(57)【要約】【課題】フラックス塗布を行い難い内部ろう付けをフラックスレスでろう付けし、その他の部位をＮＢろう付けしてインナーフィンろう付け部とアウターフィンろう付け部を共に充分な接合強度が得られるようにする。【解決手段】アルミニウム合金からなるチューブ３、該チューブ３内に挿入されるインナーフィン４、チューブ３間に設けられるアウターフィン５を備えたアルミニウム製熱交換器の製造方法において、熱交換器構成部品３，４，５には、芯材の表面を覆って設けたろう材にマグネシウム（Ｍｇ）を０．３％〜１％添加したクラッド材を使用し、クラッド材からなる熱交換器構成部品３，４，５を組み立てた後、その組み立てられた熱交換器組立品にノコロックフラックスを塗布し、その後、酸素（Ｏ2）濃度１０ｐｐｍ以下の不活性ガスが満たされた雰囲気中で、昇温速度３０℃／ｍｉｎ以上で加熱して前記各熱交換器構成部品３，４，５を接合する。【選択図】図２
2007190574.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム合金からなるチューブ（３）、該チューブ（３）内に挿入されるインナーフィン（４）、チューブ（３）間に設けられるアウターフィン（５）を少なくとも熱交換器構成部品として備えたアルミニウム製熱交換器の製造方法において、
前記熱交換器構成部品（３，４，５）には、芯材（１）の表面を覆って設けたろう材（２）にマグネシウム（Ｍｇ）を０．３％〜１％添加したクラッド材を使用し、
前記クラッド材からなる熱交換器構成部品（３，４，５）を組み立てる組立工程と、
少なくともインナーフィン（４）を除き前記熱交換器構成部品（３，５）にノコロックフラックスを塗布する塗布工程と、
酸素（Ｏ2）濃度１０ｐｐｍ以下の不活性ガスが満たされた雰囲気中で、昇温速度３０℃／ｍｉｎ以上で加熱して前記各熱交換器構成部品（３，４，５）を接合する接合工程とを有する
ことを特徴とするアルミニウム製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、アルミニウム製熱交換器の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、コンデンサーやエバポレータなどのアルミニウム製熱交換器の中には、チューブの内部にインナーフィンを挿入させた熱交換器がある。この種のアルミニウム製熱交換器では、インナーフィンをチューブにろう付けする場合、組み付け工程でフラックスが剥離し易いため、未接着部が出来やすく品質上問題となる。
【０００３】
これを解決する技術として特許文献１には、芯材にマグネシウム（Ｍｇ）を添加し、ろう付け加熱による拡散でろう材にマグネシウムを拡散させることにより、該マグネシウムでアルミニウム材表面の酸化皮膜（アルミナ表面酸化皮膜）を除去してろう付けを行うことが開示されている。
【特許文献１】特開２００４−２５２９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に記載の技術では、芯材からのマグネシウムの拡散量は僅かであり、アルミナ表面酸化皮膜を破って除去するに足る効果は得られない。
【０００５】
一方、ろう材中にマグネシウムを入れた材料（例えば、Ｓｉを９〜１０．５％、Ｍｇを１．０〜２．０％含有したアルミニウム合金である４００４合金（ＪＩＳ規格））を用いて真空ろう付けする方法では、ノコロックフラックスを使用してろう付けを行うＮＢろう付け方法（ノコロックフラックスブレージングろう付け方法）と併用した場合、Ｍｇとノコロックフラックスが反応してろう付けを阻害する化合物を作ってしまうため、ＮＢろう付け方法と併用することはできない。
【０００６】
そこで、本発明は、フラックス塗布を行い難い内部ろう付けをフラックスレスでろう付けし、その他の部位をＮＢろう付けしてインナーフィンろう付け部とアウターフィンろう付け部を共に充分な接合強度が得られるようにろう付けし得るアルミニウム製熱交換器の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、アルミニウム合金からなるチューブ、該チューブ内に挿入されるインナーフィン、チューブ間に設けられるアウターフィンを少なくとも熱交換器構成部品として備えたアルミニウム製熱交換器の製造方法において、前記熱交換器構成部品には、芯材の表面を覆って設けたろう材にマグネシウム（Ｍｇ）を０．３％〜１％添加したクラッド材を使用し、前記クラッド材からなる熱交換器構成部品を組み立てる組立工程と、少なくともインナーフィンを除き前記熱交換器構成部品にノコロックフラックスを塗布する塗布工程と、酸素（Ｏ2）濃度１０ｐｐｍ以下の不活性ガスが満たされた雰囲気中で、昇温速度３０℃／ｍｉｎ以上で加熱して前記各熱交換器構成部品を接合する接合工程とを有する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、芯材の表面を覆って設けたろう材にマグネシウムを０．３％〜１％添加したクラッド材を使用しているため、添加するマグネシウム量を適正範囲としたことからインナーフィンろう付け部ではフラックスレスでろう付けでき、アウターフィンろう付け部ではマグネシウムとノコロックフラックスとの反応が抑制されるからＮＢろう付けにてろう付けされる。
【０００９】
したがって、本発明によれば、フラックス塗布を行い難い内部ろう付けはフラックスレスでろう付けを行うことができ、その他の部位はＮＢろう付けでろう付けすることができ、内部（インナーフィンろう付け部）及び外部（アウターフィンろう付け部）共に充分な接合強度でろう付けすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１１】
「アルミニウム製の熱交換器の製造方法」
本発明者等は、鋭意研究の結果、アルミニウム合金などの芯材の表面を覆うろう材に添加するマグネシウム（Ｍｇ）の添加量を所定範囲内にすることで、ろう材からのマグネシウムの拡散量が適正量となってアルミナ表面酸化皮膜を除去し得ることができ、且つ、マグネシウムがノコロックフラックスと反応してろう付けを阻害する化合物が生成され難くなることを見出した。
【００１２】
具体的には、熱交換器構成部品には、芯材の表面を覆って設けたろう材にマグネシウムを０．３％〜１％添加したクラッド材を使用し、そのクラッド材からなる熱交換器構成部品を組み立てた後、その組み立てられた熱交換器組立品にインナーフィンを除き、シャワーあるいは粉体でノコロックフラックスを塗布し、その後、酸素（Ｏ2）濃度１０ｐｐｍ以下の不活性ガスが満たされた雰囲気中で、昇温速度３０℃／ｍｉｎ以上で加熱して前記各熱交換器構成部品を接合することで、内部（インナーフィンろう付け部）及び外部（アウターフィンろう付け部）共に充分な接合強度でろう付けすることができる。
【００１３】
以下に、アルミニウム製熱交換器の製造方法を例にとって説明する。
【００１４】
先ず、熱交換器構成部品には、図１に示すようなクラッド材を使用する。かかるクラッド材は、例えばＪＩＳ規格３００３のアルミニウム合金を芯材１とし、その芯材１の表面にＪＩＳ規格４０４５のろう材２を貼り合わせてローラで加圧し、そのろう材２にマグネシウムを０．３％〜１％添加することで形成したものである。
【００１５】
マグネシウム量が０．３％より少ないと、アルミナ表面酸化皮膜を破る効果が弱くなるため、フラックスレスでろう付けを行うことができなくなる。また、マグネシウム量が１％を超えると、マグネシウムがノコロックフラックスと反応しろう付けを阻害する化合物を生成する。そのため、ろう材２に添加するマグネシウム量としては、０．３％〜１％の範囲が好適である。
【００１６】
そして、前記マグネシウムが添加されたろう材２を芯材１にクラッドしたクラッド材から形成したチューブ３、このチューブ３内に挿入されるインナーフィン４、チューブ３間に設けられるアウターフィン５、各チューブ３の先端を挿入させて配列させる座板及びタンク（図示は省略する）からなる熱交換器構成部品を用意する。
【００１７】
インナーフィン４は、チューブ３の内部に挿入する。そして、インナーフィン４が内部に挿入されたチューブ３の間にアウターフィン５を挟み込んでコア本体（熱交換器組立品）を形成し、その各チューブ３の先端を座板に形成したスリットに挿入させ、最後に座板にタンクをかしめて固定する。
【００１８】
次に、このように構成された熱交換器構成部品のそれぞれにインナーフィンを除きノコロックフラックスを塗布する。ノコロックフラックスの塗布は、シャワーあるいは粉体塗布にて行う。
【００１９】
ノコロックフラックス塗布は、熱交換器構成部品を組み立てる前に構成部品ごとに個別に塗布しその後、熱交換器構成部品を組み立てても構わない。
【００２０】
次いで、この熱交換器を、酸素濃度１０ｐｐｍ以下の不活性ガスをろう付け雰囲気とする炉内に入れ、昇温温度３０℃／ｍｉｎ以上で加熱する。酸素濃度が１０ｐｐｍを超えると、ろう切れが生じろう付けが出来なくなる。また、昇温温度が３０℃/ｍｉｎ未満であると、ろう材中のマグネシウム量を増やさなくてはろう付けできなくなり、そうするとノコロックフラックスと反応してろう付けを阻害する化合物が生成される。
【００２１】
このような条件のもとでろう付けを行うことで、チューブ３とそのチューブ３内に挿入されたインナーフィン４とのインナーフィンろう付け部では、フラックスレスでろう付けでき、チューブ３とアウターフィン５とのアウターフィンろう付け部では、ＮＢろう付けにてろう付けすることができる。よって、炉から取り出された熱交換器は、チューブ３とアウターフィン５間はもちろんのことチューブ３とインナーフィン４間も充分な接合強度を確保してろう付けされたものとなる。なお、チューブ３内部には、ろう材が詰まるような不都合は生じない。
【００２２】
「実施例１」
次に、フラックスレス工法による、ろう付け可能な範囲の確認実験を以下のように行った。
【００２３】
実施例１では、芯材にＪＩＳ規格３００３、ろう材にＪＩＳ規格４０４５にＭｇを０．１％〜１．８％添加したクラッド材からなる試料片６を、図３に示すように、ＪＩＳ規格３００３からなる試料片７に対してＴ字状となるように取り付け、ステンレスからなるワイヤ８で固定する。ろう材は、厚み０．４ｍｍの板厚に対して１０％の厚みにクラッドした。また、基材７は、厚み１．０ｍｍ、長さ５５ｍｍ、幅２５ｍｍとした。
【００２４】
そして、これら試料片６、７を、酸素濃度１０ｐｐｍ以下、２０ｐｐｍ、５０ｐｐｍの不活性ガスが満たされた雰囲気中に入れ、昇温速度２０℃／ｍｉｎ、３０℃／ｍｉｎ、６０℃／ｍｉｎ、２００℃／ｍｉｎで昇温し、６００℃で３分間ろう付けした。
【００２５】
図４にそれら試料片６、７の接合部でのろう付け結果を示す。ろう付け可能を○印、ろう切れ有りを△印、ろうが流れない場合を×で表記してある。ろう付けの判定は、フレット形状の状態で評価判定した。その結果、マグネシウムの添加量０．３％〜１％、酸素濃度１０ｐｐｍ以下、昇温速度３０℃／ｍｉｎ以上でろう付けが可能であった。
【００２６】
「実施例２」
実施例２は、フラックスレス工法とＮＢろう付け工法との併用時における影響を調べた。
【００２７】
芯材にＪＩＳ規格３００３、ろう材にＪＩＳ規格４０４５をクラッドした２０ｍｍ×２０ｍｍの試料片９と、芯材にＪＩＳ規格３００３、ろう材にＪＩＳ規格４０４５にＭｇを０．１％〜１．８％添加した２０ｍｍ×２０ｍｍの試料片１０を、図５に示すように、ＪＩＳ規格３００３からなる試料片７に対してＴ字状となるように取り付け、ステンレスからなるワイヤ８で固定する。
【００２８】
そして、これら試料片７、９、１０を、ノコロックフラックスを１０％含むスラー液に浸漬した後、前記実施例１と同一の条件でろう付けを行った。その結果を図６に示す。その結果、マグネシウムの添加量０．３％〜１％、酸素濃度１０ｐｐｍ以下、昇温速度３０℃／ｍｉｎ以上であれば、試験片１０の接合強度は試験片９と同等であることがわかった。
【００２９】
「本実施形態の効果」
以上のように、本実施形態の製造方法によれば、芯材の表面を覆って設けたろう材にマグネシウムを０．３％〜１％添加したクラッド材を使用しているため、添加するマグネシウム量を適正範囲としたことからインナーフィンろう付け部ではフラックスレスでろう付けでき、アウターフィンろう付け部ではマグネシウムとノコロックフラックスとの反応が抑制されるからＮＢろう付けにてろう付けすることができる。
【００３０】
したがって、本発明によれば、フラックス塗布を行い難い内部ろう付けはフラックスレスでろう付けを行うことができ、その他の部位はＮＢろう付けでろう付けすることができ、内部（インナーフィンろう付け部）及び外部（アウターフィンろう付け部）共に充分な接合強度でろう付けすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明方法で製造する熱交換器構成部品に使用するクラッド材の要部拡大断面図である。
【図２】熱交換器構成部品を組み立てて形成されるコア本体の要部拡大斜視図である。
【図３】実施例１でろう付け確認実験に供された試料片を示す図である。
【図４】実施例１のろう付け確認実験の結果を示す図である。
【図５】実施例２でろう付け確認実験に供された試料片を示す図である。
【図６】実施例２のろう付け確認実験の結果を示す図である。
【符号の説明】
【００３２】
１…芯材
２…ろう材
３…チューブ
４…インナーフィン
５…アウターフィン
６、７、９、１０…試料片
８…ステンレスのワイヤ
【図１】
2007190574.tif 000003
【図２】
2007190574.tif 000004
【図３】
2007190574.tif 000005
【図４】
2007190574.tif 000006
【図５】
2007190574.tif 000007
【図６】
2007190574.tif 000008