JPWO2019031210A1 - 接合部品 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2017年8月9日出願の日本出願第2017−154825号に基づく優先権を主張し、前記日本出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。
ロウ材を配置する配置部を有する第1の接合面が設けられた第1部材と、
前記第1部材にロウ付け接合され、前記配置部に対向する収容凹部を有する第2の接合面が設けられた第2部材と、
前記第1の接合面又は前記第2の接合面に形成され、前記配置部又は前記収容凹部から前記第1の接合面又は前記第2の接合面の周縁に向かって延びる誘導溝と、
前記第1の接合面又は前記第2の接合面の周縁に沿って形成された面取りと、を含み、
前記誘導溝は、前記面取りに連なる。
ロウ付け接合部品において、接合面の周縁からのロウ材の溢れの問題を解消することが望まれている。特許文献1に記載の技術では、接合面に設けられた誘導溝の終端を閉塞することよりロウ材の溢れ出しを抑制しているが、場合によっては、ロウ材の溢れ出しを十分に解消できないことがある。
本開示の接合部品は、接合面の周縁からのロウ材の溢れ出しを効果的に抑制できる。
従来のロウ付け接合部品では、一般に、第2部材にロウ材を配置するための貫通孔が設けられており、第1部材と第2部材とを接合する際、第1部材と第2部材とを重ね合わせた状態で貫通孔からロウ材のチップを挿入している。また、ロウ材を加熱溶融して接合した際に溶融したロウ材の一部が貫通孔内に残留することがあり、ロウ付け接合後にロウ材が貫通孔内に付着した状態で残存する場合がある。貫通孔内にロウ材が残存していると、ロウ材の残渣が剥離して貫通孔を通って接合部品から脱落することがあり、接合部品を使用した製品に悪影響を及ぼす虞がある。
ロウ材を配置する配置部を有する第1の接合面が設けられた第1部材と、
前記第1部材にロウ付け接合され、前記配置部に対向する収容凹部を有する第2の接合面が設けられた第2部材と、
前記第1の接合面又は前記第2の接合面に形成され、前記配置部又は前記収容凹部から前記第1の接合面又は前記第2の接合面の周縁に向かって延びる誘導溝と、
前記第1の接合面又は前記第2の接合面の周縁に沿って形成された面取りと、を含み、
前記誘導溝は、前記面取りに連なる。
具体的には、ロウ材を加熱溶融した際に溶融したロウ材が誘導溝の終端部から溢れ出すようなことがあっても、面取りにロウ材が溜まることによって、接合面の周縁からのロウ材の溢れ出しを抑制できる。したがって、上記接合部品は、接合面の周縁からのロウ材の溢れ出しを効果的に抑制でき、ロウ材の溢れの問題を解消できる。
前記第1の接合面は、前記誘導溝を有し、
前記第2の接合面の周縁に沿って前記面取りが形成され、
前記誘導溝の終端部が、前記面取りと重なる範囲に位置することが挙げられる。
前記第2の接合面は、前記誘導溝を有し、
前記第1の接合面の周縁に沿って前記面取りが形成され、
前記誘導溝の終端部が、前記面取りと重なる範囲に位置することが挙げられる。
前記面取りの深さが0.05mm以上1.0mm以下、幅が0.1mm以上1.5mm以下であることが挙げられる。
前記誘導溝の深さが0.02mm以上0.2mm以下、幅が0.2mm以上1.0mm以下であることが挙げられる。
前記第1部材及び前記第2部材が焼結体であることが挙げられる。
前記第2部材は、柱状のブリッジ部を有し、
前記第2の接合面は、前記ブリッジ部の先端に設けられ、
前記第1の接合面は、前記配置部から放射状に形成された複数の前記誘導溝を有し、
前記第2の接合面の周縁に沿って前記面取りが形成され、
前記誘導溝の終端部が、前記面取りと重なる範囲であって、前記第2の接合面の周縁と前記ブリッジ部の周縁との間に位置し、
前記第1部材と前記第2部材は焼結体であることが挙げられる。
本発明の実施形態に係る接合部品の具体例を、図面を参照しつつ以下に説明する。図中の同一符号は同一又は相当部分を示す。本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
(接合部品の概要)
図1〜図4を参照して、実施形態1に係る接合部品1について説明する。接合部品1は、第1部材10と第2部材20とがロウ付け接合されたものであり、第1部材10及び第2部材20が鉄系焼結体で構成されている。本実施形態では、接合部品1を自動車のトランスミッション用プラネタリキャリアに適用した場合を例示している。図1〜図4に示す実施形態1の接合部品1の特徴の1つは、第2部材20に収容凹部22が設けられている点である(特に、図1、図4を参照)。別の特徴の1つは、第2部材20の第2の接合面25の周縁に面取り32が形成されている点である(特に、図4を参照)。更に別の特徴の1つは、第1部材10の第1の接合面15に少なくとも1つの誘導溝31が形成され、そのうちの少なくとも1つの誘導溝31が面取り32に連なる点である(特に、図3、図4を参照)。以下、接合部品1の構成を詳しく説明する。以下の説明では、図2、図4に示すように、第1部材10側を下、第2部材20側を上とする。図4に示す接合部の断面は、接合部品1を上下方向(高さ方向)に切断した縦断面である。
第1部材10は、図1、図2に示すように、円環状のプレートからなり、第1部材10の一方の面(図2における上面)が第2部材20との接合部位となる。そして、接合部位のうち、図3に示すように、後述する第2部材20の柱状のブリッジ部21の端面(第2の接合面25)と対向する領域が第1の接合面15となる(図4も参照)。図3では、第2部材20のブリッジ部21の端面、及び収容凹部22の輪郭をそれぞれ二点鎖線で示している。第1部材10の接合部位には、図3に示すように、ロウ材100のチップ(図4中、破線で示す。以下、「ロウ材チップ100t」と呼ぶ場合がある)を配置する配置部12が設けられている。また、第1部材10の第1の接合面15には、配置部12の位置から第1の接合面15の周縁に向かって延びる誘導溝31が形成されている。この例では、図3に示すように、配置部12が第1の接合面15の略中央に設けられており、4つの誘導溝31が配置部12の位置から放射状に延びるように形成されている。
誘導溝31は、図4に示すように、第1部材10と第2部材20とをロウ付け接合する際に溶融したロウ材100の流路となり、ロウ材100を誘導溝31経由で第1の接合面15と第2の接合面25との間(第1部材10と第2部材20との接合界面)に浸透させてロウ材の浸透性を向上させる機能を有する。誘導溝31は少なくとも1つあればよく、誘導溝31の数は適宜設定することが可能である。複数の誘導溝31を有する場合は、図3に例示するように、複数の誘導溝31が放射状に形成されていることが好ましい。これにより、第1の接合面15および第2の接合面25の全域に溶融したロウ材100を均等に行き渡らせることができ、接合面全域への浸透性を向上させることができる。但し、誘導溝31の数が多過ぎると、その分、第1部材10と第2部材20との接触面積(界面面積)が減少して、ロウ付けによる接合強度の低下を招く虞があることから、誘導溝31の数は、例えば3以上8以下とすることが好ましい。
第2部材20は、図1、図2に示すように、円環状のプレートと、このプレートの一方の面(図2における下面)から突出する柱状のブリッジ部21とからなり、このブリッジ部21の端面が第1部材10との接合部位(第2の接合面25)となる(図4も参照)。第2部材20の接合部位となるブリッジ部21には、図1に示すように、収容凹部22が第2の接合面25に開口して設けられており、収容凹部22は第1部材10の配置部12に対応する位置に形成されている(図3を参照)。
第2部材20の第2の接合面25(ブリッジ部21の端面)の周縁には、図1、図4に示すように、面取り32が全周に亘って形成されている。面取り32は、図4に示すように、ロウ材100を加熱溶融した際に誘導溝31の終端部31eから溢れ出すロウ材が溜まる部分として機能する。面取り32のサイズは、ロウ材が溜まる部分として機能するサイズであればよく、例えば、深さが0.05mm以上1.0mm以下、幅が0.1mm以上1.5mm以下である。面取り32の深さが0.05mm以上、幅が0.1mm以上であることで、面取り32により形成される空間の容積を確保して、面取り32をロウ材が溜まる部分として十分に活用できる。面取り32の深さが1.0mm以下であることで、面取り32の空間に溢れ出したロウ材100を表面張力によって空間内に保持し易い。面取り32の幅が1.5mm以下であることで、第1部材10と第2部材20との接触面積を確保して、接合強度の低下を抑制できる。面取り32の深さは0.1mm以上0.5mm以下が好ましく、面取り32の幅は0.3mm以上1.0mm以下が好ましい。面取り32の深さ(図4中のdC)とは、ブリッジ部21の端面(第2の接合面25)から直交する方向(上下方向)に面取りした(切り取った)部分の長さのことである。面取り32の幅(図4中のwC)とは、ブリッジ部21の側面から端面にかけて面取りした部分の長さのことである。
実施形態1の接合部品1の製造方法の一例を説明する。鉄粉に銅粉、黒鉛粉などを混合した鉄系原料粉を金型で加圧成形して、第1部材10の形状の圧粉体と第2部材20の形状の圧粉体を作製する(図1を参照)。第1部材10の形状の圧粉体には、加圧成形時に誘導溝31が形成される。第2部材20の形状の圧粉体には、加圧成形時に面取り32と収容凹部22が形成される。第2部材20の収容凹部22にロウ材チップ100t(図4を参照)を収容し、第1の接合面15(図3を参照)と第2の接合面25(ブリッジ部21の端面)とを突き合わせる。第1部材10を下側、第2部材20を上側にして重ね合わせた状態とし(図2を参照)、ロウ材チップ100tを第1部材10の配置部12に配置する(図4を参照)。そして、この状態で加熱炉に入れ、第1部材10の圧粉体及び第2部材20の圧粉体を焼結すると同時に、ロウ材チップ100tを加熱溶融して、第1の接合面15と第2の接合面25との間に溶融したロウ材100を浸透させてロウ付け接合を行う。これにより、第1部材10及び第2部材20がそれぞれ鉄系焼結体となり、鉄系焼結体の接合部品1が得られる。
上述した実施形態1に係る接合部品1は、次の効果を奏する。
実施形態1の接合部品1では、第1の接合面15に誘導溝31が形成されている場合を例に挙げて説明した。これに限定されるものではなく、誘導溝31は、第2の接合面25に形成されていてもよいし、第1の接合面15及び第2の接合面25にそれぞれ形成することも可能である。第2の接合面25に誘導溝31を形成した場合、誘導溝31が面取り32に連通することになる。
実施形態1の接合部品1において、第1部材10と第2部材20との接合面同士を位置決めする位置決め部を設けてもよい。位置決め部としては、例えば、第1の接合面15(図3を参照)となる領域を囲むように突出する段差部を形成して、この段差部を第2部材20のブリッジ部21の位置決めに用いることが挙げられる。或いは、第1の接合面15又は第2の接合面25の一方に凸部を形成し、他方に凸部に嵌合する凹部を形成することで、凸部と凹部との嵌合により位置決めすることが挙げられる。
実施形態1の接合部品1において、第1部材10と第2部材20との接合部の位置を変更することも可能であり、例えば、ブリッジ部21の途中に接合部を設定してもよい。この場合、第2部材20にブリッジ部21の一部を設け、第1部材10にブリッジ部21の残部を設けるようにして、それぞれのブリッジ部21の端面を接合面とし、これらの接合面同士がロウ付け接合される。この構成では、第1の接合面15(第1部材10側のブリッジ部21の端面)にも面取り32を形成することが可能である。
第1部材と第2部材とがロウ付け接合された接合部品であって、
前記第1部材の接合部位に設けられ、ロウ材を配置する配置部と、
前記第2部材の接合部位に設けられ、前記配置部に配置するロウ材を収容する収容凹部と、
前記第1部材と前記第2部材の少なくとも一方の接合面に形成され、前記配置部の位置から前記接合面の周縁に向かって延びる少なくとも1つの誘導溝と、を有し、
前記誘導溝の少なくとも1つは、前記接合面の周縁側の終端部が開放されている接合部品。
本発明の実施形態に係る接合部品は、プラネタリキャリアなどの各種機械部品に好適に利用できる。
10 第1部材
12 配置部
15 第1の接合面
20 第2部材
21 ブリッジ部
22 収容凹部
25 第2の接合面
31 誘導溝
31s 始端部 31e 終端部
32 面取り
32f 平坦面 32b 傾斜面
100 ロウ材
100t ロウ材チップ
Claims (7)
- 接合部品であって、
ロウ材を配置する配置部を有する第1の接合面が設けられた第1部材と、
前記第1部材にロウ付け接合され、前記配置部に対向する収容凹部を有する第2の接合面が設けられた第2部材と、
前記第1の接合面又は前記第2の接合面に形成され、前記配置部又は前記収容凹部から前記第1の接合面又は前記第2の接合面の周縁に向かって延びる誘導溝と、
前記第1の接合面又は前記第2の接合面の周縁に沿って形成された面取りと、を含み、
前記誘導溝は、前記面取りに連なる接合部品。 - 前記第1の接合面は、前記誘導溝を有し、
前記第2の接合面の周縁に沿って前記面取りが形成され、
前記誘導溝の終端部が、前記面取りと重なる範囲に位置する請求項1に記載の接合部品。 - 前記第2の接合面は、前記誘導溝を有し、
前記第1の接合面の周縁に沿って前記面取りが形成され、
前記誘導溝の終端部が、前記面取りと重なる範囲に位置する請求項1に記載の接合部品。 - 前記面取りの深さが0.05mm以上1.0mm以下、幅が0.1mm以上1.5mm以下である請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の接合部品。
- 前記誘導溝の深さが0.02mm以上0.2mm以下、幅が0.2mm以上1.0mm以下である請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の接合部品。
- 前記第1部材及び前記第2部材が焼結体である請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の接合部品。
- 前記第2部材は、柱状のブリッジ部を有し、
前記第2の接合面は、前記ブリッジ部の先端に設けられ、
前記第1の接合面は、前記配置部から放射状に形成された複数の前記誘導溝を有し、
前記第2の接合面の周縁に沿って前記面取りが形成され、
前記誘導溝の終端部が、前記面取りと重なる範囲であって、前記第2の接合面の周縁と前記ブリッジ部の周縁との間に位置し、
前記第1部材と前記第2部材は、焼結体である請求項1に記載の接合部品。
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