(57)【要約】【課題】冷却水流路８内の突起部３１，３２の総数を増やして熱交換効率の向上を図るとともに、プレス加工時の減肉による亀裂発生を回避する。【解決手段】オイルクーラのコア部１は、基本的な形状が共通の多数の第１のコアプレート５と第２のコアプレート６とを交互に積層することで、各コアプレート５，６の間に、オイル流路７と冷却水流路８とが交互に構成される。オイル流路７には、それぞれフィンプレート１１が挟み込まれている。冷却水流路８内に突出するように、第１のコアプレート５には円錐台形の第１の突起部３１が上方へプレス加工され、第２のコアプレート６には円錐台形の第２の突起部３２が下方へプレス加工される。各々の突起部３１，３２の配置は相補の関係となっている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
周縁部が互いに接合される第１のコアプレートと第２のコアプレートとを交互に多数積層して、第１のコアプレートの第１の面と第２のコアプレートの第２の面との間のオイル流路と、第２のコアプレートの第１の面と第１のコアプレートの第２の面との間の冷却水流路とを、交互に構成してなるオイルクーラにおいて、
上記第１のコアプレートに、上記冷却水流路側へ突出して頂部が上記第２のコアプレートの第１の面に当接する多数の第１の突起部を膨出形成するとともに、
上記第２のコアプレートに、上記冷却水流路側へ突出して頂部が上記第１のコアプレートの第２の面に当接する多数の第２の突起部を膨出形成したことを特徴とするオイルクーラ。
【請求項２】
複数の第１の突起部で囲まれた領域内に第２の突起部が位置し、かつ同時に複数の第２の突起部で囲まれた領域内に第１の突起部が位置するように、第１のコアプレートにおける第１の突起部の配置と第２のコアプレートにおける第２の突起部の配置とが相補の配置となっ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。
【請求項３】
上記第１の突起部および上記第２の突起部は、各々円錐台形をなし、その分布の粗密によって上記冷却水流路における冷却水の流れを調節していることを特徴とする請求項１または２に記載のオイルクーラ。
【請求項４】
上記第１の突起部および上記第２の突起部は、各々円錐台形をなし、かつ互いに異なる円錐角を有していることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のオイルクーラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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の冷却等に用いられる所謂多板積層型のオイルクーラに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば内燃機関の潤滑油や自動変速機の作動油のためのオイルクーラとして、特許文献１あるいは特許文献２に開示されているように、多数のコアプレートを積層してオイル流路と冷却水流路とを交互に構成するようにした所謂多板積層型の水冷式オイルクーラが知られている。
【０００３】
そして、２枚のコアプレートの間に構成される冷却水流路に着目してみると、いずれか一方のコアプレートに冷却水流路内へ突出する複数の突起部が膨出形成されており、この突起部の頂部が他方のコアプレートの平坦な表面に接合されている。この突起部は、冷却水流路内を流れる冷却水との熱交換効率の向上ならびに積層されたコア部の剛性向上に寄与するものであり、特許文献１では、円錐台形をなす比較的小さい突起部（いわゆるディンプル）が多数配置されており、特許文献２では、半球状の突起部が中心の円筒部を囲むように配置されている。
【０００４】
換言すれば、上記コアプレートとしては、複数の突起部を膨出形成したものと、突起部を具備しない平坦面のもの、とがあり、両者が交互に積層されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１８３９０３号公報
【特許文献２】特開２００７−２７８６１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のように、従来の多板積層型のオイルクーラにおいては、冷却水流路内へ突出する複数の突起部が、全て一方のコアプレートに設けられている。この突起部の形成は、一般に、アルミニウム合金等からなる母材からコアプレートをプレス加工する際に、同時に成形されることになるが、いわゆるプレスでの絞り加工となるため、突起部の周囲（根元部）や突起部の頂部に減肉が生じる。
【０００７】
従って、熱交換効率の向上のためにより多くの突起部を配置しようとすると、プレス加工時に減肉による亀裂が生じやすくなる。また、これを回避するためには、それだけコアプレート（母材）の板厚を厚く設定する必要が生じ、オイルクーラの重量増加やコストの増加を招来する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そこで、この発明は、冷却水流路を挟んで対向する２枚のコアプレートの双方に突起部を配置するようにした。すなわち、この発明は、周縁部が互いに接合される第１のコアプレートと第２のコアプレートとを交互に多数積層して、第１のコアプレートの第１の面と第２のコアプレートの第２の面との間のオイル流路と、第２のコアプレートの第１の面と第１のコアプレートの第２の面との間の冷却水流路とを、交互に構成してなるオイルクーラにおいて、上記第１のコアプレートに、上記冷却水流路側へ突出して頂部が上記第２のコアプレートの第１の面に当接する多数の第１の突起部を膨出形成するとともに、上記第２のコアプレートに、上記冷却水流路側へ突出して頂部が上記第１のコアプレートの第２の面に当接する多数の第２の突起部を膨出形成したことを特徴としている。
【０００９】
そして、好ましくは、複数の第１の突起部で囲まれた領域内に第２の突起部が位置し、かつ同時に複数の第２の突起部で囲まれた領域内に第１の突起部が位置するように、第１のコアプレートにおける第１の突起部の配置と第２のコアプレートにおける第２の突起部の配置とが相補の配置となっている。
【００１０】
上記のように第１のコアプレートと第２のコアプレートの双方に突起部を設けることにより、必要な突起部の総数の中の一部が第１のコアプレートに、残部が第２のコアプレートに、それぞれ加工されることになり、各々のコアプレートに加工すべき突起部の密度が低くなる。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、各々のコアプレートに加工される突起部の個数が、必要な突起部の総数に比較して少なくなるため、加工時の減肉による亀裂発生を抑制でき、突起部の総数を多くする場合でも薄肉のコアプレートの使用が可能となる。また、それだけ冷却水流路内に多数の突起部を設けることが可能となり、乱流生成による熱交換効率の向上ならびに剛性向上が図れる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明に係るオイルクーラの基本的構成を示す分解斜視図。
【図２】第１のコアプレートの平面図。
【図３】第２のコアプレートの平面図。
【図４】２種のコアプレートを重ねたときの突起部の配置を投影して示す平面図。
【図５】図４のＡ−Ａ線に沿った断面図。
【図６】第２実施例における第１のコアプレートの平面図。
【図７】第２実施例における第２のコアプレートの平面図。
【図８】第２実施例における図４と同様の平面図。
【図９】図８のＢ−Ｂ線に沿った断面図。
【図１０】第１の突起部と第２の突起部の円錐角が異なる第３実施例の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、この発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の説明では、理解を容易にするために、図１の姿勢を基準として「上」「下」の用語を用いることとするが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００１４】
始めにオイルクーラ全体の基本的な構成を説明すると、このオイルクーラは、図１の分解斜視図に示すように、オイルと冷却水との熱交換を行うコア部１と、このコア部１の上面に取り付けられる比較的厚肉の頂部プレート２と、コア部１の下面に取り付けられる底部プレート３，４とから大略構成されている。
【００１５】
上記コア部１は、基本的な形状が共通の多数の第１のコアプレート５と第２のコアプレート６とを交互に積層し、各コアプレート５，６の間に、オイル流路７と冷却水流路８とを交互に構成（図５参照）したものである。図示例では、第１のコアプレート５の下面と第２のコアプレート６の上面との間にオイル流路７が構成され、第２のコアプレート６の下面と第１のコアプレート５の上面との間に冷却水流路８が構成される。各オイル流路６には、それぞれ略矩形のフィンプレート１１が挟み込まれている。
【００１６】
上記第１のコアプレート５および第２のコアプレート６は、アルミニウム合金の薄い母材をプレス成形したものであって、図２，図３にも示すように、全体として略矩形をなし、その対角線上の２箇所にオイル連通孔１２が開口形成されているとともに、異なる対角線上の２箇所に、冷却水連通孔１３が開口形成されている。そして、第１のコアプレート５では、オイル連通孔１２の周囲がボス部１４として冷却水流路８側へ突出するように一段高く形成されており、第２のコアプレート６では、冷却水連通孔１３の周囲がボス部１５としてオイル流路７側へ突出するように一段高く形成されている。従って、これらの２種類のコアプレート５，６が交互に組み合わされることで、各コアプレート５，６間に流路７，８となる一定の間隔が保持されている。
【００１７】
ここで、第１のコアプレート５におけるオイル連通孔１２周囲のボス部１４は、隣接する第２のコアプレート６のオイル連通孔１２の周囲に各々接合されており、これにより、上下２つのオイル流路７が互いに連通するとともに、両者間の冷却水流路８から隔絶される。このようにして、多数のコアプレート５，６が接合された状態では、多数のオイル連通孔１２を介して、各オイル流路７同士が連通するとともに、全体としてコア部１内をオイルが上下方向に通流し得るようになっている。
【００１８】
尚、図１では、各コアプレート５，６のオイル連通孔１２が上下に整列した位置に描かれているが、実際には、コア部１軸方向の中間の適宜位置にある１つあるいは複数のコアプレート５，６において、一対のオイル連通孔１２の中の一方が閉塞されており、オイルが全体として左右にＵターンしつつ流れるようになっている。
【００１９】
また、冷却水連通孔１３についても、オイル連通孔１２と同様の構成となっており、第２のコアプレート６における冷却水連通孔１３周囲のボス部１５が、隣接する第１のコアプレート５の冷却水連通孔１３の周囲に各々接合されており、これにより、上下２つの冷却水流路８が互いに連通するとともに、両者間のオイル流路７から隔絶される。従って、多数のコアプレート５，６が接合された状態では、多数の冷却水連通孔１３を介して、各冷却水流路８同士が連通するとともに、全体としてコア部１内を冷却水が上下方向に通流し得るようになっている。
【００２０】
各コアプレート５，６の周縁部５ａ，６ａは、外側に拡がったテーパ状をなし、各コアプレート５，６を積層した状態では、各周縁部５ａ，６ａが互いに密に接するようになっている。また、各コアプレート５，６の中央部には、略円錐形に突出したテーパ筒状部５ｂ，６ｂが設けられており、多数のテーパ筒状部５ｂ，６ｂが順次重なることで、コア部１を上下に貫通する中央オイル通路１７が構成されている。この中央オイル通路１７は、各コアプレート５，６間のオイル流路７とは直接には連通していない。
【００２１】
上記オイル流路７に挟み込まれるフィンプレート１１は、その対角線上の４箇所に、上記オイル連通孔１２および上記冷却水連通孔１３にそれぞれ対応する開口部１８が開口形成されているととともに、中心部に上記中央オイル通路１７（テーパ筒状部５ｂ，６ｂ）に対応する貫通孔１９が形成されている。上記開口部１８は、上記ボス部１５に対し若干の余裕を有するように、各連通孔１２，１３よりも僅かに大きく開口している。尚、図１におけるフィンプレート１１は、模式的に描かれたものであり、実際は全体がいわゆるフィン形状に形成されている。
【００２２】
コア部１の最上部には、さらに上記の頂部プレート２が積層されている。この頂部プレート２は、コア部１最上部の一対の冷却水連通孔１３の一方に連通する冷却水導入管２１と他方に連通する冷却水排出管２２とを備えている。また、頂部プレート２は、一方の対角線に沿った膨出部２３を有し、この膨出部２３によって、コア部１最上部の一方のオイル連通孔１２と中央オイル通路１７の上端とを互いに連通する連通路（図示せず）が構成されている。
【００２３】
コア部１の下部には、上述したように、十分な剛性を有する比較的厚肉の底部プレート３，４が積層されている。これらの底部プレート３，４は、コア部１最下部のオイル連通孔１２の一方に対応して開口したオイル入口２５を備えるとともに、上記中央オイル通路１７に対応して開口したオイル出口２６を備えており、各々をシールするガスケット２７，２７を介して、図示せぬシリンダブロック等に取り付けられるようになっている。
【００２４】
従って、オイルの流れとしては、内燃機関の各部を潤滑して高温となったオイルが、底部プレート３，４のオイル入口２５からコア部１のそれぞれのオイル流路７へ導入され、隣接する冷却水流路８を流れる冷却水と熱交換して冷却された上で、頂部プレート２の膨出部２３による連通路を経由して中央オイル通路１７へと流れ、最終的に、底部プレート３，４のオイル出口２６から内燃機関側へ戻される。尚、オイルの流れを逆にして、高温のオイルを中央オイル通路１７に導入し、コア部１で熱交換した後に最下部のオイル連通孔１２から内燃機関へ戻すように構成することも可能である。また、冷却水は、冷却水導入管２１から上下に並んだ冷却水連通孔１３を通して各冷却水流路８へ分配され、かつ各々の冷却水流路８内を一方の冷却水連通孔１３から他方の冷却水連通孔１３へ向かって流れ、最終的に冷却水排出管２２へと流れ出る。
【００２５】
上述した多数のコアプレート５，６、フィンプレート１１、頂部プレート２、および底部プレート３，４は、ロー付けによって互いに接合され一体化されている。詳しくは、これらの各部品は、アルミニウム合金の基材の表面にロー材層を被覆したいわゆるクラッド材を用いて形成されており、各部を所定の位置に仮組付した状態で炉内で加熱することにより、一体にロー付けされる。
【００２６】
なお、コア部１の最上部および最下部に位置するコアプレート５，６は、頂部プレート２や底部プレート３，４との関係から、コア部１の中間部に位置する一般的なコアプレート５，６とは多少異なる構成を有している。
【００２７】
次に、本発明の要部である冷却水流路８内へ突出する突起部について説明する。
【００２８】
上述したように、冷却水が流れる冷却水流路８は、コアプレート５，６の間、詳しくは第２のコアプレート６の下面と第１のコアプレート５の上面との間に構成されているが、相対的に下方に位置する第１のコアプレート５には、冷却水流路８側つまり上方へ突出する多数の第１の突起部３１が膨出形成されている。この第１の突起部３１の膨出方向は、第１のコアプレート５の周縁部５ａおよびテーパ筒状部５ｂが上方へ立ち上がっているのに対し、同じ側となる。また第１の突起部３１は、円錐台形をなし、その高さが上述したボス部１４の高さと等しく、従って、組立状態では、図５に示すように、その頂部が第２のコアプレート６の下面（平坦面）にロー付けにより接合されている。
【００２９】
同様に、相対的に上方に位置する第２のコアプレート６には、冷却水流路８側つまり下方へ突出する多数の第２の突起部３２が膨出形成されている。この第２の突起部３２の膨出方向は、第２のコアプレート６の周縁部６ａおよびテーパ筒状部６ｂが上方へ立ち上がっているのに対し、反対側となる。この第２の突起部３２も、第１の突起部３１と同じ円錐台形をなし、その高さが上述したボス部１４の高さと等しく、従って、組立状態では、図５に示すように、その頂部が第１のコアプレート５の上面（平坦面）にロー付けにより接合されている。なお、これらの突起部３１，３２は、いずれもコアプレート５，６のプレス加工の際に同時に成形されるが、実際に成形された状態では、頂部が多少丸まった形となるため、ドーム型に近似した円錐台形となる。
【００３０】
図２および図３は、多数の突起部３１，３２の配置の一例を示しているが、この例では、コアプレート５，６の四角形に対し４５°傾いた行・列方向に沿って多数の突起部３１，３２が規則的にかつ等間隔に配置されている。そして、第１のコアプレート５における第１の突起部３１の位置（図２）と、第２のコアプレート６における第２の突起部３２の位置（図３）と、は、互いに相補の関係となっており、両者を重ねたときの配置を投影して示す図４に明らかなように、４個の第１の突起部３１で囲まれる四角形の領域の中心に１つの第２の突起部３２が位置し、逆に、４個の第２の突起部３２で囲まれる四角形の領域の中心に１つの第１の突起部３１が位置する。換言すれば、図４のように両者を合わせた突起部３１，３２全体としては、コアプレート５，６の四角形の縦・横の行・列方向に沿って多数の突起部３１，３２が規則的にかつ等間隔に配置された形となり、かつ、この行・列方向に沿ってみると、第１の突起部３１と第２の突起部３２とが交互に配置されている。
【００３１】
このように第１のコアプレート５および第２のコアプレート６のそれぞれに突起部３１，３２を均等に分配することにより、同じコアプレート５，６に加工される２つの隣接した突起部３１，３２の間の最小距離がより大きく確保され、それだけプレス加工時の減肉による亀裂の虞が少ない。また、減肉を考慮したコアプレート５，６の厚肉化が不要である。
【００３２】
従って、プレス加工時の亀裂発生等に制約されずに、冷却水流路８内の突起部３１，３２の総数を十分に多く設定することが可能となり、突起部３１，３２での乱流生成による熱交換効率の向上が図れる。また、冷却水流路８内の冷却水の圧力に比してオイル流路７内の油圧がかなり高いことから、コアプレート５，６は冷却水流路８が狭くなる方向に押圧されるが、冷却水流路８内に多数の突起部３１，３２を配置することで、その剛性が高くなる。
【００３３】
また、図示例では、第１のコアプレート５におけるオイル連通孔１２（ボス部１４）とこれに隣接した周縁部５ａ（つまり四角形のコーナ部分）との間の狭い領域には、第１の突起部３１が存在せず、この位置に、図４に符号３２Ａとして示す第２の突起部３２が配置されている。
【００３４】
前述したように、第１のコアプレート５では、第１の突起部３１が周縁部５ａおよびボス部１４と同じ方向（つまり上方）へ膨出成形されるので、仮に上記の突起部３２Ａの位置に第１の突起部３１を形成しようとすると、ボス部１４と突起部３１と周縁部５ａとの三者が近接し、プレスによる絞り加工が比較的困難となる。これに対し、この部分の突起部を第２の突起部３２Ａとして第２のコアプレート６に設けるようにすれば、この突起部３２Ａは、コアプレート６の周縁部６ａとは逆方向に膨出成形され、しかもオイル連通孔１２が単純な開口（つまりボス部１４を具備していない）であるから、プレスによる絞り加工が容易となる。
【００３５】
このように、本発明では、２種類のコアプレート５，６のいずれか一方に突起部を設けることが困難である場所について、他方のコアプレート５，６に代替となる突起部を配置することができ、これにより、全体的な加工のコストや歩留まりを改善することができる。
【００３６】
なお、図２〜図４の例では、説明の単純化のために、突起部３１，３２が完全に規則的に配置されているが、種々の要求、例えば一方の冷却水連通孔１３から他方の冷却水連通孔１３への流れの特性の改善などのために、突起部３１，３２の配置が完全に規則的なものではなく多少歪んだ配置となっていてもよい。また、第１の突起部３１と第２の突起部３２とが完全に均等な配置でなくてもよい。
【００３７】
次に、図６〜図９は、突起部３１，３２の配置の異なる第２実施例を示している。図６は第１のコアプレート５における第１の突起部３１の配置を示し、図７は第２のコアプレート６における第２の突起部３２の配置を示し、図８は、両者を重ねた状態を投影して示している。この実施例は、各突起部３１，３２の基本的な位置は前述した実施例と類似しているが、特にコアプレート５，６の外周部分において、図２〜図４に比較して突起部３１，３２の数が少なくなっている。換言すれば、図８に示す総和の突起部３１，３２の分布密度として、コアプレート５，６の中心部分は密であり、コアプレート５，６の外周部分は粗である。このような突起部３１，３２の分布によれば、一方の冷却水連通孔１３から他方の冷却水連通孔１３へ冷却水が流れる際に、両者間を直線的に流れずに、外周部分へも冷却水が案内されるようになり、コアプレート５，６の全面を広く利用して熱交換がなされる。特に、本発明では、突起部３１，３２を密に配置すべき部分に、コアプレート５，６の双方を利用して、減肉による亀裂発生等に制約されることなく、より多くの突起部３１，３２を集中的に配置することが可能であり、冷却水の流れを適切に調節することができる。
【００３８】
次に、図１０は、この発明の第３実施例を示しており、この実施例では、円錐台形をなす第１の突起部３１と同じく円錐台形をなす第２の突起部３２とで、それぞれの円錐角が異なる角度となっている。例えば、第１の突起部３１の円錐角は、第２の突起部３２の円錐角よりも大きい。このように円錐台形をなす突起部３１，３２の円錐角が異なると、両者が非常に密に配置されている領域においても、第１の突起部３１と第２の突起部３２とを組み合わせた状態において、両者間に確実に流路つまり隙間が残存し、冷却水の通流が確保される。なお、図１０では、説明のために、第１の突起部３１と第２の突起部３２とが比較的離れた位置に描かれている。
【００３９】
以上、この発明の一実施例を説明したが、本発明は上記実施例に限られず、種々の変更が可能である。例えば、上記実施例では、第１のコアプレート５と第２のコアプレート６とに、各々ほぼ等しい個数の突起部３１，３２が設けられているが、例えば、突起部の間の間隔が比較的大きい領域ではいずれか一方のコアプレートにのみ突起部を配置し、突起部が密に配置される領域では双方のコアプレートに突起部を配置するようにして、各々の突起部の個数が比較的大きく異なるようにしてもよい。また突起部の形状として、上記の円錐台形以外の形状、例えば円筒形等とすることもでき、かつ第１の突起部と第２の突起部の形状が異なるものであってもよい。さらに、上記実施例では、第１の突起部の頂部と第２のコアプレートの下面（平坦面）および第２の突起部の頂部と第１のコアプレートの上面（平坦面）がそれぞれロー付けされているが、オイル流路内の油圧が低い場合などには、ロー付けせずに互いに接触させるだけでもよい。
【符号の説明】
【００４０】
１…コア部
５…第１のコアプレート
６…第２のコアプレート
７…オイル流路
８…冷却水流路
１１…フィンプレート
１２…オイル連通孔
１３…冷却水連通孔
３１…第１の突起部
３２…第２の突起部  
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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