JP2006226461A

JP2006226461A - ケース部材の制振構造

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Publication number: JP2006226461A
Application number: JP2005042727A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Fujito; 宏藤戸; Makoto Funahashi; 眞舟橋; Katsunobu Mitsune; 勝信三根; Hiroyuki Amano; 浩之天野
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2005-02-18
Filing date: 2005-02-18
Publication date: 2006-08-31
Anticipated expiration: 2025-02-18
Also published as: JP4715223B2

Abstract

【課題】制振材料に加わる歪みを考慮した制振構造を提供する。
【解決手段】内部に振動発生源を有し、制振材料１が表面に塗布または貼り付けられた制振機能を有するケース部材３の制振構造において、前記振動発生源により与えられる歪みの変化に対する減衰能の変化傾向が異なる複数の制振材料１ａ、１ｂを備え、前記減衰能の変化傾向が異なる制振材料１ａ、１ｂの減衰能が一致する歪みが発生する前記ケース部材３の部位の近傍を境界として、ケース部材３の歪みが大きい方に歪みの増大に伴って減衰能が増大する制振材料１ａが塗布または貼り付けられているとともに、ケース部材３の歪みが小さい方に歪みの減少に伴って減衰能が増大する制振材料１ｂが塗布または貼り付けられていることを特徴としている。
【選択図】図１

Description

この発明は、ケース部材の制振構造に関する。

内部に振動発生源を有するケース、例えば、トランスミッションケース等が歪むことによる膜振動に起因するノイズの発生を抑制するために、ケース表面に内部摩擦抵抗の高い制振材料を塗布または貼り付けることで、ケースの歪みによる膜振動を抑制し、ノイズの発生を抑制することが考えられる。

例えば、特許文献１の発明は、シート状の制振材料を貼り付けあるいは塗布することにより箱形の構造体の制振を行うように構成された発明が記載されている。

また、特許文献２の発明は、塗布した後の制振材料が電子線の照射によって硬化する電子線架橋性エポキシ樹脂であることを特徴としている。
特開平１１−２３６９４３号公報特開平１−２４７１５３号公報

一方、ケース表面の歪みの分布は一定ではなく、振動発生源からの距離に応じて異なる歪みが発生する。制振材料には制振材料に加わる歪みの大きさによって、減衰能が変化する特性があるので、同一種類の制振材料をケース全体に塗布または貼り付けたのでは、得られる減衰能がケースの部位によって異なることになり、ケース全体として必ずしも最良の減衰能が得られないという問題点がある。

本発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、特性の異なる制振材料を有効に用いて、振動抑制効果を向上させることを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明は、発生する歪みの大きさに応じて、塗布または貼り付ける制振材料を変更させたことを特徴とするものである。具体的には、請求項１の発明は、内部に振動発生源を有し、制振材料が表面に塗布または貼り付けられた制振機能を有するケース部材の制振構造において、前記振動発生源により与えられる歪みの変化に対する減衰能の変化傾向が異なる複数の制振材料を備え、前記減衰能の変化傾向が異なる制振材料の減衰能が一致する歪みが発生する前記ケース部材の部位の近傍を境界として、ケース部材の歪みが大きい方に歪みの増大に伴って減衰能が増大する制振材料が塗布または貼り付けられているとともに、ケース部材の歪みが小さい方に歪みの減少に伴って減衰能が増大する制振材料が塗布または貼り付けられていることを特徴とするケース部材の制振構造である。

また、請求項２の発明は、内部に振動発生源を有し、制振材料が表面に塗布または貼り付けられた制振機能を有するケース部材の制振構造において、前記振動発生源により与えられる歪みの変化に対する減衰能の変化傾向が異なる複数の制振材料が積層して備えられており、ケース表面に近い方に、歪みの増大に伴って減衰能が増大する制振材料が塗布または貼り付けられているとともに、歪みの減少に伴って減衰能が増大する制振材料がケース表面から遠い方に塗布または貼り付けられていることを特徴とするケース部材の制振構造である。

さらに、請求項３の発明は、請求項２において、前記歪みの増大に伴って減衰能が増大する制振材料と、前記歪みの減少に伴って減衰能が増大する制振材料との境界が、前記減衰能の変化傾向が異なる制振材料の減衰能が一致する歪みが発生する前記制振材料の積層方向の部位であることを特徴とするケース部材の制振構造である。

請求項１の発明によれば、発生する歪みに対して減衰能が最も大きな制振材料が選択されて塗布または貼り付けられている。したがって、制振材料の減衰能の最も大きな領域で振動の減衰が行われるので、制振効果を増大させることができる。

また、請求項２の発明によれば、歪みが大きくなるに従って減衰能が大きくなるように制振材料が塗布または貼り付けられている。したがって、制振材料の減衰能の最も大きな領域で振動の減衰が行われるので、制振効果を増大させることができる。

さらに、請求項３の発明によれば、歪みの増大に伴って減衰能が増大する制振材料と、前記歪みの減少に伴って減衰能が増大する制振材料との境界が、前記減衰能の変化傾向が異なる制振材料の減衰能が一致する歪みが発生する前記制振材料の積層方向の部位に設定されている。したがって、制振材料の減衰能の最も大きな領域で振動の減衰が行われるので、制振効果を増大させることができる。

図１０は本発明が適用された変速機の例を表すスケルトン図である。変速機の構成部品を収納するように変速機の外殻を構成する筐体９が設けられている。筐体９はケース２３とカバー１１とから構成されており、ケース２３の内部を仕切るように隔壁１０が設けられている。なお、ケース２３の開口部を塞ぐようにカバー１１がボルト等によって固定されている。

変速機の構成、すなわち、ケース２３内部の構造は以下の通りである。インプットシャフト１２の一方が支持ベアリング１４によりカバー１１に取り付けられており、また、インプットシャフト１２の他方が隔壁１０に支持ベアリング１５により取り付けられている。さらにインプットシャフト１３にはインプットギヤ２０が取り付けられている。一方、アウトプットシャフト２５の一方が支持ベアリング１６によりカバー１１に取り付けられており、アウトプットシャフト２５の他方が支持ベアリング１７により隔壁１０に取り付けられている。そして、アウトプットシャフト２５にはアウトプットギヤ２１が取り付けられている。インプットギヤ２０とアウトプットギヤ２１とは互いに噛合しており、また、インプットギヤ２０とアウトプットギヤ２１とはギヤ比の異なるはす歯歯車の歯車対として複数組用意されている。

また、アウトプットシャフト２５の他方にはリダクションギヤ１３が設けられ、このリダクションギヤ１３はディファレンシャル２２を構成する差動歯車と噛み合っている。そして、ディファレンシャル２２を構成する作動歯車は支持ベアリング１８および支持ベアリング１９によって、隔壁１０および、ケース２３に取り付けられている。

インプットシャフト１２に入力されたトルクはインプットギヤ２０からアウトプットギヤ２１へ伝達されアウトプットシャフト２５に出力される。この際、インプットギヤ１２とアウトプットギヤ２１との歯車対を適切に選択することで、変速作用を得ることができる。

一方、インプットシャフト１２もしくはアウトプットシャフト２５は支持ベアリング１４もしくは１６を介してカバー１１に取り付けられている。インプットギヤ２０とアウトプットギヤ２１とは、はす歯歯車であるため、回転に伴いスラスト方向の力が発生する。そのため、シャフト１２、２５をスラスト方向に移動させる力が発生するが、支持ベアリング１４，１５，１６，１７はこのスラスト方向の移動を完全に抑制することができない。このため、インプットシャフト１２もしくはアウトプットシャフト２５の回転に伴う微少な振動がカバー１１に伝達され、カバー１１に周期的に歪みが発生する。この際、シャフト１２または１３の振動周波数がカバー１１の固有周波数と一致した場合、この歪みによってカバー１１が膜振動を起こし、ノイズの原因となる場合がある。また、この歪みの大きさははカバー１１の部位によって異なっている。

図１１はカバー１１に発生する歪みの様子を示すカバー上面図である。シャフト１２または２５の回転中心である振動源２４を中心として、領域Ｂが、歪みεが歪み量ε_βより大きい領域であり、領域Ａが、歪みεが歪み量ε_βより小さい領域である。

この膜振動を抑制するためにカバー１１の表面に制振材料を塗布または貼り付けることで、膜振動を吸収することが考えられるが、この制振材料は制振材料に加わる歪みの大きさに応じて減衰能が変化する特性を有していることが多い。

図１は、制振材料に加わる歪みεと、減衰能の大きさを表す値である損失係数ηとの関係を示す図である。なお、曲線Ａは第１の制振材料（ブチルスチレンゴム系）の特性曲線であり、曲線Ｂは第２の制振材料（エポキシ樹脂系）の特性曲線である。第１の制振材料１Ａは制振材料に加わる歪みが大きくなると損失係数ηも増大する。これに対して第２の、制振材料１Ｂは制振材料に加わる歪みが増大すると損失係数ηは減少する。したがって、この２つの曲線は点βで交わることになる。つまり、歪みεが点βにおける歪み量ε_βより大きい場合には、第１の制振材料１Ａの方が減衰能が高く、歪みεが歪み量ε_βより小さい場合には第２の制振材料１Ｂの方が減衰能が高くなる。

そして、交わった点における歪み量ε_βと、前記領域Ａと領域Ｂとの境界での歪みとが一致するように前記制振材料を塗布または貼り付ける。これにより、歪みεに対する減衰能の変化を考慮することになるので、歪みεがどのように変化しても、常に最良の減衰能を得ることができる。すなわち、領域Ａには第１の制振材料を塗布または貼り付け、領域Ｂには第２の制振材料を塗布または貼り付けることで、カバー１１の歪み状態に応じて適切に制振材料を選択することができる。

つまり、発生する歪みに対して減衰能が最も大きな制振材料１Ａまたは１Ｂが選択されて塗布または貼り付けられている。したがって、制振材料の減衰能の最も大きな領域で振動の減衰が行われるので、制振効果を増大させることができる。

また、図３に示すように、３種類以上の制振材料を使用しても良い、この場合、カバー上の領域は複数に分けることができ、また、制振材料の特性曲線は複数箇所で交わることになる。例えば、使用する制振材料が３種類の場合、特性曲線は点β１と点β２とで交わることになる。そして、その点β１における歪みε_β１、および点β２おける歪みε_β２が生じるカバー１１上の境界を境として領域を設定することで、歪みεがどのように変化しても常に最良の減衰能を得ることができる。

一方、制振材料は厚みを有しているために、制振材料内部の歪みを考慮して制振材料を塗布または貼り付ける必要がある。図２は制振材料を積層方向に重ねて塗布または貼り付けを行ったものである。

図２の（ａ）においては、ケース部材３の表面に第１の制振材料１Ａが塗布または貼り付けられ、さらにその上に第２の制振材料１Ｂが塗布または貼り付けられている。制振材料に発生する歪みは、ケース部材３と第１の制振材料１Ａとが接触する面で最も大きく、ケース部材３から離れるにしたがって減少していく。この２つの制振材料の減衰能の特性は図１に示すように点βで一致するので、この点βにおける歪み量ε_βとなる積層方向の位置に制振材料１Ａと制振材料１Ｂとの境界面を設定することで、歪みの大きさに関わらず常に最良の制振効果を得ることができる。

つまり、ケース部材３の表面から近く、歪みεが歪み量ε_βより大きい場合には、第１の制振材料１Ａにより歪みが吸収され、歪みεが歪み量ε_βより小さい場合には第２の制振材料１Ｂにより歪みが吸収されることになる。歪みεが歪み量ε_βより大きい場合には、第１の制振材料１Ａの方が減衰能が高く、歪みεが歪み量ε_βより小さい場合には第２の制振材料１Ｂの方が減衰能が高くなるので、歪みεの大きさに関わらず常に最良の制振効果を得ることができる。

図２の（ｂ）においては、ケース部材３の表面に第１の制振材料１Ａが塗布または貼り付けられ、さらにその上に第２の制振材料１Ｂが塗布または貼り付けられている。そして、さらにその上に第１の制振材料１Ａが塗布または貼り付けられている。そして、その上に表面拘束層２が設けられている。この場合、表面拘束層２が設けられているので、歪みは表面拘束層２およびケース部材３と第１の制振材料１Ａとが接する面で最も大きくなり、第２の制振材料１Ｂの中央部において最も小さくなる。したがって、第１の制振材料１Ａと第２の制振材料１Ｂとが接する面を歪み量ε_βとなる位置とすることで、歪みの大きさに関わらず最良の制振効果を得ることができる。

すなわち、歪みが大きくなるに従って減衰能が大きくなるように制振材料１ａ、１ｂが塗布または貼り付けられている。したがって、制振材料の減衰能の最も大きな領域で振動の減衰が行われるので、制振効果を増大させることができる。

さらに、歪みの増大に伴って減衰能が増大する制振材料１ａと、前記歪みの減少に伴って減衰能が増大する制振材料１ｂとの境界が、前記減衰能の変化傾向が異なる制振材料１ａ、１ｂの減衰能が一致する歪みが発生する前記制振材料１ａ、１ｂの積層方向の部位に設定されている。したがって、制振材料の減衰能の最も大きな領域で振動の減衰が行われるので、制振効果を増大させることができる。

なお、振動抑制効果を増大させる方法の一例として、表面拘束層と制振材料との間の拘束力を増大させ、せん断歪みを増大させることが考えられる。図４はその一例を示しており、ケース部材３の上に制振材料１が塗布又は貼り付けられており、その上に表面拘束層２が設けられている。

制振材料１の上面は凹凸状になっている。また、表面拘束層２の下面も凹凸になっており、制振材料１の上面の凹部と表面拘束層２の下面の凸部、すなわち、制振材料１の上面の凸部と表面拘束層２の下面の凹部とが互いに噛み合うように構成されているいる。

この凹凸面がない場合、すなわち表面拘束層２と制振材料１との接触面が平滑面の場合、表面拘束層２と制振材料１との間で滑りが発生し、せん断歪みが低下する。これに対して、凹凸面がある場合、表面拘束層２と制振材料１との間で拘束力が増大し、滑りが抑制されるので、せん断歪みが増大する。したがって、制振材料１の減衰能の大きな領域を使用することができ、振動抑制効果を増大させることができる。

また、この凹凸部の積層方向の凹部の深さｔ、すなわち凸部の高さｔは表面拘束層２の厚さＴよりも小さく、すなわち、表面拘束層２が貫通されておらず、外観上美観を損ねることなく、振動抑制効果を増大させることができる。

なお、図５に示すように、表面拘束層２の厚さが薄い場合には、表面拘束層２に貫通穴を設けて制振材料１の凸部と噛み合わせてもよい。この場合、表面拘束層２に貫通穴を開けるだけでよいので、容易に加工を行うことができる。

さらに、表面拘束層２の表面からピン４により表面拘束層２と制振材料１とを固定しても良い（図６）。この場合、表面拘束層２の下面に凹凸加工を行うことなく拘束力を増大させることができるので、容易に加工を行うことができる。

一方、制振材料の脱落防止のため、ケース部材３にリブ６を設け、そのリブ６に貫通穴５を設けるように構成することが考えられる。図７は、制振材料に脱落防止策を施した場合の加工法を示す図である。リブ６に貫通穴５を設けておくと（図７の（ａ））、ケース部材３に制振材料１を塗布したときに、制振材料１の一部が貫通穴５に入り込む（図７の（ｂ））（２）。そして、その状態で硬化処理が行われるので、貫通穴５に入り込んだ制振材料１と、周囲の制振材料１と一体となって硬化する（図７の（ｃ））。そのため、剥離方向に応力が加わったとしても、貫通穴５に入り込んだ制振材料１が応力に対する物理的な抵抗として作用するため、脱落に対する抵抗力を増大させることができる。

なお、リブ６の代わりに凸状部品７をケース部材３に接着面８で接着したものとしてもよい（図８）。これにより、リブ６に貫通穴５を設けたものと同様の効果を得ることができる。

さらに、制振材料１の剥離は制振材料１の温度が上昇することにより生じやすくなるので、ケース部材３からの発熱をリブ６を介して表面拘束層２に伝達させるようにしてもよい（図９）。これにより、ケース部材３からの熱が制振材料１を経由せずに表面拘束層２に伝達されるので、制振材料１の温度の上昇が抑制され、制振材料１の剥離強度の低下を抑制することができる。

制振材料の歪みに対する損失係数の変化の傾向を示す図である。制振材料を積層方向に重ね塗りした場合の図である。制振材料を３種類使用した場合の歪みに対する損失係数の変化の傾向を示す図である。表面拘束層と制振材料とが接する面に凹凸を設けた例を示す図である。表面拘束層と制振材料とが接する面に凹凸を設けた第２の例を示す図である。表面拘束層と制振材料とをピンによって結合した例を示す図である。ケース部材と制振材料とをケース部材に設けた貫通穴によって結合させた例を示す図である。ケース部材と制振材料とを凸状部品で結合した例を示す図である。ケース部材と表面拘束層とを接触させた例を示す図である。この発明が適用される変速機の一例を示す図である。カバーにおける歪みの分布をしめす図である。

符号の説明

１…制振材料、１ａ…制振材料Ａ、１ｂ…制振材料Ｂ、３…ケース部材。

Claims

内部に振動発生源を有し、制振材料が表面に塗布または貼り付けられた制振機能を有するケース部材の制振構造において、
前記振動発生源により与えられる歪みの変化に対する減衰能の変化傾向が異なる複数の制振材料を備え、
前記減衰能の変化傾向が異なる制振材料の減衰能が一致する歪みが発生する前記ケース部材の部位の近傍を境界として、ケース部材の歪みが大きい方に歪みの増大に伴って減衰能が増大する制振材料が塗布または貼り付けられているとともに、ケース部材の歪みが小さい方に歪みの減少に伴って減衰能が増大する制振材料が塗布または貼り付けられていることを特徴とするケース部材の制振構造。
内部に振動発生源を有し、制振材料が表面に塗布または貼り付けられた制振機能を有するケース部材の制振構造において、
前記振動発生源により与えられる歪みの変化に対する減衰能の変化傾向が異なる複数の制振材料が積層して備えられており、
ケース表面に近い方に、歪みの増大に伴って減衰能が増大する制振材料が塗布または貼り付けられているとともに、歪みの減少に伴って減衰能が増大する制振材料がケース表面から遠い方に塗布または貼り付けられていることを特徴とするケース部材の制振構造。
前記歪みの増大に伴って減衰能が増大する制振材料と、前記歪みの減少に伴って減衰能が増大する制振材料との境界が、前記減衰能の変化傾向が異なる制振材料の減衰能が一致する歪みが発生する前記制振材料の積層方向の部位であることを特徴とする請求項２に記載のケース部材の制振構造。