JP6278009B2

JP6278009B2 - 車両用熱交換器

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Publication number: JP6278009B2
Application number: JP2015148254A
Authority: JP
Inventors: 大輔床桜; 一哉荒川; 貴弘椎名
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2015-07-28
Filing date: 2015-07-28
Publication date: 2018-02-14
Anticipated expiration: 2035-07-28
Also published as: DE102016113766B4; CN106403668A; CN106403668B; DE102016113766A1; US10018102B2; JP2017026276A; US20170030255A1

Description

本発明は、車両用熱交換器に関する。

車両に搭載され、エンジン冷却水（クーラント）と、エンジンオイルや変速機オイルとの間で熱交換を行って各オイルの温度を調整する車両用熱交換器が知られている。例えば特許文献１には、エンジン冷却水、エンジンオイル、変速機オイルのそれぞれが流れる流路が積層され、各流体間での熱交換を可能とする車両用熱交換器が提案されている。この車両用熱交換器では、エンジン冷却水とエンジンオイルとの間で熱交換が行われると同時に、エンジン冷却水と変速機オイルとの間でも熱交換が行われる（特許文献１の図７参照）。

特開２０１３−１１３５７８号公報

ここで、特許文献１で提案された車両用熱交換器は、エンジンオイルおよび変速機オイルの流れる流路が、エンジン冷却水の流れる流路を挟むようにそれぞれ配置されているため、エンジン冷却水は、エンジンオイルおよび変速機オイルと並行的に熱交換を行うことになる。換言すると、エンジン冷却水はエンジンオイルと熱交換を行うと同時に変速機オイルとも熱交換を行う。

しかしながら、変速機オイルは、一般的に油温の変化に対する損失の変化の大きさ（例えば油温が１℃変化した場合におけるエンジンおよび変速機の損失トルクの大きさ）がエンジンオイルよりも大きい。従って、特許文献１のようにエンジン冷却水に対してエンジンオイルおよび変速機オイルのそれぞれが並行的に熱交換を行う場合、エンジンオイルおよび変速機オイルのいずれも油温変化に伴い損失が変化することになるが、燃費向上の観点からは、改善の余地がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、パワートレーン全体の燃費を向上させることができる車両用熱交換器を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る車両用熱交換器は、複数の板体が積層されることで、エンジン冷却水を流すための第一流路と、エンジンオイルを流すための第二流路と、変速機オイルを流すための第三流路、前記第二流路を流れたエンジンオイルを流すための第四流路と、前記第三流路を流れた変速機オイルを流すための第五流路と、がそれぞれ形成され、前記第二流路および前記第四流路を連通する第一連通路と、前記第三流路および前記第五流路を連通する第二連通路と、を備え、前記第一流路は、前記エンジン冷却水が前記第四流路における前記エンジンオイルおよび前記第五流路における前記変速機オイルのいずれとも前記板体を介して互いに熱交換可能に形成され、前記第四流路は、前記エンジンオイルが前記第三流路における前記変速機オイルおよび前記第一流路における前記エンジン冷却水のいずれとも前記板体を介して互いに熱交換可能に形成され、前記第五流路は、前記変速機オイルが前記第二流路における前記エンジンオイルおよび前記第一流路における前記エンジン冷却水のいずれとも前記板体を介して互いに熱交換可能に形成され、前記第一流路、前記第二流路および前記第三流路が同一の層に配置される三流路配置層と、前記第四流路および前記第五流路が同一の層に配置される二流路配置層とが、前記板体の積層方向に交互に、かつ前記板体の積層方向に同種の流路が重ならないように配置されてなり、前記第一流路における前記エンジン冷却水の流れ方向上流側に前記第五流路が配置されてなり、前記第一流路における前記エンジン冷却水の流れ方向下流側に前記第四流路が配置されてなり、前記第四流路における前記エンジンオイルの流れ方向上流側に前記第三流路が配置されてなり、前記第四流路における前記エンジンオイルの流れ方向下流側に前記第一流路が配置されてなり、前記第五流路における前記変速機オイルの流れ方向上流側に前記第二流路が配置されてなり、前記第五流路における前記変速機オイルの流れ方向下流側に前記第一流路が配置されてなることを特徴とする。

これにより、車両用熱交換器は、まずエンジン冷却水と変速機オイルとを熱交換させた後、エンジン冷却水とエンジンオイルとを熱交換させることで、油温の変化に対する損失の変化が大きい変速機オイルを、他の流体（エンジン冷却水およびエンジンオイル）と優先的に熱交換させることができる。従って、例えば変速機の暖機中においては、変速機オイルを早期に昇温させることができるため、変速機の損失が低減し、パワートレーン全体の燃費が向上する。

また、例えば車両の高速走行時または高負荷走行時において、まず第三流路における変速機オイルと第四流路におけるエンジンオイルとを熱交換させることで変速機オイルの温度を低下させ、その後に、第五流路における温度低下後の変速機オイルと、エンジンオイルよりも温度の低い、第一流路におけるエンジン冷却水とを熱交換させることで、エンジンオイルよりも高温となる変速機オイルを早期に冷却することができるため、変速機の損失が低減し、パワートレーン全体の燃費が向上する。

また、本発明に係る車両用熱交換器は、上記発明において、前記第一流路における前記エンジン冷却水の流れ方向と、前記第四流路における前記エンジンオイルの流れ方向とが対向流となるように、前記第一流路における前記エンジン冷却水の流入孔および流出孔と、前記第四流路における前記エンジンオイルの流入孔および流出孔と、がそれぞれ形成されたことを特徴とする。

これにより、車両用熱交換器は、第一流路および第四流路間において、エンジン冷却水の流れる方向とエンジンオイルの流れる方向とが対向流となり、板体を隔てた流体同士の温度差を、並行流である場合と比べて大きく保てるため、エンジン冷却水とエンジンオイルとの間で効率良く熱交換を行うことができる。

また、本発明に係る車両用熱交換器は、上記発明において、前記第一流路における前記エンジン冷却水の流れ方向と、前記第五流路における前記変速機オイルの流れ方向とが対向流となるように、前記第一流路における前記エンジン冷却水の流入孔および流出孔と、前記第五流路における前記変速機オイルの流入孔および流出孔と、がそれぞれ形成されたことを特徴とする。

これにより、車両用熱交換器は、第一流路および第五流路間において、エンジン冷却水の流れる方向と変速機オイルの流れる方向とが対向流となり、板体を隔てた流体同士の温度差を、並行流である場合と比べて大きく保てるため、エンジン冷却水と変速機オイルとの間で効率良く熱交換を行うことができる。

また、本発明に係る車両用熱交換器は、上記発明において、前記第二流路における前記エンジンオイルの流れ方向と、前記第五流路における前記変速機オイルの流れ方向とが対向流となるように、前記第二流路における前記エンジンオイルの流入孔および流出孔と、前記第五流路における前記変速機オイルの流入孔および流出孔と、がそれぞれ形成されたことを特徴とする。

これにより、車両用熱交換器は、第二流路および第五流路間において、エンジンオイルの流れる方向と変速機オイルの流れる方向とが対向流となり、板体を隔てた流体同士の温度差を、並行流である場合と比べて大きく保てるため、エンジンオイルと変速機オイルとの間で効率良く熱交換を行うことができる。

また、本発明に係る車両用熱交換器は、上記発明において、前記第四流路における前記エンジンオイルの流れ方向と、前記第三流路における前記変速機オイルの流れ方向とが対向流となるように、前記第四流路における前記エンジンオイルの流入孔および流出孔と、前記第三流路における前記変速機オイルの流入孔および流出孔と、がそれぞれ形成されたことを特徴とする。

これにより、車両用熱交換器は、第四流路および第三流路間において、エンジンオイルの流れる方向と変速機オイルの流れる方向とが対向流となり、板体を隔てた流体同士の温度差を、並行流である場合と比べて大きく保てるため、エンジンオイルと変速機オイルとの間で効率良く熱交換を行うことができる。

本発明に係る車両用熱交換器によれば、エンジンオイルおよび変速機オイルの油温の変化に対する損失の変化を考慮して各流路を配置することで、エンジン冷却水、エンジンオイルおよび変速機オイルの熱交換量を最適に設定することができるため、エンジンおよび変速機の損失を低減し、パワートレーン全体の燃費を向上させることができる。

図１は、本発明の実施形態に係る車両用熱交換器の構成を模式的に示す概略図であり、上から順に平面図、正面図、底面図、である。図２は、本発明の実施形態に係る車両用熱交換器の構成を模式的に示す概略図であり、左から順に背面図、第一側面図、正面図、第二側面図、である。図３は、本発明の実施形態に係る車両用熱交換器における、エンジン冷却水、変速機オイルおよびエンジンオイルの熱交換の順序をそれぞれ示す図である。図４は、車両の高速走行時および登坂時における各流体の最高温度を示すグラフである。図５は、車両におけるエンジンおよび変速機の損失トルクと、エンジンオイルおよび変速機オイルの動粘度との関係を示すグラフである。図６は、車両におけるエンジンおよび変速機の暖機完了前（暖機中）を示すコールド時と、車両におけるエンジンおよび変速機の暖機完了後を示すホット時とにおける各流体の温度の推移を示すグラフである。図７は、本発明の実施形態に係る車両用熱交換器における、第一流路のエンジン冷却水の流れ方向と、第四流路のエンジンオイルの流れ方向と、第五流路の変速機オイルの流れ方向とを簡略化して示す図である。図８は、図７をＸ−Ｘ方向から観察した図である。図９は、本発明の実施形態に係る車両用熱交換器における、第二流路のエンジンオイルの流れ方向と、第三流路の変速機オイルの流れ方向と、第四流路のエンジンオイルの流れ方向と、第五流路の変速機オイルの流れ方向とを簡略化して示す図である。図１０は、図９をＹ−Ｙ方向から観察した図である。図１１は、本発明の実施形態に係る車両用熱交換器における各流路の幅を示す概略図であり、上から順に平面図、底面図である。図１２は、本発明の実施形態に係る車両用熱交換器の車両における配置位置の一例を示す図である。

本発明の実施形態に係る車両用熱交換器について、図１〜図１２を参照しながら説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

本発明の実施形態に係る車両用熱交換器は、車両に搭載され、エンジン冷却水（以下、Ｅｎｇ冷却水という）、エンジンオイル（以下、Ｅｎｇオイルという）および変速機オイル（以下、Ｔ／Ｍオイルという）の３種類の流体を熱交換させる、いわゆる三相型の熱交換器である。また、車両用熱交換器１は、図１および図２に示すように、アルミニウム等の金属からなる複数の板体（プレート）１０が積層されて一体的に接合されたプレート積層型の熱交換器である。なお、車両用熱交換器１が搭載される車両としては、例えばＡＴ車、ＣＶＴ車およびＨＶ車を想定している（以降の記載における「車両」も同様）。また、ここで、図１および図２は、車両用熱交換器１で熱交換を行う流体の流路を主に示しており、流路以外の構成については適宜省略または簡略化して示している。

＜各流路の概要＞
車両用熱交換器１では、図１および図２に示すように、複数の板体１０を積層することで、各板体１０の間に、第一流路１１、第二流路１２、第三流路１３、第四流路１４および第五流路１５からなる５つの流路が形成されている。また、車両用熱交換器１は、同図に示すように、第二流路１２と第四流路１４とを連通する第一連通路１６と、第三流路１３と第五流路１５とを連通する第二連通路１７と、を備えている。なお、図２では、同図左から２番目に示した正面図を基準として、第二流路１２および第五流路１５が配置された側（紙面左側）を第一側面とし、第三流路１３および第四流路１４が配置された側（紙面右側）を第二側面とする。

なお、ここでの「流路」とは、板体１０によって区画された空間のことを示している。また、同図において、一点鎖線矢印は第一流路１１におけるＥｎｇ冷却水の流れ方向Ｆ１１を、実線矢印は第二流路１２および第四流路１４におけるＥｎｇオイルの流れ方向Ｆ１２，Ｆ１４を、破線矢印は第三流路１３および第五流路１５におけるＴ／Ｍオイルの流れ方向Ｆ１３，Ｆ１５を、それぞれ示している（以降の図面における矢印も同様）。なお、ここでの「流れ方向」とは、各流路の流入孔から流出孔に向かう方向のことを示している（後記する図７および図９参照）。

第一流路１１、第二流路１２、第三流路１３、第四流路１４、および第五流路１５は、板体１０によって遮断され、各流路内を流れる流体が互いに混合しないように区画されている。また、車両用熱交換器１は、図１および図２に示すように、全１２層で構成されており、上から１，３，５，７，９，１１層目に第四流路１４および第五流路１５が隣接して配置され、上から２，４，６，８，１０，１２層目に第一流路１１、第二流路１２および第三流路１３が隣接して配置されている。また、車両用熱交換器１は、同種の流路が内部で連通しており、同種の流体が板体１０の積層方向に行き来できるように構成されている。なお、このような流路を実現するための板体１０の具体的構成については後記することとし、以下ではまず各流路の構成について説明する。

第一流路１１は、Ｅｎｇ冷却水を流すための流路である。第一流路１１は、図２に示すように、板体１０の積層方向と直交する方向で車両用熱交換器１を平面視した場合の一部の面に形成され、第二流路１２および第三流路１３を合計した面積で形成されている。なお、ここでの「面積」とは、板体１０の積層方向に直交する方向の面積のことを示している（以降の記載における「面積」も同様）。

車両用熱交換器１の最上部を構成する板体１０には、図１および図２に示すように、外部（エンジン）から第一流路１１へＥｎｇ冷却水を流入させるための第一流入孔１１１と、第一流路１１から外部（エンジン）へＥｎｇ冷却水を流出させるための第一流出孔１１２と、が形成されている。第一流入孔１１１から第一流路１１に流入したＥｎｇ冷却水は、板体１０の積層方向における下方向に流れ、各層（図１および図２では上から２，４，６，８，１０，１２層目）の第一流路１１に分岐して流入する。そして、Ｅｎｇ冷却水は、各層の第一流路１１内をそれぞれ流れた後、板体１０の積層方向における上方向に流れて合流し、第一流出孔１１２から車両用熱交換器１の外部へと流出する。

なお、ここでは図示を省略したが、各層の第一流路１１には、当該第一流路１１の上下に配置された第四流路１４間におけるＥｎｇオイルの往来を可能とするための層間連通路が、当該第一流路１１を貫通するように形成されている。また同様に、各層の第一流路１１には、当該第一流路１１の上下に配置された第五流路１５間におけるＴ／Ｍオイルの往来を可能とするための層間連通路が、当該第一流路１１を貫通するように形成されている。これらの層間連通路は、第一流路１１において、Ｅｎｇオイルが積層方向に流れる経路であって、板体１０の積層方向と直交する方向で第一流路１１を平面視した場合の第四流出孔１４２が形成された位置（後記する図７参照）と、Ｔ／Ｍオイルが積層方向に流れる経路であって、板体１０の積層方向と直交する方向で第一流路１１を平面視した場合の第五流出孔１５２が形成された位置（同図参照）と、に形成される。

第二流路１２は、Ｅｎｇオイルを流すための流路である。第二流路１２は、図１および図２に示すように、板体１０の積層方向と直交する方向で車両用熱交換器１を平面視した場合の一部の面に形成され、第三流路１３と同じ面積、かつ第四流路１４または第五流路１５の半分の面積で形成されている。

車両用熱交換器１の最上部を構成する板体１０には、図１および図２に示すように、外部（エンジン）から第二流路１２へＥｎｇオイルを流入させるための第二流入孔１２１と、第二流路１２から第一連通路１６へＥｎｇオイルを流出させるための第二流出孔１２２と、が形成されている。第二流入孔１２１から第二流路１２に流入したＥｎｇオイルは、板体１０の積層方向における下方向に流れ、各層（図１および図２上から２，４，６，８，１０，１２層目）の第二流路１２に分岐して流入する。そして、Ｅｎｇオイルは、各層の第二流路１２内をそれぞれ流れた後、板体１０の積層方向における上方向に流れて合流し、第二流出孔１２２から車両用熱交換器１の外部へと流出する。

なお、ここでは図示を省略したが、各層の第二流路１２には、当該第二流路１２の上下に配置された第五流路１５間におけるＴ／Ｍオイルの往来を可能とするための層間連通路が、当該第二流路１２を貫通するように形成されている。この層間連通路は、第二流路１２において、Ｔ／Ｍオイルが積層方向に流れる経路であって、板体１０の積層方向と直交する方向で第二流路１２を平面視した場合の第五流入孔１５１が形成された位置（後記する図９参照）に形成される。

第三流路１３は、Ｔ／Ｍオイルを流すための流路である。第三流路１３は、図１および図２に示すように、板体１０の積層方向と直交する方向で車両用熱交換器１を平面視した場合の一部の面に形成され、第二流路１２と同じ面積、かつ第四流路１４または第五流路１５の半分の面積で形成されている。

車両用熱交換器１の最上部を構成する板体１０には、図１および図２に示すように、外部（変速機）から第三流路１３へＴ／Ｍオイルを流入させるための第三流入孔１３１と、第三流路１３から第二連通路１７へＴ／Ｍオイルを流出させるための第三流出孔１３２と、が形成されている。第三流入孔１３１から第三流路１３に流入したＴ／Ｍオイルは、板体１０の積層方向における下方向に流れ、各層（図１および図２上から２，４，６，８，１０，１２層目）の第三流路１３に分岐して流入する。そして、Ｔ／Ｍオイルは、各層の第三流路１３内をそれぞれ流れた後、板体１０の積層方向における上方向に流れて合流し、第三流出孔１３２から第二連通路１７へと流出する。

なお、ここでは図示を省略したが、各層の第三流路１３には、当該第三流路１３の上下に配置された第四流路１４間におけるＥｎｇオイルの往来を可能とするための層間連通路が、当該第三流路１３を貫通するように形成されている。この層間連通路は、第三流路１３において、Ｅｎｇオイルが積層方向に流れる経路であって、板体１０の積層方向と直交する方向で第三流路１３を平面視した場合の第四流入孔１４１が形成された位置（後記する図９参照）に形成される。

第四流路１４は、第二流路１２を流れたＥｎｇオイルを流すための流路である。第四流路１４は、図１に示すように、板体１０の積層方向と直交する方向で車両用熱交換器１を平面視した場合の一部の面に形成され、第五流路１５と同じ面積で形成されている。

車両用熱交換器１の最上部を構成する板体１０には、図１および図２に示すように、第一連通路１６から第四流路１４へＥｎｇオイルを流入させるための第四流入孔１４１と、第四流路１４から外部（エンジン）へＥｎｇオイルを流出させるための第四流出孔１４２と、が形成されている。すなわち、第四流路１４には、第二流路１２において、予め第五流路１５を流れるＴ／Ｍオイルと熱交換されたＥｎｇオイルが第一連通路１６を介して流入する。第四流入孔１４１から第四流路１４に流入したＥｎｇオイルは、板体１０の積層方向における下方向に流れ、各層（図１および図２上から１，３，５，７，９，１１層目）の第四流路１４に分岐して流入する。そして、Ｅｎｇオイルは、各層の第四流路１４内をそれぞれ流れた後、板体１０の積層方向における上方向に流れて合流し、第四流出孔１４２から車両用熱交換器１の外部へと流出する。

なお、ここでは図示を省略したが、各層の第四流路１４には、当該第四流路１４の上下に配置された第一流路１１間におけるＥｎｇ冷却水の往来を可能とするための層間連通路が、当該第四流路１４を貫通するように形成されている。また同様に、各層の第四流路１４には、当該第四流路１４の上下に配置された第三流路１３間におけるＴ／Ｍオイルの往来を可能とするための層間連通路が、当該第四流路１４を貫通するように形成されている。これらの層間連通路は、第四流路１４において、Ｅｎｇ冷却水が積層方向に流れる経路であって、板体１０の積層方向と直交する方向で第四流路１４を平面視した場合の第一流出孔１１２が形成された位置（後記する図７参照）と、Ｔ／Ｍオイルが積層方向に流れる経路であって、板体１０の積層方向と直交する方向で第四流路１４を平面視した場合の第三流入孔１３１および第三流出孔１３２が形成された位置（図９参照）と、に形成される。

第五流路１５は、第三流路１３を流れたＴ／Ｍオイルを流すための流路である。第五流路１５は、図１に示すように、板体１０の積層方向と直交する方向で車両用熱交換器１を平面視した場合の一部の面に形成され、第四流路１４と同じ面積で形成されている。

車両用熱交換器１の最上部を構成する板体１０には、図１および図２に示すように、第二連通路１７から第五流路１５へＴ／Ｍオイルを流入させるための第五流入孔１５１と、第五流路１５から外部（変速機）へＴ／Ｍオイルを流出させるための第五流出孔１５２と、が形成されている。すなわち、第五流路１５には、第三流路１３において、予め第四流路１４を流れるＥｎｇオイルと熱交換されたＴ／Ｍオイルが第二連通路１７を介して流入する。第五流入孔１５１から第五流路１５に流入したＴ／Ｍオイルは、板体１０の積層方向における下方向に流れ、各層（図１および図２上から１，３，５，７，９，１１層目）の第五流路１５に分岐して流入する。そして、Ｔ／Ｍオイルは、各層の第五流路１５内をそれぞれ流れた後、板体１０の積層方向における上方向に流れて合流し、第五流出孔１５２から車両用熱交換器１の外部へと流出する。

なお、ここでは図示を省略したが、各層の第五流路１５には、当該第五流路１５の上下に配置された第一流路１１間におけるＥｎｇ冷却水の往来を可能とするための層間連通路が、当該第五流路１５を貫通するように形成されている。また同様に、各層の第五流路１５には、当該第五流路１５の上下に配置された第二流路１２間におけるＥｎｇオイルの往来を可能とするための層間連通路が、当該第五流路１５を貫通するように形成されている。これらの層間連通路は、第五流路１５において、Ｅｎｇ冷却水が積層方向に流れる経路であって、板体１０の積層方向と直交する方向で第五流路１５を平面視した場合の第一流入孔１１１が形成された位置（後記する図７参照）と、Ｅｎｇオイルが積層方向に流れる経路であって、板体１０の積層方向と直交する方向で第五流路１５を平面視した場合の第二流入孔１２１および第二流出孔１２２が形成された位置（後記する図９参照）と、に形成される。

第一連通路１６は、第二流路１２と第四流路１４とを連通する流路である。第一連通路１６は、図１に示すように、第二流出孔１２２と第四流入孔１４１との間に設けられており、第二流出孔１２２から流出したＥｎｇオイルが、当該第一連通路１６を通り、第四流入孔１４１から第四流路１４へと流入するように構成されている。

第二連通路１７は、第三流路１３と第五流路１５とを連通する流路である。第二連通路１７は、図１に示すように、第三流出孔１３２と第五流入孔１５１との間に設けられており、第三流出孔１３２から流出したＴ／Ｍオイルが、当該第二連通路１７を通り、第五流入孔１５１から第五流路１５へと流入するように構成されている。

＜各流路の配置＞
図１および図２に示すように、第一流路１１、第二流路１２および第三流路１３は、同一の層に隣り合って配置され、第四流路１４および第五流路１５とは別の層に配置されている。ここでは、このように第一流路１１、第二流路１２および第三流路１３が同一の層に配置された層を「三流路配置層２１」と定義する。

また、図１および図２に示すように、第四流路１４および第五流路１５は、同一の層に隣り合って配置され、第一流路１１、第二流路１２および第三流路１３とは別の層に配置されている。ここでは、このように第四流路１４および第五流路１５が同一の層に配置された層を「二流路配置層２２」と定義する。そして、車両用熱交換器１は、同図に示すように、三流路配置層２１と二流路配置層２２とが、板体１０の積層方向に交互に、かつ板体１０の積層方向に同種の流路が重ならないように配置されている。

なお、三流路配置層２１において、隣接する第一流路１１、第二流路１２および第三流路１３は板体１０によって遮断されており、第一流路１１を流れるＥｎｇ冷却水と第二流路１２を流れるＥｎｇオイルと第三流路１３を流れるＴ／Ｍオイルとの間で熱交換は行われない。また同様に、二流路配置層２２において、隣接する第四流路１４および第五流路１５は板体１０によって遮断されており、第四流路１４を流れるＥｎｇオイルと第五流路１５を流れるＴ／Ｍオイルとの間で熱交換は行われない。

例えば第一流路１１は、図２（背面図）および後記する図７に示すように、板体１０を介して、第四流路１４の一部および第五流路１５の一部と接するように構成されている。そのため、第一流路１１におけるＥｎｇ冷却水は、第四流路１４におけるＥｎｇオイルおよび第五流路１５におけるＴ／Ｍオイルのいずれとも、板体１０を介して互いに熱交換を行うことが可能となっている。

車両用熱交換器１は、図２（背面図）に示すように、第一流路１１におけるＥｎｇ冷却水の流れ方向Ｆ１１の上流側に第五流路１５が配置され、第一流路１１におけるＥｎｇ冷却水の流れ方向Ｆ１１の下流側に第四流路１４が配置されている。そのため、第一流路１１を流れるＥｎｇ冷却水は、まず第五流路１５を流れるＴ／Ｍオイルと板体１０を介して熱交換を行った後、第四流路１４を流れるＥｎｇオイルと板体１０を介して熱交換を行うことになる。

なお、「Ｅｎｇ冷却水の流れ方向Ｆ１１の上流側」とは、Ｅｎｇ冷却水が流入する側であり、具体的にはＥｎｇ冷却水が流入する第一流入孔１１１側のことを示している（より詳細には図７参照）。また、「Ｅｎｇ冷却水の流れ方向Ｆ１１の下流側」とは、Ｅｎｇ冷却水が流出する側であり、具体的にはＥｎｇ冷却水が流出する第一流出孔１１２側のことを示している（より詳細には図７参照）。

第四流路１４は、図２（第二側面図）および後記する図７、図９に示すように、板体１０を介して、第三流路１３の全部および第一流路１１の一部と接するように構成されている。そのため、第四流路１４におけるＥｎｇオイルは、第三流路１３におけるＴ／Ｍオイルおよび第一流路１１におけるＥｎｇ冷却水のいずれとも、板体１０を介して互いに熱交換を行うことが可能となっている。

また、車両用熱交換器１は、図２（第二側面図）に示すように、第四流路１４におけるＥｎｇオイルの流れ方向Ｆ１４の上流側に第三流路１３が配置され、第四流路１４におけるＥｎｇオイルの流れ方向Ｆ１４の下流側に第一流路１１が配置されている。そのため、第四流路１４を流れるＥｎｇオイルは、まず第三流路１３を流れるＴ／Ｍオイルと板体１０を介して熱交換を行った後、第一流路１１を流れるＥｎｇ冷却水と板体１０を介して熱交換を行うことになる。

なお、「Ｅｎｇオイルの流れ方向Ｆ１４の上流側」とは、Ｅｎｇオイルが流入する側であり、具体的にはＥｎｇオイルが流入する第四流入孔１４１側のことを示している（より詳細には図７および図９参照）。また、「Ｅｎｇオイルの流れ方向Ｆ１４の下流側」とは、Ｅｎｇオイルが流出する側であり、具体的にはＥｎｇオイルが流出する第四流出孔１４２側のことを示している（より詳細には図７および図９参照）。

第五流路１５は、図２（第一側面図）および後記する図７、図９に示すように、板体１０を介して、第二流路１２の全部および第一流路１１の一部と接するように構成されている。そのため、第五流路１５におけるＴ／Ｍオイルは、第二流路１２におけるＥｎｇオイルおよび第一流路１１におけるＥｎｇ冷却水のいずれとも、板体１０を介して互いに熱交換を行うことが可能となっている。

また、車両用熱交換器１は、図２（第一側面図）に示すように、第五流路１５におけるＴ／Ｍオイルの流れ方向Ｆ１５の上流側に第二流路１２が配置され、第五流路１５におけるＴ／Ｍオイルの流れ方向Ｆ１５の下流側に第一流路１１が配置されている。そのため、第五流路１５を流れるＴ／Ｍオイルは、まず第二流路１２を流れるＥｎｇオイルと板体１０を介して熱交換を行った後、第一流路１１を流れるＥｎｇ冷却水と板体１０を介して熱交換を行うことになる。

なお、「Ｔ／Ｍオイルの流れ方向Ｆ１５の上流側」とは、Ｔ／Ｍオイルが流入する側であり、具体的にはＴ／Ｍオイルが流入する第五流入孔１５１側のことを示している（より詳細には図７および図９参照）。また、「Ｔ／Ｍオイルの流れ方向Ｆ１５の下流側」とは、Ｔ／Ｍオイルが流出する側であり、具体的にはＴ／Ｍオイルが流出する第五流出孔１５２側のことを示している（より詳細には図７および図９参照）。

車両用熱交換器１の各流路における流体の熱交換の順序をまとめると、図３のようになる。すなわち、同図に示すように、Ｔ／Ｍユニットから第三流路１３に流入したＴ／Ｍオイルは、まず第四流路１４のＥｎｇオイルと熱交換を行う。そしてＴ／Ｍオイルは、第二連通路１７を通じて第三流路１３から第五流路１５へと流入した後、第一流路１１のＥｎｇ冷却水と熱交換を行い、Ｔ／Ｍユニットへと還流する。

また、図３に示すように、Ｅｎｇユニットから第二流路１２に流入したＥｎｇオイルは、まず第五流路１５のＴ／Ｍオイルと熱交換を行う。そしてＥｎｇオイルは、第一連通路１６を通じて第二流路１２から第四流路１４へと流入した後、第一流路１１のＥｎｇ冷却水と熱交換を行い、Ｅｎｇユニットへと還流する。そして、同図に示すように、Ｅｎｇユニットから第一流路１１に流入したＥｎｇ冷却水は、まず第五流路１５のＴ／Ｍオイルと熱交換を行い、次に第四流路１４のＥｎｇオイルと熱交換を行い、Ｅｎｇユニットへと還流する。このように車両用熱交換器１では、３種類の流体が５つの流路を流れながら互いに熱交換を行う。

ここで、図４は、車両の高速走行時および登坂時における各流体の最高温度を示している。同図に示すように、車両が高速走行、または登坂のような高負荷走行を行っている場合、Ｅｎｇオイルの油温よりもＴ／Ｍオイルの油温の方が高くなる。従って、車両の高速走行時または高負荷走行時においても、Ｔ／ＭオイルをＥｎｇオイルよりも冷却（降温）する必要があり、Ｅｎｇ冷却水およびＴ／Ｍオイル間の熱交換量を大きくする必要がある。すなわち、車両の高速走行時および登坂時においては、Ｅｎｇ冷却水による冷却性能（熱交換量）を、Ｅｎｇオイルに対してよりも、Ｔ／Ｍオイルに対して大きくする必要がある。そこで、車両用熱交換器１では、まず第四流路１４のＥｎｇオイルと第三流路１３のＴ／Ｍオイルとを熱交換させることでＴ／Ｍオイルを冷却し、その後さらに第一流路１１のＥｎｇ冷却水と第五流路１５のＴ／Ｍオイルとを熱交換させることで、Ｔ／Ｍオイルを効率良く冷却する。

一方、前記したように、ＥｎｇオイルおよびＴ／Ｍオイルは、油温の変化に対する損失の変化の大きさが異なる。例えば図５は、車両における損失トルクと油温との関係を示したものであり、縦軸が損失トルク、横軸が動粘度、実線がＥｎｇオイルの動粘度と損失トルクとの関係、破線がＴ／Ｍオイルの動粘度と損失トルクとの関係、を示している。また、同図におけるΔＴ_Ｅｎｇは、動粘度の変化に対するエンジンの損失トルクの傾き、ΔＴ_Ｔ／Ｍは、動粘度の変化に対する変速機の損失トルクの傾き、を示している。

なお、図５では横軸を油温ではなく動粘度としているが、動粘度は温度依存性を有しているため、同図は油温の変化に対する損失の変化を示したものとみなすことができる。また、同図の横軸の左右に示した（油温高）および（油温低）は、油温が高いほど動粘度が低く、油温が低いほど動粘度が高いということを示している。

図５に示すように、エンジンおよび変速機のいずれについても、動粘度が下がると（油温が上がると）損失トルクは減少する。一方、油温の変化に対する損失トルクの傾きは、ΔＴ_Ｔ／Ｍ＞ΔＴ_Ｅｎｇの関係となり、変速機の損失トルクの傾きの方がエンジンの損失トルクの傾きよりも立っている。そのため、例えばＥｎｇオイルの油温を１℃昇温させるよりも、Ｔ／Ｍオイルの油温を１℃昇温させるほうが、パワートレーン全体の損失トルクが小さくなり、燃費も向上することになる。

また、図６は、車両におけるエンジンおよび変速機の暖機完了前（暖機中）を示すコールド時と、車両におけるエンジンおよび変速機の暖機完了後を示すホット時とにおける各流体の温度の推移を示している。なお、同図において、破線は暖機が完了した時点を示している。同図に示すように、暖機完了前においては、Ｅｎｇオイルの油温よりもＴ／Ｍオイルの油温の方が低くなる。従って、暖機完了前は、Ｔ／ＭオイルをＥｎｇオイルよりも優先的に昇温させる必要があり、Ｅｎｇ冷却水およびＴ／Ｍオイル間の熱交換量を大きくする必要がある。

このように、車両におけるエンジンおよび変速機の暖機完了前、暖機完了後のいずれにおいても、Ｔ／ＭオイルをＥｎｇオイルよりも、他の流体と優先的に熱交換させる必要があるが、前記した特許文献１で提案された従来の車両用熱交換器は、各流体を並行的に熱交換させているため、熱交換に優先順位を設けることができない。そこで、車両用熱交換器１は、図１および図２に示すように、第一流路１１におけるＥｎｇ冷却水の流れ方向Ｆ１１の上流側に第五流路１５を、第一流路１１におけるＥｎｇ冷却水の流れ方向Ｆ１１の下流側に第四流路１４を、第四流路１４におけるＥｎｇオイルの流れ方向Ｆ１４の上流側に第三流路１３を、第四流路１４におけるＥｎｇオイルの流れ方向Ｆ１４の下流側に第一流路１１を、第五流路１５におけるＴ／Ｍオイルの流れ方向Ｆ１５の上流側に第二流路１２を、第五流路１５におけるＴ／Ｍオイルの流れ方向Ｆ１５の下流側に第一流路１１を、配置することで、各流体とＴ／Ｍオイルとを効率的に熱交換させることとした。

このように、車両用熱交換器１は、まずＥｎｇ冷却水とＴ／Ｍオイルとを熱交換させた後、Ｅｎｇ冷却水とＥｎｇオイルとを熱交換させることで、油温の変化に対する損失の変化が大きいＴ／Ｍオイルを、他の流体（Ｅｎｇ冷却水およびＥｎｇオイル）と優先的に熱交換させることができる。従って、例えば変速機の暖機中においては、Ｔ／Ｍオイルを早期に昇温させることができるため、変速機の損失が低減し、パワートレーン全体の燃費が向上する。

また、例えば車両の高速走行時または高負荷走行時において、まず第三流路１３におけるＴ／Ｍオイルと第四流路１４におけるＥｎｇオイルとを熱交換させることでＴ／Ｍオイルの温度を低下させ、その後に、第五流路１５における温度低下後のＴ／Ｍオイルと、Ｅｎｇオイルよりも温度の低い、第一流路１１におけるＥｎｇ冷却水とを熱交換させることで、Ｅｎｇオイルよりも高温となるＴ／Ｍオイルを早期に冷却することができるため、変速機の損失が低減し、パワートレーン全体の燃費が向上する。

＜各流路における流体の流れ方向＞
以下、各流路における流体の流れ方向について、図７〜図１０を参照しながら説明する。ここで、図７および図８は、例えば図１および図２に示した車両用熱交換器１において、板体１０の積層方向に隣接する第一流路１１、第四流路１４および第五流路１５のみを抜粋したものを示している。また、図９および図１０は、例えば図１および図２に示した車両用熱交換器１において、板体１０の積層方向に隣接する第二流路１２、第三流路１３、第四流路１４および第五流路１５のみを抜粋したものを示している。

また、図７〜図１０において、一点鎖線矢印は、第一流入孔１１１と第一流出孔１１２とを最短距離で結んだ場合におけるＥｎｇ冷却水の流れ方向Ｆ１１の主線（代表的な流れ方向）を示している。また、実線矢印は、第二流入孔１２１と第二流出孔１２２とを最短距離で結んだ場合におけるＥｎｇオイルの流れ方向Ｆ１２の主線、および第四流入孔１４１と第四流出孔１４２とを最短距離で結んだ場合におけるＥｎｇオイルの流れ方向Ｆ１４の主線、を示している。また、破線矢印は、第三流入孔１３１と第三流出孔１３２とを最短距離で結んだ場合におけるＴ／Ｍオイルの流れ方向Ｆ１３の主線、および第五流入孔１５１と第五流出孔１５２とを最短距離で結んだ場合におけるＴ／Ｍオイルの流れ方向Ｆ１５の主線、をそれぞれ示している。

車両用熱交換器１は、図７および図８に示すように、第一流路１１におけるＥｎｇ冷却水の流れ方向Ｆ１１と、第四流路１４におけるＥｎｇオイルの流れ方向Ｆ１４とが対向流となるように、第一流入孔１１１および第一流出孔１１２と、第四流入孔１４１および第四流出孔１４２と、がそれぞれ形成されている。

ここで、前記した「対向流」とは、同図に示すように、異なる流体の流れ方向の主線が互いに交差する状態、あるいは異なる流体の流れ方向の主線が互いに対向する状態、を示している。なお、対向流ではない状態、すなわち異なる流体の流れ方向の主線が互いに交差しない状態、かつ異なる流体の流れ方向の主線が互いに対向しない状態は「並行流」といわれる。

第一流路１１におけるＥｎｇ冷却水の流れ方向Ｆ１１と、第四流路１４におけるＥｎｇオイルの流れ方向Ｆ１４とが対向流になるか否かは、第一流入孔１１１、第一流出孔１１２、第四流入孔１４１および第四流出孔１４２の位置関係に依存している。

すなわち、第一流入孔１１１および第一流出孔１１２は、図７に示すように、第一流路１１を構成する板体１０を平面視した場合の角部における対角の位置にそれぞれ形成されている。また、第四流入孔１４１および第四流出孔１４２は、第四流路１４を構成する板体１０を平面視した場合の角部における対角の位置であって、Ｅｎｇオイルの流れ方向Ｆ１４の主線が、Ｅｎｇ冷却水の流れ方向Ｆ１１の主線と平面視で交差するような位置に形成される。例えば図７に示すような矩形状の板体１０においては、第一流入孔１１１および第一流出孔１１２が板体１０のある四隅の対角の位置に形成されている場合、第四流入孔１４１および第四流出孔１４２は、平面視で第一流入孔１１１および第一流出孔１１２とは重ならない四隅の対角の位置に形成される。

このように、車両用熱交換器１では、Ｅｎｇ冷却水の流れ方向Ｆ１１の主線と、Ｅｎｇオイルの流れ方向Ｆ１４の主線とが交差した状態となることで、第一流路１１および第四流路１４間において、Ｅｎｇ冷却水の流れる方向とＥｎｇオイルの流れる方向とが対向流となり、板体１０を隔てた流体同士の温度差を、並行流である場合と比べて大きく保てるため、Ｅｎｇ冷却水とＥｎｇオイルとの間で効率良く熱交換を行うことができる。

なお、例えば流体の流れる方向が並行流である場合、流体の入口側（各流入孔側）では流体同士の温度差が大きいが、流体の出口側（各流出孔側）に進むにつれて流体同士の温度差が小さくなるため、全体として熱交換効率が低くなる。一方、本発明のように流体の流れる方向が対向流である場合、流体の入口側（各流入孔側）と流体の出口側（各流出孔側）とで流体同士の温度差が一定であり、かつ流体同士の温度差を平均して高く保つことができるため、全体として熱交換効率が高くなる。

また、車両用熱交換器１は、図７および図８に示すように、第一流路１１におけるＥｎｇ冷却水の流れ方向Ｆ１１と、第五流路１５におけるＴ／Ｍオイルの流れ方向Ｆ１５とが対向流となるように、第一流入孔１１１および第一流出孔１１２と、第五流入孔１５１および第五流出孔１５２と、がそれぞれ形成されている。

第一流路１１におけるＥｎｇ冷却水の流れ方向Ｆ１１と、第五流路１５におけるＴ／Ｍオイルの流れ方向Ｆ１５とが対向流になるか否かは、第一流入孔１１１、第一流出孔１１２、第五流入孔１５１および第五流出孔１５２の位置関係に依存している。

すなわち、第一流入孔１１１および第一流出孔１１２は、図７に示すように、第一流路１１を構成する板体１０を平面視した場合の角部における対角の位置にそれぞれ形成されている。また、第五流入孔１５１および第五流出孔１５２は、第五流路１５を構成する板体１０を平面視した場合の角部における対角の位置であって、Ｔ／Ｍオイルの流れ方向Ｆ１５の主線が、Ｅｎｇ冷却水の流れ方向Ｆ１１の主線と平面視で交差するような位置に形成される。例えば図７に示すような矩形状の板体１０においては、第一流入孔１１１および第一流出孔１１２が板体１０のある四隅における対角の位置に形成されている場合、第五流入孔１５１および第五流出孔１５２は、平面視で第一流入孔１１１および第一流出孔１１２とは重ならない四隅の対角の位置に形成される。

このように、車両用熱交換器１では、Ｅｎｇ冷却水の流れ方向Ｆ１１の主線と、Ｔ／Ｍオイルの流れ方向Ｆ１５の主線とが交差した状態となることで、第一流路１１および第五流路１５間において、Ｅｎｇ冷却水の流れる方向とＴ／Ｍオイルの流れる方向とが対向流となり、板体１０を隔てた流体同士の温度差を、並行流である場合と比べて大きく保てるため、Ｅｎｇ冷却水とＴ／Ｍオイルとの間で効率良く熱交換を行うことができる。

また、車両用熱交換器１は、図９および図１０に示すように、第二流路１２におけるＥｎｇオイルの流れ方向Ｆ１２と、第五流路１５におけるＴ／Ｍオイルの流れ方向Ｆ１５とが対向流となるように、第二流入孔１２１および第二流出孔１２２と、第五流入孔１５１および第五流出孔１５２と、がそれぞれ形成されている。

第二流路１２におけるＥｎｇオイルの流れ方向Ｆ１２と、第五流路１５におけるＴ／Ｍオイルの流れ方向Ｆ１５とが対向流になるか否かは、第二流入孔１２１、第二流出孔１２２、第五流入孔１５１および第五流出孔１５２の位置関係に依存している。

すなわち、第二流入孔１２１および第二流出孔１２２は、図９に示すように、第二流路１２を構成する板体１０を平面視した場合の角部における対角の位置にそれぞれ形成されている。また、第五流入孔１５１および第五流出孔１５２は、第五流路１５を構成する板体１０を平面視した場合の角部における対角の位置であって、Ｔ／Ｍオイルの流れ方向Ｆ１５の主線が、Ｅｎｇオイルの流れ方向Ｆ１２の主線と平面視で交差するような位置に形成される。例えば図９に示すような矩形状の板体１０においては、第二流入孔１２１および第二流出孔１２２が板体１０のある四隅の対角の位置に形成されている場合、第五流入孔１５１および第五流出孔１５２は、平面視で第二流入孔１２１および第二流出孔１２２とは重ならない四隅の対角の位置に形成される。

このように、車両用熱交換器１では、Ｅｎｇオイルの流れ方向Ｆ１２の主線と、Ｔ／Ｍオイルの流れ方向Ｆ１５の主線とが交差した状態となることで、第二流路１２および第五流路１５間において、Ｅｎｇオイルの流れる方向とＴ／Ｍオイルの流れる方向とが対向流となり、板体１０を隔てた流体同士の温度差を、並行流である場合と比べて大きく保てるため、ＥｎｇオイルとＴ／Ｍオイルとの間で効率良く熱交換を行うことができる。

また、車両用熱交換器１は、図９および図１０に示すように、第四流路１４におけるＥｎｇオイルの流れ方向Ｆ１４と、第三流路１３におけるＴ／Ｍオイルの流れ方向Ｆ１３とが対向流となるように、第四流入孔１４１および第四流出孔１４２と、第三流入孔１３１および第三流出孔１３２と、がそれぞれ形成されている。

第四流路１４におけるＥｎｇオイルの流れ方向Ｆ１４と、第三流路１３におけるＴ／Ｍオイルの流れ方向Ｆ１３とが対向流になるか否かは、第四流入孔１４１、第四流出孔１４２、第三流入孔１３１および第三流出孔１３２の位置関係に依存している。

すなわち、第四流入孔１４１および第四流出孔１４２は、図９に示すように、第四流路１４を構成する板体１０を平面視した場合の角部における対角の位置にそれぞれ形成されている。また、第三流入孔１３１および第三流出孔１３２は、第三流路１３を構成する板体１０を平面視した場合の角部における対角の位置であって、Ｔ／Ｍオイルの流れ方向Ｆ１３の主線が、Ｅｎｇオイルの流れ方向Ｆ１４の主線と平面視で交差するような位置に形成される。例えば図９に示すような矩形状の板体１０においては、第四流入孔１４１および第四流出孔１４２が板体１０のある四隅の対角の位置に形成されている場合、第三流入孔１３１および第三流出孔１３２は、平面視で第四流入孔１４１および第四流出孔１４２とは重ならない四隅の対角の位置に形成される。

このように、車両用熱交換器１では、Ｅｎｇオイルの流れ方向Ｆ１４の主線と、Ｔ／Ｍオイルの流れ方向Ｆ１３の主線とが交差した状態となることで、第四流路１４および第三流路１３間において、Ｅｎｇオイルの流れる方向とＴ／Ｍオイルの流れる方向とが対向流となり、板体１０を隔てた流体同士の温度差を、並行流である場合と比べて大きく保てるため、ＥｎｇオイルとＴ／Ｍオイルとの間で効率良く熱交換を行うことができる。

＜各流路の面積＞
車両用熱交換器１における各流路の面積は、各流体に必要な熱交換量に応じて、例えば図１１に示すように、車両用熱交換器１を平面視にした場合において、各層の流路の幅Ｌ１〜Ｌ４をそれぞれ最適に設定することが可能である。例えば同図に示すように、各層の流路の幅Ｌ１〜Ｌ４を等しくなる（Ｌ１＝Ｌ２＝Ｌ３＝Ｌ４）ように設定した場合、平面視で正方形状の車両用熱交換器１とすることができ、車両への搭載性が向上する。

＜車両用熱交換器１の具体的構成の一例＞
車両用熱交換器１における具体的構成、すなわち板体１０の形状および積層方法については特に限定されず、前記したような各流路の配置となるように板体１０の形状および積層方法を適宜工夫すればよいが、一例としては例えば皿状プレートを利用したものが挙げられる。

この場合、板体１０として、第一流路１１、第四流路１４および第五流路１５を区画するための大型皿状プレートと、第二流路１２および第三流路１３を区画するための小型皿状プレートと、最上部の蓋材として機能する平板状プレート、の３種類を用い、これらを組み合わせて（積み上げて）各流路を形成する。また、第一連通路１６および第二連通路１７としては、例えばアルミニウム等の金属パイプ部材を用いる。なお、ここでの「皿状」とは、例えば平面が窪んだ形状であり、窪みの上部が開口し、底面および側面を有する形状のことを示している。そして、各板体１０間に接着部材を塗布し、加熱処理等を施して一体的に接合することで、車両用熱交換器１を作製することができる。

以上のような構成を備える車両用熱交換器１は、ＥｎｇオイルおよびＴ／Ｍオイルの油温の変化に対する損失の変化を考慮して各流路を配置することで、Ｅｎｇ冷却水、ＥｎｇオイルおよびＴ／Ｍオイルの熱交換量を最適に設定することができるため、エンジンおよび変速機の損失を低減し、パワートレーン全体の燃費を向上させることができる。

また、前記した特許文献１で提案された従来の車両用熱交換器では、Ｅｎｇオイルが流れる流路、Ｅｎｇ冷却水が流れる流路、Ｔ／Ｍオイルが流れる流路、の順に積層されており、３種類の流体が熱交換を行うには最低でも３層必要であった。一方、本発明に係る車両用熱交換器１は、Ｅｎｇ冷却水が流れる第一流路１１とＥｎｇオイルが流れる第二流路１２とＴ／Ｍオイルが流れる第三流路１３とが同一の層に配置されているとともに、Ｅｎｇオイルが流れる第四流路１４とＴ／Ｍオイルが流れる第五流路１５が同一の層に配置されているため、２層で３種類の流体をそれぞれ熱交換可能である。従って、車両用熱交換器１は、従来と比較して、流体の流路を形成するための板体１０の数を減らすことができ、車両用熱交換器１を低層化して小型化することができる。

また、前記した特許文献１で提案された従来の車両用熱交換器は、Ｅｎｇ冷却水、ＥｎｇオイルおよびＴ／Ｍオイルが同時に熱交換するため、各流体の熱交換量が低下し、燃費が悪化する可能性がある。すなわち、各流体が並列で各層に流れることで、各層における流体の流量が低下し、各流体の熱交換量が小さくなる。特にＴ／Ｍオイルは、Ｅｎｇ冷却水やＥｎｇオイルと比較して流量も少ないため、従来の車両用熱交換器では、要求される熱交換量を満たすことができない可能性がある。また、最も流量の少ないＴ／Ｍオイルに要求される熱交換量を満足するように流路設計を行った場合、従来の車両用熱交換器では、Ｔ／Ｍオイルが流れる流路の大きさに応じて、その他の流体が流れる流路も必然的に大きくなるため、熱交換器全体の体格が大きくなる。一方、車両用熱交換器１は、Ｔ／Ｍオイルに要求される熱交換量を満足するように流路を配置しているため、熱交換器全体の体格が大きくならない。

また、前記した特許文献１で提案された従来の車両用熱交換器は、全ての流体の流れ方向を対向流にすることはできず、いずれかの流体の流れ方向が並行流となってしまう。一方、車両用熱交換器１は、図２に示すように、第一流路１１におけるＥｎｇ冷却水の流れ方向Ｆ１１の上流側に第五流路１５を、第一流路１１におけるＥｎｇ冷却水の流れ方向Ｆ１１の下流側に第四流路１４を、第四流路１４におけるＥｎｇオイルの流れ方向Ｆ１４の上流側に第三流路１３を、第四流路１４におけるＥｎｇオイルの流れ方向Ｆ１４の下流側に第一流路１１を、第五流路１５におけるＴ／Ｍオイルの流れ方向Ｆ１５の上流側に第二流路１２を、第五流路１５におけるＴ／Ｍオイルの流れ方向Ｆ１５の下流側に第一流路１１を、それぞれ配置することで、全ての流体の流れ方向を対向流にすることができる。従って、車両用熱交換器１は、いずれかの流路間が並行流となる従来の車両用熱交換器と比較して、各流体を効率良く熱交換させることができる。

また、前記した特許文献１で提案された従来の車両用熱交換器は、各流路を構成する板体の枚数が同じになるため、各流体の熱交換量を最適な値に設定することができず、熱交換量の過不足が生じる。一方、車両用熱交換器１は、各流路の配置を工夫することで各流体の熱交換量を最適な値に設定することができる。

［車両用熱交換器の配置位置］
前記した車両用熱交換器１は、車両におけるＥｎｇ冷却水の流量が多い位置に配置することが好ましく、例えば図１２に示すように、ラジエータ経路に配置することができる。なお、同図は、車両におけるエンジンのシリンダブロック２、シリンダヘッド３、スロットルボディ４、ヒータ５、ラジエータ６、サーモスタット７をそれぞれ示している。また、同図において各構成間に示された矢印は、各流体（Ｅｎｇ冷却水、Ｅｎｇオイル、Ｔ／Ｍオイル）が流れる経路を示している。また、ここでの「Ｅｎｇ冷却水の流量が多い」とは、例えばＥｎｇ冷却水の平均流量が６Ｌ／ｍｉｎ以上の場合を示している。

図１２に示すように、ラジエータ６の入口付近に車両用熱交換器１を配置することで、多くのＥｎｇ冷却水を車両用熱交換器１に供給することができ、各流体の熱交換量を向上させることができる。また、車両用熱交換器１を同図に示す位置に配置した場合、エンジンの暖機完了前、すなわちＥｎｇ冷却水が十分に温まっていない場合はサーモスタット７が閉じた状態となり、車両用熱交換器１にはＥｎｇ冷却水が供給されず、各流体間の熱交換は行われない。一方、エンジンの暖機完了後、すなわちＥｎｇ冷却水が十分に温まった場合はサーモスタット７が開き、車両用熱交換器１にＥｎｇ冷却水が供給されることで、各流体間の熱交換が行われる。従って、車両用熱交換器１を同図に示す位置に配置した場合、エンジンの暖機完了前後で各流体の熱交換の実施または不実施を自動的に切り替えることができる。

ここで、一般に、エンジンの暖機完了前はＥｎｇ冷却水を優先的に昇温させることが燃費向上の面から望ましいため、図１２に示すように、車両用熱交換器１をラジエータ６の入口付近に配置することで燃費が向上する。

また、車両用熱交換器１は、上記位置の他に、図１２の符号Ａで示すように、シリンダヘッド３直後の位置に配置してもよい。この位置もＥｎｇ冷却水の流量が多いため、各流体の熱交換量を向上させることができる。なお、この場合、例えば第二流入孔１２１および第二流出孔１２２をシリンダヘッド３に直載することもできる。

以上、本発明に係る車両用熱交換器について、発明を実施するための形態により具体的に説明したが、本発明の趣旨はこれらの記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて広く解釈されなければならない。また、これらの記載に基づいて種々変更、改変等したものも本発明の趣旨に含まれることはいうまでもない。

例えば前記した図１，２では、三流路配置層２１と二流路配置層２２とが、板体１０の積層方向に交互に配置された全１２層の車両用熱交換器１について説明したが、三流路配置層２１と二流路配置層２２とが交互に配置されていれば、積層数は１２層より多くても、あるいは１２層より少なくても構わない。

１車両用熱交換器
２シリンダブロック
３シリンダヘッド
４スロットルボディ
５ヒータ
６ラジエータ
７サーモスタット
１０板体
１１第一流路
１１１第一流入孔
１１２第一流出孔
１２第二流路
１２１第二流入孔
１２２第二流出孔
１３第三流路
１３１第三流入孔
１３２第三流出孔
１４第四流路
１４１第四流入孔
１４２第四流出孔
１５第五流路
１５１第五流入孔
１５２第五流出孔
１６第一連通路
１７第二連通路
２１三流路配置層
２２二流路配置層
Ｆ１１，Ｆ１２，Ｆ１３，Ｆ１４，Ｆ１５流れ方向

Claims

複数の板体が積層されることで、エンジン冷却水を流すための第一流路と、エンジンオイルを流すための第二流路と、変速機オイルを流すための第三流路、前記第二流路を流れたエンジンオイルを流すための第四流路と、前記第三流路を流れた変速機オイルを流すための第五流路と、がそれぞれ形成され、
前記第二流路および前記第四流路を連通する第一連通路と、前記第三流路および前記第五流路を連通する第二連通路と、を備え、
前記第一流路は、前記エンジン冷却水が前記第四流路における前記エンジンオイルおよび前記第五流路における前記変速機オイルのいずれとも前記板体を介して互いに熱交換可能に形成され、
前記第四流路は、前記エンジンオイルが前記第三流路における前記変速機オイルおよび前記第一流路における前記エンジン冷却水のいずれとも前記板体を介して互いに熱交換可能に形成され、
前記第五流路は、前記変速機オイルが前記第二流路における前記エンジンオイルおよび前記第一流路における前記エンジン冷却水のいずれとも前記板体を介して互いに熱交換可能に形成され、
前記第一流路、前記第二流路および前記第三流路が同一の層に配置される三流路配置層と、前記第四流路および前記第五流路が同一の層に配置される二流路配置層とが、前記板体の積層方向に交互に、かつ前記板体の積層方向に同種の流路が重ならないように配置されてなり、
前記第一流路における前記エンジン冷却水の流れ方向上流側に前記第五流路が配置されてなり、前記第一流路における前記エンジン冷却水の流れ方向下流側に前記第四流路が配置されてなり、
前記第四流路における前記エンジンオイルの流れ方向上流側に前記第三流路が配置されてなり、前記第四流路における前記エンジンオイルの流れ方向下流側に前記第一流路が配置されてなり、
前記第五流路における前記変速機オイルの流れ方向上流側に前記第二流路が配置されてなり、前記第五流路における前記変速機オイルの流れ方向下流側に前記第一流路が配置されてなることを特徴とする車両用熱交換器。
前記第一流路における前記エンジン冷却水の流れ方向と、前記第四流路における前記エンジンオイルの流れ方向とが対向流となるように、前記第一流路における前記エンジン冷却水の流入孔および流出孔と、前記第四流路における前記エンジンオイルの流入孔および流出孔と、がそれぞれ形成されたことを特徴とする請求項１に記載の車両用熱交換器。
前記第一流路における前記エンジン冷却水の流れ方向と、前記第五流路における前記変速機オイルの流れ方向とが対向流となるように、前記第一流路における前記エンジン冷却水の流入孔および流出孔と、前記第五流路における前記変速機オイルの流入孔および流出孔と、がそれぞれ形成されたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用熱交換器。
前記第二流路における前記エンジンオイルの流れ方向と、前記第五流路における前記変速機オイルの流れ方向とが対向流となるように、前記第二流路における前記エンジンオイルの流入孔および流出孔と、前記第五流路における前記変速機オイルの流入孔および流出孔と、がそれぞれ形成されたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の車両用熱交換器。
前記第四流路における前記エンジンオイルの流れ方向と、前記第三流路における前記変速機オイルの流れ方向とが対向流となるように、前記第四流路における前記エンジンオイルの流入孔および流出孔と、前記第三流路における前記変速機オイルの流入孔および流出孔と、がそれぞれ形成されたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の車両用熱交換器。