KR20200038466A - 접합 부품 - Google Patents

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KR20200038466A
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periphery
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레이코 오쿠노
마사아키 에이다
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스미또모 덴꼬 쇼오께쯔 고오낑 가부시끼가이샤
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Abstract

접합 부품으로서, 납재를 배치하는 배치부를 갖는 제1 접합면이 마련된 제1 부재; 상기 제1 부재에 납땜 접합되고, 상기 배치부에 대향하는 수용 오목부를 갖는 제2 접합면이 마련된 제2 부재; 상기 제1 접합면 또는 상기 제2 접합면에 형성되며, 상기 배치부 또는 상기 수용 오목부로부터 상기 제1 접합면 또는 상기 제2 접합면의 주연을 향해 연장되는 유도홈; 상기 제1 접합면 또는 상기 제2 접합면의 주연을 따라 형성된 챔퍼를 포함하고, 상기 유도홈은, 상기 챔퍼로 이어지는 것인 접합 부품.

Description

접합 부품
본 발명은, 접합 부품에 관한 것이다.
본 출원은, 2017년 8월 9일에 출원된 일본 출원 제2017-154825호에 기초한 우선권을 주장하며, 상기 일본 출원에 기재된 모든 기재 내용을 원용하는 것이다.
특허문헌 1은, 소결 부품의 납땜 접합에 관한 기술을 개시하고 있다.
특허문헌 1 : 일본 특허 공개 제2008-302415호 공보
본 개시에 따른 접합 부품은,
납재를 배치하는 배치부를 갖는 제1 접합면이 마련된 제1 부재와,
상기 제1 부재에 납땜 접합되고, 상기 배치부에 대향하는 수용 오목부를 갖는 제2 접합면이 마련된 제2 부재와,
상기 제1 접합면 또는 상기 제2 접합면에 형성되고, 상기 배치부 또는 상기 수용 오목부로부터 상기 제1 접합면 또는 상기 제2 접합면의 주연을 향해 연장되는 유도홈과,
상기 제1 접합면 또는 상기 제2 접합면의 주연을 따라 형성된 챔퍼
를 포함하고,
상기 유도홈은, 상기 챔퍼로 이어진다.
도 1은 실시형태 1에 따른 접합 부품의 개략 분해 사시도이다.
도 2는 실시형태 1에 따른 접합 부품의 개략 측면도이다.
도 3은 실시형태 1에 따른 접합 부품에 있어서의 제2 부재의 접합면을 나타낸 개략 평면도이다.
도 4는 실시형태 1에 따른 접합 부품에 있어서의 제1 부재와 제2 부재의 접합부의 단면을 나타낸 개략 단면도이다.
분말 야금법으로 제조된 소결체가 자동차 부품 등 각종 기계 부품에 사용되고 있다. 소결체는, 금형 성형과 소결에 의한 것이기 때문에, 형상적 제약이 있다. 그 때문에, 금형 성형에서는 제조 불가능한 형상 또는 실현 곤란한 형상의 부품을 소결체로 구성하는 경우, 성형 가능한 복수의 부재로 분할하여, 접합함으로써 1개의 부품으로 한 접합 부품이 이용되고 있다.
[발명이 해결하고자 하는 과제]
납땜 접합 부품에 있어서, 접합면의 주연으로부터 납재가 흘러넘치는 문제를 해소하는 것이 요구되고 있다. 특허문헌 1에 기재된 기술에서는, 접합면에 마련된 유도홈의 종단을 폐색함으로써 납재가 흘러넘치는 것을 억제하고 있지만, 경우에 따라서는, 납재가 흘러넘치는 것을 충분히 해소할 수 없는 경우가 있다.
그래서, 접합면의 주연으로부터 납재가 흘러넘치는 것을 효과적으로 억제할 수 있는 접합 부품을 제공하는 것을 하나의 목적으로 한다.
[발명의 효과]
본 개시의 접합 부품은, 접합면의 주연으로부터 납재가 흘러넘치는 것을 효과적으로 억제할 수 있다.
[본 발명의 실시형태의 설명]
종래의 납땜 접합 부품에서는, 일반적으로, 제2 부재에 납재를 배치하기 위한 관통 구멍이 마련되어 있고, 제1 부재와 제2 부재를 접합할 때, 제1 부재와 제2 부재를 중첩시킨 상태에서 관통 구멍으로부터 납재의 칩을 삽입하고 있다. 또한, 납재를 가열 용융하여 접합했을 때에 용융된 납재의 일부가 관통 구멍 내에 잔류하는 경우가 있어, 납땜 접합 후에 납재가 관통 구멍 내에 부착된 상태로 잔존하는 경우가 있다. 관통 구멍 내에 납재가 잔존하고 있으면, 납재의 잔사가 박리되어 관통 구멍을 통해 접합 부품으로부터 탈락하는 경우가 있어, 접합 부품을 사용한 제품에 악영향을 미칠 우려가 있다.
관통 구멍 내에 잔존한 납재의 잔사가 탈락하는 문제점을 회피하기 위해, 관통 구멍 대신에, 관통하지 않는 오목부로 변경하고, 이 오목부에 납재를 수용하여 배치하는 것을 생각할 수 있다. 그러나, 이 경우, 제1 부재와 제2 부재를 중첩시킨 상태일 때, 제1 부재와 제2 부재의 접합면끼리가 밀착되고, 오목부에 의해 형성되는 내부 공간이 밀폐 공간이 된다. 그리고, 납재를 가열 용융했을 때에, 오목부 내의 가스가 열 팽창되거나, 용융된 납재로부터 가스가 발생하거나 함으로써, 오목부의 내압이 상승하는 일이 일어날 수 있다. 그 때문에, 용융된 납재가 가스에 의해 접합면의 주연으로부터 분출되어, 흘러넘칠 가능성이 있다. 특허문헌 1에 기재된 기술에서는, 접합면에 유도홈이 마련되어 있지만, 유도홈의 종단이 폐색되어 있기 때문에, 납재의 용융 시에 발생하는 오목부의 내압의 상승을 저지할 수 없고, 가스에 의해 납재가 흘러넘치는 것을 억제할 수 없는 경우가 있어, 납재가 흘러넘치는 것을 충분히 해소할 수 없다.
본 발명자들은, 접합 부품에 있어서 납재를 수용하는 오목부를 마련하는 경우, 접합면에 마련된 유도홈의 종단을 개방단으로 함으로써, 상기 유도홈을, 납재의 용융 시에 발생하는 가스의 빠짐 구멍으로서 이용하는 것을 생각하였다. 그리고, 이것에 의해, 납재의 용융 시에 있어서의 오목부의 내압의 상승을 억제하여, 가스에 의해 납재가 흘러넘치는 것을 억제할 수 있어, 납재가 흘러넘치는 문제를 해소할 수 있는 것을 발견하였다. 이하, 본 발명의 실시양태를 열기하여 설명한다.
(1) 본 발명의 실시형태에 따른 접합 부품은,
납재를 배치하는 배치부를 갖는 제1 접합면이 마련된 제1 부재와,
상기 제1 부재에 납땜 접합되고, 상기 배치부에 대향하는 수용 오목부를 갖는 제2 접합면이 마련된 제2 부재와,
상기 제1 접합면 또는 상기 제2 접합면에 형성되고, 상기 배치부 또는 상기 수용 오목부로부터 상기 제1 접합면 또는 상기 제2 접합면의 주연을 향해 연장되는 유도홈과,
상기 제1 접합면 또는 상기 제2 접합면의 주연을 따라 형성된 챔퍼
를 포함하고,
상기 유도홈은, 상기 챔퍼로 이어진다.
상기 접합 부품에서는, 제1 부재와 제2 부재를 납땜 접합할 때, 제2 부재의 제2 접합면에 마련된 수용 오목부에 납재를 수용하여 제1 부재와 제2 부재를 중첩시키고, 제1 부재의 배치부에 납재를 배치한다. 그리고, 이 상태에서 가열하여, 납재를 용융하고, 제1 부재와 제2 부재의 접합면 사이에 용융된 납재를 침투시켜 납땜 접합이 행해진다.
상기 접합 부품에 따르면, 관통하지 않는 수용 오목부에 납재를 수용하여 배치하기 때문에, 납땜 접합 후에 납재의 일부가 수용 오목부 내에 잔존하는 일이 있어도, 관통 구멍 내에 잔존한 납재의 잔사가 수용 오목부 내에 머물기 때문에, 접합 부품으로부터 탈락하는 것을 방지할 수 있다.
상기 접합 부품에 따르면, 제1 접합면 또는 제2 접합면에 유도홈이 형성되어 있음으로써, 용융된 납재를 홈을 거쳐 접합면 사이에 침투시켜 납재의 침투성을 향상시킬 수 있다. 또한, 유도홈이, 제1 접합면 또는 제2 접합면의 주연을 따라 형성된 챔퍼로 이어짐으로써, 납재를 가열하여 용융시켰을 때에 유도홈의 종단부가 개방되어 있다. 그 때문에, 유도홈을, 납재의 용융 시에 발생하는 가스의 빠짐 구멍으로서 이용할 수 있다. 납재를 가열하여 용융시켰을 때에 수용 오목부의 내압의 상승을 억제하여, 용융된 납재가 가스에 의해 접합면의 주연부로부터 분출되어 흘러넘치는 것을 억제할 수 있기 때문에, 가스에 의해 납재가 흘러넘치는 것을 해소할 수 있다. 덧붙여, 상기 접합 부품에 따르면, 제1 접합면 또는 제2 접합면의 주연을 따라 챔퍼가 형성되어 있음으로써, 이 챔퍼를 납재의 저류부(reservoir)로서 이용할 수 있다.
구체적으로는, 납재를 가열 용융했을 때에 용융된 납재가 유도홈의 종단부로부터 흘러넘치는 경우가 있어도, 챔퍼에 납재가 저류됨으로써, 접합면의 주연으로부터 납재가 흘러넘치는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 상기 접합 부품은, 접합면의 주연으로부터 납재가 흘러넘치는 것을 효과적으로 억제할 수 있어, 납재가 흘러넘치는 문제를 해소할 수 있다.
(2) 상기 접합 부품의 일 양태로서,
상기 제1 접합면은, 상기 유도홈을 가지며,
상기 제2 접합면의 주연을 따라 상기 챔퍼가 형성되고,
상기 유도홈의 종단부가, 상기 챔퍼와 겹치는 범위에 위치하는 것을 들 수 있다.
유도홈의 종단부가 챔퍼와 겹치는 범위에 위치함으로써, 제1 부재와 제2 부재의 접합부의 외관을 육안으로 확인했을 때에 유도홈의 종단부가 챔퍼에 가려진다. 그 때문에, 납재가 흘러넘치는 것을 효과적으로 억제할 수 있다.
(3) 상기 접합 부품의 일 양태로서,
상기 제2 접합면은, 상기 유도홈을 가지며,
상기 제1 접합면의 주연부를 따라 상기 챔퍼가 형성되고,
상기 유도홈의 종단부가, 상기 챔퍼와 겹치는 범위에 위치하는 것을 들 수 있다.
유도홈의 종단부가 챔퍼와 겹치는 범위에 위치함으로써, 제1 부재와 제2 부재의 접합부의 외관을 육안으로 확인했을 때에 유도홈의 종단부가 챔퍼에 가려진다. 그 때문에, 납재가 흘러넘치는 것을 보다 효과적으로 억제할 수 있다.
(4) 상기 접합 부품의 일 양태로서,
상기 챔퍼의 깊이가 0.05 ㎜ 이상 1.0 ㎜ 이하, 폭이 0.1 ㎜ 이상 1.5 ㎜ 이하인 것을 들 수 있다.
챔퍼의 깊이 및 폭이 상기 범위를 만족함으로써, 납재를 가열 용융했을 때에 유도홈의 종단부로부터 흘러넘치는 납재가 저류되는 부분으로서 충분히 기능할 수 있다. 챔퍼의 깊이가 0.05 ㎜ 이상, 폭이 0.1 ㎜ 이상이게 함으로써, 챔퍼에 의해 형성되는 공간의 용적을 확보하여, 챔퍼를, 납재가 저류되는 부분으로서 충분히 활용할 수 있다. 챔퍼의 깊이가 1.0 ㎜ 이하이게 함으로써, 챔퍼의 공간에 흘러넘친 납재를 표면 장력에 의해 공간 내에 유지하기 쉽다. 챔퍼의 폭이 1.5 ㎜ 이하이게 함으로써, 제1 부재와 제2 부재의 접촉 면적이 필요 이상으로 작아지는 일이 없고, 접촉 면적을 확보하여, 납땜에 의한 접합 강도의 저하를 억제할 수 있다.
(5) 상기 접합 부품의 일 양태로서,
상기 유도홈의 깊이가 0.02 ㎜ 이상 0.2 ㎜ 이하, 폭이 0.2 ㎜ 이상 1.0 ㎜ 이하인 것을 들 수 있다.
유도홈의 깊이가 0.02 ㎜ 이상, 폭이 0.2 ㎜ 이상이게 함으로써, 용융된 납재의 유로를 확보하여 접합면 사이로의 침투성을 향상시킴과 더불어, 납재의 용융 시에 발생하는 가스의 빠짐 구멍으로서의 기능을 충분히 발휘할 수 있다. 유도홈의 깊이가 0.2 ㎜ 이하이게 함으로써, 납재를 홈을 거쳐 접합면 사이에 침투시키기 쉬워, 납재의 침투성을 향상시키는 효과가 얻어지기 쉽다. 유도홈의 폭이 1.0 ㎜ 이하이게 함으로써, 제1 부재와 제2 부재의 접촉 면적이 필요 이상으로 작아지는 일이 없고, 접촉 면적을 확보하여, 납땜에 의한 접합 강도의 저하를 억제할 수 있다.
(6) 상기 접합 부품의 일 양태로서,
상기 제1 부재 및 상기 제2 부재가 소결체인 것을 들 수 있다.
소결체는, 치수 정밀도가 높아, 기어 형상 등의 복잡 형상에 대응할 수 있기 때문에, 제1 부재 및 제2 부재가 소결체인 접합 부품은 각종 기계 부품에 적합하게 이용할 수 있다. 소결체의 접합 부품으로는, 예컨대, 자동차의 트랜스미션용 플래니터리 캐리어 등을 들 수 있다. 또한, 소결체는 다수의 기공을 갖기 때문에, 용융된 납재가 소결체의 기공에도 침투한다. 그 때문에, 제1 부재와 제2 부재를 납땜 접합할 때, 용융된 납재가 제1 부재와 제2 부재의 접합면 사이에 침투하는 동시에 제1 부재 및 제2 부재의 내부에 침투하여, 제1 부재와 제2 부재가 강고하게 접합된다. 소결체는, 철계 분말(철 가루, 철기 합금을 포함함)을 주성분으로 하는 철계 소결체가 적합하다.
(7) 상기 접합 부품의 일 양태로서,
상기 제2 부재는, 주상(柱狀)의 브릿지부를 가지며,
상기 제2 접합면은, 상기 브릿지부의 선단에 마련되고,
상기 제1 접합면은, 상기 배치부로부터 방사상(放射狀)으로 형성된 복수의 상기 유도홈을 가지며,
상기 제2 접합면의 주연을 따라 상기 챔퍼가 형성되고,
상기 유도홈의 종단부가, 상기 챔퍼와 겹치는 범위로서, 상기 제2 접합면의 주연과 상기 브릿지부의 주연 사이에 위치하고,
상기 제1 부재와 상기 제2 부재는 소결체인 것을 들 수 있다.
상기 접합 부품에 따르면, 접합면의 주연으로부터 납재가 흘러넘치는 것을 효과적으로 억제할 수 있다.
[본 발명의 실시형태의 상세]
본 발명의 실시형태에 따른 접합 부품의 구체예를, 도면을 참조하면서 이하에 설명한다. 도면 중의 동일 부호는 동일 부분 또는 대응 부분을 나타낸다. 본 발명은 이들 예시에 한정되지 않고, 특허청구범위에 의해 나타내어지며, 특허청구범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되도록 의도된다.
[실시형태 1]
(접합 부품의 개요)
도 1∼도 4를 참조하여, 실시형태 1에 따른 접합 부품(1)에 대해서 설명한다. 접합 부품(1)은, 제1 부재(10)와 제2 부재(20)가 납땜 접합된 것이고, 제1 부재(10) 및 제2 부재(20)는 철계 소결체로 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 접합 부품(1)을 자동차의 트랜스미션용 플래니터리 캐리어에 적용한 경우를 예시하고 있다. 도 1∼도 4에 도시된 실시형태 1의 접합 부품(1)의 특징 중 하나는, 제2 부재(20)에 수용 오목부(22)가 마련되어 있는 점이다(특히, 도 1, 도 4를 참조). 다른 특징 중 하나는, 제2 부재(20)의 제2 접합면(25)의 주연에 챔퍼(32)가 형성되어 있는 점이다(특히, 도 4를 참조). 또 다른 특징 중 하나는, 제1 부재(10)의 제1 접합면(15)에 적어도 하나의 유도홈(31)이 형성되고, 이 유도홈 중 적어도 하나의 유도홈(31)이 챔퍼(32)로 이어지는 점이다(특히, 도 3, 도 4를 참조). 이하, 접합 부품(1)의 구성을 상세히 설명한다. 이하의 설명에서는, 도 2, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 부재(10)측을 아래로 하고, 제2 부재(20)측을 위로 한다. 도 4에 도시된 접합부의 단면은, 접합 부품(1)을 상하 방향(높이 방향)으로 절단한 종단면이다.
(제1 부재)
제1 부재(10)는, 도 1, 도 2에 도시된 바와 같이, 원환형의 플레이트를 포함하고, 제1 부재(10)의 한쪽 면(도 2에 있어서의 상면)이 제2 부재(20)와의 접합 부위가 된다. 그리고, 접합 부위 중, 도 3에 도시된 바와 같이, 후술하는 제2 부재(20)의 주상의 브릿지부(21)의 단면[제2 접합면(25)]과 대향하는 영역이 제1 접합면(15)이 된다(도 4를 참조). 도 3에서는, 제2 부재(20)의 브릿지부(21)의 단면, 및 수용 오목부(22)의 윤곽을 각각 이점 쇄선으로 나타내고 있다. 제1 부재(10)의 접합 부위에는, 도 3에 도시된 바와 같이, 납재(100)의 칩[도 4 중, 파선으로 나타냄. 이하, 「납재칩(100t)」이라고 부르는 경우가 있음]을 배치하는 배치부(12)가 마련되어 있다. 또한, 제1 부재(10)의 제1 접합면(15)에는, 배치부(12)의 위치로부터 제1 접합면(15)의 주연을 향해 연장되는 유도홈(31)이 형성되어 있다. 이 예에서는, 도 3에 도시된 바와 같이, 배치부(12)가 제1 접합면(15)의 거의 중앙에 마련되어 있고, 4개의 유도홈(31)이 배치부(12)의 위치로부터 방사상으로 연장되도록 형성되어 있다.
(유도홈)
유도홈(31)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 부재(10)와 제2 부재(20)를 납땜 접합할 때에 용융된 납재(100)의 유로가 되며, 납재(100)를 유도홈(31)을 거쳐 제1 접합면(15)과 제2 접합면(25) 사이[제1 부재(10)와 제2 부재(20)의 접합 계면]에 침투시켜 납재의 침투성을 향상시키는 기능을 갖는다. 유도홈(31)은 적어도 하나 있으면 좋고, 유도홈(31)의 개수는 적절하게 설정하는 것이 가능하다. 복수의 유도홈(31)을 갖는 경우, 도 3에 예시된 바와 같이, 복수의 유도홈(31)이 방사상으로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 제1 접합면(15) 및 제2 접합면(25)의 전역에 용융된 납재(100)를 균등하게 널리 확산시킬 수 있어, 접합면 전역으로의 침투성을 향상시킬 수 있다. 단, 유도홈(31)의 개수가 너무 많으면, 그만큼, 제1 부재(10)와 제2 부재(20)의 접촉 면적(계면 면적)이 감소되어, 납땜에 의한 접합 강도의 저하를 초래할 우려가 있기 때문에, 유도홈(31)의 개수는, 예컨대 3개 이상 8개 이하로 하는 것이 바람직하다.
유도홈(31)의 단면 형상(길이 방향에 직교하는 단면 형상)은, 특별히 한정되지 않고, 예컨대 원호 형상, 직사각형 형상, 깊이 방향으로 폭이 좁아지는 삼각형 형상이나 사다리꼴 형상 등을 들 수 있다. 이 예에서는, 유도홈(31)의 단면 형상이 원호 형상이다.
유도홈(31)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 배치부(12)의 위치로부터 제1 접합면(15)의 주연까지 도달하는 길이를 가지며, 제1 접합면(15)의 주연의 외측으로 개구된 종단부(31e)를 갖는다(도 4를 참조). 구체적으로는, 도 4에 도시된 바와 같이, 유도홈(31)의 종단부(31e)가 제1 접합면(15)의 주연보다 외측에 위치하여 개방되어 있고, 챔퍼(32)로 이어져 있다. 여기서, 개방되어 있다고 하는 것은, 유도홈(31)이 제2 접합면(25)에 의해 막혀 있지 않은 것을 말한다. 이 예에서는, 4개의 유도홈(31) 모두의 종단부(31e)가 개방되어 있지만, 적어도 하나의 유도홈(31)의 종단부(31e)가 개방되어 있으면 좋고, 나머지 유도홈(31)의 종단부(31e)가 제1 접합면(15)의 주연보다 내측에 위치하여 폐색되어 있어도 좋다. 또한, 이 예에서는, 도 4에 도시된 바와 같이, 유도홈(31)의 종단부(31e)가, 후술하는 제2 부재(20)의 챔퍼(32)와 겹치는 범위에 위치하고 있지만, 이것에 한정되지 않고, 챔퍼(32)보다 외측에 위치하여도 좋다. 여기서, 유도홈(31)의 종단부(31e)가 챔퍼(32)와 겹치는 범위에 위치한다고 하는 것은, 종단부(31e)가 제2 접합면(25)의 주연보다 외측에 있고, 또한 제1 접합면(15)에 대하여 직교하는 방향에서 보아, 종단부(31e)가 챔퍼(32)에 겹치는(가려지는) 것을 의미한다. 또한, 유도홈(31)의 종단부(31e)가 챔퍼(32)보다 외측에 위치한다고 하는 것은, 제1 접합면(15)에 직교하는 방향에서 보아, 종단부(31e)가 챔퍼(32)로부터 삐져나오는(노출되는) 것을 의미한다.
유도홈(31)의 시단부(31s)는, 도 3, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 접합면(15)에 있어서의 배치부(12)[도 3 중, 수용 오목부(22)의 윤곽의 내측]에 위치하고 있고, 후술하는 제2 부재(20)의 수용 오목부(22)에 의해 형성되는 내부 공간으로 개구된다. 따라서, 납땜 접합 전에 제1 부재(10)와 제2 부재(20)를 중첩시킨 상태(도 2를 참조)일 때, 도 4에 도시된 바와 같이, 유도홈(31)을 통해 수용 오목부(22)의 내부 공간이 외부로 연통하게 된다. 이 유도홈(31)은, 납재(100)의 용융 시에 발생하는 가스의 빠짐 구멍으로서 이용될 수 있다.
유도홈(31)의 크기는, 예컨대, 깊이가 0.02 ㎜ 이상 0.2 ㎜ 이하이고, 폭이 0.2 ㎜ 이상 1.0 ㎜ 이하이다. 유도홈(31)의 깊이가 0.02 ㎜ 이상, 폭이 0.2 ㎜ 이상이게 함으로써, 용융된 납재(100)의 제1 접합면(15)과 제2 접합면(25) 사이로의 침투성을 향상시킴과 더불어, 가스의 빠짐 구멍으로서의 기능을 충분히 발휘할 수 있다. 유도홈(31)의 깊이가 0.2 ㎜ 이하이게 함으로써, 납재(100)를 홈을 거쳐 제1 접합면(15)과 제2 접합면(25) 사이에 침투시키기 쉬워, 침투성을 향상시키는 효과가 얻어지기 쉽다. 유도홈(31)의 폭이 1.0 ㎜ 이하이게 함으로써, 제1 부재(10)와 제2 부재(20)의 접촉 면적을 확보하여, 접합 강도의 저하를 억제할 수 있다. 유도홈(31)의 깊이는 0.05 ㎜ 이상 0.15 ㎜ 이하가 바람직하고, 유도홈(31)의 폭은 0.5 ㎜ 이상 1.0 ㎜ 이하가 바람직하다.
(제2 부재)
제2 부재(20)는, 도 1, 도 2에 도시된 바와 같이, 원환형의 플레이트와, 이 플레이트의 한쪽 면(도 2에 있어서의 하면)으로부터 돌출되는 주상의 브릿지부(21)를 포함하고, 이 브릿지부(21)의 단면이 제1 부재(10)와의 접합 부위[제2 접합면(25)]가 된다(도 4를 참조). 제2 부재(20)의 접합 부위가 되는 브릿지부(21)에는, 도 1에 도시된 바와 같이, 수용 오목부(22)가 제2 접합면(25)에 개구되어 마련되어 있고, 수용 오목부(22)는 제1 부재(10)의 배치부(12)에 대응하는 위치에 형성되어 있다(도 3을 참조).
수용 오목부(22)는, 관통되지 않고, 도 4에 도시된 바와 같이, 납땜 접합 전의 상태에 있어서, 제1 부재(10)의 배치부(12)에 배치하는 납재칩(100t)을 내부에 수용한다. 수용 오목부(22)는, 납땜에 필요한 양의 납재칩(100t)을 수용 가능한 크기로 형성되어 있다. 수용 오목부(22)의 형상은, 특별히 한정되지 않고, 이 예에서는, 수용 오목부(22)의 개구 형상이 원 형상이며, 내부 공간이 원주 형상이다. 수용 오목부(22)의 크기는 납재칩(100t)의 크기에 따라 적절하게 설정하면 좋고, 예컨대, 직경이 φ3 ㎜ 이상 φ10 ㎜ 이하, 깊이가 3.0 ㎜ 이상 10.0 ㎜ 이하이다.
(챔퍼)
제2 부재(20)의 제2 접합면(25)[브릿지부(21)의 단면]의 주연에는, 도 1, 도 4에 도시된 바와 같이, 챔퍼(32)가 둘레 전체에 걸쳐 형성되어 있다. 챔퍼(32)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 납재(100)를 가열 용융했을 때에 유도홈(31)의 종단부(31e)로부터 흘러넘치는 납재가 저류되는 부분으로서 기능한다. 챔퍼(32)의 크기는, 납재가 저장되는 부분으로서 기능하는 크기이면 좋고, 예컨대, 깊이가 0.05 ㎜ 이상 1.0 ㎜ 이하, 폭이 0.1 ㎜ 이상 1.5 ㎜ 이하이다. 챔퍼(32)의 깊이가 0.05 ㎜ 이상, 폭이 0.1 ㎜ 이상이게 함으로써, 챔퍼(32)에 의해 형성되는 공간의 용적을 확보하여, 챔퍼(32)를, 납재가 저류되는 부분으로서 충분히 활용할 수 있다. 챔퍼(32)의 깊이가 1.0 ㎜ 이하이게 함으로써, 챔퍼(32)의 공간에 흘러넘친 납재(100)를 표면장력에 의해 공간 내에 유지하기 쉽다. 챔퍼(32)의 폭이 1.5 ㎜ 이하이게 함으로써, 제1 부재(10)와 제2 부재(20)의 접촉 면적을 확보하여, 접합 강도의 저하를 억제할 수 있다. 챔퍼(32)의 깊이는 0.1 ㎜ 이상 0.5 ㎜ 이하가 바람직하고, 챔퍼(32)의 폭은 0.3 ㎜ 이상 1.0 ㎜ 이하가 바람직하다. 챔퍼(32)의 깊이(도 4 중의 dC)란, 브릿지부(21)의 단면[제2 접합면(25)]으로부터 직교하는 방향(상하 방향)에 챔퍼링한(잘라낸) 부분의 길이를 말한다. 챔퍼(32)의 폭(도 4 중의 wC)이란, 브릿지부(21)의 측면으로부터 단면에 걸쳐 챔퍼링한 부분의 길이를 말한다.
챔퍼(32)의 형상은, 특별히 한정되지 않지만, 예컨대 도 4에 도시된 바와 같이, 종단면[제2 접합면(25)에 직교하는 단면]에 있어서, 제2 접합면(25)에 평행한 평탄면(32f)과, 평탄면(32f)으로부터 제2 접합면(25)으로 이어지고, 제2 접합면(25)에 대하여 둔각이 되는 경사면(32b)을 갖는 형상이 바람직하다. 경사면(32b)의 경사각[경사면(32b)과 제2 접합면(25)의 연장면이 이루는 각도]은, 예컨대 30° 이상 60°이하, 또한 45° 이하인 것을 들 수 있다. 이러한 형상의 챔퍼(32)로 한 경우, 챔퍼(32)를 금형 성형할 때, 금형에 있어서의 챔퍼 성형 부분의 각이 예각이 되지 않아, 그 부분이 쉽게 이지러지지 않게 된다.
납재(100)는, 공지된 납재를 이용할 수 있고, 예컨대, Ni-Cu-Mn계의 납재가 적합하다. Ni-Cu-Mn계의 납재의 경우, 예컨대 Fe, Si, B 등의 원소를 첨가 성분으로서 함유하여도 좋다. 구체적인 납재(100)의 조성으로는, 질량 비율로, (40∼43)% Ni-(38∼41)% Cu-(14∼16)% Mn-(4.5∼5.5)% Fe-(1.6∼2.0)% Si-(1.3∼1.7)% B의 조성을 들 수 있다. 납재칩(100t)은, Ni-Cu-Mn계의 납재를 원주상(圓柱狀)으로 성형한 것이다.
(접합 부품의 제조 방법)
실시형태 1의 접합 부품(1)의 제조 방법의 일례를 설명한다. 철 가루에 구리 가루, 흑연 가루 등을 혼합한 철계 원료 가루를 금형으로 가압 성형하여, 제1 부재(10)의 형상의 압분체와 제2 부재(20)의 형상의 압분체를 제작한다(도 1을 참조). 제1 부재(10)의 형상의 압분체에는, 가압 성형 시에 유도홈(31)이 형성된다. 제2 부재(20)의 형상의 압분체에는, 가압 성형 시에 챔퍼(32)와 수용 오목부(22)가 형성된다. 제2 부재(20)의 수용 오목부(22)에 납재칩(100t)(도 4를 참조)을 수용하고, 제1 접합면(15)(도 3을 참조)과 제2 접합면(25)[브릿지부(21)의 단면]을 맞댄다. 제1 부재(10)를 하측, 제2 부재(20)를 상측으로 하여 중첩시킨 상태로 하고(도 2를 참조), 납재칩(100t)을 제1 부재(10)의 배치부(12)에 배치한다(도 4를 참조). 그리고, 이 상태에서 가열로에 넣고, 제1 부재(10)의 압분체 및 제2 부재(20)의 압분체를 소결하는 동시에, 납재칩(100t)을 가열 용융하여, 제1 접합면(15)과 제2 접합면(25) 사이에 용융된 납재(100)를 침투시켜 납땜 접합을 행한다. 이것에 의해, 제1 부재(10) 및 제2 부재(20)가 각각 철계 소결체가 되어, 철계 소결체의 접합 부품(1)이 얻어진다.
접합 부품(1)에서는, 제1 부재(10)와 제2 부재(20)를 납땜 접합할 때, 용융된 납재(100)의 일부가 모세관 현상에 의해 제1 접합면(15)과 제2 접합면(25) 사이에 침투함과 더불어, 나머지 일부가 유도홈(31)을 지나 홈을 거쳐 제1 접합면(15)과 제2 접합면(25) 사이에 침투한다. 이때, 유도홈(31)이 배치부(12)의 위치로부터 방사상으로 연장되어 있게 함으로써, 제1 접합면(15) 및 제2 접합면(25)의 전역에 용융된 납재(100)를 균등하게 확산시킨다. 또한, 납재(100)의 용융 시에 발생한 가스가 유도홈(31)을 지나 밖으로 방출되게 하고, 수용 오목부(22)의 내압 상승을 억제하여, 용융된 납재(100)가 가스에 의해 제1 접합면(15) 및 제2 접합면(25)의 주연으로부터 분출되는 것을 억제한다. 덧붙여, 챔퍼(32)가 형성되어 있음으로써, 유도홈(31)의 종단부(31e)로부터 잉여의 납재(100)가 흘러넘친 경우에는, 챔퍼(32)에 납재(100)가 저류됨으로써, 납재(100)가 흘러넘치는 것을 억제한다.
{작용 효과}
전술한 실시형태 1에 따른 접합 부품(1)은, 다음 효과를 발휘한다.
(1) 관통하지 않는 수용 오목부(22)에 납재칩(100t)을 수용하여 배치하기 때문에, 납땜 접합 후에 납재(100)의 일부가 수용 오목부(22) 내에 잔존하는 일이 있어도, 잔존한 납재(100)가 수용 오목부(22) 내에 머무른다. 따라서, 수용 오목부(22) 내에 잔존한 납재(100)의 잔사가 접합 부품(1)으로부터 탈락하는 것을 방지할 수 있어, 접합 부품(1)의 신뢰성이 향상된다.
(2) 제1 접합면(15)에 유도홈(31)이 형성되어 있음으로써, 용융된 납재(100)를 홈을 거쳐 제1 접합면(15)과 제2 접합면(25) 사이에 침투시켜 납재의 침투성을 향상시킬 수 있다. 또한, 유도홈(31)의 종단부(31e)가 개방되어 있음으로써, 유도홈(31)을, 납재(100)의 용융 시에 발생하는 가스의 빠짐 구멍으로서 이용할 수 있다. 그 때문에, 납재칩(100t)을 가열 용융했을 때에 수용 오목부(22)의 내압 상승을 억제하여, 가스에 의해 납재(100)가 흘러넘치는 것을 효과적으로 억제할 수 있다.
(3) 제2 접합면(25)의 주연에 챔퍼(32)가 형성되어 있음으로써, 챔퍼(32)를 납재의 저류부로서 이용할 수 있어, 유도홈(31)의 종단부(31e)로부터 흘러넘친 납재(100)를 챔퍼(32)에 저류함으로써, 납재(100)가 흘러넘치는 것을 더욱 억제할 수 있다.
(4) 제1 접합면(15)에 형성된 유도홈(31)의 종단부(31e)가, 제2 접합면(25)의 주연에 형성된 챔퍼(32)와 겹치는 범위에 위치하고 있다. 그 때문에, 유도홈(31)의 종단부(31e)가 챔퍼(32)에 가려져 외관상 잘 보이지 않는다. 물론, 지장이 없는 범위에서, 유도홈(31)의 종단부(31e)를 연장시켜, 유도홈(31)의 종단부(31e)가 챔퍼(32)보다 외측에 위치하고 있어도 좋다. 이 경우, 챔퍼(32)로부터 노출되는 유도홈(31)의 종단부(31e)의 길이를, 예컨대 0.5 ㎜ 이하로 하는 것을 들 수 있다.
[변형례 1]
실시형태 1의 접합 부품(1)에서는, 제1 접합면(15)에 유도홈(31)이 형성되어 있는 경우를 예를 들어 설명하였다. 이것에 한정되지 않고, 유도홈(31)은, 제2 접합면(25)에 형성되어 있어도 좋으며, 제1 접합면(15) 및 제2 접합면(25)에 각각 형성하는 것도 가능하다. 제2 접합면(25)에 유도홈(31)을 형성한 경우, 유도홈(31)이 챔퍼(32)에 연통하게 된다.
[변형례 2]
실시형태 1의 접합 부품(1)에 있어서, 제1 부재(10)의 접합면과 제2 부재(20)의 접합면끼리를 위치 결정하는 위치 결정부를 마련하여도 좋다. 위치 결정부로는, 예컨대, 제1 접합면(15)(도 3을 참조)이 되는 영역을 둘러싸도록 돌출된 단차부를 형성하고, 이 단차부를 제2 부재(20)의 브릿지부(21)의 위치 결정에 이용하는 것을 들 수 있다. 혹은, 제1 접합면(15) 또는 제2 접합면(25) 중 한쪽에 볼록부를 형성하고, 다른 쪽에 볼록부에 끼워맞춰지는 오목부를 형성함으로써, 볼록부와 오목부의 감합에 의해 위치 결정하는 것을 들 수 있다.
[변형례 3]
실시형태 1의 접합 부품(1)에 있어서, 제1 부재(10)와 제2 부재(20)의 접합부의 위치를 변경하는 것도 가능하고, 예컨대, 브릿지부(21)의 중간에 접합부를 설정하여도 좋다. 이 경우, 제2 부재(20)에 브릿지부(21)의 일부를 마련하고, 제1 부재(10)에 브릿지부(21)의 잔부를 마련하도록 하여, 각각의 브릿지부(21)의 단면을 접합면으로 하고, 이들 접합면끼리가 납땜 접합된다. 이 구성에서는, 제1 접합면(15)[제1 부재(10) 측의 브릿지부(21)의 단면]에도 챔퍼(32)를 형성하는 것이 가능하다.
이상 설명한 본 발명의 실시형태에 관련하여, 이하의 부기를 더 개시한다.
[부기 1]
제1 부재와 제2 부재가 납땜 접합된 접합 부품으로서,
상기 제1 부재의 접합 부위에 마련되어, 납재를 배치하는 배치부와,
상기 제2 부재의 접합 부위에 마련되어, 상기 배치부에 배치하는 납재를 수용하는 수용 오목부와,
상기 제1 부재와 상기 제2 부재의 적어도 한쪽 접합면에 형성되고, 상기 배치부의 위치로부터 상기 접합면의 주연을 향해 연장되는 적어도 하나의 유도홈을 가지며,
상기 유도홈 중 적어도 하나는, 상기 접합면의 주연측의 종단부가 개방되어 있는 것인 접합 부품.
부기 1의 접합 부품은, 전술한 본 발명의 실시형태에 따른 접합 부품에 있어서, 접합면의 주연부에 챔퍼를 갖고 있지 않은 구성이다. 이러한 구성이어도, 유도홈의 종단부가 개방되어 있음으로써, 유도홈을, 납재의 용융 시에 발생하는 가스의 빠짐 구멍으로서 이용할 수 있기 때문에, 수용 오목부의 내압 상승을 억제하여, 가스에 의해 납재가 흘러넘치는 것을 효과적으로 억제할 수 있다.
{접합 부품의 용도}
본 발명의 실시형태에 따른 접합 부품은, 플래니터리 캐리어 등의 각종 기계 부품에 적합하게 이용할 수 있다.
1: 접합 부품 10 : 제1 부재
12 : 배치부 15 : 제1 접합면
20 : 제2 부재 21 : 브릿지부
22 : 수용 오목부 25 : 제2 접합면
31 : 유도홈 31s : 시단부
31e : 종단부 32 : 챔퍼
32f : 평탄면 32b : 경사면
100 : 납재 100t : 납재칩

Claims (7)

  1. 접합 부품으로서,
    납재를 배치하는 배치부를 갖는 제1 접합면이 마련된 제1 부재와,
    상기 제1 부재에 납땜 접합되고, 상기 배치부에 대향하는 수용 오목부를 갖는 제2 접합면이 마련된 제2 부재와,
    상기 제1 접합면 또는 상기 제2 접합면에 형성되고, 상기 배치부 또는 상기 수용 오목부로부터 상기 제1 접합면 또는 상기 제2 접합면의 주연을 향해 연장되는 유도홈과,
    상기 제1 접합면 또는 상기 제2 접합면의 주연을 따라 형성된 챔퍼
    를 포함하고,
    상기 유도홈은 상기 챔퍼로 이어지는 것인 접합 부품.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 접합면은 상기 유도홈을 가지며,
    상기 제2 접합면의 주연을 따라 상기 챔퍼가 형성되고,
    상기 유도홈의 종단부가 상기 챔퍼와 겹치는 범위에 위치하는 것인 접합 부품.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제2 접합면은 상기 유도홈을 가지며,
    상기 제1 접합면의 주연을 따라 상기 챔퍼가 형성되고,
    상기 유도홈의 종단부가 상기 챔퍼와 겹치는 범위에 위치하는 것인 접합 부품.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 챔퍼의 깊이가 0.05 ㎜ 이상 1.0 ㎜ 이하이고, 폭이 0.1 ㎜ 이상 1.5 ㎜ 이하인 것인 접합 부품.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유도홈의 깊이가 0.02 ㎜ 이상 0.2 ㎜ 이하이고, 폭이 0.2 ㎜ 이상 1.0 ㎜ 이하인 것인 접합 부품.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 부재 및 상기 제2 부재가 소결체인 것인 접합 부품.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제2 부재는 주상(柱狀)의 브릿지부를 가지며,
    상기 제2 접합면은 상기 브릿지부의 선단에 마련되고,
    상기 제1 접합면은 상기 배치부로부터 방사상으로 형성된 복수의 상기 유도홈을 가지며,
    상기 제2 접합면의 주연을 따라 상기 챔퍼가 형성되고,
    상기 유도홈의 종단부가, 상기 챔퍼와 겹치는 범위로서, 상기 제2 접합면의 주연과 상기 브릿지부의 주연 사이에 위치하고,
    상기 제1 부재와 상기 제2 부재는 소결체인 것인 접합 부품.
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