(57)【要約】【課題】ろう漏れ防止箇所へのろう材の漏れを確実に防止したろう付継手、そのろう付継手を用いた電磁弁装置、及びろう付方法を提供する。【解決手段】孔１ａの周囲に環状の溝３が設けられた第１部材１の前記溝内に、パイプ材またはリング状部材からなる第２部材２の一端部が挿入されろう付接合されたろう付継手であって、前記第２部材の前記一端部の外周面と前記溝の外径側の側周面との隙間における毛細管現象による前記溝の底部からのろう材吸上げ高さと、前記第２部材の前記一端部の内周面と前記溝の内径側の側周面との隙間における毛細管現象による前記溝の底部からのろう材吸上げ高さの間に差を生じさせて成ることを特徴とする。【選択図】図１
2014152815.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
孔の周囲に環状の溝が設けられた第１部材の前記溝内に、パイプ材またはリング状部材からなる第２部材の一端部が挿入されろう付接合されたろう付継手であって、前記第２部材の前記一端部の外周面と前記溝の外径側の側周面との隙間における毛細管現象による前記溝の底部からのろう材吸上げ高さと、前記第２部材の前記一端部の内周面と前記溝の内径側の側周面との隙間における毛細管現象による前記溝の底部からのろう材吸上げ高さの間に差を生じさせて成ることを特徴とするろう付継手。
【請求項２】
前記第２部材の前記一端部は、内周面及び外周面の何れか一方が端部方向に薄肉となるようにテーパ状に傾斜加工されて成ることを特徴とする請求項１に記載のろう付継手。
【請求項３】
前記傾斜加工されていない前記第２部材の内周面または外周面が、前記溝の前記側周面に対向する側の隙間を、前記傾斜加工された側の隙間よりも小さくして成ることを特徴とする請求項２に記載のろう付継手。
【請求項４】
前記第２部材の前記一端部の外周面と前記溝の外径側の側周面との間の隙間と、前記第２部材の前記一端部の内周面と前記溝の内径側の側周面との間の隙間が互いに異なるようにしたことを特徴とする請求項１に記載のろう付継手。
【請求項５】
ろう付温度下において、前記隙間の内、小さくする側を１０〜１５０μｍとし、大きくする側を３００μｍ以上としたことを特徴とする請求項３または請求項４に記載のろう付継手。
【請求項６】
主流路、及びこの主流路を開閉する主弁体を摺動可能に保持する孔、及びこの孔の周囲に形成された環状の溝が設けられた金属製の主ブロックからなる第１部材と、前記孔に連通するように設けられ前記主弁体に差圧を発生させて前記主弁体が開閉動作するように制御するパイロット電磁弁と、リング状に形成され軸方向の一端部が前記溝内に挿入されて前記第１部材にろう付固定され、内周部分で前記パイロット電磁弁を保持する入れ子からなる第２部材と、を備えた電磁弁装置であって、前記第２部材の前記一端部の外周面と前記溝の外径側の側周面との隙間における毛細管現象による前記溝の底部からのろう材吸上げ高さを、前記第２部材の前記一端部の内周面と前記溝の内径側の側周面との隙間における毛細管現象による前記溝の底部からのろう材吸上げ高さよりも高くしたことを特徴とする電磁弁装置。
【請求項７】
孔の周囲に環状の溝が設けられた第１部材の前記溝内にろう材を挿入した後、パイプ材またはリング状部材からなる第２部材の一端部を該溝内に挿入してろう付接合する際に、ろう付温度下において、前記第２部材の前記一端部の外周面と前記溝の外径側の側周面との隙間における毛細管現象による前記溝の底部からのろう材吸上げ高さと、前記第２部材の前記一端部の内周面と前記溝の内径側の側周面との隙間における毛細管現象による前記溝の底部からのろう材吸上げ高さに差を生じさせたことを特徴とするろう付方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は例えばエアコンの冷媒流路を制御するバルブブロックへの冷媒配管の接続部等に好適に用いることができるろう付継手、そのろう付継手を用いた電磁弁装置、及びろう付方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
パッケージエアコンの冷媒回路等、内面に流体が流れる配管、流路切り替えバルブ等の内面に弁体などが摺動する流路では、その流路の接合にろう付を用いる場合、流路や摺動面に接合時のろう材が流れ込むと、その流れを乱して流路損失となったり異音が発生したりし、また、弁摺動面の場合は除去のための追加加工が必要となるなど製品の機能、性能、コストに対して問題となっている。このような問題を解決するため、ろう漏れを防止すべきろう漏れ無用箇所に直接ろう材が流れ込まないように溝を設けたり、部材を冷却してろうの流れを抑制するなどの手段でろう漏れを防止するようにしたものがある（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−８１９８３号公報（第１頁、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記のような従来の技術においては、ろう材が供給過多となった場合、溝からあふれ出したろう材がろう漏れ無用箇所に流れ込む可能性があり、また、冷却によりろうの流れを制御し、ろう漏れを防止する方法ではろう漏れ無用箇所とろう付箇所の間にろう材の凝固点が来るよう温度制御しなくてはならず困難である。このため、確実にろう漏れを防止することはできず一定の割合で不良が発生し手直しが必要となるという課題があった。
【０００５】
この発明は前記のような課題を解消するためになされたものであり、ろう漏れ無用箇所へのろう材の漏れを確実に防止したろう付継手、そのろう付継手を用いた電磁弁装置、及びろう付方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るろう付継手は、孔の周囲に環状の溝が設けられた第１部材の前記溝内に、パイプ材またはリング状部材からなる第２部材の一端部が挿入されろう付接合されたろう付継手であって、前記第２部材の前記一端部の外周面と前記溝の外径側の側周面との隙間における毛細管現象による前記溝の底部からのろう材吸上げ高さと、前記第２部材の前記一端部の内周面と前記溝の内径側の側周面との隙間における毛細管現象による前記溝の底部からのろう材吸上げ高さの間に差を生じさせて成ることを特徴とするものである。
また、本発明に係る電磁弁装置は、主流路、及びこの主流路を開閉する主弁体を摺動可能に保持する孔、及びこの孔の周囲に形成された環状の溝が設けられた金属製の主ブロックからなる第１部材と、前記孔に連通するように設けられ前記主弁体に差圧を発生させて前記主弁体が開閉動作するように制御するパイロット電磁弁と、リング状に形成され軸方向の一端部が前記溝内に挿入されて前記第１部材にろう付固定され、内周部分で前記パイロット電磁弁を保持する入れ子からなる第２部材と、を備えた電磁弁装置であって、前記第２部材の前記一端部の外周面と前記溝の外径側の側周面との隙間における毛細管現象による前記溝の底部からのろう材吸上げ高さを、前記第２部材の前記一端部の内周面と前記溝の内径側の側周面との隙間における毛細管現象による前記溝の底部からのろう材吸上げ高さよりも高くしたことを特徴とするものである。
また、本発明に係るろう付け方法は、孔の周囲に環状の溝が設けられた第１部材の前記溝内にろう材を挿入した後、パイプ材またはリング状部材からなる第２部材の一端部を該溝内に挿入してろう付接合する際に、ろう付温度下において、前記第２部材の前記一端部の外周面と前記溝の外径側の側周面との隙間における毛細管現象による前記溝の底部からのろう材吸上げ高さと、前記第２部材の前記一端部の内周面と前記溝の内径側の側周面との隙間における毛細管現象による前記溝の底部からのろう材吸上げ高さに差を生じさせたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のろう付継手においては、溝に挿入される第２部材の内外の周面と溝の側周面との間の隙間を、内側と外側で毛細管現象による前記溝の底部からのろう材吸上げ高さに差が生じるように構成したので、ろう漏れ無用箇所に対してろう材吸上げ高さが低くなる側を選択するだけで、ろう材の漏れを確実に防止したろう付継手を提供できるという効果が得られる。
また、本発明の電磁弁装置によれば、主弁体の摺動孔である孔の周囲に環状の溝が設けられた金属製の主ブロックからなる第１部材の前記溝に対して、リング状に形成されて内周部分でパイロット電磁弁を保持する入れ子からなる第２部材の軸方向の一端部を前記溝内に挿入して第１部材にろう付固定する箇所において、第２部材の前記一端部の外周面と前記溝の外径側の側周面との隙間における毛細管現象による前記溝の底部からのろう材吸上げ高さを、前記第２部材の前記一端部の内周面と前記溝の内径側の側周面との隙間における毛細管現象による前記溝の底部からのろう材吸上げ高さよりも高くしたので、主弁体の摺動孔である孔にろう材の漏れが生じるのを確実に防止した電磁弁装置を提供できるという効果が得られる。
また、本発明のろう付方法によれば、ろう付温度下において、前記第２部材の前記一端部の外周面と前記溝の外径側の側周面との隙間における毛細管現象による前記溝の底部からのろう材吸上げ高さと、前記第２部材の前記一端部の内周面と前記溝の内径側の側周面との隙間における毛細管現象による前記溝の底部からのろう材吸上げ高さに差を生じさせことにより、ろう漏れ防止箇所へのろう材の漏れを確実に防止できるという効果が得られる。また、予めろう材量を規定することができるため、ろう材の供給過多により溝からろう材があふれ出ることも無く、冷却の必要もない。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１に係るろう付継手、及びろう付方法の加熱前の状況を概略的に示す断面図である。
【図２】本発明の実施の形態２に係る電磁弁装置をパッケージエアコン用バルブブロックに適用した例を概略的に示す要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１によるろう付継手、及びろう付方法の加熱前の状況を概略的に示す断面図である。図において、ろう付継手を構成する第１部材は、ここでは冷媒回路の流路制御等に使用されるバルブブロック（図示省略）を構成する例えばアルミニウム、黄銅、銅、ステンレスなどの金属製ブロック１からなる。ろう付継手を構成する第２部材２は、ここでは例えばアルミニウムや銅、鉄などの金属製のパイプ材からなる。なお、金属製ブロック１はバルブブロックの金属製ボディー本体における入出力の配管を接続する継手部分の要部のみを模式的に示している。金属製ブロック１には第２部材２の流路２ａに連通される流路用の孔１ａと、その孔１ａの周囲に形成された環状の溝３が設けられている。
【００１０】
第２部材２の金属製ブロック１に対する接合部分を除く流路２ａの内径と金属製ブロック１の孔１ａの内径は略同一である。金属製ブロック１との接続部分である第２部材２の一端部（図の下端部）は、環状の溝３に対して挿入し得るように拡管される。具体的には、第２部材の拡管部２１の外周面と溝３の外径側の側周面との間の隙間が、ろう付時の温度下で１０〜１５０μｍ程度となるようにし、拡管部２１の内周面と溝３の内径側の側周面との隙間がろう付時の温度下で３００μｍ以上となるように拡管される。そして、第２部材２の拡管部２１でなる一端部の先端部２１ａは、この例では、内周面が端部方向に薄肉となるようにテーパ状に傾斜加工されている。
【００１１】
なお、溝３の幅は、ろう付時の温度下で拡管部２１の厚み、前記内径側と外径側の隙間の合計寸法、及び加工誤差を見込んだ寸法となるように予め計算され、加工される。第２部材２と環状の溝３を有する金属製ブロック１とは前記のように加工され、溝３の底部にリング状のろう材４を設置した後、第２部材２の拡管部２１を図１に示すように溝３の内部に挿入する。なお、ろう材４の体積については、第２部材２の拡管部２１外側のろう付温度下での隙間体積を、公差を考慮して最大となる値を求め、その３〜５倍程度とすることが望ましい。
【００１２】
次に、ろう付工程について説明する。前記のように構成された図１に示す継手部分を常法によって加熱し、ろう材４を溶融させる。なお、加熱手段や加熱温度、加熱時間などは特に限定されるものではなく、例えば用いるろう材４に対してそのろう材の製造メーカーが指定した条件で差し支えない。加熱時に溶融したろう材４は溝３の外径側の側周面と拡管部２１の外周面との間にできる隙間か、溝３の内径側の側周面と拡管部２１の内周面との間にできる隙間の何れかにしか流れないが、拡管部２１の端面外側が溝３の底部方向に長くなるよう傾斜加工してあるため、その外周面部分が内周面より先に溶融したろう材４に接触し、溝３の外径側の側周面と拡管部２１の外周面の間に生じる隙間の毛細管力によりろう材４が吸引されてろう付が行われる。これにより拡管部２１の内周面側の隙間にはほとんどろう材４が流れ込まないため流路となる孔１ａの内面に溝３の上縁部３ａを超えてろう材４が漏れ出すことは無い。
【００１３】
また、万一溶融したろう材が拡管部２１の内周面側の隙間に達したとしても、拡管部２１の外周面側の隙間１０〜１５０μｍに対して、拡管部２１の内周面と溝３の内径側の側周面との隙間を３００μｍ以上と大きくしているため、毛細管力による溝３の底部からのろう材吸上げ高さが拡管部２１の外周面側の隙間に比べて低く、この隙間の違いによっても、ろう材４が拡管部２１の内周面側の隙間へ流れ込むことを抑制している。また、ろう付が正常に完了したかどうかは、拡管部２１の外周側の隙間にろう材が浸み出しているかどうかで確認することができる。なお、フラックスを必要とするろう付の場合は、溝３の外径側の側周面と拡管部２１の外周面のみにフラックスを供給することが望ましい。
【００１４】
前記のように実施の形態１によれば、第１部材である金属製ブロック１のろう材４を装填した溝３に対して、挿入される第２部材２の拡管部２１の内外の周面と溝３の側周面との間の隙間を、内側と外側で毛細管現象による前記溝の底部からのろう材吸上げ高さに差が生じるように構成したので、ろう漏れ防止箇所に対して毛細管力が小さくなる側を選択するだけで、ろう材の漏れを確実に防止したろう付継手を提供できるという効果が得られる。
【００１５】
なお、実施の形態１では、ろう材の漏れの防止効果を確実にするために、第２部材２の拡管部２１の先端をテーパ状に傾斜加工すると共に、溝３に対する内周側と外周側の隙間を変えるように構成したが、何れか一方のみでも相応の効果が期待できる。例えば、溝３に対する内周側と外周側の隙間を変えた場合、拡管部２１の先端は傾斜加工されていなくても良い。また、第２部材２の拡管部２１の先端をテーパ状に傾斜加工した場合、内周側と外周側の隙間は同一であっても良い。
【００１６】
また、予めろう材４の装填量を規定することができるため、ろう材４の供給過多により溝３からろう材４があふれ出ることも無い。従って冷却の必要もなく、また、這い上がってきたろう材がしみだしているかを継手外側から確認することでろう材が十分流れているか目視で確認できるため、接合品質の管理も容易である。また、ろう漏れ無用箇所にろう材が流れ込まないように、ろう材と毛細管力を利用した流れ制御を行うようにしたので、漏れ出たろう材の除去作業などのコストアップを防止できる。
【００１７】
実施の形態２．
図２は本発明の実施の形態２に係る電磁弁装置をパッケージエアコン用バルブブロックに適用した例を概略的に示す要部断面図である。図において、電磁弁装置は主流路５ａと、この主流路５ａを開閉する主弁体６を摺動可能に保持する摺動孔からなる孔５ｂと、孔５ｂの周囲に環状の溝３Ａが設けられた金属製の主ブロック（第１部材）５と、孔５ｂに連通するように設けられ主弁体６の上下に差圧を発生させて主弁体６が主流路５ａを開閉動作するように制御するパイロット電磁弁７と、主ブロック５とパイロット電磁弁７との間に介装されて主ブロック５の溝３Ａに対してろう付接合され、パイロット電磁弁７をメタルシール構造によって保持する大凡リング状に形成された入れ子からなる第２部材８を備えている。なお、主流路５ａは図の左側が高圧側Ａ、右側が低圧側Ｂとなるように用いられる。
【００１８】
パイロット電磁弁７は第２部材８にメタルシール構造によって保持されたパイロットバルブ７１と、このパイロットバルブ７１の弁体７１ａを開閉動作させる電磁コイル７２から構成されている。主弁体６の外周面は、孔５ｂの内周面との間に、作動流体（図示省略）を通過させ得る所定の隙間を形成するために、周方向に凹凸状に形成されている。主弁体６の上部に孔５ｂによって形成された空間は、主流路５ａよりも細いパイロット孔５ｃにより主流路５ａの低圧側Ｂに連通されている。なお、パイロット孔５ｃはパイロット電磁弁７を経由し、その流路が弁体７１ａによって開閉されるように構成されている。また、パイロット孔５ｃは、主ブロック５、パイロット電磁弁７を通過する間、外部に対して気密を保持するように封じられている、なお、シール手段の一部は図示省略している。
【００１９】
主ブロック５は、実施の形態１における第１部材である金属製ブロック１に相当し、摺動孔からなる孔５ｂは実施の形態１の孔１ａに相当している。その孔５ｂの周囲には環状の溝３Ａが形成されている。そして、リング状に形成された第２部材８は、実施の形態１における第２部材２に相当しており、その第２部材８の溝３Ａに挿入される部分は内周面が端部方向に薄肉となるようにテーパ状に傾斜加工されている。そして、溝３Ａの底部にはろう材４Ａが予め装填される。なお、第２部材８の外周面と主ブロック５の溝３Ａの外径側の側周面との間隙は毛細管力による溝３Ａの底部からのろう材吸上げ高さを確保するために、１０μｍ〜１５０μｍ程度とする事が望ましい。
【００２０】
次に、ろう付工程について説明する。主ブロック５の溝３Ａにろう材４Ａを挿入し、第２部材８の一端部（図の下側端部）を溝３Ａに挿入して組み立てたものを図示していない加熱手段によって加熱し、ろう材４Ａを溶融させる。このとき溶融したろう材は溝３Ａの外径側の側周面と第２部材８の外周面との間にできる隙間か、第２部材８の傾斜面先端の底面と主ブロック５の溝３Ａの底面が接する隙間の何れかにしか流れないが、第２部材８の外周面が図の下方向に延長されるよう傾斜加工してあるため、この部分が溶融したろう材に接触し、溝３Ａの外径側の側周面と第２部材８の外周面の間に生じる隙間の毛細管力によりろう材が吸引されてろう付が行われる。
【００２１】
毛細管現象による溝３Ａの底部からのろう材吸上げ高さが外周側で高く、内周側で低くなるので、第２部材８の底面と主ブロック５が接する合せ部分Ｃにろう材が流れ込む心配が無い。なお、ろう付が正常に完了したかどうかは第２部材８外周の隙間にろう材がしみだしているかどうかで確認することができる。なお、フラックスを必要とするろう付の場合は溝３Ａ外周面と第２部材８外周面のみにフラックスを供給することが望ましい。
【００２２】
次に、前記図２のように構成された電磁弁装置の動作について説明する。主流路５ａの図の左側の流路（高圧側Ａ）が図右の流路（低圧側Ｂ）よりも高圧となった状態で主弁体６が閉じているとき、パイロット電磁弁７も閉じているが、コイル７２に通電してパイロット電磁弁７の弁体７１ａを開状態にすると、差圧が発生して主弁体６と孔５ｂの隙間にパイロットバルブ７１を経由した流れが発生する。このとき、前記隙間の図の下部と上部では流路損失により差圧が発生し、入り口側圧力よりも弁上部圧力の方が低くなる。この差圧によって主弁体６は図の上方向に吸い上げられるため主弁体６は開放される。
【００２３】
実施の形態２に係る電磁弁装置は前記のような機構であるから、主弁体６が摺動する主ブロック５の孔５ｂは滑らかでなければならない。また、その一方でパイロットバルブ７１と主ブロック５はねじ込みにより取り付けられており、その気密はそれぞれを押付けることで得られるメタルシール構造である。近年の原価低減の市場要求から冷媒回路部品はアルミニウム化される傾向にあるが、アルミニウムはやわらかく回転摺動しながら押付けられるメタルシールではシール面が荒れてしまいうまく気密が取れない。そこで、主ブロック５のメタルシール部に入れ子からなる第２部材８を設け、ステンレス等のメタルシール可能な材料に変更することで気密が確保される。
【００２４】
この場合、入れ子構造にすることで、第２部材８と主ブロック５をろう付しなければならない。ろう付による接合部には主弁体６の孔５ｂを含むことから、孔５ｂにろう漏れが生じることは避けなければならず、従来の技術ではろう材が摺動面に流れた場合、再度切削加工をして漏れ出たろう材を除去するためにコスト高となる問題があった。しかしながら、この発明の実施の形態２によれば、主ブロック５の孔５ｂのまわりに溝３Ａを設け、その溝３Ａの底部に必要最低限のろう材４Ａを装填し、リング状に形成された第２部材８の一端部の内周面をテーパ状に傾斜加工して溝３Ａ内に挿入することで、ろう付け時の溶融したろう材に対して外周面側の毛細管現象による溝の底部からのろう材吸上げ高さを大きくなるようにしたので、溶融したろう材が孔５ｂ側に漏れ出ることを確実に防止できる。
【００２５】
前記のように、実施の形態２によれば、主弁体６の摺動孔である孔５ｂの周囲に環状の溝３Ａが設けられた金属製の主ブロック５からなる第１部材の前記溝３Ａに対して、リング状に形成されて、その内周部分でパイロット電磁弁７を保持する入れ子からなる第２部材８の軸方向の一端部を溝３Ａ内に挿入してろう付固定する箇所において、第２部材８の前記一端部の外周面と溝３Ａの外径側の側周面との隙間における毛細管現象による溝３Ａの底部からのろう材吸上げ高さを、第２部材８の前記一端部の内周面と溝３Ａの内径側の側周面との隙間における毛細管現象による溝３Ａの底部からのろう材吸上げ高さよりも高くしたので、主弁体６の摺動孔である孔５ｂにろう材の漏れが生じるのを確実に防止した電磁弁装置を提供できるという効果が得られる。
【００２６】
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態の一部または全部を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【符号の説明】
【００２７】
１  金属製ブロック（第１部材）、  １ａ  孔、  ２  第２部材、  ２ａ  流路、  ２１  拡管部、  ２１ａ  先端部、  ３、３Ａ  溝、  ３ａ  上縁部、  ４、４Ａ  ろう材、  ５  主ブロック（第１部材）、  ５ａ  主流路、  ５ｂ  孔、  ５ｃ  パイロット孔、  ６  主弁体、  ７  パイロット電磁弁、  ７１  パイロットバルブ、  ７１ａ  弁体、  ７２  電磁コイル、  ８  第２部材（入れ子）、  Ａ  高圧側、  Ｂ  低圧側、  Ｃ  合せ部分。
【図１】
2014152815.tif 000003
【図２】
2014152815.tif 000004