(57)【要約】【課題】充分な接合強度を確保するとともに簡素な構造で接続先への方向性の自由度を高めることのできる熱交換器およびその製造方法を実現する。【解決手段】ジョイント１９０は、流通部１５１と連通する連通流路１９１ａが形成された接続部１９１と、一方向に貫通する流路穴１９２ａが形成された継手部１９２とを有し、ヘッダタンク１４０の外周面には、流通部１５１と連通通路１９１ａとを連通する開口部１５１ｂが形成され、接続部１９１は、板材から形成され、ヘッダタンク１４０の外周面に接合される接合部１９１ｄ、第１爪部１９１ｃ、継手部１９２に接合される嵌合凹部１９１ｆ、および連通流路１９１ａが曲げを主とするプレス成形によって形成される。これにより、充分な接合強度を確保することができる。【選択図】図３
2007205700.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のチューブ（１１０）と、内部を流体が流通する流通部（１５１）が形成され、前記チューブ（１１０）と連通するヘッダタンク（１４０）と、前記ヘッダタンク（１４０）と外部の配管とを連通させるための継手部材（１９０）とを備える熱交換器において、
前記継手部材（１９０）は、第１流路（１９１ａ）が形成された接続部（１９１）と、前記第１流路（１９１ａ）と連通する第２流路（１９２ａ）が形成された継手部（１９２）とを有し、
前記ヘッダタンク（１４０）の外周面には、前記流通部（１５１）と前記第１流路（１９１ａ）とを連通する開口部（１５１ｂ）が形成され、
前記接続部（１９１）には、前記ヘッダタンク（１４０）の外周面と、前記継手部（１９２）とを接合するための取付座面（１９１ｃ〜１９１ｈ）が形成されていることを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記継手部（１９２）には、前記第２流路（１９２ａ）が一方向から貫通するように形成されており、
前記接続部（１９１）には、前記第２流路（１９２ａ）の取付方向に応じて前記第１流路（１９１ａ）の流路方向が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
前記接続部（１９１）には、前記第１流路（１９１ａ）の流路断面積が前記ヘッダタンク（１４０）に形成された前記開口部（１５１ｂ）の開口面積よりも大きくなるように形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の熱交換器。
【請求項４】
前記接続部（１９１）には、前記第１流路（１９１ａ）の流路断面積が前記継手部（１９２）に形成された前記第２流路（１９２ａ）の流路断面積よりも大きくなるように形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の熱交換器。
【請求項５】
前記接続部（１９１）は、板材から形成され、前記開口部（１５１ｂ）の開口端面部を含めて前記ヘッダタンク（１４０）の外周面に接合される第１取付座面（１９１ｃ、１９１ｄ、１９１ｅ）、前記継手部（１９２）に接合される第２取付座面（１９１ｆ、１９１ｇ、１９１ｈ）、および板材を外方に浮き出して流路の外郭を形成する膨出部（１９１ｊ）と、その膨出部（１９１ｊ）の内側を区画させて流路を形成する前記第１流路（１９１ａ）が曲げを主とするプレス成形によって形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の熱交換器。
【請求項６】
前記接続部（１９１）は、前記開口部（１５１ｂ）の開口端面部に当接する前記第１取付座面（１９１ｃ、１９１ｄ、１９１ｅ）としての接合部（１９１ｄ）と、前記ヘッダタンク（１４０）の外周面に沿って延びる前記第１取付座面（１９１ｃ、１９１ｄ、１９１ｅ）としての複数の第１爪部（１９１ｃ）とが形成されており、
前記第１爪部（１９１ｃ）が前記ヘッダタンク（１４０）の外周をかしめた後に、前記接合部（１９１ｄ）を含めて前記ヘッダタンク（１４０）の外周面に接合されていることを特徴とする請求項５に記載の熱交換器。
【請求項７】
前記継手部（１９２）は、前記第２流路（１９２ａ）の一方の開口側が前記第１流路（１９１ａ）の一方の開口側とを互いに嵌合するように形成されており、
前記接続部（１９１）は、前記第１流路（１９１ａ）の一方の開口側に前記第２流路（１９２ａ）の一方の開口側を嵌合した後に、その第２流路（１９２ａ）の一方の開口側を含めて前記ヘッダタンク（１４０）の外周面に接合されていることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の熱交換器。
【請求項８】
前記接続部（１９１）は、前記継手部（１９２）の外周面に沿って延びる前記第２取付座面（１９１ｆ、１９１ｇ、１９１ｈ）としての複数の第２爪部（１９１ｈ）が形成され、その第２爪部（１９１ｈ）が前記継手部（１９２）の外周をかしめた後に、前記継手部（１９２）の外周面に接合されていることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の熱交換器。
【請求項９】
前記継手部（１９２）は、前記第２流路（１９２ａ）の一方の開口側が前記第１流路（１９１ａ）の一方の開口側とを互いに嵌合するように形成されており、
前記接続部（１９１）は、前記第１流路（１９１ａ）の一方の開口側に前記第２流路（１９２ａ）の一方の開口側と嵌合するバーリング状の前記第２取付座面（１９１ｆ、１９１ｇ、１９１ｈ）としての接続口（１９１ｇ）が形成され、その接続口（１９１ｇ）の外周面に前記第２流路（１９２ａ）の一方の開口側を嵌合した後に、前記接続口（１９１ｇ）の外周面を含めて前記ヘッダタンク（１４０）の外周面に接合されていることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の熱交換器。
【請求項１０】
前記開口部（１５１ｂ）は、外方に突き出すバーリング状に形成されており、
前記接続部（１９１）は、塊状に形成され、前記第１流路（１９１ａ）の一方の開口側に前記開口部（１５１ｂ）の外周面に接合される第１取付座面（１９１ｃ、１９１ｄ、１９１ｅ）としての挿入孔（１９１ｅ）が形成され、前記開口部（１５１ｂ）の内側から前記挿入孔（１９１ｅ）をかしめた後に、前記挿入孔（１９１ｅ）を含めて前記ヘッダタンク（１４０）の外周面に接合されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の熱交換器。
【請求項１１】
前記接続部（１９１）は、前記ヘッダタンク（１４０）の外周面に沿って延びる前記第１取付座面（１９１ｃ、１９１ｄ、１９１ｅ）としての複数の第１爪部（１９１ｃ）が形成され、その第１爪部（１９１ｃ）が前記ヘッダタンク（１４０）の外周をかしめた後に、前記ヘッダタンク（１４０）の外周面に接合されていることを特徴とする請求項１０に記載の熱交換器。
【請求項１２】
前記継手部（１９２）は、前記第２流路（１９２ａ）の一方の開口側が前記第１流路（１９１ａ）の一方の開口側と互いに嵌合するように形成されており、
前記接続部（１９１）は、前記第１流路（１９１ａ）の一方の開口側に前記第２流路（１９２ａ）の一方の開口側を嵌合した後に、前記第２流路（１９２ａ）の一方の開口側を含めて前記ヘッダタンク（１４０）の外周面に接合されていることを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載の熱交換器。
【請求項１３】
前記接続部（１９１）は、鋳造、または鍛造のいずれかによって塊状に形成されていることを特徴とする請求項１０ないし請求項１２のいずれか一項に記載の熱交換器。
【請求項１４】
前記流体は、ＣＯ２であることを特徴とする請求項１ないし請求項１３のいずれか一項に記載の熱交換器。
【請求項１５】
複数のチューブ（１１０）と、内部を流体が流通する流通部（１５１）が形成され、前記チューブ（１１０）と連通するヘッダタンク（１４０）と、前記ヘッダタンク（１４０）と外部の配管とを連通させるための継手部材（１９０）とを備えて前記ヘッダタンク（１４０）に前記継手部材（１９０）を接合するための熱交換器の製造方法において、
前記継手部材（１９０）は、第１流路（１９１ａ）が形成された接続部（１９１）と、前記第１流路（１９１ａ）と連通する第２流路（１９２ａ）が形成された継手部（１９２）とを有し、
前記ヘッダタンク（１４０）の外周面に、前記第１流路（１９１ａ）の一方の開口側と連通する開口部（１５１ｂ）を形成する工程と、
前記接続部（１９１）に、前記開口部（１５１ｂ）の開口端面部を含めて前記ヘッダタンク（１４０）の外周面に接合される第１取付座面（１９１ｃ、１９１ｄ、１９１ｅ）、前記継手部（１９２）に接合される第２取付座面（１９１ｆ、１９１ｇ、１９１ｈ）および一方の開口側から他方の開口側へ流体が流通する前記第１流路（１９１ａ）を形成する接続部の形成工程と、
前記継手部（１９２）に、一方向から貫通する前記第２流路（１９２ａ）と、その第２流路（１９２ａ）の一方の開口側に前記第２取付座面（１９１ｆ、１９１ｇ、１９１ｈ）に嵌合する嵌合部（１９２ｃ、１９２ｄ）を形成する工程と、
前記接続部（１９１）の前記第２取付座面（１９１ｆ、１９１ｇ、１９１ｈ）に前記継手部（１９２）の前記嵌合部（１９２ｃ、１９２ｄ）を仮組み付けするとともに、前記ヘッダタンク（１４０）の外周面に前記接続部（１９１）の前記第１取付座面（１９１ｃ、１９１ｄ、１９１ｅ）を仮組み付けする工程と、   
前記第２取付座面（１９１ｆ、１９１ｇ、１９１ｈ）と前記嵌合部（１９２ｃ、１９２ｄ）、および前記ヘッダタンク（１４０）の外周面と前記第１取付座面（１９１ｃ、１９１ｄ、１９１ｅ）とを接合する工程とを有することを特徴とする熱交換器の製造方法。
【請求項１６】
前記接続部（１９１）の形成工程には、
板材を用いて外方に浮き出して一方に開口端部（１９１ｆ）を有する略コの字状の膨出部（１９１ｊ）をプレス成形によって形成する工程と、
前記開口部（１５１ｂ）の開口端面部に当接する前記第１取付座面（１９１ｃ、１９１ｄ、１９１ｅ）としての接合部（１９１ｄ）を有し、前記膨出部（１９１ｊ）の内側を区画して前記第１流路（１９１ａ）を形成する工程と、
前記膨出部（１９１ｊ）を形成した後に、前記ヘッダタンク（１４０）の外周面に沿って延びる前記第１取付座面（１９１ｃ、１９１ｄ、１９１ｅ）としての複数の第１爪部（１９１ｃ）をプレス成形によって形成する工程と、
前記開口端部（１９１ｆ）を前記嵌合部（１９２ｃ、１９２ｄ）と嵌合する前記第２取付座面（１９１ｆ、１９１ｇ、１９１ｈ）としての嵌合凹部（１９１ｆ）をプレス成形によって形成する工程とを有することを特徴とする請求項１５に記載の熱交換器の製造方法。
【請求項１７】
前記接続部（１９１）の形成工程には、
板材を用いて外方に突き出させてバーリング状の前記第２取付座面（１９１ｆ、１９１ｇ、１９１ｈ）としての接続口（１９１ｇ）、および前記第１流路（１９１ａ）を形成する工程と、
前記ヘッダタンク（１４０）の外周面に沿って延びる前記第１取付座面（１９１ｃ、１９１ｄ、１９１ｅ）としての複数の第１爪部（１９１ｃ）をプレス成形によって形成する工程とを有することを特徴とする請求項１５に記載の熱交換器の製造方法。
【請求項１８】
前記接続部（１９１）の形成工程には、
前記継手部（１９２）の外周面に沿って延びる前記第２取付座面（１９１ｆ、１９１ｇ、１９１ｈ）としての複数の第２爪部（１９１ｈ）を形成する工程とを有することを特徴とする請求項１７に記載の熱交換器の製造方法。
【請求項１９】
前記開口部（１５１ｂ）は、外方に突き出すバーリング状に形成されており、
前記接続部（１９１）の形成工程には、
一方の開口側と他方の開口側に貫通する前記第１流路（１９１ａ）と、前記第１流路（１９１ａ）の一方の開口側に、前記開口部（１５１ｂ）の外周面に嵌合する前記第１取付座面（１９１ｃ、１９１ｄ、１９１ｅ）としての挿入孔（１９１ｅ）と、前記第１流路（１９１ａ）の他方の開口側に、前記嵌合部（１９２ｃ、１９２ｄ）と嵌合する前記第２取付座面（１９１ｆ、１９１ｇ、１９１ｈ）としての嵌合凹部（１９１ｆ）を形成する工程を有することを特徴とする請求項１５に記載の熱交換器の製造方法。
【請求項２０】
前記接続部（１９１）の形成工程には、
塊状のブロック材を用いて、一方の開口側と他方の開口側に貫通する前記第１流路（１９１ａ）を形成する工程と、
前記ヘッダタンク（１４０）の外周面に沿って延びる前記第１取付座面（１９１ｃ、１９１ｄ、１９１ｅ）としての複数の第１爪部（１９１ｃ）を形成する工程と、
前記第１流路（１９１ａ）の一方の開口側に、前記開口部（１５１ｂ）の開口端面部に当接する前記第１取付座面（１９１ｃ、１９１ｄ、１９１ｅ）としての接合部（１９１ｄ）を形成する工程と、
前記第１流路（１９１ａ）の他方の開口側に、前記嵌合部（１９２ｃ、１９２ｄ）と嵌合する前記第２取付座面（１９１ｆ、１９１ｇ、１９１ｈ）としての嵌合凹部（１９１ｆ）を形成する工程とを有することを特徴とする請求項１５に記載の熱交換器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器およびその製造方法に関するものであり、特に、熱交換器に流体を流入、流出させるための配管の継手部材の接続構造に関する。例えば、超臨界冷凍サイクル装置内に設けられるガスクーラや蒸発器などに適用して好適である。
【背景技術】
【０００２】
従来、超臨界冷凍サイクル装置内に設けられるこの種の熱交換器として、例えば、特許文献１および特許文献２に示されるものが知られている。特許文献１では、内圧が高いために受圧面積を小さくするようにヘッダタンクの構造を厚肉にして小型化させている。
【０００３】
そして、熱交換器へ流体を流出入させるための継手部材を、特許文献１に記載された図１に示すように、ヘッダタンクの長手方向側面に継手部材としてのジョイントパイプを接合させている。
【０００４】
一方、特許文献２では、ヘッダタンクの長手方向の端部を、コア部の積層方向の一端面よりも突き出させて、その突き出した端部に流体を流出入させるための継手部材としてのブロック形状のジョイントパイプを接合するように構成している。
【特許文献１】特開２００３−３１４９８７号公報
【特許文献２】特開２００４−１６２９９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１では、ヘッダタンクと継手部材との接続構造について詳細な記載がないが、小型化されたヘッダタンク内の流通部に、継手部材として厚肉のジョイントパイプを直接配設する接続構造とすると、ヘッダタンクにジョイントパイプを接合するための接合面積が不足することで強度不足となる問題がある。
【０００６】
また、上記特許文献２のように、継手部材がコア部の積層方向の一端面よりも突き出させることで熱交換器の小型化が図れない問題がある。さらに、突き出される継手部材の小型化を図るか、もしくは接続先への方向性の自由度を高めようとすると、ジョイントパイプのブロック構造が複雑となって切削部位が増加することで製造コストが上昇する不具合がある。
【０００７】
そこで、本発明の第１の目的は、充分な接合強度を確保する熱交換器を提供することにある。また、本発明の第２の目的は、製造コストの低減が図れる熱交換器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】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１ないし請求項２０に記載の技術的手段を採用する。すなわち、請求項１に記載の発明では、複数のチューブ（１１０）と、内部を流体が流通する流通部（１５１）が形成され、チューブ（１１０）と連通するヘッダタンク（１４０）と、このヘッダタンク（１４０）と外部の配管とを連通させるための継手部材（１９０）とを備える熱交換器において、
継手部材（１９０）は、第１流路（１９１ａ）が形成された接続部（１９１）と、第１流路（１９１ａ）と連通する第２流路（１９２ａ）が形成された継手部（１９２）とを有し、ヘッダタンク（１４０）の外周面には、流通部（１５１）と第１流路（１９１ａ）とを連通する開口部（１５１ｂ）が形成され、
接続部（１９１）には、ヘッダタンク（１４０）の外周面と、継手部（１９２）とを接合するための取付座面（１９１ｃ〜１９１ｈ）が形成されていることを特徴としている。
【０００９】
この発明によれば、開口部（１５１ｂ）の開口端面部の他に、ヘッダタンク（１４０）の外周面に接合される取付座面（１９１ｃ〜１９１ｈ）の接合面積が増加することで充分な接合強度を接続部（１９１）によって確保することができる。また、継手部材（１９０）を継手部（１９２）と接続部（１９１）とに別体に分けることで、継手部（１９２）の取付角度や方向性を接続部（１９１）側の形状により調整することができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明では、継手部（１９２）には、第２流路（１９２ａ）が一方向から貫通するように形成されており、接続部（１９１）には、第２流路（１９２ａ）の取付方向に応じて第１流路（１９１ａ）の流路方向が形成されていることを特徴としている。
【００１１】
この発明によれば、継手部（１９２）の第２流路（１９２ａ）を簡素に形成することで製造コストの低減が図れる。また、接続部（１９１）側の形状に応じて継手部（１９２）の接続先への方向の自由度を高めることができる。これにより、熱交換器の取り付けバリエーションに対して共通の継手部（１９２）を使用するため製造コストの低減が図れる。
【００１２】
請求項３に記載の発明では、接続部（１９１）には、第１流路（１９１ａ）の流路断面積がヘッダタンク（１４０）に形成された開口部（１５１ｂ）の開口面積よりも大きくなるように形成されていることを特徴としている。
【００１３】
この発明によれば、ヘッダタンク（１４０）側が小径であるため開口部（１５１ｂ）の開口面積が小さくなって絞られるが、第１流路（１９１ａ）の流路断面積を大きくすることで継手部材（１９０）全体の圧力損失の増加が防止できるとともに性能低下を招くこともない。
【００１４】
請求項４に記載の発明では、接続部（１９１）には、第１流路（１９１ａ）の流路断面積が継手部（１９２）に形成された第２流路（１９２ａ）の流路断面積よりも大きくなるように形成されていることを特徴としている。
【００１５】
この発明によれば、接続部（１９１）において、流体の流れを絞ることもなく形成できることで継手部材（１９０）全体の圧力損失の増加が防止できるとともに性能低下を招くこともない。
【００１６】
請求項５に記載の発明では、接続部（１９１）は、板材から形成され、開口部（１５１ｂ）の開口端面部を含めてヘッダタンク（１４０）の外周面に接合される第１取付座面（１９１ｃ、１９１ｄ、１９１ｅ）、継手部（１９２）に接合される第２取付座面（１９１ｆ、１９１ｇ、１９１ｈ）、および板材を外方に浮き出して流路の外郭を形成する膨出部（１９１ｊ）と、その膨出部（１９１ｊ）の内側を区画させて流路を形成する第１流路（１９１ａ）が曲げを主とするプレス成形によって形成されていることを特徴としている。
【００１７】
この発明によれば、板材を用いたプレス成形によってヘッダタンク（１４０）の外周面に沿う形状に第１取付座面（１９１ｃ、１９１ｄ、１９１ｅ）および第１流路（１９１ａ）を容易に形成することができる。これにより、特に、第１流路（１９１ａ）を生産性の低い切削加工で形成するよりも簡素な形状で形成することができるため生産性が向上し製造コストの低減が図れる。
【００１８】
請求項６に記載の発明では、接続部（１９１）は、開口部（１５１ｂ）の開口端面部に当接する第１取付座面（１９１ｃ、１９１ｄ、１９１ｅ）としての接合部（１９１ｄ）と、ヘッダタンク（１４０）の外周面に沿って延びる第１取付座面（１９１ｃ、１９１ｄ、１９１ｅ）としての複数の第１爪部（１９１ｃ）とが形成されており、この第１爪部（１９１ｃ）がヘッダタンク（１４０）の外周をかしめた後に、接合部（１９１ｄ）を含めてヘッダタンク（１４０）の外周面に接合されていることを特徴としている。
【００１９】
この発明によれば、複数の第１爪部（１９１ｃ）を取付座面として接合面積を増加することができる。これにより、内圧に耐える接合面積を充分に確保することができる。
【００２０】
請求項７に記載の発明では、継手部（１９２）は、第２流路（１９２ａ）の一方の開口側が第１流路（１９１ａ）の一方の開口側とを互いに嵌合するように形成されており、接続部（１９１）は、第１流路（１９１ａ）の一方の開口側に第２流路（１９２ａ）の一方の開口側を嵌合した後に、その第２流路（１９２ａ）の一方の開口側を含めてヘッダタンク（１４０）の外周面に接合されていることを特徴としている。
【００２１】
この発明によれば、これら別体の接続部（１９１）と継手部（１９２）とからなる継手部材（１９０）を含めて熱交換器全体を、例えば、炉中ロー付けにより一体に形成することができるため生産性が向上し製造コストの低減が図れる。さらに、継手部（１９２）を接続部（１９１）に接合するのための取付座面の接合面積を広くすることができる。これにより、充分な接合強度を確保することが可能である。
【００２２】
請求項８に記載の発明では、接続部（１９１）は、継手部（１９２）の外周面に沿って延びる第２取付座面（１９１ｆ、１９１ｇ、１９１ｈ）としての複数の第２爪部（１９１ｈ）が形成され、その第２爪部（１９１ｈ）が継手部（１９２）の外周をかしめた後に、継手部（１９２）の外周面に接合されていることを特徴としている。
【００２３】
この発明によれば、第２流路（１９２ａ）の一方の開口側の他に、継手部（１９２）を接続部（１９１）に接合するための第２取付座面（１９１ｆ、１９１ｇ、１９１ｈ）を継手部（１９２）の外周面に形成することができる。これにより、取付座面の接合面積がさらに増加して充分な接合強度を確保することが可能である。
【００２４】
請求項９に記載の発明では、継手部（１９２）は、第２流路（１９２ａ）の一方の開口側が第１流路（１９１ａ）の一方の開口側とを互いに嵌合するように形成されており、接続部（１９１）は、第１流路（１９１ａ）の一方の開口側に第２流路（１９２ａ）の一方の開口側と嵌合するバーリング状の第２取付座面（１９１ｆ、１９１ｇ、１９１ｈ）としての接続口（１９１ｇ）が形成され、その接続口（１９１ｇ）の外周面に第２流路（１９２ａ）の一方の開口側を嵌合した後に、接続口（１９１ｇ）の外周面を含めてヘッダタンク（１４０）の外周面に接合されていることを特徴としている。
【００２５】
この発明によれば、接続口（１９１ｇ）をバーリング状に形成することで取付座面の接合面積を広くすることができる。また、バーリング状の接続口（１９１ｇ）を形成することで第１流路（１９１ａ）を小型化することができる。これにより、冷媒の内圧による第１流路（１９１ａ）の壁部に掛かる破断力を低減させて耐圧強度を向上することができる。
【００２６】
請求項１０に記載の発明では、開口部（１５１ｂ）は、外方に突き出すバーリング状に形成されており、接続部（１９１）は、塊状に形成され、第１流路（１９１ａ）の一方の開口側に開口部（１５１ｂ）の外周面に接合される第１取付座面（１９１ｃ、１９１ｄ、１９１ｅ）としての挿入孔（１９１ｅ）が形成され、開口部（１５１ｂ）の内側から挿入孔（１９１ｅ）をかしめた後に、挿入孔（１９１ｅ）を含めてヘッダタンク（１４０）の外周面に接合されていることを特徴としている。
【００２７】
この発明によれば、開口部（１５１ｂ）をバーリング状に形成することで取付座面の接合面積を広くすることができる。これにより、充分な接合強度を確保することが可能である。
【００２８】
請求項１１に記載の発明では、接続部（１９１）は、ヘッダタンク（１４０）の外周面に沿って延びる第１取付座面（１９１ｃ、１９１ｄ、１９１ｅ）としての複数の第１爪部（１９１ｃ）が形成され、その第１爪部（１９１ｃ）がヘッダタンク（１４０）の外周をかしめた後に、ヘッダタンク（１４０）の外周面に接合されていることを特徴としている。
【００２９】
この発明によれば、塊状の接続部（１９１）に複数の第１爪部（１９１ｃ）を形成することで、第１爪部（１９１ｃ）を取付座面として接合面積を増加させることができる。これにより、内圧に耐える接合面積を充分に確保することができる。また、継手部材（１９０）を含めて熱交換器全体を、例えば、炉中ロー付けにより一体に形成することができるため生産性が向上し製造コストの低減が図れる。
【００３０】
請求項１２に記載の発明では、継手部（１９２）は、第２流路（１９２ａ）の一方の開口側が第１流路（１９１ａ）の一方の開口側と互いに嵌合するように形成されており、接続部（１９１）は、第１流路（１９１ａ）の一方の開口側に第２流路（１９２ａ）の一方の開口側を嵌合した後に、第２流路（１９２ａ）の一方の開口側を含めてヘッダタンク（１４０）の外周面に接合されていることを特徴としている。
【００３１】
この発明によれば、これら別体の接続部（１９１）と継手部（１９２）とからなる継手部材（１９０）を含めて熱交換器全体を、例えば、炉中ロー付けにより一体に形成することができるため生産性が向上し製造コストの低減が図れる。さらに、継手部（１９２）を接続部（１９１）に接合するのための取付座面の接合面積を広くすることができる。これにより、充分な接合強度を確保することが可能である。
【００３２】
請求項１３に記載の発明では、接続部（１９１）は、鋳造、または鍛造のいずれかによって塊状に形成されていることを特徴としている。この発明によれば、例えば、ダイキャストなどによる鋳造加工により第１流路（１９１ａ）を含めて簡素な形状の接続部（１９１）を形成することができる。さらに、生産性の低い切削加工を用いずに形成することができる。これにより、製造コストの低減が図れる。
【００３３】
請求項１４に記載の発明では、流体は、ＣＯ２であることを特徴としている。この発明によれば、本発明を適用した熱交換器を超臨界冷凍サイクル装置などの高圧圧力が高圧条件となるシステムに用いて好適である。
【００３４】
請求項１５に記載の発明では、複数のチューブ（１１０）と、内部を流体が流通する流通部（１５１）が形成され、チューブ（１１０）と連通するヘッダタンク（１４０）と、ヘッダタンク（１４０）と外部の配管とを連通させるための継手部材（１９０）とを備えてヘッダタンク（１４０）に継手部材（１９０）を接合するための熱交換器の製造方法において、
継手部材（１９０）は、第１流路（１９１ａ）が形成された接続部（１９１）と、第１流路（１９１ａ）と連通する第２流路（１９２ａ）が形成された継手部（１９２）とを有し、
ヘッダタンク（１４０）の外周面に、第１流路（１９１ａ）の一方の開口側と連通する開口部（１５１ｂ）を形成する工程と、
接続部（１９１）に、開口部（１５１ｂ）の開口端面部を含めてヘッダタンク（１４０）の外周面に接合される第１取付座面（１９１ｃ、１９１ｄ、１９１ｅ）、継手部（１９２）に接合される第２取付座面（１９１ｆ、１９１ｇ、１９１ｈ）および一方の開口側から他方の開口側へ流体が流通する第１流路（１９１ａ）を形成する接続部の形成工程と、
継手部（１９２）に、一方向から貫通する第２流路（１９２ａ）と、その第２流路（１９２ａ）の一方の開口側に第２取付座面（１９１ｆ、１９１ｇ、１９１ｈ）に嵌合する嵌合部（１９２ｃ、１９２ｄ）を形成する工程と、
接続部（１９１）の第２取付座面（１９１ｆ、１９１ｇ、１９１ｈ）に継手部（１９２）の嵌合部（１９２ｃ、１９２ｄ）を仮組み付けするとともに、ヘッダタンク（１４０）の外周面に接続部（１９１）の第１取付座面（１９１ｃ、１９１ｄ、１９１ｅ）を仮組み付けする工程と、   
第２取付座面（１９１ｆ、１９１ｇ、１９１ｈ）と嵌合部（１９２ｃ、１９２ｄ）、およびヘッダタンク（１４０）の外周面と第１取付座面（１９１ｃ、１９１ｄ、１９１ｅ）とを接合する工程とを有することを特徴としている。
【００３５】
この発明によれば、ヘッダタンク（１４０）の外周面に接合される取付座面（１９１ｃ〜１９１ｈ）の接合面積が増加することで充分な接合強度を接続部（１９１）によって確保することができる。また、継手部材（１９０）を継手部（１９２）と接続部（１９１）とに別体に分けることで、継手部（１９２）の取付角度や方向性を接続部（１９１）側の形状により調整することができる。
【００３６】
従って、接続部（１９１）側の形状に応じて継手部（１９２）の接続先への方向の自由度を高めることができる。これにより、熱交換器の取り付けバリエーションに対して共通の継手部（１９２）を使用するため製造コストの低減が図れる。
【００３７】
さらに、これら別体の接続部（１９１）と継手部（１９２）とからなる継手部材（１９０）を含めて熱交換器全体を、例えば、炉中ロー付けにより一体に形成することができるため生産性が向上し製造コストの低減が図れる。
【００３８】
請求項１６に記載の発明では、接続部（１９１）の形成工程には、板材を用いて外方に浮き出して一方に開口端部（１９１ｆ）を有する略コの字状の膨出部（１９１ｊ）をプレス成形によって形成する工程と、開口部（１５１ｂ）の開口端面部に当接する第１取付座面（１９１ｃ、１９１ｄ、１９１ｅ）としての接合部（１９１ｄ）を有し、膨出部（１９１ｊ）の内側を区画して第１流路（１９１ａ）を形成する工程と、膨出部（１９１ｊ）を形成した後に、ヘッダタンク（１４０）の外周面に沿って延びる第１取付座面（１９１ｃ、１９１ｄ、１９１ｅ）としての複数の第１爪部（１９１ｃ）をプレス成形によって形成する工程と、開口端部（１９１ｆ）を嵌合部（１９２ｃ、１９２ｄ）と嵌合する第２取付座面（１９１ｆ、１９１ｇ、１９１ｈ）としての嵌合凹部（１９１ｆ）をプレス成形によって形成する工程とを有することを特徴としている。
【００３９】
この発明によれば、板材を用いたプレス成形によってヘッダタンク（１４０）の外周面に沿う形状に第１取付座面（１９１ｃ、１９１ｄ、１９１ｅ）を容易に接続部（１９１）に形成することができる。これにより、生産性の低い切削加工を用いなくても各座面および膨出部（１９１ｊ）によって形成される第１流路（１９１ａ）を簡素な形状にすることで生産性が向上し製造コストの低減が図れる。また、複数の第１爪部（１９１ｃ）を取付座面として接合面積を増加することができる。これにより、内圧に耐える接合面積を充分に確保することができる。
【００４０】
請求項１７に記載の発明では、接続部（１９１）の形成工程には、板材を用いて外方に突き出させてバーリング状の第２取付座面（１９１ｆ、１９１ｇ、１９１ｈ）としての接続口（１９１ｇ）、および第１流路（１９１ａ）を形成する工程と、ヘッダタンク（１４０）の外周面に沿って延びる第１取付座面（１９１ｃ、１９１ｄ、１９１ｅ）としての複数の第１爪部（１９１ｃ）をプレス成形によって形成する工程とを有することを特徴としている。
【００４１】
この発明によれば、バーリング状の接続口（１９１ｇ）を形成することで第１流路（１９１ａ）を小型化、および簡素な形状に形成することができる。これにより、冷媒の内圧による第１流路（１９１ａ）の壁部に掛かる破断力を低減させて耐圧強度を向上することができるとともに、生産性が向上し製造コストの低減が図れる。
【００４２】
請求項１８に記載の発明では、接続部（１９１）の形成工程には、継手部（１９２）の外周面に沿って延びる第２取付座面（１９１ｆ、１９１ｇ、１９１ｈ）としての複数の第２爪部（１９１ｈ）を形成する工程とを有することを特徴としている。
【００４３】
この発明によれば、継手部（１９２）に接合される第２取付座面（１９１ｆ、１９１ｇ、１９１ｈ）の接合面積が増加することで充分な接合強度を接続部（１９１）によって確保することができる。
【００４４】
請求項１９に記載の発明では、開口部（１５１ｂ）は、外方に突き出すバーリング状に形成されており、接続部（１９１）の形成工程には、一方の開口側と他方の開口側に貫通する第１流路（１９１ａ）と、第１流路（１９１ａ）の一方の開口側に、開口部（１５１ｂ）の外周面に嵌合する第１取付座面（１９１ｃ、１９１ｄ、１９１ｅ）としての挿入孔（１９１ｅ）と、第１流路（１９１ａ）の他方の開口側に、嵌合部（１９２ｃ、１９２ｄ）と嵌合する第２取付座面（１９１ｆ、１９１ｇ、１９１ｈ）としての嵌合凹部（１９１ｆ）を形成する工程を有することを特徴としている。
【００４５】
この発明によれば、接続部（１９１）を塊状のブロック材で形成する場合において、継手部（１９２）と接続部（１９１）とに別体で形成することで、接続部（１９１）全体を簡素な形状で形成することができる。
【００４６】
また、接続部（１９１）側の形状に応じて継手部（１９２）の接続先への方向の自由度を高めることができる。これにより、熱交換器の取り付けバリエーションに対して共通の継手部（１９２）を使用するため製造コストの低減が図れる。さらに、開口部（１５１ｂ）をバーリング状に形成することで取付座面の接合面積を広くすることができる。これにより、充分な接合強度を確保することが可能である。
【００４７】
請求項２０に記載の発明では、接続部（１９１）の形成工程には、塊状のブロック材を用いて、一方の開口側と他方の開口側に貫通する第１流路（１９１ａ）を形成する工程と、ヘッダタンク（１４０）の外周面に沿って延びる第１取付座面（１９１ｃ、１９１ｄ、１９１ｅ）としての複数の第１爪部（１９１ｃ）を形成する工程と、第１流路（１９１ａ）の一方の開口側に、開口部（１５１ｂ）の開口端面部に当接する第１取付座面（１９１ｃ、１９１ｄ、１９１ｅ）としての接合部（１９１ｄ）を形成する工程と、第１流路（１９１ａ）の他方の開口側に、嵌合部（１９２ｃ、１９２ｄ）と嵌合する第２取付座面（１９１ｆ、１９１ｇ、１９１ｈ）としての嵌合凹部（１９１ｆ）を形成する工程とを有することを特徴としている。
【００４８】
この発明によれば、塊状の接続部（１９１）に複数の第１爪部（１９１ｃ）を形成することで、第１爪部（１９１ｃ）を取付座面として接合面積を増加させることができる。これにより、内圧に耐える接合面積を充分に確保することができる。また、継手部材（１９０）を含めて熱交換器全体を、例えば、炉中ロー付けにより一体に形成することができるため生産性が向上し製造コストの低減が図れる。
【００４９】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５０】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態における熱交換器を図１ないし図６に基づいて説明する。図１は第１実施形態における熱交換器であるガスクーラ１００の概略構成を示す模式図であり、図２はヘッダタンク１４０の構成を示す分解斜視図である。図３は継手部材であるジョイント１９０のヘッダタンク１４０への接続構造の構成を示す部分斜視図である。
【００５１】
また、図４は接続部１９１のヘッダタンク１４０への第１取付座面を示す縦断面図であり、図５は接続部１９１の展開状態における全体形状を示す斜視図である。
【００５２】
本実施形態では、熱交換器として、二酸化炭素ＣＯ２を冷媒（流体）とする超臨界冷凍サイクル装置内のガスクーラ１００に本発明を適用している。なお、超臨界冷凍サイクルには、上記二酸化炭素ＣＯ２の他に、エチレン、エタン、酸化窒素等を用いることができる。また、高圧圧力が冷媒の臨界圧力以上に達することがある冷凍サイクルが超臨界冷凍サイクルと呼ばれる。
【００５３】
熱交換器であるガスクーラ１００は、図１に示すように、コア部１０１および左右のヘッダタンク１４０から構成され、これらを構成する各部材（以下説明）は、アルミニウムあるいはアルミニウム合金から成り、嵌合、かしめ、治具固定等により組付けられ、各部材表面の必要部位に予め設けられたろう材により一体でろう付けされている。
【００５４】
コア部１０１は、内部を冷媒が流通する複数のチューブ１１０および波形に形成された複数のフィン１２０が交互に積層され、上下の最外方フィン１２０のさらに外方に断面コの字状に開口する強度部材としてのサイドプレート１３０が配設されたものであり、一体でろう付け接合されている。つまり、複数のチューブ１１０は、互いに所定間隔おきに配列されており、それらの間にフィン１２０が介装されている。
【００５５】
このコア部１０１の図中左右部、すなわち、複数のチューブ１１０の長手方向におけるチューブ端部１１１に、チューブ１１０の積層方向に延びる一対のヘッダタンク１４０が設けられている。ヘッダタンク１４０には、各チューブ端部１１１が接合され、ヘッダタンク１４０の内部に設けられた流通部１５１とチューブ１１０の内部とが互いに連通するようにろう付けされている。
【００５６】
一方、チューブ１１０は、断面が偏平状を成し、押し出し加工により成形され内部には偏平状の長辺方向に並ぶ複数の流通路（図示せず）を有している。そして、両ヘッダタンク１４０の長手方向端部には、エンドキャップ１８０がろう付けされ、流通部１５１によって形成される端部の開口部を閉塞するようにしている。また、図中右側のヘッダタンク１４０内には、内部の流通部１５１を仕切るセパレータ１４１がろう付けされている。
【００５７】
そして、右側のヘッダタンク１４０のセパレータ１４１よりも上側と下側には、継手部材であるジョイント１９０が、それぞれヘッダタンク１４０の外周面にろう付けにより接合されてヘッダタンク１４０内の流通部１５１と連通するようにしている。
【００５８】
具体的には、セパレータ１４１の上側に配設されたジョイント１９０が入口側ジョイントで、下側に配設されたジョイント１９０が出口側ジョイントである。なお、ジョイント１９０の構成については詳しく後述する。
【００５９】
ところで、上述したヘッダタンク１４０は、その内部構造が板状の部材を積層して構成されている。このヘッダタンク１４０は、複数のチューブ１１０への冷媒の分配、集合を図るために、板状部材の一つに外方に突き出した凸条を形成することで、長手方向に沿って延びる流通部１５１を形成している。
【００６０】
さらに、板状部材のひとつには、チューブ１１０の幅より狭い流通部１５１からチューブ１１０の幅方向全域への冷媒の拡散を図るために、チューブ１１０の幅方向に沿って延びるスリット状の開口が形成されている。
【００６１】
より具体的には、図２に示すように、タンクプレート１５０と、かしめプレート１６０との間に中間プレート１７０を介在させ、中間プレート１７０に形成されたプレート孔１７１とタンクプレート１５０の流通部１５１とによって連通部を形成している。
【００６２】
そして、外方のタンクプレート１５０は、板材を用いてプレス成形により流通部１５１の断面形状を略Ｕ字状に形成している。このタンクプレート１５０は、チューブ１１０の幅より十分に狭い幅をもって長手方向に伸びるＵ字状の溝部分と、この溝部分の両側もしくは片側に位置して溝部分とともにチューブ１１０の幅方向全域を覆うカバー部分とを有する。
【００６３】
また、内側のかしめプレート１６０には、チューブ端部１１１に対応する位置にチューブ挿入孔１６１が形成されている。このかしめプレート１６０は、チューブ１００が接合されるためのプレートである。
【００６４】
中間プレート１７０は、タンクプレート１５０の流通部１５１を有する側の面に沿う長方形状をしており、チューブ端部１１１に対応する位置にはプレート孔１７１が形成されている。そして、プレート孔１７１の長手方向端部には板厚の途中でチューブ端部１１１の位置を規制する位置規制部としての段部１７２が形成されている。
【００６５】
また、プレート孔１７１は、チューブ端部１１１の断面形状よりも大きくなるようにしている。具体的には、プレート孔１７１の幅寸法ｅは、チューブ１１０の厚さ寸法（偏平断面の矩形方向の寸法）ｄよりも大きくなるようにしており、ここでは、寸法ｅは寸法ｄの２倍に設定している。
【００６６】
そして、かしめプレート１６０内に中間プレート１７０とエンドキャップ１８０を設置してタンクプレート１５０を重ねた後、かしめプレート１６０の爪部１６２をかしめてタンクプレート１５０の外表面を押さえ込んでヘッダタンク１４０を形成する。
【００６７】
そして、ヘッダタンク１４０の外周面にジョイント１９０の爪部１９１ｃ（後述する）をかしめるとともに、後述する継手部１９２を接続部１９１に嵌合させてヘッダタンク１４０の外周面に一体的に接合される。なお、継手部１９２と接続部１９１とからなるジョイント１９０については後述する。
【００６８】
そして、これら両ヘッダタンク１４０のチューブ挿入孔１６１に、各チューブ１１０のチューブ端部１１１とサイドプレート１３０の端部とを挿入し、これら各部材を一体でろう付けする。
【００６９】
チューブ端部１１１は、中間プレート１７０の段部１７２によって流通部１５１の外側の領域に規制され、また、チューブ端部１１１は、プレート孔１７１の空間内に配置されることになる。タンクプレート１５０の流通部１５１と中間プレート１７０のプレート孔１７１とによって連通部が形成される。
【００７０】
以上の構成によるヘッダタンク１４０は、凸状の流通部１５１を小型化とすることで、流通部１５１内の表面積が小さくなるため冷媒の内圧による流通部１５１の壁部に掛かる破断力を低減させて耐圧強度を向上させている。
【００７１】
そこで、本発明では、継手部材であるジョイント１９０を別体の接続部１９１と継手部１９２とを供えるように構成している。言い換えれば、接続部１９１をヘッダタンク１４０の外周面に配設し、継手部１９２を接続部１９１に配設するように構成している。
【００７２】
以下、ジョイント１９０の接続構造について図３ないし図６に基づいて説明する。まず、接続部１９１が接続されるヘッダタンク１４０には、図４に示すように、タンクプレート１５０の外周面を内側に潰して平面部１５１ａを形成し、その平面部１５１ａに開口部１５１ｂを形成している。
【００７３】
平面部１５１ａは、接続部１９１の外形に応じてヘッダタンク１４０の長手方向に延びるように形成されており、その平面部１５１ａのうち、開口部１５１ｂ近傍、すなわち、開口端面部が接続部１９１に形成される第１取付座面としての接合部１９１ｄに当接するように形成している。そして、接合部１９１ｄに対応するように開口部１５１ｂの開口端面部を略平面状に形成している。
【００７４】
この開口部１５１ｂは、ジョイント１９０からヘッダタンク１４０内に通ずる冷媒（流体）の流出入穴であって、接続部１９１に形成される第１流路である連通流路１９１ａと流通部１５１とを連通する開口部であって、その流路断面積が望ましくは出来るだけ大径となるよう形成している。
【００７５】
本実施形態の接続部１９１は、図３および図５に示すように、両面クラッド材からなる板材から形成されており、一方の開口側から他方の開口側に連通する連通流路１９１ａと、ヘッダタンク１４０の外周面に沿って延びる複数の爪部１９１ｃと、ヘッダタンク１４０の開口部１５１ｂの開口端面部に接合される接合部１９１ｄを有する接合部材１９１ｋと、ヘッダタンク１４０の開口部１５１ｂに対応する開口孔１９１ｂとをプレス成形によって一体的に形成している。
【００７６】
より具体的には、連通流路１９１ａは、板材を外方に浮き出して一方に開口端部１９１ｆを有する略コの字状に形成された膨出部１９１ｊと、その膨出部１９１ｊの内側を区画するように、接合部材１９１ｋを図中に示す破線ａの位置で内側に１８０°折り曲げることで形成している。ここで、開口端部１９１ｆの対向する側は板材により閉塞されている。
【００７７】
そして、膨出部１９１ｊの内側を接合部材１９１ｋで折り曲げて重ね合わせることで、一方と他方に開口する連通流路１９１ａが形成される。因みに、一方の開口側が開口端部１９１ｆであり、他方の開口側が開口孔１９１ｂとなる。
【００７８】
ところで、接合部１９１ｄは、接合部材１９１ｋに形成された開口孔１９１ｂの開口端面部であり、例えば、開口孔１９１ｂの近傍で図中に示す２点鎖線の範囲内を称するものである。言い換えれば、２点鎖線の範囲内の接合部１９１ｄがヘッダタンク１４０の開口部１５１ｂの開口端面部に当接されて接合される。
【００７９】
また、複数の爪部１９１ｃは、膨出部１９１ｊの上下方向に形成し、その爪部１９１ｃを図中に示す破線ｂの位置で内側に折り曲げることでヘッダタンク１４０の外周面に沿うように形成している。なお、これら複数の爪部１９１ｃは、チューブ１１０との干渉を避けるためにチューブ１１０とチューブ１１０との間に爪部１９１ｃを配置するように形成すると良い。
【００８０】
ところで、開口端部１９１ｆは、継手部１９２に形成された後述する嵌合部である嵌合凸部１９２ｃを嵌合する第２取付座面としての嵌合凹部１９１ｆが形成されている。言い換えれば、本実施形態の接続部１９１は、展開された板材により膨出部１９１ｊを形成し、図中に示す破線ａ、ｂを折り曲げるように形成することで、図３および図４に示すように、接合部１９１ｄがヘッダタンク１４０の開口部１５１ｂの開口端面部に当接し、複数の爪部１９１ｃがヘッダタンク１４０の外周面に沿うように形成することができるようにしている。
【００８１】
そして、板材が重なり合った面とヘッダタンク１４０の外周面に重なり合った面とが接合されることで、連通流路１９１ａが開口孔１９１ｂ、開口部１５１ｂを介してヘッダタンク１４０内の流通部１５１に連通される。
【００８２】
これにより、嵌合凹部１９１ｆから流入した冷媒が連通流路１９１ａに流入し、この連通流路１９１ａで流れ方向がＬ曲げされて、開口孔１９１ｂ、開口部１５１ｂを介してヘッダタンク１４０の流通部１５１内に流入することができる。
【００８３】
次に、継手部１９２は、図３に示すように、塊状のブロック材を用いて一方向から貫通する第２流路である流路穴１９２ａ、接続口１９２ｂ、および嵌合凸部１９２ｃを形成している。接続口１９２ｂは、外部の配管と接続するときの相手側配管を接合するための接続口であり、流路穴１９２ａよりも大径の穴部である。
【００８４】
また、嵌合凸部１９２ｃは、流路穴１９２ａの一方の開口側に形成された突き出し状の凸部であって、接続部１９１に形成された嵌合凹部１９１ｆに嵌合するように略コの字状に形成している。この嵌合凸部１９２ｃを嵌合凹部１９１ｆに嵌合させることでジョイント１９０が形成される。これにより、継手部１９２の取付角度と方向が決まり、開口部１５１ｂ、開口孔１９１ｂの流れ方向に対して直交する流れ方向が形成される。
【００８５】
なお、本実施形態では、連通流路１９１ａで冷媒の流れ方向がＬ曲げとなるように形成したが、これに限らず、継手部１９２の取り付け角度や方向に応じて、連通流路１９１ａの形状を調整することで接続先に応じた流れ方向にジョイント１９０を形成することができる。
【００８６】
ここでは、膨出部１９１ｊを一方に開口端部１９１ｆを有し、略コの字状に形成したが、これに限らず、開口端部１９１ｆを設けずに容器状に膨出部１９１ｊを形成して、流路穴１９２ａの一方の開口位置に対応する部位に開口部を形成するようにしても良い。
【００８７】
また、上述のようにブロック材を用いる継手部１９２は、例えば、ダイキャストなどのアルミ鋳造により、これら流路穴１９２ａ、接続口１９２ｂおよび嵌合凸部１９２ｃを一体的に形成することにより製造コストの低減が図れる。
【００８８】
ところで、接続部１９１に形成される連通流路１９１ａの流路断面積は、接続部１９１における流体の圧力損失が増大しないように、ヘッダタンク１４０に形成される開口部１５１ｂの開口面積よりも大きくするとともに、継手部１９２に形成される流路穴１９２ａの流路断面積よりも大きく形成している。
【００８９】
そして、接合部材１９１ｋに形成される開口孔１９１ｂは、開口部１５１ｂよりも開口面積が大きい方が望ましく、連通流路１９１ａの流路断面積よりも下回る開口面積となるように形成した方が良い。これにより、ジョイント１９０による圧力損失の低下を招くこともない。
【００９０】
なお、以上の構成によるジョイント１９０は、接続部１９１、継手部１９２を含めて上述した各部材と一体にろう付けするように構成している。より具体的には、ヘッダタンク１４０を形成するときに、ヘッタタンク１４０内は上述した手順で各部材を組み合わせてヘッダタンク構造を形成した後に、接続部１９１に形成された嵌合凹部１９１ｆに継手部１９２に形成された嵌合凸部１９２ｃを嵌合させてジョイント１９０を形成する。
【００９１】
そして、ヘッダタンク１４０の平面部１５１ａに接合部１９１ｄを当接するとともに、複数の爪部１９１ｃをヘッダタンク１４０の外周面に当接させ、その後、複数の爪部１９１ｃを内側にかしめて仮組み付けを行う。
【００９２】
そして、上述したように、両ヘッダタンク１４０のチューブ挿入孔１６１に、各チューブ１１０のチューブ端部１１１とサイドプレート１３０の端部とを挿入し、これら各部材を、例えば、炉中ロー付けにより一体でろう付けするようにしている。これにより、ガスクーラ１００がジョイント１９０を含めて一体に形成することができるため生産性が向上し製造コストの低減が図れる。
【００９３】
次に、ジョイント１９０の製造工程について説明する。まず、ヘッダタンク１４０の外周面を流通部１５１側に押しつぶして平面部１５１ａを形成するとともに、その平面部１５１ａに、流通部１５１と連通流路１９１ａとを連通する開口部１５１ｂを形成する工程を備える。これにより、開口部１５１ｂの開口端面部に接合面が形成することができる。
【００９４】
接続部１９１においては、図５に示すように、両面クラッド材からなる板材を用いて外方に浮き出して一方に開口端部１９１ｆを有する略コの字状の膨出部１９１ｊをプレス成形により形成する工程を備える。なお、この工程では、開口端部１９１ｆに対向する面は閉塞するように形成される。
【００９５】
そして、この膨出部１９１ｊを基準として、複数の第１爪部１９１ｃおよび接合部材１９１ｋの外形をプレス成形により形成する工程を備える。なお、この工程において、開口部１９１ｂが同時に形成される。
【００９６】
そして、開口された接合部材１９１ｋを図中に示す破線ａを基準として、左方向に約１８０°折り曲げ    て膨出部１９１ｊの内側を区画して連通流路１９１ａをプレス成形により形成する工程を備える。これにより、一方の開口端部１９１ｆと他方の開口部１５１ｂとが連通する連通流路１９１ａが形成される。
【００９７】
そして、図中に示す破線ｂを基準として、ヘッダタンク１４０の外周面に沿うように複数の第１爪部１９１ｃをプレス成形により形成する工程を備える。これにより、複数の第１爪部１９１ｃが、図３に示すように、ヘッダタンク１４０の外周面に当接するように形成される。
【００９８】
そして、開口端部１９１ｆを継手部１９２の嵌合凸部１９２ｃに嵌合する形状の嵌合凹部１９１ｆをプレス成形により形成する工程を備える。以上の工程により接続部１９１が形成される。
【００９９】
次に、継手部１９２において、一方向から貫通する流路穴１９２ａ、その流路穴１９２ａの一方の開口側に嵌合凸部１９２ｃ、および流路穴１９２ａの他方の開口側に接続口１９２ｂを形成する工程を備える。
【０１００】
ここでは、例えば、ダイキャストなどのアルミ鋳造により一体的に形成する工程を備える。なお、塊状のブロック材を用いて切削加工により、流路穴１９２ａ、接続口１９２ｂ、および嵌合凸部１９２ｃを形成しても良い。その他、鍛造などによって形成しても良い。これにより、継手部１９２が形成される。
【０１０１】
そして、ヘッダタンク構造を形成した後に、接続部１９１の嵌合凹部１９１ｆに継手部１９２の嵌合凸部１９２ｃを嵌合させて仮組み付けするとともに、ヘッダタンク１４０の外周面に複数の第１爪部１９１ｃを当接させ、この第１爪部１９１ｃをヘッダタンク１４０の外周面にかしめて仮組み付けする工程を備える。
【０１０２】
そして、仮組み付けされた状態で炉中ロー付けにより、ヘッダタンク１４０の外周面と複数の第１爪部１９１ｃ、開口部１５１ｂの開口端面部と接合部１９１ｄ、膨出部１９１ｊの内側と接合部材１９１ｋとが重なった面、の端面側、および嵌合凹部１９１ｆと嵌合凸部１９２ｃの外側面とが接合される。
【０１０３】
これにより、継手部１９２に流入された冷媒が流路穴１１９ａ、連通通路１９１ａ、開口部１５１ｂを介して流通部１５１に連通することになる。また、板材を用いたプレス成形によってヘッダタンク１４０の外周面に沿う形状に第１取付座面としての接合部１９１ｄ、複数の第１爪部１９１ｃと、連通流路１９１ａを容易に形成することができる。
【０１０４】
これにより、連通流路１９１ａを生産性の低い切削加工で形成するよりも簡素な形状で形成することができるため生産性が向上し製造コストの低減が図れる。以上のように構成されるガスクーラ１００においては、図１中の上方に示すジョイント１９０が、図示しない圧縮機の吐出側と接続され、また、下方に示すジョイント１９０が、図示しない膨張弁と接続される。
【０１０５】
そして、圧縮機から吐出された高温高圧の冷媒は、上方に示すジョイント１９０から右側のヘッダタンク１４０内に流入し、セパレータ１４１の上側のチューブ１１０群を流れ、左側のヘッダタンク１４０内に流入し、Ｕターンしてセパレータ１４１の下側のチューブ１１０群を流れ、下方に示すジョイント１９０から流出する。この間に冷媒は、コア部１０１において外部空気と熱交換されて冷却される。
【０１０６】
ところで、以上の製造方法のうち、接続部１９１に形成される複数の爪部１９１ｃおよび接合部１９１ｄは、ヘッダタンク１４０の外周面にろう材によって接合される取付座面であって、本請求項では第１取付座面と称する。また、接続部１９１に形成される嵌合凹部１９１ｆは、継手部１９２の嵌合凸部１９２ｃに接合する取付座面であって、本請求項では第２取付座面と称する。
【０１０７】
なお、本実施形態の接続部１９１は、両面クラッド材で形成させたことで連通通路１９１ａが外部との気密を保つことができたが、これに限らず、他の各部材と同じように、接続部１９１の表面の必要部位にろう材を設けて接合して連通通路１９１ａ、複数の爪部１９１ｃなどを形成するようにしても良い。
【０１０８】
また、本実施形態では、接続部１９１において、平面部１５１ｂに接合される接合部材１９１ｋを、膨出部１９１ｊ、爪部１９１ｃと一体に形成して１８０°折り曲げるように構成したが、これに限らず、図６に示すように、接合部材１９１ｋを別体で形成し、その接合部材１９１ｋを膨出部１９１ｊの内側に重ね合わせて接合するように構成しても良い。
【０１０９】
また、本実施形態では、ヘッダタンク１４０に形成される開口部１５１ｂに対して、連通流路１９１ａの流路の流れ方向をＬ曲げとなるようにして、一方の開口側に継手部１９２を配設したが、これに限らず、継手部１９２の接続先への方向および取付角度が異なるときには、連通流路１９１ａの流路をその接続先への方向および取付角度に応じた流路の流れ方向となるように形成すれば良い。つまり、接続部１９１における連通流路１９１ａの形状を調整することで接続先への自由度を高めることができる。
【０１１０】
以上の第１実施形態によるガスクーラ１００によれば、接続部１９１には、ヘッダタンク１４０の外周面と、継手部１９２とを接合するための取付座面として、複数の爪部１９１ｃ、接合部１９１ｄ、嵌合凹部１９１ｆが形成されている。
【０１１１】
これによれば、接合部１９１ｄの他に、ヘッダタンク１４０の外周面と接合される取付座面が増加することで充分な接合強度を接続部１９１で確保することができる。また、ジョイントパイプ１９０を継手部１９２と接続部１９１とに別体に分けることで、継手部１９２の取付角度や方向性を接続部１９１側の形状により調整することができる。
【０１１２】
また、ジョイント１９０を流通部１５１と連通する連通流路１９１ａが形成された接続部１９１と、その連通流路１９１ａに連通する流路穴１９２ａが形成された継手部１９２とから構成した。これによれば、継手部１９２の接続先への取付角度や方向性は接続部１９１の形状により容易に調整することができる。
【０１１３】
具体的には、継手部１９２は、流路穴１９２ａが一方向から貫通するように形成されており、接続部１９１は、この流路穴１９２ａの取付方向に応じて連通流路１９１ａの流路方向が形成されている。
【０１１４】
これによれば、継手部１９２の流路穴１９２ａを簡素に形成することで製造コストの低減が図れる。また、接続部１９１側の形状に応じて継手部１９２の接続先への方向の自由度を高めることができる。従って、熱交換器の取り付けバリエーションに対して共通の継手部１９２を使用するため製造コストの低減が図れる。
【０１１５】
また、連通流路１９１ａの流路断面積をヘッダタンク１４０に形成された開口部１５１ｂの開口面積よりも大きくなるように形成していることにより、ヘッダタンク１４０側が小径であるため開口部１５１ｂの開口面積が小さくなって絞られるが、連通流路１９１ａの流路断面積を大きくすることでジョイント１９０全体の圧力損失の増加が防止できるとともに性能低下を招くこともない。
【０１１６】
さらに、連通流路１９１ａの流路断面積が継手部１９２に形成された流路穴１９２ａの流路断面積よりも大きくなるように形成されていることにより、接続部１９１において、流体の流れを絞ることもなく形成できることでジョイント１９０全体の圧力損失の増加が防止できるとともに性能低下を招くこともない。
【０１１７】
また、接続部１９１は、開口部１５１ｂの開口端面部に当接する第１取付座面としての接合部１９１ｄと、ヘッダタンク１４０の外周面に沿って延びる第１取付座面としての複数の第１爪部１９１ｃとが形成され、その第１爪部１９１ｃがヘッダタンク１４０の外周をかしめた後に、接合部１９１ｄを含めてヘッダタンク１４０の外周面に接合される。
【０１１８】
これによれば、接合部１９１ｄと複数の第１爪部１９１ｃとを取付座面として接合面積を増加することができる。従って、内圧に耐える接合面積を充分に確保することができる。また、これらのジョイント１９０を含めて熱交換器全体を、例えば、炉中ロー付けにより一体に形成することができるため生産性が向上し製造コストの低減が図れる。
【０１１９】
また、接続部１９１には、板材を外方に浮き出して流路の外郭を形成する膨出部１９１ｊと、その膨出部１９１ｊの内側を区画させてプレス加工により連通流路１９１ａを形成したことにより、連通流路１９１ａを生産性の低い切削加工で形成するよりも簡素な形状で形成することができるため生産性が向上し製造コストの低減が図れる。さらに、膨出部１９１ｊ、接合部１９１ｄ、および複数の第１爪部１９１ｃを含めて一体的に形成することができる。
【０１２０】
また、継手部１９２は、流路穴１９２ａの一方の開口側が連通流路１９１ａの一方の開口側とを互いに嵌合するように形成されており、接続部１９１は、連通流路１９１ａの一方の開口側に流路穴１９２ａの一方の開口側を嵌合した後に、その流路穴１９２ａの一方の開口側を含めてヘッダタンク１４０の外周面に接合される。
【０１２１】
これによれば、これら別体の接続部１９１と継手部１９２とからなるジョイントパイプ１９０を含めて熱交換器全体を、例えば、炉中ロー付けにより一体に形成することができるため生産性が向上し製造コストの低減が図れる。さらに、継手部１９２を接続部１９１に接合するのための取付座面の接合面積を広くすることができる。これにより、充分な接合強度を確保することが可能である。
【０１２２】
（第２実施形態）
以上の第１実施形態では、接続部１９１を板材で形成したが、これに限らず、継手部１９２と同じように、塊状のブロック材を用いて、連通流路１９１ａ、第１取付座面としての挿入孔１９１ｅ、接合部１９１ｄおよび第２取付座面としての嵌合凹部１９１ｆを形成するように構成しても良い。
【０１２３】
具体的には、図７および図８に示すように、接続部１９１を、例えば、ダイキャストによるアルミ鋳造により、連通流路１９１ａ、第１取付座面としての挿入孔１９１ｅと接合部１９１ｄ、および第２取付座面としての嵌合凹部１９１ｆを形成している。
【０１２４】
ここで、接合部１９１ｄは、接続部１９１の一端面に形成されており、この一端面の一部がヘッダタンク１４０の平面部１５１ａに当接するように形成している。つまり、ヘッダタンク１４０の外周面に接合される部位であって第１取付座面である。
【０１２５】
ところで、本実施形態では、ヘッダタンク１４０の平面部１５１ａに形成される開口部１５１ｂは、図８に示すように、外方に突き出すバーリング状に形成している。そして、接続部１９１には、一方向に貫通した貫通穴で連通流路１９１ａを形成する。その連通流路１９１ａの一方の開口側に、バーリング状の開口部１５１ｂの外周面に嵌合する第１取付座面としての挿入孔１９１ｅが形成されている。
【０１２６】
そして、連通流路１９１ａの一方の開口側に、継手部１９２に形成される嵌合凸部１９２ｃを嵌合する第２取付座面としての嵌合凹部１９１ｆが形成されている。つまり、接続部１９１は、連通流路１９１ａの一方の開口側がヘッダタンク１４０の平面部１５１ａに当接して接合されるとともに、ヘッダタンク１４０の外周面、すなわち開口部１５１ｂの外周面が挿入孔１９１ｅに嵌合した後に接合される。
【０１２７】
一方、継手部１９２は、嵌合凸部１９２ｃを接続部１９１の嵌合凹部１９１ｆに嵌合した後に接合される。なお、接合する前に、開口部１５１ｂ、および流路穴１９１ａの内側から、図８中の矢印に示すように、それぞれの挿入孔１９１ｅおよび嵌合凹部１９１ｆを拡管治具などでかしめても良い。
【０１２８】
次に、接続部１９１の製造方法において、塊状のブロック材を用いて形成しており、一方の開口側と他方の開口側とに貫通する連通流路１９１ａと、この連通流路１９１ａの一方の開口側に、開口部１５１ｂの外周面に嵌合する挿入孔１９１ｅと、連通流路１９１ａの他方の開口側に、嵌合凸部１９２ｃと嵌合する嵌合凹部１９１ｆとを形成する工程を備えている。
【０１２９】
ここでは、例えば、ダイキャストなどのアルミ鋳造により一体的に形成する工程を備える。また、塊状のブロック材を用いて切削加工により、連通流路１９１ａ、挿入孔１９１ｅ、および嵌合凸部１９２ｃを形成しても良い。その他、鍛造などによって形成しても良い。これにより、接続部１９１が形成される。
【０１３０】
なお、本実施形態では、連通流路１９１ａの冷媒の流れ方向を、継手部１９２に形成された流路穴１９２ａと同一方向に形成したので、冷媒の流れ方向は開口部１５１ｂに対して直行する方向になっている。これにより、ジョイント１９０全体の圧力損失の増加が防止できるとともに性能低下を招くこともない。
【０１３１】
また、本実施形態では、冷媒の流れ方向が開口部１５１ｂに対して直行する方向となるように接続部１９１の連通流路１９１ａを形成したが、これに限らず、具体的には、図９に示すように、接続部１９１の流れ方向がＬ曲げとなるように形成しても良い。
【０１３２】
これにより、継手部１９２の接続先への取付角度や方向性は接続部１９１の形状により容易に調整することができる。また、本実施形態では、接続部１９１をダイキャストによるアルミ鋳造により形成したが、これに限らず、鍛造により形成しても良い。
【０１３３】
以上の構成によれば、接合部１９１ｄの他に、バーリング状の開口部１５１ｂの外周面を第１取付座面として接合面積を増加させることができる。また、継手部１９２を接続部１９１に接合するのための取付座面の接合面積を広くすることができる。これにより、充分な接合強度を確保することが可能である。
【０１３４】
（第３実施形態）
本実施形態では、第２実施形態による接続部１９１の全体形状を変形したものである。具体的には、図１０および図１１に示すように、ヘッダタンク１４０の外周面に沿って延びる第１取付座面としての複数の第１爪部１９１ｃを形成している。
【０１３５】
そして、その第１爪部１９１ｃがヘッダタンク１４０の外周をかしめた後に、接合面１９１ｄを含めて接合するように構成している。ただし、この場合は、ヘッダタンク１４０に形成する開口部１５１ｂは、図１１に示すように、開口孔で良い。
【０１３６】
つまり、第１実施形態と同じように、複数の第１爪部１９１ｃがヘッダタンク１４０の外周をかしめた後に、接合部１９１ｄを含めて接合されている。これによれば、接合部１９１ｄの他に、複数の第１爪部１９１ｃを第１取付座面として接合面積を増加することができる。
【０１３７】
これにより、内圧に耐える接合面積を充分に確保することができる。また、これらのジョイント１９０を含めて熱交換器全体を、例えば、炉中ロー付けにより一体に形成することができるため生産性が向上し製造コストの低減が図れる。
【０１３８】
なお、本実施形態では、複数の第１爪部１９１ｃを一体で形成したが、これに限らず、複数の第１爪部１９１ｃを板材で形成し、その第１爪部１９１ｃを接続部１９１の外周面に接合するように構成しても良い。
【０１３９】
（第４実施形態）
本実施形態では、接続部１９１に形成される連通流路１９１ａの容積をできるだけ小型化するように形成している。具体的には、図１２および図１３に示すように、接続部１９１を、板材を用いて、複数の第１爪部１９１ｃ、および連通流路１９１ａを形成するようにバーリング状の接続口１９１ｇを形成している。
【０１４０】
つまり、連通流路１９１ａをバーリング状の接続口１９１ｇにより形成している。そして、その接続口１９１ｇの外周面に流路穴１９２ａの一方の開口側を嵌合した後に接合するように形成している。
【０１４１】
言い換えれば、継手部１９２の流路穴１９２ａの一方の開口側に、接続口１９１ｇの外周面と嵌合する嵌合部である挿入孔１９２ｄを形成している。ここでは、接続口１９１ｇの外周面が第２取付座面となる。
【０１４２】
なお、以上の構成による接続部１９１の形成工程は、板材を用いて外方に突き出させてバーリング状の第２取付座面としての接続口１９１ｇ、およびその接続口１９１ｇの内側に形成される連通流路１９１ａを形成する工程と、ヘッダタンク１４０の外周面に沿って延びる第１取付座面としての複数の第１爪部１９１ｃをプレス成形によって形成する工程とを備えている。
【０１４３】
これによれば、接続口１９１ｇをバーリング状に形成することで開口孔よりもバーリング状の接続口１９１ｇの方が第２取付座面の接合面積を広くすることができる。また、連通流路１９１ａを小型化することで冷媒の内圧による連通流路１９１ａの壁部に掛かる破断力を低減させて耐圧強度を向上させている。
【０１４４】
（第５実施形態）
以上の実施形態では、継手部１９２の流路穴１９２ａの一方の開口側と接続部１９１の連通流路１９１ａの一方の開口側とを嵌合させて接合するように継手部１９２および接続部１９１を形成するように構成したが、これに限らず、具体的には、図１４に示すように、接続部１９１を継手部１９２の外周面に沿って延びる第２取付座面としての複数の第２爪部１９１ｈを形成し、その第２爪部１９１ｈにより継手部１９２の外周をかしめた後に接合するように構成しても良い。
【０１４５】
なお、以上の構成による接続部１９１は、上記第１実施形態で述べた接続部１９１の形成工程において、継手部１９２の外周面に沿って延びる第２取付座面としての複数の第２爪部１９１ｈを形成する工程が備えられる。
【０１４６】
これによれば、流路穴１９２ａの一方の開口側の他に、継手部１９２を接続部１９１に接合するための第２取付座面を継手部１９２の外周面に形成することができる。従って、取付座面の接合面積がさらに増加して充分な接合強度を確保することが可能である。
【０１４７】
なお、本実施形態では、流路穴１９２ａの一方の開口側と連通通路１９１ａの一方の開口側とを嵌合させるバーリング状の接続口１９１ｇを形成したが、この場合では、流路穴１９２ａの一方の開口側が連通流路１９１ａの一方の開口側に当接するように図示しない接合部を形成するとともに、その接続口１９１ｇはバーリング状でなく一般的な開口孔で形成しても良い。
【０１４８】
（他の実施形態）
以上の実施形態では、熱交換器として超臨界冷凍サイクル装置内のガスクーラ１００に適用されるものとして説明したが、冷媒を蒸発させる蒸発器に適用しても良い。また、ＣＯ２を冷媒とする超臨界冷凍サイクル装置に限らず通常の冷凍サイクルや、その他車両エンジン等に用いられる熱交換器に広く本発明を適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１４９】
【図１】本発明の第１実施形態におけるガスクーラ１００の概略構成を示す模式図である。
【図２】本発明の第１実施形態におけるヘッダタンク１４０の構成を示す分解斜視図である。
【図３】本発明の第１実施形態におけるジョイント１９０のヘッダタンク１４０への接続構造の構成を示す部分斜視図である。
【図４】本発明の第１実施形態における接続部１９１のヘッダタンク１４０への取付座面の構成を示す縦断面図である。
【図５】本発明の第１実施形態における接続部１９１の展開状態における全体形状を示す斜視図である。
【図６】本発明の第１実施形態の変形例における接続部１９１の展開状態における全体形状を示す斜視図である。
【図７】本発明の第２実施形態におけるジョイント１９０のヘッダタンク１４０への接続構造の構成を示す部分斜視図である。
【図８】図７に示すＡ−Ａ断面図である。
【図９】本発明の第２実施形態の変形例におけるジョイント１９０のヘッダタンク１４０への接続構造の構成を示す部分斜視図である。
【図１０】本発明の第３実施形態におけるジョイント１９０のヘッダタンク１４０への接続構造の構成を示す部分斜視図である。
【図１１】図１０に示すＡ−Ａ断面図である。
【図１２】本発明の第４実施形態におけるジョイント１９０のヘッダタンク１４０への接続構造の構成を示す部分斜視図である。
【図１３】図１２に示すＡ−Ａ断面図である。
【図１４】本発明の第５実施形態におけるジョイント１９０のヘッダタンク１４０への接続構造の構成を示す部分斜視図である。
【符号の説明】
【０１５０】
１１０…チューブ
１４０…ヘッダタンク
１５１…流通部
１５１ｂ…開口部
１９０…ジョイント（継手部材）
１９１…接続部
１９１ａ…連通流路（第１流路）
１９１ｃ…第１爪部（第１取付座面、取付座面）
１９１ｄ…接合部（第１取付座面、取付座面）
１９１ｅ…挿入孔（第１取付座面、取付座面）
１９１ｆ…嵌合凹部、開口端部（第２取付座面、取付座面）
１９１ｇ…接続口（第２取付座面、取付座面）
１９１ｈ…第２爪部（第２取付座面、取付座面）
１９１ｊ…膨出部
１９１ｊ…膨出部
１９２…継手部
１９２ａ…流路穴（第２流路）
１９２ｃ…嵌合凸部（嵌合部）
１９２ｄ…挿入孔（嵌合部）
【図１】
2007205700.tif 000003
【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】
2007205700.tif 000012
【図１１】
2007205700.tif 000013
【図１２】
2007205700.tif 000014
【図１３】
2007205700.tif 000015
【図１４】
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