(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱交換器の伝熱管同士を連結するアルミニウム製封入管であって、
アルミニウム合金からなるアルミろう材によって前記伝熱管にろう付けされる一端部および他端部と、
前記一端部と前記他端部との間に位置し、曲げ加工された中間部と、
を含み、
前記一端部および前記他端部は、外周面に着色層が形成されており、
前記着色層は、近赤外線の吸収率が前記アルミろう材および前記中間部よりも高く、かつ近赤外線照射時の昇温速度が前記アルミろう材および前記中間部よりも大きい
ことを特徴とするアルミニウム製封入管。
【請求項２】
前記着色層の耐熱温度は、前記アルミろう材の融点温度以上である
ことを特徴とする請求項１に記載のアルミニウム製封入管。
【請求項３】
熱交換器の伝熱管同士を連結するアルミニウム製封入管であって、
前記伝熱管にろう付けされる一端部および他端部と、前記一端部と前記他端部との間に位置し、曲げ加工された中間部とからなるアルミニウム製の母材と、
前記一端部および前記他端部の外周面に形成された着色層と、
前記一端部および前記他端部の外周面に取り付けられた、アルミニウム合金からなるアルミろう材と、
を含み、
前記着色層は、耐熱温度が前記アルミろう材の融点温度よりも低く、近赤外線の吸収率が前記アルミろう材および前記母材よりも高く、かつ近赤外線照射時の昇温速度が前記アルミろう材および前記母材よりも大きい
ことを特徴とするアルミニウム製封入管。
【請求項４】
前記着色層は、前記中間部の外周面にも形成されている
ことを特徴とする請求項３に記載のアルミニウム製封入管。
【請求項５】
ろう付け時に前記アルミろう材の酸化を防ぐフラックスを、さらに含み、
前記フラックスの活性化温度領域は、前記アルミろう材の融点温度よりも低く、
前記着色層は、前記耐熱温度が前記活性化温度領域に含まれる
ことを特徴とする請求項３または４に記載のアルミニウム製封入管。
【請求項６】
前記着色層の色は、マンセル値における明度が７以下の黒色である
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のアルミニウム製封入管。
【請求項７】
熱交換器に設けられた複数の伝熱管と複数のアルミニウム製封入管とをアルミニウム合金からなるアルミろう材によりろう付けするろう付け方法であって、
前記複数のアルミニウム製封入管の一端部および他端部のそれぞれの外周面に、耐熱温度が前記アルミろう材の融点温度以上の塗料を塗布して、近赤外線の吸収率が前記アルミろう材よりも高く、かつ近赤外線照射時の昇温速度が前記アルミろう材よりも大きい着色層を形成し、前記着色層に前記アルミろう材を取り付ける第１工程と、
前記第１工程後の前記複数のアルミニウム製封入管を前記複数の伝熱管に差し込んだ状態で前記着色層に近赤外線を照射し、前記着色層の温度が前記アルミろう材の融点温度に達するまで加熱する第２工程と、
前記第２工程後に、前記着色層に近赤外線を照射するとともに、温度調整可能な熱風源を用いて前記着色層に前記融点温度以下の熱風を当て、前記着色層の加熱と放熱とを同時に行う第３工程と、を含む
ことを特徴とするろう付け方法。
【請求項８】
前記第１工程では、前記塗料としてマンセル値における明度が７以下の黒色塗料を使用するとともに、前記アルミニウム製封入管の質量が大きいほど前記黒色塗料の明度が小さくなるように、前記アルミニウム製封入管の質量に応じて前記黒色塗料の塗布濃度を制御する
ことを特徴とする請求項７に記載のろう付け方法。
【請求項９】
熱交換器に設けられた複数の伝熱管と複数のアルミニウム製封入管とをアルミニウム合金からなるアルミろう材によりろう付けするろう付け方法であって、
前記複数のアルミニウム製封入管の一端部および他端部のそれぞれの外周面に、耐熱温度が前記アルミろう材の融点温度よりも低い塗料を塗布して、近赤外線の吸収率が前記アルミろう材よりも高く、かつ近赤外線照射時の昇温速度が前記アルミろう材よりも大きい着色層を形成し、前記着色層に前記アルミろう材を取り付ける準備工程と、
前記準備工程後の前記複数のアルミニウム製封入管を前記複数の伝熱管に差し込んだ状態で前記複数のアルミニウム製封入管に近赤外線を照射し、前記アルミろう材の温度が当該アルミろう材の融点温度以上になるまで加熱するろう付け工程と、を含む
ことを特徴とするろう付け方法。
【請求項１０】
前記準備工程では、前記融点温度よりも低い温度領域に活性化温度領域を有するフラックスを、前記アルミろう材の表面または前記着色層の表面の少なくとも一方に形成するとともに、前記塗料として、前記耐熱温度が前記活性化温度領域に含まれる塗料を使用する
ことを特徴とする請求項９に記載のろう付け方法。
【請求項１１】
前記ろう付け工程は、
前記準備工程後の前記複数のアルミニウム製封入管を前記複数の伝熱管に差し込んだ状態で前記複数のアルミニウム製封入管に近赤外線を照射し、前記着色層の温度が前記耐熱温度に達するまで加熱する昇温工程と、
前記昇温工程後の前記複数のアルミニウム製封入管に近赤外線を照射し、前記アルミろう材の温度が前記融点温度に達するまで加熱する第１温調工程と、
前記第１温調工程後の前記複数のアルミニウム製封入管に近赤外線を照射するとともに、温度調整可能な熱風源を用いて前記複数のアルミニウム製封入管に前記融点温度以下の熱風を当て、前記アルミろう材の加熱と放熱とを同時に行う第２温調工程と、を含む
ことを特徴とする請求項９または１０に記載のろう付け方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器にろう付けされるアルミニウム製封入管および当該アルミニウム製封入管のろう付け方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、近赤外線を利用して、銅製封入管を熱交換器にろう付けするろう付け方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。このろう付け方法では、銅製封入管の上方から下方に向かって拡散するように近赤外線を照射することで、ろう付け部分を均一に加熱し、ろう付け不良の低減を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実用新案登録第３１７８２２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、近年は、封入管の低コスト化が求められており、封入管の材質が銅からアルミニウムに変わりつつある。しかしながら、アルミニウムは銅よりも近赤外線の吸収率が低い（反射率が高い）ので、近赤外線を利用したろう付け方法においては、アルミニウム製封入管は銅製封入管よりも加熱効率が悪くなる。
【０００５】
さらに、アルミニウムの融点温度は６６０℃であるのに対し、ろう材として一般的に使用されるアルミろう材の融点温度は６００℃であり、両者の温度差が非常に小さいため、ろう付けの際の温度制御が困難になる。
【０００６】
これらのことから、封入管の材質を銅からアルミニウムに変えた場合、従来のろう付け方法では、ろう付け不良が発生するおそれがあった。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その課題とするところは、ろう付け不良の発生を低減することが可能なアルミニウム製封入管およびろう付け方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明に係るアルミニウム製封入管は、
熱交換器の伝熱管同士を連結するアルミニウム製封入管であって、
アルミニウム合金からなるアルミろう材によって前記伝熱管にろう付けされる一端部および他端部と、
前記一端部と前記他端部との間に位置し、曲げ加工された中間部と、
を含み、
前記一端部および前記他端部は、外周面に着色層が形成されており、
前記着色層は、近赤外線の吸収率が前記アルミろう材および前記中間部よりも高く、かつ近赤外線照射時の昇温速度が前記アルミろう材および前記中間部よりも大きいことを特徴とする。
【０００９】
上記アルミニウム製封入管では、
前記着色層の耐熱温度は、前記アルミろう材の融点温度以上であることが好ましい。
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明に係るアルミニウム製封入管は、
熱交換器の伝熱管同士を連結するアルミニウム製封入管であって、
前記伝熱管にろう付けされる一端部および他端部と、前記一端部と前記他端部との間に位置し、曲げ加工された中間部とからなるアルミニウム製の母材と、
前記一端部および前記他端部の外周面に形成された着色層と、
前記一端部および前記他端部の外周面に取り付けられた、アルミニウム合金からなるアルミろう材と、
を含み、
前記着色層は、耐熱温度が前記アルミろう材の融点温度よりも低く、近赤外線の吸収率が前記アルミろう材および前記母材よりも高く、かつ近赤外線照射時の昇温速度が前記アルミろう材および前記母材よりも大きいことを特徴とする。
【００１１】
上記アルミニウム製封入管では、
前記着色層は、前記中間部の外周面にも形成されていることが好ましい。
【００１２】
上記アルミニウム製封入管は、
ろう付け時に前記アルミろう材の酸化を防ぐフラックスを、さらに含み、
前記フラックスの活性化温度領域は、前記アルミろう材の融点温度よりも低く、
前記着色層は、前記耐熱温度が前記活性化温度領域に含まれることが好ましい。
【００１３】
上記アルミニウム製封入管では、
前記着色層の色は、例えば、マンセル値における明度が７以下の黒色である。
【００１４】
また、上記課題を解決するために、本発明に係るろう付け方法は、
熱交換器に設けられた複数の伝熱管と複数のアルミニウム製封入管とをアルミニウム合金からなるアルミろう材によりろう付けするろう付け方法であって、
前記複数のアルミニウム製封入管の一端部および他端部のそれぞれの外周面に、耐熱温度が前記アルミろう材の融点温度以上の塗料を塗布して、近赤外線の吸収率が前記アルミろう材よりも高く、かつ近赤外線照射時の昇温速度が前記アルミろう材よりも大きい着色層を形成し、前記着色層に前記アルミろう材を取り付ける第１工程と、
前記第１工程後の前記複数のアルミニウム製封入管を前記複数の伝熱管に差し込んだ状態で前記着色層に近赤外線を照射し、前記着色層の温度が前記アルミろう材の融点温度に達するまで加熱する第２工程と、
前記第２工程後に、前記着色層に近赤外線を照射するとともに、温度調整可能な熱風源を用いて前記着色層に前記融点温度以下の熱風を当て、前記着色層の加熱と放熱とを同時に行う第３工程と、を含むことを特徴とする。
【００１５】
上記ろう付け方法において、
前記第１工程では、前記塗料としてマンセル値における明度が７以下の黒色塗料を使用するとともに、前記アルミニウム製封入管の質量が大きいほど前記黒色塗料の明度が小さくなるように、前記アルミニウム製封入管の質量に応じて前記黒色塗料の塗布濃度を制御することが好ましい。
【００１６】
上記課題を解決するために、本発明に係るろう付け方法は、
熱交換器に設けられた複数の伝熱管と複数のアルミニウム製封入管とをアルミニウム合金からなるアルミろう材によりろう付けするろう付け方法であって、
前記複数のアルミニウム製封入管の一端部および他端部のそれぞれの外周面に、耐熱温度が前記アルミろう材の融点温度よりも低い塗料を塗布して、近赤外線の吸収率が前記アルミろう材よりも高く、かつ近赤外線照射時の昇温速度が前記アルミろう材よりも大きい着色層を形成し、前記着色層に前記アルミろう材を取り付ける準備工程と、
前記準備工程後の前記複数のアルミニウム製封入管を前記複数の伝熱管に差し込んだ状態で前記複数のアルミニウム製封入管に近赤外線を照射し、前記アルミろう材の温度が当該アルミろう材の融点温度以上になるまで加熱するろう付け工程と、を含むことを特徴とする。
【００１７】
上記ろう付け方法において、
前記準備工程では、前記融点温度よりも低い温度領域に活性化温度領域を有するフラックスを、前記アルミろう材の表面または前記着色層の表面の少なくとも一方に形成するとともに、前記塗料として、前記耐熱温度が前記活性化温度領域に含まれる塗料を使用することが好ましい。
【００１８】
上記ろう付け方法において、
前記ろう付け工程は、
前記準備工程後の前記複数のアルミニウム製封入管を前記複数の伝熱管に差し込んだ状態で前記複数のアルミニウム製封入管に近赤外線を照射し、前記着色層の温度が前記耐熱温度に達するまで加熱する昇温工程と、
前記昇温工程後の前記複数のアルミニウム製封入管に近赤外線を照射し、前記アルミろう材の温度が前記融点温度に達するまで加熱する第１温調工程と、
前記第１温調工程後の前記複数のアルミニウム製封入管に近赤外線を照射するとともに、温度調整可能な熱風源を用いて前記複数のアルミニウム製封入管に前記融点温度以下の熱風を当て、前記アルミろう材の加熱と放熱とを同時に行う第２温調工程と、を含むことが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ろう付け不良の発生を低減することが可能なアルミニウム製封入管およびろう付け方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】（Ａ）は、本発明の第１実施形態に係るアルミニウム製封入管を示す図である。（Ｂ）は、本発明の第１実施形態に係るアルミニウム製封入管にアルミろう材を取り付けた状態を示す図である。（Ｃ）は、本発明の第１実施形態に係るアルミニウム製封入管を熱交換器にろう付けした状態を示す図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るろう付け方法のフローチャートである。
【図３】本発明の第１実施形態に係るろう付け方法の第２工程および第３工程で使用されるろう付け装置であって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図である。
【図４】本発明の第２工程および第３工程における黒色化部とアルミろう材の温度プロファイルを示す図である。
【図５】（Ａ）は、本発明の第２実施形態に係るアルミニウム製封入管の側面図である。（Ｂ）は、本発明の第２実施形態に係るアルミニウム製封入管の部分底面図である。（Ｃ）は、本発明の第２実施形態に係るアルミニウム製封入管のろう付け部位の温度プロファイルである。
【図６】（Ａ）は、嵌合バラツキを示す図である。（Ｂ）は、嵌合バラツキのある各アルミニウム製封入管のろう付け部位の温度プロファイルである。
【図７】（Ａ）は、質量バラツキを示す図である。（Ｂ）は、質量バラツキのある各アルミニウム製封入管のろう付け部位の温度プロファイルである。
【図８】（Ａ）は通常封入管、（Ｂ）はピッチ小封入管、（Ｃ）は渡し封入管、（Ｄ）は渡し封入管大を示す図である。
【図９】（Ａ）は、形状バラツキがあり、黒色化部がない各アルミニウム製封入管のろう付け部位の温度プロファイルである。（Ｂ）は、形状バラツキがあり、黒色化部がある各アルミニウム製封入管のろう付け部位の温度プロファイルである。
【図１０】（Ａ）は、本発明の第２実施形態に係るろう付け方法のフローチャートである。（Ｂ）は、ろう付け部位の温度プロファイルである。
【図１１】本発明の変形例に係るアルミニウム製封入管であって、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は部分底面図である。
【図１２】本発明の別の変形例に係るアルミニウム製封入管であって、アルミろう材を取り付けた状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、添付図面を参照して、本発明に係るアルミニウム製封入管およびろう付け方法の実施形態について説明する。
【００２２】
［第１実施形態］
（アルミニウム製封入管）
図１（Ａ）に、本発明の第１実施形態に係るアルミニウム製封入管１を示す。アルミニウム製封入管１は、アルミニウムの含有率が９９．０質量％以上、融点温度が約６６０℃の純アルミニウムからなる。アルミニウム製封入管１は、ろう付けされる一端部２および他端部３と、一端部２と他端部３との間に位置し、Ｕ字状に曲げ加工された中間部４とから構成されている。
【００２３】
一端部２および他端部３のそれぞれの外周面は、全周にわたって黒色塗料が塗布されており、本発明の「着色層」に相当する黒色化部が形成されている。黒色化部の上下方向の寸法は、１０ｍｍ〜１５ｍｍ程度である。図１（Ｂ）に示すように、黒色化部の上下方向中央には、リング状のアルミろう材５が取り付けられている。アルミろう材５は、アルミニウムの含有率が９０．０質量％〜９５．０質量％、融点温度が約６００℃のアルミニウム合金からなる。なお、アルミろう材５は黒色化されておらず、中間部４も黒色化されていない。
【００２４】
黒色化部（一端部２および他端部３）、中間部４およびアルミろう材５に近赤外線を照射した場合、近赤外線の吸収率が最も高い黒色化部が急速に昇温する。黒色化されていない中間部４およびアルミろう材５は近赤外線の吸収率がほぼ同じになるが、アルミろう材５は、近赤外線による加熱と黒色化部からの伝熱により、中間部４よりも昇温速度が大きくなる。すなわち、近赤外線照射時の昇温速度は、大きい順に黒色化部、アルミろう材５、中間部４となる。
【００２５】
このため、黒色化部が形成されていないアルミニウム製封入管に近赤外線を照射すると、母材である純アルミニウムがアルミろう材５の融点温度（６００℃）に達する前に、アルミろう材５が融点温度（６００℃）に達する。この場合、融解したアルミろう材５が玉状になるので、ろう付け不良が起こりやすくなる。一方、本実施形態に係るアルミニウム製封入管１に近赤外線を照射した場合、黒色化部がアルミろう材５の融点温度（６００℃）に達した後に、アルミろう材５が融点温度（６００℃）に達する。したがって、本実施形態に係るアルミニウム製封入管１では、融解したアルミろう材５が玉状になるのを防ぐことができるので、ろう付け不良が起こりにくくなる。
【００２６】
黒色化部を形成する黒色塗料は、耐熱温度がアルミろう材５の融点温度以上、すなわち６００℃以上であることが好ましい。黒色塗料の耐熱温度が６００℃よりも低いと、アルミろう材５が融解する前に黒色塗料の一部または全部が剥離してしまい、近赤外線の吸収率にバラツキが生じてしまうが、黒色塗料の耐熱温度を６００℃以上にすることで、黒色塗料の剥離を防ぐことができ、近赤外線の吸収率を一定に保つことができる。耐熱温度が６００℃以上の黒色塗料として、例えば、マンガンまたはニッケル等を含有する金属系の塗料を使用することができる。ただし、アルミニウムに対する電蝕腐食成分（例えば、銅）を含まない塗料を使用する必要がある。
【００２７】
ここで、本発明のおける黒色塗料の「黒色」とは、マンセル値における明度が７以下、近赤外線の吸収率が０．６以上のものをいう。なお、アルミろう材５および中間部４における近赤外線の吸収率は、０．３５程度になる。黒色の濃度が高いと、マンセル値における明度は小さくなり、近赤外線の吸収率は大きくなるので、近赤外線照射時の昇温速度は大きくなる。一方で、黒色の濃度が低いと、マンセル値における明度は大きくなり、近赤外線の吸収率は小さくなるので、近赤外線照射時の昇温速度は小さくなる。
【００２８】
昇温速度は、アルミニウム製封入管１の質量によっても異なる。具体的には、質量が大きいと昇温速度は小さくなり、質量が小さいと昇温速度は大きくなる。このため、質量が大きいアルミニウム製封入管１は、黒色化部の黒色濃度を高くし、質量が小さいアルミニウム製封入管１は、黒色化部の黒色濃度を低くすることで、質量の異なる複数のアルミニウム製封入管１、例えば、中間部４の長さが異なる複数のアルミニウム製封入管１の昇温速度を均一化させることができる。
【００２９】
図１（Ｃ）に、複数のアルミニウム製封入管１がろう付けされた空調器用の熱交換器１０を示す。熱交換器１０は、複数のフィン１１と、複数のフィン１１に直交して配置された、冷媒が流通する複数の伝熱管１２とを含んでいる。伝熱管１２は、複数のフィン１１の最上面から突出したアルミニウム製の開口端部（ベルマウス）１２ａを有している。図１（Ｃ）の熱交換器１０は、アルミろう材５を取り付けたアルミニウム製封入管１の一端部２および他端部３を、互いに隣接した開口端部１２ａに差し込んだ状態で、近赤外線を照射してろう付けしたものである。図１（Ｃ）では、質量が等しい複数のアルミニウム製封入管１を用いて、互いに隣接した開口端部１２ａ同士を連結しているが、質量が異なる（例えば、中間部４の長さおよび形状が異なる）複数のアルミニウム製封入管１を用いて、隣接していない開口端部１２ａ同士を連結してもよい。
【００３０】
（ろう付け方法）
図２に、本発明の第１実施形態に係るろう付け方法のフローチャートを示す。同図に示すように、本実施形態に係るろう付け方法は、黒色塗料の塗布工程（Ｓ１００）と、近赤外線照射による昇温工程（Ｓ２００）と、近赤外線照射および熱風放熱による温調工程（Ｓ３００）と、を含んでいる。
【００３１】
黒色塗料の塗布工程（Ｓ１００）は、本発明の「第１工程」に相当する。第１工程では、黒色塗料の塗布の他にアルミろう材５の取り付けが行われる。黒色塗料の塗布は、アルミニウム製封入管の曲げ加工後に行ってもよいし、曲げ加工時に行ってもよい。
【００３２】
曲げ加工後に黒色塗料の塗布を行う場合、まず、曲げ加工を行ったアルミニウム製封入管の質量を測定する。次いで、アルミニウム製封入管の質量が大きいほど黒色塗料の明度が小さくなるように、アルミニウム製封入管の質量に応じて黒色塗料の塗布濃度を制御しつつ、スプレー等で黒色塗料の塗布を行う。これにより、図１（Ａ）に示すように、一端部２および他端部３の外周面全周に黒色化部が形成されたアルミニウム製封入管１が完成する。次いで、黒色化部の上下方向中央に、リング状のアルミろう材５を取り付ける（図１（Ｂ）参照）。
【００３３】
一方、曲げ加工時に黒色塗料の塗布を行う場合、まず、コイル状のアルミニウム管のレベリング処理を行う。次いで、中間部４となる部分に曲げ加工を行い、中間部４となる部分の長さが長いほど黒色塗料の明度が小さくなるように、中間部４となる部分の長さ、換言すれば、アルミニウム製封入管の質量に応じて黒色塗料の塗布濃度を制御しつつ、一端部２および他端部３となる部分にスプレー等で黒色塗料の塗布を行う。次いで、アルミニウム管のパイプカット処理を行うことにより、一端部２および他端部３の外周面全周に黒色化部が形成されたアルミニウム製封入管１が完成する。次いで、黒色化部の上下方向中央に、リング状のアルミろう材５を取り付ける。
【００３４】
近赤外線照射による昇温工程（Ｓ２００）は、本発明の「第２工程」に相当する。第２工程では、黒色化部に近赤外線を照射し、黒色化部の温度がアルミろう材５の融点温度（６００℃）に達するまで加熱する。また、近赤外線照射および熱風放熱による温調工程（Ｓ３００）は、本発明の「第３工程」に相当する。第３工程では、黒色化部に近赤外線を照射するとともに、黒色化部にアルミろう材５の融点温度（６００℃）以下の熱風を当て、黒色化部の温度をアルミろう材５の融点温度（６００℃）に維持する。これにより、黒色化部が剥離することなくアルミろう材５が融解して、アルミニウム製封入管１の一端部２および他端部３と熱交換器１０の開口端部１２ａとが連結され、ろう付けが完了する。
【００３５】
図３に、第２工程および第３工程を行うためのろう付け装置１００を示す。ろう付け装置１００は、搬送コンベア１０１と、搬送コンベア１０１を挟んで対向配置されたろう付けユニット１０２Ａ、１０２Ｂと、ろう付けユニット１０２Ａ、１０２Ｂを制御する制御部１０３と、を含む。
【００３６】
搬送コンベア１０１は、複数のアルミニウム製封入管１が開口端部１２ａに差し込まれた熱交換器１０を、一方から他方に向けて（図３（Ａ）の左から右に向けて）所定の速度で搬送する。熱交換器１０は、複数のアルミニウム製封入管１が上側に位置するように、搬送コンベア１０１上に載置される。
【００３７】
ろう付けユニット１０２Ａは、近赤外線照射部１０４と、集光リフレクタ１０５と、本発明の「熱風源」に相当する送風機１０６および電気ヒーター１０７と、長方形状の吹出口１０８ａを有するダクト１０８と、を備えている。ろう付けユニット１０２Ｂについては、ろう付けユニット１０２Ａと同様の構成であるため、ここでは説明を省略する。また、図３（Ｂ）でも、ろう付けユニット１０２Ｂを省略している。
【００３８】
近赤外線照射部１０４は、アルミニウム製封入管１の搬送方向に沿ってライン上に配置された複数のハロゲンランプを有している。ハロゲンランプは、制御部１０３の制御下で、０．７５μｍ〜２．０μｍの波長領域に含まれる近赤外線を全方向に発する。
【００３９】
集光リフレクタ１０５は、近赤外線照射部１０４の左背面側に配置されている。集光リフレクタ１０５は、近赤外線照射部１０４から発せられた近赤外線のうち背面方向に向かう成分を前方に反射させる。集光リフレクタ１０５で反射された近赤外線の焦点は、アルミニウム製封入管１のろう付け部分（アルミニウム製封入管１の黒色化部）に合わせられている。
【００４０】
送風機１０６は、制御部１０３の制御下で風を発生させる。制御部１０３は、送風機１０６の風量制御も行う。送風機１０６には、ダクト１０８の一端が接続されており、ダクト１０８には、電気ヒーター１０７が介装されている。電気ヒーター１０７は、制御部１０３の制御下で、送風機１０６から送られてきた風を温めて、アルミろう材５の融点温度以下（例えば、５００℃〜５８０℃）の熱風を生成する。電気ヒーター１０７で生成された熱風は、ダクト１０８の吹出口１０８ａから吹き出される。ダクト１０８の吹出口１０８ａは、近赤外線照射部１０４の右背面側に、集光リフレクタ１０５に隣接して配置されている。
【００４１】
第２工程は、アルミニウム製封入管１が集光リフレクタ１０５の正面を通過している間に行われ、第３工程は、アルミニウム製封入管１が吹出口１０８ａの正面を通過している間に行われる。すなわち、第２工程では、近赤外線照射による加熱が行われ、第３工程では、近赤外線照射による加熱と熱風による放熱が同時に行われる。
【００４２】
制御部１０３は、第２工程において、黒色化部の温度を監視しつつ、近赤外線照射部１０４の出力制御を行う。黒色化部の温度の監視は、例えば、黒色化部の温度を測定する不図示の温度センサからの検出信号に基づいて行われる。第２工程では、図４に示すように、アルミニウム製封入管１の黒色化部の温度が、アルミろう材５の融点温度（６００℃）に達するまで上昇する。黒色化部の温度が６００℃に達したとき、アルミろう材５の温度は６００℃に達していない。
【００４３】
アルミろう材５の温度を６００℃に上昇させるため、制御部１０３は、第３工程において引き続き近赤外線照射部１０４の出力制御を行う。第３工程では、近赤外線照射部１０４の出力状態を第２工程と同じにしてもよい。例えば、第２工程において出力状態が１００％であれば、第３工程においても出力状態を１００％にすることができる。
【００４４】
制御部１０３は、黒色化部の温度を監視しつつ、さらに送風機１０６の風量制御および電気ヒーター１０７の出力制御（温度制御）を行う。これにより、第３工程では、近赤外線照射による加熱と熱風による放熱が同時に行われるので、黒色化部の温度が６００℃に維持されたまま、アルミろう材５の温度が６００℃まで上昇する。なお、アルミろう材５の温度が６００℃まで上昇した後に中間部４の温度も６００℃まで上昇するが、制御部１０３の制御下で熱風による放熱が行われているため、黒色化部の温度と同様に中間部４の温度が６００℃を超えることはない。
【００４５】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係るアルミニウム製封入管およびろう付け方法について説明する。
【００４６】
（アルミニウム製封入管）
図５（Ａ）および（Ｂ）に、本発明の第２実施形態に係るアルミニウム製封入管１Ａを示す。なお、図１と同一の符号を付した構成要素については第１実施形態で説明したものと同様なので、ここでは説明を一部省略する。
【００４７】
アルミニウム製封入管１Ａは、黒色化部が形成されている領域と、当該黒色化部の耐熱温度とが、第１実施形態に係るアルミニウム製封入管１と大きく異なる。具体的には、アルミニウム製封入管１Ａは、一端部２の外周面全周および他端部３の外周面全周に加えて、中間部４の外周面全周にも黒色化部が形成されている。換言すれば、アルミニウム製封入管１Ａでは、一端部２、他端部３および中間部４からなるアルミニウム製の母材の外周面全周にわたって黒色塗料が塗布されている。また、アルミニウム製封入管１Ａでは、黒色化部の耐熱温度（黒色塗料の耐熱温度）が、アルミろう材５の融点温度である６００℃よりも低い５００℃に設定されている。すなわち、黒色化部は、５００℃で燃焼消滅（完全消滅）する。耐熱温度が５００℃の黒色塗料として、本実施形態では、有機系顔料と天然樹脂とを混合したものを使用している。
【００４８】
ところで、ろう付け作業において重要なことの１つは、ろう付け部位（アルミろう材５およびその周辺）の温度を適切に制御することである。この温度制御は、作業者による手ろう付けの場合、特に重要である。例えば、封入管の材質が銅である場合、ろう付け部位の温度が上昇するにつれて、封入管の表面が酸化して黒ずんでいくので、作業者は封入管の表面を見ながら、比較的容易にろう付け部位の温度制御を行うことができる。これに対して、封入管の材質がアルミニウムである場合、アルミニウムは温度に対して表情がほとんど変化しない（アルミニウムの色がほとんど変化しない）ため、作業者はろう付け部位の温度制御を行うのが難しくなる。
【００４９】
アルミニウム製封入管１Ａでは、黒色化部の耐熱温度がアルミろう材５の融点温度よりも低い５００℃であるため、アルミろう材５が融解する前に、黒色化部が燃焼消滅して母材が露出する。すなわち、アルミニウム製封入管１Ａでは、５００℃を境に、外観が黒色（黒色化部の色）から銀色（母材の色）へと変化する。これにより、作業者は、アルミニウム製封入管１Ａの表面を見ながらろう付け部位の温度制御を行うことができる。さらに、アルミニウム製封入管１Ａでは、母材の外周面全周にわたって黒色化部が形成されているので、表情の変化（外観の変化）が顕著になる。
【００５０】
ろう付け作業においてさらに重要なことは、ろう付け部位の温度バラツキを小さくすることである。熱交換器１０には複数のアルミニウム製封入管が取り付けられるため、後述する嵌合バラツキ、質量バラツキ、形状バラツキ等が発生する場合がある。これらのバラツキが発生すると、近赤外線照射時における各封入管の昇温速度にもバラツキが発生するため、ろう付け部位の温度バラツキが発生する。
【００５１】
アルミニウム製封入管１Ａでは、図５（Ｃ）に示すように、５００℃を境に近赤外線の吸収率を低下させて昇温速度を小さくすることで、ろう付け部位の温度バラツキを小さくしている。以下、嵌合バラツキ、質量バラツキ、形状バラツキのそれぞれの場合について、詳細に説明する。
【００５２】
（嵌合バラツキ）
嵌合バラツキとは、伝熱管１２の開口端部１２ａとアルミニウム製封入管１Ａの一端部２および他端部３との嵌合隙間の大きさのバラツキである。熱交換器１０では、図６（Ａ）に示すように、嵌合隙間が大きいもの（嵌合隙間大）、嵌合隙間が小さいもの（嵌合隙間小）、嵌合隙間がこれらの中間のもの（嵌合隙間中）等がランダムに存在する。嵌合隙間が大きいほど、ろう付け部位から伝熱管１２に移動する（逃げる）熱量は小さくなり、ろう付け部位の昇温速度は大きくなる。一方、嵌合隙間が小さいほど、ろう付け部位から伝熱管１２に移動する（逃げる）熱量は大きくなり、ろう付け部位の昇温速度は小さくなる。このため、嵌合バラツキが大きいと、ろう付け部位の温度バラツキも大きくなる。
【００５３】
アルミニウム製封入管１Ａでは、図６（Ｂ）に示すように、５００℃を境に近赤外線の吸収率を低下させて昇温速度を小さくしているので、ろう付け部位の温度が５００℃以上の領域において、嵌合バラツキに起因するろう付け部位の温度バラツキが吸収され、当該温度バラツキが小さくなる。
【００５４】
より詳しくは、ろう付け部位の温度が５００℃未満の領域では、昇温速度の大きい順に、嵌合隙間大、嵌合隙間中、嵌合隙間小となる。このため、嵌合隙間大、嵌合隙間中、嵌合隙間小の順に、ろう付け部位の温度が５００℃に達する。ろう付け部位の温度が５００℃に達すると、黒色化部が燃焼消滅して母材が露出するので、近赤外線の吸収率が低下する。また、ろう付け部位の温度が５００℃のとき、フラックスが活性化（融解）する。
【００５５】
フラックスは、ろう付け時にアルミろう材５の酸化を防ぐため、予めアルミろう材５の表面に形成されたものである。フラックスは、アルミろう材５の融点温度である６００℃よりも低い温度領域に活性化温度領域（本実施形態では、４５０℃〜５５０℃）を有する。本実施形態では、黒色化部の耐熱温度が５００℃であり活性化温度領域に含まれるので、黒色化部が燃焼消滅したときにフラックスは活性化する。活性化したフラックスは、嵌合隙間に浸透し、嵌合隙間を埋め、熱量を移動させる媒体として機能する。
【００５６】
嵌合隙間大のアルミニウム製封入管１Ａは、ろう付け部位の温度が５００℃に達したときのろう付け部位と伝熱管１２との温度差が大きく、しかも嵌合隙間に浸透するフラックスの量も多いので、ろう付け部位の温度が５００℃以上の領域では、ろう付け部位から伝熱管１２に移動する熱量が大きくなる。一方、嵌合隙間小のアルミニウム製封入管１Ａは、ろう付け部位の温度が５００℃に達したときのろう付け部位と伝熱管１２との温度差は小さく、しかも嵌合隙間に浸透するフラックスの量も少ないので、ろう付け部位の温度が５００℃以上の領域では、ろう付け部位から伝熱管１２に移動する熱量は小さくなる。これらのことから、ろう付け部位の温度が５００℃以上の領域では、昇温速度の大きい順に、嵌合隙間小、嵌合隙間中、嵌合隙間大となり、ろう付け部位の温度が５００℃未満の領域と順序が逆転する。その結果、本実施形態では、嵌合バラツキに起因するろう付け部位の温度バラツキが小さくなる。
【００５７】
（質量バラツキ）
質量バラツキとは、形状が同じで肉厚が異なるアルミニウム製封入管１Ａの質量のバラツキである。図７（Ａ）に、肉厚が小さい（質量小の）アルミニウム製封入管１Ａ−１と、肉厚が大きい（質量大の）アルミニウム製封入管１Ａ−３と、肉厚がこれらの中間の（質量中の）アルミニウム製封入管１Ａ−２とを示す。これらは、いずれも中間部４の断面を示したものである。質量が小さいと、熱容量が小さくなるので、ろう付け部位の昇温速度は大きくなる。一方、質量が大きいと、熱容量が大きくなるので、ろう付け部位の昇温速度は小さくなる。このため、質量バラツキが大きいと、ろう付け部位の温度バラツキも大きくなる。
【００５８】
この点、アルミニウム製封入管１Ａ（１Ａ−１〜１Ａ−３）では、図７（Ｂ）に示すように、５００℃を境に近赤外線の吸収率を低下させて昇温速度を小さくしているので、ろう付け部位の温度が５００℃以上の領域において、質量バラツキに起因するろう付け部位の温度バラツキが吸収され、当該温度バラツキが小さくなる。
【００５９】
より詳しくは、ろう付け部位の温度が５００℃未満の領域では、昇温速度の大きい順に、質量小、質量中、質量大となる。このため、質量小、質量中、質量大の順に、ろう付け部位の温度が５００℃に達する。ろう付け部位の温度が５００℃に達すると、黒色化部が燃焼消滅して母材が露出するので、近赤外線の吸収率が低下する。また、熱容量が大きいほど温度変化の大きさが小さくなるので、ろう付け部位の温度が５００℃以上の領域では、昇温速度の大きい順に、質量大、質量中、質量小となり、ろう付け部位の温度が５００℃未満の領域と順序が逆転する。その結果、本実施形態では、質量バラツキに起因するろう付け部位の温度バラツキが小さくなる。
【００６０】
（形状バラツキ）
形状バラツキとは、アルミニウム製封入管１Ａの形状の違いによるバラツキである。図８（Ａ）〜（Ｄ）に示すように、アルミニウム製封入管には、通常封入管１Ａ（アルミニウム製封入管１Ａ）、通常封入管１Ａよりもピッチが小さいピッチ小封入管１Ｂ、開口端部１２ａを１つ飛ばして連結する渡し封入管１Ｃ、開口端部１２ａを複数個飛ばして連結する渡し封入管大１Ｄ等が存在する。各封入管１Ａ〜１Ｄに黒色化部が形成されていない場合、質量および熱容量の小さい順に、すなわち昇温速度の大きい順に、１Ｂ、１Ａ、１Ｃ、１Ｄとなる（図９（Ａ）参照）。
【００６１】
一方、各封入管１Ａ〜１Ｄに黒色化部が形成されている場合、近赤外線の吸収率は黒色化部の表面積が大きいほど高くなる。黒色化部の表面積（封入管の表面積）は、大きい順に１Ｄ、１Ｃ、１Ａ、１Ｂとなるので、近赤外線の吸収率は、高い順に１Ｄ、１Ｃ、１Ａ、１Ｂとなる。このため、黒色化部を形成することにより、各封入管１Ａ〜１Ｄのろう付け部位の温度バラツキは、ある程度緩和される。
【００６２】
さらに、本実施形態では、黒色化部が５００℃で燃焼消滅するので、ろう付け部位の温度が５００℃に達すると、近赤外線の吸収率が低下して昇温速度が小さくなる（図９（Ｂ）参照）。また、熱容量が大きいほど温度変化の大きさが小さくなるので、ろう付け部位の温度が５００℃以上の領域では、昇温速度の大きい順に１Ｄ、１Ｃ、１Ａ、１Ｂとなり、ろう付け部位の温度が５００℃未満の領域と順序が逆転する。その結果、本実施形態では、形状バラツキに起因するろう付け部位の温度バラツキが小さくなる。
【００６３】
（ろう付け方法）
図１０（Ａ）に、本発明の第２実施形態に係るろう付け方法のフローチャートを示す。同図に示すように、本実施形態に係るろう付け方法は、準備工程（Ｓ１０）と、昇温工程（Ｓ２０）と、第１温調工程（Ｓ３０）と、第２温調工程（Ｓ４０）と、を含んでいる。準備工程（Ｓ１０）は、第１実施形態の第１工程（Ｓ１００）に相当し、昇温工程（Ｓ２０）および第１温調工程（Ｓ３０）は、第１実施形態の第２工程（Ｓ２００）に相当し、第２温調工程（Ｓ４０）は、第１実施形態の第３工程（Ｓ３００）に相当する。なお、第１実施形態と共通する部分については、説明を省略する。
【００６４】
準備工程（Ｓ１０）では、複数のアルミニウム製封入管１Ａの外周面全周（母材の外周面全周）に、耐熱温度が５００℃の黒色塗料を塗布して黒色化部を形成し、当該黒色化部にリング状のアルミろう材５を取り付ける。ろう付け部位（例えば、アルミろう材５の表面または当該アルミろう材５近傍の黒色化部の表面の少なくとも一方）には、アルミろう材５の融点温度よりも低い温度領域に活性化温度領域を有するフラックスを塗布する。また、本実施形態では、複数のアルミニウム製封入管１Ａに塗布する黒色塗料の明度が均一になるように、黒色塗料の塗布濃度を制御する。
【００６５】
本発明の「ろう付け工程」に相当する昇温工程（Ｓ２０）、第１温調工程（Ｓ３０）および第２温調工程（Ｓ４０）は、第１実施形態と同様、ろう付け装置１００により行われる。このろう付け工程では、準備工程（Ｓ１０）後の複数のアルミニウム製封入管１Ａを複数の伝熱管１２の開口端部１２ａに差し込んだ状態で複数のアルミニウム製封入管１Ａに近赤外線を照射し、ろう付け部位の温度がアルミろう材５の融点温度（６００℃）以上になるまで加熱する（図１０（Ｂ）参照）。
【００６６】
昇温工程（Ｓ２０）および第１温調工程（Ｓ３０）は、複数のアルミニウム製封入管１Ａが集光リフレクタ１０５の正面を通過している間に行われ、第２温調工程（Ｓ４０）は、複数のアルミニウム製封入管１Ａが吹出口１０８ａの正面を通過している間に行われる。すなわち、昇温工程（Ｓ２０）および第１温調工程（Ｓ３０）では、近赤外線照射による加熱が行われ、第２温調工程（Ｓ４０）では、近赤外線照射による加熱と熱風による放熱が同時に行われる。
【００６７】
より詳しくは、昇温工程（Ｓ２０）では、準備工程（Ｓ１０）後の複数のアルミニウム製封入管１Ａを複数の伝熱管１２の開口端部１２ａに差し込んだ状態で複数のアルミニウム製封入管１Ａに近赤外線を照射し、複数のアルミニウム製封入管１Ａの表面温度、すなわち黒色化部の温度が当該黒色化部の耐熱温度である５００℃に達するまで加熱する。これにより、黒色化部が燃焼消滅して、アルミニウム製封入管１Ａの表情が変化する。
【００６８】
第１温調工程（Ｓ３０）では、昇温工程（Ｓ２０）後の複数のアルミニウム製封入管１Ａに引き続き近赤外線を照射し、ろう付け部位の温度がアルミろう材５の融点温度である６００℃に達するまで加熱する。昇温工程（Ｓ２０）から第１温調工程（Ｓ３０）への移行は、ろう付け部位を加熱する過程で自動的に行われるので、昇温工程（Ｓ２０）と第１温調工程（Ｓ３０）とを一連の工程とし、連続的に行うことが好ましい。
【００６９】
ここで、複数のアルミニウム製封入管１Ａにおいて嵌合バラツキが発生している場合、昇温工程（Ｓ２０）では、昇温速度の大きい順に、嵌合隙間大、嵌合隙間中、嵌合隙間小となり、ろう付け部位の温度バラツキが発生する。しかしながら、ろう付け部位の温度が５００℃に達すると、黒色化部が燃焼消滅して近赤外線の吸収率が低下するとともにフラックスが活性化する。このため、第１温調工程（Ｓ３０）では、昇温速度の大きい順に、嵌合隙間小、嵌合隙間中、嵌合隙間大となり、昇温工程（Ｓ２０）と順序が逆転する。その結果、第１温調工程（Ｓ３０）においてろう付け部位の温度バラツキが吸収される。
【００７０】
第２温調工程（Ｓ４０）では、第１温調工程（Ｓ３０）後の複数のアルミニウム製封入管１Ａに近赤外線を照射するとともに、温度調整可能な熱風源（送風機１０６および電気ヒーター１０７）を用いて複数のアルミニウム製封入管１Ａにアルミろう材５の融点温度である６００℃以下の熱風を当て、アルミろう材５の加熱と放熱とを同時に行う。第２温調工程（Ｓ４０）では、融解したアルミろう材５の流動性を向上させるため、ろう付け部位（アルミろう材５）が、アルミろう材５の融点温度（６００℃）よりも高くアルミニウムの融点温度（６６０℃）よりも低い温度（例えば、６４０℃）になるまで、加熱と放熱とを同時に行う。
【００７１】
以上、本発明に係るアルミニウム製封入管およびろう付け方法の実施形態について説明したが、本発明は上記各実施形態に限定されるものではない。
【００７２】
上記第１実施形態では、アルミニウム製封入管１の一端部２および他端部３のそれぞれの外周面に、着色層として黒色の黒色化部を形成しているが、着色層は、近赤外線の吸収率がアルミろう材５および中間部４よりも高く、かつ近赤外線照射時の昇温速度がアルミろう材５および中間部４よりも大きいのであれば、黒色でなくてもよい。しかながら、温度制御の観点からは、黒色が最も好ましい。上記第２実施形態についても、同様のことがいえる。
【００７３】
上記第１実施形態では、一端部２および他端部３の外周面全周に黒色化部を形成しているが、外周面の一部にのみ黒色化部を形成してもよい。例えば、図１１に示すアルミニウム製封入管１’のように、一端部２および他端部３の外周面のうち、両側面から（図１１（Ｂ）の矢印の方向に）近赤外線を照射した場合に、近赤外線が直接照射される領域にのみ黒色化部を形成してもよい。一端部２ａに着目すると、領域２ａ、２ｂを除く外周面が、黒色化部が形成される領域になる。この場合、領域２ａ、２ｂには近赤外線がほとんど照射されないので、アルミニウム製封入管１’は、外周面全周に黒色化部が形成されたアルミニウム製封入管１とほぼ同様の効果を得ることができる。
【００７４】
また、図１２に示すアルミニウム製封入管１’’のように、一端部２および他端部３の外周面のうち、アルミろう材５よりも下側の領域２ｃ、３ｃを除く領域に黒色化部を形成してもよい。この場合、領域２ｃ、３ｃは熱交換器１０の開口端部１２ａに差し込まれ、近赤外線が照射されないので、アルミニウム製封入管１’’は、上記第１実施形態に係るアルミニウム製封入管１とほぼ同様の効果を得ることができる。
【００７５】
図１１に示すアルミニウム製封入管１’において、さらに、アルミろう材５よりも下側の領域２ｃ、３ｃの黒色化部を削除してもよい。すなわち、一端部２に着目すると、領域２ａ、２ｂ、２ｃを除く外周面が、黒色化部が形成される領域になる。
【００７６】
上記第２実施形態では、母材の外周面全周に黒色化部を形成しているが、少なくとも一端部２および他端部３を含む外周面の一部にのみ黒色化部を形成してもよい。しかしながら、黒色化部を形成している領域が大きいほど、ろう付け部位の温度バラツキを小さくすることができる。
【符号の説明】
【００７７】
１、１’、１’’    アルミニウム製封入管
１Ａ    通常封入管（アルミニウム製封入管）
１Ｂ    ピッチ小封入管
１Ｃ    渡し封入管
１Ｄ    渡し封入管大
２    一端部
３    他端部
４    中間部
５    アルミろう材
１０    熱交換器
１１    フィン
１２    伝熱管
１２ａ    開口端部
１００    ろう付け装置
１０１    搬送コンベア１０１
１０２Ａ、１０２Ｂ    ろう付けユニット
１０３    制御部
１０４    近赤外線照射部
１０５    集光リフレクタ
１０６    送風機
１０７    電気ヒーター
１０８    ダクト
１０８ａ    吹出口
【図１】
0006339525.tif 000002
【図２】
0006339525.tif 000003
【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】
0006339525.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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