JPH0827152B2

JPH0827152B2 - 熱交換器

Info

Publication number: JPH0827152B2
Application number: JP62050271A
Authority: JP
Inventors: 光彦太田; 光春浜島
Original assignee: 日本電装株式会社
Priority date: 1987-03-06
Filing date: 1987-03-06
Publication date: 1996-03-21
Anticipated expiration: 2011-03-21
Also published as: JPS63217197A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、自動車等に用いられるエンジンオイルやト
ルコンオイル等を冷却する熱交換器に関する。

〔従来の技術〕

自動車におけるけるエンジンオイルやトルコンオイル
を冷却するオイルクーラは、自動車用ラジエータの下部
タンク内に設置され、ラジエータ内のエンジン冷却水と
上記オイルクーラ内のオイルとで熱交換することにより
オイルを冷却している。

従来のオイルクーラは、例えば実開昭51−54345号公
報にも示されるように、一端に送入口をまた他端に送出
口を設けた外筒およびこの外筒内に同心上に配置された
内筒とで２重管構造を構成し、これら外筒と内筒との間
にオイルが軸方向に通される流体通路を形成し、この流
体通路に、熱交換性能を高めるインナフィンを嵌挿して
構成されている。

インナフィンは、上記公報にも示されている通り、複
数のうね形のフィン列を有し、これらうね形のフィン列
がオイルの流れ方向に並列なもの（以下並列フィン列と
称す）と、うね形のフィン列がオイルの流れ方向と直交
するもの（以下直角フィン列と称す）とが知られてい
る。

並行フィン列のものは、オイルの流れ抵抗が小さい反
面、放熱性能が低く、したがって熱交換能力が低い不具
合がある。これに対し、直角フィン列のものは逆に、放
熱性能が高く、したがって熱交換能力に優れているが、
オイルの流れ抵抗が大きい不具合がある。

このような不具合に鑑み、上記公報では、フィン列を
オイルの流れ方向（軸方向）に対し斜めに配置し、放熱
性能およびオイルの流れ抵抗を上記並行および直角フィ
ン列の各中間のレベルに確保するように工夫されてい
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、フィン列をオイルの流れ方向（軸方
向）に対し斜めに成形加工することは製造に手間を要
し、またインナフィンを螺旋形に巻装することも手間を
要し、コストが高くなる欠点がある。

一方、この種のオイルクーラにあっては、その組付け
に際して、まず外筒の内側にインナフィンを嵌挿してお
いて、このインナフィンの内側に内筒を挿入するか、逆
に内筒の外側にインナフィンを嵌合しておいて、このイ
ンナフィンの外側に外筒を嵌合するかのいずれかの手段
が採用される。

いずれの手段であっても、最後に嵌め込まれる内筒ま
たは外筒は、インナフィンとの間に隙間がないので、挿
入時にインナフィンの端部を損傷させることがある。す
なわち、インナフィンは、外筒の内面および内筒の外面
に接触していないとインナフィンから外筒および内筒へ
の熱伝導がなされなく、したがって、放熱効率が悪化す
る。このため、インナフィンは、外筒および内筒に対し
て良好に接触しなければならず、このことから、上記最
後に嵌め込まれる内筒または外筒とインナフィンとの間
に隙間がなく、したがって挿入時にインナフィンの端部
を損傷させることがあり、このような損傷は放熱効果の
低下を招く。

本発明においては、簡単な構造でかつ加工が容易であ
って放熱性能およびオイルの流れ抵抗を所定のレベルに
確保でき、かつ組付け時に損傷も防止できる熱交換器を
提供しようとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕本発明は、一端に送入口が設けられるとともに、他端
に送出口が設けられた外筒と、この外筒内に同心状に配
置された内筒と、これら外筒と内筒との間に形成された
円筒形状の流体通路と、上記流体通路内にほぼ全周に亘
り設けられるとともに、外周面および内周面がそれぞれ
外筒および内筒に接触して設けられ、この流体通路の流
体の流れに対し並行なうね形のフィン列を備え、少なく
とも一端部に上記うね形フィン列の高さを押し潰して形
成されて他の箇所より径の異なる部分が形成されたイン
ナフィンと、を具備したことを特徴とする熱交換器であ
る。

〔作用〕

本発明によると、インナフィンとして、流体の流れに
対して並行なフィン列を有するインナフィンを使用する
ので本来的には流体の抵抗が小さいが、少なくとも一端
部のフィン列の高さを押し潰して他の箇所より径の異な
る部分を形成したので、この端部において通路断面積が
減じられ、したがってこの端部で流体抵抗が増して流れ
に乱れを発生させ、全体として放熱性能および流体の流
れを所定のレベルに確保することができる。しかもイン
ナフィンの端部は他の箇所より径の異なる部分が形成さ
れるので、最後に挿入する内筒または外筒の挿入時に逃
げとなって、組付け時の損傷を防止することができる。
また、このような加工はフィン列の高さを押し潰すだけ
でよいので、加工は容易であり、構造も簡単である。

〔実施例〕

以下本発明について、第１図ないし第５図に示す第１
の実施例にもとづき説明する。

本実施例は、自動車用ラジエータに内蔵されるオイル
クーラに適用した場合を示し、第５図において、１は自
動車用ラジエータである。２はその上部タンク、３はコ
ア部、４は下部タンクである。

上部タンク２は入口パイプ５を通じて図示しない自動
車エンジンからエンジン冷却水が流入される。なお、６
は上部タンク２の頂部に接合された注水口パイプであ
る。

コア部３は、上部タンク２および下部タンク４に接合
されたそれぞれコアプレート7,8間に偏平チューブ９を
接合し、これら偏平チューブ９間にコルゲートフィン10
を接合して構成されている。偏平チューブ９の両端は上
部タンク２および下部タンク４の内部に連通している。

上部タンク２に導入されたエンジン冷却水は、偏平チ
ューブ９を介して下部タンク４に流入するようになって
おり、偏平チューブ９を通る間に偏平チューブ９および
コルゲートフィン10に当たる冷却風による冷却作用で放
熱作用し、これによりエンジン冷却水は冷却される。

なお、11はラジエータ１を自動車の車体に取付けるた
めのブラケットである。

下部タンク４には、出口パイプ12が接合されており、
上記冷却されたエンジン冷却水はこの出口パイプ12から
エンジンに戻される。

下部タンク４内には、本発明に係る熱交換器としての
オイルクーラ20が収容されている。オイルクーラ20につ
いては第１図ないし第３図に示されており、以下これに
もとづき説明する。

21は外筒、22は内筒、23はインナフィンを示す。外筒
21は、ストレート管よりなり、軸方向端部にクーラ取付
けスペーサ24,24を介してそれぞれオイル送入パイプ25
およびオイル送出パイプ26が接合されている。これらオ
イル送入パイプ25およびオイル送出パイプ26は前記下部
タンク４の側壁を液密に貫通して外部に導出されてい
る。そしてオイルクーラ20はクーラ取付けスペーサ24,2
4により下部タンク４の側壁に固定されている。

内筒22は、上記外筒21の内部に同心状に配置されてお
り、軸方向両端に形成した拡径接合端部27a,27bが上記
外筒21の端部に液密に接合されている。これにより、こ
れら外筒21と内筒22は２重管構造を構成しており、これ
ら外筒21と内筒22の間には、上記オイル送入パイプ25側
からオイル送出しパイプ26側に向かってオイルを流すオ
イル通路28が形成されている。

このオイル通路28内には上記インナフィン23が嵌挿さ
れている。

本実施例においては、インナフィン23が軸方向に沿っ
て複数に分割されており、これら分割インナフィン23a,
23b,23cはそれぞれ円筒型をなしている。

各分割インナフィン23a,23b,23cは、第２図に示すよ
うに、周方向に沿って交互に凹部および凸部をなすうね
形のフィン列30…を備えており、これらうね形フィン列
30…はオイルの流れ方向（軸方向）に沿っており、いわ
ゆる並列フィン列をなしている。なお、１本のフィン列
30では、フィン29が千鳥状に形成されている。

このような各分割インナフィン23a,23b,23cは、それ
ぞれの両端部が、第３図に示すようにテーパ形に圧潰加
工されている。

軸方向の両端に位置する分割インナフィン23a,23c
は、各両端部が内径側から外径方向に向かって押圧変形
されており、これによりフィン高さｈが減少されてい
る。したがって、圧潰変形された端部31は内径が拡大さ
れており、また、通路断面積S2が他の箇所の通路断面積
S1より小さくなっている。

また、これら両端に位置する分割インナフィン23a,23
cと隣接する分割インナフィン23bは、各両端部が外径側
から内径方向に向かって押圧変形されており、これによ
りフィン高さｈが減少されている。したがって、この圧
潰変形された端部32は外径が縮径されており、また、通
路断面積S2が他の箇所の通路断面積S1より小さくなって
いる。

このような構成による実施例の作用について、第４図
を加えて説明する。

オイルクーラ20を組み立てるに際し、まず、第４図に
示すように、ストレート形の外筒21内にインナフィン23
を嵌挿する。インナフィン23は分割構造であるから、軸
方向に沿って分割の順に嵌挿する。この嵌挿時にはイン
ナフィン23の外周面が外筒21の内面に接触される。つぎ
に、第４図に示すように、上記インナフィン23の内側に
内筒24を嵌挿する。この場合、内筒24の一端27aは拡径
加工されていなくストレート状であり、他端27bのみ拡
径加工されている。この内筒24の外周面は上記インナフ
ィン23の内面に接触されるものであるから、内筒24の一
端27aをインナフィン23の端部から嵌め込む場合に苦労
する。しかしながら、インナフィン23の端部には内径を
テーパ形に押し潰した拡径端部31が形成されているの
で、このテーパ形拡径端部31が内筒24の一端27aのガイ
ドをなし、したがって内筒24の挿入を円滑になし得る。
このため、この挿入時にインナフィン23の端部を傷付け
るなどの不具合はなく、また内筒24の外周面とインナフ
ィン23の内周面の接触状態を確実にさせることができ、
熱伝達効率を向上させることができる。

なお、内筒24の一端27aを外筒23の一端まで挿通させ
たら、この内筒24の一端27aを第１図に示すように拡径
変形させて外筒23に密接させる。この後、内筒24の両端
27a,27bをそれぞれ外筒23の両端にろう付け等により液
密に接合する。これにてオイルクーラ20の組み立てが終
了する。

一方、エンジンの運転中には、冷却すべきエンジンオ
イルまたはトルコンオイルが第１図に示すように、オイ
ル送入パイプ25から送り込まれ、このオイルは外筒21と
内筒22の間に形成されたオイル通路28内を軸方向に流
れ、オイル送出パイプ26より送出される。

オイル通路28内にはインナフィン23が嵌挿されている
ので、このオイル通路28内を流れるオイルはインナフィ
ン23に接触する。したがって、温度の高いオイルはイン
ナフィン23に熱を伝え、このインナフィン23は外筒21お
よび内筒22に熱を伝える。外筒21および内筒22の表面
は、ラジエータ１の下部タンク４内の冷却水に接してい
るから外筒21および内筒22の熱はこの冷却水に伝達さ
れ、したがってオイル通路28内のオイルが冷却される。

そして、インナフィン23は、フィン列（うね）30…が
オイルの流れ方向（軸方向）に沿った、いわゆる並列フ
ィン列をなしているので、オイル通路28内を軸方向に流
れるオイル流れを円滑にし、流体抵抗が少ない。

しかしながら、インナフィン23a,23b,23cは、それぞ
れの両端部にテーパ形の圧潰変形された端部31、32を形
成してあるから、これら端部31、32においては、フィン
高さｈが減少されることによる通路断面積S2が、他の箇
所の通路断面積S1より小さくなっている。このため、イ
ンナフィン23a,23b,23cの各端部31,32ではオイルの流れ
が絞られ、この部分で滞留する。このため、該滞留部分
で流れに乱れを発生させるとともに、オイルの流れに抵
抗を与えることになる。

この結果、オイルクーラ20全体としては、並列フィン
列のインナフィン23を使用するにも拘らず、オイルの流
れが適度に乱され、したがって伝熱作用が向上し、放熱
能力が高くなる。

特に、本実施例では、インナフィン23を軸方向に複数
に分割23a〜23cしてあるので、通路28の途中で複数の絞
り部分が発生し、伝熱作用を向上させることができる。

しかも、各分割インナフィン23a,23b,23cの端部31、3
2は、テーパ形に圧潰変形させればよいので、加工に手
間を要さず、構造は簡単である。

なお、上記実施例では、インナフィン23を軸方向に複
数に分割23a〜23cし、これら各分割インナフィン23a,23
b,23cの端部31、32にテーパ形の圧潰変形部を形成した
が、本発明は第６図に示す第２の実施例のように、イン
ナフィン23を軸方向に分割せず、単一にインナフィン23
であってもよい。ただしこの場合も、両端にテーパ形の
圧潰変形部31,31を形成するものである。

インナフィン23を軸方向に複数に分割するのは、前述
した通り、オイル通路28の途中で複数の絞り部分を発生
させてオイルを滞留させることにより放熱作用を向上さ
せるものであり、オイルの流れ抵抗と放熱作用との兼合
いをどの程度のレベルに設定するかによって、インナフ
ィン23を分割するか否か、あるいはいくつに分割するか
否か、あるいはいくつに分割するかを選択設定すればよ
い。

また、上記実施例ではオイルクーラ20の組立てに際
し、外筒21内にインナフィン23を嵌挿して、最後に内筒
22を嵌挿させるようにしたので、インナフィン23a,23c
の両端テーパ形の圧潰変形部31,31は内径を拡大する方
向に変形加工させたが、本発明はこれに限らず、第７図
に示す第３の実施例のように、内筒22の外側にインナフ
ィン23を嵌挿入して、最後に外筒21を嵌挿させるように
してもよく、この場合はインナフィン23の両端テーパ形
の圧潰変形部32,32は外径を縮径する方向に変形加工さ
せるものとする。

さらにまた、インナフィン23のフィン列30の形状は、
フィン29を千鳥状にしたものには限らず、要するに並行
フィン列であればよい。

そしてまた、上記実施例では、インナフィン23もしく
は各分割インナフィン23a,23b,23cのそれぞれ両端部に
テーパ形の圧潰変形部31,32を設けたが、テーパ形の圧
潰変形部はそれぞれ片端部のみでもよく、また分割イン
ナフィンの場合は、中間に位置するものはテーパ形の圧
潰変形部のないものであってもよく、放熱作用の兼合い
で適宜選択的に形成すればよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によると、インナフィンと
して、流体の流れに対して並行なフィン列を有するイン
ナフィンを使用するので、本来的には流体の抵抗が小さ
いにも拘らず、少なくとも一端端部のフィン列の高さを
押し潰して他の箇所より径の異なる部分を形成したの
で、この端部において通路断面積が減じられ、したがっ
てこの端部で流体抵抗が増して流れに乱れを発生させ、
全体として放熱性能および流体の流れを所定のレベルに
確保することができる。しかもインナフィンの少なくと
も一端部は他の箇所より径の異なる部分が形成されるの
で、最後に挿入する内筒または外筒の挿入時に逃げとな
って、組付け時の損傷を防止することができる。また、
このような加工はフィン列の高さを押し潰すだけでよい
ので、加工は容易であり、構造も簡単である。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は本発明の第１の実施例を示し、第
１図はオイルクーラの断面図、第２図はインナフィンに
おけるフィン列を説明する斜視図、第３図はインナフィ
ンの端部を示す断面図、第４図は組立て状態を説明する
断面図、第５図はラジエータ全体の正面図、第６図は本
発明の第２の実施例を示すオイルクーラの断面図、第７
図は本発明の第３の実施例を示す組立て状態を説明する
断面図である。１……ラジエータ、２……上部タンク、３……コア部、
４……下部タンク、20……オイルクーラ、21……外筒、
22……内筒、23……インナフィン、25……オイル送入
口、26……オイル送出口、28……オイル通路、29……フ
ィン、30……フィン列、31,32……圧潰変形端部。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一端に送入口が設けられるとともに、他端
に送出口が設けられた外筒と、この外筒内に同心状に配置された内筒と、これら外筒と内筒との間に形成された円筒形状の流体通
路と、この流体通路内にほぼ全周に亘り設けられるとともに、
外周面および内周面がそれぞれ外筒および内筒に接触し
て設けられ、この流体通路内の流体の流れに対し並行な
うね形のフィン列を備え、少なくとも一端部に上記うね
形フィン列の高さを押し潰して形成されて他の箇所より
径の異なる部分が形成されたインナフィンと、を具備し
たことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】上記インナフィンは軸方向に分割され、こ
れら分割されたインナフィンの少なくとも１つのインナ
フィンは、少なくとも一端部に上記うね形フィン列の高
さを押し潰して形成されインナフィンの他の箇所より径
の異なる部分が形成されていることを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の熱交換器。