JP2001165362A - 銅製パイプとアルミニウム製パイプの共晶接合方法および共晶接合装置並びにパイプ接合体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 銅製パイプとアルミニウム製パイプの接合時
間の短縮化が図れるとともに、安価にして接合品質を高
めることができるパイプの共晶接合方法および共晶接合
装置並びにパイプ接合体を提供する。 【解決手段】 銅製パイプ１の一端側に形成された先細
り状部１ａにアルミニウム製パイプ２の一端側開口端部
２ａを外嵌めして接合するパイプの共晶接合方法におい
て、パイプ嵌合部位を径方向外方から拘束する拘束治具
３におけるパイプ挿通孔４を、該拘束治具３における前
記パイプ嵌合方向における一方の側面３ａから他方の側
面３ｂに渡って同じ内径となるように設定する。これに
より、加熱時に、両パイプ１，２と拘束治具３とが広範
囲で密着し、パイプ加熱時間が短縮されるうえ、加熱温
度の軸方向でのばらつきがなくなり、接合不良の発生が
抑制され、さらに、共晶合金粒子の排出も適正に行わせ
ることができる。

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、熱交換器等の配
管部に適用される技術に関連し、特に、銅製パイプの一
端側に形成された先細り状部にアルミニウム製パイプの
一端側開口端部を外嵌めして接合する、銅製パイプとア
ルミニウム製パイプの共晶接合方法および共晶接合装置
並びにパイプ接合体に関する。

【０００２】なお、この明細書において、「銅」、「ア
ルミニウム」の語は、それぞれ銅合金、アルミニウム合
金を含む意味で用いる。

【０００３】

【従来の技術】従来、銅製パイプとアルミニウム製パイ
プの接合方法として、例えば特開平１１ー２１６５７６
号公報に示すような共晶接合方法がある。これは、図９
に示すように、銅製パイプ１０１の一端側に先細り状部
１０１ａを形成し、この先細り状部１０１ａにアルミニ
ウム製パイプ１０２の一端側開口端部１０２ａを外嵌す
る一方、このアルミニウム製パイプ１０２側から銅製パ
イプ１０１側に至るにつれて径大化するホーン形のパイ
プ挿通孔１０４を持った拘束治具１０３の上記パイプ挿
通孔１０４に、アルミニウム製パイプ１０２を挿通して
嵌合部位を径方向外方から拘束し、この状態で銅製パイ
プ１０１をバーナなどにより、両パイプ１０１，１０２
の接合部の温度が共晶融点（５４８°Ｃ）になるように
加熱した後、銅製パイプ１０１とアルミニウム製パイプ
１０２に嵌合方向（管軸方向）の押込力を付与して両パ
イプ１０１，１０２の接触面に共晶を生成させて、両パ
イプを接合する方法である。

【０００４】しかし、この場合、銅製パイプ１０１をバ
ーナなどで加熱しているので、アルミニウム製パイプ１
０２の一端部の温度が上がりにくく、従って銅製パイプ
１０１のアルミニウム製パイプ１０２への挿入量が小さ
く、接合距離が長くとれないなどの問題がある。

【０００５】そこで、両パイプ１０１，１０２を適正に
加熱して上記問題を解決するために、拘束治具にヒータ
を内蔵させることにより、この拘束治具を介して両パイ
プ１０１，１０２を加熱することも考えられる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、加熱手段を兼
ねた拘束治具として、前述した従来のホーン形パイプ挿
通孔１０４を有する拘束治具１０３を採用した場合に
は、以下のような問題が生じる。

【０００７】まず、第１に、パイプ挿通孔１０４の内径
が銅製パイプ１０１側に至る程、径大化しているので、
この拘束治具１０３とアルミニウム製パイプ１０２との
接触面積が小さいうえ、アルミニウム製パイプ１０２の
一端開口端部１０２ａ側では拘束治具１０３のパイプ挿
通孔１０４の内周面に対して密着せずに間隙Ｇが存在す
るため、両パイプ１０１，１０２を適正温度まで上昇さ
せるには、かなりの加熱時間がかかってしまう。

【０００８】さらに、拘束治具１０３がアルミニウム製
パイプ１０２に接触しているだけであるから、両パイプ
１０１，１０２の昇温速度が管軸方向でばらつき、この
ために、接合部の溶融状態の過不足から接合不良が多発
しやすい傾向にある。

【０００９】また、前記パイプ挿通孔１０４の内径が銅
製パイプ１０１側に至る程、径大化しているので、銅製
パイプ１０１とアルミニウム製パイプ１０２との径方向
での加圧力が弱く、接合のための両パイプの押し込み時
に、パイプ表面の酸化皮膜の破壊・除去がスムーズにな
されないうえ、両パイプ１０１，１０２の接合時に発生
する不純物としての共晶合金が接合部から排出しきれ
ず、これが接合面の障害となって強固な接合状態が得ら
れない。

【００１０】さらに、前記酸化皮膜を除去するために、
バーナによる補助加熱を用いることも考えられるが、バ
ーナーによる加熱では、煩雑な温度管理を厳密に行わな
いと、却って不良品の発生を招くことになる。

【００１１】一方また、銅製パイプの先端最小内径を一
定以上に確保する観点から銅製パイプ１０１の先細り状
部１０１ａの軸方向の長さが制約されており、この銅製
パイプ１０１のアルミニウム製パイプ１０２への入り代
Ｌは比較的短い。このため、接合部から前記先細り状部
１０１ａに沿って先端側（アルミニウム製パイプ側）に
押し出された共晶合金が玉状になり、そのままアルミニ
ウム製パイプ１０２内に排出されて固化し、流路の障害
となる。

【００１２】この発明は、上記問題を解消するためにな
されたもので、パイプ接合時間の短縮化が図れるととも
に、共晶合金粒の排出なども良好になされ、安価にして
接合品質を高めることができるパイプの共晶接合方法お
よび共晶接合装置並びにパイプ接合体を提供することを
目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記課題は、銅製パイプ
の一端側に形成された先細り状部にアルミニウム製パイ
プの一端側開口端部を外嵌めして共晶接合する、銅製パ
イプとアルミニウム製パイプの共晶接合方法において、
前記両パイプの嵌合方向における一方の側面から他方の
側面に渡って同じ内径で形成されたパイプ挿通孔を有す
る拘束治具を用い、該拘束治具の前記挿通孔に、前記両
パイプの嵌合部位を挿入状態に配置して、パイプ嵌合部
位を拘束治具により径方向外方から拘束し、この状態で
拘束治具により両パイプを加熱しながら両パイプに嵌合
方向への相対的押込力を付与することを特徴とする、銅
製パイプとアルミニウム製パイプの共晶接合方法によっ
て解決される。

【００１４】この共晶接合方法によれば、拘束治具にお
けるパイプ挿通孔が、パイプ嵌合方向における一方のパ
イプの周面から他方のパイプの周面に渡って同じ内径に
形成されているので、加熱時に、両パイプと加熱治具と
が広範囲で密着し、パイプへの伝熱が良くなり、パイプ
加熱時間が短縮される。さらに、加熱温度の軸方向での
ばらつきが抑制され、接合不良の発生が抑制される。

【００１５】また、上記両パイプと拘束治具との接触性
が高められることにより、両パイプに押込力を付与した
際の両パイプの互いの径方向での加圧力が強まり、酸化
皮膜の除去、さらには不純物としての共晶合金の排出が
良好に行われる。

【００１６】さらに、拘束治具により両パイプを加熱し
て上記酸化皮膜の破壊・除去が行われることにより、接
合工程とは別に、バーナなどを使用して酸化皮膜を加熱
・除去する工程などが不要となる。

【００１７】上記において、両パイプの加熱時に、前記
アルミニウム製パイプに対して、嵌合部位から長さ方向
に離間するにつれて共晶接合部よりも温度が低くなる温
度勾配を生じさせる構成としても良い。この場合には、
アルミニウム製パイプ内に押し出されようとする共晶合
金を早めに固化させることにより、アルミニウム製パイ
プ内に排出されるのが防止される。

【００１８】さらに、銅製パイプの先細り状部の先端
に、この先端の外径と同径の筒形延設部を一体形成して
なる構成としても良い。

【００１９】この場合には、接合部で生成されてアルミ
ニウム製パイプ内に押し出されようとする共晶合金を、
上記延設部外周面上に留めることができ、該共晶合金が
アルミニウム製パイプ内に排出されるのが防止される。

【００２０】また、前記課題は、銅製パイプの一端側に
形成された先細り状部にアルミニウム製パイプの一端側
開口端部を外嵌めして共晶接合する、銅製パイプとアル
ミニウム製パイプの共晶接合装置において、前記両パイ
プの嵌合方向における一方の側面から他方の側面に渡っ
て同じ内径で形成されたパイプ挿通孔を有し、該挿通孔
に、前記両パイプの嵌合部位を挿入状態に配置して、パ
イプ嵌合部位を径方向外方から拘束する拘束治具と、該
拘束治具を加熱することによって前記両パイプを加熱す
る加熱手段と、を備えたことを特徴とする、銅製パイプ
とアルミニウム製パイプの共晶接合装置によっても解決
される。

【００２１】この装置では、両パイプの接合を短時間、
かつ適正に行え、共晶合金などが流路に残存したりする
おそれのないパイプ接合体を容易に得ることができる。

【００２２】さらに、この発明の他のものは、銅製パイ
プの一端側に形成された先細り状部にアルミニウム製パ
イプの一端側開口端部が外嵌めされ、かつ共晶接合され
たパイプ接合体であって、接合部及び該接合部の両側の
銅製パイプとアルミニウム製パイプの各外径が同一ない
し略同一であることを特徴とするパイプ接合体にある。

【００２３】このパイプ接合体によれば、接合部及びそ
の近傍部位における外周面の凹凸がなくなるから、例え
ば冷蔵庫等に用いた場合には、外径の違いによる段差部
分に水分が溜まる等の不都合がなくなる。

【００２４】この場合も、銅製パイプの先細り状部の先
端に、この先端の外径と同径の筒形延設部が一体形成さ
れている構成とするのが、接合部で生成されてアルミニ
ウム製パイプ内に押し出されようとする共晶合金を、上
記延設部外周面上に留めることができ、該共晶合金がア
ルミニウム製パイプ内に排出されるのが防止される点で
望ましい。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態を図面
に基づいて説明する。

【００２６】図１は、この発明の一実施形態に係るパイ
プの共晶接合方法を適用するためのパイプの共晶接合装
置を示す。

【００２７】このパイプ共晶接合装置Ａは、一端側に先
細り状部が形成された銅製パイプ１と、一端開口端部２
ａが銅製パイプ１の先細り状部１ａに外嵌めされるアル
ミニウム製パイプ２とを共晶接合させて、図２に示すよ
うなパイプ接合体Ｍを製作することができものであり、
両パイプ１，２に対する拘束治具３、パイプ押圧部材Ｐ
Ｍ、各パイプ冷却手段としてのエアーブローＢＷ１、Ｂ
Ｗ２を備えている。

【００２８】拘束治具３は、前記パイプ１，２の嵌合方
向における一方の側面３ａから他方の側面３ｂに渡って
同じ内径Ｄ４で形成されたパイプ挿通孔４を有し、この
パイプ挿通孔４に両パイプ１，２を挿通させて、パイプ
嵌合部位を径方向外方から拘束するように設定されてい
る。さらに、この拘束治具３には、加熱ヒータ５が配設
されており、加熱ヒータ５によって拘束治具３を加熱
し、さらにこの拘束治具３により両パイプ１，２を加熱
できるようになっている。

【００２９】なお、この拘束治具３の材質は、パイプ嵌
合部位、とくに銅製パイプ１の先細り状部１ａの圧入に
より膨張するアルミニウム製パイプ２の一端側の外形状
を保持可能なものであれば、任意に選択すればよい。ま
た、拘束治具３は、固定型に限らず、割り型であっても
よく、組付けの作業性の点からすれば、割り型の方が好
ましい場合もある。

【００３０】パイプ押圧部材ＰＭは、拘束治具３により
両パイプ１，２が加熱されている時に銅製パイプ１をア
ルミニウム製パイプ２に対して嵌合方向へ沿って押し込
むためのものである。

【００３１】エアーブローＢＷ１，ＢＷ２は、両パイプ
１，２の接合部に共晶が生成される際に所定のタイミン
グで各パイプ１，２を冷却するものである。

【００３２】つぎに、上記装置Ａにより両パイプ１，２
を共晶接合する方法について説明する。

【００３３】まず、図３に示すように、外径Ｄ１が例え
ば８ｍｍで、肉厚ｔ１が例えば０．６ｍｍの銅製パイプ
１と、同じく外径Ｄ２が例えば８ｍｍで、肉厚ｔ２が例
えば１．２５ｍｍのアルミニウム製パイプ２を用意す
る。銅製パイプ１の一端部１ａは、内外径が連続して小
さくなった先細り状に形成され（管軸方向の長さがＬ
ａ）、さらに、この先細り状部１ａの先端には、該先端
の外径Ｄ３と同径の筒形の延設部（管軸方向の長さがＬ
ｂ）１ｂが一体形成されている。

【００３４】アルミニウム製パイプ２の一端開口端部２
ａに内嵌される銅製パイプ１の外径Ｄ１は、アルミニウ
ム製パイプ２の外径Ｄ２と同寸（アルミニウム製パイプ
２の内径ｄ２よりは大きく）に設定されており、また、
銅製パイプ１の先細り状部１ａの先端の外径Ｄ３は、ア
ルミニウム製パイプ２に内嵌させる必要からアルミニウ
ム製パイプ２の内径ｄ２よりも小さく設定されている。

【００３５】銅製パイプ１の先細り状部１ａの外面形状
は、外径が連続的に縮小するテーパ形状に限定されるこ
とはなく、アルミニウム製パイプ２に内嵌した際に、先
細り状部１ａの外周面がアルミニウム製パイプ２の開口
端部２ａの内周面に強く圧接する形状であればよい。

【００３６】次に、前記銅製パイプ１の先細り状部１ａ
に、図４に示すように、アルミニウム製パイプ２の一端
開口端部２ａを、入り代Ｌで外嵌する一方、拘束治具３
のパイプ挿通孔４にパイプ１，２を挿入し、長さＬの嵌
合部位及び銅製パイプ１の先細り状部１ａが拘束治具３
の挿通孔４の長さ方向の中間部に位置するように、拘束
治具３をセットする。これにより、接合時における両パ
イプ１，２の嵌合部位を径方向外方から拘束可能となる
とともに、拘束治具３の挿通孔４の長さ方向の端部内周
面が、嵌合部位の両側において、銅製パイプ１及びアル
ミニウム製パイプ２の外周面に、それぞれ密着状態ない
しほぼ密着状態となる。

【００３７】なお、前記拘束治具３のパイプ挿通孔４の
直径Ｄ４を、両パイプ１，２の外径Ｄ１，Ｄ２よりも僅
かに（０．１ｍｍ以下）大きく設定しておくことによ
り、パイプ挿入操作が容易に行える。

【００３８】この後、拘束治具３を加熱する加熱ヒータ
５に通電して、拘束治具３を前記両パイプ１，２の共晶
融点（５４８°Ｃ）よりも高めの温度、例えば約５９０
°Ｃに設定する。これにより、この拘束治具３を介して
両パイプ１，２が加熱される。拘束治具３の設定温度
を、約５９０°Ｃに設定したのは、両パイプ１，２が加
熱される際の実体温度を５５０〜５８０°Ｃにさせるた
めであり、この範囲になるように、上記拘束治具３の設
定温度は、微調整可能となっている。

【００３９】なお、拘束治具３による加熱開始から２０
〜３０秒経過すれば、両パイプ１，２は前記実体温度
（５５０〜５８０°Ｃ）に安定する。

【００４０】この実体温度が安定したときに、押圧部材
ＰＭにより銅製パイプ１に嵌合方向への押込力Ｆを付与
する。すると、銅製パイプ１の一端先細り状部１ａが図
５に示すように、アルミニウム製パイプ２の一端開口端
部２ａに次第に圧入される。この圧入時にパイプ嵌合部
位においてアルミニウム製パイプ２が拡径方向へ膨張変
形しようとするが、前記拘束治具３によっての変形が抑
制される。従って、接合部を含むパイプの長さ方向の全
体が同一外径ないし略同一外径に保持される。

【００４１】而して、上記圧入・接合時においては、ま
ず、図６（ａ）に示すように、両パイプ１，２の接触部
において、銅製パイプ１の外周面の酸化皮膜１０が破
れ、原子拡散が起きる。さらに押し込むことにより、図
６（ｂ）に示すように、原子拡散が進み、共晶（液相）
が生成され、酸化皮膜１０が共晶（液相）に浮いた状態
となり、上記押し込みが続けるれると、図６（ｃ）に示
すように、共晶・酸化皮膜１０が排出され、両パイプ
１，２が接触し、その界面には、薄い共晶がのこるだけ
の接合状態となる。

【００４２】前記銅製パイプ１に押込力Ｆを付与する際
の押込速度は、例えば圧入量（長さ）が１２ｍｍの場
合、２０ｍｍ／ｓｅｃで操作するのがよい。これよりも
速い押込速度では、両パイプ１，２の接合界面に形成さ
れる共晶相が均一な厚さに形成されにくく、気密性が悪
くなるうえ、接合強度も弱くなる。

【００４３】なお、銅製パイプ１をアルミニウム製パイ
プ２の一端開口端部２ａに圧入しながら共晶を起こさせ
る際には、銅製パイプ１の内周面の酸化を防止する点か
ら、パイプ１、２内に、窒素ないしはアルゴンなどの不
活性ガスを流通させるのが好ましい。

【００４４】前記両パイプ１，２の被接合部が共晶によ
り接合された際には、エアーブローＢＷ１、ＢＷ２を所
定の短時間（例えば約１０秒間）作動させてパイプ１，
２を冷却し、両パイプ１，２の実体温度を５５０°Ｃ以
下まで降下させる。前記拘束治具３による加熱時からの
両パイプ１，２の昇温パターンは、例えば図７に示すよ
うになる。上記冷却によって、前記共晶が固化され、図
２に示すような全長にわたって同一外径ないしほぼ同一
外径のパイプ接合体Ｍが製作される。

【００４５】ここで、拘束治具３におけるパイプ挿通孔
４が、パイプ嵌合方向における一方の側面３ａから他方
の側面３ｂに渡って同じ直径Ｄ４に形成されているの
で、加熱時に両パイプ１，２と拘束治具３とが広範囲で
密に接触し、伝熱性が高まり、パイプ加熱時間が短縮さ
れ、もって省エネルギー化に対応できる。

【００４６】さらに、拘束治具３が両パイプ１，２の外
周面にそれぞれ密着しているので、両パイプ１，２の温
度の管軸方向でのばらつきがなくなり、管軸方向での均
一的な接合状態を得ることがきる。

【００４７】また、上記両パイプ１，２と拘束治具３と
が広範囲で密着することにより、銅製パイプ１に押込力
Ｆを付与した際の両パイプ１，２の互いの径方向での加
圧力が大きくなる。このため、銅製パイプ１の押し込み
によって、前述した酸化皮膜１０が十分に除去されると
ともに、接合時に生成される不純物としての共晶合金粒
の排出が良好に行われ、もって適正な接合強度を確保す
ることができる。

【００４８】さらに、拘束治具３により両パイプ１，２
を加熱し、かつ前記酸化皮膜１０の破壊・除去が行われ
ることにより、酸化皮膜１０を、別途、バーナなどを使
用して加熱・除去する必要がなくなり、生産性が高めら
れることになる。

【００４９】ところで、前記共晶接合時において、銅製
パイプ１の一端側先細り状部１ａの外周面には、共晶合
金粒が生成される。これが先細り状部１ａの外周面に沿
って押し出され移動して、先端からアルミニウム製パイ
プ２内に排出されると、パイプ接合体Ｍにおける流路の
障害となる。前記先細り状部１ａの突出長さＬａを大き
くするこにより、共晶合金粒に対する沿面路を長くする
ことも考えられるが、その場合は、先細り状部１ａの先
端内径が小さくなって一定の流路内径を確保できなくな
る。

【００５０】これに対して、本実施形態では、前記銅製
パイプ１の一端側先細り状部１ａの先端に、この先端の
外径Ｄ３と同径の筒形の延設部１ｂを一体形成してある
ので、前記先細り状部１ａの外周面に沿って移動した共
晶合金粒を延設部１ｂの外周面上に留めること可能とな
る。従って、共晶合金粒がアルミニウム製パイプ２内に
排出されるのが極力抑止され、その結果、パイプ接合体
Ｍにおける流路の障害物の生成を防止できる。

【００５１】ところで、従来のように、銅製パイプのみ
をバーナーで加熱するだけでは、アルミニウム製パイプ
２側での温度が十分上がらず、両パイプ１，２の接合部
の管軸方向の長さを大きくすることは不可能である。

【００５２】しかし、この実施形態のように、上記拘束
治具３により両パイプ１，２を加熱すると、軸方向での
高い温度分布が得られるので、両パイプ１，２の接合部
の管軸方向の長さが比較的大きくなる。しかも、拘束治
具３の温度制御ならびに冷却タイミングの制御により、
接合部に対して、図８に示すような温度勾配をつけるこ
とができる。図８は、銅製パイプ１の押し込み開始時
（図７のｔ０時）におけるパイプの長さ方向における各
部の温度を示したものである。つまり、接合長さ範囲内
においてはアルミニウムパイプの温度が接合に良好な温
度範囲に設定され、接合長さ範囲を超える部分について
はアルミニウム製パイプの温度が接合に良好な温度範囲
の下限値よりも低い温度となるように、パイプの長さ方
向に温度勾配を設けておくことによって、共晶合金粒
が、前記銅パイプ１における先細り状部１ａの先端部か
ら延長部１ｂに至るまでに接合適正温度を下回って固化
状態となり、アルミニウム製パイプ２内に排出滞留する
のが一層確実に防止される。

【００５３】なお、両パイプ１，２の接合部の長さは５
ｍｍ以上に設定するのが好ましい。また前記銅製パイプ
１側から押込力Ｆを付与する代わりに、アルミニウム製
パイプ２側から押込力Ｆを付与してもよく、また、両者
１，２ともに押込力Ｆを付与してもよい。

【００５４】ちなみに、外径Ｄ１が８ｍｍで、肉厚ｔ１
が０．６ｍｍの銅製パイプ１と、同じく外径Ｄ２が８ｍ
ｍで、肉厚ｔ２が１．２５ｍｍのアルミニウム製パイプ
２を使用し、銅製パイプ１の先細り状部１ａの管軸方向
の長さＬａを１６ｍｍに、筒形延設部１ｂの管軸方向の
長さＬｂを５ｍｍに設定した。

【００５５】そして、このようなパイプ１，２を用い
て、前記した共晶接合方法により、パイプ接合体Ｍを製
作した。

【００５６】このパイプ接合体Ｍについて、接合後外
観、漏洩試験、耐圧試験、破壊試験、引っ張り試験、冷
熱試験、曲げ試験、耐熱試験、塩水噴霧試験、振動試
験、銅製パイプ曲げ試験、ピンチ試験、ねじり試験など
を実施した。その結果、すべての項目で問題のない試験
結果を得ることができた。

【００５７】

【発明の効果】以上のように、この発明は、拘束治具に
おけるパイプ挿通孔が、パイプ嵌合方向における一方の
端面から他方の端面に渡って同じ内径に形成されている
ので、加熱時に両パイプと加熱治具とが広範囲で良好に
接触し、パイプ加熱時間を短縮することができるととも
に、加熱時の温度分布が管軸軸方向で均一的となり、好
条件での共晶接合を行わせることができる。

【００５８】また、上記両パイプと拘束治具との接触性
が広範囲で高められるので、銅製パイプに相対的な押込
力を付与した際の両パイプの互いの径方向での加圧力が
強まり、酸化皮膜を十分に除去でき、さらには不純物と
しての共晶合金の排出が良好に行われ、もって適正な接
合強度を確保することができる。

【００５９】さらに、拘束治具により両パイプを加熱
し、かつ上記酸化皮膜の破壊・除去が行われることによ
り、接合工程とは別に、バーナなどを使用して酸化皮膜
を加熱・除去する工程が不要となり、生産コストを低減
することができる。

【００６０】また、アルミニウム製パイプの他端側の温
度が低くなるように温度勾配を付与するようにした場合
には、共晶合金がアルミニウム製パイプ内に移動する前
に固化させることが可能となる。

【００６１】さらに、銅製パイプの先細り状部の先端
に、この先端の外径と同径の筒形延設部が一体形成され
ている場合には、接合部で生成されてアルミニウム製パ
イプ内に移動しようする共晶合金を、上記延設部外周面
に留めることができ、アルミニウム製パイプ内への排出
を防止できる。

【００６２】また、銅製パイプの一端側に形成された先
細り状部にアルミニウム製パイプの一端側開口端部を外
嵌めして共晶接合する、銅製パイプとアルミニウム製パ
イプの共晶接合装置において、前記両パイプの嵌合方向
における一方の側面から他方の側面に渡って同じ内径で
形成されたパイプ挿通孔を有し、該挿通孔に、前記両パ
イプの嵌合部位を挿入状態に配置して、パイプ嵌合部位
を径方向外方から拘束する拘束治具と、該拘束治具を加
熱することによって前記両パイプを加熱する加熱手段と
を備えている場合には、両パイプの接合を短時間、かつ
適正に行え、共晶合金などがアルミニウム製パイプ内に
排出残存したりするおそれのないパイプ接合体を容易に
得ることができる。

【００６３】また、銅製パイプの一端側に形成された先
細り状部にアルミニウム製パイプの一端側開口端部が外
嵌めされ、かつ共晶接合されたパイプ接合体であって、
接合部及び該接合部の両側の銅製パイプとアルミニウム
製パイプの各外径が同一ないし略同一であることを特徴
とするパイプ接合体によれば、接合部及びその近傍部位
における外周面の凹凸がなくなるから、例えば冷蔵庫等
に用いた場合には、外径の違いによる段差部分に水分が
溜まる等の不都合がなくなる。

【００６４】また、上記パイプ接合体において、銅製パ
イプの先細り状部の先端に、この先端の外径と同径の筒
形延設部が一体形成されている構成となされている場合
には、接合部で生成されてアルミニウム製パイプ内に押
し出されようとする共晶合金を、上記延設部外周面上に
留めることができ、該共晶合金がアルミニウム製パイプ
内に排出されるのを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態にかかるパイプの共晶接
合方法を適用するためのパイプの共晶接合装置を示す構
成図である。

【図２】同じくパイプの共晶接合装置を製作されたパイ
プ接合体を示す縦断面図である。

【図３】同じくパイプの共晶接合方法において使用され
るパイプを示す縦断面図である。

【図４】銅製パイプとアルミニウム製パイプとを嵌合し
て、拘束治具のセット状態を示縦断面図である。

【図５】同じく銅製パイプのアルミニウム製パイプに対
する圧入状態を示す縦断面図である。

【図６】共晶接合の生成の説明図である。

【図７】加熱時のパイプの昇温パターンを示す特性図で
ある。

【図８】パイプの管軸方向の温度分布状態を示す特性図
である。

【図９】従来の拘束治具を使用したパイプの共晶接合方
法の説明図である。

【符号の説明】

１・・・・・・・・・・銅製パイプ １ａ・・・・・・・・・銅製パイプの先細り状部 １ｂ・・・・・・・・・銅製パイプの筒形延設部 ２・・・・・・・・・・アルミニウム製パイプ ２ａ・・・・・・・・・アルミニウム製パイプの一端開
口端部 ３・・・・・・・・・・拘束治具（加熱手段） ３ａ・・・・・・・・・拘束治具の一端面 ３ｂ・・・・・・・・・拘束治具の他端面 ４・・・・・・・・・・拘束治具のパイプ挿通孔 ５・・・・・・・・・・加熱ヒータ（加熱手段） Ｆ・・・・・・・・・・押込力

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 脇田 直志 堺市海山町６丁224番地 昭和アルミニウ ム株式会社内 Ｆターム(参考） 3H013 BA03 3J039 AA03 BB01 LA02

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 銅製パイプの一端側に形成された先細り
   状部にアルミニウム製パイプの一端側開口端部を外嵌め
   して共晶接合する、銅製パイプとアルミニウム製パイプ
   の共晶接合方法において、 前記両パイプの嵌合方向における一方の側面から他方の
   側面に渡って同じ内径で形成されたパイプ挿通孔を有す
   る拘束治具を用い、 該拘束治具の前記挿通孔に、前記両パイプの嵌合部位を
   挿入状態に配置して、パイプ嵌合部位を拘束治具により
   径方向外方から拘束し、この状態で拘束治具により両パ
   イプを加熱しながら両パイプに嵌合方向への相対的押込
   力を付与することを特徴とする、銅製パイプとアルミニ
   ウム製パイプの共晶接合方法。
2. 【請求項２】 両パイプの加熱時に、前記アルミニウム
   製パイプに対して、嵌合部位から長さ方向に離間するに
   つれて共晶接合部よりも温度が低くなる温度勾配を生じ
   させる請求項１に記載の銅製パイプとアルミニウム製パ
   イプの共晶接合方法。
3. 【請求項３】 銅製パイプの先細り状部の先端に、この
   先端の外径と同径の筒形延設部を一体形成してなる請求
   項１に記載の銅製パイプとアルミニウム製パイプの共晶
   接合方法。
4. 【請求項４】 銅製パイプの一端側に形成された先細り
   状部にアルミニウム製パイプの一端側開口端部を外嵌め
   して共晶接合する、銅製パイプとアルミニウム製パイプ
   の共晶接合装置において、 前記両パイプの嵌合方向における一方の側面から他方の
   側面に渡って同じ内径で形成されたパイプ挿通孔を有
   し、該挿通孔に、前記両パイプの嵌合部位を挿入状態に
   配置して、パイプ嵌合部位を径方向外方から拘束する拘
   束治具と、 該拘束治具を加熱することによって前記両パイプを加熱
   する加熱手段と、 を備えたことを特徴とする、銅製パイプとアルミニウム
   製パイプの共晶接合装置。
5. 【請求項５】 銅製パイプの一端側に形成された先細り
   状部にアルミニウム製パイプの一端側開口端部が外嵌め
   され、かつ共晶接合されたパイプ接合体であって、 接合部及び該接合部の両側の銅製パイプとアルミニウム
   製パイプの各外径が同一ないし略同一であることを特徴
   とするパイプ接合体。
6. 【請求項６】 銅製パイプの先細り状部の先端に、この
   先端の外径と同径の筒形延設部が一体形成されている請
   求項５に記載のパイプ接合体。