JP2013160085A

JP2013160085A - 熱交換器

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Publication number: JP2013160085A
Application number: JP2012020990A
Authority: JP
Inventors: Koji Yasui; 孝児安井; Koji Kasahara; 幸治笠原
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2012-02-02
Filing date: 2012-02-02
Publication date: 2013-08-19
Anticipated expiration: 2032-02-02
Also published as: JP5903911B2

Abstract

【課題】扁平パイプの劣化を防止できる熱交換器を提供すること。
【解決手段】外側冷却水整流ガイド１８は、積層された扁平パイプ１２のうち、最外方に位置している扁平パイプ１２の中央部３１における面Ｆ₅と、ケース本体２１における壁部２１ａの内側面との間に介在している。この外側冷却水整流ガイド１８の上流端を、最外方に位置している扁平パイプ１２の中央部３１における面Ｆ₅の一方の側縁部から離隔させるようにして、最外方に位置している扁平パイプ１２の一方の側縁部付近での応力集中を発生しにくくする。
【選択図】図４

Description

本発明は、熱交換器に関し、特に、複数のパイプの内部を流通するガスと、各パイプの外側面に沿って流通する冷却水との間で熱交換を行う熱交換器に関する。

従来、この種の熱交換器としては、車両用エンジンの排気再循環（ＥＧＲ：ＥｘｈａｕｓｔＧａｓＲｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）装置に適用されるＥＧＲクーラがある。
ＥＧＲクーラの一例には、複数の扁平チューブと、各扁平チューブの長手方向中間部を支持する複数のバッフルプレートと、扁平チューブおよびバッフルプレートを収容するシェルと、各扁平チューブの端部が貫通する一対のエンドプレートと、シェルの一端部に設けた冷却水入口と、シェルの他端部に設けた冷却水出口とを有するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

扁平チューブは、長手方向に見て、長円形断面の開口部を有している。長円形断面は、平行に向き合う長辺と、各長辺の一端に連なる半円形状の一方の円弧と、各長辺の他端に連なる半円形状の他方の円弧とで形成されている。
すなわち、扁平チューブは、平行に向き合う平坦面と、各平坦面の一端に連なる一方の湾曲面と、各平坦面の他端に連なる他方の湾曲面とを構成要素としている。
これにより、扁平チューブの幅寸法（一方の湾曲面と他方の湾曲面との間隔）は、扁平チューブの厚み寸法（一方の平坦面と他方の平坦面との間隔）に比べて大きくなっている。

バッフルプレートは、等間隔に並んだ複数の歯部を有する櫛形に形成されている。この歯部の間隔は、扁平チューブの厚み寸法に合わせてある。また、歯部の根元部分から先端部分までの寸法は、扁平チューブの幅寸法の半分程度としてある。
バッフルプレートにおける歯部に間には、それぞれ扁平チューブが嵌め込まれている。バッフルプレートと扁平チューブとは、ろう付けなどの接合手段により相互に固定され、複数の扁平チューブが積層された状態で保持されるようになっている。

シェルは、扁平チューブと同方向に延びる筒状体である。シェルの内部には、バッフルプレートによって相互に固定された複数の扁平チューブが配置されており、シェルの内部において、隣り合う扁平チューブの間、および扁平チューブとシェルの内側面との間に、冷却水が流通可能な空間が形成されるようになっている。
シェルの一端面は、各扁平チューブの一端部が貫通する一方のエンドプレートによって閉じられ、シェルの他端面は、各扁平チューブの他端部が貫通する他方のエンドプレートによって閉じられている。

扁平チューブの一端部には、エンジンの排気経路から分流させた排気ガスが流入するようになっている。この排気ガスは、扁平チューブの内部を流通し、扁平チューブの他端部を経てエンジンの吸気経路へ送出されるようになっている。そして、排気ガスは、エンジンの外部から吸引された空気に混ざり、吸気として気筒の内部に還流されるようになっている。
シェルの一端部内方には、ラジエターにより除熱された冷却水が、冷却水入口を経て流入するようになっている。この冷却水は、シェルの内方の空間を流通し、シェルの他端部内方から冷却水出口を経てラジエターへ送出されるようになっている。

各扁平チューブの内部を流通する排気ガスの熱は、扁平チューブを介して、シェルの内側の空間を流通する冷却水に伝達され、扁平チューブからエンジンの吸気経路へ送出される排気ガスの温度が下がることになる。
また、バッフルプレートは、シェルの一端部内方から他端部内方へ向かう冷却水の流れを蛇行させ、排気ガスの熱が冷却水に効率よく伝達されるようにしている。

ＥＧＲクーラ用熱交換器の作動中は、扁平チューブに流入する排気ガスの圧力の影響を受けて、各扁平チューブにおける平坦面が、バッフルプレートにおける歯部の間に嵌め込まれている個所を除き、変形する。
バッフルプレートに嵌め込まれている個所を除いた各扁平チューブにおける一方の平坦面と他方の平坦面とは、扁平チューブの長手方向に見て、互いに離れる向きに凸湾曲面状に変形し、扁平チューブが厚み方向に膨張したような状態になる。

バッフルプレートに嵌め込まれている個所を除いた各扁平チューブにおける平坦面が、排気ガスの圧力を受けて変形する理由は、排気ガスから冷却水への熱伝達効率の向上を図るために、扁平チューブの肉厚をできるだけ薄くしていることに起因する。つまり、扁平チューブの肉厚を薄くすると、それに応じて、扁平チューブの剛性が低くなるからである。
各扁平チューブにおける平坦面が、バッフルプレートの歯部に嵌め込まれている個所において変形しない理由は、バッフルプレートの歯部における扁平チューブ厚み方向の寸法が、扁平チューブの肉厚に比べて厚いことに起因する。つまり、扁平チューブに比べてバッフルプレートにおける歯部のほうが剛性のほうが高く、バッフルプレートにおける歯部が、排気ガスの圧力に抗して、扁平チューブの平坦面の変形を抑えるからである。

特開２００８−１９６３１９号公報

しかしながら、上述したＥＧＲクーラでは、バッフルプレートに嵌め込まれている個所を除いた各扁平チューブにおける平坦面が、排気ガスの圧力の影響を受けて変形する際には、扁平チューブの平坦面とバッフルプレートの歯部との剛性の差が大きいため、各扁平チューブのバッフルプレート付近の部位に、応力集中が発生する。
各扁平チューブのバッフルプレート付近の部位における集中応力が、長期間にわたって繰り返し発生すると、扁平チューブが劣化することが懸念される。

本発明は、上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、扁平パイプの劣化を防止できる熱交換器を提供することを課題とする。

本発明に係る熱交換器は、上記課題を解決するため、（１）複数の扁平パイプと、前記扁平パイプを収納するケースと、冷却水流入ガイドと、冷却水排出ガイドと、内側冷却水整流ガイドと、外側冷却水整流ガイドとを備えた熱交換器であって、前記扁平パイプは、短辺および長辺からなる方形断面の中央部と、前記中央部の短辺よりも寸法が大きい短辺および前記中央部の長辺に等しい長辺からなる方形断面の一端開口部と、前記中央部の短辺よりも寸法が大きい短辺および前記中央部の長辺に等しい長辺からなる方形断面の他端開口部とを有し、前記扁平パイプは、短辺方向に並列に積層されて、隣り合う前記扁平パイプの前記中央部の間に、第１空間が形成され、前記ケースは、方形断面の構造体であり、前記積層された扁平パイプは、前記ケースに収納されて、最外方に位置している前記扁平パイプの前記中央部と、前記ケースの内側面との間に、第２空間が形成され、前記冷却水流入ガイドは、前記ケースの一端部に設けられて、前記ケースの外部から、前記第１空間、および前記第２空間に、前記扁平パイプの長手方向に交差する方向へ冷却水を送給し得るように構成され、前記冷却水排出ガイドは、前記ケースの他端部に設けられて、前記第１空間、および前記第２空間から、前記ケースの外部に、前記扁平パイプの長手方向に交差する方向へ冷却水を送出し得るように構成され、前記内側冷却水整流ガイドは、隣り合う前記扁平パイプの中央部の間に設けられて、前記冷却水流入ガイドを経た冷却水を、前記扁平パイプの長手方向に交差する方向へ導き得るように構成され、前記内側冷却水整流ガイドの上流端が、前記扁平パイプの一方の側縁部に位置するとともに、前記内側冷却水整流ガイドの下流端が、前記扁平パイプの他方の側縁部から離隔し、前記外側冷却水整流ガイドは、前記積層された扁平パイプの最外方に位置している前記中央部と、前記ケースの内側面との間に設けられて、前記冷却水流入ガイドを経た冷却水を、前記扁平パイプの長手方向に交差する方向へ導き得るように構成され、前記外側冷却水整流ガイドの上流端が、前記扁平パイプの一方の側縁部から離隔するとともに、前記外側冷却水整流ガイドの下流端が、前記扁平パイプの側縁部から離隔していることを特徴とする。

この構成により、本発明に係る熱交換器においては、各扁平パイプの内部にガスの圧力が作用しても、積層された扁平パイプのうち、最外方に位置している扁平パイプの一方の側縁部付近での応力集中が発生しにくくなる。
よって、応力集中による扁平パイプの劣化を防止することができる。

上記（１）に記載の熱交換器において、（２）前記内側冷却水整流ガイドの上流端が、前記内側冷却水整流ガイドの下流端よりもケースの他端部側へ屈曲するように形成され、前記外側冷却水整流ガイドの上流端が、前記外側冷却水整流ガイドの下流端よりもケースの他端部側へ屈曲するように形成されたことを特徴とする。

この構成により、本発明に係る熱交換器においては、内側冷却水整流ガイドおよび外側冷却水整流ガイドの上流端を、内側冷却水整流ガイドおよび外側冷却水整流ガイドの下流端よりもケースの他端部側へ屈曲させた分だけ、冷却水流入ガイドの位置を、ケース他端部側へ移すことができる。

上記（１）または（２）に記載の熱交換器において、（３）前記内側冷却水整流ガイドは、隣り合う前記扁平パイプの中央部における長辺を含む面に、塑性加工を施すことによりリブ状に形成され、前記外側冷却水整流ガイドは、前記積層された扁平パイプの最外方に位置している前記中央部における長辺を含む面に、塑性加工を施すことによりリブ状に形成されたことを特徴とする。

この構成により、本発明に係る熱交換器においては、部品数を減らすことができる。

本発明によれば、外側冷却水整流ガイドの上流端を、扁平パイプの一方の側縁部から離隔させているので、各扁平パイプの内部にガスの圧力が作用しても、積層された扁平パイプのうち、最外方に位置している扁平パイプの一方の側縁部付近での応力集中が発生しにくくなる。
よって、応力集中による扁平パイプの劣化を防止することができる。

本発明に係る熱交換器の実施形態を示す図であり、ＥＧＲクーラの平面図である。本発明に係る熱交換器の実施形態を示す図であり、ＥＧＲクーラの側面図である。本発明に係る熱交換器の実施形態を示す図であり、ＥＧＲクーラの正面図である。本発明に係る熱交換器の実施形態を示す図であり、図１のＡ−Ａ断面を示す断面図である。本発明に係る熱交換器の実施形態を示す図であり、図２のＢ−Ｂ断面を示す断面図である。本発明に係る熱交換器の実施形態を示す図であり、図２のＣ−Ｃ断面を示す断面図である。本発明に係る熱交換器の実施形態を示す図であり、ケースに組み付けられる７個の扁平パイプの斜視図である。本発明に係る熱交換器の実施形態を示す図であり、扁平パイプの斜視図である。本発明に係る熱交換器の実施形態の変形例１を示す図であり、ＥＧＲクーラの平面図である。本発明に係る熱交換器の実施形態の変形例１を示す図であり、ＥＧＲクーラの側面図である。本発明に係る熱交換器の実施形態の変形例１を示す図であり、図９のＤ−Ｄ断面を示す断面図である。本発明に係る熱交換器の実施形態の変形例１を示す図であり、ケースに組み付けられる７個の扁平パイプの斜視図である。本発明に係る熱交換器の実施形態の変形例１を示す図であり、扁平パイプの斜視図である。本発明に係る熱交換器の実施形態の変形例２を示す図であり、ＥＧＲクーラの平面図である。本発明に係る熱交換器の実施形態の変形例２を示す図であり、図１４のＥ−Ｅ断面を示す断面図である。本発明に係る熱交換器の実施形態の変形例２を示す図であり、ケースに組み付けられる７個の扁平パイプの斜視図である。本発明に係る熱交換器の実施形態の変形例２を示す図であり、扁平パイプの斜視図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。

（実施形態）
図１ないし図８に示す実施形態は、本発明に係る熱交換器を、車両用エンジンのＥＧＲ装置におけるＥＧＲクーラ１に適用したものである。

ＥＧＲクーラ１は、図１ないし図６に示すように、ケース１１と、扁平パイプ１２と、ガス流入ガイド１３と、ガス排出ガイド１４と、冷却水流入ガイド１５と、冷却水排出ガイド１６と、内側冷却水整流ガイド１７と、外側冷却水整流ガイド１８とを含んで構成されている。
このＥＧＲクーラ１は、エンジンの排気経路から分流させた排気ガスと、ラジエターにより除熱された冷却水との間で、熱交換を行って排気ガスの温度を低下させ、温度が低下した排気ガスを、エンジンの吸気経路へ送出するように構成されている。

ケース１１は、図７に示すように、ケース本体２１と、ケースカバー２２とを有しており、内部に複数の扁平パイプ１２を、並列に収容するようになっている。
ケース本体２１は、平行に向き合う壁部２１ａと、各壁部２１ａの一縁部分に連なる壁部２１ｂとからなるコの字状の断面を有している。
対向する壁部２１ａの内側面の間隔Ｌ_１に対して、壁部２１ｂの内側面からケース本体２１におけるコの字状の断面の開口端２１ｃまでの距離Ｌ_２は、大きな寸法に設定されている。
ケース本体２１は、板金をプレス加工により作製してもよく、他の作製方法、例えば、金属をダイキャストなどの成形方法により作製するようにしてもよい。

ケースカバー２２は、図７に示すように、長方形の板金で形成されており、このケースカバー２２は、ケース本体２１の開口端２１ｃにろう付けにより接合されるようになっている。
ケースカバー２２の一端部には、方形の貫通孔２２ａが形成され、ケースカバー２２の他端部には、方形の貫通孔２２ａが形成されている。これにより、ケース１１の外部から冷却水が、一方の貫通孔２２ａを経てケース１１の内部へ送給され、ケース１１の内部の冷却水が、他方の貫通孔２２ｂを経てケース１１の外部へ送出されるようになっている。

扁平パイプ１２は、図８に示すように、短辺３１ａおよび長辺３１ｂからなる方形断面の中央部３１と、短辺３１ａよりも大きな短辺３２ａと長辺３１ｂからなる方形断面の一端開口部３２とを有している。
また、扁平パイプ１２は、一端開口部３２の反対側で、短辺３１ａよりも大きな短辺３３ａと長辺３１ｂからなる方形断面の他端開口部３３を有している。

短辺３１ａの長さＬ_３に対して、短辺３２ａ、３３ａの長さＬ_４は、大きな寸法に設定されている。また、短辺３１ａの長さＬ_３、短辺３２ａ、３３ａの長さＬ_４に対して、長辺３１ｂの長さＬ_５は、大きな寸法に設定されている。
短辺３１ａ、３２ａ、３３ａ、および長辺３１ｂの縦横比、ケース１１における開口断面の縦横比は、ＥＧＲクーラ１の構造、形状、熱交換容量などの設計諸元により適宜選択される。

扁平パイプ１２の構成要素である中央部３１、一端開口部３２および他端開口部３３は、一体的に連なるように形成されている。また、中央部３１、一端開口部３２および他端開口部３３は、同軸に位置している。
一方側の短辺３１ａおよび短辺３２ａは、長辺３１ｂから対向するように互いに屈曲し、所定の幅で重ね合わされており、いわゆるオーバラップされた構成となっている。扁平パイプ１２は、短辺３１ａおよび短辺３２ａのオーバラップ部分で、ろう付けにより接合され、扁平なパイプとして形成されるようになっている。

この扁平パイプ１２は、図４ないし図７に示すように、ケース１１の内部に７個の扁平パイプ１２が、並列に組み付けられている。
隣り合う扁平パイプ１２の一端開口部３２において、長辺３１ｂ（図８参照）を含む面Ｆ₁は、ろう付けにより相互に接合され、隣り合う扁平パイプ１２の他端開口部３３において、また、長辺３１ｂを含む面Ｆ₂は、ろう付けにより相互に接合され、７個の扁平パイプ１２からなる積層体を形成している。

積層された扁平パイプ１２のうち、最外方に位置している扁平パイプ１２の一端開口部３２において、長辺３１ｂを含む面Ｆ₁は、ケース本体２１における壁部２１ａの内側面に、ろう付けにより接合され、また、積層された扁平パイプ１２のうち、最外方に位置している扁平パイプ１２の他端開口部３３において、長辺３１ｂを含む面Ｆ₂は、ケース本体２１における壁部２１ａの内側面に、ろう付けにより接合されている。
各扁平パイプ１２の中央部３１、一端開口部３２、および他端開口部３３において、オーバラップされた構成になっていない短辺３１ａ、３２ａ（図８参照）を含む面Ｆ₃は、ケース本体２１における壁部２１ｂの内側面に、ろう付けにより接合され、また、各扁平パイプ１２の中央部３１、一端開口部３２、および他端開口部３３において、オーバラップされた構成になっている短辺３１ａ、３２ａを含む面Ｆ₄は、ケースカバー２２の内側面に、ろう付けにより接合されている。

従って、ケース１１の内部には、隣り合う扁平パイプ１２の中央部３１において、それぞれが長辺３１ｂを含んで対向する面Ｆ₅と、ケース本体２１における壁部２１ｂの内側面と、ケースカバー２２の内側面とで囲まれる第１空間Ｓ₁が形成されるとともに、積層された扁平パイプ１２のうち、最外方に位置している扁平パイプ１２の中央部３１において、長辺３１ｂを含む面Ｆ₅と、ケース本体２１における壁部２１ａの内側面と、ケース本体２１における壁部２１ｂの内側面と、ケースカバー２２の内側面とで囲まれる第２空間Ｓ₂が形成されるようになっている。

ガス流入ガイド１３は、図１ないし図３に示すように、排気流通管１０１に連結される連結部１３ａと、ケース１１の一端部に連結される連結部１３ｂと、連結部１３ａ、１３ｂの双方に連通する流通部１３ｃとを有しており、これらの構成要素は、一体的に連なるように形成されている。
ガス流入ガイド１３の連結部１３ｂは、ケース１１の一端部を周方向に取り囲むように、ケース１１の一端部に外接し、連結部１３ｂの内周面とケース１１の一端部外周面とは、ろう付けにより接合されている。そして、エンジンの排気経路から分流させた排気ガスが、図１および図２において矢印ａに示すように、排気流通管１０１およびガス流入ガイド１３を経て、各扁平パイプ１２の内部に流入するようになっている。

ガス排出ガイド１４は、図１および図２に示すように、ケース１１の他端部に連結される連結部１４ａと、排気流通管１０２に連結される連結部１４ｂと、連結部１４ａ、１４ｂの双方に連通する流通部１４ｃとを有しており、これらの構成要素は、一体的に連なるように形成されている。
ガス排出ガイド１４の連結部１４ａは、ケース１１の他端部を周方向に取り囲むように、ケース１１の他端部に外接し、連結部１４ａの内周面とケース１１の他端部外周面とは、ろう付けにより接合されている。そして、各扁平パイプ１２の内部を流通した排気ガスが、図１および図２において矢印ｂに示すように、ガス排出ガイド１４および排気流通管１０２を経て、エンジンの吸気経路に還流するようになっている。

冷却水流入ガイド１５は、図１ないし図３に示すように、冷却水流通管１０３に連結される連結部１５ａと、ケースカバー２２に取り付けられて貫通孔２２ａに連通する連結部１５ｂと、連結部１５ａ、１５ｂの双方に連通する流通部１５ｃとを有しており、これらの構成要素は、一体的に連なるように形成されている。
冷却水流入ガイド１５の連結部１５ｂには、ケースカバー２２の貫通孔２２ａに対応する方形の開口１５ｄが形成され、連結部１５ｂにおける開口１５ｄの周囲は、ケースカバー２２の外側面に、ろう付けにより接合されている。そして、ラジエターにより除熱された冷却水が、図１において矢印ｃに示すように、冷却水流通管１０３、冷却水流入ガイド１５および貫通孔２２ａを経て、ケース１１の内部の第１空間Ｓ_1、および第２空間Ｓ₂（図４参照）に送給されるようになっている。

冷却水排出ガイド１６は、図１および図２に示すように、冷却水流通管１０４に連結される連結部１６ａと、ケースカバー２２に取り付けられて貫通孔２２ｂに連通する連結部１６ｂと、連結部１６ａ、１６ｂの双方に連通する流通部１６ｃとを有しており、これらの構成要素は、一体的に連なるように形成されている。
冷却水排出ガイド１６の連結部１６ｂには、ケースカバー２２の貫通孔２２ｂに対応する方形の開口１６ｄが形成され、連結部１６ｂにおける開口１６ｄの周囲は、ケースカバー２２の外側面に、ろう付けにより接合されている。そして、ケース１１の内部の第１空間Ｓ_1、および第２空間Ｓ₂（図４参照）を流通した冷却水が、図１において矢印ｄに示すように、貫通孔２２ｂ、冷却水排出ガイド１６および冷却水流通管１０４を経て、ラジエターに送出されるようになっている。

内側冷却水整流ガイド１７は、図２、図４、図６ないし図８に示すように、ケース１１の内部の第１空間Ｓ₁に配置されるとともに、隣り合う扁平パイプ１２の中央部３１における長辺３１ｂを含む面Ｆ₅に、ろう付けにより接合されている。
この内側冷却水整流ガイド１７は、冷却水流入ガイド１５を経た冷却水を、図８に矢印ｅで示すように、扁平パイプ１２の長手方向に交差する方向へ導く役割を担っている。また、内側冷却水整流ガイド１７の厚み寸法は、扁平パイプ１２に肉厚に比べて厚くなっている。
内側冷却水整流ガイド１７の上流端は、扁平パイプ１２の中央部３１において、面Ｆ₅と面Ｆ₄とが交わる一方の側縁部に位置している。また、内側冷却水整流ガイド１７の下流端は、扁平パイプ１２の中央部３１において、面Ｆ₅と面Ｆ₃とが交わる他方の側縁部から離隔している。

外側冷却水整流ガイド１８は、図１、図２、図４、図６および図７に示すように、ケース１１の内部の第２空間Ｓ₂に配置されるとともに、積層された扁平パイプ１２のうち、最外方に位置している扁平パイプ１２の中央部３１における長辺３１ｂを含む面Ｆ₅と、ケース本体２１における壁部２１ａの内側面とに、ろう付けにより接合されている。
この外側冷却水整流ガイド１８は、冷却水流入ガイド１５を経た冷却水を、図１および図７において矢印ｆで示すように、扁平パイプ１２の長手方向に交差する方向へ導く役割を担っている。また、外側冷却水整流ガイド１８の厚み寸法は、扁平パイプ１２に肉厚に比べて厚くなっている。
外側冷却水整流ガイド１８の上流端は、扁平パイプ１２の中央部３１において、面Ｆ₅と面Ｆ₄とが交わる一方の側縁部から離隔している。また、外側冷却水整流ガイド１８の下流端は、扁平パイプ１２の中央部３１において、面Ｆ₅と面Ｆ₃とが交わる他方の側縁部から離隔している。

本実施形態に係るＥＧＲクーラの特徴部分は、積層された扁平パイプ１２のうち、最外方に位置している扁平パイプ１２の中央部３１における長辺３１ｂを含む面Ｆ₅と、ケース本体２１における壁部２１ａの内側面との双方に接合される外側冷却水整流ガイド１８の形状に着目し、外側冷却水整流ガイド１８の上流端を、扁平パイプ１２の中央部３１において、面Ｆ₅と面Ｆ₄とが交わる一方の側縁部から離隔させて、外側冷却水整流ガイド１８の上流端と、扁平パイプ１２の中央部３１における一方の側縁部との間に、空隙αを形成した点にある。

以下、図１ないし図８に示すＥＧＲクーラ１の作動について説明する。
エンジンの排気経路から分流させた排気ガスは、図１および図２において矢印ａに示すように、排気流通管１０１およびガス流入ガイド１３を経て、各扁平パイプ１２の内部に流入する。そして、各扁平パイプ１２の内部を流通した排気ガスは、図１および図２において矢印ｂに示すように、ガス排出ガイド１４および排気流通管１０２を経て、エンジンの吸気経路に還流される。

ラジエターにより除熱された冷却水は、図１において矢印ｃに示すように、冷却水流通管１０３、冷却水流入ガイド１５および貫通孔２２ａを経て、ケース１１の内部の第１空間Ｓ_1、および第２空間Ｓ₂（図４参照）に送給される。そして、ケース１１の内部の第１空間Ｓ_1、および第２空間Ｓ₂を流通した冷却水は、図１において矢印ｄに示すように、貫通孔２２ｂ、冷却水排出ガイド１６および冷却水流通管１０４を経て、ラジエターに送出される。

各扁平パイプ１２の内部を流通する排気ガスの熱は、扁平パイプ１２を介して、ケース１１の内部の第１空間Ｓ_1、および第２空間Ｓ₂を流通する冷却水に伝達され、扁平パイプ１２からエンジンの吸気経路へ送出される排気ガスの温度が下がることになる。
内側冷却水整流ガイド１７は、冷却水流入ガイド１５を経て、隣接する扁平パイプ１２の中央部３１の間、すなわち、ケース１１の内部の第１空間Ｓ₁に流入した冷却水を、扁平パイプ１２の長手方向に対して交差する方向へ導き、冷却水が、直ちにケース１１の他端側へ向かうことを防ぐ。
外側冷却水整流ガイド１８は、冷却水流入ガイド１５を経て、積層された扁平パイプ１２のうち、最外方に位置している扁平パイプ１２の中央部３１と、ケース本体２１における壁部２１ａの内側面との間、すなわち、ケース１１の内部の第２空間Ｓ₂に流入した冷却水の大半を、扁平パイプ１２の長手方向に対して交差する方向へ導く。
また、冷却水の一部は、ケース１１の内部の第２空間Ｓ₂において、外側冷却水整流ガイド１８の上流端とケースカバー２２との間の空隙αを通り抜け、ケース１１の他端側へ向かう。

排気ガスが各扁平パイプ１２の内部に送給されると、各扁平パイプ１２には、排気ガスの圧力が作用する。
隣り合う扁平パイプ１２において、一方の扁平パイプ１２の中央部３１における面Ｆ₅、並びにこの面Ｆ₅に相対している他方の扁平パイプ１２の中央部３１における面Ｆ₅には、排気ガスの圧力に起因する変形が発生しない。
この理由は、一方の扁平パイプ１２の中央部３１における面Ｆ₅と、他方の扁平パイプ１２の中央部３１における面Ｆ₅と、ケース本体２１における壁部２１ｂの内側面と、ケースカバー２２の内側面とによって囲まれる第１空間Ｓ₁が、隣り合う扁平パイプ１２ごとに区分され、各第１空間Ｓ₁に冷却水が存在しているからである。
つまり、一方の扁平パイプ１２の中央部３１における面Ｆ₅を、凸湾曲面状に変形させようとする排気ガスの圧力と、他方の扁平パイプ１２の中央部３１における面Ｆ₅を、凸湾曲面状に変形させようとする排気ガスの圧力とが、上述した第１空間Ｓ₁に存在する冷却水を介して打ち消し合い、これにより、相対している扁平パイプ１２の中央部３１における面Ｆ₅の変形が抑えられることになる。
よって、扁平パイプ１２の中央部３１において、内側冷却水整流ガイド１７が接合されている面Ｆ₅では、扁平パイプ１２に応力集中が発生しない。

積層された扁平パイプ１２のうち、最外方に位置している扁平パイプ１２の中央部３１において、ケース本体２１における壁部２１ａの内側面に向き合う中央部３１の面Ｆ₅は、壁部２１ａに向けて、凸湾曲面状に変形しようとする。
この理由は、積層された扁平パイプ１２のうち、最外方に位置している扁平パイプ１２の中央部３１における面Ｆ₅と、ケース本体２１における壁部２１ａの内側面と、ケース本体２１における壁部２１ｂの内側面と、ケースカバー２２の内側面とによって囲まれる第２空間Ｓ₂に、冷却水が存在していても、積層された扁平パイプ１２のうち、最外方に位置している扁平パイプ１２の中央部３１における面Ｆ₅を、凸湾曲面状に変形させようとする排気ガスの圧力が、ケース本体２１における壁部２１ａの外側面に作用している大気圧よりも高いからである。

本実施形態のＥＧＲクーラ１では、外側冷却水整流ガイド１８の上流端を、積層された扁平パイプ１２のうち、最外方に位置している扁平パイプ１２の中央部３１における面Ｆ₅の一方の側縁部から離隔させているので、この最外方に位置している扁平パイプ１２の一方の側縁部付近での応力集中が発生しにくくなる。
よって、応力集中による扁平パイプ１２の劣化を防止することができる。

（変形例１）
図９ないし図１３は、本発明の実施形態に係るＥＧＲクーラ１の変形例１を適用したＥＧＲクーラ１Ａを示すものであり、図中、図１ないし図８と同一の符号を付した部分は同一物を表している。

内側冷却水整流ガイド１７は、上流端が、下流端よりもケース１１の他端部側へ屈曲するように形成されている。
また、外側冷却水整流ガイド１８は、上流端が、下流端よりもケース１１の他端部側へ屈曲するように形成されている。

従って、図９ないし図１３に示すＥＧＲクーラ１Ａでは、内側冷却水整流ガイド１７および外側冷却水整流ガイド１８の上流端を、内側冷却水整流ガイド１７および外側冷却水整流ガイド１８の下流端よりもケース１１の他端部側へ屈曲させた分だけ、ケースカバー２２に形成される貫通孔２２ａの位置と、ケースカバー２２に接合される冷却水流入ガイド１５の位置を、図１ないし図８に示すＥＧＲクーラ１に比べて、ケース１１の他端部側へ移すことができる。よって、ＥＧＲクーラ１Ａの設計の自由度が広がる。

（変形例２）
図１４ないし図１７は、本発明の実施形態に係るＥＧＲクーラ１の変形例２を適用したＥＧＲクーラ１Ｂを示すものであり、図中、図１ないし図１３と同一の符号を付した部分は同一物を表している。

内側冷却水整流ガイド１７は、隣り合う扁平パイプ１２の中央部３１における長辺３１ｂを含む面Ｆ₅に、塑性加工を施すことによりリブ状に形成されている。
外側冷却水整流ガイド１８は、積層された扁平パイプ１２のうち、最外方に位置している扁平パイプ１２の中央部３１における長辺３１ｂを含む面Ｆ₅に、塑性加工を施すことによりリブ状に形成されている。

従って、図１４ないし図１７に示すＥＧＲクーラ１Ｂでは、部品数を減らすことができる。

以上説明したように、本発明によれば、外側冷却水整流ガイドの上流端を、扁平パイプの一方の側縁部から離隔させているので、各扁平パイプの内部にガスの圧力が作用しても、積層された扁平パイプのうち、最外方に位置している扁平パイプの一方の側縁部付近での応力集中が発生しにくくなる。
よって、応力集中による扁平パイプの劣化を防止することができるという効果を奏し、熱交換器全般に有用である。

１１ケース
１２扁平パイプ
１５冷却水流入ガイド
１６冷却水排出ガイド
１７内側冷却水整流ガイド
１８外側冷却水整流ガイド
３１中央部
３１ａ短辺
３１ｂ長辺
３２一端開口部
３２ａ短辺
３３他端開口部
３３ａ短辺
Ｓ₁第１空間
Ｓ₂第２空間

Claims

複数の扁平パイプと、前記扁平パイプを収納するケースと、冷却水流入ガイドと、冷却水排出ガイドと、内側冷却水整流ガイドと、外側冷却水整流ガイドとを備えた熱交換器であって、
前記扁平パイプは、短辺および長辺からなる方形断面の中央部と、前記中央部の短辺よりも寸法が大きい短辺および前記中央部の長辺に等しい長辺からなる方形断面の一端開口部と、前記中央部の短辺よりも寸法が大きい短辺および前記中央部の長辺に等しい長辺からなる方形断面の他端開口部とを有し、
前記扁平パイプは、短辺方向に並列に積層されて、隣り合う前記扁平パイプの前記中央部の間に、第１空間が形成され、
前記ケースは、方形断面の構造体であり、
前記積層された扁平パイプは、前記ケースに収納されて、最外方に位置している前記扁平パイプの前記中央部と、前記ケースの内側面との間に、第２空間が形成され、
前記冷却水流入ガイドは、前記ケースの一端部に設けられて、前記ケースの外部から、前記第１空間、および前記第２空間に、前記扁平パイプの長手方向に交差する方向へ冷却水を送給し得るように構成され、
前記冷却水排出ガイドは、前記ケースの他端部に設けられて、前記第１空間、および前記第２空間から、前記ケースの外部に、前記扁平パイプの長手方向に交差する方向へ冷却水を送出し得るように構成され、
前記内側冷却水整流ガイドは、隣り合う前記扁平パイプの中央部の間に設けられて、前記冷却水流入ガイドを経た冷却水を、前記扁平パイプの長手方向に交差する方向へ導き得るように構成され、
前記内側冷却水整流ガイドの上流端が、前記扁平パイプの一方の側縁部に位置するとともに、前記内側冷却水整流ガイドの下流端が、前記扁平パイプの他方の側縁部から離隔し、
前記外側冷却水整流ガイドは、前記積層された扁平パイプの最外方に位置している前記中央部と、前記ケースの内側面との間に設けられて、前記冷却水流入ガイドを経た冷却水を、前記扁平パイプの長手方向に交差する方向へ導き得るように構成され、
前記外側冷却水整流ガイドの上流端が、前記扁平パイプの一方の側縁部から離隔するとともに、前記外側冷却水整流ガイドの下流端が、前記扁平パイプの側縁部から離隔していることを特徴とする熱交換器。
前記内側冷却水整流ガイドの上流端が、前記内側冷却水整流ガイドの下流端よりもケースの他端部側へ屈曲するように形成され、
前記外側冷却水整流ガイドの上流端が、前記外側冷却水整流ガイドの下流端よりもケースの他端部側へ屈曲するように形成されたことを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
前記内側冷却水整流ガイドは、隣り合う前記扁平パイプの中央部における長辺を含む面に、塑性加工を施すことによりリブ状に形成され、
前記外側冷却水整流ガイドは、前記積層された扁平パイプの最外方に位置している前記中央部における長辺を含む面に、塑性加工を施すことによりリブ状に形成されたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の熱交換器。