JPH10197174A

JPH10197174A - 熱交換器

Info

Publication number: JPH10197174A
Application number: JP35166596A
Authority: JP
Inventors: Kunihiko Nishishita; 邦彦西下
Original assignee: Zexel Corp
Current assignee: Bosch Corp
Priority date: 1996-12-27
Filing date: 1996-12-27
Publication date: 1998-07-31

Abstract

(57)【要約】【目的】用途の異なる複数の熱交換器を一体に形成し
た熱交換器において、各熱交換器の要求性能を満たした
チューブを形成し、製造コストを低減した熱交換器を提
供すること。【構成】第１の熱交換器Ａを構成するチューブと第２
の熱交換器Ｂを構成するチューブを通風方向の下流と上
流に配置し、両チューブの間にフィン３を配設し、前記
各チューブの端部を各々タンクに挿入接続して第１及び
第２の熱交換器を一体ろう付けしてなる熱交換器におい
て、チューブ４，１４は、両面クラッドされたアルミ材
やアルミ合金を素材とする一枚プレートを折り曲げ又は
二枚のプレートを接合して形成され、このチューブは、
その長手方向に沿って通路を二分する閉塞部５が形成さ
れて、一方の通路が第１の熱交換器を、他方の通路が第
２の熱交換器を、それぞれ形成し、更に、前記チューブ
間に配設されるフィンは３、アルミ材又はアルミ合金か
らなる非クラッド材である構成の熱交換器である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、相互に用途の異な
る二つの熱交換器を通風方向の上流と下流に組み合わせ
て形成される熱交換器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、相互に用途の異なる二つの熱交換
器を組み合わせて形成される熱交換器が知られている。
この種の熱交換器としては、例えば、実公平６−４５１
５５号公報や特開平７−３３２８９０号公報に記載され
ているもののように、一対のタンク間にチューブとフィ
ンとが配設された構成の第１の熱交換器と、第１熱交換
器と同様に構成された第２の熱交換器が並列に配置され
て、相互に連結一体化された熱交換器が提案されてい
る。

【０００３】また、実開平２−５４０７６号公報に記載
されているもののように、平板状のプレートフィンが積
層され、前記プレートフィンに複数のチューブが連通接
続され、前記チューブの一端がタンクを構成するエンド
プレートに接続され、更に、前記エンドプレートにタン
クプレートが組み付けられて熱交換器を構成するもの
で、前記エンドプレートとタンクプレートを別体で設
け、又は、前記タンクプレートを別体で設けて第１の熱
交換器と第２の熱交換器が一体に形成されている熱交換
器が提案されている。

【０００４】その他、異なる二つの熱交換器が縦方向又
は横方向に直列に組み合わされて形成される熱交換器が
知られている。例えば、実公昭５９−１６６９２号公報
や実開平２−３６７７２号公報に記載されているものの
ように、一対のタンク間にチューブとフィンとを配設
し、前記一対のタンクの途中に仕切りプレートを装着し
て、構造上は一つの熱交換器であっても実質的に二つの
熱交換器を備えたものが提案されている。

【０００５】このように機能の異なる二つの熱交換器を
一体に形成すると、熱交換器自体の大きさを小型化する
ことができて、取り付けスペースの狭い車体の小さい車
にも簡単に取り付けることができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このように実質的に二
つの熱交換器が一体に形成されている熱交換器は、それ
ぞれの熱交換器の機能によってチューブ自体にかかる圧
力や、チューブに要求される耐食性等の要求性能が異な
る。例えば、第１の熱交換器がラジエータ、第２の熱交
換器がコンデンサであって、第１及び第２の熱交換器が
一体に形成された熱交換器の場合は、ラジエータは、チ
ューブ内面及び外面において高い耐食性が要求される。
一方、コンデンサは、高温高圧の熱交換媒体を凝縮する
ため、高い耐圧性が要求され、また、コンデンサのチュ
ーブ内面は、通流する熱交換媒体と接触しているため腐
食の問題は生じないが、チューブ外面は、高温多湿の状
態にさらされているため、高い耐食性が要求される。

【０００７】従来、一般に用いられているチューブとし
ては、例えば、ＪＩＳＡ１０５０やＡ１１００（９
９．０ｗｔ％Ａｌ）にＣｕ添加された改良材を用いて押
し出し成形法により形成されたチューブが知られてい
る。また、フィンとしては、ＪＩＳＡ４３４３又はＪ
ＩＳＡ４０４５（Ａｌ−Ｓｉ系）にＺｎ添加された改
良材であるろう材がクラッドされ、Ｚｎ添加のＡ３００
３（Ａｌ−Ｍｎ系）を用いて形成されたものが知られて
いる。

【０００８】これらのチューブとフィンを前記第１及び
第２熱交換器（ラジエータとコンデンサ）に用いた場合
は、チューブは押出材の特性から耐圧性が良く、また、
フィンとチューブの組み合わせにおいて、チューブ表面
電位を貴として、フィンを犠牲陽極とすることによりフ
ィンを優先的に腐食させてチューブを防食することがで
きるため、チューブ外面の耐食性はよいことから、第２
熱交換器であるコンデンサの要求性能を満たすことがで
きる。しかし、前記チューブは、チューブ内面の耐食性
が悪く、第１熱交換器であるラジエータの要求性能を満
たすことができないという問題を生じる。

【０００９】また、チューブとフィンを一体ろう付けす
るため、ろう材がクラッドされたブレージングシートを
用いてフィンを形成する必要が生じるが、ろう材がクラ
ッドされたフィン材を用いると、フィン形成時に使用す
る金型の摩耗が激しくなり、メンテナンス費用が増大す
る問題があり、また、材料費が高くなって製造コストが
高騰する不都合を生じる。

【００１０】この問題を解決するために、各熱交換器の
要求性能を満たすチューブをそれぞれ別体で形成するこ
とが考えられる。例えば、第１の熱交換器のチューブ
は、ＪＩＳＡ３００３（Ａｌ−Ｍｎ系）を芯材とし
て、チューブ外面となる層にＪＩＳＡ４３４３又はＪ
ＩＳＡ４０４５等（Ａｌ−Ｓｉ系）のろう材をクラッ
ドし、チューブ内面となる層にＪＩＳＡ７０７２（Ａ
ｌ−Ｚｎ）をクラッドした３層材を用いて電縫チューブ
を形成し、一方、第２の熱交換器のチューブは、前例と
同様に、ＪＩＳＡ１０５０やＡ１１００（９９．０ｗ
ｔ％Ａｌ）にＣｕ添加された改良材を用いて押し出し成
形法により形成する。第１熱交換器のチューブは、チュ
ーブの芯材であるＪＩＳＡ３００３と、ＪＩＳＡ７
０７２（Ａｌ−Ｚｎ）の電位差により、芯材の電位を貴
として、ＪＩＳＡ７０７２の犠牲陽極効果により、チ
ューブ内面の耐食性が向上され、そして、チューブ外面
は、フィンの犠牲防食効果により耐食性が向上されるた
め、第１熱交換器の要求性能を満足することができる。

【００１１】しかし、この場合は、第１及び第２熱交換
器のチューブを別体で形成する必要があるので、部品点
数が増加し、組み付け及び作業工程が困難となる問題を
生じる。また、この場合においても、フィンは、ろう材
がクラッドされたフィン材を用いる必要があるため、前
述したようにメンテナンス費の増大、材料費の高騰等の
問題は解決されていない。

【００１２】また、フィンにろう材が被覆されていない
材料を用いるとともに、チューブにろう材がクラッドさ
れた材料を用いることが考えられる。すなわち、例え
ば、第１熱交換器の耐食性を考慮して、ＪＩＳＡ３０
０３（Ａｌ−Ｍｎ系）材を芯材として、ＪＩＳＡ４３
４３又はＪＩＳＡ４０４５（Ａｌ−Ｓｉ系）のろう材
がクラッドされた材料を用いてチューブを形成すること
が考えられる。この場合は、押し出し加工性が劣るた
め、押し出し成形によるチューブの加工は不可能であ
り、従って、電縫チューブを形成することが要請され
る。しかし、電縫チューブでは第２熱交換器（例えばコ
ンデンサ）の要求する耐圧性を満足させることができな
いという問題を生じる。

【００１３】本発明は、前記各問題点に鑑みてなされた
もので、第１及び第２熱交換器が一体に形成される熱交
換器において、各熱交換器ごとの要求性能を満足するこ
とができるチューブを一体に形成することにより、製造
コストの低減を図ることの可能な熱交換器を得ることを
目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本願第１請求項に記載さ
れた発明は、第１の熱交換器を構成するチューブと第２
の熱交換器を構成するチューブを通風方向の下流と上流
に配置し、前記両チューブの間にフィンを配設し、前記
各チューブの端部を各々タンクに挿入接続して第１及び
第２の熱交換器を形成し、これら第１及び第２の熱交換
器を一体ろう付けしてなる熱交換器において、前記チュ
ーブは、両面クラッドされたアルミ材もしくはアルミ合
金を素材とする一枚プレートを折り曲げ又は二枚のプレ
ートを接合して形成されるとともに、このチューブは、
その長手方向に沿って通路を二分する閉塞部が形成され
て、一方の通路が第１の熱交換器を、また、他方の通路
が第２の熱交換器を、それぞれ形成し、更に、前記チュ
ーブ間に配設されるフィンは、アルミ材又はアルミ合金
からなる非クラッド材である構成の熱交換器である。

【００１５】このように、第１及び第２熱交換器のチュ
ーブが、両面クラッドのアルミ材又はアルミ合金を用い
て形成されていると、両面クラッドされたろう材と芯材
の電位差により、芯材の電位を貴とし、ろう材の犠牲陽
極効果によりチューブ外面及び内面の耐食性を向上させ
ることができる。

【００１６】このため、例えば、第１の熱交換器はチュ
ーブ内面及び外面において耐食性が要求されるものであ
り、また、第２の熱交換器は、チューブ内面の耐食性は
さほど要求されないが、チューブ外面の耐食性及び耐圧
性が要求されるものである場合等、実質的に用途の異な
る熱交換器が一体に形成される場合において、各熱交換
器ごと異なる要求性能を満足するチューブを一体で形成
することができる。また、チューブには閉塞部が形成さ
れているため、双方の熱交換器の熱の伝達を閉塞部で可
及的に小さくすることができ、各熱交換器間の熱の伝達
を防ぎ、熱交換率を向上することができる。

【００１７】また、チューブにろう材がクラッドされて
いるため、フィンは、ろう材がクラッドされていないア
ルミ材又はアルミ合金を材料として形成することがで
き、ろう材がクラッドされた材料を用いてフィンを形成
した場合に生じていた金型の摩耗が少なくなり、メンテ
ナンス費用を削減することができるとともに、材料費を
低減することができるので、製造コストを低減すること
ができる。

【００１８】本願第２請求項に記載された発明は、前記
請求項１記載の発明において、前記チューブを形成する
チューブ材は、アルミ材又はアルミ合金を芯材とし、チ
ューブ内面となる層及びチューブ外面となる層にＡｌ−
Ｓｉ系のろう材がクラッドされた３層材、又は、アルミ
材又はアルミ合金を芯材とし、更に、芯材よりも電位の
卑なるアルミ材又はアルミ合金が中間層にクラッドされ
るとともにチューブ内面となる層及びチューブ外面とな
る層にＡｌ−Ｓｉ系のろう材がクラッドされた４層材で
ある構成の熱交換器である。

【００１９】このように、芯材とろう材の間に芯材の電
位よりも電位の卑なる中間層の存在する４層材を用いて
チューブを形成した場合、前記中間層の面均一な犠牲防
食により、チューブ内面の耐孔食性が向上する。

【００２０】また、両面クラッドの３層材又は４層材で
あるアルミ材又はアルミ合金を用いてチューブを形成す
ると、チューブの耐圧性等の強度が向上する。

【００２１】本願第３請求項に記載された発明は、前記
請求項１記載の発明において、前記チューブは、一方の
通路又は双方の通路に内方に向けて突出する複数の突起
部が形成され、前記突起部の先端同士が当接され、又
は、前記突起部の先端と平面部が接合される構成の熱交
換器である。

【００２２】このように、チューブの通路の一方又は双
方に突起部を形成し、前記突起部の先端部同士を当接
し、又は、前記突起部の先端部とプレート平面を当接し
て通路内部を複数に分割することにより、通路内に通流
する熱交換媒体に乱流を生じさせて、熱交換率の向上を
図ることができ、また、チューブの耐圧性を向上させる
ことができるため、通路の一方又は双方に任意に突起部
を形成することより、各熱交換器ごとの要求性能を満た
すことが可能となる。この場合、両面クラッドのアルミ
材又はアルミ合金が用いられているので、突起部の当接
が容易となり、任意に突起部を形成することが可能とな
る。

【００２３】本願第４請求項に記載された発明は、前記
請求項１記載の発明において、前記チューブは、一枚の
プレートを折り畳んで形成されるものであって、チュー
ブを構成するプレートの端部同士が、チューブのビード
部分、平面部分、端部部分又は通路部分で重ね合わされ
てろう付けされている構成の熱交換器である。

【００２４】従来において、一枚のプレートを接合して
チューブを形成する際に、プレート端部をチューブ端部
で外方へ突出するように接合すると、チューブ断面形状
は左右で異なる場合があるため、チューブの断面形状に
合せてヘッダタンクのチューブ挿入孔を形成する必要が
あり、専用の治具等が必要となって、製造コストが嵩む
とともに製造工程が煩雑となる問題が生じていた。

【００２５】本発明のように、一枚のプレートを折り畳
んで形成されるチューブのプレートの端部接合部位を変
えると、チューブ断面の左右の形状を同一にすることが
でき、組み付け性が良くなり、製造備品の削減と製造工
程の簡易化を図ることが可能となる。

【００２６】本願第５請求項に記載された発明は、前記
請求項１記載の発明において、前記各チューブは、一方
のタンクに接続される一方の通路と他方のタンクに接続
される他方の通路がそれぞれＵターン形状に形成され、
前記一方のタンクと前記チューブの前記一方のＵターン
形状の通路とで片タンク構造の第１熱交換器が形成さ
れ、且つ、前記他方のタンクと前記チューブの前記他方
のＵターン形状の通路とで片タンク構造の第２熱交換器
が形成されている構成の熱交換器である。

【００２７】すなわち、チューブに、Ｕターン形状の通
路が形成されている構成の熱交換器にも用いられる。こ
の構成の熱交換器は、Ｕターン形状の通路と反対側のチ
ューブの端部をタンクに接合して形成される片タンクタ
イプのものであり、本願発明は、この片タンクタイプの
ものにも適用することができる。

【００２８】このような片タンクタイプの熱交換器は、
パラレルフロータイプの熱交換器と比べてタンクが半分
で済み、その分、空気との接触面積が大きくなって熱交
換率が向上し、また、部品点数が削減されてコスト低減
を図ることができる利点を有する。

【００２９】本願第６請求項に記載された発明は、前記
請求項１記載の発明において、前記チューブは、通路を
二分する前記閉塞部に断熱用の孔部が設けられている構
成の熱交換器である。

【００３０】このように、チューブに閉塞部が設けられ
ていると、第１及び第２熱交換器の双方の熱伝達を前記
閉塞部で可及的に小さくすることができ、そして、この
閉塞部に断熱用の孔部が形成されていると、更に熱の伝
達を阻止することができるため、双方の熱交換器の熱交
換率が向上する利点を有する。

【００３１】本願第７請求項に記載された発明は、前記
請求項１の発明において、前記チューブとフィンを一体
に組み付けて炉中ろう付けする構成の熱交換器である。

【００３２】すなわち、チューブとフィンを一体に組み
付けて炉中ろう付けする構成の熱交換器に用いることが
できる。基本的には、チューブとフィンを一体に組み込
んで炉中ろう付けするものであり、このチューブとフィ
ンのろう付けに加えて、後記のタンク、タンクを構成す
るタンク部、タンクを構成するエンドプレート等のいず
れかを同時にろう付けすることになる。

【００３３】本願第８請求項に記載された発明は、前記
請求項１の発明において、前記チューブ、フィン及びタ
ンクを一体に組み付けて炉中ろう付けする構成の熱交換
器である。

【００３４】すなわち、チューブ、フィン及びタンクを
一体に組み付けて炉中ろう付けする構成の熱交換器にも
用いることができる。この場合は、タンクは円筒状のも
のや、二分割のものを一体に組み合わせて、チューブ及
びフィンとともに一体にろう付けする。

【００３５】本願第９請求項に記載された発明は、前記
請求項１の発明において、前記チューブ、フィン及び積
層されてタンクを形成するタンク部を一体に組み付けて
炉中ろう付けする構成の熱交換器である。

【００３６】すなわち、チューブ、フィン及び積層され
てタンクを形成するタンク部を一体に組み付けて炉中ろ
う付けする構成の熱交換器にも用いることができる。こ
の場合は、チューブにタンク部が一体成形された前述の
ラミネートタイプのものを、一体ろう付けするものであ
る。

【００３７】本願第１０請求項に記載された発明は、前
記請求項１の発明において、前記チューブとフィンとエ
ンドプレートを炉中ろう付け後にタンクと接合する構成
の熱交換器である。

【００３８】すなわち、チューブとフィンとエンドプレ
ートを炉中ろう付けした後にタンクと接合する構成の熱
交換器にも用いることができる。この場合は、チューブ
とフィンとエンドプレートを炉中ろう付けした後に、シ
ール材を用いてカシメ等により結合する。熱交換器に要
求される耐圧性があまり高くない場合である。

【００３９】このように、本発明によれば、実質的に異
なる用途の熱交換器が一体に形成される熱交換器におい
て、各熱交換器ごとに異なる要求性能を満たすチューブ
を、一体に形成することができ、用途の異なる熱交換器
が一体に形成された熱交換器の耐久性を向上するととも
に、製造装置のメンテナンス費用の低減、材料費の低減
を図り、製造コストを低減することの可能な熱交換器を
提供することができる。

【００４０】

【発明の実施の形態】以下に本発明を図示の具体例に基
づいて説明する。

【００４１】図１は本具体例の熱交換器の斜視図、図２
は熱交換器の横断面図で、この熱交換器１は、一対のタ
ンク２，２の間に互いに平行に且つ交互に積層された複
数のフィン３，３とチューブ４，４を備えた熱交換器で
ある。後述するようにチューブ４内部の通路は、閉塞部
５によって二分されている。タンク２，２は長手方向に
仕切り板が２ｃが一体に形成され、内部が第１熱交換器
Ａのタンク２Ａ，２Ａ及び第２熱交換器Ｂのタンク２
Ｂ，２Ｂに区画されており、一方のタンクに入口継手１
０Ａ，１０Ｂと他方のタンクに出口継手１１Ａ，１１Ｂ
がそれぞれ接続されている。また、タンク２Ａ，２Ｂの
上下端部開口は、キャップ８，８により閉塞されてい
る。積層されたチューブ４，４の上端側及び下端側のタ
ンク２には、サイドプレート接続孔（図示省略）が設け
られ、これらのサイドプレート接続孔には、横断面コ字
状のサイドプレート９，９の両端部が挿入して接合され
ている。そして、タンク２Ｂの所要箇所には、第２の熱
交換器Ｂのタンク２Ｂ内部を長手方向に区画する仕切り
プレート（図示省略）が配設され、タンク内部を複数に
分割している。この例では第１の熱交換器Ａはラジエー
タ、第２熱交換器Ｂはコンデンサであり、第１及び第２
熱交換器Ａ，Ｂを通風方向の下流と上流に配置し組み合
わせて熱交換器１が形成されている。

【００４２】更に図３に示すように、チューブ４は、二
枚のプレートの両端部４ｍ，４ｎをチューブ両端部で接
合して形成するもので、チューブ４は閉塞部５によって
チューブの長手方向に通路が二分され、一方のタンク２
Ａ，２Ａに接続される一方の通路６と、他方のタンク２
Ｂ，２Ｂに接続される他方の通路７が形成されている。
そして、前記入口継手１０Ａ，１０Ｂと出口継手１１
Ａ，１１Ｂとの間で、熱交換媒体がチューブ４の各通路
６，７を通流して熱交換される。前記通路７は、チュー
ブ内方へ向けて突出する断面Ｕ字状のビード７ａ，７ａ
が形成され、前記ビード７ａの先端部がプレート面に接
合している。前記ビード７ａは長円形状を呈している。

【００４３】このように、一方の通路７にビード７ａ，
７ａを設けることにより、チューブ４の耐圧性を向上さ
せ、熱交換媒体の流れに適度な乱流を生じさせて熱交換
率の向上を図ることができ、各熱交換器ごとの要求性能
を満たすことが可能となる。

【００４４】また、前記チューブ４は、形成された閉塞
部５により、双方の熱交換器の熱伝導を可及的に小さく
することができ、各熱交換器間の熱の伝達を防ぎ、熱交
換率を向上することができる。更に、チューブ４の閉塞
部５は、断熱用の孔５ａ，５ａを備えている。このよう
に、閉塞部５に孔５ａ，５ａを備えることにより、断熱
効果をより一層向上することができる。

【００４５】前記チューブ材は、ＪＩＳＡ３００３合
金（Ａｌ−Ｍｎ系）を芯材とし、チューブ内面となる層
及びチューブ外面となる層の双方にＪＩＳＡ４０４５
（Ａｌ−Ｓｉ系）をろう材としてクラッドした３層材、
又は、ＪＩＳＡ３００３（Ａｌ−Ｍｎ系）を芯材と
し、チューブ内側となる層に１０００系（９９．０ｗｔ
％Ａｌ）アルミ合金をクラッドし、更に、チューブ内面
となる層及びチューブ外面となる層の双方にＪＩＳＡ
４０４５（Ａｌ−Ｓｉ系）をろう材としてクラッドした
４層材が用いられている。

【００４６】このように、チューブの内面となる層及び
外面となる層にろう材がクラッドされていると、芯材と
ろう材の電位差により、芯材の電位を貴とし、ろう材の
犠牲陽極効果によりチューブ外面及び内面の耐食性を向
上することができる。また、芯材とろう材の間に芯材の
電位よりも電位の卑な中間層が存在する４層材を用いて
チューブを形成した場合、前記中間層の面均一な犠牲防
食により、チューブの内面の耐孔食性が向上する。

【００４７】また、芯材の両面にろう材がクラッドされ
た３層材、又は、芯材及び中間層にろう材がクラッドさ
れた４層材を用いてチューブを形成すると、チューブ自
体の耐圧性等の強度が向上する。

【００４８】本例のほかに、３層材又は４層材に用いら
れるアルミ材又はアルミ合金は、例えば、Ｓｉ及びＭｇ
添加されたアルミ合金を用いて、金属間化合物Ｍｇ₂Ｓ
ｉを析出により、素材の強度向上効果及び熱交換器の構
造強度を向上する効果が得られるものや、ろうの耐食性
を向上させる元素が含まれているもの等を用いることが
できる。

【００４９】また、チューブには閉塞部が形成されてい
るため、双方の熱交換器の熱伝導を閉塞部で可及的に小
さくすることができ、各熱交換器間の熱の伝達を防ぎ、
熱交換率を向上することができる。

【００５０】このように、耐食性及び耐圧性が向上され
たチューブを形成することが可能となるため、例えば、
第１熱交換器Ａであるラジエータのように、チューブの
内面及び外面の双方に高い耐食性が要求され、また、第
２熱交換器Ｂであるコンデンサのように、チューブ内面
の耐食性はさほど要求されないが、チューブ外面の耐食
性及び耐圧性が要求される等の実質的に用途の異なる熱
交換器が一体に形成される場合において、各熱交換器ご
とに異なる要求性能を満足するチューブを一体で形成す
ることができ、第１及び第２の熱交換器を一体に形成し
た熱交換器を形成する場合に部品点数が削減され、製造
コストを低減することができる。

【００５１】また、フィン３は、チューブ４がろう材が
両面にクラッドされたアルミ材又はアルミ合金で形成さ
れるため、フィン材としてろう材がクラッドされていな
いアルミ合金のベア材を用いることができる。例えば、
１．５％Ｚｎを添加したＪＩＳＡ３００３（Ａｌ−Ｍ
ｎ系）を用いて形成することができ、ろう材がクラッド
されていない材料でフィンが形成されるため、フィン形
成時の金型の摩耗を減少することができ、メンテナンス
費用を低減することができる。また、ろう材がクラッド
された材料を用いずにフィンを形成することができるた
め、材料費を低減することができ、製造コストの低減が
可能となる。

【００５２】また、フィン材には、１．５％Ｚｎが添加
されているため、チューブ４とフィン４が組み付けられ
て一体に形成された場合、フィン３とチューブ４の組み
合わせにおいて、チューブの電位が貴となり、優先的に
フィン３が腐食される犠牲陽極効果により、チューブ外
面が防食され、チューブ外面の耐食性が向上される。

【００５３】以下、前述した両面クラッドの３層材又は
４層材のアルミ材又はアルミ合金を用いて形成したチュ
ーブの好ましい実施の態様を、図面に基づいて説明す
る。尚、共通の構成要素に同一の符号を付して説明を省
略する。

【００５４】図４乃至図６に示す具体例は、図３に示す
例と同様に二枚のプレートを用いて形成されたチューブ
４の他の具体例であり、チューブの端面からみた斜視図
を示している。

【００５５】図４に示すように、チューブ４は、内方へ
向かってビード７ｂが突出するようにプレートが折曲げ
られて形成され、ビード７ｂは、チューブ４の長手方向
に亘って形成されており、ビード７ｂの先端部がプレー
ト面に接合している。

【００５６】また、図５に示すチューブ４は、内方へ向
けて突出する断面Ｕ字状のビード７ｃが形成されてお
り、ビード７ｃは、この例においてもチューブ４の長手
方向に亘って形成されている。また、このビード７ｃの
先端部がプレート面に接合している。

【００５７】図６に示すチューブ４は、内方へ向けて突
出する断面Ｕ字状の丸ビード７ｄが形成されおり、この
ビード７ｄの先端部がプレート面に接合している。

【００５８】これらの例において、二枚のプレートを用
いてチューブを形成する場合を示したが、プレス又はロ
ール成形された一枚のプレートを更に半分に折り畳んで
形成したチューブ、或は、ロール成形しながら一枚のプ
レートを半分に折り畳んで形成するチューブにも同様に
ビードを形成することができる。

【００５９】図７乃至図１０に示す具体例は、チューブ
の端面からみた斜視図であり、一枚のプレートを半分に
折り畳んで、プレート端部４ｍ，４ｎ同士が一方のチュ
ーブ端部で接合されて形成されたチューブ４の他の具体
例である。

【００６０】図７において、チューブ４は、一方の通路
７に内方へ向けて突出する断面Ｕ字状の長ビード７ｅ，
７ｅが形成され、長ビード７ｅ，７ｅの平面形状は、長
円形状である。そして、前記ビード７ｅの先端部同士が
当接している。

【００６１】また、図８に示すように、チューブ４は、
内方へ向かって突出するようにプレートが折曲げられて
チューブの長手方向に亘ってビード７ｆが形成され、ビ
ード７ｆ，７ｆの先端部同士が当接している。

【００６２】また、図９に示すように、チューブ４は、
内方へ向けて突出する断面Ｕ字状のビード７ｇが長手方
向に亘って形成されている。このビード７ｇの先端部同
士が当接している。

【００６３】また、図１０に示すように、チューブ４
は、内方へ向けて突出する断面Ｕ字状の丸ビード７ｈが
形成されおり、このビード７ｈ，７ｈの先端部同士が当
接している。

【００６４】また、図１１に示すものは、チューブ４の
他の具体例であって、チューブ４の一方の通路７に複数
のビード７ｃ，７ｃが形成されているとともに、他方の
通路６にも内方へ向けて突出するビード６ｃが形成さ
れ、これらのビード６ｃ，７ｃが対向する平面に接合さ
れている。本例において、ビード６ｃ，７ｃはチューブ
の長手方向に亘って形成される長ビードである。

【００６５】この例では、一方の通路のみならず他方の
通路にもビードを形成して、熱交換率を向上させるよう
にし、更に耐圧性等の各熱交換器ごとの要求性能を満足
させるようにしている。

【００６６】図１２乃至図１５に示す具体例は、チュー
ブの端面からみた斜視図を示すもので、前例と同様に、
一枚のプレートを用いてチューブ４を形成するものであ
るが、プレート端部の接合形態及び接合部位を変化させ
たものである。

【００６７】図１２に示すチューブ４は、一方の通路７
にチューブの長手方向に亘って内方へ向かって突出する
長ビード７ｃが形成されており、ビード７ｃの先端がプ
レートの平面に接合している。プレートの両端部４ｍ，
４ｎは、チューブ端部でチューブ内方突出するように折
曲げ、折曲げた端部４ｍ，４ｎの平面同士を接合してい
る。

【００６８】図１３に示すチューブ４は、一方の通路７
にチューブの長手方向に亘って複数の長ビード７ｃが設
けられている。そして、一方のプレート端部４ｍを通路
７部分でＬ字状に折曲げてプレート面に接合し、更に、
他方のプレート端部４ｎを同部分で同様にＬ字状に折曲
げて前記プレート端部４ｍ上に重ね合わせるように接合
している。すなわち、プレート端部４ｍ，４ｎは、断面
Ｕ字状の一つの長ビードを形成している。

【００６９】図１４に示すチューブ４は、一方の通路７
に長ビード７ｃが形成され、ビード７ｃが形成されない
平面でプレート端部４ｍ，４ｎ同士が重ね合わされて接
合している。すなわち、プレート両端部４ｍ，４ｎ同士
が接合する平面部に接合するビード７ｃ’は、他のビー
ドよりも浅いＵ字状に形成され、このビード７ｃ’が接
合するチューブ平面部分で一方のプレート端部４ｍと他
方のプレート端部４ｎが重ね合わされて接合されてい
る。

【００７０】図１５に示すチューブ４は、一方の通路７
に複数のビード７ｃが形成され、他方の通路６の中央部
分で、プレートの両端部４ｍ，４ｎ同士が内方に突出す
るように折曲げられ、折曲げられた端部４ｍ，４ｎの表
面同士が接合するとともに、端部４ｍ，４ｎとチューブ
平面部分が接合している。すなわち、プレート端部４
ｍ、４ｎは、接合してチューブを形成するとともに通路
６を二分するビードの役割を果たしている。

【００７１】このように、一枚のプレートでチューブを
形成する場合に、プレート端部をチューブ端部で外方に
向けて突出するように接合せずに、接合形態、接合部位
を変化させて、チューブの端部部位、ビード部位、平面
部位又は通路部位で接合することにより、チューブの外
観形状をチューブ左右で略同一とすることができ、従来
のように左右で異なる形状のチューブ挿入孔をタンクに
開ける必要がなくなるため、製造備品が削減され、チュ
ーブ組み付け性が向上し、製造工程の簡易化を図ること
が可能となる。また、プレート端部同士をチューブ外面
となる層で接合しているため、チューブ内面の耐食性が
要求されないチューブを形成する場合、又は、芯材と電
位差のある中間層がチューブ内面となる層に被覆されて
いる場合は、チューブ内面となる層にろう材をクラッド
する必要がなくなり、製造コストの低減を図ることがで
きる。

【００７２】図１６及び図１７に示す具体例は、片タン
クタイプの第１及び第２の熱交換器Ａ，Ｂを並列に組み
合わせて熱交換器１を形成したもので、この図１６に示
す熱交換器１は、タンク１２Ａ，１２Ｂに接続された、
複数のチューブ１４，１４及びフィン３，３を備えた熱
交換器である。各チューブ１４，１４は、前例同様、両
面クラッドの３層材又は４層材であるアルミ材又はアル
ミ合金の一枚又は二枚のプレートを用いて形成されてい
る。

【００７３】図１７において示すように、チューブ１４
は閉塞部５によってチューブの長手方向に通路が二分さ
れ、一方のタンク１２Ａに接続される一方の通路６と、
他方のタンク１２Ｂに接続される他方の通路７が形成さ
れている。各通路６，７の中央部には、突条１６，１７
が形成されており、これらの突条１６，１７とプレート
面が接合し、或は、突条１６，１６又は突条１７，１７
同士が接合して、各通路６，７がＵターン形状に形成さ
れる。７ａ，７ａは長円形状の長ビードで、これらの長
ビード７ａ，７ａがプレート面と接合し、或は、長ビー
ド７ａ，７ａ同士が接合している。このように構成する
ことにより、パラレルフロータイプの熱交換器と比べて
タンクが半分で済み、その分、空気との接触面積が大き
くなって熱交換率が向上し、また、部品点数が削減され
てコスト低減が図られる利点を有する。

【００７４】図１８に示す具体例は、片タンクタイプの
第１及び第２の熱交換器Ａ，Ｂを、タンク位置が交互と
なるように並列に配置したものであり、一方のタンク１
２Ａが左側に、他方のタンク１２Ｂが右側に配置されて
いる。これらのタンク１２Ａ及びタンク１２Ｂの間に、
複数のチューブ１４，１４及びフィン３，３を備え、各
チューブ１４，１４は、前例同様、途中に閉塞部５を設
けて通路を二分し、一方のタンク２Ａに接続される一方
の通路６と、他方のタンク２Ｂに接続される他方の通路
７が、それぞれＵターン形状に形成されている。また、
チューブ１４，１４は、両面クラッドの３層材又は４層
材であるアルミ材又はアルミ合金の一枚又は二枚のプレ
ートを用いて形成され、フィンは、Ｚｎ１．５％添加の
アルミ材又はアルミ合金を用いて形成されている。この
ように、片タンクタイプの第１及び第２の熱交換器Ａ，
Ｂを組み合わせて形成された熱交換器は、車体に組み付
ける際に両側にブラケットを取り付けることができるた
め、組み付け性が向上する。

【００７５】また、図１９に示す具体例は、積層された
タンク２Ａ，２Ｂを形成するタンク部２ａ，２ａ，２
ｂ，２ｂが、チューブ４，４に一体成形されたラミネー
トタイプのものであり、この例の場合も、熱交換器１
は、並列に配置された二対のタンク２Ａ，２Ａ及び２
Ｂ，２Ｂの間に、複数のチューブ４，４及び３，３を備
えた熱交換器であって、各チューブ４，４は途中に閉塞
部５を設けて、長手方向に通路を二分し、一方のタンク
２Ａ，２Ａに接続される一方の通路６と、他方のタンク
２Ｂ，２Ｂに接続される他方の通路７が形成されてい
る。そして前例同様、チューブ４，４は、両面クラッド
の３層材又は４層材であるアルミ材又はアルミ合金の一
枚又は二枚のプレートを用いて形成され、各熱交換器ご
との要求性能を満たしたチューブを一体に成形してい
る。

【００７６】このように、本具体例の熱交換器は、基本
的にはチューブとフィンを一体に組み込んで炉中ろう付
けするものであり、このチューブとフィンのろう付けに
加えて、接合プレート、タンク、タンクを構成するタン
ク部、タンクを構成するエンドプレート等のいずれかを
同時にろう付けすることができる。タンクはタンク素材
を丸めて円管状に形成したものや、二分割のもの、ま
た、チューブとフィン及び積層されてタンクを形成する
タンク部を一体に組み付けて、つまりチューブにタンク
部が一体成形されたラミネートタイプのものを、炉中ろ
う付けすることができる。

【００７７】なお、前述の具体例では、二つの熱交換器
を横方向に並列に組み合わせたものを例にとって説明し
たが、二つの熱交換器を縦方向に並列に組み合わせて形
成されたもの、また、二つの熱交換器が組あわされて形
成された熱交換器の上下の一方又は双方に第３の熱交換
器を組み合わせる等、適宜の組み合わせにて熱交換器を
形成することができるものである。

【００７８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、第１の
熱交換器を構成するチューブと第２の熱交換器を構成す
るチューブを通風方向の下流と上流に配置し、前記両チ
ューブの間にフィンを配設し、前記各チューブの端部を
各々タンクに挿入接続して第１及び第２の熱交換器を形
成し、これら第１及び第２の熱交換器を一体ろう付けし
てなる熱交換器において、前記チューブは、両面クラッ
ドされたアルミ材もしくはアルミ合金を素材とする一枚
プレートを折り曲げ又は二枚のプレートを接合して形成
されるとともに、このチューブは、その長手方向に沿っ
て通路を二分する閉塞部が形成されて、一方の通路が第
１の熱交換器を、また、他方の通路が第２の熱交換器
を、それぞれ形成し、更に、前記チューブ間に配設され
るフィンは、アルミ材又はアルミ合金からなる非クラッ
ド材である構成の熱交換器である。

【００７９】このように、第１及び第２熱交換器のチュ
ーブが、両面クラッドのアルミ材又はアルミ合金を用い
て形成されていると、両面クラッドされたろう材と芯材
の電位差により、芯材の電位を貴とし、ろう材の犠牲陽
極効果によりチューブ外面及び内面の耐食性を向上させ
ることができる。

【００８０】このため、例えば、第１の熱交換器はチュ
ーブ内面及び外面において耐食性が要求されるものであ
り、また、第２の熱交換器は、チューブ内面の耐食性は
さほど要求されないが、チューブ外面の耐食性及び耐圧
性が要求されるものである場合等、実質的に用途の異な
る熱交換器が一体に形成される場合において、各熱交換
器ごと異なる要求性能を満足するチューブを一体で形成
することができる。また、チューブには閉塞部が形成さ
れているため、双方の熱交換器の熱の伝達を閉塞部で可
及的に小さくすることができ、各熱交換器間の熱の伝達
を防ぎ、熱交換率を向上することができる。

【００８１】また、チューブにろう材がクラッドされて
いるため、フィンは、ろう材がクラッドされていないア
ルミ材又はアルミ合金を材料として形成することがで
き、ろう材がクラッドされた材料を用いてフィンを形成
した場合に生じていた金型の摩耗が少なくなり、メンテ
ナンス費用を削減することができるとともに、材料費を
低減することができるので、製造コストを低減すること
ができる。

【００８２】また、本発明において、前記チューブを形
成するチューブ材を、アルミ材又はアルミ合金を芯材と
し、チューブ内面となる層及びチューブ外面となる層に
Ａｌ−Ｓｉ系のろう材がクラッドされた３層材、又は、
アルミ材又はアルミ合金を芯材とし、更に、芯材よりも
電位の卑なるアルミ材又はアルミ合金が中間層にクラッ
ドされるとともにチューブ内面となる層及びチューブ外
面となる層にＡｌ−Ｓｉ系のろう材がクラッドされた４
層材で構成した場合、すなわち、芯材とろう材の間に芯
材の電位よりも電位の卑なる中間層の存在する４層材を
用いてチューブを形成した場合は、前記中間層の面均一
な犠牲防食により、チューブ内面の耐孔食性が向上す
る。

【００８３】また、両面クラッドの３層材又は４層材で
あるアルミ材又はアルミ合金を用いるてチューブを形成
すると、チューブの耐圧性等の強度が向上する。

【００８４】また、本発明において、前記チューブに、
一方の通路又は双方の通路に内方に向けて突出する複数
の突起部を形成し、前記突起部の先端同士が当接され、
又は、前記突起部の先端と平面部が接合されるように構
成した場合は、通路内に通流する熱交換媒体に乱流を生
じさせて、熱交換率の向上を図ることができ、また、チ
ューブの耐圧性を向上させることができるため、通路の
一方又は双方に任意に突起部を形成することより、各熱
交換器ごとの要求性能を満たすことが可能となる。この
場合、両面クラッドのアルミ材又はアルミ合金が用いら
れているので、突起部の当接が容易となり、任意に突起
部を形成することが可能となる。

【００８５】また、本発明において、前記チューブを、
一枚のプレートを折り畳んで形成するとともに、チュー
ブを構成するプレートの端部同士が、チューブのビード
部分、平面部分、端部部分又は通路部分で重ね合わされ
てろう付けされて構成した場合、すなわち、一枚のプレ
ートを折り畳んで形成されるチューブのプレートの端部
接合部位を変える場合は、チューブ断面の左右の形状を
同一にすることができ、組み付け性が良くなり、製造備
品の削減と製造工程の簡易化を図ることが可能となる。

【００８６】また、本発明は、前記各チューブの一方の
タンクに接続される一方の通路と他方のタンクに接続さ
れる他方の通路をそれぞれＵターン形状に形成し、前記
一方のタンクと前記チューブの前記一方のＵターン形状
の通路とで片タンク構造の第１熱交換器を形成し、且
つ、前記他方のタンクと前記チューブの前記他方のＵタ
ーン形状の通路とで片タンク構造の第２熱交換器を形成
することも可能である。すなわち、チューブに、Ｕター
ン形状の通路が形成されている構成の熱交換器にも用い
られる。この構成の熱交換器は、Ｕターン形状の通路と
反対側のチューブの端部をタンクに接合して形成される
片タンクタイプのものであり、本願発明は、この片タン
クタイプのものにも適用することができる。

【００８７】このような片タンクタイプの熱交換器は、
パラレルフロータイプの熱交換器と比べてタンクが半分
で済み、その分、空気との接触面積が大きくなって熱交
換率が向上し、また、部品点数が削減されてコスト低減
を図ることができる利点を有する。

【００８８】また、本発明において、前記チューブに、
通路を二分する前記閉塞部に断熱用の孔部を設けるとよ
い。このように、チューブに閉塞部が設けられている
と、第１及び第２熱交換器の双方の熱伝達を前記閉塞部
で可及的に小さくすることができ、そして、この閉塞部
に断熱用の孔部が形成されていると、更に熱の伝達を阻
止することができるため、双方の熱交換器の熱交換率が
向上する利点を有する。

【００８９】また、本発明において、前記チューブとフ
ィンを一体に組み付けて炉中ろう付けする構成も採用す
ることができる。すなわち、チューブとフィンを一体に
組み付けて炉中ろう付けする構成の熱交換器に用いるこ
とができる。基本的には、チューブとフィンを一体に組
み込んで炉中ろう付けするものであり、このチューブと
フィンのろう付けに加えて、後記のタンク、タンクを構
成するタンク部、タンクを構成するエンドプレート等の
いずれかを同時にろう付けすることになる。

【００９０】また、本発明において、前記チューブ、フ
ィン及びタンクを一体に組み付けて炉中ろう付けする構
成も採用することができる。すなわち、チューブ、フィ
ン及びタンクを一体に組み付けて炉中ろう付けする構成
の熱交換器にも用いることができる。この場合は、タン
クは円筒状のものや、二分割のものを一体に組み合わせ
て、チューブ及びフィンとともに一体にろう付けする。

【００９１】また、本発明において、前記チューブ、フ
ィン及び積層されてタンクを形成するタンク部を一体に
組み付けて炉中ろう付けする構成も採用することができ
る。すなわち、チューブ、フィン及び積層されてタンク
を形成するタンク部を一体に組み付けて炉中ろう付けす
る構成の熱交換器にも用いることができる。この場合
は、チューブにタンク部が一体成形された前述のラミネ
ートタイプのものを、一体ろう付けするものである。

【００９２】また、本発明において、前記チューブとフ
ィンとエンドプレートを炉中ろう付け後にタンクと接合
する構成も採用することができる。すなわち、チューブ
とフィンとエンドプレートを炉中ろう付けした後にタン
クと接合する構成の熱交換器にも用いることができる。
この場合は、チューブとフィンとエンドプレートを炉中
ろう付けした後に、シール材を用いてカシメ等により結
合する。熱交換器に要求される耐圧性があまり高くない
場合である。

【００９３】このように、本発明によれば、実質的に異
なる用途の熱交換器が一体に形成される熱交換器におい
て、各熱交換器ごとに異なる要求性能を満たすチューブ
を、一体に形成することができ、用途の異なる熱交換器
が一体に形成された熱交換器の耐久性を向上するととも
に、製造装置のメンテナンス費用の低減、材料費の低減
を図り、製造コストを低減することの可能な熱交換器を
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の具体例に係る熱交換器の斜視図であ
る。

【図２】本発明の具体例に係る熱交換器の横断面図で
ある。

【図３】本発明の具体例に係り、チューブの端面部分
の斜視図である。

【図４】本発明の具体例に係り、チューブの端面部分
の斜視図である。

【図５】本発明の具体例に係り、チューブの端面部分
の斜視図である。

【図６】本発明の具体例に係り、チューブの端面部分
の斜視図である。

【図７】本発明の具体例に係り、チューブの端面部分
の斜視図である。

【図８】本発明の具体例に係り、チューブの端面部分
の斜視図である。

【図９】本発明の具体例に係り、チューブの端面部分
の斜視図である。

【図１０】本発明の具体例に係り、チューブの端面部
分の斜視図である。

【図１１】本発明の具体例に係り、チューブの端面部
分の斜視図である。

【図１２】本発明の具体例に係り、チューブの端面部
分の斜視図である。

【図１３】本発明の具体例に係り、チューブの端面部
分の斜視図である。

【図１４】本発明の具体例に係り、チューブの端面部
分の斜視図である。

【図１５】本発明の具体例に係り、チューブの端面部
分の斜視図である。

【図１６】本発明の他の具体例に係る熱交換器の斜視
図である。

【図１７】図１６に示す熱交換器のチューブ及びタン
クの横断面図である。

【図１８】本発明の他の具体例に係る熱交換器の斜視
図である。

【図１９】本発明の他の具体例に係る熱交換器の斜視
図である。

【符号の説明】

１熱交換器２タンク２Ａタンク２Ｂタンク２ａタンク部２ｂタンク部２ｃ仕切り板３フィン４チューブ４ｍプレート端部４ｎプレート端部５閉塞部５ａ孔部６通路６ｃビード７通路７ａビード７ｂビード７ｃビード７ｃ’ ビード７ｄビード７ｅビード７ｆビード７ｇビード７ｈビード８キャップ９再度プレート１０Ａ入口継手１０Ｂ入口継手１１Ａ出口継手１１Ｂ出口継手１２Ａタンク１２Ｂタンク１４チューブ１６突条１７突条

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の熱交換器を構成するチューブと第
２の熱交換器を構成するチューブを通風方向の下流と上
流に配置し、前記両チューブの間にフィンを配設し、前
記各チューブの端部を各々タンクに挿入接続して第１及
び第２の熱交換器を形成し、これら第１及び第２の熱交
換器を一体ろう付けしてなる熱交換器において、前記チューブは、両面クラッドされたアルミ材もしくは
アルミ合金を素材とする一枚プレートを折り曲げ又は二
枚のプレートを接合して形成されるとともに、このチュ
ーブは、その長手方向に沿って通路を二分する閉塞部が
形成されて、一方の通路が第１の熱交換器を、また、他
方の通路が第２の熱交換器を、それぞれ形成し、更に、前記チューブ間に配設されるフィンは、アルミ材
又はアルミ合金からなる非クラッド材であることを特徴
とする熱交換器。
【請求項２】前記チューブを形成するチューブ材は、
アルミ材又はアルミ合金を芯材とし、チューブ内面とな
る層及びチューブ外面となる層にＡｌ−Ｓｉ系のろう材
がクラッドされた３層材、又は、アルミ材又はアルミ合
金を芯材とし、更に、芯材よりも電位の卑なるアルミ材
又はアルミ合金が中間層にクラッドされるとともにチュ
ーブ内面となる層及びチューブ外面となる層にＡｌ−Ｓ
ｉ系のろう材がクラッドされた４層材であることを特徴
とする請求項１記載の熱交換器。
【請求項３】前記チューブは、一方の通路又は双方の
通路に内方に向けて突出する複数の突起部が形成され、
前記突起部の先端同士が当接され、又は、前記突起部の
先端と平面部が接合されることを特徴とする請求項１記
載の熱交換器。
【請求項４】前記チューブは、一枚のプレートを折り
畳んで形成されるものであって、チューブを構成するプ
レートの端部同士が、チューブのビード部分、平面部
分、端部部分又は通路部分で重ね合わされてろう付けさ
れていることを特徴とする請求項１記載の熱交換器。
【請求項５】前記各チューブは、一方のタンクに接続
される一方の通路と他方のタンクに接続される他方の通
路がそれぞれＵターン形状に形成され、前記一方のタン
クと前記チューブの前記一方のＵターン形状の通路とで
片タンク構造の第１熱交換器が形成され、且つ、前記他
方のタンクと前記チューブの前記他方のＵターン形状の
通路とで片タンク構造の第２熱交換器が形成されている
ことを特徴とする請求項１記載の熱交換器。
【請求項６】前記チューブは、通路を二分する前記閉
塞部に断熱用の孔部が設けられていることを特徴とする
請求項１記載の熱交換器。
【請求項７】前記チューブとフィンを一体に組み付け
て炉中ろう付けすることを特徴とする請求項１記載の熱
交換器。
【請求項８】前記チューブ、フィン及びタンクを一体
に組み付けて炉中ろう付けすることを特徴とする請求項
１記載の熱交換器。
【請求項９】前記チューブ、フィン及び積層されてタ
ンクを形成するタンク部を一体に組み付けて炉中ろう付
けすることを特徴とする請求項１記載の熱交換器。
【請求項１０】前記チューブとフィンとエンドプレー
トを炉中ろう付け後にタンクと接合することを特徴とす
る請求項１記載の熱交換器。