JP2013063764A - 排気管アセンブリ、及びシートメタルタブを排気管に固定させる方法 - Google Patents

Abstract

【課題】容易かつ低コストで排気管の固定を可能にする。
【解決手段】管軸Ａに沿って延在する排気管１０と、排気管１０に装着され、断面が湾曲状に構成される固定パネル１２とを備え、円周方向に間隔を空けて配置される固定パネル１２の二つの接合面１８は排気管１０にはんだ付けされ、固定パネル１２と接合する支持体２０は、固定パネル１２の二つの接合面１８の間に配置される。固定パネル１２は、排気管１０及びシートメタルタブ１２が設けられるステップと、はんだ付け物質１５が次にシートメタルタブ１２に係留固定されるステップと、はんだ付け物質１５が排気管１０に接触して最終的にシートメタルタブ１２を排気管１０にはんだ付けするようにシートメタルタブ１２を次に排気管１０上に配置するステップで固定される。
【選択図】図２

Description

本発明は排気管アセンブリに関し、及び排気管アセンブリを得るためにシートメタルタブ（sheet-metal tab）又は固定パネルを排気管に固定させる方法に関する。

一般に支持体を排気管に溶接することが知られており、支持体は、例えば車両の下部にゴム軸受を用いて排気システムを装着するのに役立つ。溶接された接合部が断面の変化を引き起こす場合、そのような接合部は排気管の耐振性を局所的に制限するという欠点がある。さらに、溶接過程で接合に必要とされるいわゆる「溶込み（fusion penetration）」を高める一方で排気管の好ましくない「溶け落ち（burn through）」を確実に防ぐように、溶接される接合部は、排気管の壁の厚みを比較的大きくしなければならない。

本発明の目的は、容易かつ低コストで排気管の固定を可能にすることである。

この目的を達成するために、管軸に沿って延在する排気管と、排気管に装着される固定パネルであって、その断面が湾曲状に構成される固定パネルとを備え、円周方向に間隔を空けて配置される固定パネルの二つの接合面は排気管にはんだ付けされ、固定パネルと接合する支持体は、固定パネルの二つの接合面の間に配置される本発明による排気管アセンブリを提供する。

この目的を達成するために、シートメタルタブを排気管に固定させる方法も本発明により提供され、当該方法においては、排気管及びシートメタルタブがまず設けられ、排気管は管軸に沿って延在している。はんだ付け物質は次にシートメタルタブに係留固定され、はんだ付け物質が排気管に接触するようにシートメタルタブは排気管上に配置される。シートメタルタブは次に排気管にはんだ付けされる。

本発明は、固定パネル又は固体タブと共に、比較的表面積が大きい構成要素を固定要素と排気管の間に配置される「アダプター」として使用する基本的思想に基づいている。固定パネルは、はんだ付けされる接合部によって発生する負荷をかなり大きな表面積にわたって排気管に伝達でき、その結果、排気管の壁の厚さをより薄くすることができる。

はんだ付け物質を固定パネルに固定することは、排気管に対して固定パネルを位置付ける際のはんだ付け物質の好ましくない滑り落ちや落下、またそれによる各構成要素の不完全なはんだ付けを確実に防ぐので、その過程の確実性を向上させる。

排気管アセンブリの実施形態において、固定パネルの二つの接合面は互いに向かい合って配置され、すなわち、接合面は排気管の向かい合う面に配置される。固定パネルの長手方向のエッジは、特に接合面として構成されうる。

はんだストリップ、特に長方形のはんだストリップが固定パネルの接合面に沿って配置されるのが好ましい。（長方形の）はんだストリップは、一方では高荷重に耐え、他方では排気管の耐振性に悪影響を及ぼさない表面積の大きいはんだ付け接合部をもたらす。

はんだストリップは固定パネルと排気管との間の接合領域よりも大きいことが好ましい。はんだストリップが固定パネルと排気管の間の接合領域（数学的観点から考慮して直線状に限る）よりも大きいと、排気管に対する固定パネルの位置付けを修正することによって公差を容易に補償できる。はんだストリップが大きいことによって、いかなる場合でも確実なはんだ付け位置を形成することができる。

さらなる実施形態において、固定パネルのそれぞれの接合面は、例えば糸はんだ（solder wire）であるはんだ付け物質を収容するためのビードを有する。ビードは、管軸に沿って又は円周方向に、すなわち管軸に垂直な平面に延在するのが好ましい。

支持体は、特に溶接又ははんだ付けして固定パネルに堅固に接合されるのが好ましい。この堅固な接合のためには、個々の要求によって好ましい固定方法が選択可能であり、固定パネルの壁の厚みはいくぶん大きいものが溶接に必要とされるかどうかは重要ではない。固定パネルの寸法は、生じる追加費用が少ない範囲で済むように比較的小さくなっている。ちなみに、堅固な接合を行うために、支持体及び固定パネルは圧縮又は接着されてもよい。代わりに、例えば支持体と固定パネルの間のネジ止め連結などの着脱可能な接合も考えられる。

支持体は、固定パネルを排気管にはんだ付けした後、或いは前にも固定パネルと接合することができる。固定要素が固定パネルに溶接される場合、その前に固定要素を溶接することは、溶接位置の利用のしやすさの観点から有利である。

固定パネル又はシートメタルタブを排気管に固定する上述の本発明による方法において、はんだ付け物質は、特にスクリーン印刷法といった印刷法を利用してはんだペーストとしてシートメタルタブに塗布され、或いははんだ粉末としてシートメタルタブに塗布されるのが好ましい。しかるべき適合性がある場合、噴霧法や浸漬法を用いてはんだ付け物質を塗布することもできる。さらに当然のことながら、はんだ付け物質を手作業で塗布することも考えられる。これらの場合、はんだ付け物質とシートメタルタブとの間の接着は、係留接合を確実にするのに十分である。

代わりに、はんだ付け物質は、はんだストリップ又は糸はんだとして構成されてもよく、少なくとも一つの溶接位置又ははんだ付け位置を用いてシートメタルタブに係留固定されうる。いくつかの異なる実施形態において、糸はんだは弾力性のある状態で構成され、シートメタルタブ内に、特にシートメタルタブのビード内に挟み込まれうることも考えられる。

異なる方法において、設けられたシートメタルタブは湾曲した断面を有し、はんだ付け物質が係留固定される少なくとも一つの接合面を有する。

好ましくは、実質的に向かい合うシートメタルタブの長手方向のエッジは接合面として構成され、シートメタルタブの初期状態において、長手方向のエッジは排気管の直径よりも小さい距離で互いに向かい合って配置される。この構成において、湾曲したシートメタルタブの弾力性は、公差の自動補償をもたらすため、及びシートメタルタブのはんだ付け物質が排気管の外壁に確実に載るようにするための両方に利用されうる。このようにして、正確なはんだ付け位置が確実に得られる。

既に上述したように、支持体は、特にはんだ付け又は溶接されてシートメタルタブと接合されうる。

上述の方法から得られる排気管アセンブリにおいて、シートメタルタブは閉断面である中空円筒として構成することができ、少なくとも排気管、及びいくつかの異なる実施形態における支持体は、該中空円筒を通って延在している。シートメタルタブのこの箱部分は、特に管軸に対して垂直に負荷がかかる場合に、はんだ付け接合部の応力を比較的低くする。

排気管アセンブリの幾つかの実施形態において、少なくともはんだ付け物質に隣接した領域における排気管及びシートメタルタブの平面構造は、はんだ付けされた接合部上に効果を生じることが分かる。

上述の方法から得られる排気管アセンブリのシートメタルタブは、はんだ付け物質を収容するための少なくとも一つのビードを有することができ、該ビードは、軸方向又は円周方向に延在していることが好ましい。そのようなビードは低出費で構成でき、シートメタルタブと排気管のはんだ付けの前に、簡単な方法ではんだ付け物質をシートメタルタブに係留固定するのに役立つ。

本発明は、添付の図面に示されるさまざまな実施形態を参照して以下に説明される。

実施形態による本発明の排気管アセンブリの概略斜視図である。 図１による排気管アセンブリの概略断面図である。 さらなる実施形態による本発明の排気管アセンブリの概略断面図である。 さらなる実施形態による本発明の排気管アセンブリの概略断面図である。 さらなる実施形態による本発明の排気管アセンブリの概略断面図である。 さらなる実施形態による本発明の排気管アセンブリの概略断面図である。 さらなる実施形態による本発明の排気管アセンブリの概略断面図である。 さらなる実施形態による本発明の排気管アセンブリの概略断面図である。 さらなる実施形態による本発明の排気管アセンブリの概略斜視図である。

各図は、排気管アセンブリ８のさまざまな実施形態を示している。排気管アセンブリ８は、例えば自動車両に使用されるような排気システムの一部である排気管１０を備えている。排気管１０は、管軸Ａに沿って延在し、固定パネル１２又はシートメタルタブ（sheet-metal tab）１２を用いて支持体２０に装着され、該支持体は排気管１０を、つまり排気システムを例えば自動車両の下部に固定する。

図１及び図２による実施例において、排気管１０に装着された固定パネル１２は、二つの脚１２Ａ、１２Ｂを有する湾曲した略Ｃ字型の形状が得られるように、長方形形状から湾曲している。固定パネル１２は、当然のことながら、図示される長方形の最初の形状とは異なり、例えば、発生する材料応力を考慮して最適なパネル形状を得ることができる。

脚１２Ａ及び脚１２Ｂは、固定パネル１２の頂点Ｓから見て外側に向く自由端にそれぞれ長手方向のエッジ１４を備え、該二つの長手方向のエッジ１４は互いに向かい合って配置されている。長手方向のエッジ１４はそれぞれ、別の長手方向のエッジ１４に向かい合う側に、すなわち固定パネル１２の内側にはんだ付け物質（soldering material）１５が設けられ、はんだ付け物質１５は固定パネル１２に係留固定（captively fixed）されている。

はんだストリップ（solder strip）１６として構成されるはんだ付け物質１５は、例えば、好ましくはスクリーン印刷法といった印刷法を利用してはんだペースト又ははんだ粉末として固定パネルに塗布される。特に粘度といった特性に応じて、噴霧法や浸漬法を使用してはんだ付け物質１５の塗布を行うことも考えられる。しかしながら、はんだ付け物質１５は当然のことながら手作業で塗布することもできる。前述の各場合において、はんだ付け物質１５と固定パネル１２との間の接着は望ましい係留接合（captive connection）を確保にするのに十分である。あるいは、はんだ付け物質１５は、係留接合を確保するために少なくとも一つの溶接位置あるいははんだ付け位置によって固定パネル１２に固定されるストリップのようなはんだフィルムであってもよい。

図１及び図２の長手方向のエッジ１４は、より一般的な用語でいうと、円周方向２２に互いに離れて配置される二つの接合面１８であり、そこに固定パネル１２は排気管１０と共にはんだ付けされる。はんだ付け物質１５は、固定パネル１２が排気管１０にはんだ付けされる前に、固定パネル１２に、具体的には固定パネルの接合面１８に係留固定される。

固定パネル１２は、互いに向かい合って配置される二つの長手方向のエッジ１４の間に（それゆえ二つのはんだストリップ１６の間に）排気管を配置することによって排気管１０と接合し、その後、はんだ付け物質１５が溶解するように、はんだ付けされる領域は例えば誘導装置によって加熱される。

装着可能なはんだ付け位置に関して、固定パネル１２の二つの長手方向のエッジ１４は、排気管１０の外表面に接触するように或いは排気管１０の外表面からわずかな距離に配置される必要がある。これを確実にするために、初期状態において、長手方向のエッジ１４の互いの距離は排気管１０の外径よりもわずかに小さくなるように設けることができる。その結果、二つの脚１２Ａ、１２Ｂは、固定パネル１２が排気管１０に取り付けられる際にわずかに弾性的に曲げられる。このようにして、はんだストリップ１６は排気管１０と確実に接触することとなる。二つの長手方向のエッジ１４はわずかに斜めになるように、すなわちじょうご型の断面になるように調整して設けることも可能であり、それによってエッジ１４は、固定パネル１２がそこに装着される場合の二つの挿入傾斜（insertion bevels）に類似した排気管１０の外表面上に自動的に位置付けられる。

二つのはんだストリップ１６は長手方向のエッジ１４のほぼ全長にわたって延在し、適切なはんだ付け位置に対して実際に十分である幅よりもわずかに大きい幅Ｂを有している。このように、固定パネル１２が排気管１０に対して位置付けできる範囲内で、ある一定の遊びが可能となる。図２について、固定パネル１２は、排気管１０に対する矢印Ｐの上下方向に移動できる。はんだストリップ１６の幅により、これらの位置のいずれにおいても、所望の方法で確実に固定パネル１２を排気管１０にはんだ付けできる。さらに、固定パネル１２は、排気管１０に対して軸方向に移動されてもよく、また、公差の補償をもたらすように排気管１０に沿って長手方向にも移動されうる。

支持体２０は固定パネル１２と接合しており、図１及び図２による実施例において、支持体２０は金属棒として構成され、頂点Ｓの領域で固定パネル１２の内側に堅固に接合されている。溶接接合部又ははんだ付け接合部２４は、図２に概略的に示されるように、特にこの目的のために使用できる。

代わりに、支持体２０は、特に繊維強化プラスチック材料といったプラスチック材料でも作成可能である。他のさまざまな実施形態において、支持体２０は、固定パネル１２とともに圧縮または接着されてもよい。上述の支持体２０と固定パネル１２との堅固な接合から離れて、着脱可能な接合もさらに考えられ、そこでは固定パネル１２は例えば支持体２０にねじ留めされる。

支持体２０は、まず第一に、排気管１０又は排気システムを車両の下部に取り付けるのに用いられる。しかしながら、支持体２０はさらなる機能を担うこともでき、例えば吸振器として又は流体用の圧力管としても構成できる。

図３から図９は、排気管アセンブリ８のさらなる実施形態を示しており、同等の構成要素は同一の参照番号を有している。排気管アセンブリ８の全体構造とその基本的な製造に関しては上記に明確に説明されているため、図１及び図２の実施形態との違いのみを以下に説明する。特定の実施形態を参照して説明される特徴は、何らかの形でさらなる実施形態とうまく組み合わせ可能である。

図３は排気管アセンブリ８の実施形態を示しており、排気管１０にはんだ付けするための接合面１８として構成される長手方向のエッジ１４は、円周方向２２に互いに間隔をあけて配置される。図１及び図２による実施形態とは異なり、接合面１８は排気管１０に対して互いに向かい合って配置されてはいない。

図４は、排気管アセンブリ８のさらなる実施形態を示しており、固定パネル１２は略Ｕ字形状に構成されている。これまでの実施形態とは異なり、支持体２０は、固定パネル１２の内側ではなく固定パネル１２の外表面に、すなわち、排気管１０と対面する側に固定される。図４では、排気管１０及び固定パネル１２は少なくとも隣接したはんだ付け物質１５の領域に平面状に構成できる可能性をさらに示している（破線の丸で囲んだはんだ付け接合部を参照）。このためには、湾曲していて、特に環状にカーブした断面を通常有している排気管１０は、平らな管の部分２６を形成するように、シートメタルタブ１２を固定する前にそれ相応に作り直される。

図５に示す排気管アセンブリ８のさらなる実施形態において、固定パネル１２は、いままでの実施形態とは対照的に、排気管１０にはんだ付けされる接合面１８は一つだけである。この場合、固定パネル１２の長手方向のエッジ１４は、はんだ付け物質１５が係留固定される接合面１８として構成され、この接合面１８は排気管１０にはんだ付けされる。固定パネル１２の反対側の長手方向のエッジ１４は支持体２０と係合し、（例えばはんだ付け、溶接によって）堅固に、或いは（例えば、ねじ留めによって）着脱可能にそこに接合される。

図６は、固定パネル１２が「箱断面」、すなわち閉断面である中空円筒として構成される実施形態を示し、排気管１０及び支持体２０は該中空円筒を通って延在している。

図７による異なる実施形態は、単に支持体２０の設計及び固定パネル１２への固定の仕方が異なっている。この場合、ピン形状の支持体２０は、固定パネル１２内でくぼみ２８を通って延在し、固定パネル１２に装着されることによって板状に広がる端部３０を有する。支持体２０の板状に広がる端部３０は、概略的に示された溶接又ははんだ付け接合部２４によって固定パネル１２に特に堅固に接合される。

図８は排気管アセンブリ８の実施形態を示しており、固定パネル１２ははんだ付け物質１５を収容するためのビード３２を有し、ビード３２は軸方向に延在し、はんだ付け物質１５は、この場合糸はんだ（solder wire）３４であることが好ましい。はんだ付けの過程ではんだ付け物質１５を加熱するため、はんだ付け物質１５は溶解して、ビード３２に隣接した排気管１０と固定パネル１２との間の隙間（gap）に毛管力（capillary forces）によって引き込まれ、それにより図８に網掛けで示すように表面積の大きいはんだ付け領域３６が形成される。

図８とは対照的に、図９は、はんだ付け物質１５を収容する二つのビード３２が固定パネル１２の円周方向２２に延在する実施形態を最後に示している。さらに、固定パネル１２は、通常はんだ付け物質１５を全く収容せずに補強のためだけに役立つさらなるビード３８を有する。この実施例において、糸はんだ３４は溶接位置又ははんだ付け位置によって固定パネル１２に固定されず、糸はんだ３４が伸び縮みするようになっていて、固定パネルに係留固定されるように、固定パネル１２内、特に固定パネル１２のビード３２内に挟み込まれるということが考えられる。

Claims (17)

1. 排気管アセンブリであって、
   管軸（Ａ）に沿って延在する排気管（１０）と、
   前記排気管（１０）に装着されて、その断面が湾曲状に構成される固定パネル（１２）と
   を備え、
   円周方向（２２）に間隔を空けて配置される、前記固定パネル（１２）の二つの接合面（１８）は、前記排気管（１０）にはんだ付けされ、
   前記固定パネル（１２）と接合する支持体（２０）は、前記固定パネル（１２）の前記二つの接合面（１８）の間に配置される、
   排気管アセンブリ。
2. 前記固定パネル（１２）の前記二つの接合面（１８）は互いに向かい合って配置されることを特徴とする、請求項１に記載の排気管アセンブリ。
3. はんだストリップ（１６）は前記固定パネル（１２）の前記接合面（１８）に沿って配置されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の排気管アセンブリ。
4. 前記はんだストリップ （１６）は、前記固定パネル（１２）と前記排気管（１０）との間の接合領域よりも大きいことを特徴とする、請求項３に記載の排気管アセンブリ。
5. 前記固定パネル（１２）の接合面（１８）は、それぞれはんだ付け物質（１５）を収容するためのビード（３２）を有することを特徴とする、請求項１又は２に記載の排気管アセンブリ。
6. 前記支持体（２０）は前記固定パネル（１２）に堅固に接合され、特に溶接又ははんだ付けされることを特徴とする、請求項１から５のいずれかに記載の排気管アセンブリ。
7. 排気管（１０）及びシートメタルタブ（１２）が設けられ、前記排気管（１０）は管軸（Ａ）に沿って延在するステップと、
   はんだ付け物質（１５）が前記シートメタルタブ（１２）に係留固定されるステップと、
   前記はんだ付け物質（１５）が前記排気管（１０）に接触するように前記シートメタルタブ（１２）が前記排気管（１０）上に配置されるステップと、
   前記シートメタルタブ（１２）が前記排気管（１０）にはんだ付けされるステップと
   によって固定パネル（１２）又はシートメタルタブ（１２）を排気管（１０）に固定させる方法。
8. 前記はんだ付け物質（１５）は、印刷法を利用して、はんだペーストとして前記シートメタルタブ（１２）に塗布され、或いははんだ粉末として前記シートメタルタブ（１２）に塗布されることを特徴とする、請求項７に記載の方法。
9. 前記はんだ付け物質（１５）は、はんだフィルム又は糸はんだ（３４）として構成され、少なくとも一つの溶接位置又ははんだ付け位置によって前記シートメタルタブ（１２）に係留接着されることを特徴とする、請求項７に記載の方法。
10. 設けられた前記シートメタルタブ（１２）は、湾曲した断面と、前記はんだ付け物質（１５）が係留固定される少なくとも一つの接合面（１８）とを有することを特徴とする、請求項７から９のいずれかに記載の方法。
11. 前記シートメタルタブ（１２）の実質的に向かい合う長手方向のエッジ（１４）は接合面（１８）として構成され、初期状態において、前記長手方向のエッジ（１４）は排気管（１０）の直径よりも小さい距離を置いて互いに向かい合うことを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
12. 支持体（２０）が、特にはんだ付け又は溶接されて前記シートメタルタブ（１２）に接合されることを特徴とする、請求項７から１１のいずれかに記載の方法。
13. 前記固定パネル（１２）は閉断面である中空円筒として構成され、前記排気管（１０）は前記中空円筒を通って延在していることを特徴とする、請求項７から１２のいずれかに記載の方法に従って製造される排気管アセンブリ。
14. 前記排気管（１０）及び前記固定パネル（１２）は、少なくとも隣接した前記はんだ付け物質（１５）の領域内で平面状に構成されることを特徴とする、請求項７から１２のいずれかに記載の方法に従って製造される排気管アセンブリ。
15. 前記固定パネル（１２）は前記はんだ付け物質（１５）を収容するための少なくとも一つのビード（３２）を有することを特徴とする、請求項７から１２のいずれかに記載の方法に従って製造される排気管アセンブリ。
16. 前記ビード（３２）は軸方向に延在することを特徴とする、請求項１５に記載の排気管アセンブリ。
17. 前記ビード（３２）は前記円周方向（２２）に延在することを特徴とする、請求項１５に記載の排気管アセンブリ。