JPH02290670A

JPH02290670A - 熱交換器の製造方法

Info

Publication number: JPH02290670A
Application number: JP6554089A
Authority: JP
Inventors: Shoichi Yamamoto; 山本　菖一; Shojiro Oya; 大家　正二郎
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1989-03-17
Filing date: 1989-03-17
Publication date: 1990-11-30

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野コ本発明は自動車等の車輌用空調装置等に使用される熱交
換器の製造方法に関する。

［従来の技術コ一般的に、自動車用空調装置のエバボレータ及びコンデ
ンサとして使用される熱交換器としては、第１図及び第
２図に示すサーペンタイン型のもの、又は第９図に示す
ドロンカップ型のものがある。

また、ラジエー夕としては、第１０図に示す積層型の熱
交換器があり、多種多様の熱交換器が使用されている。

ところで、近時、カーエアコンに使用される熱交換器、
例えばエバポレータ及びコンデンサはその殆どがアルミ
ニウム材で構成されている。また、馬力向上のために、
インタークーラがターボ装置に装着されるようになって
いるが、このインターターラもドロンカップ型のアルミ
ニウム製熱交換器が使用されている。更に、エンジン機
能部品であるラジェータ及びオイルクーラ等も、従来の
耐食性及び放熱特性重視の真鍮製のものに替わり、軽量
化及び低コスト化のためにアルミニウム製のものが使用
されるようになってきた。このアルミニウム製のラジエ
ータ及びオイルクーラも真鍮製のものと同様の方法によ
り製造可能であり、同様の放熱特性が得られるようにな
ってきた。従って、近時、全熱交換器に対するアルミニ
ウム製熱交換器の比率が極めて増加している。

ところで、ドロンカップ型の熱交換器は、アルミニウム
ブレージングシ一トをプレス加工し、両端部に配設され
たカップ間にフィンを介在させてろう付によりコアを成
形することによって製造する。また、サーペンタイル型
の熱交換器は冷媒通路を有する扇平伏の伝熱チューブを
蛇行状に曲げ、そのチューブ間にコルゲートフィンを介
在させて製造される。更に、ラジエー夕のように積層型
の熱交換器においては、従来の鋼／真鍮製のものと同様
の方法で製造されている。

この場合に、ドロンカップは接合すべき部分の長さが長
く、高い気密性を確保することが困難であると共に、サ
ーペンタイルに比して作業性が悪いという欠点がある。

一方、サーペンタイルは気密性及び作業性がドロンカッ
プ及びラジエー夕に比して良いが、伝熱効率がドロンカ
ップ及びラジエー夕に比して劣るという難点がある。

このため、各熱交換器はその使用目的に合わせて適材適
所で使用されている。

［発明が解決しようとする課題コしかしながら、いずれの熱交換器においても、組立工程
におけるろう付け時の熱の影響でアルミニウム製コアが
変形し、これにより熱交換器としての強度低下を招来す
るという問題点がある。また、極端な場合には、車輌走
行時の振動によりコアの破壊が生じ、従来の熱交換器は
耐久性が低いという難点がある。更に、このろう付後の
フィンの歪みにより製品歩留が低い。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、
ろう付後のコアの強度を高め、その変形及び破壊が防止
された熱交換器を製造することができる熱交換器の製造
方法を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］本発明に係る熱交換器の製造方法は、冷媒通路を有する
コアをろう付により組み立てる際に、補強材を前記コア
にろう付することを特徴とする。

［作用コ本発明においては、コアをろう付により組み立てる際に
、補強材をこのコアにろう付する。従って、ろう付の熱
を受けてアルミニウム製コアが軟質化しても、そのコア
は補強材により補強されているため、その変形及び破壊
が防止される。また、使用時に振動を受けてもその破壊
が防止されるため、耐久性が向上する。

〔実施例コ以下、本発明の実施例について添付の図面を参照して説
明する。

第１図は本発明をサーペンタイン型の熱交換器１に適用
した実施例を示す斜視図、第２図は同じくその具体的構
成を示す模式的斜視図である。この熱交換器１は蛇行状
にベント加工した伝熱チューブ２を有する。この伝熱チ
ューブ２はＪＩ５　１０００番系又は３０００番系のア
ルミニウム合金で成形されており、第３図に示すように
扁平の断面を有し、内部に冷却水等の熱媒体が通流する
孔２ａが形成されている。

そして、コルゲート加工されたフィン３を所定の山数で
切断した後、このフィン３を前述の蛇行状に屈曲した伝
熱チューブ２の直管部の相互間に挿入する。これにより
、伝熱チューブ２及びフィン３がコアの形状に組み立て
られる。

次いで、長尺の補強材４をコア組立体の側面にその長手
方向を伝熱チューブ２の直菅部に直交し、各直菅部にま
たがるようにして取り付ける。この補強材４は、第４図
に示すように、薄板状のアルミニウム形材５の内部に同
様の薄板状の金属片６が埋込まれたものであり、形材５
の表面には層状のろう材７が形成されている。金属片６
としては、例えば、スレンレス鋼片を使用すればよい。

この補強材４をそのろう付７側部分をフィン３及びチュ
ーブ２の側面に押し当てて各部材を組み立て固定する。

このようにして、アルミニウムチューブ２、フィン３及
び補強材４を組み立てた後、フィン３と伝熱チューブ２
との間の各接合面にろう材（図示せず）を置く。次いで
、この組立体を約ｅ　ｏ　ｏ　’ｃの所定のろう付温度
の炉内に装入すると、前記ろう材が溶融すると共に、補
強材４のろう材７が溶融する。その後、この組立体を炉
から出すと、ろう材が固化し、伝熱チューブ２とフィン
３とが固着されると共に、補強材４もコア（伝熱チュー
ブ２及びフィン３）に固着される。

このろう付時の加熱により、フィン３が軟化し、軟質材
となるが、本実施例においては、補強材４が伝熱チュー
ブ２及びフィン３の側面にまたがって固着されているの
で、フィン３に歪みが発生することはない。

このようにして、補強材４の金属片６によりコア強度が
確保されているので、コアの歪み及び破損が防止された
健全なサーペンタイン型熱交換器を製造することができ
る。

第５図は補強材８の変形例を示す模式図である。

この補強材８はアルミニウム形材５の内部に、例えば、
３本の金属ワイヤ９をその長手方向を補強材８の長手方
向と一致させて埋設したものである。

この金属ワイヤ９としては、例えば、ピアノ線がある。

第４図及び第５図に示す補強材４，８はアルミニウム形
材５をプレスにより押出し加工する際にこのアルミニウ
ム形材５内に金属片６及び金属ワイヤ９を同時に挿入す
ることにより製造することができる。また、アルミニウ
ム形材５を押出した後に、金属片６及び金属ワイヤ９を
形材５内に挿入し、引張矯正を加えることによりこの金
属片６及び金属ワイヤ９と形材５とを密着させることに
より製造してもよい。

上述の如く構成された補強材８は引張強度が極めて高い
。下記第１表は、断面が５■ｖａ　Ｘ　８　ＩＩｍの大
きさのテストピースについて、その中に直径が２謹■の
ピアノ線を挿入したものと、このピアノ線を内設してい
ない所謂ベア材とについて強度を比較した結果を示す。

第１表但し、接着強度は押出材からピアノ線をその長手方向に
引抜く際に必要な引張荷重Ｐを基に下記（１）式により
求まる。

接着強度＝Ｐ／（ｔ●π●ｄ）・・・（１）この場合に
、ｔは押出材の厚さ、ｄはピアノ線の直径である。

この第１表から明らかなように、溶接材においてもピア
ノ線人リテストピースの方がピアノ線を埋設していない
ものに比して約２倍の引張強さを有する。また、押出材
は更に溶接材よりも引張強さが高く、接着強度も十分な
ものであった。

第６図は補強材１０の更に他の変形例を示す断面図であ
る。この補強材１０はＪＩＳ　３００３系の薄板状アル
ミニウム合金製芯材１２とＪＩＳ　ＳＵＳ３０４系の薄
板杖ステンレス鋼製金属板１１とのクラッド材である。

そして、この芯材１２側の表面にＪＩ５　４３４３系の
アルミニウムろう材１３を被着してある。

この補強材１０は以下のようにして製造する。

先ず、例えば、厚さが２■冨のアルミニウム合金製芯材
１２を５０’Ｃの水酸化ナトリウム（Ｎ　ａ　Ｏ　Ｈ）
水溶液中に２分間浸漬して洗浄し、水洗した後、室温の
硝酸（ＨＮＯ３　）水溶液中に２分間浸漬して酸洗し、
その後水洗する。また、ＳＵＳ製金属板１１は、例えば
、厚さが０．５ｍｍのものを使用し、この金属板１１を
４０’Ｃの硝酸（ＨＮＯ３　）水溶液中に１０間浸漬し
て酸洗し、その後水洗した後乾燥させる。なお、芯材１
２のアルカリ洗浄においては、ＮａＯＨに対して約１０
％の少量のグルコン酸ソーダを添加することにより、ア
ルミニウム材表面の酸化皮膜を均一に除去することがで
き、後述する熱間圧延後の接着強度、特に界面接合強度
（剪断強度）を約５％上昇させることができる。

このようにして、前処理した芯材１２及び金属板１１を
加熱した後、両者を積層して熱間圧延する。圧下率は、
例えば、Ａ！芯材１２（厚さ２．０ｍ−）とＳＯＳ金属
板１１（厚さ　０．５ｍ■）との積層体を１．７＋ｎの
厚さに圧下するものである。その後、このクラッド材に
アルミニウムろう材１３を被着すればよい。

次に、このようにして製造した補強材の界面接合強度及
び引張強度の温度依存性について説明する。第７図は横
軸に加熱温度をとり、縦軸に剪断強度をとって界面接合
強度の温度依存性を示すグラフ図である。この第７図か
ら明らかなように、ろう付温度に加熱しても、常温の剪
断強度が約０．５　ｋｇ　／　ｍｊと充分に高い。

また、第８図は横軸に加熱温度をとり、縦軸に引張強度
をとって引張強度の温度依存性を示すグラフ図である。

この第８図から明らかなように、同様に約６００℃のろ
う付温度に加熱しても、常温の引張強度が約２０ｋｇ／
一と高く、コアの強度が充分であり、信頼性が高く耐久
性が向上する。

［発明の効果コ本発明によれば、コアのろう付組立に際して補強材もろ
う付するので、ろう付後のコア強度が向上し、コアの変
形が防止される。その結果、製品歩留が向上して製造コ
ストが低下すると共に、外観の品質も向上する。

そして、この熱交換器を車輌に搭載して使用した場合に
は、振動を受けてもコアのフィンの変形が回避されるの
で、信頼性が高く、耐久性が向上する。更に、各構成部
材の薄肉化が可能であり、このため軽量の熱交換器を得
ることができる。

【図面の簡単な説明】第１図は本発明の実施例に係るサーベンタイン型熱交換
器の外観を示す斜視図、第２図は同じくその構造を示す
斜視図、第３図は同じくその伝熱チューブを示す模式図
、第４図は同じくその補強材を示す斜視図、第５図はそ
の補強材の変形例を示す斜視図、第６図は補強材の更に
他の変形例を示す断面図、第７図及び第８図はこの第６
図に示す補強材の夫々剪断強度及び引張強度の温度依存
性を示すグラフ図、第９図はドロンカップ型熱交換器の
概観を示す斜視図、第１０図は積層型の熱交換器の概観
を示す斜視図である。１；熱交換器、２；伝熱チューブ、３；フィン、４，８
，１０；補強材、５；アルミニウム形材、６；金属片、
７．１３；ろう材、９；金属ワイヤ、１１；金属材、１
２；アルミニウム芯材第１図第２図第３図第図第図Ｓ見樺模第図第１０図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）冷媒通路を有するコアをろう付により組み立てる
際に、補強材を前記コアにろう付することを特徴とする
熱交換器の製造方法。
（２）前記補強材はアルミニウムブレージングシートで
あ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。
（３）前記補強材はアルミニウムろう材と、線又は板形
状の金属又は合金材を内設したアルミニウム板との積層
体であ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。
（４）前記補強材はアルミニウムろう材と、アルミニウ
ム又はアルミニウム合金の板材と、ステンレス鋼の板材
との積層体であ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。