作動油温度制御装置
【課題】所望とする過冷却解除が可能で、潜熱蓄熱材の放熱特性をよくし、作動油との間に良好な熱交換を可能とすること。
【解決手段】作動油Ｏが循環する循環経路に配設された潜熱蓄熱材容器５０に収容された潜熱蓄熱材５１は作動油Ｏとの間の熱交換を行う。潜熱蓄熱材容器５０の長手方向に複数個または長手方向に沿って線状に配設した過冷却解除手段６０の動作によって、過冷却状態にあった潜熱蓄熱材５１の過冷却を解き、その潜熱を利用して、潜熱蓄熱材５１との熱交換により急激に作動油Ｏの温度上昇を行う。この温度上昇は、潜熱蓄熱材容器５０の長手方向に対し、過冷却解除手段６０を複数個または長手方向に沿って線状に配設したものであるから、過冷却状態にある潜熱蓄熱材５１を略同時に、その過冷却を解くものであるから、急激に作動油Ｏの温度上昇を行うことができる。
【解決手段】作動油Ｏが循環する循環経路に配設された潜熱蓄熱材容器５０に収容された潜熱蓄熱材５１は作動油Ｏとの間の熱交換を行う。潜熱蓄熱材容器５０の長手方向に複数個または長手方向に沿って線状に配設した過冷却解除手段６０の動作によって、過冷却状態にあった潜熱蓄熱材５１の過冷却を解き、その潜熱を利用して、潜熱蓄熱材５１との熱交換により急激に作動油Ｏの温度上昇を行う。この温度上昇は、潜熱蓄熱材容器５０の長手方向に対し、過冷却解除手段６０を複数個または長手方向に沿って線状に配設したものであるから、過冷却状態にある潜熱蓄熱材５１を略同時に、その過冷却を解くものであるから、急激に作動油Ｏの温度上昇を行うことができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オートマチックトランスミッションフルード(Automatic Transmission Fluid：以下、単に『ＡＴＦ』という)、エンジン作動油等の作動油の温度を所望の温度に制御して粘度、流動性、酸化安定性等を、最適に制御する作動油温度制御装置に関するものである。特に、自動車、建設機械、農業機械、産業機械、電車等の車両用に好適な作動油温度制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の潜熱蓄熱材(過冷却物質)の過冷却現象を利用した技術としては、高温のＡＴＦから熱量を吸収し、その発生する潜熱を利用して、低温始動時に過冷却を解除してＡＴＦを暖める技術がある。
即ち、オートマチックトランスミッション（Automatic Transmission：自動変速機）内には、潤滑及び駆動を目的するＡＴＦが使用され、オイルパンからオイルポンプによって汲み上げられたＡＴＦが、クラッチ、潤滑用としてバルブボディで制御されている。冬季など外気温が低いと、ＡＴＦの油温が低くなり、粘性が上昇する。粘性の上昇によって、流動性が下がり、同じ制御油圧でも、油圧力や流量に差が出てくる結果となり、自動変速機の変速フィーリングを良くするためのチューニングに、時間及びノウハウを要しているのが現状である。
一方、低温始動時の油温を上げる方法には、オイルウォーマ等の別部品によって暖める方法もあるが、複雑なシステムとなり、コスト高となる。
【０００３】
この種の公知技術としては、例えば、特許文献１及び特許文献２に記載の技術がある。
特許文献１は、エンジンのオイルパンまたはオイル潤滑経路に設けられ、エンジンオイルを昇温させる発熱デバイスであって、過冷却による潜熱の大きい過冷却物質を封入した発熱デバイス本体を備えると共に、発熱デバイス本体に、発熱デバイス本体中の発熱前の過冷却物質に発熱開始のトリガをかけるトリガ部材と、発熱デバイス本体中の発熱後の過冷却物質を液化させるヒータとが内蔵され、エンジンオイルのオイル温度を上げることで、燃焼生成物を蒸発できるものである。
【０００４】
また、特許文献２は、作動流体が循環する循環経路に前記作動流体が常に流動する部分に、前記作動流体との熱交換によって相転移を生じ得る潜熱蓄熱材を含む蓄熱体が設けられているから、循環経路を常に循環する作動流体は、該循環経路に設けられた蓄熱体と常に熱交換を行う。これにより、作動流体温度が蓄熱体を構成する潜熱蓄熱材の相転移温度よりも高い場合には、該蓄熱体の潜熱蓄熱材は、作動流体から相転移に伴う潜熱を吸熱することで作動流体の温度を低下させる。また、作動流体温度が蓄熱体を構成する潜熱蓄熱材の相転移温度よりも低い場合には、上記の如く吸熱した潜熱蓄熱材からの相転移に伴う潜熱の放熱によって作動流体の温度を上昇させることができる。
したがって、通常運転時のＡＴＦの温度変動幅が小さく、設計に考慮が必要なＡＴＦの粘度変化の許容範囲を小さくすることができるので、複数のコントロールバルブの設計、開発（調整や適合等）を容易に行うことが可能となる。また、高負荷運転時の熱を蓄熱材熱交換器に吸収させるため、冷却系の運転負荷を低減することができ、適用された自動車の燃費向上に寄与することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０６−５０１２２号公報
【特許文献２】特開２００７−３０３５５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１の技術は、過冷却による潜熱の大きい過冷却物質を封入した発熱デバイス本体を備えると共に、前記発熱デバイス本体に発熱前の過冷却物質に発熱開始のトリガをかけるトリガ部材と、発熱デバイス本体中の発熱後の過冷却物質を液化させるヒータとが内蔵され、エンジンオイルのオイル温度を上げることによって、燃焼生成物を蒸発できるものである。
特許文献１に記載された技術では、トリガ制御部からの制御信号と水温センサからの冷却水温データとを受け、所望の条件のもとでヒータに制御信号を出力し、ヒータを駆動させるものであるから、ヒータが必要不可欠であり、また、エンジンオイルのオイル温度を上げるには、ヒータ制御が主流になり、過冷却物質を封入した発熱デバイス本体の関与が陰になってしまう。
【０００７】
また、特許文献２の技術は、作動油であるＡＴＦが循環する循環経路を構成するオイルパンに蓄熱体である蓄熱材熱交換器が設けられ、当該蓄熱材熱交換器は、高温のＡＴＦとの熱交換によって固相から液相に相転移して該ＡＴＦから融解熱を吸熱し、低温のＡＴＦとの熱交換によって液相から固相に相転移して該ＡＴＦに凝固熱を放熱する潜熱蓄熱材を含んで構成されていますが、破過冷却装置は特許文献２の図９、図１２、図１４に示されているように、蓄熱材熱交換器の一部に設けられているに過ぎない。また、蓄熱材熱交換器についても、例えば、液状の潜熱蓄熱材が充填された１つ若しくは複数の容器、または潜熱蓄熱材を封入した多数のマイクロカプセルとして構成されているに過ぎない。
殊に、潜熱蓄熱材を含んで構成されている蓄熱材熱交換器が、複数の容器または多数のマイクロカプセルとして構成できるものであれば、その破過冷却装置として如何様に構成されるかが大きな問題となるが、それに対しても開示するものがない。
即ち、蓄熱材熱交換器が必要性に応じて如何に急激に温度上昇できるかが問題であるが、それについて開示するものがない。
特に、自動車、建設機械、農業機械、産業機械、電車等の車両においては、所定の知識を有するものが操作するものであるが、それらに好適な技術を開示するものがない。
【０００８】
そこで、本発明は、このような点に鑑みてなしたものであり、所望とする過冷却解除が可能で、潜熱蓄熱材の放熱特性をよくし、作動油との間に良好な熱交換を可能とした作動油温度制御装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１にかかる作動油温度制御装置は、作動油が循環する循環経路に配設され、前記作動油との間に熱交換を自在とし、かつ、前記作動油との間の熱交換によって相転移を生じる潜熱蓄熱材を収容してなる潜熱蓄熱材容器を、その一方向の垂直断面を略円形または略楕円形、略半円形、略半楕円形、または略三角形以上の略多角形のうちの１つの形状とし、かつ、前記一方向に複数個または前記一方向に沿って線状に過冷却解除手段を配設したものである。なお、「略」とは完全に直線または曲線で形成されているものだけでなく、直線に曲線が含まれ、または曲線に直線が含まれて近似する形状に形成されていることを意味し、単純な基本的形状でないことを意味する。
ここで、上記潜熱蓄熱材は、前記潜熱蓄熱材容器に収納され、前記作動油との間の熱交換によって相転移を生じる過冷却物質であればよい。
また、上記潜熱蓄熱材容器は、前記作動油との間の熱交換によって相転移を生じる潜熱蓄熱材を収容し、特定の一方向に対する垂直断面を略円形または略楕円形、略半円形、略半楕円形、または略三角形以上の略多角形のうちの１つとしたものであればよい。特に、断面形状が略三角形以上の略多角形とは、複雑な断面であってもよいことを意味する。
そして、上記過冷却解除手段は、前記潜熱蓄熱材を収容した前記潜熱蓄熱材容器に収容され、前記一方向に複数個または前記一方向に沿って線状に配設したものである。
なお、本発明における前記一方向とは、特段の断りがない場合には、上面から見た二次元平面の特定の方向を意味するものであり、断面の一方向とは、断面の一辺が他辺より長い長さまたは短い長さを意味するものである。
【００１０】
請求項２にかかる作動油温度制御装置の前記過冷却解除手段は、前記潜熱蓄熱材にエネルギを与えるエネルギ発生源を備え、前記エネルギ発生源は前記一方向に複数個配設され、または前記一方向に沿った線状を有するものである。
ここで、上記過冷却解除手段は、前記潜熱蓄熱材容器の潜熱蓄熱材中に配設して前記潜熱蓄熱材に結晶化を促す起点(トリガ)を与えるものであり、エネルギ発生源からのエネルギがトリガとなる。そして、前記潜熱蓄熱材の結晶化が発明者等の実験では、物質によって若干の違いがあるものの、材料の違いがあっても、約６ｍｍ／ｓ程度で結晶化されることになり、その容器の形態によって応答性を設定することができる。
【００１１】
請求項３にかかる作動油温度制御装置の前記エネルギ発生源は、振動、攪拌、変位、変形、熱、電気の何れか１以上を前記潜熱蓄熱材に与えるものである。
ここで、上記エネルギ発生源としては、振動、攪拌、変位、変形、熱、電気の何れか１以上からなる発生源であれば良い。
【００１２】
請求項４にかかる作動油温度制御装置の前記過冷却解除手段は、前記潜熱蓄熱材容器の外部から電磁気学的に結合して前記潜熱蓄熱材容器の内部の前記潜熱蓄熱材に振動、撹拌、変位、変形の何れか１以上を付与するものである。
ここで、上記潜熱蓄熱材容器の外部から電磁気学的に結合して前記潜熱蓄熱材容器の内部の前記潜熱蓄熱材に振動、撹拌、変位、変形の何れか１以上を付与するとは、前記潜熱蓄熱材容器の外部から誘導して内部に存在する潜熱蓄熱材に対して振動、撹拌、変位、変形を生じさせて、過冷却を解くものである。
【００１３】
請求項５の発明の作動油温度制御装置の前記過冷却解除手段は、前記一方向に長い電極とする。ここで、前記一方向に長い電極は、前記一方向に配設した単数の電極または前記一方向に配設した複数個の電極であってもよい。
【００１４】
請求項６にかかる作動油温度制御装置の前記潜熱蓄熱材容器は、その長手方向に１以上の略屈曲部を形成したものである。
ここで、上記潜熱蓄熱材容器としての前記一方向に１以上の略屈曲部を形成とは、全体が湾曲等の正確な屈曲でなくても、また、複数の屈曲箇所が存在してもよいことを意味する。何れにせよ、前記一方向の距離を伝熱のため及び潜熱蓄熱材の膨張収縮のために長くしたものであればよい。
【００１５】
請求項７にかかる作動油温度制御装置の前記潜熱蓄熱材容器は、略螺旋形状を有するものである。
ここで、上記略螺旋形状とは、直線方向に中心軸を有するものでだけではなく、中心軸が所定の角度で互いに交わらない傾斜した螺旋も含むものである。この略螺旋とは前記一方向の距離を長くしたものであればよい。
【００１６】
請求項８にかかる作動油温度制御装置の前記潜熱蓄熱材容器は、前記作動油に伝える熱伝導の良好な金属材料をインサート成形してなるものである。
ここで、上記潜熱蓄熱材容器は、熱伝導の良好な金属材料を前記潜熱蓄熱材容器にインサート成形し、前記潜熱蓄熱材から熱エネルギを引き出すことが望ましい。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１の発明の作動油温度制御装置によれば、作動油が循環する循環経路に配設され、前記作動油との間の熱交換を自在とし、かつ、前記作動油との間の熱交換によって相転移を生じる潜熱蓄熱材を収容し、一方向に対する垂直断面を略円形または略楕円形、略半円形、略半楕円形、または略三角形以上の略多角形のうちの１つとした潜熱蓄熱材容器には、前記一方向に過冷却解除手段を複数個配設または前記一方向に沿って線状に配設したものである。
したがって、作動油が循環する循環経路に配設された潜熱蓄熱材容器に収容された潜熱蓄熱材は前記作動油との間の熱交換を行う。そして、潜熱蓄熱材容器の一方向に複数個または前記一方向に沿って線状に配設した過冷却解除手段の動作によって、過冷却状態にあった潜熱蓄熱材の過冷却を解き、その潜熱を利用して、前記潜熱蓄熱材との熱交換により急激に作動油の温度上昇を行う。この温度上昇は、潜熱蓄熱材容器の前記一方向に対し、過冷却解除手段を複数個または前記一方向に沿って線状に配設したものであるから、過冷却状態にある潜熱蓄熱材を略同時に、その過冷却を解くことにより、急激に作動油の温度上昇を行うことができる。
このように、作動油温度が潜熱蓄熱材の相転移温度よりも高い場合には、潜熱蓄熱材は作動油から相転移に伴う潜熱を吸熱することで作動油の温度を低下させ、作動油温度が潜熱蓄熱材の相転移温度よりも低い場合には、吸熱した潜熱蓄熱材からの相転移に伴う潜熱の放熱によって作動流体の温度を上昇させることができる。
よって、潜熱蓄熱材の放熱特性をよくし、作動油との間に良好な熱交換を可能とすることができる。
【００１８】
請求項２の発明の作動油温度制御装置の前記過冷却解除手段は、前記潜熱蓄熱材にエネルギを与えるエネルギ発生源を備え、前記エネルギ発生源は前記一方向に複数個配設され、または前記一方向に沿った線状を有しているものであるから、請求項１に記載の効果に加えて、過冷却の解除が速やかに行われ、潜熱蓄熱材の相転移に伴う潜熱の放熱によって作動油の温度を上昇させることができる。前記潜熱蓄熱材の結晶化が発明者等の実験では、材料に違いがあっても、約６ｍｍ／ｓ程度で進行し、その熱伝導の速度は、その容器の形態によって決定されるから、作動油の温度上昇に対する応答性を良くすることができる。
【００１９】
請求項３の発明の作動油温度制御装置の前記エネルギ発生源は、振動、攪拌、変位、変形、熱、電気の何れか１以上を前記潜熱蓄熱材に与えるものであるから、請求項２に記載の効果に加えて、単純な回路構成で過冷却解除でき、かつ、その面積及び前記一方向が適宜設定できるので、設計自由度が高く、潜熱蓄熱材の相転移に伴う潜熱の放熱によって作動油の温度を上昇させることができる。
【００２０】
請求項４の発明の作動油温度制御装置の前記過冷却解除手段は、前記潜熱蓄熱材容器の外部から電磁気学的に結合して前記潜熱蓄熱材容器の内部の前記潜熱蓄熱材に振動、撹拌、変位、変形の何れか１以上を付与するものであるから、請求項１乃至請求項３の何れか１つに記載の効果に加えて、前記潜熱蓄熱材容器の外部から電磁気学的に結合して前記潜熱蓄熱材容器の内部の前記潜熱蓄熱材に振動、撹拌、変位、変形の何れか１以上のエネルギを付与するものであるから、前記潜熱蓄熱材容器の内部の前記潜熱蓄熱材に不純物が入り込む可能性をなくし、長期間安定した動作が期待できる。
【００２１】
請求項５の発明の作動油温度制御装置の前記過冷却解除手段は、前記一方向に長い電極とし、請求項１乃至請求項３の何れか１つに記載の効果に加えて、簡単な構造で前記潜熱蓄熱材に熱または電気のエルギを付与できる。
【００２２】
請求項６の発明の作動油温度制御装置の前記潜熱蓄熱材容器は、前記一方向に略屈曲部を形成したものであるから請求項１乃至請求項５の何れか１つに記載の効果に加えて、その表面積を大きくし、作動油に対する供給熱量を大きくすることができる。また、前記潜熱蓄熱材の膨張・収縮も前記潜熱蓄熱材容器の略屈曲部によって吸収することができる。
【００２３】
請求項７の発明の作動油温度制御装置の前記潜熱蓄熱材容器は、略螺旋形状を有するものであるから、請求項１乃至請求項６の何れか１つに記載の効果に加えて、その表面積を大きくし、作動油に対する供給熱量を大きくすることができる。また、前記潜熱蓄熱材の膨張・収縮も前記潜熱蓄熱材容器の略螺旋形状によって吸収することができる。
【００２４】
請求項８の発明の作動油温度制御装置の前記潜熱蓄熱材容器は、前記作動油に伝える熱伝導の良好な金属材料をインサート成形してなるものであるから、請求項１乃至請求項７の何れか１つに記載の効果に加えて、前記潜熱蓄熱材容器内の前記潜熱蓄熱材の温度をインサートされた金属材料によって効率よく作動油に熱を伝えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は本発明の実施の形態１にかかる作動油温度制御装置をＡＴに用いた場合のオイルパンと変速機ケースの構成を断面で示した説明図である。
【図２】図２は本発明の実施の形態１にかかる作動油温度制御装置の図１の切断線Ａ−Ａによる断面図である。
【図３】図３は本発明の実施の形態１にかかる作動油温度制御装置をオイルパンの開口側のオイルストレーナの上から底面を見た平面図である。
【図４】図４は本発明の実施の形態１にかかる作動油温度制御装置をオイルパンの開口側からオイルストレーナを除いて底面を見た平面図である。
【図５】図５は本発明の実施の形態１にかかる作動油温度制御装置で使用する潜熱蓄熱材の結晶加速度を測定した原理図で、（ａ）は長さ方向、（ｂ）は長さ方向に対する直角方向の速度の測定説明図である。
【図６】図６は本発明の実施の形態１にかかる作動油温度制御装置で使用する制御回路装置のブロック回路図である。
【図７】図７は本発明の実施の形態１にかかる作動油温度制御装置で使用する制御回路装置が制御するフローチャートである。
【図８】図８は本発明の実施の形態１にかかる作動油温度制御装置で使用する潜熱蓄熱材の温度特性図である。
【図９】図９は本発明の実施の形態１にかかる作動油温度制御装置で使用する潜熱蓄熱材容器の実施例１の断面の説明図で、図９（ａ）は潜熱蓄熱材容器の長さ方向の断面図、図９（ｂ）は潜熱蓄熱材容器内部の構造を示す要部平面図である。
【図１０】図１０は本発明の実施の形態１にかかる作動油温度制御装置で使用する潜熱蓄熱材容器の実施例２の断面の説明図である。
【図１１】図１１は本発明の実施の形態１にかかる作動油温度制御装置で使用する潜熱蓄熱材容器の実施例３の断面の説明図である。
【図１２】図１２は本発明の実施の形態１にかかる作動油温度制御装置で使用する潜熱蓄熱材容器の実施例４の断面の説明図である。
【図１３】図１３は本発明の実施の形態２にかかる作動油温度制御装置の図１の切断線Ａ−Ａによる断面図に相当するものである。
【図１４】図１４は本発明の実施の形態２にかかる作動油温度制御装置をオイルパンの開口側から内側底面を除いて底面を見た平面図である。
【図１５】図１５は本発明の実施の形態２にかかる作動油温度制御装置で使用する潜熱蓄熱材容器の実施例５の断面の説明図である。
【図１６】図１６は本発明の実施の形態２にかかる作動油温度制御装置で使用する潜熱蓄熱材容器の実施例５の斜視図である。
【図１７】図１７は本発明の実施の形態２にかかる作動油温度制御装置で使用する潜熱蓄熱材容器の実施例６の断面の説明図である。
【図１８】図１８は本発明の実施の形態２にかかる作動油温度制御装置で使用する潜熱蓄熱材容器の実施例７の断面の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態及び実施例について、図面に基づいて説明する。なお、実施の形態及び実施例において、図中、同一記号及び同一符号は、同一または相当する機構部分であるから、ここでは重複する説明を省略する。
【００２７】
［実施の形態１］
本発明の作動油温度制御装置を実施する場合、ここで説明する実施例のＡＴＦに限定されることなく、内燃機関冷却用のオイル、特殊車両等の油圧機器に使用可能なオイルにも適用されるものである。そこで、これらのオイルを本発明では作動油として表現することとする。即ち、この作動油温度制御装置は、オートマチックトランスミッション（Automatic Transmission:ＡＴ)の作動油、連続可変トランスミッション（Continuously Variable Transmission:ＣＶＴ)の作動油、ハイブリッドカー（Hybrid Car：ＨＶ）の駆動ユニットに使用する作動油、内燃機関の冷却用の作動油、特殊車両等の油圧機器に使用可能な作動油温度制御装置に関するものである。
即ち、民需に限らず、自動車、建設機械、農業機械、産業機械、電車等の車両用に好適な作動油温度制御装置として使用するものである。また、本発明の作動油にはエンジンオイル等の潤滑油を含むものである。
【００２８】
図１乃至図４において、変速機構を収納する変速機ケース１には、その収容部１ａに図示しない自動変速機構が収容されている。作動油Ｏを貯留するオイルパン２は、底部２１とその底部２１の外周から上方に延びた壁部２２を備え、底部２１と壁部２２によって囲まれた空間内に作動油Ｏを貯留するものである。底部２１には機械的強度及びオイルパン２内の作動油Ｏの流れが滞ることなく、また、図示しないオイルポンプによって吸引するオイルストレーナ４のオイル吸口４１に気泡が入り難くし、作動油Ｏの回り込みが容易な構造とされている。
【００２９】
バルブボディ（Ｖ／Ｂ）３は、車両用自動変速機の変速機、クラッチ、トルクコンバータ等の制御を行う複数のバルブを収容するもので、通常、変速機構の直下で、オイルストレーナ４の上部に配設される。本実施の形態においても、バルブボディ３にオイルストレーナ４が、ボルト４４で取り付けられている。
【００３０】
オイルストレーナ４は、オイルパン２内に収容され、オイルパン２内に貯留された作動油Ｏを図示しないオイルポンプによって吸引するオイル吸口４１を有し、作動油Ｏをフィルタ４２で濾過し、その濾過した作動油Ｏはオイル吐出口４６、図示しないオイルポンプを経て、車両用自動変速機の変速機、クラッチ、トルクコンバータ、それらの制御を行う複数のバルブに供給される。
【００３１】
オイルストレーナ４のオイル吸ロ４１の開口面積よりもその平面積を広くし、オイルパン２の内壁との間に作動油Ｏの通る隙間を形成している。
【００３２】
このように構成された変速機構を収納する変速機ケース１、作動油を貯留するオイルパン２、バルブボディ３、オイルポンプによって吸引するオイル吸口４１を有するオイルストレーナ４の構成は、オイルパン２と変速機ケース１で囲まれる空間内において、オイルレベルＯＬまで作動油Ｏを収容している。通常のエンジンが駆動している状態では、図示しないオイルポンプに対してオイルストレーナ４のオイル吸ロ４１から、途切れることなく作動油Ｏが供給される。
【００３３】
更に、本発明の実施の形態１の作動油温度制御装置のオイルパン２の構造について詳述する。
図１乃至図４において、オイルパン２は合成樹脂の射出成型品からなり、その底部２１には後述する潜熱蓄熱材容器５０が形成される。潜熱蓄熱材容器５０はオイルパン２と一体に成形してもよいし、２色成形または金属板等でインサート成形してもよい。また、潜熱蓄熱材容器５０を別に形成した後、オイルパン２の底部２１に螺着、接着等により取り付けることもできる。オイルパン２の壁部２２にも潜熱蓄熱容器５０ａが形成されている。潜熱蓄熱材容器５０ａはオイルパン２の長手方向の長さに略一致させるように延長したもので、本実施の形態では、左右側面に２列形成している。底部２１と壁部２２の潜熱蓄熱材容器５０と潜熱蓄熱材容器５０ａは、共に同一容積としてもよいし、大小関係を設けてもよい。本実施の形態では、底部２１側と壁部２２側の潜熱蓄熱材容器５０は、略同一容量としている。
なお、壁部２２の潜熱蓄熱材容器５０ａの上面は、傾斜させ、作動油Ｏが内側に戻る構造となっている。また、車両の揺れに対してオイルレベルＯＬが変化し難いように、バルブボディ３との間隔を設定している。
【００３４】
潜熱蓄熱材容器５０は、底部２１の作動油Ｏの流れを考慮し、オイルパン２の長さ方向、即ち、車両の走行方向に延ばした形状で、本実施の形態では、底部２１に７列形成している。この７列は、オイルストレーナ４のオイル吸ロ４１の付近でその断面積が狭くなっている。この断面積が狭くなっている箇所は、作動油導入部５０Ａで、オイルストレーナ４のオイル吸ロ４１に作動油Ｏを導く際の、作動油Ｏの流体抵抗を小さくし、作動油Ｏの量を確保している。
【００３５】
作動油導入部５０Ａは、７列の潜熱蓄熱材容器５０の断面が細くなっていてもよいし、完全に２分割し、オイル吸口４１の近傍範囲(潜熱蓄熱材容器５０の断面が細くなっている範囲)を除いて２箇所に潜熱蓄熱材容器５０を配してもよい。即ち、オイルストレーナ４のオイル吸ロ４１に作動油Ｏが供給され易く、作動油Ｏが集まり易い構造であればよい。本実施の形態では、車両の走行方向に対し、並行する方向及び直角方向の流れを可能としている。勿論、オイルストレーナ４のオイル吸ロ４１に対する作動油Ｏの流れは、７列の潜熱蓄熱材容器５０の断面が細くなっている位置または２分割されている位置に流すだけではなく、オイルストレーナ４の下面が整流板として機能し、オイル吸ロ４１に作動油Ｏを導くことができる。しかし、更に流体抵抗を小さくするために、７列の潜熱蓄熱材容器５０の断面を小さくし、または潜熱蓄熱材容器５０を２分割することで作動油Ｏの流体抵抗を小さくしている。
【００３６】
これら底部２１に形成された潜熱蓄熱材容器５０、また、壁部２２に形成された潜熱蓄熱材容器５０は、上記実施の形態の７列、２列に限定されるものではなく、任意の本数とすることができる。
【００３７】
なお、この潜熱蓄熱材容器５０の材料としては、ポリエチレン、フッ素樹脂、ステンレス鋼、酸化アルミニウム等の耐食性を有し、化学的安定性がある材料であれば使用できる。
【００３８】
本実施の形態において、潜熱蓄熱材容器５０は、酢酸ナトリウムが収容された筒状の容器となっている。この長手方向に直交する垂直断面は、略円形または略楕円形、略半円形、略半楕円形または略三角形以上の略多角形のうちの１つとすることができる。前述の略三角形以上の略多角形とは、複雑な形状のものを意味する。
【００３９】
図２に示すように、本実施例の潜熱蓄熱材容器５０は、潜熱蓄熱材５１の過冷却状態を解く過冷却解除手段６０が、その長手方向に沿って配列されている。具体的には、過冷却解除手段６０は、図２の表裏方向に長い図示しない長方形状の圧電素子（ピエゾ素子）からなり、駆動電圧の印加によって面の厚み方向（図２中上下方向）に変化する。この圧電素子の電極は、図示しない基板に形成したプリント回路を介して電気的に接続されており、基板は潜熱蓄熱材容器５０の底面に接合されている。なお、圧電素子の構成は図９で詳述する。
【００４０】
したがって、過冷却解除手段６０である圧電素子に駆動電圧を断続的に印加すると、圧電素子の厚みが断続的に変化し、潜熱蓄熱材にエネルギを与え、それによって潜熱蓄熱材が過冷却にあるときに結晶化をスタートさせるトリガとする。即ち、潜熱蓄熱材５１の結晶化が開始される刺激とする。結晶化が開始されると、その結晶化の進行に伴って過冷却解除手段６０である圧電素子の駆動エネルギを停止させる。
なお、本実施例の過冷却解除手段６０である圧電素子は、平面略長方形状の圧電素子からなるものであるが、円形の圧電素子を１枚または複数枚使用することもできる。
【００４１】
本発明を実施する場合の潜熱蓄熱材５１は、本実施の形態で使用している酢酸ナトリウム水和物に限定されるものではなく、必要とする融点に応じた物質が選択可能であり、例えば、塩化カルシウム水和物、硫酸ナトリウム水和物、チオ硫酸ナトリウム水和物、酢酸ナトリウム水和物、塩化カルシウム六水塩、炭酸ナトリウム水和物、炭酸水素カリウム水溶液、硫酸ナトリウム十水塩、ペンタエリスリトール、マンニトール、エリスリトール、スレイトールなどの多価アルコール類、各種融点のパラフィン類の使用が可能であり、また、混合物としても使用できる。
【００４２】
因みに、発明者らは、図５（ａ）に示すように、直径約２０ｍｍ、長さ約１５０ｍｍの合成樹脂からなる透明容器Ａを作成し、その両端に端部相互間で衝突を行う衝撃棒Ｂを配設した。衝撃棒Ｂ相互間の衝撃により、潜熱蓄熱材５１が過冷却にあるときに結晶化のトリガとした。この実験により、潜熱蓄熱材５１の材料の殆どが長さ方向に約６ｍｍ／ｓ程度で結晶化が進行するのが確認された。
【００４３】
また、発明者らは、図５（ｂ）に示すように、直径約２０ｍｍ、長さ約１５０ｍｍの合成樹脂からなる透明容器Ａを作成し、その中心に振動線Ｃを配設することにより、その振動線Ｃの振動刺激により、潜熱蓄熱材５１が過冷却にあるときに結晶化をスタートするトリガとするものである。この実験により、潜熱蓄熱材５１の材料の殆どが長さ方向に対して直角の方向に約６ｍｍ／ｓ程度で結晶化が進行することも確認された。
【００４４】
また、図６は、本実施の形態の作動油温度制御装置を制御する制御装置である。
制御部１００は、マイクロコンピュータ等からなるプログラム制御される回路である。また、その出力のドライバ１０１は、過冷却解除手段６０の種類に応じた駆動回路で、矩形波の発生、交流または直流等の発生等を制御する。温度更新メモリ１０３は、温度センサ１０４が測定する作動油Ｏの温度上昇から潜熱蓄熱材５１の温度上昇を推定するものであり、直接、潜熱蓄熱材５１の温度を検出してもよいが、本実施の形態では、作動油Ｏの温度を検出した。イグニッションスイッチ１０５の出力が制御部１００に入力され、また、制御部１００の出力として、イグニッションスイッチ１０５の投入からエンジンの駆動が遅れることを示すエンジンスタート表示１０６に入力されている。
【００４５】
図７は、本実施の形態の作動油温度制御装置をプログラム制御する制御部１００の制御プログラムである。図８の潜熱蓄熱材の温度特性図を参照しながら、その動作を説明する。
まず、ステップＳ１でイグニッションスイッチ１０５が投入されたとき、イグニッションスイッチ１０５の投入を判断して、このプログラムの処理を開始する。イグニッションスイッチ１０５の投入が確認されると、ステップＳ２でエンジンを駆動する。ステップＳ３で前回エンジンの駆動時に作動油Ｏの温度Ｔが何度まで上昇したかを判断する。少なくとも、潜熱蓄熱材融点温度Ｔｎ（厳格には、潜熱蓄熱材融点温度＋作動油Ｏの温度差を是正した温度）を上回っているかを判断し、作動油Ｏの温度Ｔがそれ以上となっていれば、充分な融解熱を受け、過冷却状態となっていると判断する。勿論、通常の設計では、作動油Ｏの現在の温度Ｔが自己で過冷却状態を解除する破過冷却温度Ｔｘを下回るようには設定されていないが、長距離輸送等で作動油Ｏの現在の温度Ｔが自己で過冷却状態を解除する破過冷却温度Ｔｘを下回っているかを判断の要件に加えることもできる。
【００４６】
組み付けを完了した初回では、過冷却状態になっていないから、前回エンジンの駆動時に作動油Ｏの温度Ｔが潜熱蓄熱材融点温度Ｔｎを上回っていない。したがって、そのままエンジンを駆動した状態で、ステップＳ７でそのときの作動油Ｏの温度Ｔの上昇を更新登録する。ステップＳ８でエンジンの停止が確認されるまで、ステップＳ７及びステップＳ８のルーチンの処理を行う。
【００４７】
次回以降のエンジンスタートで、ステップＳ３で前回エンジンの駆動時に作動油Ｏの温度Ｔが、潜熱蓄熱材融点温度Ｔｎを上回っていると判断したとき、ステップＳ４でドライバ１０１を介して過冷却解除手段６０を動作させ、ステップＳ５で３秒間の経過を判断し、過冷却解除手段６０を３秒間だけ動作させ、ステップＳ６で過冷却解除手段６０を停止させる。ステップＳ７で作動油Ｏの温度Ｔの上昇を更新登録し、駆動時の作動油の最高温度を記録する。ステップＳ８でエンジンの停止が確認されるまで、ステップＳ７及びステップＳ８のルーチンの処理を行う。
【００４８】
このように、最初にエンジンが始動されると、オートマチックトランスミッションにおいては、作動油Ｏが変速機構、オイルパン２を含む作動流路を循環する。そして、通常運転状態になると、作動油Ｏはその温度が車両運転状態の下限最低温度Ｔｓよりも高い温度に上昇する。この場合、図８の細矢印で示すように、作動油Ｏの温度上昇に伴って潜熱蓄熱材５１が熱交換されて昇温する。潜熱蓄熱材５１が潜熱蓄熱材融点温度Ｔｎに達すると潜熱蓄熱材５１が融解される。このとき潜熱蓄熱材５１は、オイルパン２内の作動油Ｏとの熱交換によって、潜熱蓄熱材５１の融解に要する潜熱（融解熱）を作動油Ｏから吸熱する。これによって、潜熱蓄熱材５１が完全に液化するまでは、潜熱蓄熱材融点温度Ｔｎで略一定であり、作動油Ｏは冷却され（熱が奪われ）、作動油Ｏの温度を潜熱蓄熱材５１の潜熱蓄熱材融点温度Ｔｎ付近の温度に維持する。潜熱蓄熱材５１が完全に液化した状態では、潜熱蓄熱材５１の融解熱相当の熱が潜熱蓄熱材５１に蓄えられる。
【００４９】
また、図８の太矢印に示すように、潜熱蓄熱材５１が液相の状態にあるとき、エンジンの停止等で作動油Ｏの温度が低下すると、作動油Ｏの降温に伴って液相の潜熱蓄熱材５１が降温される。例えば、潜熱蓄熱材５１は運転終了後に作動油Ｏと共に降温して自らの温度が潜熱蓄熱材融点温度Ｔｎを下回っても、凝固することなく液相、即ち、融解熱の蓄熱状態を維持する。
そして、潜熱蓄熱材５１が運転終了後に作動油Ｏと共に降温し、自らの温度が破過冷却温度Ｔｘを下回らない限り、潜熱蓄熱材５１は液相状態で融解熱の蓄熱状態を維持する。なお、破過冷却温度Ｔｘは、通常の使用状態でその温度以下の温度にならないような材料及び温度が選択されている。
【００５０】
次に、自動車の始動を行うとき、イグニッションスイッチ１０５の投入により、まず、過冷却解除手段６０を数秒以内作動させる。すると、潜熱蓄熱材５１は図８に示されるように、潜熱蓄熱材５１は、直ちに凝固して作動油Ｏとの熱交換によって蓄熱した熱量である凝固熱を放熱する。これにより、潜熱蓄熱材容器５０の潜熱蓄熱材５１が加熱されて昇温され、オートマチックトランスミッションの暖機が促進される。
【００５１】
そして、作動油Ｏが変速機構、オイルパン２を含む作動流路を循環し、通常運転状態になると、作動油Ｏはその温度が潜熱蓄熱材融点温度Ｔｎになると潜熱蓄熱材５１が融解される。潜熱蓄熱材５１は、オイルパン２内の作動油Ｏとの熱交換によって、潜熱蓄熱材５１の融解に要する潜熱（融解熱）を作動油Ｏから吸熱し、潜熱蓄熱材５１が完全に液化するまでは、潜熱蓄熱材融点温度Ｔｎで略一定となる。作動油Ｏは冷却され（熱が奪われ）、作動油Ｏの温度を潜熱蓄熱材５１の潜熱蓄熱材融点温度Ｔｎ付近の温度に維持するが、潜熱蓄熱材５１が完全に液化した状態では、潜熱蓄熱材５１の融解熱相当の熱が潜熱蓄熱材５１に蓄えられる。
【００５２】
前述のように、イグニッションスイッチ１０５の投入により、過冷却解除手段６０を数秒以内作動させると、潜熱蓄熱材５１は直ちに凝固を開始し、作動油Ｏに対し運転時に作動油Ｏとの熱交換によって蓄熱した熱量である凝固熱を放熱する。これにより、潜熱蓄熱材容器５０の潜熱蓄熱材５１が加熱されて昇温され、オートマチックトランスミッションの暖機が促進される。
勿論、自動車等のオートマチックトランスミッションに限らず、建設機械、農業機械、産業機械、電車等の車両用に好適な作動油温度制御装置としても使用できる。
【００５３】
［実施例１］
図９において、本実施例の潜熱蓄熱材容器５０は、断面が略４角形の筒状であり、潜熱蓄熱材５１の過冷却状態を解く過冷却解除手段６０が、その長手方向に沿って配列されている。具体的には、過冷却解除手段６０は、円板状の圧電素子６１からなり、駆動電圧の印加によって面の厚み方向に変化する。圧電素子６１は、電極共用導電基板６５とその電極共用導電基板６５に絶縁物６４を介して形成したプリント回路６３を介して電極６１ａとの間が電気的に接続されており、電極共用導電基板６５は潜熱蓄熱材容器５０の底面に接合されている。
【００５４】
したがって、過冷却解除手段６０である円板状の圧電素子６１の電極６１ａと電極共用導電基板６５に駆動電圧を断続的に印加すると、圧電素子６１の厚みが断続的に変化し、潜熱蓄熱材容器５０が内蔵する潜熱蓄熱材５１にエネルギを与え、潜熱蓄熱材５１が過冷却にあるときに結晶化をトリガし、潜熱蓄熱材５１の結晶化が開始される刺激となる。この際、印加されるパルスが短いと圧電素子６１は潜熱蓄熱材５１に振動エネルギを与え、パルスが長いと変位（変形）エネルギを与える。結晶化が開始されると、その結晶化の進行に伴って圧電素子６１の駆動エネルギ（電圧の印加）を停止させる。したがって、圧電素子６１がエネルギ発生源である。
【００５５】
なお、本実施例の圧電素子６１は、円板状の圧電素子６１からなるものであるが、潜熱蓄熱材容器５０の長手方向に長い圧電素子を１枚または複数枚使用することもできる。
特に、複数枚使用する場合は、３枚以上を潜熱蓄熱材容器５０の長手方向の両端とその間に一定の距離を離して配置すると効率的な結晶化が図れる。
【００５６】
［実施例２］
図１０において、本実施例の潜熱蓄熱材容器５０は、断面が円形の円筒状を有し、潜熱蓄熱材５１の過冷却状態を解く過冷却解除手段６０（６０-1、・・・、６０-n）が、その長手方向に沿って配設されている。具体的には、過冷却解除手段６０（６０-1、・・・、６０-n）は、環状の圧電素子６１からなり、駆動電圧の印加によって径方向に変化する。圧電素子６１の電極は、潜熱蓄熱材容器５０の厚み側に埋設されている。ここで、ｎは過冷却解除手段６０の個数を表し、個数ｎは２以上、好ましくは３以上であり、潜熱蓄熱材容器５０の長さに応じて適宜設定される。
【００５７】
したがって、過冷却解除手段６０（６０-1、・・・、６０-n）である環状の圧電素子６１に駆動電圧を断続的に印加すると、圧電素子６１の径が断続的に変化し、潜熱蓄熱材５１にエネルギを与える。これによって潜熱蓄熱材５１が過冷却にあるときに結晶化のトリガとなり、潜熱蓄熱材５１の結晶化が開始される刺激となる。結晶化が開始されると、その結晶化が進行するから、数秒間以内に駆動を停止させる。
特に、環状の圧電素子６１の使用は、潜熱蓄熱材容器５０の内周面側から結晶化をスタートさせるから、潜熱蓄熱材容器５０の熱エネルギを早くから直接取り出すことができる。
【００５８】
［実施例３］
図１１において、本実施例の潜熱蓄熱材容器５０は、断面が円形の円筒状を有し、潜熱蓄熱材５１が収容されている。また、潜熱蓄熱材５１が過冷却状態にあるとき、その過冷却状態を解く過冷却解除手段６０が、その長手方向に沿って配設されている。具体的には、過冷却解除手段６０（６０-1、・・・、６０-n）は、円板状の圧電素子６１からなり、駆動電圧の印加によって面の厚み方向に変化する。圧電素子６１の電極６１ａは、配置補助部材６２を介して、潜熱蓄熱材容器５０の厚み内に埋設されている。
ここで、配置補助部材６２は潜熱蓄熱材容器５０の内周に係合するリング状の外周部を有し、この外周部の直径方向に圧電素子６１を固定する固定部が設けられ、圧電素子６１はこの固定部の中央に固定される。圧電素子６１の配置は、その面が潜熱蓄熱材容器５０の長さ方向に対して直角の方向に面している。
【００５９】
したがって、過冷却解除手段６０（６０-1、・・・、６０-n）である環状の圧電素子６１に駆動電圧を断続的に印加すると、圧電素子６１の厚みが断続的に変化し、潜熱蓄熱材５１にエネルギを与え、潜熱蓄熱材５１が過冷却にあるときに結晶化をスタートするトリガとなり、潜熱蓄熱材５１の結晶化が開始される刺激となる。結晶化が開始されると、その結晶化の進行に伴って圧電素子６１の駆動エネルギを停止させる。このとき、圧電素子６１の配置が、その面が潜熱蓄熱材容器５０の長さ方向に対して直角の方向に面しているから、過冷却解除手段６０（６０-1、・・・、６０-n）相互間の方向、即ち、長さ方向に対しては、潜熱蓄熱材容器５０の周囲と圧電素子６１の相互間の間隙が狭くなり、連続性が強調されるからスムーズに結晶化が進行できる。
【００６０】
［実施例４］
図１２において、本実施例の潜熱蓄熱材容器５０は、潜熱蓄熱材５１の過冷却状態を解く過冷却解除手段６０（６０-1、・・・、６０-n）が、その長手方向に沿って配設されている。具体的には、過冷却解除手段６０（６０-1、・・・、６０-n）が電極６６，６７で形成されている。この電極６６，６７は、本実施例では、対向する円形電極としているが、本発明を実施する場合、電極６６と電極６７の対向電極の替わりに潜熱蓄熱材容器５０の長手方向に延びる一本の電線とすることもでき、電極６６または電極６７を１枚の面状の電極とすることもできる。ここで、過冷却解除手段６０に複数の電極６６、６７を使用した場合または一本の電線を使用した場合、チューブ状の潜熱蓄熱材容器５０はオイルパン２の中に直線状や屈曲させてジグザグ状に配することができるだけでなく螺旋状に配することもできる。ここで、過冷却解除手段６０は電極６６、６７をｎ個備えている。これら電極６６、６７の個数は２個以上であって、潜熱蓄熱材容器５０の長手方向の長さに応じて適宜設定されるが、３個以上に設定されると潜熱蓄熱材容器５０の両端部と内部(中央部)から潜熱蓄熱材５１を効率的に結晶化させることができ好ましい。
【００６１】
電極６６と電極６７には、電力が供給される。この電気は瞬間的には、潜熱蓄熱材５１に対し、分子の動きを刺激するエネルギを与え、潜熱蓄熱材５１が過冷却にあるときに結晶化をスタートするトリガとなり、潜熱蓄熱材５１の結晶化が開始される刺激となる。
ここで、電極６６、６７に供給された電気は直接潜熱蓄熱材５１に電気エネルギとして与えられるだけでなく、電極６６、６７が供給された電気によって発熱することで熱エネルギとして与えることもできる。結晶化が開始されると、その結晶化は、約６ｍｍ／ｓ程度で進行するが、印加電圧は、数秒以上とし、潜熱蓄熱材５１の結晶化を早めることができる。したがって、電極６６、６７または一本の電線がエネルギ発生源となる。
【００６２】
［実施の形態２］
図１３において、変速機構を収納する変速機ケース１には、その収容部１ａに図示しない自動変速機構が収容されている。作動油Ｏを貯留するオイルパン２は、底部２１とその底部２１の外周から上方に延びた壁部２２からなり、その内部で作動油Ｏを貯留するものであり、更に、底部２１には機械的強度及びオイルパン２内の作動油Ｏの流れが滞ることなく、また、図示しないオイルポンプによって吸引するオイルストレーナ４のオイル吸口４１に気泡が入り難くし、作動油Ｏの回り込みが容易な構造とされている。
バルブボディ３は、車両用自動変速機の変速機、クラッチ、トルクコンバータ等の制御を行う複数のバルブを収容するもので、通常、変速機構の直下で、オイルストレーナ４の上部に配設される。
【００６３】
オイルストレーナ４は、オイルパン２内に収容され、オイルパン２内に貯留された作動油Ｏを図示しないオイルポンプによって吸引するオイル吸口４１を有し、作動油Ｏをフィルタ４２で濾過し、その濾過した作動油Ｏは図示しないオイルポンプを経て、車両用自動変速機の変速機、クラッチ、トルクコンバータ、それらの制御を行う複数のバルブに供給される。
【００６４】
このように構成された変速機構を収納する変速機ケース１、作動油を貯留するオイルパン２、バルブボディ３、オイルポンプによって吸引するオイル吸口４１を有するオイルストレーナ４の構成は、オイルパン２と変速機ケース１で囲まれる空間内において、オイルレベルＯＬまで作動油Ｏを収容し、図示しないオイルポンプに対してオイルストレーナ４のオイル吸ロ４１から、途切れることなく作動油Ｏが供給される。
【００６５】
更に、本発明の実施の形態２の作動油温度制御装置のオイルパン２の構造について詳述する。
図１３及び図１４において、オイルパン２は合成樹脂の射出成形品からなり、その底部２１に、後述する潜熱蓄熱材容器５０が単一の空間として形成されている。潜熱蓄熱材容器５０は底部２１の作動油Ｏを貯留する側に位置する外側底面２７と、この外側底面２７に対向するように配された内側底面２６で単一の空間として形成されている。そして、外側底面２７には略長方形の共通する電極６５に搭載された圧電素子６１が必要数配設されており、共通する電極６５は潜熱蓄熱材容器５０の底面に接合されている。
【００６６】
本実施の形態では、圧電素子６１が同時に駆動するように、圧電素子６１の電極６１ａはジャンパー線６７で並列接続された回路構成としている。作動油Ｏが流れる奥行き方向に対して圧電素子６１の間隔を１００ｍｍ以下とし、かつ、その直角方向にも圧電素子６１の間隔を５０ｍｍ以下とするものである。つまり、直線状に複数個(本実施の形態では８個)の圧電素子６１を１００ｍｍ間隔で配した過冷却解除手段６０は、５０ｍｍ間隔で複数個(本実施の形態では５個)並列してオイルパン２の底部２１に配設されている。
【００６７】
外側底面２７に対向する内側底面２６は一定間隔ごとに外側底面２７に向かって折り曲がり外側底面２７に対し凸状になっている。このように内側底面２６が凸状に折り曲がることで内側底面２６と一定の幅を持って形成された潜熱蓄熱材容器５０のオイルストレーナ４に面する上部には、屈曲により形成された溝２６ａを有し、オイルストレーナ４に面する表面積が広くなる。したがって、内側底面２６の上面である潜熱蓄熱材容器５０の上面には、表面積を広くする溝２６ａが形成されている。この溝２６ａはオイルストレーナ４のオイル吸ロ４１に向かって作動油Ｏが流れるように、奥行き方向（図１３の紙面の表面から裏面方向）及びその直角方向に所定の間隔を置いて形成されている。
【００６８】
即ち、オイルパン２は、潜熱蓄熱材容器５０の底面となる底部２１と壁部２２を射出成型し、次いで、その内面に圧電素子６１が搭載された共通する電極６５を所望の間隔で配置接合し、その後、射出成形によって形成した内側底面２６を含む潜熱蓄熱材容器５０の上部を一体に接合したものである。潜熱蓄熱材容器５０には、別に形成した図示しない供給口から潜熱蓄熱材５１が供給され、空気を引き入れないように封止される。
【００６９】
このように構成された本発明の実施の形態２の作動油温度制御装置において、潜熱蓄熱材容器５０を形成する内側底面２６と外側底面２７は、図１３のように、溝２６ａを１３列、その直角方向の列の図示しない溝に限定されるものではなく、任意の本数とすることができ、かつ、一方のみの溝２６ａとすることもできる。本実施の形態の底部２１に形成された潜熱蓄熱材容器５０は、本実施形態では１つの容器としているが、これに限られるものでなく、２以上の容器に分割して配置することもできる。本発明を実施する場合の圧電素子６１等で構成される過冷却解除手段６０は、一方向に配設した複数個の電極６１ａを表裏の対とする構成、または一方向に長い電極６５を表裏の対とする構成とし、かつ、それを複数列形成した構成とすることもできる。
【００７０】
［実施例５］
本実施の形態の潜熱蓄熱材容器５０の断面形状は、後述する過冷却解除手段６０の形状によって左右される。図１５に示す本実施例では、潜熱蓄熱材容器５０の長さ方向にシャフト７１を配設するものであるため、それを中心として所定の形状とするものであるが、後述する撹拌部材７２（７２-1、・・・、７２-n）の大きさを特定するものではないので、任意の断面形状を選択可能である。
【００７１】
本実施例の潜熱蓄熱材容器５０は、潜熱蓄熱材５１として酢酸ナトリウム水和物が収容されている。また、潜熱蓄熱材５１が過冷却状態にあるとき、その過冷却状態を解く過冷却解除手段６０が、その中心の長手方向に複数個、または、その長手方向に沿って配設されている。具体的には、過冷却解除手段６０は、シャフト７１及びそれに配設した撹拌部材７２並びにカプラ７３、モータ７４から構成されている。
【００７２】
シャフト７１はアルミニウムまたはステンレスからなる棒材を、曲がり難くするために、圧縮成形して、中心から略放射状に伸びる断面形状を有する構造としている。その周囲は合成樹脂で丸棒になるように形成されている。また、両方の端部７１ａ、７１ｂは円錐状でその先端がコーン状に略尖軸を形成している。一方の端部７１ａは潜熱蓄熱材容器５０に設けた軸受７０ａに嵌合されている。他方の端部７１ｂは潜熱蓄熱材容器５０に設けた軸受７０ｂに嵌合されている。
【００７３】
シャフト７１には、エネルギ発生源としての撹拌部材７２（７２-1、・・・、７２-n）が所定の間隔で配設されている。本実施の形態の撹拌部材７２の間隔は、１００ｍｍ以下とするものである。即ち、発明者等の実験では、前記潜熱蓄熱材５１の結晶化が物質によって若干の違いがあるものの、殆どが約６ｍｍ／ｓ程度で結晶化が進行する事実から、長さ方向の両方向に同時に結晶化が進行するとすれば、撹拌部材７２の間隔を１００ｍｍ以下とすることは、両側の撹拌部材７２から結晶化がスタートするので、１０秒以下の８〜９秒程度で結晶化が完了することになる。しかし、作動油Ｏの温度上昇は、タイムラグのためにそれより遅くなるが、１０秒以下で結晶化が完了することにより、応答性をよくすることができる。
【００７４】
図１５及び図１６に示すように、シャフト７１の一方の端部７１ｂ側には、円板状の永久磁石７３ｂが配設されている。円板状の永久磁石７３ｂは同様に円板状の永久磁石７３ａを対向させ、その着磁を対向させている。即ち、円板状の永久磁石７３ａ、７３ｂの厚み方向に着磁させてもよいし、直径方向に着磁させてもよい。何れにせよ、円板状の永久磁石７３ａの回転が円板状の永久磁石７３ｂの回転となるように、磁気結合を行うカプラ７３を構成するものであればよい。
円板状の永久磁石７３ａは、モータ７４の出力軸７４ａに接続されている。即ち、出力軸７４ａはセレーション加工またはローレット加工が施され、モータ７４の出力軸７４ａで円板状の永久磁石７３ａが回転するようになっている。
【００７５】
円板状の永久磁石７３ａの回転は、カプラ７３を構成する円板状の永久磁石７３ｂの回転となり、撹拌部材７２（７２-1、・・・、７２-n）の回転は、潜熱蓄熱材５１に攪拌エネルギを与え、潜熱蓄熱材５１が過冷却にあるときに結晶化をスタートするトリガとなり、潜熱蓄熱材５１の結晶化をトリガする刺激を与える。結晶化が開始されると、その結晶化は、後述するように、約６ｍｍ／ｓ程度で進行するから、回転開始から１〜２秒間のモータ７４の駆動で負荷が増大する。したがって、モータ７４は回転開始から３秒間経過後に停止させる。
【００７６】
ここで、撹拌部材７２（７２-1、・・・、７２-n）を円柱棒状とし、撹拌部材７２の攪拌エネルギが大きくなるようにしたものであるが、更に、板状とすることもできるし、放射状に２本以上の配設とすることもできる。また、円盤状または円盤状の表面に突起を形成したものとすることもできる。勿論、モータ７４の回転数によっては、撹拌部材７２（７２-1、・・・、７２-n）を針状部材とすることもできる。そして、可撓性のものとすることができる。或いは、回転の開始時に流体抵抗により、スナップ動作を行わせるようにすることもできる。
【００７７】
［実施例６］
図１７において、本実施例の潜熱蓄熱材容器５０は、潜熱蓄熱材５１が収容されている。また、潜熱蓄熱材５１の過冷却状態を解く過冷却解除手段６０は、その長手方向に沿って配設されている。具体的には、過冷却解除手段６０は、線材８１及びそれに配設した撹拌部材８２（８２-1、・・・、８２-n）並びにスプリング８３（８３ａ，８３ｂ）、吸引部材８４、電磁石８５から構成されている。なお、吸引部材８４及び電磁石８５は、磁気的なカプラ８６を構成する。
【００７８】
ステンレス線または鉄線からなる線材８１は、その両方の端部にスプリング８３ａ，８３ｂが接続され、スプリング８３ａ，８３ｂの他端は潜熱蓄熱材容器５０に埋設されており、線材８１はスプリング８３ａ，８３ｂによって張力が加えられた状態で配設されている。線材８１には、撹拌部材８２（８２-1、・・・、８２-n）が所定の間隔で配設されている。撹拌部材８２の間隔は１００ｍｍ以下としている。
【００７９】
線材８１の一方の端部には、円板状の軟鉄等の磁性体からなる吸引部材８４が配設され、この吸引部材８４の内部にスプリング８３ｂが収容されている。円板状の吸引部材８４は同様に円板状の電磁石８５の着磁を対向させている。このとき、電磁石８５は、円板状の永久磁石からなる吸引部材８４の厚み方向に着磁させてもよいし、直径方向に着磁させてもよい。何れにせよ、円板状の電磁石８５に磁界を発生させたとき、円板状の吸引部材８４を吸引してスプリング８３ａを伸張させると共に、スプリング８３ｂを収縮させ、磁界の発生を停止させるとスプリング８３ａの収縮とスプリング８３ｂの伸張により吸引部材８４が電磁石８５から離間することで吸引部材８４が往復動となるように、磁気結合を行うカプラ８６を構成し、電磁石８５のオン・オフ駆動または交流駆動するものであればよい。
【００８０】
円板状の電磁石８５のオン・オフは、カプラ８６を構成する円板状の吸引部材８４の往復動となり、撹拌部材８２（８２-1、・・・、８２-n）の移動部材８２ａ（８２ａ-1、・・・、８２ａ-n）を往復動させる。この移動部材８２ａ（８２ａ-1、・・・、７２ａ-n）の移動は、潜熱蓄熱材５１が過冷却にあるときに結晶化をスタートするトリガとなり、潜熱蓄熱材５１の結晶化が開始される刺激を与える。結晶化が開始されると、その結晶化は、約６ｍｍ／ｓ程度で進行するから、３秒経過後、電磁石８５の駆動を停止させる。
【００８１】
ここで、移動部材８２ａ（８２ａ-1、・・・、８２ａ-n）を円板状とし、撹拌部材８２（８２-1、・・・、８２-n）の攪拌エネルギが大きくなるようにしたものであるが、更に、棒状とすることもできるし、放射状に複数本の配設とすることもできる。また、円盤状または円盤状の表面に突起を形成したものとすることもできる。
特に、本実施例では、当接片８２ｂ（８２ｂ-1、・・・、８２ｂ-n）を設けて、電磁石８５が吸引部材８４を吸引するとそれによって移動部材８２ａ（８２ａ-1、・・・、８２ａ-n）を図１７の右方向に移動させ、当接片８２ｂ（８２ｂ-1、・・・、８２ｂ-n）に衝突し、移動部材８２ａ（８２ａ-1、・・・、８２ａ-n）の移動が停止させられる。このとき、電磁石８５が吸引部材８４を高速で吸引するから、移動部材８２ａ（８２ａ-1、・・・、８２ａ-n）が当接片８２ｂ（８２ｂ-1、・・・、８２ｂ-n）と衝突し、大きなエネルギを潜熱蓄熱材５１に付与する。電磁石８５が吸引部材８４の吸引を解いたときに移動部材８２ａ（８２ａ-1、・・・、８２ａ-n）が当接片８２ｂ（８２ｂ-1、・・・、８２ｂ-n）と衝突するようにしてもよい。つまり、この場合は移動部材８２ａ(８２ａ-1、・・・、８２ａ-n)と当接片８２ｂ（８２ｂ-1、・・・、８２ｂ-n）がエネルギ発生源となる。
【００８２】
したがって、電磁石８５が吸引部材８４を吸引するとそれによって移動部材８２ａ（８２ａ-1、・・・、８２ａ-n）を移動させる攪拌エネルギによって、潜熱蓄熱材５１が過冷却にあるときに結晶化をスタートするトリガとし、潜熱蓄熱材５１の結晶化を開始する刺激とすることができる。
また、移動部材８２ａ（８２ａ-1、・・・、８２ａ-n）を当接片８２ｂ（８２ｂ-1、・・・、８２ｂ-n）に衝突させると、衝突エネルギが付加されて、更に大きなエネルギによって、潜熱蓄熱材５１が過冷却にあるときに結晶化をスタートするトリガとし、潜熱蓄熱材５１の結晶化を開始する刺激とすることができる。
【００８３】
［実施例７］
図１８において、本実施例の潜熱蓄熱材容器５０は、潜熱蓄熱材５１の過冷却状態を解く過冷却解除手段６０が、その長手方向に沿って配設されている。具体的には、過冷却解除手段６０は、線材９１並びにそれらの両端に接続したスプリング９３（９３ａ，９３ｂ）、攪拌部材９２として機能する駆動磁石９２Ａ、攪拌部材９２として機能する従動部材９２Ｂから構成されている。なお、駆動磁石９２Ａ及び電磁石９５は、磁気的なカプラ９６を構成する。
【００８４】
ステンレス線または鉄線からなる線材９１は、その両方の端部にスプリング９３ａ，９３ｂが接続され、スプリング９３ａ，９３ｂの他端は潜熱蓄熱材容器５０に埋設されており、線材９１はスプリング９３ａ，９３ｂによって張力が加えられた状態で配設されている。線材９１には、撹拌部材９２（９２-1、・・・、９２-n）、詳しくは、永久磁石で構成された撹拌部材９２Ａ（９２Ａ-1、９２Ａ-2）、強磁性体以外で構成された撹拌部材９２Ｂ（９２Ｂ-1、・・・、９２Ｂ-n）が所定の間隔で配設されている。撹拌部材９２の間隔は１００ｍｍ以下とするものである。
【００８５】
線材９１の一方の端部には、円板状の強磁性体からなる２個の撹拌部材９２Ａ（９２Ａ-1、９２Ａ-2）が配設されている。円板状の撹拌部材９２Ａは潜熱蓄熱材容器５０の外に配設された電磁石９５を対向させている。このとき、撹拌部材９２Ａの着磁は、円板状の攪拌部材９２Ａの厚み方向に着磁させ、撹拌部材９２Ａ-1と撹拌部材９２Ａ-2の対向面を反発する磁性配置とし、電磁石９５は撹拌部材９２Ａ-1と撹拌部材９２Ａ-2の間になるように円板状の撹拌部材９２Ａの外周面に対向している。このようにすることにより、電磁石９５と撹拌部材９２Ａの一方とは吸引力が働き、撹拌部材９２Ａの他方とは反発力が働いて撹拌部材９２Ａが移動し、この移動に伴いスプリング９３は伸張と収縮が起こる。電磁石９５の磁力を停止し、または磁性を反転させると撹拌部材９２Ａは逆の方向に移動する。
即ち、円板状の永久磁石からなる撹拌部材９２Ａ（９２Ａ-1、９２Ａ-2）の磁界が電磁石９５との相互作用による吸引・反発により往復動となるように、磁気結合を行うカプラ９６を構成し、電磁石９５のオン・オフ駆動または交流駆動するものであればよい。
【００８６】
電磁石９５のオン・オフ駆動または交流駆動は、カプラ９６を構成する円板状の撹拌部材９２Ａ（９２Ａ-1、９２Ａ-2）の往復動となり、撹拌部材９２Ａ（９２Ａ-1、９２Ａ-2）及び撹拌部材９２Ｂ（９２Ｂ-1、・・・、９２Ｂ-n）を往復動させる。この撹拌部材９２Ａ（９２Ａ-1、９２Ａ-2）及び撹拌部材９２Ｂ（９２Ｂ-1、・・・、９２Ｂ-n）の移動は、潜熱蓄熱材５１が過冷却にあるときに結晶化するトリガとなり、潜熱蓄熱材５１の結晶化が開始される刺激を与える。結晶化が開始されると、その結晶化は、約６ｍｍ／ｓ程度で進行するから、３秒経過後、電磁石９５の駆動を停止させる。
【００８７】
ここで、撹拌部材９２Ａ（９２Ａ-1、９２Ａ-2）及び撹拌部材９２Ｂ（９２Ｂ-1、・・・、９２Ｂ-n）は円板状とし、撹拌部材８２の攪拌エネルギが大きくなるようにしたものであるが、更に、その円板状には複数個の円形窓９４を形成し、撹拌部材８２の攪拌をより複雑に大きくしている。また、円板状または円板状の表面に突起を形成したものとすることもできる。勿論、本実施例においても、実施例６と同様、当接片８２ｂ（８２ｂ-1、・・・、８２ｂ-n）を設けて、電磁石９５が撹拌部材９２Ａ（９２Ａ-1、９２Ａ-2）を吸引・反発すると、それによって撹拌部材９２が移動し、当接片８２ｂ（８２ｂ-1、・・・、８２ｂ-n）に衝突し、撹拌部材９２Ａ（９２Ａ-1、９２Ａ-2）及び撹拌部材９２Ｂ（９２Ｂ-1、・・・、９２Ｂ-n）の移動が停止させられる。このとき、撹拌部材９２Ａ（９２Ａ-1、９２Ａ-2）及び撹拌部材９２Ｂ（９２Ｂ-1、・・・、９２Ｂ-n）が撹拌部材９２Ａ（９２Ａ-1、９２Ａ-2）及び撹拌部材９２Ｂ（９２Ｂ-1、・・・、９２Ｂ-n）と衝突し、大きなエネルギを潜熱蓄熱材５１に付与する。
【００８８】
［実施の形態のまとめ］
上記実施の形態の作動油温度制御装置は、作動油Ｏが循環する循環経路に配設され、作動油Ｏとの間の熱交換を自在とし、かつ、作動油Ｏとの間の熱交換によって相転移を生じる酢酸ナトリウム水和物等の潜熱蓄熱材５１を収容し、その長手方向に対し直交する垂直断面を略円形または略楕円形、略半円形、略半楕円形、または略三角形以上の略多角形のうちの１つとした潜熱蓄熱材容器５０と、潜熱蓄熱材容器５０に配設され、潜熱蓄熱材５１が過冷却状態にあるとき、その過冷却状態を解くためにその長手方向に複数個配設され、または長手方向に沿った線状の過冷却解除手段６０を具備するものである。
【００８９】
この作動油温度制御装置によれば、作動油Ｏが循環する循環経路に配設された潜熱蓄熱材容器５０に収容された潜熱蓄熱材５１は作動油Ｏとの間の熱交換を行う。そして、潜熱蓄熱材容器５０の長手方向に複数個配設され、または長手方向に沿った線状の過冷却解除手段６０の動作によって、過冷却状態にあった潜熱蓄熱材５１の過冷却を解き、その潜熱を利用して、潜熱蓄熱材５１との熱交換により急激に作動油Ｏの温度上昇を行う。この温度上昇は、潜熱蓄熱材容器５０の長手方向に対し、過冷却解除手段６０を複数個または長手方向に沿って線状の過冷却解除手段６０を配設したものであるから、過冷却状態にある潜熱蓄熱材５１を略同時に、その過冷却を解くことができ、効率的に作動油Ｏの温度上昇を行うことができる。ここで、作動油温度が潜熱蓄熱材５１の相転移温度よりも高い場合には、潜熱蓄熱材５１は作動油Ｏから相転移に伴う潜熱を吸熱することで作動油Ｏの温度を低下させ、作動油温度が潜熱蓄熱材５１の相転移温度よりも低い場合には、吸熱した潜熱蓄熱材５１からの相転移に伴う潜熱の放熱によって作動流体の温度を上昇させることができる。
よって、潜熱蓄熱材５１の放熱特性をよくし、作動油Ｏとの間に良好な熱交換を可能とすることができる。
【００９０】
上記実施の形態の作動油温度制御装置の潜熱蓄熱材５１は、潜熱蓄熱材容器５０に収納され、作動油Ｏとの間の熱交換によって相転移を生じる過冷却物質であればよい。
例えば、塩化カルシウム水和物、硫酸ナトリウム水和物、チオ硫酸ナトリウム水和物、酢酸ナトリウム混合物、塩化カルシウム六水塩水和物、炭酸ナトリウム水和物、炭酸水素カリウム水溶液、硫酸ナトリウム十水和物等の水和物、ペンタエリスリトール、マンニトール、エリスリトール、スレイトールなどの多価アルコール類、各種融点のパラフィン類の使用が可能であり、また、混合物として使用できるものもある。
【００９１】
また、上記実施の形態の潜熱蓄熱材容器５０は、作動油Ｏとの間の熱交換によって相転移を生じる潜熱蓄熱材５１を収容するものであればよい。そして、上記実施の形態の過冷却解除手段６０は、潜熱蓄熱材５１を収容した潜熱蓄熱材容器５０に収容され、その長手方向に複数個または長手方向に沿って線状に配設したものであればよい。なお、本発明における長さ方向とは、断りがない場合には、上面から見た二次元平面の一辺が他辺より長い長さを意味するものであり、断面の長さ方向とは、断面の一辺が他辺より長い長さを意味するものである。
【００９２】
上記実施の形態の過冷却解除手段６０は、その長手方向に複数個の圧電素子６１、電磁石等を用いた機械的手段を配設した構成とすることができ、過冷却解除の進行速度に影響されることなく、過冷却解除でき、潜熱蓄熱材５１の相転移に伴う潜熱の放熱によって作動油Ｏの温度を上昇させることができる。
ここで、過冷却解除手段６０のうち機械的手段を用いたエネルギ発生源としては前述したもの以外に、潜熱蓄熱材容器５０の潜熱蓄熱材５１中に配設した耐圧袋を油圧や空圧によって膨らますことで潜熱蓄熱材５１に変位を与えるもの、潜熱蓄熱材容器５０を袋体としてその袋体に圧力を加えて内部の潜熱蓄熱材５１に変形を与えるものがある。また、振動源としては、潜熱蓄熱材容器５０の潜熱蓄熱材５１中に配置した金属棒、金属板等を潜熱蓄熱材容器５０の外部の電磁気学的な誘導等によって潜熱蓄熱材容器５０の潜熱蓄熱材５１に振動を加えるものがある。
【００９３】
上記実施の形態の過冷却解除手段６０は、その長手方向に配設した複数個の電極または長手方向に長い電極を用いた電気的手段を配設した構成とすることができ、単純な回路構成で過冷却解除でき、かつ、その面積及び長さが適宜設定できるので、設計自由度が高く、潜熱蓄熱材５１の相転移に伴う潜熱の放熱によって作動油Ｏの温度を上昇させることができる。
過冷却解除手段６０としての電極は、潜熱蓄熱材５１に電気的な刺激または熱的な刺激を加えるものであり、電気的な刺激の場合、潜熱蓄熱材５１が導電体（電解質）であることが望ましい。この際、直流で刺激すると電気分解を起こす可能性があるので、交流の使用が望ましい。この際の電極の大きさは、潜熱蓄熱材容器５０の長さ方向に長い電極とすることができるし、潜熱蓄熱材容器５０の長さ方向に複数個配設することもできる。
【００９４】
上記実施の形態の過冷却解除手段６０は、潜熱蓄熱材容器５０の外部から潜熱蓄熱材容器５０の内部の内部部材と電磁気学的に結合して、潜熱蓄熱材容器５０の内部の潜熱蓄熱材５１に振動、攪拌、変位、変形の何れか１以上を付与するものである。したがって、潜熱蓄熱材容器５０の外部から電磁気学的に結合して潜熱蓄熱材容器５０の内部の潜熱蓄熱材５１に振動、移動、変位、変形の何れか１以上を付与するものであるから、潜熱蓄熱材容器５０の内部の潜熱蓄熱材５１に不純物が入り込む可能性をなくし、長期間安定した動作が期待できる。
【００９５】
ここで、潜熱蓄熱材容器５０の外部から電磁気学的に結合して潜熱蓄熱材容器５０の内部の潜熱蓄熱材５１に振動、移動、変位、変形の何れか１以上を付与するとは、潜熱蓄熱材容器５０の外部から誘導して内部に存在する潜熱蓄熱材５１に対して振動、移動、変位、変形を生じさせて、過冷却を解くものである。
【００９６】
上記実施の形態の過冷却解除手段６０の潜熱蓄熱材５１の結晶化をトリガするエネルギ発生源は、その長手方向に１００ｍｍ以下の間隔に配設したものである。特に、潜熱蓄熱材５１の結晶化が発明者等の実験では、約６ｍｍ／ｓ程度で進行することから、１００ｍｍ以下の間隔とは、両側から結晶化が進むと８〜９秒で全体が結晶化されることになり、応答性をよくすることができる。しかし、その熱伝導の速度は、その容器の形態によって決定されるから、温度の応答性からも１００ｍｍ以下の間隔、例えば、５０ｍｍ、３０ｍｍであれば、作動油の温度上昇に対する応答性を良くすることができる。
【００９７】
上記実施の形態の過冷却解除手段６０の長手方向に対する直角方向は、その厚みを１００ｍｍ以下としたものである。故に、厚み方向の広がりは潜熱蓄熱材５１の結晶化の速度約６ｍｍ／ｓ程度で進行するが、現実的には、トリガの面等の関係で、通常は過冷却解除手段６０が中心に設定されるから、潜熱蓄熱材５１が結晶化する距離は厚みの半分以下となり、上下の間隔が半分以下となり、８秒程度で厚み方向の放熱及び熱伝導が開始され、初期の段階で潜熱蓄熱材容器の外方向の伝熱経路を形成するから、作動油の温度上昇に対する応答性を良くすることができる。
【００９８】
上記実施の形態の潜熱蓄熱材容器５０は、その長手方向に１以上の略屈曲部を形成してなる実施例とすることができる。即ち、潜熱蓄熱材容器５０は、その長手方向に略屈曲部を形成することになるから、その表面積を大きくし、作動油Ｏに対する伝熱量を増大することができる。また、潜熱蓄熱材５１の膨張収縮による潜熱蓄熱材容器５０へのダメージを抑制する効果が期待できる。
このように、潜熱蓄熱材容器５０に１以上の略屈曲部を形成したものでは、全体が湾曲等の正確な屈曲でなくても、また、複数の屈曲箇所が存在してもよいものである。
【００９９】
上記実施の形態の潜熱蓄熱材容器５０は、略螺旋形状に形成した実施例とすることができる。特に、表面積を大きくし、作動油Ｏに対する伝熱速度を速くすることができる。
このように、略螺旋形状の潜熱蓄熱材容器５０とは、直線方向に中心軸を有するものでだけではなく、中心軸が所定の角度で互いに交わらない傾斜した螺旋も含むものである。即ち、この略螺旋とはその長手方向の距離を長くしたものであればよい。
【０１００】
上記実施の形態の潜熱蓄熱材容器５０は、可撓性のある合成樹脂の密閉容器とすることができる。即ち、可撓性のある合成樹脂の密閉容器とした潜熱蓄熱材容器５０は、潜熱蓄熱材容器５０の外部から機械的な外力を加え、かつ、その長さ方向の過冷却状態の解除を行うことができ、過冷却状態の解除の進行速度を速くすることができる。
ここで、可撓性のある合成樹脂の密閉容器とは、外的振動、圧力によって潜熱蓄熱材容器５０内の潜熱蓄熱材５１に対して振動、移動、変位、変形を生じさせて、過冷却を解くことができる。また、潜熱蓄熱材容器５０内に不純物が入らないので長寿命とすることができる。
【０１０１】
上記実施の形態の潜熱蓄熱材容器５０は、少なくとも内面を平滑面とし、かつ、合成樹脂の密閉容器とすることができる。即ち、潜熱蓄熱材容器５０の内面が平滑面であると、潜熱蓄熱材５１が刺激を受け難くなり、過冷却状態を維持しやすくなる。
ここで、潜熱蓄熱材容器５０は、その内面が平滑面であるから、潜熱蓄熱材５１が刺激を受け難いので、過冷却状態になりやすい。即ち、潜熱蓄熱材容器５０の形態は、過冷却状態になりやすい形状を維持するものであればよい。
【０１０２】
上記実施の形態の潜熱蓄熱材容器５０は、表面積を広く形成し、かつ、熱伝導の良好な金属材料をインサート成形した実施例とすることができる。即ち、潜熱蓄熱材５１と作動油Ｏとの熱交換効率を上げることができる。
特に、潜熱蓄熱材容器５０としては、熱交換効率から云えば、表面積を広く形成し、かつ、熱伝導の良好な金属材料をインサート成形し、潜熱蓄熱材５１から熱エネルギを引き出すことのできる構成が望ましい。
【０１０３】
上記実施の形態の潜熱蓄熱材容器５０は、その内部に気体が存在しない状態に潜熱蓄熱材５１を充填したものであるから、潜熱蓄熱材容器５０の内部の気体が移動することにより、潜熱蓄熱材５１がその刺激を受け、過冷却状態を解除するという、意図しない過冷却状態の解除が発生し難い。即ち、上記潜熱蓄熱材容器５０の内部に気体が存在しない状態に潜熱蓄熱材５１を充填するのは、気体の移動によって過冷却状態を解除しないようにするものであるから、過冷却状態を維持できるものであればよい。
【０１０４】
上記実施の形態の潜熱蓄熱材容器５０は、作動油Ｏを供給する供給口側に配設したものである。このように潜熱蓄熱材容器５０を、作動油Ｏを供給する供給口に配設したものでは、特定の機構で使用する作動油Ｏの温度を初期状態から適温に近づけるように早急に上昇させることができ、潜熱蓄熱材容器５０に収納された潜熱蓄熱材５１の潜熱を高効率で利用することができる。
特に、作動油Ｏを供給する供給口に配設した潜熱蓄熱材容器５０は、特定の機構に作動油を供給する供給口側に潜熱蓄熱材容器５０を配設し、そこで、潜熱蓄熱材５１が潜熱蓄熱材容器５０に収納され、作動油Ｏと相転移を生じる過冷却物質との間の熱交換によって特定の機構で使用する作動油の温度を適温まで早急に上昇させるものである。
【０１０５】
上記実施の形態の潜熱蓄熱材容器５０の潜熱蓄熱材５１の容積は、特定機能の作動油Ｏの全体容積に対して１対９乃至１対１の比率で潜熱蓄熱材５１の容積を小さくした実施例とすることができる。
したがって、潜熱蓄熱材容器５０の潜熱蓄熱材５１の容積が、特定機能の作動油Ｏ全体に対して１対９乃至１対１の比率の容積では、特定の機構で使用する作動油Ｏの温度を潜熱蓄熱材５１によって希望する温度まで上昇させることができ、更に、特定機能の作動油Ｏの動作中の温度を所望の温度の範囲に導くことができる。
即ち、潜熱蓄熱材容器５０の潜熱蓄熱材５１の容積が、特定機能の作動油Ｏ全体に対して１対９乃至１対１の比率で潜熱蓄熱材５１の容積を小さくしたものとは、特定の機構で使用する作動油Ｏの温度を適温まで早急に上昇させることができ、特定機能の作動油の温度を所望の温度に近似させることができる。
【０１０６】
上記実施の形態の潜熱蓄熱材容器５０の潜熱蓄熱材５１の容積は、特定機能の作動油Ｏの全体容積に対して１対９乃至１対１の比率内で、潜熱蓄熱材容器５０を独立して制御自在な複数個とした実施例とすることができる。即ち、特定機能の作動油Ｏ全体容積に対して１対９乃至１対１の比率内で、潜熱蓄熱材５１の容積を小さくし、潜熱蓄熱材容器５０を独立して制御自在な複数個としたものであるから、潜熱蓄熱材容器５０の潜熱蓄熱材５１の全容積が、特定機能の作動油Ｏ全体に対して１対９乃至１対１の比率の容積を占め、特定の機構で使用する作動油Ｏの初期温度を潜熱蓄熱材５１によって希望する温度まで上昇させることができ、特定機能の作動油Ｏの動作温度を所望の温度の範囲に導くことができる。また、複数分割させた潜熱蓄熱材容器５０を有するから、目的に応じて潜熱蓄熱材容器５０のトリガを制御することにより、所望の制御が可能になる。特に、目的の温度上昇、予備、主制御及び副次的制御に使用することができる。
【０１０７】
即ち、潜熱蓄熱材容器５０の潜熱蓄熱材５１の容積を、特定機能の作動油Ｏ全体に対して１対９乃至１対１の比率に設定することで、特定の機構で使用する作動油Ｏの温度を適温まで上昇させることができ、特定機能の作動油Ｏの温度を所望の温度に近似させることができる。また、複数分割させた潜熱蓄熱材容器５０を有するから、目的に応じて潜熱蓄熱材容器５０のトリガを制御することにより、所望の制御が可能になる。
【０１０８】
上記実施の形態の潜熱蓄熱材容器５０の潜熱蓄熱材５１を貯留する貯留空間内に、気体を内部に気密収容した緩衝材を収容し、潜熱蓄熱材５１の結晶化する場合の体積変化をその緩衝材で吸収するように構成すると、潜熱蓄熱材容器５０を膨張率の小さい材料で形成できる。特に、潜熱蓄熱材容器５０を機械的強度が小さく、割れやすい材料や剛性が小さく変形しやすい材料で形成したときに効果的になる。
また、潜熱蓄熱材容器５０は、潜熱蓄熱材容器５０を形成する材料として内部に気密収容させて形成することもできる。潜熱蓄熱材５１の結晶化する場合の体積変化を潜熱蓄熱材容器５０で吸収し、潜熱蓄熱材容器５０を膨張率の小さい材料で形成できる。特に、潜熱蓄熱材容器５０の機械的強度の選択自由度の高いときに効果的になる。
この場合、内部に気密収容させた部分は、熱伝導が悪くなり、断熱性が上がるため、作動油Ｏとの熱交換に影響が出ない部分、例えば、作動油Ｏが接しない部分に限定することで熱交換の効率を落とすことなく体積変化を吸収することができる。
【符号の説明】
【０１０９】
Ｏ 作動油
２ オイルパン
３ バルブボディ
４ オイルストレーナ
２１ 底部
２２ 壁部
４１ オイル吸ロ
４２ フィルタ
５０ 潜熱蓄熱材容器
５１ 潜熱蓄熱材
６０ 過冷却解除手段
６１ 圧電素子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オートマチックトランスミッションフルード(Automatic Transmission Fluid：以下、単に『ＡＴＦ』という)、エンジン作動油等の作動油の温度を所望の温度に制御して粘度、流動性、酸化安定性等を、最適に制御する作動油温度制御装置に関するものである。特に、自動車、建設機械、農業機械、産業機械、電車等の車両用に好適な作動油温度制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の潜熱蓄熱材(過冷却物質)の過冷却現象を利用した技術としては、高温のＡＴＦから熱量を吸収し、その発生する潜熱を利用して、低温始動時に過冷却を解除してＡＴＦを暖める技術がある。
即ち、オートマチックトランスミッション（Automatic Transmission：自動変速機）内には、潤滑及び駆動を目的するＡＴＦが使用され、オイルパンからオイルポンプによって汲み上げられたＡＴＦが、クラッチ、潤滑用としてバルブボディで制御されている。冬季など外気温が低いと、ＡＴＦの油温が低くなり、粘性が上昇する。粘性の上昇によって、流動性が下がり、同じ制御油圧でも、油圧力や流量に差が出てくる結果となり、自動変速機の変速フィーリングを良くするためのチューニングに、時間及びノウハウを要しているのが現状である。
一方、低温始動時の油温を上げる方法には、オイルウォーマ等の別部品によって暖める方法もあるが、複雑なシステムとなり、コスト高となる。
【０００３】
この種の公知技術としては、例えば、特許文献１及び特許文献２に記載の技術がある。
特許文献１は、エンジンのオイルパンまたはオイル潤滑経路に設けられ、エンジンオイルを昇温させる発熱デバイスであって、過冷却による潜熱の大きい過冷却物質を封入した発熱デバイス本体を備えると共に、発熱デバイス本体に、発熱デバイス本体中の発熱前の過冷却物質に発熱開始のトリガをかけるトリガ部材と、発熱デバイス本体中の発熱後の過冷却物質を液化させるヒータとが内蔵され、エンジンオイルのオイル温度を上げることで、燃焼生成物を蒸発できるものである。
【０００４】
また、特許文献２は、作動流体が循環する循環経路に前記作動流体が常に流動する部分に、前記作動流体との熱交換によって相転移を生じ得る潜熱蓄熱材を含む蓄熱体が設けられているから、循環経路を常に循環する作動流体は、該循環経路に設けられた蓄熱体と常に熱交換を行う。これにより、作動流体温度が蓄熱体を構成する潜熱蓄熱材の相転移温度よりも高い場合には、該蓄熱体の潜熱蓄熱材は、作動流体から相転移に伴う潜熱を吸熱することで作動流体の温度を低下させる。また、作動流体温度が蓄熱体を構成する潜熱蓄熱材の相転移温度よりも低い場合には、上記の如く吸熱した潜熱蓄熱材からの相転移に伴う潜熱の放熱によって作動流体の温度を上昇させることができる。
したがって、通常運転時のＡＴＦの温度変動幅が小さく、設計に考慮が必要なＡＴＦの粘度変化の許容範囲を小さくすることができるので、複数のコントロールバルブの設計、開発（調整や適合等）を容易に行うことが可能となる。また、高負荷運転時の熱を蓄熱材熱交換器に吸収させるため、冷却系の運転負荷を低減することができ、適用された自動車の燃費向上に寄与することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０６−５０１２２号公報
【特許文献２】特開２００７−３０３５５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１の技術は、過冷却による潜熱の大きい過冷却物質を封入した発熱デバイス本体を備えると共に、前記発熱デバイス本体に発熱前の過冷却物質に発熱開始のトリガをかけるトリガ部材と、発熱デバイス本体中の発熱後の過冷却物質を液化させるヒータとが内蔵され、エンジンオイルのオイル温度を上げることによって、燃焼生成物を蒸発できるものである。
特許文献１に記載された技術では、トリガ制御部からの制御信号と水温センサからの冷却水温データとを受け、所望の条件のもとでヒータに制御信号を出力し、ヒータを駆動させるものであるから、ヒータが必要不可欠であり、また、エンジンオイルのオイル温度を上げるには、ヒータ制御が主流になり、過冷却物質を封入した発熱デバイス本体の関与が陰になってしまう。
【０００７】
また、特許文献２の技術は、作動油であるＡＴＦが循環する循環経路を構成するオイルパンに蓄熱体である蓄熱材熱交換器が設けられ、当該蓄熱材熱交換器は、高温のＡＴＦとの熱交換によって固相から液相に相転移して該ＡＴＦから融解熱を吸熱し、低温のＡＴＦとの熱交換によって液相から固相に相転移して該ＡＴＦに凝固熱を放熱する潜熱蓄熱材を含んで構成されていますが、破過冷却装置は特許文献２の図９、図１２、図１４に示されているように、蓄熱材熱交換器の一部に設けられているに過ぎない。また、蓄熱材熱交換器についても、例えば、液状の潜熱蓄熱材が充填された１つ若しくは複数の容器、または潜熱蓄熱材を封入した多数のマイクロカプセルとして構成されているに過ぎない。
殊に、潜熱蓄熱材を含んで構成されている蓄熱材熱交換器が、複数の容器または多数のマイクロカプセルとして構成できるものであれば、その破過冷却装置として如何様に構成されるかが大きな問題となるが、それに対しても開示するものがない。
即ち、蓄熱材熱交換器が必要性に応じて如何に急激に温度上昇できるかが問題であるが、それについて開示するものがない。
特に、自動車、建設機械、農業機械、産業機械、電車等の車両においては、所定の知識を有するものが操作するものであるが、それらに好適な技術を開示するものがない。
【０００８】
そこで、本発明は、このような点に鑑みてなしたものであり、所望とする過冷却解除が可能で、潜熱蓄熱材の放熱特性をよくし、作動油との間に良好な熱交換を可能とした作動油温度制御装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１にかかる作動油温度制御装置は、作動油が循環する循環経路に配設され、前記作動油との間に熱交換を自在とし、かつ、前記作動油との間の熱交換によって相転移を生じる潜熱蓄熱材を収容してなる潜熱蓄熱材容器を、その一方向の垂直断面を略円形または略楕円形、略半円形、略半楕円形、または略三角形以上の略多角形のうちの１つの形状とし、かつ、前記一方向に複数個または前記一方向に沿って線状に過冷却解除手段を配設したものである。なお、「略」とは完全に直線または曲線で形成されているものだけでなく、直線に曲線が含まれ、または曲線に直線が含まれて近似する形状に形成されていることを意味し、単純な基本的形状でないことを意味する。
ここで、上記潜熱蓄熱材は、前記潜熱蓄熱材容器に収納され、前記作動油との間の熱交換によって相転移を生じる過冷却物質であればよい。
また、上記潜熱蓄熱材容器は、前記作動油との間の熱交換によって相転移を生じる潜熱蓄熱材を収容し、特定の一方向に対する垂直断面を略円形または略楕円形、略半円形、略半楕円形、または略三角形以上の略多角形のうちの１つとしたものであればよい。特に、断面形状が略三角形以上の略多角形とは、複雑な断面であってもよいことを意味する。
そして、上記過冷却解除手段は、前記潜熱蓄熱材を収容した前記潜熱蓄熱材容器に収容され、前記一方向に複数個または前記一方向に沿って線状に配設したものである。
なお、本発明における前記一方向とは、特段の断りがない場合には、上面から見た二次元平面の特定の方向を意味するものであり、断面の一方向とは、断面の一辺が他辺より長い長さまたは短い長さを意味するものである。
【００１０】
請求項２にかかる作動油温度制御装置の前記過冷却解除手段は、前記潜熱蓄熱材にエネルギを与えるエネルギ発生源を備え、前記エネルギ発生源は前記一方向に複数個配設され、または前記一方向に沿った線状を有するものである。
ここで、上記過冷却解除手段は、前記潜熱蓄熱材容器の潜熱蓄熱材中に配設して前記潜熱蓄熱材に結晶化を促す起点(トリガ)を与えるものであり、エネルギ発生源からのエネルギがトリガとなる。そして、前記潜熱蓄熱材の結晶化が発明者等の実験では、物質によって若干の違いがあるものの、材料の違いがあっても、約６ｍｍ／ｓ程度で結晶化されることになり、その容器の形態によって応答性を設定することができる。
【００１１】
請求項３にかかる作動油温度制御装置の前記エネルギ発生源は、振動、攪拌、変位、変形、熱、電気の何れか１以上を前記潜熱蓄熱材に与えるものである。
ここで、上記エネルギ発生源としては、振動、攪拌、変位、変形、熱、電気の何れか１以上からなる発生源であれば良い。
【００１２】
請求項４にかかる作動油温度制御装置の前記過冷却解除手段は、前記潜熱蓄熱材容器の外部から電磁気学的に結合して前記潜熱蓄熱材容器の内部の前記潜熱蓄熱材に振動、撹拌、変位、変形の何れか１以上を付与するものである。
ここで、上記潜熱蓄熱材容器の外部から電磁気学的に結合して前記潜熱蓄熱材容器の内部の前記潜熱蓄熱材に振動、撹拌、変位、変形の何れか１以上を付与するとは、前記潜熱蓄熱材容器の外部から誘導して内部に存在する潜熱蓄熱材に対して振動、撹拌、変位、変形を生じさせて、過冷却を解くものである。
【００１３】
請求項５の発明の作動油温度制御装置の前記過冷却解除手段は、前記一方向に長い電極とする。ここで、前記一方向に長い電極は、前記一方向に配設した単数の電極または前記一方向に配設した複数個の電極であってもよい。
【００１４】
請求項６にかかる作動油温度制御装置の前記潜熱蓄熱材容器は、その長手方向に１以上の略屈曲部を形成したものである。
ここで、上記潜熱蓄熱材容器としての前記一方向に１以上の略屈曲部を形成とは、全体が湾曲等の正確な屈曲でなくても、また、複数の屈曲箇所が存在してもよいことを意味する。何れにせよ、前記一方向の距離を伝熱のため及び潜熱蓄熱材の膨張収縮のために長くしたものであればよい。
【００１５】
請求項７にかかる作動油温度制御装置の前記潜熱蓄熱材容器は、略螺旋形状を有するものである。
ここで、上記略螺旋形状とは、直線方向に中心軸を有するものでだけではなく、中心軸が所定の角度で互いに交わらない傾斜した螺旋も含むものである。この略螺旋とは前記一方向の距離を長くしたものであればよい。
【００１６】
請求項８にかかる作動油温度制御装置の前記潜熱蓄熱材容器は、前記作動油に伝える熱伝導の良好な金属材料をインサート成形してなるものである。
ここで、上記潜熱蓄熱材容器は、熱伝導の良好な金属材料を前記潜熱蓄熱材容器にインサート成形し、前記潜熱蓄熱材から熱エネルギを引き出すことが望ましい。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１の発明の作動油温度制御装置によれば、作動油が循環する循環経路に配設され、前記作動油との間の熱交換を自在とし、かつ、前記作動油との間の熱交換によって相転移を生じる潜熱蓄熱材を収容し、一方向に対する垂直断面を略円形または略楕円形、略半円形、略半楕円形、または略三角形以上の略多角形のうちの１つとした潜熱蓄熱材容器には、前記一方向に過冷却解除手段を複数個配設または前記一方向に沿って線状に配設したものである。
したがって、作動油が循環する循環経路に配設された潜熱蓄熱材容器に収容された潜熱蓄熱材は前記作動油との間の熱交換を行う。そして、潜熱蓄熱材容器の一方向に複数個または前記一方向に沿って線状に配設した過冷却解除手段の動作によって、過冷却状態にあった潜熱蓄熱材の過冷却を解き、その潜熱を利用して、前記潜熱蓄熱材との熱交換により急激に作動油の温度上昇を行う。この温度上昇は、潜熱蓄熱材容器の前記一方向に対し、過冷却解除手段を複数個または前記一方向に沿って線状に配設したものであるから、過冷却状態にある潜熱蓄熱材を略同時に、その過冷却を解くことにより、急激に作動油の温度上昇を行うことができる。
このように、作動油温度が潜熱蓄熱材の相転移温度よりも高い場合には、潜熱蓄熱材は作動油から相転移に伴う潜熱を吸熱することで作動油の温度を低下させ、作動油温度が潜熱蓄熱材の相転移温度よりも低い場合には、吸熱した潜熱蓄熱材からの相転移に伴う潜熱の放熱によって作動流体の温度を上昇させることができる。
よって、潜熱蓄熱材の放熱特性をよくし、作動油との間に良好な熱交換を可能とすることができる。
【００１８】
請求項２の発明の作動油温度制御装置の前記過冷却解除手段は、前記潜熱蓄熱材にエネルギを与えるエネルギ発生源を備え、前記エネルギ発生源は前記一方向に複数個配設され、または前記一方向に沿った線状を有しているものであるから、請求項１に記載の効果に加えて、過冷却の解除が速やかに行われ、潜熱蓄熱材の相転移に伴う潜熱の放熱によって作動油の温度を上昇させることができる。前記潜熱蓄熱材の結晶化が発明者等の実験では、材料に違いがあっても、約６ｍｍ／ｓ程度で進行し、その熱伝導の速度は、その容器の形態によって決定されるから、作動油の温度上昇に対する応答性を良くすることができる。
【００１９】
請求項３の発明の作動油温度制御装置の前記エネルギ発生源は、振動、攪拌、変位、変形、熱、電気の何れか１以上を前記潜熱蓄熱材に与えるものであるから、請求項２に記載の効果に加えて、単純な回路構成で過冷却解除でき、かつ、その面積及び前記一方向が適宜設定できるので、設計自由度が高く、潜熱蓄熱材の相転移に伴う潜熱の放熱によって作動油の温度を上昇させることができる。
【００２０】
請求項４の発明の作動油温度制御装置の前記過冷却解除手段は、前記潜熱蓄熱材容器の外部から電磁気学的に結合して前記潜熱蓄熱材容器の内部の前記潜熱蓄熱材に振動、撹拌、変位、変形の何れか１以上を付与するものであるから、請求項１乃至請求項３の何れか１つに記載の効果に加えて、前記潜熱蓄熱材容器の外部から電磁気学的に結合して前記潜熱蓄熱材容器の内部の前記潜熱蓄熱材に振動、撹拌、変位、変形の何れか１以上のエネルギを付与するものであるから、前記潜熱蓄熱材容器の内部の前記潜熱蓄熱材に不純物が入り込む可能性をなくし、長期間安定した動作が期待できる。
【００２１】
請求項５の発明の作動油温度制御装置の前記過冷却解除手段は、前記一方向に長い電極とし、請求項１乃至請求項３の何れか１つに記載の効果に加えて、簡単な構造で前記潜熱蓄熱材に熱または電気のエルギを付与できる。
【００２２】
請求項６の発明の作動油温度制御装置の前記潜熱蓄熱材容器は、前記一方向に略屈曲部を形成したものであるから請求項１乃至請求項５の何れか１つに記載の効果に加えて、その表面積を大きくし、作動油に対する供給熱量を大きくすることができる。また、前記潜熱蓄熱材の膨張・収縮も前記潜熱蓄熱材容器の略屈曲部によって吸収することができる。
【００２３】
請求項７の発明の作動油温度制御装置の前記潜熱蓄熱材容器は、略螺旋形状を有するものであるから、請求項１乃至請求項６の何れか１つに記載の効果に加えて、その表面積を大きくし、作動油に対する供給熱量を大きくすることができる。また、前記潜熱蓄熱材の膨張・収縮も前記潜熱蓄熱材容器の略螺旋形状によって吸収することができる。
【００２４】
請求項８の発明の作動油温度制御装置の前記潜熱蓄熱材容器は、前記作動油に伝える熱伝導の良好な金属材料をインサート成形してなるものであるから、請求項１乃至請求項７の何れか１つに記載の効果に加えて、前記潜熱蓄熱材容器内の前記潜熱蓄熱材の温度をインサートされた金属材料によって効率よく作動油に熱を伝えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は本発明の実施の形態１にかかる作動油温度制御装置をＡＴに用いた場合のオイルパンと変速機ケースの構成を断面で示した説明図である。
【図２】図２は本発明の実施の形態１にかかる作動油温度制御装置の図１の切断線Ａ−Ａによる断面図である。
【図３】図３は本発明の実施の形態１にかかる作動油温度制御装置をオイルパンの開口側のオイルストレーナの上から底面を見た平面図である。
【図４】図４は本発明の実施の形態１にかかる作動油温度制御装置をオイルパンの開口側からオイルストレーナを除いて底面を見た平面図である。
【図５】図５は本発明の実施の形態１にかかる作動油温度制御装置で使用する潜熱蓄熱材の結晶加速度を測定した原理図で、（ａ）は長さ方向、（ｂ）は長さ方向に対する直角方向の速度の測定説明図である。
【図６】図６は本発明の実施の形態１にかかる作動油温度制御装置で使用する制御回路装置のブロック回路図である。
【図７】図７は本発明の実施の形態１にかかる作動油温度制御装置で使用する制御回路装置が制御するフローチャートである。
【図８】図８は本発明の実施の形態１にかかる作動油温度制御装置で使用する潜熱蓄熱材の温度特性図である。
【図９】図９は本発明の実施の形態１にかかる作動油温度制御装置で使用する潜熱蓄熱材容器の実施例１の断面の説明図で、図９（ａ）は潜熱蓄熱材容器の長さ方向の断面図、図９（ｂ）は潜熱蓄熱材容器内部の構造を示す要部平面図である。
【図１０】図１０は本発明の実施の形態１にかかる作動油温度制御装置で使用する潜熱蓄熱材容器の実施例２の断面の説明図である。
【図１１】図１１は本発明の実施の形態１にかかる作動油温度制御装置で使用する潜熱蓄熱材容器の実施例３の断面の説明図である。
【図１２】図１２は本発明の実施の形態１にかかる作動油温度制御装置で使用する潜熱蓄熱材容器の実施例４の断面の説明図である。
【図１３】図１３は本発明の実施の形態２にかかる作動油温度制御装置の図１の切断線Ａ−Ａによる断面図に相当するものである。
【図１４】図１４は本発明の実施の形態２にかかる作動油温度制御装置をオイルパンの開口側から内側底面を除いて底面を見た平面図である。
【図１５】図１５は本発明の実施の形態２にかかる作動油温度制御装置で使用する潜熱蓄熱材容器の実施例５の断面の説明図である。
【図１６】図１６は本発明の実施の形態２にかかる作動油温度制御装置で使用する潜熱蓄熱材容器の実施例５の斜視図である。
【図１７】図１７は本発明の実施の形態２にかかる作動油温度制御装置で使用する潜熱蓄熱材容器の実施例６の断面の説明図である。
【図１８】図１８は本発明の実施の形態２にかかる作動油温度制御装置で使用する潜熱蓄熱材容器の実施例７の断面の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態及び実施例について、図面に基づいて説明する。なお、実施の形態及び実施例において、図中、同一記号及び同一符号は、同一または相当する機構部分であるから、ここでは重複する説明を省略する。
【００２７】
［実施の形態１］
本発明の作動油温度制御装置を実施する場合、ここで説明する実施例のＡＴＦに限定されることなく、内燃機関冷却用のオイル、特殊車両等の油圧機器に使用可能なオイルにも適用されるものである。そこで、これらのオイルを本発明では作動油として表現することとする。即ち、この作動油温度制御装置は、オートマチックトランスミッション（Automatic Transmission:ＡＴ)の作動油、連続可変トランスミッション（Continuously Variable Transmission:ＣＶＴ)の作動油、ハイブリッドカー（Hybrid Car：ＨＶ）の駆動ユニットに使用する作動油、内燃機関の冷却用の作動油、特殊車両等の油圧機器に使用可能な作動油温度制御装置に関するものである。
即ち、民需に限らず、自動車、建設機械、農業機械、産業機械、電車等の車両用に好適な作動油温度制御装置として使用するものである。また、本発明の作動油にはエンジンオイル等の潤滑油を含むものである。
【００２８】
図１乃至図４において、変速機構を収納する変速機ケース１には、その収容部１ａに図示しない自動変速機構が収容されている。作動油Ｏを貯留するオイルパン２は、底部２１とその底部２１の外周から上方に延びた壁部２２を備え、底部２１と壁部２２によって囲まれた空間内に作動油Ｏを貯留するものである。底部２１には機械的強度及びオイルパン２内の作動油Ｏの流れが滞ることなく、また、図示しないオイルポンプによって吸引するオイルストレーナ４のオイル吸口４１に気泡が入り難くし、作動油Ｏの回り込みが容易な構造とされている。
【００２９】
バルブボディ（Ｖ／Ｂ）３は、車両用自動変速機の変速機、クラッチ、トルクコンバータ等の制御を行う複数のバルブを収容するもので、通常、変速機構の直下で、オイルストレーナ４の上部に配設される。本実施の形態においても、バルブボディ３にオイルストレーナ４が、ボルト４４で取り付けられている。
【００３０】
オイルストレーナ４は、オイルパン２内に収容され、オイルパン２内に貯留された作動油Ｏを図示しないオイルポンプによって吸引するオイル吸口４１を有し、作動油Ｏをフィルタ４２で濾過し、その濾過した作動油Ｏはオイル吐出口４６、図示しないオイルポンプを経て、車両用自動変速機の変速機、クラッチ、トルクコンバータ、それらの制御を行う複数のバルブに供給される。
【００３１】
オイルストレーナ４のオイル吸ロ４１の開口面積よりもその平面積を広くし、オイルパン２の内壁との間に作動油Ｏの通る隙間を形成している。
【００３２】
このように構成された変速機構を収納する変速機ケース１、作動油を貯留するオイルパン２、バルブボディ３、オイルポンプによって吸引するオイル吸口４１を有するオイルストレーナ４の構成は、オイルパン２と変速機ケース１で囲まれる空間内において、オイルレベルＯＬまで作動油Ｏを収容している。通常のエンジンが駆動している状態では、図示しないオイルポンプに対してオイルストレーナ４のオイル吸ロ４１から、途切れることなく作動油Ｏが供給される。
【００３３】
更に、本発明の実施の形態１の作動油温度制御装置のオイルパン２の構造について詳述する。
図１乃至図４において、オイルパン２は合成樹脂の射出成型品からなり、その底部２１には後述する潜熱蓄熱材容器５０が形成される。潜熱蓄熱材容器５０はオイルパン２と一体に成形してもよいし、２色成形または金属板等でインサート成形してもよい。また、潜熱蓄熱材容器５０を別に形成した後、オイルパン２の底部２１に螺着、接着等により取り付けることもできる。オイルパン２の壁部２２にも潜熱蓄熱容器５０ａが形成されている。潜熱蓄熱材容器５０ａはオイルパン２の長手方向の長さに略一致させるように延長したもので、本実施の形態では、左右側面に２列形成している。底部２１と壁部２２の潜熱蓄熱材容器５０と潜熱蓄熱材容器５０ａは、共に同一容積としてもよいし、大小関係を設けてもよい。本実施の形態では、底部２１側と壁部２２側の潜熱蓄熱材容器５０は、略同一容量としている。
なお、壁部２２の潜熱蓄熱材容器５０ａの上面は、傾斜させ、作動油Ｏが内側に戻る構造となっている。また、車両の揺れに対してオイルレベルＯＬが変化し難いように、バルブボディ３との間隔を設定している。
【００３４】
潜熱蓄熱材容器５０は、底部２１の作動油Ｏの流れを考慮し、オイルパン２の長さ方向、即ち、車両の走行方向に延ばした形状で、本実施の形態では、底部２１に７列形成している。この７列は、オイルストレーナ４のオイル吸ロ４１の付近でその断面積が狭くなっている。この断面積が狭くなっている箇所は、作動油導入部５０Ａで、オイルストレーナ４のオイル吸ロ４１に作動油Ｏを導く際の、作動油Ｏの流体抵抗を小さくし、作動油Ｏの量を確保している。
【００３５】
作動油導入部５０Ａは、７列の潜熱蓄熱材容器５０の断面が細くなっていてもよいし、完全に２分割し、オイル吸口４１の近傍範囲(潜熱蓄熱材容器５０の断面が細くなっている範囲)を除いて２箇所に潜熱蓄熱材容器５０を配してもよい。即ち、オイルストレーナ４のオイル吸ロ４１に作動油Ｏが供給され易く、作動油Ｏが集まり易い構造であればよい。本実施の形態では、車両の走行方向に対し、並行する方向及び直角方向の流れを可能としている。勿論、オイルストレーナ４のオイル吸ロ４１に対する作動油Ｏの流れは、７列の潜熱蓄熱材容器５０の断面が細くなっている位置または２分割されている位置に流すだけではなく、オイルストレーナ４の下面が整流板として機能し、オイル吸ロ４１に作動油Ｏを導くことができる。しかし、更に流体抵抗を小さくするために、７列の潜熱蓄熱材容器５０の断面を小さくし、または潜熱蓄熱材容器５０を２分割することで作動油Ｏの流体抵抗を小さくしている。
【００３６】
これら底部２１に形成された潜熱蓄熱材容器５０、また、壁部２２に形成された潜熱蓄熱材容器５０は、上記実施の形態の７列、２列に限定されるものではなく、任意の本数とすることができる。
【００３７】
なお、この潜熱蓄熱材容器５０の材料としては、ポリエチレン、フッ素樹脂、ステンレス鋼、酸化アルミニウム等の耐食性を有し、化学的安定性がある材料であれば使用できる。
【００３８】
本実施の形態において、潜熱蓄熱材容器５０は、酢酸ナトリウムが収容された筒状の容器となっている。この長手方向に直交する垂直断面は、略円形または略楕円形、略半円形、略半楕円形または略三角形以上の略多角形のうちの１つとすることができる。前述の略三角形以上の略多角形とは、複雑な形状のものを意味する。
【００３９】
図２に示すように、本実施例の潜熱蓄熱材容器５０は、潜熱蓄熱材５１の過冷却状態を解く過冷却解除手段６０が、その長手方向に沿って配列されている。具体的には、過冷却解除手段６０は、図２の表裏方向に長い図示しない長方形状の圧電素子（ピエゾ素子）からなり、駆動電圧の印加によって面の厚み方向（図２中上下方向）に変化する。この圧電素子の電極は、図示しない基板に形成したプリント回路を介して電気的に接続されており、基板は潜熱蓄熱材容器５０の底面に接合されている。なお、圧電素子の構成は図９で詳述する。
【００４０】
したがって、過冷却解除手段６０である圧電素子に駆動電圧を断続的に印加すると、圧電素子の厚みが断続的に変化し、潜熱蓄熱材にエネルギを与え、それによって潜熱蓄熱材が過冷却にあるときに結晶化をスタートさせるトリガとする。即ち、潜熱蓄熱材５１の結晶化が開始される刺激とする。結晶化が開始されると、その結晶化の進行に伴って過冷却解除手段６０である圧電素子の駆動エネルギを停止させる。
なお、本実施例の過冷却解除手段６０である圧電素子は、平面略長方形状の圧電素子からなるものであるが、円形の圧電素子を１枚または複数枚使用することもできる。
【００４１】
本発明を実施する場合の潜熱蓄熱材５１は、本実施の形態で使用している酢酸ナトリウム水和物に限定されるものではなく、必要とする融点に応じた物質が選択可能であり、例えば、塩化カルシウム水和物、硫酸ナトリウム水和物、チオ硫酸ナトリウム水和物、酢酸ナトリウム水和物、塩化カルシウム六水塩、炭酸ナトリウム水和物、炭酸水素カリウム水溶液、硫酸ナトリウム十水塩、ペンタエリスリトール、マンニトール、エリスリトール、スレイトールなどの多価アルコール類、各種融点のパラフィン類の使用が可能であり、また、混合物としても使用できる。
【００４２】
因みに、発明者らは、図５（ａ）に示すように、直径約２０ｍｍ、長さ約１５０ｍｍの合成樹脂からなる透明容器Ａを作成し、その両端に端部相互間で衝突を行う衝撃棒Ｂを配設した。衝撃棒Ｂ相互間の衝撃により、潜熱蓄熱材５１が過冷却にあるときに結晶化のトリガとした。この実験により、潜熱蓄熱材５１の材料の殆どが長さ方向に約６ｍｍ／ｓ程度で結晶化が進行するのが確認された。
【００４３】
また、発明者らは、図５（ｂ）に示すように、直径約２０ｍｍ、長さ約１５０ｍｍの合成樹脂からなる透明容器Ａを作成し、その中心に振動線Ｃを配設することにより、その振動線Ｃの振動刺激により、潜熱蓄熱材５１が過冷却にあるときに結晶化をスタートするトリガとするものである。この実験により、潜熱蓄熱材５１の材料の殆どが長さ方向に対して直角の方向に約６ｍｍ／ｓ程度で結晶化が進行することも確認された。
【００４４】
また、図６は、本実施の形態の作動油温度制御装置を制御する制御装置である。
制御部１００は、マイクロコンピュータ等からなるプログラム制御される回路である。また、その出力のドライバ１０１は、過冷却解除手段６０の種類に応じた駆動回路で、矩形波の発生、交流または直流等の発生等を制御する。温度更新メモリ１０３は、温度センサ１０４が測定する作動油Ｏの温度上昇から潜熱蓄熱材５１の温度上昇を推定するものであり、直接、潜熱蓄熱材５１の温度を検出してもよいが、本実施の形態では、作動油Ｏの温度を検出した。イグニッションスイッチ１０５の出力が制御部１００に入力され、また、制御部１００の出力として、イグニッションスイッチ１０５の投入からエンジンの駆動が遅れることを示すエンジンスタート表示１０６に入力されている。
【００４５】
図７は、本実施の形態の作動油温度制御装置をプログラム制御する制御部１００の制御プログラムである。図８の潜熱蓄熱材の温度特性図を参照しながら、その動作を説明する。
まず、ステップＳ１でイグニッションスイッチ１０５が投入されたとき、イグニッションスイッチ１０５の投入を判断して、このプログラムの処理を開始する。イグニッションスイッチ１０５の投入が確認されると、ステップＳ２でエンジンを駆動する。ステップＳ３で前回エンジンの駆動時に作動油Ｏの温度Ｔが何度まで上昇したかを判断する。少なくとも、潜熱蓄熱材融点温度Ｔｎ（厳格には、潜熱蓄熱材融点温度＋作動油Ｏの温度差を是正した温度）を上回っているかを判断し、作動油Ｏの温度Ｔがそれ以上となっていれば、充分な融解熱を受け、過冷却状態となっていると判断する。勿論、通常の設計では、作動油Ｏの現在の温度Ｔが自己で過冷却状態を解除する破過冷却温度Ｔｘを下回るようには設定されていないが、長距離輸送等で作動油Ｏの現在の温度Ｔが自己で過冷却状態を解除する破過冷却温度Ｔｘを下回っているかを判断の要件に加えることもできる。
【００４６】
組み付けを完了した初回では、過冷却状態になっていないから、前回エンジンの駆動時に作動油Ｏの温度Ｔが潜熱蓄熱材融点温度Ｔｎを上回っていない。したがって、そのままエンジンを駆動した状態で、ステップＳ７でそのときの作動油Ｏの温度Ｔの上昇を更新登録する。ステップＳ８でエンジンの停止が確認されるまで、ステップＳ７及びステップＳ８のルーチンの処理を行う。
【００４７】
次回以降のエンジンスタートで、ステップＳ３で前回エンジンの駆動時に作動油Ｏの温度Ｔが、潜熱蓄熱材融点温度Ｔｎを上回っていると判断したとき、ステップＳ４でドライバ１０１を介して過冷却解除手段６０を動作させ、ステップＳ５で３秒間の経過を判断し、過冷却解除手段６０を３秒間だけ動作させ、ステップＳ６で過冷却解除手段６０を停止させる。ステップＳ７で作動油Ｏの温度Ｔの上昇を更新登録し、駆動時の作動油の最高温度を記録する。ステップＳ８でエンジンの停止が確認されるまで、ステップＳ７及びステップＳ８のルーチンの処理を行う。
【００４８】
このように、最初にエンジンが始動されると、オートマチックトランスミッションにおいては、作動油Ｏが変速機構、オイルパン２を含む作動流路を循環する。そして、通常運転状態になると、作動油Ｏはその温度が車両運転状態の下限最低温度Ｔｓよりも高い温度に上昇する。この場合、図８の細矢印で示すように、作動油Ｏの温度上昇に伴って潜熱蓄熱材５１が熱交換されて昇温する。潜熱蓄熱材５１が潜熱蓄熱材融点温度Ｔｎに達すると潜熱蓄熱材５１が融解される。このとき潜熱蓄熱材５１は、オイルパン２内の作動油Ｏとの熱交換によって、潜熱蓄熱材５１の融解に要する潜熱（融解熱）を作動油Ｏから吸熱する。これによって、潜熱蓄熱材５１が完全に液化するまでは、潜熱蓄熱材融点温度Ｔｎで略一定であり、作動油Ｏは冷却され（熱が奪われ）、作動油Ｏの温度を潜熱蓄熱材５１の潜熱蓄熱材融点温度Ｔｎ付近の温度に維持する。潜熱蓄熱材５１が完全に液化した状態では、潜熱蓄熱材５１の融解熱相当の熱が潜熱蓄熱材５１に蓄えられる。
【００４９】
また、図８の太矢印に示すように、潜熱蓄熱材５１が液相の状態にあるとき、エンジンの停止等で作動油Ｏの温度が低下すると、作動油Ｏの降温に伴って液相の潜熱蓄熱材５１が降温される。例えば、潜熱蓄熱材５１は運転終了後に作動油Ｏと共に降温して自らの温度が潜熱蓄熱材融点温度Ｔｎを下回っても、凝固することなく液相、即ち、融解熱の蓄熱状態を維持する。
そして、潜熱蓄熱材５１が運転終了後に作動油Ｏと共に降温し、自らの温度が破過冷却温度Ｔｘを下回らない限り、潜熱蓄熱材５１は液相状態で融解熱の蓄熱状態を維持する。なお、破過冷却温度Ｔｘは、通常の使用状態でその温度以下の温度にならないような材料及び温度が選択されている。
【００５０】
次に、自動車の始動を行うとき、イグニッションスイッチ１０５の投入により、まず、過冷却解除手段６０を数秒以内作動させる。すると、潜熱蓄熱材５１は図８に示されるように、潜熱蓄熱材５１は、直ちに凝固して作動油Ｏとの熱交換によって蓄熱した熱量である凝固熱を放熱する。これにより、潜熱蓄熱材容器５０の潜熱蓄熱材５１が加熱されて昇温され、オートマチックトランスミッションの暖機が促進される。
【００５１】
そして、作動油Ｏが変速機構、オイルパン２を含む作動流路を循環し、通常運転状態になると、作動油Ｏはその温度が潜熱蓄熱材融点温度Ｔｎになると潜熱蓄熱材５１が融解される。潜熱蓄熱材５１は、オイルパン２内の作動油Ｏとの熱交換によって、潜熱蓄熱材５１の融解に要する潜熱（融解熱）を作動油Ｏから吸熱し、潜熱蓄熱材５１が完全に液化するまでは、潜熱蓄熱材融点温度Ｔｎで略一定となる。作動油Ｏは冷却され（熱が奪われ）、作動油Ｏの温度を潜熱蓄熱材５１の潜熱蓄熱材融点温度Ｔｎ付近の温度に維持するが、潜熱蓄熱材５１が完全に液化した状態では、潜熱蓄熱材５１の融解熱相当の熱が潜熱蓄熱材５１に蓄えられる。
【００５２】
前述のように、イグニッションスイッチ１０５の投入により、過冷却解除手段６０を数秒以内作動させると、潜熱蓄熱材５１は直ちに凝固を開始し、作動油Ｏに対し運転時に作動油Ｏとの熱交換によって蓄熱した熱量である凝固熱を放熱する。これにより、潜熱蓄熱材容器５０の潜熱蓄熱材５１が加熱されて昇温され、オートマチックトランスミッションの暖機が促進される。
勿論、自動車等のオートマチックトランスミッションに限らず、建設機械、農業機械、産業機械、電車等の車両用に好適な作動油温度制御装置としても使用できる。
【００５３】
［実施例１］
図９において、本実施例の潜熱蓄熱材容器５０は、断面が略４角形の筒状であり、潜熱蓄熱材５１の過冷却状態を解く過冷却解除手段６０が、その長手方向に沿って配列されている。具体的には、過冷却解除手段６０は、円板状の圧電素子６１からなり、駆動電圧の印加によって面の厚み方向に変化する。圧電素子６１は、電極共用導電基板６５とその電極共用導電基板６５に絶縁物６４を介して形成したプリント回路６３を介して電極６１ａとの間が電気的に接続されており、電極共用導電基板６５は潜熱蓄熱材容器５０の底面に接合されている。
【００５４】
したがって、過冷却解除手段６０である円板状の圧電素子６１の電極６１ａと電極共用導電基板６５に駆動電圧を断続的に印加すると、圧電素子６１の厚みが断続的に変化し、潜熱蓄熱材容器５０が内蔵する潜熱蓄熱材５１にエネルギを与え、潜熱蓄熱材５１が過冷却にあるときに結晶化をトリガし、潜熱蓄熱材５１の結晶化が開始される刺激となる。この際、印加されるパルスが短いと圧電素子６１は潜熱蓄熱材５１に振動エネルギを与え、パルスが長いと変位（変形）エネルギを与える。結晶化が開始されると、その結晶化の進行に伴って圧電素子６１の駆動エネルギ（電圧の印加）を停止させる。したがって、圧電素子６１がエネルギ発生源である。
【００５５】
なお、本実施例の圧電素子６１は、円板状の圧電素子６１からなるものであるが、潜熱蓄熱材容器５０の長手方向に長い圧電素子を１枚または複数枚使用することもできる。
特に、複数枚使用する場合は、３枚以上を潜熱蓄熱材容器５０の長手方向の両端とその間に一定の距離を離して配置すると効率的な結晶化が図れる。
【００５６】
［実施例２］
図１０において、本実施例の潜熱蓄熱材容器５０は、断面が円形の円筒状を有し、潜熱蓄熱材５１の過冷却状態を解く過冷却解除手段６０（６０-1、・・・、６０-n）が、その長手方向に沿って配設されている。具体的には、過冷却解除手段６０（６０-1、・・・、６０-n）は、環状の圧電素子６１からなり、駆動電圧の印加によって径方向に変化する。圧電素子６１の電極は、潜熱蓄熱材容器５０の厚み側に埋設されている。ここで、ｎは過冷却解除手段６０の個数を表し、個数ｎは２以上、好ましくは３以上であり、潜熱蓄熱材容器５０の長さに応じて適宜設定される。
【００５７】
したがって、過冷却解除手段６０（６０-1、・・・、６０-n）である環状の圧電素子６１に駆動電圧を断続的に印加すると、圧電素子６１の径が断続的に変化し、潜熱蓄熱材５１にエネルギを与える。これによって潜熱蓄熱材５１が過冷却にあるときに結晶化のトリガとなり、潜熱蓄熱材５１の結晶化が開始される刺激となる。結晶化が開始されると、その結晶化が進行するから、数秒間以内に駆動を停止させる。
特に、環状の圧電素子６１の使用は、潜熱蓄熱材容器５０の内周面側から結晶化をスタートさせるから、潜熱蓄熱材容器５０の熱エネルギを早くから直接取り出すことができる。
【００５８】
［実施例３］
図１１において、本実施例の潜熱蓄熱材容器５０は、断面が円形の円筒状を有し、潜熱蓄熱材５１が収容されている。また、潜熱蓄熱材５１が過冷却状態にあるとき、その過冷却状態を解く過冷却解除手段６０が、その長手方向に沿って配設されている。具体的には、過冷却解除手段６０（６０-1、・・・、６０-n）は、円板状の圧電素子６１からなり、駆動電圧の印加によって面の厚み方向に変化する。圧電素子６１の電極６１ａは、配置補助部材６２を介して、潜熱蓄熱材容器５０の厚み内に埋設されている。
ここで、配置補助部材６２は潜熱蓄熱材容器５０の内周に係合するリング状の外周部を有し、この外周部の直径方向に圧電素子６１を固定する固定部が設けられ、圧電素子６１はこの固定部の中央に固定される。圧電素子６１の配置は、その面が潜熱蓄熱材容器５０の長さ方向に対して直角の方向に面している。
【００５９】
したがって、過冷却解除手段６０（６０-1、・・・、６０-n）である環状の圧電素子６１に駆動電圧を断続的に印加すると、圧電素子６１の厚みが断続的に変化し、潜熱蓄熱材５１にエネルギを与え、潜熱蓄熱材５１が過冷却にあるときに結晶化をスタートするトリガとなり、潜熱蓄熱材５１の結晶化が開始される刺激となる。結晶化が開始されると、その結晶化の進行に伴って圧電素子６１の駆動エネルギを停止させる。このとき、圧電素子６１の配置が、その面が潜熱蓄熱材容器５０の長さ方向に対して直角の方向に面しているから、過冷却解除手段６０（６０-1、・・・、６０-n）相互間の方向、即ち、長さ方向に対しては、潜熱蓄熱材容器５０の周囲と圧電素子６１の相互間の間隙が狭くなり、連続性が強調されるからスムーズに結晶化が進行できる。
【００６０】
［実施例４］
図１２において、本実施例の潜熱蓄熱材容器５０は、潜熱蓄熱材５１の過冷却状態を解く過冷却解除手段６０（６０-1、・・・、６０-n）が、その長手方向に沿って配設されている。具体的には、過冷却解除手段６０（６０-1、・・・、６０-n）が電極６６，６７で形成されている。この電極６６，６７は、本実施例では、対向する円形電極としているが、本発明を実施する場合、電極６６と電極６７の対向電極の替わりに潜熱蓄熱材容器５０の長手方向に延びる一本の電線とすることもでき、電極６６または電極６７を１枚の面状の電極とすることもできる。ここで、過冷却解除手段６０に複数の電極６６、６７を使用した場合または一本の電線を使用した場合、チューブ状の潜熱蓄熱材容器５０はオイルパン２の中に直線状や屈曲させてジグザグ状に配することができるだけでなく螺旋状に配することもできる。ここで、過冷却解除手段６０は電極６６、６７をｎ個備えている。これら電極６６、６７の個数は２個以上であって、潜熱蓄熱材容器５０の長手方向の長さに応じて適宜設定されるが、３個以上に設定されると潜熱蓄熱材容器５０の両端部と内部(中央部)から潜熱蓄熱材５１を効率的に結晶化させることができ好ましい。
【００６１】
電極６６と電極６７には、電力が供給される。この電気は瞬間的には、潜熱蓄熱材５１に対し、分子の動きを刺激するエネルギを与え、潜熱蓄熱材５１が過冷却にあるときに結晶化をスタートするトリガとなり、潜熱蓄熱材５１の結晶化が開始される刺激となる。
ここで、電極６６、６７に供給された電気は直接潜熱蓄熱材５１に電気エネルギとして与えられるだけでなく、電極６６、６７が供給された電気によって発熱することで熱エネルギとして与えることもできる。結晶化が開始されると、その結晶化は、約６ｍｍ／ｓ程度で進行するが、印加電圧は、数秒以上とし、潜熱蓄熱材５１の結晶化を早めることができる。したがって、電極６６、６７または一本の電線がエネルギ発生源となる。
【００６２】
［実施の形態２］
図１３において、変速機構を収納する変速機ケース１には、その収容部１ａに図示しない自動変速機構が収容されている。作動油Ｏを貯留するオイルパン２は、底部２１とその底部２１の外周から上方に延びた壁部２２からなり、その内部で作動油Ｏを貯留するものであり、更に、底部２１には機械的強度及びオイルパン２内の作動油Ｏの流れが滞ることなく、また、図示しないオイルポンプによって吸引するオイルストレーナ４のオイル吸口４１に気泡が入り難くし、作動油Ｏの回り込みが容易な構造とされている。
バルブボディ３は、車両用自動変速機の変速機、クラッチ、トルクコンバータ等の制御を行う複数のバルブを収容するもので、通常、変速機構の直下で、オイルストレーナ４の上部に配設される。
【００６３】
オイルストレーナ４は、オイルパン２内に収容され、オイルパン２内に貯留された作動油Ｏを図示しないオイルポンプによって吸引するオイル吸口４１を有し、作動油Ｏをフィルタ４２で濾過し、その濾過した作動油Ｏは図示しないオイルポンプを経て、車両用自動変速機の変速機、クラッチ、トルクコンバータ、それらの制御を行う複数のバルブに供給される。
【００６４】
このように構成された変速機構を収納する変速機ケース１、作動油を貯留するオイルパン２、バルブボディ３、オイルポンプによって吸引するオイル吸口４１を有するオイルストレーナ４の構成は、オイルパン２と変速機ケース１で囲まれる空間内において、オイルレベルＯＬまで作動油Ｏを収容し、図示しないオイルポンプに対してオイルストレーナ４のオイル吸ロ４１から、途切れることなく作動油Ｏが供給される。
【００６５】
更に、本発明の実施の形態２の作動油温度制御装置のオイルパン２の構造について詳述する。
図１３及び図１４において、オイルパン２は合成樹脂の射出成形品からなり、その底部２１に、後述する潜熱蓄熱材容器５０が単一の空間として形成されている。潜熱蓄熱材容器５０は底部２１の作動油Ｏを貯留する側に位置する外側底面２７と、この外側底面２７に対向するように配された内側底面２６で単一の空間として形成されている。そして、外側底面２７には略長方形の共通する電極６５に搭載された圧電素子６１が必要数配設されており、共通する電極６５は潜熱蓄熱材容器５０の底面に接合されている。
【００６６】
本実施の形態では、圧電素子６１が同時に駆動するように、圧電素子６１の電極６１ａはジャンパー線６７で並列接続された回路構成としている。作動油Ｏが流れる奥行き方向に対して圧電素子６１の間隔を１００ｍｍ以下とし、かつ、その直角方向にも圧電素子６１の間隔を５０ｍｍ以下とするものである。つまり、直線状に複数個(本実施の形態では８個)の圧電素子６１を１００ｍｍ間隔で配した過冷却解除手段６０は、５０ｍｍ間隔で複数個(本実施の形態では５個)並列してオイルパン２の底部２１に配設されている。
【００６７】
外側底面２７に対向する内側底面２６は一定間隔ごとに外側底面２７に向かって折り曲がり外側底面２７に対し凸状になっている。このように内側底面２６が凸状に折り曲がることで内側底面２６と一定の幅を持って形成された潜熱蓄熱材容器５０のオイルストレーナ４に面する上部には、屈曲により形成された溝２６ａを有し、オイルストレーナ４に面する表面積が広くなる。したがって、内側底面２６の上面である潜熱蓄熱材容器５０の上面には、表面積を広くする溝２６ａが形成されている。この溝２６ａはオイルストレーナ４のオイル吸ロ４１に向かって作動油Ｏが流れるように、奥行き方向（図１３の紙面の表面から裏面方向）及びその直角方向に所定の間隔を置いて形成されている。
【００６８】
即ち、オイルパン２は、潜熱蓄熱材容器５０の底面となる底部２１と壁部２２を射出成型し、次いで、その内面に圧電素子６１が搭載された共通する電極６５を所望の間隔で配置接合し、その後、射出成形によって形成した内側底面２６を含む潜熱蓄熱材容器５０の上部を一体に接合したものである。潜熱蓄熱材容器５０には、別に形成した図示しない供給口から潜熱蓄熱材５１が供給され、空気を引き入れないように封止される。
【００６９】
このように構成された本発明の実施の形態２の作動油温度制御装置において、潜熱蓄熱材容器５０を形成する内側底面２６と外側底面２７は、図１３のように、溝２６ａを１３列、その直角方向の列の図示しない溝に限定されるものではなく、任意の本数とすることができ、かつ、一方のみの溝２６ａとすることもできる。本実施の形態の底部２１に形成された潜熱蓄熱材容器５０は、本実施形態では１つの容器としているが、これに限られるものでなく、２以上の容器に分割して配置することもできる。本発明を実施する場合の圧電素子６１等で構成される過冷却解除手段６０は、一方向に配設した複数個の電極６１ａを表裏の対とする構成、または一方向に長い電極６５を表裏の対とする構成とし、かつ、それを複数列形成した構成とすることもできる。
【００７０】
［実施例５］
本実施の形態の潜熱蓄熱材容器５０の断面形状は、後述する過冷却解除手段６０の形状によって左右される。図１５に示す本実施例では、潜熱蓄熱材容器５０の長さ方向にシャフト７１を配設するものであるため、それを中心として所定の形状とするものであるが、後述する撹拌部材７２（７２-1、・・・、７２-n）の大きさを特定するものではないので、任意の断面形状を選択可能である。
【００７１】
本実施例の潜熱蓄熱材容器５０は、潜熱蓄熱材５１として酢酸ナトリウム水和物が収容されている。また、潜熱蓄熱材５１が過冷却状態にあるとき、その過冷却状態を解く過冷却解除手段６０が、その中心の長手方向に複数個、または、その長手方向に沿って配設されている。具体的には、過冷却解除手段６０は、シャフト７１及びそれに配設した撹拌部材７２並びにカプラ７３、モータ７４から構成されている。
【００７２】
シャフト７１はアルミニウムまたはステンレスからなる棒材を、曲がり難くするために、圧縮成形して、中心から略放射状に伸びる断面形状を有する構造としている。その周囲は合成樹脂で丸棒になるように形成されている。また、両方の端部７１ａ、７１ｂは円錐状でその先端がコーン状に略尖軸を形成している。一方の端部７１ａは潜熱蓄熱材容器５０に設けた軸受７０ａに嵌合されている。他方の端部７１ｂは潜熱蓄熱材容器５０に設けた軸受７０ｂに嵌合されている。
【００７３】
シャフト７１には、エネルギ発生源としての撹拌部材７２（７２-1、・・・、７２-n）が所定の間隔で配設されている。本実施の形態の撹拌部材７２の間隔は、１００ｍｍ以下とするものである。即ち、発明者等の実験では、前記潜熱蓄熱材５１の結晶化が物質によって若干の違いがあるものの、殆どが約６ｍｍ／ｓ程度で結晶化が進行する事実から、長さ方向の両方向に同時に結晶化が進行するとすれば、撹拌部材７２の間隔を１００ｍｍ以下とすることは、両側の撹拌部材７２から結晶化がスタートするので、１０秒以下の８〜９秒程度で結晶化が完了することになる。しかし、作動油Ｏの温度上昇は、タイムラグのためにそれより遅くなるが、１０秒以下で結晶化が完了することにより、応答性をよくすることができる。
【００７４】
図１５及び図１６に示すように、シャフト７１の一方の端部７１ｂ側には、円板状の永久磁石７３ｂが配設されている。円板状の永久磁石７３ｂは同様に円板状の永久磁石７３ａを対向させ、その着磁を対向させている。即ち、円板状の永久磁石７３ａ、７３ｂの厚み方向に着磁させてもよいし、直径方向に着磁させてもよい。何れにせよ、円板状の永久磁石７３ａの回転が円板状の永久磁石７３ｂの回転となるように、磁気結合を行うカプラ７３を構成するものであればよい。
円板状の永久磁石７３ａは、モータ７４の出力軸７４ａに接続されている。即ち、出力軸７４ａはセレーション加工またはローレット加工が施され、モータ７４の出力軸７４ａで円板状の永久磁石７３ａが回転するようになっている。
【００７５】
円板状の永久磁石７３ａの回転は、カプラ７３を構成する円板状の永久磁石７３ｂの回転となり、撹拌部材７２（７２-1、・・・、７２-n）の回転は、潜熱蓄熱材５１に攪拌エネルギを与え、潜熱蓄熱材５１が過冷却にあるときに結晶化をスタートするトリガとなり、潜熱蓄熱材５１の結晶化をトリガする刺激を与える。結晶化が開始されると、その結晶化は、後述するように、約６ｍｍ／ｓ程度で進行するから、回転開始から１〜２秒間のモータ７４の駆動で負荷が増大する。したがって、モータ７４は回転開始から３秒間経過後に停止させる。
【００７６】
ここで、撹拌部材７２（７２-1、・・・、７２-n）を円柱棒状とし、撹拌部材７２の攪拌エネルギが大きくなるようにしたものであるが、更に、板状とすることもできるし、放射状に２本以上の配設とすることもできる。また、円盤状または円盤状の表面に突起を形成したものとすることもできる。勿論、モータ７４の回転数によっては、撹拌部材７２（７２-1、・・・、７２-n）を針状部材とすることもできる。そして、可撓性のものとすることができる。或いは、回転の開始時に流体抵抗により、スナップ動作を行わせるようにすることもできる。
【００７７】
［実施例６］
図１７において、本実施例の潜熱蓄熱材容器５０は、潜熱蓄熱材５１が収容されている。また、潜熱蓄熱材５１の過冷却状態を解く過冷却解除手段６０は、その長手方向に沿って配設されている。具体的には、過冷却解除手段６０は、線材８１及びそれに配設した撹拌部材８２（８２-1、・・・、８２-n）並びにスプリング８３（８３ａ，８３ｂ）、吸引部材８４、電磁石８５から構成されている。なお、吸引部材８４及び電磁石８５は、磁気的なカプラ８６を構成する。
【００７８】
ステンレス線または鉄線からなる線材８１は、その両方の端部にスプリング８３ａ，８３ｂが接続され、スプリング８３ａ，８３ｂの他端は潜熱蓄熱材容器５０に埋設されており、線材８１はスプリング８３ａ，８３ｂによって張力が加えられた状態で配設されている。線材８１には、撹拌部材８２（８２-1、・・・、８２-n）が所定の間隔で配設されている。撹拌部材８２の間隔は１００ｍｍ以下としている。
【００７９】
線材８１の一方の端部には、円板状の軟鉄等の磁性体からなる吸引部材８４が配設され、この吸引部材８４の内部にスプリング８３ｂが収容されている。円板状の吸引部材８４は同様に円板状の電磁石８５の着磁を対向させている。このとき、電磁石８５は、円板状の永久磁石からなる吸引部材８４の厚み方向に着磁させてもよいし、直径方向に着磁させてもよい。何れにせよ、円板状の電磁石８５に磁界を発生させたとき、円板状の吸引部材８４を吸引してスプリング８３ａを伸張させると共に、スプリング８３ｂを収縮させ、磁界の発生を停止させるとスプリング８３ａの収縮とスプリング８３ｂの伸張により吸引部材８４が電磁石８５から離間することで吸引部材８４が往復動となるように、磁気結合を行うカプラ８６を構成し、電磁石８５のオン・オフ駆動または交流駆動するものであればよい。
【００８０】
円板状の電磁石８５のオン・オフは、カプラ８６を構成する円板状の吸引部材８４の往復動となり、撹拌部材８２（８２-1、・・・、８２-n）の移動部材８２ａ（８２ａ-1、・・・、８２ａ-n）を往復動させる。この移動部材８２ａ（８２ａ-1、・・・、７２ａ-n）の移動は、潜熱蓄熱材５１が過冷却にあるときに結晶化をスタートするトリガとなり、潜熱蓄熱材５１の結晶化が開始される刺激を与える。結晶化が開始されると、その結晶化は、約６ｍｍ／ｓ程度で進行するから、３秒経過後、電磁石８５の駆動を停止させる。
【００８１】
ここで、移動部材８２ａ（８２ａ-1、・・・、８２ａ-n）を円板状とし、撹拌部材８２（８２-1、・・・、８２-n）の攪拌エネルギが大きくなるようにしたものであるが、更に、棒状とすることもできるし、放射状に複数本の配設とすることもできる。また、円盤状または円盤状の表面に突起を形成したものとすることもできる。
特に、本実施例では、当接片８２ｂ（８２ｂ-1、・・・、８２ｂ-n）を設けて、電磁石８５が吸引部材８４を吸引するとそれによって移動部材８２ａ（８２ａ-1、・・・、８２ａ-n）を図１７の右方向に移動させ、当接片８２ｂ（８２ｂ-1、・・・、８２ｂ-n）に衝突し、移動部材８２ａ（８２ａ-1、・・・、８２ａ-n）の移動が停止させられる。このとき、電磁石８５が吸引部材８４を高速で吸引するから、移動部材８２ａ（８２ａ-1、・・・、８２ａ-n）が当接片８２ｂ（８２ｂ-1、・・・、８２ｂ-n）と衝突し、大きなエネルギを潜熱蓄熱材５１に付与する。電磁石８５が吸引部材８４の吸引を解いたときに移動部材８２ａ（８２ａ-1、・・・、８２ａ-n）が当接片８２ｂ（８２ｂ-1、・・・、８２ｂ-n）と衝突するようにしてもよい。つまり、この場合は移動部材８２ａ(８２ａ-1、・・・、８２ａ-n)と当接片８２ｂ（８２ｂ-1、・・・、８２ｂ-n）がエネルギ発生源となる。
【００８２】
したがって、電磁石８５が吸引部材８４を吸引するとそれによって移動部材８２ａ（８２ａ-1、・・・、８２ａ-n）を移動させる攪拌エネルギによって、潜熱蓄熱材５１が過冷却にあるときに結晶化をスタートするトリガとし、潜熱蓄熱材５１の結晶化を開始する刺激とすることができる。
また、移動部材８２ａ（８２ａ-1、・・・、８２ａ-n）を当接片８２ｂ（８２ｂ-1、・・・、８２ｂ-n）に衝突させると、衝突エネルギが付加されて、更に大きなエネルギによって、潜熱蓄熱材５１が過冷却にあるときに結晶化をスタートするトリガとし、潜熱蓄熱材５１の結晶化を開始する刺激とすることができる。
【００８３】
［実施例７］
図１８において、本実施例の潜熱蓄熱材容器５０は、潜熱蓄熱材５１の過冷却状態を解く過冷却解除手段６０が、その長手方向に沿って配設されている。具体的には、過冷却解除手段６０は、線材９１並びにそれらの両端に接続したスプリング９３（９３ａ，９３ｂ）、攪拌部材９２として機能する駆動磁石９２Ａ、攪拌部材９２として機能する従動部材９２Ｂから構成されている。なお、駆動磁石９２Ａ及び電磁石９５は、磁気的なカプラ９６を構成する。
【００８４】
ステンレス線または鉄線からなる線材９１は、その両方の端部にスプリング９３ａ，９３ｂが接続され、スプリング９３ａ，９３ｂの他端は潜熱蓄熱材容器５０に埋設されており、線材９１はスプリング９３ａ，９３ｂによって張力が加えられた状態で配設されている。線材９１には、撹拌部材９２（９２-1、・・・、９２-n）、詳しくは、永久磁石で構成された撹拌部材９２Ａ（９２Ａ-1、９２Ａ-2）、強磁性体以外で構成された撹拌部材９２Ｂ（９２Ｂ-1、・・・、９２Ｂ-n）が所定の間隔で配設されている。撹拌部材９２の間隔は１００ｍｍ以下とするものである。
【００８５】
線材９１の一方の端部には、円板状の強磁性体からなる２個の撹拌部材９２Ａ（９２Ａ-1、９２Ａ-2）が配設されている。円板状の撹拌部材９２Ａは潜熱蓄熱材容器５０の外に配設された電磁石９５を対向させている。このとき、撹拌部材９２Ａの着磁は、円板状の攪拌部材９２Ａの厚み方向に着磁させ、撹拌部材９２Ａ-1と撹拌部材９２Ａ-2の対向面を反発する磁性配置とし、電磁石９５は撹拌部材９２Ａ-1と撹拌部材９２Ａ-2の間になるように円板状の撹拌部材９２Ａの外周面に対向している。このようにすることにより、電磁石９５と撹拌部材９２Ａの一方とは吸引力が働き、撹拌部材９２Ａの他方とは反発力が働いて撹拌部材９２Ａが移動し、この移動に伴いスプリング９３は伸張と収縮が起こる。電磁石９５の磁力を停止し、または磁性を反転させると撹拌部材９２Ａは逆の方向に移動する。
即ち、円板状の永久磁石からなる撹拌部材９２Ａ（９２Ａ-1、９２Ａ-2）の磁界が電磁石９５との相互作用による吸引・反発により往復動となるように、磁気結合を行うカプラ９６を構成し、電磁石９５のオン・オフ駆動または交流駆動するものであればよい。
【００８６】
電磁石９５のオン・オフ駆動または交流駆動は、カプラ９６を構成する円板状の撹拌部材９２Ａ（９２Ａ-1、９２Ａ-2）の往復動となり、撹拌部材９２Ａ（９２Ａ-1、９２Ａ-2）及び撹拌部材９２Ｂ（９２Ｂ-1、・・・、９２Ｂ-n）を往復動させる。この撹拌部材９２Ａ（９２Ａ-1、９２Ａ-2）及び撹拌部材９２Ｂ（９２Ｂ-1、・・・、９２Ｂ-n）の移動は、潜熱蓄熱材５１が過冷却にあるときに結晶化するトリガとなり、潜熱蓄熱材５１の結晶化が開始される刺激を与える。結晶化が開始されると、その結晶化は、約６ｍｍ／ｓ程度で進行するから、３秒経過後、電磁石９５の駆動を停止させる。
【００８７】
ここで、撹拌部材９２Ａ（９２Ａ-1、９２Ａ-2）及び撹拌部材９２Ｂ（９２Ｂ-1、・・・、９２Ｂ-n）は円板状とし、撹拌部材８２の攪拌エネルギが大きくなるようにしたものであるが、更に、その円板状には複数個の円形窓９４を形成し、撹拌部材８２の攪拌をより複雑に大きくしている。また、円板状または円板状の表面に突起を形成したものとすることもできる。勿論、本実施例においても、実施例６と同様、当接片８２ｂ（８２ｂ-1、・・・、８２ｂ-n）を設けて、電磁石９５が撹拌部材９２Ａ（９２Ａ-1、９２Ａ-2）を吸引・反発すると、それによって撹拌部材９２が移動し、当接片８２ｂ（８２ｂ-1、・・・、８２ｂ-n）に衝突し、撹拌部材９２Ａ（９２Ａ-1、９２Ａ-2）及び撹拌部材９２Ｂ（９２Ｂ-1、・・・、９２Ｂ-n）の移動が停止させられる。このとき、撹拌部材９２Ａ（９２Ａ-1、９２Ａ-2）及び撹拌部材９２Ｂ（９２Ｂ-1、・・・、９２Ｂ-n）が撹拌部材９２Ａ（９２Ａ-1、９２Ａ-2）及び撹拌部材９２Ｂ（９２Ｂ-1、・・・、９２Ｂ-n）と衝突し、大きなエネルギを潜熱蓄熱材５１に付与する。
【００８８】
［実施の形態のまとめ］
上記実施の形態の作動油温度制御装置は、作動油Ｏが循環する循環経路に配設され、作動油Ｏとの間の熱交換を自在とし、かつ、作動油Ｏとの間の熱交換によって相転移を生じる酢酸ナトリウム水和物等の潜熱蓄熱材５１を収容し、その長手方向に対し直交する垂直断面を略円形または略楕円形、略半円形、略半楕円形、または略三角形以上の略多角形のうちの１つとした潜熱蓄熱材容器５０と、潜熱蓄熱材容器５０に配設され、潜熱蓄熱材５１が過冷却状態にあるとき、その過冷却状態を解くためにその長手方向に複数個配設され、または長手方向に沿った線状の過冷却解除手段６０を具備するものである。
【００８９】
この作動油温度制御装置によれば、作動油Ｏが循環する循環経路に配設された潜熱蓄熱材容器５０に収容された潜熱蓄熱材５１は作動油Ｏとの間の熱交換を行う。そして、潜熱蓄熱材容器５０の長手方向に複数個配設され、または長手方向に沿った線状の過冷却解除手段６０の動作によって、過冷却状態にあった潜熱蓄熱材５１の過冷却を解き、その潜熱を利用して、潜熱蓄熱材５１との熱交換により急激に作動油Ｏの温度上昇を行う。この温度上昇は、潜熱蓄熱材容器５０の長手方向に対し、過冷却解除手段６０を複数個または長手方向に沿って線状の過冷却解除手段６０を配設したものであるから、過冷却状態にある潜熱蓄熱材５１を略同時に、その過冷却を解くことができ、効率的に作動油Ｏの温度上昇を行うことができる。ここで、作動油温度が潜熱蓄熱材５１の相転移温度よりも高い場合には、潜熱蓄熱材５１は作動油Ｏから相転移に伴う潜熱を吸熱することで作動油Ｏの温度を低下させ、作動油温度が潜熱蓄熱材５１の相転移温度よりも低い場合には、吸熱した潜熱蓄熱材５１からの相転移に伴う潜熱の放熱によって作動流体の温度を上昇させることができる。
よって、潜熱蓄熱材５１の放熱特性をよくし、作動油Ｏとの間に良好な熱交換を可能とすることができる。
【００９０】
上記実施の形態の作動油温度制御装置の潜熱蓄熱材５１は、潜熱蓄熱材容器５０に収納され、作動油Ｏとの間の熱交換によって相転移を生じる過冷却物質であればよい。
例えば、塩化カルシウム水和物、硫酸ナトリウム水和物、チオ硫酸ナトリウム水和物、酢酸ナトリウム混合物、塩化カルシウム六水塩水和物、炭酸ナトリウム水和物、炭酸水素カリウム水溶液、硫酸ナトリウム十水和物等の水和物、ペンタエリスリトール、マンニトール、エリスリトール、スレイトールなどの多価アルコール類、各種融点のパラフィン類の使用が可能であり、また、混合物として使用できるものもある。
【００９１】
また、上記実施の形態の潜熱蓄熱材容器５０は、作動油Ｏとの間の熱交換によって相転移を生じる潜熱蓄熱材５１を収容するものであればよい。そして、上記実施の形態の過冷却解除手段６０は、潜熱蓄熱材５１を収容した潜熱蓄熱材容器５０に収容され、その長手方向に複数個または長手方向に沿って線状に配設したものであればよい。なお、本発明における長さ方向とは、断りがない場合には、上面から見た二次元平面の一辺が他辺より長い長さを意味するものであり、断面の長さ方向とは、断面の一辺が他辺より長い長さを意味するものである。
【００９２】
上記実施の形態の過冷却解除手段６０は、その長手方向に複数個の圧電素子６１、電磁石等を用いた機械的手段を配設した構成とすることができ、過冷却解除の進行速度に影響されることなく、過冷却解除でき、潜熱蓄熱材５１の相転移に伴う潜熱の放熱によって作動油Ｏの温度を上昇させることができる。
ここで、過冷却解除手段６０のうち機械的手段を用いたエネルギ発生源としては前述したもの以外に、潜熱蓄熱材容器５０の潜熱蓄熱材５１中に配設した耐圧袋を油圧や空圧によって膨らますことで潜熱蓄熱材５１に変位を与えるもの、潜熱蓄熱材容器５０を袋体としてその袋体に圧力を加えて内部の潜熱蓄熱材５１に変形を与えるものがある。また、振動源としては、潜熱蓄熱材容器５０の潜熱蓄熱材５１中に配置した金属棒、金属板等を潜熱蓄熱材容器５０の外部の電磁気学的な誘導等によって潜熱蓄熱材容器５０の潜熱蓄熱材５１に振動を加えるものがある。
【００９３】
上記実施の形態の過冷却解除手段６０は、その長手方向に配設した複数個の電極または長手方向に長い電極を用いた電気的手段を配設した構成とすることができ、単純な回路構成で過冷却解除でき、かつ、その面積及び長さが適宜設定できるので、設計自由度が高く、潜熱蓄熱材５１の相転移に伴う潜熱の放熱によって作動油Ｏの温度を上昇させることができる。
過冷却解除手段６０としての電極は、潜熱蓄熱材５１に電気的な刺激または熱的な刺激を加えるものであり、電気的な刺激の場合、潜熱蓄熱材５１が導電体（電解質）であることが望ましい。この際、直流で刺激すると電気分解を起こす可能性があるので、交流の使用が望ましい。この際の電極の大きさは、潜熱蓄熱材容器５０の長さ方向に長い電極とすることができるし、潜熱蓄熱材容器５０の長さ方向に複数個配設することもできる。
【００９４】
上記実施の形態の過冷却解除手段６０は、潜熱蓄熱材容器５０の外部から潜熱蓄熱材容器５０の内部の内部部材と電磁気学的に結合して、潜熱蓄熱材容器５０の内部の潜熱蓄熱材５１に振動、攪拌、変位、変形の何れか１以上を付与するものである。したがって、潜熱蓄熱材容器５０の外部から電磁気学的に結合して潜熱蓄熱材容器５０の内部の潜熱蓄熱材５１に振動、移動、変位、変形の何れか１以上を付与するものであるから、潜熱蓄熱材容器５０の内部の潜熱蓄熱材５１に不純物が入り込む可能性をなくし、長期間安定した動作が期待できる。
【００９５】
ここで、潜熱蓄熱材容器５０の外部から電磁気学的に結合して潜熱蓄熱材容器５０の内部の潜熱蓄熱材５１に振動、移動、変位、変形の何れか１以上を付与するとは、潜熱蓄熱材容器５０の外部から誘導して内部に存在する潜熱蓄熱材５１に対して振動、移動、変位、変形を生じさせて、過冷却を解くものである。
【００９６】
上記実施の形態の過冷却解除手段６０の潜熱蓄熱材５１の結晶化をトリガするエネルギ発生源は、その長手方向に１００ｍｍ以下の間隔に配設したものである。特に、潜熱蓄熱材５１の結晶化が発明者等の実験では、約６ｍｍ／ｓ程度で進行することから、１００ｍｍ以下の間隔とは、両側から結晶化が進むと８〜９秒で全体が結晶化されることになり、応答性をよくすることができる。しかし、その熱伝導の速度は、その容器の形態によって決定されるから、温度の応答性からも１００ｍｍ以下の間隔、例えば、５０ｍｍ、３０ｍｍであれば、作動油の温度上昇に対する応答性を良くすることができる。
【００９７】
上記実施の形態の過冷却解除手段６０の長手方向に対する直角方向は、その厚みを１００ｍｍ以下としたものである。故に、厚み方向の広がりは潜熱蓄熱材５１の結晶化の速度約６ｍｍ／ｓ程度で進行するが、現実的には、トリガの面等の関係で、通常は過冷却解除手段６０が中心に設定されるから、潜熱蓄熱材５１が結晶化する距離は厚みの半分以下となり、上下の間隔が半分以下となり、８秒程度で厚み方向の放熱及び熱伝導が開始され、初期の段階で潜熱蓄熱材容器の外方向の伝熱経路を形成するから、作動油の温度上昇に対する応答性を良くすることができる。
【００９８】
上記実施の形態の潜熱蓄熱材容器５０は、その長手方向に１以上の略屈曲部を形成してなる実施例とすることができる。即ち、潜熱蓄熱材容器５０は、その長手方向に略屈曲部を形成することになるから、その表面積を大きくし、作動油Ｏに対する伝熱量を増大することができる。また、潜熱蓄熱材５１の膨張収縮による潜熱蓄熱材容器５０へのダメージを抑制する効果が期待できる。
このように、潜熱蓄熱材容器５０に１以上の略屈曲部を形成したものでは、全体が湾曲等の正確な屈曲でなくても、また、複数の屈曲箇所が存在してもよいものである。
【００９９】
上記実施の形態の潜熱蓄熱材容器５０は、略螺旋形状に形成した実施例とすることができる。特に、表面積を大きくし、作動油Ｏに対する伝熱速度を速くすることができる。
このように、略螺旋形状の潜熱蓄熱材容器５０とは、直線方向に中心軸を有するものでだけではなく、中心軸が所定の角度で互いに交わらない傾斜した螺旋も含むものである。即ち、この略螺旋とはその長手方向の距離を長くしたものであればよい。
【０１００】
上記実施の形態の潜熱蓄熱材容器５０は、可撓性のある合成樹脂の密閉容器とすることができる。即ち、可撓性のある合成樹脂の密閉容器とした潜熱蓄熱材容器５０は、潜熱蓄熱材容器５０の外部から機械的な外力を加え、かつ、その長さ方向の過冷却状態の解除を行うことができ、過冷却状態の解除の進行速度を速くすることができる。
ここで、可撓性のある合成樹脂の密閉容器とは、外的振動、圧力によって潜熱蓄熱材容器５０内の潜熱蓄熱材５１に対して振動、移動、変位、変形を生じさせて、過冷却を解くことができる。また、潜熱蓄熱材容器５０内に不純物が入らないので長寿命とすることができる。
【０１０１】
上記実施の形態の潜熱蓄熱材容器５０は、少なくとも内面を平滑面とし、かつ、合成樹脂の密閉容器とすることができる。即ち、潜熱蓄熱材容器５０の内面が平滑面であると、潜熱蓄熱材５１が刺激を受け難くなり、過冷却状態を維持しやすくなる。
ここで、潜熱蓄熱材容器５０は、その内面が平滑面であるから、潜熱蓄熱材５１が刺激を受け難いので、過冷却状態になりやすい。即ち、潜熱蓄熱材容器５０の形態は、過冷却状態になりやすい形状を維持するものであればよい。
【０１０２】
上記実施の形態の潜熱蓄熱材容器５０は、表面積を広く形成し、かつ、熱伝導の良好な金属材料をインサート成形した実施例とすることができる。即ち、潜熱蓄熱材５１と作動油Ｏとの熱交換効率を上げることができる。
特に、潜熱蓄熱材容器５０としては、熱交換効率から云えば、表面積を広く形成し、かつ、熱伝導の良好な金属材料をインサート成形し、潜熱蓄熱材５１から熱エネルギを引き出すことのできる構成が望ましい。
【０１０３】
上記実施の形態の潜熱蓄熱材容器５０は、その内部に気体が存在しない状態に潜熱蓄熱材５１を充填したものであるから、潜熱蓄熱材容器５０の内部の気体が移動することにより、潜熱蓄熱材５１がその刺激を受け、過冷却状態を解除するという、意図しない過冷却状態の解除が発生し難い。即ち、上記潜熱蓄熱材容器５０の内部に気体が存在しない状態に潜熱蓄熱材５１を充填するのは、気体の移動によって過冷却状態を解除しないようにするものであるから、過冷却状態を維持できるものであればよい。
【０１０４】
上記実施の形態の潜熱蓄熱材容器５０は、作動油Ｏを供給する供給口側に配設したものである。このように潜熱蓄熱材容器５０を、作動油Ｏを供給する供給口に配設したものでは、特定の機構で使用する作動油Ｏの温度を初期状態から適温に近づけるように早急に上昇させることができ、潜熱蓄熱材容器５０に収納された潜熱蓄熱材５１の潜熱を高効率で利用することができる。
特に、作動油Ｏを供給する供給口に配設した潜熱蓄熱材容器５０は、特定の機構に作動油を供給する供給口側に潜熱蓄熱材容器５０を配設し、そこで、潜熱蓄熱材５１が潜熱蓄熱材容器５０に収納され、作動油Ｏと相転移を生じる過冷却物質との間の熱交換によって特定の機構で使用する作動油の温度を適温まで早急に上昇させるものである。
【０１０５】
上記実施の形態の潜熱蓄熱材容器５０の潜熱蓄熱材５１の容積は、特定機能の作動油Ｏの全体容積に対して１対９乃至１対１の比率で潜熱蓄熱材５１の容積を小さくした実施例とすることができる。
したがって、潜熱蓄熱材容器５０の潜熱蓄熱材５１の容積が、特定機能の作動油Ｏ全体に対して１対９乃至１対１の比率の容積では、特定の機構で使用する作動油Ｏの温度を潜熱蓄熱材５１によって希望する温度まで上昇させることができ、更に、特定機能の作動油Ｏの動作中の温度を所望の温度の範囲に導くことができる。
即ち、潜熱蓄熱材容器５０の潜熱蓄熱材５１の容積が、特定機能の作動油Ｏ全体に対して１対９乃至１対１の比率で潜熱蓄熱材５１の容積を小さくしたものとは、特定の機構で使用する作動油Ｏの温度を適温まで早急に上昇させることができ、特定機能の作動油の温度を所望の温度に近似させることができる。
【０１０６】
上記実施の形態の潜熱蓄熱材容器５０の潜熱蓄熱材５１の容積は、特定機能の作動油Ｏの全体容積に対して１対９乃至１対１の比率内で、潜熱蓄熱材容器５０を独立して制御自在な複数個とした実施例とすることができる。即ち、特定機能の作動油Ｏ全体容積に対して１対９乃至１対１の比率内で、潜熱蓄熱材５１の容積を小さくし、潜熱蓄熱材容器５０を独立して制御自在な複数個としたものであるから、潜熱蓄熱材容器５０の潜熱蓄熱材５１の全容積が、特定機能の作動油Ｏ全体に対して１対９乃至１対１の比率の容積を占め、特定の機構で使用する作動油Ｏの初期温度を潜熱蓄熱材５１によって希望する温度まで上昇させることができ、特定機能の作動油Ｏの動作温度を所望の温度の範囲に導くことができる。また、複数分割させた潜熱蓄熱材容器５０を有するから、目的に応じて潜熱蓄熱材容器５０のトリガを制御することにより、所望の制御が可能になる。特に、目的の温度上昇、予備、主制御及び副次的制御に使用することができる。
【０１０７】
即ち、潜熱蓄熱材容器５０の潜熱蓄熱材５１の容積を、特定機能の作動油Ｏ全体に対して１対９乃至１対１の比率に設定することで、特定の機構で使用する作動油Ｏの温度を適温まで上昇させることができ、特定機能の作動油Ｏの温度を所望の温度に近似させることができる。また、複数分割させた潜熱蓄熱材容器５０を有するから、目的に応じて潜熱蓄熱材容器５０のトリガを制御することにより、所望の制御が可能になる。
【０１０８】
上記実施の形態の潜熱蓄熱材容器５０の潜熱蓄熱材５１を貯留する貯留空間内に、気体を内部に気密収容した緩衝材を収容し、潜熱蓄熱材５１の結晶化する場合の体積変化をその緩衝材で吸収するように構成すると、潜熱蓄熱材容器５０を膨張率の小さい材料で形成できる。特に、潜熱蓄熱材容器５０を機械的強度が小さく、割れやすい材料や剛性が小さく変形しやすい材料で形成したときに効果的になる。
また、潜熱蓄熱材容器５０は、潜熱蓄熱材容器５０を形成する材料として内部に気密収容させて形成することもできる。潜熱蓄熱材５１の結晶化する場合の体積変化を潜熱蓄熱材容器５０で吸収し、潜熱蓄熱材容器５０を膨張率の小さい材料で形成できる。特に、潜熱蓄熱材容器５０の機械的強度の選択自由度の高いときに効果的になる。
この場合、内部に気密収容させた部分は、熱伝導が悪くなり、断熱性が上がるため、作動油Ｏとの熱交換に影響が出ない部分、例えば、作動油Ｏが接しない部分に限定することで熱交換の効率を落とすことなく体積変化を吸収することができる。
【符号の説明】
【０１０９】
Ｏ 作動油
２ オイルパン
３ バルブボディ
４ オイルストレーナ
２１ 底部
２２ 壁部
４１ オイル吸ロ
４２ フィルタ
５０ 潜熱蓄熱材容器
５１ 潜熱蓄熱材
６０ 過冷却解除手段
６１ 圧電素子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作動油が循環する循環経路に配設され、前記作動油との間の熱交換を自在とし、かつ、前記作動油との間の熱交換によって相転移を生じる潜熱蓄熱材を収容し、その一方向に対する垂直断面を略円形または略楕円形、略半円形、略半楕円形、または略三角形以上の略多角形のうちの１つとした潜熱蓄熱材容器と、
前記潜熱蓄熱材容器に配設され、前記潜熱蓄熱材が過冷却状態にあるとき、その過冷却状態を解くことが自在な、前記一方向に複数個または前記一方向に沿って線状に配設した過冷却解除手段と
を具備することを特徴とする作動油温度制御装置。
【請求項２】
前記過冷却解除手段は、前記潜熱蓄熱材にエネルギを与えるエネルギ発生源を備え、前記エネルギ発生源は前記一方向に複数個配設され、または前記一方向に沿った線状として配設されていることを特徴とする請求項１に記載の作動油温度制御装置。
【請求項３】
前記エネルギ発生源は、振動、攪拌、変位、変形、熱、電気の何れか１以上を前記潜熱蓄熱材に与えることを特徴とする請求項２に記載の作動油温度制御装置。
【請求項４】
前記過冷却解除手段は、前記潜熱蓄熱材容器の外部から前記潜熱蓄熱材容器の内部の内部部材と電磁気学的に結合して、前記潜熱蓄熱材容器の内部の前記潜熱蓄熱材に振動、撹拌、変位、変形の何れか１以上を付与することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１つに記載の作動油温度制御装置。
【請求項５】
前記過冷却解除手段は、前記一方向に配設した複数個の電極または前記一方向に長い電極としたことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１つに記載の作動油温度制御装置。
【請求項６】
前記潜熱蓄熱材容器は、前記一方向に１以上の略屈曲部を形成してなることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１つに記載の作動油温度制御装置。
【請求項７】
前記潜熱蓄熱材容器は、略螺旋形状に形成してなることを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか１つに記載の作動油温度制御装置。
【請求項８】
前記潜熱蓄熱材容器は、前記作動油に伝える熱伝導の良好な金属材料をインサート成形してなることを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れか１つに記載の作動油温度制御装置。
【請求項１】
作動油が循環する循環経路に配設され、前記作動油との間の熱交換を自在とし、かつ、前記作動油との間の熱交換によって相転移を生じる潜熱蓄熱材を収容し、その一方向に対する垂直断面を略円形または略楕円形、略半円形、略半楕円形、または略三角形以上の略多角形のうちの１つとした潜熱蓄熱材容器と、
前記潜熱蓄熱材容器に配設され、前記潜熱蓄熱材が過冷却状態にあるとき、その過冷却状態を解くことが自在な、前記一方向に複数個または前記一方向に沿って線状に配設した過冷却解除手段と
を具備することを特徴とする作動油温度制御装置。
【請求項２】
前記過冷却解除手段は、前記潜熱蓄熱材にエネルギを与えるエネルギ発生源を備え、前記エネルギ発生源は前記一方向に複数個配設され、または前記一方向に沿った線状として配設されていることを特徴とする請求項１に記載の作動油温度制御装置。
【請求項３】
前記エネルギ発生源は、振動、攪拌、変位、変形、熱、電気の何れか１以上を前記潜熱蓄熱材に与えることを特徴とする請求項２に記載の作動油温度制御装置。
【請求項４】
前記過冷却解除手段は、前記潜熱蓄熱材容器の外部から前記潜熱蓄熱材容器の内部の内部部材と電磁気学的に結合して、前記潜熱蓄熱材容器の内部の前記潜熱蓄熱材に振動、撹拌、変位、変形の何れか１以上を付与することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１つに記載の作動油温度制御装置。
【請求項５】
前記過冷却解除手段は、前記一方向に配設した複数個の電極または前記一方向に長い電極としたことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１つに記載の作動油温度制御装置。
【請求項６】
前記潜熱蓄熱材容器は、前記一方向に１以上の略屈曲部を形成してなることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１つに記載の作動油温度制御装置。
【請求項７】
前記潜熱蓄熱材容器は、略螺旋形状に形成してなることを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか１つに記載の作動油温度制御装置。
【請求項８】
前記潜熱蓄熱材容器は、前記作動油に伝える熱伝導の良好な金属材料をインサート成形してなることを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れか１つに記載の作動油温度制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２０１１−７５０５０（Ｐ２０１１−７５０５０Ａ）
【公開日】平成２３年４月１４日（２０１１．４．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２２８３６１（Ｐ２００９−２２８３６１）
【出願日】平成２１年９月３０日（２００９．９．３０）
【出願人】（０００１００７８０）アイシン化工株式会社 (171)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年４月１４日（２０１１．４．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月３０日（２００９．９．３０）
【出願人】（０００１００７８０）アイシン化工株式会社 (171)
【Ｆターム（参考）】
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