JP2003028592A - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 セパレータとヘッダタンクとのろう付け不良
を低減するとともに、ろう付け不良を容易に補修するこ
とができるようにする。 【解決手段】 ヘッダタンク１３０にセパレータ１３４
を挿入装着して形成された、第１ラジエータ１１０と第
２ラジエータ１２０とを仕切る第３空間１３３に穴１３
５を設ける。これにより、セパレータ１３４をヘッダタ
ンク１３０に組み付けた後、穴１３５からセパレータ１
３４にフラックスを塗布することができるとともに、穴
１３５からセパレータ１３４とヘッダタンク１３０との
接合不良を補修することができる。したがって、セパレ
ータ１３４とヘッダタンク１３０とを良好にろう付けし
つつ、接合部にろう付け不良が発生しても、その不良箇
所を容易に補修することができ、完成品の歩留まりを向
上させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、２種類の熱交換器
が一体となった熱交換器に関するもので、内燃機関と電
動モータとを組み合わせて走行するハイブリッド自動車
等に適して有効である。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】ハイブ
リッド自動車では、一般的に、エンジン（内燃機関）内
を循環するエンジン冷却水を冷却する第１ラジエータ
と、電動モータ及びその電気制御回路内を循環する電気
系冷却水を冷却する第２ラジエータとからなる２種類の
ラジエータを必要とする。

【０００３】因みに、エンジン冷却水と電気系冷却水と
は、適正な冷却水温度及び水圧が相違しているので、１
つのラジエータにて両冷却水を冷却すると、冷却効率が
悪化してしまい、得策ではない。

【０００４】これに対して、特開平１０−１１１０８６
号公報に記載の発明では、冷却水が流通する複数本のチ
ューブと、このチューブの長手方向端部に配設されて各
チューブと連通するヘッダタンクとからなるラジエータ
において、ヘッダタンク内をセパレータ（隔壁）で仕切
ることにより、エンジン冷却水が流通する部分と電気系
冷却水が流通する部分とを区画してエンジン冷却水用の
ラジエータ（以下、第１ラジエータと呼ぶ。）と電気系
冷却水用のラジエータ（以下、第２ラジエータと呼
ぶ。）とを一体化している。

【０００５】しかし、上記公報に記載の発明では、図４
に示すように、セパレータの接部分がヘッダタンク内に
位置するため、例えばろう付け工程時に、セパレータと
ヘッダタンクとの接合部にろう付け不良が発生しても、
その不良箇所を補修することができず、完成品の歩留ま
りが低下する。

【０００６】また、ろう付け行う際にはろう付け部にフ
ラックスを塗布しておくことが望ましが、上記公報に記
載の発明では、セパレータの接部分がヘッダタンク内に
位置するため、予め、セパレータにフラックスを塗布し
た後、ヘッダタンクに形成されたスリット穴からセパレ
ータをヘッダタンクに挿入装着せざるを得ない。

【０００７】このとき、スリット穴の大きさが、セパレ
ータの厚みに比べて過度に大きいと、スリット穴とセパ
レートとの間に大きな隙間が発生して接合不良を招くお
それが高い。逆に、スリット穴を小さくすると、セパレ
ータをスリット穴に挿入する際に、表面に塗布されたフ
ラックスがそぎ落とされてしまい、却って、セパレータ
とヘッダタンクとのろう付け不良を招く。

【０００８】本発明は、上記点に鑑み、セパレータとヘ
ッダタンクとのろう付け不良を低減するとともに、ろう
付け不良を容易に補修することができるようにすること
目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、請求項１に記載の発明では、第１流体が
流通する複数本の金属製の第１チューブ（１１１）と、
第２流体が流通する複数本の金属製の第２チューブ（１
２１）と、両チューブ（１１１、１２１）の長手方向両
端部に配設され、両チューブ（１１１、１２１）と連通
する金属製のヘッダタンク（１３０）と、ヘッダタンク
（１３０）内の空間を第１チューブ（１１１）に連通す
る第１空間（１３１）と第２チューブ（１２１）に連通
する第２空間（１３２）とに仕切るとともに、第１空間
（１３１）と第２空間（１３２）との間に第３空間（１
３３）を構成する金属製の２枚のセパレータ（１３４）
とを有し、２枚のセパレータ（１３４）は、ヘッダタン
ク（１３０）に形成されたスリット穴（１３０ｃ）から
ヘッダタンク（１３０）に挿入装着された状態でヘッダ
タンク（１３０）とはろう付けにて接合されており、さ
らに、ヘッダタンク（１３０）のうち第３空間（１３
３）に対応する第３空間対応部位（１３０ｄ）には、第
３空間（１３３）とヘッダタンク（１３０）外とを連通
させる穴部（１３５）が設けられていることを特徴とす
る。

【００１０】これにより、セパレータ（１３４）をヘッ
ダタンク（１３０）に組み付けた後、穴（１３５）から
セパレータ（１３４）にフラックスを塗布することがで
きる。したがって、セパレータ（１３４）をスリット穴
（１３０ｃ）に挿入する際に、表面に塗布されたフラッ
クスがそぎ落とされてしまうといった問題はそもそも発
生しないので、セパレータ（１３４）とヘッダタンク
（１３０）とを良好にろう付けすることができる。

【００１１】また、穴（１３５）からセパレータ（１３
４）とヘッダタンク（１３０）との接合不良を補修する
ことができるので、セパレータ（１３４）とヘッダタン
ク（１３０）との接合部にろう付け不良が発生しても、
その不良箇所を容易に補修することができ、完成品の歩
留まりを向上させることができる。

【００１２】請求項２に記載の発明では、請求項１に記
載の熱交換器の製造方法であって、ヘッダタンク（１３
０）にセパレータ（１３４）を挿入装着した後、セパレ
ータ（１３４）にフラックスを塗布し、その後、セパレ
ータ（１３４）とヘッダタンク（１３０）とをろう付け
することを特徴とする。

【００１３】これにより、セパレータ（１３４）とヘッ
ダタンク（１３０）とを良好にろう付けすることができ
る。

【００１４】請求項３に記載の発明では、セパレータ
（１３４）とヘッダタンク（１３０）とをろう付けした
後、セパレータ（１３４）とヘッダタンク（１３０）と
ろう付け状態を検査補修することを特徴とする。

【００１５】これにより、不良箇所を容易に補修するこ
とができるので、完成品の歩留まりを向上させることが
できる。

【００１６】因みに、上記各手段の括弧内の符号は、後
述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す
一例である。

【００１７】

【発明の実施の形態】本実施形態は、本発明に係る熱交
換器をハイブリッド自動車用のラジエータに適用したも
のであって、図１は本実施形態に係るラジエータ１００
の斜視図である。

【００１８】１１１は、エンジン（図示せず。）内を循
環してエンジンを冷却するエンジン冷却水（第１流体）
が流通するアルミニウム製の第１チューブであり、１２
１は、電動モータ及びインバータ回路等の電動モータを
制御する電気制御回路内を循環して電動モータ及び電気
制御回路を冷却する電気系冷却水（第２流体）が流通す
るアルミニウム製の第２チューブである。

【００１９】ここで、第１チューブ１１１は、図１のＡ
に示す範囲に複数本設けられ、第２チューブ１２１は、
図１のＢに示す範囲に複数本設けられており、両チュー
ブ１１、１２１は同一寸法（同一形状）である。

【００２０】そして、第１チューブ１１１間及び第２チ
ューブ１２１間には、波状に形成されて熱交換を促進す
る同一寸法（同一形状）の第１、２冷却フィン（伝熱フ
ィン）１１２、１２２が配設されており、これら冷却フ
ィン（以下、フィンと略す。）１１２、１２２は、各チ
ューブ１１１、１２１にろう付け接合されている。

【００２１】また、両チューブ１１１、１２１の長手方
向両端側には、第１、２チューブ１１１、１２１それぞ
れに連通するヘッダタンク１３０が配設されており、こ
のヘッダタンク１３０内それぞれには、ヘッダタンク１
３０内の空間を３つの空間１３１〜１３３に仕切る２枚
のセパレータ（区画壁）１３４が設けられている。

【００２２】ここで、空間１３１（以下、第１空間１３
１と呼ぶ。）は、第１チューブ１１１に連通しており、
上方側の第１空間１３１から各第１チューブ１１１にエ
ンジン冷却水が分配供給され、下方側の第１空間１３１
により熱交換を終えたエンジン冷却水を集合回収する。

【００２３】また、空間１３２（以下、第２空間１３２
と呼ぶ。）は、第２チューブ１２１に連通しており、上
方側の第２空間１３２から各第２チューブ１１１に電気
系冷却水が分配供給され、下方側の第２空間１３２によ
り熱交換を終えた電気系冷却水を集合回収する。

【００２４】したがって、ラジエータ１００のうち図１
のＡに示す範囲がエンジン冷却水用の第１ラジエータ１
１０を構成し、図１のＢに示す範囲が電気系冷却水用の
第２ラジエータ１２０を構成する。

【００２５】なお、１１３はエンジン冷却水の流入口で
あり、１１４はエンジン冷却水の流出口であり、１２３
は電気系冷却水の流入口であり、１２４は電気系冷却水
の流出口である。

【００２６】ところで、ヘッダタンク１３０は、図２に
示すように、両チューブ１１１、１２１の長手方向端部
がろう付け接合されたアルミニウム製のコアプレート１
３０ａと、コアプレート１３０ａと共にヘッダタンク１
３０内の空間を構成するアルミニウム製のタンク本体１
３０ｂとをろう付けすることに構成され、セパレータ１
３４は、タンク本体１３０ｂに形成された切り込み状の
スリット穴１３０ｃに挿入装着された状態でヘッダタン
ク１３０にろう付けされている。

【００２７】そして、図１に示すように、ヘッダタンク
１３０（タンク本体１３０ｂ）のうち第３空間１３３に
は、第３空間１３３とヘッダタンク１３０外とを連通さ
せる長穴状の穴部１３５が形成されているとともに、第
１、２チューブ１１１、１２１と同一寸法（同一形状）
を有し、冷却水が流通しないダミーチューブ１４０が接
合されている。

【００２８】さらに、このダミーチューブ１４０間、ダ
ミーチューブ１４０と第１チューブ１１１との間、及び
ダミーチューブ１４０と第２チューブ１２１との間に
も、フィン１１２、１２２と同一寸法（同一形状）のフ
ィン１４１が配設されており、これらフィン１４１も、
各チューブ１１１、１２１、１４０にろう付け接合され
ている。

【００２９】因みに、フィン１４１は専ら機械的強度の
向上のために設けており、伝熱（放熱）効果はそれほど
期待していない。

【００３０】次に、ラジエータ１００の製造方法の概略
を述べる。

【００３１】タンク本体１３０ｂは、一方の面にろう材
が被覆（クラッド）され、他方の面に犠牲腐食層が形成
されたアルミニウム製の板材にプレス加工を施し、図２
に示すように、スリット穴１３０ｃを形成しながら犠牲
腐食層がヘッダタンク１３０の内壁側に面するように板
材を略Ｌ（Ｊ）字状に成形して製造する。同様に、コア
プレート１３０ａも、一方の面にろう材が被覆（クラッ
ド）され、他方の面に犠牲腐食層が形成されたアルミニ
ウム製の板材にプレス加工を施し、犠牲腐食層がヘッダ
タンク１３０の内壁側に面するように板材を略Ｌ（Ｊ）
字状に成形して製造する。

【００３２】因みに、犠牲腐食層とは、母材（芯材）が
腐食することを防止するために、母材（芯材）に比べて
イオン化傾向の大きい金属からなる層を言う。

【００３３】また、セパレータ１３４は両面にろう材が
被覆されたアルミニウム製の板材を打ち抜くことにより
製造する。

【００３４】なお、チューブ１４０、１１１、１２１は
アルミニウム製の板材を曲げて電気溶接して製造し、フ
ィン１１２、１２２、１４１は表裏両面にろう材が被覆
されたアルミニウム製の板材を歯車状のローラ成型機に
より波状に塑性変形させることにより製造する。

【００３５】そして、コアプレート１３０ａ及びタンク
本体１３０ｂの外壁側に相当する面（犠牲腐食層が設け
られた面と反対側の面）にフラックスを塗布した後、コ
アプレート１３０ａ、タンク本体１３０ｂ、チューブ１
４０、１１１、１２１、フィン１１２、１２２、１４１
及びセパレータ１３４を組み立てて、ワイヤー等の治具
にて組み立てた状態を保持する。

【００３６】次に、穴部１３５からセパレータ１３４に
フラックスを塗布した後、炉内で加熱してコアプレート
１３０ａ、タンク本体１３０ｂ、チューブ１４０、１１
１、１２１、フィン１１２、１２２、１４１及びセパレ
ータ１３４をろう付け接合する。

【００３７】そして、ラジエータ１００（第１、２ラジ
エータ１１０、１２０）内にＨｅガス等の不活性ガスを
封入し、コアプレート１３０ａとタンク本体１３０ｂと
の接合不良の有無、コアプレート１３０ａとチューブ１
１１、１２１との接合不良の有無、並びにコアプレート
１３０ａ及びタンク本体１３０ｂとセパレータ１３４と
の接合不良の有無を検査し、接合不良を発見したときは
樹脂材を充填する等して接合不良の補修を行う。

【００３８】このとき、コアプレート１３０ａ及びタン
ク本体１３０ｂとセパレータ１３４との接合不良は、穴
１３５から樹脂材を充填する等して補修する。

【００３９】因みに、穴１３５の大きさはフラックスの
塗布作業及び補修作業を行うに十分な大きさとすること
が望ましく、本実施形態では、図３に示すように、穴１
３５の長径方向をチューブ１１１の長手方向と一致させ
るとともに、長径寸法Ａを第３空間１３３のうち長径寸
法Ａと平行な部位の寸法ａの０．３倍以上、０．５倍以
下とし、穴１３５の短径寸法Ｂを短径寸法Ｂを第３空間
１３３のうち短径寸法Ｂと平行な部位の寸法ｂの０．２
５倍以上、０．６５倍以下としている。

【００４０】次に、本実施形態の特徴を述べる。

【００４１】本実施形態では、第３空間１３３に穴１３
５を設けているので、前述のごとく、セパレータ１３４
をヘッダタンク１３０に組み付けた後、セパレータ１３
４にフラックスを塗布することができる。

【００４２】したがって、セパレータ１３４をスリット
穴１３０ｃに挿入する際に、表面に塗布されたフラック
スがそぎ落とされてしまうといった問題はそもそも発生
しないので、セパレータ１３４とヘッダタンク１３０と
を良好にろう付けすることができる。

【００４３】また、穴１３５からセパレータ１３４とヘ
ッダタンク１３０との接合不良を補修することができる
ので、セパレータ１３４とヘッダタンク１３０との接合
部にろう付け不良が発生しても、その不良箇所を容易に
補修することができ、完成品の歩留まりを向上させるこ
とができる。

【００４４】（その他の実施形態）上述の実施形態で
は、本発明に係る熱交換器をハイブリッド自動車に適用
したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その
他のものにも適用することができる。

【００４５】また、上述の実施形態では、漏れ検査用の
流体としてＨｅガスを用いたが、本発明はこれに限定さ
れるものではなく、その他の気体又は液体であてもよ
い。

【００４６】また、上述実施形態では、チューブが上下
方向に延びていたが、本発明はこれに限定されるものは
なく、例えばチューブが水平方向に延びていてもよい。

【００４７】また、上述の実施形態では、ラジエータ１
００を組み立てる際に、ダミーチューブ１４０と第１、
２チューブ１１１、１２１とを、第１、２フィン１１
２、ダミーのフィン１４１とを区別することなく、チュ
ーブとフィンとを順次積層しながら組み立てることによ
り、ラジエータ１００の組み付け作業性を向上させた
が、本発明はこれに限定されるものではなく、ダミーチ
ューブ１４０及びダミーフィン１４１を廃止して、単純
な断熱空間としてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係るラジエータの正面図で
ある。

【図２】本発明の実施形態に係るラジエータのヘッダタ
ンク部分の分解斜視図である。

【図３】本発明の実施形態に係るヘッダタンクの穴を示
す正面図である。

【図４】従来の技術に係るラジエータのヘッダタンク部
分の分解斜視図である。

【符号の説明】

１００…ラジエータ、１１０…第１ラジエータ、１１１
…第１チューブ、１１２…第１フィン、１２０…第２チ
ューブ、１２１…第２チューブ、１２２…第２フィン、
１３０…ヘッダタンク、１３３…第３空間、１３４…セ
パレータ、１３５…穴、１４０…ダミーチューブ、１４
１…フィン。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１流体が流通する複数本の金属製の第
   １チューブ（１１１）と、 第２流体が流通する複数本の金属製の第２チューブ（１
   ２１）と、 前記両チューブ（１１１、１２１）の長手方向両端部に
   配設され、前記両チューブ（１１１、１２１）と連通す
   る金属製のヘッダタンク（１３０）と、 前記ヘッダタンク（１３０）内の空間を前記第１チュー
   ブ（１１１）に連通する第１空間（１３１）と前記第２
   チューブ（１２１）に連通する第２空間（１３２）とに
   仕切るとともに、前記第１空間（１３１）と前記第２空
   間（１３２）との間に第３空間（１３３）を構成する金
   属製の２枚のセパレータ（１３４）とを有し、 前記２枚のセパレータ（１３４）は、前記ヘッダタンク
   （１３０）に形成されたスリット穴（１３０ｃ）から前
   記ヘッダタンク（１３０）に挿入装着された状態で前記
   ヘッダタンク（１３０）とはろう付けにて接合されてお
   り、 さらに、前記ヘッダタンク（１３０）のうち前記第３空
   間（１３３）に対応する第３空間対応部位（１３０ｄ）
   には、前記第３空間（１３３）と前記ヘッダタンク（１
   ３０）外とを連通させる穴部（１３５）が設けられてい
   ることを特徴とする熱交換器。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の熱交換器の製造方法で
   あって、 前記ヘッダタンク（１３０）に前記セパレータ（１３
   ４）を挿入装着した後、前記セパレータ（１３４）にフ
   ラックスを塗布し、その後、前記セパレータ（１３４）
   と前記ヘッダタンク（１３０）とをろう付けすることを
   特徴とする熱交換器の製造方法。
3. 【請求項３】 前記セパレータ（１３４）と前記ヘッダ
   タンク（１３０）とをろう付けした後、前記セパレータ
   （１３４）と前記ヘッダタンク（１３０）とろう付け状
   態を検査補修することを特徴とする請求項２記載の熱交
   換器の製造方法。