JP5186977B2 - 変速機ケース - Google Patents

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Description

本発明は、例えば車輌に搭載される変速機に係り、詳しくは、変速機のケースの構造に関する。
一般に、例えば車輌に搭載される自動変速機は、発進装置としてのトルクコンバータ等の流体伝動装置と、プラネタリギヤ等の歯車機構と油圧により作動するクラッチ及びブレーキからなる変速機構とから構成されており、これら流体伝動装置と変速機構は、それぞれコンバータハウジングと変速機構ケースに収納されている。
上記変速機構ケース内は、変速機構各部の潤滑と冷却のために変速機作動油(ATF)を散布、循環させており、このため変速機構ケース外部に対して油密な空間とされている。一方、コンバータハウジングは、流体伝動装置の外側を覆い、自動変速機をエンジンに連結する構造部材とされている。このような変速機構ケース内の空間とコンバータハウジング内の空間とは、通常、各部の油圧制御や潤滑のための油圧源としてのオイルポンプのポンプボディを隔壁として隔絶されている。
上記変速機構ケース及びコンバータハウジングからなる変速機ケースにおいては、例えばFR(フロントエンジン、リヤドライブ)車に(自動変速機の軸方向と車輌の直進方向とが平行となるように)搭載された際にオフセット衝撃荷重が作用することを想定した場合、変速機構ケースが破損し、油漏れしてしまうことを防ぐようにした変速機ケースが案出されている(特許文献1参照)。
このものは、コンバータハウジングに応力集中部となるスリット(貫通孔)が形成されており、上記のような所謂縦置きに配置された自動変速機へオフセット衝撃荷重が作用した場合、破損箇所をコンバータハウジングに限定させることで変速機構ケースの破損を防止し、油漏れの防止を図っている。
特開2003−336727号公報
上記特許文献1の変速機ケースは、コンバータハウジングにスリットが形成されており、該スリットを経て異物や雨水の浸入の虞があるため、該スリットを被蓋する遮蔽材を用いていた。
しかしながら、該遮蔽材は、衝撃荷重が作用した際の応力集中部としての機能を低下させることなく、かつ取付け作業の能率が良好となるものである必要があり、このためコンバータハウジングとは異なる材質によって遮蔽材が形成され、このことは変速機ケースの製造工程の複雑化やコストアップを招くという問題があった。
そこで本発明は、衝撃荷重が作用した際に十分な応力集中が得られるものでありながら、ハウジングにスリットを形成することを不要とすることでコストダウンを図ることが可能な変速機ケースを提供することを目的とするものである。
請求項1に係る本発明は(例えば図1ないし図4参照)、発進装置を収納し、内面にリブ部(7,7A,7B)を有するハウジング(2)と、該ハウジングに連結され、変速機構を収納する変速機構ケース(3)とを備える変速機ケース(1)において、
前記ハウジング(2)に形成した溝部(5A,5B)により、前記ハウジング(2)に薄肉部(5e)を設け、
前記変速機ケース(1)に衝撃荷重が作用した際に前記リブ部(7,7A,7B)の少なくとも1個(7A,7B)によって前記薄肉部(5e)に応力が集中してなる、
ことを特徴とする変速機ケース(1)にある。
請求項2に係る本発明は(例えば図1ないし図3参照)、前記リブ部は、前記ハウジング(2)の前記変速機構ケース(3)の連結部(2b)からエンジン連結方向(X1方向)に向かって放射状に延びる複数のリブ部(7,7A,7B)であり、
前記溝部(5A,5B)は、前記リブ部(7,7A,7B)に対して直交方向に延びる所定長さからなり、
前記複数のリブ部(7,7A,7B)の少なくとも1個のエンジン連結方向側端部(7a,7b)に前記溝部(5A,5B)を配置してなる、
ことを特徴とする請求項1記載の変速機ケース(1)にある。
請求項3に係る本発明は(例えば図1ないし図3参照)、前記リブ部(7,7A,7B)のエンジン連結方向側端部(7a,7b)は、前記溝部(5A,5B)と前記変速機ケース(1)の軸方向(X1−X2方向)に対してオーバラップして配置されてなる、
ことを特徴とする請求項2記載の変速機ケース(1)にある。
請求項4に係る本発明は(例えば図2参照)、前記リブ部(7B)のエンジン連結方向(X1方向)側端部(7b)は、前記溝部(5B)の長手方向端部の少なくとも一方に配置されてなる、
ことを特徴とする請求項2または3記載の変速機ケース(1)にある。
請求項5に係る本発明は(例えば図2参照)、前記リブ部(7A)の少なくとも1個が、前記溝部(5A)の長手方向中間部の一部に直交するように交差してなる、
ことを特徴とする請求項2ないし4のいずれか記載の変速機ケース(1)にある。
請求項6に係る本発明は(例えば図2参照)、前記溝部(5A,5B)は、前記ハウジング(2)の両側部に形成されてなる、
ことを特徴とする請求項2ないし5のいずれか記載の変速機ケース(1)にある。
請求項7に係る本発明は(例えば図3及び図4参照)、前記溝部(5A,5B)は、断面がコ字状であると共に隅部(5r)がアール形状に形成されてなる、
ことを特徴とする請求項2ないし6のいずれか記載の変速機ケース(1)にある。
請求項8に係る本発明は(例えば図1ないし図3参照)、前記ハウジング(2)の内面(2B)に隆起部(5c,5d)を形成し、該隆起部の前記ハウジング(2)の外面(2A)に前記溝部(5A,5B)を形成し、椀状に形成された前記ハウジング(2)の外面(2A)において前記軸方向(X1−X2方向)に対して垂直となる直線状に切削加工することにより形成されてなる、
ことを特徴とする請求項記載の変速機ケース(1)にある。
なお、上記カッコ内の符号は、図面と対照するためのものであるが、これは、発明の理解を容易にするための便宜的なものであり、特許請求の範囲の構成に何等影響を及ぼすものではない。
請求項1に係る本発明によると、変速機ケースに衝撃荷重が作用した際に、リブ部によってハウジングに設けられた薄肉部に応力が集中するので、非貫通の状態でも十分に応力集中を発生させることができ、衝撃荷重作用時にも適切にハウジングが破損するようにできるものでありながら、例えばハウジングにスリットを設け、該スリットを被蓋するための遮蔽材を配置する場合に比して、遮蔽材の製造・取付けの工程を不要とすることができて製造工程の簡素化、及びこれに伴うコストダウンを図ることができる。
請求項2に係る本発明によると、リブ部の少なくとも1個のエンジン連結方向側端部に溝部を配置しており、衝撃荷重作用時にも、ハウジングに配置される既存のリブ部のエンジン連結方向側端部によって溝部に応力集中させることができ、例えば衝撃荷重作用時に溝部に応力集中させるための部材を新たに配置するような場合に比して、コストダウンを図ることができる。
請求項3に係る本発明によると、リブ部のエンジン連結方向側端部は、溝部と変速機ケースの軸方向に対してオーバラップして配置されているので、リブ部のエンジン連結方向側端部を溝部に近づけて配置することができ、衝撃荷重作用時に効果的に応力を集中させることができる。
請求項4に係る本発明によると、リブ部のエンジン連結方向側端部は、溝部の長手方向端部の少なくとも一方に配置されているので、リブ部のエンジン連結方向側端部を溝部の応力集中が発生しやすい長手方向端部に配置することができ、衝撃荷重作用時に効果的に応力を集中させることができる。
請求項5に係る本発明によると、リブ部の少なくとも1個が、溝部の長手方向中間部の一部に直交するように交差しているので、リブ部が応力集中の発生しやすい角度で溝部に交差して配置することができ、衝撃荷重作用時に効果的に応力を集中させることができる。
請求項6に係る本発明によると、溝部は、ハウジングの両側部に形成されているので、左右いずれの側にオフセットした衝撃荷重が作用する際にも、効果的に応力を集中させることができる。
請求項7に係る本発明によると、溝部は断面がコ字状であると共に隅部がアール形状に形成されているおり、隅部のアール形状の曲率半径を変更することで該溝部に発生する応力値が変化するので、該アール形状の曲率半径を調整することにより、溝部に適切な応力が発生するように設定することができる。
請求項8に係る本発明によると、内面側に隆起部を形成したハウジングの外面側に軸方向に対して垂直となる直線状に切削加工することにより溝部を形成するので、溝部を切削による加工だけで形成することができ、例えばスリットを被蓋するための遮蔽材を配置する場合に比して、製造工程の簡素化及びコストダウンを図ることができる。
また、椀状となるハウジングに直線状に切削加工することで溝形状が台形形状となるので、エンジン連結方向側の長手方向両端部に鋭角部を形成することができ、衝撃荷重作用時に効果的に応力を集中させることができる。
以下、本発明に係る実施の形態を図1ないし図4に沿って説明する。
まず、本発明を適用し得る変速機ケース1の概略構成について図1に沿って説明する。図1に示すように、例えばFRタイプ(フロントエンジン、リヤドライブ)の車輌に用いて好適な変速機ケース1は、発進装置としての不図示のロックアップクラッチ及びトルクコンバータを有する流体伝動装置を収納するコンバータハウジング(ハウジング)2と、不図示のプラネタリギヤ等の歯車機構と油圧により作動するクラッチ及びブレーキからなる変速機構とから構成される変速機構を収納する変速機構ケース3とを備えている。なお、本実施の形態においては、変速機ケース1がFRタイプの車輌に搭載されものとして説明しているので、上記変速機構の軸方向(即ち車輌の前後方向)を図1及び図3に示すように、X1−X2方向とし、図1における上下方向(即ち車輌の上下方向)を図1及び図2に示すY1−Y2方向とし、図2における左右方向(即ち車輌の左右方向)を図2及び図3に示すZ1−Z2方向とする。
コンバータハウジング2は、図1に示すように、上記流体伝動装置の全周を囲うようにX1方向(エンジン連結方向)側が大径の開口とされ、X2方向側が小径の開口とされ、肉厚が略々一様な中空の概ね椀状とされている。上記大径の開口とされた部分は、エンジンと連結するためのエンジン連結部2aとなっており、該エンジン連結部2aは、ボルト孔2c(図2参照)を有する複数の締結部2eを備えている。これにより、コンバータハウジング2とエンジンとは、不図示の複数のボルトにより締結されることで相互に固定される。
また、上記小径の開口とされた部分は、変速機構ケース3と連結するための変速機構ケース連結部2bとなっており、該変速機構ケース連結部2bは、図2に示すように、内周側に張り出すように形成されたフランジ部2kに複数のボルト孔2d有して構成されている。これにより、コンバータハウジング2と変速機構ケース3とは、不図示の複数のボルトにより締結されることで相互に固定される。さらに、コンバータハウジング2と変速機構ケース3との間には、不図示のオイルポンプのポンプボディが配置されており、該ポンプボディによって、コンバータハウジング2の内部の空間と油密状となる変速機構ケース3の内部の空間とを隔てている。
また、コンバータハウジング2は、外面2Aに、上記複数の締結部2e及び車輌に搭載される際に各部に連結するためのマウント部2f,2g,2hなどを備えており、内面2Bに、後述する隆起部5c,5d及び複数のリブ部7などを備えている。
該リブ部7は、図2及び図3に示すように、上記フランジ部2kの内周側端部から該フランジ部2kの外周側さらにコンバータハウジング2の内面2Bに接しながら延び、略々3角形の平板状に形成されており、周方向に極端な偏りのないように複数配置されている。また、リブ部7は、椀状のコンバータハウジング2の内面2Bに沿ったX1方向側に、かつフランジ部2kの内周側端部から法線状に外周側に延びて形成されており、つまり該フランジ部2kを有する変速機構ケース連結部2bからエンジン連結方向(X1方向)に向かって放射状に延びて配置されている。さらに、複数のリブ部7のうち、Z2方向側(図2中右方側)に配置されたリブ部7Aと、Z1方向側(図2中左方側)に配置されたリブ部7Bとは、それぞれX1方向側(外周側)端部7a,7bが、後述する隆起部5c,5dに重なるように配置されている。なお、リブ部7は、コンバータハウジング2の内面2Bの形状、隣接するリブ部7との間隔、及び通常時にコンバータハウジング2に作用する荷重などを考慮し、該リブ部7のX1−X2方向の長さが設定されている。また、図3に破線で示す部分は、上記リブ部7の平均的な長さのものを示している。
ついで、本発明の要部となる溝部5A,5Bについて図1ないし図3に沿って説明する。溝部5A及び溝部5Bは、左右いずれの側にオフセットした衝撃荷重が作用した場合にも、効果的に応力集中を発生させるために、コンバータハウジング2におけるZ1−Z2方向両端部となり、かつY1−Y2方向における略々中央部となる位置に配置されている。
溝部5Aは、コンバータハウジング2のZ2方向側側部のX1−X2方向における中間部に設けられ、軸方向垂直(Y1−Y2方向)となると共に周方向に延びている。該溝部5Aは、図3に示すように、コンバータハウジング2の外面2Aに、断面がコ字状となるように形成された凹部5aと、該凹部5aが形成されることにより、コンバータハウジング2の他の部分の肉厚よりも薄肉に形成された薄肉部5eと、該凹部5aの内面2B側で該内面2Bよりも隆起した隆起部5cとによって構成されている。
上記凹部5aは、隅部5rを有しており、該隅部5rをアール形状に形成し、このアール形状の曲率半径を変更することにより、溝部5Aに発生する応力値を変化させることを可能としている。詳しくは、図4に示すように、RIGHT(右)オフセットの場合において、隅部5rに対して曲率半径がR1(例えば0)の際には、応力値がS6付近となり、曲率半径がR2(例えばR0.5)の際には、応力値がS4とS5の間となり、曲率半径がR3(例えばR1.0)の際には、応力値がS3とS4の間となり、曲率半径がR4(例えばR1.5)の際には、応力値がS3付近となり、曲率半径がR5(例えばR2.0)の際には、応力値がS2とS3の間となり、隅部5rの曲率半径を大きくすることにより応力値を低下させている。なお、図4においてCは単純にスリット(貫通穴)を設けた場合の応力値で、S2付近となっている。つまり、溝部5Aは、スリットを設けた場合の応力値よりも大きな応力値の範囲において、隅部5rの曲率半径を変更することにより、発生させる応力値を調整することを可能としている。
また、凹部5aは、図1に示すように、椀状となるコンバータハウジング2に直線状に形成されることで溝形状が台形形状となり、X1方向側の長手方向端部に鋭角部5fが形成されている。該鋭角部5fは、応力集中が発生しやすい鋭角な形状であり、衝撃荷重作用時に効果的に応力を集中させることができる。
上記薄肉部5eは、図3に示すように、上記凹部5aをコンバータハウジング2から切削したあとに残った部分であり、上述のように該コンバータハウジング2の他の部分の肉厚よりも薄肉に形成され、応力が集中しやすいようになっている。上記隆起部5cは、コンバータハウジング2の内面2B側において、溝部5Aを形成することにより隆起した部分となっており、該隆起部5cに上記リブ部7AのX1方向側端部7aが形成されている。また、隆起部5cは、符号W2によって示す範囲となっており、該W2で示す範囲にリブ部7のX1方向側端部が形成されることで、衝撃荷重が作用した際に該リブ部7が、溝部5Aの薄肉部5eに大きな応力を集中させることを可能としている。さらに、好ましくは、溝部5Aの凹部5aの幅方向となる符号W1によって示す範囲にオーバラップするように、リブ部7のX1方向側端部が形成されることで、衝撃荷重が作用した際に該リブ部7が、溝部5Aの薄肉部5eにより大きな応力を集中させることを可能としている。
また、溝部5Aは、図2に示すように、長手方向(Y1−Y2方向)の中間部分において、リブ部7Aと略々直交するように交差して配置されており、これにより、衝撃荷重が作用した際にも、リブ部7Aが溝部5Aの薄肉部5eに効果的に応力を集中させるようにすることを可能としている。
上記溝部5Bは、コンバータハウジング2のZ1方向側側部のX1−X2方向における中間部に設けられ、軸方向垂直(Y1−Y2方向)となると共に周方向に延びている。該溝部5Bは、長手方向(Y1−Y2方向)における隆起部5dのY2方向側端部にリブ部7BのX1方向側端部7bが形成されており、衝撃荷重が作用した際にも、該リブ部7Bが応力集中が発生しやすい溝部5Bの長手方向端部に大きな応力を集中させることを可能としている。なお、溝部5Bは、長手方向(Y1−Y2方向)長さが上記溝部5Aよりも短く形成される以外は、溝部5Aと略々同様の構成となるので、説明を省略する。
以上説明した溝部5A,5Bを製造する際には、まずコンバータハウジング2を鋳造により製造する。この際、予めコンバータハウジング2の内面2B側に隆起部5c,5dが形成されるようにしておく。その後、隆起部5cの位置を合わせつつ、コンバータハウジング2をY1−Y2方向に移動させながら、コンバータハウジング2の外面2A側に隅部5rを残すように直線状に切削加工を行い、溝部5Aを形成する。そして、隆起部5d側も同様に切削加工を行い、溝部5Bを形成する。なお、このように溝部5A,5Bを製造する場合には、隆起部部5c,5dに対して切削加工を行う際の切り込み深さを調整することにより、薄肉部5eの肉厚及び溝部5A,5Bの長手方向の長さを設定することが可能である。
以上にように、本実施の形態に係る変速機ケース1は、変速機ケース1に衝撃荷重が作用した際に、リブ部7A,7Bによってコンバータハウジング2に設けられた薄肉部5eに応力が集中するので、非貫通の状態でも十分に応力集中を発生させることができ、衝撃荷重作用時にも適切にコンバータハウジング2が破損するようにできるものでありながら、例えばコンバータハウジング2にスリットを設け、該スリットを被蓋するための遮蔽材を配置する場合に比して、遮蔽材の製造・取付けの工程を不要とすることができて製造工程の簡素化、及びこれに伴うコストダウンを図ることができる。
また、リブ部7A,7BのX1方向側端部7a,7bに溝部5A,5Bを配置しており、衝撃荷重作用時にも、コンバータハウジング2に配置される既存のリブ部7のX1方向側端部7a,7bによって溝部5A,5Bに応力集中させることができ、例えば衝撃荷重作用時に溝部5A,5Bに応力集中させるための部材を新たに配置するような場合に比して、コストダウンを図ることができる。
また、リブ部7A,7BのX1方向側端部7a,7bは、溝部5A,5BとX1−X2方向に対してオーバラップして配置されているので、リブ部7A,7BのX1方向側端部7a,7bを溝部5A,5Bに近づけて配置することができ、衝撃荷重作用時に効果的に応力を集中させることができる。
また、リブ部7BのX1方向側端部7bは、溝部5Bの長手方向端部に配置されているので、リブ部7BのX1方向側端部7bを溝部5Bの応力集中が発生しやすい長手方向端部に配置することができ、衝撃荷重作用時に効果的に応力を集中させることができる。
また、リブ部7Aが、溝部5Aの長手方向中間部の一部に直交するように交差しているので、リブ部7Aが応力集中の発生しやすい角度で溝部に交差して配置することができ、衝撃荷重作用時に効果的に応力を集中させることができる。
また、溝部5A,5Bは、コンバータハウジング2のZ1−Z2方向両側部に形成されているので、左右いずれの側にオフセットした衝撃荷重が作用する際にも、効果的に応力を集中させることができる。
また、溝部5A,5Bは断面がコ字状であると共に隅部5rがアール形状に形成されているおり、隅部5rのアール形状の曲率半径を変更することで該溝部5A,5Bに発生する応力値が変化するので、該アール形状の曲率半径を調整することにより、溝部に適切な応力が発生するように設定することができる。
また、内面2B側に隆起部5cを形成したコンバータハウジング2の外面2A側にX1−X2方向に対して垂直となる直線状に切削加工することにより溝部を形成するので、溝部5Aを切削による加工だけで形成することができ、例えばスリットを被蓋するための遮蔽材を配置する場合に比して、製造工程の簡素化及びコストダウンを図ることができる。
また、椀状となるコンバータハウジング2に直線状に切削加工することで溝形状が台形形状となるので、X1方向側の長手方向両端部に鋭角部5fを形成することができ、衝撃荷重作用時に効果的に応力を集中させることができる。
なお、以上説明した本実施の形態に係る変速機ケース1は、FRタイプの車輌に用いられる自動変速機用の変速機ケース1として説明したが、例えばハウジング内に発進用の乾式クラッチを収納した手動変速機用の変速機ケースとしてもよく、ハウジングを備えた変速機ケースであればどのような変速機ケースであっても本発明を適用することができる。
本発明に係るコンバータハウジングを示す側面図。 本発明に係るコンバータハウジングを示す正面図。 図2のA−A矢視断面図。 隅部アール形状の曲率半径と応力値との関係を示す図。
符号の説明
1 変速機ケース
2 ハウジング(コンバータハウジング)
2A 外面
2b 連結部
3 変速機構ケース
5A,5B 溝部
5e 薄肉部
5r 隅部
7,7A,7B リブ部
7a,7b エンジン連結方向側端部(X1方向側端部)
X1−X2方向 軸方向

Claims (8)

  1. 発進装置を収納し、内面にリブ部を有するハウジングと、該ハウジングに連結され、変速機構を収納する変速機構ケースとを備える変速機ケースにおいて、
    前記ハウジングに形成した溝部により、前記ハウジングに薄肉部を設け、
    前記変速機ケースに衝撃荷重が作用した際に前記リブ部の少なくとも1個によって前記薄肉部に応力が集中してなる、
    ことを特徴とする変速機ケース。
  2. 前記リブ部は、前記ハウジングの前記変速機構ケースの連結部からエンジン連結方向に向かって放射状に延びる複数のリブ部であり、
    前記溝部は、前記リブ部に対して直交方向に延びる所定長さからなり、
    前記複数のリブ部の少なくとも1個のエンジン連結方向側端部に前記溝部を配置してなる、
    ことを特徴とする請求項1記載の変速機ケース。
  3. 前記リブ部のエンジン連結方向側端部は、前記溝部と前記変速機ケースの軸方向に対してオーバラップして配置されてなる、
    ことを特徴とする請求項2記載の変速機ケース。
  4. 前記リブ部のエンジン連結方向側端部は、前記溝部の長手方向端部の少なくとも一方に配置されてなる、
    ことを特徴とする請求項2または3記載の変速機ケース。
  5. 前記リブ部の少なくとも1個が、前記溝部の長手方向中間部の一部に直交するように交差してなる、
    ことを特徴とする請求項2ないし4のいずれか記載の変速機ケース。
  6. 前記溝部は、前記ハウジングの両側部に形成されてなる、
    ことを特徴とする請求項2ないし5のいずれか記載の変速機ケース。
  7. 前記溝部は、断面がコ字状であると共に隅部がアール形状に形成されてなる、
    ことを特徴とする請求項2ないし6のいずれか記載の変速機ケース。
  8. 前記ハウジングの内面に隆起部を形成し、該隆起部の前記ハウジングの外面に前記溝部を形成し、椀状に形成された前記ハウジングの外面において前記軸方向に対して垂直となる直線状に切削加工することにより形成されてなる、
    ことを特徴とする請求項記載の変速機ケース。
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