(57)【要約】【課題】チューブとヘッダーとの接合部におけるろう材の流れを制御することによってエロージョンの発生を制御し、ひいては耐食性に優れた熱交換器用チューブを提供する。【解決手段】  アルミニウム製の扁平状チューブ13の表面に溶射によるＡｌ−Ｓｉ系合金ろう材層15が形成され、フィン2と交互に積層配置されるとともに、長さ方向の両端の差込部18がヘッダーに差し込まれて該ヘッダーに連通接続される熱交換器用チューブ10であって、前記差込部18またはチューブ13の側壁14の少なくとも一方に、溶融したＡｌ−Ｓｉ系合金ろう材を誘導する溝17が形成されていることを特徴とする。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム製の扁平状チューブの表面に溶射によるＡｌ−Ｓｉ系合金ろう材層が形成され、フィンと交互に積層配置されるとともに、長さ方向の両端の差込部がヘッダーに差し込まれて該ヘッダーに連通接続されるチューブであって、
前記差込部またはチューブの側壁の少なくとも一方に、溶融したＡｌ−Ｓｉ系合金ろう材を誘導する溝が形成されていることを特徴とする熱交換器用チューブ。
【請求項２】
前記溝が前記差込部の側壁に形成されている請求項１に記載の熱交換器用チューブ。
【請求項３】
前記溝が一方の差込部から他方の差込部に連続して形成されている請求項２に記載の熱交換器用チューブ。
【請求項４】
前記溝が差込部から差込部外に延長されて形成されている請求項２に記載の熱交換器用チューブ。
【請求項５】
前記溝が前記差込部の上壁または下壁の少なくとも一方に形成されている請求項１〜４のいずれか１項に記載の熱交換器用チューブ。
【請求項６】
前記溝が、チューブ内部に設けられた仕切壁の対応位置に形成されている請求項５に記載の熱交換器用チューブ。
【請求項７】
前記溝は、開口幅（Ｗ）と深さ（Ｄ）との比（Ｗ／Ｄ）が１以下である請求項１〜６のいずれか１項に記載の熱交換器用チューブ。
【請求項８】
前記溝の深さ（Ｄ）が３０〜３００μｍである請求項１〜７のいずれか１項に記載の熱交換器用チューブ。
【請求項９】
前記溝の長さが３〜５mmである請求項５〜８のいずれか１項に記載の熱交換器用チューブ。
【請求項１０】
前記溝が形成されている壁部の対応部分に、内側に突出する溝受け部が形成されている請求項１〜５，７〜９のいずれか１項に記載の熱交換器用チューブ。
【請求項１１】
前記ろう材層の厚さが３〜５０μｍである請求項１〜１０のいずれか１項に記載の熱交換器用チューブ。
【請求項１２】
アルミニウム製の扁平状チューブを押出成形する押出工程と、
前記押出成形されたチューブを所定長さに切断する切断工程と、
前記チューブの表面にＡｌ−Ｓｉ系合金ろう材を溶射してろう材層を形成する溶射工程と、
前記チューブの両端部または側壁の少なくとも一方に溝を形成する溝形成工程とを含有することを特徴とする熱交換器用チューブの製造方法。
【請求項１３】
前記押出工程直後に前記溶射工程を行う請求項１２に記載の熱交換器用チューブの製造方法。
【請求項１４】
前記押出工程と前記溝形成工程とを同一工程で行う請求項１２または１３に記載の熱交換器用チューブの製造方法。
【請求項１５】
前記切断工程と溝形成工程とを同一工程で行う請求項１２または１３に記載の熱交換器用チューブの製造方法。
【請求項１６】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載された熱交換器用チューブと、ベアフィンと、ヘッダー芯材の外周面にろう材層が形成され、前記熱交換器用チューブを差し込む差込孔が穿設された中空ヘッダーとを用い、
熱交換器コアとして、前記熱交換器用チューブとベアフィンとを交互に積層配置するとともに、前記熱交換器用チューブの両端の差込部を、対向配置した前記ヘッダーの差込孔に差し込んで連通状態に組み付け、これらを一括ろう付すること特徴とする熱交換器の製造方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載された熱交換器の製造方法により製造されたことを特徴とする熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、熱交換器に用いられる熱交換器用チューブおよびその製造方法に関し、さらには該熱交換器用チューブを用いた熱交換器およびその製造方法に関する。
【０００２】
なお、この明細書において、「アルミニウム」の語は、アルミニウムおよびその合金を含む意味で用いる。また、この明細書において、「Ａｌ」の表記は、アルミニウムの金属単体を意味する。
【背景技術】
【０００３】
積層型熱交換器として、扁平状チューブとフィンとを交互に積層配置し、チューブの両端部をヘッダーに穿設された差込孔に差し込んでチューブとヘッダーとを連結したものがある。このような積層型熱交換器では、チューブおよびヘッダーの表面にろう材層を付与し、これらをベアフィンと組み合わせ、炉内で一括ろう付して一体化することが行われている。また、各部材間のろう付性を向上させるために、次のような種々の提案がなされている。
【０００４】
前記ろう材層付与チューブとして、押出チューブの表面にろう合金を溶射することによってろう材層が形成されたものがある（特許文献１）。
【０００５】
また、ろう材付与チューブにおいて、チューブ母材表面に微細な凹凸を形成するとともに、溶射されたろう材層の最凸部と母材の最凸部との差を規定したものがある。このろう材付与チューブは、チューブとフィンとをコア組みしてろう付する際にこれらの接合部におけるろう切れ防止を目的とするものである（特許文献２）。
【０００６】
また、ろう材層付与ヘッダーとしては、差込孔の周囲に該差込孔に向かう溝を設けたものがある。このようなヘッダーは、溶融したろう材を差込孔とチューブとの間の隙間に誘導することにより、これらの接合部におけるろう切れを防止する目的で提案されたものである（特許文献３）。
【特許文献１】特開昭５９−１０４６７号公報
【特許文献２】特開平１１−３３７０９号公報
【特許文献３】特開平８−１７０８９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、ろう材層が付与されたチューブおよびヘッダー、ベアフィンを組み合わせて一括ろう付すると、チューブとヘッダーとの接合部において、ヘッダーにクラッドされたろう材がチューブの上下壁に流れてろう材過剰となり、過剰ろう材に起因してチューブにエロージョン（ろう材のチューブへの侵食）が発生するという問題点があった。特に、特許文献２に記載された表面に凹凸が形成されたチューブを用いると、板厚の薄い凹部でエロージョンが発生し、熱交換器コアとしての耐圧試験を満足しなくなる可能性がある。また、フィンに多量のろう材が流れ込んで激しいエロージョンを発生するという問題点もあった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上述した背景技術に鑑み、チューブとヘッダーとの接合部におけるろう材の流れを制御することによってエロージョンの発生を制御し、ひいては耐圧強度を確保しうる熱交換器用チューブおよびその製造方法を提供することを目的とする、さらに、この熱交換器用チューブを用いた熱交換器およびその製造方法の提供を目的とする。
【０００９】
即ち、本発明の熱交換器用チューブは下記［１］〜［１１］に記載された構成を有する。
【００１０】
［１］  アルミニウム製の扁平状チューブの表面に溶射によるＡｌ−Ｓｉ系合金ろう材層が形成され、フィンと交互に積層配置されるとともに、長さ方向の両端の差込部がヘッダーに差し込まれて該ヘッダーに連通接続されるチューブであって、前記差込部またはチューブの側壁の少なくとも一方に、溶融したＡｌ−Ｓｉ系合金ろう材を誘導する溝が形成されていることを特徴とする熱交換器用チューブ。
【００１１】
［２］  前記溝が前記差込部の側壁に形成されている［１］に記載の熱交換器用チューブ。
【００１２】
［３］  前記溝が一方の差込部から他方の差込部に連続して形成されている［２］に記載の熱交換器用チューブ。
【００１３】
［４］  前記溝が差込部から差込部外に延長されて形成されている［２］に記載の熱交換器用チューブ。
【００１４】
［５］  前記溝が前記差込部の上壁または下壁の少なくとも一方に形成されている［１］〜［４］のいずれか１項に記載の熱交換器用チューブ。
【００１５】
［６］  前記溝が、チューブ内部に設けられた仕切壁の対応位置に形成されている［５］に記載の熱交換器用チューブ。
【００１６】
［７］  前記溝は、開口幅（Ｗ）と深さ（Ｄ）との比（Ｗ／Ｄ）が１以下である［１］〜［６］のいずれか１項に記載の熱交換器用チューブ。
【００１７】
［８］  前記溝の深さ（Ｄ）が３０〜３００μｍである［１］〜［７］のいずれか１項に記載の熱交換器用チューブ。
【００１８】
［９］  前記溝の長さが３〜５mmである［５］〜［８］のいずれか１項に記載の熱交換器用チューブ。
【００１９】
［１０］  前記溝が形成されている壁部の対応部分に、内側に突出する溝受け部が形成されている［１］〜［５］，［７］〜［９］のいずれか１項に記載の熱交換器用チューブ。
【００２０】
［１１］  前記ろう材層の厚さが３〜５０μｍである［１］〜［１０］のいずれか１項に記載の熱交換器用チューブ。
【００２１】
また、本発明の熱交換器用チューブの製造方法は下記［１２］〜［１５］に記載された構成を有する。
【００２２】
［１２］  アルミニウム製の扁平状チューブを押出成形する押出工程と、前記押出成形されたチューブを所定長さに切断する切断工程と、前記チューブの表面にＡｌ−Ｓｉ系合金ろう材を溶射してろう材層を形成する溶射工程と、前記チューブの両端部または側壁の少なくとも一方に溝を形成する溝形成工程とを含有することを特徴とする熱交換器用チューブの製造方法。
【００２３】
［１３］  前記押出工程直後に前記溶射工程を行う［１２］に記載の熱交換器用チューブの製造方法。
【００２４】
［１４］  前記押出工程と前記溝形成工程とを同一工程で行う［１２］または［１３］に記載の熱交換器用チューブの製造方法。
【００２５】
［１５］  前記切断工程と溝形成工程とを同一工程で行う［１２］または［１３］に記載の熱交換器用チューブの製造方法。
【００２６】
また、本発明の熱交換器の製造方法は下記［１６］に記載された構成を有する。
【００２７】
［１６］  ［１］〜［１１］のいずれか１項に記載された熱交換器用チューブと、ベアフィンと、ヘッダー芯材の外周面にろう材層が形成され、前記熱交換器用チューブを差し込む差込孔が穿設された中空ヘッダーとを用い、熱交換器コアとして、前記熱交換器用チューブとベアフィンとを交互に積層配置するとともに、前記熱交換器用チューブの両端の差込部を、対向配置した前記ヘッダーの差込孔に差し込んで連通状態に組み付け、これらを一括ろう付すること特徴とする熱交換器の製造方法。
【００２８】
また、本発明の熱交換器は下記［１７］に記載された構成を有する。
【００２９】
［１７］  ［１６］に記載された熱交換器の製造方法により製造されたことを特徴とする熱交換器。
【発明の効果】
【００３０】
［１］の発明にかかる熱交換器用チューブでは、熱交換器用チューブとヘッダーの接合部において、溶融したろう材の流れが溝に誘導されるため、チューブの上下壁のヘッダー近傍部（Ｓ）には過剰なろう材が流れ込まない。従って、エロージョンは、チューブの耐圧強度の低下に対して影響の少ない差込部または側壁で発生し、多大な影響を及ぼすヘッダー近傍部（Ｓ）では発生が抑制され、ひいては耐圧強度の低下を抑制しうる。
【００３１】
［２］〜［５］の各発明にかかる熱交換器用チューブでは、エロージョンの発生位置が特に適正に制御される。
【００３２】
［６］の発明にかかる熱交換器用チューブでは、溝を形成しても肉厚が確保され、耐圧強度の低下が抑制される。
【００３３】
［７］［８］の各発明にかかる熱交換器用チューブでは、ろう材の流れが効率良く誘導される。
【００３４】
［９］の発明にかかる熱交換器用チューブは、汎用性に優れている。
【００３５】
［１０］の発明にかかる熱交換器用チューブでは、溝を形成しても肉厚が確保され、耐圧強度の低下が抑制される。
【００３６】
［１１］の発明にかかる熱交換器用チューブでは、ろう付性および耐食性に優れている。
【００３７】
［１２］の発明にかかる熱交換器用チューブの製造方法によれば、［１］〜［１１］に記載された熱交換器用チューブを効率良く製造できる。
【００３８】
［１３］〜［１５］の各発明にかかる熱交換器用チューブの製造方法によれば、特に効率良く熱交換器用チューブを製造できる。
【００３９】
［１６］の発明にかかる熱交換器の製造方法によれば、耐食性に優れた熱交換器を製造できる。
【００４０】
［１７］の発明にかかる熱交換器は、エロージョンの発生位置が耐圧強度の低下に対して影響の少ない部分に制御されるために耐食性に優れている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
図１は、この発明の一実施形態に係る熱交換器を示す正面図である。この熱交換器(1)は、自動車用カーエアコンにおける冷凍サイクルのコンデンサとして用いられるものであって、マルチフロータイプの熱交換器を構成するものである。
【００４２】
即ち、この熱交換器(1)は、平行に配置された垂直方向に沿う左右一対の中空ヘッダー(20)(20)間に、熱交換管路としての水平方向に沿う多数本の扁平な熱交換器用チューブ(10)が、各両端を両中空ヘッダー(20)(20)に連通接続した状態で並列に配置されることによってコアが組み付けられ、これら熱交換器用チューブ(10)の各間および最外側のチューブの外側にコルゲートフィン(2)が配置され、さらに最外側のコルゲートフィン(2)の外側にサイドプレート(3)が配置されている。
【００４３】
前記熱交換器用チューブ(10)は、図２および図３に示すように、アルミニウムの中空押出材からなり、長さ方向に連続して延びる仕切壁(11)によって内部が複数本の冷媒流路(12)に区分けされている。この熱交換器用チューブ(10)は、扁平状チューブ(13)の上下壁(14)(14)表面にＡｌ−Ｓｉ系合金からなるろう材が溶射されてろう材層(15)が形成されたものからなり、チューブ(13)の両側壁(16)(16)に長さ方向に沿って溝(17)が形成されている。また、熱交換器用チューブ両端部の(18)で示される部分は、後述のヘッダー(20)内に差し込まれる差込部である。
【００４４】
前記コルゲートフィン(2)は、図２に示すように、ろう材がクラッドされていないベアフィンにより構成されている。
【００４５】
前記ヘッダー(20)は、図４に示すように、ヘッダー芯材(21)にろう材層(22)が形成された中空クラッド材からなり、チューブ(10)を差し込むための複数の差込孔(23)が穿設されている。
【００４６】
そして、熱交換器(1)は、前記チューブ(10)とフィン(2)とを交互に積層して組み付けるとともに、図５に示すように、熱交換器用チューブ(10)両端の差込部(18)をヘッダー(20)の差込孔(23)内に差し込んだ状態に仮組みして熱交換器コアを形成し、さらにサイドプレート(3)(3)等も一緒に仮組みし、これらを一括して炉内でろう付接合することにより製作される。前記加熱により、熱交換器用チューブと(10)とヘッダー(20)の接合部周辺において、両方のろう材層(15)(22)から溶融したろう材の一部は、ヘッダー(20)の差込孔(23)と熱交換器用チューブ(10)との間隙およびその近傍に流れ込んで接合に供され、また一部は熱交換器用チューブ(10)の溝(17)に誘導され、差込部(18)内に流れていく。このため、上下壁(14)(14)のフィン(2)との接合部分、特に図５において（Ｓ）で示されるヘッダー(20)の近傍部分（以下、「上下壁のヘッダー近傍部」と称する）で、ろう材が過剰となることが防がれる。
【００４７】
前記溝(17)は、毛細管力によって溶融したろう材を誘導するものであって、熱交換器用チューブ(10)とヘッダー(20)の接合部とその周辺におけるろう材の流れを制御することにより、過剰なろう材に起因するエロージョンの発生位置を制御するものである。
【００４８】
熱交換器用チューブ(10)とヘッダー(20)の接合部では、これらの両方にろう材層(15)(23)が付与されているためにろう材過剰となりやすく、上下壁のヘッダー近傍部（Ｓ）に存在するろう材が過剰になるとエロージョンが発生し、ひいては熱交換器用チューブ(10)の耐圧強度の低下を招き、所定の腐食試験を満足できなくなる。そこで、本発明においては、熱交換器用チューブの耐圧強度を確保するために、熱交換器用チューブ(10)とヘッダー(20)の接合部における過剰なろう材、特にヘッダー(20)から流れ込んでくるろう材を、エロージョンが発生しても耐圧強度や腐食試験に影響を与えない、あるいは影響の少ない熱交換器用チューブ(10)の差込部(18)または側壁(16)に導くことを目的として、熱交換器用チューブ(10)の所要部分に溝(17)を設けたものである。差込部(18)はヘッダー(20)内に挿入されているためにエロージョンが発生しても耐圧強度に及ぼす影響が少なく、側壁(16)は上下壁(14)よりも厚肉に形成されているために耐圧強度に及ぼす影響が少ないためである。本発明の熱交換器用チューブによれば、耐圧強度の低下に対して影響の少ない部分にエロージョンを優先的に発生させことにより、多大な影響を及ぼすヘッダー近傍部（Ｓ）におけるエロージョンの発生が抑制される。
【００４９】
前記溝(17)を差込部(18)の側壁(16)に設ける場合は、図７および図８に示したように差込部(18)のみに設けても良いし、図２に示したように一方の差込部(18)から他方の差込部(18)に連続してチューブ全長に亘って設けても良い。さらには、差込部(18)から差込部(18)外に任意に延長された長さに形成されていても良い。いずれの場合も過剰のろう材を側壁(16)に誘導しさらに差込部(18)に誘導することができる。また、差込部(18)外にまで溝を設けるのは、後述する溝の形成方法によって差込部(18)のみに設けるよりも簡単であるためである。
【００５０】
上述した側壁(16)の溝(17)は、一方の側壁(16)に設ければ過剰ろう材を誘導できるが、効率良く誘導し、かつエロージョンの発生を分散するために両方の側壁(16)(16)に設けることが好ましい。また、各側壁(16)に設ける溝(17)の数は任意であり、チューブ(13)の寸法や後述する溝寸法等を勘案すると１〜３本が好ましい。なお、本発明は差込部(18)外の側壁(16)のみに溝を設けた熱交換器用チューブを除外するものではないが、エロージョン発生位置を差込部(18)に誘導できる点で、図示例のように差込部(18)に連続するように形成することが好ましい。
【００５１】
図８に示すように、前記溝(17)は差込部(18)の上下壁(14)(14)、即ち平坦面に設けても良い。上下壁(14)(14)に設ける場合は、ろう材が上下壁(14)(14)に流れないようにするとともに、フィン(2)の接合を阻害しないために差込部(18)のみに設けることが好ましい。また、内部に冷媒流路(12)を区分けするための仕切壁(11)が設けられている場合は、この仕切壁(11)の対応位置に溝を設けることが好ましい。仕切壁(11)によって実質的に厚肉となっているので、ここに溝(17)を形成しても部分的薄肉化の影響がないか、あるいは殆どないためである。溝(17)の具体的な長さは組み合わせるヘッダーとの関係で決定されるが、一般的な熱交換器用チューブとヘッダーを勘案すると３〜５mmであることが好ましい。この範囲であれば殆どの熱交換器用チューブの差込部に適用でき、汎用性に優れている。なお、差込部(18)内であれば、上下壁(14)(14)または側壁(16)に形成した溝をチューブ(13)の端面に連続させても良く、さらには内面に連続させても良い。
【００５２】
上述した上下壁(14)(14)の溝(17)は、一方の壁に設ければ過剰ろう材を誘導できるが、効率良く誘導し、かつエロージョンの発生を分散するために上下の壁に設けることが好ましい。また、各壁に設ける溝(17)の数も任意である。
【００５３】
また、図８に示すように、前記溝(17)が形成されている壁部(16)では、溝の対応位置で壁部(16)を内側に突出させた溝受け部(19)を形成することも好ましい。このように溝受け部(19)を形成することによって肉厚を確保し、耐圧強度の低下を確実に防止することができる。なお、このような溝受け部は、上下壁(14)(14)の仕切壁(11)対応位置以外の部分に溝(17)を形成する場合にも推奨できる。
【００５４】
前記溝(17)は、ろう材の流れを促進するために、開口幅（Ｗ）が小さく、深さ（Ｄ）が深いものを推奨でき、具体的にはこれらの比（Ｗ／Ｄ）を１以下に設定することが好ましい。特に好ましい比（Ｗ／Ｄ）は０．３〜１である。また、溝の深さ（Ｄ）は３０〜３００μｍが好ましい。３０μｍ未満ではろう材が流れにくく所期した位置でエロージョンを発生させることが困難である。一方、３００μｍを超えるとチューブ(13)が薄肉となるため耐圧性および耐食性が低下するためである。特に好ましい溝(17)の深さ（Ｄ）は５０〜１００μｍである。
【００５５】
前記Ａｌ−Ｓｉ系合金ろう材としては、特に限定されるものではないが、Ｓｉ：６〜１５質量％を含有し、要すればさらにＣｕ：０．１〜０．６質量％、Ｍｎ：０．３〜１．５質量％、Ｚｎ：０．５〜２０質量％のうち少なくともいずれか一つを含有し、残部Ａｌおよび不可避不純物よりなる合金ろう材を用いるのが好ましい。Ｓｉの添加はろう付けするために必須であるが、Ｓｉの含有率が６質量％未満ではろう付け接合力が低下するので好ましくないし、Ｓｉの含有率が１５質量％を超えるとエロージョンが発生してチューブを侵食することが懸念されるので好ましくない。特に好ましいＳｉ含有率は６〜１２．５質量％である。また、Ｃｕおよび／またはＭｎの添加により、フィレットの電位を上昇させることができ、腐食深さを低減せしめることが可能となる。Ｃｕの含有率が０．３質量％未満では前記腐食深さ低減効果が殆ど得られないので好ましくないし、Ｃｕの含有率が０．６質量％を超えると粒界腐食が発生しやすくチューブの耐食性が低下するので好ましくない。特に好ましいＣｕ含有率は０．３〜０．５５質量％である。また、Ｍｎの含有率が０．３質量％未満では前記腐食深さ低減効果が殆ど得られないので好ましくないし、Ｍｎの含有率が１．５質量％を超えると粗大な金属間化合物を生成しやすくなりろう付け接合性が低下するので好ましくない。特に好ましいＭｎ含有率は０．４〜１．０質量％である。また、０．５〜２０質量％のＺｎの添加によりチューブの耐食性を向上させることができ、特に好ましいＺｎ含有率は１〜１０質量％である。
【００５６】
前記Ａｌ−Ｓｉ系合金ろう材には、Ｆｅは０．６質量％以下であれば含有可能であり、またＩｎ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｃｒ等の金属元素もろう付け接合性に影響を及ぼさない範囲であれば含有しても良い。
【００５７】
溶射されたろう材層(15)の厚さは３〜５０μｍが好ましい。３０μｍ未満ではフィン(2)との接合に支障を来し、５０μｍを超えるとろう材が過剰となってエロージョンが大きくなりすぎるためである。特に好ましいろう材層(15)の厚さは５〜３０μｍである。
【００５８】
前記熱交換器用チューブの製作方法は何ら限定されないが、生産効率が良い点で以下の方法を推奨できる。
【００５９】
押出機の出側に溶射ガンを配置し、アルミニウム製の扁平状チューブ(13)を押出機から押出成形した直後に連続的にＡｌ−Ｓｉ系合金を溶射してろう材層(15)を形成する。溶射に続いて冷却し、コイルに巻き取る。その後、コイルを巻き戻しながら所要長さに切断する工程において、溝形状が付与された矯正ローラまたは切削のようなトリミングにより溝(17)を形成する。同一工程で切断と溝形成を行うことによって、生産効率を上げることができる。溝をチューブの全長に設ける場合は、押出ダイスに溝形成部を設け、チューブの押出工程と溝形成工程とを同一工程で行っても良い。押出と溝形成を同時に行えるため、生産効率が良い。
【００６０】
なお、本発明の熱交換器用チューブの製造方法は上述した工程で行うものに限定されず、チューブの押出成形工程、切断工程、ろう材層の溶射工程、溝形成工程を別工程で行い、あるいは工程順序を入れ替える場合も本発明に含まれる。
【００６１】
前記溶射の手法としては、特に限定されるものではないが、例えば従来から使用されているアーク溶射機を用いる手法等が挙げられる。溶射条件も特に限定されないが、形成されるろう材層(15)の酸化を防止するために窒素雰囲気等の非酸化性雰囲気で溶射を行うのが好ましい。
【００６２】
前記チューブ(13)の材料としては、ＪＩＳ  １０００系のアルミニウム合金、微量のＣｕ、Ｍｎを添加したアルミニウム合金、ＪＩＳ  ３０００系のアルミニウム合金を推奨できる。
【００６３】
ヘッダー(20)は、ヘッダー芯材(21)の材料として、ＪＩＳ  ３０００系のアルミニウム合金を推奨でき、ろう材層(22)の材料としてＡｌ−Ｓｉ系合金、または微量のＣｕ、Ｍｎ、Ｚｎ等を添加したＡｌ−Ｓｉ系合金を推奨できる。また、ろう材層(22)の厚さは５０〜５００μｍが好ましい。
【００６４】
また、フィン(2)の材料としては、ＪＩＳ  ３０００系のアルミニウム合金にＣｕ、Ｚｎを添加した材料を推奨でき、ろう材がクラッドされていないベアフィンを用いる。
【実施例】
【００６５】
次に、この発明の具体的実施例について説明する。
【００６６】
実施例１〜１０において、溝の大きさや位置の異なる種々の熱交換器用チューブ(10)(30)(31)(32)を製作し、また比較例として溝のない従来の熱交換器用チューブを製作した。
【００６７】
〈実施例１〉
押出機より連続的に押し出されるアルミニウム製の扁平状チューブ(13)の上下壁の表面に、その押出直後の位置においてその上下に配置された溶射ガン（アーク溶射機）からＡｌ−Ｓｉ系合金（Ｓｉ含有率６質量％、残部Ａｌおよび不可避不純物）からなるろう材を溶射してろう材層(13)を形成した。溶射に続いて水冷し、コイルに巻き取った。
【００６８】
前記チューブ(13)の押出は、Ｃｕ：０．４質量％およびＭｎ：０．２質量％を含有し、残部Ａｌおよび不純物からなるアルミニウム合金を用い、押出温度４５０℃で実施した。図３に参照されるように、チューブ(13)の寸法は、チューブ幅（Ｈ１）：１６ｍｍ、チューブ高さ（Ｈ２）：３ｍｍ、上下壁(14)(14)の肉厚（Ｔ１）：０．５ｍｍ、仕切壁(11)の肉厚（Ｔ２）：０．５ｍｍ、側壁(16)の最大肉厚（Ｔ３）：０．８ｍｍ、冷媒通路(12)個数：４個とした。また、ろう材層(13)の厚さを２０μｍとした。
【００６９】
次に、コイルに巻き取った溶射チューブを巻き戻しながら、矯正するとともに所定長さに切断し、この工程中にチューブ(13)の両側壁(16)(16)に断面Ｖ字形の溝(17)を、チューブの全長に亘って形成し、熱交換器用チューブ(10)とした。溝(17)は、溝形状を付与した矯正ローラを用い、矯正しながら形成した。また、溝(17)の開口幅（Ｗ）：２４０μｍ、深さ（Ｄ）：２００μｍとし、よってこれらの比（Ｗ／Ｄ）は１．２である。
【００７０】
〈実施例２〉
図６に示すように、チューブ(13)の両側壁(16)に各３本の溝(17)(17)(17)を形成し、各溝(17)の大きさを、開口幅（Ｗ）：１００μｍ、深さ（Ｄ）：２００μｍ、これらの比（Ｗ／Ｄ）：０．５としたことを除き、実施例１と同じ条件で熱交換器用チューブ(30)を製作した。
【００７１】
〈実施例３〉
溝(17)の大きさを、開口幅（Ｗ）：１００μｍ、深さ（Ｄ）：２００μｍ、これらの比（Ｗ／Ｄ）：０．５としたことを除き、実施例１と同じ条件で熱交換器用チューブ(10)を製作した（図３参照）。
【００７２】
〈実施例４〉
溝(17)の大きさを、開口幅（Ｗ）：６００μｍ、深さ（Ｄ）：２００μｍ、これらの比（Ｗ／Ｄ）：３としたことを除き、実施例１と同じ条件で熱交換器用チューブ(10)を製作した。なお、本実施例の溝(17)は、深さ（Ｄ）に対して開口幅（Ｗ）が大きいため、溝(17)の断面形状は略コの字形となった。従って、溝(17)の位置および本数のみについて図３を参照する。
【００７３】
〈実施例５〉
溝(17)の大きさを、開口幅（Ｗ）：３０μｍ、深さ（Ｄ）：６０μｍ、これらの比（Ｗ／Ｄ）：０．５としたことを除き、実施例１と同じ条件で熱交換器用チューブ(10)を製作した（図３参照）。
【００７４】
〈実施例６〉
溝(17)の大きさを、開口幅（Ｗ）：２００μｍ、深さ（Ｄ）：４００μｍ、これらの比（Ｗ／Ｄ）：０．５としたことを除き、実施例１と同じ条件で熱交換器用チューブ(10)を製作した（図３参照）。
【００７５】
〈実施例７〉
ろう材層(15)の厚さを１５μｍとしたを除き、実施例３と同じ条件で熱交換器用チューブ(10)を製作した（図３参照）。
【００７６】
〈実施例８〉
ろう材層(15)の厚さを１００μｍとするとともに、溝(17)の大きさを、開口幅（Ｗ）：１４０μｍ、深さ（Ｄ）：２００μｍ、これらの比（Ｗ／Ｄ）：０．７としたことを除き、実施例１と同じ条件で熱交換器用チューブ(10)を製作した（図３参照）。
〈実施例９〉
図７に参照されるように、チューブ(13)の両端の長さ４ｍｍの差込部(18)(18)の両側壁(16)(16）にのみ各１本の溝(17)を形成したこと除き、実施例３と同じ条件で熱交換器用チューブ(31)を製作した。なお、前記溝(17)の開口幅（Ｗ）：１００μｍ、深さ（Ｄ）：２００μｍ、これらの比（Ｗ／Ｄ）：０．５である。
〈実施例１０〉
図８に示すように、チューブ(13)を押出す際に、両側壁(16)(16)の内側に突出状の溝受け部(19)(19)を形成し、実施例１と同様に溶射によってろう材層(15)を形成し溶射チューブを製作した。そして、矯正および切断の工程において、チューブ(13)の差込部(18)において、両側壁(16)(16)の溝受け部(19)(19)の対応位置に各１本の溝(17)を形成するとともに、上下壁(14)(14)の各仕切壁(11)の対応位置に溝(17)を形成して、熱交換器用チューブ(32)を製作した。前記溝(17)は、いずれも開口幅（Ｗ）：１００μｍ、深さ（Ｄ）：２００μｍ、これらの比（Ｗ／Ｄ）：０．５である。
【００７７】
〈比較例〉
実施例１のろう材溶射チューブを熱交換器用チューブとした。即ち、比較例の熱交換器用チューブには溝が形成されていない。
【００７８】
上述した実施例１〜１０および比較例の熱交換器用チューブの概略について、表１にまとめて示す。
【００７９】
【表１】
2006010304.tif 000003
【００８０】
前記各熱交換器用チューブ(10)(30)(31)(32)を用いて熱交換器を製作した。
【００８１】
ヘッダー(20)として、図４に示すように、ＪＩＳ  ３０００系アルミニウム合金からなる中空のヘッダー芯材(21)の表面にＪＩＳ  ４３４３相当組成にＺｎを添加したアルミニウム合金からなるろう材層(22)がクラッドされ、差込孔(23)が穿設されたものを用いた。また、フィン(2)としてＪＩＳ  ３０００系相当組成にＺｎを添加したアルミニウム合金からなるベアフィンを用いた。
【００８２】
そして、各熱交換器用チューブ(10)(30)(31)(32)の表面にフッ化物系フラックスを塗布し、熱交換器用チューブ(10)(30)(31)(32)とフィン(2)を交互に積層して組み付けるとともに、熱交換器用チューブ(10)(30)(31)(32)両端の差込部(16)をヘッダー(20)の差込孔(23)内に差し込んだ状態に仮組みし、さらにサイドプレート(3)(3)等も一緒に仮組みし、これらを一括して炉内でろう付接合した。
【００８３】
これらの熱交換器について、熱交換器用チューブ(10)(30)(31)(32)とヘッダー(20)の接合部および熱交換器用チューブ(10)(30)(31)(32)とフィン(2)の接合部のろう付性を調べたところ、いずれも良好にろう付されていた。さらに、熱交換器用チューブ(10)(30)(31)(32)とヘッダー(20)の接合部およびその周辺におけるエロージョンの発生状況を調べ、下記の基準で評価した。評価結果を表１に併せて示す。
◎：溝においてのみエロージョンが発生し、上下壁のヘッダー近傍部（Ｓ）にはエロージョンの発生はなかった。
○：溝以外に軽微なエロージョンが発生し、上下壁のヘッダー近傍部（Ｓ）のエロージョンは深さが０〜２０μｍであった。
△：溝以外に若干のエロージョンが発生し、上下壁のヘッダー近傍部（Ｓ）のエロージョンは深さが２０〜５０μｍであった。
×：上下壁のヘッダー近傍部（Ｓ）に激しいエロージョンが発生し、フィンが侵食され、チューブに穴が開いた。
【００８４】
表から明らかなように、この発明にかかる各実施例の熱交換器用チューブを用いた熱交換器によれば、エロージョンの発生が溝に限定され、上下壁のヘッダー近傍部（Ｓ）におけるエロージョンの発生を回避または抑制できることを確認した。
【００８５】
これに対し、溝を形成しない比較例はヘッダー近傍部（Ｓ）に激しいエロージョンが発生した。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
本発明の熱交換器用チューブは、溶融したろう材の流れが溝に誘導されてヘッダー近傍には過剰なろう材が流れ込まないため、熱交換器用チューブとして広く利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明の熱交換器用チューブを用いた熱交換器の一実施形態を示す正面図である。
【図２】熱交換器用チューブとフィンとを組み付けた状態を示す斜視図である。
【図３】図１の熱交換器に用いた熱交換器用チューブを示す断面図である。
【図４】ヘッダーの部分斜視図である。
【図５】熱交換器用チューブ、ヘッダーおよびフィンを組み付けた状態を示す部分断面図である。
【図６】本発明の熱交換器用チューブの他の実施形態を示す断面図である。
【図７】本発明の熱交換器用チューブのさらに他の実施形態を示す断面図である。
【図８】本発明の熱交換器用チューブのさらに他の実施形態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００８８】
1…熱交換器
2…フィン
10,30,31,32…熱交換器用チューブ
11…仕切壁
13…チューブ
14…上壁、下壁
15,22…ろう材層
16…側壁
17…溝
20…ヘッダー
21…ヘッダー芯材
23…差込孔
Ｗ…溝の開口幅
Ｄ…溝の深さ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2006010304.tif 000008
【図６】
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【図７】
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【図８】
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