JPH1147923A - 通電加熱ろう付方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被接合部材に棒状の接合部材の端部を通電加
熱ろう付により容易に接合することができ、かつ、その
接合強度を向上することができるようにする。 【解決手段】 ロッド１を被接合部材、ピン２を接合部
材とし、ロッド１に設けた嵌合用凹孔３にろう材５およ
びピン２の端部を挿入して、嵌合用凹孔３の底面とピン
２の端面との間にろう材５を介在させ、この状態で電極
６，７によりロッド１に対してピン１を加圧しながら通
電することにより、ろう材５を溶融するとともに上記嵌
合用凹孔３の内面とピン２の端部外周面との隙間にろう
材５を充填した状態としてロッド１とピン２とを接合す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被接合部材に棒状
の接合部材の端部を接合する場合に適用される通電加熱
ろう付方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】通電加熱による抵抗溶接で２部材を接合
する方法は一般に知られており、被接合部材に棒状の接
合部材の端部を接合する場合、例えば、自動車の手動変
速機におけるシフトロッドにピンを接合するような場合
にも、このような溶接方法が用いられている。

【０００３】図８（ａ）（ｂ）は従来のこの種の方法を
示しており、この図のように、円柱状のロッド１０１の
周面の一部に接合用の平坦な座面１０３を形成し、この
座面１０３にピン１０２の端面を当接させた状態で、両
側から電極１０６，１０７でロッド１０１とピン１０２
と挾み付け、加圧しつつ通電することにより、ロッド１
０１の座面１０３にピン１０２の端面を突き合わせた状
態で溶接するようになっている。

【０００４】なお、抵抗溶接で２部材を接合する場合
に、両部材間にろう材を介在させて通電加熱ろう付で接
合するような方法も知られている（特開平６−２９２９
６３号公報）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図８（ａ）（ｂ）に示
されるような方法では、ピン１０２がその端面だけでロ
ッド１０１に溶接されるため、図８（ｃ）中に矢印で示
す剪断荷重等に対し、充分な接合強度が得られ難いとい
う問題がある。

【０００６】また、抵抗溶接でロッド１０１にピン１０
２を直接接合する方法による場合は、通電電力および加
圧力を大きくする必要があるが、加圧力を大きくしすぎ
るとピンの変形を招くという不都合もある。このため、
上記通電加熱ろう付によりろう材を介してピン１０２を
ロッド１０１に接合することが考えられるが、この場合
でも、平坦な座面１０３にピン１０２の端面をろう材を
介して接合するだけでは、剪断荷重等に対して接合強度
を高めることが難しい。

【０００７】本発明は、上記の事情に鑑み、被接合部材
に棒状の接合部材の端部を通電加熱ろう付により容易に
接合することができ、かつ、その接合強度を向上するこ
とができる通電加熱ろう付方法を提供することを目的と
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、本発明は、被接合部材に棒状の接合部材の端部を通
電加熱ろう付により接合する通電加熱ろう付方法であっ
て、被接合部材に上記接合部材の断面外形より若干大き
い断面の嵌合用凹孔を形成し、この嵌合用凹孔にろう材
および上記接合部材の端部を挿入して、上記嵌合用凹孔
の底面と上記接合部材の端面との間にろう材を介在さ
せ、次いで電極により上記被接合部材に対して上記接合
部材を加圧しながら通電することにより、ろう材を溶融
するとともに上記嵌合用凹孔の内面と接合部材の端部外
周面との隙間にろう材を充填した状態とし、このろう材
を介して被接合部材に接合部材の端部を接合するように
したものである。

【０００９】この方法によると、被接合部材の嵌合用凹
孔に嵌まり込んだ接合部材の端部がろう付によって被接
合部材に接合され、とくに、被接合部材の端面が嵌合用
凹孔の底面にろう付されるだけでなく、上記嵌合用凹孔
に嵌まり込んだ部分において被接合部材の周面も嵌合用
凹孔の内面にろう付され、このような接合状態により接
合強度が高められる。また、ろう付の際に、上記嵌合用
凹孔の底面と上記接合部材の端面との間にろう材を介在
させた状態で被接合部材に対して接合部材を加圧しなが
ら通電するようにしていることにより、ろう材が溶融す
るに伴い嵌合用凹孔の内面と接合部材の端部外周面との
隙間に浸透し、容易に上記のような接合状態が得られ
る。

【００１０】この方法において、上記被接合部材および
接合部材が鉄系金属からなる場合に、上記ろう材を銅系
ろう材とすれば、この銅系ろう材は鉄系金属に対してぬ
れ性が良く、かつ、狭い隙間にも浸透し易いので、嵌合
用凹孔の内面と接合部材の端部外周面との隙間に浸透し
て両者を接合する作用が良好に得られる。

【００１１】とくに、上記被接合部材の嵌合用凹孔の内
面と上記接合部材の端部外周面との隙間を２０〜１００
μｍに設定しておけば、その隙間へのろう材の浸透が良
好に行なわれる。また、接合部材が直径６〜７ｍｍの場
合において上記被接合部材の嵌合用凹孔の深さを３〜４
ｍｍに設定しておけば、ろう材が上記隙間に充分に行き
渡り、ろう付が良好に行なわれる。

【００１２】また、上記被接合部材における嵌合用凹孔
の裏側の部分に凹部を設けておけば、通電時にろう付さ
れる部分からの熱の拡散が抑制され、通電加熱が効率良
く行なわれる。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。図１は本発明の通電加熱ろう付方法によ
り接合される２部材の具体例を示している。この図にお
いて、１は被接合部材としてのロッド、２は接合部材と
してのピンであり、例えば上記ロッド１は自動車の手動
変速機のシフトロッドとして用いられ、上記ピン２はロ
ッド１に固着されて図外のシフトフォークに係合される
ものである。上記ロッド１は円柱状に形成され、ピン２
はロッド１よりも小径、短寸の円柱状（丸棒状）となっ
ている。また、上記ロッド１およびピン２は鋼材等の鉄
系金属で形成されている。

【００１４】上記ロッド１には、上記ピン２を接合すべ
き個所に、ピン２よりも若干大径の嵌合用凹孔３が形成
されている。

【００１５】上記ロッド１にピン２を接合する場合に、
先ず図２および図３に示すように上記凹孔３にろう材５
を挿入する。このろう材５は、望ましくは銅系ろう材か
らなり、予め線状となっているものを屈曲させる等によ
り、上記凹孔３の底部に収容し得る大きさのリング状に
形成されている。

【００１６】次に図４に示すように、ピン２の端部を上
記凹孔３に挿入し、凹孔３の底面とピン２の端面との間
に上記ろう材５が介在する状態とする。そしてこの状態
で一対の電極６，７を両側からピン２の上端部とロッド
１の下面とに押し当て、電極６，７でピン２をロッド１
に対して加圧しつつ通電する。

【００１７】これにより、抵抗発熱でろう材５が加熱さ
れて溶融し、その溶融に伴い、凹孔３の底面とピン２の
端面との間にろう材５が広がるとともに、ピン２の端部
周面と上記凹孔３の内周面との隙間にもろう材５が浸透
する。こうして、図５に示すように、凹孔３の底面とピ
ン２の端面との間およびピン２の端部周面と上記凹孔３
の内周面との隙間８にろう材５が充填され、これらの部
分がろう付される。

【００１８】この方法において、図４のようにピン２の
端部を上記凹孔３に挿入したときにピン２の端部周面と
上記凹孔３の内周面との間に生じる隙間８は、２０〜１
００μｍに設定しておくことが好ましい。つまり、上記
隙間８をこの範囲に設定しておくことにより、通電加熱
が良好に行なわれるとともにろう材５が溶融に伴って上
記隙間８に行き渡る状態が良好に得られるが、隙間８が
これよりも小さければ、電流がピン２の端面と凹孔３の
底面との対面部分以外にも流れてろう材５の加熱が効率
よく行なわれなくなるとともに、溶融したろう材が上記
隙間８に浸透し難くなる。一方、隙間８が上記範囲より
も大きくなれば、ろう材５が不足して隙間の全体に行き
渡らなくなるとともに、ピン２の心ずれが生じ易くな
る。

【００１９】また、ピン２の直径を６〜７ｍｍとし、通
電電流を２００００Ａとした場合に、上記凹孔３の深さ
は３〜４ｍｍの範囲とすることが接合強度向上等の面で
好ましい。深さがこれより小さくなるとろう付範囲が小
さくなるため接合強度が低下し、また深さが４ｍｍより
大きいと、凹孔３の上端付近で温度が低くなるためろう
材が隙間８の全体に完全に浸透し難くなる。なお、通電
電流を２００００Ａより増大すれば凹孔３を深くしても
ピン２およびロッド１の温度が上昇することでろう材の
浸透性が高められるが、熱的影響によるピンの変形が生
じ易く、その対策が必要となる。

【００２０】以上のような方法によると、ピン２の端部
がロッド１の凹孔３に嵌まり込んだ状態で、ピン２の端
面が凹孔３の底面にろう付されることに加え、凹孔３に
嵌まり込んでいる部分のピン２の周面も凹孔３の内周面
にろう付される。

【００２１】このような接合状態により接合強度が高め
られ、とくにピン２の周面と凹孔３の内周面との隙間８
にろう材５が充填されてこの部分で確実にピン２が固定
されるため、ピン２の抜き方向や剪断方向（図８（ｃ）
中の矢印参照）の力に対して接合強度が充分に高められ
る。

【００２２】なお、本発明は上記実施形態に限定され
ず、種々変更可能である。

【００２３】例えば、ロッド（被接合部材）１が比較的
大径の場合に、ろう付の際の通電加熱を効率良く行なわ
せるために、図７に示すように、ロッド１における嵌合
用凹孔３の裏側の部分に通電加熱時の熱の拡散を抑制す
るためのドリル穴等の凹部９を設けておくことが望まし
い。

【００２４】すなわち、ロッド１が比較的大径の場合
に、嵌合用凹孔３を設けておくだけでは、嵌合用凹孔３
にろう材５およびピン２を挿入して通電加熱によりろう
材５を溶融させるときに、図６に矢印で示すように熱が
拡散し易く、その分だけ、接合部分を所定高温度に保持
するために必要な通電電流が大きくなる。これに対し、
嵌合用凹孔３の裏側の部分に凹部９を設けておけば、嵌
合用凹孔３と凹部９との間の肉厚が減少することで熱の
拡散が抑制され、通電加熱が効率良く行なわれる。従っ
て、接合部分を所定高温度に保持するための通電電流が
少なくてすむ。

【００２５】また、上記実施形態では被接合部材がロッ
ド１、接合部材がピン２となっているが、被接合部材は
板体等であってもよく、接合部材は角棒状等であっても
よい。嵌合用凹孔３は接合部材の断面形状に対応した形
状としておけばよい。

【００２６】

【発明の効果】以上のように本発明は、被接合部材に設
けた嵌合用凹孔にろう材および接合部材の端部を挿入し
て、嵌合用凹孔の底面と接合部材の端面との間にろう材
を介在させ、この状態で電極により被接合部材に対して
接合部材を加圧しながら通電することにより、ろう材を
溶融するとともに上記嵌合用凹孔の内面と接合部材の端
部外周面との隙間にろう材を充填した状態として両部材
を接合するようにしているため、接合部材の端面に加え
て嵌合用凹孔に嵌まり込んだ部分の周面も被接合部材に
ろう付され、抜き方向や剪断方向の力に対する接合強度
を大幅に高めることができる。しかも、加圧しながら通
電したときに、ろう材が溶融に伴い嵌合用凹孔の内面と
接合部材の端部外周面との隙間に浸透して、上記のよう
な接合状態が得られるようになっているので、ろう付作
業を簡単に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の通電加熱ろう付方法により接合される
２部材の具体例を示す斜視図である。

【図２】嵌合用凹孔にろう材を挿入した状態でのロッド
の縦断面図である。

【図３】同状態でのロッドの横断面図である。

【図４】ロッドの嵌合用凹孔にピンの端部を挿入すると
ともに電極により加圧しつつ通電加熱を行なっている状
態での縦断面図である。

【図５】ろう付を完了した状態での縦断面図である。

【図６】通電加熱時の熱の拡散状態を示す縦断面図であ
る。

【図７】別の実施形態によるロッドの形状と拡散状態を
示す縦断面図である。

【図８】（ａ）（ｂ）（ｃ）は従来技術を示す説明図で
ある。

【符号の説明】

１ ロッド ２ ピン ３ 嵌合用凹孔 ５ ろう材 ６，７ 電極

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被接合部材に棒状の接合部材の端部を通
   電加熱ろう付により接合する通電加熱ろう付方法であっ
   て、被接合部材に上記接合部材の断面外形より若干大き
   い断面の嵌合用凹孔を形成し、この嵌合用凹孔にろう材
   および上記接合部材の端部を挿入して、上記嵌合用凹孔
   の底面と上記接合部材の端面との間にろう材を介在さ
   せ、次いで電極により上記被接合部材に対して上記接合
   部材を加圧しながら通電することにより、ろう材を溶融
   するとともに上記嵌合用凹孔の内面と接合部材の端部外
   周面との隙間にろう材を充填した状態とし、このろう材
   を介して被接合部材に接合部材の端部を接合することを
   特徴とする通電加熱ろう付方法。
2. 【請求項２】 上記被接合部材および接合部材は鉄系金
   属からなり、上記ろう材は銅系ろう材からなることを特
   徴とする請求項１記載の通電加熱ろう付方法。
3. 【請求項３】 上記被接合部材の嵌合用凹孔の内面と上
   記接合部材の端部外周面との隙間を２０〜１００μｍに
   設定したことを特徴とする請求項２記載の通電加熱ろう
   付方法。
4. 【請求項４】 接合部材が直径６〜７ｍｍの場合におい
   て上記被接合部材の嵌合用凹孔の深さを３〜４ｍｍに設
   定したことを特徴とする請求項２または３記載の通電加
   熱ろう付方法。
5. 【請求項５】 上記被接合部材における嵌合用凹孔の裏
   側の部分に凹部を設けたことを特徴とする請求項１乃至
   ４のいずれかに記載の通電加熱ろう付方法。