(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属パイプを相手部材に炉中ロー付けにより接合するロー付け接合方法において、
前記金属パイプの先端から所定の距離をとった位置に該金属パイプの外周面から盛り上がった肉厚部を周方向に予め形成しておき、
相手部材には、前記金属パイプの肉厚部を圧入可能な第１の段付き穴を形成し、
前記金属パイプを前記段付き穴に挿入しながら、
ロー材を前記金属パイプの肉厚部と前記第１の段付き穴の段部の間に圧入するとともに、
前記金属パイプの端面を前記第１の段付き穴から圧入方向の最奥側に形成された第２の段付き穴の段部に突き当て、当該金属パイプを位置決めし、
前記金属パイプを相手部材に仮組みした状態で炉内に収容して炉中ロー付けを行うことを特徴とするパイプ部材のロー付け接合方法。
【請求項２】
前記第１の段付き穴には、前記肉厚部が接するテーパ面が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のパイプ部材のロー付け接合方法。
【請求項３】
前記金属パイプの基本肉厚を肉厚部として、前記金属パイプの先端部の外径を縮径して、ロー材を前記金属パイプの肉厚部と前記第１の段付き穴の段部の間に圧入することを特徴とする請求項１または２に記載のパイプ部材のロー付け接合方法。
【請求項４】
金属パイプを相手部材に炉中ロー付けにより接合されたパイプ接合構造物において、
前記金属パイプの先端から所定の距離をとった位置に予め周方向に形成された、該金属パイプの外周面から盛り上がった肉厚部を有し、
相手部材に前記金属パイプの肉厚部が圧入可能な第１の段付き穴が形成され、
前記第１の段付き穴に挿入された金属パイプの肉厚部と第１の段付き穴の段部との間にロー材が充填されるともに、金属パイプの端面が前記第１の段付き穴から圧入方向の最奥側に形成された第２の段付き穴の段部に突き当った状態で、炉中ロー付けされていることを特徴とするパイプ接合構造物。
【請求項５】
前記金属パイプは、アルミダイキャスト製のインテークマニホールドを構成するブランチ管であり、相手部材はインテークマニホールドのフランジ部材であることを特徴とする請求項４に記載のパイプ接合構造物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車エンジンに取り付けられるインテークマニホールドなどのブレージング製品の製造工程で利用されるロー付け接合方法およびパイプ接合構造物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
炉内ロー付けは、金属パイプを相手方の金属部材に接合する接合方法としてが広く利用されている。例えば、インテークマニホールドの製造工程では、ブランチ管をコレクタ等に接合するために炉内ロー付けが行われている。
【０００３】
図５は、インテークマニホールドを示す図で、このインテークマニホールド１は、アルミニウムダイキャスト製のコレクター２と、アルミニウムパイプ製の複数本のブランチ管３と、これらブランチ管３をエンジンへ固定するためのアルミニウムダイキャスト製の取付部４とをロー付けにより一体構造としたものである。ブランチ管３は、それぞれ所定の形状に湾曲され、コレクター２とエンジン側の取付部４とに両端が接合されている。
【０００４】
次に、図６は、ブランチ管３とコレクタ２との接合部を示している。ロー材５は、溶け出したものがブランチ管３回りの隙間に流れ込むように、コレクター２の上面側に充填させる。同様にして、図７に示すように、ブランチ管３とエンジン側の取付部４との接合部では、取付部４の上面側にロー材５が充填される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来、インテークマニホールドを炉中ロー付けする場合、ロー材が落下しないように、炉中姿勢を考慮して接合部の位置や構造を決める必要があり、設計自由度が炉中姿勢によって大きな制約を受けてしまうという問題がある。
【０００６】
また、炉内にセットするに際しては、あらかじめ仮組みしたものを図５に示す姿勢でセットしなければならない。しかし、ロー材５を充填する必要上、ブランチ管３の先端部をコレクタ２に対して付き合わせることができないため位置決めが難しく、しだいにブランチ管３の先端部が突き出してくることがある。このため、ブランチ管３の位置がずれないようにロー付け前にあらかじめ仮付けを行うなどの必要があり、取付精度を確保するために事前の入念な段取りが必要不可欠となる。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、前記従来技術の有する問題点を解消し、炉中の姿勢を考慮することなく、接合部の形状、位置を決めることができ、効率良くかつ精度良くロー付けをできるようにしたパイプ部材のロー付け接合方法およびパイプ接合構造物を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、請求項１に記載した発明は、金属パイプを相手部材に炉中ロー付けにより接合するロー付け接合方法において、前記金属パイプの先端から所定の距離をとった位置に該金属パイプの外周面から盛り上がった肉厚部を周方向に予め形成しておき、相手部材には、前記金属パイプの肉厚部を圧入可能な第１の段付き穴を形成し、前記金属パイプを前記段付き穴に挿入しながら、ロー材を前記金属パイプの肉厚部と前記第１の段付き穴の段部の間に圧入するとともに、前記金属パイプの端面を前記第１の段付き穴から圧入方向の最奥側に形成された第２の段付き穴の段部に突き当て、当該金属パイプを位置決めし、前記金属パイプを相手部材に仮組みした状態で炉内に収容して炉中ロー付けを行うことを特徴とするものである。
【０００９】
また、請求項４に記載した発明は、金属パイプを相手部材に炉中ロー付けにより接合されたパイプ接合構造物において、前記金属パイプの先端から所定の距離をとった位置に予め周方向に形成された、該金属パイプの外周面から盛り上がった肉厚部を有し、相手部材に前記金属パイプの肉厚部が圧入可能な第１の段付き穴が形成され、前記第１の段付き穴に挿入された金属パイプの肉厚部と第１の段付き穴の段部との間にロー材が充填されるともに、金属パイプの端面が前記第１の段付き穴から圧入方向の最奥側に形成された第２の段付き穴の段部に突き当った状態で、炉中ロー付けされていることを特徴とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明によるパイプ部材のロー付け接合方法およびパイプ接合構造物の一実施形態について、添付の図面を参照して説明する。
第１実施形態
図１は、本発明をインテークマニホールドのブランチ管とコレクタのフランジ部との接合に適用した実施形態を示す図である。
この図１において、参照符号２がコレクタのフランジ部で、４がエンジン側の取付部である。ブランチ管１０は、アルミダイキャスト製のもので複数本が湾曲して交互に交差するように配列され、一端部はアルミダイキャスト製のコレクタのフランジ部２に、他端部はエンジン側の取付部４にロー付けによって接合されている。
【００１１】
図２は、ブランチ管１０の先端部とフランジ部２との接合構造を示す断面図である。
ブランチ管１０の先端部には、その外周面に盛り上がった形状の肉厚部１２が周方向に形成されている。この肉厚部１２は、後述するような段付き穴に圧入されるため、滑らかな曲面、あるいはテーパーで肉厚が増すような形状であることが望ましい。なお、この肉厚部１２は、ダイキャスト鋳造時に形成しておいてもよく、あるいは、接合するに際して、肉盛り溶接により事前に形成しておいてもよい。また、リング状の別部品を取り付けることで肉厚部１２を構成するようにしてもよい。
【００１２】
他方、相手部材のフランジ部２には、第１の段部１５と、これよりも奥側に位置する第２段部１６を有する段付き穴１４が形成されている。この段付き穴１４では、入口側の開口から第１段部１５までが直径Ｄ1の穴で、第１段部から第２段部１６までがＤ１よりも小径な直径Ｄ2の穴になっている。これらの穴径とブランチ管１０の外径との関係は、次のように設定されている。すなわち、ブランチ管１０の肉厚部１２の最大外径はＤ1よりもわずかに大きく設定され、肉厚部１２より先の部分のブランチ管１０の外径は、ほぼＤ2と同じか若干小さく設定されている。この実施形態の場合、肉厚部１２より先の部分のブランチ管１０の外径は、ブランチ管１０の基準外径と同一寸法である。なお、段付き穴１４の深さについては、肉厚部１２が直径Ｄ1の穴の部分に圧入できれば特に限定されるものではない。
【００１３】
ロー材としては、図２に示すように、リング状に形成されたロー材１８が用いられる。この場合、ロー材１８の内径は、ブランチ管１０の肉厚部１２の最大外径よりも小さくかつ基準外径よりも大きくなっており  外径は穴径Ｄ1よりも若干大きくなっている。したがって、ロー材１８をブランチ管１０の先端部に装着した場合、ロー材１８は肉厚部１２の先端側に係止し、この状態のまま段付き穴１４に押し込んで圧入できるようになっている。
【００１４】
次いで、ブランチ管１０の先端部にロー材１８を装着したまま、このロー材１８の先端部を段付き穴１４に挿入すると、ロー材１８を肉厚部１２と第１段部１５との間に詰めることができる。このとき、ブランチ管１０の端面が第２段部１６に突き当たるともに、肉厚部１２がロー材１８を圧入するので、ブランチ管１０の位置決めをも同時に行うことができる。しかも、ロー材１８および肉厚部１２が圧入された状態にあることから、ブランチ管１０とフランジ部とは、どんな姿勢であっても、位置ズレせず、しかもロー材１８が脱落しないように、精度良くロー付け前の仮組みすることができる。
【００１５】
なお、ブランチ管１０の他方の端部と、取付部４との仮組みは、上記と同じように取付部４に段付き穴を形成し、肉厚部を設けた端部にリング状のロー材を装着して圧入するようにしてもよく、あるいは、図７で示したような従来の接合方法を採用してもよい。仮組みされたインテークマニホールドは、炉内にセットされてロー付けが行われる。
以上のようにして、炉内の姿勢を考慮することなく、接合部をロー付けすることができる。
【００１６】
第２実施形態
次に、図３は、本発明の第２の実施形態によるロー付け接合方法を示す図である。
この第２実施形態が第１実施形態と異なる主な点は、コレクタのフランジ部２に形成される段付き穴２０の形状である。
【００１７】
この第２実施形態の場合、フランジ部２に形成されている段付き穴２０には、穴の奥行き側に向かって縮径しながら傾斜するテーパ面２２が形成されている。一方、ブランチ管１０の先端部に形成されている肉厚部２３には、前記テーパ面２２に接するように同方向に傾斜する曲面２４が形成されている。
【００１８】
このように段付き穴２０と肉厚部２３とがそれぞれテーパ面２２、曲面２４同士で接するようにすることにより、ブランチ管１０の先端部を段付き穴２０に圧入すると、テーパ面２２、曲面２４同士がくさび作用を発揮するようになり、圧入が容易になるとともに、強固に仮組みすることができるので、位置ズレを確実に防止することができる。
【００１９】
第３実施形態
次に、図４は、本発明の第３の実施形態によるロー付け接合方法を示す図である。
これまでに説明した実施の形態は、外周面に盛り上がった肉厚部を周方向に形成するものであるが、この第３実施形態では、ブランチ管１０の先端部には、ブランチ管１０本体の基準肉厚に対して先端に向かって薄くなる薄肉部２６を形成することによって、ブランチ管１０の先端部において相対的な肉厚部として構成したものである。
【００２０】
一方、フランジ部２に形成されている段付き穴２０には、前記第２実施形態と同様なテーパ面２２が形成されている。ブランチ管１０の薄肉部２６は、第２段部１６と嵌合する部分は一定の厚さの肉厚であるが、ロー材１８が装着される部分は、基準肉厚になるまで傾斜しているテーパー面２７に連続するようになっている。なお、このテーパ面２７は、必ずしも形成する必要はなく、段状に肉厚が変わるようにしてもよい。その場合は、ブランチ管の基準肉厚の部分も段付き穴２０に圧入するようにすればよい。
【００２１】
このような第３実施形態によれば、第２実施形態と同様に、テーパ面２２、２７同士のくさび作用を利用して圧入が容易になり、しかも強固に仮組みすることができるため、位置ずれを確実に防止することができる。
【００２２】
以上、本発明について、インテークマニホールドにおけるブランチ管とコレクタのフランジ部との接合を実施の形態として説明したが、金属製のパイプと、相手方の金属部材との接合に広く適用することができる。
【００２３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、炉中の姿勢を考慮することなく、接合部の形状、位置を決めることができ、効率良くかつ精度良くロー付けを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に第１実施形態よるパイプ部材のロー付け接合方法の一実施形態を示す一部切り欠き図。
【図２】図１の接合部の拡大断面図。
【図３】本発明の第２実施形態によるパイプ部材のロー付け接合方法を示す断面図。
【図４】本発明の第３実施形態によるパイプ部材のロー付け接合方法を示す断面図。
【図５】ロー付けにより接合される物品の例としてインテークマニホールドを示す側面図。
【図６】インテークマニホールドにおける従来のロー付け構造を示す図。
【図７】インテークマニホールドにおける従来のロー付け構造を示す図。
【符号の説明】
２  コレクタのフランジ部
４  エンジン側の取付部
１０  ブランチ管
１２  肉厚部
１４  段付き穴
１５  第１段部
１６  第２段部
１８  ロー材
２０  段付き穴
２２  テーパ面
【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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