(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】互いに平行な入力軸２２および出力軸２３と、互いに噛み合った状態でその入力軸２２および出力軸２３にそれぞれ設けられた複数対の変速ギヤ対２８ａ〜２８ｆとを備え、その複数対のいずれか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段の変速を行う車両用常時噛合型平行軸式変速機１０であって、上記入力軸２２の一部に設けられ、その入力軸２２の回転軸心Ｃ１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、入力軸２２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。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに平行な第１軸および第２軸と、互いに噛み合った状態で該第１軸および第２軸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段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、
前記第１軸および第２軸の少なくとも一方の軸の一部に設けられ、該少なくとも一方の軸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。
【請求項２】
前記第１軸および第２軸は、変速機ハウジングによりそれぞれ一対の軸受を介して回転可能に支持されており、
前記異方性曲げ剛性発生部位は、該第１軸および第２軸の少なくとも一方の軸の長手方向において該一対の軸受の間において該一対の軸受間の中間部位よりは該一対の軸受の一方に近接した位置に設けられていることを特徴とする請求項１の車両用常時噛合型平行軸式変速機。
【請求項３】
前記異方性曲げ剛性発生部位は、前記少なくとも一方の軸の回転軸心に直交する断面内において、該回転軸心を通る互いに直交する第１直線および第２直線に対してそれぞれ線対象であり且つ該第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ことを特徴とする請求項１または２の車両用常時噛合型平行軸式変速機。
【請求項４】
前記異方性曲げ剛性発生部位は、前記第１直線に平行な一対の線分と、該一対の線分の両端をそれぞれ連結する、前記回転軸心を中心とする一対の円弧とにより囲まれた断面形状を有するものであることを特徴とする請求項３の車両用常時噛合型平行軸式変速機。
【請求項５】
前記第１軸は、前記第２軸に対して車両の動力伝達経路の上流側に位置しており、
前記異方性曲げ剛性発生部位は、該第１軸に設けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１の車両用常時噛合型平行軸式変速機。
【請求項６】
前記第１軸は、前記一対の軸受により支持される一対の部位の間において、前記異方性曲げ剛性発生部位と、前記ギヤ対のうち該第１軸側のギヤを支持する支持部位とを前記動力伝達経路の上流側から順に備えるものである請求項５の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、互いに平行な第１軸および第２軸と、互いに噛み合った状態で該第１軸および第２軸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段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ギヤ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ギヤ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第１軸および第２軸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および他方をそれぞれ支持する一対の第１軸および第２軸の少なくとも一方に、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、互いに平行な第１軸および第２軸と、互いに噛み合った状態でその第１軸および第２軸にそれぞれ設けられた複数対のギヤ対とを備え、その複数対のいずれか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段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、前記第１軸および第２軸の少なくとも一方の軸の一部に設けられ、該少なくとも一方の軸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。
【０００８】
また、請求項２にかかる発明の要旨とするところは、請求項１にかかる発明において、前記第１軸および第２軸は、変速機ハウジングによりそれぞれ一対の軸受を介して回転可能に支持されており、前記異方性曲げ剛性発生部位は、該第１軸および第２軸の少なくとも一方の軸の長手方向において該一対の軸受の間において該一対の軸受間の中間部位よりは該一対の軸受の一方に近接した位置に設けられていることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項３にかかる発明の要旨とするところは、請求項１または２にかかる発明において、前記異方性曲げ剛性発生部位は、前記少なくとも一方の軸の回転軸心に直交する断面内において、該回転軸心を通る互いに直交する第１直線および第２直線に対してそれぞれ線対象であり且つ該第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ことを特徴とする。
【００１０】
また、請求項４にかかる発明の要旨とするところは、請求項１乃至３のいずれか１にかかる発明において、前記異方性曲げ剛性発生部位は、前記第１直線に平行な一対の線分と、該一対の線分の両端をそれぞれ連結する、前記回転軸心を中心とする一対の円弧とにより囲まれた断面形状を有するものであることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項５にかかる発明の要旨とするところは、請求項１乃至４のいずれか１にかかる発明において、前記第１軸は、前記第２軸に対して車両の動力伝達経路の上流側に位置しており、前記異方性曲げ剛性発生部位は、該第１軸に設けられていることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項６にかかる発明の要旨とするところは、請求項５にかかるの発明において、前記第１軸は、前記一対の軸受により支持される一対の部位の間において、前記異方性曲げ剛性発生部位と、前記ギヤ対のうちその第１軸側のギヤを支持する支持部位とを前記動力伝達経路の上流側から順に備えるものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
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、互いに平行な第１軸および第２軸と、互いに噛み合った状態でその第１軸および第２軸にそれぞれ設けられた複数対のギヤ対とを備え、その複数対のいずれか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段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、前記第１軸および第２軸の少なくとも一方の軸の一部に設けられ、該少なくとも一方の軸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、含むことから、第１軸および第２軸の少なくとも一方の軸の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。
【００１４】
また、請求項２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、前記第１軸および第２軸は、変速機ハウジングによりそれぞれ一対の軸受を介して回転可能に支持されており、前記異方性曲げ剛性発生部位は、その第１軸および第２軸の少なくとも一方の軸の長手方向においてその一対の軸受の間においてその一対の軸受間の中間部位よりはその一対の軸受の一方に近接した位置に設けられていることから、第１軸および第２軸において互いに噛み合うギヤ対を支持する部位を連続して確保できる利点がある。
【００１５】
また、請求項３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、前記異方性曲げ剛性発生部位は、前記少なくとも一方の軸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象であり且つその第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ことから、第１軸および第２軸の少なくとも一方の軸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。
【００１６】
また、請求項４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、前記異方性曲げ剛性発生部位は、前記第１直線に平行な一対の線分と、該一対の線分の両端をそれぞれ連結する、前記回転軸心を中心とする一対の円弧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、上記第１軸および第２軸の少なくとも一方の軸の一部の断面形状を上記のような一対の線分とそれらの両端をそれぞれ連結する一対の円弧とにより囲まれた断面形状に加工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。
【００１７】
また、請求項５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、前記第１軸は、前記第２軸に対して車両の動力伝達経路の上流側に位置しており、前記異方性曲げ剛性発生部位は、その第１軸に設けられていることから、簡単な構成で、一層効果的にギヤノイズが低減される。
【００１８】
また、請求項６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、前記第１軸は、前記一対の軸受により支持される一対の部位の間において、前記異方性曲げ剛性発生部位と、前記ギヤ対のうちその第１軸側のギヤを支持する支持部位とを前記動力伝達経路の上流側から順に備えるものであることから、簡単な構成で、一層効果的にギヤノイズが低減される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
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。
【００２０】
また、以下の実施例は、車両用常時噛合型平行軸式変速機において、互いに噛み合う複数対の変速ギヤ対の一方および他方をそれぞれ支持する一対の入力軸および出力軸の少なくとも一方の軸に、その一方の軸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設けると、簡単な構成でギヤノイズが好適に低減される、という本発明者等の種々の検討結果に基づくものである。
【実施例】
【００２１】
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１０を含む車両用駆動装置１２の概略構成を説明する骨子図で、ＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）車両用のものであり、走行用駆動源としてのエンジン１４と、クラッチ１６と、常時噛合型平行軸式変速機１０と、終減速機１８とを備えている。
【００２２】
常時噛合型平行軸式変速機１０は、終減速機１８と共に共通のハウジング（変速機ハウジング）１９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１９内に所定量だけ貯溜された潤滑油に浸漬され、終減速機１８と共に潤滑されるようになっている。また、常時噛合型平行軸式変速機１０は、ハウジング１９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入力軸（第１軸）２２および出力軸（第２軸）２３を備えている。これらの入力軸２２および出力軸２３は、互いに平行である。また、入力軸２２は、その一端のスプライン嵌合部２４に設けられたスプライン外周歯がクラッチ１６のクラッチ出力部材２５に設けられたスプライン内周歯と嵌め合わされることによりクラッチ１６と連結されており、出力軸２３は、その出力軸２３に固設された出力歯車２６が終減速機１８のリングギヤ２７と噛み合わされることにより終減速機１８と連結されている。なお、図１は、後述の図２に示す入力軸２２の回転軸心Ｃ１、出力軸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ものである。
【００２３】
常時噛合型平行軸式変速機１０は、上記入力軸２２および出力軸２３にギヤ比が異なり且つ常時噛み合う複数対の変速ギヤ対（ギヤ対）２８ａ〜２８ｅが設けられると共に、それらの変速ギヤ対２８ａ〜２８ｅに対応して複数の同期噛合クラッチ３０ａ〜３０ｅがそれぞれ設けられた常時噛合型平行軸式変速機構と、それらの同期噛合クラッチ３０ａ〜３０ｅに含まれる３つのクラッチハブスリーブ３２ａ、３２ｂ、３２ｃのいずれか１つを選択的に移動させて変速ギヤ対２８ａ〜２８ｅのいずれか１つを選択的に係合させる、すなわち動力伝達状態とすることにより変速比の異なる変速段の切り換え（変速）を行うシフトアンドセレクトシャフト３４とを備えており、前進６速の変速段が成立させられるようになっている。入力軸２２および出力軸２３には、さらに後進ギヤ対３５が設けられており、図示しないカウンタシャフトに設けられた後進用アイドルギヤと噛み合わされることにより後進変速段が成立させられるようになっている。なお、本実施例の常時噛合型平行軸式変速機１０は、上記シフトアンドセレクトシャフト３４の操作すなわちシフトセレクト操作が手動により行われる手動変速機であるが、これに限らず、例えば油圧シリンダから成る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ギヤ段を切り換える自動変速機などであってもよい。
【００２４】
上記同期噛合クラッチ３０ａ〜３０ｅは何れもシンクロメッシュ型のクラッチであり、シフトアンドセレクトシャフト３４によって、同期噛合クラッチ３０ｆが係合されることにより変速比（入力軸２２の回転数／出力軸２３の回転数）が最も大きい第１変速段が成立させられ、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、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、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、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、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。
【００２５】
終減速機１８は傘歯車型ピニオン４１を有する差動歯車装置である。図１に示されるリングギヤ２７と共に回転するピニオン４１を挟んで相対向する１対のサイドギヤ４２Ｒ、４２Ｌにはそれぞれドライブシャフト４４Ｒ、４４Ｌの一端がスプライン嵌め合いなどによって連結されており、終減速機１８は回転差を許容しつつ一対の駆動軸（ドライブシャフト）４４Ｒ、４４Ｌを介して左右一対の前輪（駆動輪）４６Ｒ、４６Ｌを回転駆動させるようになっている。
【００２６】
以上のように構成された車両用駆動装置１２において、エンジン１４で発生された動力は、クラッチ１６、常時噛合型平行軸式変速機１０、終減速機１８、および一対の駆動軸（ドライブシャフト）４４Ｒ、４４Ｌを介して左右の前輪（駆動輪）４６Ｒ、４６Ｌへ伝達されるようになっている。
【００２７】
図２は、上記常時噛合型平行軸式変速機１０および終減速機１８の具体的構成を示す断面図である。この図２は、図１と同様に、図２に示す入力軸２２の回転軸心Ｃ１、出力軸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ものである。図２において、出力軸（被動側軸）２６に対して車両の動力伝達経路の上流側すなわちエンジン１４側に位置する入力軸（駆動側軸）２２は、前記一対の軸受２０Ｒ、２０Ｌにより支持される一対の回転支持受け部位（一対の部位）Ｐ１、Ｐ２の間において、異方性曲げ剛性発生部位Ｐ３と、変速ギヤ対２８ａ〜２８ｅのうち入力軸２２側のギヤを支持するギヤ支持部位（支持部位）Ｐ４とを上記動力伝達経路の上流側から順に備えるものである。すなわち、上記異方性曲げ剛性発生部位Ｐ３は、入力軸２２の一部であって、入力軸２２の長手方向すなわち回転軸心Ｃ１方向の前記一対の軸受２０Ｒ、２０Ｌの間においてその中間部位よりは一対の軸受２０Ｒ、２０Ｌの一方すなわち軸受２０Ｒに近接した位置に設けられている。なお、本実施例では、入力軸２２および出力軸２３が本発明における第１軸および第２軸の一方および他方の軸に対応している。
【００２８】
図３は、図２の常時噛合型平行軸式変速機１０の入力軸２２の異方性曲げ剛性発生部位Ｐ３の断面形状を説明するための図２におけるII−II視断面図である。図３において、異方性曲げ剛性発生部位Ｐ３は、入力軸２２が伝達する最大トルクを伝達することができる大きさの断面積を備えるとともに、入力軸２２の回転軸心Ｃ１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る。具体的に本実施例においては、異方性曲げ剛性発生部位Ｐ３は、II−II視断面すなわち図３の入力軸２２の回転軸心Ｃ１に直交する断面内において、その回転軸心Ｃ１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。本実施例では、ｘがｙより大きい（ｘ＞ｙ）。さらに詳述すれば、本実施例の異方性曲げ剛性発生部位Ｐ３は、II−II視断面内において、第１直線Ｘに平行な一対の線分Ｌ１、Ｌ２と、その一対の線分Ｌ１、Ｌ２の両端をそれぞれ連結する、回転軸心Ｃ１を曲率半径中心とする一対の円弧Ａ１、Ａ２とにより囲まれた断面形状を有するものである。このような異方性曲げ剛性発生部位Ｐ３においては、回転軸心Ｃ１まわりの９０°毎に曲げ剛性の大きさが同期的に変化する。
【００２９】
入力軸２２は、このような異方性のある断面形状を異方性曲げ剛性発生部位Ｐ３に有することにより、回転軸心Ｃ１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、入力軸２２の曲げ剛性は、第１直線Ｘ方向では最小であり、第２直線Ｙ方向では最大である。
【００３０】
上述のように、本実施例の車両用常時噛合型平行軸式変速機１０によれば、互いに平行な入力軸２２および出力軸２３と、互いに噛み合った状態でその入力軸２２および出力軸２３にそれぞれ設けられた複数対の変速ギヤ対２８ａ〜２８ｆとを備え、その複数対のいずれか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段の変速を行う車両用常時噛合型平行軸式変速機１０であって、上記入力軸２２（入力軸２２および出力軸２３のうち少なくとも一方の軸）の一部に設けられ、その入力軸２２の回転軸心Ｃ１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、入力軸２２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。
【００３１】
また、本実施例の車両用常時噛合型平行軸式変速機１０によれば、入力軸２２および出力軸２３は、ハウジング１９によりそれぞれ一対の軸受２０Ｒ、２０Ｌおよび軸受２１Ｒ、２１Ｌを介して回転可能に支持されており、異方性曲げ剛性発生部位Ｐ３は、その入力軸２２および出力軸２３のうち入力軸２２の長手方向における一対の軸受２０Ｒ、２０Ｌの間においてその一対の軸受２０Ｒ、２０Ｌ間の中間部位よりはその一対の軸受２０Ｒ、２０Ｌの一方の軸受２０Ｒに近接した位置に設けられていることから、入力軸２２および出力軸２３において互いに噛み合う変速ギヤ対２８ａ〜２８ｆを支持する部位を連続して確保できる利点がある。
【００３２】
また、本実施例の車両用常時噛合型平行軸式変速機１０によれば、異方性曲げ剛性発生部位Ｐ３は、入力軸２２の回転軸心Ｃ１に直交する断面内において、その回転軸心Ｃ１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、入力軸２２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。
【００３３】
また、本実施例の車両用常時噛合型平行軸式変速機１０によれば、異方性曲げ剛性発生部位Ｐ３は、前記第１直線Ｘに平行な一対の線分Ｌ１、Ｌ２と、その一対の線分Ｌ１、Ｌ２の両端をそれぞれ連結する、前記回転軸心Ｃ１を曲率半径中心とする一対の円弧Ａ１、Ａ２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、入力軸２２の一部の断面形状を上記のような一対の線分Ｌ１、Ｌ２とそれらの両端をそれぞれ連結する一対の円弧Ａ１、Ａ２とにより囲まれた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。
【００３４】
また、本実施例の車両用常時噛合型平行軸式変速機１０によれば、入力軸２２は、出力軸２３に対して車両の動力伝達経路の上流側すなわちエンジン１４側に位置しており、異方性曲げ剛性発生部位Ｐ３は、その入力軸２２に設けられていることから、簡単な構成で、一層効果的にギヤノイズが低減される。
【００３５】
また、本実施例の車両用常時噛合型平行軸式変速機１０によれば、入力軸２２は、前記一対の軸受２０Ｒ、２０Ｌにより支持される一対の回転支持受け部位Ｐ１、Ｐ２の間において、異方性曲げ剛性発生部位Ｐ３と、前記変速ギヤ対２８ａ〜２８ｆのうちその入力軸２２側のギヤを支持するギヤ支持部位Ｐ４とを前記動力伝達経路の上流側から順に備えるものであることから、簡単な構成で、一層効果的にギヤノイズが低減される。
【００３６】
以下、上記の実施例の車両用常時噛合型平行軸式変速機１０の振動特性すなわちギヤノイズ特性について、その車両用常時噛合型平行軸式変速機１０あるいは従来の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により説明する。ここで、上記従来の車両用常時噛合型平行軸式変速機とは、本実施例の車両用常時噛合型平行軸式変速機１０に対して、図２のII−II視断面に相当する断面形状が図４に示すように略円形であってその他の構成が同一のものである。なお、本解析は、入力軸２２と出力軸２３との間の変速ギヤ対２８ａ〜２８ｆの噛合部において加振させ、振動状態を解析したものである。
【００３７】
図５は、従来の車両用常時噛合型平行軸式変速機において、エンジン１４によって入力軸２２および出力軸２３を回転駆動させた際に発生する振動の周波数解析の結果であって、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、および入力軸２２と出力軸２３との間の噛合部における、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においては、横軸が上記周波数Ｆ[Hz]を示しており、縦軸が上記コンプライアンスφ[dB]および動剛性Ｋｄ[dB]を示している。
【００３８】
なお、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入力軸２２の軸心Ｃ１に直交する方向の最大たわみ量を示すものである。図５中の破線が出力軸２３側から加振した際の入力軸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点鎖線が入力軸２２側を加振した際の出力軸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。
【００３９】
また、動剛性Ｋｄとは、所定量の変位すなわち上記入力軸２２の軸心Ｃ１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中の太点線がその動剛性Ｋｄを示している。
【００４０】
ここで、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との和の逆数が、動剛性Ｋｄとなることが知られている。すなわち、次式(１)が成り立つ。
【００４１】
Ｋｄ ＝ １／（φ１＋φ２）・・・式(１)
【００４２】
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で最大値（ピーク）となることが知られている。図５に示すように、周波数８８０[Hz]あたりの破線と１点鎖線との交点ａおよび周波数１２８０[Hz]あたりの破線と１点鎖線との交点ｂが、太点線すなわち動剛性Ｋｄのピークｐ１およびピークｐ２にそれぞれ対応している。今回の例では、これらのピークｐ１およびピークｐ２における周波数にてギヤノイズが大きくなっているといえる。
【００４３】
図６は、上記従来の車両用常時噛合型平行軸式変速機と本実施例の車両用常時噛合型平行軸式変速機１０とに発生する振動の周波数解析結果を重ねて示す図であって、図５と同様に横軸が周波数Ｆを示しており、縦軸がコンプライアンスφおよび動剛性Ｋｄを示している。
【００４４】
図６において、１点鎖線が被動側コンプライアンスφ２を示している。出力軸２３側を加振した際のコンプライアンスは、前述の実施例の車両用常時噛合型平行軸式変速機１０および従来の車両用常時噛合型平行軸式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、両方の場合に共通のものである。また、点線が従来の車両用常時噛合型平行軸式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、細実線が車両用常時噛合型平行軸式変速機１０における駆動側コンプライアンスφ１２を示している。また、太点線が従来の車両用常時噛合型平行軸式変速機における動剛性Ｋｄ１を示しており、太点線が車両用常時噛合型平行軸式変速機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ｃが、動剛性Ｋｄ１のピークｐ３に対応しており、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ｄが、動剛性Ｋｄ２のピークｐ４に対応している。
【００４５】
ここで、本実施例の車両用常時噛合型平行軸式変速機１０が入力軸２２の回転軸心Ｃ１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るため、従来の車両用常時噛合型平行軸式変速機に比較して曲げ剛性が変化しており、その結果、図６の矢印Ａで示されるように、駆動側コンプライアンスφ１１のピークが低周波側に移動する。すなわち、入力軸２２曲げの共振周波数Ｆｂ[Hz]が共振周波数Ｆｂ１[Hz]から低周波側のＦｂ２[Hz]に移動することになる。
【００４６】
上記共振周波数Ｆｂの変動によって、交点ｃ、ｄにおける各コンプライアンスφが次式(２)乃至(３)に示されるような関係になる。なお、式(２)において、Ｆ１[Hz]は交点ｃにおける周波数Ｆ、φ１１(Ｆ１)[dB]は交点ｃにおける駆動側コンプライアンスφ１１、φ２(Ｆ１)[dB]は交点ｃにおける被動側コンプライアンスφ２、Ｆ２[Hz]は交点ｄにおける周波数Ｆ、φ１２(Ｆ２)[dB]は交点ｄにおける駆動側コンプライアンスφ１２、φ２(Ｆ２)[dB]は交点ｄにおける被動側コンプライアンスφ２である。
【００４７】
[φ１２(Ｆ２)＋φ２(Ｆ２)] ＞ [φ１１(Ｆ１)＋φ２(Ｆ１)]・・・式(２)
【００４８】
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。
【００４９】
Ｋｄ２(Ｆ２)  ＜  Ｋｄ１(Ｆ１)  ・・・式(３)
【００５０】
したがって、図６の矢印Ｂで示されるように、交点ｃにおけるピークｐ３から交点ｄにおけるピークｐ４に変動し、動剛性Ｋｄが低下するすなわち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のである。
【００５１】
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。
【００５２】
たとえば、前述の実施例では、入力軸２２は、一対の軸受２０Ｒ、２０Ｌにより支持される一対の回転支持受け部位Ｐ１、Ｐ２の間において、異方性曲げ剛性発生部位Ｐ３とギヤ支持部位Ｐ４とを動力伝達経路の上流側から順に備えるものであったが、これに限らず、たとえば、動力伝達経路の上流側から、ギヤ支持部位Ｐ４と異方性曲げ剛性発生部位Ｐ３とを順に備えるもの、あるいはギヤ支持部位Ｐ４と異方性曲げ剛性発生部位Ｐ３とギヤ支持部位Ｐ４とを順に備えるもの、あるいは異方性曲げ剛性発生部位Ｐ３とギヤ支持部位Ｐ４と異方性曲げ剛性発生部位Ｐ３とを順に備えるものであってもよい。
【００５３】
また、前述の実施例では、異方性曲げ剛性発生部位Ｐ３は、入力軸２２の一対の軸受２０Ｒ、２０Ｌの間においてその中間部位よりは軸受２０Ｒに近接した位置に設けられていたが、これに限らず、一対の軸受２０Ｒ、２０Ｌの間のいずれか、あるいはその間以外の箇所に設けられてもよい。
【００５４】
また、前述の実施例では、異方性曲げ剛性発生部位Ｐ３は、入力軸２２の一部に設けられていたが、出力軸２３の一部に設けられてもよく、また、入力軸２２および出力軸２３の一部にそれぞれ設けられてもよい。また、前述の実施例では、異方性曲げ剛性発生部位Ｐ３は、入力軸２２に１箇所設けられていたが、１箇所に限らず２箇所以上設けられる等の種々の態様が可能である。
【００５５】
また、前述の実施例では、異方性曲げ剛性発生部位Ｐ３は、入力軸２２の回転軸心Ｃ１に直交する断面内において図３に示されるような断面形状を有するもの、すなわち入力軸２２の回転軸心Ｃ１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、その第１直線Ｘに平行な一対の線分Ｌ１、Ｌ２と、その一対の線分Ｌ１、Ｌ２の両端をそれぞれ連結する、回転軸心Ｃ１を曲率半径中心とする一対の円弧Ａ１、Ａ２とにより囲まれた断面形状を有するもの、であったが、これに限られず、たとえば楕円形等の断面形状を有するものであってもよい。
【００５６】
また、前述の実施例では、異方性曲げ剛性発生部位Ｐ３は、入力軸２２の回転軸心Ｃ１に直交する断面内において、その回転軸心Ｃ１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ものであったが、それに限られない。たとえば、図７および図８に示すように第１直線Ｘあるいは第２直線Ｙに対して非線対象であってもよい。これら図７および図８に示す断面形状の異方性曲げ剛性発生部位Ｐ３は、図３に示す場合と同様に、回転軸心Ｃ１まわりの９０°毎に曲げ剛性の大きさが同期的に変化する。また、図９乃至図１１に示すように第１直線Ｘ上の寸法ｘおよび第２直線Ｙ上の寸法ｙが相互に等しい断面形状を有するものであってもよい。図９および図１１に示す断面形状の異方性曲げ剛性発生部位Ｐ３は、回転軸心Ｃ１まわりの４５°毎に曲げ剛性が周期的に変化する。また、図１０に示す断面形状の異方性曲げ剛性発生部位Ｐ３は、回転軸心Ｃ１まわりの１８０°毎に曲げ剛性が周期的に変化する。要するに、異方性曲げ剛性発生部位Ｐ３は、入力軸２２の回転軸心Ｃ１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。
【００５７】
また、前述の実施例の車両はＦＦ車両であったが、特にＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）車両に限定されるものではなく、ＦＲ（フロントエンジン・リアドライブ）車両など他の車両にも本発明は適用することができる。
【００５８】
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】
【００５９】
【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含む車両用駆動装置の概略構成を説明する骨子図である。
【図２】図１の常時噛合型平行軸式変速機および終減速機の具体的構成を示す断面図である。
【図３】図２の常時噛合型平行軸式変速機の入力軸の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２におけるII−II視断面図である。
【図４】従来の常時噛合型平行軸式変速機の入力軸の図２におけるII−II視断面に相当する断面形状を説明するための断面図である。
【図５】従来の車両用常時噛合型平行軸式変速機において、エンジンによって入力軸および出力軸を回転駆動させた際に発生する振動の周波数解析の結果を示す図である。
【図６】従来の車両用常時噛合型平行軸式変速機と本実施例の車両用常時噛合型平行軸式変速機とに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】本発明が適用された他の実施例の車両用常時噛合型平行軸式変速機における入力軸の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】本発明が適用された他の実施例の車両用常時噛合型平行軸式変速機における入力軸の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】本発明が適用された他の実施例の車両用常時噛合型平行軸式変速機における入力軸の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１０】本発明が適用された他の実施例の車両用常時噛合型平行軸式変速機における入力軸の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１１】本発明が適用された他の実施例の車両用常時噛合型平行軸式変速機における入力軸の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】
【００６０】
１０：車両用常時噛合型平行軸式変速機
１９：ハウジング（変速機ハウジング）
２０Ｒ、２０Ｌ：軸受
２１Ｒ、２１Ｌ：軸受
２２：入力軸（第１軸、駆動側軸）
２３：出力軸（第２軸、被動側軸）
２８ａ〜２８ｆ：変速ギヤ対（ギヤ対）
３０ａ〜３０ｆ：同期噛合クラッチ
Ａ１、Ａ２：円弧
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３：回転軸心（曲率半径中心）
Ｌ１、Ｌ２：線分
Ｐ１、Ｐ２：回転支持受け部位（一対の部位）
Ｐ３：異方性曲げ剛性発生部位
Ｐ４：ギヤ支持部位（支持部位）
Ｘ：第１直線
Ｙ：第２直線
ｘ：寸法
ｙ：寸法
φ１、φ１１、φ１２：駆動側コンプライアンス
φ２、φ２１、φ２２：被動側コンプライアンス
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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