(57)【要約】【課題】車両の動力伝達機構を冷却するのに用いる安価な冷却装置を提供する。【解決手段】本発明にかかる冷却装置１３０は、車両トランスファ１０１の動力伝達機構１０７の冷却のための車両用冷却装置であって、動力伝達機構１０７を収容する収容空間１０５を区画するハウジング１０３に設けられ、収容空間１０５に連接する筒壁１３１ａを隔てて車両前後方向に長尺状に延在する流通路１３２と、流通路１３２を区画するとともに筒壁１３１ａを構成する円筒体１３１と、ハウジング１０３外の外気を流通路１３２に導入する導入口１３２ａと、流通路１３３を流れた外気をハウジング１０３外へ導出する導出口１３２ｂと、を含む。【選択図】図１
2013190062.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の動力伝達機構の冷却のための車両用冷却装置であって、
前記動力伝達機構を収容する収容空間を区画するハウジングに設けられ、前記収容空間に連接する隔壁を隔てて車両前後方向に長尺状に延在する流通路と、
前記流通路を区画するとともに前記隔壁を構成する筒体と、
前記ハウジング外の外気を前記流通路に導入する導入口と、
前記流通路を流れた外気を前記ハウジング外へ導出する導出口と、
を含む車両用冷却装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用冷却装置であって、
前記ハウジングによって区画された前記収容空間は、前記動力伝達機構のための潤滑油が貯留された領域を含む車両用冷却装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の車両用冷却装置であって、
前記筒体を車両前後方向に延在する回転軸を中心として回転駆動するための駆動部と、
前記筒体の筒内壁に立設し、前記導入口と前記導出口との間で前記回転軸のまわりに螺旋状に捩じれつつ車両前後方向に沿って延在する内部立設片と、
を含む車両用冷却装置。
【請求項４】
請求項３に記載の車両用冷却装置であって、
前記駆動部は、前記動力伝達機構に設けられた駆動ギアと、前記筒体に設けられ前記駆動ギアに係合する被動ギアとを含み、前記筒体は、前記駆動ギアの動作に伴って前記被動ギアを介して前記回転軸を中心として回転駆動される車両用冷却装置。
【請求項５】
請求項１〜４のうちのいずれか一項に記載の車両用冷却装置であって、
前記筒体は、筒外壁に立設する複数の外部立設片を備え、前記複数の外部立設片がそれぞれ車両前後方向に関し離間しつつ配置されている車両用冷却装置。
【請求項６】
請求項１〜５のうちのいずれか一項に記載の車両用冷却装置であって、
前記流通路は、車両前後方向と交差する径方向の断面が円形であり、前記導出口側の内径が最大となるように構成されている車両用冷却装置。
【請求項７】
請求項１〜６のうちのいずれか一項に記載の車両用冷却装置であって、
前記動力伝達機構は、車両前後方向に長尺状に延在し前記車両の駆動源の駆動トルクを前記後輪に伝達する第１軸と、車両前後方向に長尺状に延在し前記第１軸の回転トルクを前記前輪に伝達する第２軸とを備える車両トランスファによって構成され、
前記筒体は、前記ハウジングによって区画された前記収容空間のうち前記車両トランスファの前記第１軸と前記第２軸との間に配置されている車両用冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の動力伝達機構の冷却のための車両用冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開平９−１０９７１５号公報には、車両トランスファの動力伝達機構に用いられる潤滑装置が開示されている。この潤滑装置では、ハウジング内に貯留された潤滑油を冷却するための構造として、油ポンプ及び油冷却器や、それに付随した配管類を含む冷却装置が採用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−１０９７１５号公報
【発明の概要】
【０００４】
上記特許文献１に記載の冷却装置は、車両トランスファの動力伝達機構のための潤滑油を冷却する機能を果たす一方で、当該冷却装置の構造が複雑化して製造コストが高くなるという問題を抱えている。従って、車両トランスファの動力伝達機構をはじめ、車両に装着される各種の動力伝達機構を冷却するための冷却装置の設計に際しては、当該冷却装置を低コストで実現する要請がある。
【０００５】
そこで、本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、車両の動力伝達機構を冷却するのに用いる安価な冷却装置を提供することを目的としている。
【０００６】
この目的を達成するために、本発明にかかる車両用冷却装置は、車両の動力伝達機構の冷却のための冷却装置であって、流通路、筒体、導入口及び導出口を含む。ここでいう「動力伝達機構」には、車両において動力を伝達するための要素が広く包含されるものであり、典型的には車両トランスファ、変速機、エンジン、モータ等において、動力を伝達するための要素によってこの動力伝達機構が構成される。流通路は、動力伝達機構を収容する収容空間を区画するハウジングに設けられ、収容空間に連接する隔壁を隔てて車両前後方向に長尺状に延在する。筒体は、流通路を区画するとともに隔壁を構成する。筒体及び隔壁は、ハウジングの一部を利用して構成されてもよいし、即ちハウジングが冷却装置の一構成要素であってもよいし、或いはハウジングとは別部材として形成されてハウジングに取り付けられてもよい。また、筒体及び隔壁は、１又は複数の要素によって一体状に構成され得る。筒体の径方向に関する流通路の断面形状については、円形、楕円形、三角形、四角形、多角形等、要請に応じて適宜の選択が可能である。導入口は、ハウジング外の外気を流通路に導入する開口部分として構成される。導出口は、流通路を流れた外気をハウジング外へ導出する開口部分として構成される。ハウジング外の外気は、流通路を流れる際に、隔壁を介して収容空間との間で、またハウジングとの間で熱交換がなされる。このとき相対的に高温部分である収容空間やハウジングの熱が、流通路を流れる外気によって隔壁を介して吸熱され、導出口から導出されることによって排熱される。特に流通路が車両前後方向に延在しているため、車両の走行時に、車外の空気を流通路に導入して円滑に流通させることが可能である。上記構成の冷却装置は構造が簡素化されており、安価な冷却装置が実現できる。
【０００７】
本発明にかかる車両用冷却装置では、ハウジングによって区画された収容空間は、動力伝達機構のための潤滑油が貯留された領域を含むのが好ましい。これにより、流通路を流れる外気によって、ハウジング内の潤滑油の油温を低下させることができる。また、潤滑油の油温を低下させることで、潤滑油の油量を低減することができるため、動力伝達機構における動力伝達効率を向上させて、車両の燃費向上を図ることができる。
【０００８】
本発明にかかる車両用冷却装置は、駆動部及び内部立設片を含むように構成されるのが好ましい。駆動部は、筒体を車両前後方向に延在する回転軸を中心として回転駆動する機能を果たす。この駆動部は、動力伝達機構の動力の一部を利用したものであってもよいし、或いは筒体の回転駆動のために専用に設けられてもよい。内部立設片は、筒体の筒内壁に立設し、導入口と導出口との間で回転軸のまわりに螺旋状に捩じれつつ車両前後方向に沿って延在する。この内部立設片の捩じれ形状は、車両前後方向に沿って連続的に或いは断続的に形成され得る。駆動部によって筒体が回転駆動されると、螺旋状の内部立設片によって旋回流が形成されるため、導入口から外気を導入し易く、且つ導出口から外気を導出し易い。
【０００９】
本発明にかかる車両用冷却装置では、駆動部は、動力伝達機構に設けられた駆動ギアと、筒体に設けられ駆動ギアに係合する被動ギアとを含むのが好ましい。このため、筒体は、駆動ギアの動作に伴って被動ギアを介して回転軸を中心として回転駆動される。駆動ギアにより動力伝達機構の動力の一部を利用するため合理的である。
【００１０】
本発明にかかる車両用冷却装置では、筒体は、筒外壁に立設する複数の外部立設片を備え、複数の外部立設片がそれぞれ車両前後方向に関し離間しつつ配置されるのが好ましい。これにより、収容空間の空気や潤滑油と筒体との接触面積を複数の外部立設片によって確保することで吸熱効果を高めることができる。
【００１１】
本発明にかかる車両用冷却装置では、流通路は、車両前後方向と交差する径方向の断面が円形であり、導出口側の内径が最大となるように構成されるのが好ましい。これにより、連通路のうち導出口の領域の気圧を低下させることができ、流通路において導出口に向かう外気の流れを促進することができる。
【００１２】
本発明にかかる車両用冷却装置では、動力伝達機構は、第１軸及び第２軸を備える車両トランスファによって構成される。第１軸は、車両前後方向に長尺状に延在し、車両の駆動源の駆動トルクを後輪に伝達する機能を果たす。第２軸は、車両前後方向に長尺状に延在し第１軸の回転トルクを前輪に伝達する機能を果たす。この場合、筒体は、ハウジングによって区画された収容空間のうち車両トランスファの第１軸と第２軸との間に配置されるのが好ましい。これにより、収容空間において、第１軸側の領域と第２軸側の領域との吸熱をバランス良く行うことができ、ハウジング内の温度を効率的に低下させることができる。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように、本発明によれば、車両の動力伝達機構を冷却するのに用いる安価な冷却装置を提供することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明にかかる一実施の形態の車両トランスファ１０１の断面構造を模式的に示す図である。
【図２】図１中の冷却装置１３０の円筒体１３１を車両前方側から視た斜視図である。
【図３】本発明にかかる別実施の形態の車両トランスファ２０１の断面構造を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。なお、当該図面においては、矢印１１方向が車両前方を示し、矢印１２方向が車両上方を示す。
【００１６】
図１には、車両の駆動システムを構成する車両トランスファ１０１の構造が示されている。この車両トランスファ１０１は、動力伝達機構１０７のための中空の収容空間１０５を備えている。この収容空間１０５は、典型的には、車両前方側のフロントハウジング１０３ａ及び車両後方側のリアハウジング１０３ｂからなるハウジング（「ケーシング」ともいう）１０３によって区画される。ここでいうハウジング１０３及び収容空間１０５がそれぞれ、本発明の「ハウジング」及び「収容空間」に相当する。
【００１７】
動力伝達機構１０７は、エンジン及び変速機を含む駆動源ＤＳの駆動トルクを、前輪ＦＷ及び後輪ＲＷに分配しつつ伝達する機能を果たす。この動力伝達機構１０７が、本発明の「動力伝達機構」に相当する。この場合、変速機は自動変速機（ＡＴ）であってもよいし、手動変変速機（ＭＴ）であってもよい。動力伝達機構１０７は、第１軸１１１及び第２軸１２１を含む。
【００１８】
第１軸１１１は、車両前後方向に長尺状に延在しており、両端部１１３，１１５がいずれも支持ベアリング１１７によってハウジング１０３に軸支され、且つオイルシール１１９によって軸シールされている。第２軸１２１は、第１軸１１１よりも車両下方に配置され、同様に車両前後方向に長尺状に延在しており、両端部１２３，１２５がいずれも支持ベアリング１２７によってハウジング１０３に軸支され、且つオイルシール１２９によって軸シールされている。これら両軸１１１，１２１は、被連結部１１２及び被連結部１２２の双方に架設されたベルト式の連結部（図示省略）を介して互いに連結されている。これにより、動力伝達機構１０７の動作時、即ち駆動源ＤＳの駆動トルクによる第１軸１１１の軸回転時に、第２軸１２１も軸回転し、前輪ＦＷ及び後輪ＲＷがそれぞれ駆動される。ここでいう第１軸１１１及び第２軸１２１がそれぞれ、本発明の「第１軸」及び「第２軸」に相当する。
【００１９】
ハウジング１０３外の外部領域Ａは、車外の外気が存在する領域として構成される。一方で、ハウジング１０３内の収容空間１０５には、動力伝達機構１０７のための潤滑油が貯留された領域を含む。特に図１の実施形態では、収容空間１０５での潤滑油のオイルレベルが図中の「ＯＬ」で示されている。この潤滑油は、動力伝達機構１０７の動作時に掻き上げられて、支持ベアリング１１７，１２７やオイルシール１１９，１２９等へ供給される。
【００２０】
ところで、上記構成の動力伝達機構１０７では、ハウジング１０３内の潤滑油の油温が上昇した場合に、支持ベアリング１１７，１２７やオイルシール１１９，１２９等の耐久性が懸念される。そこで、この種の動力伝達機構の設計に際しては、動力伝達機構１０７のための潤滑油を冷却する冷却装置を設ける要請があり、特に安価な冷却装置を実現する要請が高い。本発明者らは、この点に鑑みて本実施の形態の冷却装置１３０に想到した。この冷却装置１３０が、本発明の「車両用冷却装置」に相当する。
【００２１】
冷却装置１３０は、流通路１３２を区画する筒壁１３１ａを有する円筒体１３１を備えている。この円筒体１３１は、１又は複数の要素によって一体状に構成され得る。この円筒体１３１及び筒壁１３１ａがそれぞれ、本発明の「筒体」及び「隔壁」に相当する。この冷却装置１３０は、車両上下方向に関し収容空間１０５の概ね中央領域に、具体的には第１軸１１１と第２軸１２１との間の領域に配置されている。円筒体１３１は、車両前後方向に長尺状に延在しており、その両端部１３３，１３５がいずれも支持ベアリング１３７によって軸支され、且つオイルシール１３９によって軸シールされている。
【００２２】
円筒体１３１は、その外周部に車両前後方向と交差する方向に延出する被動ギア１３４を備えている。この被動ギア１３４は、動力伝達機構１０７の第１軸１１１に設けられた駆動ギア１１４とギア係合している。このため第１軸１１１の軸回転は、駆動ギア１１４及び被動ギア１３４を介して、円筒体１３１の回転軸Ｌを中心とした回転運動に変換される。この場合、駆動ギア１１４により動力伝達機構１０７の動力の一部を利用するため合理的である。ここでいう駆動ギア１１４及び被動ギア１３４によって、本発明の「駆動部」が構成される。なお、動力伝達機構１０７の動力の一部を利用する代わりに、モータ等の専用の駆動要素を用いて、円筒体１３１を回転駆動するように構成することもできる。また、駆動ギア１１４に相当するギア要素を第２軸１２１に設け、当該ギア要素が円筒体１３１の被動ギア１３４とギア係合するように構成してもよい。
【００２３】
円筒体１３１によって区画された流通路１３２は、車両前後方向に長尺状に延在し、車両前後方向と交差する径方向の断面が円形であり、且つその導入口１３２ａ及び導出口１３２ｂの双方がいずれもハウジング１０３外の外部領域Ａに連通している。導入口１３２ａは、外部領域Ａの外気を流通路１３２に導入する開口部分として構成される。導出口１３２ｂは、流通路１３２を流れた外気を再び外部領域Ａへ導出する開口部分として構成される。ここでいう流通路１３２、導入口１３２ａ及び導出口１３２ｂがそれぞれ、本発明の「流通路」、「導入口」及び「導出口」に相当する。
【００２４】
円筒体１３１が回転軸Ｌを中心として回転したときに、外部領域Ａの外気、特には車外の空気が導入口１３２ａから導入されて流通路１３２を流れ、導出口１３２ｂから導出されることで円筒体１３１が冷却される。即ち、外部領域Ａの外気は、流通路１３２を流れる際に、筒壁１３１ａを介して収容空間１０５との間で、またハウジング１０３との間で熱交換がなされる。このとき、収容空間１０５に貯留されている潤滑油の油熱やハウジング１０３の熱は、流通路１３２を流れる外気によって筒壁１３１ａを介して吸熱されて外部領域Ａへと排熱される。この目的のため、円筒体１３１は熱伝導度の高い材料によって構成されるのが好ましい。これにより、ハウジング１０３内の潤滑油の油温を低下させることができる。特に流通路１３２が車両前後方向に延在しているため、車両の走行時に、車外の空気を流通路１３２に導入して円滑に流通させることが可能である。また、第１軸１１１と第２軸１２１との間の中央領域に冷却装置１３０を配置することで、ハウジング１０３の収容空間１０５のうち第１軸１１１側の領域と第２軸１２１側の領域との吸熱をバランス良く行うことができ、ハウジング１０３内の温度を効率的に低下させることができる。またこの配置によって、冷却装置１３０の設置のために車両トランスファ１０１全体が大型化するのを抑制できる。
【００２５】
上記の円筒体１３１は、外壁面に立設する１又は複数の外部立設片（「冷却フィン」ともいう）１４１を含むのが好ましい。この外部立設片１４１が本発明の「外部立設片」に相当する。外部立設片１４１は、収容空間１０５の空気や潤滑油との接触面積を確保することによって吸熱効果を高める機能を果たす。この目的のため、外部立設片１４１は、円筒体１３１と同様に、熱伝導度の高い材料によって構成されるのが好ましい。本実施形態では、４つの外部立設片１４１が車両前後方向にそれぞれ離間しつつ配置されている。この場合、各外部立設片１４１は、第１軸１１１の動力ロスを抑える目的のために、円筒体１３１の回転動作を阻害し難い形状、即ち回転時の抵抗を受け難い形状を有するのが好ましい。例えば、車両前後方向と直交する径方向の所定平面上において、円筒体１３１の外周方向に円環状に延在する平板部材として構成されるのが好ましい。この外部立設片１４１は、円筒体１３１の外周方向に連続的に或いは断続的に形成され得る。また必要に応じてこの外部立設片１４１を省略することもできる。
【００２６】
上記の円筒体１３１の内部構造については図２が参照される。図２に示すように、円筒体１３１は、内壁面に立設する内部立設片（「螺旋フィン」ともいう）１４２を備えている。この内部立設片１４２が本発明の「内部立設片」に相当する。内部立設片１４２は、導入口１３２ａと導出口１３２ｂとの間で回転軸Ｌまわりに螺旋状に捩じれつつ車両前後方向に沿って延在する捩じれ形状を有する。この内部立設片１４２の捩じれ形状は、車両前後方向に沿って連続的に或いは断続的に形成され得る。円筒体１３１が回転軸Ｌを中心として回転することで螺旋状の内部立設片１４２によって流通路１３２に空気の旋回流が付与されるため、導入口１３２ａから外気を導入し易く、且つ導出口１３２ｂから外気を導出し易い。特に本実施形態では、４つの内部立設片１４２が円筒体１３１の断面に関して概ね等間隔で配置されている。これにより、流通路１３２における空気の旋回流付与効果が高まる。
【００２７】
更に、円筒体１３１の内径ｄは、導入口１３２ａ側から導出口１３２ｂ側に向かうにつれて大きくなり、導出口１３２ｂの領域で最大となるように構成されるのが好ましい。これにより、導出口１３２ｂの領域の気圧を低下させることができ、流通路１３２において導出口１３２ｂに向かう外気の流れを促進することができる。この場合、円筒体１３１の内径ｄは、各内部立設片１４２のうち円筒体１３１の径方向に関し内壁面から最も離間した先端面１４２ａによって規定されてもよいし、或いは筒壁１３１ａの内径として規定されてもよい。
【００２８】
上記構成の冷却装置１３０によれば、ハウジング内１０３内の潤滑油の油温を低下させることで、潤滑油の油量を低減することができる。これにより、動力伝達機構１０７における動力伝達効率を向上させて、車両の燃費向上を図ることができる。またこの冷却装置１３０は、オイルポンプや配管を含まない、簡素化された構造であるため、安価な冷却装置を実現できる。
【００２９】
本発明は、上記の典型的な実施形態のみに限定されるものではなく、種々の応用や変形が考えられる。例えば、上記実施の形態を応用した次の各形態を実施することもできる。
【００３０】
図３には、別実施の形態の車両トランスファ２０１の構造が示されている。この車両トランスファ２０１は、冷却装置２３０の構成以外は、図１の車両トランスファ１０１と同様の構成を有する。この冷却装置２３０は、冷却装置１３０と同様の位置に設置される一方で、ハウジング１０３に対して固定された円筒体２３１を備えている。円筒体２３１によって区画された流通路２３２は、車両前後方向に長尺状に延在し、且つ導入口２３２ａ及び導出口２３２ｂの双方がいずれもハウジング１０３外の外部領域Ａに連通している。
【００３１】
車両の前進走行時に、車外の空気が導入口２３２ａから導入されて流通路２３２を流れ、導出口２３２ｂから導出されることで円筒体２３１の筒壁２３１ａを介してハウジング１０３内が冷却される。これにより、前述の冷却装置１３０を用いる場合と同様の作用効果を奏する。勿論、車両の後進走行時においても、車外の空気が流通路２３２を車両の前進走行時とは逆方向に流れることによって、ハウジング１０３内を冷却する効果が得られる。この場合、円筒体２３１の径方向に関する流通路２３２の断面形状については、円形、楕円形、三角形、四角形、多角形等、要請に応じて適宜の選択が可能である。
【００３２】
上記構成の冷却装置２３０では、円筒体２３１の内径、即ち筒壁２３１ａの内径が導入口２３２ａ側から導出口２３２ｂ側に向かうにつれて大きくなり、導出口２３２ｂの領域で最大となるように構成されるのが好ましい。これにより、導出口２３２ｂの領域の気圧を低下させることができ、流通路２３２を流通する外気の流れを促進することができる。また、吸熱効果を高める目的で、円筒体２３１の外壁面に、前述の外部立設片１４１と同様の要素や、外部立設片１４１に交差して車両前後方向に延在する別の外部立設片を設けることもできる。
【００３３】
上記の実施形態では、ハウジング１０３とは別部材として形成された円筒体１３１,２３１を用いる場合について記載したが、本発明ではハウジング１０３の一部を利用して当該円筒体を構成し、ハウジング１０３を当該円筒体の一構成要素にすることもできる。
【００３４】
上記の実施形態では、冷却装置１３０，２３０による冷却対象に潤滑油が含まれる場合について記載したが、本発明では、潤滑油に代えて或いは加えて、当該潤滑油とは別の媒体を冷却対象に含むこともできる。
【００３５】
上記の実施形態では、車両トランスファに設けられる冷却装置について記載したが、本発明では、車両に装着される車両トランスファ以外の箇所に当該冷却装置を適用することもできる。例えば、エンジン、変速機等の動力伝達機構を収容するハウジングに当該冷却装置を設置することができる。
【符号の説明】
【００３６】
１０１…車両トランスファ、１０３…ハウジング、１０３ａ…フロントハウジング、１０３ｂ…リアハウジング、１０５…収容空間、１０７…動力伝達機構、１１１…第１軸、１１２…被連結部、１１３，１１５…端部、１１４…駆動ギア、１１７…支持ベアリング、１１９…オイルシール、１２１…第２軸、１２２…被連結部、１２３，１２５…端部、１２７…支持ベアリング、１２９…オイルシール、１３０…冷却装置、１３１…円筒体、１３１ａ…筒壁、１３２…流通路、１３２ａ…導入口、１３２ｂ…導出口、１３３，１３５…端部、１３４…被動ギア、１３７…支持ベアリング、１３９…オイルシール、１４１…外部立設片、１４２…内部立設片、１４２ａ…先端面、Ａ…外部領域、ＤＳ…駆動源、ＦＷ…前輪、ＲＷ…後輪
【図１】
2013190062.tif 000003
【図２】
2013190062.tif 000004
【図３】
2013190062.tif 000005