(57)【要約】【課題】  簡単に拡散接合ができる積層構造体を提供する。【解決手段】  積層構造体は、板１０と板２０とを重ね合わせ、板１０の凸部１３ａを板２０の凹部２２ａに嵌合圧入して板１０と板２０との当接状態を維持し、嵌合圧入によって当接状態が維持された板１０および板２０を加熱することによって、板１０と板２０との対向当接面１６を拡散接合する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の板と第２の板とを重ね合わせて結合した積層構造体であって、
前記第１および第２の板の当接状態を維持するように第１の板の一部を第２の板内に嵌合圧入した嵌合圧入部と、
前記第１および第２の板の対向当接面を拡散接合した拡散接合部とを備える、積層構造体。
【請求項２】
前記嵌合圧入部は、前記第１の板に形成された凸部と、前記凸部を受入れるように前記第２の板に形成された凹部とを含む、請求項１に記載の積層構造体。
【請求項３】
前記凸部は、前記第１の板の周縁部に間隔をあけて複数設けられ、
前記凹部は、前記第２の板の周縁部に間隔をあけて複数設けられている、請求項２に記載の積層構造体。
【請求項４】
前記凸部および前記凹部は、プレス加工によって形成されている、請求項２または３に記載の積層構造体。
【請求項５】
前記第１および第２の板が対向する領域には、前記拡散接合領域によって挟まれた流体通路が形成されている、請求項１〜３のいずれかに記載の積層構造体。
【請求項６】
前記第１および第２の板には、それぞれ、前記流体通路形成用の溝がプレス加工によって形成されている、請求項５に記載の積層構造体。
【請求項７】
第１の板と第２の板とを重ね合わせ、第１の板の一部を第２の板内に嵌合圧入して第１の板と第２の板との当接状態を維持し、
嵌合圧入によって当接状態が維持された第１の板および第２の板を加熱することによって、第１の板と第２の板との対向当接面を拡散接合する、積層構造体の製造方法。
【請求項８】
前記嵌合圧入に先立ち、前記第１の板にプレス加工によって嵌合圧入用の凸部を形成するとともに、前記第２の板にプレス加工によって嵌合圧入用の凹部を形成し、
前記凸部を前記凹部内に嵌合圧入することによって前記第１の板と前記第２の板との当接状態を維持する、請求項７に記載の積層構造体の製造方法。
【請求項９】
前記嵌合圧入に先立ち、前記第１の板にプレス加工によって流体通路形成用の第１の溝を形成するとともに、前記第２の板にプレス加工によって流体通路形成用の第２の溝を形成し、
前記拡散接合によって形成される拡散接合領域によって、前記第１の溝および前記第２を挟む、請求項８に記載の積層構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、積層構造体およびその製造方法に関し、特に、簡単に拡散接合できる積層構造体およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の積層体の拡散接合方法がたとえば、特開２０００−３３４５７５号公報（特許文献１）に開示されている。特許文献１によれば、複数個のディスクを積み重ねた積層体を底板と天板との間に配置し、積層体の熱容量に対して個々の熱容量が略等しくなるように外径を設定した複数本の対ロッドにより、底板と天板とを連結して積層体に圧縮荷重を付与し、積層体を真空中で昇温させる拡散接合方法を開示している。
【特許文献１】特開２０００−３３４５７５号公報（段落番号０００８等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の積層体の拡散接合方法は上記のように行なわれていたため、拡散接合時に、積層体の上下方向から圧縮力等の圧力をかける必要があり、そのための装置が大型となり、構成が複雑になるという問題があった。
【０００４】
この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、簡単に拡散接合ができる積層構造体およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明にかかる第１の板と第２の板とを重ね合わせて結合した積層構造体は、第１および第２の板の当接状態を維持するように第１の板の一部を第２の板内に嵌合圧入した嵌合圧入部と、第１および第２の板の対向当接面を拡散接合した拡散接合部とを備える。
【０００６】
第１の板と第２の板との当接を維持した状態で、対向当接面を拡散接合できるため、従来のように、拡散接合時に加圧を要しない。その結果、簡単に拡散接合可能な積層構造体を提供できる。
【０００７】
好ましくは、嵌合圧入部は、第１の板に形成された凸部と、凸部を受入れるように第２の板に形成された凹部とを含む。
【０００８】
さらに好ましくは、凸部は、第１の板の周縁部に間隔をあけて複数設けられ、凹部は、第２の板の周縁部に間隔をあけて複数設けられている。
【０００９】
凸部および凹部は、プレス加工によって形成されていてもよい。
【００１０】
第１および第２の板が対向する領域には、拡散接合領域によって挟まれた流体通路が形成されていてもよい。
【００１１】
また、第１および第２の板には、それぞれ、流体通路形成用の溝がプレス加工によって形成されていてもよい。
【００１２】
この発明の他の局面においては、積層構造体の製造方法は、第１の板と第２の板とを重ね合わせ、第１の板の一部を第２の板内に嵌合圧入して第１の板と第２の板との当接状態を維持し、嵌合圧入によって当接状態が維持された第１の板および第２の板を加熱することによって、第１の板と第２の板との対向当接面を拡散接合する。
【００１３】
第１の板と第２の板との当接状態を嵌合圧入によって維持し、その状態で第１の板および第２の板を加熱することによって、相互の対向当接面を拡散接合するため、従来のように、拡散接合時に加圧を要しない。その結果、簡単に拡散接合可能な積層構造体の製造方法を提供できる。
【００１４】
好ましくは、嵌合圧入に先立ち、第１の板にプレス加工によって嵌合圧入用の凸部を形成するとともに、第２の板にプレス加工によって嵌合圧入用の凹部を形成し、凸部を凹部内に嵌合圧入することによって第１の板と第２の板との当接状態を維持する。
【００１５】
さらに好ましくは、嵌合圧入に先立ち、第１の板にプレス加工によって流体通路形成用の第１の溝を形成するとともに、第２の板にプレス加工によって流体通路形成用の第２の溝を形成し、拡散接合によって形成される拡散接合領域によって、第１の溝および第２を挟む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、この発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。ここでは、この発明にかかる積層構造体およびその製造方法を熱交換器に適用した場合について説明する。図１は、熱交換器を構成する複数の板のうちの１枚を示す平面図である。図１を参照して、熱交換器を構成する板５０は、その周囲に内部と外部とを分ける周縁部５１を有し、その内部に流体通路となる溝５２が形成されている。周縁部５１には、後に説明する、嵌合圧入するための加締め点５３が間隔を開けて複数設けられている。図１に示した板５０と同様の板を複数重ねて熱交換器が製造される。
【００１７】
次に、熱交換器の製造方法について説明する。ここでは、理解の容易のために、熱交換器を構成する複数の板のうち、相互に拡散接合される２枚の板について説明する。図２は、図１に示した板５０となる、２枚の板１０および２０を相互に拡散接合して積層構造体を形成する工程を段階ごとに示す図であり、図１において、ＩＩ−ＩＩで示す部分に対応する。
【００１８】
図２を参照して、板１０を準備し、板１０の所定の位置に流体通路となる溝１１ａ〜１１ｃをプレスで形成する（図２（Ａ）および（Ｂ））。次いで、板１０を反転し、その両周縁部にプレスで半抜き加工して凹部１２ａ、１２ｂと凸部１３ａ、１３ｂとを形成する（図２（Ｃ））。同様に、板２０についても所定の位置に流体通路となる溝２１ａ〜２１ｃをプレスで形成し（図２（Ｄ）および（Ｅ））、その両周縁部にプレスで半抜き加工して凹部２２ａ、２２ｂと凸部２３ａ，２３ｂとを形成する（図２（Ｆ））。このように加工された板１０、２０が、上記したように、図１に示した板５０に対応する。また、両板１０，２０の凹部１２、２２および凸部１３、２３が図１に示した加締め点５３に対応し、凹部２２は、凸部１３を嵌合可能に受入れる。
【００１９】
次に、このように加工された板１０の凸部１３ａ、１３ｂを、板２０の凹部２２ａ、２２ｂに嵌合圧入する（図２（Ｇ））。このように嵌合圧入することによって、両板１０、２０は、溝１１、２１以外の平面部分で当接し、その当接状態が維持される。また、溝１１ａ〜１１ｃと溝２１ａ〜２１ｃとが相互に重なり、所定の高さを有する流体の流体通路１５ａ〜１５ｃが形成される。
【００２０】
次に、この状態で、積層構造体を所定の温度まで加熱して、両板１０，２０の対向した当接面１６を拡散接合させる。拡散接合された部分を図２（Ｈ）において斜線で示す。図２（Ｈ）に示すように、流体通路１５ａ〜１５ｃを除いた、対向当接面において拡散接合された部分が形成され、流体通路１５ａ〜１５ｃは、拡散接合された領域で挟まれる。
【００２１】
このように、板１０の凸部１３を板２０の凹部２２に嵌合圧入することによって、両板１０，２０の当接状態を維持した状態で、対向した当接面１６を拡散接合する。
【００２２】
その結果、従来であれば、拡散接合は、加圧と加温とを同時に行なわなければならないため、設備が大型で複雑になるという問題があったが、この方法であれば、加圧設備が不要になり、加熱設備だけでよいため、簡単な構成で拡散接合が可能になる。
【００２３】
次に、３枚以上の複数の板を用いて熱交換器を製造する場合の加締め点近傍の状態について説明する。図３は、図２で示した板１０，２０に加えて同様の板３０,４０・・・を複数準備し、それらを重ねて、加締め点５３（図１参照）でプレスによって嵌合圧入し、積層された複数の板の周縁部５１を一体化する手順を示す図であり、図１においてＩＩＩ-ＩＩＩで示す部分に対応する。図３（Ａ）は、厚さの異なる複数の板を準備した状態を示し図２（Ａ）、図２（Ｄ）に対応する。図３（Ｂ）は、それぞれの板をプレスによって半抜きした状態を示し、図２（Ｃ）、図２（Ｆ）の凸部１３，２３、凹部１２，２２に対応する。図３（Ｃ）は、凸部１３，２３を凹部１２，２２に嵌合圧入して加締めた後の状態を示す図である。
【００２４】
図３（Ａ）に示すように、まず、複数の板１０、２０、３０・・・を準備する。ここで熱交換器用の板厚としては、約０．３ｍｍ〜１．０ｍｍ程度が好ましい。
【００２５】
次に、図３（Ｂ）に示すように、加締め点５３において図中矢印で示すようにプレスで圧入し、半抜き加工を行なう。ここで、半抜き加工する場合の上の板から下の板への突出寸法は、それぞれの板厚の半分程度が好ましい。
【００２６】
その結果、各板１０，２０，・・・には下方向に凸部１３，２３，・・・とその反対側に凹部１２，２２，・・・が形成される。なお、最下部の板９０の凸部９１は除去する。こうすることによって、積層構造体に凸部がなくなる。
【００２７】
図３（Ｃ）に示すように、複数の板１０，２０，３０・・・を嵌合圧入した状態でこの積層構造体を所定の温度まで加熱して、拡散接合を行なう。その結果、図２（Ｈ）で示したのと同様の拡散接合領域が各板１０，２０・・・の対向当接面に形成される。
【００２８】
次に、この発明の他の実施の形態について説明する。図４は、この発明の他の実施の形態における、２枚の板６０、７０からなる積層構造体の嵌合圧入状態を示す図であり、先の実施の形態の図２（Ｇ）に対応する。図４を参照して、この実施の形態においては、各板６０、７０の両端部にプレスによって形成された段部６１ａ，６１ｂ，７１ａ，７１ｂが設けられている。板６０の下方向に突出した段部６１ａ，６１ｂは、板７０の凹んだ段部７１ａ，７１ｂに嵌合圧入するようになっている。このようにして、板６０と板７０との当接状態を維持した状態で対向した当接面６６を拡散接合する。
【００２９】
この実施の形態においても、板６０の段部６１を板７０の段部に嵌合圧入することによって、両板６０，７０の当接状態を維持した状態で、対向した当接面６６を拡散接合する。
【００３０】
なお、上記実施の形態においては、積層構造体を熱交換器に用いた場合について説明したが、これに限らず、任意の積層構造体に適用できる。
【００３１】
以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示された実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
この発明に係る積層構造体の製造方法は、拡散接合時に加圧を必要としないため、拡散接合するのに有利に利用されうる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】積層構造体の一例としての熱交換器を構成する１枚の板を示す平面図である。
【図２】熱交換器を製造する工程を段階ごとに示す図である。
【図３】所定の加締め点でプレスすることにより、相互に隣接する板を嵌合圧入して、一体化された積層構造体を構成する手順を示す模式図である。
【図４】この発明の他の実施の形態における嵌合圧入状態を示す図である。
【符号の説明】
【００３４】
１０，２０，３０，４０，５０  板、１１，２１，５２  溝、１２，２２，３２  凹部、１３，２３，３３  凸部、１５  流体通路、１６，６６  対向当接面、５１  周縁部、５３  加締め点。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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