WO2013080611A1 - 熱交換器およびその製造方法 - Google Patents

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WO2013080611A1
WO2013080611A1 PCT/JP2012/070772 JP2012070772W WO2013080611A1 WO 2013080611 A1 WO2013080611 A1 WO 2013080611A1 JP 2012070772 W JP2012070772 W JP 2012070772W WO 2013080611 A1 WO2013080611 A1 WO 2013080611A1
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aluminum alloy
heat exchanger
joining
sealed container
less
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PCT/JP2012/070772
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義弥 枝
俊之 細川
村瀬　崇
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古河スカイ株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a heat exchanger having a fine channel structure suitable for cooling a heat-generated power semiconductor module and the like with high efficiency and a method for manufacturing the same.
  • air-cooled heat exchangers are used to cool these energy systems.
  • air-cooled heat exchangers have poor heat exchange efficiency, and the volume of energy systems has become smaller in recent years.
  • the heat generation amount per unit has increased, and water-cooled heat exchangers with higher heat exchange efficiency have been used.
  • a water-cooled heat exchanger In a water-cooled heat exchanger, the smaller the cooling water flow path, the more uniformly it can be cooled and the cooling water can be used efficiently. Then, the heat transfer area becomes small, and the heat exchange amount may be insufficient. For this reason, there are heat exchangers in which a large number of fine flow paths are arranged and a sufficient amount of heat exchange is ensured by flowing a refrigerant therethrough, which is highly efficient even with a small size and has a sufficient amount of heat exchange. For example, a heat exchanger using fine corrugated fins.
  • the surface area of the heat transfer part is reduced by arranging a large number of fine channels and narrowing the intervals between these channels. It is known that just increasing is not enough.
  • offset fins are generally difficult to mold to increase the height, so the cross-sectional area in the flow path is small, and a single cooling fin alone does not have enough surface area to dissipate heat, so cooling performance is insufficient. was there.
  • the layers are used in a stacked manner as in Patent Document 2 and Patent Document 3, but since the heat radiation fins are joined via a plate, the surface area on which the offset fins act on heat radiation in the flow path is small. Therefore, the space in the heat exchanger may be wasted.
  • brazing is generally mentioned, but since the small dent (concave portion) is filled with the brazing material to be joined, the surface area of the cooling fin may be reduced.
  • the wax that is a joining member may flow into the flow path and block the flow path.
  • This invention is made
  • a heat exchanger includes: A heat exchanger comprising a sealed container and a plurality of inner fins arranged in the sealed container,
  • the sealed container is formed of a first aluminum alloy;
  • the plurality of inner fins are formed of a second aluminum alloy;
  • the plurality of inner fins are arranged offset with respect to the traveling direction of the cooling medium of the heat exchanger, It is characterized by that.
  • the plurality of inner fins are stacked in the thickness direction of the heat exchanger,
  • the plurality of inner fins adjacent to each other in the thickness direction may be arranged such that the convex portions of the plurality of inner fins face each other.
  • the joint portions of the convex portions arranged to face each other may be arranged so as to deviate from the traveling direction of the cooling refrigerant.
  • the length of the joint portion between the convex portions may be 10% or more and 50% or less of the length of the convex portion in the traveling direction of the cooling refrigerant.
  • the joining between the plurality of inner fins and the inner wall of the sealed container may be a metallic joining.
  • 0.02 mm 2 or less may be sufficient as the cross-sectional area of the fillet of the joining area
  • the sealed container includes an upper container member and a lower container member;
  • the joining between the upper container member and the lower container member may be a metallic joint.
  • the cross-sectional area of the fillet in the joining region between the upper container member and the lower container member may be 0.02 mm 2 or less.
  • the cross-sectional area of the fillet in the joining region between the joining member and the lower surface of the upper container member is 0.02 mm 2 or less;
  • the cross-sectional area of the fillet in the joining region between the joining member and the upper surface of the lower container member may be 0.02 mm 2 or less.
  • the joining between the joining member and the plurality of inner fins may be metallic joining.
  • the cross-sectional area of the fillet in the joining region between the joining member and the plurality of inner fins may be 0.02 mm 2 or less.
  • the joining member has a curved surface portion; The curved surface portion of the joining member and the plurality of inner fins may be joined.
  • the Zn content of the second aluminum alloy may be not less than 0.3% by mass and not more than 5% by weight.
  • the manufacturing method of the heat exchanger according to the second aspect of the present invention is as follows: An arrangement step of arranging a plurality of inner fins in the sealed container; A bonding step of bonding the sealed container and the plurality of inner fins; Including The sealed container is formed of a first aluminum alloy; The plurality of inner fins are formed of a second aluminum alloy; Mg content of the first aluminum alloy and / or the second aluminum alloy is 0.5% by mass or less, Applying a fluoride-based or chloride-based flux to the contact surface between the plurality of inner fins and the inner wall of the sealed container, The atmosphere in the bonding step is a vacuum or a non-oxidizing atmosphere, The temperature at which the plurality of inner fins and the inner wall of the sealed container are joined in the joining step is such that the liquid phase ratio of the first aluminum alloy and / or the second aluminum alloy is 5% or more and 35% or less. Temperature It is characterized by that.
  • the manufacturing method of the heat exchanger includes: An arrangement step of arranging a plurality of inner fins in the sealed container; A bonding step of bonding the sealed container and the plurality of inner fins; Including
  • the sealed container is formed of a first aluminum alloy;
  • the plurality of inner fins are formed of a second aluminum alloy; Mg content of the first aluminum alloy and / or the second aluminum alloy is 0.2 mass% or more and 2.0 mass% or less,
  • the atmosphere in the bonding step is a vacuum or a non-oxidizing atmosphere,
  • the temperature at which the plurality of inner fins and the inner wall of the sealed container are joined in the joining step is such that the liquid phase ratio of the first aluminum alloy and / or the second aluminum alloy is 5% or more and 35% or less. Temperature It is characterized by that.
  • the arranging step further includes a step of arranging a joining member,
  • the joining member is formed of a third aluminum alloy; Mg content of at least one aluminum alloy among the group consisting of the first aluminum alloy, the second aluminum alloy, and the third aluminum alloy is 0.5 mass% or less, At least one selected from the group consisting of a contact surface between the plurality of inner fins and the inner wall of the sealed container, a contact surface between the joining member and the upper container member, and a contact surface between the joining member and the lower container member Apply fluoride or chloride flux to the contact surface,
  • the atmosphere in the bonding step is a vacuum or a non-oxidizing atmosphere,
  • the temperature at which the plurality of inner fins and the inner wall of the sealed container are joined is a temperature at which the liquid phase ratio of the first aluminum alloy and / or the second aluminum alloy is 5% or more and 35% or less.
  • the temperature at which the plurality of inner fins and the joining member are joined is a temperature at which the liquid phase ratio of the second aluminum alloy and / or the third aluminum alloy is 5% or more and 35% or less, and / or Or
  • the temperature at which the joining member and the sealed container are joined may be a temperature at which the liquid phase ratio of the first aluminum alloy and / or the third aluminum alloy is 5% or more and 35% or less.
  • the arranging step further includes a step of arranging a joining member,
  • the joining member is formed of a third aluminum alloy;
  • the Mg content of at least one aluminum alloy selected from the group consisting of the first aluminum alloy, the second aluminum alloy, and the third aluminum alloy is 0.2% by mass or more and 2.0% by mass or less.
  • the atmosphere in the bonding step is a vacuum or a non-oxidizing atmosphere,
  • the temperature at which the plurality of inner fins and the inner wall of the sealed container are joined is a temperature at which the liquid phase ratio of the first aluminum alloy and / or the second aluminum alloy is 5% or more and 35% or less.
  • the temperature at which the plurality of inner fins and the joining member are joined is a temperature at which the liquid phase ratio of the second aluminum alloy and / or the third aluminum alloy is 5% or more and 35% or less, and / or Or
  • the temperature at which the joining member and the sealed container are joined may be a temperature at which the liquid phase ratio of the first aluminum alloy and / or the third aluminum alloy is 5% or more and 35% or less.
  • a time period in which the liquid phase ratio of the first aluminum alloy and / or the second aluminum alloy is in a temperature range of 5% to 35% may be 30 seconds to 3600 seconds.
  • the liquid phase ratio of at least one aluminum alloy selected from the group consisting of the first aluminum alloy, the second aluminum alloy, and the third aluminum alloy is 5% or more and 35% or less.
  • the time for setting the temperature range may be 30 seconds or more and 3600 seconds or less.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along the line A-A ′ of the heat exchanger of FIG. 1. It is a perspective view showing typically the whole shape of the inner fin used for the heat exchanger concerning this embodiment. It is sectional drawing which shows typically the cross-sectional shape of the inner fin used for the heat exchanger which concerns on this embodiment. It is sectional drawing which shows typically the fillet shape of the junction part of the inner fins which concerns on this embodiment, and the magnitude
  • FIG. (A) is a figure which illustrates typically one process of the production
  • B) is a figure which illustrates typically one process of the production
  • C) is a figure which illustrates typically one process of the production
  • D) is a figure which illustrates typically one process of the production
  • A) is a figure which illustrates typically one process of the production
  • generation process of the liquid phase of the binary type alloy of FIG. (B) is a figure which illustrates typically one process of the production
  • FIG. (C) is a figure which illustrates typically one process of the production
  • D) is a figure which illustrates typically one process of the production
  • metal bonding means that two or more aluminum alloys are metallicly bonded, and the metal structure of the joint includes only the metal structure of the aluminum alloy derived from the aluminum alloy. .
  • a water-cooled aluminum alloy heat exchanger 100 includes a sealed container 102, a plurality of heat dissipating inner fins 104 provided in the sealed container, a cooling water inlet 106, And a cooling water outlet 108.
  • the sealed container 102 includes an upper container member 110, a lower container member 112, and a joining member 114.
  • the material of the inner fin 104, the cooling water inlet 106, the cooling water outlet 108, the upper container member 110, the lower container member 112, and the joining member 114 is not limited to the following, but, for example, an Al—Si based aluminum alloy Al-Si-Mg-based aluminum alloys, Al-Cu-based aluminum alloys, Al-Cu-Mg-based aluminum alloys, and the like are used.
  • an aluminum alloy (first aluminum alloy) that forms the upper container member 110 and the lower container member 112 an aluminum alloy (second aluminum alloy) that forms the inner fin 104, and an aluminum alloy (second aluminum alloy that forms the joining member).
  • 3 aluminum alloys) may be different alloys or the same alloys.
  • the upper container member 110 has an area that is recessed downward
  • the lower container member 112 has an area that is recessed upward. That is, the concave portion of the upper container member 110 and the concave portion of the lower container member 112 are inside the sealed container 102, and a space for arranging a part of the joining member 114 and the inner fin 104 is secured inside the sealed container 102.
  • Each of the upper container member 110 and the lower container member 112 has a flange (not shown) on its joint surface. The shape and material of the flange are appropriately selected within the range where the effects of the present embodiment are exhibited.
  • the flange of the upper container member 110 and the upper surface of the joining member 114 are metallically joined, and the flange of the lower container member 112 and the lower surface of the joining member 114 are metallically joined, so that the upper portion is joined via the joining member 114.
  • the container member 110 and the lower container member 112 are joined metallically, and the hermeticity of the sealed container 102 is maintained.
  • the sealed container 102 is sealed except for a cooling water inlet 106 through which cooling fluid flows and a cooling water outlet 108 through which cooling fluid flows. Therefore, it is possible to prevent cooling water or the like from leaking out of the heat exchanger 100. Further, the shapes of the cooling water inlet 106 and the cooling water outlet 108 are appropriately selected in consideration of the use situation and the manufacturing method as long as the effects of the present embodiment are exhibited.
  • the cooling inner fins 104 of the heat exchanger 100 are offset (offset fins). That is, as shown in FIG. 3, the inner fin 104 is formed by bending a second aluminum alloy metal plate into a rectangular shape, and with each wave rising surface 2 at regular intervals along the ridge line 1 of each wave. The inner fin 104 is offset from the falling surface 3 in parallel with the traveling direction of the wave, and the inner fin 104 is perpendicular to the traveling direction (D1) of the cooling water (cooling medium) of the heat exchanger 100. (D2: the direction of the offset of the inner fin).
  • the cooling water does not travel in a straight line, but the cooling water has passed through the cooling water flow path (between the side surface of one inner fin and the side surface of another inner fin adjacent thereto). After that, it hits another inner fin that is installed with an offset, and the cooling water changes its path in the positive and negative directions of D2. Next, the cooling water whose course has been changed hits the side surface of another inner fin, and the course is changed in a direction (D1) toward the cooling water outlet. By repeating this, the cooling water is directed toward the cooling water outlet while contacting the plurality of inner fins in the heat exchanger 100.
  • the thickness of the metal plate, the size of the rectangle after being bent, the size of the offset (width), the length of the ridgeline of each wave, etc. are appropriately selected according to the conditions of use within the range where the effect of the present embodiment is achieved. Is done.
  • the heat exchanger 100 which is a water-cooled heat exchanger, is generated near the inner fins 104 that exchange heat with the water flowing inside the heat exchanger 100.
  • the temperature boundary layer to be cut can be divided.
  • the temperature boundary layer is a sudden change region of the water temperature inside the heat exchanger 100.
  • the temperature of the cooling water is the mainstream temperature (that is, heat exchange) at a position sufficiently away from the inner fin 104.
  • the temperature of the cooling water when it is injected into the vessel 100) but the temperature of the cooling water changes abruptly as it approaches the inner fin 104, and the temperature of the cooling water near the surface of the inner fin 104 is the inner fin 104. It becomes equal to the surface temperature of.
  • Such an abrupt temperature change region is called a temperature boundary layer.
  • the temperature boundary layer can be divided in the direction in which the cooling water flows. Therefore, since it is possible to always apply cold cooling water to the inner fin 104, the heat exchange performance of the heat exchanger 100 can be improved.
  • the inner fin 104 is offset, a sheared surface appears on the inner fin 104, and the surface area of the inner fin 104 that can be used for heat exchange with the cooling water can be increased. Therefore, when the inner fins 104 are compared with the same volume, the heat radiation area per unit volume can be improved, so that the heat exchange performance of the heat exchanger 100 can be improved.
  • the inner fins 104 are preferably stacked and arranged in order to efficiently arrange the inner fins 104 within the unit volume. The number of the inner fins 104 stacked is appropriately selected according to the use conditions of the heat exchanger 100 within the range where the effects of the present embodiment are achieved.
  • a semiconductor element (not shown) serving as a heat source is disposed in contact with the outer wall of the sealed container 102, and the semiconductor element and the sealed container are sufficiently joined from the viewpoint of heat conduction.
  • the joining between the sealed container 102 and the cooling inner fins 104 that exchange heat with the cooling water inside the sealed container 102 is a metallic joint, as will be described later.
  • the joining between the joining member 114 and the inner fin 104 is also a metallic joining.
  • the contact between the laminated inner fins 104 is sufficient from the viewpoint of heat conduction, the heat from the heating element is easily conducted to all of the inner fins 104 laminated in the heat exchanger 100. . Therefore, in the heat exchanger 100, the convex portions of the offset inner fins 104 are metallically joined as will be described later, so that a plurality of layers are laminated from the heating element to the hermetic container 102 and the inside thereof. Therefore, it is possible to more reliably secure a heat conduction path to the offset inner fins 104 disposed.
  • the convex portions of the inner fin 104 may be opposed to each other without any deviation or may be slightly displaced.
  • the offset convex portions of the inner fin 104 are formed by bending the plate material, so that the convex portions of the inner fin 104 face each other with no deviation or slightly deviate from each other. R remains in an arc shape (FIGS. 5A and 5B). For this reason, when the offset inner fins 104 are stacked so that the convex portions face each other and when they are stacked slightly shifted, the bonded inner fins 104 and the sealed container 102 are bonded at the bonded portion. In the part, a dent remains at R of the convex part.
  • the surface area A of the hollow portion also contributes to the cooling performance of the heat exchanger as a heat transfer area.
  • the fillet cross-sectional area may be reduced by reducing the amount of brazing material, but it is difficult to join all the joints with the same fillet cross-sectional area, and there is also a concern that poor joint locations may occur. For this reason, joining with a small amount of brazing material is not common. For this reason, the fillet cross-sectional area in the case of brazing is about 0.05 mm 2 .
  • the fillet cross-sectional area in the direction of cooling water in the vicinity of the metallic joining region according to the present embodiment is within the range where the effect of the present embodiment is achieved, and the smaller the cross-sectional area of the fillet, the better.
  • it is preferably 0.001 mm 2 or more and 0.02 mm 2 or less, more preferably 0.001 mm 2 or more and 0.01 mm 2 or less, and even more preferably 0.001 mm 2 or more and 0.006 mm 2 or less. Therefore, in the present embodiment, the cooling water smoothly flows in the cooling water flow path of the heat exchanger 100, and the cooling water also flows in the portion of the recess R, so that the cooling water having a low temperature is effectively used. Can be used.
  • size of the hollow R of a convex part is suitably selected according to manufacturability etc. in the range with the effect of this embodiment.
  • the ratio of the mass of the liquid phase generated in the aluminum alloy material to the total mass of the inner fin 104 (second aluminum alloy) that is one of the members to be joined (hereinafter referred to as “the following”) , Described as “liquid phase ratio”) at a temperature of 5% to 35%.
  • the liquid phase ratio exceeds 35%, the amount of the liquid phase to be generated is too large (that is, the amount of the solid phase is too small), and the shape of the inner fin 104 that is the member to be joined cannot be maintained.
  • the liquid phase ratio is less than 5%, the amount of liquid phase supplied to the surface of the inner fin 104, which is a member to be joined, decreases, and the joining between the inner fin 104 and the sealed container 102 is difficult. Become. For this reason, in the present embodiment, metallic bonding between the inner fin 104 and the sealed container 102 is performed at a temperature at which the ratio of the mass of the liquid phase inside the member to be bonded is 5% to 35%.
  • the preferable liquid phase rate in the said metallic joining is 5% or more and 30% or less, and a more preferable liquid phase rate is 10% or more and 20% or less.
  • the liquid phase ratio is defined by equilibrium calculation using the composition of the aluminum alloy and the bonding temperature using the phase diagram of the aluminum alloy.
  • thermodynamic equilibrium calculation software such as Thermo-Calc (Thermo-Calc Software AB)
  • the liquid phase ratio is calculated from the aluminum alloy composition and the highest temperature reached during heating (joining temperature).
  • FIG. 6 schematically shows a phase diagram of an Al—Si alloy which is a typical binary eutectic alloy.
  • generation of a liquid phase starts at a temperature T1 near the eutectic temperature (solidus temperature) Te.
  • T1 near the eutectic temperature (solidus temperature) Te.
  • solidus temperature Te solidus temperature
  • crystal precipitates are distributed in the matrix divided by the grain boundaries.
  • FIG. 7B the crystal grain boundary with a large segregation of the crystal precipitate distribution melts to become a liquid phase.
  • the spherical liquid phase generated in the matrix is re-dissolved in the matrix with the passage of time and temperature due to the interfacial energy, as in the case of c1, and diffused in the solid phase. To move to the grain boundary or surface. When the temperature rises to T3, the liquid phase amount increases from the state diagram.
  • the joining according to the present embodiment utilizes a liquid phase generated by partial melting inside the aluminum alloy material, and can achieve both good joining and shape maintenance.
  • the very small liquid phase generated on the surface of the inner fin 104 made of the aluminum alloy material is the counterpart aluminum alloy material in which the oxide film is destroyed by the action of flux or the like.
  • the gap with (sealed container 102) is filled.
  • the liquid phase in the vicinity of the bonding interface of both aluminum alloy materials moves into the sealed container 102, and accordingly, the ⁇ phase crystal grains that are the solid phase of the inner fin 104 in contact with the bonding interface Grows into the aluminum alloy constituting the sealed container 102.
  • the crystal grains of the aluminum alloy material constituting the sealed container 102 also grow toward the aluminum alloy material constituting the inner fin 104.
  • the structure of the aluminum alloy material constituting the inner fin 104 enters the sealed container 102 near the bonding interface. Are joined. Therefore, a metal structure other than the aluminum alloy material constituting the inner fin 104 and the aluminum alloy material constituting the sealed container 102 does not occur at the bonding interface.
  • both aluminum alloy materials have a completely integrated structure, and are joined. The interface cannot be distinguished.
  • a brazing sheet clad with a brazing material is used as the aluminum alloy material constituting the inner fin 104, and an alloy that does not generate a liquid phase is used as the aluminum alloy material constituting the sealed container 102, and joined by the brazing method Fillet is formed at the joint, and a eutectic structure is observed. That is, the bonded structure formed by the bonding method according to the present embodiment is different.
  • the brazing method since the joint is filled with liquid phase braze to form a fillet, a eutectic structure different from the surrounding is formed in the joint.
  • a junction part melts locally, it becomes a metal structure different from other parts.
  • the metal structure of the joining portion is composed only of the aluminum alloy material constituting the inner fin 104 and the aluminum alloy material constituting the sealed container 102, or the inner fin 104 This is different from the joint structure by brazing or welding in that the aluminum alloy material constituting the airtight container 102 and the aluminum alloy material constituting the airtight container 102 are integrated.
  • the molten brazing material concentrates at the joint after brazing heating.
  • the height of the stacked heat exchanger is reduced by 5-10%. Therefore, when using the brazing method, it is necessary to consider the decrease in product design.
  • the joining according to the present embodiment since the dimensional change after joining is extremely small, a highly accurate product design is possible.
  • the sealed container 102 and the inner fin 104 can be more easily joined.
  • the following method in order to destroy the oxide film, for example, the following method is adopted.
  • flux is applied to the joint between the sealed container 102 and the inner fin 104 in order to destroy the oxide film.
  • the flux is not limited to the following, but, for example, a fluoride flux such as KAlF 4 or CsAlF 4 used for brazing an aluminum alloy, or a chloride flux such as KCl or NaCl is used. It is done. These fluxes melt before the liquid phase of the inner fin 104 melts or before reaching the bonding temperature, react with the oxide film formed on the surface layer of the inner fin 104 and the inner surface layer of the sealed container 102, Destroy the oxide film.
  • a method of joining the inner fin 104 and the sealed container 102 is used.
  • bonding is preferably performed in a non-oxidizing gas atmosphere in which the oxygen concentration is suppressed to 250 ppm or less and the dew point is suppressed to ⁇ 25 ° C. or less.
  • vacuum means not only a vacuum state but also a state where there is almost no inflow of air to the joint surface between the inner fin 104 and the sealed container 102 as in the case of surface joining or jointing in a closed space. Is also included.
  • the Mg content in the aluminum alloy of the inner fin 104 and / or the sealed container 102 is set to 0.01 mass% or more and 0.5 mass% or less, whereby the fluoride-based flux is used.
  • the flux and Mg can react to further improve the oxide film destruction action of the fluoride-based flux. Therefore, when using a fluoride-based flux, the Mg content of both the aluminum alloy constituting the inner fin 104 and the aluminum alloy constituting the sealed container 102 is 0.01% by mass or more and 0.5% by mass or less. It is even more preferable to do this.
  • the kind and content of the other element contained in an aluminum alloy are selected suitably.
  • the oxide film When the oxide film is destroyed by the getter action of Mg, it is preferable to join in a non-oxidizing atmosphere (nitrogen gas, argon gas, etc.) in order to suppress the formation of the oxide film. It is also preferable to join the inner fin 104 and the sealed container 102 in a vacuum. For example, when the inner fin 104 and the sealed container 102 are joined in the surface joining or closed space, there is almost no inflow of oxygen to the joining surface, so that the inner fin 104 and the sealed container 102 are oxidized by the very surrounding atmosphere. This is because even if the film grows, the thickness of the oxide film can be sufficiently broken by the getter action of Mg, and the inner fin 104 and the sealed container 102 can be bonded well. In the case of bonding in a non-oxidizing atmosphere or in dry air, it is more preferable that the dew point be ⁇ 25 ° C. or lower.
  • the aluminum alloy forming the inner fin 104 is preferably an aluminum alloy containing 0.2 mass% or more and 5.0 mass% or less of Mg.
  • Mg content 0.2% by mass or more
  • a sufficient getter action can be obtained, and better bonding can be obtained.
  • the Mg content is 5.0% by mass or less
  • the amount of oxide (MgO) produced by the reaction of Mg with oxygen in the atmosphere on the surface of the joint portion can be reduced. Even better bonding can be obtained.
  • the types and contents of other elements contained in the aluminum alloy forming the inner fin 104 and the aluminum alloy forming the sealed container 102 are appropriately selected.
  • the inner fins 104 and the sealed container 102 that are members to be joined are usually heated in the furnace (joining). Process).
  • the shape and method of the furnace are appropriately selected and are not limited to the following.
  • the furnace is used for manufacturing a one-chamber batch furnace, an automobile heat exchanger, and the like.
  • a continuous furnace or the like can be used.
  • a flux is applied to the bonding portion in order to destroy the oxide film, and bonding is performed in an atmosphere of a non-oxidizing gas such as nitrogen in order to suppress the formation of the oxide film.
  • the oxide film on the surface of the aluminum alloy can be obtained by using a furnace in a vacuum or non-oxidizing atmosphere without applying flux to the joint. It is possible to obtain a good joint by removing the above.
  • the liquid film is filled between the inner fin 104 and the sealed container 102 after the oxide film is broken at and near the joint.
  • the fin 104 and the sealed container 102 are joined.
  • this liquid phase is generated in an aluminum alloy material forming the inner fin 104 which is one member to be joined. More preferably, the time during which the liquid phase ratio is 5% or more and 35% or less is 30 seconds or more and 3600 seconds or less. When it is 30 seconds or longer, the liquid phase is sufficiently filled in the joint portion, and when it is 3600 seconds or shorter, deformation of the inner fin 104 can be further suppressed.
  • the time of the liquid phase ratio of 5% or more and 35% or less is 60 seconds or more and 1800 seconds or less, further sufficient filling is performed, more reliable joining is performed, and the inner fin 104 is deformed. Further suppression can be achieved.
  • the liquid phase moves only in the very vicinity of the bonding portion, so that the time required for filling the liquid phase does not depend on the size of the area of the bonding portion.
  • a liquid phase may also be generated in the aluminum alloy material forming the sealed container 102 which is the other member to be joined, and the liquid phase ratio in the aluminum alloy material forming the sealed container 102 is 5% or more and 35%.
  • the following time is also preferably 30 seconds or more and 3600 seconds or less, and more preferably 60 seconds or more and 1800 seconds or less, like the inner fin 104.
  • the aluminum alloy material of the inner fin 104 that is one member to be joined an Al—Si alloy or an Al—Si—Mg alloy containing Si as an essential component may be used.
  • the Si content X mass% or more and 3.5 mass% or less.
  • the Si content X is 0.6% by mass or more, it is possible to sufficiently secure a temperature range in which the liquid phase ratio of the inner fin 104 is 5% to 35%, and more stable bonding is achieved. It becomes possible.
  • the more preferable Si content X is 1.2% by mass or more and 3.0% by mass or less, so that more stable bonding is possible.
  • the Al—Si alloy or the Al—Si—Mg alloy includes 0.05% by mass to 0.5% by mass of Cu, 0.05% by mass to 1.0% by mass of Fe, 0.3% by mass. 1% to 5.0% by weight of Zn, 0.1% to 1.8% by weight of Mn, and 0.01% to 0.3% by weight of Ti. You may further contain a seed
  • 0.6 mass% or more and 3.5 mass% or less of Si is contained as an essential element
  • 0.2 mass% or more and 2.0 mass% or less of Mg is contained
  • 0.05 mass% or more and 0.5 mass% or less Cu of mass% or less
  • Fe of 0.05 mass% or more and 1.0 mass% or less Zn of 0.3 mass% or more and 5.0 mass% or less
  • Mn of 0.1 mass% or more and 1.8 mass% or less And one or more elements selected from the group consisting of 0.01% by mass and 0.3% by mass Ti as a selective additive element, with the balance being Al and inevitable impurities
  • the inner fin 104 using a —Si—Mg-based aluminum alloy may be used.
  • the inner fin 104 by adding 0.3% by mass or more and 5.0% by mass or less of Zn to the inner fin 104, a potential difference is generated between the inner fin 104 and the sealed container 102. Corrosion resistance can be further improved, and the heat exchange performance and safety of the heat exchanger 100 can be further improved.
  • the Zn content is 0.3% by mass or more, the inner fin 104 has sufficient Zn to cause a potential difference between the inner fin 104 and the sealed container 102 and to function a sacrificial anticorrosive action. That is, when the Zn content is 5.0 mass% or less, the corrosion resistance of the inner fin 104 itself is maintained.
  • the aluminum alloy material of the inner fin 104 that is one member to be joined an Al—Cu alloy or Al—Cu—Mg alloy containing Cu element as an essential component may be used.
  • the Cu content Y (% by mass) is more preferably 0.7% by mass or more and 15.0% by mass or less.
  • the Cu content Y is 0.7% by mass or more, it is possible to sufficiently secure a temperature range in which the liquid phase ratio of the inner fin 104 is 5% or more and 35% or less, and more stable bonding is achieved. It becomes possible.
  • the amount of the liquid phase generated at the solidus temperature the eutectic temperature is sufficiently lower than 35% and higher than 5%.
  • the more preferable Cu content Y is 1.5% by mass or more and 12.0% by mass or less, so that more stable bonding is possible.
  • the Al—Cu alloy or Al—Cu—Mg alloy is composed of 0.05% by mass to 0.8% by mass of Si, 0.05% by mass to 1.0% by mass of Fe, 0.2% by mass.
  • % Selected from the group consisting of Zn of 0.1% to 1.0% by weight, Mn of 0.1% to 1.8% by weight, and Ti of 0.01% to 0.3% by weight of Ti. Or you may further contain 2 or more types of elements.
  • Mg content is 0.2 mass% or more and 2.0 mass% or less, and 0.05 mass% or more and 0.0. 8 mass% or less Si, 0.05 mass% or more and 1.0 mass% or less Fe, 0.2 mass% or more and 1.0 mass% or less Zn, 0.1 mass% or more and 1.8 mass% or less
  • One or more elements selected from the group consisting of Mn and 0.01% by mass or more and 0.3% by mass or less Ti are further contained as a selective additive element, the balance being Al and inevitable impurities
  • An Al—Cu—Mg based aluminum alloy may be used.
  • the difference between the solidus temperature and the liquidus temperature of the aluminum alloy material that generates the liquid phase is 10 ° C. or more and 200 ° C. or less.
  • the difference between the solidus temperature and the liquidus temperature is 10 ° C or more, the temperature range where the solid and the liquid coexist is increased, and the generation occurs. It becomes easier to control the amount of liquid phase to be performed. Therefore, it is more preferable that this difference is 10 ° C. or more and 200 ° C. or less, and the temperature difference between the solidus temperature and the liquidus temperature at which the liquid phase ratio is 5% or more and 35% or less is 20 ° C. or more and 200 ° C.
  • the following is more preferable, and within the range where the effects of the present embodiment are exerted, as the difference between the solidus temperature and the liquidus temperature becomes larger, it becomes easier to control the amount of liquid phase appropriately.
  • the binary alloy having the composition satisfying the above numerical range is not limited to the following, but for example, Al—Si alloy, Al—Cu alloy, Al—Mg alloy, Al—Zn alloy An alloy, an Al-Ni alloy, etc. are mentioned.
  • the eutectic type alloy as described above is more advantageous because it has a larger solid-liquid coexistence region.
  • other eutectic type solid solution type, peritectic type, partial crystal type Even in the case of other alloys such as a crystal type, better bonding is possible when the difference between the solidus temperature and the liquidus temperature is 10 ° C. or more and 200 ° C. or less.
  • the binary alloy can contain an additive element other than the main additive element, and a ternary alloy, a quaternary alloy, or a multi-element alloy of five or more elements can be used.
  • the multi-component alloy is not limited to the following, but for example, Al-Si-Mg alloy, Al-Si-Cu alloy, Al-Si-Zn alloy, Al-Si-Cu-Mg alloy An alloy etc. are mentioned.
  • the cooling water in the joining region between the inner fin 104 and the sealed container 102 while the inner fin 104 is offset and the inner fin 104 and the sealed container 102 are metallically joined.
  • the cross-sectional area of the fillet in the traveling direction is 0.02 mm 2 or less, and / or while the other joints such as the inner fins 104 are joined metallically, the traveling region in the traveling direction of the cooling water
  • the cross-sectional area of the fillet is 0.02 mm 2 or less, it is possible to obtain the heat exchanger 100 having excellent heat exchange efficiency while having a fine channel structure.
  • the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications and applications are possible.
  • the form in which the sealed container 102 has a divided structure including the upper container member 110 and the lower container member 112 has been described in consideration of manufacturability.
  • the sealed container 102 has an integral structure. It may be.
  • FIG. 2 although the form which many inner fins are arrange
  • the airtight container 102 may be joined via the joining member 114, the inner fin 104 may be arrange
  • two inner fins 104 may be arranged inside the sealed container 102 (two-layer arrangement). Further, as shown in FIG.
  • the sealed container 102 is joined via a joining member 114, and two inner fins 104 are laminated on both sides of the sealed container 102 so that the convex portions face each other. May be joined together (four-layer arrangement). Further, as shown in FIG. 11B, four inner fins 104 may be laminated inside the sealed container 102 so as to face each other, and may be metallically joined (four-layer arrangement). ).
  • FIG. 12 is a schematic view of a state in which four layers of inner fins are stacked as viewed from an oblique direction
  • FIG. 13 is a schematic view of a state in which four layers of inner fins are stacked as viewed from the side.
  • the four-layer corrugated inner fins that are arranged offset in the direction perpendicular to the traveling direction of the cooling water (direction D1) are further connected to the traveling direction of the cooling water (D1).
  • the cooling water may be moved in the vertical direction so as to be shifted in the front-rear direction.
  • the inner fins 104 are arranged so that the joints between the convex portions of the inner fins 104 that are opposed to each other are displaced forward and backward in a direction parallel to the traveling direction of the cooling water between adjacent layers.
  • r is appropriately selected within a range where the effect of the embodiment of the present invention is exerted, and is not limited to the following.
  • the length of the joint portion between the convex portions of the inner fin 104 is the traveling direction of the cooling water. 10% or more and 50% or less of the length of the convex portion of the inner fin 104 is more preferable.
  • the length of the portion where the upper surface of the convex portion of the fin B and the lower surface of the convex portion of the inner fin C overlap is the convex portion of the inner fin B. Is 20% of the length (in FIG. 13, the length of the inner fin B in the horizontal direction in FIG. 13).
  • Cooling on the side away from the heat source by setting the length of the joint portion between the convex portions of the inner fin 104 to 10% to 50% of the length of the convex portion of the inner fin 104 in the traveling direction of the cooling water. An excessive increase in the temperature difference between the water and the cooling water close to the heat source is further suppressed, and a more remarkable effect can be obtained in improving the cooling performance of the heat exchanger 100.
  • the joining member 114 has a planar shape and has the function which contributes to planar joining was demonstrated, as shown in FIG. 14, the part joined with the inner fin 104 is shown. It may be shaped (curved) to have a curved surface in the same shape as the fin, and may have a function as a fin for heat dissipation. That is, like the inner fin 104, the joining member 114 cuts and raises the rising surface 2 and the falling surface 3 of each wave parallel to the wave traveling direction at regular intervals along the ridge line 1 of each wave. May be offset, have the same shape as the fin, and have a function of radiating heat. In the heat exchanger 100 shown in FIG.
  • the sealed container 102 is joined via a joining member 114 that also serves as an inner fin, two inner fins 104 are provided on both sides thereof, and the convex portions are opposed to each other. It arrange
  • the heat exchanger used in this example had any one of the following three shapes.
  • Shape 1 It was the structure which has a joining member as shown to FIG. 11A.
  • Shape 2 As shown in FIG. 11B, the configuration did not include a joining member.
  • Shape 3 As shown in FIG. 9, there was no joining member, and there was one inner fin inside the sealed container.
  • FIG. 15A and 15B show the positions of the dimensions of the respective parts of the heat exchanger used in this example.
  • FIG. 15A is a schematic view of the outside of the heat exchanger of the members constituting the sealed container used in the heat exchanger according to the example and the comparative example.
  • FIG. 15B is a schematic view of the side where the inner fin of the member constituting the sealed container used in the heat exchanger according to the example and the comparative example is put.
  • the outer shape (overall dimensions) of the inner fins arranged in the heat exchanger had a width W of 35 mm and a length L of 60 mm.
  • a cold rolled plate having a thickness of 0.2 mm was drawn to obtain a container member having the shape shown in FIG. 15A.
  • the outer shape of the container member had a width w of 40 mm and a length L65 mm.
  • height t was 1.2 mm so that an inner fin could be arrange
  • a cold rolled plate having a thickness of 0.1 mm was processed to produce a joining member, which was placed between the flange portions of the container member.
  • Two inner fins were arranged on both sides of the joining member so that the convex portions face each other, and a total of four inner fins were laminated.
  • the flow path portion composed of the inner fins in the three cross sections is observed in each of the 20 flow paths in the flow path direction.
  • the cross-sectional area of was measured by image processing.
  • the evaluation is represented by the cross-section soundness rate in the flow path, where 80% or more of the cross-section soundness ratio in the flow path is ⁇ , 50% or more and less than 80% is ⁇ , and less than 50% is x.
  • the in-channel cross-section soundness rate was defined as follows.
  • Channel cross-section soundness rate (%) Cross-sectional area in the channel after joining (m 2 ) / Cross-sectional area in the designed channel (m 2 )
  • Comparative Example 3 since the atmosphere at the time of bonding was in the atmosphere, the oxide film on the bonding surface could not be removed by the flux, and bonding could not be performed.
  • Comparative Example 7 the atmosphere at the time of joining was in the air, and in Comparative Example 8, the amount of Mg in the joining member and the inner fin was small, so the getter action by Mg did not work and could not be joined. Internal water leaked during the test.
  • Comparative Examples 4 and 9 since the liquid phase ratio of both the joining member and the inner fin was low, the joining member and the inner fin could not be joined, so that the internal water leaked out in the water leak test.
  • the comparative example 11 is a structure joined by the flange part of the container member of the shape 2, since the liquid phase did not arise in a container member and it was not able to join, internal water leaked out in the water leak test. In Comparative Examples 2, 6, and 10, the internal water did not leak out in the water leak test after joining, but the cross-section soundness rate in the flow path was low. In Comparative Examples 2 and 6, since the liquid phase rate of the inner fin was too large, the liquid phase accumulated in the inner fin channel cross section and blocked the cooling water channel, so the channel cross section soundness rate was low. It was. In Comparative Example 10, since the amount of Mg in the inner fin was too large, an Mg oxide film was generated, and the cross-section soundness rate in the flow path was low.
  • composition of OY water The composition of OY water was 195 ppm for Cl ⁇ , 60 ppm for SO 4 2 ⁇ , 30 ppm for Fe 3+ , 1 ppm for Cu 2+ , and the rest water.
  • the evaluation is represented by a channel wall soundness factor, where a channel wall soundness rate of 90% or more is indicated by ⁇ , a channel wall soundness rate of 80% or more is indicated by ⁇ , and a channel wall soundness rate of less than 80% is indicated by ⁇ .
  • the channel wall soundness rate was defined as follows.
  • Channel wall soundness rate (%) (all channel observation locations-channel wall short-circuit locations) / all channel observation locations
  • the channel wall soundness rate was 80%, indicating even better corrosion resistance.
  • water did not leak out, but because the amount of Zn in the inner fin was too large, the corrosion of the fin was large and the soundness rate of the flow path wall was low.
  • the internal cooling water may leak and cool the heating element. Since it becomes impossible, it is necessary to set it as the material structure which shows favorable performance by corrosion resistance evaluation. However, when there is little concern about corrosion resistance, a material structure having necessary and sufficient corrosion resistance in accordance with the situation may be used. Since Examples 54, 56, and 58 have good evaluation items other than corrosion resistance, there is no problem in adopting them as material configurations when there is little concern about corrosion resistance.
  • Examples 59 to 61, Comparative Examples 12 to 14 (Cooling performance evaluation)
  • heat exchangers having shapes 1 to 3 were produced by combining the container members and inner fins shown in Table 5.
  • the joining conditions were the conditions indicated by the heat exchanger numbers shown in Tables 2 and 5.
  • the method for producing the alloy ingots and the method for producing the heat exchangers of Examples 59 to 61 were the same as those of Examples 1 to 41 and Comparative Examples 1 to 11.
  • Comparative Examples 12 and 13 the inner fin and the joining member were joined with a BR sheet using an aluminum alloy with alloy number 22 as the container member.
  • a BR sheet a core material A3003 aluminum alloy having both sides clad with A4045 aluminum alloy at a clad rate of 5% on one side was used. After heating up to 610 ° C. in a nitrogen atmosphere furnace and holding for 5 minutes, the inner fin, the container member, and the joining member were joined by cooling.
  • the alloy 22 was used for the container member and the inner fin.
  • Comparative Example 12 and Comparative Example 13 they were joined by a brazing method.
  • the configuration of the heat exchanger of Comparative Example 14 was a configuration in which four inner fins were placed inside the container member, and the flange portion of the container member and the inner fins were bonded together with an epoxy adhesive.
  • cooling water inlet temperature: 20 ⁇ 1 ° C.
  • the flow rate was 0.8 liters / minute and 1.2 liters / minute.
  • a heat source in which a heater for heating was put on a copper block simulating a heating element was placed, 800 W of heat was applied, and the temperature on the container member side immediately below the copper block was measured.
  • FIG. 16 shows the relationship between the flow rate of the cooling water and the cooling performance, with a value ⁇ T (K) obtained by subtracting the temperature of the cooling water from the measured temperature as the cooling performance.
  • the heat exchangers of Examples 59 to 61 were found to have sufficient cooling performance because ⁇ T decreased as the flow rate of cooling water increased.
  • the heat exchangers of Comparative Examples 12 to 14 all had a larger ⁇ T than the heat exchangers of Examples 59 to 61, and the cooling performance was inferior.
  • the fin shape that can be brazed and the offset fin shape is large and the cross-sectional area of the flow path is large due to the brazing method, so that the area required for the radiating fin is insufficient and the cooling performance may be inferior. all right.
  • the shape of the offset fin is large for brazing, the R portion of the joint portion of the laminated offset fin is filled with brazing, and the area required for the radiating fin is insufficient, resulting in poor cooling performance.
  • the fins and the fins and the container member are bonded with an epoxy adhesive, so that the heat conduction efficiency between the fins and the container member and the fins is low, and the heat input of the heater is low.
  • the heat input of the heater is low.
  • Example 62 to 75 The heat exchanger used in Examples 62 to 75 had a configuration in which a plurality of inner fins having no joining member were laminated as shown in FIG. 11B.
  • FIG. 15A and 15B show the positions of the dimensions of the respective parts of the heat exchanger used in this example.
  • FIG. 15A is a schematic view of the outside of the heat exchanger of the members constituting the sealed container used in the heat exchangers according to Examples 62 to 75.
  • FIG. 15B is a schematic view of the side of the member constituting the hermetic container used in the heat exchangers according to Examples 62 to 75 into which the inner fin is inserted.
  • the thing of 5 mm, 10 mm, and 2.5 mm was obtained, respectively.
  • the end dimensions of the fin member were processed to the dimensions shown in Table 6 so that the convex portions of the fins could be stacked and shifted in a direction parallel to the traveling direction of the cooling water (fin 1, fin 2, Fin 3, fin 4).
  • the end dimensions of the fins 1 to 4 used in Examples 62 to 75 were processed so as to be the same as the offset length L.
  • the overall outer shape (overall dimensions) of the inner fin group arranged in the heat exchanger was a width W of 35 mm and a length L of 60 mm.
  • the dimensions of the inner fins are as shown in Table 6. “Inner-inner” indicates the length between the inner walls of the inner fin, and “Outer-outer” indicates the length between the outer walls of the inner fin.
  • a cold rolled plate having a thickness of 0.2 mm was drawn to obtain a container member having the shape shown in FIG. 15A.
  • the outer shape of the container member had a width w of 40 mm and a length L of 65 mm.
  • height t was 1.2 mm so that an inner fin could be arrange
  • the heat exchanger When the heat exchanger is manufactured, four inner fins are stacked on the inner side of the container member so that the convex portions are opposed to each other, and in Examples 62 to 72, it is parallel to the traveling direction of the cooling water.
  • the protrusions of the inner fins between adjacent layers with respect to the direction are arranged such that the amount of shift of the convex portions of the inner fins is a value (12% to 48%) shown in Table 6.
  • the inner fins between adjacent layers are arranged. As shown in Table 6, the convex portions were arranged so that the shift amount of the convex portions was 0%.
  • Example 74 was an experiment in which the convex portions of the inner fins were not displaced. Based on the cooling performance ⁇ T of Example 74, the cooling performance improvement (%) without offset was calculated. The conversion formula was the same as in Example 73. As shown in Table 6 and FIG. 17, in Examples 67 to 69, there was “an improvement in cooling performance without shifting”, and it was found that the cooling performance was improved by 10% to 17%.
  • Example 75 was an experiment in which the convex portions of the inner fins were not displaced. Based on the cooling performance ⁇ T of Example 75, the improvement in cooling performance without shifting (%) was calculated. The conversion formula was the same as in Example 73. As shown in Table 6 and FIG. 17, in Examples 70 to 72, it was found that “the cooling performance was improved without shifting” and the cooling performance was improved by 11% to 16%.
  • the present invention is suitably used for a heat exchanger and a manufacturing method thereof.

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Abstract

【課題】熱交換性に優れた熱交換器およびその製造方法を提供する。 【解決手段】密閉容器（１０２）と、密閉容器（１０２）内に配置された複数のインナーフィンと、を備える熱交換器（１００）は、密閉容器（１０２）が第１のアルミニウム合金から形成され、複数のインナーフィンが第２のアルミニウム合金から形成され、複数のインナーフィンが、熱交換器（１００）の冷却媒体の進行方向に対してオフセットされて配置される。

Description

熱交換器およびその製造方法
　本発明は、発熱したパワー半導体モジュール等を高効率で冷却するのに適した微細な流路構造を有する熱交換器およびその製造方法に関するものである。
　現在、パワー半導体モジュール、マイクロガスタービン、燃料電池、小型冷凍空調機器などのエネルギーシステムの開発が活発に行われている。このようなエネルギーシステムでは、車搭載用や家庭用に適した小型化の要請が大きく、これらを実現するための研究・開発が進められている。
　こういったエネルギーシステムの冷却には空冷型の熱交換器を用いることが一般的であったが、空冷型の熱交換器は熱交換効率が悪く、近年のエネルギーシステムの小型化に伴い、体積あたりの発熱量が増加し、より熱交換効率の高い水冷式の熱交換器が用いられようになってきた。
　水冷式の熱交換器においては、冷却水の流路が小さくなるほど、均一に冷却することができて、冷却水を効率的に活用することが可能になるが、単に流路を微細にしただけでは、伝熱面積が小さくなり、熱交換量が不十分となることがある。そのため、微細な流路を多数配置して、そこに冷媒を流すことによって十分な熱交換量を確保し、小型でも効率が高く、なおかつ十分な熱交換量を有する熱交換器がある。たとえば、微細な寸法のコルゲートフィンを使った熱交換器などである。
　しかし、コルゲートフィンを使った熱交換器よりも更に小型で高効率な熱交換器にするためには、微細な流路を多数配置し、この流路の間隔を狭くして伝熱部分の表面積を増やすだけでは十分ではないことが知られている。
　高効率な熱交換器として、特許文献１、特許文献２、特許文献３に記載されているようなオフセットフィンがあり、その構造は、金属板を矩形状に曲折し、各波の稜線に沿って一定間隔で、各波の立ち上がり面と立下り面とに、その波の進行方向へ平行に切り起こしてオフセットした形状である。
特開平１０－１４８４９３号公報 特開２００５－１４７５７２号公報 特開２００２－２７７１９０号公報
　しかしながら、オフセットフィンは一般に高さを高くする成形が難しいので流路内の断面積が小さくなり、冷却フィンが１枚だけの単品では放熱する表面積が足りないので、冷却性能が不十分であることがあった。そのため、特許文献２および特許文献３のように積層して使用される例もあるが、板を介して放熱フィンを接合しているため、流路内でオフセットフィンが放熱に作用する表面積が小さくなり、熱交換器内のスペースが無駄になってしまうことがあった。
　また、アルミニウム合金の接合方法としては一般にろう付けが挙げられるが、接合するろう材で小さなへこみ（凹部）を埋めてしまうため、冷却用フィンの表面積が減ることがあった。
　また、表面積の増加や冷却水の攪拌を促進させるために、流路内のオフセットフィンのサイズを小さくすると、接合部材であるロウが流路に流れ込み、流路を塞いでしまうこともあった。
　さらに、水冷式の熱交換器において、特に内部循環する冷却水や使用環境などによって耐食性に懸念がある場合、容器に穴が開いてしまうと、内部の冷却水が漏れだして発熱素子を冷却することが出来なくなるので、腐食性能および防食性能も検討された材料により構成される必要もあった。
　そのため、十分な放熱面積を確保することができ、流路内に無駄なスペースや、冷却フィンが放熱する表面積のロスが無い水冷式の熱交換器が求められている。
　本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、熱交換性に優れた熱交換器およびその製造方法を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するため、本発明の第１の観点にかかる熱交換器は、
　密閉容器と、前記密閉容器内に配置された複数のインナーフィンと、を備える熱交換器であって、
　前記密閉容器が第１のアルミニウム合金から形成され、
　前記複数のインナーフィンが第２のアルミニウム合金から形成され、
　前記複数のインナーフィンが、前記熱交換器の冷却媒体の進行方向に対してオフセットされて配置された、
　ことを特徴とする。
　前記複数のインナーフィンが、前記熱交換器の厚み方向に複数積層され、
　厚み方向に隣接された前記複数のインナーフィンが、前記複数のインナーフィンの互いの凸部同士が対向するように配置されてもよい。
　対向されて配置された前記凸部同士の接合箇所が、前記冷却冷媒の進行方向に対してずれるように配置されてもよい。
　前記凸部同士の前記接合箇所の長さが、前記冷却冷媒の進行方向における前記凸部の長さの１０％以上５０％以下であってもよい。
　前記複数のインナーフィンと前記密閉容器の内壁との間の接合が金属的接合であってもよい。
　前記複数のインナーフィンと前記密閉容器との間の接合領域のフィレットの断面積が０．０２ｍｍ２以下であってもよい。
　前記密閉容器が上部容器部材と下部容器部材とを備え、
　前記上部容器部材と前記下部容器部材との間の接合が金属的接合であってもよい。
　前記上部容器部材と前記下部容器部材との間の接合領域のフィレットの断面積が０．０２ｍｍ２以下であってもよい。
　第３のアルミニウム合金から形成される接合部材をさらに備え、
　前記接合部材と前記上部容器部材の下面との間の接合が金属的接合であり、
　前記接合部材と前記下部容器部材の上面との間の接合が金属的接合であってもよい。
　前記接合部材と前記上部容器部材の下面との間の接合領域のフィレットの断面積が０．０２ｍｍ２以下であり、
　前記接合部材と前記下部容器部材の上面との間の接合領域のフィレットの断面積が０．０２ｍｍ２以下であってもよい。
　前記接合部材と前記複数のインナーフィンとの間の接合が金属的接合であってもよい。
　前記接合部材と前記複数のインナーフィンとの間の接合領域のフィレットの断面積が０．０２ｍｍ２以下であってもよい。
　前記接合部材が曲面部を有し、
　前記接合部材の前記曲面部と前記複数のインナーフィンとが接合されてもよい。
　前記第２のアルミニウム合金のＺｎ含有率が０．３質量％以上５重量％以下であってもよい。
　本発明の第２の観点に係る熱交換器の製造方法は、
　密閉容器内に複数のインナーフィンを配置する配置工程と、
　前記密閉容器と前記複数のインナーフィンとを接合する接合工程と、
を含み、
　前記密閉容器が第１のアルミニウム合金から形成され、
　前記複数のインナーフィンが第２のアルミニウム合金から形成され、
　前記第１のアルミニウム合金および／または前記第２のアルミニウム合金のＭｇ含有率が０．５質量％以下であり、
　前記複数のインナーフィンと前記密閉容器の内壁との接触面にフッ化物系または塩化物系のフラックスを塗布し、
　前記接合工程における雰囲気が、真空または非酸化性雰囲気であり、
　前記接合工程で前記複数のインナーフィンと前記密閉容器の内壁とを接合する温度を、前記第１のアルミニウム合金および／または前記第２のアルミニウム合金の液相率が５％以上３５％以下となる温度とする、
　ことを特徴とする。
　本発明の第３の観点に係る熱交換器の製造方法は、
　密閉容器内に複数のインナーフィンを配置する配置工程と、
　前記密閉容器と前記複数のインナーフィンとを接合する接合工程と、
を含み、
　前記密閉容器が第１のアルミニウム合金から形成され、
　前記複数のインナーフィンが第２のアルミニウム合金から形成され、
　前記第１のアルミニウム合金および／または前記第２のアルミニウム合金のＭｇ含有率が０．２質量％以上２．０質量％以下であり、
　前記接合工程における雰囲気が、真空または非酸化性雰囲気であり、
　前記接合工程で前記複数のインナーフィンと前記密閉容器の内壁とを接合する温度を、前記第１のアルミニウム合金および／または前記第２のアルミニウム合金の液相率が５％以上３５％以下となる温度とする、
　ことを特徴とする。
　前記配置工程が、接合部材を配置する工程をさらに含み、
　前記接合部材が第３のアルミニウム合金から形成され、
　前記第１のアルミニウム合金、前記第２のアルミニウム合金および前記第３のアルミニウム合金からなる群のうち少なくとも１つのアルミニウム合金のＭｇ含有率が０．５質量％以下であり、
　前記複数のインナーフィンと前記密閉容器の内壁との接触面、前記接合部材と上部容器部材との接触面、および前記接合部材と下部容器部材との接触面からなる群から選択される少なくとも１つの接触面にフッ化物系または塩化物系のフラックスを塗布し、
　前記接合工程における雰囲気が、真空または非酸化性雰囲気であり、
　前記接合工程において、
　　前記複数のインナーフィンと前記密閉容器の内壁とを接合する温度を、前記第１のアルミニウム合金および／または前記第２のアルミニウム合金の液相率が５％以上３５％以下となる温度とする、および／または、
　　前記複数のインナーフィンと前記接合部材とを接合する温度を、前記第２のアルミニウム合金および／または前記第３のアルミニウム合金の液相率が５％以上３５％以下となる温度とする、および／または、
　　前記接合部材と前記密閉容器とを接合する温度を、前記第１のアルミニウム合金および／または前記第３のアルミニウム合金の液相率が５％以上３５％以下となる温度としてもよい。
　前記配置工程が、接合部材を配置する工程をさらに含み、
　前記接合部材が第３のアルミニウム合金から形成され、
　前記第１のアルミニウム合金、前記第２のアルミニウム合金、および前記第３のアルミニウム合金からなる群のうち少なくとも１つのアルミニウム合金のＭｇ含有率が０．２質量％以上２．０質量％以下であり、
　前記接合工程における雰囲気が、真空または非酸化性雰囲気であり、
　前記接合工程において、
　　前記複数のインナーフィンと前記密閉容器の内壁とを接合する温度を、前記第１のアルミニウム合金および／または前記第２のアルミニウム合金の液相率が５％以上３５％以下となる温度とする、および／または、
　　前記複数のインナーフィンと前記接合部材とを接合する温度を、前記第２のアルミニウム合金および／または前記第３のアルミニウム合金の液相率が５％以上３５％以下となる温度とする、および／または、
　　前記接合部材と前記密閉容器とを接合する温度を、前記第１のアルミニウム合金および／または前記第３のアルミニウム合金の液相率が５％以上３５％以下となる温度としてもよい。
　前記接合工程において、前記第１のアルミニウム合金および／または前記第２のアルミニウム合金の液相率が５％以上３５％以下である温度範囲とする時間を３０秒間以上３６００秒間以下としてもよい。
　前記接合工程において、前記第１のアルミニウム合金、前記第２のアルミニウム合金、および前記第３のアルミニウム合金からなる群から選択される少なくとも１つのアルミニウム合金の液相率が５％以上３５％以下である温度範囲とする時間を３０秒間以上３６００秒間以下としてもよい。
　本発明によれば、熱交換性に優れた熱交換器およびその製造方法を提供することができる。
本実施形態に係る熱交換器の構成を模式的に示す斜視図である。 図１の熱交換器のＡ－Ａ’断面模式図である。 本実施形態に係る熱交換器に使用されるインナーフィンの全体形状を模式的に示す斜視図である。 本実施形態に係る熱交換器に使用されるインナーフィンの断面形状を模式的に示す断面図である。 本実施形態に係るインナーフィン同士の接合部のフィレット形状とその断面積の大きさを模式的に示す断面図である。 本実施形態に係るインナーフィン同士の接合部で、フィンがわずかにずれた場合のフィレット形状とその断面積の大きさを模式的に示す断面図である。 関連技術に係るインナーフィン同士の接合部のフィレット形状とその断面積の大きさを模式的に示す断面図である。 関連技術に係るインナーフィン同士の接合部で、フィンがわずかにずれた場合のフィレット形状とその断面積の大きさを模式的に示す断面図である。 Ａｌ－Ｓｉ合金の２元系合金の状態図を模式的に示す図である。 （ａ）は図５の２元系合金の液相の生成過程の一つの過程を模式的に説明する図である。（ｂ）は図５の２元系合金の液相の生成過程の一つの過程を模式的に説明する図である。（ｃ）は図５の２元系合金の液相の生成過程の一つの過程を模式的に説明する図である。（ｄ）は図５の２元系合金の液相の生成過程の一つの過程を模式的に説明する図である。 （ａ）は図５の２元系合金の液相の生成過程の一つの過程を模式的に説明する図である。（ｂ）は図５の２元系合金の液相の生成過程の一つの過程を模式的に説明する図である。（ｃ）は図５の２元系合金の液相の生成過程の一つの過程を模式的に説明する図である。（ｄ）は図５の２元系合金の液相の生成過程の一つの過程を模式的に説明する図である。 密閉容器の内部にインナーフィンが１枚配置された変形例を模式的に示す図である。 密閉容器が接合用板を介して接合され、その両側にインナーフィンが２枚配置された変形例を模式的に示す図である。 インナーフィンが２枚配置された変形例を模式的に示す図である。 密閉容器が接合用板を介して接合され、その両側にインナーフィンが２枚ずつ積層された変形例を模式的に示す図である。 インナーフィンが４枚積層された変形例を模式的に示す図である。 本実施形態に係る熱交換器のインナーフィンの積層構造および熱交換器内の冷却水の流れ方を模式的に示す斜視図である。 本実施形態に係る熱交換器において、冷却水の進行方向と平行な方向に位置をずらしてインナーフィンを積層配置した状態を模式的に示す図である。 密閉容器がインナーフィンを兼ねた接合用板を介して接合され、その両側にインナーフィンが２枚ずつ積層された変形例を模式的に示す図である。 実施例および比較例に係る熱交換器に使用される密閉容器を構成する部材の熱交換器外側から見た模式図である。 実施例および比較例に係る熱交換器に使用される密閉容器を構成する部材のインナーフィンを入れる側から見た模式図である。 実施例および比較例に係る熱交換器における冷却水流量と熱性能との関係を示すグラフ図である。 実施例に係る熱交換器におけるインナーフィンのずらし量と対ずらし無しの冷却性能向上との関係を示すグラフ図である。
　以下、本発明の実施形態に係る熱交換器１００およびその製造方法について説明する。
　本明細書において、「金属的接合」とは、２つ以上のアルミニウム合金が金属的に接合され、接合部の金属組織が、該アルミニウム合金に由来するアルミニウム合金の金属組織のみを含むことを指す。
　図１および図２に示すように、水冷式のアルミニウム合金製の熱交換器１００は、密閉容器１０２と、密閉容器内に設けられた放熱用の複数のインナーフィン１０４と、冷却水入口１０６と、冷却水出口１０８と、を備える。密閉容器１０２は、上部容器部材１１０と、下部容器部材１１２と、接合部材１１４と、を備える。
　インナーフィン１０４、冷却水入口１０６、冷却水出口１０８、上部容器部材１１０、下部容器部材１１２、接合部材１１４の材料としては、以下に限定されるものではないが、たとえば、Ａｌ－Ｓｉ系アルミニウム合金、Ａｌ－Ｓｉ－Ｍｇ系アルミニウム合金、Ａｌ－Ｃｕ系アルミニウム合金、Ａｌ－Ｃｕ－Ｍｇ系アルミニウム合金などが用いられる。ここで、上部容器部材１１０および下部容器部材１１２を形成するアルミニウム合金（第１のアルミニウム合金）、インナーフィン１０４を形成するアルミニウム合金（第２のアルミニウム合金）および接合部材を形成するアルミニウム合金（第３のアルミニウム合金）は、それぞれ別の合金であってもよいし、同じ合金であってもよい。
　図２に示すように、上部容器部材１１０は下に凹となる領域を有し、下部容器部材１１２は上に凹となる領域を有する。すなわち、上部容器部材１１０の凹部および下部容器部材１１２の凹部が密閉容器１０２の内側にあり、密閉容器１０２の内部に、接合部材１１４の一部およびインナーフィン１０４を配置する空間が確保されている。上部容器部材１１０および下部容器部材１１２はそれぞれ、その接合面にフランジ（図示せず）を有する。フランジの形状および材質は本実施形態の効果を奏する範囲で適宜選択される。上部容器部材１１０のフランジと接合部材１１４の上面とが金属的に接合され、下部容器部材１１２のフランジと接合部材１１４の下面とが金属的に接合されることによって、接合部材１１４を介して上部容器部材１１０と下部容器部材１１２とが金属的に接合され、密閉容器１０２の気密性が保たれる。密閉容器１０２は、冷却流体が流れ込む冷却水入口１０６と、冷却流体が流れ出す冷却水出口１０８を除いて密閉されている。そのため、冷却水などが熱交換器１００の外部に漏れ出すことを防ぐことができる。また、冷却水入口１０６と冷却水出口１０８の形状は、本実施形態の効果を奏する範囲で、使用状況や製造方法を考慮して適宜選択される。
　本実施形態において、熱交換器１００の冷却用のインナーフィン１０４はオフセットされている（オフセットフィン）。すなわち、図３に示すように、インナーフィン１０４は、第２のアルミニウム合金製の金属板を矩形状に曲折し、各波の稜線１に沿って、一定間隔で、各波の立ち上がり面２と立下り面３とに、その波の進行方向へ平行に切り起こしてオフセットしたものであり、インナーフィン１０４は、熱交換器１００の冷却水（冷却媒体）の進行方向（Ｄ１）に対して直角にオフセットされている（Ｄ２：インナーフィンのオフセットの方向）。すなわち、熱交換器１００の内部において、冷却水は一直線に進むのではなく、冷却水流路（１つのインナーフィンの側面とそれに隣接する別のインナーフィンの側面との間）を冷却水が通過した後、オフセットされて設置されたまた別のインナーフィンに当たり、Ｄ２の正方向および負方向に向けて冷却水が進路を変える。次に、進路を変えられた冷却水が別のインナーフィンの側面に当たり、冷却水出口に向かう方向（Ｄ１）に進路を変える。これを繰り返して、冷却水は、熱交換器１００内の複数のインナーフィンに接触しながら、冷却水出口方向に向かう。金属板の板厚、曲折された後の矩形の寸法、オフセットの寸法（幅）、各波の稜線の長さ等については、本実施形態の効果を奏する範囲で、使用条件に応じて適宜選択される。
　熱交換器１００のインナーフィン１０４がオフセット構造を有することによって、水冷式の熱交換器である熱交換器１００において、熱交換器１００の内部を流れる水と熱交換するインナーフィン１０４近傍とに発生する温度境界層を分断させることができる。
　温度境界層とは、熱交換器１００内部における水温の急変領域である。熱交換器１００の内部を流れる冷却水と、冷却水に接するインナーフィン１０４との間に温度差があるとき、冷却水の温度はインナーフィン１０４から十分離れたところでは主流温度（すなわち、熱交換器１００に注入された際の冷却水の温度に近い温度）であるが、インナーフィン１０４に近づくにつれて急激に冷却水の温度が変わり、インナーフィン１０４の表面近傍における冷却水の温度はインナーフィン１０４の表面温度と等しくなる。このような温度の急変領域が温度境界層と呼ばれている。熱交換器１００において、インナーフィン１０４がオフセットされていることによって、温度境界層を、冷却水が流れる方向で分断する事が可能となる。そのため、インナーフィン１０４に常に冷たい冷却水を当てるようにすることができるため、熱交換器１００の熱交換性能を向上させることができる。
　また、インナーフィン１０４がオフセットされていることにより、インナーフィン１０４にせん断された表面が現れ、冷却水と熱交換するために用いられ得るインナーフィン１０４の表面積を増加させることができる。そのため、インナーフィン１０４を同じ体積で比べた場合、単位体積あたりの放熱面積を向上させることができるので、熱交換器１００の熱交換性能を向上させることができる。
　また、熱交換器１００の熱交換性能を向上させるためには、熱交換器１００の単位体積あたりの放熱面積を上げることが好ましい。そのためには、オフセットのピッチ長さＰおよびフィン高さＨを小さくして放熱面積を増加させることが好ましい（図４）。フィン高さを小さくした場合には、効率よく単位体積内にインナーフィン１０４を配置させるため、インナーフィン１０４を積層して配置することが好ましい。インナーフィン１０４の積層の枚数は、本実施形態の効果を奏する範囲で、熱交換器１００の使用条件に応じて適宜選択される。
　熱源となる半導体素子（図示せず）は密閉容器１０２の外壁と接するように配置され、半導体素子と密閉容器とは、熱伝導の観点からみて十分に接合される。また、密閉容器１０２と、密閉容器１０２内側の冷却水と熱交換する冷却用のインナーフィン１０４との間の接合は、後述されるように、金属的接合である。さらに、接合部材１１４とインナーフィン１０４との間の接合も金属的接合である。
　また、積層されたインナーフィン１０４同士の接触が熱伝導の観点からみて十分であることによって、発熱素子からの熱が熱交換器１００内部に積層配置されたインナーフィン１０４の全てに伝導されやすくなる。そのため、熱交換器１００においては、オフセットされたインナーフィン１０４の凸部同士が、後述されるように、金属的に接合されることによって、発熱素子から、密閉容器１０２およびその内部に複数積層して配置されるオフセットされたインナーフィン１０４への熱伝導の経路をより確実に確保することができる。インナーフィン１０４の凸部同士は全くずれがなく相対（対向）していてもよいし、わずかにずれていてもよい。
　オフセットされたインナーフィン１０４の凸部は板材が曲げ加工されて成形されるので、インナーフィン１０４の凸部同士が、全くずれがなく対向する場合も、わずかにずれる場合も、凸部の曲がり部に円弧状にＲが残る（図５Ａおよび図５Ｂ）。このため、オフセットされたインナーフィン１０４を凸部同士が相対するように積層した場合およびわずかにずれて積層した場合、その接合部において、あるいは、オフセットされたインナーフィン１０４と密閉容器１０２との接合部において、凸部のＲのところに窪みが残る。この窪みの部分の表面積Ａも伝熱面積として熱交換器の冷却性能に寄与する。
　オフセットされたインナーフィン１０４によって区画された１列目のインナーフィン１０４の流路の中央部には、インナーフィン１０４の表面に比べて比較的温度が低く、まだ十分に熱交換されていない冷却水が流れている。インナーフィン１０４に上記の窪みＲがあることによって、この温度の低い冷却水は、オフセットされた２列目のフィンのところでは、ちょうど窪みＲの部分を流れることになる。窪みＲの部分の表面積Ａが確保されることによって、この温度の低い冷却水が熱交換に、より大きく寄与するために有効に活用することができ、熱交換器１００の熱交換の効率を向上させることができる。一方、ろう付法のように、この窪みの部分が、たとえば、ろう付け後のフィレット１２１（ろう材等の接合部材で埋められる部分）で無くなってしまうと（図５Ｃおよび図５Ｄ）、温度の低い冷却水を有効に活用することによる熱交換効率の向上を図ることが難しくなる。
　通常のろう付け法でも、ろう材量を少なくすることでフィレット断面積を小さくできる場合もあるが、接合部全てを同様なフィレット断面積で接合させる事が難しく、また接合不良箇所が生じる懸念もあることから、少ないろう材量で接合させることは一般的でない。このため、ろう付けの場合のフィレット断面積は０．０５ｍｍ２程度である。
　一方、本実施形態に係る金属的接合領域近傍における、冷却水の進行方向におけるフィレットの断面積は、本実施形態の効果を奏する範囲で、フィレットの断面積は小さければ小さいほどよく、以下に限定されるものではないが、好ましくは０．００１ｍｍ２以上０．０２ｍｍ２以下であり、より好ましくは０．００１ｍｍ２以上０．０１ｍｍ２以下、より一層好ましくは０．００１ｍｍ２以上０．００６ｍｍ２以下であり、そのため、本実施形態においては、熱交換器１００の冷却水流路内を冷却水がスムースに流れるとともに、窪みＲの部分にも冷却水が流れることにより、温度の低い冷却水を有効に活用することができる。
　さらに凸部の窪みＲの大きさは、本実施形態の効果を奏する範囲で、製造容易性等に応じて、適宜選択される。
　以下、本実施形態に係る金属的接合のメカニズムについて述べる。ここでは、インナーフィン１０４と密閉容器１０２との間の金属的接合のメカニズムについて述べるが、インナーフィン１０４同士の金属的接合、インナーフィン１０４と接合部材１１４との金属的接合などの本明細書における他の金属的接合についても同様のメカニズムである。
　本実施形態に係るアルミニウム合金材の接合においては、一方の被接合部材であるインナーフィン１０４（第２のアルミニウム合金）の全質量に対する当該アルミニウム合金材内に生成する液相の質量の比（以下、「液相率」と記す）が５％以上３５％以下となる温度で接合される。本明細書において、液相率は以下のように表される。
液相率（％）＝（被接合部材内部の液相の質量）／（被接合部材の全質量）×１００
　液相率が３５％を超えると、生成する液相の量が多過ぎて（すなわち、固相の量が少なすぎて）被接合部材であるインナーフィン１０４がその形状を維持出来なくなり、インナーフィン１０４が大きな変形を起こしてしまう。一方、液相率が５％未満であると、被接合部材であるインナーフィン１０４の表面への液相の供給量が少なくなってしまい、インナーフィン１０４と密閉容器１０２との間の接合が困難になってしまう。そのため、本実施形態においては、被接合部材内部の液相の質量の比が５％以上３５％以下となる温度において、インナーフィン１０４と密閉容器１０２との金属的な接合が行われる。なお、上記金属的接合における好ましい液相率は５％以上３０％以下であり、より好ましい液相率は１０％以上２０％以下である。
　加熱中における実際の液相率を測定することは、極めて困難である。そこで、本明細書においては、アルミニウム合金の状態図を利用して、アルミニウム合金の組成と接合温度とを用いた平衡計算によって液相率を規定するものとする。たとえば、Ｔｈｅｒｍｏ－Ｃａｌｃ（Ｔｈｅｒｍｏ－Ｃａｌｃ　Ｓｏｆｔｗａｒｅ　ＡＢ社製）などの熱力学平衡計算ソフトを用いることによって、アルミニウム合金組成と加熱時の最高到達温度（接合温度）とから液相率が計算される。
　以下、液相の生成メカニズムについて説明する。図６に代表的な２元系共晶合金であるＡｌ－Ｓｉ合金の状態図を模式的に示す。Ｓｉ濃度がｃ１であるアルミニウム合金材を加熱すると、共晶温度（固相線温度）Ｔｅを超えた付近の温度Ｔ１で液相の生成が始まる。共晶温度Ｔｅ以下では、図７（ａ）に示すように、結晶粒界で区分されるマトリクス中に晶析出物が分布している。ここで液相の生成が始まると、図７（ｂ）に示すように、晶析出物分布の偏析の多い結晶粒界が溶融して液相となる。次いで、図７（ｃ）に示すように、アルミニウム合金のマトリクス中に分散する主添加元素成分であるＳｉの晶析出物粒子や金属間化合物の周辺が球状に溶融して液相となる。更に図７（ｄ）に示すように、マトリクス中に生成したこの球状の液相は、界面エネルギーにより時間の経過や温度上昇と共にマトリクスに再固溶し、固相内拡散によって結晶粒界や表面に移動する。
　温度がＴ２に上昇すると、図６の状態図に示すようにアルミニウム合金内の液相量が増加する。図６に示すように、一方のアルミニウム合金材のＳｉ濃度が最大固溶限濃度より小さいｃ２の場合には、固相線温度Ｔｓ２を超えた付近で液相の生成が始まる。但し、ｃ１の場合と異なり、溶融直前の組織は図８（ａ）に示すように、マトリクス中に晶析出物が存在しない場合がある。この場合、図８（ｂ）に示すように粒界でまず溶融して液相となった後、図８（ｃ）に示すようにマトリクス中において局所的に溶質元素濃度が高い場所から液相が発生する。図８（ｄ）に示すように、マトリクス中に生成したこの球状の液相は、ｃ１の場合と同様に、界面エネルギーにより時間の経過や温度上昇と共にマトリクスに再固溶し、固相内拡散によって結晶粒界や表面に移動する。温度がＴ３に上昇すると、状態図より液相量は増加する。このように、本実施形態に係る接合は、アルミニウム合金材内部の部分的な溶融によって生成される液相を利用するものであり、良好な接合と形状維持との両立を実現できる。
　以下、液相が生じた後から接合に至るまでの金属組織の挙動を説明する。前述のように、本実施形態に係る接合において、アルミニウム合金材からなるインナーフィン１０４の表面に生成するごく僅かな液相は、フラックス等の作用によって酸化皮膜が破壊された相手側のアルミニウム合金材（密閉容器１０２）との隙間を埋める。次に、両方のアルミニウム合金材の接合界面近傍にある液相が密閉容器１０２内へと移動していき、それに伴い、接合界面に接しているインナーフィン１０４の固相であるα相の結晶粒が密閉容器１０２を構成するアルミニウム合金内に向かって成長していく。一方、密閉容器１０２を構成するアルミニウム合金材の結晶粒もインナーフィン１０４を構成するアルミニウム合金材側へと成長していく。
　密閉容器１０２を構成するアルミニウム合金材が液相を生成しない合金の場合には、接合界面付近の密閉容器１０２中に、インナーフィン１０４を構成するアルミニウム合金材の組織が入り込んだような組織となって接合される。したがって、接合界面には、インナーフィン１０４を構成するアルミニウム合金材と、密閉容器１０２を構成するアルミニウム合金材以外の金属組織が生じない。また、インナーフィン１０４を構成するアルミニウム合金材だけでなく密閉容器１０２を構成するアルミニウム合金材も液相を生成する合金の場合には、両方のアルミニウム合金材が完全に一体化した組織となり、接合界面が判別できないほどとなる。
　一方、インナーフィン１０４を構成するアルミニウム合金材としてろう材をクラッドしたブレージングシートを用い、密閉容器１０２を構成するアルミニウム合金材として液相を生成しない合金を用いて、ろう付法によって接合した場合には、接合部にフィレットが形成され、共晶組織が見られる。すなわち、本実施形態に係る接合方法によって形成される接合組織とは異なるものとなる。ろう付法では接合部を液相のろうが埋めてフィレットを形成するため、接合部には周囲と異なる共晶組織が形成される。また、溶接法においては、接合部が局部的に溶融するため、他の部位とは異なる金属組織となる。それに対して、本実施形態に係る金属的接合においては、接合部の金属組織がインナーフィン１０４を構成するアルミニウム合金材および密閉容器１０２を構成するアルミニウム合金材だけで構成され、あるいは、インナーフィン１０４を構成するアルミニウム合金材と密閉容器１０２を構成するアルミニウム合金材とが一体化したもので構成される点で、ろう付や溶接による接合組織と相違する。
　接合組織が一体化していることに加えて、このような接合挙動のため、本実施形態に係る接合工程の後においては、接合部近傍の形状変化がほとんど発生しない。すなわち、溶接法におけるビードや、ろう付法におけるフィレットのような接合後の形状変化が、本実施形態に係る金属的接合にはほとんど発生しない。そのため、溶接法やろう付法と同様に金属同士の結合による金属的接合が可能でありつつ、溶接法やろう付け法などの他の金属接合方法とは異なり、熱交換器１００の冷却水の流路のコーナー部近傍（金属的接合された接合領域近傍）に冷却水の流れを阻害する突起物などがほとんど形成されないため、冷却水の流れをスムースに保つことが可能となる。また、たとえば、ブレージングシート（ろう材クラッド率が片面５％）を用いてドロンカップタイプの積層型熱交換器を組み立てた場合、ろう付け加熱後には溶融したろう材が接合部に集中するため、積層した熱交換器の高さが５～１０％減少する。したがって、ろう付法を用いる場合、製品設計において、その減少分を考慮する必要がある。一方、本実施形態に係る接合においては、接合後における寸法変化が極めて小さいため、高精度の製品設計が可能となる。
　また、アルミニウム合金からなる密閉容器１０２およびインナーフィン１０４の表層に形成されている酸化皮膜を破壊することによって、密閉容器１０２とインナーフィン１０４との間の接合がより容易になる。本実施形態においては、以下に限定されるものではないが、酸化被膜を破壊するために、たとえば、以下に示す方法が採用される。
（１）フラックスによる酸化皮膜の破壊
　本破壊方法においては、酸化皮膜を破壊するために、密閉容器１０２とインナーフィン１０４との接合部にフラックスを塗布する。フラックスは、以下に限定されるものではないが、たとえば、アルミニウム合金のろう付で用いるＫＡｌＦ４やＣｓＡｌＦ４などのフッ化物系フラックス、または、たとえば、ＫＣｌやＮａＣｌなどの塩化物系フラックスなどが用いられる。これらのフラックスは、インナーフィン１０４の液相が溶融する前に、または接合温度に至る前に溶融し、インナーフィン１０４の表層および密閉容器１０２の内部表層に形成された酸化皮膜と反応して、酸化皮膜を破壊する。さらに、本方法においては、インナーフィン１０４の表層および密閉容器１０２の内部表層への酸化皮膜の形成を抑制するために、たとえば、真空、または窒素ガスやアルゴンガスなどの非酸化性雰囲気中で、インナーフィン１０４と密閉容器１０２とを接合する方法が用いられる。特にフッ化物系のフラックスを用いる場合は、酸素濃度を２５０ｐｐｍ以下に抑え、露点を－２５℃以下に抑えた非酸化性ガス雰囲気中で接合するのが好ましい。本明細書において、「真空」とは、真空の状態だけでなく、面接合や閉塞空間における接合のように、インナーフィン１０４と密閉容器１０２との間の接合面に空気の流入がほとんどない状態をも含むものとする。
　また、フッ化物系のフラックスを用いる場合、インナーフィン１０４および／または密閉容器１０２のアルミニウム合金中のＭｇ含有率を０．０１質量％以上０．５質量％以下とすることによって、フッ化物系のフラックスとＭｇとが反応してフッ化物系フラックスの酸化皮膜破壊作用がより一層向上し得る。そのため、フッ化物系のフラックスを用いる場合には、インナーフィン１０４を構成するアルミニウム合金および密閉容器１０２を構成するアルミニウム合金のいずれのＭｇ含有率も０．０１質量％以上０．５質量％以下とすることがより一層好ましい。なお、本実施形態に係る効果を奏する範囲で、アルミニウム合金に含有される他の元素の種類や含有量は適宜選択される。
（２）Ｍｇのゲッター作用による酸化皮膜の破壊
　インナーフィン１０４および密閉容器１０２の両方のアルミニウム合金材にＭｇが所定量添加されている場合は、インナーフィン１０４と密閉容器１０２との接合部にフラックスを塗布しなくても、酸化皮膜が破壊されて、インナーフィン１０４と密閉容器１０２との接合が、より容易になる。アルミニウム合金材に所定のＭｇが含有されている場合、真空フラックスレスろう付と同様に、アルミニウム合金が溶融して液相が表層に出てくる際に、アルミニウム合金中から蒸発するＭｇのゲッター作用によって酸化皮膜が破壊されるためである。なお、本方法においては、フラックスを塗布しないことによって、Ｍｇのゲッター作用をより高めることができるため、フラックスを塗布しない方がより一層好ましい。
　Ｍｇのゲッター作用によって酸化皮膜を破壊する場合、酸化皮膜の形成を抑制するために、非酸化性雰囲気（窒素ガス、アルゴンガスなど）中で接合することが好ましい。また、真空中でインナーフィン１０４と密閉容器１０２とを接合することも好ましい。たとえば、面接合や閉塞空間においてインナーフィン１０４と密閉容器１０２とを接合する場合には、接合面への酸素の流入がほとんど無いため、インナーフィン１０４および密閉容器１０２の、ごく周囲の雰囲気によって酸化皮膜が成長したとしても、酸化皮膜の厚さがＭｇのゲッター作用によって十分破壊しうる厚さにしかならず、インナーフィン１０４と密閉容器１０２とを良好に接合することができるからである。非酸化性雰囲気中や乾燥空気中での接合の場合には、露点をマイナス２５℃以下とすることがより好ましい。
　Ｍｇのゲッター作用により酸化皮膜を破壊するためには、インナーフィン１０４を形成するアルミニウム合金が、０．２質量％以上５．０質量％以下のＭｇを含有するアルミニウム合金であることが好ましい。Ｍｇ含有率が０．２質量％以上であることによって、十分なゲッター作用を得ることができ、より良好な接合を得ることができる。一方、Ｍｇ含有率が５．０質量％以下であることによって、接合部分の表面において、Ｍｇが雰囲気中の酸素と反応して生成される酸化物（ＭｇＯ）の量を低減することができ、より一層良好な接合を得ることができる。本実施形態の効果を奏する範囲で、インナーフィン１０４を形成するアルミニウム合金および密閉容器１０２を形成するアルミニウム合金に含有される他の元素の種類や含有量は適宜選択される。
　本実施形態に係る接合方法においては、密閉容器１０２内にインナーフィン１０４を設置した後（設置工程）、通常、被接合部材であるインナーフィン１０４および密閉容器１０２は炉内で加熱される（接合工程）。本実施形態の効果を奏する範囲で、炉の形状や方式は適宜選択され、以下に限定されるものではないが、たとえば、１室構造のバッチ炉、自動車用熱交換器の製造などに用いられる連続炉などを用いることができる。本実施形態に係る接合方法においては、酸化皮膜を破壊するために接合部にフラックスを塗布し、かつ、酸化皮膜の形成を抑制するために、窒素などの非酸化性ガスの雰囲気中で接合することが、より好ましい。なお、アルミニウム合金材にＭｇが添加されている場合は、接合部にフラックスを塗布しなくても、真空あるいは非酸化性雰囲気の炉を用いることによって、アルミニウム合金表面の酸化皮膜をＭｇのゲッター作用により除去し、良好な接合を得ることが可能である。
　本実施形態に係るインナーフィン１０４と密閉容器１０２との接合においては、接合部およびその近傍において酸化皮膜が破壊された後、インナーフィン１０４と密閉容器１０２との間に液相が充填され、インナーフィン１０４と密閉容器１０２との接合がなされる。本実施形態においては、この液相は、一方の被接合部材であるインナーフィン１０４を形成するアルミニウム合金材中において生成される。液相率が５％以上３５％以下である時間が３０秒間以上３６００秒間以下であることが、より好ましい。３０秒間以上であることによって液相が接合部に十分に充填され、３６００秒間以下であることによってインナーフィン１０４の変形をより抑制することができる。より一層好ましくは、液相率５％以上３５％以下の時間が６０秒間以上１８００秒間以下であると、さらに十分な充填が行われ、より確実な接合がなされるとともに、インナーフィン１０４の変形をより一層抑制することができる。なお、本実施形態に係る接合においては、液相は接合部の極近傍においてのみ移動するので、液相の充填に必要な時間は接合部の面積の大きさには依存しない。なお、他方の被接合部材である密閉容器１０２を形成するアルミニウム合金材中においても液相が生成してもよく、密閉容器１０２を形成するアルミニウム合金材中の液相率が５％以上３５％以下である時間も、インナーフィン１０４同様、３０秒間以上３６００秒間以下であることがより好ましく、より一層好ましくは６０秒間以上１８００秒間以下である。
　一方の被接合部材であるインナーフィン１０４のアルミニウム合金材として、Ｓｉ元素を必須成分として含有するＡｌ－Ｓｉ合金やＡｌ－Ｓｉ－Ｍｇ合金を用いてもよい。このようなアルミニウム合金では、Ｓｉの含有量Ｘ（質量％）が０．６質量％以上３．５質量％以下のものが、より好ましい。Ｓｉの含有量Ｘが０．６質量％以上であることによって、インナーフィン１０４の液相率が５％以上３５％以下となる温度範囲を十分に確保することが可能となり、より安定した接合が可能となる。また、Ｓｉの含有率Ｘが３．５質量％以下であることによって、固相線温度＝共晶温度で発生する液相の量が３５％よりも十分に低く、かつ、５％よりも高い範囲となり、固相線温度から液相率３５％となる温度までの温度範囲がより広くなり、より安定した接合が可能となる。また、より一層好ましいＳｉの含有量Ｘは、１．２質量％以上３．０質量％以下であり、より一層安定した接合が可能となる。
　また、上記Ａｌ－Ｓｉ合金またはＡｌ－Ｓｉ－Ｍｇ合金は、０．０５質量％以上０．５質量％以下のＣｕ、０．０５質量％以上１．０質量％以下のＦｅ、０．３質量％以上５．０質量％以下のＺｎ、０．１質量％以上１．８質量％以下のＭｎ、および０．０１質量％以上０．３質量％以下のＴｉから選択される群のうち、１種または２種以上の元素をさらに含有してもよい。
　すなわち、０．６質量％以上３．５質量％以下のＳｉを必須元素として含有し、０．２質量％以上２．０質量％以下のＭｇを含有し、０．０５質量％以上０．５質量％以下のＣｕ、０．０５質量％以上１．０質量％以下のＦｅ、０．３質量％以上５．０質量％以下のＺｎ、０．１質量％以上１．８質量％以下のＭｎおよび０．０１質量％以上０．３質量％以下のＴｉからなる群から選択される１種または２種以上の元素を選択的添加元素としてさらに含有し、残部がＡｌおよび不可避的不純物からなるＡｌ－Ｓｉ－Ｍｇ系アルミニウム合金を用いたインナーフィン１０４を用いてもよい。特に、インナーフィン１０４に０．３質量％以上５．０質量％以下のＺｎを添加することによって、インナーフィン１０４と密閉容器１０２との間に電位差が生じ、犠牲防食作用によって、密閉容器１０２の耐食性をより一層向上させ、熱交換器１００の熱交換性能および安全性をより一層向上させることができる。Ｚｎの含有率が０．３質量％以上であることによって、インナーフィン１０４と密閉容器１０２との間に電位差を生じさせて、犠牲防食作用を機能させるために十分なＺｎをインナーフィン１０４が有することとなり、Ｚｎの含有率が５．０質量％以下であることによって、インナーフィン１０４自体の耐食性が維持される。
　上記選択的添加元素を含有するＡｌ－Ｓｉ合金またはＡｌ－Ｓｉ－Ｍｇ合金からなる合金材を一方の被接合部材（インナーフィン１０４）として他方の接合部材（密閉容器１０２）と接合する場合、接合時における一方の被接合部材（インナーフィン１０４）の温度Ｔ（℃）を、
６６０－３９．５Ｘ≦Ｔ≦６６０－１５．７Ｘ、かつ
Ｔ≧５７７
（Ｘ＝Ｓｉの含有率（質量％））
となるように制御することが、より一層好ましい。こうすることによって、より一層良好な接合が得られる。
　一方の被接合部材であるインナーフィン１０４のアルミニウム合金材として、Ｃｕ元素を必須成分として含有するＡｌ－Ｃｕ合金やＡｌ－Ｃｕ－Ｍｇ合金を用いてもよい。このようなアルミニウム合金においては、Ｃｕの含有量Ｙ（質量％）が０．７質量％以上１５．０質量％以下であることが、より好ましい。Ｃｕの含有量Ｙが０．７質量％以上であることによって、インナーフィン１０４の液相率が５％以上３５％以下となる温度範囲を十分に確保することが可能となり、より安定した接合が可能となる。また、Ｃｕの含有率Ｙが１５．０質量％以下であることによって、固相線温度＝共晶温度で発生する液相の量が３５％よりも十分に低く、かつ、５％よりも高い範囲となり、固相線温度から液相率３５％となる温度までの温度範囲がより広くなり、より安定した接合が可能となる。また、より一層好ましいＣｕ含有量Ｙは、１．５質量％以上１２．０質量％以下であり、より一層安定した接合が可能となる。
　また、上記Ａｌ－Ｃｕ合金又はＡｌ－Ｃｕ－Ｍｇ合金は、０．０５質量％以上０．８質量％以下のＳｉ、０．０５質量％以上１．０質量％以下のＦｅ、０．２質量％以上１．０質量％以下のＺｎ、０．１質量％以上１．８質量％以下のＭｎ、および０．０１質量％以上０．３質量％以下のＴｉからなる群から選択される１種又は２種以上の元素をさらに含有してもよい。
　すなわち、０．７質量％以上１５．０質量％以下のＣｕを必須元素として含有し、Ｍｇ含有量が０．２質量％以上２．０質量％以下であり、０．０５質量％以上０．８質量％以下のＳｉ、０．０５質量％以上１．０質量％以下のＦｅ、０．２質量％以上１．０質量％以下のＺｎ、０．１質量％以上１．８質量％以下のＭｎ、および０．０１質量％以上０．３質量％以下のＴｉからなる群から選択される１種又は２種以上の元素を選択的添加元素としてさらに含有し、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなるＡｌ－Ｃｕ－Ｍｇ系アルミニウム合金を用いてもよい。
　上記選択的添加元素を含有するＡｌ－Ｃｕ合金又はＡｌ－Ｃｕ－Ｍｇ合金からなるアルミニウム合金材を一方の被接合部材（インナーフィン１０４）として他方の接合部材（密閉容器１０２）と接合する場合、接合時における一方の被接合部材（インナーフィン１０４）の温度Ｔ（℃）を、
６６０－１５．６Ｙ≦Ｔ≦６６０－６．９Ｙ、かつ
Ｔ≧５４８
（Ｙ＝Ｃｕの含有率（質量％））
となるように制御することが、より一層好ましい。こうすることによって、より一層良好な接合が達成される。
　また、本実施形態に係る接合においては、液相を生成するアルミニウム合金材の固相線温度と液相線温度との差を１０℃以上２００℃以下とすることが、より好ましい。固相線温度を超えると液相の生成が始まるが、固相線温度と液相線温度との差が１０℃以上であることによって、固体と液体とが共存する温度範囲が大きくなり、発生する液相の量を制御することがより容易となる。したがって、この差を１０℃以上２００℃以下とすることが、より好ましく、液相率が５％以上３５％以下にある固相線温度と液相線温度との温度差が２０℃以上２００℃以下であることが、より一層好ましく、本実施形態の効果を奏する範囲で、固相線温度と液相線温度の差が大きくなるほど、適切な液相量に制御することが容易になる。
　上記数値範囲を満たす組成を有する２元系の合金としては、以下に限定されるものではないが、たとえば、Ａｌ－Ｓｉ系合金、Ａｌ－Ｃｕ系合金、Ａｌ－Ｍｇ系合金、Ａｌ－Ｚｎ系合金、Ａｌ－Ｎｉ系合金などが挙げられる。上記数値範囲を満たすためには、上述のような共晶型合金の方が固液共存領域を大きく有するのでより有利であるが、たとえば、他の、全率固溶型、包晶型、偏晶型などの他の合金であっても、固相線温度と液相線温度との差が１０℃以上２００℃以下であることによって、より良好な接合が可能となる。また、上記の２元系合金は主添加元素以外の添加元素を含有することができ、３元系合金や４元系合金、さらに５元以上の多元系の合金を用いることも可能である。多元系合金としては、以下に限定されるものではないが、たとえば、Ａｌ－Ｓｉ－Ｍｇ系合金、Ａｌ－Ｓｉ－Ｃｕ系合金、Ａｌ－Ｓｉ－Ｚｎ系合金、Ａｌ－Ｓｉ－Ｃｕ－Ｍｇ系合金などが挙げられる。
　以上に説明したように、インナーフィン１０４がオフセットされていることと、インナーフィン１０４と密閉容器１０２とが金属的に接合されつつ、インナーフィン１０４と密閉容器１０２との間の接合領域の冷却水の進行方向におけるフィレットの断面積が０．０２ｍｍ２以下であること、および／または、インナーフィン１０４同士等、他の接合箇所が金属的に接合されつつ、該接合領域の冷却水の進行方向におけるフィレットの断面積が０．０２ｍｍ２以下であることによって、微細な流路構造を有しつつ、優れた熱交換効率を有する熱交換器１００を得ることができる。
　なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々の変形及び応用が可能である。たとえば、本実施形態においては、製造容易性を考慮して密閉容器１０２が上部容器部材１１０と下部容器部材１１２とからなる分割構造を有する形態について説明したが、密閉容器１０２が一体構造を有していてもよい。
　また、本実施形態においては、接合部材１１４を介して、上部容器部材１１０と下部容器部材１１２とが接合される形態について説明したが、上部容器部材１１０と下部容器部材１１２とが直接接合されてもよい。
　また、本実施形態においては、図２に示すように、インナーフィンが熱交換器１００に多数配置されている形態について説明したが、図９に示すように、密閉容器１０２内部にインナーフィンが１枚のみ配置され、金属的に接合されてもよい。また、図１０Ａに示すように、密閉容器１０２が接合部材１１４を介して接合され、その両側にインナーフィン１０４が配置され、金属的に接合されてもよい（一層配置）。また、図１０Ｂに示すように、密閉容器１０２の内側にインナーフィン１０４が２枚配置されてもよい（二層配置）。また、図１１Ａに示すように、密閉容器１０２が接合部材１１４を介して接合され、その両側にインナーフィン１０４が２枚ずつ、互いの凸部同士が対向するように積層して配置され、金属的に接合されてもよい（四層配置）。また、図１１Ｂに示すように、密閉容器１０２の内側にインナーフィン１０４が４枚、互いの凸部同士が対向するように積層して配置され、金属的に接合されてもよい（四層配置）。
　図１２は、インナーフィンが４層積層された状態を斜め方向から見た模式図であり、図１３は、インナーフィンが４層積層された状態を横から見た模式図である。図１２および図１３に示すように、冷却水の進行方向（Ｄ１の方向）と垂直な方向にオフセットされて配置された４層のコルゲート状のインナーフィンを、さらに、冷却水の進行方向（Ｄ１の方向）に対して前後にずらして積層配置して、冷却水の上下方向の移動を可能にしてもよい。すなわち、対向されて配置されたインナーフィン１０４の凸部同士の接合箇所が、隣接する層間において、冷却水の進行方向に対して平行な方向に前後にずれて配置されるようにインナーフィン１０４を積層してもよい。たとえば、図１３に示すｒ＝２０％におけるインナーフィンの積層においては、第１層（Ｌ１）のインナーフィンＢの凸部の上面と第２層（Ｌ２）のインナーフィンＣの凸部の下面とが重なり合っている箇所（インナーフィンＢの凸部とインナーフィンＣの凸部との接合箇所）が、図１３に示すｒ＝０％におけるインナーフィンの積層とは異なり、冷却水の進行方向と平行な方向にずれている。
　こうすることによって、積層方向に隣接する層の間での冷却水の移動も可能となる（図１２の矢印Ｄ３の方向）。すなわち、第１層（Ｌ１）から第２層（Ｌ２）、第２層（Ｌ２）から第３層（Ｌ３）、第３層（Ｌ３）から第４層（Ｌ４）へのそれぞれの冷却水の移動が可能になり、熱源である半導体素子に近い側の冷却水の温度の過度な上昇が一層抑制される。そのため、熱源から離れた側にある冷却水と熱源に近い側の冷却水との間の温度差の増大が一層抑制され、熱交換器１００の冷却性能の向上に一層顕著な効果を得ることができる。
　熱交換器１００の厚み方向に積層されたインナーフィン１０４の凸部同士の接合箇所の長さ（Ｔ１）と、冷却水の進行方向におけるインナーフィン１０４の凸部の長さ（Ｔ２）との比ｒは、本発明の実施形態の効果を奏する範囲で適宜選択され、以下に限定されるものではないが、たとえば、インナーフィン１０４の凸部同士の接合箇所の長さが、冷却水の進行方向におけるインナーフィン１０４の凸部の長さの１０％以上５０％以下が、より好ましい。
　ここで、インナーフィン１０４の凸部同士の接合箇所の長さと、冷却水の進行方向における凸部の長さとの比ｒは以下の式で表される。
ｒ（％）＝（Ｔ１／Ｔ２）×１００
Ｔ１：インナーフィン１０４の凸部同士の接合箇所の長さ
Ｔ２：冷却水の進行方向におけるインナーフィン１０４の凸部の長さ
　たとえば、図１３のｒ＝２０％のインナーフィンの積層においては、インナーフィンＢの凸部の上面とインナーフィンＣの凸部の下面とが重なり合う箇所（インナーフィンＢの凸部とインナーフィンＣの凸部との接合箇所）の長さは、インナーフィンＢの凸部の長さ（図１３においては、図１３中、水平方向のインナーフィンＢの長さ）の２０％である。
　インナーフィン１０４の凸部同士の接合箇所の長さを、冷却水の進行方向におけるインナーフィン１０４の凸部の長さの１０％以上５０％以下とすることによって、熱源から離れた側にある冷却水と熱源に近い側の冷却水との温度差の過度な増大が、より一層抑制され、熱交換器１００の冷却性能の向上に、より一層顕著な効果を得ることができる。
　また、本実施形態においては、接合部材１１４が平面形状を有し、平面状の接合に寄与する機能を有する形態について説明したが、図１４に示すように、インナーフィン１０４と接合される部分がフィンと同様の形状に曲面を有するように成形されて（曲成されて）、放熱用のフィンとしての機能を有していてもよい。すなわち、接合部材１１４が、インナーフィン１０４同様に、各波の稜線１に沿って、一定間隔で、各波の立ち上がり面２と立下り面３とに、その波の進行方向へ平行に切り起こしてオフセットされて、フィンと同様の形状を有し、放熱する機能を有していてもよい。図１４に示す熱交換器１００においては、密閉容器１０２がインナーフィンを兼ねた接合部材１１４を介して接合され、その両側にインナーフィン１０４が２枚ずつ、互いの凸部同士が相対するように積層して配置され、金属的に接合されるとともに、接合部材１１４の凸部がインナーフィン１０４の凸部と相対するように配置され、それぞれ金属的に接合されている（五層配置）。こうすることによって、各部材が有効に働いて、流路内断面積のスペースが増加するため、より一層好ましい熱交換効率を得ることができる。
　以下に実施例を示し、本発明をさらに詳しく説明する。なお、以下の実施例は、本発明の好適な一例を示すものであり、本発明を何ら限定するものではない。
　本実施例に用いた熱交換器は、以下の３つの形状のうちのいずれか１つを有した。
形状１：図１１Ａに示すような、接合部材を有する構成であった。
形状２：図１１Ｂに示すような、接合部材を有しない構成であった。
形状３：図９に示すような、接合部材を有さず、密閉容器の内側にインナーフィンが１枚ある構成であった。
　図１５Ａおよび図１５Ｂに、本実施例で用いた熱交換器の各部分の寸法の位置を示す。図１５Ａは実施例および比較例に係る熱交換器に使用される密閉容器を構成する部材の熱交換器外側の模式図である。図１５Ｂは実施例および比較例に係る熱交換器に使用される密閉容器を構成する部材のインナーフィンを入れる側の模式図である。
　表１に示す合金番号１～２２の合金成分の鋳塊を作製した後、熱間圧延および冷間圧延を行って、厚さ０．１ｍｍの圧延板と、厚さ０．２ｍｍの圧延板とを得た。作製した圧延板を用いて、以下の部材の加工を行った。表１において、「－」は、当該元素が不純物として、微量に、合金１～合金２２にそれぞれわずかに含まれていることを示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
  
　厚さ０．１ｍｍの冷間圧延板をプレス加工して、オフセットされたインナーフィン（高さｈ＝０．５ｍｍ、Ｐ＝０．８ｍｍ、１つのオフセットフィン長さ＝５ｍｍ）を得た。熱交換器に配置するインナーフィンの外形（全体寸法）は、幅Ｗが３５ｍｍであり、長さＬが６０ｍｍであった。
　厚さ０．２ｍｍの冷間圧延板を絞り成形して、図１５Ａに示す形状の容器部材を得た。容器部材の外形は、幅ｗが４０ｍｍであり、長さＬ６５ｍｍであった。また、内側にインナーフィンを配置できるように、高さｔを１．２ｍｍとした。
　形状１の熱交換器を製作する際には、厚さ０．１ｍｍの冷間圧延板を加工して接合部材を製作し、容器部材のフランジ部の間に配置した。インナーフィンは接合部材の両側に二枚、互いの凸部同士が相対するように配置して、合計四枚を積層させた。
　形状２の熱交換器を製作する際には、接合部材を用いず、容器部材の内側にインナーフィンを四枚、互いの凸部同士が相対するように配置した。
　接合後に内部へ冷却水を入れて評価するため、冷却水入口および冷却水出口として、容器部材の流路方向の両側に、外径４ｍｍ・肉厚１ｍｍのアルミニウム製パイプを配置した。次に、これらの部材を組み合わせて、表２および表３に示す接合条件で加熱して熱交換器を作製した。接合のための加熱は、真空または窒素雰囲気の炉中で所定の温度まで昇温後、所定の時間保持した後、冷却した。なお、昇温速度は、５２０℃以上で１０℃／分とした。また、保持中の温度は接合温度±１℃以内となるように制御した。なお、表２および表３に記載の平衡液相率は、Ｔｈｅｒｍｏ－Ｃａｌｃ（Ｔｈｅｒｍｏ－Ｃａｌｃ　Ｓｏｆｔｗａｒｅ　ＡＢ社製）によって、それぞれの合金組成および接合温度から求めた。表２および表３中、「Ｆ」はＫＡｌＦ４系のフラックスを塗布したことを表し、「Ｃ」はＣｓＡｌＦ４系のフラックスを塗布したことを表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
  
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
  
（接合性評価：実施例１～４１、比較例１～１１）
　以下、水漏れ、接合率、流路断面形状の３つの観点から、実施例１～４１、比較例１～１１の熱交換器の接合性を評価した。
（水漏れ試験）
　容器部材の接合による密閉性を評価するため、試作した熱交換器の口金部分に冷却水を流すホースを取り付け、圧力０．５ＭＰａで冷却水を流し、容器外側への水漏れの有無を評価した。評価の判定方法は、十分な接合で水が漏れなかったものを○、接合が不十分で水が漏れたものを×とした。なお、水漏れ試験で「×」となった熱交換器については、接合部の断面評価を実施しなかった。表３において、「－」は、接合部の断面評価を実施しなかったことを示す。
（接合率）
　接合状態を評価するため、製作した熱交換器について流路方向に対して垂直の面を３つの断面について切り出した。３つの断面は、容器とインナーフィンとの接合部位の断面、積層されたインナーフィン同士の接合部位の断面、接合部材とインナーフィンとの接合部位の断面であった。これらの断面を金属顕微鏡で観察し、接合状態の評価を行った。評価の判定方法は、各接合部位を各２０箇所観察し、設計接合部長さに対する接合された長さの比率の合計を接合率とし、接合率８０％以上を◎、５０％以上８０％未満を○、５０％未満を×とした。本実施例において、接合率を以下のように定義した。
接合率（％）＝接合された長さ（ｍｍ）／設計接合部の長さ（ｍｍ）
（流路断面形状）
　流路のろう詰まり等による断面積の変化を評価するため、上記流路方向に対して、上記３つの断面内におけるインナーフィン同士で構成された流路部分を各２０箇所観察し、流路内の断面積を画像処理により測定した。評価は流路内断面健全率で表し、流路内断面健全率８０％以上を◎、５０％以上８０％未満を○、５０％未満を×とした。
本実施例において、流路内断面健全率を以下のように定義した。
流路内断面健全率（％）＝接合後の流路内断面積（ｍ２）／設計流路内断面積（ｍ２）
（結果）
　表２に示すように、実施例１～４１では容器部材同士の接合が十分であり、水漏れ試験で内部の水が漏れ出す事は無かった。また、接合部分の断面観察の結果、容器部材の接合率および流路内断面健全率も高かった。
　一方、表３に示すように、比較例１、３～５、７～９、１１は、容器部材の接合が不十分であったため、水漏れ試験で内部の水が漏れ出した。
　比較例１、５においては、接合温度が低かったため、接合に必要な十分な液相が得られず、接合が不十分であったため、水漏れ試験で内部の水が漏れ出した。
　比較例３においては、接合時の雰囲気が大気中であったため、フラックスによる接合面の酸化膜の除去ができず、接合することができなかったため、水漏れ試験で内部の水が漏れ出した。
　比較例７においては、接合時の雰囲気が大気中であり、比較例８では接合部材およびインナーフィンのＭｇ量が少ないため、Ｍｇによるゲッター作用が働かず、接合することができなかったため、水漏れ試験で内部の水が漏れ出した。
　比較例４、９においては、接合部材およびインナーフィン両方の液相率が低かったため、接合部材とインナーフィンとを接合することができなかったため、水漏れ試験で内部の水が漏れ出した。
　比較例１１は、形状２の容器部材のフランジ部分で接合する構成であるが、容器部材に液相が生じず、接合することができなかったため、水漏れ試験で内部の水が漏れ出した。
　比較例２、６、１０においては、接合後の水漏れ試験で内部の水が漏れ出すことは無かったが、流路内断面健全率が低かった。
　比較例２、６においては、インナーフィンの液相率が大きすぎたため、インナーフィンの流路内断面に液相が溜まって冷却水の流路を塞いだため、流路内断面健全率が低かった。
　比較例１０においては、インナーフィンのＭｇ量が多すぎたためにＭｇの酸化皮膜が生成してしまい、流路内断面健全率が低かった。
（耐食性評価：実施例４２～５８）
　熱交換器の耐食性を評価するため、表４に示す容器部材とインナーフィンとの組み合わせによって形状１および形状２の熱交換器を作製した。以下、特に説明するものを除き、合金塊、熱交換器などの作製方法は、実施例１～４１、比較例１～１１と同様であった。接合条件は表２に示す熱交換器番号で示した条件で行った。作製した熱交換器の耐食性評価として、ＯＹ水を用いた内部循環試験を６７２時間（４週間）実施した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
  
（ＯＹ水の組成）
　ＯＹ水の組成は、Ｃｌ－が１９５ｐｐｍ、ＳＯ４ ２－が６０ｐｐｍ、Ｆｅ３＋が３０ｐｐｍ、Ｃｕ２＋が１ｐｐｍ、残りは水であった。
（内部循環試験の試験条件）
　８０℃のＯＹ水を８時間、熱交換器内に循環させた後、常温のＯＹ水を１６時間、熱交換器内に循環させることを１サイクルとして、２８サイクルにわたって実施した。
（水漏れ試験）
　ＯＹ水を用いた内部循環試験後、容器接合部分の密閉性を評価するため、熱交換器の口金部分に冷却水を流すホースを取り付け、圧力０．５ＭＰａで冷却水を流して水漏れ有無を評価した。評価の判定方法は、容器部材部材から水が漏れなかったものを◎、腐食によって容器部材から水がにじむ程度を○とした。
（流路壁健全率）
　インナーフィンの腐食状態を評価するため、試作した熱交換器について流路方向に対して垂直の断面を３つ切り出し（容器とインナーフィンとの接合部位の断面、積層されたインナーフィン同士の接合部位の断面、接合部材とインナーフィンとの接合部位の断面）、流路の断面形状を金属顕微鏡によって観察した。観察箇所はインナーフィンで構成された流路を各２０流路観察し、流路壁に穴が開いて流路が短絡している箇所の数を測定した。評価は流路壁健全率で表し、流路壁健全率９０％以上を◎、流路壁健全率８０％以上を○、流路壁健全率８０％未満を×とした。本実施例において、流路壁健全率を以下のように定義した。
流路壁健全率（％）＝（全流路観察箇所－流路壁短絡箇所）／全流路観察箇所
（結果）
　表４に示すように、実施例４２～５０においては、インナーフィンのＺｎ含有量が０．３質量％以上５．０質量％以下であったため、容器接合部分および容器の耐食性が、より一層良好であり、水漏れ試験で内部の水が漏れ出すことは無かった。またインナーフィンの流路断面観察の結果、流路壁健全率は９０％以上で、より一層良好な耐食性を示した。
　実施例５１～５２、５５、５７においては、容器接合部分および容器の耐食性が良好であった。また、インナーフィンの流路断面観察の結果、流路壁健全率は８０％で、良好な耐食性を示した。
　実施例５３においては、容器接合部分および容器の耐食性が良好であった。また、インナーフィンの流路断面観察の結果、流路壁健全率は８０％で、より一層良好な耐食性を示した。
　実施例５４、５６、５８では水が漏れ出す事はなかったが、インナーフィンのＺｎ量が多すぎたためフィンの腐食が大きく、流路壁の健全率が低かった。
　水冷式の熱交換器において、特に内部循環する冷却水や使用環境などによって耐食性に懸念がある場合、容器に穴が開いてしまうと、内部の冷却水が漏れだして発熱素子を冷却することが出来なくなるので、耐食性評価で良好な性能を示す材料構成とする必要がある。ただ、耐食性の懸念が少ない場合は、その状況に合わせた必要十分な耐食性を有する材料構成とすればよい。実施例５４、５６、５８は、耐食性以外の評価項目は良好であるので、耐食性の懸念が少ない場合の材料構成として採用することは問題ない。
（実施例５９～６１、比較例１２～１４）
（冷却性能評価）
　熱交換器の冷却性能評価のため、表５に示す容器部材とインナーフィンとの組み合わせにより、形状１～３の熱交換器を作製した。接合条件は、表２および表５に示す熱交換器番号で示した条件で行った。以下、特に示されない限り、合金塊の作製方法および実施例５９～６１の熱交換器の作製方法は、実施例１～４１、比較例１～１１と同様であった。表５中、「Ｆ」はＫＡｌＦ４系フラックスを接合面に塗布したことを表し、「ＢＲシート」は、芯材Ａ３００３の両面にＡ４０４５を片側５％のクラッド率で両面にクラッドしたものを接合部材として用いたことを表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
  
　比較例１２、１３においては、容器部材に合金番号２２のアルミニウム合金を用いて、インナーフィンと接合部材とをＢＲシートで接合した。ＢＲシートには、芯材Ａ３００３アルミニウム合金の両面にＡ４０４５アルミニウム合金を片側５％のクラッド率で両面にクラッドしたものを使用した。窒素雰囲気の炉中で６１０℃まで昇温して加熱した後、５分間保持した後に冷却することで、インナーフィン、容器部材、接合部材が接合された。
　比較例１２のインナーフィンのオフセットフィン形状は、高さ２ｍｍ、オフセット幅Ｐ＝３．６ｍｍであった。比較例１３のインナーフィンのオフセットフィン形状は、高さ０．５ｍｍ、オフセット幅Ｐ＝０．８ｍｍ、フィン長さ５ｍｍであった。比較例１４においては、容器部材およびインナーフィンに合金２２を用いた。比較例１４のインナーフィンのオフセットフィン形状は、高さ０．５ｍｍ、オフセット幅Ｐ＝０．８ｍｍ、フィン長さ５ｍｍであった。比較例１２および比較例１３においては、ろう付法によって接合された。比較例１４の熱交換器の構成は、容器部材の内側にインナーフィンが４枚入った構成とし、容器部材のフランジ部分およびインナーフィン同士をエポキシ系接着剤で接着した。
　作製した熱交換器の冷却性能を測定するため、熱交換器の口金部分と液送ポンプとをホースで繋ぎ、冷却水（入口温度：２０±１℃）を、流量０．４リットル／分、０．８リットル／分、１．２リットル／分の条件で流した。この時、発熱素子を模した銅ブロックに加熱用のヒーターを入れた熱源を載せ、８００Ｗの熱を加え、銅ブロック直下の容器部材側の温度を測定した。測定した温度から冷却水の温度を引いた値ΔＴ（Ｋ）を冷却性能として、冷却水の流量と冷却性能との関係を図１６に示す。
　図１６に示すように、実施例５９～６１の熱交換器は冷却水の流量増加に伴ってΔＴが低下し、十分な冷却性能を備えていることがわかった。一方、比較例１２～１４の熱交換器は、いずれも実施例５９～６１の熱交換器よりもΔＴが大きく、冷却性能が劣ることがわかった。
　比較例１２は、ろう付法による接合で、ろう付け可能なフィン形状のためオフセットフィン形状が大きく、流路断面積が大きいため、放熱フィンに必要な面積が足りず、冷却性能が劣ることがわかった。
　比較例１３は、ろう付け接合するにはオフセットフィンの形状が大きく、積層されたオフセットフィンの接合部のＲ部分が、ろうで埋まり、放熱フィンに必要な面積が足りず、冷却性能が劣ることがわかった。
　比較例１４は、フィン同士、およびフィンと容器部材とが、エポキシ系接着剤で接合されているため、フィン同士、および容器部材とフィンとの間の熱伝導効率が低く、発熱ヒーターの入熱を十分に冷却する事が出来なかった。
　これらの熱交換器の冷却性能評価後、冷却水の流路方向に対して垂直の断面を３つ切り出し、積層されたインナーフィン同士の接合部位を金属顕微鏡によって各２０箇所観察した。観察画像から画像処理装置によってフィレット断面積を計測し、実施例５９～６１ではその最大断面積が０．００３ｍｍ２以上０．００６ｍｍ２以下であることが観察されたが、比較例１３では０．０５ｍｍ２と大きなフィレットであることが観察された。
（実施例６２～７５）
　実施例６２～７５に用いられた熱交換器は、図１１Ｂに示すような、接合部材を有しない複数のインナーフィンが積層された構成であった。
　図１５Ａおよび図１５Ｂに、本実施例で用いた熱交換器の各部分の寸法の位置を示す。図１５Ａは実施例６２～７５に係る熱交換器に使用される密閉容器を構成する部材の熱交換器外側の模式図である。図１５Ｂは実施例６２～７５に係る熱交換器に使用される密閉容器を構成する部材のインナーフィンを入れる側の模式図である。
　表１に示す合金番号１および合金番号２２の合金成分の鋳塊を作製した後、熱間圧延および冷間圧延を行って、厚さ０．１ｍｍの圧延板および厚さ０．２ｍｍの圧延板を得た。作製した圧延板を用いて、以下の部材の加工を行った。合金番号１の鋳塊から得られた圧延板から容器部材を作製し、合金番号２２の鋳塊から得られた圧延板から後述のフィン１～フィン４を作製した。
　厚さ０．１ｍｍの冷間圧延板をプレス加工して、オフセットされたコルゲート状のインナーフィン（高さｈ＝０．５ｍｍ、Ｐ＝０．８ｍｍ）を得た。１つのオフセットフィン長さについては、表６に示すように、５ｍｍ、１０ｍｍ、２．５ｍｍのものをそれぞれ得た。また、フィンの凸部同士を冷却水の進行方向に平行な方向に前後にずらして積層配置できるように、フィン部材の端部寸法を表６に示す寸法に加工した（フィン１、フィン２、フィン３、フィン４）。実施例６２～７５で用いられるフィン１～フィン４の端部寸法が、オフセット長さＬと同じ寸法となるように加工した。熱交換器内に配置されたインナーフィン群の全体外形（全体寸法）は、幅Ｗが３５ｍｍであり、長さＬが６０ｍｍであった。その他、インナーフィンの寸法は表６に示す通りであり、「内－内」はインナーフィンの内壁間の長さを示し、「外－外」はインナーフィンの外壁間の長さを示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
  
　厚さ０．２ｍｍの冷間圧延板を絞り成形して、図１５Ａに示す形状の容器部材を得た。容器部材の外形は、幅ｗが４０ｍｍであり、長さＬが６５ｍｍであった。また、内側にインナーフィンを配置できるように、高さｔを１．２ｍｍとした。
　熱交換器を製作する際には、容器部材の内側に４枚のインナーフィンを互いの凸部同士が相対するように積層し、実施例６２～７２においては、冷却水の進行方向と平行な方向に対する隣接する層間でのインナーフィンの凸部のずらし量が表６に示す数値（１２％～４８％）となるように配置され、実施例７３～７５においては、隣接する層間でのインナーフィンの凸部のずらし量が表６に示すように０％となるように配置された。
　接合後に内部へ冷却水を入れて評価するため、冷却水入口および冷却水出口として、容器部材の流路方向の両側に、外径４ｍｍ・肉厚１ｍｍのアルミニウム製パイプを配置した。次に、これらの部材を組み合わせて、表２の実施例１と同様の接合条件で加熱して熱交換器を作製した。接合のための加熱は、真空または窒素雰囲気の炉中で所定の温度まで昇温後、所定の時間保持した後、冷却した。なお、昇温速度は、５２０℃以上で１０℃／分とした。また、保持中の温度は接合温度±１℃以内となるように制御した。
（冷却性能評価）
　作製した熱交換器の冷却性能を測定するため、熱交換器の口金部分と液送ポンプとをホースで繋ぎ、冷却水（入口温度：２０±１℃）を、流量０．８リットル／分の条件で流した。この時、発熱素子を模した銅ブロックに加熱用のヒーターを入れた熱源を載せ、８００Ｗの熱を加え、銅ブロック直下の容器部材側の温度を測定した。測定した温度から冷却水の温度を引いた値ΔＴ（Ｋ）を冷却性能として表６に示し、オフセットずらし量と冷却性能との関係を図１７に示す。
（結果：実施例６２～６６、７３）
　実施例７３はインナーフィンの凸部のずらしが無い実験であった。実施例７３の冷却性能ΔＴを基準とし、対ずらし無し冷却性能向上（％）を算出した。以下に換算式を示す。
「対ずらし無し冷却性能向上」＝（[ずらし有りの冷却性能ΔＴ]－[ずらし無しの冷却性能]）÷[ずらし無しの冷却性能]×１００
　表６および図１７に示すように、実施例６２～６６においては、「対ずらし無しの冷却性能向上」が有り、冷却性能が１０％～１４％向上することがわかった。
（結果：実施例６７～６９、７４）
　実施例７４はインナーフィンの凸部のずらしが無い実験であった。実施例７４の冷却性能ΔＴを基準とし、対ずらし無し冷却性能向上（％）を算出した。換算式は実施例７３と同様であった。
　表６および図１７に示すように、実施例６７～６９においては、「対ずらし無し冷却性能向上」が有り、冷却性能が１０％～１７％向上することがわかった。
（結果：実施例７０～７２、７５）
　実施例７５はインナーフィンの凸部のずらしが無い実験であった。実施例７５の冷却性能ΔＴを基準とし、対ずらし無し冷却性能向上（％）を算出した。換算式は実施例７３と同様であった。
　表６および図１７に示すように、実施例７０～７２においては、「対ずらし無しの冷却性能向上」が有り、冷却性能が１１％～１６％向上することがわかった。
　実施例６２～７５の実験結果より、冷却水の進行方向と平行な方向に対する隣接する層間でのインナーフィン凸部のずらし量が１０％以上５０％以下の場合に、熱交換器の冷却性能がより一層向上することがわかった。
（関連出願の相互参照）
　本出願は、２０１１年１２月２日に出願された日本国特許出願第２０１１－２６５１１６号に基づく。本明細書中にその明細書、特許請求の範囲、図面全体を参照として取り込むものとする。
　本発明は、熱交換器およびその製造方法に好適に用いられる。
１　　　稜線
２　　　立ち上がり面
３　　　立ち下がり面
１００　　　熱交換器
１０２　　　密閉容器
１０４　　　インナーフィン
１０６　　　冷却水入口
１０８　　　冷却水出口
１１０　　　上部容器部材
１１２　　　下部容器部材
１１４　　　接合部材
１２０　　　インナーフィン
１２１　　　フィレット
Ａ　　　　　表面積

Claims (20)

  1. 　密閉容器と、前記密閉容器内に配置された複数のインナーフィンと、を備える熱交換器であって、
    　前記密閉容器が第１のアルミニウム合金から形成され、
    　前記複数のインナーフィンが第２のアルミニウム合金から形成され、
    　前記複数のインナーフィンが、前記熱交換器の冷却媒体の進行方向に対してオフセットされて配置された、
    　ことを特徴とする熱交換器。
  2. 　前記複数のインナーフィンが、前記熱交換器の厚み方向に複数積層され、
    　厚み方向に隣接された前記複数のインナーフィンが、前記複数のインナーフィンの互いの凸部同士が対向するように配置された、
    　ことを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
  3. 　対向されて配置された前記凸部同士の接合箇所が、前記冷却冷媒の進行方向に対してずれるように配置された、
    　ことを特徴とする請求項２に記載の熱交換器。
  4. 　前記凸部同士の前記接合箇所の長さが、前記冷却冷媒の進行方向における前記凸部の長さの１０％以上５０％以下である、
    　ことを特徴とする請求項３に記載の熱交換器。
  5. 　前記複数のインナーフィンと前記密閉容器の内壁との間の接合が金属的接合である、
    　ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の熱交換器。
  6. 　前記複数のインナーフィンと前記密閉容器との間の接合領域のフィレットの断面積が０．０２ｍｍ２以下である、
    　ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の熱交換器。
  7. 　前記密閉容器が上部容器部材と下部容器部材とを備え、
    　前記上部容器部材と前記下部容器部材との間の接合が金属的接合である、
    　ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の熱交換器。
  8. 　前記上部容器部材と前記下部容器部材との間の接合領域のフィレットの断面積が０．０２ｍｍ２以下である、
    　ことを特徴とする請求項７に記載の熱交換器。
  9. 　第３のアルミニウム合金から形成される接合部材をさらに備え、
    　前記接合部材と前記上部容器部材の下面との間の接合が金属的接合であり、
    　前記接合部材と前記下部容器部材の上面との間の接合が金属的接合である、
    　ことを特徴とする請求項６または７に記載の熱交換器。
  10. 　前記接合部材と前記上部容器部材の下面との間の接合領域のフィレットの断面積が０．０２ｍｍ２以下であり、
    　前記接合部材と前記下部容器部材の上面との間の接合領域のフィレットの断面積が０．０２ｍｍ２以下である、
    　ことを特徴とする請求項９に記載の熱交換器。
  11. 　前記接合部材と前記複数のインナーフィンとの間の接合が金属的接合である、
    　ことを特徴とする請求項９または１０に記載の熱交換器。
  12. 　前記接合部材と前記複数のインナーフィンとの間の接合領域のフィレットの断面積が０．０２ｍｍ２以下である、
    　ことを特徴とする請求項１１に記載の熱交換器。
  13. 　前記接合部材が曲面部を有し、
    　前記接合部材の前記曲面部と前記複数のインナーフィンとが接合された、
    　ことを特徴とする請求項９乃至１２のいずれか１項に記載の熱交換器。
  14. 　前記第２のアルミニウム合金のＺｎ含有率が０．３質量％以上５重量％以下である、
    　ことを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の熱交換器。
  15. 　密閉容器内に複数のインナーフィンを配置する配置工程と、
    　前記密閉容器と前記複数のインナーフィンとを接合する接合工程と、
    を含み、
    　前記密閉容器が第１のアルミニウム合金から形成され、
    　前記複数のインナーフィンが第２のアルミニウム合金から形成され、
    　前記第１のアルミニウム合金および／または前記第２のアルミニウム合金のＭｇ含有率が０．５質量％以下であり、
    　前記複数のインナーフィンと前記密閉容器の内壁との接触面にフッ化物系または塩化物系のフラックスを塗布し、
    　前記接合工程における雰囲気が、真空または非酸化性雰囲気であり、
    　前記接合工程で前記複数のインナーフィンと前記密閉容器の内壁とを接合する温度を、前記第１のアルミニウム合金および／または前記第２のアルミニウム合金の液相率が５％以上３５％以下となる温度とする、
    　ことを特徴とする熱交換器の製造方法。
  16. 　密閉容器内に複数のインナーフィンを配置する配置工程と、
    　前記密閉容器と前記複数のインナーフィンとを接合する接合工程と、
    を含み、
    　前記密閉容器が第１のアルミニウム合金から形成され、
    　前記複数のインナーフィンが第２のアルミニウム合金から形成され、
    　前記第１のアルミニウム合金および／または前記第２のアルミニウム合金のＭｇ含有率が０．２質量％以上２．０質量％以下であり、
    　前記接合工程における雰囲気が、真空または非酸化性雰囲気であり、
    　前記接合工程で前記複数のインナーフィンと前記密閉容器の内壁とを接合する温度を、前記第１のアルミニウム合金および／または前記第２のアルミニウム合金の液相率が５％以上３５％以下となる温度とする、
    　ことを特徴とする熱交換器の製造方法。
  17. 　前記配置工程が、接合部材を配置する工程をさらに含み、
    　前記接合部材が第３のアルミニウム合金から形成され、
    　前記第１のアルミニウム合金、前記第２のアルミニウム合金および前記第３のアルミニウム合金からなる群のうち少なくとも１つのアルミニウム合金のＭｇ含有率が０．５質量％以下であり、
    　前記複数のインナーフィンと前記密閉容器の内壁との接触面、前記接合部材と上部容器部材との接触面、および前記接合部材と下部容器部材との接触面からなる群から選択される少なくとも１つの接触面にフッ化物系または塩化物系のフラックスを塗布し、
    　前記接合工程における雰囲気が、真空または非酸化性雰囲気であり、
    　前記接合工程において、
    　　前記複数のインナーフィンと前記密閉容器の内壁とを接合する温度を、前記第１のアルミニウム合金および／または前記第２のアルミニウム合金の液相率が５％以上３５％以下となる温度とする、および／または、
    　　前記複数のインナーフィンと前記接合部材とを接合する温度を、前記第２のアルミニウム合金および／または前記第３のアルミニウム合金の液相率が５％以上３５％以下となる温度とする、および／または、
    　　前記接合部材と前記密閉容器とを接合する温度を、前記第１のアルミニウム合金および／または前記第３のアルミニウム合金の液相率が５％以上３５％以下となる温度とする、
    　ことを特徴とする請求項１５に記載の熱交換器の製造方法。
  18. 　前記配置工程が、接合部材を配置する工程をさらに含み、
    　前記接合部材が第３のアルミニウム合金から形成され、
    　前記第１のアルミニウム合金、前記第２のアルミニウム合金、および前記第３のアルミニウム合金からなる群のうち少なくとも１つのアルミニウム合金のＭｇ含有率が０．２質量％以上２．０質量％以下であり、
    　前記接合工程における雰囲気が、真空または非酸化性雰囲気であり、
    　前記接合工程において、
    　　前記複数のインナーフィンと前記密閉容器の内壁とを接合する温度を、前記第１のアルミニウム合金および／または前記第２のアルミニウム合金の液相率が５％以上３５％以下となる温度とする、および／または、
    　　前記複数のインナーフィンと前記接合部材とを接合する温度を、前記第２のアルミニウム合金および／または前記第３のアルミニウム合金の液相率が５％以上３５％以下となる温度とする、および／または、
    　　前記接合部材と前記密閉容器とを接合する温度を、前記第１のアルミニウム合金および／または前記第３のアルミニウム合金の液相率が５％以上３５％以下となる温度とする、
    　ことを特徴とする請求項１６に記載の熱交換器の製造方法。
  19. 　前記接合工程において、前記第１のアルミニウム合金および／または前記第２のアルミニウム合金の液相率が５％以上３５％以下である温度範囲とする時間を３０秒間以上３６００秒間以下とする、
    　ことを特徴とする請求項１５または１６に記載の熱交換器の製造方法。
  20. 　前記接合工程において、前記第１のアルミニウム合金、前記第２のアルミニウム合金、および前記第３のアルミニウム合金からなる群から選択される少なくとも１つのアルミニウム合金の液相率が５％以上３５％以下である温度範囲とする時間を３０秒間以上３６００秒間以下とする、
    　ことを特徴とする請求項１７または１８に記載の熱交換器の製造方法。
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