JP2009299932A - 熱交換器および扁平チューブのろう付け方法 - Google Patents

Abstract

【課題】予期せぬボイドの発生を抑制できる熱交換器および扁平チューブのろう付け方法を提供する。
【解決手段】第１流体が流通する第１流路（１１）が内部に形成された扁平な第１チューブ（１０）と、第２流体が流通する第２流路（２１）が内部に形成された扁平な第２チューブ（２０）とを有し、第１チューブ（１０）と第２チューブ（２０）とは厚み方向に重ね合わされて両チューブ（１０，２０）の間に介在されたろう材（４０）によって一体的にろう付けされており、第１流体と第２流体との間で熱交換を行う熱交換器であって、第１チューブ（１０）および第２チューブ（２０）の少なくとも一方のチューブ（１０，２０）には、他方のチューブ（１０，２０）と対向する側の面にチューブ（１０，２０）の長手方向に沿うように凸部（１３，２３）を形成した。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば車両用空調装置の冷凍サイクルに適用される熱交換器および、例えば熱交換器に適用される扁平チューブのろう付け方法に関する。

従来、特許文献１に記載されるように、車両用空調装置の冷凍サイクルにおいて放熱器を通過した高温高圧冷媒と、圧縮機に戻る前の低温低圧冷媒とを熱交換させる内部熱交換器を備えたものが知られている。

この内部熱交換器は、圧縮機で圧縮された高温高圧冷媒が流通する高圧冷媒用流路が内部に形成される扁平の高圧側チューブと、圧縮機に戻る前の低温低圧冷媒が流通する低圧冷媒用流路が内部に形成される扁平の低圧側チューブとを備えている。そして、高圧側チューブと低圧側チューブとは、高圧冷媒用流路および低圧冷媒用流路が平行となるように両面クラッド材を介して厚み方向に重ね合わされた状態で炉内に搬入されて、チューブの外面同士がろう付けされて一体化される。
特開２００７−２５５８７２号公報

しかし、上記構成では、各チューブおよびクラッド材は共に平坦に形成されており、ろう付け部位において互いに全面で接触する構成であるため、ろう付け時に発生する気化フラックスや空気の影響により予期しない大きなボイド（ろう付けがなされない隙間部分）が生じることがあった。こうしたボイドが発生すると、ボイドの部分で断熱されてしまうため、熱伝達が妨げられ熱伝達性能が低下するという問題を引き起こしていた。

上記問題に鑑み、本発明は、予期せぬボイドの発生を抑制できる熱交換器および扁平チューブのろう付け方法を提供することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。

請求項１に記載の発明では、第１流体が流通する第１流路（１１）が内部に形成された扁平な第１チューブ（１０）と、第２流体が流通する第２流路（２１）が内部に形成された扁平な第２チューブ（２０）とを有し、第１チューブ（１０）と第２チューブ（２０）とは厚み方向に重ね合わされて両チューブ（１０，２０）の間に介在されたろう材（４０）によって一体的にろう付けされており、第１流体と第２流体との間で熱交換を行う熱交換器であって、第１チューブ（１０）および第２チューブ（２０）の少なくとも一方のチューブ（１０，２０）には、他方のチューブ（１０，２０）と対向する側のろう付け面にチューブ（１０，２０）の長手方向に沿うように凸部（１３，２３）が形成されていることを特徴とする。

第１チューブ（１０）と第２チューブ（２０）とは、通常、平坦なクラッド材や、ブレージングシート、ろう箔等のろう材（４０）をろう付け面に介在させてろう付けされる。

本構成によれば、凸部（１３，２３）がチューブ（１０，２０）の幅方向において単数形成される場合には、ろう材と接する凸部（１３，２３）がろう付け起点となり、ろう材を凸部（１３，２３）から幅方向へ流れるようにしてやることで、そのろう材流れによって気化フラックスや空気を幅方向へ押し出してボイドの発生を抑制することができる。

また、凸部（１３，２３）が、例えば幅方向に複数形成される場合には、ろう材と接する複数の凸部（１３，２３）がそれぞれろう付け起点となり、凸部（１３，２３）（ろう付け起点）では確実にろう付け接合されて、凸部（１３，２３）同士の間には場合により意図したボイド（ろう材が回っていない隙間）が生じる。この構成によれば、ボイドが生じたとしても予測範囲の意図した小さなものに限られるため、意図しない部位に予測不能な大きなボイドが発生することを抑制することができる。

すなわち、本構成によれば、ボイドの発生を調整することで、熱交換器としての熱伝達性能が低下することを抑制することができる。

請求項２に記載の発明では、凸部（１３，２３）は、チューブ（１０，２０）の長手方向に延びるように形成されるとともに、チューブ（１０，２０）の幅方向の略中央部（１４，２４）が幅方向両端部から徐々に厚みが大きくなるように膨らんで成形された膨らみ部（１３，２３）で構成されていることを特徴とする。

本構成によれば、例えば、膨らみ部（１３，２３）の形状を有する所定の金型を用いてチューブを押し出し成形することにより、ろう付け起点となる凸部（１３，２３）（膨らみ部）を容易に形成することができる。そして、ろう付け時には、幅方向の略中央部（１４，２４）から両端部へ向けてろう材が流れることで、気化フラックスや空気が閉じ込められることなく、端部側へ押し出されるため、ボイドの発生を効果的に抑制することができる。

請求項３に記載の発明では、凸部（２５）は、第１チューブ（１０）および第２チューブ（２０）の少なくとも一方のチューブ（１０，２０）のろう付け面側が波状に凸凹をなすように成形されることで複数個形成されていることを特徴とする。

本構成によれば、複数の凸部（２５）の一つ一つがろう付け起点となり、凸部（２５）とろう材（４０）との接触面積を確保することができる。また、各凸部（２５）同士の間に小さな意図したボイド（ろう材が回っていない隙間）を形成することで、意図しない部位に予測不能な大きなボイドが発生することを抑制することができる。

請求項４に記載の発明では、圧縮機、冷却用熱交換器、減圧手段、蒸発器が環状に接続されて構成される冷凍サイクル装置に適用され、第１チューブ（１０）は冷却用熱交換器を通過後の第１流体としての高圧流体が流通する高圧側チューブ（１０）であって、第２チューブ（２０）は蒸発器から流出した第２流体としての低圧流体が流通する低圧側チューブ（２０）であって、高圧側チューブ（１０）に凸部（１３，２５）が形成されていることを特徴とする。

本構成の熱交換器は、低圧側チューブ（２０）を流通する低圧流体と高圧側チューブ（１０）を流通する高圧流体とを熱交換する内部熱交換器である。そして、例えば、請求項２との組み合わせでは、高圧側チューブ（１０）に凸部である膨らみ部（１３）が形成される。内部熱交換器は、搭載性能上、最終的に各チューブ（１０，２０）が長手方向に折り曲げられたのち積層されて完成品とされる。このような場合、一般にチューブ高さ（太さ）の小さい（細い）高圧側チューブ（１０）に膨らみ部（１３）を形成することで、チューブ長手方向の曲げにくさを軽減することができる。

請求項５に記載の発明では、第１流体が流通する第１流路（１１）が内部に形成された扁平な第１チューブ（１０）と、第１流体との間で熱交換を行う第２流体が流通する第２流路（２１）が内部に形成された扁平な第２チューブ（２０）とを、第１チューブ（１０）と第２チューブ（２０）との間にろう材（４０）を介在させて厚み方向に重ね合わせた状態で一体ろう付けする扁平チューブのろう付け方法であって、第１チューブ（１０）、第２チューブ（２０）、ろう材（４０）の少なくとも一つにチューブ（１０，２０）の長手方向に沿うように凸部（１３）を形成し、凸部（１３）によって両チューブ（１０，２０）の少なくとも一方のチューブ（１０，２０）のろう付け面（１５）とろう材（４０）との隙間が幅方向において異なるように両チューブ（１０，２０）を重ね合わせ、隙間の小さい部位から隙間が大きい部位へ向けてろう付けを進行させることを特徴とする。

本構成のろう付け方法によれば、チューブ（１０，２０）のろう付け面とろう材（４０）との隙間が幅方向において異なるようにしているため、ろう付け時には隙間の小さい部位から隙間の大きい部位へ向けて溶融したろう材が流れて行く。このように、意図的にろう付け起点（隙間の小さい部位）を設定することで、ろう材の流れによって流れ方向へボイドを除去する、もしくは、予測できる範囲内にのみボイドを発生させるようにして熱交換性能の低下を抑制することができる。

請求項６に記載の発明では、凸部（１３）は第１チューブ（１０）および第２チューブの少なくとも一方のチューブ（１０）に、所定の曲率半径（Ｒ）をなす曲面（１５）を有する膨らみ部（１３）として形成され、膨らみ部（１３）が形成されるチューブ（１０）は、ろう付け時にチューブ（１０）の略中央部（１４）が、平面板状をなすろう材（４０）に接するように中央組み付けされるものであって、チューブ（１０）の略中央部（１４）からの膨らみ曲面高さ（ｈ）と、曲面（１５）に対応するチューブの幅（ｗ）とは、下記数式１の関係にあることを特徴とする。
（数１）
０＜ｈ≦Ｒ−（Ｒ^２−ｗ^２／４）^１／２
（Ｒ＝（９＋１６ｗ^２）／６０ 単位「ｍｍ」）
膨らみ部（１３）の膨らみ曲面高さ（ｈ）（＝突出量）があまりに大きくなると、チューブ（１０）と例えばクラッド材（平面板状をなすろう材（４０））との隙間が大きすぎてろう材が十分に回らずにろう付け不良が生じる。ひいては、熱交換性能の低下を招く結果となる。本出願人の検討により、チューブ表面においてろう付け面の８割においてろう付けがなされていれば、熱交換性能の低下が少なく許容範囲内であることがわかった。本構成にように、膨らみ曲面高さ（ｈ）と曲面（１５）に対応するチューブの幅（ｗ）とが上記数式１の関係にあれば、チューブ（１０）の略中央部（１４）から幅方向両端へ向けて溶融したろう材が回って、ろう付け面の８割は確実にろう付けを行うことができ、ボイドを抑制するとともに熱交換性能の低下を抑制することができる。

請求項７に記載の発明では、凸部（４５，４６）はろう材（４０Ｃ）の幅方向の一端部に長手方向に沿って複数突出形成されており、幅方向の他端部から一端部へ向けてろう付けを進行させることを特徴とする。

本構成のろう付け方法によれば、幅方向の他端部から一端部へのろう材の流れによって、気化フラックスや空気を押し出すようにしてボイドの発生を抑制することができる。

請求項８に記載の発明では、凸部（４５，４６）の突出高さは、０．３ｍｍ以下であることを特徴とする。

ろう材（４０Ｃ）に凸部（４５，４６）が形成されることで、凸部（４５，４６）の近傍におけるチューブ（１０Ｃ，２０Ｃ）とろう材（４０Ｃ）との隙間は大きくなる。本構成によれば、凸部（４５，４６）の突出高さを０．３ｍｍ以下に設定することで、隙間が大きくなる部位においても十分ろう材が回り、ろう付け面積を許容範囲内に設定することができる。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、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ものである。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について、図１〜図３を参照しつつ説明する。図１は、本実施形態における内部熱交換器１の構成を模式的に示す全体斜視図であって、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ部を示す断面図であって、（ａ）はろう付け前を示す図、（ｂ）はろう付け後を示す図である。なお、図１は、内部熱交換器１の全体形状を明確にするための図であって、以下各実施形態で後述するチューブ１０，２０の詳細な形状等は省略して記載してある。また、図２では、特徴を明確にするために後述するクラッド材４０は、実際よりも厚みを大きく記載してある（後述する図４〜図７についても同様とする。）。この内部熱交換器１は、車両用空調装置の冷凍サイクル装置（図示略）に適用したものであって、放熱器（冷却用熱交換器）と膨張弁（減圧手段）との間を流通する高温高圧冷媒と、蒸発器と圧縮機との間を流通する低温低圧冷媒とを熱交換させるものである。冷凍サイクル装置は、冷媒が例えば二酸化炭素とされた超臨界冷凍サイクルを構成している。

図１に示すように、内部熱交換器１は、高温高圧冷媒（第１流体）が流通する高圧冷媒用流路１１（図２参照、「第１流路」に相当。）が内部に形成される高圧側チューブ１０と、低温低圧冷媒（第２流体）が流通する低圧冷媒用流路２１（図２参照、「第２流路」に相当。）が内部に形成される低圧側チューブ２０とを備えている。そして、各チューブ１０，２０が長手方向に略Ｕ字形状に曲げられた状態で、内側に高圧側チューブ１０が配置され外側に低圧側チューブ２０が配置されるように積層されている。

なお、内部熱交換器１の下部のアール部において、高圧側チューブ１０の外側の曲率半径は低圧側チューブ２０の内側の曲率半径よりも大きく設定されており、積層状態では両チューブ１０，２０間に僅かな隙間を形成している。例えば、低圧側チューブ２０の内側の曲率半径が高圧側チューブ１０の外側の曲率半径よりも大きくなっていると、低圧側チューブ２０が高圧側チューブ１０をかついでしまい、図１において側面や底面の直線部分に隙間が生じる虞がある。本実施形態では、下部のアール部で意図的に隙間を形成しておくことで、側面や底面の直線部分では両チューブ１０，２０が隙間なくぴったりと接するようにできる。また、あえて隙間を生じさせることで隙間腐食の虞を回避することができる。

上記各チューブ１０，２０は、図２に示すように、扁平板状に形成された扁平チューブであり、アルミニウム合金を押し出し加工または引き抜き加工するにより成形される。そして、内部には複数本の冷媒用流路１１，２１がチューブ１０，２０の幅方向に等間隔に形成されている。なお、高圧冷媒の密度は低圧冷媒の密度より大きいので、高圧側チューブ１０の冷媒流路断面積を低圧側チューブ２０の冷媒流路断面積より小さく設定してある。これに伴い、高圧側チューブ１０の厚みは低圧側チューブ２０の厚みより小さくなっている（図２参照）。

高圧側チューブ１０の長手方向の両端側には、図１に示すように全体Ｕ字形状の内側に折り曲げられてなる折り曲げ部１２ａ，１２ｂが形成されている。一方、低圧側チューブ２０において折り曲げ部１２ａ，１２ｂに対向する両端側は直線部２２ａ，２２ｂに形成されている。

また、高圧側チューブ１０の長手方向の両端部（折り曲げ部１２ａ，１２ｂ）には、それぞれ第１高圧側ヘッダタンク３１ａ、第２高圧側ヘッダタンク３１ｂが配設されている。同様に、低圧側チューブ２０の長手方向の両端部（直線部２２ａ，２２ｂ）には、それぞれ第１低圧側ヘッダタンク３２ａ、第２低圧側ヘッダタンク３２ｂが配設されている。なお、各ヘッダタンク３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂにはそれぞれチューブ挿入孔（図示略）が形成されており、このチューブ挿入孔に各チューブ１０，２０の長手方向端部が挿入され、各ヘッダタンク３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂと各チューブ１０，２０の冷媒用流路１１，２１とが連通するようになっている。また、第１高圧側ヘッダタンク３１ａの流入側は放熱器に連通しており、第２高圧側ヘッダタンク３１ｂの流出側は膨張弁に連通するようになっている。さらに、第１低圧側ヘッダタンク３２ａの流入側は蒸発器の下流に配置される気液分離器（図示略）に連通しており、第２低圧側ヘッダタンク３２ｂの流出側は圧縮機に連通するようになっている。

上記各部材（各チューブ１０，２０、各ヘッダタンク３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂ）は、両チューブ１０，２０を仕上がり形状である略Ｕ字形状となるように長手方向に曲げ加工した後、両チューブ１０，２０間に平坦な板状の両面ろうクラッド材４０（図２参照、ろう材。以下、単に「クラッド材」と言う。）を介在させて厚み方向に積層して、ろう材の溶融温度以上に加熱された炉内に搬送して各ヘッダタンク３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂも含めてろう付けにより一体化する。本実施形態では、両冷媒用流路１１，２１が平行であり、冷媒流れについても同一方向への流れるようになっている。なお、この冷媒流れについては対向流れとなるように設計しても良い。

次に、両チューブ１０，２０の詳細形状を中心とした本発明の特徴部について、図２を参照して説明する。図２に示すように、両チューブ１０，２０は、幅方向の略中央が膨らみ部１３，２３（凸部）として膨らんだ中凸形状に形成されている。両チューブ１０，２０の厚み方向両端面（図２における上下面）は、膨らみ部１３，２３から幅方向の両端へ向けて徐々に厚みが小さくなるように、断面視において滑らかな曲面（第１チューブ１０の曲面１５）に形成されている。さらに、幅方向の両端部は、滑らかに先細となるように円弧形状をなすように形成されている。

ここで、高圧側チューブ１０の膨らみ部１３の曲面高さｈ（膨らみ部１３の突出量）と、膨らみ部１３に対応する高圧側チューブ１０の幅ｗ（＝曲率半径Ｒに対応する幅方向長さ。以下、単にチューブ幅ｗと言う。）とは、膨らみ部１３の曲面における曲率半径Ｒ（図３参照）を用いて示すと以下の数式１の関係にある。なお、図３は、曲面高さｈとチューブ幅ｗとの関係式を導出するための説明図である。

（数１）
０＜ｈ≦Ｒ−（Ｒ^２−ｗ^２／４）^１／２
（Ｒ＝（９＋１６ｗ^２）／６０ 単位「ｍｍ」）
上記数式１の右辺側は以下のようにして導出できる。本出願人の検討により、ろう付け面の８割においてろう付けがなされていれば、熱交換性能の低下が少なく許容範囲内であることがわかった。また、ろう付け後にフィレットが形成されるように（十分にろう材が回るように）、チューブ１０とろう材平面までの厚み方向距離は０．３ｍｍまでと制限する。これらの２つの条件と図３に示す幾何学的条件より、以下の数式２が導かれる。

（数２）
（Ｒ−０．３）^２＋（０．８ｗ／２）^２＝Ｒ^２
これを整理して、
（数３）
Ｒ＝（９＋１６ｗ^２）／６０
となる。

そして、上記数式３と図３の幾何学的条件より、上記数式１の関係が導かれる。なお、上記数式１は、両チューブ１０，２０間に、ある程度の安定性を持って平坦性が維持されるろう材４０が介在されるとともに、膨らみ部１３が形成されるチューブ１０とろう材４０とが平行となるように中央組み付けされることが前提とされる。

また、上記では、高圧側チューブ１０の膨らみ部１３を例に説明したが、低圧側チューブ２０の膨らみ部２３についても同様であって、膨らみ部２３の曲率半径とチューブ幅とは上記数式１の関係にあるものとする。さらに、本実施形態において、クラッド材４０の幅は、チューブ幅ｗと略同じに設定されている。

上記のように構成された内部熱交換器１では、放熱器を流出した高温高圧冷媒は、図１に矢印で示すように、第１高圧側ヘッダタンク３１ａに形成される流入口（図示略）から第１高圧側ヘッダタンク３１ａ内に流入し、一旦集合される。そして、高圧側チューブ１０の高圧冷媒用流路１１内を流通して第２高圧側ヘッダタンク３１ｂに集合されて、第２高圧側ヘッダタンク３１ｂに形成される流出口（図示略）から膨張弁へ向けて流出される。

一方、気液分離器を流出した低温低圧冷媒は、第１低圧側ヘッダタンク３２ａに形成される流入口（図示略）から第１低圧側ヘッダタンク３２ａ内に流入し、一旦集合される。そして、低圧側チューブ２０の低圧冷媒用流路２１内を流通して第２低圧側ヘッダタンク３２ｂに集合されて、第２低圧側ヘッダタンク３２ｂに形成される流出口から圧縮機へ向けて流出される。この際、高温高圧冷媒と低温低圧冷媒とが熱交換し、膨張弁に至る高圧冷媒用流路１１内を流通する冷媒の温度が下がり、冷凍サイクル装置の効率が向上する。

次に、本実施形態におけるろう付け時の態様について説明する。図２（ａ）に示すように、ろう付け前の状態では、両チューブ１０，２０の両膨らみ部１３，２３の中央部１４，２４がクラッド材４０と接するように仮り組みされる。ろう付け時には、ろう材は、クラッド材４０と接している両中央部１４，２４をろう付け起点として、より隙間の大きい左右両端側に向けて流れる。ろう付け後には、図２（ｂ）に示すように、チューブ１０，２０の幅方向両端部の近傍までろう材が流れてフィレット４１が形成される。

このように、ろう材を中央部１４，２４から幅方向（図２における左右方向）へ流れるようにしてやることで、ろう材流れによって気化フラックスや空気を幅方向へ押し出してボイドの発生を抑制することができる。

また、本実施形態では、膨らみ部１３，２３の曲面高さ（ｈ）とチューブ幅（ｗ）とが上記数式１の関係にあるため、チューブ幅ｗの８割は確実にろう付けを行うことができ、ボイドを抑制するとともにろう付け面積の確保によって熱交換性能の低下を抑制することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図４を参照して説明する。図４は、第２実施形態に係る図１のＩＩ−ＩＩ部を示す断面図であって、（ａ）はろう付け前を示す図、（ｂ）はろう付け後を示す図である。

なお、本実施形態では、第１実施形態と共通する構成部材には第１実施形態と同様の符号を付しており、以下、第１実施形態との相違部分に着目して説明することとする。図４に示すように、本実施形態の高圧側チューブ１０Ｂは、断面視における外形形状が中凸形状ではなく、先細の幅方向両端部を除いて厚みが均等な扁平に形成されている。また、低圧側チューブ２０Ｂは、厚み方向両端面（図４における上下面。クラッド材４０側の端面がろう付け面となる。）が波状に凸凹した形状に成形されており、これによりろう付け面側には複数の凸部２５が形成されている。両チューブ１０Ｂ，２０Ｂに、それぞれ高圧側流路１１、低圧側流路２１が形成されている点は上記第１実施形態と同様である。

次に、本実施形態におけるろう付け時の態様について説明する。図４（ａ）に示すように、ろう付け前の状態では、第２チューブ２０の各凸部２５の先端がクラッド材４０と接するように仮り組みされる。ろう付け時には、ろう材は、クラッド材４０と接している各凸部２５の先端をろう付け起点として、より隙間の大きい各凸部２５の左右両端側に向けて流れる。すなわち、隣り合う両側の凸部２５側へ向けて流れる。そして、ろう付け後には、図４（ｂ）に示すように、各凸部２５の間に形成されるクラッド材４０との隙間を埋めるようにして溶けたろう材によってフィレット４２が形成される。さらに、各フィレット４２同士（各凸部２５同士）の間であって最も隙間の大きい部位には微少なボイド４３（ろう材が回っていない隙間）をそれぞれ発生させている。

本実施形態によれば、複数の凸部２５の先端がろう付け起点となるため、低圧側チューブ２０Ｂとクラッド材４０との接触面積を確保して、高圧側チューブ１０Ｂと低圧側チューブ２０Ｂとを確実にろう付け接合することができる。また、凸部２５同士の間には微少なボイド４３を意図的に生じさせているため、ボイド４３の形成は予測範囲の小さなものに限られ、意図しない部位に予測不能で幅方向に広く拡がる大きなボイドが発生することを抑制することができる。このようにボイド４３の発生を調整することで、内部熱交換器１としての熱伝達性能が低下することを抑制することができる。

さらに、ボイドがアンバランスに発生することによる品質のばらつきを抑えることができる。

また、本実施形態では、より太い低圧側チューブ１０Ｂを波形状に成形しているため、凸部２５同士の間の除肉により内部熱交換器１全体としての軽量化を図ることができる。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について図５を参照して説明する。図５は、第３実施形態に係る両チューブ１０Ｃ，２０Ｃとクラッド材４０Ｃとを説明するための図であって、（ａ）は、図１のＩＩ−ＩＩ部を示す断面図であってろう付け前を示す図、（ｂ）はろう付け後を示す図、（ｃ）はクラッド材４０Ｃの斜視図である。

なお、本実施形態では、第１実施形態と共通する構成部材には第１実施形態と同様の符号を付しており、以下、第１実施形態との相違部分に着目して説明することとする。図５（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施形態の高圧側チューブ１０Ｃおよび低圧側チューブ２０Ｃは、先細の幅方向両端部を除いて厚みが均等な扁平に形成されている。なお、高圧側チューブ１０Ｃの厚みは低圧側チューブ２０Ｃの厚みより小さくなっている。

両チューブ１０Ｃ，２０Ｃ間に介在されるクラッド材４０Ｃは、図５（ｃ）に示すように、扁平板状の板状部４４を有し、板状部４４には円筒形状の第１凸部４５が板状部４４の幅方向一端部（図５における左端部に相当する。）の長手方向に沿うように略等間隔に複数形成されている。各第１凸部４５の間には、第１凸部とは反対側に突出する第２凸部が板状部４４の幅方向一端部（図５における左端部に相当する。）の長手方向に沿うように略等間隔に複数形成されている。すなわち、板状部４４の幅方向の長手方向に沿って第１凸部４５と第２凸部４６とが交互に形成されている。また、凸部４５，４６の突出高さは約０．３ｍｍであって、凸部４５，４６は、例えばプレート状のクラッド材をプレス成形することにより形成される。

次に、本実施形態におけるろう付け方法について説明する。ろう付け前の状態では、図５（ａ）に示すように仮り組み付けされる。すなわち、仮り組み付け状態では、凸部４５，４６が形成されないクラッド材４０Ｃの幅方向右端側では、クラッド材４０Ｃと各チューブ１０Ｃ、２０Ｃとが接し、クラッド材４０Ｃの幅方向左端側では、第１凸部４５の先端と高圧側チューブ１０Ｃとが接するとともに、第２凸部４６の先端と低圧側チューブ２０Ｃとが接している。ろう付け時には、ろう材は、クラッド材４０Ｃにおいて凸部４５，４６が形成されない右端側をろう付け起点として、より隙間の大きい左端側に向けて流れる。そして、ろう付け後には、図５（ｂ）に示すように、クラッド材４０Ｃの板状部４４と各チューブ１０Ｃ，２０Ｃとの隙間を埋めるようにして溶けたろう材によってフィレット４７が形成される。

本実施形態によれば、チューブ１０Ｃ，２０Ｃの幅方向他端部（図５における右端部）から一端部（図５における左端部）へのろう材の流れによって、ろう付け時に生じる気化フラックスや空気を押し出すようにしてボイドの発生を抑制することができる。

また、ろう材４０Ｃに凸部４５，４６が形成されることで、凸部４５，４６が形成される一端部（左端部）におけるチューブ１０Ｃ，２０Ｃとクラッド材４０Ｃとの隙間は大きくなる。本構成によれば、凸部４５，４６の突出高さを０．３ｍｍ以下に設定することで、凸部４５，４６の近傍であって隙間が大きい部位においても十分にろう材が回り、ろう付け面積を許容範囲内（チューブ幅ｗの約８割）に設定することができる。

（その他の実施形態）
上記第１実施形態では、両チューブ１０，２０に膨らみ部１３，２３を形成したが、高圧側チューブ１０にのみ膨らみ部１３を形成する構成としても良い。上述したように、搭載性能上、各チューブ１０，２０は長手方向に折り曲げられる。このような場合、一般にチューブ高さ（太さ）の小さい（細い）高圧側チューブ１０に膨らみ部１３を形成することで、チューブ長手方向の曲げにくさを軽減することができる。

または、いずれか一方のチューブ１０，２０にのみ膨らみ部１３，２３を形成する構成であれば、ろう付け時においてチューブ１０，２０の中央組み付けに誤差が生じた場合であっても、一方の幅方向端部においてチューブ１０，２０とろう材４０との隙間が極端に大きくなってしまうことを抑制することができる。

上記第３実施形態では、クラッド材４０Ｃに凸部４５，４６を設ける構成としたが、図６に示すようにチューブ１０Ｄ，２０Ｄ側に凸部１６，２６を設ける構成としても良い。図６は、この実施形態に係る両チューブ１０Ｄ，２０Ｄとクラッド材４０（第１、第２実施形態と共通）とを説明するための図であって、（ａ）は、図１のＩＩ−ＩＩ部を示す断面図であってろう付け前を示す図、（ｂ）はろう付け後を示す図、（ｃ）は高圧側チューブ１０Ｄの斜視図である。図６（ｃ）に示すように、高圧側チューブ１０Ｄの幅方向一端部（図６における左端部）に、長手方向に沿うように凸部１６を略等間隔に複数形成する。一方、低圧側チューブ２０Ｄについても同様の凸部２６をろう付け面側に突出形成する。この実施形態においては、ろう材流れについては上記第３実施形態と同様に幅方向の他端部（右端部）から一端部（左端部）への流れとなり、同様の効果を奏することができる。

なお、この実施形態においては、両チューブ１０Ｄ，２０Ｄの凸部１６，２６は幅方向の同じ端部側（図６（ａ）、（ｂ）における左端部側）に形成しているが、一方のチューブの凸部と他方のチューブの凸部とをそれぞれ異なる端部側に形成しても良い。また、どちらか一方のチューブ１０Ｄ，２０Ｄにのみ凸部を設ける構成としても良い。

上記第３実施形態において、クラッド材４０Ｃの凸部４５，４６に換えて、幅方向の中央部が長手方向に亘って膨らんだ中凸形状をなすクラッド材を用いても良い。この場合、中央部がろう付け起点となり、ろう材の流れとしては上記第１実施形態と同様となる。

上記第２実施形態では、低圧側チューブ２０Ｂのろう付け面側が波状に凸凹した形状をなす形態としたが、図７に示すように両チューブ１０Ｅ，２０Ｅを共に先細の幅方向両端部を除いて厚みが均等な扁平に形成して、波形状のクラッド材４０Ｅを用いるように構成しても良い。図７は、この実施形態に係る図１のＩＩ−ＩＩ部を示す断面図であって、（ａ）はろう付け前を示す図、（ｂ）はろう付け後を示す図である。波形状のクラッド材４０Ｅは、ろう材がクラッドされた扁平板状部材を波形状にプレス加工して成形することができる。この実施形態では、多数のろう付け起点を意図的に形成する点について上記第２実施形態と同様であって、同様の効果を奏することができる。

上記第２実施形態において、低圧側チューブ２０Ｂのろう付け面側のみを波形状に成形しても良い。また、高圧側チューブ１０Ｂについても同様に、ろう付け面のみ、もしくは全体形状を波形状となるように成形しても良い。

上記各実施形態では、各チューブ１０，１０Ｂ，１０Ｃ，２０，２０Ｂ，２０Ｃの幅方向両端部は側断面視において円弧状をなすようにアールを有するものとしたが、アールを有さずに両側部が垂直となるように直線状に形成されていても良い。

上記各実施形態では、ろう材として両面ろうクラッド材を用いたが、仮り組み付けした際にろう材が安定する形態であれば、ろう材の供給形態として、クラッド材の他、ろう箔、ブレージングペースト、ペーストろう材、ろう材溶射、置きろう等、種々の形態をとることができる。

上記各実施形態では、冷凍サイクル装置における内部熱交換器１に本発明を具体化して説明したが、これに限定されることなく、その他、例えば給湯装置における水と冷媒とを熱交換する水熱交換器等の熱交換器に具体化しても良い。

第１実施形態における内部熱交換器の構成を示す全体斜視図である。 図１のＩＩ−ＩＩ部を示す断面図であって、（ａ）はろう付け前を示す図であり、（ｂ）はろう付け後を示す図である。 曲面高さｈとチューブ幅ｗとの関係式を導出するための説明図である。 第２実施形態に係る図１のＩＩ−ＩＩ部を示す断面図であって、（ａ）はろう付け前を示す図、（ｂ）はろう付け後を示す図である。 第３実施形態に係る両チューブとクラッド材とを説明するための図であって、（ａ）は、図１のＩＩ−ＩＩ部を示す断面図であってろう付け前を示す図、（ｂ）はろう付け後を示す図、（ｃ）はクラッド材の斜視図である。 その他の実施形態に係る両チューブとクラッド材とを説明するための図であって、（ａ）は、図１のＩＩ−ＩＩ部を示す断面図であってろう付け前を示す図、（ｂ）はろう付け後を示す図、（ｃ）は高圧側チューブの斜視図である。 その他の実施形態に係る図１のＩＩ−ＩＩ部を示す断面図であって、（ａ）はろう付け前を示す図、（ｂ）はろう付け後を示す図である。

符号の説明

１ 内部熱交換器（熱交換器）
１０，１０Ｂ，１０Ｃ 高圧側チューブ（第１チューブ、扁平チューブ）
１１ 高圧冷媒用流路（第１流路）
１３，２３ 膨らみ部（凸部）
１４，２４ 中央部（膨らみ部の略中央部）
１５ 曲面（ろう付け面）
２０，２０Ｂ，２０Ｃ 低圧側チューブ（第２チューブ、扁平チューブ）
２１ 低圧冷媒用流路（第２流路）
２５ 凸部
４０ 両面ろうクラッド材（ろう材）
４０Ｂ，４０Ｃ 両面ろうクラッド材（ろう材）
４５ 第１凸部（凸部）
４６ 第２凸部（凸部）

Claims (8)

1. 第１流体が流通する第１流路（１１）が内部に形成された扁平な第１チューブ（１０）と、第２流体が流通する第２流路（２１）が内部に形成された扁平な第２チューブ（２０）とを有し、前記第１チューブ（１０）と前記第２チューブ（２０）とは厚み方向に重ね合わされて前記両チューブ（１０，２０）の間に介在されたろう材（４０）によって一体的にろう付けされており、前記第１流体と前記第２流体との間で熱交換を行う熱交換器であって、
   前記第１チューブ（１０）および第２チューブ（２０）の少なくとも一方のチューブ（１０，２０）には、他方のチューブ（１０，２０）と対向する側のろう付け面に前記チューブ（１０，２０）の長手方向に沿うように凸部（１３，２３）が形成されていることを特徴とする熱交換器。
2. 前記凸部（１３，２３）は、前記チューブ（１０，２０）の長手方向に延びるように形成されるとともに、前記チューブ（１０，２０）の幅方向の略中央部（１４，２４）が幅方向両端部から徐々に厚みが大きくなるように膨らんで成形された膨らみ部（１３，２３）で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
3. 前記凸部（２５）は、前記第１チューブ（１０）および第２チューブ（２０）の少なくとも一方のチューブ（１０，２０）の前記ろう付け面側が波状に凸凹をなすように成形されることで複数個形成されていることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
4. 圧縮機、冷却用熱交換器、減圧手段、蒸発器が環状に接続されて構成される冷凍サイクル装置に適用され、
   前記第１チューブ（１０）は前記冷却用熱交換器を通過後の前記第１流体としての高圧流体が流通する高圧側チューブ（１０）であって、前記第２チューブ（２０）は前記蒸発器から流出した前記第２流体としての低圧流体が流通する低圧側チューブ（２０）であって、前記高圧側チューブ（１０）に前記凸部（１３，２５）が形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の熱交換器。
5. 第１流体が流通する第１流路（１１）が内部に形成された扁平な第１チューブ（１０）と、前記第１流体との間で熱交換を行う第２流体が流通する第２流路（２１）が内部に形成された扁平な第２チューブ（２０）とを、前記第１チューブ（１０）と前記第２チューブ（２０）との間にろう材（４０）を介在させて厚み方向に重ね合わせた状態で一体ろう付けする扁平チューブのろう付け方法であって、
   前記第１チューブ（１０）、前記第２チューブ（２０）、前記ろう材（４０）の少なくとも一つに前記チューブ（１０，２０）の長手方向に沿うように凸部（１３）を形成し、
   当該凸部（１３）によって前記両チューブ（１０，２０）の少なくとも一方のチューブ（１０，２０）のろう付け面（１５）と前記ろう材（４０）との隙間が幅方向において異なるように前記両チューブ（１０，２０）を重ね合わせ、
   前記隙間の小さい部位から前記隙間が大きい部位へ向けてろう付けを進行させることを特徴とする扁平チューブのろう付け方法。
6. 前記凸部（１３）は、前記第１チューブ（１０）および第２チューブの少なくとも一方のチューブ（１０）に、所定の曲率半径（Ｒ）をなす曲面（１５）を有する膨らみ部（１３）として形成され、
   当該膨らみ部（１３）が形成されるチューブ（１０）は、ろう付け時に当該チューブ（１０）の前記略中央部（１４）が、平面板状をなす前記ろう材（４０）に接するように中央組み付けされるものであって、
   前記チューブ（１０）の前記略中央部（１４）からの膨らみ曲面高さ（ｈ）と、前記曲面（１５）に対応する前記チューブの幅（ｗ）とは、下記数式１の関係にあることを特徴とする請求項５に記載の扁平チューブのろう付け方法。
   （数１）
   ０＜ｈ≦Ｒ−（Ｒ^２−ｗ^２／４）^１／２
   （Ｒ＝（９＋１６ｗ^２）／６０ 単位「ｍｍ」）
7. 前記凸部（４５，４６）は前記ろう材（４０Ｃ）の幅方向の一端部に長手方向に沿って複数突出形成され、前記幅方向の他端部から一端部へ向けてろう付けを進行させることを特徴とする請求項５に記載の扁平チューブのろう付け方法。
8. 前記凸部（４５，４６）の突出高さは、０．３ｍｍ以下であることを特徴とする請求項７に記載の扁平チューブのろう付け方法。

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