(57)【特許請求の範囲】
【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，弧状，長方形状又は楕円状の突部を形成し、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，弧状，長方形状又は楕円状の凹部を形成し、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。
【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。
【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２ｂ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（２〜８ｋｇ／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，弧状，長方形状又は楕円形状の突部を形成し、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，弧状，長方形状又は楕円状の凹部を形成し、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】
【発明の実施の形態】
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、０．５ｍｍ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１２ｅ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１２ｃ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１１ｆ，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１において１７は最下段の下プレート１２の両端部の下側に配置され、厚手（６〜８ｍｍ程度）の鋼板からなる菱形状のフランジで、フランジ１７の中央には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、同フランジ１７の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で囲まれており、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１２ｂ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１１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絞り突部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１２ｂ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１８を挿通し、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と曲玉状の絞り凹部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と曲玉状の絞り突部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両端部の下面がフランジ１７の台部１７ｃの上面に接合されると同時に下向きパイプ部１２ｂがフランジ１７のボス孔１７ａに接合され、かつ曲玉状の絞り凹部１２ｃの下面がフランジ１７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１２ｃ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
【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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