(57)【要約】【課題】空気流れ方向に対してチューブが複数列配列されている場合においても、耐圧性を低下させること無く組立性を向上させることができる熱交換器を提供する。【解決手段】タンクに接続されるチューブが空気流れ方向に対して複数列配置されており、タンクの座板へチューブを挿入するための位置決め用の櫛状の切り込みを有するガイドプレートを備え、ガイドプレートの櫛状の切り込みにチューブが差し込まれることによりチューブの位置決めが行われた後に座板にチューブが挿入され、この組立状態にて、少なくとも、タンク上板、座板、ガイドプレート、チューブ、チューブ間に介装されるアウターフィンが、一体にろう付けされていることを特徴とする熱交換器。【選択図】図４
2007298260.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タンクに接続されるチューブが空気流れ方向に対して複数列配置されており、タンクの座板へチューブを挿入するための位置決め用の櫛状の切り込みを有するガイドプレートを備え、該ガイドプレートの前記櫛状の切り込みにチューブが差し込まれることにより該チューブの位置決めが行われた後に前記座板にチューブが挿入され、この組立状態にて、少なくとも、タンク上板、前記座板、前記ガイドプレート、チューブ、チューブ間に介装されるアウターフィンが、一体にろう付けされていることを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記ガイドプレートがろう材層を持たないベア材からなり，かつ、該ガイドプレートに接合される前記座板が少なくとも一方の面にろう材層が形成されたブレージングシートからなる、請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
前記ガイドプレート、座板、タンク上板がプレス加工により形成されている、請求項１または２に記載の熱交換器。
【請求項４】
前記ガイドプレート、座板、タンク上板およびチューブがアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる、請求項１〜３のいずれかに記載の熱交換器。
【請求項５】
前記ガイドプレートの櫛状の切り込みにおける各切り込みの幅が、前記座板のチューブが挿入される各穴の幅よりも大きい、請求項１〜４のいずれかに記載の熱交換器。
【請求項６】
前記ガイドプレートの空気流れ方向寸法に関し、同方向における熱交換器コア中心に対して、空気流れ方向下流側寸法の方が空気流れ方向上流側寸法よりも短い、請求項１〜５のいずれかに記載の熱交換器。
【請求項７】
前記ガイドプレートの空気流れ方向寸法が、前記アウターフィンの同方向設置領域寸法よりも短い、請求項１〜６のいずれかに記載の熱交換器。
【請求項８】
前記ガイドプレートの空気流れ方向下流側端部が、前記アウターフィンの空気流れ方向下流側端部よりも空気流れ方向上流側に位置している、請求項１〜７のいずれかに記載の熱交換器。
【請求項９】
前記タンク上板に、前記タンクを空気流れ方向前後に位置するタンク部に区画する仕切り部が設けられ、前記座板に、前記タンク部間にわたって延びる複数の貫通穴が設けられ、前記ガイドプレートと前記座板の貫通穴により前記タンク部間に複数の連通部が形成されている、請求項１〜８のいずれかに記載の熱交換器。
【請求項１０】
前記複数の貫通穴の穴延設方向と直交する方向の幅が、座板長手方向における貫通穴配設位置に応じて変化されている、請求項９に記載の熱交換器。
【請求項１１】
前記複数の貫通穴間の間隔が、座板長手方向において変化されている、請求項９または１０に記載の熱交換器。
【請求項１２】
前記複数の貫通穴の穴延設方向の長さが、座板長手方向における貫通穴配設位置に応じて変化されている、請求項９〜１１のいずれかに記載の熱交換器。
【請求項１３】
タンクに接続されるチューブが空気流れ方向に対して複数列配置されており、前記タンクが、チューブの位置決め用の櫛状の切り込みを有するガイドプレートと、該ガイドプレートに沿う位置まで延び、その延設部に前記ガイドプレートの切り込みと逆向きの櫛状の切り込みを有するタンク上板によって形成され、前記ガイドプレートの前記櫛状の切り込みにチューブが差し込まれることにより該チューブの位置決めが行われた後に前記タンク上板の前記櫛状の切り込みがチューブに嵌め合わされ、この組立状態にて、少なくとも、前記タンク上板、前記ガイドプレート、チューブ、チューブ間に介装されるアウターフィンが、一体にろう付けされていることを特徴とする熱交換器。
【請求項１４】
前記ガイドプレートが、片面にろう材層が形成されたブレージングシートからなる、請求項１３に記載の熱交換器。
【請求項１５】
前記ガイドプレートのアウターフィン側の面がベア面からなる、請求項１４に記載の熱交換器。
【請求項１６】
前記ガイドプレートおよびタンク上板がプレス加工により形成されている、請求項１３〜１５のいずれかに記載の熱交換器。
【請求項１７】
前記ガイドプレート、タンク上板およびチューブがアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる、請求項１３〜１６のいずれかに記載の熱交換器。
【請求項１８】
前記ガイドプレートの空気流れ方向寸法に関し、同方向における熱交換器コア中心に対して、空気流れ方向下流側寸法の方が空気流れ方向上流側寸法よりも短い、請求項１３〜１７のいずれかに記載の熱交換器。
【請求項１９】
前記ガイドプレートの空気流れ方向寸法が、前記アウターフィンの同方向設置領域寸法よりも短い、請求項１３〜１８のいずれかに記載の熱交換器。
【請求項２０】
前記ガイドプレートの空気流れ方向下流側端部が、前記アウターフィンの空気流れ方向下流側端部よりも空気流れ方向上流側に位置している、請求項１３〜１９のいずれかに記載の熱交換器。
【請求項２１】
超臨界域で作動可能な冷媒を使用する超臨界サイクルに用いられる、請求項１〜２０のいずれかに記載の熱交換器。
【請求項２２】
前記冷媒が二酸化炭素である、請求項２１に記載の熱交換器。
【請求項２３】
車両用空調装置の冷凍サイクル中に用いられるものからなる、請求項１〜２２のいずれかに記載の熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器に関し、とくに、高い耐圧性を維持しつつ組立性を向上した、二酸化炭素などの超臨界冷媒が用いられる超臨界サイクルの蒸発器やガスクーラ等として好適な熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱交換器のヘッダタンクを複数の部材で構成し、それぞれの部材を薄肉化することにより、熱交換チューブの挿入孔をプレス成形にて加工できるようにした構造が知られている（例えば、特許文献１）。このような構造により、上記部材の切削の必要が無くなり、より低コストで効率的にチューブ挿入孔を形成することができるようになる。
【０００３】
また、ヘッダ部形成用プレート、中間プレート、管接続用プレートによりヘッダタンクを構成し、管接続用プレートには管接続のためのガイド孔を開けた構造も知られている（例えば、特許文献２）。このような構造により、空気流れ方向に対してチューブを複数列配置した場合の性能向上を試みている。
【特許文献１】特開２００１−１３３１８９号公報
【特許文献２】特開２００５−３２６１３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、上記のような従来構造においては、チューブが空気流れ方向に対して複数列配置されている場合において、チューブを挿入して熱交換器組立用にチューブの位置決めを行うための上記ガイド孔の形状が長孔である場合には、該長孔にチューブを挿入する際に、チューブの位置決め方向として、必然的に空気流れ方向、タンク長手方向の２方向が規制されてしまい、組立上の許容代（自由度）がほとんど無い状態となるため、組立性が悪化する。また，各部品に対して非常に高い精度が要求されることになるため、コストアップに繋がるという問題も残されている。精度が低いと、耐圧性が低下する。
【０００５】
そこで本発明の課題は、空気流れ方向に対してチューブが複数列配列されている場合においても、耐圧性を低下させること無く組立性を向上させることができる熱交換器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に係る熱交換器は、タンクに接続されるチューブが空気流れ方向に対して複数列配置されており、タンクの座板へチューブを挿入するための位置決め用の櫛状の切り込みを有するガイドプレートを備え、該ガイドプレートの前記櫛状の切り込みにチューブが差し込まれることにより該チューブの位置決めが行われた後に前記座板にチューブが挿入され、この組立状態にて、少なくとも、タンク上板、前記座板、前記ガイドプレート、チューブ、チューブ間に介装されるアウターフィンが、一体にろう付けされていることを特徴とするものからなる（第１の形態：タンクがタンク上板、座板、ガイドプレートによって構成される形態）。
【０００７】
すなわち、従来のこの種の熱交換器においては、前述の如く、上記ガイドプレートに相当する部材に長孔が形成されていたために、とくに組立性が悪かったが、本発明に係る熱交換器においては、ガイドプレートが櫛状の切り込みを有する部材に構成されているので、ガイドプレートの両側から、単にチューブを各切り込みに差し込んでいくだけで、各チューブが容易に所定の組立位置に決められる。そして、ガイドプレートによって位置決めされたチューブが座板に（より正確には座板のチューブ挿入穴に）挿入されるが、このときガイドプレートに保持されている各チューブは、各切り込みに差し込まれているだけであり、少なくともその切り込みへの差し込み方向においては自由度のある状態にて座板に挿入されるので、挿入されるチューブと座板のチューブ挿入穴との間の相対位置関係がそれほど高精度に決められていない状態にあっても、チューブは極めて容易に座板に挿入され、所定の状態に組み立てられる。したがって、とくに組立性が大幅に向上される。しかも、熱交換器のタンクを構成するタンク上板、座板、ガイドプレートはすべてプレス等により加工可能な薄板部材で製作できるので、低コストでありながら容易にタンク部分に高い耐圧性を付与することができる。
【０００８】
上記本発明に係る熱交換器においては、上記ガイドプレートがろう材層を持たないベア材からなり，かつ、該ガイドプレートに接合される上記座板が少なくとも一方の面にろう材層が形成されたブレージングシートからなることが好ましい。このような構成により、位置決め用プレートとしてのガイドプレートの材料コストを安くすることができ、かつ、座板とタンク上板を確実にろう付けすることができる。また、ガイドプレートをベア材とすることで、ガイドプレートとアウターフィン等が接する場合にあっても、この間のエロージョンの発生を効果的に防止することが可能となる。
【０００９】
また、上記ガイドプレート、座板、タンク上板がプレス加工により形成されていることが好ましい。このような構成により、これら部材を安価に加工することができる。
【００１０】
また、上記ガイドプレート、座板、タンク上板およびチューブが、さらにはアウターフィンまで含めて、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなることが好ましい。このような構成により、材料の軽量化、ひいては熱交換器全体の軽量化をはかることができる。
【００１１】
また、上記ガイドプレートの櫛状の切り込みにおける各切り込みの幅が、座板のチューブが挿入される各穴の幅よりも大きいことが好ましい。このような構成により、各切り込みに保持されているチューブに切り込みの幅についても若干の自由度を持たせることができ、切り込みに保持されているチューブの座板のチューブ挿入穴への挿入がより容易化され、組立性が一層向上される。
【００１２】
また、上記ガイドプレートの空気流れ方向寸法に関し、同方向における熱交換器コア中心に対して、空気流れ方向下流側寸法の方が空気流れ方向上流側寸法よりも短いことが好ましい。このような構成により、短く形成された空気流れ方向下流側のガイドプレートの端部からの延長部分には、ガイドプレートの板厚に相当する厚さの空間が形成されることになり、この空間を介して、凝縮水や付着水等の排水性を向上させることができる。したがって、排水性の面から、この空間は、とくに熱交換器の下部タンク側に形成されることが好ましい。
【００１３】
また、上記ガイドプレートの空気流れ方向寸法が、上記アウターフィンの同方向設置領域寸法よりも短いことが好ましい。ガイドプレートの、熱交換器コア中央部側隣接位置には、チューブの他にアウターフィンも配置されることになるが、上記のような構成により、ガイドプレートの端部からの延長部分に、アウターフィンの設置領域に隣接させて、上述したのと同様の、ガイドプレートの板厚に相当する厚さの空間が形成されることになり、この空間を介して、凝縮水や付着水等の排水性を向上させることができる。したがって、排水性の面から、この空間もまた、とくに熱交換器の下部タンク側に形成されることが好ましい。
【００１４】
この場合、とくに、上記ガイドプレートの空気流れ方向下流側端部が、上記アウターフィンの空気流れ方向下流側端部よりも空気流れ方向上流側に位置していることが好ましい。すなわち、上記のような排水性向上のための空間を、意図的に、熱交換器の空気流れ方向下流側に形成するものである。空気流れにより、凝縮水や付着水等は熱交換器の空気流れ方向下流側に集められようとするので、このような構成を採用することにより、一層効率のよい排水性能を期待できる。
【００１５】
また、本発明に係る熱交換器においては、上記タンク上板に、上記タンクを空気流れ方向前後に位置するタンク部に区画する仕切り部が設けられ、上記座板に、上記タンク部間にわたって延びる複数の貫通穴が設けられ、上記ガイドプレートと座板の貫通穴によりタンク部間に複数の連通部が形成されている構造を採用することができる。すなわち、空気流れ方向前後にタンク部を設ける必要がある部分で、かつ、これらタンク部間を連通させる必要がある部分を有する場合、座板に複数の貫通穴を設け、その貫通穴の熱交換器コア中央部側をガイドプレートで閉塞することにより、極めて容易に所定構造のタンク部間連通部を形成することができる。したがって、容易に、チューブが空気流れ方向に対して複数列配置された構造を実現できるようになる。
【００１６】
このような構成においては、上記複数の貫通穴の穴延設方向と直交する方向の幅が、座板長手方向における貫通穴配設位置に応じて変化されている構造を採用することもできる。すなわち、各タンク部内においては、その長手方向に冷媒流速あるいは流量が分布を持つ場合が生じるが、このような場合、その分布に応じて上記複数の貫通穴の幅を座板長手方向における貫通穴配設位置に応じて変化させることにより、座板に接続されている各チューブへの冷媒流量を均一化することが可能になり、熱交換器全体の熱交換性能を向上させることが可能になる。同様の理由から、上記複数の貫通穴間の間隔が、座板長手方向において変化されている構造を採用することもできる。さらに同様の理由から、上記複数の貫通穴の穴延設方向の長さが、座板長手方向における貫通穴配設位置に応じて変化されている構造を採用することもできる。これら貫通穴の幅や長さ、間隔が変化されている構造は、組み合わせて採用することもできる。
【００１７】
また、本発明に係る熱交換器は、タンクに接続されるチューブが空気流れ方向に対して複数列配置されており、前記タンクが、チューブの位置決め用の櫛状の切り込みを有するガイドプレートと、該ガイドプレートに沿う位置まで延び、その延設部に前記ガイドプレートの切り込みと逆向きの櫛状の切り込みを有するタンク上板によって形成され、前記ガイドプレートの前記櫛状の切り込みにチューブが差し込まれることにより該チューブの位置決めが行われた後に前記タンク上板の前記櫛状の切り込みがチューブに嵌め合わされ、この組立状態にて、少なくとも、前記タンク上板、前記ガイドプレート、チューブ、チューブ間に介装されるアウターフィンが、一体にろう付けされていることを特徴とするものからなる（第２の形態：前記第１の形態に比べ、座板を省略し、第１の形態における座板に相当する部位を、タンク上板の櫛状の切り込みを有する延設部とガイドプレートとによって協同構成した形態）。この第２の形態は、タンクの主要構成部材であるガイドプレートが、チューブの位置決め用の櫛状の切り込みを有する構成を備えている点で、第１の形態と共通の主要構成を有し、かつ、そのガイドプレートを用いることにより組立性を向上する点で、第１の形態と共通の課題の解決をはかるものである。
【００１８】
この第２の形態においては、第１の形態に比べ、部品点数を低減してコスト削減をはかることができる。そして、ガイドプレートの櫛状の切り込みと、タンク上板の逆向きの（つまり、対向する向きの）櫛状の切り込みとにより、各チューブを差し込みかつ嵌め合わせて保持し、自由度を持たせた状態で組み立てることが可能になるので、やはり、組立性を大幅に向上することができる。この第２の形態においても、タンクを構成するタンク上板およびガイドプレートの両部材共に、薄板素材から構成できるので、容易に、加工性の向上、耐圧性の向上を実現できる。
【００１９】
この第２の形態に係る熱交換器においては、上記ガイドプレートが、片面にろう材層が形成されたブレージングシートからなることが好ましい。これによって、所望のろう付けが確実に行われ、かつ、他面をベア面とすることにより、コスト削減をはかることができる。
【００２０】
この場合、ガイドプレートのアウターフィン側の面がベア面からなることが好ましい。これにより、ガイドプレートとアウターフィン等が接する場合にあっても、この間のエロージョンの発生を効果的に防止することが可能となる。
【００２１】
また、上記ガイドプレートおよびタンク上板がプレス加工により形成されていることが好ましい。このような構成により、これら部材を安価に加工することができる。
【００２２】
また、上記ガイドプレート、タンク上板およびチューブが、さらにはアウターフィンまで含めて、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなることが好ましい。このような構成により、材料の軽量化、ひいては熱交換器全体の軽量化をはかることができる。
【００２３】
また、この第２の形態に係る熱交換器においても、上記ガイドプレートの空気流れ方向寸法に関し、同方向における熱交換器コア中心に対して、空気流れ方向下流側寸法の方が空気流れ方向上流側寸法よりも短いことが好ましい。さらに、上記ガイドプレートの空気流れ方向寸法が、前記アウターフィンの同方向設置領域寸法よりも短いことが好ましい。この場合、ガイドプレートの空気流れ方向下流側端部が、アウターフィンの空気流れ方向下流側端部よりも空気流れ方向上流側に位置していることが好ましい。このような構成により、第１の形態同様、排水性を向上できる。
【００２４】
上記のような本発明に係る熱交換器は、組立性の向上とともに、高い耐圧性を容易に実現することができるので、とくに超臨界域で作動可能な冷媒を使用する超臨界サイクル、中でも冷媒が二酸化炭素である超臨界サイクルに用いられて好適なものである。
【００２５】
また、本発明に係る熱交換器は、組立性の向上とともに、板状素材のプレス加工にてタンクを構成する各部材を製造可能であるので、コスト低減をはかりつつ大量生産が要求される場合に好適なものであり、とくに、車両用空調装置の冷凍サイクル中に用いられる熱交換器として好適なものである。
【発明の効果】
【００２６】
本発明に係る熱交換器によれば、空気流れ方向に対してチューブが複数列配列される場合において、とくに、チューブの位置決め用の櫛状の切り込みを有するガイドプレートを用いてタンクを組み立てることができるようにしたので、組立時にチューブ位置等に自由度を持たせることが可能になり、タンク、タンクとチューブの係合部の組立性、ひいては熱交換器全体の組立性を大幅に向上することができる。また、必要な自由度を付与したことから、タンクを構成する各部材にそれほど高い精度は要求されず、その状態でもって容易に所定構造のタンク、タンクとチューブの係合部を組立、接合できるので、問題なく目標とする耐圧性、例えば超臨界サイクル等にも適用可能な高い耐圧性を維持しつつ、組立性を向上させることができる。さらに、タンクを構成する各部材は、薄板素材からプレス加工等により製作可能であることから、コスト低減も併せてはかることができる。とくに第２の形態では、一層のコスト低減をはかることができる。
【００２７】
また、本発明に係る熱交換器においては、各部材に、軽量な材料や、ろう付けのための特定形態の素材を用いることにより、熱交換器全体の軽量化、ろう付け性の向上、エロージョンの防止、一層のコスト低減をはかることができる。また、ガイドプレートの幅や端部位置を特定の幅や位置に設定することにより、排水性の向上をはかることもできる。さらに、座板に複数の貫通穴を設けてタンク部間の連通部を形成する場合には、その貫通穴の配置や大きさの変化状態を適切に設定することにより、冷媒流量を均一化し、熱交換器の性能向上をはかることもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下に、本発明の望ましい実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１〜図４は、本発明の一実施態様に係る熱交換器１を示しており、熱交換器１は、上下のタンク２、３と、タンク２、３間にわたって延びこの間を冷媒を連通して流通させるチューブ４（熱交換チューブ）と、隣接チューブ４間および最外層のチューブ４の外側に配設されたアウターフィン５と、熱交換器コア６の図１における左右方向両側に設けられたサイドプレート７、８と、を備えている。タンク２、３に接続されるチューブ４は、空気流れ方向９（図２に図示）に対して複数列配置されており、本実施態様では、空気流れ方向９に前後２列に配置されている。熱交換器コア６は、図３に示すように４つの熱交換部１０〜１３（第１熱交換部１０、第２熱交換部１１、第３熱交換部１２、第４熱交換部１３）に区画されており、冷媒は、図２に示すようにこれらの熱交換部の順に流される。上タンク２は、空気流れ方向９に下流側のタンク部１４と上流側のタンク部１５に区画されており、下流側のタンク部１４の内部は仕切り板１６によりさらに左側タンク部１４ａと右側タンク部１４ｂに、上流側のタンク部１５の内部は仕切り板１７によりさらに左側タンク部１５ａと右側タンク部１５ｂに、それぞれ区画されている。下タンク３は、空気流れ方向９に下流側のタンク部１８と上流側のタンク部１９に区画されており、これらタンク部１８、１９の内部は、その長手方向には区画されていない。冷媒の流れを説明するに、図２に示すように、冷媒入口２０から上タンク２の下流側のタンク部１４のうち左側タンク部１４ａ内に導入された冷媒は、チューブ４により第１熱交換部１０を通して下タンク３の下流側のタンク部１８内に送られ、該タンク部１８内をその長手方向に流れた後、チューブ４により第２熱交換部１１を通して上タンク２の下流側のタンク部１４のうちの右側タンク部１４ｂ内に送られ、該タンク部１４ｂ内からそれに連通された上流側のタンク部１５のうちの右側タンク部１５ｂ内へと送られ、チューブ４により第３熱交換部１２を通して下タンク３の上流側のタンク部１９内に送られ、該タンク部１９内をその長手方向に流れた後、チューブ４により第４熱交換部１３を通して上タンク２の上流側のタンク部１５のうちの左側タンク部１５ａ内に送られ、そこから冷媒出口２１を介して外部に送り出される。
【００２９】
図４に示すように、この熱交換器１は、上タンク２を構成するために、内部に長手方向冷媒流路を形成するように構成されたタンク上板２２と、該タンク上板２２を下側から塞ぐように設けられ、チューブ４の上端が挿入、接続されるチューブ挿入穴２３が設けられた座板２４と、自身の幅方向両側に、座板２４のチューブ挿入穴２３へチューブ４を挿入するための位置決め用の櫛状の切り込み２５を有するガイドプレート２６を備えており、下タンク３を構成するために、内部に長手方向冷媒流路を形成するように構成されたタンク上板２７と、該タンク上板２７を上側から塞ぐように設けられ、チューブ４の下端が挿入、接続されるチューブ挿入穴２８が設けられた座板２９と、自身の幅方向両側に、座板２９のチューブ挿入穴２８へチューブ４を挿入するための位置決め用の櫛状の切り込み３０を有するガイドプレート３１を備えている。各ガイドプレート２６、３１における櫛状の切り込み２５、３０の各切り込みの幅は、座板２６、２９のチューブ挿入穴２３、２８の幅よりも大きく設定されており、櫛状の切り込み２５、３０に側方から差し込まれて位置決めされたチューブ４が各チューブ挿入穴２３、２８に挿入される際の自由度が与えられている。この本実施態様では、図４に示した全部材およびアウターフィン５はアルミニウムまたはアルミニウム合金から構成され、チューブ４とアウターフィン５以外はプレス加工により形成されている。
【００３０】
本実施態様では、上タンク２の下流側のタンク部１４のうちの右側タンク部１４ｂと、上流側のタンク部１５のうちの右側タンク部１５ｂとが連通されているが、この連通構造を形成するために、図５に示すように、座板２４に、その幅方向に沿って延びる長穴からなる複数の貫通穴３２が設けられている。図６に示すように、座板２４の下面側にはガイドプレート２６が接合されるが、各貫通穴３２の長さをタンク上板２２におけるタンク部１４ｂ、１５ｂ間の仕切り部３３よりも長く設定しておくことにより、これら貫通穴３２により、図６の矢印で示される冷媒の流れ３４を可能にする、タンク部１４ｂ、１５ｂ間の連通部３５が形成される。なお、図５において、チューブ挿入穴２３と貫通穴３２は千鳥状に配置されているが、これに限定されるものではなく、貫通穴３２が仕切り部３３よりも長ければ、例えばチューブ挿入穴２３同士の間に貫通穴３２を設けてもよい。
【００３１】
上記のような連通部３５が形成されない場合には、例えば図７に示すような構造となる。また、上記のような連通部３５が形成される場合には、貫通穴３２の配置や大きさについて各種の形態を採り得る。例えば、図８に示すように、等間隔で同じ大きさの貫通穴３２ａを配置することもできるし、図９に示すように、貫通穴３２ｂの各穴延設方向と直交する方向の幅が、座板２４の長手方向における貫通穴３２ｂの配設位置に応じて変化されている構造とすることもできるし（図示例では、座板２４の長手方向端部側ほど貫通穴３２ｂの幅が小さくなっている）、さらに、図１０に示すように、貫通穴３２ｃ間の間隔が座板２４の長手方向において変化されている構造とすることもできるし（図示例では、座板２４の長手方向端部側ほど貫通穴３２ｃ間の間隔が広くなっている）、さらにまた、図１１に示すように、貫通穴３２ｄの各穴延設方向の長さが、座板２４の長手方向における貫通穴３２ｄの配設位置に応じて変化されている構造とすることもできる（図示例では、座板２４の長手方向端部側ほど貫通穴３２ｄの長さが短くなっている。但し、最短の貫通穴３２ｄであっても、仕切り部３３（図６）の幅よりも長く設定されている）。図９に示す構造においては、併せて、図１０に示したような貫通穴間の間隔を変化させる構造、または／および図１１に示したような貫通穴の長さを変化させる構造を組み合わせてもよく、図１０に示す構造においては、併せて、図９に示したような貫通穴の大きさ（幅）を変化させる構造、または／および図１１に示したような貫通穴の長さを変化させる構造を組み合わせてもよく、図１１に示す構造においては、併せて、図９に示したような貫通穴の大きさ（幅）を変化させる構造、または／および図１０に示したような貫通穴間の間隔を変化させる構造を組み合わせてもよい。これら図９〜図１１に示した構造では、タンク部内における冷媒の流れ状態に応じて貫通穴の配置や大きさ、長さの変化を設定すればよく、それによって、チューブ４からタンク部内へ導出、タンク部内からチューブ４内へ導入される冷媒の流量の均一化をはかることができる。冷媒流量の均一化により、冷房性能の向上をはかることができる。
【００３２】
また、図１２および図１３に示すように、ガイドプレート、とくに下側のガイドプレート４１の空気流れ方向寸法に関して、空気流れ方向９における熱交換器コア中心４２に対して、空気流れ方向下流側寸法の方が空気流れ方向上流側寸法よりも短いことが好ましい。このように構成すれば、ガイドプレート４１の空気流れ方向下流側の延長部分に、ガイドプレート４１の板厚に相当する空間部４３を形成できるので、熱交換器コア６から流下してきた凝縮水や付着水をこの空間部４３に沿わせて円滑に排出することが可能になり、排水性を向上できる。その結果、水飛びやアウターフィン５に水分が付着することによる冷房性能の低下を防ぐことができる。また、図１３に示すように、アウターフィン５との関係において、ガイドプレート４１の空気流れ方向寸法が、アウターフィン５の同方向における設置領域寸法よりも短くなるようにしておくことで、上記排水性の向上により、アウターフィン５に水が付着することによる冷房性能の低下を、より効果的に抑制することが可能になる。
【００３３】
このような構成においては、図１４および図１５に示すように、空気流れ方向に上下流側とも短くしたガイドプレート４４に形成し、上記空気流れ方向下流側における空間部４３に加えて、空気流れ方向上流側にも同様の空間部４５を形成する構造としてもよい。この場合、排水性がより向上されるとともに、アウターフィンへの水の付着の発生をより広い領域にわたって抑制できる。
【００３４】
上記ガイドプレートの幅方向（空気流れ方向）寸法に関しては、例えば空気流れ方向上下流側とも短く形成していない形状が、例えば図１６に示すガイドプレート３１のようになり、図１２および図１３に対応する、空気流れ方向下流側寸法の方が空気流れ方向上流側寸法よりも短くなるように形成した形状が、例えば図１７に示すガイドプレート４１のようになり、図１４および図１５に対応する、空気流れ方向上下流側寸法ともに短くなるように形成した形状が、例えば図１８に示すガイドプレート４４のようになる。
【００３５】
なお、チューブ４自体の構造はとくに限定されないが、例えば図１９に示すように、内部が長手方向に延びる複数の小流路５１に分割された扁平チューブに構成することができる。また、タンク上板２２、２７の詳細構造もとくに限定されず、例えば図２０、図２１に示すように構成すればよい。
【００３６】
さらに、各部材は、組み立てられた後、炉中で一括ろう付けされるが、ろう付けの効率および使用素材のコスト低減の面から、ガイドプレート２６、３１に対しては、ろう材層を持たないベア材を素材として使用し、座板２４、２９に対しては、少なくとも一面にろう材層が形成されたブレージングシートを素材として使用することが好ましい。また、ガイドプレート２６、３１のアウターフィン５に接する面をベア面としておくことで、ろう材過多による母材のエロージョン（侵食）を防止することが可能になる。
【００３７】
素材の組み合わせ例としては、例えば、タンク上板をベア材、座板を両面クラッド材、ガイドプレートをベア材とする形態や、タンク上板を片面クラッド材、座板を片面クラッド材、ガイドプレートをベア材とする形態等が挙げられる。なお、サイドプレート７、８については、アウターフィン５に接する面がろう材面であるブレージングシートを使用すればよい。また、チューブ４とアウターフィン５との接合のためには、チューブ４の外面（空気側の面）およびアウターフィン５のいずれかにろう材層があればよい。
【００３８】
このような構成を備えた熱交換器１は、図２２、図４に示すように組み立てられ、組立後に各部材が一体にろう付けされることにより製造される。まず、ガイドプレート２６、３１の櫛状の切り込み２５、３０にチューブ４がガイドプレート２６、３１の両側方から差し込まれ、チューブ４が位置決めされる。このとき、ガイドプレート２６、３１に保持された各チューブ４は、少なくとも差し込み方向には拘束されていないので、ある程度の自由度を有する。次に、アウターフィン５をチューブ４間に挿入する。そして、各チューブ４の両端を座板２４、２９のチューブ挿入穴２３、２８に挿入する。このとき、上記の如くガイドプレート２６、３１に保持された各チューブ４はある程度の自由度を有しているので、チューブ挿入穴２３、２８への挿入は容易に行われる。ガイドプレート２６、３１の各切り込み２５、３０の幅をチューブ挿入穴２３、２８の幅よりも大きく設定しておけば、ガイドプレート２６、３１に保持された各チューブ４の自由度が増大され、座板２４、２９へのチューブ挿入は一層容易になる。その後、タンク上板２２、２７と両側のサイドプレート７、８を治具等により仮固定する。仮固定された状態で全体を炉内に投入し、炉中で加熱して組み立てられている各部材をろう付けし、所定の熱交換器１を製造する。なお、上記のアウターフィン５のチューブ４間への挿入と、チューブ４両端の座板２４、２９への挿入とは、順序を入れ替えてもよい。
【００３９】
このように、とくにガイドプレート２６、３１の櫛状の切り込み２５、３０にチューブ４を側方から差し込むだけで、自由度を持たせた望ましい状態でチューブ４の位置決めを行うことができ、その状態で極めて簡単にチューブ４両端を座板２４、２９のチューブ挿入穴２３、２８に挿入できるので、この部分の精度をそれほど高くすることなく、しかも耐圧性を低下させることなく、組立性を大幅に向上させることが可能になる。耐圧性を低下させることなく安価にかつ容易に加工できる部材の使用、および、組立性の向上により、熱交換器の製造コストの低減が可能になる。さらに、前述したように、連通部を形成するための貫通穴の配置や大きさの変化状態、ガイドプレートの幅方向寸法等を適切に設定することにより、熱交換器の性能向上をはかることもできる。
【００４０】
本発明においては、座板を省略したタンク構成とすることが可能である。例えば図２３に示すように、タンク６１が、座板を設けることなく、チューブの位置決め用の櫛状の切り込み６２を有するガイドプレート６３と、ガイドプレート６３に沿う位置まで延びる延設部６４を備え、その延設部６４にガイドプレート６３の切り込み６２とは逆向きの櫛状の切り込み６５を有するタンク上板６６によって形成される構造とすることができる。この構造においては、ガイドプレート６３の櫛状の各切り込み６２にそれぞれチューブが差し込まれることにより該チューブの位置決めが行われ、その位置決め後に、タンク上板６６の櫛状の各切り込み６５がチューブに嵌め合わされて、ろう付け前の組立が行われる。この組立状態にて、各部材が炉中で一体にろう付けされる。
【００４１】
この形態においては、櫛状の切り込み６２を有するガイドプレート６３の構成により、前記実施態様同様の組立性の向上が達成され、座板を設けなくてもよい分、部品点数が低減されて、よりコスト低減、軽量化に寄与できることになる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明に係る熱交換器の構造は、タンクに接続されるチューブが空気流れ方向に対して複数列配置されているものであればあらゆる熱交換器に適用でき、とくに超臨界域で作動可能な冷媒を使用する超臨界サイクル、中でも冷媒が二酸化炭素である超臨界サイクルや、コスト低減をはかりつつ大量生産が要求される、車両用空調装置の冷凍サイクル中に用いられる熱交換器として好適なものである。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の一実施態様に係る熱交換器の斜視図である。
【図２】図１の熱交換器の冷媒の流れを示す概略透視斜視図である。
【図３】図１の熱交換器の熱交換部の分割状態を示す概略透視斜視図である。
【図４】図１の熱交換器の分解斜視図である。
【図５】本発明におけるタンク部間の連通部構成の一例を示す部分分解斜視図である。
【図６】図５の構造の組立状態における図５のＡ−Ａ線に沿って見た縦断面図である。
【図７】貫通穴を設けない場合の図６のＡ−Ａ線に沿って見た断面図である。
【図８】貫通穴を設けた場合の一例を示す図６のＡ−Ａ線に沿って見た断面図である。
【図９】貫通穴の大きさを変化させた場合の一例を示す図６のＡ−Ａ線に沿って見た断面図である。
【図１０】貫通穴間の間隔を変化させた場合の一例を示す図６のＡ−Ａ線に沿って見た断面図である。
【図１１】貫通穴の長さを変化させた場合の一例を示す図６のＡ−Ａ線に沿って見た断面図である。
【図１２】ガイドプレートの寸法を特定方向に短くした場合の一例を示す熱交換器の概略縦断面図である。
【図１３】図１２の熱交換器の拡大部分縦断面図である。
【図１４】ガイドプレートの寸法を特定方向に短くした場合の別の例を示す熱交換器の概略縦断面図である。
【図１５】図１４の熱交換器の拡大部分縦断面図である。
【図１６】ガイドプレートの一例を示す平面図である。
【図１７】ガイドプレートの別の例を示す平面図である。
【図１８】ガイドプレートのさらに別の例を示す平面図である。
【図１９】チューブの一例を示す斜視図である。
【図２０】上側のタンク上板の一例を示す斜視図である。
【図２１】下側のタンク上板の一例を示す斜視図である。
【図２２】図１の熱交換器の組立状態を示す部分斜視図である。
【図２３】本発明の別の実施態様に係る熱交換器のタンク構成部の部分斜視図である。
【符号の説明】
【００４４】
１  熱交換器
２  上タンク
３  下タンク
４  チューブ
５  アウターフィン
６  熱交換器コア
７、８  サイドプレート
９  空気流れ方向
１０  第１熱交換部
１１  第２熱交換部
１２  第３熱交換部
１３  第４熱交換部
１４  上タンクの空気流れ方向下流側のタンク部
１４ａ  左側タンク部
１４ｂ  右側タンク部
１５  上タンクの空気流れ方向上流側のタンク部
１５ａ  左側タンク部
１５ｂ  右側タンク部
１６，１７  仕切り板
１８  下タンクの空気流れ方向下流側のタンク部
１９  下タンクの空気流れ方向上流側のタンク部
２０  冷媒入口
２１  冷媒出口
２２、２７  タンク上板
２３、２８  チューブ挿入穴
２４、２９  座板
２５、３０  櫛状の切り込み
２６、３１  ガイドプレート
３２、３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ  貫通穴
３３  仕切り部
３４  冷媒の流れ
３５  連通部
４１、４４  ガイドプレート
４２  熱交換器コア中心
４３、４５  空間部
５１  小流路
６１  タンク
６２  櫛状の切り込み
６３  ガイドプレート
６４  タンク上板の延設部
６５  櫛状の切り込み
６６  タンク上板
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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