JP3681475B2 - Method of forced cooling during brazing and brazing apparatus for carrying out the method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動変速機用トルクコンバータの主要構成部材であるポンプインペラー機構部の椀状のケーシングに複数の羽根を組付けて高周波誘導加熱によりろう付け(高周波雰囲気ろう付け或いは高周波真空ろう付け)した後にポンプインペラー機構部(ワーク)を強制冷却する方法及びその装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
自動変速機用トルクコンバータの主要部分を構成するポンプインペラー機構部は、椀状のケーシングと、このケーシング内に組込まれた複数の羽根と、これらの羽根の上部を互いに連結するように配設された連結リングとにて構成されている。ケーシングに羽根をろう付けするに当たっては、ケーシング内に複数の羽根及び連結リングを組込んで成るワークを気密容器内に収容配置し、高周波誘導加熱コイルにて加熱することによりろう付けを行なうようにしている。なお、従来では、ケーシングの外側下部を高周波誘導加熱する渦巻形の下部加熱コイルと、羽根及び連結リングを高周波誘導加熱する渦巻形の上部加熱コイルとをシリーズに結合(直列接続)し、これらのコイルに1つの高周波電源から高周波電流を供給することによりろう材を高周波誘導にて加熱溶融させてそれぞれの継手部にろう材を流し込むようにしている。
【0003】
このようにしてろう付け作業をした後には、次のワークのろう付け作業を直ちに行い得るように、ろう付け完了後のポンプインペラー機構部を強制的に冷却(強制冷却)するのが効率及び変色防止の上からも好ましい。そこで、従来では、ケーシングへの羽根のろう付け後におけるワークの強制冷却は、ガス圧6kg/cm2 の窒素ガスを加圧ガスとしてワーク(ポンプインペラー機構部)へ吹き付けることにより行っているのが実状である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の如き従来の強制冷却方法及びその方法を実施する従来の装置にあっては、次のような問題点がある。すなわち、6kg/cm2 の圧力の窒素ガスをワークに吹き付けることによる冷却では、冷却速度が遅く、一例を挙げればワーク全体を200℃以下迄冷却するのに約7.5分を要する。またワーク1個当たり可成りの窒素ガス(7.8リットル)を消費する。その上、ケーシングの上端開口部及び下端中心開口部の変形量を制御しにくい等の問題点がある。
【0005】
本発明は、上述の如き問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、ろう付け加熱の際に蓄積されたポンプインペラー機構部(ワーク)の熱を短時間のうちに急速に放出させることができ、その際の冷却速度の調整によりポンプインペラー機構部ケーシングの上端開口部及び下端中心開口部の変形量を容易に制御することができるようなろう付け時の強制冷却方法及びろう付け装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明に係る強制冷却方法では、自動変速機用トルクコンバータのポンプインペラー機構部を構成する椀状のケーシングの下部中央箇所をワーク受け治具の上に載置した状態の下で、このケーシングを被ろう付部材として気密容器内に収納配置し、前記気密容器内を不活性ガス雰囲気或いは還元性ガス雰囲気、又は真空に保持し、前記被ケーシング内に複数の羽根を高周波誘導加熱によりろう付けした後に前記ポンプインペラー機構部を強制冷却する方法において、前記ケーシング及びこのケーシングに組付けられた羽根を高周波誘導加熱してこれらの間の継手部にろう材を流し込んでろう付けを行った後に、前記ワーク受け治具の内部に設けられた冷却水通路に冷却水を流すことにより、前記ケーシングの中央開孔部分を強制冷却すると共に、内部に冷却水通路を有する当て金部材を前記ケーシングの開放口に対応する部分に当接させて前記当て金部材の冷却水通路に冷却水を流すことにより、前記ポンプインペラー機構部を強制冷却するようにしている。
【0007】
また、本発明に係る強制冷却方法では、前記気密容器内が10-3Torr以上の不活性ガス雰囲気或いは還元性ガス雰囲気、又は真空であるようにしている。
【0008】
また、本発明に係る強制冷却方法では、前記ワーク受け治具及び当て金部材の冷却水通路にそれぞれ供給する冷却水の量を調整することにより、前記椀状のケーシングの下部中央箇所及び円環状上部箇所の変形量を制御するようにしている。
【0009】
また、本発明に係るろう付け装置では、
(A) 自動変速機用トルクコンバータのポンプインペラー機構部を構成する椀状のケーシングの下部中央開口に挿入配置される位置決用の上部突設部を備え、かつ、内部に冷却水通路を有するワーク受け治具と、
(B) 内部が不活性ガス雰囲気或いは還元性ガス雰囲気、又は真空に保持され、前記ポンプインペラー機構部の椀状のケーシングが前記ワーク受け治具の上部に位置決めされて載置された状態でその内部に収容配置される気密容器と、
(C) 前記ケーシング、このケーシングの内部に組付けられた複数の羽根、並びにろう材を同時に高周波誘導加熱する高周波誘導加熱コイルと、
(D) 前記ワーク受け治具上に載置された前記ケーシングの円環状上部箇所に対して移動して当接し得るように構成され、かつ、その内部に冷却水通路が形成された当て金部材と、
をそれぞれ設け、前記高周波誘導加熱コイルにて加熱溶融されたろう材を前記ケーシングと羽根との間の継手部に流し込んだ直後に、前記ワーク受け治具及び当て金部材の冷却水通路に冷却水を供給して前記ポンプインペラー機構部を強制冷却するようにしている。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明する。なお、本実施例においては、本発明に係るろう付け方法及び装置を使用することにより、自動車用自動変速機のトルクコンバータ1の主要構成部材であるポンプインペラー機構部2の製造(銅ろう付けによる組付け工程)を行なうようにしている。
【0011】
図1〜図3はポンプインペラー機構部(羽根車)2の組立完成品を示すものであって、このポンプインペラー機構部2は、一端側に開放口3を有しかつ他端側の中心部に中央開孔4を有するカップ形状のケーシング5と、このケーシング5の内部の円周領域において等角度間隔をもって配設された軟鋼製の複数枚(例えば,32枚)の羽根6と、これらの羽根6の上部を互いに連結する位置決め兼補強用の連結リング7とから構成されるものである。上述の羽根6には図2に示すように3つの突起8,9及び10が一体成形されており、これらのうちの片側の一対の突起8,9がケーシング5の径方向の2箇所に形成された凹部11,12にそれぞれ係合された状態で、各羽根6の一端面6aがケーシング5に当接配置されている。そして、羽根6の他端面の中間箇所に一体成形された突起10が、前記連結リング7の孔部13にそれぞれ挿入配置された状態となされている。これにより、複数枚の羽根6は、ケーシング5の所定位置に位置決めされてこのケーシング5と連結リング7との間に一体に組付けられると共に(図2及び図3参照)、ケーシング5の径方向に対して所定の角度に傾斜された状態で配設されてろう付けされるようになっている(図1参照)。
【0012】
なお、図2及び図3において、Aは羽根6とケーシング5とが互いに銅ろう付けにて結合される継手部であり、Bは羽根6と連結リング7とが互いに銅ろう付けにて結合されるの継手部である。また、図示を省略したが、前記ケーシング5に中央箇所には開孔4を閉塞した状態で駆動軸が一体に結合されるようになっている。
【0013】
図4は、ポンプインペラー機構部2のケーシング2に複数の羽根6を組込んでろう付けを行なう際に用いるろう付け装置14を示すものであって、本例のろう装置15を示すものであって、このろう付け加熱装置14は、ポンプインペラー機構部2を構成する椀状のケーシング5を載置して保持するワーク受け治具15と、内部が不活性ガス雰囲気或いは還元性ガス雰囲気、又は真空に保持され、ポンプインペラー機構部2の椀状のケーシング5がワーク受け治具15の上部に位置決めされて載置された状態でその内部に収容配置される気密容器16と、羽根6を前記ケーシング5にろう付けするために高周波誘導加熱を行なう下部加熱コイル17及び上部加熱コイル18とから成る高周波誘導加熱機構部19と、これらの下部加熱コイル17及び上部加熱コイル18に高周波電流を供給する高周波電源20とで構成されている。
【0014】
上述の下部加熱コイル17及び上部加熱コイル18は、前記複数の羽根6に対応する本体部17a,18aがそれぞれ渦巻状に巻回されたものであって、図4に示すようにこれらの加熱コイル17と18とは互いに並列に接続されている。そして、これらの加熱コイル17及び18のリード部17b,18bを介して、高周波電源20から高周波電流が供給されるように構成されている。なお、下部加熱コイル17及び上部加熱コイル18は、図外の駆動遮断にて密閉容器16内において移動可能に支持されており、後述の如く、前記下部加熱コイル17がケーシング5の外側部分のうち羽根6に対応する下部部分に対して僅かな隙間を隔てて対応配置されると共に、前記上部加熱コイル18がケーシング5内に組付けられた複数の羽根6の上部にこれらの羽根に対して僅かな隙間を隔てて対応配置されるようになっている。
【0015】
さらに、本例においては、ろう付けのための加熱を行った後にケーシング5の中央開口4の付近箇所並びにケーシング5の開放口3の付近箇所を急速に強制冷却するための手段が備えられている。具体的には、図4,図5及び図6に示すように前記ワーク受け治具15の内部には冷却水通路22が設けられており、図外の貯水槽から導入用パイプ23を介して冷却水がこの冷却水通路22に供給されてワーク受け治具15の内を巡回し、しかる後に排出用パイプ24から外部に排出されるように構成されている。かくして、前記ケーシング5が載置されるワーク受け治具15の上部部分(載置台箇所)15aがこの冷却水にて急冷され、ひいてはワーク受け治具15の上部の当て金部(ワーク載置部)15aに接触しているケーシング5の中央開口4付近の部分が強制冷却されるようになっている。
【0016】
また、気密容器16内には、ワーク受け治具15の当て金部15a上に載置された前記ケーシング5の円環状上部箇所の外周部分5aに対応する位置に、ケーシング強制冷却用の3つの金属製当て金部材26が配設されている。これらの当て金部材26は、図7に明示するようにケーシング5の開放口に対応する円環状外周部分に一致する円弧形状(中心角はそれぞれ120度,断面形状は矩形)に成形されかつ図4に示すように内部に冷却水通路27を有する熱伝導度の高い金属から成るものであって、各々の当て金部材26の円周方向の両端部には冷却水通路27に連通する冷却水導入用パイプ28及び冷却水排出パイプ29がそれぞれ配設されている(図7参照)。そして、図外の貯溜層から冷却水が各導入用パイプ28を介して冷却水通路27内を流動し、排出用パイプ29から外部へ排出されるようになっている。
【0017】
さらに、各々の当て金部材26の円周方向の中間部は保持ロッド30の一端が取付けられており、この保持ロッド30にて当て金部材26が所定の高さ位置に保持されている。かくして、前記保持ロッド30は図外の駆動装置により駆動されるのに応じて3つの当て金部材26がワークに向かって径方向に同時に水平移動され、これに伴って各当て金部材26の内周面26aが図8に明示するようにケーシング5の円環状上部箇所の外周部分5a並びに上端面部分5bに当接(接触)されるように構成されている。なお、図4及び図6においてαで示す部分はワーク受け治具15とケーシング5との接触部であり、図8において矢印βで示す部分は当て金部材26とケーシング5との接触部である。
【0018】
このようなポンプインペラー機構部のろう付け加熱後の冷却は、下記の手順で行われる。
【0019】
(1) まず、トルクコンバータ1のポンプインペラー機構部2の構成部材であるケーシング5上に、所要膜厚の銅材金属被膜が予め形成された複数の羽根6を所定位置に載置してケーシング5の凹部11,12内に各羽根6の突起8,9をそれぞれ係合させた状態で組付ける。しかる後に、連結リング7の孔部13に各羽根6の突起10を嵌着させた状態でこの連結リング7を複数の羽根6の上部箇所に配置する。これにより、複数の羽根6をケーシング5と連結リング7との間に位置決めされた状態で組付けて組立体S(図2参照)を得る。
【0020】
(2) 次に、この組立体(ワーク)Sを図外の密閉容器内(例えば、10-3Torr以上の不活性ガス雰囲気或いは還元性ガス雰囲気、又は真空中)に収容して図4に示すようにワーク受け治具15の当て金部15a上に載置し、上部加熱コイル18を連結リング7の上部に僅かな間隔を隔てて配置すると共に、下部加熱コイル17を前記羽根6に対応するケーシング5の下部部分に対して僅かな間隔を隔てて配置し、これによりこれら両コイル16,17間に被ろう付け部材である羽根6、連結リング7及びケーシング5を所定間隔をもって配置する。
【0021】
(3) 次いで、密閉容器の蓋体を閉じ、真空ポンプにより密閉容器内を所定圧力に真空引きした後、例えば窒素及び水素の混合ガスにより密閉容器内を置換し、所要圧力とする。
【0022】
(4) この状態の下で、高周波電源20から下部及び上部加熱コイル17及び18に所要周波数の高周波電流を供給し、これにより、ケーシング5,複数の羽根6及び連結リング7を同時に高周波誘導加熱して所定のろう付温度にする。これに伴って、羽根6の表面に予め形成されている銅材金属被膜が加熱溶融されて羽根6の表面上を上下両方向に向けて流れ(下方へは重力及び継手部Aの空隙部分の毛管作用により、また上方へは継手部Bの空隙部分の毛管作用により流れる)、図9に示すように銅材Mから成るろう材が継手部A,Bの両部に集まる。そして、羽根6とケーシング5との継手部Aの空隙に溶融状態の銅材Mがろう材として流れ込むと共に、羽根6とケーシング5とによって形成された角部の円環状領域にろう材が盛り付けられて盛り上がり部40aが形成される。一方、羽根6と連結リング7との継手部Bの空隙に溶融状態の銅材Mがろう材として流れ込むと共に、羽根6と連結リング7とによって形成された角部の円環状領域にろう材が盛り付けられて盛り上がり部40bが形成される。これらの盛り上がり部40a,40bは余盛(補強)としての機能を果たすこととなる。
【0023】
(5) 所定のろう付け温度状態を所要時間にわたって保持した後、前記両コイル17,18への通電を停止し、誘導加熱を終了する。
【0024】
(6) 約1200℃に誘導加熱してろう材(銅)の溶融温度(銅の場合には1084.5℃)まで自然冷却した後に、図外の駆動装置を作動させることにより保持ロッッド30を介して3つの当て金部材26をワーク受け治具15上のケーシング5に向けて水平移動させ、当て金部材26の内周面26aをケーシングの上端部周面の外周部分5aに当設せしめる。その直後に、ワーク受け治具15の内部の冷却水通路22に導入用パイプ23より冷却水を供給してその内部を通水状態にすると共に、当て金部材26の内部の冷却水通路27に導入用パイプ28より冷却水を供給してその内部を通水状態にする。なお、冷却水通路22,27に供給された冷却水の排出は排出用パイプ24,29をそれぞれ介して行われる。この際、ワーク受け治具15及び当て金部材26の内部を流れる冷却水はその周囲の熱を奪うため、冷却水の吸熱作用にて加熱状態のワーク(特に、ケーシング5)が急冷されることとなる。
【0025】
すなわち、ろう付加熱終了後にワーク受け治具15の内部の冷却水通路22に通水することにより、ケーシング5の下端中央開口4付近のワーク部分が、ケーシング5とワーク受け治具15の当て金部15aとの接触部αを介して放熱されて急速に強制冷却され、収縮されていく。これと同時に、ケーシング5の上端開放口3に対応する部分に当接された当て金部材26の内部の冷却水通路27に通水することにより、ケーシング5の上端開放口3付近のワーク部分が急速に強制冷却され、従ってケーシング5の上端開口部24付近より収縮し始め、金属製当て金部材26より離れて行くが上記水平移動機構に追従機構(図示外)が設けられているので、金属製当て金部材7が常にワークに接触した状態で冷却され、収縮されていく。
【0026】
(7) このようにして、誘導加熱の終了後、ワーク(ポンプインペラー機構部2)を所要温度(例えば、200℃以下)まで急速に強制冷却する。しかる後に、冷却水通路22及び27への通水を停止すると共に、ケーシング5の上端部周面の外周部分5aに当設配置された3つの当て金部材26を水平移動させて元の位置に戻す。
【0027】
(8) この後、真空ポンプを停止し、組立の完了したポンプインペラー機構部2を密閉容器内から取出す。
【0028】
以上の手順によりワークは加熱後急速に冷却されて短いサイクルでの良好なろう付が行われる。
【0029】
以下に、上記実施例の具体的な加工条件を述べる。
加工条件の具体例
(1) ポンプインペラー機構部の寸法
〈ア〉 ケーシングの外径 : 260mm
ケーシングの高さ : 65mm
〈イ〉 羽根数 : 32枚
(2) 羽根の被覆成形条件
〈ア〉 被膜形成方法(被覆方法) : 銅めっき法
〈イ〉 被膜の厚さ(膜厚) : 50μm
(3) 高周波誘導加熱条件
〈ア〉 周波数 : 7KHz
〈イ〉 出力 : 160KW
〈ウ〉 加熱時間 : 25秒
〈エ〉 保持時間 : 15秒
〈オ〉 放冷時間 : 10秒
〈カ〉 加熱温度 : 1200℃
(4) 気密容器内の雰囲気条件
〈ア〉 加熱時の置換ガス : 窒素+一酸化炭素(10%)
〈イ〉 加熱時の圧力 : 10Torr
〈ウ〉 冷却時の圧力 : 10Torr(窒素)
(5) 冷却条件
〈ア〉 冷却開始温度 : 銅の溶融温度(1084.5℃)付近
〈イ〉 冷却水の供給圧力 : 3.5kg/cm2
〈ウ〉 当て金部材の冷却水通路の流量 : 90 l/min
〈エ〉 ワーク受け治具の冷却水通路の流量 : 40 l/min
〈オ〉 当て金部材及びワーク受け部材の材質 : 銅材
【0030】
上記加工条件により上記加工手順に従ってろう付加工することにより、ろう付け加熱後のワークの200℃(ワークを大気に晒しても殆ど変色しない温度)迄の冷却速度は約1分すなわち従来の約1/7程度となり、しかも32枚の羽根6の全てがケーシング5に強固にろう付けされ、かつケーシング5の上端開放口3及び下端中央開口4の寸法は加熱前と殆ど変化がなかった。
【0031】
このような本例の方法及び装置によれば、高周波誘導加熱によるろう付け加工後に、ワーク受け治具15及び当て金部材26の内部の冷却水通路にそれぞれ通水することによって、ろう付け加熱の際に蓄積されたワーク(ポンプインペラー機構部2)の熱は、ワーク受け治具15及び当て金部材26に向かってそれぞれ急速に伝搬してそれの内部を流通する冷却水に吸収され、この冷却水と共に外部に運び去られることとなる。従って、ワークの冷却速度は充分に速くなり、短時間の内に200℃以下の温度(気密容器16から取出して大気に晒しても変色を生じない温度)にすることが可能である。また、冷却後におけるケーシング5の上端開放口3及び下端中央開口4の変形量は、ワーク受け治具15及び当て金部材26を流れる冷却水の流量を適宜に調整することにより、ワークの冷却速度を任意に設定することができ、この流量設定に応じてワークの変形量を制御することができる。
【0032】
以上、本発明の一実施例につき述べたが、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変形及び変更が可能である。例えば、ワーク受け治具15の形状及びその内部の冷却水通路22の経路等は必要に応じて変更可能である。また、当て金部材26の断面形状等も必要に応じて変更可能であり、さらに、既述の実施例のように3分割式のものである必要はなく2分割或いは4分割以上のものであってもよい。また、既述の実施例ではケーシング5の開放口3に対応する円環状上部箇所の外周部分5aに当て金部材26を当接させるようにしたが、ケーシング5の開放口3に対応する円環状上部箇所の内周部分に当て金部材26を当接させるような構成も採用可能である。
【0033】
また、既述の実施例では水冷のみによりワークの強制冷却を行なうようにしたが、ワークの冷却時間を短縮するために、この水冷に加えてガス噴射冷却も併せて行なうようにすることも可能である。
【0034】
【発明の効果】
以上の如く、本発明は、高周波誘導加熱によるろう付けを行った後に、ワーク受け治具の内部に設けられた冷却水通路に冷却水を流すことにより、ポンプインペラー機構部のケーシングの中央開孔部分を強制冷却すると共に、内部に冷却水通路を有する当て金部材をケーシングの開放口に対応する部分に当接させてこの当て金部材の冷却水通路に冷却水を流すことにより、ポンプインペラー機構部(ワーク)を強制冷却するようにしたものであるから、ろう付け加熱によりポンプインペラー機構部に蓄積された熱(ワークの熱)はワーク受け治具及び当て金部材に向かって急速に伝搬し、ワーク受け治具及び当て金部材が得た熱は冷却水に吸収されてこの冷却水と共に運び去られることとなる。従って、ポンプインペラー機構部全体の冷却速度が速くなり、短時間のうちに例えば200℃以下にすることができ、ろう付け作業の能率の向上を図ることができる。また、ポンプインペラー機構部のケーシングの中央開孔部分及び開放口部分の変形量は、ワーク受け治具及び当て金部材の内部の冷却水通路を流れる冷却水の単位時間当たりの流量を調整してポンプインペラー機構部全体の冷却速度を変化させることにより、容易に制御することができ、短時間のサイクルタイムで高品質の高周波ろう付加工品(製品としてのポンプインペラー機構部)を得ることができる。しかも、本発明によれば、ワーク冷却のために不活性ガス等の副資材を必要としないので、非常に実用的であり産業上極めて有益なものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るろう付け方法にてろう付けが施されるトルクコンバータのポンプインペラー機構部を示す平面図である。
【図2】図1におけるX−X線拡大断面図である。
【図3】図1におけるY−Y線拡大断面図である。
【図4】ポンプインペラー機構部の羽根を高周波誘導加熱によりろう付けする装置の断面図である。
【図5】ワーク受け治具の平面図である。
【図6】図5におけるZ−Z線断面図である。
【図7】3分割式の当て金部材の平面図である。
【図8】図7におけるR−R線断面図である。
【図9】羽根をろう付けした状態を示す断面図である。
【符号の説明】
1 トルクコンバータ
2 ポンプインペラー機構部
3 開放口
4 中央開孔
5 ケーシング
5a 外周部分
5b 上端面部分
6 被ろう付け部材としての羽根
7 連結リング
14 ろう付け装置
15 ワーク受け治具
15a 当て金部
16 気密容器
17 上部加熱コイル
18 下部加熱コイル
22 冷却水通路
26 当て金部材
27 冷却水通路
A,B ろう付け部(継手部)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
In the present invention, a plurality of blades are assembled into a bowl-shaped casing of a pump impeller mechanism which is a main component of a torque converter for an automatic transmission, and brazed by high-frequency induction heating (high-frequency atmosphere brazing or high-frequency vacuum brazing). The present invention relates to a method for forcibly cooling a pump impeller mechanism (work) and an apparatus therefor.
[0002]
[Prior art]
The pump impeller mechanism that constitutes the main part of the automatic transmission torque converter is disposed so as to connect a bowl-shaped casing, a plurality of blades incorporated in the casing, and upper portions of these blades. And a connecting ring. When brazing the blades to the casing, a work in which a plurality of blades and connecting rings are incorporated in the casing is accommodated in an airtight container and brazed by heating with a high frequency induction heating coil. ing. Conventionally, a spiral-shaped lower heating coil for high-frequency induction heating of the outer lower part of the casing and a spiral-shaped upper heating coil for high-frequency induction heating of the blades and the coupling ring are coupled in series (in series connection). By supplying a high frequency current from one high frequency power source to the coil, the brazing material is heated and melted by high frequency induction, and the brazing material is poured into each joint portion.
[0003]
After brazing in this way, it is efficient and discolored to forcibly cool the pump impeller mechanism after completion of brazing (forced cooling) so that the next workpiece can be brazed immediately. It is also preferable from the viewpoint of prevention. Therefore, conventionally, the forced cooling of the work after brazing the blades to the casing is performed by blowing nitrogen gas having a gas pressure of 6 kg / cm 2 to the work (pump impeller mechanism) as a pressurized gas. It's real.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional forced cooling method and the conventional apparatus for performing the method as described above have the following problems. That is, in the cooling by blowing nitrogen gas at a pressure of 6 kg / cm 2 to the workpiece, the cooling rate is slow. For example, it takes about 7.5 minutes to cool the entire workpiece to 200 ° C. or lower. Also, a considerable amount of nitrogen gas (7.8 liters) is consumed per workpiece. In addition, there is a problem that it is difficult to control the deformation amount of the upper end opening and the lower center opening of the casing.
[0005]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and its purpose is to rapidly release the heat of the pump impeller mechanism (work) accumulated during brazing heating in a short time. Forcible cooling during brazing and the amount of deformation of the upper end opening and the lower end center opening of the pump impeller mechanism casing can be easily controlled by adjusting the cooling rate at that time To provide an apparatus.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in the forced cooling method according to the present invention, the lower central portion of the bowl-shaped casing constituting the pump impeller mechanism of the torque converter for automatic transmission is placed on the workpiece receiving jig. In this state, the casing is housed and disposed in a hermetic container as a brazing member, the inside of the hermetic container is maintained in an inert gas atmosphere or a reducing gas atmosphere, or a vacuum, and a plurality of casings are provided in the casing. In the method of forcibly cooling the pump impeller mechanism after brazing the blades by high frequency induction heating, the brazing material is poured into the joint between the casing and the blades assembled to the casing by high frequency induction heating. After brazing, the cooling water is allowed to flow through the cooling water passage provided inside the workpiece receiving jig, so that the inside of the casing is While forcibly cooling the opening portion, the contact member having a cooling water passage therein is brought into contact with the portion corresponding to the opening of the casing, and the cooling water is caused to flow through the cooling water passage of the contact member, The pump impeller mechanism is forcibly cooled.
[0007]
In the forced cooling method according to the present invention, the inside of the airtight container is an inert gas atmosphere or reducing gas atmosphere of 10 −3 Torr or more, or a vacuum.
[0008]
Further, in the forced cooling method according to the present invention, by adjusting the amount of cooling water supplied to the cooling water passages of the work receiving jig and the metal member, respectively, the lower central portion and the annular shape of the bowl-shaped casing are adjusted. The amount of deformation at the upper part is controlled.
[0009]
In the brazing apparatus according to the present invention,
(A) An upper projecting portion for positioning that is inserted and disposed in a lower central opening of a bowl-shaped casing that constitutes a pump impeller mechanism portion of a torque converter for an automatic transmission, and has a cooling water passage inside. A workpiece receiving jig;
(B) The inside is maintained in an inert gas atmosphere, a reducing gas atmosphere, or a vacuum, and the bowl-shaped casing of the pump impeller mechanism is positioned and placed on the workpiece receiving jig. An airtight container accommodated in the interior;
(C) a high frequency induction heating coil for simultaneously high frequency induction heating the casing, a plurality of blades assembled in the casing, and the brazing material;
(D) A brazing member configured to be able to move and come into contact with the annular upper portion of the casing placed on the workpiece receiving jig, and in which a cooling water passage is formed When,
Immediately after pouring the brazing material heated and melted by the high-frequency induction heating coil into the joint between the casing and the blade, cooling water is supplied to the cooling water passages of the workpiece receiving jig and the metal member. The pump impeller mechanism is supplied and forcedly cooled.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the present embodiment, by using the brazing method and apparatus according to the present invention, the manufacture of the
[0011]
1 to 3 show an assembled product of a pump impeller mechanism portion (impeller) 2, which has an
[0012]
2 and 3, A is a joint part where the
[0013]
FIG. 4 shows a
[0014]
The above-described
[0015]
Further, in the present example, means for rapidly forcibly cooling the vicinity of the
[0016]
Further, in the
[0017]
Further, one end of a holding
[0018]
Cooling after brazing heating of such a pump impeller mechanism is performed according to the following procedure.
[0019]
(1) First, on a
[0020]
(2) Next, the assembly (workpiece) S is accommodated in a sealed container (not shown) (for example, in an inert gas atmosphere or reducing gas atmosphere of 10 −3 Torr or more, or in a vacuum) and is shown in FIG. As shown in the drawing, the workpiece is placed on the
[0021]
(3) Next, after closing the lid of the sealed container and evacuating the sealed container to a predetermined pressure with a vacuum pump, the inside of the sealed container is replaced with, for example, a mixed gas of nitrogen and hydrogen to obtain a required pressure.
[0022]
(4) Under this state, a high-frequency current having a required frequency is supplied from the high-
[0023]
(5) After maintaining a predetermined brazing temperature state for a required time, energization of the
[0024]
(6) After induction cooling to about 1200 ° C. and natural cooling to the melting temperature of the brazing filler metal (copper) (1084.5 ° C. in the case of copper), the holding
[0025]
That is, by passing water through the cooling
[0026]
(7) In this way, after the induction heating is completed, the work (pump impeller mechanism 2) is forcibly cooled rapidly to a required temperature (for example, 200 ° C. or less). Thereafter, the water flow to the cooling
[0027]
(8) Thereafter, the vacuum pump is stopped, and the assembled
[0028]
By the above procedure, the workpiece is rapidly cooled after heating, and good brazing is performed in a short cycle.
[0029]
Hereinafter, specific processing conditions of the above embodiment will be described.
Specific examples of processing conditions (1) Dimensions of pump impeller mechanism <A> Casing outer diameter: 260 mm
Casing height: 65 mm
<I> Number of blades: 32 sheets (2) Coating conditions for blades <A> Coating method (coating method): Copper plating method <I> Coating thickness (film thickness): 50 [mu] m
(3) High frequency induction heating conditions <A> Frequency: 7KHz
<I> Output: 160KW
<C> Heating time: 25 seconds <D> Holding time: 15 seconds <O> Cooling time: 10 seconds <F> Heating temperature: 1200 ° C.
(4) Atmosphere conditions in an airtight container <A> Replacement gas during heating: Nitrogen + carbon monoxide (10%)
<I> Heating pressure: 10 Torr
<U> Cooling pressure: 10 Torr (nitrogen)
(5) cooling conditions <A> cooling start temperature: copper melting temperature (1,084.5 ° C.) near <b> supply pressure of the cooling water: 3.5 kg / cm 2
<C> Flow rate of the cooling water passage of the contact member: 90 l / min
<D> Flow rate of cooling water passage of workpiece receiving jig: 40 l / min
<O> Material of the contact member and workpiece receiving member: Copper material [0030]
By brazing in accordance with the above processing procedure according to the above processing conditions, the cooling rate of the workpiece after brazing to 200 ° C. (the temperature at which the workpiece hardly discolors even when exposed to the atmosphere) is about 1 minute, that is, about 1 of the conventional one. In addition, all of the 32
[0031]
According to such a method and apparatus of this example, after brazing by high-frequency induction heating, water is passed through the cooling water passages inside the
[0032]
Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to this embodiment, and various modifications and changes can be made based on the technical idea of the present invention. For example, the shape of the
[0033]
In the above-described embodiment, the workpiece is forcibly cooled only by water cooling. However, in order to shorten the cooling time of the workpiece, it is also possible to perform gas injection cooling in addition to this water cooling. It is.
[0034]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, after performing brazing by high-frequency induction heating, the cooling water is caused to flow through the cooling water passage provided in the workpiece receiving jig, thereby opening the central opening of the casing of the pump impeller mechanism portion. A pump impeller mechanism is provided by forcibly cooling the part and bringing a metal member having a cooling water passage inside into contact with the part corresponding to the opening of the casing and allowing the cooling water to flow through the cooling water passage of the metal member. Since the part (work) is forcibly cooled, the heat (work heat) accumulated in the pump impeller mechanism by brazing heating is rapidly propagated toward the work receiving jig and the metal member. The heat obtained by the workpiece receiving jig and the metal member is absorbed by the cooling water and carried away with the cooling water. Therefore, the cooling speed of the entire pump impeller mechanism is increased, and can be reduced to, for example, 200 ° C. or less in a short time, so that the efficiency of the brazing operation can be improved. Further, the deformation amount of the central opening portion and the opening portion of the casing of the pump impeller mechanism section is adjusted by adjusting the flow rate per unit time of the cooling water flowing through the cooling water passages inside the work receiving jig and the metal fitting member. By changing the cooling rate of the entire pump impeller mechanism, it can be easily controlled, and a high-quality high-frequency brazed product (pump impeller mechanism as a product) can be obtained in a short cycle time. . In addition, according to the present invention, no auxiliary material such as an inert gas is required for cooling the workpiece, which is very practical and extremely useful in the industry.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing a pump impeller mechanism portion of a torque converter that is brazed by a brazing method according to the present invention.
FIG. 2 is an enlarged sectional view taken along line XX in FIG.
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view taken along line YY in FIG.
FIG. 4 is a sectional view of an apparatus for brazing the blades of the pump impeller mechanism by high frequency induction heating.
FIG. 5 is a plan view of a workpiece receiving jig.
6 is a cross-sectional view taken along line ZZ in FIG.
FIG. 7 is a plan view of a three-part splitting member.
8 is a cross-sectional view taken along line RR in FIG.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a state where blades are brazed.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (4)
(B) 内部が不活性ガス雰囲気或いは還元性ガス雰囲気、又は真空に保持され、前記ポンプインペラー機構部の椀状のケーシングが前記ワーク受け治具の上部に位置決めされて載置された状態でその内部に収容配置される気密容器と、
(C) 前記ケーシング、このケーシングの内部に組付けられた複数の羽根、並びにろう材を同時に高周波誘導加熱する高周波誘導加熱コイルと、
(D) 前記ワーク受け治具上に載置された前記ケーシングの円環状上部箇所に対して移動して当接し得るように構成され、かつ、その内部に冷却水通路が形成された当て金部材と、
をそれぞれ具備し、前記高周波誘導加熱コイルにて加熱溶融されたろう材を前記ケーシングと羽根との間の継手部に流し込んだ直後に、前記ワーク受け治具及び当て金部材の冷却水通路に冷却水を供給して前記ポンプインペラー機構部を強制冷却するようにしたことを特徴とするろう付け装置。(A) Workpiece having a positioning upper projecting portion inserted into a lower central opening of a bowl-shaped casing constituting a pump impeller mechanism portion of an automatic transmission torque converter, and having a cooling water passage inside A receiving jig;
(B) The inside is maintained in an inert gas atmosphere, a reducing gas atmosphere, or a vacuum, and the bowl-shaped casing of the pump impeller mechanism is positioned and placed on the workpiece receiving jig. An airtight container accommodated in the interior;
(C) a high frequency induction heating coil for simultaneously high frequency induction heating the casing, a plurality of blades assembled in the casing, and the brazing material;
(D) A brazing member configured to be able to move and come into contact with the annular upper portion of the casing placed on the workpiece receiving jig, and in which a cooling water passage is formed When,
Immediately after pouring the brazing material heated and melted by the high frequency induction heating coil into the joint between the casing and the blade, cooling water is supplied to the cooling water passages of the work receiving jig and the metal member. For brazing the pump impeller mechanism.
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