(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
積層配置される第１金属管（１１）及び第２金属管（１３）がこれらの間に介在するはんだ層（１５）により接合された積層型熱交換器（１７）を製造するためのはんだ付け装置であって、
前記第１金属管（１１）、前記第２金属管（１３）、及び前記はんだ層（１５）の少なくとも一つを加熱するための補助加熱手段（１９）と、
前記はんだ層（１５）の温度を融点以上にして前記第１金属管（１１）と前記第２金属管（１３）を接合するための本加熱手段（２１ａ）と、
前記第１金属管（１１）及び前記第２金属管（１３）に超音波の振動を付与するための振動手段（２１ｂ）と、
前記はんだ層（１５）を介して積層配置される前記第１金属管（１１）及び第２金属管（１３）を、積層方向に加圧するための加圧手段（８１）と、
前記加圧手段（８１）を制御する制御手段（２５）と、を備え、
前記制御手段（２５）は、前記はんだ層（１５）が半溶融状態になったことを検知した後、前記第１金属管（１１）及び第２金属管（１３）に対する積層方向への加圧を開始するように前記加圧手段（８１）を制御する、はんだ付け装置。
【請求項２】
前記補助加熱手段（１９）による加熱、前記本加熱手段（２１ａ）による加熱、及び前記超音波振動の付与は、前記第１金属管（１１）、前記はんだ層（１５）及び前記第２金属管（１３）がこの順に積層された仮組体（２３）に対して行われる、請求項１に記載のはんだ付け装置。
【請求項３】
前記制御手段（２５）は、前記補助加熱手段（１９）、前記本加熱手段（２１ａ）、及び前記振動手段（２１ｂ）を制御し、
前記制御手段（２５）は、前記はんだ層（１５）が半溶融状態となるように前記補助加熱手段（１９）により加熱された状態の前記仮組体（２３）に対して、前記振動手段（２１ｂ）により超音波の振動を付与するとともに、前記本加熱手段（２１ａ）により加熱して前記はんだ層（１５）の温度を融点以上にする制御を実行する、請求項２に記載のはんだ付け装置。
【請求項４】
前記振動手段（２１ｂ）と前記本加熱手段（２１ａ）とが一体に構成された超音波はんだこて（２１）を備えている、請求項１〜３のいずれかに記載のはんだ付け装置。
【請求項５】
前記第１金属管（１１）及び前記第２金属管（１３）の少なくとも一方は、その金属管における積層方向の一方の内面と他方の内面とをつないで前記積層方向の熱の伝搬及び超音波の伝搬を促進する伝搬部（１２１）を有している、請求項１〜４のいずれかに記載のはんだ付け装置。
【請求項６】
積層配置される第１金属管（１１）及び第２金属管（１３）がこれらの間に介在するはんだ層（１５）により接合された積層型熱交換器（１７）を製造するための方法であって、
前記第１金属管（１１）、前記第２金属管（１３）、及び前記はんだ層（１５）の少なくとも一つを加熱する補助加熱工程と、
前記第１金属管（１１）及び前記第２金属管（１３）に超音波の振動を付与するとともに、前記はんだ層（１５）の温度を融点以上にして前記第１金属管（１１）と前記第２金属管（１３）を接合する接合工程と、を備え、
前記補助加熱工程では、前記はんだ層（１５）が半溶融状態になったことを検知した後、加圧手段（８１）によって前記第１金属管（１１）及び第２金属管（１３）に対する積層方向への加圧を開始する、積層型熱交換器の製造方法。
【請求項７】
前記補助加熱工程及び前記接合工程の前に、
前記第１金属管（１１）、前記はんだ層（１５）及び前記第２金属管（１３）をこの順に積層して仮組体（２３）を成形する成形工程をさらに備えている、請求項６に記載の積層型熱交換器の製造方法。
【請求項８】
前記補助加熱工程において、前記はんだ層（１５）が半溶融状態となるように前記仮組体（２３）を加熱し、この加熱された状態の前記仮組体（２３）に対して前記接合工程を行う、請求項７に記載の積層型熱交換器の製造方法。
【請求項９】
前記成形工程の前に、
前記第１金属管（１１）及び前記第２金属管（１３）の少なくとも一方の表面にはんだ材を吹き付けて、前記表面に前記はんだ層（１５）を形成する溶射工程をさらに備えている、請求項７又は８に記載の積層型熱交換器の製造方法。
【請求項１０】
前記接合工程では、前記第１金属管（１１）と前記第２金属管（１３）を積層方向に加圧した状態を維持しながら接合する、請求項６〜９のいずれかに記載の積層型熱交換器の製造方法。
【請求項１１】
前記第１金属管（１１）及び前記第２金属管（１３）の少なくとも一方は、その金属管における積層方向の一方の内面と他方の内面とをつないで前記積層方向の熱の伝搬及び超音波の伝搬を促進する伝搬部（１２１）を有している、請求項６〜１０のいずれかに記載の積層型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、積層型熱交換器用はんだ付け装置、及び積層型熱交換器の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ヒートポンプ給湯機、空気調和機などにおいて水又は空気と冷媒との間で熱交換させるための熱交換器が知られている。この熱交換器においては、種々の金属部品がろう付けなどによって互いに接合されている。金属部品としては例えばアルミニウム、銅、ステンレス鋼などの金属材料が用いられる。前記金属部品の表面には酸化膜が形成されているので、金属部品同士をろう付けする際には前記酸化膜を除去する必要がある。
【０００３】
特許文献１には、ノコロック（登録商標）ろう付けを用いた熱交換器の製造方法が提案されている。この製造方法では、金属部品の表面にフラックスを塗布することにより、金属部品の表面の酸化膜を除去している。高温でろう付けされるノコロックろう付けでは、非腐食性フラックスを用いることができるので、ろう付け後のフラックスの洗浄を省略できるという利点がある一方で、不活性ガス雰囲気に調整可能な加熱炉内で金属部品同士を接合する必要があるので、製造設備にかかる費用、ランニングコストなどが増大するという問題がある。
【０００４】
特許文献２には、金属部品同士を熱硬化樹脂系接着剤を用いて接合する捩り管形熱交換器の製造方法が開示されている。この製造方法では、ろう付けのような製造設備が不要になるので、コストダウンが可能である一方で、樹脂製の接着剤を用いているので、金属部品間の熱伝導率が低下して熱交換の効率が低下するという問題がある。
【０００５】
ところで、ろう付けに代えて例えばはんだ付けにより金属部品同士を接合すれば、ろう付けのような製造設備が不要になる（ろう付けとは４５０℃以上の融点を持つろう材を用いて行う接合方法をいい、はんだ付けとは４５０℃未満の低い融点を持つはんだ材を用いて行う接合方法をいう。）。その一方で、はんだ付けは、ろう付けに比べて低温で行われるので、低温下でも酸化膜除去効果のある腐食性フラックスを用いる必要がある。この腐食性フラックスを用いる場合には、はんだ付け後の洗浄工程が必要となるので、製造工程が煩雑になるとともにコストアップの一因となる。
【０００６】
特許文献３には、金属部品に超音波の振動を付与して金属部品の表面の酸化膜を除去する技術が提案されている。すなわち、特許文献３には、筒状の管の端部を閉口する際に、管の端部に超音波の振動を局所的に与えてはんだ付けする蓄冷器用カプセルの製造方法が開示されている。この特許文献３の製造方法では、金属部品に超音波の振動を付与することにより金属部品の表面の酸化膜を除去することができるので、腐食性フラックスを用いなくてもろう付けにより金属部品同士を接合することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−２６７７８２号公報
【特許文献２】特開２００６−２８４００９号公報
【特許文献３】特開２００６−３０３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、積層型熱交換器、すなわち複数の金属管が積層され、隣り合う金属管の表面同士が広い範囲で面接合される必要のある熱交換器を製造する場合に、前記した特許文献３に開示されている局部的な接合技術を適用したとしても、金属管同士の接合状態のばらつきが大きくなり、十分な熱交換効率及び接合信頼性を得ることができない。
【０００９】
そこで、本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、接合後の洗浄、及び不活性ガス雰囲気下での加熱が不要で、しかも熱交換効率及び接合信頼性に優れた積層型熱交換器を製造できるはんだ付け装置、及び積層型熱交換器の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のはんだ付け装置は、積層配置される第１金属管（１１）及び第２金属管（１３）がこれらの間に介在するはんだ層（１５）により接合された積層型熱交換器（１７）を製造するためのものである。このはんだ付け装置は、補助加熱手段（１９）と、本加熱手段（２１ａ）と、振動手段（２１ｂ）とを備えている。前記補助加熱手段（１９）は、前記第１金属管（１１）、前記第２金属管（１３）、及び前記はんだ層（１５）の少なくとも一つを加熱するためのものである。前記本加熱手段（２１ａ）は、前記はんだ層（１５）の温度を融点以上にして前記第１金属管（１１）と前記第２金属管（１３）を接合するためのものである。前記振動手段（２１ｂ）は、前記第１金属管（１１）及び前記第２金属管（１３）に超音波の振動を付与するためのものである。はんだ付け装置は、前記はんだ層（１５）を介して積層配置される前記第１金属管（１１）及び第２金属管（１３）を、積層方向に加圧するための加圧手段（８１）と、前記加圧手段（８１）を制御する制御手段（２５）とをさらに備え、前記制御手段（２５）は、前記はんだ層（１５）が半溶融状態になったことを検知した後、前記第１金属管（１１）及び第２金属管（１３）に対する積層方向への加圧を開始するように前記加圧手段（８１）を制御する。
【００１１】
この構成では、超音波の振動を付与することにより金属管の酸化膜を除去するので、フラックスが不要であり、その洗浄も不要となる。また、この構成では、はんだ付けにより金属管同士を接合するので不活性ガス雰囲気下での加熱が不要である。しかも、この構成では、はんだ層（１５）の温度を融点以上にするための本加熱手段（２１ａ）に加え、この本加熱手段（２１ａ）による加熱を補助する補助加熱手段（１９）を備えている。したがって、本加熱手段（２１ａ）だけで加熱する場合と比べて、第１金属管（１１）と第２金属管（１３）との間に介在するはんだ層（１５）内における接合時の温度ばらつきを低減することができる。これにより、はんだ層（１５）による金属管同士の接合状態のばらつきが低減されるので、熱交換効率及び接合信頼性に優れた積層型熱交換器（１７）を製造することができる。
【００１２】
また、前記補助加熱手段（１９）による加熱、前記本加熱手段（２１ａ）による加熱、及び前記超音波振動の付与は、前記第１金属管（１１）、前記はんだ層（１５）及び前記第２金属管（１３）がこの順に積層された仮組体（２３）に対して行われるのが好ましい。
【００１３】
この構成では、前記仮組体（２３）に対して前記補助加熱手段（１９）による加熱、前記本加熱手段（２１ａ）による加熱、及び前記超音波振動の付与が行われる。したがって、本構成では、これらの加熱及び振動付与を仮組体（２３）に対して一括して行うことができる。これにより、例えば第１金属管（１１）及び第２金属管（１３）に対して個別に前記補助加熱手段（１９）による加熱、前記本加熱手段（２１ａ）による加熱、及び前記超音波振動の付与をそれぞれ行う場合と比べると、第１金属管（１１）及び第２金属管（１３）の酸化膜の除去、及び第１金属管（１１）と第２金属管（１３）の接合を効率よく行うことができる。
【００１４】
また、前記制御手段（２５）は、前記補助加熱手段（１９）、前記本加熱手段（２１ａ）、及び前記振動手段（２１ｂ）を制御し、前記制御手段（２５）は、前記はんだ層（１５）が半溶融状態となるように前記補助加熱手段（１９）により加熱された状態の前記仮組体（２３）に対して、前記振動手段（２１ｂ）により超音波の振動を付与するとともに、前記本加熱手段（２１ａ）により加熱して前記はんだ層（１５）の温度を融点以上にする制御を実行するのが好ましい。
【００１５】
この構成では、前記はんだ層（１５）が半溶融状態となる温度（固相線温度と液相線温度との間の温度）になるように仮組体（２３）が加熱され、この加熱された状態で仮組体（２３）に超音波の振動が付与されるので、超音波振動による酸化物除去効果をより高めることができる。その理由は次の通りであると推測される。すなわち、はんだ層（１５）が固相である場合（はんだ層（１５）の温度が固相線温度以下である場合）には、金属管とはんだ層（１５）との間には空気層が形成されやすい。このような空気層が存在すると、例えば第１金属管（１１）に付与された超音波の振動は、空気層において遮断され、又は減衰される場合があるので、第２金属管（１３）に伝わりにくくなる。一方で、はんだ層（１５）が半溶融状態である場合には、前記空気層が減少するので、超音波の振動が第１金属管（１１）からはんだ層（１５）を介して第２金属管（１３）に効率的に伝達される。しかも、はんだ層（１５）が半溶融状態である場合には、溶融状態である場合と比べてはんだ層（１５）自体の形状安定性も維持されるので、金属管とはんだ層（１５）との相対的な位置関係にずれが生じにくくなる。
【００１６】
また、本発明のはんだ付け装置は、前記振動手段（２１ｂ）と前記本加熱手段（２１ａ）とが一体に構成された超音波はんだこて（２１）を備えているのが好ましい。
【００１７】
この構成では、超音波振動付与と金属管同士の加熱接合とを、一つの器具（超音波はんだこて（２１））により行うことができる。これにより、装置の構造を簡略化することができる。
【００１８】
また、本発明のはんだ付け装置は、前記はんだ層を介して積層配置される前記第１金属管（１１）及び第２金属管（１３）を、積層方向に加圧するための加圧手段（８１）をさらに備えている。
【００１９】
この構成では、はんだ付け時において前記加圧手段（８１）により第１金属管（１１）と第２金属管（１３）がより密着するようになるので、接合信頼性が向上する。また、加圧することにより、金属管とはんだ層との間に存在する空気がより排出されやすくなるので、熱及び超音波の振動がより伝わりやすくなる。しかも、上記のように空気が排出されて金属管とはんだ層との間の空気層が減少するので、金属管とはんだ層との接触面積も増加する。これにより、接合信頼性がより向上する。
【００２０】
また、前記第１金属管（１１）及び前記第２金属管（１３）の少なくとも一方は、その金属管における積層方向の一方の内面と他方の内面とをつないで前記積層方向の熱の伝搬及び超音波の伝搬を促進する伝搬部（１２１）を有しているのが好ましい。
【００２１】
この構成では、前記第１金属管（１１）及び前記第２金属管（１３）の少なくとも一方が前記伝搬部（１２１）を有しているので、前記第１金属管（１１）及び前記第２金属管（１３）に熱及び超音波の振動を付与して前記金属管同士を積層方向に接合するときに超音波及び熱が伝搬されやすくなる。これにより、接合時間を短縮することができるので、生産効率を向上させることができる。また、前記金属管に前記伝搬部（１２１）が設けられていることにより、流体と前記金属管との接触面積を増加させることができるので、熱交換器の使用時における熱交換効率を向上させることができる。
【００２２】
本発明の方法は、積層配置される第１金属管（１１）及び第２金属管（１３）がこれらの間に介在するはんだ層（１５）により接合された積層型熱交換器（１７）を製造するための方法である。この製造方法は、前記第１金属管（１１）、前記第２金属管（１３）、及び前記はんだ層（１５）の少なくとも一つを加熱する補助加熱工程と、前記第１金属管（１１）及び前記第２金属管（１３）に超音波の振動を付与するとともに、前記はんだ層（１５）の温度を融点以上にして前記第１金属管（１１）と前記第２金属管（１３）を接合する接合工程と、を備えている。前記補助加熱工程では、前記はんだ層（１５）が半溶融状態になったことを検知した後、加圧手段（８１）によって前記第１金属管（１１）及び第２金属管（１３）に対する積層方向への加圧を開始する。
【００２３】
この方法では、超音波の振動を付与することにより金属管の酸化膜を除去するので、フラックスが不要であり、その洗浄も不要となる。また、はんだ付けにより金属管同士を接合するので不活性ガス雰囲気下での加熱が不要である。しかも、接合工程においてはんだ層（１５）の温度を融点以上とするための加熱を補助する補助加熱工程を備えている。したがって、接合工程だけではんだ層（１５）を加熱する場合と比べて、第１金属管（１１）と第２金属管（１３）との間に介在するはんだ層（１５）内における接合時の温度ばらつきを低減することができる。これにより、はんだ層（１５）による金属管同士の接合状態のばらつきが低減されるので、熱交換効率及び接合信頼性に優れた積層型熱交換器（１７）を製造することができる。
【００２４】
また、前記補助加熱工程及び前記接合工程の前に、前記第１金属管（１１）、前記はんだ層（１５）及び前記第２金属管（１３）をこの順に積層して仮組体（２３）を成形する成形工程をさらに備えているのが好ましい。
【００２５】
この方法では、成形工程において成形される仮組体（２３）に対して補助加熱工程及び接合工程が行われる。したがって、本方法では、これらの加熱及び振動付与を仮組体（２３）に対して一括して行うことができる。これにより、例えば第１金属管（１１）及び第２金属管（１３）に対して個別に補助加熱、本加熱、及び超音波振動の付与をそれぞれ行う場合と比べると、第１金属管（１１）及び第２金属管（１３）の酸化膜の除去、及び第１金属管（１１）と第２金属管（１３）の接合を効率よく行うことができる。
【００２６】
また、前記補助加熱工程において、前記はんだ層（１５）が半溶融状態となるように前記仮組体（２３）を加熱し、この加熱された状態の前記仮組体（２３）に対して前記接合工程を行うのが好ましい。
【００２７】
この方法では、前記はんだ層（１５）が半溶融状態となる温度（固相線温度と液相線温度との間の温度）になるように仮組体（２３）が予熱され、この予熱された状態で仮組体（２３）に超音波の振動が付与されるので、前記したように超音波振動による酸化物除去効果をより高めることができる。
【００２８】
また、前記成形工程の前に、前記第１金属管（１１）及び前記第２金属管（１３）の少なくとも一方の表面にはんだ材を吹き付けて、前記表面に前記はんだ層（１５）を形成する溶射工程をさらに備えていてもよい。
【００２９】
この方法では、はんだ材の溶射時に、金属管の表面に熱及び衝撃が加わるので、その際に金属管の表面の酸化膜の一部又は全部が除去される。これにより、金属管の表面の酸化膜除去効果をさらに高めることができる。
【００３０】
また、本発明の製造方法において、前記接合工程では、前記第１金属管（１１）と前記第２金属管（１３）を積層方向に加圧した状態を維持しながら接合する。この場合には、はんだ付け時において第１金属管（１１）と第２金属管（１３）がより密着するようになるので、接合信頼性が向上する。また、加圧することにより、金属管とはんだ層との間に存在する空気が排出されやすくなるので、熱及び超音波の振動がより伝わりやすくなる。しかも、上記のように空気が排出されて金属管とはんだ層との間の空気層が減少するので、金属管とはんだ層との接触面積も増加する。これにより、接合信頼性がより向上する。特に、前記補助加熱工程において、前記はんだ層（１５）が半溶融状態となるように前記仮組体（２３）を加熱し、この加熱された状態の前記仮組体（２３）に対して加圧しながら前記接合工程を行う場合には、金属管とはんだ層との間に存在する空気がさらに排出されやすくなる。
【００３１】
また、前記第１金属管（１１）及び前記第２金属管（１３）の少なくとも一方が、その金属管における積層方向の一方の内面と他方の内面とをつないで前記積層方向の熱の伝搬及び超音波の伝搬を促進する伝搬部（１２１）を有している場合には、金属管の積層方向に接合時に超音波及び熱が伝搬されやすくなる。これにより、接合時間を短縮することができるので、生産効率を向上させることができる。また、前記金属管に前記伝搬部（１２１）が設けられていることにより、流体と前記金属管との接触面積を増加させることができるので、熱交換器の使用時における熱交換効率を向上させることができる。
【発明の効果】
【００３２】
以上説明したように、本発明によれば、接合後の洗浄、及び不活性ガス雰囲気下での加熱が不要で、しかも熱交換効率及び接合信頼性に優れた積層型熱交換器を製造できるはんだ付け装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】第１の形態にかかるはんだ付け装置の構成を示す概略図である。
【図２】（ａ）は積層型熱交換器を示す斜視図であり、（ｂ）はその平面図である。
【図３】図２の積層型熱交換器の側面図である。
【図４】（ａ）は、図２の積層型熱交換器における冷媒用ヘッダーを示す概略図であり、（ｂ）は、流体用ヘッダーを示す概略図である。
【図５】（ａ）は、第１の形態にかかる製造方法において、仮組体を成形する成形工程を示す断面図であり、（ｂ）は、成形工程により得られる仮組体を示す断面図である。
【図６】第１の形態にかかる製造方法における補助加熱工程及び接合工程を示す概略図である。
【図７】（ａ）は、第１の形態にかかる製造方法における溶射工程を示す概略図であり、（ｂ）は、溶射工程により得られたはんだ層付き流体用金属板を示す断面図である。
【図８】（ａ）は、第１の形態にかかる製造方法における補助加熱工程及び接合工程の変形例１を示す概略図であり、（ｂ）は、補助加熱工程及び接合工程の変形例２を示す概略図である。
【図９】参考例１にかかるはんだ付け装置、及びこれを用いた積層型熱交換器の製造方法を示す概略図である。
【図１０】参考例２にかかるはんだ付け装置、及びこれを用いた積層型熱交換器の製造方法を示す概略図である。
【図１１】参考例３にかかるはんだ付け装置、及びこれを用いた積層型熱交換器の製造方法を示す概略図である。
【図１２】（ａ）〜（ｃ）は、参考例３の変形例を示す概略図である。
【図１３】積層型熱交換器の製造方法の参考例１を示す概略図である。
【図１４】（ａ）は、本発明の実施形態にかかる製造方法を示す概略側面図であり、（ｂ）は、その概略平面図である。
【図１５】前記実施形態にかかる製造方法を示す概略正面図である。
【図１６】前記実施形態にかかるはんだ付け装置を示す概略側面図である。
【図１７】前記実施形態にかかるはんだ付け装置の変形例１を示す概略側面図である。
【図１８】前記実施形態にかかるはんだ付け装置の変形例２を示す概略側面図である。
【図１９】前記実施形態にかかるはんだ付け装置の変形例３を示す概略側面図である。
【図２０】（ａ）は、前記実施形態にかかる製造方法において接合対象となる仮組体を示す概略図であり、（ｂ）は、前記仮組体の平面図である。
【図２１】（ａ）は、前記仮組体の変形例１を示す概略正面図であり、（ｂ）は、前記仮組体の変形例２を示す概略正面図である。
【図２２】（ａ）は、前記仮組体の変形例３を示す概略正面図であり、（ｂ）は、前記仮組体の変形例４を示す概略正面図である。
【図２３】（ａ）は、前記仮組体の変形例５を示す概略正面図であり、（ｂ）は、前記仮組体の変形例６を示す概略正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、第１の形態及び本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００３５】
＜第１の形態＞
図１に示すように、第１の形態にかかるはんだ付け装置３５は、本加熱手段２１ａ及び振動手段２１ｂとしての超音波はんだこて２１と、補助加熱手段としてのヒーター１９と、制御手段としての制御部２５とを備えている。このはんだ付け装置３５は、例えば図２（ａ），（ｂ）及び図３に示す積層型熱交換器１７を製造するためのものである。
【００３６】
この積層型熱交換器１７は、例えばヒートポンプ給湯機の熱交換器として使用できる。この場合、図略の給湯機における冷媒回路を循環する冷媒と水との間で熱交換されることにより水の温度が調節される。
【００３７】
はんだ付け装置３５のヒーター１９は、被加熱物（後述の仮組体２３）が載置される載置面１９ａを有している。載置面１９ａは、仮組体２３の下面のほぼ全体が面接触可能な大きさを有している。ヒーター１９は、仮組体２３を補助的に加熱する役割を担う。
【００３８】
超音波はんだこて２１は、仮組体２３を加熱して後述するはんだ層１５を融点以上に加熱する本加熱手段２１ａとしての機能と、仮組体２３に付与する超音波（聴感覚を生じないほど周波数（振動数）が高い音波）の振動を発生させる振動手段２１ｂとしての機能とを備えている。
【００３９】
この超音波はんだこて２１は、超音波の振動を発生する図略の振動子と、仮組体２３を加熱する図略のヒーターとを内蔵している。振動子により発生する超音波の振動、及びヒーターにより生じる熱は、超音波はんだこて２１の先端部２２にそれぞれ伝わる。第１の形態における超音波はんだこて２１の先端部２２は、仮組体２３の表面に面接触する接触面を有し、厚みよりも幅の方が大きな扁平な形状（マイナスドライバーの先端のような形状）を有している。
【００４０】
制御部２５は、ヒーター１９及び超音波はんだこて２１を制御する。この制御部２５は、中央演算処理装置、種々のデータを記憶するメモリーなどを含む。具体的には、制御部２５は、ヒーター１９の載置面１９ａの温度、超音波はんだこて２１の先端部２２の温度、超音波の振動の周波数などを制御する。
【００４１】
また、制御部２５は、超音波はんだこて２１及び／又はヒーター１９を上下方向に移動させる位置制御が可能である。制御部２５は、仮組体２３を加熱し仮組体２３に超音波振動を付与する際には、超音波はんだこて２１の先端部２２が仮組体２３の表面に接触した状態となるように制御する。一方、制御部２５は、仮組体２３のはんだ付け装置３５への着脱時には、仮組体２３を載置面１９ａと先端部２２との間に挿入可能となるように、超音波はんだこて２１の先端部２２の位置を制御する。
【００４２】
図２（ａ），（ｂ）及び図３に示すように、積層型熱交換器１７は、水などの流体と冷媒との間で熱交換するための熱交換部３１と、この熱交換部３１の両端に設けられたヘッダー部３３，３３とを備えている。
【００４３】
積層型熱交換器１７は、流体用金属管（第１金属管）１１と、この流体用金属管１１の厚み方向の一方側の位置に積層された冷媒用金属管（第２金属管）１３と、流体用金属管１１の厚み方向の他方側の位置に積層された冷媒用金属管（第３金属管）１４とを含む。
【００４４】
流体用金属管１１は、図５（ａ）に示すように、厚みよりも幅の方が大きい扁平な形状を有している。この流体用金属管１１の内部には、長手方向に延びる流体流路１１ａが形成されている。また、流体用金属管１１は、図２（ａ），（ｂ）及び図３に示すように、長尺状の形状を有している。
【００４５】
冷媒用金属管１３，１４は、厚みよりも幅の方が大きい扁平な形状をそれぞれ有している。また、冷媒用金属管１３，１４は、図２（ａ），（ｂ）及び図３に示すように、長尺状の形状をそれぞれ有している。冷媒用金属管１３は、内部に長手方向に延びる冷媒流路１３ａが複数形成された多穴管である。複数の冷媒流路１３ａは互いに独立しており、幅方向に一列に並んで配列されている。同様に、冷媒用金属管１４は、内部に長手方向に延びる冷媒流路１４ａが複数形成された多穴管である。複数の冷媒流路１４ａは互いに独立しており、幅方向に一列に並んで配列されている。
【００４６】
流体用金属管１１は、厚み方向の一方側に外表面１１ｂを有し、他方側に外表面１１ｃを有している。冷媒用金属管１３は、流体用金属管１１の一方側の外表面１１ｂに対向する外表面１３ｂを有している。この外表面１３ｂは、はんだ層１５ａにより流体用金属管１１の外表面１１ｂに接合される。冷媒用金属管１４は、流体用金属管１１の他方側の外表面１１ｃに対向する外表面１４ｂを有している。この外表面１４ｂは、はんだ層１５ｂにより流体用金属管１１の外表面１１ｃに接合される。
【００４７】
ヘッダー部３３は、流体用金属管１１の両端にそれぞれ接合された流体用ヘッダー部３３ａと、冷媒用金属管１３の両端にそれぞれ接合された冷媒用ヘッダー部３３ｂとを含む。
【００４８】
図４（ａ）に示すように、冷媒用ヘッダー部３３ｂは、ヘッダー本体４１と、冷媒用金属管１３の端部及び冷媒用金属管１４の端部とが接合された構造を有している。ヘッダー本体４１は、直方体状の外形を有し、内部に冷媒が流通可能な冷媒流路４１ａが形成されている。この冷媒流路４１ａは、円状の断面形状を有している。
【００４９】
ヘッダー本体４１の側壁には、冷媒用金属管１３の端部が挿入される挿入口４１ｂと、冷媒用金属管１４の端部が挿入される挿入口４１ｃとが設けられている。冷媒用金属管１３の端部は、挿入口４１ｂの内面と冷媒用金属管１３の外面との間に配置された適量のろう材４３によりヘッダー本体４１に接合されている。同様に、冷媒用金属管１４の端部は、挿入口４１ｃの内面と冷媒用金属管１４の外面との間に配置された適量のろう材４３によりヘッダー本体４１に接合されている。冷媒用金属管１３の冷媒流路１３ａ及び冷媒用金属管１４の冷媒流路１４ａは、ヘッダー本体４１の冷媒流路４１ａとそれぞれ連通している。なお、冷媒用金属管１３，１４の端部は、ろう材４３による接合に代えて、ヘッダー本体４１に対して融接などの他の接合方法により接合されてもよい。
【００５０】
流体用ヘッダー部３３ａは、ヘッダー本体４５と流体用金属管１１の端部とが接合された構造を有している。ヘッダー本体４５は、内部に流体が流通可能な流体流路４５ａが形成された円筒形状を有している。ヘッダー本体４５は、この上下に位置する冷媒用金属管１３及び冷媒用金属管１４の間に配置されている。
【００５１】
ヘッダー本体４５の側壁には、流体用金属管１１の端部が挿入される挿入口４５ｂが設けられている。流体用金属管１１の端部は、挿入口４５ｂの内面と流体用金属管１１の外面との間に配置された適量のろう材４７によりヘッダー本体４５に接合されている。流体用金属管１１の流体流路１１ａは、ヘッダー本体４５の流体流路４５ａと連通している。なお、流体用金属管１１の端部は、ろう材４７による接合に代えて、ヘッダー本体４５に対してはんだ付け、融接、樹脂製接着剤による接合などの他の接合方法により接合されてもよい。
【００５２】
図２（ａ），（ｂ）及び図３に示すように、各冷媒用ヘッダー部３３ｂは、冷媒流路４１ａ内の冷媒が出入り可能な配管４１ｄを有し、各流体用ヘッダー部３３ａは、流体流路４５ａ内の流体が出入り可能な配管４５ｃを有している。
【００５３】
流体用金属管１１、及び冷媒用金属管１３，１４の材料としては、熱伝導性、耐食性、剛性、加工性などを備えた金属などが用いられ、具体的にはアルミニウム、銅、ステンレス鋼などが例示できる。はんだ層１５の材料としては、金属管の材料に適したものを適宜選択すればよい。
【００５４】
積層型熱交換器１７は、図１に示すような直線状の形態のままでも使用できるが、例えば図略の渦巻き状などに曲げ加工して用いてもよい。
【００５５】
次に、上記したはんだ付け装置３５を用いた積層型熱交換器１７の製造方法について説明する。
【００５６】
まず、流体用金属管１１、及び冷媒用金属管１３，１４を作製する。これらの金属管１１，１３，１４は、例えば図５（ａ）に示すような各金属管の断面形状を有する押出出口を備えた金型をそれぞれ用いて、金属材料を押し出し成形することにより得られる。
【００５７】
ついで、冷媒用金属管１３、はんだ層１５ａ、流体用金属管１１、はんだ層１５ｂ、及び冷媒用金属管１４を、この順に厚み方向に積層して仮組体２３を成形する（成形工程：図５（ｂ））。流体用金属管１１及び冷媒用金属管１３，１４は、それぞれの長手方向（流路の向き））を同じ向きに揃えて積層配置される。
【００５８】
はんだ層１５ａ，１５ｂとしては、例えば、予めシート状（箔状）に成形されたものを用いることができる。また、例えばクリーム状のはんだ材を用いて、これを流体用金属管１１の外表面１１ｂ，１１ｃ及び／又は冷媒用金属管１３，１４の外表面１３ｂ，１４ｂに塗布してはんだ層１５ａ，１５ｂを形成してもよい。
【００５９】
また、図７（ａ）に示すように、流体用金属管１１の外表面１１ｂ，１１ｃに溶射によってはんだ材を吹き付けて、外表面１１ｂ，１１ｃにはんだ層１５ａ，１５ｂを形成してもよい（溶射工程：図７（ｂ））。この方法では、はんだ材の溶射時に、金属管の表面に熱及び衝撃が加わるので、その際に金属管１１の表面の酸化膜の一部又は全部が除去される。これにより、金属管１１の表面の酸化膜除去効果をさらに高めることができる。はんだ材の溶射は、流体用金属管１１だけでなく、冷媒用金属管１３，１４に施してもよく、流体用金属管１１への溶射に代えて冷媒用金属管１３，１４にのみ施してもよい。また、はんだ材を溶射する前に、その金属管の溶射面を機械研磨、電解研磨、サンドブラストなどにより酸化膜の一部又は全部を除去しておいてもよい。
【００６０】
ついで、図６に示すように、はんだ付け装置３５のヒーター１９の載置面１９ａに仮組体２３を載置する。このとき、仮組体２３における冷媒用金属管１４の下面のほぼ全体が載置面１９ａと面接触している。
【００６１】
ついで、制御部２５は、ヒーター１９により仮組体２３を補助加熱するように制御する（補助加熱工程）。制御部２５は、図略の温度センサにより計測される仮組体２３の温度に基づいてヒーター１９を制御する。この工程では、はんだ層１５（１５ａ，１５ｂ）が半溶融状態となるように仮組体２３が加熱される。はんだ層１５が半溶融状態となる温度とは、はんだ層１５を構成するはんだ材の固相線温度と液相線温度との間の温度のことをいう。具体例を挙げると、例えば、はんだ材の融点が２４５℃であり、はんだ材の固相線温度と液相線温度との間に２００℃が含まれる場合に、ヒーター１９を例えば２００℃程度に温度調節して仮組体２３を補助加熱してはんだ層１５を半溶融状態とすることができる。
【００６２】
ついで、制御部２５は、はんだ層１５が半溶融状態になったことを温度センサにより検知した後、超音波はんだこて２１により仮組体２３に超音波の振動を付与するとともに、はんだ層１５の温度が融点以上になるように仮組体２３を本加熱する（接合工程）。この本加熱によりはんだ層１５が溶融して流体用金属管１１及び冷媒用金属管１３，１４が接合される。具体例を挙げると、はんだ材の融点が例えば２４５℃である場合には、超音波はんだこて２１の先端部２２は、例えば３５０℃〜４００℃程度の温度に調節される。これにより、仮組体２３のほぼ全体が約２６０℃程度に加熱される。
【００６３】
この接合工程において、制御部２５は、超音波はんだこて２１の先端部２２が仮組体２３の上面（冷媒用金属管１３の上面）に接触しながら、仮組体２３の幅方向及び長手方向に移動して仮組体２３のほぼ全体に満遍なく超音波振動が付与され、かつ、加熱されるように、超音波はんだこて２１を制御する。
【００６４】
なお、超音波はんだこて２１の先端部２２の幅は、図６においては仮組体２３の幅よりも小さい場合を例示しているが、例えば図８（ａ）に示すように仮組体２３の幅とほぼ同程度に形成されていてもよい。この場合には、先端部２２の幅方向を仮組体２３の幅方向に揃えて配置して、超音波はんだこて２１の先端部２２を長手方向に沿って移動させるだけで仮組体２３のほぼ全体に満遍なく超音波振動を付与し、加熱することができる。これにより、接合時間を短縮することができる。また、図８（ｂ）に示すように、超音波はんだこて２１を仮組体２３の側面に当てて超音波振動の付与及び本加熱を行ってもよい。
【００６５】
また、仮組体２３の本加熱は、振動付与と同時ではなく、仮組体２３への振動付与が終了した後に行ってもよい。また、超音波はんだこて２１の先端部２２は、扁平形状に限定されず、例えば円柱状、角柱状などの他の形状であってもよい。
【００６６】
ヒーター１９の載置面１９ａの温度、超音波はんだこて２１の先端部２２の温度、超音波の振動の周波数、振幅、振動付与時間、加熱時間などの接合時の条件は、制御部２５により制御される。これらの条件は、各金属管の材質や厚み、はんだ層１５の材質などに応じて適宜設定される。
【００６７】
以上説明したように、第１の形態によれば、超音波の振動を付与することにより金属管１１，１３，１４の酸化膜を除去するので、フラックスが不要であり、その洗浄も不要となる。また、第１の形態では、はんだ付けにより金属管同士を接合するので不活性ガス雰囲気下での加熱が不要である。しかも、第１の形態では、はんだ層１５の温度を融点以上にするための本加熱手段２１ａに加え、この本加熱手段２１ａによる加熱を補助する補助加熱手段１９を備えている。したがって、本加熱手段２１ａだけで加熱する場合と比べて、金属管同士の間に介在するはんだ層１５内における接合時の温度ばらつきを低減することができる。これにより、はんだ層１５による金属管同士の接合状態のばらつきが低減されるので、熱交換効率及び接合信頼性に優れた積層型熱交換器１７を製造することができる。
【００６８】
また、第１の形態では、仮組体２３に対して補助加熱手段１９による加熱、本加熱手段２１ａによる加熱、及び超音波振動の付与が行われる。したがって、第１の形態では、これらの加熱及び振動付与を仮組体２３に対して一括して行うことができる。これにより、例えば各金属管に対して個別に補助加熱手段１９による加熱、本加熱手段２１ａによる加熱、及び超音波振動の付与をそれぞれ行う場合と比べると、第１金属管１１及び第２金属管１３の酸化膜を除去、及び第１金属管１１と第２金属管１３の接合を効率よく行うことができる。
【００６９】
また、第１の形態では、はんだ層１５が半溶融状態となるように仮組体２３が加熱され、この加熱された状態で仮組体２３に超音波の振動が付与されるので、超音波振動による酸化物除去効果をより高めることができる。
【００７０】
また、第１の形態では、超音波振動付与と金属管同士の加熱接合とを、一つの器具（超音波はんだこて２１）により行うことができる。これにより、装置の構造を簡略化することができる。
【００７１】
＜実施形態＞
図１４（ａ）は、本発明の実施形態にかかる製造方法を示す概略側面図であり、図１４（ｂ）は、その概略平面図である。図１５は、この実施形態にかかる製造方法を示す概略正面図である。なお、以下の実施形態の説明においては、第１の形態と同じ構成要素には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００７２】
図１４（ａ），（ｂ）及び図１５に示すように、実施形態にかかる製造方法は、接合工程において、仮組体２３における冷媒用金属管１３、流体用金属管１１及び冷媒用金属管１４と、はんだ層１５（１５ａ，１５ｂ）とを加圧手段８１を用いて仮組体２３の厚み方向に加圧しながら金属管１１，１３，１４を接合する点が、第１の形態と異なっている。
【００７３】
この接合工程に先立って、仮組体２３は、補助加熱用のヒーター１９の載置面１９ａに載置され、ヒーター１９により補助加熱される（補助加熱工程）。この工程では、制御部２５は、はんだ層１５（１５ａ，１５ｂ）が半溶融状態となるようにヒーター１９を制御する。
【００７４】
ついで、制御部２５は、はんだ層１５が半溶融状態になったことを図略の温度センサにより検知した後、加圧手段８１により仮組体２３を厚み方向（下方）に加圧するように加圧手段８１を制御する。
【００７５】
加圧手段８１により仮組体２３を加圧する部位は、特に限定されるものではないが、例えば図１４（ｂ）に示すように、超音波はんだこて２１の移動方向（接合方向）Ｄの前方と後方の２箇所とすることができる。
【００７６】
超音波はんだこて２１の前方の位置と後方の位置を加圧手段８１によりそれぞれ加圧することによって、超音波はんだこて２１の先端部２２が接触する仮組体２３の上面の部位及びその周辺の部分において、金属管１３，１１，１４とはんだ層１５ａ，１５ｂとの密着度合いを高めることができる。
【００７７】
ついで、制御部２５は、加圧手段８１及び超音波はんだこて２１を制御して、加圧手段８１により仮組体２３を加圧した状態を維持しつつ、超音波はんだこて２１により仮組体２３に超音波の振動を付与し、はんだ層１５の温度が融点以上になるように仮組体２３を本加熱する（接合工程）。この本加熱によりはんだ層１５（１５ａ，１５ｂ）が溶融して流体用金属管１１及び冷媒用金属管１３，１４が接合される。仮組体２３の本加熱は、振動付与と同時ではなく、仮組体２３への振動付与が終了した後に行ってもよい。なお、本加熱工程においては、仮組体２３を加圧手段８１によって加圧することに加え、超音波はんだこて２１により仮組体２３を厚み方向に加圧してもよい。
【００７８】
この接合工程では、例えば、超音波はんだこて２１の先端部２２及び前後の加圧手段８１の先端部（下面）を仮組体２３の上面に接触させながら、超音波はんだこて２１及び加圧手段８１を仮組体２３の長手方向の一端から他端まで接合方向Ｄに向かって移動させて金属管同士を連続的に接合する。
【００７９】
このように金属管同士を連続的に接合する場合、超音波はんだこて２１の前方の位置を加圧手段８１により加圧することによって、その加圧位置を超音波はんだこて２１が通過する前に予め冷媒用金属管１３、流体用金属管１１及び冷媒用金属管１４と、はんだ層１５ａ，１５ｂとの密着度合いを高めておくことができる。しかも、前記加圧位置を超音波はんだこて２１が通過する前に予め金属管１３，１１，１４と、はんだ層１５ａ，１５ｂとの間に存在する空気を極力排出しておくことができる。
【００８０】
また、接合工程では、次のようにして断続的な接合を行ってもよい。例えば、図１４（ａ），（ｂ）に示すように、まず、実線で描かれた超音波はんだこて２１及び加圧手段８１の位置に超音波はんだこて２１及び加圧手段８１を配置する。この位置（第１接合位置）で前後の加圧手段８１の先端部を仮組体２３の上面に接触させ、加圧手段８１により仮組体２３を加圧しながら、超音波はんだこて２１の先端部２２を仮組体２３の上面に接触させて仮組体２３への超音波振動の付与と仮組体２３の加熱を所定時間実行する。
【００８１】
ついで、超音波はんだこて２１及び加圧手段８１を仮組体２３の前記第１接合位置から接合方向Ｄに所定の間隔をあけた第２接合位置（図１４（ａ），（ｂ）に二点鎖線で示す位置）に移動させる。この時、超音波はんだこて２１の先端部２２及び前後の加圧手段８１の先端部を仮組体２３の上面に接触させながら移動させてもよく、超音波はんだこて１２及び加圧手段８１のいずれか一方又は両方を仮組体２３の上面から離隔させた状態で移動させてもよい。
【００８２】
この第２接合位置で前後の加圧手段８１の先端部を仮組体２３の上面に接触させ、加圧手段８１により仮組体２３を加圧しながら、超音波はんだこて２１の先端部２２を仮組体２３の上面に接触させて仮組体２３への超音波振動の付与と仮組体２３の加熱を所定時間実行する。この動作を複数回繰り返すことにより、仮組体２３の長手方向の一端から他端まで金属管同士を接合する。
【００８３】
なお、接合工程では、図１４（ａ），（ｂ）に示すように、仮組体２３の上面の幅方向の中央付近において超音波はんだこて２１及び加圧手段８１を接合方向Ｄに沿って直線状に移動させているが、これに限定されない。例えば、仮組体２３の上面の幅方向の端部付近において超音波はんだこて２１及び加圧手段８１を接合方向Ｄに沿って直線状に移動させてもよい。また、仮組体２３の上面において超音波はんだこて２１及び加圧手段８１を蛇行させながら接合方向Ｄに移動させてもよい。また、超音波はんだこて２１の先端部２２は、例えば扁平形状、円柱状、角柱状などの種々の形状にすることができる。
【００８４】
また、接合工程においては、図１４（ａ），（ｂ）に示すように仮組体２３の一方の面（上面）に対して超音波振動の付与及び加熱を行った後、この仮組体２３を裏返して仮組体２３の他方の面に対しても同様に超音波はんだこて２１及び加圧手段８１を接触させて超音波振動の付与及び加熱を行ってもよい。この方法では、はんだ層１５が複数ある場合に、厚み方向の一方側のはんだ層１５ａと他方側のはんだ層１５ｂに対してより均等に超音波振動の付与及び加熱を行うことができる。
【００８５】
本実施形態では、加圧手段８１を用いることに加えて、さらに、接合工程の始めから終わりまでの間、仮組体２３をその長手方向のほぼ全体にわたって厚み方向に加圧する補助加圧手段を併用するのが好ましい。上記したように仮組体２３の上面において加圧手段８１及び超音波はんだこて２１を接合方向Ｄに沿って移動させる場合、後側の加圧手段８１が通過した部分においては、厚み方向の加圧力が小さくなるので、金属管１３，１１，１４とはんだ層１５ａ，１５ｂとの密着度合いが低下することがある。そこで、この密着度合いの低下を抑制するために、前記補助加圧手段を加圧手段と併用するのがよい。
【００８６】
例えば、この補助加圧手段は、仮組体２３を載置する図略の土台と、仮組体２３の上面に載置する図略の載置部材と、前記土台と前記載置部材との間に架け渡される弾性部材とを含む加圧治具などを用いることができる。この加圧治具により厚み方向に加圧された仮組体２３は、加圧治具とともにヒーター１９に載置される。
【００８７】
前記載置部材としては、例えば仮組体２３の上面にその長手方向に沿って線状に延びる板状部材や、仮組体２３の上面においてその長手方向の所定の間隔毎に配置され、仮組体２３の幅方向に沿って延びる板状部材などを用いることができる。前記弾性部材としては、例えばばね、ゴムなどを用いることができる。
【００８８】
このような補助加圧手段を用いて仮組体２３を厚み方向に加圧することにより、接合工程では、仮組体２３の長手方向のほぼ全体において金属管１３，１１，１４とはんだ層１５ａ，１５ｂとの密着度合いを接合工程の始めから終わりまでの間、高いレベルで維持することができる。
【００８９】
はんだ層１５は溶融するとその厚みが小さくなるので、接合工程前に比べると、接合工程中及び接合工程後には仮組体２３の厚みが小さくなる。前記補助加圧手段では、前記弾性部材を用いて仮組体２３を加圧しているので、接合工程中及び接合工程後の仮組体２３の厚み変化にも追随して仮組体２３を加圧しつづけることができる。
【００９０】
（はんだ付け装置）
次に、はんだ付け装置３５の種々の形態について説明する。図１６は、実施形態にかかるはんだ付け装置３５を示す概略側面図である。なお、図１６以降の各図面においては制御部２５の図示を省略している。
【００９１】
図１６に示すように、このはんだ付け装置３５は、超音波はんだこて２１と、加圧手段８１とを備えている。このはんだ付け装置３５は、仮組体２３の長手方向に沿って配置された図略のガイドレールに、接合方向Ｄにスライド移動可能に支持されている。
【００９２】
加圧手段８１は、超音波はんだこて２１の前後にそれぞれ配置された一対の加圧部８１１と、これらの加圧部８１１による仮組体２３への加圧力を調整する荷重調整部８１８とを有している。加圧部８１１としては、例えば図１６に示すように、仮組体２３の上面に面接触可能な下面（先端部）８１１ａを有する四角柱形状の部材を用いることができるが、これに限定されない。この加圧部８１１は、例えば四角柱形状以外の多角柱形状や円柱形状などであってもよい。
【００９３】
荷重調整部８１８は、油圧ポンプ８１２と、この油圧ポンプ８１２の下方に配置された円筒状のシリンダ８１６と、このシリンダ８１６の内部を上下方向に移動可能な円盤形状のプランジャ８１５と、下端部がプランジャ８１５の上面に連結された棒状の連結軸８１３と、上端部がプランジャ８１５の下面に連結され、下部が三つ叉に分岐して各下端部が加圧部８１１，８１１及び超音波はんだこて２１に連結された伝達部８１７と、を備えている。
【００９４】
連結軸８１３は、油圧ポンプ８１２の駆動により上下方向に移動可能である。伝達部８１７は、連結軸８１３の上下方向の移動を加圧部８１１，８１１及び超音波はんだこて２１に伝達する。したがって、荷重調整部８１８は、加圧部８１１だけでなく超音波はんだこて２１を上下移動させる役割も担っている。
【００９５】
シリンダ８１６とプランジャ８１５の下面との間の空間には、油が充填されている。この油は、プランジャ８１５の上下移動に伴って前記空間と油圧ポンプ８１２との間を配管８１４を通じて行き来する。なお、図１６に示す形態では、荷重調整部８１８は、油圧を利用して荷重調整を行っているが、空気圧、水圧などを利用して荷重調整を行ってもよく、ばねなどの弾性力を利用して荷重調整を行ってもよく、例えば金属などの密度の大きな材料により形成された錘などを利用して荷重調整を行ってもよい。
【００９６】
次に、はんだ付け装置３５の動作について説明する。油圧ポンプ８１２が駆動して連結部８１３が下方に移動すると、この移動に伴ってプランジャ８１５及び伝達部８１７が下方に移動する。これにより、一対の加圧部８１１及び超音波はんだこて２１が下方に移動する。
【００９７】
制御部２５は、これらの先端部８１１ａ及び先端部２２が仮組体２３の上面に当接し、仮組体２３に所定の加圧力が加えられたことを図略の圧力センサにより検知した時点で一対の加圧部８１１及び超音波はんだこて２１の下方への移動を停止するように荷重調整部８１８を制御する。このように仮組体２３が加圧された状態で、例えば前記第１接合位置において、超音波はんだこて２１により仮組体２３に超音波の振動を付与し、はんだ層１５の温度が融点以上になるように仮組体２３を本加熱する（接合工程）。
【００９８】
接合工程において、上述したような断続的な接合を行う場合、前記第１接合位置において超音波振動の付与及び本加熱が完了した後、制御部２５は、油圧ポンプ９１を駆動して連結部８１３を上方に移動させ、一対の加圧部８１１及び超音波はんだこて２１を上方に移動させる。これにより、先端部８１１ａ及び先端部２２が仮組体２３の上面から離隔する。
【００９９】
ついで、制御部２５は、はんだ付け装置３５を図略のガイドレールに沿って前記第２接合位置まで接合方向Ｄにスライド移動させ、この第２接合位置において、上記と同様に仮組体２３への超音波振動の付与と仮組体２３の加熱を所定時間実行するように制御する。これらの一連の動作を複数回繰り返す。
【０１００】
（はんだ付け装置の変形例１）
図１７は、実施形態にかかるはんだ付け装置の変形例１を示す概略側面図である。この変形例２のはんだ付け装置３５は、一対の加圧部８１１を上下移動させる荷重調整部８１８と、超音波はんだこて２１を上下移動させる荷重調整部８１９とを有している点が変形例１と異なっている。
【０１０１】
荷重調整部８１８では、伝達部８１７が二股に分岐して各下端部が加圧部８１１，８１１に連結されている。荷重調整部８１９では、伝達部８２０の下端部が超音波はんだこて２１に連結されている。
【０１０２】
このはんだ付け装置３５は、加圧部８１１による仮組体２３への加圧力と、超音波はんだこて２１による仮組体２３への加圧力とを異ならせたい場合、加圧部８１１により仮組体２３へ加圧するタイミングと、超音波はんだこて２１により仮組体２３へ加圧するタイミングとを異ならせたい場合などに有効である。超音波はんだこて２１による仮組体２３への加圧力を加圧部８１１による仮組体２３への加圧力よりも小さくすることにより、超音波はんだこて２１への負荷が減少するので、超音波はんだこて２１の寿命を延ばすことができる。
【０１０３】
（はんだ付け装置の変形例２）
図１８は、実施形態にかかるはんだ付け装置の変形例２を示す概略側面図である。この変形例２のはんだ付け装置３５は、各加圧部８１１に荷重調整部８１８が設けられている点が変形例１と異なっている。
【０１０４】
前方の荷重調整部８１８では、伝達部８１７の下端部が前方の加圧部８１１に連結されている。後方の荷重調整部８１８では、伝達部８１７の下端部が後方の加圧部８１１に連結されている。
【０１０５】
このはんだ付け装置３５は、前方の加圧部８１１による仮組体２３への加圧力と、後方の加圧部８１１による仮組体２３への加圧力とを異ならせたい場合、前方の加圧部８１１により仮組体２３へ加圧するタイミングと、後方の加圧部８１１により仮組体２３へ加圧するタイミングとを異ならせたい場合などに有効である。
【０１０６】
（はんだ付け装置の変形例３）
図１９は、実施形態にかかるはんだ付け装置の変形例３を示す概略側面図である。このはんだ付け装置３５は、例えば図１６〜図１８と同様の荷重調整部８１８を有し、その荷重調整部８１８の加圧部８１１に一対のローラー８２２，８２２が取り付けられた構造を有している。一対のローラー８２２は、加圧部８１１を貫通する軸８２３の両端部に固定されている。これにより、荷重調整部８１８の前後方向の移動がより円滑になる。
【０１０７】
このはんだ付け装置３５では、接合工程において、超音波はんだこて２１の先端部２２及び前後の加圧部８１１の先端部８１１ａを仮組体２３の上面に接触させながら、金属管同士を連続的に接合する場合に特に有効である。なお、この図１９では加圧部８１１及び超音波はんだこて２１を上下方向に移動させる荷重調整部８１８，８１９の図示を省略しているが、前記と同様のものを用いることができる。
【０１０８】
（流体用金属管）
図２０（ａ）は、実施形態にかかる製造方法において接合対象となる仮組体２３を示す概略図であり、図２０（ｂ）は、仮組体２３の平面図である。
【０１０９】
この仮組体２３の流体用金属管１１は、その流体流路１１ａの長手方向に沿って配列された複数の円柱状の伝搬部１２１を有している。各伝搬部１２１は、その軸方向の一端が流体流路５３の厚み方向の一方の内面に接続されており、軸方向の他端が流体流路５３の厚み方向の他方の内面に接続されている。
【０１１０】
図２０（ａ）に示す流体用金属管１１では、複数の伝搬部１２１が長手方向及び幅方向にそれぞれ直線状に並ぶように配列されているが、これに限定されない。例えば、複数の伝搬部１２１は、長手方向に傾斜した方向に並ぶように配列されていてもよく、ランダムに配置されていてもよい。また、伝搬部１２１の形状は円柱状に限定されず、例えば角柱などであってもよい。
【０１１１】
（流体用金属管の変形例１）
図２１（ａ）は、仮組体２３の変形例１を示す概略正面図である。この仮組体２３の流体用金属管１１は、その流体流路１１ａの長手方向に沿って配置された波形の伝搬部１２１を有している。この伝搬部１２１は、長手方向に垂直な断面が波形の板状体である。この伝搬部１２１は、流体流路５３の幅方向に沿って凹凸の起伏が連続するように配置されている。この伝搬部１２１は、流体流路１１ａの厚み方向の上下の内面に接触している。
【０１１２】
図２１（ａ）では、伝搬部１２１の前記断面が三角形の組合せからなる場合を例示しているが、これに限定されない。伝搬部１２１は、前記断面形状が四角形の組合せからなるものであってもよく、また、滑らかに曲げ加工された円弧形状の組合せからなるものであってもよい。また、伝搬部１２１は、電解腐食を抑制する観点から、流体用金属管１１と同じ材料を用いて形成されるのが好ましい。伝搬部１２１は、流体用金属管１１の長手方向に沿って連続して配置された一体の部材であってもよく、複数に分割されて流体流路１１ａ内に断続的に配置されていてもよい。
【０１１３】
（流体用金属管の変形例２）
図２１（ｂ）は、仮組体２３の変形例２を示す概略正面図である。この仮組体２３の流体用金属管１１は、仮組体２３の幅方向に並ぶ金属管１３１と金属管１３２とからなる。これらの金属管１３１，１３２は、例えば押出成形などの方法によってそれぞれ別々に成形された筒状の扁平管である。この流体用金属管１１では、前記幅方向の中央付近に配置された金属管１３１の側壁１３１ａと金属管１３２の側壁１３２ａとが、熱及び超音波の伝搬を促進する伝搬部１２１として機能する。なお、前記幅方向に並べる扁平管の個数は、２つに限定されるものではなく、３つ以上であってもよい。
【０１１４】
（流体用金属管の変形例３）
図２２（ａ）は、仮組体２３の変形例３を示す概略正面図である。この仮組体２３の流体用金属管１１は、図略の平板状の金属板を曲げ加工して所定の部位を接合することにより得られる。
【０１１５】
具体的には、まず、前記金属板を長手方向に沿った折り曲げ位置で折り曲げて金属板の幅方向の一方の端辺が金属板の表面に当接するように金属板を管状に曲げ加工する。ついで、前記金属板を長手方向に沿った別の折り曲げ位置で折り曲げて金属板の幅方向の他方の端辺が前記一方の端辺に隣接する位置で金属板の表面に当接するように金属板を管状に曲げ加工する。次に、前記一方の端辺と前記他方の端辺が前記金属板の表面に、長手方向に沿って例えば溶接などの方法によって接合される。これにより、断面がＢ字形状の流体用金属管１１が形成される。
【０１１６】
この流体用金属管１１では、幅方向の中央付近に配置された伝搬部１２１（１２１ａ，１２１ｂ）を有している。これらの伝搬部１２１ａ，１２１ｂは、冷媒用金属管１３の下面に近接した位置から冷媒用金属管１４の上面に近接した位置まで延びているので、仮組体２３において熱及び超音波の伝搬を促進する機能を有している。
【０１１７】
（流体用金属管の変形例４）
図２２（ｂ）は、仮組体２３の変形例４を示す概略正面図である。この仮組体２３の流体用金属管１１は、冷媒用金属管１３，１４と同様の多穴管である。この多穴管における複数の仕切りが伝搬部１２１として機能する。
【０１１８】
（流体用金属管の変形例５）
図２３（ａ）は、仮組体２３の変形例５を示す概略正面図である。この仮組体２３の流体用金属管１１は、その流体流路１１ａの長手方向に沿って配列された複数の円柱状の伝搬部１２１を有している。複数の伝搬部１２１は、流体用金属管１１の上側の内面から下方に向かって延びる複数の凸部１２１ｃと、流体用金属管１１の下側の内面から上方に向かって延びる複数の凸部１２１ｄとを有している。各凸部１２１ｃは、凸部１２１ｄに対して厚み方向に対向する位置に設けられており、互いの先端部同士が当接又は近接している。凸部１２１ｃ，１２１ｄは、例えば図２０（ｂ）に示すように長手方向及び幅方向に沿って配列されている。
【０１１９】
複数の伝搬部１２１は、長手方向に傾斜した方向に並ぶように配列されていてもよく、ランダムに配置されていてもよい。また、伝搬部１２１の形状は円柱状に限定されず、例えば角柱などであってもよい。
【０１２０】
（流体用金属管の変形例６）
図２３（ｂ）は、仮組体２３の変形例６を示す概略正面図である。この仮組体２３の流体用金属管１１は、押出成形などの方法によって２つの流体流路１１ａ，１１ａが形成された形態を有している。これらの流体流路１１ａ，１１ａは、伝搬部１２１により仕切られている。伝搬部１２１は、流体用金属管１１の長手方向に連続して延設されている。
【０１２１】
なお、図２０（ａ），（ｂ）、図２１（ａ），（ｂ）、図２２（ａ），（ｂ）及び図２３に示す仮組体２３は、第１の形態におけるはんだ付け装置３５及び製造方法においても用いることができる。
【０１２２】
以上説明したように、実施形態では、はんだ付け時において前記加圧手段により第１金属管と第２金属管がより密着するようになるので、接合信頼性が向上する。また、加圧することにより、金属管とはんだ層との間に存在する空気がより排出されやすくなるので、熱及び超音波の振動がより伝わりやすくなる。しかも、上記のように空気が排出されて金属管とはんだ層との間の空気層が減少するので、金属管とはんだ層との接触面積も増加する。これにより、接合信頼性がより向上する。
【０１２３】
また、実施形態では、流体用金属管が前記伝搬部を有しているので、流体用金属管及び冷媒用金属管に熱及び超音波の振動を付与して前記金属管同士を積層方向に接合するときに超音波及び熱が伝搬されやすくなる。これにより、接合時間を短縮することができるので、生産効率を向上させることができる。また、前記金属管に前記伝搬部が設けられていることにより、流体と前記金属管との接触面積を増加させることができるので、熱交換器の使用時における熱交換効率を向上させることができる。
【０１２４】
＜他の実施形態＞
なお、本発明は、前記実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更、改良等が可能である。例えば、前記実施形態では、超音波はんだこてにより振動処理及び加熱処理を施す場合を例に挙げて説明したが、これに限定されない。例えば、はんだ付け装置３５は、互いに別体で設けられた振動手段と加熱手段とを備えていてもよい。
【０１２５】
また、前記実施形態では、はんだ付け装置３５が補助加熱手段１９、本加熱手段２１ａ、及び振動手段２１ｂを制御する制御部２５を備えている場合を例に挙げて説明したが、これに限定されない。例えば、はんだ付け装置３５において、補助加熱手段１９、本加熱手段２１ａ、及び振動手段２１ｂを作業者が手動で制御（操作）してもよい。
【０１２６】
また、前記実施形態では、水と冷媒との間で熱交換する場合を例に挙げて説明したが、本発明の積層型熱交換器は冷媒と他の流体（例えば空気などの気体）との熱交換に用いてもよく、冷媒同士の熱交換に用いてもよい。
【０１２７】
また、前記実施形態では、冷媒用金属管１３、流体用金属管１１、及び冷媒用金属管１４がこの順に積層された３つの金属管を有する形態、並びに冷媒用金属管１３及び流体用金属管１１がこの順に積層された２つの金属管を有する形態を例に挙げて説明したが、４つ以上の金属管が積層された形態であってもよい。
【０１２８】
また、前記実施形態では、各金属管が厚みよりも幅の方が大きい扁平形状である場合を例に挙げて説明したが、これに限定されない。各金属管は、例えば厚みと幅が同程度の大きさであってもよく、幅よりも厚みの方が大きい形状であってもよい。
【０１２９】
また、前記実施形態では、流体用金属管１１と冷媒用金属管１３の間に介在させるはんだ層１５を溶射により形成する場合を例示したが、例えばヘッダー部においてヘッダー本体の挿入口と金属管の端部との間に介在させるはんだ材、ろう材などの接合材料を溶射により設けてもよい。
【０１３０】
また、補助加熱は、仮組体に施してもよく、いずれかの金属管に対して施してもよく、はんだ層に施してもよい。
【０１３１】
また、仮組体２３の補助加熱手段としては、前記したヒーター１９の他、例えばレーザ、高周波加熱などの他の加熱手段を用いることもできる。
【０１３２】
また、前記実施形態では、加圧手段により仮組体を加圧する部位を、超音波はんだこての移動方向（接合方向）の前方と後方の２箇所とする場合を例に挙げて説明したが、これに限定されない。例えば、仮組体を加圧する部位を超音波はんだこての両側方（超音波はんだこての移動方向にほぼ垂直な方向）の２箇所位置としてもよい。また、仮組体を加圧する部位を超音波はんだこての前方の１箇所としてもよく、後方の１箇所としてもよく、さらに前方、後方及び両側方の数カ所としてもよい。
【０１３３】
また、前記実施形態では、仮組体の位置を固定した状態で加圧手段及び超音波はんだこてを接合方向に沿って移動させる場合を例に挙げて説明したが、加圧手段及び超音波はんだこてを固定した状態で仮組体及びこれを補助加熱する補助加熱手段を接合方向に沿って移動させてもよい。
【０１３４】
前記実施形態において、加圧手段などの移動機構には、産業用ロボットなどを用いることもできる。
【０１３５】
＜参考例１＞
図９は、参考例１にかかるはんだ付け装置３５、及びこれを用いた積層型熱交換器１７の製造方法を示す概略図である。前述の第１の形態では、仮組体２３を成形した後、この仮組体２３に対して超音波振動の付与、及び加熱を施したが、この参考例１では、超音波振動の付与、及び加熱を各金属管に対して個別に施す点で第１の形態と異なっている。なお、ここでは第１の形態と同じ構成要素には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０１３６】
図９に示すように、この参考例１においては、２本の金属管（流体用金属管１１と冷媒用金属管１３）を接合する場合を例に挙げて説明する。
【０１３７】
はんだ付け装置３５は、流体用金属管１１に対して超音波振動の付与及び加熱を施す超音波はんだこて２１と、冷媒用金属管１３に対して超音波振動の付与及び加熱を施す超音波はんだこて７１と、シート状のはんだ材を供給可能な供給部としてのローラー２９と、一方の金属管を他方の金属管に押圧可能な押圧部材３９と、これらを制御する制御部２５とを備えている。
【０１３８】
超音波はんだこて２１，７１は、第１形態の超音波はんだこて２１と同様の構成及び機能を有している。ローラー２９は、柱状の芯材にシート状のはんだ材が巻き付けられたものである。押圧部材３９は、流体用金属管１１の表面に当接させてこの流体用金属管１１を冷媒用金属管１３側の方向に押圧するためのものであり、例えば中心軸が流体用金属管１１の幅方向に沿って配置された柱状の部材（ローラー）などを用いることができる。
【０１３９】
超音波はんだこて７１及びローラー２９は、冷媒用金属管１３の長手方向に沿って冷媒用金属管１３に対して相対移動可能である。超音波はんだこて２１及び押圧部材２９は、流体用金属管１１の長手方向に沿って流体用金属管１１に対して相対移動可能である。
【０１４０】
次に、参考例１のはんだ付け装置３５を用いた積層型熱交換器１７の製造方法について説明する。
【０１４１】
まず、第１の形態と同様にして例えば押出成形などにより流体用金属管１１及び冷媒用金属管１３を作製する。金型から押し出された流体用金属管１１及び冷媒用金属管１３は、所定の寸法に切断される。
【０１４２】
次に、冷媒用金属管１３を、その幅方向が略水平な方向に向くように配置する。ついで、この冷媒用金属管１３の上面にローラー２９を用いてはんだ層１５を積層配置する。このとき、冷媒用金属管１３に対してその長手方向に沿ってローラー２９を移動させてもよく、ローラー２９に対して冷媒用金属管１３を移動させてもよい。はんだ層１５は、冷媒用金属管１３の一方側の端部から他方側の端部に向かって順次積層される。
【０１４３】
次に、超音波はんだこて７１を用いて、冷媒用金属管１３及びはんだ層１５に超音波の振動を付与するとともに、冷媒用金属管１３及びはんだ層１５を加熱する。超音波はんだこて７１による振動処理及び加熱処理は、冷媒用金属管１３のうちはんだ層１５が積層された部分に対して施される。この振動処理及び加熱処理は、冷媒用金属管１３の一方側の端部から他方側の端部に向かって順次施される。また、冷媒用金属管１３への振動処理及び加熱処理は、流体用金属管１１との接合面側（はんだ層１５側）の表面に直接施される。
【０１４４】
一方で、超音波はんだこて２１を用いて、流体用金属管１１に超音波の振動を付与するとともに、流体用金属管１１を加熱する。超音波はんだこて２１による振動処理及び加熱処理は、流体用金属管１１の一方側の端部から他方側の端部に向かって順次施される。また、流体用金属管１１への振動処理及び加熱処理は、冷媒用金属管１３との接合面側の表面に直接施される。この振動処理及び加熱処理においては、必要に応じて冷媒用金属管１３を図９に示すように、接合部分と未接合部分との境界付近において湾曲又は屈曲させてもよい。
【０１４５】
次に、流体用金属管１１における前記振動処理及び前記加熱処理された部分と、冷媒用金属管１３における前記振動処理及び前記加熱処理された部分とを、これらの間にはんだ層１５を介在させた状態で、前記一方側の端部から前記他方側の端部に向かって順次積層して、流体用金属管１１と冷媒用金属管１３を接合する。
【０１４６】
この参考例１では、冷媒用金属管１３の加熱処理、及び流体用金属管１１の加熱処理において、大きく分けて２つの加熱条件を選択できる。すなわち、１つ目の第１加熱条件としては、冷媒用金属管１３を補助加熱し、流体用金属管１１を本加熱する。２つ目の第２加熱条件としては、流体用金属管１１及び冷媒用金属管１３をともに本加熱する。
【０１４７】
具体的に説明すると、第１加熱条件では、超音波はんだこて７１によりはんだ層１５が半溶融状態となるように冷媒用金属管１３及びはんだ層１５が補助加熱され（補助加熱工程）、超音波はんだこて２１により流体用金属管１１の温度がはんだ層１５の融点以上になるように流体用金属管１１が本加熱され、冷媒用金属管１３と接合される（接合工程）。この本加熱により加熱される流体用金属管１１の温度は、冷媒用金属管１３との接合時にはんだ層１５の温度がその融点以上になるように設定される。
【０１４８】
一方、第２加熱条件では、超音波はんだこて７１によりはんだ層１５の温度が融点以上になるように冷媒用金属管１３及びはんだ層１５が本加熱され、超音波はんだこて２１により流体用金属管１１の温度がはんだ層１５の融点以上になるように流体用金属管１１が本加熱される。すなわち、両方の金属管１１，１３がはんだ層１５の融点以上に本加熱される。
【０１４９】
なお、参考例１においては、金属材料を押出成形して作製される流体用金属管１１及び冷媒用金属管１３を所定の寸法に切断せずに、押出成形工程に続いて連続的に振動処理、加熱処理、及び接合を順次行ってもよい。また、第１加熱条件においては、流体用金属管１１を補助加熱し、冷媒用金属管１３を本加熱してもよい。その他の構成、作用及び効果はその説明を省略するが前記第１の形態と同様である。
【０１５０】
以上説明したように、参考例１によれば、超音波の振動を付与することにより金属管の酸化膜を除去するので、フラックスが不要であり、その洗浄も不要となる。また、はんだ付けにより金属管同士を接合するので不活性ガス雰囲気下での加熱が不要である。
【０１５１】
また、参考例１では、流体用金属管１１における前記振動処理及び前記加熱処理された部分と、冷媒用金属管１３における前記振動処理及び前記加熱処理された部分とを、これらの間にはんだ層１５を介在させた状態で、前記一方側の端部から前記他方側の端部に向かって順次積層して、流体用金属管１１と冷媒用金属管１３を接合する。したがって、各金属管を前記一方側の端部から他方側の端部まで満遍なく加熱することができる。これにより、金属管同士の接合時における温度ばらつきを低減することができるので、はんだ層１５による金属管同士の接合状態のばらつきが低減される。また、各金属管の酸化物を前記一方側の端部から他方側の端部まで満遍なく除去することができる。これにより、熱交換効率及び接合信頼性に優れた積層型熱交換器１７を製造することができる。また、この方法は、振動処理、加熱処理、及び金属管同士の接合を、金属管の一方側の端部から他方側の端部に向かって連続的に行うことができる。したがって、前記したような仮組体２３を成形する工程を省略することができるので、生産性に優れている。
【０１５２】
また、参考例１において第１加熱条件を用いる場合には、流体用金属管１１及び冷媒用金属管１３の一方に超音波の振動を付与するとともにこの一方の金属管を補助加熱し、他方の金属管に対してははんだ層１５の温度が融点以上となるように加熱して流体用金属管１１と冷媒用金属管１３を接合する。このように一方の金属管を補助加熱しておくことにより、補助加熱されない場合と比べて、流体用金属管１１と冷媒用金属管１３との間に介在するはんだ層１５内における接合時の温度ばらつきを低減することができるので、はんだ層１５による金属管同士の接合状態のばらつきが低減される。これにより、熱交換効率及び接合信頼性に優れた積層型熱交換器１７を製造することができる。また、はんだ層１５を溶融状態に本加熱する第２加熱条件と比べて、接合前におけるはんだ層１５自体の形状安定性が優れているので、冷媒用金属管１３及び流体用金属管１１とはんだ層１５とを精度よく配置することができる。
【０１５３】
また、参考例１において第２加熱条件を用いる場合には、半溶融状態に補助加熱する場合と比べて、接合時のはんだ層１５の温度をより高めることが容易になる。
【０１５４】
また、参考例１では、流体用金属管１１の表面又は冷媒用金属管１３の表面に前記はんだ層１５を予め積層し、はんだ層１５が積層された側から流体用金属管１１又は冷媒用金属管１３に対して前記振動処理及び前記加熱処理を行うので、はんだ層１５を直接加熱することができる。これにより、はんだ層１５の加熱状態がより均一化されるので、熱交換効率及び接合信頼性をより高めることができる。
【０１５５】
＜参考例２＞
図１０は、参考例２にかかるはんだ付け装置３５、及びこれを用いた積層型熱交換器１７の製造方法を示す概略図である。前述の参考例１では、冷媒用金属管１３の表面にはんだ層１５を積層した後に冷媒用金属管１３及びはんだ層１５に対して振動処理及び加熱処理を施したが、この参考例２では、冷媒用金属管１３に振動処理及び加熱処理を施した後、はんだ層１５を冷媒用金属管１３の表面に積層している点が参考例１と異なっている。なお、ここでは参考例１と同じ構成要素には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０１５６】
この参考例２では、冷媒用金属管１３の表面に直接振動処理を施すことができるので、参考例１に比べて酸化物除去効果をより高めることができる。
【０１５７】
＜参考例３＞
図１１は、参考例３にかかるはんだ付け装置、及びこれを用いた積層型熱交換器の製造方法を示す概略図である。前述の参考例１では、超音波はんだこて２１及びローラー２９を金属管１１，１３の長手方向に沿って相対移動させたが、この参考例３では、超音波はんだこて２１及びローラー２９を金属管１１，１３の幅方向に沿って相対移動させて振動処理及び加熱処理を施している点が参考例１と異なっている。なお、ここでは参考例１と同じ構成要素には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０１５８】
この参考例３では、超音波はんだこて２１及びローラー２９を金属管１１，１３の幅方向に沿って相対移動させて振動処理及び加熱処理を施し、その後、冷媒用金属管１３を流体用金属管１１に積層してこれらを接合する。このように、超音波はんだこて２１及びローラー２９を金属管１１，１３の幅方向に沿って相対移動させるので、金属管１１，１３の長手方向に沿って相対移動させる場合と比較して移動距離を小さくすることができる。これにより、装置を小型化することができる。
【０１５９】
また、図１２（ａ）〜（ｃ）は、参考例３の変形例を示す概略図である。この変形例では、一つの超音波はんだこて２１により流体用金属管１１及び冷媒用金属管１３の両方に対して振動処理及び加熱処理を施す点で図１１に示す参考例３と異なっている。
【０１６０】
この変形例では、超音波はんだこてを１つ備えていればよいので、装置をさらに小型化することができる。
【０１６１】
＜参考例４＞
図１３は、はんだ付け装置及びこれを用いた積層型熱交換器の製造方法の参考例を示す概略図である。前述した参考例２では、金属管の表面の酸化膜を除去し金属管を加熱する手段として超音波はんだこてを用いたが、この参考例では、レーザ照射機６１を用いている。なお、ここでは参考例２と同じ構成要素には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０１６２】
レーザ照射機６１のレーザとしては、例えばランプ励起ＹＡＧレーザ、ダイオード励起ＹＡＧレーザ、ＣＯ２レーザなどを用いることができる。ＹＡＧレーザの出力は、例えば２０Ｗ〜１．５ｋＷ程度の範囲に調節可能であり、ＣＯ２レーザの出力は、例えば２５０Ｗ程度に調節可能であり、これらは、金属管及びはんだ材の材質、厚みなどに応じて適宜設定すればよい。
【０１６３】
この参考例では、流体用金属管１１及び冷媒用金属管１３に対してレーザ照射機６１によりレーザを照射することにより、各金属管の表面の酸化膜が除去される。また、レーザの照射によって流体用金属管１１及び冷媒用金属管１３の温度がはんだ層１５の融点以上に上げられる。このような振動処理及び加熱処理がなされた直後に、処理された部分同士がはんだ層１５を介して積層されることにより、流体用金属管１１と冷媒用金属管１３が接合される。
【０１６４】
この方法であれば、接合時に不活性ガス雰囲気下での加熱が不要である。また、樹脂製接着剤を用いる場合のように熱伝導率が低下するのを抑制できる。
【０１６５】
なお、この参考例に示すレーザ照射機６１は、例えば前記参考例３における超音波はんだこての代替としても用いることもできる。また、図４に示すヘッダー部におけるヘッダー本体と金属管との接合部分において、金属表面の酸化膜を除去する手段及び加熱手段としてレーザを用いることもできる。このヘッダー部におけるヘッダー本体と金属管の接合する場合には、ヘッダー本体の挿入口と金属管との間に、シート状やペースト状のはんだ材、ろう材などを予め配置しておき、レーザの熱により接合する方法や、ワイヤ状のはんだ材を接合部分に供給しながら、レーザの熱により接合する方法などが挙げられる。また、加熱手段としては、レーザの照射に代えて、エアヒーター、赤外線ヒーター、ホットプレート、高周波加熱、火炎などの各種加熱手段を用いることもできる。
【０１６６】
＜参考例５＞
金属管同士を接合する他の方法としては、次のようなものが挙げられる。流体用金属管１１と冷媒用金属管１３を接合する場合を例に挙げて説明する。
【０１６７】
まず、流体用金属管１１及び冷媒用金属管１３の接合面に非腐食性フラックスを塗布する。ついで、流体用金属管１１と冷媒用金属管１３をはんだ層１５を介して積層し仮組体を作製する。この仮組体をはんだ材の融点以上で、かつ、非腐食性フラックスの活性化温度以上に加熱する。これにより、流体用金属管１１と冷媒用金属管１３を接合することができる。この方法であれば、接合面にフラックスが残存していても腐食が進行しにくいので、接合後の洗浄が不要である。また、接合時に不活性ガス雰囲気下での加熱が不要である。また、樹脂製接着剤を用いる場合のように熱伝導率が低下するのを抑制できる。
【０１６８】
非腐食性フラックスとしては、例えばＣｓ系フラックス（活性化温度４２０℃以上）などが挙げられる。仮組体を加熱する手段としては、例えばレーザ、エアヒーター、赤外線ヒーター、ホットプレート、高周波加熱、火炎などの各種加熱手段を用いることができる。
【符号の説明】
【０１６９】
１１  流体用金属管
１３  冷媒用金属管
１４  冷媒用金属管
１５  はんだ層
１７  積層型熱交換器
１９  ヒーター
２１  超音波はんだこて
２１ａ  本加熱手段
２１ｂ  振動手段
２３  仮組体
２５  制御部
２９  ローラー
３１  熱交換部
３３  ヘッダー部
３３ａ  流体用ヘッダー部
３３ｂ  冷媒用ヘッダー部
３５  はんだ付け装置
８１  加圧手段
８１１  加圧部
８１８  荷重調整部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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