(57)【要約】【課題】高温高圧冷媒が流通する流路を有する高圧側チューブと、低温低圧冷媒が流通する流路を有する低圧側チューブとを備えた熱交換器において、製造工数を削減して低コスト化を図る。【解決手段】高圧冷媒流路を有する偏平板状の高圧側チューブ１１と、低圧冷媒用流路を有する扁平板状の低圧側チューブ３１とを全体が直線状に延びるように形成する。高圧側チューブ１１の両端部に高圧側ヘッダタンク１２、１３を配設する。低圧側チューブ３１の両端部に低圧側ヘッダタンク３２、３３を配設する。高圧側チューブ１１及び低圧側チューブ３１を、厚み方向に重ね合わされた状態で高圧冷媒用流路及び低圧冷媒用流路が交差するように配置し、ろう付けにより一体化する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両空調装置が備えた冷媒回路の高圧側の冷媒と低圧側の冷媒とを熱交換させるように構成された車両空調装置用熱交換器であって、
上記冷媒回路の高圧側の冷媒が流通する高圧冷媒用流路を有する扁平板状の高圧側チューブと、
上記冷媒回路の低圧側の冷媒が流通する低圧冷媒用流路を有する扁平板状の低圧側チューブとを備え、
上記高圧側チューブ及び低圧側チューブは、全体が直線状に延びるように形成されるとともに、厚み方向に重ね合わされた状態で厚み方向に見て上記高圧冷媒用流路及び低圧冷媒用流路が交差するように配置されて一体化されていることを特徴とする車両空調装置用熱交換器。
【請求項２】
請求項１に記載の車両空調装置用熱交換器において、
高圧側チューブの両端部には、車両への取付部材が固定可能な第１及び第２高圧側ヘッダタンクが配設され、
低圧側チューブの両端部には、車両への取付部材が固定可能な第１及び第２低圧側ヘッダタンクが配設され、
上記高圧側チューブ及び低圧側チューブを厚み方向に見て、上記第１高圧側ヘッダタンク、第２高圧側ヘッダタンク、第１低圧側ヘッダタンク及び第２低圧側ヘッダタンクが４方向に配置されていることを特徴とする車両空調装置用熱交換器。
【請求項３】
請求項１または２に記載の車両空調装置用熱交換器において、
低圧側チューブの幅は、高圧側チューブの幅よりも広いことを特徴とする車両空調装置用熱交換器。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１つに記載の車両空調装置用熱交換器において、
高圧側チューブと低圧側チューブとは、外面同士が接合されて一体化していることを特徴とする車両空調装置用熱交換器。
【請求項５】
請求項２から４のいずれか１つに記載の車両空調装置用熱交換器において、
高圧側チューブ、低圧側チューブ、高圧側ヘッダタンク及び低圧側ヘッダタンクは、アルミニウム合金製とされ、これら部材が互いにろう付けされていることを特徴とする車両空調装置用熱交換器。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１つに記載の車両空調装置用熱交換器において、
車両への搭載状態で、高圧側チューブが車両のボディー構成部材側に位置付けられ、低圧側チューブが車両のエンジンルーム側に位置付けられることを特徴とする車両空調装置用熱交換器。
【請求項７】
請求項２から６のいずれか１つに記載の車両空調装置用熱交換器において、
高圧側及び低圧側の少なくとも一方のチューブの一端部に配設されたヘッダタンクには、該ヘッダタンクの内部を冷媒の流入空間と流出空間とに区画する仕切部材と、上記流入空間に連通する冷媒供給配管が接続される流入側接続部と、上記流出空間に連通する冷媒排出配管が接続される流出側接続部とが設けられ、
上記一方のチューブが上記ヘッダタンクの流入空間及び流出空間と連通していることを特徴とする車両空調装置用熱交換器。
【請求項８】
請求項２から７のいずれか１つに記載の車両空調装置用熱交換器において、
第１高圧側ヘッダタンク及び第２高圧側ヘッダタンクの外径と、第１低圧側ヘッダタンク及び第２低圧側ヘッダタンクの外径とは異なっており、これらヘッダタンクのうち、外径の大きい方に取付部材が固定されることを特徴とする車両空調装置用熱交換器。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか１つに記載の車両空調装置用熱交換器において、
高圧側及び低圧側の少なくとも一方のチューブは複数本設けられ、他方のチューブを厚み方向に挟むように配置されていることを特徴とする車両空調装置用熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車等の車両に搭載される空調装置に用いられる車両空調装置用熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、車両空調装置は冷凍サイクルを構成する冷媒回路を備えている。この冷媒回路は、冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮機で圧縮された冷媒を冷却する放熱器と、放熱器で冷却された冷媒の圧力を減圧する圧力制御弁と、減圧された冷媒と空調用空気とを熱交換させて空調用空気を冷却する蒸発器と、液冷媒とガス冷媒とを分離させる気液分離器とを備えており、これらは冷媒配管で接続されている。このような冷媒回路においては、放熱器と圧力制御弁との間に存在する冷媒の温度及び圧力は、気液分離器と圧縮機との間に存在する冷媒よりも高くなっている。
【０００３】
上記冷媒回路に充填される冷媒としては、従来より代替フロンＲ１３４ａが広く用いられている。近年、この冷媒を環境への影響が殆ど無い二酸化酸素に替えるための研究開発が盛んに行われるようになっている。この二酸化炭素を充填するようにした冷媒回路には、例えば、特許文献１に開示されているように、放熱器を通過した高温高圧冷媒と、圧縮機に戻る前の低温低圧冷媒とを熱交換させる内部熱交換器を設けることが行われている。この内部熱交換器を設けることで、圧力制御弁に至る冷媒の温度が一層下がり、冷媒回路の効率が向上する。
【０００４】
上記内部熱交換器は、圧縮機で圧縮された高温高圧冷媒が流通する高圧冷媒用流路を有する扁平板状の高圧側チューブと、圧縮機に戻る前の低温低圧冷媒が流通する低圧冷媒用流路を有する扁平板状の低圧側チューブと、高圧側チューブの両端部に配設された高圧側ヘッダタンクと、低圧側チューブの両端部に配設された低圧側ヘッダタンクとを備えている。高圧側チューブ及び低圧側チューブの各々は、直管部分とこの直管部分からＵターンするように折り曲げられた曲管部分とを交互に有しており、全体として蛇行するように延びている。そして、高圧側チューブの直管部分の間に低圧側チューブの直管部分が配置されるように、これら両チューブが組み合わされて一体化されている。この一体化された状態では、チューブを厚み方向に見たときに高圧冷媒用流路と低圧冷媒用流路とが略直交しており、直交流型の熱交換器を構成している。
【特許文献１】特開２００１−１７４０８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１の冷媒回路のように内部熱交換器を設けた場合には、その内部熱交換器を新たに製造することによる製造工数の増加は避けられないので、この工数の増加量をできるだけ少なくしたいという要求がある。しかしながら、特許文献１の内部熱交換器では、製造時、高圧側チューブ及び低圧側チューブに直管部分と曲管部分とを交互に形成する工程を経なければならない。さらに、高圧側チューブと低圧側チューブとを一体化する際には、高圧側チューブの直管部分の間に低圧側チューブの直管部分を配置しなければならず、作業が煩雑で時間を要する。このように特許文献１の熱交換器を製造するには工数が多くかかってしまい、ひいては、空調装置のコストが大幅に上昇してしまう虞れがある。
【０００６】
本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、高温高圧冷媒が流通する流路を有する高圧側チューブと、低温低圧冷媒が流通する流路を有する低圧側チューブとを備えた熱交換器において、両チューブの構造及び配置に工夫を凝らすことで、製造工数を削減して空調装置の低コスト化を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明では、高圧側チューブ及び低圧側チューブを、直線状に延びるように形成するとともに、厚み方向に重ね合わせた状態で高圧冷媒用流路及び低圧冷媒用流路が交差するように配置するようにした。
【０００８】
具体的には、請求項１の発明では、車両空調装置が備えた冷媒回路の高圧側の冷媒と低圧側の冷媒とを熱交換させるように構成された車両空調装置用熱交換器であって、上記冷媒回路の高圧側の冷媒が流通する高圧冷媒用流路を有する扁平板状の高圧側チューブと、上記冷媒回路の低圧側の冷媒が流通する低圧冷媒用流路を有する扁平板状の低圧側チューブとを備え、上記高圧側チューブ及び低圧側チューブは、全体が直線状に延びるように形成されるとともに、厚み方向に重ね合わされた状態で厚み方向に見て上記高圧冷媒用流路及び低圧冷媒用流路が交差するように配置されて一体化されている構成とする。
【０００９】
この構成によれば、高圧側チューブ及び低圧側チューブが直線状に延びているものなので、例えば、予め成形しておいた長尺状のチューブ構成部材を所望の長さに切断するだけで、曲げ加工を経ることなく、高圧側チューブ及び低圧側チューブが得られる。また、高圧側チューブと低圧側チューブとを一体化する際には、厚み方向に重ね合わせるという簡単な作業で済む。
【００１０】
請求項２の発明では、請求項１の発明において、高圧側チューブの両端部には、車両への取付部材が固定可能な第１及び第２高圧側ヘッダタンクが配設され、低圧側チューブの両端部には、車両への取付部材が固定可能な第１及び第２低圧側ヘッダタンクが配設され、上記高圧側チューブ及び低圧側チューブを厚み方向に見て、上記第１高圧側ヘッダタンク、第２高圧側ヘッダタンク、第１低圧側ヘッダタンク及び第２低圧側ヘッダタンクが４方向に配置されている構成とする。
【００１１】
この構成によれば、熱交換器をチューブの厚み方向に見たときに４方向に位置するヘッダタンクのいずれにも取付部材を固定することが可能になる。これにより、取付部材の位置を設定する際の自由度が向上する。
【００１２】
請求項３の発明では、請求項１または２の発明において、低圧側チューブの幅は、高圧側チューブの幅よりも広い構成とする。
【００１３】
この構成によれば、冷媒回路内での低圧側の冷媒体積流量と高圧側の冷媒体積流量とに対応するように、低圧冷媒用流路を高圧冷媒用流路よりも広く確保することが可能になる。
【００１４】
請求項４の発明では、請求項１から３のいずれか１つの発明において、高圧側チューブと低圧側チューブとは、外面同士が接合されて一体化している構成とする。
【００１５】
この構成によれば、高圧側チューブと低圧側チューブとの接合面積を広く確保することが可能になり、両チューブが強固に一体化される。
【００１６】
請求項５の発明では、請求項２から４のいずれか１つの発明において、高圧側チューブ、低圧側チューブ、高圧側ヘッダタンク及び低圧側ヘッダタンクは、アルミニウム合金製とされ、これら部材が互いにろう付けされている構成とする。
【００１７】
この構成によれば、製造時、各部材の接合部分にろう材を設けた状態で炉内に搬送することで、各部材を一度にろう付けすることが可能になる。
【００１８】
請求項６の発明では、請求項１から５のいずれか１つの発明において、車両への搭載状態で、高圧側チューブが車両のボディー構成部材側に位置付けられ、低圧側チューブが車両のエンジンルーム側に位置付けられる構成とする。
【００１９】
この構成によれば、高圧側チューブが破裂した事態を想定した場合、この高圧側チューブはエンジンルーム側に位置していないので、破裂によって吹き出す高温高圧冷媒や飛散するチューブ構成部材がエンジンルーム内の機器類に影響を及ぼしにくくなる。尚、低圧側チューブが破裂した事態を想定した場合、このチューブには低温低圧の冷媒が流れているため、エンジンルーム内の機器類には影響を及ぼしにくい。
【００２０】
請求項７の発明では、請求項２から６のいずれか１つの発明において、高圧側及び低圧側の少なくとも一方のチューブの一端部に配設されたヘッダタンクには、該ヘッダタンクの内部を冷媒の流入空間と流出空間とに区画する仕切部材と、上記流入空間に連通する冷媒供給配管が接続される流入側接続部と、上記流出空間に連通する冷媒排出配管が接続される流出側接続部とが設けられ、上記一方のチューブが上記ヘッダタンクの流入空間及び流出空間と連通している構成とする。
【００２１】
この構成によれば、冷媒供給配管からヘッダタンクの流入空間に流入した冷媒は、チューブの冷媒用流路を流通して該チューブの他端部に配設されたヘッダタンクに流入する。この他端部に配設されたヘッダタンクに流入した冷媒は、上記ヘッダタンクの流出空間に連通するチューブの冷媒用流路を流通した後、該流出空間に流入し、冷媒排出配管から外部に排出される。つまり、チューブの一端部に配設されたヘッダタンクに流入した冷媒を、他端部に配設されたヘッダタンクでターンさせてから一端部に配設されたヘッダタンクに戻すことが可能になるので、冷媒供給配管及び冷媒排出配管をチューブの一端側にまとめることが可能になる。
【００２２】
請求項８の発明では、請求項２から７のいずれか１つの発明において、第１高圧側ヘッダタンク及び第２高圧側ヘッダタンクの外径と、第１低圧側ヘッダタンク及び第２低圧側ヘッダタンクの外径とは異なっており、これらヘッダタンクのうち、外径の大きい方に取付部材が固定される構成とする。
【００２３】
この構成によれば、外径の大きいヘッダタンクは剛性を高く確保し易いため、取付部材をヘッダタンクにしっかりと固定することが可能になる。
【００２４】
請求項９の発明では、請求項１から８のいずれか１つの発明において、高圧側及び低圧側の少なくとも一方のチューブは複数本設けられ、他方のチューブを厚み方向に挟むように配置されている構成とする。
【００２５】
この構成によれば、製造時、一方のチューブで他方のチューブを挟むようにすることで、これらチューブを仮組みして一体化することが可能になる。また、一方のチューブが複数設けられることで、冷媒用流路を広く確保することが可能になる。
【発明の効果】
【００２６】
請求項１の発明によれば、扁平板状の高圧側チューブと低圧側チューブとを直線状に延びるように形成し、厚み方向に重ね合わせて一体化するようにしたので、チューブの製造工程を簡素化できるとともに、これらチューブを容易に一体化することができる。これにより、冷媒回路に内部熱交換器を設けた場合に増大してしまう製造工数を少なくすることができ、空調装置のコストを低減することができる。
【００２７】
請求項２の発明によれば、取付部材が固定可能な高圧側ヘッダタンクと低圧側ヘッダタンクとを熱交換器の４方向に配置するようにしたので、取付部材の位置を設定する際の自由度を向上させることができる。これにより、熱交換器の車両への搭載性を良好にすることができる。
【００２８】
請求項３の発明によれば、低圧側チューブの幅を高圧側チューブの幅よりも広くしたので、冷媒回路内の冷媒体積流量の差に対応するように低圧冷媒用流路を高圧冷媒用流路よりも広く確保することができる。これにより、冷媒が流通する際の圧力損失を低減することができ、熱交換器の性能を高めることができる。
【００２９】
請求項４の発明によれば、高圧側チューブと低圧側チューブとの外面同士を接合して両チューブを強固に一体化でき、熱交換器の剛性を全体的に高めることができる。これにより、熱交換器を車両に取り付ける際の取付箇所を少なくすることができ、取付構造を簡素化することができる。
【００３０】
請求項５の発明によれば、製造時、高圧側チューブ、低圧側チューブ、高圧側ヘッダタンク及び低圧側ヘッダタンクを一度にろう付けすることができる。これにより、熱交換器の製造工数をより一層削減することができるとともに、製造工程の簡素化を図ることができる。
【００３１】
請求項６の発明によれば、車両への搭載状態で、高圧側チューブを車両のボディー構成部材側に位置付け、低圧側チューブをエンジンルーム側に位置付けるようにしたので、高圧側チューブが破裂した事態を想定した場合、エンジンルーム内の機器類に与える影響を小さくすることができ、安全性を高めることができる。
【００３２】
請求項７の発明によれば、チューブの一端部に配設されたヘッダタンクを流入空間と流出空間とに区画し、このヘッダタンクに、流入空間に連通する冷媒供給配管の接続部と、流出空間に連通する冷媒排出配管の接続部とを設けたので、これら冷媒供給配管及び冷媒排出配管をチューブの一端側にまとめて配置することができる。これにより、車両において、冷媒供給配管及び冷媒排出配管の取り回しを容易にすることができる。
【００３３】
請求項８の発明によれば、剛性の高いヘッダタンクに取付部材を固定することができるので、取付部材の数を増やすことなく、熱交換器の車両への取付剛性を高めることができる。
【００３４】
請求項９の発明によれば、高圧側及び低圧側の少なくとも一方のチューブで他方のチューブを挟むようにしたので、これらチューブを容易に仮組みして一体化することができ、生産性を向上させることができる。また、一方のチューブを複数本設けることで、冷媒用流路を広く確保することができる。これにより、冷媒が流通する際の圧力損失を低減することができ、熱交換器の性能を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
【００３６】
図１は、本発明の実施形態に係る車両空調装置用熱交換器１を示すものである。この熱交換器１は、冷媒回路（図示せず）の放熱器と圧力制御弁との間に存在する高温高圧冷媒と、気液分離器と圧縮機との間に存在する低温低圧冷媒とを熱交換させる内部熱交換器であり、車両としての自動車に搭載されるようになっている。上記冷媒回路は、冷媒が例えば二酸化炭素とされた超臨界冷凍サイクルを構成している。
【００３７】
上記熱交換器１は、図２〜図４にも示すように、高温高圧冷媒が流通する高圧冷媒用流路１０（図５（ａ）に示す）を有する高圧側チューブ１１と、低温低圧冷媒が流通する低圧冷媒用流路３０（図５（ｂ）に示す）を有する低圧側チューブ３１とを備えている。高圧側チューブ１１の両端部には、第１高圧側ヘッダタンク１２と第２高圧側ヘッダタンク１３とが配設されている。低圧側チューブ３１の両端部にも、同様に、第１低圧側ヘッダタンク３２と第２低圧側ヘッダタンク３３とが配設されている。上記チューブ１１、３１及びヘッダタンク１２、１３、３２、３３で熱交換器１が構成されている。
【００３８】
上記高圧側チューブ１１は、扁平板状に形成された扁平チューブであり、両端に亘って直線状に延びている。この高圧側チューブ１１は、アルミニウム合金を押し出し成形してなる押し出し成形品とされている。高圧側チューブ１１の高圧冷媒用流路１０が延びる方向（図２の左右方向）の寸法は、幅方向（図２の上下方向）の寸法よりも長く、具体的には、上記低圧側チューブ３１の幅方向（図２の左右方向）の寸法よりも長めに設定されている。高圧冷媒用流路１０は、図５（ａ）に示すように、円形断面を有し、高圧側チューブ１１の幅方向に間隔をあけて複数設けられている。
【００３９】
上記低圧側チューブ３１は、高圧側チューブ１１と同様に両端に亘って直線状に延びる扁平チューブであり、アルミニウム合金の押し出し成形品とされている。低圧側チューブ３１の低圧冷媒用流路３０が延びる方向（図２の上下方向）の寸法は、幅方向の寸法よりも短く、具体的には、上記高圧側チューブ１１の幅方向の寸法よりも長めに設定されている。低圧冷媒用流路３０は、図５（ｂ）に示すように、円形断面を有し、低圧側チューブ３１の幅方向に間隔をあけて複数設けられている。この低圧冷媒用流路３０の数は高圧冷媒用流路１０よりも多く、低圧冷媒用流路３０の合計の断面積は、高圧冷媒用流路１０の合計の断面積よりも広く設定されている。このように低圧側と高圧側とで断面積を変えているのは、冷媒回路内では位置によって冷媒の体積流量に差が生じており、高圧側よりも低圧側の方が冷媒の体積流量が多いことに対応するためである。
【００４０】
上記第１高圧側ヘッダタンク１２は、高圧側チューブ１１の高圧冷媒用流路１０に冷媒を流入させるためのものであり、アルミニウム合金製の板材を円筒状に成形してなる筒状部１４と、この筒状部１４の両端開口を閉塞するアルミニウム合金製のキャップ部材１５、１６とを備えている。筒状部１４の中心線方向の長さは、高圧側チューブ１１の幅方向の寸法よりも長く設定されている。筒状部１４を構成する板材の表面には、ろう材が層状に設けられている。
【００４１】
上記筒状部１４には、図１に示すように、高圧側チューブ１１の一端部が挿入されるチューブ挿入孔１４ａが形成されている。高圧側チューブ１１の一端部は、チューブ挿入孔１４ａに挿入された状態で、該チューブ挿入孔１４ａの周縁部にろう付けされている。筒状部１４には、第１高圧側ヘッダタンク１２内に冷媒を流入させるための流入側接続管１７が設けられており、この流入側接続管１７も第１高圧側ヘッダタンク１２の構成部材である。この流入側接続管１７は、筒状部１４の中心線方向一端側（図２の上側）に位置付けられている。流入側接続管１７の一端部が筒状部１４に形成された貫通孔１４ｂに挿入された状態で、該貫通孔１４ｂの周縁部にろう付けされている。流入側接続管１７の他端部には、冷媒回路の放熱器の出口から延びる冷媒供給配管１００が接続されるようになっている。上記流入側接続管１７は、流入側接続部を構成している。
【００４２】
上記キャップ部材１５は、図４に示すように、筒状部１４の端部開口の形状に対応する円形の閉塞壁部１５ａと、この閉塞壁部１５ａの周縁部から立ち上がる周壁部１５ｂ（図２に示す）とを備えている。周壁部１５ｂは筒状部１４の端部に外嵌めされた状態で、該筒状部１４の外面にろう付けされている。尚、キャップ部材１６も、キャップ部材１５と同様に、閉塞壁部（図示せず）と周壁部１６ｂとを備えており、周壁部１６ｂが筒状部１４にろう付けされている。
【００４３】
上記第２高圧側ヘッダタンク１３は、高圧側チューブ１１の高圧冷媒用流路１０を流れた冷媒を一旦集合させてから流出させるためのものであり、図３にも示すように、上記第１高圧側ヘッダタンク１２と同じ形状の筒状部２０とキャップ部材２１、２２とを備えている。筒状部２０には、図２に示すように、高圧側チューブ１１の他端部が挿入されるチューブ挿入孔２０ａが形成されている。高圧側チューブ１１の他端部は、チューブ挿入孔２０ａに挿入された状態で、該チューブ挿入孔２０ａの周縁部にろう付けされている。筒状部２０には、第２高圧側ヘッダタンク１３内の冷媒を流出させるための流出側接続管２３が設けられており、この流出側接続管２３も第２高圧側ヘッダタンク１３の構成部材である。この流出側接続管２３は、筒状部２０の中心線方向他側（図２の下側）寄りに位置付けられている。流出側接続管２３の一端部が筒状部２０に形成された貫通孔２０ｂに挿入された状態で、該貫通孔２０ｂの周縁部にろう付けされている。流出側接続管２３の他端部には、冷媒回路の圧力制御弁から延びる冷媒排出配管１０１が接続されるようになっている。上記流出側接続管２３は、流出側接続部を構成している。上記キャップ部材２１は、閉塞壁部２１ａ（図４に示す）と、周壁部２１ｂ（図２及び図３に示す）とを備えており、周壁部２１ｂが筒状部２０にろう付けされている。また、キャップ部材２２も、閉塞壁部（図示せず）と周壁部２２ｂとを備えており、周壁部２２ｂが筒状部２０にろう付けされている。
【００４４】
上記第１低圧側ヘッダタンク３２は、低圧側チューブ３１の低圧冷媒用流路３０に冷媒を流入させるためのものであり、図２に示すように、上記第１高圧側ヘッダタンク１２と同様に、アルミニウム合金製の板材を円筒状に成形してなる筒状部３４と、この筒状部３４の両端開口を閉塞するアルミニウム合金製のキャップ部材３５、３６とを備えている。筒状部３４の外径は、上記第１及び第２高圧側ヘッダタンク１２、１３の筒状部１４、２０の外径よりも大きく設定されており、この第１低圧側ヘッダタンク３２の筒状部３４は、両高圧側ヘッダタンク１２、１３の筒状部１４、２０よりも高剛性に構成されている。筒状部３４の中心線方向の長さは、両高圧側ヘッダタンク１２、１３の筒状部１４、２０の中心線方向の長さよりも長く、具体的には、低圧側チューブ３１の幅方向の寸法よりも長めに設定されている。筒状部３４には、低圧側チューブ３１の一端部が挿入されるチューブ挿入孔３４ａが形成されている。低圧側チューブ３１の一端部は、チューブ挿入孔３４ａに挿入された状態で、該チューブ挿入孔３４ａの周縁部にろう付けされている。
【００４５】
上記筒状部３４の一端部の開口を閉塞するキャップ部材３５は、閉塞壁部３５ａ（図３に示す）と周壁部３５ｂと、ヘッダタンク３２内に冷媒を流入させるための流入側接続管３７とを備えている。周壁部３５ｂは、筒状部３４にろう付けされている。上記流入側接続管３７の一端部が閉塞壁部３５ａに形成された貫通孔３５ｃ（図１及び図２に示す）に挿入された状態で、該貫通孔３５ｃの周縁部にろう付けされている。流入側接続管３７の他端部には、冷媒回路の気液分離器の出口側から延びる冷媒供給配管１０２が接続されるようになっている。上記流入側接続管３７は、流入側接続部を構成している。
【００４６】
上記筒状部３４の他端部の開口を閉塞するキャップ部材３６は、閉塞壁部（図示せず）と周壁部３６ｂとを備えており、周壁部３６ｂが筒状部３４にろう付けされている。
【００４７】
上記第２低圧側ヘッダタンク３３は、低圧側チューブ３１の低圧冷媒用流路３０を流れた冷媒を一旦集合させてから流出させるためのものであり、筒状部４０とキャップ部材４１、４２とを備えている。筒状部４０は、上記筒状部３４と同様に構成されている。筒状部４０には、低圧側チューブ３１の一端部が挿入されるチューブ挿入孔４０ａが形成されている。低圧側チューブ３１の一端部は、チューブ挿入孔４０ａに挿入された状態で、該チューブ挿入孔４０ａの周縁部にろう付けされている。
【００４８】
上記筒状部４０の一端部の開口を閉塞するキャップ部材４１は、閉塞壁部４１ａ（図３に示す）と周壁部４１ｂとを備えており、周壁部４１ｂが筒状部４０にろう付けされている。筒状部４０の他端部の開口を閉塞するキャップ部材４２は、閉塞壁部（図示せず）と、周壁部４２ｂと、第２低圧側ヘッダタンク３３内の冷媒を流出させるための流出側接続管４３とを備えている。周壁部４２ｂが筒状部４０にろう付けされている。流出側接続管４３の一端部が閉塞壁部に形成された貫通孔４２ｃ（図２に示す）に挿入された状態で、該貫通孔４２ｃの周縁部にろう付けされている。流出側接続管４３の他端部には、冷媒回路の圧縮機の吸入口から延びる冷媒排出配管１０３が接続されるようになっている。上記流出側接続管４３は、流出側接続部を構成している。
【００４９】
上記高圧側チューブ１１及び低圧側チューブ３１は、図１及び図２に示すように、厚み方向に重ね合わされた状態で高圧冷媒用流路１０及び低圧冷媒用流路３０が直交するように配置されて、外面同士がろう付けされた状態で一体化されている。つまり、この熱交換器１は直交流型の熱交換器である。
【００５０】
上記高圧側チューブ１１及び低圧側チューブ３１を一体化した状態では、第１高圧側ヘッダタンク１２側に第２低圧側ヘッダタンク３３の排出側接続管４３が位置付けられている。この状態では、高圧側チューブ１１及び低圧側チューブ３１を厚み方向に見ると、第１高圧側ヘッダタンク１２、第２高圧側ヘッダタンク１３、第１低圧側ヘッダタンク３２及び第２低圧側ヘッダタンク３３が図２の上下左右である４方向に配置されることになる。これらヘッダタンク１２、１３、３２、３３には、車両に取り付けるための取付部材としてのブラケットＢが固定可能となっている。
【００５１】
この実施形態では、第１低圧側ヘッダタンク３２及び第２低圧側ヘッダタンク３３に第１ブラケットＢ１及び第２ブラケットＢ２が固定されている。第１ブラケットＢ１は、筒状部３４の中心線方向他側（図２の左側）に位置付けられている。この第１ブラケットＢ１は、アルミニウム合金製の板材を成形してなるものである。第１ブラケットＢ１の基端側は、筒状部３４のチューブ挿入孔３４ａと反対側の外面に沿うように形成され、該外面にろう付けされている。第１ブラケットＢ１の先端側は、筒状部３４から径方向へ突出するように形成されている。第１ブラケットＢ１の先端側には、締結部材等（図示せず）が挿通する取付孔が形成されている。また、第２ブラケットＢ２は、筒状部４０の中心線方向中央部に位置付けられている。この第２ブラケットＢ２は、上記第１ブラケットＢ１と同様に構成され、基端側が筒状部４０のチューブ挿入孔４０ａと反対側の外面にろう付けされ、先端側には、締結部材等が挿通する取付孔が形成されている。
【００５２】
上記熱交換器１は、車両の前部に設けられたエンジンルームに配置され、第１ブラケットＢ１及び第２ブラケットＢ２の先端側が車両側の部材（図示せず）に固定されることにより、車両に取り付けられた状態になる。この車両に取り付けられた状態にある熱交換器１の向きは、図２に示すように、第１低圧側ヘッダタンク３２が上側に位置する向きとされ、従って、高圧側の流入側接続管１７は流出側接続管２３よりも上方に位置するとともに、低圧側の流入側接続管３７は流出側接続管４３よりも上方に位置している。このとき、高圧側ヘッダタンク１２、１３は、熱交換器１の上下方向両端部に位置しており、低圧側ヘッダタンク３２、３３は、熱交換器１の水平方向両端部に位置している。また、図１にも示すように、熱交換器１の高圧側チューブ１１は車両のボディー構成部材側に位置付けられるとともに、低圧側チューブ３１はエンジンルーム側に位置付けられている。
【００５３】
上記のように構成された熱交換器１を製造する際には、まず、各部材を成形する。この際、高圧側チューブ１１を得る場合には、最初に、押し出し成形により高圧側チューブ１１の断面形状を有する長尺状のチューブ構成部材を作っておき、このチューブ構成部材を所望の長さに切断して高圧側チューブ１１を得る。低圧側チューブ３１を得る場合も同様である。
【００５４】
その後、第１及び第２高圧側ヘッダタンク１２、１３の筒状部１４、２０にキャップ部材１５、１６、２１、２２及び接続管１７、２３を組み付け、さらに、高圧側チューブ１１の両端部を両高圧側ヘッダタンク１２、１３のチューブ挿入孔１４ａ、２０ａに挿入する。また、第１及び第２低圧側ヘッダタンク３２、３３の筒状部３４、４０にキャップ部材３５、３６、４１、４２及び接続管３７、４３を組み付け、さらに、低圧側チューブ３１の両端部を両低圧側ヘッダタンク３２、３３のチューブ挿入孔３４ａ、４０ａに挿入する。そして、高圧側チューブ１１と低圧側チューブ３１とを、高圧冷媒用流路１０及び低圧冷媒用流路３０が直交するように配置して厚み方向に重ねた後、各部材が動かないように治具（図示せず）や仮溶接等で固定しておく。高圧側チューブ１１と低圧側チューブ３１との間にはろう材を設けておく。しかる後、図示しないが、ろう材の溶融温度以上に加熱された炉内に搬送することで、各部材がろう付けされて一体化する。このときにブラケットＢ１、Ｂ２のろう付けも行う。
【００５５】
上記のように構成された熱交換器１では、放熱器を通過した高温高圧冷媒が第１高圧側ヘッダタンク１２に流入してから高圧冷媒用流路１０に流入する。一方、蒸発器から流出した低温低圧冷媒は、第１低圧側ヘッダタンク３２に流入してから低圧冷媒用流路３０に流入する。そして、上記高圧冷媒用流路１０を流れる高温高圧冷媒と、低圧冷媒用流路３０を流れる低温低圧冷媒とが熱交換する。高圧冷媒用流路１０を流れる高温高圧冷媒は、第２高圧側ヘッダタンク１３に流入して集合した後、圧力制御弁に送られる。一方、低圧冷媒用流路３０を流れる低温低圧冷媒は、第２低圧側ヘッダタンク３３に流入して集合した後、圧縮機に吸入される。これにより、圧力制御弁に至る冷媒の温度が一層下がり、冷媒回路の効率が向上する。
【００５６】
以上説明したように、この実施形態では、高圧側チューブ１１及び低圧側チューブ３１が直線状に延びているものなので、予め成形しておいた長尺状のチューブ構成部材を所望の長さに切断するだけで、曲げ加工を経ることなく、高圧側チューブ１１及び低圧側チューブ３１を得ることができ、チューブ１１、３１の製造工程を簡素化することができる。また、高圧側チューブ１１と低圧側チューブ３１とを厚み方向に重ね合わせるという簡単な作業で両チューブ１１、３１を容易に一体化することできる。これにより、冷媒回路に熱交換器１を設けた場合に増大してしまう製造工数を少なくすることができ、空調装置のコストを低減することができる。
【００５７】
また、熱交換器１をチューブ１１、３１の厚み方向に見たときに上下左右の４方向に位置するヘッダタンク１２、１３、３２、３３のいずれにもブラケットＢを固定することができるので、ブラケットＢの位置を設定する際の自由度を向上でき、熱交換器１の車両への搭載性を良好にすることができる。
【００５８】
また、冷媒回路内での低圧側の冷媒体積流量と高圧側の冷媒体積流量とに対応するように、低圧冷媒用流路３０の合計の断面積を高圧冷媒用流路１０の合計の断面積よりも広く確保している。これにより、冷媒が流通する際の圧力損失を低減することができ、熱交換器１の性能を高めることができる。
【００５９】
また、扁平状の高圧側チューブ１１と低圧側チューブ３１とを厚み方向に重ねてろう付けするようにしたので、高圧側チューブ１１と低圧側チューブ３１との接合面積を広く確保して両チューブ１１、３１を強固に一体化でき、熱交換器１の剛性を高めることができる。これにより、熱交換器１を車両に取り付ける際に取付箇所を少なくすることができ、取付構造を簡素化することができる。
【００６０】
また、各部材をアルミニウム合金製とし、互いにろう付けするようにしたので、製造時、各部材を一度にろう付けすることができる。これにより、熱交換器１の製造工数をより一層削減することができるとともに、製造工程の簡素化を図ることができる。
【００６１】
また、高圧側チューブ１１が破裂した事態を想定した場合、この高圧側チューブ１１はエンジンルーム側に位置していないので、破裂によって吹き出す高温高圧冷媒や飛散するチューブ構成部材がエンジンルーム内の機器類に影響を及ぼしにくくなり、安全性を高めることができる。尚、低圧側チューブ３１が破裂した事態を想定した場合、このチューブ３１には低温低圧の冷媒が流れているため、エンジンルーム内の機器類には影響を及ぼしにくい。
【００６２】
また、高圧側ヘッダタンク１２、１３よりも大径で剛性の高い低圧側ヘッダタンク３２、３３にブラケットＢ１、Ｂ２を取り付けるようにしたので、ブラケットＢの数を増やすことなく、熱交換器１の車両への取付剛性を高めることができる。
【００６３】
また、この実施形態では、第１低圧側ヘッダタンク３２に流入側接続管３７を設け、第２低圧側ヘッダタンク３３に流出側接続管４３を設けるようにしているが、これに限らず、図６、７に示す変形例１のように第１低圧側ヘッダタンク３２に両接続管３７、４３を設けるようにしてもよい。この変形例１では、第１低圧側ヘッダタンク３２に、該ヘッダタンク３２の内部を冷媒の流入空間Ｒ１と流出空間Ｒ２とに区画する仕切部材５０が配設されている。この仕切部材５０は、円形板状に形成され、第１低圧側ヘッダタンク３２の中心線方向略中央部に配置されている。筒状部３４には、仕切部材５０をヘッダタンク３２の外方から内方へ挿入するためのスリット３４ｂが形成されている。仕切部材５０はスリット３４ｂからヘッダタンク３２の内方へ挿入された状態で筒状部３４にろう付けされている。低圧側チューブ５１は、流入空間Ｒ１に連通する上流側チューブ５１ａと、流出空間Ｒ２に連通する下流側チューブ５１ｂとで構成されている。これら上流側チューブ５１ａ及び下流側チューブ５１ｂの幅方向の寸法は、上記低圧側チューブ３１の幅方向の寸法よりも短く設定されている。上流側チューブ５１ａ及び下流側チューブ５１ｂの冷媒用流路は、上記低圧側チューブ３１の冷媒用流路３０と同様に円形断面を有し、複数設けられている。
【００６４】
流入側接続管３７と反対側のキャップ部材３６には、流出側接続管４３が設けられている。流出側接続管４３の一端部が閉塞壁部に形成された貫通孔（図示せず）に挿入された状態で、該貫通孔の周縁部にろう付けされている。
【００６５】
この変形例１の熱交換器１では、図６に冷媒の流れを矢印で示すように、第１低圧側ヘッダタンク３２の流入空間Ｒ１に流入した冷媒は、上流側チューブ５１ａに流入して第２低圧側ヘッダタンク３３に流入する。この第２低圧側ヘッダタンク３３に流入した冷媒は、下流側チューブ５１ｂに流入して第１低圧側ヘッダタンク３２の流出空間Ｒ２に流入した後、外部に排出される。
【００６６】
つまり、変形例１では、第１低圧側ヘッダタンク３２に流入した冷媒を第２低圧ヘッダタンク３３でターンさせてから第１低圧側ヘッダタンク３２に戻すことが可能なる。これにより、冷媒供給配管１０２及び冷媒排出配管１０３を、低圧側チューブ５１の一端側である熱交換器１の上側にまとめて配置することができるので、車両において、冷媒供給配管１０２及び冷媒排出配管１０３の取り回しを容易にすることができる。尚、図示しないが、第２低圧側ヘッダタンク３３に仕切部材を設け、この第２低圧側ヘッダタンク３３に両接続管３７、４３を設けるようにしてもよい。また、第２高圧側ヘッダタンク１３に仕切部材を設け、第２高圧側ヘッダタンク１３に両接続管１７、３２を設けるようにしてもよいし、第１高圧側ヘッダタンク１２に仕切部材を設け、第１高圧側ヘッダタンク１２に両接続管１７、２３を設けるようにしてもよい。
【００６７】
また、図８に示す変形例２のように、低圧側チューブ３１を２本設け、これら低圧側チューブ３１、３１で高圧側チューブ１１を挟むようにしてもよい。この変形例２では、第１低圧側ヘッダタンク３２の筒状部３４に２つのチューブ挿入孔（図示せず）が周方向に間隔をあけて形成されている。これらチューブ挿入孔の間隔は、高圧側チューブ１１の厚み寸法に対応している。第２低圧側ヘッダタンク３３の筒状部４０にも同様に２つのチューブ挿入孔４０ａ、４０ａが形成されている。また、高圧側チューブ１１の両面が低圧側チューブ３１、３１にろう付けされている。これにより、高圧側チューブ１１の剛性が高まるとともに、この高圧側チューブ１１が破裂した場合に外部に及ぼす影響を小さくすることが可能になる。
【００６８】
この変形例２の熱交換器１を製造する際には、２つの低圧側チューブ３１、３１で高圧側チューブ１１を挟んだ状態で、低圧側チューブ３１、３１の両端部を筒状部３４、４０のチューブ挿入孔４０ａに挿入することで、低圧側チューブ３１と高圧側チューブ１１とを仮組付けして一体化することが可能になる。これにより、熱交換器１の生産性を向上させることができる。また、低圧側チューブ３１の本数が増えることで、合計の冷媒用流路を広く確保することができる。これにより、冷媒が流通する際の圧力損失を低減することができ、熱交換器１の性能を高めることができる。尚、高圧側チューブ１１を２本設け、これら高圧側チューブ１１で低圧側チューブ３１を挟むようにしてもよい。
【００６９】
また、図２に仮想線で示すように、第１高圧側ヘッダタンク１２及び第２高圧側ヘッダタンク１３にブラケットＢを固定するようにしてもよい。
【００７０】
また、ブラケットＢは、第１高圧側ヘッダタンク１２、第２高圧側ヘッダタンク１３、第１低圧側ヘッダタンク３２及び第２低圧側ヘッダタンク３３のうち、任意のヘッダタンクに固定することができる。また、ブラケットＢの数及び位置は自由に設定することができる。
【００７１】
また、高圧冷媒用流路１０及び低圧冷媒用流路３０の断面形状は上記した円形に限られるものではなく、矩形や長円形にしてもよい。また、高圧側チューブ１１や低圧側チューブ３１の本数は任意に設定することが可能である。
【００７２】
また、熱交換器１を車両に搭載する際の向きは、チューブ１１、３１が水平に延びる向きとしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
以上説明したように、本発明に係る車両空調装置用熱交換器は、例えば、二酸化炭素を冷媒として用いる冷媒回路の内部熱交換器として適している。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の実施形態に係る車両空調装置用熱交換器の斜視図である。
【図２】熱交換器を低圧側チューブ側から見た正面図である。
【図３】熱交換器を第２高圧側ヘッダタンク側から見た図である。
【図４】熱交換器を第１低圧側ヘッダタンク側から見た図である。
【図５】（ａ）は高圧側チューブの端面図であり、（ｂ）は低圧側チューブの端面図である。
【図６】実施形態の変形例１に係る図２相当図である。
【図７】実施形態の変形例１に係る図４相当図である。
【図８】実施形態の変形例２に係る図１相当図である。
【符号の説明】
【００７５】
１            車両空調装置用熱交換器
１０          高圧冷媒用流路
１１          高圧側チューブ
１２          第１高圧側ヘッダタンク
１３          第２高圧側ヘッダタンク
３０          低圧冷媒用流路
３１          低圧側チューブ
３２          第１低圧側ヘッダタンク
３３          第２低圧側ヘッダタンク
３７          流入側接続管（流入側接続部）
４３          流出側接続管（流出側接続部）
５０          仕切部材
Ｂ            ブラケット
Ｒ１          流入空間
Ｒ２          流出空間
【図１】
2007255871.tif 000003
【図２】
2007255871.tif 000004
【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】
2007255871.tif 000009
【図８】
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