JP2004230419A - フューエルインレットの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】強塩害地域でも十分な耐久性を発揮するフューエルインレットの製造方法を提供する。
【解決手段】フューエルインレットを製造するには、先ずインレットパイプ１となるステンレスパイプにバルジ成形とベンド加工を施し、次いで、ステンレスパイプの一端を偏芯拡管する。この際加工硬化が激しい部分を除去する。偏芯拡管工程が終了したならば、インレットパイプにブリーザパイプを差し込むための穴あけ加工を行い、偏芯拡管された部分の内側にガイドをスポット溶接し、またネジ部を成形し、ろう付けの前処理として、脱脂・洗浄を行った後、ろう付けを行う。ろう付けはＢＡｇ−４（低温ろう材）を用い、７５０〜８５０℃で行う。この後、ろう付けの後処理として、フラックス除去・洗浄を行い、最後に塗装を行う。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動車などの燃料タンクにガソリンなどの燃料を注入するフューエルインレット（燃料供給管）の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
フューエルインレットを構成するインレットパイプは、鉄製パイプにメッキを施したもの或いは更にその表面に塗装を施したものが従来から使用されている。またインレットパイプの形状は一端側を偏芯拡管し、この拡管部にネジ加工を施してキャップの装着を可能とし、またネジ加工を施した部分より若干下がった位置にタンク内のエア抜きを行うためのブリーザパイプを取り付けている。
【０００３】
パイプ材を偏芯拡管する方法としては、クランプ型内にパイプ材をセットし、芯金をパイプ材に挿入して同軸拡管した後、パイプ材を別の金型と芯金を用いて偏芯拡管する方法（特許文献１）、同軸拡管を行わずに始めから偏芯拡管する方法（特許文献２）が知られている。
【０００４】
また、フューエルインレットは走行時にタイヤなどで跳ね上げられた石などによりチッピングダメージを受け易い箇所に取り付けられるので、塗膜やメッキ膜が削られ、鉄素地が露出することもあり、強塩害地での耐久性に問題があった。そこで、鉄製パイプの代わりにステンレスパイプを用い、このステンレスパイプにプロジェクション溶接でブリーザパイプを溶接し、この後表面にカチオン電着塗装を施す方法が提案されている。（特許文献３）
【０００５】
特許文献１：特開２００１−２７６９４２号公報
特許文献２：特開平１１−２３９８３５号公報
特許文献３：特開２００２−２４２７７９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
鉄製パイプの代わりにステンレスパイプを用いることで、耐久性は向上するが新たな問題も生じる。
即ち、偏芯拡管工程において、鉄製パイプの場合には殆んど反りは発生しなかったが、ステンレスパイプは一般に板状ステンレスを筒状に丸めて溶接することでパイプ状にしており、溶接部とその他の部分の材料伸び率が異なり、反りが大きくなる。
また、ステンレスパイプの場合、拡管部の先端つまり最も板厚減少率が大きな箇所の加工硬化率も大きくなり、次工程での加工が困難になる。
更に、プロジェクション溶接はステンレス表面の不動態層にダメージを与えるため、特許文献３にも記載されているようにブリーザパイプをリングプロジェクション溶接した箇所に赤錆が発生する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記した問題点を解決するため、第１の発明（請求項１）は、ステンレスパイプの一端側を偏芯拡管したインレットパイプにブリーザパイプを溶接し、この後塗装を施すようにしたフューエルインレットの製造方法において、前記偏芯拡管を行うにあたり、ステンレスパイプを内径が目的とする成形品の外径に等しいクランプ型内にセットしてステンレスパイプ内に拡管芯金を挿入し、ステンレスパイプの外側を拘束しつつ内側から板厚方向の力（しごき）を加えつつ行うようにした。
このようにすることで、偏芯拡管の際の反りを軽減することができる。
【０００８】
また、偏芯拡管する前にステンレスパイプの内側全面に潤滑剤を塗布しておくことで、摺動面における油膜切れが防止でき、後工程での潤滑剤の塗布を省略できる。
【０００９】
また、ステンレスパイプに接触するクランプ型内面及び拡管芯金外面に、摩擦抵抗を少なくするための表面処理を施しておくことで、高精度の偏芯拡管を行うことができる。
【００１０】
更に、拡管芯金に冷却水通路などの冷却手段を設けてもよい。拡管の際に拡管芯金と材料との摩擦で発熱し、拡管芯金の温度が上昇し、潤滑剤が消失して摺動性が悪化するが、冷却手段を設けることで、これを防止することができる。
【００１１】
上記した問題点を解決するため、第２の発明（請求項５）は、ステンレスパイプの一端側を偏芯拡管したインレットパイプにブリーザパイプを溶接し、この後塗装を施すようにしたフューエルインレットの製造方法において、前記偏芯拡管に引き続いて拡管された部分の外端部を切断除去するようにした。
拡管の初期段階においては、パイプの端部は外径方向にのみに押し広げられ、軸方向の縮みは生じない。そのため拡管の初期段階での端部の板厚減少率が他の箇所に比べて大きくなり加工硬化も激しくなる。この加工硬化した部分をそのまま残しておくと次工程での加工が困難になる。したがって、加工硬化した部分（拡管された部分の外端部）を除去することで次工程での加工が容易になる。
【００１２】
前記拡管された部分の外端部を除去するには、ステンレスパイプの内径側から外径側に向けて切断除去することが好ましい。この方向に切断することで、インレットパイプになった時、カール成形によりバリがカールの内側になるため、直接バリが人の手に接触しずらくなり、更に多工程の拡管工法を用いてもバリが内径側にないため、バリの挟み込みが無く、傷が発生せず、また挟み込みによる芯金の表面処理部のハガレ防止にもなる。
【００１３】
上記した問題点を解決するため、第３の発明（請求項７）は、ステンレスパイプの一端側を偏芯拡管したインレットパイプにブリーザパイプを溶接し、この後塗装を施すようにしたフューエルインレットの製造方法において、前記溶接は銀を主体としたろう材を用い且つ還元雰囲気で行うようにした。
プロジェクション溶接ではブリーザパイプとの溶接部をカチオン電着塗装しても赤錆が発生したが、ろう付けによればこれを防止することが可能となる。
【００１４】
上記ろう付け溶接を行うには、溶接の前処理としてアルカリイオン水を用いた脱脂洗浄を行い、また後処理として酸性イオン水を用いたフラックス除去洗浄を行うことが好ましい。
【００１５】
また、溶接後に行う塗装としては、鉛フリー塗料を用いたカチオン電着塗装または六価クロムフリーの水溶性塗料（アクリル系シリコーン塗装）を用いた塗装が環境面で好ましい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。図１は全体の工程図、図２はフューエルインレットの全体断面図、図３は拡管工程を説明した図、図４はカット工程を説明した図、図５はブリーザパイプの接合部の構造を示す拡大図である。
【００１７】
フューエルインレットは図２に示すように、ステンレスパイプからなるインレットパイプ１に同じくステンレスパイプからなるブリーザパイプ２を溶接して構成され、インレットパイプ１の一端側は偏芯拡管され、この偏芯拡管された部分にキャップを取り付けるためのネジ部３を成形し、更に偏芯拡管された部分の内側にはガイド４をスポット溶接している。
【００１８】
上記したフューエルインレットを製造するには、図１に示すように、先ずインレットパイプ１となるステンレスパイプにバルジ成形とベンド加工を施す。このベンダー曲げの際にステンレスパイプ内面全体に潤滑剤を塗布しておく。
【００１９】
次いで、ステンレスパイプの一端を偏芯拡管する。偏芯拡管するには図３に示すように、ステンレスパイプをクランプ型５内にセットし、この状態のステンレスパイプに拡管芯金６を挿入して行う。
【００２０】
ここで、クランプ型５は一対の分割型５ａ、５ｂからなり、分割型５ａ、５ｂを閉じた状態の内径が偏芯拡管されるステンレスパイプの外径に等しくなるものを選定する。このようにすることで、偏芯拡管の際にステンレスパイプの外径が拘束され、拡管芯金６によってステンレスパイプに板厚方向の力を加えつつ、つまり「しごき」ながら偏芯拡管することができ、成形後にクランプ型５からステンレスパイプを取り外した際の反りを無くすことができる。
【００２１】
また、拡管芯金６には図３に示すように冷却水通路７を形成し、配管８から冷却水を供給するようにしている。冷却構造はこれに限定されないが、拡管芯金６を冷却することで、成形時のステンレスパイプとの摩擦に起因する発熱によって拡管芯金６が高温となることが抑制され、潤滑剤の消失も抑えられる。
【００２２】
上記の偏芯拡管工程においては、先ずステンレスパイプの一端部が外径方向にのみ押し広げられ、この後拡管が進行すると軸方向の力が加わって軸方向の縮みが生じる。そして成形の初期段階で外径方向にのみ押し広げられたステンレスパイプの一端部は板厚減少率が大で加工硬化が激しい。このためこの部分を残しておくと、更に成形する場合（例えばカール成形など）に支障を来たす。
【００２３】
そこで、図４に示すように、ステンレスパイプの拡管した一端部をクランプ刃９で保持し、回転式カット刃１０で内径側から外径側に向かって加工硬化が激しい部分を除去する。このように切断する方向を内側から外側にすることで、前記したように直接バリが人の手に接触しずらくなり、挟み込みが無くなるので、多工程の拡管工法を実施する際に傷が発生せず、また芯金の表面処理部のハガレも防止できる。
【００２４】
上記の偏芯拡管と端部除去の工程は１回でもよいが、複数回行ってもよい。クランプ型５と拡管芯金６を替えて複数回行う場合には、ステンレスパイプに反りがないことが条件になるので、しごきながら偏芯拡管することが重要になる。
【００２５】
偏芯拡管工程が終了したならば、インレットパイプ１（ステンレスパイプ）にブリーザパイプ２を差し込むための穴あけ加工を行う。インレットパイプ１に形成する穴は図５に示すように、バーリング部１１がパイプ内側になるようにする。逆にバーリング部が外側に向くと、接合部にエッジが存在することになり、接合時の熱でエッジ（バーリング部）が極端に酸化する虞があり、また外側にエッジがあると塗膜の厚さにバラツキが生じ、密着性も劣ることになる。
【００２６】
バーリング加工が終了したら、偏芯拡管された部分の端部をカール成形（シール面予備成形）し、この後偏芯拡管された部分の内側にガイド４をスポット溶接し、偏芯拡管された部分にネジ部３を成形し、更にカールリスト（シール面再成形）を行う。ネジ部３の成形は本出願人が先に提案しているカムプレス成形装置を用いる。
【００２７】
カールリスト（シール面再成形）が終了したら、インレットパイプ１とともに別途用意したブリーザパイプ２に、ろう付けの前処理として、脱脂・洗浄を行う。塗布した潤滑油の脱脂が不完全であると、パイプ内面に乾燥工程の熱で油膜の焼付け生じるため、脱脂はアルカリイオン水（水温７０〜９０℃，ＰＨ９．２〜９．８）を用いる。
【００２８】
脱脂・洗浄には有機溶媒を用いる脱脂が主流であるが、排水処理および環境面を考慮するとできるだけ有機溶媒は用いないようにすべきである。また、超音波を併用した振動浸漬洗浄は更に有効である。
【００２９】
次いで、ろう付けを行う。ろう付けはＢＡｇ−４（低温ろう材）を用い、７５０〜８５０℃で行い、且つ窒素ガスやアルゴンガスなどの不活性ガスをバックシールドガスとして行う。不活性ガスをバックシールドガスとすることで加熱部表面に酸化クロムが発生することを防げる。
ろう付けの手段としては、例えばトーチろう付けや高周波ろう付けが適当である。トーチろう付けの場合にはノズルカバーから火炎を包み込むように不活性ガスを供給し、高周波ろう付けの場合にはシールドガス用カバーでろう付け部を包み込むようにする。尚、ろう付けはフラックスの種類などを工夫することで、シールドガスを用いずに行うことも可能である。このようなフラックスとしては例えば、ホウ酸：最大３５重量％、ホウ酸カリウム：最大３０重量％、フッ化水素酸：最大３５重量％、水：残部の組成割合からなるものが挙げられる。
【００３０】
この後、ろう付けの後処理として、フラックス除去・洗浄を行う。フラックス除去が不完全であると、ろう付け部分の防錆能力が劣化する。またフラックス除去・洗浄には環境面を考慮して酸性イオン水（水温７０〜９０℃、ＰＨ２．８以下）を使用する。尚、超音波を併用した振動浸漬洗浄は更に有効である。
【００３１】
以上の工程が終了したならば、洩れ検査とその他の必要な部品を組付けた後、塗装を行う。塗装方法はカチオン電着塗装など任意であるが、カチオン電着塗装の場合には、鉛フリー塗料を用い、また水溶性塗料の場合には六価クロムフリーのアクリル系シリコーン塗装を用いることが環境面で好ましい。
この後、完成品検査を行いフューエルインレットの製造は完了する。
【００３２】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、フューエルインレットを鉄製パイプからステンレスパイプに変更した場合に問題となる偏芯拡管工程における反りを有効に防止することができる。
また、敢えて加工硬が進んだ化拡管部の先端をカットするようにしたので、加工性を大幅に向上させることが可能となった。
更に、ステンレスパイプに変更してもブリーザパイプとの溶接部には赤錆が発生していたが、銀を用いたろう付けを行うことでこれも解決することができる。即ち、塩水噴霧−加熱乾燥−湿潤−常温乾燥の順に条件を変化させ、このサイクルを１サイクル（２４時間）とし１８０サイクルまで実施する複合防錆評価を行った。その結果、極めて良好な耐久性を発揮することが分った。
【図面の簡単な説明】
【図１】全体の工程図
【図２】フューエルインレットの全体断面図
【図３】拡管工程を説明した図（芯金冷却＋クランプ）
【図４】カット工程を説明した図
【図５】ブリーザパイプの接合部の構造を示す拡大図
【符号の説明】
１…インレットパイプ、２…ブリーザパイプ、３…ネジ部、４…ガイド、５…クランプ型、５ａ，５ｂ…クランプ型の分割型、６…拡管芯金、７…冷却水通路、８…配管、９…クランプ刃、１０…回転式カット刃、１１…バーリング部。

Claims (10)

1. ステンレスパイプの一端側を偏芯拡管したインレットパイプにブリーザパイプを溶接し、この後塗装を施すようにしたフューエルインレットの製造方法において、前記偏芯拡管は内径が目的とする成形品の外径に等しいクランプ型内にステンレスパイプをセットし、このステンレスパイプ内に拡管芯金を挿入し、ステンレスパイプの外側を拘束しつつ内側から板厚方向の力を加えつつ行うことを特徴とするフューエルインレットの製造方法。
2. 請求項１に記載のフューエルインレットの製造方法において、前記偏芯拡管する前にステンレスパイプの内側全面に潤滑剤を塗布することを特徴とするフューエルインレットの製造方法。
3. 請求項１に記載のフューエルインレットの製造方法において、前記ステンレスパイプに接触するクランプ型内面及び拡管芯金外面には、摩擦抵抗を少なくするための表面処理が施されていることを特徴とするフューエルインレットの製造方法。
4. 請求項１に記載のフューエルインレットの製造方法において、前記拡管芯金には冷却手段が設けられていることを特徴とするフューエルインレットの製造方法。
5. ステンレスパイプの一端側を偏芯拡管したインレットパイプにブリーザパイプを溶接し、この後塗装を施すようにしたフューエルインレットの製造方法において、前記偏芯拡管に引き続いて拡管された部分の外端部を切断除去することを特徴とするフューエルインレットの製造方法。
6. 請求項５に記載のフューエルインレットの製造方法において、前記外端部の切断除去は、ステンレスパイプの内径側から外径側に向けて行うことを特徴とするフューエルインレットの製造方法。
7. ステンレスパイプの一端側を偏芯拡管したインレットパイプにブリーザパイプを溶接し、この後塗装を施すようにしたフューエルインレットの製造方法において、前記溶接は銀を主体としたろう材を用いて行うことを特徴とするフューエルインレットの製造方法。
8. 請求項７に記載のフューエルインレットの製造方法において、前記ろう付けは還元雰囲気で行うことを特徴とするフューエルインレットの製造方法。
9. 請求項７または請求項８に記載のフューエルインレットの製造方法において、前記溶接の前処理としてアルカリイオン水を用いた脱脂洗浄を行い、また後処理として酸性イオン水を用いたフラックス除去洗浄を行うことを特徴とするフューエルインレットの製造方法。
10. 請求項１乃至請求項９に記載のフューエルインレットの製造方法において、前記塗装は鉛フリー塗料を用いたカチオン電着塗装または六価クロムフリーの水溶性塗料を用いた塗装であることを特徴とするフューエルインレットの製造方法。

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