JP3497341B2 - ブレージングシートスクラップの半溶融分離方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】この発明は熱交換器等に使用
されるアルミニウム合金製ブレージングシートのスクラ
ップについて、芯材から皮材であるろう材を分離する方
法に関するものであり、特にろう材と芯材の融点差を利
用して、実質的にろう材のみを溶融させた半溶融状態と
して、溶融状態のろう材を固体状態の芯材から分離する
方法に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】周知のようにブレージングシートは、ろ
う付け後の構造材となる芯材の片面もしくは両面に低融
点のろう材を皮材としてクラッドしたものであり、熱交
換器等のろう付け構造体に従来から広く使用されてい
る。 【０００３】ところで近年自動車のラジェータ等の熱交
換器においては、軽量化のためにアルミニウム合金化が
進み、そのため熱交換器に使用されるアルミニウム合金
製ブレージングシートの生産も増加の一途をたどってい
る。一方、ブレージングシートは前述のように芯材とろ
う材とをクラッドしたクラッド材の一種であるが、この
ようなクラッド材の製造過程においては、多量のスクラ
ップ材が発生する。すなわち、異種合金間の圧着工程お
よび熱間圧延工程での前後端の不良部分を切落したクロ
ップ材、あるいは熱間圧延・冷間圧延の各工程での幅方
向両側の不良部分のトリミング材、さらにはコイルでの
寸法調整のために切落したオフゲージ部など、製造工程
中で発生するスクラップの量は極めて多く、極端な場合
は工程中のスクラップ量が製品の払い出し量と同等近く
に迫ることもあり、そのためブレージングシート製造メ
ーカにおいては、スクラップ材の有効な回収、処理、再
使用を図ることが重要な技術的課題となっている。 【０００４】一般にアルミニウム合金製ブレージングシ
ートに皮材として使用されているろう材は７〜１２％も
の多量のＳｉを含有するアルミニウム合金であるのに対
し、芯材としては一般にＡｌ−Ｍｎ系合金などが用いら
れており、両者の合金成分組成は全く異なる。ブレージ
ングシート全重量に対して芯材は通常６０〜９０％を占
めているが、このようなブレージングシートのスクラッ
プ材をそのまま再溶融させた場合には、芯材でもろう材
でもない中途半端な合金組成の材料しか回収されず、そ
のため回収材をブレージングシートの芯材やろう材にそ
のまま再利用することはできず、他の低品位材料の用途
に用いたり、あるいは部分的な配合材料として用いざる
を得ない。そしてこのことがブレージングシートの製造
のための材料コストを押上げる結果となっていたのであ
る。 【０００５】そこでブレージングシートのスクラップ材
の処理方法として、スクラップ材から皮材であるろう材
部分のみを分離し、残る芯材部分を新たなブレージング
シートの芯材に、また分離回収されたろう材を新たなブ
レージングシートのろう材にそれぞれ再利用する技術、
すなわちブレージングシートスクラップの直接的なリサ
イクル技術の開発が急務とされている。 【０００６】ところでブレージングシートスクラップ材
についてその皮材であるろう材を芯材から分離するため
の方法としては、特開平４−２１８６２４号において、
皮材（ろう材）と芯材との融点差を利用した方法が提案
されている。すなわちこの方法は、ろう材の融点が芯材
よりも一般に６０℃程度以上低いことを利用した方法で
あり、ろう材の液相線以上でかつ芯材の固相線以下の温
度に加熱して、芯材は溶融させずに表面のろう材のみを
溶融させ、溶融状態のろう材を芯材から分離・回収する
こととしており、このような方法を本発明者等は半溶融
分離方法と称している。 【０００７】 【発明が解決しようとする課題】前述のような従来から
提案されている半溶融分離方法においては、未だ次のよ
うな問題があった。 【０００８】すなわちブレージングシートにおいては、
芯材と皮材であるろう材との界面は冶金的に強固に接合
されており、そのため外部から加熱した場合、両者の界
面で合金成分の相互拡散が生じやすく、特に液相と固相
との界面では拡散が著しく生じやすい。したがって外部
からの通常の加熱によって融点差を利用してろう材を分
離させようとしても、満足できる分離結果は得難かった
のが実情である。 【０００９】具体的には、皮材であるろう材と芯材との
界面付近において、溶融ろう材から芯材部分へのＳｉの
拡散によって芯材のＳｉ濃度が高くなり、その結果ろう
材分離後の芯材の再利用に支障を来たし、またろう材を
充分に分離回収させることが困難となる。さらに、外部
から単純に加熱した場合には、ろう材の充分な溶融に要
する時間が長く、それに伴なって前述のような界面付近
での拡散による問題が顕著に生じてしまう問題がある。 【００１０】また、特に表面の皮材であるろう材の厚さ
が薄い場合には、溶融により生成されたろう材液滴の表
面張力が分離に及ぼす影響も無視できなくなり、この場
合には単なる加熱だけでは満足できる分離結果が得られ
なくることが多いのが実情である。 【００１１】この発明は以上の事情を背景としてなされ
たもので、ブレージングシートスクラップについて、ろ
う材（皮材）と芯材との融点差を利用した半溶融分離法
によってろう材を芯材から分離するにあたり、前述の諸
問題を解決して、表面のろう材のみを急速かつ効率的に
溶融分離し、芯材の分離回収材さらにはろう材の分離回
収材をそれぞれそのまま新たなブレージングシートの芯
材、ろう材として確実に再利用できるようにするととも
に、処理能率を向上させることを基本的な目的とし、ま
た特に表面の皮材としてのろう材が薄い場合でも確実か
つ効率的なろう材の分離が可能となるような方法を提供
することを目的とするものである。 【００１２】 【課題を解決するための手段】前述のような課題を解決
するため、本発明者等が鋭意実験・検討を重ねた結果、
ブレージングシートスクラップの加熱手段として高周波
誘導加熱を適用してその加熱条件を適切に定めることに
よって、急速かつ効率的に表面皮材としてのろう材のみ
を溶融させ得ること、またこのような表面皮材としての
ろう材の溶融後に適切な条件で振動もしくは衝撃力を付
加することによって、表面に生成された液滴を効率的に
分離して、分離回収効率を高め得ること、さらに、溶融
ろう材分離のために機械的振動もしくは衝撃力を付加す
るにあたっては、その付加のタイミングを適切に定める
ことによって、表面に生成されたろう材液滴の成分が芯
材に浸透することを最小限に抑え得ることを見出し、こ
の発明をなすに至った。 【００１３】 具体的には、請求項１の発明のブレージ
ングシートスクラップの半溶融分離方法は、垂直な軸線
を中心としてるつぼの周囲を螺旋状に巻くように配設さ
れた加熱コイルに高周波電流を流して、誘導加熱により
るつぼ内のアルミニウム合金製ブレージングシートスク
ラップを加熱し、ブレージングシートスクラップのろう
材と芯材との融点の差によりろう材を溶融させて、表面
ろう材のみを芯材から溶融分離させる半溶融分離方法に
おいて、ブレージングシートスクラップを、その全重量
の８０％以上のスクラップが水平面より６０度以上の角
度となるように立てた状態となるようにるつぼ内に装入
しておき、周波数ｆ（Ｈｚ）がブレージングシートスク
ラップの板厚ｔ（ｍｍ）に応じて次式 ｔ≧４０．４（１／ｆ）^1/2 を満たす高周波電流を加熱コイルに流して、高周波誘導
加熱によりブレージングシートの表面のろう材を溶融さ
せ、かつその高周波誘導加熱時においては、誘導加熱の
ための高周波電流を発生させる発振管の陽極電圧を一定
に保持しておき、誘導加熱を開始してから発振管の陽極
電流が増大して最大値に達した後の前記最大値に対する
陽極電流の減少量ΔＩ（ｍＡ）が、ブレージングシート
スクラップの板厚ｔ（ｍｍ）および装入スクラップ材の
全重量ｗ（ｇ）に応じて次式 ΔＩ・ｔ／ｗ＞１０^-3 を満たすようになった後でかつ陽極電流値の１０秒当り
の低下が０．０２５Ａ以下となった時点で、加速度が１
０Ｇ以上の機械的振動もしくは衝撃力を付加して、溶融
ろう材を芯材から分離させることを特徴とするものであ
る。 【００１４】 【００１５】 【００１６】 【００１７】 【００１８】 【発明の実施の形態】この発明のブレージングシートス
クラップの半溶融分離方法を実施している状況の一例を
装置構成とともに図１に概略的に示す。 【００１９】図１において、耐熱材料からなるるつぼ１
は垂直な軸線を中心とする略円筒状に作られており、そ
の周囲には垂直な軸線を中心としてるつぼ１を取囲むよ
うに螺旋状をなす加熱コイル２が配設されている。さら
にるつぼ１の下底面に相当する部分には網目構造もしく
は格子形状あるいは多孔構造をなす透過支持部材３が設
けられており、その透過支持部材３の下方には上面を開
放した受け容器４が配設されている。またるつぼ１自体
は支持脚５によって支持されており、その支持脚５は図
示しない振動発生器もしくは衝撃発生器に機械的に結合
されていて、その振動発生器もしくは衝撃発生器から支
持脚５を介してるつぼ１に機械的振動もしくは衝撃力が
付与されるようになっている。なおこの機械的振動もし
くは衝撃力の方向性は垂直方向（上下方向）とすること
が望ましい。 【００２０】図１に示すような構成において、るつぼ１
内に対象となるブレージングシートスクラップ６を装入
し、加熱コイル２に高周波電流を流してスクラップ６に
電磁誘導による渦電流を発生させる。このとき高周波電
磁誘導による渦電流は表皮効果によってスクラップ６の
表面層に発生して、その表面層が自己発熱し、皮材であ
るろう材が溶融する。その溶融したろう材の一部は芯材
表面に残り、一部はスクラップ６の下端部に液滴のフィ
レットを形成する。そして図示しない振動発生器もしく
は衝撃発生器から加えられる機械的振動もしくは衝撃力
による加速度と重力とによってこれらの溶融したろう材
はスクラップの表面に沿って流れ落ち、さらにスクラッ
プから滴下し、るつぼ１の底部の透過支持部材３を経て
下方の受け容器４に収容される。 【００２１】ここで、この発明の方法の実施にあたって
は、ブレージングシートスクラップは、概ね鉛直方向に
立てた状態でるつぼ内に収容する。より正確には、請求
項１において規定しているように、装入する全重量の８
０％以上のスクラップが水平面から６０度以上の角度と
なるようにるつぼ１内に収容する。前述のようにブレー
ジングシートの製造工程中で発生するスクラップは、板
からの切落し材（クロッブ材、トリミング材、オフゲー
ジ部）がほとんどであり、その形状は板状をなしている
のが通常であるから、板材として取扱って前述のように
８０％以上が水平面から６０度以上をなすように立てた
状態、すなわち概ね鉛直方向に立てた状態でるつぼ内に
収容することができる。 【００２２】このようにスクラップを概ね鉛直方向に立
てた状態でるつぼ内に収容する理由は次の通りである。 【００２３】すなわち、スクラップを水平状態として上
下に積み上げてるつぼ１内に収納した場合には、溶融し
たろう材が流れ落ちにくく、また滴下しにくく、そのた
め溶融したろう材がスクラップ芯材の表面に滞留して分
離しにくくなるばかりでなく、溶融ろう材が長時間芯材
表面に滞留するために溶融ろう材の合金成分、特にＳｉ
が芯材に拡散していわゆるエロージョン（侵食）が生
じ、ろう材、芯材の分離回収効率が低下してしまう。こ
れに対しスクラップを概ね鉛直方向に立てた状態でるつ
ぼ内に収納しておけば、スクラップの表面で溶融したろ
う材が流れ落ちやすく、また滴下しやすくなり、さらに
それに伴なって溶融ろう材の芯材表面での滞留時間が短
くなるため、前述のようなエロージョンが生じにくくな
り、ろう材、芯材の分離回収効率が向上する。 【００２４】また、るつぼの周囲に垂直軸線を中心とし
て螺旋状に巻かれた加熱コイルから発生する磁力線は、
るつぼ内において概ね垂直方向（るつぼの軸線と平行な
方向）に向くことになるが、このような方向性の磁力線
は概ね鉛直方向に配置されたスクラップの板面と平行に
スクラップ内に入り込み、スクラップの表面層付近に効
果的に渦電流を生起させて、高周波エネルギを後述する
ように効率的にろう材の溶融に利用することができる。 【００２５】ここで、本来はすべてのスクラップが鉛直
方向に立っていることが望ましいが、実際上は種々の寸
法のスクラップを全て厳密に鉛直方向に沿って立てるこ
とは困難であり、そこでこの発明では、装入されるスク
ラップの全重量の８０％以上のものが水平面から６０度
以上の角度で立っていれば良いこととした。水平面から
６０度以上の角度のスクラップが装入スクラップの全重
量の８０％未満の場合には、前述の効果を有効に発揮す
ることが困難となる。 【００２６】 さらにこの発明においては、誘導加熱の
ための高周波電流の周波数ｆ（Ｈｚ）を、スクラップの
板厚ｔ（ｍｍ）に応じて次の（１）式 ｔ≧４０．４（１／ｆ）^1/2 …（１） を満たすように定める必要がある。これは次のような理
由による。 【００２７】スクラップを加熱するにあたって、芯材は
溶融させずに表面のろう材のみを速やかに溶融させ、か
つ溶融ろう材成分の芯材への浸透を最小限に抑えるに
は、スクラップを電磁誘導方式で自己発熱により直接的
に急速加熱させること、またその際に高周波を用いて、
高周波誘導加熱に特有の表皮効果を利用して表面のろう
材を優先的に加熱、溶融させることが適当である。 【００２８】ここで、高周波誘導加熱により被加熱物に
生じる渦電流は、主として被加熱物の表皮領域を流れる
ことが表皮効果として知られている。渦電流の電流密度
は、被加熱物の表皮から内部へ向うに従って指数関数的
に減少するが、表皮の電流密度がそのまま一様な電流分
布で流れると想定できる深さは、電流密度が表皮電流密
度の１／ｅ（但しｅは自然対数の底である）となる深さ
であり、この深さを渦電流の浸透深さと称し、周波数と
の関係は次の（２）式で表わされる。 δ＝５．０３（ρ／μ_r ・ｆ）^1/2 …（２） ここで、δは渦電流の浸透深さ（ｃｍ）、ρは被加熱物
の比抵抗（μΩｃｍ）であってアルミニウム合金の場合
６５０℃でρ＝１０．３μΩｃｍと置くことができる。
またμ_r は比透磁率であり、アルミニウム合金の場合ほ
ぼ１と置くことができる。またｆは周波数（Ｈｚ）であ
る。 【００２９】一方、板厚ｔ（ｍｍ）の被加熱物における
渦電流損による単位体積当りの消費電力密度は、板厚ｔ
と浸透深さδ（ｍｍ）によって定まる次の（３）式 ｔ／δ＝２．５ …（３） の位置で最大となることが知られている。 【００３０】したがって板厚ｔの被加熱物において高周
波誘導加熱が有効に実現されるためには、ｔ／δ≧２．
５が満たされること、すなわち次の（４）式 ｔ≧２．５δ …（４） が満たされることが必要である。この（４）式は、 ０．４０ｔ≧δ …（４′） と書き換えることができ、この（４′）式は、電磁誘導
による渦電流の浸透深さδが板厚ｔの４０％以下である
場合に効率的に表皮効果を有効に活用して表面のろう材
を優先的に溶融させ得ることを意味する。 【００３１】そして周波数ｆと板厚ｔとの関係に着目し
て、前述の（２）式と（４）式とを組合せ、かつ（２）
式における比抵抗ρを１０．３μΩｃｍ、比透磁率μ_r
を１と置けば、 ｔ≧２．５×５．０３（１０．３／ｆ）^1/2 ＝４０．４
（１／ｆ）^1/2 となり、前掲の（１）式が得られる。 【００３２】すなわち、（１）式を満たすように板厚ｔ
に応じて誘導加熱の周波数ｆを定めることによって、渦
電流の浸透深さを板厚ｔの４０％以下に制御して、表皮
効果による表面のろう材の効率的な加熱、溶融を実現で
きるのである。 【００３３】ここで、種々の周波数ｆにおける誘導電流
の浸透深さδと、それに基づく表皮効果が期待できる板
厚ｔの範囲を計算した結果を表１に示す。 【００３４】 【表１】【００３５】表１から、例えば２００ｋＨｚの周波数の
高周波電流を用いた場合には、板厚ｔが０．９ｍｍ以上
で、また４００ｋＨｚでは板厚ｔが０．６５ｍｍ以上で
それぞれ（４）式もしくは（１）式を満たすことがで
き、その場合に高周波誘導加熱による表皮効果を有効に
発揮させて表面のろう材の優先的な効率的溶融を期待し
得ることが判る。 【００３６】なおブレージングシートスクラップをるつ
ぼに装入して高周波誘導加熱によりスクラップのろう材
を溶融させるにあたっては、同一のるつぼ内に種々の異
なる板厚のスクラップ板が混在することもあり、その場
合には装入した全てのスクラップ板においてその板厚ｔ
と周波数ｆと関数が前述の（１）式を満たすことが望ま
しいが、実際上は装入したスクラップ全重量の２／３以
上が（１）式を満たす板厚であれば、ある程度効率的に
ろう材の溶融を行なうことができる。 【００３７】また、るつぼ内に多数のスクラップ板を装
入した場合、各スクラップ板の相互間で接触が生じる
が、各スクラップ板の表面には電気抵抗が高い酸化皮膜
が薄く存在しているのが通常であるから、酸化皮膜が接
触部分で実質的に絶縁皮膜として機能して、各スクラッ
プ板ごとに前述の表皮効果が生じることになる。 【００３８】 次にこの発明で規定しているろう材溶融
後の溶融ろう液滴の分離のための機械的振動もしくは衝
撃力の付加条件について説明する。 【００３９】ブレージングシートスクラップを概ね鉛直
方向に立てた状態でるつぼ内で高周波誘導加熱すれば、
前述のようにスクラップ表面のろう材は優先的に溶融さ
れて、スクラップ板の表面に沿って流下し、スクラップ
板の下端に溜ってフィレット状の液滴を形成する。この
ようなスクラップ板の下端に形成されたフィレット状の
液滴をスクラップ板から分離させるにあたっては次のよ
うな条件が必要となる。 【００４０】すなわち、幅Ｄ、長さＬ、皮材厚さｄの片
面クラッドのブレージングシートスクラップ板を考え、
ろう材が全て溶融してその溶融ろう材の全量がスクラッ
プ板の下端に溜ってフィレット状の液滴を形成すると想
定すれば、その液滴の質量Ｍは、次の（５）式で与えら
れる。 Ｍ＝ρ・Ｄ・Ｌ・ｄ …（５） 但しρは融点近くのアルミニウム液体の密度で、ほぼ
２．３７ｇ／ｃｍ³ と置くことができる。 【００４１】一方フィレット状の液滴を表面張力に抗し
てスクラップ板下端から分離させるためには、その液滴
に鉛直方向に機械的な加速度を付与することが望ましい
が、液滴に加えられる鉛直方向の加速度をＡとすれば、
その加速度Ａが次の（６）式を満たす場合に液滴が表面
張力に抗して分離されることになる。 Ｍ・Ａ≧Ｄ・Ｔ …（６） 但しＴはアルミニウム液体の表面張力であり、融点付近
ではほぼ９１４ｄｙｎｅ／ｃｍと置くことができる。 【００４２】したがって（５）式、（６）式から、スク
ラップ板下端に溜った溶融ろう材のフィレット状液滴を
機械的にスクラップ板から分離させるためには、加速度
Ａを次の（７）式を満たすように定める必要がある。 Ａ≧Ｄ・Ｔ／Ｍ＝Ｔ／ρ・Ｌ・Ｄ …（７） 【００４３】ここで、Ｔを９１４ｄｙｎｅ／ｃｍ、ρを
２．３７ｇ／ｃｍ³ と置き、（７）式に基いて、種々の
板厚、クラッド率、皮材（ろう材）厚のブレージングシ
ートスクラップ板について、分離に必要な加速度を計算
した結果を表２に示す。なおスクラップ板の幅Ｗは４ｃ
ｍ、長さＬは５ｃｍで一定とした。 【００４４】 【表２】【００４５】表２から明らかなように、皮材としてのろ
う材の厚さが小さくなるほど、分離に必要な加速度は大
きくなる。ここで、ブレージングシートスクラップの厚
みは、一般に０．５ｍｍ以上がほとんどであるが、０．
５ｍｍ以上のスクラップ板を加熱するにあたっては１０
Ｇ以上の加速度が必要であることが表２から読取れ、し
たがって請求項２の発明では機械的振動もしくは衝撃力
の加速度を１０Ｇ以上と規定した。 【００４６】 さらに、この発明では、液滴分離のため
の機械的な振動もしくは衝撃力の付加開始のタイミング
条件を規定しており、次にこれを説明する。 【００４７】ブレージングシートスクラップ板の表面の
ろう材が溶融してその板面に沿って流下し、スクラップ
板の下端にフィレット状の液滴が形成された時点ですみ
やかに機械的加速度が付与されれば、フィレット状液滴
中のろう材成分が芯材に拡散することを最小限に抑え
て、芯材、ろう材の効率的な分離回収が可能となる。こ
のようなフィレット状液滴の形成時点の判定は、目視に
よることが最も確実ではあるが、実操業においては、省
力化、自動化のために目視に代わる何らかの特性変化に
より判定を自動化することが好ましい。そのために本発
明者等が各種の特性と、フィレット状液滴の形成との関
係について調べたところ、加熱コイルに流す高周波電流
を発生するための高周波発振器の発振管の陽極電圧を一
定に制御しておけば、その発振管の陽極電流の変化から
ブレージングシートスクラップの表面ろう材の溶け落ち
を把握できることを見出した。 【００４８】すなわち、発振管の陽極電流は、るつぼ内
へのスクラップの装入量、装入スクラップの板厚等に依
存するばかりでなく、装入スクラップの磁気抵抗（比透
磁率）の変化とともに変化する。特にクラッド材である
ブレージングシートスクラップでは、図２に示すよう
に、誘導加熱の開始直後は陽極電流が増大するが、その
後は表面のろう材の溶融に伴なって比透磁率が減少して
陽極電流が最大値から減少して行き、ろう材の溶け落ち
終了によって比透磁率の減少が停止し、陽極電流も一定
の値に落ち着くことが判明した。すなわち図２は、板厚
が１．３ｍｍの両面クラッド材（片面当りクラッド率１
５．５％）からなるブレージングシートスクラップにつ
いて、周波数２００ｋＨｚ、発振管の陽極電圧を８．８
ｋＶで一定として高周波誘導加熱を行なった場合の陽極
電流の変化を示すものであり、図２から、上述のような
陽極電流の推移を示していることが判る。なお図２中に
おける数字（％）は、スクラップ板の下端に形成された
フィレット状液滴の領域を除きスクラップ板表面のろう
材の厚み減少率をろう材分離率として各時点について示
したものである。 【００４９】このように陽極電流は特異な変化過程を示
すところから、その変化過程によってろう材の溶け落ち
状況を把握し、適切な時点で加速度を付与することによ
り、ろう材の分離を効率的に行なって、芯材、ろう材の
回収、再使用に有利とすることができる。 【００５０】この発明の方法の場合、加熱コイルは垂直
な軸線を中心としてるつぼの周囲を螺旋状に巻くように
配置されるから、加熱コイルによる誘導磁界の磁力線の
方向はるつぼの垂直な軸線方向に沿った方向となる。一
方るつぼ内のスクラップ板は概ね鉛直方向に立てられて
いるから、各スクラップ板については磁力線は個々のス
クラップ板の板面に沿って板厚方向に直交するようにそ
の内部へ入り込む状態となる。この状態で、装入された
スクラップの重量をｗ、スクラップの板厚をｔとすれ
ば、均一磁界では磁力線数はｗ／ｔに比例する。 【００５１】 したがって陽極電流の最大値からの減少
量をΔＩとすれば、ΔＩ・ｔ／ｗが磁力線数当りの電流
減少量（規準化された電流減少量）に相当することにな
る。そしてこのように磁力線数当りで規準化した電流減
少量（ΔＩ・ｔ／ｗ）の値が１０^-3を越えた後であって
かつ陽極電流値が下がり切った時点で加速度を付加する
ことによって、ろう材の分離を満足できる程度まで効率
化し得ることが判明した。ここで「陽極電流値が下がり
切った時点」のタイミングは、具体的には、１０秒当り
の電流低下が０．０２５Ａ以下となった時点で判断する
ことができる。そこでこの発明では、電流減少量ΔＩが
次の（８）式 ΔＩ・ｔ／ｗ＞１０^-3 （８） を満たすようになった後でかつ陽極電流値の１０秒当り
の低下が０．０２５Ａ以下となった時点において、１０
Ｇ以上の加速度の機械的振動もしくは衝撃力を付加する
こととした。 【００５２】 【実施例】 ［実施例１］スクラップとして、厚さ０．１〜０．４ｍ
ｍの種々の板厚の両面クラッドのブレージングシートの
単板（幅４０ｍｍ×長さ５０ｍｍ）をるつぼ内に垂直に
立て、るつぼの周囲に垂直な軸線を中心として螺旋状に
巻かれた加熱コイルに、２００ｋＨｚ、４００ｋＨｚ、
５．３５ＭＨｚの種々の高周波電流を流して高周波誘導
加熱を行なった。そして表面の皮材（ろう材）の溶け落
ち量を下端のフィレット状液滴を除いた領域の板厚減少
量によって調べた。その結果を表３に示す。なお表３中
には（２）式に従って各周波数における電流浸透深さδ
を計算した結果と、（４）式を満たす限界板厚ｔとを併
せて示す。ここで、２００ｋＨｚ、４００ｋＨｚにおい
ては、発振管の陽極電圧を１０ｋＶ一定に設定した場
合、溶け落ち時間は板厚の小さいもので４０秒程度、板
厚の大きいもので２分程度であり、一方５．３５ＭＨｚ
においては、陽極電圧を６ｋＶ一定として溶け落ち時間
はいずれの板厚でも１０秒程度であった。 【００５３】 【表３】【００５４】表３に示すように、電流の浸透深さδから
定まる前記（４）式による限界板厚ｔ、すなわち電力入
力密度が最大となる限界板厚ｔ以上の板厚を有するクラ
ッド板においては、元板についての実測皮材厚さ以上の
厚みで板厚の減少すなわち溶け落ちが生じており、これ
は溶け落ち時においてろう材から芯材へのエロージョン
が一部で生じていたためと推定される。このような結果
でも、芯材だけの回収、再利用を考慮すれば、ろう材
（皮材）を効率的に溶融分離させ得たと言うことができ
る。なおここで２００ｋＨｚ、４００ｋＨｚにおける限
界の板厚ｔはそれぞれ０．９０ｍｍ、０．６５ｍｍであ
るが、これより薄い０．５ｍｍ厚のクラッド材では充分
に表面皮材（ろう材）を溶融分離させ得なかったことが
判る。同様に５．３ＭＨｚでの限界厚さｔは０．１８ｍ
ｍであるが、この場合各クラッド材はいずれも限界厚さ
ｔよりも薄いため、表面皮材の溶融分離を充分に行ない
得なかったことが判る。但し、従来法の場合は、５〜６
ｍｍ程度以上の厚いものでなければ効率的なろう材の分
離は困難であり、したがって従来法と比較すれば格段に
薄いものでもろう材の分離が可能となっているのであ
る。 【００５５】［実施例２］この実施例は溶融ろう材の液
滴分離のための加速度付加条件について検証したもので
ある。すなわち、厚さ２．６ｍｍ、幅５０ｍｍ、長さ６
５ｍｍの両面クラッド材（片面当りクラッド率１５．５
％）からなるブレージングシートの単板を実施例１と同
様にるつぼ内に垂直に立てて収容し、るつぼの周囲に垂
直な軸線を中心として螺旋状に巻かれた加熱コイルに、
発振管の陽極電圧１０ｋＶ一定にて２００ｋＨｚの高周
波電流を流し、高周波電磁誘導加熱を１７０秒間実施し
た。そして表面ろう材の溶け落ちおよび下端部での液溜
めフィレット形成を目視により確認した直後、垂直方向
の機械的振動として、５Ｇ、１０Ｇ、１５Ｇ、２０Ｇの
種々の加速度で５０Ｈｚの周波数で１０秒間付加し、ま
た一部条件では３０秒間付加した。なおサンプルについ
ては、その飛び出しを防止しかつ垂直状態維持のため、
サンプル抑え治具を適用した。そして元板の重量と、高
周波誘導加熱−機械的振動付加後の重量との差から、元
板に対する重量減少率を調べた。その結果を表４に示
す。なお各条件についての実験は、それぞれ２回もしく
は３回行なった。 【００５６】 【表４】 【００５７】この実施例の場合、クラッド板の寸法等か
ら計算によって求められる必要な加速度は２Ｇ以上と概
算されるが、表４から明らかなように実際には５Ｇの加
速度でもクラッド板の振幅が少なくなり、充分な液滴の
分離は達成できなかった。一方１０Ｇ以上の高い加速度
であれば、両面の皮材量３１％に近い重量減少率が得ら
れ、表面皮材（ろう材）の全量をほぼ確実に分離できた
ことが判る。 【００５８】［実施例３］この実施例は、複数枚のブレ
ージングシートスクラップ板を同時に同一のるつぼ内に
装入して高周波誘導加熱による表面ろう材の溶融および
機械的振動付加によるフィレット状液滴の分離を行なっ
た例である。すなわち、表５中に示すような種々の厚
さ、クラッド率のブレージングシートスクラップについ
て、同一のクラッド厚さ、同一のクラッド率の複数のも
のを３００ｇ〜５００ｇ程度同一のるつぼ内に概ね垂直
となるように装入して、表５中に示すような条件で高周
波誘導加熱および機械的振動付加を行なった。元板から
の高周波誘導加熱および機械的振動付加後の重量減少率
を調べた結果を表５中に示す。 【００５９】 【表５】 【００６０】前述のように効率的な分離を行なうために
は１０Ｇ以上の加速度が望ましいが、複数枚のスクラッ
プ板を同時に装入した場合、特にそのチャージ量が増大
すれば、周辺機器部材への影響を少なくするためにも、
また装入材の飛散防止の観点からも、振動や衝撃力の加
速度は低い方が好ましい。そして高い加速度を付加する
場合は、付加時間を短くしたり、振動の周波数を高めた
りして、加熱入力、加熱時間等の誘導加熱条件との組合
せにより適切な条件を適用することが望ましく、これに
よってろう材を高い分離・回収効率を達成することがで
きる。表５の各例の条件もこのような観点から定められ
たものであるが、いずれの例においてもろう材を効率良
く分離させ得たことが判る。 【００６１】［実施例４］この実施例は、高周波発振管
の陽極電流の変化によってブレージングシートスクラッ
プの表面ろう材の溶け落ちを検出する場合の例について
示したものである。 【００６２】 すなわち、種々の板厚、種々のクラッド
率のブレージングシートスクラップを種々の装入量でる
つぼ内にほぼ垂直に装入し、発振管の陽極電圧８．８ｋ
Ｖ一定にて２００ｋＨｚもしくは４００ｋＨｚの周波数
の高周波電流を加熱コイルに流し、発振管の陽極電流減
少量ΔＩの規準化した値（ΔＩ・ｔ／ｗ）が１０^-3を越
えた後でかつ陽極電流値が下がり切ってその１０秒当り
の電流低下が０．０２５Ａ以下となった時点で垂直方向
の振動を付加する実験を行なった。なお振動条件は、加
速度１０Ｇ、周波数５０Ｈｚ、振動付加時間３０ｓｅｃ
である。振動付加後のスクラップの重量減少率を調べた
結果を表６に示す。 【００６３】 【表６】 【００６４】 表６に示すように、いずれの場合も陽極
電流減少量規準化値（ΔＩ・ｔ／ｗ）が１０-3を越えた
後でかつ陽極電流値が下がり切ってその１０秒当りの低
下が０．０２５Ａ以下となった時点での振動付加によ
り、ろう材の分離をほぼ確実に行ない得たことが判る。 【００６５】［実施例５］この実施例は、この発明の全
ての条件を満たすようにブレージングシートスクラップ
の半溶融分離を実施した例を示すものである。 【００６６】 すなわち、厚さ１．３ｍｍの両面クラッ
ド材（片面当りクラッド率１５．５％）からなるブレー
ジングシートスクラップ５０５ｇをるつぼ内にほぼ垂直
となるように装入し、るつぼの周囲に垂直な軸線を中心
として螺旋状に巻かれた加熱コイルに、周波数２００ｋ
Ｈｚの高周波電流を発振管陽極電圧８．８ｋＶにて流
し、高周波誘導加熱を行なった。この過程で、発振管の
陽極電流が初期の１．３５Ａから最大１．６０Ａに達し
た後、徐々に減少し、１．１０Ａに達した時点で加速度
１０Ｇ、５０Ｈｚの垂直方向の振動を１０秒間付加し
た。ここで、振動付加時における陽極電流減少量ΔＩ
（＝陽極電流最大値−振動付加時陽極電流値）は０．５
Ａ、その規準化した値（ΔＩ・ｔ／ｗ）は１．３×１０
^-3であり、したがってこの例では陽極電流減少量規準化
値が１０^-3を越えた後でかつ陽極電流値が下がり切って
その低下が１０秒当り０．０２５Ａ以下となった時点で
振動を付加したことになる。その結果、皮材（ろう材）
の分離による重量減少率は３０．７％となり、総クラッ
ド率に近い分離が達成された。 【００６７】またこの実施例において、分離前の元板の
皮材（ろう材）、芯材の化学成分と、分離後の皮材（ろ
う材）、芯材の化学成分を分析した結果を表７に示す。
なお表７には、元板から皮材（ろう材）を９０％分離除
去したと想定した場合の化学成分の計算値を併せて示
す。 【００６８】 【表７】【００６９】表７から、化学成分的には分離後の回収芯
材、回収ろう材にわずかの混ざり合いが認められるもの
の、重量変化から見ればほぼ理想的な分離が達成されて
いることが判る。 【００７０】 【発明の効果】この発明のブレージングシートスクラッ
プの半溶融分離方法によれば、ブレージングシートスク
ラップの表面の皮材であるろう材を芯材部分から急速か
つ効率的に分離することができ、特にろう材成分の混入
量を最小限に抑えた芯材回収材を得ることができるか
ら、芯材をそのままブレージングシートの芯材として再
利用することが可能となり、また分離したろう材につい
ても、分離条件によっては分離前のろう材成分に近いろ
う材回収材を得ることができるから、ろう材回収材につ
いてもそのままブレージングシートの皮材に再利用が可
能となり、ブレージングシートスクラップの直接的なリ
サイクルを図って、ブレージングシート製造コストの低
減を図ることができる。またこの発明の方法によれば、
板厚の薄いブレージングシートスクラップについてもろ
う材の効率的な分離が可能となり、板厚の薄いスクラッ
プの有効利用も可能となる。

【図面の簡単な説明】 【図１】この発明の方法を実施している状況の一例を、
実施のための装置構成とともに示す略解的な縦断面図で
ある。 【図２】この発明の方法を実施している状態における高
周波誘導加熱のための発振管の陽極電流の変化を示すグ
ラフである。 【符号の説明】 １ るつぼ ２ 加熱コイル ６ ブレージングシート

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平８−73955（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−13049（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C22B 1/00 - 61/00

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 垂直な軸線を中心としてるつぼの周囲を
   螺旋状に巻くように配設された加熱コイルに高周波電流
   を流して、誘導加熱によりるつぼ内のアルミニウム合金
   製ブレージングシートスクラップを加熱し、ブレージン
   グシートスクラップのろう材と芯材との融点の差により
   ろう材を溶融させて、表面ろう材のみを芯材から溶融分
   離させる半溶融分離方法において、 ブレージングシートスクラップを、その全重量の８０％
   以上のスクラップが水平面より６０度以上の角度となる
   ように立てた状態となるようにるつぼ内に装入してお
   き、周波数ｆ（Ｈｚ）がブレージングシートスクラップ
   の板厚ｔ（ｍｍ）に応じて次式 ｔ≧４０．４（１／ｆ）^1/2 を満たす高周波電流を加熱コイルに流して、高周波誘導
   加熱によりブレージングシートの表面のろう材を溶融さ
   せ、かつその高周波誘導加熱時においては、誘導加熱の
   ための高周波電流を発生させる発振管の陽極電圧を一定
   に保持しておき、誘導加熱を開始してから発振管の陽極
   電流が増大して最大値に達した後の前記最大値に対する
   陽極電流の減少量ΔＩ（ｍＡ）が、ブレージングシート
   スクラップの板厚ｔ（ｍｍ）および装入スクラップ材の
   全重量ｗ（ｇ）に応じて次式 ΔＩ・ｔ／ｗ＞１０^-3 を満たすようになった後でかつ陽極電流値の１０秒当り
   の低下が０．０２５Ａ以下となった時点で、加速度が１
   ０Ｇ以上の機械的振動もしくは衝撃力を付加して、溶融
   ろう材を芯材から分離させることを特徴とする、ブレー
   ジングシートスクラップの半溶融分離方法。