特開 2023-168097 接合装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023168097

(43)【公開日】2023-11-24

(54)【発明の名称】接合装置

(51)【国際特許分類】

   B23K 3/02 20060101AFI20231116BHJP

   B23K 3/00 20060101ALI20231116BHJP

【ＦＩ】

B23K3/02 N

B23K3/00 310Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022079747

(22)【出願日】2022-05-13

(71)【出願人】

【識別番号】000166948

【氏名又は名称】シチズンファインデバイス株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000001960

【氏名又は名称】シチズン時計株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100104880

【弁理士】

【氏名又は名称】古部 次郎

(74)【代理人】

【識別番号】100125346

【弁理士】

【氏名又は名称】尾形 文雄

(72)【発明者】

【氏名】小須田 桂一

(72)【発明者】

【氏名】乙部 鉄太郎

(57)【要約】

【課題】被接合材を電極にて挟持し、電極間に電流を供給しながら加圧することで接合材を接合する接合装置において、電極の先端部の状態を回復させることが容易な接合装置を提供する。
【解決手段】相互に対向して被接合材２００を挟持する一対の電極１０を備え、この一対の電極１０の少なくとも一方は、電極１０の先端側に着脱可能に設けられ、被接合材２００に接触する接触電極１３および発熱電極１２を含む先端側電極と、この先端側電極における被接合材２００に接触する面とは反対側に設けられ、先端側電極を支持する支持電極１１と、を備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

相互に対向して被接合材を挟持する一対の電極を備え、
前記一対の電極の少なくとも一方は、
前記電極の先端側に着脱可能に設けられ、前記被接合材に接触する先端側電極と、
前記先端側電極における前記被接合材に接触する面とは反対側に設けられ、当該先端側電極を支持する支持電極と、
を備えることを特徴とする、接合装置。

【請求項2】

前記先端側電極は、被接合材に接触する接触電極と、当該接触電極と前記支持電極との間に設けられ、通電により発熱する発熱電極とを含むことを特徴とする、請求項１に記載の接合装置。

【請求項3】

前記接触電極と前記発熱電極とは、前記先端側電極において個別に着脱可能であることを特徴とする、請求項２に記載の接合装置。

【請求項4】

予備の先端側電極を保持することが可能であり、着脱可能な前記先端側電極を前記支持電極に対応する対応位置から移動させ、当該予備の先端側電極を当該対応位置に配置する電極交換手段をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の接合装置。

【請求項5】

前記先端側電極は、被接合材に接触する接触電極と、当該接触電極と前記支持電極との間に設けられ、通電により発熱する発熱電極とを含み、
前記電極交換手段は、前記接触電極および前記発熱電極に対して個別に設けられることを特徴とする、請求項４に記載の接合装置。

【請求項6】

着脱可能な前記先端側電極を前記支持電極に対応する対応位置から移動させ、移動した当該先端側電極の先端側の面および反対側の面をドレスするドレス手段をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の接合装置。

【請求項7】

前記先端側電極は、被接合材に接触する接触電極と、当該接触電極と前記支持電極との間に設けられ、通電により発熱する発熱電極とを含み、
前記ドレス手段は、前記接触電極および前記発熱電極に対して個別に設けられることを特徴とする、請求項６に記載の接合装置。

【請求項8】

相互に対向して被接合材を挟持する一対の電極を備え、
前記電極は、
基部に取り付けられて、当該基部と共に前記被接合材に向かって進退する支持電極と、
前記支持電極の先端側に設けられ、通電により発熱する発熱電極と、
前記発熱電極の先端側に設けられ、前記被接合材に接触する接触電極と、を備え、
前記発熱電極および前記接触電極の少なくとも一方が着脱可能であることを特徴とする、接合装置。

【請求項9】

前記発熱電極および前記接触電極は、前記支持電極の先端側に露出させて設けられていることを特徴とする、請求項８に記載の接合装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、接合装置に関する。

【背景技術】

【0002】

被接合材を電極にて挟持し、電極間に電流を供給しながら加圧することで接合材を接合する接合装置がある。

【0003】

特許文献１には、被接合物を挟む電極と、電極により被接合物を挟持させる加圧機構と、電極の先端部の温度を測定する温度測定手段と、電極に電流を供給する溶接電源とを備え、電極をモリブデン、タングステン、鉄、ニッケル、チタンのうち少なくとも１つの元素を含む金属または合金にて構成し、溶接電源は、電極の先端部の温度が被接合物の融点未満の温度になるように電極への通電量を制御する溶接装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１３－４６９１７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

電極の先端を被接合材に接触させるため、接合作業を繰り返すと、電極の先端面が消耗する。そのため、適当な間隔で電極の先端の状態を回復させることが必要である。

【0006】

本発明は、電極の先端部の状態を回復させることが容易な接合装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記の目的を達成する本発明は、相互に対向して被接合材を挟持する一対の電極を備え、この一対の電極の少なくとも一方は、電極の先端側に着脱可能に設けられ、被接合材に接触する先端側電極と、この先端側電極における被接合材に接触する面とは反対側に設けられ、先端側電極を支持する支持電極と、を備えることを特徴とする、接合装置である。
より詳細には、先端側電極は、被接合材に接触する接触電極と、この接触電極と支持電極との間に設けられ、通電により発熱する発熱電極とを含む。
ここで、接触電極と発熱電極とは、先端側電極において個別に着脱可能である構成としても良い。
また、この接合装置は、予備の先端側電極を保持することが可能であり、着脱可能な先端側電極を支持電極に対応する対応位置から移動させ、予備の先端側電極を対応位置に配置する電極交換手段をさらに備える構成としても良い。
ここで、電極交換手段は、接触電極および発熱電極に対して個別に設けられる構成としても良い。
また、この接合装置は、着脱可能な先端側電極を支持電極に対応する対応位置から移動させ、移動した先端側電極の先端側の面および反対側の面をドレスするドレス手段をさらに備える構成としても良い。
ここで、ドレス手段は、接触電極および発熱電極に対して個別に設けられる構成としても良い。
上記の目的を達成する他の本発明は、相互に対向して被接合材を挟持する一対の電極を備え、この電極は、基部に取り付けられて、この基部と共に被接合材に向かって進退する支持電極と、この支持電極の先端側に設けられ、通電により発熱する発熱電極と、この発熱電極の先端側に設けられ、被接合材に接触する接触電極と、を備え、発熱電極および接触電極の少なくとも一方が着脱可能であることを特徴とする、接合装置である。
より詳細には、発熱電極および接触電極は、支持電極の先端側に露出させて設けられている。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、電極の先端部の状態を回復させることが容易な接合装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本実施形態による接合装置の構成例を示す図である。

【図2】図１のＩＩ部分を拡大した図である。

【図3】接合装置による被接合材の接合動作を示す図であり、図３（Ａ）は接合動作の準備状態を示す図、図３（Ｂ）は接合時の状態を示す図である。

【図4】発熱電極の交換装置の例を示す図である。

【図5】接触電極の交換装置の例を示す図である。

【図6】支持電極と発熱電極と接触電極との位置関係を示す図であり、図６（Ａ）は退行時の状態を示す図、図６（Ｂ）は進行時の状態を示す図である。

【図7】発熱電極のドレス手段の例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。

【0011】

＜装置構成＞
図１は、本実施形態による接合装置の構成例を示す図である。この接合装置１００は、接合ヘッド１０と、基部２０と、駆動機構３０と、電源装置４０とを備える。また、図１には示していないが、接合装置１００は、接合ヘッド１０の電極を交換するための交換装置と、接合ヘッド１０から取り外された電極をドレスするためのドレス装置と、放射温度計とを備える。交換装置の構成および接合ヘッド１０の交換方法については後述する。

【0012】

接合ヘッド１０は、電極を備えて構成され、被接合材２００を挟んで相互に対向して配置される２個を一対として設けられる。基部２０は、一対の接合ヘッド１０をそれぞれ支持する一対の部材である。駆動機構３０は、基部２０に取り付けられた一対の接合ヘッド１０の少なくとも一方を被接合材２００に対して進退させる機構である。電源装置４０は、接合ヘッド１０の電極に電流を供給する。

【0013】

接合装置１００は、接合ヘッド１０が被接合材２００に接触した状態で、電源装置４０が接合ヘッド１０に電流を供給し、駆動機構３０が接合ヘッド１０をさらに進行させるように力を加えることで、被接合材２００を加熱しながら加圧し、接合する。

【0014】

＜接合ヘッド１０の構成＞
図２は、図１のＩＩ部分を拡大した図である。図２を参照し、接合ヘッド１０の構成を説明する。上述したように、接合ヘッド１０は相互に対向する２個一対が設けられる。この２個の接合ヘッド１０を区別する場合は、接合ヘッド１０ａ、１０ｂのように添え字を付して記す。接合ヘッド１０の各構成部材および接合ヘッド１０を支持する基部２０についても同様とする。図２に示す例では、上側の接合ヘッド１０を接合ヘッド１０ａ、下側の接合ヘッド１０を接合ヘッド１０ｂとしている。

【0015】

接合ヘッド１０は、基部２０に取り付けられた支持電極１１と、支持電極１１の先端側に設けられた発熱電極１２と、発熱電極１２の先端側に設けられた接触電極１３とを備える。図２に示す例では、上側の基部２０ａに上側の支持電極１１ａが取り付けられ、下側の基部２０ｂに下側の支持電極１１ｂが取り付けられている。そして、支持電極１１ａ、１１ｂの対向する側から相互に近づく方向へ、発熱電極１２ａ、１２ｂ、接触電極１３ａ、１３ｂの順に配置されている。したがって、本実施形態の接合装置１００において、接合ヘッド１０の発熱電極１２ａ、ｂおよび接触電極１３ａ、ｂは、支持電極１１ａ、ｂの先端側に露出させて設けられている。

【0016】

支持電極１１は、円柱形状であり、円形の面を対向する先端側の面としている。支持電極１１は、導電性を有し、熱伝導率が高い材料で形成される。例えば、支持電極１１は、Ｃｕ（銅）やＣｕ合金等で形成される。

【0017】

発熱電極１２は、円柱形状であり、円形の面を支持電極１１に接触する面および先端側の面としている。発熱電極１２は、支持電極１１に対してほぼ同芯状に配置されている。図２に示す例では、発熱電極１２の径は、支持電極１１の径よりもやや小さい。発熱電極１２は、導電性を有し、熱膨張率が小さく、抵抗値が大きく通電による発熱量が大きい材料で形成される。例えば、発熱電極１２は、カーボンやカーボン合金で形成される。

【0018】

接触電極１３は、円柱形状であり、円形の面を発熱電極１２に接触する面および先端側の面としている。接触電極１３の先端側の面は、被接合材２００を接合する際に接触する面である。接触電極１３は、発熱電極１２および支持電極１１に対してほぼ同芯状に配置されている。図２に示す例では、接触電極１３と発熱電極１２とは、ほぼ同じ径である。接触電極１３は、導電性を有し、熱伝導率が高く、熱膨張率が小さい材料で形成される。例えば、発熱電極１２は、Ｗ（タングステン）やＷ合金で形成される。

【0019】

基部２０は、支持電極１１を装着可能であり、図２における上下の基部２０のうち少なくとも一方が、駆動機構３０によって被接合材２００に対して進退する。本実施形態では、下側の基部２０ｂを固定し、この基部２０ｂに被接合材２００がセットされた状態で、駆動機構３０が上側の基部２０ａを被接合材２００に対して進退させるように動作させるものとする。

【0020】

被接合材２００を接合する際は、基部２０ａ、ｂに装着された電極１０ａ、ｂが、相互に近づくことによって被接合材２００を挟む。そして、電極１０ａ、ｂが被接合材２００を挟んだ状態で、さらに駆動機構３０により力が加えられることにより、被接合材２００を加圧することができる。また、基部２０は、電源装置４０に接続され、装着された電極１０に対して電流を供給することができる。電極１０への電流の供給は、基部２０に導線を配して行っても良いし、基部２０自体を導体により構成しても良い。

【0021】

図２に示す例では、基部２０に形成された凹部に、支持電極１１が挿入されて固定されている。また、図２に示すように、基部２０には、液体を流すための流路２１が形成されている。この流路２１に冷却用の液体（例えば、水）を流すことにより、支持電極１１を速やかに放熱させ得る。流路２１の配置や流路２１における液体の流量、支持電極１１における基部２０に挿入された部分の表面積などの設定により、支持電極１１の放熱量を調整し得る。

【0022】

ここで、被接合材２００について説明する。図１、２には、接合装置１００により接合される個所を含む被接合材２００の部分が示されている。被接合材２００は、少なくとも接合装置１００による接合が行われる個所において、シート状や板状の２枚の接合対象部材２１０ａ、ｂを含む。接合前の段階において、接合対象部材２１０ａ、ｂの少なくとも一方には、他方と接合される側の面に、ろう材２２０の層がめっき処理により形成されている。

【0023】

接合対象部材２１０ａ、ｂは、例えば、ステンレス鋼（例えば、ＳＵＳ３０４）で形成される。ろう材２２０の層は、例えば、接合対象部材２１０ａ、ｂの接合面に、Ｎｉ（ニッケル）－Ｐ（リン）めっきを施すことにより形成される。接合装置１００は、接合ヘッド１０ａ、ｂにより被接合材２００を挟み、加熱すると共に加圧し、ろう材２２０を融解させて接合対象部材２１０ａ、ｂを貼り合わせる。

【0024】

＜接合装置１００による被接合材の接合動作＞
図３は、接合装置１００による被接合材の接合動作を示す図であり、図３（Ａ）は接合動作の準備状態を示す図、図３（Ｂ）は接合時の状態を示す図である。接合動作の準備状態として、図３（Ａ）に示すように、接合装置１００の上側の基部２０ａおよび電極１０ａが駆動機構３０により上方へ退行され、被接合材２００をセットする空間が開けられる。被接合材２００は、ろう材２２０を挟んで接合対象部材２１０ａ、ｂを重ねた状態で、接合個所が接合装置１００の電極１０ａ、ｂに対応する位置となるようにセットされる。被接合材２００がセットされると、下側の電極１０ｂの接触電極１３ｂの先端側の面は、被接合材２００に接触する。

【0025】

接合動作が開始されると、駆動機構３０が基部２０ａおよび電極１０ａを下方（被接合材２００および電極１０ｂに向かう方向）へ進行させ、図３（Ｂ）に示すように、電極１０ａの接触電極１３ａが被接合材２００に接触する。接触電極１３ａと被接合材２００とが接触すると、電極１０ａ（接触電極１３ａ）と電極１０ｂ（接触電極１３ｂ）とで被接合材２００を挟んだ状態となる。そして、電源装置４０から基部２０ａ、支持電極１１ａ、発熱電極１２ａ、接触電極１３ａ、被接合材２００、接触電極１３ｂ、発熱電極１２ｂ、支持電極１１ｂ、基部２０ｂを経て電源装置４０へ戻る回路が閉じる。この状態で、電源装置４０により、電極１０ａ、ｂに電流（例えば、数千アンペア程度）が供給される。また、駆動機構３０は、基部２０ａおよび電極１０ａに対して下方へ進行する向きの力を加え、電極１０ａ（接触電極１３ａ）と電極１０ｂ（接触電極１３ｂ）とにより被接合材２００に対して加圧する。

【0026】

電極１０ａ、ｂおよび被接合材２００に電流が流れると、電極１０ａ、ｂおよび被接合材２００の各部材が自身の抵抗により発熱する。特に、カーボンで形成された発熱電極１２ａ、ｂは、抵抗が高く、被接合材２００のろう材２２０の融点を超える温度まで容易に発熱する。この熱は、接触電極１３ａ、ｂを介して被接合材２００に伝達され、ろう材２２０を溶融させる。これにより、被接合材２００は、ろう接接合される。

【0027】

この後、電源装置４０は、電極１０ａ、ｂへの電流の供給を止め、被接合材２００を冷却する。被接合材２００の冷却は、例えば、冷却用の気体を吹き付けることにより急速に行っても良い。冷却用の気体としては、例えば、窒素ガスや空気を用い得る。被接合材２００が冷却されると、溶融したろう材２２０が固化し、接合対象部材２１０ａ、ｂが張り合わされる。電極１０ａ、ｂは、冷却によりろう材２２０が固化するまで、被接合材２００を加圧した状態を保つ。したがって、被接合材２００を冷却する際、電極１０ａ、ｂも一緒に冷却される。また、電極１０ａ、ｂは、基部２０ａ、ｂの冷却構造（流路２１、図２参照）によって、支持電極１１からも放熱する。

【0028】

ろう材２２０が固化し、接合対象部材２１０ａ、ｂが接合されたならば、駆動機構３０により基部２０ａおよび電極１０ａが上方へ退行されて準備状態に戻り、電極１０ａが被接合材２００から離隔する（図３（Ａ）参照）。そして、被接合材２００が接合装置１００から取り外される。

【0029】

以上の動作において、被接合材２００の接合時における電極１０ａ、ｂ（特に、発熱電極１２ａ、ｂおよび接触電極１３ａ、ｂ）の温度は、被接合材２００のろう材２２０が溶融し、液相状態を必要時間確立して被接合材の不動態膜層を破壊する程度の高温が維持される必要がある。そこで、本実施形態では、放射温度計５０で発熱電極１２ａ、ｂの温度を測定し（図３（Ｂ）参照）、必要な温度に到達し、維持されるように電流を調節する。なお、発熱電極１２を形成するカーボンは、熱伝導率が小さいため、表面の温度が、部位によってばらつきが生じやすい。そこで、被接合材２００に直接接触する接触電極１３ａ、ｂを測定対象として温度を測定しても良い。また、被接合材２００の冷却時間は、溶融したろう材２２０が固化するのに十分な時間が設定される。

【0030】

＜先端側電極の交換＞
電極１０は、発熱および冷却を繰り返し、被接合材２００に対して加圧するために電極１０自体も圧力を受ける。このため、特に発熱電極１２および接触電極１３は、使用に伴う消耗が激しい（以下、発熱電極１２と接触電極１３とを合わせて「先端側電極」と呼ぶ場合がある）。そこで、本実施形態は、これらの先端側電極を着脱可能とし、交換可能に構成する。

【0031】

先端側電極を交換可能とするため、本実施形態の接合装置１００は、先端側電極を支持電極１１に対応する位置（以下、「基本位置」と呼ぶ）に保持すると共に、先端側電極を予備の先端側電極と交換する動作を行う電極交換手段を備える。これにより、先端側電極は、支持電極１１に対して固定されず、電極交換手段によって基本位置に保持された状態となり、後述する電極交換手段の動作により着脱自在となる。

【0032】

電極交換手段は、先端側電極を基本位置、準備位置、退避位置に移動させて保持可能に構成されるものとする。準備位置とは、現在の先端側電極と交換して使用される予備の先端側電極が配置される位置である。退避位置とは、基本位置から外された先端側電極が配置される位置である。電極交換手段は、先端側電極を交換する際、使用していた先端側電極を基本位置から退避位置へ移動させ、準備位置に配置された予備の先端側電極を基本位置に移動させる。

【0033】

電極交換手段は、上記のように先端側電極を着脱し交換可能なものであれば良く、具体的な構成は特に限定しない。また、先端側電極の交換は、発熱電極１２および接触電極１３をまとめて行う構成としても良いし、個別に交換可能な構成としても良い。また、発熱電極１２のみを交換可能としても良いし、接触電極１３のみを交換可能としても良い。以下、発熱電極１２および接触電極１３を個別に交換可能とすることを想定し、電極交換手段の具体的な構成例について説明する。

【0034】

図４は、発熱電極１２ａ、ｂの交換装置の例を示す図である。発熱電極１２ａ、ｂの交換装置６０ａ、ｂは、電極交換手段の一例である。図４は、発熱電極１２ａ、ｂ、交換装置６０ａ、ｂ、被接合材２００を上方から見た状態を示す。すなわち、図４において、紙面の手前から奥へ向かって、交換装置６０ａおよび発熱電極１２ａ、被接合材２００、交換装置６０ｂおよび発熱電極１２ｂの順に並んでいる。

【0035】

交換装置６０ａ、ｂは、円板状の回転テーブル６１ａ、ｂを有しており、中心軸６２の周りに回転可能に構成されている。交換装置６０ａと交換装置６０ｂとは、個別に回転可能であるものとする。そのため、図４に示す例では、交換装置６０ａの中心軸６２と交換装置６０ｂの中心軸６２とが、被接合材２００を挟んで反対側に配置されている。また、図４に示す例では、回転テーブル６１ａは右回りに、回転テーブル６１ｂは左回りに回転する（図４の矢印参照）。回転テーブル６１には、発熱電極１２が装着される４つの貫通孔が設けられている。各貫通孔は、中心軸６２から等距離にあり、中心軸６２を頂点として９０度ずつ開いて設けられている。したがって、各貫通孔に収められた発熱電極１２は、回転テーブル６１が９０度ずつ４回、図示の矢印方向に回ると、１回転して元の位置に戻る。

【0036】

図４に示す交換装置６０ａ、ｂにおいて、回転テーブル６１ａ、ｂにより発熱電極１２ａ、ｂが配置される４か所は、基準位置Ｉ、準備位置ＩＩおよび２か所の退避位置ＩＩＩに設定されている。したがって、基準位置Ｉにある発熱電極１２ａ、ｂは、回転テーブル６１ａ、ｂが１／４回転するごとに、基準位置Ｉ→最初の退避位置ＩＩＩ→２番目の退避位置ＩＩＩ→準備位置ＩＩと移動した後、再び基準位置Ｉへ戻る。なお、図４において、交換装置６０ｂの基準位置Ｉは、被接合材２００を挟んで交換装置６０ａの基準位置Ｉと重なっているため、図示されていない。

【0037】

図５は、接触電極１３ａ、ｂの交換装置の例を示す図である。接触電極１３ａ、ｂの交換装置７０ａ、ｂは、電極交換手段の一例である。図５は、接触電極１３ａ、ｂ、交換装置７０ａ、ｂ、被接合材２００を上方から見た状態を示す。すなわち、図５において、紙面の手前から奥へ向かって、交換装置７０ａおよび接触電極１３ａ、被接合材２００、交換装置７０ｂおよび接触電極１３ｂの順に並んでいる。なお、説明の都合上、発熱電極１２ａ、ｂの交換装置６０ａ、ｂは２点鎖線で外形のみを記載し、接触電極１３ａ、ｂの交換装置７０ａ、ｂに対する位置関係のみを示している。

【0038】

交換装置７０ａ、ｂは、円板状の回転テーブル７１ａ、ｂを有しており、中心軸７２の周りに回転可能に構成されている。交換装置７０ａと交換装置７０ｂとは、個別に回転可能であるものとする。そのため、図５に示す例では、交換装置７０ａの中心軸７２と交換装置７０ｂの中心軸７２とが、被接合材２００を挟んで反対側に配置されている。また、図５に示す例では、回転テーブル７１ａは右回りに、回転テーブル７１ｂは左回りに回転する（図５の矢印参照）。回転テーブル７１には、接触電極１３が装着される４つの貫通孔が設けられている。各貫通孔は、中心軸７２から等距離にあり、中心軸７２を頂点として９０度ずつ開いて設けられている。したがって、各貫通孔に収められた接触電極１３は、回転テーブル７１が９０度ずつ４回、図示の矢印方向に回ると、１回転して元の位置に戻る。

【0039】

図５に示す交換装置７０ａ、ｂにおいて、回転テーブル７１ａ、ｂにより接触電極１３ａ、ｂが配置される４か所は、基準位置Ｉ、準備位置ＩＩおよび２か所の退避位置ＩＩＩに設定されている。したがって、基準位置Ｉにある接触電極１３ａ、ｂは、回転テーブル７１ａ、ｂが１／４回転するごとに、基準位置Ｉ→最初の退避位置ＩＩＩ→２番目の退避位置ＩＩＩ→準備位置ＩＩと移動した後、再び基準位置Ｉへ戻る。なお、図５において、交換装置７０ｂの基準位置Ｉは、被接合材２００を挟んで交換装置７０ａの基準位置Ｉと重なっているため、図示されていない。

【0040】

また、交換装置７０ａ、ｂは、交換装置６０ａ、ｂとは独立に動作して接触電極１３ａ、ｂを交換することができる。また、交換装置７０ａの回転テーブル７１ａと交換装置６０ａの回転テーブル６１ａの回転動作が互いに干渉しないように、回転テーブル７１ａの中心軸７２と回転テーブル６１ａの中心軸６２とは重ならないように配置されている。同様に、交換装置７０ｂの回転テーブル７１ｂと交換装置６０ｂの回転テーブル６１ｂの回転動作が互いに干渉しないように、回転テーブル７１ｂの中心軸７２と回転テーブル６１ｂの中心軸６２とは重ならないように配置されている。

【0041】

ここで、発熱電極１２および接触電極１３が交換される際、交換装置６０に装着された発熱電極１２と、交換装置７０に装着された接触電極１３と、支持電極１１とが、基準位置Ｉにおいてそれぞれ接している場合を考える。この場合、交換装置６０による発熱電極１２の移動、交換装置７０による接触電極１３の移動がそれぞれ行われると、接触電極１３と発熱電極１２との接触面や、発熱電極１２と支持電極１１との接触面が擦れて削れる可能性がある。このような事態を回避するため、被接合材２００を加圧するとき以外は、接触電極１３と発熱電極１２との間、発熱電極１２と支持電極１１との間に、それぞれ間隙を設けるようにしても良い。

【0042】

図６は、支持電極１１と発熱電極１２と接触電極１３との位置関係を示す図である。図６（Ａ）は退行時の状態を示す図、図６（Ｂ）は進行時の状態を示す図である。なお、図６では、上側の支持電極１１、発熱電極１２、接触電極１３、回転テーブル６１および回転テーブル７１のみを示しており、添え字「ａ」は付していない。また、図６では、電極１０（支持電極１１、発熱電極１２および接触電極１３）を側方（言い換えれば、回転テーブル６１、７１に平行な方向）から見た様子が示されている。

【0043】

この例では、回転テーブル６１および回転テーブル７１は、中心軸６２、７２に対してバネ性をもって取り付けられており、中心軸６２、７２に沿う方向の力に応じてわずかに沈むように構成されているものとする。接合装置１００が準備状態（図３（Ａ）参照）にあるとき、支持電極１１、発熱電極１２および接触電極１３には駆動機構３０による被接合材２００へ向かう力がかかっておらず、回転テーブル６１および回転テーブル７１は初期状態となる。このとき、図６（Ａ）に示すように、支持電極１１と回転テーブル６１に保持された発熱電極１２との間、発熱電極１２と回転テーブル７１に保持された接触電極１３との間には、わずかな空隙が保たれるものとする。この状態で、回転テーブル６１、７１が動作すれば、接触電極１３と発熱電極１２との対向する面、発熱電極１２と支持電極１１との対向する面を接触させることなく、発熱電極１２および接触電極１３を交換することができる。

【0044】

次に、被接合材２００を接合させるために駆動機構３０が基部２０と共に支持電極１１を進行させると、支持電極１１の先端側の面が発熱電極１２に接触し、被接合材２００へ向かう方向（図の下方）へ押す。これにより、回転テーブル６１は被接合材２００へ向かう方向に沈み、基部２０、支持電極１１および発熱電極１２が被接合材２００へ向かって進行する。そして、発熱電極１２の先端側の面が接触電極１３に接触し、被接合材２００へ向かう方向（図の下方）へ押す。これにより、回転テーブル６１、７１は被接合材２００へ向かう方向に沈み、基部２０、支持電極１１、発熱電極１２および接触電極１３が被接合材２００へ向かって進行する。そして、接触電極１３の先端側の面が被接合材２００に接触する。これにより、図６（Ｂ）に示すように、支持電極１１、発熱電極１２、接触電極１３および被接合材２００が全て接触し、電極１０および被接合材２００への電流の供給および被接合材２００に対する加圧が可能となる。

【0045】

被接合材２００の接合が終了すると、駆動機構３０により基部２０ａおよび電極１０ａが上方へ退行されて準備状態に戻るため、回転テーブル６１、７１も初期状態に戻り、支持電極１１と発熱電極１２との間、発熱電極１２と接触電極１３との間に、再び空隙が開けられる（図６（Ａ）参照）。

【0046】

以上、図６を参照して上側の発熱電極１２（ａ）および接触電極１３（ａ）を着脱可能とする構成について説明したが、下側の発熱電極１２ｂおよび接触電極１３ｂについても同様の構成を適用し得る。なお、図３（Ａ）に示す例では、被接合材２００が接合装置１００にセットされた状態で、下側の接触電極１３ｂの先端側の面が被接合材２００に接触するとした。これに対し、図６に示したように、下側の接触電極１３ｂにおいても、接合装置１００におけるステージ（図示せず）に被接合材２００がセットされた状態では接触電極１３ｂの先端側の面が被接合材２００に接触しないように構成し得る。

【0047】

以上のように構成された交換装置６０ａ、ｂ、７０ａ、ｂを用い、予め定められた条件に応じて自動的に回転テーブル６１ａ、ｂ、７１ａ、ｂを回転させることにより、本実施形態の接合装置１００は、先端側電極を自動的に交換することができる。回転テーブル６１ａ、ｂ、７１ａ、ｂを回転させる条件としては、例えば、予め設定された回数、被接合材２００の接合を行ったこと、前回の交換時から予め設定された時間が経過したこと等とすることができる。

【0048】

なお、上記の構成例では、発熱電極１２ａ、ｂに対する交換装置６０ａ、ｂと、接触電極１３ａ、ｂに対する交換装置７０ａ、ｂとをそれぞれ設け、個別にドレス可能とする構成として説明した。これに対し、発熱電極１２および接触電極１３を分離せずにまとめて交換する場合、例えば、一つの交換装置の回転テーブルに発熱電極１２および接触電極１３を設置し、同時に移動させるように構成しても良い。また、発熱電極１２のみを交換可能とする場合、図４を参照して説明した交換装置６０ａ、ｂのみを設ける構成としても良い。また、接触電極１３のみを交換可能とする場合、図５を参照して説明した交換装置７０ａ、ｂのみを設ける構成としても良い。

【0049】

このように、本実施形態の接合装置１００は、先端側電極である発熱電極１２や接触電極１３を着脱可能な構成としたため、劣化した先端側電極を交換することにより、接合ヘッド１０や基部２０ごと交換する構成と比較して、接合ヘッド１０における電極の先端部の状態を回復させることが容易となる。そして、電極の先端部の状態を回復させることにより、接合装置１００を使用して行われる工程を長時間にわたって連続的に実施することが可能となる。

【0050】

＜先端側電極のドレス＞
上記の説明では、先端側電極である発熱電極１２および接触電極１３の交換について述べた。本実施形態は、さらに、これら先端側電極の消耗や接触電極１３の被接合材２００に接触する面の平坦度の劣化から回復させるため、交換して取り外された先端側電極をドレスする。以下、図４および図５と、図７とを参照して、先端側電極のドレスについて説明する。なお、ここでは上述した発熱電極１２ａ、ｂおよび接触電極１３ａ、ｂの交換動作の例と同様に、発熱電極１２ａ、発熱電極１２ｂ、接触電極１３ａ、接触電極１３ｂをそれぞれ個別にドレスする例について説明する。

【0051】

まず、発熱電極１２のドレスについて説明する。図４に示す構成例において、交換装置６０の回転テーブル６１による発熱電極１２の配置位置として、基準位置Ｉと準備位置ＩＩと退避位置ＩＩＩとが設定されることを述べた。ここで、退避位置ＩＩＩにおいて、発熱電極１２のドレスを行う。図４に示す例では、各発熱電極１２ａ、ｂにおける２か所の退避位置ＩＩＩのそれぞれに、発熱電極１２をドレスするドレス装置８１ａ、ｂが設けられることが破線で示されている。発熱電極１２をドレスする手法としては、既存の手法を用いて良い。ドレス装置８１ａ、ｂは、ドレス手段の一例である。

【0052】

図７は、発熱電極１２のドレス手段の例を示す図である。図７では、退避位置ＩＩＩの一つに配置された発熱電極１２を側方から見た様子が示されている。図７に示す例では、ドレス装置８１は、接合ヘッド１０から外されて退避位置ＩＩＩに配置された発熱電極１２を上下から挟み、先端側および後端側の両面を同時にドレスする。図４の構成例では、退避位置ＩＩＩは２か所あるので、ドレス処理の手順としては、発熱電極１２の交換が２回行われた後に、接合ヘッド１０から外された２つの発熱電極１２に対して同時にドレスしても良い。また、２か所の退避位置ＩＩＩに設けられた２つのドレス装置８１において異なる精度の２段階のドレスを行っても良い。なお、図示の例は、ドレス装置８１による発熱電極１２のドレス手法の一例に過ぎない。例えば、２か所の退避位置ＩＩＩにおいて、発熱電極１２の先端側の面と後端側の面とを１面ずつドレスしても良い。

【0053】

次に、接触電極１３のドレスについて説明する。接触電極１３のドレス手段は、上記の発熱電極１２のドレス手段と同様に設けられる。図５に示す構成例において、交換装置７０の回転テーブル７１による接触電極１３の配置位置として、基準位置Ｉと準備位置ＩＩと退避位置ＩＩＩとが設定されることを述べた。ここで、退避位置ＩＩＩにおいて、接触電極１３のドレスを行う。図５に示す例では、各接触電極１３における２か所の退避位置ＩＩＩのそれぞれに、接触電極１３をドレスするドレス装置８２ａ、ｂが設けられることが破線で示されている。接触電極１３をドレスする手法としては、既存の手法を用いて良い。ドレス装置８２ａ、ｂは、ドレス手段の一例である。接触電極１３のドレス手段は、図７を参照して説明した発熱電極１２のドレス手段と同様であるので、説明を省略する。

【0054】

以上のように構成されたドレス装置８１ａ、ｂ、８２ａ、ｂを用いることにより、交換装置６０ａ、ｂ、７０ａ、ｂにより退避位置ＩＩＩに移動した先端側電極に対し、自動的にドレス処理を行うことができる。

【0055】

なお、上記の構成例では、発熱電極１２ａ、ｂに対するドレス装置８１ａ、ｂと、接触電極１３ａ、ｂに対するドレス装置８２ａ、ｂとをそれぞれ設け、個別にドレス可能とする構成として説明した。これに対し、電極交換手段と同様に、発熱電極１２および接触電極１３を分離せず、まとめて一つの電極（先端側電極）としてドレスする構成としても良い。この場合、接触電極１３の先端側の面と、発熱電極１２の後端側の面とがドレスされることになる。また、発熱電極１２のみを交換可能とする構成では、図４に示したドレス装置８１ａ、ｂのみを設ける構成としても良い。また、接触電極１３のみを交換可能とする構成では、図５を参照して説明したドレス装置８２ａ、ｂのみを設ける構成としても良い。

【0056】

このように、本実施形態の接合装置１００は、先端側電極である発熱電極１２や接触電極１３を交換してドレスする構成を有することにより、劣化した先端側電極の状態を回復することが可能となる。そして、ドレスされた先端側電極を再び予備の先端側電極として用いることにより、接合装置１００を使用して行われる工程を、さらに長時間にわたって連続的に実施することが可能となる。

【0057】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態には限定されない。例えば、上記の実施形態では、被接合材２００をろう接接合する接合装置１００を対象として説明したが、本実施形態は、被接合材２００に対して電流を供給するとともに加圧して接合する他の接合方法に対しても適用し得る。例えば、ろう材を用いずに接合対象部材を直接融解して接合する抵抗溶接等に用いても良い。その他、本発明の技術思想の範囲から逸脱しない様々な変更や構成の代替は、本発明に含まれる。

【符号の説明】

【0058】

１０（１０ａ、１０ｂ）…接合ヘッド、１１（１１ａ、１１ｂ）…支持電極、１２（１２ａ、１２ｂ）…発熱電極、１３（１３ａ、１３ｂ）…接触電極、２０（２０ａ、２０ｂ）…基部、３０…駆動機構、４０…電源装置、５０…放射温度計、６０（６０ａ、６０ｂ）、７０（７０ａ、７０ｂ）…交換装置、６１（６１ａ、６１ｂ）、７１（７１ａ、７１ｂ）…回転テーブル、６２、７２…中心軸、８１（８１ａ、８１ｂ）、８２（８２ａ、８２ｂ）…ドレス装置、１００…接合装置、２００…被接合材、２１０ａ、２１０ｂ…接合対象部材、２２０…ろう材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】