JP2007125590A - 熱交換器および熱交換器の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ヘッダタンクからコア部へのろう材流動を抑制して、機能障害が発生することを防止することが可能な熱交換器および熱交換器の製造方法を提供すること。
【解決手段】チューブ１１内の各流体通路１１２ａ〜１１２ｃ断面を、内接円１１２ｉの半径Ｒｉが、予めヘッダタンク３に配置されたろう材が一体ろう付後もヘッダタンク３に全て滞留した場合にヘッダタンク３に形成されるろう材フィレットの曲率半径Ｒ以上となるようにしている。
したがって、ヘッダタンク３のろう材がチューブ１１内に流動しても、ろう材フィレット９２が内接円１１２ｉに到達する前に、ろう材の流動が停止して、ろう材の移動を抑制することができる。
【選択図】図８

Description

本発明は、ろう材を用いて複数の部材相互を接合した熱交換器および熱交換器の製造方法に関する。

従来技術として、下記特許文献１に開示された熱交換器がある。この熱交換器は、複数の部材からなる対向する一対のヘッダタンクに、複数多段に配置される扁平チューブの両端開口部を連通接続して構成されている。多段に配置される扁平チューブの間には、コルゲート状のアウターフィンが介在している。

この熱交換器の製造方法は、チューブとアウターフィンとを交互に積層した状態で、このチューブの端部を複数の部材からなるヘッダタンクのチューブ差込口に差し込んで仮組み体とし、この仮組み体を加熱することにより予め表面に配置しておいたろう材を溶融した後、冷却して各部材相互間をろう付接合するようになっている。
特開平７−２７４９６号公報

しかしながら、上記従来技術では、各部材の表面のろう材層を設けるため、ろう付時には溶融状態で繋がったろう材が、熱交換器全体で流動する。このろう材流動により、複数の接合部のうち一部の接合部において、ろう材が不足したりろう材が過多となったりして、不具合を発生する場合があるという問題がある。

例えば、ヘッダタンクを構成する複数の部材間をろう付するために設けたろう材が、チューブとフィンとからなるコア部（熱交換部）の接合部位に流動することがある。このようなろう材流動が発生すると、ヘッダタンクにおいてろう材が不足してろう付不良を発生したり、コア部のろう材が多くなり過ぎて内外部流体の通路の一部を閉塞してしまったりして、熱交換器としての機能に障害を来す場合がある。

本発明は、上記点に鑑みてなされたものであり、ヘッダタンクからコア部へのろう材流動を抑制して、機能障害が発生することを防止することが可能な熱交換器および熱交換器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、請求項１に記載の発明の熱交換器では、
複数のチューブ（１１）からなり、内部流体と外部流体との熱交換を行なうためのコア部（２）と、
複数のチューブ（１１）の開口端部が挿入接続されて、各チューブ（１１）内と連通するヘッダタンク（３、４）とを備え、
コア部（２）およびヘッダタンク（３、４）が一体ろう付されてなる熱交換器であって、
コア部（２）は、
予めヘッダタンク（３）に配置されたろう材（３１２、３２２）が、一体ろう付後もヘッダタンク（３）に全て滞留した場合に、ヘッダタンク（３）に形成されるろう材フィレット（９３Ａ）の曲率半径をＲとしたときに、
流体の通路（１１２）断面の内接円（１１２ｉ）の半径（Ｒｉ）がＲ以上となるように形成されていることを特徴としている。

一体ろう付時に、ヘッダタンクで溶融したろう材とコア部で溶融したろう材とが繋がると、溶融ろう材はフィレット曲率半径が大きい方からフィレット曲率半径が小さいほうに流動する。すなわち、一般的に、比較的大きなフィレットが所望されるヘッダタンク側から、比較的小さなフィレットが所望されるコア側に、ろう材は流動しようとする。

請求項１に記載の発明では、コア部（２）の流体通路（１１２）断面を、内接円（１１２ｉ）の半径（Ｒｉ）が、予めヘッダタンク（３）に配置されたろう材（３１２、３２２）が一体ろう付後もヘッダタンク（３）に全て滞留した場合にヘッダタンク（３）に形成されるろう材フィレット（９３Ａ）の曲率半径（Ｒ）以上となるようにしている。

したがって、ろう付時に、コア部（２）のろう材とヘッダタンク（３）のろう材とが繋がって流動しても、コア部（２）流体通路（１１２）におけるろう材フィレット（９２）が内接円（１１２ｉ）に到達する前に、ろう材の流動が停止する。

このようにして、ヘッダタンク（３）からコア部（２）へのろう材の移動を抑制することができる。その結果、ヘッダタンク（３）においてろう材が不足してろう付不良を発生したり、コア部（２）の流体通路（１１２）をろう材が閉塞したりすることを防止することができ、熱交換器としての機能障害が発生することを防止することができる。

また、請求項２に記載の発明の熱交換器では、
チューブ（１１）は、内部にインナーフィン（１２）が備えられて内部流体の通路（１１２）が複数に仕切られており、
コア部（２）は、チューブ（１１）の仕切られた複数の内部流体通路（１１２ａ〜１１２ｅ）の全てにおいて、内接円（１１２ｉ）の半径（Ｒｉ）が前記Ｒ以上となるように形成されていることを特徴としている。

これによると、チューブ（１１）内の全ての流体通路（１１２ａ〜１１２ｅ）において、ろう材フィレット（９２）が内接円（１１２ｉ）に到達する前に、ろう材の流動が停止する。したがって、ヘッダタンク（３）からコア部（２）へのろう材の移動を確実に抑制することができる。

また、請求項３に記載の発明の熱交換器では、
チューブ（１１）は、板状部材を曲折して両縁部を相互に係合した係合部（１１１）を接合してなるとともに、内部にインナーフィン（１２）が備えられて内部流体の通路（１１２）が複数に仕切られており、
コア部（２）は、チューブ（１１）の仕切られた複数の内部流体通路（１１２ａ〜１１２ｅ）のうち、少なくとも係合部（１１１）に隣接する通路（１１２ａ、１１２ｂ）において、内接円（１１２ｉ）の半径（Ｒｉ）が前記Ｒ以上となるように形成されていることを特徴としている。

チューブ（１１）が板状部材の両縁部を係合してなる場合には、ヘッダタンク（３）からチューブ（１１）内へは、この係合部（１１１）からろう材が流入する。そして、この係合部（１１１）に隣接した流体通路（１１２ａ、１１２ｂ）に流入してフィレット（９２）を増大させた後、他の流体通路（１１２ｃ）に流入する。

したがって、請求項３に記載の発明のように、少なくとも係合部（１１１）に隣接する通路（１１２ａ、１１２ｂ）を、内接円（１１２ｉ）の半径（Ｒｉ）を前記Ｒ以上としておけば、ヘッダタンク（３）からコア部（２）へのろう材の移動を抑制することが可能である。

また、請求項４に記載の発明の熱交換器では、一体ろう付は、コア部（２）およびヘッダタンク（３、４）に予め配置されたろう材（１２２、３１２、３２２）によりなされており、予めヘッダタンク（３）に配置されたろう材（３１２、３２２）は、予めコア部（２）に配置されたろう材（１２２）より、一体ろう付温度における流動性が低いことを特徴としている。

これによると、ろう付時に、ヘッダタンク（３）のろう材（３１２、３２２）がコア部（２）に流動し難くすることができる。したがって、ヘッダタンク（３）からコア部（２）へのろう材の移動を一層抑制することができる。

また、請求項５に記載の発明の熱交換器の製造方法では、
複数のチューブ（１１）からなり、内部流体と外部流体との熱交換を行なうためのコア部（２）と、
複数のチューブ（１１）の開口端部が挿入接続されて、各チューブ（１１）内と連通するヘッダタンク（３、４）とを備える熱交換器の製造方法であって、
ヘッダタンク（３）にろう付接合のためのろう材（３１２、３２２）を配置するタンクろう材配置工程（２２０）と、
コア部（２）とろう材（３１２、３２２）を配置したヘッダタンク（３）との仮固定体を形成する仮固定体形成工程（２３０Ａ）と、
仮固定体を加熱して一体ろう付するろう付工程（２４０）とを備え、
タンクろう材配置工程（２２０）で配置されたろう材（３１２、３２２）が、ろう付工程（２４０）においてヘッダタンク（３）に全て滞留した場合に、ヘッダタンク（３）に形成されるろう材フィレット（９３Ａ）の曲率半径をＲとしたときに、
仮固定体形成工程（２３０Ａ）では、流体の通路（１１２）断面の内接円（１１２ｉ）の半径（Ｒｉ）が前記Ｒ以上となるようにコア部（２）を仮固定することを特徴としている。

これによると、請求項１に記載の熱交換器を製造することができる。したがって、ヘッダタンク（３）からコア部（２）へのろう材の移動を抑制することができる。その結果、ヘッダタンク（３）においてろう材が不足してろう付不良を発生したり、コア部（２）の流体通路（１１２）をろう材が閉塞したりすることを防止することができ、熱交換器としての機能障害が発生することを防止することができる。

また、請求項６に記載の発明の製造方法では、仮固定体形成工程（２３０Ａ）で、チューブ（１１）にインナーフィン（１２）を内装して内部流体の通路（１１２）を複数に仕切り、仕切った複数の内部流体通路（１１２ａ〜１１２ｅ）の全てにおいて、内接円（１１２ｉ）の半径（Ｒｉ）が前記Ｒ以上となるようにコア部（２）を仮固定することを特徴としている。

これによると、請求項２に記載の熱交換器を製造することができる。

また、請求項７に記載の発明の製造方法では、仮固定体形成工程（２３０Ａ）で、板状部材を曲折して両縁部を相互に係合した係合部（１１１）を有するチューブ（１１）を形成するとともに、チューブ（１１）にインナーフィン（１２）を内装して内部流体の通路（１１２）を複数に仕切り、仕切った複数の内部流体通路（１１２ａ〜１１２ｅ）のうち、少なくとも係合部（１１１）に隣接する通路（１１２ａ、１１２ｂ）において、内接円（１１２ｉ）の半径（Ｒｉ）が前記Ｒ以上となるようにコア部（２）を仮固定することを特徴としている。

これによると、請求項３に記載の熱交換器を製造することができる。

また、請求項８に記載の発明の製造方法では、
コア部（２）にろう付接合のためのろう材（１２２）を配置するコア部ろう材配置工程（２１０）を備え、
タンクろう材配置工程（２２０）では、コア部ろう材配置工程（２１０）で配置するろう材（１２２）より、ろう付工程（２４０）の加熱温度において流動性が低いろう材（３１２、３２２）を配置することを特徴としている。

これによると、請求項４に記載の熱交換器を製造することができる。

なお、上記各手段に付した括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。

図１は、本発明を適用した一実施形態における熱交換器である蒸発器１の全体構成を示す外観斜視図であり、図２は、図１における上ヘッダタンク３近傍を示す断面図で、（ａ）はヘッダタンク３延設方向（チューブ１０積層方向）に直交する断面を、（ｂ）はヘッダタンク３延設方向に沿った断面を示している。また、図３は、蒸発器１のコア部２に使用されるインナーフィンチューブ１０の断面図である。

まず、車両用空調装置に用いられる蒸発器１について説明する。蒸発器１は冷凍サイクル中に配設されるものであって、圧縮機で高温高圧に圧縮され、放熱器で放熱冷却され、減圧装置で低温低圧に減圧された後の冷媒を蒸発させる熱交換器である。

蒸発器１は、図１、図２に示すように、主にコア部２、上ヘッダタンク３、下ヘッダタンク４等よりなり、各構成部材間が相互にろう付接合されている。コア部２は、複数のインナーフィンチューブ１０と複数のアウターフィン２０とを交互に積層して、その積層方向の両最外方のアウターフィン２０の更に外方にサイドプレート２５を配設したものである。

図３に示すように、インナーフィンチューブ１０は、チューブ１１内にインナーフィン１２が挿入されて形成されている。

チューブ１１は、薄肉（例えば厚さ０．２ｍｍ）のアルミニウム製帯状板材を折り曲げ加工することによって、長手方向（内部流体通路方向）に直交する横断面が扁平状（略長円形状）に形成された管部材である。

さらに具体的には、帯状板材の幅方向の略中央部を折り曲げることで屈曲部１１ａを形成して、この屈曲部１１ａから対向し合うように延びる２つの平板部１１ｂの反屈曲部側（図３図示下方側、断面略長円形状の長径方向Ｘの一方の端部側）をかしめることで（かしめ部（係合部）１１１とすることで）、チューブ１１は形成されている。

インナーフィン１２は、チューブ１１内を流通する内部流体に乱流効果を与えつつ伝熱面積を増大させるとともに、構造強度を向上するためのフィン部材である。インナーフィン１２は、チューブ１１と同様に薄肉（例えば厚さ０．１ｍｍ）のアルミニウム製帯状板材をローラ加工することによって、帯状板材の幅方向の中間部に波状となる波状部１２ａが形成されたコルゲート型のフィンである。

また、インナーフィン１２の幅方向（チューブ１１長径方向Ｘ）の両端部側は、この幅方向に沿って平板状となる平板部１２ｂ、１２ｃとして形成されている。そして、インナーフィン１２がチューブ１１内に挿入される際に、一方の平板部１２ｂがチューブ１１の屈曲部１１ａ内壁に当接して、他方の平板部１２ｃがチューブ１１のかしめ部１１１にかしめられている。

チューブ１１をなす板状部材には、ろう材をクラッドしていないベア材の表面に予めフラックス材層を形成したものを採用しており、インナーフィン１２をなす板状部材には、両側の表面に予めろう材をクラッドしたクラッド材を採用している。

そして、インナーフィン１２は、チューブ１１内側面にろう付されインナーフィンチューブ１０を構成している。インナーフィン１２の波状部１２ａは、頂部１２ｄがチューブ１１平板部１１ｂの内側面１１ｃにろう付されている。

図１に示すアウターフィン２０は、両面に予めろう材がクラッドされた薄肉のアルミニウム製帯板材を波状にローラ加工したコルゲート型のフィンであり、表面に熱交換効率を高めるためのルーバ（図示せず）が形成されている。アウターフィン２０は、インナーフィンチューブ１０（チューブ１１平板部１１ｂの外側面１１ｄ、図３参照）にろう付けされている。

なお、このインナーフィンチューブ１０の構成は本発明を適用した要部であるので、詳細は製造方法とともに後述する。

サイドプレート２５は、コア部２における補強部材を成すものであり、ろう材がクラッドされていないベア材からなるアルミニウム製平板材をプレス加工することにより成形されている。

サイドプレート２５の長手方向端部側は、平板状に形成され、他の大半の部分はインナーフィンチューブ１０、アウターフィン２０の積層方向外方に開口するコの字状断面となるように形成されており、アウターフィン２０にろう付けされている。

上ヘッダタンク３は、インナーフィンチューブ１０の長手方向（延設方向、内部流体通路方向）に２分割された反チューブ側のタンクヘッダ３１とチューブ側のプレートヘッダ３２とから成り、キャップ３３が設けられている。

タンクヘッダ３１およびプレートヘッダ３２は、図２（ａ）にも示すように、それぞれ２つの半円形状あるいは２つの半矩形形状が接続される断面形状を有し、アルミニウム製平板材（例えば板厚１．０ｍｍの平板材）をプレス加工して成形されている。タンクヘッダ３１には予め両面にろう材がクラッドされ、プレートヘッダ３２には予め内側面にろう材がクラッドされている。

そして、両ヘッダ３１、３２が互いに嵌合、ろう付けされ、送風空気の流れ方向に２つの内部空間が並ぶ筒状体を形成している。

そして、図２（ｂ）にも示すように、上ヘッダタンク３の長手方向端部の開口部には、アルミニウム製平板材をプレス加工により成形したキャップ３３がろう付けされ、この開口部を閉塞するようにしている。

さらに、上ヘッダタンク３の略中央部には２つの内部空間を図１図示左右方向に分割する２つのセパレータ３４がろう付けされている。また、上ヘッダタンク３の図１図示セパレータ３４よりも右側の領域においては、上ヘッダタンク３の２つの内部空間同士が図示しない複数の連通路により互いに連通するようにしている。

なお、図２（ｂ）では、フィン１２、２０、サイドプレート２５の図示を省略している。

下ヘッダタンク４は、上記の上ヘッダタンク３に準ずるものであり、タンクヘッダ４１とプレートヘッダ４２とにより構成された筒状体の長手方向両端部の開口部にキャップ４３が設けられている。ただし、上ヘッダタンク３の構成として説明したセパレータ３４と連通路は設けられていない。

そして、上下ヘッダタンク３、４のコア部２側の壁面には、チューブ挿設口３２ａ、図示しないサイドプレート用挿入口が長手方向に同一ピッチで設けられており、各インナーフィンチューブ１０の長手方向端部側およびサイドプレート２５の長手方向端部側がそれぞれ挿入され、ろう付けされている。これによってインナーフィンチューブ１０は上下ヘッダタンク３、４の内部空間に連通し、また、サイドプレート２５の長手方向端部側は上下ヘッダタンク３、４に支持されている。

なお、上ヘッダタンク３の図１図示左側近傍には、冷媒が流入する流入口５１および冷媒が流出する流出口５２が設けられたブロック状のジョイント５がろう付けされている。流入口５１は上ヘッダタンク３の内部空間のうち、図１図示ａ部内と連通しており、流出口５２は上ヘッダタンク３の内部空間のうち、図１図示ｂ部内と連通している。

インナーフィンチューブ１０は、上下ヘッダタンク３、４の２つの内部空間に対応して、外部流体である送風空気流れの上流側と下流側に２列に並ぶものとしている。

上記のように形成された蒸発器１においては、冷媒が流入口５１から上ヘッダタンク３のａ部内に流入した後、送風空気流れ下流側のインナーフィンチューブ１０群を上下にＵターンして流れ、上ヘッダタンク３の図１中、右側において送風空気流れ上流側のインナーフィンチューブ１０群に移り同様に上下にＵターンして、流出口５２から流出する。この間に蒸発器１は、冷媒を蒸発させその蒸発潜熱によって送風空気を冷却する。

次に、本実施形態の熱交換器の製造方法について説明する。

本実施形態における熱交換器の製造装置においては、図４に概略工程順序を示すように、蒸発器１のコア部２を構成する扁平インナーフィンチューブ１０の連続体を形成して所定長さに切断する工程（ステップ２１０チューブ体成形工程）、ヘッダタンク３、４の構成部材をそれぞれ成形する工程（ステップ２２０タンク構成部材成形工程）、ステップ２１０で切断したインナーフィンチューブ１０をフィン２０やステップ２２０で成形したタンク部３、４を構成する部材等とともに仮組みする工程（ステップ２３０仮組み工程）、仮組み体（仮固定体）を加熱して構成部材の表面に適宜形成しておいたろう材層により各構成部材間を一体ろう付接合する工程（ステップ２４０ろう付工程）、およびろう付後の蒸発器１の漏れ検査を行なう工程（ステップ２５０）を順次実行することにより蒸発器１は製造される。

ここで、予めろう材をクラッドしたインナーフィン１２を用いてインナーフィンチューブ１０を成形するチューブ体成形工程２１０が、本発明におけるコア部２にろう付接合のためのろう材を配置するコア部ろう材配置工程に相当し、予めろう材をクラッドしたタンクヘッダ３１やプレートヘッダ３２等を成形するタンク構成部材成形工程２２０が、本発明におけるヘッダタンク３にろう付接合のためのろう材を配置するタンクろう材配置工程に相当する。

また、チューブ体成形工程２１０、タンク構成部材成形工程２２０および仮組み工程２３０からなる工程群２３０Ａが、本発明におけるろう材を配置したコア部２とろう材を配置したヘッダタンク３、４との仮固定体を形成する仮固定体形成工程に相当する。

図５〜図８は、工程別の要部断面図である。

図５および図６は、仮組み工程２３０完了時の状態を示しており、図５（ａ）は、図２（ａ）におけるＣ部拡大図、図５（ｂ）は、図３におけるＤ部拡大図、図６は、図３におけるＥ部拡大図である。

また、図８は、ろう付工程２４０完了時の状態を示しており、図８（ａ）は、図２（ａ）におけるＣ部拡大図、図８（ｂ）は、図３におけるＤ部拡大図である。図７は、ろう付工程においてヘッダタンク３内のろう材がコア部２側へ流入していない場合の図８（ａ）に相当する図である。

蒸発器１を構成する各部材を仮組み（仮固定）したとき（ステップ２３０Ａを実行したとき）には、図５（ａ）に示すように、両面にろう材層３１２が形成されたタンクヘッダ３１と、内側面にろう材層３２２が形成されたプレートヘッダ３２とが、相互に当接して仮固定される。

また、図５（ｂ）に示すように、両面にろう材層１２２が形成されたインナーフィン１２の図示下方端部がかしめ部１１１に共かしめされるとともに、チューブ１１平板部１１ｂの内側面１１ｃにインナーフィン１２波状部１２ａの頂部１２ｄが当接して仮固定される。

図５（ｂ）から明らかなように、インナーフィン１２は、チューブ１１に形成された内部流体の通路１１２を複数に仕切っている。インナーフィン１２の平板部１２ｃは、かしめ部１１１から通路１１２内を図示上方に延設され、曲折部１２ｅから図示上方において波状部１２ａを形成している。

このインナーフィン１２平板部１２ｃの延設長さを比較的大きく確保することにより、平板部１２ｃの図示右方側に形成される通路１１２ａおよび平板部１２ｃの図示左方側に形成される通路１１２ｂの断面積を大きくしている。これにより、各通路１１２ａ、１１２ｂ断面の内接円１１２ｉの半径Ｒｉが、後述するヘッダタンク３で形成される非流入時フィレットＲ以上となるようにしている。

具体的には、平板部１２ｃのかしめ部１１１図示上端部から曲折部（曲折点）１２ｅまでの距離および曲折部１２ｅから波状部１２ａ最下方の頂部１２ｄまでの距離をそれぞれ２Ｒより大きくして、通路１１２ａ、１１２ｂ内接円１１２ｉの半径Ｒｉを非流入時フィレット半径Ｒ以上となるようにしている。

また、波状部１２ａによって仕切られ形成された各通路１１２ｃにおいても、内接円１１２ｉの半径Ｒｉは、非流入時フィレット半径Ｒ以上となるようにしている。具体的には、インナーフィン１２のピッチおよび高さをそれぞれ２Ｒより大きくして、通路１１２ｃ内接円１１２ｉの半径Ｒｉを非流入時フィレット半径Ｒ以上となるようにしている。

さらに、図６に示すように、インナーフィン１２平板部１２ｂの延設長さを比較的大きく確保することにより、平板部１２ｂの図示右方側に形成される通路１１２ｄおよび平板部１２ｂの図示左方側に形成される通路１１２ｅの断面積を大きくしている。これにより、各通路１１２ｄ、１１２ｅ断面の内接円１１２ｉの半径Ｒｉも、後述するヘッダタンク３で形成される非流入時フィレット半径Ｒ以上となるようにしている。

具体的には、平板部１２ｂのチューブ１１屈曲部１１ａへの当接部（図示上方端部）から曲折部（曲折点）１２ｅまでの距離および曲折部１２ｅから波状部１２ａ最上方の頂部１２ｄまでの距離をそれぞれ２Ｒ以上として、通路１１２ｄ、１１２ｅ内接円１１２ｉの半径Ｒｉを非流入時フィレット半径Ｒ以上となるようにしている。

ステップ２３０Ａを実行して、図５、図６に示すように蒸発器１を構成する各部材を仮組み（仮固定）したら、次に、ステップ２４０を実行して、仮固定体を加熱して（例えば、５９５〜６１０℃に到達するように加熱して）、仮固定体の各部材間をろう付接合する。

このとき、予めヘッダタンク３に配置されたろう材、すなわちヘッダタンク３を構成する各部材に予めクラッドされたろう材層３１２、３２２等のろう材が、一体ろう付接合後もヘッダタンク３に全て滞留した場合（コア部２内に流入しなかった場合）には、図７に示すように、ヘッダタンク３には、外周面の曲率半径がＲであるろう材フィレット９３Ａが形成される。このフィレット９３Ａが前述の非流入時フィレットであり、その外周面の曲率半径が非流入時フィレット半径Ｒである。

ところが、実際には、ヘッダタンク３のろう材とコア部２のろう材とが溶融して繋がると、溶融ろう材は、フィレットの曲率半径が大きいほうから小さい方へ移動する。

コア部２には、タンク部３、４より、フィレット半径が小さいろう付接合点が多数設定されるので、溶融ろう材は、ヘッダタンク３からコア部２へ移動しようとする。

したがって、図８（ａ）に示すように、ヘッダタンク３のタンクヘッダ３１とプレートヘッダ３２との接続箇所においてろう材フィレット９３の外周面曲率半径Ｒｈは、非流動時フィレット半径Ｒより小さくなる。

一方、図８（ｂ）に示すように、コア部２側のインナーチューブ１０では、インナーフィン１２に予め配置したろう材層１２２のろう材により、チューブ１１のかしめ部１１１のろう付接合およびチューブ１１とインナーフィン１２とのろう付接合が行なわれる。

このとき、コア部２で溶融したろう材は、かしめ部１１１に形成される経路を介して、ヘッダタンク３で溶融したろう材と繋がり、タンク３側のろう材をコア部２側に流入させる。

これにより、チューブ１１内にかしめ部１１１を介してヘッダタンク３のろう材が侵入し、内部流体の通路１１２のうち、かしめ部１１１に隣接した通路１１２ａ、１１２ｂから順次内方に流入して、チューブ１１内のフィレット９２が拡大して外周面の曲率半径Ｒｆが大きくなっていく。

ところが、各通路１１２ａ〜１１２ｅ断面を、内接円１１２ｉの半径Ｒｉが、非流入時フィレット半径Ｒ以上となるようにしている。したがって、チューブ１１内のフィレット９２が内接円１１２ｉに到達する前に、ヘッダタンク３のフィレット９３半径Ｒｈとチューブ１１内フィレット９２半径Ｒｆとが等しくなった時点で、ろう材の流動が停止する。

そして、蒸発器１を冷却してろう材を固化したら、ろう付工程２４０を終了する。

上述の構成および製造方法によれば、ヘッダタンク３とコア部２とのろう材が溶融して繋がったとしても、ヘッダタンク３からコア部２へのろう材の移動を抑制することができる。したがって、ヘッダタンク３においてろう材が不足してろう付不良を発生したり、コア部２の流体通路１１２をろう材が閉塞したりすることを防止することができ、熱交換器としての機能障害が発生することを防止することができる。

例えば、図１０に示すように、チューブ１１内のかしめ部１１１に隣接する通路１１２ｚ断面の内接円１１２ｓの半径Ｒｓが非流入時フィレットＲより小さい場合には、ヘッダタンク３とコア部２とのろう材が溶融して繋がったときに、チューブ内にろう材が侵入してフィレットが内接円１１２ｓに到達し、隣接するフィレット同士が一体化してフィレット曲率半径がさらに小さくなり、最終的にはこの通路１１２ｚを閉塞してしまう。

通路の閉塞が発生すると、内部流体の流通経路が減少し、蒸発器の熱交換効率が大きく低下する。

本発明を適用した蒸発器１によれば、内部流体通路を１つも閉塞することがなく、良好な熱交換性能を確保することができる。

上述の構成説明では説明を省略したが、本実施形態の蒸発器１では、予めヘッダタンク３に配置されたろう材（ろう材層３１２、３２２）には、予めコア部２に配置されたろう材（ろう材層１２２）より、一体ろう付温度における流動性が低いものを採用している。

具体的には、図９に示すように、ろう材層１２２にはＡ４０４５アルミニウム合金材を採用し、ろう材層３１２、３２２にはＡ４３４３アルミニウム合金材を採用している。

図９は、両合金材の流動係数の温度特性を示すグラフである。Ａ４３４３材は、Ａ４０４５材に対し、ろう付工程２４０における蒸発器到達温度範囲において、約半分の流動係数を有する。流動係数は周知のように、配置されたろう材中の流動性を呈する部分の割合（例えば層厚さの割合）である。

また、図９中に破線にて液相線を示すように、Ａ４０４５材は、到達温度範囲において流動性を呈する部分が全て液体となっている。これに対し、Ａ４３４３材は、到達温度範囲内では、流動性を呈する部分に固相が残留しており、流動性を抑制している。Ａ４３４３材は、到達温度範囲内では、液相線以下である。

このように、ヘッダタンク３に配置するろう材の流動性をコア部２に配置するろう材の流動性より抑制することにより、ろう付時に、ヘッダタンク３のろう材３１２、３２２がコア部２に流動し難くすることができる。したがって、ヘッダタンク３からコア部２へのろう材の移動を一層抑制することができる。

なお、上述の説明ではろう材層３１２、３２２を流動性が比較的低いＡ４３４３材としたが、インナーフィンチューブ１０に接触するプレートヘッダ３２のろう材層３２２のみＡ４３４３材として、ろう材層３１２等はＡ４０４５材としてもかまわない。

本実施形態の要部構成および製造方法の説明では、ヘッダタンク３とコア部２との関係について説明したが、ヘッダタンク４とコア部２との関係においても同様に本発明を適用し、同様な効果を得ている。

（他の実施形態）
上記一実施形態では、チューブ１１の内部流体通路１１２をインナーフィン１２により分割して、分割された各通路１１２ａ〜１１２ｅの全てにおいて、内接円１１２ｉの半径Ｒｉが非流入時フィレット半径Ｒ以上となるように形成していたが、少なくともかしめ部（係合部）１１１に隣接する通路１１２ａ、１１２ｂにおいて、内接円１１２ｉの半径Ｒｉが非流入時フィレット半径Ｒ以上となるように形成したものであってもよい。

ヘッダタンク３からチューブ１１内へは、このかしめ部１１１を介してろう材が流入する。そして、このかしめ部１１１に隣接した流体通路１１２ａ、１１２ｂに流入してフィレット９２を増大させた後、他の流体通路１１２ｃ等に流入する。したがって、少なくともかしめ部１１１に隣接する通路１１２ａ、１１２ｂを、内接円１１２ｉの半径Ｒｉが非流入時フィレット半径Ｒ以上であれば、ヘッダタンク３からコア部２へのろう材の移動を抑制することが可能である。

また、上記一実施形態では、タンク側のろう材と繋がる（溶融時に連続する）コア部２側のろう材は、チューブ１１とインナーフィン１２とを接合するろう材であったが、タンク側のろう材と繋がるのであれば、コア部２側のろう材は、チューブ１１とアウターフィン２０とを接合するろう材であっても、本発明を適用することができる。

すなわち、ろう付工程において、ヘッダタンク３、４のろう材がコア部２のチューブ１１とアウターフィン２０との接合箇所に移動することを抑制することができる。この結果、ヘッダタンク３、４においてろう材が不足してろう付不良を発生したり、コア部２の外部流体通路をろう材が閉塞したりすることを防止することができ、熱交換器としての機能障害が発生することを防止することができる。

また、上記一実施形態では、ろう材はいずれも蒸発器の構成部材に予めクラッドされていたが、置きろう材を配置するものであってもよい。

また、上記一実施形態では、ヘッダタンクはタンクヘッダとプレートヘッダ等を組み合わせて構成していたが、タンク構成はこれに限定されるものではない。例えば、一体筒状のタンク本体部にキャップ等を組み合わせるものであってもよい。また、ヘッダタンクの配置は、コア部２の上下に限定されるものではない。

また、上記一実施形態では、チューブ１１は１枚の板状部材により形成されていたが、複数の部材により構成するものであってもよい。例えば、２枚の板状部材を組み合わせてチューブとし、断面長径方向の両端部に係合部を形成したものであってもよい
また、上記一実施形態では、熱交換器は蒸発器１であったが、これに限定されるものではない。例えば、車載用の凝縮器、ヒータコア、ラジエータ等の熱交換器であってもよいし、定置式の熱交換器であっても、本発明は広く適用することが可能である。

本発明を適用した一実施形態における熱交換器である蒸発器１の全体構成を示す外観斜視図である。 図１における上ヘッダタンク３近傍を示す断面図であり、（ａ）はヘッダタンク３延設方向（チューブ１０積層方向）に直交する断面を、（ｂ）はヘッダタンク３延設方向に沿った断面を示している。 蒸発器１のコア部２に使用されるインナーフィンチューブ１０の断面図である。 蒸発器１の概略製造工程を示す図である。 工程別要部断面図で、仮組み工程の状態を示しており、（ａ）は、図２（ａ）におけるＣ部拡大図、（ｂ）は、図３におけるＤ部拡大図である。 工程別要部断面図で、仮組み工程の状態を示しており、図３におけるＥ部拡大図である。 ヘッダタンクに非流入時フィレットが形成された場合を示す要部断面図である。 工程別要部断面図で、ろう付工程の状態を示しており、（ａ）は、図２（ａ）におけるＣ部拡大図、（ｂ）は、図３におけるＤ部拡大図である。 ろう材の流動係数の温度特性を示すグラフである。 比較例における要部断面図である。

符号の説明

１ 蒸発器（熱交換器）
２ コア部（熱交換部）
３、４ ヘッダタンク
１０ インナーフィンチューブ
１１ チューブ
１２ インナーフィン
９３Ａ 非流入時フィレット
１１２、１１２ａ〜１１２ｅ 通路（内部流体通路）
１１２ｉ 内接円
１２２ ろう材層（ろう材、コア部に配置されたろう材）
２１０ チューブ体成形工程（コア部ろう材配置工程）
２２０ タンク構成部材成形工程（タンクろう材配置工程）
２３０ 仮組み工程
２３０Ａ 仮固定体形成工程
２４０ ろう付工程（接合工程）
３１２、３２２ ろう材層（ろう材、ヘッダタンクに配置されたろう材）
Ｒ 非流入時フィレット半径
Ｒｉ 内接円半径

Claims (8)

1. 複数のチューブ（１１）からなり、内部流体と外部流体との熱交換を行なうためのコア部（２）と、
   前記複数のチューブ（１１）の開口端部が挿入接続されて、各チューブ（１１）内と連通するヘッダタンク（３、４）とを備え、
   前記コア部（２）および前記ヘッダタンク（３、４）が一体ろう付されてなる熱交換器であって、
   前記コア部（２）は、
   前記ヘッダタンク（３）に形成されるろう材フィレット（９３Ａ）の曲率半径をＲとしたときに、
   流体の通路（１１２）断面の内接円（１１２ｉ）の半径（Ｒｉ）が前記Ｒ以上となるように形成されていることを特徴とする熱交換器。
2. 前記チューブ（１１）は、内部にインナーフィン（１２）が備えられて内部流体の通路（１１２）を複数に仕切られており、
   前記コア部（２）は、前記チューブ（１１）の仕切られた複数の内部流体通路（１１２ａ〜１１２ｅ）の全てにおいて、前記内接円（１１２ｉ）の半径（Ｒｉ）が前記Ｒ以上となるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
3. 前記チューブ（１１）は、板状部材を曲折して両縁部を相互に係合した係合部（１１１）を接合してなるとともに、内部にインナーフィン（１２）が備えられて内部流体の通路（１１２）を複数に仕切られており、
   前記コア部（２）は、前記チューブ（１１）の仕切られた複数の内部流体通路（１１２ａ〜１１２ｅ）のうち、少なくとも前記係合部（１１１）に隣接する通路（１１２ａ、１１２ｂ）において、前記内接円（１１２ｉ）の半径（Ｒｉ）が前記Ｒ以上となるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
4. 前記一体ろう付は、前記コア部（２）および前記ヘッダタンク（３、４）に予め配置されたろう材（１２２、３１２、３２２）によりなされており、
   予め前記ヘッダタンク（３）に配置されたろう材（３１２、３２２）は、予め前記コア部（２）に配置されたろう材（１２２）より、前記一体ろう付温度における流動性が低いことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１つに記載の熱交換器。
5. 複数のチューブ（１１）からなり、内部流体と外部流体との熱交換を行なうためのコア部（２）と、
   前記複数のチューブ（１１）の開口端部が挿入接続されて、各チューブ（１１）内と連通するヘッダタンク（３、４）とを備える熱交換器の製造方法であって、
   前記ヘッダタンク（３）にろう付接合のためのろう材（３１２、３２２）を配置するタンクろう材配置工程（２２０）と、
   前記コア部（２）とろう材（３１２、３２２）を配置した前記ヘッダタンク（３）との仮固定体を形成する仮固定体形成工程（２３０Ａ）と、
   前記仮固定体を加熱して一体ろう付するろう付工程（２４０）とを備え、
   前記タンクろう材配置工程（２２０）で配置されたろう材（３１２、３２２）が、前記ろう付工程（２４０）において前記ヘッダタンク（３）に全て滞留した場合に、前記ヘッダタンク（３）に形成されるろう材フィレット（９３Ａ）の曲率半径をＲとしたときに、
   前記仮固定体形成工程（２３０Ａ）では、流体の通路（１１２）断面の内接円（１１２ｉ）の半径（Ｒｉ）が前記Ｒ以上となるように前記コア部（２）を仮固定することを特徴とする熱交換器の製造方法。
6. 前記仮固定体形成工程（２３０Ａ）では、
   前記チューブ（１１）にインナーフィン（１２）を内装して内部流体の通路（１１２）を複数に仕切り、
   仕切った複数の内部流体通路（１１２ａ〜１１２ｅ）の全てにおいて、前記内接円（１１２ｉ）の半径（Ｒｉ）が前記Ｒ以上となるように前記コア部（２）を仮固定することを特徴とする請求項５に記載の熱交換器の製造方法。
7. 前記仮固定体形成工程（２３０Ａ）では、
   板状部材を曲折して両縁部を相互に係合した係合部（１１１）を有する前記チューブ（１１）を形成するとともに、前記チューブ（１１）にインナーフィン（１２）を内装して内部流体の通路（１１２）を複数に仕切り、
   仕切った複数の内部流体通路（１１２ａ〜１１２ｅ）のうち、少なくとも前記係合部（１１１）に隣接する通路（１１２ａ、１１２ｂ）において、前記内接円（１１２ｉ）の半径（Ｒｉ）が前記Ｒ以上となるように前記コア部（２）を仮固定することを特徴とする請求項５に記載の熱交換器の製造方法。
8. 前記コア部（２）にろう付接合のためのろう材（１２２）を配置するコア部ろう材配置工程（２１０）を備え、
   前記タンクろう材配置工程（２２０）では、前記コア部ろう材配置工程（２１０）で配置するろう材（１２２）より、前記ろう付工程（２４０）の加熱温度において流動性が低いろう材（３１２、３２２）を配置することを特徴とする請求項５ないし請求項７のいずれか１つに記載の熱交換器の製造方法。

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