JP2019105427A - オイルクーラ - Google Patents

Abstract

【課題】１つのオイルクーラで異なる温度に冷却されたオイルをそれぞれ所望の部位に供給する。【解決手段】オイルクーラ１は、オイルが導入されるオイル導入部１７と、オイル導入部１７から導入されたオイルを排出する第１オイル排出部１８ａと第２オイル排出部１８ｂを有している。オイル導入部１７から第１オイル排出部１８ａに至る第１オイル経路１１ａと、オイル導入部１７から第２オイル排出部１８ｂに至る第２オイル経路１１ｂは、第１コアプレート６と第２コアプレート７間に形成されたプレート間オイル流路９によって構成される。第１オイル経路１１ａと第２オイル経路１１ｂとでは、オイルの熱交換量が異なっている。【選択図】図４

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。

一般的な熱交換器は、２つの媒体を熱交換し、それぞれの媒体出口を１つずつ有する構造となっている。例えば、被冷却媒体がエンジンオイルである熱交換器の場合、冷却されたエンジンオイルは熱交換器の１箇所のオイル排出口から排出され、エンジン（内燃機関）内に入る。エンジン内に導入されたエンジンオイルは、エンジンブロック内のオイル通路を経て各部の冷却や潤滑に使用される。

ここで、熱交換器のオイル排出口が１つであるような場合、１つの温度のエンジンオイルがエンジン各部に供給されるため、各部、各部品の各々に適した温度のオイルを供給することは不可能であった。

また、近年においては、燃費向上のためのフリクション低減を狙い、エンジンオイルは高油温化の傾向がある。また、ピストン周りにおいては、ノッキングを抑制するために、ピストンオイルジェットによりピストンを冷却する場合がある。ピストンオイルジェットに用いるエンジンオイルは、ピストンを冷却する上でより低温であることが望ましい。

そこで、特許文献１には、主潤滑回路からピストン冷却系統を分岐させ、分岐後の通路に冷却器を配置して、主潤滑回路内のエンジンオイルよりも低温のエンジンオイルをオイルジェット用に利用できる構成が開示されている。

特許第２５３７３７３号公報

しかしながら、この特許文献１においては、主潤滑回路から分岐したピストン冷却系統に冷却器が配置されているため、主潤滑回路のエンジンオイルを冷却する場合には、別途冷却器が必要であり、その場合、合計２つの冷却器を設けなければならず、搭載性の悪さやエンジンオイルの循環回路が複雑になってしまうといった問題がある。

本発明のオイルクーラは、多数のコアプレートを積層し、各々の間にプレート間オイル流路とプレート間冷媒流路とを交互に構成した熱交換部を有するものであって、オイルが導入される単一のオイル導入口と、上記オイル導入口から導入されたオイルを排出する複数のオイル排出口を有し、上記オイル導入口から各オイル排出口に至る各オイル経路が上記プレート間オイル流路によって形成され、上記オイル導入口から各オイル排出口に至るオイル経路毎にオイルの熱交換量が異なることを特徴としている。

本発明によれば、オイルの循環回路を複雑化にすることなく、１つのオイルクーラ１で異なる温度に冷却されたオイルをそれぞれ所望の部位に供給することが可能になる。

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。 フィンプレートの一部を拡大して示した斜視図。 図２のＡ−Ａ線に沿った断面を模式的に示す説明図。 図２のＢ−Ｂ線に沿った断面を模式的に示す説明図。 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。 本発明の第３実施例のオイルクーラの概略を模式的に示した説明図。 本発明の第４実施例のオイルクーラの概略を模式的に示した説明図。 本発明の第５実施例のオイルクーラの概略を模式的に示した説明図。 本発明の第６実施例のオイルクーラの概略を模式的に示した説明図。 本発明の第７実施例のオイルクーラの概略を模式的に示した説明図。

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実施例におけるオイルクーラ１の分解斜視図である。図２は本発明の第１実施例におけるオイルクーラ１の平面図である。

熱交換器であるオイルクーラ１は、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１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。

第１実施例のオイルクーラ１においては、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。

なお、図１においては、第１コアプレート６、第２コアプレート７及びフィンプレート８の数を一部省略して図示している。

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３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（上下方向）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１７とオイルを排出する複数のオイル排出口としての第１オイル排出部１８ａ及び第２オイル排出部１８ｂ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（上下方向）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。

なお、図１中の２１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２２は、冷却水排出部２０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、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２オイル排出部１８ｂと連通するオイル戻し通路２４（図４、図５を参照）を構成するものである。

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２８となり、他方の第２オイル通過穴２６がオリフィス２９として開口径が相対的に小さく形成されている。

また、図１、図４における３０は、オイル閉塞部２８及びオリフィス２９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。

これらオイル閉塞部２８、３０により、８つあるプレート間オイル流路９が、上側の２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１２ａと、中央の２つのプレート間オイル流路９からなる中間オイル流路群１２ｃ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１２ｂとに分けられている。中間オイル流路群１２ｃは、オリフィス２９を介して下方側オイル流路群１２ｂと連通している。

そして、上方側オイル流路群１２ａと、中間オイル流路群１２ｃと、下方側オイル流路群１２ｂとは直列に接続される。各オイル流路群内のプレート間オイル流路９同士は実質的には互いに並列に接続されている。

図４に示すように、オイル導入部１７から導入されたオイルは、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、第１オイル排出部１８ａから排出される。また、オイル導入部１７から導入されたオイルの一部は、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てＵターンしつつコアプレート積層方向に流れて熱交換部２の最上部に至り、オイル戻し通路２４を介して第２オイル排出部１８ｂから排出される。なお、図４中の矢印はオイルの流れを示している。

詳述すると、オイル導入部１７から導入されたオイルは、下方側オイル流路群１２ｂを経て第１オイル排出部１８ａへ至る実線で示す第１オイル経路１１ａと、下方側オイル流路群１２ｂ、中間オイル流路群１２ｃ及び上方側オイル流路群１２ａを経て第２オイル排出部１８ｂへ至る破線で示す第２オイル経路１１ｂと、のいずれかの経路を通って熱交換を行う。

第２オイル経路１１ｂを流れたオイルは、下方側オイル流路群１２ｂに加え、中間オイル流路群１２ｃ及び上方側オイル流路群１２ａでも熱交換を行うため、下方側オイル流路群１２ｂのみを流れることになる第１オイル経路１１ａを流れたオイルに比べて放熱量（熱交換量）が大きくなり、より低い温度まで冷却することが可能となる。つまり、第１オイル経路１１ａと第２オイル経路１１ｂとでは、第２オイル経路１１ｂの方がより熱交換される機会が多くなっており、経路毎にオイルの放熱量（熱交換量）が異なる。第１実施例では、第２オイル排出口に相当する第１オイル排出部１８ａから排出されるオイルの温度が、第１オイル排出口に相当する第２オイル排出部１８ｂから排出されるオイルの温度よりも高くなっている。

第２オイル経路１１ｂを流れるオイルは、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て熱交換部２の最上部に至り、頂部プレート３に形成された膨出部２７を介してオイル戻し通路２４へと流入し、第２オイル排出部１８ｂから排出される。

つまり、第２オイル経路１１ｂを流れるオイルは、熱交換部２内を左右に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ている。

第１オイル排出部１８ａから排出される第１オイル経路１１ａで熱交換されたオイルは、内燃機関（エンジン）全体の冷却や潤滑を行うオイルとして、メインギャラリー（図示せず）から各部に供給される。

そして、第２オイル排出部１８ｂから排出される第２オイル経路１１ｂで熱交換されたオイルは、内燃機関（エンジン）内でより低い温度のオイルが必要となるピストンの冷却用等に用いられる。

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。

図５に示すように、７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５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オイル戻し通路２４が構成される。オイル戻し通路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。

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４３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４４が開口形成されている。各開口部４４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。

熱交換部２の最上部には、上述したように、頂部プレート３が積層されている。頂部プレート３は、熱交換部２最上部の第１冷却水通過穴３１に連通する冷却水導入部１９と、熱交換部２最上部の第２冷却水通過穴３２に連通する冷却水排出部２０と、上述した膨出部２７と、を備えている。

熱交換部２の最下部には、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４が積層されている。底部プレート４は、熱交換部２最下部の一対のオイル通過穴２６、２６の一方に連通するオイル導入部１７と、熱交換部２最下部の一対のオイル通過穴２６、２６の他方に連通する第１オイル排出部１８ａと、熱交換部２最下部の第１オイル通過穴２５に連通する第２オイル排出部１８ｂと、を備えている。

底部プレート４は、オイル導入部１７、第１オイル排出部１８ａ及び第２オイル排出部１８ｂ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。

このような第１実施例のオイルクーラ１においては、第１オイル経路１１ａと第２オイル経路１１ｂとでオイルの放熱量（熱交換量）が異なるため、第２オイル排出部１８ｂから排出されるオイルの温度を第１オイル排出部１８ａから排出されるオイルの温度よりも低くすることができる。

さらに言えば、オイルクーラ１は、第１オイル経路１１ａにおいて相対的に大流量かつ温度低下代の小さいオイルの熱交換を行い、第２オイル経路１１ｂにおいて相対的に小流量かつ温度低下代の大きいオイルの熱交換を行うことができる。

そのため、オイルの循環回路を複雑化にすることなく、１つのオイルクーラ１で異なる温度に冷却されたオイルをそれぞれ所望の部位に供給することが可能になる。

詳述すると、例えば、内燃機関内各部の潤滑用と、内燃機関のピストンの冷却用と、で温度違いのオイルを供給することができる。そのため、相対的に温度の高い潤滑用のオイルによるフリクション低減と、相対的に温度が低い冷却用のオイルによるピストン冷却によるノッキング抑制と、によりフリクションや燃焼等の面において内燃機関を効率の良い状態に保つことが可能となり、総じて燃費の向上を図ることができる。

そして、オリフィス２９を設けたことにより、第２オイル排出部１８ｂからは必要とされる量の低温のオイルが排出されるように設定することができる。例えば、内燃機関のピストン冷却用には、より低温のオイルが必要であるが、内燃機関（エンジン）全体の冷却や潤滑を行うオイルに比べて必要とする量（流量）は少ない。そのため、必要に応じてオリフィス２９の開口径の大きさ（直径）を設定すればよい。

なお、オリフィス２９の設定位置は中間オイル流路群１２ｃと下方側オイル流路群１２ｂとの連結部分に限定されるものではなく、例えば、上方側オイル流路群１２ａの出口側、すなわち最上部の第１コアプレート６の第１オイル通過穴２５や第２オイル通過穴２６、あるいは第２コアプレート７の第２オイル通過穴２６に設けてもよい。

また、オリフィス２９を設けずに、通常の第２オイル通過穴２６とすることも可能である。

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５０を説明する。

図６は、第２実施例におけるオイルクーラ５０の分解斜視図である。図７は、第２実施例におけるオイルクーラ５０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。

熱交換器である第２実施例のオイルクーラ５０は、上述した第１実施例のオイルクーラ１と同様に、多板積層型の熱交換器であるが、オイルクーラ５０に対して２つの互いに独立した冷却回路から温度の異なる第１冷却水と第２冷却水が供給されている。第１の冷媒としての第１冷却水は、図示せぬ所定の第１冷却回路を循環するものである。第２の冷媒としての第２冷却水は、図示せぬ所定の第２冷却回路を循環するものであり、第１冷却水よりもオイルクーラ５０に導入される際により低温となっている。

オイルクーラ５０は、内部で第１冷却水と第２冷却水とが合流することがないよう構成される。

つまり、オイルクーラ５０は、第１冷却水が導入される第１冷却水導入部５１と、第１冷却水導入部５１から導入された第１冷却水のみを排出する第１冷却水排出部５２と、第２冷却水が導入される第２冷却水導入部５３と、第２冷却水導入部５３から導入された第２冷却水のみを排出する第２冷却水排出部５４と、を有している。

また、オイルクーラ５０は、導入されたオイルのうち第１冷却水で冷却されたオイルが第１オイル排出部５５から排出され、第２冷却水で冷却されたオイルが第２オイル排出部５６から排出されている。

つまり、オイルクーラ５０は、オイルが導入されるオイル導入部１７と、第１冷却水で冷却されたオイルが排出される第１オイル排出部５５と、第２冷却水で冷却されたオイルが排出される第２オイル排出部５６と、を有している。

オイルクーラ５０は、オイルと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。

第２実施例のオイルクーラ５０においては、熱交換部２内に６つのプレート間オイル流路９と５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。

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。

図６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３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。

オイルクーラ５０は、コアプレート積層方向（上下方向）の片側の端部である下端に、オイルを導入するオイル導入口としてのオイル導入部１７とオイルを排出するオイル排出口としての第１オイル排出部５５を有し、コアプレート積層方向（上下方向）の片側の端部である上端に、オイルを排出するオイル排出口としての第２オイル排出部５６を有している。

また、オイルクーラ５０は、コアプレート積層方向（上下方向）の片側の端部である下端に第１冷却水導入部５１と第１冷却水排出部５２を有し、コアプレート積層方向（上下方向）の片側の端部である上端に第２冷却水導入部５３と第２冷却水排出部５４を有している。

なお、図６中の５７は、第２冷却水導入部５３に接続される第２冷却水導入管である。図６中の５８は、第２冷却水排出部５４に接続される第２冷却水排出管である。図６中の５９は、第２オイル排出部５６に接続される第２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するオイル戻し通路２４（図８、図９を参照）を構成する。

なお、この第２実施例においては、第１オイル通過穴２５によってオイル戻し通路２４が構成されるものの、オイル戻し通路２４の上端及び下端が、それぞれ頂部プレート３と底部プレート４によって閉鎖され、オイルや冷却水の流路としては機能していない。

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。

コアプレート積層方向の最上部にある第１コアプレート６は、一対の第２オイル通過穴２６の一方がオリフィス６０として開口径が相対的に小さく形成されている。

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６１となっている。

オイル閉塞部６１により、６つあるプレート間オイル流路９が、上側の２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１２ａ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１２ｂとに分けられている。

そして、上方側オイル流路群１２ａと、下方側オイル流路群１２ｂとは、並列に接続される。各オイル流路群内のプレート間オイル流路９同士は、実質的には互いに並列に接続されている。

また、図６、図９における６２は、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６と第２コアプレート７の第１冷却水通過穴３１及び第２冷却水通過穴３２を閉塞した冷却水閉塞部である。

これら冷却水閉塞部６２により、５つあるプレート間冷却水流路１０が、上側の２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６３ａと、下側の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６３ｂとに分けられている。

そして、上方側冷却水流路群６３ａと、下方側冷却水流路群６３ｂとは、連通しておらず、互いに独立している。各冷却水流路群内のプレート間冷却水流路１０同士は、実質的には互いに並列に接続されている。

図８に示すように、オイル導入部１７から導入されたオイルは、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、第１オイル排出部５５から排出される。また、オイル導入部１７から導入されたオイルの一部は、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、第２オイル排出部５６から排出される。なお、図８中の矢印はオイルの流れを示している。

詳述すると、オイル導入部１７から導入されたオイルは、下方側オイル流路群１２ｂを経て第１オイル排出部５５へ至る実線で示す第１オイル経路１１ａと、上方側流路群を経て第２オイル排出部５６へ至る破線で示す第２オイル経路１１ｂと、のいずれかの経路を通って熱交換を行う。

第２オイル経路１１ｂを流れたオイルは、温度の低い第２冷却水と熱交換を行うため、相対的に温度が高い第１冷却水と熱交換を行う第１オイル経路１１ａを流れたオイルに比べて放熱量（熱交換量）が大きくなり、より低い温度まで冷却することが可能となる。つまり、第１オイル経路１１ａと第２オイル経路１１ｂとでは、第２オイル経路１１ｂの方が熱交換される冷媒の温度が低くなっており、経路毎にオイルの放熱量（熱交換量）が異なる。第２実施例では、第１オイル排出部５５から排出されるオイルの温度が、第２オイル排出部５６から排出されるオイルの温度よりも高くなっている。

第１オイル排出部５５から排出される第１オイル経路１１ａで熱交換されたオイルは、内燃機関（エンジン）全体の冷却や潤滑を行うオイルとして、メインギャラリー（図示せず）から各部に供給される。

そして、第２オイル排出部５６から排出される第２オイル経路１１ｂで熱交換されたオイルは、内燃機関（エンジン）内でより低い温度のオイルが必要となるピストンの冷却用等に用いられる。

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。

第１冷却水通過穴３１は、コアプレート積層方向で冷却水閉塞部６２よりも下方側に位置するものは第１冷却水導入部５１と連通し、コアプレート積層方向で冷却水閉塞部６２よりも上方側に位置するものは第２冷却水導入部５３と連通する。

第２冷却水通過穴３２は、コアプレート積層方向で冷却水閉塞部６２よりも下方側に位置するものは第１冷却水排出部５２と連通し、コアプレート積層方向で冷却水閉塞部６２よりも上方側に位置するものは第２冷却水排出部５４と連通する。

つまり、４つの冷却水閉塞部６２により、５つあるプレート間冷却水流路１０が、上側の２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６３ａと、下側の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６３ｂとに分けられている。

そして、上方側冷却水流路群６３ａと下方側冷却水流路群６３ｂは、互いに独立しており、互いに連通していない。つまり、オイルクーラ５０には、互いに独立した冷却系統から冷却水を供給可能な構成となっている。各オイル流路群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。

上方側冷却水流路群６３ａは、第２冷却水導入部５３から導入された冷却水を第２冷却水排出部５４から排出するものである。

下方側冷却水流路群６３ｂは、第１冷却水導入部５１から導入された冷却水を第１冷却水排出部５２から排出するものである。

この第２実施例では、より低温の第２冷却水が第２冷却水導入部５３から導入されているので、第１冷却水導入部５１が第１冷媒導入口、第１冷却水排出部５２が第１冷媒排出口、第２冷却水導入部５３が第２冷媒導入口、第２冷却水排出部５４が第２冷媒排出口に相当する。

図９に示すように、第１冷却水導入部５１から下方側冷却水流路群６３ｂを経て第１冷却水排出部５２に至る実線で示す冷却水の流れる経路が第１冷却水経路（第１冷媒経路）６４に相当する。また、第２冷却水導入部５３から上方側冷却水流路群６３ａを経て第２冷却水排出部５４に至る経路が破線で示す冷却水の流れる経路が第２冷却水経路（第２冷媒経路）６５に相当する。

第１冷却水導入部５１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、反対側の第１冷却水排出部５２から排出される。また、第２冷却水導入部５３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、反対側の第２冷却水排出部５４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、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。

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オイル戻し通路２４が構成される。但し、この第２実施例においては、オイル戻し通路２４の両端が頂部プレート３と底部プレート４によって閉塞され、流体の流路として使用されていない。

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４３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４４が開口形成されている。各開口部４４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。

熱交換部２の最上部には、上述したように、頂部プレート３が積層されている。頂部プレート３は、熱交換部２最上部の第１冷却水通過穴３１に連通する第２冷却水導入部５３と、熱交換部２最上部の第２冷却水通過穴３２に連通する第２冷却水排出部５４と、熱交換部２最上部の一対の第２オイル通過穴２６、２６の一方であるオリフィス６０に連通する第２オイル排出部５６と、を備えている。

熱交換部２の最下部には、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４が積層されている。底部プレート４は、熱交換部２最下部の一対のオイル通過穴２６、２６の一方に連通するオイル導入部１７と、熱交換部２最下部の一対のオイル通過穴２６、２６の他方に連通する第１オイル排出部５５と、熱交換部２最下部の第１冷却水通過穴３１に連通する第１冷却水導入部５１と、熱交換部２最下部の第２冷却水通過穴３２に連通する第１冷却水排出部５２と、を備えている。

このような第２実施例においても上述した第１実施例と同様の作用効果を奏することができる。

また、第２実施例のオイルクーラ５０においては、互いに独立した冷却系統から冷却水を供給することが可能なため、より低温のオイルの供給が可能となり、用途に応じて各部を最適な温度に冷却することができる。

図１０を用いて、本発明の第３実施例のオイルクーラ７０について説明する。図１０は、第３実施例のオイルクーラ７０の概略を模式的に示した説明図である。図１０において、実線で示す矢印はオイルの流れを示し、破線で示す矢印は冷却水の流れを示している。

熱交換器である第３実施例のオイルクーラ７０は、上述した第２実施例のオイルクーラ５０と略同一構成となっているが、下方側オイル流路群１２ｂを経て第１オイル排出部５５へ至る第１オイル経路１１ａと、上方側流路群を経て第２オイル排出部５６へ至る第２オイル経路１１ｂと、の接続部分にオイル流量を制御可能な制御弁７１が設けられている。

例えば、内燃機関のピストンに供給されるオイルは、定常時はより低い温度のオイルを冷却用として供給することが望ましいが、冷機始動直後は排気中の粒子状物質の排出量低減のため可及的速やかなピストンの昇温が望ましい。つまり、冷機始動時のような状態では、冷たいオイルを内燃機関のピストンに供給することでかえってピストンの昇温が阻害されることになり、排気性能が悪化する。

そこで、この第３実施例は、第２オイル排出部５６から排出される低温のオイルの流量を制御弁７１により可変制御する。

そのため、この第３実施例のオイルクーラ７０においては、必要時に必要な量の冷たいオイルを第２オイル排出部５６から供給することができる。

また、この第３実施例のオイルクーラ７０においても、上述した第１、第２実施例のオイルクーラ１、５０と略同様の作用効果を得ることができる。

図１１を用いて、本発明の第４実施例のオイルクーラ７５について説明する。図１１は、第４実施例のオイルクーラ７５の概略を模式的に示した説明図である。図１１において、実線で示す矢印はオイルの流れを示し、破線で示す矢印は冷却水の流れを示している。

熱交換器である第４実施例のオイルクーラ７５は、上述した第２実施例のオイルクーラ５０と略同一構成となっているが、第２オイル経路１１ｂがＵターンしつつコアプレート積層方向に流れて第２オイル排出部５６にオイルが流れるよう構成されている。

また、第４実施例の第２オイル経路１１ｂは、第２冷却水との熱交換を行う主通路７６と、オイルが第２冷却水と熱交換を行うことなく第２オイル排出部５６に流れ込むことを可能とするバイパス通路７７と、主通路７６とバイパス通路７７との合流部分に設けられ、第２オイル排出部５６に主通路７６を流れたオイルとバイパス通路７７を流れたオイルの一方を選択して流入させる切り換え弁７８と、を有している。

主通路７６は、主としてプレート間オイル流路９によって構成される。バイパス通路７７は、主として第２オイル通過穴２６と、第２オイル通過穴２６の周囲のボス部３５によって構成される。

この第４実施例のオイルクーラ７５においては、下方側オイル流路群１２ｂを経ることで第１冷却水で冷却されたオイルと、下方側オイル流路群１２ｂと上方側オイル流路群１２ａを経ることで第１冷却水及び第２冷却水で冷却されたオイルと、のいずれか一方を選択して第２オイル排出部５６から排出することができる。

例えば、内燃機関の始動直後は、内燃機関のピストンに供給されるオイルを停止する。内燃機関の始動後、冷却水の温度上昇によりエンジンオイルが昇温されるような状況下では、下方側オイル流路群１２ｂを経ることで第１冷却水で冷却されたオイルを第２オイル排出部５６からピストンに供給する。そして、その後のピストン温度の上昇に伴いピストンをより冷却したい状況となったときには、下方側オイル流路群１２ｂと上方側オイル流路群１２ａを経ることで第１冷却水及び第２冷却水で冷却されたオイルを第２オイル排出部５６からピストンに供給する。

このように、この第４実施例のオイルクーラ７５においては、状況に応じて適した温度のオイルを第２オイル排出部５６からピストン等に供給することができる。

また、この第４実施例のオイルクーラ７５においても、上述した第１、第２実施例のオイルクーラ１、５０と略同様の作用効果を得ることができる。

図１２を用いて、本発明の第５実施例のオイルクーラ８０について説明する。図１２は、第５実施例のオイルクーラ８０の概略を模式的に示した説明図である。図１２において、実線で示す矢印はオイルの流れを示し、破線で示す矢印は冷却水の流れを示している。

熱交換器である第５実施例のオイルクーラ８０は、上述した第２実施例のオイルクーラ５０と略同一構成となっているが、第１冷却水と熱交換したオイルと、第２冷却水と熱交換したオイルとを適正比率で混合したオイルを第２オイル排出部５６から排出可能となるように構成されている。

第５実施例の第２オイル経路１１ｂは、第２冷却水との熱交換を行う主通路８１と、オイルが第２冷却水と熱交換を行うことなく第２オイル排出部５６に流れ込むことを可能とするバイパス通路８２と、主通路８１とバイパス通路８２との合流部分に設けられ、主通路８１を流れたオイルとバイパス通路８２を流れたオイルとを混合して第２オイル排出部５６に流すことが可能な制御弁８３と、を有している。

このような第５実施例のオイルクーラ８０においては、任意の温度のオイルを第２オイル排出部５６からピストン等に供給することができる。

また、この第５実施例のオイルクーラ８０においても、上述した第１、第２実施例のオイルクーラ１、５０と略同様の作用効果を得ることができる。

図１３を用いて、本発明の第６実施例のオイルクーラ８５について説明する。図１３は、第６実施例のオイルクーラ８５の概略を模式的に示した説明図である。図１３において、実線で示す矢印はオイルの流れを示し、破線で示す矢印は冷却水の流れを示している。

熱交換器である第６実施例のオイルクーラ８５は、上述した第２実施例のオイルクーラ５０と略同一構成となっているが、第１オイル経路１１ａをバイバスしてオイル導入部１７から第１オイル排出部５５にオイルが流入可能となるよう構成されている。つまり、第１オイル排出部５５から排出されるオイルの油温を変化させることが可能と構成となっている。

第６実施例のオイルクーラ８５は、底部プレート４と熱交換部２との間に、第２底部プレート８６と、第２底部プレート８６に形成されたバイパス通路８７を開閉する制御弁８８と、を有している。

バイパス通路８７は、一端がオイル導入部１７と連通し、他端が第１オイル排出部５５と連通するよう形成されている。

このような第６実施例のオイルクーラ８５においては、第１オイル排出部５５から排出されるオイルを冷却する必要がない状況では、オイル導入部１７から導入したオイルをバイパス通路８７に迂回させ、第１オイル排出部５５から排出されるオイルの過冷却を防止することができる。

また、この第６実施例のオイルクーラ８５においても、上述した第１、第２実施例のオイルクーラ１、５０と略同様の作用効果を得ることができる。

図１４を用いて、本発明の第７実施例のオイルクーラ９０について説明する。図１４は、第７実施例のオイルクーラ９０の概略を模式的に示した説明図である。図１４において、実線で示す矢印はオイルの流れを示し、破線で示す矢印は冷却水の流れを示している。

熱交換器である第７実施例のオイルクーラ９０は、上述した第２実施例のオイルクーラ５０と略同一構成となっているが、第１冷却水導入部５１に導入される第１冷却水の流量と、第２冷却水導入部５３に導入される第２冷却水の流量が制御可能となっている。

第７実施例のオイルクーラ９０は、第１冷却水の流量を調整可能な第１冷却水制御弁９１と、第２冷却水の流量を調整可能な第２冷却水制御弁９２と、を有している。第１冷却水制御弁９１は、第１冷却水導入部５１に隣接した位置に配置されている。第２冷却水制御弁９２は、第２冷却水導入部５３に隣接した位置に配置されている。第１冷却水制御弁９１及び第２冷却水制御弁９２は、冷媒制御弁に相当するものである。

このような第７実施例のオイルクーラ９０においては、第１冷却水制御弁９１で第１冷却水の流量を制御することで、第１オイル排出部５５から排出されるオイルの温度を最適な温度に調整することができる。また、第２冷却水制御弁９２で第２冷却水の流量を制御することで、第２オイル排出部５６から排出されるオイルの温度を最適な温度に調整することができる。

以上、本発明の好適な実施例について説明したが、本発明は上記各実施例に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、熱交換部２に導入されるオイルと冷却水の双方が、それぞれ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ターンしつつコアプレート積層方向に流れるように熱交換部２を形成してもよい。

１…オイルクーラ
２…熱交換部
３…頂部プレート
４…底部プレート
６…第１コアプレート
７…第２コアプレート
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…下方側オイル流路群
１２ｃ…中間オイル流路群
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…オイル導入部
１８ａ…第１オイル排出部
１８ｂ…第２オイル排出部
１９…冷却水導入部
２０…冷却水排出部
２３…膨出部
２４…オイル戻し通路
２５…第１オイル通過穴
２６…第２オイル通過穴
２８…オイル閉塞部
２９…オリフィス
３０…オイル閉塞部
３１…第１冷却水通過穴
３２…第２冷却水通過穴
５０…オイルクーラ
５１…第１冷却水導入部
５２…第１冷却水排出部
５３…第２冷却水導入部
５４…第２冷却水排出部
５５…第１オイル排出部
５６…第２オイル排出部
６０…オリフィス
６１…オイル閉塞部
６２…冷却水閉塞部
６３ａ…上方側冷却水流路群
６３ｂ…下方側冷却水流路群
６４…第１冷却水経路
６５…第２冷却水経路

Claims (7)

1. 多数のコアプレートを積層し、各々の間にプレート間オイル流路とプレート間冷媒流路とを交互に構成した熱交換部を有するオイルクーラにおいて、
   オイルが導入される単一のオイル導入口と、上記オイル導入口から導入されたオイルを排出する複数のオイル排出口を有し、
   上記オイル導入口から各オイル排出口に至る各オイル経路が上記プレート間オイル流路によって形成され、
   上記オイル導入口から各オイル排出口に至るオイル経路毎にオイルの熱交換量が異なることを特徴とするオイルクーラ。
2. 上記複数のオイル排出口は、第１オイル排出口及び第２オイル排出口であり、
   上記オイル導入口から上記第１オイル排出口に至る第１オイル経路及び上記オイル導入口から上記第２オイル排出口に至る第２オイル経路が上記プレート間オイル流路によって形成され、
   上記第１オイル排出口から排出されるオイルの温度が、上記第２オイル排出口から排出されるオイルの温度よりも低いことを特徴とする請求項１に記載のオイルクーラ。
3. 冷媒が導入される冷媒導入口と、上記冷媒導入口から導入された冷媒を排出する冷媒排出口を１つずつ有し、
   上記冷媒導入口から上記冷媒排出口に至る冷媒経路が上記プレート間冷媒流路によって構成される請求項１または２に記載のオイルクーラ。
4. 第１の冷媒が導入される第１冷媒導入口と、上記第１の冷媒が排出される第１冷媒排出口と、上記第１の冷媒よりも低温となる第２の冷媒が導入される第２冷媒導入口と、上記第２の冷媒が排出される第２冷媒排出口と、を１つずつ有し、
   上記第１冷媒導入口から上記第１冷媒排出口に至る第１冷媒経路と、上記第２冷媒導入口から上記第２冷媒排出口に至る第２冷媒経路が上記プレート間冷媒流路によって構成されるとともに、互いに独立した冷却系統となっ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。
5. 上記第１冷媒経路及び上記第２冷媒経路には、導入される冷媒の流量を制御可能な冷媒制御弁がそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項４に記載のオイルクーラ。
6. 上記オイル経路には、上記各オイル排出口から排出されるオイル流量を調整するオリフィスが設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のオイルクーラ。
7. 上記オイル経路には、上記各オイル排出口から排出されるオイル流量を制御可能な制御弁が設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のオイルクーラ。

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