(57)【要約】【課題】ろう付け状態を非破壊検査で容易に検査することのできる接合構造、検査装置及びその検査方法を提供する。【解決手段】ろう材５１が第１の管３５と第２の管３９とを接合するに十分な量だけ流し込まれた状態で、溶融状態のろう材５１が流入して充填状態とされる第１の管３５の外周面４６と間隙４５との間を連通させる検査用孔４９を接合部３３に設けた。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
端部近傍が拡径されて第１の管に形成された接合部の内周面に、端部の周縁部が当接するように第２の管を挿入し、前記接合部の内周面と前記第２の管の外周面とで形成される間隙に溶融状態の接合材を流し込んで接合するに際し、前記接合材が前記第１の管と前記第２の管とを接合するに十分な量だけ流し込まれた状態で、溶融状態の前記接合材が流入して充填状態とされる検査用孔を、前記第１の管の外周面と前記間隙との間を連通させて前記接合部に形成したことを特徴とする接合構造。
【請求項２】
請求項１記載の接合構造において、
前記接合部には、複数の前記検査用孔が形成されていることを特徴とする接合構造。
【請求項３】
請求項１または２記載の接合構造の検査を行う検査装置において、
前記検査用孔あるいは前記検査用孔近傍を撮像して撮像画像を生成する撮像部と、
前記撮像画像に基づいて、前記検査用孔が前記充填状態となったことを検出して接合が完了したと判別する判別部と、
を備えたことを特徴とする検査装置。
【請求項４】
請求項３記載の検査装置において、
前記判別部は、前記撮影画像を、前記検査用孔が前記充填状態となる前の状態の画像と比較して、その差分に基づいて前記検査用孔が前記充填状態となったことを検出することを特徴とする検査装置。
【請求項５】
請求項１または２記載の接合構造の検査を行う検査方法において、
前記検査用孔あるいは前記検査用孔近傍を撮像して撮像画像を生成する撮像過程と、
前記撮影画像を、前記検査用孔が前記充填状態となる前の状態の画像と比較して、その差分に基づいて前記検査用孔が前記充填状態となったことを検出して接合が完了したと判別する判別過程と、
を備えたことを特徴とする検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属を溶融して接合される接合構造、検査装置及び検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、管どうしを直列に接合する場合に、一方の管（以下、第１の管と言う）の径を端部近傍で拡大し、この拡大した部分に他方の管（以下、第２の管と言う）を差し込み、第１の管と第２の管との間に接合材としての合金（以下、合金の一例としてろう材を用いて説明する）を溶融して接合面に行きわたらせることによって接合していた（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】実開昭５９−７２３９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、第１の管と第２の管とがろう付けされたろう付け部は、第１の管に覆われている部分については外部から視認できない。このため、ろう付け部におけるろう材の状態を検査するには、出荷される製品と同じ行程で製造された検査サンプルを切断して目視することにより検査していた。このような破壊検査では、出荷される製品の数量よりも、検査サンプルの数量の分だけ多い数量の製品を製造しなければならず、コストと時間がかかってしまう。さらには、破壊検査であることにより、実際に出荷される製品自体を個別に検査するわけではないため、検査精度を向上させることが課題であった。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、ろう付け状態を非破壊で容易に検査することのできる接合構造、検査装置及びその検査方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、端部近傍が拡径されて第１の管に形成された接合部の内周面に、端部の周縁部が当接するように第２の管を挿入し、前記接合部の内周面と前記第２の管の外周面とで形成される間隙に溶融状態の接合材を流し込んで接合するに際し、前記接合材が前記第１の管と前記第２の管とを接合するに十分な量だけ流し込まれた状態で、溶融状態の前記接合材が流入して充填状態とされる検査用孔を、前記第１の管の外周面と前記間隙との間を連通させて前記接合部に形成したことを特徴とする。
この構成によると、検査用孔に接合材が充填されたときに接合材が第１の管と第２の管とを接合するに十分な量だけ流し込まれたと判断できるため、接合状態を非破壊検査で容易に検査することができる。
【０００５】
この場合において、前記接合部には、複数の前記検査用孔が形成されていてもよい。
この構成によると、複数の位置で接合材が充填されたか否かを検出することができるため、検査精度を向上させることができる。
【０００６】
また、本発明は、前記検査用孔あるいは前記検査用孔近傍を撮像して撮像画像を生成する撮像部と、前記撮像画像に基づいて、前記検査用孔が前記充填状態となったことを検出して接合が完了したと判別する判別部と、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
この場合において、前記判別部は、前記撮影画像を、前記検査用孔が前記充填状態となる前の状態の画像と比較して、その差分に基づいて前記検査用孔が前記充填状態となったことを検出してもよい。
【０００８】
また、本発明は、前記検査用孔あるいは前記検査用孔近傍を撮像して撮像画像を生成する撮像過程と、前記撮影画像を、前記検査用孔が前記充填状態となる前の状態の画像と比較して、その差分に基づいて前記検査用孔が前記充填状態となったことを検出して接合が完了したと判別する判別過程と、を備えたことを特徴とする。
これら構成によると、作業者が目視検査することなく、接合構造におけるろう付け状態を非破壊検査で容易に検査することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、接合材が第１の管と第２の管とを接合するに十分な量だけ流し込まれた状態で、溶融状態の接合材が流入して充填状態とされる第１の管の外周面と間隙との間を連通させる検査用孔を接合部に設けたことにより、検査用孔にろう材が充填されたときに、接合材が第１の管と第２の管とを接合するに十分な量だけ流し込まれたと判断できるため、ろう付け状態を非破壊で容易に検査することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態に係る接合構造について、図面を参照しながら説明する。
図１に本実施の形態における接合構造２９（図２参照）を備えた空気調和機１の概略構成を示す。空気調和機１は、室外機３と室内機５とを備えた分離型のヒートポンプ式空気調和機である。室外機３の室外冷媒配管７と室内機５の室内冷媒配管９とが連結配管１１を介して連結されて、冷媒（Ｒ４１０Ａ、Ｒ４０４Ａ、１３４ａ及びＣＯ２等）が加圧封入された冷媒回路１２を形成している。
【００１１】
室外機３は、室外に設置されるもので、室外冷媒配管７に圧縮機１３が接続されている。この圧縮機１３は、四方弁１５に接続されており、この四方弁１５には、室外熱交換器１７と受液器１９と電動膨張弁２１とが順に接続されている。また、室外機３には、室外熱交換器１７へ向かって送風する室外ファン２３が配設されている。
室内機５は、被調和室内に設置されるもので、空気の吸込口と吹出口との間に、室内熱交換器２５と、空気の吸込口から吹出口に向けて空気を導通させる室内ファン２７とを備えている。
上記空気調和機１では、四方弁１５を切り換えることにより冷媒回路１２を流れる冷媒の流れを切り換えて冷房運転と暖房運転とを切り換えるよう構成されている。冷房運転時には図中に示す実線矢印の方向に冷媒が流れ、暖房運転時には波線矢印の方向に冷媒が流れる。
【００１２】
室外冷媒配管７、室内冷媒配管９及び連結配管１１は、それぞれ複数の配管が直列に接合されて設けられており、接続される管どうしは加圧封入された冷媒が漏れないように接合構造２９によって接合されている。
【００１３】
図２は、接合構造を示す断面図である。なお、この図では、理解の容易のため、寸法の比率を変えて図示している。
管どうしを接合する接合構造２９は、一方の管（以下、第１の管という）３５の端部３１近傍が拡径されて形成された接合部３３に、他方の管（以下、第２の管という）３９の端部３７がろう材（接合材）で接合されて設けられている。図２では、第１の管３５の接合部３３に、接合部３３を除く部分の第１の管３５の径と略同径の第２の管３９が上方から挿入されている。
接合部３３は、端部３１に近い位置ほど径が拡大して、第２の管３９の径よりも若干大きな径まで拡大するように形成された拡径部４１と、この拡径部４１で拡大された大きさの径を維持して一定の径で形成された挿入部４３とを備えている。ここで、本実施形態では、第１の管３５の接合部３３以外の外径Ｄ１と第２の管３９の外径Ｄ２とは、約７．０ｍｍ（ミリメートル）の冷媒管であり、第１の管３５の挿入部４３の内周面４８と第２の管３９の外周面４４との間に形成された間隙４５の間隔Ａは、０．０５ｍｍ（ミリメートル）前後となるように形成されている。
【００１４】
接合部３３に挿入された第２の管３９の端部３７は、その周縁部３８が略全周に渡って接合部３３の拡径部４１の内周面４２に当接する。拡径部４１には、第２の管３９の周縁部３８が当接する位置近傍であって、第１の管３５の端部３１側に、間隙４５の奥部４７と第１の管の外周面４６との間を連通させる円形断面の検査用孔４９が形成されている。この検査用孔４９は、直径Ｄ３が０．５ｍｍ（ミリメートル）であり、上述したように径が拡大する拡径部４１の外周面４６に対して軸心が略垂直になるように形成されている。尚、上述の直径Ｄ３の寸法（０．５ｍｍ）は、管３５，３９の大きさや間隙４５の寸法によって異なり、概ね０．０５〜０．５ｍｍ（ミリメートル）程度が適当と考えられる。
【００１５】
図３は、ろう材が流し込まれている状態の接合構造を示す断面図であり、図４は、ろう材が充填されてろう付けされた状態の接合構造を示す断面図である。なお、これらの図でも、理解の容易のため、管における各部の寸法の比率を変えて示している。
第１の管３５と第２の管３９とをろう材５１でろう付けするときには、先ず、作業者はバーナ等を用いて、第１の管３５の接合部３３及び第２の管３９の端部３７近傍を加熱する。次に、間隙４５が上方に開いた状態、すなわち、第２の管３９の端部３７が第１の管３５の接合部３３に上方から挿入された状態で、作業者は溶融したろう材５１を間隙４５に流し込む。このとき、間隙４５に流し込まれた溶融状態のろう材５１は、図３に示すように、毛細管現象による力と重力とによって、間隙４５の奥部４７に到達する。
【００１６】
溶融状態のろう材５１は、第１の管３５と第２の管３９とを接合するに十分な量だけ流し込まれて間隙４５全体に充填されると、図４に示すように、今度は重力によって検査用孔４９に流入することとなる。これにより検査用孔４９にろう材５１が充填され、ろう材５１の一部５１Ａが検査用孔４９から外部に突出する。
したがって、ろう材５１が検査用孔４９に充填されていれば、作業者は、間隙４５に流し込まれたろう材５１が、奥部４７に到達して間隙４５全体に充填されている、すなわち、接合構造２９のろう付けが十分になされていることを目視検査によって知ることができる。
【００１７】
図５は、ろう付けされた接合構造の検査方法の態様を示す図である。なお、この図でも、理解の容易のため、管の各部の寸法の比率を変えて図示している。
接合構造２９のろう付け状態の検査は、検査装置５３を用いて行うことができる。この検査装置５３は、デジタルカメラ（撮影部）５５とこのデジタルカメラ５５にケーブル５７を介して接続されたパソコン（判別部）５９とを備えている。
デジタルカメラ５５は、ろう材５１が間隙４５に流し込まれた後の検査用孔４９あるいは検査用孔４９近傍を撮像して撮像画像データを生成し、生成した撮像画像データをパソコン５９に送信する。
【００１８】
パソコン５９は、検査用孔４９にろう材５１が充填状態となる前の状態の検査用孔４９あるいは検査用孔４９近傍を撮像して生成された画像データを初期撮像データとして記憶している。この初期撮像データに対応する画像と、デジタルカメラ５５から受信した撮像画像データに対応する画像とを比較することによって、パソコン５９は、ろう材５１の一部５１Ａによる検査用孔４９から外部への突出を検出する（検出処理）。この検出処理は、先ず、パソコン５９が、撮影画像データと初期撮像データとを、それぞれろう材５１と第２の管３９とを区別可能な閾値に従って多値化（例えば、二値化）する。
【００１９】
撮影画像データと初期撮像データとが、それぞれ多値化されると、パソコン５９は、多値化した撮影画像データと初期撮像データとの差分に相当する差分画像に基づいて、ろう材５１の領域と第２の管３９の領域とを判別する。
【００２０】
続いて、パソコン５９は、差分画像に基づいて、検査用孔４９がろう材５１によって充填状態となり、ろう材５１の領域が存在するか否かを検出する。ここで、初期撮像データは、撮影画像データの実際の被写体となる接合構造２９にろう材５１が充填される前に撮影して生成したものでもよいが、複数の同一形状の接合構造２９を検査する場合には、それぞれの接合構造２９の撮影画像データに対して共通の初期撮像データを用いてもよい。
【００２１】
検出の結果、ろう材５１の領域が存在しない場合、パソコン５９は、検査用孔４９からろう材５１の一部５１Ａが外部へ突出していないことから、間隙４５に流し込まれたろう材５１が奥部４７に到達して間隙４５全体に充填されていない、すなわち、接合構造２９のろう付けが不十分であると判定する。
一方、検出の結果、ろう材５１の領域が存在する場合、パソコン５９は、検査用孔４９からろう材５１の一部５１Ａが外部へ突出していることから、間隙４５に流し込まれたろう材５１が奥部４７に到達して間隙４５全体に充填されている、すなわち、接合構造２９のろう付けが十分になされていると判定する。
【００２２】
本実施の形態では、ろう材５１が第１の管３５と第２の管３９とを接合するに十分な量だけ流し込まれた状態で、溶融状態のろう材５１が流入して充填状態とされる第１の管３５の外周面４６と間隙４５との間を連通させる検査用孔４９を接合部３３に設けた。これにより、検査用孔４９にろう材５１が充填されてろう材５１の一部５１Ａが外部に突出したときに、ろう材５１が第１の管３５と第２の管３９とを接合するに十分な量だけ流し込まれたと判断できる。このため、ろう付け状態を非破壊で容易に検査することができる。
【００２３】
また、本実施の形態では、検査用孔４９あるいは検査用孔４９近傍を撮像して撮像画像データを生成するデジタルカメラ５５と、撮像画像データに対応する画像に基づいて、検査用孔４９がろう材５１によって充填状態となったことを検出して接合が完了したと判別するパソコン５９と、を備えている。これにより、パソコン５９は、予め記憶している初期撮像データに対応する画像と、デジタルカメラ５５から受信した撮像画像データに対応する画像との差分に相当する差分画像に基づいて、ろう材５１の一部５１Ａによる検査用孔４９からの突出状況を検出し、要するに、ろう材が検査用孔４９にて検出されれば、間隙４５がろう材で充填されていると判断して、ろう付けが十分になされているか否かを判定することができる。このため、作業者が目視検査することなく、ろう付け状態を非破壊で容易に検査することができる。
【００２４】
以上、一実施の形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は、これに限定されるものでないことは明らかである。
上記実施の形態では、接合構造２９には一つの検査用孔４９が形成されているが、これに限定されず、接合構造に複数の検査用孔が形成されていてもよい。この構成によると、複数の位置で接合材が充填されたか否かを検出することができるため、検査精度を向上させることができる。
【００２５】
また、上記実施の形態では、ろう材５１の一部５１Ａが検査用孔４９から突出したときに、接合部３３のろう付けが十分に行われたと判定しているが、これに限定されず、ろう材の一部が検査用孔４９から突出していなくても、ろう材５１が検査用孔４９に充填されているだけで、接合構造２９のろう付けが十分になされていると判定してもよい。また、上記実施の形態では、パソコン５９は、撮影画像データと初期撮像データとを、それぞれろう材５１と第２の管３９とを区別可能な閾値に従って多値化し、多値化した撮影画像データと初期撮像データとの差分に相当する差分画像に基づいて、ろう材５１の領域と第２の管３９の領域とを判別することによって、ろう材５１の一部５１Ａによる検査用孔４９からの突出状況を検出しているが、これに限定されず、検査用孔４９あるいは検査用孔４９近傍を撮像するデジタルカメラ等の撮像部が撮像した画像に基づいて、検査用孔４９がろう材５１によって充填状態となったことが検出できれば、その他の方法で検出処理してもよい。
【００２６】
さらに、上記実施の形態では、検査用孔４９は、接合部３３の拡径部４１に形成されているが、これに限定されず、接合部３３の挿入部４３に形成されていてもよい。
【００２７】
さらにまた、上記実施の形態では、空気調和機１を用いて接合部３３を説明しているが、これに限定されず、管どうしをろう材等の接合材によって直列に接合する接合構造を有するものであれば冷蔵庫等のその他のものに本発明に係る接合構造を適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施の形態に係る空気調和機の概略構成を示す図である。
【図２】接合構造を示す断面図である。
【図３】ろう材が流し込まれている状態の接合構造を示す断面図である。
【図４】ろう付けされた接合構造を示す断面図である。
【図５】ろう付けされた接合構造の検査方法の態様を示す図である。
【符号の説明】
【００２９】
２９  接合構造
３１  端部
３３  接合部
３５  第１の管
３７  端部
３８  周縁部
３９  第２の管
４２  内周面
４４  外周面
４５  間隙
４９  検査用孔
５１  接合材
５３  検査装置
５５  デジタルカメラ（撮像部）
５９  パソコン（判別部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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