JPH1038480A - オイル冷却用プレートタイプ熱交換機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 オイルフィルタを交換する際に、外側ケーシ
ングまたは他の部品を廃棄しなくてもよいようにする。 【解決手段】 スタック（２２）を構成するプレート
（２４）は、オイルチャンバ（５０）と冷却液チャンバ
（５２）とを交互に形成し、一体的に組み立てられてい
る。スタック（２２）の一端は、固定支持体（１２）に
固定され、他端はオイルフィルタ（９２）を含む。プレ
ートのスタック（２２）は、熱交換機（１０）自体を形
成するように共に一体的となるように入れ子状に嵌合さ
れ、この熱交換機は、スタック（２２）を延長する円筒
形本体シェル（７４）に固定される。取り外し自在なカ
バープレート（８６）によって開放外側端部が閉じられ
る本体シェル（７４）内には、交換自在なフィルタカー
トリッジ（９２）が収容される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、オイル冷却用、特
に潤滑オイル、すなわち自動車のエンジンオイルまたは
ギアボックスオイルを冷却するためのプレートタイプの
熱交換機に関する。

【０００２】

【従来の技術】冷却液が通過して流れる第２チャンバ
と、冷却するべきオイル流が通過して流れる第１チャン
バを構成するよう、一体的に組み立てられた熱交換プレ
ートのスタック（積み重ね体）を有するプレートタイプ
の熱交換機は、例えばフランス国特許公開第2,214,973
号公報により公知である。このプレートスタックは、固
定された支持構造体、例えば内燃機関のエンジンブロッ
クに固定されるようになっている第１端部と、オイルフ
ィルタを支持するようになっている第２端部とを有す
る。一般に、オイル−水熱交換機と称すことができるこ
の公知のタイプの熱交換機では、交換可能なオイルフィ
ルタは、内部にフィルタ媒体が収容された金属ケーシン
グを含んでいる。従って、エンジンのオイル交換中にオ
イルフィルタを交換する際には、互いに分離できない金
属ケーシングとフィルタ媒体とを含むオイルフィルタユ
ニット全体を廃棄している。

【０００３】上記タイプの公知の熱交換機では、オイル
フィルタは、２つのネジ切りされた端部を有する中空ネ
ジによって、所定位置に取り外し自在に固定されてい
る。この中空ネジの一方の端部は、エンジンブロックに
固定され、他方の端部は、オイルフィルタを所定位置に
締結するのに使用される。この中空ネジは、共に一体に
組み立てられたほぼ円形のプレートに製造された熱交換
機プレートのスタックに対する中心チューブとしても働
き、各プレートは中心チューブが貫通する中心孔を有す
る。各プレートは、別の孔を有し、この別の孔を、オイ
ルおよび冷却液が通って熱交換機の上記チャンバに流入
できるようになっている。

【０００４】また、この公知のタイプの熱交換機では、
冷却液に対する入口チューブ接続部および出口チューブ
接続部を含むケーシング内に、通常熱交換プレートが収
容される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】公知の熱交換機の１つ
の欠点として、寸法が比較的大きいことが挙げられ、別
の欠点として、多数の部品が必要であり、コストが増す
ということが挙げられる。また、使用後廃棄しなければ
ならないオイルフィルタは、フィルタ媒体のみならず金
属ケーシングも含むので、フィルタ媒体と共にケーシン
グを廃棄しなければならない。この理由から、環境保護
または材料のリサイクルの見地から、かかるフィルタは
満足できるものではない。更に、熱交換機自体を構成す
るプレートのスタックに、オイルフィルタが取り外し自
在に固定されていることを考慮すれば、フィルタと熱交
換機の間の境界部でオイル漏れが生じる恐れがある。

【０００６】本発明の主な課題は、上記欠点を解決する
ことにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、冷却す
べきオイル流のための第１チャンバを内部に形成し、更
に冷却液流のための第１チャンバを内部に形成するよ
う、共に一体的に組み立てられたプレートのスタックを
備え、該スタックが、ベース部品に固定されるようにな
っている第１端部と、オイルフィルタを収容するための
第２端部を有する、オイル冷却用プレートタイプ熱交換
機において、プレートの第２端部においてスタックを延
長してなる円筒形本体シェルに、この熱交換機が固定さ
れ、本体シェルが交換可能なフィルタカートリッジを収
容し、かつカバープレートによって閉じられる開放面を
有することを特徴とする熱交換機が提供される。

【０００８】従って、円筒形本体シェルすなわちエンベ
ロープは、熱交換機自体、すなわちプレートのスタック
と共にモノブロックユニットすなわちモジュールを構成
し、このモジュールは、オイルの冷却機能とオイルの濾
過機能との双方を奏する。その結果、熱交換機は、円筒
形本体シェルおよびそのカバープレートが永久的に取り
付けられた自動車の部品となり、フィルタカートリッジ
自体だけを交換すればよい。このようなフィルタカート
リッジの交換は、通常、エンジンオイルの交換時に行わ
れる。

【０００９】フィルタカートリッジは、自己のケーシン
グを有しておらず、基本的には、紙または同等品のフィ
ルタ媒体から構成されるので、例えば焼却によってこれ
を廃棄することが容易である。

【００１０】更に、円筒形本体シェルはプレートのスタ
ックに固定されているので、熱交換機とフィルタとの間
の境界部がなく、オイル漏れが生じる恐れがない。

【００１１】本発明の好ましい特徴によれば、円筒形本
体シェルは、その第２端部においてプレートのスタック
に直接ロウ付けされている。

【００１２】好ましくは、プレートが入れ子状に共に嵌
合され、ロウ付けにより一体となるように組み立てられ
る。従って、熱交換機自体および円筒形本体シェルから
成るモジュールは、ロウ付けによって一体的となるよう
に組み立てたモノブロックユニットとなっている。

【００１３】本発明の好ましい特徴によれば、スタック
の第２端部を構成するキャッピングプレート状をした特
定のターミナルプレートを除く前記各プレートは、オイ
ル入口孔と、オイル出口孔と、冷却液入口孔と、冷却液
出口孔と、オイル復帰通路とを有している。オイル復帰
通路は、プレートの中心に位置する円形孔であることが
好ましい。

【００１４】前記円形孔は、一旦互いに整合すると、カ
ートリッジによって濾過された冷却済みオイルをエンジ
ンへ戻すための中心通路、すなわちチャンネルを構成す
る。この熱交換機自体は、外側ケーシングを用いること
なく製造できるので、これにより、従来のオイルフィル
タで見られた中心に中空のネジを省略できる。

【００１５】しかしながら、冷却され、濾過されたオイ
ルをエンジンに戻すことができるようにするには、中心
通路すなわちチャンネルが必要である。この中心チャン
ネルは、中心に中空のネジがないので、従来の熱交換機
の径よりも小径にできる。これによって、冷却側の熱交
換表面積を広くすることができる。

【００１６】本発明の熱交換機は、スタックの高さを高
くし、ユニットの熱交換容量を増すように、スタックに
対して１つ以上のプレートを追加できるという別の利点
を有する。熱交換機自体の外側エンベロープは、入れ子
状に共に嵌合されたプレートのスタックによって構成さ
れるので、製造を簡略化できる。これに関連し、オイル
冷却器の構造ごとに、サイズが熱交換機内のプレートの
数に応じて決まるようなケーシングを設ける必要がなく
なる。また、このような構造によって、熱交換表面積を
大きくすることが可能となる。

【００１７】キャッピングプレートを構成するターミナ
ルプレートは、オイル出口孔およびオイル復帰通路を有
する。

【００１８】前記プレートは、ほぼ円形の構造となって
いることが好ましい。

【００１９】円筒形本体シェルは、金属プレートをプレ
ス加工したものであることが好ましい。

【００２０】円筒形本体シェルは、プレートのスタック
に本体シェルを締結するためのカラー部分を含むことが
好ましい。

【００２１】本発明の更に好ましい特徴によれば、円筒
形本体シェルは、本体シェルの前記開放面を囲む環状フ
ランジを有し、該環状フランジは、カバープレートによ
って圧縮されるようになっているシールリングを収容す
るための環状溝を有している。

【００２２】本発明の更に別の特徴によれば、この熱交
換機は、前記第１端部において、プレートのスタックに
固定されたベースプレートを含み、該ベースプレート
が、少なくとも１つのシール部材が介在された状態で、
ベース部品に締結されるようになっている。

【００２３】例えば鋳造部品とすることができるベース
プレートは、スタックの外側に位置する締結手段を含む
ことが好ましい。このベースプレートにより、利用可能
な空間の条件および冷却液およびオイルの供給条件に従
って、ユニットをエンジン自体に適応させることが可能
となる。

【００２４】フィルタカートリッジは、円筒形中心通路
を構成する環状横断面を備え、紙または同等品のフィル
タ媒体から基本的に成る円筒形要素であることが好まし
い。

【００２５】カバープレートは、内側に円筒形延長部分
を有し、この円筒形部分の一部は、フィルタカートリッ
ジの中心円筒形通路に係合するようになっていることが
好ましい。

【００２６】単なる非限定的実施例を示す、添付図面を
参照して行う本発明の好ましい実施例の次の詳細な説明
を読めば、本発明の上記以外の特徴および利点がより明
らかとなろう。

【００２７】

【発明の実施の形態】自動車のエンジンオイルを冷却す
るための、本発明に係わる熱交換機１０を示す図２をま
ず参照する。この熱交換機は、鋳造ベース部品１２に締
結されており、この鋳造部品は、エンジンブロックの一
体的部分でもよいし、またはエンジンブロックに固定し
てもよい。この鋳造ベース部品は、本例ではオイル入口
ダクト１４と、オイル出口ダクト１６と、冷却液、例え
ば冷却水のための入口ダクト１８と、冷却液のための図
示されていない出口ダクトとを含む。これら４つのダク
トのすべては、部品１２の面２０で開口している。この
部品１２には、後に説明するように、オイル冷却器１０
が固定されている。

【００２８】このオイル冷却器１０は、プレート２４の
スタック２２（積み重ね体）を含み、これらプレート２
４はスタック方向Ｘ−Ｘに共に組み立てられている。こ
れらのプレート２４は、互いに同一であり、一体的とな
るよう入れ子状に嵌合されている。図１には、これらプ
レート２４のうちの１つが示されている。１つのプレー
トは、平らなベース部分２６を含み、ベース部分は、全
体が円形で周辺フランジ２８によって囲まれている。

【００２９】各プレート２４は、円形のオイル入口孔３
０と、この孔３０と反対側の円形のオイル入口孔と、冷
却液の入口となる円形孔３４と、冷却液の出口となる円
形孔３６とを有する。孔３０と３２とは、孔３４と３６
と同じように互いに径方向に対向している。このプレー
トは、エンジンにオイルを戻すための円形中心孔３８を
も有する。このプレート３４を、ハーフラミネと呼ぶこ
ともできる。

【００３０】孔３０、３２および３８、または３４、３
６および３８は、それぞれの突出するフランジ４０、４
２および４８または４４、４６および４８によって囲ま
れており、各プレート２４は、次の隣接するプレートの
回転角方向に対して９０度ずらされて設けられている。
プレート２４を積み重ねると、それぞれの外側フランジ
２８は入れ子状に嵌合し、スタック２２を形成し、一
方、このスタック２２において、各フランジ４０、４
２、４４、４６または４８は隣接するプレート２４に係
合する。

【００３１】このように、プレート２４はオイル入口ダ
クト１４（図２）と連通するオイル流のための第１チャ
ンバ５０を構成する。このプレートは、第１中心５０と
交互に配置された第２チャンバ５２も構成する。これら
第２チャンバ５２を、冷却液が通過して流れ、冷却液チ
ャンバ５２は、冷却液入口ダクト１８および上記冷却液
出口ダクトと連通する。従って、チャンバ５２内を流れ
るオイルは、チャンバ５２を流れる液との熱交換により
冷却される。

【００３２】プレート２４は、ロウ付けにより一体とな
るように組み立てられ、更にベースプレート５４にも固
定されている。ベースプレート５４は、スタック２２の
第１端部に配置され、スタック２２のベース部品１２と
同じ側に位置する。ベースプレート５４には、プレート
２４内の種々の孔３０、３２、３４、３６および３８に
対応する５つの円形孔が設けられている。これら５つの
円形孔のうち、図２で見ることのできる孔は、オイル入
口孔５６と水入口孔５８と中心オイル復帰孔６０に限ら
れる。ベースプレート５２には、環状の溝も形成されて
いる。これら環状の溝はベース部品１２側に開口し、オ
イル冷却器１０とベース部品１２の上側表面２０との間
の接合部をシールするため、例えば６２および６４と示
されたシールリングを含む。

【００３３】ベースプレート５４は、ラジアルラグすな
わち耳部６６となって延長している。これら耳部の各々
は、鋳造ベース部品１２のボア７０と協働するように、
ネジ６８が貫通できるように配置されている。従って、
熱交換機のプレート２４のスタック２２の外側に位置す
る締結手段によって、ベース１２に熱交換機１０が固定
される。

【００３４】スタック２２は、その他端に特定の構造の
ターミナルプレート７２を有している。このターミナル
プレート７２を、以下、キャッピングプレートと称す
る。このプレートは、中心孔３８と１つのオイル出口孔
しか有しておらず、これらの孔は、図２では見ることが
できない。このオイル出口プレート２には、閉鎖フラッ
プが設けられている。

【００３５】熱交換機１０は、プレートのスタック２２
の上端部に、下端部すなわち第２端部が入れ子状に嵌合
する円筒形本体シェル７４を有する。この本体シェル７
４は、ほぼ円筒形状であり、軸線Ｘ−Ｘを中心としてい
る。本体シェル７４は、金属プレートをプレス加工した
ものであり、カラー部分７６を含む。本体シェル７４
は、ロウ付けによりこのカラー部分７６がキャッピング
プレート７２、従ってスタック２２に固定されている。
その結果、熱交換機自体を構成する本体シェル７４とプ
レートスタック２２とは、共にモノブロックユニットす
なわちモジュールを構成している。

【００３６】更に、本体シェル７４は開放頂部面７８を
有する。この頂部面７８は、環状溝８２が形成された環
状フランジ８０によって囲まれており、環状溝８２内に
シールリング８４が嵌合されている。

【００３７】本体シェルの開放頂部面７４は、カバープ
レート８６によって閉じることができ、このカバープレ
ートは、シールリング８４とシール状態で協働するよう
になっている周辺環状フランジ８８を有する。カバープ
レート８６は、その中心部に内側に突出する同軸状の円
筒形プラグ部分９０を有する。本体シェル７４には、カ
バープレート８６を係止するための図示しないロック手
段が設けられている。本体シェル７４は、その開放頂部
面７４とプレートスタック２２との間に交換自在なフィ
ルタカートリッジ９２を収容するためのチャンバを構成
している。このフィルタカートリッジは、基本的にはフ
ィルタ媒体、例えば紙から成り、環状の断面の円筒形の
構造を有する。円筒形オイルフィルタカートリッジ９２
は、内側ライナー９４を有し、このライナーには、カバ
ープレートのプラグ部分９０の一部が係合している。こ
のライナー９４は、ベースリング部分９６として延び、
このベースリング部分９６は、キャッピングプレート７
２に配置された環状当接要素９８に当接するようになっ
ている。

【００３８】オイル冷却器１０は次のように働く。オイ
ルが低温で粘性であるとき、オイルは、ダクト１８を通
って熱交換機１０内に進入する。オイルの粘性は高いの
で、圧力が高まり、これによって、ターミナルプレート
７２の上記閉鎖フラップが開く。オイルは熱交換機を直
接通り、次に熱交換機からフィルタカートリッジ９２を
通過し、プレート２４内のオイル復帰孔３８によって、
スタック２２内に構成された中心チャンネルを通ってエ
ンジンに戻る。

【００３９】オイルが高温となり、流体状となると、上
記閉鎖フラップは閉じる。次にオイルは、チャンバ５０
内に分散し、チャンバを通ってフィルタカートリッジ９
２に達し、カートリッジを通過後、中心チャンネル１０
０およびオイル復帰ダクト１６を通ってエンジンへ戻
る。オイル交換の際に、フィルタカートリッジ９２を換
えたい場合、このカートリッジの交換は、カバープレー
ト８６およびカートリッジ９２を取り外し、カートリッ
ジ９２を新しいカートリッジに交換し、その後、カバー
プレートを再び取り付けるだけで行うことができる。そ
の結果、オイル冷却器１０は円筒形本体シェル７４およ
びカバープレート８４と共に車両の永久的に取り付けら
れた部品となる。交換する必要があるのは、紙またはそ
の他同様のフィルタ材料、およびそのライナー９４から
成るフィルタカートリッジ９２だけである。

【００４０】更に、本体シェル７４は、熱交換機の熱交
換プレートのスタック２２と共に単一ユニットとして形
成されているので、熱交換機とフィルタとの間の境界部
はない。従ってオイルの漏れが生じるすべての危険性が
解消される。

【００４１】図に示した実施例では、熱交換機自体すな
わちプレートスタック２２は、外側ケーシングを有して
いない。更に、従来のもののように、中空内側ネジも有
していない。これにより、中心孔３８の径を小さくする
ことが可能となり、熱交換を最適にすることが可能とな
っている。

【００４２】この熱交換機は、各タイプに固有の部品を
設けることなく、必要な冷却能力に応じて、所望の数の
熱交換プレートをもって製造することも可能である。

【００４３】本発明は、図面に示し、上に説明した実施
例のみに限定されるものではなく、他の変形例を考えつ
くこともできる。例えば、フィルタカートリッジが収容
される円筒形本体シェルは、プレートのスタックを含む
熱交換ハウジングと共に一体的に製造できる。

【００４４】本発明の熱交換機は、特に自動車の潤滑オ
イルを冷却するのに適するが、他の用途に使用すること
も可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の熱交換機の横断面図である。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う縦断面図である。

【符号の説明】

１０ 熱交換機 １２ 鋳造部品 １４ オイル入口ダクト １６ オイル出口ダクト １８ 冷却液用入口ダクト ２０ 面 ２２ スタック ２４ プレート ２６ ベース部分 ２８ 周辺フランジ ３０ オイル入口孔 ３２ オイル出口孔 ３４ 冷却液用入口孔 ３６ 冷却液用出口孔 ４０、４２、４４、４６、４８ 突出フランジ ５０ 第１チャンバ ５２ 第２チャンバ ５４ ベースプレート ６０ 復帰孔 ６２、６４ シールリング ６６ 耳部 ６８ ネジ ７０ ボア ７２ ターミナルプレート ７４ 本体シェル ７８ 頂部面 ８０ 環状フランジ ８４ シールリング ８６ カバープレート ８８ 環状フランジ ９０ プラグ部分 ９２ フィルタカートリッジ ９４ 内側ライナー ９６ ベースリング部分

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷却すべきオイル流のための第１チャン
   バ（５０）を内部に形成し、更に冷却液流のための第２
   チャンバ（５２）を内部に形成するよう、共に一体的に
   組み立てられたプレート（２４）のスタック（２２）を
   備え、該スタック（２２）が、ベース部品（１２）に固
   定されるようになっている第１端部と、オイルフィルタ
   を収容するための第２端部とを有する、オイル冷却用プ
   レートタイプ熱交換機において、 プレート（２４）の第２端部においてスタック（２２）
   を延長してなる円筒形本体シェル（７４）に、この本熱
   交換機（１０）が固定され、本体シェル（７４）が、交
   換可能なフィルタカートリッジ（９２）を収容し、かつ
   カバープレート（８６）によって閉じられる開放面（７
   ８）を有することを特徴とする、オイル冷却用プレート
   タイプ熱交換機。
2. 【請求項２】 円筒形本体シェル（７４）が、その第２
   端部においてプレート（２４）のスタック（２２）に直
   接ロウ付けされていることを特徴とする、請求項１記載
   の熱交換機。
3. 【請求項３】 プレート（２４）が入れ子状に共に嵌合
   され、ロウ付けにより一体に組み立てられていることを
   特徴とする、請求項１または２記載の熱交換機。
4. 【請求項４】 スタック（２２）の第２端部を構成する
   キャッピングプレート状をした特定のターミナルプレー
   ト（７２）を除く前記各プレート（２４）が、オイル入
   口孔（３０）と、オイル出口孔（３２）と、冷却液入口
   孔（３４）と、冷却液出口孔（３６）と、オイル復帰通
   路（３８）とを有することを特徴とする、請求項１〜３
   のいずれかに記載の熱交換機。
5. 【請求項５】 オイル復帰通路（３８）が、プレート
   （２４）の中心に位置する円形孔であることを特徴とす
   る、請求項４記載の熱交換機。
6. 【請求項６】 キャッピングプレートを構成するターミ
   ナルプレート（７２）が、オイル出口孔（３２）および
   オイル復帰通路（３８）を有することを特徴とする、請
   求項５記載の熱交換機。
7. 【請求項７】 前記プレート（２４）が、ほぼ円形であ
   ることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の
   熱交換機。
8. 【請求項８】 円筒形本体シェル（７４）が、金属プレ
   ートをプレス加工したものである、請求項１〜７のいず
   れかに記載の熱交換機。
9. 【請求項９】 円筒形本体シェル（７４）が、プレート
   （２４）のスタック（２２）に本体シェル（７４）を締
   結するためのカラー部分（７６）を含むことを特徴とす
   る、請求項１〜８のいずれかに記載の熱交換機。
10. 【請求項１０】 円筒形本体シェル（７４）が、本体シ
    ェルの前記開放面（７８）を囲む環状フランジ（８０）
    を有し、該環状フランジが、カバープレート（８６）に
    よって圧縮されるようになっているシールリング（８
    ４）を収容するための環状溝（８２）を有することを特
    徴とする、請求項１〜９のいずれかに記載の熱交換機。
11. 【請求項１１】 前記第１端部において、プレート（２
    ４）のスタック（２２）に固定されたベースプレート
    （５４）を含み、該ベースプレートは、少なくとも１つ
    のシール部材（６２）（６４）が介在された状態で、ベ
    ース部品（１２）に締結されるようになっていることを
    特徴とする、請求項１〜１０のいずれかに記載の熱交換
    機。
12. 【請求項１２】 ベースプレート（５４）が、スタック
    （２２）の外側に位置する締結手段（６６）（６８）を
    含むことを特徴とする、請求項１１記載の熱交換機。
13. 【請求項１３】 フィルタカートリッジ（９２）が、円
    筒形中心通路（９４）を構成する環状横断面を備え、基
    本的に、紙または同等品のフィルタ媒体から成る円筒形
    要素であることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれ
    かに記載の熱交換機。
14. 【請求項１４】 カバープレート（８６）が内側円筒形
    延長部分（９０）を有し、この円筒形延長部分の一部
    が、フィルタカートリッジ（９２）の中心円筒形通路
    （９４）に係合するようになっている、請求項１３記載
    の熱交換機。