JP3774267B2

JP3774267B2 - ろう付け方法

Info

Publication number: JP3774267B2
Application number: JP19017596A
Authority: JP
Inventors: 勲松本; 寛曽根
Original assignee: Denki Kogyo Co Ltd
Current assignee: Denki Kogyo Co Ltd
Priority date: 1996-07-19
Filing date: 1996-07-19
Publication date: 2006-05-10
Anticipated expiration: 2016-07-19
Also published as: JPH1038049A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動変速機用トルクコンバータの主要構成部材であるポンプインペラー機構部の椀状のケーシング内に複数の羽根を組付けて高周波誘導加熱によりろう付け（高周波雰囲気ろう付け或いは高周波真空ろう付け）する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
高周波誘導加熱コイルにてろう材を加熱溶融させて部材間の継手部分のろう付けを行なうようにした従来の高周波ろう付け方法にあっては、線材，板材，或いは粉末材等から成るろう材を被ろう付け部材の継手部分の形状に合わせて予め成型しておき、ろう付け継手部に嵌め込むか或いはこの上に載置した状態で加熱溶融させる、いわゆる置きろう方式を採用することが多かった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の如き従来の置きろう方式では、次のような問題点がある。すなわち、特に被ろう付け部材が複雑形状の部材である場合には被ろう付け部材の継手部分にろう材を嵌め込むことが困難であったり、或いはその作業が極めて面倒である等の問題点がある。
【０００４】
また、ろう材を単に被ろう付け部材上に載せて被ろう付け部材を高周波誘導加熱する場合には、ろう材が高周波誘導加熱による電磁力の作用により所定位置（所定の載置位置）から移動されて位置ずれを生じ、継手部分に対するろう材の相対位置が変化してしまう不具合がある。このような事態を生じると、高周波誘導加熱コイルとろう材の各部との間隔が一定（均一）ではなくなり、高周波誘導加熱コイルに近接したろう材部分とこれから離れたろう材部分とが生じる。そのため、高周波誘導加熱時には高周波誘導加熱コイルに近接しているろう材部分が所定のろう付け温度に達する前に加熱溶融状態となる。この際、ろう付けすべき部材間の継手部分の温度が低い状態なので、加熱溶融されたろう材の一部分は球形状を呈することとなり、前記継手部分の温度が所定のろう付け温度に達した時には球形状を呈していたろう材がオーバヒートにより細かく飛散し、その結果、前記継手部分の空隙に溶融状態のろう材が流れ込まずにろう付け欠陥となるおそれがある。
【０００５】
一方、上述した高周波誘導加熱コイルから離れたろう材部分は、継手部分が所定のろう付け温度に到達しても温度不足により溶融状態とならない。このため、このろう材部分に対応する継手部分の空隙にろう材が流れ込まず、この部分にもろう付け欠陥を生じるおそれがある。
【０００６】
このような現象は、ろう付け温度が高くかつ流動性の悪い銅ろう付けにおいて顕著に発生しやすい。その一方で、銅ろう付けはろう材のコストが低くしかもろう付け強度が強いので、銅ろう付けを多用したいところである。しかし、複雑な形状を有しかつろう付け箇所の多い部材、例えば自動車用自動変速機の構成部品であるトルクコンバータの羽根を銅ろう付けする場合等においては、３０枚余の羽根全数を完全に欠陥なくろう付けすることは難しく、部分的にろう付け欠陥を生じる箇所もあるのが実状である。
【０００７】
本発明は、このような実状に鑑みてなされたものであって、その目的は、簡単な作業にて被ろう付け部材の継手部を高周波誘導加熱により欠陥なくろう付けすることができ、特に、複雑形状部材を銅ろう付けするのに用いて有益な高周波誘導加熱によるろう付け方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明では、不活性ガス雰囲気或いは還元性ガス雰囲気、又は真空に保持された気密容器内に、自動変速機用トルクコンバータのポンプインペラー機構部を構成する椀状のケーシングを被ろう付け部材として収納配置し、ろう材を高周波誘導加熱により加熱溶融させることにより、前記ケーシングとこのケーシング内の円周領域において等角度間隔をもって配置された複数の羽根との間の第１の継手部、及び、前記複数の羽根とこれらの羽根の上部を互いに位置決めして連結する連結リングとの間の第２の継手部にそれぞれ流し込んでろう付けを行なう方法において、前記ケーシングと複数の羽根との間に薄板状或いは箔状の第１のろう材を挟み込むと共に、前記複数の羽根と連結リングとの間に薄板状或いは箔状の第２のろう材を位置決めした状態で挟み込み、前記第１及び第２の薄板状或いは箔状のろう材，ケーシング，羽根及び連結リングを一緒に高周波誘導加熱することにより、前記第１及び第２の薄板状或いは箔状のろう材を溶融させて前記第１及び第２の継手部の空隙部分にそれぞれ充満させることによりろう付けを行なうようにし、前記複数の羽根の一端面にそれぞれ設けられた第１の突起を前記ケーシングの内面に形成された凹部に係合させて前記複数の羽根を前記ケーシングに組付ける際に、前記薄板状或いは箔状の第１のろう材に形成された開口部に前記複数の羽根の突起をそれぞれ挿通して前記ケーシングの凹部内に挿入配置することにより、前記ケーシング及び複数の羽根に対する前記ろう材の位置決めを行なうようにしている。
【００１０】
また、本発明では、不活性ガス雰囲気或いは還元性ガス雰囲気、又は真空に保持された気密容器内に、自動変速機用トルクコンバータのポンプインペラー機構部を構成する椀状のケーシングを被ろう付け部材として収納配置し、ろう材を高周波誘導加熱により加熱溶融させることにより、前記ケーシングとこのケーシング内の円周領域において等角度間隔をもって配置された複数の羽根との間の第１の継手部、及び、前記複数の羽根とこれらの羽根の上部を互いに位置決めして連結する連結リングとの間の第２の継手部にそれぞれ流し込んでろう付けを行なう方法において、前記ケーシングと複数の羽根との間に薄板状或いは箔状の第１のろう材を挟み込むと共に、前記複数の羽根と連結リングとの間に薄板状或いは箔状の第２のろう材を位置決めした状態で挟み込み、前記第１及び第２の薄板状或いは箔状のろう材，ケーシング，羽根及び連結リングを一緒に高周波誘導加熱することにより、前記第１及び第２の薄板状或いは箔状のろう材を溶融させて前記第１及び第２の継手部の空隙部分にそれぞれ充満させることによりろう付けを行なうようにし、前記複数の羽根の他端面にそれぞれ設けられた第２の突起に前記連結リングの孔部が係合されるように前記連結リングを前記複数の羽根に組付ける際に、前記薄板状或いは箔状の第２のろう材に形成された開口部に前記複数の羽根の突起をそれぞれ挿通して前記連結リングの孔部に挿通配置することにより、前記連結リング及び複数の羽根に対する前記ろう材の位置決めを行なうようにしている。
【００１１】
また、本発明では、前記第１の継手部に挟み込む第１のろう材として、１枚の薄板状或いは箔状部材をプレス成形にて前記ケーシングの内面形状に一致する形状に成形し、かつ、前記第１のろう材に前記複数の羽根の第１の突起に対応する開口部を打ち抜き加工して成る部材を用いるようにしている。
【００１２】
また、本発明では、前記第２の継手部に挟み込む第２のろう材として、１枚の薄板状或いは箔状部材をプレス成形にてリング形状に成形し、かつ、前記第２のろう材に前記複数の羽根の第２の突起に対応する開口部を打ち抜き加工して成る部材を用いるようにしている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明する。
【００１４】
本実施例においては、本発明に係るろう付け方法を使用することにより、自動車用自動変速機用のトルクコンバータ１の主要構成部材であるポンプインペラー機構部２の製造（銅ろう付け）を行なうようにしている。
【００１５】
図１〜図３はポンプインペラー機構部（羽根車）２の組立完成品を示すものであって、このポンプインペラー機構部２は、一端側に開放口３を有しかつ他端側の中心部に開孔４を有するカップ形状のケーシング５と、このケーシング５の内部の円周領域において等角度間隔をもって配設された軟鋼製の複数枚（例えば，３２枚）の羽根６と、これらの羽根６の上部を互いに連結する位置決め兼補強用の連結リング７とから構成されるものである。上述の羽根６には図２に示すように３つの突起８，９及び１０が一体成形されており、これらのうちの片側の一対の突起８，９がケーシング５の径方向の２箇所に形成された係合凹部１１，１２にそれぞれ係合された状態で、各羽根６の一端面６ａがケーシング５に当接配置されている。そして、羽根６の他端面６ｂの中間箇所に一体成形された突起１０が、前記連結リング７の孔部１３にそれぞれ挿入配置された状態となされている。これにより、複数枚の羽根６は、ケーシング５の所定位置に位置決めされてこのケーシング５と連結リング７との間に一体に組付けられると共に（図２及び図３参照）、ケーシング５の径方向に対して所定の角度に傾斜された状態で配設されてろう付けされるようになっている（図１参照）。
【００１６】
なお、図２及び図３において、Ａは羽根６とケーシング５とが互いに銅ろう付けにて結合される継手部であり、Ｂは羽根６と連結リング７とが互いに銅ろう付けにて結合されるの継手部である。また、図示を省略したが、前記ケーシング５に中央箇所には開孔４を閉塞した状態で駆動軸が一体に結合されるようになっている。
【００１７】
本例においては、図４及び図５に示す第１のろう材１５と、図６及び図７に示す第２のろう材１６がろう付け材料として用いられる。第１のろう材１５は、ケーシング５と複数の羽根６との間に挟み込まれて第１の継手部Ａにおいて挟持される薄板状或いは箔状の銅材から成るプレス成形品であって、図４及び図５に示す如く、ケーシング５の凹部１１，１２及び羽根６の突起８，９にそれぞれ対応する複数の開口部１７（本例では円形孔）が打ち抜き加工されている。なお、この第１のろう材１５の形状は、ケーシング５の底面５ａに沿うように成形されており（図８参照）、その直径は前記底面５ａの直径にほぼ一致するように設定されている。一方、第２のろう材１６は、複数の羽根６と連結リング７との間に挟み込まれて第２の継手部Ｂにおいて挟持される薄板状或いは箔状の銅材から成るプレス成形品であって、図６及び図７に示す如く、羽根６の突起１０及び連結リング７の孔部１３にそれぞれ対応する複数の開口部１８（本例では円形孔）が打ち抜き加工されている。なお、この第２のろう材１６の形状は、連結リング７に沿うように円環形状に成形されている。
【００１８】
図８は、ポンプインペラー機構部２の組立のためのろう付け作業を行なうろう付け装置２０を示すものであって、この装置２０は上部加熱コイル２１と下部加熱コイル２２と、これらの加熱コイル２１，２２に高周波電力を供給する高周波電源２３とから構成されている。また、上述の各加熱コイル２１，２２は前記複数の羽根６に対応する本体部２１ａ，２２ａがそれぞれ渦巻状に巻回されており、これらのリード部２１ｂ，２２ｂを介して前記高周波電源２３に互いに並列に接続されている。そして、各加熱コイル２１，２２は、前記複数の羽根６に対して僅かな間隔を隔てて配置されるようになっている。
【００１９】
次に、ポンプインペラー機構部２の組立作業及びその際のろう付け作業の手順について説明する。
【００２０】
（１）まず、トルクコンバータ１のポンプインペラー機構部２の組立作業を行なう。この組立作業に際しては、ケーシング５の底面５ａ上に第１のろう材１５を載置してこのろう材１５の複数の開口部１７をケーシング５の複数の凹部１１，１２にそれぞれ対応させた配置にし、次いで羽根６の突起８，９を第１のろう材１５の開口部１７を通してケーシング５の凹部１１，１２内にそれぞれ係合させる。そして、第１のろう材１５をケーシング５と複数の羽根６との間に挟持して位置決めした状態の下で第１の継手部Ａに介在せしめる。しかる後に、これらの羽根６の突起１０に開口部１８が嵌合するように第２のろう材１６を複数の羽根６の上に載置し、前記開口部１８から前記突起１０が上方に突出した状態とし、これらの突出した突起１０の孔部１３が嵌合するように連結リング７を前記第２のろう材１６の上に載置する。そして、第２のろう材１６を複数の羽根６と連結リング７との間に挟持して位置決めした状態の下で第２の継手部Ｂに介在せしめる。このようにしてケーシング５，複数の羽根６，連結リング７，第１及び第２のろう材１５，１６を組付けて成る組立体Ｓ（図２参照）を得る。
【００２１】
（２）次に、この組立体（ワーク）Ｓを図外の気密容器２５内（例えば、１０^-3Ｔｏｒｒ以上の還元性ガス雰囲気中）に収容して図８に示すようにワーク受け治具２６上に載置し、上部加熱コイル２１を連結リング７の上部に僅かな間隔を隔てて配置すると共に、下部加熱コイル２２をケーシング５の下部に僅かな間隔を隔てて配置し、これにより両加熱コイル２１，２２間に第１及び第２のろう材１５，１６を既述の所定箇所に位置決めした状態で羽根６，連結リング７及びケーシング５と共に配置する。
【００２２】
（３）次いで、気密容器２５の蓋体を閉じ、真空ポンプにより気密容器２５内を所定圧力に真空引きした後、窒素及び水素の混合ガスにより気密容器２５内を置換し、所要圧力とする。
【００２３】
（４）この後、高周波電源２３より前記加熱コイル２１，２２に所要周波数の高周波電流を流し、これに応じてケーシング５、羽根６及び連結リング７を第１及び第２のろう材１５，１６と一緒に所定のろう付け温度まで同時に誘導加熱する。これにより、銅材から成る第１及び第２のろう材１５，１６をそれぞれ加熱溶融せしめる。これに伴い、加熱溶融された第１及び第２のろう材１５，１６（銅材）が継手部Ａ，Ｂの空隙部分の毛管作用により、継手部Ａ，Ｂの両部に集まる。かくして、羽根６とケーシング５との第１の継手部Ａの空隙に溶融状態の銅材がろう材として充満されると共に、羽根６とケーシング５とによって形成された角部の円環状領域にろう材が盛り付けられて盛り上がり部２７が形成される。これと同時に、羽根６と連結リング７との第２の継手部Ｂの空隙に溶融状態の銅材がろう材として充満されると共に、羽根６と連結リング７とによって形成された角部の円環状領域にろう材が盛り付けられて盛り上がり部２８が形成される。そして、これらの盛り上がり部２７，２８が余盛（補強部）としての機能を果たすこととなる。
【００２４】
（５）所定のろう付け温度状態を所要時間にわたって保持した後、前記加熱コイル２１，２２への通電を停止し、誘導加熱を終了する。
【００２５】
（６）誘導加熱の終了後、被ろう付け部材である羽根６を所要温度まで冷却し、所要圧力の窒素ガスを気密容器内に注入して所要温度（大気に晒しても変色を殆ど生じない温度、例えば２００℃以下）まで冷却する。
【００２６】
（７）この後、真空ポンプを停止し、組立の完了したポンプインペラー機構部２を気密容器２５内から取出す。
【００２７】
以上の如きろう付け方法を使用した場合には、第１及び第２のろう材１５，１６を所定部材の間に挟持して継手部Ａ，Ｂにそれぞれ位置ずれを生じないような規制状態（位置決め状態）で配置するようにしているので、高周波誘導加熱時に電磁力の作用にてこれらのろう材１５，１６が不測に動いてしまうようなことがない。従って、第１及び第２のろう材１５，１６は各部において均一に加熱溶融されて羽根６の継手部Ａ，Ｂすなわち継手間の空隙にそれぞれ確実に流れ込み、しかも継手部Ａ，Ｂの付近にろう材の盛り上がり部２７，２８を形成することとなるため、良好なろう付けを行なうことができる。
【００２８】
以下に、上記実施例の具体的な加工条件を述べる。

【００２９】
以上、本発明の一実施例につき述べたが、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変形及び変更が可能である。例えば、第１及び第２のろう材１５，１６には、前記開口部１７，１８に加えて、互いに隣合う羽根６の間に配置される部分に放射方向に延びる長孔を打ち抜き加工してろう材の量の調整を行なうことが可能である。また、第１及び第２のろう材１５，１６に形成する開口部１７，１８の形状は、円形孔である必要は必ずしもなく、図４及び図６において一点鎖線で示すような矩形孔等の適宜形状に変更可能である。
【００３０】
【発明の効果】
以上の如く、本発明は、ケーシングと複数の羽根との間に薄板状或いは箔状の第１のろう材を挟み込むと共に、複数の羽根と連結リングとの間に薄板状或いは箔状の第２のろう材を位置決めした状態で挟み込み、前記薄板状或いは箔状のろう材，ケーシング，羽根及び連結リングを一緒に高周波誘導加熱することにより、前記薄板状或いは箔状のろう材を溶融させて前記第１及び第２の継手部の空隙部分に充満させることによりろう付けを行なうようにし、前記複数の羽根の一端面にそれぞれ設けられた第１の突起を前記ケーシングの内面に形成された凹部に係合させて前記複数の羽根を前記ケーシングに組付ける際に、前記薄板状或いは箔状の第１のろう材に形成された開口部に前記複数の羽根の突起をそれぞれ挿通して前記ケーシングの凹部内に挿入配置することにより、前記ケーシング及び複数の羽根に対する前記ろう材の位置決めを行なうようにし、或いは、前記複数の羽根の一端面にそれぞれ設けられた第１の突起を前記ケーシングの内面に形成された凹部に係合させて前記複数の羽根を前記ケーシングに組付ける際に、前記薄板状或いは箔状の第１のろう材に形成された開口部に前記複数の羽根の突起をそれぞれ挿通して前記ケーシングの凹部内に挿入配置することにより、前記ケーシング及び複数の羽根に対する前記ろう材の位置決めを行なうようにしたものであるから、良好なろう付け作業を確実に行なうことが可能となる。すなわち、複雑形状部材の一種であるポンプインペラー機構部の複数の羽根をケーシング及び連結リングにそれぞれろう付けする際に、薄板状或いは箔状の第１及び第２のろう材の挟み込み作業をしながらポンプインペラー機構部を組立てるため、これらのろう材は所定の継手部に位置決めされた状態（高周波誘導作用によりろう材が移動してしまわない保持状態）に維持される。従って、高周波誘導加熱によるろう付けを極めて簡単な作業にて、しかも、被ろう付け部材である複数の羽根の継手部を高周波誘導加熱により欠陥なくろう付けすることができる。また、特に本発明によれば、複雑形状部材を銅ろう付け（従来では面倒なろう付けとされている）するのに用いて有益な高周波誘導加熱によるろう付け方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るろう付け方法にてろう付けが施されるトルクコンバータのポンプインペラー機構部を示す平面図である。
【図２】図１におけるＸ−Ｘ線断面図である。
【図３】図１におけるＹ−Ｙ線拡大断面図である。
【図４】第１のろう材の平面図である。
【図５】第１のろう材の断面図である。
【図６】第２のろう材の平面図である。
【図７】第２のろう材の断面図である。
【図８】ポンプインペラー機構部の羽根を高周波誘導加熱によりろう付けするろう付け装置の断面図である。
【図９】羽根をろう付けした状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１トルクコンバータ
２ポンプインペラー機構部
５ケーシング
６被ろう付け部材としての羽根
６ａ一端面
６ｂ他端面
７連結リング
８，９，１０突起
１１，１２凹部
１５第１のろう材
１６第２のろう材
１７，１８開口部
２０ろう付け装置
２１上部加熱コイル
２２下部加熱コイル
２３高周波電源
２５気密容器
２６ワーク受け治具
２７，２８盛り上がり部
Ａ第１の継手部（ろう付け部）
Ｂ第２の継手部（ろう付け部）

Claims

不活性ガス雰囲気或いは還元性ガス雰囲気、又は真空に保持された気密容器内に、自動変速機用トルクコンバータのポンプインペラー機構部を構成する椀状のケーシングを被ろう付け部材として収納配置し、ろう材を高周波誘導加熱により加熱溶融させることにより、前記ケーシングとこのケーシング内の円周領域において等角度間隔をもって配置された複数の羽根との間の第１の継手部、及び、前記複数の羽根とこれらの羽根の上部を互いに位置決めして連結する連結リングとの間の第２の継手部にそれぞれ流し込んでろう付けを行なう方法において、
前記ケーシングと複数の羽根との間に薄板状或いは箔状の第１のろう材を挟み込むと共に、前記複数の羽根と連結リングとの間に薄板状或いは箔状の第２のろう材を位置決めした状態で挟み込み、前記第１及び第２の薄板状或いは箔状のろう材，ケーシング，羽根及び連結リングを一緒に高周波誘導加熱することにより、前記第１及び第２の薄板状或いは箔状のろう材を溶融させて前記第１及び第２の継手部の空隙部分にそれぞれ充満させることによりろう付けを行なうようにし、
前記複数の羽根の一端面にそれぞれ設けられた第１の突起を前記ケーシングの内面に形成された凹部に係合させて前記複数の羽根を前記ケーシングに組付ける際に、前記薄板状或いは箔状の第１のろう材に形成された開口部に前記複数の羽根の突起をそれぞれ挿通して前記ケーシングの凹部内に挿入配置することにより、前記ケーシング及び複数の羽根に対する前記ろう材の位置決めを行なうようにしたこと、
を特徴とするろう付け方法。
不活性ガス雰囲気或いは還元性ガス雰囲気、又は真空に保持された気密容器内に、自動変速機用トルクコンバータのポンプインペラー機構部を構成する椀状のケーシングを被ろう付け部材として収納配置し、ろう材を高周波誘導加熱により加熱溶融させることにより、前記ケーシングとこのケーシング内の円周領域において等角度間隔をもって配置された複数の羽根との間の第１の継手部、及び、前記複数の羽根とこれらの羽根の上部を互いに位置決めして連結する連結リングとの間の第２の継手部にそれぞれ流し込んでろう付けを行なう方法において、
前記ケーシングと複数の羽根との間に薄板状或いは箔状の第１のろう材を挟み込むと共に、前記複数の羽根と連結リングとの間に薄板状或いは箔状の第２のろう材を位置決めした状態で挟み込み、前記第１及び第２の薄板状或いは箔状のろう材，ケーシング，羽根及び連結リングを一緒に高周波誘導加熱することにより、前記第１及び第２の薄板状或いは箔状のろう材を溶融させて前記第１及び第２の継手部の空隙部分にそれぞれ充満させることによりろう付けを行なうようにし、
前記複数の羽根の他端面にそれぞれ設けられた第２の突起に前記連結リングの孔部が係合されるように前記連結リングを前記複数の羽根に組付ける際に、前記薄板状或いは箔状の第２のろう材に形成された開口部に前記複数の羽根の突起をそれぞれ挿通して前記連結リングの孔部に挿通配置することにより、前記連結リング及び複数の羽根に対する前記ろう材の位置決めを行なうようにしたこと、
を特徴とするろう付け方法。
前記第１の継手部に挟み込む第１のろう材は、１枚の薄板状或いは箔状部材をプレス成形にて前記ケーシングの内面形状に一致する形状に成形し、かつ、前記第１のろう材に前記複数の羽根の第１の突起に対応する開口部を打ち抜き加工して成る部材であることを特徴とする請求項１又は２に記載のろう付け方法。
前記第２の継手部に挟み込む第２のろう材は、１枚の薄板状或いは箔状部材をプレス成形にてリング形状に成形し、かつ、前記第２のろう材に前記複数の羽根の第２の突起に対応する開口部を打ち抜き加工して成る部材であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のろう付け方法。