(57)【要約】【課題】  簡易かつ低コストでワークを均一に加圧することができるろう付け用ワーク拘束組立体を提供することを目的とする。【解決手段】  ろう付けが行われるプレートフィン型熱交換器４を挟むように配置されるとともに、このプレートフィン型熱交換器４の変形を拘束する拘束部材１０と、拘束部材１０とプレートフィン型熱交換器４との間に配置された膨張可能な膨張タンク１２とを備え、ろう付けする際にプレートフィン型熱交換器４を加熱しつつ、膨張部材タンクを膨張させることによりプレートフィン型熱交換器４を加圧するろう付用ワーク拘束組立体１において、膨張タンク１２は、超塑性変形を用いて膨張させられることを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ろう付けが行われるワークを挟むように配置されるとともに、該ワークの変形を拘束する拘束部材と、
該拘束部材と前記ワークとの間に配置された膨張可能な膨張部材と、を備え、
ろう付けする際に前記ワークを加熱しつつ、前記膨張部材を膨張させることにより前記ワークを加圧するろう付用ワーク拘束組立体において、
前記膨張部材は、超塑性変形を用いて膨張させられることを特徴とするろう付け用ワーク拘束組立体。
【請求項２】
前記膨張部材は、縁部が溶接された２枚の板状金属部材と、これら板状金属部材の間に流体を導入する流体導入口と、を備えていることを特徴とする請求項１記載のろう付け用ワーク拘束組立体。
【請求項３】
前記膨張部材の前記縁部近傍には、超塑性変形に伴う前記縁部の変形を抑制する変形抑制部材が設けられていることを特徴とする請求項２記載のろう付け用ワーク拘束組立体。
【請求項４】
前記膨張部材と前記ワークとの間には、前記膨張部材からの押圧力を前記ワークに均等に伝達するための均圧板が設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のろう付け用ワーク拘束組立体。
【請求項５】
前記膨張部材と前記拘束部材との間、あるいは前記膨張部材と前記ワークとの間には、スペーサが設けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のろう付け用ワーク拘束組立体。
【請求項６】
前記ワークは、フィンとプレートとを交互に積層したプレートフィン型熱交換器とされ、
前記拘束部材は、前記プレートフィン型熱交換器の積層方向を拘束するように設けられ、
前記膨張部材は、前記プレートフィン型熱交換器の積層方向を加圧することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のろう付け用ワーク拘束組立体。
【請求項７】
前記ワークと前記膨張部材との間に設けられた熱伝導式ヒータを備えていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のろう付け用ワーク拘束組立体。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかに記載されたろう付け用ワーク拘束組立体と、
該ろう付け用ワーク拘束組立体を内部に収容する加熱炉と、
該加熱炉内に配置され、前記ワークを外部から加熱する外部ヒータと、
を備えていることを特徴とするろう付け装置。
【請求項９】
ろう付けが行われるワークを挟むように配置されるとともに該ワークの変形を拘束する拘束部材と、前記ワークとの間に配置され、ろう付け時に前記ワークが加熱される際に膨張されて該ワークを加圧するろう付け用加圧部材において、
超塑性変形を用いて膨張させられる膨張部材とされていることを特徴とするろう付け用加圧部材。
【請求項１０】
ろう付けが行われるワークを挟むように配置されるとともに、該ワークの変形を拘束する拘束部材と、
該拘束部材と前記ワークとの間に配置された膨張可能な膨張部材と、を備え、
ろう付けする際に前記ワークを加熱しつつ、前記膨張部材を膨張させることにより前記ワークを加圧するろう付け方法において、
超塑性変形を用いて前記膨張部材を膨張することを特徴とするろう付け方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ろう付け技術に関し、特にプレートフィン型熱交換器をろう付けするのに用いて好適なろう付け用ワーク拘束組立体、ろう付け用加圧部材、ろう付け装置およびろう付け方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ろう付けは母材より低い融点の金属又は合金からなるろうを溶融させ、溶融させたろうを母材間の隙間等に満たして接合する方法である。
例えば、母材間の接合部分にろうを挟み込み、真空加熱炉等の加熱方法により接合部分を加熱して、ろうを溶融することでろう付けを行う。この時、母材間の接合部分のろう切れ（接合部分の母材同士がろうを介して接合できていない状態）を防止するために、接合するべき母材同士に隙間がないように押付けてろう付けを行う。つまり、ろう付け時には、母材間を動かないように拘束することが重要である。なお、ろう付けは、母材表面の酸化を防止するため、還元性雰囲気、不活性雰囲気、又は真空中で行われることが多い。
【０００３】
ろう付けの利点として、他の溶接方法が適用し難い材料や複雑で精密な部品の接合ができること、異種金属の溶接が容易で、かつ、母材をほとんど溶融しないこと等が有り、そのため、フィン及びプレートを複数積層したプレートフィン型熱交換器の接合にも従来から使用されている。
【０００４】
図６は、従来のプレートフィン型の熱交換器のろう付け方法を示す。
図７に示すように、プレートフィン型熱交換器４（ワーク）４は、プレート４ｂの上に台形形状の凹凸を交互に水平方向に形成したフィン４ａを載置し、上下方向にプレート４ｂとフィン４ａを交互に重ね合わせている。プレート４ｂとフィン４ａとの接合部にはろう材を設け、図６に示すように、重合物５６を天板５３と基盤５４との間に配設し、その両側部には側板５５を配設している。そして、熱交換器を天板５３と基盤５４で挟み、さらに天板５３と基盤５４を押さえ治具で挟んで固定し、真空炉において、熱交換器を加熱してろう付けを行っている。
【０００５】
プレートフィン型熱交換器４は、多数の波状のフィン４ａ及び平板状のプレート４ｂを数百層積層する。このような構造の熱交換器を作製する場合、一般的には積層したフィン４ａ、プレート４ｂ間にシート状又はベースト状のＮｉろう等を挿入し、炉中で加熱してろうを溶かして互いを接合している。
プレートフィン型熱交換器４のろう付けの場合、全ての接合部分を均一に押付けるとともに、フィン４ａとプレート４ｂの接合部分の隙間を所定値（例えば０．１ｍｍ）以下に管理しながらろう付けを行うことが、ろう切れを防止し、高品質のろう付けとする点で重要である。
【０００６】
プレートフィン型熱交換器４は、ろうの溶融とともに、ろうの厚さ分だけ、プレートフィン型熱交換器４の高さが減少していく。この時、プレートフィン型熱交換器４を構成する部材、つまり、フィン４ａ、プレート４ｂの接合部分に、拘束力が働いていないと、熱応力、部材自体のたわみ等により、各接合部分が不均一に変形することとなる。
一般的に、ろう付けの接合部分の隙間が設計値に近いほどろう付けの接合強度が向上するため、接合部分の隙間を管理しながらろう付けできれば、ろう付けの接合率の向上のみならず、接合部の強度の向上にも寄与する。
特に、高温ガス炉ヘリウムタービン発電システム等で用いられる再生熱交換器など、低温高圧、高温低圧、高温高圧の流体が内部を流れるような条件で使用される場合には、流体の圧力のみならず、金属の温度分布による熱応力も働くため、ろう付けの品質、つまり接合強度が、熱交換器の構造上の耐圧強度等の向上に関連し、非常に重要な要素となる。
【特許文献１】特開２００２-３４６７３５号公報  （従来の技術の欄、参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述のプレートフィン熱交換器や熱交電池スタックなどの積層構造を作製する際には、層間のＮｉろうによるろう付け過程において、真空炉中にて１０００℃以上の高温で加熱される。上述したように、熱交換器は天板５３と基盤５４との間で挟んで熱交換器に面圧を負荷しているが、この方法では、プレートフィン型熱交換器４の端部しか拘束できないため、熱交換器の面積が大きい場合（約１ｍ２以上）は、フィン４ａのスプリング効果が現れて図８に示すように、熱交換器の中央部分が上方側に突出し、天板５３もまたプレートフィン構造のスプリングバックにより上方に歪んでしまう。この場合、熱交換器の中央部分は、面圧が負荷されない。また、積層数が多く、熱交換器全体におけるろう材の厚みが厚い場合、ろうが溶けることにより、熱交換器の高さが減少し拘束するためのボルトの締結が緩み、面圧が十分に負荷されない。
【０００８】
すると、熱交換器を接合する面の中央部分におけるプレート４ｂとフィン４ａとの間の拘束力が不十分となり、高温加熱中にプレートフィン間に隙間が生じる。そのため、ろう切れ欠陥が発生し、接合率（全接合点に対して接合良点の割合）が低くなり、ろう付けの品質が不十分となる。従って、特に大型の熱交換器等をろう付けする場合は、全ての接合点を均一に拘束して、高品質にろう付けできる技術、つまり、ワークを均一に押圧して、ワークを構成する部材同士に一定の面圧が負荷されるように、全ての接合点を均一に拘束する技術が望まれている。
【０００９】
従来から、プレートフィン型熱交換器を構成するプレートとフィンとの間をろう付けにて接合する場合、常圧ろう付け技術により、ポイントだけを押え込むくさび型の拘束治具を用いてプレートとフィンとの間を密着させて接合する技術が知られている。この場合、プレートとフィンとの間の押圧力は局所的であり、全ての接合部分に均一に働くものではない。そのため、接合率は必ずしも高いものではなかった。
また、板バネ、ベローズ等を用いたバネ式の多点拘束治具によってワークを押圧する技術がある。しかし、大型（大面積）熱交換器等の構成部材の接合部分を均一に押え付けることが難しく、また、プレート及びフィンの積層数が増えた場合、ろうが溶融した後の積層高さの変化に対して、拘束治具の変形量に限界（例えば１０ｍｍ以下）があるため、ろう付けの品質が管理できないという問題がある。
【００１０】
さらに、油圧作動のシリンダを用いて、高温下で上方より加圧することで、構成部材の接合部分を拘束してろう付けを行うホットプレス（Ｈｏｔ  Ｐｒｅｓｓ）式が知られている。しかしながら、この技術は、装置が特殊で高価であり、生産コストが高いものであること、ワークの大きさの制約があり、汎用性がないこと、低圧力での加圧の調整ができないなどの問題がある。
【００１１】
本発明は上記課題に鑑みてなされたもので、簡易かつ低コストでワークを均一に加圧することができるろう付け用ワーク拘束組立体、ろう付け用加圧部材、ろう付け装置およびろう付け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】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明のろう付け用ワーク拘束組立体、ろう付け用加圧部材、及びろう付け方法は、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかるろう付け用ワーク拘束組立体は、  ろう付けが行われるワークを挟むように配置されるとともに、該ワークの変形を拘束する拘束部材と、該拘束部材と前記ワークとの間に配置された膨張可能な膨張部材と、を備え、ろう付けする際に前記ワークを加熱しつつ、前記膨張部材を膨張させることにより前記ワークを加圧するろう付用ワーク拘束組立体において、前記膨張部材は、超塑性変形を用いて膨張させられることを特徴とする。
【００１３】
ろう付けが行われるワークは、ろう付け時に、拘束部材との間に配置された膨張部材が膨張することによって加圧され、確実なろう付けが行われる。膨張部材は、超塑性変形を用いて膨張させられるので、大きな変形量を得ることができる。したがって、膨張部材は、ワークを加圧するのに適した形状に変形されることになり、これによりワークを均一に加圧することができる。
また、ろう付け時に膨張部材を膨張させることとしたので、膨張部材はワークとともに加熱されながら変形されることになり、安定した超塑性変形が可能となる。
また、超塑性変形を利用するので、使用後に塑性変形した膨張部材は廃棄されることになる。したがって、膨張部材としては、廃棄してしまうことを考慮して、１回の使用にさえ耐えれば良い極めて安価な部材を採用することができる。
ここで、「超塑性変形」とは、弾性変形領域を超えた領域で、わずかな引張応力によって大きなひずみを示す領域を用いた変形である。
【００１４】
また、前記膨張部材は、縁部が溶接された２枚の板状金属部材と、これら板状金属部材の間に流体を導入する流体導入口と、を備えていることを特徴とする。
【００１５】
２枚の板状金属部材の間に、流体導入口から流体を導入することによって、これら板状金属部材を超塑性域において膨張変形させる。流体導入口に導入する流体としては、例えば不活性ガス、好適にはアルゴンガスが用いられる。
２枚の板状金属部材の縁部を溶接することによって膨張部材を構成することとしたので、安価に膨張部材を製造することができる。
板状金属部材に用いる金属材料としては、ステンレス材が好ましく、特にＳＵＳ３１６が好適である。
【００１６】
また、前記膨張部材の前記縁部近傍には、超塑性変形に伴う前記縁部の変形を抑制する変形抑制部材が設けられていることを特徴とする。
【００１７】
２枚の板状金属部材が溶接された縁部近傍に大きな変形が生じ、この部分に応力が集中しやすくなる。そこで、縁部の変形を抑制する変形抑制部材を設け、縁部近傍の過剰な変形を抑制し、膨張部材の破断を防止することとした。
【００１８】
また、前記膨張部材と前記ワークとの間には、前記膨張部材からの押圧力を前記ワークに均等に伝達するための均圧板が設けられていることを特徴とする。
【００１９】
均圧板によって、膨張部材からの押圧力をワークに均等に伝達するようにしたので、ワークにおけるろう付けが均等に行われ、良好なろう付けが実現される。
【００２０】
また、前記膨張部材と前記拘束部材との間、あるいは前記膨張部材と前記ワークとの間には、スペーサが設けられていることを特徴とする。
【００２１】
膨張部材と拘束部材との間、あるいは前記膨張部材と前記ワークとの間に設けたスペーサによって、このスペーサの体積分だけ膨張部材の過剰な変形が抑制される。これにより、膨張部材の破断を防止する。
なお、上記のように膨張部材とワークとの間に均圧板が設けられている場合には、この均圧板がスペーサの役割を兼用することとしても良い。
【００２２】
また、前記ワークは、フィンとプレートとを交互に積層したプレートフィン型熱交換器とされ、前記拘束部材は、前記プレートフィン型熱交換器の積層方向を拘束するように設けられ、前記膨張部材は、前記プレートフィン型熱交換器の積層方向を加圧することを特徴とする。
【００２３】
プレートフィン型熱交換器は、ろう付け時にろうが溶けることにより、積層方向における変形が大きい。したがって、積層方向を膨張部材で加圧することとし、積層方向の変形を吸収ないし抑制することとした。
【００２４】
また、前記ワークと前記膨張部材との間に設けられた熱伝導式ヒータを備えていることを特徴とする。
【００２５】
ワークから離間した位置に配置された外部ヒータのみでは、当該外部ヒータからの死角が存在したり、減圧下で加熱する場合には対流伝熱による加熱がそれほど期待できないので、ワークを均一かつ十分に加熱できない場合がある。そこで、ワークと膨張部材との間に熱伝導式ヒータを設け、ワークに対して加熱に必要な熱量を効率よく伝えるようにした。
また、膨張部材の近傍に熱伝導式ヒータが配置されることになるので、より高温での膨張部材の変形が可能となり、安定した超塑性域での変形が行われることとなる。
【００２６】
また、本発明のろう付け装置は、上記いずれかの態様の付け用ワーク拘束組立体と、該ろう付け用ワーク拘束組立体を内部に収容する加熱炉と、該加熱炉内に配置され、前記ワークを外部から加熱する外部ヒータと、を備えていることを特徴とする。
【００２７】
また、本発明のろう付け用加圧部材は、ろう付けが行われるワークを挟むように配置されるとともに該ワークの変形を拘束する拘束部材と、前記ワークとの間に配置され、ろう付け時に前記ワークが加熱される際に膨張されて該ワークを加圧するろう付け用加圧部材において、超塑性変形を用いて膨張させられる膨張部材とされていることを特徴とする。
【００２８】
また、本発明のろう付け方法は、ろう付けが行われるワークを挟むように配置されるとともに、該ワークの変形を拘束する拘束部材と、該拘束部材と前記ワークとの間に配置された膨張可能な膨張部材と、を備え、ろう付けする際に前記ワークを加熱しつつ、前記膨張部材を膨張させることにより前記ワークを加圧するろう付け方法において、超塑性変形を用いて前記膨張部材を膨張することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、超塑性変形を用いた簡便な構成の膨張部材によってワークを加圧できるので、簡易かつ低コストでワークを均一に加圧することができるろう付け用ワーク拘束組立体、ろう付け用加圧部材、ろう付け装置およびろう付け方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下に、本発明のろう付け装置およびろう付け方法にかかる実施形態について、図面を参照して説明する。
以下、本発明の第１実施形態について、図１〜図４を用いて説明する。
図１には、本実施形態にかかるろう付け装置に用いられるろう付け用ワーク拘束組立体１の断面が示されている。
図１に示されたろう付け用ワーク拘束組立体１は、図示しない真空加熱炉内に収納されている。したがって、ろう付け用ワーク拘束組立体１に固定されたプレートフィン型熱交換器（ワーク）４は、真空雰囲気の下で加熱されるようになっている。図示されていないが、ろう付け装置は、ろう付け用ワーク拘束組立体１の近傍に放射伝熱式ヒータ（外部ヒータ）を備えており、これによりプレートフィン型熱交換器４が加熱されるようになっている。
【００３１】
ろう付け用ワーク拘束組立体１は、プレートフィン型熱交換器４の積層方向を拘束する拘束部材１０と、この拘束部材１０とプレートフィン型熱交換器４との間に配置された円板状の膨張タンク（膨張部材，ろう付け用加圧部材）１２とを主として備えている。
【００３２】
拘束部材１０は、プレートフィン型熱交換器４の下方に位置する下板１４と、この下板１４の上方においてプレートフィン型熱交換器４を挟んだ状態で位置する上板１６と、これら下板１４および上板１６間を拘束する複数本のボルト１８，１８…とを備えている。
各ボルト１８は、その下端が下板１４に対して螺合された状態で上方に立設されており、その上端は上板１６に形成された孔部１６ａを貫通した状態で配置されている。上板１６の孔部１６ａを貫通して上方に突出したボルト上端部には、雄螺子部が形成されており、この雄螺子部にナット２０が螺合することによって、下板１４と上板１６とが離間する方向に変位しないように拘束されている。一方、下板１４と上板１６とが接近する方向には拘束されていない。
上板１６の上面には、リブ２２が複数条立設されており、上板１６の剛性を高めている。
【００３３】
下板１４の上方には、プレートフィン型熱交換器４が、板状の下側熱伝導式ヒータ２４ａ及び上方熱伝導式ヒータ２４ｂに挟まれた状態で設置されている。
各熱伝導式ヒータ２４ａ，ｂには、内部に電熱線が設けられており、図示しない電力供給源から電熱線に電力が供給されることによって加熱されるようになっている。
プレートフィン型熱交換器４については、図６及び図７を用いて説明したプレートフィン型熱交換器と異なるところがないので、その説明を省略する。
【００３４】
プレートフィン型熱交換器４と拘束部材１０との間、より具体的には、プレートフィン型熱交換器４の上方に設けられた上側熱伝導式ヒータ２４ｂと上板１６との間には、膨張タンク１２が設けられている。
【００３５】
膨張タンク１２の周囲には、この膨張タンク１２を外周から取り囲むように変形抑制部材２６が配置されている。この変形抑制部材２６は、平面視して中央に穴２６ａが形成された円環状とされており、この穴２６ａに膨張タンク１２が収納配置される。より詳細には、膨張タンク１２の外周端面と変形抑制部材２６の内周面とを溶接することにより、膨張タンク１２と変形抑制部材２６とが固定されている。
【００３６】
変形抑制部材２６は、その厚さ方向（図１において縦方向）における中央部に、最も大きな穴径を形成する大径内周面２６ｃを備えている。この大径内周面２６ｃの直径と膨張タンク１２の外径とが略一致しており、この位置に膨張タンク１２が嵌まり込んだ状態で溶接されている。
変形抑制部材２６の上下の両端面２６ｄ，２６ｄには、最も小さな穴径を形成する小径内周縁部２６ｅが設けられている。この小径内周縁部２６ｅと上記大径内周面２６ｃとの間には、変形抑制部材２６の中心側に凸となるように小径内周縁部２６ｅに向けて漸次径が減少する曲面２６ｆが形成されている。この曲面２６ｆは、後述するように、膨張タンク１２が膨張変形したときに、この膨張タンク１２の縁部に応力集中が生じないような形状となっている。
【００３７】
膨張タンク１２のプレートフィン型熱交換器４側（図１において下方）には、上側熱伝導式ヒータ２４ｂとの間に均圧板３０が設けられている。均圧板３０は、上側熱伝導式ヒータ２４ｂの上面に載置されており、剛性を有する部材（例えば所定厚さを有する金属部材）で形成されている。この均圧板３０によって、膨張タンク１２からの押圧力を均等に熱伝導式ヒータ２４ｂ側に伝達するようになっている。つまり、仮に、膨張タンク１２が変形して均圧板３０に片あたりしても、均圧板３０の剛性によって片あたりした集中荷重を分散して熱伝導式ヒータ側に均一に伝達する。
【００３８】
膨張タンク１２と上板１６との間には、スペーサ３２が配置されており、膨張タンク１２の上板１６側への過剰な変形を防止するようになっている。つまり、過剰に膨張タンク１２が変形すると、それだけひずみ量が多くなり破断の確率が高くなる。そこで、スペーサ３２を配置して、過剰な変形を防止するようにしている。したがって、このスペーサ３２は、配置される膨張タンク１２の形状（肉厚）や材質に応じて変更される。
【００３９】
下側熱伝導式ヒータ２４ａ上には、ストッパー２５が載置されている。このストッパー２５により、膨張タンク１２が膨張して、プレートフィン型熱交換器４を過剰に圧縮してしまうことを防止する。
【００４０】
次に、膨張タンク１２について、図２及び図３を用いてより詳しく説明する。
図２に示すように、膨張タンク１２は、上側円板状金属部材４２ａと下側円板状金属部材４２ｂとから構成されている。各円板状金属部材４２ａ，ｂは、ＳＵＳ３１６材で構成されており、厚さ３ｍｍ、直径２００ｍｍとされている。この場合、周縁部を固定した状態で超塑性変形を行えば、円板状金属部材４２ａ，ｂはそれぞれ、中央部において厚さ方向に６ｍｍ以上（さらには７．５ｍｍ以上）変形させることができる。これに対して、弾性変形では０．５ｍｍしか変形させることができず、塑性変形であってもせいぜい６ｍｍまでしか変形させることができない。
ただし、円板状金属部材の材質および大きさは、適用されるろう付け装置に応じて適宜変更される。すなわち、超塑性変形が確保できるような材質および大きさが選定される。また、形状についても円板状に限らず、楕円形、あるいは四角形等の多角形としてもよい。四角形等の多角形とするときは、応力集中を避けるため、角部を落として丸みをつけるようにするとよい。
【００４１】
円板状金属部材４２ａ，ｂは互いに重ねあわされており、円板状金属部材４２ａ，ｂ間に気密性が確保されるように、周縁部（縁部）４０が溶接されている。上側円板状金属部材４２ａには、気密状態とされた円板状金属部材４２ａ，ｂ間に気体を導入するためのガス導入口（流体導入口）４４が形成されており、この流体導入口４４にガス供給管４６が接続されている。導入されるガスとしては、Ａｒガスが用いられる。
ただし、Ａｒガス以外のＮ２等の不活性ガスを使用してもよい。また、ガスに限らず水等の液体を用いてもよい。
【００４２】
図３には、膨張タンク１２内にガス供給管４６からＡｒガスを供給して膨張させた状態が示されている。このように、膨張タンク１２の材質、板圧おおび大きさを適切に選定すれば、超塑性域での変形が実現され、大きな変形量が得られる。もちろん、Ａｒガス供給速度についても、破断せずに超塑性変形域での変形が維持される供給速度に設定される。
【００４３】
次に、本実施形態にかかるろう付け装置を用いたプレートフィン型熱交換器４のろう付け工程について説明する。
まず、下板１６上に下側熱伝導式ヒータ２４ａを設置し、その上に、ろう付け対象となるプレートフィン型熱交換器４、上側熱伝導式ヒータ２４ｂを順に設置する。上側熱伝導式ヒータ２４ｂの上方に、変形抑制部材２６を設置する。次いで、変形抑制部材２６の穴２６ａ内に、均圧板３０、膨張前の膨張タンク１２およびスペーサ３２を順に設置する。
その後、上板１６を上方から載置し、複数のボルト１８およびナット２０によって下板１４及び上板１６を拘束する。
【００４４】
このようの組み立てられたろう付け用ワーク拘束組立体１を、図示しない真空加熱炉内に設置する。
そして、真空加熱炉内のガスを図示しない真空ポンプによって真空排気して、真空加熱炉内を真空状態にする。
【００４５】
真空状態が達成された後、図示しない放射伝熱式ヒータに電力を供給して、放射伝熱によりプレートフィン型熱交換器４を加熱する。また、熱伝導式ヒータ２４ａ，ｂにも電力を供給し、熱伝導によりプレートフィン型熱交換器４を加熱する。
これとほぼ時期を同じくして、膨張タンク１２内にＡｒガスを供給する。これにより、膨張タンク１２は、弾性変形域および塑性変形域を超えて超塑性変形域で変形させられる。超塑性変形によって膨張した膨張タンク１２は、大きな変形を伴いつつ、均圧板３０およびスペーサ３２をそれぞれ下側および上側に移動させ、最終的には、上側熱伝導式ヒータ２４ｂと上板１６とが離間する方向に押圧する。上板１６と下板１４との離間間隔は、ボルト１８及びナット２０によって拘束されているので、膨張タンク１２の押圧力は、プレートフィン型熱交換器４を加圧するように作用する。
また、膨張タンク１２が膨張する際に、膨張タンク１２の周縁部４０の過剰変形が変形抑制部材２６によって抑制され、応力集中による破断が防止されている。
【００４６】
ろう付け時に、プレートとフィンとの間に配置されたろう材が溶けてプレートフィン型熱交換器４の高さ方向（積層方向）の寸法が変化しても、膨張タンク１２はその超塑性変形によって寸法変化に追随し、常にプレートフィン型熱交換器４を加圧するようになっている。
このように膨張タンク１２が超塑性変形を用いて膨張されられた状態が図４に示されている。
【００４７】
以下に、本実施形態の作用効果について説明する。
ろう付けが行われるプレートフィン型熱交換器４は、ろう付け時に、膨張タンク１２が膨張することによって常に加圧されるので、これによりろう切れを起こすことなく確実なろう付けが行われる。
また、膨張タンク１２は、超塑性変形を用いて膨張させられて、大きな変形量を得ることができるので、プレートフィン型熱交換器４を加圧するのに適した形状に変形させることができ、これによりプレートフィン型熱交換器４を均一に加圧することができる。
また、ろう付け時に膨張タンク１２を膨張させることとしたので、膨張タンク１２はプレートフィン型熱交換器４とともに加熱されながら変形されることになり、安定した超塑性変形が可能となる。特に、プレートフィン型熱交換器４との間に熱伝導式ヒータが配置されているので、プレートフィン型熱交換器４の加熱だけでなく、膨張タンク１２の加熱も良好に行われる。
また、超塑性変形を利用するので、使用後に塑性変形した膨張タンク１２は廃棄されることになる。したがって、膨張タンク１２としては、廃棄してしまうことを考慮して、１回の使用にさえ耐えれば良い極めて安価な部材を採用することができる。特に、本実施形態では、ＳＵＳ３１６の円板を二枚重ね合わせて溶接した単純な構造となっており、安価に膨張タンク１２を構成することができる。
【００４８】
また、膨張タンク１２の周縁部４０近傍の変形を抑制する変形抑制部材２６を設けたので、縁部４０近傍の過剰な変形を抑制し、膨張タンク１２の破断を防止することができる。
【００４９】
また、均圧板３０によって、膨張タンク１２からの押圧力をプレートフィン型熱交換器４に均等に伝達するようにしたので、プレートフィン型熱交換器４におけるろう付けが均等に行われ、良好なろう付けを実現することができる。
【００５０】
また、放射伝熱式ヒータに加えて、プレートフィン型熱交換器４近傍に熱伝導式ヒータ２４ａ，ｂを設け、プレートフィン型熱交換器４に対して加熱に必要な熱量を効率よく伝えることができる。
【００５１】
図５には、変形抑制部材２６の変形例が示されている。この変形抑制部材２６は、大径内周面２６ｃが下端部に形成されており、この位置に膨張タンク１２が配置されるようになっている。そして、大径内周面２６ｃの上方には、漸次径が小さくなるように曲面２６ｆが形成されている。
本変形例によれば、超塑性変形することになる部材が上側円板状金属部材４２ａに限定され、下側円板状金属部材４２ｂは変形しない。したがって、均圧板３０（図１参照）を省略することができる。
【００５２】
なお、本実施形態において真空加熱炉を用いて説明したが、加熱形態は真空加熱に限定されず、例えばＮ２等の不活性ガスを封入した雰囲気で加熱するようにしてもよい。このようにすれば、対流伝熱によってプレートフィン型熱交換器４を加熱することができるので、加熱のための投入エネルギーを小さくできるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明のろう付け用ワーク拘束組立体の第１実施形態を示した断面図である。
【図２】収縮状態の膨張タンクを示した斜視図である。
【図３】膨張タンクが膨張した状態を示した断面図である。
【図４】図１と同様の構成であって、膨張タンクが膨張してプレートフィン型熱交換器を加圧した状態を示す断面図である。
【図５】図１の変形例を示した断面図である。
【図６】従来のガス圧による拘束冶具と熱交換器を示した斜視図である。
【図７】図６の熱交換器を示した拡大斜視図である。
【図８】図６の熱交換器が加熱によりスプリング効果を生じた状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００５４】
１  ろう付け用ワーク拘束組立体
４  プレートフィン型熱交換器４
１０  拘束部材
１２  膨張タンク
２４ａ，ｂ  熱伝導式ヒータ
２６  変形抑制部材
３０  均圧板
４４  流体導入口
【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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