JP2005205442A

JP2005205442A - ろう付け装置

Info

Publication number: JP2005205442A
Application number: JP2004014010A
Authority: JP
Inventors: Toshihiko Ikoma; 敏彦生駒
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2004-01-22
Filing date: 2004-01-22
Publication date: 2005-08-04
Also published as: DE102005002349B4; US20050173405A1; DE102005002349A1

Abstract

【課題】焼き割れやひけ割れを回避しかつ接合強度を確保できるろう付け装置を提供すること。
【解決手段】車両のアクスル（被接合部材）１への荷重センサ（接合部材）３の接合をろう付けワイヤ７を溶融させて行うろう付け装置であって、ろう付けワイヤ７へ通電中に流れる電流を可変する電流可変部９と、電流可変部９を制御する制御部１０とを備えている。それにより、必要な接合強度を得ると共にろう付け部のひけ割れや被接合部材の焼き入れ層（熱影響部）における焼き割れを回避することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ろう付け装置に関し、特に、車両のアクスルへの荷重センサの取付に好適なろう付け装置に関する。

従来、トラック等の大型車両に対しては過積載防止等のために荷重センサにより荷重測定が行われている。この荷重センサは、車両の車輪のアクスルに溶接等により取り付けられ、過積載による荷重を受けた際にひずみを発生し、このひずみを検出することにより過積載値を測定することができる。

図３は、従来の荷重センサの取り付けを説明する図である。図３において、車両の車輪２の車軸２ａに連結されたアクスル１の表面上に、荷重センサ３が点線で示すように配置され、その固定片３ａがアクスル１の表面に接合される。

上述の荷重センサ３は、トラックの場合前後輪のアクスルに取り付けられるが、耐久性やひずみ検出の正確さを考慮すると、取り付け方法として溶接による取り付けが適している。最も一般的な溶接方法としてアーク溶接が考えられるが、アクスルは走行に係わる部品であり、破損、変形等は許されない。

ところが、アーク溶接により、アクスルの表面に荷重センサを取り付けた場合には、溶接の母材であるアクスルが溶かされて元の表面より凹むことがあり、このような場合には凹んだ場所に肉盛りをするクレータ処理が行われる。また、アクスルの多くは、焼き入れ性の良い高炭素鋼を使用しているので、アーク溶接によって、荷重センサの取付部分に焼き入れ層（または、熱影響部と呼ばれる）が生じてしまう。

その結果、焼き入れ層（熱影響部）は、アクスルの強度を低下させる要因となり、その範囲が広がった場合には、アクスルは、車両重量が集中的に係る部材であるので、折損に至るおそれがある。

そこで、母材であるアクスルを溶かさないで溶接する方法として、ろう付けという溶接方法が考えられる。この溶接方法には、たとえば、銅（Ｃｕ）−珪素（Ｓｉ）−マンガン（Ｍｎ）線を使用したＭＩＧろう付けと呼ばれる方法がある。

Ｃｕ−Ｓｉ−Ｍｎ線を使用したＭＩＧろう付けは、一般的に行われているが、荷重センサの取り付けのように、短時間で点状に行われている例がなく、急冷される条件のため、ビード頂部等にひけによる割れが生じていた。

図４〜図７は、上述のＭＩＧろう付け方法による荷重センサの取り付けを説明する図である。

図４および図５は、それぞれ、Ｃｕ−Ｓｉ−Ｍｎ線に供給される電流値を高くかつろう付け時間を長くした場合のろう付けによる電流波形および溶接状態を示す図である。このように、電流値（Ｉ₁）を高くかつろう付け時間（Ｔ１＝ｔ１−ｔ０）を長くした場合には、ビード状に形成されるろう付け部４に対応するアクスル１の表面に焼き入れ層（熱影響部）１ａが生じると共に、その中に焼き割れ５が生じやすくなる。この焼き割れ５が生じると、アクスル１の折損に繋がるおそれがある。

次に図６および図７は、それぞれ、Ｃｕ−Ｓｉ−Ｍｎ線に供給される電流値を図４の場合に比較して低くかつろう付け時間を短くした場合のろう付けによる電流波形および溶接状態を示す図である。このように、電流値（Ｉ₂）を比較的低く（すなわち、Ｉ₁＞Ｉ₂）かつろう付け時間（Ｔ２＝ｔ２−ｔ０）を比較的短く（すなわち、Ｔ１＞Ｔ２）した場合には、アクスル１の表面に生じる焼き入れ層（熱影響部）１ａの範囲が比較的狭くなり、焼き割れも生じなくなる。

しかし、この場合には、ろう付け部４のビード頂部にひけ割れ４ａが生じると共に、荷重センサ３の接合強度が確保できなくなるという問題がある。また、ビード頂部のひけ割れ４ａがアクスル１の焼き入れ層１ａに達すると、アクスル１の折損に繋がるおそれもある。

そこで本発明は、上述した従来の問題点に鑑み、焼き割れやひけ割れを回避しかつ接合強度を確保できるろう付け装置を提供することにある。

請求項１記載の発明は、被接合部材への接合部材の接合をろう付けワイヤを溶融させて行うろう付け装置であって、前記ろう付けワイヤへ通電中に流れる電流を可変する電流可変部と、前記電流可変部を制御する制御部とを備えたことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載のろう付け装置において、前記制御部は、前記電流可変部を、必要な接合強度を得るための最低限の電流である最大電流から、前記ろう付けワイヤからアークが安定に飛ぶ最下限の電流である最小電流まで可変させるように制御することを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項２記載のろう付け装置において、前記制御部は、前記電流可変部を、前記最大電流から前記最小電流まで連続的に可変させるように制御することを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項２記載のろう付け装置において、前記制御部は、前記電流可変部を、前記最大電流から前記最小電流まで段階的に可変させるように制御することを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項４記載のろう付け装置において、前記制御部は、前記電流可変部を、前記最大電流から中間電流値を経て前記最小電流まで段階的に可変させるように制御することを特徴とする。

請求項６記載の発明は、請求項１から５のいずれか１項に記載のろう付け装置において、前記被接合部材は車両のアクスルであり、前記接合部材は荷重センサであることを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、ろう付けワイヤに流れる電流を可変して、必要な接合強度を得ると共にろう付け部のひけ割れや被接合部材の焼き入れ層（熱影響部）における焼き割れを回避することができる。

請求項２記載の発明によれば、ろう付けワイヤに流れる電流を最大電流から最小電流まで可変して、必要な接合強度を得ると共にろう付け部のひけ割れや被接合部材の焼き入れ層（熱影響部）における焼き割れを回避することができる。

請求項３記載の発明によれば、ろう付けワイヤに流れる電流を最大電流から最小電流まで連続的に可変して、必要な接合強度を得ると共にろう付け部のひけ割れや被接合部材の焼き入れ層（熱影響部）における焼き割れを回避することができる。

請求項４記載の発明によれば、ろう付けワイヤに流れる電流を最大電流から最小電流まで段階的に可変して、必要な接合強度を得ると共にろう付け部のひけ割れや被接合部材の焼き入れ層（熱影響部）における焼き割れを回避することができる。

請求項５記載の発明によれば、ろう付けワイヤに流れる電流を最大電流から中間電流値を経て最小電流まで段階的に可変して、必要な接合強度を得ると共にろう付け部のひけ割れや被接合部材の焼き入れ層（熱影響部）における焼き割れを回避することができる。

請求項６記載の発明によれば、車両のアクスルへの荷重センサの取り付けを、必要な接合強度を得ると共にろう付け部のひけ割れやアクスルの焼き入れ層（熱影響部）における焼き割れを回避することができる。

以下、本発明に係るろう付け装置の実施の形態について図面を参照して説明する。図１（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ、本発明に係るろう付け装置の実施の形態を示す構成図および電流波形図である。なお、図１において、図３〜図５に示すものと同一の構成要素は、同一符号を付して説明する。

図１（Ａ）において、アクスル１の表面に荷重センサ３が載置され、その固定片３ａがアクスル１の表面に接触している。先細テーパー状のノズル６は、ろう付けワイヤとしてのＣｕ−Ｓｉ−Ｍｎ線７を荷重センサ３の固定片３ａとアクスル１の表面との接合個所に案内する。Ｃｕ−Ｓｉ−Ｍｎ線７は、直流電源８の正極（または負極）に接続されている。直流電源８の負極（または正極）は、電流可変部９を介してアクスル１に接続されている。電流可変部９は、制御部１０からの制御によって、直流電源８を流れる電流を可変する。

給線機構（図示しない）から供給されノズル６を介して案内されるＣｕ−Ｓｉ−Ｍｎ線７が、固定片３ａに接触すると、直流電源８の電流路が閉路となって通電状態となり、固定片３ａから離れると、開路となって非通電状態となる。

上述の構成において、本発明のろう付け装置は、図１（Ｂ）に示すように、ろう付けの電流値を段階的に制御し、ビード頂部のひけ割れと、アクスルの焼き入れ層（熱影響部）の焼き割れとを回避すると共に、ろう付け部の接合強度を確保するものである。

すなわち、直流電源８の電流路を閉路として通電状態となったときに、制御部１０で電流可変部９を制御することによって、まず、最大電流（Ｉ₃）を適宜時間（Ｔ３＝ｔ３−ｔ０）流して、アクスル１へのろう材（すなわち、Ｃｕ−Ｓｉ−Ｍｎ線７）の濡れを確保する。なお、最大電流（Ｉ₃）は、必要な接合強度を得るための最低限の電流値とする。

次に、同様に制御部１０で電流可変部９を制御することによって、最大電流（Ｉ₃）より低い電流（Ｉ₄）を適宜時間（Ｔ４＝ｔ４−ｔ３）流し、続いて、電流（Ｉ₄）よりさらに低い最小電流（Ｉ₅）を適宜時間（Ｔ５＝ｔ５−ｔ４）流して、徐々に電流を絞り、ビード頂部のひけ割れを回避する。なお、最小電流（Ｉ₅）は、Ｃｕ−Ｓｉ−Ｍｎ線７の先端においてアークが安定に飛ぶための最下限の電流値とする。

このように、ろう付けの電流値を段階的に制御することにより、通電中Ｃｕ−Ｓｉ−Ｍｎ線７の先端から固定片３ａへアークが安定して飛び、ジュール熱によりＣｕ−Ｓｉ−Ｍｎ線７の先端が溶けて、図２に示すように、ろう付け部４が形成される。このとき、電流値が段階的に切り替えられる度に、ろう付け部４においてろうが肉盛りされる状態となるため、ろう付け部４のビード頂部等にひけ割れが生じることがない。また、アクスル１の焼き入れ層（熱影響部）１ａの範囲が比較的狭くなると共に焼き割れが生じることなく、必要な接合強度を確保することができる。

以上の通り、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限らず、種々の変形、応用が可能である。

たとえば、上述の実施の形態では、電流値を３段階に切り替えているが、２段階で切り替えたり４段階以上で切り替えたりすることもでき、また、段階的ではなく連続的に切り替えることもできる。

また、上述の実施の形態では、荷重センサ３をアクスル１の表面にろう付けする場合について説明したが、本発明はこれに限らず、一般的な接合部材と被接合部材のろう付けに適用できることはもちろんである。

（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ、本発明に係るろう付け装置の実施の形態を示す構成図および電流波形図である。図１のろう付け装置によるろう付け後の接合状態を示す図である。従来の荷重センサの取り付けを説明する図である。Ｃｕ−Ｓｉ−Ｍｎ線に供給される電流値を高くかつろう付け時間を長くした場合のろう付けによる電流波形を示す図である。Ｃｕ−Ｓｉ−Ｍｎ線に供給される電流値を高くかつろう付け時間を長くした場合のろう付けによる溶接状態を示す図である。Ｃｕ−Ｓｉ−Ｍｎ線に供給される電流値を図４の場合に比較して低くかつろう付け時間を短くした場合のろう付けによる電流波形を示す図である。（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ、Ｃｕ−Ｓｉ−Ｍｎ線に供給される電流値を図４の場合に比較して低くかつろう付け時間を短くした場合のろう付けによる溶接状態を示す断面図および平面図である。

符号の説明

１アクスル（被接合部材）
１ａ焼き入れ層（熱影響部）
３荷重センサ（接合部材）
３ａ固定片
４ろう付け部
６ノズル
７Ｃｕ−Ｓｉ−Ｍｎ線（ろう付けワイヤ）
８直流電源
９電流可変部
１０制御部

Claims

被接合部材への接合部材の接合をろう付けワイヤを溶融させて行うろう付け装置であって、
前記ろう付けワイヤへ通電中に流れる電流を可変する電流可変部と、
前記電流可変部を制御する制御部とを備えた
ことを特徴とするろう付け装置。
請求項１記載のろう付け装置において、
前記制御部は、前記電流可変部を、必要な接合強度を得るための最低限の電流である最大電流から、前記ろう付けワイヤからアークが安定に飛ぶ最下限の電流である最小電流まで可変させるように制御する
ことを特徴とするろう付け装置。
請求項２記載のろう付け装置において、
前記制御部は、前記電流可変部を、前記最大電流から前記最小電流まで連続的に可変させるように制御する
ことを特徴とするろう付け装置。
請求項２記載のろう付け装置において、
前記制御部は、前記電流可変部を、前記最大電流から前記最小電流まで段階的に可変させるように制御する
ことを特徴とするろう付け装置。
請求項４記載のろう付け装置において、
前記制御部は、前記電流可変部を、前記最大電流から中間電流値を経て前記最小電流まで段階的に可変させるように制御する
ことを特徴とするろう付け装置。
請求項１から５のいずれか１項に記載のろう付け装置において、
前記被接合部材は車両のアクスルであり、前記接合部材は荷重センサである
ことを特徴とするろう付け装置。