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公開番号
2025108129
公報種別
公開特許公報(A)
公開日
2025-07-23
出願番号
2024001837
出願日
2024-01-10
発明の名称
固相接合装置
出願人
株式会社ダイヘン
代理人
弁理士法人深見特許事務所
主分類
B23K
20/00 20060101AFI20250715BHJP(工作機械;他に分類されない金属加工)
要約
【課題】固相接合において一定の接合強度でワークを接合することができる技術を提供することである。
【解決手段】一対の電極から第1ワークおよび第2ワークに初期電流を流すことにより第1ワークと第2ワークとの接合領域を軟化させながら、一対の加圧軸が所定期間にわたり接合領域を押圧する接合工程を実行するように、電源装置および駆動装置を動作させる接合制御をし、接合工程において圧力センサにより検出された押圧荷重に基づいて、押圧荷重の変化率を演算し、演算により得られた押圧荷重の変化率に基づいて、所定期間経過時における押圧荷重を推定し、所定期間経過時における押圧荷重の基準値と、推定により得られた押圧荷重の推定値との差に応じて、第1ワークおよび第2ワークに流す電流の電流値を増減させることにより、所定期間経過時における押圧荷重が基準値となるように、電源装置を動作させる電流制御をする(ステップS1~S8)。
【選択図】図5
特許請求の範囲
【請求項1】
導電性があり厚み方向に重なる第1ワークおよび第2ワークを厚み方向における両側から押圧する一対の加圧軸と、
前記一対の加圧軸の周囲にそれぞれ配置された一対の電極と、
前記一対の加圧軸を駆動する駆動装置と、
前記一対の電極に電力を供給する電源装置と、
前記一対の加圧軸が前記第1ワークおよび前記第2ワークを押圧する押圧荷重を検出するセンサと、
前記駆動装置および前記電源装置を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、
前記一対の電極から前記第1ワークおよび前記第2ワークに初期電流を流すことにより前記第1ワークと前記第2ワークとの接合領域を軟化させながら、前記一対の加圧軸が所定期間にわたり前記接合領域を押圧する接合工程を実行するように、前記電源装置および前記駆動装置を動作させる接合制御をし、
前記接合工程において前記センサにより検出された前記押圧荷重に基づいて、前記押圧荷重の変化率を演算し、
前記演算により得られた前記押圧荷重の変化率に基づいて、前記所定期間経過時における前記押圧荷重を推定し、
前記所定期間経過時における前記押圧荷重の基準値と、前記推定により得られた前記押圧荷重の推定値との差に応じて、前記第1ワークおよび前記第2ワークに流す電流の電流値を増減させることにより、前記所定期間経過時における前記押圧荷重が前記基準値となるように、前記電源装置を動作させる電流制御をする、固相接合装置。
続きを表示(約 600 文字)
【請求項2】
前記制御装置は、
前記電流制御において、前記押圧荷重の推定値が前記基準値よりも高い場合に、前記第1ワークおよび前記第2ワークに流す電流の電流値が現在の電流値よりも増加するように前記電源装置を動作させ、
前記電流制御において、前記押圧荷重の推定値が前記基準値よりも低い場合に、前記第1ワークおよび前記第2ワークに流す電流の電流値が現在の電流値よりも減少するように前記電源装置を動作させる、請求項1に記載の固相接合装置。
【請求項3】
前記制御装置は、前記接合工程における第1タイミングから、前記第1タイミングの経過後、前記電流制御が開始される第2タイミングまでの期間において、前記センサにより検出された前記押圧荷重に基づき、前記押圧荷重の変化率を演算する、請求項1または請求項2に記載の固相接合装置。
【請求項4】
前記制御装置は、前記センサにより検出された現在の前記押圧荷重と、前記演算により得られた前記押圧荷重の変化率とに基づいて、前記所定期間経過時における前記押圧荷重を推定する、請求項1または請求項2に記載の固相接合装置。
【請求項5】
前記制御装置は、前記電流制御をする場合に、前記第1ワークおよび前記第2ワークの材料の特性に基づいて前記電流値の増減量を調整する、請求項1または請求項2に記載の固相接合装置。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本開示は、固相接合装置に関する。
続きを表示(約 2,200 文字)
【背景技術】
【0002】
特許第7242112号公報(特許文献1)には、押圧部を含む加圧機構と、一対の溶接電極を含む通電機構とを備える固相点接合装置が開示されている。特許文献1に開示された固相点接合装置では、電極からワークの接合領域に一定の電流を流して接合領域を軟化するとともに押圧部でワークを押圧することにより、ワークが接合される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特許第7242112号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし、従来の固相接合装置では、ワークの接合領域に一定の電流を流して接合領域を軟化させるのであるが、同じ一定の電流を流しても、接合領域の軟化度が異なり得る。従来の固相接合装置では、接合領域の軟化度を考慮せずに、加圧軸がワークに一定量押込まれる。したがって、従来の固相接合装置では、ワークの接合をするごとに接合領域の軟化度が異なると、ワークの接合をするごとに、軟化した部分が拡がる範囲が異なり得る。軟化した部分が拡がる範囲の大きさは、ワークの接合強度に影響する。例えば、軟化した部分が拡がる範囲が適度な大きさとなることによって、ワークの接合強度が高くなり得る。したがって、従来の固相接合装置では、一定の接合強度でワークを接合することが困難となるおそれがあった。
【0005】
本開示の目的は、固相接合において一定の接合強度でワークを接合することができる技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示の固相接合装置は、導電性があり厚み方向に重なる第1ワークおよび第2ワークを厚み方向における両側から押圧する一対の加圧軸と、一対の加圧軸の周囲にそれぞれ配置された一対の電極と、一対の加圧軸を駆動する駆動装置と、一対の電極に電力を供給する電源装置と、一対の加圧軸が第1ワークおよび第2ワークを押圧する押圧荷重を検出するセンサと、駆動装置および電源装置を制御する制御装置とを備える。制御装置は、一対の電極から第1ワークおよび第2ワークに初期電流を流すことにより第1ワークと第2ワークとの接合領域を軟化させながら、一対の加圧軸が所定期間にわたり接合領域を押圧する接合工程を実行するように、電源装置および駆動装置を動作させる接合制御をし、接合工程においてセンサにより検出された押圧荷重に基づいて、押圧荷重の変化率を演算し、演算により得られた押圧荷重の変化率に基づいて、所定期間経過時における押圧荷重を推定し、所定期間経過時における押圧荷重の基準値と、推定により得られた押圧荷重の推定値との差に応じて、第1ワークおよび第2ワークに流す電流の電流値を増減させることにより、所定期間経過時における押圧荷重が基準値となるように、電源装置を動作させる電流制御をする。
【発明の効果】
【0007】
本開示によれば、接合工程においてセンサにより検出された押圧荷重に基づいて、押圧荷重の変化率を演算し、演算により得られた押圧荷重の変化率に基づいて、所定期間経過時における押圧荷重を推定し、所定期間経過時における押圧荷重の基準値と、推定により得られた押圧荷重の推定値との差に応じて、第1ワークおよび第2ワークに流す電流の電流値を増減させることにより、所定期間経過時における押圧荷重が基準値となるように、電源装置を動作させるので、第1ワークおよび第2ワークに流す電流の電流値により接合領域の軟質化度を一定に調整することが可能となり、軟質化した部分が拡がる範囲が適度な大きさとなることによって、固相接合において一定の接合強度でワークを接合することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
実施の形態1に係る固相接合装置を概略的に示す図である。
突起形成工程および接合工程での押圧荷重の変化を示す図である。
押圧荷重のピーク値と、第1ワークおよび第2ワークにおいて電流により入熱される入熱量との関係を示す図である。
接合工程における押圧荷重を調整する電流制御を説明するための図である。
実施の形態1にかかる接合工程における電流制御の流れを示すフローチャートである。
実施の形態2にかかる接合工程における電流制御の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【0010】
[実施の形態1]
<固相接合装置1の概略構成に関する説明>
図1は、実施の形態1に係る固相接合装置1を概略的に示す図である。固相接合装置1は、互いに重ね合わされた複数のワークW10,W20に通電することによって複数のワークW10,W20の界面に接合領域としての軟質化領域を形成しつつ、当該軟質化領域を塑性変形させることによって複数のワークW10,W20同士を溶融させずに固相状態のまま接合する装置である。
(【0011】以降は省略されています)
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