ブックタイトルマツダ技報 2013 No.31

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マツダ技報 2013 No.31

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マツダ技報 2013 No.31

マツダ技報No.31(2013)ズで適用した。部品単品から大規模なアセンブリまでの予測技術を段階的に積み上げ,最終的に構築したモデルでのギヤノイズの応答結果がFig. 9である。ピーク周波数や変位応答のレベルは捉えられており,ギヤノイズをモデルで開発できる予測精度を有すると判断した。ExperimentDisplacement (mm)AnalysisAlignment Error (min)0CoastActual torque range0 DriveEngine Torque (Nm)Fig. 11 Change in Gear Alignment Error According toEngine TorqueFrequency (Hz)Fig. 9 Gear Noise Vibration of Engine Mount6.3アライメントエラー最適化まずはギヤノイズの起振力であるTEを最小にすることを目的に,ギヤ噛み合い部のアライメントエラーを最小にする基本剛性を造り込んだ。基本剛性はケースの基本形状に依存するところが大きく,必要最低限の質量で最適な形状を求めるため位相最適化の技術を適用した。Fig. 10に位相最適化のイメージを示す。レイアウト要件を満たす設計領域を設定し,この領域内で指定した剛性の指標が最大限となるような,最も質量効率の良い形状を導き出した。こうして得られた結果を元に,初期の基本形状やリブ配置を決定した。基本形状決定後,更にアライメントエラーを低減させるため,アライメントエラーに対するギヤシャフト,ベアリング,ケースなど各要素の寄与を求めた。そして,この寄与を用いることで,アライメントエラーのレベル及びトルクに対するロバスト性の観点から最適な詳細形状を決定した(Fig. 11)。6.4噛み合い周波数とTEの最適化変速機におけるギヤの歯数は,噛み合い周波数としてギヤノイズの周波数範囲を決めると共に,起振力であるTEに影響する重要な要素となっている。一般に,車の暗騒音は車速が高く周波数が低いほど大きくなるため,ギヤ歯数が少ないほうが車速に対し低い周波数となり,暗騒音によるマスキング効果が大きくなる。一方,TEについてはギヤ歯数の減少は噛み合い率が低下するため悪化する方向にある。SKYACTIV-DRIVEユニットでは,既存ユニットに対してギヤ歯数を減らし,噛み合い周波数を低周波数化させて,開発対象となる周波数を最小範囲に限定し,更にマスキング効果を増加させた。TEの悪化については,歯幅・歯丈・ねじれ角などの主要諸元を最適化することで噛み合い率の低下を最小限に抑えた。Fig. 12に,マスキング効果とTEとの関係を示す。歯数を減少させることでTEの悪化が見られるが,マスキング効果を十分に得られることでギヤノイズ性能は改善方向にあることがわかる。SKYACTIV-DRIVEではマスキング効果がTEより最も大きくなるポイントを採用した。Initial shapeStep1RoughingStep2FinishingStep3Fine finishingFinal shapeTE (μm)TESKYACTIV-DRIVEMasking effectMasking effect[Equivalent TE] (μm)Number of gear teethFig. 10 Topological Optimization of Transmission CaseFig. 12 Relation between Masking Effect andTransmission Error (TE)―64―