JP5039140B2 - 車輌ギヤボックスのオイル冷却構造 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の前文に記載された車輌ギヤボックスのオイル冷却構造に関するものである。

車輌ギヤボックス内のオイルは、そのオイルで潤滑および冷却を意図された部材の長寿命を達成できるようにするためには、比較的低い温度に保たねばならない。車輌運転時のギヤボックス内オイルが実質的に継続して十分低い温度に保たれることを保証する１つの公知方法は、オイルを冷却するために空冷式オイルクーラーを使用する方法である。しかしながら空冷式オイルクーラーは、オイルの効果的な冷却を可能にするために大気温度の空気がオイルクーラーを通って流れるように車輌に配置しなければならない。そのために、空冷式オイルクーラーはしばしば車輌前部、特に燃焼機関の冷却系統の冷媒を冷却するラジエータの前方位置に配置される。この位置で、燃焼機関の運転中は大気温度の空気がラジエータファンによって生じる空気流として強制的にオイルクーラーを通して流される。オイルクーラーのこの位置取りの欠点は、ギヤボックスから車輌前部へ送らなければならないことである。これには、比較的長いオイルラインを車輌に配備しなければならない。さらに安全性の理由で、車輌の前部のような露出した領域にオイルが存在することは避けなければならない。

他の公知の実用例は、ギヤボックス内オイルを冷却するために液冷式オイルクーラーを使用することである。オイル冷却のためにそのようなオイルクーラーが使用している媒体は、燃焼機関を冷却する冷却系統で使用している既設の冷媒である。大重量車輌では、その冷媒は、それらの冷却する部材を通って流れる空気の意図する流れ方向に関して過給空気クーラーよりも下流側に配置されたラジエータによって冷却されることが普通である。したがってその空気は、ラジエータで冷媒冷却に使用されるよりも前に過給空気クーラーによって温まっている。したがって、冷媒は周囲温度よりも高い温度の空気で冷却されている。それ故に、通常、この冷媒はギヤボックスのオイルを十分低い温度に冷却するために使用することはできない。

本発明の目的は、車輌ギヤボックスのオイルを冷却する構造であって、ギヤボックス部材の実質的な最適寿命を達成できる低温度にギヤボックス内オイルを冷却できるようにする冷却構造を提供することである。この構造の他の目的は、車輌に長いオイルラインの配備を避け、特に、オイルが安全を脅かす要因になる車輌の露出した領域へオイルを導くことを回避することである。

この目的は、冒頭に記載した種類で、請求項１の特徴部分に記載の特徴を有する構造によって達成される。この構造は循環冷媒を有する冷却回路を含むので、このことはオイルの冷却に使用されるオイルクーラーが液冷式のものであることを意味する。液冷式オイルクーラーは空気通路に配置される必要はなく、実質的に車輌における何れの望まれる場所にも配置できる。オイルライン長を最短にするために、このオイルクーラーはギヤボックスの付近に配置される。オイルクーラーのこのような位置取りは、空冷式オイルクーラーが使用される場合に通常行われるように車輌前部または車輌の他の露出した領域までオイルラインを引く必要のないことを意味する。この冷却回路はまた、周囲温度の空気が通過する車輌箇所に配置された冷却部材をも含む。したがって、この冷却部材の冷媒は周囲温度に近い温度まで冷却することができる。冷却された冷媒はその後冷却回路ラインを経て直接にオイルクーラーへ導かれる。したがってオイルクーラー内オイルは実質的に周囲温度の冷媒によって冷却されることができる。このようにしてギヤボックス内オイルは、ギヤボックス部材が継続的に良好な潤滑および冷却を行われる十分低い温度となされることができる。したがってそれらの部材は、実質的に最適寿命を得られることになる。

本発明の一実施例によれば、冷却回路は燃焼機関の冷却に使用されている車輌に既設の冷却系統に連結される。したがって既設冷却系統の冷媒がオイルクーラーでオイルを冷却するために前記冷却回路で使用される。この冷却回路は、冷却系統の冷媒流動方向に関して冷却系統の冷媒冷却に使用されるラジエータよりも下流側で、燃焼機関よりも上流側に位置する燃焼機関の冷却系統から冷媒を受入れることを意図するラインを含む。このように冷却回路に受入れる冷媒は、車輌の通常のラジエータで十分に冷却され、燃焼機関の冷却には使用されていないものである。したがってこの冷媒は、冷却系統の通常は最も温度の低い領域から取り込まれる。冷却回路は、その冷媒回路内の冷媒流動方向に関して燃焼機関よりも下流側でサーモスタットよりも上流側の位置に、冷媒をオイルクーラーから冷却系統へ戻すように導くことを意図したラインを含むことが有利である。冷媒がオイルクーラーでオイルの冷却に使用された後、温まったラジエータ液体は燃焼機関からの冷媒と混合される。この温まった冷媒がその後サーモスタットを経て通常のラジエータへ導かれ、冷却される。

本発明の他の実施例によれば、この構造は車輌の空気通路を含み、前記冷却部材は大気温度の空気が流れるこの空気通路内に位置を定められる。冷却部材の寸法を適当に定めることで、この冷媒は周囲温度に近い温度までの冷却を行うことができる。この構造は空気通路を通して強制的に空気流動を行わせるラジエータファンを含むことが好ましい。このようにして良好な熱伝達が冷却空気と冷却部材の冷媒との間で行われる。

本発明の他の好ましい実施例によれば、前記空気通路は燃焼機関の冷却系統の冷媒を冷却するためのラジエータと、空気通路を通る空気の意図した流動方向に関してラジエータの上流側に位置する少なくとも１つのクーラーとを含む。この空気通路は車輌の前部に位置することが普通である。車輌において利用できる空間が限られているために、オイルクーラーのオイルを冷却するために使用される冷媒を冷却する既設の空気通路を使用できることがしばしば有利となる。空気通路のラジエータよりも上流側に位置する前記クーラーは過給空気クーラーとされ得る。特に大重量車輌では、通常のラジエータの前方に配置されるべき過給空気クーラーのために使用される。したがって通常のラジエータの冷媒は、周囲温度を明らかに越えた温度の空気で冷却が行われる。オイルクーラーでの所望温度までのオイル冷却に直接使用するには、通常のラジエータの冷媒が冷却される温度は一般に高すぎる。したがって、冷媒を別の冷却段階で冷却する必要があり、これは前記冷却部材にて行われ、それに先立ってオイルクーラー内オイルの所望される低温度までの冷却に使用できる。

本発明の好ましい実施例によれば、冷却部材は周囲温度の空気が流れる車輌の別の空気通路に配置される。車輌の空間の観点から、冷却部材がそのような別の空気通路に配置できるならば有利となる。そのような別の空気通路もまた空気通路を通して空気を強制的に流すラジエータファンを含むことができる。この冷却回路は、オイルクーラー内オイルの冷却に使用される別の循環冷媒を有する別の冷却系統を構成する。このような別の冷却回路は、オイルクーラーと冷却部材との間に冷媒を循環させる冷媒ポンプを含む。そのような別の冷却回路によれば、一般的な冷却系統を併設する必要はない。

本発明の好ましい実施例が以下に添付図面を参照し、例を挙げて説明される。

本発明の実施例１の車輌ギヤボックスのオイル冷却構造を示す。 本発明の実施例２の車輌ギヤボックスのオイル冷却構造を示す。 本発明の実施例３の車輌ギヤボックスのオイル冷却構造を示す。

図１は過給燃焼機関２で駆動される車輌１を概略的に示している。車輌１は過給ディーゼルエンジンで駆動される大重量車輌である。燃焼機関２は循環冷媒を有する冷却系統３によって通常の方法で冷却される。冷媒は冷媒ポンプ４により冷却系統３を通して循環される。冷却系統３は、冷媒をラジエータ６か、冷媒温度が特定値を下回るときに燃焼機関２へ戻すかの何れかの方向決めのために使用されるサーモスタット５を含む。ラジエータ６は車輌１の前部に位置する空気通路Ａに配置される。冷媒はラジエータ６で空気通路Ａを通して流れる空気により冷却される。ラジエータファン７は空気通路Ａを通して特定方向へ強制的に空気を流すために使用される。ラジエータファン７は適当な連結によって燃焼機関２で駆動される。空気通路Ａを通る空気の流れ方向に関してラジエータ６の上流側で空気通路Ａに過給空気クーラー８が配置される。過給空気クーラー８の機能は過給燃焼機関２へ導かれる前の圧縮空気を冷却することである。

ギヤボックス９は通常の方法で燃焼機関２のそばに配置される。オイルクーラー１０はギヤボックス９のオイルを冷却するためにギヤボックス９に近い位置で車輌に取付けられる。ギヤボックス９のオイルは、ギヤボックス９とオイルクーラー１０との間のオイル系統をオイルポンプ１１によって循環される。温度センサー１２はオイル温度を検出するためにオイル系統に配置される。オイルクーラー１０でのオイルの冷却は、燃焼機関を冷却するための冷却系統に接続された冷却回路１３を使用する。したがって冷却回路１３は、オイルクーラー１０でのオイルをも冷却するために既設の冷却系統３の冷媒を使用できる。冷却回路１３は、冷却系統３を流れる冷媒の方向に関して冷媒ポンプ４よりも下流側で燃焼機関２よりも上流側の位置３ａ′にて冷却系統から冷媒を受取るように意図されたライン１３ａを含む。このようにして冷媒ポンプ４は冷却回路１３の冷媒を循環させるために使用できる。ライン１３ａは冷媒を冷却回路１３の冷却部材１４へ導く。冷却部材１４は空気通路Ａを通る空気の意図した流れ方向に関して過給空気クーラー８および通常のラジエータ６よりも上流側で空気通路Ａに配置される。したがって冷却部材１４は、周囲温度の空気がそれを通して流れる。冷却回路１３は冷却部材１４からオイルクーラー１０へ直接に冷却されている冷媒を導くために使用されたライン１３ｂを含む。このようにして冷媒は、冷却部材１４を出たときの温度と実質的に同じオイルクーラー１０に到達したときの温度を有することになる。冷却回路１３はまた、冷媒を冷却系統へ戻すように導くことを意図したライン１３ｃをも含む。冷媒は冷却系統３の冷媒の流れ方向に関して燃焼機関２の下流側且つサーモスタット５の上流側の位置３ｃ′において戻すように導かれる。

燃焼機関２の運転中、冷却系統３の冷媒は冷媒ポンプ４により循環される。したがって循環された冷媒は燃焼機関２の冷却を行う。燃焼機関２からの温まった冷媒は、ラジエータファン７により空気通路Ａを通して流動された空気によってラジエータ６で冷却される。ラジエータ６を通して流れる空気は既に冷却部材１４および過給空気クーラー８を通して流れているので、周囲温度に比べて高い温度となっている。したがって、ラジエータ６の冷媒は最大限に冷却されてもこの高い温度に等しい温度までしか冷却できない。燃焼機関２を冷却するためには、このような高い温度上昇の空気で冷媒が冷却されることでしばしば十分となる。ギヤボックス９のオイルの冷却に使用される冷却回路１３は、ラジエータ６で冷却された後の冷却系統の位置３ａ’で冷媒の一部を受取る。この冷媒の一部はライン１３ａを通して、空気通路Ａの最前部に配置された冷却部材１４へ導かれる。この冷媒は周囲温度の空気で第２段階の冷却を行われる。このようにして冷却部材１４を通って循環する冷媒は、周囲温度に近い温度にまで冷却される。その後、冷媒はライン１３ｂを通してオイルクーラー１０へ導かれる。オイルクーラー１０のオイルはここで実質的に周囲温度のラジエータ液体によって冷却される。したがってギヤボックス９のオイルは、所望の低温度にまで冷却できる。オイルクーラー１０により、ギヤボックス９の部材の非常に良好な潤滑および冷却を行えるようにギヤボックス９のオイルは低温度に継続的に保たれ、これによりそれらの部材は最適寿命を得られることになる。冷媒がオイルクーラー１０のオイルを冷却したなら、ライン１３ｃによって位置３ｃ’の位置で冷却系統へ戻される。オイルクーラー１０でオイルを冷却した冷媒は、これにより燃焼機関２から導かれた温かな冷媒と混合される。冷媒はその後冷却されるように通常のラジエータ６へ導かれる。オイル回路のオイルポンプ１１は温度センサー１２からの情報によって制御され、ギヤボックスのオイルが所定の温度に達したときだけオイルクーラー１０を通るオイルの循環が開始される。したがってギヤボックス９のオイルを車輌１の運転中に実質的に一定温度に保つことができる。

図２は車輌ギヤボックス９のオイルを冷却する代替構造を示す。この例では、冷却部材１４は車輌１の別の空気通路Ｂに配備される。ここではラジエータファン１５が冷却部材１４を通して空気を強制的に流す。ラジエータファン１５は電気モーター１６で駆動される。冷却部材１４を通して流れる空気は、ここでは周囲温度であり、冷却部材１４での周囲温度に近い温度までの冷媒の冷却を可能にする。この例では、過給空気クーラー８および通常のラジエータ６は車輌１に示した実施例よりも一層効果的な冷却を行う。何故なら、この例では、それらは上流側に配置されている冷却部材１４で温まっていない冷却空気が流されるからである。したがって空気通路Ｂの冷却部材１４は図１のものよりも多少小型にできる。

図３はさらに他の車輌ギヤボックス９のオイルを冷却する構造を示す。この例では、冷媒ポンプ１７により冷却回路を通して冷媒を循環させる別の冷却回路が使用される。この別の冷却回路は、過給空気クーラー８と、燃焼機関の冷却系統の冷媒を冷却する通常のラジエータ６との上流側の位置で空気通路Ａの最前部に配置された冷却部材１４を含む。この冷却回路の冷媒は、ここでは周囲温度の空気による冷却段階を行われる。ここでは冷媒はオイルクーラー１０のオイルの冷却だけに使用されるので、この冷却は全く十分である。ここでは冷媒は冷却部材１４からライン１３ｂを経てオイルクーラー１０に直接に導かれたときに実質的に周囲温度となる。したがってオイルクーラー１０のオイルは低温度まで良好に冷却できる。冷媒がオイルクーラー１０のオイルで温まったときには、冷媒ポンプ１７によりライン１３ｂを経て冷却部材１４へ循環されて再び冷却される。

本発明は記載した実施例に如何様にも制限されることはなく、特許請求の範囲の請求項に記載された範囲内で自由に変形できる。

Ａ，Ｂ 空気通路
１ 車輌
２ 燃焼機関
３ 冷却系統
３ａ’，３ｃ’ 位置
４ 冷媒ポンプ
５ サーモスタット
６ ラジエータ
７ ラジエータファン
８ 過給空気クーラー
９ ギヤボックス
１０ オイルクーラー
１１ オイルポンプ
１２ 温度センサー
１３ 冷却回路
１３ａ ライン
１３ｂ ライン
１３ｃ ライン
１４ 冷却部材
１５ ラジエータファン
１６ 電気モーター
１７ 冷媒ポンプ

Claims (3)

1. 燃焼機関（２）の後部に隣接していて燃焼機関（２）で駆動される車輌（１）のギヤボックス（９）のオイルを冷却する構造であり、オイルクーラー（１０）と、ギヤボックス（９）とオイルクーラー（１０）との間でオイルを循環させるオイル系統と、燃焼機関（２）を通して冷媒を循環させて燃焼機関（２）を冷却する車輌の冷却系統（３）に接続され、オイルクーラー（１０）でオイルを冷却するようになっている冷却回路（１３）とを備え、前記冷却系統（３）は、車両の前部で燃焼機関（２）の前方に位置する第１の空気通路（Ａ）に配置されて燃焼機関（２）を出た冷媒を燃焼機関（２）に戻る前に冷却するラジエータ（６）と、燃焼機関（２）とラジエータ（６）との間に配置されたサーモスタット（５）とを有し、該サーモスタット（５）が、燃焼機関（２）を出た冷媒の温度が所定値を下回るときに冷媒をラジエータ（６）へ向かわせずに燃焼機関（２）へ戻すように方向決めするようになっており、また、前記冷却回路（１３）は、冷媒の冷却を行うための冷却部材（１４）と、前記冷却系統（３）から冷媒を冷却部材（１４）へ導くためのライン（１３ａ）と、冷却部材（１４）で冷却した冷媒を冷却部材（１４）からオイルクーラー（１０）へ導くためのライン（１３ｂ）とを含む構造であって、
   前記第１の空気通路（Ａ）とは別の、周囲温度の空気が流れる車輌の第２の空気通路（Ｂ）に前記冷却部材（１４）が配置されていて、該第２の空気通路（Ｂ）を流れる空気によって冷却部材（１４）内の冷媒が冷却されるようになっていること、オイルクーラー（１０）が前記燃焼機関（２）の後方で前記ギヤボックス（９）に隣接して配備されていること、および前記冷却回路（１３）は、冷却系統（３）における冷媒の流れ方向に関して燃焼機関（２）よりも下流側且つサーモスタット（５）よりも上流側の位置（３ｃ’）でオイルクーラー（１０）からの冷媒を冷却系統（３）へ戻すためのライン（１３ｃ）を含んでいることを特徴とする構造。
2. 前記冷却系統（３）から冷媒を冷却部材（１４）へ導くための前記ライン（１３ａ）が、冷却系統（３）を流れる冷媒の方向に関して、前記ラジエータ（６）よりも下流側且つ燃焼機関（２）よりも上流側の位置（３ａ’）で前記冷却系統（３）から冷媒を受取るようになっていることを特徴とする請求項１に記載の構造。
3. 前記第２の空気通路（Ｂ）を通して空気を強制的に流すためのファン（１５）を含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の構造。

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