(57)【要約】【課題】製造コストの増加を抑制しつつ、キャビテーションの発生を抑制できる熱交換器を提供する。【解決手段】オイル通路層２２と冷却水路層５０とが交互に複数積層される熱交換コア４と、熱交換コア４を収納するケーシング２とを備えている。熱交換コア４に、オイル導入路１８およびオイル導出路２０が形成されている。オイル導入路１８およびオイル導出路２０は、熱交換コア４の外周縁４ａよりも内側に形成されて積層方向Ｄ１に延びている。ケーシング２の内周面と熱交換コア４の外周面との間に、冷却水導入路４６および冷却水導出路４８が形成されている。熱交換コア４の外周縁４ａに、冷却水路層５０と冷却水導入路４６とを連通させる導入開口４５と、冷却水路層５０と冷却水導出路４８とを連通させる導出開口５５とが積層方向Ｄ１に並んで形成されている。オイル導入路１８は、導出開口５５の近接線分Ｌｓ上に配置されている。【選択図】図４
2017227349.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の液体と第２の液体との間で熱交換を行う熱交換器であって、
前記第１の液体が流れる第１通路層と、前記第２の液体が流れる第２通路層とが、互いの液体同士が混合しない状態で、交互に複数積層される熱交換コアと、前記熱交換コアを収納するケーシングとを備え、
前記熱交換コアに、前記各第１通路層に前記第１の液体を導入する第１導入路と、前記各第１通路層から前記第１の液体を導出する第１導出路とが形成され、
前記第１導入路および前記第１導出路は、前記第１および第２通路層が積層される積層方向から見て、前記熱交換コアの外周縁よりも内側に形成されて前記積層方向に延び、
前記熱交換コアの外周面と前記ケーシングの内周面との間に、前記各第２通路層に前記第２の液体を導入する第２導入路と、前記各第２通路層から前記第２の液体を導出する第２導出路とが形成され、
前記熱交換コアの外周縁に、前記各第２通路層と前記第２導入路とを連通させる導入開口と、前記各第２通路層と前記第２導出路とを連通させる導出開口とが前記熱交換コアの周方向に間隔を開けて形成され、
前記第１導入路および前記第１導出路の少なくとも一方が、前記積層方向からみて、前記導入開口および前記導出開口の少なくとも一方の周方向中心と前記ケーシングの中心とを結ぶ近接線分上に配置されている熱交換器。
【請求項２】
請求項１に記載の熱交換器において、前記ケーシングにおける前記第２導入路および前記第２導出路の少なくとも一方が形成される部分が、前記積層方向と直交する方向に膨出している熱交換器。
【請求項３】
請求項１または２に記載の熱交換器において、前記第１の液体を前記第２の液体を用いて冷却する熱交換器であって、
前記第１導入路が、前記導入開口および前記導出開口の少なくとも一方の近接線分上に配置されている熱交換器。
【請求項４】
請求項３に記載の熱交換器において、前記第１導入路が、前記導出開口の近接線分上に配置されている熱交換器。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の熱交換器において、前記第１導入路および前記第１導出路の他方が、前記導入開口および前記導出開口の他方の近接線分上に配置されている熱交換器。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載の熱交換器において、前記第１の液体を前記第２の液体を用いて冷却する熱交換器であって、
前記第１導入路が、前記導出開口の近接線分上に配置され、
前記第１導出路が、前記導入開口の近接線分上に配置されている熱交換器。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載の熱交換器において、前記第１導入路および前記第１導出路の一方が、前記導出開口の近接線分上に配置され、
前記積層方向から見て、前記導入開口の中心と前記導出開口の中心とを結ぶ直線が、前記導出開口の中心と前記第１導入路および前記第１導出路の一方の中心とを結ぶ直線とほぼ平行に配置されている熱交換器。
【請求項８】
請求項７に記載の熱交換器において、前記積層方向から見て、前記導出開口と前記第１導入路および前記第１導出路の一方の通路との距離が、前記導入開口と前記第１導入路および前記第１導出路の他方の通路との距離よりも小さく設定されている熱交換器。
【請求項９】
第１の液体と第２の液体との間で熱交換を行う熱交換器であって、
前記第１の液体が流れる第１通路層と、前記第２の液体が流れる第２通路層とが、互いの液体同士が混合しない状態で、交互に複数積層される熱交換コアと、前記熱交換コアを収納するケーシングとを備え、
前記熱交換コアに、前記各第１通路層に前記第１の液体を導入する第１導入路と、前記各第１通路層から前記第１の液体を導出する第１導出路とが形成され、
前記第１導入路および前記第１導出路は、前記第１および第２通路層が積層される積層方向から見て、前記熱交換コアの外周縁よりも内側に形成されて前記積層方向に延び、
前記熱交換コアの外周面と前記ケーシングの内周面との間に、前記各第２通路層に前記第２の液体を導入する第２導入路と、前記各第２通路層から前記第２の液体を導出する第２導出路とが形成され、
前記熱交換コアの外周縁に、前記各第２通路層と前記第２導入路とを連通させる導入開口と、前記各第２通路層と前記第２導出路とを連通させる導出開口とが前記熱交換コアの周方向に間隔を開けて形成され、
前記導入開口および前記導出開口の一方が、前記第１導入路および前記第１導出路の一方に対向する領域に配置され、
前記導入開口および前記導出開口の他方が、前記第１導入路および前記第１導出路の他方に対向する領域に配置されている熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１の液体と第２の液体との間で熱交換を行う熱交換器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
熱交換器の一種である車両用エンジンのオイルクーラとして、オイル導入路およびオイル導出路を交互に並べた熱交換コアが収容され、冷却水入口通路を形成する入口管ならびに冷却水出口通路を形成する出口管が接続されたものが知られている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−０５２８４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１のオイルクーラでは、キャビテーションを防止するために、オイル導入路の外側でケーシングの側壁部に、外側に膨らんだ膨出部が設けられている。しかしながら、膨張部を形成するため、ケーシングの形状が複雑となり、製造コストが増加する。
【０００５】
本発明は、製造コストの増加を抑制しつつ、キャビテーションの発生を抑制できる熱交換器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の第１構成に係る熱交換器は、第１の液体と第２の液体との間で熱交換を行う熱交換器であって、前記第１の液体が流れる第１通路層と、前記第２の液体が流れる第２通路層とが、互いの液体同士が混合しない状態で、交互に複数積層される熱交換コアと、前記熱交換コアを収納するケーシングとを備えている。前記熱交換コアに、前記各第１通路層に前記第１の液体を導入する第１導入路と、前記各第１通路層から前記第１の液体を導出する第１導出路とが形成されている。前記第１導入路および前記第１導出路は、前記第１および第２通路層が積層される積層方向から見て、前記熱交換コアの外周縁よりも内側に形成されて前記積層方向に延びている。
【０００７】
さらに、前記熱交換コアの外周面と前記ケーシングの内周面との間に、前記各第２通路層に前記第２の液体を導入する第２導入路と、前記各第２通路層から前記第２の液体を導出する第２導出路とが形成されている。前記熱交換コアの外周縁に、前記各第２通路層と前記第２導入路とを連通させる導入開口と、前記各第２通路層と前記第２導出路とを連通させる導出開口とが前記熱交換コアの周方向に間隔を開けて形成されている。前記第１導入路および前記第１導出路の少なくとも一方が、前記積層方向からみて、前記導入開口および前記導出開口の少なくとも一方の周方向中心と前記ケーシングの中心とを結ぶ近接線分上に配置されている。
【０００８】
この構成によれば、第１導入路および第１導出路の少なくとも一方が、積層方向からみて、導入開口および導出開口の少なくとも一方の周方向中心と熱交換コアの中心とを結ぶ近接線分上に配置されている。これにより、第１導入路および第１導出路の少なくとも一方とケーシングの周壁との間の隙間が大きくなる。したがって、ケーシングの形状が複雑になるのを防ぎつつ、導入開口および導出開口の少なくとも一方とケーシングの周壁との間を通過する第２の液体の流速が上昇することが抑制され、キャビテーションの発生を抑制できる。
【０００９】
本発明の第１構成において、前記ケーシングにおける前記第２導入路および前記第２導出路の少なくとも一方が形成される部分が、前記積層方向と直交する方向に膨出していることが好ましい。この構成によれば、第１導入路および／または第１導出路を導入開口および／または導出開口に近づけた場合でも、第１導入路および／または第１導出路とケーシングの周壁との間の隙間を大きくできる。その結果、キャビテーションの発生を一層抑制できる。
【００１０】
本発明の第１構成の熱交換器は、前記第１の液体を前記第２の液体を用いて冷却し、前記第１導入路が、前記導入開口および前記導出開口の少なくとも一方の近接線分上に配置されていることが好ましい。この構成によれば、高温になり易い第１導入路付近の温度を下げることができる。
【００１１】
この場合、前記第１導入路が、前記導出開口の近接線分上に配置されていることがさらに好ましい。第１導入路の近傍および導出開口の近傍は、第２の液体の温度が高くなり、キャビテーションが生じやすい領域であるが、この構成によれば、上述のように第１導入路付近の温度を下げることができるので、キャビテーションの発生を効果的に抑制できる。
【００１２】
本発明の第１構成において、前記第１導入路および前記第１導出路の他方が、前記導入開口および前記導出開口の他方の近接線分上に配置されていることが好ましい。この構成によれば、第１導入路および第１導出路の両方とケーシングの周壁との間の隙間が大きくなる。したがって、第２の液体の流速が、第１導入路および第１導出路とケーシングの周壁との間で局部的に上昇するのが抑制され、キャビテーションの発生をさらに抑制できる。
【００１３】
本発明の第１構成の熱換器は前記第１の液体を前記第２の液体を用いて冷却し、前記第１導入路が前記導出開口の近接線分上に配置され、前記第１導出路が前記導入開口の近接線分上に配置されていることが好ましい。この構成によれば、第１導入路および第１導出路の両方とケーシングの周壁との間の隙間が大きくなる。したがって、第２の液体の流速が、第１導入路および第１導出路とケーシングの周壁との間で局部的に上昇するのが抑制され、キャビテーションの発生をさらに抑制できる。また、第２導入路から導入される際に、第２の液体は、比較的低温の第１の液体が流れる第１導出路の近傍を流れるので、第２の液体が急激に高温となることが抑制される。このように、第２の液体が局所的に高温となるのを防ぐことで、全体の熱交換効率を高めることができる。
【００１４】
本発明の第１構成において、前記第１導入路および前記第１導出路の一方が、前記導出開口の近接線分上に配置され、前記積層方向から見て、前記導入開口の中心と前記導出開口の中心とを結ぶ直線が、前記導出開口の中心と前記第１導入路および前記第１導出路の一方の中心とを結ぶ直線とほぼ平行に配置されていることが好ましい。この構成によれば、両直線がほぼ平行となるように導入開口および導出開口が配置されているので、第２の液体の流れが円滑になる。
【００１５】
この場合、前記積層方向から見て、前記導出開口と、前記第１導入路および前記第１導出路の一方の通路との距離が、前記導入開口と、前記第１導入路および前記第１導出路の他方の通路との距離よりも小さく設定されていることが好ましい。この構成によれば、導入開口から前記第１導入路および前記第１導出路の他方の通路までの距離が大きくなるので、第２導入路から第２通路層に導入される際に、第２の液体が第１導入路および前記第１導出路の他方の通路に干渉するのを抑制できる。したがって、第２の液体の流れが円滑になる。
【００１６】
本発明の第２構成に係る熱交換器は、前記第１導入路および前記第１導出路の一方が前記導入開口および前記導出開口の一方に対向する領域に配置され、前記導入開口および前記導出開口の他方が、前記第１導入路および前記第１導出路の他方に対向する領域に配置されている。この構成によれば、第１導入路と第１導出路との間の距離を確保しつつ、第１導入路および第１導出路の両方とケーシングの周壁との間の隙間が大きくなる。したがって、第１および第２の液体の流速が局部的に上昇するのが抑制され、キャビテーションの発生を抑制できる。しかも、ケーシングの形状を変更する必要がないので、製造コストの増加も抑制できる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の熱交換器によれば、第２の液体の流速が局部的に上昇するのが抑制され、キャビテーションの発生を抑制できる。しかも、ケーシングの形状を変更する必要がないので、製造コストの増加も抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る熱交換器の一種であるオイルクーラを示す正面図である。
【図２】同オイルクーラを示す側面図である。
【図３】図１のIII-III線に沿う断面図である。
【図４】図３のIV-IV線に沿う断面図である。
【図５】同オイルクーラにおけるオイル通路と冷却水出入口の位置関係の一例を示す断面図である。
【図６】同オイル通路と冷却水出入口の位置関係の別の例を示す断面図である。
【図７】同オイル通路と冷却水出入口の位置関係のさらに別の例を示す断面図である。
【図８】同オイル通路と冷却水出入口の位置関係のさらに別の例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１〜図４は本発明の第１実施形態に係る熱交換器の一種であるオイルクーラを示す。図１はオイルクーラの正面図、図２は図１の矢印II方向から見たオイルクーラの側面図、図３は図１のIII-III線に沿うオイルクーラの縦断面図、図４は図３のIV-IV線に沿う横断面図である。
【００２０】
このオイルクーラ１は、第１の液体であるエンジンのオイルＯＬと第２の液体である冷却水Ｗとの間で熱交換を行う熱交換器である。詳細には、オイルクーラ１は、第１の液体であるオイルＯＬを第２の液体である冷却水Ｗを用いて冷却する。
【００２１】
オイルクーラ１は、例えば自動二輪車のエンジンに用いられ、図３に示すエンジンケースＥＣに取付けられるケーシング２と、ケーシング２に収容される熱交換コア４とを備えている。熱交換コア４はアルミニウム合金製である。オイルクーラ１は、エンジンケースＥＣの前面または側面に取り付けられる。
【００２２】
ケーシング２は、円筒状の側壁部２ａの軸方向一端が端壁部２ｂで閉じられた有底円筒状である。側壁部２ａと端壁部２ｂは一体であっても、別体であってもよい。側壁部２ａの他端部に、オイルチャンバプレート６が嵌合されている。さらに、側壁部２ａの他端部に、オイルチャンバプレート６に当接する取付プレート８が溶接により固着されている。この取付プレート８がエンジンケースＥＣに複数個、本実施形態では４個のボルト１０で締結されている。エンジンケースＥＣと取付プレート１０との間には、環状のシール部材１２が介装されている。
【００２３】
熱交換コア４は、所定形状の凹凸を有するようにしてプレス成形されて相互に結合される第１および第２コア板１４，１６がケーシング２の軸線方向に複数個積層されて構成されている。この熱交換コア４は、ケーシング２の端壁部２ｂとオイルチャンバプレート６との間に配置されている。
【００２４】
熱交換コア４は、ケーシング２における側壁部２ａの軸線ＡＸに沿って互いに平行に延びるオイル導入路１８およびオイル導出路２０と、オイル導入路１８およびオイル導出路２０の間でオイルＯＬの受け渡しをする複数のオイル通路層２２とを有している。つまり、オイル通路層２２が第１の液体（オイルＯＬ）の流れる第１通路層を構成し、オイル導入路１８がオイル通路層２２に第１の液体を導入する第１導入路を構成し、オイル導出路２０がオイル通路層２２から第１の液体を導出する第１導出路を構成する。オイル導入路１８およびオイル導出路２０は、側壁部２ａの軸線ＡＸ方向から見て、熱交換コア４の外周縁４ａよりも内側に形成されている。また、オイル導入路１８の中心１８ａとオイル導出路２０の中心２０ａとは、ケーシング２の中心Ｏ１に対して点対称な位置にある。
【００２５】
ケーシング２内で、オイル通路層２２の周囲には冷却水路２４が形成されている。熱交換コア４に、オイル導入路１８、オイル通路層２２およびオイル導出路２０に臨んで複数の第１インナーフィン２６が立設されている。さらに、後述する冷却水路層５０に、冷却水路２４に臨んで複数の第２インナーフィン２８が立設されている。これにより、オイルＯＬを効果的に冷却することができる。
【００２６】
オイルチャンバプレート６に、オイル導入路１８に通じる入口孔３０と、オイル導出路２０に通じる出口孔３２とが設けられている。一方、取付プレート８に、エンジンケースＥＣに設けられた第１オイル通路３４を入口孔３０に連通させる入口側連通孔３６と、エンジンケースＥＣに設けられた第２オイル通路３８を出口孔３２に連通させる出口側連通孔４０とが設けられている。このように、オイルＯＬの入口である入口側連通孔３６と、出口である出口側連通孔４０がケーシング２の一端面に連通している。これにより、ケーシング２の一端面をエンジンケースＥＣに取り付けて、エンジンのオイル通路３４，３８に連通できる。
【００２７】
ケーシング２の側壁部２ａに、冷却水路２４に通じる冷却水入口通路４１を形成する入口管４２と、冷却水路２４に通じる冷却水出口通路４３を形成する出口管４４とが接続されている。図４に示すように、冷却水路２４は、冷却水入口通路４１に連通する冷却水導入路４６と、冷却水出口通路４３に連通する冷却水導出路４８と、冷却水導入路４６および冷却水導出路４８の間で冷却水Ｗの受け渡しをする複数の冷却水路層５０とを有している。
【００２８】
つまり、冷却水路層５０が、第２の液体（冷却水Ｗ）が流れる第２通路層を構成し、冷却水導入路４６が、第２通路層５０に第２の液体を導入する第２導入路を構成し、冷却水導出路４８が第２通路層から第２の液体を導出する第２導出路を構成している。
【００２９】
このように、熱交換コア４には、オイル通路層２２と冷却水路層５０とが、互いの液体同士が混合しない状態で、交互に複数積層されている。オイル通路層２２および冷却水路層５０は円盤状である。これらオイル通路層２２および冷却水路層５０が積層される図３の積層方向Ｄ１は、ケーシング２の軸線、つまり側壁部２ａの軸線ＡＸに一致している。図４に示す冷却水導入路４６および冷却水導出路４８は、ケーシング２の内周面と熱交換コア４の外周面との間に形成されている。
【００３０】
冷却水路層５０の外周は開放されている。冷却水導入路４６の径方向内側に対向した部分が導入開口４５となり、冷却水導出路４８の径方向内側に対向した部分が導出開口５５となっている。熱交換コア４の外周縁４ａに、冷却水路層５０と冷却水導入路４６とを連通させる導入開口４５と、冷却水路層５０と冷却水導出路４８とを連通させる導出開口５５とが積層方向Ｄ１に偏位して形成されている。導入開口４５および導出開口５５は、熱交換コア４の外周縁４ａにおける冷却水導入路４６および冷却水導出路４８に臨む部分に、周方向に延びてそれぞれ形成されている。導入開口４５および導出開口５５は、周方向に延びる単一の開口であってもよく、周方向に区切られた複数の開口であってもよい。
【００３１】
ケーシング２の内部では、オイルＯＬと冷却水Ｗとが混合しないように、封止壁が形成されている。具体的には、冷却水路層５０におけるオイル導入路１８およびオイル導出路２０が形成される個所には、環状の第１および第２封止壁１９，２１がそれぞれ形成されている。つまり、第１および第２封止壁１９，２１により、冷却水路層５０内にオイル導入路１８およびオイル導出路２０がそれぞれ形成される。これら第１および第２封止壁１９，２１により、冷却水路層５０内でオイルＯＬと冷却水Ｗとの混合を防ぐ。
【００３２】
また、オイル通路層２２の外周縁に、第３封止壁２３が形成されている。この第３封止壁２３により、オイル通路層２２内のオイルＯＬと、冷却水導入路４６および冷却水導出路４８を流れる冷却水Ｗとの混合を防ぐ。各冷却水路層５０内において、冷却水Ｗは、ケーシング２の周壁２ａ、第１および第２封止壁１９，２１の間を流れる。したがって、これらの壁の隙間の狭い部分で、流速が大きな領域が存在する。
【００３３】
冷却水導入路４６および冷却水導出路４８が積層方向Ｄ１に延びているので、ケーシング２内を流れる冷却水Ｗの量が増える。換言すれば、熱交換コア４全体の積層方向Ｄ１の寸法が大きくなるので、熱交換効果が向上する。
【００３４】
前記入口管４２および出口管４４は、周方向に間隔を開けてケーシング２の側壁部２ａに接続されている。本実施形態では、入口管４２および出口管４４は、積層方向Ｄ１からみた各軸心Ｃ１，Ｃ２のなす角度のうち鋭角側となる角度θ（図１）が約３０°となる位置に配置されている。この角度θは、３０°未満、例えば、０〜２０°程度でもよい。図２に示すように、出口管４４が入口管４２よりも取付プレート８に近い側に配置されている。各軸心Ｃ１，Ｃ２は、ケーシング２のＯ１を通って、ケーシング２の径方向に延びている。
【００３５】
また、図４に示すケーシング２の側壁部２ａに、外側に膨らんだ第１および第２膨出部５２、５４が周方向に離間して形成されている。この第１膨出部５２に、入口管４２、すなわち冷却水入口通路４１が接続されており、第２膨出部５４に、出口管４４、すなわち冷却水出口通路４３が接続されている。
【００３６】
図２に示すように、第１および第２膨出部５２、５４は外面が平坦面となっている。出口管４４は、ケーシング２の側壁部２ａに加締め加工により加締め部４４ａを形成することで連結されている。このため、ケーシング２の側壁部２ａに、加締め加工の台座となる平坦面が必要となる。入口管４２も同様の方法で加締め部４２ａによりケーシング２に連結される。本実施形態では、このような構造上必要な形状である平坦な外面５２ａ，５４ａを持つ第１および第２膨出部５２、５４で形成された空間により、図４に示す冷却水導入路４６および冷却水導出路４８がそれぞれ形成されている。換言すれば、ケーシング２における冷却水導入路４６および冷却水導出路４８が形成される部分が、積層方向Ｄ１と直交する方向に膨出している。
【００３７】
第１および第２膨出部５２、５４は、積層方向Ｄ１と直交する方向に膨出している。第２膨出部５４は、オイル導入路１８の径方向外側に形成されている。一方、第１膨出部５２は、オイル導出路２０の径方向外側で、若干周方向にずれた位置に形成されている。各膨出部５２，５４の積層方向Ｄ１の寸法は、入口管４２および出口管４４の外形よりも大きい。これにより、冷却水導入路４６および冷却水導出路４８内での冷却水Ｗの流速の偏りを抑制できる。その結果、各膨出部５２，５４の径方向内側に配置されたオイル導出路２０およびオイル導入路１８と、ケーシング２の周壁２ａとの間を通過する冷却水Ｗの速度が上昇するのを抑制できる。
【００３８】
上述のように、ケーシング２の周壁２ａにおける各膨出部５２、５４が形成される部分は、平坦面となっている。各平坦面は、入力管４２の軸心Ｃ１および出力管４４の軸心Ｃ２に直交する。各膨出部５２、５４の積層方向Ｄ１から見た横断面形状は、平坦面から径方向内側に向かって周方向に広がるように傾斜している。換言すれば、各膨出部５２，５４の周方向両端に、それぞれ傾斜面が形成される。各傾斜面は、平坦面から径方向内側に向かって互いに離間するように延びている。
【００３９】
オイル導入路１８が、積層方向Ｄ１からみて、導出開口５５の近接線分上に配置されている。ここで、「導出開口５５の近接線分上に配置される」とは、図４に示すように、積層方向Ｄ１から見て、導出開口５５の周方向中心５５ａと冷却水路層５０の中心５０ａ、すなわちケーシング２の中心Ｏ１とを結ぶ線分Ｌｓ上に、オイル導入路１８の一部が位置していることをいう。導出開口５５が周方向に並ぶ複数の開口で構成されている場合、導出開口５５の周方向中心５５ａは、複数の開口を一つの開口とみなした場合の周方向中心をいう。本実施形態では、積層方向Ｄ１からみて、オイル導入路１８の中心１８ａが線分Ｌｓ上に位置している。
【００４０】
また、本実施形態では、オイル導出路２０の一部は、積層方向Ｄ１から見て、導入開口４５の周方向中心４５ａと冷却水路層５０の中心５０ａとを結ぶ近接線分上に位置していないが、オイル導出路２０の一部が導入開口４５の近接線分上に位置するように配置してもよい。なお、いずれの場合も、熱交換効率を確保するために、オイル導入路１８とオイル導出路２０との間の距離を大きくすることが好ましい。
【００４１】
本実施形態のオイル導入路１８は導出開口５５に対向する領域に配置され、オイル導出路２０部は導入開口４５に対向する領域に配置されている。ここで、「対向する領域に配置される」とは、以下の領域Ｒ１〜Ｒ４内に少なくとも一部が配置されることを含む。
【００４２】
図５に示すように、膨出部５２，５４の周方向一端部５２ｂ，５４ｂとケーシング２の中心Ｏ１とを結ぶ第１仮想面Ｓ１と、膨出部５２，５４の周方向他端部５２ｃ，５４ｃとケーシング２の中心Ｏ１とを結ぶ第２仮想面Ｓ２とで囲まれた領域Ｒ１に、オイル導入路１８の少なくとも一部およびオイル導出路２０の少なくとも一部が配置されている。この実施形態では、領域Ｒ１に、オイル導入路１８の全体とオイル導出路２０の一部とが配置されている。この場合も、熱交換効率を確保するために、オイル導入路１８とオイル導出路２０との間の距離を大きくすることが好ましい。
【００４３】
また、図６に示すように、膨出部５２，５４の周方向一端部５２ｂ，５４ｂから対応する入力管４２または出力管４４の軸心Ｃ１，Ｃ２と平行に延びる第３仮想面Ｓ３と、膨出部５２，５４の周方向他端部５２ｃ，５４ｃから対応する入力管４２または出力管４４の軸心Ｃ１，Ｃ２と平行に延びる第４仮想面Ｓ４とで囲まれた領域Ｒ２に、オイル導入路１８の少なくとも一部およびオイル導出路２０の少なくとも一部が配置されている。領域Ｒ２は、導入開口４５および導出開口５５とケーシング２の中心Ｏ１との間の領域である。この実施形態では、領域Ｒ２に、オイル導入路１８の全体とオイル導出路２０の一部とが配置されている。この場合も、熱交換効率を確保するために、オイル導入路１８とオイル導出路２０との間の距離を大きくすることが好ましい。
【００４４】
さらに、図７に示すように、導入開口４５の中心４５ａおよび導出開口５５の中心５５ａからケーシング２の半径Ｒｃの１／２の範囲内の領域Ｒ３に、オイル導入路１８の少なくとも一部およびオイル導出路２０の少なくとも一部が配置されている。同領域Ｒ３に、オイル導入路１８およびオイル導出路２０の中心１８ａ，２０ａが配置されるようにしてもよい。この実施形態では、領域Ｒ３に、オイル導入路１８の全体とオイル導出路２０の一部とが配置されている。
【００４５】
また、図８に示すように、ケーシング２の中心Ｏ１を中心として、入力管４２または出力管４４の軸心Ｃ１，Ｃ２から周方向両側に４５°回動させた中心角βが９０°の扇形の領域Ｒ４に、オイル導入路１８の少なくとも一部およびオイル導出路２０の少なくとも一部が配置されている。この実施形態では、領域Ｒ４に、オイル導入路１８の全体とオイル導出路２０の全体とが配置されている。領域Ｒ４を形成する扇形の中心角βは４５°であることがより好ましい。この場合も、熱交換効率を確保するために、オイル導入路１８とオイル導出路２０との間の距離を大きくすることが好ましい。
【００４６】
上述の図５〜８では、オイル導入路１８が導出開口５５に対向する領域に配置され、オイル導出路２０部が導入開口４５に対向する領域に配置されているが、オイル導入路１８を導入開口４５に対向する領域に配置し、オイル導出路２０部を導出開口５５に対向する領域に配置してもよい。
【００４７】
図４の導入開口４５の中心４５ａと導出開口５５の中心５５ａとを結ぶ直線Ｌ１と、導出開口５５の中心５５ａとオイル導入路１８の軸心１８ａとを結ぶ直線Ｌ２がほぼ平行となるように、冷却水導出路４８、オイル導入路１８および冷却水出口通路４３が配置されている。ここで、「ほぼ平行」とは、例えば、両直線Ｌ１，Ｌ２のなす角度αが、３０°以下であることをいう。角度αは２０°以下が好ましく、本実施形態では、角度αは約１５°である。また、軸方向Ｄ１から見た導出開口５５とオイル導入路１８との径方向距離ｄ１が、導入開口４５とオイル導出路２０との径方向距離ｄ２よりも小さく設定されている。
【００４８】
換言すれば、直線Ｌ１と直線Ｌ２とは互いに沿うように延びている。これにより、導入開口４５から冷却水通路層５０に導入された冷却水Ｗが、オイル導入路１８をよけて円滑に導出開口５５に向かって流れる。
【００４９】
オイル導入路１８の外壁の径方向外側端１８ｂとオイル導出路２０の外壁の径方向外側端２０ｂは、オイル通路層２２の中心であるケーシング２の中心Ｏ１から、オイル通路層２２の半径の０．７５倍以上０．８倍以下の位置にある。これによって、オイル通路層２２内でのオイルＯＬの均一な分布が得られやすく、冷却効果が向上しやすい。０．７５倍未満であると、オイル導入路１８とオイル導出路２０が近く、熱交換可能な面積が小さくなって熱交換が促進されにくい。一方、０．８倍を超えると、オイル導入路１８およびオイル導出路２０とケーシング２の側壁部２ａとの間隙が狭くなり、この間隙を通る冷却水Ｗの流速が局部的に上昇する可能性がある。
【００５０】
つぎに、このオイルクーラ１の作用について説明する。エンジンが始動すると、図３のオイルＯＬおよび冷却水Ｗがオイルクーラ１に供給される。オイルＯＬは、エンジンケースＥＣの第１オイル通路３４から入口側連通孔３６を通ってケーシング２内に供給される。ケーシング２内に流入したオイルＯＬは、入口孔３０からオイル導入路１８を通って軸方向Ｄ１に流れ、各オイル通路層２２に供給される。
【００５１】
各オイル通路層２２を通過したオイルＯＬは、オイル導出路２０を軸方向Ｄ１に流れて出口孔３２から、ケーシング２の外部に流出される。ケーシング２から流出したオイルＯＬは、出口側連通孔４０を介して、エンジンケースＥＣの第２オイル通路３８からエンジンに戻される。
【００５２】
一方、冷却水Ｗは、冷却水入口通路４１からケーシング２内に流入し、冷却水導入路４６を通って軸方向Ｄ１に流れ、各冷却水路層５０に供給される。各冷却水路層５０を通過した冷却水Ｗは、冷却水導出路４８を軸方向Ｄ１に流れて冷却水出口通路４３から、ケーシング２の外部に流出される。各オイル通路層２２を流れるオイルＯＬと、各冷却水路層５０を流れる冷却水Ｗとの間で熱交換が行われる。詳細には、オイルＯＬが冷却水Ｗにより冷却される。
【００５３】
オイルクーラでは、オイル導入通路１８とオイル導出通路２０との間の距離を大きくする方が、熱交換可能な面積が増え、熱交換が促進される。しかしながら、両通路１８，２０間の距離を大きくすると、オイル導入通路１８またはオイル導出通路２０とケーシング２の周壁２ａとの間隙が狭くなり、この狭い間隙を冷却水Ｗが流通する際に、冷却水Ｗの流速が局部的に増大する。このように流速が局部的に増大すると、周りよりも圧力が低い部分が発生し、そのような部分でキャビテーションが発生する。キャビテーションが発生すると、材料表面が劣化して減肉するエロージョンに至る可能性もある。特に、流通するオイルＯＬの温度が比較的高いオイル導入通路１８の近傍ではキャビテーションが発生しやすい。
【００５４】
上記構成によれば、図４に示すオイル導入路１８が、導出開口５５の近接線分Ｌｓ上に配置されている。これにより、オイル導入路１８とオイル導出路２０との間の距離を大きくした場合でも、オイル導入路１８とケーシング２の側壁部２ａとの間の隙間が大きくなる。したがって、このような隙間を通る冷却水Ｗの流速が局部的に上昇するのが抑制され、キャビテーションの発生を抑制できる。しかも、ケーシング２の形状を変更する必要がないので、製造コストの増加も抑制できる。
【００５５】
オイル導入路１８の近傍および導出開口５５の近傍は、冷却水Ｗの温度が高くなり、キャビテーションが生じやすい領域であるが、このようなキャビテーションが生じやすい領域において、流速が上昇するのを抑えて、キャビテーションの発生を抑制できる。
【００５６】
本実施形態では、熱交換コア４はアルミニウム製である。アルミニウム製にすると、軽量化を達成できるが、反面、キャビテーションが起こると、エロージョンに至る可能性がある。上記構成では、キャビテーションの発生が抑制されるので、アルミニウム製の熱交換コア４を用いても、エロージョンを抑制できる。その結果、軽量化の達成と、キャビテーションおよびエロージョンの抑制を両立できる。
【００５７】
また、オイル導入路１８が導出開口５５に対向する領域に配置され、オイル導出路２０部が導入開口４５に対向する領域に配置されている。つまり、オイル導入路１８が導出開口５５の近接線分Ｌｓ上に配置されているのに加え、オイル導出路２０の一部が、図５の領域Ｒ１、図６の領域Ｒ２および図３の領域Ｒ３内に位置している。したがって、オイル導入路１８とオイル導出路２０との間の距離を大きくしつつ、オイル導出路２０とケーシング２の側壁部２ａとの間の隙間も大きくなって、このような隙間を通る冷却水Ｗの流速が上昇するのを抑制できる。その結果、キャビテーションの発生をさらに抑制できる。
【００５８】
ケーシング２の側壁部２ａに、積層方向Ｄ１と直交する方向に膨出する第１および第２膨出部５２，５４が形成され、冷却水導入路４６および冷却水導出路４８が、第１および第２膨出部５２，５４にそれぞれ形成されている。これにより、オイル導入路１８およびオイル導出路２０を、導出開口５５および導入開口４５の近傍にそれぞれ配置して、両通路１８，２０間の距離を大きくした場合でも、オイル導入路１８およびオイル導出路２０とケーシング２の側壁部２ａとの隙間を大きくできる。その結果、キャビテーションの発生を一層抑制できる。
【００５９】
第１および第２膨出部５２，５４は、熱交換コア４の外周面とケーシング２の内周面との隙間が小さい場合に、ケーシング２の側壁部２ａに入口管４２および出口管４４を連結するのを容易化する形状であり、そのような形状を利用することで、ケーシング２に別途膨出部を設けることなく、オイル導入路１８およびオイル導出路２０とケーシング２の側壁部２ａとの隙間を大きくできる。したがって、ケーシング２の形状が簡単になる。
【００６０】
導入開口４５の中心４５ａと、導出開口５５の中心５５ａとを結ぶ直線Ｌ１が、導出開口５５の中心５５ａとオイル導入路１８の中心とを結ぶ直線Ｌ２とほぼ平行となっている。導出開口５５の近傍は、冷却水Ｗの温度が高くなり、キャビテーションが生じやすい領域であるが、この構成により、このようなキャビテーションが生じやすい領域において、キャビテーションの発生を効果的に抑制できる。また、両直線Ｌ１，Ｌ２がほぼ平行となるように導入開口４５および導出開口５５が配置されているので、冷却水路層５０内の冷却水Ｗの流れが円滑になる。その結果、オイルクーラの熱交換効率が向上する。
【００６１】
導出開口５５とオイル導入路１８との距離ｄ１が、導入開口４５とオイル導出路２０との距離ｄ２よりも小さく設定されている。これにより、導入開口４５から冷却水路層５０に導入される際に、冷却水Ｗがオイル導出路２０に干渉するのを抑制できるので、冷却水Ｗの流れが円滑になる。その結果、オイルクーラの熱交換効率が向上する。
【００６２】
オイル導出路２０を導入開口４５の近接線分上に配置すれば、オイル導出路２０とケーシング２の側壁部２ａとの隙間も大きくなるので、冷却水の流速が局部的に上昇するのが一層抑制され、キャビテーションの発生をさらに抑制できる。
【００６３】
この場合、導入開口４５から導入される際に、比較的低温の冷却水Ｗが、熱交換後の比較的低温のオイルＯＬが流れるオイル導出路２０の近傍を流れることになる。一方、導出開口５５から導出される際に、比較的高温の冷却水Ｗが、熱交換前の比較的高温のオイルＯＬが流れるオイル導入路１８の近傍を流れる。これにより、オイルＯＬと冷却水Ｗとの温度差が一定に確保されて、全体の熱交換効率を高めやすい。
【００６４】
本発明の熱交換器は、第１導入路１８および第１導出路２０の少なくとも一方の一部が、導入開口４５および導出開口５５の少なくとも一方の近接線分上に配置されていればよい。例えば、上記実施形態において、第１導入路１８の一部を導入開口４５の近接線分上に配置し、第１導出路２０の一部を導出開口５５の近接線分上に配置してもよい。また、通路１８，２０の両方が開口４５，５５の近接線分上に配置されてもよい。
【００６５】
図７に示すように、オイル導入路１８の中心１８ａが、導出開口５５の中心５５ａとケーシング２の中心Ｏ１とを結ぶ線分Ｌ３に近接する近接度合いは、オイル導出路２０の中心２０ａが、導入開口４５の中心４５ａとケーシング２の中心Ｏ１とを結ぶ線分Ｌ４に近接する近接度合いよりも大きい。つまり、オイル導入路１８の中心１８ａが直線Ｌ３により近接配置されている。特に、オイル導入路１８での近接度合いが、オイル導出路２０での近接度合いよりも大きいのが好ましく、導出開口５５付近での近接度合いが、導入開口４５付近での近接度合いよりも大きいのが好ましい。
【００６６】
また、線分Ｌ３，Ｌ４と熱交換コア４の外縁とで構成される２つの扇形の領域Ａ１，Ａ２のうち、面積の大きい方の扇形の領域Ａ２に、オイル導入路１８およびオイル導出路２０のうち近接度合いの小さい方の通路（本実施形態では、オイル導出路２０）が配置されるのが好ましい。これにより、近接度合いの小さい方の通路（本実施形態では、オイル導出路２０）と、ケーシング２の周壁２ａとの隙間を大きくしやすい。
【００６７】
本発明は、以上の実施形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で、種々の追加、変更または削除が可能である。上記実施形態では、熱交換器としてオイルクーラ１を説明しているが、本発明の熱交換器はこれに限定されず、例えば、ＡＴＦ（オートマチック・トランスミッション・フルード）、オイルウォーマ等であってもよい。また、第１および第２の液体は、オイル−冷却水だけでなく、オイル−オイル、水−冷却水であってもよい。さらに、熱交換コア４はアルミニウム合金に限定されず、例えば、鉄製であってもよい。したがって、そのようなものも本発明の範囲内に含まれる。
【符号の説明】
【００６８】
１  オイルクーラ（熱交換器）
２  ケーシング
４  熱交換コア
１８  オイル導入路（第１導入路）
２０  オイル導出路（第１導出路）
２２  オイル通路層（第１通路層）
４５  導入開口
４５ａ  導入開口の中心
４６  冷却水導入路（第２導入路）
４８  冷却水導出路（第２導出路）
５０  冷却水路層（第２通路層）
５２  第１膨出部
５４  第２膨出部
５５  導出開口
５５ａ  導出開口の中心
Ｌ１  導出開口の中心とオイル導入路の中心とを結ぶ直線
Ｌ２  導入開口の中心と導出開口の中心とを結ぶ直線
ｄ１  導出開口とオイル導入路との距離
ｄ２  導入開口とオイル導出路との距離
Ｄ１  積層方向
ＯＬ  オイル（第１の液体）
Ｗ  冷却水（第２の液体）
α  直線Ｌ１，Ｌ２のなす角度
【図１】
2017227349.tif 000003
【図２】
2017227349.tif 000004
【図３】
2017227349.tif 000005
【図４】
2017227349.tif 000006
【図５】
2017227349.tif 000007
【図６】
2017227349.tif 000008
【図７】
2017227349.tif 000009
【図８】
2017227349.tif 000010