JP2001191175A - 熱交換器の製造方法 - Google Patents

熱交換器の製造方法

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JP2001191175A
JP2001191175A JP37421799A JP37421799A JP2001191175A JP 2001191175 A JP2001191175 A JP 2001191175A JP 37421799 A JP37421799 A JP 37421799A JP 37421799 A JP37421799 A JP 37421799A JP 2001191175 A JP2001191175 A JP 2001191175A
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JP
Japan
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heat exchanger
flux
brazing
tube
tubes
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JP37421799A
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Inventor
Yuichi Mori
裕一 森
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Valeo Thermal Systems Japan Corp
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Zexel Valeo Climate Control Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱交換器を構成する部材同士のろう付け前の
フラックス塗布の厚さを少なくし、ろう付け性を向上し
た熱交換器の製造方法を提供する。 【解決手段】 熱交換媒体が内部を流通するチューブ
と、前記チューブ間に装着するフィンを複数段積層し、
チューブ及びフィンをろう付け接合して形成する熱交換
器の製造方法において、熱交換器を構成する部材同士を
接触し、少なくともろう付け接合する部位にフラックス
を塗布する工程と、塗布したフラックスを薄膜化する工
程を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両等に備えられ
る熱交換サイクルに用いられる熱交換器に関する。
【0002】
【従来の技術】従来において、車両等に搭載される熱交
換サイクルは、熱交換媒体を圧縮する圧縮器と、圧縮し
た媒体と外気の熱交換を行って媒体を凝縮する凝縮器
と、凝縮された媒体の気液分離を行い、液媒体を一時蓄
える受液器と、凝縮器で凝縮された液媒体の断熱膨張を
行う膨張弁と、膨張された媒体の蒸化を行う蒸発器を備
えている。
【0003】外気と熱交換器を行う熱交換器、例えば、
蒸発器は、熱交換サイクルを循環する熱交換媒体を内部
に流通する複数のチューブと、前記チューブ間にフィン
を装着し、チューブの一端又は両端に熱交換媒体を各チ
ューブに分配するタンクを備えた構成となっている。
【0004】チューブを構成するチューブエレメントは
一対となって、内部に媒体流路が形成され、一対のチュ
ーブエレメントとフィンが交互に積層されて熱交換器の
本体を形成している。
【0005】熱交換器を構成するチューブ及びフィン
は、車両搭載時の軽量化を考慮して、アルミニウム又は
アルミニウム合金等のアルミニウム材を用いて形成され
る。アルミニウム材には、アルミニウムよりも融点の低
いSi等を添加したアルミニウム合金性のろう材が被覆
され、このろう材が溶融して、部材同士が接合されて熱
交換器を構成する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、アルミニウム
材の表面には、酸化皮膜で覆われ、接合部に十分なろう
材が供給されず、ろう付けが良好に行われない場合があ
る。したがって、この酸化皮膜を除去するため、フラッ
クス等の薬剤を塗布し、酸化皮膜を除去してろう付け接
合する必要が生じる。
【0007】例えば、真空状態でろう付け接合を行う場
合、酸化皮膜の有無は問題とならない。しかし、真空状
態でろう付けが行われると、耐食性向上のためにろう材
層を犠牲腐食させるZn等の元素が、ろう材とともに溶
融してしまい、熱交換器の防食性が低下してしまうとい
う問題がある。
【0008】熱交換器を構成する部材の少なくともろう
付け接合する部位にフラックスを塗布し、チューブとフ
ィンを仮組すると、塗布したフラックスの厚さ分仮組状
態の積層高さが高くなる。このため、仮組状態の熱交換
器積層高さとろう付け後の熱交換器の積層高さに差異が
生じる。仮組状態の熱交換器の積層高さに合わせて治具
で保持すると、ろう付け時、フラックス及びろう材の溶
融によって積層したチューブ又はフィン間に隙間が生
じ、ろう付け不良が生じるという問題があった。
【0009】一方、ろう付け不良を防止するため、ろう
付け後の熱交換器の積層高さに合わせて治具で仮組状態
の熱交換器を保持すると、フラックス及びろう材の厚さ
分、仮組状態の熱交換器の積層高さが高いため、圧縮し
て治具に保持しなければならず、比較的強度の弱いフィ
ン等が座屈するという問題があった。
【0010】そこで、本発明の方法は、部材の座屈等を
生じることなく、ろう付け性を向上した熱交換器の製造
方法を提供することを目的とする。
【0011】
【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、熱交換媒体が内部を流通するチューブと、前
記チューブ間に装着するフィンを複数段積層し、チュー
ブ及びフィンをろう付け接合して形成する熱交換器の製
造方法において、熱交換器を構成する部材同士を接触
し、少なくともろう付け接合する部位にフラックスを塗
布する工程と、塗布したフラックスを薄膜化する工程を
備えている。
【0012】このように、部材に塗布したフラックスを
薄膜化して、仮組した熱交換器の積層高さと、ろう付け
後の熱交換器の積層高さの差異を低減し、治具に装着す
る際のフィンの座屈等の変形を防止する。また、部材表
面に生じた酸化皮膜を除去するには、十分なフラックス
を供給して、ろう付け性を向上し、ろう付け不良を生じ
ることなく安全性の高い熱交換器を製造する。
【0013】本願第2請求項に記載した発明は、熱交換
媒体が内部を流通するチューブと、前記チューブ間に装
着するフィンを複数積層し、チューブ及びフィンをろう
付け接合して形成する熱交換器の製造方法において、熱
交換器を構成する部材の少なくともろう付けする部位に
フラックスを塗布する工程と、前記塗布したフラックス
を薄膜化する工程と、前記各部材同士を仮組する工程
と、前記仮組した各部材を治具により支持する工程と、
前記仮組した各部材をろう付けする工程と、ろう付けし
た各部材より構成される熱交換器に熱交換媒体を送受給
する出入口を装着する工程と、前記ろう付けされた熱交
換器に耐食性処理する工程と、前記耐食性処理した熱交
換器に親水性処理する工程を備えている。
【0014】本願第3請求項に記載した発明は、前記チ
ューブを構成するチューブエレメント同士の接合部位に
フラックスを塗布した熱交換器の製造方法である。
【0015】本願第4請求項に記載した発明は、前記チ
ューブ及びフィン間に接合部位にフラックスを塗布した
熱交換器の製造方法である。
【0016】このように、チューブエレメント同士の接
合部位にフラックスを塗布した場合、又は、チューブ及
びフィンの接合部位にフラックスを塗布した場合であっ
ても本例の方法を用いることができる。
【0017】
【発明の実施の形態】図1は、熱交換器1の概略構成を
示す図である。
【0018】図2に示すように、チューブ3を構成する
チューブエレメント10の端部に二つの円筒状凸部11
を備え、この円筒状の凸部11の端部に平面部11aが
形成され、この平面部11aと、隣接するチューブ3を
構成するチューブエレメント10の円筒状凸部11の平
面部11aが接合して、複数の各チューブ3間を連結す
るタンク2を構成している。チューブエレメント10
は、媒体の流路となる凹部12を備え、この凹部12の
中央に流路を略二分割する直線状凸部13を備え、この
直線状凸部13によって、U字状の流路を構成してい
る。チューブエレメント10周囲には、平面状の当接部
14が形成され、対向する他のチューブエレメント10
の当接部14に当接してろう付け接合され、一つの媒体
流路を構成するチューブ3を形成する。また、凹部12
には、多数の断面凸状のビード15を備えている。チュ
ーブを構成する対抗するチューブエレメント10の凹部
12の平面に形成されたビード15は、対向するチュー
ブエレメントの凹部12の平面とビード15の頂部又は
ビード15の頂部同士が当接し、媒体流路に複数の柱を
形成している。ビード15により、媒体流路内を流通す
る媒体に乱流を生じさせて、熱交換効率を向上するとと
もに、チューブ3の耐圧性を向上している。
【0019】チューブエレメント10は、少なくとも他
のチューブエレメント10と接合する部位、すなわち、
ビード15の頂部、チューブエレメント周囲に形成され
た当接部14、円筒状凸部11の平面部11a、直線状
凸部13の頂部又は凹部12の平面にフラックスを塗布
している。
【0020】このフラックスは、チューブエレメントを
構成するアルミニウム材表面の酸化皮膜を除去し、溶融
ろう材によって対向するチューブエレメントの接合部位
をろう付けする。
【0021】本例において、チューブエレメント10
は、芯材の両面に芯材よりも電位が卑であり、かつ融点
の低いろう材層が被覆されたアルミニウム材で形成して
いる。
【0022】本例のアルミニウム材は、ろう材層に電位
を卑とする効果のあるZnを有し、液滴等の付着によっ
て腐食が生じた場合に、芯材よりも電位の卑なるろう材
層が犠牲的に腐食し、芯材を防食して熱交換器の耐食性
を向上している。
【0023】次に、前記熱交換器を製造する工程を説明
する。
【0024】まず、前記三層構造のアルミニウム材を用
いてチューブエレメント10をプレス成形し、次に、各
チューブエレメント10に付着した油等の不純物を除去
するために洗浄を行う。
【0025】その後、各チューブエレメントの少なくと
も他の部材と接合する部位、本例のチューブエレメント
であれば、当接部14、円筒状凸部11の平面部11
a、直線状凸部13の頂部又は凹部12の平面にフラッ
クス20を塗布する。
【0026】図3は、互いに対向するチューブエレメン
ト10の直線状凸部13の頂部にフラックス20を塗布
した状態を示す説明図である。
【0027】この場合、フラックス20は、噴霧等によ
ってチューブエレメント全体に塗布するこことも可能で
あるし、他の部材と接合する部位(例えば、直線状凸部
13の頂部)にのみフラックスを塗布することも可能で
ある。
【0028】次に、これらフラックス20を塗布した熱
交換器を構成する部材、すなわち、チューブエレメント
及びフィンを積層して仮組する。
【0029】この仮組した状態を治具で保持し、振動を
与えて各部材同士をこすりあわせ、少なくとも部材の接
合部に塗布されたフラックス20を薄膜化する。
【0030】図4は、対向するチューブエレメント1
0,10の直線状凸部13,13の頂部に塗布したフラ
ックス20を、各チューブエレメント10に振動を加え
てフラックス20を薄膜化し、余分なフラックス20が
直線状凸部13の頂部からはみ出した状態を示す説明図
である。
【0031】この場合、予め、フラックス部分に振動を
加えてフラックス厚さを薄膜化した後、各部材を熱交換
器の形状に仮組してもよい。
【0032】次に、この仮組した熱交換器にろう付け後
の積層高さとなる治具を取り付け、所定温度で炉中ろう
付けを行う。
【0033】各部品の仮組前又は仮組後に各部材の接合
部位に塗布したフラックスが薄膜化されると、ろう付け
前の仮組時の熱交換器の積層高さと、ろう付け後の熱交
換器の積層高さとの差異が低減し、治具に仮組状態の熱
交換器を保持する際に、無理な圧縮力を負荷することな
く、フィン等の座屈を生じることなく良品率を向上でき
る。
【0034】その後、タンクに出入口継手を取り付け
る。
【0035】そして、形成された熱交換器に耐食性処
理、本例の場合は、金属酸化皮膜の形成処理を行い、次
に、ウレタン樹脂皮膜等の親水性皮膜形成処理を行い、
形成された熱交換器の機密検査を行って、熱交換器が完
成する。
【0036】本例の場合は、互いに対向するチューブエ
レメント10の接合部にフラックスを塗布しているが、
チューブエレメント10の全体又はチューブエレメント
とフィンの接合部にフラックスを塗布して、各部材に塗
布したフラックスを薄膜化する場合も本例の方法を用い
ることが可能である。
【0037】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、熱交換
媒体が内部を流通するチューブと、前記チューブ間に装
着するフィンを複数段積層し、チューブ及びフィンをろ
う付け接合して形成する熱交換器の製造方法において、
熱交換器を構成する部材同士を接触し、少なくともろう
付け接合する部位にフラックスを塗布する工程と、塗布
したフラックスを薄膜化する工程を備えている。
【0038】本例のように、塗布したフラックスを薄膜
化する工程を備えていると、塗布したフラックスの厚さ
分、積層高さが高くなっている仮組した状態の熱交換器
と、ろう付け後のろう材が溶融した状態の熱交換器の積
層高さの差異が低減し、ろう付け時に仮組した熱交換器
を治具に保持する際に、無理な圧力を負荷して治具に保
持する必要がなくなり、作業の省動力化が図れるととも
に、チューブに装着されるフィン等の座屈がなくなり、
ろう付け性が向上し、良品率を向上した熱交換器の製造
が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の具体例に係り、熱交換器の概略構成
を示す図である。
【図2】 本発明の具体例に係り、チューブエレメント
を示す図である。
【図3】 本発明の具体例に係り、チューブエレメント
の接合部位にフラックスを塗布した状態を示す説明図で
ある。
【図4】 図3に示すフラックスを薄膜化した後の状態
を示す説明図である。
【符号の説明】
1 熱交換器 2 タンク 3 チューブ 4 フィン 5 出入口継手 10 チューブエレメント 11 円筒状凸部 11a 凸部の平面部 12 凹部 13 直線状凸部 14 当接部 15 ビード 20 フラックス

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 熱交換媒体が内部を流通するチューブ
    と、前記チューブ間に装着するフィンを複数段積層し、
    チューブ及びフィンをろう付け接合して形成する熱交換
    器の製造方法において、 熱交換器を構成する部材同士を接触し、少なくともろう
    付け接合する部位にフラックスを塗布する工程と、 塗布したフラックスを薄膜化する工程を備えたことを特
    徴とする熱交換器の製造方法。
  2. 【請求項2】 熱交換媒体が内部を流通するチューブ
    と、前記チューブ間に装着するフィンを複数積層し、チ
    ューブ及びフィンをろう付け接合して形成する熱交換器
    の製造方法において、 熱交換器を構成する部材の少なくともろう付けする部位
    にフラックスを塗布する工程と、 前記塗布したフラックスを薄膜化する工程と、 前記各部材同士を仮組する工程と、 前記仮組した各部材を治具により支持する工程と、 前記仮組した各部材をろう付けする工程と、 ろう付けした各部材より構成される熱交換器に熱交換媒
    体を送受給する出入口を装着する工程と、 前記ろう付けされた熱交換器に耐食性処理する工程と、 前記耐食性処理した熱交換器に親水性処理する工程を備
    えたことを特徴とする熱交換器の製造方法。
  3. 【請求項3】 前記チューブを構成するチューブエレメ
    ント同士の接合部位にフラックスを塗布したことを特徴
    とする前記請求項1乃至2いずれか記載の熱交換器の製
    造方法。
  4. 【請求項4】 前記チューブ及びフィンの接合部位にフ
    ラックスを塗布したことを特徴とする前記請求項1乃至
    3いずれか記載の熱交換器の製造方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008522133A (ja) * 2004-11-30 2008-06-26 ヴァレオ システム テルミク 蓄熱機能を備える熱交換器
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