JP2000141028A

JP2000141028A - ろう付け用プレートおよび熱交換器の製造方法

Info

Publication number: JP2000141028A
Application number: JP10313712A
Authority: JP
Inventors: Eiichi Torigoe; 栄一鳥越
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1998-11-04
Filing date: 1998-11-04
Publication date: 2000-05-23

Abstract

(57)【要約】【課題】プレート４と他の構成部品とがろう付けによ
り一体に接合される熱交換器において、部品搬送中のフ
ラックス脱落によるろう付け不良を防止する。【解決手段】チューブ２を構成するプレート４のろう
付け部分に、フラックスを保持するための溝６を形成す
る。フラックスが溝６内に保持されるため、少なくとも
溝６部分においては、部品搬送中に部品同士の摩擦によ
りフラックスが脱落することを防止できる。従って、ろ
う付け時には溝（６）内からろう付け部分にフラックス
が供給され、ろう付け不良を防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ろう付けにより組
み立てられる熱交換器に用いられるろう付け用プレート
および熱交換器の製造方法に関し、例えば車両用空調装
置の冷媒蒸発器や凝縮器に用いて好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の一般的な熱交換器においては、一
対のプレートの間にインナーフィンを配置し、プレート
とインナーフィンをろう付け接合すると共に、一対のプ
レートの外周縁部をろう付け接合して偏平状のチューブ
が形成される。また、チューブ間にアウターフィンを配
置し、チューブとアウターフィンもろう付け接合され
る。そして、酸化皮膜によるろう付け不良を防ぐため
に、ろう付け接合前にプレートにフラックスが塗布され
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、熱交換
器の製造過程において、プレートをフラックス塗布工程
から組付け工程に移動する場合、プレートが重ねられて
搬送される。そのため、搬送中のプレート同士の摩擦に
よりプレート表面のフラックスが脱落する場合があり、
それによりろう付け不良が発生し、強度不足やシール不
良が発生する恐れがある。

【０００４】また、フラックスの塗布は乾式（パウダー
吹き付け）または湿式（捲濁液に浸漬）により行ってい
るが、フラックスの塗布量にムラができ易く、塗布量の
少ない部分ではろう付け不良が起こりやすい。これを防
ぐため、必要量以上のフラックスを塗布しており、その
結果フラックス量の多い部分ではろう付け後もフラック
スが残り、フラックス残さによる冷媒通路の詰まりや、
剥離した残さが冷凍サイクル構成部品の作動に悪影響を
与えるという問題がある。また、フラックス使用量が増
加し、コスト増加につながるという問題もある。

【０００５】一方、特許第２７１８４５３号公報には、
一対のプレートのろう付け面を粗面加工して、フラック
スの濡れ性を向上させた熱交換器が示されている。しか
しながら、この従来熱交換器においても、前述の従来熱
交換器と同様に、プレート搬送中のプレート同士の摩擦
によるフラックス脱落の問題がある。また、フラックス
塗布量のムラを十分改善し得るものでもない。

【０００６】本発明は上記の点に鑑み、プレート搬送中
のフラックス脱落によるろう付け不良を防止でき、しか
もフラックス使用量を低減可能にすることを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１ないし３に記載の発明では、熱交換器に用
いられるチューブ（２）を構成するプレート（４）であ
って、このプレート（４）におけるろう付け部分に、フ
ラックスを保持する溝（６）を形成したことを特徴とし
ている。

【０００８】これによれば、プレート（４）をフラック
ス塗布工程から組付け工程に移動する場合にプレート
（４）が重ねられて搬送されても、フラックスが溝
（６）内に保持されるため、少なくとも溝（６）部分に
おいては、プレート（４）搬送中に摩擦によりフラック
スが脱落することを防止できる。従って、ろう付け時に
は溝（６）内からろう付け部分に確実にフラックスを供
給することができ、ろう付け不良を確実に防止できる。
しかも、フラックス塗布後の部品搬送や保管時の取扱い
も容易になる。

【０００９】また、溝（６）内に必要量のフラックスを
保持させることにより、溝（６）以外の部分にフラック
スを塗布する必要がなくなるため、溝（６）以外の部分
へのフラックス塗布量を少なくして、フラックス使用量
を低減することが可能になる。また、請求項２に記載の
発明では、波板状に折り曲げられたフィン（３、５）の
頂部（５１）がプレート（４）にろう付けされるもので
あって、溝（６）は、フィン（３、５）の頂部（５１）
と交差する方向に延びていることを特徴としている。

【００１０】これによれば、溝（６）とフィン（３、
５）の頂部（５１）とが交差することにより、溝（６）
と頂部（５１）が必ず重なり合う。従って、ろう付けの
際、プレート（４）とフィン（３、５）とのろう付け部
に、溝（６）からフラックスが確実に供給される。ま
た、請求項３に記載の発明では、プレート（４）を芯材
層（４８）とろう材層（４９）とで構成し、このろう材
層（４９）に溝（６）を形成することを特徴としてい
る。

【００１１】これによれば、芯材層（４８）には溝
（６）は形成されないので、芯材層（４８）の強度を低
下させることがない。また、請求項４および５に記載の
発明では、プレート（４）とフィン（３、５）とをろう
付けにより一体に接合する熱交換器の製造方法におい
て、プレート（４）におけるろう付け部分に溝（６）を
形成し、プレート（４）にフラックスを塗布し、プレー
ト（４）とフィン（３、５）とを組付け、この組付体を
ろう付けにより一体に接合することを特徴としている。

【００１２】これによれば、プレート（４）とフィン
（３、５）とがろう付けにより一体に接合される熱交換
器の製造に際して、請求項１と同様の効果が得られる。
なお、請求項５に記載の発明のように、インナーフィン
（５）を有する熱交換器においては、プレート（４）に
おけるインナーフィン（５）とろう付けされる面に溝
（６）を形成してもよい。

【００１３】なお、上記した括弧内の符号は、後述する
実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものであ
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示す実施形態
について説明する。（第１実施形態）図１〜図３は本発明を車両用空調装置
の冷凍サイクルにおける冷媒蒸発器１（積層型熱交換
器）に適用した第１実施形態を示しており、この蒸発器
１には、図示しない温度作動式膨張弁で減圧され膨張し
た低温低圧の気液二相冷媒が流入するようになってい
る。

【００１５】図１はこの蒸発器１の全体構成を示してお
り、蒸発器１は、図１に示す上下方向を上下にして、車
両用空調装置の空調ユニットケース（図示せず）内に設
置され、空調送風機の送風空気が図１の紙面垂直方向に
流れるようになっている。この蒸発器１は、内部に冷媒
通路を有する多数の偏平状のチューブ２が並列に配置さ
れ、隣接するチューブ２間に波板状のアウターフィン３
がろう付け接合され、このチューブ２内の冷媒通路を流
れる冷媒とチューブ２の外部を流れる空調用送風空気と
を熱交換させるようになっている。

【００１６】このチューブ２は、図１、２に示すよう
に、２枚（一対）のプレート４を対向させた状態でろう
付け接合することにより形成される。プレート４は、そ
の幅方向（空気流れ方向Ｚ）の中央部に、長手方向に延
びるリブ形状の中央仕切り部４１が形成され、プレート
４の外縁部の全周にわたってリブ形状の外周縁部４２が
形成されている。

【００１７】そして、２枚のプレート４の中央仕切り部
４１および外周縁部４２をろう付け接合することによ
り、中央仕切り部４１の両側に２つの冷媒通路（流体通
路）４３が並列に形成される。また、各プレート４の上
下両端部には、プレート４の外方側へ突出する楕円筒状
のタンク部４４〜４７が、図１の紙面垂直方向に２個づ
つ並べて形成されている。

【００１８】図２に示すように、各冷媒通路４３には、
冷媒側の伝熱面積を増大させるインナーフィン５がそれ
ぞれ配置され、このインナーフィン５は冷媒流れ方向と
直交する方向に波板状に曲げ成形され、その頂部５１が
プレート４とろう付け接合される。このインナーフィン
５および前記アウターフィン３は、ろう材をクラッドし
てないアルミニュウムベア材（例えばＡ３００３）より
なり、板厚は０．１ｍｍ程度である。

【００１９】配管ジョイント８（図１）は、アルミニュ
ウムベア材にて略長円形のブロック体に成形されてお
り、外部冷媒回路との接続用の冷媒出口通路穴８ａと冷
媒入口通路穴８ｂが２つ並んで設けられている。ところ
で、プレート４は略長方形の板材であり、図３に示すよ
うにアルミニュウム芯材層４８（Ａ３０００番系の材
料、板厚は例えば０．４ｍｍ）の両面にろう材層４９
（Ａ４０００番系の材料、片面の厚さは０．０５〜０．
１５ｍｍ）をクラッドした両面クラッド材を用いる。

【００２０】そして、図２、３に示すように、プレート
４においてインナーフィン５がろう付け接合される面に
は、プレート４表面にフラックスを保持しやすくするた
めに、断面円弧状の溝６が多数形成されている。この溝
６は、インナーフィン５の頂部５１と直交する方向に、
かつ冷媒通路４３の幅一杯に延びている。この溝６の深
さはろう材層４９の厚さと同じかそれよりも少し浅く
し、溝６の幅は例えば０．５〜１．０ｍｍとする。溝６
のピッチは、フラックス付着量が２ｇ／ｍ²以上、望ま
しくは５ｇ／ｍ²程度になるように設定するのが、ろう
付け性の確保やフラックス使用量低減の観点から好まし
い。

【００２１】次に、蒸発器１の製造方法を説明する。ま
ず、チューブ２を構成するプレート４を、前記両面クラ
ッド材にて前記所定形状にプレス成形し、この際、溝６
も同時にプレス成形する。また、他の構成部品も、それ
ぞれ前記所定の形状に加工する。一方、非腐食性フラッ
クス（例えばフッ化物系の、ＫＡｌＦ₄とＫ₂Ａｌ₆と
の混合物）と、フラックスの付着性をよくするためのバ
インダー（例えばメタクリル酸２−エチルヘキシルを主
成分とするアクリル樹脂）と、溶剤（例えばイソプロピ
ルアルコール）とを混合した、フラックス塗布液を準備
しておく。

【００２２】次に、上記のフラックス塗布液中にプレー
ト４を常温下で浸漬して、プレート４のろう材層４９表
面にフラックスを塗布し、その後１５０〜２００°Ｃの
温度下でフラックスを乾燥させる。ここで、溝６の大き
さや数を適宜設定することにより、プレート４とインナ
ーフィン５とのろう付けに必要な量のフラックスが溝６
に保持される。

【００２３】次いで、プレート４、インナーフィン５、
アウターフィン３等の構成部品を積層し、さらに配管ジ
ョイント８を組付けて、図１に示す所定の熱交換器構造
に仮組付けする。そして、積層方向両側から適宜の治具
にて締めつけ力を加えて、熱交換器構造の組付け状態を
保持する。次に、この組付け状態を保持したまま、ろう
付け炉内に組付け体を搬入し、窒素ガスまたは不活性ガ
スが充填されたろう付け炉内にて組付け体をろう材層４
９の融点まで加熱して、組付け体各部の接合箇所を一体
ろう付けする。これにより、蒸発器１全体の組付けを完
了する。

【００２４】ところで、本実施形態においては、フラッ
クスが溝６内に保持されるため、少なくとも溝６部分に
おいては、プレート４搬送中に摩擦によりフラックスが
脱落することを防止できる。従って、ろう付け時には溝
６部分から、プレート４とインナーフィン５の頂部５１
とのろう付け部分にフラックスが供給され、ろう付け不
良を防止できる。しかも、フラックス塗布後の部品搬送
や保管時の取扱いも容易になる。

【００２５】また、溝６は、インナーフィン５の頂部５
１と直交する方向に、かつ冷媒通路４３の幅一杯に延び
ているため、溝６とインナーフィン５の頂部５１とは交
差し、溝６と頂部５１が多くの個所で重なり合う。従っ
て、ろう付けの際、プレート４とインナーフィン５の頂
部５１とのろう付け部分に、溝６からフラックスが確実
に供給される。

【００２６】さらに、溝６以外の平面部へのフラックス
塗布量にムラがあったとしても、ろう付け部分には溝６
からフラックスが確実に供給されるため、フラックス不
足によるろう付け不良は起こらない。また、プレート４
をフラックス塗布液中に浸漬した場合、溝６は溝６以外
の平面部と比較してフラックスが保持され易い。そこ
で、フラックス塗布液の粘度を低くして、溝６以外の平
面部へのフラックス付着量が少なくなるようにし、溝６
内に必要量のフラックスを保持させることにより、フラ
ックス使用量を低減することができる。

【００２７】（第２〜４実施形態）上記実施形態では、
溝６をインナーフィン５の頂部５１と直交する方向に延
びるものとしたが、この溝６は、図４のようにインナー
フィン５の頂部５１に対して斜めにしたり、図５のよう
にクロス状にしたり、さらには図６のように波形にして
もよく、いずれにおいても溝６と頂部５１が多くの個所
で交差して重なり合うようにしているため、第１実施形
態と同様の効果が得られる。

【００２８】（第５実施形態）上記各実施形態では、チ
ューブ２の耐圧強度確保に特に配慮して、プレート４に
おいてインナーフィン５が接合される面のみに溝６を設
けて、プレート４とインナーフィン５のろう付けが確実
に行われるようにしているが、図７のように、溝６を中
央仕切り部４１および外周縁部４２まで延長してもよ
い。

【００２９】これによれば、ろう付けの際に中央仕切り
部４１および外周縁部４２にも、溝６からフラックスが
供給され、中央仕切り部４１および外周縁部４２のろう
付け不良を防止できる。（他の実施形態）プレート４においてアウターフィン３
がろう付け接合される面に、フラックス保持のための溝
を形成してもよい。この場合、波板状アウターフィン３
の頂部（プレート４にろう付けされる部分）と溝とが交
差して重なり合うように、溝を形成する。

【００３０】また、プレート４においてインナーフィン
５およびアウターフィン３が接合される面、さらには中
央仕切り部４１および外周縁部４２の全てに、フラック
ス保持のための溝を形成するのが望ましい。また、イン
ナーフィン５の代わりに、プレート４に伝熱面積増大と
耐圧強度確保のための多数のリブを形成してもよく、そ
の場合、そのリブにフラックス保持のための溝を形成し
てもよい。

【００３１】さらに、プレート４の素材としては、ろう
材層４９のない、芯材層４８のみのアルミニュウムベア
材を使用することも可能である。この場合は、芯材層４
８に直接フラックス保持のための溝を形成する。そし
て、フラックス塗布液中に例えばシリコンを混ぜ、ろう
付け炉内で加熱した際に、芯材層４８のアルミニュウム
とシリコンとの反応により芯材層４８の表面部が溶解す
るようにして、プレート４と他の部材（例えばインナー
フィン）のろう付けを行う。

【００３２】さらにまた、溝６の断面形状をコの字状に
すれば、断面円弧状の溝６よりもフラックス保持性が高
まり、フラックス脱落防止効果をさらに高めることがで
きる。また、プレート４は、最初に溝６のみを形成し、
その後プレス成形にて所定の形状に成形してもよい。

【００３３】さらに、以上の実施形態においては、２枚
のプレート４を接合してチューブ２を形成したが、１枚
のプレートを中央部で折り曲げてチューブ２を形成する
ものにおいても本発明は適用できる。さらにまた、蒸発
器１全体としての冷媒通路構成等は種々変更してもよい
ことは勿論である。例えば、中央仕切り部４１をなくし
てチューブ２内に１つの冷媒通路のみを形成するタイプ
の蒸発器にも本発明は適用できる。

【００３４】また、蒸発器以外の熱交換器（例えば、空
調用の凝縮器、ヒータコア、エンジン冷却用ラジエー
タ）にも本発明は適用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態を適用する蒸発器の正面
図である。

【図２】図１の蒸発器の要部の分解斜視図である。

【図３】図２のプレートの拡大断面斜視図である。

【図４】本発明の第２実施形態を示す要部の斜視図であ
る。

【図５】本発明の第３実施形態を示す要部の斜視図であ
る。

【図６】本発明の第４実施形態を示す要部の斜視図であ
る。

【図７】本発明の第５実施形態を示す要部の斜視図であ
る。

【符号の説明】

１…蒸発器（熱交換器）、２…チューブ、３…アウター
フィン、５…インナーフィン、６…溝、４３…冷媒通路
（流体通路）、４８…芯材層、４９…ろう材層、５１…
頂部。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】チューブ（２）内を流れる流体と前記チ
ューブ（２）の外を流れる流体との熱交換を行う熱交換
器に用いられ、フィン（３、５）とろう付け接合される
前記チューブ（２）を構成するプレート（４）であっ
て、このプレート（４）におけるろう付け部分に、フラ
ックスを保持する溝（６）を形成したことを特徴とする
ろう付け用プレート。
【請求項２】前記フィン（３、５）は波板状に折り曲
げられ、このフィン（３、５）の頂部が前記プレート
（４）にろう付けされるものであって、前記溝（６）
は、前記フィン（３、５）の頂部（５１）と交差する方
向に延びていることを特徴とする請求項１に記載のろう
付け用プレート。
【請求項３】前記プレート（４）は、芯材層（４８）
と、この芯材層（４８）の表面にクラッドされたろう材
層（４９）とからなり、前記溝（６）は前記ろう材層
（４９）に形成されることを特徴とする請求項１または
２に記載のろう付け用プレート。
【請求項４】チューブ（２）を構成するプレート
（４）とフィン（３、５）とをろう付けにより一体に接
合する熱交換器の製造方法において、前記プレート（４）におけるろう付け部分に、フラック
スを保持する溝（６）を形成し、前記プレート（４）にフラックスを塗布し、前記プレート（４）とフィン（３、５）とを組付け、こ
の組付体をろう付けにより一体に接合することを特徴と
する熱交換器の製造方法。
【請求項５】前記フィンは、前記チューブ（２）内に
配置されるインナーフィン（５）であり、前記溝（６）
は、前記プレート（４）における前記インナーフィン
（５）とろう付けされる面に形成されることを特徴とす
る請求項４に記載の熱交換器の製造方法。