JPH11142091A - 熱交換器 - Google Patents
熱交換器Info
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- JPH11142091A JPH11142091A JP31067897A JP31067897A JPH11142091A JP H11142091 A JPH11142091 A JP H11142091A JP 31067897 A JP31067897 A JP 31067897A JP 31067897 A JP31067897 A JP 31067897A JP H11142091 A JPH11142091 A JP H11142091A
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- tank body
- tank
- heat exchanger
- aluminum alloy
- brazing
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F21/00—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
- F28F21/08—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of metal
- F28F21/081—Heat exchange elements made from metals or metal alloys
- F28F21/084—Heat exchange elements made from metals or metal alloys from aluminium or aluminium alloys
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
- F28F9/02—Header boxes; End plates
- F28F9/0219—Arrangements for sealing end plates into casing or header box; Header box sub-elements
- F28F9/0224—Header boxes formed by sealing end plates into covers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
- F28F9/02—Header boxes; End plates
- F28F9/0234—Header boxes; End plates having a second heat exchanger disposed there within, e.g. oil cooler
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- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Details Of Heat-Exchange And Heat-Transfer (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 製造が容易でリサイクル性および寸法精度に
優れた熱交換器を安価に提供する。 【解決手段】 自動車用ラジエータ1 は、タンク本体3
1,41 と、タンク本体31,41 の開口を塞ぎかつ熱交換管7
が接続せられたヘッダプレート32,42 とよりなるアッ
パタンク3 およびロアタンク4 を備えている。タンク本
体31,41 が、Ｍｎ０．５〜４．５％、Ｓｉ０．５〜３％
およびＦｅ０．５〜１％を含有し、残部がＡｌおよび不
純物よりなるアルミニウム合金鋳物製であって、ヘッダ
プレート32,42 にろう付けされている。
優れた熱交換器を安価に提供する。 【解決手段】 自動車用ラジエータ1 は、タンク本体3
1,41 と、タンク本体31,41 の開口を塞ぎかつ熱交換管7
が接続せられたヘッダプレート32,42 とよりなるアッ
パタンク3 およびロアタンク4 を備えている。タンク本
体31,41 が、Ｍｎ０．５〜４．５％、Ｓｉ０．５〜３％
およびＦｅ０．５〜１％を含有し、残部がＡｌおよび不
純物よりなるアルミニウム合金鋳物製であって、ヘッダ
プレート32,42 にろう付けされている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱交換器に関し、
更に詳しくいえば、タンク本体と、タンク本体の開口を
塞ぎかつ熱交換管が接続せられたヘッダプレートとより
なるヘッダタンクを備えており、たとえば自動車用のラ
ジエータやインタークーラ等として使用される熱交換器
に関するものである。
更に詳しくいえば、タンク本体と、タンク本体の開口を
塞ぎかつ熱交換管が接続せられたヘッダプレートとより
なるヘッダタンクを備えており、たとえば自動車用のラ
ジエータやインタークーラ等として使用される熱交換器
に関するものである。
【０００２】この明細書において合金等の組成物の成分
含有率を示している「％」は、重量％を意味するものと
する。
含有率を示している「％」は、重量％を意味するものと
する。
【０００３】
【従来の技術】この種の従来の熱交換器として、(a) タ
ンク本体が、合成樹脂製であって、ヘッダプレートにＯ
リングを介してかしめられているもの、(b) タンク本体
が、アルミニウム合金板に絞り加工を施すことにより形
成され、ヘッダプレートにろう付けされているもの、
(c) タンク本体が、アルミニウム合金押出形材製であっ
て、ヘッダプレートにかしめられるとともにろう付けさ
れているもの（特開平９−４９９６号公報参照）、およ
び(d) タンク本体が、アルミニウム合金鋳物製であっ
て、ヘッダプレートにＯリングを介してかしめられてい
るか若しくは溶接されているものが知られている。
ンク本体が、合成樹脂製であって、ヘッダプレートにＯ
リングを介してかしめられているもの、(b) タンク本体
が、アルミニウム合金板に絞り加工を施すことにより形
成され、ヘッダプレートにろう付けされているもの、
(c) タンク本体が、アルミニウム合金押出形材製であっ
て、ヘッダプレートにかしめられるとともにろう付けさ
れているもの（特開平９−４９９６号公報参照）、およ
び(d) タンク本体が、アルミニウム合金鋳物製であっ
て、ヘッダプレートにＯリングを介してかしめられてい
るか若しくは溶接されているものが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記(a) の熱交換器の
場合、タンク本体が合成樹脂製であって、流体入口管お
よび同出口管等の付属部品をタンク本体と一体に形成す
ることができる点で有利であるが、製造にさいしてタン
ク本体とヘッダプレートとの間をシールするためのＯリ
ングおよび両部品をかしめるためのかしめ機等の設備を
必要とするため、製品価格を安くすることができなかっ
た。また、合成樹脂とアルミニウム合金という異種材料
の部品が使用されているため、リサイクルに供する場合
には解体してこれらを分離する必要があるところ、これ
らの部品の解体は非常に困難であるため、リサイクル性
が悪いという問題があった。さらに、例えば２重管式オ
イルクーラ付きラジエータのように、ヘッダタンク内に
２重管式熱交換器が配置されているものも従来より知ら
れているが、２重管式熱交換器はナット等によりタンク
本体に接合されているため、ナット等の分だけ部品点数
が多くなり、コストアップにつながっていた。
場合、タンク本体が合成樹脂製であって、流体入口管お
よび同出口管等の付属部品をタンク本体と一体に形成す
ることができる点で有利であるが、製造にさいしてタン
ク本体とヘッダプレートとの間をシールするためのＯリ
ングおよび両部品をかしめるためのかしめ機等の設備を
必要とするため、製品価格を安くすることができなかっ
た。また、合成樹脂とアルミニウム合金という異種材料
の部品が使用されているため、リサイクルに供する場合
には解体してこれらを分離する必要があるところ、これ
らの部品の解体は非常に困難であるため、リサイクル性
が悪いという問題があった。さらに、例えば２重管式オ
イルクーラ付きラジエータのように、ヘッダタンク内に
２重管式熱交換器が配置されているものも従来より知ら
れているが、２重管式熱交換器はナット等によりタンク
本体に接合されているため、ナット等の分だけ部品点数
が多くなり、コストアップにつながっていた。
【０００５】上記(b) の熱交換器の場合、全ての部品を
アルミニウム合金製とすることができるため、リサイク
ル性には優れているが、流体導入管および同排出管接続
部材等の付属部品をタンク本体とは別体につくってこれ
らをタンク本体に接合する必要があるため、部品点数が
多くなって製品コストが高くつくうえ、接合箇所が増え
るため寸法精度の点でも良くなかった。
アルミニウム合金製とすることができるため、リサイク
ル性には優れているが、流体導入管および同排出管接続
部材等の付属部品をタンク本体とは別体につくってこれ
らをタンク本体に接合する必要があるため、部品点数が
多くなって製品コストが高くつくうえ、接合箇所が増え
るため寸法精度の点でも良くなかった。
【０００６】上記(c) の熱交換器についても、上記(b)
の熱交換器と同様の問題があるうえ、かしめとろう付け
の両方を行うのは非常に手間がかかり、作業性が良くな
いという問題もあった。
の熱交換器と同様の問題があるうえ、かしめとろう付け
の両方を行うのは非常に手間がかかり、作業性が良くな
いという問題もあった。
【０００７】また、上記(d) の熱交換器の場合、タンク
本体がアルミニウム合金鋳物製であって、タンク本体が
合成樹脂製である上記(a) の熱交換器と同様に、流体導
入管および同排出管接続部材等の付属部品をタンク本体
と一体に形成することができる点で有利である。しかし
ながら、アルミニウム合金鋳物は、高温強度に劣り、高
温にさらされるとブリスターが発生するという欠点があ
るため、ろう付けによる接合は従来行われておらず、こ
れに代えてタンク本体とヘッダプレートとの接合をかし
めによって行う場合、上記(a) の熱交換器と同様の問題
があり、また、溶接による場合、継手形状に制約が多い
うえ、製造コストの点でも不利であった。
本体がアルミニウム合金鋳物製であって、タンク本体が
合成樹脂製である上記(a) の熱交換器と同様に、流体導
入管および同排出管接続部材等の付属部品をタンク本体
と一体に形成することができる点で有利である。しかし
ながら、アルミニウム合金鋳物は、高温強度に劣り、高
温にさらされるとブリスターが発生するという欠点があ
るため、ろう付けによる接合は従来行われておらず、こ
れに代えてタンク本体とヘッダプレートとの接合をかし
めによって行う場合、上記(a) の熱交換器と同様の問題
があり、また、溶接による場合、継手形状に制約が多い
うえ、製造コストの点でも不利であった。
【０００８】本発明の目的は、上記の問題点を一挙に解
決して、製造が容易でリサイクル性および寸法精度に優
れた熱交換器を安価に提供することにある。
決して、製造が容易でリサイクル性および寸法精度に優
れた熱交換器を安価に提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明による熱交換器
は、タンク本体と、タンク本体の開口を塞ぎかつ熱交換
管が接続せられたヘッダプレートとよりなるヘッダタン
クを備えている熱交換器において、タンク本体が、Ｍｎ
０．５〜４．５％、Ｓｉ０．５〜３％およびＦｅ０．５
〜１％を含有し、残部がＡｌおよび不純物よりなるアル
ミニウム合金鋳物製であって、ヘッダプレートにろう付
けされていることを特徴としている。
は、タンク本体と、タンク本体の開口を塞ぎかつ熱交換
管が接続せられたヘッダプレートとよりなるヘッダタン
クを備えている熱交換器において、タンク本体が、Ｍｎ
０．５〜４．５％、Ｓｉ０．５〜３％およびＦｅ０．５
〜１％を含有し、残部がＡｌおよび不純物よりなるアル
ミニウム合金鋳物製であって、ヘッダプレートにろう付
けされていることを特徴としている。
【００１０】上記熱交換器において、ヘッダタンク内に
２重管式熱交換器が配置され、２重管式熱交換器がタン
ク本体にろう付けされている場合がある。
２重管式熱交換器が配置され、２重管式熱交換器がタン
ク本体にろう付けされている場合がある。
【００１１】また、上記熱交換器において、好ましく
は、ヘッダプレートが、タンク本体が接合せられる側の
面にろう材がクラッドせられてなるブレージングシート
で形成されている。
は、ヘッダプレートが、タンク本体が接合せられる側の
面にろう材がクラッドせられてなるブレージングシート
で形成されている。
【００１２】タンク本体は、通常、ダイカスト法により
鋳造せられたダイカスト製品によって形成される。
鋳造せられたダイカスト製品によって形成される。
【００１３】タンク本体を形成するアルミニウム合金鋳
物の組成のうち、Ｍｎは耐熱性、すなわち高温強度の向
上に寄与する元素であって、その含有量は０．５〜４．
５％である。０．５％未満では耐熱性効果が十分に得ら
れず、４．５％を越えると湯流れ不良を起こして鋳造性
が低下する。Ｍｎの含有量の好ましい下限値は１．５％
であり、同上限値は４％、より好ましくは３％である。
次に、Ｓｉは耐熱性および湯流れ性の向上に寄与する元
素であって、その含有量は０．５〜３％である。０．５
％未満の範囲および３％を越える範囲ではいずれも上記
効果が十分に得られない。Ｓｉの含有量の好ましい下限
値は１％である。Ｆｅは金型への溶湯の焼付き防止を目
的として添加され、その含有量は０．５〜１％である。
０．５％未満の範囲および１％を越える範囲ではいずれ
も上記効果が十分に得られない。Ｆｅの含有量の好まし
い下限値は０．７％である。上記成分の残部はＡｌであ
って、不可避不純物の成分は許容される。
物の組成のうち、Ｍｎは耐熱性、すなわち高温強度の向
上に寄与する元素であって、その含有量は０．５〜４．
５％である。０．５％未満では耐熱性効果が十分に得ら
れず、４．５％を越えると湯流れ不良を起こして鋳造性
が低下する。Ｍｎの含有量の好ましい下限値は１．５％
であり、同上限値は４％、より好ましくは３％である。
次に、Ｓｉは耐熱性および湯流れ性の向上に寄与する元
素であって、その含有量は０．５〜３％である。０．５
％未満の範囲および３％を越える範囲ではいずれも上記
効果が十分に得られない。Ｓｉの含有量の好ましい下限
値は１％である。Ｆｅは金型への溶湯の焼付き防止を目
的として添加され、その含有量は０．５〜１％である。
０．５％未満の範囲および１％を越える範囲ではいずれ
も上記効果が十分に得られない。Ｆｅの含有量の好まし
い下限値は０．７％である。上記成分の残部はＡｌであ
って、不可避不純物の成分は許容される。
【００１４】これらの組成を有するアルミニウム合金鋳
物でつくられたヘッダダンク本体は、高温強度に優れて
おり、４５０℃以上の高温でもブリスターを発生するこ
とがなく、ヘッダプレートや２重管式熱交換器とのろう
付けを良好に行うことができる。すなわち、本発明の熱
交換器の製造にさいしては、ヘッダダンク本体とヘッダ
プレート等との接合を、熱交換管等のコア部の構成部品
同士の接合とともに、たとえば炉中ろう付け等によって
同時に行うことができる。したがって、部品コストおよ
び製造コストが安くつき、製品を安価に提供することが
できるうえ、製造も容易である。また、全ての構成部品
をアルミニウム合金製にすることができるため、リサイ
クル性にも優れている。さらに、流体導入管および同排
出管接続部材等の付属部品をタンク本体と一体に形成す
ることができるので、寸法精度にも優れている。
物でつくられたヘッダダンク本体は、高温強度に優れて
おり、４５０℃以上の高温でもブリスターを発生するこ
とがなく、ヘッダプレートや２重管式熱交換器とのろう
付けを良好に行うことができる。すなわち、本発明の熱
交換器の製造にさいしては、ヘッダダンク本体とヘッダ
プレート等との接合を、熱交換管等のコア部の構成部品
同士の接合とともに、たとえば炉中ろう付け等によって
同時に行うことができる。したがって、部品コストおよ
び製造コストが安くつき、製品を安価に提供することが
できるうえ、製造も容易である。また、全ての構成部品
をアルミニウム合金製にすることができるため、リサイ
クル性にも優れている。さらに、流体導入管および同排
出管接続部材等の付属部品をタンク本体と一体に形成す
ることができるので、寸法精度にも優れている。
【００１５】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。
を参照して説明する。
【００１６】この実施形態は、本発明を自動車用ラジエ
ータに適用したものであって、図１〜図５に示すラジエ
ータ(1) は、ラジエータコア(2) と、アッパタンク(3)
と、ロアタンク(4) と、自動変速機用２重管式オイルク
ーラ(5) とを備えてなる。
ータに適用したものであって、図１〜図５に示すラジエ
ータ(1) は、ラジエータコア(2) と、アッパタンク(3)
と、ロアタンク(4) と、自動変速機用２重管式オイルク
ーラ(5) とを備えてなる。
【００１７】ラジエータコア(2) は、間隔をおいて左右
並列状に配置された複数のアルミニウム合金製熱交換管
(6) と、隣り合う熱交換管(6) どうしの間および左右両
端の熱交換管(6) の外側に配置されたアルミニウム合金
製コルゲートフィン(7) と、左右両端のコルゲートフィ
ン(7) の外側に配置されたアルミニウム合金製サイドプ
レート(8) とを備え、これらの部品の隣り合うものどう
しがろう付けされてなる。熱交換管(6) は、偏平状であ
って、これらの内部を流通する水が、熱交換管(6) の外
を流れる空気との熱交換によって冷却される。コルゲー
トフィン(7) には、熱交換効率を高めるために多数の切
り起しルーバ(9) が形成されている。サイドプレート
(8) は、横断面コ字形のアルミニウム押出形材からなる
（図２参照）。
並列状に配置された複数のアルミニウム合金製熱交換管
(6) と、隣り合う熱交換管(6) どうしの間および左右両
端の熱交換管(6) の外側に配置されたアルミニウム合金
製コルゲートフィン(7) と、左右両端のコルゲートフィ
ン(7) の外側に配置されたアルミニウム合金製サイドプ
レート(8) とを備え、これらの部品の隣り合うものどう
しがろう付けされてなる。熱交換管(6) は、偏平状であ
って、これらの内部を流通する水が、熱交換管(6) の外
を流れる空気との熱交換によって冷却される。コルゲー
トフィン(7) には、熱交換効率を高めるために多数の切
り起しルーバ(9) が形成されている。サイドプレート
(8) は、横断面コ字形のアルミニウム押出形材からなる
（図２参照）。
【００１８】アッパタンク(3) およびロアタンク(4)
は、それぞれ横断面略逆Ｕ形のタンク本体(31,41) と、
タンク本体(31,41) の開口を塞ぎかつ熱交換管(7) が接
続せられたアルミニウム合金製ヘッダプレート(32,42)
とよりなる。そして、タンク本体(31,41) が、Ｍｎ０．
５〜４．５％、Ｓｉ０．５〜３％およびＦｅ０．５〜１
％を含有し、残部がＡｌおよび不純物よりなり、ダイカ
スト法によって鋳造せられたアルミニウム合金鋳物製で
あって、ヘッダプレート(32,42) にろう付けされてい
る。
は、それぞれ横断面略逆Ｕ形のタンク本体(31,41) と、
タンク本体(31,41) の開口を塞ぎかつ熱交換管(7) が接
続せられたアルミニウム合金製ヘッダプレート(32,42)
とよりなる。そして、タンク本体(31,41) が、Ｍｎ０．
５〜４．５％、Ｓｉ０．５〜３％およびＦｅ０．５〜１
％を含有し、残部がＡｌおよび不純物よりなり、ダイカ
スト法によって鋳造せられたアルミニウム合金鋳物製で
あって、ヘッダプレート(32,42) にろう付けされてい
る。
【００１９】タンク本体(31,41) の周縁部には、外向き
のフランジ(10)が設けられており、一方、ヘッダプレー
ト(32,42) の周縁部には、フランジ(10)が嵌め入れられ
るフランジ嵌入溝(11)が設けられている（図３および図
４参照）。これにより、両部品の位置決めが容易になる
とともに、ろう付け面積の増大による接合強度の強化を
図ることができる。
のフランジ(10)が設けられており、一方、ヘッダプレー
ト(32,42) の周縁部には、フランジ(10)が嵌め入れられ
るフランジ嵌入溝(11)が設けられている（図３および図
４参照）。これにより、両部品の位置決めが容易になる
とともに、ろう付け面積の増大による接合強度の強化を
図ることができる。
【００２０】ヘッダプレート(32,42) は、タンク本体(3
1,41) が接合される側の面にろう材がクラッドされたブ
レージングシートでつくられている。
1,41) が接合される側の面にろう材がクラッドされたブ
レージングシートでつくられている。
【００２１】アッパタンク(3) を構成するタンク本体(3
1)には、水導入管接続部(12)、フィラーネック(13)、フ
ァンシュラウド取付部(14)およびアッパインシュレータ
取付部(15)が一体に形成されており、フィラーネック(1
3)には、圧力キャップ(16)が嵌められている（図１参
照）。
1)には、水導入管接続部(12)、フィラーネック(13)、フ
ァンシュラウド取付部(14)およびアッパインシュレータ
取付部(15)が一体に形成されており、フィラーネック(1
3)には、圧力キャップ(16)が嵌められている（図１参
照）。
【００２２】ロアタンク(4) を構成するタンク本体(41)
には、水排出管接続部(17)、ドレンパイプ接続部(18)お
よびファンシュラウド取付部(14)が一体に形成されてい
る（図１参照）。
には、水排出管接続部(17)、ドレンパイプ接続部(18)お
よびファンシュラウド取付部(14)が一体に形成されてい
る（図１参照）。
【００２３】ロアタンク(4) 内に、オイルクーラ(5) が
配置され、このオイルクーラ(5) が、ロアタンク(4) の
タンク本体(41)にろう付けされている。
配置され、このオイルクーラ(5) が、ロアタンク(4) の
タンク本体(41)にろう付けされている。
【００２４】オイルクーラ(5) は、同軸上に配置された
アルミニウム合金製内外両管(51,52) よりなる。内管(5
1)の両端部はそれぞれ拡管されていて、これらの拡管部
が外管(52)の内周面にろう付けされることにより、両管
間(51,52) にオイル通路(53)が形成されている。外管(5
2)の両端部には、側方に開口したオイル流通孔（図示
略）があけられているとともに、これらオイル流通孔の
周縁部に垂直壁部(54)が設けられ、垂直壁部(54)がロア
タンク(4) のタンク本体(41)内の側面にろう付けされて
いる。オイル流通孔には、それぞれオイル導入管(55)と
オイル排出管(56)が水平状に接続されている。オイル導
入管(55)およびオイル排出管(56)は、それぞれタンク本
体(41)の側壁にあけられた貫通孔(19)に挿通されるとと
もに、これらの基端部が貫通孔(19)内面にろう付けされ
ている。オイル通路(53)内におけるオイル導入管(55)と
オイル排出管(56)の間の部分には、マルチエントリータ
イプのインナーフィン(57)が配置されている。
アルミニウム合金製内外両管(51,52) よりなる。内管(5
1)の両端部はそれぞれ拡管されていて、これらの拡管部
が外管(52)の内周面にろう付けされることにより、両管
間(51,52) にオイル通路(53)が形成されている。外管(5
2)の両端部には、側方に開口したオイル流通孔（図示
略）があけられているとともに、これらオイル流通孔の
周縁部に垂直壁部(54)が設けられ、垂直壁部(54)がロア
タンク(4) のタンク本体(41)内の側面にろう付けされて
いる。オイル流通孔には、それぞれオイル導入管(55)と
オイル排出管(56)が水平状に接続されている。オイル導
入管(55)およびオイル排出管(56)は、それぞれタンク本
体(41)の側壁にあけられた貫通孔(19)に挿通されるとと
もに、これらの基端部が貫通孔(19)内面にろう付けされ
ている。オイル通路(53)内におけるオイル導入管(55)と
オイル排出管(56)の間の部分には、マルチエントリータ
イプのインナーフィン(57)が配置されている。
【００２５】上記のラジエータ(1) は、ラジエータコア
(2) を構成する熱交換管(6) 、コルゲートフィン(7) お
よびサイドプレート(8) 、ならびにアッパタンク(3) お
よびロアタンク(4) を構成するタンク本体(31,41) およ
びヘッダプレート(32,42) を適宜に組立てて、治具を用
いて拘束しながら、たとえばフラックスを用いた炉中ろ
う付けによって製造することができる。
(2) を構成する熱交換管(6) 、コルゲートフィン(7) お
よびサイドプレート(8) 、ならびにアッパタンク(3) お
よびロアタンク(4) を構成するタンク本体(31,41) およ
びヘッダプレート(32,42) を適宜に組立てて、治具を用
いて拘束しながら、たとえばフラックスを用いた炉中ろ
う付けによって製造することができる。
【００２６】なお、ヘッダプレート(32,42) やオイルク
ーラ(5) へのタンク本体(31,41) のろう付けには、ろう
材として、Ｚｎ２５〜６５％およびＳｉ２〜７％を含有
し、残部がＡｌおよび不純物よりなり、かつ不純物とし
てのＦｅが０．１％以下に規制されたアルミニウム合金
を用いるのが好ましい。Ｚｎは、ろう材の融点を下げる
効果を有しているが、Ｚｎの含有量が２５％未満では５
００〜５５０℃の高温でろう付け可能なまでに融点を下
げるに至らない。一方、６５％を越えると、さらに融点
を下げることはできるものの、ろう材の溶融温度範囲が
広くなるため、凝固時の引け巣が発生し易くなってろう
付け部の気密性を低下させるおそれがある。Ｚｎ含有量
の好ましい下限値は３０％、より好ましくは３５％であ
る。Ｚｎ含有量の好ましい上限値は６０％、より好まし
くは５５％である。Ｓｉは、ろう材の融点を下げるとと
もに溶融温度範囲を狭くする効果を有しているが、Ｓｉ
の含有量が２％未満では前期効果が十分に得らず、一
方、７％を越えても前記効果が飽和するうえ加工性が低
下してしまう。Ｓｉ含有量の好ましい下限値は３％、好
ましい上限値は５０％である。上記各成分の残部のうち
不純物としてＦｅが多く含まれていると、凝固時の引け
巣の発生が促進されるため、Ｆｅの含有量を０．１％以
下に規制する必要がある。
ーラ(5) へのタンク本体(31,41) のろう付けには、ろう
材として、Ｚｎ２５〜６５％およびＳｉ２〜７％を含有
し、残部がＡｌおよび不純物よりなり、かつ不純物とし
てのＦｅが０．１％以下に規制されたアルミニウム合金
を用いるのが好ましい。Ｚｎは、ろう材の融点を下げる
効果を有しているが、Ｚｎの含有量が２５％未満では５
００〜５５０℃の高温でろう付け可能なまでに融点を下
げるに至らない。一方、６５％を越えると、さらに融点
を下げることはできるものの、ろう材の溶融温度範囲が
広くなるため、凝固時の引け巣が発生し易くなってろう
付け部の気密性を低下させるおそれがある。Ｚｎ含有量
の好ましい下限値は３０％、より好ましくは３５％であ
る。Ｚｎ含有量の好ましい上限値は６０％、より好まし
くは５５％である。Ｓｉは、ろう材の融点を下げるとと
もに溶融温度範囲を狭くする効果を有しているが、Ｓｉ
の含有量が２％未満では前期効果が十分に得らず、一
方、７％を越えても前記効果が飽和するうえ加工性が低
下してしまう。Ｓｉ含有量の好ましい下限値は３％、好
ましい上限値は５０％である。上記各成分の残部のうち
不純物としてＦｅが多く含まれていると、凝固時の引け
巣の発生が促進されるため、Ｆｅの含有量を０．１％以
下に規制する必要がある。
【００２７】また、上記タンク本体(31,41) のろう付け
にさいしてフラックスを用いる場合には、フラックスと
して、ＬｉＦ０．５〜５％およびＺｎｃｌ2 １〜１０％
を含有し、かつフルオロアルミニウム酸のカリウム塩１
〜５％を含有し、残部がＢａＣｌ2 −ＫＣｌ−ＮａＣｌ
系混合物からなる混合フラックスを用いることが好まし
い。この場合において、より好ましくは、ろう材として
上記組成を有するアルミニウム合金が用いられる。混合
フラックスとしてＢａＣｌ2 −ＫＣｌ−ＮａＣｌ系混合
物をベースとするのは、該混合物が比較的低い吸湿性を
有しているからである。前記混合物の好ましい組成は、
ＢａＣｌ2 ４９〜５３％、ＫＣｌ２３〜２７％、ＮａＣ
ｌ１５〜１９％である。また、これらを主成分として、
ＫＡｌＦ4 、ＭｇＦ2 、ＣａＦ2 等の弗化物系フラック
スやＫＦ＋ＡｌＦ3 の共晶組成の成分を少量加えてもよ
い。ＬｉＦは、混合フラックスの融点を低下させるとと
もにフラックスとしての活性度を向上させることを目的
として添加されるが、ＬｉＦの含有量が０．５％未満で
はこれらの効果が認められず、一方、５％を越えるとか
えって融点が上昇してしまう。ＬｉＦの含有量は、より
好ましくは１〜３％である。同様に、Ｚｎｃｌ2 も、混
合フラックスの融点を低下させるとともにフラックスと
しての活性度を向上させることを目的として添加される
が、Ｚｎｃｌ2 の含有量が１％未満ではこれらの効果が
認められず、一方、１０％を越えるとフラックスとして
の吸湿性が高くなって取扱いが面倒になるとともに、炉
体や治具の損傷が大きくなる。Ｚｎｃｌ2 の含有量は、
より好ましくは３〜７％である。また、フルオロアルミ
ニウム酸のカリウム塩は、ろう材の融点近傍に達したと
きに母材側の酸化膜を破るために添加される。フルオロ
アルミニウム酸のカリウム塩は、ＫαＡｌＦα+3で表わ
される化合物であって、具体的にはＫＡｌＦ4 、Ｋ2 Ａ
ｌＦ5 、Ｋ3 ＡｌＦ6 等である。これらは１種でも２種
以上の混合物でもよく、あるいは錯体を使用したもので
あってもよい。フルオロアルミニウム酸のカリウム塩の
含有量が１％では前記効果が十分に得られず、一方、５
％を越えるとフラックス全体の融点が上昇してろう付け
が困難となる。フルオロアルミニウム酸のカリウム塩の
含有量のより好ましい下限値は２％、同上限値は４％で
ある。
にさいしてフラックスを用いる場合には、フラックスと
して、ＬｉＦ０．５〜５％およびＺｎｃｌ2 １〜１０％
を含有し、かつフルオロアルミニウム酸のカリウム塩１
〜５％を含有し、残部がＢａＣｌ2 −ＫＣｌ−ＮａＣｌ
系混合物からなる混合フラックスを用いることが好まし
い。この場合において、より好ましくは、ろう材として
上記組成を有するアルミニウム合金が用いられる。混合
フラックスとしてＢａＣｌ2 −ＫＣｌ−ＮａＣｌ系混合
物をベースとするのは、該混合物が比較的低い吸湿性を
有しているからである。前記混合物の好ましい組成は、
ＢａＣｌ2 ４９〜５３％、ＫＣｌ２３〜２７％、ＮａＣ
ｌ１５〜１９％である。また、これらを主成分として、
ＫＡｌＦ4 、ＭｇＦ2 、ＣａＦ2 等の弗化物系フラック
スやＫＦ＋ＡｌＦ3 の共晶組成の成分を少量加えてもよ
い。ＬｉＦは、混合フラックスの融点を低下させるとと
もにフラックスとしての活性度を向上させることを目的
として添加されるが、ＬｉＦの含有量が０．５％未満で
はこれらの効果が認められず、一方、５％を越えるとか
えって融点が上昇してしまう。ＬｉＦの含有量は、より
好ましくは１〜３％である。同様に、Ｚｎｃｌ2 も、混
合フラックスの融点を低下させるとともにフラックスと
しての活性度を向上させることを目的として添加される
が、Ｚｎｃｌ2 の含有量が１％未満ではこれらの効果が
認められず、一方、１０％を越えるとフラックスとして
の吸湿性が高くなって取扱いが面倒になるとともに、炉
体や治具の損傷が大きくなる。Ｚｎｃｌ2 の含有量は、
より好ましくは３〜７％である。また、フルオロアルミ
ニウム酸のカリウム塩は、ろう材の融点近傍に達したと
きに母材側の酸化膜を破るために添加される。フルオロ
アルミニウム酸のカリウム塩は、ＫαＡｌＦα+3で表わ
される化合物であって、具体的にはＫＡｌＦ4 、Ｋ2 Ａ
ｌＦ5 、Ｋ3 ＡｌＦ6 等である。これらは１種でも２種
以上の混合物でもよく、あるいは錯体を使用したもので
あってもよい。フルオロアルミニウム酸のカリウム塩の
含有量が１％では前記効果が十分に得られず、一方、５
％を越えるとフラックス全体の融点が上昇してろう付け
が困難となる。フルオロアルミニウム酸のカリウム塩の
含有量のより好ましい下限値は２％、同上限値は４％で
ある。
【００２８】
【実施例】実施例１ Ｍｎ４％、Ｓｉ２％およびＦｅ０．９％を含有し、残部
がＡｌおよび不純物よりなるアルミニウム合金鋳物材を
用いて、ダイカスト法により図１に示したアッパタンク
用タンク本体(31)を鋳造した。
がＡｌおよび不純物よりなるアルミニウム合金鋳物材を
用いて、ダイカスト法により図１に示したアッパタンク
用タンク本体(31)を鋳造した。
【００２９】鋳造は、普通法によって、射出速度１．８
〜２．５ｍ／ｓ、鋳造圧力（ＡＣＣ圧力）１４０〜１６
０ｋｇｆ、溶湯温度７２０〜７５０℃、固定側金型温度
２００℃および可動側金型温度１４０℃の条件下で行っ
た。また、離型剤として水溶性のものを用い、スリーブ
潤滑剤として油性のものを用いた。
〜２．５ｍ／ｓ、鋳造圧力（ＡＣＣ圧力）１４０〜１６
０ｋｇｆ、溶湯温度７２０〜７５０℃、固定側金型温度
２００℃および可動側金型温度１４０℃の条件下で行っ
た。また、離型剤として水溶性のものを用い、スリーブ
潤滑剤として油性のものを用いた。
【００３０】そして、上記タンク本体(31)を、図１に示
したのブレーシンクシート製ヘッダプレート(32)にフラ
ックスろう付けして、アッパタンク(3) を製造した。
したのブレーシンクシート製ヘッダプレート(32)にフラ
ックスろう付けして、アッパタンク(3) を製造した。
【００３１】ろう材は、Ｚｎ４０％、Ｓｉ３．５％を含
有し、残部がＡｌおよび不純物よりなり、かつ不純物と
してのＦｅが０．１％以下に規制されたアルミニウム合
金を用いた。
有し、残部がＡｌおよび不純物よりなり、かつ不純物と
してのＦｅが０．１％以下に規制されたアルミニウム合
金を用いた。
【００３２】フラックスは、Ｌｉｆ１．５％、ＺｎＣｌ
2 ５％およびＡＤII（Ｋ2 ＡｌＦ5・Ｈ2 Ｏ＋、ＫＡｌ
Ｆ4 、Ｋ3 ＡｌＦ6 ）３．０％を含有し、残部がＳＴＦ
−Ａ（ＢａＣｌ3 ５２．５％、ＫＣｌ２６．２％、Ｎａ
Ｃｌ１７．％、ＣａＦ3 ２．０％、ＫＡｌＦ4 １．０
％、ＭｇＦ3 １．０％）よりなる混合フラックスを用い
た。
2 ５％およびＡＤII（Ｋ2 ＡｌＦ5・Ｈ2 Ｏ＋、ＫＡｌ
Ｆ4 、Ｋ3 ＡｌＦ6 ）３．０％を含有し、残部がＳＴＦ
−Ａ（ＢａＣｌ3 ５２．５％、ＫＣｌ２６．２％、Ｎａ
Ｃｌ１７．％、ＣａＦ3 ２．０％、ＫＡｌＦ4 １．０
％、ＭｇＦ3 １．０％）よりなる混合フラックスを用い
た。
【００３３】ろう付けは、濃度６０％のフラックス懸濁
液を接合面に塗布し乾燥させてから、両者をＮ2 ガス雰
囲気中にて５５０℃で５分間加熱することにより行い、
その後、室温まで冷却した。
液を接合面に塗布し乾燥させてから、両者をＮ2 ガス雰
囲気中にて５５０℃で５分間加熱することにより行い、
その後、室温まで冷却した。
【００３４】実施例２ Ｍｎ２％、Ｓｉ１％およびＦｅ０．６％を含有し、残部
がＡｌおよび不純物よりなるアルミニウム合金鋳物材を
用いて、ダイカスト法によりタンク本体(31)を鋳造し
た。鋳造条件は、実施例１と同一にした。
がＡｌおよび不純物よりなるアルミニウム合金鋳物材を
用いて、ダイカスト法によりタンク本体(31)を鋳造し
た。鋳造条件は、実施例１と同一にした。
【００３５】そして、このタンク本体(31)をヘッダプレ
ート(32)にフラックスろう付けして、アッパタンク(3)
を作製した。ろう材およびフラックスについては、実施
例１と同じものを使用し、その他のろう付けの条件も実
施例１と同一にした。
ート(32)にフラックスろう付けして、アッパタンク(3)
を作製した。ろう材およびフラックスについては、実施
例１と同じものを使用し、その他のろう付けの条件も実
施例１と同一にした。
【００３６】比較例 ＡＤＣ１２よりなるアルミニウム合金鋳物材を用いて、
ダイカスト法によりタンク本体(31)を鋳造した。鋳造条
件は、実施例１と同一にした。
ダイカスト法によりタンク本体(31)を鋳造した。鋳造条
件は、実施例１と同一にした。
【００３７】そして、このタンク本体(31)をヘッダプレ
ート(32)にフラックスろう付けして、アッパタンク(3)
を作製した。ろう材およびフラックスについては、実施
例１と同じものを使用し、その他のろう付けの条件も実
施例１と同一にした。
ート(32)にフラックスろう付けして、アッパタンク(3)
を作製した。ろう材およびフラックスについては、実施
例１と同じものを使用し、その他のろう付けの条件も実
施例１と同一にした。
【００３８】性能評価 実施例１および２ならびに比較例で得られたアッパタン
ク(3) について、ブリスターの発生と、外観状態、ろう
の充填率および接合強度によるろう付け性とに関する評
価を行った。なお、ブリスターの発生および外観状態に
ついては肉眼観察により行い、ろうの充填率については
エックス線観察により行った。また、接合強度について
は、各アッパタンク(3) をこれらのタンク本体(31)とヘ
ッダプレートと(32)の接合面と直交する方向に所定幅に
切断したものを試験片として用い、各試験片のタンク本
体(31)部分側とヘッダプレートと(32)部分側とを引張り
試験機で引張ったさいの破断箇所を観察し、破断箇所が
母材の場合には「良好」、接合部の場合には「不良」と
して評価した。これらの結果を上記実施例および比較例
の条件と併せて表１に示す。
ク(3) について、ブリスターの発生と、外観状態、ろう
の充填率および接合強度によるろう付け性とに関する評
価を行った。なお、ブリスターの発生および外観状態に
ついては肉眼観察により行い、ろうの充填率については
エックス線観察により行った。また、接合強度について
は、各アッパタンク(3) をこれらのタンク本体(31)とヘ
ッダプレートと(32)の接合面と直交する方向に所定幅に
切断したものを試験片として用い、各試験片のタンク本
体(31)部分側とヘッダプレートと(32)部分側とを引張り
試験機で引張ったさいの破断箇所を観察し、破断箇所が
母材の場合には「良好」、接合部の場合には「不良」と
して評価した。これらの結果を上記実施例および比較例
の条件と併せて表１に示す。
【００３９】
【表１】 表１の結果から明らかなように、実施例１および実施例
２については、いずれもブリスターの発生がなく、良好
なろう付け性が得られた。
２については、いずれもブリスターの発生がなく、良好
なろう付け性が得られた。
【００４０】
【発明の効果】本発明の熱交換器によれば、これを製造
するにあたって、タンク本体とヘッダプレート等との接
合を、熱交換管等のコア部の構成部品同士の接合ととも
に、たとえば炉中ろう付け等によって一括して行うこと
ができるので、部品コストおよび製造コストが安くつ
き、安価に提供することができるうえ、製造も容易であ
る。また、全ての部品をアルミニウム合金製とすること
ができるため、リサイクル性にも優れている。さらに、
流体入口管および同出口管等の付属部品をタンク本体と
一体に形成することができるので、寸法精度にも優れて
いる。
するにあたって、タンク本体とヘッダプレート等との接
合を、熱交換管等のコア部の構成部品同士の接合ととも
に、たとえば炉中ろう付け等によって一括して行うこと
ができるので、部品コストおよび製造コストが安くつ
き、安価に提供することができるうえ、製造も容易であ
る。また、全ての部品をアルミニウム合金製とすること
ができるため、リサイクル性にも優れている。さらに、
流体入口管および同出口管等の付属部品をタンク本体と
一体に形成することができるので、寸法精度にも優れて
いる。
【図１】本発明を適用したラジエータを示す斜視図であ
る。
る。
【図２】ラジエータのラジエータコアの構成を示す部分
拡大断面図である。
拡大断面図である。
【図３】図１のIII −III 線に沿うラジエータの部分拡
大横断面図である。
大横断面図である。
【図４】図１のIV−IV線に沿うラジエータの部分拡大横
断面図である。
断面図である。
【図５】ラジエータのラジエータコア、ロアタンクおよ
びオイルクーラを分解して示す斜視図である。
びオイルクーラを分解して示す斜視図である。
【符号の説明】 (1) …ラジエータ（熱交換器） (3) …アッパタンク（ヘッダタンク） (4) …ロアタンク（ヘッダタンク） (31,41) …タンク本体 (32,42) …ヘッダプレート (5) …２重管式オイルクーラ（２重管式熱交換器）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ２８Ｆ 9/18 Ｆ２８Ｆ 9/18
Claims (2)
- 【請求項１】 タンク本体と、タンク本体の開口を塞ぎ
かつ熱交換管が接続せられたヘッダプレートとよりなる
ヘッダタンクを備えている熱交換器において、タンク本
体が、Ｍｎ０．５〜４．５％、Ｓｉ０．５〜３％および
Ｆｅ０．５〜１％を含有し、残部がＡｌおよび不純物よ
りなるアルミニウム合金鋳物製であって、ヘッダプレー
トにろう付けされていることを特徴とする熱交換器。 - 【請求項２】 請求項１記載の熱交換器において、さら
にヘッダタンク内に２重管式熱交換器が配置され、２重
管式熱交換器がタンク本体にろう付けされていることを
特徴とする熱交換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31067897A JPH11142091A (ja) | 1997-11-12 | 1997-11-12 | 熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31067897A JPH11142091A (ja) | 1997-11-12 | 1997-11-12 | 熱交換器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11142091A true JPH11142091A (ja) | 1999-05-28 |
Family
ID=18008143
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31067897A Withdrawn JPH11142091A (ja) | 1997-11-12 | 1997-11-12 | 熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11142091A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101603453A (zh) * | 2009-07-14 | 2009-12-16 | 扬州金叶水箱有限公司 | 内燃机散热器 |
| US10731930B2 (en) | 2018-01-18 | 2020-08-04 | Denso International America, Inc. | Tank for heat exchanger and method for manufacturing the tank |
-
1997
- 1997-11-12 JP JP31067897A patent/JPH11142091A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101603453A (zh) * | 2009-07-14 | 2009-12-16 | 扬州金叶水箱有限公司 | 内燃机散热器 |
| US10731930B2 (en) | 2018-01-18 | 2020-08-04 | Denso International America, Inc. | Tank for heat exchanger and method for manufacturing the tank |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050201 |