(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体潤滑軸受の油槽内の潤滑油に浸漬される油冷管にヘッダー接続管を介して接続される油冷管用ヘッダーであって、
前記潤滑油を冷却するための流体が流入するヘッダー本体管と、
前記ヘッダー本体管の外周面に設けられて前記ヘッダー接続管が接続される座と、を備え、
前記座は、貫通穴を有し前記貫通穴の一端が前記ヘッダー本体管の内部空間に開口するように前記ヘッダー本体管の外周面に設けられる座本体と、前記貫通穴の内周面に沿って設けられ前記ヘッダー接続管の端部を受け入れる挿入穴を形成し、前記ヘッダー接続管と同一の材料で形成されるインナー部材と、を有し、
前記貫通穴の内周面には、径方向の内側に張り出す環状の張り出し部と、前記張り出し部に対し前記ヘッダー本体管の側とは反対の側で前記張り出し部と隣り合い、前記径方向の外側に凹む環状の溝部と、が形成され、
前記インナー部材は、前記座の外部側から前記張り出し部に一端を突き当てる筒状の本体筒部と、前記本体筒部から前記溝部の内部に入り込むフランジ部と、を有する、油冷管用ヘッダー。
【請求項２】
前記座本体はステンレス材からなり、前記インナー部材は銅材からなる、請求項１に記載の油冷管用ヘッダー。
【請求項３】
前記インナー部材の熱伝導率は、前記座本体の熱伝導率よりも高い、請求項１に記載の油冷管用ヘッダー。
【請求項４】
前記座本体の機械的強度は、前記インナー部材の機械的強度よりも高い、請求項１に記載の油冷管用ヘッダー。
【請求項５】
前記インナー部材の熱伝導率は、前記座本体の熱伝導率よりも高く、
前記座本体の機械的強度は、前記インナー部材の機械的強度よりも高い、請求項１に記載の油冷管用ヘッダー。
【請求項６】
流体潤滑軸受の油槽内の潤滑油に浸漬される油冷管にヘッダー接続管を介して接続される油冷管用ヘッダーであり、前記潤滑油を冷却するための流体が流入するヘッダー本体管と、前記ヘッダー本体管の外周面に設けられて前記ヘッダー接続管が接続される座と、を備える油冷管用ヘッダーの製造方法であって、
貫通穴を有し前記貫通穴の一端が前記ヘッダー本体管の内部空間に開口するように前記ヘッダー本体管の外周面に設けられる座本体と、前記ヘッダー本体管との一体物であって、前記貫通穴の内周面に、径方向の内側に張り出す環状の張り出し部と、前記張り出し部に対し前記ヘッダー本体管の側とは反対の側で前記張り出し部と隣り合い、前記径方向の外側に凹む環状の溝部と、が形成されている一体物、又は、前記張り出し部と前記溝部とを有する前記貫通穴が設けられた前記座本体を準備する工程と、
前記ヘッダー接続管と同一の材料で形成された、筒状のインナー部材形成材料を準備し、前記インナー部材形成材料の一端が前記溝部を通過して前記張り出し部に突き当たるように前記インナー部材形成材料を前記貫通穴に挿入する工程と、
前記一体物又は前記座本体及び前記インナー部材形成材料のうちの少なくともいずれかを回転させて、前記座本体と前記インナー部材形成材料とを摩擦圧接する工程と、を備え、
前記座の外部側から前記張り出し部に一端を突き当てる筒状の本体筒部と、前記本体筒部から前記溝部の内部に入り込むフランジ部と、を有し、前記貫通穴の内周面に沿って設けられるインナー部材を前記インナー部材形成材料から形成し、前記座本体に前記インナー部材が一体化された油冷管用ヘッダーを製造する、油冷管用ヘッダーの製造方法。
【請求項７】
請求項１乃至５のいずれかに記載の油冷管用ヘッダーと、ヘッダー接続管と、を備える、油冷装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施の形態は、油冷管用ヘッダー、その製造方法及び部材の接続方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
水車発電機では、流体潤滑式の軸受装置（以下、流体潤滑軸受）によって発電機軸を支持する場合がある。流体潤滑軸受は、潤滑油を貯留する油槽や、油槽内の潤滑油に浸漬される静止板等を有し、発電機軸の荷重を静止板上の潤滑油で支持するように構成されている。
【０００３】
上述油槽内に貯留される潤滑油は発電機軸の高速回転に伴い高温となり、過度に高温となった場合には、潤滑油の粘度が大きく低下して発電機軸の荷重が適正に支持できなくなる状況が生じ得る。そのため、流体潤滑軸受では、油冷装置によって油槽内の潤滑油を冷却する場合がある。
【０００４】
図９は一般的な油冷装置の断面図を示している。図９に示す油冷装置は、発電機軸を支持する流体潤滑軸受の油槽に貯留された潤滑油を冷却するものである。図９には、発電機軸の中心軸線を含んで発電機軸の軸方向に延びる面で切断された油冷装置の断面が示されている。図９において、符号１は流体潤滑軸受を構成する油槽を示している。油槽１は、発電機軸の中心軸線を中心として円環状をなす潤滑油の内部空間を有する。なお図９では、説明の便宜上、断面で示されていない部材もある。
【０００５】
図９に示す油冷装置は、油槽１の外部に配置される給水配管１１０と、油槽１の内部に配置される油冷管用ヘッダー１２０と、給水配管１１０と油冷管用ヘッダー１２０とを接続し且つ油槽１の側壁に設けられるブラケット１３０と、油冷管用ヘッダー１２０に接続されるヘッダー接続管１４０と、ヘッダー接続管１４０に接続されるとともに、油槽１の円環状の内部空間に沿うように円環状に形成されて油槽１の内部空間内に配置される油冷管１５０と、を備えている。
【０００６】
この油冷装置では、給水配管１１０からブラケット１３０を介して油冷管用ヘッダー１２０に水が流れ、その後、水は油冷管用ヘッダー１２０から複数のヘッダー接続管１４０へ分岐する。そして、水は複数の油冷管１５０内を流れる。ここで、水は油冷管１５０内を流れる際に油冷管１５０を介して潤滑油の熱を吸熱する。これにより、潤滑油を冷却することができる。
【０００７】
図１０は図９のＸ−Ｘ線に沿う断面図であって、油冷管用ヘッダー１２０及びヘッダー接続管１４０の断面を示している。図１０に示すように、油冷管用ヘッダー１２０は、ヘッダー本体管１２０Ａと、ヘッダー本体管１２０Ａの外周面に設けられる座１２０Ｂとを有し、座１２０Ｂにはヘッダー接続管１４０の端部を受け入れる挿入穴１２０Ｃが設けられる。
【０００８】
一般的な油冷装置では、座１２０Ｂの挿入穴１２０Ｃにヘッダー接続管１４０の端部が挿入され、その後、座１２０Ｂとヘッダー接続管１４０とをロウ付けすることで油冷管用ヘッダー１２０とヘッダー接続管１４０とが接続される。通常、油冷管用ヘッダー１２０の材料としてはステンレス材が選択され、ヘッダー接続管１４０の材料としては銅材が選択される。ステンレス材は、耐食性の確保や、他の部材に固定する際の機械的強度の確保等の観点から油冷管用ヘッダー１２０の材料として選択されている。
【０００９】
一方で、ヘッダー接続管１４０は、油冷管１５０と一体に形成される場合と、油冷管１５０とは別に作製されて事後的に油冷管１５０と接続される場合とがある。ここで、油冷管１５０は通常、熱伝導率の確保のために銅材から形成されるため、ヘッダー接続管１４０と油冷管１５０とが一体の場合は、ヘッダー接続管１４０は通常、銅材となる。また、ヘッダー接続管１４０と油冷管１５０とが別体で事後的に接続される場合であっても、通常、ヘッダー接続管１４０は接続強度の観点から油冷管１５０と同じ材料とされるため、ヘッダー接続管１４０は通常、銅材となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平７−１２１１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述したように、一般的な油冷装置では油冷管用ヘッダー１２０とヘッダー接続管１４０とがロウ付けによって接続されるが、異種金属間のロウ付けとなるため、同一の金属同士のロウ付けの場合よりも結合強度、言い換えると接続信頼性が低下する場合がある。
【００１２】
上記の問題に対して、油冷管用ヘッダー１２０とヘッダー接続管１４０とを同じ材料で形成することも考えられる。しかしながら、油冷管用ヘッダー１２０を銅材で形成した場合には、油冷管用ヘッダー１２０の機械的強度及び／又は硬さを十分に確保できなくなったり、製造コストが増加したりする状況が生じ得る。また、ヘッダー接続管１４０や油冷管１５０をステンレス材とした場合には、製造コストが増加したり、潤滑油に対する冷却性能を十分に確保できなくなったりする状況が生じ得る。
【００１３】
本発明は上記実情を考慮してなされたものであり、ヘッダー接続管との接続信頼性を効果的に向上できる油冷管用ヘッダー、その製造方法及び部材の接続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】
【００１４】
一実施の形態にかかる油冷管ヘッダーは、流体潤滑軸受の油槽内の潤滑油に浸漬される油冷管にヘッダー接続管を介して接続される油冷管用ヘッダーであって、前記潤滑油を冷却するための流体が流入するヘッダー本体管と、前記ヘッダー本体管の外周面に設けられて前記ヘッダー接続管が接続される座と、を備える。前記座は、貫通穴を有し前記貫通穴の一端が前記ヘッダー本体管の内部空間に開口するように前記ヘッダー本体管の外周面に設けられる座本体と、前記貫通穴の内周面に沿って設けられ前記ヘッダー接続管の端部を受け入れる挿入穴を形成するインナー部材と、を有する。
【００１５】
また、一実施の形態にかかる油冷管用ヘッダーの製造方法は、流体潤滑軸受の油槽内の潤滑油に浸漬される油冷管にヘッダー接続管を介して接続される油冷管用ヘッダーであり、前記潤滑油を冷却するための流体が流入するヘッダー本体管と、前記ヘッダー本体管の外周面に設けられて前記ヘッダー接続管が接続される座と、を備える油冷管用ヘッダーの製造方法である。当該製造方法は、貫通穴を有し前記貫通穴の一端が前記ヘッダー本体管の内部空間に開口するように前記ヘッダー本体管の外周面に設けられる座本体と、前記ヘッダー本体管との一体物であって、前記貫通穴の内周面に、径方向の内側に張り出す環状の張り出し部と、前記張り出し部に対し前記ヘッダー本体管の側とは反対の側で前記張り出し部と隣り合い、前記径方向の外側に凹む環状の溝部と、が形成されている一体物、又は、前記張り出し部と前記溝部とを有する前記貫通穴が設けられた前記座本体を準備する工程と、筒状のインナー部材形成材料を準備し、前記インナー部材形成材料の一端が前記溝部を通過して前記張り出し部に突き当たるように前記インナー部材形成材料を前記貫通穴に挿入する工程と、前記一体物又は前記座本体及び前記インナー部材形成材料のうちの少なくともいずれかを回転させて、前記座本体と前記インナー部材形成材料とを摩擦圧接する工程と、を備える。そして、前記座の外部側から前記張り出し部に一端を突き当てる筒状の本体筒部と、前記本体筒部から前記溝部の内部に入り込むフランジ部と、を有し、前記貫通穴の内周面に沿って設けられるインナー部材を前記インナー部材形成材料から形成し、前記座本体に前記インナー部材が一体化された油冷管用ヘッダーを製造する。
【００１６】
また、一実施の形態にかかる部材の接合方法は、貫通穴を有し、前記貫通穴の内周面に、径方向の内側に張り出す環状の張り出し部と、前記張り出し部と隣り合い、前記径方向の外側に凹む環状の溝部と、が形成された第１の部材を準備する工程と、筒状の第２の部材を準備し、前記第２の部材の一端が前記溝部を通過して前記張り出し部に突き当たるように前記第２の部材を前記貫通穴に挿入する工程と、前記第１の部材及び前記第２の部材のうちの少なくともいずれかを回転させて、前記第１の部材と前記第２の部材とを摩擦圧接する工程と、を備える。
【００１７】
また、一実施の形態にかかる部材の接合方法は、有底穴を有し、前記有底穴の底面側に位置する前記有底穴の内周面の一部に、前記底面を拡げるように径方向の外側に凹む環状の溝部が形成された第１の部材を準備する工程と、筒状の第２の部材を準備し、前記第２の部材の一端が前記溝部を通過して前記底面に突き当たるように前記第２の部材を前記有底穴に挿入する工程と、前記第１の部材及び前記第２の部材のうちの少なくともいずれかを回転させて、前記第１の部材と前記第２の部材とを摩擦圧接する工程と、を備える。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、ヘッダー接続管との接続信頼性を効果的に向上できる油冷管用ヘッダーを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】一実施の形態にかかる油冷管用ヘッダーを備える油冷装置の断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【図３】図２の拡大図である。
【図４】（Ａ）〜（Ｄ）は、図１に示す油冷管用ヘッダーの製造方法の一例を示す図である。
【図５】（Ａ）〜（Ｄ）は、図４に示す製造方法の一例の基礎となる部材の接続方法を示す図である。
【図６】図５に示した部材の接続方法の変形例を示す図である。
【図７】図１に示す油冷管用ヘッダーの変形例を示す図である。
【図８】図１に示す油冷管用ヘッダーの他の変形例を示す図である。
【図９】一般的な油冷装置の断面図である。
【図１０】図９のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に、添付の図面を参照して一実施の形態を詳細に説明する。
【００２１】
図１は、一実施の形態にかかる油冷管用ヘッダー１２を備える油冷装置１０の断面図である。図１においては、流体潤滑軸受を構成する油槽１が示されている。油冷装置１０は、水車発電機において発電機軸を支持する流体潤滑軸受の油槽１に貯留された潤滑油を冷却するものである。
【００２２】
油槽１は、発電機軸の中心軸線を中心として円環状をなす潤滑油の内部空間を有する。図１には、発電機軸の中心軸線を含んで発電機軸の軸方向に延びる面で切断された、油冷装置１０の断面図が示されている。
【００２３】
図１では、流体潤滑軸受の油槽１以外の部分及び発電機軸等の図示が省略されている。また図１では、説明の便宜上、断面で示されていない部材もある。なお、以下の説明で用いる図において、本実施の形態における構成部分のうちの図９及び図１０で示した構成部分と同様のものには同一の符号が付されている。
【００２４】
図１に示すように、油冷装置１０は、油槽１の外部に配置される給水配管１１０と、油槽１の内部に配置される油冷管用ヘッダー１２と、給水配管１１０と油冷管用ヘッダー１２とを接続し且つ油槽１の側壁に設けられるブラケット１３０と、油冷管用ヘッダー１２に接続されるヘッダー接続管１４０と、ヘッダー接続管１４０に接続されるとともに、油槽１の円環状の内部空間に沿うように円環状に形成されて油槽１の内部空間内に配置される油冷管１５０と、を備えている。油冷管１５０は油槽１に潤滑油が貯留された際に潤滑油に浸漬されることになる。
【００２５】
油冷装置１０では、給水配管１１０からブラケット１３０を介して油冷管用ヘッダー１２に水が流れ、その後、水は油冷管用ヘッダー１２から複数のヘッダー接続管１４０へ分岐する。そして、水は複数の油冷管１５０内を流れる。ここで、水は油冷管１５０内を流れる際に油冷管１５０を介して潤滑油の熱を吸熱する。これにより、潤滑油を冷却することができる。
【００２６】
また潤滑油を冷却した後の水は、図示しない排水側の油冷管用ヘッダー及び排水配管を経て排出される。排水側の油冷管用ヘッダーは、給水側となる図中の油冷管用ヘッダー１２と同様の構成を有するため、以下においてはその詳しい説明は省略する。なお、本実施の形態にかかる油冷装置１０では潤滑油の冷却のために水を用いるが、水とは異なる流体で潤滑油を冷却してもよい。
【００２７】
図２は図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図であり、図３は図２の拡大図である。
【００２８】
図２及び図３に示すように、油冷管用ヘッダー１２は、ヘッダー本体管１２Ａと、ヘッダー本体管１２Ａの外周面に設けられる座１２Ｂとを有し、座１２Ｂにはヘッダー接続管１４０の端部を受け入れる挿入穴１２Ｃが設けられている。
【００２９】
ヘッダー本体管１２Ａは、一端を開放させ、他端を閉塞させた円筒状であり、一端の開放部分をブラケット１３０を介して給水配管１１０に流体的に接続する。ヘッダー本体管１２Ａの一端側には締結フランジ１２Ａ１が設けられ、締結フランジ１２Ａ１とブラケット１３０とに跨がる締結部材によって油冷管用ヘッダー１２はブラケット１３０に機械的に接続されている。
【００３０】
ヘッダー本体管１２Ａの外周面には開口部１２Ａ２が形成され、開口部１２Ａ２は、ヘッダー本体管１２Ａの内部空間を座１２Ｂを介してヘッダー接続管１４０に流体的に接続するようになっている。開口部１２Ａ２は３つ設けられ、これに対応して、座１２Ｂの挿入穴１２Ｃ及びヘッダー接続管１４０も３つ設けられるが、このような数は特に限定されるものではない。例えば、開口部１２Ａ２は１つであってもよい。
【００３１】
座１２Ｂは、貫通穴２１を有し貫通穴２１の一端がヘッダー本体管１２Ａの内部空間に開口するように、つまり流体的に接続されるようにヘッダー本体管１２Ａの外周面に設けられる座本体２２と、貫通穴２１の内周面に沿って設けられヘッダー接続管１４０の端部を受け入れる上述の挿入穴１２Ｃを形成するインナー部材２３と、を有している。
【００３２】
本実施の形態では座本体２２がヘッダー本体管１２Ａと一体に形成されるが、座本体２２はヘッダー本体管１２Ａとは別体で作製されて事後的にヘッダー本体管１２Ａに結合されてもよい。貫通穴２１の数は３つであるが、このような数は特に限定されるものではない。
【００３３】
本実施の形態における座本体２２は直方体状であり、貫通穴２１は直方体状において互い対向する一対の面の間を貫通している。互い対向する一対の面のうちの貫通穴２１の一端が開口する面はヘッダー本体管１２Ａの外周面に結合しており、貫通穴２１の他端はヘッダー本体管１２Ａの径方向に沿って開口する状態になっている。
【００３４】
本実施の形態では、耐食性の確保や、特にヘッダー本体管１２Ａの締結フランジ１２Ａ１をブラケット１３０に固定する際の機械的強度及び／又は硬さの確保等の観点から、座本体２２及びヘッダー本体管１２Ａがステンレス材からなる。ただし、適正な耐食性や機械的強度及び／又は硬さを確保できるのであれば、座本体２２及びヘッダー本体管１２Ａの材質は特に限定されるものではない。
【００３５】
ステンレス材は一般にステンレスと呼ばれる材料のことを意味し、マルテンサイト系、フェライト系、オーステナイト系、オーステナイト・フェライト系等の種別を含む。座本体２２及びヘッダー本体管１２Ａをステンレス材から形成する場合、具体的なステンレス材の種別は、使用環境等を考慮して適宜選択されればよい。
【００３６】
一方、インナー部材２３は座本体２２の貫通穴２１の内周面に固定されている。インナー部材２３は筒状、詳しくは円筒状であり、その内周面で上述した挿入穴１２Ｃを形成している。またインナー部材２３は外周面を貫通穴２１の内周面に当てた状態で貫通穴２１の内周面に固定されている。挿入穴１２Ｃは、ヘッダー接続管１４０が挿入される前の状態において、貫通穴２１の一端及びヘッダー本体管１２Ａの開口部１２Ａ２を介してヘッダー本体管１２Ａの内部空間に開口した状態となる。
【００３７】
図３に示すように、本実施の形態では貫通穴２１の内周面に、貫通穴２１の径方向の内側に張り出す環状の張り出し部２１Ａと、張り出し部２１Ａに対しヘッダー本体管１２Ａの側とは反対の側で張り出し部２１Ａと隣り合い、貫通穴２１の径方向の外側に凹む環状の溝部２１Ｂと、が形成されている。ここで、インナー部材２３は、座１２Ｂの外部側から張り出し部２１Ａに一端を突き当てる筒状、詳しくは円筒状の本体筒部２３Ａと、本体筒部２３Ａから溝部２１Ｂの内部に入り込むフランジ部２３Ｂと、を有する。
【００３８】
インナー部材２３は、フランジ部２３Ｂを貫通穴２１の内周面の溝部２１Ｂに進入させることで座本体２２に安定的に固定される。フランジ部２３Ｂを有するインナー部材２３は、本実施の形態では摩擦圧接を用いることで形成される。摩擦圧接について詳細は後述するものとする。
【００３９】
また、インナー部材２３は、本体筒部２３Ａの内周面から本体筒部２３Ａの径方向の内側に張り出す環状の位置決め部２３Ｃをさらに有している。位置決め部２３Ｃは本体筒部２３Ａのヘッダー本体管１２Ａ側の端部から径方向の内側に張り出している。
【００４０】
位置決め部２３Ｃには、座１２Ｂの外部側からヘッダー接続管１４０の端部が突き当たり、これによりヘッダー接続管１４０が挿入穴１２Ｃ内で位置決めされる。この状態でヘッダー接続管１４０とインナー部材２３はロウ付けによって接続され、この際、ヘッダー接続管１４０は位置決め部２３Ｃによって位置決めされていることで、ロウ付け作業を容易に行うことが可能となる。
【００４１】
ここで、インナー部材２３及びヘッダー接続管１４０は同一の材料で形成され、本実施の形態ではそれぞれが銅材からなる。これにより、インナー部材２３とヘッダー接続管１４０とのロウ付けによる接続信頼性、すなわち、座１２Ｂとヘッダー接続管１４０との接続信頼性を向上させることができる。
【００４２】
本実施の形態ではヘッダー接続管１４０と油冷管１５０とが一体であるため、油冷管１５０も銅材から形成される。なお、ヘッダー接続管１４０が油冷管１５０とは別体に作製されて油冷管１５０に事後的に一体化される場合であっても、ヘッダー接続管１４０と油冷管１５０とは同一の材料から形成されることが好ましい。
【００４３】
銅材は一般に銅又は銅合金と呼ばれる材料のことを意味する。インナー部材２３、ヘッダー接続管１４０及び油冷管１５０を銅材から形成する場合、具体的な銅材の種別は、所望の冷却性能を得るための熱伝導性や使用環境等を考慮して適宜選択されればよい。
【００４４】
なお、本実施の形態ではインナー部材２３が銅材からなり、座本体２２がステンレス材からなるが、このような材料の組合せは特に限定されるものではない。インナー部材２３の熱伝導率が座本体２２の熱伝導率よりも高くなり、座本体２２の機械的強度がインナー部材２３の機械的強度よりも高くなる又は座本体２２の硬さがインナー部材２３の硬さよりも高くなるという観点から、インナー部材２３及び座本体２２の材質を選定すれば、油冷管用ヘッダー１２において良好な耐食性や機械的強度及び／又は硬さを確保しつつ、ヘッダー接続管１４０との良好な接続信頼性を確保し得る。なお、ここで言う機械的強度とは、引張り強さ及び／又は降伏強さを意味する。また、硬さは、ビッカーズ硬さ、ブルネル硬さ及びロックウェル硬さのうちの少なくともいずれかを意味する。
【００４５】
次に、油冷管用ヘッダー１２の製造方法の一例について図４を参照しつつ説明する。
【００４６】
まず、図４（Ａ）に示すように、貫通穴２１を有し貫通穴２１の一端がヘッダー本体管１２Ａの内部空間に開口するようにヘッダー本体管１２Ａの外周面に設けられる座本体２２と、ヘッダー本体管１２Ａとの一体物Ｐが準備される。ここで、貫通穴２１の内周面には、径方向の内側に張り出す環状の張り出し部２１Ａと、張り出し部２１Ａに対しヘッダー本体管１２Ａの側とは反対の側で張り出し部２１Ａと隣り合い、径方向の外側に凹む環状の溝部２１Ｂと、が形成されている。
【００４７】
次いで、図４（Ｂ）に示すように、筒状、詳しくは円筒状のインナー部材形成材料２３Ｓが準備される。そして、インナー部材形成材料２３Ｓの一端が溝部２１Ｂを通過して張り出し部２１Ａに軸方向で突き当たるようにインナー部材形成材料２３Ｓが貫通穴２１に同軸の状態で挿入される。インナー部材形成材料２３Ｓは言うまでも無く、銅材からなるものである。
【００４８】
次いで、図４（Ｃ）に示すように、一体物Ｐ及びインナー部材形成材料２３Ｓのうちの少なくともいずれかを回転させることで、座本体２２とインナー部材形成材料２３Ｓとが摩擦圧接される。摩擦圧接は、座本体２２とインナー部材形成材料２３Ｓとを所定の圧力で互いに押し当てつつ、一体物Ｐ及びインナー部材形成材料２３Ｓのうちの少なくともいずれかを高速回転させることで行われる。高速回転時の回転数は、例えば一体物Ｐ及びインナー部材形成材料２３Ｓのうちの一方を回転させる場合、例えば１０００〜１２００ｒｐｍで回転させることが好ましいが、このような回転数や押し当て時の圧力は、部材の材質によって好ましい値が変化する。
【００４９】
そして、摩擦圧接中にインナー部材形成材料２３Ｓと張り出し部２１Ａとの突き当て面が接続される。さらに、インナー部材形成材料２３Ｓが軟化して、図４（Ｄ）に示すように、インナー部材形成材料２３Ｓの張り出し部２１Ａ側の端部が径方向の外側及び内側に張り出す。これにより、座１２Ｂの外部側から張り出し部２１Ａに一端を突き当てる筒状の本体筒部２３Ａと、本体筒部２３Ａから溝部２１Ｂの内部に入り込むフランジ部２３Ｂと、を有するインナー部材２３が形成され、座本体２２にインナー部材２３が一体化される。
【００５０】
この例では、インナー部材形成材料２３Ｓの張り出し部２１Ａ側の端部から径方向の外側に張り出した部分が、フランジ部２３Ｂを形成しており、インナー部材形成材料２３Ｓの張り出し部２１Ａ側の端部から径方向の内側に張り出した部分が、位置決め部２３Ｃを形成する。しかしながら、位置決め部２３Ｃは切削により形成されるか又は切削により形状が整えられてもよい。
【００５１】
また、以上に説明した例では座本体２２とヘッダー本体管１２Ａとの一体物Ｐと、インナー部材形成材料２３Ｓとが摩擦圧接されるが、ヘッダー本体管１２Ａから分離した状態の座本体２２と、インナー部材形成材料２３Ｓとが摩擦圧接されてもよい。また、本実施の形態ではインナー部材２３と座本体２２とが摩擦圧接により接続されるが、その接続方法は特に限定されるものではなく、例えば電子ビーム溶接等を利用してもよい。ただし、摩擦圧接では、フランジ部２３Ｂが容易に形成されるため有用である。
【００５２】
ここで、図５は図４に示す製造方法の一例の基礎となる部材の接続方法を概略的に示す図である。
【００５３】
図５に示す部材の接続方法では、まず、図５（Ａ）に示すように、貫通穴２０１を有し、貫通穴２０１の内周面に、径方向の内側に張り出す環状の張り出し部２０１Ａと、張り出し部２０１Ａと隣り合い、径方向の外側に凹む環状の溝部２０１Ｂと、が形成された第１の部材２１０が準備される。なお、貫通穴２０１の断面形状は円形である。
【００５４】
次いで、図５（Ｂ）に示すように、筒状、詳しくは円筒状の第２の部材２２０が準備される。そして、第２の部材２２０の一端が溝部２０１Ｂを通過して張り出し部２０１Ａに軸方向で突き当たるように第２の部材２２０が貫通穴２０１に挿入される。
【００５５】
次いで、図５（Ｃ）に示すように、第１の部材２１０及び第２の部材２２０のうちの少なくともいずれかを回転させることで、第１の部材２１０と第２の部材２２０とが摩擦圧接される。
【００５６】
その後、図５（Ｄ）に示すように、第１の部材２１０と第２の部材２２０との突き当て面が接続される。さらに、第２の部材２２０が軟化して、図５（Ｄ）に示すように、第２の部材２２０の一部が径方向の外側に張り出して、溝部２０１Ｂ内に進入する。
【００５７】
図５に示すような部材の接続方法は、油冷管用ヘッダーの製造に加え、種々の部材間の接続に適用することができ、異種金属間の接続において特に有用である。図５に示すような部材の接続方法を実施する場合、摩擦圧接時に第２の部材２２０を第１の部材２１０よりも先に軟化させるために、例えば第２の部材２２０の軟化温度が第１の部材２１０の軟化温度よりも高くなるように材料が選択されることが望ましい。また、材質に応じて、望ましい回転速度及び押し付けの圧力が定まる。
【００５８】
また、図６は図５に示した部材の接続方法の変形例を示す図である。図６に示す構成要素のうちの図５に示した構成要素との同様又は対応するものには同一の名称が用いられ、また同一の符号が示されている。
【００５９】
図６に示す部材の接続方法では、まず、図６（Ａ）に示すように、有底穴２０１’を有し、有底穴２０１’の底面側に位置する有底穴２０１’の内周面の一部に、底面を拡げるように径方向の外側に凹む環状の溝部２０１Ｂが形成された第１の部材２１０’が準備される。
【００６０】
次いで、図６（Ｂ）に示すように、筒状、詳しくは円筒状の第２の部材２２０が準備される。そして、第２の部材２２０の一端が溝部２０１Ｂを通過して有底穴２０１’の底面に突き当たるように第２の部材２２０が有底穴２０１’に挿入される。
【００６１】
次いで、図６（Ｃ）に示すように、第１の部材２１０’及び第２の部材２２０のうちの少なくともいずれかを回転させることで、第１の部材２１０’と第２の部材２２０とが摩擦圧接される。
【００６２】
その後、図６（Ｄ）に示すように、第１の部材２１０’と第２の部材２２０との突き当て面が接続される。さらに、第２の部材２２０が軟化して、図６（Ｄ）に示すように、第２の部材２２０の一部が径方向の外側に張り出して、溝部２０１Ｂ内に進入する。
【００６３】
図６に示す部材の接続方法によっても油冷管用ヘッダー１２を製造することができる。また、図６に示す部材の接続方法も種々の部材間の接続に適用することができる。
【００６４】
以上に説明した本実施の形態にかかる油冷管用ヘッダー１２は、流体潤滑軸受の油槽１内の潤滑油を冷却するための流体が流入するヘッダー本体管１２Ａと、ヘッダー本体管１２Ａの外周面に設けられてヘッダー接続管１４０が接続される座１２Ｂと、を備える。そして、座１２Ｂは、貫通穴２１を有し貫通穴２１の一端がヘッダー本体管１２Ａの内部空間に開口するようにヘッダー本体管１２Ａの外周面に設けられる座本体２２と、貫通穴２１の内周面に沿って設けられヘッダー接続管１４０の端部を受け入れる挿入穴１２Ｃを形成するインナー部材２３と、を有する。
【００６５】
このような油冷管用ヘッダー１２では、例えば油冷管用ヘッダー１２全体においてインナー部材２３だけを部分的にヘッダー接続管１４０と同一の材料又は接続時の強度を好適に確保できる材料にすることが可能となる。これにより、ヘッダー接続管１４０との接続信頼性を効果的に向上できる。
【００６６】
具体的に本実施の形態では、銅材からなるヘッダー接続管１４０に対応してインナー部材２３を銅材から形成することで、インナー部材２３とヘッダー接続管１４０とのロウ付け時の接続信頼性を向上させることができる。一方で、油冷管用ヘッダー１２におけるインナー部材２３以外の部分はステンレス材で形成することで、良好な耐食性や機械的強度及び／又は硬さを確保することができる。
【００６７】
また本実施の形態では、貫通穴２１の内周面に、貫通穴２１の径方向の内側に張り出す環状の張り出し部２１Ａと、張り出し部２１Ａに対しヘッダー本体管１２Ａの側とは反対の側で張り出し部２１Ａと隣り合い、貫通穴２１の径方向の外側に凹む環状の溝部２１Ｂと、が形成されている。一方で、インナー部材２３は、座１２Ｂの外部側から張り出し部２１Ａに一端を突き当てる筒状の本体筒部２３Ａと、本体筒部２３Ａから溝部２１Ｂの内部に入り込むフランジ部２３Ｂと、を有する。これにより、油冷管用ヘッダー１２とヘッダー接続管１４０との接続信頼性を一層向上させることが可能となる。
【００６８】
以上、実施の形態を説明したが、上記の実施の形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施の形態及び変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。上述の実施の形態及びその他の変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【００６９】
例えば図７に示すように、インナー部材２３はフランジ部２３Ｂを有していなくてもよい。また図７に示す例ではインナー部材２３が位置決め部２３Ｃを有するが、図８に示すように、インナー部材２３は単純な円筒状であってもよい。図７及び図８に示す例では、インナー部材２３と座本体２２とが電子ビーム溶接によって接続されてもよいが、その接続態様は特に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００７０】
１…油槽、１０…油冷装置、１２…油冷管用ヘッダー、１２Ａ…ヘッダー本体管、１２Ａ１…締結フランジ、１２Ａ２…開口部、１２Ｂ…座、１２Ｃ…挿入穴、２１…貫通穴、２１Ａ…張り出し部、２１Ｂ…溝部、２２…座本体、２３…インナー部材、２３Ａ…本体筒部、２３Ｂ…フランジ部、２３Ｃ…位置決め部、２３Ｓ…インナー部材形成材料、１１０…給水配管、１２０…油冷管用ヘッダー、１３０…ブラケット、１４０…ヘッダー接続管、１５０…油冷管、Ｐ…一体物、２０１…貫通穴、２０１’…有底穴、２０１Ａ…張り出し部、２０１Ｂ…溝部、２１０，２１０’…第１の部材、２２０…第２の部材
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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