JP2003326359A - Ａｌ合金製熱交換器の製造方法 - Google Patents
Ａｌ合金製熱交換器の製造方法Info
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
- F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
- F28F1/12—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
- F28F1/126—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element consisting of zig-zag shaped fins
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F21/00—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
- F28F21/08—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of metal
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- F28F21/084—Heat exchange elements made from metals or metal alloys from aluminium or aluminium alloys
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 フィン芯材の粒界腐食を効果的に抑制できる
Ａｌ合金製熱交換器の製造方法を提供する。 【解決手段】 Ａｌ合金からなる芯材１５ａの両面にＡ
ｌ−Ｓｉ系ろう材１５ｂをクラッドした両面クラッド材
により成形されたフィン１５と、Ａｌ合金からなるチュ
ーブ１４とをろう付けするろう付け工程において、前記
フィン１５とチューブ１４との組付体を４５０℃以上の
温度に保持する時間を１〜１５分の範囲内とする。これ
により、ろう付けの加熱時にろう材成分中のＳｉが芯材
の両面から芯材内部の粒界部分に沿って優先的に拡散す
ることを抑制して、フィン芯材の粒界腐食を効果的に抑
制できる。
Ａｌ合金製熱交換器の製造方法を提供する。 【解決手段】 Ａｌ合金からなる芯材１５ａの両面にＡ
ｌ−Ｓｉ系ろう材１５ｂをクラッドした両面クラッド材
により成形されたフィン１５と、Ａｌ合金からなるチュ
ーブ１４とをろう付けするろう付け工程において、前記
フィン１５とチューブ１４との組付体を４５０℃以上の
温度に保持する時間を１〜１５分の範囲内とする。これ
により、ろう付けの加熱時にろう材成分中のＳｉが芯材
の両面から芯材内部の粒界部分に沿って優先的に拡散す
ることを抑制して、フィン芯材の粒界腐食を効果的に抑
制できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、両面クラッド材に
より成形されたフィンとＡｌ合金からなるチューブとを
ろう付けするＡｌ合金製熱交換器の製造方法において、
特に、フィン材の粒界腐食を抑制するのに有効な製造方
法に関するものである。
より成形されたフィンとＡｌ合金からなるチューブとを
ろう付けするＡｌ合金製熱交換器の製造方法において、
特に、フィン材の粒界腐食を抑制するのに有効な製造方
法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、車両用Ａｌ合金製熱交換器、例え
ば、車両空調用の凝縮器、蒸発器、ヒータコア、エンジ
ン冷却水用ラジエータ等の熱交換器においては、車両搭
載スペースの制約等から特に小型軽量化への要求が強
い。従って、車両用Ａｌ合金製熱交換器のフィン材とし
ては、高い伝熱性能の確保するための導電率（熱伝導率
に対応）向上、薄肉化達成のための強度特性の向上等が
要求される。
ば、車両空調用の凝縮器、蒸発器、ヒータコア、エンジ
ン冷却水用ラジエータ等の熱交換器においては、車両搭
載スペースの制約等から特に小型軽量化への要求が強
い。従って、車両用Ａｌ合金製熱交換器のフィン材とし
ては、高い伝熱性能の確保するための導電率（熱伝導率
に対応）向上、薄肉化達成のための強度特性の向上等が
要求される。
【０００３】ここで、車両空調用の凝縮器に例をとって
熱交換器の製造方法を説明すると、凝縮器ではチューブ
をＡｌ合金の押出成形により断面偏平状の多孔形状に成
形し、一方、フィンは、Ａｌ合金芯材の両面にＡｌ−Ｓ
ｉ系ろう材をクラッドした両面クラッド材によりコルゲ
ート状に成形する。そして、このコルゲート状のフィン
と偏平多孔形状のチューブとを積層して熱交換コア部を
組み付けて、この組付体を適宜の治具により拘束して仮
組付の状態を維持する。
熱交換器の製造方法を説明すると、凝縮器ではチューブ
をＡｌ合金の押出成形により断面偏平状の多孔形状に成
形し、一方、フィンは、Ａｌ合金芯材の両面にＡｌ−Ｓ
ｉ系ろう材をクラッドした両面クラッド材によりコルゲ
ート状に成形する。そして、このコルゲート状のフィン
と偏平多孔形状のチューブとを積層して熱交換コア部を
組み付けて、この組付体を適宜の治具により拘束して仮
組付の状態を維持する。
【０００４】次に、この組付体を真空加熱炉または不活
性雰囲気の加熱炉内に搬入して、ろう材の融点以上の温
度に組付体を加熱しろう材を溶融することにより、組付
体の各接合部を一体ろう付けする。
性雰囲気の加熱炉内に搬入して、ろう材の融点以上の温
度に組付体を加熱しろう材を溶融することにより、組付
体の各接合部を一体ろう付けする。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、両面クラッ
ド材（ブレージングシート）から成形されるフィン材の
芯材としては、Ａｌ合金の中でも耐食性に優れ、かつ、
高温強度も高いＡ３００３等のＡｌ−Ｍｎ系合金が一般
的に用いられる。しかし、車両の実際の使用条件での腐
食環境の下では、耐食性の良好なＡｌ−Ｍｎ系合金を芯
材としたフィンにおいても粒界腐食が発生する場合があ
る。
ド材（ブレージングシート）から成形されるフィン材の
芯材としては、Ａｌ合金の中でも耐食性に優れ、かつ、
高温強度も高いＡ３００３等のＡｌ−Ｍｎ系合金が一般
的に用いられる。しかし、車両の実際の使用条件での腐
食環境の下では、耐食性の良好なＡｌ−Ｍｎ系合金を芯
材としたフィンにおいても粒界腐食が発生する場合があ
る。
【０００６】ここで、粒界腐食を図６により説明する
と、フィン１５は芯材１５ａの両面にろう材１５ｂをク
ラッドした両面クラッド材により構成され、１５ｃは、
芯材１５ａの結晶粒を示している。粒界腐食とは図６の
太実線部１５ｄに示すように、フィン芯材１５ａの結晶
粒１５ｃ相互の境界面に沿って発生する腐食現象であ
り、この粒界腐食１５ｄが発生すると、結晶粒相互間が
分断されるので、フィン強度、ひいては製品強度をも著
しく低下させる原因となる。
と、フィン１５は芯材１５ａの両面にろう材１５ｂをク
ラッドした両面クラッド材により構成され、１５ｃは、
芯材１５ａの結晶粒を示している。粒界腐食とは図６の
太実線部１５ｄに示すように、フィン芯材１５ａの結晶
粒１５ｃ相互の境界面に沿って発生する腐食現象であ
り、この粒界腐食１５ｄが発生すると、結晶粒相互間が
分断されるので、フィン強度、ひいては製品強度をも著
しく低下させる原因となる。
【０００７】そこで、特開平１１−１４０５７２号公報
においては、車両用のＡｌ合金製熱交換器におけるクラ
ッド材（ブレージングシート）の芯材および犠牲陽極皮
材中のＳｉ含有量を０．１ｗｔ％以下、より好ましくは
０．０５ｗｔ％以下に制限して、粒界腐食を抑制するこ
とが記載されている。
においては、車両用のＡｌ合金製熱交換器におけるクラ
ッド材（ブレージングシート）の芯材および犠牲陽極皮
材中のＳｉ含有量を０．１ｗｔ％以下、より好ましくは
０．０５ｗｔ％以下に制限して、粒界腐食を抑制するこ
とが記載されている。
【０００８】しかし、本発明者らの検討によると、Ｓｉ
含有量を上記のように０．１ｗｔ％以下の微小量に制限
しても、実際の熱交換器用フィン材として使用される両
面クラッド材では粒界腐食の抑制が困難であることが判
明した。
含有量を上記のように０．１ｗｔ％以下の微小量に制限
しても、実際の熱交換器用フィン材として使用される両
面クラッド材では粒界腐食の抑制が困難であることが判
明した。
【０００９】すなわち、両面クラッド材のろう材には、
その融点を下げるためにＳｉが１０ｗｔ％程度の量含有
されているので、ろう付けの加熱時にろう材成分中のＳ
ｉが芯材の両面から芯材内部の粒界部分に沿って優先的
に拡散するという現象が発生する。そして、この芯材内
部へのＳｉ拡散部分（粒界部分）がろう付け後に電気化
学的に貴な部位を形成するので、このＳｉ拡散部分の周
囲が選択的に腐食する。
その融点を下げるためにＳｉが１０ｗｔ％程度の量含有
されているので、ろう付けの加熱時にろう材成分中のＳ
ｉが芯材の両面から芯材内部の粒界部分に沿って優先的
に拡散するという現象が発生する。そして、この芯材内
部へのＳｉ拡散部分（粒界部分）がろう付け後に電気化
学的に貴な部位を形成するので、このＳｉ拡散部分の周
囲が選択的に腐食する。
【００１０】この結果、芯材中のＳｉ含有量を上記公報
のように０．１ｗｔ％以下の微小量に制限しても、ろう
付けにより製造される実際のＡｌ合金製熱交換器におい
てはフィン芯材の粒界腐食の抑制が困難となる。
のように０．１ｗｔ％以下の微小量に制限しても、ろう
付けにより製造される実際のＡｌ合金製熱交換器におい
てはフィン芯材の粒界腐食の抑制が困難となる。
【００１１】本発明は上記点に鑑みて、フィン芯材の粒
界腐食を効果的に抑制できるＡｌ合金製熱交換器の製造
方法を提供することを目的とする。
界腐食を効果的に抑制できるＡｌ合金製熱交換器の製造
方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明者は、ろう付けの
加熱時にろう材成分中のＳｉが芯材の両面から芯材内部
の粒界部分に沿って優先的に拡散するという現象がフィ
ン芯材の粒界腐食の原因になっている点に着目して、ろ
う付け条件の改善によりフィン芯材の粒界腐食を抑制で
きないか検討してみた。
加熱時にろう材成分中のＳｉが芯材の両面から芯材内部
の粒界部分に沿って優先的に拡散するという現象がフィ
ン芯材の粒界腐食の原因になっている点に着目して、ろ
う付け条件の改善によりフィン芯材の粒界腐食を抑制で
きないか検討してみた。
【００１３】その結果、ろう付けの加熱時に熱交換器の
組付体を４５０℃以上に保持する時間を規定することに
より、ろう材成分中のＳｉが芯材内部へ拡散する量を抑
制して、フィン芯材の粒界腐食を効果的に抑制できるこ
とを見出したのである。
組付体を４５０℃以上に保持する時間を規定することに
より、ろう材成分中のＳｉが芯材内部へ拡散する量を抑
制して、フィン芯材の粒界腐食を効果的に抑制できるこ
とを見出したのである。
【００１４】具体的には、請求項１に記載の発明では、
Ａｌ合金からなる芯材（１５ａ）の両面にＡｌ−Ｓｉ系
ろう材（１５ｂ）をクラッドした両面クラッド材により
成形されたフィン（１５）と、Ａｌ合金からなるチュー
ブ（１４）とをろう付けするろう付け工程において、前
記フィン（１５）とチューブ（１４）との組付体を４５
０℃以上の温度に保持する時間を１〜１５分の範囲内と
する、Ａｌ合金製熱交換器の製造方法を特徴としてい
る。
Ａｌ合金からなる芯材（１５ａ）の両面にＡｌ−Ｓｉ系
ろう材（１５ｂ）をクラッドした両面クラッド材により
成形されたフィン（１５）と、Ａｌ合金からなるチュー
ブ（１４）とをろう付けするろう付け工程において、前
記フィン（１５）とチューブ（１４）との組付体を４５
０℃以上の温度に保持する時間を１〜１５分の範囲内と
する、Ａｌ合金製熱交換器の製造方法を特徴としてい
る。
【００１５】ここで、４５０℃以上の温度に保持する時
間を１分以上にしているのは熱交換器のろう付け性を確
保するためであり、上記時間を１分未満にすると、ろう
付け性を確保できず、熱交換器の部品間の接合不良が生
じる。
間を１分以上にしているのは熱交換器のろう付け性を確
保するためであり、上記時間を１分未満にすると、ろう
付け性を確保できず、熱交換器の部品間の接合不良が生
じる。
【００１６】一方、上記時間を１５分以下にしているの
は、ろう材成分中のＳｉが芯材内部へ拡散する量を抑制
してフィン芯材の粒界腐食を抑制するためである。
は、ろう材成分中のＳｉが芯材内部へ拡散する量を抑制
してフィン芯材の粒界腐食を抑制するためである。
【００１７】本発明者の実験検討によると、熱交換器の
組付体の温度が４５０℃以上に上昇すると、ろう材成分
中のＳｉが芯材内部へ拡散する現象が開始されるので、
この４５０℃以上の保持時間を規定することにより、フ
ィン芯材内部へのＳｉ拡散量を抑制できる。上記時間を
１５分よりも大きくすると、Ｓｉ拡散に起因するフィン
芯材の粒界腐食が発生して、フィン芯材の強度低下、ひ
いては、フィン材の引張強度が大きく低下することが判
明した。
組付体の温度が４５０℃以上に上昇すると、ろう材成分
中のＳｉが芯材内部へ拡散する現象が開始されるので、
この４５０℃以上の保持時間を規定することにより、フ
ィン芯材内部へのＳｉ拡散量を抑制できる。上記時間を
１５分よりも大きくすると、Ｓｉ拡散に起因するフィン
芯材の粒界腐食が発生して、フィン芯材の強度低下、ひ
いては、フィン材の引張強度が大きく低下することが判
明した。
【００１８】以上により、上記時間を１〜１５分の範囲
内とすることにより、Ａｌ合金製熱交換器のろう付け性
を確保しつつ、フィン芯材の粒界腐食を抑制してフィン
材の引張強度を良好に確保できる。
内とすることにより、Ａｌ合金製熱交換器のろう付け性
を確保しつつ、フィン芯材の粒界腐食を抑制してフィン
材の引張強度を良好に確保できる。
【００１９】本発明者の実験検討によると、請求項２に
記載の発明のように、上記時間を６〜１０分の範囲内と
することにより、請求項１の作用効果をより一層有効に
発揮できることが判明している。
記載の発明のように、上記時間を６〜１０分の範囲内と
することにより、請求項１の作用効果をより一層有効に
発揮できることが判明している。
【００２０】なお、請求項１または２において、前記ろ
う材は、Ａｌ−Ｓｉ系ろう材、またはＡｌ−Ｓｉ−Ｚｎ
系ろう材である。そして、前記芯材は、Ａｌ−Ｍｎ系合
金である。このＡｌ−Ｍｎ系合金は、より具体的には、
Ｍｎ：０．８〜１．５ｗｔ％、Ｚｎ：０．５〜３．５ｗ
ｔ％を含有するＡｌ合金である。
う材は、Ａｌ−Ｓｉ系ろう材、またはＡｌ−Ｓｉ−Ｚｎ
系ろう材である。そして、前記芯材は、Ａｌ−Ｍｎ系合
金である。このＡｌ−Ｍｎ系合金は、より具体的には、
Ｍｎ：０．８〜１．５ｗｔ％、Ｚｎ：０．５〜３．５ｗ
ｔ％を含有するＡｌ合金である。
【００２１】また、Ａｌ−Ｍｎ系合金からなる芯材は、
Ｍｎ：０．８〜１．５ｗｔ％、Ｚｎ：０．５〜３．５ｗ
ｔ％、Ｃｕ：０．０１〜０．１ｗｔ％を含有するＡｌ合
金であってもよい。
Ｍｎ：０．８〜１．５ｗｔ％、Ｚｎ：０．５〜３．５ｗ
ｔ％、Ｃｕ：０．０１〜０．１ｗｔ％を含有するＡｌ合
金であってもよい。
【００２２】なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述
する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すも
のである。
する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すも
のである。
【００２３】
【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。まず、本実施形態による熱交換器製
造方法を説明する前に、本発明方法を適用するＡｌ合金
製熱交換器として、車両用空調装置の凝縮器の概要を図
１、２により説明する。
について説明する。まず、本実施形態による熱交換器製
造方法を説明する前に、本発明方法を適用するＡｌ合金
製熱交換器として、車両用空調装置の凝縮器の概要を図
１、２により説明する。
【００２４】この凝縮器１０は車両用空調装置の冷凍サ
イクルにおいて圧縮機（図示せず）から吐出された高温
高圧の過熱ガス冷媒を冷却して凝縮させるものである。
イクルにおいて圧縮機（図示せず）から吐出された高温
高圧の過熱ガス冷媒を冷却して凝縮させるものである。
【００２５】凝縮器１０は、所定間隔を開けて配置され
た第１、第２の一対のヘッダタンク１１、１２を有し、
この第１、第２ヘッダタンク１１、１２は上下方向に略
円筒状に延びる形状になっている。この第１、第２ヘッ
ダタンク１１、１２の間に熱交換用のコア部１３を配置
している。
た第１、第２の一対のヘッダタンク１１、１２を有し、
この第１、第２ヘッダタンク１１、１２は上下方向に略
円筒状に延びる形状になっている。この第１、第２ヘッ
ダタンク１１、１２の間に熱交換用のコア部１３を配置
している。
【００２６】本例の凝縮器１０は、一般にマルチフロー
タイプと称されているものであって、コア部１３は第
１、第２ヘッダタンク１１、１２の間で、水平方向に冷
媒を流す偏平状のチューブ１４を上下方向に多数並列配
置し、この多数のチューブ１４の間にフィン１５を介在
して接合している。
タイプと称されているものであって、コア部１３は第
１、第２ヘッダタンク１１、１２の間で、水平方向に冷
媒を流す偏平状のチューブ１４を上下方向に多数並列配
置し、この多数のチューブ１４の間にフィン１５を介在
して接合している。
【００２７】ここで、チューブ１４は、図２に示すよう
に多数の冷媒通路孔１４ａを有する多孔偏平形状のもの
であり、Ａｌ合金の押出または引抜加工により成形でき
る。また、フィン１５は波状に折り曲げ加工されたコル
ゲートフィンである。
に多数の冷媒通路孔１４ａを有する多孔偏平形状のもの
であり、Ａｌ合金の押出または引抜加工により成形でき
る。また、フィン１５は波状に折り曲げ加工されたコル
ゲートフィンである。
【００２８】チューブ１４の一端部は第１ヘッダタンク
１１内に連通し、他端部は第２ヘッダタンク１２内に連
通している。そして、第２ヘッダタンク１２の上方側に
冷媒の入口側配管ジョイント（冷媒入口部）１６を配置
し接合している。また、第２ヘッダタンク１２の下方側
に冷媒の出口側配管ジョイント（冷媒出口部）１７を配
置し接合している。
１１内に連通し、他端部は第２ヘッダタンク１２内に連
通している。そして、第２ヘッダタンク１２の上方側に
冷媒の入口側配管ジョイント（冷媒入口部）１６を配置
し接合している。また、第２ヘッダタンク１２の下方側
に冷媒の出口側配管ジョイント（冷媒出口部）１７を配
置し接合している。
【００２９】さらに、本例においては、第２ヘッダタン
ク１２内において、入口側配管ジョイント１６と出口側
配管ジョイント１７との間の部位に１枚のセパレータ１
８を配置することにより、第２ヘッダタンク１２の内部
を上下方向に２つの空間１２ａ、１２ｂに仕切ってい
る。
ク１２内において、入口側配管ジョイント１６と出口側
配管ジョイント１７との間の部位に１枚のセパレータ１
８を配置することにより、第２ヘッダタンク１２の内部
を上下方向に２つの空間１２ａ、１２ｂに仕切ってい
る。
【００３０】これにより、入口側配管ジョイント１６か
らの冷媒を第２ヘッダタンク１２の上側空間１２ａを通
してコア部１３の上側半分のチューブ１４に流入させた
後、冷媒を第１ヘッダタンク１１内でＵターンさせてコ
ア部１３の下側半分のチューブ１４に流入させ、しかる
のち、第２ヘッダタンク１２の下側空間１２ｂを通して
冷媒は出口側配管ジョイント１７へ流れるようになって
いる。
らの冷媒を第２ヘッダタンク１２の上側空間１２ａを通
してコア部１３の上側半分のチューブ１４に流入させた
後、冷媒を第１ヘッダタンク１１内でＵターンさせてコ
ア部１３の下側半分のチューブ１４に流入させ、しかる
のち、第２ヘッダタンク１２の下側空間１２ｂを通して
冷媒は出口側配管ジョイント１７へ流れるようになって
いる。
【００３１】熱交換用コア部１３の上下両側には、断面
Ｕ字形状に成形されたサイドプレート１９、２０が配置
され、このサイドプレート１９、２０は最も外側のコル
ゲートフィン１５および第１、第２ヘッダタンク１１、
１２に接合されるものであって、凝縮器１０の車体側へ
の取付部材の役割を果たす。
Ｕ字形状に成形されたサイドプレート１９、２０が配置
され、このサイドプレート１９、２０は最も外側のコル
ゲートフィン１５および第１、第２ヘッダタンク１１、
１２に接合されるものであって、凝縮器１０の車体側へ
の取付部材の役割を果たす。
【００３２】第１、第２ヘッダタンク１１、１２は基本
的には同一構造であり、第１の凹状部材１１０、１２０
と第２の凹状部材１１１、１２１とを接合して、略円筒
状の中空タンク形状を形成するものである。第１、第２
ヘッダタンク１１、１２の上下両端部には円板状のキャ
ップ部材１１２、１２２が接合されて、第１、第２ヘッ
ダタンク１１、１２の上下両端の開口を閉塞している。
的には同一構造であり、第１の凹状部材１１０、１２０
と第２の凹状部材１１１、１２１とを接合して、略円筒
状の中空タンク形状を形成するものである。第１、第２
ヘッダタンク１１、１２の上下両端部には円板状のキャ
ップ部材１１２、１２２が接合されて、第１、第２ヘッ
ダタンク１１、１２の上下両端の開口を閉塞している。
【００３３】第１、第２の凹状部材１１０、１２０、１
１１、１２１はいずれもアルミニウム板をプレス成形し
たものであり、第１の凹状部材１１０、１２０に設けら
れた偏平状のチューブ挿通孔（図示せず）にチューブ１
４の端部を挿通している。
１１、１２１はいずれもアルミニウム板をプレス成形し
たものであり、第１の凹状部材１１０、１２０に設けら
れた偏平状のチューブ挿通孔（図示せず）にチューブ１
４の端部を挿通している。
【００３４】ところで、上記凝縮器１０において、多孔
偏平形状のチューブ１４の材質は、ろう材をクラッドし
てないＡｌ合金のベア材、具体的には、Ａｌ−０．５ｗ
ｔ％Ｍｎ系合金からなる。
偏平形状のチューブ１４の材質は、ろう材をクラッドし
てないＡｌ合金のベア材、具体的には、Ａｌ−０．５ｗ
ｔ％Ｍｎ系合金からなる。
【００３５】一方、フィン１５は、図３に示すようにＡ
ｌ合金芯材１５ａの両面にＡｌ−Ｓｉ系ろう材１５ｂを
クラッドした両面クラッド材、すなわち、ブレージング
シートからなる。フィン１５の芯材１５ａの具体的材質
は図４（ａ）に例示するＡｌ−Ｍｎ−Ｚｎ系合金であ
る。また、ろう材１５ｂの具体的材質は図４（ｂ）に例
示するＡｌ−Ｓｉ系またはＡｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系合金であ
る。
ｌ合金芯材１５ａの両面にＡｌ−Ｓｉ系ろう材１５ｂを
クラッドした両面クラッド材、すなわち、ブレージング
シートからなる。フィン１５の芯材１５ａの具体的材質
は図４（ａ）に例示するＡｌ−Ｍｎ−Ｚｎ系合金であ
る。また、ろう材１５ｂの具体的材質は図４（ｂ）に例
示するＡｌ−Ｓｉ系またはＡｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系合金であ
る。
【００３６】次に、本実施形態の熱交換器製造方法につ
いて具体的に説明する。（１）熱交換器組付工程 チューブ１４およびフィン１５を含めて上記した各部品
を図１に示す状態に組付ける。その後、この組付体の表
面の全面にろう付け性を確保するためのフラックスを塗
布する。ここで、フラックスは弗化物系の非腐食性フラ
ックス、具体的には、ＫＡｌＦ4等である。組付体の組
付状態は図示しないワイヤ等の適宜の治具にて保持す
る。
いて具体的に説明する。（１）熱交換器組付工程 チューブ１４およびフィン１５を含めて上記した各部品
を図１に示す状態に組付ける。その後、この組付体の表
面の全面にろう付け性を確保するためのフラックスを塗
布する。ここで、フラックスは弗化物系の非腐食性フラ
ックス、具体的には、ＫＡｌＦ4等である。組付体の組
付状態は図示しないワイヤ等の適宜の治具にて保持す
る。
【００３７】（２）ろう付け工程
上記組付体を治具にて保持して、Ｎ2ガス（不活性ガ
ス）雰囲気に維持されたろう付け用加熱炉内に搬入し、
上記組付体をろう材の融点（例えば、５７７℃）以上の
温度（例えば、６００℃）に加熱し、その加熱状態を所
定時間維持して熱交換器の各部品間を非腐食性フラック
スの存在下で一体ろう付けする。
ス）雰囲気に維持されたろう付け用加熱炉内に搬入し、
上記組付体をろう材の融点（例えば、５７７℃）以上の
温度（例えば、６００℃）に加熱し、その加熱状態を所
定時間維持して熱交換器の各部品間を非腐食性フラック
スの存在下で一体ろう付けする。
【００３８】次に、フィン材のろう付け後の引張強度、
フィン材の腐食試験後の粒界腐食の発生有無、およびフ
ィン材の腐食試験後の引張強度を、各種のフィン材料組
成およびろう付け条件について評価した結果を図５によ
り説明する。図５において、フィン用ブレージングシー
トの芯材を示す符号Ａ〜Ｄは、図４（ａ）の符号Ａ〜Ｄ
に対応し、また、ろう材を示す符号ａ、ｂは図４（ｂ）
の符号ａ、ｂに対応する。
フィン材の腐食試験後の粒界腐食の発生有無、およびフ
ィン材の腐食試験後の引張強度を、各種のフィン材料組
成およびろう付け条件について評価した結果を図５によ
り説明する。図５において、フィン用ブレージングシー
トの芯材を示す符号Ａ〜Ｄは、図４（ａ）の符号Ａ〜Ｄ
に対応し、また、ろう材を示す符号ａ、ｂは図４（ｂ）
の符号ａ、ｂに対応する。
【００３９】そして、ろう付け条件としては、フィンろ
う材から芯材へのＳｉ拡散が開始される温度である４５
０℃以上に保持する時間を１分から２４分にわたって変
化させ、また、フィンろう材の融点である５７７℃以上
に保持する時間を０．５分から１０分にわたって変化さ
せている。
う材から芯材へのＳｉ拡散が開始される温度である４５
０℃以上に保持する時間を１分から２４分にわたって変
化させ、また、フィンろう材の融点である５７７℃以上
に保持する時間を０．５分から１０分にわたって変化さ
せている。
【００４０】図５はフィン材単体での評価結果を示して
いる。従って、ろう付け後の引張強度とは、フィン材単
体で図５のろう付け条件にて加熱した後の引張強度測定
値である。また、腐食試験とは、フィン材単体で図５の
ろう付け条件にて加熱した後、フィン材単体を５％Ｎａ
Ｃｌ、ＰＨ３の試験液（ＳＷＡＡＴ試験液）に２０時間
浸漬して、この２０時間浸漬後のフィン材腐食形態を評
価する試験である。
いる。従って、ろう付け後の引張強度とは、フィン材単
体で図５のろう付け条件にて加熱した後の引張強度測定
値である。また、腐食試験とは、フィン材単体で図５の
ろう付け条件にて加熱した後、フィン材単体を５％Ｎａ
Ｃｌ、ＰＨ３の試験液（ＳＷＡＡＴ試験液）に２０時間
浸漬して、この２０時間浸漬後のフィン材腐食形態を評
価する試験である。
【００４１】図５において、番号１〜７は本発明方法に
属するものであり、腐食試験後においても、番号１〜７
のフィン材に粒界腐食が発生しないことを確認できた。
その結果、腐食試験後においてもフィン材の引張強度を
目標とする８０ＭＰａ以上に維持できることを確認でき
た。
属するものであり、腐食試験後においても、番号１〜７
のフィン材に粒界腐食が発生しないことを確認できた。
その結果、腐食試験後においてもフィン材の引張強度を
目標とする８０ＭＰａ以上に維持できることを確認でき
た。
【００４２】これに対し、図５において、番号８、９は
比較例であり、４５０℃以上の保持時間をそれぞれ１８
分、２４分に設定しているので、腐食試験後にフィン芯
材へのＳｉ拡散による粒界腐食が発生し、その結果、腐
食試験後には、フィン材の引張強度がそれぞれ４９ＭＰ
ａ、６２ＭＰａに大きく低下することが確認された。
比較例であり、４５０℃以上の保持時間をそれぞれ１８
分、２４分に設定しているので、腐食試験後にフィン芯
材へのＳｉ拡散による粒界腐食が発生し、その結果、腐
食試験後には、フィン材の引張強度がそれぞれ４９ＭＰ
ａ、６２ＭＰａに大きく低下することが確認された。
【００４３】ろう付け後の引張強度の差は主にフィン芯
材の組成の強度特性に依存するものであり、図４（ａ）
のＤの組成、すなわち、Ａｌ−Ｍｎ−Ｚｎ−Ｃｕ系合金
の強度特性が優れていることが分かる。
材の組成の強度特性に依存するものであり、図４（ａ）
のＤの組成、すなわち、Ａｌ−Ｍｎ−Ｚｎ−Ｃｕ系合金
の強度特性が優れていることが分かる。
【００４４】（他の実施形態）なお、本発明は凝縮器以
外の熱交換器にも適用できることはもちろんであり、更
に、図１に示したマルチフロータイプの熱交換器構成に
限らず、押し出し多孔チューブを蛇行状に折り曲げ加工
するサーペンタイプの熱交換器構成、あるいはチューブ
を板材の張り合わせにより形成する熱交換器構成等にも
本発明方法を適用できる。
外の熱交換器にも適用できることはもちろんであり、更
に、図１に示したマルチフロータイプの熱交換器構成に
限らず、押し出し多孔チューブを蛇行状に折り曲げ加工
するサーペンタイプの熱交換器構成、あるいはチューブ
を板材の張り合わせにより形成する熱交換器構成等にも
本発明方法を適用できる。
【図１】本発明方法を適用するＡｌ合金製熱交換器を例
示する正面図である。
示する正面図である。
【図２】図１の熱交換器におけるチューブの断面図であ
る。
る。
【図３】図１の熱交換器におけるチューブとフィンとの
接合状態を示す部分拡大断面図である。
接合状態を示す部分拡大断面図である。
【図４】本発明方法において用いるフィンの芯材および
ろう材の材料組成を示す図表である。
ろう材の材料組成を示す図表である。
【図５】本発明方法および比較例の粒界腐食および引張
強度の評価結果を示す図表である。
強度の評価結果を示す図表である。
【図６】フィン材における粒界腐食の説明図である。
１４…チューブ、１５…フィン、１５ａ…芯材、１５ｂ
…ろう材。
…ろう材。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｂ２３Ｋ 103:10 Ｂ２３Ｋ 103:10
(72)発明者 長谷川 恵津夫
愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会
社デンソー内
(72)発明者 服部 隆
愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会
社デンソー内
Claims (2)
- 【請求項１】 Ａｌ合金からなる芯材（１５ａ）の両面
にＡｌ−Ｓｉ系ろう材（１５ｂ）をクラッドした両面ク
ラッド材により成形されたフィン（１５）と、Ａｌ合金
からなるチューブ（１４）とをろう付けするろう付け工
程において、 前記フィン（１５）とチューブ（１４）との組付体を４
５０℃以上の温度に保持する時間を１〜１５分の範囲内
とすることを特徴とするＡｌ合金製熱交換器の製造方
法。 - 【請求項２】 前記時間を６〜１０分の範囲内とするこ
とを特徴とする請求項１に記載のＡｌ合金製熱交換器の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002135851A JP2003326359A (ja) | 2002-05-10 | 2002-05-10 | Ａｌ合金製熱交換器の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002135851A JP2003326359A (ja) | 2002-05-10 | 2002-05-10 | Ａｌ合金製熱交換器の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003326359A true JP2003326359A (ja) | 2003-11-18 |
Family
ID=29698065
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002135851A Withdrawn JP2003326359A (ja) | 2002-05-10 | 2002-05-10 | Ａｌ合金製熱交換器の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003326359A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006011653A1 (en) * | 2004-07-29 | 2006-02-02 | Showa Denko K.K. | Heat exchange and method of manufacturing the same |
| WO2011136055A1 (ja) * | 2010-04-27 | 2011-11-03 | サンデン株式会社 | 熱交換器及び熱交換器の製造方法 |
-
2002
- 2002-05-10 JP JP2002135851A patent/JP2003326359A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006011653A1 (en) * | 2004-07-29 | 2006-02-02 | Showa Denko K.K. | Heat exchange and method of manufacturing the same |
| US7798205B2 (en) | 2004-07-29 | 2010-09-21 | Showa Denko K. K. | Heat exchanger and method of manufacturing the same |
| WO2011136055A1 (ja) * | 2010-04-27 | 2011-11-03 | サンデン株式会社 | 熱交換器及び熱交換器の製造方法 |
| JP2011231967A (ja) * | 2010-04-27 | 2011-11-17 | Sanden Corp | 熱交換器及び熱交換器の製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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