JP2004144156A - Cooling structure of transmission, transmission with its cooling structure, and cooling method - Google Patents

Cooling structure of transmission, transmission with its cooling structure, and cooling method Download PDF

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transmission
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lubricating oil
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Japanese (ja)
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Norio Oi
大井　紀夫
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Sumitomo Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Heavy Industries Ltd
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H57/00—General details of gearing
    • F16H57/04—Features relating to lubrication or cooling or heating
    • F16H57/0412—Cooling or heating; Control of temperature
    • F16H57/0413—Controlled cooling or heating of lubricant; Temperature control therefor

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cooling structure of a transmission, the transmission with its cooling structure, and a cooling method capable of reducing running costs without cooling water and any restriction on a space of the transmission and obtaining high cooling effects. <P>SOLUTION: A speed change mechanism is housed in a casing 102 in the cooling structure 110 of the transmission 100. The cooling structure 110 comprises an evaporator 112 performing an endothermal action in the casing 102 by using refrigerant filled in the casing 102, and a cooling device 110 having a compressor 113 compressing the refrigerant, a condenser 114 condensing the compressed refrigerant, and an expansion valve 116 giving adiabatic expansion on liquefied refrigerant and supplying the liquefied refrigerant to the evaporator 112. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、変速機の冷却構造、その冷却構造を有する変速機及び冷却方法に関し、特に、冷却水が不要で変速機の設置場所が制限されず、ランニングコストの低減が可能であるだけでなく、同時に、高い冷却効果を得ることのできる変速機の冷却構造、その冷却構造を有する変速機及び冷却方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、歯車伝動機構等の変速機構をケーシング内に収容し、入力された回転の変速を可能とした変速機が広く知られている。これら変速機は、装置内部に回転運動等を行う変速機構を収容しているため、該変速機構から発生する熱を冷却する冷却構造を有するものが一般的であり、種々の冷却構造を有する変速機が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図３及び図４は、冷却用ファンを備えた冷却構造を有する、従来の変速機の側面図をそれぞれ示したものである。
【０００４】
図３に示す変速機１０の冷却構造１３は、ケーシング１６から突出した回転軸１２に冷却用ファン１４を取付けたものである。この冷却構造１３では、回転軸１２によって冷却用ファン１４を回転駆動し、ケーシング１６側へ送風することによって、ケーシング１６の外部から変速機１０の冷却を行っている。
【０００５】
又、図４に示す変速機２０の冷却構造２７は、冷却ファン駆動用モータ２６の駆動軸２２に冷却用ファン２４を取付けたものである。この冷却構造２７では、モータ２６によって冷却用ファン２４を回転駆動し、ケーシング２８側へ送風することによって、ケーシング２８の外部から変速機２０の冷却を行っている。
【０００６】
しかしながら、これら冷却用ファンを備えた冷却構造を有する、従来の変速機１０、２０は、ケーシング１６、２８の外部から送風を行うことで変速機１０、２０の冷却を行っているため、冷却効果が小さく、ケーシング１６、２８の内部を十分に冷却することができないといった問題があった。
【０００７】
このような問題点を解決する一手段として、図５及び図６に示すような、変速機内部に封入された潤滑油を冷却することによって変速機を冷却する、変速機の冷却構造が提案されている。
【０００８】
図５及び図６は、それぞれ、潤滑油の冷却構造を備えた従来の変速機の側面図及び冷却構造のシステム線図を示したものである。
【０００９】
図５に示す変速機３０は、ポンプ３２と、オイルクーラ３４と、潤滑油を循環する潤滑油パイプ３６と、冷却水を循環する冷却水パイプ３８と、からなる冷却構造３９を有している。この冷却構造３９では、まず変速機３０内の熱を吸収した潤滑油を、ポンプ３２によって、ケーシング３３内部から潤滑油パイプ３６を通じてオイルクーラ３４へ送る。オイルクーラ３４に送られた潤滑油は、オイルクーラ３４内の冷却水パイプ３８を循環する冷却水によって冷却される。この冷却された潤滑油を、潤滑油パイプ３６を通じて再びケーシング３３内部へ戻すことで、ケーシング３３内部から変速機３０の冷却を行っている。
【００１０】
又、図６に示す変速機４０は、ポンプ４２と、冷却水を循環させる冷却水パイプ４４とからなる冷却構造４６を有している。この冷却構造４６では、冷却水パイプ４４の一部４４Ａが、ケーシング４５内部に封入された潤滑油に浸された状態になっている。従って、ケーシング４５内部を循環する潤滑油は、冷却水パイプ４４内を循環する冷却水によって冷却されることとなり、ケーシング４５内部から変速機４０の冷却が行われる。
【００１１】
【特許文献１】
特開２００１−２２４９７４号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これら従来の変速機３０、４０の冷却機構３９、４６は、冷却媒体として冷却水を使用する必要があり、変速機の設置場所によっては冷却水の供給が困難で、変速機の設置場所が制限されてしまったり、設置が可能であっても、冷却水を変速機まで供給するための設備費用が高額になってしまう等の問題があった。しかも、冷却のために大量の冷却水を連続的に供給する必要があり、ランニングコストがかかるという問題もあった。
【００１３】
又、従来の冷却ファンによる送風や冷却水による潤滑油の冷却では、必ずしも十分な冷却効果を得ることができていたとはいえないという問題があった。
【００１４】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであって、冷却水が不要で変速機の設置場所が制限されず、ランニングコストの低減が可能であるだけでなく、同時に、高い冷却効果を得ることのできる変速機の冷却構造、その冷却構造を有する変速機及び冷却方法を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ケーシング内に変速機構を収容した変速機の冷却構造において、前記ケーシング内に設置され、且つ、自身の内部に充満された冷媒を用いて前記ケーシング内の吸熱を行う蒸発器と、前記冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮された前記冷媒を液化して放熱する凝縮器と、液化した前記冷媒を断熱膨張し前記蒸発器に供給する膨張弁と、を有する冷却装置を備えたことにより、上記課題を解決したものである。
【００１６】
本発明によれば、自身の内部に充満された冷媒を用いてケーシング内の吸熱を行う蒸発器と、前記冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮された前記冷媒を液化して放熱する凝縮器と、液化した前記冷媒を断熱膨張し前記蒸発器に供給する膨張弁とを備えたため、従来の冷却構造に比べ、高い冷却効果を得ることができる上に、蒸発器をケーシング内に設置しているため、変速機内部を効果的に冷却することができる。
【００１７】
又、冷却媒体としてアンモニアや炭酸ガス等を使用することができるため、冷却水が不要となり、冷却水の供給のために変速機の設置場所が制限されることがなく、設置場所の変更も比較的容易である。その上、大量の冷却水を連続的に供給する必要が無くなるため、ランニングコストの低減も実現可能である。
【００１８】
前記ケーシング内に潤滑油を封入すると共に、該潤滑油に前記蒸発器を浸し、該蒸発器によって前記潤滑油の吸熱を行うようにすれば、変速機のケーシング内を循環する潤滑油を冷却することが可能となるため、冷却された潤滑油を介して変速機内部を一層効果的に冷却することが可能となる。
【００１９】
又、潤滑油の温度を測定する温度検出手段と、該温度検出手段によって測定された温度に基づいて前記冷却装置の制御を行う制御手段と、を備えれば、潤滑油の温度に応じた冷却装置の制御が可能となる。
【００２０】
更に、前記冷媒を代替フロン（ＨＣＦＣ、ＨＦＣ、ＰＦＣ等）又は炭化水素とすれば、冷却効率の向上が可能となる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態の例を図面に基づいて説明する。
【００２２】
図１は、本発明の実施形態の例に係る冷却構造を有する変速機１００の側面図及び冷却装置の系統図を示したものである。
【００２３】
変速機１００は、ケーシング１０２内に、図示しない変速機構を収容すると共に、冷却装置１１０からなる冷却構造を有している。なお、前記ケーシング１０２の内部には図の想像線ＯＬの位置付近まで潤滑油が封入されている。
【００２４】
前記冷却装置１１０は、蒸発器（エバポレータ）１１２と、圧縮機（コンプレッサ）１１３と、凝縮器（コンデンサ）１１４と、受液器（レシーバ）１１５と、膨張弁１１６と、冷媒が循環するパイプ１１７と、を備えている。
【００２５】
前記蒸発器１１２は、前記潤滑油ＯＬに浸されるようにケーシング１０２内に設置されている。該蒸発器１１２は、自身の内部に充満された冷媒を用いて前記潤滑油ＯＬの熱を吸収すると共に、蒸気となった冷媒を前記圧縮機１１３へ排出可能である。
【００２６】
該圧縮機１１３は、蒸発器１１２からパイプ１１７を通じて流入する冷媒を圧縮し、高温・高圧状態とすることが可能であると共に、この高温・高圧の冷媒を前記凝縮器１１４へ排出可能である。
【００２７】
該凝縮器１１４は、圧縮機１１３からパイプ１１７を通じて流入する冷媒を液化、放熱し、前記受液器１１５へ排出可能である。
【００２８】
前記膨張弁１１６は、受液器１１５に貯められた液化した冷媒を、断熱膨張（等エンタルピ膨張）し、低温・低圧の冷媒として前記蒸発器１１２に供給可能である。
【００２９】
これら蒸発器１１２、圧縮機１１３、凝縮器１１４、受液器１１５、膨張弁１１６は、前記パイプ１１７Ａ〜１１７Ｅによって環状に連結され、全体として冷却装置１１０を構成している。
【００３０】
なお、前記冷却装置１１０の冷媒としては、アンモニアや炭酸ガス等を用いることができるが、変速機１００の冷却効果を更に高めるためには、ＨＣＦＣ、ＨＦＣ、ＰＦＣ等の代替フロン又は炭化水素を用いることが好ましい。
【００３１】
次に、本発明の実施形態の例に係る冷却構造を有する変速機１００の作用について説明する。
【００３２】
前記冷却装置１１０では、主に圧縮工程、凝縮工程、断熱膨張工程、吸熱工程の４つの工程からなる冷却サイクルを繰り返し実施することで、変速機１００の冷却を実現している。
【００３３】
具体的には、圧縮工程では、圧縮機１１３によって、パイプ１１７に充満した冷媒を圧縮し、高温・高圧の蒸気とした後、この高温・高圧の冷媒を凝縮器１１４に排出する。
【００３４】
次に、凝縮工程では、凝縮器１１４によって、高温・高圧の冷媒を液化し、放熱した後、この液化した冷媒を受液器１１５へ排出する。
【００３５】
更に、断熱膨張工程では、膨張弁１１６によって、受液器１１５に貯められた液化した冷媒を断熱膨張し、低温・低圧の蒸気とした後、この低温・低圧の冷媒を蒸発器１１２へ供給する。
【００３６】
最後に、吸熱工程では、蒸発器１１２によって、低温・低圧になった冷媒を用いてケーシング１０２内の潤滑油ＯＬから熱を吸収（吸熱）する。その後、蒸気となった冷媒は圧縮機１１３に排出される。なお、この吸熱工程で、ケーシング１０２内を循環する潤滑油ＯＬが冷やされる結果、変速機１００が冷却される。
【００３７】
本発明の実施形態に係る冷却装置（冷却構造）１１０によれば、自身の内部に充満された冷媒を用いてケーシング１０２内の吸熱を行う蒸発器１１２と、前記冷媒を圧縮する圧縮機１１３と、圧縮された前記冷媒を液化して放熱する凝縮器１１４と、液化した前記冷媒を断熱膨張し前記蒸発器１１２に供給する膨張弁１１６とを備えたため、従来の冷却構造に比べ、高い冷却効果を得ることができる上に、蒸発器１１２をケーシング１０２内に設置しているため、変速機１００内部を効果的に冷却することができる。
【００３８】
又、冷却媒体としてアンモニアや炭酸ガス等を使用することができるため、冷却水が不要となり、冷却水の供給のために変速機１００の設置場所が制限されることがなく、設置場所の変更も比較的容易である。その上、大量の冷却水を連続的に供給する必要が無くなるため、ランニングコストの低減も実現可能である。
【００３９】
更に、ケーシング１０２内に潤滑油ＯＬを封入すると共に、該潤滑油ＯＬに前記蒸発器１１２を浸し、該蒸発器１１２によって前記潤滑油ＯＬの吸熱を行っているため、変速機１００のケーシング１０２内を循環する潤滑油ＯＬを冷却することが可能となり、その結果、冷却された潤滑油ＯＬを介して変速機１００内部を一層効果的に冷却することができる。
【００４０】
次に、図２を用いて、本発明の実施形態の第２例に係る冷却構造を有する変速機２００について説明する。
【００４１】
該変速機２００は、前記図１に示される変速機１００に対して、更に、温度検出手段である温度センサ２１９及び制御手段であるマイクロコンピュータ（以下、単にマイコンと称す。）２１８を備えたものである。なお、他の構成については前記変速機１００と同様であるので、同一又は類似する部分・部材については符号の下二桁を互いに一致させることにより構成・作用等の説明は省略する。
【００４２】
前記温度センサ２１９は、ケーシング２０２内部に封入された潤滑油ＯＬの温度を測定可能な位置に設置されており、この温度センサ２１９はマイコン２１８の入力ポートに接続されている。このマイコン２１８は、前記温度センサ２１９から入力される測定値に基づいて、圧縮機２１３及び凝縮器２１４（冷却装置２１０）の動作制御を行っており、測定された温度が一定値を超えた場合に冷却装置２１０の動作を開始し、一定値以下の場合に冷却装置２１０の動作を停止する。
【００４３】
このように、潤滑油ＯＬの温度を測定する温度検出手段２１９と、該温度検出手段２１９によって測定された温度に基づいて前記冷却装置２１０の制御を行う制御手段２１８と、を備えれば、潤滑油ＯＬの温度に応じた冷却装置２１０の制御が可能となる。なお、この実施例では、温度検出手段として温度センサ２１９、制御手段としてマイコン２１８をそれぞれ適用したが、本発明はこれに限定されない。更には、温度検出手段で潤滑油ＯＬの温度を測定することとしたが、本発明はこれに限定されず、ケーシング２０２内の温度やケーシング２０２自体の温度を測定し、該温度に基づいて前記冷却装置２１０の制御を行ってもよく、又、冷却装置２１０の制御方法も、上記実施例において説明した方法に限定されるものではない。
【００４４】
なお、上記実施形態においては、ケーシング１０２（２０２）内に潤滑油ＯＬを封入すると共に、該潤滑油ＯＬに前記蒸発器１１２（２１２）を浸し、該蒸発器１１２（２１２）によって前記潤滑油ＯＬの吸熱を行うこととしたが、本発明はこれに限定されず、本発明に係る冷却構造を、潤滑油ＯＬが封入されていない変速機に適用してもよく、又、蒸発器１１２（２１２）は、ケーシング１０２（２０２）内に設置されていればよい。
【００４５】
本発明に係る変速機の冷却方法は、冷媒を用いて前記ケーシング内の吸熱を行う吸熱工程と、前記冷媒を圧縮する圧縮工程と、圧縮された前記冷媒を液化して放熱する凝縮工程と、液化した前記冷媒を断熱膨張する断熱膨張工程と、からなる冷却サイクルを含んでいればよく、例えば、圧縮工程を多段にした多段圧縮サイクルや多効圧縮サイクル等を適用してもよい。
【００４６】
更に、本発明が適用される変速機の構造や形状等は、図示したものに限定されるものではない。
【００４７】
【発明の効果】
本発明によれば、冷却水が不要で変速機の設置場所が制限されず、ランニングコストの低減が可能であるだけでなく、同時に、高い冷却効果を得ることのできる変速機の冷却構造、その冷却構造を有する変速機及び冷却方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の例に係る冷却構造を有する変速機の側面図及び冷却装置のシステム線図
【図２】本発明の実施形態の第２例に係る冷却構造を有する変速機の側面図及び冷却装置のシステム線図
【図３】冷却用ファンを備えた冷却構造を有する、従来の変速機の側面図
【図４】冷却用ファンを備えた冷却構造を有する、従来の他の変速機の側面図
【図５】潤滑油の冷却構造を備えた従来の変速機の側面図及び冷却構造のシステム線図
【図６】潤滑油の冷却構造を備えた従来の他の変速機の側面図及び冷却構造のシステム線図
【符号の説明】
１０、２０、３０、４０、１００、２００…変速機
１２、２２…回転軸
１３、２７、３９、４６、１１０、２１０…冷却機構
１４、２４…冷却ファン
２６…モータ
１６、２８、３３、４５、１０２、２０２…ケーシング
３２、４２…ポンプ
３４…オイルクーラ
３６…潤滑油パイプ
３８、４４…冷却水パイプ
１１２、２１２…蒸発器
１１３、２１３…圧縮機
１１４、２１４…凝縮器
１１５、２１５…受液器
１１６、２１６…膨張弁
１１７、２１７…パイプ
２１８…制御手段
２１９…温度検出手段[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a cooling structure of a transmission, a transmission having the cooling structure, and a cooling method, and in particular, not only does not require cooling water, the installation location of the transmission is not limited, and the running cost can be reduced. The present invention also relates to a transmission cooling structure capable of obtaining a high cooling effect, a transmission having the cooling structure, and a cooling method.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been widely known a transmission in which a transmission mechanism such as a gear transmission mechanism is housed in a casing and is capable of shifting input rotation. Since these transmissions include a transmission mechanism for performing a rotary motion or the like inside the device, the transmission generally has a cooling structure for cooling heat generated from the transmission mechanism, and transmissions having various cooling structures are generally used. A device has been proposed (for example, see Patent Document 1).
[0003]
3 and 4 show side views of a conventional transmission having a cooling structure having a cooling fan, respectively.
[0004]
The cooling structure 13 of the transmission 10 shown in FIG. 3 has a cooling fan 14 mounted on a rotating shaft 12 protruding from a casing 16. In the cooling structure 13, the transmission 10 is cooled from the outside of the casing 16 by rotating the cooling fan 14 by the rotating shaft 12 and blowing air toward the casing 16.
[0005]
Further, a cooling structure 27 of the transmission 20 shown in FIG. 4 is obtained by attaching a cooling fan 24 to a drive shaft 22 of a motor 26 for driving a cooling fan. In the cooling structure 27, the transmission 20 is cooled from the outside of the casing 28 by rotating the cooling fan 24 by the motor 26 and blowing air toward the casing 28.
[0006]
However, the conventional transmissions 10 and 20 having the cooling structure provided with these cooling fans cool the transmissions 10 and 20 by blowing air from outside the casings 16 and 28, and thus have a cooling effect. However, there is a problem that the inside of the casings 16 and 28 cannot be sufficiently cooled.
[0007]
As one means for solving such a problem, there has been proposed a transmission cooling structure for cooling a transmission by cooling lubricating oil sealed in the transmission as shown in FIGS. 5 and 6. ing.
[0008]
5 and 6 show a side view of a conventional transmission having a lubricating oil cooling structure and a system diagram of the cooling structure, respectively.
[0009]
The transmission 30 shown in FIG. 5 has a cooling structure 39 including a pump 32, an oil cooler 34, a lubricating oil pipe 36 for circulating lubricating oil, and a cooling water pipe 38 for circulating cooling water. . In the cooling structure 39, first, the lubricating oil that has absorbed the heat in the transmission 30 is sent from the inside of the casing 33 to the oil cooler 34 through the lubricating oil pipe 36 by the pump 32. The lubricating oil sent to the oil cooler 34 is cooled by cooling water circulating through a cooling water pipe 38 in the oil cooler 34. The transmission 30 is cooled from the inside of the casing 33 by returning the cooled lubricating oil to the inside of the casing 33 again through the lubricating oil pipe 36.
[0010]
The transmission 40 shown in FIG. 6 has a cooling structure 46 including a pump 42 and a cooling water pipe 44 for circulating cooling water. In the cooling structure 46, a part 44A of the cooling water pipe 44 is in a state of being immersed in the lubricating oil sealed in the casing 45. Therefore, the lubricating oil circulating in the casing 45 is cooled by the cooling water circulating in the cooling water pipe 44, and the transmission 40 is cooled from inside the casing 45.
[0011]
[Patent Document 1]
JP 2001-224974 A
[Problems to be solved by the invention]
However, the cooling mechanisms 39 and 46 of the conventional transmissions 30 and 40 need to use cooling water as a cooling medium, and it is difficult to supply the cooling water depending on the installation location of the transmission. However, even if installation is possible, there is a problem that equipment cost for supplying cooling water to the transmission becomes expensive. In addition, a large amount of cooling water must be continuously supplied for cooling, and there is a problem that running costs are high.
[0013]
In addition, there has been a problem that a sufficient cooling effect cannot always be obtained in the conventional cooling fan by blowing air or cooling lubricating oil by cooling water.
[0014]
The present invention has been made in order to solve such a problem, and cooling water is not required, the installation place of a transmission is not limited, and running costs can be reduced. An object of the present invention is to provide a transmission cooling structure capable of obtaining a cooling effect, a transmission having the cooling structure, and a cooling method.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides a cooling structure for a transmission in which a transmission mechanism is accommodated in a casing, wherein the evaporator is installed in the casing, and absorbs heat in the casing using a refrigerant filled therein. A cooling device comprising: a compressor for compressing the refrigerant, a condenser for liquefying the compressed refrigerant and releasing heat, and an expansion valve for adiabatically expanding the liquefied refrigerant and supplying the refrigerant to the evaporator. Thus, the above problem has been solved.
[0016]
According to the present invention, an evaporator that absorbs heat in a casing using a refrigerant filled therein, a compressor that compresses the refrigerant, and a condenser that liquefies the compressed refrigerant and radiates heat. And an expansion valve that adiabatically expands the liquefied refrigerant and supplies the evaporator to the evaporator, so that a higher cooling effect can be obtained as compared with the conventional cooling structure, and the evaporator is installed in the casing. Therefore, the inside of the transmission can be effectively cooled.
[0017]
In addition, since ammonia or carbon dioxide gas can be used as the cooling medium, cooling water is not required, and the installation location of the transmission is not limited for the supply of the cooling water, and the installation location can be changed. It is easy. In addition, since there is no need to continuously supply a large amount of cooling water, it is possible to reduce running costs.
[0018]
Lubricating oil is sealed in the casing, the evaporator is immersed in the lubricating oil, and the evaporator absorbs the lubricating oil, thereby cooling the lubricating oil circulating in the casing of the transmission. Therefore, the inside of the transmission can be more effectively cooled through the cooled lubricating oil.
[0019]
Further, if a temperature detecting means for measuring the temperature of the lubricating oil and a control means for controlling the cooling device based on the temperature measured by the temperature detecting means are provided, cooling according to the temperature of the lubricating oil is provided. The device can be controlled.
[0020]
Further, if the refrigerant is an alternative Freon (HCFC, HFC, PFC, etc.) or hydrocarbon, the cooling efficiency can be improved.
[0021]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0022]
FIG. 1 shows a side view of a transmission 100 having a cooling structure according to an embodiment of the present invention and a system diagram of a cooling device.
[0023]
The transmission 100 accommodates a transmission mechanism (not shown) in a casing 102 and has a cooling structure including a cooling device 110. A lubricating oil is sealed inside the casing 102 up to the position near the imaginary line OL in the figure.
[0024]
The cooling device 110 includes an evaporator (evaporator) 112, a compressor (compressor) 113, a condenser (condenser) 114, a liquid receiver (receiver) 115, an expansion valve 116, and a pipe 117 through which a refrigerant circulates. And
[0025]
The evaporator 112 is installed in the casing 102 so as to be immersed in the lubricating oil OL. The evaporator 112 is capable of absorbing the heat of the lubricating oil OL using a refrigerant filled therein and discharging the vaporized refrigerant to the compressor 113.
[0026]
The compressor 113 can compress the refrigerant flowing from the evaporator 112 through the pipe 117 to a high-temperature and high-pressure state, and can discharge the high-temperature and high-pressure refrigerant to the condenser 114.
[0027]
The condenser 114 liquefies and radiates the refrigerant flowing from the compressor 113 through the pipe 117, and can discharge the refrigerant to the liquid receiver 115.
[0028]
The expansion valve 116 can adiabatically expand (isenthalpy expand) the liquefied refrigerant stored in the liquid receiver 115 and supply the refrigerant to the evaporator 112 as a low-temperature and low-pressure refrigerant.
[0029]
The evaporator 112, the compressor 113, the condenser 114, the liquid receiver 115, and the expansion valve 116 are annularly connected by the pipes 117A to 117E, and constitute a cooling device 110 as a whole.
[0030]
In addition, as the refrigerant of the cooling device 110, ammonia, carbon dioxide gas, or the like can be used. However, in order to further enhance the cooling effect of the transmission 100, an alternative chlorofluorocarbon or hydrocarbon such as HCFC, HFC, or PFC is used. Is preferred.
[0031]
Next, the operation of the transmission 100 having the cooling structure according to the example of the embodiment of the present invention will be described.
[0032]
The cooling device 110 achieves cooling of the transmission 100 by repeatedly executing a cooling cycle mainly including a compression process, a condensation process, an adiabatic expansion process, and a heat absorption process.
[0033]
Specifically, in the compression step, the refrigerant filled in the pipe 117 is compressed by the compressor 113 into high-temperature and high-pressure steam, and then the high-temperature and high-pressure refrigerant is discharged to the condenser 114.
[0034]
Next, in the condensation step, the high-temperature and high-pressure refrigerant is liquefied and radiated by the condenser 114, and then the liquefied refrigerant is discharged to the receiver 115.
[0035]
Further, in the adiabatic expansion step, the liquefied refrigerant stored in the liquid receiver 115 is adiabatically expanded by the expansion valve 116 to produce low-temperature and low-pressure steam, and then the low-temperature and low-pressure refrigerant is supplied to the evaporator 112. .
[0036]
Lastly, in the heat absorption step, the evaporator 112 absorbs (heat-absorbs) heat from the lubricating oil OL in the casing 102 by using a low-temperature and low-pressure refrigerant. Thereafter, the vaporized refrigerant is discharged to the compressor 113. In this heat absorbing step, the lubricating oil OL circulating in the casing 102 is cooled, so that the transmission 100 is cooled.
[0037]
According to the cooling device (cooling structure) 110 according to the embodiment of the present invention, the evaporator 112 that absorbs heat in the casing 102 using the refrigerant filled therein, the compressor 113 that compresses the refrigerant, A condenser 114 for liquefying the compressed refrigerant and radiating heat, and an expansion valve 116 for adiabatically expanding the liquefied refrigerant and supplying the refrigerant to the evaporator 112. In addition, since the evaporator 112 is provided in the casing 102, the inside of the transmission 100 can be effectively cooled.
[0038]
In addition, since ammonia, carbon dioxide, or the like can be used as a cooling medium, cooling water is not required, and the installation location of the transmission 100 is not limited to supply the cooling water, and the installation location can be changed. Relatively easy. In addition, since there is no need to continuously supply a large amount of cooling water, it is possible to reduce running costs.
[0039]
Furthermore, since the lubricating oil OL is sealed in the casing 102, the evaporator 112 is immersed in the lubricating oil OL, and the evaporator 112 absorbs heat of the lubricating oil OL. The lubricating oil OL circulating in the transmission can be cooled, and as a result, the inside of the transmission 100 can be more effectively cooled through the cooled lubricating oil OL.
[0040]
Next, a transmission 200 having a cooling structure according to a second example of the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
[0041]
The transmission 200 is different from the transmission 100 shown in FIG. 1 in that the transmission 200 further includes a temperature sensor 219 as temperature detecting means and a microcomputer (hereinafter simply referred to as a microcomputer) 218 as control means. It is. Since the other configuration is the same as that of the transmission 100, the same or similar parts and members have the same lower two digits of the reference numerals, so that the description of the configuration and operation is omitted.
[0042]
The temperature sensor 219 is installed at a position where the temperature of the lubricating oil OL sealed in the casing 202 can be measured, and the temperature sensor 219 is connected to an input port of the microcomputer 218. The microcomputer 218 controls the operation of the compressor 213 and the condenser 214 (cooling device 210) based on the measurement value input from the temperature sensor 219, and when the measured temperature exceeds a certain value. Then, the operation of the cooling device 210 is started.
[0043]
As described above, if the temperature detecting means 219 for measuring the temperature of the lubricating oil OL and the control means 218 for controlling the cooling device 210 based on the temperature measured by the temperature detecting means 219 are provided, The control of the cooling device 210 according to the temperature of the oil OL becomes possible. In this embodiment, the temperature sensor 219 is used as the temperature detecting means, and the microcomputer 218 is used as the control means. However, the present invention is not limited to this. Further, the temperature of the lubricating oil OL is measured by the temperature detecting means. However, the present invention is not limited to this. The temperature in the casing 202 and the temperature of the casing 202 itself are measured, and the temperature is measured based on the measured temperature. The control of the cooling device 210 may be performed, and the control method of the cooling device 210 is not limited to the method described in the above embodiment.
[0044]
In the above embodiment, the lubricating oil OL is sealed in the casing 102 (202), and the evaporator 112 (212) is immersed in the lubricating oil OL. However, the present invention is not limited to this, and the cooling structure according to the present invention may be applied to a transmission in which the lubricating oil OL is not sealed, and the evaporator 112 (212) ) May be installed in the casing 102 (202).
[0045]
The cooling method of the transmission according to the present invention includes a heat absorbing step of absorbing heat in the casing using a refrigerant, a compression step of compressing the refrigerant, and a condensation step of liquefying the compressed refrigerant and releasing heat, A cooling cycle consisting of an adiabatic expansion step of adiabatically expanding the liquefied refrigerant may be included. For example, a multi-stage compression cycle or a multi-effect compression cycle having a multi-stage compression step may be applied.
[0046]
Furthermore, the structure, shape, and the like of the transmission to which the present invention is applied are not limited to those illustrated.
[0047]
【The invention's effect】
Advantageous Effects of Invention According to the present invention, a cooling structure for a transmission that does not require cooling water and does not limit the installation location of the transmission, not only can reduce running costs, but also can obtain a high cooling effect, A transmission having a cooling structure and a cooling method can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view of a transmission having a cooling structure according to an embodiment of the present invention and a system diagram of a cooling device. FIG. 2 is a transmission having a cooling structure according to a second embodiment of the present invention. FIG. 3 is a side view of a conventional transmission having a cooling structure provided with a cooling fan; FIG. 4 is a conventional diagram having a cooling structure provided with a cooling fan; FIG. 5 is a side view of a conventional transmission having a lubricating oil cooling structure and a system diagram of a cooling structure. FIG. 6 is another conventional transmission having a lubricating oil cooling structure. Side view and cooling system diagram [Description of symbols]
10, 20, 30, 40, 100, 200 transmissions 12, 22 rotating shafts 13, 27, 39, 46, 110, 210 cooling mechanisms 14, 24 cooling fans 26 motors 16, 28, 33, 45 , 102, 202 ... casing 32, 42 ... pump 34 ... oil cooler 36 ... lubricating oil pipes 38, 44 ... cooling water pipes 112, 212 ... evaporators 113, 213 ... compressors 114, 214 ... condensers 115, 215 ... receiving Liquid containers 116 and 216 ... expansion valves 117 and 217 ... pipes 218 ... control means 219 ... temperature detection means

Claims (9)

ケーシング内に変速機構を収容した変速機の冷却構造において、
前記ケーシング内に設置され、且つ、自身の内部に充満された冷媒を用いて前記ケーシング内の吸熱を行う蒸発器と、前記冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮された前記冷媒を液化して放熱する凝縮器と、液化した前記冷媒を断熱膨張し前記蒸発器に供給する膨張弁と、を有する冷却装置を備えた
ことを特徴とする変速機の冷却構造。In a cooling structure of a transmission in which a transmission mechanism is accommodated in a casing,
An evaporator that is installed in the casing and absorbs heat in the casing by using a refrigerant filled therein, a compressor that compresses the refrigerant, and liquefies the compressed refrigerant to release heat A cooling structure for a transmission, comprising: a cooling device having a condenser that performs adiabatic expansion of the liquefied refrigerant and supplies the liquefied refrigerant to the evaporator. 請求項１において、
前記ケーシング内に潤滑油を封入すると共に、
該潤滑油に前記蒸発器を浸し、該蒸発器によって前記潤滑油の吸熱を行う
ことを特徴とする変速機の冷却構造。In claim 1,
While enclosing lubricating oil in the casing,
A cooling structure for a transmission, wherein the lubricating oil is immersed in the evaporator, and the lubricating oil is absorbed by the evaporator. 請求項２において、更に、
前記潤滑油の温度を測定する温度検出手段と、該温度検出手段によって測定された温度に基づいて前記冷却装置の制御を行う制御手段と、を備えた
ことを特徴とする変速機の冷却構造。In claim 2, further,
A cooling structure for a transmission, comprising: temperature detecting means for measuring the temperature of the lubricating oil; and control means for controlling the cooling device based on the temperature measured by the temperature detecting means. 請求項１乃至３のいずれかにおいて、
前記冷媒を代替フロン又は炭化水素とした
ことを特徴とする変速機の冷却構造。In any one of claims 1 to 3,
A cooling structure for a transmission, wherein the refrigerant is substitute Freon or hydrocarbon. ケーシング内に変速機構を収容した変速機において、
請求項１乃至４のいずれかに記載の冷却構造を有する
ことを特徴とする変速機。In a transmission in which a transmission mechanism is housed in a casing,
A transmission having the cooling structure according to claim 1. ケーシング内に変速機構を収容した変速機の冷却方法において、
冷媒を用いて前記ケーシング内の吸熱を行う吸熱工程と、前記冷媒を圧縮する圧縮工程と、圧縮された前記冷媒を液化して放熱する凝縮工程と、液化した前記冷媒を断熱膨張する断熱膨張工程と、からなる冷却サイクルを含んでなる
ことを特徴とする変速機の冷却方法。In a method for cooling a transmission in which a transmission mechanism is accommodated in a casing,
A heat absorbing step of absorbing heat in the casing using a refrigerant; a compression step of compressing the refrigerant; a condensation step of liquefying the compressed refrigerant to radiate heat; and an adiabatic expansion step of adiabatically expanding the liquefied refrigerant. A cooling method for a transmission, comprising a cooling cycle comprising: 請求項６において、
前記ケーシング内に潤滑油を封入すると共に、前記吸熱工程が該潤滑油の吸熱を行う工程からなる
ことを特徴とする変速機の冷却方法。In claim 6,
A method of cooling a transmission, wherein a lubricating oil is sealed in the casing and the heat absorbing step includes a step of absorbing the lubricating oil. 請求項７において、更に、
前記潤滑油の温度を測定し、該温度に基づいて前記冷却サイクルの制御を行う
ことを特徴とする変速機の冷却方法。In claim 7, further,
A method of cooling a transmission, comprising: measuring a temperature of the lubricating oil; and controlling the cooling cycle based on the measured temperature. 請求項８において、
前記温度が一定値を超えた場合に前記冷却サイクルの動作を開始し、一定値以下の場合に前記冷却サイクルの動作を停止する
ことを特徴とする変速機の冷却方法。In claim 8,
A method for cooling a transmission, wherein the operation of the cooling cycle is started when the temperature exceeds a certain value, and the operation of the cooling cycle is stopped when the temperature is equal to or less than the certain value.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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FR2937304A1 (en) * 2008-10-16 2010-04-23 Airbus France Electrical actuator e.g. electrohydraulic actuator, for aircraft, has closed enclosure for receiving fluid, where fluid is circulated in form of vapor between evaporator and condenser and in form of liquid between condenser and evaporator

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FR2937304A1 (en) * 2008-10-16 2010-04-23 Airbus France Electrical actuator e.g. electrohydraulic actuator, for aircraft, has closed enclosure for receiving fluid, where fluid is circulated in form of vapor between evaporator and condenser and in form of liquid between condenser and evaporator

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