JPH06207790A - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 熱交換効率の向上を図るとともに、搭載性に
優れた熱交換器の提供。 【構成】 エンジンオイルと冷却水との熱交換を行なう
熱交換部は、複数のプレートを積層することにより、各
プレートの長手方向に連続する各第１長穴同士によって
複数のオイル流路が形成され、各第２長穴同士によって
複数の冷却水流路が形成される。この熱交換部は、冷却
水流路の流入口を成す一端面および流出口を成す他端面
が、それぞれ円弧状に窪んだ凹面形状を呈する。入口側
ブラケット３および出口側ブラケット４は、それぞれ中
央部に螺子穴３０ａ、４０ａを有するボス部３０、４０
が形成されるとともに、このボス部３０、４０の外周に
オイル流路と連通する複数のオイル流入孔３１およびオ
イル流出孔４１が形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、第１流体と第２流体と
の熱交換を行う熱交換器に関し、特に、冷却水を利用し
てエンジンオイルを冷却するオイルクーラとして好適な
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、エンジン冷却水との熱交換に
よってエンジンオイルを冷却するエンジン内装式のオイ
ルクーラがある。このオイルクーラ１００は、図１６
（オイルクーラの側面図）に示すように、カラー１０１
を介して積層される複数の偏平なコア１０２と、一対の
ブラケット１０３を備え、オイルクーラカバー（図示し
ない）を介してエンジン本体へ取り付けられる。コア１
０２は、エンジンオイルの流路を形成するもので、図１
７（コアの分解斜視図）に示すように、両端部にそれぞ
れ連通穴１０４が形成された一対のプレートクーリング
１０５と、コア１０２の内部に収納されるインナフィン
１０６と、コア１０２の内部で連通穴１０４の周囲に配
される一対の補強プレート１０７より成る。ブラケット
１０３は、図１５（オイルクーラの平面図）にも示すよ
うに、コア１０２の両端部に取り付けられて、中央部に
エンジンオイルの流入孔１０８および流出孔１０９を有
し、この流入孔１０８および流出孔１０９の外側にそれ
ぞれ２本ずつ設けられたボルト１１０によってオイルク
ーラカバーに固定される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のオイ
ルクーラ１００は、各コア１０２の両端部の形状が、図
１５に示すように半円形状を呈する。従って、特に冷却
水の高流量域においては、オイルクーラ１００に導かれ
た冷却水が、図１８の実線矢印で示すように、各コア１
０２の熱交換部を避けて各コア１０２の外周へ逃げて流
れる様になる。また、コア１０２とコア１０２との間に
カラー１０１が介在されることにより、冷却水の流入側
では、カラー１０１の後流部に冷却水の淀み（ハッチン
グで示す領域）が発生する。これらの結果、従来のオイ
ルクーラ１００では、熱交換効率の低下を招くという問
題が生じる。

【０００４】また、上記のオイルクーラ１００は、エン
ジン本体への取付けに際して、オイルクーラカバーとの
組付けに４本のボルト１１０を必要とするため、組付性
が良いとは言えない。なお、図１９に示すように、流入
孔２００ａを有するボス部２００の外周に螺子を形成
し、このボス部２００にオイルクーラカバー２０１を嵌
め合わせて、ナット２０２により締め付けることでオイ
ルクーラカバー２０１との組付けを行う方法が公知であ
る。しかし、この方法では、十分なエンジンオイルの流
入孔面積を確保するためには、ボス部２００の外径を大
きくする必要があり、必然的にブラケット２０３の形状
が大きくなるため、エンジン本体への搭載性が悪化する
という問題を有している。本発明は、上記事情に基づい
て成されたもので、その目的は、熱交換効率の向上を図
った熱交換器、および搭載性に優れた熱交換器の提供に
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る本発明
は、第１流体と第２流体との熱交換を行う熱交換部を有
する熱交換器において、前記熱交換部は、板厚方向に貫
通する第１長穴と第２長穴とが隣接して各々長手方向に
連続的に設けられ、その長手方向における前記第１長穴
および前記第２長穴の位置が異なる複数枚のプレートを
有し、これらのプレートを前記第１長穴同士および前記
第２長穴同士が一部連通した状態で積層することによ
り、前記各プレートの長手方向に連続する前記各第１長
穴同士によって前記第１流体が流れる複数の第１流路を
形成するとともに、前記各プレートの長手方向に連続す
る前記各第２長穴同士によって前記第２流体が流れる複
数の第２流路を形成し、この各第２流路の両端が前記熱
交換部の端面に開口されて、それぞれ前記第２流体の流
入口および流出口とされ、その流入口と流出口のうち少
なくとも前記流入口を成す前記熱交換部の端面が円弧状
に窪んだ凹面形状を成すことを技術的手段とする。

【０００６】また、請求項２に係る本発明の熱交換器
は、第１流体と第２流体との熱交換を行う熱交換部と、
この熱交換部を被取付部へ取り付けるための取付部がそ
れぞれ設けられた一対のブラケットとを備えた熱交換器
において、前記ブラケットは、前記熱交換部へ第１流体
を導く流入孔を有する入口側ブラケットと、前記熱交換
部で前記第２流体と熱交換された前記第１流体が流出す
る流出孔を有する出口側ブラケットより成り、前記入口
側ブラケットは、前記取付部の周囲に前記流入孔が設け
られ、前記出口側ブラケットは、前記取付部の周囲に前
記流出孔が設けられたことを技術的手段とする。

【０００７】

【作用】請求項１に係る熱交換器は、第１長穴と第２長
穴を有する複数枚のプレートを積層することで、各プレ
ートの長手方向に連続する第１長穴同士によって第１流
体が流れる複数の第１流路が形成されるとともに、各プ
レートの長手方向に連続する第２長穴同士によって第２
流体が流れる複数の第２流路が形成される。このよう
に、従来の様なカラーを必要とすることなく複数のプレ
ートを積層する構造であることから、熱交換部で第２流
体の淀みが発生する虞がない。また、第２流体の流入口
が円弧状に窪んだ凹面形状に設けられることから、熱交
換部に導かれた第２流体が流入口に流入し易くなる。

【０００８】

【実施例】次に、本発明の熱交換器をオイルクーラとし
て使用した一実施例を図１ないし図１４を基に説明す
る。図１はオイルクーラの平面図、図２はオイルクーラ
の底面図、図３はオイルクーラの側面図、図４は図３の
Ａ視図である。本実施例のオイルクーラ１は、図３に示
すように、エンジンオイル（第１流体）と冷却水（第２
流体）との熱交換を行う熱交換部２、入口側ブラケット
３、および出口側ブラケット４より成り、一体ろう付け
によって製造されている。熱交換部２は、２種類のプレ
ートクーリング５、６（図５および図６参照）と、熱交
換部２の最上端に配されるプレートクーリング７（図９
参照）と、熱交換部２の最下端に配されるプレートクー
リング８（図１０参照）より成る。各プレートクーリン
グ５〜８（以下プレートと略す）は、それぞれ両端部が
円弧状に窪んだ長板状を呈する。

【０００９】２種類のプレート５、６は、図５および図
６に示すように、板厚方向に貫通する第１長穴５ａ、６
ａと第２長穴５ｂ、６ｂとがプレートの幅方向に交互に
隣接して、それぞれプレート５、６の長手方向に連続的
に設けられている。そして、各プレート５、６の第１長
穴５ａ、６ａおよび第２長穴５ｂ、６ｂは、２枚のプレ
ート５、６を重ね合わせた時に、各プレート５、６の各
第１長穴５ａ、６ａ同士および各第２長穴５ｂ、６ｂ同
士の一部が連通する様に、長手方向に異なる位置に設け
られている。なお、各プレート５、６の両端部に形成さ
れる第２長穴５ｂ、６ｂは、それぞれ閉じられることな
く開口されている。

【００１０】最上端に配されるプレート７は、図９に示
すように、その両端側に前記各プレート５、６の第１長
穴５ａ、６ａより長い複数の第１長穴７ａが設けられ、
中間部に前記各プレート５、６の第２長穴５ｂ、６ｂよ
り長い複数の第２長穴７ｂが設けられている。なお、第
１長穴７ａは、前記各プレート５、６の第１長穴５ａ、
６ａと幅方向においてそれぞれ同位置に設けられ、第２
長穴７ｂは、前記各プレート５、６の第２長穴５ｂ、６
ｂと幅方向においてそれぞれ同位置に設けられている。
そして、長手方向における各第１長孔７ａと各第２長孔
７ｂとの間は、半円状に一定の間隔を有する。最下端に
配されるプレート８は、図１０に示すように、最上端に
配されるプレート７の第２長穴７ｂと同位置に複数の第
２長穴８ｂのみが設けられている。

【００１１】この熱交換部２は、エンジンオイルの乱流
遷移を促進し、且つ放熱面積を増大させるために、２枚
のプレート５、６を重ね合わせたものと、２枚のプレー
ト５、６をそれぞれ長手方向の向きを逆にした状態（図
７および図８参照）で重ね合わせたものとを交互に積層
し、最上端にプレート７を配し、最下端にプレート８を
配して構成される。これにより、熱交換部２の長手方向
に連続する各プレート５〜７の第１長穴５ａ、６ａ、７
ａ同士が積層方向に部分的に連通することにより、各プ
レート５〜７の各第１長穴５ａ、６ａ、７ａによって、
積層方向に蛇行しながら熱交換部２の長手方向に延びる
複数のオイル流路（図示しない・本発明の第１流路）が
形成される。

【００１２】同様に、熱交換部２の長手方向に連続する
各プレート５〜８の第２長穴５ｂ、６ｂ、７ｂ、８ｂ同
士が積層方向に部分的に連通することにより、各プレー
ト５〜８の各第２長穴５ｂ、６ｂ、７ｂ、８ｂによっ
て、積層方向に蛇行しながら熱交換部２の長手方向に延
びる複数の冷却水流路（図示しない・本発明の第２流
路）が形成される。この各冷却水流路は、熱交換部２の
両端面にそれぞれ開口されることから、熱交換部２の一
端面（図１の左側）に冷却水の流入口９が形成され、他
端面に冷却水の流出口１０が形成されることになる。ま
た、各プレート５〜８が積層されて構成される熱交換部
２は、流入口９を成す一端面、および流出口１０を成す
他端面が、それぞれ図１に示すように、円弧状に窪んだ
凹面形状を呈する。

【００１３】入口側ブラケット３は、熱交換部２の長手
方向の他端側（図１の右側）で、熱交換部２の最上端に
配されるプレート７の上部に配置されて、プレート７の
他端側に設けられた各第１長穴７ａを包含するように、
内側（図１の左側）が半円形状を呈し、外側（図１の右
側）が熱交換部２の他端面と一致して円弧状に窪んだ形
状を呈する。この入口側ブラケット３は、図１１ないし
図１３に示すように、略中央部に螺子穴３０ａを有する
ボス部３０が形成されており、そのボス部３０の周囲に
複数（本実施例では８個）のオイル流入孔３１が形成さ
れている。入口側ブラケット３の底部側は、その外周縁
３２がプレート７の表面に液密に接触し、外周縁３２の
内部が、オイル流入孔３１に通じる空間部３３（図１２
参照）とされている。そして、各オイル流入孔３１は、
空間部３３を介してプレート７の他端側に設けられた各
第１長穴７ａに連通される。

【００１４】出口側ブラケット４は、熱交換部２の長手
方向の一端側で、プレート７の上部に配置されて、プレ
ート７の一端側に設けられた各第１長穴７ａを包含する
ように、内側（図１の右側）が半円形状を呈し、外側が
熱交換部２の一端面と一致して円弧状に窪んだ形状を呈
する。この出口側ブラケット４は、入口側ブラケット３
と同様に、略中央部に螺子穴４０ａを有するボス部４０
が形成されており、そのボス部４０の周囲に複数（本実
施例では８個）のオイル流出孔４１が形成されている。
出口側ブラケット４の底部側は、その外周縁４２がプレ
ート７の表面に液密に接触し、外周縁４２の内部が、オ
イル流出孔４１に通じる空間部４３とされている。そし
て、各オイル流出孔４１は、空間部４３を介してプレー
ト７の一端側に設けられた各第１長穴７ａに連通され
る。

【００１５】オイルクーラ１は、２本のボルト１１によ
ってオイルクーラカバー１２（図１４参照）に固定さ
れ、このオイルクーラカバー１２を介してエンジン本体
（図示しない）に取り付けられる。オイルクーラカバー
１２には、エンジンオイルが流入するオイル流入路１２
ａおよびエンジンオイルが流出するオイル流出路（図示
しない）が設けられるとともに、入口側ブラケット３お
よび出口側ブラケット４の各ボス部３０、４０に嵌まり
合う円筒部１２ｂを有し、この円筒部１２ｂに前記ボル
ト１１を挿入するためのボルト孔１２ｃが形成されてい
る。このオイルクーラカバー１２は、各円筒部１２ｂの
ボルト孔１２ｃよりシール用のＣｕワッシャ１３を介し
てボルト１１を挿入し、入口側ブラケット３および出口
側ブラケット４の各ボス部３０、４０に形成された螺子
孔３０ａ、４０ａにそれぞれボルト１１を螺着すること
によってオイルクーラ１を固定する。なお、オイルクー
ラカバー１２と入口側ブラケット３および出口側ブラケ
ット４との間は、それぞれＯリング１４によって液密に
保たれている。

【００１６】次に、本実施例の作動を説明する。エンジ
ンの各摺動部を潤滑して高温となったエンジンオイル
が、オイルクーラカバー１２のオイル流入路１２ａを通
ってオイルクーラ１へ導かれる。オイル流入路１２ａを
通って供給されたエンジンオイルは、入口側ブラケット
３の各オイル流入孔３１よりプレート７の他端側に設け
られた各第１長穴７ａに分配されて熱交換部２へ流入す
る。熱交換部２に流入したエンジンオイルは、熱交換部
２の長手方向に連続する各プレート５、６の第１長穴５
ａ、６ａを縫う様にしながら、複数のオイル流路を熱交
換部２の他端側から一端側に向かって流れる。熱交換部
２を流れたエンジンオイルは、プレート７の一端側に設
けられた各第１長穴７ａを通って出口側ブラケット４の
各オイル流出孔４１より流出し、オイルクーラカバー１
２のオイル流出路を通ってエンジン側へ還流する。

【００１７】一方、冷却水は、エンジン本体の冷却水流
出口（図示しない）より供給されて、熱交換部２の流入
口９より各冷却水流路に流入する。各冷却水流路を流れ
る冷却水は、熱交換部２の長手方向に連続する各プレー
ト５、６の第２長穴５ｂ、６ｂおよびプレート８の第２
長孔８ｂを縫う様にして熱交換部２の一端側から他端側
へ向かって流れる（冷却水の流れを図１に矢印で示
す）。この結果、熱交換部２の他端側から一端側へ向か
って各オイル流路を流れるエンジンオイルと、熱交換部
２の一端側から他端側へ向かって各冷却水流路を流れる
冷却水との熱交換により、エンジンオイルが冷却され
る。

【００１８】上記作動において、本実施例のオイルクー
ラ１は、冷却水の流入口９を成す熱交換部２の一端面が
円弧状に窪んだ凹面形状を呈することにより、冷却水が
熱交換部２（各冷却水流路）へ流入し易くなる。また、
各プレート５ないし８を積層してオイル流路および冷却
水流路を形成する構造であることから、図１８に示した
カラー１０１および補強プレート１０７が不要となる。
このため、カラー１０１を設けることにより生じる冷却
水の淀みをなくすことができるとともに、補強プレート
１０７の廃止によって熱交換面積の拡大を図ることによ
り、熱交換効率を向上させることができる。さらに、オ
イルクーラ１をオイルクーラカバー１２に対して２本の
ボルト１１によって取り付けることができるため、図１
５〜図１７に示す従来のオイルクーラ（４本のボルト１
１０を使用する）と比較して、エンジン本体への組付性
が向上するとともに、部品点数の低減によってコストダ
ウンを図ることができる。また、図１９に示した従来方
法と比較しても、ボス部３０、４０の外径を小さくして
入口側ブラケット３および出口側ブラケット４が大型化
するのを防止することができるため、エンジン本体への
搭載性にも優れる。

【００１９】〔変形例〕本実施例では、熱交換部２を４
種類のプレート５ないし８で構成したが、オイル流路お
よび冷却水流路を形成することができれば、何種類のプ
レートを使用しても良い。例えば、１枚のプレートを長
手方向の向きを逆にして交互に積層することにより熱交
換部２を構成することも可能である。入口側ブラケット
３に設けたオイル流入孔３１、および出口側ブラケット
４に設けたオイル流出孔４１は、孔個数、孔形状を限定
する必要はなく、例えば、孔個数は１つ以上あれば良
く、孔形状は、多角形状あるいはボス部３０、４０の周
囲を取り囲む様な円弧状でも良い。

【００２０】

【発明の効果】本発明の熱交換器は、第２流体の流入口
を成す熱交換部の端面が円弧状に窪んだ凹面形状を呈す
ることから、熱交換部に供給された第２流体が流入口で
受け止められて、各第２流路へ流入し易くなる。また、
複数のプレートを積層して第１流路と第２流路とを形成
する構造であることから、従来の様なカラーが不要とな
り、その結果、熱交換部での第２流体の淀みをなくすこ
とができる。これらの結果、第１流体と第２流体との熱
交換効率が向上する。また、ブラケットの各取付部の周
囲に流入孔および流出孔が設けられる構造であることか
ら、各ブラケットに対して取付部を１か所とすることが
可能となる。このため、被取付部への取付性および搭載
性を高めることができるとともに、取付部に係る部品点
数の低減によってコストダウンを図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例に係るオイルクーラの平面図である。

【図２】本実施例に係るオイルクーラの底面図である。

【図３】本実施例に係るオイルクーラの側面図である。

【図４】図３のＡ視図である。

【図５】プレートクーリングの平面図である。

【図６】プレートクーリングの平面図である。

【図７】図５に示すプレートクーリングの向きを逆にし
た状態を示す平面図である。

【図８】図６に示すプレートクーリングの向きを逆にし
た状態を示す平面図である。

【図９】熱交換部の最上端に配されるプレートクーリン
グの平面図である。

【図１０】熱交換部の最下端に配されるプレートクーリ
ングの平面図である。

【図１１】ブラケットの平面図である。

【図１２】ブラケットの断面図である。

【図１３】ブラケットの底面図である。

【図１４】オイルクーラの取付け状態を示す断面図であ
る。

【図１５】従来技術に係るオイルクーラの平面図であ
る。

【図１６】図１５に示すオイルクーラの側面図である。

【図１７】従来技術に係るオイルクーラの分解斜視図で
ある。

【図１８】従来技術に係る冷却水の流れを示す説明図で
ある。

【図１９】従来技術に係るオイルクーラの取付け方法を
示す断面図である。

【符号の説明】

１ オイルクーラ（熱交換器） ２ 熱交換部 ３ 入口側ブラケット ４ 出口側ブラケット ５、６ プレート ５ａ、６ａ 第１長穴 ５ｂ，６ｂ 第２長穴 ９ 流入口 １０ 流出口 ３０、４０ ボス部（取付部） ３１ オイル流入孔 ４１ オイル流出孔

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１流体と第２流体との熱交換を行う熱交
   換部を有する熱交換器において、 前記熱交換部は、板厚方向に貫通する第１長穴と第２長
   穴とが隣接して各々長手方向に連続的に設けられ、その
   長手方向における前記第１長穴および前記第２長穴の位
   置が異なる複数枚のプレートを有し、これらのプレート
   を前記第１長穴同士および前記第２長穴同士が一部連通
   した状態で積層することにより、前記各プレートの長手
   方向に連続する前記各第１長穴同士によって前記第１流
   体が流れる複数の第１流路を形成するとともに、前記各
   プレートの長手方向に連続する前記各第２長穴同士によ
   って前記第２流体が流れる複数の第２流路を形成し、こ
   の各第２流路の両端が前記熱交換部の端面に開口され
   て、それぞれ前記第２流体の流入口および流出口とさ
   れ、その流入口と流出口のうち少なくとも前記流入口を
   成す前記熱交換部の端面が円弧状に窪んだ凹面形状を成
   すことを特徴とする熱交換器。
2. 【請求項２】第１流体と第２流体との熱交換を行う熱交
   換部と、 この熱交換部を被取付部へ取り付けるための取付部がそ
   れぞれ設けられた一対のブラケットとを備えた熱交換器
   において、 前記ブラケットは、前記熱交換部へ第１流体を導く流入
   孔を有する入口側ブラケットと、前記熱交換部で前記第
   ２流体と熱交換された前記第１流体が流出する流出孔を
   有する出口側ブラケットより成り、 前記入口側ブラケットは、前記取付部の周囲に前記流入
   孔が設けられ、前記出口側ブラケットは、前記取付部の
   周囲に前記流出孔が設けられたことを特徴とする熱交換
   器。