JPH079120A

JPH079120A - ろう付加熱用誘導コイル装置

Info

Publication number: JPH079120A
Application number: JP15941893A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Furukawa; 裕一古川
Original assignee: Showa Aluminum Corp
Current assignee: Showa Aluminum Can Corp
Priority date: 1993-06-29
Filing date: 1993-06-29
Publication date: 1995-01-13

Abstract

(57)【要約】【目的】ろう材を介在された２枚の被接合部材を、誘導
加熱法により良好にろう付できるものとなすろう付加熱
用誘導コイル装置を提供する。【構成】２枚の被接合部材10、10と、これら被接合部材
間の接合界面に介在配置された被接合部材よりも融点の
低いろう材11とが互いに押し付けられる方向に被接合部
材を加圧する押さえ棒２と、押さえ棒のまわりにあるい
は内部に設けられたろう材加熱用の誘導コイル４とを備
えている。望ましくは、押さえ棒２が金属製となされ
る。また、押さえ棒２がセラミックスからなり、その内
部にコイル４が埋込み状態に配設されてなるものとして
も良い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、誘導加熱法によるア
ルミニウム（その合金を含む）等の金属製被接合部材の
接合に用いられる、ろう付加熱用誘導コイル装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】例えばアルミニウム材どうしを部分接合
する接合法として、接合界面に被接合部材より融点の低
いろう材を介在させるとともに、発熱体を被接合部材に
加圧状態に接触せしめ、この発熱体からの熱伝導により
ろう材を溶融し、もって両被接合部材を接合する伝熱ろ
う付法が開発されている。

【０００３】しかしながら、この方法では、熱源として
一般に使用されている電気ヒーターが、最高使用温度や
発熱密度の点で限界があるため、発熱体から接触面を介
して被接合部材に移動する熱の移動速度（熱流速）を大
きくは上げられないという欠点がある。このため被接合
部材が伝熱率の高いアルミニウムで熱容量が大きいよう
な場合、ろう付を短時間で完了することができず、生産
効率が良くないという欠点がある。

【０００４】そこで、被接合部材を直接発熱させるいわ
ゆる誘導加熱法を利用することが試みられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、被接合部材
にろう材を介在させてろう付を行う場合、ろう付中にお
ける被接合部材の不本意な移動や位置ずれを防止して、
被接合部材を良好に接合するためには、ろう付中被接合
部材に押し付け方向の加圧力を付与しておく必要があ
る。

【０００６】しかるに、誘導コイルは被接合部材と非接
触状態に配置されるため、そのままでは被接合部材に加
圧力を付与することができず、ろう付中に被接合部材が
位置ずれ等を起こすという欠点があった。このため、誘
導加熱法により、上記のようなろう付を良好に行うこと
は実際上困難であった。

【０００７】この発明は、かかる技術的背景に鑑みてな
されたものであって、ろう材を介在された２枚の被接合
部材を、誘導加熱法により良好にろう付できるものとな
すろう付加熱用誘導コイル装置の提供を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は、ろう付加熱時に被接合部材を加圧する
押さえ棒を設け、この押さえ棒に誘導コイルを取り付け
たものである。

【０００９】より具体的には、図面の符号を参照して示
すと、２枚の被接合部材（10）（10）と、これら被接合
部材間の接合界面に介在配置された被接合部材よりも融
点の低いろう材（11）とが互いに押し付けられる方向に
被接合部材（10）を加圧する押さえ棒（２）と、該押さ
え棒（２）のまわりにあるいは内部に設けられたろう材
加熱用の誘導コイル（４）とを備えていることを特徴と
するろう付加熱用誘導コイル装置を要旨とする。

【００１０】好ましくは、押さえ棒（２）を金属製とす
るのが良い。

【００１１】他の好ましい実施態様として、押さえ棒
（２）がセラミックスからなり、該押さえ棒の内部にコ
イル（４）が埋込み状態に配設されてなる場合を挙げ得
る。

【００１２】

【作用】ろう材（11）を介在した２枚の被接合部材（1
0）（10）に対して、押さえ棒（２）により押し付け方
向の加圧力を付与しながら、誘導加熱によるろう付が行
われるから、ろう付中における被接合部材の不本意な移
動や位置ずれがなくなり、良好なろう付を実現できる。

【００１３】また、押さえ棒（２）を金属製とした場合
には、コイル（４）の誘導加熱作用により押さえ棒
（２）も加熱されるため、誘導作用による被接合部材
（10）の直接加熱だけでなく、先端接触面（2a）を介し
て押さえ棒（２）から被接合部材への熱伝導も期待で
き、効率の良いろう付が可能となる。

【００１４】また、押さえ棒（２）をセラミックスで形
成し、該押さえ棒の内部にコイル（４）を埋込み状態に
配設した場合には、押さえ棒（２）と一体にコイル
（４）が保持されるから、被接合部材（10）とコイル
（４）との距離や位置関係が一義的に定まり、ろう付の
たびにろう付条件が変わる不都合がなくなる。

【００１５】

【実施例】図１は、この発明の第１実施例を示すもので
ある。この図において、（１）はコイル保持部材、
（２）は押さえ棒である。

【００１６】前記コイル保持部材（１）は円形のセラミ
ックスの型からなり、その下面には渦巻き状のコイル収
容溝（３）が形成されている。そしてこのコイル収容溝
（３）に誘導コイル（４）が収容されるとともに、誘導
コイル（４）の両端は保持部材（１）を貫通して上方に
引き出されている。

【００１７】前記押さえ棒（２）はコイル保持部材の中
心部に上下貫通状態に嵌入固着されている。また、ろう
付時に被接合部材と接触する押さえ棒（２）の先端接触
面（2a）は、コイル保持部材（１）の下面とほぼ同じか
僅かに下方に突出している。また、前記コイル保持部材
（１）はコイル（４）の変形を防止するとともに、コイ
ル（４）と被接合部材との距離や位置関係を一定に保持
して、熱入力を適正範囲に制御するとともに、ろう付ご
とにろう付条件が変化するのを防止する役割を果たす。

【００１８】前記押さえ棒（２）の材質は特に限定する
ものではないが、耐熱性に優れ電気伝導率が比較的大き
くかつ熱伝導率が比較的小さい鉄あるいはステンレスな
どの金属材で形成するのが良い。こうすることで、コイ
ル（４）の誘導加熱作用により押さえ棒（２）も加熱さ
れるため、誘導作用による被接合部材の直接加熱だけで
なく、先端接触面（2a）を介して押さえ棒（２）から被
接合部材への熱伝導も期待でき、効率の良いろう付が可
能となる。この場合、押さえ棒（２）は専ら表面が加熱
されることになるが、押さえ棒（２）から被接合部材へ
伝導される熱は主として押さえ棒表面の熱であるため却
って好都合である。

【００１９】なお、誘導コイル（４）は従来と同様に導
電率に優れた銅または銅合金等からなるものを用いれば
良い。また、中実導線であっても良いし、冷媒を導通さ
せ得る中空導線であっても良い。

【００２０】図１に示した誘導コイル装置を用いたろう
付法の一例を示すと次のとおりである。

【００２１】即ち、まず、図２に示すように、アルミニ
ウム等からなる２枚の被接合部材（10）（10）の接合部
（10a ）（10a ）間に、被接合部材よりも融点の低いろ
う材（11）を介在状態に配置する。なお、接合部（10a
）（10a ）には必要に応じてフラックスが供給され
る。フラックスはろう材（11）の表面に塗布しても良い
が、好ましい態様として、フラックス塗布の不要なフラ
ックス含有ろう材を用いるのが良い。このフラックス含
有ろう材の一例としては、Ｓｉ、Ｚｎ等の元素を含有す
るＡｌ合金の粉末、またはこれら成分元素の単体粉末
に、弗化物系フラックスまたは塩化物系フラックスを添
加し混合して、この混合粉末を熱圧成形したのち押出成
形等により所要形状に成形したものを挙げ得る。さら
に、このような固形のろう材の代表的な組成として、Ａ
ｌ、Ｓｉ、弗化物系フラックスを含み、弗化物系フラッ
クスを除く金属成分の合計含有量に対してＳｉ含有量が
３〜１５wt％、弗化物系フラックスを除く元素の合計と
弗化物系フラックスとを重量比で９９．９：０．１〜７
０：３０の割合で含有し、かつ密度が理論値の９０％以
上であるものを挙げ得る。また、ろう材として、上記の
合金粉末あるいは合金組成の単体粉末及びフラックス粉
末に液状バインダーを混合攪拌したものを用いても良
い。

【００２２】次に、ろう材（11）を介在した被接合部材
（10）（10）を、ロックウール等の断熱材からなる支持
台（12）上に載置するとともに、押さえ棒（２）を下降
させてその先端接触面（2a）を上側の被接合部材（10）
に接触させて加圧する。誘導コイル（４）はコイル保持
部材（１）の収容溝（３）に収容されているから、押さ
え棒（２）の接触状態では、コイル（４）の被接合部材
（10）に対する位置や被接合部材との距離が一義的に決
定され、ろう付のたびにろう付条件が変化することはな
い。

【００２３】次に、図示しない高周波電源装置からコイ
ルに高周波電流を流すと、その誘導作用により被接合部
材（10）が発熱しさらにはろう材（11）が加熱されて、
ろう材（11）は短時間で溶融し両被接合部材（10）（1
0）は接合される。

【００２４】図３はこの発明の第２実施例を示すもので
ある。この実施例では、コイル（４）を押さえ棒（２）
のまわりの適当な位置に配置することにより、押さえ棒
（２）のみを誘導加熱して発熱させるとともに、先端接
触面（2a）から被接合部材への熱伝導によりろう材を溶
融させるように構成したものである。しかし、前述のよ
うに、被接合部材を誘導加熱により直接発熱させるとと
もに、押さえ棒（２）も誘導加熱により発熱させて、被
接合部材の直接加熱と押さえ棒（２）からの熱伝導を同
時に利用する方が効果的であり、より短時間でろう付を
行うことができる。

【００２５】図４はこの発明の第３実施例を示すもので
ある。この実施例では、押さえ棒（２）をアルミナ、ム
ライト等のセラミックスにより形成するとともに、該押
さえ棒の下端部近くに、ひと巻きあるいは複数巻きの誘
導コイル（４）を埋込み状態に配置したものである。こ
うすることで、第１実施例と同様に、コイル（４）と被
接合部材との距離や位置関係が一義的に決定され、ろう
付のたびにろう付条件が変化する危険をなくしうる。な
お、先端接触面（2a）を介しての被接合部材から押さえ
棒（２）への熱拡散を防止するため、セラミックスとし
ては熱伝導率（λ）の小さいものが望ましく、具体的に
はλ＜２０Ｗ／（ｍ・Ｋ）が望ましい。

【００２６】ちなみに、本発明に係るろう付加熱用誘導
コイル装置の効果を、図４に示す第３実施例を例にとっ
て確認するため、次のような試験を行った。

【００２７】即ち、ムライトからなる直径φ1 ＝３０ｍ
ｍの押さえ棒（２）の下端接触面（2a）からＬ1 ＝１０
ｍｍの高さ位置に、外径５ｍｍ×肉厚１ｍｍの内面水冷
式銅管からなるコイル１回巻き（巻き径φ2 ＝２０ｍ
ｍ）を埋込み状態に配置した。

【００２８】一方、被接合部材（10）として、Ａ３００
３合金からなる厚さ１ｍｍ×幅３０ｍｍ×長さ１００ｍ
ｍの２枚のアルミニウム板を用意し、これらアルミニウ
ム板の接合部間に、フラックスを含むＡｌ−Ｓｉ系ろう
材（11）を介在状態に配置した。なお、このフラックス
入りろう材（11）は、Ａｌ−１０wt％Ｓｉ合金粉末に弗
化物系フラックス（４５．８％ＫＦ−５４．２％ＡｌＦ
₃の共晶）粉末を重量比で８０：２０の割合で混合し、
この混粉を熱圧成形後、縦横２０ｍｍ、厚さ１ｍｍに成
形したものを使用した。

【００２９】次に、ろう材を介在した上記被接合部材
（10）（10）を図２に示すように断熱支持台（12）に載
置した後、押さえ棒（２）を接合部の上方から上側の被
接合部材（10）に１０ｋｇｆの加圧力で押付けた。そし
て、真空管発振式の高周波電源から、周波数５０ｋＨ
ｚ、入力８ｋｗの高周波電流をコイル（４）に流して、
被接合部材（10）を誘導加熱しひいてはろう材（11）を
加熱したところ、ろう付完了までに要した時間は３０秒
であり、ろう付状態は良好であった。

【００３０】従って、本発明によれば、短時間で良好な
ろう付を行い得ることを確認し得た。

【００３１】なお、以上の実施例では、接合部の片側か
らのみ押さえ棒（２）を押し当てるものとしたが、接合
部を挟んで両側から押さえ棒を押し当てて、両側から被
接合部材ひいてはろう材を誘導加熱するものとしても良
い。

【００３２】

【発明の効果】この発明は上述の次第で、２枚の被接合
部材と、これら被接合部材間の接合界面に介在配置され
た被接合部材よりも融点の低いろう材とが互いに押し付
けられる方向に被接合部材を加圧する押さえ棒を設け、
この押さえ棒のまわりにあるいは内部に誘導コイルを配
置して誘導加熱することにより、ろう付を行うものであ
るから、２枚の被接合部材に押し付け方向の加圧力を付
与しながら誘導加熱ろう付を行うことができる。その結
果、ろう付中における被接合部材の不本意な移動や位置
ずれをなくすことができ、良好なろう付を実現できる。

【００３３】また、押さえ棒を金属製とした場合には、
コイルの誘導作用により押さえ棒も加熱されるため、誘
導作用による被接合部材の直接加熱だけでなく、接触面
を介して押さえ棒から被接合部材への熱伝導も期待で
き、効率の良いろう付が可能となる効果がある。

【００３４】また、押さえ棒をセラミックスで形成し、
該押さえ棒の内部にコイルを埋込み状態に配設した場合
には、押さえ棒と一体にコイルが保持されるから、被接
合部材に対するコイルの距離や位置関係が一義的に定ま
り、ろう付のたびにろう付条件が変わる不都合をなくし
得て、常に一定の品質のろう付を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（イ）はこの発明の一実施例に係るろう付加熱
用誘導コイル装置の縦断面図、（ロ）は底面図である。

【図２】図１の誘導コイル装置を用いてろう付を行って
いる状態の正面断面図である。

【図３】この発明の他の実施例を示す斜視図である。

【図４】この発明のさらに他の実施例を示す図で、
（イ）は縦断面図、（ロ）は底面図である。

【符号の説明】

２…押さえ棒 2a…先端接触面４…誘導コイル 10…被接合部材 11…ろう材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】２枚の被接合部材（10）（10）と、これ
ら被接合部材間の接合界面に介在配置された被接合部材
よりも融点の低いろう材（11）とが互いに押し付けられ
る方向に被接合部材（10）を加圧する押さえ棒（２）
と、該押さえ棒（２）のまわりにあるいは内部に設けられた
ろう材加熱用の誘導コイル（４）とを備えていることを
特徴とするろう付加熱用誘導コイル装置。
【請求項２】押さえ棒（２）が金属製である請求項１
に記載のろう付加熱用誘導コイル装置。
【請求項３】押さえ棒（２）がセラミックスからな
り、該押さえ棒の内部にコイル（４）が埋込み状態に配
設されてなる請求項１に記載のろう付加熱用誘導コイル
装置。