(57)【要約】      （修正有）【課題】エンジン冷却水路などにおいてヒータ用熱交換器と直列接続される変速機オイル用の熱交換器であって、ヒータ性能を確保することが可能な構造の熱交換器を提供する。【解決手段】オイルが流通するオイル通路２１０と、冷却水が流通する冷却水通路２２０とを備え、オイルと冷却水との間で熱交換を行う熱交換器１において、オイル通路の一部を形成するプレート２６に、冷却水通路の水入口３ａと水出口３ｂとに連通する連通路２６０を形成する。このように連通路を形成することにより、その連通路（冷却水路）が、通水抵抗の低いバイパス水路として機能する。従って、こうしたオイル用の熱交換器を、ヒータ用熱交換器と変速機オイル用熱交換器とを直列接続するエンジン冷却水路に適用することで、ヒータ側への冷却水の通水量を大とすることができるので、ヒータ性能を確保することができる。【選択図】図１
2011069511.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オイルが流通するオイル通路と、冷却水が流通する冷却水通路とを備え、オイルと冷却水との間で熱交換を行う熱交換器において、
前記オイル通路の一部を形成する部材に、前記冷却水通路の水入口と水出口とに連通する連通路が形成されていることを特徴とする熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動変速機などに使用する作動油と冷却水との間で熱交換を行う熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両には、自動変速機などに使用する作動油（以下、変速機オイルともいう）とエンジン冷却水（以下、単に「冷却水」という場合もある）との間で熱交換を行う熱交換器が搭載されている。この変速機オイル用熱交換器は、例えば、エンジン暖機過程の昇温機能（ＡＴＦ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｆｌｕｉｄ）ウォーマ）と、高負荷発熱時の冷却機能（オイルクーラ）とを兼ね備えている。
【０００３】
このような変速機オイル用熱交換器としては、例えば、複数枚のプレートをその厚み方向に積層することによって、オイル通路（油側熱交換部）と冷却水通路（水側熱交換部）とを交互に積層した熱交換コアを構成し、その熱交換コアをハウジング（タンク）内に収容した構造のものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、変速機オイル用熱交換器が組み込まれたエンジン冷却水路としては、例えば、ヒータ用熱交換器（ヒータコア）と変速機オイル用熱交換器とを直列接続したものがある（例えば、特許文献２参照）。この場合、エンジン冷却水の水路に、冷却水が［エンジン本体］→［ヒータ用熱交換器］→［変速機オイル用熱交換器］→［ウォータポンプ］→［エンジン本体］の順で流れる循環路を形成して、エンジン暖機過程時に、ヒータコアによる暖房と変速機オイルの昇温とを行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１１６４９０号公報
【特許文献２】特開２００２−０４７９３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
通常の車両のエンジン冷却水路では、ヒータ用熱交換器の水路と変速機オイル用熱交換器の水路とは並列接続となっており、ヒータ熱交換器よりも変速機オイル用熱交換器の通水抵抗を大きく設定することによって、ヒータ側に大流量のエンジン冷却水を流し、オイル側に小流量のエンジン冷却水を流すことでヒータ性能を確保している。
【０００７】
しかし、上記した特許文献２に記載の技術のように、ヒータ用熱交換器と変速機オイル用熱交換器とを直列接続した場合、オイル側の通水抵抗が大きくなるのでヒータ性能が低下する。また、ヒータ用熱交換器と変速機オイル用熱交換器とを直列接続した場合、並列接続の場合に比べてオイル側への通水量が増加し、冷却水の熱が奪われるため、この場合もヒータ性能が低下する要因となる。
【０００８】
このようなヒータ性能の低下を防ぐには、変速機オイル用熱交換器をバイパスするバイパス水路配管を別途設ける必要があって、コスト・質量の増加が問題となる。
【０００９】
本発明はそのような実情を考慮してなされたもので、自動変速機などに使用する作動油（オイル）と冷却水との間で熱交換を行う熱交換器において、冷却水の通水抵抗が小さい構造を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するため、本発明は、オイルが流通するオイル通路と、冷却水が流通する冷却水通路とを備え、オイルと冷却水との間で熱交換を行う熱交換器において、前記オイル通路の一部を形成する部材に、前記冷却水通路の水入口と水出口とに連通する連通路が形成されていることを技術的特徴としている。
【００１１】
本発明によれば、オイル通路の一部を形成する部材（具体的には、圧入プレート）に、冷却水通路の水入口と水出口とに連通する連通路を形成しているので、その連通路（冷却水路）が、通水抵抗の低いバイパス水路（熱交換部をバイパスする冷却水通路）として機能するので当該熱交換器の通水抵抗を低減することができる。従って、このような特徴を有するオイル用の熱交換器を、ヒータ用熱交換器と変速機オイル用熱交換器とを直列接続するエンジン冷却水路に適用することで、ヒータ側への冷却水の通水量を大とすることができ、ヒータ性能を確保することができる。しかも、熱交換器の内部に通水抵抗を低減するための連通路を設けているので、熱交換器をバイパスするバイパス水路配管を別途設ける必要がなく、コスト・質量の増加を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の熱交換器によれば、オイル通路の一部を形成する部材に、冷却水通路の水入口と水出口とに連通する連通路を形成しているので、その連通路が通水抵抗の低いバイパス水路として機能する。従って、本発明の熱交換器を、ヒータ用熱交換器と変速機オイル用熱交換器とを直列接続するエンジン冷却水路に適用することにより、ヒータ性能を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の熱交換器の一例を示す縦断面図である。
【図２】図１の熱交換器に用いる圧入プレートのみを抽出して示す縦断面図及び平面図を併記して示す図である。
【図３】図１の熱交換器を組み込んだエンジン冷却水路の一例を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
−熱交換器−
図１は変速機オイル用の熱交換器１の一例を示す縦断面図である。
【００１６】
この例の熱交換器１は、車両に搭載される自動変速機に使用するオイル（ＡＴＦ：Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｆｌｕｉｄ）と、エンジンの冷却水との間で熱交換を行う熱交換器であって、エンジン暖機過程の昇温機能（ＡＴＦウォーマ）と、高負荷発熱時の冷却機能（オイルクーラ）とを兼ね備えている。
【００１７】
熱交換器１は、プレート積層型の熱交換コア２、その熱交換コア２を収容するハウジング（タンク）３、及び、座面プレート４などを備えている。
【００１８】
ハウジング３は、円筒形状の部材であって、軸方向の一端側（図１の下側）に開口部３０が設けられている。また、ハウジング３の側壁には、冷却水が流入する水入口３ａ、及び、熱交換を終えた冷却水が流出する水出口３ｂが設けられている。
【００１９】
熱交換コア２は、冷却水とオイルとを熱交換するコアユニットであって、複数の油側熱交換部２１・・２１、複数の水側熱交換部２２・・２２、補強プレート２５、及び、圧入プレート２６などを備え、補強プレート２５上に油側熱交換部２１と水側熱交換部２２とが当該熱交換部２１，２２の厚み方向（円筒形状のハウジング３の軸方向）に交互に積層されている。具体的には、補強プレート２５側から順に、油側熱交換部２１と水側熱交換部２２とがそれぞれ６層ずつ積層されており、最下段の層（補強プレート２５に接する層）が油側熱交換部２１となっている。また、最上段の層（ハウジング３の上部壁体側の層）が水側熱交換部２２となっている。
【００２０】
各油側熱交換部２１は、第１クーリングプレート（熱交換プレート）２３と第２クーリングプレート（熱交換プレート）２４との間にインナーフィン２１１を設けた構造となっており、オイルが流れる油路として機能する。インナーフィン２１１は、オイルと冷却水との熱交換を促進するためのものであって、オフセット形状に加工されている（例えば、特開２００１−１１６４９０号公報等参照）。各油側熱交換部２１・・２１の内部空間は互いに連通しており、全体としてオイル通路２１０を形成している。
【００２１】
なお、複数の油側熱交換部２１・・２１のうち、最下段の油側熱交換部２１については、２枚のプレートのうちの一方側（下方側）のプレートが補強プレート２５によって構成されており、この補強プレート２５によって最下段の油側熱交換部２１の強度が補強されている。補強プレート２５には２つのオイル通過穴２５ａ，２５ｂが設けられている。これらオイル通過穴２５ａ，２５ｂは各油側熱交換部２１・・２１の内部空間（油路）に連通している。
【００２２】
また、各水側熱交換部２２は各油側熱交換部２１，２１の間に配置されている。これらの各水側熱交換部２２についても、第２クーリングプレート２４と第１クーリングプレート２３との間にインナーフィン２２１を設けた構造となっており、冷却水が流れる水路として機能する。インナーフィン２２１は、冷却水とオイルとの熱交換を促進するためのものであって、オフセット形状に加工されている（例えば、特開２００１−１１６４９０号公報等参照）。各水側熱交換部２２の内部空間は互いに連通しており、全体として冷却水通路２２０を形成している。
【００２３】
このような構成の熱交換コア２は、ハウジング３の内部に開口部３０を通じて挿入配置された状態で圧入プレート２６によってハウジング３内に固定される。
【００２４】
圧入プレート２６は、プレス加工等によって凹凸が形成された部材であって、上記補強プレート２５の各オイル通過穴２５ａ，２５ｂにそれぞれ連通するオイル導入部２６ａ及びオイル導出部２６ｂが設けられている。オイル導入部２６ａ及びオイル導出部２６ｂはオイル通路２１０の一部を構成している。これらオイル導入部２６ａ及びオイル導出部２６ｂには、それぞれ、オイル導入穴２６ｃ及びオイル導出穴２６ｄが設けられている。なお、圧入プレート２６の裏面側（座面プレート４側）で、上記オイル導入部２６ａ及びオイル導出部２６ｂの形成部以外の部分は凹部２６１となっている（図２参照）。
【００２５】
そして、このようにして熱交換コア２が収容されたハウジング３の下部には、開口部３０を閉鎖する座面プレート４が取り付けられる。座面プレート４は圧入プレート２６及びハウジング３にろう付け等によって接合されている。
【００２６】
座面プレート４には、上記圧入プレート２６のオイル導入穴２６ｃに連通するオイル入口４ａと、オイル導出穴２６ｄに連通するオイル出口４ｂとが設けられている。また、座面プレート４の下面（圧入プレート２６とは反対側の面）は、例えば自動変速機のハウジングの壁面（取付座：図示せず）に接触するシール面４１となっている。そのシール面４１には、Ｏリング５が装着されるＯリング溝４２が形成されている。
【００２７】
以上の構造の熱交換器１においては、自動変速機のオイル（ＡＴＦ）が座面プレート４のオイル入口４ａに供給され、エンジンの冷却水がハウジング３の水入口３ａに供給される。
【００２８】
オイル入口４ａに供給されたオイルは、オイル導入部２６ａに流入した後、熱交換コア２の各油側熱交換部２１・・２１を流通してオイル導出部２６ｂ側に向けて流れる。オイル導出部２６ｂに流入したオイルは座面プレート４のオイル出口４ｂを通じて自動変速機側に戻される。一方、水入口３ａに供給された冷却水は、ハウジング３の内部の水導入部３１に流入し、熱交換コア２の各水側熱交換部２２・・２２を流通して水導出部３２側に向けて流れ、水出口３ｂからハウジング３の外部に流出する。そして、このようにして熱交換コア２の各油側熱交換部２１・・２１（オイル通路２１０）を流れるオイルと、各水側熱交換部２２・・２２（オイル通路２２０）を流れる冷却水との間において熱交換が行われて、オイルが冷却水によって加熱または冷却される。
【００２９】
次に、この例の特徴部分について図１及び図２を参照して説明する。
【００３０】
まず、この例の変速機オイル用の熱交換器１は、例えば、エンジン冷却水路においてヒータ用熱交換器（ヒータコア）と直列接続した状態で使用される（図３参照）。このようにヒータ用熱交換器と変速機オイル用熱交換器とを直列接続した場合、上述したように、オイル側の通水抵抗が大きくなるのでヒータ性能が低下するという問題が生じる。
【００３１】
このような点を解消するために、この例では、図１及び図２に示すように、オイル通路２１０の一部を形成する圧入プレート２６に、冷却水通路２２０の水入口３ａと水出口３ｂとに連通する連通路（冷却水通路）２６０を形成した点に特徴がある。
【００３２】
具体的には、圧入プレート２６の周縁部のうち、ハウジング３の水入口３ａに近い場所に複数（４つ）の通水穴２６０ａ・・２６０ａを設けて、ハウジング３内の水導入部３１と圧入プレート２６の裏面側（座面プレート４側）の凹部（空間）２６１とを連通し、さらに、圧入プレート２６の周縁部のうち、ハウジング３の水出口３ｂに近い場所に複数（４つ）の通水穴２６０ｂ・・２６０ｂを設けて、圧入プレート２６の裏面側（座面プレート４側）の凹部（空間）２６１とハウジング３内の水導出部３２とを連通することによって、水入口３ａと水出口３ｂとに連通する連通路２６０を形成している。
【００３３】
そして、このような連通路２６０を形成することにより、その連通路２６０が、通水抵抗の低いバイパス水路（熱交換コア２をバイパスする冷却水通路）として機能するので、熱交換器１の通水抵抗を低減することができる。従って、この例の変速機オイル用の熱交換器１を、ヒータ用熱交換器と変速機オイル用熱交換器とを直列接続するエンジン冷却水路に適用することにより、ヒータ側への冷却水の通水量を大とすることができ、ヒータ性能を確保することができる。しかも、熱交換器１の内部に通水抵抗を低減するための連通路２６０を設けているので、熱交換器１をバイパスするバイパス水路配管を別途設ける必要がなく、コスト・質量の増加を抑制することができる。
【００３４】
また、この例の熱交換器１によれば、従来の熱交換器では空間であった部分（オイル通路の一部を構成する圧入プレート２６の裏面側の凹部２６１）を冷却水通路（連通路２６０）として利用しているので、その圧入プレート２６の冷却水通路への冷却水の通水による熱交換効果によって、オイルと冷却水との間の熱交換性能を更に高めることができる。
【００３５】
なお、本発明の熱交換器において、連通路（冷却水通路）２６０を形成するために、圧入プレート２６に設ける通水穴２６０ａ，２６０ｂの形状は、図１及び図２に示す形状に限定されず、バイパス水路として機能する連通路を圧入プレートに形成することが可能な形状であれば、他の任意の形状であってもよい。また、通水穴の個数についても特に限定されない。
【００３６】
さらに、熱交換コア２を構成する油側熱交換部２１と水側熱交換部２２との積層数についても特に限定されない。
【００３７】
−エンジン冷却水路−
次に、上記した構成の変速機オイル用の熱交換器１を用いたエンジン冷却水路の一例について図３を参照して説明する。
【００３８】
この例のエンジン冷却水路１００は、冷却水（例えばＬＬＣ：Ｌｏｎｇ  Ｌｉｆｅ  Ｃｏｏｌａｎｔ）を、エンジンＥＮＧ、ラジエータ１０４及びサーモスタット１０５を経由して循環させるラジエータ循環回路１０１と、冷却水を、エンジンＥＮＧ、ヒータコア（ヒータ用熱交換器）１０６及び変速機オイル用の熱交換器１を経由して循環させる熱交換器循環回路１０２と、これらラジエータ循環回路１０１及び熱交換器循環回路１０２の冷却水循環を行うウォータポンプ１０３とを備えており、ヒータコア１０６と変速機オイル用の熱交換器１とが直列接続されている。
【００３９】
ウォータポンプ１０３は、例えば、エンジンＥＮＧにより駆動される機械式ウォータポンプであって、吐出口（図示せず）がエンジンＥＮＧのウォータジャケットに連通するように配設されている。
【００４０】
サーモスタット１０５は、例えば感熱部のサーモワックスの膨張・収縮によって作動する弁装置であって、冷却水温が比較的低い場合（冷間時）は、エンジンＥＮＧとラジエータ１０４との間の冷却水路を遮断してラジエータ１０４に冷却水を流さないことで、エンジンＥＮＧの暖機運転の早期完了を図るようになっている。一方、エンジンＥＮＧの暖機完了後、すなわち冷却水温度が比較的高い場合には、その冷却水温に応じてサーモスタット１０５が開いてラジエータ１０４に冷却水の一部が流れることにより、冷却水が回収した熱がラジエータ１０４から大気に放出される。
【００４１】
ヒータコア１０６は、冷却水の熱を利用して車室内を暖房するためのものであって、エアコンディショナの送風ダクトに臨んで配置されている。つまり、車室内の暖房時には送風ダクト内を流れる空調風をヒータコア１０６に通過させて温風として車室内に供給する一方、それ以外（例えば冷房時）では空調風がヒータコア１０６をバイパスするようになっている。
【００４２】
変速機オイル用の熱交換器１は、上記したように、エンジンＥＮＧの冷却水と自動変速機ＡＴのＡＴＦ（オイル）との間で熱交換を行う熱交換器であって、自動変速機ＡＴのハウジング等に取り付けられている。熱交換器１のオイル入口４ａ及びオイル出口４ｂ（図１参照）はそれぞれ自動変速機ＡＴのＡＴＦ流出口及びＡＴＦ流入口（図示せず）に接続されている。また、熱交換器１の水入口３ａ（図１参照）はヒータコア１０６の水出口１０６ｂに接続されており、水出口３ｂ（図１参照）はウォータポンプ１０３の吸込口１０３ａに接続されている。
【００４３】
このようにして、変速機オイル用の熱交換器１をエンジン冷却水路１００に組み込んでおくと、エンジン暖機過程においてエンジンＥＮＧの冷却水の熱をＡＴＦへ伝達させることによってＡＴＦを早期に昇温させることができる。また、高負荷発熱時でＡＴＦの温度が高い場合は、ＡＴＦの熱を冷却水へ伝達させてＡＴＦを冷却することによってＡＴＦを適正温度に維持することができる。
【００４４】
そして、この例のエンジン冷却水路１００では、ヒータコア１０６と直列接続する変速機オイル用の熱交換器として、上記した特徴を有する熱交換器１を用いているので、図３に示すように、熱交換器１の内部に通水抵抗の低いバイパス水路（バイパス部）が形成され、熱交換器１の通水抵抗が低減される。これによってヒータ側への冷却水の通水量を大とすることが可能となり、ヒータ性能を確保することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、自動変速機などに使用する作動油と冷却水との間で熱交換を行う熱交換器に利用可能であり、さらに詳しくは、例えばエンジン冷却水路においてヒータ用熱交換器と直列接続される変速機オイル用の熱交換器に利用することができる。
【符号の説明】
【００４６】
１  熱交換器
２  熱交換コア
２１  油側熱交換部
２１０  オイル通路
２２  水側熱交換部
２２０  冷却水通路
２５  補強プレート
２６  圧入プレート
２６ａ  オイル導入部
２６ｂ  オイル導出部
２６０  連通路（冷却水通路）
２６０ａ，２６０ｂ  通水穴
２６１  圧入プレートの凹部（空間）
３  ハウジング
３ａ  水入口
３ｂ  水出口
４  座面プレート
４ａ  オイル入口
４ｂ  オイル出口
１００  エンジン冷却水路
１０６  ヒータコア（ヒータ用熱交換器）
ＥＮＧ  エンジン
ＡＴ  自動変速機
【図１】
2011069511.tif 000003
【図２】
2011069511.tif 000004
【図３】
2011069511.tif 000005