JPH0739032B2

JPH0739032B2 - 金属材のろう付方法

Info

Publication number: JPH0739032B2
Application number: JP3071876A
Authority: JP
Inventors: 三智雄白山; 武大坪; 己信鋤本; 昭一佐藤; 清司田崎; 正碓井
Original assignee: 昭和アルミニウム株式会社
Priority date: 1991-04-04
Filing date: 1991-04-04
Publication date: 1995-05-01
Anticipated expiration: 2010-05-01
Also published as: JPH04309455A

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１０に示すように、まず、筒状金属部品(30)の開
口側端部に所定長さを有する拡管部(31)を形成するとと
もに、拡管部(31)の先端部にフレア(32)を形成してお
く。このとき、筒状金属部品(30)の内周面における拡管
部(31)とそれ以外の部分との間には、軸方向内方に向か
って径方向内方に傾斜した傾斜部(37)が形成されてい
る。ついで、金属管(33)に断面円形でかつ外径がフレア
(32)の最大径部分の内径よりも大きいリング状ろう材(3
4)を嵌め被せるとともに、金属管(33)の端部を拡管部(3
1)内に差し込む。そして、筒状金属部品(30)および金属
管(33)が略垂直な姿勢となるようにし、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、筒状金属部品(30)の内周面
の傾斜部(37)と金属管(33)の端面との間に形成される断
面三角形状の隙間(38)には溶融したろう材は流れ込ま
ず、筒状金属部品(30)の拡管部(31)の内周面と金属管(3
3)の外周面との間にだけろう材が存在するので、ろう付
強度が不足するという問題があった。しかも、筒状金属
部品(30)と金属管(33)とに流体が流されるような場合に
は、流体の洩れが発生するおそれがあった。さらに、ろ
う付時に発生するガスや、フラックスの残渣により、ろ
う付部に形成されたフィレット(35)に、図１１に示すよ
うな空孔(36)が生じ、一層ろう付強度が低下し、しかも
ろう付部からの流体の洩れの発生確率が高まるという問
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】第１の発明による金属材
のろう付方法は、筒状部分を有する第１金属材と、第１
金属材の筒状部分の端部を差し込む孔を有し、かつ孔の
内周面における第１金属材の筒状部分の外周面と接する
部分よりも軸方向内方に、軸方向内方に向かって径方向
内方に傾斜した傾斜部が形成されている第２金属材と
を、第１金属材の筒状部分の端部を第２金属材に形成さ
れた孔に差し込み、かつ第１金属材の筒状部分と第２金
属材の孔とが略垂直になるような姿勢で置きろう方式に
より両金属材をろう付するにあたり、第１金属材の筒状
部分における第２金属材の孔への差し込み部分の外周面
に、軸方向にのび、かつ一端部が孔の外部に至る深さ
０．３〜１．５ｍｍの溝を、周方向に５〜３０ｍｍの間
隔をおいて複数形成しておくことを特徴とするものであ
る。

【０００７】第２の発明による金属材のろう付方法は、
筒状部分を有する第１金属材と、第１金属材の筒状部分
の端部を差し込む孔を有し、かつ孔の内周面における第
１金属材の筒状部分の外周面と接する部分よりも軸方向
内方に、軸方向内方に向かって径方向内方に傾斜した傾
斜部が形成されている第２金属材とを、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み、
かつ第１金属材の筒状部分と第２金属材の孔とが略垂直
になるような姿勢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金属材の孔の内周面における第１
金属材の筒状部分の外周面と接する部分の開口端部に、
軸方向にのびる深さ０．３〜１．５ｍｍの溝を、周方向
に５〜３０ｍｍの間隔をおいて複数形成しておくことを
特徴とするものである。

【０００８】上記において、略垂直とは、完全な垂直状
態はもちろんのこと、垂直から４５度未満傾斜した状態
までも含むものとする。

【０００９】上記において、溝の深さを０．３〜１．５
ｍｍに限定したのは、０．３ｍｍ未満ではろう付時に発
生するガスやフラックスの残渣の抜けが十分ではなく、
１．５ｍｍを越えるとろう材が不足してろう付後溝がろ
う材で埋められなくなって接合強度が不足するからであ
る。溝の深さは、好ましくは０．５ｍｍ〜１．０ｍｍの
範囲内にあるのがよい。

【００１０】溝を形成する間隔を５〜３０ｍｍに限定し
たのは、５ｍｍ未満では溝の数が多くなり、ろう材が不
足してろう付後溝がろう材で埋められなくなって接合強
度が不足し、３０ｍｍを越えるとろう付時に発生するガ
スやフラックスの残渣の抜けが十分ではなくなるからで
ある。

【００１１】溝の横断面形状は、半円形、台形等にする
のがよい。また、溝の数は、４〜１６程度であることが
好ましい。

【００１２】

【作用】第１金属材の筒状部分における第２金属材の孔
への差し込み部分の外周面に、軸方向にのび、かつ一端
部が孔の外部に至る深さ０．３〜１．５ｍｍの溝を、周
方向に５〜３０ｍｍの間隔をおいて複数形成しておく
と、ろう付時に溶融したろう材は溝を通って孔の軸方向
内方に流れ込み、孔の内周面の傾斜部と第１金属材の筒
状部分の端面とで形成される隙間まで達し、この隙間が
ろう材で埋められる。しかも、溝の部分もすべてろう材
で埋められる。もちろん、第１金属材の筒状部分の外周
面と第２金属材の孔の内周面との間もろう材で埋められ
る。また、ろう付時に発生するガスやフラックスの残渣
が溝を通って外部に抜けるので、ろう付部に形成された
フィレットに空孔等の欠陥が生じるのを防止できる。

【００１３】第２金属材の孔の内周面における第１金属
材の筒状部分の外周面と接する部分の開口端部に、軸方
向にのびる深さ０．３〜１．５ｍｍの溝を、周方向に５
〜３０ｍｍの間隔をおいて複数形成しておく場合も、上
記と同様に、孔の内周面の傾斜部と第１金属材の筒状部
分の端面とで形成される隙間まで達し、この隙間がろう
材で埋められる。しかも、溝の部分もすべてろう材で埋
められる。もちろん、第１金属材の筒状部分の外周面と
第２金属材の孔の内周面との間もろう材で埋められる。
また、ろう付部に形成されたフィレットに空孔等の欠陥
が生じるのを防止できる。

【００１４】

【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。

【００１５】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。

【００１６】図５はこの発明の方法を適用して製造され
た自動車用吸気マニホルドを示す。自動車用吸気マニホ
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外方突出部(4) が一体的に設
けられたアルミニウム展伸材またはアルミニウム鋳物製
管状プレナムチャンバ(2) と、各一端が分岐管接続用筒
状外方突出部(4) に嵌め入れられた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。

【００１７】上記吸気マニホルド(1) において、プレナ
ムチャンバ(2) の開口端には、アルミニウム鋳物製スロ
ットルボディ取付体(6) がろう付されている。プレナム
チャンバ(2) が鋳物製である場合、スロットルボディ取
付体(6) をこれと一体に鋳造しておいてもよい。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。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。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、ＪＩＳＡ６０６１のようなＪＩＳ
Ａ６０００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。

【００１８】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。

【００１９】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
管接続用筒状外方突出部(10)とを備えている。突出部(1
0)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。

【００２０】そして、たとえばプレナムチャンバ(2) の
筒状突出部(4) および接続部材(7)の筒状突出部(10)と
分岐管(5) とのろう付に本発明の方法が適用される。

【００２１】次に、図１〜図４を参照して吸気マニホル
ド(1) の製造方法について説明する。

【００２２】まず、分岐管(5) の両端部におけるプレナ
ムチャンバ(2) の筒状外方突出部(4) および接続部材
(7) の筒状外方突出部(10)への差込み端部の外周面に、
それぞれ軸方向にのび、かつ一端部が両筒状外方突出部
(4)(10) の外部に至る深さ０．３〜１．５ｍｍの溝(12)
(13)を、周方向に５〜３０ｍｍの間隔をおいて複数形成
しておく。また、プレナムチャンバ(2) の筒状突出部
(4) の先端部に拡管部(15)を形成し、さらに拡管部(15)
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(16)を形成しておく。筒状突出部(4)
の内周面における拡管部(15)とそれ以外の部分との間に
は傾斜部(14)が形成されている。また、接続部材(7) の
筒状外方突出部(10)の先端部に、上記と同様に、拡管部
(17)およびフレア(18)を形成しておく。

【００２３】そして、分岐管(5) の両端部を、プレナム
チャンバ(2) の筒状外方突出部(4)の拡管部(5) および
接続部材(7) の筒状外方突出部(10)の拡管部(17)内にそ
れぞれ差し込み、分岐管(5) における筒状外方突出部
(4)(10) の外側に存在する部分にリング状ろう材(19)を
嵌め被せておく。分岐管(5) の先端面と傾斜部(14)との
間には断面三角形状の隙間(25)が形成されている。

【００２４】また、プレナムチャンバ(2) の開口側端部
をスロットルボディ取付体(6) の貫通孔(9) における外
向きフランジ(8) と反対側の端部内に差し込み、プレナ
ムチャンバ(2) の貫通孔(9) の外側に存在する部分に図
示しないリング状ろう材を嵌め被せておく。この状態
で、これらの組み合わせ体を、両筒状外方突出部(4)(1
0) および分岐管(5) の両端部が略垂直な姿勢となるよ
うに炉中に入れ、分岐管(5) とプレナムチャンバ(2) の
筒状突出部(4) および接続部材(7) の筒状突出部(10)、
ならびにプレナムチャンバ(2) とスロットルボディ取付
体(6) とを一括してろう付する。その結果、溝(12)(13)
の働きにより、筒状外方突出部(4)(10) の内周面と分岐
管(5) の外周面との間には全周にわたって均一なフィレ
ット(20)が形成され、このフィレットには、図４に示す
ように、空孔は生じない。また、溶融したろう材が溝(1
2)(13)を通って流入することにより、フィレット(20)は
溝(12)(13)の部分および分岐管(5) の先端面と傾斜部(1
4)との間の断面三角形状の隙間(25)にも全周にわたって
均一に存在している。

【００２５】次に、具体的試験の結果を示す。

【００２６】外径３９ｍｍ、周壁の肉厚２ｍｍの分岐管
(5) を用意した。分岐管(5) の両端部の外周面には周方
向に等間隔をおいて長さ１０ｍｍの８つの溝(12)(13)を
形成しておいた。また、筒状外方突出部(4)(10) の拡管
部(15)(17)の軸方向の長さを４ｍｍ、フレア(16)(18)の
軸方向の長さを２ｍｍとしておいた。そして、溝(12)の
深さを種々変更しながら、ろう付を行い、空孔率を求め
た。その結果を図６に示す。

【００２７】図７〜図９は、この発明の他の実施例を示
す。この場合、プレナムチャンバ(2) の筒状外方突出部
(4) の拡管部(15)の内周面に、軸方向にのびかつ両端部
がフレア(16)および傾斜部(14)に若干かかっている溝(2
1)を、周方向に間隔をおいて複数形成しておき、その他
は上記と同様にしてろう付を行う。分岐管(5) と接続部
材(7) の筒状外方突出部(10)とのろう付部でも同様であ
る。

【００２８】

【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、ろう付時に溶融したろう材は溝
を通って孔の軸方向内方に流れ込み、孔の内周面の傾斜
部と第１金属材の筒状部分の端面とで形成される隙間ま
で達し、この隙間がろう材で埋められる。しかも、溝の
部分もろう材で埋められる。その結果、第１金属材の筒
状部分の外周面と第２金属材の孔の内周面との間はもち
ろんのこと、溝の部分や上記隙間の部分全体にフィレッ
トが形成され、ろう付部におけるろう材の不足が防止さ
れる。しかも、ろう付部に形成されたフィレットに空孔
等の欠陥が生じるのを防止できる。したがって、十分な
ろう付強度が得られるとともに、ろう付部から洩れが発
生するのを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例を示し、吸気マニホルドのろ
う付前の斜視図である。

【図２】吸気マニホルドのプレナムチャンバの筒状外方
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３】分岐管の端部の横断面図である。

【図４】吸気マニホルドのプレナムチャンバの筒状外方
突出部と分岐管とのろう付後の状態の拡大断面図であ
る。

【図５】吸気マニホルドを示す斜視図である。

【図６】具体的実験例の結果を示すグラフである。

【図７】この発明の他の実施例を示す図２相当の図であ
る。

【図８】同じく筒状外方突出部の平面図である。

【図９】同じく図４相当の図である。

【図１０】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１１】図１０に示す従来方法によるろう付後の状態
の拡大断面図である。

【符号の説明】

２プレナムチャンバ（第２金属材）４筒状外方突出部５分岐管（第１金属材）７接続部材（第２金属材）１０筒状外方突出部１２溝１３溝１４傾斜部１５拡管部２１溝

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者佐藤昭一大阪府堺市海山町６丁224番地昭和アルミニウム株式会社内 (72)発明者田崎清司大阪府堺市海山町６丁224番地昭和アルミニウム株式会社内 (72)発明者碓井正大阪府堺市海山町６丁224番地昭和アルミニウム株式会社内 (56)参考文献特開昭56−23372（ＪＰ，Ａ) 実開昭53−86570（ＪＰ，Ｕ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】筒状部分を有する第１金属材と、第１金
属材の筒状部分の端部を差し込む孔を有し、かつ孔の内
周面における第１金属材の筒状部分の外周面と接する部
分よりも軸方向内方に、軸方向内方に向かって径方向内
方に傾斜した傾斜部が形成されている第２金属材とを、
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
孔に差し込み、かつ第１金属材の筒状部分と第２金属材
の孔とが略垂直になるような姿勢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１金属材の筒状部分
における第２金属材の孔への差し込み部分の外周面に、
軸方向にのび、かつ一端部が孔の外部に至る深さ０．３
〜１．５ｍｍの溝を、周方向に５〜３０ｍｍの間隔をお
いて複数形成しておくことを特徴とする金属材のろう付
方法。
【請求項２】筒状部分を有する第１金属材と、第１金
属材の筒状部分の端部を差し込む孔を有し、かつ孔の内
周面における第１金属材の筒状部分の外周面と接する部
分よりも軸方向内方に、軸方向内方に向かって径方向内
方に傾斜した傾斜部が形成されている第２金属材とを、
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
孔に差し込み、かつ第１金属材の筒状部分と第２金属材
の孔とが略垂直になるような姿勢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金属材の孔の内周
面における第１金属材の筒状部分の外周面と接する部分
の開口端部に、軸方向にのびる深さ０．３〜１．５ｍｍ
の溝を、周方向に５〜３０ｍｍの間隔をおいて複数形成
しておくことを特徴とする金属材のろう付方法。