JP3521071B2 - ロウ付による固定方法 - Google Patents

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、一般的には各種
の技術分野における各種の部材のロウ付による固定方法
に関する。典型的には、本発明は、水圧機器、油圧機器
や空気圧機器などのように高圧流体の経路を有する装置
（原子力機器、高圧のジェットノズル装置、高圧切断装
置などを含む）に適したエルボ形（９０度のみでなく４
５度その他の角度を含む）の流体金具の製造工程等に含
まれるロウ付による固定方法に関するものである。この
種の流体金具の例は、高圧ホースを接続する口金具や接
続アダプターである。もちろん、本発明は、高圧のみで
なく、低圧の各種流体配管に使用する継手の場合にも適
用できる。

【０００２】

【従来の技術】エルボ形の流体金具を１つの例として説
明するが、それは便宜上であって、本発明はそれに限定
されるものではない。

【０００３】エルボ形の流体金具の製造工程には、ロウ
付を含ませる場合がある。

【０００４】ロウ付はその方法の簡便さ、仕上がり状態
の美麗さなどが人々から好まれ、日常生活に身近な金属
の接合技術として、また、昔からの人類の知識と経験を
集積した科学としても発展し続けてきた。

【０００５】今日見られるように、優美なデザインで仕
上げられたメタルフレームの眼鏡やペンダントなどのア
クセサリー類あるいはガスライター、軽快なフレームの
自転車、アルミ軽量化が進む乗用車のラジエーターやエ
アコン用機器、冷凍食品の流通に関連する貯蔵、保冷の
ための設備、冷凍ショーケースや節電型の家庭用冷凍冷
蔵庫、ジャンボジェット機のエンジンや原子炉部品など
に、このロウ付技術が実際に適用され、日々の過酷な条
件のもとで稼働している事実はこの技術がいかに有効で
あり、かつ信頼性の高いものであるかを示している。

【０００６】このように、ロウ付技術は種々の高度な機
械装置製造産業のほぼ全般に及ぶ分野ひいては現代技術
文明の最先端の一角に重要な位置を占め、その推進に大
きく貢献することが期待されている。

【０００７】従来、例えばロウ付を利用してエルボ形の
流体金具を製造する場合、まず、エルボ形の流体金具の
構成要素である、パイプ材と中空部材を接続する。そし
て、接続したパイプ材と中空部材のすき間の一端付近に
ロウ材を置く。その後、ロウ材を溶かしてパイプ材と中
空部材とのすき間にロウ材を流入させる。以上のように
して、パイプ材と中空部材をロウ付で固定していた。

【０００８】また、上述のエルボ形の流体金具の製造方
法の場合、パイプ材と中空部材とのすき間の他端へのロ
ウ材の流れ率が例えば５０％以上であることが望ましい
とされていた。つまり、パイプ材と中空部材とのすき間
に、その一端から他端に、ロウ材がより浸透し易いよう
にロウ付することが望まれていた。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の１つの目的
は、第１部材の穴に第２部材をロウ付しやすくするとと
もに、目視による検査を容易にできる固定方法を提供す
ることである。

【００１０】本発明の他の目的は、中空部材の穴にパイ
プ材をロウ付しやすくするとともに、目視による検査を
容易にできる固定方法を提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の解決手段は、請
求項１〜５に記載の固定方法である。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明は、各種の技術分野におけ
る各種の部材のロウ付による固定方法に関する。

【００１３】本発明の典型例においては、第１部材の穴
に第２部材をロウ付して固定する方法において、第１部
材の穴の中にロウ材を配置し、ロウ材に第２部材を接触
した状態でロウ材を溶融して、第１部材と第２部材をロ
ウ付で固定する。

【００１４】好ましくは、第１部材の穴の中に段部を設
け、その段部にロウ材を配置して、第１部材の段部と第
２部材の端部との間にロウ材をはさむ。

【００１５】好ましくは、第１部材は中空部材とし、第
２部材はパイプ材とする。

【００１６】中空部材は、第１端部が開放形状であり、
第２端部が閉じた形であり、第１端部と第２端部との間
に位置する中間部が中空を有し、第１穴が第１端部から
中間部まで存在しており、第２穴が中間部又は第１端部
の一部に形成され、第１穴と第２穴が交差していること
が好ましい。そして、その中空部材の第２穴にパイプ材
を固定して、第１穴、第２穴及びパイプ材の穴によって
貫通穴を形成する工程を含む固定方法において、中空部
材の第２穴に段部を形成し、中空部材の段部とパイプ材
の端部の間にロウ材を介在させた状態で、ロウ材を溶融
し、中空部材とパイプ材をロウ付により固定する態様が
好ましい。

【００１７】なお、本発明でいう「すき間」は、溶融し
たロウ材が毛細管現象で移動できる程度であればよい。
部分的に接触部分や密着部分があっても、毛細管現象が
可能な部分は、すき間といえる。

【００１８】

【実施例】以下、図面を参照して、本発明による固定方
法を適用した例の１つであるエルボ形の流体金具の製造
方法を説明する。

【００１９】まず、図１と２を参照して、本発明の第１
実施例を説明する。図１に示されている中空部材は、次
のようにして得る。

【００２０】油圧機器の流体金具に一般に使用されてい
る材料の中実丸棒材を所定寸法毎に切断して、材料片を
数多く得る。次に、前述の各片について５段式などの冷
間鍛造機で鍛造を連続して行う。鍛造の１、２段目で
は、まず第１端部の端面から予備穴を軸芯方向に形成
し、一端開放の成形体を得る。続いて、鍛造の２、３段
目では、予備穴よりも径の小さい予備穴を第１端部の端
面の方から形成し、２段形状の予備穴を有する一端開放
の成形体を得る。第２端部は、予備穴の底部を構成して
おり、その穴の一端を閉じている。

【００２１】中空成形体においては、第１端部に形成さ
れた予備穴が大きな内径を有し、中間部に形成された予
備穴が小さな内径を有している。そして、中間部の肉厚
は第１端部の薄肉部の肉厚よりも大きくなっている。

【００２２】鍛造の４段目では、中空成形体の第１端部
（薄肉部）に絞り加工を行って、穴の内径を小さな径と
する。その結果、第１端部は、小径を有する第１端部と
なる。このとき、中間部の肉厚と内径は実質的に塑性変
化を起さないようにする。したがって、中空成形体は、
中間部が同じ内径と厚肉を有したままで、第１端部が薄
肉かつ小径を有することになる。

【００２３】薄肉の第１端部の肉厚は、絞り加工を施し
て小径部を形成するのに適した値に設定されている。中
間部の肉厚は、第１端部の絞り加工のときに実質的に塑
性変形しない大きな値に設定されている。

【００２４】さらに、次の工程を経て、図１に示す中空
部材３０ａを得る。

【００２５】中間部２４の内径よりも小さな径Ｋの第２
穴３１を中間部２４の周囲の一部に形成して、第１穴２
１，２２と第２穴３１を交差させる。中間部２４の周囲
の一部に形成された第２穴３１の外側に径の大きな段部
３３を形成して、図１に示す中空部材３０ａを得る。

【００２６】図１の中空部材３０ａにおいて、絞り加工
後に第１端部３２に形成された穴２１の内径は、中間部
２４に形成された穴２２の内径より小さくなっている。
また、中間部２４の肉厚は第１端部３２の肉厚よりも大
きくなっている。

【００２７】次に、中空部材の段部３３にパイプ材３４
をロウ付で固定する。

【００２８】ロウ付は、次のようにして行う。

【００２９】まず、中空部材３０ａとパイプ材３４の洗
浄を行い、金属表面に付着した汚れ等を除去する。次
に、洗浄した中空部材３０ａに形成された段部３３付近
に、ロウ材７０を置く。そして、パイプ材３４を中空部
材の段部３３と接続し、中空部材の段部３３とパイプ材
３４の端部の間にロウ材を介在させる。ロウ材７０を間
に介在させた中空部材３０ａとパイプ材３４は、還元性
雰囲気炉又は真空炉中に置く。還元性雰囲気炉又は真空
炉中で、パイプ材３４の端部がロウ材７０と接触した状
態で、中空部材の段部３３付近を加熱してロウ材７０を
溶融させる。溶融したロウ材７０は、中空部材の段部３
３とパイプ材３４との微小なすき間に毛細管現象で浸透
する。ここで、中空部材の段部３３とパイプ材３４の端
部との間のすき間の大きさは、ロウ材７０のすき間での
浸透のし易さと、継手強度を考慮した値にする。例え
ば、中空部材の段部３３とパイプ材３４の端部との間の
すき間の大きさは、０．０８ｍｍ以内とする。

【００３０】ロウ材７０が溶融すると、パイプ材３４が
自然落下する。そしてパイプ材３４の端面が中空部材の
段部３３の上面に密着する。

【００３１】上述のようにして、ロウ材７０は、パイプ
材３４の端面と中空部材の段部３３との間に毛細管現象
で浸透する。ロウ材７０は、パイプ材３４の外周面と中
空部材の段部３３との間に毛細管現象で浸透する。その
結果、パイプ材３４の端部と中空部材の段部３３は密着
する。そして、ロウ材７０は、パイプ材３４と中空部材
の段部３３との間のすき間に沿って上昇し、そのすき間
の外端に到る。

【００３２】ロウ付後、図２に示すエルボ形の流体金具
を得る。

【００３３】図２に示されているエルボ形の流体金具３
０は、第１端部３２が開放形状であり、第２端部２３が
閉じた形であり、第１端部３２と第２端部２３との間に
位置する中間部２４が中空２２を有する。冷間鍛造で形
成された第１穴２１，２２が第１端部３２から中間部２
４まで存在して、第２端部２３で閉じられている。中間
部２４の内径が第１端部３２の内径よりも大きい。中間
部２４の内径よりも小さな径Ｋの第２穴３１が中間部２
４の周囲の一部に形成されており、その中間部２４の第
２穴３１にパイプ材３４がロウ付で固定されている。そ
して、第１穴２１，２２、第２穴３１及びパイプ材３４
の穴３５によって断面ほぼＬ字形状の貫通穴２１，２
２，３１，３５が形成されている。とくに、中間部２４
の周囲の一部に形成された第２穴３１の外側に、径の大
きな段部３３が形成されていて、その段部３３にパイプ
材３４がロウ付で固定されている。

【００３４】図２に示されているエルボ形の流体金具３
０は、中間部２４の中空２２の内径を第１端部３２の内
径や第２穴３１の内径Ｋに比較して格段に大きく設定し
てあり、貫通穴２１，２２，３１，３５を流れる流体が
中間部２４の中空２２で乱流になる構造にしてある。

【００３５】また、図２に示されている流体金具３０
は、全体がエルボ形になっていて、内部にほぼＬ形の貫
通穴２１，２２，３１，３５を有する。流体金具３０の
内部の長いほうの第１穴２１，２２に関しては、切削加
工のない状態で形成する。つまり冷間鍛造によって形成
する。それに対して、短いほうの第２穴３１に関して
は、エンドミルその他の切削加工により形成する。そし
て、その切削加工した第２穴３１と冷間鍛造した第１穴
２１，２２との境界部分３６は、軽く丸みが出るように
面取り加工して、そこから将来コンタミが出ないように
する。

【００３６】第２穴３１の加工はエンドミルなどの切削
加工によるものでよい。第２穴３１は、距離が非常に短
くてもよいので、コンタミの出ないように加工すること
は容易である。例えば、この第２穴３１の長さは２ｍｍ
以内とすることができる。

【００３７】図３と図４を参照して、本発明の第２実施
例を説明する。

【００３８】図３は、使用する金型の寸法や形状は異な
るが、第１実施例と実質的に同じ諸工程からなる多数の
冷間連続鍛造によって成形した中空部材と、パイプ材を
示している。

【００３９】図３の中空部材５０ａにおいて、絞り加工
後に、第１端部５２は、ほぼ円筒形状をしており、その
先端部５５は、先細形状をしている。第１端部５２に形
成された穴５１は小さな内径を有し、中間部５４に形成
された穴５３は、穴５１の内径よりも大きな内径を有し
ている。第２端部５６と中間部５４は、外観が全体的に
ほぼ直方体に近い形状をしている。そして、中間部５４
の肉厚は、第１端部５２の肉厚とほぼ同じ所と、それよ
りも大きくなっている所がある。

【００４０】図３の中空部材５０ａにおいて、中間部５
４の内径よりも小さな径の第２穴５７が中間部５４の周
囲の最も肉厚の部分５４ａに形成され、第１穴５１，５
３と第２穴５７は交差している。中間部５４の周囲の一
部５４ａに形成された第２穴５７の外側に径の大きな段
部５８を形成して、その段部５８にパイプ材５９をロウ
付で固定する。

【００４１】ロウ付は、次のようにして行う。

【００４２】まず、中空部材５０ａとパイプ材５９の洗
浄を行い、金属表面に付着した汚れ等を除去する。次
に、洗浄した中空部材５０ａに形成された段部５８付近
に、ロウ材８０を置く。そして、パイプ材５９を中空部
材の段部５８と接続し、中空部材の段部５８とパイプ材
５９の端部の間にロウ材８０を介在させる。ロウ材８０
を間に介在させた中空部材５０ａとパイプ材５９は、還
元性雰囲気炉又は真空炉中に置く。還元性雰囲気炉又は
真空炉中で、パイプ材５９の端部がロウ材８０と接触し
た状態で、中空部材の段部５８付近を加熱してロウ材８
０を溶融させる。溶融したロウ材８０は、中空部材の段
部５８とパイプ材５９の端部との微小なすき間に毛細管
現象で浸透する。ここで、中空部材の段部５８とパイプ
材５９の端部との間のすき間の大きさは、ロウ材８０の
すき間での浸透のし易さと、継手強度を考慮した値にす
る。例えば、中空部材の段部５８とパイプ材５９の端部
との間のすき間の大きさは、０．０８ｍｍ以内とする。

【００４３】ロウ材８０が溶融すると、パイプ材５９が
自然落下する。そしてパイプ材５９の端面が中空部材の
段部５８の上面に密着する。

【００４４】上述のようにして、ロウ材８０は、パイプ
材５９の端面と中空部材の段部５８との間に毛細管現象
で浸透する。ロウ材８０は、パイプ材５９の外周面と中
空部材の段部５８との間に毛細管現象で浸透する。その
結果、パイプ材５９の端部と中空部材の段部５８は密着
する。そして、ロウ材８０は、パイプ材５９と中空部材
の段部５８との間のすき間に沿って上昇し、そのすき間
からもれ出てくる。

【００４５】ロウ付後、図４に示すエルボ形の流体金具
を得る。

【００４６】図４に示されているエルボ形の流体金具５
０は、第１端部５２が開放形状であり、第２端部５６が
閉じた形であり、第１端部５２と第２端部５６との間に
位置する中間部５４が中空５３を有する。冷間鍛造で形
成された第１穴５１，５３が第１端部５２から中間部５
４まで存在して、第２端部５６で閉じられている。中間
部５４の内径が第１端部５２の内径よりも僅かに大き
い。中間部５４の内径よりも小さな径の第２穴５７が中
間部５４の周囲の一部に形成されており、その中間部５
４の第２穴５７にパイプ材５９がロウ付で固定されてい
る。パイプ材５９の穴６０の径は第２穴５７の径と同じ
である。図４では、第２穴５７の径Ｋと第１端部５２の
内径は同じであるが、両者は相違していてもよい。そし
て、第１穴５１，５３、第２穴５７及びパイプ材５９の
穴６０によって断面ほぼＬ字形状の貫通穴５１，５３，
５７，６０が形成されている。とくに、中間部５４の周
囲の一部５４ａに形成された第２穴５７の外側に、径の
大きな段部５８が形成されていて、その段部５８にパイ
プ材５９がロウ付で固定されている。

【００４７】図４に示されているエルボ形の流体金具５
０は、中間部５４の中空５３の内径を第１端部５２の内
径や第２穴５７の内径に比較してあまり大きく設定して
おらず、貫通穴５１，５３，５７，６０を流れる流体が
中間部５４の中空５３で乱流にならない構成になってい
る。

【００４８】また、図４に示されている流体金具５０
は、全体がエルボ形になっていて、内部にほぼＬ形の貫
通穴２１，２２，３１，３５を有する。流体金具５０の
内部の長いほうの第１穴５１，５３に関しては、切削加
工のない状態でつまり冷間鍛造によって形成する。それ
に対して、短いほうの第２穴５７に関しては、エンドミ
ルその他の切削加工により形成する。そして、その切削
加工した第２穴５７と冷間鍛造した第１穴５１，５３と
の境界部分６１は、軽く丸みが出るように面取り加工し
て、そこから将来コンタミが出ないようにする。第２穴
５７の加工はエンドミルなどの切削加工によるものでよ
い。第２穴５７は、距離が非常に短くてもよいので、コ
ンタミの出ないように加工することは容易である。例え
ば、この第２穴５７の長さは２ｍｍ以内とすることがで
きる。

【００４９】第１及び第２実施例において、第１穴とパ
イプ材の穴は鏡面又は鏡面に近い状態になっており、第
２穴は銅材によるロウ付け面で形成されている。

【００５０】

【００５１】

【００５２】

【００５３】

【００５４】

【００５５】

【００５６】本発明は前述の実施例に限定されない。ロ
ウ材は、銅材によるものだけでなく、例えば銀材等の他
のロウ材を用いることもできる。

【００５７】なお、ロウ材の寸法が、図には見やすくす
るために誇大して示してあるが、実際には必要量のロウ
材を配置すればよい。

【００５８】

【発明の効果】本発明によれば、第１部材の穴の中にロ
ウ材を配置し、第２部材と第１部材の間にロウ材を介在
させて、第２部材と第１部材をロウ材に接触させた状態
でロウ付をするため、ロウ材が第２部材と第１部材との
接続部分におけるすき間に浸透し易い。したがって、第
２部材と第１部材との接続部分におけるすき間で、ロウ
材の浸透が不十分となる事態を減らすことができ、製品
の不良率を低減することができる。

【００５９】また、本発明によれば、ロウ付の際、ロウ
材が第２部材と第１部材との接続部分におけるすき間に
沿って上昇してくる。そのすき間の一端にロウ材が到達
したことを確認すれば、ロウ材がすき間でどの程度浸透
したかをみるための一つの基準とすることができる。そ
うすれば、ロウ材が第２部材と第１部材とのすき間でど
の程度浸透したかという目視検査を容易に行うことがで
きる。例えば、第１部材が中空部材で、第２部材がパイ
プ材の場合、従来は、パイプ材と中空部材とのすき間の
一端（外側）からロウ材を流入させ、そのすき間の他端
（内側）にロウ材がどれくらい流れているかをファイバ
ースコープを用いてパイプ材の穴の中から目視検査して
いた。しかし、本発明の場合、パイプ材と中空部材にロ
ウ材をはさんでロウ材を溶融し、溶融したロウ材の一部
がパイプ材と中空部材とのすき間の一端（外側）に到達
する。そのすき間の一端に到達したロウ材を、パイプ材
と中空部材の外部からロウ材がどの程度浸透したかを検
査することができる。つまり、ファイバースコープを使
用することなく、直接、肉眼で確認することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例による中空部材とパイプ材
とのロウ付による固定方法を示す図。

【図２】本発明の第１実施例の固定方法によるエルボ形
の流体金具を示す図。

【図３】本発明の第２実施例による中空部材とパイプ材
とのロウ付による固定方法を示す図。

【図４】本発明の第２実施例の固定方法によるエルボ形
の流体金具を示す図。

【符号の説明】

１１ 端面 １２ 端面 ２１，２２ 第１穴 ２３ 第２端部 ２４ 中間部 ３０ａ 中空部材 ３０ エルボ形の流体金具 ３１ 第２穴 ３２ 第１端部 ３３ 径の大きな段部 ３４ パイプ材 ３５ 穴 ３６ 境界部分 ５０ａ 中空部材 ５０ エルボ形の流体金具 ５１ 穴 ５２ 第１端部 ５３ 穴 ５４ 中間部 ５５ 先端部 ５６ 第２端部 ５７ 第２穴 ５８ 段部 ５９ パイプ材 ６０ 穴 ６１ 境界部分

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１部材に貫通する穴と第２部材に貫通
   する穴とを連通させて貫通穴を形成するように還元性雰
   囲気炉または真空炉の中で第１部材と第２部材をロウ付
   によって固定する方法であって、 第２部材を第１部材の穴の中の段部に入れ、その第１部
   材の段部と第２部材との間に形成されるすき間の途中に
   ロウ材を配置しておき、 加熱によってロウ材を溶融させて、溶融したロウ材をす
   き間の途中からすき間の両端方向に浸透させ、ロウ材を
   すき間の外側の端まで到達させるとともに貫通穴側の端
   まで到達させることを特徴とする、固定方法。
2. 【請求項２】 第１部材に貫通する穴と第２部材に貫通
   する穴とを連通させて貫通穴を形成するように還元性雰
   囲気炉または真空炉の中で第１部材と第２部材をロウ付
   によって固定する方法であって、 第１部材の穴の中の段部の半径方向の面と第２部材の下
   方の端面との間にロウ材をはさみ、このとき、第１部材
   の段部の半径方向の面と第２部材の下方の端面との間に
   水平方向のすき間を形成し、かつ、第１部材の段部の軸
   心方向の面と第２部材の外周面との間に垂直方向のすき
   間を形成し、ロウ材は、水平方向のすき間の外端と垂直
   方向のすき間の下端とが交わる箇所に配置し、 その後、加熱によってロウ材を溶融させて、溶融したロ
   ウ材を垂直方向のすき間の下端から上端まで浸透させ
   て、ロウ材の外端が外側に到達し、かつ、ロウ材の溶融
   の結果、第２部材が第１部材の段部内で自然落下して、
   第１部材の段部の半径方向の面と第２部材の下方の端面
   の間の水平方向のすき間が小さくなるとともに、溶融し
   たロウ材が水平方向のすき間の外端から内端まで浸透し
   て、ロウ材の内端が貫通穴に到達することを特徴とす
   る、固定方法。
3. 【請求項３】 第１部材が、互いに連通する穴を形成し
   た先端部と中間部を有する中空部材であり、この中空部
   材の中間部に段部が設けられており、 第２部材が貫通穴を有するパイプ材として構成されてい
   て、パイプ材の下端が中空部材の段部にロウ付で固定さ
   れることを特徴とする請求項１または２に記載の固定方
   法。
4. 【請求項４】 ロウ付をするときに、中空部材の先端部
   の穴と中間部の穴を水平に配置し、パイプ材の貫通穴を
   垂直方向に配置して、中空部材の穴とパイプ材の貫通穴
   によってＬ字状の貫通穴を形成することを特徴とする請
   求項３に記載の固定方法。
5. 【請求項５】 第１部材の穴と第２部材の穴によってＬ
   字形の貫通穴を形成して、エルボ形の流体金具を作るこ
   とを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の
   固定方法。