JP2001105054A - Joining method of metal members - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、金属製の部材同士
を連結する接合方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a joining method for joining metal members.
【0002】[0002]
【従来の技術】金属製の部材同士を連結する従来の接合
方法としては、ボルト・ナットなどの機械的締結部品を
用いた方法や、ロウ付け材を用いた方法や、接着剤を用
いた方法がある。2. Description of the Related Art Conventional joining methods for connecting metal members include a method using mechanical fastening parts such as bolts and nuts, a method using a brazing material, and a method using an adhesive. There is.
【0003】以下に上述の従来技術を図面を基に説明す
る。図3は、金属製部材11と12とを機械的な締結部
品であるボルト13とナット14とで接合した従来技術
を示す説明断面図である。金属製部材11および12の
それぞれにはボルト13を通す穴が設けられており、金
属製部材11と12の2つの穴を同時に貫通しているボ
ルト13のネジ部13aにナット14が螺合して締め込
まれることによって、金属製部材11と12との接合は
成されている。[0003] The above-mentioned prior art will be described below with reference to the drawings. FIG. 3 is an explanatory sectional view showing a conventional technique in which metal members 11 and 12 are joined by bolts 13 and nuts 14 which are mechanical fastening parts. Each of the metal members 11 and 12 is provided with a hole through which the bolt 13 passes, and the nut 14 is screwed into the screw portion 13a of the bolt 13 that passes through the two holes of the metal members 11 and 12 at the same time. The metal members 11 and 12 are joined by being tightened.
【0004】図4は、金属製部材11と12とをロウ付
け材15で接合した従来技術を示す説明断面図である。
金属製部材11と12との間にはロウ付け材15を挟み
込んで、金属製部材11および12がロウ付け材15と
当接する部分をロウ付け材15の融点温度以上に加熱す
る。すると、融点以上の温度で溶解したロウ付け材15
は、金属製部材11および12の金属材料中へと拡散し
て行き、ロウ付け材15と金属製部材11および12と
の合金層が形成されることによって、金属製部材11と
12との接合が成されている。FIG. 4 is an explanatory sectional view showing a conventional technique in which metal members 11 and 12 are joined with a brazing material 15.
A brazing material 15 is sandwiched between the metal members 11 and 12, and a portion where the metal members 11 and 12 contact the brazing material 15 is heated to a temperature equal to or higher than the melting point of the brazing material 15. Then, the brazing material 15 melted at a temperature equal to or higher than the melting point.
Is diffused into the metal material of the metal members 11 and 12, and an alloy layer of the brazing material 15 and the metal members 11 and 12 is formed, thereby joining the metal members 11 and 12 to each other. Has been made.
【0005】図5は、金属製部材11と12とを接着剤
16で接合した従来技術を示す説明断面図である。金属
製部材11と12の端部それぞれには接着剤16を塗布
し、接着剤16を塗布した両端部を当接させた状態で接
着剤16を固化させることによって、金属製部材11と
12との接合は成されている。FIG. 5 is an explanatory sectional view showing a conventional technique in which metal members 11 and 12 are joined with an adhesive 16. An adhesive 16 is applied to each of the ends of the metal members 11 and 12, and the adhesive 16 is solidified in a state where both ends where the adhesive 16 is applied are brought into contact with each other, so that the metal members 11 and 12 are hardened. Is made.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来技術の機械的締結部品を用いた接合方法においては、
金属製部材11と12との接合部にボルト13やナット
14などが露出した形となり、見栄えのしない、見た目
の悪い接合仕上がりになってしまう。However, in the joining method using the mechanical fastening parts of the prior art,
The bolts 13 and the nuts 14 are exposed at the joints between the metal members 11 and 12, resulting in an unattractive and unattractive joint finish.
【0007】また、前記従来技術のロウ付け材15を用
いた接合方法においては、ロウ付け材15を融点以上に
加熱溶解させて、金属製部材11と12との接合部の隙
間を濡れ流すために、金属製部材11と12との接合部
の隙間からロウ付け材15がはみ出してしまうこともあ
り、ロウ付け材15がはみ出してしまうと見栄えがせ
ず、見た目が悪い。さらに、前記従来技術のロウ付け材
15を用いた接合方法においては、ロウ付け材15を挟
み込んだ金属製部材11と12との接合部をロウ付け材
15の融点温度以上の高温(概ね700〜1200℃程
度)に加熱するが、その際には当然のことながら金属製
部材11と12も同様にして加熱される為に熱の影響に
よっては、金属製部材11および12とが変色するなど
のダメージを受け、見栄えのしない、見た目が悪い接合
仕上がりになってしまうこともある。In the conventional joining method using the brazing material 15, the brazing material 15 is heated and melted to a melting point or higher to wet and flow the gap between the joining portions between the metal members 11 and 12. In addition, the brazing material 15 may protrude from the gap between the joining portions of the metal members 11 and 12, and if the brazing material 15 protrudes, the brazing material 15 does not look good and has a poor appearance. Further, in the joining method using the brazing material 15 of the prior art, the joining portion between the metal members 11 and 12 sandwiching the brazing material 15 is heated to a high temperature equal to or higher than the melting point of the brazing material 15 (generally 700 to 700 ° C.). (About 1200 ° C.). At this time, the metal members 11 and 12 are naturally heated in the same manner, so that the metal members 11 and 12 may change color depending on the influence of heat. Damage can result in an unattractive, unattractive joint.
【0008】またさらに、前記従来技術の接着剤16を
用いた接合方法においては、金属製部材11と12との
接合部の隙間から接着剤16がはみ出してしまうことも
あり、接着剤16がはみ出してしまうと、見栄えがしな
い見た目の悪い接合仕上がりになってしまうこともあ
る。Further, in the bonding method using the adhesive 16 of the prior art, the adhesive 16 may protrude from the gap between the joints between the metal members 11 and 12, and the adhesive 16 protrudes. Doing so may result in a poor looking joint that does not look good.
【0009】そして、ここで、金属製部材11と12と
が接合されて成る物品が、見た目の良さ、デザインの美
しさ、すなわち見栄えを最も重要視する装飾品、例えば
腕時計用の金属製バンドなどであった場合には、上述の
ような従来技術による見栄えがしない、見た目の悪い接
合仕上がりは重要な問題点である。極論すれば、金属製
部材11と12とが接合されて成る物品が、見栄えを重
要視する装飾品のような製品の場合には、致命的な欠陥
とも言える問題点である。[0009] Here, the article formed by joining the metal members 11 and 12 is a decorative article that places the most importance on good appearance and beauty of the design, that is, appearance, such as a metal band for a wristwatch. In such a case, the unsatisfactory joint finish which does not look good by the conventional technique as described above is an important problem. In extreme terms, this is a problem that can be said to be a fatal defect when an article formed by joining the metal members 11 and 12 is a product such as a decorative article that emphasizes appearance.
【0010】すなわち、前記従来技術のボルト・ナット
などの機械的締結部品を用いた方法、ロウ付け材を用い
た方法、接着剤を用いた方法などによる金属製部材同士
の接合方法では、接合の仕上がりにおいて、見栄えがせ
ず、見た目が悪いという課題を有する。That is, in the above-mentioned conventional methods of joining metal members by a method using mechanical fastening parts such as bolts and nuts, a method using a brazing material, a method using an adhesive, etc. There is a problem that the finish does not look good and looks bad.
【0011】したがって、本発明は、かかる問題点を鑑
みなされたものであり、その目的とするところは、接合
部に締結部品が露出したり、ロウ付け材がはみ出しり、
熱影響よる変色ダメージを受けたり、接着剤がはみ出し
たりすることが無い金属製部材の接合方法、すなわち見
栄えのする見た目が美しい接合仕上がりを得ることが可
能な金属製部材の接合方法を提供することである。Accordingly, the present invention has been made in view of such a problem, and has as its object to expose a fastening part to a joint portion or to protrude a brazing material.
Provided is a method for joining metal members that does not suffer discoloration damage due to thermal influence and does not protrude an adhesive, that is, a method for joining metal members capable of obtaining a beautifully-appeared and beautifully finished joint. It is.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の金属製部材の接合方法では、下記に記載の
手段を採用する。Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, the method described below is employed in the method for joining metal members of the present invention.
【0013】本発明のうちで請求項1に記載の発明は、
金属製の部材同士を連結する接合方法であって、接合す
る各部材のそれぞれの接合面には互いの接合面同士を当
接させると両部材間にわたり連通する空間となるポケッ
ト部を設け、前記接合面同士の当接により形成される空
間へは、常温では固化状態にあるが加熱によっては軟化
する材料を充填することを特徴とする。In the present invention, the invention described in claim 1 is:
A joining method for joining metal members, wherein each joining surface of each member to be joined is provided with a pocket portion serving as a space communicating between both members when the joining surfaces are brought into contact with each other, The space formed by the contact between the joining surfaces is filled with a material that is in a solidified state at room temperature but softens when heated.
【0014】本発明のうちで請求項2に記載の発明は、
前記の常温では固化状態にあるが加熱によっては軟化す
る材料の分量は、接合作業工程中での加熱により膨張し
た状態において、前記接合面同士の当接により形成され
る空間の容積と、同等になる体積とすることを特徴とす
る。In the present invention, the invention described in claim 2 is:
The amount of the material that is in a solidified state at the normal temperature but softens by heating is equivalent to the volume of the space formed by the abutment between the joining surfaces in a state expanded by heating in the joining operation process. It is characterized in that it has a volume.
【0015】本発明のうちで請求項3に記載の発明は、
前記の常温では固化状態にあるが加熱によっては軟化す
る材料は、ガラス遷移温度点を有するアモルファス合金
とすることを特徴とする。[0015] Of the present invention, the invention described in claim 3 is:
The material which is in a solid state at normal temperature but softens by heating is an amorphous alloy having a glass transition temperature point.
【0016】本発明のうちで請求項4に記載の発明は、
前記の常温では固化状態にあるが加熱によっては軟化す
る材料は、熱可塑性樹脂とすることを特徴とする。In the present invention, the invention described in claim 4 is:
The material which is in a solid state at normal temperature but softens by heating is a thermoplastic resin.
【0017】[0017]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の一実
施例を、図面を基に説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0018】図1は、本発明による金属製部材の接合方
法によって、金属製部材11と12とを接合した一実施
例を示す説明断面図である。FIG. 1 is an explanatory sectional view showing an embodiment in which metal members 11 and 12 are joined by the method for joining metal members according to the present invention.
【0019】図1において、金属製部材11と12と
は、それぞれの接合面11aと12aとを当接させて、
接合すべき部材同士である。In FIG. 1, the metal members 11 and 12 are brought into contact with their joint surfaces 11a and 12a, respectively.
The members to be joined.
【0020】金属製部材11には、接合面11aに開口
させたポケット部11bが設けてある。同様にして、金
属製部材12には、接合面12aに開口させたポケット
部12bが設けてある。The metal member 11 is provided with a pocket 11b opened on the joint surface 11a. Similarly, the metal member 12 is provided with a pocket portion 12b opened to the joint surface 12a.
【0021】なお、ここで、ポケット部11bの接合面
11a内における開口位置と、ポケット部12bの接合
面12a内における開口位置とは、それぞれ任意の位置
に設けている訳ではなくて、ポケット部11bの開口位
置とポケット部12bの開口位置とには相互の位置関係
がある。金属製部材11と12とを接合すべき相対位置
関係に置き、接合面11aと12aとを接合すべき相対
位置関係で当接させた状態においては、ポケット部11
bと12bとが繋がって、金属製部材11と12との両
部材間にわたって連通する空間17が設けられる。Here, the opening position of the pocket portion 11b in the joining surface 11a and the opening position of the pocket portion 12b in the joining surface 12a are not necessarily provided at arbitrary positions. There is a mutual positional relationship between the opening position of the pocket 11b and the opening position of the pocket 12b. When the metal members 11 and 12 are placed in the relative positional relationship to be joined, and the joining surfaces 11a and 12a are brought into contact with each other in the relative positional relationship to be joined, the pocket 11
A space 17 is provided in which b and 12b are connected to communicate with each other between the metal members 11 and 12.
【0022】すなわち、ポケット部11bの開口位置と
ポケット部12bの開口位置との間には、金属製部材1
1と12とを接合すべき相対位置関係に配置した状態に
おいて、ポケット部11bの開口とポケット部12bの
開口とが繋がり、金属製部材11と12との両部材間に
わたって連通する空間17が形成されると言った相互の
位置関係がある。That is, the metal member 1 is located between the opening position of the pocket 11b and the opening position of the pocket 12b.
In a state where the first and the second members are arranged in a relative positional relationship to be joined, the opening of the pocket part 11b and the opening of the pocket part 12b are connected to form a space 17 communicating between both the metal members 11 and 12. There is a mutual positional relationship that is said to be done.
【0023】そして、ポケット部11bとポケット部1
2bとの繋がりによって形成した金属製部材11と12
との両部材間にわたり連通する空間17の中には、常温
では固化状態にあるが加熱によっては軟化する材料18
を充填することで、金属製部材11と12とを接合して
連結させている。The pocket 11b and the pocket 1
Metal members 11 and 12 formed by connection with 2b
In a space 17 communicating between the two members, a material 18 which is in a solidified state at normal temperature but softens by heating.
Is filled, thereby joining and connecting the metal members 11 and 12.
【0024】なお、本実施例において、常温では固化状
態にあるが加熱によっては軟化する材料18としては、
ガラス遷移温度点を有するアモルファス合金18aを用
いている。すなわち、本実施例では、金属製部材11と
12との両部材間にわたり連通する空間17の中へは、
ガラス遷移温度点を有するアモルファス合金18aを充
填することにより、金属製部材11と12とを接合し、
連結している。In this embodiment, the material 18 which is in a solid state at normal temperature but softens by heating includes:
An amorphous alloy 18a having a glass transition temperature point is used. That is, in the present embodiment, the space 17 communicating between both the metal members 11 and 12 is
By filling the amorphous alloy 18a having a glass transition temperature point, the metal members 11 and 12 are joined,
Connected.
【0025】ここで、本実施例において、常温では固化
状態にあるが加熱によっては軟化する材料18として用
いているガラス遷移温度点を有するアモルファス合金1
8aについて説明しておく。Here, in this embodiment, the amorphous alloy 1 having a glass transition temperature point used as the material 18 which is in a solidified state at normal temperature but softens by heating is used.
8a will be described.
【0026】まずはアモルファス合金であるが、アモル
ファス合金は多成分から成る多元素系合金であって、多
元素系合金を液体の溶湯状態になるまで加熱した後、急
冷処理を行うことによって得られる合金である。通常の
金属および合金は結晶質であるのに対し、アモルファス
合金は非晶質である点が他の金属や合金と異なってい
る。液体の溶湯状態の多元素系合金を急冷処理すること
によっては、液体状態における不規則に乱れた原子配列
を維持したままに、結晶を形成せずに固体化し、液体構
造を持った非晶質の合金、すなわちアモルファス合金が
得られる。First, an amorphous alloy is used. An amorphous alloy is a multi-element alloy composed of multiple components. The alloy is obtained by heating the multi-element alloy to a molten liquid state and then performing a quenching treatment. It is. While ordinary metals and alloys are crystalline, amorphous alloys differ from other metals and alloys in that they are amorphous. By rapidly quenching a multi-element alloy in the liquid state, it is possible to solidify without forming crystals while maintaining the disordered atomic arrangement in the liquid state. , Ie, an amorphous alloy is obtained.
【0027】また、上述のようにして得られる固体のア
モルファス合金を再度加熱していくと、ある温度に達し
た時点で通常の合金と同様に結晶質に戻ってしまう。し
かしながら、この結晶化が起こる前の温度域において、
数種類のアモルファス合金については過冷却液体状態と
なる温度域を有している。ここで、この過冷却液体状態
となる温度のことをガラス遷移温度点と呼んでいる。Further, when the solid amorphous alloy obtained as described above is heated again, when the temperature reaches a certain temperature, the solid amorphous alloy returns to a crystalline state in the same manner as a normal alloy. However, in the temperature range before this crystallization occurs,
Several types of amorphous alloys have a temperature range in which they are in a supercooled liquid state. Here, the temperature at which the liquid enters the supercooled liquid state is called a glass transition temperature point.
【0028】そして、上述のガラス遷移温度点を有して
いる固体のアモルファス合金を加熱していった場合に
は、ガラス遷移温度点を越えてから結晶化が起こる前の
温度域では過冷却液体状態となる訳であるが、この過冷
却液体状態においては小さな力でも容易に変形させるこ
とが可能になる。すなわち、ガラス遷移温度点を有して
いる固体のアモルファス合金は、室温近傍では高強度を
有しているが、加熱して温度を上昇させてガラス遷移温
度点を越え過冷却液体状態になると、粘性が急激に減少
して軟化すると言った特徴を備えている。When a solid amorphous alloy having the above-mentioned glass transition temperature point is heated, the supercooled liquid is heated in a temperature range above the glass transition temperature point but before crystallization occurs. In this supercooled liquid state, it can be easily deformed even with a small force. That is, a solid amorphous alloy having a glass transition temperature point has a high strength near room temperature, but when heated to a temperature below the glass transition temperature point to become a supercooled liquid state, It has the characteristic that the viscosity suddenly decreases and softens.
【0029】ここで、本実施例において、常温では固化
状態にあるが加熱によっては軟化する材料18として用
いているガラス遷移温度点を有するアモルファス合金1
8aについて、さらに具体的に説明しておく。ガラス遷
移温度点を有するアモルファス合金18aとしては、ジ
ルコニウム系アモルファス合金、ランタン系アモルファ
ス合金、パラジウム系アモルファス合金、マグネシウム
系アモルファス合金などがある。一例として、ジルコニ
ウム系アモルファス合金では、ジルコニウム55at
%、アルミニウム10at%、ニッケル5at%、銅3
0at%の組成から成るアモルファス合金などがあり、
この組成の合金は、415℃付近にガラス遷移温度点を
有している。ランタン系アモルファス合金では、ランタ
ン55at%、アルミニウム25at%、ニッケル20
at%の組成から成るアモルファス合金などがあり、こ
の組成の合金は、195℃付近にガラス遷移温度点を有
している。パラジウム系アモルファス合金では、パラジ
ウム40at%、銅30at%、ニッケル10at%、
リン20at%の組成から成るアモルファス合金などが
あり、この組成の合金は、300℃付近にガラス遷移温
度点を有している。マグネシウム系アモルファス合金で
は、マグネシウム65at%、亜鉛5at%、銅20a
t%、イットリウム10at%の組成から成るアモルフ
ァス合金などがあり、この組成の合金は、135℃付近
にガラス遷移温度点を有している。Here, in this embodiment, the amorphous alloy 1 having a glass transition temperature point used as the material 18 which is in a solid state at normal temperature but softens by heating is used.
8a will be described more specifically. Examples of the amorphous alloy 18a having a glass transition temperature point include a zirconium-based amorphous alloy, a lanthanum-based amorphous alloy, a palladium-based amorphous alloy, and a magnesium-based amorphous alloy. As an example, in a zirconium-based amorphous alloy, zirconium 55 at
%, Aluminum 10at%, nickel 5at%, copper 3
There is an amorphous alloy having a composition of 0 at%, etc.
An alloy of this composition has a glass transition temperature point around 415 ° C. In a lanthanum-based amorphous alloy, lanthanum 55 at%, aluminum 25 at%, nickel 20
There is an amorphous alloy having a composition of at% and the like, and the alloy having this composition has a glass transition temperature point around 195 ° C. For a palladium-based amorphous alloy, palladium 40 at%, copper 30 at%, nickel 10 at%,
There is an amorphous alloy having a composition of 20 at% of phosphorus and the like, and the alloy having this composition has a glass transition temperature point around 300 ° C. For a magnesium-based amorphous alloy, magnesium 65 at%, zinc 5 at%, copper 20 a
There is an amorphous alloy or the like having a composition of t% and yttrium of 10 at%, and the alloy having this composition has a glass transition temperature point around 135 ° C.
【0030】次ぎには、本発明による金属製部材の接合
方法により、金属製部材11と12とを接合するための
作業工程について、図面を基に説明する。Next, working steps for joining the metal members 11 and 12 by the method for joining metal members according to the present invention will be described with reference to the drawings.
【0031】図2は、本発明による金属製部材の接合方
法によって金属製部材11と12とを接合する作業工程
を示す説明断面図である。FIG. 2 is an explanatory sectional view showing an operation process for joining the metal members 11 and 12 by the method for joining metal members according to the present invention.
【0032】図2において、金属製部材11と12と
は、それぞれの接合面11aと12aとを当接させて、
接合すべき部材同士である。In FIG. 2, the metal members 11 and 12 are brought into contact with their joint surfaces 11a and 12a, respectively.
The members to be joined.
【0033】金属製部材11には、接合面11aに開口
させたポケット部11bが設けてある。同様にして、金
属製部材12には、接合面12aに開口させたポケット
部12bが設けてある。The metal member 11 is provided with a pocket 11b opened on the joint surface 11a. Similarly, the metal member 12 is provided with a pocket portion 12b opened to the joint surface 12a.
【0034】なお、ここで、ポケット部11bの接合面
11a内における開口位置と、ポケット部12bの接合
面12a内における開口位置とは、それぞれ任意の位置
に設けている訳ではなくて、ポケット部11bの開口位
置とポケット部12bの開口位置とには相互の位置関係
がある。金属製部材11と12とを接合すべき相対位置
関係に置き、接合面11aと12aとを接合すべき相対
位置関係で当接させた状態においては、ポケット部11
bと12bとが繋がって、金属製部材11と12との両
部材間にわたって連通する空間が設けられる。Here, the opening position of the pocket portion 11b in the joining surface 11a and the opening position of the pocket portion 12b in the joining surface 12a are not necessarily provided at arbitrary positions. There is a mutual positional relationship between the opening position of the pocket 11b and the opening position of the pocket 12b. When the metal members 11 and 12 are placed in the relative positional relationship to be joined, and the joining surfaces 11a and 12a are brought into contact with each other in the relative positional relationship to be joined, the pocket 11
b and 12b are connected to provide a space that communicates between both of the metal members 11 and 12.
【0035】すなわち、ポケット部11bの開口位置と
ポケット部12bの開口位置との間には、金属製部材1
1と12とを接合すべき相対位置関係に配置した状態に
おいて、ポケット部11bの開口とポケット部12bの
開口とが繋がり、金属製部材11と12との両部材間に
わたって連通する空間が形成されると言った相互の位置
関係がある。That is, between the opening position of the pocket portion 11b and the opening position of the pocket portion 12b, the metal member 1 is provided.
In a state in which 1 and 12 are arranged in a relative positional relationship to be joined, the opening of the pocket portion 11b and the opening of the pocket portion 12b are connected to form a space communicating between both of the metal members 11 and 12. There is a mutual positional relationship.
【0036】図2の(1)は、本発明による金属製部材
の接合方法によって、金属製部材11と12とを接合す
る作業工程中の第1の工程を示す説明断面図である。こ
の第1の工程においては、紙面上の左右方向および紙面
に垂直な方向に対し、金属製部材11と12とを接合す
べき相対位置関係に配する。すなわち、紙面の上下方向
だけに少なくとも金属製部材11あるいは金属製部材1
2を動かせば、接合面11aと12aとが接合すべき相
対位置関係で当接し、ポケット部11bの開口とポケッ
ト部12bの開口とが繋がって、金属製部材11と12
との両部材間にわたり連通する空間が形成される状態
に、金属製部材11と12とを配する。なお、ここで、
金属製部材11と12との間には、隙間19を設けた状
態に金属製部材11と12とを配する。FIG. 2A is an explanatory cross-sectional view showing a first step in an operation step of joining the metal members 11 and 12 by the method of joining metal members according to the present invention. In the first step, the metal members 11 and 12 are arranged in a relative positional relationship to be joined in the left-right direction on the paper surface and the direction perpendicular to the paper surface. That is, at least the metal member 11 or the metal member 1
When the second member 2 is moved, the joining surfaces 11a and 12a come into contact with each other in a relative positional relationship to be joined, the opening of the pocket portion 11b and the opening of the pocket portion 12b are connected, and the metal members 11 and 12 are connected.
The metal members 11 and 12 are arranged in a state where a space communicating with both members is formed. Here,
The metal members 11 and 12 are arranged with a gap 19 provided between the metal members 11 and 12.
【0037】図2の(2)は、本発明による金属製部材
の接合方法によって、金属製部材11と12とを接合す
る作業工程中の第2の工程を示す説明断面図である。こ
の第2の工程においては、前記第1の工程で金属製部材
11と12とを上述したように配して設けた隙間19
に、常温では固化状態にあるが加熱によっては軟化する
材料18を配置する。なお、本実施例においては、常温
では固化状態にあるが加熱によっては軟化する材料18
として、ガラス遷移温度点を有するアモルファス合金1
8aを用いている。ガラス遷移温度点を有するアモルフ
ァス合金18aについては、既に上述して数種類の物質
を説明してあるが、本実施例ではそれらのうちのひとつ
であるマグネシウム系アモルファス合金18b(組成:
マグネシウム65at%、亜鉛5at%、銅20at
%、イットリウム10at%、ガラス遷移温度点:13
5℃付近)の棒状の物を用いている。なお、本実施例で
は、図2で示したように、金属製部材11と12とを接
合すべき相対位置関係に配してから、常温では固化状態
にあるが加熱によっては軟化する材料18を配置した
が、その工程を逆に行うことも可能である。すなわち、
図2における(2)の工程を行ってから、(1)の工程
を行うことも可能である。FIG. 2B is an explanatory cross-sectional view showing a second step in the process of joining the metal members 11 and 12 by the method of joining metal members according to the present invention. In the second step, the gap 19 is provided by disposing the metal members 11 and 12 in the first step as described above.
Next, a material 18 which is in a solid state at normal temperature but softens by heating is arranged. In this embodiment, the material 18 which is in a solidified state at normal temperature but softens by heating.
As amorphous alloy 1 having a glass transition temperature point
8a is used. Regarding the amorphous alloy 18a having a glass transition temperature point, several kinds of substances have already been described above, but in this embodiment, one of them is a magnesium-based amorphous alloy 18b (composition:
Magnesium 65at%, zinc 5at%, copper 20at
%, Yttrium 10 at%, glass transition temperature point: 13
(Around 5 ° C.). In this embodiment, as shown in FIG. 2, after the metal members 11 and 12 are arranged in a relative positional relationship to be joined, the material 18 which is in a solid state at room temperature but softens by heating is formed. Although arranged, the process can be reversed. That is,
It is also possible to perform the step (1) after performing the step (2) in FIG.
【0038】また、ここで、隙間19に配置するマグネ
シウム系アモルファス合金18bの分量については、次
ぎに説明する第3の工程での加熱により軟化して膨張し
た状態において、ポケット部11bの開口とポケット部
12bの開口とが繋がって形成される空間の容積と同等
になる体積に管理している。この管理目的は、図1に示
した接合作業完了後の状態において、マグネシウム系ア
モルファス合金18bの分量に余分があると、金属製部
材11と12との接合部分からはみ出してしまうが、こ
のはみ出しを防止することにある。また、その逆に、マ
グネシウム系アモルファス合金18bの分量が不足して
いると、空間17への充填量が足らずに、充分な接合強
度が得られないなどの接合不良になってしまうが、それ
らの接合不良を防止する目的もある。Here, the amount of the magnesium-based amorphous alloy 18b disposed in the gap 19 is determined by the opening and the pocket of the pocket portion 11b in a state where the magnesium-based amorphous alloy 18b is softened and expanded by heating in the third step described below. The volume is controlled to be equal to the volume of a space formed by being connected to the opening of the portion 12b. The purpose of this management is that if the amount of the magnesium-based amorphous alloy 18b is excessive in the state after the completion of the joining operation shown in FIG. Is to prevent it. Conversely, if the amount of the magnesium-based amorphous alloy 18b is insufficient, the filling amount into the space 17 is insufficient, resulting in poor bonding such as insufficient bonding strength. It also has the purpose of preventing poor bonding.
【0039】図2の(3)は、本発明による金属製部材
の接合方法によって、金属製部材11と12とを接合す
る作業工程中の第3の工程を示す説明断面図である。こ
の第3の工程では、図示しない加熱装置を始動させて、
前記第2の工程で配置したマグネシウム系アモルファス
合金18bを軟化する温度までに加熱する。本実施例に
おいては、常温では固化状態にあるが加熱によっては軟
化する材料18に、135℃付近にガラス遷移温度点を
有するマグネシウム系アモルファス合金18bを用いて
いることから、135℃以上に加熱する。FIG. 2C is an explanatory cross-sectional view showing a third step in the process of joining the metal members 11 and 12 by the method of joining metal members according to the present invention. In this third step, a heating device (not shown) is started,
The magnesium-based amorphous alloy 18b arranged in the second step is heated to a temperature at which it is softened. In this embodiment, since the magnesium-based amorphous alloy 18b having a glass transition temperature around 135 ° C. is used as the material 18 which is in a solid state at normal temperature but softens by heating, the material 18 is heated to 135 ° C. or more. .
【0040】なお、本実施例で用いているマグネシウム
系アモルファス合金18bの場合には、185℃を越え
て加熱してしまうと、過冷却液体状態を脱して結晶化し
てしまい、容易に変形させることが可能な特性を失って
しまう。よって、加熱温度範囲は135℃以上、185
℃以下に制御している。本実施例では、加熱温度は17
0℃の一定温度に管理している。なお、ここでの加熱温
度170℃は、前記従来技術のロウ付け材を用いた接合
方法における加熱温度(概ね700〜1200℃程度)
に比べると低温であるからして、金属製部材11および
12への熱影響は当然少なく、変色ダメージを与える心
配がない。In the case of the magnesium-based amorphous alloy 18b used in the present embodiment, if the temperature exceeds 185 ° C., the supercooled liquid state is removed and crystallized, and easily deformed. Loses the possible properties. Therefore, the heating temperature range is 135 ° C. or more and 185
It is controlled below ℃. In this embodiment, the heating temperature is 17
It is maintained at a constant temperature of 0 ° C. Here, the heating temperature of 170 ° C. is the heating temperature (approximately about 700 to 1200 ° C.) in the bonding method using the brazing material of the related art.
Since the temperature is low as compared with the above, the thermal influence on the metal members 11 and 12 is naturally small, and there is no fear of causing discoloration damage.
【0041】また、ここで加熱装置については図示して
いないが、高周波誘導コイルによる加熱、赤外線ヒータ
ーによる加熱、カートリッジヒーターやバンドヒーター
による加熱、あるいは各種ヒーターにより加熱されたシ
リコーンオイル中に浸漬することによる加熱など、様々
な加熱手段がある。そして、それらの中より、加熱温度
範囲あるいは加熱温度の制御性に応じて、適した加熱手
段を選択し、採用している。Although the heating device is not shown here, heating by a high-frequency induction coil, heating by an infrared heater, heating by a cartridge heater or a band heater, or immersion in silicone oil heated by various heaters. There are various heating means, such as heating by means of a heater. Then, an appropriate heating means is selected and adopted from them according to the heating temperature range or the controllability of the heating temperature.
【0042】図2の(4)は、本発明による金属製部材
の接合方法によって、金属製部材11と12とを接合す
る作業工程中の第4の工程を示す説明断面図である。こ
の第4の工程では、前記第3の工程による加熱状態のま
まで、図示しないプレス装置によって、紙面の上下方向
に対して金属製部材11を徐々に降下させるか、もしく
は金属製部材12を徐々に上昇させるかして、接合面1
1aと接合面12aとを圧接させていく。すると、前記
第3の工程の加熱によって軟化した状態にあるマグネシ
ウム系アモルファス合金18bは、金属製部材11と1
2によって徐々に挟み潰されて変形していき、ポケット
部11bの内部およびポケット部12bの内部へと徐々
に粘性流動して行く。そして、金属製部材11の接合面
11aと金属製部材12の接合面12aとが、最終的に
圧接された状態にまで至ると、金属製部材11と12と
の両部材間にわたり連通する空間17内には、前記第3
の工程の加熱により軟化した状態にあるマグネシウム系
アモルファス合金18bが充填される。FIG. 2D is an explanatory sectional view showing a fourth step in the process of joining the metal members 11 and 12 by the method of joining metal members according to the present invention. In the fourth step, the metal member 11 is gradually lowered in the up-down direction of the paper surface or the metal member 12 is gradually lowered by a pressing device (not shown) while maintaining the heating state in the third step. To the joint surface 1
1a and the joining surface 12a are brought into pressure contact with each other. Then, the magnesium-based amorphous alloy 18b softened by the heating in the third step becomes the metallic members 11 and 1
2, and gradually deformed by viscous flow into the inside of the pocket 11b and the inside of the pocket 12b. When the joining surface 11a of the metal member 11 and the joining surface 12a of the metal member 12 finally reach a state where they are pressed against each other, a space 17 communicating between the two members of the metal members 11 and 12 is formed. Within the third
Is filled with the magnesium-based amorphous alloy 18b which has been softened by the heating in the step (2).
【0043】なお、上述したマグネシウム系アモルファ
ス合金18bのポケット部11b内部およびポケット部
12b内部への粘性流動とは、上述のガラス遷移温度点
を有するアモルファス合金の説明においても、ガラス遷
移温度点を有するアモルファス合金の特徴として説明し
ておいたが、小さな力でも容易に変形させることが可能
になると言った程度の軟化による粘性流動である。ま
た、前記第2の工程の説明で説明したように、マグネシ
ウム系アモルファス合金18bの分量については、ポケ
ット部11bの開口とポケット部12bの開口とが繋が
って形成される空間17の容積と同等の体積に管理して
いる。したがって、金属製部材11と12との接合部の
隙間からマグネシウム系アモルファス合金18bが流れ
て、はみ出してしまうということは無い。The above-mentioned viscous flow of the magnesium-based amorphous alloy 18b into the pocket portion 11b and into the pocket portion 12b refers to the glass transition temperature point in the description of the amorphous alloy having the glass transition temperature point. Although described as a feature of the amorphous alloy, it is a viscous flow due to softening to such an extent that it can be easily deformed even with a small force. As described in the description of the second step, the amount of the magnesium-based amorphous alloy 18b is equal to the volume of the space 17 formed by connecting the opening of the pocket 11b and the opening of the pocket 12b. The volume is managed. Therefore, the magnesium-based amorphous alloy 18b does not flow from the gap between the joints between the metal members 11 and 12, and does not run out.
【0044】前記従来技術のロウ付け材を用いた接合方
法においては、ロウ付け材15を融点以上に加熱溶解し
て、金属製部材11と12との接合部の隙間を濡れ流す
ために、金属製部材11と12との接合部の隙間からロ
ウ付け材15が流れ出てはみ出してしまい、見た目が悪
くて見栄えのしない接合仕上がりになってしまうことが
あったが、本発明による金属製部材の接合方法よれば、
このような、はみ出しによる接合仕上がりの見栄えの悪
化についての心配は一切無用な訳である。In the conventional joining method using a brazing material, the brazing material 15 is heated and melted to a temperature equal to or higher than the melting point to wet and flow the gap between the joining portions between the metal members 11 and 12. In some cases, the brazing material 15 may flow out and protrude from the gap between the joints between the members 11 and 12, resulting in a poorly-looking and unattractive joint finish. According to the method,
There is no need to worry about such deterioration of the appearance of the joined finish due to the protrusion.
【0045】図2の(5)は、本発明による金属製部材
の接合方法によって、金属製部材11と12とを接合す
る作業工程中の第5の工程を示す説明断面図である。こ
の第5の工程は冷却工程であって、前記第3の工程で始
動させた図示しない加熱装置を停止させ、マグネシウム
系アモルファス合金18bおよび金属製部材11と12
とを170℃に加熱されている状態から室温までに冷却
する。すると、マグネシウム系アモルファス合金18b
は、常温では固化状態にあるが加熱によっては軟化する
材料18であるが故に固化する。FIG. 2 (5) is an explanatory sectional view showing a fifth step in the process of joining the metal members 11 and 12 by the method of joining metal members according to the present invention. This fifth step is a cooling step, in which the heating device (not shown) started in the third step is stopped, and the magnesium-based amorphous alloy 18b and the metal members 11 and 12 are stopped.
Is cooled from the state heated to 170 ° C. to room temperature. Then, the magnesium-based amorphous alloy 18b
Is a material 18 that is in a solidified state at room temperature but softens by heating, and thus solidifies.
【0046】結果的には、金属製部材11の接合面11
aと金属製部材12の接合面12aとが圧接された状態
で、金属製部材11と12との両部材間にわたり連通す
る空間17内に充填されたマグネシウム系アモルファス
合金18bが固化することによって、金属製部材11と
金属製部材12との接合が成される訳である。As a result, the joining surface 11 of the metal member 11
a and the joining surface 12a of the metal member 12 are pressed against each other, and the magnesium-based amorphous alloy 18b filled in the space 17 communicating between both of the metal members 11 and 12 is solidified. That is, the joining of the metal member 11 and the metal member 12 is performed.
【0047】なお、本実施例における第5の工程の冷却
方法は、図示しない加熱装置を停止させ、その後は自然
の放熱に任せて室温まで冷却する方法をとったが、作業
効率を向上させるために、強制的な冷却手段を用いるこ
とも可能であり、有効である。In the cooling method of the fifth step in this embodiment, a heating device (not shown) is stopped, and then cooling is performed to room temperature by natural heat radiation. In addition, forcible cooling means can be used, which is effective.
【0048】本実施例において、ポケット部11bおよ
びポケット部12bの形状は、ポケットの幅寸法が底部
から開口部に向かって徐々に狭くなるテーパー型にして
いる。しかし、これは、アンカー効果を持たせ、接合強
度を高めるための工夫のひとつであって、ポケット部1
1bおよびポケット部12bの形状はこれに限定される
訳ではない。本実施例におけるテーパー型のポケット部
以外にも、種種のポケット形状で接合が可能であること
は言うまでもない。In this embodiment, the pocket 11b and the pocket 12b are tapered so that the width of the pocket gradually decreases from the bottom toward the opening. However, this is one of the ideas for providing an anchor effect and increasing the bonding strength.
The shapes of 1b and the pocket portion 12b are not limited to these. It goes without saying that bonding can be made in various pocket shapes other than the tapered pocket portion in this embodiment.
【0049】また、アンカー効果を持たせて接合時の接
合強度を高めるための工夫としては、接着剤による接合
を行う際に接着剤を塗布する接合面の表面粗さを故意に
荒らすことがしばしば行われるのと同様にして、本発明
による金属製部材の接合方法においても、ポケット部1
1bおよびポケット部12bの内面を故意に粗面化する
ことは接合強度を高める手段として有効であり、可能で
ある。As a measure for increasing the bonding strength at the time of bonding by providing an anchor effect, it is often the case that the surface roughness of the bonding surface to which the adhesive is applied when bonding with the adhesive is intentionally roughened. In the same manner as described above, in the method for joining metal members according to the present invention, the pocket 1
It is effective and possible to intentionally roughen the inner surfaces of the pocket 1b and the pocket portion 12b as a means for increasing the bonding strength.
【0050】また、さらに、上述の本実施例において
は、常温では固化状態にあるが加熱によっては軟化する
材料18として、135℃付近にガラス遷移温度点を有
するマグネシウム系アモルファス合金18bを用いてい
るが、その他には、熱可塑性樹脂などを用いることも有
効であって、可能である。Further, in the above-described embodiment, the magnesium-based amorphous alloy 18b having a glass transition temperature around 135 ° C. is used as the material 18 which is in a solid state at normal temperature but softens by heating. However, it is also effective and possible to use a thermoplastic resin or the like.
【0051】[0051]
【発明の効果】以上の説明で明かなように、本発明にお
ける金属製部材の接合方法では、接合する各部材のそれ
ぞれの接合面には互いの接合面同士を当接させると両部
材間にわたり連通する空間となるポケット部を設け、前
記接合面同士の当接により形成される空間へは、常温で
は固化状態にあるが加熱によっては軟化する材料を充填
する。As is clear from the above description, in the method for joining metal members according to the present invention, when the joining surfaces of the members to be joined are brought into contact with each other, the distance between the two members is increased. A pocket portion is provided as a communicating space, and a space formed by the contact between the joining surfaces is filled with a material which is in a solidified state at normal temperature but softens by heating.
【0052】さらには、前記の常温では固化状態にある
が加熱によっては軟化する材料の分量は、接合作業工程
中での加熱により軟化して膨張した状態において、前記
接合面同士の当接により形成される空間の容積と同等に
なる体積とする。Further, the amount of the material which is in a solid state at normal temperature but softens by heating is determined by the contact between the joining surfaces in a state of being softened and expanded by heating in the joining operation process. Volume that is equivalent to the volume of the space to be made.
【0053】また、前記の常温では固化状態にあるが加
熱によっては軟化する材料は、ガラス遷移温度点を有す
るアモルファス合金とする。The material which is in a solid state at normal temperature but softens by heating is an amorphous alloy having a glass transition temperature point.
【0054】あるいは、前記の常温では固化状態にある
が加熱によっては軟化する材料は、熱可塑性樹脂とす
る。Alternatively, the material which is in a solid state at normal temperature but softens by heating is a thermoplastic resin.
【0055】したがって、本発明における金属製部材の
接合方法によれば、接合部に締結部品が露出したり、ロ
ウ付け材がはみ出したり、熱影響よる変色ダメージを受
けたり、接着剤がはみ出したりすることが無い金属製部
材の接合方法、すなわち、見栄えのする、見た目が美し
い接合仕上がりを得ることが可能な金属製部材の接合方
法を提供することができる。Therefore, according to the method for joining metal members of the present invention, the fastening parts are exposed at the joints, the brazing material protrudes, discoloration damage due to heat influences occurs, and the adhesive protrudes. It is possible to provide a joining method of a metal member without any problem, that is, a joining method of a metal member capable of obtaining an attractive and beautifully-applied joining finish.
【図1】本発明による金属製部材の接合方法によって、
金属製部材11と12とを接合した一実施例を示す説明
断面図である。FIG. 1 shows a method for joining metal members according to the present invention.
It is explanatory sectional drawing which shows one Example which joined the metal members 11 and 12.
【図2】本発明による金属製部材の接合方法によって、
金属製部材11と12とを接合する作業工程を示す説明
断面図である。FIG. 2 shows a method for joining metal members according to the present invention.
It is explanatory sectional drawing which shows the working process which joins metal members 11 and 12.
【図3】金属製部材11と12とを機械的な締結部品で
あるボルト13とナット14とで接合した従来技術を示
す説明断面図である。FIG. 3 is an explanatory sectional view showing a conventional technique in which metal members 11 and 12 are joined by bolts 13 and nuts 14 which are mechanical fastening parts.
【図4】金属製部材11と12とをロウ付け材15で接
合した従来技術を示す説明断面図である。FIG. 4 is an explanatory sectional view showing a conventional technique in which metal members 11 and 12 are joined by a brazing material 15;
【図5】金属製部材11と12とを接着剤16で接合し
た従来技術を示す説明断面図である。FIG. 5 is an explanatory sectional view showing a conventional technique in which metal members 11 and 12 are joined with an adhesive 16;
11 金属製部材 11a 金属製部材11の接合面 11b 金属製部材11の接合面11aに設けたポケッ
ト部 12 金属製部材 12a 金属製部材12の接合面 12b 金属製部材12の接合面12aに設けたポケッ
ト部 17 金属製部材11と金属製部材12との両部材間
にわたり連通する空間 18 常温では固化状態にあるが加熱によっては軟化
する材料 18a ガラス遷移温度点を有するアモルファス合金Reference Signs List 11 metal member 11a joining surface of metal member 11b pocket portion provided on joining surface 11a of metal member 11 12 metal member 12a joining surface of metal member 12 12b provided on joining surface 12a of metal member 12 A pocket portion 17 A space communicating between both of the metal member 11 and the metal member 12 18 A material which is in a solid state at normal temperature but softens by heating 18a An amorphous alloy having a glass transition temperature point
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 雅浩 埼玉県所沢市大字下富字武野840番地 シ チズン時計株式会社技術研究所内 Fターム(参考) 3J001 AA03 DA00 EA00 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Masahiro Sato 840 Takeno, Shimotomi, Tokorozawa-shi, Saitama F-term in the Research Institute of Citizen Watch Co., Ltd. 3J001 AA03 DA00 EA00
Claims (4)
あって、接合する各部材のそれぞれの接合面には互いの
接合面同士を当接させると両部材間にわたり連通する空
間となるポケット部を設け、前記接合面同士の当接によ
り形成される空間へは、常温では固化状態にあるが加熱
によっては軟化する材料を充填することを特徴とする金
属製部材の接合方法。1. A joining method for joining metal members, wherein each joining surface of each member to be joined is a space that becomes a space communicating between both members when the joining surfaces are brought into contact with each other. A method for joining metal members, comprising: providing a space formed by abutment of the joining surfaces with a material that is in a solid state at normal temperature but softens by heating.
よっては軟化する材料の分量は、接合作業工程中での加
熱により膨張した状態において、前記接合面同士の当接
により形成される空間の容積と、同等になる体積とする
ことを特徴とする請求項1に記載の金属製部材の接合方
法。2. The amount of the material which is in a solidified state at room temperature but softens by heating is determined by the amount of the space formed by the abutment of the joining surfaces in a state of being expanded by heating in the joining operation process. The method for joining metal members according to claim 1, wherein the volume is made equal to the volume.
よっては軟化する材料が、ガラス遷移温度点を有するア
モルファス合金であることを特徴とする請求項1または
請求項2に記載の金属製部材の接合方法。3. The metal member according to claim 1, wherein the material which is in a solidified state at room temperature but softens by heating is an amorphous alloy having a glass transition temperature point. Joining method.
よっては軟化する材料が、熱可塑性樹脂であることを特
徴とする請求項1または請求項2に記載の金属製部材の
接合方法。4. The method for joining metallic members according to claim 1, wherein the material which is in a solid state at normal temperature but softens by heating is a thermoplastic resin.
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