JPS6253465B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は焼き嵌めとガラスろう付けとを組合わ
せた新規なガラス接合方法に関する。

近年、金属などの接合用に金属ろうに代つて安
価なガラスろうを用いることが検討されている。
しかし、ガラスろうは金属ろうと異なり、接合部
に剥離やき裂の応力が加わると破断し易い性質が
ある。このため、単なる突き合せ接合の場合には
具合が悪い。そこで、接合部を重合させて接合す
るいわゆるオーバラツプスリツプ継ぎについて試
験した結果、ガラスろうを用いた場合に次のよう
な問題点があることが判明した。すなわち、オー
バーラツプ・スリツプ継ぎではろう付けの際、接
合面に供給されたガラスろうを加圧できないの
で、接合面に気泡が残つたり、あるいはガラス層
が比較的厚く形成されるなどのため、重ね合わせ
継ぎの場合よりも接着力が大幅に低下してしま
う。また、このような構造では機械的な衝撃に対
して丈夫でも、内側から急冷されたり、外側から
急熱されるなどの熱的な衝撃を受けると接着部に
き裂の応力が加わつて剥離し易い。

本発明はこのような従来技術の欠点を除くため
になされたもので、被接合部材にこの部材の外径
と同等以下の内径を有する環状接合部材を焼き嵌
めし、この嵌着面に溶融ガラスろうを浸透させて
ろう付けすることによつて、急熱、急冷などの熱
衝撃に対して極めて強いガラス接合方法を提供す
るものである。

以下、本発明の詳細を下記の実施例によつて説
明する。第１図ないし第４図は本発明をオーバラ
ツプ・スリツプ継ぎに適用した第１の実施例を示
す。第１図において、１，２は軟鋼製パイプから
なる同径の１対の被接合部材、３はこれら１対の
被接合部材１，２を接続するための軟鋼製環状接
合部材で、これら被接合部材１，２の外径より幾
分小さい内径に形成され（図では誇張して示
す。）かつ側面中央部に透孔４を有する。まず、
第２図示のように、接合部材３をバーナ５で約
600℃に加熱する。そして環の両端から室温にあ
る被接合部材１，２をそれぞれ挿入する。このと
き接合部材３は熱膨脹してその内径が被接合部材
１，２の外径より大きくなつているので、被接合
部材１，２の挿入は極めて容易である。そして、
接合部材３からの伝熱によつて被接合部材１，２
の温度が上昇し、これに伴つてこれら部材１，２
も熱膨脹し、接合部材３内面に密着する。つぎ
に、第３図に拡大して示すように、接合部材３の
透孔４にガラスろう粉末６を供給し、接合部全体
をバーナ５で加熱する。すると、ガラスろう粉末
６は溶融して透孔４から嵌着面７に浸透し、嵌着
面７全域を濡らす。そこで加熱を止めると、第４
図示のように冷却してガラスろう層８が固化し、
両被接合部材１，２は接合部材３によつて気密に
接合された。

このように接合すると、嵌着面７には泡のない
ガラスろう層８が形成され、強い接合力が得ら
れ、さらに、ガラスろう層８は常時締め付けられ
た状態にあるので、剥離の応力の発生が防止さ
れ、たとえ発生してもその値が小さいので、熱的
衝撃に強いものとなる。たとえば、本実施例接合
構体を液体窒素と100℃の熱湯とに３分間ずつ交
互に浸し、これを３サイクル繰り返したが接合部
には何ら異状が認められなかつた。

つぎに、第２の実施例を第５図に示す。このも
のは、一方の被接合部材１１が第１の実施例の被
接合部材１と同様であり、他方の被接合部材１２
が一方の被合部材１１と同形同寸法であるが、そ
の接合部分のは拡径されて一方の被接合部材１１
の外径より幾分小さい内径を有する環状接合部１
３を構成し、側壁に透孔４を穿設してある。そし
て、第１の実施例と同様に、接合部１３を加熱し
て一方の被接合部材１１に焼嵌め、ついで、透孔
４からガラスろうを供給して、嵌着面１７に浸透
させ、冷却してガラスろう層１８を形成したもの
である。このものも、上述した第１の実施例と同
様な効果を有する。

つぎに、第３の実施例を第６図に示す。このも
のは、１対の同形管状接合部材２３ａ，２３ｂを
被接合部材２１で接合するものである。すなわち
接合部材２３ａ，２３ｂは接合予定部にそれぞれ
透孔２４ａ，２４ｂを穿設してあり、この部材２
３ａ，２３ｂの内径より幾分大きい外径を有する
被接合部材２１の両端部にそれぞれ焼嵌めし、透
孔２４ａ，２４ｂから溶融ガラスろうを浸透させ
て嵌着面２７ａ，２７ｂにそれぞれガラスろう層
２８を形成したものである。このものも、上述し
た第１の実施例と同様な効果がある。

さらに、第４の実施例を第７図に示す。このも
のは３個の管状被接合部材３１，３２，３９を３
又の環状接合部材３３で三方継ぎしたものであ
る。接合部材３３の３個の環状接合部はそれぞれ
被接合部材３１，３２，３９の外径より幾分小さ
い内径を有し、透孔３４，３４，３４を穿設して
あり、被接合部材３１，３２，３９に焼き嵌め
し、透孔３４，３４，３４からそれぞれれ溶融ガ
ラスろうを浸透させて嵌着面３７，３７，３７に
それぞれガラスろう層３８，３８，３８を形成し
たものである。このものも上述した第１の実施例
と同様な効果がある。

しかして、上述した各実施例において、環状接
合部材の内径とこれに挿入される相手部材の外径
との寸法差は部材の材質や挿入時の温度のほか接
合部の形状、大きさなどに左右されるので、予め
実験によつて条件を求めておく必要がある。

被接合部材と接合部材との材質は金属、セラミ
ツク、ガラスなど任意でよく、熱膨脹の異なる部
材を組み合わせることにより、ガラス付け時の間
隙や締め付け応力をコントロールできる。たとえ
ば、第１の実施例において、接合部材３に軟鋼の
代りにオーステナイト係のステンレス鋼
（SuS304）を採用した場合には、被接合部材１，
２の熱膨脹率α＝130×10^-7／℃に対し、接合部
材３はα＝173×10^-7／℃であるので、ろう付け
してから冷却過程において固化前のガラスろう層
８を加圧してなじますことができ、さらに、ガラ
スろうが固化してから常温まで冷却する間に強い
締め付け応力を発生させることができる。

このように、嵌合させる外側の部材のαを大き
くすることによりガラスろう層のなじみをよくし
たり、強い締め付け応力を発生し易くしたりする
ことができる。しかし、これは比較的径の小さい
部材にしか適用することができず、径の大きなも
のでは加熱時に接合部材との間隙が大きくなり、
ガラスろうが流れ出してしまうなどの不都合を生
じる。適当な熱膨脹差の部材の組み合わせを選ぶ
必要がある。

なお、上記実施例ではいずれもガラスろうを供
給するための透孔を設けたが、この透孔は無くと
もよく被接合部材と環状接合部材との間からガラ
スろうを供給するようにしてもよい。しかし透孔
を設けておくとガラスろうの供給が容易になるほ
か、ガラスろうのはみ出しをこの透孔部が吸収し
て無くすることができる利点がある。さらに、焼
き嵌める前に予め被接合部材にガラスろうを被着
しておいてもよい。

このように、本発明のガラス接合方法は、被接
合部材にこの部材の外径と同等以下の内径を有す
る環状接合部材を焼き嵌めし、そののちこの嵌着
面に溶融ガラスを浸透させて両者をろう付けする
ので、ろう付けが泡のない薄いガラスろう層で強
固になされるほか、ガラスろう層は外側の部材で
締め付けられ、き裂や剥離しようとする力がかか
らないので、破断する心配がなく、熱的衝撃に対
し極めて強い接合が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明のガラス接合方法
の第１の実施例を工程順に示す説明図、第５図は
第２の実施例の説明図、第６図は第３の実施例の
説明図、第７図は第４の実施例の説明図である。 １，２，１１，１２，２１，３１，３２，３９
……被接合部材、３，１３，２３ａ，２３ｂ，３
３……環状接合部材、７，１７，２７，３７……
嵌着面、８，１８，２８，３８……ガラスろう
層。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 被接合部材にこの部材の外径と同等以下の内
   径を有する環状接合部材を焼き嵌めする工程と、
   この嵌着面に溶融ガラスろうを浸透させて両者を
   ろう付けする工程とを具備したことを特徴とする
   ガラス接合方法。