特許 6338002 配管の接合方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6338002

(24)【登録日】2018年5月18日

(45)【発行日】2018年6月6日

(54)【発明の名称】配管の接合方法

(51)【国際特許分類】

   B23K 1/18 20060101AFI20180528BHJP

   B23K 1/00 20060101ALI20180528BHJP

   B23K 1/14 20060101ALI20180528BHJP

   F16L 13/08 20060101ALI20180528BHJP

   F16L 13/007 20060101ALI20180528BHJP

【ＦＩ】

   B23K1/18 B

   B23K1/00 330G

   B23K1/14 A

   B23K1/14 B

   F16L13/08

   F16L13/007

【請求項の数】12

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2017-180661(P2017-180661)

(22)【出願日】2017年9月20日

【審査請求日】2017年9月20日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000199197

【氏名又は名称】千住金属工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100180426

【弁理士】

【氏名又は名称】剱物 英貴

(72)【発明者】

【氏名】亀田 直人

(72)【発明者】

【氏名】高野 恭治

(72)【発明者】

【氏名】大西 裕規

(72)【発明者】

【氏名】畑澤 健

(72)【発明者】

【氏名】宗形 修

(72)【発明者】

【氏名】鶴田 加一

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 勇

【審査官】 岩見 勤

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭５１−１０７２５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０３−０７１９７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５４−０８８０２８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００５−０５２８５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−０８７８５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５７−１５９２６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−０８０７８３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｋ １／１８

Ｂ２３Ｋ １／００

Ｂ２３Ｋ １／１４

Ｆ１６Ｌ １３／０８

Ｆ１６Ｌ １３／００７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第一配管と、前記第一配管の外径より大きい内径を有する拡管部を端部に備える第二配管と、を接合する配管の接合方法であって、
前記第一配管の端部にはんだ接合材を嵌合し、前記はんだ接合材を前記拡管部の端面に当接させた後、前記はんだ接合材を前記第一配管の外周面と摺動させながら、前記第一配管を前記第二配管の前記拡管部に嵌入し、前記はんだ接合材を加熱することを特徴とする配管の接合方法。

【請求項2】

前記はんだ接合材が中空円筒形状である、請求項１に記載の配管の接合方法。

【請求項3】

前記はんだ接合材の断面が略矩形状である、請求項２に記載の配管の接合方法。

【請求項4】

前記はんだ接合材の外径が前記拡管部の外径と略同一である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の配管の接合方法。

【請求項5】

前記はんだ接合材がリング形状である、請求項１に記載の配管の接合方法。

【請求項6】

前記はんだ接合材は線はんだが３周以下の巻回数で巻回されてなる、請求項１に記載の配管の接合方法。

【請求項7】

前記はんだ接合材はやに入りはんだである、請求項１〜６のいずれか１項に記載の配管の接合方法。

【請求項8】

前記拡管部の端部にはフレア加工部が設けられている、請求項１〜７のいずれか１項に記載の配管の接合方法。

【請求項9】

前記第一配管の端部の外周面、及び／又は前記第二配管の前記拡管部の内周面にフラックスが塗布されている、請求項１〜８のいずれか１項に記載の配管の接合方法。

【請求項10】

前記第一配管および前記第二配管が各々Ｃｕ管またはＦｅ管である、請求項１〜９のいずれか１項に記載の配管の接合方法。

【請求項11】

前記拡管部は円筒状である、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の配管の接合方法。

【請求項12】

前記はんだ接合材の内径は、前記第一配管の外形と略同一である、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の配管の接合方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、作業性に優れ、接合コストを低減することができる配管の接合方法に関する。

【背景技術】

【0002】

エアコンや冷蔵庫などの白物家電は冷却装置を備える。冷却装置は、主に、圧縮機、凝縮器、膨張弁、蒸発器、および各装置に冷媒を供給する配管を備える。冷却装置による冷却サイクルとしては、まず、圧縮機で気体冷媒が圧縮され、圧縮後の高温高圧ガスが凝縮器を通過して液化する。液化した冷媒は、膨張弁を通過して圧力が急激に低下することによって沸点が下がる。その後、蒸発器で液化した冷媒は気化する。最後に、気化した冷媒は再度圧縮機で圧縮されて、上記サイクルが繰り返される。この蒸発器で液化した冷媒が気化する際の吸熱により、周囲が低温に導かれる。

【0003】

ところで、前述の冷却装置を構成する各機器は、配管が接続された後に白物家電内に配置される。配管の接続方法としては、例えば特許文献１に記載のように溶接により接続する方法や、特許文献２に記載のようにろう付けにより接続する方法が採用されている。

【0004】

特許文献１に記載の接合方法は、作業者の熟練度に工程品質が左右されず、円筒配管溶接部を安定して保持することができ、確実に溶接可能なように、円筒配管の端部が互いに面接触するフランジ部を設け、フランジ部を対向配置して溶接する方法である。

【0005】

特許文献２に記載の接合方法は、ステンレス管とＣｕ管をろう付け接合する際、接合部における隙間腐食の発生を防止するとともに、ろう材のつき回りを安定化させて所定の接合強度を発現させるため、内側管となる管体の先端に予め縮径加工が施されている管を用いる方法である。内側管の先端に縮径加工が施されていることにより、内側管先端部と外側管内壁面とのクリアランスが隙間腐食を起こしやすいクリアランスよりも大きくなり、隙間腐食を抑制することができる、とされている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１５―１５０５９０号公報

【特許文献2】特許第６０７５９５８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかし、特許文献１に記載の発明は溶接により接合を行うため、Ｃｕ管とＦｅ管を接合する場合、溶接部では互いに異なる金属が存在する。Ｆｅ管本体においても溶接時の熱履歴により組織や特性が母材と異なる溶接熱影響部（Ｈｅａｔ Ａｆｆｅｃｔｅｄ Ｚｏｎｅ：ＨＡＺ）が存在する。このため、溶接部の合金組成を考慮して各管が選定されなければならず、また、Ｆｅ管にはＨＡＺを含めた溶接部特性を考慮した材質を用いるなどの種々の制約が発生してしまう。この結果、コストが上昇してしまう。また、冷却媒体を搬送するような細い配管を溶接する場合には、接触面積を増やすためにフランジ部を設けたとしても溶接時の熱により配管が変形する場合があり、接合不良が懸念される。

【0008】

特許文献２に記載の発明はろう付けにより接合を行うため、仮に配管に隙間腐食を防ぐことができるとしても、ろう付け作業者の熟練が必要になり、作業者の熟練度によって接合部の品質が左右してしまう。この熟練度の相違により、配管を加熱する際に配管温度が高すぎ配管が変形したり、ろう材内にボイドが発生して冷媒リーク不良が発生する場合がある。また、配管温度が低すぎるとろう材が配管の隙間全周へ浸透せずに冷媒リーク不良が発生する場合がある。

【0009】

さらに、両文献に記載の接合方法は、配管を１０００℃以上の高温に加熱する必要があるため、熱エネルギーを費やしコストの上昇を招く。低温ろう材を用いてろう付けを行ったとしても、ろう材を溶融するために配管を５００℃以上の高温に加熱する必要がある。このように、いずれの方法を用いたとしても、作業の熟練度や接合時のコスト上昇を招いてしまう。近年では、白物家電の省スペース化も要求されていることから配管径が小さくなり、前述の問題点が表面化している。

【0010】

本発明の課題は、作業工程を簡略化でき、配管の変形を防ぎ、コスト上昇を抑制することができる配管の接合方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0011】

発明者らは、コスト低減の観点から、特殊な材質の配管を用いずに従来の配管を用いた接合方法を採用するため、ろう付けによる接合方法に基づいて検討を行った。ろう付け方法の場合、配管温度が熟練度により左右される因子として挙げられる。また、配管の変形は接続不良を抑制する観点からあってはならない。そこで、発明者らは、低温ろう材よりもさらに低温で金属を接合することができるはんだ付けにより配管を接合することに着目した。

【0012】

ここで、ろう付けの場合、前述のように熟練度により配管温度が左右されて接合不良が発生する懸念がある。ろう材の代わりにはんだを用いた場合、加熱温度が低温であるためにろう材と比較して相対的に配管温度のバラツキが低減されることから、熟練度の寄与度を抑えることができると考えられる。ただ、配管温度のバラツキが低下したとしても、供給するはんだ量が多すぎるとはんだが溢れる懸念があり、一方、はんだ量が少なすぎるとはんだが浸透せずに接合不良が発生する懸念がある。このため、単にはんだを用いたとしても、ろう付けにおける熟練度による品質バラツキを十分に抑制するには至らない。

【0013】

そこで、本発明者らは、所定形状のはんだを一方の配管に嵌合し、他方の配管に嵌入した後に加熱することによって、熟練度に左右されることなく作業工程を簡略化でき、低温接合により配管の変形を防ぐとともにコスト上昇を抑制する知見を得た。この際、はんだが被接合配管の端面から離れた状態で加熱すると接合不良になる場合がある知見も得られた。本発明はこれらの知見に基づいてなされたものであり、一方の配管に嵌合されたはんだが他方の配管と当接した状態で加熱することによって、ようやく完成した。

【0014】

これらの知見により完成された本発明は次の通りである。
（１）第一配管と、第一配管の外径より大きい内径を有する拡管部を端部に備える第二配管と、を接合する配管の接合方法であって、第一配管の端部にはんだ接合材を嵌合し、はんだ接合材を拡管部の端面に当接させた後、はんだ接合材を第一配管の外周面と摺動させながら、第一配管を第二配管の拡管部に嵌入し、はんだ接合材を加熱することを特徴とする配管の接合方法。

【0015】

（２）はんだ接合材が中空円筒形状である、上記（１）に記載の配管の接合方法。
（３）はんだ接合材の断面が略矩形状である、上記（２）に記載の配管の接合方法。
（４）はんだ接合材の外径が拡管部の外径と略同一である、上記（１）〜上記（３）のいずれか１項に記載の配管の接合方法。
（５）はんだ接合材がリング形状である、上記（１）に記載の配管の接合方法。
（６）はんだ接合材は線はんだが３周以下の巻回数で巻回されてなる、上記（１）に記載の配管の接合方法。

【0016】

（７）はんだ接合材はやに入りはんだである、上記（１）〜上記（６）のいずれか１項に記載の配管の接合方法。

【0017】

（８）拡管部の端部にはフレア加工部が設けられている、上記（１）〜上記（７）のいずれか１項に記載の配管の接合方法。

【0018】

（９）第一配管の端部の外周面、及び／又は第二配管の拡管部の内周面にフラックスが塗布されている、上記（１）〜上記（８）のいずれか１項に記載の配管の接合方法。

【0019】

（１０）第一配管および第二配管が各々Ｃｕ管またはＦｅ管である、上記（１）〜上記（９）のいずれか１項に記載の配管の接合方法。

【0020】

（１１）拡管部は円筒状である、上記（１）〜上記（１０）のいずれか１項に記載の配管の接合方法。
（１２）はんだ接合材の内径は、第一配管の外形と略同一である、上記（１）〜上記（１１）のいずれか１項に記載の配管の接合方法。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】図１は本発明に係る配管の接合方法を示す図であり、図１（ａ）は第一配管の側面図であり、図１（ｂ）は拡管部を備える第二配管の側面図であり、図１（ｃ）は第一配管にはんだ接合材を嵌合する工程を示す図であり、図１（ｄ）は第二配管に第一配管を嵌入するとともにはんだ接合材を拡管部の端面に当接させる工程を示す図であり、図１（ｅ）ははんだ接合材を加熱する工程を示す図であり、図１（ｆ）は、はんだ接合材を加熱して第一配管と第二配管の隙間にはんだが流れ込み両配管を接合して接合部を形成した状態を示す部分透視図である。

【図2】図２は端部にフレア加工部を有する第一配管を示す図であり、図２（ａ）は側面図であり、図２（ｂ）は端部近傍の部分斜視図である。

【図3】図３ははんだ接合材の斜視図であり、図３（ａ）は中空円筒形状のはんだ接合材を示す図であり、図３（ｂ）はリング形状のはんだ接合材を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

１．はんだ接合方法の概要
本発明に係る配管の接合方法は、第一配管と、第一配管の外径より大きい内径を有する拡管部を端部に備える第二配管と、を接合する配管の接合方法である。工程としては、第一配管にはんだ接合材を嵌合する工程、はんだ接合材が嵌合された第一配管を第二配管の拡管部に嵌入するとともにはんだ接合材を拡管部の端面に当接させる工程、はんだ接合材を加熱する工程の３工程である。

【0023】

以下、図を用いて詳述する。
図１は本発明に係る配管の接合方法を示す図であり、図１（ａ）は第一配管１の側面図であり、図１（ｂ）は拡管部２ａを備える第二配管２の側面図であり、図１（ｃ）は第一配管１にはんだ接合材３を嵌合する工程を示す図であり、図１（ｄ）は第二配管２に第一配管１を嵌入するとともにはんだ接合材３を拡管部２ａの端面２ｂに当接させる工程を示す図であり、図１（ｅ）ははんだ接合材３を加熱する工程を示す図であり、図１（ｆ）は、はんだ接合材３を加熱して第一配管１と第二配管２の隙間にはんだが流れ込み両配管を接合して接合部４を形成した状態を示す部分透視図である。

【0024】

２．配管
本発明で用いる配管は、図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように直線状のものを使用してもよく、所定の角度に曲がったものを使用してもよい。図１（ａ）に示す第一配管１は端部に特殊加工が施されていない通常の配管である。第二配管２は、図１（ｂ）に示すように、端部の少なくとも一方に拡管部２ａを備える。拡管部２ａの内径は、第一配管１の端部を嵌入可能なように、第一配管１の外径より大きい。第一配管１の外径と拡管部２ａの内径との差は、はんだが両者の隙間を充填可能な程度でよく、２ｍｍ程度でよい。

【0025】

第二配管２において、拡管部２ａ以外の部分の外径は、第一配管１の外径以下であることが望ましく、第一配管１の外径と同一であることがより望ましい。拡管部２ａ以外の部分の外径が第一配管１の外径以下であると、第一配管１を拡管部２ａに嵌入した場合、拡管部２ａの縮径部２ｃで第一配管１の端部が当接し、第一配管１の拡管部２ａへの嵌入長さが一定になるために作業が容易になる。また、両者の材質は特に限定されることはなく、例えばＣｕ管やＦｅを主成分とするＦｅ管であればよい。これらの配管にははんだめっきが施されていてもよい。

【0026】

また、後述するリング形状のはんだ接合材３を用いる場合、はんだ量を稼ぐために太い線はんだを用いる必要があるが、これは溶融はんだの溢れの原因になる場合がある。また、リング形状のはんだ接合材３は線はんだを環状に形成するために断面が略円形状となり、拡管部２ａの端面２ｂとの接触面積が小さい。このため、溶融はんだが拡管部２ａと第一配管１との隙間に流れ難い場合がある。これらの観点から、略円形状である断面の直径が拡管部２ａの片側厚さより大きい線はんだで形成されたリング形状のはんだ接合材３を用いる場合、拡管部２ａの端部には、図２に示すように、フレア加工部２ｄを備えることが望ましい。フレア加工部２ｄを備えることによって、溶融はんだが拡管部２ａの外周に溢れることを抑制するとともに拡管部２ａと第一配管１との隙間に流れやすくなる。フレア加工部２ｄの片側幅は、溶融はんだが拡管部２ａの外周に溢れないように、リング形状のはんだ接合材３の断面直径に応じて適宜調整すればよい。

【0027】

さらに、リング形状のはんだ接合材３を用いた場合に溶融はんだが溢れないようにするため、第二配管２の縦断面におけるフレア加工部２ｄの形状は漏斗形状であることが望ましい。これは、第二配管２の縦断面における拡管部２ａの形状も同様である。

【0028】

はんだ接合材３がやに入りはんだではない場合には、第一配管１の端部の外周面、及び／又は第二配管２の拡管部２ａの内周面にフラックスを塗布していてもよい。また、第一配管１を第二配管２に嵌入した後、はんだ接合材３にフラックスを滴下してもよい。

【0029】

これらの配管を用いた配管の接合方法を以下に詳述する。
３．第一配管にはんだ接合材を嵌合する工程
本発明に係る配管の接合方法では、まず、図１（ｃ）に示すように、第一配管１の端部にはんだ接合材３を嵌合する。はんだ接合材３は一定の大きさおよび形状を有するため、ろう材のように熟練度を必要とせずに所定量のはんだを低温域で供給することができる。

【0030】

ろう材より低融点のはんだを接合体として用いる場合、温度のバラツキを低減することができる。ろう材の接合では、通常バーナーを用いて１０００℃もの高温に加熱してろう材を溶融するため、熟練度によっては９００〜１１００℃程度のバラツキが発生し、接合部の品質に差が生じてしまう場合がある。一方、はんだは３００〜４５０℃程度に加熱すればよく、熟練度が低い場合であってもろう材のように２００℃もの温度誤差が生じることは考え難い。はんだ付け時にこのような温度誤差が生じると、そもそもはんだ付けを行うこと自体が困難である。

【0031】

温度計を用いて加熱温度を制御したとしても、ろう付けは通常バーナーを用いて加熱するために短時間での温度制御が困難である。高周波誘導加熱装置で加熱するとしても、１０００℃もの高温に加熱するためには大きな電源装置とコイルを冷却するための大掛かりな冷却機構を備える必要があり、作業性が劣る。低温ろう材であっても５００℃以上に加熱をしなければならず、上記の問題を解決するには至らない。さらには、ろう材を用いた接合は高温加熱を必須とするためにコスト上昇を招く。

【0032】

一方、本発明の接合方法では、融点が低く所定の大きさのはんだ接合材３を用いるため、はんだの供給量が一定であり、加熱温度のバラツキが少ない。このため、ろう付けのように熟練度を要しないために作業性が優れる。

【0033】

本発明で用いるはんだ接合材３の形状は、図３（ａ）に示すように中空円筒形状であることが望ましい。中空円筒形状であれば、はんだ量を増やしたい場合にはんだ接合材３を長くするだけでよい。また、中空円筒形状のはんだ接合材３は、線はんだを圧延して、所定の長さに切断後、環状に形成するだけで形成できるため、コスト低減に繋がる。

【0034】

図３（ａ）に示す中空円筒形状の場合、はんだ接合材３の縦断面は略矩形状であることが望ましい。この場合、拡管部２ａの端面２ｂとはんだ接合材３の端面３ａとが面で当接するために接触面積が大きく、溶融はんだが拡管部２ａと第一配管１との隙間に流れ込みやすくなり、図１（ｆ）に示す接合部４の品質が安定する。はんだ接合材３が図３（ａ）の形状の場合、はんだ接合材３の外径が拡管部２ａの外径と略同一であることが望ましい。この場合、溶融はんだが拡管部２ａの外周に溢れ出ることがない。

【0035】

また、はんだ接合材３は、図３（ｂ）に示すようにリング形状であってもよい。線はんだを所定の長さに切断後、環状に形成するだけでよく、加工が容易でコストも低減することができる。リング形状の場合、はんだ量を稼ぐためには、内径を維持したまま外径を大きくしてもよい。もしくは線はんだを３周以下の巻回数で螺旋状に巻回したものを用いてもよい。線はんだを巻回する場合、第一配管１と第二配管２の接触面積に応じて、巻き数を２．５周や２周などに適宜調整する。

【0036】

リング形状のはんだ接合材３を用いる場合、はんだ接合材３の断面の直径に応じて図２に示すようにフレア加工部２ｄが施された第二配管２を用いることが望ましい。

【0037】

また、はんだ接合材３の内径は、第一配管１の外径と略同一であることが望ましい。本発明では、はんだ接合材３を加熱する際、はんだの自重を利用して、拡管部２ａと第一配管１との隙間に溶融はんだを流し込むことが望ましい。このため、図１（ｄ）〜図１（ｆ）に示すように、配管の接合時には、第二配管２の上方から第一配管１を拡管部２ａに嵌入することが望ましい。したがって、はんだ接合材３の内径が第一配管１の外径と略同一であると、はんだ接合材３を第一配管１に嵌合した際、はんだ接合材３と第一配管１との摩擦によりはんだ接合材３が第一配管１の所定の位置で固定される。この結果、第一配管１を第二配管２に嵌入する際にはんだ接合材３が滑り落ちることがなく、作業を容易にすることができる。

【0038】

はんだ接合材３はやに入りはんだであることが望ましい。やに入りはんだでなければ、第一配管１の端部にフラックスを塗布すればよい。また、はんだ接合材３だけでははんだ量が十分ではない場合には、第一配管１の端部に予備はんだを被覆しておいてもよい。

【0039】

４．はんだ接合材が嵌合された第一配管を第二配管の拡管部に嵌入するとともにはんだ接合材を拡管部の端面に当接させる工程
図１（ｄ）に示すように、はんだ接合材３が端部に嵌合された第一配管１を拡管部２ａに嵌入すると、まず、はんだ接合材３が拡管部２ａの端面２ｂに当接する。さらに第一配管１を拡管部２ａに嵌入すると、はんだ接合材３が拡管部２ａと当接した状態で、第一配管１だけが拡管部２ａ内に嵌入される。この結果、図１（ｅ）に示すように、第一配管１の端部は拡管部２ａの縮径部２ｃと当接する。

【0040】

前述のようにはんだ接合材３の内径が第一配管１の外径と略同一である場合、図１（ｄ）の状態において、はんだ接合材３がはんだ接合材３と第一配管１との摩擦で第一配管１から落下せずに固定されることになる。この場合、はんだ接合材３が拡管部２ａの端面２ｂに当接した後、はんだ接合材３が第一配管１の外周面と摺動しながら第一配管１を拡管部２ａに嵌入することになる。

【0041】

本発明に係る配管の接合方法では、図１（ｅ）に示すように、第一配管１の嵌入完了時にはんだ接合材３が拡管部２ａの端面２ｂと当接している必要がある。当接していない場合、溶融はんだが拡管部２ａと第一配管１との隙間に流れ込まない場合があり、接合不良が発生する場合がある。本発明では、第一配管１に嵌合するはんだ接合材３の位置は、第一配管１の端部であってもよく、第一配管１が拡管部２ａの縮径部２ｃと当接した場合にはんだ接合材３が拡管部２ａの端面２ｂと当接するような位置であってもよい。

【0042】

５．はんだ接合材を加熱する。
はんだ接合材３を加熱すると、はんだが拡管部２ａと第一配管１との隙間に流れ込み、第一配管１と第二配管２とが図１（ｆ）に示すように接合し、接合部４を形成する。

【0043】

はんだ接合材３の加熱は、配管を加熱することによって行われる。配管の加熱は、近赤外線ランプ（ＮＩＲ）による加熱や高周波誘導方式による加熱が挙げられ、高周波誘導方式による加熱が望ましい。

【0044】

高周波誘導加熱方式では、高周波誘導加熱装置のコイルに対応する部分を局所的に加熱することができるため、配管の接合には好適である。はんだの融点はせいぜい３００〜４５０℃程度であるため、高周波誘導加熱装置の電源をコンパクトなサイズにすることができ、作業性が損なわれることがない。加熱温度は３００〜４５０℃程度でよいので、高周波誘導加熱装置のコイルに大掛かりな冷却機構を設ける必要がない。

【0045】

加熱時間は特に制限されないが、はんだ接合材３が溶融すればよく、１〜１０分程度でよい。これにより、短時間加熱によるコスト低減を実現することができる。加熱雰囲気は作業性の観点から大気中で行うことが望ましい。加熱温度は、はんだの組成に応じて適宜調整すればよく、２５０〜４５０℃程度でよい。加熱温度の制御は、例えば、赤外線温度計を用いて、近赤外線ランプや高周波誘導加熱装置の出力を調整しながら制御してもよい。

【実施例】

【0046】

本発明の効果を立証するため、下記により配管を接合した。
１．実施例１
まず、第一配管として、長さが１００ｍｍ、外径が４．０ｍｍ、内径が３．０ｍｍのＦｅ管を準備し、第二配管として、長さが１００ｍｍ、拡管部の長さが１５ｍｍ、拡管部の外径が４．５ｍｍ、拡管部の内径が４．１ｍｍ（拡管部端面の片側厚さは０．２ｍｍ）、拡管部以外の管の外径が３．５ｍｍ、拡管部以外の管の内径が３．０ｍｍのＣｕ管を準備した。

【0047】

はんだ接合材は、Ｓｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕはんだ合金（融点：２５０〜３００℃）のやに入り線はんだを圧延し、切断および環形成により、長さが２.０ｍｍ、内径が４．０ｍｍ、厚さが０．９ｍｍの中空円筒形状とした。

【0048】

このはんだ接合材を第一配管の端部に嵌合し、はんだ接合材を拡管部の端面に当接させるとともに第一配管を拡管部に嵌入し、第一配管の端部を拡管部の縮径部に当接させた。その後、赤外線カメラによりはんだ接合材の温度を観察しながら、高周波加熱装置で加熱温度を３００℃、加熱時間を８秒として配管を加熱した。

【0049】

接合した管の長手方向を軸として９０°ずつ回転させて、第一配管が第二配管に嵌入している部分である接合部を、Ｄａｇｅ社製（ナノフォーカスＸ線顕微鏡 型番：ＸＤ７６００ＮＴ Ｄｉａｍｏｎｄ）を用い、Ｘ線透過観察を行った。透過観察した写真から得られるコントラストの差に基づいて充填率を測定した。第一配管の外周面と第二配管の拡管部の内周面が対向する部分の全面積の８０％以上が充填されていれば合格とした。実施例１では、はんだ充填率は８０％以上を示した。また、はんだによる配管内詰まりがなく、配管外溢れも見られなかった。

【0050】

２．実施例２
実施例１において、第一配管として用いたＦｅ管の代わりに、長さが１００ｍｍ、外径が４．０ｍｍ、内径が３．０ｍｍのＣｕ管を用い、第二配管として、長さが１００ｍｍ、拡管部長さが１５ｍｍ、拡管部の外径が４．５ｍｍ、拡管部の内径が４．１ｍｍ（拡管部端面の片側厚さは０．２ｍｍ）、拡管部以外の管の外径が３．５ｍｍ、拡管部以外の管の内径が２．９ｍｍのＣｕ管を用いた他は、実施例１と同様に配管を接合した。その結果、実施例１と同様に、はんだ充填率は８０％以上を示した。また、はんだによる配管内詰まりがなく、配管外溢れも見られなかった。

【0051】

３．実施例３
実施例２において、はんだ接合材として、断面の直径が１．０ｍｍ、内径が４．０ｍｍである２重巻（直径が１．０ｍｍの線はんだを７２０°巻回したことを表す。）されたものを用いた他は、実施例１と同様に配管を接合した。その結果、実施例１と同様に、はんだ充填率は８０％以上を示した。また、はんだによる配管内詰まりがなく、配管外溢れも見られなかった。

【0052】

４．実施例４
実施例２において、はんだ接合材として、断面の直径が２．２ｍｍ、内径が４．０ｍｍのリング形状のものを用い、第二配管として、拡管部の端部に片側幅が１．０ｍｍのフレア加工部（フレア加工部の外径：６．５ｍｍ、フレア高さ１．０ｍｍ）を設けたものを用いた他は、実施例１と同様に配管を接合した。その結果、実施例１と同様に、はんだ充填率は８０％以上を示した。また、はんだによる配管内詰まりがなく、配管外溢れも見られなかった。

【0053】

５．実施例５
実施例２において、第一配管を第二配管に嵌入後、はんだ接合材と第一配管との間にフラックスを滴下した他は、実施例２と同様に配管を接合した。その結果、実施例２と同様に、はんだ充填率は８０％以上を示した。また、はんだによる配管内詰まりがなく、配管外溢れも見られなかった。

【符号の説明】

【0054】

１ 第一配管、２ 第二配管、２ａ 拡管部、２ｂ 拡管部の端面、２ｃ 拡管部の縮径部、２ｄ フレア加工部、３ はんだ接合材、３ａ はんだ接合材の端面、４ 接合部

【要約】

【課題】作業工程を簡略化でき、配管の変形を防ぎ、接合時のコスト上昇を抑制することができる配管の接合方法を提供する。
【解決手段】本発明の配管の接合方法は、第一配管１と、第一配管１の外径より大きい内径を有する拡管部２ａを端部に備える第二配管２と、を接合する配管の接合方法である。第一配管１にはんだ接合材３を嵌合し、はんだ接合材３が嵌合された第一配管１を第二配管２の拡管部２ａに嵌入するとともにはんだ接合材３を拡管部２ａの端面２ｂに当接させた後、はんだ接合材３を加熱する。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】