JP2010060168A - オイルクーラ - Google Patents

Abstract

【課題】コア部内でのオイルの流れの向きを変えることなく、オイル流入ポートとオイル流出ポートとの関係を入れ替えた構造を提供する。
【解決手段】コア部２とベースプレート４との間にディスタンスプレート３を介装する。位置的にオーバーラップしているコア部２側の貫通オイル通路２６の下端開口部２６ａとベースプレート４側のセンタ側オイルポート８との連通を、ディスタンスプレート３側のブリッジ部３４で遮断する。ディスタンスプレート３に二つのバイパス通路３０，３１を形成し、一方のバイパス通路３０にてセンタ側オイルポート８とオイル連通穴１８ａとを連通させ、他方のバイパス通路３１にてサイド側オイルポート９と貫通オイル通路２６の下端開口部２６ａとを連通させる。
【選択図】図４

Description

本発明は、熱交換器の一つとして例えば内燃機関の潤滑油や自動変速機の作動油等の冷却に用いられるオイルクーラに関する。

この種のオイルクーラとして例えば特許文献１に記載のものが本出願人により提案されている。

同特許文献１に記載のオイルクーラは、多数のコアプレートを積層することでそれらのコアプレート同士の間に冷却水室とオイル室を交互に形成してあるコア部と、二枚の底部プレートと、を組み合わせたもので、オイルの流れに着目した概略断面構造は図９のようになっている。

すなわち、図９において、二枚重ねの底部プレート５１，５２の上にコア部５０を載置してあり、下側の底部プレート５２に形成された中央部側のセンタ側オイルポート５３を流出ポートし、センタ側オイルポート５３よりも外側に形成されたサイド側オイルポート５４を流入ポートとすることでオイルの冷却が行われるようになっている。そして、センタ側オイルポート５３およびサイド側オイルポート５４のうちどちらを流入側とするかは、当該オイルクーラが取り付けられるシリンダブロックやトランスミッションハウジングとの関係によって決定され、図９の構造の場合でも必要に応じてオイルの流出入の関係を逆して、センタ側オイルポート５３を流入ポートとし、サイド側オイルポート５４を流出ポートとすることも可能ではある。この場合には、当然にコア部５０内でのオイルの流れ方向は図９の矢印方向とは逆になる。

ところで、上記シリンダブロックやトランスミッションハウジングとの関係によっては、センタ側オイルポート５３を流入ポートとし、サイド側オイルポート５４を流出ポートとした上で、なお且つコア部５０内でのオイルの流れ方向は図９のままとしたい場合がある。

例えば、図１０に示すように、冷却後のオイルをコア部５０の上部から外部の他の機器Ｍに循環させて、そのオイルをもって当該外部機器Ｍの一部を冷却し、その後に再びオイルをコア部５０に戻すような場合がこれに該当する。
特開２００６−１８３９０３号公報

しかしながら、図１０に示した従来の構造では、先にも述べたようにセンタ側オイルポート５３を流入ポートとし、サイド側オイルポート５４を流出ポートとすることは可能ではあっても、その場合には当然にコア部５０内でのオイルの流れ方向は図９の矢印方向とは逆になってしまい、上記要請に応えることができない。

特に、コア部５０にはその中央部を貫通することになる貫通オイル通路５６が形成されるが、コア部５０そのものは他の形成のオイルクーラにも共通して使用されることもあるために、貫通オイル通路５６の位置はほぼ不変である。他方、下側の底部プレート５２に形成されるセンタ側オイルポート５３も、当該オイルクーラが装着されるシリンダブロックやトランスミッションハウジングとの関係から底部プレート５２のほぼ中央位置に設定されるため、必然的に貫通オイル通路５６とセンタ側オイルポート５３の双方の穴同士が接近する傾向となる。

そして、貫通オイル通路５６とセンタ側オイルポート５３とが接近したままの状態で上記要請に応えようとすると、底部プレート５１，５２の重ね枚数をさらに増やす必要があり、構造の複雑化とオイルクーラの大型化を招くこととなって好ましくない。

本発明はこのような課題に着目してなされたものであり、特に簡単な構造のもとで、コア部内でのオイルの流れの向きを変えることなく、オイル流入ポートとオイル流出ポートとの入れ替えを可能としたものである。

本発明は、センタ側オイルポートとサイド側オイルポートが形成されたベースプレートと、このベースプレート上に載置され、多数のコアプレートを積層することでそれらのコアプレート同士の間に冷却水室とオイル室を交互に形成してあるコア部とを備えていて、上記コア部には当該コア部の中央部をコアプレートの積層方向に貫通する貫通オイル通路を形成してあるとともに、上記ベースプレートに対するコア部の着座面には、上記センタ側オイルポートおよびサイド側オイルポートのうちのいずれか一方に連通するサイド側連通穴のほか、上記貫通オイル通路の一端の開口部を上記センタ側オイルポートおよびサイド側オイルポートのうちの他方のもの連通するセンタ側連通穴としてそれぞれ開口形成してある。

その上で、上記センタ側オイルポートおよびサイド側オイルポートのうちいずれか一方をオイル流入ポートとし、他方をオイル流出ポートとするオイルクーラであることを前提とする。

そして、上記コア部を形成しているコアプレートの積層方向において上記センタ側オイルポートとセンタ側連通穴とが一部オーバーラップしているとともに、上記ベースプレートとコア部との間にディスタンスプレートを介装し、このディスタンスプレートに、上記センタ側オイルポートとセンタ側連通穴との連通を遮断するブリッジ部とともに、上記サイド側オイルポートをセンタ側連通穴に、上記センタ側オイルポートをサイド側連通穴にそれぞれ連通させる二つのバイパス通路を形成してあることを特徴とする。

したがって、本発明では、オイル流入ポートとオイル流出ポートとの関係を入れ替えつつも、コア部内でのオイルの流れの向きを変えないという要請に応えることができる。

本発明によれば、ディスタンスプレートにわずかな改良を加えるというきわめて簡単な構成のもとで、オイル流入ポートとオイル流出ポートとの関係を入れ替えることができ、しかもコア部内でのオイルの流れの向きを変えないという特別な要請にも応えることができる。

図１以下の図面は本発明に係るオイルクーラのより具体的な実施の形態を示す図であり、図１はその分解斜視図を、図２は組立後の平面図を、図３は図２のＡ−Ａ線に沿った拡大断面図をそれぞれ示している。さらに図４は図２のＢ−Ｂ線に沿う概略断面構造を示している。

図１〜３に示すように、このオイルクーラ１は、後述するようにフィンプレート１２のほか数種類のコアプレート１０，１０Ａ，１０Ｂ，１１を所定の規則性をもって積層してなるコア部２と、コア部２の下側に配置された比較的板厚の大きなディスタンスプレート３およびベースプレート４とから構成される。なお、オイルクーラ１の構成要素は全て例えばアルミニウム製のものが使用されている。

コア部２を形成している最上段のトッププレート５には冷却水導入パイプ６および冷却水導出パイプ７をそれぞれ接続してある一方、ベースプレート４にはセンタ側オイルポート８とサイド側オイルポート９をそれぞれ形成してあり、後述するようにコア部２の内部を通流する冷却水とオイルとの熱交換作用によってオイルの冷却が行われることになる。

コア部２は、基本的な形状が同一の数種類のコアプレート１０，１０Ａ，１０Ｂとエンボス付きコアプレート１１をフィンプレート１２とともに多段にわたって積層し、図３に示すように、各コアプレート１０，１０Ａ，１０Ｂ，１１同士の間にオイル室１３と冷却水室１４を交互に形成したものである。

ここでは、図１に示すように、フィンプレート１２とその下側のコアプレート１０およびエンボス付きコアプレート１１の三者を一セットとして、これらのセット組みプレート１０，１１，１２を例えば５段にわたり積層する一方、最上段のセット組みプレート１０，１１，１２の上側にはさらに別のコアプレート１０Ａを介して先に述べたトッププレート５を積層してある。さらに、最下段のセット組みプレート１０，１１，１２の下側にはフィンプレート１２を介して別のコアプレート１０Ｂを積層し、その下側にディスタンスプレート３およびベースプレート４を重ねて一体化してある。

より具体的には、コアプレート１０およびエンボス付きコアプレート１１は全体として略矩形状をなし、それぞれの中央部にはテーパ状をなすフランジ部１５付きの貫通穴１６を形成してあるとともに、周縁部には同じくテーパ状をなすフランジ部１７を曲折形成してある。これにより、コアプレート１０およびエンボス付きコアプレート１１はいわゆる浅皿状のものとして形成してある。

また、コアプレート１０およびエンボス付きコアプレート１１共に、その対角線上の二箇所にオイル連通穴１８ａ，１８ｂを開口形成してあるとともに、異なる対角線上の二箇所に冷却水連通穴１９ａ，１９ｂを開口形成してある。そして、それぞれのオイル連通穴１８ａ，１８ｂおよび冷却水連通穴１９ａ，１９ｂの位置はプレート積層方向において相互に一致しているとともに、コアプレート１０については冷却水連通穴１９ａ，１９ｂの周縁部に一段高いボス部２０を膨出形成してある一方、エンボス付きコアプレート１１についてはオイル連通穴１８ａ，１８ｂの周縁部に一段高いボス部２１を膨出形成してある。同時に、エンボス付きコアプレート１１の全面にはボス部２１と同等高さまたはそれよりもわずかに低い多数のエンボス部２２を膨出形成してある。

したがって、上記のようなセット組みプレート１０，１１，１２を多段にわたって積層することにより、コアプレート１０とその上段のエンボス付きコアプレート１１の間にはコアプレート１０側のボス部２０の高さに相当するオイル室１３が形成されるとともに、コアプレート１０とその下段のエンボス付きコアプレート１１との間にはエンボス付きコアプレート１２側のボス部２１の高さに相当する冷却水室１４が形成される。つまり、各プレート１０，１１，１２の積層方向においてオイル室１３と冷却水室１４とが交互に形成されていることになる。

そして、コアプレート１０における冷却水連通穴１９ａ，１９ｂの周囲のボス部２０は、その上側のエンボス付きコアプレート１１における冷却水連通穴１９ａ，１９ｂの周縁部とろう付け接合される一方、エンボス付きコアプレート１１におけるオイル連通穴１８ａ，１８ｂの周囲のボス部２１は、その上側のコアプレート１０におけるオイル連通穴１８ａ，１８ｂの周縁部と同じくろう付け接合される。これにより、コアプレート１０とその上側のエンボス付きコアプレート１１との間に形成されるオイル室１３にはコアプレート１０側のオイル連通穴１８ａ，１８ｂが開口するかたちとなり、他方、コアプレート１０とその下側のエンボス付きコアプレート１１との間に形成される冷却水室にはエンボス付きコアプレート１１側の冷却水連通穴１９ａ，１９ｂが開口するかたちとなる。

なお、図１に示すように、最上段のコアプレート１０Ａについてはオイル連通穴１８ｂが単一であり、且つ冷却水連通穴１９ａ，１９ｂの周縁部にボス部２０を形成してない点でベースプレート１０と異なっている。また、最下段のコアプレート１０Ｂについてはオイル連通穴１８ａが単一のものである点でベースプレート１０と異なっている。

上記フィンプレート１２は、コアプレート１０やエンボス付きコアプレート１１に比べて一回り小さな相似形のもので、所定の打ち抜きエンボス加工が施されることで図３に示すように全体的に断面がコルゲートフィン状のものとして形成してある。フィンプレート１２の中央部には、下側のコアプレート１０におけるフランジ部１５付きの貫通穴１６を受容し得る大きさの貫通穴２３を形成してあるとともに、同じく下側のコアプレート１０におけるオイル連通穴１８ａ，１８ｂおよびボス部２０付きの冷却水連通穴１９ａ，１９ｂよりもそれぞれに一回り大きな貫通穴２４，２５を形成してある。したがって、フィンプレート１２はコアプレート１０上にセットされるかたちでそのコアプレート１０とその上側のエンボス付きコアプレート１１との間のオイル室１３に介在することになる。

上記コアプレート１０Ａ，１０Ｂを含むコアプレート１０およびエンボス付きコアプレート１１の中央部にフランジ部１５付きの貫通穴１６を形成してあるとともに、各プレート１０，１０Ａ，１０Ｂ，１１の周縁部にはフランジ部１７を形成してあることは先に述べた。したがって、上記コアプレート１０Ａ，１０Ｂを含むコアプレート１０およびエンボス付きコアプレート１１を互いに積層したときには、中央部のフランジ部１５，１５同士、および周縁部のフランジ部１７，１７同士がそれぞれに密着することになる。そして、それぞれの密着部がろう付け接合される。

このような接合形態には、コアプレート１０，１０Ｂにおける冷却水連通穴１９ａ，１９ｂの周囲のボス部２０とその上側のエンボス付きコアプレート１１における冷却水連通穴１９ａ，１９ｂの周縁部との密着部、およびエンボス付きコアプレート１１におけるオイル連通穴１８ａ，１８ｂの周囲のボス部２１と、その上側のコアプレート１０におけるオイル連通穴１８ａ，１８ｂの周縁部との密着部についても同様である。

したがって、上記のようにコア部２を形成することになる各プレート１０，１０Ａ，１０Ｂ，１１の周縁部のフランジ部１７，１７同士が相互に接合されることで、コア部２はいわゆるハウジングレス構造にて密閉された構造のものとなり、各プレート１０，１０Ａ，１０Ｂ，１１同士の間には互いに独立したオイル室１３および冷却水室１４がプレート積層方向で交互に形成される。そして、上下のオイル室１３，１３同士がオイル連通穴１８ａ，１８ｂをもって相互に接続されるとともに、同じく上下の冷却水室１４，１４同士が冷却水連通穴１９ａ，１９ｂをもって相互に接続される。同時に、各プレート１０，１０Ａ，１０Ｂ，１１のフランジ部１５付きの貫通穴１６同士が相互に接続されることで、コア部２の中央部にはオイル室１３および冷却水室１４とは隔離された貫通オイル通路２６が形成される（図３参照）。

コア部２を形成しているプレート群のうちその最上段のトッププレート５には、それぞれのポート２７，２８に冷却水導入パイプ６または冷却水導出パイプ７をそれぞれ接続してあるほか、トッププレート５自体の対角線上に油路ビード部２９を膨出形成してある。このトッププレート５はポート２６，２７や油路ビード部２９を除いた部分がその下側のコアプレート１０Ａに対してろう付け接合される。これにより、コアプレート１０Ａ側の冷却水連通穴１９ａ，１９ｂがポート２６，２７ひいては冷却水導入パイプ６または冷却水導出パイプ７に接続され、同時にコアプレート１０Ａ側のオイル連通穴１８ｂと中央部のフランジ部１５付きの貫通穴１６ひいてはコア部２を上下方向に貫通することになる貫通オイル通路２６の上端開口部とが油路ビード部２９によって相互に接続されることになる。

この結果、図１，２および図３，４に示すように、コア部２だけについてみれば、コア部２の上面の冷却水導入パイプ６から導入された冷却水は各プレート１０，１０Ａ，１０Ｂ，１１の一方の冷却水連通穴１９ａを下向きに流れた上で、エンボス付きコアプレート１１とその上側のコアプレート１０との間に形成されるそれぞれの冷却水室１４に入り、さらに各冷却水室１４の反対側の冷却水連通穴１９ｂから上向きに流れて冷却水導出パイプ７に導かれるようにして流出する。

他方、後述するベースプレート４のセンタ側オイルポート８およびディスタンスプレート３のバイパス通路３０をオイル流入ポートとして導入されたオイルは、各プレート１０，１０Ａ，１０Ｂ，１１の一方のオイル連通穴１８ａを上向きに流れた上で、コアプレート１０とその上側のエンボス付きコアプレート１１との間に形成されるそれぞれのオイル室１３に入り、さらに各オイル室１３の反対側のオイル連通穴１８ｂから上向きに流れて、コアプレート１０Ａのオイル連通穴１８ｂから油路ビード部２９に入る。そして、油路ビード部２９において方向転換されて、コア部２の中心部を上下方向に貫通している貫通オイル通路２６を下向きに流れ、最終的にはディスタンスプレート３に形成されているバイパス通路３１およびベースプレート４に形成されているサイド側オイルポート９をオイル流出ポートとして流出することになる。そして、各オイル室１３を流れるオイルと各冷却水室１４を流れる冷却水との熱交換作用によってオイルが冷却されることになる。

すなわち、コア部２単独の状態では、最下段のコアプレート１０Ｂがその下方のディスタンスプレート３に対する着座面として機能し、その着座面にはサイド側連通穴として単一のオイル連通穴１８ａが、センタ側連通穴としてその最下段のコアプレート１０Ｂのフランジ部１５付きの貫通穴１６、すなわち貫通オイル通路２６の下端開口部２６ａがそれぞれ開口していることになる。

コア部２の下側のディスタンスプレート３はその形状がコア部２よりも一回り大きく形成されているとともに、ディスタンスプレート３の下側のベースプレート４はその形状がディスタンスプレート３よりもさらに一回り大きく形成されている。板厚の最も大きなベースプレート４には、先にも述べたようにセンタ側オイルポート８とサイド側オイルポート９をそれぞれ形成してある。また、コア部２とベースプレート４との間に介装されるディスタンスプレート３は、ベースプレート４と各コアプレート１０，１１との中間の板厚を有していて、そのディスタンスプレート３には略くの字状に屈曲した一対の長穴状のバイパス通路３０，３１を形成してある。

コア部２の最下段のコアプレート１０Ｂとディスタンスプレート３との間には、例えば図５に示すようなろう材であるブレージグシート３２が介装され、同様にディスタンスプレート３とベースプレート４との間にも、例えば図６に示すようなブレージグシート３３が介装される。したがって、上記コア部２を形成している各コアプレート１０，１０Ａ，１０Ｂ，１１同士をろう付け接合する際に、同時にコアプレート１０Ｂはオイル連通穴１８ａや冷却水連通穴１９ａ，１９ｂ、さらにはフランジ部１５付きの貫通穴１６以外の部分がその下側のディスタンスプレート３と接合される。同時に、ディスタンスプレート３は二つの長穴状のバイパス通路３０，３１以外の部分でその下側のベースプレート４と接合される。

なお、最下段のコアプレート１０Ｂに形成されている冷却水連通穴１９ａ，１９ｂは、その下側のディスタンスプレート３と接合されることで閉塞されるので、冷却水の通路としては有効に機能せず、当該最下段のコアプレート１０Ｂに形成されている単一のオイル連通穴１８ａがコア部２側のサイド側連通穴として機能することになる。

ここで、コア部２は他の形式のオイルクーラにも共通して使用されることから、そのコア部２を各プレート１０，１０Ａ，１０Ｂ，１１の積層方向（図の上下方向）に貫通することになる貫通オイル通路２６は各プレート１０，１０Ａ，１０Ｂ，１１の中心部に設定される。これに対して、ベースプレート４側の少なくともセンタ側オイル通路８は当該オイルクーラが取り付けられる例えばエンジン側のシリンダブロックにおける対応穴位置との関係により決定される。このために、図７に示すようにセンタ側オイル通路８の位置はコア部２側の貫通オイル通路２６の位置と完全一致しておらず、コア部２の平面視（コア部２における各プレートの積層方向）において双方の穴８，２６同士が互いにオーバーラップしたかたちとなっている。その上で、本実施の形態では、ベースプレート４に形成されたセンタ側オイルポート８をオイル流入ポートとし、同じくベースプレート４に形成されたサイド側オイルポート９をオイル流出ポートとすることが要求されているは先に述べたとおりである。

そこで、本実施の形態では、図１，４のほか図７に示すように、ベースプレート４のセンタ側オイルポート８とコア部２側の貫通オイル通路２６の下端開口部２６ａとの連通を遮断する機能をディスタンスプレート３に持たせてある。すなわち、ディスタンスプレート３には略くの字状の二つのバイパス通路３０，３１を形成してあり、それら二つのバイパス通路３０，３１同士の間のブリッジ部３４をもってセンタ側オイルポート８とコア部２側の貫通オイル通路２６の下端開口部２６ａとの連通を遮断している。

同時に、ディスタンスプレート３に形成された一方のバイパス通路３０をもって、センタ側オイル通路８とコア部２側のサイド側連通穴として機能するコアプレート１０Ｂ側のオイル連通穴１８ａとを連通させてあるとともに、ディスタンスプレート３に形成された他方のバイパス通路３１をもって、当該ディスタンスプレート３に形成されたサイド側オイルポート９とコア部２側の貫通オイル通路２６の下端開口部２６ａとを連通させてある。故に、ここでは貫通オイル通路２６の下端開口部２６ａがコア部２側のセンタ側連通穴として機能することになる。

なお、先に述べたように、互いにオーバーラップしているディスタンスプレート３のセンタ側オイルポート８とコア部２側の貫通オイル通路２６の下端開口部２６ａとの連通をディスタンスプレート３のブリッジ部３４にて遮断していることで、それらのセンタ側オイルポート８および貫通オイル通路２６の有効開口面積が制約されることになるが、コア部２全体としての熱交換量が不足しないだけの開口面積は十分に確保されている。

したがって、本実施の形態によれば、図４と図１０とを比較すると明らかなように、ベースプレート４に形成されたセンタ側オイルポート８とサイド側オイルポート９の機能、すなわちオイル流入ポートとオイル流出ポートとしての機能が相互に入れ替わってはいても、コア部２内でのオイルの流れ方向が逆になることはなく、当該コア部２内でのオイルの流れ方向は従前と何ら変化しない。

そのために、上記のように、図１０と比べてオイル流入ポートとオイル流出ポートとしての機能が相互に入れ替わった構造を前提としつつも、図８に示すように、コア部２での冷却後のオイルを外部機器Ｍに導いて例えば当該外部機器Ｍの冷却媒体として使用することが可能であり、また外部機器Ｍの冷却後のオイルはそのままコア部２の貫通オイル通路２６に戻すことが可能となる。

本発明に係るオイルクーラの第１の実施の形態を示す分解斜視図。 図１に示すオイルクーラの組立後の平面図。 図２のＡ−Ａ線に沿う拡大断面図。 オイルの流れを示す図で、図２のＢ−Ｂ線に沿う概略断面図。 図１のオイルクーラの組み立ての際に使用されるブレージングシートの説明図。 同じく図１のオイルクーラの組み立ての際に使用されるブレージングシートの説明図。 図４のＣ−Ｃ線に沿う断面矢視図。 図４のオイルクーラの変形例を示す概略断面図。 従来のオイルクーラでのオイルの流れに着目した概略断面図。 図９のオイルクーラの変形例を示す概略断面図。

符号の説明

１…オイルクーラ
２…コア部
３…ディスタンスプレート
４…ベースプレート
８…センタ側オイルポート
９…サイド側オイルポート
１０…コアプレート
１０Ａ…コアプレート
１０Ｂ…コアプレート
１１…エンボス付きコアプレート
１３…オイル室
１４…冷却水室
１６…貫通穴
１８ａ…オイル連通穴（サイド側連通穴）
２６…貫通オイル通路
２６ａ…下端開口部（センタ側連通穴）
３０…バイパス通路
３１…バイパス通路
３４…ブリッジ部

Claims (2)

1. センタ側オイルポートとサイド側オイルポートが形成されたベースプレートと、
   このベースプレート上に載置され、多数のコアプレートを積層することでそれらのコアプレート同士の間に冷却水室とオイル室を交互に形成してあるコア部と、
   を備えていて、
   上記コア部には当該コア部の中央部をコアプレートの積層方向に貫通する貫通オイル通路を形成してあるとともに、
   上記ベースプレートに対するコア部の着座面には、上記センタ側オイルポートおよびサイド側オイルポートのうちのいずれか一方に連通するサイド側連通穴のほか、上記貫通オイル通路の一端の開口部を上記センタ側オイルポートおよびサイド側オイルポートのうちの他方のものに連通するセンタ側連通穴としてそれぞれ開口形成してあり、
   上記センタ側オイルポートおよびサイド側オイルポートのうちいずれか一方をオイル流入ポートとし、他方をオイル流出ポートとするオイルクーラであって、
   上記コア部を形成しているコアプレートの積層方向において上記センタ側オイルポートとセンタ側連通穴とが一部オーバーラップしているとともに、
   上記ベースプレートとコア部との間にディスタンスプレートを介装し、
   このディスタンスプレートに、上記センタ側オイルポートとセンタ側連通穴との連通を遮断するブリッジ部とともに、上記サイド側オイルポートをセンタ側連通穴に、上記センタ側オイルポートをサイド側連通穴にそれぞれ連通させる二つのバイパス通路を形成してあることを特徴とするオイルクーラ。
2. 上記ディスタンスプレートの板厚はコア部を形成しているコアプレートの板厚よりも大きいものであることを特徴とする請求項１に記載のオイルクーラ。

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