JP6077376B2 - ろう付け方法及びろう付け装置 - Google Patents

Description

本発明は、熱交換器、放熱器等の様々なろう付製品の製造に用いられるろう付け方法及びろう付け装置に関する。

なお本明細書では、特に明示しない限り、「アルミニウム」の語は純アルミニウムだけではなく更にアルミニウム合金をも含む意味で用いられる。

様々なろう付け製品の製造に用いられるろう付け方法は、フラックスろう付け法とフラックスレスろう付け法とに大別される。フラックスレスろう付け法としては、真空ろう付け法が一般的に知られており、更にＶＡＷ法なども知られている。フラックスろう付け法としては、炉中ろう付け法、ノコロックろう付け法などが知られている。特開２０１０−１７７２４号公報（特許文献１）及び特開２０１１−６１４号公報（特許文献２）は、熱交換器をフラックスろう付け法により製造する方法を開示している。

上述したこれらのろう付け方法では、いずれもワークのろう付け予定部（接合予定界面）に介在されたろう材が所定の熱源の熱で加熱溶融されることにより、ワークのろう付け予定部がろう付けされる。

特開２０１０−１７７２４号公報 特開２０１１−６１４号公報

これらのろう付け方法のうち真空ろう付け法では、熱源の熱が放射伝熱によりワークに伝えられてろう材が加熱溶融される。ＶＡＷ法、炉中ろう付け法及びノコロックろう付け法では、熱源の熱が放射及び対流伝熱によりワークに伝えられてろう材が加熱溶融される。しかるに、これらのろう付け方法には、ワークの昇温速度などについて改良の余地があった。

本発明は、上述した技術背景に鑑みてなされたもので、その目的は、従来のろう付け方法及びろう付け装置を改良したろう付け方法及びろう付け装置を提供することにある。

本発明は以下の手段を提供する。

［１］ ワーク真空室と、ヒータ真空室と、前記ヒータ真空室に配置され且つ加熱面を有するヒータと、前記ワーク真空室と前記ヒータ真空室との間に介在されるとともに前記ワーク真空室側に向いた第１壁面及び前記ヒータ真空室側に向いた第２壁面を有する隔壁板と、前記隔壁板の前記第１壁面側に配置されたワーク真空室形成容器と、前記隔壁板の前記第２壁面側に配置されたヒータ真空室形成容器と、を具備し、前記ワーク真空室は前記隔壁板と前記ワーク真空室形成容器とで包囲されて形成されるとともに、前記ヒータ真空室は前記隔壁板と前記ヒータ真空室形成容器とで包囲されて形成されるろう付け装置を準備する工程と、
前記ろう付け装置の前記ワーク真空室に、ろう材を有するろう付け予定部を備えたワークを配置するワーク配置工程と、
前記ワーク配置工程の後で、前記ワーク真空室及び前記ヒータ真空室をそれぞれ真空にし且つ前記ヒータの前記加熱面を前記隔壁板の前記第２壁面に接触させるとともに前記隔壁板の前記第１壁面を前記ワークに接触させた状態で、前記ヒータの熱を前記ヒータから前記隔壁板を介して前記ワークに伝導伝熱により伝えることにより、前記ろう材を溶融する溶融工程と、
を含むことを特徴とするろう付け方法。

［２］ 前記隔壁板は、前記ワーク真空室形成容器及び前記ヒータ真空室形成容器のうち少なくとも前記ワーク成容器に対して分離可能なものであり、
前記ワーク真空室形成容器は、前記隔壁板が前記ワーク真空室形成容器に対して分離されることで前記ワーク真空室形成容器に形成される開口を、前記ワーク真空室形成容器における前記ワークの出入れ口とするものである前項１記載のろう付け方法。

［３］ 前記溶融工程では、前記ヒータの前記加熱面を前記隔壁板を介して前記ワークに押し付けた状態で、前記ろう材を溶融する前項１又は２記載のろう付け方法。

［４］ 前記ヒータは、前記加熱面を露出させた状態で断熱材で覆われている前項１〜３のいずれかに記載のろう付け方法。

［５］ 前記溶融工程では、前記ワーク真空室及び前記ヒータ真空室のうち前記ワーク真空室だけを真空引きしながら前記ろう材を溶融する前項１〜４のいずれかに記載のろう付け方法。

［６］ 前記溶融工程では、前記溶融工程の際に発生する前記第２壁面と平行方向の前記隔壁板の熱膨張を、前記隔壁板における前記ヒータの前記加熱面との接触部の周囲に設けられた吸収部により吸収する前項１〜５のいずれかに記載のろう付け方法。

［７］ 前記ヒータ真空室は、前記ワーク真空室を挟んだ両外側にそれぞれ配置されており、
前記ヒータは、前記各ヒータ真空室にそれぞれ配置されており、
前記隔壁板は、前記ワーク真空室と前記各ヒータ真空室との間にそれぞれ介在されるものであり、
前記溶融工程では、前記各ヒータの熱を前記各ヒータから対応する前記隔壁板を介して前記ワークに伝導伝熱により伝えることにより、前記ろう材を溶融する前項１〜６のいずれかに記載のろう付け方法。

［８］ 前記溶融工程では、前記各ヒータの前記加熱面を対応する前記隔壁板を介して前記ワークに前記両加熱面間で前記ワークを挟むように相対的に押し付ける前項７記載のろう付け方法。

［９］ ろう材を有するろう付け予定部を備えたワークが配置されるワーク真空室と、
ヒータ真空室と、
前記ヒータ真空室に配置され且つ加熱面を有するヒータと、
前記ワーク真空室と前記ヒータ真空室との間に介在されるとともに前記ワーク真空室側に向いた第１壁面及び前記ヒータ真空室側に向いた第２壁面を有する隔壁板と、
前記隔壁板の前記第１壁面側に配置されたワーク真空室形成容器と、
前記隔壁板の前記第２壁面側に配置されたヒータ真空室形成容器と、
を具備し、
前記ワーク真空室は前記隔壁板と前記ワーク真空室形成容器とで包囲されて形成されるものであり、
前記ヒータ真空室は前記隔壁板と前記ヒータ真空室形成容器とで包囲されて形成されるものであり、
前記ワーク真空室及び前記ヒータ真空室がそれぞれ真空にされ且つ前記ヒータの加熱面が前記隔壁板の前記第２壁面に接触するとともに前記隔壁板の前記第１壁面が前記ワーク真空室に配置された前記ワークに接触した状態で、前記ヒータの熱が前記ヒータから前記隔壁板を介して前記ワークに伝導伝熱により伝えられることにより、前記ろう材を溶融するものとなされていることを特徴とするろう付け装置。

［１０］ 前記隔壁板は、前記ワーク真空室形成容器及び前記ヒータ真空室形成容器のうち少なくとも前記ワーク真空室形成容器に対して分離可能なものであり、
前記ワーク真空室形成容器は、前記隔壁板が前記ワーク真空室形成容器に対して分離されることで前記ワーク真空室形成容器に形成される開口を、前記ワーク真空室形成容器における前記ワークの出入れ口とするものである前項９記載のろう付け装置。

［１１］ 更に、前記ヒータの前記加熱面を前記隔壁板の前記第２壁面に対して接離可能に且つ前記隔壁板を介して前記ワークに押付け可能に移動させるヒータ移動機構を具備している前項９又は１０記載のろう付け装置。

［１２］ 前記ヒータ移動機構は、
前記ヒータ真空室形成容器に設けられた螺子孔と、前記ヒータ真空室形成容器の周壁をその外側から前記ヒータ真空室側に気密に貫通した状態で前記螺子孔に螺挿された螺子棒と、を備えるとともに、前記螺子棒における前記ヒータ真空室側に配置された一端部に前記ヒータが連結され、且つ、前記螺子棒における前記ヒータ真空室形成容器の外側に配置された他端部に前記螺子棒を回転させる駆動部が設けられ、前記駆動部によって前記螺子棒を回転させることにより前記ヒータを移動させるように構成されている前項１１記載のろう付け装置。

［１３］ 前記ヒータは、前記加熱面を露出させた状態で断熱材で覆われている前項９〜１２のいずれかに記載のろう付け装置。

［１４］ 更に、前記ワーク真空室及び前記ヒータ真空室を真空にする真空手段を具備しており、
前記真空手段は、
前記ワーク真空室に連通するとともに前記ワーク真空室のガスを吸引する第１吸気管と、前記ヒータ真空室に連通するとともに前記ヒータ真空室のガスを吸引する第２吸気管と、前記第１吸気管及び前記第２吸気管を通じて前記ワーク真空室及び前記ヒータ真空室を真空引きするための真空ポンプと、前記第１吸気管に設けられるとともに前記第１吸気管を開閉する第１開閉弁と、前記第２吸気管に設けられるとともに前記第２吸気管を開閉する第２開閉弁と、を備えている前項９〜１３のいずかに記載のろう付け装置。

［１５］ 前記真空手段は、前記ろう材を溶融する際に前記真空ポンプが動作した状態で前記第１開閉弁が開状態に及び前記第２開閉弁が閉状態になるように構成されている前項１４記載のろう付け装置。

［１６］ 前記隔壁板における前記ヒータの前記加熱面との接触部の周囲に、前記ろう材を溶融する際に発生する前記第２壁面と平行方向の前記隔壁板の熱膨張を吸収する吸収部が設けられている前項９〜１５のいずれかに記載のろう付け装置。

［１７］ 前記ワーク真空室形成容器と前記隔壁板との相互シール部間にシール部材が介在されており、
前記隔壁板のシール部は、前記隔壁板の外周部に位置しており、更に、前記ろう材を溶融する際に前記ワーク真空室形成容器のシール部に前記シール部材を介して密着する方向に相対的に押し付けられるものであり、
前記シール部材は、前記ろう材を溶融する際に冷却されるものであり、
前記隔壁板における前記ヒータの前記加熱面との前記接触部は、前記隔壁板の略中央部に位置しており、
前記吸収部は、前記隔壁板の前記シール部よりも内側であって前記ヒータの前記加熱面との前記接触部の周囲に設けられている前項１６記載のろう付け装置。

［１８］ 前記吸収部は、前記隔壁板の一部が断面波状に屈曲して形成されたものである前項１６又は１７記載のろう付け装置。

［１９］ 前記ヒータ真空室は、前記ワーク真空室を挟んだ両外側にそれぞれ配置されており、
前記ヒータは、前記各ヒータ真空室にそれぞれ配置されており、
前記隔壁板は、前記ワーク真空室と前記各ヒータ真空室との間にそれぞれ介在されるものであり、
前記各ヒータの熱が前記各ヒータから対応する前記隔壁板を介して前記ワークに伝導伝熱により伝えられることにより、前記ろう材を溶融するものとなされている前項９〜１８のいずれかに記載のろう付け装置。

［２０］ 前記各ヒータの前記加熱面は、対応する前記隔壁板を介して前記ワークに前記両加熱面間で前記ワークを挟むように相対的に押し付けられるものである前項１９記載のろう付け装置。

本発明は以下の効果を奏する。

前項［１］のろう付け方法では、溶融工程の際に、熱源としてのヒータの熱を伝導伝熱によりワークに伝えるので、熱源の熱を放射伝熱や対流伝熱によりワークに伝える場合に比べて、ワークの昇温速度の高速化を図ることができ、その結果、ろう付けに要する時間（即ちろう付け時間）の短縮化を図ることができるし、更に、ろう付けに要する熱量の低減化を図ることができる。

さらに、溶融工程の際にワーク真空室及びヒータ真空室をそれぞれ真空にするから、隔壁板の肉厚を厚くしなくても各真空室の真空状態を維持することができる。したがって、隔壁板の肉厚を薄くすることができる。これにより、隔壁板の熱容量を小さくすることができ、その結果、ワークの昇温速度の更なる高速化を図ることができる。

もとより、ワーク真空室を真空にした状態でろう材を溶融するので、必ずしもフラックスをワークのろう付け予定部やろう材に供給しなくてもろう付け予定部を良好にろう付けすることができる。

前項［２］では、ワーク真空室形成容器は、隔壁板がワーク真空室形成容器に対して分離されることでワーク真空室形成容器に形成される開口を、ワーク真空室形成容器におけるワークの出入れ口とするものであるから、ワークをワーク真空室に容易に入れることができるし、ワークをワーク真空室から容易に取り出すことができる。

前項［３］では、ヒータの加熱面を隔壁板を介してワークに押し付けた状態で、ろう材を溶融するので、溶融工程の際にヒータの加熱面を隔壁板の第２壁面に密着させることができるし、隔壁板の第１壁面をワークに密着させることができる。これにより、ヒータの熱をヒータから隔壁板を介してワークに確実に伝えることができる。

前項［４］では、ヒータは加熱面を露出させた状態で断熱材で覆われているので、ヒータの加熱面を隔壁板の第２壁面に接触させる際に断熱材が干渉するのを防止することができ、これによりヒータの加熱面を隔壁板の第２壁面に確実に直接的に接触させることができるし、更に、ヒータの熱がヒータの加熱面以外の面から放射伝熱によりヒータ真空室形成容器に伝えられて当該容器の温度が上昇する不具合を極力抑えることができる。

前項［５］では、ワーク真空室及びヒータ真空室のうちワーク真空室だけを真空引きしながらろう材を溶融することにより、溶融工程の際にワークから発生するガスをワーク真空室から迅速に排出することができる。したがって、このガスによるろう付け部への悪影響を確実に防止することができ、その結果、ワークのろう付け予定部を確実に良好にろう付けすることができる。

前項［６］では、溶融工程の際に発生する第２壁面と平行方向の隔壁板の熱膨張を、隔壁板におけるヒータの加熱面との接触部の周囲に設けられた吸収部により吸収するので、次の効果を奏する。

すなわち、溶融工程の際には隔壁板はヒータの熱で加熱されることで第２壁面と平行な方向に熱膨張するが、この熱膨張は吸収部によって吸収される。これにより、隔壁板の熱膨張による変形を防止することができる。そのため、溶融工程の際にヒータの加熱面と隔壁板の第２壁面との接触状態及び隔壁板の第１壁面とワークとの接触状態を良好に維持することができるし、更に、隔壁板を確実に繰り返し使用することができる。

前項［７］では、各ヒータの熱を各ヒータから対応する隔壁板を介してワークに伝導伝熱により伝えることにより、ろう材を溶融するので、ヒータの数が１つである場合に比べて、ろう付けに要する時間の更なる短縮化を図ることができる。

前項［８］では、各ヒータの加熱面を対応する隔壁板を介してワークに両加熱面間でワークを挟むように相対的に押し付けることにより、溶融工程の際にワークのろう付け予定部にろう付け荷重を加えることができ、これによりワークのろう付け予定部を更に良好にろう付けすることができる。

前項［９］のろう付け装置は、前項［１］の効果と同様の効果を奏する。

前項［１０］は、前項［２］の効果と同様の効果を奏する。

前項［１１］では、ろう付け装置はヒータ移動機構を具備しているので、ろう材を溶融しない際にはヒータの加熱面を隔壁板の第２壁面に対して離すことができるし、ろう材を溶融する際にはヒータの加熱面を隔壁板の第２壁面に接触させることができるし、更に、ヒータの加熱面を隔壁板を介してワークに押し付けることができる。したがって、ヒータの加熱面を隔壁板の第２壁面に密着させることができるし、隔壁板の第１壁面をワークに密着させることができる。これにより、ヒータの熱をヒータから隔壁板を介してワークに確実に伝えることができる。

前項［１２］では、ヒータの加熱面を確実に移動させうるヒータ移動機構を構成することができる。

前項［１３］は、前項［４］の効果と同様の効果を奏する。

前項［１４］では、ワーク真空室及びヒータ真空室をそれぞれ確実に真空にすることができる。

前項［１５］では、真空手段は、ろう材を溶融する際に真空ポンプが動作した状態で第１開閉弁が開状態に及び第２開閉弁が閉状態になるように構成されているので、これらの真空室のうちワーク真空室だけを真空ポンプによって真空引きしながらろう材を溶融することができる。これにより、真空ポンプによるワーク真空室のガスの真空引き速度が増大し、その結果、ろう材を溶融する際にワークから発生するガスをワーク真空室から迅速に排出することができる。したがって、このガスによるろう付け部への悪影響を確実に防止することができ、その結果、ワークのろう付け予定部を確実に良好にろう付けすることができる。

前項［１６］は、前項［６］の効果と同様の効果を奏する。

前項［１７］では、ワーク真空室形成容器と隔壁板との相互シール部間にシール部材が介在されており、更に、隔壁板のシール部は、ろう材を溶融する際にワーク真空室形成容器のシール部にシール部材を介して密着する方向に相対的に押し付けられるものであるから、ろう材を溶融する際にワーク真空室の真空状態を確実に維持することができる。

さらに、シール部材はろう材を溶融する際に冷却されるものであるから、シール部材の熱劣化を防止することができ、その結果、相互シール部のシール状態を良好に維持することができる。さらに、隔壁板のシール部は、上述のようにろう材を溶融する際にシール部材が冷却される上、更にワーク真空室形成容器のシール部に相対的に押し付けられることで固定されているから、隔壁板のシール部の温度と隔壁板におけるヒータの加熱面との接触部の温度との間の大きな温度差によって隔壁板には大きな熱膨張が生じる。しかしながら、吸収部は、隔壁板のシール部よりも内側であってヒータの加熱面との接触部の周囲に設けられているので、このような大きな熱膨張であってもこれを吸収部によって確実に吸収することができる。

前項［１８］では、吸収部は、隔壁板の一部が断面波状に屈曲して形成されたものであることにより、熱膨張を確実に吸収することができるし、吸収部をプレス加工等によって容易に形成することができる。

前項［１９］は、前項［７］の効果と同様の効果を奏する。

前項［２０］は、前項［８］の効果と同様の効果を奏する。

図１は、本発明の一実施形態に係るろう付け装置を、ろう材を溶融する際の状態で示す断面図である。 図２は、図１中のＸ−Ｘ線断面図である。 図３は、図１中のＫ部分の拡大図である。 図４は、同ろう付け装置を、隔壁板をワーク真空室形成容器に対して分離させた状態で示す断面図である。

次に、本発明の一実施形態について図面を参照して以下に説明する。

本発明の一実施形態に係るろう付け装置１は、図１に示すように、ろう付け製品として例えば熱交換器を製造するために用いられるものである。

ろう付け装置１によりろう付けされるワーク２０は、ろう付け予定部２１を備えている。本実施形態ではワーク２０は、互いにろう付け一体化される複数個の被ろう付け部材２３ａ、２３ａ、２３ｂから構成されている。これらの被ろう付け部材２３ａ、２３ａ、２３ｂはいずれも金属製であり、本実施形態ではアルミニウム製であるとする。また、被ろう付け部材の個数は例えば３個である。これらの被ろう付け部材２３ａ、２３ａ、２３ｂのうち２個の部材２３ａ、２３ａは略平板状であり、互いに上下に離間して平行に配置されている。各平板状部材２３ａの大きさは例えば幅８０×長さ８０×肉厚２ｍｍであり、その材質は例えばＡ１１００である。残りの１個の部材２３ｂはコルゲートフィン状であり、両平板状部材２３ａ、２３ａの間に配置されている。このコルゲートフィン状部材２３ｂの大きさは例えば幅８０×長さ８０×高さ１６×肉厚０．５ｍｍである。コルゲートフィン状部材２３ｂはブレージングシートで形成されており、図３に示すようにその心材２３ｃの両面にそれぞれろう材としてのろう材層２２、２２がクラッドされている。心材２３ｃの材質は例えばＡ３００３であり、各ろう材層２２の材質は例えばＡｌ−Ｓｉ系合金であり具体的には例えばＡ４００４である。したがって、上側の平板状部材２３ａとコルゲートフィン状部材２３ｂとの相互接触部（即ち接合予定界面）間と、下側の平板状部材２３ａとコルゲートフィン状部材２３ｂとの相互接触部（即ち接合予定界面）間とには、それぞれコルゲートフィン状部材２３ｂのろう材層２２（ろう材）が介在されている。そして、それぞれの相互接触部間に介在されたろう材層２２が溶融されることにより、それぞれの相互接触部がろう付けされてこれらの被ろう付け部材２３ａ、２３ａ、２３ｂが一体化される。すなわち、このワーク２０はこのような相互接触部をろう付け予定部２１として備えるとともに、相互接触部（ろう付け予定部２１）にはろう材としてのろう材層２２が設けられている。

ろう付け装置１は、図１及び４に示すように、ワーク真空室２ｘと、２つのヒータ真空室４ｘ、４ｘと、２つの隔壁板３、３と、ワーク真空室形成容器２と、２つのヒータ真空室形成容器４、４と、２つのヒータ５、５と、２つのヒータ移動機構６、６と、真空手段７と、ガス供給手段８と、冷却手段１０などを具備している。

ワーク真空室２ｘは、ワーク２０が配置されるものであり、ろう材（即ちろう材層２２）を溶融する際にワーク真空室２ｘは真空状態にされる。

ヒータ真空室４ｘは、ワーク真空室２ｘを挟んだ両外側にそれぞれ配置されており、本実施形態ではワーク真空室２ｘに対して上側及び下側にそれぞれ配置されている。下側に配置されたヒータ真空室４ｘ（以下、「下ヒータ真空室４ｘ」という。）は、上側に配置されたヒータ真空室４ｘ（以下、「上ヒータ真空室４ｘ」という。）を上下反転した構成になっている。ろう材を溶融する際に各ヒータ真空室４ｘはそれぞれ真空状態にされるものである。

各隔壁板３は、平面視略四角形状のものであり（図２参照）、ワーク真空室２ｘと上下各ヒータ真空室４ｘとの間にそれぞれ介在されている。すなわち、ワーク真空室２ｘと上ヒータ真空室４ｘとの間には上側の隔壁板３（以下、「上隔壁板３」という。）が介在されており、ワーク真空室２ｘと下ヒータ真空室４ｘとの間には下側の隔壁板３（以下、「下隔壁板３」という。）が介在されている。下隔壁板３は、上隔壁板３を上下反転した構成になっている。

各隔壁板３は、ろう材を溶融する際の熱に耐えうる金属製であり、例えばＳＵＳ３０４等のステンレス鋼製である。

さらに、上隔壁板３は、ワーク真空室２ｘ側（即ち下側）に向いた第１壁面３ａと、上ヒータ真空室４ｘ側（即ち上側）に向いた第２壁面３ｂとを有している。これと同じく、下隔壁板３は、ワーク真空室２ｘ側（即ち上側）に向いた第１壁面３ａと、下ヒータ真空室４ｘ側（即ち下側）に向いた第２壁面３ｂとを有しており、
ワーク真空室形成容器２は、上下両隔壁板３、３の第１壁面３ａ、３ａ側に配置されるとともに両隔壁板３、３と協働してワーク真空室２ｘを形成するものである。すなわち、ワーク真空室形成容器２は、上隔壁板３の第１壁面３ａ側と下隔壁板３の第１壁面３ａ側との間に配置されており、ワーク真空室形成容器２と両隔壁板３、３とで気密に包囲されることでワーク真空室２ｘが形成される。本実施形態では、ろう付け装置１は、ワーク真空室形成容器２は、上面側及び下面側がそれぞれ開口した平面視略ロ字枠状の周側壁２ａを備えている。周側壁２ａの下端面は下隔壁板３の第１壁面３ａの外周部に溶接によって気密に接合固着されている（Ｗ１はその溶接部）。これにより、ワーク真空室形成容器２の周側壁２ａの下側の開口が下隔壁板３によって開閉不能に閉塞されている。したがって、下隔壁板３は、ワーク真空室形成容器２の底壁としての役割も有している。

ワーク真空室形成容器２（即ち周側壁２ａ）は、ろう材を溶融する際の熱に耐えうる金属製であり、例えばＳＵＳ３０４等のステンレス鋼製である。

上隔壁板３は、ワーク真空室形成容器２の周側壁２ａの上側の開口を開閉可能に閉塞する蓋壁としての役割も有している。すなわち、上隔壁板３はその第１壁面３ａの外周部をワーク真空室形成容器２（詳述するとその周側壁２ａ）とのシール部３ｃとするものである。一方、ワーク真空室形成容器２は、その周側壁２ａの上端面を上隔壁板３とのシール部２ｃとするものである。そして、図４び示すように、上隔壁板３のシール部３ｃが周側壁２ａのシール部２ｃに後述するシール部材１２を介して押し付けられることにより、ワーク真空室形成容器２の周側壁２ａの上側の開口２ｅが上隔壁板３によって気密に閉塞される。図１に示すように、このように上側の開口２ｅが上隔壁板３によって閉塞された状態において、上隔壁板３の第１壁面３ａ側であって且つワーク真空室形成容器２の内側には、ワーク真空室形成容器２の周側壁２ａと両隔壁板３、３とで包囲された気密なワーク真空室２ｘが形成される。一方、上隔壁板３がワーク真空室形成容器２（詳述するとその周側壁２ａ）に対して分離されることにより、ワーク真空室形成容器２の周側壁２ａの上面側に平面視略四角形状の開口２ｅが形成され、この開口２ｅがワーク真空室形成容器２におけるワーク２０の出入れ口とされる。

各ヒータ真空室形成容器４は、対応する隔壁板３の第２壁面３ｂ側に配置されるとともに対応する隔壁板３と協働してヒータ真空室４ｘを形成するものである。詳述すると、上隔壁板３の第２壁面３ｂ側に一方のヒータ真空室形成容器４（以下、「上ヒータ真空室形成容器４」という。）が配置されており、上ヒータ真空室形成容器４と上隔壁板３とで気密に包囲されることで上ヒータ真空室４ｘが形成される。下隔壁板３の第２壁面３ｂ側に他方のヒータ真空室形成容器４（以下、「下ヒータ真空室形成容器４」という。）が配置されており、下ヒータ真空室形成容器４と下隔壁板３とで気密に包囲されることで下ヒータ真空室４ｘが形成される。下ヒータ真空室形成容器４は、上ヒータ真空室形成容器４を上下反転した構成になっている。

各ヒータ真空室形成容器４は、ろう材を溶融する際の熱に耐えうる金属製であり、例えばＳＵＳ３０４等のステンレス鋼製である。

上ヒータ真空室形成容器４は、上隔壁板３の第２壁面３ｂ側において上隔壁板３に対して略対向状に離間配置された平面視四角形状の対向壁４ｂと、対向壁４ｂの外周部に対向壁４ｂに対して下側に略直角をなして一体形成された平面視ロ字枠状の周側壁４ａと、を備えている。対向壁４ｂ及び周側壁４ａは上ヒータ真空室形成容器４の周壁４ｃを構成するものである。周側壁４ａの下端面は上隔壁板３の第２壁面３ｂの外周部に溶接によって気密に接合固着されている（Ｗ２はその溶接部）。これにより、上隔壁板３の第２壁面３ｂ側であって且つ上ヒータ真空室形成容器４の内側には、上ヒータ真空室形成容器４（即ち対向壁４ｂ及び周側壁４ａ）と上隔壁板３とで包囲された気密な上ヒータ真空室４ｘが形成されている。

下ヒータ真空室形成容器４についても上ヒータ真空室形成容器４と同様に構成されている。すなわち、下ヒータ真空室形成容器４は、下隔壁板３の第２壁面３ｂ側において下隔壁板３に対して略対向状に離間配置された平面視四角形状の対向壁４ｂと、対向壁４ｂの外周部に対向壁４ｂに対して上側に略直角をなして一体形成された平面視ロ字枠状の周側壁４ａと、を備えている。周側壁４ａの上端面は下隔壁板３の第２壁面３ｂの外周部に溶接によって気密に接合固着されている（Ｗ３はその溶接部）。これにより、下隔壁板３の第２壁面３ｂ側であって且つ下ヒータ真空室形成容器４の内側には、下ヒータ真空室形成容器４（即ち対向壁４ｂ及び周側壁４ａ）と下隔壁板３とで包囲された気密な下ヒータ真空室４ｘが形成されている。

ヒータ５は、各ヒータ真空室４ｘにそれぞれ配置されている。詳述すると、上ヒータ真空室４ｘに一方のヒータ５（以下、「上ヒータ５」という。）が配置されており、下ヒータ真空室４ｘに他方のヒータ５（以下、「下ヒータ５」という。）が配置されている。さらに、上ヒータ５は上ヒータ真空室形成容器４の周壁４ｃの内面から離間して配置されており、下ヒータ５は下ヒータ真空室形成容器４の周壁４ｃの内面から離間して配置されている。更にまた、上ヒータ５と下ヒータ５は、ワーク真空室２ｘにおけるワーク配置位置を挟んだ上下両外側の位置に配置されている。下ヒータ５は、上ヒータ５を上下反転した構成になっている。

各ヒータ５は、その外周面の一部において平坦状の加熱面５ａを有している。各ヒータ５は、例えば電気ヒータからなるものであり、ヒータ５への電流供給量の増減等によりヒータ５の温度（詳述するとヒータ５の加熱面５ａの温度）を制御できるように構成されている。各ヒータ５の加熱面５ａは、対応する隔壁板３の第２壁面３ｂ側に向いて且つ第２壁面３ｂに面接触状態に接触可能に配置されている。ろう材を溶融する際には、各ヒータ５の熱は、各ヒータ５の加熱面５ａが対応する隔壁板３の第２壁面３ｂに面接触状態に接触し且つ各隔壁板３の第１壁面３ａがワーク２０に面接触状態に接触した状態で、各ヒータ５から対応する隔壁板３を介してワーク２０に伝導伝熱により同時に伝えられてろう材を加熱溶融するものである。なお、伝導伝熱は熱伝導とも呼ばれている。

各ヒータ５における加熱面５ａを除いた外周面には断熱材５ｂが層状に設けられており、これにより各ヒータ５における加熱面５ａを除いた外周面が断熱材５ｂによって覆われている。一方、各ヒータ５の加熱面５ａは、対応する隔壁板３の第２壁面３ｂに直接的に接触可能に露出している。断熱材は、例えばアルミナ等のセラミックからなる。各ヒータ５の加熱面５ａは、ろう材を溶融する際に対応する隔壁板３を介してワーク２０に押し付けられる。

各ヒータ移動機構６は、対応するヒータ５の加熱面５ａを対応する隔壁板３の第２壁面３ｂに対して接離可能に且つ対応する隔壁板３を介してワーク２０に押付け可能に移動させるものであり、螺子孔６ａと螺子棒６ｂと駆動部６ｃなどを備えている。

両ヒータ移動機構６、６において、上ヒータ５の加熱面５ａを移動させる一方のヒータ移動機構６（以下、「上ヒータ移動機構６」という。）では、螺子孔６ａは上ヒータ真空室形成容器４の周壁４ｃとしての対向壁４ｂの略中央部に設けられており、螺子棒６ｂは対向壁４ｂをその外側から上ヒータ真空室４ｘ側に気密に貫通した状態で螺子孔６ａに螺挿されている。図１において６ｄはシール部材であり、このシール部材６ｄは、対向壁４ｂの略中央部において螺子孔６ａに隣接して配置されている。そして、このシール部材６ｄを介して螺子棒６ｂが螺子孔６ａに螺挿されることにより、螺子棒６ｂは対向壁４ｂを気密に貫通した状態に配置されている。螺子棒６ｂにおける上ヒータ真空室４ｘ側に配置された一端部（下端部）には上ヒータ５が連結されており、一方、螺子棒６ｂにおける上ヒータ真空室形成容器４の外側に配置された他端部（上端部）には駆動部６ｃが設けられている。駆動部６ｃは螺子棒６ｂを回転させるためのものであり、本実施形態では手動で螺子棒６ｂを回転させるためのものである。

そして、上ヒータ移動機構６は、駆動部６ｃに備えられたハンドルを手の力で一回転方向（この回転方向を説明の便宜上「正回転方向」とする。）に回転させることにより、螺子棒６ｂを正回転方向に回転させ、これにより上ヒータ５の加熱面５ａを上隔壁板３の第２壁面３ｂに対して接近方向に更に上隔壁板３を介してワーク２０に対して押付け方向に移動させうるように構成されるとともに、駆動部６ｃのハンドルを手の力で逆回転方向に回転させることにより、螺子棒６ｂを逆回転方向に回転させ、これにより上ヒータ５の加熱面５ａを上隔壁板３の第２壁面３ｂに対して離間方向に移動させうるように構成されている。

なお本発明では、駆動部６ｃは手動で螺子棒６ｂを回転させるものであることに限定されるものではなく、その他に例えば電気モータ等を用いた電動で螺子棒６ｂを回転させるものであっても良い。

下ヒータ５の加熱面５ａを移動させる他方のヒータ移動機構６（以下、「下ヒータ移動機構６」という。）は、上ヒータ移動機構６を上下反転した構造になっており、この点以外は上ヒータ移動機構６と同じ構造である。

真空手段７は、ワーク真空室２ｘ及び両ヒータ真空室４ｘ、４ｘを真空にするものであり、ワーク真空室２ｘのガスを吸引する第１吸気管７ａと、上ヒータ真空室４ｘのガスを吸引する第２吸気管７ｂ（以下、「第２上吸気管７ｂ」という。）と、下ヒータ真空室４ｘのガスを吸引する第２吸気管７ｂ（以下、「第２下吸気管７ｂ」という。）と、真空ポンプ７ｄなどを備えている。

第１吸気管７ａは、ワーク真空室形成容器２の周側壁２ａをその外側からワーク真空室２ｘ側に気密に貫通した状態でワーク真空室２ｘに連通接続されている。第２上吸気管７ｂは、上ヒータ真空室形成容器４の周側壁４ａをその外側から上ヒータ真空室４ｘ側に気密に貫通した状態で上ヒータ真空室４ｘに連通接続されている。第２下吸気管７ｂは、下ヒータ真空室形成容器４の周側壁４ａをその外側から下ヒータ真空室４ｘ側に気密に貫通した状態で下ヒータ真空室４ｘに連通接続されている。そして、これらの吸気管７ａ、７ｂ、７ｂの下流側の端部が１つの合流管７ｃに接続されて合流しており、この合流管７ｃに１つの真空ポンプ７ｄ（詳述すると真空ポンプ７ｄの吸引管）が接続されている。真空ポンプ７ｄは、合流管７ｃを通じてワーク真空室２ｘ、上ヒータ真空室４ｘ及び下ヒータ真空室４ｘを真空引きするためのものであり、すなわち、第１吸気管７ａ、第２上吸気管７ｂ及び第２下吸気管７ｂを通じてそれぞれワーク真空室２ｘ、上ヒータ真空室４ｘ及び下ヒータ真空室４ｘを真空引きするためのものである。

第１吸気管７ａには当該第１吸気管７ａを開閉する第１開閉弁７ｅが設けられている。第２上吸気管７ｂには当該第２上吸気管７ｂを開閉する第２開閉弁７ｆ（以下、「第２上開閉弁７ｆ」という。）が設けられており、第２下吸気管７ｂには当該第２下吸気管７ｂを開閉する第２開閉弁７ｆ（以下、「第２下開閉弁７ｆ」という。）が設けられている。これらの開閉弁７ｅ、７ｆ、７ｆは、いずれも例えば電気的に制御可能な電磁弁からなるものである。なお本発明では、これらの開閉弁７ｅ、７ｆ、７ｆは電磁弁からなるものに限定されるものではなく、その他に例えば手動で開閉操作可能なものであっても良い。

ガス供給手段８は、ワーク真空室２ｘ及び両ヒータ真空室４ｘ、４ｘに所定のガスとして例えば空気を供給するものであり、ワーク真空室２ｘに空気を供給する第１供給管８ａと、上ヒータ真空室４ｘに空気を供給する第２供給管８ｂ（以下、「第２上供給管８ｂ」という。）と、下ヒータ真空室４ｘに空気を供給する第２供給管８ｂ（以下、「第２下供給管８ｂ」という。）とを備えている。

第１供給管８ａは、ワーク真空室形成容器２の周側壁２ａをその外側からワーク真空室２ｘ側に気密に貫通した状態でワーク真空室２ｘに連通接続されている。第２上供給管８ｂは、上ヒータ真空室形成容器４の周側壁４ａをその外側から上ヒータ真空室４ｘ側に気密に貫通した状態で上ヒータ真空室４ｘに連通接続されている。第２下供給管８ｂは、下ヒータ真空室形成容器４の周側壁４ａをその外側から下ヒータ真空室４ｘ側に気密に貫通した状態で下ヒータ真空室４ｘに連通接続されている。そして、これらの供給管８ａ、８ｂ、８ｂの上流側の端部が１つの合流管８ｃに接続されて合流している。さらに、この合流管８ｃの上流側の端部開口が大気中に開放されている。この合流管８ｃには当該合流管８ｃを開閉する第３開閉弁８ｄが設けられている。第３開閉弁８ｄは例えば電気的に制御可能な電磁弁からなるものである。なお本発明では、第３開閉弁８ｄは電磁弁からなるものに限定されるものではなく、その他に例えば手動で開閉操作可能なものであっても良い。

さらに、本実施形態のろう付け装置１は、上述した開閉弁７ｅ、７ｆ、７ｆ、８ｄ、真空ポンプ７ｄ、各ヒータ５等の動作を制御する制御器９を具備している。この制御器９は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を有するコンピュータを備えている。コンピュータにはワーク２０のろう付け予定部２１を良好に且つ作業効率良くろう付けできるようにするための所定のプログラムがインストールされている。そして、この制御器９によって、真空手段７は、ろう材を溶融する際に真空ポンプ７ｄが動作した状態で第１開閉弁７ｅが開状態に及び第２上下両開閉弁７ｆ、７ｆが閉状態になるように構成されるとともに、ガス供給手段８は、ろう材を溶融する際に真空ポンプ７ｄが動作した状態で第３開閉弁８ｄが閉状態になるように構成されている。

ワーク真空室形成容器２と上隔壁板３との相互シール部２ｃ、３ｃの間には、相互シール部２ｃ、３ｃ間を気密にシールするための平面視略ロ字の環状のシール部材１２が介在されている。このシール部材１２は例えばゴム製ガスケット（パッキンを含む。）からなるものである。ワーク真空室形成容器２のシール部２ｃは、上述したようにワーク真空室形成容器２の周側壁２ａの上端面からなり、このシール部２ｃには溝が平面視略ロ字状に延びて形成されている。そして、この溝にシール部材１２が配置されている。上隔壁板３のシール部３ｃは、上述したように上隔壁板３の第１壁面３ａの外周部からなる。

冷却手段１０は、ろう材を溶融する際に少なくともシール部材１２を冷却するものである。本実施形態では、冷却手段１０はワーク真空室形成容器２に設けられている。すなわち、冷却手段１０は、ワーク真空室形成容器２の周側壁２ａの内部に設けられた断面略四角形状の冷却液流路１０ａを備えている。この冷却液流路１０ａには冷却液（例：冷却水）が流通されるものであり、冷却液流路１０ａが周側壁２ａの周方向の略全周に亘って延びて設けられている。そして、冷却手段１０は、ろう材を溶融する際に冷却液流路１０ａに冷却液（例：冷却水）が流通することにより、ワーク真空室形成容器２のシール部２ｃとシール部材１２と上隔壁板３のシール部３ｃとが冷却されるように構成されている。

本実施形態のろう付け装置１において、ワーク真空室形成容器２の大きさは、ワーク２０の大きさ等に応じて設定されるものであって限定されるものではなく、例えば、ワーク真空室形成容器２の幅は３００〜８００ｍｍ、その長さは３００〜８００ｍｍ、その高さは２０〜１００ｍｍに設定される。また、ワーク真空室形成容器２の周側壁２ａの肉厚についても限定されるものではない。しかしながら、ワーク真空室２ｘが真空状態になったときの周側壁２ａの保形性を確実に確保するため、周側壁２ａの肉厚は４ｍｍ以上であることが特に望ましい。一方、この肉厚の上限は一般的に１０ｍｍに設定される。

各ヒータ真空室形成容器４の大きさは、ヒータ５やワーク真空室形成容器２の大きさ等に応じて設定されるものであって限定されるものではなく、例えば、ヒータ真空室形成容器４の幅は３００〜８００ｍｍ、その長さは３００〜８００ｍｍ、その高さは１００〜３００ｍｍに設定される。また、各ヒータ真空室形成容器４の対向壁４ｂ及び周側壁４ａの肉厚についても限定されるものではない。しかしながら、ヒータ真空室４ｘが真空状態になったときの対向壁４ｂ及び周側壁４ａの保形性を確実に確保するため、この肉厚は４ｍｍ以上であることが特に望ましい。一方、この肉厚の上限は一般的に１０ｍｍに設定される。

各隔壁板３の肉厚についても限定されるものではないが、その肉厚を厚くすると各隔壁板３の熱容量が増大してワーク２０の昇温速度が遅くなるので、ワーク２０の昇温速度の高速化を図る上でその肉厚はなるべく薄い方が望ましい。ここで、本実施形態のろう付け装置１では、ろう材が溶融される際にワーク真空室２ｘ及び両ヒータ真空室４ｘ、４ｘがそれぞれ真空にされることから、各隔壁板３の肉厚を厚くしなくても各真空室２ｘ、４ｘ、４ｘの真空状態を維持することができる。具体的にはその肉厚を０．１〜３ｍｍに設定することができる。本実施形態ではその肉厚は約０．２ｍｍに設定されており、その材質はＳＵＳ３０４である。

本実施形態のろう付け装置１において、上隔壁板３における上ヒータ５の加熱面５ａとの接触部３ｅは、上隔壁板３の第２壁面３ｂの略中央部に位置している。これと同じく、下隔壁板３における下ヒータ５の加熱面５ａとの接触部３ｅは、下隔壁板３の第２壁面３ｂの略中央部に位置している。

さらに、各隔壁板３のシール部３ｃよりも内側（即ち各隔壁板３の中央部側）であって対応するヒータ５の加熱面５ａとの接触部３ｅの周囲には、吸収部３ｄが設けられている。

吸収部３ｄは、ろう材を溶融する際に発生する第２壁面３ｂと平行方向の隔壁板３の熱膨張を吸収するための部位である。具体的に示すと、吸収部３ｄは、隔壁板３におけるヒータ５の加熱面５ａとの接触部３ｅの周囲部分がプレス加工によって局部的に複数条の断面波状に屈曲して形成されたものである。さらに、吸収部３ｄは、図２に示すように、隔壁板３におけるヒータ５の加熱面５ａとの接触部３ｅを略四角形状に取り囲む態様にして且つ当該接触部３ｅを中心とした周方向に延びて設けられており、詳述すると接触部３ｅを中心とした周方向の全周に亘って連続的に延びて設けられている。

本実施形態では、吸収部３ｄは蛇腹状であり、即ち吸収部３ｄは蛇腹状に伸縮変形可能なものである。吸収部３ｄの断面の屈曲形状を詳述すると略正弦波状であり、更に詳述すると、吸収部３ｄの各波部の第１壁面３ａ側半部及び第２壁面３ｂ側半部は例えばそれぞれ略半円弧状に形成されており、その曲率半径は例えばそれぞれ約１．５ｍｍに設定されている。なお本発明では、吸収部３ｄの断面の屈曲形状は略正弦波状であることに限定されるものではなく、その他に例えば略三角形状（鋸波状を含む）であっても良い。

次に、本実施形態のろう付け装置１を用いたろう付け方法について以下に説明する。

まず、複数個の被ろう付け部材２３ａ、２３ａ、２３ａが所定形状に仮組みされたワーク２０を準備する。その仮組み方法としては、例えば、複数個の被ろう付け部材２３ａ、２３ａ、２３ｂを所定形状に組み付けこれらが不慮に分解しないように針金等で結束する方法が挙げられる。ワーク２０はろう付けのための前処理（例：脱脂、アルカリ洗浄処理、酸化膜除去処理）が常法に従って予め施されている。ここで、ワーク２０のろう材（ろう材層２２）やろう付け予定部２１にはフラックスを供給しておく必要はない。

また、本実施形態のろう付け装置１を準備する。この工程を「ろう付け装置準備工程」という。

次いで、図４に示すように、ろう付け装置１の上ヒータ真空室形成容器４を上方向に移動させて上隔壁板３をワーク真空室形成容器２（詳述するとその周側壁２ａ）に対して分離させる。これにより、ワーク真空室形成容器２の上面側に開口２ｅが形成される。そして、この開口２ｅを通じてワーク２０をワーク真空室形成容器２の内側即ちワーク真空室２ｘに入れて、これを下隔壁板３の第１壁面３ａの略中央部上にワーク真空室形成容器２の周側壁２ａの内面から離間して配置（載置）する。その後、上ヒータ真空室形成容器４を下方向に移動させることにより、上隔壁板３のシール部３ｃをワーク真空室形成容器２のシール部２ｃにシール部材１２を介して密着方向に押し付ける。これにより、ワーク真空室形成容器２の開口２ｅを上隔壁板３で気密に閉塞する。この工程を「ワーク配置工程」という。この状態では、図１に示すように、ワーク２０はワーク真空室２ｘにおいてワーク真空室形成容器２の周側壁２ａの内面には接触しておらず、上隔壁板３の第１壁面３ａと下隔壁板３の第１壁面３ａとにだけ接触している。したがって、ワーク真空室２ｘにおけるワーク真空室形成容器２と各隔壁板３との相互シール部２ｃ、３ｃと、ワーク２０との間には、ワーク２０を中心とした環状の空洞２ｄが形成されている。

また、ワーク配置工程において、ワーク真空室２ｘ及び上下両ヒータ真空室４ｘ、４ｘにはそれぞれ空気が充填されており、更にその圧力はいずれも大気圧（約１気圧）である。さらに、第１開閉弁７ｅ、第２上下両開閉弁７ｆ、７ｆ及び第３開閉弁８ｄはいずれも閉状態又は開状態になっている。また、各ヒータ５の加熱面５ａは、例えば、対応する隔壁板３の第２壁面３ｂに対して離間して配置されている。

また、ワーク真空室形成容器２の冷却液流路１０ａに室温等に温度調節された冷却液を流通させ、これにより、ワーク真空室形成容器２のシール部２ｃ、シール部材１２及び上隔壁板３のシール部３ｃを冷却する。その冷却温度は１００℃以下であることが、シール部材１２の熱劣化を確実に防止し得て相互シール部２ｃ、３ｃのシール状態を確実に良好に維持できる点で特に望ましい。

次いで、第１開閉弁７ｅ及び第２上下両開閉弁７ｆ、７ｆを同時に開状態にするとともに第３開閉弁８ｄを閉状態にし、更に真空ポンプ７ｄを動作させる。これにより、ワーク真空室２ｘ及び上下両ヒータ真空室４ｘ、４ｘを同時に真空引きしてこれらの真空室２ｘ、４ｘ、４ｘの真空度（圧力）を互いに同一の所定の真空度にする。この際、第１開閉弁７ｅ及び第２両開閉弁７ｆ、７ｆは上述したようにいずれも開状態になっており且つ第３開閉弁８ｄは閉状態になっているので、これらの真空室２ｘ、４ｘ、４ｘを確実に真空引きすることができる。

次いで、各ヒータ５の加熱面５ａの温度を所定のろう付け温度まで上昇させる。このろう付け温度は５８０〜６１０℃の範囲であることが、ワーク２０のろう付け予定部２１を確実に良好にろう付けできる点で特に望ましい。

ワーク真空室２ｘの真空度及び両ヒータ真空室４ｘ、４ｘの真空度がそれぞれ所定の真空度に到達したら、第２両開閉弁２ｆ、２ｆをそれぞれ閉状態にし、一方、第１開閉弁７ｅは閉状態にしないでそのまま開状態にしておく。これにより、これらの真空室２ｘ、４ｘ、４ｘのうちワーク真空室２ｘだけを真空ポンプ７ｄによって真空引きしている状態を維持する。そして、各ヒータ移動機構６によって各ヒータ５の加熱面５ａを対応する隔壁板３の第２壁面３ｂに対して接近方向に移動させ、これにより、図１に示すように各ヒータ５の加熱面５ａを対応する隔壁板３を介してワーク２０に両加熱面５ａ、５ａ間でワーク２０を挟むように同時に押し付ける。その結果、各ヒータ５の加熱面５ａが対応する隔壁板３の第２壁面３ｂに面接触状態に圧接し且つ各隔壁板３の第１壁面３ａがワーク２０に面接触状態に圧接する。そしてこの状態で、各ヒータ５の熱が各ヒータ５から対応する隔壁板３を介してワーク２０に伝導伝熱により同時に伝えられるとともに、ワーク２０のろう付け予定部２１が密着方向に加圧される。これにより、ワーク２０の温度が室温から上述した所定ろう付け温度に上昇してろう材（ろう材層２２）が加熱溶融される。この工程を「溶融工程」という。

この溶融工程の際（即ちろう材を溶融する際）において、ワーク真空室２ｘの真空度Ｐ１は１×１０^−３〜１×１０^−４Ｐａの範囲に設定されることがワーク２０のろう付け予定部２１を確実に良好にろう付けできる点で特に望ましい。また、各ヒータ真空室４ｘの真空度Ｐ２はワーク真空室２ｘの真空度Ｐ１と略等しく設定されている。ただし本発明では、必ずしもこのように設定されることに限定されるものではなく、ワーク真空室２ｘの真空度Ｐ１と各ヒータ真空室４ｘの真空度Ｐ２との圧力差ΔＰ（＝｜Ｐ１−Ｐ２｜）により各隔壁板３が塑性的に変形しない範囲内において、各ヒータ真空室４ｘの真空度Ｐ２がワーク真空室２ｘの真空度Ｐ１よりも低真空度であっても良い。この圧力差ΔＰは特に０〜０．１Ｐａであることが望ましい。

また、この溶融工程の際には、各隔壁板３は、対応するヒータ５の熱で加熱されて第２壁面３ｂと平行な方向に熱膨張するが、この熱膨張は吸収部３ｄによって吸収される。

ワーク２０の温度を所定ろう付け温度に所定時間（例えば０〜１０ｍｉｎ）保持したら、その後、各ヒータ５の温度を低下させる。これによりろう材の加熱を停止する。なお、ろう材の加熱の停止は、各ヒータ移動機構６によって各ヒータ５の加熱面５ａを対応する隔壁板３の第２壁面３ｂに対して離間させることにより、行っても良い。

ワーク２０の温度が所定の温度（例えば５５０℃）以下に低下することでろう材が固化してワーク２０のろう付け予定部２１がろう材でろう付けされたら、第１開閉弁７ｅを閉状態にするとともに第３開閉弁８ｄを開状態にする。これにより、ワーク真空室２ｘ及び両ヒータ真空室４ｘ、４ｘに空気を同時に供給してワーク真空室２ｘの圧力及び両ヒータ真空室４ｘの圧力をそれぞれ同時に大気圧（即ち約１気圧）にする。

ワーク２０の温度が十分に低下したら、上ヒータ真空室形成容器４を上方向に移動させることにより、上隔壁板３をワーク真空室形成容器２に対して分離させる。これにより、ワーク真空室形成容器２の上面側に開口２ｅが形成される。この開口２ｅを通じてワーク２０をワーク真空室２ｘから取り出す。これにより、所望するろう付け製品としての熱交換器が得られる。その後、第３開閉弁８ｄを閉状態にする。

ここで、上述した一連の工程における、第１開閉弁７ｅ、第２各開閉弁７ｆ、第３開閉弁８ｄ、真空ポンプ７ｄ及び各ヒータ５の動作についての制御は、いずれも制御器９によって自動的に行われる。

本実施形態のろう付け方法及びろう付け装置１には次の利点がある。

溶融工程の際（即ちろう材を溶融する際）に、熱源としてのヒータ５の熱を伝導伝熱によりワーク２０に伝えるので、熱源の熱を放射伝熱や対流伝熱によりワーク２０に伝える場合に比べて、ワーク２０の昇温速度の高速化を図ることができ、その結果、ろう付けに要する時間（即ちろう付け時間）の短縮化を図ることができるし、更に、ろう付けに要する熱量の低減化を図ることができる。

さらに、溶融工程の際にワーク真空室２ｘ及び両ヒータ真空室４ｘ、４ｘをそれぞれ真空にするから、各隔壁板３の肉厚を厚くしなくても各真空室２ｘ、４ｘ、４ｘの真空状態を維持することができる。したがって、各隔壁板３の肉厚を薄くすることができる。これにより、各隔壁板３の熱容量を小さくすることができ、その結果、ワーク２０の昇温速度の更なる高速化を図ることができる。

もとより、ワーク真空室２ｘを真空にした状態でろう材が溶融されるので、必ずしもフラックスをワーク２０のろう付け予定部２１やろう材（ろう材層２２）に供給しなくてもろう付け予定部２１を良好にろう付けすることができる。すなわち、本実施形態のろう付け方法及びろう付け装置１は、ワーク２０のろう付け予定部２１が真空雰囲気下のもとでろう付けされる点では真空ろう付け法及び真空ろう付け装置の範疇に入る。

さらに、ワーク真空室形成容器２は、上隔壁板３がワーク真空室形成容器２に対して分離されることでワーク真空室形成容器２に形成される開口２ｅを、ワーク真空室形成容器２におけるワーク２０の出入れ口とするものであるから、ワーク２０をワーク真空室２ｘに容易に入れることができるし、ワーク２０をワーク真空室２ｘから容易に取り出すことができる。

また、ろう付け装置１は各ヒータ移動機構６を具備しているので、溶融工程ではない際（即ちろう材を溶融しない際）には各ヒータ５の加熱面５ａを対応する隔壁板３の第２壁面３ｂに対して離すことができるし、溶融工程の際（即ちろう材を溶融する際）には各ヒータ５の加熱面５ａを対応する隔壁板３の第２壁面３ｂに接触させることができるし、更には各ヒータ５の加熱面５ａを対応する隔壁板３を介してワーク２０に押し付けることができる。そのため、各ヒータ５の加熱面５ａを対応する隔壁板３の第２壁面３ｂに密着させることができるし、各隔壁板３の第１壁面３ａをワーク２０に密着させることができる。これにより、各ヒータ５の熱を各ヒータ５から対応する隔壁板３を介してワーク２０に確実に伝えることができる。

また、ワーク真空室形成容器２と各隔壁板３との相互シール部２ｃ、３ｃと、ワーク２０との間に空洞２ｄが形成されるようにワーク２０がワーク真空室２ｘに配置されるので、溶融工程の際にワーク２０の熱がシール部材１２に伝わりにくくなり、これによりシール部材１２の熱劣化を確実に防止することができる。

さらに、各ヒータ５はその加熱面５ａを露出させた状態で断熱材５ｂで覆われているので、各ヒータ５の加熱面５ａを対応する隔壁板３の第２壁面３ｂに接触させる際に断熱材５ｂが干渉するのを防止することができ、これにより各ヒータ５の加熱面５ａを対応する隔壁板３の第２壁面３ｂに確実に直接的に接触させることができるし、更に、各ヒータ５の熱が加熱面５ａ以外の面から放射伝熱により各ヒータ真空室形成容器４に伝えられて当該容器４の温度が上昇する不具合を極力抑えることができる。

また、ろう付け装置１は真空手段７を具備しているので、ワーク真空室２ｘ及び両ヒータ真空室４ｘをそれぞれ確実に真空にすることができる。

さらに、この真空手段７は、ワーク真空室２ｘ及び両ヒータ真空室４ｘ、４ｘを真空にする際に真空ポンプ７ｄが動作した状態で第１開閉弁７ｅ及び第２両開閉弁７ｆ、７ｆが同時に開状態になるように構成されているので、ワーク真空室２ｘ及び両ヒータ真空室４ｘ、４ｘを同時に真空引きすることができる。これにより、これらの真空室２ｘ、４ｘ、４ｘの真空度が相異することにより発生する隔壁板３の塑性変形を防止することができ、そのため、隔壁板３を繰り返し使用することができる。

しかも、真空手段７は、溶融工程の際に真空ポンプ７ｄが動作した状態で第１開閉弁７ｅが開状態に及び第２両開閉弁７ｆ、７ｆが閉状態になるように構成されているので、これらの真空室２ｘ、４ｘ、４ｘのうちワーク真空室２ｘだけを真空ポンプ７ｄによって真空引きしながらろう材を溶融することができる。これにより、真空ポンプ７ｄによるワーク真空室２ｘのガスの真空引き速度が増大し、その結果、溶融工程の際にワーク２０から発生するガスをワーク真空室２ｘから迅速に排出することができる。したがって、このガスによるろう付け予定部２１への悪影響を確実に防止することができ、その結果、ワーク２０のろう付け予定部２１を確実に良好にろう付けすることができる。

また、各隔壁板３における対応するヒータ５の加熱面５ａとの接触部３ｅの周囲に、溶融工程の際（即ちろう材を溶融する際）に発生する第２壁面３ｂと平行方向の隔壁板３の熱膨張を吸収する吸収部３ｄが設けられているので、次の利点がある。

すなわち、溶融工程の際には、各隔壁板３は対応するヒータ５の熱で加熱されることで第２壁面３ｂと平行な方向に熱膨張するが、この熱膨張は吸収部３ｄが収縮変形することにより吸収される。これにより、各隔壁板３の熱膨張による変形を防止することができる。そのため、溶融工程の際にヒータ５の加熱面５ａと隔壁板３の第２壁面３ｂとの接触状態及び隔壁板３の第１壁面３ａとワーク２０との接触状態を良好に維持することができる。一方、溶融工程が終了して（即ちろう材を溶融することが終了して）各隔壁板３の温度がろう付け温度から低下することで各隔壁板３は第２壁面３ｂと平行な方向に熱収縮するが、この熱収縮は吸収部３ｄが第２壁面３ｂと平行な方向に伸張変形することにより吸収（緩和）される。その結果、各隔壁板３の吸収部３ｄは元の形状に戻り、各隔壁板３の全体形状及び寸法は溶融工程の前後で変化しない。したがって、各隔壁板３を確実に繰り返し使用することができる。

さらに、ワーク真空室形成容器２と各隔壁板３の相互シール部２ｃ、３ｃ間にシール部材１２が介在されており、更に、各隔壁板３のシール部３ｃは、溶融工程の際にワーク真空室形成容器２のシール部２ｃにシール部材１２を介して密着する方向に押し付けられるものであるから、溶融工程の際にワーク真空室２ｘの真空状態を確実に維持することができる。

しかも、シール部材１２は溶融工程の際に冷却されるものであるから、シール部材１２の熱劣化を防止することができ、その結果、相互シール部２ｃ、３ｃのシール状態を良好に維持することができる。さらに、各隔壁板３のシール部３ｃは、上述のように溶融工程の際にシール部材１２が冷却される上、更にワーク真空室形成容器２のシール部２ｃに押し付けられることで固定されているから、隔壁板３のシール部３ｃの温度と隔壁板３におけるヒータ５の加熱面５ａとの接触部３ｅの温度との間の大きな温度差によって隔壁板３には大きな熱膨張が生じる。しかしながら、吸収部３ｄは、隔壁板３のシール部３ｃよりも内側であってヒータ５の加熱面５ａとの接触部３ｅの周囲に設けられているので、このような大きな熱膨張であってもこれを吸収部３ｄによって確実に吸収することができる。

しかも、吸収部３ｄは、隔壁板３の一部が断面波状に屈曲して形成されたものであるから、熱膨張を確実に吸収することができるし、吸収部３ｄをプレス加工等によって容易に形成することができる。

また、各ヒータ５の熱を各ヒータ５から対応する隔壁板３を介してワーク２０に伝導伝熱により伝えることにより、ろう材を溶融することから、ヒータ５の数が１つである場合に比べて、ワーク２０の昇温速度の更なる高速化を図ることができ、その結果、ろう付けに要する時間の更なる短縮化を図ることができる。

さらに、各ヒータ５の加熱面５ａは、対応する隔壁板３を介してワーク２０に両加熱面５ａ、５ａ間でワーク２０を挟むように押し付けられるものであるから、溶融工程の際にワーク２０のろう付け予定部２１にろう付け荷重を加えることができ、これによりワーク２０のろう付け予定部２１を更に良好にろう付けすることができる。

さらに、本実施形態のろう付け装置１では、各隔壁板３における対応するヒータ５の加熱面５ａとの接触部３ｅの周囲に、断面波状の吸収部３ｄが形成されているので、ワーク２０がワーク真空室２ｘに配置された状態においてもし各隔壁板３の第１壁面３ａとワーク２０との間に隙間がある場合でも、各ヒータ５の加熱面５ａを対応する隔壁板３を介してワーク２０に押し付けることによって隔壁板３の吸収部３ｄが伸張変形して隔壁板３の第１壁面３ａをワーク２０に密着させることができる。これにより、ワーク２０の大きさに厳格に対応したワーク真空室２ｘを形成するワーク真空室形成容器２を用いる必要がなくなり、そのためワーク真空室形成容器２の適用範囲を増大させることができる。

以上で本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲内で様々に変更可能である。

例えば、上記実施形態では、ろう付け装置１は、上ヒータ５と下ヒータ５を具備しているが、本発明ではろう付け装置１はこれに限定されるものではなく、その他に例えば両ヒータ５、５のうちいずれか一方だけを具備していても良い。もしろう付け装置１が上ヒータ５だけを具備している場合には、下ヒータ５の代わりに下ヒータ５の配置位置にワーク２０を下隔壁板３を介して下側から受ける受け部材が配置されるのが望ましい。こうすることにより、溶融工程の際に上ヒータ５の加熱面５ａと受け部材との間でワーク２０を挟むように上ヒータ５の加熱面５ａを上隔壁板３を介してワーク２０に押し付けることができる。もしろう付け装置１が下ヒータ５だけを具備している場合には、上ヒータ５の代わりに上ヒータ５の配置位置にワーク２０を上隔壁板３を介して上側から受ける受け部材が配置されるのが望ましい。こうすることにより、溶融工程の際に下ヒータ５の加熱面５ａと受け部材との間でワーク２０を挟むように下ヒータ５の加熱面５ａを下隔壁板３を介してワーク２０に押し付けることができる。また、いずれの場合でも、受け部材は、セラミック（例：アルミナ）製や、ろう材を溶融する際の熱に耐えうる金属製であることが望ましく、特にセラミック等の断熱性を有するものであることが望ましく、こうすることにより、溶融工程の際に受け部材から流出する熱損失量を減少させることができる。

また、上記実施形態では各ヒータ５の加熱面５ａを対応する隔壁板３を介してワーク２０に押し付ける前に各ヒータ５の加熱面５ａの温度を予め所定のろう付け温度に調整しているが、本発明ではその他に例えば、各ヒータ５の加熱面５ａを対応する隔壁板３を介してワーク２０に押し付けた後で各ヒータ５の加熱面５ａの温度を所定のろう付け温度に調整しても良い。

また、上記実施形態では、下隔壁板３はワーク真空室形成容器２に分離不能に接合固着されているが、本発明ではその他に例えば、下隔壁板３が上隔壁板３のようにワーク真空室形成容器２に対して分離できるように構成されていても良いし、両隔壁板３、３がそれぞれワーク真空室形成容器２に対して分離できるように構成されていても良い。

また、本実施形態では、各隔壁板３は対応するヒータ真空室形成容器４に分離不能に接合固着されているが、本発明ではその他に例えば、両隔壁板３、３のうち少なくとも一方が対応するヒータ真空室形成容器４に対して分離できるように構成されていても良い。

さらに、本発明に係るろう付け方法及びろう付け装置は、ヒータ真空室形成容器４（即ちヒータ真空室４ｘ、ヒータ５）の数及び隔壁板３の数が例えば１つだけである場合を排除するものではない。

また、本発明では、ワーク真空室形成容器２及び各ヒータ真空室形成容器４の形状は限定されるものではなく、その他に例えば、本実施形態のように四角形状などの角形状であっても良いし、円形状や楕円形状であって良い。

本発明は、ろう付け方法及びろう付け装置に利用可能である。

１：ろう付け装置
２：ワーク真空室形成容器
２ｃ：ワーク真空室形成容器のシール部
２ｅ：ワーク真空室形成容器の開口
２ｘ：ワーク真空室
３：隔壁板
３ａ：第１壁面
３ｂ：第２壁面
３ｃ：隔壁板のシール部
４：ヒータ真空室形成容器
４ｃ：ヒータ真空室形成容器の周壁
４ｘ：ヒータ真空室
５：ヒータ
５ａ：ヒータの加熱面
５ｂ：断熱材
６：ヒータ移動機構
６ａ：螺子孔
６ｂ：螺子棒
６ｃ：駆動部
７：真空手段
７ａ：第１吸気管
７ｂ：第２吸気管
７ｄ：真空ポンプ
７ｅ：第１開閉弁
７ｆ：第２開閉弁
８：ガス供給手段
１２：シール部材
２０：ワーク
２１：ろう付け予定部
２２：ろう材層（ろう材）

Claims (20)

1. ワーク真空室と、ヒータ真空室と、前記ヒータ真空室に配置され且つ加熱面を有するヒータと、前記ワーク真空室と前記ヒータ真空室との間に介在されるとともに前記ワーク真空室側に向いた第１壁面及び前記ヒータ真空室側に向いた第２壁面を有する隔壁板と、前記隔壁板の前記第１壁面側に配置されたワーク真空室形成容器と、前記隔壁板の前記第２壁面側に配置されたヒータ真空室形成容器と、を具備し、前記ワーク真空室は前記隔壁板と前記ワーク真空室形成容器とで包囲されて形成されるとともに、前記ヒータ真空室は前記隔壁板と前記ヒータ真空室形成容器とで包囲されて形成されるろう付け装置を準備する工程と、
   前記ろう付け装置の前記ワーク真空室に、ろう材を有するろう付け予定部を備えたワークを配置するワーク配置工程と、
   前記ワーク配置工程の後で、前記ワーク真空室及び前記ヒータ真空室をそれぞれ真空にし且つ前記ヒータの前記加熱面を前記隔壁板の前記第２壁面に接触させるとともに前記隔壁板の前記第１壁面を前記ワークに接触させた状態で、前記ヒータの熱を前記ヒータから前記隔壁板を介して前記ワークに伝導伝熱により伝えることにより、前記ろう材を溶融する溶融工程と、
   を含むことを特徴とするろう付け方法。
2. 前記隔壁板は、前記ワーク真空室形成容器及び前記ヒータ真空室形成容器のうち少なくとも前記ワーク真空室形成容器に対して分離可能なものであり、
   前記ワーク真空室形成容器は、前記隔壁板が前記ワーク真空室形成容器に対して分離されることで前記ワーク真空室形成容器に形成される開口を、前記ワーク真空室形成容器における前記ワークの出入れ口とするものである請求項１記載のろう付け方法。
3. 前記溶融工程では、前記ヒータの前記加熱面を前記隔壁板を介して前記ワークに押し付けた状態で、前記ろう材を溶融する請求項１又は２記載のろう付け方法。
4. 前記ヒータは、前記加熱面を露出させた状態で断熱材で覆われている請求項１〜３のいずれかに記載のろう付け方法。
5. 前記溶融工程では、前記ワーク真空室及び前記ヒータ真空室のうち前記ワーク真空室だけを真空引きしながら前記ろう材を溶融する請求項１〜４のいずれかに記載のろう付け方法。
6. 前記溶融工程では、前記溶融工程の際に発生する前記第２壁面と平行方向の前記隔壁板の熱膨張を、前記隔壁板における前記ヒータの前記加熱面との接触部の周囲に設けられた吸収部により吸収する請求項１〜５のいずれかに記載のろう付け方法。
7. 前記ヒータ真空室は、前記ワーク真空室を挟んだ両外側にそれぞれ配置されており、
   前記ヒータは、前記各ヒータ真空室にそれぞれ配置されており、
   前記隔壁板は、前記ワーク真空室と前記各ヒータ真空室との間にそれぞれ介在されるものであり、
   前記溶融工程では、前記各ヒータの熱を前記各ヒータから対応する前記隔壁板を介して前記ワークに伝導伝熱により伝えることにより、前記ろう材を溶融する請求項１〜６のいずれかに記載のろう付け方法。
8. 前記溶融工程では、前記各ヒータの前記加熱面を対応する前記隔壁板を介して前記ワークに前記両加熱面間で前記ワークを挟むように相対的に押し付ける請求項７記載のろう付け方法。
9. ろう材を有するろう付け予定部を備えたワークが配置されるワーク真空室と、
   ヒータ真空室と、
   前記ヒータ真空室に配置され且つ加熱面を有するヒータと、
   前記ワーク真空室と前記ヒータ真空室との間に介在されるとともに前記ワーク真空室側に向いた第１壁面及び前記ヒータ真空室側に向いた第２壁面を有する隔壁板と、
   前記隔壁板の前記第１壁面側に配置されたワーク真空室形成容器と、
   前記隔壁板の前記第２壁面側に配置されたヒータ真空室形成容器と、
   を具備し、
   前記ワーク真空室は前記隔壁板と前記ワーク真空室形成容器とで包囲されて形成されるものであり、
   前記ヒータ真空室は前記隔壁板と前記ヒータ真空室形成容器とで包囲されて形成されるものであり、
   前記ワーク真空室及び前記ヒータ真空室がそれぞれ真空にされ且つ前記ヒータの加熱面が前記隔壁板の前記第２壁面に接触するとともに前記隔壁板の前記第１壁面が前記ワーク真空室に配置された前記ワークに接触した状態で、前記ヒータの熱が前記ヒータから前記隔壁板を介して前記ワークに伝導伝熱により伝えられることにより、前記ろう材を溶融するものとなされていることを特徴とするろう付け装置。
10. 前記隔壁板は、前記ワーク真空室形成容器及び前記ヒータ真空室形成容器のうち少なくとも前記ワーク真空室形成容器に対して分離可能なものであり、
    前記ワーク真空室形成容器は、前記隔壁板が前記ワーク真空室形成容器に対して分離されることで前記ワーク真空室形成容器に形成される開口を、前記ワーク真空室形成容器における前記ワークの出入れ口とするものである請求項９記載のろう付け装置。
11. 更に、前記ヒータの前記加熱面を前記隔壁板の前記第２壁面に対して接離可能に且つ前記隔壁板を介して前記ワークに押付け可能に移動させるヒータ移動機構を具備している請求項９又は１０記載のろう付け装置。
12. 前記ヒータ移動機構は、
    前記ヒータ真空室形成容器の周壁に設けられた螺子孔と、前記ヒータ真空室形成容器の周壁をその外側から前記ヒータ真空室側に気密に貫通した状態で前記螺子孔に螺挿された螺子棒と、を備えるとともに、前記螺子棒における前記ヒータ真空室側に配置された一端部に前記ヒータが連結され、且つ、前記螺子棒における前記ヒータ真空室形成容器の外側に配置された他端部に前記螺子棒を回転させる駆動部が設けられ、前記駆動部によって前記螺子棒を回転させることにより前記ヒータを移動させるように構成されている請求項１１記載のろう付け装置。
13. 前記ヒータは、前記加熱面を露出させた状態で断熱材で覆われている請求項９〜１２のいずれかに記載のろう付け装置。
14. 更に、前記ワーク真空室及び前記ヒータ真空室を真空にする真空手段を具備しており、
    前記真空手段は、
    前記ワーク真空室に連通するとともに前記ワーク真空室のガスを吸引する第１吸気管と、前記ヒータ真空室に連通するとともに前記ヒータ真空室のガスを吸引する第２吸気管と、前記第１吸気管及び前記第２吸気管を通じて前記ワーク真空室及び前記ヒータ真空室を真空引きするための真空ポンプと、前記第１吸気管に設けられるとともに前記第１吸気管を開閉する第１開閉弁と、前記第２吸気管に設けられるとともに前記第２吸気管を開閉する第２開閉弁と、を備えている請求項９〜１３のいずかに記載のろう付け装置。
15. 前記真空手段は、前記ろう材を溶融する際に前記真空ポンプが動作した状態で前記第１開閉弁が開状態に及び前記第２開閉弁が閉状態になるように構成されている請求項１４記載のろう付け装置。
16. 前記隔壁板における前記ヒータの前記加熱面との接触部の周囲に、前記ろう材を溶融する際に発生する前記第２壁面と平行方向の前記隔壁板の熱膨張を吸収する吸収部が設けられている請求項９〜１５のいずれかに記載のろう付け装置。
17. 前記ワーク真空室形成容器と前記隔壁板との相互シール部間にシール部材が介在されており、
    前記隔壁板のシール部は、前記隔壁板の外周部に位置しており、更に、前記ろう材を溶融する際に前記ワーク真空室形成容器のシール部に前記シール部材を介して密着する方向に相対的に押し付けられるものであり、
    前記シール部材は、前記ろう材を溶融する際に冷却されるものであり、
    前記隔壁板における前記ヒータの前記加熱面との前記接触部は、前記隔壁板の略中央部に位置しており、
    前記吸収部は、前記隔壁板の前記シール部よりも内側であって前記ヒータの前記加熱面との前記接触部の周囲に設けられている請求項１６記載のろう付け装置。
18. 前記吸収部は、前記隔壁板の一部が断面波状に屈曲して形成されたものである請求項１６又は１７記載のろう付け装置。
19. 前記ヒータ真空室は、前記ワーク真空室を挟んだ両外側にそれぞれ配置されており、
    前記ヒータは、前記各ヒータ真空室にそれぞれ配置されており、
    前記隔壁板は、前記ワーク真空室と前記各ヒータ真空室との間にそれぞれ介在されるものであり、
    前記各ヒータの熱が前記各ヒータから対応する前記隔壁板を介して前記ワークに伝導伝熱により伝えられることにより、前記ろう材を溶融するものとなされている請求項９〜１８のいずれかに記載のろう付け装置。
20. 前記各ヒータの前記加熱面は、対応する前記隔壁板を介して前記ワークに前記両加熱面間で前記ワークを挟むように相対的に押し付けられるものである請求項１９記載のろう付け装置。

Images