(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれの片面に凹部を、他面の長さ方向一端部に凹溝を、それぞれ形成した金属板を２枚１組とし、互いの凹部同士を対向させた状態で最中状に重ね合わせて互いに気密且つ液密に接合する事により、内側に扁平な流路を有する素子とし、複数の素子を、隣り合う素子同士の間にフィンを設けた状態で重ね合わせる事により構成されたコア部を有し、このコア部の両端に位置する素子の外側面に添着した、素子よりも短いフィンの外側に、それぞれサイドプレートを設け、このサイドプレートの長さ方向一端部でクランク状に折り曲げられた部分を上記素子の長さ方向一端寄り部分の外側面に当接させた積層型エバポレータに於いて、上記サイドプレートの一端部先端縁に突片を設け、この先端縁を、この突片を除いて切り欠く事により、上記サイドプレートの一端部先端縁が、この突片を除いて上記凹溝を覆わない様にし、このサイドプレートの長さ寸法を、この突片を含んだ状態で、上記素子の長さ寸法とほぼ同じとした事を特徴とする積層型エバポレータ。
【請求項２】
サイドプレートの一端部の幅寸法を、素子の幅寸法よりも小さくして、この一端部が、この素子の外側面左右両端部に設けた凹溝を覆わない様にした、請求項１に記載した積層型エバポレータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明に係る積層型エバポレータは、自動車用空気調和装置に組み込んで、車室内を空気調和する為の空気を冷却する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用空気調和装置には、内部で冷媒を蒸発させ、外部を流通する空気を冷却するエバポレータを組み込んでいる。この様な、自動車用空気調和装置に組み込むエバポレータとして従来から、例えば特開昭６２−７９８号公報に記載されている様な、複数枚の金属板を互いに積層して成る、所謂積層型エバポレータが知られている。この積層型エバポレータは、図４に示す様に、それぞれが２枚の金属板１、１を最中状に組み合わせて成る素子２、２を複数個、互いに積層する事により構成している。各金属板１、１は、図５〜６に示す様に、各金属板１の全周を囲む平坦部３と、この平坦部３の内側にＵ字形に形成された浅い第一凹部４と、この第一凹部４の両端に形成された深い第二、第三凹部５、６とを備える。そして、これら第二、第三凹部５、６の中央部に、通孔７、８を設けている。又、第一凹部４の内側には複数の凸部９、９を設けて、この第一凹部４によって形成される流路内の冷媒の流れを撹拌する様にしている。
【０００３】
上記積層型エバポレータを構成する複数の素子２、２は、それぞれ上述の様な形状を有する金属板１を２枚、各金属板１の平坦部３同士を突き合わせ、最中状に組み合わせる事により構成している。そして、上記第一凹部４の内面同士により形成されるＵ字形の部分を、冷媒を流す扁平管部１２とし、上記第二、第三凹部５、６の内面同士により形成される部分を、入口側タンク、或は出口側タンクの一部として機能させる。
【０００４】
上述の様な素子２、２は、図４に示す様に複数個、各素子２、２を構成する金属板１、１の第二、第三凹部５、６の外面同士を突き合わせる事により積層している。そして、第二、第三凹部５、６により構成される１対の空間のうちの一方の空間に入口管１０を、他方の空間に出口管１１を、それぞれ接続している。又、上述の様に複数の素子２、２を積層した状態で、隣り合う素子２、２の扁平管部１２、１２の間に、コルゲート型のフィン１３、１３を挟持する事により、コア部を構成している。そして、隣り合う扁平管部１２、１２同士の間を流れる空気と、各扁平管部１２、１２の内側を流れる冷媒との間の熱交換が良好に行なわれる様にしている。又、左右両端に位置する素子２、２の外側面に添着したフィン１３、１３の外側には、それぞれサイドプレート１４、１４を設けて、上記各フィン１３、１３を上記各素子２、２の外側面に抑え付けている。尚、上記各金属板１、１としては、芯材の両面に予めろう材を積層した、アルミニウム合金製のクラッド板を使用する。これら各板１、１は、上記各フィン１３、１３及びやはりクラッド板製のサイドプレート１４、１４と重ね合わせて炉中で加熱し、隣り合う部材同士をろう付け接合する。
【０００５】
上述の様に構成する積層型エバポレータの使用時には、入口管１０から、入口側タンクとして機能する一方の空間に、図示しない膨張弁を通過して減圧され、霧状になった冷媒を送り込む。この冷媒は、複数の素子２、２の扁平管部１２、１２を流れる間に、扁平管部１２、１２の外側に設けたフィン１３、１３の間を流通する空気との間で熱交換を行なう事により蒸発し、上記空気を冷却してから、出口側タンクとして機能する他方の空間に送られ、出口管１１を通じて排出される。
【０００６】
又、特開昭６１−２７４９６号公報には、図７〜９に示す様な、タンク別体型の積層型エバポレータが記載されている。この積層型エバポレータの場合、一端縁に互いに間隔をあけて１対の突出部１５、１５を形成した金属板１６の片面にＵ字形の凹部１７を、この凹部１７の両端を上記１対の突出部１５、１５の端縁に迄連続させた状態で形成している。上記凹部１７の内側には多数の突起１８、１８を形成し、上記凹部１７により構成される折り返し流路１９の内側を流れる冷媒の流れを撹拌し、この冷媒と金属板１６との間の熱交換が効率良く行なわれる様にすると共に、外側を流れる空気と金属板１６との熱交換の促進も図っている。
【０００７】
この様な金属板１６、１６を用いて造る、タンク別体型の積層型エバポレータの場合、この金属板１６、１６を２枚１組とし、互いの凹部１７同士を対向させた状態で最中状に重ね合わせて互いに気密且つ液密に接合する。そして、Ｕ字形の折り返し流路１９と、この流路１９の両端に位置して端縁部から突出した１対の接合部２６、２６とを有する素子２５、２５とする。これら複数の素子２５、２５は、それぞれの接合部２６、２６を、１対のタンク２０、２０の側面にそれぞれ形成した、スリット状の接続孔２１、２１に挿入すると共に、各接合部２６、２６の外周面と各接続孔２１、２１の内周縁とを互いに気密且つ液密にろう付け接合する。各タンク２０、２０は、それぞれ図７に示す様な座板２２とタンク本体２３とを組み合わせ、互いに気密且つ液密にろう付けする事で構成しており、上記接続孔２１、２１は、座板２２の底面に形成している。これと共に、隣り合う素子２５、２５の間にフィン１３、１３を設けてコア部を構成する。上記１対のタンク２０、２０のうち、一方のタンク２０の内側は、中間部に固定した隔壁２４により仕切る事により、入口室２７と出口室２８とに分割している。そして、入口室２７の側に流体送り込み口２９を、出口室２８の側に流体取り出し口３０を、それぞれ設けている。
【０００８】
上述の様に構成するタンク別体型の積層型エバポレータの場合、流体送り込み口２９から上記一方のタンク２０内に冷媒を送り込むと、この冷媒は、一部の素子２５、２５内の複数の折り返し流路１９を通過してから、隔壁を設けていない他方のタンク２０内に入り、この他方のタンク２０内を軸方向に流れてから、残りの素子２５、２５内の折り返し流路を通過して、再び上記一方のタンク２０内に戻り、流体取り出し口３０より流出する。この間に冷媒は、フィン１３、１３及び素子２５、２５の間を通過する空気との間で熱交換して、この空気を冷却する。この様なタンク別体型の積層型エバポレータの場合も、左右両端に位置する素子２５、２５の外側面に添着したフィン１３、１３の外側には、それぞれサイドプレート１４、１４を設けて、上記各フィン１３、１３を上記各素子２５、２５の外側面に抑え付ける。尚、上記各金属板１６、１６、座板２２、タンク本体２３、サイドプレート１４、１４として、表面にろう材を積層したクラッド材を使用する。そして、構成各部材を治具で抑え付けた状態で加熱し、隣り合う部材同士をろう付け接合する。
【０００９】
ところで、図４〜６に示した様なタンク一体型であるか、或は図７〜９に示した様なタンク別体型であるかを問わず、実際の積層型エバポレータを構成する金属板１、１６の長さ方向一端縁（図４〜９の上端縁）には、図１０に示す様な折り曲げ縁３１、３１を、当該金属板１（１６）のほぼ全幅に亙って形成している。これら各折り曲げ縁３１、３１は、上記各金属板１（１６）の剛性を確保する為のもので、第一凹部４（又は凹部１７）を設けた面と反対側に向け、ほぼ直角に折り立てている。そして、これら各折り曲げ縁３１、３１の先端縁は、上記第一凹部４（凹部１７）の反対側面とほぼ同一平面上に位置させている。従って、上記各金属板１（１６）の一部で、上記第一凹部４（凹部１７）を設けた面と反対側の一端部には、上記第一凹部４（凹部１７）と各折り曲げ縁３１とにより両側を仕切られた凹溝３２、３２が、上記各金属板１（１６）のほぼ全幅に亙って存在する。
【００１０】
上記積層型エバポレータは、自動車用空気調和装置を構成するケース内に、このケースの内面と積層型エバポレータの周囲との間を空気がバイパスするのを防止する為の、遮蔽材を介して取り付ける。そこで、積層型エバポレータに側方から力が加わった場合にも、フィン１３、１３が潰れない様にする為、前記サイドプレート１４、１４を設けている。従来の積層型エバポレータの場合、上記各サイドプレート１４、１４の一端部は、図１０に示す様に、上記凹溝３２、３２のうちこの積層型エバポレータの左右両端に位置する凹溝３２を覆う状態で設けていた。従って、この凹溝３２と上記サイドプレート１４の一端部との間には、断面積が小さく、積層型エバポレータの表裏両端側のみが開口した、管状空間３３が存在する。
【００１１】
上述の様に構成され作用する従来の積層型エバポレータの場合、図４〜６に示す様なタンク一体型のものであっても、或は図７〜９に示す様なタンク別体型のものであっても、凹溝３２と上記サイドプレート１４の一端部との間の管状空間３３の存在に基づいて、次に述べる様な問題を生じる。自動車用空気調和装置の運転中に、積層型エバポレータの表面には、空気中に含まれる水蒸気が凝縮する事で生じた凝縮水が付着するが、この凝縮水は、毛細管現象により、上記管状空間３３内に溜まり易い。
【００１２】
一方、自動車用空気調和装置の運転を継続して行ない、しかも積層型エバポレータに送り込む空気の量が少ない（風速が遅い）様な場合には、積層型エバポレータの表面に付着した凝縮水が凍結する可能性がある。そして、上記管状空間３３に溜まった凝縮水が凍結した場合には、この凍結に伴なう体積増加により、上記管状空間３３を囲む金属板１（１６）やサイドプレート１４に大きな力が加わる。自動車用空気調和装置の運転と停止とが繰り返し行なわれ、上記大きな力が繰り返し加わった場合には、上記金属板１（１６）やサイドプレート１４が次第に疲労し、積層型エバポレータの耐久性を損なう可能性がある。
【００１３】
これに対して実開平４−１２５１６７号公報には、サイドプレートの端部で積層型エバポレータを構成する素子の外側面に当接する部分の幅及び長さを、複数の素子の幅及び長さよりも少し短くする事により、上記サイドプレートの端部が上記凹溝を覆わない様にした発明が記載されている。この公報に記載された発明によれば、上記管状空間３３に相当する空間の存在をなくして、この管状空間３３内で凝縮水が凍結する事に伴う不都合を解消できる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、実開平４−１２５１６７号公報に記載された発明の場合には、サイドプレート全体の長さ寸法が、複数の素子を構成する金属板全体の長さ寸法よりも小さくなる為、積層型エバポレータの組立作業が面倒になる。この理由は、次の通りである。即ち、積層型エバポレータを構成する場合には、素子２（２５）を構成する金属板１（１６）とフィン１３とサイドプレート１４とを所定の位置関係で重ね合わせる。この重ね合わせ作業は、所定の｛金属板１（１６）の長さ寸法よりも僅かに大きな｝間隔をあけて互いに平行に配置した１対の位置決め板同士の間に、上記各部材２（２５）、１（１６）、１３、１４を順次挿入する事により行なう。金属板１（１６）及びサイドプレート１４の長さ寸法が互いに同じであれば、上記挿入作業に伴ってこれら金属板１（１６）とサイドプレート１４との位置決めを自動的に図れる。
【００１５】
これに対して、実開平４−１２５１６７号公報に記載された発明の様に、サイドプレートの長さ寸法が金属板の長さ寸法よりも小さいと、このサイドプレートが上記１対の位置決め板との間で長さ方向に変位自在となり、金属板とサイドプレートとの位置決めを図れなくなる。この位置決めを図る為には、組み立て用の治具の形状が複雑になり、製造コストを高くする。
本発明の積層型エバポレータは、管状空間に凝縮水が溜る事を防止し、しかも簡単な治具でも構成各部材同士の位置決め作業の容易化を図るべく発明したものである。
【００１６】
【課題を解決する為の手段】
本発明の積層型エバポレータは、前述した積層型エバポレータと同様に、それぞれの片面に凹部を、他面の長さ方向一端部に凹溝を、それぞれ形成した金属板を２枚１組とし、互いの凹部同士を対向させた状態で最中状に重ね合わせて互いに気密且つ液密に接合する事により、内側に扁平な流路を有する素子とし、複数の素子を、隣り合う素子同士の間にフィンを設けた状態で重ね合わせる事により構成されたコア部を有する。そして、このコア部の両端に位置する素子の外側面に添着した、素子よりも短いフィンの外側に、それぞれサイドプレートを設け、このサイドプレートの長さ方向一端部でクランク状に折り曲げられた部分を上記素子の長さ方向一端寄り部分の外側面に当接させている。
【００１７】
特に、本発明の積層型エバポレータに於いては、上記サイドプレートの一端部先端縁に突片を設け、この先端縁を、この突片を除いて切り欠く事により、上記サイドプレートの一端部先端縁が、この突片を除いて上記凹溝を覆わない様にし、このサイドプレートの長さ寸法を、この突片を含んだ状態で、上記素子の長さ寸法とほぼ同じとしている。
【００１８】
【作用】
上述の様に構成される本発明の積層型エバポレータにより、エバポレータの内部を流れる冷媒とエバポレータの外部を流れる空気との間で熱交換を行なう際の作用自体は、前述した従来の積層型エバポレータの場合と同様である。
特に、本発明の積層型エバポレータの場合には、管状空間をなくして、管状空間等の微小空間に凝縮水が溜る事を防止し、しかも構成各部材同士の位置決め作業を容易に行なえる。即ち、サイドプレートの一端部先端縁に突片を設け、この先端縁を、この突片を除いて切り欠く事により、上記サイドプレートの一端部先端縁が、この突片を除いて上記凹溝を覆わない様にしている為、この凹溝とサイドプレートの端部とで周囲を囲まれる管状空間が形成されない。この為、管状空間に凝縮水が溜まる事がなくなり、凝縮水の凍結に基づく積層型エバポレータの破損を防止できる。
又、上記サイドプレートの一端部は、突片を除いて切り欠いており、このサイドプレートの長さ寸法を、この突片を含んだ状態で、上記素子の長さ寸法とほぼ同じとしている。即ち、上記サイドプレート全体の長さと上記素子を構成する金属板の長さとを同じとしている。従って、簡単な組み立て用の治具を用いた場合でも、金属板及びサイドプレートを１対の位置決めプレート同士の間に順次挿入すれば、これら金属板とサイドプレートとの位置決めを自動的に図れる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１〜３は、本発明の実施の形態の１例を示している。本発明の積層型エバポレータの特徴は、管状空間をなくして、管状空間等の微小空間に凝縮水が溜る事を防止し、しかも構成各部材同士の位置決め作業を容易に行なえる様にする為の構造にある。その他の部分で本例の構造は、前述の図４〜６に示した従来構造と同様であるから、同等部分には同一符号を付して重複する説明を省略若しくは簡略にし、以下、本発明の特徴部分を中心に説明する。尚、図示の例では、入口管１０から送り込まれた冷媒が出口管１１から送り出されるまでの間の折り返し回数を、図４〜５に示した構造の場合よりも多くしているが、この点は従来から周知の構造であり、本発明の要旨とも関係がない為、詳しい説明は省略する。
【００２０】
素子２、２とフィン１３、１３とを交互に積層して成るコア部の両端に位置するフィン１３、１３を外側から抑えるサイドプレート１４、１４は、アルミニウム合金製の板材を折り曲げ形成する事により構成している。これら各サイドプレート１４、１４の一端部（図１〜３の上端部）は、クランク型に折り曲げており、主部１４ｂと端部１４ａとを、上記フィン１３の厚さ寸法に見合う高さ寸法を有する、段部１４ｃで連続させている。そして、上記主部１４ｂの幅寸法Ｗは、上記素子２、２並びにフィン１３、１３の幅寸法（奥行）とほぼ一致させている。これに対して、上記端部１４ａの幅寸法ｗは、上記素子２、２の外側面左右両端部に位置する凹溝３４、３４の分だけ、これよりも小さく（Ｗ＞ｗ）している。以上の構成は、前述した実開平４−１２５１６７号公報に記載された発明の場合と同様である。
【００２１】
特に、本発明の積層型エバポレータに於いては、上記各サイドプレート１４、１４の一端部で当該サイドプレート１４、１４が対向する素子２、２の外側面に当接する部分を、幅方向の一部を除いて切り欠いている。即ち、上記主部１４ｂの先端縁（図１〜３の上端縁）を、左右１対の突片３５、３５を除いて切り欠く事により、上記各サイドプレート１４、１４の一端部が、上記各素子２、２の一端部に形成された凹溝３２を覆わない様にしている。又、上記各サイドプレート１４、１４の長さ寸法（図１〜３の上下方向に亙る寸法）は、１対の突片３５、３５を含んだ状態で、上記各素子２、２の長さ寸法とほぼ同じとしている。
【００２２】
上述の様に、端部１４ａの幅寸法を素子２、２の幅寸法よりも小さくすると共に、上記突片３５、３５を除いた長さ寸法を上記各素子２、２の長さ寸法よりも小さくしたサイドプレート１４、１４は、前記従来のサイドプレートと同様、図１〜３に示す様に、上記端部１４ａを素子２、２の端部外側面に当接させた状態で、この端部１４ａの片面と素子２、２の外側面とをろう付けする。このろう付け作業に先立って、上記各素子２、２とサイドプレート１４、１４とを、所定の位置関係で重ね合わせる。この重ね合わせ作業は前述した従来構造の場合と同様に、所定の間隔をあけて互いに平行に配置した１対の位置決め板同士の間に、上記各部材２、１３、１４を順次挿入する事により行なう。本発明の積層型エバポレータの場合には、上記各素子２、２を構成する金属板１、１及びサイドプレート１４、１４の長さ寸法が互いに同じであるから、上記挿入作業に伴ってこれら金属板１、１とサイドプレート１４、１４との位置決めを自動的に図れる。そして、これら各部材１、１４の長さ方向の位置決めを確実に図れる。従って、前記端部１４ａと、上記各素子２、２の外面に凸部９、９に対応して存在する凹部との位置関係を確実に規制できる。そこで、上記端部１４ａがこれら凹部を、完全に覆うか、或は全く覆わない様にすれば、これら各凹部に凝縮水が、毛細管現象により溜る事を防止できる。そして、凝縮水の凍結により、各部に有害な力が加わる事を防止できる。この様に構成各部材を重ね合わせ、更に炉中で加熱して、上記金属板１、１及びサイドプレート１４、１４の表面に積層したろう材により隣り合う部材同士をろう付けした状態で、上記両サイドプレート１４、１４が、コア部の両端に位置する素子２、２の外側面に向けて、フィン１３、１３を抑え付ける。
【００２３】
この状態で、本発明の積層型エバポレータに於いては、サイドプレート１４の端部１４ａの幅寸法ｗが素子２、２の幅寸法（≒Ｗ）よりも小さい分、この端部１４ａが素子２、２の外側面左右両端部に設けた凹溝３４、３４を覆う事がなくなる。この為、この凹溝３４、３４とサイドプレート１４の端部１４ａとで周囲を囲まれる微小空間が形成されない。又、上記端部１４ａの長さ寸法が、上記１対の突片３５、３５部分を除いて短い分、この端部１４ａが上記各素子２、２の一端縁部に設けた凹溝３２を覆う事がなくなる。この結果、上記端部１４ａと上記各素子２、２の一端部外側面との間に、凝縮水が溜まる様な微小空間が存在しなくなって、凝縮水の凍結に基づく積層型エバポレータの破損を防止できる。尚、本発明は、図１〜２に示す様なタンク一体型のエバポレータに限らず、図７〜９に示す様なタンク別体型のエバポレータでも実施できる。
【００２４】
【発明の効果】
本発明の積層型エバポレータは、以上に述べた通り構成され作用するので、微小空間に溜まった凝縮水の凍結に基づき、構成各部品に無理な応力が加わる事がなくなる為、耐久性が向上する。そして、耐久性を向上させる事に伴って、組立作業が面倒になったり、複雑な治具を使用しなければならなくなる事がない。従って、優れた耐久性を有する積層型エバポレータを安価に実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の１例を示す正面図。
【図２】同じく右側面図。
【図３】図１のＡ部拡大断面図。
【図４】従来の積層型エバポレータの第１例を示す正面図。
【図５】このエバポレータを構成する金属板の側面図。
【図６】図５のＢ−Ｂ断面図。
【図７】従来のエバポレータの第２例を示す部分分解斜視図。
【図８】同じく組み立てた状態を示す正面図。
【図９】同じく右側面図。
【図１０】図４のＣ部拡大断面図。
【符号の説明】
１    金属板
２    素子
３    平坦部
４    第一凹部
５    第二凹部
６    第三凹部
７    通孔
８    通孔
９    凸部
１０    入口管
１１    出口管
１２    扁平管部
１３    フィン
１４    サイドプレート
１４ａ  端部
１４ｂ  主部
１４ｃ  段部
１５    突出部
１６    金属板
１７    凹部
１８    突起
１９    折り返し流路
２０    タンク
２１    接続孔
２２    座板
２３    タンク本体
２４    隔壁
２５    素子
２６    接合部
２７    入口室
２８    出口室
２９    流体送り込み口
３０    流体取り出し口
３１    折り曲げ縁
３２    凹溝
３３    管状空間
３４    凹溝
３５    突片
【図１】
0003804699.tif 000002
【図２】
0003804699.tif 000003
【図３】
0003804699.tif 000004
【図４】
0003804699.tif 000005
【図５】
0003804699.tif 000006
【図６】
0003804699.tif 000007
【図７】
0003804699.tif 000008
【図８】
0003804699.tif 000009
【図９】
0003804699.tif 000010
【図１０】
0003804699.tif 000011