JP4770503B2 - ロウ付け接合構造体およびその接合方法 - Google Patents
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Description
この発明は、２つ以上の成形体をロウ材によって接合一体化してなる、ロウ付け接合構造体およびその接合方法に関するものである。
成形体の接合に関する技術として、例えば特許文献１に記載されているように、粉末成形体を焼結するに際してロウ付けする接合方法が知られている。この方法では、まず第１粉末成形体に設けられた凹部にロウ材を充填し、当該第１粉末成形体と第２粉末成形体とを組合わせる。次に、両粉末成形体を焼結するに際して、その焼結温度がロウ材の溶融点以上であることにより前記ロウ材を溶融させる。そして、溶融したロウ材を組合わせ面の間に浸透させ、両粉末成形体を接合するものである。
しかしながら、上記特許文献１に記載された方法では、焼結時に溶融されたロウ材が、第１粉末成形体の凹部の内側壁面に付着、残存してしまい、その結果として組合わせ面の間に十分な量のロウ材が浸透せず、接合不良を招く虞があった。
この発明は、上記の技術的課題に着目してなされたものであり、ロウ材供給孔内におけるロウ材の付着、残存量を減少させることを目的としたものである。
この発明における請求項１に記載のロウ付け接合構造体は、上記目的を達成するために、第１成形体にロウ材供給孔を設け、該ロウ材供給孔の下側開口端が閉塞されるように、前記第１成形体と第２成形体とを上下に組み合わせ、前記ロウ材供給孔に挿入された固形のロウ材を溶融し、組み合わせ面の間にロウ材を浸透させることにより両成形体が接合されたロウ付け接合構造体において、前記ロウ材供給孔の内側壁面と前記ロウ材の外周面との間に所定の隙間を維持するように、前記ロウ材を位置決めするロウ材位置決め手段を備え、前記ロウ材位置決め手段が、前記ロウ材供給孔に挿入されたロウ材を、前記隙間を維持できる位置に誘導する傾斜構造を含み、前記傾斜構造は、前記第２成形体の組み合わせ面における前記ロウ材供給孔の下側開口端に対応する箇所に設けられた凹部の内側壁面であることを特徴とするものである。
また、請求項２に記載のロウ付け接合構造体は、請求項１の構成に加えて、前記凹部は、前記ロウ材供給孔の内法よりも小さな底面と、該内法よりも大きな開口端とを備えていることを特徴とするものである。
そして、請求項３に記載の接合方法は、第１成形体にロウ材供給孔を設け、該ロウ材供給孔の下側開口端を閉塞するように、前記第１成形体と第２成形体とを上下に組み合わせ、前記ロウ材供給孔に挿入された固形のロウ材を溶融し、組み合わせ面の間にロウ材を浸透させることにより両成形体を接合する接合方法において、前記ロウ材供給孔の下側開口端に対応する箇所に設けられた凹部の内側壁面に形成された傾斜面に沿って、前記ロウ材供給孔の内側壁面と前記ロウ材の外周面との間に所定の隙間を維持するように前記ロウ材を位置決めした状態で、前記ロウ材を溶融させることを特徴とするものである。
この発明によれば、ロウ材は、ロウ材供給孔の内側壁面とロウ材の外周面との接触面積がなるべく小さくなるような、あるいは両者が非接触となるような位置に維持される。したがって、ロウ材供給孔内におけるロウ材の付着、残存量が減少し、ロウ材を効率よく利用できるので、接合不良を抑制することが可能となる。
次に、この発明を具体例に基づいて説明する。図２において、第１粉末成形体（以下、第１成形体と略す）１と、第２粉末成形体（以下、第２成形体と略す）２とが上下に組合わされている。またこの第１成形体１には、図１に示すように、ロウ材を挿入するためのロウ材供給孔３が設けられている。より詳細には、ロウ材供給孔３は第１成形体１を同内法で貫通しており、いわゆるストレート孔となっている。さらに、第１成形体１と第２成形体２とは、このロウ材供給孔３の下側開口端を閉塞するように接触して組み合わされている。
一方、第２成形体２には、ロウ材供給孔３にロウ材４を挿入した後のロウ材位置決め手段として、凹部６が設けられている。この凹部６は第２成形体２において、ロウ材供給孔３の下側開口端に対応する箇所、すなわち、凹部６の軸心がロウ材供給孔３の軸心とほぼ同一になる位置に形成されている。また凹部６は、ロウ材供給孔３の内法よりも小さな幅の底面５を有している。ロウ材供給孔３へロウ材４を挿入した後、この底面５がロウ材４を載せる座面となる。
さらに、凹部６の内側壁面は、底面５から上側開口端へ向かって広がるように傾斜している。凹部６の上側開口端は、この傾斜により、ロウ材供給孔３の内法よりも大きな幅になっている。なお、ここで説明した傾斜面がこの発明の傾斜構造に相当するものである。そして、ロウ材４はこの傾斜構造によって、その軸心が凹部６の軸心と一致する方向に誘導され、位置決めされる。その結果、ロウ材供給孔３の内側壁面３aとロウ材の外周面４aとを非接触状態に維持することができる。
以上のような構造を持つロウ付け接合構造体を接合する過程、すなわちこの発明の方法について、より詳細に説明する。まず、図１、２に示すように第１成形体１と第２成形体２を上下に組合わせ、ロウ材４をロウ材供給孔３に挿入する。このとき前述したように、凹部６の傾斜した内側壁面によって、ロウ材４は、その軸心が凹部６の軸心と一致する方向に誘導され、位置決めされる。その結果、ロウ材供給孔３の内側壁面３aとロウ材の外周面４aとは非接触状態に維持される。
次に、両成形体１，２を焼結炉に搬入し、所定の温度で焼結させる。焼結するに際して、その焼結温度がロウ材４の溶融点以上であることにより、ロウ材４は溶融され、ロウ材４が両成形体１，２の組み合わせ面７の間に浸透していく。ここで、ロウ材供給孔３の内側壁面３aとロウ材の外周面４aとは非接触状態に維持されていることから、当該内側壁面３aへのロウ材の付着、残存量が減少し、組み合わせ面７の間に十分な量のロウ材４を浸透させることができる。このようにして、複数の成形体１，２の焼結と同時に、その接合が可能となる。
図３は上述した傾斜面をロウ材供給孔３に形成した構成を示している。図３によると、第１成形体１に設けられたロウ材供給孔３の内側壁面３bは、下側開口端から上側開口端に向かって広がるように傾斜している。ロウ材４は、ロウ材供給孔３に挿入された後、この内側壁面３bによってロウ材供給孔３の下側開口端まで誘導され、その位置に維持される。このとき、ロウ材供給孔３の内側壁面３bは傾斜しているので、ロウ材供給孔３の内側壁面３bとロウ材の外周面４aとの間には、所定の隙間が形成される。
なお上記の例では、接合する成形体が粉末成形体である場合について説明したが、この発明はそれ以外にも適用できる。例えば、鋳造や鍛造で得られた金属成形体でもよい。また、ロウ材を溶融するための加熱は、粉末成形体の焼結のための加熱以外にも、ロウ材の溶融のためだけのものでもよい。
１…第１粉末成形体、 ２…第２粉末成形体、 ３…ロウ材供給孔、 ３a，３b…（ロウ材供給孔の）内側壁面、 ４…ロウ材、 ４a…（ロウ材の）外周面、 ５…底面（座面）、 ６…凹部、 ７…（成形体の）組み合わせ面。
Claims (3)
- 第１成形体にロウ材供給孔を設け、該ロウ材供給孔の下側開口端が閉塞されるように、前記第１成形体と第２成形体とを上下に組み合わせ、前記ロウ材供給孔に挿入された固形のロウ材を溶融し、組み合わせ面の間にロウ材を浸透させることにより両成形体が接合されたロウ付け接合構造体において、
前記ロウ材供給孔の内側壁面と前記ロウ材の外周面との間に所定の隙間を維持するように、前記ロウ材を位置決めするロウ材位置決め手段を備え、
前記ロウ材位置決め手段が、前記ロウ材供給孔に挿入されたロウ材を、前記隙間を維持できる位置に誘導する傾斜構造を含み、
前記傾斜構造は、前記第２成形体の組み合わせ面における前記ロウ材供給孔の下側開口端に対応する箇所に設けられた凹部の内側壁面である
ことを特徴とするロウ付け接合構造体。 - 前記凹部は、前記ロウ材供給孔の内法よりも小さな底面と、該内法よりも大きな開口端とを備えていることを特徴とする請求項１に記載のロウ付け接合構造体。
- 第１成形体にロウ材供給孔を設け、該ロウ材供給孔の下側開口端を閉塞するように、前記第１成形体と第２成形体とを上下に組み合わせ、前記ロウ材供給孔に挿入された固形のロウ材を溶融し、組み合わせ面の間にロウ材を浸透させることにより両成形体を接合する接合方法において、
前記ロウ材供給孔の下側開口端に対応する箇所に設けられた凹部の内側壁面に形成された傾斜面に沿って、前記ロウ材供給孔の内側壁面と前記ロウ材の外周面との間に所定の隙間を維持するように前記ロウ材を位置決めした状態で、前記ロウ材を溶融させることを特徴とする接合方法。
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