JP2007205585A - Manufacturing method of heat exchanger, and heat exchanger - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、コア部を構成する複数本のチューブがコアプレートにろう付接合されてなる熱交換器の製造方法、およびその製造方法により形成される熱交換器に関する。 The present invention relates to a heat exchanger manufacturing method in which a plurality of tubes constituting a core portion are brazed to a core plate, and a heat exchanger formed by the manufacturing method.
従来技術として、下記特許文献1に開示された熱交換器がある。この熱交換器は、チューブおよびフィンが交互に積層されたコア部(熱交換部)と、コア部のチューブ内に連通する一対のヘッダタンクとを備えている。 As a prior art, there is a heat exchanger disclosed in Patent Document 1 below. This heat exchanger includes a core part (heat exchange part) in which tubes and fins are alternately stacked, and a pair of header tanks communicating with the tube of the core part.
ヘッダタンクは、タンク本体部とコアプレートとからなり、コアプレートは開口側がタンク本体部に嵌合する箱状部材となっている。そして、箱状部材の底面をなす平板状部に設けられたチューブ挿設孔には、チューブの端部が挿設されろう付接合されている。 The header tank is composed of a tank body and a core plate, and the core plate is a box-shaped member whose opening side is fitted to the tank body. And the edge part of a tube is inserted and brazed and joined to the tube insertion hole provided in the flat plate-shaped part which makes the bottom face of a box-shaped member.
コアプレートとチューブとのろう付接合は、以下の手順で行なわれている。 The brazing joint between the core plate and the tube is performed by the following procedure.
まず、コアプレートのチューブ挿設孔の近傍に、ペースト状ろう材を予め塗布する。次に、コアプレートのチューブ挿設孔内にチューブ端部を挿設してコアプレートとチューブとを仮固定する。最後に、この仮固定体を加熱して、溶融したろう材をコアプレートとチューブとの当接部位に流し込んで、コアプレートとチューブとをろう付接合している。
しかしながら、上記従来の熱交換器を形成するろう付方法では、予めコアプレートにペースト状ろう材を塗布するため、コアプレートのチューブ挿設孔にチューブを仮固定する際に、ろう材が脱落してしまう場合がある。また、ペースト状ろう材は、コアプレートのチューブ挿設孔の近傍に塗布するため、加熱ろう付時に、コアプレートとチューブとのろう付接合部の全てに充分に回りきらない場合がある。これらのいずれの場合も、コアプレートとチューブとの間のろう付性を低下させるという問題がある。 However, in the above-described conventional brazing method for forming a heat exchanger, since the paste-like brazing material is applied to the core plate in advance, the brazing material falls off when the tube is temporarily fixed to the tube insertion hole of the core plate. May end up. In addition, since the paste-like brazing material is applied in the vicinity of the tube insertion hole of the core plate, there are cases where the brazing joint portion between the core plate and the tube cannot be sufficiently rotated during heat brazing. In any of these cases, there is a problem that the brazing property between the core plate and the tube is lowered.
本発明者らは、上記問題の対策として、コアプレートとチューブとを仮固定した後にペースト状ろう材をろう付部に直接塗布する方法の検討を行なった。そして、一般的なディスペンサ等の直線状の先端部を有する塗布装置では、コアプレートとチューブとのろう付部にペースト状ろう材を塗布することが容易ではないことが明らかとなった。 As a countermeasure for the above problem, the present inventors have studied a method of directly applying a paste-like brazing material to the brazing portion after temporarily fixing the core plate and the tube. And it became clear that it is not easy to apply a paste-like brazing material to a brazing portion between a core plate and a tube in a coating apparatus having a linear tip such as a general dispenser.
例えば図11に示すように、コア部920が積層チューブ922間にフィン921を配置した構成からなる場合には、直線状先端部を有するディスペンサ200がフィン921に干渉するため、コア部920厚さ方向において、コアプレート911とチューブ922とのろう付接合部にペースト状ろう材を塗布し難い部位が発生してしまう(極一部にしか塗布できない)という不具合がある。
For example, as shown in FIG. 11, when the
この不具合は、フィン921の端部をコアプレート911から大きく離設することにより解消可能ではある。ところが、フィン921端部をコアプレート911から大きく離設するとフィン921の配設領域が減少するため、熱交換器の熱交換性能が低下するという不具合を発生する。
This inconvenience can be solved by greatly separating the end of the fin 921 from the
本発明者らは、ろう付部の構成等について鋭意検討を行ない、コアプレートの形状等を工夫すれば、熱交換性能を低下させることなく、コアプレートとチューブとのろう付接合部にペースト状ろう材を容易に塗布してろう付性を向上することが可能であることを見出した。 The present inventors have intensively studied the configuration of the brazing part, etc., and if the shape of the core plate is devised, the brazed joint part between the core plate and the tube is pasted without reducing the heat exchange performance. It has been found that it is possible to easily apply a brazing material to improve brazing properties.
本発明は、上記点に鑑みてなされたものであり、熱交換性能を低下させることなく、コアプレートとチューブとのろう付性を向上することが可能な熱交換器の製造方法およびその製造方法により形成される熱交換器を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and a heat exchanger manufacturing method and a manufacturing method thereof capable of improving the brazing property between a core plate and a tube without deteriorating heat exchange performance It aims at providing the heat exchanger formed by.
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の製造方法では、
積層された複数本のチューブ(122)と複数本のチューブ(122)間に配設されたフィン(121)とを有するコア部(120)と、
複数本のチューブ(122)と接合されたコアプレート(111)が内部空間(110a)のコア部(120)側の底面(110b)を構成し、内部空間(110a)が複数本のチューブ(122)内に連通するヘッダタンク(110)とを備える熱交換器の製造方法であって、
コアプレート(111)の挿設孔(111a)に複数本のチューブ(122)の端部(122a)を挿設して、コア部(120)とコアプレート(111)とを仮固定する仮固定工程と、
仮固定工程の後に、コアプレート(111)とチューブ(122)とを接合する部位(122b)に、直線状先端部を有する塗布装置(200)でペースト状ろう材(210)を塗布する塗布工程と、
塗布工程の後に、コア部(120)とコアプレート(111)との仮固定体を加熱して、コアプレート(111)とチューブ(120)とをろう付接合する接合工程とを備え、
仮固定工程では、前記底面(110b)のコア部(120)形成面に直交する方向における縁部(111b)がコア部(120)の中心側に対し後退したコアプレート(111)を仮固定することを特徴としている。
In order to achieve the above object, in the method of manufacturing a heat exchanger according to claim 1,
A core portion (120) having a plurality of stacked tubes (122) and fins (121) disposed between the plurality of tubes (122);
The core plate (111) joined to the plurality of tubes (122) constitutes the bottom surface (110b) on the core portion (120) side of the internal space (110a), and the internal space (110a) is composed of the plurality of tubes (122 And a header tank (110) communicating with the inside of the heat exchanger,
Temporary fixing for temporarily fixing the core portion (120) and the core plate (111) by inserting the end portions (122a) of the plurality of tubes (122) into the insertion holes (111a) of the core plate (111). Process,
After the temporary fixing step, the application step of applying the paste brazing material (210) to the portion (122b) where the core plate (111) and the tube (122) are joined with the application device (200) having the straight tip portion. When,
After the application step, the step of heating the temporarily fixed body of the core portion (120) and the core plate (111), and a joining step of brazing and joining the core plate (111) and the tube (120),
In the temporary fixing step, the core plate (111) in which the edge portion (111b) in the direction orthogonal to the core portion (120) forming surface of the bottom surface (110b) is set back with respect to the center side of the core portion (120) is temporarily fixed. It is characterized by that.
これによると、コアプレート(111)のコア部(120)側の面(110b)は、コア部(120)形成面に直交する方向における縁部(111b)がコア部(120)から遠ざかる方向に後退している。したがって、この縁部(111b)後退により形成されたスペースを利用して、塗布工程では、塗布装置(200)の直線状先端部をコア部(120)形成面に直交する方向(コア部厚さ方向)に深く進入させて、コアプレート(111)とチューブ(122)とを接合する部位(122b)にペースト状ろう材(210)を塗布することができる。 According to this, the surface (110b) on the core part (120) side of the core plate (111) is in a direction in which the edge part (111b) in the direction orthogonal to the core part (120) formation surface is away from the core part (120). Retreating. Therefore, using the space formed by the retreat of the edge (111b), in the coating process, the linear tip of the coating device (200) is perpendicular to the core (120) forming surface (core thickness). The paste brazing material (210) can be applied to the portion (122b) where the core plate (111) and the tube (122) are joined.
すなわち、チューブ(122)間のフィン(121)との干渉を防止しつつ、コアプレート(111)とチューブ(122)とを接合する部位(122b)に容易にペースト状ろう材(210)を塗布することができる。このようにして、熱交換性能を低下させることなく、コアプレート(111)とチューブ(122)とのろう付性を向上することが可能である。 That is, the paste-like brazing material (210) is easily applied to the portion (122b) where the core plate (111) and the tube (122) are joined while preventing the interference with the fin (121) between the tubes (122). can do. In this way, it is possible to improve the brazability between the core plate (111) and the tube (122) without deteriorating the heat exchange performance.
また、請求項2に記載の発明では、
仮固定工程では、挿設孔(111a)の周囲にチューブ(122)の挿設方向に向かって傾斜した傾斜面(111d)を形成したコアプレート(111)を仮固定し、
塗布工程では、コアプレート(111)の傾斜面(111d)とチューブ(122)との間に、ペースト状ろう材(210)を塗布することを特徴としている。
In the invention according to claim 2,
In the temporary fixing step, the core plate (111) having an inclined surface (111d) inclined toward the insertion direction of the tube (122) around the insertion hole (111a) is temporarily fixed.
The coating step is characterized in that a paste brazing material (210) is applied between the inclined surface (111d) of the core plate (111) and the tube (122).
これによると、仮固定工程では、傾斜面(111d)をガイドとして、挿設孔(111a)内へチューブ(122)端部(122a)を容易に挿設することができる。また、塗布工程では、この傾斜面(111d)とチューブ(122)との間にペースト状ろう材(210)を塗布するので、接合工程におけるコアプレート(111)とチューブ(120)との間のろう溜まり性が良好であり、ろう付性を一層向上することができる。 According to this, in the temporary fixing step, the tube (122) end (122a) can be easily inserted into the insertion hole (111a) using the inclined surface (111d) as a guide. In the application process, since the paste brazing material (210) is applied between the inclined surface (111d) and the tube (122), the gap between the core plate (111) and the tube (120) in the joining process is applied. The brazing property is good and the brazing property can be further improved.
また、請求項3に記載の発明では、チューブ(122)は、断面が扁平形状のチューブであることを特徴としている。 Further, the invention according to claim 3 is characterized in that the tube (122) is a tube having a flat cross section.
複数の扁平チューブ(122)を積層したコア部(120)では、コアプレート(111)とチューブ(120)とをろう付接合する部位(122b)が、コア部(120)形成面に直交する方向に長くなり易い。したがって、扁平チューブ(122)を積層したコア部(120)を有する熱交換器(100)の製造に本発明を適用することは非常に有効である。 In the core part (120) in which a plurality of flat tubes (122) are stacked, the part (122b) for brazing and joining the core plate (111) and the tube (120) is perpendicular to the surface on which the core part (120) is formed. It tends to be long. Therefore, it is very effective to apply the present invention to the manufacture of the heat exchanger (100) having the core part (120) in which the flat tubes (122) are laminated.
また、請求項4に記載の発明では、仮固定工程では、少なくとも表面が銅、銅合金製もしくはNi製であるコアプレート(111)およびチューブ(122)を仮固定することを特徴としている。 The invention according to claim 4 is characterized in that, in the temporary fixing step, at least the core plate (111) and the tube (122) whose surfaces are made of copper, copper alloy or Ni are temporarily fixed.
被接合材が銅材からなる場合には、接合工程における加熱温度が高くなると銅材の強度低下が大きくなる。したがって、コアプレート(111)およびチューブ(122)の少なくとも表面が銅、銅合金製もしくはNi製である場合には、本発明を適用すれば、ペースト状ろう材(210)を採用することで接合工程における加熱温度を抑制することが可能である。 When the material to be joined is made of a copper material, the strength reduction of the copper material increases as the heating temperature in the joining process increases. Therefore, when at least the surfaces of the core plate (111) and the tube (122) are made of copper, copper alloy, or Ni, if the present invention is applied, the paste brazing material (210) is used for joining. It is possible to suppress the heating temperature in the process.
具体的には、請求項5に記載の発明のように、塗布工程では、融点が550〜700℃のペースト状ろう材(210)を塗布することが好ましい。 Specifically, as in the invention described in claim 5, it is preferable to apply a paste brazing material (210) having a melting point of 550 to 700 ° C. in the application step.
これは、融点が550℃未満のろう材では充分なろう付接合強度を得ることが難しく、融点が700℃を超えるろう材に対応した加熱温度では被接合材の強度低下が大きくなるためである。また、融点が550〜700℃の銅系ろう材は、脆くて被接合材の表面にクラッドすることが困難であるため、融点が550〜700℃のペースト状ろう材(210)を採用することが好ましい。 This is because it is difficult to obtain a sufficient brazing joint strength with a brazing material having a melting point of less than 550 ° C., and the strength reduction of the material to be joined becomes large at a heating temperature corresponding to the brazing material with a melting point exceeding 700 ° C. . Moreover, since the copper-based brazing material having a melting point of 550 to 700 ° C. is brittle and difficult to clad on the surface of the material to be joined, a paste-like brazing material (210) having a melting point of 550 to 700 ° C. should be adopted. Is preferred.
また、請求項6に記載の発明では、
接合工程では、コア部(120)形成面が略水平となる姿勢で仮固定体を加熱し、
塗布工程では、コアプレート(111)とチューブ(122)とを接合する部位(122b)のうち、接合工程の姿勢において中央より上側のみにペースト状ろう材(210)を塗布することを特徴としている。
In the invention according to claim 6,
In the joining step, the temporary fixing body is heated in a posture in which the core (120) forming surface is substantially horizontal,
The application step is characterized in that the paste-like brazing material (210) is applied only to the upper side from the center in the position of the bonding step in the portion (122b) where the core plate (111) and the tube (122) are bonded. .
これによると、塗布工程で、コアプレート(111)とチューブ(122)とを接合する部位(122b)の全域にペースト状ろう材(210)を塗布しなくても、接合工程では、接合する部位(122b)の上側に塗布したろう材を下側に供給して、接合する部位(122b)の全域で安定したろう付性を確保することができる。 According to this, even if the paste-like brazing material (210) is not applied to the entire region (122b) where the core plate (111) and the tube (122) are joined in the coating step, the portion to be joined in the joining step. The brazing material applied on the upper side of (122b) can be supplied to the lower side, and stable brazing can be ensured in the entire region (122b) to be joined.
また、請求項7に記載の発明では、
コアプレート(111)の線膨張係数は、チューブ(122)の線膨張係数よりも小さく設定されたことを特徴としている。
In the invention according to claim 7,
The linear expansion coefficient of the core plate (111) is set to be smaller than the linear expansion coefficient of the tube (122).
これにより、両部材(111、122)の線膨張差によって、ろう接時に相対的にチューブ(122)はコアプレート(111)側に近接するので、両部材(122、111)間の隙間を小さくすることができ、ろう接性を向上させることができる。 As a result, the tube (122) is relatively close to the core plate (111) side during brazing due to the difference in linear expansion of both members (111, 122), so that the gap between the members (122, 111) is reduced. It is possible to improve the solderability.
また、請求項8に記載の発明の熱交換器では、
積層された複数本のチューブ(122)と複数本のチューブ(122)間に配設されたフィン(121)とを有するコア部(120)と、
複数本のチューブ(122)と接合されたコアプレート(111)が内部空間(110a)のコア部(120)側の底面(110b)を構成し、内部空間(110a)が複数本のチューブ(122)内に連通するヘッダタンク(110)とを備え、
コアプレート(111)と、コアプレート(111)の挿設孔(111a)に端部(122a)を挿設された複数本のチューブ(122)とが、ペースト状ろう材(210)によってろう付接合された熱交換器であって、
コアプレート(111)は、前記底面(110b)のコア部(120)形成面に直交する方向における縁部(111b)がコア部(120)の中心側に対し後退していることを特徴としている。
In the heat exchanger of the invention according to claim 8,
A core portion (120) having a plurality of stacked tubes (122) and fins (121) disposed between the plurality of tubes (122);
The core plate (111) joined to the plurality of tubes (122) constitutes the bottom surface (110b) on the core portion (120) side of the internal space (110a), and the internal space (110a) is composed of the plurality of tubes (122 And a header tank (110) communicating with the inside
The core plate (111) and a plurality of tubes (122) having end portions (122a) inserted into the insertion holes (111a) of the core plate (111) are brazed by the paste brazing material (210). A joined heat exchanger,
The core plate (111) is characterized in that an edge portion (111b) in a direction orthogonal to the core portion (120) forming surface of the bottom surface (110b) is set back with respect to the center side of the core portion (120). .
この熱交換器は、請求項1に記載の発明の製造方法によって製造することができる。したがって、熱交換性能を低下させることなく、コアプレート(111)とチューブ(122)とのろう付性を向上することが可能である。 This heat exchanger can be manufactured by the manufacturing method according to the first aspect of the present invention. Therefore, it is possible to improve the brazing property between the core plate (111) and the tube (122) without deteriorating the heat exchange performance.
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。 In addition, the code | symbol in the parenthesis attached | subjected to each said means is an example which shows a corresponding relationship with the specific means as described in embodiment mentioned later.
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
本実施形態は、本発明を過給機により加圧された空気をエンジンに吸入される前に冷却する熱交換器であるインタークーラ100に適用したものである。図1は、インタークーラ100の全体構成を示す概略正面図であり、図2は、図1に示すインタークーラ100のA−A線断面図である。なお、図1では、後述するコア部120の一部のみを図示している。
In this embodiment, the present invention is applied to an
図1に示すように、インタークーラ100は、コア部120および図中左右の一対のヘッダタンク110から構成されている。
As shown in FIG. 1, the
コア部120は、複数の放熱フィン121およびチューブ122が交互に積層され、図中上下の最外方の放熱フィン121の更に外方には、強度部材としてのサイドプレート124が組付けられ、一体でろう付けされている。
In the
コア部120の図中左右部、すなわち、複数のチューブ122の長手方向両端部において、この長手方向に交差する方向に延びるヘッダタンク110がそれぞれチューブ122内部と連通するように配設されている。図2に示すように、複数のチューブ122の両端部122aは、コアプレート111の挿設孔111aに挿入嵌合し、ろう付けされている。
偏平状のチューブ122内には、図示しないインナーフィンがろう付け接合され、チューブ122外面には放熱フィン121がろう付け接合されている。
Inner fins (not shown) are brazed and joined to the
放熱フィン121および図示しないインナーフィンは熱伝導特性等より銅材からなり、チューブ122およびサイドプレート124は強度特性や熱伝導特性等より銅合金材により形成されている。
The
図1中左右の各ヘッダタンク110は、銅合金板からなるコアプレート111、タンク部(タンク本体部)112、および図示を省略した底面部から構成され、コアプレート111とタンク部(タンク本体部)112との間等はろう付けもしくは溶接により接合され中空構造を形成している。
Each of the
コアプレート111等は、少なくとも表面が銅、銅合金材もしくはNi材からなればよく、例えばステンレス材の表面に銅めっきを施した部材により構成して、強度特性等を向上するものであってもよい。
The
図1中右方側のヘッダタンク110には、入口ジョイント113がヘッダタンク110内と連通するように設けられている。一方、図中左方側のヘッダタンク110には、出口ジョイント114がヘッダタンク110内と連通するように設けられている。そして、入口ジョイント113は、図示しない過給機の吐出側と接続され、また、出口ジョイント114は、図示しないエンジンの吸入側と連結される。
In the
入口ジョイント113は、右方側のヘッダタンク110内へ空気を導入するための本実施形態における導入口であり、出口ジョイント114は、左方側のヘッダタンク110内から空気を導出するための本実施形態における導出口である。
The inlet joint 113 is an inlet in the present embodiment for introducing air into the
両ヘッダタンク110は、両ジョイント113、114から遠い部位となるほど後述するタンク内空間110a断面積が徐々に小さくなっており、コア部120の複数のチューブ122に略均一に空気を流通できるようになっている。
As the
また、両ヘッダタンク110の外面には、インタークーラ100を車両構造部材に取り付けるためのステー130が接合されている。
A
そして、コア部120を構成する各部材は、コアプレート111とともに、嵌合、治具固定等により組付け仮固定された後、所定の位置に塗布されたペースト状のろう材により一体でろう付けされる。その後、コアプレート111にタンク部112等が溶接されてインタークーラ100が形成されている。
Each member constituting the
本発明においては、コアプレート111とチューブ122との接合構造および接合方法に特徴を持たせており、以下その詳細について図2〜図6を用いて説明する。
In the present invention, the joining structure and joining method between the
ここで、図3は、コアプレート111とチューブ122との接合部位を図2右方側から見た図である。また、図4は、コアプレート111とチューブ122との接合部位の工程別断面図であり、図5は、図3のB−B線断面における工程別断面図である。
Here, FIG. 3 is a view of the joint portion between the
図2に示すように、本実施形態のコアプレート111は、ヘッダタンク110のコア部120側底面110bをなす部位のうち、コア部120形成面に直交する方向(図示上下方向)における縁部111bが傾斜しており、コア部120の中心側に対し後退している。
As shown in FIG. 2, the
そして、チューブ122の端部122aは、コアプレート111の縁部111bにまで延びる挿設孔111aに挿設され、ろう材220によりろう付けされている。
The
次に、このコアプレート111とチューブ122とのろう付方法について説明する。
Next, a method for brazing the
図4(a)に示すように、まず、コアプレート111の挿設孔111aにチューブ122の端部122aを挿設して、コア部120とコアプレート111とを仮固定する。
As shown in FIG. 4A, first, the
図5(a)に示すように、コアプレート111は、チューブ挿設孔111aの周囲がバーリング加工によりバーリング部111cとなっている。これにより、チューブ挿設孔111aの周囲には、チューブ122の挿設方向に向かって傾斜した傾斜面111dが形成されている。
As shown in FIG. 5A, the
したがって、コアプレート111チューブ挿設孔111a内にチューブ122の端部122aを挿設するときには、端部122aが傾斜面111dにより案内されて、容易に挿設することができる。
Therefore, when the
図4(a)および図5(a)に示す工程が、本実施形態における仮固定工程である。 The process shown in FIG. 4A and FIG. 5A is a temporary fixing process in the present embodiment.
上述のようにコア部120とコアプレート111とを仮固定したら、次に、図4(b)に示すように、塗布装置であるディスペンサ200を用いて、コアプレート111とチューブ122とを接合する部位122bに、ペースト状ろう材210(図5(b)参照)を塗布する。
If the
ここでは、ディスペンサ200の先端部は直線形状(直線管状)をなしている。これは、本実施形態では塗布装置として汎用のディスペンサを採用しているためである。
Here, the tip of the
仮固定工程で仮固定したコアプレート111とコア部120との仮固定体には、縁部111bがコア部120から遠ざかる方向に後退しているコアプレート111を採用しているため、コアプレート111と放熱フィン121との間に、ディスペンサ200を進入させるスペースが形成されている。
Since the
したがって、図4(b)に示すように、ディスペンサ200の直線状先端部をコア部120形成面に直交する方向(コア部120厚さ方向、図示上下方向)において、二点鎖線で示す位置にまで深く進入させることができる。これにより、図6に一点鎖線で示すように、コアプレート111とチューブ122とを接合する部位122bの比較的広範囲にペースト状ろう材210(図5(b)参照)を塗布することができる。
Therefore, as shown in FIG. 4 (b), the linear tip portion of the
図4(b)および図5(b)に示す工程が、本実施形態における塗布工程である。 The process shown in FIG. 4B and FIG. 5B is a coating process in this embodiment.
この塗布工程では、図5(b)に示すように、コアプレート111バーリング部111cの傾斜面111dとチューブ122外周面との間に、ペースト状ろう材210を塗布する。
In this application step, as shown in FIG. 5B, a paste-
ここで塗布されるペースト状ろう材210は、銅(Cu)−錫(Sn)−ニッケル(Ni)−燐(P)からなる合金粉末と有機高分子バインダとが混合されたものである。ちなみに、金属粉末の各成分の重量割合は、例えば銅75%、錫15%、ニッケル5%、燐5%としており、ろう材の融点は約600℃となっている。
The paste-
上述のようにコアプレート111の傾斜面111dとチューブ122との間にペースト状ろう材210を塗布したら、コア部120とコアプレート111との仮固定体を加熱して、図4(c)および図5(c)に示すように、コアプレート111とチューブ120とをろう材220でろう付接合する。
When the paste-
図4(c)および図5(c)に示す工程が、本実施形態における接合工程である。 The process shown in FIG.4 (c) and FIG.5 (c) is a joining process in this embodiment.
この接合工程は、図示しない還元ガス雰囲気のろう付炉内で行なわれる。コア部120とコアプレート111との仮固定体は、コア部120形成面が略水平となる姿勢(チューブ122の長手方向が略水平となる姿勢)で、かつ塗布工程で塗布したペースト状ろう材210が接合する部位122bのうち中央より上側となるようにして、ろう付炉内に投入する。
This joining process is performed in a brazing furnace in a reducing gas atmosphere (not shown). The temporarily fixed body of the
ここで、ろう付炉内には還元ガスとして例えば水素(H2)を導入し、600〜800℃の温度条件で、仮固定体を加熱する。 Here, for example, hydrogen (H 2 ) is introduced as a reducing gas into the brazing furnace, and the temporarily fixed body is heated under a temperature condition of 600 to 800 ° C.
これにより、コアプレート111やチューブ122等の被接合材の表面の酸化皮膜が、ろう材中の燐(P)や還元ガスによって確実に除去される。そして、コアプレート111とチューブ122とを接合する部位122bのうち中央より上側のみに塗布したペースト状ろう材210が溶融して、毛細管効果により、接合する部位122bのうちペースト状ろう材を塗布しなかった下方側部にもろう材が充填される。
As a result, the oxide film on the surface of the material to be joined such as the
塗布工程では、コアプレート111の傾斜面111dとチューブ122との間にペースト状ろう材210を塗布するので、接合工程におけるコアプレート111とチューブ120との間のろう溜まり性は極めて良好である。
In the application process, since the
また、仮固定工程で仮固定するコアプレート111およびチューブ122において、コアプレート111の線膨張係数は、チューブ122の線膨張係数よりも小さく設定されている。
Further, in the
したがって、接合工程では、両部材111、122の線膨張差によって、ろう接加熱時に相対的にチューブ122はコアプレート111側に近接するので、両部材122、111間の隙間を小さくすることができ、ろう接性を向上させることができる。
Therefore, in the joining process, the
上述の構成および製造方法によれば、タンク内空間110aコア部120側底面110bをなす部位の縁部111bがコア部120の中心側に対し後退したコアプレート111を採用することにより、塗布工程において、直線状先端部を有するディスペンサ200が、チューブ122間の放熱フィン121と干渉し難い。
According to the above-described configuration and manufacturing method, by adopting the
したがって、放熱フィン121の配設領域を縮小しなくても、コアプレート111の後退した縁部111bにより形成されたスペースを利用して、コアプレート111とチューブ122とを接合する部位122bの比較的広い領域に容易にペースト状ろう材210を塗布することができる。また、仮固定工程の後にペースト状ろう材の塗布工程を行なうので、仮固定時にペースト状ろう材が脱落することもない。このようにして、熱交換性能を低下させることなく、コアプレート111とチューブ122とのろう付性を向上することができる。
Therefore, even if the arrangement area of the
また、コアプレート111およびチューブ122は、少なくとも表面が銅、銅合金製もしくはNi製である。本発明は被接合材が他の金属材料からなる熱交換器であっても適用可能であるが、高温耐圧強度等の要求特性から、本実施形態では少なくとも表面が銅系材からなる被接合材を採用している。
The
被接合材が銅系材からなる場合には、接合工程における加熱温度が高くなると銅系材の強度低下が大きくなる。これに対し、本実施形態では、比較的低融点のペースト状ろう材210を採用することで接合工程における加熱温度を抑制している。
When the material to be joined is made of a copper-based material, the strength reduction of the copper-based material increases as the heating temperature in the joining process increases. On the other hand, in this embodiment, the heating temperature in a joining process is suppressed by employ | adopting the paste-
採用するペースト状ろう材は、融点が550〜700℃であることが好ましい。これは、融点が550℃未満のろう材では充分なろう付接合強度を得ることが難しく、融点が700℃を超えるろう材を確実に溶融する加熱温度とすると、被接合材の強度低下が大きくなるためである。また、融点が550〜700℃の銅系ろう材は、脆くて被接合材の表面にクラッドすることが困難であるため、融点が550〜700℃のペースト状ろう材を採用することが好ましい。 The pasty brazing material to be used preferably has a melting point of 550 to 700 ° C. This is because it is difficult to obtain sufficient brazing joint strength with a brazing material having a melting point of less than 550 ° C., and when the brazing material having a melting point of more than 700 ° C. is used as a heating temperature for reliably melting, the strength of the joined material is greatly reduced. It is to become. Moreover, since the copper-based brazing material having a melting point of 550 to 700 ° C. is brittle and difficult to clad on the surface of the material to be joined, it is preferable to employ a paste-like brazing material having a melting point of 550 to 700 ° C.
また、接合工程では、コア部120形成面が略水平となる姿勢で仮固定体を加熱し、塗布工程では、コアプレート111とチューブ122とを接合する部位122bのうち、接合工程の姿勢において中央より上側のみにペースト状ろう材210を塗布している。
In the joining process, the temporarily fixed body is heated in a posture in which the surface on which the
したがって、塗布工程で、コアプレート111とチューブ122とを接合する部位122bの全域にペースト状ろう材210を塗布しなくても、接合工程では、接合する部位122bの上側に塗布したろう材を下側に供給して、接合する部位122bの全域で安定したろう付性を確保することができる。
Therefore, even if the
また、コアプレート111とチューブ122とを接合する部位122bの中央より下側にはペースト状ろう材210を塗布していないので、接合部位122bより下方にろう材が脱落し難い。すなわち、コアプレート111とチューブ122との接合部位122bのろう付性を向上できるばかりでなく、塗布するろう材量を低減することもできる。さらに、接合部位122bの略全域にペースト状ろう材を塗布する場合に比較して、塗布工程の工数を低減することが可能である。
Moreover, since the paste-
(他の実施形態)
上記一実施形態では、コアプレート111とチューブ122とを接合する部位122bのうち、接合工程の姿勢において中央より上側のみにペースト状ろう材210を塗布していたが、両側に塗布するものであってもよい。
(Other embodiments)
In the above-described embodiment, the paste-
また、上記一実施形態では、コアプレート111は、ヘッダタンク110のコア部120側底面110bをなす部位のうち、コア部120形成面に直交する方向における両縁部111bが傾斜しており、コア部120の中心側に対して遠ざかる形状をなしていたが、この形状に限定されるものではない。
Further, in the above-described embodiment, the
コアプレートがコア部厚さ方向において中央部より縁部に向かうほど、コア部の中心側に対して後退しているものであればよい。例えば、図7に示すように、コアプレート311のコア部120側底面310bをなす部位の断面形状が略円弧状をなすものであってもよいし、図8に示すように、コアプレート411のコア部120側底面410bをなす部位の断面形状が略三角形状(一対の傾斜面のみにより構成される形状)をなすものであってもよい。
What is necessary is just to retreat with respect to the center side of a core part, so that a core plate goes to an edge part from a center part in the core part thickness direction. For example, as shown in FIG. 7, the cross-sectional shape of the portion forming the
また、コアプレートとチューブとを接合する部位のうち、中央より上側のみにペースト状ろう材210を塗布する場合には、コアプレートは、ペースト状ろう材210を塗布する側において縁部がコア部120の中心側に対して遠ざかる形状とするものであればよい。例えば、図9に示すように、ペースト状ろう材210を塗布する上側の縁部511bのみをコア部120中心側から後退させたコアプレート511を採用してもよいし、図10に示すように。上側の縁部611bの後退の度合い(傾斜の度合い)を下側の縁部611cの後退の度合いより大きくしたコアプレート611を採用してもよい。
Further, when the paste-
また、上記一実施形態では、コアプレート111のチューブ挿設孔111aの周囲にはバーリング加工により傾斜面111dを形成していたが、傾斜面の形成はバーリング加工に限定されるものではない。例えば、面取り加工等により形成するものであってもよい。
In the above embodiment, the
また、上記一実施形態では、チューブ122は断面が扁平形状の所謂扁平チューブであったが、これに限定されるものではない。例えば、断面が円形状のチューブであってもかまわない。ただし、上記一実施形態のように、複数の扁平チューブ122を積層したコア部120では、コアプレート111とチューブ120とをろう付接合する部位122bが、コア部120形成面に直交する方向(コア部厚さ方向)に長くなり易い。したがって、扁平チューブ122を積層したコア部120を有する熱交換器100に本発明を適用することは非常に有効である。
In the above-described embodiment, the
また、チューブ間にフィンが配設されるものであれば、チューブとフィンとは交互に積層されるものに限定されず、例えば、チューブがプレートフィンを貫通する構成であってもよい。 Moreover, as long as a fin is arrange | positioned between tubes, a tube and a fin are not limited to what is laminated | stacked alternately, For example, the structure which a tube penetrates a plate fin may be sufficient.
また、上記一実施形態では、熱交換器としてインタークーラ100を用いて説明したが、これに限らず、本発明は、他の熱交換器としてオイルクーラなどに適用するものであってもよい。
Moreover, in the said one Embodiment, although demonstrated using the
100 インタークーラ(熱交換器)
110 ヘッダタンク
110a タンク内空間(内部空間)
110b 底面(コア部側底面)
111 コアプレート
111a チューブ挿設孔(挿設孔)
111b 縁部
111d 傾斜面
120 コア部(熱交換部)
121 放熱フィン(フィン)
122 チューブ(扁平チューブ)
122a 端部
122b 接合部位
200 ディスペンサ(塗布装置)
210 ペースト状ろう材
100 intercooler (heat exchanger)
110
110b Bottom (core side bottom)
121 Heat dissipation fin (fin)
122 tube (flat tube)
210 Paste brazing filler metal
Claims (8)
前記複数本のチューブ(122)と接合されたコアプレート(111)が内部空間(110a)の前記コア部(120)側の底面(110b)を構成し、前記内部空間(110a)が前記複数本のチューブ(122)内に連通するヘッダタンク(110)とを備える熱交換器の製造方法であって、
前記コアプレート(111)の挿設孔(111a)に前記複数本のチューブ(122)の端部(122a)を挿設して、前記コア部(120)と前記コアプレート(111)とを仮固定する仮固定工程と、
前記仮固定工程の後に、前記コアプレート(111)と前記チューブ(122)とを接合する部位(122b)に、直線状先端部を有する塗布装置(200)でペースト状ろう材(210)を塗布する塗布工程と、
前記塗布工程の後に、前記コア部(120)と前記コアプレート(111)との仮固定体を加熱して、前記コアプレート(111)と前記チューブ(120)とをろう付接合する接合工程とを備え、
前記仮固定工程では、前記底面(110b)の前記コア部(120)形成面に直交する方向の縁部(111b)が前記コア部(120)の中心側に対し後退した前記コアプレート(111)を仮固定することを特徴とする熱交換器の製造方法。 A core portion (120) having a plurality of stacked tubes (122) and fins (121) disposed between the plurality of tubes (122);
The core plate (111) joined to the plurality of tubes (122) constitutes a bottom surface (110b) on the core portion (120) side of the internal space (110a), and the internal space (110a) is the plurality of the internal spaces (110a). A header tank (110) communicating with the tube (122) of the heat exchanger,
The ends (122a) of the plurality of tubes (122) are inserted into the insertion holes (111a) of the core plate (111) to temporarily connect the core portion (120) and the core plate (111). A temporary fixing step for fixing;
After the temporary fixing step, a paste-like brazing material (210) is applied to a portion (122b) where the core plate (111) and the tube (122) are joined with a coating device (200) having a linear tip. An application process to
A joining step of heating the temporarily fixed body between the core portion (120) and the core plate (111) and brazing the core plate (111) and the tube (120) after the coating step; With
In the temporary fixing step, the core plate (111) in which the edge (111b) of the bottom surface (110b) in the direction orthogonal to the surface on which the core (120) is formed is retreated with respect to the center side of the core (120). A method of manufacturing a heat exchanger, characterized by temporarily fixing a heat exchanger.
前記塗布工程では、前記傾斜面(111d)と前記チューブ(122)との間に、前記ペースト状ろう材(210)を塗布することを特徴とする請求項1に記載の熱交換器の製造方法。 In the temporary fixing step, the core plate (111) in which an inclined surface (111d) inclined toward the insertion direction of the tube (122) is formed around the insertion hole (111a) is temporarily fixed.
2. The method of manufacturing a heat exchanger according to claim 1, wherein, in the application step, the paste brazing material (210) is applied between the inclined surface (111 d) and the tube (122). .
前記塗布工程では、前記コアプレート(111)と前記チューブ(122)とを接合する部位(122b)のうち、前記接合工程における姿勢において中央より上側のみに前記ペースト状ろう材(210)を塗布することを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか1つに記載の熱交換器の製造方法。 In the joining step, the temporary fixing body is heated in a posture in which the core part (120) forming surface is substantially horizontal,
In the application step, the paste-like brazing material (210) is applied only to the upper side from the center in the position in the bonding step in the portion (122b) where the core plate (111) and the tube (122) are bonded. The method for manufacturing a heat exchanger according to any one of claims 1 to 5, wherein:
前記複数本のチューブ(122)と接合されたコアプレート(111)が内部空間(110a)の前記コア部(120)側の底面(110b)を構成し、前記内部空間(110a)が前記複数本のチューブ(122)内に連通するヘッダタンク(110)とを備え、
前記コアプレート(111)と、前記コアプレート(111)の挿設孔(111a)に端部(122a)を挿設された前記複数本のチューブ(122)とが、ペースト状ろう材(210)によってろう付接合された熱交換器であって、
前記コアプレート(111)は、前記底面(110b)の前記コア部(120)形成面に直交する方向の縁部(111b)が前記コア部(120)の中心側に対し後退していることを特徴とする熱交換器。 A core portion (120) having a plurality of stacked tubes (122) and fins (121) disposed between the plurality of tubes (122);
The core plate (111) joined to the plurality of tubes (122) constitutes a bottom surface (110b) on the core portion (120) side of the internal space (110a), and the internal space (110a) is the plurality of the internal spaces (110a). A header tank (110) communicating with the tube (122) of
The core plate (111) and the plurality of tubes (122) having end portions (122a) inserted in the insertion holes (111a) of the core plate (111) include a paste brazing material (210). A heat exchanger brazed by
In the core plate (111), an edge portion (111b) of the bottom surface (110b) in a direction perpendicular to the surface on which the core portion (120) is formed is retreated with respect to the center side of the core portion (120). Features heat exchanger.
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