(57)【要約】【課題】複数個のワークピース間の予熱工程で生じた温度差が、昇温工程で縮小出来ず、ろう付け工程でロウ溶融滞留時間の過長で発生するろう付け欠陥や、ろう付け工程に昇温工程の雰囲気ガスの混入によるろう付け欠陥の起きないアルミニウム、銅、鉄、ステンレス等の金属製ワークピースの対流熱兼輻射熱併用式ろう付け方法とろう付け炉を提供する。【解決手段】複数個のワークピースが同じ受熱量になるように、対流熱と輻射熱の作用効果を有効利用し、昇温工程では、対流熱で作業空間を均熱化し、ワークピース間の温度差を短時間に縮小する操作を、ろう付け工程では輻射熱と対流熱で、更に温度差を縮め、過長なロウ溶融滞留時間で発生するロウの浸蝕欠陥を防止し、昇温工程室とろう付け工程室の間に、昇温工程室の雰囲気が、ろう付け工程室への流入を阻止する中間工程室を置く方法で、作業環境の劣化によるロウ接合不良と潰蝕の発生を防止する。【選択図】図４
2010042439.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同時に複数個の金属製ワークピースをろう付けする作業工程の中で、少なくとも昇温工程とろう付け工程を行なう室で、ワークピースの加熱に使用する熱エネルギーを対流熱と輻射熱とする対流熱兼輻射熱併用式ろう付け方法。
【請求項２】
請求項１で、ろう付けする作業工程の中に、昇温工程を行なう室から、工程処理後の雰囲気が工程処理後のワークピースをろう付け工程を行なう室へ移動する作業中で流入するのを阻止する工程として、新たに中間工程を昇温工程とろう付け工程との間に加えた対流熱兼輻射熱併用式ろう付け方法。
【請求項３】
請求項１で、昇温工程における加熱エネルギーとして、主として対流熱を活用する対流熱兼輻射熱併用式ろう付け方法。
【請求項４】
請求項１で、ろう付け工程における加熱エネルギーとして、輻射熱と対流熱とを活用する対流熱兼輻射熱併用式ろう付け方法。
【請求項５】
請求項１で、昇温工程における加熱エネルギーとして、主として対流熱を活用し、ろう付け工程における加熱エネルギーとして、輻射熱と対流熱とを活用する対流熱兼輻射熱併用式ろう付け方法。
【請求項６】
請求項１で、昇温工程における昇温中のワークピース間の温度差の縮小を、作業空間の許容最高温度と定めた雰囲気温度以下で、２回乃至１０回の加熱媒体不活性ガスの温度の変更操作によって雰囲気温度の調整を行なう対流熱兼輻射熱併用式ろう付け方法。
【請求項７】
請求項１で、ろう付け工程において、昇温工程にて縮小したワークピース間の温度差のさらなる縮小と、ロウ材が溶融状態にある作業空間雰囲気温度の調整と安定維持とを、１回乃至３回の加熱媒体不活性ガスの温度の変更操作によって行なう対流熱兼輻射熱併用式ろう付け方法。
【請求項８】
請求項１で、昇温工程における昇温中のワークピース間の温度差の縮小を、作業空間の許容最高温度と定めた雰囲気温度以下で、２回乃至１０回の加熱媒体不活性ガスの温度の変更操作で雰囲気温度の調整を行い、そして、ろう付け工程において、昇温工程にて縮小したワークピース間の温度差のさらなる縮小と、ロウ材が溶融状態にある作業空間雰囲気温度の調整と安定維持とを、１回乃至３回の加熱媒体不活性ガスの温度の変更操作によって雰囲気温度の調整を行なう対流熱兼輻射熱併用式ろう付け方法。
【請求項９】
請求項６で、作業空間雰囲気温度の許容最高温度をフラックスの溶融開始温度以下と定めて、この値以下の温度で雰囲気温度の調整を行なう対流熱兼輻射熱併用式ろう付け方法。
【請求項１０】
請求項６で、作業空間雰囲気温度の許容最高温度をフラックスの溶融開始温度マイナス５℃乃至１０℃と定めて、この定めた値以下の温度で雰囲気温度の調整を行なう対流熱兼輻射熱併用式ろう付け方法。
【請求項１１】
請求項７で、作業空間雰囲気温度の許容最高温度をろう付設定温度プラス１０℃乃至２０℃の温度と定めて、この定めた値以下の温度で雰囲気温度の調整を行なう対流熱兼輻射熱併用式ろう付け方法。
【請求項１２】
請求項８で、昇温工程において、作業空間雰囲気温度の許容最高温度をフラックの溶融開始温度以下と定めて、その定めた値以下の温度で雰囲気温度の調整を行ない、そして、ろう付け工程において、作業空間雰囲気温度の許容最高温度をろう付け設定温度プラス１０℃乃至２０℃と定め、その定めた値以下の温度で雰囲気温度の調整を行なう対流熱兼輻射熱併用式ろう付け方法。
【請求項１３】
請求項１２で、昇温工程において、作業空間雰囲気温度の許容最高温度をフラックの溶融開始温度マイナス５℃乃至１０℃の温度と定めた対流熱兼輻射熱併用式ろう付け方法。
【請求項１４】
請求項６で、複数個のワークピース間における最大温度差が２５℃以内に縮小した時点で、ワークピースをろう付け工程に移行して、ろう付け工程処理を行なう対流熱兼輻射熱併用式ろう付け方法。
【請求項１５】
請求項８で、複数個のワークピース間における最大温度差が２５℃以内に縮小した時点で、ワークピースをろう付け工程に移行して、ろう付け工程処理を行なう対流熱兼輻射熱併用式ろう付け方法。
【請求項１６】
請求項１に適用する炉で、工程室の内部に、ワークピースを工程処理する作業空間がトンネル形状の構造体の内部にあり、その構造体の壁面の一方のからガス状の流体を壁面の内部へ流入し、別の離れた壁面から流出させるための開口部を備える構造体に特徴を有する対流熱兼輻射熱併用式ろう付け炉。
【請求項１７】
請求項１６で、構造体は、構造体の壁面の一方から受熱し、その反対側から放熱出来る機能を備える物質で出来ていることに特徴を有する対流熱兼輻射熱活用式ろう付け炉。
【請求項１８】
請求項１６で、構造体の壁面の受熱表面積を増加させる機能部位を備えることに特徴を有する対流熱兼輻射熱活用式ろう付け炉。
【請求項１９】
請求項１６で、構造体の壁面の受熱面と相対する位置に加熱源を備えることに特徴を有する対流熱兼輻射熱活用式ろう付け炉。
【請求項２０】
請求項１６で、構造体の外部と室内壁で囲まれた空間に、加熱エネルギー発生空間、加熱エネルギー循環回路を備えることに特徴を有する対流熱兼輻射熱併用式ろう付け炉。
【請求項２１】
請求項１６で、ガス状の流体の流入する開口部の手前に流れを整える整流部位を備えることに特徴を有する対流熱兼輻射熱併用式ろう付け炉。
【請求項２２】
請求項１６で、室外の前後に開閉扉が装備され、室壁の前後にワークピースを搬入搬出する開口部；開口部の内部はトンネル形状で天井の中央部と底部に対流熱を底部より導入し上部より排出させる開口部を有する構造体；構造体の垂直両側面を加熱エネルギーの受熱及び放熱面とする輻射熱媒体壁；室の下部にワークピースを積載したトレイの搬送及び架台としての機能を備えたローラー式搬送装置を構成する一組のロール部位；室内の天井部には、室外に置く回転可変型電動機に連結した加熱媒体不活性ガスの循環用送風機；室内の底部に整流部位、加熱エネルギーを発生する加熱源、及び室内の加熱エネルギー発生室への高純度不活性ガス導入用配管と室外への不活性雰囲気ガス排気用配管を備え、
構造体の内壁と一組のロール部位で囲まれた作業空間；構造体の外壁の上部面および側面の一部と炉内壁面とで仕切られた左右の上部空間から加熱エネルギー発生室；輻射熱媒体壁と炉内壁仕切られ、加熱エネルギー発生室の下側から一組のロール部位の位置までの空間で加熱エネルギー循環回路；加熱エネルギー循環回路から室内底部と一組のロール部位で囲まれた加熱エネルギー導入室；一組のロール部位の間隙で加熱エネルギーを作業空間に送る導入孔が構成されていて、
加熱媒体不活性ガスは、加熱エネルギー発生室に備わる加熱源でつくられる熱エネルギーと、その発生室へ導入配管から取入れた高純度不活性ガスとで、所定の温度、露点温度及び酸素濃度に調整され、循環送風機によって、加熱エネルギー循環回路を経て加熱エネルギー導入室へ送られ、整流部位で流れの調整を受けて、一組のロール部位の開隙で構成される導入孔から作業空間に流入し、対流熱としてワークピースを加熱し、作業空間の上部の開口部から再び加熱エネルギー発生室へと循環し、一方では輻射熱媒体壁の加熱エネルギー回路側面を加熱することによって輻射熱媒体壁で輻射熱となり、作業空間側から作業空間のワークピースを加熱することに特徴を有する対流熱兼輻射熱併用式ろう付け炉。
【請求項２３】
請求項１６で、室外の前後に開閉扉が装備され、室壁の前後にワークピースを搬入搬出する開口部；開口部の内部はトンネル形状で天井の中央部と底部に対流熱を底部より導入し上部より排出させる開口部を有する構造体；構造体の垂直両側面を加熱エネルギーの受熱及び放熱面とする輻射熱媒体壁；室の下部にワークピースを積載したトレイの搬送及び架台としての機能を備えたローラー式搬送装置を構成する一組のロール部位；室内の天井部には、室外に置く回転可変型電動機に連結した加熱媒体不活性ガスの循環用送風機；室内の底部に整流部位、加熱エネルギーを発生する加熱源、及び室内の加熱エネルギー発生室への高純度不活性ガス導入用配管と室外への不活性雰囲気ガス排気用配管を備え、
構造体の内壁と一組のロール部位で囲まれた作業空間；構造体の外壁の上部面および側面の一部と炉内壁面とで仕切られた左右の上部空間から輻射熱媒体壁の下部に位置する一組のロール部位の位置までに至る空間で加熱エネルギー発生室兼加熱エネルギー循環回路；加熱エネルギー発生室兼加熱エネルギー循環回路から室内底部と一組のロール部位で囲まれた加熱エネルギー導入室；一組のロール部位の間隙で加熱エネルギーを作業空間に送る導入孔が構成されていて、
加熱媒体不活性ガスは、加熱エネルギー発生室に備わる加熱源でつくられる熱エネルギーと、その発生室へ導入配管から取入れた高純度不活性ガスとで、所定の温度、露点温度及び酸素濃度に調整され、循環送風機によって、加熱エネルギー循環回路を経て加熱エネルギー導入室へ送られ、整流部位で流れの調整を受けて、一組のロール部位の開隙で構成される導入孔から作業空間に流入し、対流熱としてワークピースを加熱し、作業空間の上部の開口部から再び加熱エネルギー発生室へと循環し、一方では輻射熱媒体壁の加熱エネルギー回路側面を加熱することによって輻射熱媒体壁で輻射熱となり、作業空間側から作業空間のワークピースを加熱することに特徴を有する対流熱兼輻射熱併用式ろう付け炉。
【請求項２４】
請求項１に適用する炉で、中間工程室が昇温工程室とろう付け工程室との間に連結されている対流熱兼輻射熱併用式ろう付け炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、対流熱および輻射熱を加熱エネルギーとして、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金、鉄およびステンレス等の金属製の部材（ワークピース）をろう付けする手法及びそのろう付け装置に関するものであり、特に、熱交換器など、アルミろう付け製品の生産に用いる炉で、複数個のワークピースを同じ室内に一度に入れてろう付けする手法及びその炉に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  従来、アルミろう付け製品の生産に多用されているろう付け炉は、通常、トンネル型ベルトコンベア搬送式である。炉の中にトンネル形状をした構造壁体（マッフル）の内側のろう付け作業空間に高純度窒素ガス等の不活性ガスを導入し、その作業空間の露点温度や酸素濃度をろう付けに好ましい雰囲気環境に調整しながら、その構造壁体（マッフル）の外側で、電力或いは天然ガス等でつくられた加熱エネルギーを受熱し、輻射熱として、ろう付け作業空間に置かれたワークピースをろう付け温度まで加熱するように造られている。【０００３】  ろう付け温度は、ろう付けを行なう金属材料、適用するロウ材およびフラックスの種類によって異なる。通常、アルミニウムやその合金の場合は５８０℃〜６２０℃、銅、鉄およびステンレスの場合は７００℃〜８５０℃である。【０００４】  アルミニウムやその合金のワークピースのろう付けには、フラックスとしてフッ化物が多用されており、その作用温度は約５６０℃で、ワークピースのろう付け温度は、適用するロウ材がＪＩＳ４３４３の場合は６００℃〜６２０℃で、ＪＩＳ４０４５の場合は５９０℃〜６０５℃である。【０００５】  主なろう付け作業の工程は、予熱工程、昇温工程、ろう付け工程で構成される。ろう付けされるワークピースは、まず予熱工程で乾燥空気或いは不活性ガスなどの低露点の雰囲気中で、ワークピースの表面の酸化皮膜厚さの成長を抑えながら約３００〜３５０℃程度まで加熱された後、高純度窒素ガスなどの不活性ガスでろう付けに好ましい露点温度と酸素濃度に管理された雰囲気環境を呈する作業空間へ移されて昇温工程、次いでろう付け工程へと進む。ワークピースは、ろう付け工程までに約５８０℃〜６００℃まで加熱されて、熱交換器などのワークピースにおいては、約１分〜数分間でろう付け温度まで達する。【０００６】通常、ワークピースがろう付け温度に達したら、その時の作業空間の雰囲気温度を約２分〜数分間維持しながらろう付けを行なっている。【０００７】  輻射熱を利用する従来ろう付け炉は、炉の形態で、加熱エネルギーや高純度不活性ガスの消費量の削減が課題として有り、この消費エネルギー削減の課題を解決する新従来技術として、対流熱を利用した省エネ型金属熱処理炉の設計思想の一部を採り入れて考案された新従来炉がある。炉の形態は乾燥室、予熱室、ろう付け室（昇温工程とろう付け工程）そして冷却室の順に連結された室で構成されており、複数個のワークピースが一つのトレイに積載された状態で、各室で定める処理を受けながら、室から室へと半連続（間歇）的に搬送される方式で、加熱した高純度窒素ガス等を加熱媒体不活性ガスとしてファン等により室内に循環させ、ワークピースを対流熱により短時間で加熱する手法を適用したろう付け炉である。【０００８】  特許文献１によれば、ワークピースに加熱媒体不活性ガスを噴き付けて、ワークピースがろう付け温度に達したら、噴き付ける温度を細かく上下させながら加熱し、ワークピースを構成する部材間に生じている温度差を熱伝導の作用にて縮小することにより、ろう付け作業工程時間の短縮をすることによって生産性の向上が果たせる手法としてのパルス加熱法、及びその装置を開示している。【０００９】  また、特許文献２、３及び非特許文献４によれば、特許文献１の改良技術として、ワークピースの昇温工程及びろう付け工程で、ろう付け室に加熱媒体不活性ガスを間欠的に噴き込む方式のパルス加熱法によりワークピース構成部材間の温度差をより短時間で縮小することにより、ろう付け作業時間を短縮する炉を開示している。【００１０】
【特許文献１】特開２００１−３４０９５８号公開
【特許文献２】特開２００３−２２５７６１号公開
【特許文献３】米国特許  ＵＳ６，６９３，２６３  Ｂ２
【非特許文献４】アルミニウムの新ろう付技術−パルスベックろう付とその装置−軽金属溶接Ｎｏ．４８８（１２〜１８頁）  ２００３年８月１６日発行
【発明の開示】
【発明が解決しようとしている課題】
【００１１】  本発明者らは、対流熱を用いる金属のろう付け手法として、特許文献１、あるいは特許文献２または３で開示されている新従来技術は、適時可変に加熱媒体不活性ガスをワークピースに直接に噴き付けて、個々の一つのワークピースを構成する部材間に発生する温度差を熱伝導の作用にて縮小する手法であり、ろう付け時間の短縮が出来ることは実機炉にて検証できたが、複数個を同時にろう付けした後のワークピース（ろう付け製品）の中で、ロウの浸蝕、潰蝕、或いはロウ切れ等のろう付け欠陥を有するろう付け製品が混在しているのを発見した。その欠陥が混入した原因を調査し知り得た内容を以下に述べる。
【００１２】  まず、ロウの浸蝕は、予熱室（ワークピースを３５０℃まで加熱する室）における作業空間の雰囲気温度が均熱化出来ていないためで、予熱室で発生したワークピース間の温度差の縮小が、ろう付け室での昇温工程（ろう付け温度６００℃近傍までワークピースを加熱する工程）で、後で説明する＜特定の温度差＞以内に収めることが出来ないためであることが判った。結果として＜特定の温度差＞を超えた状態でろう付け工程に移されて、ろう付けされた複数個のワークピースの中で、ロウ材が加熱されて固相線温度に達して融け始めた時点から、ろう付け温度に達して部材間のろう付けが終わった後、冷却されて再び固相線温度に戻るまでの一連の経過時間（ロウ溶融滞留時間）が溶融ロウの挙動から定められる許容時間の範囲を超過したろう付け製品にロウの浸蝕欠陥が発生したのである。
【００１３】＜特定の温度差＞とは、ろう付け工程に於けるロウ溶融滞留時間をろう付け欠陥が発生しない範囲内に収めるための管理温度差で、昇温工程からろう付け工程に移行する直前の個々のワークピース間で示す温度差をいう。ロウ溶融滞留時間は短くても長すぎても、ろう付け欠陥を発生させる。このため、複数個のワークピースを、ある定められた工程処理時間内で良好なろう付けをするためには、ロウ溶融滞留時間をろう付け欠陥が発生しない範囲内に収めることが重要である。このためには、ロウ材の固相線温度以下の近傍で雰囲気温度を調整して安定維持し、個々のワークピースの温度がろう付け品質を損なわない温度差（許容温度差）の範囲内に収める操作と時間が必要になる。そして、温度差を許容温度差内に収めた後、その安定維持していた雰囲気温度をろう付け温度まで加熱する操作が必要となる。昇温工程における温度差が許容温度差の範囲に入らない状態で、ワークピースをろう付け工程に移し、この温度差の縮小をろう付け温度で行なうと複数個のワークピースのロウ溶融滞留時間の調整操作は出来ず、その時間が長いろう付け製品にロウの浸蝕による欠陥が発生することになる。
【００１４】ロウ切れは、ろう付け工程におけるワークピースに付与したロウ材がろう付け温度でろう付け作用中に加熱媒体雰囲気ガスの噴き付け温度の頻繁な交互変化に対応して、溶融状のロウの表面の温度を変化させロウの流動性を変えることによって発生することが判明した。
【００１５】更に、ロウ切れやロウの潰蝕は、ろう付け室の作業空間の雰囲気環境の劣化現象によることが判明した。ろう付け室における昇温工程で、工程処理を終えたワークピースは、同じろう付け室でろう付け工程処理を受けることになるが、ろう付け室の作業空間の雰囲気ガスには、予熱室で発生し、ろう付け室へワークピースを移動する時にろう付け室に流入した、或いはワークピースの昇温工程処理中に発生した、ガス状の或いは眼に見えない塵状の浮遊する物質（例えば、ワークピースにフラックスや粉末状のロウ材を塗布するバインダーからの気化物質、或いはワークピースに付着した有機物の燃えた浮遊残渣）が混入している。雰囲気環境の劣化現象とは、このような物質がろう付け工程で、加熱媒体不活性ガスに混入してしまう現象をいう。加熱媒体不活性ガスに混じった物質は、溶融している状態のフラックス或いはロウ材と接触して付着し、フラックスの作用或いはろう付け作用を妨げる結果、ロウ切れやロウの潰蝕が発生することが判明した。
【００１６】一方、ろう付け工程で、フラックスが融け始めると、ワークピースの接合部材間に存在する熱伝導を妨げる境膜熱抵抗値（熱伝導バリヤー）は急激に減少を開始し、更にロウ材が融け始めると部材間の接合面の間隙に融けたロウ材が充填されるので、熱伝導バリヤーは一掃され、ろう付けされるワークピース部材間の温度差は、作業空間からの受熱速度よりもいっそう早い熱伝導の作用により急速に縮まるので、この時点からワークピース部材間の温度差を縮小するために、加熱媒体不活性ガスの温度を頻繁に調整する操作は不要で、むしろ作業空間の雰囲気温度の上下交互変動は急激にならないように抑制し、雰囲気温度を適時にろう付けに好ましい温度に調整し、その温度で安定維持することが、ろう付けの欠陥発生の防止のために重要であること発見した。
【００１７】新従来技術工法による加熱媒体不活性ガスの噴き付け温度の上下交互変動は、溶融し始めたロウの作用に影響する。噴き付け温度の上・下の変動温度差、或いはオン・オフの変動温度差について、上またはオンでは、その噴き付け温度が高すぎると、溶融ロウは温度上昇に従い接合部で部材の内部への拡散浸蝕を早めるので、ろう付け適用温度範囲の上限値以上にすることは避けるべきである。一方、下またはオフの時の温度は、受熱したワークピースの呈する温度以下に降下すると、ロウの流動性が阻害されて、ロウ切れ等のろう付け欠陥を発生させる恐れがあり、ワークピースが呈する温度以下にすることは好ましくない。また、新従来技術工法による加熱ガスの噴き付け温度の変動操作できる範囲は約３０℃位で、この程度の温度差のパルス加熱では部材間の温度差を縮小する効果は小さく、ろう付け時間の短縮は期待できないことに気付いた。
【００１８】以上の知見より、新従来技術による複数個のワークピースをろう付けする半連続（間歇）搬送式加熱法とその適用炉は、昇温工程におけるワークピースの構成部材間の温度差を縮小する働きはあっても、既に予熱室においてワークピース間で生じた温度差を縮小する働きは少なく、ろう付け室において、昇温工程を終える直前で示す温度差はワークピース間でロウ材が溶融開始温度まで到達するまでの経過時間に時間差をつくる。その結果、ろう付け室で一定の処理時間内で昇温工程とろう付け工程とに別けた工程処理を受けるワークピース間では、付与されたロウ材が溶融開始温度に達するまでの時間に遅速が生ずる。その遅速差により、ロウ溶融滞留時間には長短が出来る。この長短がろう付け品質を決める。ロウ溶融滞留時間の長過ぎたろう付け製品は、外観上はろう付けが出来ていると見えても、実際には品質の劣る製品を含んだ生産をしてしまうという欠点があることを発見した。
【００１９】また、適用炉の構成が、予熱室、或はろう付け室の昇温工程においてワークピースに付与した物質から発生したろう付け作用を妨げる雰囲気中の物質が、ろう付け工程の雰囲気に混入して、ろう付け工程の好ましい雰囲気環境を乱すことになる形態であるため、その結果ろう付け製品に外観からでも判るロウ切れや潰蝕という欠陥が発生することを発見したのである。
【００２０】  本発明の目的は、新従来技術工法であるアルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金、鉄またはステンレス等のワークピースを一度に複数個をろう付けをするパルス加熱法の適用炉において発生するろう付け接合部に発生する溶融ロウの浸入や浸蝕、或いはロウ切れ欠陥を解消し、ろう付け雰囲気環境の劣化現象によるロウ切れや、溶融ロウの潰蝕をなくし、健全なろう付け製品を高い歩留で生産するために役立つろう付け手法及びろう付け炉を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】  以下に、（発明を実施するための最良の形態）で使用される番号を用いて、課題を解決する手段を説明する。これらの番号は、（特許請求の範囲）の記載と（発明を実施するための最良の形態）との対応関係を明らかにするために付加されたものである。但し、それらの番号を、（特許請求の範囲）に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【００２２】  本発明によるろう付け手法は、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金、鉄またはステンレス等の金属製ワークピースを一度に複数個をろう付けをする手法として、ワークピースの加熱に使用するエネルギーは、対流熱と輻射熱とからなる。
【００２３】本発明者らは、所要処理時間の短い１０００℃程度以下の温度で金属製ワークピースをろう付けする炉に利用される輻射熱と対流熱について、適用温度とその効果について、数々の試験を続けてきた結果、ワークピース自体から放出する輻射熱が、隣り合うワークピースとの間で互いに熱エネルギーの授受干渉しあいながら温度差を縮小する効果が顕著に出始めるのは、ワークピースが約５００℃位に昇温した時からであることに気付いた。
【００２４】また、対流熱は作業空間温度の均熱化とワークピースの加熱昇温速度を早めるのに効果的である一般に知られている知見をもとに、予熱工程で複数個のワークピース間で生じた温度差は、昇温工程において対流熱で均熱化した作業空間の雰囲気温度の調整を、２〜１０回程度の頻度で加熱媒体不活性ガスの温度を適時に上昇、下降或いは安定維持する変更操作を行なうことによって、ろう付け品質に欠陥を与えない範囲内に縮小出来ることが判った。
【００２５】さらに、輻射熱は、５５０℃以上の雰囲気温度領域に在るろう付け工程において、ワークピース間の温度差を効果的に縮小する作用が出る。また、加熱媒体不活性ガスとして作業空間に供給される対流熱量は、その温度が等圧状態で上昇するに従いその体積が膨張する結果、逆比例的に減少する。輻射熱は、温度上昇に伴い減少する対流熱を補完し、作業空間に必要なエネルギー量の安定供給を可能とする。そして、ろう付けに必要な条件として作業空間の雰囲気温度をろう付けに好ましい温度に適時に調整し、その温度で安定維持する変更操作は、変更温度幅が小さく、また変更回数も少なく、その操作は対流熱と輻射熱を併せ利用することによって容易にできることが判った。
【００２６】つまり、昇温工程では、主に対流熱を利用し、作業空間の均熱昇温化を行いながら、ワークピース間の温度差を、加熱媒体不活性ガスの温度を２回乃至１０回の頻度で適時に変更操作により、雰囲気温度を調整することによって縮小させ、ろう付け工程では、輻射熱と対流熱とでワークピース間の温度差を更に縮小させると共に、加熱媒体不活性ガスの温度を１回乃至３回程度の頻度で適時に変更操作を行なう手法で、作業空間の雰囲気温度をろう付けに好ましい温度に調整することにより、ワークピース間で生じるロウ溶融滞留時間のバラツキを小さく抑えることが可能となり、その長すぎる時間が原因とするろう付け欠陥の発生は抑止できることを発見した。
【００２７】一方、ろう付け工程における作業空間の雰囲気環境の劣化により発生するろう付け欠陥としてのロウ切れと、ロウの流れによる潰蝕現象は、予熱工程、或は昇温工程の雰囲気ガスがろう付け工程の雰囲気へ混入したために生じることに気付いた。この対策として、ろう付け工程の前工程として中間工程を設け、この工程で昇温工程の雰囲気ガスを排出する仕組みにて解消できることを発見した。
【００２８】  対流熱と輻射熱は、加熱エネルギー発生室（２０３）の加熱源（２０５）によって加熱媒体不活性ガスとして生まれる。この加熱媒体不活性ガスはファン等の循環用送風機（２０６）で適時可変に調整された流体となる。この流体ガスは加熱エネルギー循環回路（２０４）を経て、加熱エネルギー導入室（２０８）に入り、整流部位（２１０）で流れの調整を受けながら、１組のロール部位（１０９）の間隙で構成する導入孔（１１２）から作業空間（２０９）へ対流熱として供給する。一方、輻射熱は加熱エネルギー循環回路（２０４）と作業空間（２０９）を構成する輻射熱媒体壁（２０２）の加熱エネルギー循環回路側で加熱媒体不活性ガスから受熱し、作業空間側から作業空間（２０９）へ輻射熱として供給する。
【００２９】  ろう付け作業の工程は、予熱工程、昇温工程（ａ）、および、ろう付け工程（ｂ）の三つの工程に別ける。そして、中間工程（ｃ）を、昇温工程（ａ）と、ろう付け工程（ｂ）との間に備えることが好ましい。
【００３０】予熱工程は、ろう付け作業に入る準備工程の乾燥工程でワークピースから除去出来なかった微量な水分（湿気）を、加熱した乾燥空気或いは不活性ガスを用いてろう付けに好ましい雰囲気環境を整えながらワークピースを軟化温度近くまで加熱する工程である。
この工程では、特別にワークピース間で発生する温度差を縮小する仕組みがなくてもかまわない。
【００３１】昇温工程（ａ）は、加熱エネルギー発生室（２０３）で供給エネルギーとしての加熱媒体不活性ガスの温度の上昇、下降、或いは安定維持の変更操作を、２回以上１０回程度を限度として適時に行い、作業空間（２０９）の雰囲気温度を調整することによって、ワークピースが＜特定の温度（Ｔｓ）＞に達するまでの所要時間の短縮と、ワークピース間の温度差の縮小を行ない、＜特定の温度（Ｔｓ）＞に到達した時点で、ワークピース間の温度差が＜特定の温度差（Ｔｄ）＞内に収める工程とする。作業空間（２０９）の温度の均熱化はファン等の循環用送風機（２０６）で加熱媒体不活性ガスの循環量の増減操作にて適時に行なう。この工程の加熱エネルギーは、主に対流熱である。
【００３２】中間工程（ｃ）は、予熱工程で、或いは昇温工程（ａ）にて、ワークピースから作業空間（２０９）に放出されるろう付け作用を妨げるガス状或いは塵状の浮遊する物質が、ワークピースを昇温工程からろう付け工程に移行する作業中に、ろう付け工程に於ける作業空間の雰囲気環境の中に極力存在しないようにするために、この物質を排気し、ろう付け工程の作業空間（２０９）をろう付けに好ましい雰囲気環境に調整する工程である。
【００３３】ろう付け工程（ｂ）は、加熱媒体不活性ガスの温度を１回乃至３回程度の頻度で適時に始めに設定した温度から降下及び安定維持する変更操作を行ない、ワークピース間の温度差の更なる縮小を行いつつ、作業空間の雰囲気温度をろう付けに好ましい温度に調整することにより、ワークピースの＜ロウ溶融滞留時間（ｈｔ）＞の過長化を防ぐ工程とする。この工程の加熱エネルギーは、輻射熱と対流熱の併用である。輻射熱はワークピースに熱エネルギーを供給し、対流熱は作業空間の均熱維持に活用する。
【００３４】この昇温工程（ａ）、およびろう付け工程（ｂ）の２つの作業工程を経た複数個が同時に生産されたろう付け製品には、溶融ロウ材の浸入、浸蝕による欠陥は見つからず、また、ロウの流動性の変動で生じるロウ切れ欠陥も発生しなかった。この手法を適用した炉は、新従来技術工法の適用炉と比べ、一層品質の高い製品の産出ができる。さらに、中間工程（ｃ）は、ろう付け工程の作業空間を容易にろう付けに好ましい雰囲気環境に調整することができ、ロウ切れや、潰蝕の欠陥の発生防止に役立つので、ろう付け品質向上のために昇温工程とろう付け工程の間に備えることが好ましい。
【００３５】  すなわち、本発明の金属製ワークピースのろう付け手法で、少なくとも昇温工程（ａ）及びろう付け工程（ｂ）においては、作業空間（２０９）に供給する加熱エネルギーは、対流熱と輻射熱であり、対流熱は加熱エネルギー発生室（２０３）の加熱源（２０５）でつくられた加熱媒体不活性ガスは循環用送風機（２０６）で流体となり、加熱エネルギー循環回路（２０４）を経て、加熱エネルギー導入室（２０８）に入り、整流部位（２１０）で流れの調整を受けながら１組のロール部位（１０９）の間隙で構成する導入孔（１１２）から作業空間（２０９）へ導かれて、対流熱として、作業空間（２０９）のワークピースを加熱し、輻射熱は輻射熱媒体壁（２０２）の加熱エネルギー循環回路（２０４）の流路側で加熱媒体不活性ガスより受熱し、作業空間側で作業空間（２０９）に輻射熱としてワークピースを加熱する、そして、加熱媒体不活性ガスの流量の増減操作を適時に行なうことで作業空間（２０９）の温度の均熱化を行なうことに特徴を有する。
【００３６】  加熱エネルギーとしての輻射熱の熱源体となる輻射熱媒体壁（２０２）の加熱エネルギー循環回路（２０４）側にフィンを取り付けるなど受熱表面積を増やすことは、作業空間（２０９）の雰囲気温度のワークピースを載せたトレイ（１１０）を、開閉扉（１０８）を開いて室から搬出、或いは室内への搬入時、熱の流出によって低下しがちな作業空間（２０９）の雰囲気温度を所定の温度に調整維持する効果（作業空間（２０９）内の保熱効果）が期待出来るので、加熱エネルギー循環回路（２０４）側に受熱表面積を増やすことが好ましい。
【００３７】輻射熱媒体壁（２０２）が加熱源（２０５）からの輻射熱を効率よく受熱できるように、加熱エネルギー発生室（２０３）と加熱エネルギー循環回路（２０４）とを併合し、加熱源（２０５）を加熱エネルギー循環回路（２０４）の領域まで下げて輻射熱媒体壁（２０２）と相対する位置に備えることが好ましい。
【００３８】  ろう付け作業の工程は、外気と隔離した、雰囲気環境が不活性ガスにてろう付けに好ましい状態に調整された作業空間（２０９）で行なわれる。そして、ろう付け炉は、ろう付け作業の工程が、＜予熱工程＞、＜昇温工程（ａ）＞、＜ろう付け工程（ｂ）＞、そして冷却工程の順序に別けられ、各工程室の間に開閉扉（１０８）を備えた連結する各工程室（１０２；１０３；１０５；１０６）で構成されている。尚、昇温工程（ａ）は生産量の増加させる目的で、複数の工程に分割し、分割工程をそれぞれの室の作業空間（２０９）内で行うこともできる。さらに、ろう付け工程（ｂ）に於ける作業空間（２０９）の雰囲気を良化する目的で中間工程（ｃ）を行う工程室（１０４）を昇温工程室（１０３）とろう付け工程室（１０５）との間に連結することも出来る特徴を有する。
【００３９】予熱工程室（１０２）は、本考案の昇温工程（ａ）とろう付け工程（ｂ）に適用する室（１０３；１０５）の構造とすることが好ましい。
【００４０】昇温工程（ａ）は、予熱工程から、昇温工程（ａ）に移行した時点からワークピースに付与したフラックスの温度が融点に到達する直前の温度までワークピースを加熱する工程とする。そして、複数個のワークピースの置かれている作業空間（２０９）の温度の均熱化と、ワークピース間の温度差の縮小は、主として対流熱により行なわれる。作業空間（２０９）の雰囲気許容最高温度（Ｔａ）を定めて、その温度以下で、加熱媒体不活性ガスの温度を２回乃至１０回程度の頻度で適時に変更操作を行ない、作業空間（２０９）の雰囲気温度を調整することによって、ワークピースが＜特定の温度（Ｔｓ）＞に達するまでの所要時間を短縮し、そして＜特定の温度（Ｔｓ）＞に到達した時点で、ワークピース間の温度差を、＜特定の温度差（Ｔｄ）＞以下に縮小する手法に特徴を有する。
【００４１】上述の所要時間の短縮は、作業空間への供給する加熱媒体不活性ガスの温度の変更操作を行なうことにより、作業空間（２０９）の雰囲気温度の上昇、降下或いは安定維持させて、ワークピースの受熱量を変えることによって行なうが、変更操作は、ワークピースの示す温度、その時のワークピース間での温度差、等の検出情報にて変更操作のタイミング、回数、或いは雰囲気温度の調整値などの操作条件を決める。操作条件は、ワークピースの形状、寸法、個数、配置形態等にて異なるため、予め本操業前に模擬操業を行ない定めることが好ましい。
【００４２】昇温工程（ａ）における作業空間の雰囲気温度の許容最高温度（Ｔａ）は、ワークピースに使用するフラックスの溶融開始温度以下の温度に定めることが好ましい。
【００４３】特定の温度（Ｔｓ）は、フラックスを付与されたワークピースの中で一番早く昇温するワークピース（ｗ１）の示す温度がフラックスの溶融開始温度マイナス１０℃以内と定めることが好ましい。
【００４４】特定の温度差（Ｔｄ）は、一番早く昇温するワークピースが、特定の温度（Ｔｓ）に到達した時、一番遅く昇温するワークピース（ｗ２）の示す温度との温度差が２５℃以内と定めることが好ましい。
【００４５】ろう付け工程（ｂ）は、ワークピースが、中間工程を経てろう付け工程に移行した時点から、ワークピースに付与したロウ材が融点（固相線温度）に到達して溶融し、ろう付け設定温度（Ｔｚ）まで加熱され、その温度から予め定められた時間が経過した時点でエネルギーの供給を停止することにより固相線温度（Ｔｋ）まで降下するまでの工程とする。この工程において、輻射熱は対流熱と共にワークピース間の温度差を効果的に縮小させる。ワークピースのろう付けに好ましい雰囲気温度調整と、その温度の安定維持のために、１回乃至３回の加熱媒体不活性ガス温度の変更操作を行う手法に特徴を有する。
【００４６】ろう付け工程におけるワークピースの置かれた作業空間の許容最高雰囲気温度（Ｔｂ）は、適用ロウ材のろう付け温度範囲＜上限値（Ｔｈ）；下限値（Ｔｗ）＞内で予め定めた＜ろう付け設定温度（Ｔｚ）＞プラス１０℃〜２０℃程度に設定してその温度まで昇温し安定維持することが好ましい。２種類以上のロウ材をワークピースに付与した場合でも＜ろう付け設定温度（Ｔｚ）＞プラス１０℃〜２０℃程度に昇温維持することが好ましい。
【００４７】次いで、＜一番早く昇温するワークピース（ｗ１）＞がろう付け設定温度（Ｔｚ）に到達した時点から、作業空間の許容最高雰囲気温度（Ｔｂ）を、ろう付け設定温度（Ｔｚ）プラス５℃程度になるまで降下させて、その温度で安定維持することが好ましい。
【００４８】次いで、＜一番遅く昇温するワークピース（ｗ２）＞がろう付け温度の下限値（Ｔｗ）まで到達した時点から、作業空間の許容最高雰囲気温度（Ｔｂ）からろう付け設定温度（Ｔｚ）プラス５℃程度まで下げた温度をそのまま安定維持した状態で、ろう付けに必要な時間（ろう付け保持時間）を経過させる。ろう付け保持時間（Ｂｔ）が経過したら、供給エネルギーの熱源を止め、ワークピースの温度をロウ材の固相線温度（Ｔｋ）以下まで自然冷却する。一番遅く冷却するワークピースが固相線温度（Ｔｋ）以下の温度になり次第、ろう付け工程処理は終了して、冷却工程へ移る。尚、一番遅く冷却するワークピースとして、一番早く昇温するワークピース（ｗ１）としてもかまわない。
【００４９】ろう付け製品の品質の良否に影響を与える作業空間の不活性雰囲気環境は、作業空間が工程別に開閉扉（１０８）で隔離された工程室として設けられる場合、ろう付け工程室（１０５）の作業空間（２０９）の露点温度及び酸素濃度が最も低い値を呈する環境とすることが好ましい。
【００５０】中間工程室（１０４）は、予熱工程室（１０２）、或は昇温工程室（１０３）にて、工程処理中に放出されたろう付け作用を妨げるガス状或いは塵状の浮遊する物質が、ワークピースを昇温工程室（１０３）からろう付け工程室（１０５）へ移動中に、ろう付け工程室（１０５）への流入を阻止する工程として、昇温工程室（１０３）とろう付け工程室（１０５）との間に連結されており、昇温工程室（１０３）からの、或いは両室（１０３；１０５）からの雰囲気ガスを排出するファンや、アスピレータ等の排気装置を備える。
【００５１】  ろう付け工程室（１０５）は、その次の工程室として、冷却工程室（１０６）を備えることは、ろう付け工程処理を終えたワークピース（ろう付け製品）を外気に取出す度毎に、ろう付け工程室（１０５）の作業空間の雰囲気環境を所要の状態に迅速に復帰させる上で連結することが好ましく、この工程室を備えることで、作業者は安全な作業環境を享受できる。冷却工程室（１０６）は新従来工法の炉と同じ機能を有する形態であってもかまわない。
【発明の効果】
【００５２】  本発明の金属製ワークピースのろう付け手法およびその適用炉は、新従来技術工法で発生するろう付け欠陥を解消し、一度に複数個の良好な品質を有するろう付け製品の生産を可能とするもので、新従来技術工法のメリットとしての消費エネルギーの大幅な削減が実現化できるので、従来炉に替る省エネルギー型炉として市場への提供が果たし得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５３】  添付図面を参照して、本発明によるろう付け手法、及びそのろう付け炉を実施するための最良の形態をアルミ合金の例で以下に説明する。【００５４】  図１は、本発明の実施形態に係るろう付け炉１０の構成概略図である。ろう付け炉１０は、乾燥工程室１０１、予熱工程室１０２、昇温工程室１０３、中間工程室１０４、ろう付け工程室１０５、冷却工程室１０６の順序で配列されている。各工程室は、室の前後に開口部１０７を備え、その開口部１０７を上下に作動して開閉する扉１０８ａ〜１０８ｇが装備されている。各工程室内の下部には、複数個で構成するロール部位１０９ａ〜１０９ｆがあり、複数個のワークピースを乗せたトレイ１１０ａ〜１１０ｆを室内へ搬入し、また工程処理中はトレイ１１０ａ〜１１０ｆの架台として、及び工程処理後はトレイ１１０ａ〜１１０ｆを搬出する機能を有する。【００５５】予熱工程室１０２、昇温工程室１０３、及びろう付け工程室１０５の各室の上部には加熱エネルギー循環装置１１１が装備されており、室内には、上下に開口部を有するトンネル状の構造体２０１（図１では、位置を示す符号２０１は省略；図２で示す）が備えられており、トレイ１１０ａ〜１１０ｆ搬送用の１組のロール部位１０９ａ〜１０９ｆとで作業空間２０９を構成しており、また、一組のロール部位１０９ａ〜１０９ｆは各ロールの間隙から加熱媒体不活性ガスの導入孔１１２（図１では、位置を示す符号１１２は省略；図３で示す）としての機能を備えている。【００５６】乾燥工程室１０１は、ワークピースに付着している水分の除去を行なう工程として備えている。半連続（間歇）的に流れる工程に組み入れると、ワークピースから水分の除去が十分に出来ない状態で、次工程へ移動するケースも時として起き、結果としてろう付け不良品を生むことになるので、乾燥工程室は、ろう付け炉１０を構成する工程室とは切り離してもかまわない。【００５７】冷却工程室１０６の上部にはろう付けされたワークピースを冷却するためのファン装置１１４が備えてある。【００５８】また、昇温工程室１０３、中間工程室１０４、ろう付け工程室１０５及びに冷却工程室１０６には、ろう付け雰囲気環境を整えるための高純度不活性ガス導入用配管４０と、不活性雰囲気ガス排気用配管５０が接続されている。（配管については図から省略する）【００５９】各室の内部を構成する工程室の内壁、開閉扉、一組のロール部位などの室内に露出する部材は、ワークピースの搬入搬出時に流入する、或いはワークピース等の搬入物から工程処理中に放出される、ろう付け作用を妨げる水分や酸素或いは有機物等を含む塵状の浮遊する物質（ろう付けを妨げる物質）が、室内を構成する部材に容易には付着出来ないように、鉄やステンレスなどの金属で表面が覆われている。構成部材が全て金属で出来ていても、またろう付けを妨げる物質が吸着出来ない表面処理で覆われていてもかまわない。各室の外部と接する壁の構造は、断熱効果の高い蓄熱し難い物質で出来ていることが好ましい。開閉扉も外気との断熱、工程室間では室間での断熱に効果の高い物質で出来ている。そして中間工程室以外の、各工程室の連結方向の長さは同寸法が好ましい。しかし中間工程室１０４は、昇温��程室１０３の雰囲気を排気し、ろう付け工程室１０５へ流入するのを阻止する工程機能から、その室の長さは機能が果たせれば短くてもかまわない。【００６０】  図２は、本発明の＜昇温工程ａ＞及び＜ろう付け工程ｂ＞に供する工程室の横断図であり、図３はその工程室の縦断図である。この工程室１０３；１０５は前後に開口部１０７を有するトンネル形状で、上部中央部に開口部１１３を備え底部全面を開口部とする底部開放形状の構造体２０１を内臓する。構造体２０１の外部と工程室の内壁で囲まれた空間の左右には、天井部から、構造体の左右側面壁（輻射熱媒体壁２０２）の位置に加熱エネルギー発生室２０３、次いで加熱エネルギー循環回路２０４が構成されている。加熱媒体不活性ガスを循環させる加熱エネルギー循環装置１１１が室外の上部に装備され、室外に回転可変型電動機を、室内の天井部にその電動機と連結した循環用送風機２０６を備えている。室内の下部には、室外に作動機構を有するローラー式搬送装置２０７の室内側の構成部位である１組のロール部位１０９と室内壁の底部とで出来た空間で加熱エネルギー導入室２０８を構成する。作業空間２０９は構造体２０１底部の全面開口部と１組のロール部位１０９とで囲われた空間で構成され、加熱エネルギー導入室２０８には加熱エネルギーとしての加熱媒体不活性ガスを作業空間２０９へ導入する整流部位２１０が備えられている。そして室の前後にワークピースを積載したトレイ１１０を搬入・搬出する開口部１０７に開閉扉１０８が装備されている。尚、輻射熱媒体壁２０２は、一方の壁面から受熱し別の壁面より放熱できる熱伝導に富む物質で出来ている。【００６１】  図２及び図３とで、昇温工程室１０３及びろう付け工程室１０４に於ける加熱エネルギーの流れを説明する。加熱媒体不活性ガスとして、作業空間２０９で複数個のワークピースを対流熱として加熱したエネルギーは、作業空間２０９の上部の開口部１１３より、循環用送風機２０６により加熱エネルギー発生室２０３に回収される。回収されたエネルギーは、加熱エネルギー発生室２０３にて、加熱源２０５より新たに与えられた加熱エネルギーと、その発生室２０３へ、工程室１０３；１０５の外部から導入用配管４０を介して導入される高純度不活性ガスとで、再びろう付けに好ましい雰囲気に調整された加熱媒体不活性ガスに再生される。この加熱媒体不活性ガスは、循環用送風機２０６により流れる速度の調整をうけた流体として、加熱エネルギー循環回路２０４を、その循環回路側の輻射熱媒体壁２０２を加熱しながら流れて、加熱エネルギー導入室２０８へ到り、整流部位２１０で流れの調整を受けながら、１組のロール部位１０９のロールの間隙で構成する導入孔１１２から作業空間２０９へ流入する。そして、この加熱ガスの流れは対流熱として、作業空間２０９のトレイ１１０に積載された複数個からなるワークピースを加熱しながら、作業空間２０９の上部の開口部１１３から流出して、加熱エネルギー発生室２０３へ回収される。一方、輻射熱媒体壁２０２で受熱したエネルギーは、その輻射熱媒体壁２０２の作業空間側の壁面より、輻射熱としてワークピースに加熱エネルギーを与える。【００６２】昇温工程室１０３とろう付け工程���１０５においては、ろう付けに好ましい雰囲気に調整するための高純度不活性ガスが、それぞれの工程室１０３；１０５に導入されるが、その導入量に見合う体積分だけ循環する加熱媒体不活性ガスは室外に排気されることになる。これらの排気ガスはそれぞれ熱エネルギーを有しているので、再利用することが好ましい。【００６３】ろう付け工程室１０５からの排気ガスは排気用配管５０ｂより、予熱工程室１０２へ、昇温工程室１０４からの排気ガスは排気用配管５０ａで乾燥工程室１０１へ、及び中間工程室１０４からの排気ガスは排気用配管５１ｃで乾燥工程室１０１へ再利用することが好ましい。【００６４】上述する各工程室からのそれぞれの排気用配管５０のラインには、排気装置５１、逆流防止装置５２、及び開閉弁５３を備えている。（排気用配管ラインの説明図は省略する）【００６５】  次に、図１を参考にして、ろう付け炉の休転状態からの稼動について述べる。まず装置の開閉扉１０８は中間工程室１０４とろう付け工程室１０５の間に位置する開閉扉１０８ｅだけは開き、それ以外の開閉扉は全て閉じた状態で、各室の作業空間の温度、雰囲気環境を生産開始できる状態にする準備操作を行う。生産準備が整い次第、開いた状態の開閉扉１０８ｅを閉じて、次いで生産操作に入る。【００６６】  生産操作手順は、図１で示す複数個のワークピースを載せたトレイ１１０の動きで説明する。先ず、乾燥工程室１０１の前面に装備する外気を遮断する開閉扉１０８ａを開き、複数個のワークピースを乗せたトレイ１１０ａは乾燥工程室１０１の１組のロール１０９ａの上に載せて搬入する。搬入後この扉１０８ａは直ちに閉じる。そして、複数個のワークピースは乾燥工程処理を受ける。この工程中の作業空間の雰囲気温度は、２５０℃程度以下が好ましい。【００６７】乾燥工程処理が終わり次第、次室に位置する予熱工程室１０２との間の開閉扉１０８ｂを開き、予熱工程室１０２の作業空間２０９へワークピースを載せたトレイ１１０ａを移動する（トレイ１１０ａは１１０ｂの符号に換わる）。移動が済み次第、直ちに扉１０８ｂを閉じて、予熱工程処理を受ける。この工程中の作業空間の雰囲気温度は、３５０℃程度以下が好ましい。【００６８】予熱工程処理が終わり次第、次室に位置する昇温工程室１０３との間の開閉扉１０８ｃを開き、昇温工程室１０３の作業空間２０９へワークピースを乗せたトレイ１１０ｂを移動する（トレイ１１０ｂは１１０ｃの符号に換わる）。移動が済み次第直ちに扉を閉じて、この工程処理を受ける。【００６９】中間工程室１０４の雰囲気は、ろう付け工程室１０５の加熱媒体雰囲気ガスの一部を導入したものである。従って、その雰囲気が示す温度、露点温度及び酸素濃度はろう付け工程室１０５の呈する状態とほぼ同じレベルであるが、中間工程室１０５に加熱装置を備え、直接に高純度不活性ガスを導入して雰囲気の調整をすることもできる。【００７０】昇温工程処理が終わり次第、次室に位置する中間工程室１０４との間の開閉扉１０８ｄを開き、前室の昇温工程室１０３のワークピースを乗せたトレイ１１０ｃは動かさずに、中間工程室１０４の工程処理を開始する。次いで、この室での工程処理を継続しながら、中間工程室１０４と次室に位置するろう付け工程室１０５との間の開閉扉１０８ｅを開き、ワークピースを乗せたトレイ１１０ｃを昇温工程室１０３から中間工程室１０４を通過させて、ろう付け工程室１０５の作業空間へ移動する。トレイ１１０ｃが昇温工程室１０３から搬出したら、昇温工程室１０３と中間工程室１０４との間の扉１０８ｄを閉める。次いで、トレイ１１０ｃが中間工程室１０４を通過し、ろう付け工程室１０５へ移動したら、中間工程室１０４とろう付け工程室１０５との間の扉１０８ｅを閉じる。そして複数個のワークピースはろう付け工程の処理を受ける。【００７１】なお、開閉扉１０８ｄと１０８ｅの開く順序については、中間工程室１０４と次室に位置するろう付け工程室１０５との間の開閉扉１０８ｅを先に開き、中間工程室１０４の雰囲気温度を、ろう付け工程室１０５の雰囲気温度で加熱しながら昇温工程室１０３と中間工程室１０４との間の扉１０８ｄを開く順序でも、昇温工程室１０３の雰囲気環境がさほど汚れていなければかまわない。【００７２】中間工程処理が終了した時点で、トレイ１１０ｃは次室に位置するろう付け工程室１０５の作業空間への移動は完了している（トレイ１１０ｃは１１０ｅの符号に換わる）。そして複数個のワークピースはろう付け工程処理をうける。【００７３】ろう付け工程処理が終わり次第、次室に位置する冷却工程室１０６との間の開閉扉１０８ｆを開き、冷却工程室１０６へワークピースを乗せたトレイ１１０ｅを移動する（トレイ１１０ｅは１１０ｆの符号に換わる）。移動が終了したら、直ちに扉１０８ｆを閉じて、この工程処理を受ける。この工程が終わり次第、冷却工程室１０６の後面に装備された開閉扉１０８ｇを開きワークピースを乗せたトレイ１１０ｆを外気中へ搬出して、直ちに扉１０８ｇを閉じる。以下同じ操作手順で複数個のワークピースはトレイ１１０に積載された状態で半連続（間歇）的に各工程室に搬入され、工程処理を受けた後に搬出される。【００７４】  雰囲気環境の管理で、特に重要な工程は、ろう付け工程室１０５で、ついで中間工程室１０４とし、その次に昇温工程室１０３と冷却工程室１０６とする。工程処理中の昇温工程室１０３、中間工程室１０４及びろう付け工程室１０５の露点温度はマイナス５０℃以下、酸素濃度は２０ｐｐｍ以下に調整制御することが好ましい。冷却工程室１０６については、ろう付け工程室１０５での工程処理終了直前で露点温度マイナス５０℃以下、酸素濃度２０ｐｐｍ以下の環境を示す調整が行なえればよい。予熱工程室１０２は、露点温度マイナス４０℃以下、酸素濃度１００ｐｐｍ以下の環境であればよい。【００７５】  加熱エネルギーとしての輻射熱の熱源体となる輻射熱媒体壁２０２の加熱エネルギー循環回路２０４側にフィンを取り付けるなど受熱表面積を増やすことは、作業空間２０９の雰囲気温度のワークピースを載せたトレイ１１０を、開閉扉１０８を開いて室から搬出、或いは室内への搬入時、熱の流出によって低下しがちな作業空間２０９の雰囲気温度を所定の温度に調整維持する効果（作業空間２０９内の保温効果）が期待出来るので、加熱エネルギー循環回路２０４側に受熱表面積を増やすことが好ましい。【００７６】また、輻射熱媒体壁２０２が加熱源２��５からの輻射熱を効率よく受熱できるように、加熱エネルギー発生室２０３と加熱エネルギー循環回路２０４とを併合し、加熱源２０５を加熱エネルギー循環回路２０４の領域まで下げて輻射熱媒体壁２０２と相対する位置に備えることが好ましい。【００７７】  昇温工程ａ及びろう付け工程ｂにおける作業空間２０９の雰囲気温度の調整は、加熱エネルギー発生室２０３で加熱媒体不活性ガスの温度の変更操作で行なうが、その変更操作は、作業空間の雰囲気温度の変更後の温度（指示値）を入力として、変更前の、予め定めた監視点における温度を自動計測し、加熱媒体不活性ガスの温度の変量を自動演算し、その変量に自動修正し、出力として雰囲気温度を指示値に調整する自動制御機能を備えた装置にて行なうことが好ましい。尚、温度の監視点は、▲１▼作業空間２０９の雰囲気温度、▲２▼輻射熱媒体壁２０２の作業空間２０９側の温度、▲３▼加熱エネルギー発生室２０３の温度、▲４▼加熱エネルギー導入室２０８の温度、或いは▲５▼作業空間２０９の上部開口部１１３の温度の中のから、いずれか１点乃至３点程度を監視点として選定することが好ましい。【００７８】  加熱源２０５は、電力の場合は電気ヒーターで直接に加熱エネルギーとして、天然ガスの場合は燃焼熱を１次側熱源として熱交換器を介して２次側で得られた熱を加熱エネルギーとして使用できる。天然ガスを利用する場合は、加熱エネルギー発生室２０３は加熱エネルギー蓄熱室２０３ａとして、別途加熱エネルギー発生室２０３ｂを付帯装置として備えることが好ましい。【００７９】  さらに、各工程室の工程機能を説明する。図４で、本発明の昇温工程ａ及びろう付け工程ｂにおける雰囲気温度の調整手法による、ワークピース間の温度差の縮小とロウ溶融滞留時間との関係の１例を示す。【００８０】まずワークピースは、加工油、指紋などの油脂類、或るいは接着剤などに含有する有機物等はろう付け作用を阻害するので、洗浄工程等でかかる付着物の除去を受けた後、底部に加熱媒体不活性ガスの流通孔を有する一つのトレイ１１０に複数個が乗せられて、乾燥工程室１０１へ搬入される。【００８１】乾燥工程室１０１は、ワークピースの表面に残留した水分が、受熱し温度上昇するワークピース表面を覆っている酸化皮膜を成長させる。この成長する皮膜は、ロウ材のろう付け作用を妨げる働きをする。この働きを排除するために、ワークピースに付着している水分を、熱を加えながら除去する働きをする。付着している水分量は、ワークピースの形態により異なるので、除去に要する時間も異なるので、多品種小ロットのワークピースのろう付けには、ろう付け炉にこの工程室１０１を組み入れなくてもかまわない。また、ワークピース表面の酸化皮膜の成長を抑制するために、雰囲気温度は２５０℃以下が好ましい。【００８２】予熱工程室１０２は、乾燥工程１０１でも除去出来なかったワークピースの構造内部等に残留した微量な水分も、温度の上昇と共に作業空間２０９に放出される。その水分がワークピース表面の酸化皮膜を成長させる。その成長抑制のために作業空間２０９に存在する水分と酸素濃度の低減管理が非常に大切で、ワークピースが入った状態での作業空間２０９の環境は不活性ガス雰囲気��、露点温度マイナス４０℃以下、酸素濃度１００ｐｐｍ以下になるように調整することが好ましい。また、ワークピースの軟化を極力防止する意図でワークピースを加熱する雰囲気温度は３５０℃程度に留めることが好ましい。つまり、この工程１０２は、ワークピースを軟化温度以下の雰囲気温度で加熱しながら、次工程以降の各工程における作業空間２０９を、ろう付けに好ましい雰囲気環境にするための雰囲気の予備調整する働をする。【００８３】複数個のワークピースが昇温工程室１０３に移る時点では、複数個のワークピースの中で、最も高い温度を示すワークピースｗ１と最も低い温度を示すワークピースｗ２との間での温度差は通常約６０℃程度を呈する。【００８４】昇温工程室１０３では、ワークピースを加熱するエネルギーは主に対流熱にて行なう。対流熱により、作業空間２０９の雰囲気温度は、ワークピースが無負荷の状態で、±１０℃の範囲内に制御されている。この雰囲気環境は、ワークピースが負荷された状態で露点温度マイナス５０℃以下、酸素濃度２０ｐｐｍ以下に調整することが好ましい。許容最高雰囲気温度Ｔａは、フラックスの溶融開始温度（５６０℃）以下約数℃（５〜７℃）と定めることが好ましく、ワークピースｗ１がフラックスの溶融開始温度マイナス約１０℃を示す温度を特定の温度Ｔｓ（５５０℃）と定め、ワークピースｗ１が特定の温度Ｔｓ（５５０℃）まで上昇した時のワークピースｗ２が示す温度との差を＜特定の温度差Ｔｄ＞とする。加熱媒体不活性ガスの温度を、適時に２回乃至１０回程度の頻度で上昇、降下、或いは安定維持する変更操作を行なうことによって、雰囲気温度を調整し、ワークピースｗ１、ｗ２間の温度差を縮小させ、短時間で特定の温度差Ｔｄを２５℃以内に収める操作を行なう。特定の温度差Ｔｄが２５℃以内になった時点で昇温工程ａは終了する。【００８５】昇温工程ａを終えたら、昇温工程室１０３と中間工程室１０４と間の開閉扉１０８ｄを開いて、昇温工程室１０３からの雰囲気ガスを中間工程室１０４から排気させると共に、昇温工程室１０３の雰囲気の浄化を短時間に行いながら、中間工程室１０４とろう付け工程室１０５との間の開閉扉１０８ｅを開き、ワークピースを乗せたトレイ１１０を、昇温工程室１０３から中間工程室１０４を通過させ、ろう付け工程室１０５へ移す。トレイ１１０が昇温工程室１０３から搬出された時点で昇温工程室１０３と中間工程室１０４との間の扉１０８ｄを閉じる。【００８６】この扉１０８ｄが閉まる迄は、昇温工程室２０３からの雰囲気がろう付け工程室１０５への流入を阻止するために、高純度不活性ガス供給配管４０から高純度の加熱不活性ガスをろう付け工程室１０５に流すことにより、ろう付け工程室で必要な雰囲気環境の維持を行なうことが好ましい。トレイ１１０がろう付け工程室１０５へ移行した時点で、中間工程室１０４とろう付け工程室１０５との間の扉１０８ｅを閉じることによって、中間工程室１０４での工程処理は終わる。尚、昇温工程室１０３から中間工程室１０４を経て昇温工程室１０５へ、トレイ１１０の移動操作中でも、昇温工程室１０３、及びろう付け工程室１０５の雰囲気の設定温度の維持と、露点温度及び酸素濃度の調整とを行なうことが好ましい。【００８７】ろう付け工程室１０５では、ワークピースを加熱するエネルギーは主に輻射熱にて行なう。対流熱により、作業空間２０９の雰囲気温度は、ワークピースが無負荷の状態で、±５℃の範囲内に制御されている。この雰囲気環境は、ワークピースが負荷された状態で露点温度マイナス５０℃以下、酸素濃度２０ｐｐｍ以下に調整することが好ましい。雰囲気温度の許容最高温度Ｔｂは、ろう付け設定温度Ｔｚプラス１０℃乃至２０℃と定めることが好ましく、ワークピースｗ１がろう付け設定温度Ｔｚに到達した時点で、許容最高雰囲気温度Ｔｂをろう付け設定温度Ｔｚ近傍プラス５℃程度まで降下させて、その温度で安定維持することが好ましい。ワークピースｗ２の温度がろう付け温度として定められている温度範囲の下限値Ｔｗに達した時点から、約３分間程度の保持時間Ｂｔの経過後、加熱媒体不活性ガスの熱源を止めることにより、ワークピースｗ１の温度がロウ材の固相線温度Ｔｋまで冷却させてこの工程は終了する。この工程での作業空間の雰囲気温度の調整は、ろう付け作用に好ましい温度にして、その温度で安定維持するために行なうもので、その操作は適時に１回乃至３回程度で十分である。【００８８】冷却工程室１０６は、ろう付け製品を作業者が安全にトレイから降ろす作業が出来る温度まで冷却させる働きと、搬出時に搬出口から流入する外気中の湿気が、直接ろう付け工程室１０５の雰囲気環境への流入を阻止し、ろう付け工程室１０５の雰囲気環境を所定の状態に迅速に復帰させる働きをする。
【実施例】
【００８９】
【表１】
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【００９０】
【表２】
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【００９１】次に実施例の内容を説明する（関連参考図：図４）。表１は、本発明の成果の確認の試験の緒元である。表２は、昇温工程ａにおいて、雰囲気温度を変えた回数と中間工程ｃの有無を条件として、一番早く昇温するワークピースｗ１が特定の温度Ｔｓ（５５０℃）に到達した時点における一番遅く昇温するワークピースｗ２との間で呈した特定の温度差Ｔｄの示す値で、ろう付け工程ｂにおけるロウ溶融滞留時間ｈｔが決る。そのロウ溶融滞留時間ｈｔが、ろう付け製品の品質にどのような判定結果を与えたかを示す。比較参考として新従来工法及び従来工法を併記する。この判定結果から、本発明のろう付け法は、従来法と同程度の品質を有するろう付け製品の提供を可能とすることを示している。尚、時間当りの生産量は、従来法と比較し数倍が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本発明の対流熱兼輻射熱併用式ろう付け炉を示す概略縦断面図である。
【図２】図１の昇温工程及びろう付け工程に適用する工程室の横断面図である。
【図３】図１の昇温工程及びろう付け工程に適用する工程室の縦断面図である。
【図４】本発明の昇温工程及びろう付け工程における雰囲気温度の調整による温度差の縮小とロウ溶融滞留時間との関係の１例を示す図である。
【符号の説明】
【００９３】  １０・・・ろう付け炉
１０１・・・乾燥工程室
１０２・・・予熱工程室
１０３・・・昇温工程室
１０４・・・中間工程室
１０５・・・ろう付け工程室
１０６・・・冷却工程室
１０７・・・各工程室の搬入搬出口
１０８ａ〜１０８ｇ・・・各工程室の開口部を開閉する扉
１０９ａ〜１０９ｆ・・・１組のロール部位
１１０ａ〜１１０ｃ；１１０ｅ；１１０ｆ・・・複数個のワークピース積載トレイ
１１１・・・加熱エネルギー循環装置
１１２・・・導入孔
１１３・・・開口部
１１４・・・冷却ファン装置
２０１・・・トンネル形状の上下に開口部がある構造体
２０２・・・輻射熱媒体壁
２０３・・・加熱エネルギー発生室
２０４・・・加熱エネルギー循環回路
２０５・・・加熱源
２０６・・・循環用送風機
２０７・・・ローラー式搬送装置
２０８・・・加熱エネルギー導入室
２０９・・・作業空間
２１０・・・整流部位
ａ・・・昇温工程
ｂ・・・ろう付け工程
ｃ・・・中間工程
ｗ１・・・一番早く昇温するワークピース
ｗ２・・・一番遅く昇温するワークピース
Ｔａ・・・昇温工程における許容最高雰囲気温度
Ｔｂ・・・ろう付け工程における許容最高雰囲気温度
Ｔｓ・・・特定の温度
Ｔｄ・・・特定の温度差
Ｔｋ・・・ロウ材の固相線温度
Ｔｈ・・・ろう付け温度（上限値）
Ｔｗ・・・ろう付け温度（下限値）
Ｔｚ・・・ろう付け設定温度
ｈｔ・・・ロウ溶融滞留時間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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