JPS63217197A - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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、自動車用ラジェータの下部タ
ンク内に設置され、ラジェ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リ、フィ
ン列がオイルの流れ方向に並行なもの（以下並行フィン
列と称する）と、フィン列がオイルの流れ方向に直交す
るもの（以下直角フィン列と称する）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＜、シ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、シ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、かつ組付は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〕

本発明においては、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し、か
つこのインナフィンの少なくとも一端部に、上記フィン
列の高さを押し潰してインナフィンの他の箇所より径が
異なる部分を形成したことを特徴とする。

〔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、組付は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、自動車用ラジェ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、ｌは自
動車用ラジェータである。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は入口バイブ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、０は
上部タンク２の頂部に接合された注水ロバイブである。

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１
０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はラジェータ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、出口バイブ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バイブ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
ラ取付はスペーサ２４．２４を介してそれぞれオイル送
入バイブ２５およびオイル送出バイブ２６が接合されて
いる。これらオイル送入バイブ２５およびオイル送出バ
イブ２Ｂ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
取付はスペーサ２４．２４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、２７
ｂ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２Ｌと内筒２２の間には、上記オ
イル送入バイブ２５側からオイル送出バイブ２Ｂ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２３
ａ　、　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
び凸部を宵するフィン２９・・・ををし、そのフィン列
（うね）　３０・・・がオイルの流れ方向（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、それぞれの両端部力（、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　
、　２３ｃ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抑圧変形されてお
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Ｓ
１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２
３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、このテーバ形拡
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ｆｍ２７ａ　、　２７ｂをそれぞれ外筒２８
の両端にろう付は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
送入バイブ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ｔ；オイル通路２８内を軸方
向に流れ、オイル送出バイブ２Ｇより送出される。

オイル通路２８内にはインナフィ：／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２
３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、ラジェータ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を形成しであるから、これら端部３
１゜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シであるので、通路２８の途中で
複数の絞り部分が発生し、伝熱作用を向」ニさせること
ができる。

しかも、各分割インナフィン２３ａ　、　　２３ｂ　、
　　２３ｃの端部３１．３２は、テーバ形に圧潰変形さ
せればよいので、加工に手間を要さず、構造は簡り１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シ、これら各分割インナフィン
２３ａ　、　２３ｂ　、　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、単一のインナフィン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３１．３
１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２３
ａ　、　２８ｃの両端テーバ形の圧潰変形部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の両端テーバ形の圧潰変形部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バ形の圧潰変形部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
、組付は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図はラジェータ全体の正面図、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。 ｌ・・・ラジェータ、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、２Ｂ・・・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。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 １　　第１図　　　１ ε１゛５２図 第３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）一端に送入口を他端に送出口を設けた外筒内に、
   この外筒と同心上に内筒を配置し、これら外筒と内筒と
   の間に流体通路を形成し、この流体通路に流体の流れに
   対して並行なフィン列を有するインナフィンを嵌挿した
   熱交換器において、このインナフィンの少なくとも一端
   部に、上記フィン列の高さを押し潰してインナフィンの
   他の箇所より径が異なる部分を形成したことを特徴とす
   る熱交換器。
2. （２）上記インナフィンは軸方向に分割され、これら分
   割されたいづれかのインナフィンの少なくとも一端部に
   、上記フィン列の高さを押し潰してインナフィンの他の
   箇所より径が異なる部分を形成した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。