JP2012117663A - ブーミングサウンド発生減速機 - Google Patents

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Abstract

【課題】ブーミングサウンドを発生させる減速機を提供する。
【解決手段】本発明は、モータと連結する入力軸と、前記入力軸に結合する入力ギヤと、前記入力ギヤとギヤ結合する出力ギヤと、前記出力ギヤの回転力が伝達されて自動車の車速を調節するモータとを含む自動車の減速機であって、前記入力軸に前記入力ギヤと所定の間隔をおいて形成されるアンバランス駆動ギヤ、前記アンバランス駆動ギヤとギヤ結合するアンバランス被動ギヤ、および前記アンバランス被動ギヤに連結してアンバランス質量を有するアンバランスモジュール、を含み、前記アンバランスモジュールは、前記アンバランス被動ギヤと連結するアンバランスシャフトと、前記アンバランスシャフトの一側に付着するアンバランス質量と、前記アンバランスシャフトの外周面に形成されて前記アンバランスシャフトを支持するベアリングとを含むことを特徴とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、ブーミングサウンド発生減速機に係り、より詳しくは、自動車の減速機にアンバランス質量を有するアンバランスモジュールを設置し、アンバランスモジュールを回転させることによってブーミングサウンドを発生させるブーミングサウンド発生減速機に関する。
最近、環境に優しい自動車として活発に開発が進められている電気自動車および燃料電池自動車は、通常のエンジンの代わりにモータが駆動力を発生させ、その駆動力は適切なギヤ比を有する減速機によってトルクおよび回転数が変換されて車両駆動軸に伝達される構造を有する。電気自動車はモータ駆動に用いられる電気エネルギーがバッテリから供給され、燃料電池自動車は水素燃料電池から発生する電気エネルギーを利用する自動車である。
車両の走行室内騒音は運転手の感性に大きな影響を与え、車両に対する満足度を決定する重要な因子である。モータ駆動車両の場合は、全体的な音圧はエンジン駆動車両に比べて大きく有利であるが、モータ作動による鋭いホワイン（ｗｈｉｎｅ）性の騒音のみが主に発生するため、運転手の感性に極めて良くない印象を与えるという問題が発生する。
従来のエンジン騒音の場合、電気車に比べて音圧が高いという側面はあるが、ブーミングサウンドが適度に加味され、モータ駆動車両に比べてダイナミック（ｄｙｎａｍｉｃ）かつスポーティー（ｓｐｏｒｔｙ）なエンジンサウンドの効果によって運転手が運転する興味を感じることができる。しかし、電気自動車などが量産される場合、消費者は既存のエンジン駆動車両に比べてダイナミックサウンドが不足し、運転への興味を失うようになる。
このような問題点を解決する方案として、従来にはＡＳＤ（Ａｃｔｉｖｅ Ｓｏｕｎｄ Ｄｅｓｉｇｎ）技術を利用したが、その原理は、図１に示すように、電源１０によってマイク５０、スピーカ２０、アンプ３０、制御機４０などを利用し、運転手にとって聞き心地の良い仮想のサウンドを発生させる。
しかし、このような技術は、主に高級車両のみに適用されているのが実情であり、システムが複雑で値段も高いという問題があった。
特開平０６−１１０４７１号公報
本発明は、上述したような問題点を解決するためになされたものであって、ブーミングサウンドを発生させる減速機の提供を目的とする。
上述したような目的を達成するために、本発明の実施形態は、モータと連結する入力軸と、前記入力軸に結合する入力ギヤと、前記入力ギヤとギヤ結合する出力ギヤと、前記出力ギヤの回転力が伝達されて自動車の車速を調節するモータとを含む自動車の減速機であって、前記入力軸に前記入力ギヤと所定の間隔をおいて形成されるアンバランス駆動ギヤ、前記アンバランス駆動ギヤとギヤ結合するアンバランス被動ギヤ、および前記アンバランス被動ギヤに連結してアンバランス質量を有するアンバランスモジュール、を含むことを特徴とする。
前記アンバランスモジュールは、前記アンバランス被動ギヤと連結するアンバランスシャフトと、前記アンバランスシャフトの一側に付着するアンバランス質量と、前記アンバランスシャフトの外周面に形成されて前記アンバランスシャフトを支持するベアリングとを含むことを特徴とする。
前記アンバランスシャフトの回転数によってブーミングサウンドが調節され、前記アンバランスシャフトの回転数は、アンバランス駆動ギヤとアンバランス被動ギヤのギヤ比によって調節されることを特徴とする。
前記ブーミングサウンドは、前記アンバランス質量の大きさによって調節されることを特徴とする請求項１に記載のブーミングサウンド発生減速機。
前記ベアリングは、ボールベアリングまたはメタルベアリングであることを特徴とする。
従来のＡＳＤ技術がマイク、スピーカ、アンプ、制御機などの様々な部品を必要とし、別途のプログラム開発期間を必要とし、仮想のサウンドを発生させるものである反面、本発明はアンバランス質量を有し、容易な構造を有するアンバランスモジュールにより、実際に機械的な振動によって発生するブーミングサウンドによってサウンドにさらに現実感があり、ＡＳＤに比べて費用が節減できる効果がある。
従来のＡＳＤ技術を示す構成図である。 本発明に係るアンバランスモジュールを示す模式図である。 本発明に係るアンバランスシャフトの回転数と振動周波数の関係を示すグラフである。 本発明に係るアンバランスモジュールが減速機に結合した様子を示す模式図である。 本発明に係るアンバランスモジュール、アンバランス被動ギヤ、およびアンバランス駆動ギヤを示す模式図である。
以下、添付図面を参照しながら、本発明について詳しく説明する。
本発明に係る実施形態では、モータで駆動する電気自動車またはハイブリッド自動車などでブーミングサウンドを発生させるために、従来のモータ駆動自動車の減速機にアンバランスモジュールを設置する。
モータで駆動する自動車の減速機は、図４に示すように、駆動モータ４００に連結して回転する入力ギヤ４４０と、入力ギヤ４４０とギヤ結合して動力が伝達される出力ギヤ４６０と、出力ギヤ４６０が結合されており、出力ギヤ４６０に伝達される動力によって回転する出力軸４５０と、出力軸４５０に結合しながら出力ギヤ４６０と所定の間隔をおいて形成され、出力軸４５０と平行に形成される出力シャフトギヤ４７０と、出力シャフトギヤ４７０とギヤ結合するディファレンシャルギア４８０とを含む。
このような減速機により、ディファレンシャルギア４８０に伝達された動力がディファレンシャルギア４８０に結合した駆動軸４９０に伝達され、動力が車輪４８５に伝達され、上述した経路を経て速度が調節されるようになっている。
本発明の実施形態では、ブーミングサウンド（ｂｏｏｍｉｎｇ ｓｏｕｎｄ）を発生させるためにアンバランス質量１２０を用いるが、これは図２に示している。アンバランス質量１２０がアンバランスシャフト１４０の一側に付着しており、アンバランスシャフト１４０の回転に伴ってアンバランス質量１２０が共に回転することによって不平衡振動を発生させる。
このとき発生した不平衡振動が車体を加振することによって車両の室内でブーミングサウンドとして現れるが、アンバランスシャフト１４０の回転数と車体を加振させる振動周波数は図３に示す通りである。
図４は、本発明に係る実施形態のアンバランスモジュール１００が減速機に結合された状態を示す模式図であるが、アンバランスモジュール１００を設置するために、本発明では、入力軸４２０上にアンバランス駆動ギヤ３００が形成されており、アンバランス駆動ギヤ３００とギヤ結合しながら入力軸４２０の回転力をアンバランスシャフト１４０に伝達するアンバランス被動ギヤ２００を備えている。
アンバランス被動ギヤ２００が回転しながら、アンバランス被動ギヤ２００に連結しているアンバランスシャフト１４０を回転させる。アンバランスシャフト１４０は、入力軸４２０と平行に形成されている。
このようなブーミングサウンドを発生させる減速機では、アンバランスシャフト１４０が１回転するたびに１回の振動が発生する。すなわち、図３に示すように、アンバランスシャフト１４０の回転速度が増加するほど、アンバランスシャフト１４０の回転数に比例して振動周波数が共に増加するため、アンバランスシャフト１４０の回転数を変化させることによって振動周波数を可変させることができる。
アンバランスシャフト１４０の回転数を変化させる方法としては、アンバランス駆動ギヤ３００とアンバランス被動ギヤ２００のギヤ比を変化させる方法がある。このとき、ギヤ比を大きく設定すれば、相対的に高周波の音色を有するブーミングサウンドを発生させることができる。これとは反対に、ギヤ比を低く設定すれば、相対的に低周波の音色を有するブーミングサウンドを発生させることができる。
また、アンバランス質量１２０の大きさを変化させることによってブーミングサウンドの強度を調節することができるが、アンバランス質量１２０を大きくすればより大きい音圧を形成することができるため、ブーミングサウンドをより大きくすることができ、アンバランス質量１２０を小さくすれば音圧をより小さく形成し、より小さい音を発生させることができる。
このように、アンバランス質量１２０、アンバランスシャフト１４０の回転数、アンバランス駆動ギヤ３００とアンバランス被動ギヤ２００のギヤ比を可変させることにより、モータ駆動車両の特性に適合するブーミングサウンドの音色音量を調節することができる。
本発明に係る実施形態では、手動変速機のように減速機の内部にオイル圧が形成されない場合には、ベアリング１６０をホイールベアリングを用いてアンバランスシャフト１４０を支持することができ、電気自動車に自動変速機を適用する場合には、オイルポンプによるオイル圧力が形成されるため、アンバランスシャフト１４０を支持するためにベアリング１６０はメタルベアリングを採用してもよい。
１００：アンバランスモジュール
１２０：アンバランス質量
１４０：アンバランスシフト
１６０：ベアリング
２００：アンバランス被動ギヤ
３００：アンバランス駆動ギヤ
４００：駆動モータ
４２０：入力軸
４４０：入力ギヤ
４５０：出力軸
４６０：出力ギヤ
４７０：出力シフトギヤ
４８０：ディファレンシャルギア
４８５：車輪
４９０：駆動軸

Claims (9)

  1. モータと連結する入力軸と、前記入力軸に結合する入力ギヤと、前記入力ギヤとギヤ結合する出力ギヤと、前記出力ギヤの回転力が伝達されて自動車の車速を調節するモータとを含む自動車の減速機であって、
    前記入力軸に前記入力ギヤと所定の間隔をおいて形成されるアンバランス駆動ギヤ、
    前記アンバランス駆動ギヤとギヤ結合するアンバランス被動ギヤ、および
    前記アンバランス被動ギヤに連結してアンバランス質量を有するアンバランスモジュール、
    を含むことを特徴とするブーミングサウンド発生減速機。
  2. 前記アンバランスモジュールは、
    前記アンバランス被動ギヤと連結するアンバランスシャフトと、前記アンバランスシャフトの一側に付着するアンバランス質量と、前記アンバランスシャフトの外周面に形成されて前記アンバランスシャフトを支持するベアリングとを含むことを特徴とする請求項１に記載のブーミングサウンド発生減速機。
  3. 前記アンバランスシャフトの回転数によってブーミングサウンドが調節されることを特徴とする請求項１に記載のブーミングサウンド発生減速機。
  4. 前記ブーミングサウンドは、アンバランスシャフトの回転数によって調節されることを特徴とする請求項２に記載のブーミングサウンド発生減速機。
  5. 前記アンバランスシャフトの回転数は、アンバランス駆動ギヤとアンバランス被動ギヤのギヤ比によって調節されることを特徴とする請求項３に記載のブーミングサウンド発生減速機。
  6. 前記アンバランスシャフトの回転数は、アンバランス駆動ギヤとアンバランス被動ギヤのギヤ比によって調節されることを特徴とする請求項４に記載のブーミングサウンド発生減速機。
  7. 前記ブーミングサウンドは、前記アンバランス質量の大きさによって調節されることを特徴とする請求項１に記載のブーミングサウンド発生減速機。
  8. 前記ブーミングサウンドは、前記アンバランス質量の大きさによって調節されることを特徴とする請求項２に記載のブーミングサウンド発生減速機。
  9. 前記ベアリングは、ボールベアリングまたはメタルベアリングであることを特徴とする請求項２に記載のブーミングサウンド発生減速機。
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