JP4976212B2 - 自動変速機の耐水構造 - Google Patents

Description

本発明は、電気アクチュエータにより駆動される自動変速機の耐水構造に関する。

車両用の自動変速機には、変速比を切り替えるための複数組の変速ギヤと動力を継断するクラッチ部とを備え、アクチュエータにより切替操作を行う方式のものがある。アクチュエータには大別して油圧式と電気式があり、電気式ではモータやソレノイドなどが用いられている。特許文献１に開示されるアクチュエータの制御装置は、電動モータと電気制御装置とを備えており、電気式の自動変速機の一例である。この種の自動変速機では、変速ギヤを設ける変速ギヤ室と、電気アクチュエータを設ける電気駆動室と、を別々に区画することが一般的とされている。そして、変速ギヤ室では、ギヤを潤滑するための潤滑油を封入するとともに、上部に呼吸装置を設けるのが通例である。一方、電気駆動室では、耐油性能の保証されない電気アクチュエータを潤滑油から隔離するとともに、温度や湿度の変化による吸湿や結露、冠水路面走行時の耐水性能などを考慮した耐水対策を施すことが一般的である。

電気駆動室の耐水対策として室の密閉化を行った例があるが、温度変化などにより室内が負圧になって一度水分が浸入してしまうと除去できなくなるため、好ましくない。したがって、浸入した水分を排出するために、室内底面に水抜き穴を設けることが一般的とされている。さらに、水抜き穴に排水チューブを設け、水の排出先を支障のない箇所に移動するとともに、浸水を困難にした構造が用いられる場合もある。特許文献２の回転電機の防水構造は、水抜き穴に相当する通気孔を設けた例であり、さらに防水フィルタを付加している。防水フィルタは撥水性と通気性とを備え、液体である水の浸入を防ぐとともに、気体である空気及び水蒸気の流通を許容して、防水性能を高めている。

さらに、冠水路面を走行する場合を考慮して、電気駆動室の下側に連通する空気室を設け、空気室までの浸水は許容しても、電気駆動室までの浸水を内圧上昇によって阻止する構造も採用されている。
特開２００２−２２１２４０号公報 特開平９−１７２７５０号公報

ところで、特許文献２に用いられている防水フィルタは、特殊な部品で高価であり、変速機全体のコストを増加させる一因となっている。排水チューブを設ける構造では、配置ルートを確保する必要があって設計上の制約となり、かつチューブ材や固定部材の材料費や取付の手間が必要になっていた。空気室を設ける構造は比較的簡易であり、静的な浸水に対しては水面レベルを制限できて効果的であるが、動的な水の浸入、例えば噴流や飛沫に対して万全とは言えず、水の一部が電気駆動室にまで浸入するおそれがあった。

本発明は上記背景に鑑みてなされたものであり、従来と同等の排水性を維持しつつ、部品点数の増加によるコスト上昇を引き起こさず、耐水性能を向上した自動変速機の耐水構造を提供する。

本発明の自動変速機の耐水構造は、ハウジング内に区画された変速ギヤ室及び電気駆動室と、該変速ギヤ室内に設けられて変速比を切り替える変速ギヤ部と、該電気駆動室内に設けられて該変速ギヤ部を駆動する電気アクチュエータ部と、を有する自動変速機の耐水構造であって、前記電気駆動室の下側に設けられて該電気駆動室に連通するとともに外部に開く開口部を有する空気室と、該外部から該開口部を経由して該空気室内への直進を妨げるように配設されかつ前記空気室内へ浸入しようとする水流を戻す方向へ案内する滑らかな凹曲面で形成され、前記ハウジングを構成する部材と一体に形成される波返し部と、を備えることを特徴とする。

本発明は、電気アクチュエータの設けられた電気駆動室の下側に空気室を備えた耐水構造の耐水性能を向上するものであり、従来と同等の排水性を確保しつつ、噴流や飛沫などの動的な水の浸入に対する耐水性能を向上するために、水流を戻す方向へ案内する波返し部を備えるようにしたことを要旨としている。

本発明では、自動変速機のハウジング内を隔壁部材などにより変速ギヤ室と電気駆動室とに区画している。変速ギヤ室には、変速比を切り替える変速ギヤ部の部材として、入力軸や出力軸、複数の変速ギヤ、変速ギヤを選択噛合させる操作部材、潤滑油などを収容することができる。さらに、動力を継断するクラッチ部を同じ変速ギヤ室に備えるようにしてもよく、別室を設けてもよい。一方、電気駆動室には、変速ギヤ部及びクラッチ部を駆動する電気アクチュエータ部の部材として、例えばモータやソレノイドなど、駆動力を生成する電気部品を収容することができる。そして、電気アクチュエータ部から変速ギヤ部へ駆動力を伝達するために、隔壁部材を貫通する機構部材や、隔壁部材の気密を維持するパッキンなどの封止部材を用いることができる。

電気駆動室の底部には、万一水が浸入した場合に備えて、排水用の水抜き穴を設けることができる。さらに、水抜き穴に連通して空気室を設け、空気室の下部には外部に開く開口部を設けることができる。空気室の容積は、変速機の外形寸法に支障を生じない範囲で大きくすることが好ましい。開口部の開口面積は、排水性の面で支障を生じない範囲で小さくすることが好ましい。そして、空気室の開口部以外の部分は密閉構造として、水の浸入を防止した構造とすることができる。また、開口部の外側には、外部から開口部を経由して空気室内へ水などが直進することを妨げ、かつ浸入しようとする水流を戻す方向へ案内する滑らかな凹曲面で形成される波返し部を設けることができる。波返し部の凹曲面の形状は、例えば、侵入方向から徐々に湾曲して開口部を横断し侵入方向に戻ってゆく袋小路構造とすることができる。

さらに、前記波返し部は、前記ハウジングを構成する部材と一体に形成される。例えば、凹曲面形状からなる袋小路構造の波返し部は、ハウジングを構成する側板の厚み内に形成することができる。あるいは、波返し部は、ハウジングを構成する底板の形状を変更して形成することができる。側板や底板で波返し部を一体に形成することにより、変速機の部品点数は従来と同一とすることができる。また、波返し部が滑らかな凹曲面形状であるので、従来から側板や底板を生産している鋳造やプレスなどの汎用の方法をそのまま用いることができ、製造コストの上昇も殆どない。

次に、上述のように構成された本発明の自動変速機の耐水構造の作用について説明する。まず、排水性について説明する。呼吸作用と温度変化との複合現象よる結露などで、万一電気駆動室に水が発生しても、その水は水抜き穴から空気室及び開口部を経由して外部に排出され、この作用は従来構造と同等である。次に、静的な浸水について考える。極端な場合として自動変速機が水没したとき、空気室の下側に水が入り込む。このとき、空気室の上側及び連通する電気駆動室の内部の空気は密閉されているので圧縮され、内圧が上昇する。したがって、浸水は局限され、電気駆動室にまで達することはない。この静的な浸水に対する作用も従来と同等である。

次に、動的な浸水について考える。例えば、冠水路面走行によって噴流や飛沫などの水流が外部から変速機に到達した場合、波返し部が水流の直進路を塞ぐとともに、水流は滑らかな凹曲面に沿って徐々に向きを変え自然に外部へと戻ってゆくため、耐水性能は極めて高い。仮に、少量の水が空気室まで到達しても水流の勢いはなく、上方の電気駆動室にまで逆流入することは生じ得ない。

これに対して、従来構造では、開口部から空気室内に向かう水流を確実に防止できるとは限らず、水流の勢いや空気室の内壁面による跳ね返りなどで、電気駆動室にまで浸水するおそれがあった。したがって、本発明では、噴流や飛沫などの動的な浸水に対する耐水性能を、従来よりも大幅に向上することができる。

以上説明した本発明の自動変速機の耐水構造よれば、波返し部により空気室内へ浸入しようとする水流を防ぐので、噴流や飛沫などの動的な浸水に対する耐水性能を大幅に向上することができる。また、ハウジングを構成する部材と一体に波返し部を形成するので、部品点数は従来と同一とすることができ、従来の汎用の生産方法を用いることができて、製造コストの上昇も殆どない。

本発明を実施するための最良の形態を、図１〜図３を参考にして説明する。図１は、本発明の実施例の自動変速機の耐水構造を模式的に示す断面図である。実施例の耐水構造１は、変速機の筐体であるハウジング２並びに、電気駆動室４と空気室５と波返し部６とを備えた電気駆動箱３、によって構成されている。

ハウジング２は、図１に示される天板部２１及び底板部２２と図略の側板部とで構成されている。また、ハウジング２の内部には、電気駆動箱３が側板部の一部として兼用されることにより、変速ギヤ室２５が区画されている。変速ギヤ室２５内には、変速ギヤ部の部材として、入力軸や出力軸、複数の変速ギヤ、変速ギヤを選択噛合させる操作部材、潤滑油などが収容されている。

電気駆動箱３は、実際には複数の部材が組み合わされて形成されており、図１に示されるように内部の上側に電気駆動室４が区画されている。電気駆動室４内には、電気アクチュエータ部としてモータ４１が収容されている。モータ４１の出力軸は、図略の伝達軸によって変速ギヤ部に連結され、変速操作を行えるように構成されている。電気駆動室４の底部から下方に向けて、排水用の水抜き穴４２が形成さている。

電気駆動箱３の内部の下側には、水抜き穴４２に連通して下方に開く空間が形成され、空間の下方をハウジング２の底板部２２が塞ぐことによって、空気室５が区画されている。空気室５の底部の一部、図中の左下の部分には、外部に開口する開口部５１が形成されている。したがって、電気駆動室４は、水抜き穴４２と空気室５と開口部５１とを経由してのみ外部と連通しており、電気駆動箱３の他の部分は密閉構造とされている。

波返し部６は、電気駆動箱３を構成する側板部材３１の図中左側下面に形成されている。波返し部６の断面は、図示されるように、滑らかな凹曲面形状とされている。詳述すると、波返し部６は、開口部５１の外側上縁から上方に拡がりながら徐々に湾曲して開口部の前方に戻った後下方に向かう断面を有している。すなわち、波返し部６は、下方が外部に開き、上方が袋小路状に閉じ、袋小路の図中右側中間高さに開口部５１が開いた構造となっている。

次に、以上のように構成された実施例の耐水構造１の作用について説明する。まず、排水に関しては、従来と同様の作用によっている。すなわち、呼吸作用と温度変化との複合現象よる結露などで、電気駆動室４に水が発生しても、その水は水抜き穴４２から空気室５及び開口部５１を経由して外部に排出される。

次いで、動的な浸水に対する耐水作用について説明する。例えば、冠水路面走行によって噴流や飛沫などの水流が自動変速機に到達し、開口部５１に向かう場合を考える。下方から吹き上げる水流ＷＦは、図１中に破線の矢印で示されるように、凹曲面形状の波返し部６に沿って流れ、徐々に向きを変えるように案内され、自然に外部へと戻ってゆき、空気室５には殆ど浸入しない。仮にごくわずかの水が空気室５まで浸入しても、直進路を絶たれているため、水流の勢いで上方の水抜き穴４２から電気駆動室４にまで逆流入することは生じ得ない。

これに対して、図２に示される従来の耐水構造では、水流ＷＦ１が電気駆動室４にまで達するおそれがあった。図２は、従来の自動変速機の耐水構造９を模式的に示す断面図である。図示されるように、従来は空気室５の開口部５２は下方に開いており、波返し部は設けられていなかった。したがって、下方から吹き上げる水流ＷＦ１は、破線の矢印のように空気室５内を直進して水抜き穴４２にまで到達し、水流の勢いで電気駆動室４に逆流入するおそれがあった。したがって、実施例の耐水構造１は、動的な浸水に対する耐水性能を従来よりも大幅に向上することができた。

次いで、静的な浸水に対する耐水作用について、図３を参考にして説明する。図３は、実施例の自動変速機の耐水構造１が水没したときの様相を説明する断面図である。静的な浸水の極端な例として水Ｗの中に没した様相を考えると、水Ｗは波返し部６の有無にかかわらず、空気室５の下側に入り込む。このとき、空気室５の上側及び連通する電気駆動室４の内部の空気Ａは密閉されているので、水圧とつり合うまで圧縮されるが、空気室５内の水面レベルＷＬは極端には上昇しない。したがって、浸水は限定され、電気駆動室４にまで達することはない。

なお、側板部材３１に形成された波返し部６は滑らかな凹曲面形状であるので、図１の上下方向の鋳造あるいはプレスにより製作可能であり、製作型さえ新製すれば従来の汎用設備で量産することができる。したがって、部品点数は増加せず、製造コストの上昇も殆どない。

本発明の別の実施例について、図４を参考にして説明する。図４は、別の実施例でハウジング２の底板部２２に波返し部６１を形成した耐水構造１１を説明する図であり、（１）は断面図、（２）は底板部２２のＡ−Ａ矢視平面図を示している。別の実施例の耐水構造１１は、水平方向に入り込もうとする水流ＷＦ２に対する波返し部６１を備えている。詳述すると、底板部２２の上面には一部が欠けた額縁状の突起部２３が形成されており、突起部２３は電気駆動箱３の側板部材３１と結合されて空気室５を形成している。突起部２３の一部は排水を行うために切り欠かれているが、逆に水流ＷＦ２が入り込む入口２４になっている。この入口２４を入った正面に、図４に示されるような滑らかな凹曲面形状の波返し部６１が配置されている。波返し部６１は、底板部２２の上面に突設されて形成されており、波返し部６１の図中右端と突起部２３との間がわずかに開口されて開口部５１が形成され、空気室５に連通している。

図４の別の実施例の耐水構造１１においても、排水性及び静的な浸水に対する作用は、図１の実施例と同様である。また、動的な浸水に対する作用も略同様であり、水平方向の水流ＷＦ２は波返し部６１に沿って流れるので、空気室５には殆ど浸入せず外部に戻る。仮に、少量の水が空気室５まで浸入しても、水流の勢いはなく、上方の電気駆動室４にまで逆流入することは生じ得ない。

本発明の実施例の自動変速機の耐水構造を模式的に示す断面図である。 従来の自動変速機の耐水構造を模式的に示す断面図である。 図１の実施例が水没したときの様相を説明する断面図である。 別の実施例の自動変速機の耐水構造を模式的に説明する図であり、（１）は断面図、（２）は底板部のＡ−Ａ矢視平面図を示している。

符号の説明

１、１１：自動変速機の耐水構造
２：ハウジング ２１：天板部 ２２：底板部 ２５：変速ギヤ室
３：電気駆動箱 ３１：側板部材
４：電気駆動室 ４１：モータ（電気アクチュエータ部） ４２：水抜き穴
５：空気室 ５１、５２：開口部
６、６１：波返し部
９：従来の自動変速機の耐水構造
Ｗ：水 Ａ：空気
ＷＦ、ＷＦ１、ＷＦ２：水流
ＷＬ：水面レベル

Claims (2)

1. ハウジング内に区画された変速ギヤ室及び電気駆動室と、該変速ギヤ室内に設けられて変速比を切り替える変速ギヤ部と、該電気駆動室内に設けられて該変速ギヤ部を駆動する電気アクチュエータ部と、を有する自動変速機の耐水構造であって、
   前記電気駆動室の下側に設けられて該電気駆動室に連通するとともに外部に開く開口部を有する空気室と、該外部から該開口部を経由して該空気室内への直進を妨げるように配設されかつ前記空気室内へ浸入しようとする水流を戻す方向へ案内する滑らかな凹曲面で形成され、前記ハウジングを構成する部材と一体に形成される波返し部と、を備えることを特徴とする自動変速機の耐水構造。
2. 前記電気アクチュエータ部はモータあるいはソレノイドを備える請求項１に記載の自動変速機の耐水構造。

Images