ろう付け用クラッド材及びそれを用いた製品
【課題】軽量で、耐食性にも、熱伝導性にも、強度にも優れたろう付け用クラッド材及びそれを用いた製品を提供する。
【解決手段】本発明に係るろう付け用クラッド材１１は、銅又は銅合金からなる基材１２の片面に、アルミニウム又はアルミニウム合金からなるろう材１３がクラッドされたものである。
【解決手段】本発明に係るろう付け用クラッド材１１は、銅又は銅合金からなる基材１２の片面に、アルミニウム又はアルミニウム合金からなるろう材１３がクラッドされたものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軽量で、耐食性にも、熱伝導性にも、強度にも優れたろう付け用クラッド材及びそれを用いた製品に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車エンジン用オイルクーラには、その部材自体が自動車用オイルクーラの一部又は全体を構成する構造材であってその部材自体同士の接合あるいは他の部材との接合を図る接合材付き構造材として、ステンレス基ろう付け用クラッド材が用いられる。ステンレス基ろう付け用クラッド材は、基材であるステンレス（ＳＵＳ）板の片面あるいは両面にろう材として銅（Ｃｕ）がクラッド（一体化）されたものである。
【０００３】
自動車コンデンサやラジエータに用いられる接合材付き構造材としては、ＪＩＳ−Ｚ３２６３と特許文献２に、アルミニウム（Ａｌ）ブレージングシートが記載されている。
【０００４】
接合強度や耐食性などの信頼性が要求される製品には、アルミニウムブレージングシートの適用が困難であり、ステンレス基ろう付け用クラッド材が使用される。しかし、ステンレス基ろう付け用クラッド材は、銅と鉄を主成分とするステンレスとにより構成されるため、重量が大きい。
【０００５】
アルミニウムブレージングシートを製品に用いるとき、アルミニウムの強度不足を解消するために、基材を肉厚化することになり、製品の小型化や軽量化が妨げられる。
【０００６】
特許文献１には、ブレージングシートの基材に元素を添加して強度の向上を図ることが記載されている。しかし、基材への元素添加によってろう材と基材の融点差が小さくなり、ろう付け組立時の温度管理に不具合が生じる。
【０００７】
エアコン用熱交換器では、熱伝導性の高い銅パイプとアルミニウムフィンをろう付けにより接合している。しかし、銅とアルミニウムは、個々の持つ耐食性（腐食電位）が大きく異なるため、接合部における異種金属間腐食の可能性が高い。そこで、接合部を腐食環境から絶縁するなどの煩雑な対策が必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平９−３０２４３３号公報
【特許文献２】特許第３７８０３８０号公報
【特許文献３】特開２００６−２６４１９８号公報
【特許文献４】特開２００４−２９１０７８号公報
【特許文献５】特開２００２−２１０５８９号公報
【特許文献６】特開２００５−２８４１２号公報
【特許文献７】特開２００５−１１８８２６号公報
【特許文献８】特開平７−４７４８７号公報
【特許文献９】特開平７−４７４８８号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】ＪＩＳ−Ｚ３２６３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従来のろう付け用クラッド材には、重量が大きいこと、耐食性が不足であること、熱伝導性が不足であること、強度が弱いことなどの問題がある。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、軽量で、耐食性にも、熱伝導性にも、強度にも優れたろう付け用クラッド材及びそれを用いた製品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために本発明のろう付け用クラッド材は、銅又は銅合金からなる基材の片面又は両面に、アルミニウム又はアルミニウム合金からなるろう材がクラッドされたものである。
【００１３】
上記基材と上記ろう材との間に、上記ろう材よりも融点が高いアルミニウム又はアルミニウム合金からなる被覆材がクラッドされてもよい。
【００１４】
上記被覆材がアルミニウムを主成分とする合金からなってもよい。
【００１５】
また、本発明の製品は、請求項１〜３に記載のろう付け用クラッド材がそれ自体で又は他の構造材とろう付け組み立てされたものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は次の如き優れた効果を発揮する。
【００１７】
（１）軽量である。
【００１８】
（２）耐食性が高い。
【００１９】
（３）熱伝導性が高い。
【００２０】
（４）強度が強い。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態を示すろう付け用クラッド材の断面図である。
【図２】本発明の一実施形態を示すろう付け用クラッド材の断面図である。
【図３】本発明の一実施形態を示すろう付け用クラッド材の断面図である。
【図４】本発明の一実施形態を示すろう付け用クラッド材の断面図である。
【図５】本発明の一実施形態を示すろう付け用クラッド材の斜視図である。
【図６】本発明の一実施形態を示すろう付け用クラッド材の断面図である。
【図７】本発明の一実施形態を示す製品の斜視図である。
【図８】熱交換性能の試験装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００２３】
本出願人は、ろう付け用クラッド材の構成について種々検討し、以下に述べる本発明のろう付け用クラッド材を発明するに至った。
【００２４】
図１に示されるように、本発明に係るろう付け用クラッド材１１は、銅又は銅合金からなる基材１２の片面に、アルミニウム又はアルミニウム合金からなるろう材１３がクラッド（一体化）されたものである。
【００２５】
図２に示されるように、本発明に係るろう付け用クラッド材２１は、銅又は銅合金からなる基材１２の両面に、アルミニウム又はアルミニウム合金からなるろう材１３がクラッドされたものである。
【００２６】
図３に示されるように、本発明に係るろう付け用クラッド材３１は、図１のろう付け用クラッド材１１において、基材１２とろう材１３との間に、ろう材１３よりも融点が高いアルミニウム又はアルミニウム合金からなる被覆材１４がクラッドされたものである。したがって、被覆材１４とろう材１３とは、合金の種類や合金の組成が異なる。
【００２７】
図４に示されるように、本発明に係るろう付け用クラッド材４１は、図２に示すろう付け用クラッド材２１において、基材１２と両面のろう材１３との間に、ろう材１３よりも融点が高いアルミニウム又はアルミニウム合金からなる被覆材１４がそれぞれクラッドされたものである。
【００２８】
以下、本発明のろう付け用クラッド材の作用効果を説明する。
【００２９】
本発明のろう付け用クラッド材１１，２１，３１，４１において、基材１２として銅又は銅合金を用いたのは、銅及び銅合金は強度が高く、熱伝導性が高いからである。ろう材１３としてアルミニウム又はアルミニウム合金を用いたのは、アルミニウム及びアルミニウム合金は、軽量で、耐酸化性が高いからである。
【００３０】
さらに、銅、銅合金、アルミニウム及びアルミニウム合金は、板、箔の形態で汎用されているため、板、箔の形態で入手が容易であり、しかも、圧延、プレス、絞り加工が容易である。
【００３１】
そこで、アルミニウムにマグネシウム（Ｍｇ）やシリコン（Ｓｉ）またはそれらの組み合わせを添加して強度を向上させて銅と同等程度の強度を有するアルミニウム合金を基材として用いることが考えられる。しかし、これらの元素を添加すると、アルミニウムの融点も変化してしまう。例えば、Ａｌ中にＳｉ（Ｓｉ濃度は１２．６ｍａｓｓ％以下）を添加していくと融点は下がるため、Ａｌ−Ｓｉをろう材として用い、強度を向上させたＡｌ合金としてＡｌ−Ｓｉ−ＭｇやＡｌ−Ｓｉなどを基材として用いた場合、Ａｌろう材とＡｌ合金基材との融点差が小さくなり、ろう付け組立時の温度管理に不具合が生じる。
【００３２】
そこで、本発明のろう付け用クラッド材では、基材１２が銅又は銅合金からなる。これにより基材１２の強度を強くできる。
【００３３】
本発明のろう付け用クラッド材１１，２１，３１，４１では、基材１２が熱伝導性のよい銅又は銅合金からなるため、ろう付け用クラッド材１１，２１，３１，４１の熱伝導性が良い。よって、本発明のろう付け用クラッド材１１，２１，３１，４１を熱交換器の構造材とした場合、熱交換器の熱交換性能を大幅に向上できる。
【００３４】
本発明のろう付け用クラッド材１１，２１，３１，４１では、基材１２にろう材１３がクラッドされているので、このろう付け用クラッド材１１，２１，３１，４１を構造材とし、それ自体又は他の構造材とろう付け組み立てして製品を製造する際に、構造材にろう材を塗布する必要がない。これにより、製品の製造コストを大幅に低減できる。
【００３５】
本発明のろう付け用クラッド材１１，２１，３１，４１では、銅又は銅合金からなる基材１２の全表面をアルミニウム又はアルミニウム合金からなるろう材１３で覆うようにしたので、例えば、ろう付け用クラッド材１１，２１，３１，４１とアルミニウムからなるフィンとをろう付け組み立てする場合のように、アルミニウムからなる他の構造材と結合させる場合、銅又は銅合金からなる基材１２がアルミニウムからなる他の構造材には直接接しないため、異種金属間腐食の発生を抑制することができる。
【００３６】
本発明のろう付け用クラッド材１１，２１，３１，４１は、製品において求められる強度に応じて、基材１２とろう材１３の厚さ比（基材厚／ろう材厚）を変えることができる。厚さ比を極端に小さくすると強度は弱くなるが、強度を上記求められる強度に確保しつつ、厚さ比をできるだけ小さくすることにより、熱交換性能の向上（製品が熱交換器の場合）と軽量化を図ることができる。
【００３７】
図３、図４に示した本発明のろう付け用クラッド材３１，４１は、銅又は銅合金からなる基材１２の表面が確実にアルミニウム又はアルミニウム合金からなる被覆材１４で覆われているので、異種金属間腐食の発生が抑制され、耐異種金属間腐食の信頼性が高い。ここで、被覆材１４の融点はろう材１３の融点を超えてはならない。その理由は、ろう材１３の融点が基材１２と接する被覆材１４の融点以上の場合、ろう付けの際に被覆材１４が溶融してしまい、被覆材１４が基材１２を被覆する役目を果たさなくなるからである。その点、本発明のろう付け用クラッド材３１，４１は、被覆材１４がろう材１３よりも融点が高いので、ろう付けの際に被覆材１４が溶融しないで残る。
【００３８】
銅合金としては、銅に鉛（Ｐｂ）、鉄（Ｆｅ）、スズ（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、アルミニウム、マンガン（Ｍｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、シリコン（Ｓｉ）、リン（Ｐ）のうち選ばれた数種を０．１〜１０ｍａｓｓ％添加した合金の利用が可能である。アルミニウム合金としては、アルミニウムに銅、マンガン、シリコン、鉄、マグネシウム、亜鉛、ニッケルのうち選ばれた数種を添加した合金の利用が可能である。なお、アルミニウム中に添加するシリコン濃度は０．１〜１３ｍａｓｓ％とし、シリコン以外の元素の濃度は０．１〜５ｍａｓｓ％となるように設定する。これらの合金を基材１２、ろう材１３、被覆材１４に用いることにより、本発明の効果を得ることができる。
【００３９】
ろう材１３にアルミニウムを用いる場合は、ろう材１３より高融点となる被覆材１４には、例えば、Ａｌ−Ｚｒ合金（Ｚｒ（ジルコニア）の濃度は、０．０１ｍａｓｓ％以上０．５ｍａｓｓ％以下）を用いることにより、本発明の効果を得ることができる。
【００４０】
また、被覆材１４にアルミニウムを用いる場合は、被覆材１４よりも低融点となるろう材１３には、例えば、ＪＩＳ Ｚ ３２６３−１９９２に記載のＡｌ−Ｓｉ合金（Ｓｉ濃度は、６．８ｍａｓｓ％以上１３ｍａｓｓ％以下）やＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ合金（Ｓｉ濃度は、６．８ｍａｓｓ％以上１３ｍａｓｓ％以下、Ｃｕ濃度は、３．３ｍａｓｓ％以上４．７ｍａｓｓ％以下）を用いることにより、本発明の効果を得ることができる。
【００４１】
図５に示されるように、本発明に係るろう付け用クラッド材５１は、断面が楕円形の楕円筒チューブである。ろう付け用クラッド材５１の断面は、楕円に限らず、長円、角部に丸みのある四角でもよい。基材１２の片面のみに被覆材１４とろう材１３をクラッドした図３のろう付け用クラッド材３１を、ろう材１３を内側にして丸め、合わせた両端を溶接して円筒チューブとし、その円筒チューブに径方向に圧力を加えることにより、楕円筒チューブのろう付け用クラッド材５１とする。
【００４２】
図６に示されるように、本発明に係るろう付け用クラッド材６１は、棒状である。すなわち、ろう付け用クラッド材６１は、円柱状の基材１２の外周に同心状に形成された被覆材１４を有し、その被覆材１４の外周に同心状に形成されたろう材１３を有する。これら基材１２と被覆材１４とろう材１３はクラッドされている。本発明のろう付け用クラッド材は、棒状に限らず、ワイヤ状でもよい。
【００４３】
図７に示されるように、本発明に係る製品７１は、図５のろう付け用クラッド材５１の中空部に純アルミニウムからなるフィン７２を挿入し、ろう付けによりろう付け用クラッド材５１とフィン７２を接合してなる熱交換器（熱交換チューブ）である。銅又は銅合金からなる基材１２が表面に表れる熱交換チューブ７１の外側を、例えば、冷却媒体としての腐食性溶媒が通過するようにし、アルミニウム又はアルミニウム合金からなるろう材１３が表面に表れる熱交換チューブ７１の内側を、例えば、高温ガスが通過するようにする。なお、広義には酸化は腐食の一形態であるが、一般的には、腐食は湿式腐食、酸化は、（ガスや酸素などによる）高温酸化の意味で使われており、本明細書でもこれに従う。銅はアルミニウムに比べて（湿式）腐食に強く、アルミニウムは銅に比べて（高温）酸化に強い。そこで、本発明では、腐食性溶媒側に銅を用い、高温ガス側にアルミニウムを用いる。
【００４４】
図７の製品７１は、フィン７２に、図２、図４のような基材１２の両面にろう材１３をクラッドしたろう付け用クラッド材を用いてもよい。このように、本発明に係る製品７１は、本発明に係るろう付け用クラッド材１１，２１，３１，４１，５１，６１のうちの１種類を構造材とし、その構造材を他の一般的な構造材とろう付け組み立てしてもよい。
【００４５】
本発明に係る製品７１は、本発明に係るろう付け用クラッド材１１，２１，３１，４１，５１，６１のうちの１種類複数個同士あるいは２種類以上を構造材とし、これらの構造材をろう付け組み立てしてもよい。
【００４６】
本発明に係る製品７１は、本発明に係るろう付け用クラッド材１１，２１，３１，４１，５１，６１のうちの１種類のみ１個を構造材とし、この構造材を変形加工してその一部をろう付けにより接合してもよい。
【００４７】
本発明に係る製品７１は、熱交換器に限定されず、軽量、耐食性、熱伝導性、強度が要求される製品に応用すればその効果を発揮できるので、特に用途が限定されるものではない。
【００４８】
本発明に係る製品７１は、図７に示した形状、配置に限定されず、ろう付け用クラッド材１１，２１，３１，４１，５１，６１がそれ自体で又は他の構造材とろう付け組み立てされたあらゆる形状、配置のものに適用される。
【実施例】
【００４９】
（実施例１）
厚さ０．２５ｍｍのＡｌ−Ｓｉ条（Ｓｉ濃度は１０ｍａｓｓ％）（ろう材１３）と、厚さ１ｍｍのＣｕ条（基材１２）とを圧延法により接着（一体化）させ、Ａｌ−Ｓｉ／Ｃｕを構成材とするクラッド材を作製した。さらに圧延を繰り返し、厚さ０．２５ｍｍのろう付け用クラッド材１１を得た。このろう付け用クラッド材１１を、ろう材１３を内側にして円筒チューブに成形した。その円筒チューブを加圧により図５とほぼ同様形状の楕円筒チューブに変形加工し、その楕円筒チューブの中空部にアルミニウムからなるフィン７２を挿入し、全体を６００℃で加熱することによってろう付けを行い、実施例１の製品として図７とほぼ同様形状の製品（熱交換チューブ）を得た。
【００５０】
（実施例２）
厚さ０．２５ｍｍのＡｌ−Ｓｉ条（Ｓｉ濃度は１０ｍａｓｓ％）（片面のろう材１３）と、厚さ１ｍｍのＣｕ条（基材１２）と、厚さ０．２５ｍｍのＡｌ−Ｓｉ条（Ｓｉ濃度は１０ｍａｓｓ％）（反対面のろう材１３）とを圧延法により接着（一体化）させ、Ａｌ−Ｓｉ／Ｃｕ／Ａｌ−Ｓｉを構成材とするクラッド材を作製した。さらに圧延を繰り返し、厚さ０．２５ｍｍのろう付け用クラッド材２１を得た。このろう付け用クラッド材２１を円筒チューブに成形した。その円筒チューブを加圧により図５とほぼ同様形状の楕円筒チューブに変形加工し、その楕円筒チューブの中空部にアルミニウムからなるフィン７２を挿入し、全体を６００℃で加熱することによってろう付けを行い、実施例２の製品として図７とほぼ同様形状の製品（熱交換チューブ）を得た。
【００５１】
（実施例３）
厚さ０．１５ｍｍのＡｌ−Ｓｉ条（Ｓｉ濃度は１０ｍａｓｓ％）（ろう材１３）と、厚さ０．２５ｍｍのＡｌ（被覆材１４）と、厚さ１ｍｍのＣｕ条（基材１２）とを圧延法により接着（一体化）させ、Ａｌ−Ｓｉ／Ａｌ／Ｃｕを構成材とするクラッド材を作製した。さらに圧延を繰り返し、厚さ０．２８ｍｍのろう付け用クラッド材３１を得た。このろう付け用クラッド材３１を、ろう材１３を内側にして円筒チューブに成形した。その円筒チューブを加圧により図５の楕円筒チューブ（ろう付け用クラッド材）５１に変形加工し、その楕円筒チューブ５１の中空部にアルミニウムからなるフィン７２を挿入し、全体を６００℃で加熱することによってろう付けを行い、実施例３の製品として図７の製品（熱交換チューブ）７１を得た。
【００５２】
（実施例４）
厚さ０．１５ｍｍのＡｌ−Ｓｉ条（Ｓｉ濃度は１０ｍａｓｓ％）（片面のろう材１３）と、厚さ０．２５ｍｍのＡｌ（片面の被覆材１４）と、厚さ１ｍｍのＣｕ条（基材１２）と、厚さ０．２５ｍｍのＡｌ（反対面の被覆材１４）と、厚さ０．１５ｍｍのＡｌ−Ｓｉ条（Ｓｉ濃度は１０ｍａｓｓ％）（反対面のろう材１３）とを圧延法により接着（一体化）させ、Ａｌ−Ｓｉ／Ａｌ／Ｃｕ／Ａｌ／Ａｌ−Ｓｉを構成材とするクラッド材を作製した。さらに圧延を繰り返し、厚さ０．３ｍｍのろう付け用クラッド材４１を得た。このろう付け用クラッド材４１を円筒チューブに成形した。その円筒チューブを加圧により図５とほぼ同様形状の楕円筒チューブに変形加工し、その楕円筒チューブの中空部にアルミニウムからなるフィン７２を挿入し、全体を６００℃で加熱することによってろう付けを行い、実施例４の製品として図７とほぼ同様形状の製品（熱交換チューブ）を得た。
【００５３】
（実施例５）
厚さ０．１５ｍｍのＡｌ−Ｓｉ条（Ｓｉ濃度は１０ｍａｓｓ％）（ろう材１３）と、厚さ０．２５ｍｍのＡｌ（被覆材１４）と、厚さ１ｍｍのＣｕ−３ｍａｓｓ％Ｎｉ条（基材１２）とを圧延法により接着（一体化）させ、Ａｌ−Ｓｉ／Ａｌ／Ｃｕ−Ｎｉを構成材とするクラッド材を作製した。さらに圧延を繰り返し、厚さ０．２８ｍｍのろう付け用クラッド材３１を得た。このろう付け用クラッド材３１を、ろう材１３を内側にして円筒チューブに成形した。その円筒チューブを加圧により図５とほぼ同様形状の楕円筒チューブに変形加工し、その楕円筒チューブの中空部にアルミニウムからなるフィン７２を挿入し、全体を６００℃で加熱することによってろう付けを行い、実施例５の製品として図７とほぼ同様形状の製品（熱交換チューブ）を得た。
【００５４】
（比較例１）
厚さ０．２５ｍｍのＣｕ条を筒状に成形し、そのチューブを加圧により楕円筒チューブに変形加工した。この楕円筒チューブの内面に、Ａｌ−Ｓｉ粉末ろうを塗布し、Ａｌ−Ｓｉ粉／Ｃｕを構成材とする図５とほぼ同様形状の楕円筒チューブとした。その後、その楕円筒チューブの中空部にアルミニウムからなるフィン７２を挿入し、全体を６００℃で加熱することによってろう付けを行い、比較例１の製品として図７とほぼ同様形状の製品（熱交換チューブ）を得た。
【００５５】
（比較例２）
ＪＩＳ−Ｚ３２６３に記載のＡｌブレージングシート（構成材はＡｌ／Ａｌ／Ａｌ）を、その基材の厚さが０．２５ｍｍになるように圧延法により厚さを調整した。このＡｌブレージングシートを筒状に成形し、そのチューブを加圧により図５とほぼ同様形状の楕円筒チューブに変形加工した。その後、その楕円筒チューブの中空部にアルミニウムからなるフィン７２を挿入し、全体を６００℃で加熱することによってろう付けを行い、比較例２の製品として図７とほぼ同様形状の製品（熱交換チューブ）を得た。
【００５６】
（従来例１）
厚さ０．1ｍｍのＣｕ条（ろう材）と１ｍｍのＳＵＳ３０４条（基材）を圧延法により接着（一体化）させ、さらに圧延を繰り返し、ＳＵＳ基材の厚さが０．２５ｍｍのクラッド材を得た。このクラッド材を、ろう材を内側にして円筒チューブに成形した。その円筒チューブを加圧により図５とほぼ同様形状の楕円筒チューブに変形加工し、その楕円筒チューブの中空部にＳＵＳ３０４からなるフィン（形状はフィン７２とほぼ同様）を挿入し、全体を１１２０℃で加熱することによってろう付けを行い、従来例１の製品として図７とほぼ同様形状の製品（熱交換チューブ）を得た。
【００５７】
実施例、比較例、従来例の各製品及びろう付け用クラッド材（比較例１は単一材）について、強度、熱交換性能、異種金属間腐食の発生の有無、軽量化への寄与、加工性及び組立作業性の各試験を実施して評価し、さらに、これらの個別試験評価結果に基づいて総合評価を行った。評価結果を表１に示す。
【００５８】
【表１】
【００５９】
製品の強度の試験は、各楕円筒チューブにフィン材（フィン７２、従来例１のみＳＵＳ３０４フィン）を一枚挿入し、ろう付け一体化させた試料を用い、この試料に上下面からプレス機で加圧し、フィン材に座屈が発生したときの圧力値を評価した。１０ＭＰａ以上であれば○、１０ＭＰａ未満であれば×という評価を与えるものとした。
【００６０】
熱交換性能の試験は、図８に示される試験装置８１にて行った。試験装置８１は、恒温槽８２中に温度一定に保たれた恒温水８３が蓄えられ、各製品を所定の長さに切り出した試料８４にガス供給管８５とガス排出管８６が接続され、その試料８４が恒温水８３中に浸漬されたものである。ここでは、試料８４の長さを２００ｍｍとし、ガス供給管８５とガス排出管８６の材質はＳＵＳ３０４とし、ガス供給管８５とガス排出管８６の寸法は図示の通りとし、試料８４の浸漬深さは１００ｍｍとした。
【００６１】
ガス供給管８５から試料８４中に所定温度（恒温水より高温）のガスを送り込み、ガス排出管８６に出てきたガスの温度を測定するようになっている。ここでは、恒温水を２０℃、供給するガスを１００℃とし、排出されたガスが５０℃以下のとき○、５０〜７０℃のとき△、７０℃以上のとき×という評価を与えるものとした。
【００６２】
異種金属間腐食の発生の有無を調べる試験は、各製品の試料を、５％ＮａＣｌ水溶液に浸漬し乾燥することを繰り返した。ここでは、浸漬１２ｈ、乾燥１２ｈを１サイクルとし、１００サイクル（２４００ｈ）を実施した。実施後、楕円筒チューブ内面（基材側及びフィン材側）に発生した浸食の深さを測定した。最大浸食深さが５０μｍ以上のとき×、５０μｍ未満のとき○という評価を与えるものとした。
【００６３】
軽量化への寄与の試験は、各試料について基材の厚さを同じとし、それぞれの構成材（基材、ろう材、被覆材、フィン材）の比重から単位体積あたりの重量を計算し、各試料の単位体積あたりの重量を比較した。Ｃｕ／ＳＵＳ３０４を構成材とする従来例１の試料を基準とし、評価対象の試料の重量が基準重量の８０〜１００％未満であれば△、８０％未満であれば○という評価を与えるものとした。
【００６４】
加工性及び組立作業性については、各試料を用いた場合の量産機による組み立て作業を推定し、設備コスト及びタクトタイムを含むトータル製造コストを算出した。従来例１を基準とし、それに対して１．２倍未満を○、１．２倍以上を×という評価を与えるものとした。
【００６５】
総合評価は、個別試験の評価が全て○であれば○、ひとつでも△又は×があれば×とした。
【００６６】
表１によれば、銅又は銅合金からなる基材１２を構成材の一部とする実施例１〜５は、製品の強度が十分に確保できていた。Ａｌブレージングシートを構成材とする比較例２は、同一厚さの構成材で比較した場合、製品の強度が十分に確保できなかった。
【００６７】
熱交換性能に関しては、アルミニウム又はアルミニウム合金からなるろう材１３がチューブ内表面に配置された実施例１〜５は、いずれも熱交換性能に優れていた。ＳＵＳ３０４からなる基材がチューブ外表面に配置された従来例１は、熱交換性能が実施例１〜５に及ばなかった。
【００６８】
異種金属間腐食に関しては、実施例１〜５は、いずれも良好であった。しかし、板材として提供される構成材が銅のみからなり、フィン材がアルミニウムからなる比較例１は、銅アルミニウム間の異種金属間腐食が原因と思われるピット（孔食）がフィン材に認められた。これは、構成材がクラッド材であれば基材の全表面をろう材で覆うことができるが、Ａｌ−Ｓｉ粉末ろうでは全表面を覆うことができず、露出した単一材（銅）とフィン材（アルミニウム）間の異種金属間腐食により腐食が促進されたためであると考えられる。
【００６９】
軽量化については、ろう材１３、被覆材１４、フィン材７２にアルミニウム又はアルミニウム合金が使用されている実施例１〜５は、いずれも軽量化への寄与が優れて大きい。従来例１は、基材に使用したＳＵＳ３０４の比重がアルミニウムよりも重いため、軽量化への寄与が小さい。
【００７０】
加工性及び作業性については、実施例１〜５のろう付け用クラッド材は、あらかじめ基材１２とろう材１３がクラッドされて強固に結合されているため、基材１２とろう材１３が一体のまま、チューブやその他の形状に変形加工することが可能であり、複雑な形状であっても変形加工できる。実施例１〜５のろう付け用クラッド材は、変形加工後のろう付け組み立てにおける作業性が良い。しかし、比較例１の単一材は、ろう付け組み立ての際に、別途にろう材を準備しなければならないので、作業性が悪い。
【００７１】
以上の個別試験の評価から総合的に判断すると、実施例１〜５の製品及びろう付け用クラッド材は、従来のものより軽量で、耐食性にも、熱伝導性にも、強度にも優れていることが明らかである。
【符号の説明】
【００７２】
１１，２１，３１，４１，５１，６１ ろう付け用クラッド材
１２ 基材
１３ ろう材
１４ 被覆材
７１ 製品（熱交換チューブ）
７２ フィン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軽量で、耐食性にも、熱伝導性にも、強度にも優れたろう付け用クラッド材及びそれを用いた製品に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車エンジン用オイルクーラには、その部材自体が自動車用オイルクーラの一部又は全体を構成する構造材であってその部材自体同士の接合あるいは他の部材との接合を図る接合材付き構造材として、ステンレス基ろう付け用クラッド材が用いられる。ステンレス基ろう付け用クラッド材は、基材であるステンレス（ＳＵＳ）板の片面あるいは両面にろう材として銅（Ｃｕ）がクラッド（一体化）されたものである。
【０００３】
自動車コンデンサやラジエータに用いられる接合材付き構造材としては、ＪＩＳ−Ｚ３２６３と特許文献２に、アルミニウム（Ａｌ）ブレージングシートが記載されている。
【０００４】
接合強度や耐食性などの信頼性が要求される製品には、アルミニウムブレージングシートの適用が困難であり、ステンレス基ろう付け用クラッド材が使用される。しかし、ステンレス基ろう付け用クラッド材は、銅と鉄を主成分とするステンレスとにより構成されるため、重量が大きい。
【０００５】
アルミニウムブレージングシートを製品に用いるとき、アルミニウムの強度不足を解消するために、基材を肉厚化することになり、製品の小型化や軽量化が妨げられる。
【０００６】
特許文献１には、ブレージングシートの基材に元素を添加して強度の向上を図ることが記載されている。しかし、基材への元素添加によってろう材と基材の融点差が小さくなり、ろう付け組立時の温度管理に不具合が生じる。
【０００７】
エアコン用熱交換器では、熱伝導性の高い銅パイプとアルミニウムフィンをろう付けにより接合している。しかし、銅とアルミニウムは、個々の持つ耐食性（腐食電位）が大きく異なるため、接合部における異種金属間腐食の可能性が高い。そこで、接合部を腐食環境から絶縁するなどの煩雑な対策が必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平９−３０２４３３号公報
【特許文献２】特許第３７８０３８０号公報
【特許文献３】特開２００６−２６４１９８号公報
【特許文献４】特開２００４−２９１０７８号公報
【特許文献５】特開２００２−２１０５８９号公報
【特許文献６】特開２００５−２８４１２号公報
【特許文献７】特開２００５−１１８８２６号公報
【特許文献８】特開平７−４７４８７号公報
【特許文献９】特開平７−４７４８８号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】ＪＩＳ−Ｚ３２６３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従来のろう付け用クラッド材には、重量が大きいこと、耐食性が不足であること、熱伝導性が不足であること、強度が弱いことなどの問題がある。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、軽量で、耐食性にも、熱伝導性にも、強度にも優れたろう付け用クラッド材及びそれを用いた製品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために本発明のろう付け用クラッド材は、銅又は銅合金からなる基材の片面又は両面に、アルミニウム又はアルミニウム合金からなるろう材がクラッドされたものである。
【００１３】
上記基材と上記ろう材との間に、上記ろう材よりも融点が高いアルミニウム又はアルミニウム合金からなる被覆材がクラッドされてもよい。
【００１４】
上記被覆材がアルミニウムを主成分とする合金からなってもよい。
【００１５】
また、本発明の製品は、請求項１〜３に記載のろう付け用クラッド材がそれ自体で又は他の構造材とろう付け組み立てされたものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は次の如き優れた効果を発揮する。
【００１７】
（１）軽量である。
【００１８】
（２）耐食性が高い。
【００１９】
（３）熱伝導性が高い。
【００２０】
（４）強度が強い。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態を示すろう付け用クラッド材の断面図である。
【図２】本発明の一実施形態を示すろう付け用クラッド材の断面図である。
【図３】本発明の一実施形態を示すろう付け用クラッド材の断面図である。
【図４】本発明の一実施形態を示すろう付け用クラッド材の断面図である。
【図５】本発明の一実施形態を示すろう付け用クラッド材の斜視図である。
【図６】本発明の一実施形態を示すろう付け用クラッド材の断面図である。
【図７】本発明の一実施形態を示す製品の斜視図である。
【図８】熱交換性能の試験装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００２３】
本出願人は、ろう付け用クラッド材の構成について種々検討し、以下に述べる本発明のろう付け用クラッド材を発明するに至った。
【００２４】
図１に示されるように、本発明に係るろう付け用クラッド材１１は、銅又は銅合金からなる基材１２の片面に、アルミニウム又はアルミニウム合金からなるろう材１３がクラッド（一体化）されたものである。
【００２５】
図２に示されるように、本発明に係るろう付け用クラッド材２１は、銅又は銅合金からなる基材１２の両面に、アルミニウム又はアルミニウム合金からなるろう材１３がクラッドされたものである。
【００２６】
図３に示されるように、本発明に係るろう付け用クラッド材３１は、図１のろう付け用クラッド材１１において、基材１２とろう材１３との間に、ろう材１３よりも融点が高いアルミニウム又はアルミニウム合金からなる被覆材１４がクラッドされたものである。したがって、被覆材１４とろう材１３とは、合金の種類や合金の組成が異なる。
【００２７】
図４に示されるように、本発明に係るろう付け用クラッド材４１は、図２に示すろう付け用クラッド材２１において、基材１２と両面のろう材１３との間に、ろう材１３よりも融点が高いアルミニウム又はアルミニウム合金からなる被覆材１４がそれぞれクラッドされたものである。
【００２８】
以下、本発明のろう付け用クラッド材の作用効果を説明する。
【００２９】
本発明のろう付け用クラッド材１１，２１，３１，４１において、基材１２として銅又は銅合金を用いたのは、銅及び銅合金は強度が高く、熱伝導性が高いからである。ろう材１３としてアルミニウム又はアルミニウム合金を用いたのは、アルミニウム及びアルミニウム合金は、軽量で、耐酸化性が高いからである。
【００３０】
さらに、銅、銅合金、アルミニウム及びアルミニウム合金は、板、箔の形態で汎用されているため、板、箔の形態で入手が容易であり、しかも、圧延、プレス、絞り加工が容易である。
【００３１】
そこで、アルミニウムにマグネシウム（Ｍｇ）やシリコン（Ｓｉ）またはそれらの組み合わせを添加して強度を向上させて銅と同等程度の強度を有するアルミニウム合金を基材として用いることが考えられる。しかし、これらの元素を添加すると、アルミニウムの融点も変化してしまう。例えば、Ａｌ中にＳｉ（Ｓｉ濃度は１２．６ｍａｓｓ％以下）を添加していくと融点は下がるため、Ａｌ−Ｓｉをろう材として用い、強度を向上させたＡｌ合金としてＡｌ−Ｓｉ−ＭｇやＡｌ−Ｓｉなどを基材として用いた場合、Ａｌろう材とＡｌ合金基材との融点差が小さくなり、ろう付け組立時の温度管理に不具合が生じる。
【００３２】
そこで、本発明のろう付け用クラッド材では、基材１２が銅又は銅合金からなる。これにより基材１２の強度を強くできる。
【００３３】
本発明のろう付け用クラッド材１１，２１，３１，４１では、基材１２が熱伝導性のよい銅又は銅合金からなるため、ろう付け用クラッド材１１，２１，３１，４１の熱伝導性が良い。よって、本発明のろう付け用クラッド材１１，２１，３１，４１を熱交換器の構造材とした場合、熱交換器の熱交換性能を大幅に向上できる。
【００３４】
本発明のろう付け用クラッド材１１，２１，３１，４１では、基材１２にろう材１３がクラッドされているので、このろう付け用クラッド材１１，２１，３１，４１を構造材とし、それ自体又は他の構造材とろう付け組み立てして製品を製造する際に、構造材にろう材を塗布する必要がない。これにより、製品の製造コストを大幅に低減できる。
【００３５】
本発明のろう付け用クラッド材１１，２１，３１，４１では、銅又は銅合金からなる基材１２の全表面をアルミニウム又はアルミニウム合金からなるろう材１３で覆うようにしたので、例えば、ろう付け用クラッド材１１，２１，３１，４１とアルミニウムからなるフィンとをろう付け組み立てする場合のように、アルミニウムからなる他の構造材と結合させる場合、銅又は銅合金からなる基材１２がアルミニウムからなる他の構造材には直接接しないため、異種金属間腐食の発生を抑制することができる。
【００３６】
本発明のろう付け用クラッド材１１，２１，３１，４１は、製品において求められる強度に応じて、基材１２とろう材１３の厚さ比（基材厚／ろう材厚）を変えることができる。厚さ比を極端に小さくすると強度は弱くなるが、強度を上記求められる強度に確保しつつ、厚さ比をできるだけ小さくすることにより、熱交換性能の向上（製品が熱交換器の場合）と軽量化を図ることができる。
【００３７】
図３、図４に示した本発明のろう付け用クラッド材３１，４１は、銅又は銅合金からなる基材１２の表面が確実にアルミニウム又はアルミニウム合金からなる被覆材１４で覆われているので、異種金属間腐食の発生が抑制され、耐異種金属間腐食の信頼性が高い。ここで、被覆材１４の融点はろう材１３の融点を超えてはならない。その理由は、ろう材１３の融点が基材１２と接する被覆材１４の融点以上の場合、ろう付けの際に被覆材１４が溶融してしまい、被覆材１４が基材１２を被覆する役目を果たさなくなるからである。その点、本発明のろう付け用クラッド材３１，４１は、被覆材１４がろう材１３よりも融点が高いので、ろう付けの際に被覆材１４が溶融しないで残る。
【００３８】
銅合金としては、銅に鉛（Ｐｂ）、鉄（Ｆｅ）、スズ（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、アルミニウム、マンガン（Ｍｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、シリコン（Ｓｉ）、リン（Ｐ）のうち選ばれた数種を０．１〜１０ｍａｓｓ％添加した合金の利用が可能である。アルミニウム合金としては、アルミニウムに銅、マンガン、シリコン、鉄、マグネシウム、亜鉛、ニッケルのうち選ばれた数種を添加した合金の利用が可能である。なお、アルミニウム中に添加するシリコン濃度は０．１〜１３ｍａｓｓ％とし、シリコン以外の元素の濃度は０．１〜５ｍａｓｓ％となるように設定する。これらの合金を基材１２、ろう材１３、被覆材１４に用いることにより、本発明の効果を得ることができる。
【００３９】
ろう材１３にアルミニウムを用いる場合は、ろう材１３より高融点となる被覆材１４には、例えば、Ａｌ−Ｚｒ合金（Ｚｒ（ジルコニア）の濃度は、０．０１ｍａｓｓ％以上０．５ｍａｓｓ％以下）を用いることにより、本発明の効果を得ることができる。
【００４０】
また、被覆材１４にアルミニウムを用いる場合は、被覆材１４よりも低融点となるろう材１３には、例えば、ＪＩＳ Ｚ ３２６３−１９９２に記載のＡｌ−Ｓｉ合金（Ｓｉ濃度は、６．８ｍａｓｓ％以上１３ｍａｓｓ％以下）やＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ合金（Ｓｉ濃度は、６．８ｍａｓｓ％以上１３ｍａｓｓ％以下、Ｃｕ濃度は、３．３ｍａｓｓ％以上４．７ｍａｓｓ％以下）を用いることにより、本発明の効果を得ることができる。
【００４１】
図５に示されるように、本発明に係るろう付け用クラッド材５１は、断面が楕円形の楕円筒チューブである。ろう付け用クラッド材５１の断面は、楕円に限らず、長円、角部に丸みのある四角でもよい。基材１２の片面のみに被覆材１４とろう材１３をクラッドした図３のろう付け用クラッド材３１を、ろう材１３を内側にして丸め、合わせた両端を溶接して円筒チューブとし、その円筒チューブに径方向に圧力を加えることにより、楕円筒チューブのろう付け用クラッド材５１とする。
【００４２】
図６に示されるように、本発明に係るろう付け用クラッド材６１は、棒状である。すなわち、ろう付け用クラッド材６１は、円柱状の基材１２の外周に同心状に形成された被覆材１４を有し、その被覆材１４の外周に同心状に形成されたろう材１３を有する。これら基材１２と被覆材１４とろう材１３はクラッドされている。本発明のろう付け用クラッド材は、棒状に限らず、ワイヤ状でもよい。
【００４３】
図７に示されるように、本発明に係る製品７１は、図５のろう付け用クラッド材５１の中空部に純アルミニウムからなるフィン７２を挿入し、ろう付けによりろう付け用クラッド材５１とフィン７２を接合してなる熱交換器（熱交換チューブ）である。銅又は銅合金からなる基材１２が表面に表れる熱交換チューブ７１の外側を、例えば、冷却媒体としての腐食性溶媒が通過するようにし、アルミニウム又はアルミニウム合金からなるろう材１３が表面に表れる熱交換チューブ７１の内側を、例えば、高温ガスが通過するようにする。なお、広義には酸化は腐食の一形態であるが、一般的には、腐食は湿式腐食、酸化は、（ガスや酸素などによる）高温酸化の意味で使われており、本明細書でもこれに従う。銅はアルミニウムに比べて（湿式）腐食に強く、アルミニウムは銅に比べて（高温）酸化に強い。そこで、本発明では、腐食性溶媒側に銅を用い、高温ガス側にアルミニウムを用いる。
【００４４】
図７の製品７１は、フィン７２に、図２、図４のような基材１２の両面にろう材１３をクラッドしたろう付け用クラッド材を用いてもよい。このように、本発明に係る製品７１は、本発明に係るろう付け用クラッド材１１，２１，３１，４１，５１，６１のうちの１種類を構造材とし、その構造材を他の一般的な構造材とろう付け組み立てしてもよい。
【００４５】
本発明に係る製品７１は、本発明に係るろう付け用クラッド材１１，２１，３１，４１，５１，６１のうちの１種類複数個同士あるいは２種類以上を構造材とし、これらの構造材をろう付け組み立てしてもよい。
【００４６】
本発明に係る製品７１は、本発明に係るろう付け用クラッド材１１，２１，３１，４１，５１，６１のうちの１種類のみ１個を構造材とし、この構造材を変形加工してその一部をろう付けにより接合してもよい。
【００４７】
本発明に係る製品７１は、熱交換器に限定されず、軽量、耐食性、熱伝導性、強度が要求される製品に応用すればその効果を発揮できるので、特に用途が限定されるものではない。
【００４８】
本発明に係る製品７１は、図７に示した形状、配置に限定されず、ろう付け用クラッド材１１，２１，３１，４１，５１，６１がそれ自体で又は他の構造材とろう付け組み立てされたあらゆる形状、配置のものに適用される。
【実施例】
【００４９】
（実施例１）
厚さ０．２５ｍｍのＡｌ−Ｓｉ条（Ｓｉ濃度は１０ｍａｓｓ％）（ろう材１３）と、厚さ１ｍｍのＣｕ条（基材１２）とを圧延法により接着（一体化）させ、Ａｌ−Ｓｉ／Ｃｕを構成材とするクラッド材を作製した。さらに圧延を繰り返し、厚さ０．２５ｍｍのろう付け用クラッド材１１を得た。このろう付け用クラッド材１１を、ろう材１３を内側にして円筒チューブに成形した。その円筒チューブを加圧により図５とほぼ同様形状の楕円筒チューブに変形加工し、その楕円筒チューブの中空部にアルミニウムからなるフィン７２を挿入し、全体を６００℃で加熱することによってろう付けを行い、実施例１の製品として図７とほぼ同様形状の製品（熱交換チューブ）を得た。
【００５０】
（実施例２）
厚さ０．２５ｍｍのＡｌ−Ｓｉ条（Ｓｉ濃度は１０ｍａｓｓ％）（片面のろう材１３）と、厚さ１ｍｍのＣｕ条（基材１２）と、厚さ０．２５ｍｍのＡｌ−Ｓｉ条（Ｓｉ濃度は１０ｍａｓｓ％）（反対面のろう材１３）とを圧延法により接着（一体化）させ、Ａｌ−Ｓｉ／Ｃｕ／Ａｌ−Ｓｉを構成材とするクラッド材を作製した。さらに圧延を繰り返し、厚さ０．２５ｍｍのろう付け用クラッド材２１を得た。このろう付け用クラッド材２１を円筒チューブに成形した。その円筒チューブを加圧により図５とほぼ同様形状の楕円筒チューブに変形加工し、その楕円筒チューブの中空部にアルミニウムからなるフィン７２を挿入し、全体を６００℃で加熱することによってろう付けを行い、実施例２の製品として図７とほぼ同様形状の製品（熱交換チューブ）を得た。
【００５１】
（実施例３）
厚さ０．１５ｍｍのＡｌ−Ｓｉ条（Ｓｉ濃度は１０ｍａｓｓ％）（ろう材１３）と、厚さ０．２５ｍｍのＡｌ（被覆材１４）と、厚さ１ｍｍのＣｕ条（基材１２）とを圧延法により接着（一体化）させ、Ａｌ−Ｓｉ／Ａｌ／Ｃｕを構成材とするクラッド材を作製した。さらに圧延を繰り返し、厚さ０．２８ｍｍのろう付け用クラッド材３１を得た。このろう付け用クラッド材３１を、ろう材１３を内側にして円筒チューブに成形した。その円筒チューブを加圧により図５の楕円筒チューブ（ろう付け用クラッド材）５１に変形加工し、その楕円筒チューブ５１の中空部にアルミニウムからなるフィン７２を挿入し、全体を６００℃で加熱することによってろう付けを行い、実施例３の製品として図７の製品（熱交換チューブ）７１を得た。
【００５２】
（実施例４）
厚さ０．１５ｍｍのＡｌ−Ｓｉ条（Ｓｉ濃度は１０ｍａｓｓ％）（片面のろう材１３）と、厚さ０．２５ｍｍのＡｌ（片面の被覆材１４）と、厚さ１ｍｍのＣｕ条（基材１２）と、厚さ０．２５ｍｍのＡｌ（反対面の被覆材１４）と、厚さ０．１５ｍｍのＡｌ−Ｓｉ条（Ｓｉ濃度は１０ｍａｓｓ％）（反対面のろう材１３）とを圧延法により接着（一体化）させ、Ａｌ−Ｓｉ／Ａｌ／Ｃｕ／Ａｌ／Ａｌ−Ｓｉを構成材とするクラッド材を作製した。さらに圧延を繰り返し、厚さ０．３ｍｍのろう付け用クラッド材４１を得た。このろう付け用クラッド材４１を円筒チューブに成形した。その円筒チューブを加圧により図５とほぼ同様形状の楕円筒チューブに変形加工し、その楕円筒チューブの中空部にアルミニウムからなるフィン７２を挿入し、全体を６００℃で加熱することによってろう付けを行い、実施例４の製品として図７とほぼ同様形状の製品（熱交換チューブ）を得た。
【００５３】
（実施例５）
厚さ０．１５ｍｍのＡｌ−Ｓｉ条（Ｓｉ濃度は１０ｍａｓｓ％）（ろう材１３）と、厚さ０．２５ｍｍのＡｌ（被覆材１４）と、厚さ１ｍｍのＣｕ−３ｍａｓｓ％Ｎｉ条（基材１２）とを圧延法により接着（一体化）させ、Ａｌ−Ｓｉ／Ａｌ／Ｃｕ−Ｎｉを構成材とするクラッド材を作製した。さらに圧延を繰り返し、厚さ０．２８ｍｍのろう付け用クラッド材３１を得た。このろう付け用クラッド材３１を、ろう材１３を内側にして円筒チューブに成形した。その円筒チューブを加圧により図５とほぼ同様形状の楕円筒チューブに変形加工し、その楕円筒チューブの中空部にアルミニウムからなるフィン７２を挿入し、全体を６００℃で加熱することによってろう付けを行い、実施例５の製品として図７とほぼ同様形状の製品（熱交換チューブ）を得た。
【００５４】
（比較例１）
厚さ０．２５ｍｍのＣｕ条を筒状に成形し、そのチューブを加圧により楕円筒チューブに変形加工した。この楕円筒チューブの内面に、Ａｌ−Ｓｉ粉末ろうを塗布し、Ａｌ−Ｓｉ粉／Ｃｕを構成材とする図５とほぼ同様形状の楕円筒チューブとした。その後、その楕円筒チューブの中空部にアルミニウムからなるフィン７２を挿入し、全体を６００℃で加熱することによってろう付けを行い、比較例１の製品として図７とほぼ同様形状の製品（熱交換チューブ）を得た。
【００５５】
（比較例２）
ＪＩＳ−Ｚ３２６３に記載のＡｌブレージングシート（構成材はＡｌ／Ａｌ／Ａｌ）を、その基材の厚さが０．２５ｍｍになるように圧延法により厚さを調整した。このＡｌブレージングシートを筒状に成形し、そのチューブを加圧により図５とほぼ同様形状の楕円筒チューブに変形加工した。その後、その楕円筒チューブの中空部にアルミニウムからなるフィン７２を挿入し、全体を６００℃で加熱することによってろう付けを行い、比較例２の製品として図７とほぼ同様形状の製品（熱交換チューブ）を得た。
【００５６】
（従来例１）
厚さ０．1ｍｍのＣｕ条（ろう材）と１ｍｍのＳＵＳ３０４条（基材）を圧延法により接着（一体化）させ、さらに圧延を繰り返し、ＳＵＳ基材の厚さが０．２５ｍｍのクラッド材を得た。このクラッド材を、ろう材を内側にして円筒チューブに成形した。その円筒チューブを加圧により図５とほぼ同様形状の楕円筒チューブに変形加工し、その楕円筒チューブの中空部にＳＵＳ３０４からなるフィン（形状はフィン７２とほぼ同様）を挿入し、全体を１１２０℃で加熱することによってろう付けを行い、従来例１の製品として図７とほぼ同様形状の製品（熱交換チューブ）を得た。
【００５７】
実施例、比較例、従来例の各製品及びろう付け用クラッド材（比較例１は単一材）について、強度、熱交換性能、異種金属間腐食の発生の有無、軽量化への寄与、加工性及び組立作業性の各試験を実施して評価し、さらに、これらの個別試験評価結果に基づいて総合評価を行った。評価結果を表１に示す。
【００５８】
【表１】
【００５９】
製品の強度の試験は、各楕円筒チューブにフィン材（フィン７２、従来例１のみＳＵＳ３０４フィン）を一枚挿入し、ろう付け一体化させた試料を用い、この試料に上下面からプレス機で加圧し、フィン材に座屈が発生したときの圧力値を評価した。１０ＭＰａ以上であれば○、１０ＭＰａ未満であれば×という評価を与えるものとした。
【００６０】
熱交換性能の試験は、図８に示される試験装置８１にて行った。試験装置８１は、恒温槽８２中に温度一定に保たれた恒温水８３が蓄えられ、各製品を所定の長さに切り出した試料８４にガス供給管８５とガス排出管８６が接続され、その試料８４が恒温水８３中に浸漬されたものである。ここでは、試料８４の長さを２００ｍｍとし、ガス供給管８５とガス排出管８６の材質はＳＵＳ３０４とし、ガス供給管８５とガス排出管８６の寸法は図示の通りとし、試料８４の浸漬深さは１００ｍｍとした。
【００６１】
ガス供給管８５から試料８４中に所定温度（恒温水より高温）のガスを送り込み、ガス排出管８６に出てきたガスの温度を測定するようになっている。ここでは、恒温水を２０℃、供給するガスを１００℃とし、排出されたガスが５０℃以下のとき○、５０〜７０℃のとき△、７０℃以上のとき×という評価を与えるものとした。
【００６２】
異種金属間腐食の発生の有無を調べる試験は、各製品の試料を、５％ＮａＣｌ水溶液に浸漬し乾燥することを繰り返した。ここでは、浸漬１２ｈ、乾燥１２ｈを１サイクルとし、１００サイクル（２４００ｈ）を実施した。実施後、楕円筒チューブ内面（基材側及びフィン材側）に発生した浸食の深さを測定した。最大浸食深さが５０μｍ以上のとき×、５０μｍ未満のとき○という評価を与えるものとした。
【００６３】
軽量化への寄与の試験は、各試料について基材の厚さを同じとし、それぞれの構成材（基材、ろう材、被覆材、フィン材）の比重から単位体積あたりの重量を計算し、各試料の単位体積あたりの重量を比較した。Ｃｕ／ＳＵＳ３０４を構成材とする従来例１の試料を基準とし、評価対象の試料の重量が基準重量の８０〜１００％未満であれば△、８０％未満であれば○という評価を与えるものとした。
【００６４】
加工性及び組立作業性については、各試料を用いた場合の量産機による組み立て作業を推定し、設備コスト及びタクトタイムを含むトータル製造コストを算出した。従来例１を基準とし、それに対して１．２倍未満を○、１．２倍以上を×という評価を与えるものとした。
【００６５】
総合評価は、個別試験の評価が全て○であれば○、ひとつでも△又は×があれば×とした。
【００６６】
表１によれば、銅又は銅合金からなる基材１２を構成材の一部とする実施例１〜５は、製品の強度が十分に確保できていた。Ａｌブレージングシートを構成材とする比較例２は、同一厚さの構成材で比較した場合、製品の強度が十分に確保できなかった。
【００６７】
熱交換性能に関しては、アルミニウム又はアルミニウム合金からなるろう材１３がチューブ内表面に配置された実施例１〜５は、いずれも熱交換性能に優れていた。ＳＵＳ３０４からなる基材がチューブ外表面に配置された従来例１は、熱交換性能が実施例１〜５に及ばなかった。
【００６８】
異種金属間腐食に関しては、実施例１〜５は、いずれも良好であった。しかし、板材として提供される構成材が銅のみからなり、フィン材がアルミニウムからなる比較例１は、銅アルミニウム間の異種金属間腐食が原因と思われるピット（孔食）がフィン材に認められた。これは、構成材がクラッド材であれば基材の全表面をろう材で覆うことができるが、Ａｌ−Ｓｉ粉末ろうでは全表面を覆うことができず、露出した単一材（銅）とフィン材（アルミニウム）間の異種金属間腐食により腐食が促進されたためであると考えられる。
【００６９】
軽量化については、ろう材１３、被覆材１４、フィン材７２にアルミニウム又はアルミニウム合金が使用されている実施例１〜５は、いずれも軽量化への寄与が優れて大きい。従来例１は、基材に使用したＳＵＳ３０４の比重がアルミニウムよりも重いため、軽量化への寄与が小さい。
【００７０】
加工性及び作業性については、実施例１〜５のろう付け用クラッド材は、あらかじめ基材１２とろう材１３がクラッドされて強固に結合されているため、基材１２とろう材１３が一体のまま、チューブやその他の形状に変形加工することが可能であり、複雑な形状であっても変形加工できる。実施例１〜５のろう付け用クラッド材は、変形加工後のろう付け組み立てにおける作業性が良い。しかし、比較例１の単一材は、ろう付け組み立ての際に、別途にろう材を準備しなければならないので、作業性が悪い。
【００７１】
以上の個別試験の評価から総合的に判断すると、実施例１〜５の製品及びろう付け用クラッド材は、従来のものより軽量で、耐食性にも、熱伝導性にも、強度にも優れていることが明らかである。
【符号の説明】
【００７２】
１１，２１，３１，４１，５１，６１ ろう付け用クラッド材
１２ 基材
１３ ろう材
１４ 被覆材
７１ 製品（熱交換チューブ）
７２ フィン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
銅又は銅合金からなる基材の片面又は両面に、アルミニウム又はアルミニウム合金からなるろう材がクラッドされたことを特徴とするろう付け用クラッド材。
【請求項２】
上記基材と上記ろう材との間に、上記ろう材よりも融点が高いアルミニウム又はアルミニウム合金からなる被覆材がクラッドされたことを特徴とする請求項１記載のろう付け用クラッド材。
【請求項３】
上記被覆材がアルミニウムを主成分とする合金からなることを特徴とする請求項２記載のろう付け用クラッド材。
【請求項４】
請求項１〜３に記載のろう付け用クラッド材がそれ自体で又は他の構造材とろう付け組み立てされたことを特徴とする製品。
【請求項１】
銅又は銅合金からなる基材の片面又は両面に、アルミニウム又はアルミニウム合金からなるろう材がクラッドされたことを特徴とするろう付け用クラッド材。
【請求項２】
上記基材と上記ろう材との間に、上記ろう材よりも融点が高いアルミニウム又はアルミニウム合金からなる被覆材がクラッドされたことを特徴とする請求項１記載のろう付け用クラッド材。
【請求項３】
上記被覆材がアルミニウムを主成分とする合金からなることを特徴とする請求項２記載のろう付け用クラッド材。
【請求項４】
請求項１〜３に記載のろう付け用クラッド材がそれ自体で又は他の構造材とろう付け組み立てされたことを特徴とする製品。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−２１４４２５（Ｐ２０１０−２１４４２５Ａ）
【公開日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−６４６１３（Ｐ２００９−６４６１３）
【出願日】平成２１年３月１７日（２００９．３．１７）
【出願人】（０００００５１２０）日立電線株式会社 (3,358)
【公開日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月１７日（２００９．３．１７）
【出願人】（０００００５１２０）日立電線株式会社 (3,358)
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