JP3427526B2 - オイルクーラ - Google Patents

オイルクーラ

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばエンジン冷却水
を利用してエンジンオイルを冷却するオイルクーラに関
するもの、特に二輪車用のオイルクーラとして使用して
好適である。
【0002】
【従来の技術】従来より、例えば特開平5−33269
2号公報に開示されているように、複数のプレートを積
層してエンジン冷却水とエンジンオイル間の熱交換を行
わせるオイルクーラが知られている。このものは、第1
の連通孔および第2の連通孔が形成された第1成形プレ
ートと、同じく第1の連通孔と第2の連通孔が形成され
た第2成形プレートとを、各々の第1連通孔どうしおよ
び各々の第2連通孔どうしが積層方向に連通するように
積層し熱交換部を形成している。また、両プレート間に
は熱交換媒体間の熱交換を促進させるフィンプレートが
介在されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記のような熱交換器
では、第1の成形プレート、第2の成形プレートおよび
フィンプレートといった計3種類のプレートが積層され
ている。このため3種類の成形プレートをそれぞれプレ
ス加工にて製作せねばならず、複数のプレス型を用意し
なければならなかった。
【0004】また、近年、特に二輪車用水冷式オイルク
ーラの軽量化および伝熱性の向上等の要求から、これま
でのステンレス製のものからアルミニウム製のものへの
変更が検討されている。しかしながらアルミニウムは強
度および対腐食性などの観点からステンレスに劣るの
で、例えばオイルクーラを車体に取り付ける際、その取
り付けボルトによって生じる荷重に十分耐えることがで
きない。このため、従来のステンレス製のオイルクーラ
をそのままの形状でアルミニウム製に変更することはで
きなかった。
【0005】本発明は上記問題点に鑑み、プレート成形
のためのプレス型の種類を最小限にしたアルミニウム製
の積層型オイルクーラを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、エンジン冷却水を利用してエンジンオイ
ルを冷却するオイルクーラであって、エンジンオイルの
流入口および流出口を有し、前記エンジンの側に取り付
けられるエンジン側ブラケットと、エンジン冷却水の流
入口および流出口を有し、前記エンジンオイルの不純物
を濾過するオイルフィルタの側に取り付けられるフィル
タ側ブラケットと、前記エンジン側ブラケットと前記フ
ィルタ側ブラケットとの間に挟持され、周辺部に形成さ
れた複数の第1の流体穴および第2の流体穴と、前記第
1の流体穴とは連通し前記第2の流体穴とは連通しない
ように中央部に凹状に形成された熱交換性能を高めるイ
ンナフィンを収納するためのフィン収納凹部とを有する
複数のプレートを一段ずつ所定角度ずらして積層するこ
とによって、前記第1の流体穴と前記第2の流体穴が交
互に連通して流体通路を形成し、この流体通路の前記第
1の流体穴から前記フィン収納凹部にエンジンオイルと
エンジン冷却水が一段ずつ交互に流入するように形成さ
れている熱交換部とを備えているという技術手段を採用
する。
【0007】
【発明の作用】上記構成のオイルクーラにおいて、エン
ジン冷却水はフィルタ側ブラケットに形成された流入口
よりオイルクーラ内に流入する。そして、第1の流体穴
と第2の流体穴が交互に連通することによって形成され
た流体通路を介して、第1の連通穴にのみ連通している
フィン収納凹部に流入する。つまり、各プレートのフィ
ン収納凹部に一段おきに流入する。一方、エンジンオイ
ルはエンジン側ブラケットに形成された流入口よりオイ
ルクーラ内に流入し、上記流体通路とは別の流体通路を
介して各プレートに形成されたフィン収納凹部に流入す
る。このとき、エンジン冷却水の流入するフィン収納凹
部の形成されたプレートと隣接するプレートに形成され
たフィン収納凹部に一段おきに流入する。したがって、
エンジン冷却水とエンジンオイルとはそれぞれのフィン
収納凹部の各底面を介して熱交換を行うことになる。そ
して、各プレートが交互に90度ずつずれて積層された
ものにおいては、エンジン冷却水とエンジンオイルは互
いに直交流となる。
【0008】
【実施例】本発明のオイルクーラの第1実施例を図に基
づいて説明する。本発明のオイルクーラは、図16に示
すように主に二輪車に搭載される。101がオイルクー
ラで、102はオイルフィルタ、103は排気管、10
4はクランクケース、105はラジエータである。図1
7は、このエンジンオイルとエンジン冷却水の流れを説
明するシステム系統図であり、実線はエンジンオイルの
流れを示し、一点鎖線はエンジン冷却水の流れを示す。
オイルポンプ107によりオイルパン108から吸い上
げられたエンジンオイルは、オイルクーラ101にてエ
ンジン冷却水と熱交換して冷却され、オイルフィルタ1
02にて不純物を取り除かれたのち、エンジン106の
各摺動部を潤滑し、再びオイルパン108に戻される。
一方、エンジン冷却水はウォータポンプ109によって
ラジエータ105、エンジン106、およびオイルクー
ラ101の間を循環する。
【0009】図1は、本発明のオイルクーラの全体構成
を示した図である。オイルクーラ1は、エンジン冷却水
を利用してエンジンオイルを冷却するための熱交換部
2、エンジン8に取り付けられるエンジン側ブラケット
3、およびオイルフィルタ9を取り付けるオイルフィル
タ側ブラケット4によって構成されている。オイルフィ
ルタ側ブラケット4の外周壁には、図示しない冷却水配
管からエンジン冷却水を熱交換部2に導く冷却水入口パ
イプ5と、熱交換部2を通過したエンジン冷却水を図示
しない冷却水配管に戻す冷却水出口パイプ6が接続され
ている。
【0010】オイルクーラ1はオイルクーラ取り付けボ
ルト7の一端側のネジ部7aによってエンジン8に取り
付けられる。一方、オイルフィルタ9はオイルクーラ取
り付けボルト9の他端側のネジ部7bに装着される。熱
交換部2は、図2に示すように一段おきにプレート10
を円周方向に90度ずつずらして積層して構成されてお
り、一段おきにオイル通路と冷却水通路が直交するよう
に形成されている。このプレート10の形状を図3に示
す。
【0011】プレート10は熱交換部2の外周壁を構成
する円環形状の外枠部11、熱交換部2の内周壁を構成
する同じく円環形状の内枠部12、外枠部11と内枠部
12を径方向に連結する中央連結部13、中央連結部1
3と平行にのび、かつ中央連結部13を挟んで向かい合
う側方連結部51a、51b、およびこれらの枠部と連
結部とによって囲まれた2つのフィン収容凹部14a、
14bとによって構成されており、アルミニウム合金等
の金属製で、例えばプレスの穴抜き加工によって形成さ
れている。
【0012】そして、外枠部12と側方連結部51とに
よって第1の流体穴15が形成される。この第1の流体
穴15のうち側方連結部51aによって区画される側の
流体穴は連結片18によって15a、15bに二等分さ
れる。一方、側方連結部51bによって区画される側の
流体穴は特に分割はされず流体穴15cとなる。また、
第1の流体穴15と円周方向に90度隔てた位置には、
第2の流体穴16が形成され、この第2の流体穴16は
各々、中央連結部13によって16a、16b、16
c、16dに分割される。フィン収容凹部14には、図
4に示すインナーフィン19が中央連結部13の方向に
沿って収められ、放熱性能の向上及び取付けボルト7に
よって生じる荷重の一部を受け持つものとして使用され
ている。
【0013】図5に示すエンジン側ブラケット3は、そ
の中央部に取付けボルト嵌合穴20を有しており、また
その周辺部にOリング用の溝21、オイル入口穴22、
及び位置決め用の穴23を有している。オイルフィルタ
側ブラケット4は、その上面部がオイルフィルタと接す
るオイルフィルタ座面24となっており、中央部におい
て一段下がった面が取付けボルト7と接する取付けボル
ト座面25となっている。また、取付けボルト嵌合穴2
6、オイル出口穴27、及び位置決め穴28がそれぞれ
中央部及び周辺部に形成されている。さらに、このオイ
ルフィルタ側ブラケット4には冷却水入口パイプ5と連
通する冷却水入口室29、及び冷却水出口パイプ6と連
通する冷却水出口室30が形成されている。
【0014】次に上記構成における本発明のオイルクー
ラ1の作動について説明する。まず冷却水の流れを図7
乃至図9に基づき説明する。ここで図7は、オイルクー
ラ1のフィルタ側ブラケット4、熱交換部2、及びエン
ジン側ブラケット3にて構成される部位の外観斜視図を
示しており、隠れ線については破線で示してある。図8
は上記部位の縦断面図であり、図9は熱交換部2を構成
している積層プレート10の一部を抜き出した図であ
る。
【0015】冷却水入口パイプ5よりオイルフィルタ側
ブラケット4の冷却水入口室29に導入された冷却水
は、プレート10を交互に90度ずつずらして積層し、
それぞれの流体穴15a及び16aが連通することによ
って形成された冷却水入口管31を介して、一段おきに
存在する流体穴16aより、これらのプレートのフィン
収納凹部14aに流入する。そしてフィン収納凹部14
aに収納されたインナーフィン19の間を通過して、向
かい側の流体穴16bに達し流体穴16b及び流体穴1
5cによって構成された冷却水折り返し管32に集合さ
せられる。各プレートのフィン収納凹部14aを通過し
てこの冷却水折り返し管32に集合した冷却水は、この
冷却水折り返し管32内を下方に流れその最下端部に位
置するエンジン側ブラケット3の上面部にて折り返し、
再び一段ごとに形成された流体穴16cから各プレート
のフィン収納凹部14b内に流入する。そしてフィン収
納凹部14bに収納されたインナーフィン19を通過し
た後に、流体穴16b及び15bによって形成された冷
却水出口管33を介して、オイルフィルタ側ブラケット
4内の冷却水出口室30に流入し、その後冷却水出口パ
イプ6よりオイルフィルタ1の外部へ排出される。
【0016】次に図10、図11に基づきオイルの流れ
について説明する。図10はオイルクーラ1の縦断面を
図1とは反対の側から見た図であり、図11はプレート
10を図10の方向に合わせて示した図である。エンジ
ン側ブラケット3のオイル入口穴22より流入したオイ
ルは、プレート10を交互に90度ずつずらして積層す
ることによって連通させた連体穴16b、16c及び1
5cとによって構成されるオイル入口管34に導入され
る。このオイルは一段おきに存在する流体穴16b及び
16cより各プレートのフィン収納凹部14a及び14
b内に流入し、フィン収納凹部14a及び14bに収め
られたインナーフィン19を通過して向かい側の流体穴
16a及び16bに到達する。オイル入口管34の向か
い側には流体穴16a及び流体穴15a、15bによっ
てオイル出口管35が形成されている。一段おきに各プ
レートのフィン収納凹部14a、14bを通過したオイ
ルはこのオイル出口管35に集合し、フィルタ側ブラケ
ット4に形成されたオイル出口穴27を介して、このオ
イルクーラー1の上部に備えられたオイルフィルタ9内
に導入される。オイルフィルタ9によって濾過されたオ
イルは取付けボルト7の中空穴36を介してエンジン8
へ戻される。
【0017】このようにして冷却水とオイルは積層され
たプレート10のフィン収納凹部14を一段ごとに直交
して流れ、この時フィン収納凹部14の底面を介して熱
交換を行う。次に、オイルクーラー1の製造方法の一例
を図12に基づいて説明する。オイルクーラー1は各々
の部品の取付けボルト嵌合穴の径と同じ径の位置決め棒
38と、各々の部品の位置決め穴に挿入される位置決め
棒39とを有する組み立て治具37にエンジン側ブラケ
ット3を挿入し、複数のプレート10を90度ずつ交互
にずらして積層した後、インナーフィン19及びオイル
フィルタ側ブラケット4とを積層し、ろう付け治具等で
固定及び保持されることによって仮組付けされる。そし
てプレート10およびインナーフィン19の表面にアル
ミニウム系のろう材をクラッドすることによって真空炉
中での一体ろう付けを行う。
【0018】次に図13に基づき本発明のオイルクーラ
の第2実施例を説明する。この第2実施例ではプレート
10のインナーフィン収納凹部14を、枠部と底面部と
に水平方向に2分割し、それぞれに通路穴を有するプレ
ート10a及び10bとに分割して製作する。これによ
り極めて簡単な抜き型で各プレートを加工することがで
きるようになる。そして、部品点数は増加するものの、
部品単価は大幅に低減されコストダウンを図ることがで
きる。ここでプレート10aはスペーサとして機能し、
プレート10bはセパレーターとして機能する。
【0019】また、図14は本発明の第3実施例を示す
もので、ここではインナーフィン19の形状を流体の種
類によって変更するものとしている。ここでは19aの
インナーフィンをオイル用インナーフィンとして、イン
ナーフィン19bを冷却水用インナーフィンとして使用
することにより、放熱性能及び通路抵抗が適当となるよ
うに調整している。
【0020】次に図15に基づいて本発明の第4実施例
を説明する。図15(b)に示す第4実施例では冷却水
側のインナーフィン19に、プレート10よりも電位の
低いアルミ合金を用いることにより犠牲腐食性を持たせ
たものである。これによりプレート10のインナーフィ
ン収納部14の底面の穴あきを防止することができ、オ
イルと冷却水が混合することを防止することができるよ
うになる。図15(a)に示すような従来の方法では、
プレート10のインナーフィン収納部14の底面に犠牲
腐食材を犠牲腐食層38として付与する方法を取ってい
たので、腐食が進行するとプレート10の接合部が外れ
てしまうという問題を有していたが、図15(b)に示
す本実施例ではインナーフィン19の電位をプレート1
0より低くすることにより直接犠牲腐食効果を持たせた
ので、犠牲腐食材がプレート10の接合部を横断するこ
とがなくなり、犠牲腐食によるプレート10の接合部が
外れるという心配がなくなる。
【0021】
【発明の効果】このようにして、本発明のオイルクーラ
は同一形状のプレートを交互に所定角度ずつずらして積
層することにより、エンジン冷却水とエンジンオイルと
が、各プレートに形成されたフィン収納凹部に交互に流
入し、それらの間で熱交換を行わせることができる。し
たがって、使用するプレートの種類は一種類のみであ
り、そのためプレートを成形するプレスの加工費を最小
限に抑えることができる。また、各プレートにフィン収
納凹部を形成しそこにインナフィンを納め、かつ各プレ
ートを所定角度ずつずらして積層しているので、オイル
クーラを車体に取り付ける際の取り付けボルトによって
生じる荷重に十分耐えることができる。このため、従来
のステンレス製のオイルクーラにかわって、軽量のアル
ミニウム製のオイルクーラを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のオイルクーラーの全体構成を示す縦断
面図である。
【図2】プレートの積層状態を示す図である。
【図3】プレートの形状を示す図である。
【図4】インナーフィンの形状を示す図である。
【図5】エンジン側ブラケットを示す図である。
【図6】フィルタ側ブラケットを示す図である。
【図7】熱交換部及び各ブラケットの主要部を示す外観
斜視図である。
【図8】冷却水の流れを説明するための断面図である。
【図9】冷却水の流れを説明するためのプレートの積層
状態を示す図である。
【図10】オイルの流れを説明するための断面図であ
る。
【図11】オイルの流れを説明するためのプレートの図
である。
【図12】本発明のオイルクーラの製造方法を説明する
図である。
【図13】本発明の第2実施例を説明する図である。
【図14】本発明の第3実施例を説明する図である。
【図15】本発明の第4実施例を説明する図である。
【図16】オイルクーラの車両搭載状態を示す図であ
る。
【図17】冷却水およびオイルの系統図である。
【符号の説明】
1 オイルクーラ 2 熱交換部 3 エンジン側ブラケット 4 フィルタ側ブラケット 10 プレート 13 中央連結部 15 第1の流体穴 16 第2の流体穴

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エンジン冷却水を利用してエンジンオイ
    ルを冷却するオイルクーラであって、 エンジンオイルの流入口および流出口を有し、前記エン
    ジンの側に取り付けられるエンジン側ブラケットと、 エンジン冷却水の流入口および流出口を有し、前記エン
    ジンオイルの不純物を濾過するオイルフィルタの側に取
    り付けられるフィルタ側ブラケットと、 前記エンジン側ブラケットと前記フィルタ側ブラケット
    との間に挟持され、周辺部に形成された複数の第1の流
    体穴および第2の流体穴と、前記第1の流体穴とは連通
    し前記第2の流体穴とは連通しないように中央部に凹状
    に形成された熱交換性能を高めるインナフィンを収納す
    るためのフィン収納凹部とを有する複数のプレートを一
    段ずつ所定角度ずらして積層することによって、前記第
    1の流体穴と前記第2の流体穴が交互に連通して流体通
    路を形成し、この流体通路の前記第1の流体穴から前記
    フィン収納凹部にエンジンオイルとエンジン冷却水が一
    段ずつ交互に流入するように形成されている熱交換部と
    を備えていることを特徴とする積層型オイルクーラ。
  2. 【請求項2】 前記複数のプレートは一段ごとに90度
    ずつ角度をずらして積層されていることを特徴とする請
    求項1記載の積層型オイルクーラ。
  3. 【請求項3】 前記複数のプレートは円形形状であるこ
    とを特徴とする請求項1または2記載の積層型オイルク
    ーラ。
  4. 【請求項4】 前記複数のプレートはその周辺部に積層
    方向を定めるための第1の位置決め穴と、この第1の位
    置決め穴から円周方向に90度離れた位置に開口された
    第2の位置決め穴とを有していることを特徴とする請求
    項3記載の積層型オイルクーラ。
  5. 【請求項5】 前記複数のプレートは前記フィン収納凹
    部14の枠部を形成するプレートと底面部を形成するプ
    レートとに分割して製作したことを特徴とする請求項1
    ないし4のいずれかひとつに記載の積層型オイルクー
    ラ。
  6. 【請求項6】 前記インナフィンは、前記プレートより
    も電位の低い金属にて構成したことを特徴とする請求項
    1ないし5のいずれかひとつに記載の積層型オイルクー
    ラ。
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