JPH079126A - 伝熱ろう付装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】接合界面にろう材11を介在させて対向される金
属製の被接合部材10に対して接離自在に配置されるとと
もに、主として被接合部材への接触による熱伝導によ
り、前記ろう材を溶融させる発熱体１と、発熱体の近傍
において、被接合部材に接離自在に配置され、被接合部
材に接触した発熱体の被接合部材からの離間方向への移
動時に、被接合部材を発熱体の移動方向と逆方向に押圧
する押さえ部材３とを備える。 【効果】ろう付後、被接合部材に接触した発熱体が離間
するときに、押さえ部材で被接合部材が発熱体の移動方
向と逆方向に押さえられるから、ろう付中に発熱体に付
着した被接合部材が、発熱体とともに移動して接合部が
剥離する危険を防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、アルミニウム（その
合金を含む）等の金属製被接合部材の接合に用いられる
伝熱ろう付装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えばアルミニウム材どうしを部分接合
する接合法として、接合予定部位において重ね合わせ状
態に配置した被接合部材に、銅製その他の電極を接触状
態に配置し、加圧下で被接合部材の接合予定箇所に電流
を流し、その電流による抵抗発熱で接合部の温度を上昇
させて溶接する抵抗スポット溶接が行われている。ま
た、トーチろう付や高周波ろう付等の大気中におけるろ
う付も行われている。

【０００３】しかしながら、上記の抵抗スポット溶接法
においては、アルミニウム材の固有抵抗が小さいため、
溶接に必要な発熱量を得るためには大電流を必要とする
とか、電極先端部に銅とアルミニウムの合金を形成し易
いため電極のドレッシング間隔が短くなるというような
欠点があった。一方、トーチろう付法や高周波ろう付法
においては、加熱と加圧を同時に行うことは物理的に困
難なため、大型部材の一部を接合するのが容易でないと
か、熱効率が悪いため接合時間が長くなるというような
欠点があった。

【０００４】そこで、上記に代わる接合法として、接合
界面に被接合部材より融点の低いろう材を介在させると
ともに、発熱体を被接合部材に加圧状態に接触せしめ、
主としてこの発熱体からの熱伝導によりろう材を溶融
し、もって両被接合部材を接合する伝熱ろう付法が開発
されている。この方法によれば、大気中において広範な
部分を容易に接合することができ、またエネルギーコス
トも小さいという利点がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】かかる伝熱ろう付法で
は、ろう付後は被接合部材に接触させた発熱体を離間方
向に移動させて、過度の加熱による被接合部材そのもの
の溶融の危険等を回避し得るものとなされている。

【０００６】しかるに、ろう付時に被接合部材に接触さ
せた発熱体に被接合部材が付着してしまうことが実際上
往々にしてあり、この場合には、発熱体を離間方向に移
動させると被接合部材も共に移動して接合部が剥離して
しまうとか、被接合部材が過度に加熱されて溶融すると
いう欠点があった。

【０００７】この発明は、かかる欠点を解消するために
なされたものであって、発熱体に付着した被接合部材
が、ろう付後の発熱体の移動時に発熱体ととともに移動
しないようにした伝熱ろう付装置の提供を目的とする。

【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、この発明は、図面の符号を参照して示すと、接合界
面にろう材（11）を介在させて対向される金属製の被接
合部材（10）に対して接離自在に配置されるとともに、
主として被接合部材への接触による熱伝導により、前記
ろう材を溶融させる発熱体（１）と、該発熱体（１）の
近傍において、被接合部材（10）に接離自在に配置さ
れ、被接合部材に接触した発熱体（１）の被接合部材
（10）からの離間方向への移動時に、被接合部材（10）
を発熱体（１）の移動方向と逆方向に押圧する押さえ部
材（３）とを備えていることを特徴とする伝熱ろう付装
置を要旨とする。

【０００９】上記において、「主として」とは、全ての
熱が接触により伝熱される必要はなく、一部は輻射、対
流によっても伝熱される場合をも許容する趣旨である。

【００１０】好ましくは、押さえ部材（３）が、その軸
心に発熱体（１）が挿通するとともに発熱体（１）の進
退方向に伸縮するコイルばねからなり、該コイルばねは
非伸縮状態で先端部（3a）が発熱体（１）よりも被接合
部材（10）側へ突出しているものとするのが良い。

【００１１】

【作用】ろう付後、被接合部材（10）に接触した発熱体
（１）が離間するときに、押さえ部材（３）で被接合部
材が発熱体の移動方向と逆方向に押さえられるから、ろ
う付中に発熱体（１）に付着した被接合部材（10）が、
発熱体とともに移動して接合部が剥離する危険を防止で
きる。また、押さえつけた状態のまま、エアージェット
等でろう付部を急速に冷却し、焼きを入れるなどの処理
も可能となる。

【００１２】

【実施例】次にこの発明の実施例を、図面を参照しつつ
説明する。

【００１３】図２において、（１）は発熱体としての円
筒状のヒーターヘッドであり、該ヒーターヘッドは上端
膨出状の基部（２）の下面中央に垂下状に取着されてい
る。このヒーターヘッド（１）は、図示しない駆動装置
を介して基部（２）とともに上下に進退移動可能となさ
れており、ろう付時には被接合部材へ接近方向に進出移
動して、先端加熱部（1a）を被接合部材に加圧状態に接
触させ、その熱伝導によりろう材を溶融するものとなさ
れている。そして、ろう付後は上昇移動して被接合部材
から離間するものとなされている。

【００１４】前記ヒーターヘッド（１）には、コイルば
ね（３）がその軸心をヒーターヘッド（１）に貫かれた
状態で、かつコイルばね（３）の上端部を基部（２）の
下面に固定された状態で介装されている。従って、コイ
ルばね（３）はヒーターヘッド（１）の上下移動に伴っ
て上下に移動するとともに、上下方向に伸縮自在となさ
れている。このコイルばね（３）は、ろう付完了後被接
合部材に接触しているヒーターヘッド（１）を移動させ
て被接合部材から離間させる際、ヒーターヘッド（１）
の移動方向と逆向きの加圧力を被接合部材に付与するこ
とにより、ヒータヘッド（１）に付着した被接合部材が
ヒーターヘッド（１）とともに移動して接合部が剥離す
るのを防止する役割を果たすものである。このために、
コイルばね（３）の非伸縮状態即ち圧縮も伸脹もしてい
ない自然状態における長さは、図２に示すように、ばね
先端部（3a）がヒーターヘッド（１）の先端加熱部（1
a）よりも下方に突出するように設定されていて、ヒー
ターヘッド（１）の先端加熱部（1a）が被接合部材に接
触した状態でばねが圧縮状態になるものとなされてい
る。

【００１５】図２に示すろう付装置を用いた伝熱ろう付
法の一例を示すと次のとおりである。

【００１６】即ち、まず、図３に示すように、アルミニ
ウム等からなる２枚の被接合部材（10）（10）の接合部
（10a ）（10a ）間に、被接合部材よりも融点の低いろ
う材（11）を介在状態に配置する。なお、接合部（10a
）（10a ）には必要に応じてフラックスが供給され
る。フラックスはろう材（11）の表面に塗布しても良い
が、好ましい態様として、フラックス塗布の不要なフラ
ックス含有ろう材を用いるのが良い。このフラックス含
有ろう材の一例としては、Ｓｉ、Ｚｎ等の元素を含有す
るＡｌ合金の粉末、またはこれら成分元素の単体粉末
に、弗化物系フラックスまたは塩化物系フラックスを添
加し混合して、この混合粉末を熱圧成形したのち押出成
形等により所要形状に成形したものを挙げ得る。さら
に、このような固形のろう材の代表的な組成として、Ａ
ｌ、Ｓｉ、弗化物系フラックスを含み、弗化物系フラッ
クスを除く金属成分の合計含有量に対してＳｉ含有量が
３〜１５wt％、弗化物系フラックスを除く元素の合計と
弗化物系フラックスとを重量比で９９．９：０．１〜７
０：３０の割合で含有し、かつ密度が理論値の９０％以
上であるものを挙げ得る。また、ろう材として、上記の
合金粉末あるいは合金組成の単体粉末及びフラックス粉
末に、液状バインダーを混合攪拌したものを用いても良
い。

【００１７】次に、ろう材（11）を介在した被接合部材
（10）（10）を、ロックウール等の断熱材からなる支持
台（12）上に載置するとともに、予め発熱させたヒータ
ーヘッド（１）を接合部（10a ）の上方において下降移
動させる。ヒーターヘッド（１）の下降移動により、ま
ずコイルばね（３）の先端部（3a）が上側の被接合部材
（10）に接触する。さらにヒーターヘッド（１）を下降
させると、コイルばねは徐々に圧縮量が増大し、これに
伴う弾発力により、上側の被接合部材には押付け方向の
加圧力が付与される。そして、ヒーターヘッド（１）を
さらに下降させ、その先端加熱部（1a）を被接合部材
（10）の接合部対応位置に所定の加圧力で圧接させる。

【００１８】ヒーターヘッド（１）の接触により、先端
加熱部（1a）から上側の被接合部材（10）に熱が伝導さ
れ、さらにろう材（11）に伝導され、ろう材は溶融して
上下の被接合部材（11）（11）は接合される。

【００１９】ろう付が完了すると、図３に示すように、
ヒーターヘッド（１）を上昇移動させて被接合部材（1
0）から離間させる。而して、上側の被接合部材（10）
はコイルばねの圧縮解除に至るまではコイルばねによる
下向きの加圧力を受けているから、上側の被接合部材
（10）がヒーターヘッド（１）に付着してヒーターヘッ
ドとともに上方へ移動しようとしても、コイルばね
（３）による前記加圧力が上側の被接合部材（10）をヒ
ーターヘッド（１）から引き離す方向に作用し、ヒータ
ーヘッド（１）はスムーズに被接合部材（10）から離間
する。この状態で、要すればエアージェット等でろう付
部を急速に冷却し、焼き入れ等の処理を行っても良い。

【００２０】ヒーターヘッド（１）が上昇するにつれ、
コイルばね（３）は徐々に圧縮量が減少し、コイルばね
（３）の被接合部材（10）に対する加圧力も減少する。
そして、コイルばね（３）の圧縮が完全に解除されるま
でヒーターヘッド（１）が上昇したのちは、コイルばね
（３）も被接合部材（10）から離間して上昇する。

【００２１】なお、以上の実施例では、ヒーターヘッド
（１）の被接合部材（10）からの離間時に、被接合部材
（10）を押さえる押さえ部材としてコイルばね（３）を
用いたが、コイルばねに限定されることはない。また、
接合部（10a ）の片側からのみ発熱体を接触させるもの
としたが、接合部を挟んで両側からそれぞれ発熱体を接
触させるものとしても良い。

【００２２】

【発明の効果】この発明は、上述の次第で、ろう付完了
後、被接合部材に接触した発熱体が離間するときに、押
さえ部材で被接合部材を発熱体の移動方向と逆方向に押
さえるものとしたから、ろう付中に発熱体に付着した被
接合部材が、発熱体とともに移動して接合部が剥離する
危険を防止できる。しかも、被接合部材が発熱体と長時
間付着し、過度に加熱されて、被接合部材が溶融する危
険も防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図２のろう付装置を用いた伝熱ろう付の完了直
後の状態を示す断面図である。

【図２】この発明の一実施例に係るろう付装置を示す図
で、（イ）は正面図、（ロ）は底面図である。

【図３】図２のろう付装置を用いた伝熱ろう付のろう付
途中の状態を示す断面図である。

【符号の説明】

１…ヒーターヘッド（発熱体） 1a…先端加熱部 ３…コイルばね（押さえ部材） 10…被接合部材 11…ろう材

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 接合界面にろう材（11）を介在させて対
   向される金属製の被接合部材（10）に対して接離自在に
   配置されるとともに、主として被接合部材への接触によ
   る熱伝導により、前記ろう材を溶融させる発熱体（１）
   と、 該発熱体（１）の近傍において、被接合部材（10）に接
   離自在に配置され、被接合部材に接触した発熱体（１）
   の被接合部材（10）からの離間方向への移動時に、被接
   合部材（10）を発熱体（１）の移動方向と逆方向に押圧
   する押さえ部材（３）とを備えていることを特徴とする
   伝熱ろう付装置。
2. 【請求項２】 押さえ部材（３）が、その軸心に発熱体
   （１）が挿通するとともに発熱体（１）の進退方向に伸
   縮するコイルばねからなり、該コイルばねは非伸縮状態
   で先端部（3a）が発熱体（１）よりも被接合部材（10）
   側へ突出している請求項１に記載の伝熱ろう付装置。