(57)【要約】【課題】Ｃｕ−Ｓｎ−Ｎｉ−Ｐ合金のろう材を用いるものにおいて、フラックスの使用を不要として良好な接合状態の得られるろう付け方法を提供する。【解決手段】銅あるいは銅合金から成る部材１１２、１１４同士をろう付けするろう付け方法において、Ｃｕ−Ｓｎ−Ｎｉ−Ｐから成るろう材を部材１１２、１１４間の当接部に設け、ろう付け炉内に還元ガスを導入して、ろう付け炉内温度を６００〜８００℃にしてろう付けする。上記還元ガスとしては、水素を用いて好適である。また、ろう付けによる気密性を要する熱交換器１００にこのろう付け方法を用いて有用である。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
銅あるいは銅合金から成る部材（１１２、１１４）同士をろう付けするろう付け方法であって、
Ｃｕ−Ｓｎ−Ｎｉ−Ｐから成るろう材を前記部材（１１２、１１４）間の当接部に設け、
ろう付け炉内に還元ガスを導入して、
前記ろう付け炉内温度を６００〜８００℃にしてろう付けすることを特徴とするろう付け方法。
【請求項２】
前記還元ガスは、水素としたことを特徴とする請求項１に記載のろう付け方法。
【請求項３】
前記部材（１１２、１１４）は、内部流体が流通する熱交換器（１００）用の部材（１１２、１１４）であることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか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、銅製または銅合金製の熱交換器に適用して好適なろう付け方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の、熱交換器のろう付け方法として、特許文献１に示されるように、フィンあるいはチューブ（または板材）のいずれかの表面にろう材をクラッドして、両者を組付けした後に加熱処理を施してろう付けするものが知られている。
【０００３】
具体的には、ろう材をＣｕ−（６〜１５）ｗｔ％Ｓｎ−（５〜７）ｗｔ％Ｎｉ−（５〜８）ｗｔ％Ｐとして低融点化し、また、加熱処理としては窒素やアルゴン等の不活性ガス雰囲気中にて６８０〜７００℃（３分）で行うものとしており、作業効率が良く、安全で低コストなろう付け方法としている。
【０００４】
しかしながら、熱交換器の内部流体の気密性を要する部位（例えば、チューブとタンク部との接合部）においては、構成部材間に確実にろう材が廻り込んで接合される必要があるが、構成部材表面の酸化皮膜の生成状態によっては、ろう材中のＰの還元作用だけでは酸化皮膜が除去できず、ろう材の廻り込み（流動性）が悪化する場合がある。よって、ろう材の廻り込み（流動性）を向上させるためにフラックスが必要となるが、フラックスを使用するとフラックス自身のコストはもとより、フラックス塗布や、ろう付け後のフラックス除去の作業が必要となり、その分のコストアップに繋がる。
【特許文献１】特開平１０−２８６６６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、上記問題に鑑み、Ｃｕ−Ｓｎ−Ｎｉ−Ｐ合金のろう材を用いるものにおいて、フラックスの使用を不要として良好な接合状態の得られる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】
【０００６】
本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。
【０００７】
請求項１に記載の発明では、銅あるいは銅合金から成る部材（１１２、１１４）同士をろう付けするろう付け方法であって、Ｃｕ−Ｓｎ−Ｎｉ−Ｐから成るろう材を部材（１１２、１１４）間の当接部に設け、ろう付け炉内に還元ガスを導入して、ろう付け炉内温度を６００〜８００℃にしてろう付けすることを特徴としている。
【０００８】
これにより、フラックスを使用しなくても還元ガスによって部材（１１２、１１４）表面の酸化皮膜を除去することができるので、部材（１１２、１１４）間の当接部にろう材を確実に廻して良好なろう付け状態を得ることができる。
【０００９】
そして、上記還元ガスとしては、請求項２に記載の発明のように、水素を用いて好適である。
【００１０】
また、請求項３に記載の発明では、部材（１１２、１１４）は内部流体が流通する熱交換器（１００）用の部材（１１２、１１４）であることを特徴としており、ろう付けによる気密性を要する熱交換器（１００）においては、有用なろう付け方法となる。
【００１１】
尚、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
（第１実施形態）
本発明における第１実施形態を図１、図２に示す。第１実施形態は、本発明のろう付け方法を建設機械用のエンジン（図示せず）を冷却するラジエータ１００に適用したものとしている。
【００１３】
尚、このラジエータ１００を構成する各部材（以下で詳細説明）のうち、フィン１１１は銅材より成り、その他の部材は黄銅材より成り、銅系ろう材（詳細後述）を用いるろう付けにより互いに接合されるものとしている。
【００１４】
ラジエータ１００は、コア部１１０、アッパタンク１２０、ロウアタンク１３０から成る。コア部１１０は、エンジンから流出する冷却水（本発明の内部流体に対応）を冷却する熱交換部であり、フィン１１１、チューブ１１２、サイドプレート１１３およびコアプレート１１４から成る。
【００１５】
フィン１１１は、冷却水の熱を効率的に冷却風側に放熱する放熱部材であり、薄肉の帯板材から波状に成形されている。チューブ１１２は、内部を冷却水が流通する部材であり、薄肉の帯板材から断面が扁平な長円に成るように折り曲げられ、端部同士が溶接されて形成されている。フィン１１１およびチューブ１１２は交互に積層され（図１中では左右方向に並べられて）、積層されたフィン１１１のうち、積層方向の最外方に位置するフィン１１１の更に外方には、補強部材としてのサイドプレート１１３が配設されている。尚、チューブ１１２は、ここでは図１（ｂ）中の冷却風流れ方向にも複数（３列）配列されるものとしている。
【００１６】
また、コアプレート１１４は、アッパタンク１２０、ロウアタンク１３０の開口側が嵌合する縁立て部を有する浅い箱状部材としており、平板材の絞り加工あるいは折り曲げ加工によって形成されている。コアプレート１１４のチューブ１１２の長手方向端部（以下、チューブ端部１１２ａ）に対応する位置には、タンク内部側に張出すフランジ部を有するバーリング孔１１４ａが複数設けられており、チューブ端部１１２ａが嵌入され、上記したフィン１１１、チューブ１１２、サイドプレート１１３、コアプレート１１４は互いに当接する部位でろう付けされている。
【００１７】
また、アッパタンク１２０およびロウアタンク１３０は、コアプレート１１４側が開口する箱状の容器であり、この開口側がコアプレート１１４に嵌合されてろう付けされている。尚、両タンク１２０、１３０の反チューブ側の面（タンク天井面）にはそれぞれこの両タンク１２０、１３０内部と連通する入口パイプ１２１、出口パイプ１３１が設けられ、ろう付けされ、ラジエータ１００が形成される。
【００１８】
エンジンから流出される冷却水は、ラジエータ１００の入口パイプ１２１から流入し、アッパタンク１２０、コア部１１０（チューブ１１２）、ロウアタンク１３０を経て出口パイプ１３１から流出し、この間に冷却される。
【００１９】
本発明は、ラジエータ１００のろう付け方法に特徴部を持たせており、以下その詳細について説明する。
【００２０】
まず、ろう材は、銅（Ｃｕ）−錫（Ｓｎ）−ニッケル（Ｎｉ）−燐（Ｐ）から成る合金であり、各重量割合は、例えば銅７５％、錫１５％、ニッケル５％、燐５％としている。このろう材の融点は約６００℃である。
【００２１】
フィン１１１を除く各部材（１１２〜１１４、１２０、１２１、１３０、１３１）の表面には上記ろう材を予め塗布しておき、各部材（１１１〜１１４、１２０、１２１、１３０、１３１）同士の嵌合や治具固定等によってラジエータ１００としての組立て体を形成する。
【００２２】
そして、このラジエータ１００の組立て体をろう付け炉に投入して、各部材（１１１〜１１４、１２０、１２１、１３０、１３１）を一体的にろう付けする。ここで、ろう付け炉中には還元ガスとして水素（Ｈ２）を導入し、温度条件としては６００〜８００℃の雰囲気としている。
【００２３】
これにより、フラックスを使用しなくても還元ガス（水素）によって各部材（１１１〜１１４、１２０、１２１、１３０、１３１）表面の酸化皮膜を除去することができるので、各部材（１１１〜１１４、１２０、１２１、１３０、１３１）間の当接部にろう材を確実に廻して良好なろう付け状態を得ることができる。特に、チューブ１１２とコアプレート１１４間のろう付けに気密性を要するラジエータ（熱交換器）１００においては、有用なろう付け方法となる。
【００２４】
図３、図４は、本発明の効果の確認要領とその結果を示したものである。図３は効果の確認要領を示したものであり、上側試験片と下側試験片との間に所定の傾斜を有する隙間を設けて、この隙間に形成されるろう材のフィレット長さＬを測定している。
【００２５】
図４はその結果を示したものであり、本発明（水素還元炉）においては、フラックスなしでも、従来技術（Ｎ２炉）のフラックス有りと同等のフィレット長さが得られている。実際のチューブ１１２とコアプレート１１４とのろう付け（根付け）状態は、従来技術においてはラジエータ１００のトータルの根付け数の略１／３にろう材廻り不良が生じていたものに対して（主にチューブ１１２のＲ部分）、本発明においては、全数良好なろう材廻りを得ることができた。
【００２６】
尚、Ｃｕ−Ｓｎ−Ｎｉ−Ｐ合金のろう材を用いているので、ろう付け時の融点を下げて材料の強度低下を防止することができる。
【００２７】
（その他の実施形態）
ろう付け時に使用する還元ガスは、上記第１実施形態で説明した水素に限らず、一酸化炭素（ＣＯ２）等としても良い。
【００２８】
また、建設機械用のラジエータ１００に限らず他の４輪車用のラジエータ等に適用しても良い。更に、ラジエータ１００に代えて、他の熱交換器としてインタークーラ、コンデンサ、ヒータコア等に適用するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１実施形態におけるラジエータの外観を示す（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【図２】（ａ）は図１（ｂ）のＡ−Ａ部を示す断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ方向からの矢視図である。
【図３】ろう材の廻り性を確認するための試験片を示す正面図である。
【図４】本発明の効果（フィレット長さ）を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３０】
１００  ラジエータ（熱交換器）
１１２  チューブ（部材）
１１４  コアプレート（部材）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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