JPH11216592A - ろう付け用アルミニウム材料及び熱交換器の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アルミニウム熱交換器の製造に際して、フラ
ックス使用量の低減と耐食性の向上とを製造の容易な低
コストな手段で実現する。 【解決手段】 芯材層１２１と、この芯材層１２１の表
面にクラッドされたろう材層１２２とからなるアルミニ
ウム板材１２０を備え、ろう材層１２２の表面に非腐食
性フラックスと粉末状Ｚｎとをバインダーを用いてロー
ルコータ法、噴霧法、浸漬法等により塗布し、表面塗布
層１２３を形成する。アルミニウム板材１２０を２枚１
組として最中状に組み合わせてチューブを構成し、フィ
ンと一体ろう付けする。ろう付け時に表面処理層１２３
の中の粉末状Ｚｎがアルミニウム材料の表面に拡散し
て、Ｚｎ拡散層（犠牲腐食陽極材の拡散層）を形成でき
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、一般的に言って、
ろう付け用アルミニウム材料及びそれを用いたアルミニ
ウム熱交換器の製造方法に関するもので、車両搭載の熱
交換器（空調用の蒸発器や凝縮器、ヒータコア、あるい
はエンジン冷却用ラジエータ等）に用いて好適なもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、特開平９−２９４８７号公報で
は、アルミニウム熱交換器におけるろう付け用アルミニ
ウム材料として、アルミニウム材にクラッドされたろう
材層の表面にフラックスをバインダを用いて被覆（塗
布）することにより、フラックス使用量の低減を図るも
のが提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、車両搭載の熱
交換器では、冬期に道路凍結防止のために散布される塩
成分が付着する等の過酷な腐食環境の下で使用されるの
で、上記従来技術によると、耐食性が不十分であり、ア
ルミニウム材の腐食によりチューブに貫通孔が開く（孔
食）ことがある。

【０００４】このため、アルミニウムに対して電極電位
の低いＺｎのような犠牲腐食陽極材をチューブの内側面
にクラッドしたり、あるいはチューブの表面に犠牲腐食
陽極材を溶射する等の対策が考えられるが、これらは、
アルミニウム材表面への犠牲腐食陽極材層の形成のため
に特別にクラッド工程や溶射工程を設ける必要があり、
コストアップを招くので、実用的でない。

【０００５】本発明は上記点に鑑み、アルミニウム熱交
換器の製造に際して、フラックス使用量の低減と耐食性
の向上とを製造の容易な低コストな手段で実現すること
を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明では、ろう付け用アルミニウム
材料の表面に、非腐食性フラックスと犠牲腐食陽極材と
をバインダーを用いて塗布したことを特徴としている。
これによると、ろう付け用アルミニウム材料の表面に非
腐食性フラックスと犠牲腐食陽極材とを含む表面処理層
（１２３、２４ｂ）が形成されているので、ろう付け時
に表面処理層（１２３、２４ｂ）の中の犠牲腐食陽極材
がアルミニウム材料の表面に拡散して、犠牲腐食陽極材
の拡散層を形成できる。

【０００７】そのため、犠牲腐食陽極材の拡散層の形成
のために、特別にクラッド工程や溶射工程を設ける必要
がなく、非腐食性フラックスと犠牲腐食陽極材とを混合
してアルミニウム材料の表面に塗布するだけでよい。そ
れ故、熱交換器等の製造コストを低減できるとともに、
犠牲腐食陽極材の犠牲腐食作用にてチューブ（１２、２
４）等の部品の孔食等を良好に防止でき、熱交換器の耐
食性を効果的に向上できる。

【０００８】また、非腐食性フラックスと犠牲腐食陽極
材の塗布は、熱交換器の部品のうち、ろう付け性と耐食
性の観点から必要な部品だけに行って、面積の大きいフ
ィン等への塗布は廃止できるから、フラックス使用量を
最小量に低減できる。また、非腐食性フラックスの塗布
をバインダーの働きにより非腐食性フラックスおよび犠
牲腐食陽極材をアルミニウム表面に均一に塗布すること
ができる。

【０００９】また、請求項２記載の発明では、芯材層
（１２１）と、この芯材層（１２１）の表面にクラッド
されたろう材層（１２２）とからなるアルミニウム板材
（１２０）を備え、ろう材層（１２２）の表面に非腐食
性フラックスと犠牲腐食陽極材とをバインダーを用いて
塗布したことを特徴としている。これによると、芯材層
（１２１）とろう材層（１２２）とからなるアルミニウ
ムクラッド材を用いる場合において、請求項１記載の発
明と同様の作用効果を発揮できる。

【００１０】また、請求項３記載の発明のように、犠牲
腐食陽極材としては粉末状のＺｎが好適である。また、
請求項４記載の発明のように、バインダーとして、ろう
付け温度以下の温度で蒸発するアクリル系樹脂を用いれ
ば、バインダーがろう付け時に悪影響を及ぼすことがな
い。

【００１１】また、請求項５記載の発明のように、犠牲
腐食陽極材を含有した非腐食性フラックスの塗布量を１
５ｇ／ｍ² 以下とすれば、非腐食性フラックスによるろ
う付け性を確保しつつ、フラックス使用量を低減でき
る。この非腐食性フラックスの使用量低減により、ろう
付け後に熱交換器の表面処理を行う場合でも、熱交換器
の洗浄を不要にすることができる。

【００１２】また、請求項６記載の発明のように、犠牲
腐食陽極材の塗布量を０．１５ｇ／ｍ² 以上とすれば、
犠牲腐食陽極材の犠牲腐食作用による耐食性向上を良好
に発揮できる。また、請求項７記載の発明では、芯材層
（１２１）と、この芯材層（１２１）の表面にクラッド
されたろう材層（１２２）とからなるアルミニウム板材
（１２０）を用い、ろう材層（１２２）の表面に、非腐
食性フラックスと犠牲腐食陽極材とをバインダーを用い
て塗布し、アルミニウム板材（１２０）を２枚１組とし
て最中状に組み付けることによりチューブ（１２）を構
成するとともに、このチューブ（１２）とフィン（１
３）とを交互に積層して組付け、この組付体をろう付け
により一体に接合する、アルミニウム熱交換器の製造方
法を特徴としている。

【００１３】これによると、２枚のアルミニウム板材
（１２０）の組み合わせからなるチューブ（１２）とフ
ィン（１３）との積層構造からなるアルミニウム熱交換
器の製造に際して、請求項１、２と同様の作用効果を発
揮できる。また、請求項８記載の発明では、アルミニウ
ム材料を押し出し加工して断面偏平状の多穴チューブ
（２４）を形成し、この多穴チューブ（２４）の表面
に、非腐食性フラックスと犠牲腐食陽極材とをバインダ
ーを用いて塗布し、芯材層（２５ａ）とこの芯材層（２
５ａ）の表面にクラッドされたろう材層（２５ｂ）とか
らなるアルミニウム板材でフィン（２５）を形成し、多
穴チューブ（２４）とフィン（２５）とを組付け、この
組付体をろう付けにより一体に接合する、アルミニウム
熱交換器の製造方法を特徴としている。

【００１４】これによると、多穴チューブ（２４）を用
いて構成されるアルミニウム熱交換器の製造に際して、
請求項１と同様の作用効果を発揮できる。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。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図に基
づいて説明する。 （第１実施形態）まず、本発明方法を説明する前に、本
発明を適用するアルミニウム熱交換器として、車両用空
調装置の蒸発器を図１により説明すると、蒸発器１０は
冷凍サイクルの低圧側の気液２相冷媒を空調空気から吸
熱して蒸発させる熱交換器であって、その熱交換用コア
部１１は、チューブ１２と波状に折り曲げ加工されたコ
ルゲートフィン１３とからなる。チューブ１２は周知の
ごとく２枚のアルミニウム板材を１組として最中状に組
み合わせることにより断面偏平状の冷媒通路を構成する
ものである。

【００１６】このチューブ１２とコルゲートフィン１３
とを交互に積層して組付け、この組付体の最も外側には
サイドプレート１４を組み付ける。また、本例では、チ
ューブ１２を構成する各アルミニウム板材の一端部（図
１の左端部）に椀状のタンク部１５を突出成形してお
り、このタンク部１５は図１（ａ）の紙面垂直方向に２
分割されている。すなわち、図１（ｂ）、図２に示すよ
うに、タンク部１５は入口側タンク１５ａと出口側タン
ク１５ｂとに２分割され、チューブ１２内の冷媒通路を
図１（ｂ）の矢印Ａに示すように、冷媒がＵターン状に
流れるようになっている。

【００１７】図２は蒸発器１０の実際の組付構造を例示
しており、図２の例では、コア部１１の積層方向の中間
部位に出入口ジョイント１６が配置され、接合されてい
る。出入口ジョイント１６の入口パイプ１６ａが入口側
タンク１５ａに接続され、出口パイプ１６ｂが出口側タ
ンク１５ｂに接続される。ところで、上記蒸発器１０に
おいて、チューブ１２を構成するアルミニウム板材１２
０は図３に示すように、芯材層１２１と、ろう材層１２
２と、非腐食性フラックスとアルミニウムに対する犠牲
腐食陽極材とを含む表面塗布層１２３とから構成されて
いる。ここで、芯材層１２１は例えば、Ａ３００３から
なり、この芯材層１２１の表裏両面に、例えば、Ａ４０
４５からなるろう材層１２２をクラッドしている。この
両面クラッド材の板厚は例えば０．６ｍｍである。

【００１８】さらに、この両面クラッド材を所定形状
（冷媒通路形成用の凸部、椀状タンク部１５等を有する
形状）にプレス成形した後に、両面クラッド材のろう材
層１２２の表面に非腐食性フラックスと犠牲腐食陽極材
としての粉末状のＺｎとをバイダーを用いて塗布するこ
とより表面塗布層１２３を形成している。一方、コルゲ
ートフィン１３はろう材をクラッドしてないアルミニウ
ムベア材（例えば、Ａ３００３）からなる。コルゲート
フィン１３の板厚は例えば０．１ｍｍである。出入口ジ
ョイント１６も同様にろう材をクラッドしてないアルミ
ニウムベア材からなる。また、サイドプレート１４は最
外側のコルゲートフィン１５と接合される片側面のみに
ろう材層をクラッドした片面クラッド材からなり、片面
クラッド材を所定形状にプレス成形した後に、片面クラ
ッド材のろう材層の表面に非腐食性フラックスと犠牲腐
食陽極材としての粉末状のＺｎとをバイダーを用いて塗
布することより表面塗布層を形成している。従って、サ
イドプレート１４は、チューブ１２を構成するアルミニ
ウム板材１２０と同様の表面塗布層を有する構成となっ
ている。

【００１９】次に、本実施形態のアルミニウム熱交換器
（蒸発器１０）の製造方法について具体的に説明する。 （１）熱交換器の構成部品の成形工程 チューブ１２を構成するアルミニウム板材１２０を前記
両面クラッド材にて前記所定形状にプレス成形する。ま
た、コルゲートフィン１３をアルミニウムベア材にて所
定の波形状にプレス成形する。また、サイドプレート１
４を前記片面クラッド材にて前記所定形状にプレス成形
する。さらに、出入口ジョイント１６をアルミニウムベ
ア材にて所定形状に形成しておく。 （２）熱交換器の所定部品へのフラックス塗布工程 フラックス塗布液の準備 ・フラックス：フッ化物系の非腐食性フラックスを用い
る。

【００２０】具体的には、ＫＡｌＦ₄ とＫ₃ ＡｌＦ₆ と
の混合物（モル比で、ＫＡｌＦ₄：９０に対してＫ₃ Ａ
ｌＦ₆ ：１０）、あるいはＫ₂ ＡｌＦ₅ を用いる。 ・犠牲腐食陽極材：粉末状のＺｎ ・バインダー：メタクリル酸２−エチルヘキシルを主成
分とするアクリル樹脂を用いる。

【００２１】このバインダーはフラックスおよびＺｎを
アルミニウム表面に一様に付着させるためのものであ
り、そのために塗料のような粘着性をある程度有してお
り、かつろう付け温度より低い温度（例えば、３００〜
４５０°Ｃ）で蒸発して、ろう付けの妨げにならないも
のがよい。上記アクリル樹脂はこれらの特性を満足する
ものである。

【００２２】・溶剤：イソプロピルアルコールを用い
る。そして、このイソプロピルアルコールに上記非腐食
性フラックス、犠牲腐食陽極材としての粉末状のＺｎ、
およびバインダーの粉末（または粒状物）を混合して混
合溶液を作る。ここで、非腐食性フラックス、粉末状の
Ｚｎおよびバインダーはイソプロピルアルコールに均一
に溶け込んだ状態になっている。

【００２３】フラックス塗布工程 上記のフラックス塗布液中に、チューブ１２を構成する
アルミニウム板材１２０およびサイドプレート１４を常
温下で浸漬して、アルミニウム板材１２０のろう材層１
２２の表面、およびサイドプレート１４のろう材層１２
２の表面にバインダーを用いて非腐食性フラックスと粉
末状Ｚｎの表面塗布層１２３を形成する。

【００２４】ここで、表面塗布層１２３の塗布方法とし
て、上記のごときフラックス塗布液中への浸漬による塗
布方法の代わりに、アルミニウム板材を複数のローラ間
に通過させながらフラックス塗布液の塗布を行う、ロー
ルコータ法を用いてもよい。なお、上記フラックス塗布
工程において、各部品（１２０、１４）へのフラックス
とＺｎの付着量は２〜４ｇ／ｍ² 程度がろう付け性の確
保、およびフラックス使用量低減の観点から好ましい。 （３）熱交換器組付工程 上記した各部品を図１、２に示す状態に組付ける。この
組付体の組付状態は図示しない適宜の治具にて保持す
る。 （４）ろう付け工程 上記組付体を治具にて保持してろう付け用加熱炉内に搬
入して、熱交換器の各部品間を一体ろう付けする。

【００２５】ここで、ろう付け条件の具体例としては、
ろう付け用加熱炉内雰囲気をＮ₂ ガス（または不活性ガ
ス）雰囲気とし、ろう付け温度を５９５°Ｃ〜６００°
Ｃとし、ろう付け時間を約５分とする。チューブ１２を
構成するアルミニウム板材１２０、およびサイドプレー
ト１４の表面に形成された表面塗布層１２３のうち、バ
インダー成分は上記組付体がろう付け温度まで昇温する
過程において蒸発し、飛散するので、ろう付け作用には
何ら妨げとならない。一方、表面塗布層１２３のうち、
非腐食性フラックス成分はろう付け温度において溶融状
態（液体状態）となって、各部品間の接合面に均一に行
き渡るので、各部品間の接合面の酸化皮膜の除去並びに
アルミニウム表面の再酸化防止を良好に行うことがで
き、各部品間を良好にろう付けすることができる。

【００２６】ところで、本実施形態では、熱交換器組付
工程の後に、組付体の全体にフラックスを塗布するとい
うことをせずに、また、表面積が熱交換器部品の中で最
大となるフィン１５にフラックスを塗布せず、比較的表
面積の小さい、フラックス塗布の必要な部品のみ（チュ
ーブ１２とサイドプレート１４）に対してのみ、それ単
独の状態にてフラックス塗布を行っているから、従来技
術に比してフラックス使用量を大幅に減少できる。

【００２７】その結果、ろう付け後のフラックス除去の
ための洗浄工程を廃止できる。また、洗浄工程を実施す
る場合でも、その洗浄（水洗、酸洗い等）工程を著しく
簡略化（短時間化）できる。 （５）表面処理工程 この表面処理は具体的には、例えば、クロメート処理液
中に熱交換器（蒸発器１０）を所定時間（例えば、２分
程度）浸漬して、熱交換器表面全体にクロメート処理液
を塗布し、乾燥することにより、熱交換器表面全体にク
ロメート皮膜を形成する。ここで、クロメート皮膜のク
ロム付着量は、例えば、１００ｍｇ／ｍ ² 程度が好まし
い。このクロメート皮膜の形成により熱交換器の耐食性
を向上させることができる。

【００２８】ところで、上記した第１実施形態における
非腐食性フラックス溶液中に、粉末状のＺｎを混合し、
このＺｎを混合した非腐食性フラックス溶液を上記の各
部品に塗布して、フラックス被覆層を形成すれば、ろう
付け時の加熱作用によりＺｎが各部品のアルミニウム表
面に拡散して、Ｚｎ拡散層を形成する。このＺｎ拡散層
は芯材に対して電極電位が卑であり、犠牲腐食作用を果
たすため、各部品の耐食性を向上でき、チューブ１２等
の孔食防止を図ることができる。

【００２９】しかも、Ｚｎ拡散層のために、特別にＡｌ
−Ｚｎ系材料をクラッドしたり、Ｚｎを溶射したりする
工程を設定する必要がなく、粉末状Ｚｎを非腐食性フラ
ックス溶液中に混合しているので、非腐食性フラックス
の塗布工程を実施してろう付けするだけでＺｎ拡散層を
形成することができる。従って、簡単な低コストな方法
で、Ｚｎ拡散層を形成できる。

【００３０】（第２実施形態）図４〜７は第２実施形態
によるアルミニウム熱交換器としての車両空調用凝縮器
２０を示しており、凝縮器２０は車両用空調装置の冷凍
サイクルにおいて圧縮機（図示せず）から吐出された高
温高圧の過熱ガス冷媒を冷却して凝縮させるものであ
る。

【００３１】凝縮器２０の構成自体は公知のものである
ので、簡単に説明すると、所定間隔を開けて配置された
第１、第２の一対のヘッダタンク２１、２２を有し、こ
の第１、第２ヘッダタンク２１、２２は上下方向に略円
筒状に延びる形状になっている。この第１、第２ヘッダ
タンク２１、２２の間に熱交換用のコア部２３を配置し
ている。

【００３２】本例の凝縮器２０は、一般にマルチフロー
タイプと称されているものであって、コア部２３は第
１、第２ヘッダタンク２１、２２の間で、水平方向に冷
媒を流す偏平状のチューブ２４を上下方向に多数並列配
置し、この多数のチューブ２４の間に波状に折り曲げ加
工されたコルゲートフィン２５を介在して接合してい
る。ここで、チューブ２４は図６に示すように多数の冷
媒通路穴２４ａをアルミニウムの押し出し加工で成形し
た押し出し多穴偏平チューブである。

【００３３】チューブ２４の一端部は第１ヘッダタンク
２１内に連通し、他端部は第２ヘッダタンク２２内に連
通している。そして、第２ヘッダタンク２２の上方側に
冷媒の入口側配管ジョイント（冷媒入口部）２６を配置
し接合している。また、第２ヘッダタンク２２の下方側
に冷媒の出口側配管ジョイント（冷媒出口部）２７を配
置し接合している。

【００３４】さらに、本例においては、第２ヘッダタン
ク２２内において、入口側配管ジョイント２６と出口側
配管ジョイント２７との間の部位に１枚のセパレータ２
８を配置することにより、第２ヘッダタンク２２の内部
を上下方向に２つの空間２２ａ、２２ｂに仕切ってい
る。これにより、入口側配管ジョイント２６からの冷媒
を第２ヘッダタンク２２の上側空間２２ａを通してコア
部２３の上側半分のチューブ２４に流入させた後、冷媒
を第１ヘッダタンク２１内でＵターンさせてコア部２３
の下側半分のチューブ２４に流入させ、しかるのち、第
２ヘッダタンク２２の下側空間２２ｂを通して冷媒は出
口側配管ジョイント２７へ流れるようになっている。

【００３５】熱交換用コア部２３の上下両側には、断面
コ字形状に成形されたサイドプレート２９、３０が配置
され、このサイドプレート２９、３０は最も外側のコル
ゲートフィン２５および第１、第２ヘッダタンク２１、
２２に接合されるものであって、凝縮器２０の車体側へ
の取付部材の役割を果たす。第１、第２ヘッダタンク２
１、２２は基本的には同一構造であり、図２に示すよう
に第１の凹状部材２１０、２２０と第２の凹状部材２１
１、２２１とを接合して、略円筒状の中空タンク形状を
形成するものである。

【００３６】第１、第２の凹状部材２１０、２２０、２
１１、２２１はいずれもアルミニウム板をプレス成形し
たものであり、第１の凹状部材２１０、２２０に設けら
れた偏平状のチューブ挿通穴２１０ａ、２２０ａにチュ
ーブ２４の端部を挿通している。ところで、上記凝縮器
２０の各部品の材質についてより具体的に説明すると、
チューブ２４を構成する押し出し多穴チューブの具体的
材質は、例えば、０．４ｗｔ％Ｃｕ−０．１５ｗｔ％Ｍ
ｎ−残部Ａｌである。この押し出し多穴チューブ２４の
表面には図６、７に示すように表面塗布層２４ｂが設け
てある。この表面塗布層２４ｂは第１実施形態と同様
に、非腐食性フラックスと粉末状Ｚｎをバインダーを用
いて塗布することにより形成する。

【００３７】ここで、押し出し多穴チューブ２４はコイ
ル状に巻回された状態から巻き戻して、所定長さ（図４
の左右方向長さ）に切断（定寸切断）されるが、この定
寸切断の加工前に表面塗布層２４ｂの形成（塗布）工程
を実施した方が製造工程の効率化のためには好ましい。
このためには、押し出し多穴チューブ２４の押し出し加
工後、もしくは押し出し多穴チューブ２４がコイル状の
巻回状態から巻き戻される過程において、チューブ２４
の表面に、粉末状Ｚｎとバインダーを混合した非腐食性
フラックス溶液をノズル（噴霧器）にて吹き付ける。こ
れにより、チューブ２４の定寸切断の加工前に表面塗布
層２４ｂの塗布を行うことができる。

【００３８】一方、フィン２５はろう材を両面にクラッ
ドしたろうクラッド材からなり、その芯材層２５ａの具
体的材質は、例えば、１．２ｗｔ％Ｍｎ−０．１５ｗｔ
％Ｃｕ−２．５ｗｔ％Ｚｎ−残部Ａｌであり、ろう材
（皮材）層２５ｂの具体的材質は、例えば、Ａ４３４３
である。なお、フィン２５の板厚ｔは例えば、０．０７
ｍｍで、ろう材（皮材）層２５ｂのクラッド厚さ（片
側）は例えば７μｍである。

【００３９】なお、第１、第２ヘッダタンク２１、２２
の第１、第２の凹状部材２１０、２２０、２１１、２２
１はいずれもフィン２５と同様にろう材を両面にクラッ
ドした両面クラッド材からなる。また、サイドプレート
２９、３０は最外側のコルゲートフィン２５および第
１、第２ヘッダタンク２１、２２と接合される片側面の
みにろう材をクラッドした片面クラッド材からなる。ま
た、入口側配管ジョイント２６および出口側配管ジョイ
ント２７はろう材をクラッドしてないアルミニウムベア
材からなる。

【００４０】そして、第１、第２の凹状部材２１０、２
２０、２１１、２２１およびサイドプレート２９、３０
の表面には、第１実施形態のアルミニウム板材１２０お
よびサイドプレート１４と同様の表面塗布層を形成す
る。ここで、第１、第２の凹状部材２１０、２２０、２
１１、２２１およびサイドプレート２９、３０は、第１
実施形態のアルミニウム板材１２０およびサイドプレー
ト１４と同様に板状の部材であるから、第１実施形態と
同様に浸漬塗布の方法で表面塗布層を形成できる。

【００４１】なお、上記の板状部材に対する表面塗布層
の形成を上記押し出し多穴チューブ２４における表面塗
布層２４ｂの形成（塗布）と同様にノズル（噴霧器）に
よる吹き付け法で行うこともできる。また、図４に示し
たマルチフロータイプの凝縮器２０においては、一方の
ヘッダータンク２２に入口側配管ジョイント２６と出口
側配管ジョイント２７の両方を接合しているが、一方の
ヘッダータンク２２に出口側配管ジョイント２７のみを
接合し、入口側配管ジョイント２６は他方のヘッダータ
ンク２１に接合するようにしてもよい。

【００４２】また、図４に示したマルチフロータイプの
凝縮器２０においては、一対のヘッダータンク２１、２
２をそれぞれ２枚の凹状部材２１０、２１１と凹状部材
２２０、２２１を接合して構成しているが、１枚の両面
クラッド材を円筒状に接合することによりヘッダータン
ク２１、２２をそれぞれ構成してもよい。 （第３実施形態）図８は第３実施形態によるアルミニウ
ム熱交換器としての車両空調用凝縮器２０′であり、こ
の凝縮器２０′は一般に、サーペンタイプと称されるも
のである。このサーペンタイプの凝縮器２０′において
は、押し出し多穴チューブ２４を蛇行状に折り曲げ加工
して、この蛇行状のチューブ２４相互の間に波状に折り
曲げ加工されたコルゲートフィン２５を配置し、接合し
ている。チューブ２４の両端部には冷媒の入口ヘッダー
パイプ２１′および出口ヘッダーパイプ２２′が接合さ
れる。

【００４３】この凝縮器２０′においても、押し出し多
穴チューブ２４の表面およびヘッダーパイプ２１′、２
２′の表面に、上述した非腐食性フラックスと粉末状Ｚ
ｎをバインダーを用いて塗布することにより表面塗布層
を形成する。 （実験例）図９は本発明方法によるフラックス付着量の
基礎的評価を行うための実験結果を示すもので、使用し
たテストピースは縦：５０ｍｍ、横：４５ｍｍ、厚さ：
２ｍｍの平板状のアルミニウム板であり、フラックス塗
布液の組成物は前述の実施形態と同じであり、ＩＰＡは
溶剤のイソプロピルアルコールの略称である。塗布液Ｎ
ｏ．Ａ１〜Ａ６のいずれにおいても、バインダー量はフ
ラックスとＺｎの約１０％にしている。

【００４４】図９の実験では、フラックス塗布液中にテ
ストピースのアルミニウム板を浸漬した場合の、塗布液
全体（フラックス、Ｚｎ粉末、バインダー）の付着量、
およびＺｎ単独の付着量を示している。この図９の実験
により、フラックス塗布液の成分比と、塗布液全体の付
着量およびＺｎ単独の付着量との相関を確認できる。次
に、図１０は第１実施形態に対応する実験例であり、前
述の図３に示す、チューブ１２を構成するアルミニウム
板材１２０として、Ａｌ−１．２Ｗｔ％Ｍｎ−０．５０
Ｗｔ％Ｃｕからなる芯材層１２１と、Ａ４０４５からな
るろう材層１２２との両面クラッド材を用いている。こ
の両面クラッド材の板厚は例えば、０．６ｍｍで、ろう
材層１２２のクラッド厚さ（片側）は例えば、９０μｍ
である。

【００４５】一方、コルゲートフィン１３を構成するア
ルミニウム板材として、Ａｌ−１．２Ｗｔ％Ｍｎ−０．
１５Ｗｔ％Ｃｕ−２．５Ｗｔ％Ｚｎを用いている。この
コルゲートフィン１３の板材の厚さは０．０８ｍｍであ
る。そして、チューブ１２を構成するアルミニウム板材
１２０のろう材層１２２の表面に、図９の組成からなる
塗布液Ｎｏ．Ａ１〜Ａ６を塗布した場合の付着量を示す
とともに、チューブ１２とコルゲートフィン１３とのろ
う付け結果を示している。この実験例では、アルミニウ
ム板材１２０に刷毛塗りにてフラックス塗布をしてい
る。

【００４６】実験の結果、サンプルＮｏ．Ｂ１８および
Ｂ１９では、アルミニウム板材１２０へのフラックス付
着量がそれぞれ、０．７１ｇ／ｍ² 、０．２４ｇ／ｍ²
という少量となり、その結果、チューブ１２とコルゲー
トフィン１３との接合部のフィレット長さ（接合長さ）
の平均値が０．５０ｍｍ、０．４０ｍｍとなって、現状
の製品（フィレット長さの平均値＝０．５５ｍｍ以上）
よりろう付け性が悪化することが分かった。しかし、そ
の他のサンプルではいずれもろう付け性が良好であるこ
とを確認できた。

【００４７】本発明者の実験検討によると、チューブ１
２へのフラックス付着量としては、ろう付け後の洗浄工
程の廃止、あるいは簡略化のために、１５ｇ／ｍ² 以下
とすることが好ましいことがわかった。一方、図１０の
実験によると、第１実施形態による、ろうクラッドのア
ルミニウム板材１２０を用いてチューブを構成する熱交
換器１０においては、ろう付け性の確保のためには、フ
ラックス付着量を１ｇ／ｍ² 以上にすることが好ましい
ことがわかった。

【００４８】ろう付け後のチューブ表面分析は、エネル
ギ分散型Ｘ線分析装置による分析結果を示すもので、フ
ラックス塗布液の中に、粉末状Ｚｎを混合しているの
で、チューブ表面にＺｎを拡散させることができる。こ
こで、Ｚｎの犠牲腐食効果を有効に発揮させるために
は、Ｚｎの拡散量（チューブ表面におけるＺｎ拡散濃
度）を０．５ｗｔ％以上に設定するのが好ましく、図１
０の実験によると、いずれのサンプルでもＺｎの拡散量
をこの基準以上にできることが分かった。

【００４９】なお、フィン１３の材質には２．５Ｗｔ％
Ｚｎが含有されているが、このフィン１３はチューブ１
２に比して大幅に薄肉であるから、フィン側のＺｎだけ
では十分なＺｎ拡散量をチューブ表面に形成することは
できない。そこで、上記のごとくチューブ表面における
Ｚｎ拡散濃度を０．５ｗｔ％以上にするためには、フラ
ックス塗布液によるＺｎ付着量を０．１５ｇ／ｍ² 以上
とする必要があることが図９、１０の実験結果から分か
った。

【００５０】次に、図１１は、第２実施形態に対応する
実験例であり、押し出し多穴チューブ２４にフラックス
塗布をした場合の付着量と、このフラックス塗布をした
押し出し多穴チューブ２４と、両面クラッド材からなる
フィン２５とのろう付け結果を示すものである。フラッ
クス塗布液Ｎｏは図９のＮｏと対応している。この実験
例では、押し出し多穴チューブ２４の表面に刷毛塗りに
てフラックス塗布をしている。

【００５１】押し出し多穴チューブ２４はＡｌ−０．４
Ｗｔ％Ｃｕ−０．１５Ｗｔ％Ｍｎからなり、フィン２５
は、Ａｌ−１．２Ｗｔ％Ｍｎ−０．１５Ｗｔ％Ｃｕ−
２．５Ｗｔ％Ｚｎからなる芯材層と、Ａ４３４３からな
るろう材層との両面クラッド材を用いている。ろう材層
のクラッド厚さ（片側）は７μｍで、両面クラッド材の
板厚は０．０７ｍｍである。

【００５２】実験の結果、全サンプルについて、チュー
ブ２４とフィン２５との接合部のフィレット長さ（接合
長さ）の平均値が０．４０ｍｍ以上となり，現状の製品
（フィレット長さの平均値＝０．４０ｍｍ以上）と同等
以上である。このことから、いずれもろう付け性が良好
であることを確認できた。ろう付け後のチューブ表面分
析結果によると、チューブ表面でのＺｎ拡散濃度が０．
６５ｗｔ％以上となり、Ｚｎの犠牲腐食効果を有効に発
揮できることを確認できた。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明の第１実施形態を適用する熱交
換器（蒸発器）の概略正面図、（ｂ）は（ａ）の底面図
である。

【図２】図１の熱交換器（蒸発器）の概略斜視図であ
る。

【図３】本発明の第１実施形態による表面塗布層を形成
したチューブ用アルミニウムクラッド材の断面図であ
る。

【図４】本発明の第２実施形態を適用する熱交換器（凝
縮器）の概略正面図である。

【図５】図４の熱交換器（凝縮器）の一部断面図であ
る。

【図６】第２実施形態による表面塗布層を形成した押し
出し多穴チューブの断面図である。

【図７】第２実施形態による表面塗布層を形成した押し
出し多穴チューブと、両面クラッド材からなるフィンと
の組付状態を示す部分断面図である。

【図８】本発明の第３実施形態を適用する熱交換器（凝
縮器）の概略斜視図である。

【図９】本発明方法の実験結果を示す図表である。

【図１０】本発明方法の別の実験結果を示す図表であ
る。

【図１１】本発明方法の別の実験結果を示す図表であ
る。

【符号の説明】

１２…チューブ、１３…フィン、２４…押し出し多穴チ
ューブ、２４ｂ…表面塗布層、２５…フィン、２５ａ…
芯材層、２５ｂ…ろう材層、１２０…アルミニウム板
材、１２１……芯材層、１２２…ろう材層、１２３…表
面塗布層。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｆ２８Ｆ 19/06 Ｆ２８Ｆ 19/06 Ａ (72)発明者 平上 浩司 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アルミニウム材料の表面に、非腐食性フ
   ラックスと犠牲腐食陽極材とをバインダーを用いて塗布
   したことを特徴とするろう付け用アルミニウム材料。
2. 【請求項２】 芯材層（１２１）と、この芯材層（１２
   １）の表面にクラッドされたろう材層（１２２）とから
   なるアルミニウム板材（１２０）を備え、 前記ろう材層（１２２）の表面に非腐食性フラックスと
   犠牲腐食陽極材とをバインダーを用いて塗布したことを
   特徴とするろう付け用アルミニウム材料。
3. 【請求項３】 前記犠牲腐食陽極材は粉末状のＺｎであ
   ることを特徴とする請求項１または２に記載のろう付け
   用アルミニウム材料。
4. 【請求項４】 前記バインダーは、ろう付け温度以下の
   温度で蒸発するアクリル系樹脂であることを特徴とする
   請求項１ないし３のいずれか１つに記載のろう付け用ア
   ルミニウム材料。
5. 【請求項５】 前記犠牲腐食陽極材を含有した前記非腐
   食性フラックスの塗布量を１５ｇ／ｍ² 以下とすること
   を特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の
   ろう付け用アルミニウム材料。
6. 【請求項６】 前記犠牲腐食陽極材の塗布量を０．１５
   ｇ／ｍ² 以上とすることを特徴とする請求項１ないし５
   のいずれか１つに記載のろう付け用アルミニウム材料。
7. 【請求項７】 芯材層（１２１）と、この芯材層（１２
   １）の表面にクラッドされたろう材層（１２２）とから
   なるアルミニウム板材（１２０）を用い、 前記ろう材層（１２２）の表面に、非腐食性フラックス
   と犠牲腐食陽極材とをバインダーを用いて塗布し、 前記アルミニウム板材（１２０）を２枚１組として最中
   状に組み付けることによりチューブ（１２）を構成する
   とともに、このチューブ（１２）とフィン（１３）とを
   交互に積層して組付け、この組付体をろう付けにより一
   体に接合することを特徴とするアルミニウム熱交換器の
   製造方法。
8. 【請求項８】 アルミニウム材料を押し出し加工して断
   面偏平状の多穴チューブ（２４）を形成し、 この多穴チューブ（２４）の表面に、非腐食性フラック
   スと犠牲腐食陽極材とをバインダーを用いて塗布し、 芯材層（２５ａ）とこの芯材層（２５ａ）の表面にクラ
   ッドされたろう材層（２５ｂ）とからなるアルミニウム
   板材でフィン（２５）を形成し、 前記多穴チューブ（２４）と前記フィン（２５）とを組
   付け、この組付体をろう付けにより一体に接合すること
   を特徴とするアルミニウム熱交換器の製造方法。