JP2007278614A

JP2007278614A - オイルクーラのコア部構造

Info

Publication number: JP2007278614A
Application number: JP2006106266A
Authority: JP
Inventors: Norimitsu Matsudaira; 範光松平; Atsushi Saito; 篤斎藤
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 2006-04-07
Filing date: 2006-04-07
Publication date: 2007-10-25

Abstract

【課題】オイル室のオイルの流通抵抗を軽減しつつ、流れ分布を均一化して放熱性能を向上できるオイルクーラのコア部構造の提供。
【解決手段】第１プレート１１の環状突起部11b,11cと環状突起部11d,11eの間に亘ってオイル室１５に向かって窪んだ邪魔壁２０〜２４を設け、オイル室１５内のオイル流路を、邪魔壁２０〜２４の内側を流通して一対の環状突起部11b,11c間を直線的に流通する第１流路Ｒ１と、邪魔壁２０〜２４の外側を流通して一対の環状突起部11b,11c間を迂回して流通する第２流路Ｒ２から構成した。
【選択図】図１２

Description

本発明は、オイルクーラに係わり、特に、オイルクーラのコア部構造の改良技術に関する。

従来、コア部の中心を挟んで配置される一対のオイル通路形成用環状突起部と、これら一対のオイル通路形成用環状突起部を結ぶ直線と略直交する直線上にコア部の中心を挟んで配置される一対の冷却水形成用環状突起部とをそれぞれ有する第１プレートと第２プレートとを交互に積層して冷却水室とオイル室を交互に形成したオイルクーラのコア部構造の技術が公知になっている（特許文献１〜７参照）。

また、オイル室内には、一対のオイル通路形成用環状突起部を結ぶ方向と略平行する柱部を有するインナーフィンを設けることにより、オイルの流通抵抗の増加を抑えつつ、放熱性能の向上を図っている。
特開平７−２８６７８６号公報特開平１１−３５１７７８号公報特開２００２−２７７１７７号公報実開平２−１２７９６４号公報特開平１０−９６５９６号公報特開平３−２１３９９６号公報実開昭６１−１２８５６６号公報特開２００４−２７８９８５号公報

しかしながら、従来のオイルクーラのコア部構造にあっては、図１３のオイル室の模式図で示すように、インナーフィン０１３（図１３の二点鎖線で図示）の柱部０１３ａが一対のオイル通路間011b,011cを結ぶ直線Ｚと略平行して配置されているため、オイル室１５に流入したオイル（矢印で図示）の大部分が一対のオイル通路形成用環状突起部011b,011c（一対のオイル通路）間を直線的に流通してしまい、オイルの流れ分布が不均一となって、放熱性能が低下するという問題点があった。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、オイル室のオイルの流通抵抗を軽減しつつ、流れ分布を均一化して放熱性能を向上できるオイルクーラのコア部構造を提供することである。

本発明の請求項１記載の発明では、コア部の中心を挟んで配置される一対のオイル通路形成用環状突起部と、これら一対のオイル通路形成用環状突起部を結ぶ直線と略直交する直線上にコア部の中心を挟んで配置される一対の冷却水形成用環状突起部とをそれぞれ有する第１プレートと第２プレートとを交互に積層して冷却水室とオイル室を交互に形成し、前記オイル室内に一対のオイル通路形成用環状突起部を結ぶ方向と略平行となる柱部を有するインナーフィンを配置したオイルクーラのコア部構造において、前記第１プレートのオイル通路形成用環状突起部と冷却水通路形成用環状突起部の間、または、第２プレートのオイル通路形成用環状突起部と冷却水通路形成用環状突起部の間の少なくともいずれか一方に亘ってオイル室側へ窪んだ邪魔壁を設け、前記オイル室内のオイル流路を、邪魔壁の内側を流通して一対のオイル通路形成用環状突起部間を直線的に流通する第１流路と、邪魔壁の外側を流通してオイル通路形成用環状突起部間を迂回して流通する第２流路から構成したことを特徴とする。

本発明の請求項１記載の発明にあっては、コア部の中心を挟んで配置される一対のオイル通路形成用環状突起部と、これら一対のオイル通路形成用環状突起部を結ぶ直線と略直交する直線上にコア部の中心を挟んで配置される一対の冷却水形成用環状突起部とをそれぞれ有する第１プレートと第２プレートとを交互に積層して冷却水室とオイル室を交互に形成し、前記オイル室内に一対のオイル通路形成用環状突起部を結ぶ方向と略平行となる柱部を有するインナーフィンを配置したオイルクーラのコア部構造において、前記第１プレートのオイル通路形成用環状突起部と冷却水通路形成用環状突起部の間、または、第２プレートのオイル通路形成用環状突起部と冷却水通路形成用環状突起部の間の少なくともいずれか一方に亘ってオイル室側へ窪んだ邪魔壁を設け、前記オイル室内のオイル流路を、邪魔壁の内側を流通して一対のオイル通路形成用環状突起部間を直線的に流通する第１流路と、邪魔壁の外側を流通してオイル通路形成用環状突起部間を迂回して流通する第２流路から構成したため、オイル室のオイルの流通抵抗を軽減しつつ、流れ分布を均一化して放熱性能を向上できる。

以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

以下、実施例１を説明する。
図１は本発明の実施例１のオイルクーラのコア部構造を示す正面図、図２は同側断面図、図３は図２のＳ３−Ｓ３線における断面図、図４は本実施例１の第１プレートの平面図、図５は図４のＳ５−Ｓ５線における断面図である。

図６は図２における第１プレートと第２プレートの構造と積層状態を説明する図（邪魔壁等の一部は省略）、図７は図３における第１プレートと第２プレートの構造と積層状態を説明する図（邪魔壁等の一部は省略）、図８は本実施例１のインナーフィンを示す斜視図（一部のみ）、図９は邪魔壁付近における第１プレートと第２プレートの積層状態を説明する図である

図１０〜１１は本実施例１の作用を説明する図、図１２は本実施例１の作用を説明する図であり、オイル室のオイルの流れを説明する模式図（ａ）及び矢視Ｂによるインナーフィンの向きを示す図である。

先ず、全体構成を説明する。
図１に示すように、本実施例１のオイルクーラのコア部構造が採用されたオイルクーラＡは、全体が略円柱形状を成してコア部１が備えられている。

図２に示すように、コア部１の上下には、略円盤状の上下ケーシング2,3が配置されている。
上ケーシング２は、下方に開口した器状のカバー部材４で覆われており、該上ケーシング２とカバー部材４との間にはタンク室５が形成されている。
また、上ケーシング２におけるコア部１の中心Ｏに相当する位置から外れた側方にはタンク室５に連通した円形状のオイル流出口２ａが形成され、さらに、上ケーシング２の中心には円形状の固定穴２ｂが形成されると共に、この固定穴２ｂにはタンク室５に連通した円筒状のオイル戻り管６の上部が貫通した状態で固定されている。

下ケーシング３におけるコア部１の中心Ｏに相当する位置から外れた側方には、円形状のオイル流入口３ａが形成され、さらに、下ケーシング３の中心には円形状の固定穴３ｂが形成されると共に、この固定穴３ｂには、オイル戻り管６の下部が貫通した状態で固定されている。
また、下ケーシング３の下端には後述するオートトランスミッションケース側に取り付けられたときのシール性を確保するＯリング（図示せず）を嵌め込むためのＯリング溝３ｃが形成されている。

図３に示すように、上ケーシング２及びカバー部材４には、円筒形状の冷却水流入管７が挿通し固定された固定穴2c,4aと、円筒状の冷却水流出管８が挿通し固定された固定穴2d,4bが形成されている。
さらに、カバー部材４におけるコア部１の中心Ｏに相当する位置には、後述する円筒状のアダプタ部材１０が固定された円形状の固定穴４ｃが形成されている。

コア部１は、第１プレート１１と第２プレート１２をインナーフィン１３を介して交互に積層して形成されている。
具体的には、図４、５、６（ａ）に示すように、第１プレート１１は、下方に開口した円形の略皿状に形成される他、コア部１の中心Ｏに相当する位置には環状突起部１１ａが下方へ筒状に突出した状態で形成されている。
また、第１プレート１１の環状突起部１１ａを挟んで一対の環状突起部11b,11c（オイル通路形成用環状突起部に相当）が上方へ筒状に突出した状態で形成されている。
さらに、図４、７（ａ）に示すように、第１プレート１１には、両環状突起部11b,11c間を結ぶ直線Ｘと略直交する直線Ｙ上に環状突起部１１ａを挟んで一対の環状突起部11d,11e（冷却水通路形成用環状突起部に相当）が下方へ筒状に突出した状態で形成されている。

そして、図４、５に示すように、第１プレート１１における環状突起部11b,11cと環状突起部11d,11eとの間に亘って邪魔壁２０〜２３が形成されている。
本実施例１の邪魔壁２０〜２３は、後述するオイル室１５側となる下方に向かって山型に窪んだ断面を有し、その外形が直線状の直線部２４ａとその両端部に形成される１／４球形状の曲部２４ｂで構成され、その中心線と直線Ｘとの角度α＝４５°となっている。
また、邪魔壁２０〜２３の曲部２４ｂは、近接する一対の環状突起部11b,11cと一対の環状突起部11d,11eに可能な限り近づけた状態で形成されている。
なお、邪魔壁２０〜２３の角度α、長さＬ、幅Ｗ、高さＨ、及び断面を含む形状等は適宜設定できる。

図６（ａ）に示すように、第２プレート１２は、上方に開口した円形の略皿状に形成される他、第１プレート１１の環状突起部１１ａと対応する位置に環状突起部１２ａが上方へ筒状に突出した状態で形成されている。
また、第１プレート１１の環状突起部11b,11cと対応する位置に一対の環状突起部12b,12c（オイル通路形成用環状突起部に相当）が下方へ筒状に突出した状態で形成されている。
さらに、図７（ａ）に示すように、第２プレート１２の第１プレート１１の環状突起部11d,11eに対応する位置に一対の環状突起部12d,12e（冷却水通路形成用環状突起部に相当）が上方へ筒状に突出した状態で形成されている。

インナーフィン１３は、図８に示すようなオフセットフィンが採用される他、複数の柱部１３ａが上記直線Ｘと平行になるように配置されている。
また、図６（ａ）、図７（ａ）に示すように、インナーフィン１３には、両プレート11,12の各環状突起部11a〜11e，12a〜12eに対応する位置に円形状の貫通穴１３ａ〜１３ｅがそれぞれ形成されている。
なお、インナーフィン１３はオフセットフィンに限らず、波状のフィンでも良く、この場合、波状の柱部を一対の環状突起部11b,11c間を結ぶ直線Ｘと平行になるように配置する。

その他、第２プレート１２には、環状突起部１２ａに近接して下方に半球状に突出したディンプル部１２ｆが複数（本実施例１では４カ所）形成されている。なお、ディンプル部１２ｆは必ずしも設ける必要はない。

そして、図６（ｂ）に示すように、第１プレート１１の内側にインナーフィン１３を介在させた状態として第２プレート１２を重ねて複数積層することにより、両プレート11,12の間でオイル室１５が形成されると同時に、両プレート11,12の環状突起部11b,11c,12b,12cとインナーフィン１３の貫通穴13b,13cによって隣接するオイル室１５同士を連通状態とする一対のオイル通路16a,16bが形成されている。
この際、図９に示すように、コア部１の各第１プレート１１の邪魔壁２０〜２４の底部２４ｃが対応する第２プレート１２の上面に当接されている。

また、図７（ｂ）に示すように、両プレート11,12の間で冷却水室１７が上記オイル室１５と交互に形成されると同時に、両プレート11,12の環状突起部11d,11e,12d,12eとインナーフィンの貫通穴13d,13eによって隣接する冷却水室１７同士を連通状態とする一対の冷却水通路18a,18bが形成されている。

図２に示すように、このように組み付けられたコア部１において、コア部１の最上部に位置する第１プレート１１の環状突起部１１ｆは、上ケーシング２のオイル流出口２ａ（オイル室５）に臨んだ状態で配置される他、環状突起部１１ｃは省略されて塞がれた状態となっている。
一方、コア部１の最下部に位置する第１プレート１１の環状突起部１１ｇは、下ケーシング３のオイル流入口３ａに臨んだ状態で配置され、環状突起部１２ｃは省略されて塞がれた状態となっている。
さらに、コア部１の適宜の位置において、第１プレート１１の環状突起部１１ｂまたは環状突起部１１ｃが省略されて下方に突出した閉塞部１９ａを有する閉塞プレート１９が介在されている。
なお、本実施例１では、閉塞プレート１９と重なる第２プレート１２の環状突起部１２ｂまたは環状突起部１２ｃも省略されて閉塞部１９と当接しており、該閉塞部１９ａはディンプル部１２ｆと共にこれら両者の間隔を維持する役目も果たしている。

図３に示すように、コア部１の最上部に位置する第１プレート１１の環状突起部１１ｈは、冷却水流入管７に臨んだ状態で配置され、環状突起部１１ｉは冷却水流出管８に臨んだ状態で配置されている。
また、コア部１の最下部に位置する第１プレートの環状突起部11d,11eは省略されて塞がれた状態に形成される他、環状突起部１１ａの一部も省略されている。

その他、オイルクーラＡのコア部構造の各構成部材は、全てアルミ製であり、各構成部材の接合部のうちの少なくとも一方側には、ろう材から成るクラッド層（ブレージングシート）が設けられ、これらは予め仮組みされた状態で図外の加熱炉に搬送して熱処理されることにより各構成部材の接合部がろう付け固定されて一体的に形成される。

次に、作用を説明する。
このように構成されたオイルクーラＡは、図１０、１１に示すように、ボルト部材９がアダプタ部材１０の開口部１０ａからオイル戻り管内通路６ａを介して貫通した状態で、その先端に形成された雄螺子溝９ａが図外のオートトランスミッションケース側の雌螺子溝に締結されることにより、オートトランスミッションケースに締結される。

そして、図１０に示すように、冷却水流入管７から冷却水通路１８ａに流入した冷却水（図中矢印で図示）は、各冷却水室１７を充満した後、冷却水通路１８ｂを介して冷却水流出管８から排出される。

一方、図１１に示すように、コア部１の一方側となる下ケーシング３のオイル流入口３ａを介してオイル通路１６ａに流入した高温なオイル（図中矢印で図示）は、閉塞プレート１９によりターンしながらオイル通路16a,16bを介して蛇行するように流れ、この際、各オイル室１５を通過する際に隣接する冷却室１７内の冷却水と熱交換されて冷却された後、オイル流出口２ａを介してコア部１の他方側となるタンク室５に流入する。
次に、タンク室５の低温なオイルは、オイル戻り管内通路６ａを通って再びコア部１の一方側となるオートトランスミッションケース側に排出される。
なお、オイルや冷却水を前述した方向とは逆方向に流して使用する場合もある。

ここで、従来の発明にあっては、インナーフィンの柱部が一対のオイル通路間を結ぶ直線と略平行して配置されているため、オイル室に流入したオイルの大部分が一対のオイル通路間を直線的に流通してしまい、オイルの流れ分布が不均一となって、放熱性能が低下するという問題点があった。

これに対し、本実施例１では、第１プレート１１の環状突起部11a,11bと環状突起部11d,11eの間にオイル室１５側へ窪んだ邪魔壁２０〜２４を設けたため、図１２のオイル室１５の模式図で示すように、オイル（矢印で図示）の流路を、邪魔壁２０〜２４の内側で一対の環状突起部11b,11c（一対のオイル通路16a,16b）間を直線的に流通する第１流路Ｒ１と、邪魔壁２０〜２４の外側で一対の環状突起部11b,11c（一対のオイル通路16a,16b）間を迂回して流通する第２流路Ｒ２で構成できる。
従って、オイルをオイル室１５全体に広げて流通させることができ、これによって、オイルの流れ分布を均一化して冷却性能を向上できる。

なお、補足ではあるが、図１２中では、コア部１においてオイルが環状突起部１１ｂから環状突起部１１ｃへ流れているが、前述したようにオイルは一対のオイル通路16a,16b間をターンしながら蛇行するように流れるため、コア部１の位置によっては、環状突起部１１ｃから環状突起部１１ｂへ流れ、その場合も勿論同様の効果を得ることができる。

次に、効果を説明する。
以上、説明したように、本実施例１のオイルクーラＡのコア部構造にあっては、コア部１の中心Ｏを挟んで配置される一対の環状突起部11b,11cと、これら一対の環状突起部11b,11cを結ぶ直線Ｘと略直交する直線Ｙ上にコア部１の中心Ｏを挟んで配置される一対の環状突起部11d,11eとをそれぞれ有する第１プレート１１と第２プレート１２とを交互に積層して冷却水室１５とオイル室１７を交互に形成し、オイル室１５内に一対の環状突起部11b,11cを結ぶ方向と略平行となる柱部１３ａを有するインナーフィン１３を配置したオイルクーラのコア部構造において、第１プレート１１の環状突起部11b,11cと環状突起部11d,11eの間に亘ってオイル室１５に向かって窪んだ邪魔壁２０〜２４を設け、オイル室１５内のオイル流路を、邪魔壁２０〜２４の内側を流通して一対の環状突起部11b,11c間を直線的に流通する第１流路Ｒ１と、邪魔壁２０〜２４の外側を流通して一対の環状突起部11b,11c間を迂回して流通する第２流路Ｒ２から構成したため、オイル室１５のオイルの流通抵抗を軽減しつつ、流れ分布を均一化して放熱性能を向上できる。

以上、本実施例を説明してきたが、本発明は上述の実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
例えば、本実施例１では、第１プレート１１にオイル室１５側へ窪んだ邪魔壁２０〜２４を設けたが、第２プレート１１に設けても良いし、両方にオイル室１５側へ窪んだ邪魔壁を設けて互いの底部２４ｃ同士を接合しても良い。

また、オートトランスミッションケースとの固定にボルト部材９を用いない場合には、ボルト９やオイル戻り管６等を省略でき、これに伴う詳細な部位の形状変更は全て本発明の範疇となる。
さらに、本実施例１ではオイルクーラを第１プレートと第２プレートの積層によりオイル通路と冷却水通路が交互に形成される所謂ハウジングレス式オイルクーラに適用した場合について説明したが、第１プレートと第２プレートの積層によりその内部にオイル通路のみを形成したプレート層を形成して、このプレート層を冷却水で満たされたハウジング内に収容する所謂ハウジング式オイルクーラに適用しても良い（特許文献８参照）。

本発明の実施例１のオイルクーラのコア部構造を示す正面図である。本発明の実施例１のオイルクーラのコア部構造を示す側断面図である。図２のＳ３−Ｓ３線における断面図である。本実施例１の第１プレートの平面図である。図４のＳ５−Ｓ５線における断面図である。図２における第１プレートと第２プレートの構造と積層状態を説明する図（邪魔壁等の一部は省略）である。図３における第１プレートと第２プレートの構造と積層状態を説明する図（邪魔壁等の一部は省略）である。本実施例１のインナーフィンを示す斜視図（一部のみ）である。邪魔壁付近における第１プレートと第２プレートの積層状態を説明する図である。本実施例１の作用を説明する図である。本実施例１の作用を説明する図である。本実施例１の作用を説明する図であり、オイル室のオイルの流れを説明する模式図（ａ）及び矢視Ｂから見たインナーフィンの向きを示す図（ｂ）である。従来の問題点を説明する図であり、オイル室内のオイルの流れを説明する模式図（ａ）及び矢視Ｂから見たインナーフィンの向きを示す図（ｂ）である。

符号の説明

Ａオイルクーラ
１コア部
２上ケーシング
２ａオイル流出口
２ｂ、２ｃ、２ｄ固定穴
３下ケーシング
３ａオイル流入口
３ｂ固定穴
３ｃＯリング溝
４カバー部材
４ａ、４ｂ、４ｃ固定穴
５タンク室
６オイル戻り管
６ａオイル戻り管内通路
７冷却水流入管
８冷却水流出管
９ボルト部材
９ａ雄螺子溝
１０アダプタ部材
１０ａ開口部
１１第１プレート
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ、１１ｆ、１１ｇ、１１ｈ、１１ｉ環状突起部
１２第２プレート
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ環状突起部
１２ｆディンプル部
１３インナーフィン
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、１３ｅ貫通穴
１５オイル室
１６ａ、１６ｂオイル通路
１７冷却水室
１８ａ、１８ｂ冷却水通路
１９閉塞プレート
２０、２１、２２、２３邪魔壁
２４ａ直線部
２４ｂ曲部
２４ｃ底部

Claims

コア部の中心を挟んで配置される一対のオイル通路形成用環状突起部と、これら一対のオイル通路形成用環状突起部を結ぶ直線と略直交する直線上にコア部の中心を挟んで配置される一対の冷却水形成用環状突起部とをそれぞれ有する第１プレートと第２プレートとを交互に積層して冷却水室とオイル室を交互に形成し、
前記オイル室内に一対のオイル通路形成用環状突起部を結ぶ方向と略平行となる柱部を有するインナーフィンを配置したオイルクーラのコア部構造において、
前記第１プレートのオイル通路形成用環状突起部と冷却水通路形成用環状突起部の間、または、第２プレートのオイル通路形成用環状突起部と冷却水通路形成用環状突起部の間の少なくともいずれか一方に亘ってオイル室側へ窪んだ邪魔壁を設け、
前記オイル室内のオイル流路を、邪魔壁の内側を流通して一対のオイル通路形成用環状突起部間を直線的に流通する第１流路と、邪魔壁の外側を流通してオイル通路形成用環状突起部間を迂回して流通する第２流路から構成したことを特徴とするオイルクーラのコア部構造。