(57)【要約】【課題】成形体または燒結体をロウ付けする際、ロウ付け面にロウ材を流し込むために、成形体または燒結体のロウ付け面の上方からロウ付け面にいたる貫通孔を形成しておくことを不必要にする。【解決手段】ロウ付け面を上向きにした下側成形体または焼結体上に、上側成形体または焼結体をロウ付け面を下向きにしてのせ、加熱により両方の成形体または焼結体をロウ付けする方法であって、前記上側成形体または焼結体のロウ付け面側の側壁下部に横穴が形成されており、前記横穴の内部にロウ材を配置しておくことを特徴とするロウ付け方法。前記横穴は、天井面は奥が低くなる様に傾斜していることを特徴とするロウ付け方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロウ付け面を上向きにした下側成形体または焼結体上に、上側成形体または焼結体をロウ付け面を下向きにしてのせ、加熱により両方の成形体または焼結体をロウ付けする方法であって、
前記上側成形体または焼結体のロウ付け面側の側壁下部に横穴が形成されており、前記横穴の内部にロウ材を配置しておくことを特徴とするロウ付け方法。
【請求項２】
前記横穴は、天井面は奥が低くなる様に傾斜していることを特徴とする請求項１に記載のロウ付け方法。
【請求項３】
前記ロウ付け面を上向きにした下側成形体または焼結体のロウ材配置箇所に凹みが形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のロウ付け方法。
【請求項４】
前記ロウ付け面を上向きにした下側成形体または焼結体と前記上側成形体または焼結体の少なくも一方のロウ付け面に、融けたロウ材用の誘導溝が形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のロウ付け方法。
【請求項５】
前記ロウ付け面を上向きにした下側成形体または焼結体に、ロウ付け面とロウ材配置箇所間に融けたロウ材用の誘導溝が形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のロウ付け方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はロウ付け方法に関し、特に高さはあるが幅が小さい成形体または焼結体を加熱によりロウ付けする方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の伝達機構、特にオートマティック車や４ＷＤ車の自動変速機の遊星歯車機構（プラネタリキャリヤ）等の極めて複雑な構造の機械製品は、各部品（ロウ付けの対象となる部品は、製品の段階では「部品」でなく「部分」であるが、ロウ付けする時点では独立した物、品であるため、本明細書における用語としては「部品」を使用する。また、未焼結品は「成形体」と記載する）が焼結材を用いて製造されている。この際、各部品相互の結合は、主にロウ付けによりなされている。
【０００３】
ロウ付けは、一般的には、２個のロウ付けすべき部品をロウ付けする面（ロウ付け面）を位置合せしかつ密接して配置し、この状態で全体を加熱してロウ付けを行う。またこのとき、焼結体でなく成形体であればこれをロウ付けと同時に焼結してもよい。これらの場合、ロウ付け面は原則として水平に保持されており、さらに上方にある部品にはその上端面から下端面（ロウ付け面）に至る孔を形成しておき、その孔の内部にロウ材を配置しておく。このロウ材は、加熱された時に溶融し、重力と毛細管現象でロウ付け面全体に浸透していく。そして、加熱終了後の降温によりロウ材は再度固化し、これにより成形体または焼結体からなる２個の部品のロウ付けがなされる。
【０００４】
なお、焼結材の組成、ロウ付け方法等については、様々な発明がなされている（特許文献１、同２）。
【特許文献１】特開平２−１５８７５号
【特許文献２】特開平３−１３８３０５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、例えば薄肉の円筒の端面に円形の板をロウ付けするときのように、ロウ付けする部品そのものやロウ付けのために孔を形成する部分の肉厚が比較的薄く、しかも高さがある場合、上下に貫通する孔を形成することは、成形時の金型破損等金型構造の面から極めて困難であり、場合によっては不可能である。
さらに、遊星歯車は極めて高い精度を要求されるため、成形時に上下方向に貫通する孔を形成することは金型構造が複雑化し、製品のコストアップにつながる。
また、貫通孔にロウ材が配置されているか否かの確認が困難である。
このため、特に棒状や薄い壁のように高さはあるが幅がないため孔を形成することが困難な部品、あるいはロウ付けする場所がこのような形状になっている部品のロウ付けを、簡単そして確実にできる技術の開発が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、以上の課題を解決することを目的としてなされたものであり、焼結時に上方にある成形体または燒結体のロウ付け面（下端面がロウ付け面である）がある部分の側壁部の下端にロウ材を配置しておく横穴を形成し、さらに横穴の形状に工夫を凝らしたものである。
また、下方にある成形体または焼結体のロウ付け面を、ロウ材が外部にあふれ出るのを防止するため少し凹ませたものである。
また、下方にある成形体または焼結体のロウ付け面内に、融けたロウ材を全体に誘導するための誘導溝を設けたものである。
以下、各請求項の発明を説明する。
【０００７】
請求項１に記載の発明は、
ロウ付け面を上向きにした下側成形体または焼結体上に、上側成形体または焼結体をロウ付け面を下向きにしてのせ、加熱により両方の成形体または焼結体をロウ付けする方法であって、
前記上側成形体または焼結体のロウ付け面側の側壁下部に横穴が形成されており、前記横穴の内部にロウ材を配置しておくことを特徴とするロウ付け方法である。
【０００８】
本請求項の発明においては、ロウ材は、組立時に上側成形体または焼結体に形成された横穴内かつ下側成形体または焼結体の上部に置かれる。これにより、内部に置かれているロウ材が融けて上下の成形体または焼結体の接触面間に横穴の入口を除く横穴全周から浸み込み、充分な結合力が得られる。このように、本発明においては上側の成形体または焼結体に孔を形成する必要がない。
【０００９】
横穴の寸法は、ロウ付け面の径方向幅より小さくかつ１／２より大きく、周方向の長さの１／５以上、１／３以下程度の大きさが好ましい。基本的には、ロウ付け面の径方向の幅が８ｍｍ、周方向の長さが３５ｍｍ程度の幅のある円弧の一部の場合には、入り口は一辺がおおよそ１０ｍｍ程度の四角形、奥行きは５ｍｍ程度が好ましい。
なお、ロウ材は横穴から一部がはみ出していても良い。
また、横穴の側壁の交差部、側壁と天井の交差部等には丸みが付けられることにより、応力集中を低減することが出来る。
【００１０】
また、ロウ付け面の形状が例えば４０ｍｍ×８ｍｍ程度と細長ければ、複数の場所に横穴を形成し、各横穴にロウ材を置いてもよい。さらに、ロウ付け面が非連続、即ち複数個所あれば各場所ごとにロウ材を置いておくことが好ましい。
【００１１】
なお、ロウ材の量は、一般的にはロウ付する面積当たり０．１〜０．４ｇ／ｃｍ２程度が好ましい。
また、ロウ付け面は水平に設置しておくことが好ましいが、傾斜があるときには、ロウ材は最上方の位置に置かれることとなる。
さらに、本発明においては、上側か下側の一方が成形体であり他方が焼結体であってもよいし、両方共に成形体または焼結体であってもよい。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、前記のロウ付け方法であって、
前記横穴は、天井面は奥が低くなる様に傾斜していることを特徴とするロウ付け方法である。
【００１３】
本請求項の発明においては、横穴の天井面は横穴の奥から入り口に向かって高くなっているため、ロウ材が挿入しやすく、かつロウ付け時に発生するガスが抜け易い。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、前記のロウ付け方法であって、
前記ロウ付け面を上向きにした下側成形体または焼結体のロウ材配置箇所に凹みが形成されていることを特徴とするロウ付け方法である。
【００１５】
本請求項の発明においては、ロウ材は下側成形体または焼結体の上面に形成された凹みの内部に置けばよいため、配置が容易で、ロウ材のずれを防止できる。
また、ロウ材が凹みの内部に挿入されたときの位置で、作業者はロウ材の正しい設置を確認できることとなる。
なお、「凹み」とは、傾斜による凹み、段差による凹みを問わない。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、前記のロウ付け方法であって、
前記ロウ付け面を上向きにした下側成形体または焼結体と前記上側成形体または焼結体の少なくも一方のロウ付け面に、融けたロウ材用の誘導溝が形成されていることを特徴とするロウ付け方法である。
【００１７】
本請求項の発明においては、融けたロウ材は、ロウ付けする面に形成された誘導溝を伝わってロウ付けする面全体に行きわたる。
なおここで、誘導溝の深さは、一般的には０．０３ｍｍ以上、０．２ｍｍ以下が好ましい。即ち、０．０３ｍｍ未満であると、成形体または焼結体表面の微細な凹凸との関係で効果が小さく、０．２ｍｍを超えると毛細管現象の作用がなくなり上下の成形体または焼結体間への誘導に逆効果となりかねないからである。
なお、誘導溝の本数と幅は、ロウ付けする面の幅や長さ等ケースに応じて適切な値とされる。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、前記のロウ付け方法であって、
前記ロウ付け面を上向きにした下側成形体または焼結体に、ロウ付け面とロウ材配置箇所間に融けたロウ材用の誘導溝が形成されていることを特徴とするロウ付け方法である。
【００１９】
本請求項の発明においては、融けたロウ材は、誘導溝を伝わって効果的にロウ付け面に到達することができる。
また、ロウ付け面内にも誘導溝が形成されているときにはその誘導溝をも伝わってロウ付け面全体に誘導され、さらに誘導溝の周囲に浸み込んでより効率的なロウ付けが可能になる。
なお、「ロウ材配置箇所」とは、ロウ材が配置されている場所、配置される横穴のいずれをも含む。
【発明の効果】
【００２０】
本発明においては、焼結時に上方に位置する上側成形体または焼結体のロウ付け面側の側壁端下部の横穴の内部にロウ材を配置しておくことにより、融けたロウ材がロウ付け面内に浸み込んでロウ付けがなされる。即ち、加熱により、ロウ材が溶融し、さらに上下の成形体または焼結体の接触面内に浸透していくためロウ付けがなされることとなる。
【００２１】
このため、わざわざ上側成形体または焼結体に、ロウ材用の貫通孔を形成しておく必要がなくなり、高さはあるが幅がない部品やロウ付けする部分が端部になる等のためロウ材用の貫通孔の形成が困難な部品に対する効果が特に大きい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明をその最良の実施の形態に基づいて説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではない。本発明と同一および均等の範囲内において、以下の実施の形態に対して種々の変更を加えることが可能である。
【００２３】
（第１の実施の形態）
本実施の形態は、焼結時に上側成形体の側壁にロウ材を置くための横穴（窪み）を形成しておく点に特徴がある。本実施の形態の方法で２個の成形体をロウ付けする様子の全体を図１に、要部を図２に概念的に示す。
【００２４】
図１と図２において、１０は直径１５ｃｍ、高さ５ｃｍ、垂直に立つ壁の肉厚さが８ｍｍ程度の上側成形体であり、１２は上側成形体１０の壁の内周側の下端側壁の一箇所に形成された横穴であり、２０は直径１５ｃｍ、厚さ３ｍｍ程度の平板状の下側成形体であり、４０はロウ材である。
【００２５】
上側成形体１０の下端面１１と、下側成形体２０の上部の面のうち上側成形体１０の下端面１１に接触する面２１とがロウ付けされる。このため、上側成形体１０は、位置合せして下方にある下側成形体２０のロウ付け面２１上にのせられている。
【００２６】
横穴１２は、その水平方向のＡ−Ａ断面図に示すように、各角には丸み（Ｒ）が付けられている。そしてこれにより、成形金型に応力集中が生じるのを防止している。さらに、横穴１２の内側壁とロウ材４０間の隙間は、内側壁からの輻射熱がロウ材に伝わり易く、ロウ材が融け易くなるようにできる限り小さくしている。具体的には、０．１〜１．０ｍｍに設定し、実施例では０．１５ｍｍ程度であった。
また、良好なガス抜きと成形の便宜のために、横穴１２の天井高さは、横穴の奥側ほど低くしている。
【００２７】
また、上側成形体１０の外周側最下端には、ロウ溜り１３を形成している。このロウ溜り１３は上辺が０．５ｍｍ、下辺が０．６ｍｍ、高さが０．１ｍｍの台形の切欠きである。これにより、余分のロウ材が下側成形体２０の外周側にあふれ出たり、下方に滴下したりするのを防止している。なお、図では下側成形体２０の上部外周面はフラットであるが、余分のロウ材の下方への滴下を一層防止するために外周端部を僅かに高くしていてもよい。
【００２８】
ロウ材４０は横穴１２の内部に置かれているため、融けて上下の成形体１０、２０の接触面間に浸み込む際のロウ材の浸入する入口の大きさが、四角い横穴底面の入口側をのぞく３辺（両側と奥）となるので、確実な浸み込みがなされることとなる。
なお、上下いずれの成形体１０、２０も、材質はＦｅ−２％Ｃｕ―０．８％Ｃ、型押密度６．７ｇ／ｃｍ３の鉄系金属からなる。
【００２９】
また、ロウ材４０は、Ｎｉ―Ｃｕ−Ｍｎ−Ｆｅ系の組成であり、複数設けられた横穴毎に置かれている。
この状態で、全体を１１５０℃の吸熱型変性ガス（原料ブタン）雰囲気中に３０分保持し、上下の成形体１０、２０を焼結し併せて接触面でのロウ付けを行った。
【００３０】
上記のロウ付けについては、ロウ材は高温で融け、さらに毛細管現象で上下の部品１０、２０の接触面全体に浸み込んでいくが、予め量を適切な量に調整してあることと表面張力のため、平板状の下側成形体２０の外周側には流れ出さないようにされている。さらに、成分としてＦｅを含むため、上下の成形体１０、２０の素材の内部に深く滲み込んでいくこともない。これらの結果、上下の成形体１０、２０が接触する面全体で適切なロウ付けがなされる。
なお、図面では上下の成形体は簡単な形状としているが、例えば上側成形体は外周に多数の凹凸がある歯車のような複雑な形状の場合等であっても、良好なロウ付けができた。
【００３１】
（第２の実施の形態）
本実施の形態は、先の第１の実施の形態において、さらに焼結時に下側成形体のロウ付け面が、ロウ付けされない面よりも多少凹んだ位置にある（下方にある）点に特徴がある。
以下、図３を参照しつつ第２の実施の形態について説明する。なお、図３においては、先の第１の実施の形態と基本的に同じ構成、物については、図１、図２と同じ符号を付してある。またこれにより、それらの説明は省略する。
【００３２】
図３に、第２の実施の形態の特徴を概念的に示す。図３において、２３は、焼結時に下側成形体２０の上部の面であって、上側成形体１０をのせてロウ付けがなされる面２１の内側に形成された傾斜面である。この傾斜面２３のため、下側成形体２０の外周側にあるロウ付け面２１は、中心側にある開放された面２２より一段凹んだ位置にある。
そして、この凹んだ面２１上に薄肉円筒状の上側成形体１０がのせられている。さらに、この上側成形体の内周側の下端に横穴１２が形成されている。このため、図３のＡ部拡大図に詳しく示すように、ロウ材４０は横穴１２の内部かつ凹んだ面２１上に置かれることとなる。
【００３３】
本実施の形態では、下側成形体２０の中央側が高いため、横穴１２の内部に配置されたロウ材４０は、図３の矢視Ｂに示すように、横穴入り口側から見たときにはその頂部が僅かに頭を出しているだけである。しかも、円筒状の上側未焼結部品１０があるため、現実には外部から視認し辛い。このため、実際の作業においては、上下の成形体１０、２０を位置合せした後、横穴１２の入り口から内部の凹み上にロウ材４０を落とし込む感覚により、作業者はロウ材４０がセットされたことを容易に確認することとなる。
なお、本実施の形態においては、ロウ材４０は凹部に配置されているため、矢視Ｂに示すように、横穴の側壁も充分傾斜させて一層のガス抜きを図っている。
【００３４】
本実施の形態においても、先の実施の形態と同じく、上下の成形体からなる部品の焼結とロウ付けを同時に行った。この場合にも、良好な焼結とロウ付けができた。
さらに、ロウ付け面は、下側成形体１０の上部面の最下部に位置するため、その開放された面２２上へのロウ材の飛出し、あふれも防止できた。
【００３５】
（第３の実施の形態）
本実施の形態は、第１の実施の形態において、下側成形体２０のロウ付けされる面内等に、融けたロウ材をロウ付け面に導くために、予め深さが０．０３〜０．０８ｍｍ、幅が０．８ｍｍの誘導溝を設けておく点に特徴がある。以下、図４を参照しつつ本実施の形態を説明する。なお、図４においても、第１の実施の形態における図１、図２に示すものと同じ構成、物については、同じ符号を付してある。またこれにより、それらの説明は省略する。
【００３６】
図４に、第３の実施の形態の特徴を概念的に示す。図４の上の図は、下側成形体２０の上部面に上側成形体１０をのせ、さらに上側成形体１０に形成されている横穴１２の内部にロウ材４０を挿入した状態である。また、図４の下の図は、上の図のＡ−Ａ面矢視図、即ちロウ材４０はそのままにしておき、上側成形体１０のみを取去った状態で下側成形体２０を上方から見た図である。図４において、一点鎖線で示す２５は下側成形体２０の上部のロウ付け面２１の内部、中心に形成された主誘導溝であり、同じく一点鎖線で示す２６はその主誘導溝２５と横穴１２内のロウ材４０が置かれる場所とを連通するための連通用誘導溝である。
また、内側に斜線を付した２８はロウ付けがなされる面の外縁線であり、外側に斜線を付した２９は同じく内縁線である。この斜線で囲まれた部分がロウ付けされる面である。
【００３７】
図４に示す成形体１０、２０は直径が大きく、接合面積も大きいので、横穴１２は３個形成されており、さらに各横穴１２の周方向両端に連通用誘導溝２６が２本形成されている。
本実施の形態においては、融けたロウ材（図示せず）が、２つの誘導溝２５、２６を伝わって上下の成形体１０、２０が接触しているロウ付け面内に効率よく、確実に浸み込んでいく。このため、ロウ付けされる面１１、２１が長くさらに幅があっても、確実なロウ付けがなされることとなる。
【００３８】
（その他の実施の形態）
以上の実施の形態は、成形体を焼結と同時にロウ付けする方法として説明してきたが、成形体に替えて成形体を焼結した焼結体を用いてもよい。
また、ロウ付けは全周でなく、部分的あるいは飛び飛びに複数個所でなされていてもよい。
また、第３の実施の形態では、主誘導溝は１本であるが、ロウ付けする面積の幅が非常に広い場合には、複数本を例えば同心円状に設置してもよい。なおこの場合には、連通用誘導溝も同心円状の各主誘導路に連通されることとなる。
【００３９】
さらに、横穴は上側の成形体の内周側に形成していたが、外周側あるいは両側に形成されていてもよい。
また、第２の実施の形態では、下側成形体の外周近くに下方に向かう傾斜が形成されていたが、これは段であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の第１の実施の形態において、上側成形体のロウ付け面の側壁部下端の横穴内にロウ材が置かれている様子を概念的に示す図である。
【図２】図１の要部の拡大図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態において、横穴内部かつ凹みにロウ材が置かれている様子を示す図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態において、ロウ付け面内等に形成された誘導溝の様子を示す図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０        上側成形体
１１        ロウ付けされる部分
１２        横穴
１３        ロウ溜り
２０        下側成形体
２１        ロウ付けされる部分
２２        ロウ付けされない面
２３        傾斜面
２５        主誘導溝
２６        連通用誘導溝
２８        ロウ付け面の外縁
２９        ロウ付け面の内縁
４０        ロウ材
【図１】
2006341292.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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