JP2001116490A - 熱交換器 - Google Patents

熱交換器

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JP2001116490A JP2000223227A JP2000223227A JP2001116490A JP 2001116490 A JP2001116490 A JP 2001116490A JP 2000223227 A JP2000223227 A JP 2000223227A JP 2000223227 A JP2000223227 A JP 2000223227A JP 2001116490 A JP2001116490 A JP 2001116490A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱交換器の長寿命化 【解決手段】 アルミニウムまたはアルミニウム合金か
らなるプレート111、112によって内部をオイルが
通過するオイル通路113が形成される。また、オイル
と熱交換する冷却水が通過する冷却水通路123には、
プレート111、112よりも腐食電位の低い材質から
なるフィン123aが配される。プレート111、11
2の冷却水通路123側となる面には、プレート11
1、112、フィン123aよりも腐食電位の低い犠牲
301が形成される。そのため、犠牲層301から優
先的に腐食するため、プレート111、112のみなら
ず、フィン123aも保護することができる。その結
果、オイルクーラの耐圧強度を維持することができ、製
品寿命を向上させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱交換器に関する
もので、車両のエンジンオイルやオートマチックトラン
スミッション用の作動オイル(ATF)等(以下、単に
オイルと呼ぶ。)を冷却するオイルクーラ及びそのろう
付け接合に適用して有効である。
【0002】
【従来の技術】従来、自動車等に用いられるアルミニウ
ム製の熱交換器として、ラジエータやコンデンサなどが
用いられている。このような熱交換器は、アルミニウム
またはアルミニウム合金からなるブレージングシートか
らなるチューブエレメント(以下、チューブと略す)
と、フィンとを交互に複数積層し、真空ろう付けなどの
ろう付けを行うことによって製造される。
【0003】このような熱交換器において、耐食性を向
上させるため、フィンの材質としてチューブ表面よりも
腐食電位の低い犠牲材を用いてフィンを優先的に腐食さ
せてチューブの保護を行うものが知られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、エンジンオ
イルなどとエンジン冷却水とを熱交換するオイルクーラ
は、一般的に、積層された複数枚のプレートがケーシン
グ内部に納められた構造となっている。これらの積層さ
れた複数のプレートによって形成された空間は、オイル
が通過するオイル通路となっており、このオイル通路外
の空間とケーシングによって形成される空間は冷却水が
通過する冷却水通路となっている。なお、オイル通路に
は、熱交換性能を向上させるためのインナーフィンが配
されている。
【0005】このような構造を有するオイルクーラをア
ルミニウム化する場合、耐圧強度上の観点から、補強構
造として冷却水通路にもインナーフィンを設けることが
望ましい。しかしながら、上述したアルミニウム製熱交
換器のようにフィンが優先的に腐食するような構成であ
ると、冷却水通路に配されるフィンが先に腐食され、要
求される耐圧強度を保つことができない。その結果、オ
イルクーラ自体の製品寿命が短くなってしまうといった
問題点があった。
【0006】本発明は、上記点に鑑みてなされたもので
あり、腐食による製品寿命の短縮を抑制することを目的
とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、請求項1に記載の発明によれば、第1、
第2プレートおよび冷却水側フィンよりも腐食電位の低
い犠牲層が優先的に腐食されるため、第1、第2プレー
トのみならず、冷却水通路側フィンについても防食する
ことができる。そのため、オイルクーラの材質として、
従来の材質に比べて強度の弱いアルミニウムまたはアル
ミニウム合金を用いたとしても、オイルクーラの耐圧強
度を維持することができる。また、冷却水通路側フィン
のフィン材としてチューブエレメント材よりも腐食電位
の低い材質を用いるので、さらに腐食が進行しても、冷
却水通路、オイル通路を区画構成する第1、第2プレー
トよりも冷却水側フィンが優先的に腐食されるため、腐
食による第1、第2プレートの破損にいたるまでの期間
を延ばすことができ、製品寿命を延ばすことができる。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を用いて説明する。図1は本発明を適用した実施形
態の1つであるオイルクーラ100の断面図である。
【0009】なお、オイルクーラ100は走行用エンジ
ン(図示せず)のシリンダブロック又はクランクケース
あるいはトランスミッション本体の壁面に装着されて、
エンジン冷却水(以下、冷却水と略す。)とエンジンオ
イルやオートマチックトランスミッション用の作動オイ
ル(ATF)等のオイルとを熱交換してオイルを冷却す
るものである。
【0010】110はオイルと冷却水とを熱交換する熱
交換コア(以下、コアと略す。)であり、このコア11
0は、所定形状の凹凸を有するようにプレス成形された
複数枚のプレート111、112をプレート111、1
12の厚み方向に積層することにより形成されたもので
ある。なお、複数積層されたプレート111、112の
内部には、後述するが、オイルが流通する空間が形成さ
れており、プレート111、112はチューブエレメン
トとして機能する。
【0011】120はコア110を収納する略円筒状の
ケーシングであり、このケーシング120の軸方向両端
側(紙面上下側)の開口部120a、120bが、円盤
状の第1プレート130及び第2プレート140により
閉塞されて、コア110を収納する閉じた空間がケーシ
ング120内に形成されている。また、ケーシング12
0の円筒壁部には、冷却水が流入する流入口121及び
コア110(オイル)との間で熱交換を終えた冷却水が
流出する流出口122が形成されている。
【0012】このとき、プレート111、112によっ
て形成された(仕切られた)空間113はオイルが流通
する通路(流体通路)を構成する。一方、ケーシング1
20及び第1、2プレート130、140によって構成
される空間のうち、空間113(以下、オイル通路11
3と呼ぶ。)外の空間(ケーシング120内の空間)1
23は冷却水が流通する通路(以下、冷却水通路123
と呼ぶ。)を構成している。プレート111、112に
よって構成され、積層される各チューブエレメントの間
は冷却水が流通する冷却水通路123の一部となってい
る。
【0013】なお、両通路113、123内には、オイ
ルと冷却水との熱交換を促進するオフセット形状を有す
るインナーフィン113a、123aが設けられてい
る。
【0014】また、150は第2プレート140にろう
付け接合された座面プレートであり、この座面プレート
150のうち第2プレート140と反対側の面(シリン
ダブロック又はクランクケースの壁面に接触する側の
面)151には、この面151(以下、シール面151
と呼ぶ。)とシリンダブロック又はクランクケースの壁
面との隙間を密閉(シール)するアクリルゴム製のOリ
ング161が装着されるOリング溝152が形成されて
いる。
【0015】そして、Oリング溝152及びシール面1
51は、所定の密閉性(シール性)を確保すべく、機械
加工にて所定の面粗さ(本実施形態では12.5z以
下)に仕上げられている。
【0016】なお、153はコア110を迂回してオイ
ルクーラ100のオイル流入側とオイル流出側とを連通
させるバイパス孔であり、このバイパス孔153は、過
度にオイルがコア110を迂回してオイル流出側に向け
て流出することがないような所定の穴径(圧力損失)を
有するものである。141は最下段のプレート112に
接触して最下段のプレート112の強度を補強するため
のアルミニウム製の第3プレートである。
【0017】なお、プレート111、112はアルミニ
ウム、またはアルミニウム合金(例えば、Al−Mn−
Cu系合金)からなり、プレート111、112のうち
冷却水通路123側となる面には、プレート111、1
12の材質よりも腐食電位の低い、アルミニウム合金
(例えば、Al−Zn系合金)からなる犠牲材がクラッ
ドされ、犠牲層301が形成される。一方、インナーフ
ィン123aの芯材1230はアルミニウムまたはアル
ミニウム合金からなり、その表面にはろう材1231が
クラッドされる。なお、インナーフィン123aはプレ
ート111、112の材質よりも腐食電位が低く、かつ
犠牲層301よりも腐食電位の高い材質(例えば、Al
−Mn系合金)が用いられる。
【0018】本実施形態のオイルクーラ100では、プ
レート111、112のうち冷却水通路123側となる
面には、プレート111、112およびインナーフィン
123aに対する犠牲層301が存在するため、プレー
ト111、112およびインナーフィン123aよりも
犠牲層301が優先的に腐食され、プレート111、1
12およびインナーフィン123aは防食される。その
ため、インナーフィン123aの寿命を延ばすことがで
き、要求される耐圧強度を維持することができる。ま
た、インナーフィン123aが保護されるので、所定の
熱交換性能を維持することができる。
【0019】さらに、インナーフィン123aはプレー
ト111、112よりも腐食電位差の低い材質からなる
ので、さらに腐食が進んだとしても、プレート111、
112よりもインナーフィン123aが優先的に腐食さ
れる。そのため、プレート111、112が腐食される
までに要する期間を長くすることができ、製品寿命をの
ばすことができる。
【0020】なお、上述した実施形態では、オイルを浄
化するフィルタを有さないオイルクーラについて述べた
が、図3に示すように、フィルタ200とオイルクーラ
100とが一体となったフィルタ一体型オイルクーラに
適用可能であることはいうまでもない。
【0021】また、上述の実施形態では、複数枚のプレ
ート111、112を積層することよって構成されたコ
ア110を有するオイルクーラであったが、その他の形
状を有するコアであってもよい。また、本発明を適用す
る上で、プレートやフィンの形状についても特に限定さ
れない。
【0022】さらに、上述の実施形態では、車両用のオ
イルクーラに本発明を適用したが、オートバイ等その他
のものにも適用することができる。
【0023】また、上述した実施形態では、インナーフ
ィン123aにろう材をクラッドした実施の形態につい
て述べたが、インナフィン123aをベア材とし、かつ
チューブを構成するプレート111,112に犠牲材を
クラッドし、さらにその上にろう材をクラッドする構成
としても、上述した実施形態と同様の効果を得ることが
できる。
【0024】上述した実施形態では、ケーシング120
の軸方向一端側を第1プレート140にて閉塞してカッ
プ状のタンクTを形成したが、深絞り加工(プレス加
工)等にて一体的にタンクを形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態に係るオイルクーラの断
面図である。
【図2】本発明の要部を示す断面図である。
【図3】本発明の他の実施形態に係るオイルクーラの断
面図である。
【手続補正書】
【提出日】平成12年11月10日(2000.11.
10)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0007
【補正方法】変更
【補正内容】
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、請求項1に記載の発明によれば、第1、
第2プレートおよび冷却水側フィンよりも腐食電位の低
い犠牲層が優先的に腐食されるため、第1、第2プレー
トのみならず、冷却水通路側フィンについても防食する
ことができる。そのため、オイルクーラの材質として、
従来の材質に比べて強度の弱いアルミニウムまたはアル
ミニウム合金を用いたとしても、オイルクーラの耐圧強
度を維持することができる。また、冷却水通路側フィン
のフィン材として第1、第2プレートの芯材よりも腐食
電位の低い材質を用いるので、さらに腐食が進行して
も、冷却水通路、オイル通路を区画構成する第1、第2
プレートよりも冷却水側フィンが優先的に腐食されるた
め、腐食による第1、第2プレートの破損にいたるまで
の期間を延ばすことができ、製品寿命を延ばすことがで
きる。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0010
【補正方法】変更
【補正内容】
【0010】110はオイルと冷却水とを熱交換させる
熱交換コア(以下、コアと略す。)であり、このコア1
10は、所定形状の凹凸を有するようにプレス成形され
た複数枚のプレート111、112(請求項における第
1、第2プレート)をプレート111、112の厚み方
向に積層することにより形成されたものである。なお、
複数積層されたプレート111、112の内部には、後
述するが、オイルが流通する空間が形成されており、プ
レート111、112はチューブエレメントとして機能
する。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0011
【補正方法】変更
【補正内容】
【0011】120はコア110を収納する略円筒状の
ケーシングであり、このケーシング120の軸方向両端
側(紙面上下側)の開口部120a、120bが、円盤
状の第1プレート(上面プレート)130及び第2プレ
ート(下面プレート)140により閉塞されて、コア1
10を収納する閉じた空間がケーシング120内に形成
されている。また、ケーシング120の円筒壁部には、
冷却水が流入する流入口121及びコア110(オイ
ル)との間で熱交換を終えた冷却水が流出する流出口1
22が形成されている。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 オイルと冷却水とを熱交換させる熱交換
    器であって、 アルミニウム、またはアルミニウム合金からなり、交互
    に積層され、ろう付け接合される複数の第1、第2プレ
    ートと、 前記第1プレートの一方の面と、この第1プレートの一
    方の面と対向して配される前記第2プレートの一方の面
    との間にオイルが流通するオイル通路と、 前記第1プレートの他方の面と、この第1プレートの他
    方の面と対向して配さ れる前記第2プレートの他方の面との間に冷却水が流通
    する冷却水通路と、この冷却水通路の内壁面とろう付け
    される冷却水側フィンとを有し、 前記冷却水側フィンは、前記第1プレートおよび前記第
    2プレートの芯材よりも腐食性電位の低いアルミニウ
    ム、またはアルミニウム合金からなり、 前記第1プレートの他方の面および前記第2プレートの
    他方の面には、前記第1プレートおよび前記第2プレー
    トの芯材、前記冷却水側フィンよりも腐食電位の低い腐
    食犠牲層が形成されていることを特徴とする熱交換器。
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