JP2009172676A - レーザブレージング装置、およびレーザブレージング加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】接合部材同士の接合不良を防止するとともに、接合強度を向上し得るレーザブレージング装置、およびレーザブレージング加工方法を提供する。
【解決手段】レーザブレージング装置１０は、複数の接合部材６１、６２が接合されるブレージング箇所５０に対して接近離反移動自在に設けられるとともに、ブレージング箇所に沿って移動しつつブレージング箇所にろう材１８を供給するろう材供給部１６と、ろう材供給部に追従して移動しつつろう材供給部から供給されるろう材に対してレーザ光Ｌを照射するレーザヘッド１４と、ブレージング箇所に沿って移動するろう材供給部の移動軌跡を規制する規制部７０と、ろう材供給部に設けられ、規制部に当接するガイドアーム３０と、ろう材供給部がブレージング箇所から離反移動するときに、規制部に対するガイドアームの当接をガイドアームの自重により維持する維持手段３４と、を有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、レーザブレージング装置、およびレーザブレージング加工方法に関する。

複数の接合部材が接合されるブレージング箇所にろう材を供給し、ろう材にレーザ光を照射することにより、接合部材同士を接合するレーザブレージング装置が知られている（特許文献１参照）。

重ね合わせた接合部材同士の接合を行う重ね隅肉ブレージング加工にあっては、ろう材を供給するろう材供給部を重ね隅肉ブレージング箇所に沿って移動させつつ、ろう材を供給させる。しかしながら、ブレージング加工時において、ろう材供給部がブレージング箇所から逸れて移動することにより、ブレージング箇所にろう材が十分に供給されず、接合部材同士の接合不良や接合強度の低下という問題生じる。
特開２００７−１５２３８１

そのため、従来の重ね隅肉ブレージング加工にあっては、ブレージング箇所における接合部材の端部にろう材を当接させてろう材供給部の移動軌跡をガイドする方法や、ろう材供給部にガイドピンを設け、ガイドピンを一方の接合部材の端部に当接させてろう材供給部の移動軌跡をガイドする方法が利用されている。

ろう材を接合部材の端部に当接させてろう材供給部の移動軌跡をガイドする方法では、アルミニウムのような比較的剛性の小さいろう材を用いた場合には、当接させたろう材が屈曲して、ろう材供給部の移動軌跡をガイドすることができず、ろう材供給部がブレージング箇所から逸れて移動してしまう。

また、ガイドピンによりろう材供給部の移動軌跡をガイドする方法では、ろう材供給部の移動速度に対して、相対的にろう材の供給量が過剰となる場合には、ろう材供給部がブレージング箇所から離反移動し、それに伴ってガイドピンもブレージング箇所から離反移動しまうことが起こり得る。そのため、ろう材供給部の移動軌跡をガイドすることができず、ろう材供給部がブレージング箇所から逸れて移動してしまう。

本発明は、複数の接合部材が接合されるブレージング箇所に対して、ろう材を供給するろう材供給部が離反移動するような場合であっても、ろう材供給部をブレージング箇所に沿って移動させることができ、接合部材同士の接合不良を防止するとともに、接合強度を向上し得るレーザブレージング装置、およびレーザブレージング加工方法を提供することを目的としている。

本発明は、複数の接合部材の接合部をブレージング箇所として接合するレーザブレージング装置であって、複数の接合部材が接合されるブレージング箇所に対して接近離反移動自在に設けられるとともに、ブレージング箇所に沿って移動しつつブレージング箇所にろう材を供給するろう材供給部を有している。さらに、ろう材供給部に追従して移動しつつろう材供給部から供給されるろう材に対してレーザ光を照射するレーザヘッドと、ブレージング箇所に沿って移動するろう材供給部の移動軌跡を規制する規制部と、ろう材供給部に設けられ、規制部に当接するガイドアームと、を有している。そして、ろう材供給部がブレージング箇所から離反移動するときに、規制部に対するガイドアームの当接をガイドアームの自重により維持する維持手段を有している。

また、本発明は、複数の接合部材の接合部をブレージング箇所として接合するブレージング加工方法であって、複数の接合部材が接合されるブレージング箇所に対してろう材を供給するろう材供給部を接近移動させるとともに、ろう材供給部に設けられ、ろう材供給部の移動をガイドするガイドアームをろう材供給部の移動軌跡を規制する規制部に当接させる。さらに、規制部に対するろう材供給部の当接を維持しつつろう材供給部をブレージング箇所に沿って移動させ、ろう材にレーザ光を照射するレーザヘッドをろう材供給部に追従させて移動させるとともに、ブレージング箇所に供給されたろう材にレーザ光を照射してなる。そして、ガイドアームの規制部に対する当接は、ガイドアームの自重により規制部との当接を維持する維持手段により維持されてなる。

本発明によれば、複数の接合部材が接合されるブレージング箇所に対して、ろう材を供給するろう材供給部が離反移動するような場合であっても、ろう材供給部に設けられたガイドアームがその自重により規制部との当接を維持するため、ろう材供給部をブレージング箇所に沿って移動させることができ、接合部材同士の接合不良を防止するとともに、接合強度を向上することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１（Ａ）は、本発明の実施形態に係るレーザブレージング装置１０を簡略化して示す図、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）におけるブレージング箇所５０を拡大して示す図、図２（Ａ）および（Ｂ）は、ガイドアーム３０およびガイドアーム３０と規制部７０との当接を維持する維持手段３４を説明するための図、図３（Ａ）および（Ｂ）は、ガイドアーム３０の回動を補助する補助手段４０を説明するための図、図４〜６は、レーザブレージング装置１０の作用を説明するための図、図７〜１０は、レーザブレージング装置１０によるブレージング加工方法の手順を説明するための斜視図、図１１および図１２は、レーザブレージング装置１０を適用するブレージング箇所５０の適用例を示す図である。

図１（Ａ）および（Ｂ）を参照して、本実施形態に係るレーザブレージング装置１０は、複数の接合部材６１、６２が接合されるブレージング箇所５０にろう材１８を供給し、供給されたろう材１８にレーザ光Ｌを照射することにより、レーザブレージング加工を行う。概説すれば、レーザブレージング装置１０は、複数の接合部材６１、６２が接合されるブレージング箇所５０に対して接近離反移動自在に設けられるとともに、ブレージング箇所５０に沿って移動しつつブレージング箇所５０にろう材１８を供給するろう材供給部１６と、ろう材供給部１６の先端に設けられたノズル１７と、ろう材供給部１６に追従して移動しつつろう材供給部１６から供給されるろう材１８に対してレーザ光Ｌを照射するレーザヘッド１４と、ブレージング箇所５０に沿って移動するろう材供給部１６の移動軌跡を規制する規制部７０と、ろう材供給部１６に設けられ、規制部７０に当接するガイドアーム３０と、ろう材供給部１６がブレージング箇所５０から離反移動するときに、規制部７０に対するガイドアーム３０の当接をガイドアーム３０の自重により維持する維持手段３４と、を有している。さらに、ろう材供給部１６から供給されるろう材１８を送り込むモータ１２と、レーザ光Ｌを照射するレーザヘッド１４を移動させる駆動手段１３と、レーザヘッド１４に取り付けられ、ブレージング箇所５０に倣って接近離反移動するアーム部２０と、レーザ光Ｌをレーザヘッド１４に伝送するファイバケーブル１５と、ろう材供給部１６にろう材１８を送り込むろう材ケーブル１９と、を有している。以下、本実施の形態について詳述する。

まず、図１（Ａ）および（Ｂ）を参照して、レーザブレージング装置１０について説明する。

本実施形態にあっては、レーザブレージング装置１０を平板形状の第１の接合部材６１（第１の板材に相当する）と平板形状の第２の接合部材６２（第２の板材に相当する）とを接合する重ね隅肉ブレージング加工に用いる。ブレージング箇所５０を、第１の接合部材６１と第２の接合部材６２とを接合する重ね隅肉ブレージング部に設定している。ブレージング箇所５０は、図中破線で囲んで示す。

重ね隅肉ブレージング加工における規制部７０は、第１の接合部材６１の端部７０ａ（以下、第１の規制部）と、第２の接合部材６２における第１の接合部材６１の端部７０ａと隣接する箇所７０ｂ（以下、第２の規制部）とによって形成している。

ブレージング加工は、図中矢印ａ方向に沿って進行する。ろう材供給部１６の接近移動を図中矢印ｂで示し、ろう材供給部１６の離反移動を図中矢印ｂ′で示す。

ろう材供給部１６は、ブレージング箇所５０に対して接近離反移動自在に設けられている。ブレージング加工時は、ろう材供給部１６をブレージング箇所５０に沿わせつつ加工進行方向に移動させる。

レーザブレージング装置１０は、レーザヘッド１４をろう材供給部１６の移動に追従して移動させるとともに、ブレージング箇所５０に供給したろう材１８にレーザ光Ｌを照射する。レーザ光Ｌにより溶かされたろう材１８を硬化させて、接合部材６１、６２同士を接合する。

規制部７０は、ろう材供給部１６の移動軌跡を規制する。ろう材供給部１６の移動時にガイドアーム３０を規制部７０に当接させる。ガイドアーム３０がろう材供給部１６の移動をガイドするため、ろう材供給部１６は、ブレージング箇所５０に沿って移動することができる。

ガイドアーム３０には、ガイドアーム３０の自重によりガイドアーム３０と規制部７０との当接を維持するための維持手段３４が設けられている。ろう材供給部１６がブレージング箇所５０に対して離反移動するような場合であっても、維持手段３４により、規制部７０に対するガイドアーム３０の当接を維持することができる。

ろう材供給部１６が離反移動する場合として、例えば、ろう材供給部１６の移動速度に対して、ろう材１８が過剰供給されるような場合が挙げられる。過剰供給されたろう材１８により、ろう材供給部１６が持ち上げられ、ブレージング箇所５０からろう材供給部１６が離反移動する（図６を参照）。ろう材供給部１６が離反移動し、第１の接合部材６１上に乗り上げてしまうと、ろう材供給部１６はブレージング箇所５０に沿って移動することができなくなり、ブレージング箇所５０にろう材１８が十分に供給されない。このため、接合部材６１、６２同士の接合不良や接合強度の低下という問題が発生する。

レーザブレージング装置１０にあっては、ろう材供給部１６がブレージング箇所５０から離反移動するような場合であっても、維持手段３４により、規制部７０に対するガイドアーム３０の当接を維持することができ、ろう材供給部１６をブレージング箇所５０に沿って移動させることができる（図６を参照）。そのため、ブレージング箇所５０にろう材１８を十分に供給することができ、接合部材６１、６２同士の接合不良を防止するとともに、接合強度を向上することができる。

次に、図２（Ａ）および（Ｂ）を参照して、ガイドアーム３０および維持手段３４について説明する。

前述のように、ブレージング加工時において、ガイドアーム３０は、規制部７０に当接し、ろう材供給部１６をブレージング箇所５０に沿って移動させる。

図示例にあっては、ガイドアーム３０は角柱形状に形成されているが、この形状に限定されるものではない。加工時において、ガイドアーム３０を規制部７０に当接させることが可能な形状であればよい。後述するようにピン形状の先端部３６を形成することも可能である（図１５（Ａ）および（Ｂ）を参照）。

ガイドアーム３０の材質は、特に限定されるものではないが、レーザ光Ｌが照射される付近にガイドアーム３０を配置する場合には、耐熱性を考慮した金属材料などを選択することが望ましい。

ガイドアーム３０は、固定用ブラケット３１（ケーシング部材に相当する）を介して、ろう材供給部１６に取り付ける。固定用ブラケット３１内には、後述するストッパ４２ｂや付勢手段３７を配置するための空間を設けている（図１３および図１４を参照）。

維持手段３４は、ガイドアーム３０をろう材供給部１６に回動自在に設けることによって構成している。

維持手段３４は、回転軸３２と、固定用ブラケット３１に設けた貫通穴３３ａと、ガイドアーム３０に設けた貫通穴３３ｂと、を有している。

貫通穴３３ａおよび貫通穴３３ｂに回転軸３２を挿通させて、ガイドアーム３０を固定用ブラケット３１に取り付ける。

取付け部３５を介して、溶接やネジ留めにより固定用ブラケット３１をろう材供給部１６に固定する。このようにして、ガイドアーム３０をろう材供給部１６に回動自在にして取り付ける
次に、図３（Ａ）および（Ｂ）を参照して、ガイドアーム３０の回動を補助する補助手段４０について説明する。

レーザブレージング装置１０のセッティング時に、ろう材供給部１６をブレージング箇所５０に接近移動させると、ガイドアーム３０が必要以上に垂れ下がることがある。この場合、ガイドアーム３０が第２の規制部７０ｂに突っ張った状態で当接し、ガイドアーム３０のセッティング作業に手間がかかる。また、ブレージング加工終了時や、ろう材１８が過剰に供給された場合において、ろう材供給部１６がブレージング箇所５０から大きく離反移動するときにガイドアーム３０が必要以上に垂れ下がることがある。ガイドアーム３０が第２の接合部材６２に引っかかることによって、第２の接合部材６２に傷が付いたり、ガイドアーム３０が損傷したりする。

ガイドアーム３０が必要以上に垂れ下がることを防止するために、ろう材供給部１６の接近離反移動に伴うガイドアーム３０の回動を補助する補助手段４０を設ける。

補助手段４０を設けることにより、ガイドアーム３０を突っ張らせることなく第２の規制部７０ｂに当接させることができ、ガイドアーム３０のセッティング作業を円滑に行うことが可能になる。このため、加工作業の作業効率を向上させることができる。さらに、ろう材供給部１６が離反移動する場合において、ガイドアーム３０が接合部材６２にひっかかることを防止でき、第２の接合部材６２に傷が付いたり、ガイドアーム３０が損傷したりすることを防止できる。

図３（Ａ）を参照して、補助手段４０は、例えば、ガイドアーム３０の先端部３６に屈曲部４１を設けることにより構成する。

ガイドアーム３０の先端部３６に設けた屈曲部４１により、ガイドアーム３０は、第２の規制部７０ｂに対して一定の角度を持って当接する（図５を参照）。そのため、ガイドアーム３０を突っ張らせることなく、第２の規制部７０ｂに当接させることができる。

ろう材供給部１６に離反移動が生じた場合、屈曲部４１により、ガイドアーム３０は、第２の接合部材６２に対して一定の角度を保持する。このため、ガイドアーム３０が第２の接合部材６２にひっかかることを防止できる（図６を参照）。

ガイドアーム３０に屈曲部４１を設けなかった場合と比較して、屈曲部４１を設けた場合には、規制部７０に当接するガイドアーム３０の面積を大きくすることが可能である。そのため、ろう材供給部１６の離反移動量が大きくなった場合であっても、ガイドアーム３０と規制部７０との当接を維持することが可能となる。

ガイドアーム３０の先端部３６に屈曲部４１を設けるだけの簡素な構造によって補助手段４０を構成している。このため、補助手段４０を設けることによって生じ得る装置構成の複雑化を防止できる。

屈曲部４１の形状は、図中に示される平板形状に限定されるものではない。例えば、湾曲形状にすることにより、ガイドアーム３０と第２の接合部材６２との摺動抵抗を小さくすることが可能である。

図３（Ｂ）を参照して、補助手段４０は、例えば、第２の規制部７０ｂに対するガイドアーム３０の傾斜を維持するストッパ４２ａをガイドアーム３０に設けることにより構成する。

ガイドアーム３０にストッパ４２ａを設けることにより、ガイドアーム３０が第２の規制部７０ｂに対して一定の角度を持って当接する。そのため、ガイドアーム３０を突っ張らせることなく、第２の規制部７０ｂに当接することができる。

ろう材供給部１６に離反移動が生じた場合、屈曲部４１により、ガイドアーム３０は、第２の接合部材６２に対して一定の角度を保持する。このため、ガイドアーム３０が第２の接合部材６２に引っかかることを防止できる。

ストッパ４２ａを設けることにより、規制部７０に対するガイドアーム３０の傾斜を維持することが可能となる。そのため、ガイドアーム３０にストッパ４２ａを設けなかった場合と比較して、規制部７０に当接するガイドアーム３０の面積を大きくすることが可能となり、屈曲部４１を設けた場合と同様の効果を得ることができる。

ガイドアーム３０にストッパ４２ａを設けるだけの簡素な構造によって補助手段４０を構成している。このため、補助手段４０を設けることによって生じ得る装置構成の複雑化を防止できる。

ストッパ４２ａの形状は、図中に示される形状に限定されるものではなく、規制部７０に対するガイドアーム３０の当接を維持することが可能な形状であれば良い。材質も特に限定されないが、照射されるレーザ光Ｌの影響を考慮し、金属材料を選択するのが望ましい。

ガイドアーム３０は、維持手段４０により、加工進行方向に対して、反対方向に回動させることが望ましい。加工進行方向に対して、反対方向にガイドアーム３０を回動させることにより、ガイドアーム３０と第２の接合部材６２との摺動抵抗を小さくすることができる。ブレージング箇所５０に沿ってガイドアーム３０およびろう材供給部１６を滑らかに移動させることができる。

第２の規制部７０ｂに対して、ガイドアーム３０が当接する角度は、特に限定されるものではない。但し、ガイドアーム３０とろう材供給部１６の先端に設けられたノズル１７との接触を防ぐために、第２の規制部７０ｂに対して一定の角度を持って当接させることが望ましい。例えば、ブレージング加工時には、ガイドアーム３０を第２の規制部７０ｂに対して、３０°〜７５°程度の角度で当接させる。

次に、図４〜６を参照して、レーザブレージング装置１０の作用を説明する。なお、レーザブレージング装置１０には、維持手段３４および屈曲部４１を設けている。

各図において、ブレージング箇所５０および規制部７０は、図１（Ａ）および（Ｂ）に示す箇所と同様に設定している。

図４を参照して、アーム部２０により、ろう材供給部１６をブレージング箇所５０に接近移動させる（図中矢印ｂ）。ガイドアーム３０は、ろう材供給部１６の接近移動に伴ってブレージング箇所５０に対して接近移動する。

図５を参照して、ガイドアーム３０は、規制部７０に当接して回動する（図中矢印ｃ）。この際、屈曲部４１は、ガイドアーム３０の回動を補助する。ガイドアーム３０は、突っ張ることなく第２の規制部７０ｂに当接する。

屈曲部４１は、加工進行方向（図中矢印ａ）に対して、反対方向にガイドアーム３０を回動させる。このため、ガイドアーム３０と規制部７０との摺動抵抗が小さくなる。

維持手段３４は、規制部７０に対するガイドアーム３０の当接を維持する。

図６を参照して、ろう材供給部１６の加工進行方向（図中矢印ａ）における移動速度に対して、相対的にろう材１８の供給量が過剰になると、ブレージング箇所５０に一定量以上の硬化したろう材８０が発生する。硬化したろう材８０により、ろう材供給部１６は、離反移動する（図中矢印ｂ′）。

ろう材１８が過剰供給されてろう材供給部１６がブレージング箇所５０から離反移動する場合であっても、維持手段３４により、ガイドアーム３０は、その自重で回動し（図中矢印ｄ）、ガイドアーム３０と規制部７０との当接を維持する。

ろう材供給部１６に離反移動が生じた場合、屈曲部４１は、ガイドアーム３０の回動を補助する。このため、ガイドアーム３０は、第２の接合部材６２に対して一定の角度を保持して離反移動する。

レーザブレージング加工において、上述したろう材供給部の離反移動を防止する方法として、例えば、フィードバック制御によって、ろう材供給部の移動速度とろう材の供給量とを調整する方法が考えられる。この場合、レーザブレージ装置にろう材供給部の移動速度およびろう材の供給量をフィードバック制御する複雑な制御手段を新たに設ける必要がある。制御手段を新たに設けることによって、装置構成の複雑化や設備投資費の増加が招かれる。

これに対して、レーザブレージング装置１０にあっては、ろう材供給部１６の離反移動が生じた場合であっても、レーザブレージング装置１０に簡易に取り付けることが可能なガイドアーム３０により、ろう材供給部１６の移動軌跡をガイドすることができる。このため、新たに制御手段を設けることによって生じ得る装置構成の複雑化や設備投資費の増加を防止できる。

ガイドアーム３０が当接する規制部７０に微小な凹凸部が存在する場合や、曲面に沿ってブレージング加工を行う際に生じるろう材供給部１６の移動速度の変化などに起因して、ろう材供給部１６の離反移動が生じることも考えられる。

そのような場合であっても、レーザブレージング装置１０にあっては、ガイドアーム３０をその自重により回動させることによって、規制部７０に対するガイドアーム３０の当接を維持することができる。この方法を採用した場合、ろう材供給部１６を接合部材６１、６２が接合されるブレージング箇所５０に沿って移動させることができ、接合部材６１、６２同士の接合不良を防止するとともに、接合強度を向上することができる。

従来の重ね隅肉ブレージング加工にあっては、接合部材にろう材を当接させてろう材供給部の移動軌跡をガイドする方法が利用されている。このため、アルミニウムのような比較的剛性の小さい材料をろう材に用いた場合には、当接させたろう材の切断が生じ得る。そのため、ろう材供給部の移動軌跡をガイドすることができず、ろう材供給部がブレージング箇所から逸れて移動するという問題が生じる。

これに対して、レーザブレージング装置１０にあっては、ガイドアーム３０を規制部７０に当接させることにより、ろう材供給部１６をブレージング箇所５０に沿って移動させることができる。このため、比較的剛性の小さいアルミニウムをろう材１８に用いることができる。

ろう材１８にアルミニウムを用いることができるため、接合によって、接合部材の重量が増加することを抑制できる。例えば、自動車の車体パネル同士の接合を行うブレージング加工において、ろう材１８にアルミニウムを用いる場合、加工後の成形品を軽量化するとともに、成形品の外観品質を向上することができる。

レーザブレージング装置１０にあっては、アルミニウム以外にも、例えば、比較的安価な銅や鉄などをろう材１８の材料として用いることができる。

以上のように、平板形状の第１の接合部材６１の端部７０ａおよび平板形状の第２の接合部材６２における端部７０ａと隣接する箇所７０ｂによって形成された規制部７０と、ガイドアーム３０との当接を維持することによって、ブレージング箇所５０に沿ってろう材供給部１６を移動させて重ね隅肉ブレージング加工を行うことができる。

次に、図７〜１０を参照して、レーザブレージング加工方法について説明する。

図７を参照して、アーム部２０により、ろう材供給部１６およびガイドアーム３０をブレージング箇所５０に接近移動させる（図中矢印ｂ）。

図８を参照して、ガイドアーム３０は、第２の接合部材６２に当接し、回動する（図中矢印ｃ）。当接の際、屈曲部４１は、ガイドアーム３０の回動を補助する。

アーム部２０により、ろう材供給部１６を第１の規制部７０ａに向けて移動させて（図中矢印ｅ）、ガイドアーム３０を規制部７０にセットする。

図９を参照して、ガイドアーム３０を規制部７０に当接させた状態でろう材供給部１６をブレージング箇所５０に沿わせつつ加工進行方向（図中矢印ａ）に移動させる。この際、規制部７０に対するガイドアーム３０の当接を維持手段３４により維持し、ろう材供給部１６の移動軌跡をガイドする。

ろう材供給部１６は、ブレージング箇所５０に沿って移動しつつ、ろう材１８を供給する。

レーザヘッド１４は、ろう材供給部１６の移動に追従して移動し、ろう材１８に対してレーザ光Ｌを照射する。ろう材１８は溶かされた後、ブレージング箇所５０で硬化し、第１の接合部材６１と第２の接合部材６２とを接合する。

図１０を参照して、ブレージング加工時において、ろう材供給部１６が離反移動（図中矢印ｂ′）した場合であっても、ガイドアーム３０は自重により回動し（図中矢印ｄ）、規制部７０との当接を維持する。

離反移動する際、屈曲部４１は、ガイドアーム３０の回動を補助する。

ガイドアーム３０により、ろう材供給部１６をブレージング箇所５０に沿って移動させる。

上述したように、本実施形態にあっては、ろう材供給部１６の離反移動が生じた場合であっても、ガイドアーム３０は、その自重によって規制部７０に対する当接を維持する。そのため、ろう材供給部１６を、接合部材６１、６２を接合するブレージング箇所５０に沿って移動させることができ、接合部材６１、６２同士の接合不良が生じることを防止するとともに、接合強度を向上させることができる。

ガイドアーム３０が当接する規制部７０に微小な凹凸部が存在する場合や、曲面に沿ってブレージング加工を行う場合であっても、ガイドアーム３０をその自重により回動させることによって、規制部７０に対するガイドアーム３０の当接を維持することができる。

補助手段４０を設けることにより、ガイドアーム３０を突っ張らせることなく第２の規制部７０ｂに当接させることができる。ガイドアーム３０のセッティング作業を円滑に行うことが可能になるため、加工作業の作業効率を向上させることができる。ガイドアーム３０が離反移動するときに、ガイドアーム３０が第２の接合部材６２にひっかかることを防止でき、第２の接合部材６２に傷が付いたり、ガイドアーム３０が損傷したりすることを防止できる。

ガイドアーム３０の先端部３６に屈曲部４１を設けるだけの簡素な構造によって補助手段４０を構成することができ、補助手段４０を設けることによって生じ得る装置構成の複雑化を防止できる。

ガイドアーム３０にストッパ４２ａを設けるだけの簡素な構造によって補助手段４０を構成することができ、補助手段４０を設けることによって生じ得る装置構成の複雑化を防止できる。

補助手段４０は、加工進行方向に対して、反対方向にガイドアーム３０を回動させる。ガイドアーム３０と接合部材６２との摺動抵抗を小さくすることができ、ブレージング箇所５０に沿ってガイドアーム３０およびろう材供給部１６を滑らかに移動させることができる。

ろう材１８が過剰供給されてろう材供給部１６がブレージング箇所５０から離反移動する場合であっても、維持手段３４により、ガイドアーム３０と規制部７０との当接を維持することができる。

平板形状の第１の接合部材６１の端部７０ａおよび平板形状の第２の接合部材６２における端部７０ａと隣接する箇所７０ｂによって形成された規制部７０と、ガイドアーム３０との当接を維持することによって、ブレージング箇所５０に沿ってろう材供給部１６を移動させて重ね隅肉ブレージング加工を行うことができる。

ガイドアーム３０を規制部７０に当接することにより、ろう材供給部１６をブレージング箇所５０に沿って移動させることができる。このため、比較的剛性の小さいアルミニウムや、比較的安価な銅および鉄をろう材１８の材料に用いることができる。

図１１および図１２を参照して、本実施形態に係るレーザブレージング装置１０およびレーザブレージング加工方法の適用例について説明する。

（適用例１）
図１１（Ａ）を参照して、本適用例にあっては、ブロック形状の第１の接合部材６１およびブロック形状の第２の接合部材６２を互いに突き当てて直交させて配置している。

第１の接合部材６１において第２の接合部材６２が突き当てられた箇所の近傍に第１の規制部７０ａを形成している。一方、第２の接合部材６２において第１の接合部材６１が突き合てられた箇所の近傍に第２の規制部７０ｂを形成している。規制部７０は、第１の規制部７０ａと第２の規制部７０ｂとによって形成している。

規制部７０の周辺部をブレージング箇所５０に設定し、第１の接合部材６１と第２の接合部材６２とを接合する。

（適用例２）
図１１（Ｂ）を参照して、本適用例にあっては、角部が欠けた第１の接合部材６１および角部が欠けた第２の接合部材６２を突き合わせて配置している。

第１の接合部材６１の欠けた角部を第１の規制部７０ａとし、第２の接合部材６２の欠けた角部を第２の規制部７０ｂとしている。規制部７０は、第１の規制部７０ａと第２の規制部７０ｂとによって形成している。

規制部７０の周辺部をブレージング箇所５０に設定し、第１の接合部材６１と第２の接合部材６２とを接合する。

（適用例３）
図１２（Ａ）を参照して、本適用例にあっては、段差形状を有する第１の接合部材６１と、段差形状を有する第２の接合部材６２とを重ね合わせて配置している。

第１の接合部材６１において段差形状が形成された側の端部を第１の規制部７０ａとしている。第２の接合部材６２において第１の規制部７０ａと隣接する箇所を第２の規制部７０ｂとしている。規制部７０は、第１の規制部７０ａと第２の規制部７０ｂとによって形成している。

規制部７０の周辺部をブレージング箇所５０に設定し、第１の接合部材６１と第２の接合部材６２とを接合する。

レーザブレージング装置１０が備える維持手段３４は、接合部材６１、６２の段差形状に追従させてガイドアーム３０と規制部７０との当接を維持する。このため、ブレージング箇所５０に連続した接合軌跡を形成し、第１の接合部材６１と第２の接合部材６２とを接合することができる。

（適用例４）
図１２（Ｂ）を参照して、本適用例にあっては、段差形状を有する第１の接合部材６１と平板形状の第２の接合部材６２とを重ね合わせて配置している。さらに、第１の接合部材６１の段差形状が形成された部位と第２の接合部材６２との間に第３の接合部材６３を配置している。

第１の接合部材６１において段差形状が形成された側の端部を第１の規制部７０ａとしている。第１の接合部材６１と第２の接合部材６２との関係では、第２の接合部材６２において第１の規制部７０ａと隣接する箇所を第２の規制部７０ｂとしている。

第１の接合部材６１と第３の接合部材６３との関係では、第３の接合部材６３において第１の規制部７０ａと隣接する箇所を第２の規制部７０ｃとしている。

規制部７０は、第１の規制部７０ａと第２の規制部７０ｂ、７０ｃとによって形成している。

規制部７０の周辺部をブレージング箇所５０に設定し、第１の接合部材６１と第２の接合部材６２、および第３の接合部材６３を接合する。

ガイドアーム３０は、ろう材供給部１６が第１の接合部材６１と第２の接合部材６２とに跨って形成されたブレージング箇所５０を移動するときには、第１の規制部７０ａと第２の規制部７０ｂとによって形成された規制部７０に当接した状態で移動する。

ガイドアーム３０は、ろう材供給部１６が第１の接合部材６１と第３の接合部材６３とに跨って形成されたブレージング箇所５０を移動するときには、第１の規制部７０ａと第２の規制部７０ｃとによって形成された規制部７０に当接した状態で移動する。

レーザブレージング装置１０が備える維持手段３４は、第２の接合部材６２と第３の接合部材６３とによって形成された段差形状に追従させてガイドアーム３０と規制部７０との当接を維持する。このため、ブレージング箇所５０に連続した接合軌跡を形成し、第１の接合部材６１と第２の接合部材６２、および第３の接合部材６３を接合することができる。

（変形例１）
図１３（Ａ）および（Ｂ）は、本変形例に係るレーザブレージング装置１０の説明に供する固定用ブラケット３１の断面図である。図１〜１２に示した部材と共通する部材には同一の符号を付し、その説明は一部省略する。

図１３（Ａ）および（Ｂ）を参照して、本変形例に係るレーザブレージング装置１０は、固定用ブラケット３１に補助手段４０としてのストッパ４２ｂを設けている。前述したように、ガイドアーム３０は、固定用ブラケット３１を介してろう材供給部１６に回動自在に取り付けている。

図１３（Ａ）を参照して、ストッパ４２ｂは、固定用ブラケット３１に一体にして設けている。ストッパ４２ｂは、ブレージング加工の進行方向（図中矢印ａ）の下流側に配置している。

ろう材供給部１６とともにガイドアーム３０が第２の規制部７０ｂに対して接近移動（図中矢印ｂ）すると、ガイドアーム３０は、維持手段３４によって回動する（図中矢印ｄ）。

回動したガイドアーム３０は、ストッパ４２ｂに突き当たる。ストッパ４２ｂは、突き当てられたガイドアーム３０の回動を制限し、回動方向への可動範囲ｒを規制する。ガイドアーム３０は、第２の規制部７０ｂに対する傾斜を維持した状態で当接する。

傾斜を維持させることによって、ガイドアーム３０が必要以上に垂れ下がることを防止し、突っ張った状態で第２の規制部７０ｂに当接することを防止する。ガイドアーム３０のセッティング作業を円滑に行うことが可能になるため、加工作業の作業効率を向上させることができる。

ストッパ４２ｂは、規制部７０からガイドアーム３０が離反移動するときに（図中矢印ｂ′）、ガイドアーム３０が必要以上に垂れ下がることを防止する。このため、ブレージング加工終了時や、ろう材１８が過剰に供給されてガイドアーム３０が大きく離反移動する場合において、ガイドアーム３０が第２の接合部材６２にひっかかることを防止でき、第２の接合部材６２に傷が付いたり、ガイドアーム３０に損傷が生じたりすることを防止できる。

図１３（Ｂ）を参照して、図示される変形例にあっては、ブレージング加工の進行方向（図中矢印ａ）の上流側にストッパ４２ｂを配置している。

ストッパ４２ｂは、突き当てられたガイドアーム３０の回動を制限し、回動方向への可動範囲ｒを規制する。

ガイドアーム３０は、規制部７０に対する傾斜を維持しつつ接近離反移動する。このため、ガイドアーム３０が必要以上に垂れ下がることを防止し、突っ張った状態で第２の規制部７０ｂに当接することを防止する。さらに、規制部７０からガイドアーム３０が離反移動するときに、ガイドアーム３０が必要以上に垂れ下がることを防止する。

上述したように、本変形例にあっては、固定用ブラケット３１に設けたストッパ４２ｂによって、ガイドアーム３０が必要以上に垂れ下がることを防止し、ガイドアーム３０を突っ張らせることなく第２の規制部７０ｂに当接させることができる。このため、ガイドアーム３０のセッティング作業を円滑に行うことが可能となり、加工作業の作業効率を向上させることができる。さらに、ガイドアーム３０が離反移動するときに、ガイドアーム３０が必要以上に垂れ下がることを防止する。このため、ガイドアーム３０が第２の接合部材６２にひっかかることを防止でき、第２の接合部材６２に傷が付いたり、ガイドアーム３０が損傷したりすることを防止できる。

ストッパ４２ｂの形状および材質は特に限定されるものではない。突き当てられたガイドアーム３０の回動を制限するとともにガイドアーム３０の回動方向の可動範囲ｒを規制することが可能な範囲で適宜変更することが可能である。

（変形例２）
図１４は、本変形例に係るレーザブレージング装置１０の説明に供する固定用ブラケット３１の断面図である。図１〜１３に示した部材と共通する部材には同一の符号を付し、その説明は一部省略する。

図１４を参照して、本変形例に係るレーザブレージング装置１０は、ガイドアーム３０を規制部７０に対して当接させる方向の力ｆ（以下、付勢力とする）をガイドアーム３０に付勢する付勢手段３７を備えている。付勢手段３７には、コイルバネを用いている。

付勢手段３７は、固定用ブラケット３１内に配置している。付勢手段３７を配置する位置や付勢手段３７の形状は、特に限定されるものではなく、適宜変更することが可能である。

ろう材供給部１６の離反移動が生じたとき（図中矢印ｂ′）、ガイドアーム３０は、維持手段３４によって自重で回動し、規制部７０との当接を維持する。

付勢手段３７は、付勢力ｆによって、ガイドアーム３０を第２の規制部７０ｂに対して押し付ける。自重のみでガイドアーム３０を接合部材６２に押し付けた場合と比較して、大きな外乱に対してより安定的にガイドアーム３０と第２の規制部７０ｂとの当接を維持することが可能になる。

図示されるように、曲面形状に設定されたブレージング箇所５０に沿って加工を行う場合であっても、付勢手段３７を用いることによって、ガイドアーム３０と第２の規制部７０ｂとが当接した状態を安定的に維持することができる。

その他、例えば、段差形状が形成された接合部材同士を接合するような場合、ろう材供給部１６の移動速度を増加させることによりガイドアーム３０が自重のみでは跳ね上がってしまうような場合、接合部材にプレス成形によってシワ等の凹凸形状が形成されておりガイドアーム３０が自重のみでは跳ね上がってしまうような場合にあっても、付勢手段３７によって安定的にガイドアーム３０と第２の規制部７０ｂとの当接を維持することが可能になる。

上述したように、本変形例にあっては、付勢手段３７を設けることによって、自重のみでガイドアーム３０を接合部材６２に押し付けた場合と比較して、より安定的にガイドアーム３０と第２の規制部７０ｂとの当接を維持することができる。

本変形例にあっては、付勢手段３７によってガイドアーム３０を第２の規制部７０ｂに対して当接させる方向に付勢力ｆを付与しているが、例えば、第１の規制部７０ａに対して当接させる方向に付勢力を付与する構成とすることも可能である。また、第１の規制部７０ａおよび第２の規制部７０ｂの両者に対して当接させる方向に付勢力を付与する構成とすることも可能である。

付勢手段３７を構成する部材は、コイルバネのみに限定されるものではない。例えば、コイルバネのような弾発力を生じさせ得る板バネ等を用いることも可能である。

（変形例３）
図１５（Ａ）および（Ｂ）は、本変形例に係るレーザブレージング装置１０の説明に供するガイドアーム３０の図であり、図１５（Ｃ）は、本変形例に係るレーザブレージング装置１０の対比例を示す図である。図１〜１４に示した部材と共通する部材には同一の符号を付し、その説明は一部省略する。

図１５（Ａ）を参照して、本変形例にあっては、ガイドアーム３０の先端部３６をピン形状に形成している。

図１５（Ｂ）を参照して、規制部７０ａに段差形状や凹凸形状が形成されている場合には、ガイドアーム３０が接合部材６１、６２に対して傾斜して当接することがある。また、レーザを照射する角度を調整するために接合部材６１、６２に対して傾斜させてガイドアーム３０を当接させることがある。

図１５（Ｃ）を参照して、対比例にあっては、ガイドアーム３０の先端部３６を角柱形状に形成し、接合部材６１、６２に対して傾斜させてガイドアーム３０を当接させている。この場合、先端部３６をピン形状に形成した場合と比較して、第１の接合部材６１と先端部３６とのひっかかり量ｗが減少する。このため、傾斜角θがより大きく変化した場合には、先端部３６が第１の接合部材６１上に乗り上がってしまい、規制部７０からの離反が生じる虞がある。

これに対して、本変形例にあっては、ガイドアーム３０の先端部３６を細径のピン形状に形成することによって、第１の接合部材６１と先端部３６との引っかかり量ｗを増加させている。このため、傾斜角θの変化に追従させて規制部７０とガイドアーム３０との当接を安定的に維持することが可能になる。さらに、引っかかり量ｗを増加させているため、第１の接合部材６１に対する先端部３６の押し付け力を強めることができ、ガイドアーム３０と第２の接合部材６２との摺動抵抗を小さくすることができる。このため、より円滑にブレージング加工を行うことが可能になる。

上述したように、本変形例にあっては、ガイドアーム３０の先端部３６を細径のピン形状に形成することによって、傾斜角θの変化に追従させて規制部７０とガイドアーム３０との当接を安定的に維持することができる。さらに、第１の接合部材６１に対する先端部３６の押し付け力を強めることができ、ガイドアーム３０と第２の接合部材６２との摺動抵抗を小さくすることができる。

ピン形状の先端部３６の材質は、特に限定されるものではないが、レーザの照射による溶解や、接合部材に対する押し付けによる折れ、たわみ、磨耗等の破損が生じることを防止するために、高強度の鋼材等を用いることが望ましい。

ピン形状の先端部３６の径寸法は、特に限定されるものではないが、引っかかり量ｗを増加させてより安定的に当接を維持させるためには、第１の接合部材６１の厚さ寸法より十分小さな径寸法に形成することが望ましい。

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜改変することができる。

実施形態のレーザブレージング装置１０にあっては、駆動手段１３により、ろう材供給部１６の移動に追従してレーザヘッド１４が移動する構成となっている。例えば、レーザブレージング装置１０に複数の駆動手段を設けることにより、レーザヘッド１４、およびろう材供給部１６がそれぞれ独立して移動する構成にすることも可能である。

ろう材１８の材料は、実施形態において示されたものに限定されるものではなく、その他にも接合部材同士のレーザブレージング加工に用いられる公知の材料を用いることができる。

本発明のレーザブレージング装置は、ブレージング箇所近傍にガイドアームを当接させることが可能な規制部が存在し、ろう材供給部をブレージング箇所に沿って移動させるレーザブレージング加工に広く適用することができる。例えば、接合部材とは別体に設けられた専用の規制部により、ろう材供給部の移動軌跡をガイドするレーザブレージング加工に適用することも可能である。

図１（Ａ）は、実施形態に係るレーザブレージング装置を簡略化して示す図であり、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）におけるブレージング箇所を拡大して示す図である。 図２（Ａ）および（Ｂ）は、ガイドアームおよびガイドアームと規制部との当接を維持する維持手段を説明するための図である。 図３（Ａ）および（Ｂ）は、ガイドアームの回動を補助する補助手段を説明するための図である。 レーザブレージング装置の作用を説明するための図である。 レーザブレージング装置の作用を説明するための図である。 レーザブレージング装置の作用を説明するための図である。 レーザブレージング装置によるブレージング加工方法の手順を説明するための斜視図である。 レーザブレージング装置によるブレージング加工方法の手順を説明するための斜視図である。 レーザブレージング装置によるブレージング加工方法の手順を説明するための斜視図である。 レーザブレージング装置によるブレージング加工方法の手順を説明するための斜視図である。 図１１（Ａ）および（Ｂ）は、レーザブレージング装置を適用するブレージング箇所の適用例を示す図である。 図１２（Ａ）および（Ｂ）は、レーザブレージング装置を適用するブレージング箇所の適用例を示す図である。 図１３（Ａ）および（Ｂ）は、変形例１に係るレーザブレージング装置の説明に供する固定用ブラケットの断面図である。 図１４は、変形例２に係るレーザブレージング装置の説明に供する固定用ブラケットの断面図である。 図１５（Ａ）および（Ｂ）は、変形例３に係るレーザブレージング装置の説明に供するガイドアームの図であり、１５（Ｃ）は、変形例３に係るレーザブレージング装置の対比例を示す図である。

符号の説明

１０ レーザブレージング装置、
１２ モータ、
１３ 駆動手段、
１４ レーザヘッド、
１５ ファイバケーブル、
１６ ろう材供給部、
１７ ノズル、
１８ ろう材、
１９ ろう材ケーブル、
２０ アーム部、
３０ ガイドアーム、
３１ 固定用ブラケット（ケーシング部材）、
３２ 回転軸、
３３ａ、３３ｂ 貫通穴、
３４ 維持手段、
３５ 取付け部、
３６ ガイドアームの先端部、
３７ 付勢手段、
４０ 補助手段、
４１ 屈曲部（補助手段）、
４２ａ、４２ｂ ストッパ（補助手段）、
５０ ブレージング箇所、
６１ 第１の接合部材（第１の接合板材）、
６２ 第２の接合部材（第２の接合板材）、
６３ 第３の接合部材、
７０ 規制部、
７０ａ 第１の規制部、
７０ｂ、７０ｃ 第２の規制部、
８０ 硬化したろう材、
ｒ 可動範囲、
ｆ 付勢力（当接させる方向の力）、
θ 傾斜角、
ｗ 引っかかり量、
Ｌ レーザ光。

Claims (13)

1. 複数の接合部材が接合されるブレージング箇所に対して接近離反移動自在に設けられるとともに、前記ブレージング箇所に沿って移動しつつ前記ブレージング箇所にろう材を供給するろう材供給部と、
   前記ろう材供給部に追従して移動しつつ前記ろう材供給部から供給される前記ろう材に対してレーザ光を照射するレーザヘッドと、
   前記ブレージング箇所に沿って移動する前記ろう材供給部の移動軌跡を規制する規制部と、
   前記ろう材供給部に設けられ、前記規制部に当接するガイドアームと、
   前記ろう材供給部が前記ブレージング箇所から離反移動するときに、前記規制部に対する前記ガイドアームの当接を前記ガイドアームの自重により維持する維持手段と、を有するレーザブレージング装置。
2. 前記維持手段は、前記ガイドアームを前記ろう材供給部に回動自在に設けることによって構成される請求項１に記載のレーザブレージング装置。
3. 前記ろう材供給部の接近離反移動に伴い前記ガイドアームを回動させるための補助手段がさらに設けられている請求項２に記載のレーザブレージング装置。
4. 前記補助手段は、前記ガイドアームの先端部に屈曲部を設けることにより構成される請求項３に記載のレーザブレージング装置。
5. 前記補助手段は、前記規制部に対する前記ガイドアームの傾斜を維持するストッパを前記ガイドアームに設けることにより構成される請求項３に記載のレーザブレージング装置。
6. 前記補助手段は、前記ガイドアームの回動方向への可動範囲を規制して前記ガイドアームの傾斜を維持するストッパを、前記ガイドアームを前記ろう材供給部に回動自在に取り付けるケーシング部材に設けることにより構成される請求項３に記載のレーザブレージング装置。
7. 前記補助手段は、前記ろう材供給部が前記ブレージング箇所に沿って移動する方向に対して反対方向に前記ガイドアームを回動させる請求項３〜６のいずれか１つに記載のレーザブレージング装置。
8. 前記ろう材が過剰供給され、前記ろう材供給部の離反移動が生じたとき、前記維持手段が前記規制部に対する前記ガイドアームの当接を維持する請求項１〜７のいずれか１つに記載のレーザブレージング装置。
9. 前記ガイドアームを前記規制部に対して当接させる方向の力を前記ガイドアームに付勢する付勢手段をさらに有する請求項１〜８のいずれか１つに記載のレーザブレージング装置。
10. 前記ガイドアームは、ピン形状の先端部を有する請求項１〜９のいずれか１つに記載のレーザブレージング装置。
11. 前記ブレージング箇所は、重ね合わせた第１の板材と第２の板材における重ね隅肉ブレージング部であり、前記規制部は、重ね隅肉ブレージングが行われる前記第１の板材の端部および前記第２の板材における前記第１の板材の端部と隣接する箇所から構成される請求項１〜１０のいずれか１つに記載のレーザブレージング装置。
12. 前記ろう材は、銅、鉄またはアルミニウムのいずれか１つである請求項１〜１１のいずれか１つに記載のレーザブレージング装置。
13. 複数の接合部材の接合部をブレージング箇所として接合するブレージング加工方法であって、
    複数の接合部材が接合される前記ブレージング箇所に対してろう材を供給するろう材供給部を接近移動させるとともに、前記ろう材供給部に設けられ、前記ろう材供給部の移動をガイドするガイドアームを前記ろう材供給部の移動軌跡を規制する規制部に当接させ、前記規制部に対する前記ろう材供給部の当接を維持しつつ前記ろう材供給部を前記ブレージング箇所に沿って移動させ、前記ろう材にレーザ光を照射するレーザヘッドを前記ろう材供給部に追従させて移動させるとともに、前記ブレージング箇所に供給された前記ろう材にレーザ光を照射してなり、
    前記ガイドアームの前記規制部に対する当接は、前記ガイドアームの自重により前記規制部との当接を維持する維持手段により維持されてなるレーザブレージング加工方法。

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