JP2019105426A - オイルクーラ - Google Patents

Abstract

【課題】熱交換器内部の流路構成設定の自由度向上及び熱交換効率の向上を図る。【解決手段】張り出し部４７を有する中間プレート５は、第１コアプレート６ａと第２コアプレート７ａとの間に挟み込まれ、流体戻し通路２４を第１流体戻し通路２４ａと第２流体戻し通路２４ｂに分断している。コアプレート積層方向に張り出すように凹ませてなる張り出し部４７は、一端が第２コアプレート７ａの第１オイル通過穴２５の一部を覆うとともに、他端が第２コアプレート７ａの一対の第２オイル通過穴２６の一方を覆っている。中間プレート５と第１コアプレート６ａとの間の第１連通部４９を介して、第１のオイルが第１流体戻し通路２４ａに導入される。張り出し部４７と第２コアプレート７ａとの間の第２連通部５０を介して第２のオイルが第２流体戻し通路２４ｂに導入される。【選択図】図３

Description

本発明は、例えば内燃機関の潤滑油や自動変速機の作動油等の冷却に用いられるいわゆる多板積層型のオイルクーラに関する。

近年自動車では、エンジン用のオイルの熱交換器のほか、変速機用のオイルの熱交換器や、ハイブリッド車両ではモータ冷却用のオイルの熱交換器等、様々なオイルを冷却するため１車両で多数の熱交換器が使用される場合がある。

また、熱の有効利用の観点から１媒体でも多系統の回路を有する等、様々な熱交換器が搭載されることが多くなってきている。

例えば、特許文献１には、油配管の簡素化、スペースの有効利用等、搭載性向上を目的とし、熱交換部となるプレート積層体内で、２種の被冷却媒体と１種の冷媒との間で熱交換を行う熱交換器が開示されている。

特許文献１の熱交換器は、プレート積層体内に、冷媒が流れる第１流体通路と、被冷却媒体が流れる互いに独立した第２流体通路及び第３流体通路と、が形成されている。第２流体通路は、プレート積層体の上層側に形成されている。第３流体通路は、プレート積層体の下層側に形成されている。

プレート積層体に導入された冷媒は、プレート積層体の積層方向（プレートが積み重なる方向）に沿って流れた後、プレート積層体の積層方向と直交する方向で流れの向きを変え、その後プレート積層体の積層方向に沿って流れてプレート積層体から排出される。つまり、第１流体通路は、プレート積層体内で分岐し、上層側の第２流体通路と熱交換を行う複数の上層側通路部と、下層側の第３流体通路と熱交換を行う複数の下層側通路部と、が並列に接続された構成となっている。

特開昭６２−２０２９９７号公報

しかしながら、プレート積層体のプレート間に流体通路を形成する特許文献１に開示されるような熱交換器においては、プレート積層体内に１系統の冷却媒体の流路と、２系統の被冷却媒体の流路とをそれぞれ独立した状態で形成する必要があり、プレート積層体内に形成される流路構成が制約を受ける虞がある。

また、特許文献１に開示される従来の熱交換器においては、交換熱量を大きくした場合、積層するプレート数を増やすことになる。しかしながら、積層するプレート数を増やすほど圧力損失が低下し、プレート間を流れる流体の流速は低下するため、積層するプレート数を多くしたからといって必ずしもその数に見合う交換熱量上昇の効果を期待することはできない。

このように、従来の熱交換器にあっては、熱交換器内部の流路構成設定の自由度向上及び熱交換効率の向上を図る上で更なる改善の余地がある。

本発明は、多数のコアプレートを積層し、各々の間にオイルが流れるプレート間オイル流路と冷媒が流れるプレート間冷媒流路とを交互に構成した熱交換部を有し、少なくとも１種類以上のオイルが導入されるオイルクーラにおいて、上記熱交換部をコアプレート積層方向に貫通し、上記熱交換部に導入されたオイルまたは冷媒が流れる流体通路と、上記熱交換部のコアプレート積層方向の中間位置で上記コアプレート間に挟み込まれ、上記流体通路を第１流体通路と第２流体通路に分断する中間プレートと、を有し、上記オイルが流れる上記熱交換部内のオイル経路は、当該オイルが上記熱交換部内をコアプレート積層方向に直交する方向で流れの向きを変えてＵターンしつつ全体としてコアプレート積層方向に流れるように形成され、上記熱交換部は、上記第１流体通路と上記第２流体通路に異なる流体が流れるよう構成されていることを特徴としている。

本発明によれば、流体通路を利用してオイル経路及び冷媒経路を形成することで、オイル導入部とオイル排出部をコアプレート積層方向の片側の端部に集約したり、両側に分けたりすることが、冷媒経路の制約を受けることなく容易に実施可能となる。

また、オイル経路及び冷媒経路は、熱交換部内をコアプレート積層方向に直交する方向で流れの向きを変えてＵターンしつつ全体としてコアプレート積層方向に流れるように形成されているので、流速の低下を抑制しつつ少ないコアプレートの数でオイルと冷媒との間に大きな交換熱量を確保することができる。

すなわち、熱交換部内の流路構成設定の自由度と熱交換効率の更なる向上を図ることができる。

本発明の第１実施例におけるオイルクーラの分解斜視図。 本発明の第１実施例におけるオイルクーラの平面図。 図２のＡ−Ａ線に沿った断面図。 図２のＢ−Ｂ線に沿った断面図。 フィンプレートの一部を拡大して示した斜視図。 本発明の第２実施例におけるオイルクーラの分解斜視図。 本発明の第２実施例におけるオイルクーラの平面図。 図７のＣ−Ｃ線に沿った断面図。 図７のＤ−Ｄ線に沿った断面図。

以下、本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、説明の便宜上、図１の姿勢を基準として、「上」、「下」、「頂部」、「底部」等の用語を用いるが、本発明はこれに限定されるものではない。

図１は、本発明の第１実施例のオイルクーラ１を模式的に示した分解斜視図である。図２は本発明の第１実施例のオイルクーラ１の平面図である。図３は、図２のＡ−Ａ線に沿った断面図である。図４は、図２のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。

熱交換器であるオイルクーラ１は、互いに独立した２系統のオイルの流れを１系統の冷媒の流れで冷却するものであって、例えば、車両に搭載される内燃機関のエンジンオイルと、車両に搭載される変速機のトランスミッションオイルと、を冷却するものである。

オイルクーラ１は、第１のオイル及び第２のオイルと、冷媒としての冷却水との熱交換を行う熱交換部２と、熱交換部２の上面に取り付けられる比較的厚肉で板状の頂部プレート３と、熱交換部２の下面に取り付けられる比較的厚肉で十分な剛性を有する板状の底部プレート４と、から大略構成されている。

熱交換部２は、基本的な形状が共通の多数の第１コアプレート６と多数の第２コアプレート７とを交互に積層し、第１コアプレート６と第２コアプレート７との間に、プレート間オイル流路９とプレート間冷却水流路１０（プレート間冷媒流路）とを交互に構成したものである。プレート間オイル流路９は、コアプレート積層方向（上下方向）に沿った流路の高さが所定の高さを有し、プレート間冷却水流路１０のコアプレート積層方向に沿った流路の高さよりも高くなるよう設定されている。換言すれば、第１コアプレート６及び第２コアプレート７は、プレート間オイル流路９及びプレート間冷却水流路１０のコアプレート積層方向に沿った流路の高さがそれぞれ所定の高さとなるように設定されている。

オイルクーラ１においては、図３、図４に示すように、熱交換部２内に９つのプレート間オイル流路９と８つのプレート間冷却水流路１０が形成されている。

図示例では、第１コアプレート６の下面と第２コアプレート７の上面との間にプレート間オイル流路９が構成され、第１コアプレート６の上面と第２コアプレート７の下面との間にプレート間冷却水流路１０が構成される。各プレート間オイル流路９には、それぞれ略正方形のフィンプレート８が配置される。

また、本実施例においては、９つあるプレート間オイル流路９のうち、コアプレート積層方向で中間位置にある１つのプレート間オイル流路９ａにおいて、フィンプレート８に変えて、薄板状の中間プレート５が配置されている。換言すれば、中間プレート５は、熱交換部２のプレート積層方向の中間位置の第１コアプレート６ａと第２コアプレート７ａとの間に挟み込まれている。

多数の第１、第２コアプレート６、７、頂部プレート３、底部プレート４、多数のフィンプレート８及び中間プレート５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。

なお、熱交換部２の最上部及び最下部に位置する第１コアプレート６及び第２コアプレート７は、頂部プレート３や底部プレート４との関係から、熱交換部２の中間部に位置する一般的な第１コアプレート６や第２コアプレート７とは多少異なる構成となっている。

図１におけるフィンプレート８は、模式的に描かれたものであって、例えば図５に示すようなオフセット型コルゲートフィンとして形成されている。

すなわち、フィンプレート８は、１枚の母材を一定ピッチ毎に矩形ないしＵ字形に折り曲げてなるコルゲートフィンであり、特にある幅毎に、半ピッチずつコルゲートの位置がずれたオフセット型コルゲートフィンからなっている。

オイルクーラ１は、コアプレート積層方向の片側の端部である上端に、第１のオイルを導入する第１オイル導入口としての第１オイル導入部１７と第１のオイルを排出する第１オイル排出口としての第１オイル排出部１８を有している。

また、オイルクーラ１は、コアプレート積層方向の片側の端部である上端に、冷却水を導入する冷媒導入口としての冷却水導入部１９と冷却水を排出する冷媒排出口としての冷却水排出部２０を有している。

第１オイル導入部１７、第１オイル排出部１８、冷却水導入部１９及び冷却水排出部２０は、略正方形の頂部プレート３の４隅に形成されている。

詳述すると、第１オイル導入部１７と第１オイル排出部１８は、頂部プレート外縁に位置するとともに、当該頂部プレート中心を挟んで対称となる頂部プレート対角線上に形成されている。また、冷却水導入部１９及び冷却水排出部２０は、頂部プレート外縁に位置するとともに、当該頂部プレート中心を挟んで対称となる頂部プレート対角線上に形成されている。なお、冷却水導入部１９及び冷却水排出部２０は、第１オイル導入部１７及び第１オイル排出部１８とは異なる頂部プレート対角線上に形成されている。

また、頂部プレート３には、第１オイル導入部１７と第１オイル排出部１８とが位置する対角線上に沿って、外側（上側）に向かって凸となるよう凹まされた通路部３ａが形成されている。通路部３ａは、熱交換部２の最上部に位置する第１コアプレート６との間に、後述する流体戻し通路２４の上端と、第１オイル排出部１８とを繋ぐオイル通流用の空間を形成するものである。

そして、オイルクーラ１は、コアプレート積層方向の片側の端部である下端に、第２のオイルを導入する第２オイル導入口としての第２オイル導入部２１と第２オイルを排出する第２オイル排出口としての第２オイル排出部２２を有している。

第２オイル導入部２１は、底部プレート４の４隅の１つに形成されている。第２オイル排出部２２は、底部プレート４の中央に形成されている。

底部プレート４は、第２オイル導入部２１及び第２オイル排出部２２の周囲をシール可能な図示せぬガスケット等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。

なお、図１中の４１は、冷却水導入部１９に接続される冷却水導入管であり、図１中の４２は、冷却水排出部２０に接続される冷却水排出管である。

また、図１中の４３は、第１オイル導入部１７に接続される第１オイル導入管であり、図１中の４４は、第１オイル排出部１８に接続される第１オイル排出管である。

第１コアプレート６及び第２コアプレート７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、全体として略正方形をなし、３つのオイル通過穴１５と２つの冷却水通過穴１６とを有している。

オイル通過穴１５は、コアプレート中央に位置する第１オイル通過穴２５と、第１オイル通過穴２５を挟んで対称となるコアプレート対角線上に位置する一対の第２オイル通過穴２６と、からなっている。

第１オイル通過穴２５は、熱交換部２をコアプレート積層方向に貫通して第１オイル排出部１８と連通する流体通路としての流体戻し通路２４（図３、図４を参照）を構成するものである。すなわち、流体戻し通路２４は、コアプレート６、７の中央に形成された貫通穴である第１オイル通過穴２５を利用して構成されたものである。

第２オイル通過穴２６は、コアプレート外縁に位置している。

また、コアプレート積層方向の中間位置にある第１コアプレート６ａの上方に隣接する第２コアプレート７は、一対の第２オイル通過穴２６の一方が塞がれてオイル閉塞部２７となっている。

図１、図３における２８は、オイル閉塞部２７を有する第２コアプレート７の上方に位置する第２コアプレート７の一対の第２オイル通過穴２６の一方を閉塞したオイル閉塞部である。

図１、図３における２９は、オイル閉塞部２７を有する第２コアプレート７の下方に位置する第２コアプレート７の一対の第２オイル通過穴２６の一方を閉塞したオイル閉塞部である。

第１実施例のオイルクーラ１において、オイル閉塞部２７、２９は、第１オイル排出部１８の直下に位置している。

第１実施例のオイルクーラ１において、オイル閉塞部２８は、第１オイル導入部１７の直下に位置している。

冷却水通過穴１６は、コアプレート外縁に位置するとともに、当該コアプレート中心を挟んで対称となるコアプレート対角線上に形成された第１冷却水通過穴３１と第２冷却水通過穴３２とからなっている。なお、冷却水通過穴１６は、オイル通過穴１５とは異なるコアプレート対角線上に形成されている。

熱交換部２内において、第１冷却水通過穴３１は、冷却水導入部１９の直下に位置している。熱交換部２内において、第２冷却水通過穴３２は、冷却水排出部２０の直下に位置している。

また、コアプレート積層方向の中間位置にある第１コアプレート６ａには、中間プレート５が隣接している。

中間プレート５は、コアプレート６、７の第１オイル通過穴２５と連通する貫通穴を有していない。

そのため、熱交換部２内にあっては、中間プレート５によって、流体戻し通路２４が上方側の第１流体戻し通路２４ａと下方側の第２流体戻し通路２４ｂに分断されている。第１流体戻し通路２４ａは、第１流体通路に相当するものであり、第２流体戻し通路２４ｂは、第２流体通路に相当するものである。

中間プレート５は、全体として略正方形をなし、コアプレート積層方向に張り出すように凹ませてなる張り出し部４７と、一対（２つ）の中間冷却水通過穴４８とを有している。

張り出し部４７は、中間プレート対角線上に形成された長円形状の細長い連続した凹みであり、中間プレート５の外縁から中間プレート５の中央まで連続している。

詳述すると、張り出し部４７は、熱交換部２内にあっては、一端が隣接する下方の第２コアプレート７ａの第１オイル通過穴２５の一部を覆うとともに、他端が隣接する下方の第２コアプレート７ａの一対の第２オイル通過穴２６の一方を覆っている。

そして、中間プレート５は、上方に隣接する第１コアプレート６ａ側からプレート間オイル流路９ａに流入したオイル（第１のオイル）を第１流体戻し通路２４ａに流入させている。つまり、中間プレート５と第１コアプレート６ａとの間に形成される空間である第１連通部４９を介して、プレート間オイル流路９ａに流入したオイルが第１流体戻し通路２４ａに導入される。つまり、第１連通部４９は、実質的には、プレート間オイル流路９ａに相当することになる。

また、中間プレート５は、下方に隣接する第２コアプレート７ａ側からのオイルがプレート間オイル流路９ａ内に流入しないようにしている。第２コアプレート７ａ側からのオイル（第２のオイル）は、中間プレート５の張り出し部４７と、第２コアプレート７ａとの間に形成された空間である第２連通部５０を介して第２流体戻し通路２４ｂに導入される。

第２連通部５０は、プレート間オイル流路９ａとは中間プレート５によって隔てられている。

図３に示すように、熱交換部２内のプレート間オイル流路９は、オイル閉塞部２７、２８、２９と中間プレート５によって、コアプレート積層方向で中間位置にあるプレート間オイル流路９ａよりも上方に位置する２つの上方側オイル流路群１２ａ、１２ｂと、プレート間オイル流路９ａと、プレート間オイル流路９ａよりも下方に位置する２つの下方側オイル流路群１２ｃ、１２ｄと、に分けられる。

また、熱交換部２内には、中間プレート５によって、第１のオイルが流れる第１オイル経路１１ａと、第２のオイルが流れる第２オイル経路１１ｂとが形成される。

なお、図３中の矢印はオイルの流れを示しており、実線が第１オイル経路１１ａを示し、破線が第２オイル経路１１ｂを示している。
プレート間オイル流路９ａと下方側オイル流路群１２ｃとは、中間プレート５によって互いに隔絶されている。つまり、第１オイル経路１１ａと第２オイル経路１１ｂとは、熱交換部２内において互いに独立したオイル経路となっている。

第１オイル経路１１ａは、第１オイル導入部１７から第１オイル排出部１８に至る第１のオイルの流れる経路である。

第２オイル経路１１ｂは、第２オイル導入部２１から第２オイル排出部２２に至る第２のオイルの流れる経路である。

第１オイル経路１１ａは、主として、上方側オイル流路群１２ａ、１２ｂと、第１連通部４９と、第１流体戻し通路２４ａと、通路部３ａと、によって構成されている。

第１オイル経路１１ａにおいては、オイル閉塞部２８と中間プレート５により、第１のオイルが熱交換部２内をコアプレート積層方向に直交する方向で流れの向きを変えてＵターンしつつ全体としてコアプレート積層方向に流れるようになっている。すなわち、第１オイル導入部１７から流入した第１のオイルは、上方側オイル流路群１２ａを図３における左から右に流れ、その後上方側オイル流路群１２ｂを図３における右から左に流れている。

第２オイル経路１１ｂは、主として、下方側オイル流路群１２ｃ、１２ｄと、第２連通部５０と、第２流体戻し通路２４ｂとによって構成されている。

第２オイル経路１１ｂにおいては、オイル閉塞部２９と中間プレート５により、第２のオイルが熱交換部２内をコアプレート積層方向に直交する方向で流れの向きを変えてＵターンしつつ全体としてコアプレート積層方向に流れるようになっている。すなわち、第２オイル導入部２１から流入した第２のオイルは、下方側オイル流路群１２ｄを図３における右から左に流れ、その後下方側オイル流路群１２ｃを図３における左から右に流れている。

図４に示すように、熱交換部２内には、８つあるプレート間冷却水流路１０によって、１つの冷却水流路群１３（冷媒流路群）が構成される。

冷却水流路群１３内のプレート間冷却水流路１０同士は互いに並列に接続されている。つまり、熱交換部２内において、７つのプレート間冷却水流路１０は、互いに並列に接続された状態となっている。冷却水流路群１３は、冷却水導入部１９から導入された冷却水を冷却水排出部２０から排出するものである。つまり、冷却水導入部１９から冷却水流路群１３を経て冷却水排出部２０に至る図４中に矢示する冷却水の流れる経路が冷却水経路１４（冷媒経路）に相当する。

冷却水導入部１９から導入された冷却水は、熱交換部２内をコアプレート積層方向と直交する方向で流れの向きを変え、反対側の冷却水排出部２０から排出される。

第１コアプレート６では、各第２オイル通過穴２６の周囲がボス部３５としてプレート間冷却水流路１０側へ突出するように一段高く形成されているとともに、第１、第２冷却水通過穴３１、３２の周囲がボス部３８としてプレート間オイル流路９側へ突出するように一段高く形成されている。また、第１コアプレート６では、第１オイル通過穴２５の周囲がボス部３６としてプレート間冷却水流路１０側及びプレート間オイル流路９側の双方へそれぞれ突出するように一段高く形成されている。

第２コアプレート７では、第１、第２冷却水通過穴３１、３２の周囲がボス部３８としてプレート間オイル流路９側へ突出するように一段高く形成されているとともに、各第２オイル通過穴２６の周囲がボス部３５としてプレート間冷却水流路１０側へ突出するように一段高く形成されている。また、第２コアプレート７では、第１オイル通過穴２５の周囲がボス部３６としてプレート間冷却水流路１０側及びプレート間オイル流路９側の双方へそれぞれ突出するように一段高く形成されている。

従って、これら第１コアプレート６と第２コアプレート７とを交互に組み合わせることで、第１コアプレート６と第２コアプレート７との間に、プレート間オイル流路９とプレート間冷却水流路１０となる一定の間隔が保持される。

第１コアプレート６における第２オイル通過穴２６周囲のボス部３５は、隣接する一方の第２コアプレート７の第２オイル通過穴２６周囲のボス部３５に各々接合されている。これにより、上下２つのプレート間オイル流路９が互いに連通するとともに、両者間のプレート間冷却水流路１０から隔絶される。従って、多数の第１コアプレート６と第２コアプレート７とが接合された状態では、基本的には、多数の第２オイル通過穴２６を介して各プレート間オイル流路９同士が互いに連通するとともに、全体として熱交換部２内をオイルがコアプレート積層方向に流通可能となっている。

第２コアプレート７における第１、第２冷却水通過穴３１、３２周囲のボス部３８は、隣接する一方の第１コアプレート６の第１、第２冷却水通過穴３１、３２周囲のボス部３８に各々接合されている。これにより、上下２つのプレート間冷却水流路１０が互いに連通するとともに、両者間のプレート間オイル流路９から隔絶される。従って、多数の第１コアプレート６と第２コアプレート７とが接合された状態では、多数の第１、第２冷却水通過穴３１、３２を介して各プレート間冷却水流路１０同士が互いに連通するとともに、全体として熱交換部２内を冷却水がコアプレート積層方向に流通可能となっている。

第１コアプレート６における第１オイル通過穴２５周囲のボス部３６は、隣接する上下の第２コアプレート７の第１オイル通過穴２５周囲のボス部３６に各々接合されている。

第２コアプレート７における第１オイル通過穴２５周囲のボス部３６は、隣接する上下の第１コアプレート６の第１オイル通過穴２５周囲のボス部３６に各々接合されている。

従って、多数の第１コアプレート６と第２コアプレート７とが接合された状態では、各第１オイル通過穴２５と各ボス部３６とによって熱交換部２をコアプレート積層方向に貫通する流体戻し通路２４が構成される。流体戻し通路２４は、第１コアプレート６と第２コアプレート７の間のプレート間オイル流路９に直接連通していない。

なお、第１コアプレート６ａ及び第２コアプレート７ａにおける第１オイル通過穴２５周囲のボス部３６は、プレート間冷却水流路１０側のみへ突出するように一段高く形成されている。

また、第１コアプレート６及び第２コアプレート７には、プレート間冷却水流路１０側へ突出する多数の突起部４５が形成されている。

プレート間オイル流路９に挟み込まれるフィンプレート８は、５箇所に、３つのオイル通過穴１５及び２つの冷却水通過穴１６にそれぞれ対応する開口部４６が開口形成されている。各開口部４６は、対応するボス部３５、３６、３８に対し若干の余裕を有するように、各通過穴１５、１６よりも大きく形成されている。

このようなオイルクーラ１においては、中間プレート５によって、熱交換部２をコアプレート積層方向に貫通する流体戻し通路２４が第１流体戻し通路２４ａと第２流体戻し通路２４ｂに分断されている。そして、第１流体戻し通路２４ａには、第１オイル導入部１７から導入された第１のオイルが流れ、第２流体戻し通路２４ｂには、第２オイル導入部２１から導入された第２のオイルが流れている。

つまり、オイルクーラ１は、熱交換部２をコアプレート積層方向に貫通する流体戻し通路２４を上方側と下方側で異なる種類の流体が流れるように構成することができる。

そのため、第１オイル導入部１７と第１オイル排出部１８をコアプレート積層方向の片側の端部に集約したり、両側に分けたりすることが、第２オイル経路１１ｂや冷却水経路１４の制約を受けることなく容易に実施可能となる。

また、第１オイル経路１１ａ及び第２オイル経路１１ｂは、熱交換部２内をコアプレート積層方向に直交する方向で流れの向きを変えてＵターンしつつ全体としてコアプレート積層方向に流れるように形成されているので、流速の低下を抑制しつつ少ないコアプレート６、７の数で第１のオイルと冷却水との間に大きな交換熱量を確保することができる。

すなわち、オイルクーラ１においては、熱交換部２内の流路構成設定の自由度と熱交換効率の更なる向上を図ることができる。

流体戻し通路２４が熱交換部２の偏った位置に設定されると、第２連通部５０（張り出し部４７）が長くなり、通路抵抗が増加する虞がある。

しかしながら、第１実施例の流体戻し通路２４は、熱交換部２の中央に位置するため、熱交換部２内の流路構成設定の自由度を確保しつつ、第２連通部５０の流路長を短くすることができる。

以下、本発明に他の実施例について説明する。なお、上述した第１実施例と同一の構成要素については、同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図６〜図９を用いて、本発明の第２実施例のオイルクーラ（熱交換器）６０について説明する。

図６は、本発明の第２実施例のオイルクーラ６０を模式的に示した分解斜視図である。図７は本発明の第２実施例のオイルクーラ６０の平面図である。図８は、図７のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。図９は、図７のＤ−Ｄ線に沿った断面図である。

熱交換器であるオイルクーラ６０は、１系統のオイルの流れを１系統の冷媒の流れで冷却するものであって、例えば、車両に搭載される内燃機関のエンジンオイルを冷却するものである。

オイルクーラ６０は、オイルと、冷媒としての冷却水との熱交換を行う熱交換部２と、熱交換部２の上面に取り付けられる比較的厚肉で板状の頂部プレート３と、熱交換部２の下面に取り付けられる比較的厚肉で十分な剛性を有する板状の底部プレート４と、から大略構成されている。

熱交換部２は、基本的な形状が共通の多数の第１コアプレート６と多数の第２コアプレート７とを交互に積層し、第１コアプレート６と第２コアプレート７との間に、プレート間オイル流路９とプレート間冷却水流路１０（プレート間冷媒流路）とを交互に構成したものである。

プレート間オイル流路９は、コアプレート積層方向（上下方向）に沿った流路の高さが所定の高さを有し、プレート間冷却水流路１０のコアプレート積層方向に沿った流路の高さよりも高くなるよう設定されている。換言すれば、第１コアプレート６及び第２コアプレート７は、プレート間オイル流路９及びプレート間冷却水流路１０のコアプレート積層方向に沿った流路の高さがそれぞれ所定の高さとなるように設定されている。

オイルクーラ６０においては、図８、図９に示すように、熱交換部２内に８つのプレート間オイル流路９と７つのプレート間冷却水流路１０が形成されている。

図示例では、第１コアプレート６の下面と第２コアプレート７の上面との間にプレート間オイル流路９が構成され、第１コアプレート６の上面と第２コアプレート７の下面との間にプレート間冷却水流路１０が構成される。各プレート間オイル流路９には、それぞれ略正方形のフィンプレート８が配置される。

また、本実施例においては、７つあるプレート間冷却水流路１０のうち、コアプレート積層方向で中間位置にある１つのプレート間冷却水流路１０ａに、薄板状の中間プレート６１が配置されている。換言すれば、中間プレート６１は、熱交換部２のプレート積層方向の中間位置の第１コアプレート６ａと第２コアプレート７ａとの間に挟み込まれている。

多数の第１、第２コアプレート６、７、頂部プレート３、底部プレート４、多数のフィンプレート８及び中間プレート６１は、ロー付けによって互いに接合され一体化されている。

なお、熱交換部２の最上部及び最下部に位置する第１コアプレート６及び第２コアプレート７は、頂部プレート３や底部プレート４との関係から、熱交換部２の中間部に位置する一般的な第１コアプレート６や第２コアプレート７とは多少異なる構成となっている。

オイルクーラ１は、コアプレート積層方向の片側の端部である上端に、冷却水を導入する単一の冷媒導入口としての冷却水導入部６２と冷却水を排出する単一の冷媒排出口としての冷却水排出部６３を有している。冷却水導入部６２は、略正方形の頂部プレート３の４隅の１つに形成されている。冷却水排出部６３は、頂部プレート３の中央の形成されている。

そして、オイルクーラ１は、コアプレート積層方向の片側の端部である下端に、オイルを導入する単一のオイル導入口としてのオイル導入部６４と、オイルを排出する単一のオイル排出口としてのオイル排出部６５を有している。オイル導入部６４は、底部プレート４の４隅の１つに形成されている。オイル排出部６５は、底部プレート４の中央に形成されている。

底部プレート４は、オイル導入部６４及びオイル排出部６５の周囲をシール可能な図示せぬガスケット等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。

なお、図６中の６６は、冷却水導入部６２に接続される冷却水導入管であり、図６中の６７は、冷却水排出部６３に接続される冷却水排出管である。

第１コアプレート６及び第２コアプレート７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、全体として略正方形をなし、１つの流体通過穴６８と、２つのオイル通過穴１５と２つの冷却水通過穴１６と、を有している。

流体通過穴６８は、コアプレート中央に位置している。

流体通過穴６８は、熱交換部２をコアプレート積層方向に貫通して流体通路としての流体戻し通路２４（図８、図９を参照）を構成するものである。すなわち、流体戻し通路２４は、コアプレート６、７の中央に形成された貫通穴である流体通過穴６８を利用して構成されたものである。

一対のオイル通過穴１５は、流体通過穴６８を挟んで対称となるコアプレート対角線上に位置している。

オイル通過穴１５は、コアプレート外縁に位置している。

また、熱交換部２のコアプレート積層方向の中間位置にある第１コアプレート６ａは、一対のオイル通過穴１５の内の一方が形成されておらず、オイル導入部６４の直上の位置には形成されていない。

冷却水通過穴１６は、コアプレート外縁に位置するとともに、当該コアプレート中心を挟んで対称となるコアプレート対角線上に形成された第１冷却水通過穴３１と第２冷却水通過穴３２とからなっている。なお、冷却水通過穴１６は、オイル通過穴１５とは異なるコアプレート対角線上に形成されている。

熱交換部２内において、第２冷却水通過穴３２は、冷却水導入部６２の直下に位置している。

また、熱交換部２のコアプレート積層方向の中間位置にある第２コアプレート７ａは、一対の冷却水通過穴１６の内の一方が閉塞されて冷却水閉塞部７１となっている。

また、第２コアプレート７ａの上方に隣接する第１コアプレート６は、一対の冷却水通過穴１６の内の一方が閉塞されて冷却水閉塞部７２となっている。

第２実施例のオイルクーラ６０において、冷却水閉塞部７１、７２は、冷却水導入部６２の直下に位置している。

また、コアプレート積層方向の中間位置にある第１コアプレート６ａには、中間プレート６１が隣接している。

中間プレート６１は、コアプレート６、７の流体通過穴６８と連通する貫通穴を有していない。

そのため、熱交換部２内にあっては、中間プレート６１によって、流体戻し通路２４が上方側の第１流体戻し通路２４ａと下方側の第２流体戻し通路２４ｂに分断されている。

中間プレート６１は、全体として略正方形をなし、コアプレート積層方向に張り出すように凹ませてなる細長い張り出し部７７と、一対（２つ）の中間冷却水通過穴７８と、中間オイル通過穴７９と、を有している。

張り出し部７７は、中間プレート対角線上に形成された長円形状の細長い連続した凹みであり、中間プレート６１の外縁から中間プレート６１の中央まで連続している。この張り出し部７７の底壁７７ａには、底壁７７ａを貫通する穴としての長円形状の長穴７７ｂが形成されている。

詳述すると、張り出し部７７は、熱交換部２内にあっては、一端が隣接する下方の第１コアプレート６ａの流体通過穴６８の一部を覆うとともに、他端が隣接する上方の第２コアプレート７ａの一対のオイル通過穴１５の一方を覆っている。換言すると、張り出し部７７の中間プレート外周縁側の端部（他端）は、隣接する上方の第２コアプレート７ａの一対のオイル通過穴１５のうちの一方と重なり合っている。

そして、長穴７７ｂは、中間プレート中央側となる一端が、隣接する上下のコアプレート６ａ、７ａの流体通過穴６８と重なり合わない位置となり、中間プレート外周縁側となる他端が、隣接する上方の第２コアプレート７ａの一対のオイル通過穴１５のうちの一方と重なり合う位置となるように形成されている。

そして、中間プレート６１は、プレート間冷却水流路１０ａに流入した冷却水を第１流体戻し通路２４ａに流入させている。つまり、中間プレート６１と第２コアプレート７ａとの間に形成される空間である第１連通部８１を介して、プレート間冷却水流路１０ａに流入したオイルが第１流体戻し通路２４ａに導入される。

また、中間プレート６１は、上方に隣接する第２コアプレート７ａ側からのオイルがプレート間冷却水流路１０ａ内に流入しないようにしている。第２コアプレート７ａ側から流入するオイルは、中間プレート６１の長穴７７ｂを通り、張り出し部７７と、第１コアプレート６ａとの間に形成された空間である第２連通部８２を介して第２流体戻し通路２４ｂに導入される。

第２連通部８２は、プレート間冷却水流路１０ａとは張り出し部７７によって隔てられている。

図８に示すように、熱交換部２内は、中間プレート６１によって、８つあるプレート間オイル流路９が、上側の４つのプレート間オイル流路９からなる上方側オイル流路群８４ａと、下側の４つのプレート間オイル流路９からなる下方側オイル流路群８４ｂとに分けられる。

すなわち、オイル導入部６４からオイル排出部６５に至るオイル経路８５は、上流側から順に、主として、下方側オイル流路群８４ｂと、上方側オイル流路群８４ａと、第２連通部８２と、第２流体戻し通路２４ｂと、によって構成されている。

オイル経路８５においては、プレート間オイル流路９ａにより、第１のオイルが熱交換部２内をコアプレート積層方向に直交する方向で流れの向きを変えてＵターンしつつ全体としてコアプレート積層方向に流れるようになっている。すなわち、オイル導入部６４から流入したオイルは、図８中に矢示するように、下方側オイル流路群８４ｂを図８における右から左に流れ、その後上方側オイル流路群８４ａを図８における左から右に流れている。

図９に示すように、熱交換部２内のプレート間冷却水流路１０は、冷却水閉塞部７１、７２と中間プレート６１によって、コアプレート積層方向で中間位置にあるプレート間冷却水流路１０ａよりも上方に位置する３つのプレート間冷却水流路１０からなる上方側冷却水流路群８６ａと、プレート間冷却水流路１０ａと、プレート間冷却水流路１０ａよりも下方に位置する３つのプレート間冷却水流路１０からなる下方側冷却水流路群８６ｂと、に分けられる。

すなわち、冷却水導入部６２から冷却水排出部６３に至る冷却水経路８７（冷媒経路）は、上流側から順に、主として、上方側冷却水流路群８６ａと、下方側冷却水流路群８６ｂと、第２連通部８２と、第１流体戻し通路２４ａと、によって構成されている。

冷却水経路８７においては、冷却水閉塞部７１、７２により、冷却水が熱交換部２内をコアプレート積層方向に直交する方向で流れの向きを変えてＵターンしつつ全体としてコアプレート積層方向に流れるようになっている。すなわち、冷却水導入部６２から流入した冷却水は、図９中に矢示するように、上方側冷却水流路群８６ａを図９における右から左に流れ、その後下方側冷却水流路群８６ｂを図９における左から右に流れている。

第１コアプレート６では、各オイル通過穴１５の周囲がボス部３５としてプレート間冷却水流路１０側へ突出するように一段高く形成されているとともに、第１、第２冷却水通過穴３１、３２の周囲がボス部３８としてプレート間オイル流路９側へ突出するように一段高く形成されている。また、第１コアプレート６では、流体通過穴６８の周囲がボス部３６としてプレート間冷却水流路１０側及びプレート間オイル流路９側の双方へそれぞれ突出するように一段高く形成されている。

第２コアプレート７では、第１、第２冷却水通過穴３１、３２の周囲がボス部３８としてプレート間オイル流路９側へ突出するように一段高く形成されているとともに、各オイル通過穴１５の周囲がボス部３５としてプレート間冷却水流路１０側へ突出するように一段高く形成されている。また、第２コアプレート７では、流体通過穴６８の周囲がボス部３６としてプレート間冷却水流路１０側及びプレート間オイル流路９側の双方へそれぞれ突出するように一段高く形成されている。

従って、これら第１コアプレート６と第２コアプレート７とを交互に組み合わせることで、第１コアプレート６と第２コアプレート７との間に、プレート間オイル流路９とプレート間冷却水流路１０となる一定の間隔が保持される。

第１コアプレート６におけるオイル通過穴１５周囲のボス部３５は、隣接する一方の第２コアプレート７のオイル通過穴１５周囲のボス部３５に各々接合されている。これにより、上下２つのプレート間オイル流路９が互いに連通するとともに、両者間のプレート間冷却水流路１０から隔絶される。従って、多数の第１コアプレート６と第２コアプレート７とが接合された状態では、基本的には、多数のオイル通過穴１５を介して各プレート間オイル流路９同士が互いに連通するとともに、全体として熱交換部２内をオイルがコアプレート積層方向に流通可能となっている。

第２コアプレート７における第１、第２冷却水通過穴３１、３２周囲のボス部３８は、隣接する一方の第１コアプレート６の第１、第２冷却水通過穴３１、３２周囲のボス部３８に各々接合されている。これにより、上下２つのプレート間冷却水流路１０が互いに連通するとともに、両者間のプレート間オイル流路９から隔絶される。従って、多数の第１コアプレート６と第２コアプレート７とが接合された状態では、多数の第１、第２冷却水通過穴３１、３２を介して各プレート間冷却水流路１０同士が互いに連通するとともに、全体として熱交換部２内を冷却水がコアプレート積層方向に流通可能となっている。

第１コアプレート６における流体通過穴６８周囲のボス部３６は、隣接する上下の第２コアプレート７の流体通過穴６８周囲のボス部３６に各々接合されている。

第２コアプレート７における流体通過穴６８周囲のボス部３６は、隣接する上下の第１コアプレート６の流体通過穴６８周囲のボス部３６に各々接合されている。

従って、多数の第１コアプレート６と第２コアプレート７とが接合された状態では、各流体通過穴６８と各ボス部３６とによって熱交換部２をコアプレート積層方向に貫通する流体戻し通路２４が構成される。そのため、流体戻し通路２４は、基本的には、第１コアプレート６と第２コアプレート７の間のプレート間オイル流路９に直接連通していない。

なお、第１コアプレート６ａ及び第２コアプレート７ａにおける流体通過穴６８周囲のボス部３６は、プレート間オイル流路９側のみへ突出するように一段高く形成されている。

また、第１コアプレート６ａにおける第１冷却水通過穴３１周囲のボス部３８は、プレート間冷却水流路１０側及びプレート間オイル流路９側の双方へそれぞれ突出するように一段高く形成されている。また、第２コアプレート７ａにおける第１冷却水通過穴３１周囲のボス部３８は、プレート間冷却水流路１０側及びプレート間オイル流路９側の双方へそれぞれ突出するように一段高く形成されている。

そのため、第１コアプレート６ａと第２コアプレート７ａとの間に形成されるプレート間冷却水流路１０ａには、第１コアプレート６ａの第２冷却水通過穴３２のみから冷却水が流入する。

第１コアプレート６及び第２コアプレート７には、プレート間冷却水流路１０側へ突出する多数の突起部４５が形成されている。

プレート間オイル流路９に挟み込まれるフィンプレート８は、５箇所に、３つのオイル通過穴１５及び２つの冷却水通過穴１６にそれぞれ対応する開口部４６が開口形成されている。各開口部４６は、対応するボス部３５、３６、３８に対し若干の余裕を有するように、各通過穴１５、１６よりも大きく形成されている。

このようなオイルクーラ６０においては、中間プレート６１によって、熱交換部２をコアプレート積層方向に貫通する流体戻し通路２４が第１流体戻し通路２４ａと第２流体戻し通路２４ｂに分断されている。そして、第１流体戻し通路２４ａには、冷却水導入部６２から導入された冷却水が流れ、第２流体戻し通路２４ｂには、オイル導入部６４から導入されたオイルが流れている。

つまり、オイルクーラ６０は、熱交換部２をコアプレート積層方向に貫通する流体戻し通路２４を上方側と下方側で異なる種類の流体が流れるように構成することができる。

そのため、オイル導入部６４とオイル排出部６５をコアプレート積層方向の片側の端部に集約したり、両側に分けたりすることが、冷却水経路８７の制約を受けることなく容易に実施可能となる。

また、オイル経路８５及び冷却水経路８７は、熱交換部２内をコアプレート積層方向に直交する方向で流れの向きを変えてＵターンしつつ全体としてコアプレート積層方向に流れるように形成されているので、流速の低下を抑制しつつ少ないコアプレート６、７の数でオイルと冷却水との間に大きな交換熱量を確保することができる。

すなわち、オイルクーラ６０においては、熱交換部２内の流路構成設定の自由度と熱交換効率の更なる向上を図ることができる。

流体戻し通路２４が熱交換部２の偏った位置に設定されると、第２連通部８２（張り出し部７７）が長くなり、通路抵抗が増加する虞がある。

しかしながら、第２実施例の流体戻し通路２４は、熱交換部２の中央に位置するため、熱交換部２内の流路構成設定の自由度を確保しつつ、第２連通部８２の流路長を短くすることができる。

１…オイルクーラ
２…熱交換部
３…頂部プレート
３ａ…通路部
４…底部プレート
５…中間プレート
６…第１コアプレート
７…第２コアプレート
８…フィンプレート
９…プレート間オイル流路
１０…プレート間冷却水流路
１１ａ…第１オイル経路
１１ｂ…第２オイル経路
１２ａ…上方側オイル流路群
１２ｂ…中間オイル流路群
１２ｃ…下方側オイル流路群
１３…冷却水流路群
１４…冷却水経路
１５…オイル通過穴
１６…冷却水通過穴
１７…第１オイル導入部
１８…第１オイル排出部
１９…冷却水導入部
２０…冷却水排出部
２１…第２オイル導入部
２２…第２オイル排出部
２４…流体戻し通路
２４ａ…第１流体戻し通路
２４ｂ…第２流体戻し通路
２５…第１オイル通過穴
２６…第２オイル通過穴
３１…第１冷却水通過穴
３２…第２冷却水通過穴
４７…張り出し部
４９…第１連通部
５０…第２連通部

Claims (6)

1. 多数のコアプレートを積層し、各々の間にオイルが流れるプレート間オイル流路と冷媒が流れるプレート間冷媒流路とを交互に構成した熱交換部を有し、少なくとも１種類以上のオイルが導入されるオイルクーラにおいて、
   上記熱交換部をコアプレート積層方向に貫通し、上記熱交換部に導入されたオイルまたは冷媒が流れる流体通路と、
   上記熱交換部のコアプレート積層方向の中間位置で上記コアプレート間に挟み込まれ、上記流体通路を第１流体通路と第２流体通路に分断する中間プレートと、を有し、
   上記オイルが流れる上記熱交換部内のオイル経路は、当該オイルが上記熱交換部内をコアプレート積層方向に直交する方向で流れの向きを変えてＵターンしつつ全体としてコアプレート積層方向に流れるように形成され、
   上記熱交換部は、上記第１流体通路と上記第２流体通路に異なる流体が流れるよう構成されていることを特徴とするオイルクーラ。
2. 上記流体通路は、上記コアプレートの中央に形成された貫通穴を利用したものであることを特徴とする請求項１に記載のオイルクーラ。
3. 第１のオイルが導入される第１オイル導入口と、
   上記第１のオイルが排出される第１オイル排出口と、
   第２のオイルが導入される第２オイル導入口と、
   上記第２のオイルが排出される第２オイル排出口と、
   冷媒が導入される冷媒導入口と、上記冷媒が排出される冷媒排出口と、を有し、
   上記プレート間オイル流路及び上記流体通路によって、上記第１オイル導入口から上記第１オイル排出口に至る第１オイル経路が形成され、
   上記プレート間オイル流路及び上記流体通路によって、上記第１オイル経路から独立し、上記第２オイル導入口から上記第２オイル排出口に至る第２オイル経路が形成され、
   上記プレート間冷媒流路によって、上記冷媒導入口から上記冷媒排出口に至る冷媒経路が形成され、
   上記第１オイル経路及び第２オイル経路は、上記第１のオイルまたは上記第２のオイルが上記熱交換部内をコアプレート積層方向に直交する方向で流れの向きを変えてＵターンしつつ全体としてコアプレート積層方向に流れるように形成され、
   上記熱交換部は、上記第１流体通路に上記第１のオイルが流れ、上記第２流体通路に上記第２のオイルが流れるよう構成されていることを特徴とする請求項２に記載のオイルクーラ。
4. オイルが導入される単一のオイル導入口と、
   オイルが排出される単一のオイル排出口と、
   冷媒が導入される単一の冷媒導入口と、上記冷媒が排出される単一の冷媒排出口と、を有し、
   上記プレート間オイル流路及び上記流体通路によって、上記オイル導入口から上記オイル排出口に至るオイル経路が形成され、
   上記プレート間冷媒流路及び上記流体通路によって、上記冷媒導入口から上記冷媒排出口に至る冷媒経路が形成され、
   上記冷媒経路は、上記冷媒が上記熱交換部内をコアプレート積層方向に直交する方向で流れの向きを変えてＵターンしつつ全体としてコアプレート積層方向に流れるように形成され、
   上記熱交換部は、上記第１流体通路に上記オイルが流れ、上記第２流体通路に上記冷媒が流れるよう構成されていることを特徴とする請求項２に記載のオイルクーラ。
5. 上記中間プレートは、上記プレート間オイル流路に配置されるものであって、
   上記中間プレートは、コアプレート積層方向に張り出すように凹ませた張り出し部を有し、
   上記熱交換部は、上記中間プレートと上記中間プレートに隣接する一方のコアプレートとの間に形成された第１連通部を介して上記第１のオイルが上記第１流体通路に導入され、上記張り出し部と上記中間プレートに隣接する他方のコアプレートとの間に形成された第２連通部を介して上記第２のオイルが上記第２流体通路に導入されることを特徴とする請求項３に記載のオイルクーラ。
6. 上記中間プレートは、上記プレート間冷媒流路に配置されるものであって、
   上記中間プレートは、コアプレート積層方向に張り出すように凹ませた張り出し部と、該張り出し部の底壁を貫通する穴と、を有し
   上記熱交換部は、上記中間プレートと上記中間プレートに隣接する一方のコアプレートとの間に形成された第１連通部を介して上記冷媒が上記第１流体通路に導入され、上記張り出し部と上記中間プレートに隣接する他方のコアプレートとの間に形成された空間と上記穴からなる第２連通部を介して上記オイルが上記第２流体通路に導入されることを特徴とする請求項４に記載のオイルクーラ。

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