JP2013104557A - 変速機のシャフトダンパ - Google Patents

Abstract

【課題】変速機のラトルノイズ等ＮＶＨ特性（自動車の騒音・振動・乗り心地特性）を向上させることができる変速機のシャフトダンパを提供する。
【解決手段】変速機に回転可能に設置されたシャフトと、シャフトに回転が拘束された状態に設置されたドライブプレートと、シャフトと相対回転可能な状態に設置された第１慣性プレートと、ドライブプレートと第１慣性プレート間の相対回動によって弾性変形しながら弾性力を提供することができるように設置された第１弾性部材と、シャフトを回転軸として第１慣性プレートに対して相対回転可能に設置された第２慣性プレートと、第１慣性プレートと第２慣性プレート間の相対回動によって弾性変形しながら弾性力を提供することができるように設置された第２弾性部材と、を有して構成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、変速機のシャフトダンパに関し、より詳しくは、変速機のシャフトに設置されて、ラトルノイズ（ｒａｔｔｌｅ ｎｏｉｓｅ）を低減させる変速機のシャフトダンパに関するものである。

変速機の入力軸に、慣性プレートを含んで構成されるインプット・シャフト・ダンパ（ＩＳＤ；Ｉｎｐｕｔ Ｓｈａｆｔ Ｄａｍｐｅｒ）を備えることにより、デュアル・マス・フライホイール（ＤＭＦ；Ｄｕａｌ Ｍａｓｓ Ｆｌｙｗｈｅｅｌ）を使用せずとも、変速機のラトルノイズが問題となる特定回転数領域の共振を効果的に回避することができる（特許文献１，２）。

しかし、上記のようなＩＳＤで特定回転数領域での共振を適切に減らすためには正確なチューニングが必要である。すなわち、図１に例示したように、約１６００ＲＰＭ付近での共振を減少させるために変速機の入力軸に正確なチューニングがなされていないＩＳＤを付加した場合には、本来の最初の共振点ａが２つに分割されて第１共振点ａ−１と第２共振点ａ−２を形成するようになり、分割された一方の第２共振点ａ−２は、その振幅が減ってＩＳＤを装着した効果がでているが、他方の第１共振点ａ−１は、図示したように最初の共振点ａよりさらに高い振幅に増幅されることがあり得るのである。

従って、変速機の入力軸や出力軸、カウンターシャフト又はＰＴＯ（ＰＯＷＥＲ ＴＡＫＥ ＯＦＦ ＳＨＡＦＴ）シャフトにＩＳＤのような構造物（以下、この構造物を「シャフトダンパ」とする。）を装着して慣性を増大させるにおいては、適切にチューニングする対策が講じられなくてはならない。

変速機のラトルノイズや共振の軽減に関しては、例えば、動力源と歯車機構との間の動力伝達経路上に、弾性力によって動力源と歯車機構との間に生じる変動トルクを吸収するダンパ部と、変動トルクが所定値を超えたときにすべりを生ずるリミッタ部とでなり、変速機におけるラトルノイズを解消するダンパ装置（特許文献３）、クランクシャフトに連結する第１ホイールと、クラッチ板を介して変速機入力軸に連結する第２ホイールと、それらを互いに連結する第１トーションスプリングとを備え、さらに、第１ホイールの両端面のうち第２ホイールが配設される反対側側面に第２トーションスプリングを介して第３ホイールが配設されて構成され、共振による影響の低減を図るフライホイールダンパ（特許文献４）などの提案がなされている。

韓国公開特許１０−２００７−００３９８１９号明細書 韓国公開特許１０−２００９−００４９２９５号明細書 特開２０１０−２１６５２３号公報 特開２００４−０６８９５１号公報

上記のような問題点を解決するためになされた本発明の目的は、変速機のラトルノイズ等ＮＶＨ特性（自動車の騒音・振動・乗り心地特性）を向上させることができる変速機のシャフトダンパを提供することにある。

上記目的を達成すべく本発明の変速機のシャフトダンパは、変速機に回転可能に設置されたシャフトと、シャフトに回転が拘束された状態に設置されたドライブプレートと、
シャフトと相対回転可能な状態に設置された第１慣性プレートと、ドライブプレートと第１慣性プレート間の相対回動によって弾性変形しながら弾性力を提供することができるように設置された第１弾性部材と、シャフトを回転軸として第１慣性プレートに対して相対回転可能に設置された第２慣性プレートと、第１慣性プレートと第２慣性プレート間の相対回動によって弾性変形しながら弾性力を提供することができるように設置された第２弾性部材と、を有して構成されている。

また、別の形態として本発明による変速機のシャフトダンパは、変速機に回転可能に設置されたシャフトと、シャフトに対して所定範囲内で弾性的な相対回転が可能な状態にシャフトに装着された第１慣性体と、シャフトを回転軸として、第１慣性体に対して所定範囲内で弾性的な相対回転が可能に設置された第２慣性体と、を有して構成される。

本発明は、変速機の入力軸や出力軸、カウンターシャフト又はＰＴＯシャフト等に慣性を付加するシャフトダンパを装着して、問題の対象共振を二つの共振に転換し、その一つの共振を最小化し、残りの一つの共振に対しては追加で共振を減らすことができるようにして、結果として問題の対象共振を全ての回転数領域で効果的に低減させて、変速機のラトルノイズ等ＮＶＨ特性を向上させることができるようにする。

従来技術の問題点を説明した変速機の入力軸の回転数に伴う角加速度グラフである。 本発明による変速機のシャフトダンパの実施形態を図示した図面である。 本発明による変速機シャフトダンパの別の実施形態を図示した図面である。 本発明の作用を説明した変速機の入力軸の回転数に伴う角加速度グラフである。

図２と図３を参照すると、本発明の変速機のシャフトダンパは、変速機（図示していない）に回転可能に設置されたシャフト１と、シャフト１に回転が拘束された状態に設置されるドライブプレート３と、シャフト１と相対回転可能な状態に設置された第１慣性プレート５と、ドライブプレート３と第１慣性プレート５間の相対回動によって弾性変形しながら弾性力を提供することができるように設置された第１弾性部材７と、シャフト１を回転軸として第１慣性プレート５に対して相対回転可能な状態に設置された第２慣性プレート９と、第１慣性プレート５と第２慣性プレート９間の相対回動によって弾性変形しながら弾性力を提供することができるように設置された第２弾性部材１１、を有して構成される。

すなわち、本発明は、変速機に回転可能に設置されたシャフト１に対して、所定範囲内で弾性的な相対回転が可能な状態でシャフト１に装着された第１慣性体である第１慣性プレート５を備え、シャフト１を回転軸として第１慣性体に対して所定範囲内で弾性的な相対回転が可能に設置された第２慣性体である第２慣性プレート９を備えて、シャフト１に対して第１慣性プレート５と第２慣性プレート９が順に弾性的に直列連結された構造となっている。

第２慣性プレート９は、第１慣性プレート５に比べて相対的に小さな回転慣性を有し、第２慣性プレート９は、第１慣性プレート５に対してはもちろんシャフト１に対しても相対回転が可能な状態に設置されるのである。

ドライブプレート３と第１慣性プレート５の間には、相互間の相対回動量を制限することができるようにストッパーピン１３が設置され、第１慣性プレート５と第２慣性プレート９の間にも相互間の相対回動量を制限することができるようにストッパーピン１３が設置される。

ストッパーピン１３の設置によって、ドライブプレート３と第１慣性プレート５の間、および第１慣性プレート５と第２慣性プレート９の間の相対回動量が制限されるようにするメカニズムは、従来のＩＳＤ装置と同じ、あるいは類似のメカニズムで実現することができ、ここでは詳しい説明を省略する。

図２と図３の二つの実施形態は、第１慣性プレート５がドライブプレート３を囲んで設置され、第１慣性プレート５には第２慣性プレート９との間に回転力を伝達するための駆動部５−１が一体に形成されている点で同じである。

しかし、図２の実施形態では、駆動部５−１が第１慣性プレート５から延長された後、第２慣性プレート９の半径方向内側から外側に延長されて形成され、第２慣性プレート９が駆動部５−１の半径方向外側を囲む形態で設置される構造である。

ここで、第１慣性プレート５と駆動部５−１は、シャフト１との間に第１ベアリング１５を介して相対回転可能に設置され、第２慣性プレート９は、駆動部５−１との間に第２ベアリング１７を介して相対回転可能に設置される。
この構造では、第２慣性プレート９の慣性を利用できる点で図３の実施形態より有利であり、ドライブプレート３の外側に位置した第２慣性プレート９の直径を大きくさせる等の方法により慣性を大きくすることができる。

図３の実施形態では、駆動部５−１は第１慣性プレート５から延長された後、第２慣性プレート９の半径方向外側から内側に延長されて形成され、第２慣性プレート９は駆動部５−１の半径方向内側に延長された部分の内側を囲む形態で設置される構造である。

ここで、第１慣性プレート５は、シャフト１との間に第１ベアリング１５を介して相対回転可能に設置され、第２慣性プレート９は駆動部５−１との間には第２ベアリング１７を介して相対回転可能に設置され、シャフト１とは第１ベアリング１５を介して相対回転可能に設置される。
この構造では、駆動部５−１によって第２慣性プレート９を大きくして慣性を利用するのが、図２の実施形態に比べて相対的に難しいが、軸方向の幅が相対的に小さくすることができるので搭載する上で有利である。

上記のように構成された本発明の変速機のシャフトダンパは、変速機の入力軸に適用できるのはもちろん、これ以外に、変速機に設置された他の多様なシャフトに設置されることができ、例えば、出力軸、カウンターシャフト又はＰＴＯシャフト等にも設置してその効果を発揮することができる。

図４は、本発明による変速機のシャフトダンパが発揮する効果を図示したグラフである。シャフトダンパが装着されない状態での初期共振点Ａが、シャフトダンパを装着することによって振幅が小さくなった二つの共振点である第１共振点Ａ−１と第２共振点Ａ−２に分割されることを示している。

これは第１慣性プレート５が従来と同じ作用で二つの共振点に分割され、そのうちの一方の共振点Ａ−２を初期共振点Ａより小さな振幅に緩和させ、他方の共振点Ａ−１では初期共振点Ａに比べその緩和が微弱であるか、同等水準か、又はそれ以上の振幅を有する状態に変形されるような場合に、第２慣性プレート９を追加で装着していることで共振点Ａ−１に対してその振幅を低くするように機能している。

従って、本発明による変速機のシャフトダンパは、変速機で発生し得る共振現象を積極的に低減ないしは緩和させ、変速機は勿論、変速機を持つパワートレーンのＮＶＨ特性を大きく向上させることができるようになる。

本発明は、特定の実施形態に関して図示して説明したが、以下の特許請求の範囲によって提供される本発明の技術的思想を外れない限度内で、本発明が多様に改良及び変化することができるということは、当業界で通常の知識を有する者において自明である。

１；シャフト
３；ドライブプレート
５；第１慣性プレート
７；第１弾性部材
９；第２慣性プレート
１１；第２弾性部材
１３；ストッパーピン
１５；第１ベアリング
１７；第２ベアリング
５−１；駆動部
ａ、Ａ；初期共振点
ａ−１、Ａ−１；第１共振点
ａ−２、Ａ−２；第２共振点

Claims (10)

1. 変速機に回転可能に設置されたシャフトと、
   前記シャフトに回転が拘束された状態に設置されたドライブプレートと、
   前記シャフトと相対回転可能な状態に設置された第１慣性プレートと、
   前記ドライブプレートと前記第１慣性プレート間の相対回動によって弾性変形しながら弾性力を提供することができるように設置された第１弾性部材と、
   前記シャフトを回転軸として前記第１慣性プレートに対して相対回転可能な状態に設置された第２慣性プレートと、
   前記第１慣性プレートと前記第２慣性プレート間の相対回動によって弾性変形しながら弾性力を提供することができるように設置された第２弾性部材と、
   を有して構成されていることを特徴とする変速機のシャフトダンパ。
2. 前記ドライブプレートと前記第１慣性プレートの間には相互間の相対回動量を制限することができるようにストッパーピンが設置され、
   前記第１慣性プレートと前記第２慣性プレートの間にも相互間の相対回動量を制限することができるようにストッパーピンが設置されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の変速機のシャフトダンパ。
3. 前記第１慣性プレートは前記ドライブプレートを囲んで設置され、
   前記第１慣性プレートには前記第２慣性プレートとの間に回転力を伝達するための駆動部が一体に形成されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の変速機のシャフトダンパ。
4. 前記駆動部は前記第１慣性プレートから延長された後、前記第２慣性プレートの半径方向内側から外側に延長されて形成され、
   前記第２慣性プレートは前記駆動部の半径方向外側を囲む形態で設置されている、
   ことを特徴とする請求項３に記載の変速機のシャフトダンパ。
5. 前記第１慣性プレートと前記駆動部は、前記シャフトとの間に第１ベアリングを介して相対回転可能に設置され、
   前記第２慣性プレートは、前記駆動部との間に第２ベアリングを介して相対回転可能に設置されている、
   ことを特徴とする請求項４に記載の変速機のシャフトダンパ。
6. 前記駆動部は、前記第１慣性プレートから延長された後、前記第２慣性プレートの半径方向外側から内側に延長されて形成され、
   前記第２慣性プレートは、前記駆動部の半径方向内側に延長された部分の内側を囲む形態で設置されている、
   ことを特徴とする請求項３に記載の変速機のシャフトダンパ。
7. 前記第１慣性プレートは、前記シャフトとの間に第１ベアリングを介して相対回転可能に設置され、
   前記第２慣性プレートは、前記駆動部との間に第２ベアリングを介して相対回転可能に設置され、前記シャフトとは前記第１ベアリングを介して相対回転可能に設置されている、ことを特徴とする請求項６に記載の変速機のシャフトダンパ。
8. 前記第２慣性プレートは、前記第１慣性プレートより慣性が小さく設定されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の変速機のシャフトダンパ。
9. 変速機に回転可能に設置されたシャフトと、
   前記シャフトに対して所定範囲内で弾性的な相対回転が可能な状態に前記シャフトに装着された第１慣性体と、
   前記シャフトを回転軸として、前記第１慣性体に対して所定範囲内で弾性的な相対回転が可能に設置された第２慣性体と、
   を有して構成されていることを特徴とする変速機のシャフトダンパ。
10. 前記第２慣性体は、前記第１慣性体に比べて相対的に小さな回転慣性を有し、
    前記第２慣性体は、前記第１慣性体及び前記シャフトに対して相対回転が可能な状態に設置されること、
    を特徴とする請求項９に記載の変速機のシャフトダンパ。

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