JPH0394974A - ろう付方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、例えば管の重ね継手のろう付になどに好適す
るろう付方法及びその装置に関する。

（従来の技術） 炎ろう付は、トーチろう付、あるいはガスろう付ともい
い、炎の燃焼する熱でワークを加熱してろう付するもの
である。一般に、熱源としてはアセチレン，ブロバン，
石炭ガスや天然ガスなどの可燃性ガスが用いられている
。これらの可燃性ガスは、圧縮空気あるいは酸素などの
支燃性ガスと混合して燃焼させ、ろう付に必要な高温を
得ている。

ところで、従来の炎ろう付は、手作業によって加熱して
ゆくため製品個々の品質がバラッキやすく、同一水準で
品質の高いものを多量に安定して製作しようとする場合
左業者には極めて高度な熟練が要求される。そこで、近
時、たとえば特開昭６０−１２４４６７号公報，特開昭
６１１２６９６８号公報などのように、視覚センサを備
えた自動ろう付装置が普及しつつある。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上述した自動ろう付装置においては、熟
練を要することなく高能率でろう付を行うことができる
反面，ろう材の供給と停止のタイミングをタイマーによ
り設定しているため、ろう材が良好に溶融するろう付タ
イミングが、燃焼ガス流量変化、作業環境の気温変化等
、種々の原因により変動する。そのため、例えば１万個
のうちろう付不良が１個だけというような高歩留の自動
ろう付を達成することがすこぶる困難となっている。

［発明の＃Ｉ或］ （課題を解決するための手段と作用） 被ろう付部材の雄部を雌部にろう付する際、雄部と雌部
とを各別にクランプし、かつ、ろう接部位の直接温度測
定結果に基づいて、ろう接部位に溶融したろう材を供給
した後、雌部に対して雄部を軸方向に相対的に動かして
ろう付するようにしたもので、ろう付作業を高能率かつ
高歩留で行うことができる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳述する。

第１図及び第２図は、この実施例のろう付装置を示して
いる。この装置は銅製で円筒状の被ろう付部材（１）を
着脱自在にクランプするクランプヘッド（２）と、この
クランプヘッド（２）゛のクランプ動作を駆動するハン
ドリング部（３）と、クランプヘッド部（２）に取付け
られクランプヘッド〈２）にクランプされた彼ろう付部
材（１）のろう付部位である継手部ク４）に黄銅製のワ
イヤ状のろう材（５）を供給するろう材供給部（６）と
、クランプヘッド（２）と被ろう付部材（１）との接触
部位を測温するｉ０１　？Ｈ部（７）と、クランクヘッ
ド（２）に対して独立して設けられ継手部〈４）にガス
フラックスを含有するアセチレン酸素炎を吹き付ける加
熱トーチ（８）と、クランプヘッド（２）に取付けられ
測温部（７）から出力された温度検出信号に基づいて測
温結果を表示する温度表示部（９）とからなっている。

しかして、被ろう付部材（１）は、雌部（１ｏ）と、こ
の設けられ、継手部（４）となっている。一方、クラン
プヘッド〈２〉は、一対の基ｔＦ部（１２ａ）　、（１
２ｂ）と、これらの基板部（Ｌ２ａ）　、（１２ｂ）の
先端側一側部に突設された固定クランプ部（１３）と、
基板部（１２ａ＞　、（１２ｂ）の先端側他側部に突設
された可動クランプ部（１４）とからなっている。そし
て、固定クランプ部（１３廼可動クランプ部（ｌ４）と
の間は、被ろう付部材（１〉の継手部（４〉を露出させ
るための溝部（ｉ５）となっている。さらに、固定クラ
ンプ部（ｌ５）は、各基板部（１２ａ）　、（１２ｂ）
に延設された一対の背板（１６ａ）　、（１６ｂ）と、
これら背板（１８ａ）、（１８ｂ）の対向面側に設けら
れた一対の台座（Ｌ７ａ）、（１．７ｂ）とからなって
いる（第３図参照）。そうして、これら台座（１７ａ）
　、（１７ｂ）には、これら台座（１．７ａ）　、（１
７ｂ）が近接したときに、被ろう付部材（【）の雌部（
｛０）を嵌合・握持する横断面がほぼ半円形をなす保持
溝（１８ａ）　　（１８ｂ）が設けられている。一方、
可動クランプ部（１４）は、各基板部（１２ａ）　、（
１．２ｂ）に延設された一対の背板（ｌ９）、（２０〉
と、これら一対の背板（１９）、（２０〉のうちろう材
供給部（６）取付側でない一方の背板（１９）の内面側
に一対設けられたローラ（２ｌ）、（２ｌ）と、これら
ローラ（２１）、（２１）を軸支するローラ軸支部（２
１ａ）、（２１ａ．）と、他方の背板（２０）にローラ
（２ｌ）、〈２１）に対向して設けられた台座（２２〉
と、背板（２０）の内面側に固着された一対の軸支体（
２３〉、（２３）、これら軸支体（２３）、（２３〉に
架設され且つ台座（２２）が摺動自在に嵌挿されてこの
台座（２２〉を矢印（２４ａ）、（２４ｂ）方向に案内
する互に平行な一対の案内棒（２５）、（２５）と、背
板（２０）の外面側に設けられ案内棒（２５）、（２５
〉に支持された台座（２２）を矢印（２４ａ）、（２４
ｂ）方向に駆動する駆動機構（２Ｇ）とからなっている
。そうして、第４図に示すように、駆動機構（２６）は
、背板（２０）に固定されたエアシリンダ（２７）と、
このエアシリンダ（２７）に矢印（２４ａ）　、（２４
ｂ）方向に挿脱自在に設けられた駆動ロツド（２８）と
、この駆動ロヅド（２８）と台座（２２）とを連結する
連結体〈２９）とからなっている。そうして、この連結
体（２９）は、長手方向が矢印（２４ａ）　、（２４ｂ
）方向となるように背板（２０）に貫通して穿設された
案内溝（３０）に遊挿されている。さらに、ローラ軸支
部（２１ａ）　、（２１ａ）は、ローラ（２ｉ）、（２
１〉に両端を突出させて同軸に嵌挿された支軸（３ｌ）
、（３ｌ）と、これら支軸（３１）、（３１）を軸支す
るとともに背板（１９）の内面側に固定された軸受体（
３２）・・・とからなっている。これら軸受体（３２〉
・・・に軸支されたローラ（２１）、（２１）の軸線方
向は、矢印（２４ａ）　、（２４ｂ）方向に直交するよ
うに設けられている。そうして、ローラ（２１）、（２
１）の中央部には、継断面が円弧状をなし被ろう付部材
〈１）の雄部（ｌ１）が着座するネック状の凹部〈３３
）、（３３）が設けられている。一方、台座（２２）の
ローラ（２ｌ）、（２１）への対向面には、横断面が円
弧状をなし長手方向が矢印（２４ａ）、（２４ｂ）方向
の保持溝（３４）が設けられている。さらに、前記ハン
ドリング部（３）は、互に交差して設けられ且つ先端部
に基板部（１２ａ）　、（１２ｂ）が連結された一対の
グリップ（３５）、（３５）と、これらグリップ（３５
）、（３５）をＸ字状に交差させた状態で枢支する枢軸
部（３６〉と、グリップ（３５）、（３５）を外力が作
用しない状態で開戊するように弾性的に付勢するスプリ
ング（図示せず。）とからなっている。

さらに、ろう材供給部（６）は、一方の基板部（１２ａ
）の外面中央部に設けられた固定座（３７）と、この固
定座（３７）上に矢印（３８）方向に傾動自在に設けら
れたチャック体く３８）と、このチャック体（３８）に
握持されたろう材供給ノズル（３９）と、このノズル（
３９）にろう材を供給するろう材供給源（３９ａ）とか
らなっている。他方、測温部（７〉は、固定クランプ部
（ｌ５）の一方の台座（ｌ７）に埋設された第１の熱電
対（４０）と、この第１の熱電対（４０）からの温度検
出信号ＳＴＩを伝送する第１の信号線（４１）と、可動
クランプ部（ｌ４）の台座（２２）に埋設された第２の
熱電対（４２）と、この第２の熱電対（４２〉からの温
度検出信号ＳＴ２を伝送する第２の信号線（４３）とか
らなっている。そうして、温度表示部（９〉は、第１及
び第２の信号線（４ｌ）、（４３）に電気的に接続され
台座（ｌ７）、（２２）の温度を表示し、作業者が目視
できるように設けられている。さらに、加熱トーチ（８
）は、燃料ガス源（４４）に接続されているとともに、
途中に、流量制御弁（４５）が設けられている。

この流量制御弁（４５）は、第５図に示すように、ろう
付制御部（４６〉に接続され、あらかじめ定められたプ
ログラムに従って燃料ガスを加熱トーチ（８）に供給す
るように開閉制御されるようになっている。さらに、ろ
う付制御部〈４Ｂ〉は、測温部（７〉からの温度検出信
号ＳＴＩ，ＳＴ２を入力し、人力結果に基づいて、ろう
材供給源（３９ａ）を制御し、適時にろう材の供給並び
に停止を行うようになっている。さらに、ろう付制御部
（４６）は、温度検出信号ＳＴＩ，ＳＴ２の入力結果に
基づいて、前記エアシリンダ（２７）を制御するように
なっている。

さらにまた、作業員がグリップ（３５）、（３５）を操
作して、基板部（１２ａ）　、（１２ｂ）を閉成すると
、リミットスイッチ（４７）からろう付制御部（４６）
に、ろう付開始信号ＳＢＳが出力されるようになってい
る。なお、ろう付制御部（４６）は、基板部（１２ａ）
外面に取付けられたろう付終了ランプ（４９〉に電気的
に接続されている。

つぎに、上記構成のろう付装置を用いて本発明の一実施
例のろう付方法について説明する。

まず、被ろう付部材（１）の雌部（ｌＯ）に対して雄部
（１．１）を、第６図実線で示す位置まで嵌合させる。

つぎに、この被ろう付部材（１）を、開成状態となって
いる基板部（１２ｂ）の台座（１７ｂ）の保持溝（ｉｓ
ｂ）とローラ（２ｌ）、（２１）の凹部（３３）、’　
（３３）上に、台座（１７ｂ）上に雄部（１１）が、ロ
ーラ（２１）、（２１）上に雌部（ＩＯ）がくるように
載置する。つぎに、グリップ（３５）、（３５）を操作
して基板部＜１２ａ）　　（１２ｂ）を閉成する。する
と、雌部（１０）は、台座（１７ａ）、（１７ｂ）の保
持溝（１８ａ）　、（１８ｂ）によりクランプされると
ともに、雄部（１１）は、ローラ（２１〉、（２１）の
凹部（３３）、（３３）と台座（２ｌ）の保持溝（３４
）とによりクランプされる。この基板部（１２ａ）　、
（１２ｂ）の閉成と同時に、リミットスイッチ（４７）
からは、ろう付制御部（４Ｂ）にろう付開始信号ＳＢＳ
が印加される。すると、このろう付制御部（４６）から
は、流量制御弁（４５）に、加熱制御信号ＳＦが印加さ
れ、適量の燃料ガスが加熱トーチ（８）に供給され加熱
トーチ（８）からは、所定の大きさの火炎が継手部（４
）に吹き付けられる。これにともなって、被ろう付部材
（１）の温度が上昇するが、このときの温度は、第１及
び第２の熱電対（４０）、（４２）により検出され、検
出結果を示す温度検出信号ＳＴ　１，ＳＴ２がろう付制
御部（４Ｂ〉に印加される。つぎに、ろう付制御部（４
６）では、測温結果が、第７図の温度θ１に達すると、
このろう付制御部（４６〉から、ろう材供給源（３９ａ
）にろう材供給信号ＳＭＳが印加され、このろう材供給
源（３９ａ）からは、ろう材（５）が、あらかじめ定め
られた一定時間、ノズル（３９）に供給される。その結
果継手部ク４）の主として雌部ク１０）側には、溶融し
た適量のろう材（５０）が付着する。ついで、ろう付制
御部（４６）からは、エアシリンダ（２７）に駆動信号
ＳＤが印加され、その結果、駆動ｏッド（２８）が、矢
印（２４ａ）　、（２４ｂ）方向に揺動する。すると、
雄部（１１）が雌部（ｌＯ）に対して出入を繰返し溶融
したろう材〈５０〉が継手部（４〉の雄部（１１）と雌
部（１０）とのギャップに万偏なく充填する。そうして
、最後に、駆動ロッド（２８）を矢印（２４ａ）方向に
移動させた状態でエアシリンダ（２７）の駆動を停止さ
せる。すると、雄部（１１）は雌部（１０）のあらかじ
め定められた第６図想複線で示す位置で停止する。つぎ
に、測温結果が、第７図の温度θ３に達する色、ろう付
制御部（４Ｂ〉からの加熱制御信号ＳＦにより、加熱ト
ーチ（８）による加熱を停止する。その結果、被ろう接
部位である継手部（４）の温度は空冷する。しかして、
温度検出信号ＳＴＩ，ＳＴ２が示す温度が、温度θ２に
達すると、ろう付制御部（４６）にては、ろう付終了を
示すろう付終了信号ＳＥがろう付終了ランプ（４９）に
印加され、作業者は、このランプ〈４９〉が点燈すると
、グリップ（３５）、（３５）による被ろう付部材（１
）のクランプを解除する。それから、ろう付された被ろ
う付部材（１）を台座（１７ｂ）の保持満（１８ｂ）と
ローラ（２ｌ）、（２１）の凹部（３３）、（３３）か
ら取り出し、一連のろう付作業を終了する。

以上のように、この実施例は、被ろう付部材（１）の位
置決めを固定クランプ部（１３〉及び可動クランプ部〈
ｌ４）により行い、且つ、被ろう付部材（１）のクラン
プ部位に設けられた測温部（７）における測温結果に基
づいて、ろう材の供給並びに可動クランプ部（ｌ４）に
よる被ろう付部材（１〉の軸方向の揺動を行うようにし
ているので、以下のような顕著な効果を奏する。すなわ
ち、■作業者は、被ろう付部材（１）のセット及びクラ
ンプを行うだけで、後は、自動的にろう付が進行するの
で、すこぶる能率的である上に、ろう付品質のバラツキ
がほとんどなくなり熟練した作業者が不要となる。■被
ろう付部材（１）の雄部（１１〉を、ろう付時に雌部（
１０）中にて軸方向に揺動させるようにしているので、
溶融したろう材が雄部〈１０〉と雌部（ｌＯ）のギャッ
プにくまなくいきわたり、ろう付の歩留が向上する。■
加熱トーチ（８）の火口の穴が汚れて炎の形が変化して
も、ろう付部位の温度検出結果に基づいてろう付作業を
行っているので、ろう付の失敗がほとんどない。■装置
価格が、画像センサを搭載したろう付ロボットに比べて
、大幅に安価となる。

なお、上記実施例においては、グリップ（３５〉、（３
５）の操作を人手で行っているが、これを機械化させ、
すべてのろう付工程をろう付制御部（４Ｂ〉により行わ
せるようにしてもよい。また、加熱トーチ（８〉をクラ
ンプヘッド（２）に一体固定するようにしてもよい。さ
らに、燃料ガスとして、アセチレレ酸素炎の他に、プロ
パンー酸素炎等を用いてもよい。また、ろう材として黄
銅ろうσ他に、例えば銀ろうなどを用いてもよい。また
、上記実施例においては、ガスフラックスを用いている
が、塗布フラックスを用いてもよい。また、測温部（７
）による測温位置は加熱トーチの火炎の影響を受けない
場所である限り、任意に設定してよい。さらに、上記実
施例においては、測温結果を、温度表示部（９）にてそ
の数値をモニターするようにしているが、第８図に示す
ように、表示パネル（７０）上に、ランプ（７１〉、（
７２）、（７３）を設け、測温部（７）における温度が
、ろう付開始温度θ１に達したときランブ（７０が点燈
し、雄部く口）の軸方向の揺動開始温度θ３に達したと
きランプ（７ｌ〉が点燈し、さらに、ろう付部位が冷却
してろう付終了温度θ２に達したときランブ（７３〉が
点燈するようにして、作業者が、これらランブ（７１〉
、（７２）、（７３）を見ながら手動で一連のろう付操
作を行うようにしてもよい。さらに、前記実施例におい
て、クランプヘッド（２）を、内部に設けた水冷穴中又
は表面に装着した水冷パイプ中に、ろう付用の加熱終了
時とろう付再開までの期間において、水を貫流させるこ
とにより、クランプヘッド（２）の過熱を防止するよう
にしてもよい。

［発明の効果］ 本発明のろう付方法は、被ろう付部材の雄部を雌部にろ
う付する際、雄部と雌部とを各別にクランプし、かつ、
ろう接部位の直接的温度測定結果に基づいて、ろう接部
位に溶融したろう材を供給した後、雌部に対して雄部を
軸方向に相対的に進退させるようにしたもので、ろう付
作業を、熟練を要することなく、高能率かつ高歩留で行
うことができる。また、画像センサを搭載したろう付ロ
ボットに比べて、装置価格が安価となる利点を有してい
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のろう付装置の平面図，第２
図は同じく正面図，第３図は同じく固定クランプ部を示
す要部拡大図，第４図は同じく駆動機構を示す要部拡大
図５第５図は同じくろう付制御系統を示すブロック図，
第６図及び第７図は本発明の一実施例のろう付方法の説
明図，第８図は本発明の他の実施例の説明図である。 （１）：被ろう付部材． （２）：クランプヘッド（クランプ手段）（４）：継手
部，　　　　（５）：ろう材，（６）：ろう材供給部（
ろう材供給手段），（７〉：測温部（温度検出手段）， （８）：加熱トーチ（加熱手段）， （１０）：雌部，　　　　（１１）：雄部，（２６）：
駆動機構（被ろう付部材駆動手段）。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）一対の被ろう付部材のろう付方法において、ろう
   付用のろう材のろう付部位への供給並びにろう付のため
   の加熱停止のタイミングの決定を上記ろう付部位の測温
   結果に基づいて行うことを特徴とするろう付方法。
2. （２）雄部を有する第１の被ろう付部材と上記雄部が嵌
   入しこの雄部とともに継手部となる雌部を有する第２の
   被ろう付部材とを上記雄部と上記雌部を介してろう付す
   るろう付方法において、上記第１の被ろう付部材及び上
   記第２の被ろう付部材を上気雄部の一部を上気雌部に嵌
   入させて各別にクランプするクランプ工程と、上記クラ
   ンプ工程にて上記雄部の一部が上記雌部に嵌入されてい
   る継手部を加熱する加熱工程と、上記加熱工程にて加熱
   されている継手部にろう材を供給するろう材供給工程と
   、上記ろう材供給後に上記雄部を上記雌部に完全に嵌入
   させる嵌入工程と、この嵌入工程後に上記加熱を停止し
   上記継手部を冷却する冷却工程と、上記冷却工程後に上
   記第１の被ろう付部材と上記第２の被ろう付部材のクラ
   ンプを解除する工程とを具備し、上記ろう材供給工程及
   び上記クランプ解除工程を、上記クランプされている第
   １の被ろう付部材と第２の被ろう付部材の少なくとも一
   方のクランプ部位の測温結果に基づいて行うことを特徴
   とするろう付方法。
3. （３）嵌入工程において雄部を雌部に対して軸方向に相
   対的に揺動させることを特徴とする請求項（２）記載の
   ろう付方法。
4. （４）雄部を有する第１の被ろう付部材と上記雄部が嵌
   入しこの雄部とともに継手部となる雌部をよ有する第２
   の被ろう付部材とを上記雄部と上記雌部を介してろう付
   するろう付装置において、上記第１の被ろう付部及び上
   記第２の被ろう付部材を同軸となる位置にて各別にクラ
   ンプするクランプ手段と、このクランプ手段によりクラ
   ンプされた上記第１の被ろう付部材と上記第２の被ろう
   付部材を互に相対的に進退させ上記雄部を上記雌部に嵌
   脱させる被ろう付部材駆動手段と、上記クランプ手段に
   よりクランプされた第１の被ろう付部材と上記第２の被
   ろう付部材の継手部を加熱する加熱手段と、上記加熱手
   段により加熱されている継手部にろう材を供給するろう
   材供給手段と、上記継手部の温度を検出する温度検出手
   段とを具備し、上記温度検出手段による上記継手部の温
   度検出結果に基づいて上記ろう材供給手段によるろう材
   の供給及び上記クランプ手段によるクランプの解除を行
   うようにしたことを特徴とするろう付装置。