JP5738827B2 - トランスミッションケース - Google Patents

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Description

本発明は、分割した複数のケース要素を互いにフランジ結合することにより構成され、内部に組み付けられる変速機構の軸部材を回転可能に支持するトランスミッションケースにおいて強度を確保しつつ軽量化をはかる軽量化技術に関する。
従来、軽量な車両用エンジンのクランクケースカバーを提供することを目的とし、金属製軸受けホルダーと合成樹脂製カバー本体とによってクランクケースカバーを構成した車両用エンジンのクランクケースカバーが知られている(例えば、特許文献1参照)。
特開2000−18348号公報
しかしながら、従来の車両用エンジンのクランクケースカバーにあっては、金属製軸受けホルダーを、軸受保持部と脚部と補強部とから構成している。そして、前記脚部の先端部を合成樹脂製カバー本体とともにクランクケース半部に固定している。
先行技術のものは、軽量な車両つまりバギー・バイク用の変速機ケースのため、変速機は、エンジンシリンダ部との結合部により支持されている。
一般車両の変速機は、
(1)図1のように変速機とエンジン部を結合している駆動部をパワートレーンの荷重とエンジンの荷重とを分担してエンジン側と変速機側の少なくとも2箇所で吊っている。つまりエンジンルーム内に車体のサイドメンバーと変速機の上端間にパワートレーンのロール挙動を制御する変速機マウントが設けられている。
変速機は、変速機の後端部つまりエンジン側からみて変速機部離れた場所サイドカバー部に変速機マウントが設けられている。車両の旋回、発進などでエンジン、変速機自重が慣性エネルギとしてマウント及び連結支持しているサイドカバー部に力が加わる。
次に先行技術のものは、
(2)エンジン側プライマリ側軸、軸受けはサイドカバーで支持しているが、従動側セカンダリ側の軸、軸受けは支持していない。
すなわちプライマリ軸とセカンダリ軸間はチェーン又はベルトで動力伝達を行なっているが、軸間は変速比、伝達トルクにより軸、軸受けを介して、軸受けを支持するケースに反力をうける。
まとめるとサイドカバーには、マウントからの力、プライマリ軸、セカンダリ軸、各軸受けでの力を受ける構造となっていない。
次に先行技術のものは、
(3)操作系PT部品(サポートアクチュエータ:パーキングポールガイド)が設けられており、パーキング時に取付ボルトを通じて静的荷重をサイドカバーで受ける構造となっていない。
次に先行技術のものは、
(4)変速機金属製の軸受け、クランクケースカバーの外側を覆うように合成樹脂カバーが設けられており、クランクケース部の断面方向でケースと合成樹脂カバーとで2層構造になっており軽量となっていない。
このため、例えば、分割した複数のケース要素を互いにフランジ結合することにより構成される車両用トランスミッションケースのサイドカバーに従来のカバー構造を適用したとする。この場合、車体マウントを介してサイドカバーへの入力や変速機構の軸部材からの荷重入力があると、軸部材を回転可能に支持する環状のベアリング支持ボスの強度や剛性が不足する。このため、荷重入力にしたがってベアリング支持ボスが変形し、軸芯ずれが生じる、という課題がある。
本発明は、上記課題に着目してなされたもので、ケース軽量化要求に応えながら、軸部材を回転可能に支持する環状のベアリング支持ボスの変形による軸芯ずれを抑制する強度を満足することができるトランスミッションケースを提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明は、分割した複数のケース要素を互いにフランジ結合することにより構成され、内部に組み付けられる変速機構の軸部材を回転可能に支持するトランスミッションケースを前提構成として備える。
このトランスミッションケースにおいて、前記分割した複数のケース要素のうち、前記変速機構が内蔵される主変速ケースにフランジ結合され、第1軸と第2軸が回転可能に支持されるサイドカバーを、金属フレームと金属フレーム以外の箇所に樹脂を補間する樹脂カバーによる複合材構造とする。
前記金属フレームは、前記サイドカバーの全周にわたって連続するフランジと、前記第1軸を回転可能に支持する環状の第1ベアリング支持ボスと、前記第2軸を回転可能に支持する環状の第2ベアリング支持ボスと、前記フランジと前記第1ベアリング支持ボスと前記第2ベアリング支持ボスとの間を繋ぐ補強リブと、を備える。
前記フランジには、前記第1ベアリング支持ボス側を車体に支持する第1マウントボスと、前記第2ベアリング支持ボス側を車体に支持する第2マウントボスと、を有する。
前記補強リブは、前記第1マウントボスと前記第1ベアリング支持ボスを繋ぐ第1リブと、前記第2マウントボスと前記第2ベアリング支持ボスを繋ぐとともに前記フランジに結合した第2リブと、前記第1ベアリング支持ボスと前記フランジを繋ぐ第3リブと、互いに交差しない第1ベアリング支持ボス側リブと第2ベアリング支持ボス側リブを前記両ベアリング支持ボスの設定位置で繋ぐ第4リブと、を有する。
よって、サイドカバーを、金属フレームと樹脂カバーによる複合材構造とするとすることで、サイドカバーを金属のみによる膜構造とする場合に比べ、軽量化が図られる。
そして、複合材のうち、強度や剛性を受け持つ金属フレームは、フランジと、第1ベアリング支持ボスと、第2ベアリング支持ボスと、第1リブと第2リブと第3リブと第4リブによる補強リブと、で構成される。
例えば、サイドカバーには、車両挙動に応じて第1マウントボスと第2マウントボスからサイドカバー自重を含む上下方向荷重が入力されるし、第1軸(例えばプライマリ軸)や第2軸(例えばセカンダリ軸)を支持する軸受けからのトルク伝達に応じて第1軸と第2軸から横方向荷重が入力される。
上下方向荷重入力に対しては、第1リブと第2リブと第3リブにより第1ベアリング支持ボスと第2ベアリング支持ボスの支持強度が確保され、横方向荷重入力に対しては、第4リブにより第1ベアリング支持ボスと第2ベアリング支持ボスの軸間剛性が確保される。
したがって、上下方向荷重の入力を第1リブと第2リブと第3リブが受け、横方向荷重の入力を第4リブが受け、パーク作動時の静的荷重を第1リブと第3リブ間で受けることで、サイドカバーへの荷重入力に対し第1ベアリング支持ボスと第2ベアリング支持ボスの変形が抑えられる。
この結果、ケース軽量化要求に応えながら、軸部材を回転可能に支持する環状のベアリング支持ボスの変形による軸芯ずれを抑制する強度を満足することができる。
実施例1の複合材構造によるサイドカバーを有するトランスミッションケースが適用された自動車に搭載されるベルト式無段変速機を示す全体概略図である。 実施例1の複合材構造によるサイドカバーを示す正面図である。 実施例1の複合材構造によるサイドカバーの金属フレームを示す外側からの斜視図である。 実施例1の複合材構造によるサイドカバーの金属フレームを示す内側からの斜視図である。 実施例1の複合材構造によるサイドカバーの補強リブのうち第4リブの設定範囲を示す図である。 実施例1の金属フレームに樹脂カバーを加えた複合材構造によるサイドカバーを示す図2のA−A線断面図である。 実施例1のサイドカバーにおいて必要骨格の抽出に基づき等価剛性となる軽量化形状設定手法を説明するための重量−剛性の関係を示す特性図である。 実施例2の複合材構造によるサイドカバーの金属フレームを示す外側からの斜視図である。 実施例2の複合材構造によるサイドカバーの金属フレームに設けたパーキング機構を示す図である。 実施例3の複合材構造によるサイドカバーにおいて金属フレームと樹脂カバーの接合例1を示す第1具体例断面図(a)及び第2具体例断面図(b)である。 実施例3の複合材構造によるサイドカバーにおいて金属フレームと樹脂カバーの接合例2を示す第1具体例断面図(a)及び第2具体例断面図(b)である。 実施例3の複合材構造によるサイドカバーにおいて金属フレームと樹脂カバーの接合例3を示す断面図である。 比較例の複合材構造によるサイドカバーにおいて金属フレームと樹脂カバーの接合構造を示す断面図である。 実施例4における主変速ケースとサイドカバーのフランジ結合構造を示す断面図である。 比較例1における主変速ケースとサイドカバーのフランジ結合構造を示す断面図である。 比較例2における主変速ケースとサイドカバーのフランジ結合構造を示す断面図である。
以下、本発明のトランスミッションケースを実現する最良の形態を、図面に示す実施例1〜実施例4に基づいて説明する。
まず、構成を説明する。
実施例1におけるトランスミッションケースの構成を、「全体構成」、「サイドカバーの詳細構成」に分けて説明する。
[全体構成]
図1は、実施例1の複合材構造によるサイドカバーを有するトランスミッションケースが適用された自動車に搭載されるベルト式無段変速機を示す。以下、図1に基づき全体構成を説明する。
実施例1のトランスミッションケースTCは、図1に示すように、横置きエンジンENGに連結され、分割した主変速ケース1(ケース要素)とコンバータハウジング2(ケース要素)とサイドカバー3(ケース要素)を互いにフランジ結合することにより構成される。そして、内部に組み付けられるベルト式無段変速機構4(変速機構)の各軸部材を回転可能に支持する。
前記エンジンENG及びトランスミッションケースTCのサイドカバー3は、図1に示すように、車両前後方向に延びる一対のサイドメンバー7,7(車体)に対し、マウントブラケット8及び弾性部材9,9を介して弾性支持される。
前記ベルト式無段変速機構4は、プーリーに対するベルト接触径の変化により、プライマリ軸40(第1軸)のプライマリ回転数と、セカンダリ軸41(第2軸)のセカンダリ回転数と、の比であるプーリー比を無段階に変化させる無段変速機能を有する。プライマリ軸40のカバー側端部は、プライマリ軸受け42を介してサイドカバー3に回転可能に支持される。セカンダリ軸41のカバー側端部は、セカンダリ軸受け43を介してサイドカバー3に回転可能に支持される。
実施例1のトランスミッションケースTCでは、フランジ結合される主変速ケース1とコンバータハウジング2とサイドカバー3のうち、主変速ケース1とコンバータハウジング2を金属膜構造とし、サイドカバー3を複合材構造としている。
前記主変速ケース1は、例えば、アルミダイカスト(ADC12等)を材料とする金属部品により構成され、両端部に複数のボルト穴が設けられた外周フランジ11,12を有する。外周フランジ11は、コンバータハウジング2とフランジ結合し、外周フランジ12は、サイドカバー3とフランジ結合する。主変速ケース1の下部には、オイルパン10が設けられる。
前記コンバータハウジング2は、例えば、アルミダイカスト(ADC12等)を材料とする金属部品により構成され、主変速ケース1側に複数のボルト穴が設けられた外周フランジ21を有する。コンバータハウジング2の外周フランジ21は、主変速ケース1の外周フランジ11とフランジ結合する。
前記サイドカバー3は、金属材による金属フレーム5と、合成樹脂材による樹脂カバー6(ハッチング部)と、を組み合わせた複合材構造としている。金属フレーム5は、例えば、アルミダイカスト(ADC12等)を材料として構成され、樹脂カバー6は、例えば、耐熱性・耐油性を持つ高強度樹脂(GF強化PA66等)を材料として構成される。主変速ケース1側に複数のボルト穴が設けられた外周フランジ51を有する。サイドカバー3の外周フランジ51は、主変速ケース1の外周フランジ12とフランジ結合する。
[サイドカバーの詳細構成]
図2〜図6は、実施例1の複合材構造によるサイドカバー3の構成を示す。以下、図2〜図6に基づき、サイドカバー3の詳細構成を説明する。
前記サイドカバー3を構成する金属フレーム5は、図2〜図6に示すように、外周フランジ51(フランジ)と、第1ベアリング支持ボス52と、第2ベアリング支持ボス53と、第1リブ54(補強リブ)と、第2リブ55(補強リブ)と、第3リブ57(補強リブ)と、第4リブ56(補強リブ)と、を備えている。これらのフレーム構成部材に、第1リブ補間プレート58(金属プレート)と、第2リブ補間プレート59(金属プレート)と、が加えられる。
前記外周フランジ51は、主変速ケース1とのフランジ結合強度を確保するもので、サイドカバー3の全周にわたって連続している。車載上、外周フランジ51の上側の離間位置には、第1ベアリング支持ボス52側をサイドメンバー7に吊り下げて弾性支持する第1マウントボス54aと、第2ベアリング支持ボス53側をサイドメンバー7に吊り下げて弾性支持する第2マウントボス55aと、を有する。第1マウントボス54aと第2マウントボス55aには、図4に示すように、マウントブラケット8を固定するためのねじ穴54b,55bが設けられている。また、外周フランジ51には、全周にわたって複数のボルト穴51aが形成されている。
前記第1ベアリング支持ボス52は、ボス内面にプライマリ軸受け42の外周面が嵌合され、プライマリ軸40を回転可能に支持する環状のボスであり、第1リブ54と第3リブ57等を介して外周フランジ51と連結されている。
前記第2ベアリング支持ボス53は、ボス内面にセカンダリ軸受け43の外周面が嵌合され、セカンダリ軸41を回転可能に支持する環状のボスであり、第2リブ55等を介して外周フランジ51と連結されている。
前記第1リブ54と第3リブ57は、第1ベアリング支持ボス52への上下方向荷重入力に対する支持強度を確保するとともに図外のパーキング部品の支持強度を確保するものである。第3リブ57は、車載上、第1ベアリング支持ボス52の中心よりも上方に位置する外周フランジ51と第1ベアリング支持ボス52を繋ぐとともに、第1ベアリング支持ボス52の中心よりも下方に位置する外周フランジ51に結合している。第1リブ54は、第1マウントボス54aと第3リブ57の途中位置を繋ぐ。第1マウントボス54aは、第1リブ54の車載上、上端面としている。
前記第2リブ55は、第2ベアリング支持ボス53への上下方向荷重入力に対する支持強度を確保するもので、第2マウントボス55aと第2ベアリング支持ボス53を繋ぐとともに、第2ベアリング支持ボス53の中心よりも下方に位置する外周フランジ51に結合している。第2マウントボス55aは、第2リブ55の車載上、上端面としている。
前記第4リブ56は、第1ベアリング支持ボス52と第2ベアリング支持ボス53への横方向荷重入力に対する軸間剛性を確保するもので、互いに交差しない第3リブ57と第2リブ55を両ベアリング支持ボス52,53の設定位置で繋いでいる。
ここで、第4リブ56は、図5に示すように、第1ベアリング支持ボス52の中心点OB1と第2ベアリング支持ボス53の中心点OB2とを結ぶ中心線CLを挟んで第1ベアリング支持ボス内周と第2ベアリング支持ボス内周を結ぶ2組の接線OL,OLの範囲内に設定している。したがって、第4リブ56は、2組の接線OL,OLの範囲内という設定条件を満足すれば、第1リブ54と第2リブ55を繋いでも良いし、また、第1リブ54と第3リブ57に跨る接続部と、第2リブ55と、を繋いでも良い。
前記第1リブ補間プレート58は、第1リブ54と第2リブ55と第3リブ57の取り付け強度を高めるもので、第1リブ54と、第2リブ55と、第3リブ57と、両リブ54,55を繋ぐ上側の外周フランジ51と、両リブ55,57を繋ぐ下側の外周フランジ51と、で囲まれる領域内を、一定肉厚によるプレートにより埋めている。
前記第2リブ補間プレート59は、パーキング部品の支持強度を高めるもので、第3リブ57と、第1リブ54と、両リブ54,57を繋ぐ外周フランジ51と、で囲まれる領域内を、一定肉厚によるプレートにより埋めている。
前記樹脂カバー6としては、図2及び図6に示すように、第1カバー開口6aに設定した第1樹脂カバー61と、第2カバー開口6bに設定した第2樹脂カバー62と、を備えている。第1カバー開口6aは、図3に示すように、第3リブ57と、該第3リブ57の両端を繋ぐ外周フランジ51の円弧部で囲まれて形成される。第2カバー開口6bは、図3に示すように、第2リブ55と、該第2リブ55の両端を繋ぐ外周フランジ51の円弧部で囲まれて形成される。第1樹脂カバー61は、第3リブ57の外側領域に形成した第1カバー開口6aに、金属フレーム5に対し気密状態で設定される。第2樹脂カバー62は、第2リブ55の外側領域に形成した第2カバー開口6bに、金属フレーム5に対し気密状態で設定される。両樹脂カバー61,62は、樹脂成形型に金属フレーム5を設定し、型空間内に溶融樹脂を射出するインサート成形により設けられる。このインサート成形時、図6の重合接合部Dに示すように、金属フレーム5の接合内面に両樹脂カバー61,62の接合外面が張り付くようにオーバーラップさせて接合する。この重合接合部Dにより、ケース内外の圧力差によって両樹脂カバー61,62の接合外面が金属フレーム5の接合内面に圧着し、機密性が担保される。
次に、作用を説明する。
実施例1のトランスミッションケースTCにおける作用を、「金属フレームの軽量化形状設定作用」、「軽量化と剛性の両立作用」に分けて説明する。
[金属フレームの軽量化形状設定作用]
サイドカバーの軽量化を目指すには、剛性要求について成立する金属フレームの形状設定が必要である。以下、図7に基づき、これを反映する金属フレームの軽量化形状設定作用を説明する。
まず、無垢のアルミブロックの状態(図7の点E)から、不要な部分を削り取っていき(図7の点F)、重量の軽量化に対し剛性が現行のサイドカバーと同じ剛性(等価剛性)となった図7の点Gでの骨格形状(金属フレーム形状)を算出する。
この手法により、サイドカバーとして、現行のサイドカバーと等価剛性を持ちながら、最大の軽量化を図ることができ、このときの骨格形状(金属フレーム形状)を必要骨格として抽出する。この抽出した必要骨格を、実施例1におけるサイドカバー3の金属フレーム5の基本形状とする。
[軽量化と剛性の両立作用]
上記のように、サイドカバー3の金属フレーム5の基本形状が決まると、軽量化を確保しつつ、荷重入力に対して軸芯ずれを抑制できるだけの強度・剛性を持たせる工夫が必要である。以下、これを反映する軽量化と剛性の両立作用を説明する。
まず、サイドカバー3を、金属フレーム5と樹脂カバー6による複合材構造とするとすることで、サイドカバーを金属のみによる膜構造とする場合に比べ、軽量化が図られる。
すなわち、抽出した必要骨格を実施例1におけるサイドカバー3の金属フレーム5の基本形状とすると、図7に示す軽量化代を最大限としてサイドカバー3の軽量化を図ることが可能である。
したがって、発明者等が検討したところによると、抽出した必要骨格に強度・剛性を要求に合わせて肉付けしたとしても、現行のアルミ膜構造のサイドカバーに比べ、約25%程度の軽量化(Kg単位)が可能であることが判明した。
上記複合材のうち、強度や剛性を受け持つ金属フレーム5を、外周フランジ51と、第1ベアリング支持ボス52と、第2ベアリング支持ボス53と、補強リブ(第1リブ54と第2リブ55と第3リブ57と第4リブ56)と、で構成した。
例えば、サイドカバー3には、走行中にサイドメンバー7が上下動するような車両挙動等に応じて第1マウントボス54aと第2マウントボス55aからサイドカバー自重を含む上下方向荷重が入力される。また、サイドカバー3には、ベルト式無段変速機ではトルク伝達によるベルト張力、多段自動変速機ではトルク伝達によるギヤ倒れ等に応じてプライマリ軸40とセカンダリ軸41から軸間寸法を広げる、あるいは、軸間寸法を狭くする横方向荷重が入力される。このように、サイドカバー3へは外部(車体)や内部(変速機構)からの様々な荷重入力がある。
上記サイドカバー3への上下方向荷重入力に対しては、第1リブ54と第3リブ57と第2リブ55により、第1ベアリング支持ボス52と第2ベアリング支持ボス53の支持強度が確保される。すなわち、第1リブ54は、外周フランジ51に有する第1マウントボス54aを車載上の上端面とし、第1マウントボス54aと第3リブ57とを繋ぎ、第3リブ57は、第1ベアリング支持ボス52を繋ぐとともに外周フランジ51に結合していることによる。第2リブ55は、外周フランジ51に有する第2マウントボス55aを車載上の上端面とし、第2マウントボス55aと第2ベアリング支持ボス53を繋ぐとともに外周フランジ51に結合していることによる。
一方、サイドカバー3への横方向荷重入力に対しては、第4リブ56により、第1ベアリング支持ボス52と第2ベアリング支持ボス53の軸間剛性が確保される。すなわち、第4リブ56は、互いに交差しない第3リブ57と第2リブ55を、第1ベアリング支持ボス52と第2ベアリング支持ボス53の設定位置で繋いでいることによる。
したがって、上下方向荷重の入力を第1リブ54と第3リブと第2リブ55が受け、横方向荷重の入力を第4リブ56が受けることで、サイドカバー3への荷重入力に対し第1ベアリング支持ボス52と第2ベアリング支持ボス53の変形(軸間距離が変動する楕円変形等)が抑えられる。この結果、プライマリ軸40を回転可能に支持する環状の第1ベアリング支持ボス52の変形やセカンダリ軸41を回転可能に支持する環状の第2ベアリング支持ボス53の変形により、プライマリ軸40の軸芯位置とセカンダリ軸41の軸芯位置が規定位置からずれる軸芯ずれを抑制する強度が確保される。
次に、効果を説明する。
実施例1のトランスミッションケースTCにあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
(1) 横置きエンジンENGと、該エンジンENGのクランク軸と同軸上に配置されてエンジンENGからの出力が入力される変速機と、
該変速機は、分割した複数のケース要素(主変速ケース1、コンバータハウジング2、サイドカバー3)を互いにフランジ結合することにより構成されるとともに前記フランジの一端が前記エンジンENGと結合され、前記ケース要素の内部に組み付けられる変速機構(ベルト式無段変速機構4)の軸部材を回転可能に支持するトランスミッションケースTCで構成され、前記エンジンENGと前記トランスミッションケースTCの一部のマウントが車両側マウント部で吊り下げ支持され、
前記分割した複数のケース要素のうち、前記変速機構が内蔵される主変速ケース1にフランジ結合され、前記エンジンENGと同軸上の第1軸(プライマリ軸40)と該第1軸の従動側の第2軸(セカンダリ軸41)が回転可能に支持されるサイドカバー3を、金属フレーム5と金属フレーム5以外に設けた樹脂カバー6による構造とするトランスミッションケースTCのサイドカバー3において、
前記金属フレーム5は、前記サイドカバー3の全周にわたって連続するフランジ(外周フランジ51)と、前記第1軸を回転可能に支持する環状の第1ベアリング支持ボス52と、前記第2軸を回転可能に支持する環状の第2ベアリング支持ボス53と、前記フランジ(外周フランジ51)と前記第1ベアリング支持ボス52と前記第2ベアリング支持ボス53との間を繋ぐ補強リブと、を備え、
前記フランジ(外周フランジ51)には、車載上、サイドカバー3の上部に位置し、前記第1ベアリング支持ボス52側を車体に支持する第1マウントボス54aと、前記第2ベアリング支持ボス53側を車体(サイドメンバー7)に支持する第2マウントボス55aと、を有し、
前記補強リブは、前記第1マウントボス54aと前記第1ベアリング支持ボス52を繋ぐ第1リブ54と、前記第2マウントボス55aと前記第2ベアリング支持ボス53を繋ぐとともに前記フランジ(外周フランジ51)に結合した第2リブ55と、前記第1ベアリング支持ボス53と前記フランジ(外周フランジ51)を繋ぐ第3リブ57と、互いに交差しない第1ベアリング支持ボス側リブ(第3リブ57)と第2ベアリング支持ボス側リブ(第2リブ55)を前記両ベアリング支持ボス52,53の設定位置で繋ぐ第4リブ56と、を有する(図2)。
このため、ケース軽量化要求に応えながら、軸部材を回転可能に支持する環状のベアリング支持ボス(第1ベアリング支持ボス52、第2ベアリング支持ボス53)の変形による軸芯ずれを抑制する強度を満足することができる。
(2) 前記第3リブ57は、車載上、前記第1ベアリング支持ボス52の中心よりも上方に位置する前記フランジ(外周フランジ51)と前記第1ベアリング支持ボス52を繋ぐとともに、前記第1ベアリング支持ボス52の中心よりも下方に位置する前記フランジ(外周フランジ51)に結合したリブであり、
前記第1リブ54は、前記第1マウントボス54aと前記第3リブ57を繋いだリブである。
このため、(1)の効果に加え、第1マウントボス54aからの上下方向荷重入力経路とパーク作動時の静的荷重入力領域に、第1リブ54と第3リブ57を配置することで、第1ベアリング支持ボス52からの上下方向荷重入力とパーク作動時の静的荷重入力に対する支持強度を確保することができる。
(3) 前記第4リブ56は、前記第1ベアリング支持ボス52の中心点OB1と前記第2ベアリング支持ボス53の中心点OB2とを結ぶ中心線CLを挟んで第1ベアリング支持ボス内周と第2ベアリング支持ボス内周を結ぶ2組の接線OL,OLの範囲内に設定した(図5)。
このため、(1)又は(2)の効果に加え、第1軸(プライマリ軸40)と第2軸(セカンダリ軸41)からの横方向荷重入力経路に、第4リブ56を配置することで、第1ベアリング支持ボス52と第2ベアリング支持ボス53の高い軸間剛性を確保することができる。
(4) 前記第1リブ54と、前記第2リブ55と、前記フランジ(外周フランジ51)とで囲まれる領域内に、金属プレート(第1リブ補間プレート58)を設け、
前記第1リブ54と、前記第3リブ57と、前記フランジ(外周フランジ51)とで囲まれる領域内に、金属プレート(第2リブ補間プレート59)を設け、
前記金属プレート(両リブ補間プレート58,59)を設けた以外の前記フランジ(外周フランジ51)と前記第3リブ57とで囲まれる領域に第1樹脂カバー61を設定し、
前記金属プレート(両リブ補間プレート58,59)を設けた以外の前記フランジ(外周フランジ51)と前記第2リブ55とで囲まれる領域に第2樹脂カバー62を設定した(図2)。
このため、(1)〜(3)の効果に加え、要求剛性を確保しつつ、サイドカバー3の軽量化を達成することができる。すなわち、第1リブ54と第2リブ55と第3リブ57による支持強度を金属プレート(両リブ補間プレート58,59)により補強し、金属フレーム5による占有領域を狭くして要求剛性を確保することで、樹脂カバー6による占有領域が拡大することによる。
実施例2は、パーキング入力に対する必要強度を持たせた金属フレームの骨格構造に持たせた例である。
まず、構成を説明する。
図8は、実施例2の複合材構造によるサイドカバーの金属フレームを示し、図9は、サイドカバーの金属フレームに設けたパーキング機構を示す。
実施例2のサイドカバー3の金属フレーム5は、図8及び図9に示すように、第1リブ補間プレート58と、第2リブ補間プレート59と、第5リブ50と、パーキング機構Pと、を備えている。
前記第1リブ補間プレート58は、図8に示すように、第1リブ54と、第2リブ55と、外周フランジ51とで囲まれる領域内に設けた金属プレートとしている。
前記第2リブ補間プレート59は、図8に示すように、第1リブ54と、第3リブ57と、第5リブ50と、外周フランジ51とで囲まれる領域内に設けた金属プレートとしている。
前記第5リブ50は、図8に示すように、第2リブ補間プレート59を囲むように、第1マウントボス54aと繋がり外周フランジ51に沿って設けられている。
前記パーキング機構Pは、駐車ブレーキ操作時、パーキングギヤに爪部を入り込ませるタイヤに繋がった出力軸を固定させる機構であり、図9に示すように、パーキングポール13と、ポールシャフト14と、サポートアクチュエータ15と、ウェッジ16と、パーキングロッド17と、ブラケット18と、を有する。
前記パーキングポール13は、図外のパーキングギヤに入り込ませる爪部13aを有し、パーキング解除方向にスプリング付勢されている。このパーキングポール13は、ポールシャフト14を介して第1リブ補間プレート58とブラケット18に対し回転可能に支持されている。
前記サポートアクチュエータ15は、パーキングポール13からウェッジ16に加わるラジアル荷重を支える部材である。このサポートアクチュエータ15は、第2リブ補間プレート59に対し、2つのボルト19,19により固定されている。ウェッジ16は、ブレーキ操作により移動するパーキングロッド17にコイルバネを介して設けられ、パーキングギヤへの噛み込みを待機する待ち機構を構成する。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。
次に、作用を説明する。
パーキングポール13を支持するポールシャフト14には、前進での駐車ブレーキ時と後退での駐車ブレーキ時にラジアル荷重によるパーキング入力が作用する。また、サポートアクチュエータ15を固定するボルト19,19にも、同様に、前進での駐車ブレーキ時と後退での駐車ブレーキ時にラジアル荷重によるパーキング入力が作用する。
これらのパーキング入力は、プライマリ軸受けやセカンダリ軸受けにより支持されず、第1リブ補間プレート58と第2リブ補間プレート59による面で受けて、外周フランジ51の上面及び第1,第2マウントボス54a,55aにより支持される。
これに対し、第1リブ補間プレート58については、第1リブ54と、第2リブ55と、外周フランジ51とで囲まれていることで、十分に高い面剛性(面強度)が確保されている。一方、第2リブ補間プレート59については、実施例1に対して第5リブ50を追加する構成とすることで補強し、面剛性(面強度)を高めた。
そして、パーキングポール13は、ポールシャフト14を介して第1リブ補間プレート58に対し回転可能に支持し、サポートアクチュエータ15は、ボルト19,19を介して第2リブ補間プレート59に固定するというように、パーキング入力を分け、別々の補間プレート58,59により受けるようにした。
この結果、金属フレーム5と樹脂カバー6による複合構造のサイドカバー3でありながら、サイドカバー3にパーキング機構Pを設けたとき、パーキング入力に対する必要強度を持たせることができる。なお、他の作用は、実施例1と同様であるので、説明を省略する。
次に、効果を説明する。
実施例2のトランスミッションケースTCにあっては、実施例1の(1)〜(4)の効果に加え、下記の効果を得ることができる。
(5) 前記第1リブ54と、前記第3リブ57と、前記フランジ(外周フランジ51)とで囲まれる領域内に設けた金属プレートを第2リブ補間プレート59とし、
前記第2リブ補間プレート59を囲むように、前記第1マウントボス54aと繋がりフランジ(外周フランジ51)に沿って第5リブ50を設けた。
このため、第2リブ補間プレート59の面剛性(面強度)を高めることができる。
(6) 前記第1リブ54と、前記第2リブ55と、前記フランジ(外周フランジ51)とで囲まれる領域内に設けた金属プレートを第1リブ補間プレート58とし、
前記第1リブ補間プレート58に、パーキングポール14を回転可能に支持するポールシャフト15を設け、
前記第2リブ補間プレート59に、サポートアクチュエータ16を設けた。
このため、(5)の効果に加え、複合構造のサイドカバー3にパーキング機構Pを設けたとき、パーキング入力に対する必要強度を持たせることができる。
実施例3は、金属フレームと樹脂カバーによる複合構造のサイドカバーにおいて、金属フレームと樹脂カバーの接合強度を高めるようにした例である。
まず、構成を説明する。
図10は、実施例3の複合材構造によるサイドカバーにおいて金属フレームと樹脂カバーの接合例1を示す。
接合例1の第1具体例は、図10(a)に示すように、金属フレーム5のうち、樹脂カバー6との接合部分に第1接合突起501を設ける。この第1接合突起501は、金属フレーム5の表面と裏面の両面から段差を持ち、樹脂カバー6の厚みより薄い厚みにて樹脂カバー面方向に突出する段差突出部501aと、該段差突出部501aの突出方向に対し直交する方向(厚み方向)の一方に突出する樹脂係合突出部501bと、を一体に有して構成される。
接合例1の第2具体例は、図10(b)に示すように、段差突出部501aの突出方向に対し直交する方向(厚み方向)の両方に突出する樹脂係合突出部501b,501bと、を一体に有して構成される。
図11は、実施例3の複合材構造によるサイドカバーにおいて金属フレームと樹脂カバーの接合例2を示す。
接合例2の第1具体例は、図11(a)に示すように、金属フレーム5のうち、樹脂カバー6との接合部分に第2接合突起502を設ける。この第2接合突起502は、金属フレーム5の表面と裏面の両面から段差を持ち、樹脂カバー6の厚みより薄い厚みにより樹脂カバー面方向に突出する段差突出部502aと、該段差突出部502aの突出方向に対し直交する方向(厚み方向)に貫通する樹脂貫通穴502bと、を有して構成される。
接合例2の第2具体例は、図11(b)に示すように、段差突出部502aの突出方向に対し直交する方向(面方向)に貫通する樹脂貫通穴502bと、を有して構成される。
図12は、実施例3の複合材構造によるサイドカバーにおいて金属フレームと樹脂カバーの接合例3を示す。
接合例3は、図12に示すように、金属フレーム5のうち、樹脂カバー6との接合部分に第3接合突起503を設ける。この第3接合突起503は、金属フレーム5の表面と裏面の両面から段差を持ち、樹脂カバー6の厚みより薄い厚みにより樹脂カバー面方向に突出する段差突出部503aと、該段差突出部503aの表面に形成した凹凸波形状による凹凸リブ面503bと、を有して構成される。なお、凹凸形状としては、波形状に限らず、三角形状や方形状や部分突起形状等の様々な形状であっても良い。
ここで、樹脂カバー6は、接合例1〜3のいずれの場合も、金属(鉄やアルミダイカスト等)との接着性が良好な内側樹脂63と、耐衝撃性の高い外側樹脂64による多重構造としている。なお、他の構成は、実施例1または実施例2と同様であるので、図示並びに説明を省略する。
次に、作用を説明する。
金属フレームと樹脂カバーの接合構造として、図13に示すように、金属フレームの表面と裏面の両面から段差を持ち、樹脂カバーの厚みより薄い厚みにより樹脂カバー面方向に突出する段差突出部を有して構成されたものを比較例とする。この比較例の場合、単純な噛み込み構造になるため、金属フレームと樹脂カバーの接着面積が少なく、サイドカバー3への捩り入力に対し接着面が開き、油のシール性を確保できないおそれがある。また、一つの樹脂材により樹脂カバーを構成すると、外部入力(石跳ね等)に対する耐衝撃性の確保と、金属に対する接着性の確保と、を両立する樹脂材の選定は困難である。
これに対し、実施例3では、樹脂係合突出部501bや樹脂貫通穴502bや凹凸リブ面503bにより、金属フレーム5と樹脂カバー6の接着面積が増加する。すなわち、樹脂カバー6は、樹脂成形型に金属フレーム5を設定し、型空間内に溶融樹脂を射出するインサート成形により設けられ、このインサート成形時、樹脂係合突出部501bや樹脂貫通穴502bや凹凸リブ面503bの形状の沿って流れ込んできた樹脂が固まる。これにより、接着面積が増加することになり、サイドカバー3への捩り入力に対し接着面の開き量が低減される。この結果、油のシール性を向上できる。
さらに、樹脂カバー6を、金属との接着性が良好な内側樹脂63と、耐衝撃性の高い外側樹脂64による多重構造とすることで、外部入力(石跳ね等)に対する耐衝撃性の確保と、金属に対する接着性の確保と、の両立が図られる。なお、他の作用は、実施例1と同様であるので、説明を省略する。
次に、効果を説明する。
実施例3のトランスミッションケースTCにあっては、実施例1の(1)〜(4)、実施例2の(5),(6)の何れかの効果に加え、下記の効果を得ることができる。
(7) 前記金属フレーム5のうち、前記樹脂カバー6との接合部分に第1接合突起501を設け、
前記第1接合突起501は、前記金属フレーム5の表面と裏面の両面から段差を持ち、前記樹脂カバー6の厚みより薄い厚みにて樹脂カバー面方向に突出する段差突出部501aと、該段差突出部501aの突出方向に対し直交する方向に突出する樹脂係合突出部501bと、を一体に有する。
このため、接着面を増加させる樹脂係合突出部501bにより、金属フレーム5と樹脂カバー6の接合部分におけるシール性を向上させることができる。
(8) 前記金属フレーム5のうち、前記樹脂カバー6との接合部分に第2接合突起502を設け、
前記第2接合突起502は、前記金属フレーム5の表面と裏面の両面から段差を持ち、前記樹脂カバー6の厚みより薄い厚みにより樹脂カバー面方向に突出する段差突出部502aと、該段差突出部502aの突出方向に対し直交する方向に貫通する樹脂貫通穴502bと、を有する。
このため、接着面積を増加させる樹脂貫通穴502bにより、金属フレーム5と樹脂カバー6の接合部分におけるシール性を向上させることができる。
(9) 前記金属フレーム5のうち、前記樹脂カバー6との接合部分に第3接合突起503を設け、
前記第2接合突起503は、前記金属フレーム5の表面と裏面の両面から段差を持ち、前記樹脂カバー6の厚みより薄い厚みにより樹脂カバー面方向に突出する段差突出部503aと、該段差突出部503aの表面に形成した凹凸リブ面503bと、を有する。
このため、接着面積を増加させる凹凸リブ面503bにより、金属フレーム5と樹脂カバー6の接合部分におけるシール性を向上させることができる。
実施例4は、主変速ケースとサイドカバーのフランジ結合部に対して更なる軽量化を狙った例である。
まず、構成を説明する。
図14は、実施例4における主変速ケースとサイドカバーのフランジ結合構造を示す。実施例4では、分割した複数のケース要素のうち、主変速ケース1とサイドカバー3のフランジ結合部を、互いの外周フランジ12,51のフランジ合わせ面121,511を一体にして覆う樹脂カバー31により構成している。このとき、主変速ケース1の外周フランジ12と、サイドカバー3の外周フランジ51には、樹脂カバー31との接着面積を増大する突起部122,512が互いに外向きに突設される。なお、他の構成は、実施例1〜3と同様であるので、図示並びに説明を省略する。
次に、作用を説明する。
主変速ケースとサイドカバーのフランジ結合構造を、図15に示すように、ボルト締結とした場合を比較例1とする。この比較例1の場合、主変速ケースとサイドカバーとの間での結合剛性を持たせるだけでなく、フランジ合わせ面からの油のシール性を持たせるためには、ボルト数を数多くする必要がある。このため、ボルトの重量が嵩み、変速機全体としての軽量化のネックになっていた。
次に、主変速ケースとサイドカバーのフランジ結合構造を、図16に示すように、それぞれのフランジの端部に樹脂カバーを設け、ボルト締結とした場合を比較例2とする。この比較例2の場合、樹脂カバーの合わせ面により油のシール性が高められるが、比較例1と同様に、主変速ケースとサイドカバーの結合剛性と、フランジ合わせ面からの油のシール性を持たせるためには、ボルト数の削減は僅かである。逆に、樹脂カバーを設けてもボルト座面のために径方向の寸法が必要なため、樹脂カバーを径方向に膨らませることになり、大型化してしまう。
これに対し、実施例4では、主変速ケース1とサイドカバー3のフランジ結合部を、互いのフランジ12,51のフランジ合わせ面121,511を一体にして覆う樹脂カバー31により構成している。このため、フランジ合わせ面からの油のシール性は、樹脂カバー31により達成され、シール性を持たせるのに必要であったボルトが不要となる。つまり、ボルトが受け持つ機能は、主変速ケース1とサイドカバー3の結合剛性を確保する機能だけとなる。
この結果、油のシール性を持たせるのに必要であったボルトの本数を減らすことが可能となり、変速機全体としての軽量化を狙うことができる。なお、他の作用は、実施例1〜3と同様であるので、説明を省略する。
次に、効果を説明する。
実施例4のトランスミッションケースTCにあっては、実施例1の(1)〜(4)、実施例2の(5),(6)、実施例3の(7)〜(9)の何れかの効果に加え、下記の効果を得ることができる。
(10) 前記分割した複数のケース要素のうち、主変速ケース1とサイドカバー3のフランジ結合部を、互いのフランジ合わせ面121,511を一体にして覆う樹脂カバー31を有して構成した。
このため、主変速ケース1とサイドカバー3のフランジ結合部において、油のシール性を持たせるのに必要であったボルトの本数を減らすことが可能となり、変速機全体としての軽量化を狙うことができる。
以上、本発明のトランスミッションケースを実施例1〜実施例4に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例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。
実施例1〜4では、トランスミッションケースTCにベルト式無段変速機構4が内蔵されるベルト式無段変速機への適用例を示した。しかし、トランスミッションケースに複数の変速段を有する自動変速機構が内蔵される自動変速機や、トランスミッションケースにトロイダル式無段変速機構が内蔵されるトロイダル式無段変速機や、トランスミッションケースに平行軸式変速機構が内蔵される手動変速機、等のように、ベルト式無段変速機以外の他の変速機への適用であっても勿論良い。
TC トランスミッションケース
1 主変速ケース(ケース要素)
12 外周フランジ
2 コンバータハウジング(ケース要素)
3 サイドカバー(ケース要素)
4 ベルト式無段変速機構(変速機構)
40 プライマリ軸(第1軸)
41 セカンダリ軸(第2軸)
5 金属フレーム
50 第5リブ
51 外周フランジ(フランジ)
52 第1ベアリング支持ボス
53 第2ベアリング支持ボス
54 第1リブ
54a 第1マウントボス
55 第2リブ
55a 第2マウントボス
56 第4リブ
57 第3リブ
58 第1リブ補間プレート(金属プレート)
59 第2リブ補間プレート(金属プレート)
501 第1接合突起
502 第2接合突起
503 第3接合突起
6 樹脂カバー
6a 第1カバー開口
6b 第2カバー開口
61 第1樹脂カバー
62 第2樹脂カバー
7 サイドメンバー(車体)
P パーキング機構
13 パーキングポール
14 ポールシャフト
15 サポートアクチュエータ
16 ウェッジ
17 パーキングロッド
18 ブラケット
19 ボルト
31 樹脂カバー

Claims (10)

  1. 横置きエンジンと、該エンジンのクランク軸と同軸上に配置されてエンジンからの出力が入力される変速機と、を備え、
    前記変速機のトランスミッションケースは、分割した複数のケース要素を互いにフランジにて結合するとともに、前記ケース要素の内部に組み付けられる変速機構の軸部材を回転可能に支持する構成とされ、
    前記エンジンは、前記トランスミッションケースの前記フランジの一端と結合され、前記エンジンと前記トランスミッションケースの一部のマウントが車両側マウント部で吊り下げ支持され、
    前記分割した複数のケース要素のうち、前記変速機構が内蔵される主変速ケースにフランジ結合され、前記エンジンと同軸上の第1軸と該第1軸の従動側の第2軸が回転可能に支持されるサイドカバーを、金属フレームと金属フレーム以外に設けた樹脂カバーによる構造とするトランスミッションケースのサイドカバーにおいて、
    前記金属フレームは、前記サイドカバーの全周にわたって連続するフランジと、前記第1軸を回転可能に支持する環状の第1ベアリング支持ボスと、前記第2軸を回転可能に支持する環状の第2ベアリング支持ボスと、前記フランジと前記第1ベアリング支持ボスと前記第2ベアリング支持ボスとの間を繋ぐ補強リブと、を備え、
    前記フランジには、車載上、サイドカバーの上部に位置し、前記第1ベアリング支持ボス側を車体に支持する第1マウントボスと、前記第2ベアリング支持ボス側を車体に支持する第2マウントボスと、を有し、
    前記補強リブは、前記第1マウントボスと前記第1ベアリング支持ボスを繋ぐ第1リブと、前記第2マウントボスと前記第2ベアリング支持ボスを繋ぐとともに前記フランジに結合した第2リブと、前記第1ベアリング支持ボスと前記フランジを繋ぐ第3リブと、互いに交差しない第1ベアリング支持ボス側リブと第2ベアリング支持ボス側リブを前記両ベアリング支持ボスの設定位置で繋ぐ第4リブと、を有する
    ことを特徴とするトランスミッションケース。
  2. 請求項1に記載されたトランスミッションケースにおいて、
    前記第3リブは、車載上、前記第1ベアリング支持ボスの中心よりも上方に位置する前記フランジと前記第1ベアリング支持ボスを繋ぐとともに、前記第1ベアリング支持ボスの中心よりも下方に位置する前記フランジと前記第1ベアリング支持ボスを繋ぐことにより、前記第1ベアリング支持ボスを挟んで前記フランジの上方位置と下方位置を結合したリブであり、
    前記第1リブは、前記第1マウントボスと前記第3リブを繋いだリブである
    ことを特徴とするトランスミッションケース。
  3. 請求項1又は請求項2に記載されたトランスミッションケースにおいて、
    前記第4リブは、前記第1ベアリング支持ボスの中心点と前記第2ベアリング支持ボスの中心点とを結ぶ中心線を挟んで第1ベアリング支持ボス内周と第2ベアリング支持ボス内周を結ぶ2組の接線の範囲内に設定した
    ことを特徴とするトランスミッションケース。
  4. 請求項1から3までの何れか1項に記載されたトランスミッションケースにおいて、
    前記第1リブと、前記第2リブと、前記フランジとで囲まれる領域内に、金属プレートを設け、
    前記第1リブと、前記第3リブと、前記フランジとで囲まれる領域内に、金属プレートを設け、
    前記樹脂カバーとして、前記金属プレートを設けた以外の前記フランジと前記第3リブとで囲まれる領域に設定した第1樹脂カバー、前記金属プレートを設けた以外の前記フランジと前記第2リブとで囲まれる領域に設定した第2樹脂カバーと、を備える
    ことを特徴とするトランスミッションケース。
  5. 請求項1から4までの何れか1項に記載されたトランスミッションケースにおいて、
    前記第1リブと、前記第3リブと、前記フランジとで囲まれる領域内に設けた金属プレートを第2リブ補間プレートとし、
    前記第2リブ補間プレートを囲むように、前記第1マウントボスと繋がりフランジに沿って第5リブを設けた
    ことを特徴とするトランスミッションケース。
  6. 請求項5に記載されたトランスミッションケースにおいて、
    前記第1リブと、前記第2リブと、前記フランジとで囲まれる領域内に設けた金属プレートを第1リブ補間プレートとし、
    前記第1リブ補間プレートに、パーキングポールを回転可能に支持するポールシャフトを設け、
    前記第2リブ補間プレートに、サポートアクチュエータを設けた
    ことを特徴とするトランスミッションケース。
  7. 請求項1から6までの何れか1項に記載されたトランスミッションケースにおいて、
    前記金属フレームのうち、前記樹脂カバーとの接合部分に第1接合突起を設け、
    前記第1接合突起は、前記金属フレームの表面と裏面の両面から段差を持ち、前記樹脂カバーの厚みより薄い厚みにて樹脂カバー面方向に突出する段差突出部と、該段差突出部の突出方向に対し直交する方向に突出する樹脂係合突出部と、を一体に有する
    ことを特徴とするトランスミッションケース。
  8. 請求項1から6までの何れか1項に記載されたトランスミッションケースにおいて、
    前記金属フレームのうち、前記樹脂カバーとの接合部分に第2接合突起を設け、
    前記第2接合突起は、前記金属フレームの表面と裏面の両面から段差を持ち、前記樹脂カバーの厚みより薄い厚みにより樹脂カバー面方向に突出する段差突出部と、該段差突出部の突出方向に対し直交する方向に貫通する樹脂貫通穴と、を有する
    ことを特徴とするトランスミッションケース。
  9. 請求項1から6までの何れか1項に記載されたトランスミッションケースにおいて、
    前記金属フレームのうち、前記樹脂カバーとの接合部分に第3接合突起を設け、
    前記第3接合突起は、前記金属フレームの表面と裏面の両面から段差を持ち、前記樹脂カバーの厚みより薄い厚みにより樹脂カバー面方向に突出する段差突出部と、該段差突出部の表面に形成した凹凸リブ面と、を有する
    ことを特徴とするトランスミッションケース。
  10. 請求項1から9までの何れか1項に記載されたトランスミッションケースにおいて、
    前記分割した複数のケース要素のうち、主変速ケースとサイドカバーのフランジ結合部を、互いのフランジ合わせ面を一体にして覆う樹脂カバーを有して構成した
    ことを特徴とするトランスミッションケース。
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