JP2005055073A - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

【課題】 金属薄板の積層位置決めを確実且つ容易とするとともに、タンク部の冷媒流れの圧損を低減する熱交換器の提供を図る。
【解決手段】 金属薄板４０の４つのタンク部４３〜４６のうち表裏反転軸Ｘに対して対向する一方のタンク部４３、４６が、その開口端４３ａ、４６ａ周縁から外方に突設され他方のタンク部４４、４５の開口端４４ａ、４５ａに嵌入可能な嵌合用突起４９を備えることで、積層方向に隣接するチューブ３０、３０同士の位置決めを可能とした構造であるため、４つのタンク部４３〜４６で隣接するチューブ３０、３０同士の位置決めが可能となり、位置決めがより確実となる。しかも、嵌合用突起４９はタンク部開口端４３ａ、４６ａの最大幅となる２点を結ぶ一方の半円弧で形成してあるため、従来のように嵌合用突起を開口端周縁の全周に設けた構造に比べ、タンク部開口端４３ａ、４６ａにおける冷媒流れの圧損を低減できる。
【選択図】 図１１

Description

本発明は、熱交換通路を２列の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熱交換通路に冷媒を入出（冷媒の分配、集合）させるようにした蒸発器などの熱交換器に関するものである。

この種の熱交換器として、例えば特許文献１〜４に開示されるような蒸発器１が提案されている。この蒸発器は、一対の金属薄板を最中合わせ状に接合して冷媒が流れるチューブを、複数多段に積層することで構成されている。

このチューブ内の冷媒通路は、センターリブにより風下側の冷媒通路と風上側の冷媒通路とに仕切られている。また、一対の金属薄板の長手方向の両端部には、両冷媒通路の両端に連通するタンク部が筒状に突出形成されている。そして、これらのタンク部の先端部には、それぞれ積層方向に隣接するタンク部と連通する開口が形成されている。

このような構成の蒸発器では、風上側と風下側とに熱交換部（コア部）が列んでいるため、風上側熱交換部と風下側熱交換部との温度の重ね合わせにより、吹出温度は蒸発器の全域にわたって均一化できるようになっている。
ところで、この蒸発器では、金属薄板を例えばアルミニュウム合金などで所定形状に成形して、この多数の金属薄板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、金属薄板相互の位置決めを簡単に行うことが必要がある。 そこで、従来では、金属薄板の両端部に形成されるタンク部の一方にプレス加工で開口の周縁部に所定高さを持つ筒状の嵌合用突起（いわゆるバーリング部）を形成している。なお、他方のタンク部の開口端は嵌合用突起を備えず嵌合用突起を嵌入できる大きさに設定されている。これにより金属薄板は嵌合用突起を除いて上下対称形状である。
従って、金属薄板を同一形状に成形しても、同一形状の金属薄板の向きを交互に上下逆転させて積層し、その積層時に嵌合用突起を開口端内に嵌入することにより、嵌合用突起をガイドとして金属薄板相互の位置決めを自動的に簡単に行うことができる。これにより、金属薄板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。
特開昭６１−２５９０８６号公報 特開平９−１７０８５０号公報 特開平１０−２３８８９６号公報 特開２０００−１０５０９１号公報

このような熱交換器においては、嵌合用突起による位置決めは、４つのタンク部の全てで行う方が、位置決めが確実であるが、４つのタンクの全てで前記従来技術のような開口端の全周に入り込む嵌合用突起を設けると、開口端の通路断面積を減少させてしまうため、冷媒流れの圧損を増大させ、熱交換器の性能を低下させてしまう。
本発明はこのような背景を鑑みて為されたもので、チューブを構成する金属薄板の積層位置決めを確実且つ容易とするとともに、タンク部の冷媒流れの圧損を低減することを目的とする。

請求項１記載の発明にあっては、内部に並列配置される２つの熱交換通路を備えるとともに各熱交換通路の長手方向両端から外方に向けて突設される筒状のタンク部を備えるチューブを設け、このチューブを複数多段に積層して隣接するチューブのタンク部同士を連通接続することで、複数多段の熱交換通路とその両端で熱交換通路の積層方向に延在し全熱交換路と連通接続されるタンクとを備えてなる熱交換部を２列配置した熱交換器において、
金属薄板を表裏反転軸に対して対称形状とすることで、同一形状の二枚の金属薄板の一方を表裏反転させた状態で他方の金属薄板と内面同士を最中合わせに接合して前記チューブを構成するようにし、
前記金属薄板の４つのタンク部のうち表裏反転軸に対して対向する一方のタンク部が、その開口端周縁から外方に突設され他方のタンク部の開口端に嵌入可能な嵌合用突起を備えることで、積層方向に隣接するチューブ同士の位置決めを可能とした熱交換器であって、
前記嵌合用突起は、タンク部開口端の最大幅となる２点を結ぶいずれか一方の弧で形成してあることを特徴するものである。

請求項２記載の発明にあっては、請求項１記載の熱交換器において、前記タンク部開口端が真円形である構造であって、前記嵌合用突起は、タンク部開口端の最大幅となる２点を結ぶ半円で形成されていることを特徴とするものである。

請求項３記載の発明にあっては、請求項１記載の熱交換器において、前記タンク部開口端が真円形以外の構造であって、前記嵌合用突起は、タンク部開口端の最大幅となる２点を連結する弧のうち、距離が短い方の弧で形成してあることを特徴するものである。

請求項４記載の発明にあっては、請求項１〜３記載の何れか１項記載の熱交換器において、前記金属薄板を、前記嵌合用突起を除いて該金属薄板の長手方向に沿う中心線を中心として対称形状とするとともに該金属薄板の短手方向に沿う中心線を中心として対称形状とし、
前記金属薄板の４つのタンク部のうち金属薄板の中心点を基準に点対称の２つのタンク部のみに、前記嵌合用突起を設けたことを特徴とするものである。

請求項５記載の発明にあっては、内部に並列配置される２つの熱交換通路を備えるとともに各熱交換通路の長手方向両端から外方に向けて突設される筒状のタンク部を備えるチューブを設け、このチューブを複数多段に積層して隣接するチューブのタンク部同士を連通接続することで、複数多段の熱交換通路とその両端で熱交換通路の積層方向に延在し全熱交換路と連通接続されるタンクとを備えてなる熱交換部を２列配置した蒸発器において、
金属薄板を表裏反転軸に対して対称形状とすることで、同一形状の二枚の金属薄板の一方を表裏反転させた状態で他方の金属薄板と内面同士を最中合わせに接合して前記チューブを構成するようにし、
前記金属薄板の４つのタンク部のうち表裏反転軸に対して対向する一方のタンク部が、その開口端周縁から外方に突設され他方のタンク部の開口端に嵌入可能な嵌合用突起を備えることで、積層方向に隣接するチューブ同士の位置決めを可能とした熱交換器であって、
前記金属薄板を、前記嵌合用突起を除いて該金属薄板の長手方向に沿う中心線を中心として対称形状とするとともに該記金属薄板の短手方向に沿う中心線を中心として対称形状とし、
前記いずれか一方の中心線を表裏反転軸とし、
前記表裏反転軸と直交する方向からみた前記タンク開口端の最大幅部が、表裏反転軸と直交する方向に延在する構造であって、
前記嵌合用突起を、前記表裏反転軸と直交する方向からみたタンク開口端の最大幅部を結ぶいずれか一方の弧とし、
前記嵌合用突起は金属薄板の中心点を基準に点対称の２つのタンク部のみに設けてあるとともに、２つの嵌合用突起の形状は金属薄板の中心点を基準に点対称に形成されていることを特徴とするものである。

請求項１記載の発明によれば、金属薄板の４つのタンク部のうち表裏反転軸に対して対向する一方のタンク部が、その開口端周縁から外方に突設され他方のタンク部の開口端に嵌入可能な嵌合用突起を備えることで、積層方向に隣接するチューブ同士の位置決めを可能とした構造であるため、４つのタンク部で隣接するチューブ同士の位置決めが可能となり、位置決めがより確実となる。しかも、嵌合用突起はタンク部の開口端の最大幅となる２点を結ぶ何れか一方の弧で形成してあるため、従来のように嵌合用突起を開口端周縁の全周に設けた構造に比べ、タンク部の開口端における冷媒流れの圧損を低減できる。

これにより、請求項１記載の発明によれば、チューブを構成する金属薄板の積層位置決めを確実且つ容易とするとともに、タンク部の冷媒流れの圧損を低減することができる。

請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明の効果に加え、嵌合用突起を、タンク部開口端の周縁に沿って半円で形成したため、タンク部の開口端が真円形である構造においては最も嵌合用突起を小さく設定でき、最も圧損の低い構造となる。

請求項３記載の発明によれば、請求項１記載の熱交換器において、嵌合用突起を、タンク部の開口端の最大幅となる２点を連結する弧のうち、距離が短い方の弧で形成しため、タンク部が真円形以外の構造においては最も嵌合用突起を小さく設定でき、最も圧損の低い構造となる。

請求項４記載の発明によれば、請求項１〜３記載の発明の効果に加え、金属薄板を、嵌合用突起を除いて交差する２つの中心線で対称形状とし、金属薄板の４つのタンク部のうち金属薄板の中心点を基準に点対称の２つのタンク部にのみに、嵌合用突起を設けたため、金属薄板の長手方向に沿う金属薄板の中心線を表裏反転軸としても、金属博板の短手方向に沿う金属薄板の中心線を表裏反転軸としても、いずれの場合にも用いることができる。

請求項５記載の発明よれば、金属薄板を、前記嵌合用突起を除いて該金属薄板の長手方向に沿う中心線を中心として対称形状とするとともに該記金属薄板の短手方向に沿う中心線を中心として対称形状とし、前記いずれか一方の中心線を表裏反転軸とし、
前記嵌合用突起を、前記表裏反転軸と直交する方向からみた前記タンク開口端の最大幅となる２点を結ぶいずれか一方の弧とし、前記嵌合用突起が金属薄板の中心点を基準に点対称の２つのタンク部のみに設けてあるとともに、２つの嵌合用突起の形状が金属薄板の中心点を基準に点対称に形成されていることを特徴とするものである。そのため、タンクの開口端の最大幅部が表裏反転軸と直交する方向に延在する構造であっても、確実に積層方向に隣接するチューブ同士の位置決めが可能となる。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。

第１実施形態：図１は第１実施形態の熱交換器の風上側から見た正面図、図２は同熱交換器の上面図、図３は同熱交換器の幅方向右側面図、図４は同熱交換器の幅方向左側面図、図５は同熱交換器の幅方向左側面のサイドプレートを示す図、図６は同熱交換器の幅方向右側端面のサイドプレートを示す図、図７は同熱交換器のチューブを構成する第１の金属薄板を示す図、図８は同熱交換器のチューブを構成する第２の金属薄板を示す図、図９は一対の金属薄板を最中合わせ接合してチューブを作製する工程を示す図、図１０は一対の金属薄板の仮固定（カシメ）の工程を示す概略図、図１１はチューブのタンク部における積層状態を示す一部分解部を含む断面図、図１２は熱交換器内の冷媒の流れを示す概略図、図１３は熱交換器内の液相冷媒の分布を示す概略図、図１４は第１実施形態の金属薄板のタンク部開口端の嵌合突起の位置を示す金属薄板の模式図である。

この第１実施形態の熱交換器は、例えば自動車用空調装置の冷凍サイクルに介装される蒸発器１であって、インストルメントパネルの内側に配置される空調ケース内に設置され、内部を流れる冷媒と外側を通過する空気とを熱交換させ、冷媒を蒸発気化させて空気を冷却するものである。

まず、図１２をもとに概略的に全体構成を説明する。

この蒸発器１は、２つの熱交換部１０、２０を風上側と風下側に並列配置した蒸発器である。

風下側熱交換部１０は、上部タンク１１および下部タンク１２およびこれら両タンク１１、１２間に連通接続される複数の熱交換通路からなる。一方、風上側熱交換部２０は、同じく上部タンク２１および下部タンク２２およびこれら両タンク２１、２２間に連通接続される複数の熱交換通路からなる。

風下側熱交換部１０は、上部タンク１１が仕切部１４によって上部第１タンク部１１ａおよび上部第２タンク部１１ｂに区画される一方、下部タンク１２が仕切部１５によって下部第１タンク部１２ａおよび下部第２タンク部１２ｂに区画されている。その上部タンク１１の右端には蒸発器入口７が設けられ、複数多段に積層される熱交換通路群は右から左に向けて順に第１パス１０ａ、第２パス１０ｂ、第３パス１０ｃに区画されることとなる。これにより、蒸発器入口７から風下側熱交換部１０に導入される冷媒は、上部第１タンク部１１ａ→第１パス１０ａ→下部第１タンク部１２ａ→第２パス１０ｂ→上部第２タンク部１１ｂ→第３パス１０ｃ→下部第２タンク部１２ｂという順で流れるようになっている。そして、この冷媒は、風下側熱交換部１０の最下流部（下部第２タンク部１２ｂ）から、連通路９を通じて風上側熱交換部２０の最上流部（下部第１タンク部２２ａ）に導入される。つまり、風下側熱交換部１０が冷媒上流側の入口側熱交換部として構成され、風上側熱交換部２０が冷媒下流側の出口側熱交換部として構成されている。

一方、風上側熱交換部２０は、下部タンク２２が仕切部２４によって下部第１タンク部２２ａおよび下部第２タンク部２２ｂに区画される一方、上部タンク２１が仕切部２５によって上部第１タンク部２１ａおよび上部第２タンク部２１ｂに区画されて、上部タンク２１の右端に蒸発器出口８が設けられている。これにより、複数多段に積層される熱交換通路群は左から右に向けて順に第１パス２０ａ、第２パス２０ｂ、第３パス２０ｃに区画されることとなる。連通路９から風上側熱交換部２０に導入される冷媒は、下部第１タンク部２２ａ→第１パス２０ａ→上部第１タンク部２１ａ→第２パス２０ｂ→下部第２タンク部２２ｂ→第３パス２０ｃ→上部第２タンク部２１ｂという順で流れるようになっている。そして、この冷媒は、風上側熱交換部（冷媒出口側の熱交換部）２０の最下流部としての上部第２タンク部２１ｂの右端に設けられた蒸発器出口８から、蒸発器１から導出される。

この蒸発器１は、両熱交換部１０、２０で蛇行数が同一となるように各熱交換部１０、２０を複数（この例では３つ）のパス（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ，２０ａ、２０ｂ、２０ｃ）に分割してあり、そして、風上側と風下側とに重ね合わされるパス同士（例えば、風下側熱交換部１０の第１パス１０ａと風上側熱交換部２０の第３パス２０ｃ）は、その上流下流のタンク部の流れを含めて互いに冷媒の流通方向が上下左右方向で逆方向になっている。このような冷媒流通構造により、図１３ａに示す如く両熱交換部１０，２０に液相冷媒が流通し、両熱交換部１０、２０を通風方向に重ね合わせてみると、図１３ｂに示す如く液相冷媒の流通しない部位がほとんどなくなり、温度分布ムラがなく熱交換効率に優れた蒸発器１となっている。

以下、この実施形態の蒸発器１を構成部材（チューブ３０、サイドプレート３４、３５、配管コネクタ３６等）を説明する。

この実施形態の蒸発器１は、図１〜図４に示すように一対の金属薄板４０（４０Ａ）、４０（４０Ｂ）を最中合わせに接合して内部に冷媒を流通させるチューブ３０（後に詳しく説明する）を構成し、このチューブ３０をアウターフィン３３を介在させつつ複数多段に積層し、チューブ積層方向最外側（蒸発器幅方向最外側）にそれぞれ強度補強するためのサイドプレート３４、３５を付設して、所定の形状となっている。

このサイドプレート３４、３５のうち、一方のサイドプレート３４（図３、６参照）には、風下側熱交換部１０の最上流部（上部第１タンク部１１ａ）に連通する連通口３４ａおよび風上側熱交換部２０の最下流部（上部第２タンク部２１ｂ）に連通する連通口３４ｂが設けられ、これら連通口３４ａ、３４ｂに、蒸発器１の入口７出口８を構成する配管コネクタ３６が取付られている。また、他方のサイドプレート３５（図４、５参照）には、風下側熱交換部１０の最下流部（下部第２タンク部１２ｂ）と風上側熱交換部２０の最上流部（下部第１タンク部１２ａ）とを連通接続する連通路９が一体形成されている。なお、図中符号３５ｂはサイドプレート３５に設けられた補強凸部であり、図中符号３７はサイドプレート３４と最中あわせで冷媒通路を形成するとともに配管コネクタ３６との間に配置される補強プレートである。

次に、チューブ３０の構成を説明する。

図９はチューブ３０の積層状態を示す分解斜視図であり、図７はこのチューブ３０を構成する金属薄板４０Ａ、４０Ｂを示す図である。なお、金属薄板４０Ａと金属薄板４０Ｂは同一形状であり、互いに表裏反転軸Ｘを中心に裏返した状態となっている。

チューブ３０は内部に冷媒を流して外側を流れる空気との熱交換を行う熱交換通路３１、３１を形成するもので、この熱交換通路３１、３１は風下側熱交換部用の熱交換通路３１と風上側熱交換部用の熱交換通路３１とに仕切られている。また、チューブ３０の長手方向両端部には、各熱交換通路３１の両端部から外方に向けて筒状に突設されたタンク部３２、３２が形成されている。すなわち、このチューブ３０を構成する各金属薄板４０Ａ、４０Ｂは、長手方向に沿う２本の熱交換通路用凹部４１、４２と４つのタンク部４３、４４、４５、４６とを備えている。

この金属薄板４０の外周縁には複数の突片４７および切欠部４８が形成されており、この突片４７と切欠部４８とは、表裏反転軸Ｘを中心に線対称位置に配置されている。すなわち、金属薄板４０Ａと金属薄板４０Ｂとを内側同士を対向させると突片４７と切欠部４８とが対向し、次いで金属薄板４０Ａ、４０Ｂを重ね合わされると突片４７が切欠部４８に入りこみ、これら突片４７および切欠部４８の係合により金属薄板４０Ａ、４０Ｂ同士を位置決めできる。この互いに係合する突片４７および切欠部４８からなる位置決め部は、金属薄板４０（チューブ３０）の各辺４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄにそれぞれ設けられている。

そして、この実施形態では、この一対の金属薄板４０Ａ、４０Ｂの間にインナーフィン６１、６１を挟んでを最中合わせにした位置決め状態で、全ての突片４７はその先端側が切欠部４８から突き抜けるサイズで形成されており、図１０ａ→図１０ｂに示す如く突片４７を内側に折り曲げることで、２枚の金属薄板４０Ａ、４０Ｂをカシメて仮固定状態のチューブ３０とすることができる。

この例では、表裏反転軸Ｘは金属薄板４０の短手方向に沿う中心線（金属薄板４０を長手方向に二等分する中心線）と一致している。

蒸発器１の製造工程（図９参照）では、このような仮固定状態のチューブ３０を複数多段に積層して（なお図９中でアウターフィン３３は省略してある）、最終的に図１〜図４に示すような所定の蒸発器の形状に仮組し、その仮組体を治具により保持して炉中に搬送し、仮組体のロー付けするようにしている。この製造工程では隣接するチューブ３０の同士の位置決めができるとチューブ３０の積層作業を自動化でき、製造コストを安くできる利点がある。つまり、背中合わせの金属薄板４０Ａ、４０Ｂ同士の位置決めができるとチューブ３０の積層作業が自動化でき、製造コストを安くできる。そのため、この実施形態では背中合わせの金属薄板４０Ａ、４０Ｂ同士の接合部位となるタンク部４３、４４（４５、４６）の一方のタンク部４３（４６）にはその開口端４３ａ（４６ａ）の周縁に位置決め手段としての嵌合用突起４９が形成されており、この一方のタンク部４３（４６）の嵌合用突起４９が他方のタンク部４４（４５）の開口端４４ａ、４５ａと嵌入されることで、背中合わせの金属薄板４０Ａ、４０Ｂ同士を位置決めできるようになっている。つまり、この実施形態の金属薄板４０（４０Ａ、４０Ｂ）は、突片４７および切欠部４８と、嵌合用突起４９と、を除いて表裏反転軸Ｘに対して対称形状となっている。

前記嵌合用突起４９、４９は、図７、図９に示すように、円形のタンク部開口端４３ａ、４６ａの周縁のうち半円で形成されている。そのため、従来のように嵌合用突起を開口端周縁の全周に設けた構造に比べ、タンク部開口端における冷媒流れの圧損を低減できる利点がある。特に、嵌合用突起４９、４９は半円であるため、タンク部開口端４３ａ〜４６ａが真円形である構造においては最も嵌合用突起４９、４９を小さく設定でき、最も圧損の低い構造となっている。

なお、この実施形態では、図７に示す前記金属薄板４０の他に、図８に示す第２の金属薄板５０が用いられている。この第２の金属薄板５０は、各熱交換部１０、２０を複数のパス１０ａ、・・・，２０ａ、・・・に区画するための前記仕切部１４、１５、２４、２５を一体形成した金属薄板５０であり、図７に示す第１の金属薄板４０の４つのタンク部４３、４４、４５、４６のうち一つのタンク部４３を仕切部５１として構成したものである。この第２の金属薄板５０（５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄ）の挿入位置によって各熱交換部１０、２０が複数のパスの区画位置が設定される。なお、図１、２中の符号５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｂ、５０Ｃは表裏反転状態の違いを示すもので、いずれも同一の金属薄板５０を示す。

以下、この第１実施形態の効果をまとめる。

まず第１に、この第１実施形態によれば、金属薄板４０の４つのタンク部４３〜４６のうち表裏反転軸Ｘに対して対向する一方のタンク部４３、４６が、その開口端４３ａ、４６ａ周縁から外方に突設され他方のタンク部４４、４５の開口端４４ａ、４５ａに嵌入可能な嵌合用突起４９を備えることで、積層方向に隣接するチューブ３０、３０同士の位置決めを可能とした構造であるため、４つのタンク部４３〜４６で隣接するチューブ３０、３０同士の位置決めが可能となり、位置決めがより確実となる。しかも、嵌合用突起４９はタンク部開口端４３ａ、４６ａの最大幅となる２点を結ぶ一方の半円弧で形成してあるため、従来のように嵌合用突起を開口端周縁の全周に設けた構造に比べ、タンク部開口端４３ａ、４６ａにおける冷媒流れの圧損を低減できる。

特に、この第１実施形態にあっては、嵌合用突起４９、４９が半円であるため、タンク部開口端４３ａ〜４６ａが真円形である構造においては最も嵌合用突起４９を小さく設定でき、最も圧損の低い構造となっている。

なお、本発明にあっては、図１８に示す第５実施形態の金属薄板５００のように、タンク部開口端４３ａ〜４６ａの形状が円形以外であっても、嵌合用突起４９を少なくともタンク開口端４３ａ、４６ａの最大幅となる２点を結ぶ何れか一方の弧で形成してあれば、それぞれ対応するタンク部開口端４４ａ、４５ａと嵌合用突起４９、４９とが嵌合されるため、第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。しかも、このようにタンク開口端の形状が円形以外の場合、第５実施形態の金属薄板５００のようにタンク部開口端４３ａ、４６ａの最大幅となる２点を連結する弧のうち距離が短い方の弧で形成してあると、より嵌合用突起４９、４９を弧のサイズを小さくでき、より圧損を低減できる。

また、本発明にあっては、図１５に示す第２実施形態の金属薄板２００や、図１６に示す第３実施形態の金属薄板３００などのように、表裏反転軸Ｘに対して対向するタンク部の一方のみ（第２、３実施形態の金属薄板２００、３００にあってはタンク部開口端４３ａ、４５ａ）に嵌合用突起４９が設けられていれば、第１実施形態の金属薄板４０のように、点対称位置（つまり斜向かい位置）に嵌合用突起４９が設ける構造でなくても良い。

なお、第１実施形態の金属薄板４０のように、金属薄板４０を、嵌合用突起４９を除いて２つの中心線で対称形状とし、金属薄板４０の４つのタンク部４３〜４６のうち金属薄板４０の中心点Ｃを基準に点対称の２つのタンク部４３および４６（４４および４５）にのみに嵌合用突起４９を設けた構造であると、金属薄板４０の長手方向に沿う中心線Ｙを表裏反転軸としても、短手方向に沿う中心線Ｘを表裏反転軸としても、いずれの場合にも用いることができる利点がある。

また、本発明にあっては、タンク部開口端の形状が円形または正多角形などの場合は図１６に示す第３実施形態の金属薄板３００などのように、最大幅の方向は限定されるものでない。また、本発明にあっては無論、図１７に示す第４実施形態の金属薄板４００ように表裏反転軸Ｙを金属薄板３００の長手方向に沿う中心線Ｙ（金属薄板を短手方向に２等分する中心線Ｙ）としても良い。

以下、本発明の他の実施形態を説明する。なお、第１実施形態と同一類似の構成については同一符号を付して、構成および作用効果の説明を省略する。

第６実施形態：図１９、２０は本発明の第６実施形態を示す図である。

この第６実施形態の金属薄板６００は、最大幅部Ｗが表裏反転軸Ｘと直交する方向に延在する構造である点で、上記第１〜第５実施形態と異なっている。

つまり、このような表裏反転軸Ｘからみた最大幅部Ｗが表裏反転軸Ｘと直交する方向に延在している場合にあっては、単に、嵌合用突起４９を最大幅部Ｗとなる２点を結ぶ弧のうち短い方の弧として構成すると、表裏反転軸Ｘと直交する方向に金属薄板６００、６００同士がスライドしてしまう。

このため、この第６実施形態では、金属薄板６００を、嵌合用突起４９を除いて該金属薄板６００の長手方向に沿う中心線Ｙを中心に対称形状とするとともに短手方向に沿う中心線Ｘを中心に対称形状とし、また、嵌合用突起４９を、金属薄板６００の中心点Ｃを基準に点対称の２つのタンク部４３、４６のみに設けるとともに、２つの嵌合用突起４９、４９の形状を中心点Ｃを基準に点対称に形成している。

このような構造とすることで、最大幅部Ｗが表裏反転軸Ｘと直交する方向に延在している構造であっても、図１９に示すように金属薄板６００、６００同士がスライドしてしまうようなことなく、嵌合用突起４９、４９を最大幅となる２点を結ぶ弧のうち短い方の弧とすることができる。なお、このような構造は、タンク部開口端が４角形以外で、図２１に示す第７実施形態の金属薄板７００のように、表裏反転軸Ｘからみた最大幅部Ｗが表裏反転軸Ｘと直交する方向に延在する構造にあてはまる。無論、嵌合用突起４９の形状が中心点Ｃを基準に点対称であればよいため、図２１の第７実施形態では図２２に示す第８実施形態の金属薄板８００のように嵌合用突起４９の位置を変更できる。

以上要するに、本発明によれば、金属薄板の４つのタンク部のうち表裏反転軸に対して対向する一方のタンク部が、その開口端周縁から外方に突設され他方のタンク部の開口端に嵌入可能な嵌合用突起を備えることで、積層方向に隣接するチューブ同士の位置決めを可能とした構造であるため、４つのタンク部で隣接するチューブ同士の位置決めが可能となり、位置決めがより確実となる。しかも、嵌合用突起はタンク部の開口端の最大幅となる２点を結ぶ何れか一方の弧で形成してあるため、従来のように嵌合用突起を開口端周縁の全周に設けた構造に比べ、タンク部の開口端における冷媒流れの圧損を低減できる。これにより、本発明によれば、チューブを構成する金属薄板の積層位置決めを確実且つ容易とするとともに、タンク部の冷媒流れの圧損を低減することができる。

図１は第１実施形態の蒸発器の風上側から見た正面図。 図２は同蒸発器の上面図。 図３は同蒸発器の幅方向右側面図。 図４は同蒸発器の幅方向左側面図。 図５は同蒸発器の幅方向左側面のサイドプレートを示す図。 図６は同蒸発器の幅方向右側端面のサイドプレートを示す図。 図７は同蒸発器のチューブを構成する第１の金属薄板を示す図。 図８は同蒸発器のチューブを構成する第２の金属薄板を示す図。 図９はチューブの積層状態を示す一部分解図を含む概略図。 図１０は一対の金属薄板の仮固定（カシメ）の工程を示す概略図。 図１１はチューブのタンク部における積層状態を示す一部分解図を含む断面図。 図１２は蒸発器内の冷媒の流れを示す概略図。 図１３は蒸発器内の液相冷媒の分布を示す概略図。 図１４は第１実施形態の蒸発器のチューブを構成する金属薄板の嵌合用突起の位置を示す模式図。 図１５は第２実施形態の金属薄板の模式図。 図１６は第３実施形態の金属薄板の模式図。 図１７は第４実施形態の金属薄板の模式図。 図１８は第５実施形態の金属薄板の模式図。 図１９は第６実施形態の金属薄板の模式図。 図２０は第６実施形態の２枚の金属薄板の外面同士を重ね合わせた状態を示す模式図。 図２１は第７実施形態の金属薄板の模式図。 図２２は第８実施形態の金属薄板の模式図。

符号の説明

１…蒸発器（熱交換器）
１０…風下側熱交換部（入口側熱交換部）
３０…チューブ
３１…熱交換通路
３２…タンク部
４０（４０Ａ、４０Ｂ）…金属薄板
４０ａ〜４０ｄ…辺
４０ａ、４０ｄ…長辺
４０ｂ、４０ｃ…短辺
４１、４２…熱交換通路用凹部
４３〜４６…タンク部
４３ａ〜４６ａ…開口端
４９…嵌合用突起
２００…金属薄板
３００…金属薄板
４００…金属薄板
５００…金属薄板
６００…該金属薄板
６００…金属薄板
７００…金属薄板
８００…金属薄板
Ｃ…中心点
Ｗ…最大幅部
Ｘ…表裏反転軸
Ｙ…表裏反転軸

Claims (5)

1. 内部に並列配置される２つの熱交換通路（３１）を備えるとともに各熱交換通路（３１）の長手方向両端から外方に向けて突設される筒状のタンク部（３２）を備えるチューブ（３０）を設け、このチューブ（３０）を複数多段に積層して隣接するチューブ（３０、３０）のタンク部（３２、３２）同士を連通接続することで、複数多段の熱交換通路（３１）とその両端で熱交換通路（３１）の積層方向に延在し全熱交換通路（３１）と連通接続されるタンク（１１、１２、２１、２２）とを備えてなる熱交換部（１０、２０）を２列配置した熱交換器において、
   金属薄板（４０、２００、３００、４００、５００）を表裏反転軸（ＸまたはＹ）に対して対称形状とすることで、同一形状の二枚の金属薄板（４０、２００、３００、４００、５００）の一方を表裏反転させた状態で他方の金属薄板（４０、２００、３００、４００、５００）と内面同士を最中合わせに接合して前記チューブ（３０）を構成するようにし、
   前記金属薄板（４０、２００、３００、４００、５００）の４つのタンク部（４３〜４６）のうち表裏反転軸（ＸまたはＹ）に対して対向する一方のタンク部が、その開口端周縁から外方に突設され他方のタンク部の開口端に嵌入可能な嵌合用突起（４９）を備えることで、積層方向に隣接するチューブ（３０、３０）同士の位置決めを可能とした熱交換器であって、
   前記嵌合用突起（４９）は、タンク部開口端（４３ａ〜４６ａ）の最大幅となる２点を結ぶいずれか一方の弧で形成してあることを特徴する熱交換器。
2. 請求項１記載の熱交換器において、
   前記金属薄板（４０、２００、３００、４００、５００）のタンク部開口端（４３ａ〜４６ａ）が真円形である構造であって、
   前記嵌合用突起（４９）は、タンク部開口端（４３ａ〜４６ａ）の最大幅となる２点を結ぶ半円で形成されていることを特徴とする熱交換器。
3. 請求項１記載の熱交換器において、
   前記金属薄板（５００）のタンク部開口端（４３ａ〜４６ａ）が真円形以外の構造であって、
   前記嵌合用突起（４９）は、タンク部開口端の最大幅となる２点を連結する弧のうち、距離が短い方の弧で形成してあることを特徴する熱交換器。
4. 請求項１〜３記載の何れか１項記載の熱交換器において、
   前記金属薄板（４０、５００）を、前記嵌合用突起（４９）を除いて該金属薄板（４０、５００）の長手方向に沿う中心線（Ｙ）を中心として対称形状とするとともに該金属薄板（４０、５００）の短手方向に沿う中心線（Ｘ）を中心として対称形状とし、
   前記金属薄板（４０、５００）の４つのタンク部（４３〜４６）のうち金属薄板（４０、５００）の中心点（Ｃ）を基準に点対称の２つのタンク部（４３、４６）のみに、前記嵌合用突起（４９）を設けたことを特徴とする熱交換器。
5. 内部に並列配置される２つの熱交換通路（３１）を備えるとともに各熱交換通路（３１）の長手方向両端から外方に向けて突設される筒状のタンク部（３２）を備えるチューブ（３０）を設け、このチューブ（３０）を複数多段に積層して隣接するチューブ（３０、３０）のタンク部（３２、３２）同士を連通接続することで、複数多段の熱交換通路（３１）とその両端で熱交換通路（３１）の積層方向に延在し全熱交換通路（３１）と連通接続されるタンク（１１、１２、２１、２２）とを備えてなる熱交換部（１０、２０）を２列配置した熱交換器において、
   金属薄板（６００、７００、８００）を表裏反転軸（ＸまたはＹ）に対して対称形状とすることで、同一形状の二枚の金属薄板（６００、７００、８００）の一方を表裏反転させた状態で他方の金属薄板（６００、７００、８００）と内面同士を最中合わせに接合して前記チューブ（３０）を構成するようにし、
   前記金属薄板（６００、７００、８００）の４つのタンク部（４３〜４６）のうち表裏反転軸（ＸまたはＹ）に対して対向する一方のタンク部が、その開口端周縁から外方に突設され他方のタンク部の開口端に嵌入可能な嵌合用突起（４９）を備えることで、積層方向に隣接するチューブ（３０、３０）同士の位置決めを可能とした熱交換器であって、
   前記金属薄板（６００、７００、８００）を、前記嵌合用突起（４９）を除いて該金属薄板（６００、７００、８００）の長手方向に沿う中心線（Ｙ）を中心として対称形状とするとともに該記金属薄板（６００、７００、８００）の短手方向に沿う中心線（Ｘ）を中心として対称形状とし、
   前記いずれか一方の中心線（ＸまたはＹ）を表裏反転軸とし、
   前記表裏反転軸（ＸまたはＹ）と直交する方向からみた前記タンク開口端（４３〜４６）の最大幅部（Ｗ）が、表裏反転軸（ＸまたはＹ）と直交する方向に延在する構造であって、
   前記嵌合用突起（４９）を、前記表裏反転軸（ＸまたはＹ）と直交する方向からみたタンク開口端（４３〜４６）の最大幅部（Ｗ）を結ぶいずれか一方の弧とし、
   前記嵌合用突起（４９）は金属薄板（６００、７００、８００）の中心点（Ｃ）を基準に点対称の２つのタンク部（４３、４６または４４、４５）のみに設けてあるとともに、２つの嵌合用突起（４９、４９）の形状は金属薄板（６００、７００、８００）の中心点（Ｃ）を基準に点対称に形成されていることを特徴とする熱交換器。
   

Images