(57)【要約】【課題】  一対の金属部材をろう付によって互いに固定するろう付固定方法において、一対の金属部材の高精度な位置決めを安価に行うことができる技術を提供することを目的とする。【解決手段】  一対の金属部材をろう付によって互いに固定するろう付固定方法であって、穴部が形成されている金属部材と、穴部に係合可能な金属粉末体が固定されている金属部材と、を準備する準備工程と、穴部と金属粉末体とが係合するように、一対の金属部材を配置する工程と、ろう材を溶融して金属粉末体に含浸させることによって、一対の金属部材を互いに固定する固定工程と、を備える。【選択図】図３
2020082150.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の金属部材をろう付によって互いに固定するろう付固定方法であって、
穴部が形成された一方の金属部材と、前記穴部に係合可能な金属粉末体が固定された他方の金属部材と、を準備する準備工程と、
前記穴部と前記金属粉末体とが係合するように、前記一対の金属部材を配置する係合工程と、
ろう材を溶融して前記金属粉末体に含浸させることによって、前記一対の金属部材を互いに固定する固定工程と、を備える、
ろう付固定方法。
【請求項２】
請求項１に記載のろう付固定方法であって、
前記一方の金属部材には、複数の前記穴部が形成され、
前記他方の金属部材には、２つ以上の前記穴部のそれぞれに係合可能な複数の凸部を備えた前記金属粉末体が固定されている、
ろう付固定方法。
【請求項３】
請求項２に記載のろう付固定方法であって、
複数の前記穴部は、前記一方の金属部材の軸線方向に並ぶように配置されている、
ろう付固定方法。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のろう付固定方法は、さらに、
前記係合工程の後、前記一方の金属部材と前記他方の金属部材との間に、前記金属粉末体に隣接するように前記ろう材を配置する配置工程を備える、
ろう付固定方法。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のろう付固定方法であって、
前記穴部が配置されている前記一方の金属部材の外面と、前記金属粉末体が配置されている前記他方の金属部材の外面と、の少なくとも一方は、曲面である、
ろう付固定方法。
【請求項６】
請求項５に記載のろう付固定方法であって、
前記他方の金属部材は、筒状に形成されており、
前記金属粉末体は、前記他方の金属部材の軸線方向に沿うように配置されており、
前記ろう材は、前記金属粉末体の延伸方向の側面と両側の端面とに隣接するように配置される、
ろう付固定方法。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のろう付固定方法であって、
前記準備工程は、
前記他方の金属部材と、前記金属粉末体と、を準備する工程と、
前記金属粉末体を前記他方の金属部材に固定する工程と、を含む、
ろう付固定方法。
【請求項８】
一対の金属部材と、前記一対の金属部材を互いに固定する固定部と、を備える構造体の製造方法であって、
穴部が形成された一方の金属部材と、前記穴部に係合可能な金属粉末体が固定された他方の金属部材とを準備する準備工程と、
前記穴部と前記金属粉末体とが係合するように、前記一対の金属部材を配置する係合工程と、
ろう材を溶融して前記金属粉末体に含浸させることによって、前記一対の金属部材を互いに固定する前記固定部を形成する固定部形成工程と、を備える、
構造体の製造方法。
【請求項９】
一対の金属部材をろう付によって互いに固定するために用いられる固定構造であって、
一方の金属部材に形成されている穴部と、
他方の金属部材に固定され前記穴部に係合可能な金属粉末体と、
前記金属粉末体に隣り合うように配置され、溶融すると前記金属粉末体に含浸するろう材と、を備える、
固定構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ろう付固定方法、構造体の製造方法、および、固定構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、一対の金属部材をろう付によって互いに固定するろう付固定方法が知られている。例えば、特許文献１には、一対の金属部材をろう付する接合ろう材と、接合ろう材と共晶反応可能な金属粉末の集合体とから形成される複合ろう材を用いて、一対の金属部材のうちの一方の金属部材を他方の金属部材にろう付によって固定する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１１１６２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の複合ろう材は、一方の金属部材に設けられる。特許文献１に記載の複合ろう材を用いて一対の金属部材が互いに固定されている構造体を製造するとき、複合ろう材が設けられている一方の金属部材と他方の金属部材とを所定の位置関係で対向させたのち複合ろう材を加熱する。このとき、複合ろう材に含まれる接合ろう材は溶融するため、他方の金属部材に対する一方の金属部材の位置がずれるおそれがある。このため、一対の金属部材の位置決めの精度が低下する場合がある。また、一対の金属部材の位置決めを高精度に行う場合、位置決め用の治具を別途用意する必要があり、製造コストが増大する。
【０００５】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、一対の金属部材をろう付によって互いに固定するろう付固定方法において、一対の金属部材の高精度な位置決めを安価に行うことができる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。
【０００７】
（１）本発明の一形態によれば、一対の金属部材をろう付によって互いに固定するろう付固定方法が提供される。ろう付固定方法は、穴部が形成された一方の金属部材と、前記穴部に係合可能な金属粉末体が固定された他方の金属部材と、を準備する準備工程と、前記穴部と前記金属粉末体とが係合するように、前記一対の金属部材を配置する係合工程と、ろう材を溶融して前記金属粉末体に含浸させることによって、前記一対の金属部材を互いに固定する固定工程と、を備える。
【０００８】
この構成によれば、一方の金属部材に形成された穴部と他方の金属部材に固定された金属粉末体とが係合するように一対の金属部材を配置することによって、一対の金属部材の位置決めを行うことができる。これにより、一対の金属部材の位置決めを行うための専用の治具がない場合でも、固定工程でのろう付によって高精度に一対の金属部材を互いに固定することができる。したがって、一対の金属部材の高精度な位置決めを安価に行うことができる。
【０００９】
（２）上記形態のろう付固定方法において、前記一方の金属部材には、複数の前記穴部が形成され、前記他方の金属部材には、２つ以上の前記穴部のそれぞれに係合可能な複数の凸部を備えた前記金属粉末体が固定されていてもよい。一対の金属部材の接合で１つの穴部と１つの金属粉末体とを係合する場合、当該係合した個所を中心として金属部材が回転するおそれがある。この構成によれば、穴部と金属粉末体とが係合する個所が２か所以上になるため、係合個所を中心とした回転を防止することができる。これにより、一対の金属部材の位置決めの精度をさらに向上することができる。また、２か所以上で係合することによって１か所で係合する場合に比べ接合力が強くなるため、一対の金属部材をより強固に接合することができる。
【００１０】
（３）上記形態のろう付固定方法において、複数の前記穴部は、前記一方の金属部材の軸線方向に並ぶように配置されていてもよい。この構成によれば、一対の金属部材の軸線方向への移動が、複数個所の係合によって抑制される。これにより、一対の金属部材の位置決めの精度をさらに向上することができるとともに、一対の金属部材をより強固に接合することができる。
【００１１】
（４）上記形態のろう付固定方法は、さらに、前記係合工程の後、前記一方の金属部材と前記他方の金属部材との間に、前記金属粉末体に隣接するように前記ろう材を配置する配置工程を備えてもよい。この構成によれば、穴部と金属粉末体とを係合させたのち、一方の金属部材と他方の金属部材との接合に必要な量のろう材を配置することができる。これにより、ろう材が足りない場合の接合不良を防止しつつ、ろう材の使用量を低減することができる。
【００１２】
（５）上記形態のろう付固定方法において、前記穴部が配置されている前記一方の金属部材の外面と、前記金属粉末体が配置されている前記他方の金属部材の外面と、の少なくとも一方は、曲面であってもよい。例えば、一方の金属部材の外面が曲面であって、他方の金属部材の外面が平面である場合、曲面と平面とを組み合わせるため一対の金属部材の位置決めは困難になるが、この構成によれば、穴部と金属粉末体との係合によって、一対の金属部材を高精度に位置決めすることができる。
【００１３】
（６）上記形態のろう付固定方法において、前記他方の金属部材は、筒状に形成されており、前記金属粉末体は、前記他方の金属部材の軸線方向に沿うように配置されており、前記ろう材は、前記金属粉末体の延伸方向の側面と両側の端面とに隣接するように配置されてもよい。この構成によれば、ろう材は、金属粉末体の延伸方向の側面と両側の端面とから当該金属粉末体に含浸するため、金属粉末体にろう材を十分に含浸させることができる。したがって、一対の金属部材を強固に固定することができる。
【００１４】
（７）上記形態のろう付固定方法において、前記準備工程は、前記他方の金属部材と、前記金属粉末体と、を準備する工程と、前記他方の金属部材に前記金属粉末体を固定する工程と、を含んでもよい。この構成によれば、準備工程において、他方の金属部材に別部材となっている金属粉末体を固定することによって、金属粉末体が固定されている他方の金属部材を準備することができる。これにより、必要に応じて穴部と金属粉末体との係合箇所の数を変更したり当該係合箇所の位置を設定したりすることができる。
【００１５】
（８）本発明の別の形態によれば、一対の金属部材と、前記一対の金属部材を互いに固定する固定部と、を備える構造体の製造方法が提供される。構造体の製造方法は、穴部が形成された一方の金属部材と、前記穴部に係合可能な金属粉末体が固定されている他方の金属部材とを準備する準備工程と、前記穴部と前記金属粉末体とが係合するように、前記一対の金属部材を配置する係合工程と、ろう材を溶融して前記金属粉末体に含浸させることによって、前記一対の金属部材を互いに固定する前記固定部を形成する固定部形成工程と、を備える。この構成によれば、一対の金属部材の相対位置が高精度に設定された構造体を製造することができる。
【００１６】
（９）本発明のさらに別の形態によれば、一対の金属部材をろう付によって互いに固定するために用いられる固定構造が提供される。固定構造は、一方の金属部材に形成されている穴部と、他方の金属部材に固定され前記穴部に係合可能な金属粉末体と、前記金属粉末体に隣り合うように配置され、溶融すると前記金属粉末に含浸するろう材と、を備える。この構成によれば、一対の金属部材の相対位置を高精度に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１実施形態の構造体の製造前の構成を示す模式図である。
【図２】第１実施形態のろう付固定方法のフローチャートである。
【図３】第１実施形態のろう付固定方法を説明する模式図である。
【図４】第２実施形態のろう付固定方法を説明する模式図である。
【図５】第３実施形態のろう付固定方法を説明する模式図である。
【図６】第４実施形態の構造体の製造前の構成を示す模式図である。
【図７】第４実施形態のろう付固定方法を説明する模式図である。
【図８】第５実施形態の構造体の製造前の構成を示す模式図である。
【図９】第６実施形態の構造体の製造前の構成を示す模式図である。
【図１０】第７実施形態の構造体の製造前の構成を示す模式図である。
【図１１】第８実施形態のろう付固定方法を説明する模式図である。
【図１２】第９実施形態のろう付固定方法を説明する模式図である。
【図１３】第１実施形態の構造体の変形例を示す模式図である。
【図１４】第１実施形態のろう付固定方法の変形例を説明する模式図である。
【図１５】第４実施形態のろう付固定方法の変形例を説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態の構造体の製造前の構成を示す模式図である。図２は、第１実施形態のろう付固定方法のフローチャートである。図３は、第１実施形態のろう付固定方法を説明する模式図である。第１実施形態のろう付固定方法は、図１（ａ）に示す一対の金属部材１１、１２を、白抜き矢印Ｆ１のように組み合わせてろう付によって固定することで、構造体５（図３参照）を製造する。構造体５は、それぞれ筒状に形成されている一対の金属部材１１、１２と、一対の金属部材１１、１２を互いに固定する固定部１６と、から構成されており、例えば、水和反応によって発熱し脱水反応によって蓄熱する円柱状の蓄熱材を収容することができる。
【００１９】
本実施形態のろう付固定方法は、図２に示すように、準備工程と、係合工程と、固定工程と、を備える。
準備工程（Ｓ１１）では、一対の金属部材１１、１２が準備される。
金属部材１１は、図１に示すように、断面形状が略円環状の金属からなる部材であって、円筒状の本体部１１ａを有している。
本体部１１ａは、金属部材１１の軸線方向の長さと同じ長さを有するステンレス鋼から形成されており、例えば、上述した蓄熱材を収容する場合、水蒸気を通すことが可能なメッシュ状に形成されている。本体部１１ａには、穴部１３が形成されている。
穴部１３は、本体部１１ａの曲面状に形成されている側面に形成されている。本実施形態では、穴部１３は、図１に示すように、３個設けられ、本体部１１ａの軸線方向に並ぶように略等間隔に配置されている。
【００２０】
金属部材１２は、金属部材１１と同様に、断面形状が略円環状の金属からなる部材であって、円筒状の本体部１２ａを有している。
本体部１２ａは、金属部材１２の軸線方向の長さと同じ長さを有するステンレス鋼から形成されており、例えば、上述した蓄熱材を収容する場合、水蒸気を通すことが可能なメッシュ状に形成されている。なお、本実施形態では、金属部材１１と金属部材１２とは、同じ形状の部材であるが、異なる形状の部材であってもよい。
【００２１】
本体部１２ａの外面には、金属粉末体１４が固定されている。金属粉末体１４は、金属粉末の集合体を形成したものであって、具体的には、金属粉末と、当該金属粉末の粉末同士を接着させるバインダとを混合させたものを乾燥させ、成形したものである。金属粉末としては、金属部材１１と同じ材料であるステンレス鋼の粉末であって、粒径が１０〜４５μｍのものが用いられる。また、バインダは、後述する固定工程における加熱炉内の温度以下で蒸発するもの、例えば、有機系溶剤が用いられる。金属粉末体１４は、本体部１２ａの軸線方向に延びるように形成され、本体部１２ａの軸線方向と同じ長さを有し、本体部１２ａの曲面状に形成されている側面に固定されている。金属粉末体１４は、本体部１２ａの軸線方向に沿って延伸するように形成され、本体部１２ａの軸線方向の長さと同じ長さを有するベース部１４ａと、ベース部１４ａから本体部１２ａの径方向に突出する３個の凸部１４ｂを有する。すなわち、金属粉末体１４の凸部１４ｂが形成されている部位の厚みは、ベース部１４ａが形成されている部位の厚みより厚い。３個の凸部１４ｂは、金属部材１１の穴部１３に挿入可能な大きさであって、本体部１２ａの軸線方向に並ぶように配置され、それぞれが３個の穴部１３のそれぞれに係合することができる。本実施形態の凸部１４ｂは、本体部１２ａの周方向に沿った長さが、ベース部１４ａの長さと同じになるように形成されている。
【００２２】
本実施形態では、金属部材１２の側面に、ろう材１５が設けられている。ろう材１５は、金属部材１１、１２に拡散し金属部材１１、１２と固着可能な材料であって、金属部材１１、１２を形成する材料に対して融点が低く、かつ、金属部材１１、１２を形成する材料と共晶反応可能な材料から形成される。ろう材１５は、一例として、ニッケル基ろう材、鉄基ろう材、銀基ろう材、チタン基ろう材が挙げられる。本実施形態では、ろう材１５は、金属部材１２の本体部１２ａの軸線方向の長さと略同じ長さを有する直線状に形成され、金属粉末体１４の延伸方向の一方の側面に隣接するように配置されている。
【００２３】
係合工程（Ｓ１２）では、３個の穴部１３と金属粉末体１４が有する３個の凸部１４ｂと、が係合するように、一対の金属部材１１、１２を配置する。
具体的には、図３（ａ）に示すように、金属部材１１の穴部１３と、金属部材１２の金属粉末体１４とが対向するように、一対の金属部材１１、１２を配置する。次に、図３（ｂ）の白抜き矢印Ｆ１１、Ｆ１２のように、金属部材１１と金属部材１２とを近づけ、図３（ｃ）に示すように、穴部１３と金属粉末体１４の凸部１４ｂとを係合させる。このとき、穴部１３には凸部１４ｂが挿入され、金属粉末体１４のベース部１４ａの外面が金属部材１１の本体部１１ａの外面に当接することで、金属部材１２に対する金属部材１１の相対位置が確定する。
【００２４】
固定工程（Ｓ１３）では、ろう材１５を溶融して金属粉末体１４に含浸させることによって、一対の金属部材１１、１２を互いに固定する。
具体的には、図３（ｃ）に示す状態の一対の金属部材１１、１２を、図示しない加熱炉によって加熱し、ろう材１５を溶融する。なお、加熱炉内の温度は、ろう材１５は溶融するが、金属部材１１、１２は溶融しないように、例えば、１１００度に設定されている。ろう材１５を溶融させると、金属粉末体１４内に溶融したろう材１５が吸引される。これにより、ろう材１５が金属粉末体１４に含浸し金属粉末の表面にろう材が共晶反応する。
【００２５】
さらに、金属粉末体１４に含浸したろう材１５は、金属部材１１、１２との接合界面で拡散し、金属部材１１、１２と共晶反応する。この後、金属部材１１、１２と金属粉末体１４とに含浸したろう材１５を冷却させることによって、金属部材１１と金属部材１２とは、ろう付によって固定される。これにより、金属部材１１、１２と、ろう材１５が含浸した金属粉末体１４であって、一対の金属部材１１、１２を互いに固定する固定部１６と、を備える構造体５が製造される（図３（ｄ）参照）。
【００２６】
以上説明した、本実施形態のろう付固定方法によれば、穴部１３と金属粉末体１４とが係合可能なように構成されているため、係合工程において、穴部１３と金属粉末体１４とが係合するように一対の金属部材１１、１２を配置することによって、一対の金属部材１１、１２の位置決めを行うことができる。これにより、一対の金属部材１１、１２の位置決めを行うための専用の治具がない場合でも、固定工程でのろう付によって高精度に一対の金属部材１１、１２を互いに固定することができる。したがって、一対の金属部材１１、１２の高精度な位置決めを安価に行うことができる。
【００２７】
また、本実施形態のろう付固定方法によれば、穴部１３と金属粉末体１４とが係合する個所が３か所となる。１つの穴部と１つの金属粉末体とが係合する場合、当該係合した個所を中心として金属部材が回転するおそれがある。しかしながら、本実施形態のろう付固定方法によれば、穴部１３と金属粉末体１４とが係合する個所は３か所になるため、係合個所を中心とした金属部材１１、１２の回転を防止することができる。これにより、一対の金属部材１１、１２の位置決めの精度をさらに向上することができる。また、３か所で係合することによって１か所で係合する場合に比べ接合力が強くなるため、一対の金属部材１１、１２をより強固に接合することができる。
【００２８】
また、本実施形態のろう付固定方法によれば、３個の穴部１３は、金属部材１１の軸線方向に並ぶよう配置されている。これにより、一対の金属部材１１、１２の軸線方向への移動が、３か所の係合個所によって抑制される。したがって、一対の金属部材１１、１２の位置決めの精度をさらに向上することができるとともに、一対の金属部材１１、１２をより強固に接合することができる。
【００２９】
また、本実施形態のろう付固定方法によれば、穴部１３が設けられている金属部材１１の外面と金属粉末体１４が設けられている金属部材１２の外面とは、曲面状に形成されている。この構成によれば、位置決めが比較的困難な曲面同士の接合でも、穴部１３と金属粉末体１４との係合によって、一対の金属部材１１、１２を高精度に位置決めすることができる。
【００３０】
＜第２実施形態＞
図４は、第２実施形態のろう付固定方法を説明する模式図である。第２実施形態のろう付固定方法は、第１実施形態のろう付固定方法（図３）と比較すると、ろう材が設けられる位置が異なる。
【００３１】
本実施形態では、ろう材２５は、金属部材１１の側面に設けられている。ろう材２５は、金属部材１１、１２に拡散し、金属部材１１、１２と固着可能な材料であって、金属部材１１の本体部１１ａの軸線方向の長さと略同じ長さを有する直線状に形成されている。本実施形態では、ろう材２５は、本体部１１ａの周方向において穴部１３の一方の側に、穴部１３に隣接するように配置されている。
【００３２】
本実施形態のろう付固定方法では、準備工程において、ろう材２５が設けられ、穴部１３が形成されている金属部材１１と、金属粉末体１４が固定されている金属部材１２と、が準備される。次に、係合工程において、図４（ａ）に示すように、一対の金属部材１１、１２を配置し、図４（ｂ）の白抜き矢印Ｆ２１、Ｆ２２のように、金属部材１１と金属部材１２とを近づける。これにより、図４（ｃ）に示すように、穴部１３と凸部１４ｂとが係合する。図４（ｃ）に示す状態のとき、ろう材２５は、金属粉末体１４に隣接する。
次に、固定工程において、ろう材２５を溶融して金属粉末体１４に含浸させることによって、図４（ｄ）に示すように、金属部材１１と金属部材１２とがろう付によって固定される。これにより、金属部材１１、１２と、ろう材２５が含浸した金属粉末体１４であって、一対の金属部材１１、１２を互いに固定する固定部２６と、を備える構造体５が製造される。
【００３３】
以上説明した、本実施形態のろう付固定方法によれば、穴部１３と金属粉末体１４とが係合可能なように構成されているため、穴部１３と金属粉末体１４とが係合するように一対の金属部材１１、１２を配置することで、一対の金属部材１１、１２の位置決めを行うことができる。これにより、一対の金属部材１１、１２の高精度な位置決めを安価に行うことができる。
【００３４】
＜第３実施形態＞
図５は、第３実施形態のろう付固定方法を説明する模式図である。第３実施形態のろう付固定方法は、第１実施形態のろう付固定方法（図３）と比較すると、ろう材が設けられるタイミングが異なる。
【００３５】
本実施形態では、ろう材３５は、穴部１３と金属粉末体１４とを係合したのちに、金属部材１１の側面と金属部材１２の側面とに塗布する。以下、本実施形態のろう付固定方法を、図５を用いて説明する。
【００３６】
本実施形態のろう付固定方法では、準備工程において、穴部１３が形成されている金属部材１１と、金属粉末体１４が固定されている金属部材１２と、が準備される。次に、係合工程において、図５（ａ）に示すように、一対の金属部材１１、１２を配置し、図５（ｂ）の白抜き矢印Ｆ３１、Ｆ３２のように、金属部材１１と金属部材１２とを近づける。これにより、図５（ｃ）に示すように、穴部１３と凸部１４ｂとが係合する。
【００３７】
次に、固定工程において、図５（ｄ）に示すように、穴部１３と金属粉末体１４とが係合している金属部材１１と金属部材１２との間において、金属部材１１の側面と金属部材１２の側面とにろう材３５を塗布する。このとき、ろう材３５は、金属粉末体１４に隣接するように塗布される。ろう材３５を塗布したのち、ろう材３５を溶融して金属粉末体１４に含浸させることによって、図５（ｅ）に示すように、金属部材１１と金属部材１２とがろう付によって固定される。これにより、金属部材１１、１２と、ろう材３５が含浸した金属粉末体１４であって、一対の金属部材１１、１２を互いに固定する固定部３６と、を備える構造体５が製造される。
【００３８】
以上説明した、本実施形態のろう付固定方法によれば、穴部１３と金属粉末体１４とが係合可能なように構成されているため、穴部１３と金属粉末体１４とが係合するように一対の金属部材１１、１２を配置することで、一対の金属部材１１、１２の位置決めを行うことができる。これにより、一対の金属部材１１、１２の高精度な位置決めを安価に行うことができる。
【００３９】
また、本実施形態のろう付固定方法によれば、穴部１３と金属粉末体１４とを係合させたのち、金属部材１１と金属部材１２との接合に必要な量のろう材３５を塗布する。これにより、ろう材３５が足りない場合の接合不良を防止しつつ、ろう材３５の使用量を低減することができる。
【００４０】
＜第４実施形態＞
図６は、第４実施形態の構造体の製造前の構成を示す模式図である。図７は、第４実施形態のろう付固定方法を説明する模式図である。第４実施形態のろう付固定方法は、第１実施形態のろう付固定方法（図１、図３）と比較すると、金属粉末体の形状が異なる。
【００４１】
本実施形態のろう付固定方法は、図６（ａ）に示す一対の金属部材１１、４２を、白抜き矢印Ｆ４のように組み合わせてろう付によって固定することによって、構造体５（図７（ｄ）参照）を製造する。本実施形態のろう付固定方法では、準備工程において、穴部１３が形成されている金属部材１１と、ろう材１５と金属粉末体４４とが設けられている金属部材４２と、が準備される。
【００４２】
金属粉末体４４は、金属粉末の集合体を形成したものであって、ベース部１４ａと、３個の凸部４４ｂと、を有する。３個の凸部４４ｂは、図７（ａ）に示すように、ベース部１４ａの延伸方向の側面４４ｃに設けられ、本体部１２ａの径方向における厚みが、ベース部１４ａの、本体部１２ａの径方向の厚みより厚くなるように、形成されている。これにより、凸部４４ｂは、先端が、ベース部１４ａの径方向外側の端面４４ｄより外に突出する。３個の凸部４４ｂは、金属部材１１の穴部１３に挿入可能な大きさであって、本体部１２ａの軸線方向に並ぶように配置され、それぞれが３個の穴部４３のそれぞれに係合することができる。ろう材１５は、図７（ａ）に示すように、ベース部１４ａの、凸部４４ｂが設けられている側とは反対側の、延伸方向の側面４４ｅに隣接するように配置されている。
【００４３】
次に、係合工程において、図７（ａ）に示すように、一対の金属部材１１、４２を配置し、図７（ｂ）の白抜き矢印Ｆ４１、Ｆ４２のように、金属部材１１と金属部材４２とを近づける。これにより、図７（ｃ）に示すように、穴部１３と凸部４４ｂとが係合する。
次に、固定工程において、金属部材４２の側面に設けられているろう材１５を溶融して金属粉末体４４に含浸させることによって、図７（ｄ）に示すように、金属部材１１と金属部材４２とがろう付によって固定される。これにより、金属部材１１、４２と、ろう材１５が含浸した金属粉末体４４であって、一対の金属部材１１、４２を互いに固定する固定部４６と、を備える構造体５が製造される。
【００４４】
以上説明した、本実施形態のろう付固定方法によれば、穴部１３と金属粉末体４４とが係合可能なように構成されているため、穴部１３と金属粉末体４４とが係合するように一対の金属部材１１、４２を配置することによって、一対の金属部材１１、４２の位置決めを行うことができる。これにより、一対の金属部材１１、４２の高精度な位置決めを安価に行うことができる。
【００４５】
また、本実施形態のろう付固定方法によれば、ベース部１４ａとベース部１４ａの側面４４ｃに設けられる３個の凸部４４ｂとを有する金属粉末体４４と穴部１３との係合によって、一対の金属部材１１、４２が位置決めされている。これにより、接合面の面積が第１実施形態に比べ大きくなるため接合力が強くなり、一対の金属部材４１、４２をより強固に接合することができる。
【００４６】
＜第５実施形態＞
図８は、第５実施形態の構造体の製造前の構成を示す模式図である。第５実施形態のろう付固定方法は、第１実施形態のろう付固定方法（図１）と比較すると、ろう材の形状が異なる。
【００４７】
本実施形態では、ろう材５５は、金属部材１２の側面に設けられている。ろう材５５は、金属部材１１、１２に拡散し、金属部材１１、１２と固着可能な材料である。ろう材５５は、図８（ｂ）に示すように、金属粉末体１４が有するベース部１４ａの延伸方向の２つの側面１４ｃ、１４ｄと、両側の端面１４ｅ、１４ｆと、において金属粉末体１４に隣接するように設けられている。
【００４８】
本実施形態のろう付固定方法では、係合工程において、一対の金属部材１１、１２を、図８（ａ）に示す白抜き矢印Ｆ５のように組み合わせ、固定工程において、ろう材５５を溶融して穴部１３に係合している金属粉末体１４に含浸させる。これにより、金属部材１１と金属部材１２とがろう付によって固定される。
【００４９】
以上説明した、本実施形態のろう付固定方法によれば、固定工程において溶融するろう材５５は、金属粉末体１４を囲むように設けられている。ろう材５５が溶融すると、金属粉末体１４は、ベース部１４ａの延伸方向の２つの側面１４ｃ、１４ｄと、両側の端面１４ｅ、１４ｆとから、ろう材５５が含浸する。これにより、金属粉末体１４にろう材５５を十分に含浸させることができるため、金属部材１１と金属部材１２とを確実に接合することができる。
【００５０】
＜第６実施形態＞
図９は、第６実施形態の構造体の製造前の構成を示す模式図である。第６実施形態のろう付固定方法は、第１実施形態のろう付固定方法（図１）と比較すると、ろう材の形状が異なる。
【００５１】
本実施形態では、金属部材１２の側面には、略Ｌ字状に形成されている２つのろう材６５ａ、６５ｂが設けられている。ろう材６５ａは、図９（ｂ）に示すように、金属粉末体１４のベース部１４ａの延伸方向の側面１４ｃと、端面１４ｅとにおいて金属粉末体１４に隣接するように設けられている。ろう材６５ｂは、図９（ｂ）に示すように、ベース部１４ａの延伸方向の側面１４ｄと、端面１４ｆとにおいて金属粉末体１４に隣接するように設けられている。
【００５２】
本実施形態のろう付固定方法では、係合工程において、一対の金属部材１１、１２を、図９（ａ）に示す白抜き矢印Ｆ６のように組み合わせ、固定工程において、２つのろう材６５ａ、６５ｂを溶融して穴部１３に係合している金属粉末体１４に含浸させる。これにより、金属部材１１と金属部材１２とがろう付によって固定される。
【００５３】
以上説明した、本実施形態のろう付固定方法によれば、固定工程において溶融する２つのろう材６５ａ、６５ｂは、金属粉末体１４を囲むように設けられている。ろう材６５ａ、６５ｂが溶融すると、金属粉末体１４は、ベース部１４ａの延伸方向の２つの側面１４ｃ、１４ｄと、両側の端面１４ｅ、１４ｆと、からろう材６５ａ、６５ｂが含浸する。これにより、金属粉末体１４にろう材６５ａ、６５ｂを十分に含浸させることができるため、金属部材１１と金属部材１２とを確実に接合することができる。
【００５４】
＜第７実施形態＞
図１０は、第７実施形態の構造体の製造前の構成を示す模式図である。第７実施形態のろう付固定方法は、第１実施形態のろう付固定方法（図１）と比較すると、ろう材の形状が異なる。
【００５５】
本実施形態では、ろう材７５は、金属部材１２の側面に設けられている。ろう材７５は、図１０（ｂ）に示すように、金属粉末体１４が有するベース部１４ａの延伸方向の側面１４ｄと、両側の端面１４ｅ、１４ｆと、において金属粉末体１４に隣接するように設けられている。
【００５６】
本実施形態のろう付固定方法では、係合工程において、一対の金属部材１１、１２を、図１０（ａ）に示す白抜き矢印Ｆ７のように組み合わせ、固定工程において、ろう材７５を溶融して穴部１３に係合している金属粉末体１４に含浸させる。これにより、金属部材１１と金属部材１２とがろう付によって固定される。
【００５７】
以上説明した、本実施形態のろう付固定方法によれば、固定工程においてろう材７５を溶融すると、金属粉末体１４は、ベース部１４ａの延伸方向の側面１４ｄと、両側の端面１４ｅ、１４ｆとからろう材７５が含浸する。これにより、金属粉末体１４にろう材７５を十分に含浸させることができるため、金属部材１１と金属部材１２とを確実に接合することができる。
【００５８】
＜第８実施形態＞
図１１は、第８実施形態のろう付固定方法を説明する模式図である。第８実施形態のろう付固定方法は、第１実施形態のろう付固定方法（図３）と比較すると、準備工程が異なる。
【００５９】
本実施形態のろう付固定方法は、準備工程と、係合工程と、固定工程と、を備える。
準備工程では、金属部材１１、８２と、接合部材８４と、が準備される。
金属部材８２は、金属部材１２と同様に、断面形状が略円環状の金属からなる部材であって、円筒状の本体部８２ａを有している。
本体部８２ａは、金属部材８２の軸線方向の長さと同じ長さを有するステンレス鋼から形成されている。穴部８３は、本体部８２ａの曲面状に形成されている側面に配置されている。本実施形態では、穴部８３は、３個設けられ、本体部８２ａの軸線方向に並ぶように略等間隔に配置されている。
【００６０】
接合部材８４は、金属部材１１と金属部材８２とは別部材であって、ベース部８４ａと、第１凸部８４ｂと、第２凸部８４ｃと、ろう材８５と、から構成されている。ベース部８４ａと、第１凸部８４ｂと、第２凸部８４ｃと、は、金属粉末の集合体で成形したものである。
ベース部８４ａは、長手方向の長さが金属部材１１、８２の軸線方向の長さと同じになるように形成されている平板状の部位である。ベース部８４ａの金属部材８２における接線方向の長さは、穴部１３、８３の幅より大きい。
【００６１】
第１凸部８４ｂは、図１１（ａ）に示すように、ベース部８４ａの側面８４ｄから突出するように形成され、金属部材１１に形成されている穴部１３に係合可能である。本実施形態では、３個の第１凸部８４ｂは、ベース部８４ａの側面８４ｄにおいて略等間隔に配置されている。
第２凸部８４ｃは、図１１（ａ）に示すように、ベース部８４ａの側面８４ｄとは反対側の側面８４ｅから突出するように形成され、金属部材８２に形成されている穴部８３に係合可能である。本実施形態では、３個の第１凸部８４ｂは、ベース部８４ａの側面８４ｅにおいて略等間隔に配置されている。
【００６２】
ろう材８５は、ベース部８４ａの、第１凸部８４ｂと第２凸部８４ｃとが設けられていない両側の端部に設けられている。ろう材８５は、図１１に示すように、ベース部８４ａに接続する側の端部から離れるにしたがって、金属部材１１、８２の側面に沿って幅が広がるように形成されている。
【００６３】
本実施形態のろう付固定方法の準備工程では、図１１（ａ）に示すように、接合部材８４の第２凸部８４ｃと、金属部材８２の穴部８３とが係合するように、金属部材８２と接合部材８４とを組み付ける。このとき、ベース部８４ａが本体部８２ａの外面に当接するため、金属部材８２に対する接合部材８４の相対位置が決定される。金属部材８２と接合部材８４とを組み付けた状態で接合部材８４を金属部材８２に固定すると、金属部材８２と接合部材８４とは、図１１（ｂ）に示す状態となる。
【００６４】
次に、係合工程において、図１１（ｂ）の白抜き矢印Ｆ８１、Ｆ８２のように、金属部材１１と金属部材８２とを近づけ、図１１（ｃ）に示すように、穴部１３と第１凸部８４ｂとを係合させる。すなわち、第１凸部８４ｂは、穴部１３に係合することから、「金属粉末体」として機能する。
次に、固定工程において、接合部材８４のろう材８５を溶融して、ベース部８４ａと、第１凸部８４ｂと、第２凸部８４ｃと、に含浸させることによって、図１１（ｄ）に示すように、金属部材１１と金属部材８２とがろう付によって固定される。これにより、金属部材１１、８２と、ろう材８５が含浸したベース部８４ａと第１凸部８４ｂと第２凸部８４ｃとであって、一対の金属部材１１、８２を互いに固定する固定部８６と、を備える構造体５が製造される。
【００６５】
以上説明した、本実施形態のろう付固定方法によれば、準備工程において、接合部材８４を金属部材１１と金属部材８２とに組み付けることによって、金属部材１１と金属部材８２との位置決めを行うことができる。これにより、一対の金属部材１１、１２の位置決めの精度を向上することができる。
【００６６】
また、本実施形態のろう付固定方法によれば、金属部材８２に、金属部材１１、８２とは別に用意した接合部材８４を組み付けて固定することによって金属部材１１の穴部１３に係合する第１凸部８４ｂが金属部材８２に設けられる。これにより、必要に応じて穴部１３と第１凸部８４ｂとの係合箇所の数を変更したり当該係合箇所の位置を設定したりすることができる。
【００６７】
＜第９実施形態＞
図１２は、第９実施形態のろう付固定方法を説明する模式図である。第９実施形態のろう付固定方法は、第１実施形態のろう付固定方法（図３）と比較すると、準備工程が異なる。
【００６８】
本実施形態のろう付固定方法は、準備工程と、係合工程と、固定工程と、を備える。準備工程では、金属部材１１、８２と、接合部材９４と、が準備される。
【００６９】
接合部材９４は、金属部材１１と金属部材８２とは別部材であって、ベース部９４ａと、第１凸部８４ｂと、第２凸部８４ｃと、ろう材８５と、から構成されている。ベース部９４ａと、第１凸部８４ｂと、第２凸部８４ｃと、は、金属粉末の集合体で形成したものである。
ベース部９４ａは、長手方向の長さが金属部材１１、８２の軸線方向の長さと同じになるように形成されている平板状の部位である。ベース部９４ａの金属部材８２における接線方向の長さは、第１凸部８４ｂや第２凸部８４ｃと同じである。
第１凸部８４ｂは、図１２に示すように、ベース部９４ａの側面９４ｄから突出するように形成され、ベース部９４ａの側面９４ｄにおいて略等間隔に配置されている。
第２凸部８４ｃは、図１２に示すように、ベース部９４ａの側面９４ｄとは反対側の側面９４ｅから突出するように形成され、ベース部９４ａの側面９４ｅにおいて略等間隔に配置されている。
ろう材８５は、ベース部８４ａの、第１凸部８４ｂと第２凸部８４ｃとが設けられていない両側の端部に設けられている。
【００７０】
本実施形態のろう付固定方法の準備工程では、図１２（ａ）に示すように、接合部材９４の第２凸部８４ｃと、金属部材８２の穴部８３とが係合するように、金属部材８２と接合部材９４とを組み付ける。このとき、ベース部９４ａの両端に設けられているろう材８５が本体部８２ａの外面に当接するため、金属部材８２に対する接合部材９４の相対位置が決定される。金属部材８２と接合部材９４とを組み付けた状態で接合部材９４を金属部材８２に固定すると、金属部材８２と接合部材９４とは、図１２（ｂ）に示す状態となる。
【００７１】
次に、係合工程において、図１２（ｂ）の白抜き矢印Ｆ９１、Ｆ９２のように、金属部材１１と金属部材８２とを近づけ、図１１（ｃ）に示すように、穴部１３と第１凸部８４ｂとを係合させる。
次に、固定工程において、接合部材９４のろう材８５を溶融して、ベース部９４ａと、第１凸部８４ｂと、第２凸部８４ｃと、に含浸させることによって、図１２（ｄ）に示すように、金属部材１１と金属部材８２とがろう付によって固定される。これにより、金属部材１１、８２と、ろう材８５が含浸したベース部９４ａと第１凸部８４ｂと第２凸部８４ｃとであって、一対の金属部材１１、８２を互いに固定する固定部９６と、を備える構造体５が製造される。
【００７２】
以上説明した、本実施形態のろう付固定方法によれば、金属部材８２に、金属部材１１、８２とは別に用意した接合部材９４を組み付けることによって金属部材１１の穴部１３に係合する第１凸部８４ｂが金属部材８２に設けられる。これにより、必要に応じて穴部１３と第１凸部８４ｂとの係合箇所の数を変更したり当該係合箇所の位置を設定したりすることができる。
【００７３】
＜本実施形態の変形例＞
本発明は上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００７４】
［変形例１］
第１実施形態では、金属粉末体１４の凸部１４ｂは、本体部１２ａの周方向に沿った長さが、ベース部１４ａの長さと同じになるように形成されているとした、しかしながら、凸部１４ｂの周方向に沿った長さはこれに限定されない。
【００７５】
［変形例２］
第１実施形態では、断面形状が略円環状の金属からなる一対の金属部材１１、１２をろう付によって互いに固定するとした。しかしながら、ろう付される金属部材の形状や数はこれに限定されない。
図１３は、第１実施形態の構造体５の変形例を示す模式図である。金属部材１１、１２の断面形状が、図１３（ａ）に示すように、角丸長方形である場合、断面形状が円弧状の側面同士を接合し、一対の金属部材１１、１２を互いに固定してもよい。また、金属部材１１、１２の断面形状が、図１３（ｂ）に示すように、楕円形状である場合、断面形状が楕円弧状の側面同士を接合し、一対の金属部材１１、１２を互いに固定してもよい。
また、図１３（ｃ）に示すように、一の金属部材１１の周囲に複数の他の金属部材１２が位置する場合、金属部材１１において複数の金属部材１２に対応する位置に穴部１３が形成される。また、他の金属部材１２には、一の金属部材１１の穴部１３に係合する金属粉末体１４が設けられている。これにより、一の金属部材１１の周囲に複数の他の金属部材１２が位置する場合であっても、互いに固定することができる。
【００７６】
［変形例３］
上述の実施形態では、金属粉末体の凸部は、ベース部に設けられるとした。しかしながら、凸部のみの金属粉末体が、金属部材に固定されていてもよい。
【００７７】
［変形例４］
上述の実施形態では、複数の穴部と複数の金属粉末体とは、金属部材の軸線方向に沿うよう配置されているとした。しかしながら、穴部や金属粉末体の配置は、これに限定されない。また、穴部と金属粉末体とは、一つであってもよい。
【００７８】
［変形例５］
上述の実施形態では、一対の金属部材１１、１２は、いずれも接合される外面が曲面状に形成されるとした。しかしながら、一方だけが曲面状であってもよいし、両方とも曲面状でなくてもよい。
【００７９】
［変形例６］
第１実施形態では、ろう材１５は、金属粉末体１４の延伸方向の一方の側面に隣接するように配置されているとした。しかしながら、ろう材１５が配置される位置は、これに限定されない。
【００８０】
図１４は、第１実施形態のろう付固定方法の変形例を示す模式図である。図１４（ａ）に示すように、第１実施形態の変形例では、ろう材１５は、金属粉末体１４の延伸方向の両方の側面に隣接するように配置されている。ろう材１５をこのように配置しても、一対の金属部材１１、１２の位置決めを行うことができるため、一対の金属部材１１、１２の高精度な位置決めを安価に行うことができる。また、図１４（ａ）に示すようにろう材１５を配置することによって、金属粉末体１４には、２つの方向から溶融したろう材１５が含浸する。これにより、金属粉末体１４にろう材１５を均一に含浸させることができる。
【００８１】
［変形例７］
第２実施形態では、ろう材２５は、本体部１１ａの周方向において穴部１３の一方の側に、穴部１３に隣接するように配置されているとした。しかしながら、ろう材２５は、本体部１１ａの周方向において穴部１３の両方の側に、穴部１３に隣接するように配置されてもよい。
【００８２】
［変形例８］
第４実施形態では、ろう材１５は、ベース部１４ａの、凸部４４ｂが設けられている側とは反対側の、延伸方向の側面４４ｅに隣接するように配置されているとした。しかしながら、ろう材１５が配置される位置は、これに限定されない。
【００８３】
図１５は、第４実施形態のろう付固定方法の変形例を示す模式図である。図１５（ａ）に示すように、第４実施形態の変形例では、ろう材１５は、ベース部１４ａの側面４４ｅと、凸部４４ｂのベース部１４ａ側とは反対側の側面４４ｆとに、隣接するように配置されている。ろう材１５をこのように配置しても、一対の金属部材１１、４２の位置決めを行うことができるため、一対の金属部材１１、４２の高精度な位置決めを安価に行うことができる。また、図１５（ａ）に示すようにろう材１５を配置することによって、金属粉末体４４には、２つの方向から溶融したろう材１５が含浸する。これにより、金属粉末体４４に、ろう材１５を均一に含浸させることができる。
【００８４】
［変形例９］
第１、４〜７実施形態では、ろう材は、金属粉末体が固定されている金属部材に設けられるとした。第２実施形態では、ろう材２５は、穴部１３が形成されている金属部材１１に設けられるとした。しかしながら、ろう材は、金属部材と金属部材との両方に設けられてもよい。例えば、第６実施形態のように、ろう材が２つに分割されているとき、１つは、金属粉末体が固定されている金属部材に設けられ、もう一つは、穴部が形成されている金属部材に設けられてもよい。
【００８５】
［変形例１０］
第８実施形態と第９実施形態では、準備工程において、接合部材は、一方の金属部材に組みつけられるとした。しかしながら、接合部材の組み付け順序はこれに限らず、接合部材を他方の金属部材に組みつけてもよい。
【００８６】
［変形例１１］
第８実施形態と第９実施形態では、ろう材は、接合部材が有するとした。しかしながら、ろう材は、第３実施形態のように、固定工程において塗布してもよい。
【００８７】
以上、実施形態、変形例に基づき本態様について説明してきたが、上記した態様の実施の形態は、本態様の理解を容易にするためのものであり、本態様を限定するものではない。本態様は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本態様にはその等価物が含まれる。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することができる。
【符号の説明】
【００８８】
５…構造体
１１、１２、４１、４２、８２…金属部材
１１ａ、１２ａ、８２ａ…本体部
１３、４３、８３…穴部
１４、４４…金属粉末体
１４ａ、８４ａ、９４ａ…ベース部
１４ｂ、４４ｂ…凸部
１５、２５、３５、５５、６５ａ、６５ｂ、７５、８５…ろう材
１６、２６、３６、４６、８６、９６…固定部
８４、９４…接合部材（金属粉末体）
８４ｂ…第１凸部
８４ｃ…第２凸部
【図１】
2020082150.tif 000003
【図２】
2020082150.tif 000004
【図３】
2020082150.tif 000005
【図４】
2020082150.tif 000006
【図５】
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【図６】
2020082150.tif 000008
【図７】
2020082150.tif 000009
【図８】
2020082150.tif 000010
【図９】
2020082150.tif 000011
【図１０】
2020082150.tif 000012
【図１１】
2020082150.tif 000013
【図１２】
2020082150.tif 000014
【図１３】
2020082150.tif 000015
【図１４】
2020082150.tif 000016
【図１５】
2020082150.tif 000017