JP2011117699A - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

【課題】熱交換器用接続装置を近くに設置することができる熱交換器を提供する。
【解決手段】エバポレータは、積層された第１プレート21および第２プレート22を有する冷媒入出部材５と、両端が開口した冷媒通路6a,6bを有する膨張弁取付部材６とを備えている。冷媒入出部材５の両プレート21,22間に、流入路24および流出路25を、両プレート21,22を外方に膨出させることにより形成する。膨張弁取付部材６の各冷媒通路6a,6bの一端開口の周囲に、冷媒入出部材５の流入路24および流出路25の端部開口内に嵌る嵌合凸部46,47を設ける。媒入出部材５の両プレート21,22における流入路24内および流出路25内に臨む面と、膨張弁取付部材６の嵌合凸部46,47の外周面との間に、互いに嵌り合う係合凸部44,45と係合凹部48,49とを形成する。
【選択図】図４

Description

この発明は、たとえば自動車に搭載される冷凍サイクルであるカーエアコンのエバポレータとして好適に用いられる熱交換器に関する。

小型軽量化および高性能化を図りうるエバポレータとして、本出願人は、先に、通風方向に並んで配置された冷媒入口ヘッダ部および冷媒出口ヘッダ部と、両ヘッダ部を通じさせる冷媒循環経路とを備えており、冷媒循環経路が、冷媒入口ヘッダ部と対向して配置された第１中間ヘッダ部と、第１中間ヘッダ部の後側において冷媒出口ヘッダ部と対向して配置された第２中間ヘッダ部と、冷媒入口ヘッダ部と第１中間ヘッダ部との間、および冷媒出口ヘッダ部と第２中間ヘッダ部との間にそれぞれ配置された複数の熱交換管とを備えており、冷媒入口ヘッダ部の一端に冷媒入口が形成されるとともに、冷媒出口ヘッダ部における冷媒入口と同一端に冷媒出口が形成され、冷媒入口から冷媒入口ヘッダ部内に流入した冷媒が、冷媒循環経路を通って冷媒出口ヘッダ部に戻り、冷媒出口から送り出されるようになされたエバポレータであって、冷媒入口に通じる短筒状冷媒流入部および冷媒出口に通じる短筒状冷媒流出部を有するパイプジョイントプレートが、冷媒入口ヘッダ部および冷媒出口ヘッダ部に跨って接合され、冷媒流入部に、冷媒入口管の端部が差し込まれて接合され、冷媒流出部に、冷媒入口管よりも大径の冷媒出口管の端部に形成された縮径部が差し込まれて接合されているエバポレータを提案した（特許文献１参照）。

図示は省略されているが、特許文献１記載のエバポレータにおいては、冷媒入口管および冷媒出口管は通風方向上流側に曲げられ、両管の先端部に跨って熱交換器用接続装置としての膨張弁取付部材が接合され、膨張弁取付部材に、冷媒出口ヘッダ部内から流出して冷媒出口管内を流れてきた冷媒の温度および圧力に基づいて、開度が調節される膨張弁が取り付けられるようになっている。

しかしながら、特許文献１記載のエバポレータにおいては、曲げ加工の都合上、冷媒入口管および冷媒出口管の曲げ半径を小さくすることには限界があるので、膨張弁取付部材をエバポレータの近くに設置することはできず、膨張弁の位置もエバポレータから遠くなるという問題がある。

特開２００５−１６４２２６号公報

この発明の目的は、上記問題を解決し、熱交換器用接続装置を近くに設置することができる熱交換器を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するために以下の態様からなる。

1)通風方向に並んで配置された冷媒入口ヘッダ部および冷媒出口ヘッダ部と、両ヘッダ部を通じさせる冷媒循環経路とを備えており、冷媒入口ヘッダ部の一端に冷媒入口が形成されるとともに、冷媒出口ヘッダ部における冷媒入口と同一端に冷媒出口が形成され、冷媒入口から冷媒入口ヘッダ部内に流入した冷媒が、冷媒循環経路を通って冷媒出口ヘッダ部に戻り、冷媒出口から送り出されるようになっている熱交換器において、
積層された第１プレートおよび第２プレートを有し、かつ冷媒入口ヘッダ部および冷媒出口ヘッダ部に跨って接合された冷媒入出部材と、両端が開口した冷媒通路を有し、かつ冷媒入出部材に接合された熱交換器用接続装置とを備えており、冷媒入出部材の両プレート間に、一端が冷媒入口ヘッダ部の冷媒入口に通じるとともに他端が冷媒入出部材の１つの側縁部に開口した流入路、および一端が冷媒出口ヘッダ部の冷媒出口に通じるとともに他端が冷媒入出部材における流入路が開口した側縁部に開口した流出路が、少なくともいずれか一方のプレートを外方に膨出させることにより形成され、熱交換器用接続装置の各冷媒通路の一端開口の周囲に、冷媒入出部材の流入路および流出路の上記他端開口内に嵌る嵌合凸部が設けられ、冷媒入出部材の両プレートにおける流入路内および流出路内に臨む面と、熱交換器用接続装置の嵌合凸部の外周面との間に、互いに嵌り合う係合凸部と係合凹部とが形成されている熱交換器。

2)冷媒入出部材の第１プレートおよび第２プレートに、それぞれ流入路用外方膨出部および流出路用外方膨出部が形成され、熱交換器用接続装置の嵌合凸部の外周面における冷媒入出部材の両プレートの積層方向の両側部分と、冷媒入出部材の両プレートの流入路用外方膨出部および流出路用外方膨出部における膨出方向の頂部の内面との間に、互いに嵌り合う係合凸部と係合凹部とが形成されている上記1)記載の熱交換器。

3)冷媒入出部材の第１プレートと第２プレートとの間に中間プレートが介在させられるとともに当該中間プレートが第１プレートおよび第２プレートに接合されており、中間プレートに、流入路と流出路とが全プレートの積層方向から見て交差するように、第１および第２プレートの流入路用外方膨出部どうし、ならびに第１および第２プレートの流出路用外方膨出部どうしを通じさせる切り欠きおよび貫通穴が形成されている上記2)記載の熱交換器。

4)冷媒入出部材の第１プレートおよび第２プレートに、それぞれ流入路用外方膨出部および流出路用外方膨出部が形成され、熱交換器用接続装置の嵌合凸部の外周面における冷媒入出部材の両プレートの積層方向と直交する方向の両側部分に、上記積層方向にのびるとともに両端が開口した溝状の係合凹部が形成され、冷媒入出部材の両プレートの流入路用外方膨出部の内面と流出路用外方膨出部の内面とに跨るように係合凸部が形成されている上記1)記載の熱交換器。

5)冷媒入出部材の第１プレートと第２プレートとの間に中間プレートが介在させられるとともに当該中間プレートが第１プレートおよび第２プレートに接合されており、中間プレートに、流入路と流出路とが全プレートの積層方向から見て交差するように、第１および第２プレートの流入路用外方膨出部どうし、ならびに第１および第２プレートの流出路用外方膨出部どうしを通じさせる切り欠きおよび貫通穴が形成され、中間プレートにおける流入路および流出路の熱交換器用接続装置側の端部を形成する切り欠きの両側縁部に、熱交換器用接続装置の嵌合凸部の係合凹部に嵌る係合凸部が形成されている上記4)記載の熱交換器。

6)冷媒入出部材の第１プレートおよび第２プレートに、それぞれ流入路用外方膨出部および流出路用外方膨出部が形成され、熱交換器用接続装置の嵌合凸部の外周面における冷媒入出部材の両プレートの積層方向と直交する方向の両側部分に係合凸部が形成され、冷媒入出部材の両プレートの流入路用外方膨出部の内面と流出路用外方膨出部の内面とに跨るように係合凹部が形成されている上記1)記載の熱交換器。

7)冷媒入出部材の第１プレートと第２プレートとの間に中間プレートが介在させられるとともに当該中間プレートが第１プレートおよび第２プレートに接合されており、中間プレートに、流入路と流出路とが全プレートの積層方向から見て交差するように、第１および第２プレートの流入路用外方膨出部どうし、ならびに第１および第２プレートの流出路用外方膨出部どうしを通じさせる切り欠きおよび貫通穴が形成され、中間プレートにおける流入路および流出路の熱交換器用接続装置側の端部を形成する切り欠きの両側縁部に、熱交換器用接続装置の嵌合凸部の係合凸部が嵌る係合凹部が形成されている上記6)記載の熱交換器。

8)熱交換器用接続装置に嵌合凸部が一体に形成されており、熱交換器用接続装置の冷媒通路の一端部嵌合凸部の先端面に開口している上記1)〜7)のうちのいずれかに記載の熱交換器。

9)熱交換器用接続装置が、ブロック状本体と、ブロック状本体に貫通状に固定された２つの筒状体とよりなり、筒状体内が冷媒通路となっているとともに、筒状体におけるブロック状本体から突出した部分が嵌合凸部となっている上記1)〜7)のうちのいずれかに記載の熱交換器。

上記1)〜9)の熱交換器によれば、積層された第１プレートおよび第２プレートを有し、かつ冷媒入口ヘッダ部および冷媒出口ヘッダ部に跨って接合された冷媒入出部材と、両端が開口した冷媒通路を有し、かつ冷媒入出部材に接合された熱交換器用接続装置とを備えており、冷媒入出部材の両プレート間に、一端が冷媒入口ヘッダ部の冷媒入口に通じるとともに他端が冷媒入出部材の１つの側縁部に開口した流入路、および一端が冷媒出口ヘッダ部の冷媒出口に通じるとともに他端が冷媒入出部材における流入路が開口した側縁部に開口した流出路が、少なくともいずれか一方のプレートを外方に膨出させることにより形成され、熱交換器用接続装置の各冷媒通路の一端開口の周囲に、冷媒入出部材の流入路および流出路の上記他端開口内に嵌る嵌合凸部が設けられているので、特許文献１記載のエバポレータのように曲げられたパイプを用いる必要がない。したがって、熱交換器用接続装置を熱交換器の近くに設置することができる。そして、上記1)〜9)の熱交換器を、たとえばエバポレータに適用した場合には、特許文献１記載のエバポレータに比較して、熱交換器用接続装置としての膨張弁取付部材をエバポレータの近くに設置することが可能になり、膨張弁の位置もエバポレータに近くなる。

また、熱交換器用接続装置の各冷媒通路の一端開口の周囲に、冷媒入出部材の流入路および流出路の上記他端開口内に嵌る嵌合凸部が設けられ、冷媒入出部材の両プレートにおける流入路内および流出路内に臨む面と、熱交換器用接続装置の嵌合凸部の外周面との間に、互いに嵌り合う係合凸部と係合凹部とが形成されているので、熱交換器の製造時には、冷媒入出部材の両プレートを適当な手段で仮止めすることによって、熱交換器用接続装置を冷媒入出部材に仮止めすることが可能となり、熱交換器用接続装置を別の適当な手段により冷媒入出部材に仮止めする場合に比べて、作業性が向上する。

この発明による熱交換器を適用したエバポレータの全体構成を示す一部切り欠き斜視図である。 図１のエバポレータにおける冷媒入出部材の第１プレートの部分で切断した右側方から見た一部切り欠き垂直断面図である。 膨張弁取付部材の嵌合凸部の部分を拡大した水平断面図である。 図１のエバポレータの冷媒入出部材と膨張弁取付部材とを示す分解斜視図である。 図１のエバポレータの冷媒入出部材および膨張弁取付部材の要部の構成を示す分解斜視図である。 冷媒入出部材および膨張弁取付部材の第１の変形例を示す図３相当の図である。 冷媒入出部材および膨張弁取付部材の第１の変形例を示す図５相当の図である。 冷媒入出部材および膨張弁取付部材の第２の変形例の要部の構成を示す垂直断面図である。 冷媒入出部材および膨張弁取付部材の第２の変形例を示す図５相当の図である。 冷媒入出部材および膨張弁取付部材の第３の変形例の要部の構成を示す垂直断面図である。 冷媒入出部材および膨張弁取付部材の第３の変形例を示す図５相当の図である。 膨張弁取付部材の第４の変形例を示す図３相当の図である。

以下、この発明の実施形態を、図面を参照して説明する。全図面を通じて同一部分および同一物には同一符号を付して重複する説明を省略する。

以下に述べる実施形態は、この発明による熱交換器を、フロン系冷媒を使用するカーエアコンのエバポレータに適用したものであり、熱交換器用接続装置は膨張弁取付部材である。

なお、以下の説明において、「アルミニウム」という用語には、純アルミニウムの他にアルミニウム合金を含むものとする。また、以下の説明において、隣接する熱交換管どうしの間の通風間隙を流れる空気の下流側（図１に矢印Ｘで示す方向、図２の右側）を前、これと反対側を後といい、後方から前方を見た際の上下、左右（図１の上下、左右）を上下、左右というものとする。

図１はエバポレータの全体構成を示し、図２〜図５はエバポレータの要部の構成を示す。

図１および図２において、フロン系冷媒を使用するカーエアコンに用いられるエバポレータ(1)は、上下方向に間隔をおいて配置されたアルミニウム製第１ヘッダタンク(2)およびアルミニウム製第２ヘッダタンク(3)と、両ヘッダタンク(2)(3)間に設けられた熱交換コア部(4)と、第１ヘッダタンク(2)の右端部に接合されたアルミニウム製冷媒入出部材(5)と、冷媒入出部材(5)に接合されたアルミニウム製膨張弁取付部材(6)とを備えている。

第１ヘッダタンク(2)は、前側（通風方向下流側）に位置するとともに左右方向にのびる冷媒入口ヘッダ部(7)と、後側（通風方向上流側）に位置するとともに左右方向にのびかつ冷媒入口ヘッダ部(7)に一体化された冷媒出口ヘッダ部(8)とを備えている。冷媒入口ヘッダ部(7)の右端部に冷媒入口(9)が設けられ、冷媒出口ヘッダ部(8)の右端部に冷媒出口(11)が設けられている。

第２ヘッダタンク(3)は、前側に位置するとともに左右方向にのびる第１中間ヘッダ部(12)と、後側に位置するとともに左右方向にのびかつ第１中間ヘッダ部(12)に一体化された第２中間ヘッダ部(13)とを備えている。第１中間ヘッダ部(12)と第２中間ヘッダ部(13)とは、第２ヘッダタンク(3)内を仕切部材(14)により前後２つの空間に分割することにより形成されている。第１中間ヘッダ部(12)内と第２中間ヘッダ部(13)内とは、仕切部材(14)に左右方向に間隔をおいて形成された複数の連通穴(15)を介して通じさせられている。

熱交換コア部(4)は、左右方向に間隔をおいて並列状に配置された複数の熱交換管(16)からなる熱交換管群(17)が、前後方向に並んで複数列、ここでは２列配置され、各熱交換管群(17)の隣接する熱交換管(16)どうしの間の通風間隙、および各熱交換管群(17)の左右両端の熱交換管(16)の外側にそれぞれコルゲートフィン(18)が配置されて熱交換管(16)にろう付され、さらに左右両端のコルゲートフィン(18)の外側にそれぞれアルミニウム製サイドプレート(19)が配置されてコルゲートフィン(18)にろう付されることにより構成されている。前側熱交換管群(17)の熱交換管(16)の上下両端は冷媒入口ヘッダ部(7)および第１中間ヘッダ部(12)に接続され、後側熱交換管群(17)の熱交換管(16)の上下両端部は冷媒出口ヘッダ部(8)および第２中間ヘッダ部(13)に接続されている。そして、前後両熱交換管群(17)の熱交換管(16)と、第１および第２中間ヘッダ部(12)(13)とによって、冷媒入口ヘッダ部(7)および冷媒出口ヘッダ部(8)を通じさせる冷媒循環経路が形成されている。熱交換管(16)は、幅方向を前後方向に向けて配置されるとともに幅方向に並んだ複数の冷媒通路を有する扁平状である。コルゲートフィン(18)は両面にろう材層を有するアルミニウムブレージングシートを用いて波状に形成されたものであり、前後の熱交換管群(17)を構成する前後両熱交換管(16)に共有されている。

図２〜図５に示すように、冷媒入出部材(5)は、左側（第１ヘッダタンク(2)側）に位置する垂直状のアルミニウム製第１プレート(21)、右側に位置する垂直状のアルミニウム製第２プレート(22)および第１プレート(21)と第２プレート(22)との間に位置する垂直状のアルミニウム製中間プレート(23)を積層してろう付することにより形成されており、第１ヘッダタンク(2)の冷媒入口ヘッダ部(7)および冷媒出口ヘッダ部(8)の右端部に跨って接合されている。冷媒入出部材(5)には、一端が冷媒入口ヘッダ部(7)の冷媒入口(9)に通じるとともに他端が冷媒入出部材(5)の後側縁に開口した流入路(24)と、一端が冷媒出口ヘッダ部(8)の冷媒出口(11)に通じるとともに他端が冷媒入出部材(5)の後側縁（冷媒入出部材(5)における流入路(24)が開口した側縁部）に開口した流出路(25)とが設けられている。流入路(24)の冷媒入出部材(5)の後側縁への開口を入口(24a)といい、流出路(25)の冷媒入出部材(5)の後側縁への開口を出口(25a)というものとする。

冷媒入出部材(5)の第１プレート(21)に、冷媒入口ヘッダ部(7)の冷媒入口(9)に通じる第１連通口(26)、冷媒出口ヘッダ部(8)の冷媒出口(11)に通じる第２連通口(27)、一端が第１および第２連通口(26)(27)から離れた位置にあるとともに他端が第１プレート(21)の後側縁に開口した横断面半円形の流入路用第１外方膨出部(28)、一端が第１および第２連通口(26)(27)から離れた位置にあるとともに他端が第１プレート(21)の後側縁における流入路用第１外方膨出部(28)の他端開口よりも上部に開口した横断面半円形の流出路用第１外方膨出部(29)、ならびに下端部が第２連通口(27)から若干上方に離れた位置にあり、かつ上端部が流入路用第１外方膨出部(28)の他端開口よりも若干下方の高さ位置にある垂直状の流出路用第２外方膨出部(31)が形成されている。

冷媒入出部材(5)の第２プレート(22)に、一端が第１プレート(21)の第１および第２連通口(26)(27)から離れた位置にあるとともに他端が第１プレート(21)の流入路用第１外方膨出部(28)の他端と同一高さ位置において第２プレート(22)の後側縁に開口した横断面半円形の流入路用第２外方膨出部(32)、一端が第１プレート(21)の第１連通口(26)に対応する位置にあるとともに他端が第１プレート(21)の第２連通口(27)および流入路用第２外方膨出部(32)から離れた位置にある横断面半円形の流入路用第３外方膨出部(33)、ならびに一端が第１プレート(21)の第２連通口(27)に対応する位置にあるとともに他端が第１プレート(21)の流出路用第１外方膨出部(29)と同一位置において第２プレート(22)の後側縁に開口した横断面半円形の流出路用第３外方膨出部(34)が形成されている。

冷媒入出部材(5)の中間プレート(23)に、一端が第１プレート(21)の流入路用第１外方膨出部(28)と同一位置において中間プレート(23)の後側縁に開口し、かつ第１プレート(21)の流入路用第１外方膨出部(28)内と第２プレート(22)の流入路用第２外方膨出部(32)内とを通じさせる第１の切り欠き(35)、第１プレート(21)の流入路用第１外方膨出部(28)内と第２プレート(22)の流入路用第３外方膨出部(33)内とを通じさせる第１の貫通穴(36)、第１プレート(21)の第１連通口(26)と第２プレート(22)の流入路用第３外方膨出部(33)内とを通じさせる第２の貫通穴(37)、一端が第１プレート(21)の流出路用第１外方膨出部(29)と同一位置において中間プレート(23)の後側縁に開口し、かつ第１プレート(21)の流出路用第１外方膨出部(29)内と第２プレート(22)の流出路用第３外方膨出部(34)内とを通じさせる第２の切り欠き(38)、第１プレート(21)の第２連通口(27)と第２プレート(22)の流出路用第３外方膨出部(34)内とを通じさせる第３の貫通穴(39)、および第１プレート(21)の流出路用第２外方膨出部(31)内と第２プレート(22)の流出路用第３外方膨出部(34)内とを通じさせる第４の貫通穴(41)が形成されている。

なお、第１プレート(21)および第２プレート(22)は両面にろう材層を有するアルミニウムブレージングシートを用いて形成されたものである。また、中間プレート(23)はアルミニウムベア材からなるシート、あるいは両面にろう材層を有するアルミニウムブレージングシートを用いて形成されたものである。

第１プレート(21)の流入路用第１外方膨出部(28)は、第１連通口(26)の若干上方の位置から上方にのびる垂直部(28a)と、垂直部(28a)の上端に円弧状部を介して連なって後方にのびかつ第１プレート(21)の後側縁に至る水平部(28b)とからなる。第１プレート(21)の流出路用第１外方膨出部(29)は、流入路用第１外方膨出部(28)の水平部(28b)の上方において、第１プレート(21)の後側縁における流入路用第１外方膨出部(28)よりも上方の位置から前方に水平にのびかつ前端寄りの部分が前斜め下方に傾斜している。流出路用第１外方膨出部(29)の前端部は流入路用第１外方膨出部(28)の水平部(28b)の前後方向の中央部に位置している。第１プレート(21)の流出路用第２外方膨出部(31)の上端部は流入路用第１外方膨出部(28)の水平部(28b)よりも若干下方の高さ位置にある。

第２プレート(22)の流入路用第２外方膨出部(32)は、第１プレート(21)の流入路用第１外方膨出部(28)の水平部(28b)と同一高さ位置において、第２プレート(22)の後側縁から前方に水平にのびており、その前端部は流出路用第３外方膨出部(34)よりも若干後方に位置している。第２プレート(22)の流入路用第３外方膨出部(33)は、第１プレート(21)の第１連通口(26)と対応する位置から上方にのびた垂直状である。流入路用第３外方膨出部(33)の上端部は、第１プレート(21)の流入路用第１外方膨出部(28)の垂直部(28a)の下端よりも上方に位置している。第２プレート(22)の流出路用第３外方膨出部(34)は、第１プレート(21)の第２連通口(27)と対応する位置から上方にのびて流入路用第２外方膨出部(32)よりも上方に至る垂直部(34a)と、垂直部(34a)の上端に連なって後方にのびかつ第１プレート(21)の後側縁に至る水平部(34b)とからなる。垂直部(34a)の上部の前側縁部は、流路面積を増大させるために前方に拡がっている。水平部(34b)の前端寄りの部分の上側縁部は、第１プレート(21)の流出路用第１外方膨出部(29)の前端寄りの部分の上側縁部に合わせて前斜め下方に傾斜している。

中間プレート(23)の第１切り欠き(35)の形状は、流入路用第２外方膨出部(32)を右側方から見た形状と合致している。中間プレート(23)の第１貫通穴(36)は、第１プレート(21)の流入路用第１外方膨出部(28)の垂直部(28a)の下端部および第２プレート(22)の流入路用第３外方膨出部(33)の上端部が右側方から見て重なり合った位置にある。中間プレート(23)の第２貫通穴(37)は第１プレート(21)の第１連通口(26)と対応する位置にある。そして、中間プレート(23)における第１貫通穴(36)と第２貫通穴(37)との間の部分が切除されており、当該切除部(42)を介して両貫通穴(36)(37)が通じさせられている。第１貫通穴(36)、第２貫通穴(37)および切除部(42)を合わせた形状は、第２プレート(22)の流入路用第３外方膨出部(33)を右側方から見た形状と合致している。中間プレート(23)の第２切り欠き(38)の形状は、流出路用第１外方膨出部(29)を右側方から見た形状と合致している。中間プレート(23)の第３貫通穴(39)は、第１プレート(21)の第２連通口(27)と対応する位置にある。中間プレート(23)の第４貫通穴(41)は、第１プレート(21)の流出路用第２外方膨出部(31)および第２プレート(22)の流出路用第３外方膨出部(34)の垂直部(34a)が右側方から見て重なり合った位置にある。そして、中間プレート(23)における第３貫通穴(39)と第４貫通穴(41)との間の部分が切除されており、当該切除部(43)を介して両貫通穴(39)(41)が通じさせられている。

したがって、第１プレート(21)の第１連通口(26)および流入路用第１外方膨出部(28)と、第２プレート(22)の流入路用第２外方膨出部(32)および流入路用第３外方膨出部(33)と、中間プレート(23)の第１切り欠き(35)、第１貫通穴(36)、第２貫通穴(37)および切除部(42)とによって冷媒入出部材(5)に流入路(24)が形成され、第１プレート(21)の第２連通口(27)、流出路用第１外方膨出部(29)および流出路用第２外方膨出部(31)と、第２プレート(22)の流出路用第３外方膨出部(34)と、中間プレート(23)の第２切り欠き(38)、第３貫通穴(39)、第４貫通穴(41)および切除部(43)とによって冷媒入出部材(5)に流出路(25)が形成されており、流入路(24)と流出路(25)とは、その内部が通じることなく全プレート(21)(22)(23)の積層方向、すなわち左右いずれかの側方から見て交差している。

冷媒入出部材(5)の第１プレート(21)の流入路用第１外方膨出部(28)の膨出方向の頂部（左側部分）および第２プレート(22)の流入路用第２外方膨出部(32)の膨出方向の頂部（右側部分）における流入路(24)の入口(24a)側端部の内面に、それぞれ流入路(24)の内方に突出し、かつ横断面における外方膨出部(28)(32)の接線方向（上下方向）にのびる係合凸部(44)が形成されている。また、冷媒入出部材(5)の第１プレート(21)の流出路用第１外方膨出部(29)の膨出方向の頂部（左側部分）および第２プレート(22)の流出路用第３外方膨出部(34)の膨出方向の頂部（右側部分）における流出路(25)の出口(25a)側端部の内面に、それぞれ流出路(25)の内方に突出し、かつ横断面における外方膨出部(29)(34)の接線方向（上下方向）にのびる係合凸部(45)が形成されている。これらの係合凸部(44)(45)は、外方膨出部(28)(32)(29)(34)の周壁における後端から若干前側の部分に、上下方向にのびるスリットを入れるとともに、当該スリットよりも後側の部分を変形させることにより形成されている。

膨張弁取付部材(6)には、前後方向にのびるとともに前後両端が開口した高圧冷媒通路(6a)および低圧冷媒通路(6b)が、前者が下方に位置するように上下に並んで形成されている。膨張弁取付部材(6)の各冷媒通路(6a)(6b)の前端開口（冷媒入出部材(5)側の開口）の周囲に、冷媒入出部材(5)の流入路(24)および流出路(25)内に嵌る円筒状の嵌合凸部(46)(47)が一体に形成されている。各嵌合凸部(46)(47)の外周面における左右両側部分、すなわち冷媒入出部材(5)の３枚のプレート(21)(22)(23)の積層方向の両側部分に、それぞれ冷媒入出部材(5)の係合凸部(44)(45)が嵌る上下方向にのびる係合凹部(48)(49)が形成されている。係合凹部(48)(49)は溝状であり、その上下両端部は嵌合凸部(46)(47)の上下両方に開口している。そして、係合凸部(44)(45)と係合凹部(48)(49)とが互いに嵌り合った状態で、嵌合凸部(46)(47)が冷媒入出部材(5)にろう付されている。

上述したエバポレータ(1)は、すべての部品が組み合わされて一括ろう付されることにより製造される。エバポレータ(1)の製造時において、冷媒入出部材(5)の３枚のプレート(21)(22)(23)を積層する際に、第１プレート(21)の流入路用第１外方膨出部(28)および流出路用第１外方膨出部(29)と、第２プレート(22)の流入路用第２外方膨出部(32)および流出路用第３外方膨出部(34)とによって、膨張弁取付部材(6)の両嵌合凸部(46)(47)が挟まれるとともに、係合凸部(44)(45)と係合凹部(48)(49)とが互いに嵌り合う。この状態で、３枚のプレート(21)(22)(23)が適当な手段により仮止めされると、膨張弁取付部材(6)が冷媒入出部材(5)を構成する３枚のプレート(21)(22)(23)に仮止めされる。したがって、膨張弁取付部材(6)の３枚のプレート(21)(22)(23)からの脱落が防止される。

エバポレータ(1)は、コンプレッサおよび冷媒冷却器としてのコンデンサとともに、フロン系冷媒を使用する冷凍サイクルを構成し、カーエアコンとして車両、たとえば自動車に搭載される。このとき、膨張弁（図示略）は、低圧冷媒排出路が上、高圧冷媒供給路が下に位置するように膨張弁取付部材(6)に取り付けられる。冷房運転時には、圧縮機、コンデンサおよび膨張弁の高圧冷媒供給路を通過した気液混相の２相冷媒が、膨張弁取付部材(6)の高圧冷媒通路(6a)を通って冷媒入出部材(5)の後側縁の入口(24a)から流入路(24)内に入り、流入路(24)内を流れて、第１連通口(26)から第１ヘッダタンク(2)の冷媒入口(9)を通って冷媒入口ヘッダ部(7)内に入る。冷媒入口ヘッダ部(7)内に入った冷媒は、前側熱交換管群(17)の熱交換管(16)、第２ヘッダタンク(3)の第１中間ヘッダ部(12)、仕切部材(14)の連通穴(15)、第２中間ヘッダ部(13)、後側熱交換管群(17)の熱交換管(16)および冷媒出口ヘッダ部(8)を順次流れ、冷媒出口ヘッダ部(8)の冷媒出口(11)を通って第２連通口(27)から冷媒入出部材(5)の流出路(25)内に入る。流出路(25)内に入った冷媒は、流出路(25)を流れて冷媒入出部材(5)の後側縁の出口(25a)から流出し、膨張弁取付部材(6)の低圧冷媒通路(6b)を通って膨張弁の低圧冷媒排出路内に入り、低圧冷媒排出路を通って圧縮機に送られる。
そして、冷媒が熱交換管(16)内を流れる間に、隣り合う熱交換管(16)間の通風間隙を通過する空気（図１矢印Ｘ参照）と熱交換をし、冷媒は気相となって流出する。

図６および図７は冷媒入出部材および膨張弁取付部材の第１の変形例を示す。

図６および図７において、冷媒入出部材(5)の第１プレート(21)の流入路用第１外方膨出部(28)の膨出方向の頂部（左側部分）および第２プレート(22)の流入路用第２外方膨出部(32)の膨出方向の頂部（右側部分）における流入路(24)の入口(24a)側端部の内面に、係合凹部(50)が形成されている。また、冷媒入出部材(5)の第１プレート(21)の流出路用第１外方膨出部(29)の左側部分および第２プレート(22)の流出路用第３外方膨出部(34)の右側部分における流出路(25)の出口(25a)側端部の内面に、それぞれ係合凹部(51)が形成されている。すべての係合凹部(50)(51)は、外方膨出部(28)(32)(29)(34)の周壁を外方に変形せせることにより形成されており、すべての係合凹部(50)(51)の前後方向の位置は同一である。

また、膨張弁取付部材(6)の各嵌合凸部(46)(47)の外周面における左右両側部分、すなわち冷媒入出部材(5)の３枚のプレート(21)(22)(23)の積層方向の両側部分に、それぞれ冷媒入出部材(5)の係合凹部(50)(51)内に嵌る係合凸部(52)(53)が一体に形成されている。

エバポレータ(1)の製造時において、冷媒入出部材(5)の３枚のプレート(21)(22)(23)を積層する際に、第１プレート(21)の流入路用第１外方膨出部(28)および流出路用第１外方膨出部(29)と、第２プレート(22)の流入路用第２外方膨出部(32)および流出路用第３外方膨出部(34)とによって、膨張弁取付部材(6)の両嵌合凸部(46)(47)が挟まれるとともに、係合凸部(52)(53)と係合凹部(50)(51)とが互いに嵌り合う。この状態で、３枚のプレート(21)(22)(23)が適当な手段により仮止めされると、膨張弁取付部材(6)が冷媒入出部材を構成する３枚のプレート(21)(22)(23)に仮止めされる。

図８および図９は冷媒入出部材および膨張弁取付部材の第２の変形例を示す。

図８および図９において、冷媒入出部材(5)の第１プレート(21)の流入路用第１外方膨出部(28)の上下両側部分、すなわち冷媒入出部材(5)の３枚のプレート(21)(22)(23)の積層方向と直交する方向の両側部分、および第２プレート(22)の流入路用第２外方膨出部(32)の上下両側部分における流入路(24)の入口(24a)側端部の内面に、それぞれ流入路(24)の内方に突出し、かつ横断面における外方膨出部(28)(32)の接線方向（左右方向）にのびる係合凸部(60)が形成されている。また、冷媒入出部材(5)の第１プレート(21)の流出路用第１外方膨出部(29)の上下両側部分および第２プレート(22)の流出路用第３外方膨出部(34)の上下両側部分における流出路(25)の出口(25a)側端部の内面に、それぞれ流出路(25)の内方に突出し、かつ横断面における外方膨出部(29)(34)の接線方向（左右方向）にのびる係合凸部(61)が形成されている。これらの係合凸部(60)(61)は、外方膨出部(28)(32)(29)(34)の周壁における後端から若干前側の部分に、上下方向にのびるスリットを入れるとともに、当該スリットよりも後側の部分を変形させることにより形成されている。さらに、冷媒入出部材(5)の中間プレート(23)における第１切り欠き(35)および第２切り欠き(38)の上下両側縁部の後端部に、それぞれ切り欠き(35)(38)の内方に突出した係合凸部(62)(63)が一体に形成されている。すべての係合凸部(60)(61)(62)(63)の前後方向の位置は同一であり、すべての係合凸部(60)(61)(62)(63)の前後方向の幅は等しくなっている。

膨張弁取付部材(6)の各嵌合凸部(46)(47)の外周面における上下両側部分、すなわち冷媒入出部材(5)の３枚のプレート(21)(22)(23)の積層方向と直交する方向の両側部分に、それぞれ冷媒入出部材(5)の３枚のプレート(21)(22)(23)の係合凸部(60)(61)(62)(63)が嵌る前後方向にのびる係合凹部(64)(65)が形成されている。係合凹部(64)(65)は溝状であり、その左右両端部は嵌合凸部(46)(47)の左右両方に開口している。

エバポレータ(1)の製造時において、冷媒入出部材(5)の３枚のプレート(21)(22)(23)を積層する際に、第１プレート(21)の流入路用第１外方膨出部(28)および流出路用第１外方膨出部(29)と、第２プレート(22)の流入路用第２外方膨出部(32)および流出路用第３外方膨出部(34)とによって、膨張弁取付部材(6)の両嵌合凸部(46)(47)が挟まれるとともに、係合凸部(60)(61)(62)(63)と係合凹部(64)(65)とが互いに嵌り合う。この状態で、３枚のプレート(21)(22)(23)が適当な手段により仮止めされると、膨張弁取付部材(6)が冷媒入出部材を構成する３枚のプレート(21)(22)(23)に仮止めされる。したがって、膨張弁取付部材(6)の３枚のプレート(21)(22)(23)からの脱落が防止される。

図１０および図１１は冷媒入出部材および膨張弁取付部材の第３の変形例を示す。

図１０および図１１において、冷媒入出部材(5)の第１プレート(21)の流入路用第１外方膨出部(28)の上下両側部分、すなわち冷媒入出部材(5)の３枚のプレート(21)(22)(23)の積層方向と直交する方向の両側部分、および第２プレート(22)の流入路用第２外方膨出部(32)の上下両側部分における流入路(24)の入口(24a)側端部の内面に、それぞれ係合凹部(70)が形成されている。また、冷媒入出部材(5)の第１プレート(21)の流出路用第１外方膨出部(29)の上下両側および第２プレート(22)の流出路用第３外方膨出部(34)の上下両側部分における流出路(25)の出口(25a)側端部の内面に、それぞれ係合凹部(71)が形成されている。第１プレートおよび第２プレートの係合凹部(70)(71)は、外方膨出部(28)(32)(29)(34)の周壁を外方に変形せせることにより形成されており、中間プレート(23)側に開口している。さらに、冷媒入出部材(5)の中間プレート(23)における第１切り欠き(35)および第２切り欠き(38)の上下両側縁部の後端部に、それぞれ係合凹部(72)(73)が形成されている。すべての係合凹部(70)(71)(72)(73)の前後方向の位置は同一であり、すべての係合凹部(70)(71)(72)(73)の前後方向の幅は等しくなっている。

膨張弁取付部材(6)の各嵌合凸部(46)(47)の外周面における上下両側部分、すなわち冷媒入出部材(5)の３枚のプレート(21)(22)(23)の積層方向と直交する方向の両側部分に、それぞれ冷媒入出部材(5)の３枚のプレート(21)(22)(23)の係合凹部(70)(71)(72)(73)内に嵌る係合凸部(74)(75)が形成されている。

エバポレータ(1)の製造時において、冷媒入出部材(5)の３枚のプレート(21)(22)(23)を積層する際に、第１プレート(21)の流入路用第１外方膨出部(28)および流出路用第１外方膨出部(29)と、第２プレート(22)の流入路用第２外方膨出部(32)および流出路用第３外方膨出部(34)とによって、膨張弁取付部材(6)の両嵌合凸部(46)(47)が挟まれるとともに、係合凸部(74)(75)と係合凹部(70)(71)(72)(73)とが互いに嵌り合う。この状態で、３枚のプレート(21)(22)(23)が適当な手段により仮止めされると、膨張弁取付部材(6)が冷媒入出部材を構成する３枚のプレート(21)(22)(23)に仮止めされる。したがって、膨張弁取付部材(6)の３枚のプレート(21)(22)(23)からの脱落が防止される。

図１２は膨張弁取付部材の第４の変形例を示す。

図１２において、膨張弁取付部材(80)は、アルミニウム製ブロック状本体(81)と、本体(81)に貫通状に固定された２つのアルミニウム製筒状体(82)(83)とからなる。ブロック状本体(81)には上下に２つの横断面円形の貫通穴(84)(85)が形成され、この貫通穴(84)(85)に２つの筒状体(82)(83)が通されてブロック状本体(81)に固定されている。下側の筒状体(82)内が高圧冷媒通路(82a)となり、上側の筒状体(83)内が低圧冷媒通路(83a)となっており、両筒状体(82)(83)におけるブロック状本体(81)から後方（冷媒入出部材(5)）側に突出した部分が、冷媒入出部材(5)の流入路(24)および流出路(25)内に嵌る円筒状の嵌合凸部(86)(87)となっている。

冷媒入出部材(5)は図６および図７に示すものであり、膨張弁取付部材(6)の各嵌合凸部(86)(87)の外周面における左右両側部分、すなわち冷媒入出部材(5)の３枚のプレート(21)(22)(23)の積層方向の両側部分に、それぞれ冷媒入出部材(5)の係合凹部(50)(51)内に嵌る係合凸部(88)(89)が一体に形成されている。

エバポレータ(1)の製造時においては、図６および図７に示す冷媒入出部材および膨張弁取付部材の第２の変形例の場合と同様にして、膨張弁取付部材(80)の３枚のプレート(21)(22)(23)からの脱落が防止される。

なお、図１２に示す膨張弁取付部材において、上述した実施形態や、冷媒入出部材および膨張弁取付部材の他の変形例の場合と同様に、係合凸部と係合凹部とが互いに嵌り合うように、嵌合凸部に係合凹部または係合凸部が設けられていてもよい。

なお、この発明による熱交換器は、１対の皿状プレートを対向させて周縁部どうしをろう付してなる複数の偏平中空体が並列状に配置されてなり、前後方向に並んで配置された冷媒入口ヘッダ部および冷媒出口ヘッダ部と、両ヘッダ部と間隔をおいて配置された冷媒ターン部と、冷媒入口ヘッダ部と冷媒ターン部とを連通させる複数の冷媒往き側冷媒流通部と、冷媒出口ヘッダ部と冷媒ターン部を連通させる複数の冷媒戻り側冷媒流通部とを備えており、冷媒入口ヘッダ部の一端に冷媒入口が形成されるとともに、冷媒出口ヘッダ部における冷媒入口と同一端に冷媒出口が形成され、冷媒入口から冷媒入口ヘッダ部内に流入した冷媒が、冷媒往き側冷媒流通部を通って冷媒ターン部に至り、ここで流れ方向を変えて冷媒戻り側冷媒流通部を通って冷媒出口ヘッダ部に戻り、冷媒出口から送り出されるようになっている形式の所謂積層型エバポレータにも適用可能である。

この発明による熱交換器は、カーエアコンを構成する冷凍サイクルのエバポレータに好適に用いられる。

(1)：エバポレータ（熱交換器）
(5)：冷媒入出部材
(6)(80)：膨張弁取付部材（熱交換器用接続装置）
(6a)(6b)：
(7)：冷媒入口ヘッダ部
(8)：冷媒出口ヘッダ部
(9)：冷媒入口
(11)：冷媒出口
(21)：第１プレート
(22)：第２プレート
(23)：中間プレート
(24)：流入路
(24a)：入口
(25)：流出路
(25a)：出口
(28)(32)(33)：流入路用外方膨出部
(29)(31)(34)：流出路用外方膨出部
(36)(37)(39)(41)：貫通穴
(35)(38)：切り欠き
(44)(45)(52)(53)(60)(61)(62)(63)(74)(75)(88)(89)：係合凸部
(48)(49)(50)(51)(64)(65)(70)(71)(72)(73)：係合凹部
(46)(47)(86)(87)：嵌合凸部
(82)(83)：筒状体
(82a)(83a)：冷媒通路

Claims (9)

1. 通風方向に並んで配置された冷媒入口ヘッダ部および冷媒出口ヘッダ部と、両ヘッダ部を通じさせる冷媒循環経路とを備えており、冷媒入口ヘッダ部の一端に冷媒入口が形成されるとともに、冷媒出口ヘッダ部における冷媒入口と同一端に冷媒出口が形成され、冷媒入口から冷媒入口ヘッダ部内に流入した冷媒が、冷媒循環経路を通って冷媒出口ヘッダ部に戻り、冷媒出口から送り出されるようになっている熱交換器において、
   積層された第１プレートおよび第２プレートを有し、かつ冷媒入口ヘッダ部および冷媒出口ヘッダ部に跨って接合された冷媒入出部材と、両端が開口した冷媒通路を有し、かつ冷媒入出部材に接合された熱交換器用接続装置とを備えており、冷媒入出部材の両プレート間に、一端が冷媒入口ヘッダ部の冷媒入口に通じるとともに他端が冷媒入出部材の１つの側縁部に開口した流入路、および一端が冷媒出口ヘッダ部の冷媒出口に通じるとともに他端が冷媒入出部材における流入路が開口した側縁部に開口した流出路が、少なくともいずれか一方のプレートを外方に膨出させることにより形成され、熱交換器用接続装置の各冷媒通路の一端開口の周囲に、冷媒入出部材の流入路および流出路の上記他端開口内に嵌る嵌合凸部が設けられ、冷媒入出部材の両プレートにおける流入路内および流出路内に臨む面と、熱交換器用接続装置の嵌合凸部の外周面との間に、互いに嵌り合う係合凸部と係合凹部とが形成されている熱交換器。
2. 冷媒入出部材の第１プレートおよび第２プレートに、それぞれ流入路用外方膨出部および流出路用外方膨出部が形成され、熱交換器用接続装置の嵌合凸部の外周面における冷媒入出部材の両プレートの積層方向の両側部分と、冷媒入出部材の両プレートの流入路用外方膨出部および流出路用外方膨出部における膨出方向の頂部の内面との間に、互いに嵌り合う係合凸部と係合凹部とが形成されている請求項１記載の熱交換器。
3. 冷媒入出部材の第１プレートと第２プレートとの間に中間プレートが介在させられるとともに当該中間プレートが第１プレートおよび第２プレートに接合されており、中間プレートに、流入路と流出路とが全プレートの積層方向から見て交差するように、第１および第２プレートの流入路用外方膨出部どうし、ならびに第１および第２プレートの流出路用外方膨出部どうしを通じさせる切り欠きおよび貫通穴が形成されている請求項２記載の熱交換器。
4. 冷媒入出部材の第１プレートおよび第２プレートに、それぞれ流入路用外方膨出部および流出路用外方膨出部が形成され、熱交換器用接続装置の嵌合凸部の外周面における冷媒入出部材の両プレートの積層方向と直交する方向の両側部分に、上記積層方向にのびるとともに両端が開口した溝状の係合凹部が形成され、冷媒入出部材の両プレートの流入路用外方膨出部の内面と流出路用外方膨出部の内面とに跨るように係合凸部が形成されている請求項１記載の熱交換器。
5. 冷媒入出部材の第１プレートと第２プレートとの間に中間プレートが介在させられるとともに当該中間プレートが第１プレートおよび第２プレートに接合されており、中間プレートに、流入路と流出路とが全プレートの積層方向から見て交差するように、第１および第２プレートの流入路用外方膨出部どうし、ならびに第１および第２プレートの流出路用外方膨出部どうしを通じさせる切り欠きおよび貫通穴が形成され、中間プレートにおける流入路および流出路の熱交換器用接続装置側の端部を形成する切り欠きの両側縁部に、熱交換器用接続装置の嵌合凸部の係合凹部に嵌る係合凸部が形成されている請求項４記載の熱交換器。
6. 冷媒入出部材の第１プレートおよび第２プレートに、それぞれ流入路用外方膨出部および流出路用外方膨出部が形成され、熱交換器用接続装置の嵌合凸部の外周面における冷媒入出部材の両プレートの積層方向と直交する方向の両側部分に係合凸部が形成され、冷媒入出部材の両プレートの流入路用外方膨出部の内面と流出路用外方膨出部の内面とに跨るように係合凹部が形成されている請求項１記載の熱交換器。
7. 冷媒入出部材の第１プレートと第２プレートとの間に中間プレートが介在させられるとともに当該中間プレートが第１プレートおよび第２プレートに接合されており、中間プレートに、流入路と流出路とが全プレートの積層方向から見て交差するように、第１および第２プレートの流入路用外方膨出部どうし、ならびに第１および第２プレートの流出路用外方膨出部どうしを通じさせる切り欠きおよび貫通穴が形成され、中間プレートにおける流入路および流出路の熱交換器用接続装置側の端部を形成する切り欠きの両側縁部に、熱交換器用接続装置の嵌合凸部の係合凸部が嵌る係合凹部が形成されている請求項６記載の熱交換器。
8. 熱交換器用接続装置に嵌合凸部が一体に形成されており、熱交換器用接続装置の冷媒通路の一端部嵌合凸部の先端面に開口している請求項１〜７のうちのいずれかに記載の熱交換器。
9. 熱交換器用接続装置が、ブロック状本体と、ブロック状本体に貫通状に固定された２つの筒状体とよりなり、筒状体内が冷媒通路となっているとともに、筒状体におけるブロック状本体から突出した部分が嵌合凸部となっている請求項１〜７のうちのいずれかに記載の熱交換器。

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