JP2007107754A - 熱交換器および熱交換器の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】チューブとインナーフィン、アウターフィンとのろう付不良を防止することが可能な熱交換器および熱交換器の製造方法を提供すること。
【解決手段】各部材を仮固定するときに、チューブ１１とインナーフィン母材１２０との間に挟持されるろう材層１２２とフラックス層１１２とからなる第１移動材料層の厚さ、および、チューブ１１とアウターフィン母材２００との間に挟持されるろう材層２０２とフラックス層１１２とからなる第２移動材料層の厚さを、それぞれ５〜３０μｍとするとともに、ろう材層１２２の厚さを、ろう材層２０２の厚さに対し、１００〜３００％とする。そして、同時にろう付を行なう。
【選択図】図４

Description

本発明は、ろう材を用いてチューブとフィンとを接合した熱交換器および熱交換器の製造方法に関する。

従来技術として、下記特許文献１に開示された熱交換器用の扁平チューブがあり、このチューブには内部にコルゲート型のインナーフィンがろう付接合されている。チューブとインナーフィンとを接合するためのろう材層は、予めインナーフィンにクラッドされており、チューブにはクラッドされていない。

これは、ろう付後の芯材（被ろう付材）の侵食を抑制するためであり、ろう材は可能な限り少量に抑えることが望ましいことが記載されている。
特開２００５−１０６３８９号公報（第１２頁）

しかしながら、上記従来技術では、ろう材量を抑制していくとろう付を安定して行なうことが難しく、ろう付不良を発生する場合があるという問題がある。また、上記従来技術では、ろう付性に係るろう材以外のフラックス等について開示されていない。

本発明者は、チューブにインナーフィンとアウターフィンとを接合してなる熱交換器において、ろう材やフラックス等のろう付性に関与する（寄与する）材料の量や配置について鋭意検討を行ない、チューブとフィンとを安定してろう付接合するための好ましい構成を見出した。

本発明は、上記点に鑑みてなされたものであり、チューブとフィンとのろう付不良を防止することが可能な熱交換器および熱交換器の製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明の熱交換器では、
内部流体を流通するためのチューブ（１１）と、
チューブ（１１）の内側面の第１領域（１１ｃ）に接合されたコルゲート型のインナーフィン（１２）と、
チューブ（１１）の外側面の第２領域（１１ｄ）に接合されたコルゲート型のアウターフィン（２０）とを備え、
第１領域（１１ｃ）と第２領域（１１ｄ）とがチューブ（１１ｂ）を挟んで対向する熱交換器であって、
母材（１２０）のチューブ第１領域（１１ｃ）側の全面に第１ろう材層（１２２）がクラッドされたインナーフィン（１２）を、チューブ（１１）の第１領域（１１ｃ）に当接するように仮固定し、
母材（２００）のチューブ第２領域（１１ｄ）側の全面に第２ろう材層（２０２）がクラッドされたアウターフィン（２０）を、チューブ（１１）の第２領域（１１ｄ）に当接するように仮固定し、
チューブ（１１）、インナーフィン（１２）、およびアウターフィン（２０）の仮固定体を加熱して、チューブ（１１）にインナーフィン（１２）およびアウターフィン（２０）を同時にろう付接合してなり、
第１ろう材層（１２２）を含み、インナーフィン（１２）をチューブ（１１）に仮固定するときにチューブ（１１）とインナーフィン母材（１２０）との間に挟持され、加熱するときに流動もしくは飛散する第１移動材料層（１１２、１２２）は、厚さが５〜３０μｍであり、
第２ろう材層（２０２）を含み、アウターフィン（２０）をチューブ（１１）に仮固定するときにチューブ（１１）とアウターフィン母材（２００）との間に挟持され、加熱するときに流動もしくは飛散する第２移動材料層（１１２、２０２）は、厚さが５〜３０μｍであるとともに、
第１ろう材層（１２２）の厚さは、第２ろう材層（２０２）の厚さに対し、１００〜３００％であることを特徴としている。

これによると、チューブ（１１）とインナーフィン（１２）とのろう付接合、およびチューブ（１１）とアウターフィン（２０）とのろう付接合が、いずれも良好な熱交換器とすることができる。

第１移動材料層（１１２、１２２）および第２移動材料層（１１２、２０２）は、厚さが５μｍ未満であると、ろう材等のろう付に関与する材料が不足し良好なろう付が行なわれ難い。また、厚さが３０μｍを超えると、チューブ（１１）とインナーフィン母材（１２０）との間隔およびチューブ（１１）とアウターフィン母材（２００）との間隔が大きくなり良好なろう付が行なわれ難い。

一方、第１ろう材層（１２２）の厚さが第２ろう材層（２０２）の厚さに対し１００％未満であると、溶融したろう材が冷却固化するときに母材同士を引き合う力が、アウターフィン（２０）側の方が大きくなり過ぎ、チューブ（１１）とアウターフィン母材（２００）とは良好にろう付が行なわれるものの、チューブ（１１）とインナーフィン母材（１２０）とは良好なろう付が行なわれ難い。

また、第１ろう材層（１２２）の厚さが第２ろう材層（２０２）の厚さに対し３００％を超えると、溶融したろう材が冷却固化するときに母材同士を引き合う力が、インナーフィン（１２）側の方が大きくなり過ぎ、チューブ（１１）とインナーフィン母材（１２０）とは良好にろう付が行なわれるものの、チューブ（１１）とアウターフィン母材（２００）とは良好なろう付が行なわれ難い。

したがって、請求項１に記載の発明によれば、チューブ（１１）とインナーフィン（１２）との間およびチューブ（１１）とアウターフィン（２０）との間のいずれにおいても、ろう付不良を防止することができる。

また、請求項２に記載の発明の熱交換器のように、第１移動材料層（１１２、１２２）および第２移動材料層（１１２、２０２）は、いずれも、ろう材層（１２２、２０２）とともにチューブ（１１）の表面に形成されたフラックス材層（１１２）を含むものとすることができる。

また、請求項３に記載の発明の熱交換器では、チューブ（１１）は、一対の平板部（１１ｂ）の両辺同士をそれぞれ接続してなる扁平チューブであり、チューブ（１１）の第１領域（１１ｃ）および第２領域（１１ｄ）を、平板部（１１ｂ）の両面に形成したことを特徴としている。

扁平チューブ（１１）の平板部（１１ｂ）は比較的撓み易く、この平板部（１１ｂ）の両面にインナーフィン（１２）とアウターフィン（２０）とを接合してなる熱交換器では、ろう材が冷却固化するときに母材を引き合う力の影響を受け易い。したがって、請求項３に記載の発明によれば、チューブ（１１）とインナーフィン（１２）との間およびチューブ（１１）とアウターフィン（２０）との間のいずれにおいても、ろう付不良を防止することができる効果は大きい。

また、請求項４に記載の発明の熱交換器の製造方法では、
内部流体を流通するためのチューブ（１１）の内側面の第１領域（１１ｃ）に接合したコルゲート型のインナーフィン（１２）と、チューブ（１１）の外側面の第２領域（１１ｄ）に接合したコルゲート型のアウターフィン（２０）とを備え、第１領域（１１ｃ）と第２領域（１１ｄ）とがチューブ（１１ｂ）を挟んで対向する熱交換器の製造方法であって、
母材（１２０）のチューブ第１領域（１１ｃ）側の全面に第１ろう材層（１２２）がクラッドされたインナーフィン（１２）を、チューブ（１１）の第１領域（１１ｃ）に当接するように仮固定するインナーフィン仮固定工程（２２０）と、
母材（２００）のチューブ第２領域（１１ｄ）側の全面に第２ろう材層（２０２）がクラッドされたアウターフィン（２０）を、チューブ（１１）の第２領域（１１ｄ）に当接するように仮固定するアウターフィン仮固定工程（２３０）と、
チューブ（１１）、インナーフィン（１２）、およびアウターフィン（２０）の仮固定体を加熱して、チューブ（１１）にインナーフィン（１２）およびアウターフィン（２０）を同時にろう付接合する接合工程（２４０）とを備え、
第１ろう材層（１２２）を含み、インナーフィン仮固定工程（２２０）を行なうときにチューブ（１１）とインナーフィン母材（１２０）との間に挟持され、接合工程（２４０）を行なうときに流動もしくは飛散する第１移動材料層（１１２、１２２）の厚さを５〜３０μｍとし、
第２ろう材層（２０２）を含み、アウターフィン仮固定工程（２３０）を行なうときにチューブ（１１）とアウターフィン母材（２００）との間に挟持され、接合工程（２４０）を行なうときに流動もしくは飛散する第２移動材料層（１１２、２０２）の厚さを５〜３０μｍとするとともに、
第１ろう材層（１２２）の厚さを、第２ろう材層（２０２）の厚さに対し、１００〜３００％とすることを特徴としている。

これによると、請求項１に記載の熱交換器を製造することができる。したがって、チューブ（１１）とインナーフィン（１２）との間およびチューブ（１１）とアウターフィン（２０）との間のいずれにおいても、ろう付不良を防止することができる。

また、請求項５に記載の発明の製造方法では、チューブ（１１）の内外両面にフラックス材層（１１２）を形成するフラックス材層形成工程（２１０）を備え、第１移動材料層（１１２、１２２）および第２移動材料層（１１２、２０２）は、いずれも、このフラックス材層（１１２）を含むことを特徴としている。

これによると、請求項２に記載の熱交換器を製造することができる。

また、請求項６に記載の発明の製造方法では、チューブ（１１）は、一対の平板部（１１ｂ）の両辺同士をそれぞれ接続してなる扁平チューブであり、第１領域（１１ｃ）および第２領域（１１ｄ）を、平板部（１１ｂ）の両面に形成することを特徴としている。

これによると、請求項３に記載の熱交換器を製造することができる。

なお、上記各手段に付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一例である。

以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。

図１は、本発明を適用した一実施形態における熱交換器である蒸発器１の全体構成を示す外観斜視図であり、図２は、蒸発器１のコア部２に使用されるインナーフィンチューブ１０の断面図である。

まず、車両用空調装置に用いられる蒸発器１について説明する。蒸発器１は冷凍サイクル中に配設されるものであって、圧縮機で高温高圧に圧縮され、放熱器で放熱冷却され、減圧装置で低温低圧に減圧された後の冷媒を蒸発させる熱交換器である。

蒸発器１は、図１に示すように、主にコア部２、上ヘッダタンク３、下ヘッダタンク４等より成る。コア部２は、複数のインナーフィンチューブ１０と複数のアウターフィン２０とを交互に積層して、その積層方向の両最外方のアウターフィン２０の更に外方にサイドプレート２５を配設したものである。

図２に示すように、インナーフィンチューブ１０は、チューブ１１内にインナーフィン１２が挿入されて形成されている。

チューブ１１は、薄肉（例えば厚さ０．２ｍｍ）のアルミニウム製帯状板材を折り曲げ加工することによって、長手方向（内部流体通路方向）に直交する横断面が扁平状（略長円形状）に形成された管部材である。

さらに具体的には、帯状板材の幅方向の略中央部を折り曲げることで屈曲部１１ａを形成して、この屈曲部１１ａから対向し合うように延びる２つの平板部１１ｂの反屈曲部側（図２図示下方側、断面略長円形状の長径方向Ｘの一方の端部側）をかしめることで（かしめ部（係合部）１１１とすることで）、チューブ１１は形成されている。

インナーフィン１２は、チューブ１１内を流通する内部流体に乱流効果を与えつつ伝熱面積を増大させるとともに、構造強度を向上するためのフィン部材である。インナーフィン１２は、チューブ１１と同様に薄肉（例えば厚さ０．１ｍｍ）のアルミニウム製帯状板材をローラ加工することによって、帯状板材の幅方向の中間部に波状となる波状部１２ａが形成されたコルゲート型のフィンである。

また、インナーフィン１２の幅方向（チューブ１１長径方向Ｘ）の両端部側は、この幅方向に沿って平板状となる平板部１２ｂ、１２ｃとして形成されている。そして、インナーフィン１２がチューブ１１内に挿入される際に、一方の平板部１２ｂがチューブ１１の屈曲部１１ａ内壁に当接して、他方の平板部１２ｃがチューブ１１のかしめ部１１１にかしめられている。

チューブ１１をなす板状部材には、ろう材をクラッドしていないベア材の表面に予めフラックス材層を形成したものを採用しており、インナーフィン１２をなす板状部材には、両側の表面に予めろう材をクラッドしたクラッド材を採用している。

そして、インナーフィン１２は、チューブ１１内側面にろう付されインナーフィンチューブ１０を構成している。インナーフィン１２の波状部１２ａは、頂部１２ｄがチューブ１１平板部１１ｂの内側面１１ｃ（本発明の第１領域に相当）にろう付されている。

図１に示すアウターフィン２０は、両面に予めろう材がクラッドされた薄肉のアルミニウム製帯板材を波状にローラ加工したコルゲート型のフィンであり、表面に熱交換効率を高めるためのルーバ（図示せず）が形成されている。アウターフィン２０は、インナーフィンチューブ１０（チューブ１１平板部１１ｂの外側面１１ｄ、図２参照（本発明の第２領域に相当））にろう付けされている。

内側面１１ｃと外側面１１ｄとは、チューブ１１平板部１１ｂを挟んで対向する面であると言える。

なお、このチューブ１１への両フィン１２、２０のろう付接合部は本発明を適用した要部であるので、詳細は製造方法とともに後述する。

サイドプレート２５は、コア部２における補強部材を成すものであり、ろう材がクラッドされていないベア材からなるアルミニウム製平板材をプレス加工することにより成形されている。

サイドプレート２５の長手方向端部側は、平板状に形成され、他の大半の部分はインナーフィンチューブ１０、アウターフィン２０の積層方向外方に開口するコの字状断面となるように形成されており、アウターフィン２０にろう付けされている。

上ヘッダタンク３は、インナーフィンチューブ１０の長手方向（延設方向、内部流体通路方向）に２分割された反チューブ側のタンクヘッダ３１とチューブ側のプレートヘッダ３２とから成り、キャップ３３が設けられている。

タンクヘッダ３１およびプレートヘッダ３２は、それぞれ２つの半円形状あるいは２つの半矩形形状が接続される断面形状を有し、アルミニウム製平板材をプレス加工して成形されている。タンクヘッダ３１には予め両面にろう材がクラッドされ、プレートヘッダ３２には予め内側面にろう材がクラッドされている。

そして、両ヘッダ３１、３２が互いに嵌合、ろう付けされ、送風空気の流れ方向に２つの内部空間が並ぶ筒状体を形成している。

そして、上ヘッダタンク３の長手方向端部の開口部には、アルミニウム製平板材をプレス加工により成形したキャップ３３がろう付けされ、この開口部を閉塞するようにしている。

さらに、上ヘッダタンク３の略中央部には２つの内部空間を図１図示左右方向に分割する２つのセパレータ３４がろう付けされている。また、上ヘッダタンク３の図１図示セパレータ３４よりも右側の領域においては、上ヘッダタンク３の２つの内部空間同士が図示しない複数の連通路により互いに連通するようにしている。

下ヘッダタンク４は、上記の上ヘッダタンク３に準ずるものであり、タンクヘッダ４１とプレートヘッダ４２とにより構成された筒状体の長手方向両端部の開口部にキャップ４３が設けられている。ただし、上ヘッダタンク３の構成として説明したセパレータ３４と連通路は設けられていない。

そして、上下ヘッダタンク３、４のコア部２側の壁面には、図示しないチューブ挿設口、サイドプレート用挿入口が長手方向に同一ピッチで設けられており、各インナーフィンチューブ１０の長手方向端部側およびサイドプレート２５の長手方向端部側がそれぞれ挿入され、ろう付けされている。これによってインナーフィンチューブ１０は上下ヘッダタンク３、４の内部空間に連通し、また、サイドプレート２５の長手方向端部側は上下ヘッダタンク３、４に支持されている。

なお、上ヘッダタンク３の図１図示左側近傍には、冷媒が流入する流入口５１および冷媒が流出する流出口５２が設けられたブロック状のジョイント５がろう付けされている。流入口５１は上ヘッダタンク３の内部空間のうち、図１図示ａ部内と連通しており、流出口５２は上ヘッダタンク３の内部空間のうち、図１図示ｂ部内と連通している。

インナーフィンチューブ１０は、上下ヘッダタンク３、４の２つの内部空間に対応して、外部流体である送風空気流れの上流側と下流側に２列に並ぶものとしている。

上記のように形成された蒸発器１においては、冷媒が流入口５１から上ヘッダタンク３のａ部内に流入した後、送風空気流れ下流側のインナーフィンチューブ１０群を上下にＵターンして流れ、上ヘッダタンク３の図１中、右側において送風空気流れ上流側のインナーフィンチューブ１０群に移り同様に上下にＵターンして、流出口５２から流出する。この間に蒸発器１は、冷媒を蒸発させその蒸発潜熱によって送風空気を冷却する。

次に、本実施形態の熱交換器の製造方法について説明する。

本実施形態における熱交換器の製造装置においては、図３に概略工程順序を示すように、チューブ１１となる帯板状部材の両面にフラックス材層１１２（図４参照）を形成する工程（ステップ２１０、本発明のフラックス材層形成工程に相当）、蒸発器１のコア部２を構成する扁平インナーフィンチューブ１０の連続体を形成して所定長さに切断する工程（ステップ２２０チューブ体成形工程、本発明のインナーフィン仮固定工程に相当）、切断したインナーフィンチューブ１０をフィン２０やタンク部３、４等を構成する部材とともに仮組みする工程（ステップ２３０仮組み工程、本発明のアウターフィン仮固定工程に相当）、仮組み体（仮固定体）を加熱して構成部材の表面に適宜形成しておいたろう材層により各構成部材間をろう付接合する工程（ステップ２４０ろう付工程、本発明の接合工程に相当）、およびろう付後の蒸発器１の漏れ検査を行なう工程（ステップ２５０）を順次実行することにより蒸発器１は製造される。

図４および図５は、工程別コア部要部断面図であり、コルゲート型のアウターフィン２０の頂部２０ｄを通る断面を示している。図４は、仮組み工程２３０完了時の状態を示しており、図５は、ろう付工程２４０完了時の状態を示している。

図４に示すように、蒸発器１を構成する各部材を仮組み（仮固定）したときには、チューブ１１平板部１１ｂの内側面１１ｃにインナーフィン１２が当接し仮固定されており、チューブ１１平板部１１ｂの外側面１１ｄにアウターフィン２０が当接し仮固定されている。

チューブ１１の表面には、前述のフラックス材層形成工程２１０により、予め（例えば片面８μｍの）フラックス材層１１２が形成されている。また、インナーフィン１２の両面には予め（例えば片面１２μｍの）ろう材層（第１ろう材層に相当）１２２が形成されている。したがって、チューブ１１とインナーフィン母材１２０との間には、フラックス材層１１２およびろう材層１２２が挟持されている。

一方、アウターフィン２０の両面には予め（例えば片面６μｍの）ろう材層（第２ろう材層に相当）２０２が形成されている。したがって、チューブ１１とアウターフィン母材２００との間には、フラックス材層１１２およびろう材層２０２が挟持されている。

そして、ろう付工程２４０を実行すると、図５に示すように、図４で図示したインナーフィン１２表面のろう材層１２２が、溶融して流動した後冷却固化してフィレット１２２ａを形成し、チューブ１１内側面１１ｃとインナーフィン１２頂部１２ｄとを接合する。

一方、図４で図示したアウターフィン２０表面のろう材層２０２が、溶融して流動した後冷却固化してフィレット２０２ａを形成し、チューブ１１外側面１１ｄとアウターフィン２０頂部２０ｄとを接合する。

図４で図示したフラックス材層１１２は、ろう付工程の加熱により酸化皮膜の除去等を行ない、一部は飛散し残部は残留するが、図５では残留成分の図示は省略している。本実施形態では、所謂ノコロックフラックスを採用して不活性ガス（例えば窒素ガス）雰囲気中でろう付を行なっており、このフラックス残渣成分の洗浄を不要としている。

図４および図５から明らかなように、仮組み工程においてフラックス材層１１２とろう材層１２２とにより離れて配置されたインナーフィン母材１２０とチューブ１１とは、ろう付工程においてろう材層１２２のろう材により接合される。

また、仮組み工程においてフラックス材層１１２とろう材層２０２とにより離れて配置されたアウターフィン母材２００とチューブ１１とは、ろう付工程においてろう材層２０２のろう材により接合される。

インナーフィン１２をチューブ１１に仮固定するときにチューブ１１とインナーフィン母材１２０との間に挟持され、加熱するときに流動もしくは飛散するフラックス材層１１２およびろう材層１２２が、本実施形態における第１移動材料層であると言える。

また、アウターフィン２０をチューブ１１に仮固定するときにチューブ１１とアウターフィン母材２００との間に挟持され、加熱するときに流動もしくは飛散するフラックス材層１１２およびろう材層２０２が、本実施形態における第２移動材料層であると言える。

これら第１、第２移動材料層は、ろう付に寄与する材料から構成されているものの、これらの層の厚さを大きくすると母材間の間隔が大きくなってしまう。

本発明者は、この移動材料層の厚さに着目して検討を行ない、ろう付不良を抑制することが可能な好ましい範囲を見出した。

フラックス材層１１２とろう材層１２２とからなる第１移動材料層、および、フラックス材層１１２とろう材層２０２とからなる第２移動材料層は、いずれも厚さが５〜３０μｍであることが好ましい。

これは、第１移動材料層の厚さおよび第２移動材料層の厚さが５μｍ未満であると、ろう材およびフラックス材のろう付に寄与する材料が不足し良好なろう付が行なわれ難い。また、厚さが３０μｍを超えると、チューブ１１とインナーフィン母材１２０との間隔およびチューブ１１とアウターフィン母材２００との間隔が大きくなり過ぎ、良好なろう付が行なわれ難くなるためである。

同様の理由により、第１移動材料層および第２移動材料層のそれぞれの厚さは、１０〜２５μｍであることがより好ましく、１４〜２０μｍであることがより一層好ましい。

また、本発明者は、移動材料層の厚さだけでなく、インナーフィン１２の表面にクラッドされたろう材層１２２の厚さとアウターフィン２０の表面にクラッドされたろう材層２０２の厚さとの比率が、ろう付性に影響することも見出している。

具体的には、ろう付接合工程において溶融したろう材が冷却固化するときには、被接合部材となる両母材（チューブ材とフィン部材）とを引き合う（引き寄せ合う）力を発生し、この引き合う力に大きな差があると、発生力が小さい側においてろう付不良が発生し易くなることを見出した。

第１ろう材層であるインナーフィン側ろう材層１２２の厚さは、第２ろう材層であるアウターフィン側ろう材層２０２の厚さに対し、１００〜３００％であることが好ましい。

これは、ろう材層１２２の厚さがろう材層２０２の厚さに対し１００％未満であると、溶融したろう材が冷却固化するときに母材同士を引き合う力が、アウターフィン２０側の方が大きくなり過ぎ、チューブ１１とアウターフィン母材２００とは良好にろう付が行なわれるものの、チューブ１１とインナーフィン母材１２０とは良好なろう付が行なわれ難いためである。

また、ろう材層１２２の厚さが第２ろう材層２０２の厚さに対し３００％を超えると、溶融したろう材が冷却固化するときに母材同士を引き合う力が、インナーフィン１２側の方が大きくなり過ぎ、チューブ１１とインナーフィン母材１２０とは良好にろう付が行なわれるものの、チューブ１１とアウターフィン母材２００とは良好なろう付が行なわれ難いためである。

同様の理由により、第１ろう材層の厚さは、第２ろう材層の厚さに対し、１１５〜２６０％であることがより好ましく、１３０〜２４０％であることがより一層好ましい。

なお、ろう材層１２２の厚さをろう材層２０２の厚さに対し同等もしくは厚めに設定することが好ましいのは、チューブとフィンとの接合面積の差やチューブの剛性（内外方への撓み易さの差）等が影響しているためであると推定される。

上述の構成および製造方法によれば、チューブ１１とインナーフィン１２との間およびチューブ１１とアウターフィン２０との間のいずれにおいても、ろう付接合を良好に行なうことが可能であり、ろう付不良を防止することができる。

また、チューブ１１とフィン１２、２０とを接合するためのろう材をフィン１２、２０側にクラッドしているので、チューブ１１側にクラッドした場合より、ろう材をクラッドする面積を大きくすることができ、上記第１、第２移動材料層を薄くすることが容易である。

図６は、本実施形態とは逆構成の比較例を例示している。すなわち、両フィン１２、２０側にフラックス層１１２Ａを形成し、チューブ１１の表面にろう材層１２２Ａ、２０２Ａを形成した場合を図示している。

図４と図６とを比較して明らかなように、例えばチューブ１１とインナーフィン１２の１ろう付箇所には、インナーフィン１２の１ピッチ分の１面に配置されたろう材が適用される。図示上下方向のインナーフィン１２の１ピッチの長さは、図４、図６とも同一であるが、沿面距離はチューブ１１よりインナーフィン１２の方が長いので、図４のろう材層１２２の厚さは、図６のろう材層１２２Ａに対し、例えば約半分程度に薄くすることができる。これは、アウターフィン２０側においても同様である。

また、上述のように、ろう材層を設ける沿面距離を長くし、ろう材層の厚さを薄くすることができるので、ろう付接合工程において、タンク部３、４等において構成部材同士を接合するろう材がチューブ１１とフィン１２、２０とを接合するろう材と繋がったとしても、タンク部等から溶融ろう材がチューブフィン接合部に移動することを抑制することができる。

さらに、チューブ１１は、一対の平板部１１ｂの両辺同士をそれぞれ接続してなる扁平チューブであり、チューブ１１平板部１１ｂの両面にインナーフィン１２およびアウターフィン２０が接合している。

扁平チューブ１１の平板部１１ｂは屈曲部１１ａ等に比較して撓み易いので、ろう材が冷却固化するときに母材を引き合う力の影響を比較的受け易い。したがって、平板部１１ｂの両面において母材を引き合う力をバランスさせ、チューブ１１とインナーフィン１２との間およびチューブ１１とアウターフィン２０との間のいずれにおいても、ろう付不良を防止することができる効果は大きい。

（他の実施形態）
上記一実施形態では、第１、第２移動材料層は、フラックス材層およびろう材層により構成されていたが、両移動材料層は、仮固定されたときにチューブとフィン母材との間に挟持され、加熱されたときに流動もしくは飛散する成分からなるものであればよい。

例えば、真空ろう付法等を採用しフラックス材を用いない場合には、ろう材層のみを移動材料層とすることができる。また、フラックス材を採用する場合であっても、仮固定後にフラックス材を供給する場合には、フラックス材はチューブとフィン母材との間に挟持されることはないので、ろう材層のみが移動材料層ということになる。

また、上記一実施形態では、各フィン１２、２０の接合側の全面にろう材をクラッドすると説明していたが、製造上の制約等により極一部にろう材層が形成されていないものであってもよい。すなわち、接合側の略全面であれば実質的に全面であると言える。

また、上記一実施形態では、ヘッダタンクはタンクヘッダとプレートヘッダ等を組み合わせて構成していたが、タンク構成はこれに限定されるものではない。例えば、一体筒状のタンク本体部にキャップ等を組み合わせるものであってもよい。また、ヘッダタンクの配置は、コア部２の上下に限定されるものではない。

また、上記一実施形態では、チューブ１１は１枚の板状部材により形成されていたが、複数の部材により構成するものであってもよい。例えば、２枚の板状部材を組み合わせてチューブとし、断面長径方向の両端部に係合部を形成したものであってもよい。また、インナーフィン１２の幅方向端部（上記一実施形態における平板部１２ｂ、１２ｃ）がチューブ１１に接合されていないものであってもよい。

また、上記一実施形態では、熱交換器は蒸発器１であったが、これに限定されるものではない。例えば、車載用の凝縮器、ヒータコア、ラジエータ等の熱交換器であってもよいし、定置式の熱交換器であっても、本発明は広く適用することが可能である。

本発明を適用した一実施形態における熱交換器である蒸発器１の全体構成を示す外観斜視図である。 蒸発器１のコア部２に使用されるインナーフィンチューブ１０の断面図である。 蒸発器１の概略製造工程を示す図である。 工程別コア部要部断面図であり、仮組み工程の状態を示している。 工程別コア部要部断面図であり、ろう付工程の状態を示している。 比較例におけるコア部要部断面図であり、仮組み工程の状態を示している。

符号の説明

１ 蒸発器（熱交換器）
１１ チューブ
１１ｂ 平板部
１１ｃ 内側面（第１領域）
１１ｄ 外側面（第２領域）
１２ インナーフィン
２０ アウターフィン
１１２ フラックス材層（第１、第２移動材料層の一部）
１２０ 母材（インナーフィン母材）
１２２ ろう材層（第１ろう材層、第１移動材料層の一部）
２００ 母材（アウターフィン母材）
２０２ ろう材層（第２ろう材層、第２移動材料層の一部）
２１０ フラックス材層形成工程
２２０ チューブ体成形工程（インナーフィン仮固定工程）
２３０ 仮組み工程（アウターフィン仮固定工程）
２４０ ろう付工程（接合工程）

Claims (6)

1. 内部流体を流通するためのチューブ（１１）と、
   前記チューブ（１１）の内側面の第１領域（１１ｃ）に接合されたコルゲート型のインナーフィン（１２）と、
   前記チューブ（１１）の外側面の第２領域（１１ｄ）に接合されたコルゲート型のアウターフィン（２０）とを備え、
   前記第１領域（１１ｃ）と前記第２領域（１１ｄ）とが前記チューブ（１１ｂ）を挟んで対向する熱交換器であって、
   母材（１２０）の前記第１領域（１１ｃ）側の全面に第１ろう材層（１２２）がクラッドされた前記インナーフィン（１２）を、前記第１領域（１１ｃ）に当接するように仮固定し、
   母材（２００）の前記第２領域（１１ｄ）側の全面に第２ろう材層（２０２）がクラッドされた前記アウターフィン（２０）を、前記第２領域（１１ｄ）に当接するように仮固定し、
   前記チューブ（１１）、前記インナーフィン（１２）、および前記アウターフィン（２０）の仮固定体を加熱して、前記チューブ（１１）に前記インナーフィン（１２）および前記アウターフィン（２０）を同時にろう付接合してなり、
   前記第１ろう材層（１２２）を含み、前記インナーフィン（１２）を前記チューブ（１１）に仮固定するときに前記チューブ（１１）と前記インナーフィン母材（１２０）との間に挟持され、前記加熱するときに流動もしくは飛散する第１移動材料層（１１２、１２２）は、厚さが５〜３０μｍであり、
   前記第２ろう材層（２０２）を含み、前記アウターフィン（２０）を前記チューブ（１１）に仮固定するときに前記チューブ（１１）と前記アウターフィン母材（２００）との間に挟持され、前記加熱するときに流動もしくは飛散する第２移動材料層（１１２、２０２）は、厚さが５〜３０μｍであるとともに、
   前記第１ろう材層（１２２）の厚さは、前記第２ろう材層（２０２）の厚さに対し、１００〜３００％であることを特徴とする熱交換器。
2. 前記第１移動材料層（１１２、１２２）および前記第２移動材料層（１１２、２０２）は、いずれも前記チューブ（１１）の表面に形成されたフラックス材層（１１２）を含むことを特徴とする請求項２に記載の熱交換器。
3. 前記チューブ（１１）は、一対の平板部（１１ｂ）の両辺同士をそれぞれ接続してなる扁平チューブであり、
   前記第１領域（１１ｃ）および前記第２領域（１１ｄ）を、前記平板部（１１ｂ）の両面に形成したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の熱交換器。
4. 内部流体を流通するためのチューブ（１１）の内側面の第１領域（１１ｃ）に接合したコルゲート型のインナーフィン（１２）と、前記チューブ（１１）の外側面の第２領域（１１ｄ）に接合したコルゲート型のアウターフィン（２０）とを備え、前記第１領域（１１ｃ）と前記第２領域（１１ｄ）とが前記チューブ（１１ｂ）を挟んで対向する熱交換器の製造方法であって、
   母材（１２０）の前記第１領域（１１ｃ）側の全面に第１ろう材層（１２２）がクラッドされた前記インナーフィン（１２）を、前記第１領域（１１ｃ）に当接するように仮固定するインナーフィン仮固定工程（２２０）と、
   母材（２００）の前記第２領域（１１ｄ）側の全面に第２ろう材層（２０２）がクラッドされた前記アウターフィン（２０）を、前記第２領域（１１ｄ）に当接するように仮固定するアウターフィン仮固定工程（２３０）と、
   前記チューブ（１１）、前記インナーフィン（１２）、および前記アウターフィン（２０）の仮固定体を加熱して、前記チューブ（１１）に前記インナーフィン（１２）および前記アウターフィン（２０）を同時にろう付接合する接合工程（２４０）とを備え、
   前記第１ろう材層（１２２）を含み、前記インナーフィン仮固定工程（２２０）を行なうときに前記チューブ（１１）と前記インナーフィン母材（１２０）との間に挟持され、前記接合工程（２４０）を行なうときに流動もしくは飛散する第１移動材料層（１１２、１２２）の厚さを５〜３０μｍとし、
   前記第２ろう材層（２０２）を含み、前記アウターフィン仮固定工程（２３０）を行なうときに前記チューブ（１１）と前記アウターフィン母材（２００）との間に挟持され、前記接合工程（２４０）を行なうときに流動もしくは飛散する第２移動材料層（１１２、２０２）の厚さを５〜３０μｍとするとともに、
   前記第１ろう材層（１２２）の厚さを、前記第２ろう材層（２０２）の厚さに対し、１００〜３００％とすることを特徴とする熱交換器の製造方法。
5. 前記チューブ（１１）の内外両面にフラックス材層（１１２）を形成するフラックス材層形成工程（２１０）を備え、
   前記第１移動材料層（１１２、１２２）および前記第２移動材料層（１１２、２０２）は、いずれも前記フラックス材層（１１２）を含む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。
6. 前記チューブ（１１）は、一対の平板部（１１ｂ）の両辺同士をそれぞれ接続してなる扁平チューブであり、
   前記第１領域（１１ｃ）および前記第２領域（１１ｄ）を、前記平板部（１１ｂ）の両面に形成することを特徴とする請求項４または請求項５に記載の熱交換器の製造方法。

Images