JP4966633B2

JP4966633B2 - オイルクーラ

Info

Publication number: JP4966633B2
Application number: JP2006329055A
Authority: JP
Inventors: 康朗鈴木; 洋行駒井; 大輔濱谷
Original assignee: 株式会社マーレフィルターシステムズ
Priority date: 2006-12-06
Filing date: 2006-12-06
Publication date: 2012-07-04
Anticipated expiration: 2026-12-06
Also published as: JP2008144977A

Description

この発明は、例えば内燃機関の潤滑油や自動変速機の作動油等のオイルの冷却に用いられるプレート積層型のオイルクーラに関する。

特許文献１〜４に記載されているように、例えば内燃機関の潤滑油や自動変速機の作動油のようなオイルの冷却用のオイルクーラとして、プレート積層型のオイルクーラが知られている。このオイルクーラは、複数のコアプレートが積層方向に積層され、隣り合うコアプレート間にオイル流路と冷却水流路とが交互に形成されたコア部と、このコア部の端面（底面）を形成するエンドプレートに固定され、上記コアプレートよりも厚肉なベースプレートと、を有し、このベースプレートを介して内燃機関のシリンダブロック等にボルトを用いて固定される。
特開２００５−９８２８号公報特開２００２−１６８５９１号公報特開２００５−１４０３１５号公報実開平２−１２７９６４号公報

このようなオイルクーラは、コアプレート及びベースプレートを含めた各部品が仮組みした状態で加熱炉内でロウ付けにより一体に接合される。このようなロウ（鑞）付け前にコア部とベースプレートとを互いに正規位置に位置決めするために、例えばベースプレートにはコア部の外周縁部に係合する複数の突起部が形成される。これに類似する技術が例えば特開平１１−２３７１９３号公報に記載されている。

しかしながら、このような位置決め手法では、突起部をコア部よりも径方向外方に配置する必要があるため、突起部が形成されるベースプレートをコア部よりも一回り大きな外形寸法とする必要があり、オイルクーラの大型化や重量増加を招くおそれがある。また、例えばコアプレートが略矩形の形状である場合、少なくとも四方の４箇所に突起部を設ける必要があり、また、このように四方の４箇所に突起部を設けたとしても、ベースプレートに対してコア部が正規位置とは異なる姿勢、例えば９０度，１８０度又は２７０度回転した姿勢で誤って組み付けられるおそれがある。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、ロウ付け前にベースプレートとコア部のエンドプレートとを正規位置に安定して位置決めすることができ、かつ、ベースプレートの小型化・軽量化を図ることができる新規なオイルクーラを提供することを目的としている。

複数のコアプレートが積層方向に積層され、隣り合うコアプレート間にオイル流路と冷却水流路とが交互に形成されるとともに、各コアプレートの外周部に屈曲形成された立上フランジが重合することにより外周壁部が形成されてなるハウジングレス式のコア部と、このコア部の端面を形成するコアプレートであるエンドプレートに固定され、上記コアプレートよりも厚肉なベースプレートと、を有し、これらのコアプレート及びベースプレートが一体にロウ付けされるオイルクーラであって、上記コア部を積層方向に貫通して、上記オイル流路もしくは冷却水流路に連通する縦通路を有し、この縦通路よりも外側に位置する上記ベースプレートのコーナー部に、上記コア部側へ張り出した複数の突起部が形成されるとともに、これら突起部がそれぞれ嵌合する複数の嵌合孔がエンドプレートに貫通形成され、上記突起部が、上記嵌合孔を貫通して、上記エンドプレートに隣接するコアプレートの表面にロウ付けにより接合されることを特徴としている。

本発明によれば、ベースプレートの複数の突起部がエンドプレートの複数の嵌合孔にそれぞれ嵌合することによって、ベースプレートとコア部とを正規位置に安定して位置決めすることができるとともに、突起部を利用して、エンドプレートに隣接するコアプレートの、縦通路よりも外側に位置するコーナー部の剛性・強度を向上することができる。また、ベースプレートにコア部の外周縁部に係合する位置決め用の突起等を設ける必要がないので、ベースプレートの小型化・軽量化を図ることができる。

先ず図１〜図５を参照して本発明の第１実施例について説明する。このオイルクーラ１０は、複数のコアプレート１２が積層方向に積層され、隣り合うコアプレート１２間に、エンジンオイルが通流するオイル流路１３と、エンジンの冷却水が通流する冷却水流路１４と、が積層方向で交互に、つまり互い違いに形成されたコア部１１を主体としている。このコア部１１の底面（端面）を形成する下側エンドプレート（以下、単に「エンドプレート」とも呼ぶ）１２Ａには、コアプレート１２よりも厚肉な下側ベースプレート（以下、単に「ベースプレート」とも呼ぶ）１５が固定されている。図５にも示すように、このベースプレート１５にはコア部１１よりも側方へ張り出したフランジ部１９が設けられ、このフランジ部１９には複数のボルト孔１９Ａが貫通形成されている。これらのボルト孔１９Ａを挿通する固定ボルト（図示省略）によって、このオイルクーラ１０のベースプレート１５がエンジンの例えばシリンダブロック側の固定部（図示省略）へ共締め固定される。また、この実施例では、コア部１１の上面（端面）を形成する上側エンドプレート１２Ｂに、上側のベースプレートとしての補強用のレインフォースプレート３３（図３参照）が固定されている。

各コアプレート１２の外周部には外側つまり径方向外方へ傾斜しつつ積層方向でベースプレート１５から離間する上方向（図１の上方向）へ立ち上がる立上フランジ部１６が屈曲形成され、これらの立上フランジ部１６が隙間無く重合することによりコア部１１の外周壁部１７が形成されている。このように、このオイルクーラ１０は、各流路１３，１４を区画形成するコアプレート１２がコア部１１の外郭体つまりハウジングとしても機能する、いわゆるハウジングレス式でプレート積層型の構造となっている。コアプレート１２は表面にロウ（鑞）材の層が形成されたクラッド材から成形され、ベースプレート１５及びレインフォースプレート３３を含めた各部品を仮組みした状態で高温の加熱炉内でロウ付けを行うことによって、各部品が一体にロウ付け・接合される。なお、ベースプレート１５及びレインフォースプレート３３をろう材層が形成されたクラッド材としても良い。

図２〜図４に示すように、コア部１１には、コア部１１の内部を積層方向に貫通して各オイル流路１３に連通する２本のオイル縦通路２０と、コア部１１の上部に形成されて両オイル縦通路２０を繋ぐオイル連通路２１と、が設けられている。エンジンオイルは、これらのオイル縦通路２０とオイル連通路２１を通してオイル流路１３内へ送給され、オイル流路１３内を通流するように構成されている。また、コア部１１には、コア部１１の内部を積層方向に貫通して各冷却水流路１４に連通する２本の冷却水縦通路２２と、コア部１１の上面に固定されて各冷却水縦通路２２に接続する２本の冷却水配管部２３と、が設けられている。冷却水は、エンジン側より一方の冷却水配管部２３と冷却水縦通路２２を通して各冷却水流路１４へ供給され、各冷却水流路１４を通流した後、他方の冷却水縦通路２２と冷却水配管部２３を通してエンジン側へ戻される。

冷却対象であるオイルの流量を十分に確保するために、エンドプレート１２Ａとこれに隣接する下から２番目のコアプレート１２Ｃとの間に形成される最下層の流路１８がオイル流路１３とされている。このために、最外層のエンドプレート１２Ａ（及び１２Ｂ）を除く中間のコアプレート１２は、その上下面の一方が冷却水流路１４に面する（接触する）こととなる一方、エンドプレート１２Ａは冷却水流路１４と面していない。従って、オイル流路１３に高温のオイルが流れている状態で、冷却水流路１４に低温の冷却水が急激に流れた場合、冷却水流路１４に面している多くの中間のコアプレート１２が熱収縮により収縮方向（図１の右方向）へ引張られて変形することから、その外周側の最下層部１７Ａでは、その上側のみが径方向内方へ引き込まれるように歪み・変形を生じるとともに応力集中を招き易い。しかも、この最下層部１７Ａでは、他の一般部１７Ｂ（図３参照）のように複数のコアプレート１２の立上フランジ部１６が重合しておらず、エンドプレート１２Ａの立上フランジ部１６のみにより形成されているため、他の一般部１７Ｂに比して局所的に薄く脆弱な構造となる傾向にある。

そこで本実施例では、最下層のエンドプレート１２Ａを他のコアプレート１２よりも立上フランジ部１６を含めて厚肉に形成している。つまり、エンドプレート１２Ａの厚さ方向寸法Ｄ１を、他の中間コアプレート１２の厚さ方向寸法Ｄ０よりも大きく設定している。更に言えば、単一のエンドプレート１２Ａにより構成される最下層部１７Ａの厚さ方向寸法（Ｄ１）を、複数のコアプレート１２が重なり合うことにより構成される他の一般部１７Ｂの厚さ方向寸法（例えば２×Ｄ０）以上に確保している。この結果、コア部１１の外周壁部１７の中でも最下層部１７Ａの強度・剛性を他の一般部１７Ｂと同等またはそれ以上に確保することができ、その歪み・変形や応力集中を有効に低減・解消することができる。

ところで、各コアプレート１２には、面直交方向へ膨出すなわち張り出したエンボス部２７が形成されている。これらのエンボス部２７は周知のエンボス加工（プレス加工）により容易に形成することができる。そして、これらのエンボス部２７がロウ付けにより隣り合うコアプレート１２に接合されることで、交換熱量の増加及び剛性・強度の向上、更にはフィンを挿入するものに比して圧力損失を低減する等の作用効果を得ることができる。しかしながら、上述したように最下層のエンドプレート１２Ａを厚肉化すると、図２の符号Ｆ１〜Ｆ４で囲んだ縦通路２０，２２の外側に位置するコーナー部のように、プレス成形によるエンボス部の加工が困難となる領域が発生・拡大する。このため、仮にこれらの領域Ｆ１〜Ｆ４のエンボス部を単に省略すると、その強度・剛性が局所的に低くなって、図１の破線２８に示すように、油圧（水圧）によってエンドプレート１２Ａに接合される下から２番目のコアプレート１２Ｃの変形を招くおそれがある。

そこで本実施例では、ベースプレート１５における所定位置、より具体的には各コーナー部Ｆ１〜Ｆ４にそれぞれ２箇所、合計８箇所の嵌合位置に、コア部１１側へ略円柱状・半円錐状に張り出した突起部３０が形成されている。これらの突起部３０は周知のプレス加工（エンボス加工）により容易に形成することができ、このようなプレス成形によってベースプレート１５の裏面側には突起部３０に対応する位置に凹部３２が形成される。また、エンドプレート１２Ａには、突起部３０に対応する８箇所に、それぞれ突起部３０が嵌合する嵌合部としての嵌合孔３１が貫通形成されている。この実施例では寸法公差等を考慮して突起部３０と嵌合孔３１との間にわずかな隙間が設定されている。そして、各突起部３０が嵌合孔３１を通して下から２番目のコアプレート１２Ｃの下面にロウ付けにより接合される。これによりベースプレート１５と下から２番目のコアプレート１２Ｃとをエンドプレート１２Ａを挟んで突起部３０により繋いだ柱構造となり、この部分の強度・剛性が向上し、上述したようなコアプレート１２Ｃの歪み・変形を低減・解消することができる。

また、このように突起部３０をエンドプレート１２Ａの嵌合孔（嵌合部）３１に嵌合させることで、ベースプレート１５とコア部１１とを互いに精度良く位置決めすることができ、上述したようにベースプレート１５にコア部１１の外周に係合する位置決め用の突起を別途設ける場合に比して、構造が簡素化されるとともに、位置決め突起を設けるためにベースプレートをコア部よりも一回り大きくする必要がなく、図５に示すようにベースプレート１５をコア部１１と同等の幅方向（図５の左右方向）寸法に抑制することが可能となり、小型化・軽量化を図ることができる。

更に、図２に示すように、冷却水縦通路２２の外周のコーナー部Ｆ１，Ｆ３における嵌合位置と、オイル縦通路２０の外周のコーナー部Ｆ２，Ｆ４に形成される嵌合位置と、を互いに異ならせることによって、正規位置とは異なる姿勢、つまり正規位置から９０度又は２７０度回転した姿勢では、破線で示すように突起部３０’の位置と嵌合孔３１の位置とがずれて嵌合できない、つまり組み付けることができないように設定されており、このような誤組み付けを防止することができる。

また、図３に示すように、上述した下側ベースプレート１５と同様、上側ベースプレートであるレインフォースプレート３３にも、複数の所定位置にコア部１１側へプレス加工による凹部３５が形成されることによりその裏面側に略円柱状・半円錐状に張り出した突起部３４が形成される。このレインフォースプレート３３が固定される上側エンドプレート１２Ｂには、上記の突起部３４がそれぞれ嵌合する嵌合部としての嵌合孔３６が貫通形成されている。そして、各突起部３４は、対応する嵌合孔３６を挿通して、上側エンドプレート１２Ｂに隣接する上から２番目のコアプレート１２Ｄにロウ付けにより接合されている。この場合でも、上述した下側ベースプレート１５側と同様の作用効果を得ることができる。

次に図６〜図９を参照して、本発明の参考例を説明する。なお、上記第１実施例と実質的に同様の構成には同じ参照符号を付して重複する説明を適宜省略し、上記第１実施例と異なる部分について主に説明する。

この参考例では、ベースプレート１５の２箇所の嵌合位置に突起部３０がそれぞれ形成されている。そして、エンドプレート１２Ａにはコア部１１内方（図７の上方）へ張り出した多数のエンボス部２７が形成されており、これらエンボス部２７のうちの２つが、上記の突起部３０にそれぞれ嵌合する嵌合部２７Ａとして機能している。図７に示すように、突起部３０は嵌合部２７Ａの内側に嵌合した状態でロウ材３７により嵌合部２７Ａに一体にロウ付け・接合されている。

図８を参照して、ベースプレート１５にコア部１１の四方の外周縁部に係合する少なくとも４つの位置決め用の突起を設ける比較例では、ベースプレート１５’をコア部１１よりも四方にわたって一回り大きく設定する必要がある。これに対して参考例によれば、上記第１実施例と同様、突起部３０をエンドプレート１２Ａの嵌合部２７Ａに嵌合させることで、ベースプレート１５とコア部１１とを互いに正確に位置決めすることができるため、構成が簡素化されるとともに、ベースプレート１５の幅方向（図８の左右方向）の寸法をコア部１１と同等に抑制することが可能となり、上記比較例のベースプレート１５’に比して小型化・軽量化される。

また、突起部３０が形成される２箇所の嵌合位置を適宜に設定することで、ベースプレート１５に対してコア部１１が正規位置とは異なる位置、具体的には図９に示すように９０度，１８０度又は２７０度回転した位置では、図示するように突起部３０が嵌合部２７Ａを含むエンボス部２７に嵌合できないように設定されており、わずか２箇所の突起部３０で誤組み付けを確実に防止することができる。

しかもこの参考例では、エンボス部２７の幾つかを嵌合部２７Ａとして利用しているために、上記第１実施例のように嵌合孔（嵌合部）を別途形成する必要がなく、構造が簡素化されるとともに製造工数や製造コストを低減でき、また、嵌合部２７Ａに突起部３０をロウ付けにより接合することで、この嵌合部（エンボス部）２７Ａの近傍の強度・剛性を向上することができる。従って、例えば図示するように高い強度・剛性が求められる縦通路２０，２２の近傍に嵌合部２７Ａを設定することで、縦通路２０，２２の近傍の強度・剛性を有効に高めることが可能となる。

以上のように本発明を具体的な実施例に基づいて説明してきたが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変形・変更を含むものである。例えば、上記参考例において突起部３０を３個以上設けるようにしても良い。

本発明の第１実施例のオイルクーラにおける下側エンドプレートの近傍を示す断面図。上記第１実施例の下側エンドプレートを示す平面図。上記第１実施例の上側エンドプレートであるレインフォースプレートの近傍を示す断面図。上記オイルクーラを示す正面図。上記オイルクーラを示す上面図。本発明の参考例のオイルクーラを示す上面図。図６のＡ−Ａ線に沿う断面図。上記参考例と比較例のベースプレートを比較して示す説明図。上記参考例におけるベースプレートに対してコア部を正規位置より９０度（Ａ），１８０度（Ｂ），及び２７０度（Ｃ）回転した状態を示す説明図。

符号の説明

１０…オイルクーラ
１１…コア部
１２…コアプレート
１２Ａ，１２Ｂ…エンドプレート
１５，３３…ベースプレート
２７…エンボス部
２７Ａ…嵌合部
３０，３４…突起部
３１…嵌合孔（嵌合部）

Claims

複数のコアプレートが積層方向に積層され、隣り合うコアプレート間にオイル流路と冷却水流路とが交互に形成されるとともに、各コアプレートの外周部に屈曲形成された立上フランジが重合することにより外周壁部が形成されてなるハウジングレス式のコア部と、このコア部の端面を形成するコアプレートであるエンドプレートに固定され、上記コアプレートよりも厚肉なベースプレートと、を有し、これらのコアプレート及びベースプレートが一体にロウ付けされるオイルクーラであって、
上記コア部を積層方向に貫通して、上記オイル流路もしくは冷却水流路に連通する縦通路を有し、
この縦通路よりも外側に位置する上記ベースプレートのコーナー部に、上記コア部側へ張り出した複数の突起部が形成されるとともに、これら突起部がそれぞれ嵌合する複数の嵌合孔がエンドプレートに貫通形成され、
上記突起部が、上記嵌合孔を貫通して、上記エンドプレートに隣接するコアプレートの表面にロウ付けにより接合されることを特徴とするオイルクーラ。
上記エンドプレートが他のコアプレートよりも厚肉に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のオイルクーラ。