JP2000283661A - 多板式オイルクーラの冷却エレメント - Google Patents

多板式オイルクーラの冷却エレメント

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 多板式オイルクーラの冷却エレメントとし
て、余分な部品を用いることなく、エレメントの剛性を
維持して、重量の軽減を図り、生産し易くする。 【解決手段】 上プレート１１の下向き皿状体部１１ａ
の両端部にオイルの入口または出口をなす上向きパイプ
部１１ｂを設けると共に各パイプ部１１ｂの外側位置に
絞り加工した突部１１ｃを形成し、また下プレート１２
の上向き皿状体部１２ａの両端部に下向きパイプ部１２
ｂを設けると共に各パイプ部１２ｂの外側位置に絞り加
工した凹部１２ｃを形成し、波状のフィンプレート１３
を介在させて上プレート１１と下プレート１２を突き合
せて単一のチューブ体となし、上段チューブ体の下プレ
ート両端の下向きパイプ部１２ｂと絞り凹部１２ｃの下
面を、下段チューブ体の上プレート両端部の上向きパイ
プ部１１ｂと絞り突部１１ｃの上面にそれぞれ接合して
チューブ体を複数段に積層し、積層チューブ体の両端に
絞り突部１１ｃと絞り凹部１２ｃからなる柱部材を形成
して剛性を付与する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は部品点数を少なく
しながら剛性を維持できるようにした多板式のオイルク
ーラの冷却エレメントに関する。
【０００２】
【従来の技術】バス、トラック及び産業車両等に搭載さ
れるディーゼルエンジンでは図３（ａ）ようにエンジン
ブロックＥｂの側部にオイルクーラＯｃを配設し、その
冷却エレメントＣｅを同図（ｂ）のように蓋フランジＦ
によりエンジンブロックの側壁に取付けてウォータジャ
ケットＷ中に臨ませ、ラジエータＲからポンプＰにより
循環させられる冷却水を実線矢印のように取入れる一
方、オイルパンＯｐからエンジンの摺動部分や軸受部分
に送られるオイルを点線矢印のように対向させて取入れ
て熱交換させ、オイルの温度を所定に保つようにしてい
る。
【０００３】図４は従来の多板式冷却エレメントの一例
の一部分即ち単一段（最下段）のオイル通路を形成する
チューブ体を分離して示すものであり、厚さが０．３〜
０．４ｍｍ程度のステンレス鋼板からなる平面楕円形状
の下向き皿状の上プレート１と、同様の上向き皿状の下
プレート２と、両者の間に配置される厚さが０．３ｍｍ
程度の鋼板からなる多孔波状のフィンプレート３及びこ
のフィンプレート３の両端に対向配置されるフィンプレ
ートの高さにほぼ等しい厚さ（３〜４ｍｍ程度）の鋼板
からなる曲玉状の補強を兼ねたオイルガイド板４、これ
と同程度の厚さの鋼板からなるスペーサリング５などを
備えている。
【０００４】上プレート１は周りが下向き縁壁１ａで囲
まれ、最上段になるものを除いて長手方向の両端部にオ
イルの入口（図では右側）又は出口（同左側）をなす上
向きパイプ部１ｂが設けられると共に各パイプ部１ｂの
周りには溶融ろう材を通すための複数の細孔１ｄがそれ
ぞれ設けられ、両端パイプ部１ｂの中間位置には間隔の
維持と熱交換面積の増大を目的としてプレス加工された
多数の突子１ｃが上向きに形成されており、一方、下プ
レート２は周りが上向き縁壁２ａで囲まれ、長手方向の
両端部にオイルの入口又は出口になる下向きパイプ部２
ｂが設けられると共にそれらの周囲には溶融ろう材を通
すための複数の細孔２ｄがそれぞれ設けられ、両端パイ
プ部２ｂの中間位置には間隔の維持と熱交換面積の増大
を目的としてプレス加工された多数の突子２ｃが下向き
に形成され、また、フィンプレート３は両端中央部に半
円状の切欠部を有し、それらの左又は右側に配置される
曲玉状のオイルガイド板４の弧状内周面とで円形をなし
て、上，下のプレート１，２の上向き又は下向きパイプ
１ｂ，２ｂに揃うようになされている。
【０００５】そして、上記フィンプレート３とオイルガ
イド板４を中間に介在させて上プレート１と下プレート
２を突き合せたものを単一のチューブ体となし、これを
図５のように複数段に積層して冷却エレメントＣｅを構
成するわけであるが、その場合、先ず、図４における下
プレート２の中に先ずほぼ同じ大きさで同じ形状の銅ろ
う箔８をおき、その上にフィンプレート３と曲玉状のオ
イルガイド板４を並べておき、それらの上に再び同じ大
きさの銅ろう箔８をのせ、その上から上プレート１をそ
の下向きの縁壁１ａが下プレート２の上向きの縁壁２ａ
の内側に嵌合する状態に突き合せる。
【０００６】また、同様に形成した他段のものを積層す
るに当たっては、図５のように下段のものの上プレート
１の両端の上向きパイプ部１ｂの外側にスペーサリング
５をそれぞれ嵌め合せると共にそれらの上向きパイプ部
１ｂの内側に上段のものの下段プレート２両端の下向き
パイプ２ｂを嵌め込むというようにして複数段積層し、
最上段のものの上プレート１の両端部上には所定大きさ
の銅ろう箔（図示せず）を介して鋼板からなる補強板６
を配置し、また最下段のものの下プレート２両端の下向
きパイプ部２ｂに、鋼板からなる菱形状のフランジ７の
中央のボス孔７ａを環状の銅ろう箔８（図４）を介在さ
せて嵌め合せ、かつフランジ７両側の通孔７ｂに小径環
状の銅ろう材を介在させて一対のねじ杆９を挿通してお
き、このようにチューブ体を複数段に積層したものが治
具に収められ、上から重しがのせられて、加熱炉に入れ
られ、各部材が液密にろう付けされる。
【０００７】上記のようにして組立られた冷却エレメン
トＣｅは、図５のように最下段の下プレート２に固着さ
れたフランジ７のねじ杆９を介し、オイルの入口パイプ
Ｆａと出口パイプＦｂを備えた蓋フランジＦに取付けら
れ、かつ蓋フランジＦがエンジンブロックＥｂの側壁に
取付けられて、ウォータジャケットＷ内に配置され、入
口パイプＦａから冷却エレメントＣｅの各段のチューブ
体中に取入られたオイルをウォータジャケットＷ内を流
れる冷却水により冷却するように使用される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】一般に多板式の冷却エ
レメントのチューブ体内部には、高いオイル圧（２〜８
ｋｇ／ｃｍ２）が作用するが、上下プレート間はフィン
プレートおよびオイルガイド板を介してろう付け接合さ
れていて、熱伝達の向上とともにチューブ体の間隙の拡
大および外周ろう付接合部の剥離を防止している。両端
部に何もないとすると、その部分のふくれや接合部の剥
離現象を起こすところから、上記従来の冷却エレメント
では各チューブ体中の両端部に前記曲玉状のオイルガイ
ド板４を配設したり、各パイプ部の周りにスペーサリン
グ５を設けたりしていて、部品点数が多く、重量の増大
とコスト高を招き、オイルガイド板やスペーサリングの
専有空間だけ熱交換面が小さくなっている。
【０００９】そこで、この発明はこれまでのような曲玉
状のオイルガイド板やスペーサリングを用いることな
く、部品点数を少なくしながら上プレートと下プレート
からなるチューブ体の剛性を維持すると共に冷却エレメ
ントの重量の軽減と熱交換面積の増加を図り、また、上
プレートと下プレートを同じ形体のものを裏返し関係の
ものとして安価に生産し易くすることを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記課題のもとにこの発
明は、車両などに用いられる多板式オイルクーラの冷却
エレメントとして、第１に 芯材の両面にろう材を配置
した上プレートと下プレート及びその間に配置される多
孔波状のフィンプレートからなり、上プレートの下向き
皿状体部の両端部にオイルの入口又は出口をなす上向き
パイプ部を設けると共にそれらパイプ部の外側位置に上
面がパイプ部の上面に一致する絞り加工した曲玉状など
の突部を形成し、また下プレートの上向き皿状体部の両
端部にオイルの入口又は出口をなす下向きパイプ部を設
けると共にそれらパイプ部の外側位置に下面がパイプ部
の下面に一致する絞り加工した曲玉状などの凹部を形成
し、上記フィンプレートを介在させて上プレートと下プ
レートを突き合せて単一のチューブ体となし、上段のチ
ューブ体の下プレート両端部の下向きパイプ部と絞り凹
部の下面を下段チューブ体の上プレート両端部の上向き
パイプ部と絞り突部の上面にそれぞれ接合してチューブ
体を複数段に積層し、最上段の上プレートの両端部上に
は補強板を接合する一方、最下段の下プレート両端部の
下向きパイプ部及び絞り凹部にフランジを接合し、両端
部に絞り突部と凹部からなる柱部材を形成したことを特
徴し、第２には、上記積層チューブ体の上プレート両端
部の上向きパイプ部の内縁に上向き突起を設けると共に
に下プレート両端部の下向きパイプ部の内縁に下向き突
起を設け、上段チューブ体の下プレートの下向きパイプ
部の下向き突起を下段チューブ体の上プレートの上向き
パイプ部に係合させる一方、下段チューブ体の上プレー
トの上向きパイプ部の上向き突起を上段チューブ体の下
プレートの下向きパイプ部に係合させてチューブ体を複
数段に積層することを特徴とするものである。
【００１１】
【発明は実施の形態】図１はこの発明に係る冷却エレメ
ントの単一段（最下段）のチューブ体を分離して示し、
図２はそのチューブ体を複数段積層した状態の断面を示
すものであり、図１において１１は平面楕円形状をなす
下向き皿状の上プレートで、０．５ ｍｍ程度の厚さのス
テンレス鋼板の両面に厚さが２０μ程度の無酸素銅の薄
板ろう材を圧延圧接法などによって接合したクラッド材
からなり、周囲に上向きの縁壁１１ｄを有し、長さの大
部分（９０％程度）は長方形状の下向き皿状体部１１ａ
をなし、その壁板には間隔の維持と熱交換面積の増大を
目的とした多数の突子１１ｅが上向きに設けられ、この
皿状体部１１ａの両端部にはオイルの入口（図で右）又
は出口（同左）となる円形の上向きパイプ部１１ｂが設
けられ、また、右のパイプ部１１ｂの右側及び左のパイ
プ部１１ｂの左側即ち各上向きパイプ部の外側位置に
は、上面が上向きパイプ部１１ｂの上面に一致する所定
幅の曲玉状の絞り突部１１ｃが各パイプ部１１ｂの外側
半円部を囲むように絞り加工して形成されている。
【００１２】１２は上向き皿状の下プレートで、上プレ
ート１１と同じ大きさの楕円形状をなし、また、上プレ
ート１１と同じく厚さ０．３〜０．４ｍｍ程度のステン
レス鋼板の両面に無酸素銅の薄板ろう材を接合した同じ
厚さのクラッド材からなり、周囲に下向きの縁壁１２ｄ
（図２参照）を有し、長さの大部分（９０％程度）は長
方形状の上向き皿状体部１２ａをなし、その壁板には間
隔の維持と熱交換面積の増大を目的とした多数の突子１
２ｅが下向きに設けられ、皿状体部１２ａの両端部には
オイルの入口（図で右）又は出口（同左）となる円形の
下向きパイプ部１２ｂが設けられ、また、右のパイプ部
１２ｂの右側及び左のパイプ部１２ｂの左側即ち各下向
きパイプ部１２ｂの外側位置には、下面が下向きパイプ
部１２ｂの下面に一致する所定幅の曲玉状の絞り凹部１
２ｃが各パイプ部１２ｂの外側半円部を囲むように絞り
加工して形成されている。
【００１３】上プレート１１と下プレート１２は互いに
裏返した関係にあり、そして、最上段の上プレート１１
及び最下段の下プレート１２を除いて、上プレート１１
両端の上向きパイプ部１１ｂの内縁と、下プレート１２
両端の下向きパイプ部１２ｂの内縁には、各プレートを
積層する際に位置決めをなす一つ又は二つ（図では一
つ）の、前者では上向き突起１１ｆ、後者では下向き突
起１２ｆが設けられている。但し、図２では各突起１１
ｆ，１２ｆの係合関係を分り易くするために図１とは位
置をずらせてある。
【００１４】１３は長方形状をなした多孔波状のフィン
プレートで、厚さが０．３ｍｍ程度の鋼板からなり、上
プレート１１の下向き皿状体部１１ａと下プレート１２
の上向き皿状体部１２ａの間において、両皿状体部の内
面に当接する高さとその内側幅にほぼ等しい幅と両端の
パイプ部１１ｂ，１２ｂの一部をおおう程度の長さに形
成されている。
【００１５】また、図１１において１７は厚手（６〜８
ｍｍ程度）の鋼板からなる菱形状のフランジで、中央に
最下段の下プレート１２の下向きパイプ部１２ｂを嵌合
させるボス孔１７ａを有すると共に長手軸線の両側には
ねじ杆１８を挿通してその頭部を固定（ろう付け）する
通孔１７ｂを備えており、かつボス孔１７ａの上縁の周
りは内側に偏心して肉厚に設けられたほぼハート形の台
部１７ｃで囲まれ、台部１７ｃが存在しない反対側の部
分は最下段の下プレート１２の曲玉状凹部１２ｃの下面
が当接する曲玉状の平坦部１７ｄをなしている。
【００１６】かくて、図１における上プレート１１の下
向き皿状体部１１ａと下プレート１２の上向き皿状体部
１２ａとの間にフィンプレート１３を配置して、上プレ
ート１１と下プレート１２を突き合せて単一のチューブ
体となし、これを図２のように複数段積層するが、この
場合、上段のチューブ体をなす下プレート１２の両端の
下向きパイプ１２ｂ内縁の下向き突起１２ｆを、下段の
チューブ体をなす上プレート１１両端の上向きパイプ部
１１ｂに係合させる一方、下段のチューブ体をなす上プ
レート１１の両端の上向きパイプ部１１ｂ内縁の上向き
突起１１ｆを、上段のチューブ体をなす下プレート１２
両端の下向きパイプ部１２ｆにそれぞれ係合させて各チ
ューブ体を位置決めしながら複数段積層する。
【００１７】また、最上段のチューブ体の上プレート１
１の両端の上向きパイプ部１１ｂからそれらの左側又は
右側に設けられた曲玉状の突部１１ｃにかけて孔ふさぎ
を兼ねた鋼板製の補強板１６を配設する一方、最下段の
チューブ体の下プレート１２両端の下向きパイプ部１２
ｂにはフランジ１７の中央ボス孔１７ａを嵌め合せると
共に両側の通孔１７ｂには小径環状の銅ろう材を介在さ
せながらねじ杆１９挿通し、このようにして積層チュー
ブ体をまとめたものが治具に収められ、上に重しがのせ
られて加熱炉に入れられ、各部材が液蜜にろう付けさ
れ、図２のように冷却エレメントＣｅが形成される。
【００１８】その際には、上段チューブ体の下プレート
１２両端部の下向きパイプ部１２ｂと曲玉状凹部１２ｃ
の下面が、下段のものの上プレート１１両端部の上向き
パイプ部１１ｂと曲玉状突部１１ｃの上面に接合され、
かつ最下段のチューブ体の下プレート１２両端部の下向
きパイプ部１２ｂの下面がフランジ１７の台部１７ｃに
接合されると共に曲玉状凹部１２ｃの下面がフランジ１
７の曲玉状の平坦部１７ｄに接合されることになり、積
層チューブ体即ち冷却エレメントＣｅの両端部に絞り加
工により剛性の付与された複数の曲玉状の突部と凹部か
らなる柱部材が形成される。
【００１９】そして、上記のように組立てられた冷却エ
レメントＣｅは、最下段の下プレート１２に固着された
フランジ１７のねじ杆１８を介し、オイルの入口パイプ
Ｆａと出口パイプＦｂを備えた蓋フランジＦに取付けら
れ、またその蓋フランジＦがエンジンブロックＥｂの側
壁に取付けられてウォータジャットＷ内に配置され、入
口パイプＦａからオイルが、冷却エレメントＣｅの入口
側のパイプ部を通じ各段のチューブ体内に出口側に向っ
て取入れられ、その外側において対向するようにウォー
タジャッケトＷ内を流れる冷却水と熱交換するように使
用される。その場合、冷却エレメントＣｅ内にオイル
圧，エンジンの振動などが作用したにしても、両端部に
形成された曲玉状の突部と凹部からなる柱部材によって
剛性が維持されエレメントが揺動したり、チューブ体が
破損したりすることがない。
【００２０】なお、図示の例では、上プレート１１及び
下プレート１２を楕円形状のものとして示したが、これ
は長方形状のものとしてもよく、又上プレート１１と下
プレート１２の両端部に形成する突部１１ｃ又は凹部１
２ｃを曲玉状のものとして示したが、これは所定の幅と
長さの弧状，長方形状，楕円状のものとしてもよい。ま
た、上下プレートの材料として、芯材の両面に銅ろう板
を接合したクラッド材を用いたが、電気銅メッキ処理を
施したものであっても、さらには各部材間に銅ろう箔を
配するようにしてもよい。さらに、図示の例では、ステ
ンレス鋼板製の冷却エレメントについて例示したが、モ
ネル合金製やアルミニウム製等であってもよく、材料に
は限定されない。
【００２１】
【発明の効果】この発明は多板式オイルクーラの冷却エ
レメントとして、請求項１のように構成されているの
で、これまでのような三ケ月状のオイルガイド板やスペ
ーサリングを用いることなく、冷却エレメントの剛性お
よびろう付強度を充分に維持することができ、部品点数
が少なく、重量を軽減することができ、また、上プレー
トと下プレートの形体は互いに裏返した関係にあるた
め、生産し易くコストを低減できるなどの効果を有し、
また請求項２のように構成すれば、チューブ体の積層に
当たり位置決めしながら積層できて組立て易く、そし
て、突起を複数とすれば、積層チューブ体がぐらつか
ず、より生産し易い。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る冷却エレメントの単一段のチュ
ーブ体の分離斜視図。
【図２】冷却エレメント全体の断面図。
【図３】（ａ）はオイルクーラの使用状態を示す斜視
図。（ｂ）は冷却エレメントの配置状態を示す説明図。
【図４】従来の冷却エレメントの単一段のチューブ体の
分離斜視図。
【図５】従来の冷却エレメントの断面図。
【符号の説明】
１１ 上プレート １１ａ 下向き皿状体部 １１ｂ 上向きパイプ部 １１ｃ 絞り突部 １１ｄ 縁壁 １１ｅ 突子 １１ｆ 上向き突起 １２ 下プレート １２ａ 上向き皿状体部 １２ｂ 下向きパイプ部 １２ｃ 絞り凹部 １２ｄ 縁壁 １２ｅ 突子 １３ フィンプレート １６ 補強板 １７ フランジ Ｃｅ 冷却エレメント

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 芯材の両面にろう材を配した上プレート
    と下プレート及びその間に配置される多孔波状のフィン
    プレートからなり、上プレートの下向き皿状体部の両端
    部にオイルの入口又は出口をなす上向きパイプ部を設け
    ると共にそれらパイプ部の外側位置に上面がパイプ部の
    上面に一致する絞り加工した曲玉状などの突部を形成
    し、また下プレートの上向き皿状体部の両端部にオイル
    の入口又は出口をなす下向きパイプ部を設ける共にそれ
    らパイプ部の外側位置に下面がパイプ部の下面に一致す
    る絞り加工した曲玉状などの凹部を形成し、上記フィン
    プレートを介在させて上プレートと下プレートを突き合
    せて単一のチューブ体となし、上段のチューブ体の下プ
    レート両端部の下向きパイプ部と絞り凹部の下面を下段
    チューブ体の上プレート両端部の上向きパイプ部と絞り
    突部の上面にそれぞれ接合してチューブ体を複数段に積
    層し、最上段の上プレートの両端部上には補強板を接合
    する一方、最下段の下プレート両端部の下向きパイプ部
    及び絞り凹部にフランジを接合し、両端部に絞り突部と
    凹部からなる柱部材を形成したことを特徴とする多板式
    オイルクーラの冷却エレメント。
  2. 【請求項２】 上記積層チューブ体の上プレート両端部
    の上向きパイプ部の内縁に上向き突起を設けると共に下
    プレート両端部の下向きパイプ部の内縁に下向き突起を
    設け、上段チューブ体の下プレートの下向きパイプ部の
    下向き突起を下段チューブ体の上プレートの上向きパイ
    プ部に係合させる一方、下段チューブ体の上プレートの
    上向きパイプ部の上向き突起を上段チューブ体の下プレ
    ートの下向きパイプ部に係合させてチューブ体を複数段
    に積層することを特徴とする請求項１記載の多板式オイ
    ルクーラの冷却エレメント。
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