JP4581548B2 - 動力伝達装置のハウジングおよび変速機 - Google Patents

Description

本発明は、動力伝達装置のハウジングに関し、特に、差動装置を収納するハウジングに関する。

従来、エンジンおよびトランスミッション等の動力伝達装置が車両の前輪側に横置きされた４輪駆動車において、トランスミッションのハウジングには、トランスミッションの出力軸から出力される駆動力を後輪に伝達するトランスファが取り付けられる。トランスファは、トランスミッションに隣接して取り付けられるため、トランスミッションとトランスファとの取り付け部においては、十分な剛性を必要とする。そのため、トランスミッションとトランスファとの取り付け面の面積を増加させて、取り付け部の剛性を向上させることがなされている。

たとえば、図６に示すように、トランスミッションのハウジング１００４およびハウジング１００６に差動装置１００８を収納する。ハウジング１００４およびハウジングは、差動装置１００８を回転自在に支持する。差動装置１００８は、シャフト１００２を含む。シャフト１００２は、トランスファ（図示せず）に接続される。ハウジング１００４において、トランスファとの取り付け部を形成するフランジ部１０００を、十分に広い面積になるように拡大して形成することにより、トランスファとの取り付け剛性を確保することができる。

カルディナ新型車解説書（非特許文献１）においても、図６と同様に、エンジントランスミッションが横置きされた４輪駆動車の動力伝達装置において、トランスファとの取り付け面の面積を拡大させ、トランスファが取り付けられる取り付け面のフランジ部分の剛性向上を図っている。
"カルディナ新型車解説書（品番 ６１８４６）"，トヨタ自動車株式会社，１９９７年９月８日

しかしながら、図６に示すようにハウジング１００４を形成すると、差動装置１００８とハウジング１００４との間に空隙１０１０が生じる。差動装置１００８とハウジング１００４との間に空隙１０１０が生じると、差動装置１００８とハウジング１００４との間に有する作動油の量が増加する。そのため車両の走行時に、差動装置１００８の回転により攪拌される作動油の量が増加する。そのため、差動装置１００８の回転時の攪拌抵抗が増加するため、回転損失が大きくなるという問題がある。回転損失が大きくなると、伝達効率が低下し、燃費が悪化する。

そこで、図７に示すように、空隙１０１０を仕切る仕切板２００６を設け、仕切板２００６を、ボルト２００８，２０１０でハウジング２０００に締結すると、仕切板２００６と差動装置１００８との間の空隙が小さくなる。そのため、差動装置１００８の回転時に攪拌する作動油の量が減少し、攪拌抵抗は低減される。しかしながら、仕切板２００６、ボルト２０８０，２０１０が別途必要となり、部品点数が増加するという問題がある。部品点数が増加すると、コストが上昇するだけでなく、組み付け時間も長くなるため、工程が増加するという問題がある。

一方、図８に示すように、ハウジング３００８は、トランスファとの取り付け部を形成するフランジ部３０００と、ハウジング１００６との取り付け部を形成するフランジ部３００４と、フランジ部３０００とフランジ部３００４とを接続する側壁部３００６とから構成される。側壁部３００６は、差動装置１００８との空隙が小さくなるように形成される。このようにすると、側壁部３００６と差動装置１００８との間の空隙が小さくなるため、差動装置１００８の回転時に攪拌する作動油が減少し、攪拌抵抗は低減される。しかしながら、フランジ部３０００とフランジ部３００４とを接続する側壁部３００６の剛性を確保するために、補強リブ３００２を新たに設ける必要がある。ハウジング３００８に補強リブ３００２を形成するとなると、図８中の矢印の方向に可動して、補強リブ３００２を形成する新たな鋳型（スライド型（Ｄ））が必要となる。また、十分な剛性を確保するために補強リブ３００２を多数設けるなどすると、鋳型の形状が複雑になり、鋳型の寿命が短くなるという問題がある。そのため、コストが上昇するという問題がある。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、差動装置とハウジングとの空隙の増加を抑制し、かつトランスファとの取り付け部における剛性を確保できる動力伝達装置のハウジングを提供することである。

第１の発明に係る動力伝達装置のハウジングは、車両に搭載される動力伝達装置のハウジングである。動力伝達装置は、回転体を収納する。動力伝達装置のハウジングは、回転体の軸方向に直交する端面を有する環状の第１のフランジ部と、第１のフランジ部と平行に設けられる環状の第２のフランジ部と、第１のフランジ部と第２のフランジ部とを接続する側壁部と、側壁部よりも回転体の軸に対して外側に設けられ、第２のフランジ部から第１のフランジ部に向けて、軸との距離が少なくとも減少しないように形成される外壁部と、第１のフランジ部と第２のフランジ部とを接続し、側壁部および外壁部の剛性を増加させるように形成される複数のリブとを含む。複数のリブは、側壁部から延設される第１のリブと、外壁部から延設される第２のリブとを含む。側壁部と外壁部との間には、第１のリブが延設される方向に開口する空間が設けられる。

第１の発明によると、側壁部は、第１のフランジ部と第２のフランジ部とを接続する。外壁部は、側壁部よりも回転体（たとえば、差動装置）の軸に対して外側に設けられ、第２のフランジ部から第１のフランジ部に向けて、軸との距離が少なくとも減少しないように形成される。動力伝達装置のハウジングは、側壁部から延設され、側壁部の剛性を増加させるように形成される第１のリブと、外壁部から延設され、外壁部の剛性を増加させるように形成される第２のリブとを含む。側壁部と外壁部との間には、第１のリブが延設される方向に開口する空間が設けられる。これにより、たとえば、側壁部を差動装置に対向するようにして形成すると、差動装置と側壁部との空隙を小さくすることができる。そのため、作動油の攪拌抵抗が低減されるため、燃費の悪化を抑制することができる。また、差動装置を収納する空間の容積が減少することにより、作動油の容量も小さくすることができるため、必要な作動油の重量を低減することができる。

また、たとえば、側壁部と外壁部とを第１のフランジ部および第２のフランジ部に一体的に形成すると、新たに部品点数が増加することがなく、組み付け時間も長くなることがないため、工程の増加およびコストの上昇を抑制することができる。さらには、外壁部と側壁部との間に空間を設けることにより、空間がない場合と比較して、ハウジング自体の重量を低減させることができる。

したがって、差動装置とハウジングとの空隙の増加を抑制し、かつトランスファとの取り付け部における剛性を確保できる動力伝達装置のハウジングを提供することができる。

さらに、外壁部と側壁部との間に第１のリブが延設される方向に開口する空間を設けることにより、外壁部と側壁部との間にトンネル形状の空間を形成させることができる。このトンネル形状の空間は、第１のリブが延設される方向に可動する鋳型により形成させることができる。トンネル形状を形成する鋳型は、多数のリブを形成する鋳型と比較しても型構造を簡易化することができる。そのため、鋳型の寿命を長くすることができる。

第２の発明に係る動力伝達装置のハウジングにおいては、第１の発明の構成に加えて、側壁部は、回転体に対向するように形成される。

第２の発明によると、側壁部を回転体（たとえば、差動装置）に対向するように形成することにより、側壁部と差動装置との空隙を小さくすることができる。そのため、差動装置を収納する空間の容積を減少させることができる。そのため、作動油の攪拌抵抗およびハウジング内部に必要な作動油の量を低減させることができる。

第３の発明に係る動力伝達装置のハウジングにおいては、第１または２の発明の構成に加えて、側壁部および外壁部は、第１のフランジ部および第２のフランジ部にそれぞれ一体的に形成される。

第３の発明によると、側壁部および外壁部は、第１のフランジ部および第２のフランジ部にそれぞれ一体的に形成される。これにより、新たに部品点数が増加することがなく、組み付け時間も長くなることがないため、コストの上昇および工程の増加を抑制することができる。

第４の発明に係る動力伝達装置のハウジングにおいては、第１〜３のいずれかの発明の構成に加えて、回転体は、差動装置である。

第４の発明によると、回転体は、差動装置である。本発明に係る動力伝達装置のハウジングを、差動装置を収納するハウジングに適用することにより、差動装置を収納するハウジング内部の空隙の容積を減少させることができる。そのため、作動油の攪拌抵抗および重量を低減させ、コストの上昇、工程の増加を抑制することができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態に係る動力伝達装置のハウジングについて説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。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。

本実施の形態に係る動力伝達装置のハウジングは、図１に示すように、車両に搭載されるトランスミッション１００のハウジング１０８である。トランスミッション１００は、変速機（図示せず）と差動装置（図示せず）とを収納する。変速機は、特に限定されるものではないが、たとえば、変速機は、無段式自動変速機であってもよいし、有段式自動変速機であってもよいし、手動変速機であってもよい。

また、本実施の形態に係る動力伝達装置のハウジングが搭載される車両として、車両の前方側にエンジン（図示せず）とトランスミッション１００が横置きに搭載され、トランスミッション１００にトランスファ（図示せず）が隣接して取り付けられる４輪駆動車について説明するが特にこれに限定されるものではない。

トランスミッション１００には、車両前方側に設けられ、入力軸であるシャフト２００と、出力軸であるシャフト１０４およびシャフト１０４と同一軸上であって、差動装置を介して、トランスミッション１００の反対側と、同一側に設けられるシャフト（図示せず）とを含む。シャフト２００は、車両に搭載されるエンジンの出力軸に接続される。一方、トランスミッション１００の反対側に設けられるシャフトは、ドライブシャフト（図示せず）を介して前輪の一方に接続される。また、トランスミッション１００と同一側に設けられるシャフトは、ドライブシャフト（図示せず）を介して前輪の他方に接続される。トランスファのハウジングは、ハウジング１０８に取り付け穴１０６にボルト等を通して環状のフランジ部１０２に締結される。エンジンから入力された動力は、シャフト２００から変速機および差動装置を介して、シャフト１０４および前述のトランスミッション１００の反対側と、同一側に設けられるシャフトに伝達される。トランスミッション１００の反対側と、同一側に設けられるシャフトに伝達された動力は、ドライブシャフトを介して前輪の一方に伝達される。シャフト１０４に伝達された動力は、トランスファを介して後輪に伝達される。

ハウジング１０８は、環状のフランジ部１０２に平行に設けられる環状のフランジ部１１４を含む。フランジ部１０２とフランジ部１１４とは、リブ１１０，１１２を介して接続される。

図２に示すように、ハウジング１０８とハウジング１１６とが組み合わされて、差動装置１２２が収納される。ハウジング１０８は、差動装置１２２の回転軸に直交する端面を有するフランジ部１０２と、フランジ部１０２に平行に設けられるフランジ部１１４と、フランジ部１０２とフランジ部１１４とを接続する側壁部１１８と、側壁部１１８よりも差動装置１２２の軸に対して外側に設けられる外壁部１２４とを含む。

外壁部１２４は、本実施の形態において、差動装置１２２の回転軸に平行になるように設けられるが特にこれに限定されるものではない。すなわち、フランジ部１０２からフランジ部１１４に向けて、差動装置１２２の回転軸との距離が少なくとも減少しないように形成されればよい。

側壁部１１８と外壁部１２４は、フランジ部１０２およびフランジ部１１４にそれぞれ一体的に形成される。また、外壁部１２４には、外壁部１２４から延設されるようにリブ１１０が設けられる。側壁部１１８と外壁部１２４との間には、空間１２０が形成される。側壁部１１８は、差動装置１２２に対向するように形成される。

図３に示すように、リブ１１２は、側壁部１１８から延設されて設けられる。このとき、ハウジング１０８に形成される空間１２０は、側壁部１１８からリブ１１２が延設される方向に開口している。また、ハウジング１０８は、側壁部１１８から延設され、フランジ部１０２およびフランジ部１１４の間を接続するリブ１２６を含む。リブ１２６は、リブ１１２と同じ方向に向けて形成される。リブ１１２とリブ１２６との間には、空間１２８が形成される。図３に示す斜線部は、空間１２０，１２８を差動装置１２２の回転軸に直交する面で切断したときの断面を示す。

本実施の形態に係るトランスミッション１００のハウジング１０８の形状は、鋳型に溶融金属を流し込み、冷却することにより形成される。ハウジング１０８の形状に対応する鋳型は、固定された鋳型である固定型（Ａ）と、差動装置１２２の回転軸と平行な方向に可動な鋳型である可動型（Ｂ）と、空間１２０，１２８の形状に対応するスライド型（Ｃ）により形成される。すなわち、可動型（Ｂ）およびスライド型（Ｃ）を予め定められた位置に移動させて、固定型（Ａ）、可動型（Ｂ）およびスライド型（Ｃ）により形成される空間に溶融金属を流し込み、冷却することによりハウジング１０８が形成される。

空間１２０，１２８は、図３に示す斜線部の形状に対応し、図３の矢印の方向に可動な鋳型（スライド型（Ｃ））により形成される。すなわち、図４に示すように、空間１２８に対応する形状の鋳型を有するスライド型（Ｃ）を図４において上方向に移動させると、空間１２８が形成される。一方、図５に示すように、空間１２０に対応する形状の鋳型を有するスライド型（Ｃ）を図５において紙面手前方向に移動させると、空間１２０が形成される。

以上のような構造を有するハウジング１０８の作用について説明する。

ハウジング１０８において、空間１２０を形成することにより、フランジ部１０２，１１４の間に、側壁部１１８と外壁部１２４とが形成される。フランジ部１０２，１１４の間に形成される側壁部１１８を、差動装置１２２に対向して形成し、さらに、側壁部１１８と差動装置１２２との距離が小さくなるように形成すると、車両の走行時において、差動装置１２２が回転する際に、攪拌する作動油の量が減少する。また、側壁部１１８には、リブ１１２が延設されており、外壁部１２４には、リブ１１０が延設されている。そのため、フランジ部１０２，１１４の間がリブ１１０，１１２により剛性が向上する。また、空間１２０，１２８に対応する形状を有する鋳型であるスライド型（Ｃ）は、多数のリブを形成する場合の鋳型と比較して、その鋳型の形状は大きくなるため、型構造は簡易な形状になる。

以上のようにして、本実施の形態に係る動力伝達装置のハウジングによると、側壁部と外壁部との間に空間を設けるように形成して、差動装置とハウジングとの空隙を小さくすることにより、差動装置において攪拌される作動油の量が低減される。そのため、車両が走行する際の差動装置の回転時に、作動油の攪拌抵抗を低減させることができる。そのため、伝達効率の低下を抑制し、その結果、燃費の悪化を抑制することができる。また、差動装置とハウジングとの空隙を小さくすることにより、差動装置を収納する空間の容積を減少させることができる。そのため、作動油の容量も小さくすることができ、必要な作動油の重量を低減することができる。

また、ハウジングに設けられる空間により形成される側壁部と外壁部とは、ハウジングに一体的に形成されるため、新たに部品点数が増加することがない。また、部品点数の増加による組み付け時間の増加もないため、工程の増加およびコストの上昇を抑制することができる。さらには、外壁部と側壁部との間に空間を設けることにより、空間がない場合と比較して、ハウジング自体の重量を低減させることができる。

したがって、差動装置とハウジングとの空隙の増加を抑制し、かつトランスファとの取り付け部における剛性を確保できる動力伝達装置のハウジングを提供することができる。

また、外壁部と側壁部との間にリブが延設される方向に開口する空間を設けることにより、外壁部と側壁部との間にトンネル形状の空間を形成させることができる。このトンネル形状の空間は、リブが延設される方向に可動する鋳型により形成させることができる。トンネル形状を形成する鋳型は、多数のリブを形成する鋳型と比較しても型構造を簡易化することができる。そのため、鋳型の寿命を長くすることができる。

なお、本発明において、差動装置を収納するハウジングについて説明したが、これに限定されるものではない。すなわち、内部に作動油を有し、回転体を収納するハウジングに対して本発明を適用することができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本実施の形態に係るハウジングを有するトランスミッションの側面を示す図である。 図１の２−２断面を示す図である。 本実施の形態に係るハウジングの側面を示す図である。 図３の４−４断面を示す図である。 図３の５−５断面を示す図である。 従来の差動装置を収納するハウジングの断面を示す図である（その１）。 従来の差動装置を収納するハウジングの断面を示す図である（その２）。 従来の差動装置を収納するハウジングの断面を示す図である（その３）。

符号の説明

１００ トランスミッション、１０２，１１４ フランジ部、１０４，２００ シャフト、１０６ 取り付け穴、１０８，１１６ ハウジング、１１０，１１２，１２６ リブ、１１８ 側壁部、１２０，１２８ 空間、１２２ 差動装置、１２４ 外壁部、１３０ シャフト軸受け。

Claims (5)

1. 車両に搭載される動力伝達装置のハウジングであって、前記動力伝達装置は、回転体を収納し、
   第１ハウジング部材と、
   前記第１ハウジング部材と組み合わせることによって前記動力伝達装置を収納するための第２ハウジング部材とを含み、
   前記第２ハウジング部材は、
   トランスファのハウジングを組み付けるための前記回転体の軸方向に直交するフランジ面を有する環状の第１のフランジ部と、
   前記第１ハウジング部材と組み合わせるための端面を有し、前記第１のフランジ部と平行に設けられる環状の第２のフランジ部と、
   前記第１のフランジ部と前記第２のフランジ部とを接続する側壁部と、
   前記側壁部よりも前記回転体の軸に対して外側に設けられる外壁部とを含み、
   前記外壁部は、前記軸との距離が前記第１のフランジ部から前記第２のフランジ部に向けて少なくとも減少しないように形成され、
   前記第２ハウジング部材は、
   前記第１のフランジ部と前記第２のフランジ部とを接続し、前記側壁部および前記外壁部の剛性を増加させるように形成される複数のリブをさらに含み、
   前記複数のリブは、前記側壁部の外壁から外方に延設される第１のリブと、
   前記外壁部の外壁から外方に延設される第２のリブとを含み、
   前記側壁部と前記外壁部との間には、前記第１のリブが延設される方向に開口する空間が設けられる、動力伝達装置のハウジング。
2. 前記側壁部は、前記回転体に対向するように形成される、請求項１に記載の動力伝達装置のハウジング。
3. 前記側壁部および前記外壁部は、前記第１のフランジ部および前記第２のフランジ部にそれぞれ一体的に形成される、請求項１または２に記載の動力伝達装置のハウジング。
4. 前記回転体は、差動装置である、請求項１〜３のいずれかに記載の動力伝達装置のハウジング。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載のハウジングを有する変速機。

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