JP6703727B2 - 接合部品、および接合部品の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、第一部材と第二部材とをロウ材によって接合した接合部品、およびその製造方法に関する。

種々の分野、例えばポンプやコンプレッサーの構成部品の一つとして、別個に用意した第一部材と第二部材とをロウ材により接合した接合部品が利用されている。例えば、特許文献１には、円環の一面側に柱状部を設けた第一部材と、第一部材のブリッジ部にロウ付けされる円環状の第二部材と、で構成される接合部品が開示されている。

上記特許文献１には、第一部材と第二部材とを接合する接合部品の製造方法も開示されている。具体的には、接合界面の外周輪郭線よりも内方にあり、第一部材と第二部材とが接触していない非接触領域にロウ材をセットし、熱処理によってロウ材を溶融させることで、非接触領域から接合界面に溶融したロウ材を行き渡らせて、第一部材と第二部材とを接合している。特に、特許文献１では、深さ０．０５ｍｍ程度の溝を非接触領域から放射状に伸びるように形成することで、非接触領域から接合界面へのロウ材の浸透を促している。

特開２００８−３０２４１５号公報

しかし、特許文献１では、第一部材と第二部材とが当接する接合界面の外周輪郭線の位置からロウ材が溢れ出し易いという問題があった。

特許文献１では、上記ロウ材の溢れ出しを抑制するために、溝の終端が接合界面の外周輪郭線に至らないようにしている。しかし、特許文献１では、溶融したロウ材の自重によって溶融したロウ材が溝内に押し込まれるため、接合界面に必要以上のロウ材が浸入し、ロウ材の溢れ出しが生じる可能性がある。ロウ材が溢れ出すことで第一部材の外周面に付着したロウ材は、接合部品の見た目を損なうだけでなく、その接合部品を他の機械部品と組み合わせて利用する際、他の機械部品の配置の邪魔となる場合もある。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的の一つは、第一部材と第二部材との接合界面の外周輪郭線からのロウ材の溢れ出しが抑制された接合部品と、そのような接合部品の製造方法を提供することにある。

本発明の一態様に係る接合部品は、第一部材と第二部材とが当接する接合界面をロウ材によって接合することで構成され、前記接合界面の外周輪郭線よりも内方の位置に前記第一部材と前記第二部材とが接触しない非接触領域が形成される接合部品である。この接合部品における前記第一部材は、前記第一部材と前記第二部材との接合の際に溶融したロウ材が貯留される貯留凹部を有し、その貯留凹部によって前記非接触領域が形成されている。この貯留凹部には、前記溶融したロウ材の一部が凝固したロウ材溜まりが形成されている。

本発明の一態様に係る接合部品の製造方法は、第一部材の一面である第一接合面と、第二部材の一面である第二接合面と、をロウ材にて接合する接合部品の製造方法であって、下記工程α〜工程γを備える。
・前記第一接合面に貯留凹部を有する前記第一部材を用意する工程α。
・前記第一部材のうち、前記貯留凹部の外周輪郭線よりも内方側の領域に前記ロウ材を載置すると共に、前記第一部材の前記第一接合面上に前記第二部材の前記第二接合面を当接させる工程β。
・熱処理によって前記ロウ材を溶融させる工程γ。
ここで、前記工程γで前記貯留凹部に一旦貯留される溶融したロウ材が、前記第一接合面と前記第二接合面との隙間に浸入し、前記第一接合面と前記第二接合面とが前記ロウ材で接合される。

上記接合部品は、第一部材と第二部材との接合界面の外周輪郭線からのロウ材の溢れ出しが抑制された接合部品である。

上記接合部品の製造方法は、第一部材と第二部材とを接合する際、第一部材と第二部材との接合界面の外周輪郭線からのロウ材の溢れ出しを抑制することができる。

実施形態１に示す接合部品の分解斜視図である。 実施形態１に示す接合部品における第一部材と第二部材の接合状態を示す概略構成図である。 実施形態１の接合部品の製造方法を説明する説明図である。 実施形態２に示す接合部品における第一部材と第二部材の接合状態を示す概略構成図である。 実施形態３に示す接合部品における第一部材と第二部材の接合状態を示す概略構成図である。 実施形態４に示す接合部品における第一部材と第二部材の接合状態を示す概略構成図である。

・本発明の実施形態の説明
最初に本発明の実施態様を列記して説明する

＜１＞実施形態に係る接合部品は、第一部材と第二部材とが当接する接合界面をロウ材によって接合することで構成され、前記接合界面の外周輪郭線よりも内方の位置に前記第一部材と前記第二部材とが接触しない非接触領域が形成される接合部品である。この接合部品における前記第一部材は、前記第一部材と前記第二部材との接合の際に溶融したロウ材が貯留される貯留凹部を有し、その貯留凹部によって前記非接触領域が形成されている。この貯留凹部には、前記溶融したロウ材の一部が凝固したロウ材溜まりが形成されている。

上記接合部品では、第一部材における外周輪郭線の位置に、当該外周輪郭線から溢れたロウ材の垂れ、または垂れたロウ材の除去痕が存在しない。これは、第一部材に貯留凹部を形成しているからである。後述する接合部品の製造方法で詳しく説明するように、第一部材に貯留凹部を形成しておけば、両部材を接合する際に溶融したロウ材は、貯留凹部に貯留されてから接合界面に流れ込む。その結果、接合界面に溶融したロウ材が圧入されることを抑制でき、第一部材と第二部材との接合界面に対する過剰なロウ材の浸入が抑制され、上記ロウ材の垂れを抑制できる。

＜２＞実施形態に係る接合部品として、前記ロウ材溜まりの表面に、前記接合界面以下の高さとなる部分が存在する形態を挙げることができる。

ロウ材溜まりの表面に、接合界面以下の高さとなる部分が存在するということは、後述する実施形態に示すように、貯留凹部から接合界面への過剰なロウ材の浸入がなかったことの明確な証拠の一つである。

＜３＞実施形態に係る接合部品として、前記貯留凹部の深さは０．３ｍｍ以上である形態を挙げることができる。

貯留凹部の深さ（最深部）が０．３ｍｍ以上であれば、第一部材と第二部材との接合の際に、溶融したロウ材を貯留凹部に十分に貯留させることができる。その結果、貯留凹部から接合界面への過剰なロウ材の浸入を抑制することができる。

＜４＞実施形態に係る接合部品として、前記第二部材は、前記貯留凹部に対応する位置に形成される対応凹部または対応孔部を有する形態を挙げることができる。

第二部材に対応凹部または対応孔部を形成することで、接合部品を製造する際に貯留凹部の上方にロウ材を配置するための十分な空間を確保することができる。そのため、接合部品を製造する際に貯留凹部の位置に十分な量のロウ材を配置することができる。

＜５＞実施形態に係る接合部品として、前記接合界面に繋がる前記貯留凹部の側壁面が傾斜面である形態を挙げることができる。

貯留凹部の側壁面を傾斜面とすることで、第一部材と第二部材との接合の際、貯留凹部から接合界面へのロウ材の移動を円滑にすることができる。

＜６＞実施形態に係る接合部品として、前記第一部材と前記第二部材が焼結体である形態を挙げることができる。

第一部材と第二部材とが焼結体である接合部品は、種々の分野に適用することができる。焼結体は、優れた耐熱性と強度を備えるからである。また、焼結体には多数の空孔が形成されており、その空孔にロウ材が入り込むことで、第一部材と第二部材とが極めて強固に接合された接合部品となる。

＜７＞実施形態に係る接合部品の製造方法は、第一部材の一面である第一接合面と、第二部材の一面である第二接合面と、をロウ材にて接合する接合部品の製造方法であって、下記工程α〜工程γを備える。
・前記第一接合面に貯留凹部を有する前記第一部材を用意する工程α。
・前記第一部材のうち、前記貯留凹部の外周輪郭線よりも内方側の領域に前記ロウ材を載置すると共に、前記第一部材の前記第一接合面上に前記第二部材の前記第二接合面を当接させる工程β。
・熱処理によって前記ロウ材を溶融させる工程γ。
ここで、前記工程γで前記貯留凹部に一旦貯留される溶融したロウ材が、前記第一接合面と前記第二接合面との隙間に浸入し、前記第一接合面と前記第二接合面とが前記ロウ材で接合される。

上記接合部品の製造方法によれば、第一接合面と第二接合面との隙間（接合界面）に過剰なロウ材が浸入することを抑制することができる。それは、上記接合部品の製造方法では、熱処理の際に溶融したロウ材が一旦、貯留凹部に貯留され、その貯留凹部から接合界面に溶融したロウ材が供給される構成となっているからである。接合界面への過剰なロウ材の浸入を抑制することで、接合界面の外周輪郭線からのロウ材の溢れ出しを効果的に抑制でき、当該外周輪郭線の位置にロウ材の垂れが無い接合部品を製造することができる。

＜８＞実施形態に係る接合部品の製造方法として、前記ロウ材の真密度をＤ、前記工程βで前記第一部材上に載置する前記ロウ材の質量をＷ、前記貯留凹部の容積をＶとしたとき、１．５≦Ｗ／（Ｖ×Ｄ）≦５を満たす形態を挙げることができる。但し、Ｄの単位はｇ／ｃｍ^３、Ｗの単位はｇ、Ｖの単位はｍｍ^３。

上記不等式を満たすように、第一部材上に載置するロウ材の投入量を調整することで、接合界面の全面にわたってロウ材を行き渡らせることができる。

＜９＞実施形態に係る接合部品の製造方法として、前記貯留凹部の深さは０．３ｍｍ以上である形態を挙げることができる。

貯留凹部の深さ（最深部）が０．３ｍｍ以上であれば、溶融したロウ材を貯留凹部に十分に貯留させることができ、接合界面に一気に溶融したロウ材が浸入することを抑制できる。その結果、貯留凹部から接合界面への過剰なロウ材の浸入を抑制することができる。

・本発明の実施形態の詳細
本発明の実施形態の詳細を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

＜実施形態１＞
≪接合部品≫
図１に示す接合部品１αは、第一部材１と第二部材２とをロウ材で接合することで構成されている（図１では、両部材１，２が離隔された状態で示されている）。この接合部品１αにおける従来の接合部品との主な相違点は、［１］第一部材１に貯留凹部１０が形成されていること、［２］第一部材１と第二部材２との接合界面の外周輪郭線の位置でロウ材の垂れ、または垂れたロウ材の除去痕が存在しないこと、の二点である。以下、接合部品１αの各構成部材を詳細に説明する。

［第一部材］
図１に示す第一部材１は、円環の一面側に三本の柱状部を設けた構成である。もちろん、第一部材１の形状は、図１に示す形状に限定されるわけではない。この第一部材１では、柱状部の端面が、後述する円環状の第二部材２と接合される第一接合面１Ｓとなっている。つまり、第一接合面１Ｓは、第二部材２との接合領域（図２を参照して後述する非接触領域Ｒ１以外の領域）である。この第一接合面１Ｓの中央には貯留凹部１０が形成されている。貯留凹部１０は、第一接合面１Ｓの接合領域における最も低い部分よりも凹んだ部分のことである。例えば、第一接合面１Ｓには、特許文献１に示すような溝が形成されていても構わないが、その場合、貯留凹部１０はその溝よりも凹んでいる。

第一部材１に形成される貯留凹部１０の数と位置、各貯留凹部１０を平面視したときの輪郭形状は特に限定されない。平面視したときの貯留凹部１０の輪郭形状は、例えば、図1に示すような円形を含む楕円形状とすることの他、矩形を含む多角形状や星形などの異形形状でも良い。また、後述する実施形態３，４（図５、図６）に示すように、平面視したときにリング形状となる貯留凹部１０とすることもできる。

接合界面の延長面から貯留凹部１０の最深部までの深さは０．３ｍｍ以上とすることが好ましい。貯留凹部１０の深さが浅いと、第一部材１と第二部材２との接合時に、貯留凹部１０に十分にロウ材を貯留することができない恐れがある。

貯留凹部１０は、その形状が開口部から底部にかけて一様でも良いし、すり鉢状に形成されていても良い。本例の貯留凹部１０は、後述する図２に示すように、すり鉢状に形成されている。その場合、接合界面に繋がる貯留凹部１０の側壁面の傾斜、即ち接合界面の延長面と側壁面とのなす角（傾斜角）は、３０°以上８５°以下程度とすることが好ましい。より好ましい傾斜角は、４０°以上８０°以下、さらに好ましい傾斜角は、５０°以上７５°以下である。

第一部材１は、粉末成形体を焼結させた焼結体でも良いし、鋳造体であっても良い。焼結体としては、例えば、Ｆｅ−Ｃｕ−Ｃ系の焼結体を挙げることができる。

［第二部材］
図１に示す第二部材２は、円環状の部材である。この第二部材２には、第一部材１のブリッジ部の端部が係合する窪みが形成されている。この窪みの底面が、第一部材１に当接する第二接合面２Ｓとなり、その第二接合面２Ｓにおける第一部材１の貯留凹部１０に対応する位置に、円環の厚み方向に貫通する貫通孔（対応孔部）２０が形成されている。

第二部材２も、第一部材１と同様、粉末成形体を焼結させた焼結体でも良いし、鋳造体であっても良い。焼結体としては、例えば、Ｆｅ−Ｃｕ−Ｃ系の焼結体を挙げることができる。

［ロウ材］
第一部材１の第一接合面１Ｓと、第二部材２の第二接合面２Ｓと、を接合させるロウ材は、溶融状態で両部材１，２に対して親水性であれば特に限定されない。溶融したロウ材が両部材１，２に対して親水性であれば、溶融したロウ材の表面は、中央が低く、外周側が高い凹型のメニスカスとなる。そのようなロウ材としては、例えば、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｍｎ−Ｆｅ系のロウ材や、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｍｎ−Ｓｉ−Ｂ系のロウ材を利用することができる。具体的には、４０質量％Ｎｉ−４０質量％Ｃｕ−１５質量％Ｍｎ−１．７質量％Ｓｉ−１．５質量％Ｂで、真密度が８．４ｇ／ｃｍ^３のロウ材を利用することが挙げられる。Ｃｕを多く含むロウ材の溶融時の粘度は、水と同程度か、それよりも低い。

［接合状態］
第一部材１と第二部材２との接合状態については、図２を参照する。図２は、図１の第一部材１と第二部材２とを接合したときのＩＩ−ＩＩ断面の模式図である。図２では、便宜上、第一部材１と第二部材２との接合界面に隙間があるように示しているが、実際には両部材１，２の接合面１Ｓ，２Ｓは当接している。また、この図２には、第一部材１と第二部材２とを接合させるロウ材３の量が異なる三つの状態を示している。

図２の上段図に示すように、第一部材１と第二部材２とを接合した接合部品１αでは、第一部材１と第二部材２とが接触しない非接触領域Ｒ１が形成されている。非接触領域Ｒ１は、貯留凹部１０に対応する部分に形成される。ロウ材３は、貯留凹部１０に溜まったロウ材溜まり３０と、第一接合面１Ｓと第二接合面２Ｓとの間の接合境界に入り込んだロウ材接合部３１と、に分けられる。ロウ材溜まり３０の表面は、貯留凹部１０の底部の形状にほぼ沿って窪んだ形状となっており、その窪みの部分が接合界面よりも低くなっている。一方、ロウ材接合部３１は、接合界面の隅々に行き渡り、接合界面全体で第一部材１と第二部材２とを強固に接合させている。

第一部材１における外周輪郭線の位置（白抜き矢印参照）には、ロウ材３の垂れ、または垂れたロウ材の除去痕が存在しない。これは、後述する接合部品１αの製造方法で説明するように、第一部材１に貯留凹部１０が形成されていることで、第一部材１と第二部材２との接合界面に対する過剰なロウ材３の浸入が抑制されるからである。

図２の中段図に示す接合部品１αでは、貯留凹部１０に溜まったロウ材溜まり３０の表面が、接合境界とほぼ面一の状態となっている。貫通孔２０におけるロウ材溜まり３０の表面の縁は盛り上がった状態となっている。これは、第一部材１と第二部材２とを接合する際、溶融したロウ材３の表面張力に起因して形成される。このロウ材溜まり３０以外の部分は、図２の上段図と同じである。

図２の下段部に示す接合部品１αでは、貯留凹部１０に溜まったロウ材溜まり３０の表面が、接合境界よりも０．５ｍｍ程度高くなっている。ロウ材溜まり３０の高さが接合境界よりも高くなり過ぎる（例えば、１ｍｍ以上）と、外周輪郭線の位置（白抜き矢印参照）にロウ材３の垂れが生じている可能性が高くなる。この下段図の例でも、貫通孔２０におけるロウ材溜まり３０の表面の縁は盛り上がった状態となっている。ロウ材溜まり３０以外の部分は、図２の上段図と同じである。

≪接合部品の製造方法≫
上記接合部品１αは、下記工程α〜工程γを備える接合部品の製造方法によって製造することができる。ここでは、図２の上段図に示す接合部品１αを製造する例を説明する。その説明にあたっては図３を参照する。

［工程α］
図３の上段図に示すように、工程αでは、第一接合面１Ｓに貯留凹部１０を有する第一部材１を用意する。第一部材１は、焼結体でも良いし、鋳造体でも良い。また、第一部材１は、焼結前の圧粉成形体であっても良い。第一部材１の貯留凹部１０の深さは、０．３ｍｍ以上とすることが好ましい。

［工程β］
工程βでは、第一部材１における貯留凹部１０の外周輪郭線よりも内方の領域にロウ材３を載置すると共に、第一部材１の第一接合面１Ｓ上に第二部材２の第二接合面２Ｓを当接させる（図３では、両部材１，２に隙間があるように図示している）。ここで、本例では、第二部材２のうち、第一部材１の貯留凹部１０に対応する位置に、第二部材２の厚み方向に貫通する貫通孔（対応孔部）２０が形成されている。そのため、第一部材１に第二部材２を当接させた後に、貫通孔２０を介してロウ材３を貯留凹部１０に載置することができる。もちろん、第一部材１の貯留凹部１０にロウ材３を載置した後、第一部材１に第二部材２を当接させても構わない。貫通孔２０の存在により、貯留凹部１０の深さよりも大きな厚みのロウ材３を貯留凹部１０内に容易に配置できる。

第二部材２は、焼結体でも良いし、焼結前の圧粉成形体でも良いし、鋳造体でも良い。第二部材２に形成する貫通孔２０の大きさは、両部材１，２の接合面積を確保する観点から、第一部材１の貯留凹部１０の開口部と同じか、それ以下とすると良い。

工程βで貯留凹部１０に載置するロウ材３の量は、接合界面の面積に合わせて適宜選択すれば良い。載置するロウ材３の量は、接合界面の全面に、後述する溶融したロウ材３が行き渡るだけの量（以下、必要量）があれば良いが、接合面積を確実に確保するという観点から、上記必要量の１．１倍〜２倍の量とすることが好ましい。また、載置するロウ材３の量として、１．５≦Ｗ／（Ｖ×Ｄ）≦５の不等式を満たすようにロウ材３の量を選択しても良いし、貯留凹部１０の容積と同等あるいはそれ以上の量を選択しても良い。但し、『Ｄ』はロウ材３の真密度（ｇ／ｃｍ^３）、『Ｗ』はロウ材３の質量（ｇ）、Ｖは貯留凹部１０の容積（ｍｍ^３）である。

［工程γ］
図３の中段図に示すように、工程γでは、熱処理によってロウ材３を溶融させる。この熱処理によって溶融したロウ材３は、一旦貯留凹部１０に貯留される。つまり、溶融したロウ材３が直接的に接合界面に供給されるのではなく、まず貯留凹部１０内に一時的に貯えられる。溶融したロウ材３のうち、第一部材１の側壁面に接触する外縁部は、濡れによってロウ材３の中央部よりも盛り上がっている（ロウ材３の表面が凹状のメニスカスになっている）。本例では、ロウ材３の溶融開始から接合界面へロウ材３が充填されて凝固されるまでの過程において、溶融したロウ材３（未凝固部分は除く）の液面の外縁部以外は接合界面より低くなっている。この溶融したロウ材３の外縁部が、第一部材１と第二部材２との接合界面に到達すると、毛管現象によって溶融したロウ材３が接合界面に吸い込まれる。上記液面の外縁部以外が接合界面よりも低くても、外縁部が接合界面に達することができれば、毛管現象により接合界面にロウ材３は供給される。つまり、貯留凹部１０に貯留されたロウ材３の液面が貯留凹部１０内で上昇して、表面張力で接合界面まで到達することにより接合界面にロウ材３が供給されるという過程を経ている。この過程、即ち溶融したロウ材３の液面が接合界面の下方から上昇して接合界面に到達するという過程が重要で、溶融開始の時点から溶融したロウ材３の液面が接合界面と同一又は上方に位置して接合界面に溶融したロウ材３が供給されるわけではない。これに対して、本例と異なり、ロウ材３の液面が接合界面よりも過度に高いと、溶融したロウ材３の液圧により接合界面にロウ材３が圧入されてしまい、第一部材１における外周輪郭線の位置（白抜き矢印参照）にロウ材３の垂れが生じる恐れがある。

上記熱処理は、ロウ材３の溶融温度よりも高くする。例えば、熱処理温度は、溶融温度よりも１０℃以上高くすることが好ましい。ここで、第一部材１と第二部材２を圧粉成形体とした場合、熱処理温度を、第一部材１と第二部材２が焼結される温度とする。例えば、Ｆｅ−Ｃｕ−Ｃ系の圧粉成形体であれば、１１００℃以上１２００℃で、１０分以上３０分以下の熱処理とすることが挙げられる。焼結温度は、ロウ材３の融点よりも高いと考えて良いので、焼結温度に合わせて熱処理温度を決定すると良い。

以上説明したように、図３の中段図に示すように、熱処理の際に溶融したロウ材３が一旦、貯留凹部１０に貯留され、その貯留凹部１０から接合界面に溶融したロウ材が供給される構成であれば、図３の下段図に示すように、接合界面への過剰なロウ材３の浸入を抑制することができる。その結果、第一部材１における外周輪郭線の位置（白抜き矢印参照）にロウ材３の垂れがない接合部品１αを作製することができる。また、この接合部品１αには、ロウ材３の垂れがないため、垂れたロウ材の除去痕も存在しない。

＜実施形態２＞
実施形態２では、第二部材２における第一部材１の貯留凹部１０に対応する位置に対応凹部２１を形成した例を図４に基づいて説明する。図４の上段図、中段部、および下段図はそれぞれ、貯留凹部１０のロウ材溜まり３０の高さが接合界面よりも低い接合部品１β、接合界面とほぼ面一の接合部品１β、および接合界面よりも若干高い接合部品１βである。これらの接合部品１βのロウ材溜まり３０の高さ以外の構成は共通である。

第二部材２に対応凹部２１を形成することで、ロウ材３を外部から見えなくすることができる。対応凹部２１の深さは適宜選択することができる。対応凹部２１の深さを深くすることで、第一部材１と第二部材２とを接合する際、第一部材１の貯留凹部１０に大きなロウ材３を配置することができる。

図４の接合部品１βを作製する場合、第一部材１の貯留凹部１０にロウ材３を載置した後、第一部材１の第一接合面１Ｓに、第二部材２の第二接合面２Ｓを当接させる。そして、熱処理を施すことで、第一部材１と第二部材２とをロウ材３（ロウ材接合部３１）で接合する。

＜実施形態３＞
実施形態３では、第一部材１の貯留凹部１０をリング状に形成した例を図５に基づいて説明する。図５の上段図、中段部、および下段図はそれぞれ、貯留凹部１０のロウ材溜まり３０の高さが接合界面よりも低い接合部品１γ、接合界面とほぼ面一の接合部品１γ、および接合界面よりも若干高い接合部品１γである。これらの接合部品１γのロウ材溜まり３０の高さ以外の構成は共通である。

貯留凹部１０をリング状に形成することで、貯留凹部１０に残るロウ材溜まり３０の量を少なくすることができる。つまり、第一部材１と第二部材２との接合に関与しないロウ材３の量を減らすことができる。

リング状の貯留凹部１０の外周側の内壁面は、実施形態１，２と同様に傾斜面とすることが好ましい。また、リング状の貯留凹部１０の内周側の内壁面も、傾斜面とすることができる。

図５の接合部品１γを作製する場合、第一部材１における貯留凹部１０に囲まれる隆起部にロウ材３を配置することが好ましい。この隆起部にロウ材３を載置することで、溶融したロウ材３がリング状の貯留凹部１０の全周に分散して流れ込む。その結果、貯留凹部１０に局所的にロウ材３の量が多くなる部分が形成されることを回避することができ、貯留凹部１０に溶融したロウ材３が十分に貯留されてから、接合界面にロウ材３が導入されるようにすることができる。ここで、リング状の貯留凹部１０の内周側の内壁面が傾斜面となっていれば、隆起部から貯留凹部１０へのロウ材３の流れ込みを、貯留凹部１０の全周にわたってほぼ均等にすることができる。ここで、本例の隆起部の高さは、接合界面と同じ高さとしたが、接合界面よりも高くても低くても良い。

＜実施形態４＞
図６に示すように、実施形態３（図５参照）のリング状の貯留凹部１０を備える第一部材１と、実施形態２の対応凹部２１を備える第二部材２と、を組み合わせた接合部品１δとすることもできる。図６の上段図、中段部、および下段図はそれぞれ、貯留凹部１０のロウ材溜まり３０の高さが接合界面よりも低い接合部品１δ、接合界面とほぼ面一の接合部品１δ、および接合界面よりも若干高い接合部品１δである。これらの接合部品１δのロウ材溜まり３０の高さ以外の構成は共通である。

本例の場合、実施形態２の効果と実施形態３の効果の両方を得ることができる。

＜試験例＞
試験例では、図２に示す第一部材１と第二部材２とをロウ材３で接合した接合部品１αを実際に作製した。具体的には、貯留凹部１０の深さを変化させて、第一部材１と第二部材２とを接合した接合部品１α（試料Ｎｏ．２〜６）を複数作製した。また、比較として、貯留凹部を形成していない第一部材と第二部材とを接合した接合部品（試料Ｎｏ．１）を作製した。これらの接合部品について、接合界面におけるロウ材の浸透状態、接合界面の開放端（図１の白抜き矢印で示す外周輪郭線に同じ）からのロウ材の溢れ、ロウ材の表面高さを確認した。

試料Ｎｏ．２〜６における貯留凹部１０を平面視したときの貯留凹部１０の面積は４０ｍｍ^２、接合界面の面積は２．７７ｃｍ^２とした。また、貯留凹部がない試料Ｎｏ．１における接合界面の面積も２．７７ｃｍ^２とした。一方、ロウ材３は、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｍｎ−Ｆｅ系で、その真密度Ｄは約８．４ｇ／ｃｍ^３であった。各試料の作製条件を表１に示す。

表１の各項目の意味は以下の通りである。
・深さＨ（ｍｍ）は、接合界面を非接触領域Ｒ１に延長した延長面から貯留凹部１０の最深部までの最短距離である。
・容積Ｖ（ｍｍ^３）は、上記延長面と貯留凹部１０とで囲まれる部分の体積、即ち貯留凹部１０の容積である。
・貯留凹部相当量Ｖ×Ｄ（ｇ）は、貯留凹部１０の容積分のロウ材３の質量である。
・投入量Ｗ（ｇ）は、接合部品の作製時に第一部材１の上に載置するロウ材３の質量であって、本例では０．５０ｇである。
・必要量Ｗｔｈ（ｇ）は、第一部材１と第二部材２との接合界面全体（面積は２．７７ｃｍ^２）を十分に接合させるために必要なロウ材の質量であって、本例では０．３０ｇである。
・関係式は、好ましいロウ材３の投入量を決定するための指標となるものであって、投入量Ｗ（ｇ）を相当量Ｖ×Ｄ（ｇ）で除したものである。

各試料は、実施形態１に示す接合部品の製造方法に従って製造した。ここで、接合前の第一部材１と第二部材２は圧粉成形体とし、第一部材１と第二部材２を焼結する過程でロウ材３の熱処理を行った。熱処理の温度（焼結温度）は、１１００〜１２００℃で１５分とした。

得られた各試料について、接合界面に直交する断面で切断し、接合界面の全面にロウ材が十分に行き渡っているか否かを確認した。試料断面における接合界面においてロウ材が無い部分があれば、接合状態は不十分であると判断した。一方、試料断面における接合界面全体にロウ材が存在していれば、接合状態は十分であると判断した。また、各試料の接合界面の開放端を目視にて確認し、開放端からロウ材が溢れているか否かを確認した。さらに、試料断面を観察し、ロウ材３のうちのロウ材溜まり３０の中央部の表面の高さが、接合界面に対してどのような状態にあるのかを確認した。これらの結果を表２に示す。

表２に示すように、試料Ｎｏ．１では、接合界面の全体にロウ材が行き渡っているものの、開放端からロウ材が溢れてしまい、ロウ材が垂れてしまっていた。これは、第一部材に貯留凹部が無いため、熱処理の際に溶融したロウ材が自重によって接合界面に押し込まれてしまうからであると考えられる。その証拠に、試料Ｎｏ．１では、凝固したロウ材の表面が接合界面よりも高い位置になっている。溶融時のロウ材の表面は、凝固時よりも高い位置にあるため、接合界面に対して過剰なロウ材の浸入があると考えられる。

試料Ｎｏ．２〜Ｎｏ．５では、接合界面の全体にロウ材が行き渡り、かつ開放端からのロウ材の漏れもなかった。これらの試料のＷ／（Ｖ×Ｄ）の値は、表１に示すように、１．５〜５の間であった。一方、試料Ｎｏ．６では、接合界面の一部にロウ材が行き渡っていないところがあったものの、開放端からのロウ材の漏れはなかった。この試料のＷ／（Ｖ×Ｄ）の値は、表１に示すように、１．３であった。これらの結果から、Ｗ／（Ｖ×Ｄ）の値は、１．５〜５の範囲が好ましいことが明らかになった。

次に、各試料に対して、第一部材と第二部材の剥離試験を行なった。具体的には、第一部材と第二部材とを接合界面に対して垂直方向に、かつ互いに離れる方向に引っ張る試験を行った。その結果、試料Ｎｏ．１〜Ｎｏ．５については第一部材から第二部材を剥離するのに同程度の力が必要であった。また、その剥離の際、接合界面近傍の第一部材と第二部材の一部が破壊される程に、第一部材と第二部材とが強固に接合されていた。即ち、第一部材と第二部材の接合強度は、第一部材・第二部材の母材強度よりも高かった。一方、試料Ｎｏ．６については、試料Ｎｏ．１〜Ｎｏ．５の９０％程度の力で第一部材から第二部材を剥離することができた。この試料Ｎｏ．６についても、接合界面近傍の第一部材と第二部材の一部が破壊される程に、第一部材と第二部材とが強固に接合されていた。つまり、試料Ｎｏ．６においてもかなりの接合強度が保持されていることが伺えるので、ロウ材の漏れが無いという点で、試料Ｎｏ．１よりも優れていると見做すこともできる。

本発明の接合部品は、ポンプやコンプレッサーなどの複雑な機構の構成部品の一つとして好適に利用可能である。また、本発明の接合部品の製造方法は、上記接合部品の製造に好適に利用可能である。

１α，１β，１γ,１δ 接合部品
Ｒ１ 非接触領域
１ 第一部材 １Ｓ 第一接合面 １０ 貯留凹部
２ 第二部材 ２Ｓ 第二接合面 ２０ 貫通孔（対応孔部） ２１ 対応凹部
３ ロウ材 ３０ ロウ材溜まり ３１ ロウ材接合部

Claims (7)

1. 第一部材と第二部材とが当接する接合界面と、
   前記接合界面の外周輪郭線よりも内方の位置に設けられ、前記第一部材と前記第二部材とが接触しない非接触領域と、
   前記接合界面を接合するロウ材と、を備える接合部品であって、
   前記第一部材は、前記第一部材と前記第二部材との接合の際に溶融したロウ材が貯留される貯留凹部を有し、その貯留凹部によって前記非接触領域が形成されており、
   前記第二部材は、前記貯留凹部に対応する位置に形成される対応凹部または対応孔部を有し、
   前記貯留凹部は、平面視したときにリング形状となっており、
   前記貯留凹部には、前記溶融したロウ材の一部が凝固したロウ材溜まりが形成され、
   前記ロウ材溜まりの表面に、前記接合界面以下の高さとなる部分が存在する、
   接合部品。
2. 前記貯留凹部の深さは０．３ｍｍ以上である請求項１に記載の接合部品。
3. 前記接合界面に繋がる前記貯留凹部の側壁面が傾斜面である請求項１又は請求項２に記載の接合部品。
4. 前記第一部材と前記第二部材が焼結体である請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の接合部品。
5. 第一部材の一面である第一接合面と、第二部材の一面である第二接合面と、をロウ材にて接合する接合部品の製造方法であって、
   前記第一接合面に貯留凹部を有する前記第一部材を用意する工程αと、
   前記第一部材のうち、前記貯留凹部の外周輪郭線よりも内方側の領域に前記ロウ材を載置すると共に、前記第一部材の前記第一接合面上に前記第二部材の前記第二接合面を当接させる工程βと、
   熱処理によって前記ロウ材を溶融させる工程γと、
   を備え、
   前記第二部材は、前記貯留凹部に対応する位置に形成される対応凹部または対応孔部を有し、
   前記貯留凹部は、平面視したときにリング形状となっており、
   前記工程γで前記貯留凹部に一旦貯留される溶融したロウ材が、前記第一接合面と前記第二接合面との隙間に浸入し、前記第一接合面と前記第二接合面とが前記ロウ材で接合され、かつ前記貯留凹部に前記溶融したロウ材の一部が凝固したロウ材溜まりが形成され、
   前記工程βにおける前記ロウ材の量は、前記工程γにおける前記ロウ材溜まりの表面の少なくとも一部が前記接合界面以下の高さとなる量である、
   接合部品の製造方法。
6. 前記ロウ材の真密度をＤ、前記工程βで前記第一部材上に載置する前記ロウ材の質量をＷ、前記貯留凹部の容積をＶとしたとき、１．５≦Ｗ／（Ｖ×Ｄ）≦５を満たす請求項５に記載の接合部品の製造方法。
   但し、Ｄの単位はｇ／ｃｍ^３、Ｗの単位はｇ、Ｖの単位はｍｍ^３。
7. 前記貯留凹部の深さは０．３ｍｍ以上である請求項５又は請求項６に記載の接合部品の製造方法。

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