JP4228385B2 - オイルクーラ内蔵式減速装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等の車両において、該車両の減速機構が収納されるとともに潤滑油が貯留されるケーシング内に該潤滑油を冷却するオイルクーラを該減速機構のリングギヤに対向して配設して構成されるオイルクーラ内蔵式減速装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
自動車等の車両において、ディファレンシャル装置やトランスファー等の減速装置は伝達動力が大きくなると、ハイポイドギヤ(リングギヤ)から多量の熱を発生し、また排気管に比較的近い場所に配置された場合は該排気管の放射熱を受けるため、ケーシングの内部にエンジン冷却水を循環させるオイルクーラを設置してオイル(潤滑油)を冷却する技術が提案されている。
【0003】
かかる技術の1つに、実用新案登録第2516687号の考案がある。この考案においては、潤滑油が貯留されるディファレンシャル装置のケーシングの内部に潤滑油を冷却するオイルクーラを該ディファレンシャル装置のリングギヤに対向して配設し、該オイルクーラは、一対の皿状金属板の内側に冷却水流路を形成して対向させ周囲を液密にろう付けしてなる中空プレート状の単一のエレメントと該エレメントの前記リングギヤに対向する外面にエレメントの長手方向に沿って固着された放熱フィンとを備えて構成されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
前記ケーシングの内部においては、リングギヤを含む減速機構の回転によりオイルが掻き混ぜられており、このオイルをケーシング内部の下方部位に設置したオイルクーラにより冷却している。
殊にリングギヤは外径が大きいため該リングギヤによるオイルの掻き混ぜ作用が大きいことから、該リングギヤの周辺にオイルクーラを設置すれば、該オイルクーラによるケーシング内オイルの冷却効果が増大する。
【0005】
前記実用新案登録第2516687号の考案においては、ケーシングの内部にオイルクーラをリングギヤに対向して配設し、単一の中空プレート状エレメントの前記リングギヤに対向する外面にエレメントの長手方向に沿って放熱フィンを固着しているため、リングギヤにより掻き混ぜられたオイルを効果的に冷却することが可能となる。
【0006】
しかしながら、かかる従来技術にあっては、薄板を波状に湾曲してなる放熱フィンをリングギヤに対向して配置しているため該リングギヤにより掻き混ぜられたオイルの流動力が直接薄肉低強度の放熱フィンに作用するようになっており、加えて該放熱フィンは根元部を単一のエレメントにろう付けされて片持ち状に支持されているため支持強度が小さいことから、前記オイルの流動力によって放熱フィンがエレメントから脱落しあるいは破損するという事態が発生する虞れがある。
一方、かかる放熱フィンの脱落や破損を回避するため該放熱フィンの厚さを増大すると、オイルクーラの冷却効率が低下するとともにオイルクーラが大型化し設置スペースが限られたケーシング内における設置が困難になる。
等の問題点を有している。
【0007】
本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、潤滑油が貯留される車両用減速機構のケーシング内に設置されるオイルクーラの、オイルの流動力等に対する十分な強度を有して高い耐久性と高いオイルの冷却効果とを併せ備えたオイルクーラ内蔵式減速装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明はかかる課題を解決するため、請求項1記載の発明として、減速機構が収納されるとともに潤滑油が貯留されるケーシング内に該潤滑油を冷却するオイルクーラを該減速機構のリングギヤに対向して配設してなるオイルクーラ内蔵式減速装置において、
前記オイルクーラは内部に冷却水流路が形成され冷却水が流れる中空プレート状の複数のエレメントと該エレメントの間に挟着された放熱フィンとを備え、前記エレメントと前記放熱フィンとは前記リングギヤの軸方向に積層し周方向に略円弧状に形成されるとともに、前記エレメントは軸方向に3列以上積層して設けられ、該複数のエレメントのうちの前記リングギヤ側に位置される1つのエレメントの外面を前記リングギヤに対向して配置したことを特徴とするオイルクーラ内蔵式減速装置を提案する。
【0009】
請求項2記載の発明は、前記オイルクーラ及びその周辺の具体的構成に係り、前記ケーシングに形成された冷却水供給路と前記エレメントの冷却水流路の一端側とを接続する冷却水入口部と、前記ケーシングに形成された冷却水送出路と前記エレメントの冷却水流路の他端側とを接続する冷却水出口部と、該オイルクーラの両端部から前記リングギヤの中心方向に延びて前記ケーシングに固定されるブラケットとを備えたことを特徴とする。
【0010】
請求項3記載の発明は請求項1において、前記エレメントは一対の皿状金属板を内側に前記冷却水流路を形成して対向させ周囲を液密にろう付けして構成され、該エレメントの少なくとも前記リングギヤに対向する外面に補強リブを固着したことを特徴とする。
【0011】
かかる発明によれば、減速機構が収納されるケーシングに形成された冷却水供給路に供給されたエンジン冷却水はオイルクーラの冷却水入口部から中空プレート状のエレメントの一端側に流入し、該エレメント内の冷却水流路を長手方向に流れる際に該エレメントの間に挟着された放熱フィンを介してケーシング内を流動するオイル(潤滑油)と熱交換を行って該オイルを冷却する。該オイル冷却後の冷却水は前記エレメントの冷却水流路の他端側から冷却水出口部を経てケーシングに形成された冷却水送出路に送出される。
【0012】
かかるオイルクーラによるオイルの冷却時において、該オイルクーラは複数のエレメントの間に放熱フィンを挟着して両端固定状に構成されているため、従来の片持ち支持放熱フィンに比べて放熱フィンの支持剛性が格段に高くなっているのに加えて、ケーシング内で大きく流動するオイルの流動力を放熱フィンが直接に受け難く、放熱フィンを高冷却効率の薄肉フィンの構成にしても該オイル流動力により放熱フィンのエレメントからの脱落や破損が発生することはない。
【0013】
さらに、前記オイルクーラは、エレメントのうちの1つの外面をリングギヤに対向して配置し、該リングギヤに対向する部位には薄肉低強度の放熱フィンを設置しない構造であるので、リングギヤにより掻き混ぜられたオイルの流動力は中空プレート状のエレメントの外面で受け止め、該流動力が直接放熱フィンに作用するのが回避され、従来技術のようなリングギヤからのオイル流動力が直接放熱フィンに作用することによる放熱フィンの脱落や破損の発生を回避できる。
【0014】
以上により、かかる発明によれば、放熱フィンを薄肉に構成してオイルクーラを大型化することなく高い冷却効率を保持しつつ、オイルの流動力に対する耐久性を向上することが可能となり、オイルの流動力に対する十分な強度を有して高い耐久性と高いオイルの冷却効果とを併せ備えたオイルクーラが得られる。
【0015】
また、本発明によれば、前記オイルクーラのエレメントを3列以上設け各エレメント間に前記放熱フィンを挟着する構造とするので、リングギヤの軸方向にエレメント及び放熱フィンを積層できて、リングギヤの径方向への大型化を回避してオイルクーラの伝熱面積を増大し冷却効率を向上できる。
【0016】
また請求項2のように構成すれば、オイルクーラの両端部から前記リングギヤの中心方向に延びるブラケットによりオイルクーラをケーシングに固定する構造であるので、オイルクーラの周方向長さを抑制したコンパクトな構造のオイルクーラ取付構造で以って所要の冷却性能を保持できる。
【0017】
さらに請求項3のように構成すれば、ろう付け構成の中空プレート状エレメントの少なくともリングギヤに対向する外面に補強リブを固着したので、該補強によりエレメントの曲げ剛性が向上し、リングギヤにより掻き混ぜられたオイルの流動力によるエレメントの変形が回避され、所要の冷却性能を保持しつつ高強度のオイルクーラが得られる。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載される構成部品の寸法、材質、形状、その他相対配置などは特に特定的な記載が無い限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
【0019】
図1は本発明の実施例に係る自動車用トランスファー用オイルクーラの正面図、図2は図1のA矢視図である。図3はトランスファーにおけるオイルクーラ取付部の正面図、図4は図3のB−B線断面図である。
【0020】
本発明の実施例に係る4輪駆動車用のトランスファーを示す図3〜4において、1はトランスファーケーシングで内部のトランスファー室2には減速機構06が収納されている。該減速機構06自体の構成は公知であるので詳細な説明は省略するが、図示しないセンターデフ装置の一方の出力が入力部材7に入力されて回転駆動される構成となっている。6は減速機構06のリングギヤであり、入力部材7に固定されて入力部材7と共に回転し、図示しないピニオンギヤに駆動力を伝達して後輪側へ駆動を出力するよう構成されている。また、9は前輪用ディファレンシャル装置09のデフケースであり図示しないセンターデフ装置の他方の出力が入力されて回転駆動される。8はリングギヤ6及び入力部材7の回転軸心である。
10はトランスファーケーシング1内に貯留されあるいは流動されるオイル(潤滑油)を冷却するオイルクーラで、後述する構成を備え、前記トランスファーケーシング1(トランスファー室2)に収納されている。
【0021】
前記オイルクーラ10の詳細を示す図1〜2において、11はカッププレート(エレメント)で、一対の皿状金属板を内側に冷却水流路を形成して対向させ周囲を液密にろう付けしてなる中空プレート状に構成され、この例では3列設けられている(2列でも4列以上でもよい)。12は薄板を波状に成形してなる放熱フィンで、前記カッププレート11の間に長手方向に沿って配置されるとともに該カッププレート11の間にろう付けにて挟着されている。17は前記カッププレート11の両端部を固定して剛性を保持する支持部材である。
【0022】
前記オイルクーラ10のカッププレート11及び放熱フィン12は、図2に示すように、前記リングギヤ6の周方向に沿った曲率半径Rの略円弧状に形成されている。
そして、前記カッププレート11のうちの1つの外面即ちリングギヤ側外面20をリングギヤ6に対向して配置し、該リングギヤ6に対向する部位には前記放熱フィン12を設置しないように構成されている。
前記カッププレート11の両端下部にはブラケット18が固着され、該ブラケット18は前記カッププレート11及び放熱フィン12の曲率半径Rの中心側つまりリングギヤ6の中心方向に延びて、後述するように、先端部をボルト19により前記トランスファーケーシング1に締付け固定されている。
また、前記各ブラケット18の下面には入口ボス13及び出口ボス14が固着され、該入口ボス13及び出口ボス14の内部には、前記カッププレート11内の冷却水流路の一端側に連通される入口穴15及び該冷却水流路の他端側に連通される出口穴16が夫々穿孔されている。
【0023】
また、図3〜4に示すように、前記オイルクーラ10は、前記入口ボス13及び出口ボス14を前記トランスファーケーシング1の前記回転軸心8に直角な取付面1aから穿孔された嵌合穴1bに流体シール用のOリング21(図1参照)を嵌挿して挿入し、前記各ブラケット18をボルト19にてトランスファーケーシング1に締め付けることにより、トランスファーケーシング1に固定される。
【0024】
図3に示すように、5は前記トランスファーケーシング1内に穿孔された冷却水の入口通路で、出口端が前記入口穴15に連通されている。また07は前記トランスファーケーシング1内に穿孔された冷却水の出口通路で、入口端が前記出口穴16に連通されている。
3はエンジンからの冷却水入口管03と前記冷却水の入口通路5とを接続する冷却水の入口継手、4は前記冷却水の出口通路07と冷却水出口管04とを接続する冷却水の出口継手である。
【0025】
かかる構成からなるオイルクーラ内蔵式減速装置において、図3に見るように前記冷却水の入口継手3からトランスファーケーシング1内の入口通路5に導入されたエンジン冷却水は図1に示す入口ボス13内の入口穴15から各カッププレート11の一端側から該カッププレート11内の冷却水流路に流入し、該冷却水流路を長手方向に流れる際に該カッププレート11の間に挟着された放熱フィン12を介してトランスファー室2を流動するオイル(潤滑油)と熱交換を行って該オイルを冷却する。
該オイル冷却後の冷却水は前記カッププレート11の他端側から出口通路07及び出口継手4を経て冷却水出口管04に送出される。
【0026】
前記のように構成されたオイルクーラ10によるオイルの冷却時において、該オイルクーラ10は複数のカッププレート(エレメント)11の間に放熱フィン12を挟着して構成され該放熱フィン12が両端固定の形態でカッププレート11に支持された構造であるため、従来の片持ち支持放熱フィンに比べて放熱フィンに支持剛性が格段に高くなっており、これに加えて前記カッププレート11が受け皿となって前記トランスファー室2で大きく流動しているオイルの流動力を該放熱フィン12が直接に受け難くなっている。
これにより、該放熱フィン12を高冷却効率の薄肉フィンの構成にしても前記のようなオイル流動力により放熱フィン12のカッププレート11からの脱落や放熱フィン12自体の破損が発生するのが回避される。
【0027】
また、前記オイルクーラ10は、前記カッププレート11のうちの1つの外面即ちリングギヤ側外面20をリングギヤ6に対向して配置し、該リングギヤ6に対向する部位には薄肉低強度の放熱フィン12を設置しない構造であるので、リングギヤ6により掻き混ぜられたオイルの流動力は中空プレート状のカッププレート11のリングギヤ側外面20で受け止める。
これにより、オイルの流動力が直接放熱フィン12に作用するのが回避され、従来技術のようなリングギヤ6からのオイル流動力が直接放熱フィンに作用することによる放熱フィンの脱落や破損の発生を回避できる。
【0028】
また、前記オイルクーラ10のエレメントを構成するカッププレート11をこの実施例のように3列、あるいは4列以上設け、各カッププレート11間に前記放熱フィン12を挟着する構造とすることにより、リングギヤ6の軸方向にカッププレート11及び放熱フィン12を積層できて、リングギヤ6の径方向への大型化を回避してオイルクーラ10の伝熱面積を増大できる。
【0029】
また、かかる実施例によれば、オイルクーラ10を前記リングギヤ6の周方向に沿った略円弧状に形成するとともに、該オイルクーラ10の両端部からリングギヤ6の中心方向(曲率半径Rの中心方向)に延びるブラケット18によりオイルクーラ10をトランスファーケーシング1に固定する構造であるので、オイルクーラ10の周方向両端に取付ボルトを配置しなくて済み、該オイルクーラ10の周方向長さを抑制したコンパクトな構造のオイルクーラ取付構造で以って所要の冷却性能が保持可能となる。
【0030】
さらに本発明の他の実施例においては、ろう付けにて形成された中空プレート状のカッププレート11の前記リングギヤに対向する外面即ちリングギヤ側外面20及びブラケット18側外面のうち少なくともリングギヤ6に対向するリングギヤ側外面に、図1の鎖線で示すように、該カッププレート11の中心部の曲率半径Rに沿って補強リブ30を固着する。
このように構成すれば、ろう付け構成の中空プレート状カッププレート11の少なくともリングギヤ6に対向する外面に補強リブ30を固着したことにより、カッププレート11の曲げ剛性が向上し、リングギヤ6により掻き混ぜられたオイルの流動力によるカッププレート11の変形が回避され、所要の冷却性能を保持しつつオイルクーラ10の強度が向上する。この場合、補強リブ30に替えてカッププレート11と略同様の円弧状に形成された補強プレートを装着することにより補張処理を施すようにしても良い。
なお、上記実施形態ではトランスファーへの適用例を示したが、本発明はディファレンシャル装置等にも適用可能である。
【0031】
【発明の効果】
以上記載のごとく本発明によれば、オイルクーラは複数のエレメントの間に放熱フィンを挟着して構成されているため、従来の片持ち支持放熱フィンに比べて放熱フィンに支持剛性が格段に高くなっているのに加えて、ケーシング内で大きく流動するオイルの流動力を放熱フィンが直接に受け難く、該放熱フィンを高冷却効率の薄肉フィンで構成しても、該オイル流動力により放熱フィンのエレメントからの脱落や破損が発生するのを防止できる。
【0032】
さらに、該オイルクーラは、エレメントのうちの1つの外面をリングギヤに対向して配置し、該リングギヤに対向する部位には薄肉低強度の放熱フィンを設置しない構造であるので、リングギヤにより掻き混ぜられたオイルの流動力は中空プレート状のエレメントの外面で受け止め、該流動力が直接放熱フィンに作用するのが回避され、従来技術のようなリングギヤからのオイル流動力が直接放熱フィンに作用することによる放熱フィンの脱落や破損の発生を回避できる。
【0033】
これにより、放熱フィンを薄肉に構成してオイルクーラを大型化することなく高い冷却効率を保持しつつ、オイルの流動力に対する耐久性を向上することが可能となり、オイルの流動力に対する十分な強度を有して高い耐久性と高いオイルの冷却効果とを併せ備えたオイルクーラを提供できる。
【0034】
また、本発明によれば、前記オイルクーラのエレメントを3列以上設け各エレメント間に前記放熱フィンを挟着する構造とするので、リングギヤの軸方向にエレメント及び放熱フィンを積層できて、リングギヤの径方向への大型化を回避してオイルクーラの伝熱面積を増大し冷却効率を向上できる。
【0035】
また請求項2のように構成すれば、オイルクーラの両端部からリングギヤの中心方向に延びるブラケットによりオイルクーラをケーシングに固定する構造であるので、オイルクーラの周方向長さを抑制したコンパクトな構造のオイルクーラ取付構造で以って所要の冷却性能を保持できる。
【0036】
さらに請求項3のように構成すれば、ろう付け構成の中空プレート状エレメントの少なくともリングギヤに対向する外面に補強リブを固着したので、該補強によりエレメントの曲げ剛性が向上し、リングギヤにより掻き混ぜられたオイルの流動力によるエレメントの変形が回避され、所要の冷却性能を保持しつつ高強度のオイルクーラが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施例に係る自動車用トランスファー用オイルクーラの正面図である。
【図2】 図1のA矢視図である。
【図3】 トランスファーにおけるオイルクーラ取付部の正面図である。
【図4】 図3のB−B線断面図である。
【符号の説明】
1 トランスファーケーシング
1a 取付面
1b 嵌合穴
2 トランスファー室
3 入口継手
4 出口継手
5 入口通路
6 リングギヤ
06 減速機構
7 入力部材
07 出口通路
8 回転軸心
10 オイルクーラ
11 カッププレート
12 放熱フィン
13 入口ボス
14 出口ボス
15 入口穴
16 出口穴
17 支持部材
18 ブラケット
20 リングギヤ側外面
30 補強リブ
Claims (3)
- 減速機構が収納されるとともに潤滑油が貯留されるケーシング内に該潤滑油を冷却するオイルクーラを該減速機構のリングギヤに対向して配設してなるオイルクーラ内蔵式減速装置において、
前記オイルクーラは内部に冷却水流路が形成され冷却水が流れる中空プレート状の複数のエレメントと該エレメントの間に挟着された放熱フィンとを備え、前記エレメントと前記放熱フィンとは前記リングギヤの軸方向に積層し周方向に略円弧状に形成されるとともに、前記エレメントは軸方向に3列以上積層して設けられ、該複数のエレメントのうちの前記リングギヤ側に位置される1つのエレメントの外面を前記リングギヤに対向して配置したことを特徴とするオイルクーラ内蔵式減速装置。 - 前記ケーシングに形成された冷却水供給路と前記エレメントの冷却水流路の一端側とを接続する冷却水入口部と、前記ケーシングに形成された冷却水送出路と前記エレメントの冷却水流路の他端側とを接続する冷却水出口部と、該オイルクーラの両端部から前記リングギヤの中心方向に延びて前記ケーシングに固定されるブラケットとを備えたことを特徴とする請求項1記載のオイルクーラ内蔵式減速装置。
- 前記エレメントは一対の皿状金属板を内側に前記冷却水流路を形成して対向させ周囲を液密にろう付けして構成され、該エレメントの少なくとも前記リングギヤに対向する外面に補強リブを固着したことを特徴とする請求項1記載のオイルクーラ内蔵式減速装置。
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