JPS643991Y2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPS643991Y2 JPS643991Y2 JP4661384U JP4661384U JPS643991Y2 JP S643991 Y2 JPS643991 Y2 JP S643991Y2 JP 4661384 U JP4661384 U JP 4661384U JP 4661384 U JP4661384 U JP 4661384U JP S643991 Y2 JPS643991 Y2 JP S643991Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- groove
- radiator
- scc
- copper
- heat exchanger
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 17
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 17
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 7
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 claims description 5
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 9
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010951 brass Substances 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 229910001015 Alpha brass Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000002528 anti-freeze Effects 0.000 description 3
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 3
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 3
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 239000002990 reinforced plastic Substances 0.000 description 2
- 229910000906 Bronze Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920002292 Nylon 6 Polymers 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 239000010974 bronze Substances 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N copper tin Chemical compound [Cu].[Sn] KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N diethylene glycol Chemical compound OCCOCCO MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 description 1
- 239000004945 silicone rubber Substances 0.000 description 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Description
本考案は、自動車用熱交換器に関し、特に樹脂
製タンクを使用した熱交換器において、経済的に
応力腐食割れや液漏れを防止し、信頼性の向上と
軽量化を図つたものである。 一般に自動車用熱交換器にはエンジン冷却用の
ラジエーターと、暖房用ヒーターとがあるが、基
本的な構造は同一であるので、以下ラジエーター
について述べる。 ラジエーターはエンジン部を冷却するためのも
ので、ラジエーターとエンジン部間に熱交媒体、
例えば水又は水にグリコールやグリコールエーテ
ルを添加した不凍性液を循環させ、エンジン部で
昇温した媒体をラジエーターにより外気と熱交換
させて冷却している。通常ラジエーターは第１図
に示すように媒体を通す多数の黄銅製チユーブ１
間にコルゲート状の銅製フイン２を半田付けによ
り装着してコアー３を形成し、該コアー３のチユ
ーブ１両端に黄銅製座板４，４′を設け、該座板
４，４′に黄銅製タンク５，５′の開放端を取付け
て半田付けしたものである。しかるに近年自動車
の軽量化の要請からラジエーターにおいても上記
タンクを樹脂化することが行なわれ、例えば第２
図に示すように座板４，４′の周縁部を折曲げて
外側に開く凹溝６を形成し、該凹溝６内に弾性シ
ール材７を設けて樹脂製タンク５のフランジ部５
ａを挿着し、凹溝６の外側辺上部８を内側に折曲
げて固定するか、又は第３図に示すように凹溝６
の外側辺上部８に穴９を設け、該穴９にフランジ
部５ａの側壁に形成した凸部５ｂ嵌着して固定し
ている。 通常タンクにはガラス繊維を充填したナイロン
等の強化プラスチツクが用いられ、また座板には
Zn分30〜35wt％のα黄銅板（厚さ0.5〜1.2mm）が
用いられている。α黄銅は優れた強度と良好な加
工性を有し、最も安価な合金として知られてい
る。しかしながら樹脂製タンクを用いたラジエー
ターは使用中に内部から割れが発生することが報
告されている。割れは凹溝底部に高頻度で起り、
特に軽量化のために座板を薄肉化するほど顕著に
発生する。また、薄肉化に於いてはラジエーター
内には80℃以上の高温の熱媒体が循環しており長
期の使用で、座板の固定部が応力緩和して液漏れ
の危険が生ずる。 本考案はこれに鑑み種々検討の結果、前記の割
れは一種の応力腐食割れ（以下SCCと略記）であ
り、黄銅粒界に沿つた脆性破壊となること、SCC
は通常アンモニヤにより起るとされているが、不
凍性媒体、特に防錆インヒビター成分の欠乏した
媒体や一般用水でもラジエーターの運転時の高温
条件によりSCCが活性となることを知見し、更に
検討の結果、樹脂製タンクを使用したラジエータ
ー等の液漏れを経済的に防止し、信頼性の高い自
動車用ラジエーター及びヒーターを開発したもの
で、熱交媒体を流通する上下方向の多数のチユー
ブ間にフインを装着してコアーを形成し、該コア
ーのチユーブ両端に座板を設けて樹脂製タンクを
取付けた自動車用熱交換器において、座板に３〜
10％のAl又は２〜５％のSi又は両者を合計で２
％〜15％含有し、残部が実質的に銅から成る合金
を用い、その周縁部外側に凹溝を形成し、該凹溝
内に弾性シール材を設けて樹脂製タンクの開口端
を挿着したことを特徴とするものである。 即ち本考案は樹脂製タンクを使用したラジエー
ターやヒーターのSCCについて検討の結果、SCC
に不可欠の一つの条件である引張応力は凹溝の形
成やタンクの機械的接合の際の残留応力であり、
通常前記媒体を用いた環境条件ではZn分30〜
35wt％のα黄銅で大略10Kg／mm2以上である。こ
れに対し前記残留応力は通常10Kg／mm2以下の場合
が多いが、凹溝部に集中するSCCの発生は樹脂製
タンクの機械的接合に加えて次の加速因子が作用
し、樹脂製タンク特有の隙間構造によつてSCCが
著しく促進されることを知見した。 (1) 凹溝、特に底部と外部との間のO2濃淡電池
が作用し、凹溝部の黄銅が周囲に対してより卑
となる。 (2) 媒体中のインヒビターの供給が不足する。 本考案は上記の知見及び長期の高温媒体の循環
による「液漏れ」という経験的知見に基づき、更
に検討の結果、銅に３％〜10％のAl又は２％〜
５％のSiを単独、又は両者で合計２〜15％含有さ
せることにより耐SCC性と耐応力緩和性を向上さ
せ樹脂製タンクを用いたラジエーター等の致命的
欠陥である液漏れを経済的に防止し得たものであ
る。 しかして、Al及Siの含有量を各々３〜10％及
び２〜５％、合計量では２〜15％と限定したの
は、この範囲未満ではSCC応力緩和耐性に劣り液
漏れを防止できないためであり、またこの範囲を
越えると強度とプレス加工の関係に於いて実用上
満足できる特性が得られないためである。 AlとSiの添加効果は必ずしも明らかではない
が銅に固溶硬化作用を有し結晶粒を安定強化して
機械的特性と共にSCC感受性を大巾に低下せしめ
るためと思われる。 なおAlとSiの他に少量のSn等を添加すること
もできる。 本考案は樹脂製タンクを用いた自動車用ラジエ
ーター等において、前記の如く座板にAl又はSi
又は両者を含有する銅を用いたもので、特に座板
の薄肉軽量化に有効であり経済的効果も大きい。
即ち、一般に使用される黄銅材は、Zn含有量を
20wt％未満とするとSCCを実質的に防止できる
が機械的特性の点で適さない。一方、高価なリン
青銅はSCC、機械的特性に優れるが、コストの点
で適さない。 なお、座板はプレス工程に必要な加工性を満足
するため、通常は鈍し材や半硬材が用いられる。
また結晶粒径として50〜100μであるが、フラツ
シユアニーリングなどの手法により８〜20μの微
細粒鈍し材とすることができるので一層有利であ
る。 以下本考案の実施例について詳細に説明する。 座板として第１表に示す組成の銅合金を用い、
第１図に示す形状のラジエーターを組立てた。樹
脂製タンクにガラス短繊維を充填したナイロン６
を用い、弾性シール材にシリコンゴムＯリングを
用いて第２図に示すように座板の周縁部外側の凹
溝に樹脂製タンクのフランジ部を挿入し、機械的
に固定した。 このようにして組立てたラジエーター内に市販
の自動車用不凍性媒体を充填してから、85℃の恒
温槽内に１ケ月及び６ケ月間保持した。これを解
体してから割れの有無を検査した。又、６ケ月保
持後の解体に先立ち、ラジエーター内部に３気圧
を１時間保持し、液漏れの有無を見る耐圧試験を
行なつた。これらの結果を第１表に併記した。
製タンクを使用した熱交換器において、経済的に
応力腐食割れや液漏れを防止し、信頼性の向上と
軽量化を図つたものである。 一般に自動車用熱交換器にはエンジン冷却用の
ラジエーターと、暖房用ヒーターとがあるが、基
本的な構造は同一であるので、以下ラジエーター
について述べる。 ラジエーターはエンジン部を冷却するためのも
ので、ラジエーターとエンジン部間に熱交媒体、
例えば水又は水にグリコールやグリコールエーテ
ルを添加した不凍性液を循環させ、エンジン部で
昇温した媒体をラジエーターにより外気と熱交換
させて冷却している。通常ラジエーターは第１図
に示すように媒体を通す多数の黄銅製チユーブ１
間にコルゲート状の銅製フイン２を半田付けによ
り装着してコアー３を形成し、該コアー３のチユ
ーブ１両端に黄銅製座板４，４′を設け、該座板
４，４′に黄銅製タンク５，５′の開放端を取付け
て半田付けしたものである。しかるに近年自動車
の軽量化の要請からラジエーターにおいても上記
タンクを樹脂化することが行なわれ、例えば第２
図に示すように座板４，４′の周縁部を折曲げて
外側に開く凹溝６を形成し、該凹溝６内に弾性シ
ール材７を設けて樹脂製タンク５のフランジ部５
ａを挿着し、凹溝６の外側辺上部８を内側に折曲
げて固定するか、又は第３図に示すように凹溝６
の外側辺上部８に穴９を設け、該穴９にフランジ
部５ａの側壁に形成した凸部５ｂ嵌着して固定し
ている。 通常タンクにはガラス繊維を充填したナイロン
等の強化プラスチツクが用いられ、また座板には
Zn分30〜35wt％のα黄銅板（厚さ0.5〜1.2mm）が
用いられている。α黄銅は優れた強度と良好な加
工性を有し、最も安価な合金として知られてい
る。しかしながら樹脂製タンクを用いたラジエー
ターは使用中に内部から割れが発生することが報
告されている。割れは凹溝底部に高頻度で起り、
特に軽量化のために座板を薄肉化するほど顕著に
発生する。また、薄肉化に於いてはラジエーター
内には80℃以上の高温の熱媒体が循環しており長
期の使用で、座板の固定部が応力緩和して液漏れ
の危険が生ずる。 本考案はこれに鑑み種々検討の結果、前記の割
れは一種の応力腐食割れ（以下SCCと略記）であ
り、黄銅粒界に沿つた脆性破壊となること、SCC
は通常アンモニヤにより起るとされているが、不
凍性媒体、特に防錆インヒビター成分の欠乏した
媒体や一般用水でもラジエーターの運転時の高温
条件によりSCCが活性となることを知見し、更に
検討の結果、樹脂製タンクを使用したラジエータ
ー等の液漏れを経済的に防止し、信頼性の高い自
動車用ラジエーター及びヒーターを開発したもの
で、熱交媒体を流通する上下方向の多数のチユー
ブ間にフインを装着してコアーを形成し、該コア
ーのチユーブ両端に座板を設けて樹脂製タンクを
取付けた自動車用熱交換器において、座板に３〜
10％のAl又は２〜５％のSi又は両者を合計で２
％〜15％含有し、残部が実質的に銅から成る合金
を用い、その周縁部外側に凹溝を形成し、該凹溝
内に弾性シール材を設けて樹脂製タンクの開口端
を挿着したことを特徴とするものである。 即ち本考案は樹脂製タンクを使用したラジエー
ターやヒーターのSCCについて検討の結果、SCC
に不可欠の一つの条件である引張応力は凹溝の形
成やタンクの機械的接合の際の残留応力であり、
通常前記媒体を用いた環境条件ではZn分30〜
35wt％のα黄銅で大略10Kg／mm2以上である。こ
れに対し前記残留応力は通常10Kg／mm2以下の場合
が多いが、凹溝部に集中するSCCの発生は樹脂製
タンクの機械的接合に加えて次の加速因子が作用
し、樹脂製タンク特有の隙間構造によつてSCCが
著しく促進されることを知見した。 (1) 凹溝、特に底部と外部との間のO2濃淡電池
が作用し、凹溝部の黄銅が周囲に対してより卑
となる。 (2) 媒体中のインヒビターの供給が不足する。 本考案は上記の知見及び長期の高温媒体の循環
による「液漏れ」という経験的知見に基づき、更
に検討の結果、銅に３％〜10％のAl又は２％〜
５％のSiを単独、又は両者で合計２〜15％含有さ
せることにより耐SCC性と耐応力緩和性を向上さ
せ樹脂製タンクを用いたラジエーター等の致命的
欠陥である液漏れを経済的に防止し得たものであ
る。 しかして、Al及Siの含有量を各々３〜10％及
び２〜５％、合計量では２〜15％と限定したの
は、この範囲未満ではSCC応力緩和耐性に劣り液
漏れを防止できないためであり、またこの範囲を
越えると強度とプレス加工の関係に於いて実用上
満足できる特性が得られないためである。 AlとSiの添加効果は必ずしも明らかではない
が銅に固溶硬化作用を有し結晶粒を安定強化して
機械的特性と共にSCC感受性を大巾に低下せしめ
るためと思われる。 なおAlとSiの他に少量のSn等を添加すること
もできる。 本考案は樹脂製タンクを用いた自動車用ラジエ
ーター等において、前記の如く座板にAl又はSi
又は両者を含有する銅を用いたもので、特に座板
の薄肉軽量化に有効であり経済的効果も大きい。
即ち、一般に使用される黄銅材は、Zn含有量を
20wt％未満とするとSCCを実質的に防止できる
が機械的特性の点で適さない。一方、高価なリン
青銅はSCC、機械的特性に優れるが、コストの点
で適さない。 なお、座板はプレス工程に必要な加工性を満足
するため、通常は鈍し材や半硬材が用いられる。
また結晶粒径として50〜100μであるが、フラツ
シユアニーリングなどの手法により８〜20μの微
細粒鈍し材とすることができるので一層有利であ
る。 以下本考案の実施例について詳細に説明する。 座板として第１表に示す組成の銅合金を用い、
第１図に示す形状のラジエーターを組立てた。樹
脂製タンクにガラス短繊維を充填したナイロン６
を用い、弾性シール材にシリコンゴムＯリングを
用いて第２図に示すように座板の周縁部外側の凹
溝に樹脂製タンクのフランジ部を挿入し、機械的
に固定した。 このようにして組立てたラジエーター内に市販
の自動車用不凍性媒体を充填してから、85℃の恒
温槽内に１ケ月及び６ケ月間保持した。これを解
体してから割れの有無を検査した。又、６ケ月保
持後の解体に先立ち、ラジエーター内部に３気圧
を１時間保持し、液漏れの有無を見る耐圧試験を
行なつた。これらの結果を第１表に併記した。
【表】
第１表から明らかなように本発明品No.１〜７は
何れも割れや液漏れが全く認められないのに対
し、比較品No.８〜11から判るように本考案で規定
する範囲外では割れを生じないが、いづれも機械
的強度の低下と共に、応力緩和による液漏れを生
じている。No.12〜14は黄銅の例であり、Zn量を
18％に低下することにより割れを防止できるが上
述同様に機械的強度の低下により液漏れを生じて
いる。 このように本考案によれば省エネルギーによる
強い要請に応じて自動車の軽量化に有効な軽量か
つ経済的なラジエーター及びヒーターを提供し得
るもので、工業上顕著な効果を奏するものであ
る。
何れも割れや液漏れが全く認められないのに対
し、比較品No.８〜11から判るように本考案で規定
する範囲外では割れを生じないが、いづれも機械
的強度の低下と共に、応力緩和による液漏れを生
じている。No.12〜14は黄銅の例であり、Zn量を
18％に低下することにより割れを防止できるが上
述同様に機械的強度の低下により液漏れを生じて
いる。 このように本考案によれば省エネルギーによる
強い要請に応じて自動車の軽量化に有効な軽量か
つ経済的なラジエーター及びヒーターを提供し得
るもので、工業上顕著な効果を奏するものであ
る。
第１図は自動車用ラジエーターの一例を示す正
面図、第２図及び第３図はそれぞれ樹脂製タンク
の挿着部の一例を示す要部拡大断面図である。 １……チユーブ、２……フイン、３……コア
ー、４，４′……座板、５，５……タンク、６…
…凹溝、７……弾性シール材。
面図、第２図及び第３図はそれぞれ樹脂製タンク
の挿着部の一例を示す要部拡大断面図である。 １……チユーブ、２……フイン、３……コア
ー、４，４′……座板、５，５……タンク、６…
…凹溝、７……弾性シール材。
Claims (1)
- 熱交換体を流通する上下方向の多数のチユーブ
間に、フインを装着してコアーを形成し、該コア
ーのチユーブ両端に座板を設けて樹脂製タンクを
取付けた自動車用熱交換器に於いて、座板に３〜
10％のAl又は２〜５％のSi又は両者を合計で２
〜15％含有し、残部が実質的に銅からなる合金を
用いて、その周縁部外側に凹溝を形成し、該凹溝
内に弾性シール材を設けて樹脂製タンクの開口端
を挿着したことを特徴とする自動車用熱交換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4661384U JPS60160389U (ja) | 1984-03-30 | 1984-03-30 | 自動車用熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4661384U JPS60160389U (ja) | 1984-03-30 | 1984-03-30 | 自動車用熱交換器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60160389U JPS60160389U (ja) | 1985-10-24 |
| JPS643991Y2 true JPS643991Y2 (ja) | 1989-02-02 |
Family
ID=30561174
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4661384U Granted JPS60160389U (ja) | 1984-03-30 | 1984-03-30 | 自動車用熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60160389U (ja) |
-
1984
- 1984-03-30 JP JP4661384U patent/JPS60160389U/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60160389U (ja) | 1985-10-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106573346B (zh) | 多层铝钎焊板材料 | |
| JP2008303405A (ja) | 熱交換器ヘッダプレート用アルミニウム合金材料および熱交換器用ろう付け体 | |
| JPH08246117A (ja) | 高強度アルミニウムブレージングシートとその製造方法 | |
| JP4916333B2 (ja) | 強度とろう付け性に優れた熱交換器用アルミニウム合金クラッド材 | |
| JP4916334B2 (ja) | 強度とろう付け性に優れた熱交換器用アルミニウム合金クラッド材 | |
| JPH0448546B2 (ja) | ||
| JP4980787B2 (ja) | 耐塗膜剥離性に優れるアルミニウム合金ろう付用塗料、ろう付用アルミニウム合金板及びそれを用いた自動車熱交換器用アルミニウム合金部材、並びに自動車熱交換器の製造方法 | |
| JPS643991Y2 (ja) | ||
| JPS643990Y2 (ja) | ||
| CN1131414C (zh) | 铝合金制热交换器 | |
| KR102144203B1 (ko) | Ｈｖａｃ＆ｒ 시스템들에 사용을 위한 고 강도 및 내부식성 합금 | |
| JPS60164198A (ja) | 自動車用熱交換器 | |
| JPS5989999A (ja) | アルミニウム合金製熱交換器 | |
| US4741394A (en) | Radiator for motor cars | |
| JPH0250934A (ja) | 熱交換器部材用アルミニウム製ブレージングシート | |
| JPS63186847A (ja) | 熱交換器用アルミニウム合金 | |
| JPH0618188A (ja) | ヘッダープレート用銅合金及びそれを用いた熱交換器 | |
| JPS61199572A (ja) | ノコロツクろう付け用Ａｌ合金クラツド材 | |
| JP3538507B2 (ja) | 耐アルカリ腐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金クラッド材 | |
| JPH01127897A (ja) | 自動車用熱交換器 | |
| JPS5971998A (ja) | アルミニウム熱交換器 | |
| JPS60122896A (ja) | ラジエ−タ−用フイン | |
| JPH0254735A (ja) | アルミニウムブレージングシート | |
| JPH1072634A (ja) | 耐アルカリ腐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金クラッド材 | |
| JPS5993194A (ja) | 熱交換器 |