JP2015143535A - オイルウォーマ構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】従来よりも部品点数を減らしつつ、オイルホース及び／又はウォーターホースを用いることなく作動油や冷却液の流路を形成することのできるオイルウォーマ構造体の提供を目的とした。
【解決手段】オイルウォーマ構造体のベースプレート部は、作動油及び／又は冷却液を内部に導入する出入口と、導入された作動油及び／又は冷却液を熱交換本体部まで案内する流路と、を備える。また、上記ベースプレート部は、オイルウォーマ構造体をトランスミッションケースに直接固定する機能も兼用し、そのための締結部を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用自動変速機の作動油を、エンジン冷却液と熱交換することにより昇温又は降温させるオイルウォーマ構造体に関する。

従来、車両用自動変速機の内部で、クラッチやブレーキの作動油及び潤滑油として使用されるＡＴＦ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｆｌｕｉｄ）を、昇温又は降温可能なオイルウォーマを搭載したトランスミッションユニットが知られている（例えば特許文献１参照）。ここでは、エンジンから流出したエンジン冷却液との熱交換によって、オイルの昇温又は降温が実現されている。

特開第２００１−２１５０９１号公報

一般に作動油（ＡＴＦ）は低温状態では粘度が高く、低温時には車両用自動変速機に内蔵され、変速時に係合又は解放される湿式多板クラッチ・ブレーキ等の摩擦が大となり、動力損失が増大して燃費効率が低下したり、軸受け部等の微小な隙間に作動油が入り込み難くなり、潤滑不良の原因となる。このため、エンジンの始動後に作動油の温度を速やかに適当な油温まで上昇させ、その油温を維持することが必要となる。

ＡＴＦの油温を適温に維持するために用いられるオイルウォーマには、エンジン冷却液の経路となるウォーターホースや、オイル経路となるオイルホースなどの配管が接続されている。中でも、オイルホースは、オイルを封密しながら高温となるエンジンルーム内での使用に耐えるため、ゴムの中に補強のための繊維を備えるなど特殊な構造であり、高価であるとともに、劣化などの品質上の問題が懸念されるので、ウォーターホースと比べて厳格な品質維持が要求される。

また、ウォーターホースもオイルホースと同様に、高温となるエンジンルーム内で使用され、仮にウォーターホースが劣化して水漏れが生じると、エンジンの冷却液が減少してエンジンを十分に冷却できなくなってしまう。また、オイルホースが劣化してオイル漏れが生じると、自動変速機の作動油、潤滑油が不足して変速ショックが大となったり、摺動部品が焼き付くといった不具合が生じる。

また、エンジン冷却液及びオイルの経路を構成するゴムホースと、金属製の配管と、の接続部を組付ける工程において、ゴムホースに金属製配管を挿入する長さや、弾性ホースクランプでそれらを定位置に脱落不能に固定する作業は煩雑で、作業者の習熟を要する。挿入長さやクランプ位置が所定の位置と相違した場合、作動油や冷却液が漏れたり、金属製配管からゴムホースが抜けてしまい、作動油や冷却液が大量に失われることとなり、上述した不具合が生じてしまう。

このため、オイルウォーマの入口近傍や出口近傍にはオイルホースやウォーターホースを用いないことが好ましい。

そこで本発明は、オイルホース及び／又はウォーターホースを用いることなく作動油や冷却液の流路を形成しつつ、従来よりも部品点数を減らすことのできるオイルウォーマ構造体の提供を目的とする。

上述した課題を解決すべく提供される本発明のオイルウォーマ構造体は、内部でトランスミッションの作動油を冷却液と熱交換することにより昇温又は降温させるオイルウォーマ構造体であって、前記作動油と冷却液とを案内して両者をその内部で互いに熱交換する熱交換本体部と、該熱交換本体部をトランスミッションケースに密封状態で固定するときに両者の間に介挿されるベースプレート部とを備える。また、前記ベースプレート部には、作動油及び／又は冷却液を内部に導入する出入口と、導入された作動油及び／又は冷却液を熱交換本体部まで案内する流路とを有する。

本発明のオイルウォーマ構造体においては、前記オイルウォーマ構造体を構成するベースプレート部に、作動油及び／又は冷却液を内部に導入する出入口と、導入された作動油及び／又は冷却液を熱交換本体部まで案内する流路と、が配設される。これにより、金属性パイプからなる配管を、ユニオンボルトによってオイルウォーマ構造体に容易に、作動油やエンジン冷却液の漏れが生じないように直接取付けることができる。

上記によって、オイルウォーマの入口近傍や出口近傍にはオイルホース及び／又はウォーターホースを用いることなく、作動油及び／又は冷却液の流路を形成することが可能となる。

尚、前記ベースプレート部は、前記オイルウォーマ構造体をトランスミッションケースに直接固定する機能も兼用し、そのための締結部を有することが望ましい。

本発明のオイルウォーマ構造体においては、前記熱交換本体部と、前記ベースプレート部と、はロウ付け等で固定されており、該プレート部は前記オイルウォーマ構造体をトランスミッションケースに直接固定するための締結部を有している。

従来は、該熱交換本体部を前記トランスミッションケースに固定するため、まず該熱交換本体部に間座部材をロウ付け等で固定し、次に該間座部材と、ブラケット部材と、をネジ等の締結金具で固定していた。本発明においては、該該間座部材及び締結金具が不要となり、部品点数やコストを低減することが可能となる。

本発明によれば、従来よりも部品点数を減らしつつ、オイルホース及びウォーターホースを用いることなく作動油や冷却液の流路を形成することのできるオイルウォーマ構造体を提供できる。

本発明の一実施形態に係るトランスミッションユニットの、熱媒体の流れを示した配管系統図である。 オイルウォーマの原理を説明するための略図である。 従来のオイルウォーマを装着した自動変速機と油路配管の略示図である。 従来のオイルウォーマの側面視を示す略図である。 本発明のオイルウォーマ構造体の一実施形態を装着した自動変速機と油路配管の略示図である。 本発明のオイルウォーマ構造体の一実施形態の側面視を示す略図である。 本発明のオイルウォーマ構造体の一実施形態の内部構造を示す略図である。

《オイルウォーマ概略》
本発明のオイルウォーマ構造体を説明する前提として、オイルウォーマで使用する作動油及び冷却液の流路について、抽出して略示した図１を参照しつつ説明する。また、図２は図１に示したオイルウォーマの原理を説明するための略図が示されている。
尚、図１〜図７において、下２桁が同一な番号は、同種の部材を示している。

図１に示すように、オイルウォーマ１０は、自動変速機３０に内蔵される作動油（ＡＴＦ）を、エンジン１から流出したエンジン冷却液との熱交換により昇温させ、流動性を向上させることを主目的として設けられるものである。尚、オイルウォーマ１０は、エンジン冷却液の温度がオイルよりも低温の条件下においては、オイルを冷却するための冷却器として作用させることも可能である。また、図１において破線矢印はエンジン冷却液の流路を、実線矢印は作動油の流路を示すこととする。

図１に示すサーモ弁２０は、エンジン冷却水の温度に応じて自動作動するものであり、図示しないサーモスタットが内蔵されている。該サーモスタットは、エンジン冷却水の温度に応じて移動可能に構成されている。そして、該サーモスタットの移動によって、エンジン冷却液の流路系統６０が、エンジン１から車両内の空調用ヒータ４に向かう流路６０ａと、エンジン１からオイルウォーマ１０に向かう流路６０ｂとに分かれる。

また、図１に示すように、オイルウォーマ１０は、エンジン１、サーモ弁２０、及び、自動変速機３０に対してエンジン冷却液の配管系統６０により接続されている。また、オイルウォーマ１０は自動変速機３０に対して作動油配管系統７０により接続されている。

図１に示すように、上記エンジン冷却液の流路系統６０は、サーモ弁２０により分岐しており、オイルウォーマ１０とエンジン１との間でエンジン冷却液を循環させるための配管である。

エンジン１の始動直後で、上記エンジン冷却液が所定の液温となるまでは、図１のエンジン１からラジエータ２への流路に配設されたサーモ弁２１は閉じられており、該冷却液の液温が所定の温度まで上昇するまで、ラジエータ２への経路８０は遮断されている。同様に、エンジン１からオイルウォーマ１０への流路に配設されたサーモ弁２０は閉じられており、該冷却液の液温が所定の温度まで上昇するまでは、オイルウォーマ１０への経路６０ｂは遮断されている。

エンジン冷却液が所定の液温まで上昇すると、上記サーモ弁２０が開放され、エンジン冷却液が上記オイルウォーマ１０へ供給されて、作動油（ＡＴＦ）を昇温させる。また、上記サーモ弁２１が開放され、エンジン１とラジエータ２との間の経路８０が連通され、エンジン冷却液は上記ラジエータ２へ送出されて、該ラジエータ２により冷却され、所定の液温を維持する。

オイルウォーマ１０により作動油の油温が上昇される原理を説明するための略図である図２を参照して、エンジン冷却液により作動油の油温が昇温される原理を説明する。該オイルウォーマ１０は、その熱交換本体部１１に、作動油の入口であるインレット配管７０ｂと、出口であるアウトレット配管７０ｃと、エンジン冷却液の入口であるインレット配管６０ｃと、出口であるアウトレット配管６０ｄと、を備え、熱交換フィン部７２を内蔵している。

上記作動油のインレット配管７０ｂに流入した作動油は、上記熱交換フィン部７２へ流れる。該フィン部７２の内部には図示しない微細な油路が形成されている。上記作動油は、該油路を通過して上記作動油のアウトレット配管７０ｃから流出する。また、上記エンジン冷却液のインレット配管６０ｃに流入したエンジン冷却液は、上記フィン部７２の隙間を通過し、上記エンジン冷却液のアウトレット配管６０ｄから流出する。

作動油とエンジン冷却液とが、上述したように、各々の入口から流入し、出口から流出するまでの間に、上記熱交換フィン部７２を介して熱交換が行われ、エンジン冷却液の液温が作動油の油温よりも高い場合は、上記オイルウォーマ１０により作動油の油温は上昇させられる。

図１に示すように、作動油循環系統７０は、オイルウォーマ１０とトランスミッション３０との間で作動油を循環させるための循環系統である。従来型オイルウォーマ１１０を装着した自動変速機３０と油路配管の略示図である図３と、従来のオイルウォーマの側面視を示す略図である図４と、に示すように、作動油循環系統７０は、外部インレット配管７０ａと、インレット配管７０ｂ（図２にのみ示す）と、アウトレット配管７０ｃと、外部アウトレット配管７０ｄとを有する。

上記外部インレット配管７０ａは、自動変速機３０の内部に形成される図示しない油路と、上記オイルウォーマ１１０が有するインレット配管７０ｂと、を接続する配管である。該外部インレット配管７０ａは、ゴムの中に補強のための繊維を備えるなどして構成され、その一端はインレット配管７０ｂが挿入され、弾性ホースクランプ６によって該インレット配管７０ｂに固定されている。また、その他端は図示しない金属製配管が挿入され、図示しない弾性ホースクランプ６によって固定されている。

また、上記外部アウトレット配管７０ｄは、自動変速機３０の内部に形成される図示しない油路と、上記オイルウォーマ１１０が有するアウトレット配管７０ｃと、を接続する配管である。該外部アウトレット配管７０ｄは、ゴムの中に補強のための繊維を備えるなどして構成され、その一端はアウトレット配管７０ｃが挿入され、弾性ホースクランプ６によって該アウトレット配管７０ｃに固定されている。また、その他端は図示しない金属製配管が挿入され、図示しない弾性ホースクランプ６によって固定されている。

また、図１に示すように、エンジン冷却液循環系統６０は、オイルウォーマ１０とエンジン１との間でエンジン冷却液を循環させるための循環系統である。従来型オイルウォーマ１１０を装着した自動変速機３０と油路配管の略示図である図３と、従来のオイルウォーマの側面視を示す略図である図４と、に示すように、エンジン冷却液循環系統６０は、図示しない外部インレット配管と、インレット配管６０ｃと、アウトレット配管６０ｄと、図示しない外部アウトレット配管とを有する。

上記の図示しない外部インレット配管は、エンジン１の内部に形成される図示しないエンジン冷却液路と、上記オイルウォーマ１１０が有するインレット配管６０ｃと、を接続する配管である。該外部インレット配管は、ゴムの中に補強のための繊維を備えるなどして構成され、その一端はインレット配管６０ｃが挿入され、弾性ホースクランプ６によって該インレット配管６０ｃに固定されている。また、その他端は図示しない金属製配管が挿入され、図示しない弾性ホースクランプ６によって固定されている。

また、上記の図示しない外部アウトレット配管は、エンジン１の内部に形成される図示しないエンジン冷却液路と、上記オイルウォーマ１１０が有するアウトレット配管６０ｄと、を接続する配管である。該図示しない外部アウトレット配管は、ゴムの中に補強のための繊維を備えるなどして構成され、その一端はアウトレット配管６０ｄが挿入され、弾性ホースクランプ６によって該アウトレット配管６０ｄに固定されている。また、その他端は図示しない金属製配管が挿入され、図示しない弾性ホースクランプ６によって固定されている。

上述したように、上記従来型オイルウォーマ１１０では、入口であるインレット配管６０ｃ及び７０ｂ、出口であるアウトレット配管６０ｄ及び７０ｃには、主にゴムで形成された外部配管７０ａ及び７０ｄ等の配管が接続され、エンジン冷却水及び作動油の流路が形成されている。

また、図４に示すように、上記従来型オイルウォーマ１１０は、熱交換本体部１１を板金からなる板状の間座部材１２にロウ付け等で接合し、図示しないトランスミッションケースに固定するための締結部１３を有するブラケット部材１４に、上記間座部材１２をボルト１６とナット１７と、で固定して構成されている。

《本発明のオイルウォーマ》
図５に、本発明のオイルウォーマ構造体１０の一実施形態を装着した、自動変速機３０と油路配管の略示図を、図６に、本発明のオイルウォーマ構造体１０の一実施形態側面視を示す略図を示す。

図５〜図６に示すオイルウォーマ構造体１０は、該オイルウォーマ構造体１０を構成するベースプレート１８部に、作動油及び／又は冷却液を内部に導入する出入口と、導入された作動油及び／又は冷却液を熱交換本体部１１まで案内する流路と、が配設される。これにより、図５の金属性パイプからなる外部インレット配管７０ａ’及び外部アウトレット配管７０ｄ’（以下、単に「金属製パイプからなる配管７０ａ’／７０ｄ’」とも称する）をユニオンボルト１９によって該オイルウォーマ構造体１０に直接、容易に取付けることができる。

本発明のオイルウォーマ構造体１０の、一実施形態の内部構造を示す略図である図７を参照しながら、該オイルウォーマ構造体１０の構造と、外部配管との接続方法について詳細に説明する。該オイルウォーマ構造体１０は、概ね上記熱交換本体部１１と、上記ベースプレート１８と、で構成される。該熱交換本体部１１と、ベースプレート１８とはロウ付け等により接合され、作動油の漏れが防止されている。

また、ベースプレート１８の内部には、作動油のインレット配管７０ｂ’及びアウトレット配管７０ｃ’が配設されている。上記配管７０ｂ’及び７０ｃ’はそれぞれ、例えば該プレートの側面と上面とから穴開け加工をすることにより、容易に形成することが可能である。

上記熱交換器本体１１の、上記ベースプレート１８の配管７０ｂ’及び７０ｃ’と相対する箇所には、作動油を該熱交換本体部１１に流入、流出させるための油路の出入り口が配設されている。該ベースプレート１８の配管７０ｂ’及び７０ｃ’と、該熱交換器本体１１に配設された出入り口と、の継目はそれぞれ密閉され、作動油の漏れが防止される。

次に、上記ベースプレート１８の内部に配設された上記インレット配管７０ｂ’を例に、図７を参照しながら、該インレット配管７０ｂ’と、金属製パイプからなる配管７０ｄ’と、の接続構造について説明する。

該金属パイプ配管７０ｄ’の端部には、配管継手９がロウ付け等により固定される。該金属パイプ配管７０ｄ’と、配管継手９と、の間には油路が形成されている。

また、接続に使用されるユニオンボルト１９は、その軸心と首部とに穴を有し、該軸心の穴１９ａと、該首部の穴１９ｂと、は連通し、油路が形成されている。

上記インレット配管７０ｂ’と、金属パイプ配管７０ｄ’の端部の配管継手９と、を接続する場合、まず上記ユニオンボルト１９にガスケット８を仮組みする。次に、上記金属パイプ配管７０ｄ’の端部の配管継手９に該ユニオンボルト１９を挿通し、次に該ユニオンボルト１９に別のガスケット８を仮組みする。

上記の状態で、上記ユニオンボルト１９を、上記ベースプレート１８の配管７０ｂ’入口に予め配設された雌ネジにねじ込んでいく。これによって、該ユニオンボルト１９が挿通された上記金属パイプ配管７０ｄ’の端部の配管継手９は、上記配管７０ｂ’入口に固定される。

上述したように、上記金属パイプ配管７０ｄ’と、配管継手９と、の間には油路が形成されている。また、上記ユニオンボルト１９の軸心の穴１９ａと、首部の穴１９ｂと、は連通し、油路が形成されている。上記の構成とすることにより、該金属パイプ配管７０ｄ’の端部の配管継手９が、該ユニオンボルト１９によって上記配管７０ｂ’入口に固定されることにより、該金属パイプ配管７０ｄ’と、上記ベースプレート１８の配管７０ｂ’と、は連結され、油路が形成される。

このとき、上記した２枚のガスケット８により、上記ユニオンボルト１９と上記配管継手９との間、及び上記配管継手９と上記ベースプレート１８の配管７０ｂ’入口との間は密封され、作動油の漏れを防止している。よって、上記の接続構造によれば、作動油の漏れを確実に防止しながら、容易に該ベースプレート１８の配管７０ｂ’と上記金属パイプ配管７０ｄ’とを接続し、油路を形成することが可能である。

尚、上記ベースプレート１８のアウトレット配管７０ｄ’と、金属製パイプからなる外部アウトレット配管７０ａ’と、の接続も上記と同様な手順により、容易かつ漏れの生じないように行うことが可能である。

上記の手順により、金属性パイプからなる上記外部インレット配管７０ａ’及び外部アウトレット配管７０ｄ’を、上記オイルウォーマ構造体１０に接続することにより、図５に示すごとく、該オイルウォーマ構造体１０の入口近傍や出口近傍にオイルホースを用いることなく、作動油の流路を形成することが可能となる。

これにより、ホース結合部からの作動油漏れやゴムホースの抜けを、容易な接続作業により、確実に防止することを実現し得る。さらには、一般に金属パイプはゴムホースと比べて外径寸法が小さく、曲げ加工も容易で、加工後の加熱等による形状変化もない。よって、自動変速機３０にオイルウォーマ構造体１０の配置を決定する際の、位置設定の自由度が増す。

換言すれば、周辺機器等と自動変速機３０とのクリアランスが小さく、ゴムホースの場合は配管を配設することが困難、もしくは配設できる場合でも熱等により形状変化して、周辺機器等と接触し、破損するおそれがある。金属パイプを用いることにより、周辺機器とのクリアランスが小さい場合でも、自動変速機のトランスミッションケース表面に沿って配設でき、熱変形もないため、周辺機器と接触して破損し、作動油が漏れることはない。

尚、本実施形態においては、作動油のインレット配管７０ｂ’及びアウトレット配管７０ｃ’のみを、上記ベースプレート１８内に形成することとしたが、図６に示すエンジン冷却液のインレット配管６０ｃ及びアウトレット配管６０ｄも、上記作動油のインレット配管７０ｂ’及びアウトレット配管７０ｃ’と同様な方法により、上記ベースプレート１８内に形成することが可能である。

上記の構成とした場合、該ベースプレート１８の厚さ寸法が増加する可能性があるが、図６において熱交換器本体部１１から突出している、上記インレット配管６０ｃ及びアウトレット配管６０ｄが該ベースプレート１８の内部に形成されるため、上記オイルウォーマ構造体１０全体の厚さ（高さ）寸法は不変、もしくは低減することが可能となり、エンジン冷却液の流路においても、ホース結合部からの冷却液漏れを容易な接続作業により、確実に防止することを実現し得る。

また、図６に示すように、本発明のオイルウォーマ構造体１０においては、上記熱交換本体部１１と、上記ベースプレート部１８と、はロウ付け等で固定されており、該ベースプレート部１８は、上記オイルウォーマ構造体１０をトランスミッションケースに固定するための締結部１３を有している。該締結部１３を用いて、図５に示すようにトランスミッションケースに直接固定することができる。

従来のオイルウォーマ１１０では、図４に示すように、該熱交換本体部１１をトランスミッションケースに固定するため、まず該熱交換本体部１１に間座部材１２をロウ付け等で固定し、次に該間座部材１２と、ブラケット部材１４と、をネジ等の締結金具１６、１７で固定していた。本発明においては、上述したように該間座部材１２及び締結金具１６、１７が不要となり、部品点数やコストを低減することが可能となる。

上記ベースプレート部１８に作動油及び／又は冷却液の流路を配設することで、該プレート部１８の体積は増大する。一例として急な登坂路を連続して走行する場合において、自動変速機が過熱状態となって、上記オイルウォーマ構造体１０の取付け箇所の温度が、エンジン冷却液の温度を超えた場合、該プレート部１８が放熱部材となって、自動変速機３０の熱が該オイルウォーマ構造体１０の熱交換本体部１１へ伝わり、該エンジン冷却液を加熱してしまうことを防止できる。

以上、本発明のオイルウォーマ構造体についての実施形態およびその概念について説明してきたが本発明はこれに限定されるものではなく特許請求の範囲および明細書等に記載の精神や教示を逸脱しない範囲で他の変形例、改良例が得られることが当業者は理解できるであろう。

１ エンジン
２ ラジエータ
４ 空調用ヒータ
６ 弾性ホースクランプ
８ ガスケット
９ 配管継手
１０ オイルウォーマ構造体
１１０ （従来型）オイルウォーマ
１１ 熱交換本体部
１２ 間座部材
１３ 締結部
１４ ブラケット部材
１６ ボルト
１７ ナット
１８ ベースプレート
１９ ユニオンボルト
２０ （オイルウォーマ回路の）サーモ弁
２１ （ラジエータ回路の）サーモ弁
３０ 自動変速機
６０ エンジン冷却液の流路系統
６０ａ エンジンから車両内の空調用ヒータに向かう流路
６０ｂ エンジンからオイルウォーマに向かう流路
６０ｃ （冷却液）インレット配管
６０ｄ （冷却液）アウトレット配管
７０ 作動油循環系統
７０ａ 外部インレット配管
７０ｂ （作動油）インレット配管
７０ｃ （作動油）アウトレット配管
７０ｄ 外部アウトレット配管
７０ａ’ （金属パイプ製）外部インレット配管
７０ｂ’ （ベースプレート内の作動油）インレット配管
７０ｃ’ （ベースプレート内の作動油）アウトレット配管
７０ｄ’ （金属パイプ製）外部アウトレット配管
７２ （作動油）熱交換フィン部
８０ エンジンとラジエータとの間の経路

Claims (1)

1. 内部でトランスミッションの作動油を冷却液と熱交換することにより昇温又は降温させるオイルウォーマ構造体であって、
   前記作動油と冷却液とを案内して両者をその内部で互いに熱交換する熱交換本体部と、
   該熱交換本体部をトランスミッションケースに密封状態で固定するときに両者の間に介挿されるベースプレート部と、を備え、
   前記ベースプレート部には、作動油及び／又は冷却液を内部に導入する出入口と、導入された作動油及び／又は冷却液を熱交換本体部まで案内する流路とを有する、
   ことを特徴とするオイルウォーマ構造体。