JPS5840646B2 - 圧縮空気冷却装置の取付機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は内燃機関に送る圧縮空気を冷却するための熱交
換形冷却装置、特に冷却装置を内燃機関の吸気マニホル
ド内に直接固設する冷却装置の取付機構に関する。

一般に熱交換形の冷却装置は当業者に周知である。

冷却装置には空気の流路に沿ってエンジンの吸気側に熱
交換コアが設けられる。

更に詳述するに、多くのエンジンの場合、外気は過給機
又はターボチャージャのような装置により圧縮されてエ
ンジンへ送られ、エンジン全体の出力および性能を向上
するように構成されている。

しかしながら外気は圧縮すると加熱されエンジンの全熱
負荷が大きくなり好ましくないので、エンジンへ圧縮空
気を送る前に冷却することが望ましい。

このため冷却装置は、圧縮空気をエンジンへ供給する前
に、外気又はエンジンの放熱器からの冷却液のような好
適な冷却体と熱交換すべく接触させるに構成される。

ある場合には、熱交換形の冷却装置をエンジンの吸気マ
ニホルドに直接取り付けることが好ましい場合がある。

この場合、吸気マニホルドにはこれを通過する圧縮空気
はエンジンに導入前に冷却装置内に直接流動され、かつ
エンジンの放熱器からの冷却液を循環させて圧縮空気と
熱交換させる好適な供給取付部品が具備される。

このような吸気マニホルド内部に取り付けられる冷却装
置は通常吸気マニホルドの両側部において吸気マニホル
ドにボルトで固設され、吸気マニホルドの上部および下
部のフランジ間に着座せしめて冷却装置を整合しボルト
を挿入可能にすべく機能する拡大外部フランジを有して
いる。

しかしながらこの場合外部フランジを設けて冷却装置を
位置決めするにもかかわらず、冷却装置の各構成部材の
外形が犬であり且重量もあるため冷却装置を吸気マニホ
ルド内に入れボルトによって固定する作業は困難で、各
ボルトをネジと好適に整合する作業に時間がかかつてい
た。

その上、外部フランジの上面部および下面部を流体漏れ
しないよう密封するために２つのガスケットが必要であ
った。

本発明によれば、ボルトとネジが正確、迅速かつ容易に
整合され得、流体漏れを防止する密封ガスケットの数を
最小限に押えた圧縮空気冷却装置の取付装置を提供する
ことにより、従来の冷却装置の問題および欠点が除去さ
れる。

本発明の場合、圧縮空気の冷却装置はエンジンの吸気マ
ニホルドに直接取付可能である。

前記冷却装置には長手のプレート・フライ形の熱交換コ
アが包有され、前記熱交換コアには圧縮空気およびエン
ジンの放熱器からの冷却液を個別に流通させるフィンに
より区画されたガス流路が互いに熱交換すべく形成され
ている。

熱交換コアには互いに平行であり、硬質で長手の一対の
サイドプレートが設けられ、前記一対のサイドプレート
間にプレート・フィン構成体が支承される。

熱交換コアに対し冷却液を人出する入口および出口ヘッ
ダは熱交換コアの両端部においてサイドプレートに支承
される。

一対の取付用のブラケットの断面はほぼＵ字形であり、
各ブラケットはサイドプレートに向って開口する端部を
有し、２サイドプレートに夫々固設されている。

また取付用のブラケットにはその長手方向に沿って吸気
マニホルド内の開口部と整合される複数のボルト受容口
部が設けられる。

ボルトを受容する複数のナツトがサイドプレートと取付
ブラケットとの間に保持される。

各ナツトには、ブラケットのボルト穴と対応する穴に遊
合されるべく小さな断面を有した軸方向に延びる肩部と
、ブラケット内に回転することなく嵌入されるような断
面を有した拡大基部とが設けられている。

各ナツトの肩部により、マニホルドのボルト受容口部と
遊合状態でナツトが整合保持され得、ボルトがナツトに
容易に挿入可能に設けられて、冷却装置が吸気マニホル
ド内に好適に取り付けられる。

以下本発明を好ましい実施例に沿って説明する。

第１図に示す圧縮空気を冷却する冷却装置１０において
は、直立した長手の一対の硬質のサイドプレート１２間
にプレート・フィン形の熱交換コア１１が収容されてい
る。

熱交換コア１１には第１図に示すようにサイドプレート
１２と平行に長手方向に延びるヘッダバ一部材１６によ
り互いに分離される複数のプレート・フィン素子１４が
具備されている。

プレート・フィン素子１４により、圧縮空気を内燃機関
（図示せず）へ送る前に熱交換コア１１を通して圧縮空
気を流動させる上方に開口した流路が形成される。

ヘッダバ一部材１６はプレート・フィン素子１４間に位
置する別の複数のプレート・フィン素子（図示せず）を
内包しており、冷却液を熱交換コア１１内に流し圧縮空
気と熱交換させるよう構成される。

この冷却液はエンジンの放熱器の冷却機構（図示せず）
から導入し、ヘッダタンク２２．２４により熱交換コア
１１のサイドプレート１２の両端部に夫々支承されてい
る入口管１８と出口管２０を介して熱交換コア１１に循
環させることが好ましい。

また第１図に示すように、冷却装置１０はエンジンの吸
気マニホルド２８の中空の下部２６内に直接挿入される
。

この場合冷却装置１０は、入口管１８を下部２６に設け
られた開口部１９に挿通し複数の取付ボルト３０により
下部２６に固定される。

この場合、取付ボルト３０は吸気マニホルド２８の下部
２６の両側部において長手方向に離間して設けられたボ
ルト穴３２に挿入される。

更に、取付ボルト３０は冷却装置１０に付設されたネジ
山付のナツト３４に螺入される。

冷却装置１０を下部２６内の適所にボルトにより固定し
た後、出口管２０を通すための開口部２１を有する吸気
マニホルド２８の上部３６が下部２６と同様の構成をも
ってネジ３８により固定される。

上述の如く構成された装置において、過給機、ターボチ
ャージャ等からの圧縮空気は供給パイプ３７を経て吸気
マニホルド２８の上部３６内へ送られ、吸気マニホルド
２８内を下方へ、冷却装置１０に向って送られて、冷却
される。

次に冷却された圧縮空気は例えば複数のシリンダパイプ
３９を介しエンジンへ送られる。

一方吸気マニホルドにおける流体漏れを防止するため、
好適な材料のガスケット４０が、下部２９および上部３
６に設けられ、互いに対向するフランジ４２．４４間に
ネジ３８を介し保持されることが望ましい。

更に本発明による冷却装置１０を第２図乃至第４図に詳
示する。

図示のように、はぼＵ字状の一対のブラケット４６が冷
却装置１０の両サイドプレート１２にほぼ沿って、例え
ばろう付又は溶接により固定される。

ブラケット４６は冷却装置１０の全長にわたって延びる
よう設けられており、ブラケット４６は夫々サイドプレ
ート１２へ向って開口された側部を有し長手方向に延び
る矩形のチャンネルを具備している。

又、ブラケット４６は当該ブラケット４６を包有する冷
却装置１０の断面が吸気マニホルド２８の下部２６の断
面に相応する、換言すれば前記下部２６内に冷却装置１
０が緊密に収容されるように設けられる。

従って冷却装置１０が下部２６内に収容されたとき、ブ
ラケット４６は吸気マニホルド２８の下部２６の内壁面
と近接せしめられるように構成される。

本実施例においては下部２６の内壁面のほぼ全体に亘っ
てブラケット４６を位置させるため、ブラケット４６に
は熱交換コア１１の端部を越えて延びる拡大端部４９が
延設されている。

拡大端部４９は例えばろう付又は溶接により相互に好適
に連結される。

各ブラケット４６には長手方向に沿ってボルト穴５０が
設けられており、ボルト穴５０は吸気マニホルド２８の
下部２６の対応するボルト穴３２と整合され得るように
設けられている。

ナツト３４は取付ボルト３０を容易に挿入できるようブ
ラケットのボルト穴５０にほぼ整合して嵌合される。

更に詳述するに、各ナツト３４は断面が方形の基部５２
を有し、基部５２の各辺の長さはチャンネル４８の垂直
方向の高さより僅かに短かい。

このため、ナツト３４はブラケット４６に対し回転する
ことなくチャンネル４８内で僅かに変位可能である。

各ナツト３４の基部５２には断面が円形の軸方向に延び
る肩部５４が一体に連設されており、肩部５４の直径は
取付ブラケットのボルト穴５０の内径より僅かに小さい
。

ナツト３４の軸方向の長さはナツト３４の肩部５４がボ
ルト穴５０に遊合されボルト３０を受容すべくナツト３
４を整合し得るように設けられている。

又肩部５４には円錐面として形成されたボルト受容口部
５６が形成され、ボルト受容口部５６は吸気マニホルド
２８の下部２６へ向って次第に拡大するように延び取付
ボルト３０が容易にネジ山付のナツト３４内に螺入され
得るように設けられている。

しかして上述の冷却装置１０は吸気マニホルド２８の下
部２６内に収容され、吸気マニホルド２８内に容易かつ
確実に取り付けられる。

ブラケット４６のボルト穴５０およびブラケット４６に
支承されるナツト３４は次に吸気マニホルド２８の下部
２６のボルト穴３２とほぼ整合される。

この場合ボルト受容口部５６は円錐状に設けられ、ナツ
ト３４がブラケット４６に対し若干移動可能に設けられ
ているので、取付ボルト３０は吸気マニホルド２８のボ
ルト穴３２を介しナツト３４に容易に螺合され得る。

一方ナット３４が取付ボルト３０に強固に締め付けられ
たとき、各ナツト３４の基部５２はブラケット４６内に
おいて回転が防止され、ブラケット４６は、延いては冷
却装置１０全体が吸気マニホルド２８の下部２６の長手
方向に沿い複数個所で迅速かつ容易に前記下部へ＼ ２６に対し固定される。

以上を要するに本発明による冷却装置には、冷却装置の
全長に沿い複数個所において冷却装置を吸気マニホルド
に固定する取付用のブラケットが具備される。

取付ボルトはナツトに迅速かつ容易に挿入され得、構成
部材の各面並びにボルト受容口を正確に加工したり正確
に位置決めする必要がない。

又取付用のブラケットは冷却装置において空気が迂回す
ることを防止するバッフル体として機能するので、すべ
ての圧縮空気が確実に冷却装置１０内を流動し、同様に
冷却装置内において循環する冷却液と熱交換される。

更に、従来の装置と異なり吸気マニホルド内に冷却装置
を取り付は位置決めするフランジが存在せず、また密封
ガスケット４０は単一にして吸気マニホルドの下部２６
と上部３６との間に配設するのみでよい。

本発明は図示の実施例に限定されるものではなく、特許
請求の範囲の技術的思想に含まれる設計変更を包有する
ことは理解されよう。

本発明の実施態様を要約すると次の通りである。

（１）エンジンの前記吸気マニホルドに収容され圧縮空
気用の第１の流路と冷却液用の第２の流路とを有し圧縮
空気と冷却液とを熱交換させる冷却装置と、前記冷却装
置の両側部に沿って延び前記冷却装置の前記両側部に沿
って延びる一対長手のチャスネルを区画し、少なくとも
−のボルト受容穴が設けられた一対のブラケットと前記
ブラケットの前記ボルト受容穴の各−と夫々相応し、軸
方向に延びる肩部と拡大基部とを有し前記チャンネルに
対し非回転状態で遊合され前記肩部が前記ブラケットか
ら少なくとも一部突出して保持される複数のナツトと、
前記マニホルドおよび前記ブラケットのボルト受容穴を
挿通し前記ナツトに螺合されて前記冷却装置を前記マニ
ホルドに固定する複数のボルトとを備えてなる圧縮空気
冷却装置をエンジンの吸気マニホルドに取り付ける取付
機構。

（２）一対のブラケットは夫々実質的にＵ字形に設けら
れ、冷却装置に向って開口する側部を有し、前記冷却装
置に連結されてなる上記第（１）項記載の冷却装置の取
付機構。

（３）ナツトには前記ボルトへ向って延びる面取りされ
た口部が設けられてなる上記第（１）項記載の冷却装置
の取付機構。

（４）冷却装置の両側部に沿って延び前記冷却装置の両
側部に沿って延びる一対のチャンネルを区画し、少なく
とも−のボルト受容穴が設けられた一対のブラケットを
備え、前記ブラケットおよび前記冷却装置は前記マニホ
ルド内に近接して受容され圧縮空気が前記マニホルド内
において前記冷却装置を実質的に迂回しないよう設けら
れ、前記ブラケットの前記ボルト受容穴の各−と夫々相
応し、軸方向に延びる肩部と拡大基部とを有し前記チャ
ンネルに対し非回転状態で遊合され前記肩部が前記ブラ
ケット内から少なくとも一部突出して保持される複数の
ナツトと、前記マニホルドおよび前記ブラケットのボル
ト受容穴を挿通し前記ナツトに螺合されて前記冷却装置
を前記マニホルドに固定する複数のボルトとを備えてな
る圧縮空気を内燃機関に供給する前に冷却液と熱交換す
べく圧縮空気を流通する圧縮空気冷却装置を受容可能な
吸気マニホルドを有した内燃機関。

（５）一対のブラケットは夫々実質的にＵ字形に設けら
れ、冷却装置に向って開口する側部を有し前記冷却装置
に連結されてなる上記第（４）項記載のマニホルド内に
冷却装置を取り付ける機構。

（６）各ナツトには前記ボルトへ向って延びる面取りさ
れた口部が設けられてなる上記第（４）項記載のマニホ
ルド内に冷却装置を取り付ける機構。

（７）圧縮空気冷却装置の両側部に沿って延び前記冷却
装置の前記両側部に沿って延びる長手のチャンネルを区
画するようブラケットを取り付ける工程と、前記冷却装
置の前記各側部上の前記ブラケットに少なくとも−のボ
ルト受容穴を形成する工程と、夫々前記ボルト受容穴の
−と対応しボルトを受容すべく整合される複数のナツト
を前記チャンネル内に遊嵌する工程と、夫々前記ナツト
の−と対応され吸気マニホルドおよび前記ボルト受容穴
を挿通ずる複数のボルトを前記各ナツトと螺合させる工
程とを包有して成るエンジンのマニホルド内に冷却装置
を取り付ける方法。

（８）ボルトを容易に受容すべく各ナツトの口部を面取
りする工程を包有してなる上記第（７）項記載の方法。

（９）圧縮空気冷却装置の両側部に沿って延び前記両側
部に沿って延びる一対の長手のチャンネルを区画するよ
う一対のブラケットを取り付ける工程と、前記ブラケッ
トおよび前記冷却装置が吸気マニホルド内に近接して配
設され圧縮空気が前記マニホルド内において前記冷却装
置を迂回しないように前記ブラケットおよび前記冷却装
置の寸法および形状を決める工程と、前記各ブラケット
に少なくとも−のボルト受容穴を形成する工程と、夫々
前記ボルト受容穴の−と対応しボルトを受容すべく整合
される複数のナツトを前記チャンネル内に遊嵌する工程
と、夫々前記ナツトの−と対応し吸気マニホルドおよび
前記ボルト受容穴を挿通ずる複数のボルトを前記各ナツ
トと螺合させる工程とを包有して成るエンジンのマニホ
ルド内に冷却装置を取り付ける方法。

００）ボルトを容易に受容すべく各ナツトの口部を面取
りする工程を包有した上記第（９）項記載の方法。

【図面の簡単な説明】

第１図はエンジンの吸気マニホルド内に本発明による圧
縮空気の冷却装置を取り付ける状態を示す分解斜視図、
第２図は同冷却装置の平面図、第３図は第２図の冷却装
置の一部を切開いて示す側面図、第４図は第３図の線４
−４に沿って切断した拡大断面図、第５図は同部分拡大
斜視図である。 １０・・・・・・冷却装置、１１・・・・・・熱交換コ
ア、１２・・・・・・サイドプレート、１４・・・・・
・プレート・フィン素子、１６・・・・・・ヘッダバ一
部材、１８・・・・・・入口管、１９・・・・・・開口
部、２０・・・・・・出口管、２１・・・・・・開口部
、２２．２４・・・・・・ヘッダタンク、２６・・・・
・・下部、２８・・・・・・吸気マニホルド、３０・・
・・・・取付ボルト、３２・・・・・・ボルト穴、３４
・・・・・・ナツト、３６・・・・・・上部、３７・・
・・・・供給パイプ、３８・・・・・・ネジ、３９・・
・・・・シリンダパイプ、４０・・・・・・ガスケット
、４２゜４４・・・・・・フランジ、４６・・・・・・
ブラケット、４８・・・・・・チャンネル、４９・・・
・・・拡大端部、５０・・・・・・ボルト穴、５２・・
・・・・基部、５４・・・・・・肩部、５６・・・・・
・ボルト受容口部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ エンジンの吸気マニホルドに収容され、圧縮空気用
   の流路と冷却液用の流路とを有し圧縮空気と冷却液とを
   熱交換させる冷却装置と、前記冷却装置の両側部に固設
   され前記冷却装置の前記両側部に沿って延びる長手のチ
   ャンネルを具備し、かつ前記冷却装置の各側部に位置す
   る少なくとも−のボルト穴を有した取付用のブラケット
   と、前記ブラケットの前記ボルト穴に相応し、前記チャ
   ンネル内に遊合する基部と前記基部から前記ブラケット
   のボルト穴に軸方向に遊合する肩部とを有した複数のナ
   ツトと、前記吸気マニホルドおよび前記ブラケットのボ
   ルト穴を挿通し、前記ナツトに螺合されて前記冷却装置
   を前記吸気マニホルドに固定する前記の各ナツトと対応
   する複数のボルトとを備えてなる圧縮空気冷却装置をエ
   ンジンの吸気マニホルドに取り付ける取付機構。 ２ 冷却装置が長手のプレート・フィン形の熱交換コア
   を包有し、かつ冷却液用の流路からの冷却液を流動する
   装置を包有してなる特許請求の範囲第１項記載の冷却装
   置の取付機構。 ３ 取付用のブラケットは冷却装置の両側部に沿って延
   びるように対をなして設けられ、前記冷却装置の両側部
   に沿って延びる一対のチャンネルを具備する特許請求の
   範囲第１項記載の冷却装置の取付機構。 ４一対のブラケットは夫々実質的Ｕ字形に設けられ、冷
   却装置に向って開口する側部を有し前記冷却装置に固設
   されてなる特許請求の範囲第３項記載の冷却装置の取付
   機構。 ５ ブラケットには冷却装置の両側に位置する複数のボ
   ルト穴が設けられてなる特許請求の範囲第４項記載の冷
   却装置の取付機構。 ６ チャンネル内に遊合される各ナツトの基部は前記チ
   ャンネルに対し非回転となるように実質的に方形の断面
   を有してなる特許請求の範囲第１項記載の冷却装置の取
   付機構。 ７ ナツトの基部が肩部より大に設けられてなる特許請
   求の範囲第１項記載の冷却装置の取付機構。 ８ ナツトの肩部の断面が実質的に円形をなしてなる特
   許請求の範囲第１項記載の冷却装置の取付機構。 ９ 各ナツトの基部の各辺の長さがブラケットのチャン
   ネルの垂直方向の高さより僅かに短かく形成されてなる
   特許請求の範囲第６項記載の冷却装置の取付機構。 １０ ナツトには前記ボルトへ向って延びる面取りされ
   たボルト受容口部が設けられてなる特許請求の範囲第１
   項記載の冷却装置の取付機構。