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【発明の名称】 熱交換器
【発明者】 【氏名】加藤 宗一

【氏名】秋山 勝司

【氏名】森 裕一
【要約】 【課題】ろう付けを効率よく行うことにより、接合部を確実にろう付けするとともに、その寸法精度を向上した熱交換器を提供すること。

【解決手段】チューブ２などのアルミニウム製の部材を組み立てるとともにこれを加熱することによって、部材２における接合部Ｓをろう付けしてなる熱交換器において、ろう付けは、部材２にろう材を設けるとともに、接合部Ｓを除く部位にフラックスＦを設けて行い、接合部Ｓには、加熱の際に溶融するフラックスＦをもたらした構成の熱交換器である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 アルミニウム製の部材を組み立てるとともにこれを加熱することによって、前記部材における接合部をろう付けしてなる熱交換器において、前記ろう付けは、前記部材にろう材を設けるとともに、前記接合部を除く部位にフラックスを設けて行い、前記接合部には、前記加熱の際に溶融する前記フラックスをもたらしたことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】 前記部材としては、媒体を流通するチューブを備え、前記チューブは、１枚又は複数枚のプレートを成形してなり、前記接合部は、前記プレートの部分であることを特徴とする請求項１記載の熱交換器。
【請求項３】 前記接合部は、前記プレートの端部であることを特徴とする請求項２記載の熱交換器。
【請求項４】 前記プレートには、前記チューブの内部に突出するビードを設け、前記接合部は、前記ビードの頂部であることを特徴とする請求項２又は３記載の熱交換器。
【請求項５】 前記部材としては、媒体を流通するチューブと、前記チューブに装着されたフィンとを備え、前記接合部は、前記チューブの部分及び前記フィンの部分であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか記載の熱交換器。
【請求項６】 前記部材としては、媒体を流通するチューブと、前記チューブの内部に設けられたインナーフィンとを備え、前記接合部は、前記チューブの部分及び前記インナーフィンの部分であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか記載の熱交換器。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アルミニウム製の部材を組み立てるとともにこれを加熱することによって、前記部材における接合部をろう付けしてなる熱交換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、媒体を流通するチューブを備え、チューブに伝わる熱によって前記媒体の熱交換を行う熱交換器が知られており、このような熱交換器は、例えば自動車に搭載されるラジエータ、コンデンサ、エバポレータなどとして広く用いられている。
【０００３】また、このような熱交換器は、当該熱交換器を構成するアルミニウム製の各部材を一体に組み立てるとともに、その組み立て体を炉中にて加熱処理することにより、各部材における所要の接合部をろう付けして製造されている。すなわち、アルミニウム又はアルミニウム合金を成形してなるチューブやフィンなどの部材を、ろう付けにより一体に設けて構成されている。
【０００４】ろう付けは、部材の表面にろう材をクラッド又は置きろうを配置するとともに、接合部にフラックスを設けて行われている。
【０００５】フラックスは、接合部表面の酸化皮膜を除去することにより、接合部とろう材との結合を促すものであり、通常は、加熱に先立って接合部表面に塗布されている。或いは、部材の表面全体に塗布する場合もある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、熱交換器については、ろう付けを確実に行うとともに、正確な寸法を得ることが要求される。
【０００７】しかしながら、前述したように、接合部にフラックスを設けてろう付けする場合は、接合部の間にフラックスが介在されるため、そのフラックスの厚さが余分な間隔となり、正確な寸法が得られなくなるという不都合がある。つまり、加熱により接合部の間からフラックスが溶融すると、接合部の間に隙間が形成されてろう付け性が低下したり、接合部に縮みを生じたりする虞があった。
【０００８】特に、複数のチューブと複数のフィンとを交互に積層して構成される熱交換器については、一層ごとの寸法変化が累積し、これが無視できない程に大きくなるという場合が顕著であった。
【０００９】そこで本発明は、このような問題に鑑み、ろう付けを効率よく行うことにより、接合部を確実にろう付けするとともに、その寸法精度を向上した熱交換器を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本願第１請求項に記載した発明は、アルミニウム製の部材を組み立てるとともにこれを加熱することによって、前記部材における接合部をろう付けしてなる熱交換器において、前記ろう付けは、前記部材にろう材を設けるとともに、前記接合部を除く部位にフラックスを設けて行い、前記接合部には、前記加熱の際に溶融する前記フラックスをもたらした構成の熱交換器であり、このような構成によると、ろう付けが効率よくおこなわれ、接合部が確実にろう付けされるとともに、熱交換器の寸法精度が向上される。
【００１１】すなわち、従来のように接合部にフラックスを設けてろう付けする場合は、接合部の間にフラックスが介在されるため、そのフラックスの厚さが余分な間隔となり、正確な寸法が得られなくなるという不都合があったが、本発明では、接合部を除く部位にフラックスを設けたので、そのような不都合が回避される。
【００１２】本願第２請求項に記載した発明は、請求項１において、前記部材としては、媒体を流通するチューブを備え、前記チューブは、１枚又は複数枚のプレートを成形してなり、前記接合部は、前記プレートの部分である構成の熱交換器であり、このような構成によると、プレートの部分が正確にろう付けされ、チューブが効率よく設けられる。
【００１３】本願第３請求項に記載した発明は、請求項２において、前記接合部は、前記プレートの端部である構成の熱交換器であり、このような構成によると、プレートの端部が正確にろう付けされ、特に、その寸法精度を向上するとともに、チューブの耐圧性及び気密性が満足に確保される。
【００１４】本願第４請求項に記載した発明は、請求項２又は３において、前記プレートには、前記チューブの内部に突出するビードを設け、前記接合部は、前記ビードの頂部である構成の熱交換器であり、このような構成によると、ビードの頂部が正確にろう付けされ、特に、その寸法精度を向上するとともに、チューブの耐圧性が満足に確保される。
【００１５】本願第５請求項に記載した発明は、請求項１乃至４のいずれかにおいて、前記部材としては、媒体を流通するチューブと、前記チューブに装着されたフィンとを備え、前記接合部は、前記チューブの部分及び前記フィンの部分である構成の熱交換器であり、このような構成によると、チューブとフィンとが正確にろう付けされて、チューブ及びフィンが効率よく設けられる。
【００１６】本願第６請求項に記載した発明は、請求項１乃至５のいずれかにおいて、前記部材としては、媒体を流通するチューブと、前記チューブの内部に設けられたインナーフィンとを備え、前記接合部は、前記チューブの部分及び前記インナーフィンの部分である構成の熱交換器であり、このような構成によると、チューブとインナーフィンとが正確にろう付けされて、これらが効率よく設けられる。チューブの耐圧性は、このようなインナーフィンによって満足に確保される。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の具体例を図１乃至図４に基づいて詳細に説明する。
【００１８】図１に示すように、本例の熱交換器１は、車内空調装置用の冷凍サイクルにおけるコンデンサであって、複数のチューブ２と複数のフィン３とを交互に積層するとともに、各チューブ２の端部を一対のヘッダタンク４にそれぞれそ連通接続して構成されている。
【００１９】冷媒は、一方のヘッダタンク４に設けられた入口継手４０１から内部に取り入れられて、チューブ２及びフィン３に伝わる熱によって熱交換をしつつチューブ２を流通した後、他方のヘッダタンク４に設けられた出口継手４０２から外部に排出される。
【００２０】チューブ２及びフィン３からなる層の上下には、補強部材たるサイドプレート５をそれぞれ設けており、各サイドプレート５の端部は、ヘッダタンク４に支持している。
【００２１】また、チューブ２、フィン３、ヘッダタンク４、及びサイドプレート５は、それぞれ所定の形状に成形されたアルミニウム製の部材であって、ジグを用いて一体に組み立てるとともに、この組み立て体を炉中で加熱処理することによってろう付けしている。各部材の要所には、予め、ろう材のクラッド及びフラックスの塗布を施している。
【００２２】すなわち、本熱交換器１は、アルミニウム製の部材を組み立てるとともにこれを加熱することによって、各部材における接合部をろう付けして構成している。
【００２３】図２に示すように、本例のチューブ２は、アルミニウム製の1枚のプレート２００をロール成形又はプレス成形してなる偏平状のものであり、プレート２００を折り曲げるとともにその幅方向の両端部２０１を結び、更に、チューブ２の耐圧性及び伝熱性を向上するべく、内部の流路を区画するビード２０２を複数設けたものである。
【００２４】本例のビード２０２は、プレート２００の長手方向に亘って連続したものであり、チューブ２の内部に突出するとともに、対向するもの同士が互いの頂部にろう付けされている。或いは図３に示すように、ビード２０２の頂部は、プレート２００の平坦面にろう付けするように構成してもよい。
【００２５】つまり、プレート２００の幅方向の両端部２０１、並びに、ビード２０２の頂部は、加熱によってろう付けされる接合部Ｓであり、これらの接合部Ｓのろう付けに要するろう材は、プレート２００にクラッドされている。
【００２６】また、ろう付け用のフラックスＦは、接合部Ｓを除く部位に設けている。このフラックスＦは、ろう材よりも融点が低いものであり、加熱の際には、ろう材よりも先に溶融してプレート２００の表面を流動し、接合部Ｓにもたらされる。
【００２７】このような構成によれば、接合部Ｓの間にフラックスＦを設けずともよいので、ろう付けの前後において、チューブ２の寸法に狂いが生じるのを回避することができる。
【００２８】図４に示すように、本例のフィン３は波型のものであって、チューブ２に対しては、その頂部をろう付けして装着されている。
【００２９】また、ろう付け用のフラックスＦは、これらのチューブ２及びフィン３の接合部Ｓを除く部位に設けている。ろう材は、チューブ２及びフィン３の少なくとも一方にクラッドしている。或いは、接合部Ｓの近傍に置きろうを配置してもよい。
【００３０】このように、同図に示す接合部Ｓは、チューブ２の部分及びフィン３の部分であり、このような接合部Ｓに対し、フラックスＦは、加熱の際に溶融してもたらされる。従って、チューブ２及びフィン３の寸法に狂いが生じるのを回避することができる。
【００３１】以上説明したように、本例の熱交換器によると、ろう付けは、部材にろう材を設けるとともに、接合部を除く部位にフラックスを設けて行い、接合部には、加熱の際に溶融するフラックスをもたらしたので、ろう付けを効率よく行うことができ、接合部を確実にろう付けするとともに、熱交換器の寸法精度を向上することができる。
【００３２】すなわち、従来のように接合部にフラックスを設けてろう付けする場合は、接合部の間にフラックスが介在されるため、そのフラックスの厚さが余分な間隔となり、正確な寸法が得られなくなるという不都合があったが、本例では、接合部を除く部位にフラックスを設けたので、そのような不都合を回避することができる。
【００３３】また、本例の熱交換器によると、部材としては、媒体を流通するチューブを備え、チューブは、１枚又は複数枚のプレートを成形してなり、接合部は、プレートの部分であることから、プレートの部分を正確にろう付けすることができ、チューブを効率よく設けることができる。
【００３４】また、本例の熱交換器によると、接合部は、プレートの端部であることから、プレートの端部を正確にろう付けすることができ、特に、チューブの耐圧性及び気密性を満足に確保することができる。
【００３５】また、本例の熱交換器によると、プレートには、チューブの内部に突出するビードを設け、接合部は、ビードの頂部であることから、ビードの頂部を正確にろう付けすることができ、特に、チューブの耐圧性を満足に確保することができる。
【００３６】また、本例の熱交換器によると、部材としては、媒体を流通するチューブと、チューブに装着されたフィンとを備え、接合部は、チューブの部分及びフィンの部分であることから、チューブとフィンとを正確にろう付けすることができ、チューブ及びフィンを効率よく設けることができる。
【００３７】次に、本発明の第２具体例を図５に基づいて説明する。
【００３８】本例のチューブ２は、所定の形状に成形した複数枚のプレート２００を重ね合わせるとともに、それらの間に波型のインナーフィン２１０を配置して構成している。尚、その他の構成は、前述した具体例と同様であるので、説明は省略する。
【００３９】インナーフィン２１０は、チューブ２の耐圧性及び伝熱性を向上するべく、チューブ２内部の流路を区画する部材であり、その頂部をチューブ２の内面にろう付けして設けられている。
【００４０】ろう材は、チューブ２の内面及びインナーフィン２１０の少なくとも一方にクラッドしている。或いは、接合部Ｓの近傍に置きろうを配置してもよい。
【００４１】また、ろう付け用のフラックスＦは、これらのチューブ２及びフィン３の接合部Ｓを除く部位に設けており、接合部Ｓには、加熱の際に溶融してもたらされる。従って、チューブ２の寸法に狂いが生じるのを回避することができる。
【００４２】以上説明したように、本例の熱交換器によると、部材としては、媒体を流通するチューブと、チューブの内部に設けられたインナーフィンとを備え、接合部は、チューブの部分及びインナーフィンの部分であり、フラックスは、接合部を除く部位に設けたので、チューブとインナーフィンとを正確にろう付けすることができ、これらを効率よく設けることができる。チューブの耐圧性は、このようなインナーフィンによって満足に確保することができる。
【００４３】次に、本発明の第３具体例を図６に基づいて説明する。
【００４４】本例の熱交換器は、自動車エンジン用のラジエータ（全体図は省略）であって、同図に示すように、そのチューブ２は、プレート２００の中央に壁状のビード２０３を設けるとともに、プレート２００の端部２０１を折り返してビード２０３にろう付けして構成している。尚、その他の基本的な構成は、前述した具体例と同様であるので、その説明は省略する。
【００４５】すなわち、同図に示す接合部Ｓは、プレート２００の端部２０１及びビード２０３である。
【００４６】また、ろう付け用のフラックスＦは、接合部Ｓを除く部位に設けており、接合部Ｓには、加熱の際に溶融してもたらされる。従って、チューブ２の寸法に狂いが生じるのを回避することができる。
【００４７】次に、本発明の第４具体例を図７乃至図８に基づいて説明する。
【００４８】これらの図に示すように、本例の熱交換器１は、車内空調装置用の冷凍サイクルにおけるエバポレータであり、チューブ２は、複数枚のプレート２００を重ね合わせるとともにろう付けして、Ｕターン状の流路を構成したものである。尚、その他の基本的な構成は、前述した具体例と同様であるので、その説明は省略する。
【００４９】本例のチューブ２は、各プレート２００にそれぞれ設けた周縁の端部２０１同士をろう付けするとともに、その内部を仕切る仕切部２０４同士をろう付けして構成している。
【００５０】また、チューブ２の流路には、適宜間隔で円形状のビード２０２を設けている。
【００５１】更に、チューブ２を構成するプレート２００には、そのチューブ２と他のチューブ２とを連結する連結部２０４を設けており、冷媒は、連結部２０４に接続された配管部６によって供給及び排出される。尚、図７中の６０１及び６０２は、配管部６に設けられた媒体の入口継手及び出口継手である。
【００５２】ろう付けは、チューブ２及びフィン３を積層して行われる。配管部６は、チューブ２及びフィン３とともに組み立ててろう付けする。或いは、チューブ２及びフィン３をろう付けした後、トーチろう付け等にて設けてもよい。
【００５３】連結部２０４同士のろう付けについて、ろう付け用のフラックスＦは、連結部２０４における接合部Ｓの周囲に設けており。この接合部Ｓには、加熱の際に溶融してもたらされる。従って、互いに連結されるチューブ２の寸法に狂いが生じるのを回避することができる。
【００５４】また、プレート２００周縁の端部２０１や、ビード２０２や、仕切部２０４等のろう付けについても、フラックスは、それらの接合部を除く部位に設けるように構成してもよい。
【００５５】
【発明の効果】本願第１請求項に記載した発明は、アルミニウム製の部材を組み立てるとともにこれを加熱することによって、前記部材における接合部をろう付けしてなる熱交換器において、前記ろう付けは、前記部材にろう材を設けるとともに、前記接合部を除く部位にフラックスを設けて行い、前記接合部には、前記加熱の際に溶融する前記フラックスをもたらした構成の熱交換器であり、このような構成によると、ろう付けを効率よく行うことができ、接合部を確実にろう付けするとともに、熱交換器の寸法精度を向上することができる。
【００５６】本願第２請求項に記載した発明は、請求項１において、前記部材としては、媒体を流通するチューブを備え、前記チューブは、１枚又は複数枚のプレートを成形してなり、前記接合部は、前記プレートの部分である構成の熱交換器であり、このような構成によると、プレートの部分を正確にろう付けすることができ、チューブを効率よく設けることができる。
【００５７】本願第３請求項に記載した発明は、請求項２において、前記接合部は、前記プレートの端部である構成の熱交換器であり、このような構成によると、プレートの端部を正確にろう付けすることができ、特に、チューブの耐圧性及び気密性を満足に確保することができる。
【００５８】本願第４請求項に記載した発明は、請求項２又は３において、前記プレートには、前記チューブの内部に突出するビードを設け、前記接合部は、前記ビードの頂部である構成の熱交換器であり、このような構成によると、ビードの頂部を正確にろう付けすることができ、特に、チューブの耐圧性を満足に確保することができる。
【００５９】本願第５請求項に記載した発明は、請求項１乃至４のいずれかにおいて、前記部材としては、媒体を流通するチューブと、前記チューブに装着されたフィンとを備え、前記接合部は、前記チューブの部分及び前記フィンの部分である構成の熱交換器であり、このような構成によると、チューブとフィンとを正確にろう付けすることができ、チューブ及びフィンを効率よく設けることができる。
【００６０】本願第６請求項に記載した発明は、請求項１乃至５のいずれかにおいて、前記部材としては、媒体を流通するチューブと、前記チューブの内部に設けられたインナーフィンとを備え、前記接合部は、前記チューブの部分及び前記インナーフィンの部分である構成の熱交換器であり、このような構成によると、チューブとインナーフィンとを正確にろう付けすることができ、これらを効率よく設けることができる。チューブの耐圧性は、このようなインナーフィンによって満足に確保することができる。
【出願人】 【識別番号】５００３０９１２６
【氏名又は名称】株式会社ゼクセルヴァレオクライメートコントロール
【出願日】 平成１１年１２月１７日（１９９９．１２．１７）
【代理人】
【公開番号】 特開２００１−１７４１８９（Ｐ２００１−１７４１８９Ａ）
【公開日】 平成１３年６月２９日（２００１．６．２９）
【出願番号】 特願平１１−３５９４７９