(57)【要約】【課題】燃費を悪化させずに、車両用変速機の潤滑に用いられるオイルを速やかに暖機すること。【解決手段】車両の発進装置に用いられる乾式クラッチの発生させる熱を、乾式摩擦クラッチ１の外周側に配置した集熱部５が回収し、集熱部５が回収した熱は、集熱部５に熱伝達可能に接続された自励振動式ヒートパイプ７によって変速機４の内部に貯留されたオイル９に伝熱できるように構成されている。また自励振動式ヒートパイプ７によって熱輸送をおこなうので、オイル９の熱量が増大した場合には、集熱部５から放熱してオイル９を冷却することができる。その結果、車両の燃費を悪化させずにオイル９を温めることができ、また過熱によってオイル９が劣化されるのを防止もしくは抑制することができる車両用変速機の暖機機構である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
変速機に選択的にトルクを伝達するクラッチを有する車両用変速機の暖機機構において、
前記クラッチの周辺に配置されて前記クラッチで発生した熱を受ける集熱部と、
前記集熱部が回収した熱を前記変速機へ輸送する熱輸送手段と
を備えていることを特徴とする車両用変速機の暖機機構。
【請求項２】
前記クラッチが発生する熱を前記集熱部に伝達する媒体と前記集熱部との単位時間当たりの接触量を前記クラッチの発熱量に応じて可変する可変部を更に備えている
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用変速機の暖機機構。
【請求項３】
前記クラッチは、その周囲を通って前記集熱部に向けて流れる冷却風に熱を伝達するように構成されるとともに、
前記熱輸送手段はヒートパイプによって構成され、
前記ヒートパイプは、前記クラッチから前記集熱部に至る前記冷却風の流通領域から外れて配置されている
ことを特徴とする請求項１または２に記載の車両用変速機の暖機機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両用変速機を暖機するための暖機機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両用変速機の潤滑に用いられるオイルを速やかに暖機し、オイルの撹拌損失を低減させることによって、燃費の向上を図れるように構成されたものが知られている。その一例が特許文献１ないし３に記載されている。特許文献１に記載されたクラッチの冷却構造は、乾式摩擦クラッチや電磁クラッチと、外気の冷却風を発生させる羽根状に形成された整流放熱フィンが設けられたヒートパイプとを熱伝達可能に接続し、乾式摩擦クラッチや電磁クラッチのような空冷式のクラッチの発生させる摩擦熱を冷却できるように構成されている。
【０００３】
また特許文献２に記載された車両の発進摩擦要素制御装置は、シフトポジションがＰレンジかつ自動変速機の油温が所定値以下の場合に、発進クラッチを完全締結させる油圧よりも低い油圧を供給することによってスリップさせて、発進クラッチの発熱を促して、オイルの温度が速やかに上昇できるように構成されている。
【０００４】
さらにまた特許文献３に記載された湿式クラッチ装置は、エンジンの排気熱をヒートパイプを用いて自動変速機の作動油に伝熱して暖めることができるように構成されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−６３００９号公報
【特許文献２】特開２００６−２８９９号公報
【特許文献３】特開平７ー２５９８９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の特許文献１に記載された発明は、乾式摩擦クラッチの冷却を目的としたものであって、乾式摩擦クラッチで発生した摩擦熱をヒートパイプを用いて整流放熱フィンに伝熱して、整流放熱フィンから大気に放熱するので、クラッチの冷却をおこなうことができても発生した摩擦熱が回生されることがない。
【０００７】
特許文献２に記載された発明は、自動変速機の暖機のために、発進クラッチに車両が動かない程度のトルクをかけるので、エンジンに負荷がかかり、暖機制御実行中に燃費が悪化する。
【０００８】
特許文献３に記載された発明は、エンジンの排気熱は高温であるため、オイルの熱による劣化が生じる虞がある。
【０００９】
この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、車両の燃費を悪化させずに車両用変速機を暖機することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、変速機に選択的にトルクを伝達するクラッチを有する車両用変速機の暖機機構において、前記クラッチの周辺に配置されて前記クラッチで発生した熱を受ける集熱部と、前記集熱部が回収した熱を前記変速機へ輸送する熱輸送手段とを備えていることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記クラッチが発生する熱を前記集熱部に伝達する媒体と前記集熱部との単位時間当たりの接触量を前記クラッチの発熱量に応じて可変する可変部を更に備えていることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１または２の発明において、前記クラッチは、その周囲を通って前記集熱部に向けて流れる冷却風に熱を伝達するように構成されるとともに、前記熱輸送手段はヒートパイプによって構成され、前記ヒートパイプは、前記クラッチから前記集熱部に至る前記冷却風の流通領域から外れて配置されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明によれば、集熱部によって熱が回収され、その回収された熱が熱輸送手段によって変速機に輸送されるので、輸送された熱によって変速機が温められ、また変速機に貯留されたオイルが温められて、オイルの粘度が低下して、変速機の撹拌損失が低減できる。
【００１４】
請求項２の発明によれば、請求項１の発明による効果と同様の効果に加えて、クラッチの発生させる熱を集熱部に伝達する媒体と集熱部との単位時間当たりの接触量を、クラッチの発熱量に応じて可変できるので、例えばクラッチの発生させる熱量が多い場合は、クラッチの発生させる熱を集熱部に伝達する媒体の量を増大させることによって、媒体と集熱部との単位時間当たりの接触量を増大させて、集熱部へ伝達される熱量を制限することができる。また、変速機へ伝達される熱量を抑えることができるので、熱によるオイルの劣化を抑制もしくは抑えることができる。
【００１５】
これとは反対に、クラッチの発生させる熱量が少ない場合は、クラッチの発生させる熱を集熱部に伝達する媒体の量を減少させることによって、媒体と集熱部との単位時間当たりの接触量を減少させて、媒体の伝達する熱を集熱部によって奪い、変速機へ伝達される熱量を確保することができる。
【００１６】
請求項３の発明によれば、請求項１または２の発明による効果と同様の効果に加えて、クラッチから集熱部に至る冷却風の流通領域があるので、クラッチの周辺の熱が冷却風に伝熱されて集熱部に流動され、集熱部によって熱を回収することができる。またヒートパイプは冷却風の流通領域から外れて配置されているので、冷却風の流動を阻害しない。さらにまたヒートパイプは熱を伝熱された冷却風の影響を受けることを防止あるいは抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
つぎにこの発明を具体的に説明する。この発明で対象とするクラッチ１は、例えば図示しない動力源に接続されたフライホイール２と摩擦板３とが摩擦力によって係合されてトルクを変速機４に伝達し、摩擦係合に伴って摩擦熱を発生させる乾式摩擦クラッチ１である。また例えば駆動源側の励磁コイルに電流を印加して、励磁コイルとドリブン側の鉄製ロータとの間に介在させた電磁性粉体を結束させてトルクを伝達し、電流の印加に伴ってジュール熱を発生させる電磁クラッチもしくは電磁パウダークラッチである。ここでは発進装置に乾式摩擦クラッチ１を用いた構成例を図１に模式的に示してある。
【００１８】
フライホイール２と摩擦係合することによって変速機４にトルクを伝達する摩擦板３とは、互いにすべりながら徐々にトルクを伝達し、完全係合に至る。そのため、フライホイール２と摩擦板３とのすべり、すなわち摩擦によって摩擦熱が生じる。またフライホイール２と摩擦板３とは一体回転しているので、クラッチの回転中心側から外側へ向けて空気の流れが生じる。
【００１９】
摩擦係合によって生じた摩擦熱は、クラッチの回転中心側から外側へ向かう気流に伝熱されて、クラッチの外周側に配置された集熱部５に至る。この集熱部５には、摩擦熱を受熱するためのフィン６が設けられている。このフィン６によって摩擦熱が集熱部５に回収され、回収された摩擦熱は、この発明における熱輸送手段であるヒートパイプもしくは自励振動式ヒートパイプ７によって変速機４に熱輸送される。なお、これらのヒートパイプもしくは自励振動式ヒートパイプ７は、乾式摩擦クラッチ１を収納するクラッチハウジング８よりも熱伝導性が高い部材から構成されている。ここでは自励振動式ヒートパイプ７を用いているものとして説明する。
【００２０】
自励振動式ヒートパイプ７の一端部は、集熱部５に熱伝達可能に接続されている。また、自励振動式ヒートパイプ７の他端部はクラッチハウジング８を貫通して変速機４の内部に導入され、図示しない動力源が生じた熱の影響を受けにくいように構成されている。変速機４の内部に導入された自励振動式ヒートパイプ７の他端部は変速機４を潤滑もしくは冷却するオイル９を貯留するオイルパン１０の底部に配置されている。また自励振動式ヒートパイプ７の他端部には、輸送された熱をオイル９に放熱するための放熱部１１にフィン１２が設けられている。
【００２１】
また集熱部５の変速機４側に、クラッチハウジング８に固定されて空気整流板１３が設けられている。この空気整流板１３は、クラッチハウジング８をクラッチ側の高温室１４と変速機４側の低温室１５に仕切り、摩擦係合に伴って発生する摩擦熱の拡散を防止するとともに、クラッチハウジング８の内部に空気の流通領域が生じるように構成されている。また、空気整流板１３の中心部に動力伝達軸１６を貫通させ、かつこの発明における可変部１７から吸入された外気を流通させる流通孔１８が開けられている。
【００２２】
この可変部１７は、例えば乾式摩擦クラッチ１の発生させる摩擦熱量が多い場合に伸張し、摩擦熱量が少ない場合に収縮する熱応答性の形状記憶合金から成るスプリング１９と、クラッチハウジング８に固定された固定プレート２０と、固定プレート２０の上を熱応答性のスプリング１９によって摺動する摺動プレート２１とから構成されている。また各プレートには外気を取り入れるためのスリット２２が設けられている。熱応答性のスプリング１９は一端が固定プレート２０に、他端が摺動プレート２１に固定されている。この可変部１７は、空気整流板１３によって二室に仕切られたクラッチハウジング８の高温室１４と低温室１５のそれぞれの底部に複数設けられている。上述した可変部１７の構造を図２に模式的に示してある。図２（ａ）は固定プレート２０の構造を模式的に示す図であり、（ｂ）は摺動プレート２１の構造を模式的に示す図であり、（ｃ）は可変部１７が閉じている場合を模式的に示す図であり、（ｄ）は可変部１７が開いている場合を模式的に示す図である。
【００２３】
つぎにこの発明の作用について説明する。例えば車両の始動直後などの走行時であって、オイル９の温度が集熱部５の回収する摩擦熱よりも低い場合は、乾式摩擦クラッチ１の摩擦係合によって生じた摩擦熱は、乾式摩擦クラッチ１の周囲を流通する気流に伝熱されて、乾式摩擦クラッチ１の外周側に配置された集熱部５に至る。
【００２４】
より具体的に説明すると、空気整流板１３によって仕切られたクラッチハウジング８の高温室１４では、乾式摩擦クラッチ１の回転に伴って、その遠心力によって回転部材の半径方向の中心側から外側に向けて気流が生じる。言い換えると、乾式摩擦クラッチ１の回転中心付近の気体圧力は、回転部材の外周側と比較して下がる。そして空気整流板１３に開けられた流通孔１８から低温室１５の空気が高温室１４に向けて流通される。またこの場合に空気整流板１３によって、高温室１４に流通された気流は乾式摩擦クラッチ１の回転中心から外側に配置された集熱部５に向かって流通され、クラッチハウジング８の内部に拡散するのを防止あるいは抑制される。
【００２５】
気流によって伝熱された摩擦熱はフィン６を有する集熱部５によって回収されて、熱伝達可能に接続された自励振動式ヒートパイプ７に伝熱される。自励振動式ヒートパイプ７に伝熱された摩擦熱は、オイルパン１０の底部に配置され自励振動式ヒートパイプ７の他端部に設けられた放熱部１１のフィン１２からオイル９へ放熱される。
【００２６】
この場合に自励振動式ヒートパイプ７は、その一端部がクラッチハウジング８の内部に配置され、クラッチハウジング８を貫通して他端部が変速機４に導入されているので、図示しない動力源が発生する熱の影響を受けにくく、集熱部５の回収した熱が主として熱輸送される。すなわちオイル９は乾式摩擦クラッチ１が生じた摩擦熱によってその温度が昇温される。
【００２７】
また乾式摩擦クラッチ１が生じた摩擦熱量が多い場合には、可変部１７に設けられた形状記憶合金から構成されるスプリング１９が伸張し、摺動プレート２１が摺動して可変部１７のスリット２２の開度が増して、クラッチハウジング８の内部に導入される外気量と、排出される空気量が増大される。
【００２８】
これとは反対に乾式摩擦クラッチ１が生じた摩擦熱量が少ない場合には、可変部１７に設けられ形状記憶合金から構成されるスプリング１９が収縮し、可変部１７のスリット２２の開度が減少して、クラッチハウジング８の内部に導入される外気量と排出される空気量とが減少される。
【００２９】
その結果、乾式摩擦クラッチ１の摩擦係合に伴って生じた摩擦熱は、自励振動式ヒートパイプ７によって変速機４に貯留されたオイル９に熱輸送されて、オイル９を温めることができる。すなわち空気整流板１３によって、クラッチハウジング８が高温室１４と低温室１５とに仕切られているので、乾式摩擦クラッチ１の生じた熱を拡散させずに、集熱部５によって回収することができる。また、自励振動式ヒートパイプ７はクラッチハウジング８の内部に配置されているので、図示しない動力源が生じた熱の影響を受けにくく、またクラッチハウジング８よりも熱伝導性が高いので、主として乾式摩擦クラッチ１が生じた摩擦熱を自励振動式ヒートパイプ７によって熱輸送することができる。さらにまた、摩擦熱量に応じて可変部１７から取り入れられる外気量が調整されるので、気流を媒体とした乾式摩擦クラッチ１から集熱部５への単位時間当たりの接触（熱伝達）量を調整することができる。また摩擦熱量が多い場合は、吸排気される空気量が増大するので、乾式摩擦クラッチ１のオーバーヒートを防止あるいは抑制することができる。
【００３０】
上述した例とは反対に、例えば車両の走行時であって、オイル９の温度が集熱部５の回収する摩擦熱よりも高い場合は、オイル９の熱は自励振動式ヒートパイプ７の他端部に設けられた放熱部１１のフィン１２によって回収される。回収されたオイル９の熱は自励振動式ヒートパイプ７によって熱輸送されて、乾式摩擦クラッチ１の外周側に配置された集熱部５に至る。
【００３１】
この場合に、クラッチハウジング８に空気整流板１３が設けられているので、乾式摩擦クラッチ１の回転によって生じた気流はクラッチハウジング８の内部に拡散するのを防止あるいは抑制され、集熱部５に向けて流通される。すなわち前述した構成では、自励振動式ヒートパイプ７の他端部は変速機４の内部に配置され、クラッチハウジング８を貫通して一端部がクラッチハウジング８に導入されているので、図示しない動力源が発生する熱の影響を受けにくく、また自励振動式ヒートパイプ７はクラッチハウジング８よりも熱伝導性が高いので、オイル９の熱が自励振動式ヒートパイプ７によって集熱部５に熱輸送される。集熱部５に伝熱されたオイル９の熱は、集熱部５のフィン６からクラッチハウジング８の内部を流通し、かつ集熱部５に向かって流通する気流に放熱される。
【００３２】
また乾式摩擦クラッチ１が生じた摩擦熱量が多い場合には、可変部１７に設けられた形状記憶合金から構成されるスプリング１９が伸張し、摺動プレート２１が摺動して可変部１７のスリット２２の開度が増して、クラッチハウジング８の内部に吸入される外気量と、排出される空気量が増大される。
【００３３】
これとは反対に乾式摩擦クラッチ１が生じた摩擦熱量が少ない場合には、可変部１７に設けられた形状記憶合金から構成されるスプリング１９が収縮し、可変部１７のスリット２２の開度が減少して、クラッチハウジング８の内部に導入される外気量と排出される空気量とが減少される。
【００３４】
その結果、所定の温度以上に温められたオイル９は、その熱が自励振動式ヒートパイプ７によって集熱部５に熱輸送されるので、オイル９の熱は集熱部５から放熱されオイル９を冷却することができる。すなわちクラッチハウジング８を高温室１４と低温室１５とに仕切る空気整流板１３が、クラッチハウジング８の内部を流通する気流にその流通領域を生じさせているので、集熱部５に伝熱されたオイル９の熱は集熱部５に向かって流通する冷却風によって熱を奪われる。また摩擦熱量に応じて可変部１７から取り入れられる外気量が調整されるので、気流を媒体とした乾式摩擦クラッチ１から集熱部５への単位時間当たりの接触（熱伝達）量を調整することができる。さらにまた摩擦熱量が多い場合は、吸排気される空気量が増大するので、乾式摩擦クラッチ１のオーバーヒートを防止あるいは抑制することができる。さらに自励振動式ヒートパイプ７はクラッチハウジング８の内部に配置されているので、図示しない動力源が生じた熱の影響を受けにくく、またクラッチハウジング８よりも熱伝導性が高いので、自励振動式ヒートパイプ７によって、主としてオイルの熱を集熱部５に熱輸送することができる。
【００３５】
なお前述した構成例では、集熱部５からオイル９への熱輸送とオイル９から集熱部５への熱輸送とは自励振動式ヒートパイプ７によって可逆できる構成を示してある。これは集熱部５と放熱部１１とが受ける熱量との関係をあらかじめ乾式摩擦クラッチ１の発生させる熱量や集熱部５の受放熱量、放熱部１１の受放熱量、可変部１７の吸排気量などから実験的に求めることができる。
【００３６】
なお、前述した例は発進装置に乾式摩擦クラッチ１を使用した例であるが、発進装置に電磁クラッチもしくは電磁パウダークラッチを用いてもよい。発進装置に電磁クラッチもしくは電磁パウダークラッチを用いる場合は、励磁コイルの外周側に集熱部５を配置し、他の構成は前述した構成と同様にすればよい。要は乾式クラッチの発熱部の周囲に集熱部５を配置し、冷却風がクラッチの周囲を流通してクラッチの発生させる熱を奪い、集熱部５に向かって流通できるように構成されていればよい。また、クラッチハウジング８に熱応答性の形状記憶合金から構成されるスプリング１９を有する可変部１７を設けることによって、クラッチハウジング８の内部に流通される冷却風の流量を調整し、気流を媒体としたクラッチ１から集熱部５への熱伝達量を調整できるように構成されていればよい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】この発明に係る車両用変速機の暖機機構の構成例を模式的に示す図である。
【図２】この発明における可変部の構造を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００３８】
１…乾式摩擦クラッチ、  ５…集熱部、  ６…フィン、  ７…自励振動式ヒートパイプ、  １１…放熱部、  １３…空気整流板、  １７…可変部、  １９…スプリング。
【図１】
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【図２】
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