JPS6315064B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、細長い金属基材を横方向の波形を有
する金属のストリツプ材料の片側の波形の各山に
接合剤によつて接合させながら長さ方向軸線の方
向に前進させて金属基材に金属のストリツプ材料
を付ける方法に関する。

熱交換要素の製造では、波形を有するストリツ
プ材料を基材と共に連続的な作動操作で前進さ
せ、いくつかの様々な接着技術のうちの１つを用
いて前記のストリツプ材料を基材に永久的に付け
る方法が一般に実施されている。この方法は、ス
トリツプ、矩形断面をした管等の様々な形を取り
得る基材で構成された連続した長さの熱交換要素
を製造する場合特に正規の方法として実施されて
いる。かかる熱交換要素の製造に関連してしばし
ば適用される一方法は、波形ストリツプ材料を基
材の長い片側または両側にしつかりとハンダ付け
することである。この方法によれば、基材の片側
または両側をハンダで被覆し、次に該ハンダをそ
の融点以上の温度に加熱した後、基材を所定の速
度でストリツプ材料との接触位置まで連続的に前
進させる。該ストリツプ材料は基材の移動通路か
ら分離した別の移動通路を前進する。ストリツプ
材料が基材上の溶融ハンダと接触すれば、その接
触位置でハンダはストリツプ材料の上に凝固す
る。しかしハンダの熱伝導度がかなり低いために
ハンダ接合が達成されるまでストリツプ材料を基
材に押しつけたままに保持する必要がある。この
接合が達成されたときには、基材をこのストリツ
プ材料を付けた状態で前記接触位置から前進さ
せ、随意の長さに切断して希望する長さの断片に
することが出来る。

しかるにこの製造方法に伴う１つの欠点は、波
形のストリツプ材料が基材に沿つて所定の間隔を
へだてて基材と接触するので基材の表面全体をハ
ンダで被覆するのに或る程度の無駄を生じること
にある。

また前記の方法に向けられた他の批判は、ハン
ダの熱伝導度が基材の材料の熱伝導度に比べて低
い場合最終製品の熱交換特性が乏しいというもの
である。

さらに、ハンダのかなり長い凝固過程中、波形
を有するストリツプ材料に不都合な変形を生じさ
せずに、波形ストリツプ材料を基材に押しつける
ことは困難である。この困難は、波形を有するス
トリツプ材料が極めて薄い場合に特に顕著であ
る。所謂低温でのハンダ付けが生じないように設
計された装置は生産速度が低く、これに対処する
ことが本発明をなした基本的な理由の１つであ
る。本発明の主目的の１つは、基材とこれに衝合
する波形を有するストリツプ材料の各山との間の
接着を損わないで生産速度の増大を可能にするこ
とにある。

本発明のこの目的は、接合剤の融点よりも高い
温度に基材を加熱し、酸化物を随意に除去し且つ
波形の金属ストリツプ材料の少くとも片側の各山
に融剤をつけ、金属ストリツプ材料を基材の移動
通路の外部で長さ方向に前進させながら前記接合
剤を前記波形の各山に付け且つ前記ストリツプ材
料を介して前記接合剤から熱を熱伝導で取り去る
ことによつて夫々の山にある接合剤の適当な部分
を凝固させ、波形の各山に凝固した接合剤をもつ
前記金属ストリツプ材料を前記加熱された基材と
並ぶように前進させ、前記基材を前記接合剤で被
覆された前記ストリツプ材料の波形の各山と接触
させることによつて前記基材の熱で前記接合剤を
溶融させ、前記波形を有するストリツプ材料を介
して前記接合剤から熱を熱伝導で取り去ることに
よつて該接合剤を凝固させ且つストリツプ材料の
波形の各山と前記基材との間の接合を確立するこ
とにある。

さて、添付図面に概略的に示したいくつかの実
施例を参照しながら本発明をくわしく説明する。
これによつて本発明の他の特徴が明らかとなろ
う。

第１図は本発明の簡単な実施例を概略的に示し
ており、参照番号１０は第１図において右から左
に所定の速度で前進するようになつている基材を
示している。基材はここでは金属製の基材を意味
し、該基材と同一の金属かまたは異種の金属のス
トリツプ材料にハンダによつて付着される。基材
は、金属ストリツプ材料、一般に矩形断面をした
管の形であつても良いし、或いはさらに対応する
隣接面に完全に又は部分的に相互に接合された２
枚以上の重ねられた金属ストリツプ材料からなつ
ていても良い。さらに基材は、前記ストリツプ材
料を受けるために実質的に平らでかつ長さ方向に
延びる側面を有していなければならない。

基材の厚さについては、本発明では、該基材が
管或いは他の中空本体の形であろうと或いは例え
ば中実ストリツプのような中実構造のものであろ
うと何ら制限していない。

基材は、銅または銅合金のような熱伝導率の良
好な材料でつくられるのが都合良く、そして厚さ
は例えば40〜20ミクロンの範囲の薄いものが適当
である。

第１図に示す実施例では、図の右から左に延び
る通路を移動する基材は、酸洗いならびに油とり
をすませ、そのために接合されるべき面には酸化
物や油がついていない。基材の酸洗いならびに油
とりに引続いて基材は加熱炉１１に通され、該加
熱炉１１において、ストリツプ材料を基材に固着
させる工程で使用されるべきハンダの融点以上の
温度に基材を加熱する。加熱炉はこの目的に適す
るような構造のものである。基材が加熱される温
度は、該基材が薄いためにその保温容量が小さい
とき即ち熱を蓄える能力が乏しいときには、後述
の理由によつてハンダの融点よりもかなり高くな
ければならない。

第１図はさらにストリツプ材料１２を示してお
り、ストリツプ材料はその長さ方向にに対して横
方向に延びる波形を有する。ストリツプ材料は、
基材と同一の材料であるのが良いが、ストリツプ
材料が基材とは異なる金属または合金からなると
きにはハンダ付けによつて基材に接合可能なもの
でなければならない。ストリツプ材料には、良好
な熱伝導性を持ち特に該ストリツプ材料を基材１
０に付けるのに用いられるハンダの熱伝導率より
もすぐれていることが必要であるから、銅または
その合金が特に好適である。

ストリツプ材料１２は、第１図の矢印Ｂの方向
に前進し、ロール１３と接触しロール間を通り過
ぎる。ロール１３には、ノズル等１４を介して融
剤が付けられ、ロール１３はこれと衝合しながら
通り過ぎる金属ストリツプ材料の波形の各山に融
剤を移すように配置されている。次に金属ストリ
ツプ材料は２つのロール１５，１６の間を通る。
ロール１５は支持ロール即ち案内ロールを形成
し、ロール１６はハンダ１７を塗布するためのロ
ールである。ハンダ１７はロール１６の周囲につ
けられていてストリツプ材料の波形の各山との接
触点において該ロールを離れる。ハンダは例えば
ノズル１８を介してロール１６に比較的均一な層
に付けられる。ハンダはストリツプ材料の波形の
各山と接触する瞬間では溶融されているので、比
較的一定量のハンダがストリツプ材料の各山で該
ストリツプ材料の低温度によつて凝固し、該スト
リツプ材料が案内装置１９にわたつて引き続いて
前進する間該ハンダは凝固状態に保持される。案
内装置１９は、ストリツプ材料１２を基材１０の
移動通路に隣接する移動通路に案内して該基材と
接触させる。

波形を有するストリツプ材料１２のハンダ被覆
された各山が該ストリツプ材料と同一速度で前進
する基材１０と接触するときに、基材１０からの
熱でハンダを瞬間的に溶融させると同時にストリ
ツプ材料の波形を介して熱を取り除き、それによ
つてハンダは実際に瞬間的に凝固し、ストリツプ
材料１２の各山と基材１０との間に密着した接合
部が形成される。波形の各山を基材１０と出来る
だけ密着させるために、本発明によればロール２
０のような保持装置が用いられ、ロール２０は固
定されたシヤフトかまたは例えば圧力ばね２１に
よつて動かされる弾性シヤフトに支承させること
が出来る。この目的のためには様々な配置が考え
られる。第１図は、本発明の好適な実施例として
波形を有するストリツプ材料１２の各山にハンダ
１７をつけるような構造のロール１６を概略的に
示す。これに対する変形例として第２図は、第１
図の実施例と基本的に同じ結果を与える構造を示
す。第２図に示す実施例では、適当なハンダの溶
融体２３を収容するように配置された容器２２を
備えている。波形を有するストリツプ材料１２
は、溶融体２３の表面層を通るように示されてお
り、該ストリツプ材料１２は例えばロール２４，
２５によつて案内され、ストリツプ材料１２が溶
融体の中へ適当に浸漬される。

第３図はさらに、ストリツプ材料１２の各山に
ハンダをつけるための前述した構成の変形例を示
す。第３図の実施例では、支持ロール１５が設け
られ、噴霧ノズル２６がストリツプ材料１２のロ
ール１５とは反対の側に位置決めされ、該ノズル
はハンダ２７をストリツプ材料１２の各山に向つ
て適当な角度で噴霧するように配置されている。
本発明の範囲内ではハンダを波形の各山につける
のに種々の配置が考えられるが、これらの配置は
本発明に包含される。

本発明の操作の態様を実際のハンダ付け順序と
関連させてもつとくわしく説明するために第４，
５図を参照する。第４図および第５図には基材１
０と波形を有する金属ストリツプ材料１２の１個
の波形２８とを示す。

第４図には、ハンダ２９の凝固体が示されてお
り、該凝固体は波形２８の山３０に前もつて凝固
させたものである。かくして、第４図は、基材１
０が所定の速度で矢印Ａの方向に左へ移動する一
方、波形２８が基材と実質的に同じ方向に前進し
て基材に近づく状態を示す。この時点では、基材
１０の温度はハンダ２９の融点よりも高いが波形
２８とハンダ２９は比較的に低い温度例えば室温
を有する。金属ストリツプ材料１２と基材１０が
互に接触すると、ハンダ２９は溶融してすみ肉３
１，３２を形成するが直ちに凝固し、基材の熱は
波形２８を介して移動し、その結果最終状態では
第５図に示すように波形２８の山は基材１０に接
合する。

本発明の方法は、波形を有するストリツプ材料
を基材に付ける場合に各種様々な組合せ変形を含
む製造工程に適用出来る。例えば本発明によれ
ば、例えば所定の長さの所望の製作物を波形を有
するストリツプ材料と平行となるように作ること
ができて且つ該製作物の片側または両側に波形を
有するストリツプ材料を設けることのできるマル
チプルミルのような装置に適用出来る。

このようなマルチブルミルの好適な実施例を第
６図に概略的に示すが、本発明がこの実施例に限
定されないことは理解されよう。第６図におい
て、参照番号３３は矢印Ｃの方向に加熱炉３４を
経て前進する基材を示している。また第６図に示
す実施例では、最初比較的に幅広い金属ストリツ
プ材料を用い、これを例えば回転式切断ロール３
５，３６によつて長さ方向に切断して２枚または
希望の数の別々のストリツプ材料３７に裂くよう
になつている。次にストリツプ材料３７は波形を
つけるローラ３８，３９間を通る。これらのロー
ラは共同してストリツプ材料３７を比較的に間隔
の広い折目即ち波形をもつ番号４０で示される形
態に折曲げ波形をつける。このように波形をつけ
られたストリツプ材料は次いで圧縮ユニツトを通
過する。該圧縮ユニツトは一対のロール４１，４
２と一対のロール４３，４４とを有し、ロール４
１，４２はロール４３，４４よりも遅い周速度で
駆動されるので、ストリツプ材料はロール４１，
４２の間を通過中４５に示すような波形となる。

隣接して位置決めされた波形を有する全てのス
トリツプ材料がロール４３，４４を出るときに、
波形は、第６図に番号４６で示すように、位置４
５における状態と較べて僅かに間隔が広げられ
る。次にこのストリツプ材料はループ部分４７に
進み、２つのロール４８，４９間を通る。ロール
４８は前述のように融剤をストリツプ材料に付け
るのに用いられる。ストリツプ材料は次いで支持
ロール５０とこれに対向して配置されたロール５
１との間を通り、該ロール５１はノズル等５３か
ら供給されるハンダ５２の塗布ロールとして働
く。ハンダは、この装置を断面方向で見るときに
波形を有する全てのストリツプ材料の同じ側でロ
ール５１を通る波形の上に比較的に良く決定でき
る量で凝固する。ロール対５０，５１を出た後、
１つ或いはそれ以上のストリツプ材料は、夫々の
波形の各山に所定量の凝固したハンダのついた状
態で、基材３３に向かつて偏向用ループ５４に案
内されそして案内ロール対５６，５７の間に案内
される。ストリツプ材料のハンダ付けは第１，４
および５図についてなされた説明に従つて基材３
３の片側に対して連続的に行われる。

波形を有するストリツプ材料がロール対５０，
５１を出る位置のところで、１つまたはそれ以上
のストリツプ材料のループ部分５８を個々の移動
通路に案内することができる一方、ストリツプ材
料を例えば５９に示すように、実質的に軸方向に
ねじり反転させてハンダの被覆されたストリツプ
材料の各山６０がロール対５０，５１を出る際に
向いていた方向と反対方向に向くようにすること
ができる。次いで一つまたは複数のストリツプ材
料は、ハンダの被覆された各山が前記反対方向に
向いた状態でストリツプ材料のループ部分６１を
通つて案内ロール５７の上に前進する。案内ロー
ル５７は、ループ部分６１を基材３３の側部６２
に向けて送り基材３３に対する２つのループ部分
５４，６１のハンダ付けが同時に行われるように
配置されている。ストリツプ材料５８のねじり即
ち反転は、隣接して前進する全ての波形を有する
ストリツプ材料の同じ側に同じロール５１からの
ハンダがつけられているときに必要である。何故
ならば、この反転を行わなければ、基材とストリ
ツプ材料を接合させるときにループ部分６１上の
ハンダが基材３３とは面しなくなるからである。

図示の実施例では２つの協働する切断器６３，
６４が示されている。これらの切断器は、ストリ
ツプ材料のつけられた製品をその製造中、適当な
長さの断片に切断するために配置されている。

本発明によれば、波形を有するストリツプ材料
を多くの様々な組合せで基材に付けることが出来
る。例えば第７図では、基材６５は、その片側ま
たは両側に沿つて２つの別々の波形付きストリツ
プ材料６６，６７を備え、該ストリツプ材料６
６，６７はこれらの間にスペース６８を有して基
材に平行に取り付けられている。

第８図はさらに、比較的幅広いストリツプ材料
６９を用いて３つの基材７０，７１および７２を
ストリツプ材料６９に付けた変形例を示す。

出発材料の酸化をできるだけ防ぐことが極めて
望ましいという事実に鑑み、本発明では、本装置
の構成部分を不活性ガスを入れた室内に閉じこめ
ることが出来るようになつている。このような装
置の実施例を第９図に概略的に示す。この実施例
では基材７３を酸化物ならびに油を取り除くため
のステーシヨン７４を通して前進させる。基材７
３の洗浄に続いて、基材を入口開口部７５から本
装置の構成要素７７を実質的に閉じ込めている室
７６内に送る。本装置の構成要素として加熱炉７
８が示されている。

室７６内で波形ストリツプ材料を基材にハンダ
付けすることに続いて、最終製品を出口開口部７
９から送り出す。不活性ガスを室７６内に導入す
るための入口８０が室７６と連通している。この
仕方で、高温度に加熱される基材７３の酸化を防
ぎ、またストリツプ材料を酸化に対して保護する
ことが出来る。

本発明の方法を実施する場合には、波形を有す
るストリツプ材料よりも低い熱伝導度をもつハン
ダが使用されるべきであり、この結果所謂低温で
のハンダ付けの危険のない出来るだけ高い製品生
産速度を得ることができる。

もしも基材が銅合金で作られているならば、該
基材を加熱することのできる適当な温度は450℃
程度であり、ハンダはハンダ付け作業について十
分大きな温度差を得るために約100℃以下の温度
に維持されるべきである。本発明は任意の厚さの
波形を有するストリツプ材料の使用と関連して適
用出来るけれども、本発明の方法のすべての用途
についてストリツプ材料の厚さは10ミクロン以下
であるのが好ましい。

本発明は以上説明し図示した実施例に限定され
るものではなく、特許請求の範囲に記載の範囲内
での変形が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の方法を実施するためのハン
ダ付け装置の側面図、第２図は、本発明の方法を
実施するためのハンダ付け装置の変形例を示す
図、第３図は、前記ハンダ付け装置のさらに別の
変形例を示す図、第４図は、前進する加熱された
基材と波形を有するストリツプ材料の切欠かれた
１つの波形の側面図であり、ストリツプ材料が基
材と接触するようになる前に切欠かれた１つの波
形の山にストリツプ材料の移動通路の一点で凝固
した一定量のハンダがついている状態を示す図、
第５図は、第４図に示す波形が基材と接触した状
態を示す図、第６図は、ストリツプ材料を基材の
両側に付けるときに本発明の方法を実施するため
の装置の一実施例を示す図、第７図は、基材の片
側または両側に長さ方向に延びる２つのストリツ
プ材料を備えている実施例を示す図、第８図は、
多くの基材をたがいに前進させ且つ共通のストリ
ツプ材料によつて相互に接合させる実施例を示す
図、および第９図は、基材とストリツプ材料との
まわりに不活性雰囲気を維持するようにした本発
明の方法を実施するためのハンダ付け装置の一実
施例の概略図である。 金属基材：１０，３３，６５，７０，７１，７
２，７３、波形：２８，３０，４５，４６，６
０、金属ストリツプ材料：１２，３７，５８，５
９，６１，６６，６７，６９、接合剤付着装置：
１６，１７，１８，２２，２３，２６，２７，２
９，５１，５２，５３，７７、基材加熱装置：１
１，３４，７８、酸化物除去装置：７４、融剤を
施す装置：１３，１４、基材の移動通路：Ａ，
Ｃ、金属ストリツプ材料の移動通路：Ｂ、波形ス
トリツプ材料の案内装置：１９，２４，２５，５
６，５７、偏向装置：７４。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 長手方向に前進される細長い金属基材に、横
   方向の波形の金属ストリツプ材料を付ける方法で
   あつて、ストリツプ材料を基材の移動通路の外側
   で前進させ、ストリツプ材料と基材とに横方向の
   力を加えて互に接触させながら一緒に並べて前進
   させ、ストリツプ材料と基材との間に付けられた
   ハンダを溶融しその後凝固させることによつて基
   材にストリツプ材料を付ける方法において、 基材とストリツプ材料とを一緒に並べる前に、
   ストリツプ材料の横方向の波形の頂部のみにハン
   ダを付けかつハンダの付いていない基材をハンダ
   の融点以上の温度に加熱し、この状態で基材とス
   トリツプ材料とを連続的に互に接触させて基材か
   らの熱によりストリツプ材料に付けられたハンダ
   を溶融し、この熱をストリツプ材料を通してハン
   ダから逃散させてハンダを凝固することを特徴と
   する基材にストリツプ材料を付ける方法。