JP2006316866A - 変速機の構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 変速機の外壁の一部を構成するカバー部材の膜振動を効果的に抑制することができる変速機の構造を提供する。
【解決手段】 変速機ケースと、変速機ケースに設けられた開口部２ａと、その開口部２ａを閉塞するカバー部材３とを備えた変速機の構造であって、カバー部材３の略中央部を変速機ケースの内部から外側方向に所定の荷重で押圧するカバー部材押圧手段（例えば板バネ１０）を備える。さらに望ましくは、カバー部材押圧手段１０とカバー部材３との間に、エラストマー部材（例えばゴムシート２０）を介設する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、主に自動車等に搭載される変速機の構造に関し、特に変速機ケースに設けられた開口部をカバー部材で閉塞するように構成されたものに関する。

従来、変速機の基本的な構造として、箱状に形成された変速機ケースの内部に、ギヤやベルト等の変速機構を備えたものが一般的である。通常、変速機ケースは小型・軽量化のために全体的に比較的薄肉形状に成形されており、その表面に格子状あるいは網目状の補強リブが設けられている。

変速機の内部では、変速機構の作動によって、種々の振動や歯打音等（以下振動等という）が発生している。一方変速機ケースは箱状に形成されているため、その外壁が膜振動し易い構造となっている。上記振動等による変速機ケースの膜振動は、車室内に達する放射音を発生させたり、変速機ケースを支持するマウントを介して車体側を振動させて車室内にこもり音を発生させたりする。

これらの騒音対策として、上記振動等が発生しても変速機ケースが大きな膜振動をしないように、変速機ケースの膜振動を抑制することが効果的である。しかし、例えば単に変速機ケースの肉厚を厚くしたり、リブの数を増やしたりするような対策は、一方で重量増という弊害を招いてしまう。そこで、リブとリブとの間の変速機ケースの肉厚配分を工夫することにより、重量増を抑制しつつ変速機ケースの膜振動を効果的に抑制することができる技術が提案されている（例えば特許文献１参照）。

また、変速機ケースが開口部を有し、その開口部をカバー部材で閉塞するように構成された変速機の構造も周知である。このカバー部材を変速機ケースに固定する取り付けボルトの配置を工夫することにより、カバー部材の膜振動を抑制することができる技術も提案されている（例えば特許文献２参照）。
特許第２８９８３７９号明細書 実開平５−６２５３号公報

しかしながら、上記特許文献１や特許文献２に示される技術は、必ずしも普遍的に採用し得るものではない。例えば、特許文献１に示される構造は、レイアウト上の問題からリブ自体の配設が困難な場合には不適当であるし、特許文献２に示される技術は、カバー部材が駆動軸や従動軸を支持するような構造であって、その支持剛性の向上が膜振動の抑制に貢献するような場合には有効であるが、それ以外の構造には殆ど効果を期待することができない。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、リブの配設形態に拘わらず、またカバー部材が駆動軸や従動軸を支持しているか否かに拘わらず、変速機の外壁の一部を構成するカバー部材の膜振動を効果的に抑制することができる変速機の構造を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための本発明の請求項１に係る発明は、変速機ケースと、該変速機ケースに設けられた開口部と、該開口部を閉塞するカバー部材とを備えた変速機の構造であって、上記カバー部材の略中央部を上記変速機ケースの内部から外側方向に所定の荷重で押圧するカバー部材押圧手段を備えていることを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１記載の変速機の構造において、上記カバー部材押圧手段は、上記変速機ケースの内部の部品と上記カバー部材との間に設けられていることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項２記載の変速機の構造において、上記変速機ケースの内部の部品は、上記カバー部材に取り付けられていることを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項３記載の変速機の構造において、上記変速機ケースの内部の部品は、シフトロッドを支持するシフトロッド支持部材であり、上記カバー部材は、上記開口部を閉塞した状態で当該変速機の内部となる側に、上記シフトロッド及び上記シフトロッド支持部材を含む変速操作機構が組み付けられるトップカバーであることを特徴とする。

シフトロッドとは、自動車等に搭載される手動変速機の変速操作機構を構成する周知の部材であり、動力伝達に有効なギヤを選択的に切換えるシフトフォークと一体に設けられる。通常、シフトロッドは複数設けられ、選択されたシフトロッドを入出力軸方向に移動させることにより、そのシフトロッドに対応するシフトフォークが入出力軸方向に移動し、ギヤが切換えられるように構成されている。

請求項５に係る発明は、請求項１記載の変速機の構造において、上記カバー部材押圧手段は、上記変速機ケースと上記カバー部材との間に設けられていることを特徴とする。

請求項６に係る発明は、請求項１乃至５の何れか１項に記載の変速機の構造において、上記カバー部材押圧手段は、板バネにより構成されていることを特徴とする。

請求項７に係る発明は、請求項１乃至６の何れか１項に記載の変速機の構造において、上記カバー部材と上記カバー部材押圧手段との間に、エラストマーを主な材質とするエラストマー部材が設けられていることを特徴とする。

エラストマーとは、常温でゴム状弾性を有する高分子材料の総称であり、周知の材料である。例えば、ゴム（天然ゴム、各種合成ゴム及び再生ゴム等）や、常温でゴム状弾性を有する樹脂（例えば熱可塑性エラストマー樹脂等）などがエラストマーに含まれる。

請求項１の発明によると、カバー部材の略中央部に、カバー部材押圧手段による押圧力が変速機ケースの内側から外側に向かって作用する。カバー部材が膜振動する場合、その中央付近の振幅が最も大となる。カバー部材押圧手段による押圧力は、そのカバー部材の中央付近で、振幅変動の方向に作用するので、カバー部材の膜振動が効率良く抑制される。この構造は、リブの増加や肉厚の増大を伴わずに実施できるので、比較的軽量なカバー部材押圧手段を用いることにより、全体として重量増大を抑制することができる。また、レイアウト上リブを設けることが困難な場合にも効果的に膜振動を抑制することができる。さらに、カバー部材が駆動軸や従動軸を支持しているか否かに拘わらず、効果的に膜振動を抑制することができる。

請求項２の発明によると、カバー部材押圧手段を、変速機ケースの内部の部品とカバー部材との間に設けることにより、簡単かつ小型・軽量なカバー部材押圧手段となすことが容易となる。

請求項３の発明によると、上記変速機ケースの内部の部品がカバー部材に取り付けられているので、予めカバー部材押圧手段と変速機ケースの内部の部品とをカバー部材に組付けておき（サブアッセンブリをしておき）、サブアッセンブリされたカバー部材を変速機ケースに組付けるというような効率の良い組立工程を実施することができる。

請求項４の発明によると、シフトロッド及びシフトロッド支持部材を含む変速操作機構が組み付けられるトップカバーの膜振動を効果的に抑制することができる。このような変速機の構造のうち、特に入出力軸が車両の前後方向に延びるもの、いわゆる縦置きの変速機の場合、レイアウト上、トップカバーの直上にフロアパネルに隔てられた車室が設けられることが多い。従って、トップカバーの膜振動による放射音がフロアパネルを透過して車室内に侵入し易い。しかも、できるだけ車室を広くするという要求から、フロアパネルとトップカバーとの隙間を可及的に小さくすることが求められ、トップカバーにリブを設けることが困難である場合が多い。本発明は、そのような場合であってもトップカバーの膜振動を効果的に抑制することができるという利点がある。

請求項５の発明によると、カバー部材押圧手段を、変速機ケースとカバー部材との間に設けることにより、簡単かつ小型・軽量なカバー部材押圧手段となすことが容易となる。

請求項６の発明によると、カバー部材押圧手段として板バネを用いることにより、カバー部材押圧手段を簡単な構成となすことができる。また、板バネの板面をカバー部材の膜振動面と略平行に配設することにより、カバー部材の膜振動面と垂直な方向のスペースが狭い場合でも、容易にカバー部材押圧手段を配設することができる。

請求項７の発明によると、優れた振動減衰作用を有するエラストマー部材によって、簡単な構造でカバー部材の振動を速やかに減衰させ、吸収することができる。従ってカバー部材の膜振動抑制効果を一層高めることができる。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明に係る変速機１の、一部切り欠きを有する外観正面図である。変速機１は入力軸３５及び出力軸３６が車両の前後方向に延びる、いわゆる縦置きの手動変速機である。変速機ケース２の上面の一部にケース開口部２ａが設けられており、ケース開口部２ａはトップカバー３（カバー部材）で閉塞されている。

変速機１の直上にはフロアパネル５０が配設されており、車室を広くするという要求から、トップカバー３とフロアパネル５０との隙間が可及的に小さくなるように配設されている。このため、トップカバー３の上面は、リブ等の突起がない平板状に成形されている。

変速機ケース２の内部にはギヤトレイン４が配設されている。ギヤトレイン４は、入出力軸３５，３６及びカウンタ軸３７の何れかの軸に固設または相対回転可能に遊嵌合された複数のギヤからなる。そして、遊嵌合されている何れかのギヤを選択的に軸と一体回転させることにより動力伝達がなされるように構成されている。軸と一体回転させるギヤを切換えることにより、ギヤ比を変更し、変速させることができる。

ギヤを切換えるための変速操作機構３０（図５参照）は、主に、トップカバー３の下面に固設されたシフトロッド支持部材５と、シフトロッド支持部材５により軸方向（図１に示す状態で左右方向）に移動可能に支持された４本のシフトロッド８と、各シフトロッド８に嵌設されたシフトフォーク４０と、変速機１の後部側（図１に示す状態で右側）に配設されたシフトレバー３３と、シフトレバー３３のセレクト操作及びシフト操作をシフトロッド８に伝達する図外のリンク機構（コントロールロッド等を含む）とで構成されている。シフトレバー３３の操作によって、何れかのシフトロッド８が選択的に軸方向にスライドさせられ、それに対応するシフトフォーク４０が同期装置のスリーブ４２を軸方向に移動させ、ギヤの切換えがなされる。

図２は、トップカバー３に取り付けられている変速操作機構３０の近傍を示す部分斜視図である。また図３は図２の分解斜視図である。トップカバー３には、変速操作機構３０の一部であるシフトロッド支持部材５、シフトロッド８及びシフトフォーク４０等が取り付けられている（図２及び図３ではシフトロッド８及びシフトフォーク４０を省略して示している）。また、トップカバー３とシフトロッド支持部材５との間に、板バネ１０及びゴムシート２０（エラストマー部材）が設けられている。

シフトロッド支持部材５は、前側に設けられたシフトロッド挿通部６と後側に設けられたシフトロッド挿通部７とで４本のシフトロッド８をスライド自在に支持するように構成されている。シフトロッド挿通部６，７には、それぞれシフトロッド８を挿通するための挿通孔６ｂ，７ｂが形成されている。挿通孔６ｂ，７ｂの周囲の肉厚は、必要な強度を確保しつつ無駄な重量増を避けるために、略一定の肉厚となっている。したがって、シフトロッド挿通部６，７の上面は、列設された挿通孔６ｂ，７ｂの孔形状に沿って各３箇所の孔間谷部６ａ，７ａを有する波形となっている。

シフトロッド支持部材５の、シフトロッド挿通部６，７の上面とトップカバー３の下面との間の僅かな隙間に、板バネ１０とゴムシート２０が設けられている。

図４は、板バネ１０の詳細図であり、（ａ）は板バネ１０の平面図、（ｂ）は組付け状態における（ａ）のIII−III線断面図である。板バネ１０は、バネ本体部１２の前後（図４に示す状態では左右）に各３本づつ突出するバネ脚部１３を有している。バネ脚部１３の先端付近は下方に湾曲しており、最先端部は反転して上方に折り返された反転部１４となっている。前側３本のバネ脚部１３の先端に形成された反転部１４が３ヶ所の孔間谷部６ａにそれぞれ嵌まり込んで支持され、同様に後側３本のバネ脚部１３の先端に形成された反転部１４が３箇所の孔間谷部７ａにそれぞれ嵌まり込んで支持されている。

バネ本体部１２には３箇所に孔部１１が穿設されている。一方、図４（ｂ）に示すように、トップカバー３の下面の略中央部には、孔部１１に嵌合するボス部３ａが３箇所に形成されている。こうして板バネ１０は、その下部が孔間谷部６ａ，７ａによって、上部がボス部３ａによって位置決めされている。

バネ本体部１２の上面とトップカバー３の下面との間には、ゴムシート２０が介設されている。ゴムシート２０は略矩形のシート状に形成されたゴム部材（エラストマーの一種）である。ゴムシート２０には板バネ１０の孔部１１と同様の孔部２１が３箇所に形成されており、トップカバー３のボス部３ａに嵌合する。ゴムシート２０の上面はトップカバー３の下面に密着し、ゴムシート２０の下面は板バネ１０の上面に密着している。

図４（ｂ）に示すように、板バネ１０は孔間谷部６ａ，７ａとトップカバー３及びゴムシート２０とによって形成される上下方向の僅かな隙間に設けられているが、その上下寸法は自由時（無負荷時）に比べて短くなっている。その寸法差は、主にバネ脚部１３の湾曲部が撓むことによって吸収されている。そしてその撓みの復元力によって所定のバネ荷重を発生させ、ゴムシート２０を介してトップカバー３を外側に押し上げる方向に押圧している。

次に、変速機１の作用について、主に板バネ１０及びゴムシート２０の作用を中心に説明する。運転者が適宜シフトレバー３３を操作し、ギヤを選択的に切換えることにより、入力軸３５から入力された動力が所定のギヤ比で変速され、出力軸３６から出力される。その際、ギヤトレイン４では、遊嵌合状態にあるギヤの歯打音をはじめ、様々な振動や音（以下振動等という）が発生している。この振動等は、空気または変速機ケース２を介してトップカバー３に伝達され、トップカバー３の、特に上面の平坦部を膜振動させるように作用する。

しかしトップカバー３の略中央部には、内側から外側に向けて板バネ１０による所定の荷重（押圧力）がゴムシート２０を介して作用している。トップカバー３が膜振動する場合、その中央付近の振幅が最も大となる。板バネ１０による押圧力は、そのトップカバー３の中央付近で、振幅変動の方向に作用するので、トップカバー３の膜振動が効率良く抑制される。さらにゴムシート２０によって、トップカバー３の膜振動が速やかに減衰し、吸収される。従ってトップカバー３の膜振動抑制効果が一層高められる。

仮に板バネ１０やゴムシート２０を設けず、トップカバー３の大きな膜振動を許容すると、その膜振動は大きな放射音を発生させ、直上のフロアパネル５０を透過して車室内に侵入し、大きな騒音となってしまう虞がある。しかし当実施形態によれば、トップカバー３の膜振動が効果的に抑制されているので、その膜振動による車室内の騒音を大幅に低減することができる。

また、板バネ１０やゴムシート２０をシフトロッド支持部材５とトップカバー３との間に介設することにより、板バネ１０やゴムシート２０を支持するための新たな取付け手段やボルト等を設ける必要がなく、簡単かつ小型・軽量の構成でトップカバー３への押圧力を発生させることができる。

次に、トップカバー３の組付け工程について、特に板バネ１０及びゴムシート２０の組付け工程を中心に説明する。図５は、トップカバー３に組み付けられた変速操作機構３０近傍の、上下反転状態（カバー開口部３ｂを上に向けた状態）の部分斜視図である。変速操作機構３０のうち、トップカバー３に取り付けられるシフトロッド支持部材５やシフトロッド８等は、予めこの上下反転状態でトップカバー３に組付けされる（サブアッセンブリ）。サブアッセンブリ後、トップカバー３は上下反転状態から戻され、カバー開口部３ｂをケース開口部２ａに合わせるようにして変速機ケース２と結合される。このように、変速操作機構３０の一部をトップカバー３にサブアッセンブリすることにより、効率良く変速機１を組み立てることができる。

上記サブアッセンブリの工程において、シフトロッド支持部材５をトップカバー３に組付けるのに先立ち、ゴムシート２０および板バネ１０が組付けられる。まずゴムシート２０が、その孔部２１とボス部３ａとで位置決めされつつ載置される。次に板バネ１０が、その孔部１１とボス部３ａとで位置決めされつつ載置される。その後、シフトロッド支持部材５をトップカバー３に組付けることにより、孔間谷部６ａ，７ａが板バネ１０の反転部１４付近に当接し、押さえ込む。このように、板バネ１０及びゴムシート２０は、上下反転されたトップカバー３の所定の位置に載置するだけで容易かつ適正に位置決めされた状態で組み付けられる。またシフトロッド支持部材５をトップカバー３に組付けるだけで、孔間谷部６ａ，７ａによる板バネ１０の支持と位置決めを行いつつ、板バネ１０に所定の撓みを生じさせ、所定の押圧力を発生させることができる。このように、上記サブアッセンブリの工程を利用して、板バネ１０及びゴムシート２０を簡単にシフトロッド支持部材５とトップカバー３との間に介設させることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、この実施形態は本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば上記実施形態では変速機１を手動変速機としたが、無段変速機（ＣＶＴ）を含む各種自動変速機に適用しても良い。また、いわゆる縦置きの変速機に限定するものではなく、例えば入出力軸３５，３６が車両の左右方向に延びる、いわゆる横置きの変速機に適用しても良い。

変速機ケース２に設けられたケース開口部２ａは、上方に設けられたものに限定するものではなく、例えば側方ないしは下方に設けられたものであっても良い。また本発明は、トップカバー３（カバー部材）にリブ等が配設困難である場合に特に好適であるが、カバー部材にリブ等が配設されたものを排除する趣旨ではない。カバー部材にリブ等が配設されている場合には、リブ等による膜振動抑制効果に付加して、更なる膜振動抑制効果を得ることができる。

板バネ１０の形状は、必ずしもバネ本体部１２とバネ脚部１３とで構成されたような形状でなくても良い。また板バネは、狭い隙間であっても簡単な構成で押圧力を発生させることができるという利点があるが、カバー部材押圧手段として、必ずしも板バネに限定するものではない。例えばカバー部材押圧手段としてコイルバネ等の各種バネを用いても良く、またバネ以外にも油圧等による何らかの荷重付加機構を備えるようにしても良い。

上記実施形態では、板バネ１０（カバー部材押圧手段）を、トップカバー３（カバー部材）とシフトロッド支持部材５（変速機ケースの内部の部品）との間に設けるように構成しているが、必ずしもこのような構成に限定するものではなく、カバー部材押圧手段を変速機ケースとカバー部材との間に設けるようにしても良い。例えば、変速機ケース２に板バネ１０の反転部１４付近を支持する支持部を設け、トップカバー３と変速機ケース２との間に板バネ１０を設けるように構成しても良い。この場合でも、簡単かつ小型・軽量な板バネ１０（カバー部材押圧手段）となすことが容易にできる。

ゴムシート２０等のエラストマー部材は必ずしも必要ではない。また当実施形態ではエラストマー部材としてゴムシート２０を用いているが、エラストマー部材の材質はゴムに限定するものではなく、常温でゴム状の弾性を有するものであれば良い。例えば熱可塑性エラストマー樹脂などを用いても良い。

本発明の実施形態に係る変速機の、一部切り欠きを有する外観正面図である。 図１に示す変速機の、カバー部材に取り付けられている変速操作機構の近傍を示す部分斜視図である。 図２の分解斜視図である。 カバー部材押圧手段である板バネの詳細図であり、（ａ）は板バネの平面図、（ｂ）は組付け状態における（ａ）のIII−III線断面図である。 カバー部材に組み付けられた変速操作機構近傍の、上下反転状態の部分斜視図である。

符号の説明

１ 変速機
２ 変速機ケース
２ａ （変速機ケースの）開口部
３ トップカバー（カバー部材）
５ シフトロッド支持部材（変速機ケースの内部の部品）
８ シフトロッド
１０ 板バネ（カバー部材押圧手段）
２０ ゴムシート（エラストマー部材）
３０ 変速操作機構

Claims (7)

1. 変速機ケースと、該変速機ケースに設けられた開口部と、該開口部を閉塞するカバー部材とを備えた変速機の構造であって、
   上記カバー部材の略中央部を上記変速機ケースの内部から外側方向に所定の荷重で押圧するカバー部材押圧手段を備えていることを特徴とする変速機の構造。
2. 上記カバー部材押圧手段は、上記変速機ケースの内部の部品と上記カバー部材との間に設けられていることを特徴とする請求項１記載の変速機の構造。
3. 上記変速機ケースの内部の部品は、上記カバー部材に取り付けられていることを特徴とする請求項２記載の変速機の構造。
4. 上記変速機ケースの内部の部品は、シフトロッドを支持するシフトロッド支持部材であり、上記カバー部材は、上記開口部を閉塞した状態で当該変速機の内部となる側に、上記シフトロッド及び上記シフトロッド支持部材を含む変速操作機構が組み付けられるトップカバーであることを特徴とする請求項３記載の変速機の構造。
5. 上記カバー部材押圧手段は、上記変速機ケースと上記カバー部材との間に設けられていることを特徴とする請求項１記載の変速機の構造。
6. 上記カバー部材押圧手段は、板バネにより構成されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の変速機の構造。
7. 上記カバー部材と上記カバー部材押圧手段との間に、エラストマーを主な材質とするエラストマー部材が設けられていることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の変速機の構造。

Images