特開 2024-8501 固相抵抗スポット接合装置

(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】P2024008501

(43)【公開日】2024-01-19

(54)【発明の名称】固相抵抗スポット接合装置

(51)【国際特許分類】

   B23K 20/00 20060101AFI20240112BHJP

【ＦＩ】

B23K20/00 340

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022110430

(22)【出願日】2022-07-08

(71)【出願人】

【識別番号】000000262

【氏名又は名称】株式会社ダイヘン

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】高本 敬司

【テーマコード（参考）】

4E167

【Ｆターム（参考）】

4E167AA02

4E167AA05

4E167AA06

4E167AA29

4E167BB04

(57)【要約】

【課題】電極内を流れる電流の偏流を抑制する。
【解決手段】加圧軸１００は、重ね合わされた複数の被接合物２を第１方向から塑性変形可能に押圧する。電極１１０は、加圧軸１００の周りに配置され、複数の被接合物２に電圧を印加する。接続導体１８０は、第１方向において電極１１０より駆動源３０寄りに位置し、第１方向に直交する第２方向に延在する。複数の配線部材１９０は、接続導体１８０と電極１１０とを電気的に接続するために設けられる。接続導体１８０は、基部１８１と、延出部１８２とを有する。基部１８１は、第１方向から見て、電極１１０を覆うように位置する。延出部１８２は、基部１８１の縁１８３の一部から第２方向に延出する。複数の配線部材１９０の各々は、第１端１９１と、第２端１９２とを有する。第１端１９１は、基部１８１における縁１８３の一部以外の位置に接続される。第２端１９２は、電極１１０側に位置する。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

駆動源と、
前記駆動源によって第１方向に駆動される接合ユニットとを備え、
前記接合ユニットは、
重ね合わされた複数の被接合物を前記第１方向から塑性変形可能に押圧する加圧軸と、
前記加圧軸の周りに配置され、前記複数の被接合物に電圧を印加する電極と、
前記第１方向において前記電極より駆動源寄りに位置し、前記第１方向に直交する第２方向に延在する接続導体と、
前記接続導体と前記電極とを電気的に接続するための複数の配線部材とを含み、
前記接続導体は、
前記第１方向から見て、前記電極を覆うように位置する基部と、
前記基部の縁の一部から前記第２方向に延出する延出部とを有し、
前記複数の配線部材の各々は、
前記基部における前記縁の一部以外の位置に接続される第１端と、
電極側に位置する第２端とを有する、固相抵抗スポット接合装置。

【請求項2】

前記複数の配線部材の各々は、前記第１方向から見て、前記第１端が前記基部の前記縁において互いに間隔をあけて等間隔に接続されている、請求項１に記載の固相抵抗スポット接合装置。

【請求項3】

前記第２端は、前記第１方向から見て、前記電極を中心として前記第１端と同じ回転角度で配置されている、請求項２に記載の固相抵抗スポット接合装置。

【請求項4】

前記接合ユニットは、
前記電極を前記複数の被接合物に向かって付勢する弾性部材と、
前記加圧軸の周りに位置して前記弾性部材を内部に収容するケース部材とをさらに含み、
前記第２端は、前記第１方向から見て、前記電極を中心として前記ケース部材より外側に位置している、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の固相抵抗スポット接合装置。

【請求項5】

前記接合ユニットは、
前記第１方向から見て、前記電極の外縁から外側に延在し、前記複数の配線部材の各々の前記第２端と接続される導電性を有する板状部材をさらに含み、
前記電極は、前記板状部材を介して前記複数の配線部材の各々と電気的に接続されており、
前記第２端と前記板状部材との接続箇所は、前記第１方向から見て、前記電極を中心として前記ケース部材より外側に位置している、請求項４に記載の固相抵抗スポット接合装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、固相抵抗スポット接合装置に関する。

【背景技術】

【0002】

固相抵抗スポット接合装置を開示した先行技術文献として、国際公開第２０２１／１８２４４４号(特許文献１)がある。特許文献１に記載された固相抵抗スポット接合装置は、中心加圧軸と、銅電極と、ブスバーとを備える。中心加圧軸は、接合温度における金属板材の降伏強度以上の外部応力を金属板材に印加する。銅電極は、円筒形状を有し、金属板材に電流を通電して金属板材を加熱する。ブスバーは、銅電極における円筒形状の全周に接続され、銅電極から中心加圧軸の軸方向に直交する一方向に延在している。銅電極には、電源からブスバーを通じて電流が流れる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】国際公開第２０２１／１８２４４４号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

一般に、電流は通電経路のうちの短い経路に多く流れる傾向がある。特許文献１に記載された固相抵抗スポット接合装置においては、銅電極のうちのブスバーが延在する側に近い部分が通電経路のうちの短い経路となるため、電流が当該経路に集中して流れる。これにより、電極内を流れる電流が偏流する可能性がある。

【0005】

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、電極内を流れる電流の偏流を抑制することができる、固相抵抗スポット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】

【0006】

本発明に基づく固相抵抗スポット接合装置は、駆動源と、接合ユニットとを備える。接合ユニットは、駆動源によって第１方向に駆動される。接合ユニットは、加圧軸と、電極と、接続導体と、複数の配線部材とを含む。加圧軸は、重ね合わされた複数の被接合物を第１方向から塑性変形可能に押圧する。電極は、加圧軸の周りに配置され、複数の被接合物に電圧を印加する。接続導体は、第１方向において電極より駆動源寄りに位置し、第１方向に直交する第２方向に延在する。複数の配線部材は、接続導体と電極とを電気的に接続するために設けられる。接続導体は、基部と、延出部とを有する。基部は、第１方向から見て、電極を覆うように位置する。延出部は、基部の縁の一部から第２方向に延出する。複数の配線部材の各々は、第１端と、第２端とを有する。第１端は、基部における縁の一部以外の位置に接続される。第２端は、電極側に位置する。

【0007】

この場合、電極へ流入する電流の通電経路の一部が接続導体における基部の縁に接続された複数の配線部材により構成され、複数の配線部材が基部のうちの延出部が接続された一部以外の縁に接続されている。これにより、接続導体における基部の延出部と接続された縁の一部と電極とを最短で接続する場合の通電経路から電流を迂回させて、接続導体から複数の配線部材を介して電極に電流を通電させることができるため、電極内を流れる電流の偏流を抑制することができる。

【0008】

本発明の一形態においては、複数の配線部材の各々は、第１方向から見て、第１端が基部の縁において互いに間隔をあけて等間隔に接続されている。

【0009】

この場合、接続導体と複数の配線部材との通電経路を第１方向の軸周りに等間隔で配置することによって、接続導体と複数の配線部材との接続における電流の偏流を抑制することができる。

【0010】

本発明の一形態においては、第２端は、第１方向から見て、電極を中心として第１端と同じ回転角度で配置されている。

【0011】

この場合、第１端と第２端との距離を短くすることができるため、複数の配線部材の経路を短くして通電効率をあげることができる。複数の配線部材から電極への電流の流入する箇所を等間隔で配置することによって、電極と複数の配線部材との接続における電流の偏流を抑制することができる。

【0012】

本発明の一形態においては、接合ユニットは、弾性部材と、ケース部材とをさらに含む。弾性部材は、電極を複数の被接合物に向かって付勢する。ケース部材は、加圧軸の周りに位置して弾性部材を内部に収容する。第２端は、第１方向から見て、電極を中心としてケース部材より外側に位置している。

【0013】

この場合、弾性部材による電極の駆動機構を収容するケース部材より配線部材を外側に配置することによって、複数の配線部材により電極の駆動動作が阻害されることを抑制することができる。

【0014】

本発明の一形態においては、接合ユニットは、導電性を有する板状部材をさらに含む。板状部材は、第１方向から見て、電極の外縁から外側に延在し、複数の配線部材の各々の第２端と接続される。電極は、板状部材を介して複数の配線部材の各々と電気的に接続されている。第２端と板状部材との接続箇所は、第１方向から見て、電極を中心としてケース部材より外側に位置している。

【0015】

この場合、弾性部材による電極の駆動機構を収容するケース部材より板状部材を幅広にすることによって、板状部材に接続された複数の配線部材をケース部材より外側に配置することができるため、複数の配線部材により電極の駆動動作が阻害されることを抑制することができる。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、電極内を流れる電流の偏流を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の一実施の形態に係る固相抵抗スポット接合装置の構成を示す正面図である。

【図2】本発明の一実施の形態に係る固相抵抗スポット接合装置の接合ユニット周辺の構成を示す断面図である。

【図3】図２におけるＩＩＩ部を拡大して被接合物が接合される前の装置の状態を示す断面図である。

【図4】本発明の一実施の形態に係る固相抵抗スポット接合装置の第１接合ユニットにおける接続導体および配線部材の構成を示す斜視図である。

【図5】本発明の一実施の形態に係る固相抵抗スポット接合装置における電極への電流の通電経路を示す下面図である。

【図6】本発明の一実施の形態に係る固相抵抗スポット接合装置により被接合物が接合された直後の装置の状態を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明の一実施の形態に係る固相抵抗スポット接合装置について図面を参照して説明する。以下の実施の形態の説明においては、図中の同一また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。

【0019】

なお、図面においては、加圧軸の軸方向に直交かつ接続導体の延在方向に平行な方向を第２方向としてのＸ方向とする。また、加圧軸の軸方向を第１方向としてのＹ方向とする。さらに、加圧軸の軸方向および接続導体の延在方向に直交する方向を第３方向としてのＺ方向とする。

【0020】

図１は、本発明の一実施の形態に係る固相抵抗スポット接合装置の構成を示す正面図である。図２は、本発明の一実施の形態に係る固相抵抗スポット接合装置の接合ユニット周辺の構成を示す断面図である。

【0021】

図１および図２に示すように、本発明の一実施の形態に係る固相抵抗スポット接合装置１は、重ね合わされた複数の被接合物２に電流を通電させることによって複数の被接合物２に軟化領域を形成させつつ、当該軟化領域を塑性変形させて複数の被接合物２同士を固相状態のまま接合する装置である。

【0022】

固相抵抗スポット接合装置１は、第１接合ユニット１０と、第２接合ユニット２０と、駆動源３０と、電源部４０とを備える。

【0023】

第１接合ユニット１０は、複数の被接合物２を塑性変形可能に押圧し、かつ複数の被接合物２に電圧を印加するためのユニットである。第１接合ユニット１０は、駆動源３０によって第１方向(Ｙ方向)に駆動される。第１接合ユニット１０の構成については後述する。

【0024】

第２接合ユニット２０は、第１接合ユニット１０とともに複数の被接合物２を押圧し、かつ複数の被接合物２に電圧を印加するためのユニットである。第２接合ユニット２０は、固相抵抗スポット接合装置１の筐体に固定されている。

【0025】

図２に示すように、本実施の形態における第２接合ユニット２０は、第１接合ユニット１０に対してＸＺ平面を基準として面対称に、第１接合ユニット１０と同じ構成を有している。なお、第２接合ユニット２０は、この構成に限定されず、たとえば後述する弾性部材１５０が設けられていない構成であってもよい。

【0026】

図１に示すように、駆動源３０は、第１接合ユニット１０をＹ方向に駆動させる。本実施の形態における駆動源３０は、たとえば、サーボプレス機である。

【0027】

電源部４０は、第１接合ユニット１０および第２接合ユニット２０に電圧を印加する。電源部４０は、電源側導体４１を有する。電源側導体４１が第１接合ユニット１０および第２接合ユニット２０の各々に接続されている。

【0028】

固相抵抗スポット接合装置１により接合される被接合物２は、たとえばハイテン材などの鋼板である。なお、被接合物２は、鋼板に限定されず、アルミニウム板などであってもよいし、鋼板とアルミニウム板との異種材料であってもよい。

【0029】

以下、第１接合ユニット１０について説明する。図３は、図２におけるＩＩＩ部を拡大して被接合物が接合される前の装置の状態を示す断面図である。図４は、本発明の一実施の形態に係る固相抵抗スポット接合装置の第１接合ユニットにおける接続導体および配線部材の構成を示す斜視図である。図５は、本発明の一実施の形態に係る固相抵抗スポット接合装置における電極への電流の通電経路を示す下面図である。

【0030】

図２～図５に示すように、本発明の一実施の形態における第１接合ユニット１０は、加圧軸１００と、電極１１０と、ベース部材１２０と、ケース部材１３０と、蓋部１４０と、球体１４２と、弾性部材１５０と、ガイド部材１６０と、板状部材１７０と、接続導体１８０と、複数の配線部材１９０とを含む。本実施の形態における弾性部材１５０は、複数の第１弾性部材１５１と、１つの第２弾性部材１５２とを有する。

【0031】

加圧軸１００は、Ｙ方向に延在する円柱部材である。加圧軸１００の材質は、たとえばタングステンカーバイドである。ただし、加圧軸１００の材質は、被接合物２に対して必要な押圧力を印加することができれば、特に限定されず、工具鋼、耐熱鋼またはセラミックスなどであってもよい。

【0032】

図３に示すように、加圧軸１００は、先端１０１および後端１０２を有する。先端１０１は、複数の被接合物２のうちの第１接合ユニット側に位置する被接合物２ａと接触する部分である。後端１０２は、加圧軸１００を支持するホルダ１０３に接続されている。後端１０２は、テーパ形状を有し、ホルダ１０３の内周面に係合している。

【0033】

加圧軸１００は、重ね合わされた複数の被接合物２を第１方向(Ｙ方向)から塑性変形可能に押圧する。具体的には、本実施の形態の加圧軸１００は、駆動源３０の駆動によって３０～５０ｋＮの押圧力により複数の被接合物２を押圧する。

【0034】

電極１１０は、加圧軸１００とともに駆動源３０によって駆動される。電極１１０は、加圧軸１００に隙間をあけつつ加圧軸１００の周りに配置されている。本実施の形態における電極１１０の先端１１１は、Ｙ方向から見て、円筒形状を有している。

【0035】

電極１１０は、導電性を有している。電極１１０は、たとえば銅により構成されている。電極１１０は、複数の被接合物２に電圧を印加する。電極１１０は、複数の被接合物２への電圧の印加によって、複数の被接合物２に３５００～１００００Ａの電流を通電させて複数の被接合物２を加熱する。

【0036】

ベース部材１２０は、導電性を有し、第１方向(Ｙ方向)に延在している。ベース部材１２０は、たとえば銅により構成されている。ベース部材１２０は、加圧軸１００に隙間をあけつつ加圧軸１００の周りに配置されている。

【0037】

ベース部材１２０は、本体部１２１と、接続端部１２２と、フランジ部１２３とを有している。本体部１２１は、ベース部材１２０のうちのＹ方向に延在する円筒部分である。

【0038】

接続端部１２２は、本体部１２１のＹ方向の被接合物２側に位置している。接続端部１２２は、加圧軸１００を囲むように隙間をあけつつ第１方向(Ｙ方向)に延在している。接続端部１２２は、電極１１０と接続されている。

【0039】

フランジ部１２３は、本体部１２１における接続端部１２２が配置される側とは反対側の端部からＸＺ平面上に延在している。フランジ部１２３は、第１方向(Ｙ方向)において複数の第１弾性部材１５１と並んでいる。

【0040】

フランジ部１２３は、接触面１２４を有している。フランジ部１２３は、接触面１２４において複数の第１弾性部材１５１と接触している。

【0041】

フランジ部１２３の蓋部１４０側には、第１凹部１２５が設けられている。本実施の形態に係る第１凹部１２５は、円錐面形状を有している。なお、第１凹部１２５は円錐面形状に限定されず、曲面であってもよい。

【0042】

電極１１０は、電極１１０およびベース部材１２０の各々の加圧軸１００に対する隙間によって、第１方向(Ｙ方向)に対して傾斜可能な範囲が規定されている。このため、電極１１０およびベース部材１２０は、ＸＺ平面に延在する被接合物２がＸＺ平面に対して傾斜した場合、電極１１０が被接合物２に接触しつつＹ方向に対して傾斜することができる。

【0043】

ケース部材１３０は、加圧軸１００の周りに位置して複数の第１弾性部材１５１および１つの第２弾性部材１５２を内部に収容している。ケース部材１３０は、たとえば絶縁材料によって構成されている。

【0044】

ケース部材１３０には、第１方向(Ｙ方向)に沿って延在する溝部１３１が設けられている。溝部１３１に、複数の第１弾性部材１５１が収容されている。ケース部材１３０は、第１方向(Ｙ方向)において電極１１０とは反対側から弾性部材１５０と当接している。

【0045】

蓋部１４０は、球体１４２を介してフランジ部１２３を支持する部材である。蓋部１４０は、フランジ部１２３に対向しつつ、ケース部材１３０の電極１１０側の端に接続されている。蓋部１４０は、たとえば鋼により構成されている。

【0046】

蓋部１４０のフランジ部１２３側には第２凹部１４１が設けられている。本実施の形態に係る第２凹部１４１は、円錐面形状を有している。なお、第２凹部１４１は円錐面形状に限定されず、曲面であってもよい。

【0047】

球体１４２は、蓋部１４０とフランジ部１２３との間に配置されている。球体１４２は、たとえば鋼球である。球体１４２は、複数の第１弾性部材１５１の各々に対応するように、Ｙ方向に複数の第１弾性部材１５１に並んで複数配置されている。

【0048】

球体１４２は、第１凹部１２５および第２凹部１４１の各々に線接触可能である。これにより、フランジ部１２３と球体１４２との接触抵抗を減らすことができるため、電極１１０およびベース部材１２０がＹ方向に傾斜しやすい。また、球体１４２の線接触によって、電極１１０への通電による熱をフランジ部１２３から蓋部１４０へ伝熱させにくくすることができるため、第１接合ユニット１０の耐熱性を向上させることができる。

【0049】

弾性部材１５０は、電極１１０を複数の被接合物２に向かって付勢する。本実施の形態においては、電極１１０は、弾性部材１５０の付勢によって、たとえば１～２ｋＮの押圧力により複数の被接合物２を押圧する。

【0050】

弾性部材１５０における複数の第１弾性部材１５１は、加圧軸１００の周りに互いに間隔をあけて配置され、電極１１０を複数の被接合物２に向かって付勢する。具体的には、複数の第１弾性部材１５１は、ベース部材１２０のフランジ部１２３の接触面１２４に当接し、ベース部材１２０を介して電極１１０を付勢している。

【0051】

複数の第１弾性部材１５１の各々は、弾性体１５３と、台座部１５４とを有する。本実施の形態における弾性体１５３は、たとえば、ばねである。なお、弾性体１５３は、ばねに限定されず、ゴムなどの他の弾性体であってもよい。

【0052】

台座部１５４は、弾性体１５３のベース部材１２０側の端部に配置されている。本実施の形態における台座部１５４は、たとえば、ばね受けである。

【0053】

１つの第２弾性部材１５２は、加圧軸１００の周りにおける複数の第１弾性部材１５１の内側に配置されている。１つの第２弾性部材１５２は、たとえば、ばねである。なお、第２弾性部材１５２は、ばねに限定されず、ゴムなどの他の弾性体であってもよい。

【0054】

１つの第２弾性部材１５２は、ガイド部材１６０を介して電極１１０を複数の被接合物２に向かって付勢する。１つの第２弾性部材１５２は、ベース部材１２０がＸＺ平面に対して傾斜して接合した後、被接合物２から第１接合ユニット１０を離間させる際に、ＸＺ平面上にベース部材１２０の傾斜を矯正させる役割を有している。

【0055】

ガイド部材１６０は、加圧軸１００に隙間をあけつつ加圧軸１００の周りに配置されている。ガイド部材１６０には、第１方向(Ｙ方向)に貫通している複数の貫通孔１６１が設けられている。複数の貫通孔１６１の各々には、複数の第１弾性部材１５１のうちの対応する第１弾性部材１５１が挿通している。これにより、ガイド部材１６０は、複数の第１弾性部材１５１の各々を支持する。

【0056】

板状部材１７０は、導電性を有し、第１方向(Ｙ方向)から見て、電極１１０の外縁から外側に延在している。本実施の形態における板状部材１７０は、ベース部材１２０の本体部１２１の周面に接続されている。

【0057】

板状部材１７０の内部には、冷却水が流れる流路１７１が設けられている。流路１７１を流れる冷却水によって、電極１１０および板状部材１７０を冷却することができる。なお、板状部材１７０には、流路１７１が設けられていなくてもよい。

【0058】

接続導体１８０は、第１方向(Ｙ方向)において電極１１０より駆動源３０寄りに位置し、第１方向(Ｙ方向)に直交する第２方向(Ｘ方向)に延在している。

【0059】

図４および図５に示すように、本実施の形態における接続導体１８０は、基部１８１と、延出部１８２とを有している。

【0060】

基部１８１は、第１方向(Ｙ方向)から見て、電極１１０を覆うように位置している。本実施の形態における基部１８１は、Ｙ方向から見て、電極１１０および板状部材１７０を覆うように位置している。基部１８１は、Ｙ方向から見て、八角形状の縁１８３を有している。

【0061】

延出部１８２は、基部１８１の縁１８３の一部から第２方向(Ｘ方向)に延出している。本実施の形態においては、基部１８１の八角形状の縁１８３においてその１辺に仮想境界１８４が規定され、延出部１８２が仮想境界１８４からＸ方向に延出している。なお、延出部１８２の延出する方向はＸ方向に限定されず、ＸＺ平面上においてＸ方向以外の一方向に延在していてもよい。

【0062】

延出部１８２は、Ｘ方向に延在する基部１８１に接続される側とは反対側の端部において電源側導体４１に接続されている。これにより、電源部４０から接続導体１８０へ通電可能である。

【0063】

基部１８１は、Ｚ方向の幅が延出部１８２の幅より広い。これにより、延出部１８２から基部１８１に流入した電流Ｉが、基部１８１の内部で集中して偏流することが抑制される。

【0064】

複数の配線部材１９０は、接続導体１８０と電極１１０とを電気的に接続するために設けられている。本実施の形態においては、複数の配線部材１９０の各々は、板状部材１７０およびベース部材１２０を介して電極１１０と電気的に接続されている。配線部材１９０は、たとえば銅線によって構成されている。

【0065】

複数の配線部材１９０は、第１配線部材１９０ａ、第２配線部材１９０ｂ、第３配線部材１９０ｃおよび第４配線部材１９０ｄを有している。なお、複数の配線部材１９０の数量は、４つに限定されず、電極１１０内での偏流を抑制するために、少なくとも３つ以上の配線部材から構成されることが望ましい。

【0066】

複数の配線部材１９０の各々は、第１端１９１と、第２端１９２とを有している。第１端１９１は、基部１８１における延出部１８２が接続される縁１８３の一部以外の位置に接続されている。

【0067】

第２端１９２は、電極１１０側に位置している。複数の配線部材１９０の各々の第２端１９２は、板状部材１７０と接続されている。

【0068】

複数の配線部材１９０の各々は、第１方向(Ｙ方向)から見て、第１端１９１が基部１８１の縁１８３において互いに間隔をあけて等間隔に接続されている。

【0069】

第２端１９２は、第１方向(Ｙ方向)から見て、電極１１０を中心として第１端１９１と同じ回転角度で配置されている。第２端１９２は、第１方向(Ｙ方向)から見て、電極１１を中心としてケース部材１３０より外側に位置している。具体的には、第２端１９２と板状部材１７０との接続箇所は、第１方向(Ｙ方向)から見て、電極１１０を中心としてケース部材１３０より外側に位置している。

【0070】

電源部４０から供給される電流Ｉは、電源側導体４１、接続導体１８０、複数の配線部材１９０、板状部材１７０、ベース部材１２０および電極１１０の順に電流が流れる。

【0071】

一般に、電流Ｉは通電経路のうちの短い経路に多く流れる傾向がある。仮に、基部１８１における縁１８３の全周と板状部材１７０の全周とが配線部材によって接続されている場合、仮想境界１８４に接続された配線部材が通電経路のうちの短い経路を構成する。この場合、電流Ｉは、基部１８１の縁１８３のうちの仮想境界１８４から板状部材１７０へ流れる。このため、仮想境界１８４から近い側から電極１１０へ電流Ｉが流れることにより、電極１１０内を電流Ｉが偏流する可能性がある。

【0072】

一方、本実施の形態においては、複数の配線部材１９０によって電流Ｉが分岐して流れる。具体的には、複数の配線部材１９０に流入した電流Ｉが分岐して、第１配線部材１９０ａにおいて電流Ｉａが流れ、第２配線部材１９０ｂにおいて電流Ｉｂが流れ、第３配線部材１９０ｃにおいて電流Ｉｃが流れ、第４配線部材１９０ｄにおいて電流Ｉｄが流れる。これにより、接続導体１８０における基部１８１の延出部１８２と接続された縁１８３の一部と電極１１０とを最短で接続する場合の通電経路から電流Ｉを迂回させて、接続導体１８０から複数の配線部材１９０を介して電極１１０に電流Ｉを通電させることができる。その結果、電極１１０内を流れる電流Ｉの偏流を抑制することができる。

【0073】

固相抵抗スポット接合装置１においては、被接合物２に対する加圧軸１００および電極１１０の押圧によって、被接合物２ａ，２ｂ同士が接触表面において密着することにより接触抵抗が低くなる。これにより、電極１１０に流入した電流Ｉは、電極１１０から接触抵抗が低くなった接触表面に流れる。

【0074】

以下、固相抵抗スポット接合装置１による被接合物２の固相抵抗スポット接合について説明する。図６は、本発明の一実施の形態に係る固相抵抗スポット接合装置により被接合物が接合された直後の装置の状態を示す断面図である。

【0075】

固相抵抗スポット接合装置１の被接合物２の固相抵抗スポット接合の動作としては、まず、図１～図３に示すように、駆動源３０が第１接合ユニット１０を駆動させることによって、複数の被接合物２のうちの第１接合ユニット１０の電極１１０側に位置する被接合物２ａに電極１１０を当接させる。

【0076】

次に、電極１１０から複数の被接合物２に電圧を印加する。被接合物２同士が密着して接触抵抗が低くなった接触表面が通電経路になって、当該通電経路に電流Ｉが流れる。これにより、複数の被接合物２が加熱されて、複数の被接合物２の間に軟化領域Ｒが形成される。

【0077】

次に、図６に示すように、弾性部材１５０の付勢力によって電極１１０を複数の被接合物２に押圧させつつ、加圧軸１００を複数の被接合物２に押圧させる。

【0078】

具体的には、駆動源３０が第１接合ユニット１０をさらに駆動させることによって、加圧軸１００により被接合物２同士の間の軟化領域Ｒを塑性変形させる。この際、電極１１０は、ベース部材１２０を介して弾性部材１５０によって付勢されているため、第１接合ユニット１０において加圧軸１００から独立して駆動し、弾性部材１５０の付勢力によって複数の被接合物２を押圧する。電極１１０の駆動によって、フランジ部１２３の第１凹部１２５と球体１４２との間には、Ｙ方向において隙間があく。

【0079】

電極１１０から被接合物２に通電されつつ加圧軸１００により押圧されることによって、被接合物２の軟化領域Ｒが塑性変形する。被接合物２は、軟化領域Ｒ以外の位置において被接合物２ａ，２ｂ同士の間に隙間をあけつつ塑性変形する。軟化領域Ｒの塑性変形によって、軟化領域Ｒにおいて新生面が形成される。この新生面同士が当接することによって、被接合物２ａ，２ｂ同士が固相抵抗スポット接合される。

【0080】

なお、加圧軸１００および電極１１０が被接合物２ａに接触する順番は、限定されない。加圧軸１００が電極１１０より前に被接合物２ａに接触してもよいし、加圧軸１００と電極１１０とが同時に被接合物２ａに接触してもよい。

【0081】

本発明の一実施の形態に係る固相抵抗スポット接合装置１においては、電極１１０へ流入する電流Ｉの通電経路の一部が接続導体１８０における基部１８１の縁に接続された複数の配線部材１９０により構成され、複数の配線部材１９０が基部１８１のうちの延出部１８２が接続された一部以外の縁１８３に接続されている。これにより、接続導体１８０における基部１８１の延出部１８２と接続された縁１８３の一部と電極１１０とを最短で接続する場合の通電経路から電流Ｉを迂回させて、接続導体１８０から複数の配線部材１９０を介して電極１１０に電流Ｉを通電させることができるため、電極１１０内を流れる電流Ｉの偏流を抑制することができる。

【0082】

本発明の一実施の形態に係る固相抵抗スポット接合装置１においては、接続導体１８０と複数の配線部材１９０との通電経路を第１方向(Ｙ方向)の軸周りに等間隔で配置することによって、接続導体１８０と複数の配線部材１９０との接続における電流Ｉの偏流を抑制することができる。

【0083】

本発明の一実施の形態に係る固相抵抗スポット接合装置１においては、第１端１９１と第２端１９２との距離を短くすることができるため、複数の配線部材１９０の経路を短くして通電効率をあげることができる。複数の配線部材１９０から電極１１０への電流Ｉの流入する箇所を等間隔で配置することによって、電極１１０と複数の配線部材１９０との接続における電流Ｉの偏流を抑制することができる。

【0084】

本発明の一実施の形態に係る固相抵抗スポット接合装置１においては、弾性部材１５０による電極１１０の駆動機構を収容するケース部材１３０より配線部材１９０を外側に配置することによって、複数の配線部材１９０により電極１１０の駆動動作が阻害されることを抑制することができる。具体的には、弾性部材１５０による電極１１０の駆動機構を収容するケース部材１３０より板状部材１７０を幅広にすることによって、板状部材１７０に接続された複数の配線部材１９０をケース部材１３０より外側に配置することができるため、複数の配線部材１９０により電極１１０の駆動動作が阻害されることを抑制することができる。

【0085】

本発明の一実施の形態に係る固相抵抗スポット接合装置１においては、板状部材１７０に冷却水が流れる流路１７１を設けることによって、板状部材１７０を冷却水により冷却することができるため、通電により発熱する電極１１０および板状部材１７０の温度上昇を抑制することができる。

【0086】

なお、本実施の形態においては、１対の電極を一方向に配置し、１対の電極によって被接合物を挟持する、いわゆるダイレクト方式の接合方法について説明したが、本願発明はダイレクト方式に限定されない。本願発明は、インダイレクト方式あるいはシリーズ方式などの他の抵抗接合方式についても適用することができる。

【0087】

また、本実施の形態においては、据え置き型の固相抵抗スポット接合装置について説明したが、この構成に限定されない。本願発明は、ガンタイプの接合装置においても適用することができる。

【0088】

なお、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本開示の技術的範囲は、上記した実施の形態のみによって解釈されるものではない。また、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。上述した実施の形態の説明において、組み合わせ可能な構成を相互に組み合わせてもよい。

【符号の説明】

【0089】

１ 固相抵抗スポット接合装置、２，２ａ，２ｂ 被接合物、１０ 第１接合ユニット、３０ 駆動源、１００ 加圧軸、１１０ 電極、１３０ ケース部材、１５０ 弾性部材、１７０ 板状部材、１７１ 流路、１８０ 接続導体、１８１ 基部、１８２ 延出部、１８３ 縁、１９０ 複数の配線部材、１９１ 第１端、１９２ 第２端、Ｉ，Ｉａ，Ｉｂ，Ｉｃ，Ｉｄ 電流。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】