KR101788520B1

KR101788520B1 - 접합물품의 제조방법 및 접합물품

Info

Publication number: KR101788520B1
Application number: KR1020177014400A
Authority: KR
Inventors: 야스오 가도야; 히로지 사사키
Original assignee: 오리진 일렉트릭 캄파니 리미티드
Priority date: 2014-12-09
Filing date: 2015-12-08
Publication date: 2017-10-19
Also published as: WO2016093232A1; US20170225259A1; EP3231547A1; CN107000111B; US9849539B2; JP5998308B1; CN107000111A; KR20170066669A; JPWO2016093232A1; EP3231547A4

Abstract

제1의 피접합 부재(1)와, 상기 피접합 부재를 받아들이는 구멍부(2A)를 가지는 제2의 피접합 부재(2)를 구비하고, 제1의 피접합 부재(1)를 상기 구멍부(2A)에 받아들인 상태로, 제1의 피접합 부재(1)와 제2의 피접합 부재(2)의 사이에 가압력을 가하고, 가압력을 가한 상태로, 제1의 피접합 부재(1)와 제2의 피접합 부재(2)의 사이의 피접합부에 접합 전류를 흐르게 하고, 제1의 피접합 부재(1)와 제2의 피접합 부재(2)는 융점이 다른 금속재료로 이루어지며, 제1의 피접합 부재(1)와 상기 제2의 피접합 부재(2) 중 한쪽의 피접합 부재로서, 융점이 낮은 쪽의 피접합 부재는, 피접합부의 근방에, 상기 한쪽의 피접합 부재의 열용량을 증대시키는 열용량 증대부(1C)를 가지고, 상기 한쪽의 피접합 부재는, 피접합부에 테이퍼면(1A)을 가지며, 열용량 증대부(1C)는 테이퍼면(1A)으로부터 연장되는 면을 가지고, 가압력을 가하는 공정은, 제1의 피접합 부재(1)와 제2의 피접합 부재(2) 중 다른쪽의 피접합 부재가 열용량 증대부(1C)에 접촉하지 않게 배치하여 행함으로써, 접합길이가 길고 접합 강도가 높은 접합물품을 제조한다.

Description

접합물품의 제조방법 및 접합물품{BONDED ARTICLE MANUFACTURING METHOD AND BONDED ARTICLE}

이 발명은, 한쪽의 피접합 부재의 일부분을 다른쪽의 피접합 부재의 구멍부에 밀어넣고, 각각의 피접합부끼리를 고상(固相) 접합하는 접합물품의 제조방법 및 접합물품에 관한 것이다.

제1의 피접합 부재와 제2의 피접합 부재를 큰 접합 강도로 전기 접합하는 하나의 방법으로서, 예를 들면, 링 매쉬(등록상표) 접합이 알려져 있다(특허문헌 1, 2 참조). 이 링 매쉬 접합방법은, 제1의 피접합 부재의 피접합부의 외경을 제2의 피접합 부재의 구멍부의 피접합부의 내경보다 약간 크게 하여 중첩범위로 하고, 제1의 피접합 부재의 피접합부를 제2의 피접합 부재의 구멍부의 피접합부에 약간 중첩되도록 위치 맞춤하며, 그 상태로 제1의 피접합 부재와 제2의 피접합 부재를 가압하면서 통전함으로써, 그들 피접합부를 소성 유동시키고, 제 1의 피접합 부재를 제2의 피접합 부재의 구멍부에 밀어 넣고 행하여 고상 접합을 행한다.

이 링 매쉬 접합의 특징은, 가압력과 접합 전류에 의하여, 제1의 피접합 부재의 피접합부와 제2의 피접합 부재의 피접합부가 소성 유동하면서 그들의 피접합부의 접합 면적을 늘려, 최종적으로 어느 접합폭으로 제1의 피접합 부재의 피접합부의 외주면 근방과 제2의 피접합 부재의 피접합부의 내주면 근방이 고상 접합되므로, 그들의 피접합부의 표면의 오염이나, 면조도 등의 영향을 받기 어려워, 큰 접합 강도를 얻을 수 있는 것에 있다. 이 링 매쉬 접합에 의한 접합 강도는 접합 면적에 의존하고, 접합 면적은 접합지름×접합의 깊이에 비례한다.

일본 공개특허공보 2004－017048호 일본 공개특허공보 2011－245512호

이러한 링 매쉬 접합방법에 따라 전기 접합된 접합물품이, 융점이나 전기 저항이 다른 2개의 이종 금속재료로 이루어지는 경우, 특히, 한쪽이 다른쪽에 비해 융점이 낮고, 또한 전기 저항이 높은 금속재료로 이루어지는 경우에는, 이들 이종 금속재료의 소성 유동에 수반하는 밀어 넣기가 깊어짐에 따라 미접합(이하, 언더 컷이라고 한다.)의 부분이 커질 수 있다. 이 원인은, 특히 한쪽의 금속재료가 다른쪽의 금속재료에 비해 융점이 낮기 때문에, 융점이 낮은 한쪽의 피접합 부재가 소성 유동되기 쉽기 때문에, 융점이 높은 다른쪽의 금속재료의 피접합부의 소성 유동이 아직도 불충분한 때에, 한쪽의 금속재료의 피접합부가 소성 유동해 버리는데 있다.

그 때문에, 특히 융점이 낮고, 또한 전기 저항이 큰 주철과, 주철보다 융점이 높으며, 또한 전기 저항이 작은 합금강과 같은 이종 금속재료의 조합으로 링 매쉬 접합을 행하는 경우, 종래에서는 3㎜ 정도 이상의 유효 접합길이를 얻는 것은 곤란했다. 예를 들면, 한쪽의 피접합 부재가 주철(A)이며, 다른쪽의 피접합 부재가 합금강(B)인 경우, 주철(A)은 합금강(B)에 비해 융점이 낮고, 또한 전기 저항이 높기 때문에, 주철(A)은 합금강(B)에 비해, 소성 유동되기 쉬운 데다가, 발열량이 크다. 따라서, 링 매쉬 접합시의 초기에는 주철(A)의 피접합부는 합금강(B)의 피접합부보다 빨리 소성 유동을 개시하고, 이때 합금강(B)의 피접합부는 아직 소성 유동되지 않는다. 접합이 진행됨에 따라, 주철(A)의 피접합부의 소성 유동은 급속히 진행되지만, 합금강(B)의 피접합부의 소성 유동은 늦다.

링 매쉬 접합시에 있어서의 주철(A)이 합금강(B)에 밀어 넣어지는 과정, 즉 링 매쉬 접합의 진행 과정에서, 링 매쉬 접합의 후반에서는 주철(A)의 피접합부가 합금강(B)의 피접합부에 비해 과도하게 소성 유동되고, 합금강(B)의 피접합부의 소성 유동은 늦기 때문에 주철(A)의 소성 유동 된 피접합부의 일부분은 합금강(B)의 피접합부에 고상 접합되지 않고 유동되어 버린다. 특히, 링 매쉬 접합의 후반에서는, 주철(A)에 비해 합금강(B)의 피접합부는 불충분한 소성 유동 상태가 되기 때문에, 고상 접합의 방해가 되는 산화막이 제거되지 않는 부분이 생겨, 결과적으로 바람직한 고상 접합이 행해지지 않아, 고상 접합에 실질적으로 기여하지 않는 큰 언더 컷이 커진다. 따라서, 주철(A)을 합금강(B)에 밀어 넣는 밀어 넣기 깊이를 크게 해도 유효 접합길이를 크게 할 수 없다. 이러한 경우라도, 높은 접합 강도를 얻고 싶다고 하는 문제가 있다. 이 문제는, 합금강(B)이 주철(A)의 구멍부에 밀어 넣어지는 경우에도 마찬가지로 일어난다.

본 발명은, 상기의 문제점을 해결하기 위하여, 한쪽의 피접합 부재가 다른쪽의 피접합 부재보다 융점이 낮은 금속재료로 이루어지는 경우, 특히 융점이 낮고 또한 전기 저항이 높은 금속재료로 이루어지는 경우에는, 한쪽의 피접합 부재의 소성 유동이 다른쪽의 피접합 부재에 비해 너무 빠르지 않게, 또 과도하게 소성 유동되지 않게, 한쪽의 피접합 부재에 있어서의 피접합부 근방의 열용량을 증대시키는 열용량 증대부를 구비하는 것을 특징으로 한다. 이 열용량 증대부는, 종래에서는 부품을 소형·경량화한다는 면에서 불필요하다고 하여 아무것도 설치되지 않은 개소에 설치된다.

제1 국면의 접합물품의 제조방법은, 예를 들면 도 6 및 도 1(A)에 나타내는 바와 같이, 제1의 피접합 부재(1)를 제공하는 공정(S2)과;　상기 제1의 피접합 부재와 접합해야 하는 제 2의 피접합 부재(2)로서, 상기 제1의 피접합 부재(1)의 일부분을 받아들일 수 있는 구멍부(2A)를 가지는 제2의 피접합 부재(2)를 제공하는 공정(S3)과;　상기 제1의 피접합 부재(1)의 일부분을 상기 구멍부(2A)에 받아들인 상태로, 상기 제1의 피접합 부재(1)와 상기 제2의 피접합 부재(2)의 사이에 가압력을 가하는 공정(S4)과; 상기 가압력을 가한 상태로, 상기 제1의 피접합 부재(1)와 상기 제2의 피접합 부재(2)의 사이의 피접합부에 접합 전류를 흐르게 하는 공정(S5)을 구비하고;　상기 제1의 피접합 부재(1)와 상기 제2의 피접합 부재(2)는 융점이 다른 금속재료로 이루어지며(S3);　상기 제1의 피접합 부재(1)와 상기 제2의 피접합 부재(2) 중 한쪽의 피접합 부재로서, 융점이 낮은 쪽의 피접합 부재(1)는, 상기 피접합부의 근방에, 상기 한쪽의 피접합 부재(1)의 열용량을 증대시키는 열용량 증대부(1C)를 가지고(S3);　상기 한쪽의 피접합 부재(1)는, 상기 피접합부에 테이퍼면(1A)을 가지며(S3), 상기 열용량 증대부(1C)는 상기 테이퍼면(1A)으로부터 연장되는 면을 가지고(S3);　상기 가압력을 가하는 공정(S4)은, 상기 제1의 피접합 부재(1)와 상기 제2의 피접합 부재(2) 중 다른쪽의 피접합 부재(2)가 상기 열용량 증대부에 접촉하지 않도록 배치하여 행한다.　예를 들면 도 5(A), 도 5(B)의 경우는, 상기 제1의 피접합 부재(1)와 상기 제2의 피접합 부재(2) 중 한쪽의 피접합 부재로서, 융점이 낮은 쪽의 피접합 부재(2)는, 상기 피접합부의 근방에, 상기 한쪽의 피접합 부재(2)의 열용량을 증대시키는 열용량 증대부(2C)를 가지고; 상기 한쪽의 피접합 부재(2)는, 상기 피접합부에 테이퍼면(2B)을 가지며, 상기 열용량 증대부(2C)는 상기 테이퍼면(2B)으로부터 연장되는 면을 가지고;　상기 가압력을 가하는 공정은, 상기 제1의 피접합 부재(1)와 상기 제2의 피접합 부재(2) 중 다른쪽의 피접합 부재(1)가 상기 열용량 증대부에 접촉하지 않도록 배치하여 행한다.

제2 국면의 접합물품의 제조방법은, 제1의 국면에 의한 접합물품의 제조방법으로서, 예를 들면 도 1(A)에 나타내는 바와 같이, 상기 한쪽의 피접합 부재(1)의 전기 저항은 상기 다른쪽의 피접합 부재(2)에 비해 크다.

제3 국면의 접합물품의 제조방법은, 예를 들면 도 1(A)에 나타내는 바와 같이, 제1 또는 제2의 국면에 의한 접합물품의 제조방법으로서, 상기 테이퍼면(1A)으로부터 계속하여 연장되는 경사면(1B)을 가진다.

제4 국면의 접합물품의 제조방법은, 예를 들면 도 4(A), 도 4(B)에 나타내는 바와 같이, 제1 내지 제3의 국면 중 어느 하나의 국면에 의한 접합물품의 제조방법으로서, 상기 열용량 증대부(1C)는, 접합시에 상기 제1의 피접합 부재(1)가 상기 제2의 피접합 부재(2)의 상기 구멍부(2A)에서 변위하는 것을 일정 위치에서 정지시키는 스토퍼 기능을 가진다.

제5 국면의 접합물품의 제조방법은, 제1 내지 제4의 국면 중 어느 하나의 국면에 의한 접합물품의 제조방법으로서, 상기 열용량 증대부(1C)는, 상기 한쪽의 피접합 부재(1)와는 다른 열전도가 양호한 금속재료로 형성되어 있다.

제6 국면의 접합물품은, 예를 들면 도 1(A)에 나타내는 바와 같이, 제1의 피접합 부재(1)의 일부분을 받아들일 수 있는 구멍부(2A)를 가지는 제2의 피접합 부재(2)와;　상기 제1의 피접합 부재(1)의 일부분을 상기 구멍부(2A)에 받아들인 상태로, 제2의 피접합 부재(2)와 접합된 제1의 접합 부재(1)를 구비하고; 상기 제1의 피접합 부재(1)와 상기 제2의 피접합 부재(2)는 융점이 다른 금속재료로 이루어지며;　상기 제1의 피접합 부재(1)와 상기 제2의 피접합 부재(2) 중 한쪽의 피접합 부재(1)로서, 융점이 낮은 쪽의 피접합 부재는, 상기 피접합부(1)의 근방에, 상기 한쪽의 피접합 부재(1)의 열용량을 증대시키는 열용량 증대부(1C)를 가지고;　상기 한쪽의 피접합 부재(1)는, 상기 피접합부에 테이퍼면(1A)을 가지며, 상기 열용량 증대부(1C)는 상기 테이퍼면(1A)으로부터 연장되는 면(1B)을 가지고;　상기 제1의 피접합 부재(1)와 상기 제2의 피접합 부재(2)는, 상기 제1의 피접합 부재(1)와 상기 제2의 피접합 부재(2) 중 다른쪽의 피접합 부재(2)가 상기 열용량 증대부(1C)에 접촉하지 않게 배치되어 있다.　열용량 증대부를 가지므로, 제조시에 발생할 수 있는 스퍼터 등의 발생을 억제한 접합물품의 제조를 용이하게 실시할 수 있으며, 또 종래의 동일한 물품과 비교하여 유효 접합길이가 길고, 접합 강도가 높다.

여기서, 상기 제6 국면의 접합물품은, 다음과 같이 구성해도 좋다. 예를 들면 도 1(A)에 나타내는 바와 같이, 제1의 피접합 부재(1)의 일부분을 받아들일 수 있는 구멍부(2A)를 가지는 제2의 피접합 부재(2)와;　상기 제1의 피접합 부재(1)의 일부분을 상기 구멍부(2A)에 받아들인 상태로, 상기 제1의 피접합 부재(1)와 상기 제2의 피접합 부재(2)의 사이에 가압력을 가하고, 상기 가압력을 가한 상태로, 상기 제1의 피접합 부재(1)와 상기 제2의 피접합 부재(2)의 사이의 피접합부에 접합 전류를 흐르게 하여, 제2의 피접합 부재(2)와 접합된 제1의 접합 부재(1)를 구비하고;　상기 제1의 피접합 부재(1)와 상기 제2의 피접합 부재(2)는 융점이 다른 금속재료로 이루어지며;　상기 제1의 피접합 부재(1)와 상기 제2의 피접합 부재(2) 중 한쪽의 피접합 부재(1)로서, 융점이 낮은 쪽의 피접합 부재는, 상기 피접합부(1)의 근방에, 상기 한쪽의 피접합 부재(1)의 열용량을 증대시키는 열용량 증대부(1C)를 가지고;　상기 한쪽의 피접합 부재(1)는, 상기 피접합부에 테이퍼면(1A)을 가지며, 상기 열용량 증대부(1C)는 상기 테이퍼면(1A)으로부터 연장되는 면(1B)을 가지고; 상기 제1의 피접합 부재(1)와 상기 제2의 피접합 부재(2)는, 상기 제1의 피접합 부재(1)와 상기 제2의 피접합 부재(2) 중 다른쪽의 피접합 부재(2)가 상기 열용량 증대부(1C)에 접촉하지 않게 배치되어 있다.　열용량 증대부를 가지므로, 용융에 의한 스퍼터의 발생을 억제한 접합물품을 제조할 수 있다. 또 접합길이를 연장한 접합물품이 얻어진다. 예를 들면, 주철과 합금강의 조합으로 3㎜ 이상의 접합길이가 얻어졌다.

제7 국면의 접합물품은, 예를 들면 도 1(A)에 나타내는 바와 같이, 제6 국면에 의한 접합물품으로서, 상기 열용량 증대부(1C)는, 상기 테이퍼면(1A)으로부터 계속하여 연장되는 경사면(1B)을 가진다.

본 발명에 의하면, 융점이나 전기 저항이 다른 이종 금속재료를 가압력과 접합 전류에 의하여 접합할 때에, 접합물품의 유효 접합길이를 늘릴 수 있어, 접합 강도를 증대시키는 것이 가능하다.

도 1은, 피접합 부재를 설명하기 위한 단면도이며, 도 1(A)는 본 발명의 실시형태 1에 따른 피접합 부재를 나타내고, 도 1(B)는 종래의 피접합 부재를 나타낸다.
도 2는, 본 발명의 실시형태 1에 따른 링 매쉬 접합방법에 따른 접합물품의 제조방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은, 링 매쉬 접합방법에 의한 밀어 넣기 길이와 유효 접합길이의 관계를 나타낸다.
도 4는, 본 발명의 실시형태 2에 따른 피접합 부재의 단면을 나타내는 도면이고, 도 4(A)는 접합 전을 나타내고, 도 4(B)는 접합 후를 나타낸다.
도 5는, 본 발명의 실시형태 3에 따른 피접합 부재의 단면을 나타내는 도면이고, 도 5(A), 도 5(B)는 다른 단면 구조를 나타낸다.
도 6은, 본 발명의 실시형태에 따른 접합물품의 제조방법을 설명하는 플로우 도이다.

이 출원은, 일본에서 2014년 12월 9일에 출원된 일본 특허출원 2014-248916호에 기초하고 있으며, 그 내용은 본 출원의 내용으로서, 그 일부를 형성한다. 본 발명은 이하의 상세한 설명에 의해 한층 더 완전하게 이해할 수 있을 것이다. 본 발명의 더 광범위한 응용범위는, 이하의 상세한 설명에 의해 분명해질 것이다. 그렇지만, 상세한 설명 및 특정의 실례는, 본 발명의 바람직한 실시형태이며, 설명의 목적을 위해서만 기재되어 있는 것이다. 이 상세한 설명으로부터, 여러 가지의 변경, 개변이, 본 발명의 정신과 범위내에서, 당업자에게 있어서 분명하기 때문이다. 출원인은, 기재된 실시형태의 어느 것도 공중에 헌상하려는 의도는 없고, 개변, 대체안 중, 특허 청구의 범위내에 문언상 포함되지 않을지도 모르는 것도, 균등론하에서의 발명의 일부로 한다.

본 발명의 제1의 형태의 접합방법은, 제2의 피접합 부재는 제1의 피접합 부재의 일부분을 받아들일 수 있는 구멍부를 가지고, 상기 제1의 피접합 부재의 일부분을 상기 구멍부에 받아들인 상태로, 상기 제1의 피접합 부재와 상기 제2의 피접합 부재의 사이에 가압력을 가함과 함께, 접합 전류를 흐르게 하여 상기 제1의 피접합 부재와 상기 제2의 피접합 부재를 고상 접합하는 링 매쉬 접합방법으로서, 상기 제1의 피접합 부재와 상기 제2의 피접합 부재는 융점이 다른 금속재료로 이루어지며, 상기 제1의 피접합 부재가 상기 제2의 피접합 부재에 비해 융점이 낮을 때, 상기 제1의 피접합 부재는 상기 제2의 피접합 부재의 상기 구멍부에 받아들여지는 테이퍼면을 가짐과 함께, 그 테이퍼면으로부터 연장되는 면을 가지는 열용량 증대부를 구비하고, 그 열용량 증대부는 상기 구멍부의 내경보다 작은 외경을 가지며, 상기 열용량 증대부를 상기 제2의 피접합 부재에 실질적으로 접촉하지 않게 상기 제2의 피접합 부재의 상기 구멍부 내에 위치시켜 상기 고상 접합을 행하거나, 또는 상기 제2의 피접합 부재가 상기 제1의 피접합 부재에 비해 융점이 낮을 때, 상기 제2의 피접합 부재는 상기 구멍부의 입구 부분에 테이퍼면을 가짐과 함께, 그 테이퍼면으로부터 연장되는 면을 가지는 고리형상의 열용량 증대부를 구비하며, 상기 열용량 증대부는 상기 제1의 피접합 부재의 지름보다 큰 내경을 가지고, 상기 제1의 피접합 부재가 상기 열용량 증대부에 실질적으로 접촉하지 않게, 상기 제1의 피접합 부재를 상기 제2의 피접합 부재의 상기 테이퍼면에 위치시켜 상기 고상 접합을 행한다. 본 형태에 의하면, 융점이 다른 제1의 피접합 부재와 제2의 피접합 부재를 높은 접합 강도로 링 매쉬 접합을 행할 수 있다.　본 발명의 제2의 형태의 접합방법은, 제1의 형태에 있어서, 상기 제1의 피접합 부재가 상기 제2의 피접합 부재에 비해 융점이 낮을 때, 상기 제1의 피접합 부재의 전기 저항은 상기 제2의 피접합 부재에 비해 크고, 상기 제2의 피접합 부재가 상기 제1의 피접합 부재에 비해 융점이 낮을 때, 상기 제2의 피접합 부재의 전기 저항은 상기 제1의 피접합 부재에 비해 크다. 제2의 형태에 의하면, 접합이 어렵다고 여겨지는 융점과 전기 저항이 다른 이종 금속끼리의 접합 강도를 향상시킬 수 있다.　본 발명의 제3의 형태의 접합방법은, 상기 제1의 형태 또는 상기 제2의 형태에 있어서, 상기 열용량 증대부는, 융점이 낮은 상기 제1의 피접합 부재 또는 융점이 낮은 상기 제2의 피접합 부재의 상기 테이퍼면으로부터 계속하여 연장되는 경사면을 가진다. 제3의 형태에 의하면, 보다 높은 접합 강도로 이종 금속끼리를 링 매쉬 접합할 수 있다.　본 발명의 제4의 형태의 접합방법은, 상기 제1의 형태∼상기 제3의 형태 중 어느 하나에 있어서, 상기 열용량 증대부는, 접합시에 상기 제1의 피접합 부재가 상기 제2의 피접합 부재의 상기 구멍부에서 변위하는 것을 일정 위치에서 정지시키는 스토퍼 기능을 가진다. 제4의 형태에 의하면, 접합물품의 접합 강도를 균일화할 수 있고, 접합 부재의 발열에 의한 경도를 억제함과 함께 스퍼터의 발생을 저감한다.　본 발명의 제5의 형태의 접합방법은, 상기 제1의 형태∼상기 제3의 형태 중 어느 하나에 있어서, 상기 열용량 증대부는, 융점이 낮은 측의 상기 제1의 피접합 부재 또는 상기 제2의 피접합 부재와는 다른 열전도가 양호한 금속재료로 형성되어 있다. 제5의 형태의 접합방법에 의하면, 융점이 낮은 측의 상기 제1의 피접합 부재 또는 상기 제2의 피접합 부재의 형상이나 크기를 바꾸지 않고, 접합 강도를 향상시킬 수 있다.　본 발명의 제6의 형태의 접합물품은, 제2의 피접합 부재는 제1의 피접합 부재의 일부분을 받아들일 수 있는 구멍부를 가지고, 상기 제1의 피접합 부재의 일부분을 상기 구멍부에 받아들인 상태로, 상기 제1의 피접합 부재와 상기 제2의 피접합 부재의 사이에 가압력을 가함과 함께, 접합 전류를 흐르게 하여 상기 제1의 피접합 부재와 상기 제2의 피접합 부재를 링 매쉬 접합하여 이루어지는 접합물품으로서, 상기 제1의 피접합 부재와 상기 제2의 피접합 부재는 융점이 다른 금속재료로 이루어지며, 상기 제1의 피접합 부재가 상기 제2의 피접합 부재에 비해 융점이 낮을 때, 상기 제1의 피접합 부재는 상기 제2의 피접합 부재의 상기 구멍부에 받아들여지는 테이퍼면을 가짐과 함께, 상기 테이퍼면으로부터 연장되는 면을 가지는 열용량 증대부를 구비하고, 상기 열용량 증대부는 상기 구멍부의 내경보다 작은 외경을 가지며, 또는 상기 제2의 피접합 부재가 상기 제1의 피접합 부재에 비해 융점이 낮을 때, 상기 제2의 피접합 부재는 상기 구멍부의 입구 부분에 테이퍼면을 가짐과 함께, 상기 테이퍼면으로부터 연장되는 면을 가지는 고리형상의 열용량 증대부를 구비하고, 상기 열용량 증대부는 상기 제1의 피접합 부재의 지름보다 큰 내경을 가진다. 제6의 형태에 의하면, 접합 강도가 높은 접합물품을 얻을 수 있다.　본 발명의 제7의 형태의 접합물품은, 상기 제6의 형태에 있어서, 상기 열용량 증대부는, 융점이 낮은 상기 제1의 피접합 부재 또는 융점이 낮은 상기 제2의 피접합 부재의 상기 테이퍼면으로부터 계속하여 연장되는 경사면을 가진다. 제7의 형태에 의하면, 보다 높은 접합 강도의 접합물품을 얻을 수 있다.　이하 한층 더 구체적으로, 본 발명의 실시형태를 설명한다.

［실시형태 1］

도 1(A)는 본 발명의 실시형태 1에 따른 접합물품을 구성하는 접합 전의 제1의 피접합 부재(1)와 제2의 피접합 부재(2)의 중심축선(X-Y)의 한쪽 측만의 단면 구조를 나타낸다. 도 1(B)는 종래의 접합물품을 구성하는 접합 전의 제1의 피접합 부재(1)와 제2의 피접합 부재(2)의 중심축선(X-Y)의 한쪽 측의 단면 구조를 나타낸다. 제1의 피접합 부재(1)가 제2의 피접합 부재(2)에 비해 융점이 낮고, 또한 전기 저항이 큰 금속재료인 경우에 본 발명이 발휘하는 효과는 특히 크다. 그러나, 링 매쉬 접합에 있어서는, 쌍방의 피접합 부재의 접촉면의 접촉 저항에 의한 발열에 의하여 피접합 부재가 소성 유동되므로, 제1의 피접합 부재(1)가 제2의 피접합 부재(2)에 비해 융점이 낮은 금속재료이면, 본 발명의 효과는 얻을 수 있다. 한편, 제1의 피접합 부재(1) 및 제2의 피접합 부재(2)는 하기의 실시형태의 금속재료로 한정되는 것은 아니다.

우선, 도 1∼도 3에 의해 본 발명의 실시형태 1에 따른 링 매쉬 접합에 대하여 설명한다. 제1의 피접합 부재(1)는 탄소의 함유량이 많은 철-탄소 합금인 주철로 이루어지는 원기둥 형상의 것이다. 주철의 융점은 순철에 비해 300℃ 정도 낮다. 또, 제2의 피접합 부재(2)는 탄소강에 크롬 등의 합금 원소가 어떤 양 이상 첨가된 합금강으로 이루어지는 원통 형상의 것이며, 그 융점은 순철에 가깝기 때문에, 제1의 피접합 부재(1)보다 300℃ 정도 높다. 그리고, 주철은 합금강에 비해, 전기 저항(체적 저항)이 온도에도 의하지만, 수배로부터 5배 정도 크다. 따라서, 제1의 피접합 부재(1)의 융점은 제2의 피접합 부재(2)에 비해 작고, 또한 제1의 피접합 부재(1)의 발열량은 제2의 피접합 부재(2)에 비해 커지므로, 제1의 피접합 부재(1)와 제2의 피접합 부재(2)를 접촉시켜 접합 전류를 흐르게 했을 때, 당연히 제1의 피접합 부재(1)는 제2의 피접합 부재(2)에 비해 소성 유동되기 쉽다.

도 1(A), 도 1(B)에 나타내는 바와 같이, 링 매쉬 접합에 있어서는, 제2의 피접합 부재(2)는 제1의 피접합 부재(1)의 지름보다 약간 작은 지름의 접합구멍(2A)을 구비한다. 그들 지름의 차이가 중첩범위이며(중첩범위라고 할 때는, 반경의 차이), 적어도 피접합부를 형성하는 금속부분이 된다. 도 1(A)와 도 1(B)에 나타내는 피접합 부재의 접합 결과를 비교하기 위하여, 제1의 피접합 부재(1)의 테이퍼면(1A)의 경사도는 서로 동일하고, 제1의 피접합 부재(1)의 지름도 동일하게 했다. 또, 제2의 피접합 부재(2)의 구멍부(2A)의 입구에 형성되어 있는 테이퍼면(2B)의 경사도, 길이는 서로 동일하다.

도 1(A), 도 1(B)에서 다른 곳은, 도 1(A)에 나타내는 본 발명에 따른 실시형태 1의 제1의 피접합 부재(1)는 테이퍼면(1A)에 계속되는 경사면(1B)이 도 1(B)의 종래의 것보다 아래쪽으로 연장되며, 접합 전에 제1의 피접합 부재(1)와 제2의 피접합 부재(2)를 위치맞춤 했을 때에 제2의 피접합 부재(2)의 구멍부(2A)의 테이퍼면(2B)에 접촉하지 않고 아래쪽으로 연장되어 있는 것이다. 여기에서는, 그 아래쪽으로 연장되어 있는 경사면(1B)의 부분을 열용량 증대부(1C)라고 한다. 경사면(1B)의 경사도는 테이퍼면(1A)과 반드시 동등하지 않아도 좋고, 열용량 증대부(1C)가 테이퍼면(1A)의 하단으로부터 임의의 경사도로 넓어지고 있으면 좋다. 즉, 본 발명에 따른 제1의 피접합 부재(1)와 종래의 제1의 피접합 부재(1)의 다른 점은, 본 발명에 따른 제1의 피접합 부재(1)는 제2의 피접합 부재(2)의 구멍부(2A)의 내경보다 큰 외경으로, 테이퍼면(1A)의 하단으로부터 임의의 경사도로 넓어지는 열용량 증대부(1C)를, 도 1(B)의 종래의 제1의 피접합 부재(1)의 하단면(1D)에 구비되어 있는 것이다. 한편, 도 1(A)에서는 하단면(1D)은 열용량 증대부(1C)의 상면에 상당하는 면이기도 하다.

한편, 각 도면에서는 제1의 피접합 부재(1)의 테이퍼면(1A), 제2의 피접합 부재(2)의 테이퍼면(2B)을 확대하여 그리고 있고, 이들 테이퍼면끼리의 접촉 길이(폭)는 링 매쉬 접합의 개시시에 소성 유동시키는데 필요한 전류 밀도의 접합 전류가 흐르는 초기 면적을 형성하는 크기보다 작다. 통상, C면이라 불리는 면이라도 좋다. 제1의 피접합 부재(1)의 테이퍼면(1A)과 제2의 피접합 부재(2)의 테이퍼면(2B)의 길이는 달라도 물론 좋다.

제1의 피접합 부재(1)의 열용량 증대부(1C)는, 링 매쉬 접합시에 제1의 피접합 부재(1)와 제2의 피접합 부재(2)를 흐르는 접합 전류의 크기, 제1의 피접합 부재(1)와 제2의 피접합 부재(2)의 융점의 차이, 체적 저항의 차이 등에 영향을 받으므로, 일률적으로 용적의 크기는 결정할 수 없지만, 후술하는 바와 같이, 언더 컷을 저감하고, 유효 접합길이를 개선하는 용적 이상의 크기를 가진다.　열용량 증대부(1C)의 경사면(1B)은, 테이퍼면(2B)의 길이 이상, 전형적으로는 1.5배 이상, 바람직하게는 2배 이상, 더 바람직하게는 3배 이상으로 하면 좋다.　바꾸어 말하면, 피접합 부재(1)를 피접합 부재(2)의 상방에 두었을 때, 테이퍼면(1A)에 대응하는, 제2의 피접합 부재(2)의 테이퍼면(2B)보다 아래쪽에 형성되어 있으면 좋지만, 중심축선(X-Y)방향 길이가 테이퍼면(2B)과 동등 이상으로 하는 것이 바람직하다. 전형적으로는 1.5배 이상, 바람직하게는 2배 이상, 더 바람직하게는 3배 이상으로 한다. 상한은, 열용량 증대부(1C)가, 완성된 상태의 접합물품의 구멍부(2A)에 수납 가능한 범위의 크기가 되도록 결정하면 좋다. 다만, 전형적으로는, 5배 이하로 한다. 그 이상으로 해도 좋지만, 열용량 증대부(1C)의 효과가 현저하게 크게는 되지 않는다. 여기서, 열용량 증대부(1C)의 열용량의 크기의 관점에서 결정해도 좋다. 그 경우는, 경사면(1B)에서 형성되는 열용량 증대부(1C)(도중에서 경사가 없어지는 경우는 경사져 있지 않은 면에서 형성되는 부분도 포함함)의 열용량이, 피접합 부재(2)의 테이퍼면(2B)에 대응하는 가상 원뿔대, 즉 테이퍼면(2B)에 대응하는 피접합 부재(1)의 테이퍼면(1A)에서 형성되는 가상 원뿔대의 열용량 이상, 전형적으로는 1.5배 이상, 바람직하게는 2배 이상, 더 바람직하게는 3배 이상으로 한다. 상기와 같이, 상한은 상기 가상 원뿔대의 열용량의 5배 이상으로 해도 좋지만, 열용량 증대부(1C)의 효과가 현저한 범위로서 5배 이하로 한다. 가상 원뿔대는, 바꾸어 말하면, 테이퍼면(2B)과 테이퍼면(2B)이 이루는 작은 원측의 원형면, 즉 열용량 증대부(1C)의 하단면(1D)을 상면(도 1에서는 아래쪽에 파선으로 나타내고 있다)으로 하고, 테이퍼면(2B)이 이루는 큰 원측의 원형면을 바닥면(도 1에서는 위쪽에 나타내고 있음)으로 하는 원뿔대이다.

바닥면의 직경은, 사실상 피접합 부재(1)의 외경과 일치한다.　또, 테이퍼면(1A)과 경사면(1B)은, 연속적으로 연결되어 있다. 연속적의 의미는, 경사 각도는(전형적으로는 동일 각도임) 차이가 나도 좋지만, 양자 사이에 열전달을 방해하는 홈 등의 단락이 되는 것이 형성되어 있지 않은 것이다. 테이퍼면(1A)과 경사면(1B)의 경계선뿐만 아니라, 경계선 근방의 경사면(1B)에도 단락은 형성되지 않는다. 열용량 증대부(1C)의 열용량을 최대한으로 이용하기 위해서이다.

다음으로, 도 2에 의하여 상술한 구조의 제1의 피접합 부재(1)와 제2의 피접합 부재(2)의 링 매쉬 접합방법에 대하여 설명한다. 이 접합장치는 일반적인 것이라도 좋기 때문에 상세하게는 설명하지 않지만, 제1의 접합 전극(3), 제2의 접합 전극(4) 외에, 상용 교류전원 또는 교류발전기와 같은 교류전원(5)과, 교류를 직류로 변환하는 직류 전원회로(6)와, 복수의 병렬 접속되어 있는 콘덴서로 이루어지는 에너지 축적용 콘덴서(7)와, 에너지 축적용 콘덴서(7)에 비축된 전기 에너지를 하나 이상의 큰 전류 펄스로 하여 방전시키는 방전 스위치 또는 인버터 회로와 같은 스위치 회로(8)와, 1 또는 2턴의 권수를 가지는 2차 권선과 이것보다 권수가 대폭 많은 1차 권선을 가지는 접합 트랜스(9)로 이루어지는 접합용 전원(10)을 구비한다. 제1의 접합 전극(3), 제2의 접합 전극(4)은 접합 트랜스(9)의 2차 권선에 접속된다. 한편, 제1의 접합 전극(3)과 제2의 접합 전극(4)의 간격을 좁게 하거나, 넓히거나 하는 구동기구나 가압기구 등은 도시하는 것을 생략한다.

우선, 도 2에 나타내는 바와 같이 제2의 접합 전극(4)에 제2의 피접합 부재(2)를 얹고, 도 1(A)에도 나타낸 바와 같이 본 발명에 따른 제1의 피접합 부재(1)를 제2의 피접합 부재(2)에 얹는다. 이때, 제1의 피접합 부재(1)와 제2의 피접합 부재(2)의 중심축선(X-Y)이 일치하도록, 제1의 피접합 부재(1)의 테이퍼면(1A)을 제2의 피접합 부재(2)의 구멍부(2A)의 입구에 마련한 테이퍼면(2B)에 위치맞춤 한다. 이 상태에서는, 열용량 증대부(1C)는 제2의 피접합 부재(2)의 구멍부(2A) 내에 위치하고, 구멍부(2A)의 내면에 접촉하지 않는다. 그런 후에 제1의 접합 전극(3)이 하강 또는 제2의 접합 전극(4)이 상승하여, 제1의 피접합 부재(1)의 테이퍼면(1A)과 제2의 피접합 부재(2)의 구멍부(2A)의 테이퍼면(2B)에 가압력을 가하고, 그 가압력이 상승한 단계에서 스위치 회로(8)가 온 한다. 통상, 스위치 회로(8)가 온 하기 전에, 에너지 축적용 콘덴서(7)는 교류전원(5) 및 직류 전원회로(6)에 의하여 설정치까지 충전되어 대기하고 있다. 스위치 회로(8)의 온에 의하여, 에너지 축적용 콘덴서(7)에 비축되어 있던 전하는 접합 트랜스(9)에 방전되어, 단일 파형의 접합 전류가 제1의 피접합 부재(1)의 테이퍼면(1A)과 제2의 피접합 부재(2)의 테이퍼면(2B)의 접촉면을 흐르게 한다. 상기 접합 전류는 예를 들면 10밀리세컨드 약(弱)으로부터 수십 밀리세컨드 정도의 펄스폭이다.

이 접합 전류가 테이퍼면(1A)과 테이퍼면(2B)의 접촉 저항을 흐르게 함으로써 발열하고, 제1의 피접합 부재(1)의 테이퍼면(1A)의 근방이 소성 유동되며, 이것과 함께 제2의 피접합 부재(2)의 테이퍼면(2B) 근방이 소성 유동된다. 쌍방의 소성 유동이 진행됨에 따라 제1의 피접합 부재(1)가 제2의 피접합 부재(2)의 구멍부(2A)에 밀어 넣어져 고상 접합이 진행된다. 이때 발생되는 제1의 피접합 부재(1)의 테이퍼면(1A)의 하단 근방의 열은, 테이퍼면(1A)의 하단에 연결되는 열용량 증대부(1C)에도 즉석에서 열전달되며, 특히 제1의 피접합 부재(1)의 테이퍼면(1A)의 근방의 열용량이 커지므로, 그만큼 제1의 피접합 부재(1)의 테이퍼면(1A) 근방의 온도 상승은 시간적으로 늦어지는 동시에 억제된다. 이와 같이, 열용량 증대부(1C)에 근접하는 테이퍼면(1A)의 근방 부분에서는 열용량 증대부(1C)의 영향이 작용하고, 이 결과, 마찬가지로 링 매쉬 접합된 도 1(B)에 나타내는 종래 구조의 경우와 비교하여, 접합 유효길이는 실질적으로 길어지며, 언더 컷은 작아진다.

이것에 대하여 도 3을 이용하여 설명한다. 도 3은, 본 발명, 종래, 이상(理想)의 제2의 피접합 부재(2)의 구멍부(2A)로의 제1의 피접합 부재(1)의 밀어 넣기 길이와 유효 접합길이의 관계를 나타내고, 곡선 A는 본 발명, 곡선 B는 종래, 직선 C는 이상 상태의 경우를 나타낸다. 여기서, 링 매쉬 접합된 도 1(A), 도 1(B)의 제1의 피접합 부재(1)와 제2의 피접합 부재(2)의 중첩범위는 0.5㎜이고, 도 1(A)의 제1의 피접합 부재(1)의 테이퍼면(1A)의 길이는 1.5㎜ 이상이며, 도 1(B)의 제1의 피접합 부재(1)의 테이퍼면(1A)의 길이는 0.5㎜이다. 도 1(A), 도 1(B)에 나타낸 제2의 피접합 부재(2)의 구멍부(2A)에 형성된 테이퍼면(2B)의 길이는 양쪽 모두 0.5㎜이다. 이 경우, 도 1(A)의 제1의 피접합 부재(1)의 열용량 증대부(1C)의 경사면(1B)의 길이는 1㎜ 이상으로 된다. 여기에서는 테이퍼면(1A)과 경사면(1B)의 경사도는 동일하다.

이 링 매쉬 접합에서는, 접합 전류와 가압력의 크기를 제어하고, 제2의 피접합 부재(2)의 구멍부(2A)로의 제1의 피접합 부재(1)의 밀어 넣기 길이를 바꾸었다. 각각의 접합물품의 접합면의 단면에 대하여 현미경 사진을 찍고, 제1의 피접합 부재(1)의 테이퍼면(1A)의 각도로부터 유효 접합길이를 구했다. 이 결과, 본 발명의 실시형태 1에 의하면, 유효 접합길이를 종래에서는 곤란하게 되어 있던 3㎜ 이상으로 증대할 수 있고, 그것에 수반하여 접합 강도를 향상시킬 수 있었다. 한편, 접합 전류는 단일 파형으로 수십 밀리세컨드 정도의 펄스폭이다. 여기서, 접합 전류가 수십 밀리세컨드 정도 이하의 펄스폭으로 짧은 경우에는, 링 매쉬 접합 시간이 짧은, 즉 열전달 시간이 짧기 때문에, 열용량 증대부(1C)는 수밀리 정도 이하의 폭에서도 큰 효과를 발휘한다. 한편, 본 발명에서는 유효 접합길이를 크게 하는 것을 목적으로 하고 있으므로, 유효 접합길이가 3㎜ 이하가 되는 밀어 넣기 길이에 대해서는 특히 재차 실험을 행하지 않았다. 또, 동일 접합 조건에서도 접합 상태의 결과가 다르므로, 동일한 밀어 넣기 길이를 얻는 것이 어렵고, 따라서, 반드시 동일한 밀어 넣기 길이로 비교하고 있지 않다.

［실시형태 2］

다음으로, 도 4에 의하여 본 발명에 따른 실시형태 2의 제1의 피접합 부재(1)의 구조에 대하여 설명한다. 제2의 피접합 부재(2)는 실시형태 1과 같으므로, 특별히 설명은 하지 않는다. 이 제1의 피접합 부재(1)의 열용량 증대부(1C)는 스토퍼의 작용도 행하는 것이 특징이다. 이 열용량 증대부(1C)는 제1의 피접합 부재(1)의 테이퍼면(1A)과 동일한 경사도로 연장되는 경사면(1B)의 도중에서 중심축선(X-Y)과 거의 동방향으로 연장되는 면을 가진다. 열용량 증대부(1C)는, 실시형태 1과 마찬가지로, 접합시에 제1의 피접합 부재(1)의 테이퍼면(1A) 근방, 특히 그 하단 근방의 온도 상승을 시간적으로 늦춰지는 동시에 억제하는 작용은 물론, 제2의 피접합 부재(2)의 구멍부(2A)로의 제1의 피접합 부재(1)의 밀어 넣기 길이를 균일화한다. 열용량 증대부(1C)가 제1의 피접합 부재(1)의 테이퍼면(1A)의 하단부 근방의 열용량을 증대하는 작용에 대해서는, 실시형태 1과 같으므로 설명을 생략한다.

도 4(A)는, 접합 전 상태를 나타내고, 제2의 피접합 부재(2)가 제2의 접합 전극(4)의 소정 위치에 얹어지며, 제1의 피접합 부재(1)가 제2의 피접합 부재(2)에 얹혀 있다. 이 상태에서는, 제1의 피접합 부재(1)의 테이퍼면(1A)이 제2의 피접합 부재(2)의 구멍부(2A)의 입구에 형성된 테이퍼면(2B)에 접촉하고 있고, 제1의 접합 전극(3)은 아직 제1의 피접합 부재(1)에 가압력을 주지 않았다. 이 상태에서는, 제1의 피접합 부재(1)의 테이퍼면(1A) 부분의 쇄선으로 나타낸 하단(1D)(상기 가상 원뿔대의 작은 원측의 원형면)에 인접하여 일체적으로 설치된 열용량 증대부(1C)의 하단면(1C1)은 제2의 접합 전극(4)에 접촉하고 있지 않고, 제2의 접합 전극(4)의 상면에서 거리(H)만큼 떨어져 있다. 도 4(B)는, 링 매쉬 접합 후 상태를 나타내고, 열용량 증대부(1C)의 하단면(1C1)은 제2의 접합 전극(4)의 상면에 접촉하고 있다. 따라서, 제2의 피접합 부재(2)의 구멍부(2A)로의 제1의 피접합 부재(1)의 밀어 넣기 길이는 거리(H)가 되고, 밀어 넣기 길이는 일정하게 되며, 따라서 유효 접합길이는 일정하게 되기 때문에, 접합 강도도 거의 일정하게 된다. 한편, 열용량 증대부(1C)의 하단면(1C1)은 제2의 접합 전극(4)의 상면에 접촉함과 함께, 접합 후에 접합부를 흐르는 여분의 접합 전류의 일부분을 측류(側流)하므로, 스퍼터의 발생 등을 억제한다.

도시하지 않지만, 제2의 피접합 부재(2)가 오목형상의 것으로 바닥부를 가지는 경우에는, 제1의 피접합 부재(1)가 그 내측의 바닥면과 열용량 증대부(1C)의 하단면(1C1)의 사이가 거리(H)만큼 떨어져 있는 구조라도 좋다. 또, 도시하지 않지만, 제2의 피접합 부재(2)의 길이에 따라서는 제2의 피접합 부재(2)의 내면의 적절한 위치로부터 방사 내방향으로 연장되는 돌기부를 형성하고, 열용량 증대부(1C)의 하단면(1C1)의 일부분이 그 돌기부에 접촉함으로써, 스토퍼 기능이 작용하도록 해도 좋다.

［실시형태 3］

본 발명에 따른 실시형태 3에서는, 제1의 피접합 부재(1)가 상기 합금강과 같은 융점이 높은 금속재료로 이루어지고, 제2의 피접합 부재(2)가 주철과 같은 융점이 낮은 금속재료로 이루어진다. 이 경우, 제2의 피접합 부재(2)는 제1의 피접합 부재(1)에 비해 당연히 소성 유동되기 쉽다. 따라서, 실시형태 3에서는, 제2의 피접합 부재(2)의 쇄선으로 나타내는 상단(2D)측의 열용량을 증대시키기 위하여, 도 5(A), 도 5(B)에 나타내는 바와 같이, 제2의 피접합 부재(2)가 제2의 피접합 부재(2)의 테이퍼면(2B)으로부터 연장되는 경사면(2C1)을 가지는 열용량 증대부(2C)를 구비한다. 한편, 링 매쉬 접합법에 대해서는 상기 실시형태 1, 2와 같으므로 설명은 생략한다. 이 실시형태의 열용량 증대부(2C)는, 피접합 부재(1)를 피접합 부재(2)의 상방에 두었을 때, 테이퍼면(1A)에 대응하는, 제2의 피접합 부재(2)의 테이퍼면(2B)보다 상방에 형성되어 있으면 좋지만, 중심축선(X-Y) 방향 길이가 테이퍼면(2B)과 동등 이상으로 하는 것이 바람직하다. 한층 더 전형적으로는 1.5배 이상, 바람직하게는 2배 이상, 더 바람직하게는 3배 이상으로 한다. 완성된 물품으로서 지장이 없는 한 상한은 없지만, 전형적으로는, 5배 이하로 한다. 그 이상으로 해도 좋지만, 열용량 증대부(1C)의 효과가 현저하게 크게는 안 된다.

도 5(A), 도 5(B)로부터 분명한 바와 같이, 열용량 증대부(2C)가 존재하지 않으면, 제2의 피접합 부재(2)의 테이퍼면(2B)의 하단 측에 비하여 상단측, 즉 제2의 피접합 부재(2)의 쇄선으로 나타내는 상단(2D)측은 분명하게 열용량이 작다. 따라서 제2의 피접합 부재(2)의 테이퍼면(2B)의 하단 측에 비하여 상단(2D)측 근방은 소성 유동되기 쉬워, 언더 컷이 커진다. 그러나, 도 5(B)에 나타내는 바와 같이, 제2의 피접합 부재(2)의 쇄선으로 나타내는 상단(2D)에 일체적으로 고리형상의 열용량 증대부(2C)를 형성함으로써, 제2의 피접합 부재(2)의 쇄선으로 나타내는 상단(2D)측의 열용량은 증대하므로, 접합시에 발생하는 열에 의한 상단(2D)측의 온도 상승은 억제된다. 특히, 제2의 피접합 부재(2)의 테이퍼면(2B)의 상단부 근방의 열은 고리형상의 열용량 증대부(2C)에 즉석에서 퍼져 열전달되므로, 제2의 피접합 부재(2)의 테이퍼면(2B) 근방의 과잉의 소성 유동을 억제할 수 있어, 언더 컷을 저감할 수 있다. 따라서, 접합 유효길이를 향상할 수 있고, 접합 면적을 크게 할 수 있으므로, 접합 강도를 증대시키는 것이 가능하다.

도 5(A)에서는, 제2의 피접합 부재(2)의 테이퍼면(2B)으로부터 연장되는 경사면(2C1)이 테이퍼면(2B)과 동일한 경사도이다. 다만, 경사면(2C1)이 테이퍼면(2B)의 경사도와 동일한 경우에는 제작상 용이하지만, 열용량 증대부(2C)의 작용면에서는 반드시 같을 필요는 없고, 경사면(2C1)의 경사도가 테이퍼면(2B)의 경사도보다 큰 쪽이 바람직하다. 도 5(B)에서는, 제2의 피접합 부재(2)의 테이퍼면(2B)으로부터 연장되는 경사면(2C1)과, 그 경사면(2C1)의 도중에서 중심축선(X-Y)과 동일한 방향으로 상승하는 면으로 이루어진다. 어느 쪽 형상의 열용량 증대부(2C)라도, 언더 컷을 저감할 수 있는 용적을 가지는 것이면 좋다.

실시형태 1에서는, 주철과 합금강을 링 매쉬 접합하는 예를 들었지만, 본 발명은 다른 금속, 예를 들면 수백도 이상 융점이 다른 이종 금속끼리를 링 매쉬 접합하는데 유효하다. 또, 이상의 실시형태에서는, 융점이 낮은 피접합 부재와 일체적으로 열용량 증대부를 형성하는 예에 대하여 말했지만, 융점이 낮은 피접합 부재의 형상이나 크기를 변경할 수 없다고 하는 제약 등이 있는 경우에는, 열전도의 양호한 구리 등의 금속재료로 별체의 열용량 증대부를 작성하고, 이 열용량 증대부를 융점이 낮은 피접합 부재에 접촉시킨 상태로 링 매쉬 접합을 행해도 본 발명의 효과를 얻을 수 있다. 이 경우, 피접합 부재와 별체의 열용량 증대부의 접촉면은 산화막이나 오염 등이 제거된 청정한 면인 것이 바람직하다.

본 명세서 중에서 인용하는 간행물, 특허 출원 및 특허를 포함하는 모든 문헌을, 각 문헌을 개개로 구체적으로 나타내고, 참조하여 편입하며, 또, 그 내용의 모든 것을 여기서 서술하는 것과 같은 한도로, 여기에서 참조하여 편입한다.

본 발명의 설명에 관련하여(특히 이하의 청구항에 관련하여) 이용되는 명사 및 동일한 지시어의 사용은, 본 명세서 중에서 특별히 지적하거나, 분명하게 문맥과 모순되거나 하지 않는 한, 단수 및 복수의 양쪽에 이르는 것으로 해석된다. 어구 「구비한다」, 「가진다」, 「포함한다」 및 「함유한다」는, 특별히 언급이 없는 한, 오픈엔드텀(즉 「∼를 포함하지만 한정되지 않는다」라는 의미)으로서 해석된다. 본 명세서 중의 수치 범위의 자세한 설명은, 본 명세서 중에서 특별히 지적하지 않는 한, 단순히 그 범위내에 해당하는 각 값을 개개에 언급하기 위한 약기법으로서의 역할을 완수하는 것만을 의도하고 있고, 각 값은, 본 명세서 중에서 개개로 열거된 바와 같이, 명세서에 편입된다. 본 명세서 중에서 설명되는 모든 방법은, 본 명세서 중에서 특별히 지적하거나 분명하게 문맥과 모순되거나 하지 않는 한, 모든 적절한 순서로 행할 수 있다. 본 명세서 중에서 사용하는 모든 예 또는 예시적인 표현(예를 들면 「등」)은, 특별히 주장하지 않는 이상, 단순히 본 발명을 보다 잘 설명하는 것만을 의도하며, 본 발명의 범위에 대한 제한을 마련하는 것은 아니다. 명세서 중의 어떠한 표현도, 청구항에 기재되어 있지 않은 요소를, 본 발명의 실시에 불가결한 것으로서 나타내는 것으로는 해석되지 않는 것으로 한다.

본 명세서 중에서는, 본 발명을 실시하기 위한 본 발명자는 알고 있는 최선의 형태를 포함하며, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대하여 설명하고 있다. 당업자에 있어서는, 상기 설명을 읽으면, 이들의 바람직한 실시형태의 변형이 분명해질 것이다. 본 발명자는, 숙련자가 적당히 이러한 변형을 적용하는 것을 기대하고 있고, 본 명세서 중에서 구체적으로 설명되는 이외의 방법으로 본 발명이 실시되는 것을 예정하고 있다. 따라서 본 발명은, 준거법에서 허용되고 있는 바와 같이, 본 명세서에 첨부된 청구항에 기재된 내용의 수정 및 균등물을 모두 포함한다. 또한, 본 명세서 중에서 특별히 지적하거나, 분명히 문맥과 모순되거나 하지 않는 한, 모든 변형에 있어서의 상기 요소의 어느 조합도 본 발명에 포함된다.

1: 제1의 피접합 부재
1A: 테이퍼면
1B: 열용량 증대부(1C)의 경사면
1C: 제1의 피접합 부재(1)의 하단에 형성된 열용량 증대부
1C1: 열용량 증대부(1C)의 하단면
1D: 제1의 피접합 부재의 하단면(열용량 증대부(1C)의 상면)
2: 제2의 피접합 부재
2A: 구멍부
2B: 테이퍼면
2C: 열용량 증대부
2C1: 열용량 증대부(2C)의 경사면
2D: 제2의 피접합 부재(2)의 상단면
3: 제1의 접합용 전극
4: 제2의 접합용 전극
5: 교류전원
6: 직류 전원회로
7: 에너지 축적 콘덴서
8: 스위치 회로
9: 접합 트랜스
10: 접합용 전원

Claims

제1의 피접합 부재를 제공하는 공정과;
상기 제1의 피접합 부재와 접합해야 하는 제2의 피접합 부재로서, 상기 제1의 피접합 부재의 일부분을 받아들일 수 있는 구멍부를 가지는 제2의 피접합 부재를 제공하는 공정과;
상기 제1의 피접합 부재의 일부분을 상기 구멍부에 받아들인 상태로, 상기 제1의 피접합 부재와 상기 제2의 피접합 부재의 사이에 가압력을 가하는 공정과;
상기 가압력을 가한 상태로, 상기 제1의 피접합 부재와 상기 제2의 피접합 부재의 사이의 피접합부에 접합 전류를 흐르게 하는 공정을 구비하고;
상기 제1의 피접합 부재와 상기 제2의 피접합 부재는 융점이 다른 금속재료로 이루어지며;
상기 제1의 피접합 부재와 상기 제2의 피접합 부재 중 한쪽의 피접합 부재로서, 융점이 낮은 쪽의 피접합 부재는, 상기 피접합부의 근방에, 상기 한쪽의 피접합 부재의 열용량을 증대시키는 열용량 증대부를 가지고;
상기 한쪽의 피접합 부재는, 상기 피접합부에 테이퍼면을 가지며, 상기 열용량 증대부는 상기 테이퍼면으로부터 계속하여 연장되는 경사면을 가지고, 상기 경사면의 길이는, 상기 피접합부의 테이퍼면의 길이의 1.5배 이상이며;
상기 가압력을 가하는 공정은, 상기 제1의 피접합 부재와 상기 제2의 피접합 부재 중 다른쪽의 피접합 부재가 상기 열용량 증대부에 접촉하지 않도록 배치하여 행하는, 접합물품의 제조방법.
제 1 항에 있어서,
상기 경사면의 길이는, 상기 피접합부의 테이퍼면의 길이의 2배 이상인 접합물품의 제조방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 한쪽의 피접합 부재의 전기 저항은 상기 다른쪽의 피접합 부재에 비해 큰, 접합물품의 제조방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 열용량 증대부는, 접합시에 상기 제1의 피접합 부재가 상기 제2의 피접합 부재의 상기 구멍부에서 변위하는 것을 일정 위치에서 정지시키는 스토퍼 기능을 가지는, 접합물품의 제조방법.
제 4 항에 있어서,
상기 스토퍼 기능을 가지는 열용량 증대부는, 상기 경사면의 도중으로부터 상기 한쪽의 피접합 부재의 중심축선과 동일 방향으로 연장되는 면을 가지는, 접합물품의 제조방법.
제1의 피접합 부재를 제공하는 공정과;
상기 제1의 피접합 부재와 접합해야 하는 제2의 피접합 부재로서, 상기 제1의 피접합 부재의 일부분을 받아들일 수 있는 구멍부를 가지는 제2의 피접합 부재를 제공하는 공정과;
상기 제1의 피접합 부재의 일부분을 상기 구멍부에 받아들인 상태로, 상기 제1의 피접합 부재와 상기 제2의 피접합 부재의 사이에 가압력을 가하는 공정과;
상기 가압력을 가한 상태로, 상기 제1의 피접합 부재와 상기 제2의 피접합 부재의 사이의 피접합부에 접합 전류를 흐르게 하는 공정을 구비하고;
상기 제1의 피접합 부재와 상기 제2의 피접합 부재는 융점이 다른 금속재료로 이루어지며;
상기 제1의 피접합 부재와 상기 제2의 피접합 부재 중 한쪽의 피접합 부재로서, 융점이 낮은 쪽의 피접합 부재는, 상기 피접합부의 근방에, 상기 한쪽의 피접합 부재의 열용량을 증대시키는 열용량 증대부를 가지고;
상기 한쪽의 피접합 부재는, 상기 피접합부에 테이퍼면을 가지며, 상기 열용량 증대부는 상기 테이퍼면으로부터 연장되는 면을 가지고;
상기 가압력을 가하는 공정은, 상기 제1의 피접합 부재와 상기 제2의 피접합 부재 중 다른쪽의 피접합 부재가 상기 열용량 증대부에 접촉하지 않도록 배치하여 행하고;
상기 열용량 증대부는, 상기 한쪽의 피접합 부재와는 다른, 열전도가 양호한 금속재료로 형성되어 있는, 접합물품의 제조방법.
제1의 피접합 부재의 일부분을 받아들일 수 있는 구멍부를 가지는 제2의 피접합 부재와;
상기 제1의 피접합 부재의 일부분을 상기 구멍부에 받아들인 상태로, 제2의 피접합 부재와 접합된 제1의 접합 부재를 구비하고;
상기 제1의 피접합 부재와 상기 제2의 피접합 부재는 융점이 다른 금속재료로 이루어지며;
상기 제1의 피접합 부재와 상기 제2의 피접합 부재 중 한쪽의 피접합 부재로서, 융점이 낮은 쪽의 피접합 부재는, 상기 피접합부의 근방에, 상기 한쪽의 피접합 부재의 열용량을 증대시키는 열용량 증대부를 가지고;
상기 한쪽의 피접합 부재는, 상기 피접합부에 테이퍼면을 가지며, 상기 열용량 증대부는 상기 테이퍼면으로부터 계속하여 연장되는 경사면을 가지고, 상기 경사면의 길이는, 상기 피접합부의 테이퍼면의 길이의 1.5배 이상이며;
상기 제1의 피접합 부재와 상기 제2의 피접합 부재는, 상기 제1의 피접합 부재와 상기 제2의 피접합 부재 중 다른쪽의 피접합 부재가 상기 열용량 증대부에 접촉하지 않게 배치되어 있는 접합물품.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제1의 피접합 부재보다 상기 제2의 피접합 부재의 융점이 낮고;
상기 제2의 피접합 부재가, 상기 열용량 증대부를 갖고, 상기 구멍부의 외측으로서, 상기 피접합부의 근방에, 상기 제2의 피접합 부재의 열용량을 증대시키는 환상의 열용량 증대부를 갖으며;
상기 제2의 피접합 부재는, 상기 피접합부에 테이퍼면을 가지며, 상기 열용량 증대부는 상기 테이퍼면으로부터 계속하여 연장되는 경사면을 가지고, 상기 경사면의 길이는, 상기 피접합부의 테이퍼면의 길이의 1.5배 이상이며;
상기 가압력을 가하는 공정은, 상기 제1의 피접합 부재가 상기 열용량 증대부에 접촉하지 않도록 배치하여 행하는, 접합물품의 제조방법.
제1의 피접합 부재의 일부분을 받아들일 수 있는 구멍부를 가지는 제2의 피접합 부재와;
상기 제1의 피접합 부재의 일부분을 상기 구멍부에 받아들인 상태로, 제2의 피접합 부재와 접합된 제1의 접합 부재를 구비하고;
상기 제1의 피접합 부재보다 상기 제2의 피접합 부재의 융점이 낮고;
상기 제2의 피접합 부재는, 상기 구멍부의 외측으로서, 상기 피접합부의 근방에, 상기 제2의 피접합 부재의 열용량을 증대시키는 환상의 열용량 증대부를 갖으며;
상기 제2의 피접합 부재는, 상기 피접합부에 테이퍼면을 가지며, 상기 열용량 증대부는 상기 테이퍼면으로부터 계속하여 연장되는 경사면을 가지고, 상기 경사면의 길이는, 상기 피접합부의 테이퍼면의 길이의 1.5배 이상이며;
상기 제1의 피접합 부재와 상기 제2의 피접합 부재는, 상기 제1의 피접합 부재가 상기 열용량 증대부에 접촉하지 않도록 배치되어 있는 접합물품.