JPH09314320A

JPH09314320A - ろう付け方法

Info

Publication number: JPH09314320A
Application number: JP12971396A
Authority: JP
Inventors: Isao Matsumoto; 勲松本; Hiroshi Sone; 寛曽根
Original assignee: Denki Kogyo Co Ltd
Current assignee: DKK Co Ltd
Priority date: 1996-05-24
Filing date: 1996-05-24
Publication date: 1997-12-09

Abstract

(57)【要約】【課題】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、複数の複
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。【解決手段】被ろう付け部材（例えば、トルクコンバ
ータ１の羽根６）の継手部Ａ，Ｂの近傍箇所に、ＭＩＧ
アーク法或いはＴＩＧアーク法にて肉盛りすることによ
り、ろう材金属から成るろう材金属層１４を形成し、被
ろう付け部材６及びろう材金属層１４を高周波誘導加熱
することによりろう材金属層１４を溶融させ、この溶融
されたろう材を被ろう付け部材６の継手部分の空隙に流
れ込ませて被ろう付け部材の継手部Ａ，Ｂのろう付けを
行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各種部材を高周波
誘導加熱によりろう付けする方法に関し、特に、複雑形
状部材を高周波雰囲気中或いは高周波真空中でろう付け
する方法に適用して好適なものである。

【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、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、複数の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、ろう付けすべき被ろう付け部材を気
密容器内に収納配置し、前記気密容器内を不活性ガス雰
囲気或いは還元性ガス雰囲気、又は真空に保持し、前記
被ろう付け部材の継手部を高周波誘導加熱によりろう付
けする方法において、前記被ろう付け部材の継手部の近
傍箇所に、ＭＩＧアーク法或いはＴＩＧアーク法にて肉
盛りすることにより、ろう材金属から成るろう材金属層
を形成し、前記被ろう付け部材及びろう材金属層を高周
波誘導加熱することにより前記ろう材金属層を溶融さ
せ、この溶融されたろう材を前記被ろう付け部材の継手
部分の空隙に流れ込ませて前記被ろう付け部材の継手部
のろう付けを行なうようにしている。

【０００９】また、本発明では、前記ろう材金属層を、
前記被ろう付け部材をろう付けすべき相手部材の表面上
であってかつ前記被ろう付け部材の継手部の近傍箇所に
形成形成するようにしている。

【００１０】また、本発明では、前記ろう材金属層を、
前記被ろう付け部材の継手部の近傍の表面上に形成する
ようにしている。

【００１１】また、本発明では、前記密閉容器内の圧力
を１０^-3Ｔｏｒｒ以上に設定するようにしている。

【００１２】

【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。なお、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。

【００１３】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，３
２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）。

【００１４】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。

【００１５】本例においては、ろう付け作業の前に、被
ろう付け部材である羽根６の継手部Ａ，Ｂ（図２並びに
図４〜図６参照）の近傍箇所にろう材金属である銅材が
ＭＩＧアーク法或いはＴＩＧアーク法により肉盛りされ
るようになっている。具体的には、図４（ａ），（ｂ）
或いは図５（ａ），（ｂ）にそれぞれ示すケーシング表
面箇所すなわち羽根６をろう付けすべきケーシング５の
内面のうち羽根６に近い継手部の近傍箇所に、所要肉厚
のろう材金属層（本例では、銅材）が肉盛りされるよう
になっている。なお、羽根６の厚さが十分に厚く、従っ
てＭＩＧアーク法或いはＴＩＧアーク法による肉盛りの
際に羽根６の素材が溶融されて変形を生じるようなおそ
れのない場合には、図６に示すように羽根６の表裏両面
の上下両部（継手部の近傍箇所）に所要肉厚のろう材金
属層１４を局部的に形成するようにしても良い。

【００１６】図７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加熱装置１５を示すもの
であって、この加熱装置１５は上部加熱用の高周波誘導
加熱コイル１６と下部加熱用の高周波誘導加熱コイル１
７と、これらのコイル１６，１７に高周波電力を供給す
る高周波電源１８とから構成されている。また、上述の
各コイル１６，１７は前記複数の羽根６に対応する本体
部１６ａ，１７ａがそれぞれ渦巻状に巻回されており、
これらのリード部１６ｂ，１７ｂを介して前記高周波電
源１８に互いに並列に接続されている。そして、これら
のコイル１６，１７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。

【００１７】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。

【００１８】（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の構成部材であるケーシング５の
表面上に図４又は図５に示す箇所に所要肉厚の銅材金属
層１４をＭＩＧアーク法或いはＴＩＧアーク法により予
め肉盛りしておく。そして、このケーシング５上に、複
数の羽根６を所定位置に載置してケーシング５の係合凹
部１１，１２内に各羽根６の突起８，９をそれぞれ係合
させた状態で組付ける。しかる後に、連結リング７の孔
部１３に各羽根６の突起１０を嵌着させた状態でこの連
結リング７を複数の羽根６の上部箇所に配置し、これに
より、複数の羽根６をケーシング５と連結リング７との
間に位置決した状態で組付けて組立体２０（図２参照）
を得る。そして、図示を省略したが、連結リング７の孔
部１３と羽根６の突起１０との嵌合部Ｃ（継手部Ｂに近
い箇所）にＭＩＧアーク法或いはＴＩＧアーク法により
所要肉厚の銅材金属層を肉盛りする。なお、この場合、
ケーシング５及び前記嵌合部Ｃの側に銅材金属層１４を
形成せずに、所要肉厚の銅材金属層１４を図６に示す如
く表面上に予め形成して成る複数の羽根６を組付けるよ
うにしても良い。

【００１９】（２）次に、この組立体（ワーク）２０
を図外の密閉容器内（例えば、１０ ^-3Ｔｏｒｒ以上の還
元性ガス雰囲気中）に収容して図７に示すようにワーク
受け治具２１上に載置し、上部加熱用の高周波誘導加熱
コイル１６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、下部加熱用の高周波誘導加熱コイル１
７をケーシング５の下部に僅かな間隔を隔てて配置し、
これによりこれら両コイル１６，１７間に被ろう付け部
材である羽根６、連結リング７及びケーシング５を所定
間隔をもって配置する。

【００２０】（３）次いで、密閉容器の蓋体を閉じ、
真空ポンプにより密閉容器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密閉容器内を置換
し、所要圧力とする。

【００２１】（４）この後、高周波電源１８より前記
両コイル１６，１７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、連結リング７及び羽根６を
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、ケーシング５及び嵌合部Ｃ（又は羽根６）に予め形
成されている銅材金属層１４を羽根６と共に加熱溶融せ
しめる。これに伴い、継手部Ａ，Ｂの近傍の銅材金属層
１４が加熱溶融され、継手部Ａの空隙部分の毛管作用に
より銅から成るろう材１４が図８に示すように継手部Ａ
に集まると共に、嵌合部Ｃから継手部Ｂにろう材１４が
流れる。かくして、図８に示すように、羽根６とケーシ
ング５との継手部Ａの空隙に溶融状態の銅材がろう材と
して流れ込むと共に、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１４ａが形成される。一方、羽根６と連結
リング７との継手部Ｂの空隙に溶融状態の銅材がろう材
として流れ込むと共に、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１４ｂが形成される。これらの盛り上が
り部１４ａ，１４ｂは余盛（補強）としての機能を果た
すこととなる。

【００２２】（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、前記両コイル１６，１７への
通電を停止し、誘導加熱を終了する。

【００２３】（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
ガスを密閉容器内に注入して所要温度（例えば、２００
℃以下）まで冷却する。

【００２４】（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を密閉容器内か
ら取出す。

【００２５】このような本例のろう付け方法を使用した
場合には、被ろう付け部材である羽根６の継手部Ａ，Ｂ
の近傍箇所にろう材金属から成る堅固に密着した銅材金
属層１４を形成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銅材金属層１４が動いてしまう
ようなことがなく、また銅材金属層１４が羽根６に先駆
けて誘導加熱されてしまうことなく羽根６と共に同じ昇
温速度で加熱されることとなる。従って、銅材金属層１
４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、かつ、継手部Ａ，Ｂの付近にろう材の盛り上がり部
１４ａ，１４ｂ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。

【００２６】以下に、上記実施例の具体的な加工条件を
述べる。加工条件の具体例（１）トルクコンバータの寸法〈ア〉構造部材の外径：２６０ｍｍ構造部材の高さ：６５ｍｍ〈イ〉羽根数：３２枚（２）羽根の肉盛り条件〈ア〉肉盛り方法：ＭＩＧアーク法〈イ〉肉厚：０．５ｍｍ（３）高周波誘導加熱条件〈ア〉周波数：７ＫＨｚ〈イ〉出力：１６０ＫＷ〈ウ〉加熱時間：３０秒〈エ〉保持時間：１０秒〈オ〉放冷時間：１０秒〈カ〉加熱温度：１２００℃ （４）気密容器内の雰囲気条件〈ア〉加熱時の置換ガス：窒素＋水素（１０％）又は、窒素＋一酸化炭素（１０％）〈イ〉加熱時の圧力：１０Ｔｏｒｒ〈ウ〉冷却時の加圧ガス：窒素〈エ〉冷却時の加圧ガス噴射圧力：６Ｋｇ／ｍｍ²

【００２７】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、既述の実施例では、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の組立に
本発明に係るろう付け方法を適用するようにしたが、こ
れに限らず、トルクコンバータ１以外の各種の部品のろ
う付けにも本発明を適用し得ることは言う迄もない。ま
た、ろう材金属としては、銅材に限らず、銀や黄銅等の
他種の金属材を用いることが可能である。

【００２８】また、図６の実施例では、被ろう付け部材
（羽根６）の表裏両面に銅材金属層１４を形成するよう
にしたが、その片面（表裏両面のうちの何れか一方の
面）にのみろう材金属層１４を形成するようにしてもよ
い。

【００２９】さらに、密閉容器内を１０^-3Ｔｏｒｒ以上
の不活性ガス雰囲気或いは還元性ガス雰囲気としてもよ
く、また真空に保持してもよい。

【００３０】

【発明の効果】以上の如く、本発明は、被ろう付け部材
の継手部の近傍箇所に、ＭＩＧアーク法或いはＴＩＧア
ーク法にて肉盛りすることにより、ろう材金属から成る
ろう材金属層を形成し、前記被ろう付け部材及びろう材
金属層を高周波誘導加熱することにより前記ろう材金属
層を溶融させ、この溶融されたろう材を前記被ろう付け
部材の継手部分の空隙に流れ込ませて前記被ろう付け部
材の継手部分のろう付けを行なうようにしたものである
から、ろう材は被ろう付け部材の継手部の近傍箇所にＭ
ＩＧアーク法或いはＴＩＧアーク法にて予め堅固に密着
形成されているので、高周波誘導加熱に際してろう材が
電磁力の作用にて位置ずれを生じることがなく、しか
も、ろう材及び被ろう付け部材は同時に同じ昇温速度で
高周波誘導加熱されることとなる。このため、本発明に
係るろう付け方法によれば、ろう材が被ろう付け部材に
先駆けて加熱されてしまうようなことがなく、所要のろ
う付け温度に達した時点ではろう材が溶融されて継手部
間の空隙に良好に入り込むと共に継手部の周囲にろう材
の盛り上がり部が形成されることとなる。その結果、理
想的なろう付けを行なうことができる。

【００３１】また、一般的には良好なろう付けを行いに
くいとされている銅ろう付けに本発明を適用した場合に
も理想的なろう付けを行なうことができる。この場合に
は、安価な銅材から成るろう材を利用でき、しかも複数
の複雑形状部材であっても一度のろう付け工程により理
想的な高強度のろう付けを行なうことが可能となる。従
って、本発明に係るろう付け方法は、利用価値が高く、
産業上極めて有益なものである。

【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】トルクコンバータのポンプインペラー機構部の
ケーシングにろう材金属層を形成した実施例を示すもの
であって、（ａ）はポンプインペラー機構部の要部の平
面図、（ｂ）はポンプインペラー機構部の要部の断面図
である。

【図５】トルクコンバータのポンプインペラー機構部の
ケーシングにろう材金属層を形成した他の実施例を示す
ものであって、（ａ）はポンプインペラー機構部の要部
の平面図、（ｂ）はポンプインペラー機構部の要部の断
面図である。

【図６】被ろう付け部材である羽根の表面上の一部分に
ろう材金属層を形成した実施例を示す断面図である。

【図７】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装置の断面図である。

【図８】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７連結リング８，９，１０突起１１，１２係合凹部１４銅材金属層（ろう材金属層）１４ａ，１４ｂ盛り上がり部１５加熱装置１６上部加熱用の高周波誘導加熱コイル１７下部加熱用の高周波誘導加熱コイル１８高周波電源２０組立体Ａ，Ｂ継手部Ｃ嵌合部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ろう付けすべき被ろう付け部材を気密容
器内に収納配置し、前記気密容器内を不活性ガス雰囲気
或いは還元性ガス雰囲気、又は真空に保持し、前記被ろ
う付け部材の継手部を高周波誘導加熱によりろう付けす
る方法において、前記被ろう付け部材の継手部の近傍箇
所に、ＭＩＧアーク法或いはＴＩＧアーク法にて肉盛り
することにより、ろう材金属から成るろう材金属層を形
成し、前記被ろう付け部材及びろう材金属層を高周波誘
導加熱することにより前記ろう材金属層を溶融させ、こ
の溶融されたろう材を前記被ろう付け部材の継手部分の
空隙に流れ込ませて前記被ろう付け部材の継手部のろう
付けを行なうようにしたことを特徴とするろう付け方
法。
【請求項２】前記ろう材金属層を、前記被ろう付け部
材をろう付けすべき相手部材の表面上であってかつ前記
被ろう付け部材の継手部の近傍箇所に形成したことを特
徴とする請求項１に記載のろう付け方法。
【請求項３】前記ろう材金属層を、前記被ろう付け部
材の継手部の近傍の表面上に形成するようにしたことを
特徴とする請求項１に記載のろう付け方法。
【請求項４】前記密閉容器内の圧力を１０^-3Ｔｏｒｒ
以上に設定するようにした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。