JP5108921B2 - 変速機のケース - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載される変速機のケースに関する。

車両に搭載される変速機は、歯車機構等からなる変速機構がケースに収容されて構成される。ケースは歯車機構の軸を支持する軸受が存在する。

近年、変速機は、燃費効率の向上を図って小型化、軽量化されており、これを目的としてケースはアルミニウム等の軽量合金による薄肉に形成される傾向にある。このような構成は、軸受部分の剛性を低下させる。ケースの剛性の低下は、軸の捻れにより歯車の噛み合い悪化の原因となり、噛み合いの悪化による音振の増加によって商品性を低下させる原因となる。

このようなケース剛性の低下に対して、軸支持部分周縁に歯車の噛合部分に発生する噛合反力が、支持部分に作用する荷重方向に沿ってリブを形成した歯車箱の補強構造が知られている（特許文献１参照。）。

特開平２−２６６１５０号公報

従来の変速機のケースは、軸と垂直の方向に延設されたリブによって、支持部分の剛性を高めていた。このリブはエンジン及び変速機のトルクに応じて、このトルクに耐えうるために必要な形状としていた。

しかしながら、ケースの剛性を高めるためにはリブを大きく、多く形成する必要があり、リブの体積によりケースの体積、重量が増加する。これにより、車両への搭載性や燃費効率が悪化するという問題があった。

また、リブによってケースの剛性を高くすると、ギヤの噛み合い率が向上し、変速機によって発生する音振は低減する。一方で、ケースの剛性を高くした場合は、ケース表面を振動が伝わりやすくなり、音振の低減効果が薄れるという問題があった。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、ケース剛性を高めて歯車の噛合率を向上させるとともに、ケースの音振を低減させる変速機のケース構造を提供することを目的とする。

本発明の一実施態様によると、変速機構を収容する変速機のケースであって、ケースには、変速機構の第１の回転軸を支持する第１の軸受部と、変速機構の第２の回転軸を支持する第２の軸受部と、が形成されており、第１の回転軸が貫通する第１の貫通孔と、第２の回転軸が貫通する第２の貫通孔との間を連結し、ケースの外壁から離れて、外壁に対向して設けられる補強部により構成される補強構造を備えたことを特徴とする。

本発明によると、第１の回転軸が貫通する第１の貫通孔と第２の回転軸が貫通する第２の貫通孔との間を、ケースの外壁から離れて、ケース外壁に対向して設けられる補強部により構成される補強構造を備え、この補強構造により、第１の貫通孔と第２の貫通孔との間で引張り又は圧縮応力を支持するので、第１の回転軸と第２の回転軸との間の剛性を高め、変速機で発生する音振を低減できるとともに、外壁と補強部とによって振動の伝達が弱められ、ケースに伝達する振動を低減することができる。

本発明の実施形態の変速機の説明図である。 本発明の実施形態の変速ハウジングの正面図である。 本発明の実施形態の変速ハウジングの断面図である。 本発明の実施形態の変速ハウジングの断面図である。 本発明の実施形態の変速ハウジングの斜視図である。

以下に、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施形態の変速機１０の説明図である。

変速機１０は、ケース２０と、ケース２０に収容される変速機構３０及びトルクコンバータ５０とから構成される。

変速機１０は、駆動力源４０から入力された回転を変速機構３０によって変速し、変速された回転を出力する。駆動力源４０は例えばエンジン等の内燃機関やモータによって構成される。

トルクコンバータ５０は、駆動軸の回転を、作動流体によってトルク増幅するか、またはロックアップによって直結して、変速機構３０の入力軸３１に伝達する。変速機構３０はこの回転を変速して出力する。出力された回転は出力軸３２から車軸へと伝達され、車両を駆動する。すなわち、出力軸３２はファイナル軸である。

ケース２０は、トルクコンバータを収容するコンバータハウジング２１と、変速機構を収容する変速機ハウジング２２とから構成される。

コンバータハウジング２１は、トルクコンバータ５０を内部に収容するとともに、駆動力源４０のクランクシャフト４１及び変速機構３０の入力軸３１を回転可能に支持する。

変速機ハウジング２２は、変速機構３０を内部に収容するとともに、入力軸３１、出力軸３２等の回転軸を回転可能に支持する。

次に、このように構成された変速機ハウジング２２の構成を説明する。

図２は、変速機ハウジング２２をコンバータハウジング２１との合わせ面から示した正面図である。図３は、図２のＡ−Ａ断面図、図４は図２のＢ−Ｂ断面図である。また、図５は、変速機ハウジング２２のコンバータハウジング２１との合わせ面から観察した斜視図である。

変速機ハウジング２２は、コンバータハウジング２１と逆側に位置する外壁６０と、この外壁６０の周囲に、コンバータハウジング２１側に起立して形成される周壁６５とからなる。外壁６０と周壁６５とに取り囲まれた凹部に変速機構３０が収容される。周壁６５には多数のボルト穴６５ａが貫設されており、変速機構３０を収容した状態で、ボルト等によってコンバータハウジング２１と共締めされる。

変速機構３０は、前述の入力軸３１（第１の回転軸）及び出力軸３２（第２の回転軸）の他に、第３回転軸３３及び第４回転軸３４を有している。第３回転軸３３は入力軸３１と噛合しており、入力軸３１の回転に関連して回転する。第４回転軸３４は第３回転軸と噛合しており、第３回転軸３３の回転に関連して回転する。出力軸３２は第４回転軸３４に噛合っており、第４回転軸３４の回転に関連して回転する。

変速機ハウジング２２は、これら入力軸３１、出力軸３２、第３回転軸３３及び第４回転軸３４がそれぞれ貫通する貫通孔６１、６２、６３及び６４が形成されている。貫通孔６１、６２、６３及び６４は、それぞれ、入力軸３１、出力軸３２、第３回転軸３３及び第４回転軸３４が貫通した上で、ベアリング等を介して固定される。このことによって、貫通孔６１、６２、６３及び６４が、入力軸３１、出力軸３２、第３回転軸３３及び第４回転軸３４の軸受部として機能する。

変速機構３０は、駆動力源４０からの回転を受け、互いに噛合する歯車等によってこれを減速するため、各軸の間には軸と軸とが互いに反発し合う方向に力が発生する（以下「軸間力」という）。また、各軸の間には軸と軸とが捩れる方向に力が働く。変速機ハウジング２２の貫通孔６１、６２、６３及び６４は、これら軸と軸との軸間力及び軸の捩れを抑えながら、各軸を支持する。

一方で、互いに噛合して回転する軸の間で、これら軸と軸との間に働く軸間力と捩れ方向に働く力とによって、歯車の噛合率が悪化して、ギヤ鳴等による騒音が発生する。騒音の発生を防止するためには、これら軸を支持する貫通孔６１、６２、６３及び６４の周辺の剛性を高くすることが有効である。

従来の変速機では、最もトルクがかかる出力軸３２が貫通する貫通孔６２の周辺に、外壁６０から出力軸３２の軸方向に（外壁６０に垂直な方向に）に起立して形成され縦リブを放射状に配して、この縦リブの剛性によって、軸間力を抑え、軸の捩れを防止していた。

このような従来の縦リブは、縦リブの上端及び下端（外壁）において引張り又は圧縮応力によって軸を支持することにより、軸間力を抑え、軸の捩れを防止して剛性を高くする。しかし、この縦リブの中間部分の体積は応力に対して中立となるため、中間部分は剛性を向上する効果は小さい。

また、従来の縦リブは、外壁６０に起立させる構造であるので、縦リブの高さだけ変速機ハウジング２２が大きくなり、重量も増加する。そのため、変速機１０の車両への搭載性が悪化する場合があり得る。

そこで、本発明の実施形態の変速機ハウジング２２は、次に説明するような特徴的な構成によって、音振、ケースの体積及び重量を向上させた。

図２に示すように、入力軸３１が貫通する貫通孔６１と、出力軸３２が貫通する貫通孔６２との間に、補強構造６６を備える。

変速機構３０において、回転の変速によるトルクの収支は、互いに噛合する入力軸３１、第３軸３３、第４軸３４及び出力軸３２に囲まれた領域の間で完結する。そこで、入力軸３１と出力軸３２との間に、これら軸の剛性を高めるための補強構造６６を備えた。

補強構造６６は、変速機ハウジング２２の外壁６０から若干の距離をおいて、貫通孔６１の外周と貫通孔６２の外周とを連結する補強リブ６６ａを備える。補強リブ６６ａは、入力軸３１の軸方向及び出力軸３２の軸方向と略垂直な方向に、変速機ハウジング２２の外壁６０から離れ対置にされる。また、補強リブは、貫通孔６１の軸方向及び貫通孔６２の軸方向と略直角方向に交差する面によって構成される。

補強リブ６６ａは、少なくとも、入力軸３１の軸の中心と出力軸３２の軸の中心とを結んだ線上に設けられる。すなわち、図２の上面図において、入力軸３１の軸の中心と出力軸３２の軸の中心とを結んだ線を投影した位置に、少なくとも補強リブ６６ａが備えられ、この補強リブ６６ａによって貫通孔６１の外周と貫通孔６２の外周とが連結される。

なお、変速機ハウジング２２の外壁６０は必ずしも平板状ではないため、外壁６０と補強リブ６６ａとは必ずしも平行である必要はない。貫通孔６１と貫通孔６２とを連結する外壁６０に対して、これと対向する位置に、貫通孔６１と貫通孔６２とを連結する補強リブ６６ａが設けられる。

図３を参照すると明らかなように、補強リブ６６ａと外壁６０とは、上側（補強リブ６６ａの貫通孔６３側）において連結されており、下側（補強リブ６６ａの貫通孔６３とは逆側）は解放されている。すなわち、補強リブ６６ａと外壁６０とによって、下側に開口した袋状の空間が形成されている。

また、図４を参照すると明らかなように、貫通孔６１及び貫通孔６２の奥側（コンバータハウジング２１とは逆側）で貫通孔６１の外周と貫通孔６２の外周とを連結する外壁６０に対して、補強リブ６６ａは、貫通孔６１及び貫通孔６２の手前側（コンバータハウジング２１側）で貫通孔６１の外周と貫通孔６２の外周とを連結するように形成されている。

すなわち、補強構造６６において、補強リブ６６ａ、貫通孔６１の外周部分、貫通孔６２の外周部分、及び、補強リブ６６ａと対向する位置の外壁６０によって囲繞された袋状の形状が構成されている。補強リブ６６ａは、貫通孔６１の外周部分と、貫通孔６２の外周部分と、貫通孔６３側の外壁６０とで連結されている。これによって、第３貫通孔６３とは逆側に開口する袋状の形状が構成される。

図５を参照すると明らかなように、この補強部６６における袋状の形状は、下側（貫通孔６３とは逆側）に開口している。なお、図５における網掛け部分が、外壁６０の袋状の形状の内周側を示している。

次に、このように構成された本発明の実施形態の変速機１０のケース２０の構造による効果を説明する。

入力軸３１と出力軸３２との間で変速が行われることにより発生するトルクは、これら入力軸３１と出力軸３２とで軸間力が働くとともに、軸と軸とが捩れる方向に力が働く。そこで、この軸間力と軸と軸との捩れ方向に働く力とを受ける入力軸３１と出力軸３２とを支持する貫通孔６１と貫通孔６２との間に、変速機ハウジング２２の外壁６０と、外壁６０と対向して設けられる補強リブ６６ａとによって構成される補強構造６６を備えた。

この補強構造６６は、貫通孔６１及び貫通孔６２の手前側（コンバータハウジング２１側）と奥側とで引張り又は圧縮応力を支持するので、従来用いられていた縦リブと同様に、入力軸３１と出力軸３２との軸間力を抑え、軸と軸の捩れを防止して、剛性を高くできる。

また、補強構造６６は中実ではなく、外壁６０と補強リブ６６ａとの間に袋状の形状が形成されているので、変速機ハウジング２２の重量が増加することを抑える。また補強リブ６６ａは、貫通孔６１の軸方向及び貫通孔６２の軸方向と略直角方向に向かう面によって構成されるので、補強構造６６が外部に突出することがなく、変速機ハウジング２２が大型化することがない。これらは、請求項１及び２の効果に対応する。

また、補強構造６６は、変速機構３０のうち、最もトルクがかかる出力軸３２の周辺に備えられるので、出力軸３２における軸間力と軸と軸との捩れを防止して、変速機ハウジング２２の剛性を高くできる。これは請求項４の効果に対応する。

また、本実施形態の補強構造６６によって、変速機１０の音振を減少させることができる。

前述のように、補強構造６６によって変速機ハウジング２２の剛性を高くして、入力軸３１と出力軸３２との軸間力を抑え、軸と軸との捩れを防止することによって、軸間の平行度を高くすることができる。この結果、入力軸３１と出力軸３２との間で歯車の噛合率が向上し、変速機構３０により発生する音振を抑えることができる。

さらに、前述のように、軸間力を抑え、軸と軸との軸の捩れを抑えるためには、補強リブ６６ａと外壁６０とによって貫通孔６１と６２との手前側及び奥側を連結することにより剛性を高めることができるので、補強リブ６６ａは外壁６０と同程度の厚さでよい。これにより、外壁６０及び補強リブ６６ａそれぞれ単独の剛性は、従来用いされていた縦リブと比較すると小さくなる。これは、外壁６０及び補強リブ６６ａによって構成される補強構造６６は、従来用いられていた縦リブと比較すると振動の伝達が小さいことを意味する。

従って、変速機ハウジング２２に中空の袋状の構造である補強構造６６を備えることによって、変速機構３０で発生する音振を減少させることができるという効果と、変速機ハウジング２２での振動の伝達を小さくすることができるという効果と、の二つを同時に発揮することができる。これにより、変速機１０の音振を減少させることができる。これは請求項３の効果に対応する。

なお、本実施形態の変速機構３０は、入力軸３１、出力軸３２、第３回転軸３３及び第４回転軸３４の４つの回転軸によって変速が行われる構成を例に示したが、これに限られるものではない。少なくとも入力軸３１と出力軸３２との間で変速が行われ、この入力軸３１及び出力軸３２が貫通する貫通孔６１の中心と貫通孔６２の中心とを結ぶ線上に、前述した補強構造６６が備えられていればよい。

また、変速機構３０は、ベルトやチェーンをプーリーに巻き掛け、この巻き掛け径を変更することによって変速するベルト式無段変速機構等によって構成されてもよいし、遊星歯車機構等の複数の歯車の組み合わせによって構成されていてもよい。

本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内でなしうるさまざまな変更、改良が含まれることは言うまでもない。

１０ 変速機
２０ ケース
２１ コンバータハウジング
２２ 変速機ハウジング
３０ 変速機構
３１ 入力軸（第１の回転軸）
３２ 出力軸（第２の回転軸）
４０ 駆動力源
４１ クランクシャフト
５０ トルクコンバータ
６０ 外壁
６１ 貫通孔（第１の軸受部）
６２ 貫通孔（第２の軸受部）
６６ 補強構造
６６ａ 補強リブ

Claims (4)

1. 変速機構を収容する変速機のケースであって、
   前記ケースには、前記変速機構の第１の回転軸を支持する第１の軸受部と、前記変速機構の第２の回転軸を支持する第２の軸受部と、が形成されており、
   前記第１の回転軸が貫通する第１の貫通孔と、前記第２の回転軸が貫通する第２の貫通孔との間を連結し、前記ケースの外壁から離れて、前記外壁に対向して設けられる補強部により構成される補強構造を備えたことを特徴とする変速機のケース。
2. 前記補強部は、前記第１の軸受部の軸方向及び前記第２の軸受部の軸方向と略直角方向に交差する面によって構成されることを特徴とする請求項１に記載の変速機のケース。
3. 前記ケースは、前記補強部、前記第１の軸受部、前記第２の軸受部及び前記ケースの外壁によって囲繞された袋状の形状が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の変速機のケース。
4. 前記第２の回転軸は、前記変速機構によって変速された回転を出力する出力軸であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の変速機のケース。

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