JPH04304930A - 接着形積層熱交換器の製作方法および製造装置 - Google Patents

接着形積層熱交換器の製作方法および製造装置

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JPH04304930A
JPH04304930A JP6602691A JP6602691A JPH04304930A JP H04304930 A JPH04304930 A JP H04304930A JP 6602691 A JP6602691 A JP 6602691A JP 6602691 A JP6602691 A JP 6602691A JP H04304930 A JPH04304930 A JP H04304930A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
shape memory
coil spring
memory alloy
laminate
heat exchanger
Prior art date
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Pending
Application number
JP6602691A
Other languages
English (en)
Inventor
Hironobu Ueda
博信 上田
Susumu Harada
進 原田
Kozo Matsumoto
松本 孝三
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPH04304930A publication Critical patent/JPH04304930A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2275/00Fastening; Joining
    • F28F2275/02Fastening; Joining by using bonding materials; by embedding elements in particular materials
    • F28F2275/025Fastening; Joining by using bonding materials; by embedding elements in particular materials by using adhesives

Landscapes

  • Laminated Bodies (AREA)
  • Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は接着形積層熱交換器の製
作方法および製造装置に係り、特に積層体を均一に加圧
するための機構を簡略し、製造装置のコンパクト化、低
コスト化を図るのに好適な製作方法および製造装置に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の装置は、特開昭52−7055号
公報に記載のように、凹陥部にろう材被覆薄板を介在さ
せた孔明け板を多数枚重ねたものから成る積層体を固定
治具で締め付けて真空ろう付けする際に積層体に重錘等
により荷重を付加し、接合部のフラットネス化をはかる
ようになっていた。また、特開昭63−242542号
公報に記載のように、非粘着物と接着剤等の粘着物を交
互に積み重ねて成る積層体に、弾性を有する加圧手段に
ガスを蓄えた装置で荷重を付加することで、積層体を均
一に接着するようになっていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開昭52−7055号公報の技術は単純な構造のため、
加圧付加装置として、コスト面では問題はないが、真空
ろうずけ以外の接合については配慮されておらず、例え
ば接着剤の接合においては、接着剤溶解時に重錘を積載
するだけでは重錘積載位置や非接着物の傾きなどにより
、全面均一な接着は困難であった。また、接着剤の硬化
後も不具合な位置又は方向に重錘の荷重が付加されるた
め、例えば積層体の一端に力が付加されると剪断力、剥
離力などが生じ、積層体に悪影響を与えるなどの種々の
問題があった。次に、上記特開昭63−242542号
公報の技術は前記技術と比較し、非接着物の傾きや、単
体での歪みがある場合でも、加圧装置が弾性体であるた
め必ず積層体の中心軸方向へ荷重が付加でき、均一性に
優れている。しかし、装置の規模及びコスト面では、弾
性体及び加圧装置としての付属設備等、加圧を付加する
ための動力源が必要となるため、問題があった。
【0004】本発明の目的は、積層間の接合のバラツキ
をなくして全面均一な最適接合条件での接着を可能にす
るとともに装置をコンパクトにすることのできる接着形
積層熱交換器の製作方法および製造装置を提供すること
にある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、所定の温度で伸張する形状記憶合金で成る加圧手段
と、該加圧手段と伝熱板およびスペーサを交互に積層し
て成る積層体とを重ねて拘束する拘束手段と、積層体お
よび加圧手段に熱を与える加熱手段とを具備した装置と
し、拘束手段によって加圧手段と積層体とを拘束し、加
圧手段と積層体とを加温する方法としたものである。
【0006】
【作用】積層体と、積層体の上部(或いは下部)に積載
された例えばコイルバネの形状を有する形状記憶合金を
拘束した積層体製造装置に、所定キュア条件(昇温速度
、硬化条件など)の熱量を付加することにより、接着剤
は所定の温度にて溶解し、例えば溶解時の温度を変態温
度として覚えさせた形状記憶合金は該変態温度にて接着
剤の硬化時の形状に回復するため、最下端に均一な加圧
力を付加し、しかも拘束されているため、積層間のバラ
ツキや非接着物の傾きがある場合でも積層体の収縮に追
従し、接合面の不均一性がなく、積層間も均一となる。 また、積層体の変位量(収縮量)以上の変位を形状記憶
合金に覚えさせることで、全面均一な接合をし、さらに
接着剤と非接着物の密着性を良好にし接着強さを強化で
きる。また、接着剤(粘着物全般)のキュア条件にて、
形状記憶合金の変態温度を自由に設定することで、あら
ゆる種類の接着剤(粘着物全般)にも適用できる。
【0007】
【実施例】図1に本発明を積層体の製造装置に適用した
際の一実施例を示す。図1(a)において、1は伝熱板
(多孔板又はスクリーン)、2はプラスチック製のスペ
ーサの両面に接着剤を付けてなるスペーサ、3は伝熱板
1とスペーサ2とを交互に積み重ねた両端に位置するヘ
ッダー、4は伝熱板1とスペーサ2とヘッダー3とから
なる積層体、5は接着剤の溶解時の温度を変態温度とし
、積層体の最終形状を考慮した形状記憶合金製(Ni・
Ti合金等)のコイルバネ、6はコイルバネ5に一体に
取り付けた押え板(以下コイルバネ5と押え板6とを合
わせて加圧体と呼ぶ)、7は積層体4と加圧体とを拘束
する拘束治具8は積層体4と加圧体とを所定のキュア条
件にて加熱するための制御器を具備する加熱源である。 また、図1(a)は未加熱時のセット状態で、図1(b
)は加熱後の状態である。
【0008】次に、キュア温度と各部変位量の関係を図
2に示し本実施例の動作を説明する。まず、拘束治具7
内にコイルバネ5をバネ間隔0にした加圧体と積層体4
とを設置し、更に、拘束治具7の周囲に加熱源8を設置
する。このときの状態の温度をT0(未接着温度)とす
る。次に、加熱源8にて積層体4とコイルバネ5を輻射
及び熱伝導にて昇温させることにより、接着剤の溶解温
度T1に達し、接着シート2の接着剤は溶解し、温度T
2で溶解が完了する。この間、積層体4は図2(a)に
示すように接着剤の厚さ分、すなわち積層体変位量δほ
ど収縮する。一方、溶解時の温度T1を変態温度として
持つ形状記憶合金製のコイルバネ5も、図2(b)に示
すように積層体4の変位と同時に変位量δほど伸びる。 尚、この際、あらかじめ記憶させたコイルバネ5の変位
量をδより大きいδ1とすることで、積層体4の影響で
見かけ上コイルバネ5はδほどの変位しかなく、実際で
はδ1−δの変位に値する荷重F1が積層体4へ付加さ
れる。その後、接着剤の硬化温度T3、及び接着終了ま
で加圧力F1を維持する。従って、コイルバネ5は積層
体4の収縮に追従する形で、積層体4に均一な圧力を付
加し、更に接着剤と非接着物の密着性を良好にし、接着
強さの強化をはかる。
【0009】本実施例によれば、積層体4の積層間隔に
バラツキや非接着物の傾きがあっても、コイルバネ5の
回復力(初期状態から変態温度にて記憶した形状へ回復
するときの力)により全面均一に圧力を付加する効果が
ある。また、加圧装置としての動力源を特に必要としな
いため、装置のコンパクト化、低コスト化がはかれる効
果もある。尚、上記状態変化を満足するための形状記憶
合金製コイルバネの設計式は次式で表される。
【0010】
【数1】
【0011】
【数2】
【0012】
【数3】
【0013】ここで、Wは形状記憶合金製コイルバネの
回復力、Fはバネに付加される実荷重、Dはコイルバネ
の平均直径、dはコイルバネの素線径、γmaxは最大
剪断歪み(バネの伸縮が少ない場合、最大8%まで可)
、Tは変態温度、nは巻数である。本式において、バネ
の各温度に対するF−δ曲線(バネの付加荷重と変位量
の関係)が測定されると数1よりWが、数3よりγma
xが計算され実測データに基づく関係式が求められる。 更に、コイルバネの特性はWがγmaxとTとの2変数
の関数であるので、基本的には3つの状態(定温状態、
定たわみ状態、定荷重状態)について考える必要がある
が、本実施例では特に定荷重状態について考えれば良く
、次式にて与えられる。
【0014】
【数4】
【0015】逆に、下記式に示す材料面から見たコイル
バネの関係式を考慮(境界条件)し数2の関係を把握す
ることで、コイルバネ形状を決定することができる。
【0016】
【数5】
【0017】
【数6】
【0018】
【数7】
【0019】
【数8】
【0020】ここで、Gは材料の剪断弾性係数である。
【0021】次に、図3〜図7に、本発明のその他の実
施例を示す。図3はコイルバネを板バネ9とし、板バネ
の屈曲を支える拘束治具10を設置したものである。動
作を簡単に説明すると、加熱源8(図中省略、拘束治具
10を囲んで設けられる。)にて積層体4と板バネ9を
加熱すると、積層体4は収縮する。一方、板バネ9は、
積層体4の収縮に追従するよう設定した変態温度にて屈
曲(図3(b)の図中凹状)し、積層体4を均一に加圧
する(この際、板バネ9の積層体4接触部は全面に当る
よう形状を記憶させる)。本実施例によれば、前記一実
施例と同様の効果があるとともに、前記一実施例のコイ
ルバネに比べ構造が簡単なため、コスト低減が図れ、構
造的な経済性も向上する効果がある。なお、図3(a)
はセット時を示し、図3(b)は加熱後を示す。
【0022】図4は、積層体の拘束治具11自体が、接
着剤の硬化時の形状となるよう記憶させた形状記憶合金
製である場合の実施例である。本実施例の動作は前記し
たように、加熱による積層体4の収縮とその周囲の形状
記憶合金製の拘束治具11も追従し、積層体最終形状に
なるよう均一に加圧するものである。更に、本実施例に
おいても、積層体4上部側の拘束治具11の変位量を大
きくすることで荷重F1を付加できるものである。本実
施例によれば、前記一実施例と同様の効果があるととも
に形状精度を確保することで、均一な加圧に優れたもの
とすることができる。なお、図4(a)はセット時を示
し、図4(b)は加熱後を示す。
【0023】図5は図1と逆で、コイルバネ12を通常
(材料自体が持つ弾性力)のコイルバネとし、その周囲
の拘束治具11を形状記憶合金とする実施例である。本
実施例によれば、前記図4の効果に加え、通常コイルバ
ネの弾性力(+拘束治具の回復力)により均一に積層体
4を加圧でき、さらに、積層体最終形状にするための拘
束治具精度をあまり必要としない。従って、図4の実施
例と比べ製造コストが低減でき、低コスト化の効果があ
る。なお、図5(a)はセット時を示し、図5(b)は
加熱後を示す。
【0024】図6は図3と逆で、屈曲した形を初期状態
とする通常の板バネ14の周囲に、板バネを支える拘束
治具15を設置し、この拘束治具15を形状記憶合金と
した実施例である。本実施例は図5の実施例で説明した
効果と同様である。なお、図6(a)はセット時を示し
、図6(b)は加熱後を示す。
【0025】図7は形状記憶合金の性質を一方向性(高
温時の形状を記憶し、低温時の形状を記憶しない。又は
その逆の場合)としたコイルバネ16と通常のバネ(バ
イアスバネ)12を組み合わせた場合の実施例である。 本実施例の動作は、変態温度以下(又は変態温度以上)
の時は形状記憶合金製のコイルバネ16の積層体方向の
加圧力が0であり、通常のコイルバネ12の反発力(弾
性力:例えばF2)にて積層体4を押える。次に、加熱
による積層体4の収縮に追従するよう形状記憶合金製コ
イルバネ16の回復力(例えばF3)が働く。この時、
通常のコイルバネ12の反発力F2と形状記憶合金製の
コイルバネ16の回復力F3の関係をF3>F2とする
ことで、F3−F2=F1の力を積層体4に付加する。 この後、積層体の硬化が終了した時、すなわち変態温度
以下になった時点で、形状記憶合金製のコイルバネ16
の回復力は0となり、通常コイルバネ12の反発力F2
により形状記憶合金製のコイルバネ16はもとの位置に
復帰する。以上の動作による効果として、上記図1から
図6の実施例を例えば二方向性(高温、低温時の両者の
形状を記憶)とした場合、一方向性の形状記憶合金は二
方向性のものより、変態温度での形状変化の精度が高い
利点を有する。従って、使い勝手の良い加圧装置となる
。これにより、均一に積層体4を加圧する性質を損なう
ことなく、加圧装置としての性能及び、経済性に見合っ
た構造のものが容易に製作できる。なお、図7(a)は
セット時を示し、図7(b)は加熱後を示す。なお、図
3〜図7は加熱源を省略して図示してあるが、加熱源は
図1に示すように設けられる。
【0026】
【発明の効果】本発明によれば、積層体の積層間隔にバ
ラツキや非接着物の傾きがあっても、形状記憶合金の回
復力により全面均一な圧力を付加でき、接着時の信頼性
が向上する。また、加圧装置としての特別な動力源を必
要とせず、積層体を加熱することにより加圧も行えるの
で、装置の簡略化、経済性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す接着形積層熱交換器の
製造装置の縦断面図である。
【図2】図1の装置の動作を示すキュア温度と各部変位
量の関係である。
【図3】本発明のその他の実施例である接着形積層熱交
換器の製造装置を示す縦断面図である。
【図4】本発明のその他の実施例である接着形積層熱交
換器の製造装置を示す縦断面図である。
【図5】本発明のその他の実施例である接着形積層熱交
換器の製造装置を示す縦断面図である。
【図6】本発明のその他の実施例である接着形積層熱交
換器の製造装置を示す縦断面図である。
【図7】本発明のその他の実施例である接着形積層熱交
換器の製造装置を示す縦断面図である。
【符号の説明】
1…伝熱板、2…スペーサ、4…積層体、5,12,1
6…コイルバネ、7,10,11,15…拘束治具、8
…加熱源、9,14…板バネ。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】拘束治具内に所定の加温温度で伸張する形
    状記憶合金と該形状記憶合金の伸張方向に伝熱板および
    スペーサを交互に積層して成る積層体とを配置し、前記
    形状記憶合金および積層体を加温することを特徴とする
    接着形積層熱交換器の製作方法。
  2. 【請求項2】所定の加温温度で長手方向に縮まる形状記
    憶合金でなる拘束治具内に伝熱板およびスペーサを交互
    に積層して成る積層体とを配置し、前記拘束治具および
    積層体を加温することを特徴とする接着形積層熱交換器
    の製作方法。
  3. 【請求項3】所定の温度で伸張する形状記憶合金で成る
    加圧手段と、該加圧手段と伝熱板およびスペーサを交互
    に積層して成る積層体とを重ねて拘束する拘束手段と、
    前記積層体および前記加圧手段に熱を与える加熱手段と
    を具備したことを特徴とする接着形積層熱交換器の製造
    装置。
  4. 【請求項4】伝熱板およびスペーサを交互に積層して成
    る積層体を拘束するとともに所定の加温温度で長手方向
    に縮まる形状記憶合金で成る加圧手段と、該加圧手段お
    よび前記積層体に熱を与える加熱手段とを具備したこと
    を特徴とする接着形積層熱交換器の製造装置。
JP6602691A 1991-03-29 1991-03-29 接着形積層熱交換器の製作方法および製造装置 Pending JPH04304930A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7441688B2 (en) 2003-11-04 2008-10-28 Reactive Nanotechnologies Methods and device for controlling pressure in reactive multilayer joining and resulting product

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7441688B2 (en) 2003-11-04 2008-10-28 Reactive Nanotechnologies Methods and device for controlling pressure in reactive multilayer joining and resulting product

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