JP2009052634A

JP2009052634A - ろう付け継手

Info

Publication number: JP2009052634A
Application number: JP2007219221A
Authority: JP
Inventors: Etsuro Kubota; 悦郎久保田
Original assignee: Nikkei Heat Exchanger Co Ltd
Current assignee: Nikkei Heat Exchanger Co Ltd
Priority date: 2007-08-27
Filing date: 2007-08-27
Publication date: 2009-03-12

Abstract

【課題】リング状ろう材を介在して、主管と継手を仮固定し、ろう付け性の向上が図れるようにしたろう付け継手を提供すること。
【解決手段】リング状ろう材３０を介在して主管１０に接合される継手２０（枝管）において、主管１０の接合面１１に設けられた挿入孔１２内に挿入される挿入部２２と、この挿入部２２と継手部２３との間に設けられ、リング状ろう材３０を押さえる環状鍔部２４とを設ける。挿入部２２に、環状鍔部２４との間でリング状ろう材３０を保持する隆起部２５を設け、この隆起部２５を挿入孔１２内に密接可能に形成する。
【選択図】図３

Description

この発明は、ろう付け継手に関するもので、更に詳細には、リング状ろう材を介在して主管に接合される例えば枝管等の継手の形状に関するものである。

一般に、継手例えば枝管を主管にろう付けする場合、枝管の接合部の形状には様々なものがある。例えば、機器冷却用に用いられる熱交換器の場合、ストレートの配管形状や凹凸部の付いたホースニップル形状等が用いられる。この場合、強度的な観点から鍔部を設けて、接合面積を増やした形状が望ましいとされている。

また、製造上のコスト等を鑑みると、ろう付け前に各種部品をアッセンブリー（仮組み付け）し、その後ろう付けするといったプロセスが望ましい。そのためには、事前に枝管を仮固定する必要がある。

従来、枝管を仮固定する方法として、図７に示すように、主管１にネッキング加工を施した挿入孔２を形成し、一方、枝管３には、外方に向かって円弧状に膨隆するスプール部３ａを形成し、挿入孔２にスプール部３ａを圧接するまで圧入して仮固定し、主管と枝管との接合面にろう材を付し、該ろう材を加熱してろう付けする方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開平４−１４５２９１号公報（特許請求の範囲、第１図，第２図）

しかしながら、特許文献１に記載の技術は、主管及び枝管の双方に加工すなわちネッキング加工，スプール部の成形加工等を施す必要があり、これら加工に手間を要するという問題がある。また、主管のネッキング加工された挿入孔と枝管に形成された円弧状のスプール部とを隙間なく密接することは難しく、しかも、仮固定後に主管と枝管との接合面にろう材を満遍なく付すことが難しく、ろう付けが不安定になる懸念がある。また、枝管を主管に挿入し自立させた場合に倒れ等が生じ易く、位置精度を確保することが難しいという問題があった。

この発明は上記事情に鑑みてなされたもので、リング状ろう材を介在して、主管と継手を仮固定し、ろう付け性の向上が図れるようにしたろう付け継手を提供するものである。

上記課題を解決するために、この発明は、リング状ろう材を介在して主管に接合される継手であって、上記主管の接合面に設けられた挿入孔内に挿入される挿入部と、この挿入部と継手部との間に設けられ、上記リング状ろう材を押さえる環状鍔部と、を具備し、上記挿入部に、上記環状鍔部との間で上記リング状ろう材を保持する隆起部を設け、この隆起部を上記挿入孔内に密接可能に形成してなる、ことを特徴とする（請求項１）。

この発明において、上記隆起部を、先端に向かって狭小テーパ状に形成する方が好ましい（請求項２）。

また、上記隆起部を、上記挿入部の周方向の全周に設けるか（請求項３）、あるいは、上記挿入部の周方向の側面に１又は複数箇所に設けてもよい（請求項４）。

また、この発明において、上記隆起部と上記環状鍔部とが共働して上記リング状ろう材を保持する段部を具備する方が好ましい（請求項５）。

上記のように構成することにより、挿入部と継手部との間に設けられる環状鍔部と、挿入部に設けられる隆起部とでリング状ろう材を保持した状態で、隆起部を主管に設けられた挿入孔内に密接して仮固定することができる。また、この状態でろう材を加熱して主管と継手とをろう付けすることができる。この場合、隆起部を先端に向かって狭小テーパ状に形成することにより、主管の挿入孔内への挿入部の挿入を容易にすることができる（請求項２）。

また、隆起部と環状鍔部とが共働してリング状ろう材を保持する段部を設けることにより、主管と継手の仮固定時のリング状ろう材の保持を確実にすることができる。

この発明のろう付け継手によれば、上記のように構成されているので、以下のような顕著な効果が得られる。

（１）請求項１，３，４記載の発明によれば、リング状ろう材を接合箇所に保持した状態で、挿入部に設けられた隆起部を挿入孔内に密接することができるので、主管と継手の仮固定時に継手が倒れるのを防止することができると共に、ろう付けを容易かつ確実に行うことができる。この場合、隆起部を先端に向かって狭小テーパ状に形成することにより、主管の挿入孔内への挿入部の挿入を容易にすることができるので、更にろう付け作業を容易にすることができる（請求項２）。

（２）請求項５記載の発明によれば、主管と継手の仮固定時のリング状ろう材の保持を確実にすることができるので、上記（１）に加えて、更に主管と継手の仮固定を安定することができると共に、ろう付け性の向上を図ることができる。

以下、この発明に係るろう付け継手の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。ここでは、この発明に係るろう付け継手を、熱交換器のヘッダーパイプと熱媒体用配管の接合に適用した場合について説明する。

◎第１実施形態
図１は、この発明に係るろう付け継手の第１実施形態の接合状態を示す斜視図、図２は、図１の分解斜視図、図３は、ろう付け継手の仮固定状態を示す断面図（ａ）及びろう付け後の状態を示す側面図（ｂ）である。

第１実施形態は、ヘッダーパイプを構成する主管１０の接合面１１に、リング状ろう材３０を介在して継手２０例えば熱媒体用配管を構成する枝管（以下に枝管２０という）をろう付け接合した場合である。この場合、主管１０は、直径２５ｍｍ、肉厚１．６ｍｍのアルミニウム合金製の中空円筒状の押出形材にて形成されている。また、主管１０の接合面１１には挿入孔１２が設けられている。

上記枝管２０は、直径１９ｍｍ、肉厚１．２ｍｍのアルミニウム合金製の中空円筒状の押出形材にて形成され、その一部が屈曲されており、一端には上記挿入孔１２内に嵌挿可能な挿入部２２が形成され、挿入部２２に連なって円筒状の継手部２３が形成されている。

上記挿入部２２と継手部２３との間には、リング状ろう材３０を押さえる環状鍔部２４が形成されている。また、挿入部２２には、環状鍔部２４との間でリング状ろう材３０を保持する隆起部２５が設けられている。この場合、隆起部２５は、挿入部２２の周方向の全周に亘って設けられ、先端に向かって緩やかな狭小テーパ状に形成されると共に、挿入孔１２内に密接可能に形成されている。この隆起部２５は約０．０５ｍｍ程度の高さを有すると共に、少なくとも主管１０の肉厚１．６ｍｍより長い寸法例えば３ｍｍを有しており、例えば枝管２０を成形型に固定した状態で内方に流体を加圧して成形することができる。

なお、環状鍔部２４と隆起部２５との間には、環状鍔部２４と隆起部２５が共働してリング状ろう材３０を保持する段部２６が形成されている。このように段部２６を設けることによって、リング状ろう材３０を確実に保持することができる。

上記リング状ろう材３０は、例えばアルミニウム合金製の鞘の中に、銅と珪素等の混合金属粉末を充填してなるアルミニウム合金ろう付け用線状ろう材をリング状にしたものが用いられる。

上記のように形成された枝管２０を主管１０にろう付け接合するには、まず、枝管２０の環状鍔部２４と隆起部２５との間の段部２６にリング状ろう材３０を保持する。次に、主管１０の接合面１１に設けられた挿入孔１２内に枝管２０の挿入部２２を嵌挿すると、隆起部２５が挿入孔１２の内周面に密接する。これにより、主管１０の接合面１１と枝管２０の継手部２３とがリング状ろう材３０を介在して隙間のない状態に仮固定される。この状態で、図示しない炉内に搬入して所定のろう付け温度に加熱してろう付け接合する。この状態において、ろう材３０は毛細管作用によって挿入部２２と挿入孔１２との間の微小クリアランスに流れてろう付けに貢献する。

第１実施形態によれば、リング状ろう材３０を介在して環状鍔部２４と主管１０の接合面１１とが隙間のない状態に仮固定された状態でろう付け接合することができるので、ろう付けを確実にすることができる。また、枝管２０と主管１０が密着しているため、枝管２０と主管１０の双方に熱が伝わり温度が均一となり、ろう付を容易に行うことができる。

◎第２実施形態
図４は、この発明に係るろう付け継手の第２実施形態の接合状態を示す断面図（ａ）及び（ａ）のＩ−Ｉ線に沿う要部断面図（ｂ）である。

第２実施形態は、第１実施形態の隆起部２５に代えて、挿入部２２の周方向の側面における１箇所に、先端に向かって緩やかな狭小テーパ状に形成される隆起部２５Ａを形成した場合である。この隆起部２５Ａは上述したように、約０．０５ｍｍ程度の高さを有すると共に、少なくとも主管１０の肉厚１．６ｍｍより長い寸法例えば３ｍｍを有しており、例えば枝管２０Ａを成形型に固定した状態で内方に流体を加圧して成形することができる。

このように構成される第２実施形態において、枝管２０Ａを主管１０にろう付け接合するには、まず、環状鍔部２４と１つの隆起部２５Ａとによってリング状ろう材３０を保持して、第１実施形態と同様に、枝管２０Ａの環状鍔部２４と隆起部２５Ａとの間にリング状ろう材３０を保持する。次に、主管１０の接合面１１に設けられた挿入孔１２内に枝管２０Ａの挿入部２２を嵌挿すると、隆起部２５Ａが挿入孔１２の内周面に密接する。これにより、主管１０の接合面１１と枝管２０Ａの継手部２３とがリング状ろう材３０を介在して隙間のない状態に仮固定される。この状態で、図示しない炉内に搬入して所定のろう付け温度に加熱してろう付け接合する。この場合、挿入部２２と挿入孔１２との間には隙間が生じるが、隆起部２５Ａの高さは０．０５ｍｍと僅かであるので、ろう材３０は毛細管作用によって挿入部２２と挿入孔１２との間の隙間に流れてろう付けに貢献する。

なお、第２実施形態において、その他の部分は第１実施形態と同じであるので、同一部分には同一符号を付して説明は省略する。

◎第３実施形態
図５は、この発明に係るろう付け継手の第３実施形態の接合状態を示す断面図（ａ）及び（ａ）のII−II線に沿う要部断面図（ｂ）である。

第３実施形態は、第１実施形態の隆起部２５及び第２実施形態の隆起部２５Ａに代えて、挿入部２２の周方向の側面における複数箇所例えば４箇所に、先端に向かって緩やかな狭小テーパ状に形成される隆起部２５Ｂを形成した場合である。なお、隆起部２５Ｂは、挿入部２２の周方向の側面における複数箇所であれば、４箇所以外に例えば２箇所，３箇所，５箇所等であってもよい。この隆起部２５Ｂは上述したように、約０．０５ｍｍ程度の高さを有すると共に、少なくとも主管１０の肉厚１．６ｍｍより長い寸法例えば３ｍｍを有しており、例えば枝管２０Ｂを成形型に固定した状態で内方に流体を加圧して成形することができる。

このように構成される第３実施形態において、枝管２０Ｂを主管１０にろう付け接合するには、まず、環状鍔部２４と複数の隆起部２５Ｂとによってリング状ろう材３０を保持して、第１実施形態と同様に、枝管２０Ｂの環状鍔部２４と隆起部２５Ｂとの間にリング状ろう材３０を保持する。次に、主管１０の接合面１１に設けられた挿入孔１２内に枝管２０Ｂの挿入部２２を嵌挿すると、隆起部２５Ｂが挿入孔１２の内周面に密接する。これにより、主管１０の接合面１１と枝管２０Ｂの継手部２３とがリング状ろう材３０を介在して隙間のない状態に仮固定される。この状態で、図示しない炉内に搬入して所定のろう付け温度に加熱してろう付け接合する。この場合、挿入部２２と挿入孔１２との間には隙間が生じるが、隆起部２５Ｂの高さは０．０５ｍｍと僅かであるので、ろう材３０は毛細管作用によって挿入部２２と挿入孔１２との間の隙間に流れてろう付けに貢献する。

なお、第３実施形態において、その他の部分は第１実施形態と同じであるので、同一部分には同一符号を付して説明は省略する。

◎その他の実施形態
なお、上記第１ないし第３実施形態では、隆起部２５，２５Ａ，２５Ｂが先端に向かって緩やかな狭小テーパ状に形成される場合について説明したが、図６に示すように、主管１０の肉厚１．６ｍｍよりも長い寸法の円弧状の隆起部２５Ｃにて形成してもよい。なお、図６では、隆起部２５Ｃが複数の場合について説明したが、１箇所に隆起部２５Ｃを設けてもよく、あるいは、断面円弧状で周方向に連続する形状にしてもよい。この場合、隆起部２５Ｃは上述したように、約０．０５ｍｍ程度の高さを有すると共に、少なくとも主管１０の肉厚１．６ｍｍより長い寸法例えば３ｍｍを有しており、例えば枝管２０Ｃを成形型に固定した状態で内方に流体を加圧して成形する以外に、枝管２０Ｃリング状の内方にポンチ等の工具を挿入し、圧痕加工にて成形することができる。

また、上記実施形態では、この発明に係るろう付け継手を、熱交換器のヘッダーパイプと熱媒体用配管の接合に適用した場合について説明したが、この発明は、その他のアルミニウム製主管と枝管との接合にも適用できることは勿論である。

この発明に係るろう付け継手の第１実施形態の接合状態を示す斜視図である。図１の分解斜視図である。ろう付け継手の第１実施形態の仮固定状態を示す断面図（ａ）及びろう付け後の状態を示す側面図（ｂ）である。ろう付け継手の第２実施形態の仮固定状態を示す断面図（ａ）及び（ａ）のＩ−Ｉ線に沿う要部断面図（ｂ）である。この発明に係るろう付け継手の第３実施形態の接合状態を示す断面図（ａ）及び（ａ）のII−II線に沿う要部断面図（ｂ）である。この発明における隆起部の別の形態を示す斜視図である。従来のろう付け継手の接合前の状態を示す断面図（ａ）及び接合（嵌合）状態を示す断面図（ｂ）である。

符号の説明

１０主管
１１接合面
１２挿入孔
２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ枝管（継手）
２２挿入部
２３継手部
２４環状鍔部
２５，２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃ隆起部
２６段部
３０リング状ろう材

Claims

リング状ろう材を介在して主管に接合される継手であって、
上記主管の接合面に設けられた挿入孔内に挿入される挿入部と、この挿入部と継手部との間に設けられ、上記リング状ろう材を押さえる環状鍔部と、を具備し、上記挿入部に、上記環状鍔部との間で上記リング状ろう材を保持する隆起部を設け、この隆起部を上記挿入孔内に密接可能に形成してなる、ことを特徴とするろう付け継手。
請求項１記載のろう付け継手において、
上記隆起部は、先端に向かって狭小テーパ状に形成されている、ことを特徴とするろう付け継手。
請求項１又は２記載のろう付け継手において、
上記隆起部は、上記挿入部の周方向の全周に設けられている、ことを特徴とするろう付け継手。
請求項１又は２記載のろう付け継手において、
上記隆起部は、上記挿入部の周方向の側面に１又は複数箇所に設けられている、ことを特徴とするろう付け継手。
請求項１ないし４のいずれかに記載のろう付け継手において、
上記隆起部と上記環状鍔部とが共働して上記リング状ろう材を保持する段部を具備する、ことを特徴とするろう付け継手。