JP2011112161A - 変速機の充填材取り付け構造 - Google Patents

Abstract

【課題】変速機ケース内への充填材の取り付け構造の簡素化を図る。
【解決手段】変速機ケース４の内部空間に収容されてオイル貯留空間を縮小化するための充填材７の車両前方側位置に水平方向に延びるボルト挿通孔を形成する。このボルト挿通孔にボルトＢを挿通し、このボルトを回動中心とした可動が可能に充填材７を変速機ケース４の内面に取り付ける。変速機ケース４における車両後方側に充填材７の車両後方側の上面に当接可能なストッパ４４を設ける。オイルに浸漬された充填材７に作用する浮力によって充填材７が上記ボルトを回動中心として回動する際、この充填材７の上面がストッパ４４に当接することで位置規制される。これにより、ボルトによる取り付け箇所を１箇所のみとしながらも充填材７の取り付け位置が安定的に維持される。
【選択図】図２

Description

本発明は、変速機ケース内の潤滑油量を削減するために設けられる充填材の取り付け構造に係る。特に、本発明は、充填材の取り付け構造の簡素化を図るための対策に関する。

従来より、自動車に搭載される変速機（例えば手動変速機）では、静的油面（車両停車時に変速機ケース内の底部に回収されている潤滑油（以下、オイルと呼ぶ場合もある）の油面）を高く確保しながらも、オイル貯留量を削減して車両走行時の各種ギヤによるオイルの攪拌に伴う動力損失を低減することが望まれている。そのために変速機ケースの形状を改良することが考えられるが、変速機ケースの生産性、強度、ＮＶ（ｎｏｉｓｅ／ｖｉｂｒａｔｉｏｎ）性能等を考慮すると、変速機ケースの改良には制約があり、オイル貯留量の削減には限界がある。

そこで、例えば下記の特許文献１や特許文献２に開示されているように、変速機ケース内に充填材（軽量容積部材または収納部材と呼ばれることもある）を収容し、これによってオイル貯留量を削減することが提案されている。

このように充填材を変速機ケース内に収容することで、変速機ケース内におけるオイル貯留空間を縮小化でき、オイル貯留量の削減を図りながらも静的油面を高く確保することが可能になる。

つまり、静的油面を高く確保することで各ギヤに対する潤滑性能（例えば車両発進時の潤滑性能）を高く得ながらも、車両走行時には油面高さを低く抑え、各種ギヤによるオイルの攪拌に伴う動力損失が低減できて燃料消費率の改善を図ることができる。また、オイル貯留量を削減したことにより、変速機全体を軽量化でき、これも燃料消費率の改善に寄与することになる。尚、上記静的油面としての必要な高さ位置としては、例えば変速機構のアウトプットシャフト（出力軸）の軸心位置の高さが挙げられる。

上記充填材の取り付け構造として、特許文献１及び特許文献２には、変速機ケースの底部にバッフルプレートを配設し、充填材をバッフルプレートに固定することが開示されている。

特開２００５−１４０２９７号公報 特開２００５−１４０２９８号公報

ところが、上記各特許文献のものにあっては、バッフルプレートを配設するために変速機ケースの形状を改良せねばならず、また、充填材の取り付けが可能となるようにバッフルプレートを加工せねばならない。また、バッフルプレートに対する充填材の固定箇所が複数必要であった。このため、構成の複雑化を招くものとなっていた。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、変速機ケース内への充填材の取り付け構造の簡素化を図ることにある。

−課題の解決原理−
上記の目的を達成するために講じられた本発明の解決原理は、変速機ケース内の所定位置で充填材を保持するために、潤滑油に充填材が浸漬した際に発生する浮力を有効利用するようにしている。つまり、充填材の一部を、上記浮力が作用した場合の充填材の移動を可能とするように支持しておく。そして、充填材の他の一部に対しては、上記浮力が作用して充填材が移動する際の移動を規制するように構成する。つまり、この浮力による移動を規制することで、この充填材の他の一部を位置規制でき、充填材全体を所定位置で保持できることになる。

−解決手段−
具体的に、本発明は、変速機ケース内に貯留される潤滑油よりも比重が小さい充填材を変速機ケース内に取り付けるための構造を前提とする。この充填材の取り付け構造に対し、充填材を、第１の位置規制手段及び第２の位置規制手段によって変速機ケース内に支持する。そして、上記第１の位置規制手段を、充填材に作用する浮力の作用方向に対して交差する方向への移動を規制するものとする。一方、上記第２の位置規制手段を、上記変速機ケースに設けられ、上記充填材に浮力が作用して、この充填材が上方へ移動する場合に充填材に当接することにより、この充填材の上方への移動位置を規制するものとする。

この特定事項により、変速機ケース内に取り付けられた充填材は、浮力の作用方向に対して交差する方向（例えば直交する方向）への移動が第１の位置規制手段によって規制され、浮力の作用による上方への移動が第２の位置規制手段によって規制される。つまり、第２の位置規制手段は、充填材の上方移動を規制する手段として構成されているため、ボルト等の締結具による取り付け構造は必要なくなる。このため、変速機ケースに対する充填材の取り付け構造の簡素化を図ることができ、また、変速機ケースに対する充填材の取り付け作業も簡略化することができる。

上記第１の位置規制手段及び第２の位置規制手段の具体構成としては以下のものが挙げられる。先ず、第１の位置規制手段としては、充填材に形成された挿通孔に挿通されて充填材を変速機ケースに締結する締結具を備えさせる。また、第２の位置規制手段を、上記変速機ケースに一体的に設けられ、上記浮力が作用することで上記締結具を回動中心として回動する充填材の上端面に当接して、その回動を規制するストッパとしている。

このように、第２の位置規制手段の構成としては、変速機ケースにストッパを一体的に設けるのみであり、構成の簡素化を図ることができる。また、第１の位置規制手段は、締結具であるため、充填材の取り付け状態を安定的に維持することができる。

上記第１の位置規制手段及び第２の位置規制手段の配設位置として具体的には以下のものが挙げられる。上記充填材を、変速機ケース内の潤滑油に浸漬するギヤの近傍に配設する。そして、上記ギヤにおける潤滑油に浸漬されている領域において、第２の位置規制手段を第１の位置規制手段よりも上記ギヤの回転方向の下流側に位置させている。

このように第１の位置規制手段及び第２の位置規制手段を配設した場合、ギヤの回転に伴って潤滑油が掻き上げられる際には、その潤滑油の流れは、第２の位置規制手段の配設位置から第１の位置規制手段の配設位置に向かうものとなる。つまり、充填材に作用している浮力の方向と同方向に潤滑油の流体力が作用することになる。このため、充填材と第２の位置規制手段との間の当接力を高く得ることができ、充填材の位置規制が確実に行われることになる。

また、上記充填材を中空部材で構成している。これによれば、比較的体積の大きい充填材を軽量なものとして実現でき、上記浮力を十分に得ることができる。このため、変速機ケース内の油面位置がある程度下降したとしても、充填材を第２の位置規制手段に当接させることが可能になる。

充填材の好ましい構成としては以下のものが挙げられる。先ず、充填材に、その内部空間と変速機ケースの内部空間とを連通させる連通手段を設けた構成である。

この構成によれば、潤滑油の熱を受けて、充填材内部の空気が膨張する状況では、この膨張した空気が連通手段によって変速機ケースの内部空間に放出されるため、この充填材の内圧上昇が抑制されることになる。つまり、充填材の内部空間と変速機ケースの内部空間とを均圧することができ、これら圧力に差が生じて充填材の変形や応力集中が生じるといったことを防止できる。

また、上記連通手段を、充填材の内部空間に開放する下部開口と、変速機ケースの内部空間に開放する上部開口とを有する管体で形成する。そして、上部開口を、変速機ケース内で回転するギヤによる潤滑油の流れ方向の下流側に向かうように形成している。

この構成によれば、変速機ケース内でのギヤの回転に伴って潤滑油が掻き上げられる場合に、潤滑油が管体の上部開口に直接的に飛散されることがない。このため、変速機ケースの内部空間に存在するオイルが充填材の内部空間に流れ込んでしまうことが効果的に抑制され、変速機ケースの内部空間でのオイル量が不足するといった状況を回避できる。

更には、上記下部開口を、充填材の内部空間の底部で開放させている。

この構成によれば、仮に、充填材の内部空間に潤滑油が流れ込んでしまった場合であっても、その充填材の内部空間での油面が管体の下部開口にまで達した状況になると、その後に充填材の内圧上昇に伴って充填材の内部の潤滑油は管体内を上昇することになる。このため、充填材の内部空間の潤滑油は、管体の上部開口から変速機ケースの内部空間に戻されることになる。これによっても、変速機ケースの内部空間でのオイル量が不足するといった状況を回避できる。

本発明では、充填材の一部を、上記浮力が作用した場合の充填材の移動を可能とするように支持しておく一方、充填材の他の一部に対しては、上記浮力が作用して充填材が移動する際の移動を規制するように構成している。このため、潤滑油に充填材が浸漬した際に発生する浮力を有効利用して、変速機ケースに対する充填材の取り付け構造の簡素化を図ることができる。

実施形態に係る手動変速機の概略構成を示すスケルトン図である。 変速機ケースの底部付近の内部構造を示す図である。 （ａ）は充填材の平面図であり、（ｂ）は充填材の正面図である。 充填材の取り付け部分であって、図２におけるＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。 （ａ）はオイルセパレータの平面図であり、（ｂ）はオイルセパレータの正面図である。 充填材取り付け構造の変形例における図４に相当する図である。 充填材の変形例における図２に相当する図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、自動車用の手動変速機（マニュアルトランスミッション）に本発明を適用した場合について説明する。

−手動変速機の概略構成−
図１は、本実施形態に係る手動変速機１の概略構成を示すスケルトン図（後述する入力軸２１、出力軸２２及びディファレンシャルギア３の配設位置を二次元に展開した図）である。

この図１に示すように、手動変速機１は、複数のギヤ列で成る変速機構２とディファレンシャルギヤ３とを備え、これらが共通の変速機ケース４内に収容されてトランスアクスルを構成している。また、この変速機ケース４は、複数のケース部材がボルト止め等の手段によって一体的に締結された構成となっている。

上記変速機構２は、２軸噛合式の変速機構として構成されており、互いに平行な入力軸２１及び出力軸２２を備えている。これら入力軸２１と出力軸２２との間には変速比が互いに異なる複数の変速段を成立させるためのギヤ列２３〜２７が配設されている。また、これらギヤ列２３〜２７に対応してシンクロメッシュタイプの複数の噛合クラッチ２３ａ〜２７ａが配設されている。また、これら噛合クラッチ２３ａ〜２７ａに対応してクラッチハブスリーブ２Ａ，２Ｂ，２Ｃがそれぞれ備えられている。このクラッチハブスリーブ２Ａ，２Ｂ，２Ｃにはそれぞれフォークシャフト２８（図１では１本のみを示している）が係合可能に設けられている。これにより、ドライバによるシフトレバーの操作に伴って何れかのフォークシャフト２８を作動させることにより、クラッチハブスリーブ２Ａ，２Ｂ，２Ｃのうち対応するクラッチハブスリーブ（例えばクラッチハブスリーブ２Ａ）を移動させ、ギヤ列２３〜２７のうち対応するギヤ列（例えばギヤ列２３）を動力伝達可能に係合することによって所望の変速段を成立させるようになっている。

また、上記入力軸２１及び出力軸２２にはリバースギヤ２９が配設され、図示しないリバース用アイドルギヤと噛み合わされることにより後進変速段が成立可能となっている。

尚、上記入力軸２１は、エンジンＥの出力軸であるクランクシャフトＣに対してクラッチ５及びスプライン嵌合部５１を介して連結されている。つまり、クラッチ５の係合状態ではエンジンＥの駆動力が入力軸２１に伝達され、クラッチ５の解放状態ではエンジンＥの駆動力が入力軸２１に伝達されないようになっている。

尚、このクラッチ５の係合／解放動作は、ドライバによるクラッチペダルの踏み込み操作に連動して行われる。また、アクチュエータによりクラッチ５の係合／解放動作が行われるようにしてもよい。

また、上記出力軸２２にはファイナルドライブギヤ２２ａが配設されている。このファイナルドライブギヤ２２ａは、上記ディファレンシャルギア３のリングギヤ３１と噛み合っている。

上記ディファレンシャルギア３は、傘歯車式のものであって、上記リングギヤ３１、一対のサイドギヤ３２，３２及びピニオンギヤ３３，３３を備えた構成となっている。また、上記サイドギヤ３２，３２及びピニオンギヤ３３，３３はディファレンシャルケース３４内に収容されており、上記リングギヤ３１はディファレンシャルケース３４に回転一体に取り付けられている。このディファレンシャルギア３による差動動作については周知であるため、ここでの説明は省略する。

また、サイドギヤ３２，３２には、それぞれドライブシャフト６１，６１を介して前輪（駆動輪）６２，６２が連結され、ディファレンシャルギア３に伝達された駆動力が各前輪６２，６２の回転力として伝達されるようになっている。

上記変速機ケース４の内部には所定量の潤滑油（オイル）が貯留されており、このオイルによって、変速機構２を構成する各ギヤ列２３〜２７やディファレンシャルギア３が潤滑可能となっている。

特に、ディファレンシャルギア３は変速機ケース４の底部に位置しており、上記オイルに、このディファレンシャルギア３が浸漬している。このため、車両の走行時には、ディファレンシャルギア３を構成している上記リングギヤ３１の回転によってオイルが掻き上げられ、このオイルが変速機構２を構成する各ギヤ列２３〜２７やディファレンシャルギア３を構成するサイドギヤ３２，３２及びピニオンギヤ３３，３３に跳ね掛けられることで潤滑されるようになっている。

−充填材及びその取り付け構造−
（充填材の機能）
図２は、上記変速機ケース４の底部付近（ディファレンシャルギア３の配設部分及びその周辺）の内部構造を示している。また、この図２は、図中左側が車両前方である。更に、この図２では、後述する充填材７の取り付け構造を理解し易くするために、ディファレンシャルギア３を構成している上記リングギヤ３１、サイドギヤ３２、ピニオンギヤ３３については省略している。

また、図２中の仮想線Ｉは、車両停車時におけるオイルの油面（静的油面）を示している。例えば、車両が停車し、変速機構２やディファレンシャルギア３を潤滑していたオイルの大部分が変速機ケース４の底部に回収（落下回収）された状態での油面を示している。一方、図２中の仮想線ＩＩは、車両走行時におけるオイルの油面（動的油面）を示している。例えば、車両が発進し、上記リングギヤ３１の回転によるオイルの掻き上げによって変速機構２やディファレンシャルギア３の潤滑が十分に行われている状態での油面を示している（リングギヤ３１の回転に伴い、回転下流側の油面は高くなっている）。

上記変速機ケース４内には、貯留されるオイルの量を削減するために充填材７が収容されている。この充填材７を収容する目的は、変速機ケース４内においてオイルが貯留される空間に充填材７を配置することで、上記変速機ケース４内でのオイル貯留空間を縮小化することである。これにより、オイル貯留量の削減を図りながらも静的油面を高く確保できるようにしている。

このように静的油面を高く確保することにより、各ギヤ（上記各ギヤ列２３〜２７やディファレンシャルギア３）に対する潤滑性能（例えば車両発進時の潤滑性能）を高く確保できる。また、オイル貯留量が削減されていることにより、車両発進後には急速に油面位置を降下させることができ、各種ギヤ（上記ディファレンシャルギア３のリングギヤ３１等）によるオイルの攪拌に伴う動力損失の低減を図って燃料消費率の改善を図っている。また、オイル貯留量を削減したことにより、手動変速機１全体の軽量化を図ることもでき、これによっても燃料消費率の改善を図ることができる。

尚、上記静的油面としての必要な高さ位置は、本実施形態では、上記出力軸２２の軸心位置（図２におけるＸ１）の高さに規定されている。この出力軸２２の軸心位置は、図２からも判るように、上記ディファレンシャルギア３のリングギヤ３１の軸心位置（図２におけるＸ２）よりも僅かに高い位置となっている。つまり、車両停車時における油面高さをこの位置（出力軸２２の軸心位置Ｘ１）に規定しておけば、車両発進と同時にディファレンシャルギア３のリングギヤ３１によるオイルの掻き上げ量が十分に確保され、このオイルが変速機構２を構成する各ギヤ列２３〜２７やディファレンシャルギア３に跳ね掛けられることで車両発進直後から十分な潤滑性能が得られることになる。

（充填材７の構成）
次に、上記充填材７の構成について説明する。図３（ａ）は充填材７の一部を破断した平面図であり、図３（ｂ）は充填材７の一部を破断した正面図（上記変速機ケース４に取り付けられた場合にリングギヤ３１の軸心に沿う方向から見た図）である。

図３に示すように、本実施形態に係る充填材７は、合成樹脂製の中空体により構成されている。これにより、充填材７は、その全体としての比重が上記オイルよりも小さくなり、オイル内に浸漬された際には、浮力が作用するようになっている。

尚、この充填材７の具体的な構成材料としては、ポリウレタン、ポリアミド、ポリエステル等の合成樹脂が挙げられる。また、繊維補強樹脂を適用することも可能である。この繊維補強樹脂としては、上記合成樹脂に、ガラス繊維、セラミック繊維等の繊維を添加したものが挙げられる。更には、アルミニウム、アルミニウム合金、発泡アルミニウム等の金属材料を適用することも可能である。

上記充填材７の構成として具体的には、内周壁７１、外周壁７２、一対の側壁７３，７４を主要部として構成されている。

上記内周壁７１は、この充填材７が上記変速機ケース４に取り付けられた場合に、上記ディファレンシャルケース３４の外周囲（ピニオンギヤ３３の外周囲）を囲むように（図１を参照）、正面視円弧形状に形成されている（図３（ｂ）を参照）。つまり、ディファレンシャルケース３４やサイドギヤ３２は、この内周壁７１の内側で回転するようになっており、この回転及び上記リングギヤ３１の回転により、変速機ケース４内では図２に矢印αで示すようなオイルの流れ（上記オイルの掻き上げによる流れ）が生じることになる。

上記外周壁７２は、上記内周壁７１との間に所定間隔を存した外周側に位置し、変速機ケース４の底面４１（図２参照）に沿うような正面視円弧形状に形成されている。上記変速機ケース４の底面４１も正面視略円弧形状に形成されており、図２に示す如く充填材７が変速機ケース４に取り付けられた状態では、この充填材７の外周壁７２と変速機ケース４の底面４１とは僅かな隙間を存して対向することになる。

上記各側壁７３，７４は、上記内周壁７１と外周壁７２との間を連結することで充填材７を中空体とするためのものである。つまり、図３（ｂ）において紙面手前側に位置する側壁７３は、内周壁７１及び外周壁７２において図３（ｂ）の紙面手前側に位置する端縁同士を連結している。同様に、図３（ｂ）において紙面奥側に位置する側壁７４は、内周壁７１及び外周壁７２において図３（ｂ）の紙面奥側に位置する端縁同士を連結している。

また、これら各側壁７３，７４同士の間の２箇所には筒状の連結部７５，７６が架け渡されている。

これら連結部７５，７６は、充填材７の内部空間を密閉空間としながらも、上記各側壁７３，７４に亘る円柱状の空間７５ａ，７６ａを形成するためのものである。これら空間７５ａ，７６ａが、後述するように、充填材７を変速機ケース４に取り付けるためのボルト挿通孔７５ａ，７６ａとして利用される。

上記各ボルト挿通孔７５ａ，７６ａの配設位置として具体的には、充填材７における車両前方側の位置及び車両後方側の位置にそれぞれ設定されている。つまり、充填材７における車両前後方向（充填材７が変速機ケース４に取り付けられた状態での車両前後方向）の中央位置に対して所定寸法を存した車両前方側の位置及び所定寸法を存した車両後方側の位置のそれぞれにボルト挿通孔７５ａ，７６ａが設けられている。

実際には、これら一対のボルト挿通孔７５ａ，７６ａのうち一方のみ（後述するように、本実施形態では車両前方側のボルト挿通孔７５ａのみ）が利用されて充填材７が変速機ケース４に取り付けられる。具体的な取り付け構造については後述する。

また、上記外周壁７２における車両前方側の上端部は、上記出力軸２２との干渉を回避するために、この出力軸２２の外周面との間に所定間隔を存して後退した湾曲面７７で形成されている。

一方、この充填材７における車両後方側の上端部は、上記内周壁７１の上端縁と外周壁７２の上端縁との間に亘る水平面（上面）７８により構成されている。

尚、上記内周壁７１及び外周壁７２の各上端縁の位置としては、充填材７が変速機ケース４に取り付けられた状態で、車両前方側及び車両後方側ともに略同一の高さ位置に設定されるようになっている（図２を参照）。

（充填材７の取り付け構造）
次に、上述の如く構成された充填材７の取り付け構造を取り付け作業と共に説明する。図４は充填材７の取り付け部分における断面図である。具体的には、図２のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。つまり、以下では、車両前方側に位置するボルト挿通孔７５ａを利用して充填材７を変速機ケース４に取り付ける場合について説明する。

図２及び図４に示すように、上記リングギヤ３１の軸心位置（図２におけるＸ２）よりも僅かに車両前方寄りの位置には、変速機ケース４内面（縦壁面）の一部が内側（図２における手前側）に膨出されて成るケースボス４２が設けられている。このケースボス４２の端面４２ａ（図４における左側の端面）は鉛直方向に延び且つ略円形の平坦面となっている。また、このケースボス４２の端面４２ａの中心部にはボルト孔４３が形成されている。また、このケースボス４２の端面４２ａの外径寸法は、上記充填材７に設けられているボルト挿通孔７５ａの内径寸法よりも大きく設定されている。

そして、充填材７の内周壁７１がディファレンシャルケース３４の外周囲を囲むように充填材７を配設すると共に、この充填材７における車両前方側のボルト挿通孔７５ａの軸心位置と、上記ケースボス４２の端面４２ａに形成されているボルト孔４３の軸心位置とが位置合わせされた状態にする。これにより、充填材７の側壁７４がケースボス４２の端面４２ａに対向するように位置される。

また、上記充填材７のボルト挿通孔７５ａの内部に金属製で円筒形状のカラー７９を挿入しておく。

そして、この状態で、上記カラー７９の内部空間にボルト（締結具）Ｂが挿通されると共に、このボルトＢがケースボス４２のボルト孔４３にねじ込まれることで充填材７が変速機ケース４に取り付けられる。

上記カラー７９は、その内径寸法が上記ボルトＢのネジ部Ｂ１の外径寸法よりも僅かに大きく設定されている。また、このカラー７９の外径寸法は充填材７のボルト挿通孔７５ａの内径寸法よりも僅かに小さく設定されている。更に、このカラー７９の軸心方向の長さ寸法は上記充填材７の幅寸法（各側壁７３，７４の外面同士の間の寸法）よりも僅かに大きく設定されている。

このような形状のカラー７９がボルト挿通孔７５ａの内部に挿入されていることにより、充填材７は、ボルト挿通孔７５ａの内周面とカラー７９の外周面との間に隙間が存在し、且つ一方の側壁７３とボルトＢの頭部Ｂ２との間及び他方の側壁７４とケースボス４２の端面４２ａとの間にそれぞれ隙間が存在した状態で変速機ケース４の内面に取り付けられることになる。このため、充填材７は、上記ボルトＢの軸心を中心として回動自在に支持されることになり、また、ボルトＢの頭部Ｂ２によって抜け止め（図４における左方向への抜け止め）がなされている。また、カラー７９の軸心方向両側の端面は、それぞれボルトＢの頭部Ｂ２及びケースボス４２の端面４２ａに当接しており、ボルトＢの軸力（締結力）は、上記カラー７９を介してケースボス４２に作用しているため、高い締結力が保持されている。以上が本発明でいう第１の位置規制手段の構成である。

このようにして充填材７が変速機ケース４に取り付けられていることにより、変速機ケース４内の底部にオイルが貯留されている状態では、充填材７に浮力が作用する。この浮力は、図２に示すように、上記ボルトＢを中心として充填材７を上方へ回動させる力、つまり、図２における反時計回り方向に回動させる力として作用することになる。

一方、上記変速機ケース４の内面には、上記浮力が作用して回動しようとしている充填材７の回動位置を規制するためのストッパ（第２の位置規制手段）４４が設けられている。このストッパ４４は、充填材７における車両後方側の上端部、つまり上記水平面７８が当接することによって充填材７の回動位置を規制するように、変速機ケース４の内面から水平方向に突出している。

尚、このストッパ４４は、変速機ケース４の内面に一体形成（変速機ケース４の鋳造時に一体形成）されていてもよいし、この変速機ケース４の内面に形成された溝や孔に嵌め込まれることで、この変速機ケース４の内面に一体的に組み付けられていてもよい。

より具体的に、上記ストッパ４４の配設位置としては、このストッパ４４の下面４４ａの高さ位置が、上記出力軸２２の軸心位置（図２におけるＸ１）の高さに略一致するように規定されている。これにより、充填材７がストッパ４４に当接した状態では、この充填材７の水平面７８の高さ位置は、上記出力軸２２の軸心位置（Ｘ１）の高さに略一致することになる。上述したように、オイルの静的油面は、上記出力軸２２の軸心位置（Ｘ１）の高さに規定されているので、車両停車時には、充填材７の水平面７８がストッパ４４に当接し、この充填材７の全体がオイルに浸漬されることになる。これにより、充填材７の全体が、オイル貯留量を削減するためにオイル貯留空間を縮小化させることに寄与する。

−オイルセパレータ−
上記充填材７の上方にはオイルセパレータ８が配設されている。図５（ａ）はオイルセパレータ８の一部を示す平面図であり、図５（ｂ）はオイルセパレータ８の一部を示す正面図（上記変速機ケース４に取り付けられた場合にリングギヤ３１の軸心に沿う方向から見た図）である。尚、このオイルセパレータ８は、例えば変速機ケース４の内面にボルト止め等の手段によって取り付けられている。

図５に示すように、オイルセパレータ８は、樹脂製または金属製の板材が屈曲成形されて成っている。また、このオイルセパレータ８は、変速機ケース４の内部空間を複数の空間に区画することにより、車両旋回時の油面の偏りを防止する機能を有すると共に、落下回収されるオイルが上記リングギヤ３１の配設位置へ流れ込むことを抑制して、オイルの攪拌に伴う動力損失の低減を図る機能を有している。これら機能については周知であるため、ここでの説明は省略する。

また、本実施形態におけるオイルセパレータ８は、その上端部に、オイルガイドプレート８１を有している。このオイルガイドプレート８１は、図２及び図５（ａ）に示すように、リングギヤ３１の軸心の延長方向に対して車両前方向へ所定の傾斜角度（図５（ａ）における角度θ）を存して延長されている。このため、回転するリングギヤ３１によって掻き上げられたオイルの一部は、このオイルガイドプレート８１に飛散し、図５（ａ）に破線の矢印で示すように、このオイルガイドプレート８１の表面（傾斜面）に沿って図２における紙面奥側（図５（ａ）における上側）に流れ、オイルを広範囲に亘って供給して各部の潤滑が良好に行えるようになっている。

−実施形態の効果−
以上説明したように、本実施形態では、充填材７を、その車両前方側に位置するボルト挿通孔７５ａを利用して変速機ケース４に対して回動自在に（ボルト挿通孔７５ａに挿通されるボルトＢを回動中心として回動自在に）取り付けている。また、充填材７の車両後方側にあっては、浮力を受けている充填材７に対し、上記変速機ケース４の内面に設けられたストッパ４４が当接することによって、充填材７の回動位置を規制している。つまり、充填材７の車両後方側は、浮力を利用して位置規制がなされており、この充填材７の車両後方側には、ボルト止め等の固定手段は必要ない。

このため、変速機ケース４に対する充填材７の取り付け構造の簡素化を図ることができ、また、変速機ケース４に対する充填材７の取り付け作業も簡略化することができる。更には、ボルトＢ等の締結具の個数を削減できるためコストの低廉化を図ることもできる。

また、上述した如く、リングギヤ３１の回転に伴ってオイルが掻き上げられる場合、そのオイルの流れは、図２に矢印αで示すように、充填材７の車両後方側を上方へ押し上げるように作用する。つまり、上記充填材７に作用している浮力の方向と同方向にオイルの流体力が作用することになる。このため、充填材７の水平面７８は高い圧力でストッパ４４に押し当てられることになり、この充填材７の車両後方側の位置規制が確実に行われる。

また、上記充填材７の形状としては、上記外周壁７２が変速機ケース４の底面４１に近接するようになっているので、車両走行時においてオイルの油面（動的油面）が低くなっても、充填材７にはある程度の浮力が作用することになる。このため、充填材７の水平面７８がストッパ４４に当接した状態（図２に示す状態）を維持することができ、充填材７の取り付け位置が安定的に維持されることになる。つまり、油面の下降に伴って充填材７が回動する（図２において時計回り方向に回動する）といったことが阻止される。その結果、上記充填材７の湾曲面７７を出力軸２２の外周面に近接させた場合であっても、充填材７の回動によって湾曲面７７が出力軸２２に干渉するといったことは防止される。

−充填材取り付け構造の変形例−
次に、充填材取り付け構造の変形例について説明する。手動変速機１の構成及び充填材７の形状は上述した実施形態のものと略同様であるので、ここでは、上記実施形態との相違点についてのみ説明する。

図６は本変形例における充填材７の取り付け部分を示す図であって、上記実施形態における図４で示した部分と同一箇所の断面図である。つまり、この変形例においても、車両前方側に位置するボルト挿通孔７５ａを利用して充填材７を変速機ケース４に取り付ける場合について説明する。

図６に示すように、変速機ケース４内面（縦壁面）の一部には、内側（図６における左側）に膨出されて成るケースボス４５が設けられている。このケースボス４５は、その外径寸法が上記充填材７に設けられているボルト挿通孔７５ａの内径寸法よりも小さく設定されている。また、このケースボス４５の突出寸法（変速機ケース４内面から水平方向への突出寸法）は、上記充填材７の幅寸法（各側壁７３，７４の外面同士の間の寸法）よりも僅かに大きく設定されている。更に、このケースボス４５の端面４５ａ（図６における左側の端面）は鉛直方向に延び且つ略円形の平坦面となっている。また、このケースボス４５の端面４５ａの中心部にはボルト孔４６が形成されている。

そして、充填材７の内周壁７１がディファレンシャルケース３４の外周囲を囲むように充填材７を配設すると共に、この充填材７における車両前方側のボルト挿通孔７５ａの内部に上記ケースボス４５を挿通させた状態で、ケースボス４５の端面４５ａにワッシャ４７を適用し、このワッシャ４７を介してボルトＢをケースボス４５のボルト孔４６にねじ込む。これにより、充填材７が変速機ケース４に取り付けられる。尚、上記ワッシャ４７の外径寸法は、上記充填材７のボルト挿通孔７５ａの内径寸法よりも大きく設定されている。

このような取り付け構造では、充填材７のボルト挿通孔７５ａの内周面とケースボス４５の外周面との間に隙間が存在し、且つ一方の側壁７３とワッシャ４７との間及び他方の側壁７４と変速機ケース４との間にそれぞれ隙間が存在した状態で充填材７が変速機ケース４の内面に取り付けられることになる。このため、充填材７は、上記ボルトＢの軸心を中心として回動自在に支持されることになり、また、上記ワッシャ４７によって抜け止め（図６における左方向への抜け止め）がなされている。

このようにして充填材７が変速機ケース４に取り付けられていることにより、本変形例においても、変速機ケース４内の底部にオイルが貯留されている状態では、充填材７に浮力が作用する。この浮力は、上記ボルトＢを中心として充填材７を上方へ回動させる力として作用することになる。また、上記実施形態の場合と同様に、充填材７の車両後方側にあっては、上記変速機ケース４の内面に設けられたストッパ４４が充填材７の水平面７８に当接することによって充填材７の回動位置を規制している。つまり、充填材７の車両後方側は、浮力を利用して位置規制がなされており、この充填材７の車両後方側には、ボルト止め等の固定手段は必要ない。

このため、変速機ケース４に対する充填材７の取り付け構造の簡素化を図ることができ、また、変速機ケース４に対する充填材７の取り付け作業も簡略化することができる。更には、ボルトＢ等の締結具の個数を削減できるためコストの低廉化を図ることもできる。

−充填材７の変形例−
次に、充填材７の変形例について説明する。手動変速機１の構成は上述した実施形態のものと同様であるので、ここでも、上記実施形態との相違点についてのみ説明する。

車両停車状態から車両走行状態に移行すると、変速機構２を構成する各ギヤの噛み合い動作に伴って熱が発生し、オイルの温度が上昇していく。例えば、オイルの温度としては１３５℃程度まで上昇することがある。

そして、充填材７が密閉された中空体である場合、上記オイルの熱を受けて、充填材７内部の空気が加熱され、空気の体積が膨張する。この場合、充填材７の内圧が上昇することで、充填材７の変形が懸念される状況となる。特に、各壁７１，７２，７３，７４同士の境界部分では応力が集中することが懸念される。

この点を考慮し、本変形例では以下の構成を採用している。

図７は本変形例における図２に相当する図である。この図７に示すように、本変形例に係る充填材７では、充填材７の内部空間と変速機ケース４の内部空間とを連通させるための連通パイプ（連通手段、管体）９が設けられている。

この連通パイプ９は、上記充填材７の水平面７８を貫通して配設されており、その下部は、充填材７の内部空間を下方に向かって延び、この充填材７の底部近傍で開放されている。つまり、この連通パイプ９の下部開口９１は、充填材７の内部空間において、その底部近傍で開放されている。

一方、連通パイプ９の上部は、上記充填材７の水平面７８から上方に延びた後、上記リングギヤ３１の軸心位置Ｘ２側に湾曲されて開放されている。つまり、この連通パイプ９の上部には、湾曲部９２を経た後、側方または斜め下方に向かう上部開口９３が設けられている。

このような連通パイプ９が設けられていることにより、充填材７の内部空間と変速機ケース４の内部空間とは連通されている。このため、充填材７の内部空間と変速機ケース４の内部空間とを均圧することができ、これら圧力に差が生じて充填材７の変形や応力集中が生じるといったことを防止できる。つまり、上記オイルの熱を受けて、充填材７内部の空気が膨張する状況では、この膨張した空気が連通パイプ９を経て変速機ケース４の内部空間に放出されるため、この充填材７の内圧上昇を抑制することができ、充填材７の変形等を回避できることになる。

また、このように充填材７の内部空間と変速機ケース４の内部空間とが連通パイプ９によって連通された構成の場合、変速機ケース４の内部空間に存在するオイルが充填材７の内部空間に流れ込んでしまうことが懸念される。

これを考慮し、上述した如く、連通パイプ９の上部には、上記充填材７の水平面７８から上方に延びた後、上記リングギヤ３１の軸心位置Ｘ２側に湾曲された湾曲部９２を有している。これは、変速機ケース４の内部でリングギヤ３１等の回転に伴ってオイルが掻き上げられる場合に、そのオイルの流れの下流側に連通パイプ９の上部開口９３が向くようにするための構成である。つまり、図７に矢印αで示すように流れるオイル（リングギヤ３１等の回転によって掻き上げられたオイル）が連通パイプ９の上部開口９３に直接的に飛散されることがないような構成とされている。

これにより、変速機ケース４の内部空間に存在するオイルが充填材７の内部空間に流れ込んでしまうことが効果的に抑制され、変速機ケース４の内部空間でのオイル量が不足する（十分な潤滑性能を得るためのオイル量が得られない）といった状況を回避することができる。

また、上述した如く、上記連通パイプ９の下部は充填材７の底部近傍で開放されている。このため、仮に、充填材７の内部空間にオイルが流れ込んでしまった場合であっても、図７に示すように、その充填材７の内部空間での油面が連通パイプ９の下端位置にまで達して連通パイプ９がオイルに浸漬する状況になると、その後に充填材７の内圧上昇に伴って充填材７の内部のオイルは連通パイプ９内を下部開口９１から上部開口９３に向けて上昇することになる。このため、充填材７の内部空間のオイルは、連通パイプ９の上部開口９３から変速機ケース４の内部空間に戻されることになる。

これによっても、変速機ケース４の内部空間でのオイル量が不足する（十分な潤滑性能を得るためのオイル量が得られない）といった状況を回避することができる。

具体的には、以下の式（１）の関係が成立した際に、充填材７の内部空間のオイルが連通パイプ９を経て変速機ケース４の内部空間に戻されることになる。

ｐ１＞ｐ０＋ρ・ｇ・ｈ …（１）
ここで、ｐ１は充填材７の内部空間の圧力（Ｐａ）、ｐ０は変速機ケース４の内部空間の圧力（Ｐａ）、ρはオイルの密度（ｋｇ／ｍ³）、ｇは重力の加速度（ｍ／ｓ²）、ｈは圧力ヘッド（連通パイプ９の上部開口９３の高さ位置と充填材７の内部の油面高さ位置との差：ｍ）である。

−他の実施形態−
以上説明した実施形態及び各変形例は、自動車用の手動変速機１に本発明を適用した場合について説明した。本発明はこれに限らず、自動車用の自動変速機にも適用が可能である。また、自動車以外に適用される変速機に対しても本発明は適用可能である。

また、上記実施形態及び各変形例では、ボルトＢによって充填材７の１箇所を変速機ケース４に取り付けるようにしていた。本発明はこれに限らず、その他の手段、例えばカシメやネジ止め等によって充填材７の１箇所を変速機ケース４に取り付ける構成としてもよい。

また、上記実施形態及び各変形例では、充填材７の車両前方側に位置するボルト挿通孔７５ａを利用して充填材７を変速機ケース４に取り付ける場合について説明した。本発明はこれに限らず、充填材７の車両後方側に位置するボルト挿通孔７６ａを利用して充填材７を変速機ケース４に取り付けるようにしてもよい。この場合、ストッパは、充填材７の湾曲面７７が当接する位置に設けられることになる。尚、この場合、上述したリングギヤ３１の回転に伴うオイルの流れにより上記浮力の方向と同方向にオイルの流体力が作用することにはならないため、上記実施形態及び各変形例の構成とすることが好ましい。尚、図２では図中の反時計回り方向にリングギヤ３１が回転するものであったため、充填材７の車両前方側に位置するボルト挿通孔７５ａを利用して充填材７を変速機ケース４に取り付けるようにしていた。これに対し、図２における時計回り方向にリングギヤ３１が回転するものである場合には、充填材７の車両後方側に位置するボルト挿通孔７６ａを利用して充填材７を変速機ケース４に取り付けることで、上記オイルの流体力を有効に利用することができる。

更に、上記実施形態及び各変形例に係る充填材７は、車両前方側及び車両後方側の両方にボルト挿通孔７５ａ，７６ａを備えたものであった。これは充填材７の汎用性を拡大するための構成である。つまり、上述した如く、図２において図中の反時計回り方向にリングギヤ３１が回転するものでは車両前方側のボルト挿通孔７５ａを利用し、逆に、図２において図中の時計回り方向にギヤ（オイルを掻き上げるギヤ）が回転するものでは車両後方側のボルト挿通孔７６ａを利用するための構成である。本発明はこれに限らず、車両前方側または車両後方側の一方のみにボルト挿通孔７５ａ，７６ａを備えさせるようにしてもよい。

また、上述した充填材７の変形例では、連通パイプ９によって、充填材７の内部空間と変速機ケース４の内部空間とを連通させるようにしていた。本発明はこれに限らず、充填材７のうちオイルが飛散し難い領域に開口を形成することで、充填材７の内部空間と変速機ケース４の内部空間とを連通させるようにしてもよい。

また、上記実施形態及び各変形例では、１個の充填材７について説明したが、変速機ケース４の内部に複数の充填材７が収容される場合にも本発明は適用可能である。この場合、１個の充填材７のみに対して本発明を適用してもよいし、複数の充填材７に対して本発明を適用してもよい。

また、上記ストッパ４４が当接する充填材７の位置としては、充填材７の上端面（上記水平面７８）に限定されるものではなく、充填材７の高さ方向の途中部分にストッパが当接する構成としてもよい。

本発明は、手動変速機の変速機ケース内に貯留されるオイル量を削減するために設けられる充填材の取り付け構造に適用可能である。

１ 手動変速機
２ 変速機構
３１ リングギヤ
４ 変速機ケース
４４ ストッパ（第２の位置規制手段）
７ 充填材
７５ａ ボルト挿通孔
７８ 水平面（上面）
９ 連通パイプ（連通手段、管体）
９１ 下部開口
９２ 湾曲部
９３ 上部開口
Ｂ ボルト（第１の位置規制手段、締結具）

Claims (7)

1. 変速機ケース内に貯留される潤滑油よりも比重が小さい充填材を変速機ケース内に取り付けるための構造において、
   上記充填材は、第１の位置規制手段及び第２の位置規制手段によって変速機ケース内に支持されており、
   上記第１の位置規制手段は、充填材に作用する浮力の作用方向に対して交差する方向への移動を規制し、
   上記第２の位置規制手段は、上記変速機ケースに設けられており、上記充填材に浮力が作用して、この充填材が上方へ移動する場合に充填材に当接することにより、この充填材の上方への移動位置を規制するよう構成されていることを特徴とする変速機の充填材取り付け構造。
2. 請求項１記載の変速機の充填材取り付け構造において、
   上記第１の位置規制手段は、充填材に形成された挿通孔に挿通されて充填材を変速機ケースに締結する締結具を有しており、
   上記第２の位置規制手段は、上記変速機ケースに一体的に設けられ、上記浮力が作用することで上記締結具を回動中心として回動する充填材の上端面に当接して、その回動を規制するストッパであることを特徴とする変速機の充填材取り付け構造。
3. 請求項１または２記載の変速機の充填材取り付け構造において、
   上記充填材は、変速機ケース内の潤滑油に浸漬するギヤの近傍に配設されており、
   上記ギヤにおける潤滑油に浸漬されている領域において、第２の位置規制手段は第１の位置規制手段よりも上記ギヤの回転方向の下流側に位置していることを特徴とする変速機の充填材取り付け構造。
4. 請求項１、２または３記載の変速機の充填材取り付け構造において、
   上記充填材は中空部材で構成されていることを特徴とする変速機の充填材取り付け構造。
5. 請求項４記載の変速機の充填材取り付け構造において、
   上記充填材には、その内部空間と変速機ケースの内部空間とを連通させる連通手段が設けられていることを特徴とする変速機の充填材取り付け構造。
6. 請求項５記載の変速機の充填材取り付け構造において、
   上記連通手段は、充填材の内部空間に開放する下部開口と、変速機ケースの内部空間に開放する上部開口とを有する管体で形成されており、
   上記上部開口は、変速機ケース内で回転するギヤによる潤滑油の流れ方向の下流側に向かうように形成されていることを特徴とする変速機の充填材取り付け構造。
7. 請求項６記載の変速機の充填材取り付け構造において、
   上記下部開口は、充填材の内部空間の底部で開放されていることを特徴とする変速機の充填材取り付け構造。

Images