(57)【要約】【課題】ロー付け不良や熱交換効率低下の要因となる従来のスペーサプレートを省略できるようにする。【解決手段】オイルクーラは、冷却水が通流する有底円筒状のケーシング１と、その開口面を閉塞するカバープレート４と、内部をオイルが通流するコア３と、からなり、コア３は、第１プレート２１と第２プレート２２とを接合してなる偏平なチューブ２が、複数個多段に積層されてロー付け接合により一体化されている。第１プレート２１に多数のエンボス２６が形成され、隣接するチューブ２同士の間の間隙を確保している。最上部の第２プレート２２Ａは、他とは異なり、ケーシング１の底壁１ａ側へ突出した多数のエンボス４６を有する。これにより、従来のスペーサプレートは省略されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端が開口した有底筒状のケーシングと、このケーシングの開口面を閉塞し、該ケーシングとともに第１の流体が通流する空間を画成するカバープレートと、上記空間内に収容されたコアと、からなる熱交換器であって、上記コアは、周縁部において互いに接合された第１プレートと第２プレートとからなる偏平なチューブが、その内部の空間が互いに連通するように複数個多段に積層されて一体化されており、各チューブ内部の空間を第２の流体が通流するとともに、隣接するチューブの間の間隙を上記第１の流体が通流する熱交換器において、
隣接する各チューブの間に上記間隙を形成するために、各チューブの中で相対的に上記カバープレート側に位置する第１プレートの各々に、カバープレート側へ向かって突出する多数のエンボスが膨出形成されており、このエンボスの先端が、隣接するチューブにおける第２プレートの平坦面にそれぞれ当接しており、
最後の段のチューブの第１プレートのエンボスの先端は、上記カバープレートに当接しており、
最初の段のチューブの第２プレートには、上記ケーシングの底面側へ向かって突出する多数のエンボスが膨出形成され、このエンボスの先端が上記底面に当接しており、
これらの各エンボスの先端の当接部が、ロー付け接合されていることを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
上記エンボスが各々円錐台形をなすことを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
上記第１プレートは全ての段のチューブにおいて同一の形状を有し、上記第２プレートは、最初の段以外の全ての段のチューブにおいて同一の形状を有することを特徴とする請求項１または２に記載の熱交換器。
【請求項４】
一端が開口した有底筒状のケーシングと、このケーシングの開口面を閉塞し、該ケーシングとともに第１の流体が通流する空間を画成するカバープレートと、上記空間内に収容されたコアと、からなる熱交換器であって、上記コアは、周縁部において互いに接合された第１プレートと第２プレートとからなる偏平なチューブが、その内部の空間が互いに連通するように複数個多段に積層されて一体化されており、各チューブ内部の空間を第２の流体が通流するとともに、隣接するチューブの間の間隙を上記第１の流体が通流する熱交換器において、
隣接する各チューブの間に上記間隙を形成するために、各チューブの中で相対的に上記カバープレート側に位置する第１プレートの各々に、カバープレート側へ向かって突出する多数のエンボスが膨出形成されており、このエンボスの先端が、隣接するチューブにおける第２プレートの平坦面にそれぞれ当接しており、
最後の段のチューブの第１プレートのエンボスの先端は、上記カバープレートに当接しており、
さらに、上記ケーシングの底壁に、カバープレート側へ向かって突出する多数のエンボスが膨出形成され、このエンボスの先端が、最初の段のチューブの第２プレートの平坦面に当接しており、
これらの各エンボスの先端の当接部が、ロー付け接合されていることを特徴とする熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば内燃機関のオイルクーラ等として用いられる熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
２枚の金属製プレートをその周縁部で接合して偏平なチューブとし、このチューブを複数個多段に積層して熱交換コアを構成するとともに、このコアを有底円筒状のケーシング内に収容した熱交換器が、例えば、本出願人が先に提案した特許文献１に開示されている。この特許文献１においては、各段の偏平チューブは基本的に同一の形状を有し、一方のプレートが平坦形状をなすとともに、他方のプレートに多数のエンボスが形成され、このエンボスの先端が隣接するチューブの平坦なプレートの表面に当接することで、各段のチューブ間に、一方の流体が通流する間隙を確保している。そして、最初の段の平坦なプレートと該プレートが対向するケーシング底面との間に同様の間隙を確保するために、別部品からなる多数のエンボスを形成したスペーサプレートが、最初の段の平坦なプレートの上に重ねられている。これらの各プレートは、ケーシングおよびその開口面を閉塞するカバープレートとともに、炉内にて同時にロー付け接合されている。なお、上記エンボスを介した互いの接合は、コア全体としての剛性向上にも寄与している。
【特許文献１】特開２００６−１０１９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記のようなスペーサプレートをコアのプレートとは別に具備した熱交換器においては、組立時にスペーサプレートの位置が厳密には規制されないため、ケーシングの中心からずれて周縁がケーシング周縁のコーナ部分に乗り上げ、ロー付けの不良を生じる懸念がある。また、部品点数が多いのみならず、最初の段の平坦なプレートとスペーサプレートとが２枚重ねとなるため、実質的に厚肉なものとなって、部分的に熱交換効率が低くなる、という課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
そこで、この発明は、スペーサプレートを用いることなく最初の段のプレートもしくはケーシングの底壁に同様の機能を持たせるようにしたものである。
【０００５】
すなわち、本発明は、一端が開口した有底筒状のケーシングと、このケーシングの開口面を閉塞し、該ケーシングとともに第１の流体が通流する空間を画成するカバープレートと、上記空間内に収容されたコアと、からなる熱交換器であって、上記コアは、周縁部において互いに接合された第１プレートと第２プレートとからなる偏平なチューブが、その内部の空間が互いに連通するように複数個多段に積層されて一体化されており、各チューブ内部の空間を第２の流体が通流するとともに、隣接するチューブの間の間隙を上記第１の流体が通流する熱交換器を前提としており、隣接する各チューブの間に上記間隙を形成するために、各チューブの中で相対的に上記カバープレート側に位置する第１プレートの各々に、カバープレート側へ向かって突出する多数のエンボスが膨出形成されており、このエンボスの先端が、隣接するチューブにおける第２プレートの平坦面にそれぞれ当接している。また、複数の段のチューブからなるコアの最後の段のチューブの第１プレートのエンボスの先端は、上記カバープレートに当接している。
【０００６】
そして、本発明の第１の態様では、最初の段のチューブの第２プレートに、上記ケーシングの底面側へ向かって突出する多数のエンボスが膨出形成され、このエンボスの先端が上記底面に当接している。
【０００７】
好ましくは、上記第１プレートは全ての段のチューブにおいて同一の形状を有し、上記第２プレートは、最初の段以外の全ての段のチューブにおいて同一の形状を有する。つまり、最初の段の第２プレートのみが他の段の第２プレートと異なった形状をなす。
【０００８】
これらの各プレートにおける各エンボスの先端の当接部は、ロー付け接合されている。
【０００９】
上記エンボスは、例えば各々円錐台形をなす。
【００１０】
また、本発明の第２の態様では、最初の段のチューブの第２プレートにおけるエンボス形成に代えて、上記ケーシングの底壁に、カバープレート側へ向かって突出する多数のエンボスが膨出形成されており、このエンボスの先端が、最初の段のチューブの第２プレートの平坦面に当接している。このエンボスの先端もやはりロー付け接合される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の熱交換器においては、ケーシングの底面側における別部品からなるスペーサプレートが不要であり、その位置ずれによるロー付け不良の懸念がなくなるとともに、部品点数が少なくなり、かつスペーサプレートの付加による熱交換効率の悪化を回避できる。また、いずれのエンボスの当接部も、エンボスの先端を受ける相手方の面は、基本的に平坦面であり、安定したロー付け接合が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、この発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１３】
図１および図２は、この発明を内燃機関のシリンダブロックに取り付けられるオイルクーラとして構成した一実施例を示している。このオイルクーラは、カップ状つまり有底円筒状をなすケーシング１と、このケーシング１内に収容された複数の偏平チューブ２からなるコア３と、上記ケーシング１の開口面を覆うカバープレート４と、このカバープレート４の下面に積層されたパッキンガイド５と、上記ケーシング１の底壁１ａの上面に積層されたシートプレート６と、から大略構成されている。なお、理解を容易にするために、以下の説明では、便宜上、「上」「下」の方向を図１の姿勢を基準として用いることとする。
【００１４】
上記ケーシング１は、内部の空間７に冷却水が通流するものであって、外周面に、冷却水入口８と冷却水出口９とが設けられている。また、上記ケーシング１の底壁１ａおよびシートプレート６の中心には、取付孔１０が開口形成されており、コア３およびパッキンガイド５等の中心に同様に設けられた開口部を通して挿通される図示せぬセンタボルトによって、オイルクーラ全体が図示せぬシリンダブロックに取り付けられるようになっている。この取付状態において、上記シートプレート６の上に図示せぬカートリッジ型オイルフィルタが装着されるのであり、オイルクーラ全体としては、カバープレート４の一方に偏心した位置に設けられた開口部がオイル入口１１となり、上記のセンタボルトが通過するパッキンガイド５中心の開口部が、シリンダブロック側へのオイル出口１２となっている。また、ケーシング１の底壁１ａおよびシートプレート６に、図示せぬオイルフィルタへのオイル連通孔１３，１４がそれぞれ形成されている。
【００１５】
上記コア３は、本実施例では、円筒状オイルクーラの軸方向に積層された１２段の偏平チューブ２を備えているが、各々のチューブ２は、最初の段（図の最上部の段）を除き、全く同一の構成であり、それぞれ下側の第１プレート２１と、上側の第２プレート２２と、から構成されている。これらの真円形の第１，第２プレート２１，２２は、各々外周縁に、傾斜したテーパ面となった嵌合壁２１ａ，２２ａを有し、これらの嵌合壁２１ａ，２２ａが互いに嵌合することで、偏平な空間を有する円盤状のチューブ２を構成している。なお、必要に応じて、各チューブ２の内部に、適宜形状のフィンプレートを封入するようにしてもよい。
【００１６】
図３は、上記第１プレート２１を図１の上側から見た平面図を示しており、真円形をなす第１プレート２１の中心部に、オイルが通流する中心開口部２３が開口形成されているとともに、ほぼ１８０°離れた位置に、２つの連通孔２４，２５が開口形成されている。上記中心開口部２３の開口縁２３ａは、図１に示すように、下方へ向けて短い円筒状に折り曲げられており、コア３として多段に積層したときに、各チューブ２の円筒状開口縁２３ａが順次連続し、１本の円筒状の通路を構成するようになっている。また上記連通孔２４，２５の開口縁２４ａ，２５ａは、下方へ向かってステップ状に突出している。さらに、上記第１プレート２１の全面に、多数の微細なエンボス２６がプレス加工されている。このエンボス２６は、円錐台形をなし、各々下側つまりカバープレート４側へ向かって突出している。
【００１７】
図４は、上記第２プレート２２を図１の上側から見た平面図を示しており、真円形をなす第２プレート２２の中心部に、上記円筒状開口縁２３ａが通過可能な中心開口部２８が開口形成されているとともに、ほぼ１８０°離れた位置に、２つの連通孔２９，３０が開口形成されている。上記中心開口部２８の開口縁２８ａは、図１に示すように、隣接する段のチューブ２の第１プレート２１に当接するようにステップ状に突出している。そして、この開口縁２８ａの全周を囲むように、逆に下方へ凹んだ段部３１が形成されている。この段部３１は、図１に示すように第１プレート２１に接合され、チューブ２内の空間の内周側を仕切っている。図４に明らかなように、この第２プレート２２は、上記段部３１と３つの開口部２８，２９，３０を除いては凹凸を有さない平坦面をなしている。
【００１８】
上記の第１プレート２１および第２プレート２２は、カバープレート４等とともに、基材の両面にロー材層を備えたクラッド材からなり、図１に示したように全体を仮組付した状態で、炉内で加熱することにより、各部のロー付け接合が行われる。なお、このロー付け接合の際には、オイルクーラの軸方向（図１の上下方向）に重錘により適宜な加圧力を与え、各部の密接状態を保つようにしている。
【００１９】
上記の第１プレート２１および第２プレート２２を組み合わせ、かつ多段に積層した状態では、図１に示すように、両プレート２１，２２の嵌合壁２１ａ，２２ａが互いに嵌合するとともに内周側の段部３１が第１プレート２１に当接して１つのチューブ２が構成される。そして隣接するチューブ２同士の間では、上方に位置するチューブ２の第１プレート２１のエンボス２６が下方に位置するチューブ２の第２プレート２２上面に当接し、かつ下方に位置するチューブ２の第２プレート２２の中心開口部２８の開口縁２８ａが上方に位置するチューブ２の第１プレート２１の下面に当接し、さらに、図２の断面図に示すように、上方に位置するチューブ２の第１プレート２１の連通孔２４，２５の開口縁２４ａ，２５ａが、下方に位置するチューブ２の第２プレート２２上面に当接して、各チューブ２間の間隙が確保されている。なお、これらの各部の当接部は、最終的にロー付け接合されている。ここで、隣接するチューブ２同士の間では、第１プレート２１の多数のエンボス２６が第２プレート２２の平面上に当接するので、常に安定した位置関係が得られる。
【００２０】
また、最後の段つまり図１の最下段のチューブ２とカバープレート４との間も、２つのチューブ２間の関係と同様であり、平坦面をなすカバープレート４の上面に、第１プレート２１の多数のエンボス２６および連通孔２４，２５の開口縁２４ａ，２５ａが当接し、同様の間隙が確保されている。また、カバープレート４の中心開口部の開口縁が上方へステップ状に立ち上がっていて、第１プレート２１の中心開口部２３の周囲を支持している。なお、これらの接触部も最終的に互いにロー付け接合されている。
【００２１】
一方、最初の段つまり図１の最上段のチューブ２においては、第１プレート２１は、他のチューブ２の第１プレート２１と同一のものであるが、これと組み合わされる第２プレート２２Ａが、他のチューブ２の第２プレート２２と若干異なっている。すなわち、図５は、上記第２プレート２２Ａを図１の上側から見た平面図を示しており、他の第２プレート２２と同様に、真円形をなす第２プレート２２Ａの中心部に、中心開口部４１が開口形成されているとともに、ほぼ１８０°離れた位置に、２つの連通孔４２，４３が開口形成されている。上記中心開口部４１の開口縁４１ａは、図１に示すように、ケーシング１の底壁１ａにおける取付孔１０の周縁に当接するように上方へステップ状に突出しており、さらに、上記取付孔１０の中へ入り込むように、短い円筒状に立ち上がっている。また、開口縁４１ａの全周を囲むように、逆に下方へ凹んだ段部４４が形成されている。この段部４４は、他の第２プレート２２の段部３１と同じ形状であり、図１に示すように第１プレート２１に接合され、チューブ２内の空間の内周側を仕切っている。また上記連通孔４２，４３の開口縁４２ａ，４３ａは、ケーシング１の底壁１ａ下面に当接するように、上方へステップ状に突出している。そして、この最上段の第２プレート２２Ａには、第１プレート２１と同様に、その全面に、多数の微細なエンボス４６がプレス加工されている。このエンボス４６は、円錐台形をなし、第１プレート２１のエンボス２６とは反対側に、つまりケーシング１の底壁１ａ側へ向かって突出している。
【００２２】
従って、最上段のチューブ２においては、第２プレート２２Ａのエンボス４６がケーシング１の平坦な底壁１ａの下面に当接し、かつ中心開口部４１の開口縁４１ａおよび連通孔４２，４３の開口縁４２ａ，４３ａ（図２参照）が同様に底壁１ａの下面に当接して、冷却水が通流する間隙が確保される。なお、これらの当接部もやはり最終的に互いにロー付け接合されている。
【００２３】
このように、上記実施例では、最上段のチューブ２の第２プレート２２Ａにエンボス４６を設けることで、従来のスペーサプレートが不要となっており、部品点数が少なくなるとともに、スペーサプレートの付加による熱交換効率の低下が回避される。また、上記エンボス４６が設けられる第２プレート２２Ａは、第１プレート２１と組み合わされることで、その位置が規定され、しかもエンボス４６が当接する相手方の面は単純な平面であるので、組立時に格別な位置決め等を要さずに、不良発生率の低いロー付けを実現できる。
【００２４】
次に、図６は、この発明の第２の実施例の要部を示しており、この実施例では、コア３の最上段のチューブ２が隣接するケーシング１の底壁１ａに、チューブ２に向かって突出した多数のエンボス５１がプレス加工されている。この場合、最上段のチューブ２の第２プレート２２は、他のチューブ２の第２プレート２２と同様のものとすることができ、上記エンボス５１が当接する上面は、平坦面である。なお、このエンボス５１の当接部もやはり互いにロー付け接合されている。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施例となるオイルクーラの断面図。
【図２】一対の連通孔に沿った断面を示す断面図。
【図３】第１プレートの平面図。
【図４】第２プレートの平面図。
【図５】最上段のチューブにおける第２プレートの平面図。
【図６】この発明の第２の実施例を示す要部の断面図。
【符号の説明】
【００２６】
１…ケーシング
２…チューブ
３…コア
４…カバープレート
２１…第１プレート
２２，２２Ａ…第２プレート
２６，４６，５１…エンボス  
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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