(57)【要約】【課題】扁平状の熱交換器コアを複数積層してなる積層型熱交換器において、部品の共用化を図る。【解決手段】熱交換器コア２ｎから第１の流体を排出すべく設けられた外部接続用の出口パイプ１１を、サイドプレート８ａに装着する。出口パイプ１１をチューブシート６ｎに装着しないため、チューブシート６ｎのスペックを出口パイプ１１に合わせる必要がなくなり、チューブシート６ｎ（熱交換器コア２ｎ）を他のチューブシート６（熱交換器コア２）と同じ形状とすることができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周部同士が接合された二つのチューブシート（６，７）によって形成され、その内部が第１の流体の通路となる扁平状の熱交換器コア（２）を複数積層するとともに、相互に隣接する熱交換器コア（２）間の空隙に第２の流体を導入して、第１の流体と第２の流体との間で熱交換させる積層型熱交換器（１）において、
第１または第２の流体を導入または排出すべく設けられた外部接続用の通路部材（１０，１１，１２，１３）が、積層された熱交換器コア（２）の積層方向端部でチューブシート（６ｎ）の外壁に当接するサイドプレート（８ａ〜８ｃ）に装着されることを特徴とする積層型熱交換器。
【請求項２】
前記サイドプレート（８ａ〜８ｃ）には、チューブシート（６ｎ）と嵌合接続するチューブシート嵌合部（１５ａ〜１５ｃ）と、通路部材（１０，１１，１２，１３）と嵌合接続する通路部材嵌合部（１４ａ〜１４ｃ）とが形成されることを特徴とする請求項１に記載の積層型熱交換器。
【請求項３】
外周部同士が接合された二つのチューブシート（６，７）によって形成され、その内部が第１の流体の通路となる扁平状の熱交換器コア（２）を複数積層するとともに、相互に隣接する熱交換器コア（２）間の空隙に第２の流体を導入して、第１の流体と第２の流体との間で熱交換させる積層型熱交換器（１）において、
積層された熱交換器コア（２）の積層方向端部でチューブシート（６ｎ）の外壁に当接するサイドプレート（８ｄ）の外壁にフランジ（４）が取り付けられ、
第１または第２の流体を導入または排出すべく設けられた外部接続用の通路部材（１０，１１，１２，１３）が前記フランジ（４）に装着されることを特徴とする積層型熱交換器。
【請求項４】
各通路部材（１０，１１，１２，１３）に対応した複数箇所で、前記サイドプレート（８ｄ）およびチューブシート（６ｎ）が位置決めされることを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか一つに記載の積層型熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両空調装置の蒸発器等に好適な積層型熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の積層型熱交換器として、流体の通路となる内部空間の形成された熱交換器コアを複数積層し、熱交換器コア内を流れる第１の流体と、相互に隣接する熱交換器コア間の空隙を流れる第２の流体との間で熱交換させるものが知られている。
【０００３】
この種の積層型熱交換器では、図６に示すように、積層した複数の熱交換器コアのうち最上段の熱交換器コア２Ａのチューブシート６Ａに設けられた貫通孔１６Ａに、外部接続用の通路部材１１の一端を嵌合するものがある。このとき、通路部材１１の外径Ｄｐは、その接続先のスペック（通路部材１１が接続されるチューブや管、穴の径等）によって決定されるため、通路部材１１が嵌挿される貫通孔１６Ａの内径Ｄ１も、接続先のスペックに依存することになる。
【０００４】
一方、この種の積層型熱交換器では、図６に示すように、積層された複数の熱交換器コア２の内部空間が相互に連通するように、上側のチューブシート６に設けた環状の突出部１７と下側のチューブシート７に設けた貫通孔１８とを嵌合させる。環状の突出部１７の貫通孔１６の径Ｄ２は、許容される流通抵抗から決定される。
【０００５】
なお、最上段に位置する熱交換器コアにおいて、上記環状の突出部の外壁にパイプの内面を嵌合するタイプの積層型熱交換器もある。この場合も、環状の突出部をパイプのスペックに合わせて形成するため、当該環状の突出部の内面としての貫通孔の径は、接続先のスペックに依存することになる。
【特許文献１】特開２００２−２７７１７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このように、従来のこの種の積層型熱交換器では、パイプを接続する熱交換器コアの上記貫通孔の径が接続先のスペックに基づいて決定されるのに対し、それ以外の熱交換器コアの貫通孔の径は流通抵抗等から決定されることになる。このため、パイプを接続する熱交換器コアとそれ以外の熱交換器コアは、同じ形状を有し、同じ位置に貫通孔を有しているにも拘わらず、貫通孔の径を同じにすることができないという理由から、パイプを接続する熱交換器コアは、他の熱交換器コアとは別に制作しなければならない場合があった。その場合、製造に手間を要し製造コストが増大してしまうという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、熱交換器コアを複数積層してなる積層型熱交換器において、熱交換器コアの部品（チューブシート）の共用化を図り、製造の手間を減らし製造コストを低減することを特徴とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の発明にあっては、外周部同士が接合された二つのチューブシート６，７によって形成され、その内部が第１の流体の通路となる扁平状の熱交換器コア２を複数積層するとともに、相互に隣接する熱交換器コア２間の空隙に第２の流体を導入して、第１の流体と第２の流体との間で熱交換させる積層型熱交換器１において、第１または第２の流体を導入または排出すべく設けられた外部接続用の通路部材１０，１１，１２，１３が、積層された熱交換器コア２の積層方向端部でチューブシート６ｎの外壁に当接するサイドプレート８ａ〜８ｃに装着されることを特徴とする。
【０００９】
請求項２の発明にあっては、上記請求項１の発明において、上記サイドプレート８ａ〜８ｃには、チューブシート６ｎと嵌合接続するチューブシート嵌合部１５ａ〜１５ｃと、通路部材１０，１１，１２，１３と嵌合接続する通路部材嵌合部１４ａ〜１４ｃとが形成されることを特徴とする。
【００１０】
請求項３の発明にあっては、外周部同士が接合された二つのチューブシート６，７によって形成され、その内部が第１の流体の通路となる扁平状の熱交換器コア２を複数積層するとともに、相互に隣接する熱交換器コア２間の空隙に第２の流体を導入して、第１の流体と第２の流体との間で熱交換させる積層型熱交換器１において、積層された熱交換器コア２の積層方向端部でチューブシート６ｎの外壁に当接するサイドプレート８ｄの外壁にフランジ４が取り付けられ、第１または第２の流体を導入または排出すべく設けられた外部接続用の通路部材１０，１１，１２，１３が前記フランジ４に装着されることを特徴とする。
【００１１】
請求項４の発明にあっては、各通路部材１０，１１，１２，１３に対応した複数箇所で、上記サイドプレート８ａ〜８ｄおよびチューブシート６ｎが位置決めされることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の発明によれば、通路部材１０，１１，１２，１３を、通路部材１０，１１，１２，１３に最も近い熱交換器コア２ｎのチューブシート６ｎでは無く、サイドプレート８ａ〜８ｃに装着したため、当該チューブシート６ｎを、他のチューブシート６と同じ構成とすることができる。
【００１３】
請求項２の発明によれば、サイドプレート８ａ〜８ｃに、通路部材嵌合部１４ａ〜１４ｃおよびチューブシート嵌合部１５ａ〜１５ｃを容易に位置精度良く形成することができるため、通路部材１０，１１，１２，１３およびチューブシート６ｎを位置精度良く設けることができる。
【００１４】
請求項３の発明によれば、通路部材１０，１１，１２，１３を、通路部材１０，１１，１２，１３に最も近い熱交換器コア２ｎのチューブシート６ｎでは無く、フランジ４に装着したため、当該チューブシート６ｎを、他のチューブシート６と同じ構成とすることができる。
【００１５】
請求項４の発明によれば、複数の箇所で位置決めすることができる分、チューブシート６ｎとサイドプレート８ａ〜８ｄとの位置精度が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１７】
まずは、図１および図２を参照して本発明の第１の実施形態について説明する。図１は、本実施形態にかかる積層型熱交換器の斜視図、図２は、図１のＡ面での断面図（ただし第１の流体の出口パイプ１１付近のみ）である。
【００１８】
本実施形態にかかる積層型熱交換器１は、第１の流体（例えば液体状の冷媒等）と第２の流体（例えば高温の気体）との間で熱交換を行わせるものである。図１の例では、熱交換器コア２を複数積層し、その上下端をサイドプレート８ａ，９で挟んで積層型熱交換器１の本体１ａが構成されている。そして、その本体１ａの上面の四隅に、第１の流体の入口パイプ１０、第１の流体の出口パイプ１１、第２の流体の入口パイプ１２、および第２の流体の出口パイプ１３が設けられている。なお、本実施形態では、これら入口パイプ１０，１２および出口パイプ１１，１３が、本体１ａに対して第１または第２の流体を導入または排出すべく設けられた外部接続用の通路部材に相当する。
【００１９】
各熱交換器コア２は、二つのチューブシート６，７の外周部同士を接合して扁平状に形成されており、その内部空間が第１の流体の通路となる。
【００２０】
入口パイプ１０から流入した第１の流体は、各熱交換器コア２の内部空間（内部通路）に分配され、その後再び集約されて出口パイプ１１から吐出される。
【００２１】
各熱交換器コア２は、外周部において上下方向（積層方向）に膨出する領域を有しており（図示せず）、熱交換器コア２を積層すると、相互に隣接する熱交換器コア２間の中心側に空隙（図示せず）が形成される。本実施形態にかかる積層型熱交換器１は、この空隙に第２の流体を流通させ、熱交換器コア２内を流通する第１の流体との間で熱交換を行わせる。
【００２２】
そして、図２に示すように、本実施形態では、サイドプレート８ａに例えばバーリング加工を施すことにより、そのサイドプレート８ａの上面に有底円筒状の突出部３ａを形成している。突出部３ａの上底には貫通孔１４ａが設けられており、この貫通孔１４ａが出口パイプ１１を嵌合する嵌合部（すなわち通路部材嵌合部）として用いられる。また、突出部３ａの内側の有底孔１５ａが、上側のチューブシート６ｎの突出部１７を嵌合する嵌合部（すなわちチューブシート嵌合部）として用いられる。
【００２３】
このように、本実施形態では、通路部材としての出口パイプ１１は、当該出口パイプ１１から最も近い熱交換器コア２ｎのチューブシート６ｎではなく、サイドプレート８ａに装着されている。よって、従来は出口パイプ１１との嵌合に用いていたチューブシート６ｎに設けられる貫通孔１６の径を、出口パイプ１１のスペックを考慮して設定する必要が無くなり、他の熱交換器コア２の貫通孔１６の径と同じにすることができる。すなわち、出口パイプ１１に最も近い熱交換器コア２ｎおよびそのチューブシート６ｎを、他の熱交換器コア２およびそのチューブシート６と全く同じ構成にすることができ、その分、積層型熱交換器１の製造の手間が減り、製造コストを低減することができる。
【００２４】
また、本実施形態では、サイドプレート８ａに、通路部材嵌合部としての貫通孔１４ａを形成するため、チューブシートに通路部材の嵌合部を形成する場合に比べて、より容易にかつより精度良く嵌合部を形成することができるという利点がある。さらに、略平板状のサイドプレート８ａを加工することで、通路部材嵌合部としての貫通孔１４ａおよびチューブシート嵌合部としての有底孔１５ａを容易に位置精度良く形成することができるので、出口パイプ１１とチューブシート６ｎを位置精度良く設けることができるという利点がある。
【００２５】
次に、図３を参照して本発明の第２の実施形態について説明する。図３は、図１のＡ面と同じ面における積層型熱交換器の断面図（ただし第１の流体の出口パイプ１１付近のみ）である。なお、本実施形態では、サイドプレート８ａに代えてサイドプレート８ｂを用いる点以外、上記第１の実施形態とほぼ同様の構成を備える。よって、ここでは、同様の構成要素に同じ符号を付すとともに、同様構成部分の詳細な説明を省略する。
【００２６】
図３に示すように、本実施形態では、サイドプレート８ｂの上面に２段の先細円筒状の突出部３ｂを形成している。そして、突出部３ｂの先端側円筒の内面としての貫通孔１４ｂが、出口パイプ１１を嵌合する嵌合部（すなわち通路部材嵌合部）として用いられ、根元側円筒の内面としての有底孔１５ｂが、上側のチューブシート６ｎの突出部１７を嵌合する嵌合部（すなわちチューブシート嵌合部）として用いられる。このような形状は、通路部材が比較的細い場合に有効である。
【００２７】
このように、本実施形態でも、通路部材としての出口パイプ１１は、当該出口パイプ１１から最も近い熱交換器コア２ｎのチューブシート６ｎではなく、サイドプレート８ｂに装着されている。よって、本実施形態によっても、出口パイプ１１に最も近い熱交換器コア２ｎおよびそのチューブシート６ｎを、他の熱交換器コア２およびそのチューブシート６と全く同じ構成にすることができ、その分、積層型熱交換器１の製造の手間が減り、製造コストを低減することができる。
【００２８】
次に、図４を参照して本発明の第３の実施形態について説明する。図４は、図１のＡ面と同じ面における積層型熱交換器の断面図（ただし第１の流体の出口パイプ１１付近のみ）である。なお、本実施形態では、サイドプレート８ａに代えてサイドプレート８ｃを用いる点以外、上記第１の実施形態とほぼ同様の構成を備える。よって、ここでは、同様の構成要素に同じ符号を付すとともに、同様構成部分の詳細な説明を省略する。
【００２９】
図４に示すように、本実施形態では、サイドプレート８ｃの上面に２段の先太円筒状の突出部３ｃを形成している。そして、突出部３ｃの先端側円筒の内面としての有底孔１４ｃが出口パイプ１１を嵌合する嵌合部（すなわち通路部材嵌合部）として用いられ、根元側円筒の内面としての貫通孔１５ｃが、上側のチューブシート６ｎの突出部１７を嵌合する嵌合部（すなわちチューブシート嵌合部）として用いられる。このような形状は、通路部材が比較的太い場合に有効である。
【００３０】
このように、本実施形態でも、通路部材としての出口パイプ１１は、当該出口パイプ１１から最も近い熱交換器コア２ｎのチューブシート６ではなく、サイドプレート８ｃに装着されている。よって、本実施形態によっても、出口パイプ１１に最も近い熱交換器コア２ｎおよびそのチューブシート６ｎを、他の熱交換器コア２およびそのチューブシート６と全く同じ構成にすることができ、その分、積層型熱交換器１の製造の手間が減り、製造コストを低減することができる。
【００３１】
次に、図５を参照して本発明の第４の実施形態について説明する。図５は、図１のＡ面と同じ面における積層型熱交換器の断面図（ただし第１の流体の出口パイプ１１付近のみ）である。なお、本実施形態では、サイドプレート８ａに代えてサイドプレート８ｄを用い、そのサイドプレート８ｄにフランジ４を装着した点以外、上記第１の実施形態とほぼ同様の構成を備える。よって、ここでは、同様の構成要素に同じ符号を付すとともに、同様構成部分の詳細な説明を省略する。
【００３２】
図５に示すように、本実施形態では、平板状のサイドプレート８ｄに貫通孔１５ｄが設けられており、これがチューブシート６ｎの突出部１７を嵌合する嵌合部（すなわちチューブシート嵌合部）として用いられる。そして、この貫通孔１５ｄが設けられる部分の上面に、環状のフランジ４が例えば溶接等によって固定されている。このフランジ４の内面としての貫通孔１４ｄが、出口パイプ１１を嵌合する嵌合部（すなわち通路部材嵌合部）として用いられる。なお、貫通孔１４ｄおよび貫通孔１５ｄは、いずれも打ち抜き加工によって形成するのが好適である。こうした方が、バーリング加工によって形成する場合に比べて加工自体が容易となり、しかも形状精度が向上する。
【００３３】
本実施形態でも、通路部材としての出口パイプ１１は、当該出口パイプ１１から最も近い熱交換器コア２ｎのチューブシート６ｎではなく、フランジ４に装着されている。よって、本実施形態によっても、出口パイプ１１に最も近い熱交換器コア２ｎおよびそのチューブシート６ｎを、他の熱交換器コア２およびそのチューブシート６と全く同じ構成にすることができ、その分、積層型熱交換器１の製造の手間が減り、製造コストを低減することができる。
【００３４】
なお、上述した第１〜第４の実施形態では、通路部材としての第１の流体の出口パイプ１１に関連する構成についてのみ説明したが、第１の流体の入口パイプ１０、第２の流体の入口パイプ１２、および第２の流体の出口パイプ１３についてもほぼ同様の構成を採用することができる。そして、複数の通路部材１０，１１，１２，１３について当該構成を採用すれば、複数箇所で位置決めすることができる分、チューブシート６ｎとサイドプレート８ａ〜８ｄの面方向の位置精度が向上する。
【００３５】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で上記実施形態に種々の改変を施すことができる。例えば、積層型熱交換器や熱交換器コアの外形、各流体の出入口の配置等は適宜変更することができるし、サイドプレートやフランジの大きさ、形状、位置、数等も適宜変更することができる。また、サイドプレートに設けられる環状の突出部は、円環以外の形状としても良いし、突出した部分に切り欠き等を有する構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施形態にかかる積層型熱交換器の斜視図。
【図２】本発明の第１の実施形態にかかる積層型熱交換器の断面図。
【図３】本発明の第２の実施形態にかかる積層型熱交換器の断面図。
【図４】本発明の第３の実施形態にかかる積層型熱交換器の断面図。
【図５】本発明の第４の実施形態にかかる積層型熱交換器の断面図。
【図６】従来の積層型熱交換器の断面図。
【符号の説明】
【００３７】
１  積層型熱交換器
２  熱交換器コア
４  フランジ
６，６ｎ，７  チューブシート
８ａ〜８ｄ  サイドプレート
１０，１２  入口パイプ（通路部材）
１１，１３  出口パイプ（通路部材）
１４ａ〜１４ｃ  通路部材嵌合部
１５ａ〜１５ｃ  チューブシート嵌合部
【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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