(57)【要約】  少なくとも１つが管状（３）をしている金属部材を炉内ろう付けする工程であり、それは、前記管状部材の内部に好ましくは予め成形された形を有するろう材（５、６、１８）を位置決めし、そのろう材を融解し、そして結合を作り出すために、続けて炉内を再加熱する工程からなる。その工程は特に、タオル掛け型ラジエータの構築に適している。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの金属部材（１、３、１１）を結合し、少なくとも前記金属部材の１つ（１）が管状である、ろう付け工程であって、
前記金属部材の１つにろう材（５、６、１８）を位置決めする工程と、
連結される金属部材を相互に位置決めする工程と、
前記ろう材を溶融することが可能な温度まで前記金属部材を加熱する工程と、
を有し、
前記ろう材は、溶融に先行して、前記管状の金属部材の内側に位置決めされることを特徴とするろう付け工程。
【請求項２】
前記加熱は、炉内で実行されることを特徴とする請求項１に記載の工程。
【請求項３】
前記ろう材は、金属からなる成形品の形状をしていることを特徴とする請求項１又は２に記載の工程。
【請求項４】
前記成形品は、適切に保持された金属ワイヤであることを特徴とする請求項３に記載の工程。
【請求項５】
管（３）の端部（４）は、他の管状の金属部材（１）の内部壁面（２）に設けられた穴の中にろう付けされることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の工程。
【請求項６】
ろう付けのコーティング（５）は前記管の端部の周囲に適用又は分散され、及び管の端部はそれから前記穴に挿入されることを特徴とする請求項５に記載の工程。
【請求項７】
金属からなる成形品は前記管の端部の周囲に位置決めされ、及び管の端部はそれから前記穴に挿入されることを特徴とする請求項５に記載の工程。
【請求項８】
前記金属からなる成形品は、金属ワイヤのリング（６）であることを特徴とする請求項７に記載の工程。
【請求項９】
前記リングは、前記管の端部の周囲に設けられた特殊な溝（７）に位置決めされることを特徴とする請求項８に記載の工程。
【請求項１０】
前記管の端部は、テーパー状であることを特徴とする請求項５から９のいずれか１項に記載の工程。
【請求項１１】
管の端部は、前記穴の中に挿入されたあとに、形を変えられることを特徴とする請求項５から１０のいずれか１項に記載の工程。
【請求項１２】
前記管の端部は、１から３ｍｍの長さほど前記管状の部材の内部に突出するように前記穴に挿入されることを特徴とする請求項５から１１のいずれか１項に記載の工程。
【請求項１３】
ストッパ（１１）は、管状のマニホルド（１）の端部（１２）に接してろう付けされることを特徴とする請求項１から４に記載の工程。
【請求項１４】
前記ストッパは、ろう付けされる結合部に接している成形品（１８）の形状をしているろう材を保持するための手段（１９、２０）が設けられた内部表面（１５）を有することを特徴とする請求項１３に記載の工程。
【請求項１５】
前記ストッパは、前記管状のマニホルドの内部に挿入されるのに適している段部（１４）を有しており、その段部の側部表面（１６）は、マニホルドの側部表面（１７）とで、ろう付けされる結合部を作り出すことを特徴とする請求項１４に記載の工程。
【請求項１６】
ろう付けされる結合部に接する成形品（１８）の形状をしているろう材を保持するための前記手段は、ストッパの外側縁部（１３）に沿って形成されたハウジング（１９）であることを特徴とする請求項１４又は１５に記載の工程。
【請求項１７】
成形品の形状をしているろう材を保持するための前記手段は、ストッパの内部表面１５に設けられた一連の突起部（２０）からなることを特徴とする請求項１６に記載の工程。
【請求項１８】
結合される金属部材は、タオル掛け型ラジエータの一部分であることを特徴とする請求項１から１７のいずれか１項に記載の工程。
【請求項１９】
管状のマニホルド（１）の端部を閉鎖するためのストッパ（１１）であって、
前記マニホルドでろう付けされる結合部を形成する表面（１６）に接する成形品の形状をしているろう材を保持するための手段（１９、２０）を設けられた、内部表面（１５）を有することを特徴とするストッパ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はろう付け工程、特にはチューブ等の外側からの処理がしにくい諸要素をろう付けする工程、更に詳しくは、「タオル掛け（ｔｏｗｅｌ−ｒａｉｌ）」型ラジエータを構成する諸要素を結合するためのろう付け工程に関する。その工程において用いられるのが好ましいのは、炉内ろう付け工程である。
【背景技術】
【０００２】
ろう付けは一般的に、２つの金属部材（例えば様々な炭素含有量の鋼鉄といった非鉄又は鉄の金属物）を恒久的に結合するために使用されるシステムである。その２つの部材の結合は金属の薄い層によってなされており、そしてその金属は１つに結合される２つの部材とは異なる材料であり、それは溶着金属又はろう材と呼ばれている。ろう材は結合される材料よりも低い融点を有しており、ろう付けされる領域はろう材が溶ける温度にされている。一般的に、溶融ろう材は１つに結合される２つの部材の間の隙間へと毛管作用によって浸透し、そして層をなし、凝固することで結合を形成する。
【０００３】
ろう付けには２つの主な技術が存在し、それはトーチろう付けと炉内ろう付けである。それらはろう材を溶解させるための熱の供給方法が異なる。即ち、トーチろう付けでは、結合領域が直接的及び局所的に加熱され、その場所にろう材が設置される。それに対し、炉内ろう付けでは、ろう材が適切なやり方で結合領域に設置された後に、結合される部材が炉に導入される。炉の内部では、諸部材はろう材が融解する温度にまで加熱される。加熱は段階的に実施され、そしてそれは結合によって影響を受ける領域だけでなく、結合される全ての部材に影響を及ぼす。また、冷却も通常は段階的に実施され、それはまた処理される諸部材にかかるストレスやダメージを生じさせないようにするためになされている。その炉は幾つかのチャンバーからなっており、処理される部材はその中へと熱に対して耐性を有するよう適切に構成されたコンベヤベルト、又は他のタイプの適切な機械的手段によって運ばれる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ろう材を適切な場所に位置決めするためのシステムは様々ある。例えば、使用され得る当の場所の特徴に適合するように適切に折り曲げられた金属ワイヤがある。又は、適切な結合剤が混合されている金属粉からなるペーストが一般的に使用される。実際には、多くの場合において、結合構造はワイヤ形状のろう材の正確な位置決めを可能としていない。
【０００５】
ろう付けが適用されるのは管状の要素を互いに結合する分野においてであり、例えばあるパイプを別のパイプ、又は別のタイプの要素、例えば管の両端部用の閉鎖ストッパに結合する際などに用いられる。この場合、液密な結合が達成される。特殊な応用は、一般的に家庭内暖房において使用される、タオル掛け型ラジエータの製造においてなされる。このタイプのラジエータは一般的に、並列している２つの管状のマニホルドからなっており、それらは一連の管によって横に結合されている（一般的に、梯子に似た構造を形成する）。即ち、液体、通常は水、がマニホルドの一方の端部から入り、そして横断管を通過して循環した後に、他のマニホルドの反対側の端部から出ていく。ろう付けするときの重要な点は、液体が漏れないように密閉することもそうだが、マニホルドへと管を結合させること、そしてマニホルドの両端部が適切なストッパ（適切な形状をした金属プレート）によって密閉されていることである。金属ラジエータでは、銅を基礎としたペーストが通常使用されており、それは結合部の外部から適用され、それからろう付けが炉において実行される。その工程は以下の様々な理由によって十分ではない。即ち、平均的な配分をなすために、ろう材を結合部の至る所に分散することが可能でなければならず、正しいやり方でろう材を位置決めすることが困難である。この操作は通常オペレータによって手動でなされているので再現性が低く、従って金属が過度に適用されて材料が無駄になったり、表面が不規則になったりする可能性があり、多くの場合において、結合部の至る所において悪い拡散が生じる。この結果、不適品が製造される確立が著しく高くなる（しばしば、不適切な液体密封が原因ともなる）。また、外部からの位置決めも、溶融ろう材が滴り落ちる可能性を伴い、従ってコンベヤベルト等の炉の幾つかの部分にダメージを与える。
【０００６】
溶着ペーストを使用することは、通常においては位置決めの困難性を克服するために好ましく、マニホルドにストッパを設置する場合には必要なのであるが、しかしそれは例えば炭素質残留物を残すなどといった不純物を存在させるという欠点を有しており、ろう付けの間又はその後において、結合の質を劣化させてしまう。加えて、ペースト状の金属は結合剤として用いる際にはどうしても薄めることが求められ、よって結合部と近接している関連領域においてはその金属の濃度が減少し、結合の形成工程の間に金属の分散が激しくなる。
【０００７】
溶着ペースト、加えて、異なる金属を含有する上記全てのペーストは製造コストがかかり、含有する金属によっては、そのコストはかなりの額となる。それらは特殊な機械装置を伴う製造工程によって作られるので、一般的に市場において利用可能なものから選択することが求められ、そしてしばしば非市販の組成のペーストを製造することは非常にコストがかかるので、金属含有組成の幅が減少し、ろう材の選択が制限される。一方で、使用可能な金属（これは粉状のもの（ｍｅａｌｓ）又は合金を含む）は一般的に、高い品質基準を有しており、広い幅の組成で高純度のもの（例えば、金属線又は金属粉という形において）を利用することが可能である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題は、２つの金属部材を結合し、少なくとも前記金属部材の１つが管状である、ろう付け工程であって、前記金属部材の１つにろう材を位置決めする工程と、連結される金属部材を相互に位置決めする工程と、前記ろう材を溶融することが可能な温度まで前記金属部材を加熱する工程と、を有し、前記ろう材は、溶融に先行して、前記管状の金属部材の内側に位置決めされることを特徴とするろう付け工程によって解決される。
【０００９】
本発明の好ましい実施形態に従えば、前記加熱は炉内で実行される。
【００１０】
本発明の更に好ましい様態に従えば、前記ろう材は成形品の形状をしており、それは例えば、適切に保持された金属ワイヤ、又は適切な形状、例えば薄いリング状に成形されていてよい。
【００１１】
本発明の特別な様態に従えば、結合される諸部材はタオル掛け型ラジエータの金属部材である。例えば、それは管及び管状のマニホルドと、マニホルドの好ましくは平坦である側部表面の１つにある穴にろう付けされる管でよい。また、ストッパはマニホルドを閉鎖するために、マニホルドの１つの端部に連結されてよい。この場合、本発明の好ましい様態に従えば、ストッパは、マニホルドの外部周囲の形状及び寸法と実質的に同じである外部周囲を有する。他の好ましい様態に従えば、ストッパは、（一度結合が作られ、マニホルドと面している）内部表面上に段部を有しており、その外側縁部はマニホルドの内部に入ることが出来るような形状及び寸法を有し、自らとマニホルドの内部壁面との間を、ろう付けするための結合を作り出すことが出来るほど十分に開いた適切な隙間を有する。ストッパは内部表面を有し、その表面にはろう付けされる結合部と接する、例えばもし存在するならば前記段部と接する、一般的にはマニホルドとでろう付けされる結合部を形成する表面と接する成形品の形状をしたろう材を、保持するための手段が設けられている。好ましくは、前記手段は段部の縁部に沿って内部表面に形成されたハウジングである。また、本発明は上記のストッパに関する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明は、附属の図面を参照しつつ、その好ましい実施形態の詳細な記述によって説明されるのであるが、その実施形態は限定的なものではなく、ただの例として与えられているだけである。
【００１３】
図１を参照すると、タオル掛け型ラジエータには、示されている通り、管状のマニホルド１が設けられている。好ましくは、マニホルドは管３の両端部を受け入れるための穴の配列が形成された平らな表面を有し、そこには、細部が描写されている図にある部位を作り出すために、マニホルドと管の間をろう付けすることによって結合を作り出すことが出来る適切な隙間が存在している。管においては、正しい深さまで容易に挿入することが出来るように、その両端がテーパー状にされていてもよい。また、その両端部は、挿入された後に一方の端部からマニホルドの中に挿入された適切な機械によって変形されることもある。
【００１４】
本発明の第１の様態に従うと、ろう材は管の端部の外部表面上に位置決めされ、それから適切な位置にある穴の中に挿入される。即ち、一度融解されることでろう材がろう付けされる結合部の隙間空間の中に毛管現象によって引き込まれ得るように、前記結合部の近くのマニホルドの中にろう材を配置してある。管及びマニホルドはろう材を溶かすための炉の中に入れられる。一般的に、完全に組立てられたラジエータが炉の中に入れられ、そしてろう材の冷却や固化がなされることで最終製品として出てくる。ろう材は様々な様式で位置決めされてよい。例えば、ろう材の薄いシート（例えば、金属ラミネート）から構成されるコーティング５は、図２に示してあるように、管３の端部４に適用又は沈積させられてよい。本発明の好ましい様態に従うと、ろう材は好ましい形で配置されるのであり、例えば管の端部の周囲に配置されることが可能な金属ワイヤのリングをしている。更に好ましくは、リング６は管の端部４の周囲に形成された（例えば管の外部表面８を刻むことによって）、特殊な溝７（図３参照）上に配置されてもよい。そのリングは位置決めを容易にするために開放環であってもよい。
【００１５】
図４では、マニホルド１の表面２にある穴の中に挿入された管３が示されており、加熱工程に先立って、リングは結合部の近くに配置されていることが求められ、そうすることでリングはマニホルドの壁部９と管３の隙間に毛細現象によって引き込まれる。管３の端部４はマニホルドの中に短い長さだけ、例えば１から３ｍｍ、例えば２ｍｍほど突出している。ろう材は、もしマニホルド１の中への管の挿入に先行して沈積されるのであれば、穴の内部に到達することが出来ることが求められる。有利なことに、溝７は表面８から突出していないので、金属の好ましい形に適合するのに十分なほど深い。又は、管の端部が正しい挿入を容易に実行できるようテーパー状にされていてもよく、そしてもしテーパー加工が十分であるならば溝７はなくてもよい。そのような場合、ろう材は管の周囲に位置し続けることが可能な形状をしていることが求めれ、それは例えば弾性力によって管の表面の周囲にしっかりと固定されているリングであってよく、そうすることで管周辺の部分を露出させないまま拡張することが出来る利点がある。有利なことに、テーパー加工及び溝は適切な方法で組み合わされてもよい。管を正しく挿入するために、管の表面８上にガイド１０が設けられてもよく、例えばそれは管の更なる挿入を妨げるリング状の隆部であってもよい。
【００１６】
ろう材の位置決めは、結合される金属部材の相互位置決めに従うことも可能である。
【００１７】
管がマニホルドに固定される場合、例えばリングは特別な機械装置によってすでに挿入された管の端部に配置されてよい。
【００１８】
既存の方法に従って、位置決めされたろう材を有する管の端部を、その内部から変化させることは多くの場合において可能である。即ち、そうすることで結合の正しい位置決めを越えて、金属によってその位置を管理することが出来るので好ましい。
【００１９】
好ましい形状でろう材を位置決めすることは、ろう材の位置決めとは対照的に、特にペースト状で結合の外部を形成する場合には、適切に自動的に実行される。
【００２０】
図５及び６は、マニホルド２の端部１２を閉鎖するためのストッパ１１を示しており、それは本発明の特殊な様態に従っている。
【００２１】
外側縁部１３は有利なことに、マニホルドの横断面の外側形状を有している。ストッパの内部表面１５に向かって及びその上で段部１４は形成され、そして外部表面１６はマニホルドの内部に入ってよい。即ち、マニホルドの内部表面１７と前記表面１６の間に、溶融ろう材が引き込まれる隙間が作られている（図７）。段部１４と同様のやり方で、内側表面に更に向かってハウジング１９が形成されてよく、それはろう材の成形物１８（金属ワイヤ状に適切に形成されたリングでよい）を受け入れるのに適している。それ自身の弾性力によって、及び／又はハウジング１９の縁部の近くの、ストッパの内部表面１５上に打ち抜きを行うことによって形成される例えば突起部２０といった特別な手段によって、管として使用されるリングと同様に、ろう材の成形物は所定の位置に保持される。そのようなハウジングは、この場合のような突起部のあるなしに関わらず、所定の位置にろう材を保持するための手段として働く。
【００２２】
好ましい実施様態に従うと、所定の位置に成形物を保持するための突起部は、特に成形物が開放環の形状をしているとき、ストッパ１１の内部表面１５の縁部２２の部分全体に渡って連続的に伸長していてよい。例えば、ストッパが図５に示されている形状、即ち２つの（丸い）角２５によって規定されている直線部分２４の反対側に半円形又は丸い部分２３のような形状を有するとき、連続する突起部は部分２３の全域及び角２５全体に伸長し（直線部分２４には伸長していても、していなくてもよい）、その一方、中央部分２６は突起部がないままになっている。こうすることによって、開放環形の成形品の挿入が容易になり、それが機械によってなされることが求められるときには特に有利となる。上記で例示されていることに従えば、当業者は、ろう材の成形品を簡単に挿入するために、図５に示される形状又は他の形状等を有するストッパに突起部を設けるための他の可能性のあるやり方を見つけてよい。
【００２３】
ストッパは１つ又はそれ以上の数のねじ穴２１又は貫通していない穴を有しており、それはマニホルドの関係する端部に管を連結することが求められるかどうかに従っている。図７に示されているように、ハウジング１９はマニホルドの内部表面１７によって規定されており、ろう材は一度溶着したら離散する可能性が少ないので、工程の効率を高める。
【００２４】
一般的に、合金の基礎となる銅は、ラジエータの構成において溶接鉄鋼要素として使用されている。
【００２５】
上述したようにろう材の成形品が使用される場合、そのとき広い範囲の構成を利用することが可能である。このことは、成形品が製造工程及び品質の要求に基づいて選択されることが可能であることを示す。例えば、低い温度で融解する合金は現在行われている挿入において使用されてよく、従って炉の温度を下げることになる。そうすることで、完成品の機械的な張り（ｔｅｎｓｉｏｎｓ）を減少させることができ、よって加熱することで変形を正す必要がなくなる。表面に関しては、クロムめっきのような更なる処理を施すことによって、より上質なものとすることが出来る。また、結合される機械の部分の色に適した色の付いた合金が選択されてもよく、例えば結合される部分の材料がステンレス鋼であるならば、用いられる合金は銅−ニッケル、又は銅−銀に基づいた合金がある。もしアルミニウムの部分が結合されるのであれば、アルミニウム−シリコン合金がろう材として選択されてよく、そうすることでアルミニウム製のラジエータをより簡単に構成することが可能である。
【００２６】
ろう材のタイプが、例えば、アルミニウム−シリコンといった合金に基づく亜鉛又はアルミニウムであることが求められる場合、脱酸素剤が設けられた成形品を使用することが可能である。例えば、脱酸素剤の核を有する金属ワイヤ形の成形品が使用されてよい。金属のリングはコイルからワイヤを切り取ることによって得られてよく、求められるならば、そのリングは、例えばマニホルドのストッパのためのリングのようなモールドの中で適切に保持されてよい。
【００２７】
金属ワイヤは適切な直径、例えば０．５から２ｍｍ、例えば１ｍｍのものから、選択されてよい。
【００２８】
今まで述べてきた工程は、結合される管状部材が内側から手の届きにくい形状をしているタオル掛け型ラジエータの構築に適している。例えば、マニホルドの直径は２０から５０ｍｍで、及び管に関してはそれより適切に小さい直径、例えば１０から３０ｍであってよい。また、管はしばしば円以外の断面、例えば楕円形をしていてもよい。そのような場合においても、ろう材の成形品は十分な構造を有している。金属の厚さは、例えば０．５から２ｍｍの間で異なっていてよい。
【００２９】
しかし、本工程ではまた、請求項が保護する範囲を逸脱しない限り、上記で例示したものとは異なる他の適用を用いることも可能である。
【００３０】
本発明の好ましい様態に従うことによって、上述したような、炉内ろう付け工程を実施することが可能となる。しかし、加熱はまた別の方法によって、例えば炉内を通過させたりすることによって、部材の結合に用いられることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】タオル掛け型ラジエータの細部を示す図。
【図２】ろう付け結合を形成するためにマニホルドの中に挿入されたタオル掛け型ラジエータの管の概略図。
【図３】ろう材を位置決めしてろう付けするために準備されたタオル掛け型ラジエータの管の概略的な断面図。
【図４】マニホルドの中に挿入された状態の、ろう材を位置決めしてろう付けするために準備されたタオル掛け型ラジエータの管の概略的な断面図。
【図５】タオル掛け型ラジエータのマニホルドを閉鎖するためのストッパの概略的な内側から見た図。
【図６】タオル掛け型ラジエータのマニホルドを閉鎖するためのストッパの概略的な側断面図。
【図７】ろう付けする準備が出来た状態の、マニホルドの中に挿入されたストッパの概略的な側断面図。
【符号の説明】
【００３２】
１  マニホルド
２  表面
３  管
４  端部
５  コーティング
６  リング
７  溝
８  外部表面
９  壁部
１０  ガイド
１１  ストッパ
１２  端部
１３  外側縁部
１４  段部
１５  内部表面
１６  外部表面
１７  内部表面
１８  ろう材の成形物
１９  ハウジング
２０  突起部
２１  ねじ穴
２２  縁部
２３  半円形又は丸い部分
２４  直線部分
２５  角
２６  中央部分
【図１】
2007533466.tif 000003
【図２】
2007533466.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2007533466.tif 000007
【図６】
2007533466.tif 000008
【図７】
2007533466.tif 000009
【国際調査報告】
2007533466.tif 000010
2007533466.tif 000011
2007533466.tif 000012