JP2007260742A - クラッド材、該クラッド材の製造方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】母材表面の必要箇所のみにロウ材層を形成し得、無駄を省くことができるクラッド材、該クラッド材の製造方法及び装置を提供する。
【解決手段】回転自在となるよう対向配置され且つ間に母材１が導入される一対のロール１０と、該ロール１０上に部分的に金属粉末を供給する粉末供給手段１１とを備え、母材１の表面に部分的に金属粉末を圧着してロウ材層１２を形成し、クラッド材を製造する。
【選択図】図２

Description

本発明は、クラッド材、該クラッド材の製造方法及び装置に関するものである。

近年、例えば、母材であるステンレス或いは耐熱合金等の金属板の両面又は片面に、ニッケル等を主成分とする金属粉末を圧着してロウ材層を形成したクラッド材を製造することが行なわれるようになっており、このようなクラッド材を製造する際には、図７に示されるような装置を使用することが提案されている。

図７に示されるクラッド材製造装置は、母材１が巻き取られた母材コイル２を巻き戻す母材巻戻機３と、該母材巻戻機３によって母材コイル２から巻き戻された母材１の表面に金属粉末を圧着する粉末圧着機４と、該粉末圧着機４で母材１に金属粉末が圧着されたクラッド材５を加熱して金属粉末を焼結させた後、冷却する加熱冷却炉６と、該加熱冷却炉６で金属粉末を焼結させたクラッド材５を圧延する圧延機７と、該圧延機７で圧延されたクラッド材５をクラッド材コイル８として巻き取るクラッド材巻取機９とを備えてなる構成を有している。

前記粉末圧着機４は、回転自在となるよう対向配置された一対のロール１０と、該各ロール１０上に金属粉末を供給する粉末供給手段１１とを備え、前記一対のロール１０間に上方から下方へ向け母材１を導入しつつ、前記粉末供給手段１１から各ロール１０上に金属粉末を供給して、該各ロール１０を回転させることにより、前記母材１の両面に金属粉末を圧着させるようになっている。

前記加熱冷却炉６においては、金属粉末を溶かさずに焼結させる固相焼結と、金属粉末を溶かして（液相を出して）焼結させる液相焼結のいずれかで、金属粉末の焼結を行い、その後、冷却を行うようになっている。

尚、前述の如きクラッド材製造装置と関連する一般的技術水準を示すものとしては、例えば、特許文献１がある。
特開２００５−１８６１２７号公報

ところで、前述の如きクラッド材製造装置の場合、ロウ材層は、粉末圧着機４において母材１の表面全幅に亘って金属粉末を圧着することにより形成されているが、製造されたクラッド材５を、熱交換器の伝熱管が貫通されるフィンとして使用するような場合、ロウ材が必要なのは伝熱管が貫通される部分のみで、それ以外の箇所に形成されたロウ材層は無駄になってしまうこともあった。

本発明は、斯かる実情に鑑み、母材表面の必要箇所のみにロウ材層を形成し得、無駄を省くことができるクラッド材、該クラッド材の製造方法及び装置を提供しようとするものである。

本発明は、母材の表面に部分的に金属粉末を圧着してロウ材層を形成したことを特徴とするクラッド材にかかるものである。

又、本発明は、対向配置された一対のロール間に母材を導入しつつ、ロール上に部分的に金属粉末を供給して、該ロールを回転させることにより、前記母材の表面に部分的に金属粉末を圧着させることを特徴とするクラッド材の製造方法にかかるものである。

前記クラッド材の製造方法においては、金属粉末をロールに供給する位置よりもロールの回転方向上流側位置において、ロール外周面に液体により濡れ性を付与し、次いでロールに金属粉末を供給することが、ロール外周面の所望の箇所に金属粉末を付着させて母材表面の必要箇所のみに圧着する上で好ましい。

更に又、本発明は、回転自在となるよう対向配置され且つ間に母材が導入される一対のロールと、
該ロール上に部分的に金属粉末を供給する粉末供給手段と
を備えたことを特徴とするクラッド材の製造装置にかかるものである。

前記クラッド材の製造装置においては、粉末供給手段を、ロール軸線方向へ複数配置され且つ貯留された金属粉末を出口部からロール上に供給可能なホッパにより構成することができる。

前記粉末供給手段は、ロール軸線方向へ移動可能に配設され且つ貯留された金属粉末を出口部からロール上に供給可能なホッパにより構成しても良い。

前記クラッド材の製造装置においては、ホッパの出口部から排出される金属粉末をロール上に導くと共に該金属粉末を一時的に堰き止め可能な案内部材を備えることができる。

前記クラッド材の製造装置においては、金属粉末をロールに供給する位置よりもロールの回転方向上流側位置に、ロール外周面に濡れ性を付与するための液体塗布手段を設けることが、ロール外周面の所望の箇所に金属粉末を付着させて母材表面の必要箇所のみに圧着する上で好ましい。

前記液体塗布手段には液体を供給するノズルを備えるようにすることができる。

前記液体塗布手段に液体を供給するノズルは、ロール軸線方向へ複数配置されるようにすることができる。

又、前記液体塗布手段に液体を供給するノズルは、ロール軸線方向へ移動可能に配設されるようにすることもできる。

前記液体塗布手段は、液体塗布ローラとすることができる。

又、前記液体塗布手段は、液体塗布パッドとすることもできる。

本発明のクラッド材、該クラッド材の製造方法及び装置によれば、母材表面の必要箇所のみにロウ材層を形成し得、無駄を省くことができるという優れた効果を奏し得る。

以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。

図１及び図２は本発明を実施する形態の第一例であって、図中、図７と同一の符号を付した部分は同一物を表わしており、回転自在となるよう対向配置され且つ間に母材１が導入される一対のロール１０と、該ロール１０上に部分的に金属粉末を供給する粉末供給手段１１とを備え、母材１の表面に部分的に金属粉末を圧着してロウ材層１２を形成し、クラッド材５を製造するようにしたものである。

本図示例の場合、前記粉末供給手段１１は、ロール１０軸線方向へ複数配置され且つ貯留された金属粉末を出口部からローラフィーダ１３により案内部材１４を介してロール１０上に供給可能なホッパ１５により構成してある。

前記案内部材１４は、各ホッパ１５毎に対応するよう個別に設け、その先端側を図示していないシリンダやモータ等の駆動装置により枢軸１６を中心として上下に回動させることにより、ホッパ１５の出口部から排出される金属粉末をロール１０上に導くと共に該金属粉末を一時的に堰き止め可能となるようにしてある。

尚、前記ホッパ１５は、図２の例では、ロール１０軸線方向へ三個配置してあるが、その個数は、三個に限定されないことは勿論である。又、前記ローラフィーダ１３は、複数のホッパ１５に共用される形で設けてあるが、前記案内部材１４と同様に、各ホッパ１５毎に対応するよう個別に設けても良い。更に又、案内部材１４は、金属粉末を一時的に堰き止めるために、先端側を回動させる代わりに、スライド式のシャッター機構を採用しても良い。

次に、上記図示例の作用を説明する。

母材巻戻機３によって母材コイル２から巻き戻された母材１は、粉末圧着機４において金属粉末が圧着されるが、このとき、粉末圧着機４の粉末供給手段１１は、ロール１０軸線方向へ複数配置したホッパ１５により構成してあるため、各ホッパ１５の出口部からローラフィーダ１３により案内部材１４を介してロール１０上に供給された金属粉末は、ロール１０の回転に伴い該ロール１０間に送給されて母材１に圧着され、該母材１の表面には、図２に示す如く、母材１の長手方向へ帯状に延び且つ母材１の幅方向へ所要間隔をあけて複数配設されるロウ材層１２が形成され、しかも、案内部材１４の先端側を必要に応じて適宜、図示していないシリンダやモータ等の駆動装置により枢軸１６を中心として、図１の仮想線で示す如く、上方へ跳ね上げることにより、ロール１０上に導かれる金属粉末を一時的に堰き止めると、図２に示す如く、母材１の長手方向へ延びる帯状のロウ材層１２が途切れる部分を形成することが可能となり、このようにロウ材層１２が形成されたクラッド材５が、加熱冷却炉６で加熱されて金属粉末を焼結させた後、冷却され、該加熱冷却炉６で金属粉末を焼結させたクラッド材５が圧延機７で圧延され、該圧延機７で圧延されたクラッド材５がクラッド材コイル８としてクラッド材巻取機９に巻き取られる。

この結果、製造されたクラッド材５を、熱交換器の伝熱管が貫通されるフィンとして使用するような場合には、ロウ材が必要となる伝熱管が貫通される部分のみにロウ材層１２を形成することが可能となるため、単に粉末圧着機４において母材１の表面全幅に亘って金属粉末を圧着することによりロウ材層１２を形成するのとは全く異なり、ロウ材層１２の無駄がなくなる。

こうして、母材１表面の必要箇所のみにロウ材層１２を形成し得、無駄を省くことができる。

図３は本発明を実施する形態の第二例を示す側面図であって、粉末供給手段１１を、ロール１０軸線方向へ移動可能に配設され且つ貯留された金属粉末を出口部からローラフィーダ１３により案内部材１４を介してロール１０上に供給可能なホッパ１５により構成したものである。

本図示例の場合、前記ホッパ１５には、ナット部材１７を一体に取り付け、該ナット部材１７を、ロール１０軸線方向と平行に延び且つ回転自在に配置したボールネジ１８に螺嵌し、該ボールネジ１８を図示していないモータ等の駆動装置によって所要方向へ回転させることにより、前記ホッパ１５をロール１０軸線方向へ移動させるようにしてある。

尚、前記ホッパ１５をロール１０軸線方向へ移動させる手段として、ナット部材１７とボールネジ１８を用いる代わりに、シリンダを採用しても良い。又、前記ホッパ１５をロール１０軸線方向へ移動可能に配設する場合、図３の例では、ホッパ１５を一個としてあるが、複数個設けて各々をロール１０軸線方向へ移動可能に配設するようにしても良い。

図３に示す第二例の場合も、母材巻戻機３によって母材コイル２から巻き戻された母材１は、粉末圧着機４において金属粉末が圧着されるが、このとき、粉末圧着機４の粉末供給手段１１は、ロール１０軸線方向へ移動可能に配設したホッパ１５により構成してあるため、各ホッパ１５の出口部からローラフィーダ１３により案内部材１４を介してロール１０上に供給された金属粉末は、ロール１０の回転に伴い該ロール１０間に送給されて母材１に圧着され、該母材１の表面には、例えば、図３に示す如く、母材１の長手方向へ蛇行する形で帯状に延びるロウ材層１２が形成され、しかも、案内部材１４の先端側を必要に応じて適宜、図示していないシリンダやモータ等の駆動装置により枢軸１６を中心として、図１の仮想線で示す如く、上方へ跳ね上げることにより、ロール１０上に導かれる金属粉末を一時的に堰き止めると、図３に示す如く、母材１の長手方向へ蛇行する形で延びる帯状のロウ材層１２が途切れる部分を形成することが可能となり、このようにロウ材層１２が形成されたクラッド材５が、加熱冷却炉６で加熱されて金属粉末を焼結させた後、冷却され、該加熱冷却炉６で金属粉末を焼結させたクラッド材５が圧延機７で圧延され、該圧延機７で圧延されたクラッド材５がクラッド材コイル８としてクラッド材巻取機９に巻き取られる。

この結果、製造されたクラッド材５を、熱交換器の伝熱管が貫通されるフィンとして使用するような場合には、ロウ材が必要となる伝熱管が貫通される部分のみにロウ材層１２を形成することが可能となるため、単に粉末圧着機４において母材１の表面全幅に亘って金属粉末を圧着することによりロウ材層１２を形成するのとは全く異なり、ロウ材層１２の無駄がなくなる。

こうして、図３に示す第二例においても、図１及び図２に示す第一例と同様に、母材１表面の必要箇所のみにロウ材層１２を形成し得、無駄を省くことができる。

更に、図４及び図５は図１及び図２に示す第一例、或いは図３に示す第二例において、ロール１０外周面に液体により濡れ性を付与するための液体塗布手段を装備した場合の一例を示すものであって、ホッパ１５よりもロール１０回転方向上流側に、ロール１０と平行にゴム製或いはスポンジ製の駆動可能な液体塗布ローラ１９（液体塗布手段）をロール１０の外周面に対し接触するよう配置し、液体塗布ローラ１９の上方に、管路を介して送給された水或いはアルコール等の液体Ｌを液体塗布ローラ１９に供給するための複数のノズル２０を、液体塗布ローラ１９の軸線方向へ一定の間隔で配置し、又、ロール１０の下部に、ロール１０間における圧延或いはプレス時に母材１に圧着されずにロール１０外周面に付着してきた残余の金属粉末を掻取るためのスクレーパ２１を配置したものである。

図４及び図５に示すような液体塗布手段を装備すると、管路を通ってノズル２０へ送給された水或いはアルコール等の液体Ｌは、ノズル２０から液体塗布ローラ１９へ液滴Ｌｄとして滴下され、液体塗布ローラ１９に滴下された液体Ｌは、液体塗布ローラ１９によりロール１０の外周面に塗布され、ロール１０には濡れ性が付与されるため、ホッパ１５の出口部からローラフィーダ１３により案内部材１４を介してロール１０上に供給された金属粉末は、ロール１０に濡れ性を付与していない場合に比べより強い付着力でロール１０の外周面に付着する形となり、該ロール１０の外周面に液体Ｌの濡れ性によってより強い付着力で付着した金属粉末は、ロール１０の回転に伴いロール１０間に送給されて母材１に圧着され、ロウ材層が形成されたクラッド材５が製造され、この結果、母材１の表面に部分的に金属粉末を圧着してロウ材層１２を形成する上で、きわめて有効となる。

尚、母材１に圧着されずにロール１０に付着している残余の金属粉末はロール１０の回転によりスクレーパ２１に至り該スクレーパ２１により掻落とされ、ロール１０の外周面は清浄化され、外周面を清浄化されたロール１０は、再び液体塗布ローラ１９により外周面に液体Ｌを塗布されて濡れ性を付与され、ホッパ１５からの金属粉末が付着され、金属粉末はロール１０間に送給されて母材１に圧着され、連続してクラッド材５が製造される。

又、ロール１０の回転速度が高速となった場合や、ロール１０の外周面に供給される金属粉末の単位面積当たりの量を多くする場合、即ち、金属粉末の厚さを厚くする場合は、ノズル２０から液体塗布ローラ１９に滴下される液体Ｌの単位時間当たりの量を増加して、液体Ｌの濡れ性を高め、ロール１０の金属粉末に対する付着力を高めるようにすれば良い。

こうして、図４及び図５に示すような液体塗布手段を装備すれば、母材１表面の必要箇所のみにロウ材層１２をより確実に形成し得、無駄を省くことができ、更に、ロール１０を高速運転した場合でも、金属粉末を確実にロール１０外周面に付着させてロール間（ロールギャップ部）へ送給することができ、クラッド材５の生産を安定して高効率に行なうことができる。

図６は液体塗布手段の他の例を示す側面図であって、ガイドレール２２に沿って走行自在な走行枠２３を介してノズル２０を液体塗布ローラ１９の軸線方向、延いてはロール１０の軸線方向へ往復移動し得るようにしたものである。

本図示例の場合、クラッド材５を製造する際には、ノズル２０は走行枠２３により液体塗布ローラ１９の軸線方向へ往復移動しつつ液体塗布ローラ１９に液体Ｌが滴下される。斯かる構成としても図４及び図５に示す例と同様の作用効果を奏することができる上に、ノズル２０の数量が少ないため設備費、運転維持費が安価となる。

尚、本発明のクラッド材、該クラッド材の製造方法及び装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、例えば、ロール外周面に濡れ性を付与する手段としては液体塗布ローラ以外にロール外周面に押付けるようにした布製のパッドを用いることもできること、ノズルを液体塗布ローラの軸線方向へ移動する場合、ノズルを一本とする場合について説明したが複数本であっても実施可能なこと、ロールに濡れ性を付与する液体は水或いはアルコールを使用する場合について説明したが、同時に水とアルコールの両方を使用するようにしても実施できること等、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

本発明を実施する形態の第一例を示す正面図である。 本発明を実施する形態の第一例を示す側面図であって、図１のＩＩ−ＩＩ矢視相当図である。 本発明を実施する形態の第二例を示す側面図であって、図１のＩＩ−ＩＩ矢視相当図である。 図１及び図２に示す第一例、図３に示す第二例において、ロール外周面に液体により濡れ性を付与するための液体塗布手段を装備した場合の一例を示す正面図である。 液体塗布手段の一例を示す側面図であって、図４のＶ−Ｖ矢視相当図である。 液体塗布手段の他の例を示す側面図であって、図４のＶ−Ｖ矢視相当図である。 近年提案されているクラッド材製造装置の一例を示す全体概要構成図である。

符号の説明

１ 母材
２ 母材コイル
３ 母材巻戻機
４ 粉末圧着機
５ クラッド材
６ 加熱冷却炉
８ クラッド材コイル
９ クラッド材巻取機
１０ ロール
１１ 粉末供給手段
１２ ロウ材層
１３ ローラフィーダ
１４ 案内部材
１５ ホッパ
１６ 枢軸
１７ ナット部材
１８ ボールネジ
１９ 液体塗布ローラ（液体塗布手段）
２０ ノズル
２１ スクレーパ
２２ ガイドレール
２３ 走行枠
Ｌ 液体
Ｌｄ 液滴

Claims (13)

1. 母材の表面に部分的に金属粉末を圧着してロウ材層を形成したことを特徴とするクラッド材。
2. 対向配置された一対のロール間に母材を導入しつつ、ロール上に部分的に金属粉末を供給して、該ロールを回転させることにより、前記母材の表面に部分的に金属粉末を圧着させることを特徴とするクラッド材の製造方法。
3. 金属粉末をロールに供給する位置よりもロールの回転方向上流側位置において、ロール外周面に液体により濡れ性を付与し、次いでロールに金属粉末を供給する請求項２記載のクラッド材の製造方法。
4. 回転自在となるよう対向配置され且つ間に母材が導入される一対のロールと、
   該ロール上に部分的に金属粉末を供給する粉末供給手段と
   を備えたことを特徴とするクラッド材の製造装置。
5. 粉末供給手段を、ロール軸線方向へ複数配置され且つ貯留された金属粉末を出口部からロール上に供給可能なホッパにより構成した請求項４記載のクラッド材の製造装置。
6. 粉末供給手段を、ロール軸線方向へ移動可能に配設され且つ貯留された金属粉末を出口部からロール上に供給可能なホッパにより構成した請求項４記載のクラッド材の製造装置。
7. ホッパの出口部から排出される金属粉末をロール上に導くと共に該金属粉末を一時的に堰き止め可能な案内部材を備えた請求項５又は６記載のクラッド材の製造装置。
8. 金属粉末をロールに供給する位置よりもロールの回転方向上流側位置に、ロール外周面に濡れ性を付与するための液体塗布手段を設けた請求項４〜７のいずれか一つに記載のクラッド材の製造装置。
9. 液体塗布手段に液体を供給するノズルを備えた請求項８記載のクラッド材の製造装置。
10. 液体塗布手段に液体を供給するノズルは、ロール軸線方向へ複数配置されている請求項９記載のクラッド材の製造装置。
11. 液体塗布手段に液体を供給するノズルは、ロール軸線方向へ移動可能に配設されている請求項９又は１０記載のクラッド材の製造装置。
12. 液体塗布手段は、液体塗布ローラである請求項８〜１１のいずれか一つに記載のクラッド材の製造装置。
13. 液体塗布手段は、液体塗布パッドである請求項８〜１１のいずれか一つに記載のクラッド材の製造装置。

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