JP4214582B2 - 積層型蒸発器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、入口側冷媒流路および出口側冷媒流路を並列に形成する一対の金属薄板によりチューブを構成し、このチューブを多数積層するとともに、一対の金属薄板の両端部にそれぞれ２個づつタンク部を形成し、このタンク部により各冷媒流路に冷媒を入出（冷媒の分配、集合）させるようにした積層型蒸発器に関するもので、例えば、車両用空調装置に用いて好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の積層型蒸発器として、本出願人は、先に、特開平９−１７０８５０号公報において、図８に示す冷媒流路構成を持った冷媒蒸発器１を提案している。この冷媒蒸発器１においては、その上下両端部に、入口タンク部４７、４８と出口タンク部４３、４４とを区画形成して、冷媒に吸熱して冷却される送風空気Ａの流れに対して、空気上流側に冷媒出口側熱交換部３ｂを、また、空気下流側に冷媒入口側熱交換部３ａを区画形成している。そして、下側の入口タンク部４８は、仕切り部５１にて第１入口タンク部ａと第２入口タンク部ｂに、上側の出口タンク部４３は、仕切り部５２にて第１出口タンク部ｃと第２出口タンク部ｄにそれぞれ仕切られている。
【０００３】
そして、この蒸発器１では、図１１に示すように、一対の金属薄板４を最中合わせ状に接合して、冷媒が流れるチューブ２を構成しており、このチューブ２内の冷媒通路は、センターリブ４９により風下側の冷媒通路２ａと風上側の冷媒通路２ｂとに仕切られている。また、一対の金属薄板４の長手方向の両端部には、両冷媒通路２ａ、２ｂの一端、他端に連通するタンク部４７、４８、４３、４４が楕円筒状に突出形成されている。
【０００４】
そして、これらのタンク部４７、４８、４３、４４には、それぞれ、隣接するタンク部４７、４８、４３、４４と連通する連通穴４５、４６、４１、４２が形成されている。
このような構成の蒸発器１では、その内部を冷媒が図８の実線矢印に示す経路により流れる。仕切り部５１、５２より右側では、入口側熱交換部３ａと出口側熱交換部３ｂの冷媒流れ方向を下方向とし、仕切り部５１、５２より左側では、両熱交換部３ａ、３ｂの冷媒流れ方向を上方向として、冷媒の流れ方向を一致させている。このような冷媒通路構成により、気液二相冷媒の液相冷媒と気相冷媒がチューブ２内の冷媒通路２ａ、２ｂに対して不均一に分配されても、矢印Ａ方向に流れる空気の蒸発器吹出空気温度を蒸発器１の全域にわたって均一化できる。
【０００５】
ところで、上記した蒸発器１では、図１１に示す金属薄板４をアルミニュウム合金で所定形状に成形して、この多数の金属薄板４を積層して所定の蒸発器形状に仮組み付けした後に、その仮組付体を治具により保持して炉内に搬送し、仮組付体の全体を炉中にて一体ろう付けするようにしている。
このような製造方法においては、金属薄板４を含むコア部の積層作業の自動組付化が生産性向上のために重要であり、そして、このためには、金属薄板４相互の位置決めを簡単に行うことが必要がある。
【０００６】
そこで、従来では図１２および図１３に示すように、金属薄板４の両端部に形成される出口タンク部４３、４４の一方にプレス加工で連通穴４１（４２）の周縁部に所定高さを持つ筒状の突出部（いわゆるバーリング部）４Ａを形成している。他方の出口タンク部４３、４４の連通穴４１（４２）は突出部４Ａを嵌入できる大きさに設定し、突出部を形成しない。なお、金属薄板４は、突出部４Ａを除いて上下対称形状にしてある。
【０００７】
従って、金属薄板４を同一形状に成形しても、同一形状の金属薄板４の向きを交互に上下逆転させて積層し、その積層時に突出部４Ａを連通穴４１（４２）内に嵌入することにより、突出部４Ａをガイドとして金属薄板４相互の位置決めを自動的に簡単に行うことができ、これにより、金属薄板４を含むコア部の積層作業を自動組付することが可能となる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来技術であると、各タンク部４７、４８、４３、４４の頂部に、タンク内側方向に向かう平坦な接合面４Ｂを形成し、この平坦面４Ｂの中央部に連通穴４５、４６、４１、４２を形成するとともに、この接合面４Ｂ同士を当接して接合しているので、タンク部の冷媒流路断面積が上記の内側方向に向かう接合面４Ｂの存在により狭められ、冷媒流れの圧損を増大させ、蒸発器性能を低下させている。
【０００９】
この冷媒流れの圧損を低減するためには、図１４（特開平９−３３１９０号公報）に示すように、各タンク部４７、４８、４３、４４の頂部にタンク外側方向に向かう接合面４Ｃを形成し、この接合面４Ｃ同士を当接して接合すればよい。しかし、この従来技術の場合には、金属薄板４相互の位置決めを行う嵌合形状が隣接のタンク部相互の間に形成されていないので、金属薄板４の積層作業の自動化が困難となる。
【００１０】
本発明は上記点に鑑みてなされたもので、積層型蒸発器において、チューブ構成用の金属薄板の積層位置決めの容易化と、タンク部の冷媒流路の圧損低減とを両立させることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明では、蒸発器の冷媒流路のうち、冷媒入口側は冷媒出口側に比して冷媒の乾き度が小さく、冷媒の比体積が小さいので、流速が低くなり、圧損が小さいという点に着目して、冷媒入口側のタンク部だけに、金属薄板の積層位置決め手段を形成し、一方、冷媒出口側のタンク部ではタンク外側方向に向かう接合面を形成して隣接のタンク部同士を接合することにより、上記目的を達成しようとするものである。
【００１２】
すなわち、請求項１ないし４に記載の発明では、一対の金属薄板（４、４）を接合して構成されるチューブ（２）内に、入口側冷媒流路（２ａ）と出口側冷媒流路（２ｂ）とを並列形成し、入口側冷媒流路（２ａ）の一端、他端に連通する第１、第２入口タンク部（４７、４８）、および出口側冷媒流路（２ｂ）の一端、他端に連通する第１、第２出口タンク部（４３、４４）を、金属薄板（４）の一端部、他端部において外方側へ突出するように一体成形し、チューブ（２）を多数積層し、第１、第２入口タンク部（４７、４８）、および第１、第２出口タンク部（４３、４４）を相互に連通させる積層型蒸発器において、第１、第２出口タンク部（４３、４４）の相互に隣接する頂部に、タンク外側方向に向かって延びる接合面（４Ｃ）を形成し、第１、第２入口タンク部（４７、４８）の相互に隣接する頂部に、金属薄板（４）の積層位置の位置決め手段（４Ａ、４Ｄ）を有する接合面（４Ｂ、４Ｅ）を形成したことを特徴としている。
請求項４に記載の発明では、第１、第２出口タンク部（４３、４４）では、相互に隣接する頂部に形成されたタンク外側方向に向かって延びる前記接合面（４Ｃ）同士を接合するとともに、第１、第２入口タンク部（４７、４８）だけに、前記位置決め手段を形成したことを特徴としている。
【００１３】
これによると、冷媒の比体積が小さくて圧損が小さい冷媒入口側のタンク部（４７、４８）だけに、金属薄板（４）の積層位置決め手段（４Ａ、４Ｄ）を形成してあるので、積層位置決め手段（４Ａ、４Ｄ）による圧損増加を僅少に抑制できる。しかも、冷媒の比体積が大きくて圧損の増加が発生しやすい出口側のタンク部（４３、４４）においては、その相互に隣接する頂部にタンク外側方向に向かって延びる接合面（４Ｃ）を形成しているから、接合面（４Ｃ）の形成により出口タンク部（４３、４４）の流路断面積の減少が発生せず、出口タンク部での圧損抑制を図ることができる。
【００１４】
以上により、蒸発器全体として圧損の増加を効果的に抑制できる。さらには、上記の積層位置決め手段（４Ａ、４Ｄ）により金属薄板（４）の積層位置の位置決めを行うことができるので、金属薄板４を含むコア部の積層作業の自動化が容易となる。特に、請求項１記載の発明では、第１、第２出口タンク部（４３、４４）の接合面（４Ｃ）に第１、第２出口タンク部（４３、４４）相互を連通する連通穴（４１、４２）を形成するとともに、第１、第２入口タンク部（４７、４８）の接合面（４Ｂ、４Ｅ）に第１、第２入口タンク部（４７、４８）相互を連通する連通穴（４５、４６）を形成し、第１、第２入口タンク部（４７、４８）の頂部の接合面として、タンク内側方向に向かって延びる接合面（４Ｂ）を形成し、この接合面（４Ｂ）から突出して隣接の連通穴（４５、４６）に嵌入される突出部（４Ａ）を形成し、この突出部（４Ａ）により位置決め手段を構成したことを特徴としている。
【００１５】
このような構成によれば、突出部（４Ａ）を第１、第２入口タンク部（４７、４８）のいずれか片側のみに形成することにより、金属薄板（４）の形状を１種類にすることが可能となり、金属薄板（４）を低コストで製造できる。また、請求項２記載の発明では、第１、第２入口タンク部（４７、４８）の頂部の接合面として、一方の頂部に形成した内側挿入部（４Ｄ）が他方の頂部の連通穴（４５、４６）の内周面に差し込まれる接合面（４Ｅ）を構成し、この内側挿入部（４Ｄ）の差し込み部により位置決め手段を構成したことを特徴としている。
【００１６】
このような構成によれば、内側挿入部（４Ｄ）の差し込み部を第１、第２入口タンク部（４７、４８）のいずれか片側のみに形成することにより、金属薄板（４）の形状を１種類にすることが可能となり、金属薄板（４）を低コストで製造できる。しかも、内側挿入部（４Ｄ）の差し込み形状により位置決め手段を構成しているから、請求項１におけるタンク内側方向に向かって延びる接合面（４Ｂ）を廃止でき、この接合面（４Ｂ）による圧損分だけ、圧損を低減できる。
【００１７】
また、請求項３記載の発明のように、内側挿入部（４Ｄ）の差し込み部をテーパ状に形成すれば、内側挿入部（４Ｄ）の差し込み作業を容易化できる。さらに、請求項５記載の発明は、冷媒入口側のタンク部および出口側のタンク部の両方共、その頂部にタンク外側方向に向かう接合面を形成した場合であっても、金属薄板の積層位置の位置決めを可能にして、前述の目的を達成しようとするものである。
【００１８】
従って、請求項５記載の発明では、一対の金属薄板（４、４）を接合して構成されるチューブ（２）内に、入口側冷媒流路（２ａ）と出口側冷媒流路（２ｂ）とを並列形成し、入口側冷媒流路（２ａ）の一端、他端に連通する第１、第２入口タンク部（４７、４８）、および出口側冷媒流路（２ｂ）の一端、他端に連通する第１、第２出口タンク部（４３、４４）を、金属薄板（４）の一端部、他端部において外方側へ突出するように一体成形し、
チューブ（２）を多数積層し、第１、第２入口タンク部（４７、４８）、および第１、第２出口タンク部（４３、４４）を相互に連通させる積層型蒸発器において、
第１、第２入口タンク部（４７、４８）の相互に隣接する頂部に、タンク外側方向に向かって延びる接合面（４Ｇ）を形成し、第１、第２出口タンク部（４３、４４）の相互に隣接する頂部に、タンク外側方向に向かって延びる接合面（４Ｃ）を形成し、第１、第２入口タンク部（４７、４８）の接合面（４Ｇ）および第１、第２出口タンク部（４３、４４）の接合面（４Ｃ）の外周部に、金属薄板（４）の積層位置の位置決め手段（４Ｈ）を形成したことを特徴としている。
【００１９】
これによると、冷媒入口側のタンク部（４７、４８）および出口側のタンク部（４３、４４）のいずれも、その相互に隣接する頂部にタンク外側方向に向かって延びる接合面（４Ｃ，４Ｇ）を形成しているから、接合面（４Ｃ，４Ｇ）の形成により出入口両タンク部（４３、４４、４７、４８）の流路断面積の減少が発生せず、入口側のタンク部（４７、４８）および出口側のタンク部（４３、４４）の両方で圧損抑制を図ることができる。以上により、蒸発器全体として圧損の増加をより一層効果的に抑制できる。
【００２０】
さらに、両タンク部（４３、４４、４７、４８）共タンク外側方向に向かって延びる接合面（４Ｃ，４Ｇ）を形成しているが、その接合面（４Ｃ，４Ｇ）の外周部に形成した位置決め手段（４Ｈ）により金属薄板（４）の積層位置決めを行うことができるので、金属薄板４を含むコア部の積層作業の自動化が容易となる。
【００２１】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示す。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示す実施形態について説明する。
（第１実施形態）
図１〜図４は本発明積層型蒸発器を自動車用空調装置の冷凍サイクルにおける冷媒蒸発器に適用した場合を示している。
【００２３】
図１は蒸発器１の全体構成を示しており、蒸発器１は図１の上下方向を上下にして、図示しない自動車用空調装置の空調ユニットケース内に設置される。蒸発器１の左右方向の一端側（左端側）には、冷媒入口８ａと冷媒出口８ｂを有する配管ジョイント８が配設されている。
この蒸発器１は、多数のチューブ２を並列配置し、このチューブ２内に図２に示すように入口側冷媒通路２ａと出口側冷媒通路２ｂを並列に形成し、この両冷媒通路２ａ、２ｂを流れる冷媒とチューブ２の外部を流れる空調用送風空気とを熱交換させるようになっている。本例では、入口側冷媒通路２ａの部位で入口側熱交換部３ａを構成し、出口側冷媒通路２ｂの部位で出口側熱交換部３ｂを構成している。
【００２４】
なお、蒸発器１への空調空気の送風方向は図２の矢印Ａ方向に示す通りであり、入口側熱交換部３ａは、送風空気の流れ方向の下流側に位置し、出口側熱交換部３ｂは送風空気の流れ方向の上流側に位置している。
上記チューブ２は、図１、２に示すように２枚（一対）の金属薄板４を最中合わせの状態に接合することにより形成される。金属薄板４は長手方向が上下方向に延びる細長の略長方形の板材であり、具体的材質としては、例えば、アルミニュウム心材（Ａ３０００番系の材料）の両面にろう材（Ａ４０００番系の材料）をクラッドした両面クラッド材（板厚：０．４〜０．６ｍｍ程度）を用いる。
【００２５】
そして、この両面クラッド材を図２に示す所定形状に成形して、これを２枚１組として多数組積層した上で、ろう付けにより接合することにより多数のチューブ２を並列に形成する。
このチューブ２の内部は、センターリブ４９により、風下側の入口側冷媒通路２ａと風上側の出口側冷媒通路２ｂとに仕切られている。これら冷媒通路２ａ、２ｂは金属薄板長手方向に沿って平行に形成され、空気流れ方向Ａとは直交している。
【００２６】
金属薄板４の上端部、他端部には、入口側冷媒通路２ａの上端、下端に連通する上側、下側（第１、第２）の入口タンク部４７、４８、および、出口側冷媒通路２ｂの上端、下端に連通する上側、下側（第１、第２）の出口タンク部４３、４４が形成されている。これらタンク部４３、４４、４７、４８は、金属薄板４の外方側へ楕円筒状または円筒状に突出する突出部にて形成されており、その突出端部（頂部）には、隣接するタンク部４３、４４、４７、４８相互間をそれぞれ連通させる連通穴４１、４２、４５、４６が形成されている。
【００２７】
また、入口側、出口側熱交換部３ａ、３ｂにおいて、チューブ２内面の間隙（最中合わせ状の一対の金属薄板４、４相互間）にインナーフィン７０、７０を接合して、冷媒側の伝熱面積の拡大および耐圧強度の確保を図っている。また、入口側、出口側熱交換部３ａ、３ｂにおいて、隣接するチューブ２の外面側相互の間隙に、空気側のコルゲートフィン（フィン手段）７を接合して空気側の伝熱面積の増大を図っている。これらインナーフィン７０およびコルゲートフィン７はＡ３００３のような、ろう材をクラッドしてないアルミニュウムベア材にて波形状に成形されている。インナーフィン７０の波形状により冷媒通路２ａ、２ｂ内に複数の小冷媒通路が並列的に区画形成される。
【００２８】
熱交換部３ａ、３ｂの金属薄板積層方向の一端部（図１、２の左端部）に位置する金属薄板からなるサイドプレート９およびこれに接合されるエンドプレート１０、さらに金属薄板積層方向の他端部（図１、２の右端部）に位置する金属薄板からなるサイドプレート１１およびこれに接合されるエンドプレート１２も、本例では、上記金属薄板４と同様に両面クラッド材から成形されている。
【００２９】
図１左端部のサイドプレート９の上下の端部には、それぞれ出口タンク部９ａ、入口タンク部９ｂが１つずつ形成されており、これらタンク部９ａ、９ｂはサイドプレート９の幅方向に沿って延びる細長の１つの椀状部から形成されており、図示しない連通穴が開口形成されている。
図１右端部のサイドプレート１１の上下の端部にも、それぞれ出口タンク部１１ａ、入口タンク部１１ｂが形成されており、これらタンク部１１ａ、１１ｂもサイドプレート１１の幅方向に沿って延びる細長の１つの椀状部から形成されるとともに、図示しない連通穴が開口形成されている。
【００３０】
エンドプレート１０は、外方側へ突出する張出部１０ａ、１０ｃを有しており、張出部１０ａと張出部１０ｃとの間は冷媒通路的には分断されている。そして、張出部１０ａとサイドプレート９との間に形成される空間により入口側サイド冷媒通路１５が形成され、配管ジョイント８の冷媒入口８ａはこの入口側サイド冷媒通路１５を介してサイドプレート９のタンク部９ｂに連通する。
【００３１】
また、張出部１０ｃとサイドプレート９の出口タンク部９ａとの間に形成される空間により、出口側サイド冷媒通路１４が形成され、この出口側サイド冷媒通路１４に配管ジョイント８の冷媒出口８ｂが連通している。配管ジョイント８の冷媒入口には、図示しない膨張弁で減圧膨張した気液２相冷媒が流入する。また、冷媒出口８ｂは、図示しない膨張弁のガス冷媒通路を介して、蒸発器１で蒸発したガス冷媒を圧縮機（図示せず）の吸入側に還流させる。
【００３２】
また、右端部のエンドプレート１２は外方側へ突出する張出部１２ａを有しており、この張出部１２ａとサイドプレート１１との間に形成される空間により、サイド冷媒通路１３が形成される。蒸発器１全体としての冷媒通路構成は前述の図８と同じであるので、説明は省略する。
次に、本実施形態の冷媒蒸発器の製造方法を簡単に説明すると、最初に、金属薄板４、インナーフィン７０、コルゲートフィン７、サイドプレート９、１１、およびエンドプレート１０、１２を積層し、さらに、配管ジョイント８をエンドプレート１０に組付けて、図１、２に示す所定の熱交換器構造に仮組付けする。
【００３３】
次に、金属薄板４の積層方向から図示しない適宜の治具にて締めつけ力を加えて、熱交換器構造の仮組付け状態を保持する。
次に、この仮組付け状態を保持したまま、ろう付け炉内に仮組付け体を搬入し、このろう付け炉内にて、仮組付け体をアルミニュウムクラッド材のろう材の融点まで加熱して、仮組付け体各部の接合箇所を一体ろう付けする。これにより、蒸発器１全体の組付を完了する。
【００３４】
ところで、本実施形態では、上記した蒸発器の仮組付け時におけるタンク同士の位置決めと、圧力損失の低減とを両立できるようにするため、次のごとき工夫をしている。
すなわち、図３、図４に示すように、隣接する出口タンク部４３、４４同士、および隣接する入口タンク部４７、４８同士を接合するに当たり、出口タンク部４３、４４では、その頂部にタンク外側方向に向かう平坦な接合面４Ｃを形成している。一方、入口タンク部４７、４８ではその頂部にタンク内側方向に向かう平坦な接合面４Ｂを形成している。
【００３５】
そして、金属薄板４の長手方向両端部に形成される上下の入口タンク部４７、４８のうち、いずれか一方（図３の例では上側の入口タンク部４７）のみに、プレス加工で連通穴４５の周縁部に所定高さ（例えば、１．５ｍｍ程度）を持つ筒状の突出部（いわゆるバーリング部）４Ａを形成している。他方の入口タンク部４８の連通穴４６は突出部４Ａを嵌入できる大きさに設定し、突出部を形成しない。なお、金属薄板４は、突出部４Ａを除いて上下対称形状にしてある。
【００３６】
従って、金属薄板４を同一形状に成形しても、図２に示すように、同一形状の金属薄板４の向きを交互に上下逆転させて積層し、突出部４Ａの位置を交互に上下逆転させることにより、金属薄板４の積層時に突出部４Ａを隣接する金属薄板４の入口タンク部４７（４８）の連通穴４５（４６）内に嵌入することができる。
【００３７】
これにより、突出部４Ａをガイドとして金属薄板４相互の位置決めを自動的に簡単に行うことができるので、金属薄板４を含むコア部の積層作業を自動組付することが可能となる。
しかも、蒸発器１の冷媒流路のうち、冷媒入口側は冷媒出口側に比して冷媒の乾き度が小さく、冷媒の比体積が小さいので、流速が低くなり、圧損が小さい。従って、冷媒入口側のタンク部４７（４８）だけに、タンク内側方向に向かう平坦な接合面４Ｂを形成して、金属薄板４の積層位置決め手段をなす突出部４Ａを連通穴４５（４６）の周縁部に形成することにより、金属薄板４相互の位置決め機能を突出部４Ａにより良好に発揮できる。また、タンク内側方向に向かう平坦な接合面４Ｂを形成しても、冷媒入口側は冷媒の比体積がそもそも小さいから、圧損の増加という問題を冷媒出口側の場合に比して僅少に抑制できる。
【００３８】
一方、冷媒出口側のタンク部４３（４４）ではタンク外側方向に向かう接合面４Ｃを形成して隣接のタンク部４３（４４）同士を接合しているから、接合面４Ｃの形成に起因する流路断面積の減少が発生しない。従って、比体積の大きい冷媒が流れる冷媒出口側タンク部４３（４４）において、接合面４Ｃの形成による圧損増加が全く発生しない。
【００３９】
以上の結果、金属薄板４を含むコア部積層作業の自動組付化と、圧損増加の抑制とを良好に両立できる。また、金属薄板４は同一形状の１種類の板材の向きを交互に上下逆転させて積層すればよいので、金属薄板４のプレス成形コストを低減できる。また、隣接する入口側タンク部４７（４８）同士の接合部に、突出部４Ａによる接合箇所が付加されるので、その分、接合強度を向上できる。
【００４０】
なお、図３、４に示すように、入口タンク部４７（４８）が円筒状であるのに対して出口タンク部４３（４４）を楕円筒状の形状に形成して、出口側タンク部４３（４４）の流路断面積を入口側タンク部４７（４８）より十分大きくしているのは、出口タンク部４３（４４）における圧損低減を図るためである。入口側タンク部４７（４８）を円筒状とせず、必要に応じて、図２のごとく楕円筒状に形成してもよい。
【００４１】
（第２実施形態）
図５、図６は第２実施形態であり、第１実施形態では冷媒入口側のタンク部４７（４８）の頂部にタンク内側方向に向かう平坦な接合面４Ｂを形成して、隣接の入口タンク部４７（４８）同士を接合しているが、第２実施形態では入口タンク部４７（４８）をその頂部まで円筒状のままにして、タンク頂部にタンク内側方向に向かう平坦な接合面４Ｂを設けることを廃止している。
【００４２】
その代わりに、上下の入口タンク部４７、４８のいずれか一方（図５の例では上側の入口タンク部４７）の頂部のみに小径に絞られた内側挿入部４Ｄを形成している。他方の入口タンク部４８（４７）は円筒状の径を頂部まで同一に維持して、連通穴４６（４５）の内径は内側挿入部４Ｄを嵌入できる大きさに設定している。
【００４３】
従って、第２実施形態では、隣接する入口タンク部４７、４８の一方の内側挿入部４Ｄと他方の連通穴４６（４５）との差し込み部により、隣接する入口タンク部４７、４８同士の接合面４Ｅを構成している。また、第２実施形態においても、金属薄板４は、内側挿入部４Ｄを除いて上下対称形状になっている。
それ故、金属薄板４を同一形状に成形しても、同一形状の金属薄板４の向きを交互に上下逆転させて積層し、その積層時に内側挿入部４Ｄを連通穴４５（４６）の内周面に差し込むことにより、内側挿入部４Ｄをガイドとして金属薄板４相互の位置決めを自動的に簡単に行うことができ、これにより、金属薄板４を含むコア部の積層作業を自動組付することが可能となる。
【００４４】
（第３実施形態）
図７は第３実施形態であり、第２実施形態の変形である。第２実施形態では、内側挿入部４Ｄが差し込まれる相手側の入口タンク部４７、４８をその頂部まで同一径の円筒状に成形して、内側挿入部４Ｄと連通穴４６（４５）との差し込み部を軸心と平行な円筒面にしているが、第３実施形態では図７に示すように内側挿入部４Ｄを先端側が先細り状に細くなっているテーパ形状としている。
【００４５】
これに伴って、内側挿入部４Ｄが差し込まれる相手側の入口タンク部４７、４８の頂部近傍の径をテーパ状に拡大している。図７の４Ｆはその頂部近傍のテーパ状口拡部である。
第３実施形態によると、先細り状のテーパ状内側挿入部４Ｄを相手側の入口タンク部４７、４８の頂部近傍のテーパ状口拡部４Ｆに差し込むため、この差し込み作業の初期の段階には両者４Ｄ、４Ｆの間に隙間が必ず設定される。そのため、この両者４Ｄ、４Ｆの寸法管理を厳格に管理しなくても、上記隙間を利用して、両者４Ｄ、４Ｆの嵌入作業を容易に行うことができる。
【００４６】
（第４実施形態）
図９、図１０は第４実施形態であり、第１実施形態では冷媒入口側のタンク部４７（４８）の頂部にタンク内側方向に向かう平坦な接合面４Ｂを形成して、隣接の入口タンク部４７（４８）同士を接合しているが、第４実施形態では、金属薄板４相互の位置決め構造の変更により、入口タンク部４７（４８）の頂部にタンク外側方向に向かう平坦な接合面４Ｇを形成可能にしている。
【００４７】
そのために、金属薄板４の長手方向両端部に形成される上下の出入口タンク部４３、４４、４７、４８のうち、上下いずれか一方（図９の例では上側の出入口タンク部４３、４７）のみに、金属薄板４相互の位置決め用の突起片４Ｈを形成している。
円筒状の入口タンク部４７には、その接合面４Ｇの外周部において、空気流れＡの下流側端部に突起片４Ｈが１つ形成されている。さらに、入口タンク部４７の連通穴４５よりも大きな連通穴４１を有する楕円筒状の出口タンク部４３には、その接合面４Ｃの外周部において、空気流れＡの上流側端部に突起片４Ｈが１つ形成されると共に、空気流れＡと直交する方向で対向して突起片４Ｈが２つ形成されている。
【００４８】
この４つの突起片４Ｈの図９（ａ）で上下左右の間隔は、突起片を形成しない他方の出入口タンク部４４、４８の接合面４Ｃ、４Ｇの外周部が、４つの突起片４Ｈ内に嵌合できる寸法に設定している。また、これらの突起片４Ｈは所定の高さ（例えば、１ｍｍ程度）と幅（例えば、２〜３ｍｍ程度）をもってプレス加工にて形成される。
【００４９】
第４実施形態によると、入口タンク部４７（４８）および出口タンク部４３（４４）のいずれも、頂部にタンク外側方向に向かって延びる接合面（４Ｃ、４Ｇ）を形成して隣接するタンク部同士を接合しているから、接合面（４Ｃ、４Ｇ）の形成による流路断面積の減少が発生しない。
従って、入口タンク部４７（４８）および出口タンク部４３（４４）のいずれにおいても、圧損抑制を図ることができ、蒸発器全体として圧損の増加をより一層効果的に抑制できる。
【００５０】
また、第２実施形態では、金属薄板４相互の位置決め用内側挿入部４Ｄが入口タンク部４７、４８の接合面４Ｅを構成するため（図６参照）、接合面４Ｅのろう付けによるシール性を確保するうえで、内側挿入部４Ｄと連通穴４６（４５）との差し込み部の径方向クリアランスを小さくする必要があり、従って、内側挿入部４Ｄと連通穴４６（４５）の径方向寸法精度がある程度要求される。
【００５１】
これに対し、第４実施形態においては、突起片４Ｈは金属薄板４相互の位置決め用としてのみ用いられ、シール性には直接関与しないので、突起片４Ｈの寸法精度や位置精度は比較的緩やかにできる。
また、金属薄板４は、突起片４Ｈを除いて上下対称形状になっている。それ故、金属薄板４を同一形状に成形しても、同一形状の金属薄板４の向きを交互に上下逆転させて積層し、その積層時に突起片を形成していない出入口タンク部４４、４８の接合面４Ｃ、４Ｇの外周部を、４つの突起片４Ｈ内に嵌合することにより、４つの突起片４Ｈをガイドとして金属薄板４相互の位置決めを自動的に簡単に行うことができ、これにより、金属薄板４を含むコア部の積層作業を自動組付することが可能となる。
【００５２】
なお、突起片４Ｈの形成位置や数は、必要に応じて変更することができる。
（他の実施形態）
なお、前述の第２実施形態では、内側挿入部４Ｄが嵌入される相手側の入口タンク部４７、４８をその頂部まで同一径の円筒状に成形して、内側挿入部４Ｄと連通穴４６（４５）との嵌入部を軸心と平行な円筒面にしているが、内側挿入部４Ｄが嵌入される相手側の入口タンク部４７、４８の頂部近傍の径を所定長さにわたってテーパ状に拡大して、テーパ状口拡部を形成すれば、このテーパ状口拡部の形成により、内側挿入部４Ｄを相手側の入口タンク部４７、４８の連通穴４６（４５）に嵌入する作業を容易化できる。
【００５３】
また、第２実施形態において、内側挿入部４Ｄの代わりに内径を相手側のタンク部の円筒形状の頂部の外径より大きくした外側嵌合部を形成し、この外側嵌合部を相手側のタンク部の円筒形状の頂部の外側に嵌合する構成とすることもできる。
また、上記各実施形態では、蒸発器１の仮組み付け状態において、最中合わせ状に接合される一対の金属薄板４、４相互間の位置決めを説明しなかったが、下記のごとき種々な方法で位置決めを行なってもよい。つまり、一対の金属薄板４、４の外周縁部を数カ所かしめて、一対の金属薄板４、４相互を係止したり、あるいは、一方の金属薄板４の外周縁部の数カ所に、他方の金属薄板４の外周縁部を係止するような切り起こし部を形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係わる積層型蒸発器の正面図である。
【図２】第１実施形態に係わる蒸発器の部分的な分解斜視図である。
【図３】（ａ）は第１実施形態における金属薄板の一部破断正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】第１実施形態におけるタンク部の接合構造を示す要部断面図である。
【図５】（ａ）は第２実施形態における金属薄板の一部破断正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【図６】第２実施形態におけるタンク部の接合構造を示す要部断面図である。
【図７】第３実施形態におけるタンク部の接合構造を示す要部断面図である。
【図８】本発明および従来技術の蒸発器における冷媒通路構成を示す概略斜視図である。
【図９】（ａ）は第４実施形態における金属薄板の一部破断正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【図１０】第４実施形態におけるタンク部の接合構造を示す要部断面図である。
【図１１】従来技術の蒸発器におけるチューブの分解斜視図である。
【図１２】（ａ）は従来技術の蒸発器における金属薄板の一部破断正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【図１３】従来技術の蒸発器におけるタンク部の接合構造を示す要部断面図である。
【図１４】別の従来技術の蒸発器におけるタンク部の接合構造を示す要部断面図である。
【符号の説明】
２…チューブ、２ａ、２ｂ…入口側、出口側冷媒流路、
３ａ、３ｂ…入口側、出口側熱交換部、４…金属薄板、
４１、４２、４５、４６…連通穴、
４３、４４…上側、下側の出口タンク部（第１、第２出口タンク部）、
４７、４８…上側、下側の入口タンク部（第１、第２入口タンク部）、
４Ａ…位置決め用突出部、４Ｂ、４Ｃ、４Ｅ、４Ｇ…接合面、
４Ｄ…位置決め用内側挿入部、４Ｈ…位置決め用突起片。
【発明の属する技術分野】
本発明は、入口側冷媒流路および出口側冷媒流路を並列に形成する一対の金属薄板によりチューブを構成し、このチューブを多数積層するとともに、一対の金属薄板の両端部にそれぞれ２個づつタンク部を形成し、このタンク部により各冷媒流路に冷媒を入出（冷媒の分配、集合）させるようにした積層型蒸発器に関するもので、例えば、車両用空調装置に用いて好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の積層型蒸発器として、本出願人は、先に、特開平９−１７０８５０号公報において、図８に示す冷媒流路構成を持った冷媒蒸発器１を提案している。この冷媒蒸発器１においては、その上下両端部に、入口タンク部４７、４８と出口タンク部４３、４４とを区画形成して、冷媒に吸熱して冷却される送風空気Ａの流れに対して、空気上流側に冷媒出口側熱交換部３ｂを、また、空気下流側に冷媒入口側熱交換部３ａを区画形成している。そして、下側の入口タンク部４８は、仕切り部５１にて第１入口タンク部ａと第２入口タンク部ｂに、上側の出口タンク部４３は、仕切り部５２にて第１出口タンク部ｃと第２出口タンク部ｄにそれぞれ仕切られている。
【０００３】
そして、この蒸発器１では、図１１に示すように、一対の金属薄板４を最中合わせ状に接合して、冷媒が流れるチューブ２を構成しており、このチューブ２内の冷媒通路は、センターリブ４９により風下側の冷媒通路２ａと風上側の冷媒通路２ｂとに仕切られている。また、一対の金属薄板４の長手方向の両端部には、両冷媒通路２ａ、２ｂの一端、他端に連通するタンク部４７、４８、４３、４４が楕円筒状に突出形成されている。
【０００４】
そして、これらのタンク部４７、４８、４３、４４には、それぞれ、隣接するタンク部４７、４８、４３、４４と連通する連通穴４５、４６、４１、４２が形成されている。
このような構成の蒸発器１では、その内部を冷媒が図８の実線矢印に示す経路により流れる。仕切り部５１、５２より右側では、入口側熱交換部３ａと出口側熱交換部３ｂの冷媒流れ方向を下方向とし、仕切り部５１、５２より左側では、両熱交換部３ａ、３ｂの冷媒流れ方向を上方向として、冷媒の流れ方向を一致させている。このような冷媒通路構成により、気液二相冷媒の液相冷媒と気相冷媒がチューブ２内の冷媒通路２ａ、２ｂに対して不均一に分配されても、矢印Ａ方向に流れる空気の蒸発器吹出空気温度を蒸発器１の全域にわたって均一化できる。
【０００５】
ところで、上記した蒸発器１では、図１１に示す金属薄板４をアルミニュウム合金で所定形状に成形して、この多数の金属薄板４を積層して所定の蒸発器形状に仮組み付けした後に、その仮組付体を治具により保持して炉内に搬送し、仮組付体の全体を炉中にて一体ろう付けするようにしている。
このような製造方法においては、金属薄板４を含むコア部の積層作業の自動組付化が生産性向上のために重要であり、そして、このためには、金属薄板４相互の位置決めを簡単に行うことが必要がある。
【０００６】
そこで、従来では図１２および図１３に示すように、金属薄板４の両端部に形成される出口タンク部４３、４４の一方にプレス加工で連通穴４１（４２）の周縁部に所定高さを持つ筒状の突出部（いわゆるバーリング部）４Ａを形成している。他方の出口タンク部４３、４４の連通穴４１（４２）は突出部４Ａを嵌入できる大きさに設定し、突出部を形成しない。なお、金属薄板４は、突出部４Ａを除いて上下対称形状にしてある。
【０００７】
従って、金属薄板４を同一形状に成形しても、同一形状の金属薄板４の向きを交互に上下逆転させて積層し、その積層時に突出部４Ａを連通穴４１（４２）内に嵌入することにより、突出部４Ａをガイドとして金属薄板４相互の位置決めを自動的に簡単に行うことができ、これにより、金属薄板４を含むコア部の積層作業を自動組付することが可能となる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来技術であると、各タンク部４７、４８、４３、４４の頂部に、タンク内側方向に向かう平坦な接合面４Ｂを形成し、この平坦面４Ｂの中央部に連通穴４５、４６、４１、４２を形成するとともに、この接合面４Ｂ同士を当接して接合しているので、タンク部の冷媒流路断面積が上記の内側方向に向かう接合面４Ｂの存在により狭められ、冷媒流れの圧損を増大させ、蒸発器性能を低下させている。
【０００９】
この冷媒流れの圧損を低減するためには、図１４（特開平９−３３１９０号公報）に示すように、各タンク部４７、４８、４３、４４の頂部にタンク外側方向に向かう接合面４Ｃを形成し、この接合面４Ｃ同士を当接して接合すればよい。しかし、この従来技術の場合には、金属薄板４相互の位置決めを行う嵌合形状が隣接のタンク部相互の間に形成されていないので、金属薄板４の積層作業の自動化が困難となる。
【００１０】
本発明は上記点に鑑みてなされたもので、積層型蒸発器において、チューブ構成用の金属薄板の積層位置決めの容易化と、タンク部の冷媒流路の圧損低減とを両立させることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明では、蒸発器の冷媒流路のうち、冷媒入口側は冷媒出口側に比して冷媒の乾き度が小さく、冷媒の比体積が小さいので、流速が低くなり、圧損が小さいという点に着目して、冷媒入口側のタンク部だけに、金属薄板の積層位置決め手段を形成し、一方、冷媒出口側のタンク部ではタンク外側方向に向かう接合面を形成して隣接のタンク部同士を接合することにより、上記目的を達成しようとするものである。
【００１２】
すなわち、請求項１ないし４に記載の発明では、一対の金属薄板（４、４）を接合して構成されるチューブ（２）内に、入口側冷媒流路（２ａ）と出口側冷媒流路（２ｂ）とを並列形成し、入口側冷媒流路（２ａ）の一端、他端に連通する第１、第２入口タンク部（４７、４８）、および出口側冷媒流路（２ｂ）の一端、他端に連通する第１、第２出口タンク部（４３、４４）を、金属薄板（４）の一端部、他端部において外方側へ突出するように一体成形し、チューブ（２）を多数積層し、第１、第２入口タンク部（４７、４８）、および第１、第２出口タンク部（４３、４４）を相互に連通させる積層型蒸発器において、第１、第２出口タンク部（４３、４４）の相互に隣接する頂部に、タンク外側方向に向かって延びる接合面（４Ｃ）を形成し、第１、第２入口タンク部（４７、４８）の相互に隣接する頂部に、金属薄板（４）の積層位置の位置決め手段（４Ａ、４Ｄ）を有する接合面（４Ｂ、４Ｅ）を形成したことを特徴としている。
請求項４に記載の発明では、第１、第２出口タンク部（４３、４４）では、相互に隣接する頂部に形成されたタンク外側方向に向かって延びる前記接合面（４Ｃ）同士を接合するとともに、第１、第２入口タンク部（４７、４８）だけに、前記位置決め手段を形成したことを特徴としている。
【００１３】
これによると、冷媒の比体積が小さくて圧損が小さい冷媒入口側のタンク部（４７、４８）だけに、金属薄板（４）の積層位置決め手段（４Ａ、４Ｄ）を形成してあるので、積層位置決め手段（４Ａ、４Ｄ）による圧損増加を僅少に抑制できる。しかも、冷媒の比体積が大きくて圧損の増加が発生しやすい出口側のタンク部（４３、４４）においては、その相互に隣接する頂部にタンク外側方向に向かって延びる接合面（４Ｃ）を形成しているから、接合面（４Ｃ）の形成により出口タンク部（４３、４４）の流路断面積の減少が発生せず、出口タンク部での圧損抑制を図ることができる。
【００１４】
以上により、蒸発器全体として圧損の増加を効果的に抑制できる。さらには、上記の積層位置決め手段（４Ａ、４Ｄ）により金属薄板（４）の積層位置の位置決めを行うことができるので、金属薄板４を含むコア部の積層作業の自動化が容易となる。特に、請求項１記載の発明では、第１、第２出口タンク部（４３、４４）の接合面（４Ｃ）に第１、第２出口タンク部（４３、４４）相互を連通する連通穴（４１、４２）を形成するとともに、第１、第２入口タンク部（４７、４８）の接合面（４Ｂ、４Ｅ）に第１、第２入口タンク部（４７、４８）相互を連通する連通穴（４５、４６）を形成し、第１、第２入口タンク部（４７、４８）の頂部の接合面として、タンク内側方向に向かって延びる接合面（４Ｂ）を形成し、この接合面（４Ｂ）から突出して隣接の連通穴（４５、４６）に嵌入される突出部（４Ａ）を形成し、この突出部（４Ａ）により位置決め手段を構成したことを特徴としている。
【００１５】
このような構成によれば、突出部（４Ａ）を第１、第２入口タンク部（４７、４８）のいずれか片側のみに形成することにより、金属薄板（４）の形状を１種類にすることが可能となり、金属薄板（４）を低コストで製造できる。また、請求項２記載の発明では、第１、第２入口タンク部（４７、４８）の頂部の接合面として、一方の頂部に形成した内側挿入部（４Ｄ）が他方の頂部の連通穴（４５、４６）の内周面に差し込まれる接合面（４Ｅ）を構成し、この内側挿入部（４Ｄ）の差し込み部により位置決め手段を構成したことを特徴としている。
【００１６】
このような構成によれば、内側挿入部（４Ｄ）の差し込み部を第１、第２入口タンク部（４７、４８）のいずれか片側のみに形成することにより、金属薄板（４）の形状を１種類にすることが可能となり、金属薄板（４）を低コストで製造できる。しかも、内側挿入部（４Ｄ）の差し込み形状により位置決め手段を構成しているから、請求項１におけるタンク内側方向に向かって延びる接合面（４Ｂ）を廃止でき、この接合面（４Ｂ）による圧損分だけ、圧損を低減できる。
【００１７】
また、請求項３記載の発明のように、内側挿入部（４Ｄ）の差し込み部をテーパ状に形成すれば、内側挿入部（４Ｄ）の差し込み作業を容易化できる。さらに、請求項５記載の発明は、冷媒入口側のタンク部および出口側のタンク部の両方共、その頂部にタンク外側方向に向かう接合面を形成した場合であっても、金属薄板の積層位置の位置決めを可能にして、前述の目的を達成しようとするものである。
【００１８】
従って、請求項５記載の発明では、一対の金属薄板（４、４）を接合して構成されるチューブ（２）内に、入口側冷媒流路（２ａ）と出口側冷媒流路（２ｂ）とを並列形成し、入口側冷媒流路（２ａ）の一端、他端に連通する第１、第２入口タンク部（４７、４８）、および出口側冷媒流路（２ｂ）の一端、他端に連通する第１、第２出口タンク部（４３、４４）を、金属薄板（４）の一端部、他端部において外方側へ突出するように一体成形し、
チューブ（２）を多数積層し、第１、第２入口タンク部（４７、４８）、および第１、第２出口タンク部（４３、４４）を相互に連通させる積層型蒸発器において、
第１、第２入口タンク部（４７、４８）の相互に隣接する頂部に、タンク外側方向に向かって延びる接合面（４Ｇ）を形成し、第１、第２出口タンク部（４３、４４）の相互に隣接する頂部に、タンク外側方向に向かって延びる接合面（４Ｃ）を形成し、第１、第２入口タンク部（４７、４８）の接合面（４Ｇ）および第１、第２出口タンク部（４３、４４）の接合面（４Ｃ）の外周部に、金属薄板（４）の積層位置の位置決め手段（４Ｈ）を形成したことを特徴としている。
【００１９】
これによると、冷媒入口側のタンク部（４７、４８）および出口側のタンク部（４３、４４）のいずれも、その相互に隣接する頂部にタンク外側方向に向かって延びる接合面（４Ｃ，４Ｇ）を形成しているから、接合面（４Ｃ，４Ｇ）の形成により出入口両タンク部（４３、４４、４７、４８）の流路断面積の減少が発生せず、入口側のタンク部（４７、４８）および出口側のタンク部（４３、４４）の両方で圧損抑制を図ることができる。以上により、蒸発器全体として圧損の増加をより一層効果的に抑制できる。
【００２０】
さらに、両タンク部（４３、４４、４７、４８）共タンク外側方向に向かって延びる接合面（４Ｃ，４Ｇ）を形成しているが、その接合面（４Ｃ，４Ｇ）の外周部に形成した位置決め手段（４Ｈ）により金属薄板（４）の積層位置決めを行うことができるので、金属薄板４を含むコア部の積層作業の自動化が容易となる。
【００２１】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示す。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示す実施形態について説明する。
（第１実施形態）
図１〜図４は本発明積層型蒸発器を自動車用空調装置の冷凍サイクルにおける冷媒蒸発器に適用した場合を示している。
【００２３】
図１は蒸発器１の全体構成を示しており、蒸発器１は図１の上下方向を上下にして、図示しない自動車用空調装置の空調ユニットケース内に設置される。蒸発器１の左右方向の一端側（左端側）には、冷媒入口８ａと冷媒出口８ｂを有する配管ジョイント８が配設されている。
この蒸発器１は、多数のチューブ２を並列配置し、このチューブ２内に図２に示すように入口側冷媒通路２ａと出口側冷媒通路２ｂを並列に形成し、この両冷媒通路２ａ、２ｂを流れる冷媒とチューブ２の外部を流れる空調用送風空気とを熱交換させるようになっている。本例では、入口側冷媒通路２ａの部位で入口側熱交換部３ａを構成し、出口側冷媒通路２ｂの部位で出口側熱交換部３ｂを構成している。
【００２４】
なお、蒸発器１への空調空気の送風方向は図２の矢印Ａ方向に示す通りであり、入口側熱交換部３ａは、送風空気の流れ方向の下流側に位置し、出口側熱交換部３ｂは送風空気の流れ方向の上流側に位置している。
上記チューブ２は、図１、２に示すように２枚（一対）の金属薄板４を最中合わせの状態に接合することにより形成される。金属薄板４は長手方向が上下方向に延びる細長の略長方形の板材であり、具体的材質としては、例えば、アルミニュウム心材（Ａ３０００番系の材料）の両面にろう材（Ａ４０００番系の材料）をクラッドした両面クラッド材（板厚：０．４〜０．６ｍｍ程度）を用いる。
【００２５】
そして、この両面クラッド材を図２に示す所定形状に成形して、これを２枚１組として多数組積層した上で、ろう付けにより接合することにより多数のチューブ２を並列に形成する。
このチューブ２の内部は、センターリブ４９により、風下側の入口側冷媒通路２ａと風上側の出口側冷媒通路２ｂとに仕切られている。これら冷媒通路２ａ、２ｂは金属薄板長手方向に沿って平行に形成され、空気流れ方向Ａとは直交している。
【００２６】
金属薄板４の上端部、他端部には、入口側冷媒通路２ａの上端、下端に連通する上側、下側（第１、第２）の入口タンク部４７、４８、および、出口側冷媒通路２ｂの上端、下端に連通する上側、下側（第１、第２）の出口タンク部４３、４４が形成されている。これらタンク部４３、４４、４７、４８は、金属薄板４の外方側へ楕円筒状または円筒状に突出する突出部にて形成されており、その突出端部（頂部）には、隣接するタンク部４３、４４、４７、４８相互間をそれぞれ連通させる連通穴４１、４２、４５、４６が形成されている。
【００２７】
また、入口側、出口側熱交換部３ａ、３ｂにおいて、チューブ２内面の間隙（最中合わせ状の一対の金属薄板４、４相互間）にインナーフィン７０、７０を接合して、冷媒側の伝熱面積の拡大および耐圧強度の確保を図っている。また、入口側、出口側熱交換部３ａ、３ｂにおいて、隣接するチューブ２の外面側相互の間隙に、空気側のコルゲートフィン（フィン手段）７を接合して空気側の伝熱面積の増大を図っている。これらインナーフィン７０およびコルゲートフィン７はＡ３００３のような、ろう材をクラッドしてないアルミニュウムベア材にて波形状に成形されている。インナーフィン７０の波形状により冷媒通路２ａ、２ｂ内に複数の小冷媒通路が並列的に区画形成される。
【００２８】
熱交換部３ａ、３ｂの金属薄板積層方向の一端部（図１、２の左端部）に位置する金属薄板からなるサイドプレート９およびこれに接合されるエンドプレート１０、さらに金属薄板積層方向の他端部（図１、２の右端部）に位置する金属薄板からなるサイドプレート１１およびこれに接合されるエンドプレート１２も、本例では、上記金属薄板４と同様に両面クラッド材から成形されている。
【００２９】
図１左端部のサイドプレート９の上下の端部には、それぞれ出口タンク部９ａ、入口タンク部９ｂが１つずつ形成されており、これらタンク部９ａ、９ｂはサイドプレート９の幅方向に沿って延びる細長の１つの椀状部から形成されており、図示しない連通穴が開口形成されている。
図１右端部のサイドプレート１１の上下の端部にも、それぞれ出口タンク部１１ａ、入口タンク部１１ｂが形成されており、これらタンク部１１ａ、１１ｂもサイドプレート１１の幅方向に沿って延びる細長の１つの椀状部から形成されるとともに、図示しない連通穴が開口形成されている。
【００３０】
エンドプレート１０は、外方側へ突出する張出部１０ａ、１０ｃを有しており、張出部１０ａと張出部１０ｃとの間は冷媒通路的には分断されている。そして、張出部１０ａとサイドプレート９との間に形成される空間により入口側サイド冷媒通路１５が形成され、配管ジョイント８の冷媒入口８ａはこの入口側サイド冷媒通路１５を介してサイドプレート９のタンク部９ｂに連通する。
【００３１】
また、張出部１０ｃとサイドプレート９の出口タンク部９ａとの間に形成される空間により、出口側サイド冷媒通路１４が形成され、この出口側サイド冷媒通路１４に配管ジョイント８の冷媒出口８ｂが連通している。配管ジョイント８の冷媒入口には、図示しない膨張弁で減圧膨張した気液２相冷媒が流入する。また、冷媒出口８ｂは、図示しない膨張弁のガス冷媒通路を介して、蒸発器１で蒸発したガス冷媒を圧縮機（図示せず）の吸入側に還流させる。
【００３２】
また、右端部のエンドプレート１２は外方側へ突出する張出部１２ａを有しており、この張出部１２ａとサイドプレート１１との間に形成される空間により、サイド冷媒通路１３が形成される。蒸発器１全体としての冷媒通路構成は前述の図８と同じであるので、説明は省略する。
次に、本実施形態の冷媒蒸発器の製造方法を簡単に説明すると、最初に、金属薄板４、インナーフィン７０、コルゲートフィン７、サイドプレート９、１１、およびエンドプレート１０、１２を積層し、さらに、配管ジョイント８をエンドプレート１０に組付けて、図１、２に示す所定の熱交換器構造に仮組付けする。
【００３３】
次に、金属薄板４の積層方向から図示しない適宜の治具にて締めつけ力を加えて、熱交換器構造の仮組付け状態を保持する。
次に、この仮組付け状態を保持したまま、ろう付け炉内に仮組付け体を搬入し、このろう付け炉内にて、仮組付け体をアルミニュウムクラッド材のろう材の融点まで加熱して、仮組付け体各部の接合箇所を一体ろう付けする。これにより、蒸発器１全体の組付を完了する。
【００３４】
ところで、本実施形態では、上記した蒸発器の仮組付け時におけるタンク同士の位置決めと、圧力損失の低減とを両立できるようにするため、次のごとき工夫をしている。
すなわち、図３、図４に示すように、隣接する出口タンク部４３、４４同士、および隣接する入口タンク部４７、４８同士を接合するに当たり、出口タンク部４３、４４では、その頂部にタンク外側方向に向かう平坦な接合面４Ｃを形成している。一方、入口タンク部４７、４８ではその頂部にタンク内側方向に向かう平坦な接合面４Ｂを形成している。
【００３５】
そして、金属薄板４の長手方向両端部に形成される上下の入口タンク部４７、４８のうち、いずれか一方（図３の例では上側の入口タンク部４７）のみに、プレス加工で連通穴４５の周縁部に所定高さ（例えば、１．５ｍｍ程度）を持つ筒状の突出部（いわゆるバーリング部）４Ａを形成している。他方の入口タンク部４８の連通穴４６は突出部４Ａを嵌入できる大きさに設定し、突出部を形成しない。なお、金属薄板４は、突出部４Ａを除いて上下対称形状にしてある。
【００３６】
従って、金属薄板４を同一形状に成形しても、図２に示すように、同一形状の金属薄板４の向きを交互に上下逆転させて積層し、突出部４Ａの位置を交互に上下逆転させることにより、金属薄板４の積層時に突出部４Ａを隣接する金属薄板４の入口タンク部４７（４８）の連通穴４５（４６）内に嵌入することができる。
【００３７】
これにより、突出部４Ａをガイドとして金属薄板４相互の位置決めを自動的に簡単に行うことができるので、金属薄板４を含むコア部の積層作業を自動組付することが可能となる。
しかも、蒸発器１の冷媒流路のうち、冷媒入口側は冷媒出口側に比して冷媒の乾き度が小さく、冷媒の比体積が小さいので、流速が低くなり、圧損が小さい。従って、冷媒入口側のタンク部４７（４８）だけに、タンク内側方向に向かう平坦な接合面４Ｂを形成して、金属薄板４の積層位置決め手段をなす突出部４Ａを連通穴４５（４６）の周縁部に形成することにより、金属薄板４相互の位置決め機能を突出部４Ａにより良好に発揮できる。また、タンク内側方向に向かう平坦な接合面４Ｂを形成しても、冷媒入口側は冷媒の比体積がそもそも小さいから、圧損の増加という問題を冷媒出口側の場合に比して僅少に抑制できる。
【００３８】
一方、冷媒出口側のタンク部４３（４４）ではタンク外側方向に向かう接合面４Ｃを形成して隣接のタンク部４３（４４）同士を接合しているから、接合面４Ｃの形成に起因する流路断面積の減少が発生しない。従って、比体積の大きい冷媒が流れる冷媒出口側タンク部４３（４４）において、接合面４Ｃの形成による圧損増加が全く発生しない。
【００３９】
以上の結果、金属薄板４を含むコア部積層作業の自動組付化と、圧損増加の抑制とを良好に両立できる。また、金属薄板４は同一形状の１種類の板材の向きを交互に上下逆転させて積層すればよいので、金属薄板４のプレス成形コストを低減できる。また、隣接する入口側タンク部４７（４８）同士の接合部に、突出部４Ａによる接合箇所が付加されるので、その分、接合強度を向上できる。
【００４０】
なお、図３、４に示すように、入口タンク部４７（４８）が円筒状であるのに対して出口タンク部４３（４４）を楕円筒状の形状に形成して、出口側タンク部４３（４４）の流路断面積を入口側タンク部４７（４８）より十分大きくしているのは、出口タンク部４３（４４）における圧損低減を図るためである。入口側タンク部４７（４８）を円筒状とせず、必要に応じて、図２のごとく楕円筒状に形成してもよい。
【００４１】
（第２実施形態）
図５、図６は第２実施形態であり、第１実施形態では冷媒入口側のタンク部４７（４８）の頂部にタンク内側方向に向かう平坦な接合面４Ｂを形成して、隣接の入口タンク部４７（４８）同士を接合しているが、第２実施形態では入口タンク部４７（４８）をその頂部まで円筒状のままにして、タンク頂部にタンク内側方向に向かう平坦な接合面４Ｂを設けることを廃止している。
【００４２】
その代わりに、上下の入口タンク部４７、４８のいずれか一方（図５の例では上側の入口タンク部４７）の頂部のみに小径に絞られた内側挿入部４Ｄを形成している。他方の入口タンク部４８（４７）は円筒状の径を頂部まで同一に維持して、連通穴４６（４５）の内径は内側挿入部４Ｄを嵌入できる大きさに設定している。
【００４３】
従って、第２実施形態では、隣接する入口タンク部４７、４８の一方の内側挿入部４Ｄと他方の連通穴４６（４５）との差し込み部により、隣接する入口タンク部４７、４８同士の接合面４Ｅを構成している。また、第２実施形態においても、金属薄板４は、内側挿入部４Ｄを除いて上下対称形状になっている。
それ故、金属薄板４を同一形状に成形しても、同一形状の金属薄板４の向きを交互に上下逆転させて積層し、その積層時に内側挿入部４Ｄを連通穴４５（４６）の内周面に差し込むことにより、内側挿入部４Ｄをガイドとして金属薄板４相互の位置決めを自動的に簡単に行うことができ、これにより、金属薄板４を含むコア部の積層作業を自動組付することが可能となる。
【００４４】
（第３実施形態）
図７は第３実施形態であり、第２実施形態の変形である。第２実施形態では、内側挿入部４Ｄが差し込まれる相手側の入口タンク部４７、４８をその頂部まで同一径の円筒状に成形して、内側挿入部４Ｄと連通穴４６（４５）との差し込み部を軸心と平行な円筒面にしているが、第３実施形態では図７に示すように内側挿入部４Ｄを先端側が先細り状に細くなっているテーパ形状としている。
【００４５】
これに伴って、内側挿入部４Ｄが差し込まれる相手側の入口タンク部４７、４８の頂部近傍の径をテーパ状に拡大している。図７の４Ｆはその頂部近傍のテーパ状口拡部である。
第３実施形態によると、先細り状のテーパ状内側挿入部４Ｄを相手側の入口タンク部４７、４８の頂部近傍のテーパ状口拡部４Ｆに差し込むため、この差し込み作業の初期の段階には両者４Ｄ、４Ｆの間に隙間が必ず設定される。そのため、この両者４Ｄ、４Ｆの寸法管理を厳格に管理しなくても、上記隙間を利用して、両者４Ｄ、４Ｆの嵌入作業を容易に行うことができる。
【００４６】
（第４実施形態）
図９、図１０は第４実施形態であり、第１実施形態では冷媒入口側のタンク部４７（４８）の頂部にタンク内側方向に向かう平坦な接合面４Ｂを形成して、隣接の入口タンク部４７（４８）同士を接合しているが、第４実施形態では、金属薄板４相互の位置決め構造の変更により、入口タンク部４７（４８）の頂部にタンク外側方向に向かう平坦な接合面４Ｇを形成可能にしている。
【００４７】
そのために、金属薄板４の長手方向両端部に形成される上下の出入口タンク部４３、４４、４７、４８のうち、上下いずれか一方（図９の例では上側の出入口タンク部４３、４７）のみに、金属薄板４相互の位置決め用の突起片４Ｈを形成している。
円筒状の入口タンク部４７には、その接合面４Ｇの外周部において、空気流れＡの下流側端部に突起片４Ｈが１つ形成されている。さらに、入口タンク部４７の連通穴４５よりも大きな連通穴４１を有する楕円筒状の出口タンク部４３には、その接合面４Ｃの外周部において、空気流れＡの上流側端部に突起片４Ｈが１つ形成されると共に、空気流れＡと直交する方向で対向して突起片４Ｈが２つ形成されている。
【００４８】
この４つの突起片４Ｈの図９（ａ）で上下左右の間隔は、突起片を形成しない他方の出入口タンク部４４、４８の接合面４Ｃ、４Ｇの外周部が、４つの突起片４Ｈ内に嵌合できる寸法に設定している。また、これらの突起片４Ｈは所定の高さ（例えば、１ｍｍ程度）と幅（例えば、２〜３ｍｍ程度）をもってプレス加工にて形成される。
【００４９】
第４実施形態によると、入口タンク部４７（４８）および出口タンク部４３（４４）のいずれも、頂部にタンク外側方向に向かって延びる接合面（４Ｃ、４Ｇ）を形成して隣接するタンク部同士を接合しているから、接合面（４Ｃ、４Ｇ）の形成による流路断面積の減少が発生しない。
従って、入口タンク部４７（４８）および出口タンク部４３（４４）のいずれにおいても、圧損抑制を図ることができ、蒸発器全体として圧損の増加をより一層効果的に抑制できる。
【００５０】
また、第２実施形態では、金属薄板４相互の位置決め用内側挿入部４Ｄが入口タンク部４７、４８の接合面４Ｅを構成するため（図６参照）、接合面４Ｅのろう付けによるシール性を確保するうえで、内側挿入部４Ｄと連通穴４６（４５）との差し込み部の径方向クリアランスを小さくする必要があり、従って、内側挿入部４Ｄと連通穴４６（４５）の径方向寸法精度がある程度要求される。
【００５１】
これに対し、第４実施形態においては、突起片４Ｈは金属薄板４相互の位置決め用としてのみ用いられ、シール性には直接関与しないので、突起片４Ｈの寸法精度や位置精度は比較的緩やかにできる。
また、金属薄板４は、突起片４Ｈを除いて上下対称形状になっている。それ故、金属薄板４を同一形状に成形しても、同一形状の金属薄板４の向きを交互に上下逆転させて積層し、その積層時に突起片を形成していない出入口タンク部４４、４８の接合面４Ｃ、４Ｇの外周部を、４つの突起片４Ｈ内に嵌合することにより、４つの突起片４Ｈをガイドとして金属薄板４相互の位置決めを自動的に簡単に行うことができ、これにより、金属薄板４を含むコア部の積層作業を自動組付することが可能となる。
【００５２】
なお、突起片４Ｈの形成位置や数は、必要に応じて変更することができる。
（他の実施形態）
なお、前述の第２実施形態では、内側挿入部４Ｄが嵌入される相手側の入口タンク部４７、４８をその頂部まで同一径の円筒状に成形して、内側挿入部４Ｄと連通穴４６（４５）との嵌入部を軸心と平行な円筒面にしているが、内側挿入部４Ｄが嵌入される相手側の入口タンク部４７、４８の頂部近傍の径を所定長さにわたってテーパ状に拡大して、テーパ状口拡部を形成すれば、このテーパ状口拡部の形成により、内側挿入部４Ｄを相手側の入口タンク部４７、４８の連通穴４６（４５）に嵌入する作業を容易化できる。
【００５３】
また、第２実施形態において、内側挿入部４Ｄの代わりに内径を相手側のタンク部の円筒形状の頂部の外径より大きくした外側嵌合部を形成し、この外側嵌合部を相手側のタンク部の円筒形状の頂部の外側に嵌合する構成とすることもできる。
また、上記各実施形態では、蒸発器１の仮組み付け状態において、最中合わせ状に接合される一対の金属薄板４、４相互間の位置決めを説明しなかったが、下記のごとき種々な方法で位置決めを行なってもよい。つまり、一対の金属薄板４、４の外周縁部を数カ所かしめて、一対の金属薄板４、４相互を係止したり、あるいは、一方の金属薄板４の外周縁部の数カ所に、他方の金属薄板４の外周縁部を係止するような切り起こし部を形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係わる積層型蒸発器の正面図である。
【図２】第１実施形態に係わる蒸発器の部分的な分解斜視図である。
【図３】（ａ）は第１実施形態における金属薄板の一部破断正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】第１実施形態におけるタンク部の接合構造を示す要部断面図である。
【図５】（ａ）は第２実施形態における金属薄板の一部破断正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【図６】第２実施形態におけるタンク部の接合構造を示す要部断面図である。
【図７】第３実施形態におけるタンク部の接合構造を示す要部断面図である。
【図８】本発明および従来技術の蒸発器における冷媒通路構成を示す概略斜視図である。
【図９】（ａ）は第４実施形態における金属薄板の一部破断正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【図１０】第４実施形態におけるタンク部の接合構造を示す要部断面図である。
【図１１】従来技術の蒸発器におけるチューブの分解斜視図である。
【図１２】（ａ）は従来技術の蒸発器における金属薄板の一部破断正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【図１３】従来技術の蒸発器におけるタンク部の接合構造を示す要部断面図である。
【図１４】別の従来技術の蒸発器におけるタンク部の接合構造を示す要部断面図である。
【符号の説明】
２…チューブ、２ａ、２ｂ…入口側、出口側冷媒流路、
３ａ、３ｂ…入口側、出口側熱交換部、４…金属薄板、
４１、４２、４５、４６…連通穴、
４３、４４…上側、下側の出口タンク部（第１、第２出口タンク部）、
４７、４８…上側、下側の入口タンク部（第１、第２入口タンク部）、
４Ａ…位置決め用突出部、４Ｂ、４Ｃ、４Ｅ、４Ｇ…接合面、
４Ｄ…位置決め用内側挿入部、４Ｈ…位置決め用突起片。
Claims (5)
- 一対の金属薄板（４、４）を接合して構成されるチューブ（２）を有し、
前記チューブ（２）内に入口側冷媒流路（２ａ）と出口側冷媒流路（２ｂ）とが並列形成され、
前記入口側冷媒流路（２ａ）の一端、他端に連通する第１、第２入口タンク部（４７、４８）、および前記出口側冷媒流路（２ｂ）の一端、他端に連通する第１、第２出口タンク部（４３、４４）が、前記金属薄板（４）の一端部、他端部において外方側へ突出するように一体成形されており、
前記チューブ（２）は多数積層され、前記第１、第２入口タンク部（４７、４８）、および前記第１、第２出口タンク部（４３、４４）が相互に連通される積層型蒸発器において、
前記第１、第２出口タンク部（４３、４４）の相互に隣接する頂部に、タンク外側方向に向かって延びる接合面（４Ｃ）を形成し、
前記第１、第２入口タンク部（４７、４８）の相互に隣接する頂部に、前記金属薄板（４）の積層位置の位置決め手段（４Ａ）を有する接合面（４Ｂ、４Ｅ）を形成し、
前記第１、第２出口タンク部（４３、４４）の接合面（４Ｃ）に前記第１、第２出口タンク部（４３、４４）相互を連通する連通穴（４１、４２）を形成するとともに、前記第１、第２入口タンク部（４７、４８）の接合面（４Ｂ、４Ｅ）に前記第１、第２入口タンク部（４７、４８）相互を連通する連通穴（４５、４６）を形成し、
前記第１、第２入口タンク部（４７、４８）の頂部の接合面として、タンク内側方向に向かって延びる接合面（４Ｂ）を形成し、この接合面（４Ｂ）から突出して隣接の連通穴（４５、４６）に嵌入される突出部（４Ａ）を形成し、この突出部（４Ａ）により前記位置決め手段を構成したことを特徴とする積層型蒸発器。 - 一対の金属薄板（４、４）を接合して構成されるチューブ（２）を有し、
前記チューブ（２）内に入口側冷媒流路（２ａ）と出口側冷媒流路（２ｂ）とが並列形成され、
前記入口側冷媒流路（２ａ）の一端、他端に連通する第１、第２入口タンク部（４７、４８）、および前記出口側冷媒流路（２ｂ）の一端、他端に連通する第１、第２出口タンク部（４３、４４）が、前記金属薄板（４）の一端部、他端部において外方側へ突出するように一体成形されており、
前記チューブ（２）は多数積層され、前記第１、第２入口タンク部（４７、４８）、および前記第１、第２出口タンク部（４３、４４）が相互に連通される積層型蒸発器において、
前記第１、第２出口タンク部（４３、４４）の相互に隣接する頂部に、タンク外側方向に向かって延びる接合面（４Ｃ）を形成し、
前記第１、第２入口タンク部（４７、４８）の相互に隣接する頂部に、前記金属薄板（４）の積層位置の位置決め手段（４Ｄ）を有する接合面（４Ｂ、４Ｅ）を形成し、
前記第１、第２入口タンク部（４７、４８）の頂部の接合面として、一方の頂部に形成した内側挿入部（４Ｄ）が他方の頂部の連通穴（４５、４６）の内周面に差し込まれる接合面（４Ｅ）を構成し、
この内側挿入部（４Ｄ）の差し込み部により前記位置決め手段を構成したことを特徴とする積層型蒸発器。 - 前記内側挿入部（４Ｄ）の差し込み部をテーパ状に形成したことを特徴とする請求項２に記載の積層型蒸発器。
- 前記第１、第２出口タンク部（４３、４４）では、相互に隣接する頂部に形成されたタンク外側方向に向かって延びる前記接合面（４Ｃ）同士を接合し、
前記第１、第２入口タンク部（４７、４８）と前記第１、第２出口タンク部（４３、４４）とのうち前記第１、第２入口タンク部（４７、４８）だけに、前記位置決め手段を形成したことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の積層型蒸発器。 - 一対の金属薄板（４、４）を接合して構成されるチューブ（２）を有し、
前記チューブ（２）内に入口側冷媒流路（２ａ）と出口側冷媒流路（２ｂ）とが並列形成され、
前記入口側冷媒流路（２ａ）の一端、他端に連通する第１、第２入口タンク部（４７、４８）、および前記出口側冷媒流路（２ｂ）の一端、他端に連通する第１、第２出口タンク部（４３、４４）が、前記金属薄板（４）の一端部、他端部において外方側へ突出するように一体成形されており、
前記チューブ（２）は多数積層され、前記第１、第２入口タンク部（４７、４８）、および前記第１、第２出口タンク部（４３、４４）が相互に連通される積層型蒸発器において、
前記第１、第２入口タンク部（４７、４８）の相互に隣接する頂部に、タンク外側方向に向かって延びる接合面（４Ｇ）を形成し、
前記第１、第２出口タンク部（４３、４４）の相互に隣接する頂部に、タンク外側方向に向かって延びる接合面（４Ｃ）を形成し、
前記第１、第２入口タンク部（４７、４８）の接合面（４Ｇ）および前記第１、第２出口タンク部（４３、４４）の接合面（４Ｃ）の外周部に、前記金属薄板（４）の積層位置の位置決め手段（４Ｈ）を形成したことを特徴とする積層型蒸発器。
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