JP2009014022A - イナーシャ装置 - Google Patents

イナーシャ装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2009014022A
JP2009014022A JP2007173589A JP2007173589A JP2009014022A JP 2009014022 A JP2009014022 A JP 2009014022A JP 2007173589 A JP2007173589 A JP 2007173589A JP 2007173589 A JP2007173589 A JP 2007173589A JP 2009014022 A JP2009014022 A JP 2009014022A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
inertia
inertia device
planetary gear
ring
rotating body
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2007173589A
Other languages
English (en)
Inventor
Hirotaka Kaneko
弘隆 金子
Ryutaro Kunimasa
竜太郎 國正
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP2007173589A priority Critical patent/JP2009014022A/ja
Publication of JP2009014022A publication Critical patent/JP2009014022A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Retarders (AREA)

Abstract

【課題】 小さなマス径で大きなイナーシャ量を確保することができるイナーシャ装置を提供する。
【解決手段】 回転体(アウトプットシャフト2b)からの入力回転を増速してイナーシャリング11に出力する遊星歯車機構10を変速機2のエクステンションケース2a内に設けた。
【選択図】 図2

Description

本発明は、回転系の固有振動周波数を変更するイナーシャ装置の技術分野に属する。
従来のイナーシャ装置としては、エンジンと変速機との間にある駆動伝達経路上にマス部材としてイナーシャリングを設けたものが知られている(例えば、特許文献1参照。)。
特開2006−283955号公報
回転系の捩り固有振動周波数の調整代を大きく取るためには、イナーシャ量を大きくする必要があり、イナーシャ量を増加させるためには、マス部材の外形寸法を大きくすることが有効である。しかしながら、レイアウトの制約上、マス部材の大径化には限界があるため、必要なイナーシャ量の確保が困難であるという問題があった。
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、小さなマス径で大きなイナーシャ量を確保することができるイナーシャ装置を提供することにある。
上述の目的を達成するため、本発明では、回転体の回転力によりマス部材を回転させ、前記回転体を含む回転系の固有振動周波数を変更するイナーシャ装置において、前記回転体と前記マス部材との間に、回転体からの入力回転を増速してマス部材に出力する遊星歯車機構を介装したことを特徴とする。
本発明のイナーシャ装置では、遊星歯車機構の増速比により、等価的にマス部材のイナーシャ量を遊星ギア比の2乗倍に増加させることができるため、小さなマス径で大きなイナーシャ量を確保することができる。
以下、本発明を実施するための最良の形態を、実施例1〜5に基づいて説明する。
まず、構成を説明する。
図1は、実施例1のイナーシャ装置を適用した後輪駆動車の駆動系を示す構成図であり、実施例1の後輪駆動車では、エンジン1の出力トルクは変速機2からプロペラシャフト3へと伝達され、ファイナルドライブ4により左右アクスルシャフト5,6を介して左右後輪7,8へと分配される。
変速機2のエクステンションケース(ケーシング)2aには、イナーシャ装置9が内設されている。このイナーシャ装置9は、変速機2のアウトプットシャフト(回転体、動力伝達部材)2bと連結されている。イナーシャ装置9は、図2に示すように、遊星歯車機構10を用いて構成されている。
遊星歯車機構10は、サンギア10aがリング部材12に形成され、キャリア10bがアウトプットシャフト2bと連結され、リングギア10cがイナーシャリング(マス部材)11に形成されている。リング部材12の外周は、エクステンションケース2aに固定されている。
実施例1では、遊星歯車機構10の遊星ギア比k=0.5に設定されている。すなわち、サンギア10aの歯数をZs、リングギア10cの歯数をZrとした場合、Zr/(Zs+Zr)=0.5となるように各歯数が設定されている。
次に、作用を説明する。
[マス量低減作用]
車両の駆動系では、特に静粛性が要求される高速走行時において、エンジンの捩り固有振動周波数に対し、プロペラシャフト等、動力伝達径路上の回転体の捩り固有振動周波数をオフセットすることで、共振に伴う音振性能の悪化を抑制する必要がある。
回転系の捩り固有振動周波数の調整代を大きく取るためには、マスのイナーシャ量を増加させる必要がある。下記の式(1)は、イナーシャ量Ipの算出式である(図3参照)。
Ip=1/2×ρπlr4 …(1)
ここで、lは幅、rは半径、ρは比重である。
式(1)に示すように、イナーシャ量Ipはマスの半径rの4乗倍となるため、マスの幅lよりもマス径rの寄与が非常に大きく、大きなイナーシャ量Ipを確保するためには、マスの外径を大きく取るのが効果的である。
しかしながら、車両はレイアウト上の制約が大きく、マスの大径化には限界がある。また、軽量化要求が高まる昨今では、イナーシャ量を増やすことは必然的に質量増を招くことにつながるため、いかに軽量で要求されるイナーシャ量を確保するのかが課題となっている。
これに対し、実施例1のイナーシャ装置9では、アウトプットシャフト2bの回転を遊星歯車機構10で増速してイナーシャリング11を回転させるため、等価的にイナーシャ量は遊星ギア比の2乗倍に増加することになる。
実施例1のイナーシャ装置9のイナーシャ量Ip'を下記の式(2)に示す。
Ip'=Ip0/k2 …(2)
ここで、kは遊星ギア比、Ip0はイナーシャリング等価イナーシャである。
すなわち、実施例1のイナーシャ装置9では、図4に示すように、従来のイナーシャリングに対して、遊星ギア比kを0.5とした場合、イナーシャ量は従来の4倍に増加し、半径rを従来のイナーシャリング半径Rよりも約-30%小径化することが可能となる(式(3)参照)。
r=(kR)1/2 …(3)
これにより、小さなレイアウトおよび低質量で大きなイナーシャ量(プロペラシャフト3の固有振動周波数を十分に低下させるために必要となるイナーシャ量)を確保することができる。よって、小さなマス径のイナーシャリング11を用いて回転系のイナーシャを広範囲に調整することができる。
また、実施例1では、変速機2のアウトプットシャフト軸2bにイナーシャ装置9を連結したため、変速機ギア比K<1となる高速走行時には、遊星ギア比kに加え、変速機ギア比Kでイナーシャリング11を増速回転させることが可能となり、より小さなレイアウト・重量でイナーシャ量を確保できる。
すなわち、従来のイナーシャIp0に対し、以下の式(4)により、例えば、遊星ギア比k=0.5、変速機ギア比K=0.6の場合には、エンジン回転を11倍に増速させることが可能である。
Ip'=Ip0/(k・K)2 …(4)
よって、エンジン回転数が低い高速走行時において、プロペラシャフト3の捩り振動周波数を広範囲に調整することができるため、特に静粛性が要求される高速走行時において、エンジン1の捩り固有振動周波数に対し、変速機2とファイナルドライブ4との間の動力伝達経路上の動力伝達部材の捩り固有振動周波数をより離間させることが可能となり、低速こもり音のドライブシャフトトルク変動を効果的に低減することができる。
同時に、実施例1では、図5に示すように、イナーシャリング11の半径rを遊星ギア比k=0.5とした場合、従来のイナーシャリング半径Rに対し、-45%小径化することが可能となる。
r=(k・KR)1/2 …(5)
また、実施例1では、イナーシャ装置9を、変速機2のエクステンションケース2a内に配置している。通常、エクステンションケース2aには、アウトプットシャフト2bの他にはパーキングギア程度しか配置されないため、イナーシャ装置9を設置する十分なスペースを確保することができる。よって、実施例1では、エクステンションケース2a内のデッドスペースの有効利用を図ることができるとともに、変速機ケース等のレイアウト変更を強いられることなくイナーシャ装置9を設置することができる。
さらに、実施例1では、リングギア10cをイナーシャリング11と一体に形成した。リングギアは、遊星歯車機構を構成する回転要素の中で最も外径側に位置する回転要素であるとともに最も質量が大きいため、イナーシャリング11をサンギア10aまたはキャリア10bと一体化させる場合と比較して、レイアウトが容易である。加えて、リングギア10cをイナーシャリング11と一体化したことにより、それぞれを別体で構成した場合と比較して、部品点数の削減によるコストダウンおよび軸方向寸法の短縮化を共に図ることができる。
次に、効果を説明する。
実施例1のイナーシャ装置9にあっては、以下に列挙する効果が得られる。
(1) 回転体(アウトプットシャフト2b)とイナーシャリング11との間に、回転体からの入力回転を増速してイナーシャリング11に出力する遊星歯車機構10を介装したため、小さなマス径で大きなイナーシャ量を確保することができる。
(2) イナーシャリング11を、遊星歯車機構10の回転要素の1つであるリングギア11cと一体に形成したため、遊星歯車機構とイナーシャリングとを別体に設けた場合と比較して、部品点数の削減によるコストダウンおよび軸方向寸法のコンパクト化を共に図ることができる。
(3) 回転体を、後輪駆動車の変速機2とファイナルドライブ4との間の動力伝達経路上に設けられたアウトプットシャフト2bとしたため、変速機ギア比Kが1未満となる高速走行時において、イナーシャリング11の増速効果がより高められ、低速こもり音のドライブシャフトトルク変動を効果的に低減できる。
(4) 回転体を、アウトプットシャフト2bとし、遊星歯車機構10およびイナーシャリング11を、変速機2のエクステンションケース2a内に配置したため、設置が容易であるとともに、従来はデッドスペースであったエクステンションケース2aの内部空間を有効利用することができる。
(5) 遊星歯車機構10は、サンギア10aをエクステンションケース2aに固定し、キャリア10bをアウトプットシャフト2bと連結し、リングギア10cをイナーシャリング11と連結したため、イナーシャリング11をサンギア10aまたはキャリア10bと連結する場合と比較して、レイアウトの容易化を図ることができる。
実施例2は、遊星歯車機構をキャリア入力、サンギア出力としてマス部材を増速回転させる例である。
すなわち、図5に示すように、遊星歯車機構10は、サンギア10aがイナーシャリング11に形成され、キャリア10bがアウトプットシャフト2bと連結され、リングギア10cがリング部材12に形成されている。リング部材12の外周は、エクステンションケース2aに固定されている。
よって、実施例2では、サンギア10aの歯数をZs、リングギア10cの歯数をZrとした場合、遊星歯車機構10の遊星ギア比k=Zs/(Zr+Zs)となる。
なお、全体構成は、図1に示した実施例1と同様であるため、図示ならびに説明を省略する。
次に、作用を説明する。
実施例2では、遊星歯車機構10において、サンギア10aをイナーシャリング11に設け、キャリア10bをアウトプットシャフト2bと連結し、リングギア10cをエクステンションケース2aに固定した。よって、サンギア10aの歯数Zsとリングギア10cの歯数Zrを実施例1と同一に設定した場合、遊星ギア比kを実施例1の2倍とすることができ、遊星歯車機構10によるイナーシャリング11の増速効果をより高めることができ、プロペラシャフト3の固有振動周波数をより低減させることができる。
次に、効果を説明する。
実施例2のイナーシャ装置9にあっては、実施例1の効果(1)〜(4)に加え、以下に列挙する効果が得られる。
(6) 遊星歯車機構10は、サンギア10aをイナーシャリング11と連結し、キャリア10bをアウトプットシャフト2bと連結し、リングギア10cをエクステンションケース2aに固定したため、遊星ギア比kをより増速側に設定しやすくなり、イナーシャリング11のイナーシャ量増大作用をより高めることができる。
実施例3は、遊星歯車機構をリングギア入力、サンギア出力としてマス部材を増速回転させる例である。
すなわち、図6に示すように、遊星歯車機構10は、サンギア10aがイナーシャリング11に形成され、キャリア10bがリング部材12に形成され、リングギア10cがアウトプットシャフト2bと連結されている。リング部材12の外周は、エクステンションケース2aに固定されている。
よって、実施例3では、サンギア10aの歯数をZs、リングギア10cの歯数をZrとした場合、遊星歯車機構10の遊星ギア比k=Zs/Zrとなる。
なお、全体構成は、図1に示した実施例1と同様であるため、図示ならびに説明を省略する。
次に、作用を説明する。
実施例3では、サンギア10aをイナーシャリング11に設け、キャリア10bをエクステンションケース2aに固定し、リングギア10cをアウトプットシャフト2bと連結した。よって、サンギア10aの歯数Zsとリングギア10cの歯数Zrを実施例1と同一に設定した場合、遊星ギア比kを実施例1の4/3倍とすることができ、遊星歯車機構10によるイナーシャリング11の増速効果をより高めることができる。
次に、効果を説明する。
実施例3のイナーシャ装置9にあっては、実施例1の効果(1)〜(4)に加え、以下に列挙する効果が得られる。
(7) 遊星歯車機構10は、サンギア10aをイナーシャリング11と連結し、キャリア10bをエクステンションケース2aに固定し、リングギア10cをアウトプットシャフト2bと連結したため、遊星ギア比kをより増速側に設定しやすくなり、イナーシャリング11のイナーシャ量増大作用をより高めることができ、プロペラシャフト3の固有振動周波数をより低減させることができる。
実施例4は、イナーシャ装置を、プロペラシャフトとファイナルドライブそれぞれ単体の捩り固有振動周波数のチューニングに用いた例である。
すなわち、図7に示すように、イナーシャ装置9は、プロペラシャフト3と、ファイナルドライブ4と左右アクスルシャフト5,6との間にそれぞれ設けられている。なお、イナーシャ装置9の構成については、図2に示した実施例1と同様であるため、図示ならびに説明を省略する。
次に、作用を説明すると、実施例4では、イナーシャ装置9をプロペラシャフト3とファイナルドライブ4それぞれ単体の固有振動周波数のチューニングに用いるため、プロペラシャフト3とファイナルドライブ4の共振を小さなマス径のイナーシャリング11で回避することができる。
次に、効果を説明する。
実施例4のイナーシャ装置9にあっては、実施例1の効果(1)〜(3)に加え、以下に列挙する効果が得られる。
(8) 遊星歯車機構10を、プロペラシャフト3に設けるとともに、ファイナルドライブ4と左右アクスルシャフト5,6との間にそれぞれ介装し、プロペラシャフト3とファイナルドライブ4それぞれの捩り固有振動周波数をチューニングしたため、プロペラシャフト3とファイナルドライブ4の捩り固有振動周波数の近接を、小さなマス径のイナーシャリング11を用いて回避することができる。
実施例5は、イナーシャ装置をファイナルドライブケース内のデフハイポイドギアと連結した例である。
すなわち、図8に示すように、イナーシャ装置9は、ファイナルドライブケース4a内に配置されている。遊星歯車機構10は、サンギア10aがリング部材12に固定され、キャリア10bがプロペラシャフト3に連結されたディファレンシャルギア13のデフハイポイドギア13aと連結され、リングギア10cがイナーシャリング11に形成されている。リング部材12の外周は、ファイナルドライブケース4aに固定されている。
よって、実施例5のイナーシャ装置9では、遊星歯車機構10のキャリア10bをファイナルドライブケース4a内のデフハイポイドギア13aと連結したため、実施例1と同様の作用効果を得ることができる。
(他の実施例)
以上、本発明を実施するための最良の形態を、実施例1〜5に基づいて説明したが、本発明の具体的な構成は、実施例1〜5に限定されるものではない。
例えば、遊星歯車機構は、回転体からの入力回転を増速してマス部材に出力する構成であれば、構造は任意である。
実施例1のイナーシャ装置を適用した後輪駆動車の駆動系を示す構成図である。 実施例1のイナーシャ装置の構成を示す図である。 円柱マスのイナーシャ量算出方法を示す図である。 実施例1のイナーシャリング小径化作用を示す図である。 実施例2のイナーシャ装置の構成を示す図である。 実施例3のイナーシャ装置の構成を示す図である。 実施例4のイナーシャ装置を適用した後輪駆動車の駆動系を示す構成図である。 実施例5のイナーシャ装置の構成を示す図である。
符号の説明
1 エンジン
2 変速機
2a エクステンションケース
2b アウトプットシャフト
3 プロペラシャフト
4 ファイナルドライブ
4a ファイナルドライブケース
5,6 アクスルシャフト
7,8 後輪
9 イナーシャ装置
10 遊星歯車機構
10a サンギア
10b キャリア
10c リングギア
11 イナーシャリング
12 リング部材
13 ディファレンシャルギア
13a デフハイポイドギア

Claims (8)

  1. 回転体の回転力によりマス部材を回転させ、前記回転体を含む回転系の固有振動周波数を変更するイナーシャ装置において、
    前記回転体と前記マス部材との間に、回転体からの入力回転を増速してマス部材に出力する遊星歯車機構を介装したことを特徴とするイナーシャ装置。
  2. 請求項1に記載のイナーシャ装置において、
    前記マス部材を、前記遊星歯車機構の回転要素の1つと一体に形成したことを特徴とするイナーシャ装置。
  3. 請求項1または請求項2に記載のイナーシャ装置において、
    前記回転体を、後輪駆動車の変速機とファイナルドライブとの間の動力伝達経路上に設けられた動力伝達部材としたことを特徴とするイナーシャ装置。
  4. 請求項3に記載のイナーシャ装置において、
    前記回転体を、前記変速機の出力軸とし、
    前記遊星歯車機構および前記マス部材を、前記変速機のエクステンションケース内に配置したことを特徴とするイナーシャ装置。
  5. 請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載のイナーシャ装置において、
    前記回転体を、後輪駆動車のファイナルドライブの出力軸としたことを特徴とするイナーシャ装置。
  6. 請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載のイナーシャ装置において、
    前記遊星歯車機構は、サンギアを前記ケーシングに固定し、キャリアを前記回転体と連結し、前記リングギアを前記マス部材と連結したことを特徴とするイナーシャ装置。
  7. 請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載のイナーシャ装置において、
    前記遊星歯車機構は、サンギアを前記マス部材と連結し、キャリアを前記回転体と連結し、リングギアを前記ケーシングに固定したことを特徴とするイナーシャ装置。
  8. 請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載のイナーシャ装置において、
    前記遊星歯車機構は、サンギアを前記マス部材と連結し、キャリアを前記ケーシングに固定し、リングギアを前記回転体と連結したことを特徴とするイナーシャ装置。
JP2007173589A 2007-06-30 2007-06-30 イナーシャ装置 Pending JP2009014022A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007173589A JP2009014022A (ja) 2007-06-30 2007-06-30 イナーシャ装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007173589A JP2009014022A (ja) 2007-06-30 2007-06-30 イナーシャ装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2009014022A true JP2009014022A (ja) 2009-01-22

Family

ID=40355172

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007173589A Pending JP2009014022A (ja) 2007-06-30 2007-06-30 イナーシャ装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2009014022A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011226494A (ja) * 2010-04-15 2011-11-10 Toyota Motor Corp マスダンパ
DE102016104345A1 (de) 2015-03-30 2016-10-06 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Torsionsschwingungsdämpfer

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011226494A (ja) * 2010-04-15 2011-11-10 Toyota Motor Corp マスダンパ
DE102016104345A1 (de) 2015-03-30 2016-10-06 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Torsionsschwingungsdämpfer
US9903439B2 (en) 2015-03-30 2018-02-27 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Torsional vibration damper
US10436284B2 (en) 2015-03-30 2019-10-08 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Torsional vibration damper
DE102016104345B4 (de) * 2015-03-30 2021-02-04 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Torsionsschwingungsdämpfer

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5937607B2 (ja) 電気アクスル
US10408317B2 (en) Geared transmission unit
JP6036700B2 (ja) 車両用動力伝達装置
US9080649B2 (en) Electromechanical damper
EP2819867B1 (en) Electrically driven vehicle drive axle arrangement
CN110858743B (zh) 减速装置及机电设备
WO2012131890A1 (ja) 車両の噛合歯車
JPWO2019031043A1 (ja) 電動車両駆動装置
JP6583347B2 (ja) 歯車伝動装置
JP2009014022A (ja) イナーシャ装置
JP2018070030A (ja) インホイールモータ駆動装置
JP2011226494A (ja) マスダンパ
WO2009116217A1 (ja) 歯車装置および動力伝達装置
JP7035953B2 (ja) 車両用ギヤ
JP2008253004A (ja) 車両用駆動装置
CN113983130B (zh) 动力传输装置和包括其的车辆
JP2019044866A (ja) 駆動力調整装置
JP6741705B2 (ja) 車両用動力伝達装置のオイルポンプ駆動機構
JP2017144914A (ja) ハイブリッド車両の動力伝達装置
US20140302958A1 (en) Drive device having an electrical drive machine
JP2014019336A (ja) 車両用駆動装置
JP2018099999A (ja) ハイブリッド車両の駆動装置
JP2019149905A (ja) 車両用駆動装置
CN108749558B (zh) 电动轮毂
JP6499053B2 (ja) ハイブリッド車両用駆動装置