(57)【要約】【課題】ろう付け部品が取り付けられた状態を安定して維持できる熱交換器を提供する。【解決手段】内部に熱媒体が流れて熱交換を行う熱交換器であって、ろう付けによって熱交換器に一体に接合されているろう付け部品２１と、熱交換器とろう付け部品とをろう付け接合しているろう材部とを備えている。ろう付け部品は、ろう材部に接触している本体部２２と、本体部から延び出して設けられ、本体部よりも肉厚が薄く形成されており、ろう材部に接触している突出部２５とを備えている。ろう付け部品は、突出部の外周端部２５ａの少なくとも一部に沿って突出部に設けられ、突出部における放熱性能を部分的に高める冷却促進部２６を備えている。このため、ろう材部においてボイドが発生する箇所を冷却促進部によって制御することができる。したがって、ろう付け部品が取り付けられた状態を安定して維持できる熱交換器を提供できる。【選択図】図２
2019158292.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に熱媒体が流れて熱交換を行う熱交換器（１）であって、
ろう付けによって前記熱交換器に一体に接合されているろう付け部品（２１）と、
前記熱交換器と前記ろう付け部品とをろう付け接合しているろう材部（５０）とを備え、
前記ろう付け部品は、
前記ろう材部に接触している本体部（２２）と、
前記本体部から延び出して設けられ、前記本体部よりも肉厚が薄く形成されており、前記ろう材部に接触している突出部（２５）と、
前記突出部の外周端部（２５ａ）の少なくとも一部に沿って前記突出部に設けられ、前記突出部における放熱性能を部分的に高める冷却促進部（２６、２２６、３２６、４２６、５２６）とを備えている熱交換器。
【請求項２】
前記冷却促進部は、前記外周端部を含む位置に設けられている請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
前記冷却促進部は、前記外周端部の全体にわたって設けられている請求項２に記載の熱交換器。
【請求項４】
前記冷却促進部は、前記突出部の一部であって、前記突出部の前記冷却促進部が設けられていない部分よりも肉厚が薄く形成されている薄肉部（２６、２２６）である請求項２または請求項３に記載の熱交換器。
【請求項５】
前記薄肉部（２２６）は、前記外周端部に近づくほど肉厚が薄くなるように形成されている請求項４に記載の熱交換器。
【請求項６】
前記冷却促進部は、前記外周端部よりも内側であって、前記本体部よりも前記外周端部の近くに設けられている請求項１に記載の熱交換器。
【請求項７】
前記冷却促進部は、放熱フィン（３２６、５２６）である請求項２または請求項６に記載の熱交換器。
【請求項８】
前記冷却促進部は、溝部（４２６）である請求項７に記載の熱交換器。
【請求項９】
前記冷却促進部は、環状に設けられている請求項１から請求項８のいずれかに記載の熱交換器。
【請求項１０】
前記熱交換器は、
熱媒体が流れるコア部（１０）と、
前記コア部と連結しているタンク部（１１、１２）とを備え、
前記ろう付け部品は、前記タンク部にろう付けされている請求項１から請求項９のいずれかに記載の熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この明細書における開示は、熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、一方の構成部品のろう付け接合面に、他方の構成部品のろう付け接合面に対向する凸部を形成した蒸発器を開示している。この構成によると、凸部付近のろう材の温度分布を均一にし、ろう付けを均一に開始できる。さらに、液化したろう材が凸部に集まり、フラックスが気化したガスは凸部から外方向に向かって大気中へ発散しやすい。これにより、蒸発器におけるろう材部の巣の発生を抑制し、接合面での凍結割れを防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−４４９２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来技術の構成では、ろう付け起点を特定の位置に設定することで、ろう材部においてボイドの発生自体を抑制して、接合面における凍結割れを防止している。このため、ろう付け起点が定まらない状態でろう付けが開始されると、ろう付け起点となった箇所によってはボイドが発生してしまうことがある。ボイドの発生箇所によっては、ろう付け部品のはがれや凍結割れが引き起こされてしまう可能性があった。上述の観点において、または言及されていない他の観点において、熱交換器にはさらなる改良が求められている。
【０００５】
開示される１つの目的は、ろう付け部品が取り付けられた状態を安定して維持できる熱交換器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
ここに開示された熱交換器は、内部に熱媒体が流れて熱交換を行う熱交換器（１）であって、ろう付けによって熱交換器に一体に接合されているろう付け部品（２１）と、熱交換器とろう付け部品とをろう付け接合しているろう材部（５０）とを備え、ろう付け部品は、ろう材部に接触している本体部（２２）と、本体部から延び出して設けられ、本体部よりも肉厚が薄く形成されており、ろう材部に接触している突出部（２５）と、突出部の外周端部（２５ａ）の少なくとも一部に沿って突出部に設けられ、突出部における放熱性能を部分的に高める冷却促進部（２６、２２６、３２６、４２６、５２６）とを備えている。
【０００７】
開示された熱交換器によると、ろう材部に接触している突出部の放熱性能を部分的に高める冷却促進部を備えている。このため、ろう付け加工において、冷却促進部近傍のろう材部が冷却促進部から離れた位置のろう材部よりも早く冷却されて、冷却促進部近傍のろう材部にボイドが集中して発生することを抑制できる。言い換えると、ボイドが集中して発生する箇所を冷却促進部によって制御できる。したがって、冷却促進部近傍におけるろう付けの接合強度を冷却促進部から離れた位置におけるろう付けの接合強度よりも高めやすい。言い換えると、ろう材部に発生するボイドの発生箇所やボイドのサイズを制御することで、ろう付け部品の剥離や凍結割れなどの不具合を抑制できる。よって、ろう付け部品が取り付けられた状態を安定して維持できる熱交換器を提供できる。
【０００８】
この明細書における開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態の部分との対応関係を例示的に示すものであって、技術的範囲を限定することを意図するものではない。この明細書に開示される目的、特徴、および効果は、後続の詳細な説明、および添付の図面を参照することによってより明確になる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】熱交換器を示す正面図である。
【図２】タンク部にろう付けされたブラケットを示す斜視図である。
【図３】タンク部にろう付けされたブラケットを示す断面図である。
【図４】タンク部とブラケットとをろう付けしているろう材部を示す拡大断面図である。
【図５】第２実施形態におけるタンク部にろう付けされたブラケットを示す断面図である。
【図６】第３実施形態におけるブラケットを示す斜視図である。
【図７】第４実施形態におけるブラケットを示す斜視図である。
【図８】第５実施形態におけるブラケットを示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図面を参照しながら、複数の実施形態を説明する。複数の実施形態において、機能的におよび／または構造的に対応する部分および／または関連付けられる部分には同一の参照符号、または百以上の位が異なる参照符号が付される場合がある。対応する部分および／または関連付けられる部分については、他の実施形態の説明を参照することができる。
【００１１】
第１実施形態
熱交換器１は、空調装置や冷却装置などに用いられる装置である。熱交換器１は、空調装置において、例えば冷媒と空気とを熱交換して冷媒を凝縮させる凝縮器や、冷媒と空気とを熱交換して冷媒を蒸発させる蒸発器として用いることができる。熱交換器１を凝縮器として用いた場合、周囲の空気を加熱する加熱源として熱交換器１を暖房運転などに利用可能である。また、熱交換器１を蒸発器として用いた場合、周囲の空気を冷却する冷却源として熱交換器１を冷房運転などに利用可能である。また、熱交換器１は、空調装置や給湯装置に用いられるヒートポンプユニットにおける室内器や室外器としても利用可能である。
【００１２】
熱交換器１は、冷却装置において、例えばエンジン冷却水と空気とを熱交換してエンジン冷却水を冷却するラジエータとして用いることができる。あるいは、熱交換器１は、発熱源と熱交換媒体とを熱交換させて熱源を冷却する冷却装置として用いることができる。この場合、発熱源としては電気自動車やハイブリッド自動車などに搭載される二次電池やインバータ装置などが例として挙げられる。
【００１３】
図１から図４は、熱交換器１において、ろう付け部品がろう付けされた後の状態を示す図である。図１において、熱交換器１は、コア部１０と第１タンク部１１と第２タンク部１２とを備えている。コア部１０は、第１タンク部１１と第２タンク部１２との間に位置している。コア部１０と第１タンク部１１とは連通している。コア部１０と第２タンク部１２とは連通している。すなわち、第１タンク部１１と第２タンク部１２とは、コア部１０を介して連通している。言い換えると、冷媒は、第１タンク部１１とコア部１０と第２タンク部１２とを流れる。ただし、熱交換器１の内部を流れる流体は、冷媒に限られない。例えば冷却水などの液体の熱媒体でもよい。あるいは、空気などの気体の熱媒体でもよい。
【００１４】
コア部１０は、内部を冷媒が流れる冷媒配管と、冷媒配管の外側に接触した状態で設けられているコルゲートフィンとを備えている。冷媒配管は、内部が複数の流路に仕切られた扁平管である。コア部１０は、冷媒配管を複数並べて形成されている。コルゲートフィンは、冷媒配管と冷媒配管との間に配されている波形のフィンである。冷媒は、コア部１０を流れる過程で熱交換器１の周囲の空気と熱交換を行い、周囲の空気を加熱または冷却する。
【００１５】
第１タンク部１１と第２タンク部１２とは、円筒状である。第１タンク部１１と第２タンク部１２とはタンク部を提供する。第１タンク部１１と第２タンク部１２に対して、コア部１０をなす複数の冷媒配管が連結されている。第１タンク部１１と第２タンク部１２とには、ブラケット２１がろう付けによって固定されている。ブラケット２１は、熱交換器１を所定の位置および角度で取り付け固定するための固定部品である。ブラケット２１は、熱交換器１にろう付けされるろう付け部品を提供する。
【００１６】
第１タンク部１１には、冷媒の入口をなす入口コネクタ３１および出口コネクタ３２がろう付けによって固定されている。入口コネクタ３１と出口コネクタ３２とは、円筒状の部品である。第１タンク部１１において、入口コネクタ３１と出口コネクタ３２との間には、２つのブラケット２１が配されている。入口コネクタ３１と出口コネクタ３２と２つのブラケット２１とは、第１タンク部１１の長手方向に沿って互いに間隔をあけて設けられている。第１タンク部１１は、内部が仕切によって入口コネクタ３１と連通する入口領域と出口コネクタ３２と連通する出口領域との２つの領域に分割されている。入口領域は出口領域よりも大きな領域となるように形成されている。
【００１７】
第２タンク部１２には、２つのブラケット２１が配されている。２つのブラケット２１は、第２タンク部１２の長手方向に沿って互いに間隔をあけて設けられている。第２タンク部１２の内部は仕切られておらず、第２タンク部１２の長手方向の自由な位置に冷媒が移動可能に形成されている。
【００１８】
入口コネクタ３１から熱交換器１の内部へと流入した冷媒は、第１タンク部１１の入口領域に広がって、コア部１０に流入する。コア部１０を流れた冷媒は、第２タンク部１２に流れ込んで、第２タンク部１２の内部に広がる。第２タンク部１２に広がった冷媒は、コア部１０の内、第２タンク部１２に向かって冷媒が流れ込んでいない冷媒配管に流れ込んで第１タンク部１１の出口領域に向かう。第１タンク部１１の出口領域に到達した冷媒は、出口コネクタ３２から熱交換器１の外部へと流出する。冷媒は、コア部１０を流れる過程で熱交換器１の周りの空気と熱交換を行う。熱交換器１を蒸発器として用いた場合には、冷媒が周囲から気化熱を奪って周りの空気を冷やすことになるため、凝縮水や霜が熱交換器１の表面に付着する場合がある。
【００１９】
ここで、第１タンク部１１と第２タンク部１２との内部の仕切りの構成については、上述した構成に限られない。例えば第１タンク部１１を三等分に分割するように仕切りを設け、第２タンク部１２を二等分に分割するように仕切りを設けるなどしてもよい。これによると、冷媒が熱交換器１の内部に流入してから外部に流出するまでの間に、第１タンク部１１と第２タンク部１２との間を冷媒が往復する回数を増やすことができる。また、入口コネクタ３１と連通している入口領域は出口コネクタ３２と連通している出口領域と同じ大きさの領域にしてもよく、入口領域を出口領域よりも小さな領域にしてもよい。また、入口コネクタ３１を第１タンク部１１に設け、出口コネクタ３２を第２タンク部１２に設けるなどしてもよい。
【００２０】
以下、第２タンク部１２に備えられたブラケット２１について説明する。ただし、第１タンク部１１に備えられたブラケット２１についても同様の構成である。図２において、ブラケット２１は、第２タンク部１２の外表面に沿って溶着されている。ブラケット２１は、本体部２２と突出部２５とを備えている。本体部２２は、熱交換器１を所定の位置に固定するための固定面を提供している。固定面には、締結固定用のネジ穴が設けられている。熱交換器１は、ブラケット２１のネジ穴を用いて所定の位置にボルトなどで取り付け固定されることとなる。ブラケット２１は、第２タンク部１２の曲面に面ろう付けされている。本体部２２は、取り付け部品本体の機能を発揮するための部分である。突出部２５は、取り付け部品本体をろう付けするための接合面積を大きく確保するための部分である。本体部２２と第２タンク部１２との接合面積が大きく確保できる場合には、突出部２５の大きさを小さくして、突出部２５と第２タンク部１２との接合面積を小さくしてもよい。
【００２１】
突出部２５は、本体部２２から第２タンク部１２の外周面に沿って延び出している。突出部２５は、本体部２２と第２タンク部１２との間からはみ出したフランジ部である。突出部２５は、湾曲した板状である。突出部２５の外縁をなす部分は、外周端部２５ａである。突出部２５の外周端部２５ａには、薄肉部２６が設けられている。薄肉部２６は、外周端部２５ａの全体にわたって設けられている。薄肉部２６は、円筒状の第２タンク部１２の中心軸に対して、周方向に沿う部分と軸方向に沿う部分とを有している。薄肉部２６は、軸方向に沿う部分の両端部から周方向に沿う部分が連続して設けられており全体としてＵ字型をなしている。
【００２２】
薄肉部２６は、突出部２５において、薄肉部２６が形成されていない部分である他の部分よりも肉厚が薄く形成されている。言い換えると、薄肉部２６の肉厚寸法は、薄肉部２６を含む突出部２５全体の肉厚寸法の平均値よりも小さい。薄肉部２６は、突出部２５において薄肉部２６が形成されていない部分における放熱性能よりも、突出部２５において薄肉部２６が形成されている部分における放熱性能を高めている。突出部２５において、薄肉部２６が形成されている部分と薄肉部２６が形成されていない部分との境界部分は、肉厚が異なるため段差形状をなしている。薄肉部２６は、突出部２５の放熱性能を部分的に高めて意図的に突出部２５に温度勾配を作り出す冷却促進部を提供する。ただし、外周端部２５ａの全体にわたって薄肉部２６を沿わせるのではなく、薄肉部２６の一部分を外周端部２５ａに沿わせず、薄肉部２６の残りの部分を外周端部２５ａに沿わせるなどしてもよい。
【００２３】
図３において、突出部２５は、断面形状が半円形状である。第２タンク部１２とブラケット２１とは、隙間なく密着した状態である。第２タンク部１２は、本体部２２と突出部２５と薄肉部２６とのそれぞれに接触している。第２タンク部１２とブラケット２１との接触部分においてはろう付け接合が施されており、ブラケット２１は第２タンク部１２から着脱不可能に接合固定されている。
【００２４】
突出部２５と第２タンク部１２との接触面積は、本体部２２と第２タンク部１２との接触面積よりも大きい。すなわち、ブラケット２１においては、本体部２２と第２タンク部１２とのろう付け面積よりも、突出部２５と第２タンク部１２とのろう付け面積の方が大きい。したがって、第２タンク部１２とブラケット２１とのろう付けが均一に行われている場合には、ろう付け面積の小さな本体部２２でのろう付けよりも、ろう付け面積の大きな突出部２５でのろう付けの方がろう付けの接合強度への寄与が大きい。
【００２５】
本体部２２の厚さＴ１は、突出部２５の厚さＴ２に比べて大きい。言い換えると、突出部２５は、本体部２２に比べて薄肉に形成されている。突出部２５の厚さＴ２は、薄肉部２６の厚さＴ３に比べて大きい。言い換えると、薄肉部２６は、突出部２５に比べて薄肉に形成されている。ここで、厚さとは、第２タンク部１２とブラケット２１との接触部分からブラケット２１の外表面までの距離を示している。
【００２６】
図４において、第２タンク部１２とブラケット２１との間には、ろう材部５０が設けられている。ろう材部５０は、第２タンク部１２とブラケット２１とをろう材によって強固に結び付けて２つの部品を一体としている。ろう材部５０は、第２タンク部１２とブラケット２１とが重なっている面の全体に連続して設けられている。ろう材部５０は、薄肉部２６を含むブラケット２１の外周端部２５ａまで形成されている。一方、第２タンク部１２が直接外部にさらされている部分には、ろう材部５０が形成されていない。ろう材部５０は、第２タンク部１２とブラケット２１との間において、略均一な厚さで設けられている。
【００２７】
ろう付けにおける徐冷の過程において、ろう材は冷えやすい部分から順番に温度が低下して固まることとなる。肉厚の厚い部分の近傍のろう材は、放熱性能が低く冷えにくい。一方、肉厚の薄い部分の近傍のろう材は、放熱性能が高く冷えやすい。したがって、ブラケット２１においては、本体部２２よりも突出部２５の方が冷えやすく、突出部２５よりも薄肉部２６の方が冷えやすい。よって、ろう材部５０において、本体部２２の近傍や突出部２５の近傍よりも薄肉部２６の近傍のろう材の方がろう材の凝固温度まで早く冷えて先に固まる。その後、突出部２５の近傍のろう材が固まり、最後に本体部２２の近傍のろう材が固まることとなる。
【００２８】
ろう材が高温で溶けた状態においては、第２タンク部１２やブラケット２１の表面の酸化膜を除去するためのフラックスが気化してガスが発生している。ガスは、ろう材の温度が低下して固まり始めても温度に応じて発生する。このため、発生したガスが固体と液体とが混ざった状態のろう材の内部を移動しようとする。しかしながら、ガスは、すでに固体となったろう材を通過することができないため、ろう材が液体の状態である部分に集中して溜まりやすい。すなわち、薄肉部２６の近傍のろう材が固体となった状態においては、突出部２５や本体部２２の近傍にガスが集まりやすい。
【００２９】
発生したガスがろう材の内部から外に出ることなく全てのろう材が固まると、ろう材部５０の内部においてろう材で満たされていない部分は、ボイドと呼ばれる空隙となる。したがって、温度の低下しやすい薄肉部２６の近傍においては、ろう材部５０にボイドが発生しにくい。一方、温度の低下しにくい本体部２２の近傍においては、ろう付けの過程で逃げ場がなくなったガスが溜まりやすく、ろう材部５０にボイドが発生しやすい。第２タンク部１２と突出部２５との間のろう材部５０においては、外周端部２５ａに沿って設けた薄肉部２６によってボイドの発生箇所が制御される。すなわち、薄肉部２６から離れた突出部２５の中心部分に近い部分のろう材部５０に集中してボイドを発生させやすく、薄肉部２６に近い突出部２５の外側に近い部分のろう材部５０に発生するボイドの数を減らしやすい。
【００３０】
ろう材部５０に発生したボイドの作用について以下に説明する。ろう材部５０において、ボイドが発生した部分は、ボイドの発生していない部分に比べて接合面積が小さく、ろう材による接合強度が低い。このため、ろう材部５０においてボイドが発生している部分が起点となって、第２タンク部１２からブラケット２１が脱離してしまうことがある。特に、ろう材部５０の外表面に連通しているボイドが存在する場合には、ブラケット２１の外周縁におけるろう付けの接合強度が低いこととなり、外力による脱離が引き起こされやすい。
【００３１】
また、ろう材部５０の外表面に連通しているボイドが存在する場合、ボイドの内部に外から水が入り込んでしまう場合がある。ボイドに浸入した水が雨水や海水である場合などには、ろう材部５０に不純物を含んだ水が長時間溜まることとなり、ろう材の劣化を引き起こして接合強度の低下につながる場合がある。
【００３２】
さらに、ボイドに水が溜まった状態で熱交換器１が低温環境にさらされるなどすると、表面に付着した水分が凍結して氷となる。水は液体から固体に変化することで膨張して体積が増加するため、ボイド内に溜まっている水が氷となることで膨張してボイドの内側から外側に向かって膨らもうとする。この時、氷が第２タンク部１２からブラケット２１を引きはがすことでブラケット２１の剥離を引き起こす場合がある。あるいは、水から氷に変化することによる体積膨張でろう材部５０のボイドを起点に亀裂を生じさせて、第２タンク部１２において冷媒漏れを引き起こす場合がある。したがって、ボイドの発生箇所やサイズを制御して、凍結割れなどの不具合を抑制する技術は非常に重要である。
【００３３】
上述した実施形態によると、ろう材部５０に接触している突出部２５に冷却促進部としての薄肉部２６を備えている。このため、ろう付けにおいてろう材を薄肉部２６の近傍から順に冷やすことができる。言い換えると、薄肉部２６によって、突出部２５の放熱性能が部分的に高められて、温度が早く凝固点まで低下した部分からろう材が固まる。ここで、固まったろう材の周りに液体のろう材が存在する状態なので、ろう材が固まってもボイドが発生しにくい。すなわち、ろう材部５０において早く冷却されて先に固まった部分には、ボイドが発生しにくく、後で固まった部分にはボイドが発生しやすい。したがって、薄肉部２６によって、ろう材部５０におけるボイドの発生箇所を制御できる。よって、ろう材部５０におけるボイドの影響によるろう付け部品の意図しない脱離や冷媒漏れを抑制しやすい。言い換えると、ろう付け部品であるブラケット２１を用いて熱交換器１を正規の位置に配置した状態を安定して維持しやすく、熱交換器１としての発揮すべき機能を損ないにくい。
【００３４】
薄肉部２６は、突出部２５の外周端部２５ａを含む位置に設けられている。このため、外周端部２５ａの近傍のろう材部５０において、ボイドの発生を抑制しやすい。言い換えると、ろう材部５０の外表面と連通するボイドの発生を抑制しやすい。したがって、ろう材部５０において、外表面近傍におけるろう付けの接合強度を向上させることができる。よって、意図しないろう付け部品の脱離を抑制しやすい。ここで、薄肉部２６を、外周端部２５ａの全体にわたって設けることで、外周端部２５ａの全体にわたってろう材部５０の外表面と連通するボイドの発生を抑制できる。したがって、外周端部２５ａの一部のみに沿って薄肉部２６を設ける場合に比べて、ろう付けによる接合強度を向上させた部分を外周端部２５ａの全体に沿うように広く確保することができる。よって、ろう付け部品が意図せず熱交換器１から脱離してしまうことを防ぎやすい。車両用空調装置のように走行に伴って大きな振動が発生する場合には、熱交換器１を正規の位置に固定した状態を安定して維持することが非常に重要である。このため、ろう材部５０の外表面近傍におけるろう付けの接合強度を向上させることは車両用の空調装置に用いられる熱交換器１において、特に有用である。
【００３５】
また、ろう材部５０におけるボイドへの外表面からの水の浸入を低減できる。このため、ボイドに浸入して溜まった水によるろう材の劣化や、ボイドに溜まった水が氷となることで引き起こされるろう付け部品の脱離や熱交換器１としての機能の損失を防ぎやすい。ここで、熱交換器１を蒸発器として利用する場合には、熱交換器１自体が低温となることで空気中の水分が凝縮して熱交換器１に凝縮水が付着しやすい。あるいは、空気中の水分が霜となって熱交換器１に着霜しやすい。このため、ろう材部５０におけるボイドへの水の浸入を抑制することは、熱交換器１を蓄冷剤付きの蒸発器などの温度の低下しやすい蒸発器として用いる場合などに特に有用である。ここで、エンジン冷却水を車両の走行風で冷却するラジエータやヒートポンプユニットの室外器などとして熱交換器１を利用する場合には、熱交換器１が雨水などにさらされやすい。また、寒冷地においては、外気の作用によって水が凍結しやすい。このため、ろう材部５０におけるボイドへの水の浸入を抑制することは、熱交換器１を車両のラジエータや室外器に利用する場合に特に有用である。
【００３６】
冷却促進部は、突出部２５よりも肉厚が薄く形成された薄肉部２６である。このため、突出部２５に別部品を備えることなく、冷却促進部を設けることができる。また、薄肉部２６と突出部２５との肉厚の差を調整することで、ろう材の冷却速度を制御しやすい。したがって、ボイドの発生箇所を容易に制御しやすい。
【００３７】
冷却促進部としての薄肉部２６を有するろう付け部品であるブラケット２１は、第１タンク部１１や第２タンク部１２にろう付けされている。このため、第１タンク部１１や第２タンク部１２において、ろう材部５０でボイドに溜まった水が氷に変化する際の体積膨張により発生する力で表面に凹みや亀裂などが生じることをボイドの発生箇所を制御することで抑制できる。したがって、第１タンク部１１と第２タンク部１２とにおいて、正常に冷媒が流れる状態を維持しやすい。
【００３８】
ろう付け部品としては、ブラケット２１に限られず、入口コネクタ３１や出口コネクタ３２などの熱交換器１にろう付けされるあらゆる部品に適用可能である。また、全てのろう付け部品に対して薄肉部２６のような冷却促進部を備えるように構成しなくてもよい。例えば、熱交換器１を蒸発器として用いる場合において、冷媒入口となる入口コネクタ３１と入口コネクタ３１から最も近い位置に配されているブラケット２１のみに冷却促進部を備えるようにしてもよい。これによると、温度が低下しやすく凍結割れを起こしやすいろう付け部品についてのみ冷却促進部を設ける加工を行ってボイドの発生箇所を調整し、それ以外のろう付け部品については、冷却促進部を施す加工を省略できる。したがって、全てのろう付け部品について冷却促進部を設ける加工を行う場合に比べて、熱交換器１の製造に必要な工程数を削減できる。
【００３９】
第２実施形態
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。この実施形態では、薄肉部２２６が外周端部２５ａに向かって徐々に肉厚が薄くなるように形成されている。
【００４０】
図５において、薄肉部２２６は、外周端部２５ａに向かって徐々に肉厚が薄くなるように形成されたテーパ形状である。薄肉部２２６は、外周端部２５ａの全体にわたって設けられている。突出部２５において、薄肉部２２６が形成されていない部分から外周端部２５ａまでは連続して滑らかに肉厚が薄くなるように形成されている。これにより、段差のない直線状に薄肉部２２６が形成されている。薄肉部２２６は、冷却促進部を提供する。
【００４１】
ろう付けにおける徐冷の過程において、薄肉部２２６では、外周端部２５ａに近い位置から順番に冷却されて温度が低下する。よって、ろう材部５０の薄肉部２２６の近傍において、外周端部２５ａに遠い位置よりも外周端部２５ａに近い位置のろう材の方が早く凝固点まで冷えることで先に固まる。言い換えると、ろう材は外周端部２５ａから内側に向かって順に固まる。このため、外周端部２５ａの近傍にはボイドが発生しにくい。
【００４２】
上述した実施形態によると、薄肉部２２６は、外周端部２５ａに向かって徐々に肉厚が薄くなるように形成されている。このため、ろう付けにおいて、薄肉部２２６の最も肉厚が薄く形成されている外周端部２５ａに近い位置から順番に温度を低下させやすい。言い換えると、外周端部２５ａに近い位置から内側に向かって順番にろう材が冷えて固まる。したがって、ろう材部５０において、空気にさらされる外側に近い部分にはボイドが発生しにくい。よって、熱交換器１に水がかかった場合であっても、ろう材部５０におけるボイドへの水の浸入を抑制して、ろう付け部品が適切にろう付けされた状態を安定して維持しやすい。
【００４３】
第３実施形態
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。この実施形態では、突出部２５に冷却促進部として機能する放熱フィン３２６を備えている。
【００４４】
図６において、突出部２５の外周端部２５ａに沿って放熱フィン３２６が設けられている。放熱フィン３２６は、ブラケット２１において表面積を拡大することで放熱性能を高める部材である。放熱フィン３２６は、板状の部材である。放熱フィン３２６は、外周端部２５ａよりも内側であって、本体部２２よりも外周端部２５ａに近い位置に設けられている。言い換えると、放熱フィン３２６は、外周端部２５ａから所定距離離れた内側において外周端部２５ａに沿って連続して設けられている。放熱フィン３２６は、四角形の環状につながって設けられている。放熱フィン３２６は、突出部２５に相似な形状である長方形状に形成されている。突出部２５において、放熱フィン３２６で囲まれている部分の面積は、放熱フィン３２６で囲まれていない部分の面積よりも大きい。突出部２５の中心部分は、放熱フィン３２６で囲まれている部分に含まれている。放熱フィン３２６は、ブラケット２１の外表面から突出して設けられている。突出部２５の外表面から放熱フィン３２６の上端までの高さは、場所によらず一定である。放熱フィン３２６は、冷却促進部を提供する。
【００４５】
ろう付け加工において、放熱フィン３２６から雰囲気中に放熱が行われるため、突出部２５において放熱フィン３２６が設けられている部分が優先的に冷却される。言い換えると、突出部２５において、放熱フィン３２６に近い部分が放熱フィン３２６から離れた部分よりも早く凝固点まで温度が低下する。したがって、環状に設けられている放熱フィン３２６に対応して、ろう材部５０が環状に固まった後に、その環状に固まった部分に近い部分から順にろう材が徐々に固まっていく。
【００４６】
環状に設けられている放熱フィン３２６に対応して、ろう材部５０が環状に固まった後に、放熱フィン３２６の設けられていない内側部分が固まり始める。このため、放熱フィン３２６で囲まれた部分に対応して、ろう材部５０のろう材が外側から内側に向かって徐々に固まっていく。ろう材が固まっていく過程で、気化したフラックスによる影響でろう材部５０にボイドが発生する。ここで、ろう材は、放熱フィン３２６に対応して環状に固まった後で内側が固まるため、ボイドの発生原因となるガスが環状に固まった部分の内側に留まりやすい。したがって、ボイドは、放熱フィン３２６から最も離れた位置である突出部２５の中心部分に近い部分のろう材部５０に集中して発生しやすい。さらに、突出部２５の中心部分に近い部分のろう材部５０ではガス同士が塊となって存在しやすいため、発生したボイドのサイズが大きくなりやすい。
【００４７】
環状に設けられている放熱フィン３２６に対応して、ろう材部５０が環状に固まった後に、放熱フィン３２６の設けられていない外側部分が固まり始める。このため、環状に固まったろう材の外側に発生したガスは、環状に固まったろう材の内側ではなく、外側に向かって移動する。これにより、一部のガスがろう材部５０の外表面に達して空気中に抜け出る。このため、ろう材部５０の内部に留まるガスの量が低減される。したがって、環状に固まったろう材の外側に留まっているガスによって生じるボイドのサイズが小さくなりやすい。言い換えると、ろう材部５０の外表面と連通するボイドが発生した場合であっても、ボイド自体のサイズを小さくしやすい。
【００４８】
放熱フィン３２６で囲まれる部分よりも内側に対応して発生したボイドは、ボイドの発生していないろう材によって周りが囲まれているため、外部と連通しにくいボイドである。言い換えると、ろう材部５０において、熱交換器１で発生した凝縮水や熱交換器１に降りかかった雨水などがボイドに浸入しにくく、ろう材部５０に発生したボイドに水が溜まりにくい。一方、放熱フィン３２６で囲まれる部分よりも外側に対応して発生したボイドは、サイズが小さいため、水が氷に変化した場合の体積変化も小さい。すなわち、ボイド内部の水が凍結した場合であっても、凍結割れなどが引き起こされにくい。
【００４９】
上述した実施形態によると、突出部２５に放熱フィン３２６が設けられている。このため、放熱フィン３２６によって突出部２５の放熱性能を部分的に高めることで、ろう材部５０の冷却速度を調整してボイドの発生箇所を制御できる。ここで、放熱フィン３２６の位置や放熱フィン３２６の高さを調整することでろう材部５０の冷却速度を調整しやすい。突出部２５の肉厚を変更する必要がないため、肉厚が薄いことによる強度不足を補うためにブラケット２１のサイズを大きくしなければならないといった事態を防止しやすい。
【００５０】
放熱フィン３２６は、突出部２５の外周端部２５ａよりも内側であって、本体部２２よりも外周端部２５ａの近くに設けられている。このため、放熱フィン３２６から外周端部２５ａまでの距離を短くすることで、ろう材部５０の外表面と連通するボイドが発生した場合であっても、そのボイドのサイズを小さくしやすい。したがって、ボイド内に浸入する水の量を少なくすることで、水が氷に変化した場合の体積変化量を小さくすることができる。よって、ボイド内に水が浸入した場合であっても凍結割れなどが引き起こされにくい。
【００５１】
放熱フィン３２６が環状に設けられている。このため、ボイドの発生箇所を放熱フィン３２６に対応して環状に固まったろう材で囲まれる内側に集中させやすい。このため、発生したボイドに外部から水などが浸入してしまうことを防止しやすい。したがって、ボイドに浸入した水によるろう材の劣化や凍結割れを抑制しやすい。また、突出部２５において、放熱フィン３２６で囲まれている部分の面積は、放熱フィン３２６で囲まれていない部分の面積よりも大きい。このため、放熱フィン３２６に対応して環状に固まったろう材の外側に発生するボイドを、環状に固まったろう材の内側に発生するボイドに比べて減らしやすい。したがって、凍結割れの原因となるろう材部５０の外表面と連通したボイドの発生を抑制して、凍結割れを防止しやすい。
【００５２】
第４実施形態
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。この実施形態では、突出部２５に冷却促進部として機能する溝部４２６を備えている。
【００５３】
図７において、突出部２５の外周端部２５ａに沿って溝部４２６が設けられている。溝部４２６は、突出部２５において肉厚を薄くすることで放熱性能を向上させた部分である。溝部４２６は、外周端部２５ａよりも内側であって、本体部２２よりも外周端部２５ａに近い位置に設けられている。言い換えると、溝部４２６は、外周端部２５ａから所定距離離れた内側において外周端部２５ａに沿って設けられている。溝部４２６は、四角形の環状につながって設けられている。溝部４２６は、突出部２５に相似な形状である長方形状に形成されている。突出部２５において、溝部４２６で囲まれている部分の面積は、溝部４２６で囲まれていない部分の面積よりも大きい。突出部２５の中心部分は、溝部４２６で囲まれている部分に含まれる。溝部４２６の形成されていない突出部２５の外表面から溝部４２６をなす底面までの深さは、場所によらず一定である。溝部４２６は、冷却促進部を提供する。
【００５４】
ろう付け加工において、ブラケット２１は、突出部２５において溝部４２６が設けられている部分が優先して冷却される。言い換えると、突出部２５において、溝部４２６に近い部分が溝部４２６から離れた部分よりも早く凝固点まで温度が低下する。したがって、環状に設けられている溝部４２６に対応して、ろう材部５０が環状に固まった後に、溝部４２６の設けられていない内側部分が固まり始める。このため、溝部４２６で囲まれた部分において、外側から内側に向かって徐々にろう材が固まっていく。ろう材が固まる過程で、ブラケット２１の熱収縮や気化したフラックスによる影響でろう材部５０にボイドが発生する。ここで、ろう材は、溝部４２６に対応して環状に固まった後で環状に固まった部分の内側が固まるため、ボイドは、溝部４２６から最も離れた位置である突出部２５の中心部分に近い部分のろう材部５０に集中して発生しやすい。
【００５５】
突出部２５において、溝部４２６で囲まれる中心部分に対応して発生したボイドは、ボイドの発生していないろう材によって周りが囲まれるため、外部と連通しにくい。言い換えると、ろう材部５０において、熱交換器１で発生した凝縮水や熱交換器１に降りかかった雨水などが内部に浸入しにくく、ろう材部５０に発生したボイドに水が溜まった状態になりにくい。
【００５６】
上述した実施形態によると、突出部２５に溝部４２６が設けられている。このため、溝部４２６によって放熱性能を部分的に高めることで、ろう材部５０の冷却速度を調整してボイドの発生箇所を制御できる。ここで、溝部４２６の位置や溝部４２６の深さを調整することでろう材部５０の冷却速度を調整しやすい。
【００５７】
第５実施形態
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。この実施形態では、突出部２５において、本体部２２から最も離れた位置に冷却促進部として機能する放熱フィン５２６を複数備えている。
【００５８】
図８において、突出部２５の外周端部２５ａのうち、本体部２２から最も離れた部分に沿って放熱フィン５２６が設けられている。放熱フィン５２６は、矩形板状の部材であって、等間隔に複数枚並んで直線上に配置されている。放熱フィン５２６は、互いに対向して設けられている。放熱フィン５２６は、突出部２５の外表面において外周端部２５ａを含む位置から突出して設けられている。言い換えると、放熱フィン５２６の少なくとも一部は、外周端部２５ａと接触している。放熱フィン５２６は、外周端部２５ａの全体に沿って配置されているのではなく、外周端部２５ａの一部に沿って配置されている。放熱フィン５２６は、冷却促進部を提供する。
【００５９】
ろう付け加工において、放熱フィン５２６から雰囲気中に放熱が行われるため、突出部２５において放熱フィン５２６が設けられている部分が優先的に冷却される。言い換えると、放熱フィン５２６に近い位置の突出部２５が放熱フィン５２６から離れた位置の突出部２５よりも早く凝固点まで温度が低下する。したがって、直線状に設けられている放熱フィン５２６に対応して、ろう材部５０が直線状に固まった後に、その直線状に固まった部分に近い部分から順にろう材が徐々に固まっていく。すなわち、本体部２２から遠い位置から本体部２２に近づくように順番にろう材が凝固する。よって、放熱フィン５２６の近傍のろう材部５０においては、ボイドが発生しにくく、本体部２２に近づくほどろう材部５０にボイドが発生しやすくなる。言い換えると、本体部２２から離れた位置における接合強度を高めやすい。
【００６０】
ろう材部５０において、最もボイドが発生しやすく凍結膨張やそれに伴う凍結割れなどが引き起こされやすい部分は最も肉厚が厚い本体部２２の近傍である。本体部２２の近傍で凍結膨張が引き起こされた場合には、第２タンク部１２から本体部２２が最も大きく引き離される。この時、第２タンク部１２からブラケット２１を引き離そうとする力は凍結膨張が引き起こされている本体部２２が最も強く、本体部２２から離れるほど引き離そうとする力は弱められる。したがって、第２タンク部１２にブラケット２１がろう付けされた状態を安定して維持するためには、本体部２２から離れた位置において、ろう付けの接合強度を高めることが重要である。
【００６１】
上述した実施形態によると、突出部２５の外周端部２５ａのうち、本体部２２から最も離れた部分に沿って放熱フィン５２６が設けられている。このため、放熱フィン５２６によって突出部２５の放熱性能を部分的に高めることで、ろう材部５０の冷却速度を調整してボイドの発生箇所を制御できる。ここで、ブラケット２１において、本体部２２から離れた部分の接合強度を本体部２２に近い部分の接合強度に比べて高めることができる。したがって、肉厚が厚くボイドの発生しやすい本体部２２の近傍で凍結膨張による変形などが発生した場合においても、本体部２２から離れた位置でブラケット２１が部分的にろう付け接合された状態を維持しやすい。
【００６２】
他の実施形態
この明細書における開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。例えば、開示は、実施形態において示された部品および／または要素の組み合わせに限定されない。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品および／または要素が省略されたものを包含する。開示は、１つの実施形態と他の実施形態との間における部品および／または要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示されるいくつかの技術的範囲は、請求の範囲の記載によって示され、さらに請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内での全ての変更を含むものと解されるべきである。
【符号の説明】
【００６３】
１  熱交換器、  １０  コア部、  １１  第１タンク部（タンク部）、  １２  第２タンク部（タンク部）、  ２１  ブラケット（ろう付け部品）、  ２２  本体部、  ２５  突出部、  ２５ａ  外周端部、  ２６  薄肉部（冷却促進部）、  ３１  入口コネクタ、  ３２  出口コネクタ、  ５０  ろう材部、  ２２６  薄肉部（冷却促進部）、  ３２６  放熱フィン（冷却促進部）、  ４２６  溝部（冷却促進部）、  ５２６  放熱フィン（冷却促進部）
【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】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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