JP2018194281A - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

【課題】異なる車両で共用できる熱交換器を提供する。
【解決手段】熱交換器１は、ＡＴＦと冷却水との間で熱交換を行う熱交換部１０と、熱交換部１０内に形成されＡＴＦが流通するＡＴＦ入口側流通孔１０ａ及びＡＴＦ出口側流通孔１０ｂと、熱交換部１０内に形成され冷却水が流通する冷却水流通孔１０ｃと、ＡＴＦ入口側流通孔１０ａにＡＴＦを供給するＡＴＦ入口３１とＡＴＦ出口側流通孔１０ｂからＡＴＦを排出するＡＴＦ出口３２との少なくともいずれか一方に設けられ、流路面積を調整する流路調整部材４０と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、熱交換器に関するものである。

特許文献１には、円錐台形状に形成される複数のプレートを積層してオイル流通路と冷却水流通路とが画成される車両用オイルクーラが開示されている。

特開２０１１−１６３６２５号公報

ところで、車両用オイルクーラに用いられる熱交換器では、流通するオイルの封入量が車両ごとに異なる等の要因により、車両に合わせて設計する必要がある。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、異なる車両で共用できる熱交換器を提供することを目的とする。

本発明のある態様によれば、熱交換器は、第１の流体と第２の流体との間で熱交換を行う熱交換部と、前記熱交換部内に形成され第１の流体が流通する第１流体流路と、前記熱交換部内に形成され第２の流体が流通する第２流体流路と、前記第１流体流路に第１の流体を供給する供給口と前記第１流体流路から第１の流体を排出する排出口との少なくともいずれか一方に設けられ、流路面積を調整する流路調整部材と、を備える。

上記態様では、流路調整部材が設けられることによって、熱交換部を流れる第１の流体の流量が調整されるので、車両に合わせた流量に設定することができる。したがって、要求される第１の流体の流量が異なる複数の車両で熱交換器を共用することができる。

図１は、本発明の実施形態に係る熱交換器の斜視図である。 図２は、図１におけるＩＩ−ＩＩ断面図である。 図３は、図２における流路調整部材近傍の拡大図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る熱交換器１について説明する。

まず、図１及び図２を参照して、熱交換器１の全体構成について説明する。

熱交換器１は、例えば、車両（図示省略）に適用され、エンジン（図示省略）の冷却水の熱を利用してＡＴＦ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｆｌｕｉｄ）の暖機や冷却を行う。熱交換器１は、ＡＴＦを用いる自動変速機２（図２参照）に直接取り付けられるビルトイン型のオイルクーラである。ここでは、第１の流体はＡＴＦであり、第２の流体は冷却水である。

熱交換器１は、ＡＴＦと冷却水との間で熱交換を行う熱交換部１０と、熱交換部１０の下面に取り付けられるカバープレート２０（図２参照）と、熱交換部１０の上面に取り付けられるベースプレート３０と、ベースプレート３０に設けられる一対の流路調整部材４０と、を備える。

カバープレート２０は、熱交換部１０を一方側（下面）から固定する。カバープレート２０には、熱交換部１０内に冷却水を流入させる冷却水入口通路２１と、熱交換部１０内から冷却水を流出させる冷却水出口通路２２と、が接続されている。

ベースプレート３０は、熱交換部１０を他方側（上面）から固定する。図１に示すように、ベースプレート３０には、三箇所に固定のための貫通孔３０ｃが設けられたフランジ３０ｂが形成されている。ベースプレート３０は、貫通孔３０ｃを挿通するボルトによって、自動変速機２の取付面２ａ（図２参照）に締結される。

ベースプレート３０は、熱交換部１０内にＡＴＦを供給する供給口としてのＡＴＦ入口３１と、熱交換部１０内からＡＴＦを排出する排出口としてのＡＴＦ出口３２と、を有する。図２に示すように、ＡＴＦ入口３１は、自動変速機２のＡＴＦ出口通路３と連通し、ＡＴＦ出口３２は、自動変速機２のＡＴＦ入口通路４と連通する。

流路調整部材４０は、ＡＴＦ入口３１とＡＴＦ出口３２とにそれぞれ設けられる。流路調整部材４０は、ＡＴＦの流路面積を調整する。流路調整部材４０については、図３を参照しながら、後で詳細に説明する。

次に、主に図２を参照して、熱交換部１０の内部の構造について説明する。

熱交換部１０は、間隔をあけて複数の第１プレート１１と第２プレート１２とを交互に積層することによって構成される。第１プレート１１及び第２プレート１２は、熱の伝わりやすい金属製の平板部材を用いて、外周が同一の略円形状となるように形成される。

隣接する第１プレート１１と第２プレート１２との間には、冷却水の流れる複数の冷却水流路１３と、ＡＴＦの流れる複数のＡＴＦ流路１４と、が交互に形成される。

それぞれの冷却水流路１３には、カバープレート２０に接続された冷却水入口通路２１から流れてきた冷却水が分岐して流れ込む。それぞれの冷却水流路１３を通過した冷却水は、冷却水出口通路２２で合流して熱交換器１の外へと流れ出る。

それぞれのＡＴＦ流路１４には、ベースプレート３０に設けられたＡＴＦ入口３１からＡＴＦが分岐して流れ込む。それぞれのＡＴＦ流路１４を通過したＡＴＦは、ＡＴＦ出口３２で合流して熱交換器１の外へと流れ出る。

複数の第１プレート１１及び第２プレート１２には、ＡＴＦ入口側流通孔１０ａと、ＡＴＦ出口側流通孔１０ｂと、冷却水流通孔１０ｃと、がそれぞれ同位置に形成されている。第１プレート１１と第２プレート１２とを積層することで、ＡＴＦ入口側流通孔１０ａと、ＡＴＦ出口側流通孔１０ｂと、冷却水流通孔１０ｃと、は、第１プレート１１と第２プレート１２とを積層方向に貫通するように配列される。第１流体流路はＡＴＦ入口側流通孔１０ａ及びＡＴＦ出口側流通孔１０ｂであり、第２流体流路は冷却水流通孔１０ｃである。

ＡＴＦ入口側流通孔１０ａは、熱交換部１０のＡＴＦ流路１４にＡＴＦを導入するための円形の孔である。ＡＴＦ入口側流通孔１０ａは、ベースプレート３０に接続されたＡＴＦ出口通路３に、ＡＴＦ入口３１を通じて連結されている。ＡＴＦ入口側流通孔１０ａは、ＡＴＦ出口通路３から流れてくるＡＴＦを、ＡＴＦ流路１４へと流入させる。ＡＴＦ流路１４に流入したＡＴＦは、ＡＴＦ流路１４の全体に広がるように流れる。

ＡＴＦ出口側流通孔１０ｂは、ＡＴＦ流路１４からＡＴＦを排出するための円形の孔である。ＡＴＦ出口側流通孔１０ｂは、ベースプレート３０に接続されたＡＴＦ入口通路４に、ＡＴＦ出口３２を通じて連結されている。ＡＴＦ出口側流通孔１０ｂは、ＡＴＦ流路１４から流れてくるＡＴＦを、ＡＴＦ出口３２へと流出させる。

冷却水流通孔１０ｃは、冷却水を熱交換部１０の冷却水流路１３内に循環させるための円形の孔である。カバープレート２０の冷却水入口通路２１から流れてくる冷却水は、冷却水流通孔１０ｃを介して冷却水流路１３に流されて循環した後に、カバープレート２０の冷却水出口通路２２から排出される。

なお、冷却水流路１３とＡＴＦ流路１４とは、それぞれ独立した流路系として形成されており、冷却水とＡＴＦとが混ざり合うことはない。また、ＡＴＦ入口側流通孔１０ａ及びＡＴＦ出口側流通孔１０ｂから冷却水流路１３にＡＴＦが流入することはなく、冷却水流通孔１０ｃからＡＴＦ流路１４に冷却水が流入することはない。

次に、図３を参照して、ベースプレート３０及び流路調整部材４０の構成について説明する。

ベースプレート３０は、ＡＴＦ入口３１とＡＴＦ出口３２とを有する。ＡＴＦ入口３１とＡＴＦ出口３２とは同一の形状に形成される。ＡＴＦ入口３１とＡＴＦ出口３２とには、それぞれ同一の流路調整部材４０が設けられる。そこで、ここでは、ＡＴＦ入口３１及び流路調整部材４０について詳細に説明し、ＡＴＦ出口３２については説明を省略する。

ＡＴＦ入口３１は、通孔３３と、環状凹部３４と、を有する。

通孔３３は、ベースプレート３０を貫通して形成される円形の孔である。通孔３３は、流路調整部材４０が取り付けられてＡＴＦが流通する。

環状凹部３４は、通孔３３の端部の外周に環状に形成される深座ぐり部である。環状凹部３４は、ベースプレート３０の外面３０ａから凹状に形成される。環状凹部３４には、環状シール部材としてのＯリング３５が設けられる。ここでは、環状凹部３４の内径をＤ１［ｍｍ］とし、環状凹部３４の深さをＴ１［ｍｍ］とする。

Ｏリング３５は、通孔３３と比較して大径に形成される。Ｏリング３５は、環状凹部３４の内周面３４ａに当接するように挿入される。これにより、熱交換器１を自動変速機２に取り付ける際にＯリング３５が脱落することを防止できる。Ｏリング３５は、環状凹部３４の深さＴ１と比較して高く形成される。これにより、Ｏリング３５は、環状凹部３４に挿入されたときに、環状凹部３４から高さ方向に突出する。

Ｏリング３５は、熱交換器１が自動変速機２に取り付けられたときに、取付面２ａと環状凹部３４との間で押しつぶされる。これにより、Ｏリング３５は、ＡＴＦの通路と外部との間をシールする。

従来は、一般に、熱交換器１を自動変速機２に取り付けるために、ベースプレート３０の端部を切削加工して、平面度を向上させていた。そのため、ベースプレート３０の外面３０ａ全体の加工精度が要求されていた。

これに対して、熱交換器１では、環状凹部３４の加工精度を確保すればＡＴＦ入口３１及びＡＴＦ出口３２のシールをすることができるので、ベースプレート３０の外面３０ａ全体の加工精度が要求される場合と比較して、加工精度の管理が容易である。

流路調整部材４０は、嵌入部４１と、フランジ部４２と、突出管部４３と、流路規制孔４４と、を有する。

嵌入部４１は、円形の管状に形成される。嵌入部４１は、通孔３３に嵌められる。嵌入部４１は、通孔３３に圧入されて固定される。若しくは、嵌入部４１に雄ねじを形成し、通孔３３に雌ねじを形成して、嵌入部４１を通孔３３に螺合させて固定してもよい。ここでは、嵌入部４１の外径をＤ２［ｍｍ］とする。嵌入部４１は、Ｄ２＜Ｄ１となるように形成される。

フランジ部４２は、突出管部４３の外周に環状に形成される。フランジ部４２は、嵌入部４１と比較して大径に形成される。フランジ部４２は、環状凹部３４に収容される。フランジ部４２は、Ｏリング３５の内径と比較して小径に形成され、Ｏリング３５の高さと比較して低く形成される。

フランジ部４２は、環状凹部３４の底面に当接して、流路調整部材４０のベースプレート３０に対する高さ方向の位置を規定する。また、フランジ部４２が環状凹部３４の底面に当接することで、通孔３３と流路調整部材４０とのシール性が確保される。

突出管部４３は、円形の管状に形成される。突出管部４３は、環状凹部３４の深さＴ１と比較して高く形成されて環状凹部３４から突出する。即ち、突出管部４３の高さをＴ２［ｍｍ］とした場合に、Ｔ２＞Ｔ１となる。

突出管部４３は、Ｏリング３５の高さと比較して高く形成される。突出管部４３は、嵌入部４１と同一の外径に形成される。即ち、突出管部４３の外径もまたＤ２である。

熱交換器１を自動変速機２に取り付ける際には、自動変速機２のＡＴＦ出口通路３及びＡＴＦ入口通路４に突出管部４３が挿入される。よって、自動変速機２に対する熱交換器１の位置決めを容易にできる。

流路規制孔４４は、嵌入部４１とフランジ部４２と突出管部４３とを貫通して形成される。流路規制孔４４の内周には、ＡＴＦが流通する。流路規制孔４４は、ＡＴＦ入口側流通孔１０ａと比較して流路面積が小さく形成される。

即ち、流路規制孔４４の内径をＤ３［ｍｍ］とし、ＡＴＦ入口側流通孔１０ａの内径をＤ４［ｍｍ］とした場合に、Ｄ３＜Ｄ４となる。また、流路調整部材４０は、Ｄ３＜Ｄ４＜Ｄ２となるように、即ち、Ｄ４が流路調整部材４０の板厚範囲内になるように形成される。

このように、流路調整部材４０が設けられることによって、熱交換部１０を流れるＡＴＦの流量が調整されるので、車両に合わせた流量に設定することができる。したがって、要求されるＡＴＦの流量が異なる複数の車両で熱交換器１を共用することができる。

特に、流路調整部材４０に形成される流路規制孔４４によって、流通抵抗が上昇して、熱交換部１０を流れるＡＴＦの流量が規制される。そのため、流路調整部材４０が設けられない場合と比較して、要求されるＡＴＦの流量が少ない車両に熱交換器１を適用することができる。

なお、ＡＴＦの流量を規制する必要がない場合には、Ｄ３＝Ｄ４となるように流路規制孔４４を形成してもよく、又は、流路調整部材４０を設けなくてもよい。

以上の実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。

熱交換器１は、ＡＴＦと冷却水との間で熱交換を行う熱交換部１０と、熱交換部１０内に形成されＡＴＦが流通するＡＴＦ入口側流通孔１０ａ及びＡＴＦ出口側流通孔１０ｂと、熱交換部１０内に形成され冷却水が流通する冷却水流通孔１０ｃと、ＡＴＦ入口側流通孔１０ａにＡＴＦを供給するＡＴＦ入口３１とＡＴＦ出口側流通孔１０ｂからＡＴＦを排出するＡＴＦ出口３２との少なくともいずれか一方に設けられ、流路面積を調整する流路調整部材４０と、を備える。

この構成によれば、流路調整部材４０が設けられることによって、熱交換部１０を流れるＡＴＦの流量が調整されるので、車両に合わせた流量に設定することができる。したがって、要求されるＡＴＦの流量が異なる複数の車両で熱交換器１を共用することができる。

また、流路調整部材４０は、ＡＴＦ入口側流通孔１０ａと比較して流路面積が小さく形成されてＡＴＦが流通する流路規制孔４４を有する。

これにより、流通抵抗が上昇して、熱交換部１０を流れるＡＴＦの流量が規制されるので、流路調整部材４０が設けられない場合と比較して、要求されるＡＴＦの流量が少ない車両に熱交換器１を適用することができる。

また、ＡＴＦ入口３１とＡＴＦ出口３２との少なくともいずれか一方は、流路調整部材４０が取り付けられてＡＴＦが流通する通孔３３と、通孔３３の端部の外周に外面３０ａから凹状に形成される環状凹部３４と、を有する。流路調整部材４０は、通孔３３に嵌められる嵌入部４１と、嵌入部４１と比較して大径に形成されて環状凹部３４に収容されるフランジ部４２と、を有する。

これにより、環状凹部３４の加工精度を確保すればＡＴＦ入口３１及びＡＴＦ出口３２のシールをすることができるので、ベースプレート３０の外面３０ａ全体の加工精度が要求される場合と比較して、加工精度の管理が容易である。

また、流路調整部材４０は、環状凹部３４の深さと比較して高く形成されて環状凹部３４から突出する突出管部４３を更に有する。

これにより、熱交換器１を自動変速機２に取り付ける際には、自動変速機２のＡＴＦ出口通路３及びＡＴＦ入口通路４に突出管部４３が挿入される。よって、自動変速機２に対する熱交換器１の位置決めを容易にできる。

また、環状凹部３４には、通孔３３と比較して大径に形成され環状凹部３４の内周面３４ａに当接するように挿入されるＯリング３５が設けられ、フランジ部４２は、Ｏリング３５の内径と比較して小径に形成される。

これにより、環状凹部３４にＯリング３５と流路調整部材４０とを共に配置することができる。よって、環状凹部３４の加工精度を確保すればよいので、ベースプレート３０の外面３０ａ全体の加工精度が要求される場合と比較して、加工精度の管理が容易である。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

例えば、上記実施形態では、流路調整部材４０は、ＡＴＦ入口３１とＡＴＦ出口３２とにそれぞれ設けられる。これにより、熱交換部１０にＡＴＦを留めることができるので、ＡＴＦが流れ過ぎず、自動変速機２の内部にＡＴＦを戻りにくくすることができる。また、ＡＴＦ入口３１とＡＴＦ出口３２とに流路調整部材４０がそれぞれ設けられることで、自動変速機２に対する熱交換器１の位置決めを容易にできる。

これに代えて、流路調整部材４０を、ＡＴＦ入口３１又はＡＴＦ出口３２の一方のみに設けてもよい。流路調整部材４０をＡＴＦ入口３１のみに設ける場合には、熱交換部１０にて冷却水との間で熱交換されたＡＴＦが、ＡＴＦ入口３１を通じて自動変速機２内に逆流することを防止できる。

１ 熱交換器
２ 自動変速機
１０ 熱交換部
１０ａ ＡＴＦ入口側流通孔（第１流体流路）
１０ｂ ＡＴＦ出口側流通孔（第１流体流路）
１０ｃ 冷却水流通孔（第２流体流路）
１３ 冷却水流路
１４ ＡＴＦ流路
２０ カバープレート
３０ ベースプレート
３１ ＡＴＦ入口（供給口）
３２ ＡＴＦ出口（排出口）
３３ 通孔
３４ 環状凹部
３５ Ｏリング（環状シール部材）
４０ 流路調整部材
４１ 嵌入部
４２ フランジ部
４３ 突出管部
４４ 流路規制孔

Claims (5)

1. 熱交換器であって、
   第１の流体と第２の流体との間で熱交換を行う熱交換部と、
   前記熱交換部内に形成され第１の流体が流通する第１流体流路と、
   前記熱交換部内に形成され第２の流体が流通する第２流体流路と、
   前記第１流体流路に第１の流体を供給する供給口と前記第１流体流路から第１の流体を排出する排出口との少なくともいずれか一方に設けられ、流路面積を調整する流路調整部材と、を備える、
   ことを特徴とする熱交換器。
2. 請求項１に記載の熱交換器であって、
   前記流路調整部材は、前記第１流体流路と比較して流路面積が小さく形成されて第１の流体が流通する流路規制孔を有する、
   ことを特徴とする熱交換器。
3. 請求項１又は２に記載の熱交換器であって、
   前記供給口と前記排出口との少なくともいずれか一方は、
   前記流路調整部材が取り付けられて第１の流体が流通する通孔と、
   前記通孔の端部の外周に外面から凹状に形成される環状凹部と、を有し、
   前記流路調整部材は、
   前記通孔に嵌められる嵌入部と、
   前記嵌入部と比較して大径に形成されて前記環状凹部に収容されるフランジ部と、を有する、
   ことを特徴とする熱交換器。
4. 請求項３に記載の熱交換器であって、
   前記流路調整部材は、前記環状凹部の深さと比較して高く形成されて前記環状凹部から突出する突出管部を更に有する、
   ことを特徴とする熱交換器。
5. 請求項３又は４に記載の熱交換器であって、
   前記環状凹部には、前記通孔と比較して大径に形成され前記環状凹部の内周面に当接するように挿入される環状シール部材が設けられ、
   前記フランジ部は、前記環状シール部材の内径と比較して小径に形成される、
   ことを特徴とする熱交換器。

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