JPH04300071A - 金属材のろう付方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は金属材のろう付方法に
関し、さらに詳しくいえば、自動車用吸気マニホルドや
、熱交換器等を製造するさいに、第１金属材の筒状部分
の端部を第２金属材に形成された孔に差し込んだ状態で
置きろう方式により両金属材をろう付する方法に関する
。

【０００２】この明細書において、「アルミニウム」と
いう語には、純アルミニウムの他にアルミニウム合金を
含むものとする。また、この明細書において、「孔」と
いう語には、貫通孔の他に有底孔を含むものとする。

【０００３】

【従来の技術】たとえば金属管と、金属管の端部を差し
込む孔を有する筒状金属部品との置きろう方式によるろ
う付は、従来、次のような方法で行われていた。すなわ
ち、図４に示すように、まず、筒状金属部品（２０）の
開口側端部に所定長さを有する拡管部（２１）を形成す
るとともに、拡管部（２１）の先端部にフレア（２２）
を形成することによって、筒状金属部品（２０）の孔（
２０ａ）　の開口側端部に、軸線方向外方に向かって広
くなったテーパ部（２３）を形成しておく。ついで、金
属管（２４）に断面円形でかつ外径がテーパ部（２３）
の最大径部分の内径よりも大きいリング状ろう材（２５
）を嵌め被せるとともに、金属管（２４）の端部を拡管
部（２１）内に差し込む。そして、この状態でフラック
スを使用し、炉中において大気雰囲気または窒素ガス雰
囲気で加熱することによってろう付を行っていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
方法でろう付を行った場合、ろう付時に発生するガスや
、フラックスの残渣により、テーパ部（２３）内に形成
されたフィレット（２６）に、図５に示すようなボイド
（２７）が生じ、所望の接合強度が得られず、しかもろ
う付部から洩れが発生するという問題があった。

【０００５】この発明の目的は、上記問題を解決した金
属材のろう付方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明による金属材の
ろう付方法は、第１金属材の筒状部分の端部を第２金属
材に形成された孔に差し込んだ状態で置きろう方式によ
り両金属材をろう付するにあたり、第２金属材の孔にお
ける開口側端部に、軸線方向外方に向かって広くなった
テーパ部を形成するとともに、第１金属材の筒状部分の
端部に円筒状ろう材を嵌め被せて少なくともその一部を
テーパ部内に入れておき、テーパ部の最大径部の内周面
と第１金属材の筒状部分の外周面との間隔を、ろう材の
肉厚の２倍以上とし、かつろう材の軸線方向の長さをテ
ーパ部の軸線方向の長さ以上としておくことを特徴とす
るものである。

【０００７】上記において、テーパ部の最大径部の内周
面と第１金属材の筒状部分の外周面との間隔を、ろう材
の肉厚の２倍以上としておくのは、この間隔がろう材の
肉厚の２倍未満であると、溶融したろう材がろう付継手
部分の間隙に充填される前に、テーパ部の外端と筒状部
分との間に橋渡し状にフィレットが形成されてボイドが
発生するからである。また、ろう材の軸線方向の長さを
テーパ部の軸線方向の長さ以上としておくのは、ろう材
の軸線方向の長さがテーパ部の軸線方向の長さよりも短
いと、ろう材の量が不足してろう付継手部分の間隙を完
全に埋めることができないからである。

【０００８】上記において、第１金属材および第２金属
材としては、たとえばＪＩＳＡ１０００系、３０００系
、６０００系、７０００系のアルミニウムからなるもの
が用いられる。この場合、ろう材としては、たとえばＡ
ｌ−６．８〜１１．７ｗｔ％Ｓｉ合金からなるものが用
いられ、フラックスとしては、たとえば塩化物系、弗化
物系等のものが用いられる。また、ろう付は、窒素ガス
雰囲気中または大気雰囲気中で５８０〜６２０℃程度に
加熱することにより行うのがよい。

【０００９】

【作用】この発明の金属材のろう付方法によれば、ろう
付のための加熱時には、溶融したろう材は、テーパ部の
軸線方向内端部から第２金属材の孔の内周面と、第１金
属材の筒状部分の外周面との間に吸い込まれる。そして
、テーパ部内においては、軸線方向内端部側から順次ろ
う材が充填されていき、フィレットが形成される。した
がって、テーパ部内に形成されたフィレットにボイドが
発生するのを防止できる。

【００１０】

【実施例】以下、この発明の実施例を、図面を参照して
説明する。

【００１１】この実施例は、この発明の方法を自動車用
吸気マニホルドの製造に適用したものである。

【００１２】図　　は、自動車用吸気マニホルドを示す
。 吸気マニホルド（１）は、一端が開口するとともに他端
が閉鎖され、かつ周壁に複数の孔（３）　が形成される
とともに各孔（３）　の周囲に分岐管接続用筒状突出部
（４）　が一体的に設けられたアルミニウム展伸材から
なるプレナムチャンバ（２）　と、各一端が分岐管接続
用筒状外方突出部（４）　に嵌め合せ状態でろう付され
たアルミニウム展伸材からなる複数の分岐管（５）　と
を備えている。プレナムチャンバ（２）　および分岐管
（５）　としては、たとえばＪＩＳＡ６０６３、ＪＩＳ
Ａ６０６１のようなＪＩＳＡ６０００系アルミニウム材
からなるものを使用するのが好ましい。

【００１３】プレナムチャンバ（２）　の開口端には、
アルミニウム鋳造品からなるスロットルボディ取付体（
６）　がろう付されている。スロットルボディ取付体（
６）　には図示されないスロットルボディが取付けられ
、これにエアクリーナからの送気管が接続される。

【００１４】各分岐管（５）　の他端は、１つのアルミ
ニウム鋳物製のシリンダヘッドへの接続部材（７）　に
まとめてろう付されている。接続部材（７）　を介して
各分岐管（５）　が図示しないエンジンのシリンダヘッ
ドに接続される。

【００１５】スロットルボディ取付体（６）　は、円筒
状で、その一端に外向きフランジ（８）　が一体的に設
けられている。プレナムチャンバ（２）　の開口した一
端部は、スロットルボディ取付体（６）　の孔（９）内
に差込まれてスロットルボディ取付体（６）　にろう付
されている。

【００１６】接続部材（７）　は、横長方形状であって
４つの孔（図示略）と、孔の周囲に一体的に設けられた
分岐管接続用筒状突出部（１０）とを備えている。突出
部（１０）の上方には燃料噴射装置の差込み部（１１）
が一体的に設けられている。そして、分岐管（５）　は
、突出部（１０）内に挿入されて、ろう付されている。

【００１７】そして、たとえばプレナムチャンバ（２）
　の筒状突出部（４）　と分岐管（５）　とのろう付に
本発明の方法が適用される。

【００１８】以下、図１および図２を参照して、プレナ
ムチャンバ（２）　の筒状突出部（４）　と分岐管（５
）　とのろう付方法について説明する。

【００１９】まず、プレナムチャンバ（２）　の筒状突
出部（４）　の先端部に、拡管部（１３）を形成し、さ
らにその先端部にフレア加工を施して軸線方向外方に向
かって広くなったフレア（１４）を形成することによっ
て、筒状突出部（４）　の分岐管差し込み孔（４ａ）の
開口側端部にテーパ部（１５）を形成しておく。また、
分岐管（５）　の端部に円筒状ろう材（１６）を嵌め被
せ、分岐管（５）　の端部を筒状突出部（４）　の拡管
部（１３）内に差し込み、ろう材（１６）の少なくとも
一部をテーパ部（１５）内に入れておく。このとき、テ
ーパ部（１５）の最大径部の内周面と分岐管（５）　の
外周面との間隔（Ｗ０）は、ろう材（１６）の肉厚（Ｗ
１）の２倍以上となるようにしておく。また、ろう材（
１６）の軸線方向の長さ（Ｌ１）はテーパ部（１５）の
軸線方向の長さ（Ｌ０）以上の長さとなるようにしてお
く。

【００２０】そして、炉中において、塩化物系や、弗化
物系のフラックスを使用し、窒素ガス雰囲気または大気
雰囲気中で加熱することによって、プレナムチャンバ（
２）　の筒状突出部（４）　と分岐管（５）　とがろう
付する。ろう付のための加熱時には、溶融したろう材は
、テーパ部（１５）の軸線方向内端部から筒状突出部（
４）　の孔（４ａ）の内周面と、分岐管（５）　の外周
面との間に吸い込まれる。そして、テーパ部（１５）内
においては、軸線方向内端部側からろう材が充填されて
いき、フィレット（１７）が形成される。

【００２１】なお、上記吸気マニホルド（１）　におい
ては、通常、プレナムチャンバ（２）　の筒状突出部（
４）　と分岐管（５）　とのろう付は、プレナムチャン
バ（２）　とスロットルボディ取付体（６）　、および
分岐管（５）　と接続部材の筒状突出部（１０）のろう
付と同時に行われる。この場合、接続部材（７）　の筒
状突出部（１０）の孔の開口側端部にも、プレナムチャ
ンバ（２）　の筒状突出部（４）　と同様にしてテーパ
部を形成しておき、上記と同様な円筒状ろう材を配置し
ておくのがよい。また、プレナムチャンバ（２）　の開
口端部（２ａ）をスロットルボディ取付体（６）　の孔
（９）　内に差し込み、この部分にもろう材を配置して
おく。このとき、スロットルボディ取付体（６）　の孔
（９）のプレナムチャンバ差し込み側端部に、上記と同
様にテーパ部を形成しておき、円筒状ろう材を配置して
もよい。そして、筒状突出部（４）（１０）　が垂直上
方を向くような姿勢で、プレナムチャンバ（２）　、分
岐管（５）　、スロットルボディ取付体（６）　、およ
び接続部材（７）　の組合わせ体を炉の中に入れ、炉中
において、塩化物系や、弗化物系のフラックスを使用し
、窒素ガス雰囲気または大気雰囲気中で加熱することに
よって、プレナムチャンバ（２）　の筒状突出部（４）
　と分岐管（５）　、プレナムチャンバ（２）　とスロ
ットルボディ取付体（６）　、および分岐管（５）　と
接続部材（７）　の筒状突出部（１０）とを一括してろ
う付する。こうして、吸気マニホルド（１）が製造され
る。

【００２２】

【具体的実験例】図１におけるテーパ部（１５）の最大
径部の内周面と分岐管（５）　の外周面との間隔（Ｗ０
）を２．０ｍｍ、テーパ部（１５）の軸線方向の長さ（
Ｌ０）を３．０ｍｍとしておいた。そして、Ａｌ−９ｗ
ｔ％Ｓｉ合金からなる円筒状ろう材（１６）の肉厚（Ｗ
１）および軸線方向の長さ（Ｌ１）を種々変化させ、塩
化物系フラックスを使用して炉中において窒素ガス雰囲
気で６００℃で５分間加熱し、筒状突出部（４）と分岐
管（５）　とをろう付した。その後、テーパ部（１５）
内に形成されたフィレット（１７）をＸ線透過観察法に
よって調べた。その結果を表１に示す。

【００２３】

【表１】

【００２４】また、円筒状ろう材（１６）の代わりに、
直径２．０ｍｍの断面円形のワイヤからなるリング状ろ
う材を用いた他は上記と同様にして筒状突出部（４）　
と分岐管（５）とをろう付した。その後、テーパ部（１
５）内に形成されたフィレットをＸ線透過観察法によっ
て調べたところ、フィレットにはボイドが発生していた
。

【００２５】

【発明の効果】この発明の金属材のろう付方法によれば
、上述のようにして、フィレットにボイドが発生するの
を防止することができる。したがって、従来方法に比べ
て、接合強度が大きくなる。しかも、接合部からの洩れ
を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例を示し、吸気マニホルドのプ
レナムチャンバの筒状突出部と分岐管とのろう付前の状
態の拡大断面図である。

【図２】同じくろう付後の状態の拡大断面図である。

【図３】吸気マニホルドを示す斜視図である。

【図４】従来方法を示し、金属管と筒状金属部品とのろ
う付前の状態の拡大断面図である。

【図５】同じくろう付後の状態の拡大断面図である。

【符号の説明】

４　　　　　　　　　　　　筒状突出部（第２金属材）
４ａ　　　　　　　　　　孔 ５　　　　　　　　　　　　分岐管（第１金属材）１５
　　　　　　　　　　テーパ部 １６　　　　　　　　　　円筒状ろう材Ｌ０　　　　　
　　　　　テーパ部の軸線方向の長さＬ１　　　　　　
　　　　円筒状ろう材の軸線方向の長さＷ０　　　　　
　　　　　テーパ部の最大径部の内周面と分岐管の外周
面との間隔

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　第１金属材の筒状部分の端部を第２金
   属材に形成された孔に差し込んだ状態で置きろう方式に
   より両金属材をろう付するにあたり、第２金属材の孔に
   おける開口側端部に、軸線方向外方に向かって広くなっ
   たテーパ部を形成するとともに、第１金属材の筒状部分
   の端部に円筒状ろう材を嵌め被せて少なくともその一部
   をテーパ部内に入れておき、テーパ部の最大径部の内周
   面と第１金属材の筒状部分の外周面との間隔を、ろう材
   の肉厚の２倍以上とし、かつろう材の軸線方向の長さを
   テーパ部の軸線方向の長さ以上としておくことを特徴と
   する金属材のろう付方法。