JP2017044265A - 回転軸ケース - Google Patents

Abstract

【課題】回転軸ケースの回転軸の軸方向の剛性を向上させる。
【解決手段】インプットシャフト４０の少なくとも一部を収容するケース本体部１１と、インプットシャフト４０を回転可能に支持する軸受３１を支持するための軸受支持部２０と、軸受支持部２０をケース本体部１１に接続して支持する支持壁１３とを有する変速機ケース１０において、インプットシャフト４０は、回転すると所定の方向にスラスト力を生じさせるようになっており、支持壁１３は、軸受支持部２０と接続されている接続部分の少なくとも一部に、所定の方向側に位置するほど回転軸の軸中心に近づくように傾斜した傾斜部１３ａを有するように構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、回転軸の少なくとも一部を収容するための回転軸ケースに関する。

回転軸ケースの一例である変速機ケースには、エンジンの動力を入力するためのインプットシャフトや、インプットシャフトの動力が伝達されるシャフトが収容される。

例えば、変速機におけるシャフトには、１以上のギヤ等が接続されるために、構造によっては、回転時にスラスト力（シャフトの軸方向への推力）が発生する。シャフトに発生したスラスト力は、シャフトを支持する軸受や、軸受を支持する軸受支持部等を介して、変速機ケースに伝達され、振動、騒音、変形等を発生させる。

変速機に発生する振動や、騒音を防止する技術としては、例えば、特許文献１に、屈曲柔軟構造部を備えるようにして、変速機ケースに伝わる振動を抑える技術が開示されている。

また、ディファレンシャル軸に発生するスラスト力による変形や応力を低減する技術としては、例えば、特許文献２に、ボス部から径方向に広がる周辺領域が、均等肉厚で波形形状に形成されている技術が開示されている。

特開２００１−１２４１８７号公報 特開２０１１−８５２０６号公報

例えば、特許文献１や特許文献２に記載の技術では、回転軸で発生した振動等を柔軟な構成により吸収して、ケースに伝達されないようにする技術である。このため、回転軸に接続された軸受や、軸受を支持する部材や、その周辺において、スラスト力による変形が発生する問題は解消されていない。

そこで、本発明は、回転軸ケースの軸受支持部とその周辺の回転軸軸方向の剛性を向上させることのできる技術を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するため、本発明の一観点に係る回転軸ケースは、回転軸の少なくとも一部を収容するケース本体部と、回転軸を回転可能に支持する軸受を支持するための軸受支持部と、軸受支持部をケース本体部に接続して支持する支持壁とを有する回転軸ケースであって、回転軸は、回転すると所定の方向にスラスト力を生じさせるようになっており、支持壁は、軸受支持部と接続されている接続部分の少なくとも一部に、所定の方向側に位置するほど回転軸の軸中心に近づくように傾斜した傾斜部を有する。

上記した回転軸ケースにおいて、支持壁の軸受支持部と接続されている接続部分の壁厚は、軸受支持部の所定方向の厚さよりも薄くてもよい。

また、上記した回転軸ケースにおいて、回転軸は、エンジンの回転が伝達される変速機の入力側回転軸であり、支持壁は、軸受支持部の入力側回転軸を支持する軸受に対して一端側近傍の外側面及び軸受に対して一端側と反対側の他端側近傍の外側面のそれぞれに接続されている傾斜部を有するようにしてもよい。

また、上記した回転軸ケースにおいて、入力側回転軸からの駆動力が伝達されて回転する従動回転軸をさらに有し、従動回転軸は、入力側回転軸よりも発生するスラスト力が小さくなっており、軸受支持部は、従動回転軸を支持するための従動軸用軸受を支持可能であり、支持壁は、軸受支持部の従動軸用軸受を支持する部分の外側面に接続され、所定の方向と垂直な面で構成された垂直部をさらに有するようにしてもよい。

また、上記した回転軸ケースにおいて、入力側回転軸は、従動回転軸よりも上方に支持されてもよい。

また、上記した回転軸ケースにおいて、軸受支持部と、支持壁とは、一体成型されていてもよい。

本発明によれば、回転軸ケースの軸受支持部とその周辺の回転軸軸方向の剛性を向上させることができる。

図１（ａ）は、本発明の一実施形態に係る回転軸ケースの一例の変速機ケースの正面図である。図１（ｂ）は、本発明の一実施形態に係る変速機ケースの図１（ａ）のＡ−Ａ線での断面図である。 図２（ａ）は、本発明の一実施形態に係る軸受支持部に対する支持壁の接続状態を示す図である。図２（ｂ）は、本発明の第１変形例に係る軸受支持部に対する支持壁の接続状態を示す図である。図２（ｃ）は、本発明の第２変形例に係る軸受支持部に対する支持壁の接続状態を示す図である。図２（ｄ）は、本発明の第３変形例に係る軸受支持部に対する支持壁の接続状態を示す図である。

以下、添付図面に基づいて、本発明の一実施形態に係る回転軸ケースの一例としての変速機ケースを説明する。同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。

図１（ａ）は、本発明の一実施形態に係る回転軸ケースの一例の変速機ケースの正面図である。

変速機ケース１０は、変速機を構成するシャフト、ギヤ群等の少なくとも一部を収容するためのケースである。変速機ケース１０の車両の前方側（図１（ａ）の手前側）には、図示しないエンジンが配置される。

変速機ケース１０は、ケース本体部１１と、リブ１２と、支持壁１３と、軸受支持部２０とを有する。ケース本体部１１の車両の前方側は、前方側に開放された凹状に形成されている。ケース本体部１１には、複数のリブ１２が略放射状に配置されて、変速機ケース１０の剛性が確保されている。

軸受支持部２０には、変速機のインプットシャフト４０（入力側回転軸）を回転自在に支持する軸受３１を支持するための貫通孔２１と、カウンタシャフト（従動回転軸）４２を回転自在に支持する軸受３２（従動軸用軸受）を支持するための貫通孔２２とが形成されている。

軸受支持部２０は、ケース本体部１１の車両の前方側の凹状の部分の底部に配置される。軸受支持部２０は、支持壁１３によりケース本体部１１に接続されて支持されている。変速機ケース１０は、例えば、鋳造によって一体成型される。

図１（ｂ）は、本発明の一実施形態に係る変速機ケースの図１（ａ）のＡ−Ａ線での断面図である。なお、図１（ｂ）においては、変速機ケース１０に変速機の一部の構成が取り付けられている状態を示している。

軸受支持部２０の貫通孔２１には、軸受３１が支持されている。軸受３１は、エンジンの回転が入力されるインプットシャフト４０を回転可能に支持する。また、軸受支持部２０の貫通孔２２には、軸受３２が支持されている。軸受３２は、カウンタシャフト４２を回転可能に支持する。

軸受支持部２０の前方側には、軸受３１，３２を軸受支持部２０と挟持するためのフロントカバー２５が取り付けられている。

インプットシャフト４０には、インプットメインギヤ４１が一体回転可能に設けられている。

カウンタシャフト４２には、インプットメインギヤ４１と噛合するインプットカウンタギヤ４３や、図示しないギヤ群が一体回転可能に設けられている。

インプットシャフト４０と同軸上には、カウンタシャフト４２からの駆動力の伝達を受けて、図示しない駆動輪側に伝達するメインシャフト４４が配置されている。

インプットシャフト４０が回転すると、図示する方向にスラスト力Ｓが発生する。スラスト力Ｓは、例えば、軸受３１を介して、軸受支持部２０に伝達される。一方、カウンタシャフト４２は、回転時のスラスト力の発生を防止又は低減できるように、ギヤ群が構成され、且つ配置されているので、スラスト力が発生したとしても、インプットシャフト４０によるスラスト力Ｓよりも小さいスラスト力しか発生しないようになっている。

軸受支持部２０は、支持壁１３により、ケース本体部１１に接続されて支持されている。支持壁１３は、軸受支持部２０の前後方向の厚さよりも薄い壁厚となっている。支持壁１３は、例えば、スラスト力Ｓの方向側（図中左側）に位置するほどインプットシャフト４０の軸中心に近づくように傾斜した傾斜部１３ａを有する。

次に、支持壁１３の構成及び軸受支持部２０と支持壁１３との接続状態について、詳細に説明する。

図２（ａ）は、本発明の一実施形態に係る軸受支持部に対する支持壁の接続状態を示す図である。

支持壁１３の軸受支持部２０の貫通孔２１の上方近傍の外側面から下方近傍の外側面へと接続される部分は、全体として、波形状となっている。

より具体的には、支持壁１３は、軸受支持部２０の貫通孔２１の上方（一端側）近傍の外側面と接続される傾斜部１３ａを有する。傾斜部１３ａは、スラスト力Ｓの方向側に位置するほどインプットシャフト４０の軸中心に近づくように傾斜した傾斜面となっている。また、支持壁１３は、軸受支持部２０の貫通孔２１の下方（一端側と反対の他端側）近傍の外側面と接続される傾斜部１３ｂを有する。傾斜部１３ｂは、スラスト力Ｓの方向側に位置するほどインプットシャフト４０の軸中心に近づくように傾斜した傾斜面となっている。

また、支持壁１３は、軸受支持部２０の貫通孔２２の上方近傍から下側までの外側面と接続される、スラスト力Ｓの方向に垂直な平面である垂直部１３ｃを有する。

次に、支持壁１３による作用効果について説明する。

まず、支持壁がスラスト力Ｓの方向に垂直な平面で構成され、軸受支持部２０に接続される場合を簡単に説明する。この場合には、スラスト力Ｓは、支持壁に対しては、屈曲させる力（屈曲力）として作用する。

一方、本実施形態に係る支持壁１３においては、傾斜部１３ａ、１３ｂは、上述のようにスラスト力Ｓの方向側に位置するほどインプットシャフト４０の軸中心に近づくように傾斜して形成されている。

このため、スラスト力Ｓが発生した場合には、傾斜部１３ａ、１３ｂに対しては、スラスト力Ｓの一部が、傾斜部１３ａ、１３ｂを引っ張る力（張力）として作用する。ここで、支持壁１３のような板状部材に共通して言えることであるが、屈曲力よりも張力として作用する方が、部材の変形への影響が少ない。このため、スラスト力Ｓの一部が張力として作用することにより、支持壁１３の変形を低減することができる。すなわち、変速機ケース１０のインプットシャフト４０の軸方向の剛性を向上させることができる。なお、この構成によると、変速機ケース１０の重量増加はほとんどない。

また、本実施形態では、支持壁１３の軸受支持部２０の貫通孔２２の上方近傍から下側までの外側面に対する接続部分については、波形状とせずに、垂直部１３ｃとしたので、変速機ケース１０の内部（図面右側）の下方の空間の容積を低減することができ、内部の下方に貯留すべき潤滑油の量を抑制することができる。

次に、本発明の第１変形例に係る変速機ケース１０について説明する。なお、実施形態と、同一の機能部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

図２（ｂ）は、本発明の第１変形例に係る軸受支持部に対する支持壁の接続状態を示す図である。

第１変形例に係る支持壁５１は、軸受支持部２０の貫通孔２１の上方近傍から貫通孔２１の中心近傍に対応する外側面と接続される傾斜部５１ａを有する。傾斜部５１ａは、スラスト力Ｓの方向側に位置するほどインプットシャフト４０の軸中心に近づくように傾斜した傾斜面となっている。また、支持壁５１は、軸受支持部２０の貫通孔２１の中心近傍から貫通孔２１の下方近傍に対応する外側面と接続される傾斜部５１ｂを有する。傾斜部５１ｂは、スラスト力Ｓの方向側に位置するほどインプットシャフト４０の軸中心に近づくように傾斜した傾斜面となっている。

次に、支持壁５１による作用効果について説明する。

スラスト力Ｓが発生した場合には、傾斜部５１ａ、５１ｂに対しては、スラスト力Ｓの一部が張力として作用する。ここで、支持壁５１のような板状部材に共通して言えることであるが、屈曲力よりも張力として作用する方が、部材の変形への影響が少ない。このため、スラスト力Ｓの一部が張力として作用することにより、支持壁５１の変形を低減することができる。すなわち、変速機ケース１０のインプットシャフト４０の軸方向の剛性を向上させることができる。なお、この構成によると、変速機ケース１０の重量増加はほとんどない。

次に、本発明の第２変形例に係る変速機ケース１０について説明する。なお、実施形態と、同一の機能部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

図２（ｃ）は、本発明の第２変形例に係る軸受支持部に対する支持壁の接続状態を示す図である。

第２変形例に係る支持壁５２は、軸受支持部２０の貫通孔２１の上方近傍の外側面と接続される傾斜部５２ａを有する。傾斜部５２ａは、スラスト力Ｓの方向側に位置するほどインプットシャフト４０の軸中心に近づくように傾斜した傾斜面となっている。また、支持壁５２は、軸受支持部２０の貫通孔２１の下方近傍の外側面と接続される傾斜部５２ｂを有する。傾斜部５２ｂは、スラスト力Ｓの方向側に位置するほどインプットシャフト４０の軸中心に近づくように傾斜した傾斜面となっている。また、支持壁５２は、傾斜部５２ａと、傾斜部５２ｂとの間には、スラスト力Ｓの方向と垂直な面で軸受支持部２０に接続される垂直部５２ｃを有する。

次に、支持壁５２による作用効果について説明する。

スラスト力Ｓが発生した場合には、傾斜部５２ａ、５２ｂに対しては、スラスト力Ｓの一部が張力として作用する。ここで、支持壁５２のような板状部材に共通して言えることであるが、屈曲力よりも張力として作用する方が、部材の変形への影響が少ない。このため、スラスト力Ｓの一部が張力として作用することにより、支持壁５２の変形を低減することができる。すなわち、変速機ケース１０のインプットシャフト４０の軸方向の剛性を向上させることができる。なお、この構成によると、変速機ケース１０の重量増加はほとんどない。

次に、本発明の第３変形例に係る変速機ケース１０について説明する。なお、実施形態と、同一の機能部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

図２（ｄ）は、本発明の第３変形例に係る軸受支持部に対する支持壁の接続状態を示す図である。図２（ｄ）は、図１（ａ）のＢ−Ｂ線での断面図である。

第３変形例に係る支持壁５３は、軸受支持部２０の貫通孔２１の左右の外側面と接続される傾斜部５３ａ，５３ｂを有する。傾斜部５３ａ，５３ｂは、スラスト力Ｓの方向側に位置するほどインプットシャフト４０の軸中心に近づくように傾斜した傾斜面となっている。

次に、支持壁５３による作用効果について説明する。

スラスト力Ｓが発生した場合には、傾斜部５３ａ、５３ｂに対しては、スラスト力Ｓの一部が張力として作用する。ここで、支持壁５３のような板状部材に共通して言えることであるが、屈曲力よりも張力として作用する方が、部材の変形への影響が少ない。このため、スラスト力Ｓの一部が張力として作用することにより、支持壁５３の変形を低減することができる。すなわち、変速機ケース１０のインプットシャフト４０の軸方向の剛性を向上させることができる。なお、この構成によると、変速機ケース１０の重量増加はほとんどない。

なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。

例えば、上記実施形態及び変形例では、垂直な面内又は水平な面内の一方に関して傾いた傾斜部としていたが、本発明はこれに限られず、垂直及び水平な面内に関して傾いた傾斜部としてもよい。例えば、インプットシャフト４０の中心軸を中心とする径方向に沿って傾いた傾斜部としてもよい。

また、上記実施形態では、軸受支持部２０と、支持壁１３とを一体成型するようにしていたが、本発明はこれに限られず、軸受け支持部２０と、支持壁１３とを別体で成型した後、それらを接続するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、エンジンからの駆動力の入力を受けるインプットシャフトを収容する変速機ケースを例にしていたが、本発明はこれに限られず、例えば、ドライブシャフトを収容するディファレンシャルケースにも適用することができ、スラスト力を生じさせる回転軸を収容する回転軸ケースに適用することができる。

１０ 変速機ケース
１１ ケース本体部
１２ リブ
１３ 支持壁
１３ａ，１３ｂ 傾斜部
１３ｃ 垂直部
２０ 軸受支持部
３１，３２ 軸受

Claims (6)

1. 回転軸の少なくとも一部を収容するケース本体部と、前記回転軸を回転可能に支持する軸受を支持するための軸受支持部と、前記軸受支持部を前記ケース本体部に接続して支持する支持壁とを有する回転軸ケースであって、
   前記回転軸は、回転すると所定の方向にスラスト力を生じさせるようになっており、
   前記支持壁は、前記軸受支持部と接続されている接続部分の少なくとも一部に、前記所定の方向側に位置するほど前記回転軸の軸中心に近づくように傾斜した傾斜部を有する
   回転軸ケース。
2. 前記支持壁の前記軸受支持部と接続されている接続部分の壁厚は、前記軸受支持部の前記所定方向の厚さよりも薄い
   請求項１に記載の回転軸ケース。
3. 前記回転軸は、エンジンの回転が伝達される変速機の入力側回転軸であり、
   前記支持壁は、前記軸受支持部の前記入力側回転軸を支持する軸受に対して一端側近傍の外側面及び前記軸受に対して一端側と反対側の他端側近傍の外側面のそれぞれに前記傾斜部を有する
   請求項１又は請求項２に記載の回転軸ケース。
4. 前記入力側回転軸からの駆動力が伝達されて回転する従動回転軸をさらに有し、
   前記従動回転軸は、前記入力側回転軸よりも発生するスラスト力が小さくなっており、
   前記軸受支持部は、前記従動回転軸を支持するための従動軸用軸受を支持可能であり、
   前記支持壁は、前記軸受支持部の前記従動軸用軸受を支持する部分の外側面に接続され、前記所定の方向と垂直な面で構成された垂直部をさらに有する
   請求項３に記載の回転軸ケース。
5. 前記入力側回転軸は、前記従動回転軸よりも上方に支持される
   請求項４に記載の回転軸ケース。
6. 前記軸受支持部と、前記支持壁とは、一体成型されている
   請求項１から請求項５の何れか一項に記載の回転軸ケース。

Images