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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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