JP7215280B2 - オイルクーラ - Google Patents

Description

本開示は、オイルクーラに関する。

複数のプレートを積層して形成されるオイルクーラが知られている。

特開平７－１２４８４号公報

ところで、近年、オイルクーラに供給される油量（例えばオイルポンプから油が供給される油量）が多くなる傾向があり、油圧脈動に起因した振動が生じやすくなっている。

そこで、１つの側面では、本発明は、オイルクーラにおいて、油圧脈動に起因した振動を効果的に低減することを目的とする。

１つの側面では、油の導入口が設けられる側とは逆側の表面側に設けられ、前記導入口に対向する領域を囲繞するリング状の部材を含む、オイルクーラが提供される。

１つの側面では、本発明によれば、オイルクーラにおいて、油圧脈動に起因した振動を効果的に低減することが可能となる。

上方から視た一実施例によるオイルクーラの概略的な斜視図である。 下方から視た一実施例によるオイルクーラの概略的な斜視図である。 オイルクーラの中心線Ｉを通る概略的な断面図である。 オイルクーラにおける油の流通態様の説明図である。

以下、添付図面を参照しながら各実施例について詳細に説明する。なお、図３等では、見易さのために、複数存在する同一属性の部位には、一部のみしか参照符号が付されていない場合がある。

図１は、Ｚ１側から視たときの一実施例によるオイルクーラ１０の概略的な斜視図であり、図２は、Ｚ２側から視たときの一実施例によるオイルクーラ１０の概略的な斜視図である。図３は、Ｚ方向に平行な中心線Ｉを通る概略的な断面図である。中心線Ｉは、後述の中空部４００の中心軸に対応する。図１から図３には、Ｚ方向とともに、Ｚ１側及びＺ２側が定義されている。以下では、説明上、Ｚ方向を上下方向とし、Ｚ１側を「上側」とし、Ｚ２側を「下側」とする。ただし、実際の実装時のオイルクーラ１０の向きは任意である。また、以下では、径方向とは、中心線Ｉを中心とした径方向を意味し、径方向外側とは、中心線Ｉから離れる側を指す。

オイルクーラ１０は、冷却水（例えばＬＬＣ：Ｌｏｎｇ Ｌｉｆｅ Ｃｏｏｌａｎｔを含む水）と油との間での熱交換を介して、油を冷却する装置である。

オイルクーラ１０は、上側に、冷却水の導入部１２と、冷却水の排出部１４とを含む。オイルクーラ１０には、例えばラジエータ（図示せず）からの比較的低い温度の冷却水が導入部１２から供給される。導入部１２からオイルクーラ１０内に供給された冷却水は、油との熱交換により油から熱を奪い、排出部１４からラジエータ（図示せず）へと戻される。このようにして、オイルクーラ１０を通って循環する冷却水によりオイルクーラ１０内の油が冷却される。

オイルクーラ１０は、下側に、油の入口部２２と、油の出口部２４とを含む。オイルクーラ１０には、例えばオイルポンプ（図示せず）から吐出された油が入口部２２から供給される。入口部２２からオイルクーラ１０内に供給された油は、冷却水との熱交換により冷却され、出口部２４から冷却対象部又は潤滑対象部（図示せず）へと供給される。冷却対象部又は潤滑対象部は、任意であるが、例えば変速機や走行用モータ、バッテリ等であってもよい。このようにして、冷却対象部又は潤滑対象部に供給される油はオイルクーラ１０を通る際に冷却水により冷却される。

オイルクーラ１０は、基部３０と、積層体４０と、カバー部材５０と、防振部材６０（リング状の部材の一例かつ振動低減手段の一例）とを含む。

基部３０は、積層体４０を支持する土台部として機能する。基部３０には、図３に示すように、油の導入口１０１及び油の出口１０２が形成される。すなわち、基部３０は、油の入口部２２が接続される導入口１０１と、油の出口部２４が接続される出口１０２とを有する。

積層体４０は、図３に示すように、内部に、油の導入口１０１及び出口１０２に連通する油路４１０と、冷却水の導入口（図示せず）及び出口（図示せず）に連通する水路４２０とを形成する。なお、冷却水の導入口（図示せず）及び出口（図示せず）は、導入部１２及び排出部１４に接続される態様で、カバー部材５０に形成されてよい。

具体的には、積層体４０は、中空部４００の延在方向（Ｚ方向）が積層方向となる態様で中空部４００まわりに積層される複数の板状部材４５０、４６０を含む。複数の板状部材４５０、４６０は、伝熱性の高い材料（例えばアルミのような金属）により形成される。複数の板状部材４５０、４６０は、層間に水路４２０及び油路４１０を形成する。

複数の板状部材４５０のそれぞれは、水路４２０を上側に形成し、油路４１０を下側に形成する。板状部材４５０は、積層方向（Ｚ方向）における層間の力の伝達を可能とする複数のディンプル４５０１（凸部の一例）を有する。

ディンプル４５０１は、一の板状部材４５０に対して複数設けられてよい。また、ディンプル４５０１は、一の板状部材４５０に対して、径方向で異なる位置に設けられてもよい。図３に示す例では、一例として、ディンプル４５０１は、径方向で異なる３つの径方向の位置に設けられている。ただし、ディンプル４５０１が設けられる位置や個数は任意である。また、図３に示す例では、一例として、ディンプル４５０１の配列は規則的であるが、不規則であってもよい。

また、複数の板状部材４５０のそれぞれは、中心線Ｉまわりの中央部に開口４５１を有するとともに、径方向外側に開口４５２、４５３を有する。

複数の板状部材４６０のそれぞれは、油路４１０を上側に形成し、水路４２０を下側に形成する。複数の板状部材４６０のそれぞれは、上側に隣接する板状部材４５０との間に、フィン部材（図示せず）を有してもよい。また、複数の板状部材４６０のそれぞれは、中心線Ｉまわりの中央部に開口４６１を有するとともに、径方向外側に開口４６２、４６３を有する。

複数の板状部材４６０の開口４６２は、Ｚ方向に視た上面視で、複数の板状部材４５０の開口４５２と重なる。複数の板状部材４６０の開口４６２は、複数の板状部材４５０の開口４５２と協動して、上下方向の中空部４１２を形成する。なお、中空部４１２は、油路４１０と連通するが、水路４２０とは連通しない。中空部４１２は、下端が基部３０により閉塞され、上端がカバー部材５０により閉塞される。ただし、中空部４１２は、下端において径方向に延在する油路４１１に接続される。

複数の板状部材４６０の開口４６３は、Ｚ方向に視た上面視で、複数の板状部材４５０の開口４５３と重なる。複数の板状部材４６０の開口４６３は、複数の板状部材４５０の開口４５３と協動して、上下方向の中空部４１３を形成する。なお、中空部４１３は、油路４１０と連通するが、水路４２０とは連通しない。中空部４１３は、下端が出口１０２に接続され、上端がカバー部材５０により閉塞される。

積層体４０は、導入口１０１から上方へと延在する中空部４００を有する。中空部４００は、中心線Ｉに沿って延在する。中空部４００の断面は任意であるが、例えば円形である。円形の場合、中空部４００は、中心線Ｉを中心とした円筒状の形態である。中空部４００は、下端が導入口１０１を形成し、上端がカバー部材５０により閉塞される。中空部４００は、複数の板状部材４５０の開口４５１と、複数の板状部材４６０の開口４６１とにより形成される。なお、中空部４００は、例えば円筒状の部材４０１により形成され、油路４１０及び水路４２０とは連通しない。円筒状の部材４０１は、積層方向で隣接する油路４１０と水路４２０とが連通しない態様で、複数の板状部材４５０、４６０に対して加締められてよい。

カバー部材５０は、積層体４０の上側を覆う。カバー部材５０は、積層体４０の上部に固定される。例えば、カバー部材５０は、積層体４０の上部を形成する板状部材４５０に加締められることで、積層体４０に固定されてもよい。カバー部材５０は、一定の板厚の部材であり、例えばオイルクーラ１０の外形に対応する外形の板材であってよい。カバー部材５０は、複数の板状部材４５０、４６０と同様、伝熱性の高い材料（例えばアルミのような金属）により形成される。

カバー部材５０は、導入部１２や排出部１４が接続又は挿通される部分を除いて、平板状に（すなわち有意な凹凸を有することなく）形成されてもよい。あるいは、カバー部材５０は、例えば中央部（後述の防振部材６０により囲繞される部分）が、上側に凸状になる形態を有してもよい。

カバー部材５０は、上述のように中空部４００の上部を閉塞する。すなわち、カバー部材５０は、Ｚ方向に視た上面視で、油の導入口１０１に対向する領域５０１を有する。なお、本実施例では、中空部４００は、導入口１０１から直線状にＺ方向に延在するので、領域５０１は、Ｚ方向に視た上面視で、中空部４００に重なる領域でもある。カバー部材５０は、同様に、他の中空部４１２、４１３の上部を閉塞する。

防振部材６０は、カバー部材５０に取り付けられる。防振部材６０は、例えば接着剤等によりカバー部材５０に固定されてよい。あるいは、防振部材６０は、カバー部材５０に溶着等されてもよい。防振部材６０は、図１に示すように、リング状の部材であり、油の導入口１０１に対向する領域５０１を囲繞する。例えば、防振部材６０は、中心線Ｉ上に中心が位置するリング状の形態であってよい。ただし、変形例では、防振部材６０のリング状の中心は、中心線Ｉに対して僅かにオフセットされてもよい。

防振部材６０は、Ｚ方向に視て、中心線Ｉまわりに回転対称な形態である。ただし、変形例では、防振部材６０は、Ｚ方向に視て、中心線Ｉまわりで回転対称でない形態であってもよい。

図３に示す例では、防振部材６０は、領域５０１の外径よりも僅かに大きい内径（＝ｒ１－ｒ２）を有し、最も径方向内側に位置するディンプル４５０１付近まで延在するような外径ｒ１を有する。なお、本実施例では、防振部材６０は、中空部４００の円形断面に対応した円形のリング状の部材であるが、他の形態（例えば矩形）のリング状の部材であってもよい。

防振部材６０は、好ましくは、オイルクーラ１０の積層体４０との間の熱膨張係数の差に起因した熱応力を低減すべく、積層体４０を形成する複数の板状部材４５０、４６０と同一の材料により形成される。

ここで、図４を参照して、オイルクーラ１０における油の流通態様を説明してから、防振部材６０の構成及び機能を更に説明する。

図４は、オイルクーラ１０における油の流通態様の説明図である。図４には、図３に示す断面図において、オイルクーラ１０における油の流通態様が矢印Ｒ１からＲ６で示される。

図４に示すように、導入口１０１から導入される油（矢印Ｒ１参照）は、径方向の油路４１１を通って径方向に流れ（矢印Ｒ２参照）、次いで中空部４１２を通って上方へと流れる（矢印Ｒ３参照）。中空部４１２を通って上方へと流れる油は、複数の層間の油路４１０に導入され、複数の板状部材４５０、４６０間を流れる（矢印Ｒ４、Ｒ５参照）。そして、複数の板状部材４５０、４６０間を流れた油は、中空部４１３に到達し、中空部４１３を通って下方へと流れ（矢印Ｒ６参照）、出口１０２から排出される。

次に、防振部材６０の構成及び機能を説明する。

防振部材６０は、カバー部材５０の振動を低減する機能を有する。換言すると、防振部材６０は、カバー部材５０の振動を低減する構成を有する。防振部材６０がカバー部材５０に取り付けられると、カバー部材５０の質量及び剛性が増加する。これにより、防振部材６０が設けられない場合に比べて、カバー部材５０の振動を低減できる。

ここで、カバー部材５０の振動は、油圧脈動に起因して発生する場合があり、当該振動は、音の問題を引き起こしうる。油圧脈動は、中空部４００内に油が充填された状態で、油が導入口１０１を介して導入される際（図４の矢印Ｒ１参照）に生じ、特にオイルポンプの吐出量が大きいときに大きくなる傾向がある。

従って、油圧脈動は、カバー部材５０の全体領域のうちの、中空部４００の上部に対応する領域、すなわちカバー部材５０における油の導入口１０１に対向する領域５０１に最も伝わりやすい。

この点、本実施例によれば、防振部材６０は、カバー部材５０における油の導入口１０１に対向する領域５０１に対して設けられるので、カバー部材５０における油圧脈動に起因した振動を効果的に低減できる。すなわち、防振部材６０が設けられることで、カバー部材５０における油の導入口１０１に対向する領域５０１の剛性が高くなり、当該領域５０１における振動を効果的に低減できる。

ところで、オイルクーラ１０には、上述のように冷却水が導入されるが、導入される冷却水の温度は、常に一定であるわけではなく、各種の条件に応じて変化する。同様に、オイルクーラ１０に導入される油の温度も、常に一定であるわけではなく、各種の条件に応じて変化する。

従って、オイルクーラ１０においては、各種の条件に応じて、各構成要素（カバー部材５０や、複数の板状部材４５０、４６０等）が熱膨張する。このような熱膨張は、カバー部材５０に取り付けられる防振部材６０の構成によっては応力集中の原因となり、オイルクーラ１０の耐久性に影響する。

この点、本実施例では、防振部材６０は、上述のようにリング状の形態であり、外径ｒ１は比較的小さい。具体的には、防振部材６０は、好ましくは、Ｚ方向に視て、複数のディンプル４５０１のうちの、最も中空部４００から離れたディンプル４５０１よりも、中空部４００に近い範囲内に延在する。すなわち、防振部材６０は、最も径方向外側に位置するディンプル４５０１よりも径方向内側に位置する。

これにより、防振部材６０に起因した応力集中を低減でき、オイルクーラ１０の耐久性を高めることができる。

具体的には、防振部材６０が最も径方向外側に位置するディンプル４５０１よりも径方向外側まで延在するような比較的大型の形態である場合、防振部材６０の熱容量が大きくなるとともに、剛性が高くなる。防振部材６０がカバー部材５０に取り付けられた状態では、防振部材６０によりカバー部材５０の変位（熱膨張に伴う径方向の変位）が拘束される。従って、熱膨張時におけるカバー部材５０の変位は、積層体４０を形成する板状部材４５０等の変位よりも有意に小さくなる。このような変位の差（変形の不均一）が応力集中を生む。この際、特にカバー部材５０と接合するディンプル４５０１は、カバー部材５０との間で力が伝達される部位であるので、応力集中が発生しやすい傾向となる。

これに対して、本実施例では、上述のように、防振部材６０は、最も径方向外側に位置するディンプル４５０１よりも径方向外側まで延在せず、例えば図３に示すように、最も径方向内側に位置するディンプル４５０１付近まで延在する程度のサイズである。これにより、熱膨張差に起因した応力集中（ディンプル４５０１での応力集中）を低減でき、オイルクーラ１０の耐久性を高めることができる。

なお、防振部材６０の最適な構成（外径ｒ１や、内径（＝ｒ１－ｒ２）、厚み等）は、オイルクーラ１０の構成によって異なるので、防振部材６０の構成は、オイルクーラ１０の構成ごとに、必要な振動防止機能を確保しつつ、防振部材６０に起因した応力集中が生じないように適合されてよい。

このようにして本実施例によれば、防振部材６０を設けることで、オイルクーラ１０において、油圧脈動に起因した振動を低減しつつ、熱膨張差に起因した応力集中を低減できる。

以上、各実施例について詳述したが、特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。また、前述した実施例の構成要素を全部又は複数を組み合わせることも可能である。

例えば、上述した実施例では、防振部材６０は、径方向内側が打ち抜かれたリング状の形態であるが、これに限られない。例えば、防振部材６０は、径方向内側が打ち抜かれていない中実の形態であってもよい。この場合、防振部材６０は、径方向内側が薄肉化されてもよいし、径方向に沿って一定の厚みを有してもよい。また、防振部材６０は、両端が閉じたリング状の形態であるが、これに限られない。例えば、防振部材６０は、中心線Ｉまわりの周方向の一部が欠損したＣ状の形態（両端が離間したＣ状の形態）であってもよい。

＜付記＞
以上の実施例に関し、更に以下を開示する。なお、以下で記載する効果のうちの、一の形態に対する追加的な各形態に係る効果は、当該追加的な各形態に起因した付加的な効果である。

（１）一の形態は、油の導入口（１０１）が設けられる側とは逆側の表面側に設けられ、前記導入口に対向する領域（５０１）を囲繞するリング状の部材（６０）を含む、オイルクーラ（１０）である。

ここで、油の導入口が設けられる側とは逆側の表面側において、導入口に対向する領域は、油圧脈動に起因した振動の振幅が大きくなる傾向がある。この点、本形態によれば、当該領域を囲繞するリング状の部材を備えることで、油圧脈動に起因した振動を効果的に低減できる。

（２）また、本形態においては、好ましくは、前記導入口に連通する油路（４１０）と、水路（４２０）とを形成し、前記導入口から前記領域に向けて延在する中空部（４００）であって、前記油路に連通する中空部を備える積層体（４０）と、
前記積層体における前記導入口が設けられる側とは逆側を覆うカバー部材（５０）とを更に含み、
前記リング状の部材は、前記カバー部材に取り付けられる。

この場合、カバー部材が一定の比較的小さい厚みの板材により形成される場合でも、カバー部材において生じうる振動（油圧脈動に起因した振動）を低減できる。

（３）また、本形態においては、好ましくは、前記積層体は、前記中空部の延在方向が積層方向となる態様で前記中空部まわりに積層される複数の板状部材（４５０、４６０）を含み、
前記複数の板状部材の層間は、前記水路及び前記油路を形成するとともに、層間の力の伝達を可能とする複数の凸部（４５０１）を有し、
前記リング状の部材は、積層方向に視て、前記複数の凸部のうちの、最も前記中空部から離れた凸部よりも、前記中空部に近い範囲内に延在する。

この場合、リング状の部材は、最も中空部から離れた凸部よりも中空部に近い範囲内に延在するので、比較的小さいサイズで成り立つことができる。これにより、比較的大きい防振部材を設けた場合に生じうる熱膨張差に起因した応力集中を低減できる。これにより、熱膨張差に起因した応力集中を低減でき、オイルクーラの耐久性を高めることができる。

（４）他の一の形態は、油の導入口（１０１）に連通する油路（４１０）と、水路（４２０）とを形成し、一端が前記導入口に接続される中空部（４００）を備える積層体（４０）と、
前記積層体における前記導入口が設けられる側とは逆側を覆い、前記中空部の他端が接続される領域（５０１）を有するカバー部材（５０）と、
前記カバー部材に取り付けられ、前記カバー部材の前記領域の振動を低減する振動低減手段（６０）とを備える、オイルクーラ（１０）である。

ここで、油の導入口が設けられる側とは逆側のカバー部材において、導入口に対向する領域は、油圧脈動に起因した振動の振幅が大きくなる傾向がある。この点、本形態によれば、当該領域の振動を低減する振動低減手段を備えることで、油圧脈動に起因した振動を効果的に低減できる。

１０ オイルクーラ
１２ 導入部
１４ 排出部
２２ 入口部
２４ 出口部
３０ 基部
４０ 積層体
５０ カバー部材
６０ 防振部材
１０１ 導入口
１０２ 出口
４００ 中空部
４１０ 油路
４１１ 油路
４１２ 中空部
４１３ 中空部
４２０ 水路
４５０ 板状部材
４５１ 開口
４５２ 開口
４５３ 開口
４６０ 板状部材
４６１ 開口
４６２ 開口
４６３ 開口
５０１ 領域
４５０１ ディンプル
Ｉ 中心線

Claims (4)

1. 油の導入口が設けられる側とは逆側の表面側に設けられ、前記導入口に対向する領域を囲繞するリング状の部材と、
   前記導入口に連通する油路と、水路とを形成し、前記導入口から前記領域に向けて延在する中空部であって、前記油路に連通する中空部を備える積層体と、
   前記積層体における前記導入口が設けられる側とは逆側を覆い、前記領域を有するカバー部材とを含み、
   前記積層体は、前記中空部の延在方向が積層方向となる態様で前記中空部まわりに積層される複数の板状部材を含み、
   前記複数の板状部材の層間は、前記水路及び前記油路を形成し、
   油は、前記中空部内に油が充填された状態で、前記導入口を介して前記積層体に導入され、
   前記リング状の部材の全体と前記積層体との間に、前記カバー部材が延在する、オイルクーラ。
2. 前記リング状の部材は、前記カバー部材に取り付けられる、請求項１に記載のオイルクーラ。
3. 前記複数の板状部材は、層間の力の伝達を可能とする複数の凸部を有し、
   前記リング状の部材は、積層方向に視て、前記複数の凸部のうちの、最も前記中空部から離れた凸部よりも、前記中空部に近い範囲内に延在する、請求項２に記載のオイルクーラ。
4. 油の導入口に連通する油路と、水路とを形成し、一端が前記導入口に接続される中空部を備える積層体と、
   前記積層体における前記導入口が設けられる側とは逆側を覆い、前記中空部の他端が接続される領域を有するカバー部材と、
   前記カバー部材に取り付けられ、前記カバー部材の前記領域の振動を低減する振動低減手段とを備え、
   前記振動低減手段の全体と前記積層体との間に、前記カバー部材が延在する、オイルクーラ。

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