JPH09195764A - 変速機冷却装置及びそれを備える変速機等 - Google Patents

変速機冷却装置及びそれを備える変速機等

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JPH09195764A
JPH09195764A JP9004401A JP440197A JPH09195764A JP H09195764 A JPH09195764 A JP H09195764A JP 9004401 A JP9004401 A JP 9004401A JP 440197 A JP440197 A JP 440197A JP H09195764 A JPH09195764 A JP H09195764A
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JP
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transmission
engine
cooling
conduit
liquid
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JP9004401A
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Alan Charles Stine
チャールズ スティン アラン
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Eaton Corp
Original Assignee
Eaton Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 変速機の冷却を効率的に行う。 【解決手段】 液冷式エンジン12を備えた車両におい
て、変速機16の潤滑液サンプ内に、一体型の変速機潤滑
液−エンジン冷却液熱交換器40を設ける。また、該熱交
換器40を、エンジン12の強制液冷装置50と直列に接続す
る。すると、ラジエータ52で冷却されたエンジン12の冷
却液は、熱交換器40にも流れる。すなわち、車両に既存
のラジエータ52が、変速機潤滑液およびエンジン冷却液
の双方のラジエータとなる。これにより、変速機潤滑液
のための独立したラジエータが不要となり、構造を簡素
化しながら、変速機の冷却を十分に行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、加圧液冷装置を備
えたエンジン及び歯車変速機を搭載した車両用変速機の
冷却装置に関する。特に本発明は、変速機の潤滑・冷却
液サンプ（貯液槽：sump）内に配置されて、エンジンの
強制（加圧）液冷装置に直列に接続される熱交換器を備
える形式の、変速機の冷却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】車両の歯車変速機、特に重量形車両用の
同期形及び非同期形の多段速度変速機が従来より知られ
ており、例えば米国特許第3,105,395 号、第4,735,109
号、第4,754,665 号、第5,086,897 号、第5,193,410 号
及び第5,370,013 号に記載されている。これら特許の開
示内容は参考として本説明に含まれる。これらの変速機
は、高負荷一定状態、厳しいデューティサイクル（duty
cycle）、密閉状態での取り付け等の条件においてオー
バーヒートを生じ、変速機のケーシングからの自然放熱
による冷却だけでは冷却能力が不足する恐れがあること
が知られている。ところで、変速機の潤滑・冷却液の冷
却を補う補助冷却装置が公知であり、例えば米国特許第
4,356,889 号、第5,157,963 号及び第5,279,391 号に記
載されている。これら特許の開示内容は参考として本説
明に含まれる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の変速機の冷却装
置は、通常の条件ではその効果的を発揮するものであ
る。しかしながら、この冷却装置は過剰な冷却能力を備
え、シャシ取り付け形の潤滑・冷却液−空気熱交換器を
必要とし、かつ煩雑な配管等の連通手段を必要とし、さ
らに変速機駆動式の潤滑・冷却液ポンプを必要とする
等、改良の余地があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題に鑑み
てなされたものであり、変速機駆動式ポンプまたは別体
のシャシ取り付け形熱交換器を必要としない変速機の冷
却装置を提供することによって、従来技術の問題点を最
小限に抑え、もしくは解決することができる。これは、
液冷式エンジンを備えた車両において、変速機の潤滑液
サンプ内に一体型の変速機潤滑液−エンジン冷却液熱交
換器を設け、該熱交換器をエンジンの強制液冷装置と直
列に接続することによって達成される。
【０００５】
【発明の実施の形態】好適な実施例の以下の説明におい
て、説明のために特定の用語を用いるが、本発明がそれ
らの用語に制限されるものではない。「上方」「下方」
「右方向」及び「左方向」は、参照している図面上での
方向を示している。「内方」及び「外方」は、説明して
いる装置及び指定した部分の構造中心に対してそれぞれ
向かう方向及び離れる方向を示している。以上の定義
は、上記用語の派生語及び同様な意味を持つ用語に適用
される。
【０００６】また、以下の説明において「変速機」は、
複数の単式または複式歯車による減速比のうちの１つ
を、変速機入力軸と変速機出力軸との間で手動または自
動的に選択する、単式または複式車両用変速機のことで
ある。重量形車両に使用されるこれら変速機を含めた車
両用変速機は公知であり、例えば米国特許第3,105,395
号、第4,735,109 号、第4,754,665 号、第5,000,060
号、第5,089,965 号、第5,193,410 号及び第5,370,013
号に記載されており、これらの特許の開示内容は参考と
して本説明に含まれる。
【０００７】また、「冷却液」または「エンジン冷却
液」は、車両エンジン冷却装置に通常使用される液体の
ことである。この液体は一般的に、水と不凍液／過熱防
止化合物（例えばアルコール、グリコール等）との混合
物である。「変速機潤滑液」または「潤滑液」は、回転
歯車装置の潤滑及び冷却を行うために車両用変速機に一
般的に使用される液体のことである。公知のように、重
量形車両用の変速機の場合、歯車及び軸の動作によって
循環する潤滑液（一般的には天然または合成オイル）の
槽内で、変速機内部の可変歯車比伝動装置が作動するよ
うに構成されている。好ましくは、変速機のハウジング
には、軸受及び軸へ潤滑流体を循環させるために必要な
位置に、内蔵形循環路が設けられる。ここで用いられる
潤滑液は、多目的ギヤオイルと呼ばれ、米国軍事仕様：
MIL-L-2104またはMIL-L-2105の少なくとも１つを満たす
ものである。
【０００８】本発明の変速機冷却装置10は、図面を参照
すればさらに詳細に理解されるであろう。図１に示され
るように、ディーゼルエンジン等の周知の液冷式エンジ
ン12が、非噛み合いカップリング14によって多段速度歯
車変速機16に駆動連結される。非噛み合いカップリング
14は、図１に示されているような主摩擦クラッチ、トル
クコンバータ等が用いられる。図示のように、選択的に
連結及び切り離しが行われる主摩擦クラッチ14によっ
て、エンジン出力軸（クランク軸）18が、変速機入力軸
20に連結される。変速機出力軸22は、トランスファーケ
ース、駆動車軸等の車両駆動系統装置に連結されてい
る。入力軸20は、公知のように軸、歯車、クラッチ等を
含む可変歯車比伝動装置24（以下、単に伝動装置とい
う。）によって、様々な選択比で出力軸22に駆動連結さ
れる。また、変速機ハウジング26は、主摩擦クラッチ14
を包囲してかつ変速機をエンジン12に固定するものであ
る。変速機16は、クラッチハウジング部28を含む変速機
ハウジング26内に収容されている。変速機入力軸20、出
力軸22、及び主軸（図示せず）は一般的に、共通軸線30
（図２参照）回りに回転可能となっている。
【０００９】図２にわかりやすく示されているように、
変速機ハウジング26には潤滑液注入口32が設けられてい
る。この潤滑液注入口32から変速機ハウジング内へ潤滑
液を注入し、充填レベル34まで満たすことにより、変速
機ハウジング26の底部に潤滑液サンプ36を形成する。よ
って、伝動装置の少なくとも一部分が潤滑液サンプ36を
通過し、変速機の適当な冷却及び潤滑を行うことが理解
できるであろう。変速機16にはまた、変速機の潤滑液を
排出するために、サンプの底部にドレンプラグの開口38
が設けられている。ところで、前記伝動装置には様々な
軸受等も含まれる。
【００１０】重量形車両用の変速機、例えば本出願の譲
受人であるイートン（Eaton ）社が販売している７速、
９速、10速、13速、16速及び18速変速機の場合には、変
速機の推奨作動温度は 250゜Ｆ（ 120゜Ｃ）を最高値と
しているが、一時的であれば、 300゜Ｆまでの作動温度
は許容される。このレベル以上の作動温度では、潤滑液
の酸化を早め、潤滑液の有効寿命を縮めてしまう。とこ
ろで、以下に例示する条件またはそれらが重複する条件
では、外部より何らかの手法によって潤滑液を冷却しな
いと、変速機の作動温度が上昇してしまうことが知られ
ている。（１）継続的な低速走行、（２）高温の作動環
境、（３）変速機周囲の空気流の制限、（４）車両排気
装置が変速機に近すぎる、（５）長期に渡るオーバドラ
イブ作動状態、（６）高馬力／トルク伝達作動時等…
…。
【００１１】加えて、近年のトラックの空力特性の向上
により変速機周囲を通る空気の流れが減少し、かつ、搭
載するエンジンの出力が増加したこと等により、変速機
の潤滑液を冷却する必要性がさらに高まっている。従来
技術では、変速機に付加的な冷却が必要な車両の場合、
一般的には、シャシ取り付け形の潤滑油−空気熱交換器
と、変速機により駆動されるポンプと、サンプと潤滑油
−空気熱交換器との間を連通させるために必要な配管と
を有する外部オイルクーラ装置により冷却を行ってい
た。そのような装置の例が、上記米国特許第4,356,889
号に記載されている。
【００１２】しかしながら、従来の外部オイルクーラ装
置は、複雑化、高価化を助長するものであり、変速機駆
動式のポンプを必要とし、また特に車両シャシ上で大き
な空気の流れがある部位に潤滑油−空気熱交換器を取り
付ける必要があることから、改良の余地があった。上記
理由により、変速機の外部オイルクーラを使用すること
は、ユーザ、メーカー双方にとって不都合を生ずるもの
であった。
【００１３】本発明の変速機冷却装置は、変速機サンプ
36内で、変速機回転部材の下方またはそれからずれた位
置に内蔵され、好ましくは変速機ハウジングと一体化さ
れた、変速機潤滑液−エンジン冷却液熱交換器40を用い
る。この熱交換器40は、いわゆる「潤滑油−水」熱交換
器とも呼ばれるものである。この熱交換器40は変速機の
ための冷却装置であり、図３に示すように入口接続部44
及び出口接続部46を備えた蛇行管42と、高い伝熱効果が
得られるように複数のプレートまたはフィン部材48とを
有する一般的な構造のものである。図１に示すようにエ
ンジンの強制液冷装置50は、ラジエータ52を有し、さら
に第１接続部54と、第２接続部58とが設けられている。
第１接続部54は、変速機の熱交換器40の入口接続部44と
連通する導管56と接続する。また、第２接続部58は、熱
交換器40の出口接続部46と連通する導管60と接続する。
このように、変速機内の潤滑油／水熱交換器40は、エン
ジン12の（加圧式）強制液冷却装置50と直列に接続して
いるため、エンジンの冷却液は変速機の熱交換器40にも
流れる。
【００１４】ところで、本発明はサンプ36内で回転する
伝動装置24を備えた、いわゆる「ウエットサンプ」型
（wet sump）の変速機に用いるように説明されている
が、上記米国特許第5,279,391 号に記載されている形式
の「ドライサンプ」形（dry sump）の変速機にも適用可
能である。
【００１５】以上説明したように、変速機16の潤滑液サ
ンプ内に、一体型の変速機潤滑液−エンジン冷却液熱交
換器40を設け、該熱交換器40をエンジン12の強制液冷装
置50と直列に接続することにより、ラジエータ52で冷却
されたエンジン12の冷却液は、熱交換器40にも流れる。
そして、熱交換器40により変速機の潤滑液が冷却され
る。すなわち、既存のラジエータ52が、変速機の熱交換
器40及びエンジンの強制液冷装置50の両方の熱交換器と
して機能し、独立した変速機用の潤滑油−空気熱交換器
を設ける必要がなくなる。さらに、車両内でエンジンと
変速機とが比較的接近しているため、変速機用熱交換器
40に必要な配管を簡素化することができる。以上のごと
く、本発明の好適な実施の形態をある程度特定化して説
明してきたが、本発明の請求項記載の内容を逸脱しない
限りにおいて様々な変更を加えることができることは理
解できるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る変速機の冷却装置の
概略図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る冷却装置を使用した
変速機を、一部断面で示した側面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る冷却装置を使用した
変速機の、上部断面図である。
【符号の説明】
10 変速機冷却装置 12 エンジン 16 変速機 26 変速機ハウジング 36 潤滑液サンプ 40 変速機潤滑液−エンジン冷却液熱交換器 44 入口接続部 46 出口接続部 50 エンジン冷却装置 56 導管 60 導管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 390033020 Ｅａｔｏｎ Ｃｅｎｔｅｒ，Ｃｌｅｖｅｌ ａｎｄ，Ｏｈｉｏ 44114，Ｕ．Ｓ．Ａ.

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 加圧冷却液を冷却管路内に循環させるエ
    ンジン冷却装置を備えた内燃機関と、変速機潤滑液用の
    サンプを有するハウジング内で、伝動装置によって入力
    軸と出力軸とを駆動連結可能な変速機とを装備した車両
    の変速機冷却装置であって、 前記サンプ内に配置される変速機潤滑液−エンジン冷却
    液熱交換器を有し、該熱交換器は前記エンジン冷却管路
    と連通する入口導管及び出口導管を有することを特徴と
    する変速機冷却装置。
  2. 【請求項２】 前記導管は蛇行管であることを特徴とす
    る請求項１記載の変速機冷却装置。
  3. 【請求項３】 前記伝動装置の少なくとも一部は前記サ
    ンプ内で回転可能であることを特徴とする請求項１記載
    の変速機冷却装置。
  4. 【請求項４】 加圧冷却液を冷却管路内に循環させる冷
    却装置を備えた内燃機関を装備した車両用の変速機であ
    って、 入力軸が伝動装置によって出力軸と駆動連結可能とし、 前記伝動装置を内部に収容し、変速機潤滑液用のサンプ
    を形成してなる変速機ハウジングと、 前記サンプ内に配置される変速機潤滑液−エンジン冷却
    液熱交換器を有し、該熱交換器は前記エンジン冷却管路
    と連通する入口導管及び出口導管を有する、変速機冷却
    装置とを備えることを特徴とする変速機。
  5. 【請求項５】 前記導管は蛇行管であることを特徴とす
    る請求項４記載の変速機。
  6. 【請求項６】 前記伝動装置の少なくとも一部は前記サ
    ンプ内で回転可能であることを特徴とする請求項４記載
    の変速機。
  7. 【請求項７】 加圧冷却液を冷却管路内に循環させるエ
    ンジン冷却装置を備えた内燃機関および変速機を含み、 該変速機は、入力軸と出力軸とを駆動連結可能な伝動装
    置と、該伝動装置を収容して、変速機潤滑液用のサンプ
    を形成する変速機ハウジングと、前記サンプ内に配置さ
    れる変速機潤滑液−エンジン冷却液熱交換器を有し、該
    熱交換器は前記エンジン冷却管路と連通する入口導管及
    び出口導管を有する変速機冷却装置とを備えることを特
    徴とする、車両の変速機及びエンジンの結合体。
  8. 【請求項８】 前記導管は蛇行管であることを特徴とす
    る請求項７記載の結合体。
  9. 【請求項９】 前記伝動装置の少なくとも一部は前記サ
    ンプ内で回転可能であることを特徴とする請求項７記載
    の結合体。
  10. 【請求項１０】 前記導管は前記エンジン冷却管路に直
    列に接続されていることを特徴とする請求項９記載の結
    合体。
  11. 【請求項１１】 前記車両は、エンジン冷却液−空気間
    の熱交換を行うラジエータを備えることを特徴とする請
    求項１０記載の結合体。
  12. 【請求項１２】 前記エンジン冷却液は水性の液体であ
    り、前記変速機潤滑液は油性の液体であることを特徴と
    する請求項７記載の結合体。
  13. 【請求項１３】 前記導管は前記エンジン冷却間路に直
    列に接続されていることを特徴とする請求項１２記載の
    結合体。
  14. 【請求項１４】 前記車両は、エンジン冷却液−空気間
    の熱交換を行うラジエータを備えることを特徴とする請
    求項１３記載の結合体。
  15. 【請求項１５】 前記導管は前記エンジン冷却管路に直
    列に接続されることを特徴とする請求項７記載の結合
    体。
  16. 【請求項１６】 前記車両は、エンジン冷却液−空気間
    の熱交換を行うラジエータを備えることを特徴とする請
    求項１５記載の結合体。
JP9004401A 1996-01-16 1997-01-14 変速機冷却装置及びそれを備える変速機等 Pending JPH09195764A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US586330 1996-01-16
US08/586,330 US5678461A (en) 1996-01-16 1996-01-16 Transmission cooling system

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US (1) US5678461A (ja)
EP (1) EP0785379B1 (ja)
JP (1) JPH09195764A (ja)
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BR (1) BR9700101A (ja)
DE (1) DE69707934T2 (ja)
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