JP2002213896A

JP2002213896A - 熱交換器

Info

Publication number: JP2002213896A
Application number: JP2001007442A
Authority: JP
Inventors: Soichi Kato; 宗一加藤; Katsuji Akiyama; 勝司秋山; Atsushi Akaike; 淳赤池
Original assignee: Zexel Valeo Climate Control Corp
Current assignee: Valeo Thermal Systems Japan Corp
Priority date: 2001-01-16
Filing date: 2001-01-16
Publication date: 2002-07-31
Anticipated expiration: 2021-01-16
Also published as: JP3786840B2

Abstract

(57)【要約】【課題】適量のろう材でチューブを接合した良品の熱
交換器を提供すること。【解決手段】媒体を流通するチューブ２と、前記チュ
ーブを接続するチューブ挿入孔５を備えたエンドプレー
ト３２及び前記エンドプレートと接続されたタンクプレ
ート３２からなるタンク３を備え、前記各部材を組み付
けて、加熱炉中で前記各部材をろう付け接合してなる熱
交換器において、前記タンクプレートは、ろう材Ｒ１,
Ｒ２を設けたプレートを用いて形成し、前記タンクプレ
ート又はエンドプレートの少なくとも一方は、ろう材を
設けないろう材流出防止用の隔離部３１１,３２１を設
けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両等に搭載され
る熱交換サイクルに用いられる熱交換器に関する。

【０００１】

【従来の技術】一般に、車両等に搭載される熱交換サイ
クルを構成する熱交換器は、例えば、ラジエータ、コン
デンサ、エバポレータ等が知られている。

【０００２】例えば、コンデンサは、複数の扁平状のチ
ューブと複数のフィンを交互に積層し、前記チューブの
端部をタンクのチューブ挿入孔に組み付け、タンクやチ
ューブ等にクラッドされたろう材により、加熱炉で一体
的に接合される。コンデンサは、タンク及びチューブを
流通する媒体の熱を外気と熱交換している。タンク内部
には、媒体の流通方向を変化させるための仕切りプレー
トを設けている。また、タンクは、コネクタ等のアクセ
サリを接続するため、タンクの外面にろう材を設ける場
合がある。

【０００３】また、車両用の熱交換サイクルに用いられ
る熱交換器は軽量化が望まれている。このため、熱交換
器を構成する各部材も安全性を考慮した上で、できるだ
け厚さの薄い材料を用いて構成することが考えられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】通常、ろう材は、シリ
コン（Ｓｉ）を含有し、加熱炉中でろう材が溶融する
と、チューブやタンクを構成する素材であるアルミニウ
ム（Ａｌ）又はアルミニウム合金とＡｌ−Ｓｉ共晶液相
を形成し、各部材をろう付け接合する。

【０００５】このＡｌ−Ｓｉ共晶液相の液相線温度は、
チューブ等を構成するアルミニウム又はアルミニウム合
金の液相線温度よりも低くなる。したがって、加熱炉中
において、過剰量のろう材がタンクよりも厚さの薄いチ
ューブに流出した場合、チューブ表面のＡｌが過剰量の
ろう材と反応して多量のＡｌ−Ｓｉ共晶液相を形成し、
チューブに孔を生じたり、エロージョンが発生しやすく
なる等の問題を生じる場合がある。

【０００６】そこで、本発明は、前記問題点に鑑みて、
過剰量のろう材のチューブ側への流出を防止し、適量の
ろう材で各部材をろう付け接合した安全性の高い熱交換
器を提供することを目的とする。

【０００７】

【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、媒体を流通するチューブと、前記チューブを
接続するチューブ挿入孔を備えたエンドプレート及び前
記エンドプレートと接続されたタンクプレートからなる
タンクを備え、前記各部材を組み付けて、加熱炉中で前
記各部材をろう付け接合してなる熱交換器において、前
記タンクプレートは、ろう材を設けたプレートを用いて
形成し、前記タンクプレート又はエンドプレートの少な
くとも一方は、ろう材を設けないろう材流出防止用の隔
離部を設けた構成である。

【０００８】このように、前記熱交換器は、タンクプレ
ート及びエンドプレートの二部材から成り、前記エンド
プレート又は前記タンクプレートの少なくとも一方に
は、ろう材流出防止用の隔離部を設けているため、加熱
炉中において、前記隔離部で溶融ろう材の流動が阻止さ
れる。

【０００９】通常、加熱炉中において、溶融したろう材
は、部材に設けられたろう材に沿って流動し、各部材を
組み付けてなる隙間に引き込まれる。過剰量の溶融した
ろう材は、特に、チューブとチューブ挿入孔の隙間に溜
まり、多量のＡｌ−Ｓｉ共晶液相を形成するため、前記
チューブ挿入孔と接するチューブにエロージョンが発生
しやすい。

【００１０】本発明においては、タンクプレート又はエ
ンドプレートの少なくとも一方には、ろう材を設けない
ろう材流出防止用の隔離部を設けたため、前記隔離部で
ろう材の流動を阻止し、過剰量のろう材がチューブ側に
流出しない。したがって、熱交換器を構成するチューブ
のエロージョンの発生を防止でき、安全性の高い熱交換
器を提供することが可能となる。

【００１１】例えば、加熱炉中において、溶融ろう材が
前記隔離部を超えて流動してしまった場合であっても、
前記隔離部を設けたことにより、溶融ろう材のチューブ
側への流動量を低減することが可能であり、過剰量のろ
う材のチューブ側への流出を防止することが可能であ
る。

【００１２】本願第２請求項に記載した発明は、前記請
求項１記載の発明において、前記エンドプレートは、前
記タンクプレートと接する一つの面に前記隔離部を設け
た構成である。

【００１３】例えば、タンクプレートが断面略Ｕ字状に
形成され、このＵ字状開口の内部にエンドプレートの外
面を接合させて管状のタンクを構成する場合は、エンド
プレートの端縁が、タンクプレートと接触する。このタ
ンクプレートと接する前記エンドプレートの端縁の一面
にろう材を設けない前記隔離部を設けている。加熱炉中
において、前記隔離部は、タンクプレートに設けたろう
材の流動を阻止する。したがって、過剰量のろう材がチ
ューブ側まで流出せず、前記チューブを適量のろう材で
前記エンドプレートの前記チューブ挿入孔にろう付け接
合できる。

【００１４】本願第３請求項に記載した発明は、前記請
求項２記載の発明において、前記タンクプレートは、少
なくともタンクの内側となる面にろう材を設け、前記エ
ンドプレートは、前記タンクの内側となる面にろう材を
設けた構成である。

【００１５】このように、タンクプレートのタンクの内
側となる面と、エンドプレートのタンクの内側となる面
の双方にろう材が設けられている場合であっても、加熱
炉中において、前記隔離部がタンクプレートに設けたろ
う材の流動を阻止し、過剰量のろう材をチューブ側に流
出しない。

【００１６】本願第４請求項に記載した発明は、前記請
求項１乃至３いずれか記載の発明において、前記タンク
プレートは、前記エンドプレートと接する一つ面に隔離
部を設けた構成である。

【００１７】例えば、タンクプレートのタンクの外側と
なる面にろう材を設けた場合であっても、前記隔離部
が、前記タンクププレートに設けたろう材の流動を阻止
し、過剰量のろう材をチューブ側に流出しない。

【００１８】本願第５請求項に記載した発明は、前記請
求項１乃至４いずれか記載の発明において、前記タンク
は、前記タンク内部に仕切りプレートを設け、前記タン
クは、前記仕切りプレートにより位置決めがなされて、
前記タンクプレート及びエンドプレートを組み付けて成
る構成である。

【００１９】このように、前記タンクプレート及びエン
ドプレートの二部材から成る前記タンクは、タンク内部
に設けられる前記仕切りプレートによって、前記タンク
プレート及びエンドプレートの位置決めがなされるた
め、前記タンクプレート及びエンドプレートのずれを防
止できる。

【００２０】前記請求項６記載の発明は、前記請求項１
乃至５いずれか記載の発明において、前記熱交換器は、
プレートを成形してなるチューブを用いた。

【００２１】プレートを成形してチューブとなすと、薄
いプレートであっても、要求される耐圧性等を確保でき
るチューブを形成することができる。このように、薄い
プレートから形成したチューブを用いた場合、熱交換器
の軽量化が可能となる。

【００２２】また、薄いチューブを用いた場合であって
も、前記隔離部がろう材の流動を阻止するので、過剰量
のろう材がチューブ側に流出しない。したがって、過剰
量のろう材がチューブ側に流出することを起因とするエ
ロージョンの発生を防止でき、安全性の高い熱交換器を
提供することが可能となる。

【００２３】本願第７請求項に記載した発明は、前記請
求項１乃至６いずれか記載の発明において、前記チュー
ブは、前記エンドプレートのチューブ挿入孔と接するチ
ューブの外面に凹溝を有した構成である。

【００２４】このように、前記チューブが前記凹溝を有
していると、加熱炉中において、溶融したろう材は、前
記凹溝に引き込まれる。すなわち、前記ろう材は、チュ
ーブ挿入孔とチューブの隙間を流通して前記凹溝に引き
込まれるため、前記チューブと前記エンドプレートは適
量のろう材で接合され、ろう付け不良を回避できる。

【００２５】

【発明の実施の形態】図１は、熱交換器１の概略構成を
示す平面図である。図１に示す熱交換器１は、コンデ
ンサの例を示している。熱交換器１は、チューブ２とフ
ィン４を交互に積層し、これらのチューブ２の各両端を
それぞれ一対のタンク３のチューブ挿入孔５に挿入し、
接続している。タンク３の内部には、タンク３及びチュ
ーブ２により構成された媒体流路を仕切る仕切りプレー
ト７を設けている。また、タンク３の開口は、前記仕切
りプレート７によって閉塞している。タンク３は、媒体
を熱交換器１内に送給又は排出する流出入口３１ｂを備
えている。積層した前記チューブ２及びフィン４の両側
には、サイドプレート８を設け、熱交換器１の下側端と
なるサイドプレート８には、熱交換器１を車体に取り付
ける取り付け部材１０を設けている。

【００２６】熱交換器１は、前記各部材を組み付け、前
記各部材に設けられたろう材により加熱炉中において一
体的にろう付け接合される。

【００２７】図２は、タンク３を示す斜視図である。図
２は、タンク３を構成するタンクプレート３１、エンド
プレート３２及び仕切りプレート７の分解斜視図であ
る。

【００２８】タンク３は、断面Ｕ字状に形成されたタン
クプレート３１のＵ字状開口内面にエンドプレート３２
の外面を当接し、管状のタンク３を構成している。な
お、エンドプレート３２には、チューブ２を挿入するチ
ューブ挿入孔が形成されている。

【００２９】タンクプレート３１及びエンドプレート３
２は、タンク３の内部に設ける仕切りプレート７により
位置決めがなされて、管状のタンク３を構成している。
本例のタンクプレート３１は、仕切りプレート７を装着
する装着孔３１ａ及び媒体の流出入口３１ｂを備えてい
る。また、仕切りプレート７は、前記装着孔３１ａに挿
入する凸部７ａ及びエンドプレート３２を嵌合する切欠
き部７ｂを備えている。すなわち、タンクプレート３１
の装着孔３１ａに仕切りプレート７の凸部７ａを挿入し
て仕切りプレート８をタンクプレート３１に組み付け
る。次に、エンドプレート３２をタンクプレート３１の
Ｕ字状の開口の内面に接合するように組み付けると、仕
切りプレート７の切欠き部７ｂにエンドプレート３２の
端縁が嵌合し、タンクプレート３１及びエンドプレート
３２の位置決めが成されてタンク３を組み付けることが
できる。

【００３０】図３は、チューブ２を組み付けたタンク３
の断面図である。

【００３１】図３に示すように、タンクプレート３１
は、タンク３の外側となる面にろう材Ｒ１を設け、タン
ク３の内側となる面にろう材Ｒ２を設けている。タンク
プレート３１の外面に設けたろう材Ｒ１は、タンク３に
コネクタ４等のアクセサリを接合するためのろう材であ
り、ろう材Ｒ１は、タンク３の内部に設ける仕切りプレ
ート７を接合するためのろう材である。

【００３２】また、エンドプレート３２は、タンク３の
内側となる面にろう材Ｒ３を設けている。ろう材Ｒ３
は、チューブ２を接合するとともに、仕切りプレート７
を接合するろう材である。

【００３３】エンドプレート３２は、タンクプレート３
１と接する一の面をろう材を設けないろう材流出防止用
の隔離部３２１としている。この隔離部３２１は、熱炉
中において、タンクプレート３１１の内側に設けたろう
材Ｒ２の流動を阻止する。

【００３４】通常、加熱加熱炉中において、溶融したろ
う材は、プレートにクラッドされたろう材に沿って流動
する。本例のエンドプレート３２は、ろう材を設けない
ろう材流出防止用の隔離部３２１を設けたため、加熱炉
中において、タンクプレート３１の内面に設けたろう材
Ｒ２の流動が前記隔離部３２１で阻止され、エンドプレ
ート３２側まで流出しない。たとえ、溶融したろう材Ｒ
２が隔離部３２１を超えて流動した場合であっても、そ
の流動量は、隔離部３２１を設けない場合よりも少なく
なる。

【００３５】また、タンクプレート３１は、エンドプレ
ート３２と接する一の面をろう材を設けない隔離部３１
１としている。タンクプレート３１の外面に設けたろう
材Ｒ１は、加熱炉中において、隔離部３１１で流動が阻
止され、エンドプレート３２側まで流出しない。

【００３６】したがって、チューブ２は、適量のろう材
でエンドプレート３２のチューブ挿入孔５にろう付け接
合され、過剰量のろう材がチューブ２側に流出すること
を起因とするエロージョンの発生を防止できる。

【００３７】図４は、チューブ２の端面図である。図４
に示すように、本例の熱交換器１に用いるチューブ２
は、プレートを順次折り曲げてチューブ２を成形するロ
ール成形によって形成されている。ロール成形によりチ
ューブと成すと、薄いプレートを用いてチューブ２を成
形できる。本例の熱交換器１においては、チューブ２の
厚さが薄い場合であっても、加熱炉中において、過剰量
のろう材がチューブ側に流出しないので、チューブ２に
孔が空いたり、エロージョンが発生するのを防止でき
る。したがって、熱交換器１の軽量化を実現でき、ま
た、熱交換器１の安全性を向上できる。

【００３８】図５は、チューブ２の端面の一部拡大図で
ある。図５に示すように、チューブ２は、プレートを折
り曲げてチューブ２内部の媒体流路を仕切るビード２１
を設けている。プレートを折り曲げてビード２１を形成
した場合、チューブ２の外面には凹溝２２が形成され
る。加熱炉中において、エンドプレート３２に設けたろ
う材Ｒ３は溶融し、この凹溝２２に引き込まれる。した
がって、チューブ２とエンドプレート３２のチューブ挿
入孔５を通流した溶融ろう材は、チューブ２とチューブ
挿入孔５の隙間に溜まらず、凹溝２２まで流出し、適量
のろう材でチューブ２とエンドプレート３２が接合され
る。

【００３９】図６は、他の具体例を示すタンク３の断面
図である。

【００４０】本例においては、図６に示すように、タン
クプレート３１は、タンク３の外側となる面にろう材Ｒ
１を設けている。また、エンドプレート３２は、タンク
３の外側となる面にろう材Ｒ４を設け、内側となる面に
ろう材Ｒ３を設けている。

【００４１】本例においても、タンクプレート３１は、
エンドプレート３２と接する一の面にろう材を設けない
ろう材流出防止用の隔離部３１１を設けている。隔離部
３１１は、タンクプレート３１の外面に設けたろう材Ｒ
１の流動を阻止する。したがって、過剰量のろう材がエ
ンドプレート３１のチューブ挿入孔７まで流出しない。

【００４２】本例に限らず、仕切りプレート自体にろう
材を設け、エンドプレート又はタンクプレートの内面に
ろう材を設けずに、タンクを構成することも可能であ
る。

【００４３】図７は、他の具体例を示すタンク３０の断
面図である。

【００４４】本例においては、図７に示すように、断面
Ｕ字状のタンクプレート３１のＵ字状開口の外側からエ
ンドプレート３３を接合している。タンクプレート３１
は、タンク３０の外側となる面にろう材Ｒ１を設け、タ
ンク３０の内側となる面にろう材Ｒ２を設けている。ま
た、エンドプレート３３は、タンク３０の外側となる面
にろう材Ｒ５を設けている。

【００４５】タンクプレート３１は、エンドプレート３
３と接する一の面にろう材を設けない隔離部３１１を設
け、エンドプレート３３は、タンクプレート３１と接す
る２つの面、すなわち、タンク３０の内側となる面及び
エンドプレート３３の端縁の面の双方を隔離部３３１,
３３２としている。

【００４６】したがって、隔離部３１１,３３１,３３２
は、タンクプレート３１に設けたろう材Ｒ１，Ｒ２の流
動を阻止する。したがって、前記隔離部３１１,３３１,
３３２により、過剰量のろう材の流出が防止され、チュ
ーブ２とエンドプレート３１は適量のろう材でろう付け
接合される。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、媒体を
流通するチューブと、前記チューブを接続するチューブ
挿入孔を備えたエンドプレート及び前記エンドプレート
と接続されたタンクプレートからなるタンクを備え、前
記各部材を組み付けて、加熱炉中で前記各部材をろう付
け接合してなる熱交換器において、前記タンクプレート
は、ろう材を設けたプレートを用いて形成し、前記タン
クプレート又はエンドプレートの少なくとも一方は、ろ
う材を設けないろう材流出防止用の隔離部を設けた構成
である。

【００４８】このように、前記タンクは、タンクプレー
ト及びエンドプレートの二部材から成り、前記エンドプ
レート又は前記タンクプレートの少なくとも一方には、
ろう材流出防止用の隔離部を設けているため、加熱炉中
において、前記隔離部でろう材の流動を阻止できる。し
たがって、加熱炉中で、過剰量のろう材がチューブ側に
流出せず、チューブのエロージョンの発生を防止でき
る。

【００４９】前記エンドプレートは、前記タンクプレー
トと接する一つの面に前記隔離部を設けている。

【００５０】また、前記タンクプレートは、少なくとも
タンクの内側となる面にろう材を設け、前記エンドプレ
ートは、前記タンクの内側となる面にろう材を設けた構
成とした場合、加熱加熱炉中において、前記隔離部が、
タンクプレートに設けたろう材の流動を阻止し、過剰量
のろう材がチューブ側に流出しない。

【００５１】また、前記タンクプレートは、前記エンド
プレートと接する一つ面に前記隔離部を設けている。

【００５２】また、前記タンクは、タンク内部に仕切り
プレートを設け、前記タンクは、前記仕切りプレートに
より位置決めがなされて、前記タンクプレート及びエン
ドプレートを組み付けて成る構成としている。

【００５３】このように、前記タンクプレート及びエン
ドプレートの二部材から成る前記タンクは、タンク内部
に設けられる前記仕切りプレートによって、前記二部材
の位置決めがなされ、ずれを防止している。

【００５４】また、前記熱交換器は、プレートを成形し
てなるチューブを用いている。

【００５５】プレートを成形してチューブと成すと、比
較的薄いプレートを用いても、要求される耐圧性を確保
したチューブを成形することができる。したがって、熱
交換器の軽量化が可能である。また、前記熱交換器は、
プレートを成形してなるチューブを用いている。

【００５６】プレートを、例えば、ロール成形してチュ
ーブとなすと、薄いプレートであっても、要求される耐
圧性等を確保できるチューブを形成することができる。
このように、薄いプレートから形成したチューブを用い
た場合、熱交換器の軽量化が可能となる。

【００５７】また、薄いチューブを用いた場合であって
も、前記隔離部がろう材の流動を阻止するので、過剰量
のろう材がチューブ側に流出せず、エロージョンの発生
を防止できる。

【００５８】また、前記チューブは、前記エンドプレー
トのチューブ挿入孔と接するチューブの外面に凹溝を有
した構成である。

【００５９】このように、前記チューブが凹溝を有する
と、加熱炉中において、溶融したろう材は、前記凹溝に
引き込まれる。すなわち、前記ろう材は、チューブ挿入
孔とチューブの隙間を流通して前記凹溝に引き込まれる
ため、前記チューブと前記エンドプレートは適量のろう
材で接合され、ろう付け不良を回避でき、安全性の高い
熱交換器を提供できる。

【００６０】

【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
示す平面図である。

【図２】本発明の具体例に係り、タンクの構成を示す分
解斜視図である。

【図３】本発明の具体例に係り、チューブを組み付けた
タンクの断面図である。

【図４】本発明の具体例に係り、チューブの端面図であ
る。

【図５】図５に示すチューブ端面の一部拡大図である。

【図６】本発明の他の具体例に係り、チューブを組み付
けたタンクを示す断面図である。

【図７】本発明の他の具体例に係り、チューブを組み付
けたタンクを示す断面図である。

【符号の説明】

１熱交換器２チューブ３タンク４フィン５チューブ挿入孔７仕切りプレート７ａ凸部７ｂ切欠き部８サイドプレート１０取付け部材２１ビード２２凹溝３０タンク３１タンクプレート３１ａ装着孔３１ｂ流出入口３２エンドプレート３３エンドプレート３１１隔離部３２１隔離部３３１隔離部３３２隔離部Ｒ１ろう材Ｒ２ろう材Ｒ３ろう材Ｒ４ろう材Ｒ５ろう材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者秋山勝司埼玉県大里郡江南町大字千代字東原39番地株式会社ゼクセルヴァレオクライメートコントロール内 (72)発明者赤池淳埼玉県大里郡江南町大字千代字東原39番地株式会社ゼクセルヴァレオクライメートコントロール内Ｆターム(参考） 3L103 AA01 AA13 AA19 AA27 AA44 BB38 BB39 CC02 CC18 CC22 CC30 DD08 DD32 DD34 DD43 DD44 DD85

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】媒体を流通するチューブと、前記チュー
ブを接続するチューブ挿入孔を備えたエンドプレート及
び前記エンドプレートと接続されたタンクプレートから
なるタンクを備え、前記各部材を組み付けて、加熱炉中
で前記各部材をろう付け接合してなる熱交換器におい
て、前記タンクプレートは、ろう材を設けたプレートを用い
て形成し、前記タンクプレート又はエンドプレートの少なくとも一
方は、ろう材を設けないろう材流出防止用の隔離部を設
けたことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】前記エンドプレートは、前記タンクプレ
ートと接する一つの面に前記隔離部を設けたことを特徴
とする前記請求項１記載の熱交換器。
【請求項３】前記タンクプレートは、少なくともタン
クの内側となる面にろう材を設け、前記エンドプレートは、前記タンクの内側となる面にろ
う材を設けたことを特徴とする前記請求項２記載の熱交
換器。
【請求項４】前記タンクプレートは、前記エンドプレ
ートと接する一つ面に前記隔離部を設けたことを特徴と
する前記請求項１乃至３いずれか記載の熱交換器。
【請求項５】前記タンクは、前記タンク内部に仕切り
プレートを設け、前記タンクは、前記仕切りプレートにより位置決めがな
されて、前記タンクプレート及びエンドプレートを組み
付けて成ることを特徴とする前記請求項１乃至４いずれ
か記載の熱交換器。
【請求項６】前記熱交換器は、プレートを成形してな
るチューブを用いたことを特徴とする前記請求項１乃至
５いずれか記載の熱交換器。
【請求項７】前記チューブは、前記エンドプレートの
チューブ挿入孔と接するチューブの外面に凹溝を有した
ことを特徴とする前記請求項１乃至６いずれか記載の熱
交換器。