(57)【要約】【課題】十分な耐圧性を確保した上で軽量化を図りうるヘッダタンク用外側プレートの製造方法を提供する。【解決手段】形成すべき外方膨出部24の外形の幅、長さおよび高さよりも大きい幅、長さおよび深さを有する凹部を備えた第１の雌型と、外方膨出部24の内形の幅、長さおよび高さよりも大きい幅、長さおよび高さを有する凸部を備えた第１の雄型とを使用し、金属素板に第１のプレス加工を施して、予備膨出部を形成する。形成すべき外方膨出部24の外形の幅、長さおよび高さに一致した幅、長さおよび深さを有する凹部38を備えた第２の雌型37と、同じく外方膨出部24の内形の幅、長さおよび高さに一致した幅、長さおよび高さを有する凸部41を備えた第２の雄型40とを使用し、金属素板を幅方向の両側から拘束しつつ当該金属素板に第２のプレス加工を施すして外方膨出部24を形成する。【選択図】図１２
2008180477.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外側プレートと、内側プレートと、これら両プレート間に介在させられた中間プレートとが互いに積層されてろう付されることにより構成されており、外側プレートに、その長さ方向にのびかつ中間プレートにより開口が閉鎖された外方膨出部が形成され、内側プレートにおける外方膨出部と対応する部分に、複数の管挿入穴が内側プレートの長さ方向に間隔をおいて貫通状に形成され、中間プレートに、内側プレートの各管挿入穴を外側プレートの外方膨出部内に通じさせる連通穴が貫通状に形成されている熱交換器のヘッダタンクに用いられる外側プレートを製造する方法であって、
形成すべき外方膨出部の外形の幅、長さおよび高さよりも大きい幅、長さおよび深さを有する凹部を備えた第１の雌型と、同じく外方膨出部の内形の幅、長さおよび高さよりも大きい幅、長さおよび高さを有する凸部を備えた第１の雄型とを使用し、金属素板に第１のプレス加工を施すことによって、外形および内形の幅、長さおよび高さが、形成すべき外方膨出部の外形および内形の幅、長さおよび高さよりも大きい予備膨出部を形成し、予備膨出部の内周面と、金属素板における予備膨出部の開口の周囲の面との連接部の曲率半径を、形成すべき外方膨出部の内周面と、製造すべき外側プレートにおける外方膨出部の開口の周囲の面との連接部の曲率半径よりも大きくすること、
ならびに形成すべき外方膨出部の外形の幅、長さおよび高さに一致した幅、長さおよび深さを有する凹部を備えた第２の雌型と、同じく外方膨出部の内形の幅、長さおよび高さに一致した幅、長さおよび高さを有する凸部を備えた第２の雄型とを使用し、予備膨出部が形成された金属素板を幅方向の両側から拘束しつつ当該金属素板に第２のプレス加工を施すことによって、予備膨出部の外形および内形の幅、長さおよび高さを小さくして外方膨出部の外形および内形の幅、長さおよび高さに一致させるとともに、予備膨出部の内周面と、金属素板における予備膨出部の開口の周囲の面との連接部の曲率半径を小さくすることを特徴とするヘッダタンク用外側プレートの製造方法。
【請求項２】
第２のプレス加工の際に、第２雌型の凹部および凹部の周囲の平坦面により、金属素板の予備膨出部を内側に押し付けることによって、予備膨出部の外形および内形の幅、長さおよび高さを小さくして外方膨出部の外形および内形の幅、長さおよび高さに一致させるとともに、予備膨出部の内周面と、金属素板における予備膨出部の開口の周囲の面との連接部の曲率半径を小さくする請求項１記載のヘッダタンク用外側プレートの製造方法。
【請求項３】
第２のプレス加工の際に、予備膨出部の内周面と、金属素板における予備膨出部の開口の周囲の面との連接部の曲率半径を１ｍｍ以下にする請求項１または２記載のヘッダタンク用外側プレートの製造方法。
【請求項４】
互いに間隔をおいて配置された１対のヘッダタンクと、両ヘッダタンク間に並列状に配置されかつ両端部がそれぞれ両ヘッダタンクに接続された複数の熱交換管とを備えており、各ヘッダタンクが、請求項１〜３のうちのいずれかに記載の方法で製造された外側プレートと、内側プレートと、これら両プレート間に介在させられた中間プレートとが互いに積層されてろう付されることにより構成されており、内側プレートにおける外側プレートの外方膨出部と対応する部分に、複数の管挿入穴が内側プレートの長さ方向に間隔をおいて貫通状に形成され、中間プレートに、内側プレートの各管挿入穴を外側プレートの外方膨出部内に通じさせる連通穴が貫通状に形成されている熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、熱交換器のヘッダタンクに用いられるヘッダタンク用外側プレートの製造方法に関し、さらに詳しくは、たとえばＣＯ２（二酸化炭素）などの超臨界冷媒が用いられる超臨界冷凍サイクルのガスクーラやエバポレータに好適に使用される熱交換器のヘッダタンクに用いられるヘッダタンク用外側プレートの製造方法に関する。
【０００２】
この明細書において、「超臨界冷凍サイクル」とは、高圧側において、冷媒が臨界圧力を超えた超臨界状態となる冷凍サイクルを意味するものとし、「超臨界冷媒」とは、超臨界冷凍サイクルに用いられる冷媒を意味するものとする。
【背景技術】
【０００３】
超臨界冷凍サイクルに用いられる熱交換器として、互いに間隔をおいて配置された１対のヘッダタンクと、両ヘッダタンク間に間隔をおいて並列状に配置されかつ両端部が両ヘッダタンクに接続された扁平状熱交換管と、隣接する熱交換管間の通風間隙に配置されかつ熱交換管にろう付されたフィンとを備えており、各ヘッダタンクが、アルミニウムブレージングシート製外側プレートと、アルミニウムブレージングシート製内側プレートと、これら両プレート間に介在させられたアルミニウムベア材製中間プレートとが互いに積層されてろう付されることにより構成され、外側プレートに、外側プレートの長さ方向にのびかつ中間プレートにより開口が閉鎖された外方膨出部が形成され、内側プレートにおける外方膨出部と対応する部分に、複数の管挿入穴が内側プレートの長さ方向に間隔をおいて貫通状に形成され、中間プレートに、内側プレートの挿入穴よりも一回り大きくかつ各管挿入穴を外側プレートの外方膨出部内に通じさせる連通穴が貫通状に形成され、熱交換管の両端部が、両ヘッダタンクの内側プレートの管挿入穴および中間プレートの連通穴に挿入されて、内側プレートのろう材層を利用して内側プレートにろう付された熱交換器が知られている（特許文献１参照）。
【０００４】
超臨界冷凍サイクルに用いられるガスクーラやエバポレータの内圧は、フロン系冷媒が使用される冷凍サイクルに用いられる熱交換器の内圧よりもかなり高くなるので、熱交換器の特許文献１記載の熱交換器においては、ヘッダタンクの耐圧性を向上させる目的で、外側プレートが、肉厚および強度が比較的大きいアルミニウム板を用いて製造されている。すなわち、形成すべき外方膨出部の外形の幅、長さおよび高さに一致した幅、長さおよび深さを有する凹部を備えた雌型と、同じく外方膨出部の内形の幅、長さおよび高さに一致した幅、長さおよび高さを有する凸部を備えた雄型とを使用し、アルミニウム板に１度のプレス加工を施すことにより、外側プレートが製造されている。しかしながら、この場合、アルミニウム板の肉厚および強度が比較的大きいために、変形が不十分となり、形成された外方膨出部の内周面と、外側プレートにおける外方膨出部の開口の周囲の面との連接部の曲率半径が、予め決められていた寸法よりも大きくなり、この外側プレートを用いたヘッダタンクの耐圧性が低下することがある。その結果、外側プレートの肉厚をさらに大きくする必要があり、熱交換器の重量が大きくなるという問題がある。
【特許文献１】特開２００５−３００１３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この発明の目的は、上記問題を解決し、十分な耐圧性を確保した上で軽量化を図りうるヘッダタンク用外側プレートの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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。
【０００７】
1)外側プレートと、内側プレートと、これら両プレート間に介在させられた中間プレートとが互いに積層されてろう付されることにより構成されており、外側プレートに、その長さ方向にのびかつ中間プレートにより開口が閉鎖された外方膨出部が形成され、内側プレートにおける外方膨出部と対応する部分に、複数の管挿入穴が内側プレートの長さ方向に間隔をおいて貫通状に形成され、中間プレートに、内側プレートの各管挿入穴を外側プレートの外方膨出部内に通じさせる連通穴が貫通状に形成されている熱交換器のヘッダタンクに用いられる外側プレートを製造する方法であって、
形成すべき外方膨出部の外形の幅、長さおよび高さよりも大きい幅、長さおよび深さを有する凹部を備えた第１の雌型と、同じく外方膨出部の内形の幅、長さおよび高さよりも大きい幅、長さおよび高さを有する凸部を備えた第１の雄型とを使用し、金属素板に第１のプレス加工を施すことによって、外形および内形の幅、長さおよび高さが、形成すべき外方膨出部の外形および内形の幅、長さおよび高さよりも大きい予備膨出部を形成し、予備膨出部の内周面と、金属素板における予備膨出部の開口の周囲の面との連接部の曲率半径を、形成すべき外方膨出部の内周面と、製造すべき外側プレートにおける外方膨出部の開口の周囲の面との連接部の曲率半径よりも大きくすること、
ならびに形成すべき外方膨出部の外形の幅、長さおよび高さに一致した幅、長さおよび深さを有する凹部を備えた第２の雌型と、同じく外方膨出部の内形の幅、長さおよび高さに一致した幅、長さおよび高さを有する凸部を備えた第２の雄型とを使用し、予備膨出部が形成された金属素板を幅方向の両側から拘束しつつ当該金属素板に第２のプレス加工を施すことによって、予備膨出部の外形および内形の幅、長さおよび高さを小さくして外方膨出部の外形および内形の幅、長さおよび高さに一致させるとともに、予備膨出部の内周面と、金属素板における予備膨出部の開口の周囲の面との連接部の曲率半径を小さくすることを特徴とするヘッダタンク用外側プレートの製造方法。
【０００８】
2)第２のプレス加工の際に、第２雌型の凹部および凹部の周囲の平坦面により、金属素板の予備膨出部を内側に押し付けることによって、予備膨出部の外形および内形の幅、長さおよび高さを小さくして外方膨出部の外形および内形の幅、長さおよび高さに一致させるとともに、予備膨出部の内周面と、金属素板における予備膨出部の開口の周囲の面との連接部の曲率半径を小さくする上記1)記載のヘッダタンク用外側プレートの製造方法。
【０００９】
3)第２のプレス加工の際に、予備膨出部の内周面と、金属素板における予備膨出部の開口の周囲の面との連接部の曲率半径を１ｍｍ以下にする上記1)または2)記載のヘッダタンク用外側プレートの製造方法。
【００１０】
4)互いに間隔をおいて配置された１対のヘッダタンクと、両ヘッダタンク間に並列状に配置されかつ両端部がそれぞれ両ヘッダタンクに接続された複数の熱交換管とを備えており、各ヘッダタンクが、請求項１〜３のうちのいずれかに記載の方法で製造された外側プレートと、内側プレートと、これら両プレート間に介在させられた中間プレートとが互いに積層されてろう付されることにより構成されており、内側プレートにおける外側プレートの外方膨出部と対応する部分に、複数の管挿入穴が内側プレートの長さ方向に間隔をおいて貫通状に形成され、中間プレートに、内側プレートの各管挿入穴を外側プレートの外方膨出部内に通じさせる連通穴が貫通状に形成されている熱交換器。
【発明の効果】
【００１１】
上記1)の方法によれば、金属素板に第１のプレス加工を施すことによって、外形および内形の幅、長さおよび高さが、形成すべき外方膨出部の幅、長さおよび高さよりも大きい予備膨出部を形成し、予備膨出部の内周面と、金属素板における予備膨出部の開口の周囲の面との連接部の曲率半径を、形成すべき外方膨出部の内周面と、製造すべき外側プレートにおける外方膨出部の開口の周囲の面との連接部の曲率半径よりも大きくした後、金属素板に第２のプレス加工を施すことによって、予備膨出部の外形および内形の幅、長さおよび高さを小さくして外方膨出部の外形および内形の幅、長さおよび高さに一致させるとともに、予備膨出部の内周面と、金属素板における予備膨出部の開口の周囲の面との連接部の曲率半径を小さくするので、予備膨出部が形成された金属素板の材料が、第２のプレス加工に用いる第２の雄型および雌型の隅々に流れ、その結果製造された外側プレートの外方膨出部の内周面と、外方膨出部の開口の周囲の面との連接部の曲率半径を小さく、たとえば１mm以下とすることができる。したがって、この方法で製造された外側プレートを用いた熱交換器のヘッダタンクの耐圧性が向上し、外側プレートの肉厚を特許文献１記載の熱交換器に比べて薄くすることが可能になり、ヘッダタンクの軽量化、ひいてはこれを用いた熱交換器全体の軽量化を図ることができる。
【００１２】
上記2)の方法によれば、第２のプレス加工の際に、金属素板の材料を、第２のプレス加工に用いる第２の雄型および雌型の隅々に効果的に流すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、この発明の実施形態を、図面を参照して説明する。この実施形態は、この発明によるヘッダタンク用外側プレートの製造方法を、超臨界冷凍サイクルのガスクーラのヘッダタンク用外側プレートの製造に適用したものである。
【００１４】
なお、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）を前、これと反対側を後というものとし、図１および図２の上下、左右をそれぞれ上下、左右というものとする。また、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。
【００１５】
図１および図２はこの発明による方法で製造された外側プレートを備えたヘッダタンクを有するガスクーラの全体構成を示し、図３〜図６はその要部の構成を示し、図７〜図１２はヘッダタンクの製造方法を示す。
【００１６】
図１および図２において、超臨界冷媒、たとえばＣＯ２を使用する超臨界冷凍サイクルのガスクーラ(1)は、左右方向に間隔をおいて配置されかつ上下方向にのびる２つのヘッダタンク(2)(3)と、両ヘッダタンク(2)(3)間に、上下方向に間隔をおいて並列状に配置された複数の扁平状熱交換管(4)と、隣接する熱交換管(4)どうしの間の通風間隙、および上下両端の熱交換管(4)の外側に配置されて熱交換管(4)にろう付されたコルゲートフィン(5)と、上下両端のコルゲートフィン(5)の外側にそれぞれ配置されてコルゲートフィン(5)にろう付されたアルミニウム製サイドプレート(6)とを備えている。なお、この実施形態において、右側のヘッダタンク(2)を第１ヘッダタンク、左側のヘッダタンク(3)を第２ヘッダタンクというものとする。
【００１７】
図２〜図６に示すように、第１ヘッダタンク(2)は、両面にろう材層を有するブレージングシート、ここではアルミニウムブレージングシートから形成された外側プレート(7)と、両面にろう材層を有するブレージングシート、ここではアルミニウムブレージングシートから形成された内側プレート(8)と、金属ベア材、ここではアルミニウムベア材から形成されかつ外側プレート(7)と内側プレート(8)との間に介在させられた中間プレート(9)とが、積層されて互いにろう付されることにより構成されており、入口ヘッダ部(10A)および出口ヘッダ部(10B)が上下に並んで設けられている。
【００１８】
外側プレート(7)に、上下方向にのび、かつ膨出高さ、長さおよび幅の等しい複数、ここでは２つのドーム状外方膨出部(11A)(11B)が上下方向に間隔をおいて形成されている。外側プレート(7)における各外方膨出部(11A)(11B)の左側を向いた開口の周縁部は中間プレート(9)にろう付され、各外方膨出部(11A)(11B)の左側を向いた開口は中間プレート(9)により塞がれている。その結果、各外方膨出部(11A)(11B)内は上下両端が閉鎖された冷媒流通部(11a)(11b)となっている。各外方膨出部(11A)(11B)の内周面と、外側プレート(7)の左右方向内面における外方膨出部(11A)(11B)の周囲の部分との連接部(25)の曲率半径は、１mm以下、好ましくは０．５mm以下となっている（図４および図６参照）。また、外側プレート(7)の肉厚は２mm以上となっている。
【００１９】
外側プレート(7)の上側外方膨出部(11A)の頂部に冷媒入口(12)が形成されており、外方膨出部(11A)外面に、冷媒入口(12)に通じる冷媒流入路(14)を有する金属製、ここではアルミニウムベア材製入口部材(13)が、外側プレート(7)の外面のろう材を利用してろう付されている。また、下側外方膨出部(11B)の頂部に冷媒出口(15)が形成されており、外方膨出部(11B)外面に、冷媒出口(15)に通じる冷媒流出路(17)を有する金属製、ここではアルミニウムベア材製出口部材(16)が、外側プレート(7)の外面のろう材を利用してろう付されている。外側プレート(7)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にプレス加工を施することにより形成されている。
【００２０】
入口部材(13)および出口部材(16)には、その後面から前方にのびるねじ穴(26)(27)がそれぞれ形成されている。入口部材(13)のねじ穴(26)は、超臨界冷凍サイクルにおいて、圧縮機からのびる配管の先端部に取り付けられたジョイント部材をねじ止めするのに用いられ、出口部材(16)のねじ穴(27)は、中間熱交換器からのびる配管の先端部に取り付けられたジョイント部材をねじ止めするのに用いられる。
【００２１】
内側プレート(8)に、前後方向に長い複数の貫通状管挿入穴(18)が、上下方向に間隔をおいて形成されている。上半部の複数の管挿入穴(18)は、外側プレート(7)の上側外方膨出部(11A)の上下方向の範囲内に形成され、同じく下半部の複数の管挿入穴(18)は、下側外方膨出部(11B)の上下方向の範囲内に形成されている。また、管挿入穴(18)の前後方向の長さは、各外方膨出部(11A)(11B)の前後方向の幅よりも若干長く、管挿入穴(18)の前後両端部は外方膨出部(11A)(11B)の前後両側縁よりも外方に突出している。また、内側プレート(8)の前後両側縁部に、それぞれ右方に突出して先端が外側プレート(7)の外面まで至り、かつ外側プレート(7)と中間プレート(9)との境界部分を全長にわたって覆う被覆壁(19)が一体に形成され、外側プレート(7)および中間プレート(9)の前後両側面にろう付されている。各被覆壁(19)の突出端に、外側プレート(7)の外面に係合する複数の係合部(21)が、上下方向に間隔をおいて一体に形成され、外側プレート(7)にろう付されている。内側プレート(8)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にプレス加工を施すことにより形成されている。
【００２２】
中間プレート(9)に、内側プレート(8)の管挿入穴(18)を外側プレート(7)の外方膨出部(11A)(11B)内の冷媒流通部(11a)(11b)に通じさせる貫通状連通穴(22)が、管挿入穴(18)と同じ数だけ形成されている。各連通穴(22)は、内側プレート(8)の各管挿入穴(18)と対応する位置に形成されており、連通穴(22)は管挿入穴(18)よりも一回り大きくなっている。そして、内側プレート(8)の上半部の複数の管挿入穴(18)は、中間プレート(9)の上半部の複数の連通穴(22)を介して上側外方膨出部(11A)内の冷媒流通部(11a)に通じさせられ、同じく下半部の複数の管挿入穴(18)は、中間プレート(9)の下半部の複数の連通穴(22)を介して下側外方膨出部(11B)内の冷媒流通部(11b)に通じさせられている。外側プレート(7)の上側冷媒流通部(11a)に通じるすべての連通穴(22)、および下側冷媒流通部(11b)に通じるすべての連通穴(22)は、それぞれ中間プレート(9)における隣り合う連通穴(22)間の部分の前後方向中央部を切除することにより形成された連通部(23)により連通させられている。その結果、外側プレート(7)の各冷媒流通部(11a)(11b)に臨む連通穴(22)を連通させる連通部(23)、および連通穴(22)の前後方向中央部（連通穴(22)における連通部(23)に対応する部分）によって、中間プレート(9)に、外側プレート(7)の各冷媒流通部(11a)(11b)に通じかつ冷媒が上下方向に流れる冷媒流通部(9a)(9b)が形成されている。
【００２３】
そして、第１ヘッダタンク(2)の外側プレート(7)、内側プレート(8)および中間プレート(9)における上側の両冷媒流通部(11a)(9a)および下側の両冷媒流通部(11b)(9b)を含む部分により、それぞれ入口ヘッダ部(10A)および出口ヘッダ部(10B)が形成されており、外側プレート(7)の両冷媒流通部(11a)(11b)と中間プレート(9)の両冷媒流通部(9a)(9b)とによって、左方に開口するとともに当該開口が内側プレート(8)により塞がれた入口ヘッダ部(10A)および出口ヘッダ部(10B)の内部冷媒流通空間が形成されている。
【００２４】
図２に示すように、第２ヘッダタンク(3)は、第１ヘッダタンク(2)とほぼ同様な構成であり、同一物および同一部分に同一符号を付す。両ヘッダタンク(2)(3)は、内側プレート(8)どうしが対向するように配置されている。
【００２５】
第２ヘッダタンク(3)の外側プレート(7)に、第１ヘッダタンク(2)の外方膨出部(11A)(11B)の数よりも１つ少ない数、ここでは１つの外方膨出部(24)が、第１ヘッダタンク(2)の両外方膨出部(11A)(11B)にまたがるように外側プレート(7)の上端部から下端部にかけて形成されている。外側プレート(7)の外方膨出部(24)の右側を向いた開口は中間プレート(9)により塞がれている。その結果、外方膨出部(24)内は上下両端が閉鎖され、かつ冷媒が上下方向に流れる冷媒流通部(24a)となっている。外方膨出部(24)には冷媒入口および冷媒出口は形成されていない。なお、第２ヘッダタンク(3)においても、外方膨出部(24)の内周面と、外側プレート(7)の左右方向内面における外方膨出部(24)の周囲の部分との連接部の曲率半径は、１mm以下、好ましくは０．５mm以下となっている。
【００２６】
第２ヘッダタンク(3)の内側プレート(8)のすべての管挿入穴(18)は、外側プレート(7)の外方膨出部(24)の上下方向の範囲内に形成されており、内側プレート(8)のすべての管挿入穴(18)は、中間プレート(9)のすべての連通穴(22)を介して、外側プレート(7)の外方膨出部(24)内の冷媒流通部(24a)に通じさせられている。中間プレート(9)のすべての連通穴(22)は、中間プレート(9)における隣り合う連通穴(22)間の部分の前後方向中央部を切除することにより形成された連通部(23)により連通させられている。その結果、連通部(23)、および連通穴(22)の前後方向中央部（連通穴(22)における連通部(23)に対応する部分）によって、中間プレート(9)に、外側プレート(7)の冷媒流通部(24a)に通じかつ冷媒が上下方向に流れる冷媒流通部(9c)が形成されている。
【００２７】
そして、第２ヘッダタンク(3)の外側プレート(7)、内側プレート(8)および中間プレート(9)における両冷媒流通部(24a)(9c)を含む部分により、第１ヘッダタンク(2)の２つのヘッダ部(10A)(10B)よりも１つ少ない数、ここでは１つの中間ヘッダ部(20)が、第１ヘッダタンク(2)の両ヘッダ部(10A)(10B)に跨るように形成されており、外側プレート(7)の冷媒流通部(24a)と中間プレート(9)の冷媒流通部(9c)とによって、右方に開口するとともに当該開口が内側プレート(8)により塞がれた中間ヘッダ部(20)の内部冷媒流通空間が形成されている。また、外側プレート(7)の肉厚は２mm以上となっている。
【００２８】
両ヘッダタンク(2)(3)は、図７〜図１２に示すようにして製造されている。
【００２９】
まず、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からなる外側プレート成形用アルミニウム板(30)（金属素板）にプレス加工を施すことにより、図７および図８に示すような外方膨出部(11A)(11B)(24)を有する外側プレート(7)を形成する。
【００３０】
以下、第２ヘッダタンク(3)の外側プレート(7)の製造方法について、さらに詳しく述べる。まず、図９および図１０に示すように、形成すべき外方膨出部(24)の外形の幅(W1)、長さ(L1)および高さ(H1)（図１１(b)および図１２(b)参照）よりも大きい幅、長さおよび深さを有する凹部(32)を備えた第１の雌型(31)と、同じく外方膨出部(24)の内形の幅(W2)、長さ(L2)および高さ(H2)（図１１(b)および図１２(b)参照）よりも大きい幅、長さおよび高さを有する凸部(34)を備えた第１の雄型(33)とを使用し、アルミニウム板(30)に第１のプレス加工を施すことによって、外形および内形の幅、長さおよび高さが、形成すべき外方膨出部(24)の外形および内形の幅(W1)(W2)、長さ(L1)(L2)および高さ(H1)(H2)よりも大きい予備膨出部(35)を形成する。アルミニウム板(30)における予備膨出部(35)の内周面と、予備膨出部(35)の開口の周囲の面との連接部(36)の曲率半径は、形成すべき外方膨出部(24)の内周面と、製造すべき外側プレート(7)における外方膨出部(24)の開口の周囲の面との連接部の曲率半径よりも大きくなっている。たとえば、使用するアルミニウム板(30)の肉厚が３ｍｍ、製造後の外側プレート(7)の肉厚が３ｍｍ、同じく外側プレート(7)の前後方向の幅が２１ｍｍ、外方膨出部(24)の外形の幅(W1)が６ｍｍ、外方膨出部(24)の外形の高さ(H1)が３．８ｍｍ、外方膨出部(24)の内形の幅(W2)が３ｍｍ、外方膨出部(24)の内形の高さ(H2)が３．８ｍｍの場合、第１の雌型(31)の凹部(32)の深さを製造後の外側プレート(7)における外方膨出部(24)の外形の高さ(H1)よりも２ｍｍ以上深くしておき、同じく凹部(32)の前後方向の幅を、凹部(32)の幅方向両側の平坦面の幅(W3)がそれぞれ５．９ｍｍ以上となるような大きさとしておく（図１０(a)参照）。また、第１の雌型(31)の凹部(32)の長さは、予備膨出部(35)が形成されたアルミニウム板(30)における予備膨出部(35)の長さ方向外側部分の長さ(L3)が、製造後の外側プレート(7)の外方膨出部(24)の長さ方向外側部分の長さ(L4)よりも１ｍｍ程度短くなるような長さとしておく（図９(b)および図１１(b)参照）。
【００３１】
ついで、形成すべき外方膨出部(24)の外形の幅(W1)、長さ(L1)および高さ(H1)に一致した幅、長さおよび深さを有する凹部(38)を備えた第２の雌型(37)と、同じく外方膨出部(24)の内形の幅(W2)、長さ(L2)および高さ(H2)に一致した幅、長さおよび高さを有する凸部(41)を備えた第２の雄型(40)とを使用し、予備膨出部(35)が形成されたアルミニウム板(30)を、拘束部材(42)により幅方向の両側から拘束しつつ当該アルミニウム板に第２のプレス加工を施すことによって、予備膨出部(35)の外形および内形の幅、長さおよび高さを小さくするとともに、予備膨出部(35)の内周面と、金属素板における予備膨出部(35)の開口の周囲の面との連接部の曲率半径を小さく、たとえば１ｍｍ以下にして、外方膨出部(24)を形成する。第２のプレス加工の際には、第２雌型(37)の凹部(38)および凹部(38)の周囲の平坦面により、アルミニウム板(30)の予備膨出部(35)を内側に押し付けることによって、予備膨出部(35)の外形および内形の幅、長さおよび高さを小さくして外方膨出部(24)の外形および内形の幅(W1)(W2)、長さ(L1)(L2)および高さ(H1)(H2)に一致させるとともに、予備膨出部(35)の内周面と、アルミニウム板(30)における予備膨出部(35)の開口の周囲の面との連接部の曲率半径を小さくする。こうして、第２ヘッダタンク(3)の外側プレート(7)をつくる。また、上述した方法と同様にして、第１ヘッダタンク(2)の外側プレート(7)をつくる。この場合、第１および第２の雌型には２つの凹部が形成され、第１および第２の雄型には２つの凸部を形成される。なお、第１ヘッダタンク(2)の外側プレート(7)には冷媒入口(12)および冷媒出口(15)を形成しておく。
【００３２】
また、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にプレス加工を施すことにより、管挿入穴(18)、被覆壁(19)および被覆壁(19)に真っ直ぐに連なった係合部形成用突片(21A)を有する内側プレート(8)を形成する。さらに、アルミニウムベア材にプレス加工を施すことにより、連通穴(22)および連通部(23)を有する中間プレート(9)を形成する。
【００３３】
ついで、図７および図８に示すように、３つのプレート(7)(8)(9)を積層状に組み合わせた後、突片(21A)を曲げて係合部(21)を形成し、係合部(21)を外側プレート(7)に係合させて仮止め体をつくる。その後、仮止め体を所定温度に加熱し、外側プレート(7)のろう材層および内側プレート(8)のろう材層を利用して３つのプレート(7)(8)(9)を相互にろう付するとともに、被覆壁(19)と中間プレート(9)および外側プレート(7)の前後両側面、ならびに係合部(21)と外側プレート(7)とをそれぞれろう付する。こうして、両ヘッダタンク(2)(3)が製造されている。
【００３４】
熱交換管(4)は、金属、ここではアルミニウム製押出形材からなり、前後方向に幅広の扁平状で、その内部に長さ方向にのびる複数の冷媒通路(4a)が並列状に形成されている。熱交換管(4)の両端部は、それぞれ両ヘッダタンク(2)(3)の管挿入穴(18)に挿入された状態で、内側プレート(8)のろう材層を利用して内側プレート(8)にろう付されている。なお、熱交換管(4)の両端は中間プレート(9)の厚さ方向の中間部まで連通穴(22)内に入り込んでおり、中間プレート(9)の冷媒流通部(9a)(9b)(9c)内に臨んでいる。すべての熱交換管(4)は、右端部が第１ヘッダタンク(2)の入口ヘッダ部(10A)の内部冷媒流通空間に通じるとともに左端部が第２ヘッダタンク(3)の中間ヘッダ部(20)の内部冷媒流通空間の上半部に通じる複数の熱交換管(4)からなる熱交換管群と、右端部が第１ヘッダタンク(2)の出口ヘッダ部(10B)の内部冷媒流通空間に通じるとともに左端部が第２ヘッダタンク(3)の中間ヘッダ部(20)の内部冷媒流通空間の下半部に通じる複数の熱交換管(4)からなる熱交換管群とに分けられることにより、第１および第２の２つのパス(P1)(P2)に区分されており、各パス(P1)(P2)を構成する全ての熱交換管(4)における冷媒の流れ方向が同一となっているとともに、２つのパス(P1)(P2)の熱交換管(4)における冷媒の流れ方向が異なっている。
【００３５】
コルゲートフィン(5)は両面にろう材層を有するブレージングシート、ここでは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る。
【００３６】
ガスクーラ(1)は、ヘッダタンク(2)(3)を製造する際の上述した２つの仮止め体を、内側プレート(8)どうしが対向するように間隔をおいて配置するとともに、複数の熱交換管(4)とコルゲートフィン(5)とを交互に配置し、熱交換管(4)の両端部をそれぞれ両仮止め体の内側プレート(8)の管挿入穴(18)および中間プレート(9)の連通穴(22)に挿入するとともに、両端のコルゲートフィン(5)の外側にサイドプレート(6)を配置して適当な治具で固定することにより、全部品の組立体を得る。
【００３７】
その後、組立体を所定のろう付温度に加熱し、外側プレート(7)のろう材層および内側プレート(8)のろう材層を利用して３つのプレート(7)(8)(9)を相互にろう付するとともに、側面被覆壁(19)と外側プレート(7)および中間プレート(9)の前後両側面、プレート係合爪(21)と外側プレート(7)とをそれぞれろう付し、さらに外側プレート(7)のろう材層を利用して外側プレート(7)と入口部材(13)および出口部材(16)とをろう付することにより第１ヘッダタンク(2)を形成する。これと同時に、外側プレート(7)のろう材層および内側プレート(8)のろう材層を利用して３つのプレート(7)(8)(9)を相互にろう付するとともに、側面被覆壁(19)と外側プレート(7)および中間プレート(9)の前後両側面、プレート係合爪(21)と外側プレート(7)とをそれぞれろう付することにより第２ヘッダタンク(3)を形成する。さらに、これと同時に、内側プレート(8)と熱交換管(4)、熱交換管(4)とコルゲートフィン(5)、およびコルゲートフィン(5)とサイドプレート(6)とを同時にろう付する。こうして、ガスクーラ(1)が製造されている。
【００３８】
ガスクーラ(1)は、圧縮機、エバポレータ、減圧器およびガスクーラから出てきた冷媒とエバポレータから出てきた冷媒とを熱交換させる中間熱交換器とともに超臨界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。
【００３９】
上述したガスクーラ(1)において、圧縮機を通過したＣＯ２ が、入口部材(13)の冷媒流入路(14)を通って冷媒入口(12)から第１ヘッダタンク(2)の入口ヘッダ部(10A)内に入り、外側プレート(7)の冷媒流通部(11a)および中間プレート(9)の冷媒流通部(9a)を下方に流れながら分流して第１パス(P1)のすべての熱交換管(4)の冷媒通路(4a)内に流入する。冷媒通路(4a)内に流入したＣＯ２は、冷媒通路(4a)内を左方に流れて第２ヘッダタンク(3)の中間ヘッダ部(20)の内部冷媒流通空間の上半部に流入する。中間ヘッダ部(20)内の上半部に流入したＣＯ２は、外側プレート(7)の冷媒流通部(24a)および中間プレート(9)の冷媒流通部(9c)を通って下方に流れ、中間ヘッダ部(20)の内部冷媒流通空間の下半部において分流して第２パス(P2)のすべての熱交換管(4)の冷媒通路(4a)内に流入し、流れ方向を変えて冷媒通路(4a)内を右方に流れて第１ヘッダタンク(2)の出口ヘッダ部(10B)内に入る。その後、ＣＯ２は、外側プレート(7)の冷媒流通部(11b)および中間プレート(9)の冷媒流通部(9b)を下方に流れ、冷媒出口(15)および出口部材(16)の冷媒流出路(17)を通って流出する。そして、ＣＯ２が熱交換管(4)の冷媒通路(4a)内を流れる間に、通風間隙を図１に矢印Ｘで示す方向に流れる空気と熱交換し、冷却される。
【００４０】
上記実施形態においては、ヘッダタンク(2)(3)の中間プレート(9)の数は１枚であるが、中間プレート(9)は複数枚用いられてもよい。
【００４１】
また、上記の実施形態においては、超臨界冷凍サイクルの超臨界冷媒として、ＣＯ２が使用されているが、これに限定されるものではなく、エチレン、エタン、酸化窒素などが使用可能である。
【００４２】
さらに、上記の実施形態においては、熱交換管(4)は、アルミニウム押出形材からなるが、これに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からなる管製造用金属板を曲げた折り曲げ体からなるものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】この発明の方法により製造された外側プレートを有するヘッダタンクを用いたガスクーラの全体構成を示す斜視図である。
【図２】図１のガスクーラの後方から前方を見た一部省略垂直断面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線拡大断面図である。
【図４】図２のＢ−Ｂ線拡大断面図である。
【図５】図２のＣ−Ｃ線拡大断面図である。
【図６】図５のＤ−Ｄ線断面図である。
【図７】図１のガスクーラを製造するにあたり、第１ヘッダタンクを構成する３つのプレートと入口部材および出口部材を示す分解斜視図である。
【図８】図１のガスクーラを製造するにあたり、第２ヘッダタンクを構成する３つのプレートを示す分解斜視図である。
【図９】図１のガスクーラの第２ヘッダタンクの外側プレートを製造する方法における第１のプレス加工を示す概略縦断面図である。
【図１０】図１のガスクーラの第２ヘッダタンクの外側プレートを製造する方法における第１のプレス加工を示す概略横断面図である。
【図１１】図１のガスクーラの第２ヘッダタンクの外側プレートを製造する方法における第２のプレス加工を示す概略縦断面図である。
【図１２】図１のガスクーラの第２ヘッダタンクの外側プレートを製造する方法における第２のプレス加工を示す概略横断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
(1)：ガスクーラ（熱交換器）
(2)(3)：ヘッダタンク
(4)：熱交換管
(7)：外側プレート
(8)：内側プレート
(9)：中間プレート
(11A)(11B)(24)：外方膨出部
(18)：管挿入穴
(22)：連通穴
(23)：連通部
(31)：第１の雌型
(32)：凹部
(33)：第１の雄型
(34)：凸部
(35)：予備膨出部
(37)：第２の雌型
(38)：凹部
(40)：第２の雄型
(41)：凸部
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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