(57)【要約】  伝動装置（８）は、歯車（６６，６８）が回転する領域を有する伝動装置ハウジング（２６）と熱交換器（３０）を備えている。この熱交換器は、伝動装置（８）内で生じ、伝動装置潤滑剤に引き渡される熱を吸収し、伝動装置から熱を搬出するための冷却液に引き渡す。伝動装置ハウジング（２６）において、歯車（６６，６８）が回転する領域外には、窪み（５６）が設けられており、この窪みを通って伝達装置潤滑剤が流れ、この窪み内には熱交換器（３０）が設けられている。所定の負圧以下あるいは過剰圧以上で熱交換器（３０）のバイパスを可能にするバイパス弁（４８）は、熱交換器（３０）内に設けられている。
2009541689.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯車（６６，６８）が回転する領域を有する伝動装置ハウジング（２６）と熱交換器（３０）を備えた伝動装置（８）であって、
この熱交換器が、伝動装置（８）内で生じ、伝動装置潤滑液に引渡される熱を吸収し、かつ伝動装置（８）から、熱を搬出するための冷却材に引き渡す伝動装置（８）において、
熱交換器（３０）が一体化されたバイパス弁（４８）を備えており、このバイパス弁により、所定の負圧以下あるいは過剰圧以上で、熱交換器（３０）のバイパスが可能になるように構成されていることを特徴とする伝動装置（８）。
【請求項２】
歯車（６６，６８）が回転する領域外の伝動装置ハウジング（２６）内に、窪み（５６）が設けられており、この窪みを伝動装置潤滑剤が貫流し、この窪みの中に熱交換器（３０）が設けられていることを特徴とする請求項１記載の伝動装置（８）。
【請求項３】
バイパス弁（４８）がポペット弁として形成されており、かつ弁キャップ（５２）と弁キャップバネ（５０）を備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の伝動装置（８）。
【請求項４】
伝動装置ハウジング（２６）が弁シート（５４）を備えており、この弁シートに、バイパス弁（４８）の弁キャップ（５２）が、作動した状態で当接していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の伝動装置（８）。
【請求項５】
熱交換器（３０）の機能とバイパス機能が、シール部材（７２）により互いに分離していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の伝動装置（８）。
【請求項６】
シール部材（７２）が合成樹脂あるいは金属製の管路の形態で形成されていることを特徴とする請求項５記載の伝動装置（８）。
【請求項７】
バイパス機能に必要なバイパス管路（７６）が、伝動装置ハウジング（２６）内に直接構造一体化されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の伝動装置（８）。
【請求項８】
弁キャップ（５２）が所定の負圧以下あるいは過剰圧以上で開放し、それによりバイパス管路（７６）への接続が解除されるように、弁キャップバネ（５０）が設計されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の伝動装置（８）。
【請求項９】
構造一体化されたバイパス弁（４８）を備えた熱交換器（３０）が、伝動装置ハウジング（２６）の窪み（５６）内に取付け可能な独立した構成部品であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載の伝動装置（８）。
【請求項１０】
窪み（５６）内の構造一体化されたバイパス弁（４８）を備えた熱交換器（３０）が、メンテナンスおよび組立の目的に関して伝動装置ハウジング（２６）の外部から作業しやすく構成されていることを特徴とする請求項１〜９いずれか一つに記載の伝動装置（８）。
【請求項１１】
構造一体化されたバイパス弁（４８）を備えた熱交換器（３０）が、管束型熱交換器として形成されていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一つに記載の伝動装置（８）。
【請求項１２】
伝動装置（８）から熱を搬出するための冷却液が、冷却装置（３８）と伝動装置（８）の外部でつながっていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一つに記載の伝動装置（８）。
【請求項１３】
伝動装置（８）から熱を搬出するための冷却液が、伝動装置（８）を駆動する内燃機関（４）の冷却回路内の冷却液であることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一つに記載の伝動装置（８）。
【請求項１４】
熱を吸収し、かつ熱を搬出するための冷却液を引き渡す熱交換器（３０）において、
熱交換器（３０）が構造一体化されたバイパス弁（４８）を備えており、このバイパス弁が、熱交換器（３０）を取り囲んでいる伝動装置ハウジング（２６）と協働し、かつこのバイパス弁により熱交換器（３０）のバイパスが可能になるように構成されていることを特徴とする熱交換器（３０）。
【請求項１５】
バイパス弁（４８）がポペット弁として形成されており、かつ弁キャップ（５２）と弁キャップバネ（５０）を備えていることを特徴とする請求項１４記載の熱交換器（３０）。
【請求項１６】
弁キャップ（５２）が所定の負圧以下あるいは過剰圧以上で開放し、それによりバイパス管路（７６）への接続が解除されるように、弁キャップバネ（５０）が設計されていることを特徴とする請求項１４または１５に記載の熱交換器（３０）。
【請求項１７】
熱交換器（３０）が管束型熱交換器として形成されていることを特徴とする請求項１４〜１６のいずれか一つに記載の熱交換器（３０）。
【請求項１８】
伝動装置（８）内で生じ、かつ伝動装置潤滑剤に引き渡される熱を搬出するために、熱交換器（３０）が、伝動装置ハウジング（２６）の窪み（５６）内に取付け可能な独立した構成部品であることを特徴とする請求項１４〜１７のいずれか一つに記載の熱交換器（３０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器、および請求項１の上位概念において詳しく定義された様式による熱交換器を備えた伝動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
負荷の高い、現代の自動車の伝動装置の場合、伝動装置オイルは、自動車に不利な温度で冷却しなければならない。特に、周囲温度の高い伝動装置において、および騒音削減の理由から伝動装置の簡略化が行われる自動車にあって、対応する冷却装置は、熱交換器の形態で設けられている。熱交換器は一般に付加的な伝動装置の冷却に使用されるが、伝動装置のウォームアップ段階時は、伝動装置の加熱にも使用される。
【０００３】
今日知られている熱交換器は、オイル−空気熱交換器あるいはオイル−水熱交換器のどちらかであり、かつ付加的な部材として自動車内の適切な場所に取付けられる。オイル−水熱交換器は自動車の冷却装置循環部内にも構造一体化されている。
【０００４】
特許文献１には、伝動装置ハウジングを有する伝動装置が開示されており、この伝動装置ハウジングは歯車が回転している領域を備えている。伝動装置は熱交換器も備えており、この熱交換器は伝動装置内で生じ、伝動装置潤滑剤に引き渡される熱を吸収し、伝動装置から、熱を除去するための冷却液に引き渡す。歯車が回転している領域外の伝動装置ハウジングには窪みが設けられており、この窪みを伝動装置潤滑剤が貫流し、この窪み内には熱交換器が設けられている。伝動装置潤滑剤を搬送するポンプの吸入側には、バイパス弁が設けられており、このバイパス弁により、伝動装置潤滑剤の温度が所定の限界値以下の場合の、熱交換器のバイパスが可能になる。
【０００５】
例えば、さらに、従来技術の短所は、構造上分離したバイパス弁にとって、漏洩を防ぐために封止しなければならない、補助的接続部が必要となることである。さらに、熱交換器と冷却すべきあるいは加熱すべきユニットにより、構造上分離したバイパスには、相当する構造上の費用が必要であり、従って製造コストが余計にかかる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０３１５６８４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の根底をなす課題は、冷却系を効率的に設計し、従来技術の短所を取り除くことにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の課題は、請求項１の特徴を有し、かつ構造一体化されたバイパス弁を有する熱交換器を備えた本発明に類するような伝動装置、あるいは請求項１４の特徴を有する熱交換器を備えていることにより解決される。
【０００９】
伝動装置は、伝動装置ハウジングを備えており、この伝動装置ハウジングは、歯車が回転する領域を有している。さらに伝動装置は、熱交換器も備えており、この熱交換器は、伝動装置内で生じ、伝動装置潤滑剤に引き渡される熱を吸収し、伝動装置から、熱を搬出するための冷却液に引き渡す。その内部において、歯車が回転する領域外にあるケーシングには、窪みが設けられており、この窪みを伝動装置潤滑油が貫流し、この窪みの中に熱交換器が設けられている。
【００１０】
熱交換器が、伝動装置ハウジングの窪み内に組込まれている分離した構成部品であると有利である。熱交換器は、単にシール材によりシールされたフランジにより保持され、このフランジは例えばロックリングにより支持される。シール材とフランジは、熱交換器により単一構造で設けられていてもよい。
【００１１】
整備および組立の目的に関して、窪み内の熱交換器は、ハウジングの外側から作業がし易いのが有利である。熱交換器は、例えば管束熱交換器として、あるいはプレート式熱交換器として形成されていていてもよい。
【００１２】
実施形態の一種類において、伝動装置から熱を搬出するための冷却液は、伝動装置の外側の冷却装置と接続している。伝動装置から熱を搬出するための冷却液が、伝動装置を駆動する内燃機関の冷却回路内の冷却液であると、特に有利である。
【００１３】
冷却液が水をベースにした液体であり、伝動装置潤滑剤がオイルをベースにした液体であるのが好ましい。
【００１４】
伝動装置潤滑剤用の管路を有利に構成し、かつ配設することにより、伝動装置ハウジングは、熱交換器用のハウジングを直接形成する。これにより、移送される伝動装置潤滑剤全ての強制案内は熱交換器を経由して行われる。この結果として、熱交換器の効率は改善され、小型で経済的な構造が得られる。一貫して構造一体化することにより伝動装置ハウジング内に示した管路は短く、流れ横断面積は大きいので、圧力低下は小さくなる。オイルの案内、シールそして取付けには、かえって容易でかつ費用がかからない適応部品が必要不可欠である。さらに、別のシール部材を使用せずに、冷却液を接続することに関する簡易でかつ実績のある技術が保証されている。
【００１５】
構造一体化の程度に関らず、簡易的なシステムアップと取り外しが、伝動装置全体を分解することなく可能である。構造が簡易でありかつ接続部が僅かであることより、製造コストは低くなる。同時に、損傷もしくはそれ以外の機械的悪影響が起こる前の極めて良好な熱交換器の保護が得られる。
【００１６】
本発明によれば、熱交換器は、熱交換器に設けられたバイパス弁を備え、このバイパス弁により、熱交換器のバイパスが所定の負圧以下あるいは過剰圧以上で可能になる。
伝動装置潤滑剤が貫流し、その中に熱交換器が設けられている窪み内の流れ抵抗が増大し、伝動装置潤滑剤を移送するポンプが窪みの出口開口部と接続していると、負圧が生じる。
【００１７】
貫流抵抗が窪み内で増大し、伝動装置潤滑剤を移送するポンプが、伝動装置オイルパンと窪みの入口開口部との間に設けられている際に、過剰圧が生じる。大きな貫流抵抗は、例えば、伝動装置潤滑剤の温度が所定の限界値以下であり、および／または伝動装置潤滑剤内に汚染が含まれている場合に生じる。このように負圧あるいは過剰圧が支配的であると、熱交換器に設けられたバイパス弁を経由して対応されるべきバイパス管路への接続部が作られる。このバイパス管路は、伝動装置ハウジング内に直接、構造一体化されていると有利である。熱交換器の機能とバイパス機能は、シール部材により互いに分離される。シール部材は、例えば合成樹脂管路あるいは金属管路として形成されている。
【００１８】
熱交換器に設けられたバイパス弁は、熱交換器の取付けに伴い自動的に伝動装置ハウジング内に組込まれ、それによりシステムの高い安全性が保証される。熱交換器に設けられたバイパス弁と、伝動装置ハウジング内で構造一体化されたバイパス管路によって、極めて小型化された構造によるバイパス機能が達せられる。構造一体化されたバイパス機能により、構造上分離したバイパス機能と比べて相応した接続部を減らすことができ、従って漏洩の問題は回避される。伝動装置ハウジング内においてバイパス管路を上手に配設することにより、構造コストは最小限であり、従って費用はかからない。
【００１９】
熱交換器に設けられたバイパス弁は、弁キャップ５２と弁キャップバネ５０を備えているポペット弁として形成されている。同様にして、バイパス弁はボール弁あるいはスライド弁として形成されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】従来技術による、熱交換器とバイパス弁を備えた自動車の概略図である。
【図２】オイル冷却時の構造一体化されたバイパス弁を備えた熱交換器の実施形態を示す図である。
【図３】バイパス作用時の、図２による熱交換器を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に多くの実施形態が可能である本発明の原理を、図を基にして例示的に詳しく説明する。
【実施例】
【００２２】
図１には、摩擦クラッチ６を介して伝動装置８に作用する駆動モータ４を備えた自動車２の概略図が示してある。伝動装置８は、駆動軸１０を介して差動装置１２と連結しており、この差動装置は各々一つずつの後車軸を介して車輪１６を駆動する。摩擦クラッチ６は、信号ケーブル２０を経由して制御部２２と接続しているアクチュエータ１８により作動される。伝動装置８は、伝動装置８のハウジング２６上に設けられ、かつケーブル２８を経由して制御部２２と接続している伝動装置制御部２４により作動される。ハウジング２６内には、二本の冷却液導管３２および３４を経由してモータおよびモータの冷却手段と接続している熱交換器３０が取付けられている。加熱された冷却液は、自動車冷却装置３６内で冷却される。代替手段として、自動車２に取付けられた冷却装置３８は、熱交換器３０と冷却液導管４０，４２を経由して接続されており、そのときに、熱交換器３０の冷却液は冷却される。熱交換器３０は、オイル入口開口部５８を経由してオイルパン６４と接続しており、かつオイル出口開口部６０を経由して、オイルを伝動装置ハウジング２６の領域内にある歯車６６，６８へと導入するオイルポンプ６２と接続している。オイル温度が予め設定された限界値以下の場合、伝動装置オイルは熱交換器３０を貫流せず、構造上分離したバイパス弁７０を通ってポンプ作動で流れ、それにより熱交換器３０はバイパスされる。
【００２３】
図２には、伝動装置ハウジング２６に設けられている構造一体化されたバイパス弁４８を備えた、本発明による熱交換器３０が示してある。入口開口部４４を経由して、冷却液は、熱交換器３０の内部に達し、熱交換器３０から出口開口部４６を経由して出て行く。伝動装置ハウジング２６内において、オイルパン６４からオイルポンプ６２により吸込まれる伝動装置オイルが、オイル入口開口部を通って窪み５６内に入り、そこで熱交換器３０を還流するように、熱交換器３０は窪み５６内に設けられている。強制案内された状態で、伝動装置オイルは窪み５６からオイル出口開口部に沿って再度出て行き、かつオイルポンプ６２の方向へ吸引され、このオイルポンプにより、オイルは伝動装置ハウジング２６の領域内にある歯車６６，６８に案内される。
【００２４】
オイルポンプ６２により、伝動装置オイルが強制的に案内される、伝動装置ハウジング２６の窪み５６内に熱交換器３０を配設することにより、伝動装置オイル全体の冷却が最適になる。
【００２５】
熱交換器３０は熱交換器３０に設けられたバイパス弁４８を備えており、このバイパス弁により、所定の負圧以下で熱交換器３０のバイパスが可能になる。バイパス弁４８はポペット弁として形成されており、かつ弁キャップ５２と弁キャップバネ５０を備えている。伝動装置ハウジング２６は、バイパス弁４８の弁キャップ５２が非作動状態にある弁シート５４を備えている。バイパス弁４８が作動していないと、熱交換器３０を、伝動装置オイルパン６４からオイルポンプ６２を経由して吸引される伝動装置オイルが環流する。オイル導管７４を経由して、伝動装置オイルはオイルパン６４から、熱交換器３０が設けられている窪み５６に案内され、そこからオイルポンプ６２あるいは歯車６６，６８に案内される。熱交換器３０の機能およびバイパス機能は、シール部材７２により互いに切り離される。
【００２６】
図３には、バイパスが機能している間の、図２による熱交換器３０が示してある。バイパス弁４８は、なお非作動状態で示してある。熱交換器３０が設けられている窪み５６内の所定の負圧を超えると、バイパス弁４８の弁キャップ５２を介して、相応すべきバイパス管路７６への接続が行われるように弁キャップバネ５０は形成されている。これらのバイパス管路７６は、伝動装置ハウジング２６内へ直接組込まれている。熱交換器３０の機能とバイパス機能は、シール部材７２により互いに切り離される。バイパス弁４８が作動した状態において、従って窪み５６内で決定された負圧が支配的である場合、弁キャップ５２は、もはや弁シート５２には当接しない。したがって、窪み５６内に設けられている熱交換器３０を、伝動装置オイルパン６４からオイルポンプ６２を経由して吸引される伝動装置オイルはもはや環流しない。オイル導管７４を経由して、伝動装置オイルはオイルパン６４から、バイパス弁４８を経由して、シール部材７２により区画された領域とバイパス管路７６を通って、オイルポンプ６２あるいは歯車６６，６８に案内される。
【符号の説明】
【００２７】
２    自動車
４    駆動モータ
６    摩擦クラッチ
８    伝動装置
１０  駆動軸
１２  差動装置
１４  全浮動式車軸
１６  自動車輪
１８  アクチュエータ
２０  信号ケーブル
２２  制御部
２４  伝動装置制御部
２６  ハウジング
２８  導管
３０  熱交換器
３２  冷却液導管
３４  冷却液導管
３６  自動車冷却装置
３８  冷却装置
４０  冷却液導管
４２  冷却液導管
４４  入口開口部
４６  出口開口部
４８  構造一体化されたバイパス弁
５０  弁キャップバネ
５２  弁キャップ
５４  弁シート
５６  窪み
５８  オイル入口開口部
６０  オイル出口開口部
６２  オイルポンプ
６４  オイルパン
６６  歯車
６８  歯車
７０  バイパス弁
７２  シール部材
７４  油圧導管
７６  バイパス管路
【図１】
2009541689.tif 000003
【図２】
2009541689.tif 000004
【図３】
2009541689.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成21年2月27日(2009.2.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯車（６６，６８）が回転する領域を有する伝動装置ハウジング（２６）と熱交換器（３０）を備えた伝動装置（８）であって、
この熱交換器が、伝動装置（８）内で生じ、伝動装置潤滑油に引き渡される熱を吸収し、かつ伝動装置（８）から、熱を搬出するための冷却材に引き渡す伝動装置（８）において、
バイパス弁（４８）が設けられており、このバイパス弁により、所定の負圧以下あるいは過剰圧以上で、熱交換器（３０）のバイパスが可能になり、
バイパス弁（４８）がポペット弁として形成されており、かつ弁キャップ（５２）、弁キャップバネ（５０）および弁シート（５４）を備えており、
弁キャップ（５２）と弁キャップバネ（５０）が、熱交換器（３０）に設けられており、
伝動装置ハウジング（２６）が弁シート（５４）を備えていることを特徴とする伝動装置（８）。
【請求項２】
歯車（６６，６８）が回転する領域外の伝動装置ハウジング（２６）内に、窪み（５６）が設けられており、この窪みを伝動装置潤滑剤が貫流し、この窪みの中に熱交換器（３０）が設けられていることを特徴とする請求項１記載の伝動装置（８）。
【請求項３】
バイパス弁（４８）の弁キャップ（５２）が、作動した状態で弁シート（５４）に当接していることを特徴とする請求項１または２に記載の伝動装置（８）。
【請求項４】
熱交換器（３０）の機能とバイパス機能が、シール部材（７２）により互いに分離していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の伝動装置（８）。
【請求項５】
シール部材（７２）が合成樹脂あるいは金属製の管路の形態で形成されていることを特徴とする請求項４記載の伝動装置（８）。
【請求項６】
バイパス機能に必要なバイパス管路（７６）が、伝動装置ハウジング（２６）内に直接構造一体化されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の伝動装置（８）。
【請求項７】
弁キャップ（５２）が所定の負圧以下あるいは過剰圧以上で開放し、それによりバイパス管路（７６）への接続が解除されるように、弁キャップバネ（５０）が設計されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の伝動装置（８）。
【請求項８】
弁キャップ（５２）と弁キャップバネ（５０）を備えた熱交換器（３０）が、伝動装置ハウジング（２６）の窪み（５６）内に取付け可能な独立した構成部品であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の伝動装置（８）。
【請求項９】
窪み（５６）内の熱交換器（３０）が、メンテナンスおよび組立に関して伝動装置ハウジング（２６）の外部から作業しやすく構成されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載の伝動装置（８）。
【請求項１０】
熱交換器（３０）が、管束型熱交換器として形成されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一つに記載の伝動装置（８）。
【請求項１１】
伝動装置（８）から熱を搬出するための冷却液が、冷却装置（３８）と伝動装置（８）の外部でつながっていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一つに記載の伝動装置（８）。
【請求項１２】
伝動装置（８）から熱を搬出するための冷却液が、伝動装置（８）を駆動する内燃機関（４）の冷却回路内の冷却液であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一つに記載の伝動装置（８）。
【請求項１３】
熱を吸収し、かつ熱を搬出するための冷却液を引き渡す熱交換器（３０）において、
熱交換器（３０）に弁キャップ（５２）と弁キャップバネ（５０）が設けられており、この弁キャップ（５２）と弁キャップバネが弁シート（５４）を備えたケーシング（２６）でもって、ポペット弁として形成されているバイパス弁（４８）を形成していることを特徴とする熱交換器（３０）。
【請求項１４】
弁キャップ（５２）が所定の負圧以下あるいは過剰圧以上で開放し、それによりバイパス管路（７６）への接続が解除されるように、弁キャップバネ（５０）が設計されていることを特徴とする請求項１３記載の熱交換器（３０）。
【請求項１５】
熱交換器（３０）が管束型熱交換器として形成されていることを特徴とする請求項１３または１４に記載の熱交換器（３０）。
【請求項１６】
伝動装置（８）内で生じ、かつ伝動装置潤滑剤に引き渡される熱を搬出するために、熱交換器（３０）が、伝動装置ハウジング（２６）の窪み（５６）内に取付け可能な独立した構成部品であることを特徴とする請求項１３〜１５のいずれか一つに記載の熱交換器（３０）。
【国際調査報告】
2009541689.tif 000006
2009541689.tif 000007
2009541689.tif 000008
2009541689.tif 000009
2009541689.tif 000010
2009541689.tif 000011