(57)【要約】【課題】チューブ板材のろう付け部における未ろう付け部分が検出されやすい構造の熱交換器を提供する。【解決手段】凝縮器はチューブ１０とフィンとを交互に積層することにより形成された熱交換コア部を備えている。各チューブ１０は、成形された板状部材同士１０ａ，１０ｂを組み合わせることによって形成され、冷媒が流れる流路部１１と、板状部材１０ａ，１０ｂの表面同士が互いに接触することにより流路部１１に隣接して形成される板合わせ部１３と、を有している。板合わせ部１３には間隔を設けて穴部１２が複数個形成されている。複数の穴部１２の深さは接触している板状部材の表面部分よりも深くなっているとともに、複数の穴部１２には板状部材１０ａ，１０ｂの材質と異なる異種金属が残留しており、板合わせ部１３はろう付け接合されている。【選択図】図２
2009216349.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形された板状部材同士（１０ａ，１０ｂ）を組み合わせることによって形成されるチューブ（１０）であって、熱交換媒体が流れる流路部（１１）および前記板状部材の表面同士が互いに接触することにより前記流路部に隣接して形成される板合わせ部（１３）を有するチューブ（１０）と、
前記チューブ（１０）を複数個並べて形成される熱交換コア部（７）の端部に、前記流路部と連通するように接続されるタンク部（４，５）と、
前記タンク部（４）に接続され、前記熱交換媒体が流入する流入部（２）と、
前記タンク部に接続され、前記熱交換媒体が前記熱交換コア部で外部を流れる流体と熱交換した後、流出する流出部（３）と、を備え
前記板合わせ部には間隔を設けて穴部（１２）が複数個形成されており、
前記複数の穴部は前記板合わせ部の接触している表面部分（１３ｃ）を超える深さであるとともに、前記複数の穴部には前記板状部材の材質と異なる異種金属の残留物（２１ａ）が付着しており、前記板合わせ部はろう付け接合されていることを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記異種金属（２１ａ）は、所定のろう付け温度以下で前記板状部材（１０ａ，１０ｂ）の材質と共晶相を形成する物質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】
前記板状部材（１０ａ，１０ｂ）はアルミニウムを含んだ材質であり、前記異種金属は銅を含んだ物質であることを特徴とする請求項２に記載の熱交換器。
【請求項４】
前記板状部材（１０ａ，１０ｂ）はアルミニウムを含んだ材質であり、前記異種金属は珪素を含んだ物質であることを特徴とする請求項２に記載の熱交換器。
【請求項５】
前記板状部材（１０ａ，１０ｂ）はアルミニウムを含んだ材質であり、前記異種金属は亜鉛を含んだ物質であることを特徴とする請求項２に記載の熱交換器。
【請求項６】
前記異種金属は、所定のろう付け温度で溶け出す鉛、セレン、水銀のいずれかを含んだ物質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７】
熱交換媒体が流通する流路部（１１）を備えるチューブ（１０）を作成するチューブ作成工程と、前記チューブを含む熱交換コア部（７）を組み立てるコア部組立工程と、前記熱交換コア部とタンク部とを組み立てて熱交換器組立て品を作成するタンク部組立工程と、前記熱交換器組立て品の各部材間を炉内でろう付けすることにより接合するろう付け工程と、を含む熱交換器の製造方法であって、
前記チューブ作成工程は、
成形された板状部材同士（１０ａ，１０ｂ）を組み合わせることにより、前記板状部材の表面同士が互いに接触することにより前記流路部に隣接して形成される板合わせ部（１３）を有するチューブ（１０）を組み立てる組立工程と、
前記板状部材の材質と異なる異種金属を、前記板合わせ部に間隔を設けて複数個所埋め込む埋め込み工程と、を含んでおり、
前記異種金属は前記ろう付け工程のろう付け温度以下で前記板状部材の材質と共晶相を形成する物質であることを特徴とする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、金属製の板状部材同士を貼り合わせて形成されるチューブを流体流路として並行に配列して構成される熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の従来の熱交換器として、２枚の金属薄板を接合して形成されるチューブを多数個積層して流体通路を構成するものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。各チューブは、金属薄板を２枚１組として最中合わせの状態にして両者が合わさる合わせ部分（センターリブ部）を形成し、保持されている。そして、チューブが多数個積層された状態で薄板の両面にクラッドされたろう材を高温で溶かすことによって、当該合わせ部分はろう付け接合される。
【０００３】
そして従来の熱交換器では、ろう付け不良部分（未ろう付け部分）があるか否かを検出するために、ろう付け工程後に静圧破壊検査を行っている。この静圧破壊検査では、所定の検査圧力でチューブの内部に圧力を加えるとチューブに内圧がかかる。このとき、センターリブの一部に未ろう付け不良部分があると、当該不良部分から膨らみが発生し、この膨らみが次第に発達してチューブ全体が膨らんで静圧破壊状態となる。このような静圧破壊が起これば、当該熱交換器にろう付け不良部分があったことを確認することができる。
【特許文献１】特開平１０−３００３８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の熱交換器の検査においては、ろう付け不良部分の検出は検査圧力等の検査条件に左右されることになり、実際に市場で問題となる未ろう付け部分を検出できているかどうか不確定な部分がある。また、ろう付け不良部分をより確実に検出するためには、検査圧力を高くして検出精度を高める方法があるが、これでは検査装置が過剰に高コストになってしまうことがある。また、軽微な未ろう付け部分であるか否かにかかわらず、市場における製品の強度を上げるにはチューブ材の板厚を大きくしたり、押し出し成形によってチューブを作成したりする方法がある。しかしながら、このような方法では製品の過剰品質を招き、コストアップ、重量アップになってしまう。
【０００５】
さらに、上記従来の静圧破壊検査によって問題となるろう付け不良部分が検出されなかったとしても、この検査結果によって、この熱交換器が必ずしも市場で起こり得る繰り返し加圧に耐えられる強度を保有しているとは断言できないという問題もある。また、加圧変形法等の他の検査方法を採用したとしても、その検査精度を上げてろう付け不良部分を検出しようとするには、高コストの検査装置が必要になる。
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、チューブ板材のろう付け部における未ろう付け部分を検出しやすい構造の熱交換器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】
本発明は上記目的を達成するため、以下の技術的手段を採用する。熱交換器に係る第１の発明は、成形された板状部材同士（１０ａ，１０ｂ）を組み合わせることによって形成されるチューブ（１０）であって、熱交換媒体が流れる流路部（１１）および板状部材の表面同士が互いに接触することにより流路部に隣接して形成される板合わせ部（１３）を有するチューブ（１０）と、チューブ（１０）を複数個並べて形成される熱交換コア部（７）の端部に、流路部と連通するように接続されるタンク部（４，５）と、タンク部（４）に接続され、熱交換媒体が流入する流入部（２）と、タンク部に接続され、熱交換媒体が熱交換コア部で外部を流れる流体と熱交換した後、流出する流出部（３）と、を備えている。
【０００８】
当該板合わせ部には間隔を設けて穴部（１２）が複数個形成され、当該複数の穴部は板合わせ部の接触している表面部分（１３ｃ）を超える深さであるとともに、当該複数の穴部には板状部材の材質と異なる異種金属の残留物（２１ａ）が付着しており、当該板合わせ部はろう付け接合されていることを特徴とする。当該穴部は、有底の場合、板合わせ部を厚み方向に貫通する場合を含んでいる。
【０００９】
この発明によれば、ろう付け接合される当該板合わせ部に、有底の場合、または板合わせ部を厚み方向に貫通する場合を含む複数の穴部を設けておくことにより、従前の漏れ検査（流路部に封入した流体に所定圧力をかけることによって外部への漏れ量を調べる検査）を実施することによって、当該板合わせ部に未ろう付け部分があった場合には漏れやすくなる。これにより、精度の高い検査を行うことなく、ろう付け不良を容易に検出することができる。したがって、チューブ板材のろう付け部における未ろう付け部分を検出しやすい構造の熱交換器を提供できる。
【００１０】
また、異種金属は、所定のろう付け温度以下で板状部材（１０ａ，１０ｂ）の材質と共晶相を形成する物質であることが好ましい。この発明によれば、ろう付け温度で板状部材とともに溶け出す異種金属を用いることにより、未ろう付け部分が検出されやすい穴部を確実に形成することができる。
【００１１】
また、上記発明において板状部材（１０ａ，１０ｂ）はアルミニウムを含んだ材質であり、ろう付け温度以下で当該板状部材の材質と共晶相を形成する前記異種金属としては、銅を含んだ物質を採用することができる。
【００１２】
また、板状部材（１０ａ，１０ｂ）はアルミニウムを含んだ材質であり、ろう付け温度以下で当該板状部材（１０ａ，１０ｂ）の材質と共晶相を形成する異種金属としては、珪素を含んだ物質を採用することができる。
【００１３】
また、板状部材（１０ａ，１０ｂ）はアルミニウムを含んだ材質であり、ろう付け温度以下で当該板状部材（１０ａ，１０ｂ）の材質と共晶相を形成する異種金属としては、亜鉛を含んだ物質を採用することができる。
【００１４】
上記いずれの異種金属を採用した場合でも、ろう付け温度で板状部材と異種金属とを溶け出させることにより、未ろう付け部分が検出されやすい穴部を確実に形成することができる。
【００１５】
また、異種金属は、所定のろう付け温度で溶け出す鉛、セレン、水銀のいずれかを含んだ物質であることが好ましい。この発明によれば、板状部材との間で共晶相を形成しない金属であっても、ろう付け温度において上記穴部を形成することができる。
【００１６】
熱交換器の製造方法に係る第１の発明は、熱交換媒体が流通する流路部（１１）を備えるチューブ（１０）を作成するチューブ作成工程と、チューブを含む熱交換コア部（７）を組み立てるコア部組立工程と、熱交換コア部とタンク部とを組み立てて熱交換器組立て品を作成するタンク部組立工程と、熱交換器組立て品の各部材間を炉内でろう付けすることにより接合するろう付け工程と、を含む熱交換器の製造方法である。
【００１７】
さらに、チューブ作成工程は、成形された板状部材同士（１０ａ，１０ｂ）を組み合わせることにより、板状部材の表面同士が互いに接触することにより流路部に隣接して形成される板合わせ部（１３）を有するようにチューブ（１０）を組み立てる組立工程と、板状部材の材質と異なる異種金属を、板合わせ部に間隔を設けて複数個所埋め込む埋め込み工程と、を含んでいる。さらに、上記異種金属はろう付け工程のろう付け温度以下で板状部材の材質と共晶相を形成する物質であることを特徴とする。
【００１８】
この発明によれば、ろう付け温度で板状部材とともに溶け出す異種金属を板合わせ部に埋め込んだ状態でろう付け工程を行うことにより、埋め込まれた異種金属がろう付け工程において溶け出すので，完成品の板合わせ部に穴部が形成されることになる。これにより、従前の漏れ検査を実施することによって、当該板合わせ部に未ろう付け部分があった場合には漏れやすくなる。したがって、チューブ板材のろう付け部において未ろう付け部分を検出しやすい熱交換器が得られる。
【００１９】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した形態と同様とする。実施の各形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施の形態同士を部分的に組み合せることも可能である。
【００２１】
（第１実施形態）
本発明の熱交換器はチューブの構成に特徴があり、チューブの内部を流れる熱交換媒体としての内部流体とチューブの周囲を通過する外部流体との間で熱交換が行われる機器に広く適用することができる。この熱交換器は、例えば凝縮器、蒸発器、ラジエータ、ヒータコア、インタークーラー等に適用することができるが、本実施形態では特にチューブ内を高圧の冷媒が流れる凝縮器１に用いた好適例を説明する。ここで説明する凝縮器１は、車両用空調装置に使用される冷凍サイクル内の冷媒を凝縮液化するものである。本発明の一実施形態である第１実施形態について図１〜図９を用いて説明する。
【００２２】
図１は、本実施形態の凝縮器１の概要を示す正面図である。図１に示すＸ方向はチューブ１０の長手方向、冷媒の流通方向、流路部１１の伸長方向、または右方向であり、Ｙ方向はチューブ１０若しくはフィン９の積層方向、または上方向である。図２は凝縮器１が備えるチューブ１０の端部の様子を示した斜視図である。図２に示すＺ方向は、チューブ１０の幅方向または外部流体の流通方向である。図３はチューブ１０の天面部の様子を示した上面図である。
【００２３】
凝縮器１は内部を流れる内部流体（以下、冷媒とする）が流入する流入側タンク４ａと、冷媒が流出する流出側タンク４ｂと、冷媒が両タンク４ａ，４ｂ間を流通する間に流れる熱交換コア部７とを含んでいる。熱交換コア部７には、チューブ１０がその長手方向を左右方向（Ｘ方向）にして所定間隔を設けて多数個並列されている。隣り合うチューブ１０間には波状に形成されたフィン９がチューブ１０の長手方向に沿って配置され、チューブ１０とフィン９が交互に積層するように配置されている。フィン９には、外部流体の流通方向（図１の紙面に対して垂直方向）に対して所定の角度をなすように切り起こされた多数のルーバ（図示せず）が設けられており、フィン９の熱伝達率を向上させている。
【００２４】
チューブ１０は、所定の形状に成形された板状部材同士１０ａ，１０ｂを組み合わせることによって形成される管であり、冷媒が流れる流路部１１と、流路部１１に隣接し、板状部材１０ａ，１０ｂの表面同士が互いに接触し合って形成される板合わせ部１３と、を備えている。板状部材１０ａと板状部材１０ｂとは、折り返し部１５で連結されて一体になっている。板状部材１０ａは幅方向に複数個並ぶドーム状の湾曲面部１１ａ（略半円部）と、隣り合う湾曲面部１１ａ間を連結するように設けられる平面部１３ａ（直線状の連結部）とを備え、これらが交互に配置されて一体となるように形成されている。板状部材１０ｂは湾曲面部１１ａと対応する位置にある複数個のドーム状の湾曲面部１１ｂ（略半円部）と、隣り合う湾曲面部１１ｂ間を連結するように設けられ、平面部１３ａと対応する位置にある平面部１３ｂ（直線状の連結部）とを備え、これらが交互に配置されて一体となるように形成されている。さらに、板状部材１０ａおよび板状部材１０ｂには、折り返し部１５に対して幅方向の反対側にある端部に、それぞれ湾曲端部１４ａ，１４ｂが形成されている。湾曲端部１４ａ，１４ｂ、湾曲面部１１ａ，１１ｂ、および平面部１３ａ，１３ｂは、チューブ１０の長手方向（Ｘ方向）の全体に伸長するように設けられている。
【００２５】
チューブ１０は、上記の所定形状に成形された状態の板状部材１０ａおよび１０ｂを、両者を連結する折り返し部１５で折り返し、両者を最中状に合わせ、湾曲端部１４ａと湾曲端部１４ｂとを重ね合わせることによって形成される。このように両者を組み合わせた状態では、湾曲面部１１ａと湾曲面部１１ａとの間に形成される断面略円形状の流路部１１は幅方向に５個形成され、平面部１３ａと平面部１３ｂの互いの表面が面接触して形成される板合わせ部１３は幅方向に４個形成される。つまり、１個のチューブ１０についてＸ方向に冷媒が流通する５本の通路が設定され、各通路は隣接する板合わせ部１３のＺ方向長さ分、離れて並ぶことになる。このように形成される１個のチューブ１０の幅寸法Ｂ（Ｚ方向の長さ）はその高さ寸法Ｈ（Ｙ方向の長さ）の１０〜１５倍に設定されるため、チューブ１０は外部流体の流通方向（Ｚ方向）に沿うかまぼこ屋根状の天面部を有し、全体として扁平状のチューブとなる。
【００２６】
板合わせ部１３は、熱交換器の製造工程のろう付け工程において、ろう付け接合を要する重要なろう付け部分である。このろう付け工程においては、板状部材の積層方向に圧縮力を加えて平面部１３ａと平面部１３ｂとを密着させ、この接点部が起点となって溶融したろう材が全周に行き渡ることになる。しかしながら、製造過程において、隣接するフィン９が座屈したり、ろう付け工程中にろう材が溶融することで圧縮力が低減したりすると、接点部が離れ、ろう材が行き渡らない未ろう付け部分が生じてしまう。
【００２７】
熱交換器の製造工程が完了すると、チューブ内に封入した試験流体（例えばヘリウム）が所定の圧力をかけた状態で漏れるかどうかを検査する漏れ検査を行う。この漏れ検査では、高コストの検査設備を必要としないで、未ろう付け部分に起因するろう付け不良を検出し、市場での不具合の発生を事前に防止することができる。
【００２８】
上記問題に鑑みて、図２および図３に示すように、チューブ１０の長手方向に延設されている板合わせ部１３には、複数の穴部１２が設けられている。複数の穴部１２が設けられている部位では試験流体が漏れやすくなっているので、板合わせ部１３に未ろう付け部分があった場合には、漏れ検査において高い精度で漏れが検出され、市場で問題となる未ろう付け部分が高い確率で検出されることになる。
【００２９】
複数の穴部１２は板合わせ部１３の長手方向（Ｙ方向）の全体に亘って点在しており、当該長手方向に隣り合う穴部１２は所定の間隔以下（例えば１．５ｍｍ以下の間隔）で配置されている。穴部１２の深さは、平面部１３ａと平面部１３ｂが接触している表面部分１３ｃよりも深くなっている。つまり、穴部１２は、板合わせ部１３の表面に形成された有底の穴または板合わせ部１３を貫通した穴であり、このような複数の穴部１２は冷媒が流れる流路部１１と並走するように列をなして板合わせ部１３に並んでいる。
【００３０】
さらに、複数の穴部１２には板状部材１０ａ，１０ｂの材質と異なる異種金属が付着している。付着している異種金属はろう付け工程が行われたときに溶け出した異種金属が残った残留物２１ａである。複数の穴部１２は、ろう付け工程前に板合わせ部１３の所定の位置に予め埋め込まれた異種金属がろう付け工程のろう付け温度でチューブ１０の素材およびろう材とともに溶け出すことにより、形成されたものであり、残留物２１ａは、埋め込まれた異種金属がすべて溶けて流れ出さないで、穴部１２の壁面に残った微量分である。
【００３１】
熱交換コア部７は、チューブ１０の積層方向（Ｙ方向）上側の凝縮用コア部７ａと下側のサブクール用コア部７ｂとからなり、当該積層方向（Ｙ方向）の最外側に位置するフィン９のさらに外側の両端でサイドプレート８によって補強されている。また、熱交換コア部７は、冷媒流通方向（Ｘ方向）の一方側の端部が流入側タンク４ａおよび流出側タンク４ｂからなるタンク４に接続され、他方側の端部が中間タンク５に接続されている。中間タンク５のチューブ長手方向の外側（最左側）にはモジュレータタンク６が設けられ、モジュレータタンク６は中間タンク５の内部と接続されている。
【００３２】
タンク４の内部は、セパレータ４ｃによって流入側タンク４ａと流出側タンク４ｂとに分けられている。流入側タンク４ａは、熱交換コア部７の上側（セパレータ４ｃおよびセパレータ５ａよりも上側）に位置する複数個のチューブ１０（凝縮用コア部７ａ）の内部と直接連通しており、冷媒が流入する流入パイプ２が接続されている。流出側タンク４ｂは、熱交換コア部７の下側（セパレータ４ｃおよびセパレータ５ａよりも下側）に位置する複数個のチューブ１０（サブクール用コア部７ｂ）の内部と直接連通しており、熱交換コア部７で熱交換された後の冷媒が流出する流出パイプ３が接続されている。中間タンク５の内部はセパレータ５ａによって上下２つの部屋に区画されており、両方の部屋はモジュレータタンク６に接続されている。モジュレータタンク６は、過冷却を行うために回収された液冷媒を貯留するものであり、押し出し成形等により作成された円筒状の容器体で形成され、中間タンク５の側壁にろう付けにより固定されている。
【００３３】
凝縮器１を構成する上記各部材は、アルミニウムあるいはアルミニウム合金からなり、さらに表面にろう材が塗布されたクラッド材である。このような各部材を組み立てる工程の後、治具等により保持した状態で、炉内ろう付け等によって所定温度のろう付け工程を実施する。そして、ろう付け工程においては各部材に塗布されたろう材が溶融して各接合部が接着され、さらに熱を取り除くとろう材が固化して各部材同士が固定されて凝縮器１が完成する。
【００３４】
上記構成の凝縮器１における冷媒の流れについて説明する。流入パイプ２内を通って流入した冷媒は、流入側タンク４ａ内に入った後、流入側タンク４ａに接続された複数個のチューブ１０内に分配されて凝縮用コア部７ａを流れ、凝縮用コア部７ａを流れる間に外部流体（空気）と熱交換されて凝縮し液化する。そして凝縮液化された冷媒は、中間タンク５の上側の部屋からモジュレータタンク６の内部に流入し、気液分離される。気液分離された冷媒のうち、液相冷媒はモジュレータタンク６の内部下方から中間タンク５の下側の部屋に流入し、サブクール用コア部７ｂで過冷却された後、流出側タンク４ｂを通って流出パイプ３から外部に流出する。
【００３５】
次に、チューブ１０の作成手順について図４〜図９を用いて説明する。図５はチューブ１０の作成手順を示した工程図である。図４はチューブ１０の作成手順を示した工程図である。図５の（ａ）〜（ｃ）は、チューブ１０作成手順の各工程を示した側面図である。チューブ１０は、大きく分けると、チューブ材（板状部材）の成形工程（ステップ１０）、成形された板状部材を組み合わせるチューブ組立て工程（ステップ１１）、組み立てたチューブに対して所定の位置に異種金属を配置させる装着工程（ステップ１２）、および配置した異種金属をチューブの板状部材に埋め込む埋め込み工程（ステップ１３）からなる（図４参照）。
【００３６】
まず、板状部材１０ａ，１０ｂの材料である金属製の板材（例えばアルミニウムを含む合金材）は、ロール材としてチューブ１０の製造工程のはじめに設置されている。このようにあらかじめロール材として巻かれている板材は、アンコイラーによって巻き戻されて直線上の条材となる。そして、ステップ１０において、板材をローラによって成形して一体の板状部材１０ａ，１０ｂを形成する成形工程を実施する。この成形工程では、板材は一対の成形用のローラ間を通過するときに押圧されて図５（ａ）に示す形状に成形され、これを熱交換コア部７を構成するのに必要な個数分作成する。このように一体に成形された板状部材１０ａ，１０ｂは、折り返し部１５に対して左右対称の形状を呈している。
【００３７】
次に、ステップ１１において、図５（ｂ）に示すように、成形された各板状部材１０ａ，１０ｂを折り返し部１５で折り返してチューブ１０を組み立てる組立工程を実施する。この工程では、各平面部１３ｂは対応する平面部１３ａに表面同士で当接させるとともに、湾曲端部１４ａを湾曲端部１４ｂに内接させてチューブ形状を維持し、確実に所定個数の流路部１１を形成する。この状態では、対応する平面部同士（平面部１３ａおよび１３ｂ）は密着して一体となって板合わせ部１３を構成し、対応する湾曲面部同士（湾曲面部１１ａおよび１１ｂ）はその内面部分が対向してその間に断面略円形状の流路部１１を構成する。各流路部１１は、流路部間に介在する板合わせ部１３によって独立した流路となる。そして、この状態は、湾曲端部同士（湾曲端部１４ａおよび１４ｂ）を確実に重ね合わせることによって保持される。
【００３８】
次に、ステップ１２において、図５（ｃ）に示すように、組み立て後のチューブ１０に対して異種金属２１を配置する装着工程を実施する。この装着工程は、スラリー状にした異種金属２１を充填した供給装置２０に対してチューブ１０をＺ方向に送り、異種金属２１を装着箇所のすべてに配置するように、供給装置２０からスラリー状の異種金属２１を所定の大きさで流下させることにより行う。供給装置２０は、異種金属２１を収納する容器部、異種金属２１を所定の大きさで射出する複数個のノズル部、およびノズル部に向けて内容物を押し出すアクチュエータが備えられている。さらに、アクチュエータを駆動するタイミングは、制御装置によって制御されるようになっている。そして、すべての所定位置に装着された異種金属２１は、乾燥されることで凝固して硬い金属の塊となり、板合わせ部１３の表面に付着する。
【００３９】
次に、装着された異種金属２１をチューブ１０の板状部材に埋め込む埋め込み工程（ステップ１３）を実施する。この埋め込み程は、この工程は、図６に示すようなローラを用いたローラ押し加工によって行われる。図６は異種金属２１の埋め込み工程で使用されるローラを示した正面図である。
【００４０】
両ローラ３０，４０は、チューブ１０の長手方向（Ｘ方向）に対して直角に立体交差するそれぞれの回転軸３１，４１を中心として自転し、自転によってチューブ１０をＸ方向に送り出す量が同じになるように構成されている。上側ローラ３０は自転しながら板状部材１０ｂを直接押圧するローラであり、下側ローラ４０は自転しながら板状部材１０ａを直接押圧するローラである。上側ローラ３０は、回転軸３１を軸心とした略円筒状体であり、その外周部全周に、自転しながら、チューブ１０の複数個の平面部１３ｂの外周面を支持する基部３２と、湾曲面部１１ｂの外周面を支持する半円筒状溝部３３と、を軸方向に交互に配して構成されている。
【００４１】
一方、下側ローラ４０は、回転軸４１を軸心とした上側ローラ３０と同様の略円筒状体であり、その外周部全周に、自転しながら、チューブ１０の複数個の平面部１３ａの外周面を支持する基部４２と、湾曲面部１１ａの外周面を支持する半円筒状溝部４３と、を軸方向に交互に配して構成されている。
【００４２】
この埋め込み工程においては、まず、異種金属２１を装着済みのチューブ１０が上側ローラ３０と下側ローラ４０との間の所定の位置に導入されるようにチューブ１０を設定する。そして、各ローラ３０，４０を各回転軸３１，４１を中心として図６の矢印に向きに回転させると、両ローラは板合わせ部１３を基部３２および基部４２で挟んで押圧しながらチューブ１０を長手方向（Ｘ方向に）に押し出す。このとき、板合わせ部１３の表面から突出するように装着されていた異種金属２１は、両ローラによって、押しつぶされて、図７に示すように、板合わせ部１３の少なくとも平面部１３ｂにめり込んだ状態で埋め込まれることになる。図７は異種金属２１がチューブ１０の板合わせ部１３に埋め込まれた状態を拡大して示した断面図である。そして、チューブ１０の長手方向長さのすべてが押し出されると、チューブ１０に装着されたすべての異種金属２１が埋め込まれて、埋め込み工程が終了する。なお、この埋め込み工程は、ローラの代わりにプレス機械を用いたプレス加工によって行ってもよい。
【００４３】
熱交換器（凝縮器１）の製造工程は、熱交換コア部７を組み立てるコア部組立工程、熱交換コア部７とタンク部等を組み立てるタンク部組立工程、および各部材間をろう付けにより接合するろう付け工程を含んでいる。コア部組立工程では、上記チューブ作成工程で作成されたチューブ１０をフィン９と交互に配し積層して組み立て、さらに積層方向の最外側部分を両側から支持するように２個のサイドプレート８を組み付けることにより、熱交換コア部７を作成する。
【００４４】
タンク部組立工程では、コア部組立工程で組み立てられた熱交換コア部７、各タンク部（タンク４、中間タンク５、モジュレータタンク６）、およびパイプ部（流入パイプ２、流出パイプ３）を組み立てる。そしてこの熱交換器組立て品を治具等により保持する。治具による保持は様々な手段があるが、例えば、熱交換器組立て品をワイヤー等で巻き、サイドプレート８の側面部に内方に働く圧縮力を加えることにより、チューブの長手方向中央部が外方に撓むのを抑制するようにして保持することができる。
【００４５】
ろう付け工程では、前の工程で得られた熱交換器組立て品を治具により保持したまま、ろう付け用の炉内に入れる。炉内は窒素ガス、不活性ガス等の雰囲気となっている。炉内ろう付けでは、雰囲気をろう材が溶融可能なろう付け温度に加熱することにより、塗布されたろう材が溶融し、各部材間にろう材が行き渡ることになる。そして、熱交換器組立て品を炉内から取り出すと、ろう材が凝固し、ろう材によって各部材間が一体に接合され、板合わせ部１３が確実に接合される。さらに、熱交換器組立て品を常温になるまで冷却すると、所望の強度を有する熱交換器が得られる。なお、熱交換器を構成する各部材にろう材が塗布されていないベア材を含む場合には、ろう付け工程の前に、組立て品の外表面にフラックスを噴きつけるフラックス塗布工程を行ってもよい。
【００４６】
ろう材は、板状部材１０ａ，１０ｂの材質との間で共晶相を形成する金属を含む共晶ろう材を使用する。この共晶ろう材には、板状部材１０ａ，１０ｂの材質に応じて種々のものを採用することができる。本実施形態のように板状部材１０ａ，１０ｂをはじめとした各部材にアルミニウムを主成分とする材質を使用した場合には、アルミニウムとの間で共晶相を形成する金属として珪素（Ｓｉ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、カルシウム（Ｃａ）等を用いることができる。また、チューブ１０に埋め込む異種金属にも、共晶相を形成するためにろう材で使用する同種の金属（Ｓｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｍｇ，Ｇｅ，Ｃａ等）を採用する。これによって、金属の融点よりも低いろう付け温度で、ろう付け接合と穴部１２の形成とを同時に実施することができる。
【００４７】
本実施形態では一例として、アルミニウム（Ａｌ）と珪素（Ｓｉ）を混合したろう材を使用し、さらに、これに対応して異種金属には、板状部材１０ａ，１０ｂの材質（アルミニウム）と共晶相を形成する物質である珪素を含んだ物質を採用する。
【００４８】
次に、このＡｌ‐Ｓｉ系のろう材の状態図を図８にしたがって説明する。図８は、チューブ１０の素材の一例であるアルミニウムと異種金属の一例である珪素の状態図である。図８に示すように、ＡｌとＳｉの共晶点はＳｉの濃度が１２．６重量％、Ａｌの濃度が８７．４重量％のときであり、この合金は両者の融点（Ａｌは約６６０℃、Ｓｉは約１４１０℃）よりも低い５７７℃で液体になる。また、相境界（実線部分）で区分けされた領域は、均一な液相（Ｌ）、固相（Ａ）および固相（Ｂ）と、それらが分かれて共存する固相（Ａ＋Ｂ）、固相（Ａ）＋液相（Ｌ）および固相（Ｂ）＋液相（Ｌ）とで表されている。
【００４９】
ろう付けの炉内温度は、熱交換器（凝縮器１）の各部の最高到達温度が５８０〜６３０℃の範囲に納まるように調節される。これは、当該各部の温度はその形状、位置等によって高低が生じばらつくので、どの部位にもろう材が溶融して行き渡るようにするためである。このような温度に調節することにより、ろう材は組成を変化させながら共晶点に近づく形で固体化が進む。そして、これと同時に、チューブ１０に埋め込まれた異種金属も周囲のアルミニウム材とともに溶け出して流れ、図９に示すような穴部１２を形成し、穴部１２に残留物２１ａが残ることになる。
【００５０】
また、Ｃｕ，Ｚｎについても、図示しないがアルミニウムとの間に、図８を例に挙げて説明した上述のような状態図を示すものである。そして、アルミニウムとの合金であるろう材は、両者の融点よりも低い温度でろう付け可能であり、チューブ１０に埋め込まれた異種金属を周囲のアルミニウムとともに溶かし、ろう付け工程後に穴部１２と異種金属の残留物２１ａの付着を生成することができる。図９はろう付け工程後の板合わせ部１３の状態を拡大して示した断面図である。
【００５１】
以上のように所定条件を満たす異種金属２１を埋め込んだ状態でろう付け工程を行うことにより、異種金属２１が埋め込まれた部位の板合わせ部１３にはＸ方向に対する横断面が略椀状に切除された穴部１２が形成される。穴部１２は、埋め込まれた異種金属２１がろう付け温度において周囲のアルミニウム材とともに溶けて、両平面部１３ａ，１３ｂが大きく侵食されることにより形成される。すなわち、穴部１２の深さは、平面部１３ａと平面部１３ｂが接触している表面部分１３ｃよりも深く、平面部１３ｂの厚み方向全部と平面部１３ａの厚み方向一部とをえぐるようになっているか、あるいは、平面部１３ｂおよび平面部１３ａの厚み方向全部を貫通するようになっていてもよい。このため、板合わせ部１３における両平面部１３ａ，１３ｂの占める体積を積極的に減少させることにより、板合わせ部１３に未ろう付け部分があると、これが内部流体の漏れとなるろう付け不良として検出されやすくなる。
【００５２】
また、異種金属２１は、ろう付け工程のろう付け温度で溶け出す物質であってもよく、この場合には例えば、鉛（Ｐｂ、融点は約３２８℃）、セレン（Ｓｅ、融点は約２２０℃）、水銀（Ｈｇ、融点は約‐３９℃）のいずれかを含んだ物質を採用する。この場合でも、ろう付け工程において上記金属を含んだ当該異種金属が溶け出し、ろう付け工程後に異種金属２１の装着場所に上述の穴部１２が形成されるとともに、溶け残った異種金属の残留物２１ａが穴部１２に付着することになる。したがって、漏れ検査等の実施により、未ろう付け部分が検出されやすい熱交換器が得られる。
【００５３】
本実施形態に係る凝縮器１の作用効果を以下に述べる。凝縮器１の熱交換コア部７を構成するチューブ１０は、成形された板状部材同士１０ａ，１０ｂを組み合わせることによって形成され、冷媒が流れる流路部１１と、板状部材１０ａ，１０ｂの表面同士が互いに接触することにより流路部１１に隣接して形成される板合わせ部１３を有する。板合わせ部１３には間隔を設けて穴部１２が複数個形成されている。複数の穴部１２の深さは接触している板状部材の表面部分よりも深くなっているとともに、複数の穴部１２には板状部材１０ａ，１０ｂの材質と異なる異種金属が残留しており、板合わせ部１３はろう付け接合されている。
【００５４】
この構成によれば、従前の漏れ検査を実施することによって、板合わせ部１３に未ろう付け部分があった場合には漏れやすくなる。これにより、精度の高い検査を行うことなく、ろう付け不良を容易に検出することができる。したがって、検査精度にかかわらず、市場に良品を提供することができる。特に凝縮器１ではチューブ１０の内部を１．５〜２ＭＰａの高圧冷媒が流れるため、未ろう付け部分が起因するろう付け不良が検出されやすくなることは、製品の品質維持のために有用である。また、本構成によれば、製品の強度保証が過剰にならない低コスト、低重量の凝縮器１が得られるとともに、製品検査において内部流体の漏れ検査を行うだけでよく、検査設備費の低減ができる。
【００５５】
また、異種金属は、所定のろう付け温度以下で板状部材１０ａ，１０ｂの材質と共晶相を形成する物質（例えば、銅、珪素、亜鉛のいずれか）である。この構成によれば、ろう付け温度で異種金属が周囲の板状部材とともに溶け出すことにより、穴部１２が異種金属が埋め込まれている容積の周囲に大きく形成され、未ろう付け部分が検出されやすい穴部１２をより確実に形成することができる。
【００５６】
また、複数個の穴部１２は、板合わせ部１３（チューブ１０）の長手方向略全体に亘るように設けられている。この構成によれば、複数個の穴部１２が板合わせ部１３の全体に均等に形成されるので、板合わせ部１３の延設方向全体に亘って未ろう付け部分を検出可能となる。したがって、漏れ検査によってろう付け不良品をより確実に検出することができる。
【００５７】
本実施形態の熱交換器の製造方法において、チューブ作成工程は、成形された板状部材同士１０ａ，１０ｂを組み合わせることにより、板状部材１０ａ，１０ｂの表面同士が互いに接触することにより流路部に隣接して形成される板合わせ部１３を有するようにチューブ１０を組み立てる組立工程と、板状部材１０ａ，１０ｂの材質と異なる異種金属２１を、板合わせ部１３の延設方向全体に間隔を設けて複数個所埋め込む埋め込み工程と、を含んでいる。さらに、この異種金属２１としてろう付け工程のろう付け温度以下で板状部材の材質と共晶相を形成する物質（例えば、銅、珪素、亜鉛、マグネシウム、ゲルマニウム、カルシウムのいずれか）を採用する。
【００５８】
この方法によれば、埋め込まれた異種金属２１がろう付け工程において溶け出すので，完成品の板合わせ部１３の複数個所に穴部１２が形成されることになる。穴部１２が形成されることにより、従前の漏れ検査を実施することによって、板合わせ部１３に未ろう付け部分があった場合には漏れやすくなる。したがって、チューブ板材のろう付け部における未ろう付け部分が検出されやすい熱交換器を提供できる。
【００５９】
また、上記方法によれば、異種金属をろう付け工程前に埋め込んでおくことで、板合わせ部１３に漏れ検出のための穴部１２を形成することができるので、プレス加工等の機械的な方法によって穴部１２を形成する場合に比べて、チューブ１０の強度低下を抑えることができる。また当該機械的方法を用いないので、設備に要するコストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】第１実施形態の凝縮器１の概要を示す正面図である。
【図２】凝縮器１が備えるチューブ１０の長手方向端部の様子を示した斜視図である。
【図３】チューブ１０の天面部の様子を示した上面図である。
【図４】チューブ１０の作成手順を示した工程図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、チューブ１０作成手順の各工程を示した側面図である。
【図６】チューブ１０の作成手順における異種金属の埋め込み工程で使用されるローラを示した正面図である。
【図７】異種金属２１がチューブ１０の板合わせ部１３に埋め込まれた状態を拡大して示した断面図である。
【図８】チューブの素材の一例であるアルミニウムと異種金属の一例である珪素の状態図である。
【図９】ろう付け工程後の板合わせ部１３の状態を拡大して示した断面図である。
【符号の説明】
【００６１】
４…タンク
５…中間タンク（タンク部）
７…熱交換コア部
１０…チューブ
１０ａ，１０ｂ…板状部材
１１…流路部
１２…穴部
１３…板合わせ部
１３ｃ…表面部分
２１ａ…残留物
【図１】
2009216349.tif 000003
【図２】
2009216349.tif 000004
【図３】
2009216349.tif 000005
【図４】
2009216349.tif 000006
【図５】
2009216349.tif 000007
【図６】
2009216349.tif 000008
【図７】
2009216349.tif 000009
【図８】
2009216349.tif 000010
【図９】
2009216349.tif 000011