JP2014047965A - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

【課題】タンクとチューブとの接合性を向上させることにより、密閉性を確保できる熱交換器を提供すること。
【解決手段】熱交換器１は、互いに平行に配列される複数のチューブ２０と、チューブ２０の伝熱面積を増大させるアウターフィン３０と、各チューブ２０の一方の端部に連通するタンク４Ａおよび各チューブ２０の他方の端部に連通するタンク４Ｂと、を備えている。各タンク４Ａ，４Ｂには、その内外を貫通するとともに、チューブ２０の端部が挿入されるスロット５０が形成されている。スロット５０の内周面５２の少なくともタンク４Ａ，４Ｂの内表面４０Ｂ側では、開口の大きさがスロット５０の奥側に向けて次第に小さくなっており、スロット５０の内周面５２とチューブ２０の外周面とが、タンク４Ａ，４Ｂの外表面４０Ａに位置するろう材層４５から供給されるろう材４５Ａにより接合されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、冷媒が流れる複数のチューブが互いに平行に設けられる熱交換器において、チューブの端部に連通するタンクとチューブとの接合に関する。

空気調和機を構成するエバポレータやコンデンサとして、コルゲートフィンを挟んで平行に設けられる複数のチューブと、チューブの長手方向の一端部および他端部にそれぞれ接続されるタンク（ヘッダ）とを備える熱交換器が用いられている（例えば、特許文献１）。冷媒は、タンクの冷媒入口からタンク内部に取り入れられて、チューブの内部を流れながら空気と熱交換された後、タンクの冷媒出口から外部へと排出される。
この熱交換器は、チューブおよびコルゲートフィンが積層され、チューブの端部がタンクのスロットに挿入された状態で加熱炉に入れられる。すると、タンクの外表面に設けられたろう材が溶融（液化）してスロットの内周面とチューブの外周面との間に充填されることで、チューブがタンクに接合される。

特開２０１２−３７１３２号公報

熱交換器は、典型的には数十段のチューブを備えている。そのうちの一部には、タンクとの接合に不良が生じうる。
図９（ａ）に示す熱交換器のＩＸｂ−ＩＸｂ線の断面図が図９（ｂ）であり、図９（ｂ）のＩＸｃ−ＩＸｃ線の断面図が図９（ｃ）である。図９（ｃ）に、チューブ１５とタンク１７との接合に不良が生じた箇所Ｅｒｒを示す。接合不良箇所Ｅｒｒは、チューブ１５の外周面とスロット１８の内周面との間に存在する空隙である。このような接合不良が生じると、チューブ１５およびタンク１７により構成される冷媒の流通路の密閉性が低下してしまう。

本発明は、このような課題に基づいてなされたもので、タンクとチューブとの接合性を向上させることにより、密閉性を確保できる熱交換器を提供することを目的とする。

タンクのスロットの内周面とチューブとの間には、チューブをスロットに挿入するためのクリアランスがある。本発明者は、接合後の空隙として残存しうるクリアランスの実態を確認するため、図１０に示すように、複数段に配列された各段のチューブに対するクリアランスを計測した。チューブとスロットとの上段側の片側クリアランスを菱形（◆）でプロットし、チューブとスロットとの下段側の片側クリアランスを正方形（■）でプロットしている。なお、図１０には、熱交換器を構成する一部のチューブについてのみ、データを抽出して示している。

図１０に示される各段の上段側クリアランスおよび下段側クリアランスは、スロット内の両側クリアランスの範囲内で大きくバラついている。つまり、スロット内におけるチューブの位置は大きくバラついている。
そうすると、タンクの外表面に設けられるろう材が、スロットの内周面とチューブの外周面との間に充填され易い場合と、そうでない場合とがある。例えば、図１０に（２）を付した第２８段のデータのように、スロット１８の片側にチューブ１５が寄っている場合には、スロットの内周面とチューブの外周面とが近接して配置される箇所をろう付け起点として、ろう材がスロットの内周面とチューブの外周面との間に引き込まれるために充填され易い。一方、（１）を付した第１４段のデータのように、スロット１８の略中央にチューブ１５が位置している場合には、スロットの内周面とチューブの外周面とが遠いために、ろう材の使用量を多くしないとろう材の起点が形成されないので、ろう材が充填され難い。
以上から、いずれの段のチューブも、スロットの内周面に近接して配置することが望まれる。

そこでなされた本発明の第１の熱交換器は、互いに平行に配列されるとともに、その内部を冷媒が流れる複数のチューブと、隣り合うチューブ間に設けられるとともに、チューブの伝熱面積を増大させるフィンと、各チューブの一方の端部に連通するタンクおよび各チューブの他方の端部に連通するタンクと、を備え、各タンクには、その内外を貫通するとともに、チューブの端部が挿入されるスロットが形成されている。
そして、第１の熱交換器は、スロットの内周面の少なくともタンクの内表面側では、開口の大きさがスロットの奥側に向けて次第に小さくなり、スロットの内周面とチューブの外周面とが、タンクの外表面およびチューブの外周面の少なくとも一方に位置するろう材層から供給されるろう材により接合されていることを特徴とする。

本発明では、スロットにチューブを挿入するとき、スロットの奥側に向けて次第に内側にすぼまる内周面により、いずれのチューブもスロットの開口中心に向けて案内される。これにより、すべてのチューブの外周面が、スロットの内周面の奥側に全周に亘り近接して配置される。本明細書の全体を通じて、チューブの外周面とスロットの内周面とが間隙を介さずに接触しているのに加えて、チューブの外周面とスロットの内周面とが間隙を介して近接して配置されていることをも「接触」と定義する。

本発明によれば、すべてのチューブの外周面がスロットの内周面の奥側に接触するのを保証できる。その接触箇所にろう付けの起点が形成されるので、ろう材使用量が少なくても、ろう材がチューブの外周面とスロットの内周面との間の全体に充填される。これにより、チューブとタンクとの接合性を向上させることができる。
さらに、チューブとタンクとが接触することで、チューブとタンクとの熱伝達が容易となるので、熱交換器の温度勾配を抑制できる。これにより、熱交換の性能を向上させることができる。
その上、スロットの開口の広い側からチューブが挿入されるので、チューブをスロット内に挿入し易い。

第１の熱交換器では、スロットには、タンクの外表面から内表面への打ち抜き加工により、タンクの内表面から筒状に突出する筒状部が形成されていることが好ましい。
打ち抜き加工によりスロットを形成すると、打ち抜き加工に伴うスプリングバックにより、他の加工を要することなく、先端に向けて開口が次第に小さくなる筒状部を形成できる。このようなスロットにチューブを挿入するだけで、タンクとチューブとの接合性を容易に向上させることができる。

本発明の第２の熱交換器は、互いに平行に配列されるとともに、その内部を冷媒が流れる複数のチューブと、隣り合うチューブ間に設けられるとともに、チューブの伝熱面積を増大させるフィンと、各チューブの一方の端部に連通するタンクおよび各チューブの他方の端部に連通するタンクと、を備え、各タンクには、その内外を貫通するとともに、チューブの端部が挿入されるスロットが形成されている。
そして、第２の熱交換器は、チューブがスロットの奥行方向に対して傾斜し、または、奥行方向に直交するスロットの開口に対して傾斜し、スロットの内周面とチューブの外周面とが、タンクの外表面およびチューブの外周面の少なくとも一方に位置するろう材層から供給されるろう材により接合されていることを特徴とする。

上記のようにチューブをスロットに対して傾斜させることにより、後述する実施形態の説明で明らかになるように、すべてのチューブの外周面がスロットの内周面の一部に接触するのを保証できる。その接触箇所にろう付けの起点が形成されるので、ろう材使用量が少なくても、チューブの外周面とスロットの内周面との間の全体にろう材が充填される。これにより、チューブとタンクとの接合性を向上させることができる。
さらに、チューブとタンクとが接触することで、チューブとタンクとの熱伝達が容易となるので、熱交換器の温度勾配を抑制できる。これにより、熱交換の性能を向上させることができる。

本発明の第３の熱交換器は、互いに平行に配列されるとともに、その内部を冷媒が流れる複数のチューブと、隣り合うチューブ間に設けられるとともに、チューブの伝熱面積を増大させるフィンと、各チューブの一方の端部に連通するタンクおよび各チューブの他方の端部に連通するタンクと、を備え、各タンクには、その内外を貫通するとともに、チューブの端部が挿入されるスロットが形成されている。
そして、第３の熱交換器は、各チューブが、スロットの内周面に対して、チューブの配列方向のいずれか一端側に寄せて位置決めされ、タンクの外表面およびチューブの外周面の少なくとも一方に位置するろう材層から供給されるろう材により当該内周面と接合されていることを特徴とする。

上記のように、チューブがスロットの内周面の一端側に寄せて位置決めされることにより、すべてのチューブの外周面がスロットの内周面の片側に接触するのを保証できる。その接触箇所にろう付けの起点が形成されるので、ろう材使用量が少なくても、チューブの外周面とスロットの内周面との間の全体にろう材が充填される。これにより、チューブとタンクとの接合性を向上させることができる。
さらに、チューブとタンクとが接触することで、チューブとタンクとの熱伝達が容易となるので、熱交換器の温度勾配を抑制できる。これにより、熱交換の性能を向上させることができる。

各チューブが、スロットの内周面に対して、チューブの配列方向のいずれか一端側に寄せて位置決めされる構成は、例えば、チューブの配列方向の高さが異なる第１のフィンと第２のフィンとを交互に配置することにより実現できる。そのとき、複数のスロットが、等しいピッチで配置され、隣り合うスロットの間の高さをＨｍ、チューブの高さをＨｔ、スロットの高さをＨｓとすると、第１のフィンは、Ｈｍに等しい高さとされ、第２のフィンは、Ｈｍ＋２（Ｈｓ−Ｈｔ）により定められる高さとされる。

本発明の熱交換器は、タンクとチューブとの接合性を向上させることができ、これにより、タンクおよびチューブにより構成される冷媒流通路の密閉性を確保できる。

第１実施形態の熱交換器の斜視図である。アウターフィンは、長さ方向の一部の図示を省略しているが、タンクとタンクとの間に連続して設けられている。 （ａ）は、図１のＩＩａ−ＩＩａ線でチューブを破断し、拡大して示す斜視図である。アウターフィンの図示は省略している。（ｂ）は、（ａ）のＩＩｂ−ＩＩｂ線矢視図である。（ｃ）は、チューブおよびスロットを（ａ）に示す矢印ｃの向きに見た平面図である。 チューブをタンクのスロットに挿入し、チューブとタンクとを接合する工程を示す図である。 （ａ）は、製造途中にある第２実施形態の熱交換器の正面図である。（ｂ）は、チューブおよびタンクの断面図である。 （ａ）は、治具装着により、チューブおよびアウターフィンがスロットの奥行方向に対して傾斜した状態を示す図である。（ｂ）は、チューブおよびタンクの断面図である。 （ａ）は、第２実施形態の第１変形例に係る熱交換器の製造途中において、チューブおよびアウターフィンの積層体を示す図である。（ｂ）は、治具装着により、チューブおよびアウターフィンがスロットの奥行方向に直交する開口面内で回転した状態を示す図である。 （ａ）は、第２実施形態の第２変形例を示す図である。（ｂ）は、第２実施形態の第３変形例を示す図である。 （ａ）は、第３実施形態の熱交換器の一部を模式的に示す断面図である。（ｂ）は、第３実施形態の変形例に係る熱交換器の一部を模式的に示す断面図である。 （ａ）は、従来の熱交換器の正面図である。（ｂ）は、（ａ）のＩＸｂ−ＩＸｂ線断面図である。（ｃ）は、（ｂ）のＩＸｃ−ＩＸｃ線断面の模式図である。 従来の熱交換器の各段のチューブとスロット内周面との間のクリアランスを示すグラフ、およびチューブとスロットとの位置関係を示す模式図である。

以下、添付図面に示す実施形態に基づいて、本発明を詳細に説明する。
〔第１実施形態〕
図１に示す熱交換器１は、互いに平行に配列される複数のチューブ２０と、隣り合うチューブ２０，２０間に設けられるアウターフィン３０と、各チューブ２０の一方の端部に連通するタンク４Ａおよび各チューブ２０の他方の端部に連通するタンク４Ｂとを備えている。熱交換器１は、車両用の空気調和機に好適に用いられる。

チューブ２０は、図２（ａ）に示すように、内部を冷媒が流れるチューブ本体２１と、チューブ本体２１の内部に設けられるインナーフィン２７とから構成されている。チューブ本体２１およびインナーフィン２７はいずれもアルミニウム合金により形成されている。
筒体とされるチューブ本体２１は、その長さ方向の一端から他端まで、偏平な開口断面が連続している。このチューブ本体２１は、図２（ｃ）に示すように、その短径Ｄ１方向において互いに対向する第１側壁２１１および第２側壁２１２を有している。第１側壁２１１と第２側壁２１２とは、チューブ本体２１の長径Ｄ２方向の両端において互いに接続されている。
チューブ２０は、チューブ本体２１の短径Ｄ１方向に間隔をおいて配列されている。以降の説明では、短径Ｄ１方向のことをチューブ２０の配列方向Ａと称する。

インナーフィン２７は、チューブ本体２１の冷媒との伝熱面積を増大させる。インナーフィン２７が有する方形波状の断面は、チューブ本体２１内の冷媒の流れの方向に連続している。インナーフィン２７は、波の各頂部で、第１側壁２１１および第２側壁２１２にろう材により接合されている。

アウターフィン３０（図１）は、チューブ２０が配列された配列面に向けて流れる空気と、チューブ２０との伝熱面積を増大させる。アウターフィン３０は、アルミニウム合金により、チューブ２０の長さ方向に波状に形成され、波の各頂部でチューブ２０の外周面にろう材により接合されている。
チューブ２０およびアウターフィン３０により、一段の熱交換器コアが形成されている。本実施形態の熱交換器１は、数十段の熱交換器コアを備えている。
チューブ２０およびアウターフィン３０が配列方向Ａに交互に積層される積層体の両端には各々、押さえ板６が配置されている。押さえ板６は、チューブ２０の長さ方向に延出し、その両端でタンク４Ａ，４Ｂのタンク本体４０に固定されている。押さえ板６と、これに対向するチューブ２０との間に設けられるアウターフィン３０は、チューブ２０および押さえ板６にろう材により接合されている。なお、押さえ板６は設けられていなくてもよい。

タンク４Ａは、筒状のタンク本体４０と、タンク本体４０の両端の開口に各々設けられる蓋４１とを備えている。タンク４Ｂも、タンク本体４０と蓋４１とを備えている。タンク４Ａ，４Ｂは、チューブ２０と共に冷媒の流通路を形成している。
タンク本体４０の内部は、図示しない隔壁により複数に仕切られている。
タンク４Ａのタンク本体４０には、図示しない冷媒回路を構成する配管が接続される接続部４２，４３が設けられている。接続部４２には、冷媒回路からタンク４Ａ内に冷媒を導入するための冷媒入口４_ＩＮが設けられている。接続部４３には、タンク４Ａ内から冷媒回路へと冷媒を排出するための冷媒出口４_ＯＵＴが設けられている。冷媒入口４_ＩＮからタンク４Ａ内に導入される冷媒は、タンク本体４０内の隔壁により分岐し、各チューブ２０内を流れ、冷媒出口４_ＯＵＴから排出される。

タンク本体４０は、図２（ｂ）に示すように、芯材４４と、芯材４４の外周面に重ねられるろう材層４５とを有している。タンク本体４０の外表面４０Ａに位置するろう材層４５は、例えば数十〜１００μｍ程度の厚みとされている。芯材４４およびろう材層４５は、クラッド圧延材を形成している。圧延、曲げ、および押し出しによりタンク本体４０が形成されている。なお、タンク４Ａ，４Ｂの成形方法は任意である。タンク本体４０は、例えば、一対の半割り体を筒状に組み立てることもできる。
本実施形態では、芯材４４にはＡｌ−Ｓｉ合金が用いられている。ろう材層４５には、Ｓｉの配合比を増やすことで芯材４４よりも融点が低められたＡｌ−Ｓｉ合金が用いられている。ろう材層４５の材料は、後述する製造工程における加熱炉内雰囲気などに応じて適宜選択される。

タンク本体４０には、その内外を厚み方向に貫通するとともに、チューブ２０の端部が各々挿入される複数のスロット５０が、タンク本体４０の外表面４０Ａから内表面４０Ｂへの打ち抜き加工により形成されている。打ち抜きにより、タンク本体４０の外表面４０Ａ上のろう材層４５は、スロット５０内に若干入っている。スロット５０は、チューブ２０の偏平な形状に対応して横幅が広く形成され（図２（ｃ））、チューブ２０の第１側壁２１１および第２側壁２１２に対応する第１端縁５０１および第２端縁５０２を有している。
隣り合うスロット５０，５０の間のタンク本体４０には、外表面４０Ａから膨出する図示しない凸部が打ち抜きに対する補強のために形成されている。この凸部は、図９（ｂ）および（ｃ）に示す凸部４８と同様に形成されている。

スロット５０には、打ち抜きによるスロット５０の形成に伴って、タンク本体４０の内表面４０Ｂから筒状に突出する筒状部５１が形成されている。スロット５０は、筒状部５１の先端５１Ａまで連続する内周面５２を有している。スロット５０開口の大きさは、打ち抜きに伴うスプリングバック作用により、スロット５０の奥側（筒状部５１の先端５１Ａ側）に向けて次第に小さくなっている。
ここで、スロット５０の開口の大きさは、内周面５２の全体に亘り次第に小さくなっていなくてもよく、少なくとも筒状部５１の内側で次第に小さくされていれば足りる。
タンク本体４０の材料、板厚、打ち抜き加圧力などに基づいて、スプリングバック量を調整することができる。タンク本体４０の厚みは、例えば、１ｍｍ〜２ｍｍとされている。また、タンク本体４０の内表面４０Ｂからの筒状部５１の突出量は、例えば、２ｍｍ〜５ｍｍとされている。

スロット５０の開口は、タンク本体４０の外表面４０Ａ側で広く、内表面４０Ｂ側で狭い。外表面４０Ａ側に位置する基端５０Ｂにおけるスロット５０の第１端縁５０１と第２端縁５０２との間隔Ｓ１は、チューブ２０の挿入がスムーズとなるように、チューブ２０の短径Ｄ１よりも例えば０．５ｍｍ程度大きく設定されている。チューブ２０の短径Ｄ１は、例えば０．５ｍｍ〜数ｍｍ程度である。一方、筒状部５１の先端５１Ａにおける第１端縁５０１と第２端縁５０２との間隔Ｓ２は、間隔Ｓ１以下とされており、チューブ２０の短径Ｄ１よりも僅かに（例えば０．０５ｍｍ〜０．１ｍｍ程度）大きく設定されている。
スロット５０の内周面５２には、ろう材層４５から供給されるろう材４５Ａによってチューブ２０の外周面が接合されている。ろう材４５Ａは、図２（ｃ）に示すように、スロット５０の内周面５２とチューブ２０の外周面との全体に亘り充填されている。

以上の構成の熱交換器１は、以下に示す組立工程および接合工程を経て製造される。
まず、以下に一例を示す手順により、熱交換器１を組み立てる（組立工程）。インナーフィン２７を取り囲むようにチューブ本体２１の板材を折り曲げ、端部を接合することにより、チューブ２０を製作する。そのチューブ２０と、アウターフィン３０とを交互に配置するとともに、その両端側に押さえ板６を配置する。そして、押さえ板６，６の両側からコ字状の治具やワイヤでチューブ２０およびアウターフィン３０を挟み込んで圧縮した状態に拘束しながら、各チューブ２０の一方の端部をタンク４Ａのスロット５０に挿入するととともに、他方の端部をタンク４Ｂのスロット５０に挿入する。

このとき、図３（ａ）に示すように、開口の広いスロット５０の基端５０Ｂ側からチューブ２０が挿入されるので、チューブ２０をスロット５０内に挿入し易い上、挿入当初はスロット５０の開口中心に対して各チューブ２０の端部の位置がバラついていても、次第に内側にすぼまる内周面５２により、いずれのチューブ２０もスロット５０の開口中心に向けて案内される。
内周面５２によりスロット５０内の奥側に案内されると、すべてのチューブ２０の外周面が、図３（ｂ）に示すように、内周面５２の奥側に全周に亘り近接して配置される。先端５１Ａでは、チューブ２０の挿入に必要な僅かな間隙を残して、チューブ２０は内周面５２に極めて近接して配置される。上述の定義に基づいて、チューブ２０の外周面とスロット５０の内周面５２とは接触している。
以上により熱交換器１の組立体が形成されたら、タンク４Ａ，４Ｂの両側から組立体をコ字状の治具やワイヤによって挟み込んで拘束する。

続いて、図示しない加熱炉内に組立体を入れ、所定の温度および時間で加熱することにより、インナーフィン２７、チューブ本体２１、アウターフィン３０、押さえ板６、およびタンク４Ａ，４Ｂを一体に接合する（接合行程）。加熱炉内の組立体の姿勢は任意であり、例えば、チューブ２０の配列面を鉛直方向の上下に向けた姿勢とすることができる。
上述したように、チューブ２０の外周面と内周面５２とが全周に亘り近接して配置されている（接触している）。このため、加熱により液化したろう材層４５のろう材が、液化に伴う体積膨張および流動により周上のいずれかの部位に到達すれば即、そこを起点として、毛細管作用により、チューブ２０と内周面５２との間の間隙に流入する。例えば、図３（ｃ）に示す周上の点Ｐ１〜Ｐ４の少なくともいずれかにろう材が到達すると、矢印で示すように全周に回るので、チューブ２０の外周面と内周面５２との間の全体にろう材４５Ａが充填される。
これにより、冷媒流通路の密閉性を確保するのに充分なチューブ２０とタンク４Ａ，４Ｂとの接合性を得ることができる。このため、製品出荷前の漏れ検査で不良品が生じるのを避けられる。

本実施形態によれば、以上説明したように、スロット５０の開口が筒状部５１の先端５１Ａに向けて次第に小さくされていることにより、すべてのチューブ２０の外周面がスロット５０の内周面５２の奥側に接触するのを保証できる。その接触箇所にろう付けの起点が形成されるので、ろう材使用量が少なくても（ろう材層４５の厚みが薄くても）、ろう材４５Ａをチューブ２０の周囲全体に行き渡らせ、チューブ２０とタンク４Ａ，４Ｂとの接合性を向上させることができる。特に、本実施形態では、チューブ２０の外周面とスロット５０の内周面５２とが全周に亘り近接して配置されているため、ろう付けの起点が容易に形成されるので、接合性向上の効果が大きい。
さらに、チューブ２０とタンク４Ａ，４Ｂとが接触することで、チューブ２０とタンク４Ａ，４Ｂとの熱伝達が容易となるので、熱交換器コアの各段における温度勾配を抑制できる。これにより、熱交換の性能を向上させることができる。

本実施形態が特徴とするスロット５０の筒状部５１、およびその先端５１Ａに向けて次第に内側にすぼまる内周面５２は、スロット５０の打ち抜き加工に伴うスプリングバックにより、他の加工を要することなく形成される。そのスロット５０にチューブ２０を挿入するだけで、チューブ２０とタンク４Ａ，４Ｂとの接合性を容易に向上させることができる。加えて、筒状部５１により内周面５２が軸線方向に延長されるので、チューブ２０とタンク４Ａ，４Ｂとの接合面積を大きく確保できる点でも接合性向上に寄与できる。
その上、スロット５０の開口が基端５０Ｂ側で広いことにより、チューブ２０をスロット５０に挿入する作業が容易に行える。
さらに、タンク本体４０の内表面４０Ｂから突出する筒状部５１は内側にすぼまっているので、タンク４Ａ，４Ｂ内をタンク本体４０の軸線に沿って流れる冷媒流が筒状部５１の周囲で乱れたり、淀みを形成し難い。このため、熱交換の効率が良好となる。

なお、スロット５０の筒状部５１は、バーリング加工により形成することもできる。
また、本発明は、スロット５０に筒状部５１が形成されていない構成をも許容する。筒状部５１が形成されていなくても、スロット５０の内周面５２の少なくともタンク本体４０の内表面４０Ｂ側で、開口の大きさがスロット５０の奥側に向けて次第に小さくなっていればよい。

本実施形態ではタンク本体４０の外表面４０Ａにろう材層４５を設けているが、チューブ２０の外周面にろう材層４５を設けることもできる。タンク本体４０の外表面４０Ａおよびチューブ２０の外周面の両方にろう材層４５を設けることもできる。
チューブ２０の外周面から供給されるろう材４５Ａもまた、上記同様、チューブ２０と内周面５２との間の全体に充填される。以下で説明する実施形態でも同様である。

〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に説明する。なお、第１実施形態と共通する構成については、同じ符号を付している。これ以降の実施形態でも同様である。
図４に示す第２実施形態では、熱交換器の組立時に、チューブ２０をスロット５０の奥行方向（タンク本体４０の厚み方向）に傾斜させることによってろう付けの起点を形成している。
本実施形態では、スロット５０の筒状部５１の図示を省略する。なお、本実施形態では、内周面５２がスロット５０の奥側に向けて内側にすぼまっている必要はない。

図４（ａ）は、第１実施形態と同様の手順により、チューブ２０の端部をスロット５０に挿入した状態の熱交換器を示している。なお、図４（ａ）では、スロット５０にチューブ２０を挿入する前にチューブ２０およびアウターフィン３０に装着した治具が取り外されている。
この状態では、各チューブ２０はタンク４Ａ，４Ｂの軸線に対して直角をなしている。また、例えば図４（ｂ）に示されるようにスロット５０に挿入されるチューブ２０の位置は、スロット５０内のクリアランスの範囲内でバラついている。

この状態から、図５（ａ）に示す治具１６をチューブ２０およびアウターフィン３０に装着する。治具１６は、タンク本体４０の軸線に沿って設けられる長片１６１と、長片１６１の一端に連続して一方の押さえ板６に対向する短片１６２と、長片１６１の他端に連続して他方の押さえ板６に対向する短片１６３とを有してコ字状に形成されている。短片１６２，１６３は、互いに平行とされるとともに、タンク本体４０の軸線に対して傾斜している。
この治具１６の内側に、チューブ２０、アウターフィン３０、および押さえ板６が積層される積層体を入れ、長片１６１に向けて加圧する。すると、短片１６２，１６３により、図５（ａ）に示す白抜き矢印のように、積層体のタンク４Ａ側とタンク４Ｂ側とに軸線方向の反対向きの荷重が加わる。これにより、タンク４Ａ，４Ｂの軸線に対してチューブ２０およびアウターフィン３０が傾斜する。このとき、スロット５０内のクリアランスの範囲内で、チューブ２０がスロット５０の奥行方向に対して傾斜する。

以上によると、チューブ２０のタンク４Ｂ側の端部はいずれも、図５（ｂ）に示すように、その第１側壁２１１がスロット５０の奥側で内周面５２に接触するとともに、第２側壁２１２がスロット５０の手前側で内周面５２に接触する。なお、図示を省略するタンク４Ａ側でも、第１側壁２１１および第２側壁２１２が図５（ｂ）に示すのとは左右対称にスロット５０の内周面５２に接触する。
なお、タンク４Ａ，４Ｂに、図５（ａ）に白抜き矢印で示すのと向きが同様な荷重を加え、タンク４Ａ，４Ｂの位置を上下にずらしても、治具１６を用いるのと同様に、チューブ２０およびアウターフィン３０をスロット５０の奥行方向に対して傾斜させることができる。

その後、タンク４Ａ，４Ｂの両側から組立体を拘束する治具を装着してから、加熱炉内で接合を行うと（図５（ｃ））、熱交換器２が製造される。上述のように、チューブ２０の外周面がスロット５０の内周面５２に接触しているため、その接触箇所にろう付けの起点が形成される。そのため、ろう材使用量が少なくても、チューブ２０の外周面と内周面５２との間の全体にろう材４５Ａが充填される。したがって、本実施形態によっても、チューブ２０とタンク４Ａ，４Ｂとの接合性を向上させることができ、これによって冷媒流通路の密閉性を確保できる。
さらに、チューブ２０とタンク４Ａ，４Ｂとが接触することで、チューブ２０とタンク４Ａ，４Ｂとの熱伝達が容易となるので、熱交換器コアの各段における温度勾配を抑制できる。これにより、熱交換の性能を向上させることができる。

上記のように、チューブ２０をスロット５０に挿入した後、チューブ２０およびアウターフィン３０をスロット５０に対して傾斜させれば、スロット５０にチューブ２０を挿入し易い。一方、スロット５０にチューブ２０を挿入する前に、チューブ２０およびアウターフィン３０をスロット５０に対して傾斜させることもできる。この場合、タンク４Ａ，４Ｂの軸線方向に垂直な状態（図４）を経ずに、チューブ２０およびアウターフィン３０を傾斜させるので、チューブ２０およびアウターフィン３０を圧縮状態に拘束する治具の装着が一度で済む。以上は、図６に示す変形例でも同様である。

次に、第２実施形態の変形例（図６）を説明する。
図６（ａ）には、チューブ２０の長径Ｄ２と、スロット５０の長径ＳＤ２の方向が一致するように、チューブ２０およびアウターフィン３０が交互に積層された積層体が示されている。この積層体に対し、図６（ｂ）に示す治具１９を装着する。上述の治具１６と同様に、長片１９１と、短片１９２，１９３とを有してコ字状とされる治具１９は、その短片１９２，１９３がスロット５０の長径ＳＤ２に対して傾斜している。
この治具１９の内側に積層体が装着されると、短片１９２，１９３により、図６（ｂ）に示す白抜き矢印のように、積層体の長径Ｄ２の一端側（ＬＳ）と他端側（ＲＳ）とに、タンク４Ａ，４Ｂの軸線方向の反対向きの荷重が加わる。すると、スロット５０の奥行方向に直交するスロット５０の開口に対して各チューブ２０が傾斜（回転）する。すなわち、各チューブ２０がスロット５０の長径ＳＤ２方向に対して傾斜する。これにより、いずれのチューブ２０の外周面も、スロット５０の開口の対角部で内周面５２に接触する。

図６に示す構成によっても、上述と同様に、接触箇所を起点として、チューブ２０の外周面とスロット５０の内周面５２との間の全体にろう材４５Ａが充填される。これにより、チューブ２０とタンク４Ａ，４Ｂとの接合性を向上させることができる。
また、熱交換器１の使用時に立設されるタンク４Ａ，４Ｂに対してチューブ２０が傾斜しているので、チューブ２０表面の結露水の水はけが性が良くなる。これにより、結露による空気抵抗を低減できるので、熱交換性能の向上に寄与できる。

また、図７（ａ）に示すように、タンク４Ａ，４Ｂをチューブ２０およびアウターフィン３０の積層体の中心Ｃに対して互いにねじることにより、チューブ２０とスロット５０とを相対的に傾斜させることもできる。この場合、各チューブ２０が、図５（ｂ）に示すのと同様にスロット５０の奥行方向に対して傾斜するとともに、図６（ｂ）に示すのと同様にスロット５０の開口に対しても傾斜し、チューブ２０の外周面が内周面５２に接触する。

さらに、組立時にチューブ２０およびアウターフィン３０をスロット５０に対して傾斜させるのに代えて、図７（ｂ）に示すように、タンク本体４０に、傾斜したスロット５７を形成しておくこともできる。スロット５７の第１端縁５０１および第２端縁５０２は、タンク本体４０の軸線に対して傾斜している。
スロット５７にチューブ２０を挿入すると、スロット５７の開口の対角部でチューブ２０が内周面５２に接触する。図７に示す構成によると、チューブ２０およびアウターフィン３０に荷重を加える工程を行うことなく、チューブ２０とタンク４Ａ，４Ｂとの接合性を向上させることができる。

〔第３実施形態〕
次に、本発明の第３実施形態を説明する。
図８（ａ）に示す第３実施形態の熱交換器３では、波高さが第１の高さＨ１である第１アウターフィン３１と、波高さが第２の高さＨ２である第２アウターフィン３２とが交互に配列されている。なお、第３実施形態でいう高さは、いずれもチューブ２０の配列方向Ａの寸法である。
ここで、スロット５０は、等しいピッチＰでタンク本体４０に配置されている。また、各スロット５０は、等しい高さＨｓに形成されている。
各チューブ２０も、等しい高さＨｔに形成されている。スロット５０内には、チューブ２０に対して所定のクリアランス（Ｈｓ−Ｈｔ）が形成されている。
そして、第１アウターフィン３１は、タンク本体４０において隣り合うスロット５０，５０の間の中間部５５の高さＨｍに等しい高さＨ１に設定されている。第２アウターフィン３２は、Ｈｍ＋２（Ｈｓ−Ｈｔ）で定められる高さＨ２に設定されている。高さＨ１および高さＨ２は、チューブ２０およびアウターフィン３０が治具により圧縮された状態の寸法である。

熱交換器３の組立時、第１アウターフィン３１，チューブ２０、および第２アウターフィン３２を積層し、治具により圧縮すると、上記の寸法関係に基づいて、第１アウターフィン３１の一方の頂部３１Ａに接合されるチューブ２０の接合面２０Ａと、第１アウターフィン３１の他方の頂部３１Ｂに接合されるチューブ２０の接合面２０Ｂとの間隔がスロット５０，５０間の中間部５５の高さＨｍに等しくなる。このように中間部５５を挟んで対向する一対のチューブ２０が、配列方向Ａに並んでいる。
したがって、それらの一対のチューブ２０の間に、スロット５０，５０間の中間部５５が嵌まるように位置決めすると、いずれのチューブ２０も、スロット５０の内周面５２に対して、配列方向Ａのいずれか一端側に寄せて位置決めされる。したがって、各スロット５０にチューブ２０を挿入すると、いずれのチューブ２０の外周面も、スロット５０の片側で内周面５２に接触する。
なお、スロット５０にチューブ２０をスムーズに挿入するため、第１アウターフィン３１の高さＨ１よりも中間部５５の高さＨｍを若干小さく設定することができる。

本実施形態においても、チューブ２０の外周面がスロット５０の内周面５２に接触しているため、その接触箇所にろう付けの起点が形成される。そのため、ろう材使用量が少なくても、チューブ２０の外周面と内周面５２との間の全体にろう材４５Ａが充填される。したがって、本実施形態によっても、チューブ２０とタンク４Ａ，４Ｂとの接合性を向上させることができ、これによって冷媒流通路の密閉性を確保できる。
さらに、チューブ２０とタンク４Ａ，４Ｂとが接触することで、チューブ２０とタンク４Ａ，４Ｂとの熱伝達が容易となるので、熱交換器コアの各段における温度勾配を抑制できる。これにより、熱交換の性能を向上させることができる。

なお、高さが異なる２つのアウターフィン３１およびアウターフィン３２を用いる代わりに、高さが異なる２つのチューブを用いることもできる。あるいは、スロット５０のピッチを変えることで、高さが異なる２つの中間部を設定することもできる。要するに、チューブ２０をスロット５０の片側に寄せて、内周面５２に接触させることのできる種々の構成を採用できる。

次に、図８（ｂ）に示す変形例では、各アウターフィン３０は同一の高さＨ３とされている。
本例でも、各スロット５０は、等しい高さＨｓに形成されるとともに、等しいピッチＰでタンク本体４０に配置されている。隣り合うスロット５０，５０の間の中間部５５の高さＨｍは一定とされている。
また、各チューブ２０は、等しい高さＨｔに形成されている。スロット５０内には、チューブ２０に対して所定のクリアランス（Ｈｓ−Ｈｔ）が形成されている。
ここで、アウターフィン３０は、Ｐ−Ｈｓで定められる高さＨ３とされている。高さＨ３は、チューブ２０およびアウターフィン３０が治具により圧縮された状態の寸法である。
さらに、最も下方のスロット５０よりも下方に位置するタンク本体４０の下端部４０１は、アウターフィン３０の高さＨ３と等しい高さに形成されている。これにより、下端部４０１の下面に配置される最下段のチューブ２０と、それよりも１つ上方のチューブ２０との間隔は、高さＨ３とされている。なお、最下段のチューブ２０に代えて、押さえ板６を配置することもできる。

アウターフィン３０およびチューブ２０を積層し、治具により圧縮すると、チューブ２０がスロット５０と等しいピッチＰで配列される。そして、最下段のチューブ２０と、それよりも１つ上方のチューブ２０との間に、タンク本体４０の下端部４０１が嵌まるように位置決めすると、いずれのチューブ２０も、スロット５０の内周面５２に対して、配列方向Ａの下側に寄せて位置決めされる。したがって、各スロット５０にチューブ２０を挿入すると、いずれのチューブ２０の外周面も、スロット５０の内周面５２の下側に接触する。
なお、スロット５０にチューブ２０をスムーズに挿入するため、アウターフィン３０の高さＨ３よりも下端部４０１の高さを若干小さく設定することができる。

図８（ｂ）に示される構成によっても、上述と同様に、接触箇所を起点として、チューブ２０の外周面とスロット５０の内周面５２との間の全体にろう材４５Ａが充填される。これにより、チューブ２０とタンク４Ａ，４Ｂとの接合性を向上させることができる。
なお、上記のようにタンク本体４０の下端側の寸法を調整するのではなく、タンク本体４０の上端側の寸法を調整することもできる。その場合には、タンク本体４０の上端部の高さをアウターフィン３０の高さＨ３に設定する。そして、タンク本体４０の上端部を最上段のチューブ２０とそれよりも１つ下方のチューブ２０との間に嵌めるように位置決めしつつ、各スロット５０にチューブ２０を挿入すると、いずれのチューブ２０の外周面も、スロット５０の内周面５２の上側に接触する。

上記以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。
例えば、チューブ２０およびアウターフィン３０の積層体をタンク４Ａ，４Ｂ間に２つ以上並列して設けることもできる（図９（ｂ）参照）。

１〜３ 熱交換器
４Ａ，４Ｂ タンク
４_ＩＮ 冷媒入口
４_ＯＵＴ 冷媒出口
６ 押さえ板
１６，１９ 治具
２０ チューブ
２１ チューブ本体
２１１ 第１側壁
２１２ 第２側壁
２７ インナーフィン
３０ アウターフィン（フィン）
３１ 第１アウターフィン
３２ 第２アウターフィン
４０ タンク本体
４０Ａ 外表面
４０Ｂ 内表面
４０１ 下端部
４１ 蓋
４２，４３ 接続部
４４ 芯材
４５ ろう材層
４５Ａ ろう材
５０，５７ スロット
５０Ｂ 基端
５０１ 第１端縁
５０２ 第２端縁
５１ 筒状部
５１Ａ 先端
５２ 内周面
５５ 中間部
Ａ 配列方向

Claims (4)

1. 互いに平行に配列されるとともに、その内部を冷媒が流れる複数のチューブと、
   隣り合う前記チューブ間に設けられるとともに、前記チューブの伝熱面積を増大させるフィンと、
   前記各チューブの一方の端部に連通するタンクおよび前記各チューブの他方の端部に連通するタンクと、を備え、
   前記各タンクには、その内外を貫通するとともに、前記チューブの端部が挿入されるスロットが形成され、
   前記スロットの内周面の少なくとも前記タンクの内表面側では、開口の大きさが前記スロットの奥側に向けて次第に小さくなり、
   前記スロットの内周面と前記チューブの外周面とが、前記タンクの外表面および前記チューブの外周面の少なくとも一方に位置するろう材層から供給されるろう材により接合されている、
   ことを特徴とする熱交換器。
2. 前記スロットには、前記タンクの外表面から内表面への打ち抜き加工により、前記タンクの内表面から筒状に突出する筒状部が形成され、
   前記筒状部の内側の開口の大きさが、先端に向けて次第に小さくなっている、
   請求項１に記載の熱交換器。
3. 互いに平行に配列されるとともに、その内部を冷媒が流れる複数のチューブと、
   隣り合う前記チューブ間に設けられるとともに、前記チューブの伝熱面積を増大させるフィンと、
   前記各チューブの一方の端部に連通するタンクおよび前記各チューブの他方の端部に連通するタンクと、を備え、
   前記各タンクには、その内外を貫通するとともに、前記チューブの端部が挿入されるスロットが形成され、
   前記チューブが前記スロットの奥行方向に対して傾斜し、または、前記奥行方向に直交する前記スロットの開口に対して傾斜し、
   前記スロットの内周面と前記チューブの外周面とが、前記タンクの外表面および前記チューブの外周面の少なくとも一方に位置するろう材層から供給されるろう材により接合されている、
   ことを特徴とする熱交換器。
4. 互いに平行に配列されるとともに、その内部を冷媒が流れる複数のチューブと、
   隣り合う前記チューブ間に設けられるとともに、前記チューブの伝熱面積を増大させるフィンと、
   前記各チューブの一方の端部に連通するタンクおよび前記各チューブの他方の端部に連通するタンクと、を備え、
   前記各タンクには、その内外を貫通するとともに、前記チューブの端部が挿入されるスロットが形成され、
   前記各チューブは、前記スロットの内周面に対して、前記チューブの配列方向のいずれか一端側に寄せて位置決めされ、前記タンクの外表面および前記チューブの外周面の少なくとも一方に位置するろう材層から供給されるろう材により当該内周面と接合されている、
   ことを特徴とする熱交換器。

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