JPH0321835B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は熱交換器に関し、例えば自動車用エン
ジンのエンジンオイルとエンジン冷却水とを熱交
換してエンジンオイルの冷却を計るオイルクーラ
ーに用いて有効である。

従来この種のオイルクーラーとしては特開昭49
−104241号公報記載のもののように、エンジンブ
ロツクとオイルフイルターとの間に介在し、オイ
ルフイルターに導入される前のエンジンオイルを
冷却するものが知られている。しかしながら、こ
の種のオイルクーラーをエンジンブロツクに取付
ける際、およびオイルクーラーにオイルフイルタ
を取付ける際にオイルクーラーの軸方向に多大な
荷重が加わり、その結果オイルクーラーを構成す
る熱交換ユニツトがつぶれてしまうという欠点が
あつた。

本発明は上記点に鑑みて案出されたもので、熱
交換器、特に熱交換ユニツトの耐荷重性を大幅に
向上させることを目的とする。

そのため、本発明では熱交換ユニツトをそれぞ
れ貫通孔・流入孔・連通孔を有する第１・第２プ
レートより構成し、かつこの第１・第２プレート
の間にその両端が第１プレート内面および第２プ
レート内面に当接するカラーを介在させる。特に
このカラー配設位置を熱交換ユニツト内を貫通す
る貫通ボルトのフランジ部と対向する位置とし、
貫通ボルトを介して受ける熱交換器への荷重が直
接的にカラーに加わるようにしている。そのた
め、各熱交換ユニツトの耐荷重性を増すことがで
きる。

しかも、本発明ではカラーの形状を一部に切欠
きを有するリング形状とし、熱交換ユニツト内の
流体の流れを流入孔側よりカラーに沿つて周方向
に流し一部に形成された対向部より貫通孔に向け
て良好にガイドできるようにしている。そのた
め、熱交換ユニツト内の流体は広い接触面積で第
１・第２プレートと接触し、熱交換効率を向上さ
せることができる。

次に、本発明の一実施例を図に基いて説明す
る。第１図中１は自動車走行用エンジンのエンジ
ンブロツクであり、このエンジンブロツク１には
オイルクーラー取付け用のネジ孔２がオイル流通
通路３の内周側に配設されている。

４は肉厚0.4mm程度のステンレス製第１プレー
ト、５は同じく肉厚0.4mm程度のステンレス製第
２プレートであり共に円盤形状をしており、中央
部に貫通孔６を有し、かつ周辺部に連通孔７及び
流入孔８を形成している。そして、この第１・第
２プレートが両端で連結されて熱交換ユニツト９
が形成される。第１プレート４、第２プレート５
はそれぞれ対向する位置に貫通孔６、連通孔７お
よび流入孔８を有しているため、熱交換ユニツト
９を多数層積層した状態では貫通孔６、連通孔
７、流入孔８がそれぞれつながり、それぞれによ
り貫通通路１０、連通通路１１、流入通路１２が
形成される。

熱交換ユニツト９の内貫通孔６と対向する位置
には略Ｃ字形状をしたカラー３８が介在してい
る。第２図に示すように、カラー３８の一部切欠
き部３９は流入通路１２とほぼ反対側の位置に開
口している。従つて、流入通路８より熱交換ユニ
ツト９内に流入したエンジンオイルはカラー３８
の外周にそつて熱交換ユニツト９内を周方向に流
れた後、反対側の開口部３９より貫通通路１０に
流れる。また、このカラーには第３図および第４
図に示すように２ケ所において係止突起４０が形
成されており、この係止突起４０の反対面には係
止孔４１が形成される。従つて、この係止突起４
１と係止孔４１との係合により、カラーの位置合
せは常に所定位置に行なわれる。そのため、カラ
ーの切欠き部３９の位置が揃い同一位置より熱交
換ユニツト９の貫通通路１０につながる。

１３は熱交換ユニツト９の上面側に配設された
座板でステンレスもしくは鉄板よりなる。この座
板１３にも熱交換ユニツト９と対応する位置に貫
通孔１４、連通孔１５、流入孔１６が形成されて
いる。特に座板のうち、貫通孔１４はバーリング
孔となつており、下方に向けてフランジ部１７が
形成されている。ブロツク１８は座板１３の上面
に配設され、さらにブロツク１８の上部は有底円
筒状をした上部ケース１９により覆われる。ブロ
ツク１８には連通孔７と対向する位置に連通孔２
５が形成され、かつ流入孔８と対向する位置に流
入孔２６が形成されている。上部ケース１９の開
口端は下部ケース２０によつて覆われ、上部ケー
ス１９、下部ケース２０により密閉空間が形成さ
れる。なお、ケース１９，２０は共に肉厚0.8〜
1.0mm程度のステンレス板よりなる。

２１はシリンダブロク１と下部ケース２０との
間に介在した保持板で肉厚４〜５mm程度の鉄材よ
りなる。この保持板２１には周方向に溝２２が形
成され、この溝２２内にＯリング２３を介在し
て、保持板２１とシリンダブロツク１とのシール
を行なう。また、保持板２１にはシリンダブロツ
ク１に形成されたオイル流通通路３と熱交換ユニ
ツト９の連通通路１１とを結ぶ通路２４が形成さ
れている。

上部ケース１９にはエンジン冷却水の導入パイ
プ４２および導出パイプ４３が開口しており、図
示しないモーターポンプよりラジエータ冷却後の
比較的低温のエンジン冷却水がパイプ４２よりケ
ース内に導入され熱交換ユニツト９によつてエン
ジンオイルと熱交換した後、導出パイプ４３より
再びエンジン側へ導出される。

上部ケース１９の上面にはフイルタ座金２７が
配設されている。この座金２７はステンレスもし
くは鉄よりなり、リング状に連通通路２８が形成
されている。この連通通路２８は上部ケース１９
に形成された連通孔２９を介して熱交換ユニツト
９を介して連通通路１１につながる。さらに、座
金２７の連通通路２８はその内周側に複数の孔３
０が形成され、この孔を介してオイルがフイルタ
側に流れるようになつている。

３１は内部にオイル通路３２を形成する貫通ボ
ルトで座金２７・上部ケース１９・座板１３およ
び熱交換ユニツト９の貫通孔１４を貫通する。こ
の貫通ボルトの両端にはねじ部３３，３４が形成
されており、下方のねじ部３３はシリンダブロツ
ク１のねじ孔２にねじこまれる。一方、上方のね
じ部３１はオイルフイルタ３５のねじ孔にねじこ
まれる。貫通ボルトの上面にはブロツク１８の流
入通路２７に連通する流入孔３６が形成されてお
り、貫通ボルト３１の下方部には熱交換ユニツト
９の貫通通路１０と連ながる孔３７が形成されて
いる。

また、貫通ボルト３１のオイル通路３２の内、
座板１３と対向する部位にはフランジ部５２が一
体形成されており、このフランジ部５２に低圧弁
５１が圧入固定されている。低圧弁５１は第５図
に示すようにバルブケース４６内に鋼球製（直径
10〜12mm）のバルブ４７が配設されており、この
バルブ４７はスプリング４９によりカバー５０側
におされている。従つて、バルブ４７に加わる圧
力がスプリング４９の接点圧以上になるとバルブ
４７はオイル通路３２を開く。

次に、上記オイルクーラーの組付け方法を説明
する。まず、第１プレート４、第２プレート５の
内面に銅製のろう材を配設し、かつ両プレート
４，５間にカラー３８およびインナーフインを介
在させ、その状態で両プレートの外周をめ結合
する。この際、カラー３８には係止突起４０およ
び係止孔４１が形成されているため、位置合せが
正確に行なわれる。このようにして、熱交換ユニ
ツト９を仮組みしておく。そして、保持板２１・
下方ケース２０・スペーサ４４・熱交換ユニツト
９・座板１６・ブロツク１８・上部ケース１９・
座金２７を順次積層し、その状態を図示しないろ
う付け治具により仮押えする（第６図図示）。ま
た、この際において下部ケース２０とスペーサ４
４との間、スペーサ４４と熱交換ユニツト９の
間、熱交換ユニツト９と座板１６との間、座板１
６とブロツク１８との間、ブロツク１８と上部ケ
ース１９との間、上部ケース１９と座金２７との
間には銅製のろう材を介在しておく。また、上部
ケース１９と下部ケース２０との接合部にはろう
材を置く。さらに、上部ケース１９にはパイプ４
２，４３をめ結合し、さらにその結合面にろう
材を置く（第７図図示）。その状態で、ろう付け
治具により図示しない真空炉に搬入し、真空炉中
でろう材を溶融させ上記構成部のろう付けを行な
う。

一方、バルブケース４６内に鋼球製のバルブ４
７、バネ受け４８、スプリング４９を介在させ、
その状態で弁座をなすケースカバー５０をケース
４６開口端にめ結合し、低圧弁５１を形成す
る。そして、このように組付けられた低圧弁５１
を貫通ボルト３１のオイル通路３２中に圧入固定
する。

前記工程によりろう付け後、オイルクーラーの
中央貫通通路１０に貫通ボルト３１を挿入する。
この貫通ボルト３１の関係は座板１３のフランジ
部１７内径とほぼ同一となつており、かつフラン
ジ部１７と貫通ボルト３１との間にはＯリング４
５が介在しているため、座板１３、貫通ボルト３
１間のシールは確実に守られる。

このようにして、組付けられたオイルクーラー
は貫通ボルト３１のねじ部３３がシリンダブロツ
ク１のねじ孔２にねじ込まれることによりシリン
ダブロツク１に組付けられる。この際、ボルト３
１の締付力はボルトに一体形成されたフランジ３
１ａを介してオイルクーラーの座金２７に加わ
る。この締付力はひいては各熱交換ユニツトに加
わることになる。そのため、各熱交換ユニツトに
十分な耐荷重性がなければこの締付力を十分に受
けることができず、耐久性能を悪化させることに
もなる。しかしながら、本例のオイルクーラーで
はフランジ３１ａと対向する部位にカラー３８が
配設されているため、熱交換ユニツト９に加わる
荷重はこのカラー３８により担持することができ
る。従つて、熱交換ユニツト９に十分な耐荷重性
をもたせることができる。

次に上記オイルクーラーの作用を説明する。こ
のオイルクーラーはエンジンブロツク１にねじ込
み結合されている。通路３よりエンジンオイルが
保持板２１の通路に流入し、次いで下部ケース２
０に設けられた孔よりスペーサ４４の連通孔を通
り、熱交換ユニツト９の連通通路１１内に流入す
る。連通通路１１を通過したエンジンオイルは座
板１３の連通孔１５、ブロツク１８の連通孔２５
及び上部ケース１９の連通孔２９より座金２７の
通路２８に流入し、その後孔３０よりオイルフイ
ルタ３５へ流入する。

すなわち、シリンダブロツク１より導入された
オイルクーラーで特に熱交換されることなく、直
接オイルフイルタ３５に導入され、フイルタ３５
内でエンジンオイル中の鉄粉等不純物が過され
る。

フイルタ３５で過されたエンジンオイルはそ
の後貫通ボルト３１のオイル通路３２内に流入す
る。低圧弁が閉じている状態では、オイル通路３
２内に流入したオイルは、孔３６よりブロツク１
８中の流入通路２６へ流入し、次いで、座板１３
の流入孔より熱交換ユニツト９の流入通路１２へ
流れる。流入通路１２より各熱交換ユニツトへ分
流し、各熱交換ユニツトではカラー３８の外周に
沿つて円盤状の熱交換ユニツトを周方向に流れ
る。この際、熱交換ユニツトの外部を流れるエン
ジン冷却水との間で熱交換を行ないエンジンオイ
ルは冷却される。特に、熱交換ユニツト９内には
インナーフインが配設されているため、この熱交
換は良好に行なわれる。

熱交換ユニツト９で冷却されたエンジンオイル
は、次いでカラーの切欠き部３９より中央の貫通
通路１０に流入し、貫通通路１０内で各熱交換ユ
ニツトからのエンジンオイルを集合したのち、孔
３７を通して再び貫通ボルト３１のオイル通路３
２へ流入する。そして、通路３２より再びシリン
ダブロツク３１内へのオイル通路へ戻される。

冬季等エンジンオイルの温度が比較的低温の場
合には、オイル粘度も高く従つて熱交換ユニツト
９を通過する際に大きな流通抵抗が生じることも
ある。このような場合には、エンジンオイルの循
環が阻害され、ひいてはエンジンの作動不良を来
す恐れもある。ところが、本例のものでは低圧弁
５１が設けられているため、熱交換ユニツト９で
の流通抵抗が高くなつたら、熱交換ユニツト９を
バイパスしてエンジンオイルを直接オイル通路３
２に流すことができる。即ち、熱交換ユニツト９
での流通抵抗が定まるとバルブ４７上面に加わる
圧力がスプリング４９の切片圧以上となり、その
差圧によりバルブ４７がカバー５０の通路５４を
開く。

なお、上述の例ではカラー３８をＣ字形状とし
たが第８，９図に示すようにドーナツ形状としそ
の一部に切欠き３８ｘを形成してもよい。また、
第１０図に示すようにドーナツ形状とし一部に切
欠き孔３８ｙを形成してもよい。本発明において
リング形状とはこのような切欠きを有するドーナ
ツ形状および上述のＣ字形状を含むものとする。

また、上述した例では本発明熱交換器をオイル
クーラーとして用いたが、本発明は他の流体の熱
交換にも使用可能である。例えば、トルコンオイ
ル等の熱交換にも使用できる。また、上述の例で
は低圧弁を設けたが、内部圧力に替え、例えばエ
ンジンオイル等を検出してオイル通路３２を開閉
する開閉弁を用いてもよい。

以上説明したように、本発明熱交換器では貫通
通路に貫通ボルトを挿入し、この貫通ボルト締付
力を利用して固定されるものであつて、貫通ボル
トのフランジ部と対向する位置にカラーを配設し
たため、熱交換ユニツトの耐荷重性を大幅に向上
させることができる。しかも本発明熱交換器では
カラーをＣ字形状として、熱交換ユニツト内部と
貫通通路とを結ぶ切欠き部を設けたため、カラー
により流体の流れを良好にガイドすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明熱交換器の一実施例を示す断面
図、第２図は第１図の上面図、第３図は第１図図
示カラーを示す正面図、第４図は第３図の−
矢視断面図、第５図は第１図図示低圧弁を示す断
面図、第６図は第１図図示熱交換ユニツトの組付
け状態を示す断面図、第７図は第１図図示上部ケ
ースとパイプとの結合状態を示す正面図、第８図
は本発明熱交換器の他の例に係わるカラー示す正
面図、第９図は第８図の側面図、第１０図は本発
明に係わるカラーの更に他の例を示す側面図であ
る。 ４……第１プレート、５……第２プレート、９
……熱交換ユニツト、１０……貫通通路、１１…
…連通通路、１２……流入通路、３１……貫通ボ
ルト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 中央部に貫通孔を有しかつ周辺部に流入孔お
   よび連通孔を有する第１プレートと、中央部に貫
   通孔を有しかつ周辺部に流入孔および連通孔を有
   しさらに前記第１プレートに連結して第１プレー
   トとともに熱交換ユニツトを形成する第２プレー
   トと、この第２プレートと前記第１プレートとの
   間の内前記貫通孔周囲の部位に配設されその両端
   が前記第１プレートおよび第２プレートの内面に
   当接するカラーとを備え、前記カラーを一部に切
   欠きを有するリング形状とし前記流入孔より流入
   した流体を前記切欠き部より前記貫通孔へ導くよ
   うにし、前記貫通孔・流入孔・連通孔及びカラー
   の位置を揃えて前記熱交換ユニツトを複数層積層
   し、且つ、前記複数の熱交換ユニツトを覆うケー
   スを設け、さらに、前記貫通孔にフランジ部を有
   する貫通ボルトを嵌入し、この貫通ボルトのフラ
   ンジ部が前記カラーと対向する部位に形成されて
   いる熱交換器。 ２ 前記カラーには位置合せ用の係止部が形成さ
   れている特許請求の範囲第１項記載の熱交換器。 ３ 前記貫通ボルト外周と前記熱交換ユニツトの
   貫通孔内面との間にはシールリングが介在されて
   いる特許請求の範囲第１項記載の熱交換器。