陶瓷部件以及金属部件的接合结构的制作方法
【专利摘要】陶瓷部件以及金属部件的接合结构(20)将在气体通过的部位设置的装置(10)的陶瓷部件(50)和金属部件(32a、32b)接合，其特征在于，具有将陶瓷部件和金属部件接合的接合部(21a、21b)，接合部具有由玻璃构成的玻璃部(22a、22b)、以及由与玻璃相比相对于气体具有更高的耐腐蚀性的金属钎料构成的金属钎料部(23a、23b)，金属钎料部与气体接触的面积比玻璃部与气体接触的面积大。
【专利说明】
陶瓷部件以及金属部件的接合结构
技术领域
[0001]本发明涉及陶瓷部件以及金属部件的接合结构。
【背景技术】
[0002]以往，具有陶瓷部件以及金属部件的各种装置是已知的。作为如上所述的装置，例如在专利文献I中公开有如下的热交换装置，该热交换装置被设置在内燃机的排气等气体通过的部位，在该气体与制冷剂之间进行热交换。具体而言，专利文献I的热交换装置具有如下结构:具有金属制的壳体(在专利文献I中称为外壳)和配置在该壳体的内部的陶瓷制的热交换体(在专利文献I中称为蜂窝结构体)，气体在热交换体的内部通过，在热交换体的外周设置有制冷剂通路。在专利文献I的热交换装置中，热交换体与上述陶瓷部件相当，壳体与上述金属部件相当。
[0003]在先技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1:国际公开第2011/071161号公报
【发明内容】
[0006]发明要解决的课题
[0007]在实际制造专利文献I的热交换装置的情况下，需要将陶瓷部件与金属部件接合。作为将该陶瓷部件与金属部件接合的接合结构，例如可考虑应用金属部件和金属部件的接合所广泛使用的基于金属钎料的钎焊接合而利用仅由金属钎料构成的接合部将陶瓷部件和金属部件接合。但是，在该情况下，金属钎料相对于陶瓷部件的润湿性不能说足够高，因此，接合部和陶瓷部件有可能不能接合。另外，在像专利文献I的热交换装置那样被设置在气体通过的部位的装置的情况下，也希望将陶瓷部件和金属部件接合的接合结构相对于气体具有高耐腐蚀性。
[0008]本发明的目的在于提供一种陶瓷部件以及金属部件的接合结构，在确保接合部的接合性的同时相对于气体具有高耐腐蚀性。
[0009]用于解决课题的方案
[0010]本发明的陶瓷部件以及金属部件的接合结构将在气体通过的部位设置的装置的陶瓷部件和金属部件接合，其特征在于，具有将所述陶瓷部件和所述金属部件接合的接合部，所述接合部具有:由玻璃构成的玻璃部、以及由与所述玻璃相比相对于所述气体具有更高的耐腐蚀性的金属钎料构成的金属钎料部，所述金属钎料部与所述气体接触的面积比所述玻璃部与所述气体接触的面积大。
[0011]玻璃相对于金属部件具有足够的润湿性，并且与金属钎料相比相对于陶瓷部件具有高润湿性。因此，根据本发明的陶瓷部件以及金属部件的接合结构，由于接合部具有玻璃部，因此，与接合部仅由金属钎料构成的情况相比，可以确保接合部的接合性。另外，根据本发明的陶瓷部件以及金属部件的接合结构，由于金属钎料部与气体接触的面积比玻璃部与气体接触的面积大，因此，也相对于气体具有高耐腐蚀性。
[0012]在上述结构中，也可以构成为，所述气体是内燃机的排气，所述排气在所述陶瓷部件的内部通过，所述金属部件利用所述接合部，与所述陶瓷部件的在所述排气的流动方向上处于上游侧的第一端部、以及所述陶瓷部件的在所述排气的流动方向上处于下游侧的第二端部接合，在将所述第一端部和所述金属部件接合的所述接合部，所述金属钎料部相比所述玻璃部在所述排气的流动方向上配置在上游侧，在将所述第二端部和所述金属部件接合的所述接合部，所述金属钎料部相比所述玻璃部在所述排气的流动方向上配置在下游侧。
[0013]根据该结构，可以在确保接合部的接合性且相对于排气具有高耐腐蚀性的同时，将排气在内部通过的陶瓷部件的第一端部以及第二端部与金属部件接合。另外，根据该结构，与仅在排气在内部通过的陶瓷部件的第一端部以及第二端部中的任一方设置有接合部的情况相比，可以将排气在内部通过的陶瓷部件与金属部件牢固地接合。
[0014]在上述结构中，所述金属钎料也可以包含贵金属。根据该结构，可以提高金属钎料部相对于气体的耐腐蚀性。由此，可以提高接合结构相对于气体的耐腐蚀性。
[0015]在上述结构中，所述贵金属也可以是银。银在贵金属中特别廉价。由此，根据该结构，可以在抑制成本上升的同时提高金属钎料部相对于气体的耐腐蚀性。由此，可以在抑制成本上升的同时提高接合结构相对于气体的耐腐蚀性。另外，银在贵金属中熔点特别低。由此，可以减少熔融状态的金属钎料被冷却而固化后残留于金属钎料部的应力(残留应力)。
[0016]发明的效果
[0017]本发明可以提供在确保接合部的接合性的同时相对于气体具有高耐腐蚀性的陶瓷部件以及金属部件的接合结构。
【附图说明】
[0018]图1是实施例的内燃机的示意图。
[0019]图2(a)是EGR冷却器的示意性的剖视图。图2(b)是EGR冷却器的热交换体、环形部件以及接合结构的示意性的立体图。图2(c)是热交换体的示意性的剖视图。
[0020]图3(a)是将EGR冷却器的热交换体的第一端部附近放大后的示意性的剖视图。图3(b)是将EGR冷却器的热交换体的第二端部附近放大后的示意性的剖视图。
【具体实施方式】
[0021]以下，说明用于实施本发明的方式。
[0022]实施例
[0023]对本发明的实施例的陶瓷部件以及金属部件的接合结构20(以下简称为接合结构20)进行说明。该接合结构20是将在气体通过的部位设置的装置的陶瓷部件和金属部件接合的结构。在本实施例中，作为该气体的一例，使用内燃机I的排气。另外，作为在内燃机I的排气通过的部位设置的装置的一例，使用EGR(Exhaust Gas Recirculat1n:废气再循环)冷却器10。于是，首先对具有EGR冷却器10的内燃机I的整体结构进行说明，接着对接合结构20的详细情况进行说明。
[0024]图1是内燃机I的示意图。内燃机I搭载于车辆。内燃机I的种类并未特别限定，可以使用柴油发动机、汽油发动机等各种内燃机。在本实施例中，作为内燃机I的一例而使用汽油发动机。内燃机I具有:具有气缸3的发动机主体2、向气缸3引导进气的进气通路4、以及从气缸3排出的排气通过的排气通路5。另外，发动机主体2具有:形成有气缸3的缸体、配置在缸体的上部的缸盖、以及配置于气缸3的活塞。在本实施例中，气缸3的数量为多个(具体而言为四个)。但是，气缸3的数量并不限于此。
[0025]另外，内燃机I具有上述EGR冷却器10，并且，具有EGR通路60、配置在EGR通路60中的EGR阀70、制冷剂供给通路80、以及制冷剂排出通路81JGR通路60是使一部分排气再循环到进气通路4的通路中途的通路。具体而言，本实施例的EGR通路60将进气通路4的通路中途与排气通路5的通路中途连接。此后，将通过EGR通路60的排气称为EGR气体。EGR阀70接收具有作为控制装置的功能的ECU(Electronic Control Unit:电子控制单元)的指示，对EGR通路60进行开闭^GR阀70对EGR通路60进行开闭，从而可以调节EGR气体的流量。
[0026]EGR冷却器10配置在EGR通路60中。即，EGR冷却器10是在EGR气体(排气)通过的部位(EGR通路60)设置的装置。EGR冷却器10通过在制冷剂与EGR气体之间进行热交换，对EGR气体进行冷却。制冷剂供给通路80是将在发动机主体2的内部形成的制冷剂通路(以下称为发动机主体制冷剂通路)的制冷剂向EGR冷却器10引导的制冷剂通路。制冷剂排出通路81是使通过了 EGR冷却器10的内部的制冷剂返回到发动机主体制冷剂通路的制冷剂通路。另外，上述接合结构20在该EGR7令却器1中被使用。
[0027]图2(a)是EGR冷却器10的示意性的剖视图。EGR冷却器10除具有上述接合结构20之外，还具有金属制的壳体30、制冷剂通过的制冷剂通路40、以及陶瓷制的热交换体50 ο本实施例的接合结构20具体而言将作为陶瓷部件的热交换体50和作为金属部件的壳体30(具体而言在本实施例中为后述的环形部件32a、32b)接合。另外，接合结构20具有接合部21a以及接合部21b，其详细情况在后面论述。
[0028]图2(a)中图示的轴线100是表示壳体30以及热交换体50的中心轴的线。以下，将沿着轴线100的方向称为轴线方向。在图2(a)中，EGR气体沿着轴线方向在从左到右的方向上流动。另外，EGR气体在热交换体50的内部通过。即，本实施例的热交换体50是EGR气体(即排气)在其内部通过的陶瓷部件。将热交换体50的处于轴线方向的两端部中的、在EGR气体的流动方向上处于上游侧的端部(从上游侧的端面起到达相距规定距离的下游侧的区域)称为第一端部51，将在EGR气体的流动方向上处于下游侧的端部(从下游侧的端面起到达相距规定距离的上游侧的区域)称为第二端部52。另外，在此后的说明中，在称为上游的情况下，只要没有特别说明，都是指EGR气体的流动方向上的上游，在称为下游的情况下，只要没有特别说明，都是指EGR气体的流动方向上的下游。
[0029]壳体30具有:金属制的外管31、以及配置在外管31的内侧的金属制的环形部件32a、32b。图2(b)是EGR冷却器10的热交换体50、环形部件32a、32b以及接合结构20的示意性的立体图。另外，在图2(b)中，环形部件32b附近透视地图示出。参照图2(a)以及图2(b)，环形部件32a、32b是具有环形的金属部件。环形部件32a利用接合部21a与热交换体50的第一端部51接合。环形部件32b利用接合部21b与热交换体50的第二端部52接合。
[0030]参照图2(a)，外管31具有大致圆筒形状。外管31的上游侧的端部以及下游侧的端部向内侧弯曲。外管31的上游侧的端部与环形部件32a的外周接合，外管31的下游侧的端部与环形部件32b的外周接合。在本实施例中，外管31和环形部件32a、32b通过焊接接合起来。但是，外管31和环形部件32a、32b的接合方法并不限于上述那样的焊接，可以使用利用金属钎料进行的钎焊接合等各种接合方法。
[0031]作为壳体30(具体而言为外管31以及环形部件32a、32b)的材质的金属的具体种类并未特别限定，但优选为相对于制冷剂的耐腐蚀性高且廉价。作为如上所述的金属的一例，列举不锈钢(SUS)。于是，在本实施例中，作为壳体30的材质的一例而使用不锈钢。另外，夕卜管31、环形部件32a以及32b的材质不需要都是相同种类的金属，也可以是种类相互不同的金属。
[0032]制冷剂通路40设置在EGR冷却器10的内部，以使制冷剂通路40的制冷剂对热交换体50的外周直接冷却(即，制冷剂与热交换体50的外周直接接触)。具体而言，本实施例的制冷剂通路40设置在由外管31、热交换体50、环形部件32a、32b以及接合部21a、21b包围的空间。另外，在外管31中的构成制冷剂通路40的一部分的部分，设置有制冷剂供给口 41以及制冷剂排出口 42。在图1中已说明的制冷剂供给通路80与制冷剂供给口 41连接，在图1中已说明的制冷剂排出通路81与制冷剂排出口 42连接。通过了制冷剂供给通路80的制冷剂从制冷剂供给口 41流入到制冷剂通路40 ο通过了制冷剂通路40的制冷剂从制冷剂排出口 42流入到制冷剂排出通路81。
[0033]热交换体50是将EGR气体的热传递到制冷剂的介质。图2(c)是热交换体50的示意性的剖视图。具体而言，图2(c)示意性地图示出利用以热交换体50的轴线方向为法线方向的面剖开图2(a)的热交换体50后的截面。本实施例的热交换体50具有EGR气体通过的多个内部气体通路53。该内部气体通路53通过利用多个隔壁部件55将构成热交换体50的外周的外周部件54的内部分隔而形成。另外，在本实施例中，外周部件54具有圆筒形状，但外周部件54的形状并不限于此。另外，在本实施例中，隔壁部件55呈格子状配置，但隔壁部件55的配置形态并不限于此。
[0034]作为热交换体50的材质(具体而言为外周部件54以及隔壁部件55的材质)的陶瓷的具体种类并未特别限定，但优选为SiC13SiC在陶瓷中具有高导热系数，而且，相对于排气具有高耐腐蚀性，并且，加工性高且价格也不贵，因此，作为EGR冷却器10用的热交换体50的材质，特别适合。于是，在本实施例中，作为热交换体50的材质的一例，使用包含SiC的陶瓷。作为包含SiC的该陶瓷的具体例，可以使用SiC(即除SiC之外未添加添加物)、浸渍Si的SiC、浸渍(Si+Al)的SiC、金属复合SiC等。在本实施例中，作为热交换体50的材质的一例，使用浸渍Si的SiC。
[0035]EGR冷却器10如下所述进行作用。首先，在EGR气体流入到了热交换体50的内部气体通路53的情况下，EGR气体的热在隔壁部件55传递而传递到外周部件54。传递到了外周部件54的热被制冷剂通路40的制冷剂夺取。这样一来，EGR冷却器10利用制冷剂将EGR气体的热量冷却。如上所述，本实施例的制冷剂通路40设置成，制冷剂对热交换体50的外周直接冷却，因此，与在制冷剂通路40与热交换体50之间配置有某些部件的情况(即，制冷剂间接地对热交换体50的外周进行冷却的结构的情况)相比，EGR冷却器10的EGR气体的冷却性能高。
[0036]接着，对接合结构20的详细情况、具体而言是接合部21a、21b的详细情况进行说明。参照图2(a)以及图2(b)，接合部21a将热交换体50(即陶瓷部件)的第一端部51和环形部件32a(即金属部件)接合。接合部21b将热交换体50的第二端部52和环形部件32b接合。
[0037]图3(a)是将EGR冷却器10的热交换体50的第一端部51附近放大后的示意性的剖视图。图3(b)是将EGR冷却器10的热交换体50的第二端部52附近放大后的示意性的剖视图。接合部21a具有玻璃部22a和金属钎料部23b。接合部21b具有玻璃部22b和金属钎料部23b。玻璃部22a、22b是由玻璃构成的部位。金属钎料部23a、23b是由与玻璃相比相对于气体(在本实施例中为排气)具有更高的耐腐蚀性的金属钎料(金属制的钎料)构成的部位。另外，这些玻璃以及金属钎料的材质的具体例在后面论述。
[0038]参照图3(a)，金属钎料部23a以及玻璃部22a配置成，金属钎料部23a与排气接触的面积比玻璃部22a与排气接触的面积大。参照图3(b)，金属钎料部23b以及玻璃部22b配置成，金属钎料部23b与排气接触的面积比玻璃部22b与排气接触的面积大。具体而言，本实施例的接合部21a、21b分别成为接下来说明的结构。
[0039]首先，参照图3(a)，本实施例的金属钎料部23a相比玻璃部22a配置在上游侧。另夕卜，金属钎料部23a配置在环形部件32a的内周33a与热交换体50的第一端部51的外周56a之间。另外，本实施例的金属钎料部23a覆盖玻璃部22a的上游侧的整个面。因此，在本实施例中，玻璃部22a成为不与排气接触的结构。即，金属钎料部23a与排气接触的面积比玻璃部22a与排气接触的面积(在本实施例中为零)大。但是，只要金属钎料部23a与排气接触的面积比玻璃部22a与排气接触的面积大即可，玻璃部22a也可以与排气接触。若列举其一例，贝Ij也可以是玻璃部22a的上游侧的面的一部分未被金属钎料部23a覆盖的结构。
[0040]另外，玻璃部22a相比金属钎料部23a配置在下游侧，并且配置在环形部件32a的内周33a与热交换体50的第一端部51的外周56a之间。由此，本实施例的玻璃部22a具有作为将热交换体50和环形部件32a接合的接合材料的功能，并且，也具有作为抑制制冷剂通路40的制冷剂从热交换体50和环形部件32a之间向外部泄漏的密封材料的功能。另外，本实施例的玻璃部22a与热交换体50接触的面积比金属钎料部23a与热交换体50接触的面积大，并且玻璃部22a与环形部件32a接触的面积也比金属钎料部23a与环形部件32a接触的面积大。
[0041]另外，本实施例的玻璃部22a也配置在环形部件32a的下游侧的端面34a的一部分，但玻璃部22a的结构并不限于此。例如玻璃部22a也可以不配置在环形部件32a的端面34a。但是，通过像本实施例那样玻璃部22a也配置在环形部件32a的端面34a，可以进一步提高环形部件32a与热交换体50的接合强度，并且，也可以进一步抑制制冷剂通路40的制冷剂向外部泄漏。
[0042]参照图3(b)，本实施例的接合部21b的结构成为与上述接合部21a的结构左右对称的结构。具体而言，金属钎料部23b相比玻璃部22b配置在下游侧。另外，金属钎料部23b配置在环形部件32b的内周33b与热交换体50的第二端部52的外周56b之间。另外，本实施例的金属钎料部23b覆盖玻璃部22b的下游侧的整个面。因此，在本实施例中，玻璃部22b成为不与排气接触的结构。即，金属钎料部23b与排气接触的面积比玻璃部22b与排气接触的面积(在本实施例中为零)大。但是，只要金属钎料部23b与排气接触的面积比玻璃部22b与排气接触的面积大即可，玻璃部22b也可以与排气接触。若列举其一例，则也可以是玻璃部22b的下游侧的面的一部分未被金属钎料部23b覆盖的结构。
[0043]另外，玻璃部22b配置在比金属钎料部23b靠上游侧的部分，并且配置在环形部件32b的内周33b与热交换体50的第二端部52的外周56b之间。由此，本实施例的玻璃部22b具有作为将热交换体50和环形部件32b接合的接合材料的功能，并且，也具有作为抑制制冷剂通路40的制冷剂从热交换体50和环形部件32b之间向外部泄漏的密封材料的功能。另外，本实施例的玻璃部22b与热交换体50接触的面积比金属钎料部23b与热交换体50接触的面积大，并且玻璃部22b与环形部件32b接触的面积也比金属钎料部23b与环形部件32b接触的面积大。另外，本实施例的玻璃部22b也配置在环形部件32b的上游侧的端面34b的一部分，但玻璃部22b的结构并不限于此，例如玻璃部22b也可以不配置在环形部件32b的端面34b。但是，通过像本实施例那样玻璃部22b也配置在环形部件32b的端面34b，可以进一步提高环形部件32b与热交换体50的接合强度，并且，也可以进一步抑制制冷剂通路40的制冷剂向外部泄漏。
[0044]本实施例的接合部21a、21b通过煅烧处理而形成。该煅烧处理的详细情况如下所述。首先，在将作为金属钎料部23a、23b的原材料(煅烧前的材料)的金属钎料如图3 (a)以及图3(b)那样配置在热交换体50与环形部件32a、32b之间后，实施第一煅烧处理。由此，形成金属钎料部23a、23b。接着，在将作为玻璃部22a、22b的原材料的玻璃如图3(a)以及图3(b)那样配置在热交换体50与环形部件32a、32b之间后，实施第二煅烧处理。由此，形成玻璃部22a、22b。通过以上那样的煅烧处理而形成本实施例的接合部21a、21b。但是，接合部21a、21 b的具体的形成方法并不限于此。
[0045]接着，对玻璃部22a、22b以及金属钎料部23a、23b的材质的具体例进行说明。作为玻璃部22a、22b的材质的玻璃，可以使用Si02、向S12中添加了各种添加材料(例如A1203、CaO、B2O3、K2O、ZnO、ZrO2、La2O3、MgO等)的玻璃、部分结晶玻璃等各种玻璃。另外，部分结晶玻璃指的是对包含锂、铝等的玻璃实施特殊的热处理而使微细的水晶晶体在内部析出的玻璃，也有时另称为玻璃陶瓷。
[0046]在选定玻璃部22a、22b的具体的材质时，优选考虑下述情况。首先，玻璃部22a、22b的材质优选相对于进行接合的陶瓷部件的陶瓷以及金属部件的金属的润湿性尽可能高的玻璃。另外，更优选具有陶瓷和金属中间的热膨胀率的玻璃。
[0047]另外，本实施例的EGR冷却器10有可能因排气的热而成为高温，因此，在本实施例中，玻璃部22a、22b的材质优选具有高耐热性(例如禁得住800°C左右的耐热性)的玻璃。另夕卜，如前所述，本实施例的玻璃部22a、22b通过煅烧处理而形成，因此，优选能够以不超过热交换体50以及环形部件32a、32b的耐热温度的温度进行煅烧处理的玻璃。并且，如前所述，本实施例的玻璃部22a、22b相比金属钎料部23a、23b在后进行煅烧处理，因此，优选能够以比金属钎料部23a、23b的煅烧温度低的煅烧温度进行煅烧。另外，本实施例的玻璃部22a、22b未与排气接触，因此，玻璃部22a、22b相对于排气的耐腐蚀性不会特别出问题。但是，在假设玻璃部22a、22b与排气接触的结构的情况下，优选为玻璃部22a、22b相对于排气的耐腐蚀性尽可能高。
[0048]另外，上述玻璃的材质中的、向S12中添加了各种添加材料(例如Al203、Ca0、B203、K20、Zn0、Zr02、La203、Mg0等)的玻璃以及部分结晶玻璃全部满足上述优选的条件。因此，作为玻璃部22a、22b的玻璃，特别优选使用从这些材质中选择的玻璃。于是，在本实施例中，作为玻璃部22a、22b的材质的一例，使用向S12中添加了Al2O3的材质。另外，玻璃部22a以及玻璃部22b的材质不需要分别相同，也可以使用相互不同的材质。
[0049]金属钎料部23a、23b的材质只要是以与玻璃部22a、22b的玻璃相比相对于气体具有更高的耐腐蚀性的金属为主成分的钎料即可，根据在应用接合结构20的装置中通过的气体的种类选择适当的材质即可。例如，像本实施例那样，当在应用接合结构20的装置中通过的气体为内燃机I的排气时，由于该排气为酸性气体，因此，作为金属钎料部23a、23b的材质，使用以至少相对于酸性气体的耐腐蚀性比玻璃相对于酸性气体的耐腐蚀性高的金属为主成分的金属钎料即可。或者，当假设在应用接合结构20的装置中通过的气体为碱性气体时，作为金属钎料部23a、23b的材质，使用以至少相对于碱性气体的耐腐蚀性比玻璃相对于碱性气体的耐腐蚀性高的金属为主成分的金属钎料即可。
[0050]在此，在与玻璃相比相对于气体具有更高的耐腐蚀性的金属钎料组中，包含贵金属的金属钎料与玻璃相比，相对于酸性气体以及碱性气体双方尤其具有更高的耐腐蚀性。于是，在本实施例中，作为金属钎料部23a、23b的材质的一例，使用包含贵金属的金属钎料。作为该金属钎料的贵金属，例如可以使用白金(Pt)、铑(Rh)、金(Au)、银(Ag)等。在本实施例中，作为贵金属的一例而使用银。即，本实施例的金属钎料部23a、23b的金属钎料包含银。另夕卜，作为包含银的该金属钎料的具体例，例如可以使用以银为主成分并在其中添加了铜(Cu)、锌(Zn)、锡(Sn)、钛(Ti)等的金属钎料等。另外，金属钎料部23a以及金属钎料部23b的材质不需要分别相同，也可以使用相互不同的材质。
[0051 ]另外，金属钎料部23a、23b的材质优选进行接合的陶瓷部件的陶瓷(在本实施例中为SiC)和金属部件的金属(在本实施例中为SUS)的润湿性尽可能高的材质。另外，金属钎料部23a、23b的材质更优选具有陶瓷和金属中间的热膨胀率的金属钎料。另外，应用本实施例的金属钎料部23a、23b的EGR冷却器10如上所述有可能成为高温，因此，在本实施例中，优选使用具有耐热性(例如禁得住800°C左右的耐热性)的材质。并且，如上所述，本实施例的金属钎料部23a、23b通过煅烧处理而形成，因此，金属钎料部23a、23b的金属钎料优选能够以不超过热交换体50以及环形部件32a、32b的耐热温度的煅烧温度进行煅烧处理。另外，上述包含贵金属的金属钎料全部满足这些优选条件。
[0052]接着，对本实施例的接合结构20的作用效果进行说明。首先，玻璃相对于金属部件具有足够的润湿性，并且，与金属钎料相比，相对于陶瓷部件的润湿性高。因此，根据本实施例的接合结构20，接合部21a、21b分别具有玻璃部22a、22b，因此，例如与接合部21a、21b仅由金属钎料构成的情况相比，可以确保接合部2Ia、2Ib的接合性。其结果是，根据接合结构20，即便在作为陶瓷部件的热交换体50以及作为金属部件的环形部件32a、32b热膨胀了的情况下，也可以抑制因两者的热膨胀差而导致接合部21a、21b从热交换体50以及环形部件32a、32b剥离。由此，根据本实施例的接合结构20，可以提高接合部21a、21b的接合强度。另夕卜，在本实施例中，金属钎料部23a、23b的金属钎料与玻璃相比相对于气体(具体而言在本实施例中为排气)具有更高的耐腐蚀性。而且，由上述那样的金属钎料构成的金属钎料部23a、23b与气体接触的面积，比玻璃部22a、22b与气体接触的面积大。由此，本实施例的接合结构20也相对于气体具有高耐腐蚀性。
[0053]另外，根据本实施例的接合结构20，如在图3(a)以及图3(b)中已说明的那样，环形部件32a利用接合部21a与热交换体50的第一端部51接合，环形部件32b利用接合部21b与热交换体50的第二端部52接合。而且，金属钎料部23a相比玻璃部22a在排气(具体而言在本实施例中为EGR气体)的流动方向上配置在上游侧，金属钎料部23b相比玻璃部22b在排气的流动方向上配置在下游侧。根据该结构，根据接合结构20，可以在确保接合部21a、21b的接合性且相对于排气具有高耐腐蚀性的同时，将排气在内部通过的热交换体50 (即陶瓷部件)的第一端部51以及第二端部52与环形部件32a、32b(即金属部件)接合。
[0054]另外，在本实施例中，在热交换体50的第一端部51以及第二端部52双方，使用本实施例的接合结构20，但并不限于此。例如，接合结构20也可以仅在热交换体50的第一端部51以及第二端部52中的任一方使用。但是，在像本实施例那样在热交换体50的第一端部51以及第二端部52双方使用接合结构20的情况下，与仅在热交换体50的第一端部51以及第二端部52中的任一方使用接合结构20的情况相比，可以将热交换体50与环形部件32a、32b牢固地接合，在这方面是优选的。
[0055]另外，根据本实施例的接合结构20，如上所述可以确保接合部21a以及接合部21b的接合性，从而也可以抑制制冷剂通路40的制冷剂从热交换体50和环形部件32a、32b之间泄漏。
[0056]另外，在本实施例中，作为金属钎料部23a、23b的材质而使用包含贵金属的金属钎料，因此，与作为金属钎料部23a、23b的材质而使用不包含贵金属的金属钎料的情况相比，金属钎料部23a、23b相对于排气的耐腐蚀性进一步提高。由此，接合结构20相对于排气的耐腐蚀性进一步提尚。
[0057]另外，在本实施例中，作为该贵金属的一例而使用银。在此，银在贵金属中特别廉价。由此，根据本实施例的接合结构2 O，可以在抑制成本上升的同时提高金属钎料部2 3 a、23b相对于排气的耐腐蚀性。其结果是，可以在抑制成本上升的同时提高接合结构20相对于排气的耐腐蚀性。另外，银在贵金属中熔点特别低。由此，可以减少熔融状态的金属钎料被冷却而固化后残留于金属钎料部23a、23b的应力(残留应力)。其结果是，可以抑制金属钎料部23a、23b因金属钎料部23a、23b的残留应力而变形，可以抑制因该金属钎料部23a、23b的变形而在热交换体50产生裂纹。
[0058]另外，作为玻璃部22a、22b的材质的玻璃比包含贵金属的金属钎料廉价。因此，根据本实施例的接合结构20，与接合部21a、21b全部由包含贵金属的金属钎料构成的情况相比，除可以确保接合部21a、21b的接合性这种效果之外，也可以起到也能够降低成本这种效果O
[0059]另外，如在图3(a)以及图3(b)中已说明的那样，在本实施例中，玻璃部22a、22b与热交换体50接触的面积比金属钎料部23a、23b与热交换体50接触的面积大，并且，玻璃部22a、22b与环形部件32a、32b接触的面积也比金属钎料部23a、23b与环形部件32a、32b接触的面积大。但是，玻璃部2 2a、2 2b以及金属钎料部2 3a、2 3b的结构并不限于此。例如，玻璃部22a、22b与热交换体50接触的面积也可以是金属钎料部23a、23b与热交换体50接触的面积以下，玻璃部22a、22b与环形部件32a、32b接触的面积也可以是金属钎料部23a、23b与环形部件32a、32b接触的面积以下。但是，像本实施例那样，玻璃部22a、22b与热交换体50接触的面积比金属钎料部23a、23b与热交换体50接触的面积大且玻璃部22a、22b与环形部件32a、32b接触的面积也比金属钎料部23a、23b与环形部件32a、32b接触的面积大时，可以进一步提高接合部21a、21b的接合强度，在这方面是优选的。
[0060]另外，在本实施例中，作为应用接合结构20的装置(具体而言为在气体通过的部位设置的装置)的一例，使用在内燃机I的排气通过的部位设置的EGR冷却器10，但应用接合结构20的装置并不限于EGR冷却器10。例如接合结构20不仅可以应用于在内燃机I的排气那样的酸性气体通过的部位配置的装置，而且也可以应用于在碱性气体通过的部位配置的装置。在该情况下，根据本实施例的接合结构20，也可以在确保接合部21a、21b的接合性的同时相对于气体具有高耐腐蚀性。
[0061]以上，对本发明的优选实施方式进行了详述，但本发明并不限于该特定的实施方式，在权利要求保护的范围所记载的本发明的要点范围内，可以进行各种变形、变更。
[0062]附图标记说明
[0063]I内燃机
[0064]10EGR 冷却器
[0065]20接合结构
[0066]21a、21b 接合部
[0067]22a、22b 玻璃部
[0068]23a、23b金属钎料部
[0069]32a,32b 环形部件
[0070]50热交换体
[0071]51第一端部
[0072]52第二端部
【主权项】
1.一种陶瓷部件以及金属部件的接合结构，将在气体通过的部位设置的装置的陶瓷部件和金属部件接合，其特征在于， 具有将所述陶瓷部件和所述金属部件接合的接合部， 所述接合部具有由玻璃构成的玻璃部、以及由与所述玻璃相比相对于所述气体具有更高的耐腐蚀性的金属钎料构成的金属钎料部， 所述金属钎料部与所述气体接触的面积比所述玻璃部与所述气体接触的面积大。2.如权利要求1所述的陶瓷部件以及金属部件的接合结构，其特征在于， 所述气体是内燃机的排气， 所述排气在所述陶瓷部件的内部通过， 所述金属部件利用所述接合部，与所述陶瓷部件的在所述排气的流动方向上处于上游侧的第一端部、以及所述陶瓷部件的在所述排气的流动方向上处于下游侧的第二端部接入η ? 在将所述第一端部和所述金属部件接合的所述接合部，所述金属钎料部相比所述玻璃部在所述排气的流动方向上配置在上游侧， 在将所述第二端部和所述金属部件接合的所述接合部，所述金属钎料部相比所述玻璃部在所述排气的流动方向上配置在下游侧。3.如权利要求1或2所述的陶瓷部件以及金属部件的接合结构，其特征在于， 所述金属钎料包含贵金属。4.如权利要求3所述的陶瓷部件以及金属部件的接合结构，其特征在于， 所述贵金属是银。
【文档编号】F01N13/18GK105899474SQ201580003738
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2015年1月30日
【发明人】森连太郎, 神谷纯生, 石井仁士
【申请人】丰田自动车株式会社