(57)【要約】【課題】ろう付接合の品質を容易に安定させることができるろう付炉及びろう付方法を提供する。【解決手段】ろう付炉１は予備加熱室２とろう付室３とを有している。予備加熱室２は、被処理材１００を収容した状態で室内を減圧するための真空ポンプ２１と、減圧雰囲気下において被処理材１００を予備加熱する予備加熱装置２２と、予備加熱後に室内を復圧するための不活性ガスを導入する復圧ガス導入装置２３とを有している。ろう付室３は、室内に不活性ガスを導入するガス置換装置３１と、被処理材１００をろう付温度に加熱する本加熱装置３２とを有している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム材よりなる被処理材のろう付に用いられるろう付炉であって、
予備加熱室とろう付室とを有し、
上記予備加熱室は、上記被処理材を収容した状態で室内を減圧するための真空ポンプと、減圧雰囲気下において上記被処理材を予備加熱する予備加熱装置と、予備加熱後に室内を復圧するための不活性ガスを導入する復圧ガス導入装置とを有し、
上記ろう付室は、室内に不活性ガスを導入するガス置換装置と、上記被処理材をろう付温度に加熱する本加熱装置とを有していることを特徴とするろう付炉。
【請求項２】
上記予備加熱室は、室内の圧力を１００Ｐａ以下にすることができるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のろう付炉。
【請求項３】
上記予備加熱装置は、上記被処理材の温度を２００℃超にすることができるように構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のろう付炉。
【請求項４】
上記本加熱装置は、個別に温度を調整可能な複数のサブユニットを有しており、該複数のサブユニットが上記被処理材の搬送方向に沿って配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のろう付炉。
【請求項５】
上記ろう付炉は、上記ろう付室に連通する冷却室を有しており、該冷却室は、室内に不活性ガスを導入する冷却ガス導入装置を有していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のろう付炉。
【請求項６】
上記ろう付炉は、上記被処理材を入口から出口まで搬送する搬送装置を有していることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のろう付炉。
【請求項７】
アルミニウム材よりなる被処理材を１００Ｐａ以下の減圧雰囲気下において予備加熱し、
次いで、不活性ガスを供給することにより上記被処理材の周囲を不活性ガス雰囲気にし、
その後、上記不活性ガス雰囲気を維持した状態で上記被処理材を加熱してろう付を行うことを特徴とするアルミニウム材のろう付方法。
【請求項８】
上記予備加熱は、上記被処理材を２００℃超え４００℃以下の温度に加熱して行うことを特徴とする請求項７に記載のアルミニウム材のろう付方法。
【請求項９】
上記被処理材は、ろう付を行う部分に予めフッ化物系フラックスが塗布されていることを特徴とする請求項７または８に記載のアルミニウム材のろう付方法。
【請求項１０】
上記被処理材は、ろう付を行う部分に予めフッ化物系フラックスが塗布されていないことを特徴とする請求項７または８に記載のアルミニウム材のろう付方法。
【請求項１１】
上記予備加熱及び上記ろう付は、金属または黒鉛よりなり通気孔を有する遮蔽箱に上記被処理材を収容した状態で行われることを特徴とする請求項１０に記載のアルミニウム材のろう付方法。
【請求項１２】
上記遮蔽箱には、さらに、箱内の酸素を消費する犠牲酸化材が収容されていることを特徴とする請求項１１に記載のアルミニウム材のろう付方法。
【請求項１３】
請求項１〜６のいずれか１項に記載のろう付炉を用いてろう付を行うことを特徴とする請求項７〜１２のいずれか１項に記載のアルミニウム材のろう付方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミニウム材のろう付を行うためのろう付炉及びアルミニウム材のろう付方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
アルミニウム材のろう付方法としては、フラックスを被処理材に塗布し、窒素などの不活性ガス雰囲気下において被処理材を加熱してろう付を行うＣＡＢ（Controlled  Atmosphere  Brazing）法が多用されている。ＣＡＢ法に用いられるフッ化物系フラックスは、ろう付時の加熱により酸化されるとフラックスとしての機能が低下するという問題がある。この問題を回避するため、ＣＡＢ法においては、通常、十分な量のフラックスを塗布するとともに、雰囲気中の酸素濃度を１００ｐｐｍ以下、より好ましくは２０ｐｐｍ以下に制御してろう付を行っている。
【０００３】
フッ化物系フラックスはアルミニウムに対して非腐食性であるため、ろう付後の腐食性の観点からは、ろう付後にアルミニウム材を洗浄してフラックスの残渣を除去する必要がない。しかしながら、アルミニウム材の用途によっては、フラックスやフラックス残渣が存在すると以下のような問題を起こすことがある。例えば、自動車用熱交換器に代表されるアルミニウム製熱交換器においては、その製造時にフラックス残渣により表面処理性が悪化するなどの問題が発生するおそれがある。また、アルミニウム製熱交換器の使用中に、冷媒通路にフラックス等に起因する目詰まりが発生する、あるいは、熱交換器に当接する電子部品にフラックス等が悪影響を与えるなどの問題が生じるおそれがある。
【０００４】
そこで、フラックスの塗布量を低減したろう付方法や、フラックスを使用しないろう付方法の開発が進められている。接合不良の発生を抑制しつつ、フラックスの塗布量の低減あるいはフラックスを使用しないろう付を実現するためには、ろう付時における雰囲気中の酸素濃度や露点を低減することが効果的である。
【０００５】
例えば、特許文献１には、不活性ガスとしてアルゴンやヘリウムを用いてろう付を行う方法が提案されている。これらのガスは、一般的に使用されている窒素に比べて雰囲気中の酸素濃度や露点を低減することができる。
【０００６】
特許文献２には、ろう付加熱ゾーンの前室を扉で仕切られた独立構造にし、前室に被処理材を収容した状態で室内を真空排気した後、不活性ガスで室内を復圧する方法が提案されている。この方法によれば、前室からろう付加熱ゾーンへの酸素や水分の持ち込み量を低減することができる。その結果、加熱ゾーンの酸素濃度や露点を従来に比べて低減することができ、例えば、酸素濃度を比較的容易に５０ｐｐｍ程度まで低減することができる。
【０００７】
また、特許文献３には、フラックスを用いずにろう付を行う、いわゆるフラックスレスろう付法として、微量のＢｉ（ビスマス）やＢｅ（ベリリウム）を含むろう材を用いた方法が提案されている。Ｂｉ等を含むろう材またはそのクラッド材を酸やアルカリでエッチングし、酸素濃度や露点を厳しく管理したろう付炉を用いて加熱を行うことにより、フラックスを用いずにろう付を行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１３−０９１０６６号公報
【特許文献２】特開平１０−２７７７３０号公報
【特許文献３】特開平１１−２８５８１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１の技術は、窒素に比べて高価なアルゴンやヘリウムを用いる必要があるため、量産設備に適用することは困難である。
【００１０】
特許文献２の技術は、不活性ガスとして窒素を用いた場合に、ろう付加熱ゾーンにおける酸素濃度や露点を従来よりも低減することができる。ところが、特許文献２の技術を適用してろう付加熱ゾーンへの酸素や水分の持ち込み量を低減しても、接合不良の発生を完全に抑制することはできていない。ろう付性の悪化や接合不良の発生は、例えば、大気中の露点が継続して高い季節や、被処理材の構造が複雑な場合等に起こりやすい。この原因としては、ろう付に用いる治具や被処理材に吸着した水分等がろう付加熱ゾーンに持ち込まれることが挙げられる。後述するように、このようにして持ち込まれる水分は、真空排気により十分に除去することが困難である。
【００１１】
また、フラックスレスろう付法としては、材料や加熱方法に関して、特許文献３の技術を含めて多くの技術の提案がなされている。しかしながら、今日に至るまで、不活性ガス雰囲気下でのフラックスレスろう付法が実用化された事例は殆ど存在していない。フラックスレスろう付法の実用化を妨げる要因としては、フラックスを用いるろう付法に比べて接合能力が劣る点、及び、ろう付性が作業環境による影響を受け易く、ろう付接合の品質を安定させることが難しい点が挙げられる。特に、後者の問題は、治具、被処理材及びろう材の保管環境や使用状況によっては深刻な接合不良を生じさせるおそれがあるため、フラックスレスろう付法の実用化を妨げる大きな原因となっている。
【００１２】
以上のように、従来の技術では、フラックスの塗布量を低減したろう付あるいはフラックスを使用しないろう付において、ろう付接合の品質を安定させることが難しいという問題がある。発明者らは、上記の背景を踏まえて更に検討を重ねた結果、以下の３点がろう付性を悪化させる要因となり得ることに着目した。
（１）成形加工により被処理材に付着した油分
（２）ろう付に用いる治具に吸着している水分及び油分
（３）ろう付に用いる治具に付着している異物
【００１３】
上記（１）については、成形加工により被処理材に付着した油分は、真空排気により除去することが困難である。油分の低減には、脱脂処理液を用いて成形加工後に被処理材の脱脂処理を行うことが有効である。しかし、脱脂処理液には、環境上の問題により使用が制限されているものがある。また、脱脂処理による製造コストの増大を回避するため、成形加工の際に揮発性油を用い、脱脂処理を省略することも少なくない。
【００１４】
上記（２）については、例えば、黒鉛製の治具を用いる場合にろう付性への影響が大きくなると考えられる。黒鉛等の多孔質材料は、その孔内に水分や油分が吸着されているため、真空排気を長時間行っても孔内の水分等を完全に除去することが困難である。
【００１５】
上記（３）については、種々の原因により治具に付着した異物が問題になると考えられる。例えば、フラックスを用いたろう付においては、加熱により溶融したフラックスが再度固化して治具に付着することが頻繁に発生する。このフラックスは、治具に付着した油分、アルミニウム材中のＭｇ（マグネシウム）、大気中の酸素または水分等と混合し、あるいは反応することがある。このようにして形成された混合物や反応物は、真空排気により除去することができない。
【００１６】
このように、ろう付加熱ゾーンにはろう付性を悪化させる原因となる水分等が被処理材や治具から持ち込まれ得る。そして、ろう付加熱ゾーン内に持ち込まれた水分等は、加熱により蒸発し、あるいは熱分解してろう付性を悪化させると考えられる。上記（１）〜（３）の推定要因は、常に複合的に作用してろう付性に多様な影響を及ぼすため、ろう付性を悪化させる原因の究明を困難にし、更にはろう付性を恒久的に改善するための解決策を見出すことを妨げていた。
【００１７】
本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、フラックスの塗布量を低減したろう付あるいはフラックスを使用しないろう付において、ろう付接合の品質を容易に安定させることができるろう付炉及びろう付方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の一態様は、アルミニウム材よりなる被処理材のろう付に用いられるろう付炉であって、
予備加熱室とろう付室とを有し、
上記予備加熱室は、上記被処理材を収容した状態で室内を減圧するための真空ポンプと、減圧雰囲気下において上記被処理材を予備加熱する予備加熱装置と、予備加熱後に室内を復圧するための不活性ガスを導入する復圧ガス導入装置とを有し、
上記ろう付室は、室内に不活性ガスを導入するガス置換装置と、上記被処理材をろう付温度に加熱する本加熱装置とを有していることを特徴とするろう付炉にある。
【００１９】
本発明の他の態様は、アルミニウム材よりなる被処理材を１００Ｐａ以下の減圧雰囲気下において予備加熱し、
次いで、不活性ガスを供給することにより上記被処理材の周囲を不活性ガス雰囲気にし、
その後、上記不活性ガス雰囲気を維持した状態で上記被処理材を加熱してろう付を行うことを特徴とするアルミニウム材のろう付方法にある。
【発明の効果】
【００２０】
上記ろう付炉は、上記真空ポンプと、上記予備加熱装置と、上記復圧ガス導入装置とを備えた上記予備加熱室を有している。それ故、上記ろう付炉は、上記被処理材を上記予備加熱室に収容した状態で、室内の減圧及び上記被処理材の予備加熱を行うことができる。そして、減圧雰囲気下において上記被処理材の予備加熱を行うことにより、上記被処理材及び治具に吸着した水分等の蒸発や熱分解を促進させることができる。その結果、予備加熱を行わない場合に比べて、上記ろう付室内に持ち込まれる水分等の量を低減することができる。
【００２１】
また、上記ろう付炉は、上記予備加熱が完了した後、上記予備加熱室内に不活性ガスを導入して復圧することができる。不活性ガスを用いて上記予備加熱室の復圧を行うことにより、上記予備加熱後の上記被処理材及び治具が大気に晒されることを回避でき、結果としてこれらへの水分等の再吸着を回避することができる。
【００２２】
また、不活性ガスを用いて上記予備加熱室を復圧することにより、上記被処理材を上記予備加熱室から上記ろう付室へ移動させる際に、ろう付室に大気が混入することを回避できる。その結果、上記ろう付室内の酸素濃度及び露点を、従来の不活性ガスを用いたろう付炉に比べて低水準に保つことができる。また、上記ろう付室のマッフルに犠牲酸化能力を有する黒鉛を用いるなどの必要がなくなるため、上記ろう付炉の製造コストを低減する効果も期待することができる。
【００２３】
このように、上記ろう付炉は、従来のろう付炉に比べて上記ろう付室内に持ち込まれる水分等の量を確実に低減することができる。それ故、フラックスの塗布量を低減したろう付あるいはフラックスを使用しないろう付を行う際に上記ろう付炉を用いることにより、被処理材、治具及びろう材の保管環境や使用状況、炉外環境の変動等がろう付性に及ぼす影響を抑制することができる。その結果、上記ろう付炉は、ろう付接合の品質を容易に安定させることができ、ろう付性の悪化や接合不良の発生を抑制することができる。
【００２４】
上記ろう付炉は、被処理材等の保管状況等がろう付性に及ぼす影響を抑制することができるため、例えば高温多湿な地域や季節においても好適に使用することができる。また、上記ろう付炉は、被処理材や治具の保管環境等の厳密な管理が難しい作業環境であっても良好なろう付を実現することができる。
【００２５】
上記の態様のろう付方法は、減圧雰囲気下における予備加熱、不活性ガスの供給による復圧及び不活性ガス雰囲気下でのろう付を行う。それ故、上述したように、フラックスの塗布量を低減したろう付あるいはフラックスを使用しないろう付を行う際に、上記被処理材、治具及びろう材の保管環境や使用状況、炉外環境の変動等がろう付性に及ぼす影響を抑制することができる。その結果、ろう付接合の品質を容易に安定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】実施例１における、ろう付炉の側面図。
【図２】実施例２における、複数のサブユニット及び冷却室を備えたろう付炉の側面図。
【図３】実験例１における、ハニカムパネルを構成するハニカムコア及び枠部の平面図。
【図４】実験例１における、被処理材を治具に固定した状態の側面図。
【図５】実験例２における、パラレルフロー型熱交換器を模擬した被処理材の平面図。
【図６】実験例３における、中空型熱交換器を模擬した被処理材の側面断面図。
【図７】実験例３における、被処理材を収容した状態の遮蔽箱の側面断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
上記ろう付炉において、不活性ガスとしては、酸化性を有しないガスを使用することができる。量産設備においては、コストの観点から、通常、窒素ガスが使用される。
【００２８】
予備加熱室は、室内の圧力を１００Ｐａ以下にすることができるように構成されていることが好ましい。予備加熱室内の圧力を１００Ｐａ以下にすることにより、予備加熱における水分等の除去をより促進することができる。その結果、予備加熱に要する時間をより短縮することができる。予備加熱室内の圧力が１００Ｐａを超える場合には、水分等の除去に要する時間が長くなり、生産性の低下を招くおそれがある。また、場合によっては水分等が十分に除去されず、ろう付接合の品質の低下を招くおそれもある。
【００２９】
上記予備加熱装置は、上記被処理材の温度を２００℃超にすることができるように構成されていることが好ましい。予備加熱においては、被処理材の温度を１５０℃以上にすることにより、治具等に吸着した水分の蒸発を促進させることができる。また、被処理材を２００℃を超える温度まで加熱することにより、水分に加えて油分の除去を促進させることができる。
【００３０】
上記本加熱装置は、個別に温度を調整可能な複数のサブユニットを有しており、該複数のサブユニットが上記被処理材の搬送方向に沿って配置されていてもよい。この場合には、被処理材の温度をきめ細かく制御することが可能となる。そのため、例えばろう付室内の位置に応じて被処理材の温度を段階的に変化させ、高品質なろう付接合を実現することができる。
【００３１】
上記の場合において、隣り合う上記サブユニットの間には仕切り扉が開閉可能に設けられていてもよい。この場合には、仕切り扉を閉鎖した状態で被処理材を加熱することにより、隣り合う仕切り扉の間に配置された被処理材を、個々のサブユニットを用いて均一に加熱することができる。
【００３２】
上記ろう付炉は、上記ろう付室に連通する冷却室を有しており、該冷却室は、室内に不活性ガスを導入する冷却ガス導入装置を有していてもよい。被処理材を不活性ガス雰囲気下で冷却することにより、被処理材の不要な酸化を抑制することができる。また、この場合には、上記冷却室が不活性ガスで満たされているため、ろう付室への大気の混入が起こりにくい。それ故、ろう付室内の酸素濃度及び露点を長期間に亘って容易に低い水準に保つことができる。
【００３３】
上記ろう付炉は、フッ化物系フラックスが予め塗布された被処理材のろう付（フラックスろう付）、及び、フッ化物系フラックスが予め塗布されていない被処理材のろう付（フラックスレスろう付）のいずれにも用いることができる。いずれの場合であっても、上記予備加熱は、上記被処理材を２００℃超え４００℃以下の温度に加熱して行うことがより好ましい。減圧雰囲気下において４００℃を超える温度まで被処理材を加熱すると、アルミニウム材やフラックスに含まれるＺｎ（亜鉛）やＭｇ（マグネシウム）が蒸発するおそれがある。
【００３４】
Ｚｎは、ろう付時の加熱により拡散して材料中に濃度勾配を形成する。これにより、被処理材に犠牲陽極効果を付与することができ、ろう付後の耐食性を向上させることができる。また、Ｍｇは、ろう付時にアルミニウム材表面の自然酸化膜を破壊してろう付性を向上させる効果を有する。それ故、ＺｎやＭｇが蒸発すると、ろう付後の耐食性の悪化や被処理材のろう付性の悪化を招くおそれがある。かかる問題を回避するため、予備加熱における加熱温度は２００℃超え４００℃以下とすることが好ましい。なお、加熱温度が４００℃を超える場合には、速やかに復圧することによりＺｎやＭｇの蒸発を抑制することができる。
【００３５】
上記ろう付炉を用いてフラックスろう付を行う場合には、ろう付室内に持ち込む水分や油分等を低減することができるため、従来の方法に比べてフラックスを効果的に作用させることができる。それ故、良好なろう付性を確保した上で、従来よりもフラックスの塗布量を容易に低減することができる。
【００３６】
フラックスろう付においては、水で希釈したフラックスを用いることもできる。かかるフラックスを塗布した被処理材は、別途準備した乾燥装置により予め水分を乾燥させた後に上記予備加熱室内に送入することが好ましい。この場合において、乾燥装置と予備加熱室とが直結していてもよい。また、予備加熱室の排気ラインに水冷トラップ等を設置することにより、予備加熱室内でフラックスの水分を乾燥させることも可能である。
【００３７】
上記ろう付炉を用いてフラックスレスろう付を行う場合には、ろう付室内に持ち込む水分や油分等を低減することができるため、従来のフラックスレスろう付に比べて接合能力を向上させることができる。それ故、従来よりも良好なろう付を実現できると共に、ろう付接合の品質を容易に安定させることができる。
【００３８】
フラックスレスろう付を行う場合、上記予備加熱及び上記ろう付は、金属または黒鉛よりなり通気孔を有する遮蔽箱に上記被処理材を収容した状態で行われることが好ましい。この場合には、予備加熱により被処理材から水分等が除去された後、ろう付室内を復圧することにより、上記通気孔から遮蔽箱内に不活性ガスが流入する。そして、復圧作業以降は、遮蔽箱の内部と外部との間の圧力差がほぼない状態となるため、遮蔽箱内部の不活性ガス雰囲気が維持され易い。そのため、例えば何らかの原因でろう付室内の酸素濃度や露点が上昇した場合等にも、遮蔽箱外部の雰囲気の影響を受けにくくなり、良好なろう付を実現できると共に、ろう付接合の品質をより容易に安定させることができる。
【００３９】
また、上記遮蔽箱には、さらに、箱内の酸素を消費する犠牲酸化材が収容されていることが好ましい。この場合には、犠牲酸化材の作用により、遮蔽箱内の酸素濃度を更に低減することができる。それ故、ろう付接合の品質をより容易に安定させることができる。
【００４０】
上記犠牲酸化材としては、例えば、酸化物を生成する際の自由エネルギーが被処理材よりも低い金属やその合金を使用することができる。この具体例としては、ＭｇやＭｇ合金が挙げられる。また、犠牲酸化材として、被処理材と同質のＡｌ（アルミニウム）やＡｌ合金を使用することもできる。犠牲酸化材の形態は特に限定されず、粉末状や板状等の種々の形態とすることができる。
【実施例】
【００４１】
（実施例１）
上記ろう付炉及びろう付方法の実施例について、図を用いて説明する。図１に示すように、ろう付炉１は、アルミニウム材よりなる被処理材１００のろう付に用いられる。ろう付炉１は予備加熱室２とろう付室３とを有している。予備加熱室２は、被処理材１００を収容した状態で室内を減圧するための真空ポンプ２１と、減圧雰囲気下において被処理材１００を予備加熱する予備加熱装置２２と、予備加熱後に室内を復圧するための不活性ガスを導入する復圧ガス導入装置２３とを有している。ろう付室３は、室内に不活性ガスを導入するガス置換装置３１と、被処理材１００をろう付温度に加熱する本加熱装置３２とを有している。
【００４２】
本例のろう付炉１は、ステンレスマッフル２４、３３の外側に予備加熱装置２２及び本加熱装置３２が配置された外熱式の加熱炉である。予備加熱装置２２と本加熱装置３２との間には中間扉２５が開閉可能に設けられており、中間扉２５により予備加熱室２とろう付室３とが隔てられている。予備加熱室２及びろう付室３の均熱域寸法は、それぞれ、長さ３００ｍｍ、幅２００ｍｍ及び高さ２００ｍｍである。また、予備加熱室２及びろう付室３には、それぞれ、被処理材１００を搬送する無端ベルト式の搬送装置１１が設けられている。これらの搬送装置１１は、後述する前扉２６１を閉じた状態においてろう付炉１の内部に完全に収容されるように設けられており、ろう付炉１の外部に設けられた搬送装置（図示略）とは切り離されている。そのため、ろう付炉１の外部に設けられた搬送装置による炉内への水分や油分等の持込みを防止することができる。
【００４３】
予備加熱室２は、被処理材１００を送入及び送出する出入口２６を有しており、出入口２６には前扉２６１が開閉可能に設けられている。予備加熱室２は、前扉２６１及び中間扉２５を閉鎖した状態で真空ポンプ２１を作動させることにより、室内の圧力を０．４Ｐａ以下にすることができるように構成されている。なお、室内の圧力は、ピラニゲージ（不図示）により測定することができる。
【００４４】
真空ポンプ２１は、ろう付炉１の外部に配置されており、真空ポンプ２１から延びた排気ライン２１１が予備加熱室２の室内に連通している。また、排気ライン２１１には、真空ポンプ２１と予備加熱室２との間を遮断する排気バルブ２１２が設けられている。なお、本例の真空ポンプ２１は油回転ポンプである。
【００４５】
復圧ガス導入装置２３は、ろう付炉１の外部に配置されたガス供給源２３１、ガス供給源２３１から予備加熱室２内まで延びた復圧ガスライン２３２及び復圧ガスライン２３２上に配置された復圧バルブ２３３を有している。復圧ガス導入装置２３は、予備加熱室２内に窒素ガスを供給できるように構成されている。
【００４６】
ろう付室３に不活性ガスを導入するガス置換装置３１は、ろう付炉１の外部に配置されたガス供給源２３１、ガス供給源２３１から延び、ろう付室３内まで進入した置換ガスライン３１１及び置換ガスライン３１１上に配置された置換バルブ３１２を有している。ガス置換装置３１は、ろう付室３内に常時５ｍ3／ｈの窒素ガスを導入することにより、室内を窒素ガスで置換することができるように構成されている。ろう付室３内が窒素ガスにより満たされた後、余剰の窒素ガスは、中間扉２５付近に設けられたガス逃がし口（図示略）から排出される。なお、本例においては、復圧ガス導入装置２３とガス置換装置３１との間で、ガス供給源２３１を共用している。
【００４７】
ろう付炉１は、例えば、以下のようにして使用することができる。まず、前扉２６１を開放してアルミニウム材よりなる被処理材１００を予備加熱室２内に送入する。次いで、前扉２６１及び中間扉２５を閉鎖する。この状態で、真空ポンプ２１を作動させて室内を減圧雰囲気にするとともに、予備加熱装置２２を作動させて被処理材１００の予備加熱を行う。排気を開始するタイミングと被処理材１００の予備加熱を開始するタイミングは、同時であってもよく、どちらかが先であってもよい。被処理材１００の不要な酸化を回避する観点からは、予備加熱の開始より前に排気を開始することが好ましい。
【００４８】
予備加熱室２内の圧力が１００Ｐａ以下に到達し、かつ、被処理材１００の温度が２００℃を超える温度に到達した時点で予備加熱を完了し、排気バルブ２１２を閉鎖し、次いで真空ポンプ２１及び予備加熱装置２２を停止させる。その後、復圧バルブ２３３を開放して予備加熱室２内を窒素ガスで大気圧まで復圧させる。これにより、被処理材１００の周囲が不活性ガス雰囲気になる。
【００４９】
復圧が完了した後、復圧バルブ２３３を閉鎖し、次いで中間扉２５を開放する。その後、被処理材１００をろう付室３内へ搬送し、中間扉２５を閉鎖する。ろう付室３内は常時不活性ガス雰囲気であるため、被処理材１００の搬送中、被処理材１００の周囲は不活性ガス雰囲気が維持されている。
【００５０】
その後、ろう付室３内に配置された被処理材１００を本加熱装置３２で加熱してろう付を行う。ろう付が完了した後、中間扉２５を開けて被処理材１００を予備加熱室２へ搬送する。予備加熱室２の室内は不活性ガス雰囲気が維持されており、ろう付済みの被処理材１００を予備加熱室２の室内で冷却した後、出入口２６から被処理材１００を送出する。以上により、被処理材１００のろう付を行うことができる。
【００５１】
本例のろう付炉１は、減圧雰囲気下における予備加熱、不活性ガスの供給による復圧及び不活性ガス雰囲気下でのろう付を行うことができるように構成されている。それ故、上述したように、フラックスの塗布量を低減したろう付あるいはフラックスを使用しないろう付を行う際に、被処理材１００、治具及びろう材の保管環境や使用状況、炉外環境の変動等がろう付性に及ぼす影響を抑制することができる。その結果、ろう付接合の品質を容易に安定させることができる。
【００５２】
また、ろう付炉１は、被処理材１００等の保管状況等がろう付性に及ぼす影響を抑制することができるため、例えば高温多湿な地域や季節においても好適に使用することができる。また、ろう付炉１は、被処理材１００や治具の保管環境等の厳密な管理が難しい作業環境であっても良好なろう付を実現することができる。
【００５３】
（実施例２）
本例は、３つのサブユニット３２ａ、３２ｂ、３２ｃ及び冷却室４を備えたろう付炉１ｂの例である。図２に示すように、本例のろう付炉１ｂにおける本加熱装置３２は、個別に温度を調整可能な３つのサブユニット３２ａ〜３２ｃを有している。サブユニット３２ａ〜３２ｃは、被処理材１００の搬送方向に沿って配置されている。また、隣り合うサブユニット３２ａ〜３２ｃの間には、仕切り扉３５が開閉可能に設けられている。本例において、仕切り扉３５により隔てられた３つの加熱ゾーン３６（３６ａ、３６ｂ、３６ｃ）の均熱域寸法は、いずれも長さ３００ｍｍ、幅２００ｍｍ及び高さ２００ｍｍである。また、個々の加熱ゾーン３６ａ〜３６ｃには、ガス置換装置３１の置換ガスライン３１１が進入している。
【００５４】
また、本例のろう付炉１ｂは、ろう付室３に連通する冷却室４を有している。ろう付炉１ｂは、予備加熱室２に設けられた入口２７から被処理材１００を送入し、予備加熱室２、加熱ゾーン３６ａ〜３６ｃ及び冷却室４を順次通過させ、冷却室４に設けられた出口４３から送出される。そして、上記の順序で各室を通過させることにより、被処理材１００の予備加熱、復圧、ろう付及び冷却を順次行うことができるよう構成されている。
【００５５】
冷却室４は、室内に不活性ガスを導入する冷却ガス導入装置４１を有している。ろう付室３と冷却室４との間は、後扉４２により開閉可能に隔てられている。また、冷却室４に設けられた出口４３には、ろう付炉１の外部からの大気の混入を抑制するために、出口扉４３１が開閉可能に設けられている。なお、出口扉４３１に替えて、メタルカーテン等を設置しても良い。また、出口扉４３１を有する構成において、冷却室４は、さらに、室内の排気及び復圧ができるように構成されていてもよい。この場合には、冷却室４の室内を排気し、その後不活性ガスで復圧することにより、冷却室４内への大気の混入を確実に防止することができる。かかる機能を実現可能な構成としては、例えば、予備加熱室２と同様に、室内に真空ポンプの排気ラインを進入させる構成等が考えられる。
【００５６】
冷却ガス導入装置４１は、ろう付炉１ｂの外部に配置されたガス供給源２３１、ガス供給源２３１から延び、出口４３側から室内に進入した冷却ガスライン４１１及び冷却ガスライン４１１上に配置された冷却バルブ４１２を有している。冷却ガス導入装置４１は、冷却室４の出口４３側から窒素ガスを導入することにより、冷却室４内を窒素ガスで置換することができるように構成されている。冷却室４内が窒素ガスにより満たされた後、余剰の窒素ガスは、後扉４２付近に設けられたガス逃がし口（図示略）から排出される。なお、本例においては、復圧ガス導入装置２３、ガス置換装置３１及び冷却ガス導入装置４１の間で、ガス供給源２３１を共用している。その他は実施例１と同様である。図２において用いた符号のうち、実施例１において用いた符号と同一のものは、特に説明のない限り、実施例１と同様の構成要素等を表す。
【００５７】
本例のろう付炉１ｂにおける本加熱装置３２は、個別に温度を調整可能な複数のサブユニット３２ａ〜３２ｃを有しており、複数のサブユニット３２ａ〜３２ｃが被処理材１００の搬送方向に沿って配置されている。また、隣り合うサブユニット３２ａ〜３２ｃの間には仕切り扉３５が開閉可能に設けられている。それ故、仕切り扉３５により隔てられた個々の加熱ゾーン３６ａ〜３６ｃごとに被処理材１００の加熱温度を段階的に変化させることができる。また、仕切り扉３５を閉鎖した状態で加熱することにより、個々の加熱ゾーン３６ａ〜３６ｃにおいて被処理材１００を均一に加熱することができる。これらの結果、ろう付の品質をより向上させることができる。
【００５８】
（実験例１）
本例は、実施例１のろう付炉１を用いてろう付試験を行った例である。本例においては、表１に示すように製造条件を種々変更し、１２種類のハニカムパネル（試験体Ｅ１〜Ｅ６及び試験体Ｃ１〜Ｃ６）を作製した。被処理材１０１の構成及び実験方法を以下に説明する。
【００５９】
＜被処理材１０１＞
本例の被処理材１０１は、図３に示すように、４本の中空押出形材５１１から構成された長方形状の枠部５１と、枠部５１の内側に配置されるハニカムコア５２と、枠部５１及びハニカムコア５２を上下両面から挟む面板（不図示）とを有している。これらを所定の形状（図４参照）に組み立てた後、ろう付を行うことによりハニカムパネルを作製することができる。
【００６０】
枠部５１は、長辺方向（長さ方向）の外寸法が２６０ｍｍであり、短辺（幅方向）の外寸法が１８０ｍｍである。枠部５１を構成する中空押出形材５１１は、ＪＩＳ  Ａ  ６０６３アルミニウム合金より構成されており、長手方向に直交する断面の外寸法が３０ｍｍ×３０ｍｍである。また、４本の中空押出形材５１１のうち、枠部５１の短辺を構成する一対の中空押出形材５１１ａは、その中央部に直径３ｍｍの通気孔５１２を有しており、通気孔５１２を介して枠部５１の内側の排気及び復圧ができるように構成されている。
【００６１】
ハニカムコア５２は、コア部材５２１を複数枚並べて構成されており、図３に示すように、隣り合うコア部材５２１により六角柱状のセル５２２が形成されている。コア部材５２１は、ＪＩＳ  Ａ  ６９５１アルミニウム合金よりなるベアプレートにコルゲート加工を施して作製されている。ハニカムコア５２の高さは３０ｍｍであり、セル５２２のサイズは３０ｍｍである。また、個々のセル５２２は、直径１ｍｍの貫通穴（不図示）を２箇所有しており、貫通穴を介して各セル５２２の排気及び復圧ができるように構成されている。
【００６２】
なお、表１に示すように、試験体Ｅ１〜Ｅ６及びＣ１〜Ｃ５のハニカムコア５２には、脱脂処理を行っていないコア部材５２１を供した。試験体Ｃ６のハニカムコア５２には、予めアセトンを用いて脱脂処理を行ったコア部材５２１を供した。
【００６３】
面板は、心材と、心材の片面に１０％のクラッド率でクラッドされたろう材とからなり、１ｍｍの厚さを有する。面板の心材はＪＩＳ  Ａ  ６９５１アルミニウム合金より構成されており、ろう材はＡｌ−１０％Ｓｉ−０．０２％Ｂｉの化学成分を有するアルミニウム合金より構成されている。
【００６４】
＜実験方法＞
上記の被処理材１０１を所定の形状に組み立てた後、治具を用いてこれらを固定した。本例の治具は、厚さ１０ｍｍの等方性黒鉛板５３である。治具を高湿環境下で保管した状態を模擬するために、等方性黒鉛板５３の全面に霧吹きを用いて３０ｃｃの水を吹きかけ、室温で１８時間放置した。予め上記の処理を行った一対の等方性黒鉛板５３の間に、図４に示すように被処理材１０１を挟み込み、これらをステンレス線５４で締め付けることにより、被処理材１０１を固定した。
【００６５】
その後、実施例１のろう付炉１を用いて予備加熱及びろう付を行った。被処理材１０１を予備加熱室２に送入し、前扉２６１を閉鎖した後、直ちに室内の排気及び予備加熱を開始した。室内の圧力及び被処理材１０１の加熱温度の制御は、以下のようにして行った。室内の圧力は、予備加熱室２の圧力が表１に示す値に到達した後、排気バルブ２１２を手動で操作して開閉の度合いを調整し、予備加熱完了まで圧力が概ね一定となるように制御した。
【００６６】
被処理材１０１の加熱温度は、減圧雰囲気下では被処理材１０１の温度を正確に計測することが困難であるため、予備加熱室２の炉壁の温度及び被処理材１０１を室内に滞在させる時間により制御した。具体的には、予備加熱装置２２を制御して予備加熱室２の炉壁の温度を表１に示す値にし、この状態において室内に被処理材１０１を２０分間滞在させた。なお、このように予備加熱を行うことにより、予備加熱室２の炉壁の温度を基準として−５〜０℃の範囲まで被処理材１０１の温度が上昇することを予め確認している。
【００６７】
予備加熱が完了した後、予備加熱室２内を窒素ガスで復圧し、次いで中間扉２５を開放して被処理材１０１をろう付室３に搬送した。ろう付室３内における雰囲気の酸素濃度及び露点は表１に示す通りであった。中間扉２５を閉鎖した後、ろう付室３の天井部から熱電対を挿入して被処理材１０１に接触させ、その温度を計測しつつ本加熱装置３２により被処理材１０１を加熱した。被処理材１０１の温度が６００℃に達した時点で加熱を終了した。なお、本例においては、温度測定用の熱電対をろう付室３の天井部から挿入したが、ろう付室３の側面から熱電対を挿入することも可能である。
【００６８】
その後、被処理材１０１を予備加熱室２に搬送して窒素雰囲気下で冷却した後、出入口２６から炉外へ取り出した。以上によりろう付を完了し、ハニカムパネルを得た。ろう付後の各試験体について、超音波検査によりハニカムコア５２と面板との接合状態及び枠部５１と面板との接合状態を評価した。その後、試験体中央を切断してハニカムコア５２を構成するコア部材５２１同士の接合状態を目視により評価した。これらの結果を表１に示す。
【００６９】
【表１】
2016083699.tif 000003
【００７０】
なお、表１における評価結果の欄に記載した記号の意味は、以下の通りである。
・ハニカムコア５２と面板との接合状態
Ａ＋：極めて良好
Ａ：一部にフィレット形状が不均一な部分があるが、良好
Ｂ：フィレットが形成されていない部分が存在する
Ｃ：フィレットが形成されていない部分が比較的多く存在する
Ｄ：フィレットが形成されていない部分が多い
【００７１】
・枠部５１と面板との接合状態
Ａ＋：極めて良好
Ａ：微小な未接合部分が存在するが、良好
Ｂ：未接合部分が存在する
Ｃ：未接合部分が多い
Ｄ：ほとんど全面が接合されていない
【００７２】
・コア部材５２１同士の接合状態
Ａ＋：極めて良好
Ａ：一部にフィレット形状が不均一な部分があるが、良好
Ｂ：フィレットが形成されていない部分が存在する
Ｃ：フィレットがほとんど形成されていない
【００７３】
表１より知られるように、減圧雰囲気下における予備加熱、不活性ガスの供給による及び不活性ガス雰囲気下でのろう付を行った試験体Ｅ１〜Ｅ６は、いずれも、接合状態が良好であった。試験体Ｅ１〜Ｅ６の中でも、予備加熱室２の圧力を低くした試験体Ｅ１およびＥ４は、枠部５１と面板との接合状態が特に良好であった。試験体Ｅ２、Ｅ３、Ｅ５及びＥ６は、試験体Ｅ１およびＥ４に比べて予備加熱室２の圧力が高いため、枠部５１と面板との接合部のうち、外周近傍に微小な未接合部分が形成された。これらの微小な未接合部分は、実用上問題にはならない程度であり、接合状態は良好であった。
【００７４】
また、予備加熱室２の設定温度を高くした試験体Ｅ１〜Ｅ３は、コア部材５２１同士の接合状態が特に良好であった。試験体Ｅ４〜Ｅ６は、試験体Ｅ１〜Ｅ３に比べて予備加熱室２の設定温度が低いため、一部にフィレット形状が不均一な部分が観察された。しかしながら、試験体Ｅ４〜Ｅ６のフィレット形状は実用上問題にはならない程度であり、接合状態は良好であった。
【００７５】
予備加熱室２の圧力を１８０Ｐａにした試験体Ｃ１は、枠部５１と面板との接合状態が悪く、未接合部分が形成された。また、コア部材５２１同士の接合部についても、フィレット切れが多く発生し、接合不良となった。この接合不良は、主としてろう付室３における治具からの水分放出の影響により、室内の酸素濃度及び露点が上昇したことが原因と考えられる。
【００７６】
予備加熱室２の温度を１４０℃にした試験体Ｃ２は、枠部５１と面板との接合状態が悪く、未接合部分が形成された。また、コア部材５２１同士の接合部については、ほとんどフィレットが形成されていなかった。予備加熱室２の温度が１４０℃であるときの被処理材１０１の温度は１３５〜１４０℃程度に到達すると推定されるため、これらの接合不良は、予備加熱の不足によりコア部材５２１の油分が除去し切れず、その結果ろうの濡れ性が低下したことが原因と考えられる。
【００７７】
予備加熱室２の圧力及び温度の両方を悪条件とした試験体Ｃ３は、試験体Ｃ２よりもさらに接合状態が悪くなった。また、予備加熱を行わない試験体Ｃ４、予備加熱及び減圧の両方を行わない試験体Ｃ５については、フィレットがほとんど形成されなかった。
【００７８】
ハニカムコア５２の脱脂処理を行った試験体Ｃ６は、ハニカムコア５２と面板との接合状態及びコア部材５２１同士の接合状態は比較的良好であったが、枠部５１と面板との接合状態が悪く、接合不良となった。このことから、試験体Ｃ６のろう付においては、コア部材５２１の油分を除去したことによりコア部材５２１同士の接合状態が改善されたことが理解できる。一方で、予備加熱室２の温度を１４０℃にしたことにより治具からの水分が除去しきれなかったために枠部５１と面板との接合状態が改善されなかったと推測される。
【００７９】
（実験例２）
本例は、パラレルフロー型熱交換器を模擬したミニコアのろう付試験を行った例である。本例においては、表２に示すように製造条件を種々変更し、１２種類のミニコア（試験体Ｅ１１〜Ｅ１６及び試験体Ｃ１１〜Ｃ１６）を作製した。被処理材１０２の構成及び実験方法を以下に説明する。
【００８０】
＜被処理材１０２＞
本例の被処理材１０２は、図５に示すように、一対のヘッダ６１と、互いに平行に並んだ状態でヘッダ６１に挿通される５本の押出管６２と、隣り合う押出管６２の間に配置されるコルゲート形状のアウターフィン６３とを有している。これらを所定の形状に組み立てた後、ろう付を行うことによりミニコアを作製することができる。得られるミニコアは、押出管６２の長手方向（長さ方向）における寸法が２６０ｍｍであり、並び方向（幅方向）における寸法が１８０ｍｍである。
【００８１】
押出管６２は、ＪＩＳ  Ａ  １０００系アルミニウムより構成されており、管内部が隔壁により複数の流路に区画された多穴管である。なお、試験体Ｅ１１〜Ｅ１６及びＣ１１〜Ｃ１５には、脱脂処理を行っていない押出管６２を供した。試験体Ｃ１６には、予めアセトンを用いて脱脂処理を行った押出管６２を供した。
【００８２】
ヘッダ６１は、心材と、心材の両面に各々５％のクラッド率でクラッドされたろう材とからなり、１．２ｍｍの厚さを有する。ヘッダ６１の心材はＪＩＳ  Ａ  ３００３アルミニウム合金より構成されており、ろう材はＪＩＳ  Ａ  ４３４３アルミニウム合金より構成されている。また、ヘッダ６１は、押出管６２を挿通するための貫通穴（図示略）を有している。
【００８３】
アウターフィン６３は、心材と、心材の両面に各々１０％のクラッド率でクラッドされたろう材とからなり、０．１ｍｍの厚さを有する。アウターフィン６３の心材はＪＩＳ  Ａ  ３００３アルミニウム合金より構成されており、ろう材はＪＩＳ  Ａ  ４０４５アルミニウム合金より構成されている。
【００８４】
ヘッダ６１及びアウターフィン６３は、アセトンを用いて脱脂処理を行った後、表２に示す量のフラックスを予め塗布した状態で被処理材１０２の組み立てに供した。フラックスの塗布量は、フラックスの塗布及び乾燥を行った後のヘッダ６１及びアウターフィン６３の質量から、フラックスの塗布前に予め測定したヘッダ６１及びアウターフィン６３の質量を差し引くことにより算出した。
【００８５】
＜実験方法＞
上記の被処理材１０２を所定の形状に組み立てた後、図５に示すように、ステンレス線６４を用いて押出管６２及びアウターフィン６３を幅方向に締め付けることにより、被処理材１０２を固定した。
【００８６】
その後、実施例１のろう付炉１を用いて予備加熱及びろう付を行った。ろう付の手順は、予備加熱室２内の圧力等を表２に示す条件に変更した以外は、実験例１と同様である。ろう付後の各試験体について、ヘッダ６１と押出管６２との接合状態及び押出管６２とアウターフィン６３との接合状態を目視により評価した。その結果を表２に示す。
【００８７】
【表２】
2016083699.tif 000004
【００８８】
なお、表２における評価結果の欄に記載した記号の意味は、以下の通りである。
Ａ＋：極めて良好
Ａ：一部にフィレット形状が不均一な部分があるが、良好
Ｂ：フィレットが形成されていない部分が存在する
Ｃ：フィレットが形成されていない部分が多く存在する
【００８９】
表２より知られるように、減圧雰囲気下における予備加熱、不活性ガスの供給による及び不活性ガス雰囲気下でのろう付を行った試験体Ｅ１１〜Ｅ１６は、いずれも、接合状態が良好であった。この種の熱交換器をフラックスろう付により作製する場合、良好なろう付接合を実現するために、３ｇ／ｍ2程度のフラックスを塗布することが標準的である。これに対し、試験体Ｅ１１〜Ｅ１３は、ヘッダ６１へのフラックスの塗布量を２ｇ／ｍ2狙い、アウターフィン６３へのフラックスの塗布量を１ｇ／ｍ2狙いと少なくしても、実用上問題のない接合状態を実現することができた。
【００９０】
また、試験体Ｅ１４〜Ｅ１６は、試験体Ｅ１１〜Ｅ１３に比べて予備加熱室２の温度を低くしたが、アウターフィン６３へのフラックスの塗布量を２ｇ／ｍ2狙いにした結果、実用上問題のない接合状態を実現することができた。
【００９１】
予備加熱室２の圧力を１８０Ｐａにした試験体Ｃ１１は、ヘッダ６１及びアウターフィン６３の両方に、標準的な量のフラックス（３ｇ／ｍ2狙い）を塗布したが、ヘッダ６１と押出管６２との接合部にフィレット切れが発生し、接合不良となった。この接合不良は、室内の酸素濃度及び露点が上昇したことが原因と考えられる。
【００９２】
試験体Ｅ１４〜Ｅ１６と同程度のフラックスを塗布し、予備加熱室２の温度を１４０℃にした試験体Ｃ１２は、ヘッダ６１と押出管６２との接合部及び押出管６２とアウターフィン６３との接合部の両方にフィレット切れが発生し、接合不良となった。予備加熱室２の温度が１４０℃であるときの被処理材１０２の温度は１３５〜１４０℃程度に到達したと推定される。そのため、上記の接合不良は、室内の酸素濃度及び露点が上昇したことに加え、押出管６２の油分が除去し切れなかったことが原因と考えられる。
【００９３】
予備加熱室２の圧力及び温度の両方を悪条件とした試験体Ｃ１３は、標準的な量のフラックス（３ｇ／ｍ2狙い）を塗布したが、接合状態は改善されず、接合不良となった。また、予備加熱を行わない試験体Ｃ１４、予備加熱及び減圧の両方を行わない試験体Ｃ１５については、試験体Ｃ１２及びＣ１３よりもさらに接合状態が悪化した。特に、試験体Ｃ１５は、フラックスの塗布量を標準量よりも多い５ｇ／ｍ2狙いにしたにもかかわらず、ヘッダ６１と押出管６２との接合部及び押出管６２とアウターフィン６３との接合部の両方にフィレット切れが多発した。
【００９４】
押出管６２の脱脂処理を行った試験体Ｃ１６は、押出管６２とアウターフィン６３との接合状態は比較的良好であったが、ヘッダ６１と押出管６２との接合状態が悪かった。このことから、試験体Ｃ１６のろう付においては、押出管６２の油分を除去したことにより押出管６２とアウターフィン６３との接合状態が改善されたことが理解できる。一方で、ろう付室３内の酸素濃度及び露点が高いためにヘッダ６１と押出管６２との接合状態が悪くなったことが推測される。
【００９５】
（実験例３）
本例は、中空型熱交換器を模擬したミニコアのろう付試験を行った例である。本例においては、表３に示すように製造条件を種々変更し、２０種類のミニコア（試験体Ｅ２１〜Ｅ３２及び試験体Ｃ２１〜Ｃ２８）を作製した。被処理材１０３の構成及び実験方法を以下に説明する。
【００９６】
＜被処理材１０３＞
本例の被処理材１０３は、図６及び図７に示すように、角型カップ状に成形された一対のカップ部７１と、コルゲート形状のインナーフィン７２とを有している。カップ部７１の外周端縁にはフランジ部７１１が設けられており、一対のカップ部７１は、フランジ部７１１が互いに当接するように配置される。また、インナーフィン７２は、一対のカップ部７１の間に形成される内部空間に配置される。
【００９７】
一対のカップ部７１及びインナーフィン７２を所定の形状（図６参照）に組み立てた後、ろう付を行うことによりミニコアを作製することができる。得られるミニコアは、長さ５０ｍｍ、幅５０ｍｍ及び厚み１０ｍｍの外寸法を有している。
【００９８】
カップ部７１は、心材と、心材の両面に各々１０％のクラッド率でクラッドされたろう材とからなり、０．６ｍｍの厚さを有する。カップ部７１の心材はＪＩＳ  Ａ  ６９５１アルミニウム合金より構成されており、ろう材はＡｌ−１０％Ｓｉ−０．０３％Ｂｉの化学成分を有するアルミニウム合金より構成されている。
【００９９】
インナーフィン７２は、ＪＩＳ  Ａ  ３００３アルミニウム合金より構成されており、０．１ｍｍの厚さを有する。カップ部７１及びインナーフィン７２は、予めアセトンを用いて脱脂処理を行った後、組み立てに供した。
【０１００】
＜実験方法＞
上記の被処理材１０３を所定の形状に組み立てた後、治具を用いてこれらを固定した。本例の治具は、厚さ３ｍｍのステンレス板７３である。図６に示すように、一対のステンレス板７３の間に被処理材１０３を挟み込み、これらをステンレス線（不図示）で締め付けることにより、被処理材１０３を固定した。
【０１０１】
試験体Ｅ２７〜Ｅ３２、Ｃ２５、Ｃ２６及びＣ２８については、ステンレス板７３に固定した被処理材１０３を遮蔽箱８（図７参照）に収容した。遮蔽箱８は、表３に示すようにステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）、アルミニウム合金（Ａ５０５２）または等方性黒鉛から構成されており、直径３ｍｍの通気孔８１を４箇所備えている。
【０１０２】
試験体Ｅ３０〜Ｅ３２については、更に、遮蔽箱８の内部に犠牲酸化材８２を収容した。表３に示すように、試験体Ｅ３０のろう付においては、遮蔽箱８の内部に、純Ｍｇからなる切削屑状の犠牲酸化材８２を０．５ｇ設置した。試験体Ｅ３１のろう付においては、遮蔽箱８の内部に、Ａｌ−３５％Ｍｇ合金からなる切削屑状の犠牲酸化材８２を０．５ｇ設置した。試験体Ｅ３２のろう付においては、遮蔽箱８の内部に、ＪＩＳ  Ａ  ５０５２アルミニウム合金板からなる犠牲酸化材８２を２枚設置した。このアルミニウム合金板の寸法は長さ４０ｍｍ、幅１０ｍｍ及び厚さ１ｍｍであり、１枚あたりの質量は１ｇであった。
【０１０３】
その後、実施例１のろう付炉１を用いて予備加熱及びろう付を行った。ろう付の手順は、予備加熱室２内の圧力等を表３に示す条件に変更した以外は、実験例１と同様である。ろう付後の各試験体の中央を切断し、フランジ部７１１の外側（図６、符号７１２参照）におけるフィレットの形成状態、内側（図６、符号７１３参照）におけるフィレットの形成状態及びカップ部７１とインナーフィン７２との間のフィレットの形成状態を目視により評価した。その結果を表３に示す。
【０１０４】
【表３】
2016083699.tif 000005
【０１０５】
なお、表３における評価結果の欄に記載した記号の意味は、以下の通りである。
Ａ＋：極めて良好
Ａ：一部にフィレット形状が不均一な部分があるが、良好
Ｂ：フィレットが形成されていない部分が存在する
Ｃ：フィレットが形成されていない部分が多く存在する
Ｄ：フィレットが全く形成されていない
【０１０６】
表３より知られるように、減圧雰囲気下における予備加熱、不活性ガスの供給による及び不活性ガス雰囲気下でのろう付を行った試験体Ｅ２１〜Ｅ３２は、いずれも、接合状態が良好であった。特に、被処理材１０３を遮蔽箱８内に収容した状態で予備加熱及びろう付を行った試験体Ｅ２７〜Ｅ３２は、遮蔽箱８を用いずにろう付を行った試験体Ｅ２１〜Ｅ２６に比べて、フランジ部７１１の外側におけるフィレットの形成状態がより良好であった。なお、試験体Ｅ２１〜Ｅ２６は、試験体Ｅ２７〜Ｅ３２に比べてフランジ部７１１の外側におけるフィレットの形成状態が若干劣るものの、実用上問題のない接合状態であった。
【０１０７】
また、遮蔽箱８に犠牲酸化材８２を収容した状態でろう付を行った試験体Ｅ３０〜Ｅ３２は、犠牲酸化材８２を用いずにろう付を行った試験体Ｅ２７〜Ｅ２９に比べてフランジ部７１１の外側に形成されるフィレットがより大きくなった。このことから、犠牲酸化材８２の作用によって遮蔽箱８内の酸素濃度を低減することができ、結果としてフランジ部７１１の外側におけるろうの濡れ性が向上したことが理解できる。
【０１０８】
予備加熱室２の圧力を１８０Ｐａにした試験体Ｃ２１及び予備加熱室２の設定温度を１４０℃にした試験体Ｃ２２は、フランジ部７１１の外側においてフィレット切れが発生した。また、ミニコア内部のフィレット、即ち、フランジ部７１１の内側に形成されたフィレット及びカップ部７１とインナーフィン７２との間に形成されたフィレットについても、試験体Ｅ２１等に比べて形成状態が悪くなった。なお、予備加熱室２の温度が１４０℃であるときの被処理材１０３の温度は１３５〜１４０℃程度に到達したと推定される。
【０１０９】
予備加熱室２の圧力及び温度の両方を悪条件とした試験体Ｃ２３及び予備加熱を行わない試験体Ｃ２４は、試験体Ｃ２２に比べて、ミニコアの内外両方においてフィレットの形成状態がさらに悪くなった。
【０１１０】
試験体Ｃ２５及び試験体Ｃ２６は、遮蔽箱８を使用したため、予備加熱室２の減圧のみを行った試験体Ｃ２４に比べてフィレットの形成状態が改善された。しかしながら、フランジ部７１１の外側においてフィレット切れが発生して接合不良となったため、実用上問題のない水準には到達しなかった。
【０１１１】
また、予備加熱及び減圧の両方を行わない試験体Ｃ２７及びＣ２８については、ミニコアの内外両方においてフィレット切れが多発し、接合不良となった。特に、試験体Ｃ２８は、遮蔽箱８内が大気雰囲気の状態のままろう付を行ったため、かえって接合状態が悪化し、ほとんどフィレットが形成されなかった。
【符号の説明】
【０１１２】
１、１ｂ  ろう付炉
１００、１０１、１０２、１０３  被処理材
２  予備加熱室
２１  真空ポンプ
２２  予備加熱装置
２３  復圧ガス導入装置
３  ろう付室
３１  ガス置換装置
３２  本加熱装置
【図１】
2016083699.tif 000006
【図２】
2016083699.tif 000007
【図３】
2016083699.tif 000008
【図４】
2016083699.tif 000009
【図５】
2016083699.tif 000010
【図６】
2016083699.tif 000011
【図７】
2016083699.tif 000012