JP4400186B2 - パワープラントハウジング - Google Patents

Description

本発明は、エンジンにボルト結合される変速機のトルクコンバータハウジング等、少なくとも端部にコーン形状部を有する中空のパワープラントハウジングに関する。

加速時の振動・騒音を引き起こす要因の一つとしてエンジンやトランスミッションを含めたパワープラントの剛性不足が挙げられる。特に、エンジンとトランスミッションとの結合部の形状は、パワープラント剛性を考慮する上で、非常に重要な部位となっている。

一般的なパワープラントの剛性向上対策としては、エンジンとトランスミッションとの結合部に、リブを配置することが多い。しかし、リブの追加は、シンプルかつ容易である反面、重量やコストとのトレードオフ関係があり、効率的ではない。

従来、エンジンにボルト結合される変速機のトルクコンバータハウジングでは、トルクコンバータハウジングのコーン形状部の外側に全周にわたってフランジ部を設け、このフランジ部にボルト穴を形成してエンジンとボルト結合している（例えば、特許文献１参照）。
特開平９−１７７９２９号公報

しかしながら、従来のパワープラントハウジングにあっては、コーン形状部のコーン外殻面よりも外側位置にボルト中心点が配置される構成であるため、剛性の向上を確保するにはコーン形状部の厚さを厚くするか、コーン形状部の内面あるいは外面に多数のリブを設ける必要があり、いずれも重量増を招くという問題があった。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、剛性向上と軽量化との両立を図ることができるパワープラントハウジングを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明では、他の部材とボルト結合され、少なくとも端部にコーン形状部を有する中空のパワープラントハウジングにおいて、
前記コーン形状部の内殻面に、該内殻面より内側に突出する軸方向の内側リブ部を複数形成し、前記内側リブ部に、前記コーン形状部の外殻面より内側に陥没し、ボルト座面とボルト周壁面を有するボルト用凹陥部を形成し、前記ボルト周壁面を前記内側リブ部の外径と同心円による弧面に形成し、前記ボルト座面に、前記他の部材との結合面まで貫通するボルト穴を形成し、前記コーン形状部の外殻面より内側の位置に、前記ボルト穴のボルト中心点を設定した。

よって、本発明のパワープラントハウジングにあっては、コーン形状部の外殻面より内側の位置にボルト穴のボルト中心点が設定されるため、他の部材とのボルト結合面において、ボルト中心点を結ぶボルト取付径よりもコーン形状部の外殻面径が大きくなり、ボルト取付径よりもコーン形状部の外殻面径が小さい場合に比べ、コーン形状部の断面２次モーメントが大きくなる。この結果、コーン形状部の厚みを同じにするとハウジング剛性が向上し、ハウジング剛性を同じにするとコーン形状部の厚みを薄くできるというように、パワープラントハウジングの剛性向上と軽量化との両立を図ることができる。

以下、本発明のパワープラントハウジングを実現する最良の形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。
図１は実施例１のトルクコンバータハウジング（パワープラントハウジング）が適用されたエンジンとトランスミッションとの結合構造を示す図である。
実施例１のトルクコンバータハウジングＨは、図１に示すように、エンジン１（他の部材）とボルト２により結合され、トランスミッションケース３との結合部径が最小径で、エンジン１との結合部径が最大径で、トランスミッションケース３側からエンジン１側へと徐々に径が拡大するコーン形状部４を有する中空ハウジングである。
前記トルクコンバータハウジングＨの内部には、図１に示すように、ロックアップクラッチ付きトルクコンバータ５が配置され、トランスミッションケース３とは、ボルト６によりポンプハウジング７と共締め結合されている。

図２は実施例１のトルクコンバータハウジングを示す一部斜視図、図３は実施例１のトルクコンバータハウジングをフランジ締結面側から視た一部斜視図・Ａ−Ａ線断面図・Ｂ−Ｂ断面図・Ｃ−Ｃ断面図である。

前記コーン形状部４の内殻面４ａに、該内殻面４ａより内側に突出する軸方向の内側リブ部４ｂを複数形成し、図３(a)に示すように、前記内側リブ部４ｂに対応する位置であって、前記コーン形状部４の外殻面４ｃより内側の位置に貫通ボルト穴８（ボルト穴）のボルト中心点CPを設定している。なお、ボルト中心点CPは、図２に示すように、周方向のボルト中心線と径方向のボルト中心線との交点にて規定される。

そして、前記内側リブ部４ｂに対応する位置に、図３(c)に示すように、前記コーン形状部４の外殻面４ｃより内側に陥没し、ボルト座面４ｄとボルト周壁面４ｅを有するボルト用凹陥部９を形成し、前記ボルト用凹陥部９のボルト座面４ｄに、フランジ締結面４ｆまで貫通する貫通ボルト穴８を形成している。

前記コーン形状部４の内殻面４ａのうち、内側リブ部４ｂの無い部分であり、かつ、内側リブ領域h1より狭い領域h2は、図３(b)に示すように、ボルト軸に平行な円筒内殻面４ａ'とし、フランジ締結面４ｆに近くなるほどコーン形状部４の厚みを徐々に厚くするようにしている。また、前記コーン形状部４の外殻面４ｃのうちボルト座面４ｄからフランジ締結面４ｆまでの全周領域h3は、図３(b)に示すように、ボルト軸に平行な円筒外殻面４ｃ'としている。前記ボルト用凹陥部９のボルト周壁面４ｅは、図３(d)に示すように、内側リブ部４ｂの外径と同心円による弧面に形成し、一定の厚みを確保するようにしている。

次に、作用を説明する。

エンジン１の側壁に実施例１のトルクコンバータハウジングＨを結合する場合は、図１に示すように、ボルト用凹陥部９の外側からボルト２を貫通ボルト穴８に差し込み、ボルト２を回して締め付けることで行われる。

実施例１のトルクコンバータハウジングＨにあっては、コーン形状部４の内殻面４ａに、該内殻面４ａより内側に突出する軸方向の内側リブ部４ｂを複数形成し、内側リブ部４ｂに対応する位置であって、コーン形状部４の外殻面４ｃより内側の位置に貫通ボルト穴８のボルト中心点CPが設定される。

言い換えると、実施例１のトルクコンバータハウジングＨは、もともとあるコーン形状部４の壁面が若干拡大し、コーン形状部４の内側にボルト締結機能を兼ね備えた補強部材（内側リブ部４ｂ）を有する構造とされる。このため、エンジン１とのボルト結合面において、ボルト中心点CPを結ぶボルト取付径よりもコーン形状部４の外殻面径が大きくなる。

つまり、ボルト取付径よりもコーン形状部４の外殻面径が大きな実施例１のトルクコンバータハウジングＨは、図４の従来例に示すように、ボルト取付径よりもコーン形状部の外殻面径が小さいトルクコンバータハウジングに比べ、コーン形状部４の断面２次モーメントが大きくなる。

この結果、例えば、実施例１と従来例とで等重量にし、この等重量条件の下で締結部剛性を比較すると、図４に示すように、従来例よりも実施例１の方が、ｘ軸方向の締結部剛性もｙ軸方向の締結部剛性もｚ軸方向の締結部剛性も向上し、特に、ボルト軸と一致するｙ軸方向の締結部剛性の向上代は、40％以上の大幅な向上代が得られた。

この等重量条件の下で剛性比較実験結果により、コーン形状部４の厚みを同じにするとハウジング剛性が向上し、ハウジング剛性を同じにするとコーン形状部４の厚みを薄くできるというように、トルクコンバータハウジングＨの剛性向上と軽量化との両立を図り得ることが証明された。

そして、リブ追加等のように重量増を招くことなく、パワープラントの締結部剛性を向上させることで、パワープラントの音振性能を左右するパワープラント共振周波数（＝パワープラント固有値）を、従来例でのパワープラント固有値よりも高い値に設定することができ、良好な音振性能を得ることができる。

次に、効果を説明する。
実施例１のトルクコンバータハウジングＨにあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。

(1) エンジン１とボルト結合され、少なくとも端部にコーン形状部４を有する中空のパワープラントハウジングにおいて、前記コーン形状部４の内殻面４ａに、該内殻面４ａより内側に突出する軸方向の内側リブ部４ｂを複数形成し、前記内側リブ部４ｂに対応する位置であって、前記コーン形状部４の外殻面４ｃより内側の位置に貫通ボルト穴８のボルト中心点CPを設定したため、パワープラントハウジングの剛性向上と軽量化との両立を図ることができる。

(2) 前記内側リブ部４ｂに対応する位置に、前記コーン形状部４の外殻面４ｃより内側に陥没し、ボルト座面４ｄとボルト周壁面４ｅを有するボルト用凹陥部９を形成し、前記ボルト用凹陥部９のボルト座面４ｄに、フランジ締結面４ｆまで貫通する貫通ボルト穴８を形成したため、エンジン１の側壁に変速機を結合する場合、ボルト締め付け作業性に優れる。

(3) 前記パワープラントハウジングは、車両に搭載される変速機のトルクコンバータハウジングＨであるため、リブ追加等のように重量増を招くことなく、エンジン１と変速機の締結部剛性を向上させることで、良好な音振性能を得ることができる。

参考例

参考例は、他の部材側からボルトにより結合されるパワープラントハウジングの例である。

すなわち、参考例のパワープラントハウジングは、図５に示すように、内側リブ部４ｂに対応する位置であって、コーン形状部４の外殻面４ｃより内側のフランジ締結面４ｆに有底ボルト穴１０（ボルト穴）を形成している。つまり、実施例１において、ボルト用凹陥部９の構成を無くし、貫通ボルト穴９に代え、内ネジが切られた有底ボルト穴１０としている。なお、他の構成は実施例１と同様であるので対応する構成に同一符号を付して説明を省略する。

作用については、他の部材側からボルトが差し込まれ、他の部材と参考例のパワープラントハウジングとがボルト結合される。そして、ハウジング剛性に関しては、コーン形状部４を実施例１のトルクコンバータハウジングＨと同じ厚みと寸法を持つものとした場合、ボルト用凹陥部９の構成を無くした分だけボルト締結部の断面積が拡大し、僅かな重量増を伴うがハウジング剛性は向上する。

以上、本発明のパワープラントハウジングを実施例１に基づき説明してきたが、具体的な構成については、実施例１に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

例えば、実施例１では、コーン形状部４の外殻面４ｃのうちボルト座面４ｄからフランジ締結面４ｆまでの全周領域h3を、ボルト軸に平行な円筒外殻面４ｃ'とする例を示したが、図６に示すように、円筒外殻面４ｃ'とすることなく、コーン形状部４の外殻面４ｃをフランジ締結面４ｆまでそのまま延長させても良い。

実施例１では、パワープラントハウジングとしてトルクコンバータハウジングへの適用例を示したが、他の部材とボルト結合され、少なくとも端部にコーン形状部を有する中空のパワープラントハウジングであれば、車両や産業機械等の様々なパワープラント（駆動源）に採用されるハウジングとして適用することができる。

実施例１のトルクコンバータハウジング（パワープラントハウジング）が適用されたエンジンとトランスミッションとの結合構造を示す図である。 実施例１のトルクコンバータハウジングを示す一部斜視図である。 実施例１のトルクコンバータハウジングをフランジ締結面側から視た一部斜視図・Ａ−Ａ線断面図・Ｂ−Ｂ断面図・Ｃ−Ｃ断面図である。 実施例１のトルクコンバータハウジングと従来例のトルクコンバータハウジングとでｘｙｚの各座標系における結合部剛性を比較する比較グラフを示す図である。 参考例のパワープラントハウジングをフランジ締結面側から視た一部斜視図・Ｄ−Ｄ線断面図・Ｅ−Ｅ断面図である。 トルクコンバータハウジングの他の例を示すＡ−Ａ断面図である。

Ｈ トルクコンバータハウジング
１ エンジン（他の部材）
２ ボルト
３ トランスミッションケース
４ コーン形状部
４ａ 内殻面
４ｂ 内側リブ部
４ｃ 外殻面
４ｄ ボルト座面
４ｅ ボルト周壁面
４ｆ フランジ締結面
CP ボルト中心点
５ ロックアップクラッチ付きトルクコンバータ
６ ボルト
７ ポンプハウジング
８ 貫通ボルト穴（ボルト穴）
９ ボルト用凹陥部
１０ 有底ボルト穴（ボルト穴）

Claims (2)

1. 他の部材とボルト結合され、少なくとも端部にコーン形状部を有する中空のパワープラントハウジングにおいて、
   前記コーン形状部の内殻面に、該内殻面より内側に突出する軸方向の内側リブ部を複数形成し、
   前記内側リブ部に、前記コーン形状部の外殻面より内側に陥没し、ボルト座面とボルト周壁面を有するボルト用凹陥部を形成し、
   前記ボルト周壁面を前記内側リブ部の外径と同心円による弧面に形成し、
   前記ボルト座面に、前記他の部材との結合面まで貫通するボルト穴を形成し、
   前記コーン形状部の外殻面より内側の位置に、前記ボルト穴のボルト中心点を設定したことを特徴とするパワープラントハウジング。
2. 請求項１に記載されたパワープラントハウジングにおいて、
   前記パワープラントハウジングは、車両に搭載される変速機のトルクコンバータハウジングであることを特徴とするパワープラントハウジング。

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