(57)【特許請求の範囲】
【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プレートの芯材よりも腐食電位の低い腐食犠牲層が形成されており、
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電位が低く、かつ前記腐食犠牲層よりも腐食電位の高いアルミニウム、またはアルミニウム合金からなることを特徴とする熱交換器。
【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。
【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させる熱交換コア（以下、コアと略す。）であり、このコア１１０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。
【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１２０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１１３と呼ぶ。）外の空間（ケーシング１２０内の空間）１２３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１５１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、１１２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、１１２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。
【図１】
0004432229.tif 000002
【図２】
0004432229.tif 000003
【図３】
0004432229.tif 000004