JP2017150536A - 構造体のケースの製造方法及びそのケース - Google Patents

Abstract

【課題】重量増を回避しながら壁面部の膜振動を効果的に抑制することができる構造体のケースの製造方法を提供する。
【解決手段】骨格を形成する骨格部（１０）と、骨格部（１０）を構成する骨部で囲まれた開口部を閉塞する壁面部（２０）とを有する構造体のケース（１）の製造方法であって、壁面部（２０）を造形する造形工程を有し、該造形工程では、壁面部（２０）の剛性を高めるように、その少なくとも一方の面に凹部（２１、２２）を形成することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、構造体のケースの製造方法及びそのケースに関する。

車両に搭載される変速機などの構造体のケースは、ケース全体がアルミニウムなどの金属材料を用いて形成されているが、所定の剛性を確保しつつ軽量化することが求められている。

これに対し、金属製の構造体のケースの一部を樹脂製に代えて、金属製のフレーム部材と樹脂製のカバー部材とを組み合わせるようにしたものが知られている。例えば特許文献１には、変速機のケースの一部を構成するサイドカバーを、金属製のフレーム部材と、該フレーム部材の間に形成された開口部を塞ぐ樹脂製のカバー部材とによって構成したものが開示されている。

特開２０１３−１１７２４０号公報

特許文献１に開示されたケースのように、フレーム部材等の専ら強度や剛性を担うための骨格部と、該骨格部を構成する骨部で囲まれた開口部を閉塞するためのカバー部材等の壁面部とでなるケースにおいて、強度や剛性を確保しつつ更なる軽量化を図る場合、前記壁面部の肉厚を薄くすることが考えられる。

しかし、壁面部の肉厚を薄くすると、骨格部を節とし、壁面部を腹とする膜振動を生じやすくなり、特に該ケースが内外から振動が伝達される車両用変速機等の構造体のケースである場合、膜振動が顕著となり、騒音の原因ともなる。

そこで、本発明は、重量増を回避しながら壁面部の膜振動を効果的に抑制することができる構造体のケース及びその製造方法を提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、本発明は、次のように構成したことを特徴とする。

まず、本願の請求項１に記載の発明は、
骨格を形成する骨格部と、該骨格部を構成する骨部で囲まれた開口部を閉塞する壁面部とを有する構造体のケースの製造方法であって、
前記壁面部を造形する造形工程を有し、
該造形工程では、前記壁面部の剛性を高めるように、その少なくとも一方の面に凹部を形成する
ことを特徴とする。

また、請求項２に記載の発明は、前記請求項１に記載の製造方法において、
前記造形工程では、前記壁面部の両面に前記凹部を形成する
ことを特徴とする。

また、請求項３に記載の発明は、前記請求項２に記載の製造方法において、
前記造形工程では、前記壁面部の両面に平面視で互いに重複しないように前記凹部を形成する
ことを特徴とする。

また、請求項４に記載の発明は、前記請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の製造方法において、
前記造形工程では、前記凹部内が平面視で複数の領域に分割されるように前記凹部内に区画壁部を形成する
ことを特徴とする。

また、請求項５に記載の発明は、前記請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の製造方法において、
前記造形工程では、三次元積層造形法を用い、前記壁面部を前記骨格部と一体的に造形する
ことを特徴とする。

また、請求項６に記載の発明は、前記請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の製造方法において、
前記骨格部を構成する骨部は、その内部にその長手方向に延びる少なくとも１つの孔部を有する
ことを特徴とする。

また、請求項７に記載の発明は、前記請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の製造方法において、
前記造形工程では、平面視で円形、三角形、四角形又は他の多角形のうちの少なくとも１つの基本形状を有する複数の前記凹部を規則的に配置されるように形成する
ことを特徴とする。

また、請求項８に記載の発明は、
骨格を形成する骨格部と、該骨格部を構成する骨部で囲まれた開口部を閉塞する壁面部とを有する構造体のケースであって、
前記壁面部は、該壁面部の剛性を高めるように、その少なくとも一方の面に凹部を備える
ことを特徴とする。

本願の請求項１に記載の発明によれば、壁面部の剛性を高めるように、その少なくとも一方の面に凹部を形成する造形工程が実行されるので、該造形工程によって得られた凹部を有する壁面部は、凹部のない平坦な壁面部と比べて、軽量且つ曲げ剛性が高いものとすることができる。そのため、本発明によれば、重量増を回避しながら壁面部の膜振動を効果的に抑制することができる構造体のケースの製造方法を提供することができる。

また、請求項２に記載の発明によれば、造形工程では、壁面部の両面に凹部を形成するので、一方の面のみに凹部を形成した場合に比べて、より軽量且つ高剛性の壁面部を有する構造体のケースを製造することができる。

また、請求項３に記載の発明によれば、造形工程では、壁面部の両面に平面視で互いに重複しないように凹部を形成するので、壁面部により深い凹部を形成することができる。そのため、更に軽量且つ高剛性の壁面部を有する構造体のケースを製造することができる。

また、請求項４に記載の発明によれば、造形工程では、凹部内が平面視で複数の領域に分割されるように凹部内に区画壁部を形成するので、区画壁部を有さないものと比べて、少ない重量増で剛性を大幅に向上させることができる。

また、請求項５に記載の発明によれば、三次元積層造形法を用いて壁面部を骨格部と一体的に造形するので、壁面部と骨格部をそれぞれ別個に製造した後に互いに結合する場合と比べて、部品管理が容易であり且つ生産効率が高い製造方法を実現することができる。更に、三次元積層造形法によれば、壁面部に肉厚の異なる部位を自在に混在させることが可能である。これに対して、鋳造では、基本肉厚の壁面にリブ等として部分的に肉盛り部を形成することは可能であっても、湯流れや型抜き等の関係で異なる肉厚の設定に限度がある。また、プレス成形では、肉厚は基本的にワークの板厚に限定される。

また、請求項６に記載の発明によれば、骨格部を構成する骨部は、その内部にその長手方向に延びる少なくとも１つの孔部を有するので、孔部を有さない骨部に比べて、骨部の剛性を維持しながら軽量化を実現することができる。

また、請求項７に記載の発明によれば、平面視で円形、三角形、四角形又は他の多角形のうちの少なくとも１つの基本形状を有する複数の凹部を規則的に配置されるように形成するので、様々な意匠を有する壁面部を形成することができる。

また、請求項８に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明と同様に、重量増を回避しながら壁面部の膜振動を効果的に抑制することができる構造体のケースを提供することができる。

本発明の第１実施形態に係る構造体のケースの上面図である。 図１におけるＹ−Ｙ線に沿った構造体のケースの断面図である。 前記構造体のケースの壁面部の斜視図、平面図及び断面図である。 前記壁面部の作用に関する説明図である。 本発明の第２実施形態に係る構造体のケースの壁面部の断面図である。 本発明の第３実施形態に係る構造体のケースの壁面部の平面図である。 本発明の第４実施形態に係る構造体のケースの壁面部の斜視図である。 本発明の第５実施形態に係る構造体のケースの壁面部の平面図である。 本発明の第６乃至８実施形態に係る構造体のケースの壁面部の平面図である。 本発明の第９乃至１１実施形態に係る構造体のケースの壁面部の平面図である。 本発明の第１２乃至１４実施形態に係る構造体のケースの壁面部の平面図である。 本発明の第１５乃至１７実施形態に係る構造体のケースの壁面部の平面図である。 本発明の第１８実施形態に係る構造体のケースの壁面部の斜視図及び断面図である。 本発明の第１９実施形態に係る構造体のケースの壁面部の斜視図及び断面図である。 本発明の第２０実施形態に係る構造体のケースの壁面部の斜視図及び断面図である。 本発明の第２１実施形態に係る構造体のケースの壁面部の斜視図及び断面図である。 本発明の第２２実施形態に係る構造体のケースの壁面部の斜視図及び断面図である。

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照しながら説明する。

［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係る構造体のケースの上面図である。また、図２は、図１におけるＹ−Ｙ線に沿った構造体のケースの断面図である。

［構造体のケースの構造］
図１に示すように、本発明の第１実施形態に係る構造体のケース１は、車両に搭載される動力伝達装置を構成する変速機、具体的には入力軸及び出力軸が同一軸線状に配置されたフロントエンジン・リアドライブ車に搭載される縦置き式の手動変速機のケースである。

ケース１内には、軸線が車体前後方向に延びるように配置された変速機構が備えられ、該変速機構は、ケース１の車体前方側に配設されるエンジンなどの駆動源にクラッチを介して接続される入力軸Ｓ１（図２を参照）と、該入力軸Ｓ１と同一軸線上に配置された出力軸（図示しない）と、入力軸Ｓ１及び出力軸に平行に配置されたカウンタ軸Ｓ２（図２を参照）とを有し、入力軸Ｓ１、出力軸及びカウンタ軸Ｓ２がケース１に回動可能に支持されている。

ケース１は、クラッチを収納するクラッチハウジング２と、該クラッチハウジング２に結合された前記変速機構を収納するミッションケース３と、該ミッションケース３に結合された車体後方側のエクステンションハウジング４と、をケース構成部材として有している。このケース１は、クラッチハウジング２の車体後方側に設けられたフランジ部２ａとミッションケース３の車体前方側に設けられたフランジ部３ａを、及び、ミッションケース３の車体後方側に設けられたフランジ部３ｂとエクステンションハウジング４の車体前方側に設けられたフランジ部４ａを、ボルト及びナットを用いて締結固定することにより形成されている。

これらケース構成部材２、３、４は、該ケース１の骨格を形成する骨格部１０と、該骨格部１０によって囲まれる開口部を塞ぐように設けられた壁面部２０と、を有する。

骨格部１０は、ケース１の軸方向である車体前後方向に延びる複数の第１骨格部１１と、ケース１の軸方向と直交する方向においてケース１の周方向に延びる複数の第２骨格部１２とを有している。

図２に示すように、第１骨格部１１は、ケース１の軸方向と直交する方向における断面においてケース１の周方向に離間して複数設けられており、断面略四角形状に形成されている。第１骨格部１１は、その断面の中央に第１骨格部１１の長手方向に延びる断面略四角形状の孔部１３を有する中空構造とされている。

また、第２骨格部１２は、ケース１の軸方向に離間して複数設けられており、断面略円形状に形成されている。第２骨格部１２についても、第１骨格部１１と同様に、その断面の中央に第２骨格部１２の長手方向に延びる断面略円形状の孔部１４を有する中空構造とされている。

なお、第１骨格部１１及び第２骨格部１２は、例えば、複数の孔部が長手方向に延びる構造、外周面を成すスキン層の内部に、互いに連通する複数の気孔が分散した多孔質層又は三次元格子が形成された構造、中実構造等であってもよい。

一方、ケース１の壁面部２０は、骨格部１０、具体的には第１骨格部１１及び第２骨格部１２によって囲まれる開口部を塞ぐように設けられ、図２に示すように、骨格部１０に比して肉厚が薄い平板状に形成されている。

次に、本発明の特徴である壁面部２０の構造について、図３を参照しながら詳細に説明する。なお、図３（ａ）、図３（ｂ）、図３（ｃ）はそれぞれ、壁面部２０の斜視図、平面図、該平面図のＸ−Ｘ線における断面図であり、骨格部１０に囲まれている１つの壁面部２０のみを例示する。

図３（ａ）に示すように、壁面部２０は、平板状部材の両面に複数の凹部２１、２２が形成された構造を有している。各面に設けられた複数の凹部２１、２２は、平面視で互いに重複しないように、互い違いに等ピッチ格子状パターンで規則的に配置されている。

図３（ｂ）に示すように、各凹部２１、２２は、平面視で四角形の基本形状を有する。また、各凹部２１、２２は、補強のためにその内部に区画壁部２３、２４が形成されている。本実施形態では、区画壁部２３、２４は、十文字状の形状を有しており、該区画壁部２３、２４によってその内部が平面視でそれぞれ４つの領域２１_１、２１_２、２１_３、２１_４、２３_１、２３_２、２３_３、２３_４に格子状に分割されている。なお、区画壁部２３、２４によって、各凹部２１、２２の内部を平面視で他の個数の領域に分割してもよい。

図３（ｃ）に示すように、各凹部２１、２２は、平らな底面を有する矩形凹部であり、その底面までの深さが共通となるように形成されている。また、本実施形態の場合、各凹部２１、２２の内部に設けられた区画壁部２３、２４の高さは一定であり、その厚みは、互いに隣接する凹部２１と凹部２２の間を隔てる隔壁よりも厚く形成されている。

なお、凹部２１、２２の形状、大きさ、深さ及び区画壁部２３、２４の配置、高さ、厚みは、要求される曲げ剛性や重量等に応じて適宜設定することができる。

［構造体のケースの製造方法］
上述のように構成された構造体のケース１は、以下の製造方法によって製造される。

まず、例えばアルミニウム等の金属粉末を原料として３Ｄプリンタを用いて、三次元積層造形法によってケース構成部材２、３、４の骨格部１０と壁面部２０を一体的に積層造形する造形工程を行う。

この造形工程において、ケース構成部材２、３、４の骨格部１０を三次元積層造形法によって形成する場合、骨格部１０の内部に形成される孔部１３、１４には、後述する除去工程において、孔部１３、１４の内部に残留する金属粉末を除去するためにケース構成部材２、３、４の表面、好ましくは内周面に連通する複数の排出穴（図示しない）が形成される。

ここで、三次元積層造形法として、例えば、ＣＡＤデータ等に基づいて、材料となる粉末にレーザ又は電子ビームを用いて一層ずつ焼結して造形させていく粉末焼結積層造形法が採用され得る。具体的には、金属等の粉末を薄く敷き詰めた粉末層にレーザ又は電子ビームを選択的に照射することによって溶融固化させ、この上に新たな粉末層を積層してレーザ照射を行うことを繰り返して積層造形する粉末床溶融法（Ｐｏｗｄｅｒ Ｂｅｄ Ｆｕｓｉｏｎ）や、粉末などを供給しながらレーザ又は電子ビームで溶融し、溶融物を堆積させながら積層造形する指向性エネルギー堆積法（ＤＭＰ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｍｅｔａｌ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ））を用いることができる。このような方法によれば、金型を用いた成形では製造できない中空構造等の複雑な内部構造を有する製品を一体的に造形することが可能である。なお、三次元積層造形法は、上述の方式に限るものではない。

次に、骨格部１０に形成された孔部１３、１４の内部に溶融固化せずに残留する金属粉末を骨格部１０の排出穴から孔部１３、１４の外部へ除去する除去工程を行う。

この除去は、具体的には、孔部１３、１４に連通する複数の排出穴の一つから孔部１３、１４に圧縮空気を送り込んで他の排出穴から空気と共に残留する金属粉末を吹き出したり、積層造形後のケース１に振動を加えて、排出穴から残留する金属粉末を振り落とすことによって行う。

なお、除去工程の後、ケース構成部材２、３、４の必要な箇所に切削加工などを行う仕上げ加工工程が実施されてもよい。

最後に、ケース構成部材２、３、４を、ボルト及びナットを用いて締結固定することによって、互いに組み付ける組付工程を行う。

以上の製造方法によって、上述のように構成された構造体のケース１が製造される。

以上により、本実施形態によれば以下のような作用効果を奏する。

本実施形態によれば、壁面部２０の剛性を高めるように、その少なくとも一方の面に凹部２１を形成する造形工程が実行される。そのため、従来の平坦な壁面部２０’の場合、図４（ａ）に示すように、曲げ剛性が低いために撓みやすく、エンジン等の振動に起因して、周囲の骨格部（図示しない）を節とし、壁面部２０’を腹とする膜振動が発生するおそれがあるが、本実施形態の壁面部２０の場合には、図４（ｂ）に示すように、曲げ剛性が高いので撓みにくく、壁面部２０に膜振動が発生し難い。したがって、本実施形態によれば、重量増を回避しながら壁面部２０の膜振動を効果的に抑制することができる構造体のケースの製造方法を提供することができる。

また、本実施形態によれば、造形工程では、壁面部２０の両面に凹部２１、２３を形成するので、一方の面のみに凹部２１を形成した場合に比べて、より軽量且つ高剛性の壁面部２０を有する構造体のケースを製造することができる。

また、本実施形態によれば、造形工程では、壁面部２０の両面に平面視で互いに重複しないように凹部２１、２３を形成するので、壁面部２０により深い凹部２１、２３を形成することができる。そのため、更に軽量且つ高剛性の壁面部２０を有する構造体のケースを製造することができる。

また、本実施形態によれば、造形工程では、凹部２１内が平面視で複数の領域に分割されるように凹部２１内に区画壁部２２、２４を形成するので、区画壁部２２、２４を有さないものと比べて、少ない重量増で剛性を大幅に向上させることができる。

また、本実施形態によれば、三次元積層造形法を用いて壁面部２０を骨格部１０と一体的に造形するので、壁面部２０と骨格部１０をそれぞれ別個に製造した後に互いに結合する場合と比べて、部品管理が容易であり且つ生産効率が高い製造方法を実現することができる。更に、三次元積層造形法によれば、壁面部２０に肉厚の異なる部位を自在に混在させることが可能である。これに対して、鋳造では、基本肉厚の壁面にリブ等として部分的に肉盛り部を形成することは可能であっても、湯流れや型抜き等の関係で異なる肉厚の設定に限度がある。また、プレス成形では、肉厚は基本的にワークの板厚に限定される。

また、本実施形態によれば、骨格部１０を構成する第１骨格部１１及び第２骨格部１２は、その内部にその長手方向に延びる少なくとも１つの孔部１３を有するので、孔部１３を有さない第１骨格部１１及び第２骨格部１２に比べて、第１骨格部１１及び第２骨格部１２の剛性を維持しながら軽量化を実現することができる。

また、本実施形態によれば、平面視で円形、三角形、四角形又は他の多角形のうちの少なくとも１つの基本形状を有する複数の凹部２１、２３を規則的に配置されるように形成するので、様々な意匠を有する壁面部２０を形成することができる。

［他の実施形態］
壁面部に設けられた凹部の具体的な形状や配置は、上述の第１実施形態に限定されるものではない。以下で、他の実施形態に係る構造体のケースにおける壁面部の構成について、図５〜図１７を参照しながら、具体的に説明する。なお、図５〜図１７は、図示しない骨格部１０を構成する骨部で囲まれた開口部の一つを閉塞する壁面部を示す図である。また、以下の説明では、上述の第１の実施形態と共通する構成については、説明を省略する。

図５に示すように、第２実施形態に係る構造体のケースにおける壁面部１２０は、複数の凹部１２１が壁面部１２０の剛性を高めるように、一方の面のみに設けられている点でのみ第１実施形態と異なる。各凹部１２１内には、第１実施形態と同様に、凹部１２１内が平面視で複数の領域に分割されるように格子状の区画壁部１２２が形成されている。これによれば、複数の凹部１２１を全面に等ピッチ格子状パターンで規則的に配置することで、第１実施形態と同様に、重量増を回避しながら壁面部２０の膜振動を効果的に抑制することができる。この第２実施形態に係る構造体のケースは、壁面部１２０の一方の面を平らに形成できるので、ケースの表面の凹凸が少ない方が望ましい場合等で有効である。

また、図６に示すように、第３実施形態に係る構造体のケースにおける壁面部２２０は、複数の凹部２２１、２２３が周囲を囲む骨格部（図示しない）に対して斜めに配置されている点でのみ第１実施形態と異なる。

また、図７に示すように、第４実施形態に係る構造体のケースにおける壁面部３２０は、各凹部３２１、３２２の内部に区画壁部が設けられていない点でのみ第１実施形態と異なる。

また、図８に示すように、第５実施形態に係る構造体のケースにおける壁面部４２０は、各区画壁部４２３、４２４が平面視で四角形の基本形状を有する凹部４２１、４２２の対角線に沿うように設けられている点でのみ第１実施形態と異なる。

次に、凹部の平面視での基本形状が第１実施形態と異なる他の実施形態について、図９〜図１２を参照しながら説明する。

図９は、本発明の第６乃至８実施形態に係る構造体のケースの壁面部の平面図であって、平面視で円形の基本形状を有する凹部を複数備えたものに関する。

図９（ａ）に示すように、第６実施形態に係る構造体のケースにおける壁面部５２０は、凹部５２１、５２３が平面視で円形の基本形状を有しており、各面に設けられた複数の凹部５２１、５２３は、平面視で互いに重複しないように、互い違いに等ピッチ千鳥格子状パターンで規則的に配置されており、各凹部５２１、５２３の内部には、区画壁部が設けられていない。

また、図９（ｂ）に示すように、第７実施形態に係る構造体のケースにおける壁面部６２０は、各凹部６２１、６２３の内部に周囲の骨部（図示しない）と平行に十字状の区画壁部６２２、６２４が設けられている。

また、図９（ｃ）に示すように、第８実施形態に係る構造体のケースにおける壁面部７２０は、各凹部７２１、７２３の内部に周囲の骨部（図示しない）に対して斜めに方向に延びるＸ字状の区画壁部７２２、７２４が設けられている。

図１０は、本発明の第９乃至１１実施形態に係る構造体のケースの壁面部の平面図であって、平面視で正三角形の基本形状を有する凹部を複数備えたものに関する。

図１０（ａ）に示すように、第９実施形態に係る構造体のケースにおける壁面部８２０は、凹部８２１、８２３が平面視で正三角形の基本形状を有しており、各面に設けられた複数の凹部８２１、８２３は、平面視で互いに重複しないように、互い違いに等ピッチ千鳥格子状パターンで規則的に配置されている。

また、図１０（ｂ）に示すように、第１０実施形態に係る構造体のケースにおける壁面部９２０は、平面視で正三角形の基本形状を有する各凹部９２１、９２３の内部に周囲の骨部（図示しない）と平行に一直線状の区画壁部９２２、９２４が設けられている。

また、図１０（ｃ）に示すように、第１１実施形態に係る構造体のケースにおける壁面部１０２０は、平面視で正三角形の基本形状を有する各凹部１０２１、１０２３の内部に放射状の区画壁部１０２２、１０２４が設けられている。

図１１は、本発明の第１２乃至１４実施形態に係る構造体のケースの壁面部の平面図であって、平面視で正六角形の基本形状を有する凹部を複数備えたものに関する。

図１１（ａ）に示すように、第１２実施形態に係る構造体のケースにおける壁面部１１２０は、凹部１１２１、１１２３が平面視で正六角形の基本形状を有しており、各面に設けられた複数の凹部１１２１、１１２３は、平面視で互いに重複しないように、亀甲模様状に規則的に配置されている。

また、図１１（ｂ）に示すように、第１３実施形態に係る構造体のケースにおける壁面部１２２０は、平面視で正六角形の基本形状を有する各凹部１２２１、１２２３の内部に、平面視で正六角形の各辺に対して垂直方向に延びる放射状の区画壁部１２２２、１２２４が設けられている。

また、図１１（ｃ）に示すように、第１４実施形態に係る構造体のケースにおける壁面部１３２０は、平面視で正六角形の基本形状を有する各凹部１３２１、１３２３の内部に、平面視で正六角形の対角線に沿って延びる放射状の区画壁部１３２２、１３２４が設けられている。

図１２は、本発明の第１５乃至１７実施形態に係る構造体のケースの壁面部の平面図であって、平面視で異なる多角形の基本形状を有する凹部を複数備えたものに関する。

図１２（ａ）に示すように、第１５実施形態に係る構造体のケースにおける壁面部１４２０は、一方の面に平面視で四角形と三角形の基本形状を有する凹部１４２１ａ、１４２１ｂが設けられ、他方の面にも同様に平面視で四角形と三角形の基本形状を有する凹部１４２３ａ、１４２３ｂが設けられている。そして、基本形状が四角形である複数の凹部１４２１ａ、１４２３ａが平面視で互いに重複しないように交互に配置された第１の列と、基本形状が三角形である複数の凹部１４２１ｂ、１４２３ｂが平面視で互いに重複しないように交互に配置された第２の列と、が交互に配列されている。

また、図１２（ｂ）に示すように、第１６実施形態に係る構造体のケースにおける壁面部１５２０は、一方の面に平面視で四角形と三角形の基本形状を有する凹部１５２１ａ、１５２１ｂが設けられ、他方の面に平面視で四角形と三角形の基本形状を有する凹部１５２３ａ、１５２３ｂが設けられている。そして、基本形状が四角形である凹部１５２１ａ、１５２３ａと、各凹部１５２１ａ、１５２３ａの四方を囲む基本形状が三角形である凹部１５２１ｂ、１５２３ｂとが、平面視で互いに重複しないように配置されている。

また、図１２（ｃ）に示すように、第１７実施形態に係る構造体のケースにおける壁面部１６２０は、一方の面に平面視で六角形、三角形の基本形状を有する凹部１６２１ａ、１６２１ｂが設けられ、他方の面に平面視で四角形の基本形状を有する凹部１６２３が設けられている。そして、基本形状が六角形である各凹部１６２１ａの周囲を囲むように、基本形状が四角形である六つの凹部１６２３と基本形状が三角形である六つの凹部１６２１ｂとが交互に並んで配置されている。

なお、各壁面部に形成される複数の凹部は、上述の組み合わせに限るものではなく、平面視で円形、三角形、四角形又は他の多角形の基本形状を有する凹部を、要求される曲げ剛性や重量等に応じて適宜組み合わせて形成してもよい。

次に、凹部の裏側の形状が第１実施形態と異なる他の実施形態について、図１３〜図１７を参照しながら説明する。

図１３は、本発明の第１８実施形態に係る構造体のケースの壁面部１７２０の斜視図及び断面図である。図１３（ａ）に示すように、壁面部１７２０は、その両面に略半球状の凹部１７２１、１７２３が形成されると共に、各凹部１７２１、１７２３の裏側には、略半球状の凸部１７２２、１７２４がそれぞれ形成されている。図１３（ｂ）に示すように、凹部１７２１及び凸部１７２２、並びに、凹部１７２３及び凸部１７２４の組み合わせによって、面対称なドーム状壁部が構成されている。面対称な複数のドーム状壁部は、平面視で互いに重複しないように、等ピッチ格子状パターンで互い違いに配置されている。

また、図１４は、本発明の第１９実施形態に係る構造体のケースの壁面部１８２０の斜視図及び断面図である。図１４（ａ）に示すように、壁面部１８２０は、その両面に略半球状の凹部１８２１、１８２３が形成されると共に、各凹部１８２１、１８２３の裏側には、略半球状の凸部１８２２、１８２４がそれぞれ形成されている。図１４（ｂ）に示すように、壁面部１８２０は、上述の第１８実施形態の場合よりも、複数の凹部１８２１、１８２３のアスペクト比が小さく、これに伴って各凸部１８２２、１８２４の高さが低く形成されている。

また、図１５は、本発明の第２０実施形態に係る構造体のケースの壁面部１９２０の斜視図及び断面図である。図１５（ａ）に示すように、壁面部１９２０は、その両面に略半球状の凹部１９２１、１９２３が形成されると共に、各凹部１９２１、１９２３の裏側には、略半球状の凸部１９２２、１９２４がそれぞれ形成されている。図１５（ｂ）に示すように、壁面部１９２０は、凹部１９２１及び凸部１９２２、並びに、凹部１９２３及び凸部１９２４の組み合わせによって、面対称なドーム状壁部が構成されている。面対称な複数のドーム状壁部は、平面視で互いに重複しないように、亀甲模様をなす各正六角形の六つの頂点の位置に交互に配置されている。

また、図１６は、本発明の第２１実施形態に係る構造体のケースの壁面部２０２０の斜視図及び断面図である。図１６（ａ）に示すように、壁面部２０２０は、その両面に凹部２０２１、２０２３が形成されると共に、各凹部２０２１、２０２３の裏側には、凸部２０２２、２０２４がそれぞれ形成されている。図１６（ｂ）に示すように、壁面部２０２０は、複数の凹部２０２１、２０２３と複数の凸部２０２２、２０２４の組み合わせによって、互いに反対方向に膨らむドーム状壁部が構成されている。互いに反対方向に膨らむ複数のドーム状壁部は、平面視で互いに重複しないように、その断面が各頂部及び各底部の丸い略鋸歯状波形となるように交互に配置されている。

また、図１７は、本発明の第２２実施形態に係る構造体のケースの壁面部２１２０の斜視図及び断面図である。図１７（ａ）に示すように、壁面部２１２０は、その両面に凹部２１２１、２１２３が形成されると共に、各凹部２１２１、２１２３の裏側には、凸部２１２２、２１２４がそれぞれ形成されている。図１７（ｂ）に示すように、壁面部２１２０は、複数の凹部２１２１、２１２３と複数の凸部２１２２、２１２４の組み合わせによって、互いに反対方向に膨らむドーム状壁部が構成されている。互いに反対方向に膨らむ複数のドーム状壁部は、平面視で互いに重複しないように、その断面が各頂部及び各底部の平らな略鋸歯状波形となるように交互に配置されている。

なお、本発明は、例示された実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計上の変更が可能である。

例えば、本実施形態では、各壁面部に設けられた複数の凹部は、その深さが同等であるが、これに限るものではなく、例えば、壁面部において骨格部に近い外周部に設けられた凹部は浅く、骨格部から離れた中心部に設けられた凹部は深く形成する、又はその逆、あるいは、凹部の深さをランダムに形成する等、各凹部の深さは、その凹部が設けられている場所に応じて異なっていてもよい。

また、本実施形態では、各凹部の基本形状の大きさが共通するが、これに限るものではなく、例えば、壁面部において骨格部に近い外周部に設けられた凹部は大きく、骨格部から離れた中心部に設けられた凹部は小さく形成する、又はその逆、あるいは、凹部の大きさをランダムに形成する等、各凹部の基本形状の大きさは、その凹部が設けられている場所に応じて異なっていてもよい。

また、本実施形態では、各凹部内に設けられた区画壁部の幅が共通するが、これに限るものではなく、例えば、壁面部において骨格部に近い外周部に設けられた凹部内に設けられた区画壁部の幅は広く、骨格部から離れた中心部に設けられた凹部内に設けられた区画壁部の幅は狭く形成する、又はその逆、あるいは、凹部内に設けられた区画壁部の幅をランダムに形成する等、各凹部内に設けられた区画壁部の幅は、その凹部が設けられている場所に応じて異なっていてもよい。

また、本実施形態では、各壁面部に複数の凹部が規則的に配列されているが、これに限るものではなく、例えば、一つの凹部のみが設けられていたり、複数の凹部が不規則に配列されていてもよい。

また、本実施形態では、壁面部は、表面に凹部が設けられているが、全体としては略平坦な形状を有するが、これに限るものではなく、例えば、全体として湾曲していたり、く字状に折り曲げられたものであってもよい。

また、本実施形態では、ケースを構成する全ての壁面部について、凹部の形状と配置が共通するが、これに限るものではなく、壁面部の場所に応じてその壁面部に設けられた凹部の形状や配置が異なっていてもよい。

また、本実施形態では、三次元積層造形法によってケースの骨格部及び壁面部を一体的に形成しているが、これに限るものではなく、例えば、ケースの骨格部のみを三次元積層造形法によって一体的に形成し、その後に形成された骨格部を成形型の所定位置に挿入して、熱可塑性樹脂等の樹脂材料を用いた射出成形又はアルミニウム等の金属材料を用いたダイカスト鋳造によってケースの骨格部と壁面部とを一体的に形成することも可能である。

更に、本実施形態では、骨格部は、ケースの軸方向に延びる複数の第１骨格部とケースの周方向に延びる複数の第２骨格部とを有しているが、これに限るものではなく、例えば、ケースの剛性を確保しつつ軽量化を図るために、構造体のケースについて、所定の曲げ剛性及びねじり剛性等の剛性を制約条件としてトポロジ最適化手法を適用して、ケースの剛性の向上に寄与しない部分を順次肉抜きしてケースの最適形状を解析し、解析されたケースの最適形状を骨格部とすることも可能である。

以上のように、本発明によれば、重量増を回避しながら壁面部の膜振動を効果的に抑制することが可能となるから、車両に搭載される手動変速機や自動変速機などの構造体のケースを製造する場合など、車両の製造産業分野において好適に利用される可能性がある。

１ ケース
１０ 骨格部
１１ 第１骨格部（骨部）
１２ 第２骨格部（骨部）
１３、１４ 孔部
２０、１２０・・・２１２０ 壁面部
２１、１２１・・・２１２１、２３、１２３・・・２１２３ 凹部
２２、２２２、４２２、６２２、７２２、９２２、１０２２、１２２２、１３２２、２４、２２４、４２４、６２４、７２４、９２４、１０２４、１２２４、１３２４ 区画壁部

Claims (8)

1. 骨格を形成する骨格部と、該骨格部を構成する骨部で囲まれた開口部を閉塞する壁面部とを有する構造体のケースの製造方法であって、
   前記壁面部を造形する造形工程を有し、
   該造形工程では、前記壁面部の剛性を高めるように、その少なくとも一方の面に凹部を形成する
   ことを特徴とする構造体のケースの製造方法。
2. 前記造形工程では、前記壁面部の両面に前記凹部を形成する
   ことを特徴とする請求項１に記載の構造体のケースの製造方法。
3. 前記造形工程では、前記壁面部の両面に平面視で互いに重複しないように前記凹部を形成する
   ことを特徴とする請求項２に記載の構造体のケースの製造方法。
4. 前記造形工程では、前記凹部内が平面視で複数の領域に分割されるように前記凹部内に区画壁部を形成する
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の構造体のケースの製造方法。
5. 前記造形工程では、三次元積層造形法を用い、前記壁面部を前記骨格部と一体的に造形する
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の構造体のケースの製造方法。
6. 前記骨格部を構成する骨部は、その内部にその長手方向に延びる少なくとも１つの孔部を有する
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の構造体のケースの製造方法。
7. 前記造形工程では、平面視で円形、三角形、四角形又は他の多角形のうちの少なくとも１つの基本形状を有する複数の前記凹部を規則的に配置されるように形成する
   ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の構造体のケースの製造方法。
8. 骨格を形成する骨格部と、該骨格部を構成する骨部で囲まれた開口部を閉塞する壁面部とを有する構造体のケースであって、
   前記壁面部は、該壁面部の剛性を高めるように、その少なくとも一方の面に凹部を備える
   ことを特徴とする構造体のケース。