(57)【要約】【課題】ろう付けしようとするワークの昇温速度が遅い部位と昇温速度が速い部位との昇温を均一化させて、全体的な加熱時間の短縮化を図るようにした加熱炉の提供を図る。【解決手段】加熱炉１に、熱交換器１０の昇温速度が遅い部位Ｓ、つまり、ヘッダタンク１２，１２ａおよびコネクタ１３，１３ａを局所的に加熱する補助加熱装置２０を設ける。これにより、昇温速度が遅い部位Ｓを局所的に加熱して昇温速度を速めることができるため、熱交換器１０の昇温を全体的に均一化させて、ろう付けに適する温度まで迅速に昇温させることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱時に昇温速度が異なるろう付け部位が存在するワーク（１０）を全体的に加熱して、それぞれのろう付け部位をろう付けする加熱炉（１）において、
前記ワーク（１０）の昇温速度が遅い部位（Ｓ）を局所的に加熱する補助加熱装置（２０）を備えたことを特徴とする加熱炉（１）。
【請求項２】
請求項１に記載の加熱炉（１）において、
前記補助加熱装置（２０）は、加熱ガスを噴射するノズル（２１）を備えていることを特徴とする加熱炉（１）。
【請求項３】
加熱時に昇温速度が異なるろう付け部位が存在するワーク（１０）を全体的に加熱して、それぞれのろう付け部位をろう付けする加熱炉（１）での加熱方法において、
前記ワーク（１０）の昇温速度が遅い部位（Ｓ）を局所的に加熱することを特徴とする加熱炉（１）での加熱方法。
【請求項４】
請求項３に記載の加熱炉（１）での加熱方法において、
前記ワーク（１０）の昇温速度が遅い部位（Ｓ）を局所的に加熱する際にノズル（２１）から加熱ガスを噴射し、該ノズル（２１）から噴射する加熱ガスの噴射方向に対して、上流側に昇温速度が遅い部位（Ｓ）を配置し、下流側に昇温速度が速い部位（Ｆ）を配置して加熱することを特徴とする加熱炉（１）での加熱方法。
【請求項５】
請求項４に記載の加熱炉（１）での加熱方法において、
前記ノズル（２１）の噴射口（２１ａ）の開口面積（Ａ１）を、前記昇温速度が遅い部位（Ｓ）の前記噴射口（２１ａ）に対向する面（１３ａ）の面積（Ａ２）よりも小さくして加熱ガスを噴射することを特徴とする加熱炉（１）での加熱方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークをろう付けする際に用いる加熱炉及び加熱炉での加熱方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、アルミを主構成とする自動車用の熱交換器を製作する際に、最終的な組付け段階で各構成部品、即ち、フィン、チューブ、タンクおよびコネクタ等を加熱炉内でろう付けする。
【０００３】
このようにアルミを主構成とするワークをろう付けする前記加熱炉としては、対流加熱炉や輻射加熱炉が一般的に用いられる。対流加熱炉では、炉内に配置したワークに加熱媒体ガスをノズルから噴射して、ろう付けに必要な温度まで昇温する（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−２２５７６１号公報（第５−６頁、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来の加熱炉で熱容量の異なる複数の部品を仮固定して同時にろう付けしようとした場合、タンクやブロック状のコネクタは熱容量が大きく、フィンやチューブは熱容量が小さくなっている。このため、熱容量の小さいフィンやチューブがろう付けに適する温度まで昇温された時点では、熱容量の大きいタンクやコネクタはろう付けに適する温度に達していないことになる。
【０００５】
従って、昇温速度が遅く熱容量の大きい部位がろう付けに適する温度まで昇温した段階では、昇温速度が速く熱容量の小さい部位では無駄な加熱時間が生じ、また、過加熱による熱膨張差により歪や変形が発生してしまう恐れがある。
【０００６】
そこで、本発明は、ろう付けしようとするワークの昇温速度が遅い部位と昇温速度が速い部位との昇温を均一化させて、全体的な加熱時間の短縮化を図るようにした加熱炉を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明は、加熱時に昇温速度が異なるろう付け部位が存在するワークを全体的に加熱して、それぞれのろう付け部位をろう付けする加熱炉において、前記ワークの昇温速度が遅い部位を局所的に加熱する補助加熱装置を備えたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１の加熱炉において、前記補助加熱装置は、加熱ガスを噴射するノズルを備えていることを特徴とする。
【０００９】
請求項３の発明は、加熱時に昇温速度が異なるろう付け部位が存在するワークを全体的に加熱して、それぞれのろう付け部位をろう付けする加熱炉での加熱方法において、前記ワークの昇温速度が遅い部位を局所的に加熱することを特徴とする。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項３の加熱炉での加熱方法において、前記ワークの昇温速度が遅い部位を局所的に加熱する際にノズルから加熱ガスを噴射し、該ノズルから噴射する加熱ガスの噴射方向に対して、上流側に昇温速度が遅い部位を配置し、下流側に昇温速度が速い部位を配置して加熱することを特徴とする。
【００１１】
請求項５の発明は、請求項４の加熱炉での加熱方法において、前記ノズルの噴射口の開口面積を、前記昇温速度が遅い部位の前記噴射口に対向する面積よりも小さくして加熱ガスを噴射することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１または３の発明によれば、ワークの昇温速度が遅い部位を局所的に加熱することで、昇温速度が速い部位と均一化させて昇温させることができる。このため、ワークを全体的に昇温速度が速い部位に合わせてろう付けに適する温度まで昇温させることができ、急速加熱が可能となってろう付け時間の短縮化を達成できる。
【００１３】
請求項２の発明によれば、請求項１の効果に加えて、ノズルから加熱ガスを噴射することで、ワークの昇温速度が遅い部位を効果的に加熱することができる。
【００１４】
請求項４の発明によれば、請求項３の効果に加えて、ノズルから噴射する加熱ガスによって昇温速度が遅い部位を加熱した後に昇温速度が速い部位を加熱できるので、昇温速度が遅い部位を効率良く加熱した後、前記加熱ガスの熱量を無駄にすることなく昇温速度が速い部位を加熱できる。このため、ワークの昇温速度を全体的に速めて、ろう付け時間の更なる短縮化を達成できる。
【００１５】
請求項５の発明によれば、請求項４の効果に加えて、ノズルから噴射する加熱ガスを加熱対象部位に限定して当てることができる。従って、加熱ガスの熱量を無駄にすることなく昇温速度が遅い部位を効率良く加熱でき、その加熱対象部位の受熱効率をより高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１〜図３は本発明に係わる加熱炉の一実施形態を示し、本実施形態は加熱炉を対流加熱炉として構成した場合を例にとって説明する。
【００１８】
図１は加熱炉の断面図、図２はワークとして用いる熱交換器の正面図、図３はノズルと加熱対象部位との関係を示す説明図である。
【００１９】
図１に示すように、本実施形態の加熱炉１は、耐熱材によって密閉構造に構成した炉壁２の内部に加熱室３を設け、この加熱室３内に、ろう付け部位を仮固定したワークとしての熱交換器１０を配置することになる。
【００２０】
加熱炉１は、加熱室３の上部に配置した循環ファン４により、加熱室３内の雰囲気ガスを、加熱室３と炉壁２との間に設けた流路５を介して加熱室３の下部に循環させ、このとき、流路５に設けた熱源６により循環ガスを加熱する。前記雰囲気ガスとしては不活性ガスである窒素ガス等を用いている。
【００２１】
そして、前記熱源６によって加熱室３内の雰囲気ガスを所定温度まで高めて前記熱交換器１０を全体的に加熱し、そのろう付け部位をろう付けする。
【００２２】
前記熱交換器１０は、図２に示すように、コア部１１と、該コア部１１の両端部に設けた一対のヘッダタンク１２，１２ａと、それぞれのヘッダタンク１２，１２ａに設けたコネクタ１３，１３ａと、を備えて概略構成する。前記コア部１１は、両端部をヘッダタンク１２，１２ａに連通してそれぞれを平行配置した複数のチューブ１４と、それらチューブ１４間にそれぞれ取り付けたフィン１５と、によって構成する。
【００２３】
また、前記熱交換器１０の上述した各構成部材は、アルミ材の表面にろう材を予め塗布したクラッド材を用いて形成してあり、各構成部材を仮固定した状態で加熱炉１内にセットして加熱することにより、ろう付けが完了する。
【００２４】
このとき、前記ヘッダタンク１２，１２ａは比較的肉厚材料で形成してあるとともに、前記コネクタ１３，１３ａはブロック体で形成してあるため、それらヘッダタンク１２，１２ａおよびコネクタ１３，１３ａは熱容量が大きくなっている。一方、前記コア部１１を構成するチューブ１４やフィン１５は、熱の放熱性を高めるため薄肉材料で形成して熱容量が小さくなっている。
【００２５】
従って、ヘッダタンク１２，１２ａおよびコネクタ１３，１３ａは昇温速度が遅い部位Ｓとなり、チューブ１４およびフィン１５は昇温速度が速い部位Ｆとなっている。
【００２６】
ここで、本発明は、前記加熱炉１に、ろう付けしようとする前記熱交換器１０の昇温速度が遅い部位Ｓ、つまり、ヘッダタンク１２，１２ａおよびコネクタ１３，１３ａを局所的に加熱する補助加熱装置２０を設けている。
【００２７】
前記補助加熱装置２０は、図１に示すように、加熱ガスを用いて加熱する構造を採用している。即ち、上記補助加熱装置２０は、前記昇温速度が遅い部位Ｓに向けて加熱室３内に突出したノズル２１と、このノズル２１に加熱ガス（窒素ガス）を供給するガス供給管２２と、このガス供給管２２を加熱する高周波誘導ヒータ２３と、を備えて構成する。上記したノズル２１の噴射口２１ａは、噴射する加熱ガスの安定した直進性を考慮してオリフィス形状とする。
【００２８】
そして、前記ガス供給管２２を図外の窒素ガスタンクに接続して、ガス供給管２２に導入した窒素ガスを、高周波誘導ヒータ２３で加熱したガス供給管２２からの熱伝導により加熱し、この加熱ガスをノズル２１から噴射する。尚、前記高周波誘導ヒータ２３に代えて、ガス供給配管２２内にチューブヒータなどを配置して窒素ガスを直接加熱するようにしてもよい。
【００２９】
また、前記加熱炉１の加熱室３にろう付けしようとする熱交換器１０をセットする際に、前記ノズル２１から噴射する加熱ガスの噴射方向に対して、上流側に昇温速度が遅い部位Ｓを配置し、下流側に昇温速度が速い部位Ｆを配置する。
【００３０】
図３（ａ）は、ノズル２１が昇温速度の遅い部位Ｓに向けて加熱ガスを噴射している状態を示し、図３（ｂ）は、ノズル２１の噴射口２１ａと、前記昇温速度が遅い部位Ｓの前記噴射口２１ａに対向する面１３ａとを重ね合わせた状態を示している。これによれば、ノズル２１の噴射口２１ａの開口面積Ａ１は、前記昇温速度が遅い部位Ｓの噴射口２１ａに対向する面１３ａの面積Ａ２よりも小さくしてある
以上の構成により本実施形態の加熱炉１によれば、補助加熱装置２０でろう付けしようとする熱交換器１０の昇温速度が遅い部位Ｓを、ノズル２１から加熱ガスを噴射することで局所的に加熱することができる。従って、前記補助加熱装置２０によって昇温速度が遅い部位Ｓの昇温速度を速めることができ、前記熱交換器１０を、昇温速度が遅い部位Ｓと昇温速度が速い部位Ｆとを全体的に均一化させて昇温することができる。このため、熱交換器１０は、全体的にろう付けに適する温度まで迅速に昇温させることができ、ろう付け時間の短縮化を達成できる。
【００３１】
また、前記補助加熱装置２０は、加熱ガスをノズル２１から噴射するようにし、そのノズル２１から噴射する加熱ガスの噴射方向に対して、上流側に昇温速度が遅い部位Ｓを配置し、下流側に昇温速度が速い部位Ｆを配置してある。従って、ノズル２１から噴射する加熱ガスによって、昇温速度が遅い部位Ｓを加熱した後に昇温速度が速い部位Ｆを加熱できるので、昇温速度が遅い部位Ｓを効率良く加熱した後、加熱ガスの熱量を無駄にすることなく昇温速度が速い部位Ｆを加熱できる。このため、ろう付けしようとする熱交換器１０の昇温速度を全体的に速めて、ろう付け時間の更なる短縮化を達成できる。
【００３２】
更に、前記ノズル２１の噴射口２１ａの開口面積Ａ１を、昇温速度が遅い部位Ｓの前記噴射口２１ａに対向する面１３ａの面積Ａ２よりも小さくしたので、ノズル２１から噴射する加熱ガスを加熱対象部位に限定して当てることができる。尚、この場合の加熱対象部位とは、前記昇温速度が遅い部位Ｓであり、本実施形態ではヘッダタンク１２，１２ａおよびコネクタ１３，１３ａである。
【００３３】
従って、前記加熱ガスの熱量を無駄にすることなく昇温速度が遅い部位Ｓを効率良く加熱できるため、その加熱対象部位の受熱効率をより高めることができ、ひいては、昇温速度が遅い部位Ｓの昇温速度を更に速めることができる。
【００３４】
このような加熱炉１での加熱方法では、熱容量の大きい部位（昇温速度が遅い部位Ｓ）に高温の加熱ガスを誘導するような炉内構造の複雑化を招くこともない。
【００３５】
なお、ノズル２１から噴射する加熱ガスと加熱炉１内の対流ガスは、互いに同一のものを使用するが、供給源を互いに独立させることで、個別に温度設定が可能となる。例えば、加熱炉１内の対流ガス温度に対して局所加熱ガス温度を高く設定することで、熱容量が大きい部位のみ、より多くの熱量を与えることができる。
【００３６】
また、連続加熱炉においては、ワークが一定方向に移動しているため、対象となる加熱部位が変化する。このような場合には、ノズル２１の前を通過するワークの熱量の大きさに合わせて加熱ガスの流量を調節する。
【００３７】
ところで、本発明の加熱炉は前記第実施形態に例をとって説明したが、この実施形態に限ることなく本発明の要旨を逸脱しない範囲で他の実施形態を各種採用することができる。例えば、対流式の加熱炉に限ることなく輻射式の加熱炉、あるいはその他の加熱方式の加熱炉にあっても本発明を適用することができる。また、ワークとしては熱交換器１０に限ることはなく、ろう付けする他の構造物であっても本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施形態に係わる加熱炉の断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係わるワークとして用いる熱交換器の正面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係わるノズルと加熱対象部位との関係を示す説明図で、（ａ）は、ノズルが昇温速度の遅い部位に向けて加熱ガスを噴射している状態を示し、（ｂ）は、ノズルの噴射口と、昇温速度が遅い部位の噴射口に対向する面とを重ね合わせた状態を示す。
【符号の説明】
【００３９】
１  加熱炉
１０  熱交換器（ワーク）
１３ａ  昇温速度が遅い部位の噴射口に対向する面
２０  補助加熱装置
２１  ノズル
２１ａ  ノズルの噴射口
Ｓ  昇温速度が遅い部位
Ｆ  昇温速度が速い部位
Ａ１  ノズルの噴射口の開口面積
Ａ２  昇温速度が遅い部位の噴射口に対向する面の面積
【図１】
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【図２】
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【図３】
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