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公開番号2024170917
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-11
出願番号2023087684
出願日2023-05-29
発明の名称固相接合装置および固相接合方法
出願人国立大学法人大阪大学,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 20060101AFI20241204BHJP(工作機械;他に分類されない金属加工)
要約【課題】ワークに加える荷重を低減することが可能な固相接合装置および固相接合装置を用いた固相接合方法を提供する。
【解決手段】金属からなる第1ワークW10および第2ワークW20を厚み方向における両側から押圧する一対の加圧軸11,12と、一対の加圧軸11,12の周囲にそれぞれ配置された一対の電極21,22と、制御装置30とを備える。制御装置30は、一対の加圧軸11,12を制御することによって第1ワークW10および第2ワークW20の各々に第1荷重F1を作用させ互いに接触させながら、一対の電極21,22に第1電流X1を通電し、次に一対の加圧軸11,12を制御することによって第1ワークW10および第2ワークW20の各々に第2荷重F2を作用させながら、一対の電極21,22に第1電流X1よりも大きい第2電流X2を通電する。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
金属からなる第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、
制御装置とを備え、
前記制御装置は、
前記一対の加圧軸を制御することによって前記第１ワークおよび前記第２ワークの各々に第１荷重を作用させ互いに接触させながら、前記一対の電極に第１電流を通電し、
次に前記一対の加圧軸を制御することによって前記第１ワークおよび前記第２ワークの各々に第２荷重を作用させながら、前記一対の電極に前記第１電流よりも大きい第２電流を通電する、固相接合装置。
続きを表示（約 710 文字）【請求項２】
前記制御装置は、前記一対の電極に前記第１電流を第１期間通電した後に一旦通電を停止し、次に前記第２電流を第２期間通電する、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、前記一対の電極に前記第１電流を第１期間通電し、引き続き前記第２電流を第２期間通電する、請求項１に記載の固相接合装置。
【請求項４】
前記一対の加圧軸から前記第１ワークおよび前記第２ワークに作用する荷重を検知可能なセンサをさらに備え、
前記制御装置は、前記センサの検出値が第１閾値となったことに応答して前記一対の電極への前記第１電流の通電を停止し、前記センサの検出値が第２閾値となったことに応答して前記一対の電極への前記第２電流の通電を停止する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の固相接合装置。
【請求項５】
金属からなる第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、
制御装置とを備えた固相接合装置を用いた固相接合方法であって、
前記制御装置は、
前記一対の加圧軸を制御することによって前記第１ワークおよび前記第２ワークの各々に第１荷重を作用させ互いに接触させながら、前記一対の電極に第１電流を通電するステップと、
次に前記一対の加圧軸を制御することによって前記第１ワークおよび前記第２ワークの各々に第２荷重を作用させながら、前記一対の電極に前記第１電流よりも大きい第２電流を通電するステップとを実行する、固相接合方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、固相接合装置および固相接合装置を用いた固相接合方法に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
特開２０２０－１１２５３号公報（特許文献１）には、複数枚の金属板を厚さ方向に積み重ねて接合する抵抗スポット溶接について開示されている。抵抗スポット溶接は、金属板を電極で挟み込み加圧状態で大電流を流すことによって金属を溶融させる溶接方法である。特開２０２０－１１２５３号公報（特許文献１）の技術は、金属めっき層のめっき金属を合金化する予備通電工程と、複数枚の金属板を接合する本通電工程とを有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２０－１１２５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特開２０２０－１１２５３号公報（特許文献１）は、抵抗スポット溶接に関する技術であり、固相接合に関するものではなかった。本明細書においては、金属を溶融させずに低温域の固相状態で接合することによって、大電流による金属の溶融による強度低下等を防ぐ接合方法を「固相接合」と呼ぶ。特開２０２０－１１２５３号公報（特許文献１）は、固相接合のような低温域による接合を想定していない。
【０００５】
ここで、固相接合は、低温域による接合であるため金属からなるワークの硬度が高くなればなるほどワークに加える荷重が増加してしまう。これによって、耐久性を向上させるため装置が大型化してしまう。
【０００６】
本開示の目的は、ワークに加える荷重を低減することが可能な固相接合装置および固相接合装置を用いた固相接合方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の一局面の固相接合装置は、金属からなる第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、制御装置とを備える。制御装置は、一対の加圧軸を制御することによって第１ワークおよび第２ワークの各々に第１荷重を作用させ互いに接触させながら、一対の電極に第１電流を通電し、次に一対の加圧軸を制御することによって第１ワークおよび第２ワークの各々に第２荷重を作用させながら、一対の電極に第１電流よりも大きい第２電流を通電する。
【０００８】
本開示の一局面の固相接合方法は、金属からなる第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、制御装置とを備えた固相接合装置を用いた固相接合方法に関する。制御装置は、一対の加圧軸を制御することによって第１ワークおよび第２ワークの各々に第１荷重を作用させ互いに接触させながら、一対の電極に第１電流を通電するステップと、次に一対の加圧軸を制御することによって第１ワークおよび第２ワークの各々に第２荷重を作用させながら、一対の電極に第１電流よりも大きい第２電流を通電するステップとを実行する。
【発明の効果】
【０００９】
本開示によれば、第１電流の通電によってワークに加える荷重を低減することが可能な固相接合装置および固相接合装置を用いた固相接合方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本開示の一実施形態の固相接合装置において第１電流の通電工程を概略的に示す図である。
本開示の一実施形態の固相接合装置において第２電流の通電工程を概略的に示す図である。
時間に対する電流の変化および時間に対する荷重の変化を示す図である。
時間に対する電流の変化および時間に対する荷重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。
常時通電する際の時間に対する電流の変化および時間に対する荷重の変化を示す図である。
【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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