JP6420140B2 - オイルクーラ - Google Patents

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。

例えば、特許文献１、２には、複数のプレートを積層し、これらプレート間に第１の流体が流れる第１の流路と、第２の流体が流れる第２の流路を交互に形成し、両流体間で熱交換を行う熱交換器が開示されている。

特開平９−２９２１９３号公報 特開２００１−２４８９９６号公報

このような特許文献１、２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増大し、第１の流体及び第２の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。

また、特許文献１、２に開示される従来の熱交換器においては、第１の流体の熱交換器への導入部分と第１の流体の熱交換器からの排出部分とがプレート積層方向で熱交換器の両端部にそれぞれ配置されるとともに、第２の流体の熱交換器への導入部分と第２の流体の熱交換器からの排出部分とがプレート積層方向で熱交換器の両端部にそれぞれ配置される。

車両に搭載される多くの熱交換器では、冷却水等の低温側媒体（流体）はホース等を熱交換器に接続して受け渡しされ、オイル等の高温側媒体（流体）は熱交換器のベース部分に設けられた通路ポートにエンジンブロックやミッションケース等から直接受け渡しされる。そのため、各媒体（流体）の受け渡しされる部分がプレート積層方向の両端に分かれるような形態の熱交換器は、車載レイアウトを考えると好ましい形態ではない。

このように、従来の熱交換器にあっては、熱交換効率の向上及びレイアウトの自由度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、各々の間にプレート間オイル流路とプレート間冷却水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、上記コアプレートは、オイルが流れる３つのオイル通過穴と、冷却水が流れる３つの冷却水通過穴と、を有し、オイル及び冷却水がそれぞれ当該熱交換部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、コアプレート積層方向の片側の端部に、上記熱交換部にオイルを導入するオイル導入部と当該熱交換部からオイルを排出するオイル排出部の双方が形成され、コアプレート積層方向の片側の端部に、上記熱交換部に冷却水を導入する冷却水導入部と当該熱交換部から冷却水を排出する冷却水排出部の双方が形成されることを特徴としている。

本発明によれば、オイルクーラは、オイル導入部とオイル排出部、冷却水導入部と冷却水排出部を、それぞれコアプレート積層方向の片側の端部に集約することができる。また、複数のプレート間オイル流路が互いに直列に接続され、かつ複数のプレート間冷却水流路が互いに直列に接続されることになり、オイル及び冷却水が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るため、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、車両への搭載時のレイアウトの自由度を向上させつつ、熱交換効率の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。 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線に沿った断面を模式的に示す説明図。 図７のＤ−Ｄ線に沿った断面を模式的に示す説明図。 他の実施例におけるコアプレートの斜視図。 他の実施例におけるコアプレートの斜視図。 他の実施例におけるコアプレートの斜視図。 他の実施例におけるコアプレートの斜視図。 他の実施例におけるコアプレートの斜視図。

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。また、図２は発明の第１実施例におけるオイルクーラ１の平面図である。オイルクーラ１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第１、第２底部プレート４、５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とプレート間冷却水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４つのプレート間オイル流路と３つのプレート間冷却水流路が形成されている。

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が構成される。各プレート間オイル流路には、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、第１、第２底部プレート４、５、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や第１、第２底部プレート４、５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を有している。

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、実際は全体が図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。

便宜上、フィンプレート８の平面における互いに直交する２つの方向を、図３に示すように、Ｘ方向、Ｙ方向と定義すると、母材はＹ方向に送られながらピッチＰ毎にそれぞれ反対側に折り曲げられてコルゲート加工が行われるが、Ｘ方向に幅Ｌ毎にＹ方向に沿ったスリットが間欠的に設けられ、かつ幅Ｌ毎に半ピッチずつずれて折り曲げ加工がなされる。

従って、フィンプレート８は、Ｘ方向にはジグザグに連続するがＹ方向には不連続な頂部壁１１と、Ｘ方向にはジグザグに連続するがＹ方向には不連続な底部壁１２と、これら頂部壁１１と底部壁１２とを連結した多数の脚部１３と、から構成されている。なお、頂部壁１１と底部壁１２は、実質的に同じものである。多数の脚部１３は、Ｘ方向に沿った破線状の列をなし、かつ相補の破線が隣接するような形で、Ｙ方向に多数の列が並んでいる。すなわち、脚部１３は、全体として千鳥状に並んでいる。

ここで、フィンプレート８が第１コアプレート６と第２コアプレート７との間に接合された状態では、頂部壁１１は第１コアプレート６に密接し、底部壁１２は第２コアプレート７に密接しているので、実質的には、第１コアプレート６と第２コアプレート７との間に、多数の脚部１３が熱交換用のフィンとして存在し、これらの脚部１３がプレート間オイル流路を横切る形となる。

そのため、Ｘ方向に沿ってオイルが流れる際には、隣接する脚部１３の列の間を矢印１４ように直線的にオイルが流れ得るので、流路抵抗が比較的小さい。これに対して、Ｙ方向に沿ってオイルが流れる際には、隣接する列の脚部１３が重なり合うので、オイルが直線的に流れることはできず、蛇行して流れるため、流路抵抗が比較的大きくなる。つまり、プレート間オイル流路は、フィンプレート８が挟み込まれているので、その流路抵抗がＸ方向とＹ方向とで互いに異なる異方性を有している。

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３つの冷却水通過穴１６とを有している。

オイルクーラ１は、第１コアプレート６と第２コアプレート７が、３つのオイル通過穴１５と３つの冷却水通過穴１６とを有するため、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、熱交換部２にオイルを導入するオイル導入部１７と熱交換部２からオイルを排出するオイル排出部１８の双方が形成可能となり、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、熱交換部２に冷却水を導入する冷却水導入部１９と熱交換部２から冷却水を排出する冷却水排出部２０の双方が形成可能となっている。

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。

ここでオイル通過穴１５は、熱交換部２をコアプレート積層方向に貫通してオイル排出部１８と連通するオイル戻し通路２４（図４を参照）を構成する復路用オイル通過穴２５と、コアプレート外縁に位置するとともに、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一対の往路用オイル通過穴２６と、からなっている。

図４に示すように、第１、第２底部プレート４、５に形成されたオイル導入部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の最上部に至っている。そして、頂部プレート３に形成された膨出部２７により、熱交換部２の最上部の一対の往路用オイル通過穴２６の一方と復路用オイル通過穴２５とが連通するよう構成されている。熱交換部２の最上部まで流れたオイルは、オイル戻し通路２４を介して第１、第２底部プレート４、５に形成されたオイル排出部１８に戻される。オイル戻し通路２４は、熱交換部２をコアプレート積層方向に貫通している。

ここで、図１及び図４中の２８は、コアプレート積層方向の中間の適宜位置にある第２コアプレート７の一対の往路用オイル通過穴２６の一方を閉塞したオイル閉塞部である。

このオイル閉塞部２８により、４つあるプレート間オイル流路が、上側の２つのプレート間オイル流路からなる上方側オイル流路群と、下側の２つのプレート間オイル流路からなる下方側オイル流路群とに分けられている。そして、上方側オイル流路群と下方側オイル流路群とは直列に接続され、各オイル流路群内のプレート間オイル流路同士は実質的には互いに並列に接続されている。すなわち、オイル閉塞部２８により、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ることになる。

冷却水通過穴１６は、熱交換部２をコアプレート積層方向に貫通して冷却水排出部２０と連通する冷却水戻し通路３０（図５を参照）を構成する復路用冷却水通過穴３１と、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一対の往路用冷却水通過穴３２と、からなっている。なお、往路用冷却水通過穴３２は、往路用オイル通過穴２６とは異なるコアプレート対角線上に形成されている。

図５に示すように、頂部プレート３に形成された冷却水導入部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の最下部に至っている。そして、第２底部プレート５に形成された連通穴３３により、熱交換部２の最下部の一対の往路用冷却水通過穴３２の一方と復路用冷却水通過穴３１とが連通するよう構成されている。熱交換部２の最下部まで流れた冷却水は、冷却水戻し通路３０を介して頂部プレート３に形成された冷却水排出部２０に戻される。冷却水戻し通路３０は、熱交換部２をコアプレート積層方向に貫通している。

ここで、図１及び図５中の３４は、コアプレート積層方向の中間の適宜位置にある第１コアプレート６の一対の往路用冷却水通過穴３２の一方を閉塞した冷却水閉塞部である。

この冷却水閉塞部３４により、３つあるプレート間冷却水流路が、上側の２つのプレート間冷却水流路からなる上方側冷却水流路群と、下側の１つのプレート間冷却水流路からなる下方側冷却水流路群とに分けられている。そして、上方側冷却水流路群と下方側冷却水流路群とは直列に接続され、各冷却水流路群内のプレート間冷却水流路同士は実質的には互いに並列に接続されている。すなわち、冷却水閉塞部３４により、冷却水は熱交換部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ることになる。

復路用オイル通過穴２５と復路用冷却水通過穴３１は、プレート間オイル流路内を当該コアプレート６、７の一対の往路用オイル通過穴２６の一方から他方へと向かうオイル主流流れと、プレート間冷却水流路内を当該コアプレート６、７の一対の往路用冷却水通過穴３２の一方から他方へと向かう冷却水主流流れと、のうちの少なくとも一方の流れ方向に沿ってオフセットする位置に形成されている。

この第１実施例においては、復路用オイル通過穴２５と復路用冷却水通過穴３１とが、コアプレート平面視で、一対の往路用冷却水通過穴３２が位置するコアプレート対角線上に並んで位置しており、冷却水主流流れの流れ方向に沿ってオフセットする位置に形成されている。この第１実施例では、復路用オイル通過穴２５と復路用冷却水通過穴３１は、コアプレート平面視で、オイル主流流れの流れ方向に沿ってオフセットした位置とはなっていない。

また、この第１実施例では、フィンプレート８がプレート間オイル流路内に配置された状態において、流路抵抗が比較的小さくなるフィンプレート８のＸ方向が略正方形の第１、第２コアプレート６、７の隣り合う互いに直交する２辺のうちの一方の辺と平行となり、流路抵抗が比較的大きくなるフィンプレート８のＹ方向が略正方形の第１、第２コアプレート６、７の隣り合う互いに直交する２辺のうちの他方の辺と平行となっている。そのため、コアプレート対角線上に並んで位置する復路用オイル通過穴２５と復路用冷却水通過穴３１は、流路抵抗が比較的大きくなるフィンプレート８のＹ方向に沿ってオフセットしている。

第１コアプレート６では、各往路用オイル通過穴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、各往路用冷却水通過穴３２の周囲がボス部３８としてプレート間オイル流路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、復路用オイル通過穴２５の周囲がボス部３６としてプレート間冷却水流路側及びプレート間オイル流路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とともに、復路用冷却水通過穴３１の周囲がボス部３７としてプレート間冷却水流路側及びプレート間オイル流路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、各往路用冷却水通過穴３２の周囲がボス部３８としてプレート間オイル流路側へ突出するように一段高く形成されているとともに、各往路用オイル通過穴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６では、復路用オイル通過穴２５の周囲がボス部３６としてプレート間冷却水流路側及びプレート間オイル流路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とともに、復路用冷却水通過穴３１の周囲がボス部３７としてプレート間冷却水流路側及びプレート間オイル流路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とプレート間冷却水流路となる一定の間隔が保持される。

第１コアプレート６における往路用オイル通過穴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の往路用オイル通過穴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、多数の往路用オイル通過穴２６を介して各プレート間オイル流路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における往路用冷却水通過穴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の往路用冷却水通過穴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、多数の往路用冷却水通過穴３２を介して各プレート間冷却水流路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における復路用オイル通過穴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の復路用オイル通過穴２５周囲のボス部３６に各々接合されている。第１コアプレート６における復路用冷却水通過穴３１周囲のボス部３７は、隣接する上下の第２コアプレート７の復路用冷却水通過穴３１周囲のボス部３７に各々接合されている。

第２コアプレート７における復路用オイル通過穴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の復路用オイル通過穴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における復路用冷却水通過穴３１周囲のボス部３７は、隣接する上下の第１コアプレート６の復路用冷却水通過穴３１周囲のボス部３７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、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と冷却水戻し通路３０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に直接連通していない。冷却水戻し通路３０は、第１コアプレート６と第２コアプレート７の間のプレート間冷却水流路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に挟み込まれるフィンプレート８は、６箇所に、３つのオイル通過穴１５及び３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、３７、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最上部の一対の往路用冷却水通過穴３２の一方に連通する冷却水導入部１９と、熱交換部２最上部の復路用冷却水通過穴３１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第１底部プレート４及び第２底部プレート５が積層されている。第１底部プレート４及び第２底部プレート５は、熱交換部２最下部の一対の往路用オイル通過穴２６、２６の一方に連通するオイル導入部１７と、熱交換部２最下部の復路用オイル通過穴２５に連通するオイル排出部１８と、を備えている。第１底部プレートのオイル導入部１７及びオイル排出部１８は、各々をシールする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。また、第１底部プレート４は、第２底部プレート５に貫通形成された連通穴３３を覆っている。

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、第２コアプレート６、７に、３つのオイル通過穴１５と３つの冷却水通過穴１６をそれぞれ形成したことによって、オイル導入部１７とオイル排出部１８、冷却水導入部１９と冷却水排出部２０を、それぞれコアプレート積層方向の片側の端部に集約することができる。すなわち、オイル導入部１７とオイル排出部１８をオイルクーラ１の下端に集約できるとともに、冷却水導入部１９と冷却水排出部２０をオイルクーラ１の上端に集約できる。そのため車両への搭載時のレイアウトの自由度を向上させることができる。

また、オイル及び冷却水は、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いるので、流速の低下を抑制しつつ少ない数の第１、第２コアプレート６、７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。

プレート間オイル流路においては、オイル主流流れに対して直交するオイル主流通路断面積が小さくなるほど、オイルが流れる際の圧力損失が大きくなる。また、プレート間冷却水流路においては、冷却水主流流れに対して直交する冷却水主流通路断面積が小さくなるほど、冷却水が流れる際の圧力損失が大きくなる。 これに対して、本実施例では、復路用オイル通過穴２５と復路用冷却水通過穴３１とが、コアプレート平面視で、一対の往路用冷却水通過穴３２が位置するコアプレート対角線上に位置しており、冷却水主流流れの流れ方向に沿ってオフセットする位置に形成されている。そのため、プレート間冷却水流路において、復路用オイル通過穴２５と復路用冷却水通過穴３１を形成したことによる冷却水主流通路断面積の減少を相対的に抑制することができ、プレート間冷却水流路に関しては、復路用オイル通過穴２５と復路用冷却水通過穴３１を形成したことによる圧力損失の増大を抑制することができる。

往路用オイル通過穴２６及び往路用冷却水通過穴３２は、コアプレート平面視で、コアプレート外縁に形成されているので、プレート間オイル流路及びプレート間冷却水流路の圧力損失の増大を抑制することができる。

また、この第１実施例において、復路用オイル通過穴２５と復路用冷却水通過穴３１は、流路抵抗が比較的大きくなるフィンプレート８のＹ方向にオフセットしているので、フィンプレート８をプレート間オイル流路に配置したことによるプレート間オイル流路の圧力損失の増大を抑制することができる。

なお、第１コアプレート６及び第２コアプレート７に設けられた多数の突起部４３によってプレート間冷却水流路の流量抵抗に異方性を持たせる場合には、多数の突起部４３によって流路抵抗が比較的大きくなる方向に復路用オイル通過穴２５と復路用冷却水通過穴３１との位置がオフセットするようにすれば、突起部４３を設けたことによるプレート間冷却水流路の圧力損失の増大を抑制することができる。

以下、本発明の他の実施例について説明するが、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５１について説明する。第２実施例のオイルクーラ５１は、上述した第１実施例のオイルクーラ１と略同一構成となっているが、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、冷却水導入部１９と冷却水排出部２０に加え、オイル導入部１７とオイル排出部１８とが形成されている。

この第２実施例では、図７に示すように、熱交換部２の上面に取り付けられる頂部プレート３が、オイル導入部１７、オイル排出部１８、冷却水導入部１９及び冷却水排出部２０を備えている。

また、第２底部プレート５には、熱交換部２最下部の一対の往路用冷却水通過穴３２の一方と復路用冷却水通過穴３１とを連通させる連通穴３３に加え、熱交換部２最下部の一対の往路用オイル通過穴２６の一方と復路用オイル通過穴２５とを連通させる第２の連通穴５２が形成されている。第１底部プレート４は、第２底部プレート５に貫通形成された連通穴３３や第２の連通穴５２を覆っている。

なお、図６中の５３は、オイル導入部１７に接続されるオイル導入管であり、図６中の５４は、オイル排出部１８に接続されるオイル排出管である。

図８に示すように、頂部プレート３のオイル導入部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の最下部に至っている。そして、第２底部プレート５に形成された第２の連通穴５２により、熱交換部２の最下部の一対の往路用オイル通過穴２６の一方と復路用オイル通過穴２５とが連通するよう構成されている。熱交換部２の最下部まで流れたオイルは、オイル戻し通路２４を介して頂部プレート３に形成されたオイル排出部１８に戻される。オイル戻し通路２４は、熱交換部２をコアプレート積層方向に貫通している。

そして、オイル閉塞部２８により、４つあるプレート間オイル流路が、上側の２つのプレート間オイル流路からなる上方側オイル流路群と、下側の２つのプレート間オイル流路からなる下方側オイル流路群とに分けられている。そして、上方側オイル流路群と下方側オイル流路群とは直列に接続され、各オイル流路群内のプレート間オイル流路同士は実質的には互いに並列に接続されている。すなわち、オイル閉塞部２８により、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ることになる。

図９に示すように、頂部プレート３に形成された冷却水導入部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の最下部に至っている。そして、第２底部プレート５に形成された連通穴３３により、熱交換部２の最下部の一対の往路用冷却水通過穴３２の一方と復路用冷却水通過穴３１とが連通するよう構成されている。熱交換部２の最下部まで流れた冷却水は、冷却水戻し通路３０を介して頂部プレート３に形成された冷却水排出部２０に戻される。冷却水戻し通路３０は、熱交換部２をコアプレート積層方向に貫通している。

そして、冷却水閉塞部３４により、３つあるプレート間冷却水流路が、上側の２つのプレート間冷却水流路からなる上方側冷却水流路群と、下側の１つのプレート間冷却水流路からなる下方側冷却水流路群とに分けられている。そして、上方側冷却水流路群と下方側冷却水流路群とは直列に接続され、各冷却水流路群内のプレート間冷却水流路同士は実質的には互いに並列に接続されている。すなわち、冷却水閉塞部３４により、冷却水は熱交換部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ることになる。

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

また、上述した第１、第２実施例においては、オイル主流流れと冷却水主流流れの双方が、略正方形の第１、第２コアプレート６、７のそれぞれ異なる対角線上にあるので、それぞれの流れのベクトルを、第１、第２コアプレート６、７の隣り合う互いに直交する２辺の方向に分解すれば、一方の辺に沿った方向では両者の流れの分解ベクトルは対向しないが、他方の辺に沿った方向では両者の流れの分解ベクトルは対向することになる。つまり、プレート間オイル流路内のオイルの流れとプレート間冷却水流路内の冷却水の流れは、完全ではないが対向流を実現している。なお、コアプレートが長方形の場合には、対向流となる側の分解ベクトルが長辺方向に沿った向きとなるよう設定することで、プレート間オイル流路内のオイルの流れとプレート間冷却水流路内の冷却水の流れをより完全な対向流に近づけることができる。

上述した第１、第２実施例では、第１コアプレート６及び第２コアプレート７がともに４枚で、第１コアプレート６と第２コアプレート７との間に構成されるプレート間オイル流路が４つ、プレート間冷却水流路が３つの例を示したが、第１コアプレート６及び第２コアプレート７の数は４枚に限定されるものではなく、第１コアプレート６及び第２コアプレート７の枚数を適宜変更することでプレート間オイル流路及びプレート間冷却水流路の数は適宜変更可能である。

上述した第１、第２実施例では、オイル及び冷却水が、全体として熱交換部２内をそれぞれ左右に一度だけＵターンする構成となっているが、コアプレート積層方向の中間の適宜位置にある複数の第１、第２コアプレート６、７において、一対の往路用オイル通過穴２６の一方及び一対の往路用冷却水通過穴３２の一方を適宜閉塞すれば、熱交換部２内を流れるオイル及び冷却水を左右に適宜の回数Ｕターンさせ、かつ全体としてコアプレート積層方向に流れるようにすることも可能である。

また、上述した第１、第２実施例において、熱交換部２内のオイル及び冷却水の流れる向きを逆にすることも可能である。すなわち、オイル排出部１８からオイルを導入してオイル導入部１７からオイルを排出することや、冷却水排出部２０から冷却水を導入して冷却水導入部１９から冷却水を排出することも可能である。

コアプレートに形成される復路用オイル通過穴２５及び復路用冷却水通過穴３１の位置は、上述した第１、第２実施例の形成位置に限定されるものではなく、例えば図１０〜図１４に示すような位置に形成することも可能である。なお、図１０〜図１４に示す各コアプレートは、上述した第１、第２実施例の第２コアプレート７に相当するものである。

図１０に示すコアプレート６１においては、復路用オイル通過穴２５と復路用冷却水通過穴３１とが、コアプレート平面視で、一対の往路用オイル通過穴２６が位置するコアプレート対角線上に並んで位置しており、オイル主流流れの流れ方向に沿ってオフセットする位置に形成されている。なお、この例では、復路用オイル通過穴２５と復路用冷却水通過穴３１は、コアプレート平面視で、冷却水主流流れの流れ方向に沿ってオフセットした位置とはなっていない。

このようなコアプレート６１を用いたオイルクーラでは、プレート間オイル流路において、復路用オイル通過穴２５と復路用冷却水通過穴３１を形成したことによるオイル主流通路断面積の減少を相対的に抑制することができ、プレート間オイル流路に関しては、復路用オイル通過穴２５と復路用冷却水通過穴３１を形成したことによる圧力損失の増大を抑制することができる。

図１１に示すコアプレート６２においては、復路用オイル通過穴２５と復路用冷却水通過穴３１が、プレート間オイル流路内を当該コアプレート６２の一対の往路用オイル通過穴２６の一方から他方へと向かうオイル主流流れと、プレート間冷却水流路内を当該コアプレート６２の一対の往路用冷却水通過穴３２の一方から他方へと向かう冷却水主流流れと、の双方の流れ方向にオフセットする位置に形成されている。換言すると、復路用オイル通過穴２５と復路用冷却水通過穴３１は、コアプレート平面視で、一対の往路用オイル通過穴２６が位置するコアプレート対角線上及び一対の往路用冷却水通過穴３２が位置するコアプレート対角線上には並ばないように形成されている。

このようなコアプレート６２を用いたオイルクーラでは、プレート間オイル流路とプレート間冷却水流路の双方において、復路用オイル通過穴２５と復路用冷却水通過穴３１を形成したことによる圧力損失の増大を抑制することができる。すなわち、プレート間オイル流路においては復路用オイル通過穴２５と復路用冷却水通過穴３１を形成したことによるオイル主流通路断面積の減少を相対的に抑制することができるとともに、プレート間冷却水流路においては復路用オイル通過穴２５と復路用冷却水通過穴３１を形成したことによる冷却水主流通路断面積の減少を相対的に抑制することができる。

また、コアプレート６２を用いたオイルクーラのプレート間オイル流路内にフィンプレート８を配置する場合には、流路抵抗が比較的大きくなるフィンプレート８のＹ方向に沿って復路用オイル通過穴２５と復路用冷却水通過穴３１とがオフセットするようにすれば、フィンプレート８をプレート間オイル流路に配置したことによるプレート間オイル流路の圧力損失の増大を抑制することができる。特に、復路用オイル通過穴２５と復路用冷却水通過穴３１とが、流路抵抗が比較的大きくなるフィンプレート８のＹ方向に沿って直列に並んだ状態となれば、フィンプレート８をプレート間オイル流路内に配置したことによるプレート間オイル流路の圧力損失の増大を最大限抑制することができる。

図１２に示すコアプレート６３においては、復路用オイル通過穴２５と復路用冷却水通過穴３１が、プレート間オイル流路内を当該コアプレート６３の一対の往路用オイル通過穴２６の一方から他方へと向かうオイル主流流れと、プレート間冷却水流路内を当該コアプレート６３の一対の往路用冷却水通過穴３２の一方から他方へと向かう冷却水主流流れと、の双方の流れ方向にオフセットする位置に形成されている。換言すると、復路用オイル通過穴２５と復路用冷却水通過穴３１は、コアプレート平面視で、一対の往路用オイル通過穴２６が位置するコアプレート対角線上及び一対の往路用冷却水通過穴３２が位置するコアプレート対角線上には並ばないように形成されている。

このようなコアプレート６３を用いたオイルクーラでは、プレート間オイル流路とプレート間冷却水流路の双方において、復路用オイル通過穴２５と復路用冷却水通過穴３１を形成したことによる圧力損失の増大を抑制することができる。すなわち、プレート間オイル流路においては復路用オイル通過穴２５と復路用冷却水通過穴３１を形成したことによるオイル主流通路断面積の減少を相対的に抑制することができるとともに、プレート間冷却水流路においては復路用オイル通過穴２５と復路用冷却水通過穴３１を形成したことによる冷却水主流通路断面積の減少を相対的に抑制することができる。

また、コアプレート６３を用いたオイルクーラのプレート間オイル流路内にフィンプレート８を配置する場合には、流路抵抗が比較的大きくなるフィンプレート８のＹ方向に沿って復路用オイル通過穴２５と復路用冷却水通過穴３１とがオフセットするようにすれば、フィンプレート８をプレート間オイル流路に配置したことによるプレート間オイル流路の圧力損失の増大を抑制することができる。特に、復路用オイル通過穴２５と復路用冷却水通過穴３１とが、流路抵抗が比較的大きくなるフィンプレート８のＹ方向に沿って直列に並んだ状態となれば、フィンプレート８をプレート間オイル流路内に配置したことによるプレート間オイル流路の圧力損失の増大を最大限抑制することができる。

図１３に示すコアプレート６４においては、一対の往路用オイル通過穴２６、一対の往路用冷却水通過穴３２、復路用オイル通過穴２５及び復路用冷却水通過穴３１が、コアプレート平面視で、当該コアプレート６４に外縁に形成されている。

一対の往路用オイル通過穴２６は、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ている。

復路用オイル通過穴２５と復路用冷却水通過穴３１とは、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ている。

一対の往路用冷却水通過穴３２は、一方が復路用オイル通過穴２５と往路用オイル通過穴２６の一方との間に位置し、他方が復路用冷却水通過穴３１と往路用オイル通過穴２６の他方との間に位置している。

このようなコアプレート６４を用いたオイルクーラでは、往路用オイル通過穴２６と往路用冷却水通過穴３２とが隣接して配置されるため、プレート間オイル流路内のオイルの流れとプレート間冷却水流路内の冷却水の流れとを対向流に近くすることが可能となり、冷却効率を相対的に向上させることができる。また、復路用オイル通過穴２５と復路用冷却水通過穴３１をコアプレート６４の中央部分に形成する場合に比べて、圧力損失の増大を抑制することができる。すなわち、復路用オイル通過穴２５と復路用冷却水通過穴３１が、プレート間オイル流路及びプレート間冷却水流路の外縁に位置し、オイル主流流れと冷却水主流流れの双方を阻害しにくくなっているので、復路用オイル通過穴２５と復路用冷却水通過穴３１を設けたことによる圧力損失の増大を、プレート間オイル流路とプレート間冷却水流路の双方で一層抑制することができる。

図１４に示すコアプレート６５においては、復路用オイル通過穴２５と復路用冷却水通過穴３１が、それぞれ異なる往路用冷却水通過穴３２に隣接するよう形成されている。詳述すると、復路用オイル通過穴２５は、一対の往路用冷却水通過穴３２の一方に隣接して設けられ、復路用冷却水通過穴３１は、一対の往路用冷却水通過穴３２の他方に隣接して設けられている。

また、図１４中の６６は、復路用オイル通過穴２５の周囲と往路用冷却水通過穴３２周囲を囲むボス部であり、上述したボス部３６、３８に相当する。図１４中の６７は、復路用冷却水通過穴３１の周囲と往路用冷却水通過穴３２周囲を囲むボス部であり、上述したボス部３７、３８に相当する。

このようなコアプレート６５を用いたオイルクーラでは、復路用オイル通過穴２５と復路用冷却水通過穴３１をコアプレート６５の中央部分に形成する場合に比べて、圧力損失の増大を抑制することができる。すなわち、復路用オイル通過穴２５と復路用冷却水通過穴３１が、それぞれ異なる往路用冷却水通過穴３２に隣接し、オイル主流流れと冷却水主流流れの双方を阻害しにくくなっているので、復路用オイル通過穴２５と復路用冷却水通過穴３１を設けたことによる圧力損失の増大を、プレート間オイル流路とプレート間冷却水流路の双方で一層抑制することができる。

なお、上述した各実施例において、コアプレートやフィンプレートの外形状は略正方形となっているが、コアプレートやフィンプレートの外形状は、略正方形に限定されるものではなく、例えば、円形や長円形や長方形等にすることも可能である。

１…オイルクーラ
２…熱交換部
３…頂部プレート
４…第１底部プレート
５…第２底部プレート
６…第１コアプレート
７…第２コアプレート
１５…オイル通過穴
１６…冷却水通過穴
１７…オイル導入部
１８…オイル排出部
１９…冷却水導入部
２０…冷却水排出部
２１…冷却水導入管
２２…冷却水排出管
２４…オイル戻し通路
２５…復路用オイル通過穴
２６…往路用オイル通過穴
３０…冷却水戻し通路
３１…復路用冷却水通過穴
３２…往路用冷却水通過穴
３３…連通穴

Claims (5)

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却水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、
   上記コアプレートは、オイルが流れる３つのオイル通過穴と、冷却水が流れる３つの冷却水通過穴と、を有し、
   オイル及び冷却水がそれぞれ当該熱交換部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、
   コアプレート積層方向の片側の端部に、上記熱交換部にオイルを導入するオイル導入部と当該熱交換部からオイルを排出するオイル排出部の双方が形成され、
   コアプレート積層方向の片側の端部に、上記熱交換部に冷却水を導入する冷却水導入部と当該熱交換部から冷却水を排出する冷却水排出部の双方が形成されることを特徴とするオイルクーラ。
2. 上記オイル通過穴は、上記熱交換部をコアプレート積層方向に貫通して上記オイル排出部と連通するオイル戻し通路を構成する復路用オイル通過穴と、上記コアプレートの平面図上において、当該コアプレートの外縁に位置するとともに、当該コアプレートの中心を挟んで対称となる位置に形成された一対の往路用オイル通過穴と、からなり、
   上記冷却水通過穴は、上記熱交換部をコアプレート積層方向に貫通して上記冷却水排出部と連通する冷却水戻し通路を構成する復路用冷却水通過穴と、上記コアプレートの平面図上において、当該コアプレートの外縁に位置するとともに、当該コアプレートの中心を挟んで対称となる位置に形成された一対の往路用冷却水通過穴と、からなり、
   上記復路用オイル通過穴と上記復路用冷却水通過穴は、上記プレート間オイル流路内を上記コアプレートの一対の往路用オイル通過穴の一方から他方へと向かうオイル主流流れと、上記プレート間冷却水流路内を上記コアプレートの一対の往路用冷却水通過穴の一方から他方へと向かう冷却水主流流れと、のうちの少なくとも一方の流れ方向に沿ってオフセットする位置に形成されている請求項１に記載のオイルクーラ。
3. 上記プレート間オイル流路及び上記プレート間冷却水流路の流路抵抗が異方性を有し、
   上記復路用オイル通過穴及び上記復路用冷却水通過穴は、上記プレート間オイル流路と上記プレート間冷却水流路とのうちの少なくとも一方の流路抵抗が大きい方向に沿ってオフセットするように形成されている請求項２に記載のオイルクーラ。
4. 上記オイル通過穴及び上記冷却水通過穴は、上記コアプレートの平面図上において、当該コアプレートの外縁に位置することを特徴とする請求項１に記載のオイルクーラ。
5. 上記オイル通過穴は、上記熱交換部をコアプレート積層方向に貫通して上記オイル排出部と連通するオイル戻し通路を構成する復路用オイル通過穴と、上記コアプレートの平面図上において、当該コアプレートの外縁に位置するとともに、当該コアプレートの中心を挟んで対称となる位置に形成された一対の往路用オイル通過穴と、からなり、
   上記冷却水通過穴は、上記熱交換部をコアプレート積層方向に貫通して上記冷却水排出部と連通する冷却水戻し通路を構成する復路用冷却水通過穴と、上記コアプレートの平面図上において、当該コアプレートの外縁に位置するとともに、当該コアプレートの中心を挟んで対称となる位置に形成された一対の往路用冷却水通過穴と、からなり、
   上記復路用オイル通過穴及び上記復路用冷却水通過穴は、それぞれ互いに異なる往路用オイル通過穴または往路用冷却水通過穴に隣接するように形成されていることを特徴とする請求項１に記載のオイルクーラ。