JPH09314319A - ろう付け方法 - Google Patents

ろう付け方法

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JPH09314319A
JPH09314319A JP12971296A JP12971296A JPH09314319A JP H09314319 A JPH09314319 A JP H09314319A JP 12971296 A JP12971296 A JP 12971296A JP 12971296 A JP12971296 A JP 12971296A JP H09314319 A JPH09314319 A JP H09314319A
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JP
Japan
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brazing
brazed
brazing material
frequency induction
induction heating
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JP12971296A
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Isao Matsumoto
勲 松本
Hiroshi Sone
寛 曽根
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DKK Co Ltd
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Denki Kogyo Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 被ろう付け部材の継手部を高周波誘導加熱に
より欠陥なくろう付けすることができ、特に、複数の複
雑形状部材を銅ろう付けするのに用いて有益な高周波誘
導加熱によるろう付け方法を提供する。 【解決手段】 ろう付けすべき被ろう付け部材を気密容
器内に収納配置し、前記気密容器内を不活性ガス雰囲気
或いは還元性ガス雰囲気、又は真空に保持し、前記被ろ
う付け部材の継手部を高周波誘導加熱によりろう付けす
る方法において、被ろう付け部材(例えば、羽根6)の
表面上にめっき法或いは溶射法にてろう材金属から成る
ろう材金属被膜(例えば、銅材金属被膜14)を形成
し、被ろう付け部材6及びろう材金属被膜14を高周波
誘導加熱することによりろう材金属被膜14を溶融さ
せ、この溶融されたろう材を被ろう付け部材6の継手部
分の空隙に流れ込ませて被ろう付け部材の継手部A,B
のろう付けを行なう。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、各種部材を高周波
誘導加熱によりろう付けする方法に関し、特に、複雑形
状部材を高周波雰囲気中或いは高周波真空中でろう付け
する方法に適用して好適なものである。
【0002】
【従来の技術】高周波誘導加熱コイルにてろう材を加熱
溶融させて部材間の継手部分のろう付けを行なうように
した従来の高周波ろう付け方法にあっては、線材,板
材,或いは粉末材等から成るろう材を被ろう付け部材の
継手部分の形状に合わせて予め成型しておき、ろう付け
継手部に嵌め込むか或いはこの上に載置した状態で加熱
溶融させる、いわゆる置きろう方式を採用することが多
かった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
如き従来の置きろう方式では、次のような問題点があ
る。すなわち、特に被ろう付け部材が複雑形状の部材で
ある場合には被ろう付け部材の継手部分にろう材を嵌め
込むことが困難であったり、或いはその作業が極めて面
倒である等の問題点がある。
【0004】また、ろう材を単に被ろう付け部材上に載
せて被ろう付け部材を高周波誘導加熱する場合には、ろ
う材が高周波誘導加熱による電磁力の作用により所定位
置(所定の載置位置)から移動されて位置ずれを生じ、
継手部分に対するろう材の相対位置が変化してしまう不
具合がある。このような事態を生じると、高周波誘導加
熱コイルとろう材の各部との間隔が一定(均一)ではな
くなり、高周波誘導加熱コイルに近接したろう材部分と
これから離れたろう材部分とが生じる。そのため、高周
波誘導加熱時には高周波誘導加熱コイルに近接している
ろう材部分が所定のろう付け温度に達する前に加熱溶融
状態となる。この際、ろう付けすべき部材間の継手部分
の温度が低い状態なので、加熱溶融されたろう材の一部
分は球形状を呈することとなり、前記継手部分の温度が
所定のろう付け温度に達した時には球形状を呈していた
ろう材がオーバヒートにより細かく飛散し、その結果、
前記継手部分の空隙に溶融状態のろう材が流れ込まずに
ろう付け欠陥となるおそれがある。
【0005】一方、上述した高周波誘導加熱コイルから
離れたろう材部分は、継手部分が所定のろう付け温度に
到達しても温度不足により溶融状態とならない。このた
め、このろう材部分に対応する継手部分の空隙にろう材
が流れ込まず、この部分にもろう付け欠陥を生じるおそ
れがある。
【0006】このような現象は、ろう付け温度が高くか
つ流動性の悪い銅ろう付けにおいて発生しやすい。その
一方で、銅ろう付けはろう材のコストが低くしかもろう
付け強度が強いので、銅ろう付けを多用したいところで
ある。しかし、複雑な形状を有しかつろう付け箇所の多
い部材、例えば自動車用自動変速機の構成部品であるト
ルクコンバータの羽根を銅ろう付けする場合等において
は、30枚余の羽根全数を完全に欠陥なくろう付けする
ことは難しく、部分的にろう付け欠陥を生じる箇所もあ
るのが実状である。
【0007】本発明は、このような実状に鑑みてなされ
たものであって、その目的は、被ろう付け部材の継手部
を高周波誘導加熱により欠陥なくろう付けすることがで
き、特に、複数の複雑形状部材を銅ろう付けするのに用
いて有益な高周波誘導加熱によるろう付け方法を提供す
ることにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明では、ろう付けすべき被ろう付け部材を気
密容器内に収納配置し、前記気密容器内を不活性ガス雰
囲気或いは還元性ガス雰囲気、又は真空に保持し、前記
被ろう付け部材の継手部を高周波誘導加熱によりろう付
けする方法において、前記被ろう付け部材の表面上にめ
っき法或いは溶射法にてろう材金属から成るろう材金属
被膜を形成し、前記被ろう付け部材及びろう材金属被膜
を高周波誘導加熱することにより前記ろう材金属被膜を
溶融させ、この溶融されたろう材を前記被ろう付け部材
の継手部分の空隙に流れ込ませて前記被ろう付け部材の
継手部のろう付けを行なうようにしている。
【0009】また、本発明では、前記被ろう付け部材の
全表面上に前記ろう材金属被膜を形成するようにしてい
る。
【0010】また、本発明では、前記被ろう付け部材の
片方の表面上にのみ前記ろう材金属被膜を形成するよう
にしている。
【0011】また、本発明では、前記ろう材金属被膜が
表面上に形成された前記被ろう付け部材を10-3Tor
r以上の還元性ガス雰囲気中に保持し、高周波誘導加熱
にて前記ろう材金属被膜を溶融させて成るろう材により
前記被ろう付け部材の継手部のろう付けを行なうように
している。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例について
図面を参照して説明する。なお、本実施例においては、
本発明に係るろう付け方法を使用することにより、自動
車用自動変速機用のトルクコンバータ1の主要構成部材
であるポンプインペラー機構部2の製造(銅ろう付け)
を行なうようにしている。
【0013】図1〜図3はポンプインペラー機構部(羽
根車)2の組立完成品を示すものであって、このポンプ
インペラー機構部2は、一端側に開放口3を有しかつ他
端側の中心部に開孔4を有するカップ形状のケーシング
5と、このケーシング5の内部の円周領域において等角
度間隔をもって配設された軟鋼製の複数枚(例えば,3
2枚)の羽根6と、これらの羽根6の上部を互いに連結
する位置決め兼補強用の連結リング7とから構成される
ものである。上述の羽根6には図2に示すように3つの
突起8,9及び10が一体成形されており、これらのう
ちの片側の一対の突起8,9がケーシング5の径方向の
2箇所に形成された係合凹部11,12にそれぞれ係合
された状態で、各羽根6の一端面6aがケーシング5に
当接配置されている。そして、羽根6の他端面の中間箇
所に一体成形された突起10が、前記連結リング7の孔
部13にそれぞれ挿入配置された状態となされている。
これにより、複数枚の羽根6は、ケーシング5の所定位
置に位置決めされてこのケーシング5と連結リング7と
の間に一体に組付けられると共に(図2及び図3参
照)、ケーシング5の径方向に対して所定の角度に傾斜
された状態で配設されてろう付けされるようになってい
る(図1参照)。
【0014】なお、図2及び図3において、Aは羽根6
とケーシング5とが互いに銅ろう付けにて結合される継
手部であり、Bは羽根6と連結リング7とが互いに銅ろ
う付けにて結合されるの継手部である。また、図示を省
略したが、前記ケーシング5に中央箇所には開孔4を閉
塞した状態で駆動軸が一体に結合されるようになってい
る。
【0015】本例においては、ろう付け作業の前に、被
ろう付け部材である羽根6の全表面がめっき法又は溶射
法によりろう材金属である銅材にて予め被覆されるよう
になっており、所要膜厚の銅材金属被膜(ろう材金属被
膜)14が図4に示すように羽根6の全表面上に形成さ
れている。なお、この銅材金属被膜14の形成方法は、
通常の電気めっき法、溶融めっき法、機械めっき法等の
各種のめっき法であってもよく、また還元材と共に銅材
を溶射するような一般的な溶射法であってもよい。
【0016】図5は、ポンプインペラー機構部2の組立
のためのろう付け作業を行なう加熱装置15を示すもの
であって、この加熱装置15は上部加熱用の高周波誘導
加熱コイル16と下部加熱用の高周波誘導加熱コイル1
7と、これらのコイル16,17に高周波電力を供給す
る高周波電源18とから構成されている。また、上述の
各コイル16,17は前記複数の羽根6に対応する本体
部16a,17aがそれぞれ渦巻状に巻回されており、
これらのリード部16b,17bを介して前記高周波電
源18に互いに並列に接続されている。そして、これら
のコイル16,17は、前記複数の羽根6に対して僅か
な間隔を隔てて配置されるようになっている。
【0017】次に、ポンプインペラー機構部2の組立作
業及びその際のろう付け作業の手順について説明する。
【0018】(1) まず、トルクコンバータ1のポン
プインペラー機構部2の構成部材であるケーシング5上
に、所要膜厚の銅材金属被膜14が予め形成された複数
の羽根6を所定位置に載置してケーシング5の係合凹部
11,12内に各羽根6の突起8,9をそれぞれ係合さ
せた状態で組付ける。しかる後に、連結リング7の孔部
13に各羽根6の突起10を嵌着させた状態でこの連結
リング7を複数の羽根6の上部箇所に配置する。これに
より、複数の羽根6をケーシング5と連結リング7との
間に位置決めされた状態で組付けて組立体20(図2参
照)を得る。
【0019】(2) 次に、この組立体(ワーク)20
を図外の密閉容器内(例えば、10 -3Torr以上の還
元性ガス雰囲気中)に収容して図5に示すようにワーク
受け治具21上に載置し、上部加熱用の高周波誘導加熱
コイル16を連結リング7の上部に僅かな間隔を隔てて
配置すると共に、下部加熱用の高周波誘導加熱コイル1
7をケーシング5の下部に僅かな間隔を隔てて配置し、
これによりこれら両コイル16,17間に被ろう付け部
材である羽根6、連結リング7及びケーシング5を所定
間隔をもって配置する。
【0020】(3) 次いで、密閉容器の蓋体を閉じ、
真空ポンプにより密閉容器内を所定圧力に真空引きした
後、窒素及び水素の混合ガスにより密閉容器内を置換
し、所要圧力とする。
【0021】(4) この後、高周波電源18より前記
両コイル16,17に所要周波数の高周波電流を流し、
これに応じてケーシング5、連結リング7及び羽根6を
所定のろう付け温度まで同時に誘導加熱する。これによ
り、羽根6の表面に予め形成されている銅材金属被膜1
4を羽根6と共に加熱溶融せしめる。これに伴い、継手
部A,Bの近傍の銅材金属層14が加熱溶融されて羽根
6の表面上を上下両方向に向けて流れ(下方へは重力及
び継手部Aの空隙部分の毛管作用により、また上方へは
継手部Bの空隙部分の毛管作用により流れる)、銅から
成るろう材14が図6に示すように継手部A,Bの両部
に集まる。かくして、図6に示すように、羽根6とケー
シング5との継手部Aの空隙に溶融状態の銅材がろう材
として流れ込むと共に、羽根6とケーシング5とによっ
て形成された角部の円環状領域にろう材が盛り付けられ
て盛り上がり部14aが形成される。一方、羽根6と連
結リング7との継手部Bの空隙に溶融状態の銅材がろう
材として流れ込むと共に、羽根6と連結リング7とによ
って形成された角部の円環状領域にろう材が盛り付けら
れて盛り上がり部14bが形成される。これらの盛り上
がり部14a,14bは余盛(補強)としての機能を果
たすこととなる。
【0022】(5) 所定のろう付け温度状態を所要時
間にわたって保持した後、前記両コイル16,17への
通電を停止し、誘導加熱を終了する。
【0023】(6) 誘導加熱の終了後、被ろう付け部
材である羽根6を所要温度まで冷却し、所要圧力の窒素
ガスを密閉容器内に注入して所要温度(例えば、200
℃以下)まで冷却する。
【0024】(7) この後、真空ポンプを停止し、組
立の完了したポンプインペラー機構部2を密閉容器内か
ら取出す。
【0025】このような本例のろう付け方法を使用した
場合には、被ろう付け部材である羽根6の表面上にろう
材金属から成る堅固に密着した銅材金属被膜14を形成
するようにしているので、高周波誘導加熱時に電磁力の
作用にて銅材金属被膜14が動いてしまうようなことが
なく、また銅材金属被膜14が羽根6に先駆けて誘導加
熱されてしまうことなく羽根6と共に同じ昇温速度で加
熱されることとなる。従って、銅材金属被膜14は各部
において均一に加熱溶融されて羽根6の継手部A,Bす
なわち継手間の空隙にそれぞれ確実に流れ込み、かつ、
継手部A,Bの付近にろう材の盛り上がり部14a,1
4bを形成することとなるため、良好なろう付けを行な
うことができる。
【0026】以下に、上記実施例の具体的な加工条件を
述べる。加工条件の具体例 (1) トルクコンバータの寸法 〈ア〉 構造部材の外径 : 260mm 構造部材の高さ : 65mm 〈イ〉 羽根数 : 32枚 (2) 羽根の被膜形成条件 〈ア〉 被膜形成方法(被覆方法) : 銅めっき法 〈イ〉 被膜の厚さ(膜厚) : 100μm (3) 高周波誘導加熱条件 〈ア〉 周波数 : 7KHz 〈イ〉 出力 : 160KW 〈ウ〉 加熱時間 : 30秒 〈エ〉 保持時間 : 10秒 〈オ〉 放冷時間 : 10秒 〈カ〉 加熱温度 : 1200℃ (4) 気密容器内の雰囲気条件 〈ア〉 加熱時の置換ガス : 窒素+水素(10%) 又は、 窒素+一酸化炭素(10%) 〈イ〉 加熱時の圧力 : 10Torr 〈ウ〉 冷却時の加圧ガス : 窒素 〈エ〉 冷却時の加圧ガス噴射圧力 : 6Kg/mm2
【0027】以上、本発明の一実施例につき述べたが、
本発明はこの実施例に限定されるものではなく、本発明
の技術的思想に基づいて各種の変形及び変更が可能であ
る。例えば、既述の実施例では、トルクコンバータ1の
主要構成部材であるポンプインペラー機構部2の組立に
本発明に係るろう付け方法を適用するようにしたが、こ
れに限らず、トルクコンバータ1以外の各種の部品のろ
う付けにも本発明を適用し得ることは言う迄もない。ま
た、ろう材金属としては、銅材に限らず、銀や黄銅等の
他種の金属材を用いることが可能である。
【0028】また、既述の実施例では、被ろう付け部材
(羽根6)の表裏両面に銅材金属被膜14を形成するよ
うにしたが、その片面(表裏両面のうちの何れか一方の
面)にのみろう材金属被膜14を形成するようにしても
よい。
【0029】さらに、密閉容器内を10-3Torr以上
の不活性ガス雰囲気或いは還元性ガス雰囲気としてもよ
く、また真空に保持してもよい。
【0030】
【発明の効果】以上の如く、本発明は、被ろう付け部材
の表面上にめっき法或いは溶射法にてろう材金属から成
るろう材金属被膜を形成し、前記被ろう付け部材及びろ
う材金属被膜を高周波誘導加熱することにより前記ろう
材金属被膜を溶融させ、この溶融されたろう材を前記被
ろう付け部材の継手部分の空隙に流れ込ませて前記被ろ
う付け部材の継手部のろう付けを行なうようにしたもの
であるから、ろう材は被ろう付け部材の表面上にめっき
法又は溶射法にて予め堅固に密着形成されているので、
高周波誘導加熱に際してろう材が電磁力の作用にて位置
ずれを生じることがなく、しかも、ろう材及び被ろう付
け部材は同時に同じ昇温速度で高周波誘導加熱されるこ
ととなる。このため、本発明に係るろう付け方法によれ
ば、ろう材が被ろう付け部材に先駆けて加熱されてしま
うようなことがなく、所要のろう付け温度に達した時点
ではろう材が溶融されて継手部間の空隙に良好に入り込
むと共に継手部の周囲にろう材の盛り上がり部が形成さ
れることとなる。その結果、理想的なろう付けを行なう
ことができる。
【0031】また、一般的には良好なろう付けを行いに
くいとされている銅ろう付けに本発明を適用した場合に
も理想的なろう付けを行なうことができる。この場合に
は、安価な銅材から成るろう材を利用でき、しかも複数
の複雑形状部材であっても一度のろう付け工程により理
想的な高強度のろう付けを行なうことが可能となる。従
って、本発明に係るろう付け方法は、利用価値が高く、
産業上極めて有益なものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るろう付け方法にてろう付けが施さ
れるトルクコンバータのポンプインペラー機構部を示す
平面図である。
【図2】図1におけるX−X線断面図である。
【図3】図1におけるY−Y線拡大断面図である。
【図4】被ろう付け部材である羽根の断面図である。
【図5】ポンプインペラー機構部の羽根を高周波誘導加
熱によりろう付けする装置の断面図である。
【図6】羽根をろう付けした状態を示す断面図である。
【符号の説明】
1 トルクコンバータ 2 ポンプインペラー機構部 5 ケーシング 6 被ろう付け部材としての羽根 7 連結リング 8,9,10 突起 11,12 係合凹部 14 銅材金属被膜(ろう材金属被膜) 14a,14b 盛り上がり部 15 加熱装置 16 上部加熱用の高周波誘導加熱コイル 17 下部加熱用の高周波誘導加熱コイル 18 高周波電源 20 組立体 A,B 継手部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H05B 6/10 331 H05B 6/10 331

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ろう付けすべき被ろう付け部材を気密容
    器内に収納配置し、前記気密容器内を不活性ガス雰囲気
    或いは還元性ガス雰囲気、又は真空に保持し、前記被ろ
    う付け部材の継手部を高周波誘導加熱によりろう付けす
    る方法において、前記被ろう付け部材の表面上にめっき
    法或いは溶射法にてろう材金属から成るろう材金属被膜
    を形成し、前記被ろう付け部材及びろう材金属被膜を高
    周波誘導加熱することにより前記ろう材金属被膜を溶融
    させ、この溶融されたろう材を前記被ろう付け部材の継
    手部分の空隙に流れ込ませて前記被ろう付け部材の継手
    部のろう付けを行なうようにしたことを特徴とするろう
    付け方法。
  2. 【請求項2】 前記被ろう付け部材の全表面上に前記ろ
    う材金属被膜を形成するようにしたことを特徴とする請
    求項1に記載のろう付け方法。
  3. 【請求項3】 前記被ろう付け部材の片方の表面上にの
    み前記ろう材金属被膜を形成するようにしたことを特徴
    とする請求項1に記載のろう付け方法。
  4. 【請求項4】 前記ろう材金属被膜が表面上に形成され
    た前記被ろう付け部材を10-3Torr以上の還元性ガ
    ス雰囲気中に保持し、高周波誘導加熱にて前記ろう材金
    属被膜を溶融させて成るろう材により前記被ろう付け部
    材の継手部のろう付けを行なうようにしたことを特徴と
    する請求項1乃至3の何れか1項に記載のろう付け方
    法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115770916A (zh) * 2022-12-20 2023-03-10 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种稀土永磁体的钎焊方法

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