JP2010058166A - ろう付けによる二部材の固定構造 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構造で回り止めを兼ねた二部材のろう付け固定を行えるようにする。
【解決手段】オイルクーラにおいて、オイルフィルタが螺合接続されるコネクタとフィルタ着座プレートとのろう付けによる固定構造である。おねじ部２１が形成されたコネクタ８の一端面またはおねじ部２１のうち相手側のねじ穴と螺合する部分の外周面に予め切欠溝３０を形成しておく。切欠溝３０のほかおねじ部２１とねじ穴との螺合部分の隙間にろう材を介在させて、フィルタ着座プレートとコネクタとの回り止めを施しながら両者をろう付け固定してある。
【選択図】図４

Description

本発明は、ろう付けによる二部材の固定構造に関し、例えば車両のエンジンオイルやトランスミッションオイルを冷却するためのオイルクーラの構成部品である筒状部材と相手側部材とをろう付けにより固定する構造に関するものである。

車両のエンジンオイルやトランスミッションオイルを冷却するためのオイルクーラの取付構造として、例えば特許文献１に記載されているように、エンジンブロックに固定されたオイルクーラを貫通するように中空状のセンタボルトを配置し、このセンタボルトのおねじ部にオイルフィルタを螺合させることで、同時にそのオイルフィルタをオイルクーラのエンドプレートに着座させるようにしたものがある。

そして、同特許文献１に記載のものでは、上記センタボルトの一端のおねじ部を直接エンジンブロックに螺合固定させる一方、そのセンタボルトの他端のおねじ部に対してオイルフィルタを着脱可能に螺合させるようになっている。したがって、オイルフィルタの脱着に際してセンタボルトまでいわゆる共回りすることがないように、そのセンタボルトの一端部側に設定した大径のフランジ部をエンジンブロックに着座させるとともに、そのフランジ部をエンジンブロックと取付プレートとの間に挟み込むことでセンタボルトの固定保持力の向上を図っている。
特開２０００−２０４９２０号公報

しかしながら、特許文献１に記載のものでは、センタボルトとして実質的にオイルクーラを貫通するだけの長さが必要となるのに加えてフランジ部を設定する必要があるため、センタボルトの大型化とコストアップが余儀なくされほか、エンジンブロック側には上記フランジ部のための着座面を形成する必要があり、これによって一段と取付構造全体としてのコストアップを招く結果となって好ましくない。

本発明はこのような課題に着目してなされたものであり、簡単な構造で所期の目的を達成することができるようにしたろう付けによる二部材の固定構造を提供するものである。

請求項１に記載の発明は、別部品との螺合接続のためのねじ部が形成された筒状部材を相手側部材の取付穴に挿入して両者をろう付け固定した二部材の固定構造であって、上記相手側部材に対し着座する筒状部材の一端面または筒状部材のうち上記取付穴に挿入される部分の外周面に予め切欠溝を形成しておき、この切欠溝のほか上記相手側部材と筒状部材の接合面同士の間にろう材を介在させて、上記相手側部材と筒状部材側との回り止めを施しながら両者をろう付け固定してあることを特徴とする。

より具体的には、請求項２に記載のように、上記取付穴にめねじ部を形成してあるとともに、筒状部材のうち上記めねじ部に挿入される部分におねじ部を形成してあり、これらのめねじ部とおねじ部とを螺合させるとともに、上記切欠溝とともにこの螺合部にろう材を介在させて、両者をろう付け固定してあるものとする。

さらに、請求項３に記載の発明は、オイルクーラにおける二部材の固定構造であることを一段と明確化したもので、上記相手側部材はオイルクーラの一部をなすフィルタ着座プレートであり、上記筒状部材は同じくオイルクーラの一部をなすとともにオイル通路として機能するコネクタであって、このコネクタには、上記フィルタ着座プレートに着座することになる別部品としてのオイルフィルタとの螺合接続のためのねじ部としておねじ部を形成してある。

ここで、請求項４に記載のように、上記筒状部材が鉄系材料製のものであり、上記相手側部材がアルミニウム系材料製のものであるものとする。

したがって、少なくとも請求項１に記載の発明では、上記筒状部材に形成されるねじ部はおねじ部であるかめねじ部であるかは特に問わないが、ろう材によって上記相手側部材と筒状部材側との間で摩擦抵抗が著しく増大し回り止め効果が発揮されることで、筒状部材のねじ部に対して他の部材を螺合させる際に筒状部材までも共回りしてしまう事態を未然に防止できるようになる。

請求項１に記載の発明によれば、筒状部材にフランジ部を設定する必要もなければ、そのフランジ部のための着座面を形成する必要もないため、筒状部材の小型化と簡素化を図れるとともに、固定構造としても簡素化できる。

図１〜５は本発明のより具体的な第１の実施の形態を示す図であり、車両のエンジンオイルを熱交換によって冷却するためのオイルクーラ１であって、且つそのオイルクーラ１に対しエンジンオイル中の異物を除去するための別部品としてのオイルフィルタ２３が直接装着されるタイプのものを示している。そして、当該オイルクーラ１の構成部品の固定に本発明に係るろう付けによる二部材の固定構造を適用してある。

図１はオイルクーラ１にオイルフィルタ２３が装着された状態を、図２はオイルクーラ１にオイルフィルタ２３が装着される前の状態をそれぞれ示しており、オイルクーラ１は、オイル流入ポート２とオイル流出ポート３とが形成された比較的板厚の大きな最下段のベースプレート４の上に、後述するように多数の薄板状のコアプレート９Ａ，９Ｂ，９Ｃやエンボス付きコアプレート１０を積層してなるコア部５を載置してろう付けにて接合・一体化するとともに、さらにそのコア部５の上にトッププレート６とともにフィルタ着座プレート７を重ねてろう付けにて接合・一体化したものである。そして、着座プレート７の中央部にオイルフィルタ２３を接続するための筒状部材としてのパイプ状のコネクタ８を螺合接続してある。なお、コネクタ８が鉄系材料で形成されているのに対して、それ以外の各構成部品は全てアルミニウム系材料にて形成されている。

コア部５は、例えば図３に示すように、形状が共に同一の矩形状をなす浅皿状のコアプレート９Ａ，９Ｂ，９Ｃとエンボス付きコアプレート１０をフィンプレート１１とともに多段にわたって積層した上でろう付けにより接合したものであって、いわゆるハウジングレス構造のコア部として形成してある。より具体的には、最下段のコアプレート９Ａとその上のフィンプレート１１および最上段のコアプレート９Ｂのほかに、エンボス付きコアプレート１０とコアプレート９Ｃおよびフィンプレート１１の三者がセットとったいわゆるセット組みプレート群をｎ段（例えば、ｎ＝４または５）だけ重ね合わせてろう付けにて接合・一体化してある。なお、エンボス付きコアプレート１０にはそのほぼ全面にエンボス部１０ａを膨出形成してある。また、フィンプレート１１については、図示省略してあるがその全面が断面波形状のいわゆるコルゲートフィン状に曲折形成された形状となっている。

そして、コアプレート９Ａまたは９Ｃとその上のエンボス付きコアプレート１０の間の空間にフィンプレート１１が介在していて、当該空間がトッププレート６の内部空間とともにオイル室１４として機能する一方、コアプレート９Ｃとその下側のエンボス付きコアプレート１０との間の空間が冷却水室１５として機能することになる。つまり、各コアプレート９Ａ，９Ｂ，９Ｃおよびエンボス付きコアプレート１０の積層方向において一段おきにオイル室１４と冷却水室１５とが交互に形成され、それらの一段おきのオイル室１４，１４同士はオイル連通路１２を介して、同じく一段おきの冷却水室１５，１５同士は冷却水連通路１３を介してそれぞれに連通している。

上記各オイル室１４はベースプレート４側のオイル流入ポート２に連通していて、このオイル流入ポート２から流入したオイルがコア部５の各オイル室１４を通流した上で最終的にトッププレート６の内部空間である最上段のオイル室１４に流入することになる。他方、上記各冷却水室１５は図示外の冷却水流入ポートおよび冷却水流出ポートとそれぞれに連通していて、各冷却水室１５を冷却水が通流する過程で上記オイル室１４を通流するオイルとの熱交換作用によってそのオイルが冷却されることになる。

また、コア部５を形成しているコアプレート９Ａ，９Ｂ，９Ｃおよびエンボス付きコアプレート１０の中央部にはフランジ付き連通穴１６が形成されているとともに、フィンプレート１１の中央部にはその下側のフランジ付き連通穴１６を受容する中央連通穴１７が形成されていて、コアプレート９Ａ，９Ｂ，９Ｃおよびエンボス付きコアプレート１０をフィンプレート１１とともに積層する際にそれらのフランジ付き連通穴１６，１６同士が密着することから、当該密着部についてもろう付けを施すことでコア部５を図１，２の上下方向に貫通する貫通連通路１８を形成してある。

なお、以上のようなコア部５の基本構成は、本出願人が先に出願している特開２００２−３３２８１８号公報あるいは特開２００６−１８３９０３号公報に記載のものとほぼ同一である。

トッププレート６の上側の比較的板厚の大きなフィルタ着座プレート７には連通穴１９を形成してあるとともに、このフィルタ着座プレート７はろう付けにてトッププレート６に接合してある。なお、これらのトッププレート６とフィルタ着座プレート７とは予め単一部品として形成されていても良く、これらのトッププレート６とフィルタ着座プレート７はコネクタ８が装着される相手側部品として機能することになる。

フィルタ着座プレート７の中央部には取付穴として機能するねじ穴（めねじ部）２０を予め形成してある一方、先に述べたように例えば鋼材製のコネクタ８の外周にはおねじ部２１を予め形成してあることから、ねじ穴２０側のめねじ部とおねじ部２１との螺合接続をもってフィルタ着座プレート７にコネクタ８を装着してある。そして、このコネクタ８の下端がトッププレート６あるいは貫通連通路１８の上端に突き当たるまでコネクタ８を締め込み、ねじ穴２０とおねじ部２１との螺合部のほか各密着部をろう付けにて接合および固定してある。これにより、貫通連通路１８とコネクタ８とが長手方向で一体のものとなり、コネクタ８の内部空間はオイル通路である貫通連通路１８の一部として機能することになる。

コネクタ８には別部品としてのオイルフィルタ２３が着脱可能に装着される。すなわち、オイルフィルタ２３のケーシングの一部を形成することになる底部プレート２４にはコネクタ８側のおねじ部２１に対応するねじ穴（めねじ部）２５を形成してある。このねじ穴２５をコネクタ８側のおねじ部２１に螺合させてオイルフィルタ２３全体を締め込むことで、そのオイルフィルタ２３のケーシング側のシール部２６を着座部としてオイルフィルタ２３が着座プレート７に圧接するように装着される。なお、オイルフィルタ２３のケーシング内には例えば平面視にて花弁状にプリーツ折りされた円筒状のフィルタエレメント２７を収容してある。

したがって、図１に示すように、ベースプレート４のオイル流入ポート２からコア部５内に流入したオイルは、各オイル室１４を通流する過程で各冷却水室１５を通流する冷却水との熱交換作用によって冷却された上で、トッププレート６の内部空間（オイル室１４）に至る。そして、トッププレート６の内部空間に流入したオイルは、当該トッププレート６の連通穴６ａ、フィルタ着座プレート７の連通穴１９、およびオイルフィルタ２３側の底部プレート２４の連通穴２８を経由してオイルフィルタ２３内に流入することになる。

オイルフィルタ２３内に流入したオイルは、フィルタエレメント２７の外周側から内周側に通流する過程でフィルタリングされた上で、コネクタ８および貫通連通路１８を経て最終的にはベースプレート４のオイル流出ポート３から流出することになる。なお、底部プレート２４の連通穴２８に対応する部分には逆止弁２９を付設してある。

ここで、上記フィルタ着座プレート７とコネクタ８との螺合部において両者をろう付け固定してあることは先に述べたが、コネクタ８単体の拡大図を図４に、図２のＲ部におけるコネクタ８との螺合部の拡大図を図５にそれぞれ示してある。

これらの図４，５から明らかなように、コネクタ８側のおねじ部２１が形成された外周面の一部であって、且つフィルタ着座プレート７側のねじ穴２０と螺合する部分には切欠溝３０を形成してあるとともに、この切欠溝３０のほか図５に示すおねじ部２１とねじ穴２０側のめねじ部とが直接的に螺合する部分の隙間にはろう材Ｐを充填し、おねじ部２１とねじ穴２０との摩擦抵抗を著しく増大させており、もって両者をろう付け固定するのと同時に、切欠溝３０に充填されたろう材Ｐをもってフィルタ着座プレート７とコネクタ８との相対回転を防止するべく回り止めを施してある。つまり、上記切欠溝３０に介在したろう材Ｐがあたかもキー溝結合におけるキーと同等の効果を発揮することで、フィルタ着座プレート７とコネクタ８との相対回転を防止するべくその回り止めを施してある。

なお、おねじ部２１とねじ穴２０側のめねじ部とが直接的に螺合する部分の隙間とは、相互に螺合しているおねじ部２１側のねじ山とねじ穴（めねじ部）２０側のねじ山との隙間であって、図５に示すようにおねじの谷底隙間Ｑ１およびおねじの山頂隙間Ｑ２を含むものである。また、図４から明らかなように、コネクタ８の上端部内周には、当該コネクタ８を締め込む際のレンチの嵌合部として六角穴３１を形成してある。

上記切欠溝３０のほかおねじ部２１とねじ穴（めねじ部）２０とが直接的に螺合する部分の隙間にろう材Ｐを介在させるには、例えばトッププレート６とフィルタ着座プレート７との密着面のうち少なくともいずれか一方に予めろう材をコーティングしてその一方のプレートをクラッド材化しておき、おねじ部２１とねじ穴２０とを螺合させた上で加熱炉にて加熱して上記ろう材Ｐを溶融させ、溶けたろう材Ｐが毛細管現象にておねじ部２１とねじ穴２０との隙間に満遍なく行き渡るようにする。または、図４のコネクタ８と螺合したフィルタ着座プレート７とトッププレート６との間にシート状のろう材Ｐ（ブレージングシートという。）を介在させておき、加熱炉にて加熱してろう材Ｐを溶融させ、溶けたろう材Ｐが毛細管現象により切欠溝３０のほかおねじ部２１とねじ穴２０との隙間に満遍なく行き渡るようにする。

ここで、相互に螺合しているおねじ部２１側のねじ山とねじ穴（めねじ部）２０側のねじ山との隙間が０．４ｍｍ以下であれば、溶けたろう材Ｐが毛細管現象によって切欠溝３０のほかおねじ部２１とねじ穴２０との隙間に満遍なく行き渡ることが確認できた。

また、おねじ部２１とねじ穴２０のねじ山同士のなす隙間に比べて切欠溝３０はその空間が大きいために、必ずしも切欠溝３０全体がろう材Ｐで埋められることはなくても、一部のろう材Ｐが切欠溝３０に浸入して固化さえすれば、両者の相対回転を防止するための回り止め効果は発揮される。

したがって、本実施の形態によれば、コネクタ８としては単純円筒状のもので済むことになり、従来の構造のようにフランジ部を設定する必要もなければ、そのフランジ部のための着座面を形成する必要もなく、コネクタ８の小型化と簡素化を図れるとともに、固定構造としても簡素化できることになる。

ここで、上記実施の形態では、筒状部材であるコネクタ８の外周におねじ部２１を形成してある場合について例示しているが、例えばコネクタ８の長手方向の両端部外周、すなわちコネクタ８のうちフィルタ着座プレート７およびオイルフィルタ２３側の底部プレート２４との螺合にあずかる部分のみにおねじ部２１を形成しても良い。また、コネクタ８の長手方向の両端のおねじ部の径は必ずしも同径である必要はなく、互いに異径のおねじ部であっても良い。

また、図４に示したものでは、おねじ部２１の長手方向に沿って切欠溝３０を形成しているが、これに代えて、図６に示すようにコネクタ８の下側の端面のみに径方向に沿って切欠溝３０Ａを形成しても同様の効果が得られることは言うまでもない。さらに、円周方向に数箇所に切欠溝３０または３０Ａを形成するようにしても良い。

図７，８は本発明の第２の実施の形態を示す図で、先の第１の実施の形態である図２と共通する部分には同一符号を付してある。

この第２の実施の形態では、筒状部材であるコネクタ３８をいわゆる段付き軸状のものとして、オイルフィルタ２３との螺合接続部となる小径部３８ａのみにおねじ部２１を形成してある一方、大径部３８ｂについてはおねじ部２１を形成することなく単純円筒状のものとして形成してある。そして、この大径部３８ｂをフィルタ着座プレート７側の同じく単純円筒状の取付穴３２に挿入した上で、図８に示すように両者の固定面となる隙間にろう材Ｐを介在させていわゆるろう付け固定してある。なお、本実施の形態においても、図４また図６と同様に大径部３８ｂの外周面または端面には単一または複数の切欠溝３０または３０Ａが形成される。

ここで、図８から明らかなように、単純円筒状の大径部３８ｂと同じくフィルタ着座プレート７側の取付穴３２との隙間Ｇの大きさは先のねじの場合と同様に０．４ｍｍ以下に設定してあり、この隙間Ｇと図示外の切欠溝３０または３０Ａに溶けたろう材Ｐが介在することで両者の固定と同時に回り止めが施されている。

この第２の実施の形態によれば、先の第１の実施の形態と同様の効果が得られることはもちろんのこと、溶けたろう材Ｐが隙間Ｇ全体に充満する際のいわゆるぬれ性の面で有利であり、隙間Ｇ全体にろう材Ｐを満遍なく充満させることができる。

本発明の第１の実施の形態を示す図で、オイルフィルタが装着されたオイルクーラの断面説明図。 図１の分解図。 図１，２に示したコア部の分解図。 図１，２のコア部に用いられているコネクタ単体の図で、（Ａ）はその一部破断半断面説明図、（Ｂ）は同図（Ａ）のａ−ａ線に沿う断面図。 図２のＲ部の拡大図。 図４のコネクタの変形を示す図で、（Ａ）はその一部破断半断面説明図、（Ｂ）は同図（Ａ）のｂ方向矢視図。 本発明の第２の実施の形態を示す図で、オイルフィルタが未装着状態のオイルクーラの断面説明図。 図７のＲ１部の拡大図。

符号の説明

１…オイルクーラ
４…ベースプレート
５…コア部
６…トッププレート（相手側部材）
７…フィルタ着座プレート（相手側部材）
８…コネクタ（筒状部材）
２０…ねじ穴（取付穴，めねじ部）
２１…おねじ部
２３…オイルフィルタ（別部品）
３０…切欠溝
３０Ａ…切欠溝
３２…取付穴
３８…コネクタ（筒状部材）
Ｐ…ろう材

Claims (4)

1. 別部品との螺合接続のためのねじ部が形成された筒状部材を相手側部材の取付穴に挿入して両者をろう付け固定した構造であって、
   上記相手側部材に対し着座する筒状部材の一端面または筒状部材のうち上記取付穴に挿入される部分の外周面に予め切欠溝を形成しておき、
   この切欠溝のほか上記相手側部材と筒状部材の接合面同士の間にろう材を介在させて、上記相手側部材と筒状部材側との回り止めを施しながら両者をろう付け固定してあることを特徴とするろう付けによる二部材の固定構造。
2. 上記取付穴にめねじ部を形成してあるとともに、
   筒状部材のうち上記めねじ部に挿入される部分におねじ部を形成してあり、
   これらのめねじ部とおねじ部とを螺合させるとともに、上記切欠溝とともにこの螺合部にろう材を介在させて、両者をろう付け固定してあることを特徴とする請求項１に記載のろう付けによる二部材の固定構造。
3. 上記相手側部材はオイルクーラの一部をなすフィルタ着座プレートであり、
   上記筒状部材は同じくオイルクーラの一部をなすとともにオイル通路として機能するコネクタであって、
   このコネクタには、上記フィルタ着座プレートに着座することになる別部品としてのオイルフィルタとの螺合接続のためのねじ部としておねじ部を形成してあることを特徴とする請求項２に記載のろう付けによる二部材の固定構造。
4. 上記筒状部材が鉄系材料製のものであり、上記相手側部材がアルミニウム系材料製のものであることを特徴とする請求項３に記載のろう付けによる二部材の固定構造。

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