JPH09323166A - Aluminum joining method - Google Patents

Aluminum joining method

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JPH09323166A
JPH09323166A JP8166880A JP16688096A JPH09323166A JP H09323166 A JPH09323166 A JP H09323166A JP 8166880 A JP8166880 A JP 8166880A JP 16688096 A JP16688096 A JP 16688096A JP H09323166 A JPH09323166 A JP H09323166A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
joining
zinc alloy
alloy solder
gap
members
Prior art date
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Pending
Application number
JP8166880A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Nobuaki Suzuki
延明 鈴木
Yoichi Shimazaki
陽一 嶌崎
Shigenori Yamada
茂則 山田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Suzuki Motor Corp
Original Assignee
Suzuki Motor Corp
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Filing date
Publication date
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Priority to US08/790,314 priority patent/US6148515A/en
Priority to EP97300508A priority patent/EP0787557A3/en
Publication of JPH09323166A publication Critical patent/JPH09323166A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/02Cylinders; Cylinder heads  having cooling means
    • F02F1/10Cylinders; Cylinder heads  having cooling means for liquid cooling
    • F02F2001/104Cylinders; Cylinder heads  having cooling means for liquid cooling using an open deck, i.e. the water jacket is open at the block top face

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  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Molten Solder (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 接合強度に優れ、且つ接合部の気密性の高い
アルミニウムの接合方法を提供すること。 【解決手段】 予め亜鉛合金はんだ層が付された接合面
を有する第1接合部材1と第2接合部材3とを備えると
共に、これら各接合部材1,3の少なくとも一方をアル
ミニウムにより構成し、これら各接合部材1,3の接合
面1a,3a同志を所定の隙間部7を設けて突き合わ
せ、隙間部7を亜鉛合金はんだ浴中に浸漬すると共に、
この隙間部7近傍に超音波振動を印加して溶融した亜鉛
合金はんだを充填し、両接合部材1,3を亜鉛合金はん
だ浴から引き上げて、しかる後、接合面1a,3aを均
一に加圧して接合する。
(57) Abstract: [PROBLEMS] To provide a method for joining aluminum, which has excellent joining strength and has high airtightness at the joined portion. A first joining member (1) and a second joining member (3) each having a joining surface to which a zinc alloy solder layer is attached in advance are provided, and at least one of the joining members (1) and (3) is made of aluminum. The joint surfaces 1a, 3a of the respective joint members 1, 3 are butted against each other with a predetermined gap portion 7 provided, and the gap portion 7 is immersed in a zinc alloy solder bath,
Ultrasonic vibration is applied to the vicinity of the gap portion 7 to fill it with molten zinc alloy solder, both joining members 1 and 3 are pulled up from the zinc alloy solder bath, and then the joining surfaces 1a and 3a are uniformly pressed. To join.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、アルミニウムの接
合方法にかかり、特に超音波振動を印加して複数の接合
部材をはんだ付けして接合するアルミニウムの接合方法
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for joining aluminum, and more particularly to a method for joining aluminum in which ultrasonic vibration is applied to solder and join a plurality of joining members.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、アルミニウムの接合方法とし
ては以下のようなものがあった。即ち特開平1−100
352号公報(第1従来例)によれば、例えば、内燃機
関等に用いられるシリンダブロックの冷却水通路の開口
部に、強度向上を目的として所定形状のピース部材を溶
接固定する、という提案がなされている。また、特開平
1−147145号公報(第2従来例)では、第1従来
例と同様に所定のピース部材を冷却水通路の解放部に溶
接固定するものであるが、特に、ピース部材をシリンダ
ブロック本体より高融点のアルミ合金により構成するも
のである。更に、特開平2−105557号公報(第3
従来例)では、所定のプラグ部材(ピース部材)をシリ
ンダブロック本体より融点の低い材質で構成し、これを
シリンダブロック本体に対してアークまたはレーザーな
どの熱源により加熱して溶着するものである。
2. Description of the Related Art Conventionally, there have been the following methods for joining aluminum. That is, JP-A-1-100
According to Japanese Patent No. 352 (first conventional example), for example, a proposal is made that a piece member having a predetermined shape is welded and fixed to an opening of a cooling water passage of a cylinder block used in an internal combustion engine or the like for the purpose of improving strength. Has been done. Further, in JP-A-1-147145 (second conventional example), a predetermined piece member is welded and fixed to an open portion of a cooling water passage as in the first conventional example. The block body is made of an aluminum alloy having a higher melting point. Furthermore, Japanese Patent Laid-Open No. 105557/1990 (the third
In the conventional example), a predetermined plug member (piece member) is made of a material having a melting point lower than that of the cylinder block body, and this is heated and welded to the cylinder block body by a heat source such as an arc or a laser.

【0003】また、複数の接合部材を接合ことにより、
例えばシリンダブロック等を製造する方法として、実開
昭63−69740号公報に開示されているものがあ
る。これは、シリンダブロック本体を上部と下部の二つ
の部材に分割してそれぞれ別個に鋳造し、その後これら
を相互にボルトで締結し構成するものである。
By joining a plurality of joining members,
For example, as a method for manufacturing a cylinder block or the like, there is one disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 63-69740. This is a structure in which a cylinder block body is divided into two members, an upper part and a lower part, which are separately cast, and then these are fastened to each other by bolts.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来例には以下のような不都合があった。即ち、一般
的な手法であるダイカスト鋳造法でアルミニウムの接合
部材を製造する場合には、この製造法の特性上、鋳物の
内部にガスが微細空隙となって分散してトラップされ
る。このため、上記した通常の溶接方法(レーザー溶
接,アーク溶接等)ではガス欠陥が顕著に出現して、接
合後の十分な機械的接合強度を得ることができない。ま
た、外部から加熱する接合方法では、溶着状態も不均一
になると共に局部的に熱応力が集中して、強固な接合力
を得ることができない、という不都合を生じていた。
However, the above-mentioned prior art has the following disadvantages. That is, when an aluminum joining member is manufactured by a die casting method which is a general method, due to the characteristics of this manufacturing method, gas is dispersed and trapped as fine voids inside the casting. For this reason, in the above-mentioned ordinary welding method (laser welding, arc welding, etc.), gas defects remarkably appear, and it is not possible to obtain sufficient mechanical joining strength after joining. In addition, in the joining method of heating from the outside, the welded state becomes non-uniform and the thermal stress is locally concentrated, so that a strong joining force cannot be obtained.

【0005】また、接合部材の材質より低融点の金属材
料を外部熱源からの加熱により融解させる場合でも、以
下のような不都合がある。例えば、鋳造によって構成さ
れた接合部材のアルミの地肌は強固な酸化被膜が形成さ
れており、従来の溶接法等では接合部材同志を強固に溶
着させることはできない。これに対して、フラックス等
を用いて表面処理を施した後溶着させる場合も考えられ
るが、接合強度を十分に確保することは困難である。逆
にフラックスによる接合部材の不要な腐食等を誘発す
る、という不都合を生じていた。
Further, even when a metal material having a melting point lower than that of the joining member is melted by heating from an external heat source, there are the following disadvantages. For example, a strong oxide film is formed on the aluminum surface of the joining member formed by casting, and the joining members cannot be firmly welded together by a conventional welding method or the like. On the other hand, it may be considered that the surface treatment is performed using a flux or the like and then the welding is performed, but it is difficult to secure sufficient bonding strength. On the contrary, there has been a disadvantage that the flux causes unnecessary corrosion of the joining members.

【0006】また、接合部材を複数の部材から構成して
これらをボルト等で接合固着する方法の場合には、接合
部の気密性を高めるために高性能なガスケットを使用し
たり、その他ボルトによる締結箇所の増加に伴い、機械
加工の工程数が増大するため、製造コストの上昇を招来
し、また、エンジンの組立作業効率が低下する、という
不都合を生じていた。
Further, in the case of a method in which the joining member is composed of a plurality of members and these are joined and fixed by bolts or the like, a high performance gasket is used to increase the airtightness of the joining portion, or other bolts As the number of fastening points increases, the number of machining steps increases, resulting in an increase in manufacturing cost and a decrease in engine assembly work efficiency.

【0007】加えて、各接合部材に所定の貫通孔が形成
され、これらの貫通孔を相互に接合する必要のある場合
などには、通常の溶接法等によって両者を接合しても、
接合面相互間に生じる僅かな隙間を解消することはでき
ない。このため、上記した貫通孔に流体等を流入させた
場合に、これらの流体が隙間を通って外部に漏洩した
り、また異なる貫通孔内を流れる流体同志が相互に混合
してしまう、という不都合を生じていた。これらの現象
は特に高圧の流体が流れる場合に顕著となり、大きな問
題となっていた。例えば、内燃機関等の構成部材等は、
その内部に数多くの貫通孔が形成されており、接合部の
気密度の要求は通常の機械部品等と比較しても高いもの
となっている。
In addition, in the case where a predetermined through hole is formed in each joining member and these through holes need to be joined to each other, the two may be joined together by an ordinary welding method or the like.
It is not possible to eliminate the slight gap that occurs between the joint surfaces. For this reason, when fluids or the like flow into the through holes, these fluids leak to the outside through the gaps, or the fluids flowing in different through holes mix with each other. Was occurring. These phenomena are remarkable when a high-pressure fluid flows, which is a serious problem. For example, components such as an internal combustion engine are
Since many through holes are formed in the inside, the demand for the airtightness of the joint portion is higher than that of ordinary mechanical parts and the like.

【0008】[0008]

【発明の目的】本発明は、かかる従来例の有する不都合
を改善し、特に接合強度に優れ、且つ接合部の気密性の
高いアルミニウムの接合方法を提供することを、その目
的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method for joining aluminum, in which the disadvantages of the conventional example are improved, and particularly, the joining strength is high and the airtightness of the joint is high.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、請求項1記載の発明では、予め亜鉛合金はんだ
層が付された接合面を有する第1接合部材と第2接合部
材とを備えると共に、これら各接合部材の少なくとも一
方をアルミニウムにより構成する。そして、これら各接
合部材の接合面同志を所定の隙間部を設けて突き合わ
せ、隙間部を亜鉛合金はんだ浴中に浸漬すると共に、こ
の隙間部近傍に超音波振動を印加して溶融した亜鉛合金
はんだを隙間部に充填する。更に、両接合部材を亜鉛合
金はんだ浴から引き上げて、しかる後、接合面を均一に
加圧して接合するという構成及び方法を採っている。
In order to achieve the above-mentioned object, in the invention according to claim 1, a first joining member and a second joining member having a joining surface to which a zinc alloy solder layer is attached in advance are provided. At least one of these joining members is made of aluminum. Then, the joining surfaces of these joining members are butted against each other with a predetermined gap portion, the gap portion is immersed in a zinc alloy solder bath, and ultrasonic vibration is applied to the vicinity of the gap portion to melt the zinc alloy solder. To fill the gap. Further, both the joining members are pulled up from the zinc alloy solder bath, and thereafter, the joining surfaces are evenly pressed and joined.

【0010】以上のようなアルミニウムの接合方法の工
程を詳述すると、先ず、第1接合部材及び第2接合部材
を予熱し、各接合部材の接合面に超音波振動を印加して
亜鉛合金はんだ層を形成する。そして、各接合部材の接
合面同志を所定の隙間を設けて突き合わせる。両接合部
材を突き合わせたまま、固定手段によって両者を固定す
る。そして、一体的に固定された接合部材を電気炉内で
同時に加熱する。
The steps of the above aluminum joining method will be described in detail. First, the first joining member and the second joining member are preheated, and ultrasonic vibration is applied to the joining surfaces of the joining members to apply zinc alloy solder. Form the layers. Then, the joint surfaces of the joint members are abutted with each other with a predetermined gap. The both are fixed by the fixing means while the two joining members are butted. Then, the integrally fixed joining members are simultaneously heated in the electric furnace.

【0011】接合部材がある所定温度に加熱されたらこ
れを取り出し、溶融した亜鉛合金はんだ浴中に上記した
隙間部全体が浸かるように浸漬する。そして、これと同
時に隙間部の近傍に超音波振動を印加して、この隙間部
に溶融した亜鉛合金はんだを十分に充填する。その後、
この接合部材をゆっくりと亜鉛合金はんだ浴から引き上
げる。そして、湯切り後、接合面に所定の押圧力が加わ
るようにして、そのまま自然放冷する。
When the joining member is heated to a predetermined temperature, the joining member is taken out and immersed in a molten zinc alloy solder bath so that the entire gap described above is immersed. At the same time, ultrasonic vibration is applied to the vicinity of the gap to sufficiently fill the melted zinc alloy solder. afterwards,
The joining member is slowly pulled up from the zinc alloy solder bath. Then, after removing the hot water, a predetermined pressing force is applied to the joint surface, and the material is naturally cooled as it is.

【0012】そして、冷却によって亜鉛合金はんだが凝
固した後に、固定手段を接合部材から取り外す。そし
て、必要のある場合には所定の機械加工を施し、接合部
材の接合が完了する。
After the zinc alloy solder is solidified by cooling, the fixing means is removed from the joining member. Then, when necessary, predetermined machining is performed to complete the joining of the joining members.

【0013】請求項2または3記載の発明では、両接合
部材の接合面相互間に所定のスペーサを配設し、または
接合部材に所定の凸部を設けて隙間部を形成するという
構成を採り、その他の構成及び方法は請求項1記載の発
明と同様である。このため、亜鉛合金はんだ層が形成さ
れた接合面同志を突き合わせるに際してスペーサや凸部
の厚みを調整することにより、隙間部の間隔を柔軟に変
更することができる。
According to the second or third aspect of the present invention, a predetermined spacer is provided between the joint surfaces of the two joint members, or a predetermined convex portion is provided on the joint member to form a gap. Other configurations and methods are the same as the invention described in claim 1. Therefore, by adjusting the thicknesses of the spacers and the convex portions when the joint surfaces on which the zinc alloy solder layer is formed are butted against each other, it is possible to flexibly change the spacing of the gap portions.

【0014】また、請求項4記載の発明では、隙間部の
間隔を0.2〔mm〕〜1.5〔mm〕に設定するとい
う構成を採り、その他の構成及び方法は請求項1,2ま
たは3記載の発明と同様である。
Further, in the invention described in claim 4, the gap is set to 0.2 [mm] to 1.5 [mm], and other configurations and methods are defined in claims 1 and 2. Or it is the same as the invention described in 3.

【0015】更に、請求項5記載の発明では、両接合部
材の突き合わせに際しては、着脱可能な固定手段を用い
るという構成を採り、その他の構成及び方法は請求項
1,2,3または4記載の発明と同様である。
Furthermore, the invention according to claim 5 adopts a structure in which a detachable fixing means is used when the two joining members are butted against each other, and other structures and methods are described in claim 1, 2, 3 or 4. It is similar to the invention.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を、図
面に基づいて説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0017】まず、図1は本発明にかかるアルミニウム
の接合方法によって接合する各接合部材を示す正面図で
ある。そして、本発明にかかる接合方法においては、予
め亜鉛合金はんだ層が付された接合面を有する第1接合
部材1と第2接合部材3とを備えると共に、これら各接
合部材1,3の少なくとも一方をアルミニウムにより構
成し、これら各接合部材1,3の接合面1a,3a同志
を所定の隙間部7を設けて突き合わせ、隙間部7を亜鉛
合金はんだ浴中に浸漬すると共に、この隙間部7近傍に
超音波振動を印加して溶融した亜鉛合金はんだを充填
し、両接合部材1,3を亜鉛合金はんだ浴から引き上げ
て、しかる後、接合面1a,3aを均一に加圧して接合
する、という手法を採っている。
First, FIG. 1 is a front view showing respective joining members joined by the aluminum joining method according to the present invention. The joining method according to the present invention includes a first joining member 1 and a second joining member 3 each having a joining surface to which a zinc alloy solder layer is previously attached, and at least one of the joining members 1 and 3 Is made of aluminum, and the joint surfaces 1a and 3a of the respective joint members 1 and 3 are butted against each other with a predetermined gap 7, and the gap 7 is immersed in a zinc alloy solder bath and the vicinity of the gap 7 is formed. The molten zinc alloy solder is filled by applying ultrasonic vibration to the two, the joining members 1 and 3 are pulled up from the zinc alloy solder bath, and then the joining surfaces 1a and 3a are uniformly pressed to join. The method is adopted.

【0018】以下詳述すると、第1接合部材1及び第2
接合部材3は共にアルミニウム製のブロックであり、こ
れらの相互間にスペーサ5が配設されて、所定の隙間部
7が形成されている。但し、本実施形態における接合部
材1,3は単なる一例であって、その形状は何ら限定さ
れるものではない。また、接合部材1,3の材質につい
ても、一方が鉄製の接合部材であっても本発明を適用す
ることは可能である。
The first joining member 1 and the second joining member 1 will be described in detail below.
The joining members 3 are both blocks made of aluminum, and a spacer 5 is arranged between them to form a predetermined gap 7. However, the joining members 1 and 3 in the present embodiment are merely examples, and the shape thereof is not limited at all. The present invention can be applied to the materials of the joining members 1 and 3 even if one of them is an iron joining member.

【0019】各接合部材1,3の内部には、図2に示す
ように、流体x及び流体y等が通る複数個の経路X,Y
が形成されている。ここで、これらの接合部材1,3の
接合に際しては、以下のような要求がある。即ち、各接
合部材1,3の接合強度を十分に確保することはもちろ
んであるが、各経路X,Yについて接合後もそれぞれ完
全な気密性が保たれる必要もある。より具体的には、流
体x及び流体yが相互に混合されないこと、そしてこれ
らの流体x,yが外部に漏洩しないことである。
Inside each of the joining members 1 and 3, as shown in FIG. 2, a plurality of paths X and Y through which the fluid x and the fluid y pass.
Are formed. Here, in joining these joining members 1 and 3, there are the following requirements. That is, it is needless to say that the joining strength of the joining members 1 and 3 is sufficiently secured, but it is also necessary for each of the paths X and Y to maintain perfect airtightness even after joining. More specifically, the fluid x and the fluid y are not mixed with each other, and these fluids x and y do not leak to the outside.

【0020】また、各接合部材1,3の接合面1a,3
aには、予め亜鉛合金はんだ層が付されている。この亜
鉛合金はんだ層は、各接合部材1,3を適切な温度に昇
温した後、亜鉛合金はんだ浴中に浸漬し、振動板を介し
て超音波を印加し、それぞれの接合面に亜鉛合金はんだ
層をコーティングしてなる。
Further, the joint surfaces 1a, 3 of the respective joint members 1, 3
A zinc alloy solder layer is previously attached to a. This zinc alloy solder layer is heated to an appropriate temperature for each of the joining members 1 and 3 and then immersed in a zinc alloy solder bath, and ultrasonic waves are applied through a vibration plate to apply zinc alloy to each joining surface. It is formed by coating a solder layer.

【0021】各接合部材1,3の相互間には、図3に示
すように、所定のスペーサ5が配設されている。このス
ペーサ5は、各接合部材1,3の接合面1a,3aの相
互間に所定の隙間部7を形成する役割を有しており、接
合面1a,3aの複数箇所に配置されている。また、ス
ペーサ5の形状としては、隙間部7の所望の間隔に対応
した厚さのものであれば特に限定されるものではない。
また、スペーサ5の材質としては、アルミニウム製のも
のとする他、ZnメッキやCuメッキ等の表面処理を施
した鉄製のものを使用してもよい。
As shown in FIG. 3, a predetermined spacer 5 is arranged between the joining members 1 and 3. The spacer 5 has a role of forming a predetermined gap portion 7 between the joint surfaces 1a and 3a of the joint members 1 and 3, and is arranged at a plurality of positions on the joint surfaces 1a and 3a. Further, the shape of the spacer 5 is not particularly limited as long as it has a thickness corresponding to the desired spacing of the gap 7.
The material of the spacer 5 is not limited to aluminum, but may be iron that has been subjected to surface treatment such as Zn plating or Cu plating.

【0022】また、接合面1a,3aに隙間部7を形成
する方法としては、上記したスペーサ5を用いるものに
限定されるものではない。即ち、図4に示すように、予
め粗材の段階から各接合部材1,3の接合面1a,3a
に所定の凸部5aを設けるようにしてもよい。ここで、
この図4に示した凸部5aは、それぞれ第1接合部材1
及び第2接合部材3に凸部5aを設ける場合を示してい
る。しかしながら本発明はこれに限定されるものではな
く、例えば、第1接合部材1側にのみ凸部5aを設ける
ようにしても良いし、逆に第2接合部材3側にのみ凸部
5aを設けるようにしてもよい。
The method of forming the gap 7 in the joint surfaces 1a and 3a is not limited to the method using the spacer 5 described above. That is, as shown in FIG. 4, the joining surfaces 1a and 3a of the joining members 1 and 3 are preliminarily processed from the rough material stage.
Alternatively, a predetermined convex portion 5a may be provided. here,
The convex portions 5a shown in FIG. 4 are the first joining members 1 respectively.
In addition, the case where the convex portion 5a is provided on the second joining member 3 is shown. However, the present invention is not limited to this, and for example, the convex portion 5a may be provided only on the first joining member 1 side, or conversely, the convex portion 5a may be provided only on the second joining member 3 side. You may do it.

【0023】また、スペーサ5,5aによって形成され
る隙間部7の間隔は、0.2〔mm〕〜1.5〔mm〕
程度に設定されている。例えば、隙間部7の間隔が0.
2〔mm〕以下の場合には、後述する溶融した亜鉛合金
はんだの充填作業において、上記したスペーサ5や凸部
5aが亜鉛合金はんだ浴中に融出してしまったり、ま
た、狭い隙間に溶融した亜鉛合金はんだが侵入しにく
く、接合強度を確保することができないという理由から
である。一方、隙間部7の間隔が1.5〔mm〕以上の
場合には、超音波振動を印加して亜鉛合金はんだ浴から
引き上げた後、隙間部7に充填された亜鉛合金はんだが
表面張力の影響によって外部へ流出してしまうという現
象が生じ易いという理由からである。
The space between the gaps 7 formed by the spacers 5 and 5a is 0.2 [mm] to 1.5 [mm].
It is set to a degree. For example, the gap 7 has an interval of 0.
In the case of 2 [mm] or less, the spacers 5 and the convex portions 5a are melted into the zinc alloy solder bath or melted into a narrow gap in the filling work of the molten zinc alloy solder described later. This is because the zinc alloy solder is less likely to enter and the joint strength cannot be secured. On the other hand, when the gap 7 has a gap of 1.5 [mm] or more, ultrasonic vibration is applied to the zinc alloy solder bath and the zinc alloy solder filled in the gap 7 has a surface tension of The reason is that the phenomenon of leakage to the outside is likely to occur.

【0024】以上のように、所定の隙間部7が形成さ
れ、相互に接合面1a,3aが突き合わされた接合部材
1,3は、図5に示すように、固定手段としての所定の
ボルト部材9によって相互に固定される。より具体的に
は、図6に示すように、第1接合部材1側にはボルト部
材9の外形より大きな内径を有する抜け穴11が形成さ
れており、一方、第2接合部材3側には、ボルト部材9
のネジ部9aが固定されるための雌ネジ部13が形成さ
れている。また、スペーサ5の形状は、図7に示すよう
なドーナツ状としている。但し、接合部材1,3の固定
手段としては、上記したボルト部材9に限定されるもの
ではなく、例えば、図8に示すように、コ字状のクラン
プ治具10を用いることも可能である。
As described above, the joining members 1 and 3 in which the predetermined gap portion 7 is formed and the joining surfaces 1a and 3a are butted against each other, as shown in FIG. 5, are the predetermined bolt members as fixing means. They are fixed to each other by 9. More specifically, as shown in FIG. 6, a through hole 11 having an inner diameter larger than the outer shape of the bolt member 9 is formed on the first joining member 1 side, while the second joining member 3 side is formed with Bolt member 9
A female screw portion 13 for fixing the screw portion 9a is formed. The spacer 5 has a donut shape as shown in FIG. 7. However, the fixing means for the joining members 1 and 3 is not limited to the bolt member 9 described above, and for example, a U-shaped clamp jig 10 can be used as shown in FIG. .

【0025】次に、以上のように相互に固定された第1
接合部材1と第2接合部材3を実際に接合する工程につ
いて説明する。先ず、図5または図8に示すように相互
に一体となった接合部材1,3を所定温度まで加熱す
る。このとき、加熱方法としては電気炉内に接合部材
1,3を載置して行う。但し、加熱方法としてはこの
他、ガスバーナ等を用いることも可能である。
Next, the first members fixed to each other as described above
A process of actually joining the joining member 1 and the second joining member 3 will be described. First, as shown in FIG. 5 or 8, the joining members 1 and 3 integrated with each other are heated to a predetermined temperature. At this time, as a heating method, the joining members 1 and 3 are placed in an electric furnace. However, in addition to this, a gas burner or the like can be used as the heating method.

【0026】各接合部材1,3を加熱した後には、図9
に示すように、接合部材1,3を亜鉛合金はんだ浴15
に入れて、上記した隙間部7を溶融した亜鉛合金はんだ
中に浸漬する。そして、このまま、隙間部7近傍に超音
波振動を印加する。この作業によって、各接合面1a,
3aの亜鉛合金はんだ層の層厚が増大すると同時に、隙
間部7に溶融した亜鉛合金はんだが完全に充填されるこ
ととなる。ここで、超音波振動を印加する装置の概要を
説明すると、図9に示すように、ヒータ17を内蔵した
はんだ槽20に、溶融した亜鉛合金はんだが満たされて
いる。そして、亜鉛合金はんだ浴15中に所定の振動板
19が配置されると共に、この振動板19に超音波ホー
ン21が係合されている。また、超音波ホーン21には
振動子23が接合されており、発振器25からの信号に
基づいて超音波振動を発生するようになっている。
After heating the respective joining members 1 and 3, as shown in FIG.
As shown in FIG.
Then, the gap 7 is immersed in the molten zinc alloy solder. Then, as it is, ultrasonic vibration is applied to the vicinity of the gap 7. By this work, each joint surface 1a,
At the same time that the thickness of the zinc alloy solder layer 3a increases, the molten zinc alloy solder is completely filled in the gap 7. Here, an outline of an apparatus for applying ultrasonic vibration will be described. As shown in FIG. 9, a solder bath 20 containing a heater 17 is filled with molten zinc alloy solder. A predetermined diaphragm 19 is arranged in the zinc alloy solder bath 15, and an ultrasonic horn 21 is engaged with the diaphragm 19. Further, a vibrator 23 is joined to the ultrasonic horn 21 so that ultrasonic vibration is generated based on a signal from an oscillator 25.

【0027】次に、隙間部7に亜鉛合金はんだが充填さ
れた後は、接合部材1,3をゆっくりと亜鉛合金はんだ
浴15から引き上げる。そして、必要に応じて、亜鉛合
金はんだの液だれ等を除去する。このとき、隙間部7に
充填された亜鉛合金はんだを流出させないように、接合
部材1,3の取り扱いは緩やかに行う必要がある。
Next, after the gap 7 is filled with the zinc alloy solder, the joining members 1 and 3 are slowly pulled up from the zinc alloy solder bath 15. Then, if necessary, dripping of zinc alloy solder is removed. At this time, it is necessary to handle the joining members 1 and 3 gently so that the zinc alloy solder filled in the gap 7 does not flow out.

【0028】そして、溶融した亜鉛合金はんだが凝固し
ないうちに、図10に示すように、接合部材1,3を所
定の台27上に載置する。このとき、載置方法として
は、第1接合部材1が第2接合部材3の上部に位置する
ようにする。なぜなら、第1接合部材1の自重が接合面
1a,3aに加わり、これにより隙間部7に充填された
亜鉛合金はんだの内、余分な部分が外部に排出され、接
合面1a,3aが均一に押圧され、厚さの均一な接合層
7aが形成されるからである。また、第1接合部材1の
自重では荷重が不足する場合には、図11に示すように
第1接合部材1の上方から、所定の押圧力を加えるよう
にしてもよい。
Then, before the molten zinc alloy solder solidifies, the joining members 1 and 3 are placed on a predetermined stand 27 as shown in FIG. At this time, as a mounting method, the first joining member 1 is positioned above the second joining member 3. This is because the self-weight of the first joining member 1 is applied to the joining surfaces 1a and 3a, so that the excess portion of the zinc alloy solder filled in the gap portion 7 is discharged to the outside, and the joining surfaces 1a and 3a become uniform. This is because the bonding layer 7a that is pressed and has a uniform thickness is formed. Further, when the load is insufficient due to the weight of the first joining member 1, a predetermined pressing force may be applied from above the first joining member 1 as shown in FIG. 11.

【0029】最後に、亜鉛合金はんだが凝固した後、固
定手段としてのボルト部材(図示略)を取り外し、接合
作業が完了する。ここで、図12は、以上の接合行程を
示す行程図である。
Finally, after the zinc alloy solder is solidified, the bolt member (not shown) as a fixing means is removed, and the joining work is completed. Here, FIG. 12 is a process diagram showing the above-described joining process.

【0030】次に、具体的な実施例として、上記したア
ルミニウムの接合方法を利用して内燃機関のシリンダブ
ロックを製造する方法について詳述する。
Next, as a specific example, a method of manufacturing a cylinder block of an internal combustion engine by utilizing the above-described aluminum joining method will be described in detail.

【0031】先ず、一般的なシリンダブロックの形態と
しては、図13及び図14に示すようなものがある。即
ち、図13はいわゆるドライライナ方式のシリンダブロ
ック31であり、シリンダスリーブ33が冷却水通路3
5と接していないものである。一方、図14はウェット
ライナ方式と呼ばれるものであり、シリンダスリーブ3
3の外周面が冷却水通路35の一部として機能するもの
である。本発明は、これらのシリンダブロック31,3
2の製造に対して適用できる。
First, as a form of a general cylinder block, there is one as shown in FIGS. 13 and 14. That is, FIG. 13 shows a so-called dry liner type cylinder block 31, in which the cylinder sleeve 33 has a cooling water passage 3
It is not in contact with 5. On the other hand, FIG. 14 shows what is called a wet liner system, and the cylinder sleeve 3
The outer peripheral surface of 3 functions as a part of the cooling water passage 35. The present invention is directed to these cylinder blocks 31, 3
It is applicable to the production of 2.

【0032】ここで、従来より行われていた超音波振動
を利用したはんだ付けによるシリンダブロックの接合方
法に付いて概説する。この方法では、各接合部材の接合
面に予め亜鉛合金はんだ層を形成し、接合面を突き合わ
せる点は本発明と同様であるが、従来はこの後、接合部
材を亜鉛合金はんだの融点以上に加熱すると共に、所定
の押圧力を加えたまま超音波接合装置によって超音波振
動を印加していた。また、単に加熱して押圧力を加える
のみの方法も用いられていた。このため、これらの方法
には以下のような点で不都合があった。
Here, a method of joining cylinder blocks by soldering using ultrasonic vibration, which has been conventionally performed, will be outlined. In this method, the zinc alloy solder layer is formed in advance on the joint surface of each joint member, and the point where the joint surfaces are abutted is the same as in the present invention. While heating, ultrasonic vibration was applied by the ultrasonic bonding device while applying a predetermined pressing force. Also, a method of simply heating and applying a pressing force has been used. Therefore, these methods have the following disadvantages.

【0033】即ち、当該実施例のシリンダブロックの接
合のように、接合面が広く、広領域を同時に押圧しなが
ら超音波振動を印加しなければならない場合には、超音
波接合装置に大型のホーンを具備する必要があり、また
高出力の発振器や複数の発振器をリンクさせて稼働させ
る必要が生じ、これらの装置が大型化し複雑化してしま
う。また、超音波振動の印加により、接合部材に接する
ホーン先端部の摩耗が生じ、大量生産を必要とする場合
には問題となる。
That is, as in the case of joining the cylinder blocks of the present embodiment, when the joining surface is wide and ultrasonic vibration must be applied while simultaneously pressing a wide area, a large horn is used in the ultrasonic joining apparatus. Must be provided, and a high-power oscillator and a plurality of oscillators must be linked and operated, which makes these devices large and complicated. Further, the application of ultrasonic vibration causes abrasion of the tip of the horn in contact with the joining member, which poses a problem when mass production is required.

【0034】また、亜鉛合金はんだの融点以上に加熱し
て押圧するのみの接合方法では、一部酸化した亜鉛合金
はんだが溶解し難く、加熱後に接合面を押圧したとして
も、接合面の相互間の隙間に溶融した亜鉛合金はんだが
充填しきれず、均一な接合層を得ることができない。こ
の結果、オイルジャケット(潤滑油通路)やウォーター
ジャケット(冷却水通路)の耐圧性が十分に得られな
い、という不都合があった。
Further, in the joining method of only heating and pressing above the melting point of the zinc alloy solder, the partially oxidized zinc alloy solder is unlikely to melt, and even if the joining surfaces are pressed after heating, the joining surfaces will not be separated from each other. The molten zinc alloy solder cannot be completely filled in the gaps, and a uniform bonding layer cannot be obtained. As a result, there is a disadvantage that the pressure resistance of the oil jacket (lubricating oil passage) and the water jacket (cooling water passage) cannot be sufficiently obtained.

【0035】本発明は、以上のような不都合のないアル
ミニウムの接合方法であり、図15に示すように、シリ
ンダスリーブ(図示略)を支えるデッキ部材41と、ク
ランクジャーナル部44やシリンダー部45を有しなが
らウォータージャケット(冷却水通路、W/J)46が
オープンデッキ状となっているシリンダブロック本体4
3は、それぞれ別個にアルミダイカスト鋳造される。こ
こで、これらを分割する位置としては、完成品を示す図
13を参照すると、形成しようとするウォータージャケ
ット35の上端部から下端部までの間としている。
The present invention is a method for joining aluminum without the above inconvenience. As shown in FIG. 15, a deck member 41 for supporting a cylinder sleeve (not shown), a crank journal portion 44 and a cylinder portion 45 are provided. Cylinder block body 4 in which the water jacket (cooling water passage, W / J) 46 has an open deck shape even though it has
3 are individually aluminum die cast. Here, referring to FIG. 13 showing the finished product, the position where these are divided is between the upper end and the lower end of the water jacket 35 to be formed.

【0036】また、デッキ部材41には、図16に示す
ように、シリンダブロック本体43に対応してシリンダ
ボア穴47,シリンダヘッド(図示略)への冷却水連通
穴48,シリンダヘッドをシリンダブロック本体43に
締結するためのスタットボルト穴49、オイル落とし穴
50等がアルミダイカスト鋳造時の鋳抜きによって設け
られている。また、デッキ部材41とシリンダブロック
本体43を固定するためのボルト部材が挿入される抜け
穴51も同様に設けられている。特にこの抜け穴51
は、両者の位置決めを正確にできるように、少なくとも
二つ設ける。
Further, as shown in FIG. 16, in the deck member 41, a cylinder bore hole 47, a cooling water communication hole 48 to a cylinder head (not shown), and a cylinder head are provided corresponding to the cylinder block body 43. A stud bolt hole 49, an oil drop hole 50, and the like for fastening to 43 are provided by casting during aluminum die casting. Further, a through hole 51 into which a bolt member for fixing the deck member 41 and the cylinder block main body 43 is inserted is similarly provided. Especially this loophole 51
At least two are provided so that they can be accurately positioned.

【0037】また、シリンダブロック本体43も、上記
したようにアルミダイカスト鋳造によって構成されてい
る。ここで、シリンダブロック本体43は、ウォーター
ジャケット46がオープンデッキ状となっているので、
その形状から鋳造後に容易に鋳抜くことができる。そし
て、シリンダブロック本体43には、上記したデッキ部
材41と同様にスタットボルト穴49a,オイル落とし
穴50a及び上記した抜け穴51に対応するネジ穴51
aが形成されている。
The cylinder block body 43 is also formed by aluminum die casting as described above. Here, since the water jacket 46 of the cylinder block body 43 has an open deck shape,
Due to its shape, it can be easily cast out after casting. The cylinder block body 43 has screw holes 51 corresponding to the stud bolt holes 49a, the oil drop holes 50a, and the escape holes 51, similar to the deck member 41.
a is formed.

【0038】そして、これらのデッキ部材41およびシ
リンダブロック本体43は、鋳造後に先ずフライス加工
により接合面41a,43a(図15参照)の黒皮が除
去される。この黒皮の除去作業は、後行程の超音波振動
印加によるはんだ付け行程において、亜鉛合金はんだを
各接合面41a,43aに適切に付着させるためであ
る。
After the casting, the deck members 41 and the cylinder block main body 43 are first milled to remove the black skin of the joint surfaces 41a and 43a (see FIG. 15). The work of removing the black skin is to properly adhere the zinc alloy solder to the joint surfaces 41a and 43a in the soldering process by applying ultrasonic vibration in the subsequent process.

【0039】次に、接合部材としてのデッキ部材41及
びシリンダブロック本体43は、フライス加工された接
合面41a,43aが、図17に示すように、超音波は
んだ付け装置の振動板19に対向する向きで載置され
る。そして、この状態で超音波振動が振動板19を介し
てシリンダブロック本体43に印加され、低融点の亜鉛
合金はんだが接合面43aに付される。ここで、超音波
振動によるはんだ付けの設定条件としては、発振周波数
を20〔KHz〕程度,発振器出力250〜500
〔W〕,炉内加熱による接合部材の予熱温度を370
〔℃〕,超音波振動の印加時間を6〜10〔秒〕として
いる。また、亜鉛合金はんだは融点が390〔℃〕以下
のものを使用している。なぜなら、390〔℃〕以上の
融点を持つはんだを用いると、ダイカスト鋳物にブリス
ターが生じるからである。
Next, as for the deck member 41 and the cylinder block body 43 as the joining members, the milled joining surfaces 41a and 43a face the diaphragm 19 of the ultrasonic soldering apparatus as shown in FIG. It is placed in the orientation. Then, in this state, ultrasonic vibration is applied to the cylinder block main body 43 through the vibration plate 19, and the low melting point zinc alloy solder is attached to the joint surface 43a. Here, as the setting conditions for soldering by ultrasonic vibration, the oscillation frequency is about 20 [KHz] and the oscillator output is 250 to 500.
[W], the preheating temperature of the joining member due to heating in the furnace is 370
The application time of the ultrasonic vibration is 6 to 10 seconds. The zinc alloy solder has a melting point of 390 [° C.] or less. This is because when a solder having a melting point of 390 [° C.] or higher is used, blisters occur in the die cast product.

【0040】以上のように亜鉛合金はんだ層が付された
デッキ部材41及びシリンダブロック本体43の内、シ
リンダブロック本体43の鋳抜き穴にネジ切り加工をす
る。これは、図6に詳記したように、ボルト部材9が固
定されるためのものである。一方、デッキ部材41側の
鋳抜き穴は上記したように抜け穴51のままにしてお
く。このように、一方の部材にネジ切り加工をし、他方
を抜け穴51のままにしておくのは、後行程で亜鉛合金
はんだを隙間部に充填した際にデッキ部材41が自由と
なって隙間部の亜鉛合金はんだを均一に押し広げること
ができるからである。
Of the deck member 41 and the cylinder block body 43 to which the zinc alloy solder layer is applied as described above, the cast hole of the cylinder block body 43 is threaded. This is for fixing the bolt member 9 as described in detail in FIG. On the other hand, the casting hole on the deck member 41 side is left as the through hole 51 as described above. In this way, one member is threaded and the other is left as the through hole 51, so that the deck member 41 becomes free when the zinc alloy solder is filled in the gap in the later process, and the gap is left. This is because the zinc alloy solder can be uniformly spread.

【0041】次に、図18に示すように、ドーナツ状の
スペーサ5(図7参照)を介してデッキ部材41とシリ
ンダブロック本体43の接合面41a,43aを突き合
わせる。また、スペーサ5は、アルミニウム合金製の薄
板で構成されており、具体的な形状としては、外径がφ
10,内径φ6.5,厚さが0.5〔mm〕となっている。この
とき、デッキ部材41とシリンダブロック本体43との
位置決めに指しては、ピン部材81等を用いることで、
正確な位置決めをすることができる。そして、図19に
示すように、このスペーサ5の中央部に形成された穴を
通してボルト部材9が挿入され、デッキ部材41とシリ
ンダブロック本体43とが固定される。ここで、ボルト
部材9の表面には予め焼付防止又は亜鉛合金はんだの付
着防止を兼ねて、所定のセラミック系粉末を塗布した。
また、ボルト部材9の頭部に形成された六角穴には、シ
リカ系の断熱材ウールを詰め込むことで、亜鉛合金はん
だの不要な付着を防止した。
Next, as shown in FIG. 18, the joining surfaces 41a and 43a of the deck member 41 and the cylinder block body 43 are butted against each other through the donut-shaped spacer 5 (see FIG. 7). The spacer 5 is made of a thin plate made of an aluminum alloy, and its specific shape is that the outer diameter is φ.
10, inner diameter φ6.5, thickness 0.5 [mm]. At this time, by using the pin member 81 or the like to point the positioning of the deck member 41 and the cylinder block body 43,
Accurate positioning can be performed. Then, as shown in FIG. 19, the bolt member 9 is inserted through the hole formed in the central portion of the spacer 5 to fix the deck member 41 and the cylinder block body 43. Here, the surface of the bolt member 9 was previously coated with a predetermined ceramic powder for the purpose of preventing seizure or adhesion of zinc alloy solder.
The hexagonal hole formed in the head of the bolt member 9 is filled with silica-based heat insulating material wool to prevent unnecessary adhesion of the zinc alloy solder.

【0042】その後、デッキ部材41及びシリンダブロ
ック本体43を一体的に固定したまま、これらを再度3
70〔℃〕程度まで加熱炉(図示略)内で加熱する。そ
して接合部材が所定温度になったら、図20に示すよう
に、接合面相互間に形成された隙間部7を亜鉛合金はん
だ浴15に浸漬し、デッキ部材41の接合面の反対側の
面を振動板19に載置して超音波振動を印加する。この
時の超音波振動の印加条件は、上記した亜鉛合金はんだ
層の形成時とほぼ同様である。
After that, while the deck member 41 and the cylinder block body 43 are integrally fixed, they are re-assembled into
It is heated in a heating furnace (not shown) up to about 70 ° C. Then, when the joining member reaches a predetermined temperature, as shown in FIG. 20, the gap portion 7 formed between the joining surfaces is immersed in the zinc alloy solder bath 15, and the surface of the deck member 41 opposite to the joining surface is removed. It is placed on the diaphragm 19 and ultrasonic vibration is applied. The conditions for applying ultrasonic vibrations at this time are almost the same as those for forming the zinc alloy solder layer described above.

【0043】以上の作業によって、接合面に形成されて
いた亜鉛合金はんだ層の厚みは増大して、隙間部の全体
に溶融した亜鉛合金はんだが十分に充填される。そして
その後、シリンダブロック本体43及びデッキ部材41
を亜鉛合金はんだ浴15からゆっくりと引き上げ、亜鉛
合金はんだの液だれ等を除去した後、デッキ部材41が
下になるようにして所定の平板上に載置する。これによ
り、シリンダブロック本体43の自重が接合面に作用し
て、隙間部に滞留している余分な亜鉛合金はんだは外部
に流出し、全体の厚みが均一な接合層を得ることができ
る。
By the above operation, the thickness of the zinc alloy solder layer formed on the joint surface is increased, and the molten zinc alloy solder is sufficiently filled in the entire gap. Then, after that, the cylinder block body 43 and the deck member 41
Is slowly lifted from the zinc alloy solder bath 15 to remove dripping of the zinc alloy solder, and then placed on a predetermined flat plate with the deck member 41 facing down. As a result, the self-weight of the cylinder block body 43 acts on the joint surface, and the excess zinc alloy solder staying in the gap flows out to the outside, so that a joint layer having a uniform overall thickness can be obtained.

【0044】シリンダブロック本体43とデッキ部材4
1の接合後は、所定温度まで冷却し、亜鉛合金はんだを
凝固させる。そして、その後ボルト部材を取り外し、最
後にシリンダボア穴の内周壁の切削等、従来の機械加工
を施し、シリンダスリーブ33の圧入等を行うことで、
図21に示すようなアルミダイカスト製のクローズドデ
ッキ式のシリンダブロックが完成する。
Cylinder block body 43 and deck member 4
After joining No. 1, the zinc alloy solder is solidified by cooling to a predetermined temperature. Then, after that, the bolt member is removed, and finally, conventional machining such as cutting of the inner peripheral wall of the cylinder bore hole is performed, and press fitting of the cylinder sleeve 33 is performed,
A closed deck type cylinder block made of aluminum die casting as shown in FIG. 21 is completed.

【0045】また、他の具体的実施例としていわゆるウ
エットライナ型のクローズドデッキ式のシリンダブロッ
クの製造についても本発明の適用を試みた。当該実施例
では、図22に示すように、シリンダスリーブ(図示
略)を支えるデッキ部材61とシリンダブロック本体6
3とを別個にアルミダイカスト鋳造する。ここで、シリ
ンダブロック本体63とデッキ部材61の分割位置は、
完成品として例示した図14に示すシリンダブロック
の、ウォータージャケット(W/J)の上端部から下端
部までの間に設定する。
As another specific example, the present invention was tried to be applied to the manufacture of a so-called wet liner type closed-cylinder cylinder block. In this embodiment, as shown in FIG. 22, a deck member 61 supporting a cylinder sleeve (not shown) and a cylinder block body 6 are provided.
3 and 3 are separately aluminum die cast. Here, the dividing position of the cylinder block body 63 and the deck member 61 is
It is set between the upper end and the lower end of the water jacket (W / J) of the cylinder block shown in FIG. 14 as an example of the finished product.

【0046】デッキ部材61には、上記したドライライ
ナ式の場合と同様に、シリンダブロック本体63に対応
してシリンダボア穴67,シリンダヘッド(図示略)へ
の冷却水連通穴68,シリンダヘッドをシリンダブロッ
ク本体63に締結するためのスタットボルト穴69、オ
イル落とし穴70等がアルミダイカスト鋳造時の鋳抜き
によって設けられている。また、デッキ部材61とシリ
ンダブロック本体63を固定するためのボルト部材が挿
入される抜け穴71も同様に設けられている。特にこの
抜け穴71は、両者の位置決めを正確にできるように、
少なくとも二つ設ける。
As in the case of the dry liner type described above, the deck member 61 has a cylinder bore hole 67 corresponding to the cylinder block body 63, a cooling water communication hole 68 to a cylinder head (not shown), and a cylinder head. A stat bolt hole 69 for fastening to the block body 63, an oil drop hole 70, and the like are provided by casting during aluminum die casting. Further, a through hole 71 into which a bolt member for fixing the deck member 61 and the cylinder block body 63 is inserted is similarly provided. In particular, this through hole 71 is provided so that both can be accurately positioned.
Provide at least two.

【0047】また、シリンダブロック本体63も上記し
たようにアルミダイカスト鋳造によって構成されてい
る。そして、シリンダブロック本体63には、上記した
デッキ部材61と同様にスタットボルト穴69a,オイ
ル落とし穴70a,ボルト部材が締結されるネジ穴71
aが形成されている。
The cylinder block body 63 is also formed by aluminum die casting as described above. The cylinder block body 63 has the stud bolt hole 69a, the oil drop hole 70a, and the screw hole 71 to which the bolt member is fastened, like the deck member 61 described above.
a is formed.

【0048】そして、これらのデッキ部材61およびシ
リンダブロック本体63は、鋳造後にフライス加工がさ
れ、この加工された接合面61a,63aに低融点の亜
鉛合金はんだが付される。次に、図23に示すようにス
ペーサ7を介してデッキ部材61とシリンダブロック本
体63の接合面61a,63aを相互に突き合わせる。
そして、接合面61a,63a相互間に形成された隙間
部を亜鉛合金はんだ浴に浸漬する。
The deck member 61 and the cylinder block main body 63 are milled after casting, and low-melting point zinc alloy solder is applied to the processed joint surfaces 61a and 63a. Next, as shown in FIG. 23, the deck member 61 and the joint surfaces 61a, 63a of the cylinder block body 63 are butted against each other via the spacer 7.
Then, the gap formed between the joint surfaces 61a and 63a is immersed in a zinc alloy solder bath.

【0049】そして最後に、シリンダボア穴67の内周
壁の切削等、従来の機械加工を施し、シリンダスリーブ
33の圧入等を行うことで、図24に示すようなアルミ
ダイカスト製のクローズドデッキ式のウェットライナ型
のシリンダブロックが完成する。
Finally, by performing conventional machining such as cutting the inner peripheral wall of the cylinder bore hole 67 and press-fitting the cylinder sleeve 33, a wet type of closed die type made of aluminum die casting as shown in FIG. The liner type cylinder block is completed.

【0050】接合作業の完了後は、接合面の状態は図2
5に示すようになる。この図25は図16におけるV−
V線における断面図である。図に示すように、亜鉛合金
はんだが隙間部に十分充填され、ウォータージャケット
及びオイルジャケットの他、各経路を適切に接合してい
る。
After the joining work is completed, the state of the joining surface is shown in FIG.
As shown in FIG. This FIG. 25 shows V- in FIG.
It is sectional drawing in the V line. As shown in the drawing, the zinc alloy solder is sufficiently filled in the gap, and the water jacket and the oil jacket are properly joined together with the respective paths.

【0051】[0051]

【発明の効果】以上のように本発明では、接合面の相互
間に隙間部を設け、この隙間部に溶融した亜鉛合金はん
だを超音波振動を印加しつつ充填して接合部材を接合す
ることとした。このため、接合面全体にわたり厚みが均
一な接合層を形成することができる、という優れた効果
を生じる。またこれに伴い、接合部材に流体等が流れる
経路が形成されている場合でも、接合後の各経路の耐圧
性及び気密性を十分に確保することができる、という優
れた効果を生じる。
As described above, in the present invention, a gap is provided between the joint surfaces, and the molten zinc alloy solder is filled in the gap while applying ultrasonic vibration to join the joint members. And Therefore, there is an excellent effect that a bonding layer having a uniform thickness can be formed over the entire bonding surface. In addition, along with this, even when a passage through which a fluid or the like flows is formed in the joining member, there is an excellent effect that the pressure resistance and airtightness of each passage after joining can be sufficiently ensured.

【0052】また、本発明では各接合部材を突き合わせ
た後は、接合のための特別な超音波接合装置等を必要と
しない。このため、設備コストを抑制することができる
のはもちろんのこと、作業行程が簡略化されることによ
り時間的な製造効率を向上させることができる、という
優れた効果を生じる。
Further, in the present invention, after joining the respective joining members, no special ultrasonic joining device for joining is required. Therefore, not only the facility cost can be suppressed, but also the work process can be simplified, so that the temporal manufacturing efficiency can be improved, which is an excellent effect.

【0053】また、簡易な形状のスペーサまたは各接合
部材に直接形成された凸部を利用して隙間部を設けるこ
ととした。このため、特別複雑な装置や部材を必要とせ
ずに所望の隙間部を形成することができる、という優れ
た効果を生じる。
Further, the gap portion is provided by utilizing the spacer having a simple shape or the convex portion directly formed on each joining member. Therefore, there is an excellent effect that a desired gap can be formed without requiring a particularly complicated device or member.

【0054】さらに、隙間部の間隔を0.2〜1.5
〔mm〕に設定することとした。このため、間隔が狭い
ために生じるスペーサや凸部の融出現象を確実に防止で
きると共に、隙間部に溶融した亜鉛合金はんだを確実に
充填することができる、という優れた効果を生じる。一
方、隙間部の間隔を1.5〔mm〕以下に設定すること
で、隙間部に充填された亜鉛合金はんだが表面張力の影
響によって外部へ流出してしまうという現象を確実に防
止できる、という優れた効果を生じる。
Further, the clearance is 0.2 to 1.5.
It was decided to set it to [mm]. Therefore, it is possible to surely prevent the spacer or the convex portion from being melted out due to the narrow gap, and it is possible to surely fill the gap with the molten zinc alloy solder. On the other hand, by setting the gap interval to 1.5 [mm] or less, it is possible to reliably prevent the phenomenon that the zinc alloy solder filled in the gap flows out due to the influence of surface tension. Produces excellent results.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施形態を示す正面図であり、スペ
ーサを介して両接合部材を突き合わせた状態を示す。
FIG. 1 is a front view showing an embodiment of the present invention, showing a state in which both joining members are butted against each other via a spacer.

【図2】図1に開示した接合部材の具体的形状を示す斜
視図であり、図2(A)は第1接合部材を示し、図2
(B)は第2接合部材を示す。
2 is a perspective view showing a specific shape of the joining member disclosed in FIG. 1, and FIG. 2 (A) shows the first joining member;
(B) shows a 2nd joining member.

【図3】第1接合部材と第2接合部材との相互間にスペ
ーサを配設して隙間部を形成している状態を示す断面図
である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state in which a spacer is arranged between the first joining member and the second joining member to form a gap.

【図4】第1接合部材及び第2接合部材に凸部を設けて
相互間に隙間部を形成している状態を示す断面図であ
る。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a state in which a convex portion is provided on the first joining member and the second joining member and a gap portion is formed between them.

【図5】第1接合部材と第2接合部材とをボルト部材に
よって固定している状態を示す断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a state where the first joining member and the second joining member are fixed by a bolt member.

【図6】図5に開示したボルト部材による各接合部材の
固定構造を示す拡大断面図である。
FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view showing a fixing structure of each joining member by the bolt member disclosed in FIG.

【図7】隙間部を形成するために用いられるスペーサを
示す図であり、図7(A)は平面図を示し、図7(B)
は正面図を示す。
7A and 7B are views showing a spacer used to form a gap portion, FIG. 7A is a plan view, and FIG.
Shows a front view.

【図8】各接合部材をクランプ治具で相互に固定してい
る状態を示す正面図である。
FIG. 8 is a front view showing a state in which the respective joining members are fixed to each other by a clamp jig.

【図9】隙間部に溶融した亜鉛合金はんだを充填してい
る状態を示す断面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a state where a molten zinc alloy solder is filled in a gap portion.

【図10】隙間部への亜鉛合金はんだの充填後、余分な
亜鉛合金はんだを排出させる状態を示す正面図である。
FIG. 10 is a front view showing a state in which excess zinc alloy solder is discharged after the gap portion is filled with the zinc alloy solder.

【図11】余分な亜鉛合金はんだを排出させるために、
押圧力を加えている状態を示す正面図である。
FIG. 11: To discharge excess zinc alloy solder,
It is a front view showing the state where pressing force is applied.

【図12】本発明のアルミニウムの接合方法の接合行程
を説明する図である。
FIG. 12 is a diagram illustrating a joining process of the aluminum joining method of the present invention.

【図13】ドライライナ式でクローズドデッキ型の一般
的なシリンダブロックを示す図である。
FIG. 13 is a view showing a dry-liner type closed-cylinder type general cylinder block.

【図14】ウェットライナ式でクローズドデッキ型の一
般的なシリンダブロックを示す図である。
FIG. 14 is a view showing a general cylinder block of a wet liner type and a closed deck type.

【図15】本発明の具体的実施例を示す図であり、デッ
キ部材とシリンダブロック本体の接合前の状態を示す断
面図である。
FIG. 15 is a view showing a specific example of the present invention, and a sectional view showing a state before joining the deck member and the cylinder block body.

【図16】図15に開示した部材を示す平面図であり、
図16(A)はデッキ部材を示し、図16(B)はシリ
ンダブロック本体を示す。
16 is a plan view showing the member disclosed in FIG. 15,
16A shows a deck member, and FIG. 16B shows a cylinder block body.

【図17】シリンダブロック本体の接合面に亜鉛合金は
んだ層をコーティングする状態を説明する断面図であ
る。
FIG. 17 is a cross-sectional view illustrating a state in which a joint surface of a cylinder block body is coated with a zinc alloy solder layer.

【図18】デッキ部材をスペーサを介してシリンダブロ
ック本体に当接させる状態を説明する断面図である。
FIG. 18 is a cross-sectional view illustrating a state in which the deck member is brought into contact with the cylinder block body via the spacer.

【図19】ボルト部材近傍を示す拡大断面図である。FIG. 19 is an enlarged cross-sectional view showing the vicinity of a bolt member.

【図20】デッキ部材とシリンダブロック本体との相互
間に形成された隙間部に溶融した亜鉛合金はんだを充填
する状態を説明する断面図である。
FIG. 20 is a cross-sectional view illustrating a state where a molten zinc alloy solder is filled in a gap formed between a deck member and a cylinder block body.

【図21】接合完了後のシリンダブロックを示す断面図
である。
FIG. 21 is a sectional view showing the cylinder block after joining is completed.

【図22】他の具体的実施例を示す図であり、図22
(A)はデッキ部材の平面図を示し、図22(B)はシ
リンダブロック本体の平面図を示す。
22 is a diagram showing another specific example, and FIG.
22A shows a plan view of the deck member, and FIG. 22B shows a plan view of the cylinder block body.

【図23】図22に開示したデッキ部材をシリンダブロ
ック本体に当接させる状態を示す説明図である。
FIG. 23 is an explanatory view showing a state where the deck member disclosed in FIG. 22 is brought into contact with the cylinder block body.

【図24】接合完了後のシリンダブロックを示す断面図
である。
FIG. 24 is a cross-sectional view showing the cylinder block after joining is completed.

【図25】図16のV−V線における接合面の接合状態
を示す断面組織図である。
FIG. 25 is a cross-sectional structural view showing a joined state of the joined surfaces taken along the line VV of FIG. 16.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 第1接合部材 1a 接合面 3 第2接合部材 3a 接合面 5 スペーサ 5a 凸部 7 隙間部 15 亜鉛合金はんだ浴 9 固定手段(ボルト部材) 10 固定手段(クランプ治具) 1 1st joining member 1a joining surface 3 2nd joining member 3a joining surface 5 spacer 5a convex part 7 gap part 15 zinc alloy solder bath 9 fixing means (bolt member) 10 fixing means (clamp jig)

─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成8年8月23日[Submission date] August 23, 1996

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】図25[Correction target item name] Fig. 25

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【図25】図16のV−V線における接合面の金属組織
を表わす写真である。
FIG. 25 is a metallurgical structure of a joint surface taken along line VV in FIG. 16.
Is a photograph showing.

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 F02F 1/00 F02F 1/00 K Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Office reference number FI Technical display area F02F 1/00 F02F 1/00 K

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 予め亜鉛合金はんだ層が付された接合面
を有する第1接合部材と第2接合部材とを備えると共
に、これら各接合部材の少なくとも一方をアルミニウム
により構成し、 これら各接合部材の接合面同志を所定の隙間部を設けて
突き合わせ、前記隙間部を亜鉛合金はんだ浴中に浸漬す
ると共に、この隙間部近傍に超音波振動を印加して溶融
した亜鉛合金はんだを充填し、 前記両接合部材を亜鉛合金はんだ浴から引き上げて、し
かる後、前記接合面を均一に加圧して接合することを特
徴としたアルミニウムの接合方法。
1. A first joining member and a second joining member each having a joining surface to which a zinc alloy solder layer is previously attached, and at least one of the joining members is made of aluminum. The joint surfaces are butted against each other with a predetermined gap, and the gap is immersed in a zinc alloy solder bath, and ultrasonic vibration is applied to the vicinity of the gap to fill the molten zinc alloy solder, A method for joining aluminum, characterized in that the joining member is pulled up from the zinc alloy solder bath, and then the joining surface is uniformly pressed to join.
【請求項2】 前記両接合部材の接合面相互間に所定の
スペーサを配設して前記隙間部を形成することを特徴と
した請求項1記載のアルミニウムの接合方法。
2. The method for joining aluminum according to claim 1, wherein a predetermined spacer is provided between the joining surfaces of the joining members to form the gap.
【請求項3】 前記両接合部材の接合面の内の少なくと
も一方の接合面に所定の凸部を設けて前記隙間部を形成
することを特徴とした請求項1記載のアルミニウムの接
合方法。
3. The aluminum joining method according to claim 1, wherein a predetermined convex portion is provided on at least one of the joining surfaces of the joining members to form the gap.
【請求項4】 前記隙間部の間隔を0.2〔mm〕〜
1.5〔mm〕に設定することを特徴とした請求項1,
2または3記載のアルミニウムの接合方法。
4. The distance between the gaps is 0.2 [mm] to
2. The value is set to 1.5 [mm].
2. The method for joining aluminum according to 2 or 3.
【請求項5】 前記両接合部材の突き合わせに際して
は、着脱可能な固定手段を用いることを特徴とした請求
項1,2,3または4記載のアルミニウムの接合方法。
5. The aluminum joining method according to claim 1, 2, 3 or 4, wherein a detachable fixing means is used when the joining members are butted.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1326658C (en) * 2005-01-19 2007-07-18 哈尔滨工业大学 Aluminium base composite material ultrasonic wave fine welding method
JP2014066408A (en) * 2012-09-25 2014-04-17 Daikin Ind Ltd Heat exchanger and method for manufacturing the same
CN116727790A (en) * 2022-03-04 2023-09-12 广东美的暖通设备有限公司 Welding method, pipeline assembly and air conditioner
CN116810071A (en) * 2023-07-24 2023-09-29 哈尔滨工业大学(威海) Aluminum/tungsten ultrasonic auxiliary brazing method and joint based on in-situ synthesis low-temperature brazing filler metal

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58204169A (en) * 1982-05-21 1983-11-28 Nippon Light Metal Co Ltd Manufacturing method of cladding material
JPS5973073U (en) * 1982-11-10 1984-05-17 日立金属株式会社 Method to prevent contact between solids
JPS6114074A (en) * 1984-06-30 1986-01-22 Shimadzu Corp Brazing method
JPS62220272A (en) * 1986-03-20 1987-09-28 Sumitomo Light Metal Ind Ltd Manufacture of metal bellows
JPH01109368U (en) * 1988-01-08 1989-07-24
JPH081322A (en) * 1994-06-14 1996-01-09 Nippon Alum Co Ltd Method for joining aluminum member

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58204169A (en) * 1982-05-21 1983-11-28 Nippon Light Metal Co Ltd Manufacturing method of cladding material
JPS5973073U (en) * 1982-11-10 1984-05-17 日立金属株式会社 Method to prevent contact between solids
JPS6114074A (en) * 1984-06-30 1986-01-22 Shimadzu Corp Brazing method
JPS62220272A (en) * 1986-03-20 1987-09-28 Sumitomo Light Metal Ind Ltd Manufacture of metal bellows
JPH01109368U (en) * 1988-01-08 1989-07-24
JPH081322A (en) * 1994-06-14 1996-01-09 Nippon Alum Co Ltd Method for joining aluminum member

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1326658C (en) * 2005-01-19 2007-07-18 哈尔滨工业大学 Aluminium base composite material ultrasonic wave fine welding method
JP2014066408A (en) * 2012-09-25 2014-04-17 Daikin Ind Ltd Heat exchanger and method for manufacturing the same
CN116727790A (en) * 2022-03-04 2023-09-12 广东美的暖通设备有限公司 Welding method, pipeline assembly and air conditioner
CN116810071A (en) * 2023-07-24 2023-09-29 哈尔滨工业大学(威海) Aluminum/tungsten ultrasonic auxiliary brazing method and joint based on in-situ synthesis low-temperature brazing filler metal
CN116810071B (en) * 2023-07-24 2026-03-03 哈尔滨工业大学(威海) Aluminum/tungsten ultrasonic auxiliary brazing method and joint based on in-situ synthesis low-temperature brazing filler metal

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