JPS6336968A - 精密ろう付け方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 交喚器等において、互いに積層配列された伝熱平板間に
設けられたピンフィン部材先端と相手方伝熱平板との精
密ろう付け方法の改善に関する。

〈従来の技術〉 たとえば、ガスとガスのクロスフロー（交叉流）、カウ
ンターフロー（対向流）を利用した積層構造の熱交換器
についてはすでに周知であるが、本発明者は、このよう
な積層構造をもつ熱交換器の高性能化、小型軽量化につ
いて実願昭５ｍー４３３６９号、実願昭５７ー１５９０
１７号および実願昭５　７　−　１７３３１２号におい
て、偏平冷媒管の外面を蛇行状にコルゲート成形した熱
交換器の代りにピンフィンを取り付けることによって熱
交換の高性能化、小型化および軽量化を図ることができ
ることを示した。

たとえば第９図に示すように、矩形状の隔壁兼用の伝熱
平板１と所定の径、所定長さ、所定配列の複数のビン３
Ａ、３Ｂを交互に積層し、各ピン端を平板１にろう付け
（又は接着）させるとともに、積層配設した平板１の対
向端部に一層おきに閉塞板２Ａ（又は２Ｂ）を接合させ
た構成の積層構造を有するピンフィン熱交換器が知られ
ているが、この種の積層構造を存するピンフィン熱交換
器の作製方法について適切な組立て作製方法がなかった
が、本発明者等は、この特許出願と同日の特許出願にお
いて、「積層構造をもつピンフィン熱交換器およびその
作製方法ｊにおいて、第１０図ないし第１５図に示すよ
うな三方法を提案した。

このうちの第１の方法は次の通りである。

（イ）底板１１上に矩形の外筒１２を設置し、その内部
に外筒の内壁と接するダイス１３を設置する。ダイスに
は、所定の抜き勾配αを有する貫通円孔３ａが素材の流
動抵抗を下げる逆漏斗部３ｂを介して設けられている。

一方、外筒内壁と接する押圧ラム１５の底面には、ダイ
スの貫通孔軸と合致するｖＡｊ−ｊ上に円錐台形状の突
起１５ａが設けられている。素材１４は所定温度でダイ
ス１３と押圧ラム１５間に投入された後、ラム１５が押
下されダイスの空間内に素材が流入する　（第１０図）
。ラムを復帰後、ダイスから成形品を離型して第１１図
の如き部材を得る。この部材は平板部６、ピンフィン部
７が連続一体化され、かつ凹み部８を有する。（この部
材成形は、上記の如く、温間あるいは熱間塑性加工法や
溶湯加圧法などいずれであっても良い。）またピンフィ
ンの配列位置は格子配列又は千鳥配列のいずれであって
も良い。次いで凹み８を存する平面に、例えばフラック
スを含有するペースト状ろう材９をヘラ状物体１０で押
圧摺り込むことにより、凹み８内に完全充填９ａさせる
。（第１２図）その後、これらの部材を第１３図の如く
、ピンフィン先端と凹み部を陥入積層することにより、
各ピンフィン軸はｍ−ｍ線の如く合致させると共に、ピ
ンフィン先端外周２２は、ペースト状ろう材が包囲形成
部２２を形成させる。これらの積層板組体を加熱・冷却
することにより２２は溶融、凝固され、フィレット部２
３を形成して接合を完了するものである。

（ロ）第２の方法は第１５図（ａｌに示すように、平板
６の両面に中心軸ｎ−ｎを合致させてピンフィン７Ａ及
び７Ｂを設けた部材と同図中）に示すように、平板の両
面にｎ−ｎ軸と合致するｎ／　　、／軸上に凹み８Ａ及
び８Ｂを設けた部材を交互に積層してろう付けがなされ
る。ろう材の塗布は、第１２図と同様の方式が取れてい
る。

〈発明が解決しようとする問題点〉 ところが、（Ａ）上述した第１０図ないし第１４図およ
び第１５図に説明した方法では凹み８内へろう材９ａを
塗布する工程を必要とおり、第１５図に示すようにｎ−
ｎとｎ′−〇′が合致しているので、組立接合後の各段
のピンフィン中心線は合致し、精度の高いろう付けがで
きる。

（Ｂ）他方、従来から採用されている予めろう材を母材
（芯材とも言う）にクラッドしたクラフト板を用いるこ
とにより、ろう材の塗布、供給工程を省略するろう付け
法は、公知の事実である。しかし、従来の平らなりう。

部材を用いるろう付け法を高精度を要するろう付け、例
えば積層型ピンフィンなどへ適用すると第１６図に示す
ように、仮組段階でピンフィンの中心軸のずれ６ｇ１　
を生じる。また、ろう付け加熱中において、第１７図に
示すように、各段のピンフィン先端と平板部６の芯材６
ｂの表面（平滑）でずれΔｇ、を生じる。その結果熱交
換器の性能低下、ピンフィン軸方向の荷重に対する剛性
低下が問題となる。

この発明はこのような積層構造を有するピンフィン熱交
換器等のように複数の平板を一定の間隔を隔てて互いに
平行に積層構造に配置し、かつ平板面にピンフィン部材
を連続一体内に直立形成した部材先端と第２の平板面と
を互いに接合させるときの上述した従来方法の欠点を除
去するためになされたものであって、各段のピンフィン
の接合を高精度にろう付けでき、かつ各段のピンフィン
先端と平板の接合部分におけるピンフィン軸方向の荷重
に対する剛性の高いろう付け方法を提供しようとするも
のである。

〈問題点を解決するための手段〉 上述の目的を達成するための、この発明の精密ろう付け
方法は、ろう付けクラブト材を用いて被接合部材に相手
方部材をろう付け接合するに当り、被接合部材に接合す
る相手方部材の接合すべき位置に、相手方部材の先端断
面形状に相当する寸法、形状をもつ凹みをその深さがろ
う付けクランド材の厚さよりも大なる状態で押圧成形し
た後、相手方部材先端をその凹みに接合させることをｖ
ｆ徹とするものである。

く作　　用〉 したがって、■クラッド材を用いて凹み部を押圧成形す
るため、凹みへのろう材塗布が不要となる。■型成形で
あるため、部材の凸部（例ではピンフィン）と凹部の位
置・形状精度が良い、０凹部と凸部を合体、積層するた
め組立精度を保持できる。■凹み深さがクラッドろう材
厚さよりも大なるためろう付け中にろう材が溶融しても
両部材の芯材（固体状態）間で支え合うため位置ずれを
生じない。

く実　施　例〉 つぎに、この発明の代表的な実施例について説明する。

実施例−１ 実施例−１は第１Ｏ図ないし第１４図に示す従来の方法
を改良したものである。

第１図ないし第５図に示すように逆漏斗部３ｂと一体的
に形成された貫通孔３ａを有するダイス１３と該孔３ａ
と中心輪を−にする円錐台部５ａを有するラム１５との
空間に、予め圧延などの手段により、ろう材４ｂを芯材
４ｍにクラフトした片面ろう材クラッド板０４Ｍを、ろ
う材クラッドがラム側に向くように投入して、加熱、押
圧する。（第１図）例えばクラ７ド板０４Ｌは芯材が＾
ｌ又は＾１合金の場合には、ろう材は＾１−５ｌ系の＾
４０４５．＾４００４などが用いられ温間ないし熱間（
２００〜５００℃）で荷重ｌＯ〜ｌ　ＴＯＮ／−で成形
される。成形・離型後の部材には第２図に示すように平
板部６の芯材６ｂ側には、ピンフィン７群が連続一体直
立し同時にろう材６側には中心軸に−ｋｉｌｌに沿って
凹み８が形成される凹み底部は、平板状態でのクランド
界面よりも深く形成（Δｈ〉０）するように予め５ａを
設定しであるのでΔｈ＞ｏとなる。また、凹み底部の芯
材も陥没しΔｄ”ｃｏｎｓｔ　　（一定値）の凹凸面が
得られる。

ついで、上記成形部材を第３図に示す如く積層する。こ
の時凹みＢ内にピンフィン７の先端が挿入されるため、
中心線に−には合致して、ずれがなく精Ｖ！！＆ｆｌ立
が行われる。この状態て炉中加熱冷却され第４図に示す
ように６ａは、溶融、凝固してフィレットｚ３を形成し
てろう付けが完了する。第４図Ｏ印の一部拡大の第５図
に示すようにピン先端は、第２図のΔｄの効果により、
ろう付け途中での位置ずれを阻止するため、中心線１−
１は合致したま−ろう付けが行われ精密ろう付けが可能
となる。

実施例−２ 本実施例−２は第１５図に掲載した従来方法の改良例に
ついて示したものである。

第６１ｉｉ１１（ａｌに示すようにピンフィン成形用）
−クラッド素材４を、第１図に示したダイ１３と同形状
のラムを一対化し、その間に投入して第６図ｆｂ）に示
すように平板６の両面に中心線ｎ−ｎを合致したピンフ
ィン７Ａ、７８ｔｌ一連続一体直立成形する。

一方第７図＋ａ）に示す両面ろう材クラッド板０４を、
第１図に示した円錐台部を存するラム１５と同形状の受
台をダイ１３に代えて対向設置し、その間に投入して、
第７図（ｂｌに示すように平板の両面に凹部８Ａ、８Ｂ
を中心軸ｎ−ｎを合致して成形する。

上記で得た２種の部材を交互に積層ろう付けして第８図
の如きフィレット２３による位置ずれのない精密ろう付
け体を得る。

〈発明の効果〉 以上の説明から明らかなように、この発明の精密ろう付
け方法によれば、 ■　ろう材塗布工程が省略でき、製造コストの低減が可
能となる。

■　押圧成形を用いるため部材の寸法、位置精度が高い
。

■　凹部、凸部の合体により部材組立（積層）時、搬送
時、ろう付け時の位置ずれがないため高精度ろう付けが
可能となる。

■　特に、積層構造をもつピンフィン熱交換器において
は、各段のピンフィン中心軸は合致するので、隣接層間
のピンフィン中の伝熱ｐａ　ｔｈは最短となり伝熱性能
が向上すると共にピン軸方向の剛性が向上する。（中心
軸にズレがあると伝熱ｐａ　ｔｈは長くなり性能低下す
ると共に、荷重に対して平板部が曲げモーメントと受け
その結果ピンフィンも弯曲して剛性低下）

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図はこの発明の精密ろう付け方法を利
用した積層構造を有するピンフィン熱交換器への片面ろ
う材クラフト板によりろう付けする工程図、第６図（ａ
ｌ　（ｂ）はそれぞれピンフィン成形用ノークラッド素
材の断面図およびピンフィン成形後の断面図、第７図（
ａ）　（ｂｌはそれぞれ両面ろう材クラッド素材の断面
図および凹み成形後の断面図、第８図は第６図〜第７図
の工程により組立てられた精密ろう付け体の断面図、第
９図は積層構造を存するピンフィン熱交換器の基本構成
を示す外観斜視図、第１０図ないし第１７図は従来の積
層構造を有するピンフィンのろう付け方法の説明図であ
る。 図　　面　　中、 １．６・・・平板、 ３Ａ、３Ｂ、７Ａ、７Ｂ・・・ピンフィン、４・・・ノ
ークラッド素材、 １４・・・片面ろう材クラッド板、 ０４・・・両面ろう材クラッド板、 ８．８Ａ、８Ｂ・・・凹み、 １３・・・ダイス、 １５・・・ラム。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ろう付けクラッド材を用いて被接合部材に相手方
   部材をろう付け接合するに当り、被接合部材に接合する
   相手方部材の接合すべき位置に、相手方部材の先端断面
   形状に相当する寸法、形状をもつ凹みを、その深さがろ
   う付けクラッド材の厚さよりも大なる状態で押圧成形し
   た後、相手方部材先端をその凹みに接合させることを特
   徴とする精密ろう付け方法。
2. （２）被接合部材は平板表面に一定の形状、寸法、間隔
   および配列にしたがって複数のピンフィンを連続一体的
   に形成した部材であり、相手方部材は前記平板と一定の
   間隔をおいて配設された第２の平板であってその平板の
   前記被接合部材のピンフィン直立側面においてピンフィ
   ン先端と対応する位置にピンフィンの各々と同一寸法、
   断面形状と対応する凹みを有する平板を用いることを特
   徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の精密ろう付け
   方法。