「１」から小さい方では、パワートレイン２の共振点ｆｐｔは、プロペラシャフト１４の共振点ｆｐｓ（図２の一点鎖線）に近似した変化を示す。共振点比ｆｐｓ／ｆｐｐが「１」から大きい方では、パワートレイン２の共振点ｆｐｔは、パワープラント４の共振点ｆｐｐ（図２の二点鎖線）に近似した変化を示す。全体的にはプロペラシャフト１４の共振点ｆｐｓ及びパワープラント４の共振点ｆｐｐよりも、少し低い状態で推移している。
【００５０】
このような共振点ｆｐｔが生じるパワートレイン２について、各共振点比ｆｐｓ／ｆｐｐにおいてプロペラシャフト１４の回転数（毎秒）を変化させて、パワープラント４とプロペラシャフト１４とのそれぞれに生じる応力を測定した結果を図３に示す。ここで図３の(Ａ)がプロペラシャフト１４における応力変化であり、図３の(Ｂ)がパワープラント４における応力変化である。尚、パワープラント４における応力測定は、歪みゲージによりシリンダブロック８ａからトランスファケース１２ａまでの結合されて一体化されたケースの歪み変位（μ）を測定したものである。プロペラシャフト１４における応力測定も同様であるが、応力（ＭＰａ）に換算して示している。図３の(Ａ)、(Ｂ)においては、プロペラシャフト１４の回転数を次第に上昇させて、それぞれ応力の最大値が確認された時点で測定を終了しているグラフである。
【００５１】
それぞれパワートレイン２の共振点ｆｐｔにて応力の最大値、すなわち曲げ共振時応力を示すことになるが、この曲げ共振時応力は、図４のグラフに示すごとく共振点比ｆｐｓ／ｆｐｐに応じて値が変化し、極大値が存在する。すなわちパワープラント４では共振点比ｆｐｓ／ｆｐｐ≒０．８５〜１．１０にて応力変化が極大値となり、プロペラシャフト１４では共振点比ｆｐｓ／ｆｐｐ≒０．８０〜０．９５にて応力が極大値となる。
【００５２】
ここで本実施の形態のパワートレイン２では、この両方の極大値が生じる範囲を避けた共振点比ｆｐｓ／ｆｐｐが設定されている。すなわち０．８０〜１．１０の範囲（図４に示す極大範囲）は外して、共振点比ｆｐｓ／ｆｐｐが設定されている。このことにより各曲げ共振領域（パワープラント４及びプロペラシャフト１４）において曲げ共振時に生じる応力を抑制する。
【００５３】
尚、特に顕著な応力の低減効果を得るには、共振点比ｆｐｓ／ｆｐｐ≦０．７又は共振点比ｆｐｓ／ｆｐｐ≧１．２５とする。
共振点比ｆｐｓ／ｆｐｐを上述のごとくの範囲に設定するには、パワープラント４の共振点ｆｐｐとプロペラシャフト１４の共振点ｆｐｓとのいずれか一方又は両方を調節して設定することになる。ここでパワープラント４の共振点ｆｐｐを調節するには、内燃機関８、トランスミッション１０、トランスファ１２間の結合剛性の調節により可能となる。あるいはシリンダブロック８ａ、トランスミッションケース１０ａ、トランスファケース１２ａの材料変更や形状変更による剛性や質量の調節によっても可能である。
【００５４】
プロペラシャフト１４の共振点ｆｐｓを調節するには、プロペラシャフト１４の長さ、太さなどの形状変更や材料変更することにより行うことが可能である。長さを変更するには、例えばプロペラシャフト１４を２つ以上に分割してユニバーサルジョイントにて接続することにより可能となる。
【００５５】
以上説明した本実施の形態１によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．本実施の形態のパワートレイン２は、その共振点ｆｐｔが車両の通常運転領域に存在するまでに軽量化が進められたものである。そして、このように通常運転領域にて共振点ｆｐｔが頻繁に生じる構成にて、共振点比ｆｐｓ／ｆｐｐと曲げ共振時応力との関係（図４）に現れている曲げ共振時応力の極大値を避けるように、共振点の相対関係である共振点比ｆｐｓ／ｆｐｐを極大値から離すようにして設定している。
【００５６】
特にパワープラント４とプロペラシャフト１４との両方について曲げ共振時応力の極大値が生じる範囲（０．８〜１．１０）を避けた共振点比ｆｐｓ／ｆｐｐが設定されている。
【００５７】
このことによりパワートレイン２内における複数の曲げ共振領域（パワープラント４とプロペラシャフト１４）間の曲げ共振関係を考慮したパワートレイン２の曲げ共振時応力調節が可能となると共に、パワートレイン２の曲げ共振時応力を抑制することができる。したがってパワートレイン２の疲労強度や耐久性が向上するので、パワートレイン２の設計自由度を向上させたり、パワートレイン２の軽量化に貢献できる。
【００５８】
特に共振点比ｆｐｓ／ｆｐｐを、０．７以下、又は１．２５以上の範囲に調節すると、約２０％の応力低下が生じ、より顕著に応力を抑制することができるので、一層疲労強度や耐久性を向上させることができて車両の軽量化に貢献できる。
【００５９】
［実施の形態２］
本実施の形態では、前記実施の形態１の実機による測定前に、シミュレーション、ここでは有限要素法（ＦＥＭ）により、前記図１に示したパワートレイン２の各部品の形状に応じて数値解析を実行している。すなわち前記図１に示したパワートレイン２の各部品を、その形状に応じてソリッド要素とシェル要素とに分け、更にトランスミッション１０及びトランスファ１２と、プロペラシャフト１４とをそれぞれ梁要素として数値解析を実行する。この数値解析の実行により図５に示すごとくパワープラント４とプロペラシャフト１４との間の共振点比ｆｐｓ／ｆｐｐと、それぞれの曲げ共振時応力との関係が求められる。この関係は前記図４に示した関係と類似しておりそれぞれの関係が極大値を有している。
【００６０】
このことにより、上記シミュレーションにて検討した部品の組み合わせにおいて、曲げ共振時応力の極大値近傍の部品の組み合わせを排除し、極大値近傍にない組み合わせを決定する。このようにして、要求曲げ共振時応力を満足する可能性のあるパワートレインの仮設計を予め実行する。
【００６１】
そして、極大値近傍にない組み合わせとして決定された部品について、前記実施の形態１に示したごとく実機により測定して、要求曲げ共振時応力を満足するパワートレインの設計（例えば部品の組み合わせ）を決定する。こうして曲げ共振時応力が抑制されたパワートレイン２の各部品の形状や材料の組み合わせが決定され、この決定に基づき、曲げ共振時応力が抑制されたパワートレイン２が製造できる。
【００６２】
以上説明した本実施の形態２によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．前記実施の形態１の効果を生じると共に、実機にて検討する前に、予めシミュレーションにて検討することで各部品の設計の範囲が狭められた状態での実機での検討が可能であるので、効率的に要求曲げ共振時応力を満足するパワートレイン２の設計を行うことができる。
【００６３】
［その他の実施の形態］
（ａ）．前記実施の形態２では、実機による検討前に、ＦＥＭによるシミュレーションでの検討を実行したが、この代わりに、バネ−マス系による振動モデルに基づくシミュレーションでの検討を実行しても良い。バネ−マス系による振動モデルの場合の共振点比ｆｐｓ／ｆｐｐと曲げ共振時応力との関係は図６に示すごとくであり、この関係は前記図４に示した関係と類似しておりそれぞれの関係が極大値を有している。尚、図６の縦軸は応力比（共振点比ｆｐｓ／ｆｐｐ＝１での応力に対する比）で表している。
【００６４】
したがって前記実施の形態２と同様にしてシミュレーションと実機とにより、共振点比ｆｐｓ／ｆｐｐを曲げ共振時応力の極大値から離すようにして設定することで、前記実施の形態２と同様な効果を得ることができる。
【００６５】
（ｂ）．前記実施の形態１，２及び（ａ）においては、パワートレインにおいて複数設定した曲げ共振領域（パワープラントとプロペラシャフト）の両方について、それぞれの曲げ共振時応力が極大値から離れるように共振点比ｆｐｓ／ｆｐｐを設定していた。
【００６６】
これ以外に、例えばパワープラントについて、設計上、曲げ共振時応力が極大値でも問題ない強度が確保されている場合には、プロペラシャフト側のみについて共振点比ｆｐｓ／ｆｐｐと曲げ共振時応力との関係から、曲げ共振時応力が極大値から離れるように共振点比ｆｐｓ／ｆｐｐを設定しても良い。
【００６７】
あるいはプロペラシャフトについて、設計上、曲げ共振時応力が極大値でも問題ない強度が確保されている場合には、パワープラント側のみについて共振点比ｆｐｓ／ｆｐｐと曲げ共振時応力との関係から、曲げ共振時応力が極大値から離れるように共振点比ｆｐｓ／ｆｐｐを設定しても良い。
【００６８】
（ｃ）．前記各実施の形態では４輪駆動車の例を示したが、二輪駆動車でも良い。特に後輪駆動の場合に、パワープラント４の構成は内燃機関８とトランスミッション１０との組み合わせとして、前記各実施の形態のごとく適用され、同様な効果を生じる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】実施の形態１のパワートレインの概略構成図。
【図２】実施の形態１において、共振点比ｆｐｓ／ｆｐｐと、パワートレインの共振点ｆｐｔ／パワープラントの共振点ｆｐｐとの関係を示すグラフ。
【図３】実施の形態１において、共振点比ｆｐｓ／ｆｐｐ毎に、プロペラシャフトの回転数変化に応じたプロペラシャフトの曲げ応力及びパワープラントの曲げ応力の変化を実測して示したグラフ。
【図４】実施の形態１において、共振点比ｆｐｓ／ｆｐｐと、プロペラシャフト及びパワープラントの曲げ共振時応力との関係を表すグラフ。
【図５】実施の形態２においてシミュレーションとしてＦＥＭにて求めた共振点比ｆｐｓ／ｆｐｐと、プロペラシャフト及びパワープラントの曲げ共振時応力との関係を表すグラフ。
【図６】他の実施の形態においてシミュレーションとして振動モデルにて求めた共振点比ｆｐｓ／ｆｐｐと、プロペラシャフト及びパワープラントの曲げ共振時応力との関係を表すグラフ。
【符号の説明】
【００７０】
２…パワートレイン、４…パワープラント、６…回転駆動力伝達系、８…内燃機関、８ａ…シリンダブロック、１０…マニュアルトランスミッション、１０ａ…トランスミッションケース、１２…トランスファ、１２ａ…トランスファケース、１４…プロペラシャフト、１６…ディファレンシャルギヤ。
【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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