JP7131396B2 - トランスミッションの防音装置 - Google Patents

トランスミッションの防音装置 Download PDF

Info

Publication number
JP7131396B2
JP7131396B2 JP2019001389A JP2019001389A JP7131396B2 JP 7131396 B2 JP7131396 B2 JP 7131396B2 JP 2019001389 A JP2019001389 A JP 2019001389A JP 2019001389 A JP2019001389 A JP 2019001389A JP 7131396 B2 JP7131396 B2 JP 7131396B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
transmission
transmission case
helmholtz
resonance space
housing
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.)
Active
Application number
JP2019001389A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2020112174A (ja
Inventor
正太郎 加藤
明子 西峯
聡弘 塚野
悠 宮原
裕哉 高橋
昭徳 後藤
浩士 武川
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.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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 Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2019001389A priority Critical patent/JP7131396B2/ja
Priority to CN201911355955.8A priority patent/CN111503247B/zh
Priority to US16/728,132 priority patent/US11318895B2/en
Publication of JP2020112174A publication Critical patent/JP2020112174A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7131396B2 publication Critical patent/JP7131396B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60RVEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R13/00Elements for body-finishing, identifying, or decorating; Arrangements or adaptations for advertising purposes
    • B60R13/08Insulating elements, e.g. for sound insulation
    • B60R13/0838Insulating elements, e.g. for sound insulation for engine compartments
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H57/00General details of gearing
    • F16H57/02Gearboxes; Mounting gearing therein
    • F16H57/028Gearboxes; Mounting gearing therein characterised by means for reducing vibration or noise
    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10KSOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/172Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using resonance effects
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/40Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the assembly or relative disposition of components
    • B60K6/405Housings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N1/00Silencing apparatus characterised by method of silencing
    • F01N1/02Silencing apparatus characterised by method of silencing by using resonance
    • F01N1/023Helmholtz resonators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H57/00General details of gearing
    • F16H57/04Features relating to lubrication or cooling or heating
    • F16H57/0412Cooling or heating; Control of temperature
    • F16H57/0413Controlled cooling or heating of lubricant; Temperature control therefor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23MCASINGS, LININGS, WALLS OR DOORS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION CHAMBERS, e.g. FIREBRIDGES; DEVICES FOR DEFLECTING AIR, FLAMES OR COMBUSTION PRODUCTS IN COMBUSTION CHAMBERS; SAFETY ARRANGEMENTS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION APPARATUS; DETAILS OF COMBUSTION CHAMBERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F23M20/00Details of combustion chambers, not otherwise provided for, e.g. means for storing heat from flames
    • F23M20/005Noise absorbing means

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • General Details Of Gearings (AREA)
  • Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)

Description

この発明は、トランスミッションの防音装置に関し、より詳細には、ヘルムホルツ共鳴を利用した防音装置に関する。
特許文献1には、内燃機関と走行用の電動機とを原動機として備えるハイブリッド車両が開示されている。この電動機を収容するハウジングは、電動機だけでなく、動力分配機構(ギヤ類)をも収容している。したがって、このハウジングは、原動機の動力を伝達するギヤ類を備えるトランスミッションを収容するトランスミッションケースとしても機能している。そして、ハウジングの上には、電動機を駆動する電力制御ユニット(PCU)が搭載されている。
また、特許文献2には、ヘルムホルツ共鳴器を備える防音装置が開示されている。このヘルムホルツ共鳴器は、空洞(ヘルムホルツ共鳴空間)の一部分を外部に連通させる開口部を備えている。この共鳴空間内には、防音対象である発音部位(音源)が配置されている。このように構成されたヘルムホルツ共鳴器によれば、音源をヘルムホルツ共鳴器の内側に存在させることにより、次のような効果が得られる。すなわち、ヘルムホルツ共鳴周波数よりも高い周波数の音が発生した場合、ヘルムホルツ共鳴器の開口部の空気の慣性効果によって、共鳴空間内の音がその外部に伝播しにくくなる。その結果、ヘルムホルツ共鳴周波数よりも高周波側に位置する広い周波数帯域において防音効果を発揮できる。
特開2017-024466号公報 国際公開第2012/144078号
原動機の動力を伝達するギヤ類を備えるトランスミッションでは、ギヤ類を強制源とする振動がトランスミッションケースに伝達され、当該振動はトランスミッションケースの表面から空気中に音として放射される。このようなトランスミッションケースからの放射音を既存の部品を利用して低減させることができれば、コストの増加を抑制しつつ騒音対策を行えるようになる。
本発明は、上述のような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、トランスミッションの防音装置において、コストの増加を抑制しつつ、ヘルムホルツ共鳴を利用してトランスミッションケースからの放射音を低減させることにある。
本発明に係るトランスミッションの防音装置は、原動機の動力を伝達するトランスミッションに適用されている。
前記防音装置は、ヘルムホルツ共鳴空間を形成する壁部と、前記ヘルムホルツ共鳴空間を外部に連通させるように前記壁部に設けられた開口部と、を有するヘルムホルツ共鳴器を備える。
前記壁部は、前記トランスミッションを収容するトランスミッションケースと、前記トランスミッションの搭載部品のハウジングとを含む。
前記ヘルムホルツ共鳴空間は、前記トランスミッションケースと前記ハウジングとの間に形成されている。
前記原動機は、電動機を含んでもよい。そして、前記搭載部品は、前記電動機を制御する電力制御ユニットであってもよい。
前記搭載部品は、前記トランスミッションを潤滑するオイルを冷却するオイルクーラであってもよい。
前記トランスミッションは、複数の変速段を含んでもよい。そして、前記搭載部品は、前記変速段の切り替えを行うシフトアクチュエータであってもよい。
前記ハウジングは、前記トランスミッションケースに向けて筒状に突出する囲み部を含んでもよい。前記ヘルムホルツ共鳴空間は、前記囲み部によって画定されてもよい。そして、前記開口部は、前記囲い部と、前記囲い部に対向する前記トランスミッションケースとの間に形成されてもよい。
前記トランスミッションケースと前記ハウジングとが互いに対向する第1方向における前記ヘルムホルツ共鳴空間の長さは、前記第1方向と垂直な第2方向における前記ヘルムホルツ共鳴空間の長さよりも短くてもよい。
本発明に係るトランスミッションの防音装置が備えるヘルムホルツ共鳴器は、トランスミッションケースとともに、トランスミッションへの搭載部品のハウジングを利用して構成されている。このように、本発明によれば、既存の部品を利用してヘルムホルツ共鳴器が構成される。このため、コストの増加を抑制しつつ、ヘルムホルツ共鳴を利用してトランスミッションケースからの放射音を低減させることができる。
本発明に係るトランスミッションの防音装置において前提とする防音原理を利用するヘルムホルツ共鳴器の形状例を模式的に表した断面図である。 図1に示すヘルムホルツ共鳴器による防音効果を説明するためのグラフである。 本発明の実施の形態1に係る防音装置が適用されたトランスミッション周りの構成を模式的に表した図である。 図3に示すヘルムホルツ共鳴器周りの構成を模式的に表した拡大図である。 図4中のトランスミッションケースの上面の側からPCUハウジングの底面を見た図である。 PCUハウジングの底部を図5中のA-A線で切断して得られる断面図である。 PCUハウジングの底部を図5中のB-B線で切断して得られる断面図である。 本発明の実施の形態2に係る防音装置が適用されたトランスミッション周りの構成を模式的に表した図である。 本発明の実施の形態3に係る防音装置が適用されたトランスミッション周りの構成を模式的に表した図である。
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。ただし、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略又は簡略する。以下に示す実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に、この発明が限定されるものではない。また、以下に示す実施の形態において説明する構造等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。
[前提とするヘルムホルツ共鳴器の防音原理]
図1は、本発明に係るトランスミッションの防音装置において前提とする防音原理を利用するヘルムホルツ共鳴器の形状例を模式的に表した断面図である。なお、図1中で破線の枠によって特定された空間は、本防音原理を利用するヘルムホルツ共鳴器のヘルムホルツ共鳴空間Hに相当する。このことは、図3以降の各構成例においても同様である。
図1に示すヘルムホルツ共鳴器1は、ヘルムホルツ共鳴空間Hの一例に相当するヘルムホルツ共鳴空間(以下、単に「共鳴空間」と略する場合がある)2を有する。ヘルムホルツ共鳴器1は、共鳴空間2を形成する壁部として、防音カバー3と音源部材4とを利用している。すなわち、ヘルムホルツ共鳴器1では、共鳴空間2を形成する壁部の一部が音源部材4によって構成されている。また、ヘルムホルツ共鳴器1は、共鳴空間2の一部分を外部に連通させるための開口部5を備えている。より詳細には、防音カバー3は、音源部材4に対向する底部が開口した立体形状(直方体形状又は円筒形状など)を有している。そして、この例では、開口部5は、防音カバー3の縁部3aと音源部材4との隙間を利用して形成されている。
ヘルムホルツ共鳴器1の共鳴周波数(ヘルムホルツ共鳴周波数)fは、以下の(1)式によって特定される。
c:音速(m/s)
V:ヘルムホルツ共鳴器(共鳴空間)の容積(m
S:開口部の面積(長さLの方向から見たときの開口面積)(m
L:開口部の長さ(m)
δ:開口端補正係数(ヘルムホルツ共鳴器の形状に応じて定まる補正値であり、実験的に求められる値)
Figure 0007131396000001
ヘルムホルツ共鳴器1の各部の寸法((1)式中の容積V、面積S及び長さL)を適切に決定することにより、所望のヘルムホルツ共鳴周波数fを有するヘルムホルツ共鳴空間Hを得ることができる。
図2は、図1に示すヘルムホルツ共鳴器1による防音効果を説明するためのグラフである。図2は、ヘルムホルツ共鳴器1の入力周波数(音源部材4からの放射音の周波数(Hz))と、当該放射音の増幅率(dB)との関係を示している。ヘルムホルツ共鳴器1では、共鳴空間2に入力された放射音の共鳴は共鳴周波数fにおいて発生する。このため、図2に示すように、放射音は、共鳴周波数fをピークとしてその近傍の周波数帯域において増幅される。その一方で、当該周波数帯域よりも高い高周波数帯域(すなわち、図2に示す境界周波数fよりも高い高周波数帯域)では、増幅率は、0dBを下回り、かつ、入力される放射音の周波数が高いほど低下する。これは、上記の高周波数帯域においては、開口部5内の空気の慣性効果によって、ヘルムホルツ共鳴器1の内側(すなわち、共鳴空間2内)の放射音がヘルムホルツ共鳴器1の外側に伝播しにくくなるためである。
したがって、上述の防音原理に従うヘルムホルツ共鳴器1によれば、共鳴周波数及びその近傍の狭い周波数帯域でしか防音効果が得られない一般的なヘルムホルツ共鳴器(例えば、特開2001-041020号公報に記載のように、ヘルムホルツ共鳴空間を形成する壁部として音源部材を利用しない構成のヘルムホルツ共鳴器)と比べて、より広い周波数帯域で防音効果を得ることができる。なお、本発明において前提とする防音原理の詳細については、国際公開第2012/144078号に記載されている。
(ヘルムホルツ共鳴空間Hに関する補足説明)
上述のように、本防音原理に従うヘルムホルツ共鳴器の「ヘルムホルツ共鳴空間H」は、その一部が音源部材に相当する壁部によって形成され、かつ、当該壁部に設けられた開口部を介して外部と連通可能な空間である。そして、このようなヘルムホルツ共鳴空間Hを備えるヘルムホルツ共鳴器によれば、図2を参照して説明したように、(1)式により特定されるヘルムホルツ共鳴周波数fよりも高周波側の周波数帯域において防音効果(音圧低減効果)が得られる。したがって、本防音原理を利用するヘルムホルツ共鳴空間Hは、ヘルムホルツ共鳴周波数fよりも高周波側の周波数帯域(より詳細には、境界周波数fよりも高い高周波数帯域)において防音効果を備える空間であるといえる。
(音源部材に関する補足説明)
上述の「音源部材」は、音を放射する部材であり、より詳細には、当該音の発生源(すなわち、強制源)から伝達される振動を空気中に音として放射する部材である。以下の各実施形態においては、以上説明した防音原理に従う防音装置は、例えば車両に搭載されるトランスミッション(動力伝達装置)に適用される。トランスミッションは、原動機(例えば、内燃機関及び電動機の少なくとも一方)の動力を伝達するギヤ類を備える。その結果、トランスミッションの例では、ギヤ類を強制源とする振動がトランスミッションケースに伝達され、当該振動はトランスミッションケースの表面から空気中に音として放射される。したがって、トランスミッションの例では、トランスミッションを収容するトランスミッションケースが上記音源部材に該当する。
上述のようなトランスミッションケースからの放射音を既存の部品を利用して低減させることができれば、コストの増加を抑制しつつ騒音対策を行えるようになるといえる。このような課題に鑑み、以下の各実施の形態に係る防音装置が提供される。
1.実施の形態1
まず、図3~図7を参照して、本発明の実施の形態1について説明する。
1-1.トランスミッション周りの構成
図3は、本発明の実施の形態1に係る防音装置10が適用されたトランスミッション12周りの構成を模式的に表した図である。図3に示すトランスミッション12は、一例として車両に搭載されている。実施の形態1において想定する車両の例は、その原動機として内燃機関(図示省略)と走行用の電動機(モータジェネレータ)14とを備えるハイブリッド車両である。
トランスミッション12は、原動機(内燃機関と電動機14)からの動力を伝達するギヤ類を備えている。より詳細には、図3に示す例では、トランスミッション12のギヤ類は、動力分割機構16(プラネタリギヤ)を含む。この動力分割機構16の機能の1つは、内燃機関のトルクを、車両を駆動するための経路と発電機(モータジェネレータ)18を駆動するための経路とに分割することである。
付け加えると、図3に示す例では、トランスミッション12を収容するトランスミッションケース20は、トランスミッション12とともに、電動機14及び発電機18を収容している。また、トランスミッションケース20は、トランスミッション12(動力分割機構16等のギヤ類)だけでなく、デファレンシャルギヤ22をも収容している。したがって、換言すると、トランスミッションケース20はトランスアクスルのケースにも相当する。なお、トランスミッションケース20は、例えば、アルミニウムのダイキャストによって形成される。
図3に示すように、トランスミッションケース20の上面20aには、電力制御ユニット(PCU:Power Control Unit)24が搭載されている。PCU24は、電動機14及び発電機18を制御するための電力変換装置であり、典型的には、バッテリ(図示省略)の直流電力を電動機14及び発電機18の制御に適した交流電力に変換するインバータを含む。
1-2.ヘルムホルツ共鳴器の構成
1-2-1.概要
PCU24は、図示省略する支持部材を介してトランスミッションケース20に固定されている。図3に示すように、トランスミッションケース20の上面20aと、これに対向するPCU24のPCUハウジング26の底面26aとの間には、隙間がある。本実施形態の防音装置10は、図1、2を参照して説明した防音原理に従うヘルムホルツ共鳴空間Hの形成のために上記隙間を利用するヘルムホルツ共鳴器28を備えている。
図4は、図3に示すヘルムホルツ共鳴器28周りの構成を模式的に表した拡大図である。図5は、図4中のトランスミッションケース20の上面20aの側からPCUハウジング26の底面26aを見た図である。なお、上面20aの形状は実際には複雑であることが多いが、図4では、説明の便宜上、トランスミッションケース20の上面20aを平面で表している。
図4に示すように、ヘルムホルツ共鳴器28は、壁部30と開口部32とを有する。ヘルムホルツ共鳴空間Hは、この壁部30によってトランスミッションケース20とPCUハウジング26との間に形成される。
本実施形態の防音装置10は、壁部30を次のように構成したことに特徴を有している。すなわち、壁部30は、トランスミッションケース20と、トランスミッションケース20の搭載部品の一例であるPCU24のPCUハウジング26とによって構成されている。
開口部32は、ヘルムホルツ共鳴空間Hを外部に連通させるように壁部30に設けられている。一例として、開口部32は、トランスミッションケース20とPCUハウジング26との間に形成されている。
1-2-2.PCUハウジングの囲い部
次に、図4及び図5とともに図6及び7を追加的に参照して、ヘルムホルツ共鳴空間Hを形成するためのPCUハウジング26の底面26aの具体的な形状例について説明する。図6は、PCUハウジング26の底部を図5中のA-A線で切断して得られる断面図である。図7は、PCUハウジング26の底部を図5中のB-B線で切断して得られる断面図である。
各図から分かるように、PCUハウジング26の底面26aは、ヘルムホルツ共鳴空間Hを形成する壁部30の一部に相当する囲い部34を備えている。囲い部34は、底面26aから上面20aに向けて筒状に突出するように形成されている。トランスミッションケース20の上面20aとPCUハウジング26の底面26aとの隙間のうちでヘルムホルツ共鳴空間Hとして機能する部位は、この囲い部34によって画定される。また、開口部32は、より詳細には、囲い部34の先端面34aと、これに対向するトランスミッションケース20の上面20aとの間に形成される。
PCUハウジング26の底面26aは、例えば、金属製の板にプレス加工を施すことによって形成することができる。なお、PCUハウジング26の底面26aを構成する部材は、図1に示す防音カバーに相当する。また、トランスミッションケース20の上面20a側から見た囲い部34の形状は、図5に示す例の長方形に限られず、他の任意の形状(例えば、正方形、円形又は楕円形)であってもよい。
1-2-3.ヘルムホルツ共鳴周波数fの設定例
次に、図4、5を参照して、ヘルムホルツ共鳴周波数fの設定例について説明する。ヘルムホルツ共鳴器28の例では、壁部30(トランスミッションケース20及びPCUハウジング26)により形成されるヘルムホルツ共鳴空間Hの容積が、ヘルムホルツ共鳴周波数fの概算式である上記(1)式中の容積Vに該当する。また、PCUハウジング26の囲い部34の先端面34aの幅が、(1)式中の開口部の長さLに該当する。そして、囲い部34の4つの各面に関して長さLの方向から見たときの開口部32の面積の和が、(1)式中の開口部の面積Sに該当する。なお、開口部32の例では、その高さ(上面20aと先端面34aとの距離)は部位によらずに一定であるが、本発明に係る「開口部」の高さは、部位によって異なっていてもよい。
ヘルムホルツ共鳴空間Hの画定と開口部32の形成のために囲い部34を利用する例では、囲い部34の形状を変更して開口部32の長さL及び囲い部34の高さdのうちの少なくとも一方を調整することによって、ヘルムホルツ共鳴周波数fを調整することができる。より詳細には、ここでいう高さdは、底面26aの基本面26a1に対する囲い部34の高さ(突出量)に相当する。
図2を参照して既述したように、本実施形態において前提とする防音原理に従うヘルムホルツ共鳴器では、(1)式により特定されるヘルムホルツ共鳴周波数fよりも高周波側の周波数帯域(より詳細には、境界周波数fよりも高い高周波数帯域)において防音効果(音圧減衰効果)が得られる。したがって、広い周波数帯域において防音効果を得るためには、ヘルムホルツ共鳴周波数fは、できるだけ低いことが望ましい。ここで、トランスミッションケースからの放射音(トランスミッションのギヤノイズ)は、一般的に1000~1500kHz以上の周波数帯域において大きくなるという知見がある。
本発明に係る防音装置が備えるヘルムホルツ共鳴器において設定されるヘルムホルツ共鳴周波数fの値は、広く言えば、特に限定されない。そのうえで、上記の知見を考慮した場合には、ヘルムホルツ共鳴周波数fの値は、例えば、1500kHz以下に設定されることが望ましい。付け加えると、ヘルムホルツ共鳴周波数fの値は、例えば、1000kHz以下に設定されることがより望ましい。
1-2-4.ヘルムホルツ共鳴器の各部形状の数値例
次に、図4、5を参照して、ヘルムホルツ共鳴器28の具体的な数値例について説明する。壁部30(囲い部34)に関し、図5中の紙面左右方向の幅(外幅)を「a」とし、紙面上下方向の幅(外幅)を「b」とする。また、「c」は、上面20aと底面26aの基本面(囲い部34の基端側の面)26a1との距離(隙間)である。これらの幅a、b及び距離cは、PCU24の体格とトランスミッションケース20に対するPCU24の搭載要件で概ね決定される。幅a、b及び距離cの数値は、特に限定されないが、一例として、幅aは約250~300mmとし、幅bは約150mmとし、距離cは約50mmとすることができる。このような寸法を有するヘルムホルツ共鳴器28の例では、高さd及び開口部32の長さLを共に約30mmに設定することにより、ヘルムホルツ共鳴周波数fを約1000kHzに設定することができる。
なお、上記の距離(隙間)cについて説明を補足する。図4では、トランスミッションケース20の上面20aは、既述したように平面で表されている。このように平面で簡略的に表された図4における上面20aと基本面26a1との距離cは、実際の複雑な形状の上面20aと底面26aとの間に形成されるヘルムホルツ共鳴空間Hと同じ容積のヘルムホルツ共鳴空間Hが得られるように位置が調整された上面20a(平面)と基本面26a1との距離に相当する。
1-2-5.ヘルムホルツ共鳴空間Hに関する補足
付け加えると、ヘルムホルツ共鳴器28の例では、図4、5に示すように、トランスミッションケース20とPCUハウジング26とが互いに対向する第1方向(図4では、紙面の上下方向)におけるヘルムホルツ共鳴空間Hの長さは、当該第1方向と垂直な第2方向(ヘルムホルツ共鳴器28の例では、幅aの方向及び幅bの方向)におけるヘルムホルツ共鳴空間Hの長さよりも短い。
1-3.効果
以上説明したように、本実施形態の防音装置10が備えるヘルムホルツ共鳴器28は、そのヘルムホルツ共鳴空間Hを形成する壁部30の一部として、トランスミッションケース20(音源部材)を利用している。このため、ヘルムホルツ共鳴器28は、図1、2を参照して説明した防音原理に従うヘルムホルツ共鳴器に相当する。そのうえで、ヘルムホルツ共鳴器28は、トランスミッションケース20とともに、トランスミッション12への搭載部品の一例であるPCU24のPCUハウジング26の底面26aを利用して形成されている。このように、防音装置10によれば、車両に既存の部品を利用して、上記防音原理に従うヘルムホルツ共鳴器28を構成することができる。このため、本ヘルムホルツ共鳴器28を構成するために専用の防音カバーを追加する必要がないので、部品及びその組み付け行程の追加に起因するコスト増加を抑制しつつ、ヘルムホルツ共鳴を利用してトランスミッションケース20からの放射音を低減させることができる。
なお、上述した実施の形態1においては、囲い部34は、PCUハウジング26と一体的に形成されている。しかしながら、本発明に係る「囲い部」は、必ずしもPCUハウジング26等の「トランスミッションの搭載部品のハウジング」と一体的に形成されていなくてもよい。すなわち、囲い部の少なくとも一部は、当該搭載部品のハウジングと別体であってもよい。このような例であっても、当該ハウジング(すなわち、既存の部品)を利用してヘルムホルツ共鳴器を構成できる。このため、部品の追加を最小源に留めることによるコスト増加の抑制を図りつつ、放射音を低減させることができる。このことは、後述の実施の形態2及び3の囲い部52、78についても同様である。
2.実施の形態2
次に、図8を参照して、本発明の実施の形態2について説明する。なお、実施の形態1と重複する部分の説明については適宜省略する。
図8は、本発明の実施の形態2に係る防音装置40が適用されたトランスミッション12周りの構成を模式的に表した図である。実施の形態2に係る防音装置40は、トランスミッションケース20との間でヘルムホルツ共鳴空間Hを形成する部品が異なる点において、実施の形態1に係る防音装置10と相違している。
具体的には、本実施形態では、トランスミッションケース20の側面20bに、オイルクーラ44が搭載されている。オイルクーラ44は、トランスミッション12を潤滑するオイルを冷却する。本実施形態の防音装置40は、ヘルムホルツ共鳴器42を備えている。図8に示すように、ヘルムホルツ共鳴器42のヘルムホルツ共鳴空間Hは、トランスミッションケース20への搭載部品の他の例であるオイルクーラ44とトランスミッションケース20との隙間を利用して形成されている。
より詳細には、ヘルムホルツ共鳴器42の壁部46は、トランスミッションケース20と、これに対向するオイルクーラハウジング48とによって構成されている。そして、ヘルムホルツ共鳴器42の開口部50は、トランスミッションケース20とオイルクーラハウジング48との間に形成されている。
付け加えると、オイルクーラハウジング48の底面48aは、PCUハウジング26の底面26aと同様に、ヘルムホルツ共鳴空間Hを形成する壁部46の一部に相当する囲い部52を備えている。囲い部52は、底面48aから側面20bに向けて筒状に突出するように形成されている。トランスミッションケース20の側面20bとオイルクーラハウジング48の底面48aとの隙間のうちでヘルムホルツ共鳴空間Hとして機能する部位は、この囲い部52によって画定される。また、開口部50は、より詳細には、囲い部52の先端面52aと、これに対向するトランスミッションケース20の側面20bとの間に形成される。
以上説明した防音装置40によれば、実施の形態1に係る防音装置10と同様の効果を奏する。すなわち、ヘルムホルツ共鳴器42を構成するために専用の防音カバーを追加する必要がないので、コストの増加を抑制しつつヘルムホルツ共鳴を利用してトランスミッションケース20からの放射音を低減させることができる。
3.実施の形態3
次に、図9を参照して、本発明の実施の形態3について説明する。なお、実施の形態1と重複する部分の説明については適宜省略する。
図9は、本発明の実施の形態3に係る防音装置60が適用されたトランスミッション62周りの構成を模式的に表した図である。実施の形態3に係る防音装置60は、トランスミッションの構成、及び、トランスミッションケースとの間でヘルムホルツ共鳴空間Hを形成する部品が異なる点において、実施の形態1に係る防音装置10と相違している。
具体的には、実施の形態3に係るトランスミッション62は、一例として、原動機である内燃機関(図示省略)と組み合わされ、複数の変速段を有する自動変速機である。このトランスミッション62は、原動機の動力を伝達するギヤ類64を備えている。そして、トランスミッション62を収容するトランスミッションケース66の側面66aには、変速段の切り替えを行うシフトアクチュエータ68が搭載されている。
本実施形態の防音装置60は、ヘルムホルツ共鳴器70を備えている。図9に示すように、ヘルムホルツ共鳴器70のヘルムホルツ共鳴空間Hは、トランスミッションケース66への搭載部品の一例であるシフトアクチュエータ68とトランスミッションケース66(音源部材)との隙間を利用して形成されている。
より詳細には、ヘルムホルツ共鳴器70の壁部72は、トランスミッションケース66と、これに対向するシフトアクチュエータハウジング74とによって構成されている。そして、ヘルムホルツ共鳴器70の開口部76は、トランスミッションケース66とシフトアクチュエータハウジング74との間に形成されている。
付け加えると、シフトアクチュエータハウジング74の底面74aは、PCUハウジング26の底面26aと同様に、ヘルムホルツ共鳴空間Hを形成する壁部72の一部に相当する囲い部78を備えている。囲い部78は、底面74aから側面66aに向けて筒状に突出するように形成されている。トランスミッションケース20の側面66aとシフトアクチュエータハウジング74の底面74aとの隙間のうちでヘルムホルツ共鳴空間Hとして機能する部位は、この囲い部78によって画定される。また、開口部76は、より詳細には、囲い部78の先端面78aと、これに対向するトランスミッションケース66の側面66aとの間に形成される。
以上説明した防音装置60によれば、実施の形態1に係る防音装置10と同様の効果を奏する。すなわち、ヘルムホルツ共鳴器42を構成するために専用の防音カバーを追加する必要がないので、コストの増加を抑制しつつヘルムホルツ共鳴を利用してトランスミッションケース66からの放射音を低減させることができる。
4.他の実施の形態
4-1.トランスミッションの他の例
実施の形態1及び2においては、トランスミッション12のギヤ類は、原動機(電動機14)及びデファレンシャルギヤ22とともに、トランスミッションケース20に収容されている。しかしながら、本発明に係る「トランスミッション」では、上記ギヤ類は、原動機及びデファレンシャルギヤのうちの少なくとも一方と同じケースに収容されていなくてもよい。また、本発明に係る「トランスミッション」は、実施の形態1及び2のトランスミッション12のように内燃機関及び電動機14の動力を伝達する例、及び、実施の形態3のトランスミッション62のように内燃機関のみの動力を伝達する例に代え、例えば、電動機のみの動力を伝達するものであってもよい。
4-2.開口部の他の例
実施の形態1においては、ヘルムホルツ共鳴器28の開口部32は、底面26aから上面20aに向けて筒状に突出する囲い部34の先端面34aと、これに対向するトランスミッションケース20の上面20aとの間に形成されている。このことは、実施の形態2及び3についても同様である。しかしながら、本発明に係るヘルムホルツ共鳴器における開口部の形成例は、上記のように囲い部とトランスミッションケースとの隙間を利用する例に代え、例えば、次のように形成されてもよい。すなわち、開口部は、トランスミッションケースと接するように延びる囲い部を備え(つまり、囲い部とトランスミッションケースとの間に隙間を設けず)、かつ、当該囲い部の壁面に形成された1又は複数の貫通孔を利用するものであってもよい。
さらに、開口部の他の例では、囲い部34(図4参照)の先端部に対して次のようなフランジ部が形成され、かつ、当該フランジ部とトランスミッションケース20の上面20a(図4参照)との間で開口部が形成されてもよい。ここでいうフランジ部は、囲い部34の先端部からヘルムホルツ共鳴空間Hの外側に向けて上面20aと平行に延びるように形成されたものである。
以上説明した各実施の形態に記載の例及び他の各変形例は、明示した組み合わせ以外にも可能な範囲内で適宜組み合わせてもよいし、また、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形してもよい。
1、28、42、70 ヘルムホルツ共鳴器
2 ヘルムホルツ共鳴空間H
3 防音カバー
4、32 ヘルムホルツ共鳴器の音源部材
5、32、50、76 ヘルムホルツ共鳴器の開口部
10、40、60 防音装置
12、62 トランスミッション
14 電動機
16 動力分割機構
18 発電機
20、66 トランスミッションケース
20a トランスミッションケースの上面
20b、66a トランスミッションケースの側面
22 デファレンシャルギヤ
24 電力制御ユニット(PCU)
26 PCUハウジング
26a PCUハウジングの底面
30、46、72 ヘルムホルツ共鳴器の壁部
34、52、78 囲い部
34a、52a、78a 囲い部の先端面
44 オイルクーラ
48 オイルクーラハウジング
48a オイルクーラハウジングの底面
64 ギヤ類
68 シフトアクチュエータ
74 シフトアクチュエータハウジング
74a シフトアクチュエータハウジングの底面

Claims (6)

  1. 原動機の動力を伝達するトランスミッションの防音装置であって、
    前記防音装置は、ヘルムホルツ共鳴空間を形成する壁部と、前記ヘルムホルツ共鳴空間を外部に連通させるように前記壁部に設けられた開口部と、を有するヘルムホルツ共鳴器を備え、
    前記壁部は、前記トランスミッションを収容するトランスミッションケースと、前記トランスミッションの搭載部品のハウジングとを含み、
    前記ヘルムホルツ共鳴空間は、前記トランスミッションケースと前記ハウジングとの間に形成されている
    ことを特徴とするトランスミッションの防音装置。
  2. 前記原動機は、電動機を含み、
    前記搭載部品は、前記電動機を制御する電力制御ユニットである
    ことを特徴とする請求項1に記載のトランスミッションの防音装置。
  3. 前記搭載部品は、前記トランスミッションを潤滑するオイルを冷却するオイルクーラである
    ことを特徴とする請求項1に記載のトランスミッションの防音装置。
  4. 前記トランスミッションは、複数の変速段を含み、
    前記搭載部品は、前記変速段の切り替えを行うシフトアクチュエータである
    ことを特徴とする請求項1に記載のトランスミッションの防音装置。
  5. 前記ハウジングは、前記トランスミッションケースに向けて筒状に突出する囲み部を含み、
    前記ヘルムホルツ共鳴空間は、前記囲み部によって画定され、
    前記開口部は、前記囲い部と、前記囲い部に対向する前記トランスミッションケースとの間に形成されている
    ことを特徴とする請求項1~4の何れか1つに記載のトランスミッションの防音装置。
  6. 前記トランスミッションケースと前記ハウジングとが互いに対向する第1方向における前記ヘルムホルツ共鳴空間の長さは、前記第1方向と垂直な第2方向における前記ヘルムホルツ共鳴空間の長さよりも短い
    ことを特徴とする請求項1~5の何れか1つに記載のトランスミッションの防音装置。
JP2019001389A 2019-01-08 2019-01-08 トランスミッションの防音装置 Active JP7131396B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019001389A JP7131396B2 (ja) 2019-01-08 2019-01-08 トランスミッションの防音装置
CN201911355955.8A CN111503247B (zh) 2019-01-08 2019-12-25 用于变速器的隔音装置
US16/728,132 US11318895B2 (en) 2019-01-08 2019-12-27 Soundproofing device for transmission

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019001389A JP7131396B2 (ja) 2019-01-08 2019-01-08 トランスミッションの防音装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020112174A JP2020112174A (ja) 2020-07-27
JP7131396B2 true JP7131396B2 (ja) 2022-09-06

Family

ID=71403875

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019001389A Active JP7131396B2 (ja) 2019-01-08 2019-01-08 トランスミッションの防音装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11318895B2 (ja)
JP (1) JP7131396B2 (ja)
CN (1) CN111503247B (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7420054B2 (ja) 2020-11-09 2024-01-23 トヨタ自動車株式会社 車両用トランスアクスル
US20230108070A1 (en) * 2021-10-01 2023-04-06 GM Global Technology Operations LLC Bubble cover to reduce noise and vibration

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001041020A (ja) 1999-07-27 2001-02-13 Nok Vibracoustic Kk 吸音材
WO2012144078A1 (ja) 2011-04-22 2012-10-26 トヨタ自動車株式会社 防音装置
JP2020051584A (ja) 2018-09-28 2020-04-02 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 変速機

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100212999A1 (en) * 2007-03-28 2010-08-26 David Shawn Marion Helmholtz resonator
JP5115432B2 (ja) * 2008-09-29 2013-01-09 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 自動変速機の油圧制御装置
KR101211301B1 (ko) * 2011-01-13 2012-12-11 엘에스엠트론 주식회사 공명기
US11021870B1 (en) * 2013-03-14 2021-06-01 Hrl Laboratories, Llc Sound blocking enclosures with antiresonant membranes
DE102014109066A1 (de) * 2014-06-27 2015-12-31 Claas Industrietechnik Gmbh Getriebeanordnung
JP2016061182A (ja) * 2014-09-16 2016-04-25 株式会社Roki エンジンカバー
EP3029376B1 (en) * 2014-12-01 2018-10-03 Ansaldo Energia IP UK Limited Gas turbine with a helmholtz damper
JP6137636B2 (ja) * 2015-05-28 2017-05-31 株式会社リコー 吸音装置、電子機器及び画像形成装置
JP6222178B2 (ja) 2015-07-16 2017-11-01 トヨタ自動車株式会社 電動車両
JP6622138B2 (ja) * 2016-03-31 2019-12-18 住友理工株式会社 防音部材
KR102440596B1 (ko) * 2017-11-28 2022-09-05 현대자동차 주식회사 차량용 열교환기

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001041020A (ja) 1999-07-27 2001-02-13 Nok Vibracoustic Kk 吸音材
WO2012144078A1 (ja) 2011-04-22 2012-10-26 トヨタ自動車株式会社 防音装置
JP2020051584A (ja) 2018-09-28 2020-04-02 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 変速機

Also Published As

Publication number Publication date
JP2020112174A (ja) 2020-07-27
US11318895B2 (en) 2022-05-03
US20200215997A1 (en) 2020-07-09
CN111503247A (zh) 2020-08-07
CN111503247B (zh) 2022-12-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7131396B2 (ja) トランスミッションの防音装置
US4395982A (en) Casing member for elements of internal combustion engines
WO2012144078A1 (ja) 防音装置
JP6332450B2 (ja) 動力ユニット
HU224473B1 (hu) Összekötő darab hajtóegység házának kompresszorelem házával való összekötésére
JP2014168356A (ja) ケース支持部材
KR20210122160A (ko) 전동 압축기
US11867277B2 (en) Vehicle transaxle
US11153983B2 (en) Power control unit and method of assembling the same
JP7209563B2 (ja) 車載装置
JP4690735B2 (ja) ファン騒音低減装置及びファン騒音低減方法
CN111415648A (zh) 隔音装置
US20230344303A1 (en) Motor and motor unit
JP7420648B2 (ja) 筐体及びそれを備えた電子装置
JP2017118660A (ja) 発電装置
JP4433878B2 (ja) 発電装置の騒音低減方法。
JPH04209188A (ja) エレベータのかご内騒音制御装置
JP7343353B2 (ja) エンジン用のカバー部材
JPH11330721A (ja) 防音カバー
JP7357911B2 (ja) 警報器
JP7135463B2 (ja) スピーカ
JP2012172791A (ja) 制振装置
CN114583901A (zh) 机电一体单元
JP2016160824A (ja) 電動圧縮機
JP3143691B2 (ja) フライホイルハウジング付きエンジン

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210322

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20220114

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220201

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220726

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220808

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 7131396

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151