(57)【要約】【課題】  本来のろう付け時の条件下において、塗装に代わる着色の得られる熱交換器およびその製造方法を提供する。【解決手段】アルミニウム製またはアルミニウム合金製の熱交換器において、コア部１１０表面の少なくとも一部は、黒色金属系酸化物が混合される非腐食性フラックスによって形成される黒色の着色層を有するものとする。  また、上記熱交換器の製造方法としては、ろう付け用の非腐食性フラックスと黒色金属系酸化物とを混合した塗料組成物を予めコア部１１０の所定部位に塗布して、ろう付けを行うものとする。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム製またはアルミニウム合金製のチューブ（１１１）およびフィン（１１２）がろう付けされて形成されるコア部（１１０）を有する熱交換器において、
前記コア部（１１０）表面の少なくとも一部は、黒色金属系酸化物が混合される非腐食性フラックスによって形成される黒色の着色層を有することを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記黒色金属系酸化物は、黒色酸化鉄であることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
前記非腐食性フラックスと前記黒色金属系酸化物との混合比率は、それぞれ７５〜９８ｗｔ％、２〜２５ｗｔ％の範囲で調整されたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の熱交換器。
【請求項４】
前記黒色金属系酸化物が混合される前記非腐食性フラックスの使用量は、４〜２８ｇ／ｍ２であることを特徴とする請求項３に記載の熱交換器。
【請求項５】
アルミニウム製またはアルミニウム合金製のチューブ（１１１）およびフィン（１１２）をろう付けすることで形成されるコア部（１１０）を有する熱交換器の製造方法であって、
ろう付け用の非腐食性フラックスと黒色金属系酸化物とを混合した塗料組成物を予め前記コア部（１１０）の所定部位に塗布して、ろう付けを行うことを特徴とする熱交換器の製造方法。
【請求項６】
前記塗料組成物に、水または樹脂バインダを加え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。
【請求項７】
前記黒色金属系酸化物として、黒色酸化鉄を使用することを特徴とする請求項５または請求項６に記載の熱交換器の製造方法。
【請求項８】
前記塗料組成物を準備する際に、前記非腐食性フラックス、前記黒色金属系酸化物、前記水または前記樹脂バインダの混合比率をそれぞれ、６０〜９６ｗｔ％、２〜２０ｗｔ％、２〜２０ｗｔ％の範囲で調整することを特徴とする請求項６または請求項７に記載の熱交換器の製造方法。
【請求項９】
前記塗料組成物を予め前記コア部（１１０）の所定部位に塗布する際に、塗布量を５〜３０ｇ／ｍ２にすることを特徴とする請求項８に記載の熱交換器の製造方法。
【請求項１０】
前記塗料組成物を準備する際に、前記非腐食性フラックス、前記黒色金属系酸化物の混合比率をそれぞれ、７５〜９８ｗｔ％、２〜２５ｗｔ％の範囲で調整することを特徴とする請求項５または請求項７に記載の熱交換器の製造方法。
【請求項１１】
前記塗料組成物を予め前記コア部（１１０）の所定部位に塗布する際に、塗布量を４〜２８ｇ／ｍ２にすることを特徴とする請求項１０に記載の熱交換器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非腐食性フラックスを用いてろう付けすると共に、ろう付け後の塗装を不要とするアルミニウム製の熱交換器およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の熱交換器として、例えば特許文献１に示されるものが知られている。即ち、この熱交換器は、アルミニウム製のチューブおよびフィンがろう付けされてコア部が形成されるものであって、ろう付け時に、顔料形成性水溶性化合物が添加されたノコロックフラックスが用いられるものとしている。
【０００３】
これにより、熱交換器の表面はノコロックフラックスの無機焼結層に被覆されるが、この無機焼結層は、顔料形成性水溶性化合物がろう付け時の熱により反応して生成した顔料により着色されるので、ろう付け後の塗装による表面処理を不要としている。
【０００４】
更にここでは、顔料形成性水溶性化合物は、攪拌処理を行わなくてもフラックス中において均一に分散されるので作業が容易となる。そして、上記無機焼結層における顔料の分布も均一となり、色むらを無くして商品性を高めるようにしている。
【特許文献１】特公平６−４７１９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、顔料形成性水溶性化合物は、ろう付け時の加熱によって着色が進行するものであるので、ろう付け時の温度および時間の条件によっては、着色が充分に進まない場合が考えられる。
【０００６】
本発明の目的は、上記問題に鑑み、本来のろう付け時の条件下において、塗装に代わる着色の得られる熱交換器およびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。
【０００８】
請求項１に記載の発明では、アルミニウム製またはアルミニウム合金製のチューブ（１１１）およびフィン（１１２）がろう付けされて形成されるコア部（１１０）を有する熱交換器において、コア部（１１０）表面の少なくとも一部は、黒色金属系酸化物が混合される非腐食性フラックスによって形成される黒色の着色層を有することを特徴としている。
【０００９】
これにより、黒色金属系酸化物は、ろう付けの前段階から文字通り黒色を呈するものであるので、ろう付け時の条件下で着色の進行が遅れることはなく、塗装に代わる着色層を有する熱交換器（１００）とすることができる。
【００１０】
上記黒色金属系酸化物としては、コストや安全性の点から、請求項２に記載の発明のように、黒色酸化鉄を用いて好適である。
【００１１】
請求項３に記載の発明では、非腐食性フラックスと黒色金属系酸化物との混合比率は、それぞれ７５〜９８ｗｔ％、２〜２５ｗｔ％の範囲で調整されたことを特徴としている。
【００１２】
これにより、ろう付け性および防眩性共に優れる熱交換器（１００）とすることができる。
【００１３】
そして、請求項４に記載の発明のように、黒色金属系酸化物が混合される非腐食性フラックスの使用量は、４〜２８ｇ／ｍ２が適切である。
【００１４】
請求項５に記載の発明では、アルミニウム製またはアルミニウム合金製のチューブ（１１１）およびフィン（１１２）をろう付けすることで形成されるコア部（１１０）を有する熱交換器の製造方法であって、ろう付け用の非腐食性フラックスと黒色金属系酸化物とを混合した塗料組成物を予めコア部（１１０）の所定部位に塗布して、ろう付けを行うことを特徴としている。
【００１５】
これにより、請求項１に記載の熱交換器（１００）を製造することができる。
【００１６】
上記塗料組成物には、請求項６に記載の発明のように、水または樹脂バインダを加えるようにしても良く、これにより、単品状態で予めチューブ（１１１）やフィン（１１２）に塗料組成物を塗布して製造することができる。
【００１７】
黒色金属系酸化物としては、コストや安全性の点から、請求項７に記載の発明のように、黒色酸化鉄を使用するのが良い。
【００１８】
請求項６または請求項７に記載の発明において、請求項８に記載の発明では、塗料組成物を準備する際に、非腐食性フラックス、黒色金属系酸化物、水または樹脂バインダの混合比率をそれぞれ、６０〜９６ｗｔ％、２〜２０ｗｔ％、２〜２０ｗｔ％の範囲で調整することを特徴としている。
【００１９】
これにより、塗料組成物の塗布性、ろう付け性および防眩性に優れる熱交換器の製造方法とすることができる。
【００２０】
そして、請求項９に記載の発明のように、請求項８に記載の発明の塗料組成物を予めコア部（１１０）の所定部位に塗布する際に、塗布量は５〜３０ｇ／ｍ２にするのが良い。
【００２１】
請求項５または請求項７に記載の発明においては、請求項１０に記載の発明のように、塗料組成物を準備する際に、非腐食性フラックス、黒色金属系酸化物の混合比率をそれぞれ、７５〜９８ｗｔ％、２〜２５ｗｔ％の範囲で調整するのが良い。
【００２２】
また、請求項１１に記載の発明のように、請求項１０に記載の発明の塗料組成物を予めコア部（１１０）の所定部位に塗布する際に、塗布量を４〜２８ｇ／ｍ２にするのが良い。
【００２３】
尚、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について、図１、図２を用いて説明する。第１実施形態は、本発明の熱交換器を自動車用空調装置の冷凍サイクル内に配設されるコンデンサ１００に適用したものである。尚、図１はコンデンサ１００を示す正面図、図２は種々ろう付け条件を変更した場合の評価結果を示す表である。
【００２５】
コンデンサ１００は、アルミニウムあるいはアルミニウム合金から成るチューブ１１１、フィン１１２、ヘッダタンク１２０から構成されている。即ち、断面扁平状のチューブ１１１が複数積層され、このチューブ１１１の間に波形のフィン（コルゲートフィン）１１２が介在されて、コア部１１０を形成している。そして、チューブ１１１の長手方向の両端部に円筒状を成す一対のヘッダタンク１２０が接続されている。上記各部材１１１、１１２、１２０は、ノコロックろう付け（非腐食性のフラックスを用いたろう付け）によって、一体的に接合されている。
【００２６】
このコンデンサ１００は、車両エンジンルーム内の前方（グリルの後方）に配置され、チューブ１１１（コア部１１０）内を流通する高温高圧の蒸気冷媒を外気によって冷却して、凝縮液化する。コア部１１０のチューブ１１１の表面には、ろう付けの際に黒色の着色層が形成されるようにしており、車両グリル側から見た時の防眩性が得られるようになっている。
【００２７】
次に、上記黒色の着色層を有するコンデンサ１００の製造方法について説明する。
【００２８】
まず、ろう付け時に使用するフラックスは、ヘキサフルオロアルミン酸カリウム（Ｋ３ＡｌＦ６）とテトラフルオロアルミン酸カリウム（ＫＡｌＦ４）との混合物から成るフルオロアルミン酸カリウム（以下、ノコロックフラックス）に、黒色金属系酸化物としての黒色酸化鉄（Ｆｅ３Ｏ４）、および熱分解性樹脂バインダを混合した塗料組成物としている。上記ノコロックフラックス、黒色酸化鉄、樹脂バインダの混合比率（重量比）は、図２中のテストＮｏ１４に示すように、８５：１０：５としている。
【００２９】
そして、例えばＡｌ−０．５％Ｃｕ−０．１５Ｍｎ材から、押出し成形により、内部に複数の流路を有するチューブ１１１を形成して、このチューブ１１１の表面に、予め上記塗料組成物をロールコート法等によって１０ｇ／ｍ２塗布しておく（図２中のテストＮｏ１４）。
【００３０】
そして、薄肉の帯板材からローラ加工により波形のフィン１１２を成形する。帯板材の材質は、例えば２．５％Ｚｎが添加されたＡ３００３を芯材として、表面（両面）にろう材がクラッドされたものとしている。
【００３１】
そして、上記チューブ１１１とフィン１１２とを交互に積層し、コア部１１０として組み立てる。
【００３２】
ヘッダタンク１２０は、上記フィン１１２と同様に、予め表面にろう材がクラッドされたものを用いており、更に、この表面に上記チューブ１１１と同様に塗料組成物を塗布しておき、チューブ１１１の長手方向の両端部と嵌合させて、コンデンサ１００としての組立て体とする。
【００３３】
そして、上記組立て体を窒素（Ｎ２）雰囲気中のろう付け炉内に投入して、各部材１１１、１１２、１２０を一体的にろう付けする。この時、フラックス（塗料組成物）が塗布されたチューブ１１１およびヘッダタンク１２０の表面には、予め混合された黒色酸化鉄によって、厚さ２〜２０μｍ程度の黒色の着色層（残渣層）が形成されることになる。
【００３４】
図２中のテストＮｏ１４に示すように、チューブ１１１、ヘッダタンク１２０に塗料組成物を塗布した後の塗料密着性、コンデンサ１００としてのろう付け性、更には黒色酸化鉄による防眩性は、共に良好な結果であった。
【００３５】
尚、塗料密着性は、鉛筆を用いた引っかきによって、ろう付け前の塗料組成物が剥がれるか否かを評価したもので、硬度が３Ｂ以上の鉛筆芯で引っかいても剥がれなかった場合を○と判定している。また、ろう付け性については、チューブ１１１とフィン１１２との接合率で評価しており、接合率９５％以上を○と判定している。更に、防眩性の評価については、目視による官能評価とした。
【００３６】
このように、黒色酸化鉄（黒色金属系酸化物）は、ろう付けの前段階から文字通り黒色を呈するものであるので、ろう付け時の条件（ろう付け温度、ろう付け時間条件）のもとで着色の進行が遅れることはなく、充分な防眩性を有するコンデンサ１００とすることができ、ろう付け後の塗装を不要とすることができる。
【００３７】
ここで、ノコロックフラックスの混合比率が少ないと、ろう付け性が悪化し、黒色酸化鉄の混合比率が少ないと、防眩性が悪化し、樹脂バインダの混合比率が少ないと、密着性が悪化し、これらの塗料組成物の塗布量自体が少ないと、上記各特性が悪化する。また、逆に各混合比率の上限側が多すぎると１００％配合が不能となり、更に塗布量が多すぎると無駄な使用量が増えることから、図２に示すように、塗料組成物のノコロックフラックス、黒色酸化鉄、樹脂バインダの混合比率および、塗料組成物の塗布量に対して種々水準をとって（テストＮｏ１〜１３、１５〜２３）、塗料の密着性、ろう付け性、防眩性を評価し、塗料組成物における各混合比率、塗布量の最適値を以下のように決定した。
【００３８】
即ち、塗料組成物の各混合比率は、ノコロックフラックスが６０〜９６ｗｔ％、黒色酸化鉄が２〜２０ｗｔ％、樹脂バインダが２〜２０ｗｔ％の範囲で調整するのが良く、また、上記のように調整された塗料組成物の塗布量としては、５〜３０ｇ／ｍ２とするのが良い。
【００３９】
尚、上記第１実施形態では、塗料組成物を予めチューブ１１１、ヘッダタンク１２０の単品状態において予め塗布するものとして説明したが、これに限らず、コンデンサ１００の組立て体を形成した後に、全体に塗布するようにしても良い。
【００４０】
また、塗料組成物に混合される樹脂バインダを水に代えても良い。上記のように組立て体の全体に塗料組成物を塗布する場合に、ノズルを用いて噴霧することが考えられる。この時、樹脂バインダではノズルの詰まりが懸念されるが、水を用いることでそれが解消できる。
【００４１】
（第２実施形態）
塗料組成物としては、上記第１実施形態に対して、ノコロックフラックスと黒色金属系酸化物（黒色酸化鉄）とから成るものとしても良い。この時の、混合比率は、上記第１実施形態で説明した、混合比率から樹脂バインダを除いて、ノコロックフラックスと黒色酸化鉄との比率を維持しつつ、両者を合わせたときに１００％となるように、ノコロックフラックス７５〜９８ｗｔ％、黒色酸化鉄２〜２５ｗｔ％の範囲で調整するのが良い。また、塗料組成物の塗布量は、樹脂バインダの分を除き、４〜２８ｇ／ｍ２とするのが良い。
【００４２】
これにより、ノコロックフラックスを乾式タイプのフラックスとして使用できるので、製造工程のクリーン化や設備メンテナンスの容易化が図れる。
【００４３】
（その他の実施形態）
上記第１、第２実施形態では、黒色金属系酸化物としては、黒色酸化鉄を例に説明したが、これに限らず、その他にも過酸化銀（ＡｇＯ２）や硫化銅（ＣｕＳ）等を用いても良い。
【００４４】
また、非腐食性フラックスとしては、ノコロックフラックス（フルオロアルミン酸カリウム）に代えて、フルオロ亜鉛酸カリウムを用いても良い。
【００４５】
また、熱交換器としてはコンデンサ１００に限らず、他のラジエータ、インタークーラ、オイルクーラ等に適用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】コンデンサの外観を示す正面図である。
【図２】種々ろう付け条件を変更した場合の評価結果を示す表である
【符号の説明】
【００４７】
１００  コンデンサ（熱交換器）
１１０  コア部
１１１  チューブ
１１２  フィン
【図１】
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【図２】
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