JP2001138068A - 金属の接合方法 - Google Patents
金属の接合方法Info
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- JP2001138068A JP2001138068A JP32966599A JP32966599A JP2001138068A JP 2001138068 A JP2001138068 A JP 2001138068A JP 32966599 A JP32966599 A JP 32966599A JP 32966599 A JP32966599 A JP 32966599A JP 2001138068 A JP2001138068 A JP 2001138068A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、アルミニウム製部品の接合を確実
に行なうことができる金属の接合方法を提供することを
課題とする。 【解決手段】 上記課題を解決するため、本願は、金属
の接合部を加熱装置により加熱し、接合部同士を擦り合
せ、相互の材料を混ぜ合わせて接合することを特徴とし
た、金属の接合方法を提供する。
に行なうことができる金属の接合方法を提供することを
課題とする。 【解決手段】 上記課題を解決するため、本願は、金属
の接合部を加熱装置により加熱し、接合部同士を擦り合
せ、相互の材料を混ぜ合わせて接合することを特徴とし
た、金属の接合方法を提供する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属の接合方法に
関するものである。
関するものである。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】近年、自動車分野など
の種々の分野において、金属部品の軽量化を図るため、
部品材料としてアルミニウムが採用されている。しかし
このアルミニウム製部品同士は接合が難しいとされてい
る。何故なら、アルミ表面の酸化皮膜であるアルミナ
は、融点がアルミ本体に比べ大幅に高いため、アルミニ
ウム製部品を加熱して溶融する際、部品同士の材料が混
じり合い難く、金属間結合がなされ難いからである。
の種々の分野において、金属部品の軽量化を図るため、
部品材料としてアルミニウムが採用されている。しかし
このアルミニウム製部品同士は接合が難しいとされてい
る。何故なら、アルミ表面の酸化皮膜であるアルミナ
は、融点がアルミ本体に比べ大幅に高いため、アルミニ
ウム製部品を加熱して溶融する際、部品同士の材料が混
じり合い難く、金属間結合がなされ難いからである。
【０００３】本発明は、上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、アルミニウム製部品の接合を確
実に行なうことができる金属の接合方法を提供すること
を課題とする。
ためになされたもので、アルミニウム製部品の接合を確
実に行なうことができる金属の接合方法を提供すること
を課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本願は請求項１として、金属の接合部を加熱装置に
より加熱し、接合部同士を擦り合せ、相互の材料を混ぜ
合わせて接合することを特徴とした、金属の接合方法を
提供する。
め、本願は請求項１として、金属の接合部を加熱装置に
より加熱し、接合部同士を擦り合せ、相互の材料を混ぜ
合わせて接合することを特徴とした、金属の接合方法を
提供する。
【０００５】請求項２として、上記請求項１に記載の金
属の接合方法において、電磁誘導式の加熱装置を用いた
ことを特徴とする、金属の接合方法を提供する。
属の接合方法において、電磁誘導式の加熱装置を用いた
ことを特徴とする、金属の接合方法を提供する。
【０００６】請求項３として、上記請求項１又は２に記
載の金属の接合方法において、金属の接合面に凹凸を設
けたことを特徴とする、金属の接合方法を提供する。
載の金属の接合方法において、金属の接合面に凹凸を設
けたことを特徴とする、金属の接合方法を提供する。
【０００７】請求項４として、上記請求項１乃至３のい
ずれかに記載の金属の接合方法において、接合部の形
状、寸法、材質が異なる金属同士を接合する際に、それ
らの接合部を接合に適した温度に加熱できるよう加熱装
置の加熱体を形成したことを特徴とする、金属の接合方
法を提供する。
ずれかに記載の金属の接合方法において、接合部の形
状、寸法、材質が異なる金属同士を接合する際に、それ
らの接合部を接合に適した温度に加熱できるよう加熱装
置の加熱体を形成したことを特徴とする、金属の接合方
法を提供する。
【０００８】請求項５として、請求項１乃至４のいずれ
かに記載の金属の接合方法において、金属の接合部の形
状を、擦り合せ時に位置ずれしないよう合致する形状と
したことを特徴とする、金属の接合方法を提供する。
かに記載の金属の接合方法において、金属の接合部の形
状を、擦り合せ時に位置ずれしないよう合致する形状と
したことを特徴とする、金属の接合方法を提供する。
【０００９】請求項６として、請求項１乃至４のいずれ
かに記載の金属の接合方法において、中空形状の金属同
士を接合する際に、その中空部内でかつ接合部間に掛け
渡して位置ずれ防止部材を配置し、接合部が擦り合せ時
に位置ずれしないよう構成したことを特徴とする、金属
の接合方法を提供する。以下、図面を参照しながら、本
発明の実施の形態について説明する。
かに記載の金属の接合方法において、中空形状の金属同
士を接合する際に、その中空部内でかつ接合部間に掛け
渡して位置ずれ防止部材を配置し、接合部が擦り合せ時
に位置ずれしないよう構成したことを特徴とする、金属
の接合方法を提供する。以下、図面を参照しながら、本
発明の実施の形態について説明する。
【００１０】
【発明の実施の形態】＜イ＞本発明の基本的接合方法 図１に示すように本発明は、金属部品100の接合部110同
士を当接させ、その周囲に配備した加熱装置の加熱体12
0により接合部110を加熱し、接合部110同士を擦り合
せ、相互の材料を混ぜ合わせて接合する方法である。な
お、加熱工程と擦り合わせ工程は、並行して行なっても
よいし、加熱工程終了後に擦り合わせ工程を行ってもよ
い。
士を当接させ、その周囲に配備した加熱装置の加熱体12
0により接合部110を加熱し、接合部110同士を擦り合
せ、相互の材料を混ぜ合わせて接合する方法である。な
お、加熱工程と擦り合わせ工程は、並行して行なっても
よいし、加熱工程終了後に擦り合わせ工程を行ってもよ
い。
【００１１】金属部品100がアルミニウム製の場合、加
熱、溶融した接合部110の表面にアルミナ膜が形成され
るが、接合部110同士を擦り合わせることによって、こ
のアルミナ膜は材料に巻き込まれて混ざり合う。従っ
て、接合部110同士を良好に接合することが可能とな
る。
熱、溶融した接合部110の表面にアルミナ膜が形成され
るが、接合部110同士を擦り合わせることによって、こ
のアルミナ膜は材料に巻き込まれて混ざり合う。従っ
て、接合部110同士を良好に接合することが可能とな
る。
【００１２】加熱装置は、例えば、図示しない高周波発
電機及び高周波トランスと、誘導コイルなどの加熱体12
0等よりなる。そして、加熱体120を金属部品100の接合
部110の周囲に配備して高周波による電磁誘導加熱を行
ない、表皮効果により接合部110同士の当接面に電流を
集中して、接合部110の加熱、溶融を行なう。この場合
の高周波としてはラジオ周波数ではなく、1,000〜100,0
00kHzの中周波電源を利用する。
電機及び高周波トランスと、誘導コイルなどの加熱体12
0等よりなる。そして、加熱体120を金属部品100の接合
部110の周囲に配備して高周波による電磁誘導加熱を行
ない、表皮効果により接合部110同士の当接面に電流を
集中して、接合部110の加熱、溶融を行なう。この場合
の高周波としてはラジオ周波数ではなく、1,000〜100,0
00kHzの中周波電源を利用する。
【００１３】また、接合部110同士を擦り合わせる場合
には、金属部品100の一方又は双方を回転させるか、直
線方向にスライドさせるか、又は振動を与える。これら
の動作を組み合わせてもよい。回転の場合は、一方向の
回転よりも、正逆繰り返し回転の方が、金属部品100の
位置ずれが少なく位置制御が容易である。また、振動の
場合も位置制御が容易であると共に、材料の混合効率が
向上する。
には、金属部品100の一方又は双方を回転させるか、直
線方向にスライドさせるか、又は振動を与える。これら
の動作を組み合わせてもよい。回転の場合は、一方向の
回転よりも、正逆繰り返し回転の方が、金属部品100の
位置ずれが少なく位置制御が容易である。また、振動の
場合も位置制御が容易であると共に、材料の混合効率が
向上する。
【００１４】＜ロ＞接合面の形状 図２に示すように、接合部110の接合面の一方又は双方
に、また全体的に或いは部分的に、凹凸を設けてもよ
い。図２は多数の微細な凹凸を設けた場合であるが、凹
凸の大きさや数は適宜選択する。このような凹凸を設け
て擦り合わせることによって、より一層、材料の混合効
率を高めることができる。
に、また全体的に或いは部分的に、凹凸を設けてもよ
い。図２は多数の微細な凹凸を設けた場合であるが、凹
凸の大きさや数は適宜選択する。このような凹凸を設け
て擦り合わせることによって、より一層、材料の混合効
率を高めることができる。
【００１５】＜ハ＞加熱装置の加熱体の形状 擦り合わせ時に材料の混合効率を高めるためには、金属
部品の接合部の所定の範囲を、所定の温度で加熱する必
要がある。そこで本発明は、接合部の形状、寸法、材質
のいずれか一つ又は複数の要素が異なる金属同士を接合
する際に、それらの接合部を接合に適した温度に加熱で
きるように、加熱装置の加熱体の形状を構成した。
部品の接合部の所定の範囲を、所定の温度で加熱する必
要がある。そこで本発明は、接合部の形状、寸法、材質
のいずれか一つ又は複数の要素が異なる金属同士を接合
する際に、それらの接合部を接合に適した温度に加熱で
きるように、加熱装置の加熱体の形状を構成した。
【００１６】例えば、図３に示すような形状の異なる金
属部品200と210とを接合する場合は、加熱体220は、金
属部品200の側面201と面対向する加熱面221と、金属部
品210の端面211と面対向する加熱面222を有し、側面201
と端面211よりなる角部に合致する形状とする。加熱面2
21、222の面積比は、それぞれ両金属部品200と210の接
合面に必要な温度を与えられるよう設定されている。な
お、接合部同士が当接し合ってなる形状が曲面状であれ
ば、それに適合する曲面形状とする。
属部品200と210とを接合する場合は、加熱体220は、金
属部品200の側面201と面対向する加熱面221と、金属部
品210の端面211と面対向する加熱面222を有し、側面201
と端面211よりなる角部に合致する形状とする。加熱面2
21、222の面積比は、それぞれ両金属部品200と210の接
合面に必要な温度を与えられるよう設定されている。な
お、接合部同士が当接し合ってなる形状が曲面状であれ
ば、それに適合する曲面形状とする。
【００１７】また、加熱効率を高めるためには、図３に
示すように、金属部品210の接合部に空間部212を形成し
て、金属部品210の接合面を集中的に加熱できるよう構
成するとよい。
示すように、金属部品210の接合部に空間部212を形成し
て、金属部品210の接合面を集中的に加熱できるよう構
成するとよい。
【００１８】＜ニ＞接合部の位置ずれ防止形状 金属部品の接合部の形状を、擦り合せ時に位置ずれしな
いように、接合部同士が合致する形状とする。例えば、
図４に示すように、管体状の金属部材300と310を接合す
る場合、一方の金属部材300の端部の内周側に環状の段
差面301を設け、他方の金属部材310の端部の外周側に環
状の段差面311を設け、それらの段差面301、311が合致
する形状とする。
いように、接合部同士が合致する形状とする。例えば、
図４に示すように、管体状の金属部材300と310を接合す
る場合、一方の金属部材300の端部の内周側に環状の段
差面301を設け、他方の金属部材310の端部の外周側に環
状の段差面311を設け、それらの段差面301、311が合致
する形状とする。
【００１９】そして、両金属部材300、310を合致させた
状態で加熱、回転させ、段差面301、311とそれぞれ接合
面312、302を擦り合せて接合する。このように両金属部
材300、310を合致させた状態で回転させるため、両金属
部材300、310が位置ずれすることがなく、接合精度を高
めることができる。
状態で加熱、回転させ、段差面301、311とそれぞれ接合
面312、302を擦り合せて接合する。このように両金属部
材300、310を合致させた状態で回転させるため、両金属
部材300、310が位置ずれすることがなく、接合精度を高
めることができる。
【００２０】また、図５に示すように、管体状の金属部
品400と410を接合する場合において、一方の金属部品40
0の端部にセレーションなどの複数の凹凸を形成したテ
ーパ孔401を設け、他方の金属部品410の端部に、テーパ
孔401よりやや大径のテーパ部411を形成して、これらを
合致させ、加熱、回転させて、テーパ孔401とテーパ部4
11を擦り合せて接合する方法も考えられる。この場合も
位置ずれを防止できる。なお、テーパ部411の外周面側
にセレーション等の凹凸を設けてもよい。
品400と410を接合する場合において、一方の金属部品40
0の端部にセレーションなどの複数の凹凸を形成したテ
ーパ孔401を設け、他方の金属部品410の端部に、テーパ
孔401よりやや大径のテーパ部411を形成して、これらを
合致させ、加熱、回転させて、テーパ孔401とテーパ部4
11を擦り合せて接合する方法も考えられる。この場合も
位置ずれを防止できる。なお、テーパ部411の外周面側
にセレーション等の凹凸を設けてもよい。
【００２１】また、図示しないが、接合する接合面の双
方を合致するテーパ状に形成したり、接合部を雄ねじ部
と雌ねじ部の螺合構造としたり、あるいは一方の接合部
に溝を他方の接合部にその溝に合致する突起を設ける構
造とすることによって、位置ずれを防止することも考え
られる。
方を合致するテーパ状に形成したり、接合部を雄ねじ部
と雌ねじ部の螺合構造としたり、あるいは一方の接合部
に溝を他方の接合部にその溝に合致する突起を設ける構
造とすることによって、位置ずれを防止することも考え
られる。
【００２２】＜ホ＞位置ずれ防止部材を用いた接合方法 管体等の中空形状の金属同士を接合する際に、その中空
部内でかつ接合部間に掛け渡して位置ずれ防止部材を配
置し、接合部が擦り合せ時に位置ずれしないよう構成す
る場合もある。例えば、図６に示すように、管体状の金
属部品500、510同士を接合する場合において、それらの
接合部501、511の内部に、接合部501、511間に掛け渡し
て管体状の位置ずれ防止部材600を配置する。
部内でかつ接合部間に掛け渡して位置ずれ防止部材を配
置し、接合部が擦り合せ時に位置ずれしないよう構成す
る場合もある。例えば、図６に示すように、管体状の金
属部品500、510同士を接合する場合において、それらの
接合部501、511の内部に、接合部501、511間に掛け渡し
て管体状の位置ずれ防止部材600を配置する。
【００２３】この位置ずれ防止部材600は、一方の金属
部品500の接合部501に途中まで圧入した状態で、他方の
金属部品510の接合部511内に挿入して配置する。また、
位置ずれ防止部材600の外径は、金属部材510の内径より
やや小さく形成し、金属部品510を回転させられるよう
にしておく。
部品500の接合部501に途中まで圧入した状態で、他方の
金属部品510の接合部511内に挿入して配置する。また、
位置ずれ防止部材600の外径は、金属部材510の内径より
やや小さく形成し、金属部品510を回転させられるよう
にしておく。
【００２４】これによって、金属部品500、510の一方又
は双方を回転させて擦り合わせる際に、両金属部品50
0、510が位置ずれしないように内側から支持することが
できる。位置ずれ防止部材600は金属部品500、510内に
残置させてもよいし、撤去してもよい。
は双方を回転させて擦り合わせる際に、両金属部品50
0、510が位置ずれしないように内側から支持することが
できる。位置ずれ防止部材600は金属部品500、510内に
残置させてもよいし、撤去してもよい。
【００２５】なお、位置ずれ防止部材600の外周面にお
いて、両金属部品500、510の接合面に対応する位置には
環状の凹部601を設けて、擦り合わせ時に発生するバリ
の逃げ空間とするが、基本的にはバリが発生しないよう
に加熱温度及び加熱範囲と、擦り合わせ圧力及び時間な
どを調整して接合を行う。
いて、両金属部品500、510の接合面に対応する位置には
環状の凹部601を設けて、擦り合わせ時に発生するバリ
の逃げ空間とするが、基本的にはバリが発生しないよう
に加熱温度及び加熱範囲と、擦り合わせ圧力及び時間な
どを調整して接合を行う。
【００２６】
【発明の効果】本発明は以上説明したようになるため、
次のような効果を得ることができる。 ＜イ＞接合部を加熱して擦り合せるため、アルミニウム
製部品であっても、表面のアルミナ膜が除去されてお互
いに材料が良く混じり合う。従って、確実に接合を行な
える。
次のような効果を得ることができる。 ＜イ＞接合部を加熱して擦り合せるため、アルミニウム
製部品であっても、表面のアルミナ膜が除去されてお互
いに材料が良く混じり合う。従って、確実に接合を行な
える。
【００２７】＜ロ＞アルミニウム製部品の場合、表面の
アルミナ膜は材料に巻き込まれて混じり合うため、従来
の摩擦圧接のように、アルミナ除去のためのバリ出し、
バリ取りを行なう必要がない。従って、作業効率の向上
とコストの低減を図ることができる。
アルミナ膜は材料に巻き込まれて混じり合うため、従来
の摩擦圧接のように、アルミナ除去のためのバリ出し、
バリ取りを行なう必要がない。従って、作業効率の向上
とコストの低減を図ることができる。
【００２８】＜ハ＞金属の接合面に凹凸を設けた場合、
接合部の材料をより良好に混じり合わせることができ
る。
接合部の材料をより良好に混じり合わせることができ
る。
【００２９】＜ニ＞加熱装置の加熱体を、接合部の形
状、寸法、材質が異なる金属同士を接合する際に、それ
らの接合部を接合に適した温度に加熱できる形状とした
場合、接合精度の向上を図ることができる。
状、寸法、材質が異なる金属同士を接合する際に、それ
らの接合部を接合に適した温度に加熱できる形状とした
場合、接合精度の向上を図ることができる。
【００３０】＜ホ＞金属の接合部の形状を、擦り合せ時
に位置ずれしないよう合致する形状とした場合、又は金
属の接合部を位置ずれ防止部材で支持し、接合部が擦り
合せ時に位置ずれしないよう構成した場合には、接合精
度をより一層向上させることができる。
に位置ずれしないよう合致する形状とした場合、又は金
属の接合部を位置ずれ防止部材で支持し、接合部が擦り
合せ時に位置ずれしないよう構成した場合には、接合精
度をより一層向上させることができる。
【図１】 本発明の接合方法の説明図
【図２】 接合面に凹凸を設けた場合の説明図
【図３】 加熱装置の加熱体の説明図
【図４】 接合部の位置ずれ防止形状の説明図
【図５】 接合部の位置ずれ防止形状の説明図
【図６】 位置ずれ防止部材を用いた接合方法の説明図
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ２３Ｋ 103:10 Ｂ２３Ｋ 103:10 (72)発明者 西郷 史隆 東京都足立区興野２−１−18 株式会社サ ンノハシ内 Ｆターム(参考） 3K059 AB27 AC37 AC77 AD04 AD28 AD40 CD52 4E067 AA05 BL00 DA17 EA07 EC05 EC06
Claims (6)
- 【請求項１】 金属の接合部を加熱装置により加熱し、 接合部同士を擦り合せ、 相互の材料を混ぜ合わせて接合することを特徴とした、 金属の接合方法。
- 【請求項２】 請求項１に記載の金属の接合方法におい
て、電磁誘導式の加熱装置を用いたことを特徴とする、
金属の接合方法。 - 【請求項３】 請求項１又は２に記載の金属の接合方法
において、金属の接合面に凹凸を設けたことを特徴とす
る、金属の接合方法。 - 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれかに記載の金属
の接合方法において、接合部の形状、寸法、材質が異な
る金属同士を接合する際に、それらの接合部を接合に適
した温度に加熱できるよう加熱装置の加熱体を形成した
ことを特徴とする、金属の接合方法。 - 【請求項５】 請求項１乃至４のいずれかに記載の金属
の接合方法において、金属の接合部の形状を、擦り合せ
時に位置ずれしないよう合致する形状としたことを特徴
とする、金属の接合方法。 - 【請求項６】 請求項１乃至４のいずれかに記載の金属
の接合方法において、中空形状の金属同士を接合する際
に、その中空部内でかつ接合部間に掛け渡して位置ずれ
防止部材を配置し、接合部が擦り合せ時に位置ずれしな
いよう構成したことを特徴とする、金属の接合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32966599A JP2001138068A (ja) | 1999-11-19 | 1999-11-19 | 金属の接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32966599A JP2001138068A (ja) | 1999-11-19 | 1999-11-19 | 金属の接合方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001138068A true JP2001138068A (ja) | 2001-05-22 |
Family
ID=18223904
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32966599A Pending JP2001138068A (ja) | 1999-11-19 | 1999-11-19 | 金属の接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001138068A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012213778A (ja) * | 2011-03-31 | 2012-11-08 | Kyocera Crystal Device Corp | ウエハの接合方法 |
| JP2013542355A (ja) * | 2010-08-10 | 2013-11-21 | マーレ インターナショナル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 内燃機関用のピストンを製造する方法並びに内燃機関用のピストン |
-
1999
- 1999-11-19 JP JP32966599A patent/JP2001138068A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013542355A (ja) * | 2010-08-10 | 2013-11-21 | マーレ インターナショナル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 内燃機関用のピストンを製造する方法並びに内燃機関用のピストン |
| JP2012213778A (ja) * | 2011-03-31 | 2012-11-08 | Kyocera Crystal Device Corp | ウエハの接合方法 |
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