(57)【要約】【課題】本発明は、製品としての熱交換器等の安定且つ品質が良好なロウ付けが可能となり、しかも、装置の小型化が可能で、また、加熱効率が良く、イニシャル・ランニングコストが安くすることを課題とする。【解決手段】ワーク７を構成する複数の金属部品同士を接合するためのロウ付け装置であって、前記ワークのロウ付け部分１０に近赤外線を照射してロウ付け部分を加熱する近赤外線照射装置５と、前記ロウ付け部分から放射され且つ前記近赤外線と波長が相違する赤外線を検出することによりロウ付け部分の温度を測定するための温度センサ２０と、前記温度センサの検出温度に基づいて近赤外線照射装置の照射出力を制御する制御装置２１とを備えている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを構成する複数の金属部品同士を接合するためのロウ付け装置であって、
前記ワークのロウ付け部分に近赤外線を照射してロウ付け部分を加熱する近赤外線照射装置と、前記ロウ付け部分から放射され且つ前記近赤外線と波長が相違する赤外線を検出することによりロウ付け部分の温度を測定するための温度センサと、前記温度センサの検出温度に基づいて近赤外線照射装置の照射出力を制御する制御装置とを備えたことを特徴とする近赤外線照射を使用したロウ付け装置。
【請求項２】
前記請求項１に記載の近赤外線照射を使用したロウ付け装置において、近赤外線照射装置から照射される近赤外線の照射波長が、０．７５μｍ〜２．０μｍであり、前記温度センサが検出する検出波長が、６．０μｍ〜１０．０μｍであることを特徴とする近赤外線照射を使用したロウ付け装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、空調用熱交換器等のロウ付けに最適な近赤外線照射を使用したロウ付け装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、空調用熱交換器は、多数のプレートフィンと冷媒が流通する銅管とを組み合わせて構成されているものがある。かかる熱交換器の部品同士の接合は、加熱手段としてバーナーにより加熱するロウ付け装置（バーナーロウ付け装置）により行われている。
【０００３】
また、近赤外線照射装置より照射される近赤外線を利用したロウ付け装置（近赤外線照ロウ付け装置）も公知である（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−３５８４８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記バーナーロウ付け装置は、炎を出す火口を複数個配置させて、可燃ガスを消費して炎を作る構成である。このように、溶融させるロウ材と、ロウ付けを行う熱交換器と、雰囲気温度とを加熱している構成であるため、例えば、夏季冬季のように雰囲気温度が変化すれば、加熱条件も変化するため、温度コントロールが困難である。
【０００５】
また、熱交換器を高温状態に長時間曝すと、熱交換器を構成するプレートフィン等の構成部品のアルミ表面被膜を劣化させたり、製品の素材の結晶粒が粗大化して脆くなったりする問題がある。
【０００６】
また、バーナーロウ付け装置は、燃料として電気およびガスを必要とするため、イニシャル・ランニングコストが高くなるとともに、装置が大型化する欠点がある。
【０００７】
前記近赤外線照ロウ付け装置は、近赤外線照射装置から近赤外線を所定部分に照射する構成であるため、前記バーナーロウ付け装置の問題を解消することができる。しかしながら、前記従来の近赤外線照ロウ付け装置は、近赤外線照射源の出力制御が具体的に記載されておらず、安定し且つ品質が良好なロウ付け効果が期待できるものではない。
【０００８】
本発明は、製品としての熱交換器等の安定且つ品質が良好なロウ付けが可能となり、しかも、装置の小型化が可能で、また、加熱効率が良く、イニシャル・ランニングコストが安くすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、前記課題を解決するためになされたもので、ワークを構成する複数の金属部品同士を接合するためのロウ付け装置であって、前記ワークのロウ付け部分に近赤外線を照射してロウ付け部分を加熱する近赤外線照射装置と、前記ロウ付け部分から放射され且つ前記近赤外線と波長が相違する赤外線を検出することによりロウ付け部分の温度を測定するための温度センサと、前記温度センサの検出温度に基づいて近赤外線照射装置の照射出力を制御する制御装置とを備えたことにある。
【００１０】
前記本発明のロウ付け装置は、ワークを加熱する近赤外線の放射波長と、ワークから放射される赤外線の検出波長とを相違させている。このように、近赤外線の放射波長（または周波数）と検出波長（または周波数）とを互いにずらすことにより、温度センサは、近赤外線照射装置から照射される近赤外線に影響されることなく、正確な温度測定ができ、その信号をフィードバックする温度制御が可能となる。
【００１１】
前記本発明は、前記熱交換器に近赤外線を照射する近赤外線照射装置を備えていることから、内部加熱による短時間ロウ付けが可能となるとともに、小型小スペースの設備を実現できる。
【００１２】
また、短時間で部分的に加熱するため、ワークが熱交換器である場合には、その熱交換器の全体を加熱することがなく、アルミ表面処理にダメージを負うことはない。しかも、電気での運転が可能となることから、前記のように小型小スペースの設備と相まって、イニシャル・ランニングコストが安くなる。
【００１３】
また、前記近赤外線照射を使用したロウ付け装置において、近赤外線照射源から照射される近赤外線の照射波長が、０．７５μｍ〜２．０μｍであり、前記温度センサが検出する検出波長が、６．０μｍ〜１０．０μｍである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、熱交換器等のワークを短時間で昇温し、ロウ付けを確実に且つ安定して行える利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１〜図５は、本発明に係るロウ付け装置の一実施の形態を示す。本実施の形態に係るロウ付け装置１は、ワークとして例えば空調用熱交換器７をロウ付けするもので、架台２と、この架台２に一方から他方に向けて熱交換器７を搬送する搬送装置としてのコンベア３と、コンベア３で搬送される熱交換器７を加熱させる近赤外線照射装置５と、熱交換器７の温度を検出する温度センサ２０とを備えている。
【００１６】
前記熱交換器７は、多数のアルミニウム製プレートフィン８と冷媒が流通する銅管（冷媒管）９とを組み合わせて構成されている。銅管９は、プレートフィン８を挿通する複数本の直線状銅管９ａと、隣接する直線状銅管９ａ同士を連結するＵ字状の連結銅管９ｂからなる。
【００１７】
そして、連結銅管９ｂの両端部が、直線状銅管９ａ上端部に嵌合されている。本実施の形態は、連結銅管９ｂの両端部と直線状銅管９ａの上端部とをロウ付けする場合を例示する。かかる連結銅管９ｂの両端部と直線状銅管９ａの上端部との嵌合部分が、ロウ付け部分１０（図２（ｂ）に仮想線で示す部分）となる。
【００１８】
前記近赤外線照射装置５は、架台２の幅方向（前記コンベア３による熱交換器７の搬送方向に対して直角方向）に間隔をおいて対向するように設けられた近赤外線照射源５１を備えている。各近赤外線照射源５１は、コンベア３上方に配置された本体１１に設けられた長尺状のハロゲンランプからなる。このハロゲンランプ５１は、０．７５μｍ〜２．０μｍの波長の近赤外線を照射するものである。
【００１９】
ハロゲンランプ５１は、コンベア３で搬送される熱交換器７の搬送方向（図１および図３に示す矢印Ａ方向）に沿って、且つ、熱交換器７の上部両側に配置されている。ハロゲンランプ５１の個数は特に限定されないが、所定の照射出力（近赤外線の所定照射量）が得られるように、任意に設定可能である。例えば、ハロゲンランプ５１としては、一灯当たり１ＫＷ〜１０ＫＷのものが採用可能である。
【００２０】
ハロゲンランプ５１の背面側には、リフレクター１６が設けられており、このリフレクター１６により、ハロゲンランプ５１から背面側へ照射される近赤外線を熱交換器７側に反射させることができる。ハロゲンランプ５１の近赤外線の焦点は、熱交換器７のロウ付け部分１０となるように設定されている。
【００２１】
前記温度センサ２０は、熱交換器７から出ている電磁波の形で放射されている熱エネルギー（赤外線放射エネルギー）を検出して温度測定が可能な放射温度計からなり、熱交換器７の上方設けられている。この温度センサ２０は、６μｍ〜１０μｍの周波数の波長を検出することができる。このように、温度センサ２０の検出周波数と、ロウ付け部分１０のロウ材を溶かすべくハロゲンランプ５１から照射される近赤外線の周波数との照射波長をそれぞれ相違させることにより、正確な温度測定が可能となる。なお、温度センサ２０の個数や設ける位置は適宜設定可能である。
【００２２】
前記温度センサ２０により熱交換器７におけるロウ付け部分１０の加熱温度を検出し、その温度センサ２０の信号（検出温度）に基づいて、制御装置２１がハロゲンランプ５１の照射出力を制御するようになっている。なお、この制御装置２１は、コンベア３の駆動制御（熱交換器７の搬送速度の制御）も行うことも可能である。
【００２３】
次に、空調用熱交換器のロウ付け作業を行う場合について、図４および図５を参照しながら説明する。なお、かかる熱交換器７のロウ付け部分１０の放射率は予め設定されている。
【００２４】
先ず、コンベア３の一方に熱交換器７を載置し、コンベア３により熱交換器７をロウ付け位地まで搬送する。熱交換器７がロウ付け位置にセットされると（Ｓ１）、制御装置２１はハロゲンランプ５１の電源をＯＮし（Ｓ２）、近赤外線照射を開始する（Ｓ３）。すなわち、ハロゲンランプ５１は熱交換器７のロウ付け部分１０を両側から照射し、目標温度であるロウ材溶融温度（７５０℃〜９００℃）まで急激に昇温させる。
【００２５】
このハロゲンランプ５１による近赤外線照射の出力制御は、温度センサ２０で検出されたロウ付け部分１０の検出温度を制御装置２１にフィードバックして行う（Ｓ４）。そして、予め設定されたロウ材溶融温度まで急速昇温後、この温度を安定させる制御を行う（Ｓ５）。図５に示すように、急速昇温を加熱Ｈｉ、安定温度を加熱Ｌｏとしている。このＨｉとＬｏの制御は、ハロゲンランプ５１に通電する電流値と時間にて行う。
【００２６】
具体的には以下のように制御する。すなわち、ハロゲンランプ５１は、所定周波数の近赤外線を熱交換器７のロウ付け部分１０に照射するため、かかるハロゲンランプ５１からの近赤外線の照射により、その部分が加熱される。この加熱部分１０からは、赤外線放射エネルギーが放射されているため、かかる放射エネルギー量を温度センサ２０が検出する。
【００２７】
この温度センサ２０が検出した温度情報は制御装置２１に送られる。例えば、ロウ付け部１０の温度を０．１秒毎に計測し、その温度情報を制御装置２１にフィードバックする。制御装置２１は、予め設定されたロウ材溶融温度に達するまでハロゲンランプ５１の照射出力を制御し急速昇温する。近赤外線は、遠赤外線に比し、エネルギー密度および浸透力が大きく、金属類に対して吸収特性が良いため、熱交換器７のロウ付け部分１０を迅速に加熱することができる。
【００２８】
ロウ付け部分１０がロウ材溶融温度に達した後に、加熱Ｌｏ制御にてそのロウ付け温度で安定させてロウ付け作業を行なう。ロウ付け温度一定化領域の所定時間が終了すると、ハロゲンランプの電源をＯＦＦしその照射を終了する（Ｓ６）。
【００２９】
加熱工程が終了すると、噴出手段（図示省略）により窒素ブローを行ない（Ｓ７）、熱交換器７を冷却して作業を終了する。その後、ロウ付けを通過した熱交換器７は、コンベア３により排出される。
【００３０】
以上のように、ハロゲンランプ５１を加熱Ｈｉ、加熱Ｌｏ制御することにより、熱交換器７のロウ付け時間を短縮できるとともに、安定したロウ付け作業を実現できる。しかも、短時間による加熱処理の為、製品（熱交換器）に与えるダメージ（損傷）を少なくできる。
【００３１】
しかも、ハロゲンランプ５１により近赤外線を照射する構成であるため、装置の小型化が可能となり小スペースの設備を実現できるとともに、電気での運転が可能となることから、小型小スペースの設備と相まって、イニシャル・ランニングコストが安くなる。
【００３２】
また、本実施の形態のロウ付け装置１は、可燃性ガスを一切使用しない為、工場より発生する二酸化炭素（ＣＯ２）を大幅に低減可能であり、この結果、クリーンな作業環境が提供可能となる。
【００３３】
本発明は、前記実施の形態に限定されるものではない。例えば、熱交換器７は、建築物の空調エアコンや、自動車のエアコン等の任意のものが採用可能である。
【００３４】
さらに、光による温度制御を行うようにしたため、温度センサとともにカメラ等の画像センサを適宜設置し、そのカメラ等の画像センサによりロウ付けを画像処理し、作業の終了を確認することも可能である。また、温度センサで制御するとともに時間により作業の終了までを管理することも可能である。また、コンベア３は必ずしも設ける必要はない。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の近赤外線照射を使用したロウ付け装置の正面図である。
【図２】（ａ）は同装置の側面図、（ｂ）は同装置の要部を示す側面図である。
【図３】同装置の平面図である。
【図４】同装置におけるロウ付けを行う場合のフローチャートである。
【図５】同装置における近赤外線加熱制御を示す図である。
【符号の説明】
【００３６】
１          ロウ付け装置
２          架台
３          コンベア
５          近赤外線照射装置
７          熱交換器（ワーク）
１０        ロウ付け部分
２０        放射温度計（温度センサ）
２１        制御装置
５１        ハロゲンランプ（近赤外線照射源）
【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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