JP7775199B2 - 熱交換器の取付構造 - Google Patents
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Description
本発明は、車両用オイルクーラに最適な熱交換器で、その端部のフランジを介してケーシングに取付けられる取付構造に関する。
従来、オイルクーラ用熱交換器は、多数の皿状のプレートを積層してコアを形成し、コアの端部にフランジを配置し、そのフランジにＯリングを介して熱交換器をケーシングに取付ける。そして、熱交換器で冷却したオイルをケーシングに戻すものである。
このとき、熱交換器のオイル出入口とケーシングとは、研磨された平面どうしが接触するメタルタッチを用いてシールが行なわれていた。
このとき、熱交換器のオイル出入口とケーシングとは、研磨された平面どうしが接触するメタルタッチを用いてシールが行なわれていた。
オイルクーラとしての熱交換器の取付構造において、そのフランジとケーシングとのシールをメタルタッチで行うと、シール面の仕上げ精度により、オイルの出入口にリークが発生し、オイルクーラの熱交換性能が低下することあった。
そこで本発明は、オイルクーラとしての熱交換器のフランジにおけるオイル洩れを確実に防止することを課題とする。
そこで本発明は、オイルクーラとしての熱交換器のフランジにおけるオイル洩れを確実に防止することを課題とする。
請求項１に記載の本発明は、熱交換器１の一端にフランジ２が設けられ、そのフランジ２がケーシング３の表面に接続される熱交換器の取付構造において、
前記フランジ２の表面に、環状の平面からなる帯領域４を有し、その帯領域４内にシール用のＯリング９が収納される環状溝５が形成され、
帯領域４の内側に少なくとも一つの流路孔６が形成されると共に、その流路孔６に対向してケーシング３にケース側流路孔７が設けられ、
前記フランジ２に接するケーシング３の表面の各部は面一に形成され、フランジ２とケーシング３とは前記帯領域４でメタルタッチ１２を形成し、
フランジ２の流路孔６の孔縁部は、前記メタルタッチ１２の面よりもケーシング３側に突出する凸段差面８に形成されたことを特徴とする熱交換器の取付構造である。
請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の熱交換器の取付構造において、
前記帯領域４は、前記環状溝５の外側に外側帯４ａが形成され、内側に内側帯４ｂが形成され、その内側帯４ｂを含んで前記凸段差面８が設けられた熱交換器の取付構造である。
請求項３に記載の本発明は、請求項１または請求項２に記載の熱交換器の取付構造において、
前記凸段差面８は、前記メタルタッチ１２の面に対して、０．０２ｍｍ以上０．３ｍｍ以下で、その平面度が０．１ｍｍ以下である熱交換器の取付構造である。
前記フランジ２の表面に、環状の平面からなる帯領域４を有し、その帯領域４内にシール用のＯリング９が収納される環状溝５が形成され、
帯領域４の内側に少なくとも一つの流路孔６が形成されると共に、その流路孔６に対向してケーシング３にケース側流路孔７が設けられ、
前記フランジ２に接するケーシング３の表面の各部は面一に形成され、フランジ２とケーシング３とは前記帯領域４でメタルタッチ１２を形成し、
フランジ２の流路孔６の孔縁部は、前記メタルタッチ１２の面よりもケーシング３側に突出する凸段差面８に形成されたことを特徴とする熱交換器の取付構造である。
請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の熱交換器の取付構造において、
前記帯領域４は、前記環状溝５の外側に外側帯４ａが形成され、内側に内側帯４ｂが形成され、その内側帯４ｂを含んで前記凸段差面８が設けられた熱交換器の取付構造である。
請求項３に記載の本発明は、請求項１または請求項２に記載の熱交換器の取付構造において、
前記凸段差面８は、前記メタルタッチ１２の面に対して、０．０２ｍｍ以上０．３ｍｍ以下で、その平面度が０．１ｍｍ以下である熱交換器の取付構造である。
請求項１に記載の発明は、フランジ２とケーシング３とがメタルタッチ１２を形成し、
フランジ２の流路孔６の孔縁部は、メタルタッチ１２の面よりもケーシング３側に突出する凸段差面８に形成されたものである。
これにより、凸段差面８の分だけ、フランジ２がメタルタッチ１２の面よりケーシング３に強く圧接して、流路孔６の孔縁から流体が洩れ出ることを防止できる。それにより、熱交換性能を向上できる。
請求項２に記載の発明は、帯領域４の内側帯４ｂに凸段差面８が設けられたものである。
これにより、凸段差面８がＯリング９に近接して、流体の洩れをさらに効果的に防止できる。
請求項３に記載の発明は、前記凸段差面８を、前記メタルタッチ１２の面に対して、０．０２ｍｍ以上０．３ｍｍ以下で、その平面度が０．１ｍｍ以下としたものである。
これにより、流体洩れのない、製造容易な熱交換器の取付構造を提供できる。即ち、上記数値範囲においては、流体の洩れがない。
フランジ２の流路孔６の孔縁部は、メタルタッチ１２の面よりもケーシング３側に突出する凸段差面８に形成されたものである。
これにより、凸段差面８の分だけ、フランジ２がメタルタッチ１２の面よりケーシング３に強く圧接して、流路孔６の孔縁から流体が洩れ出ることを防止できる。それにより、熱交換性能を向上できる。
請求項２に記載の発明は、帯領域４の内側帯４ｂに凸段差面８が設けられたものである。
これにより、凸段差面８がＯリング９に近接して、流体の洩れをさらに効果的に防止できる。
請求項３に記載の発明は、前記凸段差面８を、前記メタルタッチ１２の面に対して、０．０２ｍｍ以上０．３ｍｍ以下で、その平面度が０．１ｍｍ以下としたものである。
これにより、流体洩れのない、製造容易な熱交換器の取付構造を提供できる。即ち、上記数値範囲においては、流体の洩れがない。
図１は本発明の熱交換器の要部を示し、（Ａ）はその分解斜視図、（Ｂ）はその取付け状態を示し、ボルト１１の締結前の状態を示す。
図２は本発明の取付構造のフランジ２の要部縦断面図であって、（Ａ）は図３のＩＩ－ＩＩ矢視図、（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）は図２（Ａ）のＢ部Ｃ部Ｄ部の各拡大図。
図３は本発明のフランジ２の裏面側平面図。
図４は本発明の熱交換器の平面図。
図５は図４のＶ－Ｖ矢視断面図。
図６は同熱交換器をケーシング３にフランジ２を介して取付けた状態を示す説明図。
図２は本発明の取付構造のフランジ２の要部縦断面図であって、（Ａ）は図３のＩＩ－ＩＩ矢視図、（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）は図２（Ａ）のＢ部Ｃ部Ｄ部の各拡大図。
図３は本発明のフランジ２の裏面側平面図。
図４は本発明の熱交換器の平面図。
図５は図４のＶ－Ｖ矢視断面図。
図６は同熱交換器をケーシング３にフランジ２を介して取付けた状態を示す説明図。
次に、図面に基づいて本発明の実施の形態につき説明する。
図１は本発明の熱交換器の取付構造の要部縦断面図（Ａ）及びその部分拡大図（Ｂ）であって、（Ｂ）はボルト１１の締結前の状態を示す。
また、図２は本発明のフランジ２の要部縦断面図（Ａ）及び、（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）は図２（Ａ）のＢ部Ｃ部Ｄ部の各拡大図であり、図３は本発明のフランジ２の裏面側平面図、図４は同熱交換器の平面図、図５は図４のＶ－Ｖ矢視断面図、図６は同熱交換器の取付構造の略図である。
この熱交換器１は、図６に示す如く、多数の皿状プレートが積層されたコアを有している。そのコアの下端にはフランジ２が配置されており、そのフランジ２がケーシング３にＯリング９を介して液密に接続されている。この熱交換器のフランジ２は、オイルの出入口を１つのＯリング９でシールしている。
そして、オイル１５がケーシング３のケース側流路孔７よりフランジ２を介し熱交換器１の内部に導かれる。
熱交換器１は、図５に示す如く、オイル流路と冷却水流路とが交互に積層されている。フランジ２の流路孔６から流入したオイル１５は、熱交換器１のオイル流路を蛇行状に流通する。そして、図４に示す冷却水１４と、図５に示すオイル１５との間で熱交換される。
冷却されたオイル１５は、図４に示すオイル出口１７からケーシング３に戻される。
本発明は、熱交換器１の端部に設けられたフランジ２とケーシング３との取付構造に特徴がある。
この例では、熱交換器１のコアの最下端のプレートには比較的厚みの厚いベース１９が接続されており、そのベース１９を介して、熱交換器１とフランジ２とが接続されている。ベース１９とフランジ２は、一体に接合されている。
ここで、フランジ２の下面（ケーシング３との接続側の面）には、図３に示す如く、その表面に環状溝５が形成されている。その環状溝５は、環状に形成された帯領域４内に設けられている。この帯領域４は、フランジ２の中心に対して外側に外側帯４ａが形成され、内側に内側帯４ｂが形成されている。
そして外側帯４ａは、図２（Ｂ）に示す如く、フランジ２の下面の平面よりもケーシング３側に僅かにＨ１分だけ突出している。それにより、図１（Ｂ）において、ケーシング３の平面とメタルタッチ１２の面を形成する。ここに、前記メタルタッチとは、金属の平面どうしが接触することをいう。
そして、その内側帯４ｂには、図２（Ｃ）に示す如く、外側帯４ａ、内側帯４ｂよりもケーシング３側に僅かにＨ２分だけ突出した凸段差面８が形成されている。その突出量は、外側帯４ａの平面を基準とし、その平面から０．０２ｍｍ以上０．３ｍｍ以下である。そして、その凸段差面８の平面度は０．１ｍｍ以下である。
その凸段差面８の中央には、流路孔６が穿設されている。
参考までに、図２（Ｄ）における凸段差面８は、フランジ２の下面の平面よりもケーシング３側にＨ３分突出することになる。このＨ３の突出量は、前述のＨ１とＨ２を合わせた突出量と略同一となる。
フランジ２には１つ以上のボルト孔１０が穿設され、そこにボルト１１が挿通される。このボルト孔１０の孔縁部は、外側帯４ａ、内側帯４ｂと同じ方向に僅かに突出している。ボルト孔１０の孔縁部の平面と、外側帯４ａ、内側帯４ｂの平面の突出量は、凸段差面８を除いて、略面一となる。
オイルの入口となる流路孔６に整合して、ケーシング３にケース側流路孔７が設けられる。さらに、フランジ２のオイル出口１７に整合して、ケース側出口１７ａが設けられている。
フランジ２が接するケーシング３の接続面１３の各部は面一に形成され、その接続面１３がフランジ２のメタルタッチ１２の面に対向する。
そして、フランジ２をケーシング３に接触させたとき、凸段差面８がケーシング３の接続面１３に接触する。
図１（Ｂ）において、熱交換器１のフランジ２をケーシング３の面一な接続面１３に載置すると、凸段差面８と接続面１３とが接触する。この状態で、ボルト１１を締結すると、フランジ２のメタルタッチ１２の面と、ケーシング３の接続面１３とが圧接し、Ｏリング９のシール性を高める。その圧接量は、凸段差面８と一対の帯領域４との差分である。
その結果、流路孔６内のオイルが外部に洩れることを阻止する。
実験によれば、内側帯４ｂからケーシング３側に僅かに突出した凸段差面８の突出量を、外側帯４ａの平面を基準とし、その平面から０．０２ｍｍ以上０．３ｍｍ以下で、その凸段差面８の平面度は０．１ｍｍ以下とし、オイルの流量を低流量、中流量、大流量に変えたとき、熱交換器の放熱量が、３．２％～５．０％増加すると共に、オイル洩れは存在しなかった。
また、上記の凸段差面８の構造を採用するとき、従来のプレス工法をそのまま採用することができた。
図１は本発明の熱交換器の取付構造の要部縦断面図（Ａ）及びその部分拡大図（Ｂ）であって、（Ｂ）はボルト１１の締結前の状態を示す。
また、図２は本発明のフランジ２の要部縦断面図（Ａ）及び、（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）は図２（Ａ）のＢ部Ｃ部Ｄ部の各拡大図であり、図３は本発明のフランジ２の裏面側平面図、図４は同熱交換器の平面図、図５は図４のＶ－Ｖ矢視断面図、図６は同熱交換器の取付構造の略図である。
この熱交換器１は、図６に示す如く、多数の皿状プレートが積層されたコアを有している。そのコアの下端にはフランジ２が配置されており、そのフランジ２がケーシング３にＯリング９を介して液密に接続されている。この熱交換器のフランジ２は、オイルの出入口を１つのＯリング９でシールしている。
そして、オイル１５がケーシング３のケース側流路孔７よりフランジ２を介し熱交換器１の内部に導かれる。
熱交換器１は、図５に示す如く、オイル流路と冷却水流路とが交互に積層されている。フランジ２の流路孔６から流入したオイル１５は、熱交換器１のオイル流路を蛇行状に流通する。そして、図４に示す冷却水１４と、図５に示すオイル１５との間で熱交換される。
冷却されたオイル１５は、図４に示すオイル出口１７からケーシング３に戻される。
本発明は、熱交換器１の端部に設けられたフランジ２とケーシング３との取付構造に特徴がある。
この例では、熱交換器１のコアの最下端のプレートには比較的厚みの厚いベース１９が接続されており、そのベース１９を介して、熱交換器１とフランジ２とが接続されている。ベース１９とフランジ２は、一体に接合されている。
ここで、フランジ２の下面（ケーシング３との接続側の面）には、図３に示す如く、その表面に環状溝５が形成されている。その環状溝５は、環状に形成された帯領域４内に設けられている。この帯領域４は、フランジ２の中心に対して外側に外側帯４ａが形成され、内側に内側帯４ｂが形成されている。
そして外側帯４ａは、図２（Ｂ）に示す如く、フランジ２の下面の平面よりもケーシング３側に僅かにＨ１分だけ突出している。それにより、図１（Ｂ）において、ケーシング３の平面とメタルタッチ１２の面を形成する。ここに、前記メタルタッチとは、金属の平面どうしが接触することをいう。
そして、その内側帯４ｂには、図２（Ｃ）に示す如く、外側帯４ａ、内側帯４ｂよりもケーシング３側に僅かにＨ２分だけ突出した凸段差面８が形成されている。その突出量は、外側帯４ａの平面を基準とし、その平面から０．０２ｍｍ以上０．３ｍｍ以下である。そして、その凸段差面８の平面度は０．１ｍｍ以下である。
その凸段差面８の中央には、流路孔６が穿設されている。
参考までに、図２（Ｄ）における凸段差面８は、フランジ２の下面の平面よりもケーシング３側にＨ３分突出することになる。このＨ３の突出量は、前述のＨ１とＨ２を合わせた突出量と略同一となる。
フランジ２には１つ以上のボルト孔１０が穿設され、そこにボルト１１が挿通される。このボルト孔１０の孔縁部は、外側帯４ａ、内側帯４ｂと同じ方向に僅かに突出している。ボルト孔１０の孔縁部の平面と、外側帯４ａ、内側帯４ｂの平面の突出量は、凸段差面８を除いて、略面一となる。
オイルの入口となる流路孔６に整合して、ケーシング３にケース側流路孔７が設けられる。さらに、フランジ２のオイル出口１７に整合して、ケース側出口１７ａが設けられている。
フランジ２が接するケーシング３の接続面１３の各部は面一に形成され、その接続面１３がフランジ２のメタルタッチ１２の面に対向する。
そして、フランジ２をケーシング３に接触させたとき、凸段差面８がケーシング３の接続面１３に接触する。
図１（Ｂ）において、熱交換器１のフランジ２をケーシング３の面一な接続面１３に載置すると、凸段差面８と接続面１３とが接触する。この状態で、ボルト１１を締結すると、フランジ２のメタルタッチ１２の面と、ケーシング３の接続面１３とが圧接し、Ｏリング９のシール性を高める。その圧接量は、凸段差面８と一対の帯領域４との差分である。
その結果、流路孔６内のオイルが外部に洩れることを阻止する。
実験によれば、内側帯４ｂからケーシング３側に僅かに突出した凸段差面８の突出量を、外側帯４ａの平面を基準とし、その平面から０．０２ｍｍ以上０．３ｍｍ以下で、その凸段差面８の平面度は０．１ｍｍ以下とし、オイルの流量を低流量、中流量、大流量に変えたとき、熱交換器の放熱量が、３．２％～５．０％増加すると共に、オイル洩れは存在しなかった。
また、上記の凸段差面８の構造を採用するとき、従来のプレス工法をそのまま採用することができた。
本発明は、車両等のトランスミッション又はエンジンの熱交換器として利用でき、特に、それらのオイルクーラとして用いることに適している。
１ 熱交換器
２ フランジ
３ ケーシング
４ 帯領域
４ａ 外側帯
４ｂ 内側帯
５ 環状溝
６ 流路孔
７ ケース側流路孔
８ 凸段差面
９ Ｏリング
９ａ 爪部
１０ ボルト孔
１１ ボルト
１２ メタルタッチ
１３ 接続面
１４ 冷却水
１５ オイル
１７ オイル出口
１７ａ ケース側出口
１８ バイパス
１９ ベース
２ フランジ
３ ケーシング
４ 帯領域
４ａ 外側帯
４ｂ 内側帯
５ 環状溝
６ 流路孔
７ ケース側流路孔
８ 凸段差面
９ Ｏリング
９ａ 爪部
１０ ボルト孔
１１ ボルト
１２ メタルタッチ
１３ 接続面
１４ 冷却水
１５ オイル
１７ オイル出口
１７ａ ケース側出口
１８ バイパス
１９ ベース
Claims (2)
- 熱交換器（１）の一端にフランジ（２）が設けられ、そのフランジ（２）がケーシング（３）の表面に接続される熱交換器の取付構造において、
前記フランジ（２）の表面に、環状の平面からなる帯領域（４）を有し、その帯領域（４）内にシール用のＯリング（９）が収納される環状溝（５）が形成され、
帯領域（４）の内側に少なくとも一つの流路孔（６）が形成されると共に、その流路孔（６）に対向してケーシング（３）にケース側流路孔（７）が設けられ、
前記フランジ（２）に接するケーシング（３）の表面の各部は面一に形成され、フランジ（２）とケーシング（３）とは前記帯領域（４）でメタルタッチ（１２）を形成し、
フランジ（２）の流路孔（６）の孔縁部は、前記メタルタッチ（１２）の面よりもケーシング（３）側に突出する凸段差面（８）に形成され、
前記帯領域（４）は、前記環状溝（５）の外側に外側帯（４ａ）が形成され、内側に内側帯（４ｂ）が形成され、その内側帯（４ｂ）を含んで前記凸段差面（８）が設けられたことを特徴とする熱交換器の取付構造。 - 請求項１に記載の熱交換器の取付構造において、
前記凸段差面（８）は、前記メタルタッチ（１２）の面に対して、０．０２ｍｍ以上０．３ｍｍ以下で、その平面度が０．１ｍｍ以下である熱交換器の取付構造。
ここに、前記メタルタッチとは、金属の平面どうしが接触することをいう。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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