KR101746408B1 - 유체 냉각 슈라우드를 갖는 트랜스미션 - Google Patents

유체 냉각 슈라우드를 갖는 트랜스미션 Download PDF

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렉스노드 인더스트리즈, 엘엘씨
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Abstract

향상된 열 소산 부품을 갖는 트랜스미션(10)가 개시된다. 트랜스미션은 내부 챔버(30)를 형성하는 하우징벽(18, 20, 22)을 갖는 하우징(12)과, 하우징벽(20)의 하나를 통해 내부 챔버 내로 연장하는 회전 가능한 입력 샤프트(14)를 포함한다. 파워 트랜스미션 부품(29)이 내부 챔버 내에 배치되어 입력 샤프트에 의해 회전 구동된다. 출력 샤프트(16)는 내부 챔버로부터 하우징벽(22) 중 하나를 통해 연장하고 파워 트랜스미션 부품에 의해 회전 구동된다. 윤활 유체(32)는 내부 챔버 내에 배치되고 파워 트랜스미션 부품을 윤활한다. 냉각 슈라우드(40)는 하우징을 둘러싸고 내부 챔버와 유체 연통하는 냉각 통로를 포함한다. 윤활 유체는 내부 챔버로부터 냉각 통로 내로, 냉각 통로를 통해, 그리고 내부 챔버 내로 재차 유동한다.

Description

유체 냉각 슈라우드를 갖는 트랜스미션 {TRANSMISSION HAVING A FLUID COOLING SHROUD}
관련 출원의 상호 참조
해당 사항 없음
정부 후원 연구 또는 개발에 관한 진술
해당 사항 없음
발명의 배경
본 발명은 외부 유체 냉각기를 갖는 트랜스미션에 관한 것이다.
산업용 기어 드라이브와 같은 트랜스미션은 대량의 기계적 동력을 전달하는 것이 가능하다. 불행하게도, 전달된 동력의 일부는 허용 불가능하게 높은 레벨로 트랜스미션 온도를 증가시킬 수 있는 열로 변환된다. 이러한 온도는 트랜스미션 하우징 내의 윤활 유체가 급속하고 신속하게 열화되어 부품 마모 및 고장을 유도하게 할 수 있다.
이와 같이, 다수의 트랜스미션은 과열을 방지하기 위한 열 소산 부품을 포함한다. 예를 들어, 몇몇 트랜스미션은 트랜스미션의 하우징의 외부면 상에 공기를 송풍함으로써 대류 냉각을 제공하기 위한 팬을 간단히 포함한다. 그러나, 이들 열 소산 시스템은, 구조적으로 간단하고 비교적 저가임에도 불구하고, 이들이 트랜스미션 자체보다 훨씬 더 크지 않으면 트랜스미션 온도를 상당히 감소시키는데 통상적으로 비효율적이다.
다른 예로서, 몇몇 트랜스미션은 윤활 유체를 수용하고 트랜스미션 하우징의 외부의 냉각을 허용하기 위해 내부 챔버를 갖는 외부 라디에이터 또는 열 파이프를 포함한다. 전술된 팬 시스템과 같이, 비교적 대형의 라디에이터, 예를 들어 비교적 큰 표면을 갖는 라디에이터들이 트랜스미션을 냉각하기 위해 가장 효과적이다. 이와 같이, 가장 효과적인 열 소산 부품은 트랜스미션을 위해 요구된 공간을 상당히 증가시킬 수 있다.
종래의 디자인의 결점을 고려하여, 향상된 열 소산 부품을 갖는 트랜스미션이 요구된다.
일 양태에서, 본 발명은 내부 챔버를 형성하는 하우징벽을 갖는 하우징과, 하우징벽 중 하나를 통해 내부 챔버 내로 연장하는 회전 가능한 입력 샤프트를 포함하는 트랜스미션을 제공한다. 파워 트랜스미션 부품은 내부 챔버 내에 배치되어 입력 샤프트에 의해 회전 구동된다. 출력 샤프트가 내부 챔버로부터 하우징벽 중 하나를 통해 연장하고, 파워 트랜스미션 부품에 의해 회전 구동된다. 윤활 유체가 내부 챔버 내에 배치되고 파워 트랜스미션 부품을 윤활한다. 냉각 슈라우드(shroud)가 하우징을 둘러싸고 하우징벽 중 적어도 하나 사이에 간극을 형성한다. 냉각 슈라우드는 내부 챔버와 유체 연통하는 냉각 통로를 포함한다. 윤활 유체는 내부 챔버로부터 냉각 통로 내로, 냉각 통로를 통해, 그리고 내부 챔버 내로 유동한다. 트랜스미션은 간극을 통해 공기를 배기하여 하우징벽 중 적어도 하나 및 냉각 조립체를 통해 유동하는 윤활 유체를 냉각하는 팬을 더 포함한다.
몇몇 실시예에서, 냉각 슈라우드는 팬을 둘러싸는 팬 슈라우드 및 하우징을 둘러싸는 하우징 슈라우드를 포함한다.
본 발명의 상기 내용 및 장점은 이어지는 상세한 설명에서 나타날 것이다. 상세한 설명에서, 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면이 참조된다.
본 발명이 유사한 도면 부호가 유사한 요소를 나타내고 있는 첨부 도면을 참조하여 이하에 설명될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 냉각 슈라우드를 포함하는 트랜스미션의 사시도이며,
도 2는 도 1의 트랜스미션의 팬을 도시하고 있는 분해 사시도이며,
도 3은 팬 및 팬 슈라우드가 제거되어 있는 도 1의 트랜스미션의 정면도이며,
도 4는 그를 통한 유체 유동 경로를 도시하고 있는 하우징 슈라우드의 "평탄화된" 개략도이며,
도 5는 도 2의 라인 5-5를 따른 팬 슈라우드의 평면 단면도이며,
도 6은 도 2의 라인 6-6을 따른 트랜스미션의 상세 단면도이며,
도 7은 도 2의 라인 7-7을 따른 트랜스미션의 상세 단면도이며,
도 8은 본 발명에 따른 팬 슈라우드를 포함하는 트랜스미션의 제 2 실시예의 사시도이며,
도 9는 도 8의 라인 9-9를 따른 팬 슈라우드의 평면 단면도이며,
도 10은 팬 및 팬 슈라우드가 제거되어 있는 본 발명에 따른 트랜스미션의 제 3 실시예의 정면도이며,
도 11은 도 10의 트랜스미션의 상세 단면도이다.
본 명세서에 개시되어 있는 특정 상세들은 예시적인 것이고 본 발명의 실시예의 예시적인 설명을 위한 것이다. 본 명세서에 개시되어 있는 특정 상세들은 가장 유용한 것으로 고려되는 것을 제공하고 본 발명의 원리 및 개념적인 양태의 설명을 즉시 이해하도록 제시되어 있다. 이와 관련하여, 본 발명의 기초적인 이해를 위해 필요한 것보다 더 상세하게 본 발명의 구조적 상세들을 개시하려는 시도가 행해지지는 않는다. 도면과 함께 취한 설명은 본 발명의 다수의 형태가 실제로 어떻게 실시될 수 있는지를 당 기술 분야의 숙련자들에게 명백하게 할 것이다.
도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 트랜스미션(10)은 입력 샤프트(14) 및 입력 샤프트(14)에 의해 구동되는 출력 샤프트(16)를 회전 가능하게 지지하는 하우징(12)을 포함한다. 하우징(12)은 입력 샤프트(14) 및 출력 샤프트(16)가 그로부터 각각 연장하는 전방면(20) 및 우측면(22)을 갖는 하우징벽(18)을 포함한다. 이와 같이, 트랜스미션(10)은 직각 샤프트 트랜스미션이다. 출력 샤프트(16)는 또한 하우징(12)의 좌측면(24)으로부터 연장될 수 있다. 더욱이, 출력 샤프트(16)는 전방면(20)에 대향하는 표면, 즉 하우징(12)의 후방면(26)으로부터 연장하여, 본 발명의 범주로부터 벗어나지 않고 평행 샤프트 트랜스미션을 제공할 수 있다. 하우징벽(18)은 제거 가능한 검사 커버(도시 생략)를 갖는 상부면(28)을 또한 포함한다. 상부면(28)은 전방면(20), 우측면(22), 좌측면(24) 및 후방면(26)에 인접한다. 본 명세서에 사용될 때, 용어 "인접한"은 2개의 표면이 공통 에지를 공유하는 것을 의미한다. 반대로 본 명세서에 사용될 때, 용어 "대향하는"은 2개의 표면이 공통 에지를 공유하지 않는 것을 의미한다.
입력 샤프트(14)는 입력 샤프트(14)가 회전함에 따라 트랜스미션 하우징(12)을 향해 공기를 흡인하는 팬(27)을 지지한다. 팬(27)은 또한 출력 샤프트(16)에 의해 구동될 수 있고 또는 본 발명의 범주로부터 벗어나지 않고 샤프트(14, 16)에 완전히 독립적일 수 있다. 특정 구조에 무관하게, 팬(27)은 하우징(12)을 냉각하여 이에 의해 트랜스미션(10)이 과열되는 것을 방지하기 위해 하우징벽(18)을 따라 공기를 배기한다. 트랜스미션(10)으로부터 열을 더 소산하는 다른 부품이 이하에 더 상세히 설명된다.
도 2에 가장 명백하게 도시되어 있는 바와 같이, 하우징벽(18)은 파워 트랜스미션 부품(29)이 배치되어 있는 내부 챔버(30)를 형성한다. 파워 트랜스미션 부품(29)은 예를 들어 베벨 기어 및 헬리컬 기어일 수 있다. 그러나, 다른 유형의 기어, 예를 들어 스퍼 기어, 웜 기어, 유성 기어, 헬리컬 기어, 이들의 조합 또는 심지어 다른 유형의 파워 트랜스미션 부품이 본 발명의 범주로부터 벗어나지 않고 사용될 수 있다. 어느 경우든, 파워 트랜스미션 부품은 입력 샤프트(14)와 출력 샤프트(16) 사이에 구동 관계를 제공한다.
하우징(12)의 내부 챔버(30)는 또한 트랜스미션 부품에 의해 발생된 열을 흡수함으로써 트랜스미션 마모를 감소시키는 윤활 유체(32)를 수용한다. 이와 같이, 내부 챔버(30)는 또한 바람직하게는 후속의 냉각을 위해 하우징 출구 포트(36)에 윤활 유체(32)를 전달하는 펌프(34)를 수용한다. 그러나, 윤활 유체(32)는 본 발명의 범주로부터 벗어나지 않고, 다른 수단, 예를 들어 중력에 의해 출구 포트(36)로 지향될 수 있다. 어느 경우든, 냉각 후에 윤활 유체(32)는 하우징 입구 포트(38)를 통해 내부 챔버(30)로 복귀한다.
이제, 도 1 내지 도 7을 참조하면, 트랜스미션 하우징(12)은 윤활 유체(32)가 냉각을 위해 이를 통해 유동하는 냉각 회로 또는 통로를 갖는 라디에이터 재킷 또는 냉각 슈라우드(40)를 지지한다. 냉각 슈라우드(40)의 형상은 유리하게는 트랜스미션 하우징(12)의 외부 형상에 밀접하게 정합하고, 따라서 냉각 슈라우드(40)는 트랜스미션(10)을 위해 요구된 공간을 상당히 증가시키지 않는다. 즉, 냉각 슈라우드(40)는 입력 샤프트(14) 및 팬(27)을 둘러싸는 팬 슈라우드(42) 및 하우징(12)을 둘러싸는 하우징 슈라우드(60)를 포함한다. 팬 슈라우드(42) 및 하우징 슈라우드(60)는 이하의 단락에서 더 상세히 설명되지만, 본 명세서에 사용될 때, 용어 "둘러싸는" 및 그 변형은 슈라우드가 다른 물체의 적어도 2개의 대향하는 표면에 근접하여 배치되는 것을 의미한다.
팬 슈라우드(42)는 공기가 팬(27)에 의해 그를 통해 흡인되어 하우징벽(18)을 향해 지향되는 일반적인 개방 보울 형상을 갖는다. 즉, 공기는 공기 입구(43)를 통해 흡인되어 하우징(12)의 전방면(20)에 근접한 공기 출구(45)를 향해 지향된다. 공기 입구(43) 및 공기 출구(45)는 팬 슈라우드(42)의 개방 보울 형상을 제공하는 비스듬하게 연장하는 벽에 의해 분리된다. 팬 슈라우드(42)의 개방 보울 형상은 또한 입력 샤프트(14) 및 팬(27)을 함께 둘러싸는 우측 반부(47) 및 좌측 반부(49)에 의해 형성된다. 반부(47, 49)는 체결구에 의해, 또는 도면에 도시되어 있는 바와 같이 비스듬하게 연장하는 용접 라인(66)에 의해 서로 연결될 수 있다.
도 5에 가장 명백하게 도시되어 있는 바와 같이, 반부(47, 49)의 벽들은 바람직하게는 판금(sheet metal)의 성형된 섹션인 내부층(44) 및 외부층(46)에 의해 형성되지만, 다른 재료가 본 발명의 범주로부터 벗어나지 않고 사용될 수 있다. 어느 경우든, 내부층(44) 및 외부층(46)은 그 사이에 냉각 통로를 형성하기 위해 이격된다. 물론, 내부층(44) 및 외부층(46)의 에지들은 예를 들어 용접 라인(48)에 의해 밀봉되어 윤활 유체(32) 누설을 방지한다.
팬 슈라우드(42)의 우측 및 좌측 반부(47, 49)는 윤활 유체(32)가 그를 통해 통과하는 냉각 통로의 개별 섹션을 각각 형성한다. 예를 들어, 윤활 유체(32)는 트랜스미션 하우징(12)의 상부면(28) 부근에 배치되고 하우징 출구 포트(36)에 연결된 슈라우드 입구 포트(54)를 통해 우측 반부(47)에 진입한다. 슈라우드 입구 포트(54)는 우측 반부(47)의 내부층(44)과 외부층(46) 사이에 형성된 냉각 통로의 입구 통로(56)에 윤활 유체(32)를 전달한다. 입구 통로(56)는 트랜스미션 하우징(12)의 우측면(22) 및 전방면(20)의 저부 코너 부근에 배치된(58) 팬 슈라우드 출구 포트(58)에 윤활 유체(32)를 전달한다. 팬 슈라우드 출구 포트(58)는 하우징(60)에 윤활 유체(32)를 전달한다.
유사하게, 하우징 슈라우드(60)로부터의 윤활 유체(32)는 트랜스미션 하우징(12)의 좌측면(24) 및 전방면(20)의 저부 코너 부근에 배치된 팬 슈라우드 입구 포트(62)를 통해 좌측 반부(49)에 진입한다. 팬 슈라우드 입구 포트(62)는 좌측 반부(49)의 내부층(44)과 외부층(46) 사이에 형성된 냉각 통로의 출구 통로(64)로 윤활 유체(32)를 전달한다. 출구 통로(64)는 트랜스미션 하우징(12)의 상부면(28) 부근에 배치되고 하우징 입구 포트(38)에 연결된 슈라우드 출구 포트(68)에 윤활 유체(32)를 전달한다.
팬 슈라우드(42)의 우측 및 좌측 반부(47, 49)는 트랜스미션 하우징(12), 하우징 슈라우드(60) 또는 양자 모두에 다양한 방식으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 팬 슈라우드(42)의 에지는 하우징 슈라우드(60)에 용접될 수 있다. 그러나, 도면에 도시된 바와 같이, 외부 판금층(46)은 바람직하게는 트랜스미션 하우징(12)에 팬 슈라우드(42)를 연결하기 위해 체결구(52), 예를 들어 볼트 및 스페이서를 수용하는 다수의 장착 푸트부(50)를 형성한다.
이제, 도 2 내지 도 7을 참조하면 간략하게 전술된 바와 같이, 하우징 슈라우드(60)는 트랜스미션(10)으로부터 열을 더 소산하기 위해 팬 슈라우드(42)로부터 윤활 유체(32)를 수용한다. 하우징 슈라우드(60)는 트랜스미션 하우징(12)의 전방면(20)과 후방면(26) 사이로 연장하는 일반적인 새들(saddle) 형상을 갖는다[즉, 하우징 슈라우드(60)는 하우징(12)의 상부면(28)과 측면(22, 24)에 근접하여 위치됨]. 게다가, 냉각 통로는 하우징 슈라우드(60)의 일반적인 새들 형상 위의 구불구불한(serpentine) 경로를 따르고, 이와 같이 하우징 슈라우드(60)는 윤활 유체(32)가 열을 소산하는 비교적 큰 표면적을 갖는다. 더욱이, 하우징 슈라우드(60)는 그 사이에 간극(75)을 형성하기 위해 트랜스미션 하우징(12)의 표면들(22, 24, 28)로부터 이격된다. 팬(27)에 의해 배기된 공기는 간극(75)을 통해 통과하고 하우징 슈라우드(60) 내의 윤활유(32)와 하우징벽(18)을 대류 냉각한다.
팬 슈라우드(42)와 같이, 하우징 슈라우드(60)는 그 사이에 냉각 통로의 부분을 형성하는 내부층(70) 및 외부층(72)[예를 들어, 용접 라인(74)에 의해 연결된 개별 판금층]에 의해 형성된다. 내부층(70) 및 외부층(72)은 또한 냉각 통로의 구불구불한 형상을 제공하는 3개의 패널(76, 92, 106)을 형성한다. 도면에 도시되어 있는 바와 같이, 패널(76, 92, 106)은 바람직하게는 서로 일체로 연결된다[즉, 동일한 내부층(70) 및 외부층(72)에 의해 형성됨]. 그러나, 패널(76, 92, 106)은 본 발명의 범주로부터 벗어나지 않고 개별층으로부터 형성될 수 있다.
각각의 슈라우드 패널(76, 92, 106)은 하우징(12)의 전방면(20)과 후방면(26) 사이에서 전후방으로 윤활 유체(32)를 지향시키는 냉각 통로의 구불구불한 형상의 부분을 형성한다. 예를 들어, 하우징(12)의 우측면(22)에 근접하여 배치된 제 1 또는 우측면 슈라우드 패널(76)은 구불구불한 유동 경로의 S-형 섹션을 형성한다. 이 S-형 섹션은 제 1 패널(76)의 이하의 부품 및 특징에 의해 형성된다.
제 1 또는 우측면 슈라우드 입구 포트(78)가 트랜스미션 하우징(12)의 우측면(22) 및 전방면(20)의 저부 코너 부근에 배치된다. 입구 포트(78)는 팬 슈라우드(42)로부터 윤활 유체(32)를 수용하고 냉각 통로의 제 1 레그(80)에 윤활 유체(32)를 전달한다. 제 1 레그(80)는 트랜스미션 하우징(12)의 후방면(26) 부근의 냉각 통로의 제 2 레그(82)에 연결된다. 내부벽, 예를 들어 하우징 슈라우드 내부층(70)과 외부층(72)을 연결하는 용접 라인(84)은 제 1 레그(80) 및 제 2 레그(82)의 대부분을 분리한다.
제 2 레그(82)는 트랜스미션 하우징(12)의 전방면 부근의 냉각 통로의 제 3 레그(86)에 연결된다. 제 1 슈라우드 개구(88)는 제 2 레그(82) 및 제 3 레그(86)의 대부분을 분리한다. 출력 샤프트(16)는 제 1 슈라우드 개구(88)를 통해 연장되고, 물론 공기가 제 1 슈라우드 개구(88)를 통해 공기 간극(75)으로부터 탈출할 수 있다. 제 3 레그(86)는 트랜스미션 하우징(12)의 우측면(22) 및 후방면(26)의 상부 코너 부근에 배치된 제 1 또는 우측면 슈라우드 출구 포트(90)에 윤활 유체(32)를 전달한다.
제 1 패널(76)은 하우징(12)의 상부면(28)에 근접하여 제 2 또는 상부면 슈라우드 패널(92)에 연결된다. 제 2 패널(92)은 구불구불한 유동 경로의 U-형 섹션을 형성한다. 이 U-형 섹션은 제 2 패널(92)의 이하의 부품 및 특징에 의해 형성된다.
제 2 또는 상부면 슈라우드 입구 포트(94)가 트랜스미션 하우징(12)의 우측면(22) 및 후방면(26)의 상부 코너 부근에 배치된다. 제 2 또는 상부면 슈라우드 입구 포트(94)는 제 1 출구 포트(90)에 연결되고 그로부터 윤활 유체(32)를 수용한다. 제 2 포트(94)는 또한 냉각 통로의 제 4 레그(96)에 윤활 유체(32)를 전달한다. 제 4 레그(96)는 바람직하게는 내부벽, 예를 들어 하우징 슈라우드 내부층(70)과 외부층(72)을 연결하는 용접 라인(98)에 의해 제 1 패널(76)의 제 3 레그(86)로부터 분리된다.
제 4 레그(96)는 트랜스미션 하우징(12)의 전방면(20) 부근의 제 5 레그(100)에 연결된다. 제 2 슈라우드 개구(102)는 제 4 레그(96) 및 제 5 레그(100)의 대부분을 분리한다. 제거 가능한 검사 커버가 제 2 슈라우드 개구(102)를 통해 액세스될 수 있고, 물론 공기가 공기 간극(75)으로부터 제 2 슈라우드 개구(102)를 통해 탈출될 수 있다. 제 5 레그(100)는 트랜스미션 하우징(12)의 좌측면(24) 및 후방면(26)의 상부 코너 부근에 배치된 제 2 또는 상부면 슈라우드 출구 포트(104)에 윤활 유체(32)를 전달한다.
제 2 패널(92)은 하우징(12)의 좌측면(24)에 근접하여 제 3 또는 좌측면 슈라우드 패널(106)에 연결된다. 제 3 패널(106)은 구불구불한 유동 경로의 역 S-형 섹션을 형성한다. 이 역 S-형 섹션은 제 1 패널(106)의 이하의 부품 및 특징에 의해 형성된다.
제 3 또는 좌측면 슈라우드 입구 포트(108)가 트랜스미션 하우징(12)의 좌측면(24) 및 후방면(26)의 상부 코너 부근에 배치된다. 제 3 입구 포트(108)는 제 2 슈라우드 출구 포트(104)에 연결되고 그로부터 윤활 유체(32)를 수용한다. 제 3 입구 포트(108)는 냉각 통로의 제 6 레그(110)에 윤활 유체(32)를 전달한다. 제 6 레그(110)는 바람직하게는 내부벽, 예를 들어 하우징 슈라우드 내부층(70)과 외부층(72)을 연결하는 용접 라인에 의해 제 2 패널(92)의 제 5 레그(100)로부터 분리된다.
제 6 레그(110)는 트랜스미션 하우징(12)의 전방면(20) 부근의 냉각 통로의 제 7 레그(112)에 연결된다. 제 3 슈라우드 개구(114)가 제 6 레그(110) 및 제 7 레그(112)의 대부분을 분리한다. 출력 샤프트(16)는 제 3 슈라우드 개구(114)를 통해 연장될 수 있고, 물론 공기가 제 3 슈라우드 개구(114)를 통해 공기 간극(75)으로부터 탈출할 수 있다.
제 7 레그(112)는 트랜스미션 하우징(12)의 후방면(26) 부근의 냉각 통로의 제 8 레그(116)에 연결된다. 내부벽, 예를 들어 하우징 슈라우드 내부층(70)과 외부층(72)을 연결하는 용접 라인이 제 7 레그(112) 및 제 8 레그(116)의 대부분을 분리한다. 제 8 레그(116)는 트랜스미션 하우징(12)의 좌측면(24) 및 전방면(20)의 저부 코너 부근에 배치된 제 3 또는 좌측면 슈라우드 출구 포트(120)에 윤활 유체(32)를 전달한다.
간략히 전술된 바와 같이, 제 3 출구 포트(120)는 팬 슈라우드 좌측 반부(49)의 출구 통로(64)에 윤활 유체(32)를 전달하기 위해 팬 슈라우드 입구 포트(62)에 연결된다. 출구 통로(64)는 이어서 하우징 입구 포트(38)에 연결된 슈라우드 출구 포트(68)에 윤활 유체(32)를 지향시켜 유체(32)를 트랜스미션 하우징(12)의 내부 챔버(30)로 복귀시킨다.
팬 슈라우드(42)와 유사하게, 하우징 슈라우드(60)는 트랜스미션 하우징(12), 팬 슈라우드(42) 또는 양자 모두를 다양한 방식으로 연결할 수 있다. 예를 들어, 하우징 슈라우드(60)는 팬 슈라우드(42)에 용접될 수 있다. 그러나 도면에 도시되어 있는 바와 같이, 하우징 슈라우드(60)는 바람직하게는 체결구(52)를 경유하여 하우징(12)에 연결되는데, 이들 체결구 중 일부는 또한 팬 슈라우드(42)를 하우징(12)에 연결한다. 이 경우에, 체결구(52)의 스페이서는 하우징벽(18)으로부터 패널(76, 92, 106)을 분리하여 이들 사이에 간극(75)을 형성한다.
작동시에, 윤활 유체(32)는 하우징 출구 포트(36)를 통해 팬 슈라우드 우측 반부(47)의 입구 통로(56) 내로 트랜스미션 하우징(12)의 내부 챔버(30)로부터 유출된다. 윤활 유체(32)는 이어서 하우징 슈라우드 패널(76, 92, 106)에 의해 형성된 냉각 통로의 구불구불한 섹션을 통해 유동한다. 하우징 슈라우드(60)는 팬 슈라우드 좌측 반부(49)의 출구 통로(64)에 윤활 유체(32)를 전달한다. 윤활 유체(32)는 이어서 하우징 입구 포트(38)를 통해 하우징(12)의 내부 챔버(30) 내로 재차 유동한다. 물론, 팬(27)은 공기를 공기 간극(75) 내로 동시에 배기하여 하우징벽(18) 및 냉각 슈라우드(40)에 의해 제공된 냉각 통로를 통해 유동하는 윤활 유체(32)를 냉각한다.
냉각 슈라우드(40)의 구조는 본 발명의 범주로부터 벗어나지 않고 상기 설명으로부터 변경될 수 있다. 예를 들어, 하우징 슈라우드(60)는 전술된 구불구불한 유동 경로와는 상이한 형상을 갖는 윤활 유체(32)를 위한 유동 경로를 제공할 수 있다. 그럼에도 불구하고, 이러한 하우징 슈라우드(60)는 바람직하게는 윤활 유체(32)가 열을 소산하는 비교적 큰 표면적을 갖는다.
다른 예로서, 용접 라인(98, 118) 및 슈라우드 개구(88, 102, 114)는 도시되고 설명된 바와 같은 것들보다 짧을 수 있다. 그러나, 이들 특징부는 바람직하게는 전방면(20)과 후방면(26) 사이의 길이의 대부분에 걸쳐 연장되어 공기 간극(75)과의 비교적 높은 열전달을 위한 비교적 큰 표면적을 제공한다.
또 다른 예로서, 팬 슈라우드(42)의 우측 및 좌측 반부(47, 49)는 공통의 내부층(44) 및 외부층(46)으로부터 형성될 수 있다. 이 경우에, 팬 슈라우드(42)의 입구 통로(56) 및 출구 통로(64)는 내부벽, 예를 들어 내부층(44)과 외부층(46)을 연결하는 용접 라인(66)에 의해 분리될 수 있다.
또 다른 예로서, 이제 도 8 및 도 9를 참조하면, 본 발명에 따른 트랜스미션(210)의 제 2 실시예는 위로부터 볼 때 일반적으로 U-형상을 갖는 팬 슈라우드(242)를 포함한다. 전술된 팬 슈라우드(42)와 같이, 팬 슈라우드(242)는 그 사이에 유체 냉각 통로(256, 264)를 형성하는 내부층(244) 및 외부층(246)(예를 들어, 판금의 성형된 섹션들)을 포함한다. 그러나, 팬 입구(243)는 공기가 팬 슈라우드(242)에 진입하는 복수의 소형 입구 슬릿(247)을 포함한다.
또 다른 예로서, 이제 도 10 및 도 11을 참조하면, 본 발명에 따른 트랜스미션(310)의 제 3 실시예는 트랜스미션(310)으로부터 열을 더 소산하기 위해 부가의 패널을 갖는 하우징 슈라우드(360)를 포함한다. 즉, 하우징 슈라우드(360)는 전술된 바와 같은 패널(376, 392, 406) 뿐만 아니라 트랜스미션 하우징벽(318)에 인접한 공기 간극(375) 내에 배치된 내부 패널(376', 392', 406')을 포함한다. 내부 패널(376', 392', 406')은 전술된 바와 같이 외부 패널(376, 392, 406)과 동일한 일반적인 새들 형상을 제공할 수 있다. 이와 같이, 내부 패널(376', 392', 406')은 소정 시간에 하우징 슈라우드(360) 내의 윤활 유체(32)의 양의 거의 2배일 수 있다. 더욱이, 내부 패널(376', 392', 406')은 윤활 유체(32)를 각각 수용하여 전달하는 입구 포트(422) 및 출구 포트(424)를 포함하여, 내부 패널(376', 392', 406')이 제 2 구불구불한 냉각 경로를 제공하게 된다. 대안적으로, 내부 패널(376', 392', 406')은 내부 패널(376', 392', 406')과 외부 패널(376, 392, 406) 사이에 대량의 유체 교환을 제공하는 다양한 위치에서 다수의 포트를 포함할 수 있다. 어느 경우든, 팬에 의해 배기된 공기는 내부 패널(376', 392', 406') 및 외부 패널(376, 392, 406)의 모두 내의 윤활 유체(32)를 냉각한다.
본 발명의 예시적인 실시예들이 상당한 상세로 설명되었다. 설명된 실시예의 다수의 수정 및 변형이 당 기술 분야의 숙련자에게 명백할 것이다. 따라서, 본 발명은 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 이어지는 청구범위에 의해 규정되어야 한다.

Claims (17)

  1. 트랜스미션(transmission)에 있어서,
    출구 포트 및 입구 포트를 포함하는 내부 챔버를 형성하는 하우징벽들을 갖는 하우징과,
    상기 하우징벽 중 하나를 통해 상기 내부 챔버 내로 연장하는 회전 가능한 입력 샤프트와,
    상기 내부 챔버 내에 배치되고 상기 입력 샤프트에 의해 회전가능하게 구동되는 파워 트랜스미션 부품(power transmission component)과,
    상기 내부 챔버로부터 상기 하우징벽들 중 하나를 통해 연장하고 상기 파워 트랜스미션 부품에 의해 회전가능하게 구동되는 출력 샤프트와,
    상기 내부 챔버 내에 배치되어 상기 파워 트랜스미션 부품을 윤활하는 윤활 유체와,
    상기 하우징을 둘러싸고 상기 하우징벽들의 적어도 하나 사이에 간극을 형성하는 냉각 슈라우드(cooling shroud)로서, 상기 냉각 슈라우드는 상기 출구 포트 및 상기 입구 포트와 유체 연통하는 냉각 통로를 포함하고, 상기 윤활 유체는 상기 내부 챔버 밖으로 유동하여 상기 출구 포트를 통해 상기 냉각 통로 내로 유동하고, 상기 냉각 통로를 통해 유동하여, 상기 입구 포트를 통해 상기 내부 챔버 내로 재차 유동하는, 냉각 슈라우드와,
    상기 간극을 통해 공기를 배기하여, 상기 하우징벽들 중 적어도 하나 및 상기 냉각 통로를 통해 유동하는 상기 윤활 유체를 냉각하는, 팬과,
    상기 하우징의 상기 내부 챔버 내에 배치되어, 상기 출구 포트를 통해 상기 냉각 통로 내로, 상기 냉각 통로를 통해, 그리고 상기 입구 포트를 통해 상기 내부 챔버 내로 재차 상기 윤활 유체를 전달하는 펌프를 포함하는,
    트랜스미션.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 팬은 상기 입력 샤프트와 상기 출력 샤프트 중 하나에 의해 지지되고, 상기 팬은 상기 간극을 통해 공기를 배기하여, 상기 입력 샤프트와 상기 출력 샤프트 중 하나가 회전함에 따라 상기 하우징벽 중 적어도 하나 및 상기 냉각 통로를 통해 유동하는 상기 윤활 유체를 냉각하는,
    트랜스미션.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉각 슈라우드는 상기 팬을 둘러싸는 팬 슈라우드를 포함하고, 상기 팬 슈라우드는 상기 냉각 통로를 부분적으로 형성하는,
    트랜스미션.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉각 슈라우드는 상기 하우징을 둘러싸는 하우징 슈라우드를 포함하고, 상기 하우징 슈라우드는 상기 냉각 통로를 부분적으로 형성하는 제 1 슈라우드 패널, 상기 냉각 통로를 부분적으로 형성하고 상기 제 1 슈라우드 패널에 연결된 제 2 슈라우드 패널 및 상기 냉각 통로를 부분적으로 형성하고 상기 제 1 슈라우드 패널에 대향하는 상기 제 2 슈라우드 패널에 연결된 제 3 슈라우드 패널을 포함하고, 상기 하우징은 상기 제 1 슈라우드 패널과 상기 제 3 슈라우드 패널 사이에 배치되는,
    트랜스미션.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 슈라우드 패널, 상기 제 2 슈라우드 패널 및 상기 제 3 슈라우드 패널은 상기 냉각 통로의 구불구불한(serpentine) 형상을 형성하는,
    트랜스미션.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉각 슈라우드는 그 사이에 상기 냉각 통로를 형성하는 내부 판금층(inner sheet metal layer) 및 외부 판금층을 포함하는,
    트랜스미션.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징에 상기 냉각 슈라우드를 고정하는 복수의 체결구(fastener)를 더 포함하고, 상기 복수의 체결구의 각각은 상기 간극 내에 배치된 스페이서를 포함하는,
    트랜스미션.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징벽은 제 1 표면 및 상기 제 1 표면에 대향하는 제 2 표면을 형성하고, 상기 냉각 통로는 상기 제 1 표면에 근접한 윤활 유체를 상기 제 2 표면을 향해 지향시키는(direct) 제 1 레그를 포함하는,
    트랜스미션.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 냉각 통로는 상기 제 1 레그와 유체 연통하는 제 2 레그를 포함하고, 상기 제 2 레그는 상기 제 1 레그로부터 상기 제 1 표면을 향해 윤활 유체를 지향시키는,
    트랜스미션.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 입력 샤프트는 상기 제 1 표면으로부터 연장하는,
    트랜스미션.
  11. 트랜스미션에 있어서,
    출구 포트 및 입구 포트를 포함하는 내부 챔버를 형성하는 하우징벽들을 갖는 하우징과,
    상기 하우징벽들 중 하나를 통해 상기 내부 챔버 내로 연장하는 회전 가능한 입력 샤프트와,
    상기 내부 챔버 내에 배치되고 상기 입력 샤프트에 의해 회전가능하게 구동되는 파워 트랜스미션 부품과,
    상기 내부 챔버로부터 상기 하우징벽들 중 하나를 통해 연장하고 상기 파워 트랜스미션 부품에 의해 회전가능하게 구동되는 출력 샤프트와,
    상기 내부 챔버 내에 배치되어 상기 파워 트랜스미션 부품을 윤활하는 윤활 유체와,
    팬 슈라우드 및 상기 하우징을 둘러싸는 하우징 슈라우드를 포함하는 냉각 슈라우드로서, 상기 하우징 슈라우드는 상기 하우징벽들의 적어도 하나 사이에 간극을 형성하고, 상기 하우징 슈라우드 및 상기 팬 슈라우드는 상기 출구 포트 및 상기 입구 포트와 유체 연통하는 구불구불한 냉각 통로를 함께 형성하고, 상기 윤활 유체는 상기 내부 챔버 밖으로 유동하여 상기 출구 포트를 통해 상기 냉각 통로 내로 유동하고, 상기 냉각 통로를 통해 유동하여, 상기 입구 포트를 통해 상기 내부 챔버 내로 재차 유동하는, 냉각 슈라우드와,
    상기 팬 슈라우드 내에 배치되고, 상기 간극을 통해 공기를 배기하여 상기 하우징벽들 중 적어도 하나 및 상기 냉각 통로를 통해 유동하는 상기 윤활 유체를 냉각하는 팬과,
    상기 하우징의 상기 내부 챔버 내에 배치되어, 상기 출구 포트를 통해 상기 냉각 통로 내로, 상기 냉각 통로를 통해, 그리고 상기 입구 포트를 통해 상기 내부 챔버 내로 재차 상기 윤활 유체를 전달하는 펌프를 포함하는,
    트랜스미션.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 하우징 슈라우드는 그 사이에 상기 냉각 통로를 부분적으로 형성하는 내부 판금층 및 외부 판금층을 포함하고, 상기 내부 판금층 및 상기 외부 판금층의 적어도 몇몇 에지는 서로에 대해 밀봉되는,
    트랜스미션.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 내부 판금층 및 상기 외부 판금층의 적어도 몇몇 에지는 용접 라인에 의해 서로에 대해 밀봉되는,
    트랜스미션.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 팬 슈라우드는 그 사이에 상기 냉각 통로를 부분적으로 형성하는 내부 판금층 및 외부 판금층을 포함하는,
    트랜스미션.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 하우징은 상기 냉각 통로를 부분적으로 형성하는 제 1 슈라우드 패널, 상기 냉각 통로를 부분적으로 형성하고 상기 제 1 슈라우드 패널에 연결된 제 2 슈라우드 패널 및 상기 냉각 통로를 부분적으로 형성하고 상기 제 1 슈라우드 패널에 대향하는 상기 제 2 슈라우드 패널에 연결된 제 3 슈라우드 패널을 포함하고, 상기 하우징은 상기 제 1 슈라우드 패널과 상기 제 3 슈라우드 패널 사이에 배치되는,
    트랜스미션.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 1 슈라우드 패널은 상기 출력 샤프트가 그를 통해 연장하는 제 1 슈라우드 개구를 포함하는,
    트랜스미션.
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