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公開番号2025132126
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-10
出願番号2024029486
出願日2024-02-29
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 20060101AFI20250903BHJP(工作機械;他に分類されない金属加工)
要約【課題】固相接合において接触部の測定データをインプロセスでフィードバックして接合プロセスを制御する。
【解決手段】固相接合装置1は、一対の加圧軸11,12と、加熱装置と、赤外線を用いて接触部の温度を非接触で測定する測定装置13と、制御装置30とを備える。一対の加圧軸11,12の少なくとも1つの内部には、押圧方向に貫通孔11bが形成されている。測定装置13は、貫通孔11bを通して接触部から生じる赤外線を受光することによって接触部の温度を測定する。制御装置30は、測定装置13が測定した測定データに基づいて、一対の加圧軸11,12の動作を制御する。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
導電性を有する第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、
前記一対の加圧軸によって加圧される前記第１ワークと前記第２ワークとが接触する接触部を加熱する加熱装置と、
赤外線を用いて前記接触部の温度を非接触で測定する測定装置と、
制御装置とを備え、
前記一対の加圧軸の少なくとも１つの内部には、押圧方向に貫通孔が形成され、
前記測定装置は、前記貫通孔を通して前記接触部から生じる赤外線を受光することによって前記接触部の温度を測定し、
前記制御装置は、前記測定装置が測定した測定データに基づいて、前記一対の加圧軸の動作を制御する、固相接合装置。
続きを表示（約 590 文字）【請求項２】
前記制御装置は、前記加熱装置による前記接触部の加熱が開始される以前から前記測定装置よる測定を開始する、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、前記接触部の温度が前記第１ワークと前記第２ワークとを接合する目標温度以上となった場合に、前記一対の加圧軸を制御し、接合位置まで前記第１ワークおよび前記第２ワークを押し込む、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、前記第１ワークおよび前記第２ワークを押し込んだ後、前記接合位置まで未だ到達していない場合、前記接触部の温度が前記目標温度以上となっているか否かを再び判定する、請求項３に記載の固相接合装置。
【請求項５】
前記加熱装置は、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を含み、
前記一対の電極は、前記第１ワークと前記第２ワークとが接触した状態で、通電されることによって前記接触部を加熱する、請求項１に記載の固相接合装置。
【請求項６】
前記加熱装置は、レーザ光を照射するレーザ発振器を含み、
前記レーザ発振器は、前記第１ワークと前記第２ワークとが接触した状態で、前記接触部に前記レーザ光を照射することによって前記接触部を加熱する、請求項１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、導電性を有する厚み方向に重なる第１ワークおよび第２ワークを固相状態で接合する固相接合装置の制御方法に関する。
続きを表示（約 2,100 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。特許第７２４２１１２号公報（特許文献１）に開示された固相点接合装置は、一対の電極によって２枚の金属板材に通電して各金属板材を加熱した状態で、押圧部によって２枚の金属板材を当該金属板材と直交する方向に押圧するように構成されている。特許第７２４２１１２号公報（特許文献１）に開示されたような、金属を溶融させずに低温域の固相状態で接合する接合方法（以下、「固相接合」とも称する。）においては、接合品質の向上のためワーク同士の接触部の温度が接合に適した温度となっていることを正確に検出することが重要である。しかしながら、特許第７２４２１１２号公報（特許文献１）に開示された固相接合においては、ワーク同士の接触部の温度を正確に測定する技術については開示されていない。
【０００３】
この点、特開２０２２－１６２８４７号公報（特許文献２）には、摩擦熱を用いた摩擦攪拌接合において、被接合部材の接合中の温度および荷重をリアルタイムで計測する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特許第７２４２１１２号公報
特開２０２２－１６２８４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特開２０２２－１６２８４７号公報（特許文献２）には、回転ツール内に配置される熱電対を用いて温度を計測する技術が開示されている。しかしながら、特開２０２２－１６２８４７号公報（特許文献２）では、熱電対がワークに接触していないため、接触部の温度を直接測定することができなかった。また、特許第７２４２１１２号公報（特許文献１）に示す構造では、加圧機構によって接触部に大きな圧力が加わるため、熱電対などを接触部に配置して直接温度を測定しようとすると、熱電対などは、接合過程において圧力によって破損してしまう。あるいは圧力と接触部の発熱とが加わって、ワークと接合されてしまい、測定ができない。
【０００６】
その他の手法によって温度測定ができたとしても、異種金属などを固相接合する際、比熱や固有の電気抵抗値は、金属毎に異なる。さらに、材料となる金属の板厚の違い、熱容量の違いなどの要素が組み合わされた場合、接触部の温度が一定とならず接合品質の向上および保証に寄与することが難しい。このように、固相接合の接合プロセスにおいて、測定した温度を接合プロセスの制御に活用することが望まれる。しかしながら、固相接合装置において接触部の測定データをインプロセスでフィードバックして接合プロセスを制御する制御方法は提案されていなかった。
【０００７】
本開示の目的は、固相接合において接触部の測定データをインプロセスでフィードバックして接合プロセスを制御す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】
【０００８】
本開示の固相接合装置は、導電性を有する第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、一対の加圧軸によって加圧される第１ワークと第２ワークとが接触する接触部を加熱する加熱装置と、接触部の温度を赤外線を用いて非接触で測定する測定装置と、制御装置とを備える。一対の加圧軸の少なくとも１つの内部には、押圧方向に貫通孔が形成されている。測定装置は、貫通孔を通して接触部から生じる赤外線を受光することによって接触部の温度を測定する。制御装置は、測定装置が測定した測定データに基づいて、一対の加圧軸の動作を制御する。
【発明の効果】
【０００９】
本開示によれば、一対の加圧軸のうちの少なくとも１つの加圧軸の内部には、押圧方向に貫通孔が形成され、貫通孔を通して接触部から生じる赤外線を受光する。また、制御装置は、測定装置が測定した測定データに基づいて、一対の加圧軸の動作を制御する。これにより、接触部の温度を正確に測定することができる上、測定データをインプロセスでフィードバックして接合プロセスを制御することで、接合品質の向上および保証に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
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。
接合工程を説明するための図である。
時間に対する各種項目の変化を示す図である。
制御装置が実行する制御内容を示すフローチャートである。
変形例における制御装置が実行する制御内容を示すフローチャートである。
実施の形態２に係る固相接合機器を概略的に示す図である。
実施の形態３に係る固相接合装置を概略的に示す図である。
制御装置が実行する制御内容を示すフローチャートである。
実施の形態４に係る固相接合機器を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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