車両用熱交換器
【課題】第１流出口および第２流出口から気泡を好適に排出して、熱交換効率の低下を抑制することができる車両用熱交換器を提供する。
【解決手段】第１熱交換室４０および第２熱交換室４２は鉛直方向に沿うように配置され、第１流出口３０ａは第１流入口２８ａより上部側に配置され、第２流出口３４ａは第２流入口３２ａより上部側に配置される。そのため、第１流入口２８ａから流入されたオイルＯが第１流出口３０ａから流出されると、オイルＯ内に混在する気泡が、第１熱交換室４０内において、上部側へ浮き上がり、オイルＯの流れと共にオイルＯの気泡が好適に第１流出口３０ａから排出される。また、第２流入口３２ａから流入された冷却水Ｗが第２流出口３４ａから流出されると、冷却水Ｗ内に混在する気泡が、第２熱交換室４２内において、上部側へ浮き上がり、冷却水Ｗの流れと共に冷却水Ｗの気泡が好適に第２流出口３４ａから排出される。
【解決手段】第１熱交換室４０および第２熱交換室４２は鉛直方向に沿うように配置され、第１流出口３０ａは第１流入口２８ａより上部側に配置され、第２流出口３４ａは第２流入口３２ａより上部側に配置される。そのため、第１流入口２８ａから流入されたオイルＯが第１流出口３０ａから流出されると、オイルＯ内に混在する気泡が、第１熱交換室４０内において、上部側へ浮き上がり、オイルＯの流れと共にオイルＯの気泡が好適に第１流出口３０ａから排出される。また、第２流入口３２ａから流入された冷却水Ｗが第２流出口３４ａから流出されると、冷却水Ｗ内に混在する気泡が、第２熱交換室４２内において、上部側へ浮き上がり、冷却水Ｗの流れと共に冷却水Ｗの気泡が好適に第２流出口３４ａから排出される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１液と第２液との間で熱交換を行う車両用熱交換器に関し、特に車両用熱交換器における第１液と第２液との間の熱交換効率を従来に比較して増加させる技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両用熱交換器の一種に、例えば特許文献１乃至３に示すように、第１液が流入される第１流入口およびその第１液が流出される第１流出口と、第２液が流入される第２流入口およびその第２液が流出される第２流出口と、前記第１流入口および前記第１流出口にそれぞれ直接的に連通する複数の層状の第１熱交換室と、その複数の第１熱交換室に隣接した状態でその第１熱交換室の間に積層され、前記第２流入口および第２流出口にそれぞれ直接的に連通する複数の層状の第２熱交換室とを備え、前記第１液と前記第２液との間で熱交換を行うものがある。例えば図６に示すような自動変速機に用いられる作動油(ＡＴＦ：以下、オイルという)を冷却するオイルクーラ１００がそれである。
【０００３】
図６において、オイルクーラ１００は、前記オイルが流入される第１流入口１００ａおよびそのオイルが流出される第１流出口１００ｂと、前記オイルを冷却する冷却水が流入される第２流入口１００ｃおよびその冷却水が流出される第２流出口１００ｄと、第１流入口１００ａおよび第１流出口１００ｂにそれぞれ直接的に連通する図示されていない複数の層状の第１熱交換室と、その複数の第１熱交換室に隣接した状態でその第１熱交換室の間に積層され、第２流入口１００ｃおよび第２流出口１００ｄにそれぞれ直接的に連通する図示されていない複数の層状の第２熱交換室とを備え、例えば前記オイルの熱が前記冷却水に伝達されてそのオイルが冷却されるものである。図６において、一点鎖線の矢印は、第１流入口１００ａから流入された前記オイルがオイルクーラ１００内の第１熱交換室において第１流出口１００ｂから流出する前記オイルの流れを仮想的に示し、二点鎖線の矢印は、第２流入口１００ｃから流入された前記冷却水がオイルクーラ１００内の第２熱交換室において第２流出口１００ｄから流出する前記冷却水の流れを仮想的に示している。
【０００４】
図６に示す矢印Ａは、オイルクーラ１００の車両取付状態における車両上方すなわち鉛直方向の上方を示すものである。オイルクーラ１００は、そのオイルクーラ１００の車両取付状態において、第１流入口１００ａは、第１流出口１００ｂより鉛直方向の上部側に配置され、第２流入口１００ｃは、第２流出口１００ｄより鉛直方向の上部側に配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−５２８４９号公報
【特許文献２】特開平０６−３４１７８６号公報
【特許文献３】特開平０６−２７２５５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記のようなオイルクーラ１００において、第１流入口１００ａから流入される前記オイルおよび第２流入口１００ｃから流入される前記冷却水には、気泡が混在している場合がある。この場合には、オイルクーラ１００内の第１熱交換室において第１流入口１００ａから流入された前記オイルが第１流出口１００ｂから流出されると、そのオイル内に混在する気泡が、その第１熱交換室内において、鉛直方向の下方側へ流れるオイルの流れとは反対に上方側へ浮き上がろうとするので、オイル内に混在する気泡をそのオイルの流れでは第１流出口１００ｂから充分に排出されない。また、オイルクーラ１００内の第２熱交換室においても第２流入口１００ｃが第２流出口１００ｄより鉛直方向の上部側に配置されているので、上記と同様に前記冷却水内に混在する気泡をその冷却水の流れで充分に第２流出口１００ｄから排出されない。
【０００７】
このため、オイルクーラ１００内の第１熱交換室および第２熱交換室に第１流出口１００ｂおよび第２流出口１００ｄから排出されなかった残留気泡１１０が第１熱交換室内および第２熱交換室内における熱交換面積が実質的に減少してオイルクーラ１００内の前記オイルと前記冷却水との間の熱交換効率が低下するという欠点があった。図６において、一点鎖線の楕円は、前記第１熱交換室に残った残留気泡１１０ａを仮想的に示し、二点鎖線の楕円は、前記第２熱交換室に残った残留気泡１１０ｂを仮想的に示している。
【０００８】
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、第１流出口および第２流出口から気泡を好適に排出して、熱交換効率の低下を抑制することができる車両用熱交換器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
かかる目的を達成するための本発明の要旨とするところは、(a) 第１液が流入される第１流入口およびその第１液が流出される第１流出口と、第２液が流入される第２流入口およびその第２液が流出される第２流出口と、前記第１流入口および前記第１流出口にそれぞれ直接的に連通する複数の層状の第１熱交換室と、その複数の第１熱交換室に隣接した状態でその第１熱交換室の間に積層され、前記第２流入口および第２流出口にそれぞれ直接的に連通する複数の層状の第２熱交換室とを備え、前記第１液と前記第２液との間で熱交換を行う車両用熱交換器であって、(b) 前記第１熱交換室および前記第２熱交換室は鉛直方向に沿うように配置され、(c) 前記第１流出口は、前記第１流入口より上部側に配置され、(d) 前記第２流出口は、前記第２流入口より上部側に配置されることにある。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の車両用熱交換器によれば、(b) 前記第１熱交換室および前記第２熱交換室は鉛直方向に沿うように配置され、(c) 前記第１流出口は、前記第１流入口より上部側に配置され、(d) 前記第２流出口は、前記第２流入口より上部側に配置されることにある。 そのため、前記第１熱交換室において前記第１流入口から流入された前記第１液が前記第１流出口から流出されると、その第１液内に混在する気泡が、その第１熱交換室内において、上部側へ浮き上がるので、前記第１液の流れと共にその第１液の気泡が好適に前記第１流出口から排出される。また、前記第２熱交換室において前記第２流入口から流入された前記第２液が前記第２流出口から流出されると、その第２液内に混在する気泡が、その第２熱交換室内において、上部側へ浮き上がるので、前記第２液の流れと共にその第２液の気泡が好適に前記第２流出口から排出される。これによって、前記第１流出口および前記第２流出口から気泡を好適に排出できるので、前記第１熱交換室および前記第２熱交換室に残る残留気泡が従来に比較して減少し、熱交換効率の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】車両に搭載された冷却システムの概略構成を説明するブロック図の一例である。
【図２】図１に示すオイルクーラを拡大した拡大図である。
【図３】図２のオイルクーラをIII矢印方向から見た側面図であり、図２のオイルクーラ内に冷却水を流入させる冷却水流入管とその冷却水流入管から流入された冷却水をオイルクーラから流出させる冷却水流出管とを省略した図である。
【図４】図２のオイルクーラをIV矢印方向から見た側面図であり、図２のオイルクーラ内にオイルを流入させるオイル流入管とそのオイル流入管から流入されたオイルをオイルクーラから流出させるオイル流出管とを省略した図である。
【図５】他の実施例のオイルクーラを説明する図であり、図２に対応する図である。
【図６】従来のオイルクーラの問題点を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は理解を容易とするために適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。
【実施例１】
【００１３】
図１は、車両１０に搭載された冷却システム１２の概略構成を説明するブロック図である。図１において、冷却システム１２は、例えばラジエータ１４、サーモスタット１６、ウォータポンプ１８、ヒータコア２０、及びオイルクーラ（車両用熱交換器）２２を備えている。尚、図１における実線の矢印は冷却水(第２液)Ｗの流れを示し、破線の矢印は自動変速機２４に用いられる作動油（ＡＴＦ：以下、オイル(第１液)Ｏという）の流れを示している。
【００１４】
ラジエータ１４は、車両１０に搭載されたエンジン２６のウォータジャケットの出口２６ａから流出するエンジン２６用の冷却水Ｗを入口１４ａから受け入れ、外気との熱交換によりその冷却水Ｗを冷却し、冷却後の冷却水Ｗを出口１４ｂからサーモスタット１６の入口１６ａへ流出させる。
【００１５】
サーモスタット１６は、例えば冷却水Ｗが所定の温度以上になるまではそのサーモスタット１６の入口１６ａ側の弁を閉じて、入口１６ａから出口１６ｂへの冷却水Ｗの流通を阻止する。一方で、サーモスタット１６は、例えば冷却水Ｗが所定の温度以上になると上記入口１６ａ側の弁を開き、入口１６ａから出口１６ｂへの冷却水Ｗの流通を許容して、その冷却水Ｗを出口１６ｂからウォータポンプ１８へ流出させる。また、サーモスタット１６は、エンジン２６のウォータジャケットのバイパス流路２６ｂを介して流通する冷却水Ｗを入口１６ｃから受け入れ、その冷却水Ｗを出口１６ｂからウォータポンプ１８へ流出させる。また、サーモスタット１６は、ヒータコア２０を介した冷却水Ｗを入口１６ｄから受け入れ、その冷却水Ｗを出口１６ｂからウォータポンプ１８へ流出させる。
【００１６】
ウォータポンプ１８は、例えばエンジン２６に連結され、ラジエータ１４およびサーモスタット１６を介して冷却水Ｗを吸入し、その冷却水Ｗをエンジン２６のウォータジャケットおよびオイルクーラ２２へ供給して、冷却水Ｗを循環させる。
【００１７】
ヒータコア２０は、エンジン２６のウォータジャケットの出口２６ｃから流出する冷却水Ｗを受け入れ、その冷却水Ｗと空気との間で熱交換を行い、温風を発生する。
【００１８】
オイルクーラ２２は、図１および図２に示すような丸型のオイルクーラであり、自動変速機２４から流出するオイルＯをオイルクーラ２２内に流入させるオイル流入管２８と、そのオイル流入管２８からオイルクーラ２２内に流入されたオイルＯをそのオイルクーラ２２内から流出させるオイル流出管３０と、エンジン２６のウォータジャケットの出口２６ｃから流出した冷却水Ｗをオイルクーラ２２内に流入させる冷却水流入管３２と、その冷却水流入管３２からオイルクーラ２２内に流入された冷却水Ｗをそのオイルクーラ２２内から流出させる冷却水流出管３４とを備え、オイルクーラ２２内に導入されたオイルＯと冷却水Ｗとの間で熱の交換を行うものである。オイルクーラ２２においては、例えば自動変速機２４の暖機中は、エンジン２６により暖められた冷却水ＷからオイルＯへ熱が伝達され、オイルＯが早期に暖められることでその自動変速機２４の暖機が促進されて燃費が向上させられる。一方、暖機後は、自動変速機２４により暖められたオイルＯから冷却水Ｗへ熱が伝達され、オイルＯが冷却されて自動変速機２４が冷却される。
【００１９】
オイルクーラ２２には、図３および図４に示すように、オイル流入管２８、オイル流出管３０、冷却水流入管３２、冷却水流出管３４がそれぞれ液密に取り付けられた円柱形状のコア本体３６と、そのコア本体３６を自動変速機２４に位置固定に取り付けるためにその自動変速機２４に固設された円板状のベースプレート３８とが備えられている。
【００２０】
図３および図４に示すように、コア本体３６には、そのコア本体３６内において、オイル流入管２８内に形成された第１流入口２８ａおよびオイル流出管３０内に形成された第１流出口３０ａにそれぞれ直接的に連通する複数の層状の第１熱交換室４０と、冷却水流入管３２内に形成された第２流入口３２ａおよび冷却水流出管３４内に形成された第２流出口３４ａにそれぞれ直接的に連通する複数の層状の第２熱交換室４２とが積層方向に交互に形成されている。図３および図４に示す２点差線は、第１熱交換室４０および第２熱交換室４２を形成するためにコア本体３６内に形成された平板状の壁部３６ａの一部を示すものである。また、図３および図４に示すように、第２流出口３４ａの径Ｂ２は、第１流出口３０ａの径Ｂ１より大径である。
【００２１】
図２乃至４に示す矢印Ｃ１は、オイルクーラ２２の車両取付状態における車両上方すなわち鉛直方向の上方を示すものである。図３および図４に示すように、オイルクーラ２２内において、第１熱交換室４０および第２熱交換室４２は、鉛直方向に沿うようにすなわち鉛直方向に平行となるように配置され、第１流出口３０ａは、第１流入口２８ａより上部側に配置され、第２流出口３４ａは、第２流入口３２ａより上部側に配置されている。
【００２２】
図３に示すように、オイル流入管２８およびオイル流出管３０には、弾性変形可能な例えば合成ゴム製の第１ホース４４がそれぞれ嵌め着けられ、位置固定ベルト４６によって固定されている。また、オイルクーラ２２の第１熱交換室４０から流出されたオイルＯは第１ホース４４を介して自動変速機２４内に送られるようになっており、オイル流出管３０に嵌め着けられた第１ホース４４の穴４４ａの径Ｄ１は、第１流出口３０ａの径Ｂ１より大径となっている。
【００２３】
図４に示すように、冷却水流入管３２および冷却水流出管３４には、弾性変形可能な例えば合成ゴム製の第２ホース４８がそれぞれ嵌め着けられ、位置固定ベルト５０によって固定されている。また、オイルクーラ２２の第２熱交換室４２から流出された冷却水Ｗは第２ホース４８を介してサーモスタット１６の入口１６ｄに送られるようになっており、冷却水流出管３４に嵌め着けられた第２ホース４８の穴４８ａの径Ｄ２は、第２流出口３４ａの径Ｂ２より大径となっている。
【００２４】
ここで、オイルクーラ２２において、オイルＯおよび冷却水Ｗに気泡が混在している場合における第１熱交換室４０内および第２熱交換室４２内の状態を図２乃至図４を用いて説明する。図２乃至図４において、一点鎖線の矢印Ｏ１は、第１流入口２８ａから流入されたオイルＯが第１熱交換室４０内において第１流出口３０ａから流出するオイルＯの流れを仮想的に示し、二点鎖線の矢印Ｗ１は、第２流入口３２ａから流入された冷却水Ｗが第２熱交換室４２において第２流出口３４ａから流出する冷却水Ｗの流れを仮想的に示すものである。
【００２５】
図２および図３に示すように、第１熱交換室４０において第１流入口２８ａから流入されたオイルＯが第１流出口３０ａから流出されると、第１熱交換室４０内のオイルＯは、その第１熱交換室４０内の上部側へ向かって流れると共に、そのオイルＯ中に混在する気泡も、第１熱交換室４０内の上部側へ浮き上がるので、オイルＯの流れと共にそのオイルＯ内の気泡が第１流出口３０ａから好適に排出され、第１熱交換室４０内に残る残留気泡が従来のオイルクーラに比較して減少する。また、図２に示す一点鎖線の楕円は、オイルＯの流れと共に第１熱交換室４０の上部側に浮き上がってきた気泡５２を仮想的に示すものである。
【００２６】
同様に、第２熱交換室４２において第２流入口３２ａから流入された冷却水Ｗが第２流出口３４ａから流出されると、第２熱交換室４２内の冷却水Ｗは、その第２熱交換室４２内の上部側へ向かって流れると共に、その冷却水Ｗ中に混在する気泡も、第２熱交換室４２内の上部側へ浮き上がるので、冷却水Ｗの流れと共にその冷却水Ｗ内の気泡が第２流出口３４ａから好適に排出され、第２熱交換室４２内に残る残留気泡が従来のオイルクーラに比較して減少する。また、図２に示す二点鎖線の楕円は、冷却水Ｗの流れと共に第２熱交換室４２の上部側に浮き上がってきた気泡５４を仮想的に示すものである。
【００２７】
上述のように、本実施例のオイルクーラ２２によれば、第１熱交換室４０および第２熱交換室４２は鉛直方向に沿うように配置され、第１流出口３０ａは、第１流入口２８ａより上部側に配置され、第２流出口３４ａは、第２流入口３２ａより上部側に配置されることにある。そのため、第１熱交換室４０において第１流入口２８ａから流入されたオイルＯが第１流出口３０ａから流出されると、そのオイルＯ内に混在する気泡が、その第１熱交換室４０内において、上部側へ浮き上がるので、オイルＯの流れと共にそのオイルＯの気泡５２が好適に第１流出口３０ａから排出される。また、第２熱交換室４２において第２流入口３２ａから流入された冷却水Ｗが第２流出口３４ａから流出されると、その冷却水Ｗ内に混在する気泡が、その第２熱交換室４２内において、上部側へ浮き上がるので、冷却水Ｗの流れと共にその冷却水Ｗの気泡５４が好適に第２流出口３４ａから排出される。これによって、第１流出口３０ａおよび第２流出口３４ａから気泡５２、５４を好適に排出できるので、第１熱交換室４０および第２熱交換室４２に残る残留気泡が従来に比較して減少し、熱交換効率の低下を抑制することができる。
【００２８】
また、本実施例のオイルクーラ２２によれば、オイル流出管３０には、複数の第１熱交換室４０から流出されたオイルＯを自動変速機２４内へ送る第１ホース４４が嵌め着けられており、第１ホース４４の穴４４ａの径Ｄ１は、第１流出口３０ａの径Ｂ１より大径である。このため、第１流出口３０ａから排出されたオイルＯに混在する気泡５２がオイル流出管３０内に残ることなく好適に第１ホース４４を介して外部へ送られる。
【００２９】
また、本実施例のオイルクーラ２２によれば、冷却水流出管３４には、複数の第２熱交換室４２から流出された冷却水Ｗをサーモスタット１６の入口１６ｄへ送る第２ホース４８が嵌め着けられており、第２ホース４８の穴４８ａの径Ｄ２は、第２流出口３４ａの径Ｂ２より大径である。このため、第２流出口３４ａから排出された冷却水Ｗに混在する気泡５４が冷却水流出管３４内に残ることなく好適に第２ホース４８を介して外部へ送られる。
【００３０】
また、本実施例のオイルクーラ２２によれば、第２流出口３４ａの径Ｂ２は、第１流出口３０ａの径Ｂ１より大径である。このため、第１熱交換室４０においては、自動変速機２４内にオイルＯに混在する気泡５２が行かないようその第１熱交換室４０内にとどめておくことができる。
【実施例２】
【００３１】
また、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の他の実施例において実施例相互間で共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【００３２】
本実施例のオイルクーラ６０は、そのオイルクーラ６０が角型のオイルクーラである点で実施例１の丸型のオイルクーラ２２と異なりその他の点以外は実施例１のオイルクーラ２２と略同様である。図５は、自動変速機２４に取り付けられた状態のオイルクーラ６０の正面図であり、実施例１の図２に対応する図である。
【００３３】
図５に示す矢印Ｃ２は、オイルクーラ６０の車両取付状態における車両上方すなわち鉛直方向上方を示すものである。オイルクーラ６０内において、実施例１のオイルクーラ２２と同様に第１熱交換室４０および第２熱交換室４２は、鉛直方向に沿うようにすなわち鉛直方向に平行となるように配置され、第１流出口３０ａは第１流入口２８ａより上部側に配置され、第２流出口３４ａは第２流入口３２ａより上部側に配置されている。
【００３４】
以上のように構成されたオイルクーラ６０は、オイルＯおよび冷却水Ｗに気泡が混在していたとしても、実施例１のオイルクーラ２２と同様に、オイルＯ中に混在する気泡５２が、第１熱交換室４０内において上部側へ浮き上がりオイルＯの流れと共に第１流出口３０ａから好適に排出され、且つ、冷却水Ｗの中に混在する気泡５４が、第２熱交換室４２において上部側へ浮き上がり冷却水Ｗの流れと共に第２流出口３４ａから好適に排出される。このため、この角型のオイルクーラ６０によれば実施例１のオイルクーラ２２と略同様の効果を得ることができる。
【００３５】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて説明したが、本発明はその他の態様においても適応される。
【００３６】
たとえば、本実施例のオイルクーラ２２および６０は、丸型および角型のオイルクーラであったが、本実施例のオイルクーラ２２および６０は、様々の形状に適応させることができる。
【００３７】
また、本実施例のオイルクーラ２２および６０は、オイルＯと冷却水Ｗとの間で熱交換を行う自動変速機２４に用いられる作動油(ＡＴＦ)の熱交換器であったが、これに限らず、第１液と第２液との間で熱交換が可能な積層式の車両用熱交換器であれば本発明は適用され得る。例えば、第１液が冷却水(或いはエンジンオイル)であり第２液がエンジンオイル(或いは冷却水)である積層式の車両用熱交換器などであっても良い。
【００３８】
その他一々例示はしないが、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
【符号の説明】
【００３９】
２２、６０：オイルクーラ(車両用熱交換器)
２８ａ：第１流入口
３０ａ：第１流出口
３２ａ：第２流入口
３４ａ：第２流出口
４０：第１熱交換室
４２：第２熱交換室
Ｏ：オイル(第１液)
Ｗ：冷却水(第２液)
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１液と第２液との間で熱交換を行う車両用熱交換器に関し、特に車両用熱交換器における第１液と第２液との間の熱交換効率を従来に比較して増加させる技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両用熱交換器の一種に、例えば特許文献１乃至３に示すように、第１液が流入される第１流入口およびその第１液が流出される第１流出口と、第２液が流入される第２流入口およびその第２液が流出される第２流出口と、前記第１流入口および前記第１流出口にそれぞれ直接的に連通する複数の層状の第１熱交換室と、その複数の第１熱交換室に隣接した状態でその第１熱交換室の間に積層され、前記第２流入口および第２流出口にそれぞれ直接的に連通する複数の層状の第２熱交換室とを備え、前記第１液と前記第２液との間で熱交換を行うものがある。例えば図６に示すような自動変速機に用いられる作動油(ＡＴＦ：以下、オイルという)を冷却するオイルクーラ１００がそれである。
【０００３】
図６において、オイルクーラ１００は、前記オイルが流入される第１流入口１００ａおよびそのオイルが流出される第１流出口１００ｂと、前記オイルを冷却する冷却水が流入される第２流入口１００ｃおよびその冷却水が流出される第２流出口１００ｄと、第１流入口１００ａおよび第１流出口１００ｂにそれぞれ直接的に連通する図示されていない複数の層状の第１熱交換室と、その複数の第１熱交換室に隣接した状態でその第１熱交換室の間に積層され、第２流入口１００ｃおよび第２流出口１００ｄにそれぞれ直接的に連通する図示されていない複数の層状の第２熱交換室とを備え、例えば前記オイルの熱が前記冷却水に伝達されてそのオイルが冷却されるものである。図６において、一点鎖線の矢印は、第１流入口１００ａから流入された前記オイルがオイルクーラ１００内の第１熱交換室において第１流出口１００ｂから流出する前記オイルの流れを仮想的に示し、二点鎖線の矢印は、第２流入口１００ｃから流入された前記冷却水がオイルクーラ１００内の第２熱交換室において第２流出口１００ｄから流出する前記冷却水の流れを仮想的に示している。
【０００４】
図６に示す矢印Ａは、オイルクーラ１００の車両取付状態における車両上方すなわち鉛直方向の上方を示すものである。オイルクーラ１００は、そのオイルクーラ１００の車両取付状態において、第１流入口１００ａは、第１流出口１００ｂより鉛直方向の上部側に配置され、第２流入口１００ｃは、第２流出口１００ｄより鉛直方向の上部側に配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−５２８４９号公報
【特許文献２】特開平０６−３４１７８６号公報
【特許文献３】特開平０６−２７２５５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記のようなオイルクーラ１００において、第１流入口１００ａから流入される前記オイルおよび第２流入口１００ｃから流入される前記冷却水には、気泡が混在している場合がある。この場合には、オイルクーラ１００内の第１熱交換室において第１流入口１００ａから流入された前記オイルが第１流出口１００ｂから流出されると、そのオイル内に混在する気泡が、その第１熱交換室内において、鉛直方向の下方側へ流れるオイルの流れとは反対に上方側へ浮き上がろうとするので、オイル内に混在する気泡をそのオイルの流れでは第１流出口１００ｂから充分に排出されない。また、オイルクーラ１００内の第２熱交換室においても第２流入口１００ｃが第２流出口１００ｄより鉛直方向の上部側に配置されているので、上記と同様に前記冷却水内に混在する気泡をその冷却水の流れで充分に第２流出口１００ｄから排出されない。
【０００７】
このため、オイルクーラ１００内の第１熱交換室および第２熱交換室に第１流出口１００ｂおよび第２流出口１００ｄから排出されなかった残留気泡１１０が第１熱交換室内および第２熱交換室内における熱交換面積が実質的に減少してオイルクーラ１００内の前記オイルと前記冷却水との間の熱交換効率が低下するという欠点があった。図６において、一点鎖線の楕円は、前記第１熱交換室に残った残留気泡１１０ａを仮想的に示し、二点鎖線の楕円は、前記第２熱交換室に残った残留気泡１１０ｂを仮想的に示している。
【０００８】
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、第１流出口および第２流出口から気泡を好適に排出して、熱交換効率の低下を抑制することができる車両用熱交換器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
かかる目的を達成するための本発明の要旨とするところは、(a) 第１液が流入される第１流入口およびその第１液が流出される第１流出口と、第２液が流入される第２流入口およびその第２液が流出される第２流出口と、前記第１流入口および前記第１流出口にそれぞれ直接的に連通する複数の層状の第１熱交換室と、その複数の第１熱交換室に隣接した状態でその第１熱交換室の間に積層され、前記第２流入口および第２流出口にそれぞれ直接的に連通する複数の層状の第２熱交換室とを備え、前記第１液と前記第２液との間で熱交換を行う車両用熱交換器であって、(b) 前記第１熱交換室および前記第２熱交換室は鉛直方向に沿うように配置され、(c) 前記第１流出口は、前記第１流入口より上部側に配置され、(d) 前記第２流出口は、前記第２流入口より上部側に配置されることにある。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の車両用熱交換器によれば、(b) 前記第１熱交換室および前記第２熱交換室は鉛直方向に沿うように配置され、(c) 前記第１流出口は、前記第１流入口より上部側に配置され、(d) 前記第２流出口は、前記第２流入口より上部側に配置されることにある。 そのため、前記第１熱交換室において前記第１流入口から流入された前記第１液が前記第１流出口から流出されると、その第１液内に混在する気泡が、その第１熱交換室内において、上部側へ浮き上がるので、前記第１液の流れと共にその第１液の気泡が好適に前記第１流出口から排出される。また、前記第２熱交換室において前記第２流入口から流入された前記第２液が前記第２流出口から流出されると、その第２液内に混在する気泡が、その第２熱交換室内において、上部側へ浮き上がるので、前記第２液の流れと共にその第２液の気泡が好適に前記第２流出口から排出される。これによって、前記第１流出口および前記第２流出口から気泡を好適に排出できるので、前記第１熱交換室および前記第２熱交換室に残る残留気泡が従来に比較して減少し、熱交換効率の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】車両に搭載された冷却システムの概略構成を説明するブロック図の一例である。
【図２】図１に示すオイルクーラを拡大した拡大図である。
【図３】図２のオイルクーラをIII矢印方向から見た側面図であり、図２のオイルクーラ内に冷却水を流入させる冷却水流入管とその冷却水流入管から流入された冷却水をオイルクーラから流出させる冷却水流出管とを省略した図である。
【図４】図２のオイルクーラをIV矢印方向から見た側面図であり、図２のオイルクーラ内にオイルを流入させるオイル流入管とそのオイル流入管から流入されたオイルをオイルクーラから流出させるオイル流出管とを省略した図である。
【図５】他の実施例のオイルクーラを説明する図であり、図２に対応する図である。
【図６】従来のオイルクーラの問題点を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は理解を容易とするために適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。
【実施例１】
【００１３】
図１は、車両１０に搭載された冷却システム１２の概略構成を説明するブロック図である。図１において、冷却システム１２は、例えばラジエータ１４、サーモスタット１６、ウォータポンプ１８、ヒータコア２０、及びオイルクーラ（車両用熱交換器）２２を備えている。尚、図１における実線の矢印は冷却水(第２液)Ｗの流れを示し、破線の矢印は自動変速機２４に用いられる作動油（ＡＴＦ：以下、オイル(第１液)Ｏという）の流れを示している。
【００１４】
ラジエータ１４は、車両１０に搭載されたエンジン２６のウォータジャケットの出口２６ａから流出するエンジン２６用の冷却水Ｗを入口１４ａから受け入れ、外気との熱交換によりその冷却水Ｗを冷却し、冷却後の冷却水Ｗを出口１４ｂからサーモスタット１６の入口１６ａへ流出させる。
【００１５】
サーモスタット１６は、例えば冷却水Ｗが所定の温度以上になるまではそのサーモスタット１６の入口１６ａ側の弁を閉じて、入口１６ａから出口１６ｂへの冷却水Ｗの流通を阻止する。一方で、サーモスタット１６は、例えば冷却水Ｗが所定の温度以上になると上記入口１６ａ側の弁を開き、入口１６ａから出口１６ｂへの冷却水Ｗの流通を許容して、その冷却水Ｗを出口１６ｂからウォータポンプ１８へ流出させる。また、サーモスタット１６は、エンジン２６のウォータジャケットのバイパス流路２６ｂを介して流通する冷却水Ｗを入口１６ｃから受け入れ、その冷却水Ｗを出口１６ｂからウォータポンプ１８へ流出させる。また、サーモスタット１６は、ヒータコア２０を介した冷却水Ｗを入口１６ｄから受け入れ、その冷却水Ｗを出口１６ｂからウォータポンプ１８へ流出させる。
【００１６】
ウォータポンプ１８は、例えばエンジン２６に連結され、ラジエータ１４およびサーモスタット１６を介して冷却水Ｗを吸入し、その冷却水Ｗをエンジン２６のウォータジャケットおよびオイルクーラ２２へ供給して、冷却水Ｗを循環させる。
【００１７】
ヒータコア２０は、エンジン２６のウォータジャケットの出口２６ｃから流出する冷却水Ｗを受け入れ、その冷却水Ｗと空気との間で熱交換を行い、温風を発生する。
【００１８】
オイルクーラ２２は、図１および図２に示すような丸型のオイルクーラであり、自動変速機２４から流出するオイルＯをオイルクーラ２２内に流入させるオイル流入管２８と、そのオイル流入管２８からオイルクーラ２２内に流入されたオイルＯをそのオイルクーラ２２内から流出させるオイル流出管３０と、エンジン２６のウォータジャケットの出口２６ｃから流出した冷却水Ｗをオイルクーラ２２内に流入させる冷却水流入管３２と、その冷却水流入管３２からオイルクーラ２２内に流入された冷却水Ｗをそのオイルクーラ２２内から流出させる冷却水流出管３４とを備え、オイルクーラ２２内に導入されたオイルＯと冷却水Ｗとの間で熱の交換を行うものである。オイルクーラ２２においては、例えば自動変速機２４の暖機中は、エンジン２６により暖められた冷却水ＷからオイルＯへ熱が伝達され、オイルＯが早期に暖められることでその自動変速機２４の暖機が促進されて燃費が向上させられる。一方、暖機後は、自動変速機２４により暖められたオイルＯから冷却水Ｗへ熱が伝達され、オイルＯが冷却されて自動変速機２４が冷却される。
【００１９】
オイルクーラ２２には、図３および図４に示すように、オイル流入管２８、オイル流出管３０、冷却水流入管３２、冷却水流出管３４がそれぞれ液密に取り付けられた円柱形状のコア本体３６と、そのコア本体３６を自動変速機２４に位置固定に取り付けるためにその自動変速機２４に固設された円板状のベースプレート３８とが備えられている。
【００２０】
図３および図４に示すように、コア本体３６には、そのコア本体３６内において、オイル流入管２８内に形成された第１流入口２８ａおよびオイル流出管３０内に形成された第１流出口３０ａにそれぞれ直接的に連通する複数の層状の第１熱交換室４０と、冷却水流入管３２内に形成された第２流入口３２ａおよび冷却水流出管３４内に形成された第２流出口３４ａにそれぞれ直接的に連通する複数の層状の第２熱交換室４２とが積層方向に交互に形成されている。図３および図４に示す２点差線は、第１熱交換室４０および第２熱交換室４２を形成するためにコア本体３６内に形成された平板状の壁部３６ａの一部を示すものである。また、図３および図４に示すように、第２流出口３４ａの径Ｂ２は、第１流出口３０ａの径Ｂ１より大径である。
【００２１】
図２乃至４に示す矢印Ｃ１は、オイルクーラ２２の車両取付状態における車両上方すなわち鉛直方向の上方を示すものである。図３および図４に示すように、オイルクーラ２２内において、第１熱交換室４０および第２熱交換室４２は、鉛直方向に沿うようにすなわち鉛直方向に平行となるように配置され、第１流出口３０ａは、第１流入口２８ａより上部側に配置され、第２流出口３４ａは、第２流入口３２ａより上部側に配置されている。
【００２２】
図３に示すように、オイル流入管２８およびオイル流出管３０には、弾性変形可能な例えば合成ゴム製の第１ホース４４がそれぞれ嵌め着けられ、位置固定ベルト４６によって固定されている。また、オイルクーラ２２の第１熱交換室４０から流出されたオイルＯは第１ホース４４を介して自動変速機２４内に送られるようになっており、オイル流出管３０に嵌め着けられた第１ホース４４の穴４４ａの径Ｄ１は、第１流出口３０ａの径Ｂ１より大径となっている。
【００２３】
図４に示すように、冷却水流入管３２および冷却水流出管３４には、弾性変形可能な例えば合成ゴム製の第２ホース４８がそれぞれ嵌め着けられ、位置固定ベルト５０によって固定されている。また、オイルクーラ２２の第２熱交換室４２から流出された冷却水Ｗは第２ホース４８を介してサーモスタット１６の入口１６ｄに送られるようになっており、冷却水流出管３４に嵌め着けられた第２ホース４８の穴４８ａの径Ｄ２は、第２流出口３４ａの径Ｂ２より大径となっている。
【００２４】
ここで、オイルクーラ２２において、オイルＯおよび冷却水Ｗに気泡が混在している場合における第１熱交換室４０内および第２熱交換室４２内の状態を図２乃至図４を用いて説明する。図２乃至図４において、一点鎖線の矢印Ｏ１は、第１流入口２８ａから流入されたオイルＯが第１熱交換室４０内において第１流出口３０ａから流出するオイルＯの流れを仮想的に示し、二点鎖線の矢印Ｗ１は、第２流入口３２ａから流入された冷却水Ｗが第２熱交換室４２において第２流出口３４ａから流出する冷却水Ｗの流れを仮想的に示すものである。
【００２５】
図２および図３に示すように、第１熱交換室４０において第１流入口２８ａから流入されたオイルＯが第１流出口３０ａから流出されると、第１熱交換室４０内のオイルＯは、その第１熱交換室４０内の上部側へ向かって流れると共に、そのオイルＯ中に混在する気泡も、第１熱交換室４０内の上部側へ浮き上がるので、オイルＯの流れと共にそのオイルＯ内の気泡が第１流出口３０ａから好適に排出され、第１熱交換室４０内に残る残留気泡が従来のオイルクーラに比較して減少する。また、図２に示す一点鎖線の楕円は、オイルＯの流れと共に第１熱交換室４０の上部側に浮き上がってきた気泡５２を仮想的に示すものである。
【００２６】
同様に、第２熱交換室４２において第２流入口３２ａから流入された冷却水Ｗが第２流出口３４ａから流出されると、第２熱交換室４２内の冷却水Ｗは、その第２熱交換室４２内の上部側へ向かって流れると共に、その冷却水Ｗ中に混在する気泡も、第２熱交換室４２内の上部側へ浮き上がるので、冷却水Ｗの流れと共にその冷却水Ｗ内の気泡が第２流出口３４ａから好適に排出され、第２熱交換室４２内に残る残留気泡が従来のオイルクーラに比較して減少する。また、図２に示す二点鎖線の楕円は、冷却水Ｗの流れと共に第２熱交換室４２の上部側に浮き上がってきた気泡５４を仮想的に示すものである。
【００２７】
上述のように、本実施例のオイルクーラ２２によれば、第１熱交換室４０および第２熱交換室４２は鉛直方向に沿うように配置され、第１流出口３０ａは、第１流入口２８ａより上部側に配置され、第２流出口３４ａは、第２流入口３２ａより上部側に配置されることにある。そのため、第１熱交換室４０において第１流入口２８ａから流入されたオイルＯが第１流出口３０ａから流出されると、そのオイルＯ内に混在する気泡が、その第１熱交換室４０内において、上部側へ浮き上がるので、オイルＯの流れと共にそのオイルＯの気泡５２が好適に第１流出口３０ａから排出される。また、第２熱交換室４２において第２流入口３２ａから流入された冷却水Ｗが第２流出口３４ａから流出されると、その冷却水Ｗ内に混在する気泡が、その第２熱交換室４２内において、上部側へ浮き上がるので、冷却水Ｗの流れと共にその冷却水Ｗの気泡５４が好適に第２流出口３４ａから排出される。これによって、第１流出口３０ａおよび第２流出口３４ａから気泡５２、５４を好適に排出できるので、第１熱交換室４０および第２熱交換室４２に残る残留気泡が従来に比較して減少し、熱交換効率の低下を抑制することができる。
【００２８】
また、本実施例のオイルクーラ２２によれば、オイル流出管３０には、複数の第１熱交換室４０から流出されたオイルＯを自動変速機２４内へ送る第１ホース４４が嵌め着けられており、第１ホース４４の穴４４ａの径Ｄ１は、第１流出口３０ａの径Ｂ１より大径である。このため、第１流出口３０ａから排出されたオイルＯに混在する気泡５２がオイル流出管３０内に残ることなく好適に第１ホース４４を介して外部へ送られる。
【００２９】
また、本実施例のオイルクーラ２２によれば、冷却水流出管３４には、複数の第２熱交換室４２から流出された冷却水Ｗをサーモスタット１６の入口１６ｄへ送る第２ホース４８が嵌め着けられており、第２ホース４８の穴４８ａの径Ｄ２は、第２流出口３４ａの径Ｂ２より大径である。このため、第２流出口３４ａから排出された冷却水Ｗに混在する気泡５４が冷却水流出管３４内に残ることなく好適に第２ホース４８を介して外部へ送られる。
【００３０】
また、本実施例のオイルクーラ２２によれば、第２流出口３４ａの径Ｂ２は、第１流出口３０ａの径Ｂ１より大径である。このため、第１熱交換室４０においては、自動変速機２４内にオイルＯに混在する気泡５２が行かないようその第１熱交換室４０内にとどめておくことができる。
【実施例２】
【００３１】
また、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の他の実施例において実施例相互間で共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【００３２】
本実施例のオイルクーラ６０は、そのオイルクーラ６０が角型のオイルクーラである点で実施例１の丸型のオイルクーラ２２と異なりその他の点以外は実施例１のオイルクーラ２２と略同様である。図５は、自動変速機２４に取り付けられた状態のオイルクーラ６０の正面図であり、実施例１の図２に対応する図である。
【００３３】
図５に示す矢印Ｃ２は、オイルクーラ６０の車両取付状態における車両上方すなわち鉛直方向上方を示すものである。オイルクーラ６０内において、実施例１のオイルクーラ２２と同様に第１熱交換室４０および第２熱交換室４２は、鉛直方向に沿うようにすなわち鉛直方向に平行となるように配置され、第１流出口３０ａは第１流入口２８ａより上部側に配置され、第２流出口３４ａは第２流入口３２ａより上部側に配置されている。
【００３４】
以上のように構成されたオイルクーラ６０は、オイルＯおよび冷却水Ｗに気泡が混在していたとしても、実施例１のオイルクーラ２２と同様に、オイルＯ中に混在する気泡５２が、第１熱交換室４０内において上部側へ浮き上がりオイルＯの流れと共に第１流出口３０ａから好適に排出され、且つ、冷却水Ｗの中に混在する気泡５４が、第２熱交換室４２において上部側へ浮き上がり冷却水Ｗの流れと共に第２流出口３４ａから好適に排出される。このため、この角型のオイルクーラ６０によれば実施例１のオイルクーラ２２と略同様の効果を得ることができる。
【００３５】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて説明したが、本発明はその他の態様においても適応される。
【００３６】
たとえば、本実施例のオイルクーラ２２および６０は、丸型および角型のオイルクーラであったが、本実施例のオイルクーラ２２および６０は、様々の形状に適応させることができる。
【００３７】
また、本実施例のオイルクーラ２２および６０は、オイルＯと冷却水Ｗとの間で熱交換を行う自動変速機２４に用いられる作動油(ＡＴＦ)の熱交換器であったが、これに限らず、第１液と第２液との間で熱交換が可能な積層式の車両用熱交換器であれば本発明は適用され得る。例えば、第１液が冷却水(或いはエンジンオイル)であり第２液がエンジンオイル(或いは冷却水)である積層式の車両用熱交換器などであっても良い。
【００３８】
その他一々例示はしないが、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
【符号の説明】
【００３９】
２２、６０：オイルクーラ(車両用熱交換器)
２８ａ：第１流入口
３０ａ：第１流出口
３２ａ：第２流入口
３４ａ：第２流出口
４０：第１熱交換室
４２：第２熱交換室
Ｏ：オイル(第１液)
Ｗ：冷却水(第２液)
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１液が流入される第１流入口および該第１液が流出される第１流出口と、
第２液が流入される第２流入口および該第２液が流出される第２流出口と、
前記第１流入口および前記第１流出口にそれぞれ直接的に連通する複数の層状の第１熱交換室と、
該複数の第１熱交換室に隣接した状態で該第１熱交換室の間に積層され、前記第２流入口および第２流出口にそれぞれ直接的に連通する複数の層状の第２熱交換室とを備え、前記第１液と前記第２液との間で熱交換を行う車両用熱交換器であって、
前記第１熱交換室および前記第２熱交換室は鉛直方向に沿うように配置され、
前記第１流出口は、前記第１流入口より上部側に配置され、
前記第２流出口は、前記第２流入口より上部側に配置されることを特徴とする車両用熱交換器。
【請求項１】
第１液が流入される第１流入口および該第１液が流出される第１流出口と、
第２液が流入される第２流入口および該第２液が流出される第２流出口と、
前記第１流入口および前記第１流出口にそれぞれ直接的に連通する複数の層状の第１熱交換室と、
該複数の第１熱交換室に隣接した状態で該第１熱交換室の間に積層され、前記第２流入口および第２流出口にそれぞれ直接的に連通する複数の層状の第２熱交換室とを備え、前記第１液と前記第２液との間で熱交換を行う車両用熱交換器であって、
前記第１熱交換室および前記第２熱交換室は鉛直方向に沿うように配置され、
前記第１流出口は、前記第１流入口より上部側に配置され、
前記第２流出口は、前記第２流入口より上部側に配置されることを特徴とする車両用熱交換器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−８３３８１（Ｐ２０１３−８３３８１Ａ）
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２２３６３（Ｐ２０１１−２２２３６３）
【出願日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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