JP2022066868A - Joining device and joining method - Google Patents

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Koichi Hisada
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Dengensha Toa Co Ltd
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Dengensha Toa Co Ltd
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Abstract

To solid-phase join a plurality of stacked materials to be joined without leaving deformation of joined parts.SOLUTION: A joining device comprises: first and second heat-up bodies 22a, 22b; first and second rods 24a, 24b; a heat-up body moving mechanism (heat-up body moving means); and a rod moving mechanism (heat-up body moving means). The heat-up bodies 22a, 22b are arranged to face each other so as to be able to hold a plurality of stacked aluminum plates 1a, 1b therebetween, and made of metals that generates heat through energization up to a temperature where the aluminum plates 1a, 1b do not melt. The rods 24a, 24b are made of rod-like insulators or metals inserted into through-holes formed in opposing directions in the respective heat-up bodies 22a, 22b. The heat-up body moving mechanism is a mechanism for moving the first heat-up body 22a in a direction for moving close to (or abutting against) or away from the second heat-up body 22b. The rod moving mechanism is a mechanism for pressing or separating the rods 24a, 24b on or from the aluminum plates 1a, 1b.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、金属板や樹脂板等の被接合材同士を固相接合により接合する接合装置及び接合方法に関する。 The present invention relates to a joining device and a joining method for joining materials to be joined such as a metal plate or a resin plate by solid phase bonding.

固相接合は、被接合材同士を溶融することなく固相(固体)状態のまま加熱して軟化させ、この軟化状態で加圧して塑性変形を与えて接合する方法である。この固相接合について図10及び図11を参照して説明する。図10はアルミ(アルミニュウム)板同士を固相接合した様態を示す斜視図、図11は図10のA-A断面図である。 Solid-phase bonding is a method in which materials to be bonded are heated and softened in a solid-phase (solid) state without melting, and then pressurized in this softened state to give plastic deformation for bonding. This solid phase bonding will be described with reference to FIGS. 10 and 11. FIG. 10 is a perspective view showing a state in which aluminum (aluminum) plates are solid-phase bonded to each other, and FIG. 11 is a sectional view taken along the line AA of FIG.

図10又は図11に示すように、2枚のアルミ板1a,1b同士を重ね、この重ねたアルミ板1a,1bの接合部位1cに図示せぬ丸棒状の昇温体を上下から挟んで当接する。当接した昇温体を昇温機構によって、アルミ板1a,1bが溶融しない温度(例えば、アルミの融点の半分程度以上の温度)で加熱されるように昇温する。更に、昇温体を所定の加圧力で上から加圧し、この後、冷却すると、2枚のアルミ板1a,1bが符号2で示すように固相接合される。この種の接合装置として特許文献1に記載の固相接合装置がある。 As shown in FIGS. 10 or 11, two aluminum plates 1a and 1b are overlapped with each other, and a round bar-shaped heating element (not shown) is sandwiched between the joint portions 1c of the overlapped aluminum plates 1a and 1b. Contact. The temperature of the abutted heating element is raised by a temperature raising mechanism so that the aluminum plates 1a and 1b are heated at a temperature at which the aluminum plates 1a and 1b do not melt (for example, a temperature of about half or more of the melting point of aluminum). Further, when the temperature rising body is pressurized from above with a predetermined pressing force and then cooled, the two aluminum plates 1a and 1b are solid-phase bonded as shown by reference numeral 2. As a bonding device of this type, there is a solid phase bonding device described in Patent Document 1.

特開2004-122171号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-122171

しかし、上述したようにアルミ板1a,1b同士を固相接合2した場合、この接合部分2が凹凸状に大きく変形し、アルミ板1a,1bの平面から食み出してしまう。このような変形が残った接合アルミ板1a,1bは、適用製品によっては製品スペックに適合せず適用できなくなっていた。 However, when the aluminum plates 1a and 1b are solid-phase bonded 2 as described above, the bonded portion 2 is greatly deformed in an uneven shape and protrudes from the flat surface of the aluminum plates 1a and 1b. The joined aluminum plates 1a and 1b in which such deformation remains cannot be applied because they do not meet the product specifications depending on the applicable product.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、接合部分の変形を抑制して固相接合できる接合装置及び接合方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a joining device and a joining method capable of solid-phase joining while suppressing deformation of a joining portion.

上記課題を解決するための手段として、請求項1に係る接合装置は、複数重ねられた被接合材を挟持可能に対向状態に配置され、通電によって昇温する第1昇温体及び第2昇温体と、前記第1昇温体及び第2昇温体の各々に互いの対向方向に沿って形成された挿通孔に挿通されている第1ロッド及び第2ロッドと、前記第1ロッドを含む前記第1昇温体を、前記第2ロッドを含む前記第2昇温体へ近接又は離間する方向に移動させる昇温体移動手段と、前記第1昇温体及び第2昇温体に対して前記第1ロッド及び第2ロッドを出没させるロッド移動手段とを備えることを特徴とする。 As a means for solving the above-mentioned problems, the joining device according to claim 1 is arranged in a facing state so that a plurality of stacked materials to be joined can be sandwiched, and the temperature is raised by a first heating element and a second rising body by energization. The warm body, the first rod and the second rod inserted into the insertion holes formed in the first and second temperature risers along the opposite directions to each other, and the first rod. The first heating element including the first heating element is moved toward or away from the second heating element including the second rod, and the first heating element and the second heating element are used. On the other hand, it is characterized by including a rod moving means for infesting the first rod and the second rod.

本発明によれば、複数重ねられた被接合材を、接合部分に変形が残存しないように固相接合できる。 According to the present invention, a plurality of stacked materials to be joined can be solid-phase bonded so that deformation does not remain in the bonded portion.

本発明の実施形態に係る接合装置の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the joining apparatus which concerns on embodiment of this invention. 接合装置の上部側接合ユニット及び下部側接合ユニットの正面構成を示す縦断面図である。It is a vertical sectional view which shows the front structure of the upper side joining unit and the lower side joining unit of a joining device. 接合装置の電気配線を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the electric wiring of a joining device. 接合装置の上下昇温体間に2枚のアルミ板を配置した際の正面矢視の縦断面図である。It is a vertical cross-sectional view of the front view when two aluminum plates are arranged between the upper and lower heating bodies of the joining device. 接合装置の上下昇温体を2枚のアルミ板に当接した際の正面矢視の縦断面図である。It is a vertical cross-sectional view of the front view when the upper and lower temperature riser of the joining device is in contact with two aluminum plates. 接合装置の上昇温体を下方に加圧して2枚のアルミ板を固相接合した際の正面矢視の縦断面図である。It is a vertical cross-sectional view of the front view when two aluminum plates are solid-phase bonded by pressurizing the upper temperature riser of the joining device downward. 接合装置の下昇温体を上方に加圧して2枚のアルミ板の固相接合部分を平面に戻した際の正面矢視の縦断面図である。It is a vertical cross-sectional view of the front arrow view when the lower temperature riser of the joining device is pressurized upward and the solid phase joining portion of the two aluminum plates is returned to a flat surface. 接合装置の上下昇温体を接合アルミ板から上下に離間した際の正面矢視の縦断面図である。It is a vertical cross-sectional view of the front view when the upper and lower temperature riser of the joining device is separated from the joining aluminum plate up and down. 本実施形態の変形例に係る接合装置の構成及び配線を示す図である。It is a figure which shows the structure and wiring of the joining apparatus which concerns on the modification of this embodiment. 従来技術においてアルミ板同士を固相接合した様態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the mode which solid-phase bonded aluminum plates with each other in the prior art. 図10のA-A断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
<実施形態の構成>
図1は本発明の実施形態に係る接合装置の構成を示す斜視図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<Structure of Embodiment>
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a joining device according to an embodiment of the present invention.

図1に示す接合装置10は、アルミ板等の金属板や樹脂板等の非金属板による被接合材同士を、通電加熱及び加圧により固相接合するものである。例えば、金属板同士、樹脂板同士、金属板と樹脂板等の接合が可能である。この他、熱カシメの用途にも適用できる。なお、金属板や樹脂板は、接合部分が通電加熱及び加圧により固相接合可能な所定の厚み(薄い厚み)であれば、板形状以外の形状であってもよい。 The joining device 10 shown in FIG. 1 is for solid-phase joining materials to be joined by a metal plate such as an aluminum plate or a non-metal plate such as a resin plate by energization heating and pressurization. For example, it is possible to join metal plates to each other, resin plates to each other, metal plates to resin plates, and the like. In addition, it can also be applied to heat caulking applications. The metal plate or resin plate may have a shape other than the plate shape as long as the joint portion has a predetermined thickness (thin thickness) capable of solid-phase bonding by energization heating and pressurization.

接合装置10は、接合本体装置11と、接合本体装置11に1次側通電ケーブル(1次ケーブル)12a,12bで接続された通電制御装置13a,13bとを備えて構成されている。1次ケーブル12a,12bは、接合本体装置11に内蔵されたトランス15a,15bの1次側に接続されている。 The joining device 10 includes a joining main body device 11 and energization control devices 13a and 13b connected to the joining main body device 11 by primary side energizing cables (primary cables) 12a and 12b. The primary cables 12a and 12b are connected to the primary side of the transformers 15a and 15b built in the joining main body device 11.

接合本体装置11は、床に立設された箱状部分の上部から正面側に水平に突き出た上部側接合ユニット(上ユニット)14aと、この上ユニット14aの下方側に平行に突き出た下部側接合ユニット(下ユニット)14bとを備える。 The joining main body device 11 includes an upper joining unit (upper unit) 14a protruding horizontally from the upper part of the box-shaped portion erected on the floor to the front side, and a lower side protruding parallel to the lower side of the upper unit 14a. A joining unit (lower unit) 14b is provided.

上ユニット14aの昇温体ホルダ21a(図2参照)は、トランス15aの2次側に接続された2次側通電ケーブル(2次ケーブル)16aに接続されている。下ユニット14bの昇温体ホルダ21b(図2参照)は、トランス15bの2次側に接続された2次ケーブル16bに接続されている。 The temperature riser holder 21a (see FIG. 2) of the upper unit 14a is connected to a secondary side energizing cable (secondary cable) 16a connected to the secondary side of the transformer 15a. The temperature riser holder 21b (see FIG. 2) of the lower unit 14b is connected to the secondary cable 16b connected to the secondary side of the transformer 15b.

上ユニット14a及び下ユニット14bの構成を、図2を参照して説明する。
上ユニット14aは、後述する昇温体移動機構と、第1のロッド移動機構と、第1の昇温機構とを備えて成る。なお、昇温体移動機構は、請求項記載の昇温体移動手段を構成する。
The configurations of the upper unit 14a and the lower unit 14b will be described with reference to FIG.
The upper unit 14a includes a heating element moving mechanism, which will be described later, a first rod moving mechanism, and a first heating mechanism. The heating element moving mechanism constitutes the heating element moving means according to claim.

昇温体移動機構は、上ユニット14aのモータ31、ネジ軸28、ナット部27及びガイドシャフト29を備えて構成されている。第1のロッド移動機構は、移動機構にナット部27を介して取り付けられるエアシリンダ26aと、このシリンダロッド6a2の下端に取り付けられる棒状のロッド24aとを備えて構成されている。第1の昇温機構は、昇温体ホルダ21a及び昇温体22aを備えて構成されている。 The temperature riser moving mechanism includes a motor 31, a screw shaft 28, a nut portion 27, and a guide shaft 29 of the upper unit 14a. The first rod moving mechanism includes an air cylinder 26a attached to the moving mechanism via a nut portion 27, and a rod-shaped rod 24a attached to the lower end of the cylinder rod 6a2. The first heating mechanism is configured to include a heating element holder 21a and a heating element 22a.

第1のロッド移動機構及び第1の昇温機構は、昇温体移動機構により昇降される。この昇降により第1の昇温機構が、被接合材の保持を行った後に被接合材の昇温を行い、更に第1のロッド移動機構が、押し引きによる被接合材の加圧によって固相接合を行うようになっている。 The first rod moving mechanism and the first temperature raising mechanism are moved up and down by the raising body moving mechanism. By this raising and lowering, the first temperature raising mechanism raises the temperature of the material to be joined after holding the material to be joined, and the first rod moving mechanism further pressurizes the material to be joined by pushing and pulling to form a solid phase. It is designed to be joined.

下ユニット14bは、エアシリンダ26bと、このシリンダロッド6b2の上端に取り付けられるロッド24bとを備えて構成される第2のロッド移動機構と、昇温体ホルダ21b及び昇温体22bを備えて構成される第2の昇温機構とを備えて成る。第2の昇温機構が被接合材の昇温を行い、更に第2のロッド移動機構が、押し引きによる被接合材の加圧によって固相接合を行うようになっている。なお、第1のロッド移動機構及び第2のロッド移動機構は、請求項記載のロッド移動手段を構成する。 The lower unit 14b includes a second rod moving mechanism including an air cylinder 26b and a rod 24b attached to the upper end of the cylinder rod 6b2, and a temperature raising body holder 21b and a temperature rising body 22b. It is provided with a second temperature raising mechanism. The second temperature raising mechanism raises the temperature of the material to be joined, and the second rod moving mechanism performs solid phase bonding by pressurizing the material to be joined by pushing and pulling. The first rod moving mechanism and the second rod moving mechanism constitute the rod moving means according to claim.

このような接合装置10の構成について更に詳細に説明する。
上ユニット14aにおいて、昇温体ホルダ21a(上昇温体ホルダ21aともいう)は、縦部1a1と横部1a2とが逆L字形状に一体となった2つの逆L字形状部21a1,21a2が、縦線を対象軸として線対象に配設された構造を成す。逆L字形状部21a1,21a2は、導電体である。離間した2つの逆L字形状部21a1,21a2の間は、後述する棒状のシリンダロッド6a2が挿通される挿通間隙となっている。
The configuration of such a joining device 10 will be described in more detail.
In the upper unit 14a, the temperature riser holder 21a (also referred to as the upper temperature riser holder 21a) has two inverted L-shaped portions 21a1, 21a2 in which the vertical portion 1a1 and the horizontal portion 1a2 are integrated into an inverted L-shape. , The structure is arranged on the line target with the vertical line as the target axis. The inverted L-shaped portions 21a1,21a2 are conductors. Between the two inverted L-shaped portions 21a1, 21a2 that are separated from each other, there is an insertion gap through which the rod-shaped cylinder rod 6a2, which will be described later, is inserted.

下ユニット14bにおいて、昇温体ホルダ21b(下昇温体ホルダ21bともいう)は、縦部1b1と横部1b2とがL字形状に一体となった2つのL字形状部21b1,21b2が、縦線を対象軸として線対象に配設された構造を成す。離間した2つのL字形状部21b1,21b2の間は、後述する棒状のシリンダロッド6b2が挿通される挿通間隙となっている。 In the lower unit 14b, the temperature riser holder 21b (also referred to as the lower temperature riser holder 21b) has two L-shaped portions 21b1, 21b2 in which the vertical portion 1b1 and the horizontal portion 1b2 are integrated into an L-shape. The structure is arranged on the line target with the vertical line as the target axis. Between the two L-shaped portions 21b1, 21b2 that are separated from each other, there is an insertion gap through which the rod-shaped cylinder rod 6b2, which will be described later, is inserted.

昇温体ホルダ21a,21bは、消費電力を抑制するために、昇温体22a,22bよりも導電率の高い銅等の金属材料により形成されている。つまり、昇温体ホルダ21a,21bを昇温体22a,22bと同材料にすると消費電力が多くなるので、この無駄を解消している。 The heating element holders 21a and 21b are formed of a metal material such as copper having a higher conductivity than the heating element 22a and 22b in order to suppress power consumption. That is, if the temperature-increasing body holders 21a and 21b are made of the same material as the temperature-increasing bodies 22a and 22b, the power consumption increases, and this waste is eliminated.

上昇温体ホルダ21aにおいて、逆L字形状部21a1,21a2の横部1a2の外側には、各電極端子1a3を介して2次ケーブル16aが電気的に接続されている。各電極端子1a3に接続される2次ケーブル16aは、一方がプラス側で他方がマイナス側となっている。 In the upper temperature riser holder 21a, a secondary cable 16a is electrically connected to the outside of the lateral portions 1a2 of the inverted L-shaped portions 21a1, 21a2 via the respective electrode terminals 1a3. The secondary cable 16a connected to each electrode terminal 1a3 has one on the positive side and the other on the negative side.

逆L字形状部21a1,21a2の下側は、挿通間隙が横方向に広くなっており、この広い挿通間隙分に、昇温体22a(上昇温体22aともいう)が嵌合固定されている。下方側のL字形状部21b1,21b2の上側においても、同様に昇温体22b(下昇温体22bともいう)が嵌合固定されている。 On the lower side of the inverted L-shaped portions 21a1, 21a2, the insertion gap is widened in the lateral direction, and the heating element 22a (also referred to as the upper heating element 22a) is fitted and fixed to the wide insertion gap. .. Similarly, the temperature riser 22b (also referred to as the lower temperature riser 22b) is fitted and fixed on the upper side of the lower L-shaped portions 21b1, 21b2.

昇温体22a,22bは、中央を上下に貫通する貫通孔(挿通孔)を有する直方体の下面に、短い円筒部が下方側に突き出て一体に固定され、円筒部と直方体との双方の貫通孔が連通する形状を成す。この昇温体22a,22bは、通電時の消費電力を抑制するため、極力小型に形成してある。 The temperature-heating bodies 22a and 22b have a short cylindrical portion protruding downward and fixed integrally to the lower surface of a rectangular parallelepiped having a through hole (insertion hole) penetrating the center vertically, and penetrate both the cylindrical portion and the rectangular parallelepiped. It forms a shape in which the holes communicate. The temperature risers 22a and 22b are formed as small as possible in order to suppress power consumption during energization.

昇温体22a,22bは、通電時に必要温度に自己発熱する電気抵抗を有し、且つ必要温度に上昇しても軟化しない強度の金属材料により形成されている。昇温体22,22bは、通電すると自己発熱により昇温する。即ち、通電加熱を行う。この昇温した高温で昇温体22a,22bに当接した被接合材(例えば、図5に示すアルミ板1a,1b)を加熱する。 The heating elements 22a and 22b are made of a metal material having an electric resistance that self-heats to a required temperature when energized and has a strength that does not soften even when the temperature rises to the required temperature. When the heating elements 22 and 22b are energized, the temperature rises due to self-heating. That is, energization heating is performed. The material to be joined (for example, the aluminum plates 1a and 1b shown in FIG. 5) that are in contact with the temperature-increasing bodies 22a and 22b are heated at this high temperature.

この昇温体22a,22bは、高温に強く電気抵抗の高いタングステン等の金属材料により形成されている。昇温体22a,22bは、タングステンの他、ステンレス及び鉄等の金属により形成されている。本例では、昇温体22a,22bがタングステンにより形成されているとする。 The temperature risers 22a and 22b are made of a metal material such as tungsten, which is resistant to high temperatures and has high electrical resistance. The heating elements 22a and 22b are made of a metal such as stainless steel and iron in addition to tungsten. In this example, it is assumed that the heating elements 22a and 22b are made of tungsten.

昇温体22a,22bは、上述のように、電気抵抗の高い金属材料で形成されている。このため、昇温体22a,22bを短時間で通電により昇温させることができる。従って、アルミ板1a,1b(図5参照)の昇温体22a,22bの当接部分が短時間で高温となる。 As described above, the heating elements 22a and 22b are made of a metal material having high electrical resistance. Therefore, the temperature raising bodies 22a and 22b can be heated by energization in a short time. Therefore, the contact portions of the temperature-increasing bodies 22a and 22b of the aluminum plates 1a and 1b (see FIG. 5) become hot in a short time.

上下の昇温体22a,22bは、上下で異なる材質であってもよい。接合対象の被接合材は、上下とも金属板又は樹脂板のみならず、上下が異なる材質である例えば金属板と樹脂板等がある。このため、上下で被接合材の材質が異なる場合、各被接合材を適正に加熱可能な昇温体22a,22bとするようにしてもよい。 The upper and lower heating bodies 22a and 22b may be made of different materials in the upper and lower parts. The material to be joined is not only a metal plate or a resin plate on both the top and bottom, but also a metal plate and a resin plate, which are different materials on the top and bottom. Therefore, when the material of the material to be joined is different between the upper and lower parts, the temperature-increasing bodies 22a and 22b may be used so that the material to be joined can be appropriately heated.

昇温体22a,22bには、昇温体22a,22bの発熱温度を計測するための熱電対(温度センサ)23a,23bが埋め込まれている。 Thermocouples (temperature sensors) 23a and 23b for measuring the heat generation temperature of the heating elements 22a and 22b are embedded in the heating elements 22a and 22b.

昇温体22a,22bの貫通孔には、細長い円柱形状のロッド24a,24b(上ロッド24a,下ロッド24bともいう)が上下動可能に挿通されている。なお、ロッド24a,24bは、円柱形状以外に、三角柱や四角柱等の多角柱や星形柱等の柱形状であってもよい。 Elongated cylindrical rods 24a and 24b (also referred to as upper rods 24a and lower rods 24b) are inserted into the through holes of the temperature risers 22a and 22b so as to be vertically movable. In addition to the cylindrical shape, the rods 24a and 24b may have a columnar shape such as a polygonal column such as a triangular prism or a quadrangular prism or a star-shaped column.

ロッド24a,24bは、昇温体22a,22bの熱で軟化しない硬質な絶縁体により形成されている。本例ではセラミクスにより形成されているとする。なお、ロッド24a,24bは、昇温体22a,22bと同材料で形成してもよい。 The rods 24a and 24b are formed of a hard insulator that is not softened by the heat of the temperature risers 22a and 22b. In this example, it is assumed that it is formed by ceramics. The rods 24a and 24b may be formed of the same material as the temperature risers 22a and 22b.

上昇温体ホルダ21aの横部1a2の上面には、中央に貫通孔(挿通孔)が形成された絶縁体による取付座25aを介してエアシリンダ26aが取り付けられている。取付座25aは、この貫通孔が、上昇温体ホルダ21aの挿通間隙と連通するように横部1a2に固定されている。 An air cylinder 26a is attached to the upper surface of the lateral portion 1a2 of the upper temperature riser holder 21a via a mounting seat 25a made of an insulator having a through hole (insertion hole) formed in the center. The mounting seat 25a is fixed to the lateral portion 1a2 so that the through hole communicates with the insertion gap of the upper temperature riser holder 21a.

エアシリンダ26aは、空気を給気又は排気するエア給排部6a1と、エア給排部6a1の内部に挿入された基部から下方側へ突き出し、取付座25aの貫通孔及び上昇温体ホルダ21aの挿通間隙に挿通された棒状のシリンダロッド6a2とを備えて構成されている。シリンダロッド6a2の下端は、上ロッド24aの上端に固定されている。 The air cylinder 26a protrudes downward from the air supply / exhaust portion 6a1 for supplying or exhausting air and the base inserted inside the air supply / exhaust portion 6a1, and the through hole of the mounting seat 25a and the upper temperature riser holder 21a. It is configured to include a rod-shaped cylinder rod 6a2 inserted into the insertion gap. The lower end of the cylinder rod 6a2 is fixed to the upper end of the upper rod 24a.

エアシリンダ26aは、エア給排部6a1に空気が給気されるとシリンダロッド6a2が上ロッド24aを所定圧力で押し下げる。エア給排部6a1から空気が排気されるとシリンダロッド6a2が上ロッド24aを引き上げるようになっている。 In the air cylinder 26a, when air is supplied to the air supply / discharge portion 6a1, the cylinder rod 6a2 pushes down the upper rod 24a with a predetermined pressure. When air is exhausted from the air supply / exhaust portion 6a1, the cylinder rod 6a2 pulls up the upper rod 24a.

エアシリンダ26aのエア給排部6a1の上面には、断面コ字形状のナット部27が載置されている。ナット部27は、上側にネジ穴7aを備え、このネジ穴7aにネジ軸28が螺合されている。 A nut portion 27 having a U-shaped cross section is placed on the upper surface of the air supply / discharge portion 6a1 of the air cylinder 26a. The nut portion 27 is provided with a screw hole 7a on the upper side, and a screw shaft 28 is screwed into the screw hole 7a.

ネジ軸28の上側部分は、取付座30の貫通孔に挿通されて上方へ突き出ている。その取付座30並びに下方に離間した取付座25aは、ガイドシャフト29(図1参照)で固定されている。ガイドシャフト29は、ナット部27及びエア給排部6a1の両側に位置する状態で上下の取付座25a,30に固定されている。 The upper portion of the screw shaft 28 is inserted through the through hole of the mounting seat 30 and protrudes upward. The mounting seat 30 and the mounting seat 25a separated downward are fixed by a guide shaft 29 (see FIG. 1). The guide shaft 29 is fixed to the upper and lower mounting seats 25a and 30 in a state of being located on both sides of the nut portion 27 and the air supply / discharge portion 6a1.

取付座30の貫通孔から上方に突き出たネジ軸28の上端は、モータ31(図1参照)の回転軸に固定されている。取付座30の貫通孔の周壁には、ベアリング30aが配置されており、このベアリング30aにネジ軸28が挿通されて、ロッド24aの押込み反力、上ユニット14aの把持反力を取付座30がベアリング30aを介して保持するようになっている。 The upper end of the screw shaft 28 protruding upward from the through hole of the mounting seat 30 is fixed to the rotating shaft of the motor 31 (see FIG. 1). A bearing 30a is arranged on the peripheral wall of the through hole of the mounting seat 30, and the screw shaft 28 is inserted through the bearing 30a, and the mounting seat 30 receives the pushing reaction force of the rod 24a and the gripping reaction force of the upper unit 14a. It is designed to be held via the bearing 30a.

この構成により、モータ31が右回転するとネジ軸28がナット部27内で右回転し、エアシリンダ26aを含む下方側の上昇温体22aが下方へ移動する。モータ31が左回転するとネジ軸28がナット部27内で左回転し、エアシリンダ26aを含む下方側の上昇温体22aが上方へ移動するようになっている。 With this configuration, when the motor 31 rotates clockwise, the screw shaft 28 rotates clockwise in the nut portion 27, and the lower upper temperature riser 22a including the air cylinder 26a moves downward. When the motor 31 rotates counterclockwise, the screw shaft 28 rotates counterclockwise in the nut portion 27, and the lower upper temperature riser 22a including the air cylinder 26a moves upward.

次に、下ユニット14bの下昇温体ホルダ21bにおいて、導電体のL字形状部21b1,21b2の横部1b2の外側には、各電極端子1b3を介して2次ケーブル16bが電気的に接続されている。各電極端子1b3に接続される2次ケーブル16bは、一方がプラス側で他方がマイナス側となっている。 Next, in the lower temperature riser holder 21b of the lower unit 14b, the secondary cable 16b is electrically connected to the outside of the horizontal portions 1b2 of the L-shaped portions 21b1, 21b2 of the conductor via the respective electrode terminals 1b3. Has been done. The secondary cable 16b connected to each electrode terminal 1b3 has one on the positive side and the other on the negative side.

下昇温体22bの貫通孔には、下ロッド24bが上下動可能に挿通されている。下昇温体22bの貫通孔は上昇温体22aの貫通孔よりも孔径が大きく、この大径の貫通孔に挿通される下ロッド24bは、上ロッド24aよりも径が大きく端面の面積が広くなっている。なお、上ロッド24aと下ロッド24bは同径で端面の面積も同じであってもよい。 A lower rod 24b is inserted into a through hole of the lower temperature riser 22b so as to be able to move up and down. The through hole of the lower temperature riser 22b has a larger diameter than the through hole of the upper temperature riser 22a, and the lower rod 24b inserted into the large diameter through hole has a larger diameter and a wider end face area than the upper rod 24a. It has become. The upper rod 24a and the lower rod 24b may have the same diameter and the same end face area.

下昇温体ホルダ21bの横部1b2の下面には、中央に貫通孔が形成された絶縁体による取付座25bを介してエアシリンダ26bが取り付けられている。取付座25bは、この貫通孔が、下昇温体ホルダ21bの挿通間隙と連通するように横部1b2に固定されている。 An air cylinder 26b is attached to the lower surface of the lateral portion 1b2 of the lower temperature riser holder 21b via a mounting seat 25b made of an insulator having a through hole formed in the center. The mounting seat 25b is fixed to the lateral portion 1b2 so that the through hole communicates with the insertion gap of the lower temperature riser holder 21b.

エアシリンダ26bは、エア給排部6b1と、シリンダロッド6b2とを備え、シリンダロッド6b2の上端が、下ロッド24bの下端に固定されている。エア給排部6b1に空気が給気されるとシリンダロッド6b2が下ロッド24bを所定圧力で押し上げる。エア給排部6b1から空気が排気されると、シリンダロッド6b2が下ロッド24bを引き下げるようになっている。 The air cylinder 26b includes an air supply / discharge portion 6b1 and a cylinder rod 6b2, and the upper end of the cylinder rod 6b2 is fixed to the lower end of the lower rod 24b. When air is supplied to the air supply / discharge portion 6b1, the cylinder rod 6b2 pushes up the lower rod 24b with a predetermined pressure. When air is exhausted from the air supply / exhaust portion 6b1, the cylinder rod 6b2 pulls down the lower rod 24b.

次に、図3を参照して接合装置10の電気配線について説明する。接合装置10は、電気系の構成要素として、通電制御装置13a,13bと、トランス15a,15bと、制御部32と、電磁バルブ33a,33bとを備える。 Next, the electrical wiring of the joining device 10 will be described with reference to FIG. The joining device 10 includes energization control devices 13a and 13b, transformers 15a and 15b, a control unit 32, and solenoid valves 33a and 33b as components of the electrical system.

制御部32は、モータ31を右回転又は左回転させる制御を行う。この制御部32は、上下で対向する昇温体22a,22bがアルミ板1a,1b(図4参照)を介して離間している場合、上昇温体22aを矢印Y1aで示す下方向へ下降させるために、モータ31を右回転させてネジ軸28をナット部27内で右回転させる。この右回転により、上ユニット14aの下方部分が下降するので、上昇温体22aが下降するようになっている。 The control unit 32 controls the motor 31 to rotate clockwise or counterclockwise. When the temperature raising bodies 22a and 22b facing each other in the upper and lower directions are separated from each other via the aluminum plates 1a and 1b (see FIG. 4), the control unit 32 lowers the upper heating body 22a in the downward direction indicated by the arrow Y1a. Therefore, the motor 31 is rotated clockwise to rotate the screw shaft 28 clockwise in the nut portion 27. Due to this clockwise rotation, the lower portion of the upper unit 14a is lowered, so that the upper temperature riser 22a is lowered.

一方、制御部32は、上下の昇温体22a,22bがアルミ板1a,1bを介して当接又は挟持(図5参照)している場合、上昇温体22aを矢印Y2aで示す上方向へ上昇させるために、モータ31を左回転させてネジ軸28をナット部27内で左回転させる。この左回転により、上ユニット14aの下方部分が上昇するので、上昇温体22aが上昇するようになっている。 On the other hand, when the upper and lower temperature raising bodies 22a and 22b are in contact with each other or sandwiched (see FIG. 5) via the aluminum plates 1a and 1b, the control unit 32 points the upper temperature raising body 22a in the upward direction indicated by the arrow Y2a. In order to raise it, the motor 31 is rotated counterclockwise to rotate the screw shaft 28 counterclockwise in the nut portion 27. Due to this counterclockwise rotation, the lower portion of the upper unit 14a rises, so that the upper temperature riser 22a rises.

この制御は、図4又は図5に示すように、上下の昇温体22a,22bのアルミ板1a,1bを介した離間、又は当接(挟持)状態を検出する図示せぬセンサを備えて行うようにしてもよい。但し、センサは、アルミ板1a,1bの接合部分の凹凸状態及び平面状態も検出する。センサが離間(図4)を検出している場合、操作者の接合装置10の図示せぬ操作部の操作等に応じて、図3に示す制御部32がモータ31を右回転させ、上昇温体22aがアルミ板1a,1bを介して下昇温体22bに当接(図5)するまで下降させる制御を行う。 As shown in FIG. 4 or 5, this control includes a sensor (not shown) for detecting the separation or contact (pinching) state of the upper and lower temperature risers 22a and 22b via the aluminum plates 1a and 1b. You may do it. However, the sensor also detects the uneven state and the flat state of the joint portion of the aluminum plates 1a and 1b. When the sensor detects the separation (FIG. 4), the control unit 32 shown in FIG. 3 rotates the motor 31 clockwise in response to an operation of an operation unit (not shown) of the joining device 10 of the operator to raise the temperature. The body 22a is controlled to be lowered until it comes into contact with the lower temperature riser 22b (FIG. 5) via the aluminum plates 1a and 1b.

センサが挟持又は当接状態(図5)を検出している場合、制御部32がモータ31を左回転させ、上昇温体22aがアルミ板1a,1b及び下昇温体22bから離間(図4)するまで上昇させる制御を行う。この上昇の制御は、後述の熱電対23a,23bでの計測温度に応じたシリンダロッド6a2,6b2の上下動の制御後に行われる。 When the sensor detects the pinching or contact state (FIG. 5), the control unit 32 rotates the motor 31 counterclockwise, and the upper temperature riser 22a is separated from the aluminum plates 1a and 1b and the lower temperature riser 22b (FIG. 4). ) Is controlled to raise it. This rise control is performed after controlling the vertical movement of the cylinder rods 6a2 and 6b2 according to the measured temperatures of the thermocouples 23a and 23b, which will be described later.

また、図3に示す制御部32は、上記昇温体22a,22bのアルミ板1a,1bへの当接後に、上ユニット14a用の通電制御装置13aに、所要温度にするために必要な電流値、通電時間を送る。通電制御装置13aは、1次ケーブル12aを介してトランス15aに所定の電流及び通電時間を通電させる制御を行う。トランス15aは、供給される1次ケーブル側電圧を変換して所定の電流を出力する。この電流をプラス側及びマイナス側の2次ケーブル16aを介して昇温体ホルダ21aに印加する。これによって昇温体ホルダ21aに固定された昇温体22aに電流が流れ、昇温体22aが溶融しない温度に発熱するようになっている。この発熱は、昇温体22aで加熱される被接合材の融点の半分位の温度となるのが好ましい。例えば、被接合材がアルミ板であれば、アルミ板が約300℃となるように昇温体22aが発熱するのが好ましい。 Further, the control unit 32 shown in FIG. 3 causes the energization control device 13a for the upper unit 14a to receive the current required to bring the temperature to a required temperature after the heating bodies 22a and 22b come into contact with the aluminum plates 1a and 1b. Send the value and energization time. The energization control device 13a controls to energize the transformer 15a with a predetermined current and energization time via the primary cable 12a. The transformer 15a converts the supplied primary cable side voltage and outputs a predetermined current. This current is applied to the temperature riser holder 21a via the secondary cable 16a on the plus side and the minus side. As a result, an electric current flows through the temperature riser 22a fixed to the temperature riser holder 21a, and heat is generated to a temperature at which the temperature riser 22a does not melt. This heat generation is preferably at a temperature about half of the melting point of the material to be joined heated by the heating element 22a. For example, if the material to be joined is an aluminum plate, it is preferable that the heating element 22a generates heat so that the aluminum plate has a temperature of about 300 ° C.

この制御部32による通電加熱の制御は、下ユニット14b用の通電制御装置13bにも同様に行われ、下昇温体22bが所定温度に発熱するようになっている。 The control of energization heating by the control unit 32 is also performed in the energization control device 13b for the lower unit 14b, so that the lower temperature riser 22b generates heat to a predetermined temperature.

上下の昇温体22a,22bに埋め込まれた熱電対23a,23bは、昇温体22a,22bの発熱温度を計測し、この計測温度を示す温度信号を制御部32へ出力する。 The thermocouples 23a and 23b embedded in the upper and lower heating elements 22a and 22b measure the heat generation temperature of the heating elements 22a and 22b, and output a temperature signal indicating the measured temperature to the control unit 32.

制御部32は、温度信号の温度に応じて電磁バルブ33a,33bの図示せぬ給気弁及び排気弁の開閉度合いを制御する。この開閉度合いに応じて、エアシリンダ26a,26bの空気の給気及び排気が制御される。この制御により上側のシリンダロッド6a2の矢印Y1aで示す下降と、矢印Y2aで示す上昇とが制御されると共に、下側のシリンダロッド6b2の矢印Y1bで示す下降と、矢印Y2bで示す上昇とが制御される。 The control unit 32 controls the degree of opening / closing of the air supply valve and the exhaust valve (not shown) of the solenoid valves 33a and 33b according to the temperature of the temperature signal. The air supply and exhaust of the air cylinders 26a and 26b are controlled according to the degree of opening and closing. By this control, the lowering of the upper cylinder rod 6a2 indicated by the arrow Y1a and the ascending indicated by the arrow Y2a are controlled, and the lowering of the lower cylinder rod 6b2 indicated by the arrow Y1b and the ascending indicated by the arrow Y2b are controlled. Will be done.

<実施形態の動作>
次に、実施形態の溶接装置10によって、複数枚重ねた金属板1a,1bを固相接合する際の動作について説明する。
<Operation of the embodiment>
Next, the operation when solid-phase joining a plurality of stacked metal plates 1a and 1b by the welding apparatus 10 of the embodiment will be described.

まず、図4に示すように、上下に離間した昇温体22a,22bの間に、2枚のアルミ板1a,1bの重ねられた結合部分が配置されているとする。この場合、図3に示す制御部32は、モータ31を右回転させて、図5に矢印で示すように、上昇温体22aを下降させる。この下降によって、上下の昇温体22a,22bがアルミ板1a,1bを挟持する。 First, as shown in FIG. 4, it is assumed that the overlapped joint portions of the two aluminum plates 1a and 1b are arranged between the temperature raising bodies 22a and 22b separated vertically. In this case, the control unit 32 shown in FIG. 3 rotates the motor 31 clockwise to lower the upper temperature riser 22a as shown by an arrow in FIG. By this descent, the upper and lower temperature risers 22a and 22b sandwich the aluminum plates 1a and 1b.

この挟持状態を図示せぬセンサが検知すると、図3に示す制御部32は、通電制御装置13a,13b及びトランス15a,15bを介して上下の昇温体22a,22bに通電を行う。 When this pinched state is detected by a sensor (not shown), the control unit 32 shown in FIG. 3 energizes the upper and lower temperature risers 22a and 22b via the energization control devices 13a and 13b and the transformers 15a and 15b.

この通電により上下の昇温体22a,22bが発熱し、この発熱の温度が熱電対23a,23bで計測される。この計測温度は温度信号として制御部32へ出力される。 By this energization, the upper and lower heating elements 22a and 22b generate heat, and the temperature of this heat generation is measured by the thermocouples 23a and 23b. This measured temperature is output to the control unit 32 as a temperature signal.

制御部32は、温度信号が予め定められた温度を示すと、上側の電磁バルブ33aの排気弁を閉、給気弁を所定開度で開として、上側のエアシリンダ26aへの空気の給気を行う。この給気によって、エアシリンダ26aのシリンダロッド6a2が下降して上ロッド24aが下降し、アルミ板1a,1bを下方側へ押圧する。この際、制御部32は、下側の電磁バルブ33bの排気弁を所定開度で開、給気弁を閉として、下側のエアシリンダ26bへの空気の排気を可能とする。これによって、上ロッド24aによる押圧に応じて下ロッド24bが下降可能となる。 When the temperature signal indicates a predetermined temperature, the control unit 32 closes the exhaust valve of the upper solenoid valve 33a, opens the air supply valve at a predetermined opening, and supplies air to the upper air cylinder 26a. I do. By this air supply, the cylinder rod 6a2 of the air cylinder 26a is lowered, the upper rod 24a is lowered, and the aluminum plates 1a and 1b are pressed downward. At this time, the control unit 32 opens the exhaust valve of the lower solenoid valve 33b at a predetermined opening degree and closes the air supply valve to enable air to be exhausted to the lower air cylinder 26b. As a result, the lower rod 24b can be lowered in response to the pressing by the upper rod 24a.

この際、アルミ板1a,1bを挟持して共に下降する上ロッド24aと下ロッド24bとの間には、所定の加圧力が掛るように下側の電磁バルブ33bの排気弁の開度合いが制御される。但し、上ロッド24aと下ロッド24bとの双方が上昇する場合は、双方の間に、所定の加圧力が掛るように上側の電磁バルブ33aの排気弁の開度合いが制御される。このように双方に所定の加圧力が掛るようにする手段として、エアシリンダ26a,26bの上端側又は下端側にバネを設けてもよい。 At this time, the degree of opening of the exhaust valve of the lower solenoid valve 33b is controlled so that a predetermined pressing force is applied between the upper rod 24a and the lower rod 24b that sandwich the aluminum plates 1a and 1b and descend together. Will be done. However, when both the upper rod 24a and the lower rod 24b rise, the degree of opening of the exhaust valve of the upper solenoid valve 33a is controlled so that a predetermined pressing force is applied between them. As a means for applying a predetermined pressing force to both of them, a spring may be provided on the upper end side or the lower end side of the air cylinders 26a and 26b.

上記の下方への押圧制御によって、図6に矢印で示す方向に、上ロッド24aがアルミ板1a,1bを下方側に押圧(加圧)し、アルミ板1a,1bが下ロッド24b側へ凸状に突き出て固相接合される。この際、下ロッド24bは僅かに下がる。 By the above downward pressing control, the upper rod 24a presses (pressurizes) the aluminum plates 1a and 1b downward in the direction indicated by the arrow in FIG. 6, and the aluminum plates 1a and 1b are convex toward the lower rod 24b. It protrudes like a solid phase and is bonded. At this time, the lower rod 24b is slightly lowered.

次に、制御部32は、上記下方への押圧が予め定められた時間行われると、上側の電磁バルブ33aの排気弁を所定開度で開、給気弁を閉として、上側のエアシリンダ26aから空気を排気可能とする。これによって、下ロッド24bによる上側への押圧に応じて上ロッド24aが上方へ移動可能となる。 Next, when the downward pressing is performed for a predetermined time, the control unit 32 opens the exhaust valve of the upper solenoid valve 33a at a predetermined opening degree, closes the air supply valve, and closes the upper air cylinder 26a. Allows air to be exhausted from. As a result, the upper rod 24a can move upward in response to the upward pressing by the lower rod 24b.

同時に、制御部32は、下側の電磁バルブ33bの排気弁を閉、給気弁を所定開度で開として、下側のエアシリンダ26bへの空気の給気を行い、シリンダロッド6b2を上昇させる。この上昇に応じて、図7に矢印で示す方向に、下ロッド24bがアルミ板1a,1bを上方側へ押圧する。この際、下ロッド24bをアルミ板1a,1bよりも上ロッド24a側に突出するように押圧させてもよい。 At the same time, the control unit 32 closes the exhaust valve of the lower solenoid valve 33b, opens the air supply valve at a predetermined opening, supplies air to the lower air cylinder 26b, and raises the cylinder rod 6b2. Let me. In response to this rise, the lower rod 24b presses the aluminum plates 1a and 1b upward in the direction indicated by the arrow in FIG. 7. At this time, the lower rod 24b may be pressed so as to protrude toward the upper rod 24a with respect to the aluminum plates 1a and 1b.

この下ロッド24bによる上方への押圧は、アルミ板1a,1bの押圧部分が図6に示す下への凸状から図7に示す平面状となるように行われる。下ロッド24bが平面位置に戻ったことをセンサが検知すると、制御部32は、モータ31を左回転させて、上昇温体22aを上昇させる。この上昇によって、図8に示すように、上下の昇温体22a,22bが、アルミ板1a,1bを介して離間した状態となる。 The upward pressing by the lower rod 24b is performed so that the pressing portions of the aluminum plates 1a and 1b change from the downward convex shape shown in FIG. 6 to the planar shape shown in FIG. 7. When the sensor detects that the lower rod 24b has returned to the plane position, the control unit 32 rotates the motor 31 counterclockwise to raise the upper temperature riser 22a. As a result of this rise, as shown in FIG. 8, the upper and lower heating elements 22a and 22b are separated from each other via the aluminum plates 1a and 1b.

但し、制御部32は、上下のロッド24a,24bによるアルミ板1a,1bの上下への押圧を、交互に複数回繰り返すように制御してもよい。 However, the control unit 32 may be controlled so that the upper and lower rods 24a and 24b alternately press the aluminum plates 1a and 1b up and down a plurality of times.

<実施形態の効果>
以上説明した実施形態の接合装置10の効果について説明する。
<Effect of embodiment>
The effect of the joining device 10 of the embodiment described above will be described.

(1)接合装置10は、第1及び第2昇温体22a,22bと、第1及び第2ロッド24a,24bと、昇温体移動機構(移動手段)と、ロッド移動機構(ロッド移動手段)とを備える構成とした。 (1) The joining device 10 includes first and second temperature-increasing bodies 22a and 22b, first and second rods 24a and 24b, a temperature-increasing body moving mechanism (moving means), and a rod moving mechanism (rod moving means). ) And.

第1及び第2昇温体22a,22bは、複数重ねられたアルミ板1a,1bを挟持可能に対向状態に配置され、通電により昇温するものである。第1及び第2ロッド24a,24bは、第1及び第2昇温体22a,22bの各々に互いの対向方向に沿って形成された挿通孔に挿通されているものである。昇温体移動機構は、第1昇温体22aを第2昇温体22bへの近接方向又は離間方向に移動させる機構である。ロッド移動機構は、第1及び第2昇温体22a,22bに対して第1及び第2ロッド24a,24bを出没させる機構である。 The first and second temperature risers 22a and 22b are arranged in a facing state so that a plurality of stacked aluminum plates 1a and 1b can be sandwiched, and the temperature is raised by energization. The first and second rods 24a and 24b are inserted into the insertion holes formed in the first and second heating elements 22a and 22b along the opposite directions to each other. The temperature riser moving mechanism is a mechanism for moving the first temperature riser 22a in a direction closer to or away from the second temperature riser 22b. The rod moving mechanism is a mechanism for causing the first and second rods 24a and 24b to appear and disappear with respect to the first and second heating bodies 22a and 22b.

この構成によれば、次のような作用効果がある。離間した第1及び第2昇温体22a,22b間に複数重ねられたアルミ板1a,1bが配置されている場合に、移動機構で第1昇温体11aを移動してアルミ板1a,1bを介して第2昇温体22bと当接する。これら昇温体22a,22bに通電すると各昇温体22a,22bが発熱する。この発熱によってアルミ板1a,1bが加熱されて軟化した際に、ロッド移動機構により第1ロッドでアルミ板1a,1bを押圧する。この押圧に応じて、複数のアルミ板1a,1bが固相接合される。この第1ロッド24aの押圧によりアルミ板1a,1bの接合部分が第2ロッド24b側に凸状に突き出している。次に、ロッド移動機構によって、第2ロッド24bを第1ロッド側に押圧し、アルミ板1a,1bの凸状の接合部分を逆方向に加圧して凸状部分が平坦となるようにする。これによって、複数のアルミ板1a,1bが平坦な状態に固相接合される。つまり、複数重ねられたアルミ板1a,1bを、接合部分に変形が残存しないように固相接合できる。 According to this configuration, there are the following effects. When a plurality of stacked aluminum plates 1a and 1b are arranged between the separated first and second temperature risers 22a and 22b, the first temperature riser 11a is moved by the moving mechanism to move the aluminum plates 1a and 1b. It comes into contact with the second temperature riser 22b via. When the heating elements 22a and 22b are energized, the heating elements 22a and 22b generate heat. When the aluminum plates 1a and 1b are heated and softened by this heat generation, the aluminum plates 1a and 1b are pressed by the first rod by the rod moving mechanism. In response to this pressing, a plurality of aluminum plates 1a and 1b are solid-phase bonded. By pressing the first rod 24a, the joint portion of the aluminum plates 1a and 1b protrudes convexly toward the second rod 24b. Next, the second rod 24b is pressed toward the first rod by the rod moving mechanism, and the convex joint portions of the aluminum plates 1a and 1b are pressed in the opposite direction so that the convex portions become flat. As a result, the plurality of aluminum plates 1a and 1b are solid-phase bonded in a flat state. That is, a plurality of stacked aluminum plates 1a and 1b can be solid-phase bonded so that deformation does not remain in the bonded portion.

(2)第1及び第2昇温体22a,22bの温度を計測する熱電対23a,23bと、熱電対23a,23bで計測された第1及び第2昇温体22a,22bの温度に応じて昇温体移動機構及びロッド移動機構を制御する制御部32とを備える。制御部32は、熱電対23a,23bでの計測温度が予め定められた温度となった際に、ロッド移動機構に第1ロッドのアルミ板1a,1bへの押圧を行なわせ、当該押圧が所定時間経過後に、当該押圧と反対方向へ第2ロッド24bでアルミ板1a,1bを押圧させる制御を行う構成とした。 (2) According to the temperatures of the thermocouples 23a and 23b for measuring the temperatures of the first and second heating elements 22a and 22b and the temperatures of the first and second heating elements 22a and 22b measured by the thermocouples 23a and 23b. A control unit 32 that controls the temperature riser moving mechanism and the rod moving mechanism is provided. When the measured temperature of the thermocouples 23a and 23b reaches a predetermined temperature, the control unit 32 causes the rod moving mechanism to press the aluminum plates 1a and 1b of the first rod, and the pressing is predetermined. After a lapse of time, the aluminum plates 1a and 1b are controlled to be pressed by the second rod 24b in the direction opposite to the pressing.

この構成によれば、熱電対23a,23bによる第1及び第2昇温体22a,22bの計測温度が予め定められた温度となった際に、制御部32の制御によって、第1ロッドでアルミ板1a,1bを押圧させ、当該押圧が所定時間経過後に、当該押圧と反対方向へ第2ロッド24bでアルミ板1a,1bを押圧させる。このため、複数重ねられたアルミ板1a,1bの接合部分を平面に出来るので、接合部分に変形が残存しない固相接合を自動で行うことができる。 According to this configuration, when the measured temperatures of the first and second heating elements 22a and 22b by the thermocouples 23a and 23b reach a predetermined temperature, the aluminum is mounted on the first rod by the control of the control unit 32. The plates 1a and 1b are pressed, and after the pressing has elapsed for a predetermined time, the aluminum plates 1a and 1b are pressed by the second rod 24b in the direction opposite to the pressing. Therefore, since the jointed portion of the plurality of stacked aluminum plates 1a and 1b can be made flat, solid-phase joining in which no deformation remains in the joined portion can be automatically performed.

(3)ロッド移動手段は、第1及び第2ロッド24a,24bでアルミ板1a,1bを挟持した状態で、第1及び第2ロッド24a,24bを同方向へ移動する構成とした。 (3) The rod moving means is configured to move the first and second rods 24a and 24b in the same direction while the aluminum plates 1a and 1b are sandwiched between the first and second rods 24a and 24b.

この構成によれば、ロッド移動機構により第1ロッド24aでアルミ板1a,1bを押圧すると、アルミ板1a,1bが固相接合され、この際、第2ロッド24bは若干、アルミ板1a,1bから離間方向へ移動する。 According to this configuration, when the aluminum plates 1a and 1b are pressed by the first rod 24a by the rod moving mechanism, the aluminum plates 1a and 1b are solid-phase bonded, and at this time, the second rod 24b is slightly connected to the aluminum plates 1a and 1b. Move in the direction of separation from.

(4)第1及び第2ロッド24a,24bの対向端面は、第2ロッド24bが第1ロッド24aよりも大きい面積を有する構成とした。 (4) The facing end faces of the first and second rods 24a and 24b are configured such that the second rod 24b has a larger area than the first rod 24a.

この構成によれば、第1ロッド24aでアルミ板1a,1bを押圧した場合、アルミ板1a,1bの押圧部分が第2ロッド24b側に凸状に突き出す。ここで第1及び第2ロッド24a,24bの対向端面が同面積の場合、凸状に突き出た部分が、第2ロッド24bの端面から外側に食み出す。しかし、本発明では例えば第2ロッド24bの端面が第1ロッド24aの端面よりも大きい面積となっている。このため、凸状に突き出た部分が第2ロッド24bの端面が食み出さず、当該端面上に収めることができる。この状態で、第2ロッド24bで凸状部分を第1ロッド24a側へ押圧すれば、凸状の接合部分を平坦な状態に戻すことができる。 According to this configuration, when the aluminum plates 1a and 1b are pressed by the first rod 24a, the pressed portions of the aluminum plates 1a and 1b project convexly toward the second rod 24b. Here, when the facing end faces of the first and second rods 24a and 24b have the same area, the convexly protruding portion protrudes outward from the end face of the second rod 24b. However, in the present invention, for example, the end face of the second rod 24b has a larger area than the end face of the first rod 24a. Therefore, the convexly protruding portion does not protrude from the end surface of the second rod 24b and can be accommodated on the end surface. In this state, if the convex portion is pressed toward the first rod 24a by the second rod 24b, the convex joint portion can be returned to a flat state.

(5)第1及び第2ロッド24a,24bは、第1及び第2昇温体22a,22bの熱で軟化しない硬質な絶縁体により形成されている構成とした。 (5) The first and second rods 24a and 24b are formed of a hard insulator that is not softened by the heat of the first and second temperature risers 22a and 22b.

この構成によれば、第1及び第2昇温体22a,22bの発熱で第1及び第2ロッド24a,24bが軟化しない。このため、第1及び第2ロッド24a,24bで、複数のアルミ板1a,1bを強く押圧して固相接合できる。 According to this configuration, the first and second rods 24a and 24b are not softened by the heat generated by the first and second heating bodies 22a and 22b. Therefore, the first and second rods 24a and 24b can strongly press the plurality of aluminum plates 1a and 1b for solid phase bonding.

(6)第1及び第2昇温体22a,22bは、タングステンで形成されている構成とした。 (6) The first and second temperature risers 22a and 22b are configured to be made of tungsten.

この構成によれば、次のような効果がある。タングステンは、金属の中で最も高温に強い材料である。従って、本方式により接合を行う場合被接合材を被接合材の融点の半分程度まで昇温させるが、タングステンを用いることにより融点の高い被接合材であっても昇温体の形状及び硬さを維持したまま被接合材を昇温して固相接合ができる。 According to this configuration, there are the following effects. Tungsten is the most resistant material to high temperatures among metals. Therefore, when joining is performed by this method, the temperature of the material to be joined is raised to about half of the melting point of the material to be joined. It is possible to perform solid-phase bonding by raising the temperature of the material to be bonded while maintaining the above temperature.

(7)第1及び第2昇温体22a,22bは、同一材料又は各々異なる材料で形成されている構成とした。 (7) The first and second temperature risers 22a and 22b are made of the same material or different materials.

この構成によれば、次のような作用効果がある。複数の被接合材が異なる場合、例えば、第1昇温体11aが当接する被接合材がアルミ板であり、第2昇温体22bが当接する被接合材が樹脂板であるとする。この場合、アルミ板と樹脂板との適正な加熱温度が異なり、アルミ板側は温度が高くても形状を保つ昇温体が必要である、一方、樹脂板はアルミ板より融点が低いため樹脂側の昇温体をアルミ側と同じものにする必要はない。従って、アルミ側をタングステンの昇温体、樹脂側を鉄製の昇温体とすることができる。これには、昇温体の電気抵抗の違いにより所要電流を節約する効果がある。また、昇温体の製作費を安価にすることができる。 According to this configuration, there are the following effects. When a plurality of materials to be joined are different, for example, it is assumed that the material to be joined with which the first temperature riser 11a abuts is an aluminum plate and the material to be joined with which the second temperature riser 22b abuts is a resin plate. In this case, the appropriate heating temperature differs between the aluminum plate and the resin plate, and the aluminum plate side needs a heating element that maintains its shape even if the temperature is high, while the resin plate has a lower melting point than the aluminum plate, so the resin is used. It is not necessary to make the temperature riser on the side the same as that on the aluminum side. Therefore, the aluminum side can be a tungsten temperature riser, and the resin side can be an iron temperature riser. This has the effect of saving the required current due to the difference in the electrical resistance of the heating element. In addition, the manufacturing cost of the temperature-increasing body can be reduced.

(8)複数重ねられたアルミ板1a,1bを挟持可能に対向状態に配置され、通電により昇温する第1及び第2昇温体22a,22bと、第1及び第2昇温体22a,22bの各々に互いの対向方向に沿って形成された挿通孔に挿通された第1及び第2ロッド24a,24bとを備える。離間した第1及び第2昇温体22a,22b間に複数重ねたアルミ板1a,1bを配置し、第1昇温体を移動させ、移動する第1昇温体をアルミ板1a,1bを介して第2昇温体に当接後に、当該第1及び第2昇温体22a,22bに通電し、第1及び第2昇温体22a,22bに対して第1及び第2ロッド24a,24bを出没させる方法とした。 (8) The first and second temperature risers 22a and 22b, and the first and second temperature risers 22a, which are arranged in a facing state so that a plurality of stacked aluminum plates 1a and 1b can be sandwiched and raise the temperature by energization. Each of the 22bs is provided with first and second rods 24a, 24b inserted into an insertion hole formed along the opposite direction to each other. A plurality of stacked aluminum plates 1a and 1b are arranged between the separated first and second temperature risers 22a and 22b, the first temperature riser is moved, and the moving first temperature riser is an aluminum plate 1a and 1b. After abutting on the second heating element 22a, 22b, the first and second heating elements 22a, 22b are energized, and the first and second rods 24a, with respect to the first and second heating elements 22a, 22b, It was a method of infesting 24b.

この方法によれば、第1ロッド24aでアルミ板1a,1bの接合部分を第2ロッド24b側に押圧して凸状に突き出させているので、次に、第2ロッド24bをアルミ板1a,1bの凸状の接合部分が平坦となるように第1ロッド24a側に押圧する。これによって、複数のアルミ板1a,1bを平坦な状態に固相接合することができる。つまり、複数重ねられたアルミ板1a,1bを、接合部分に変形が残存しないように固相接合できる。 According to this method, the joint portion of the aluminum plates 1a and 1b is pressed toward the second rod 24b by the first rod 24a so as to protrude in a convex shape. The convex joint portion of 1b is pressed toward the first rod 24a so as to be flat. As a result, a plurality of aluminum plates 1a and 1b can be solid-phase bonded in a flat state. That is, a plurality of stacked aluminum plates 1a and 1b can be solid-phase bonded so that deformation does not remain in the bonded portion.

(9)第1及び第2昇温体22a,22bの温度を熱電対23a,23bで計測し、計測温度が予め定められた温度となった際に、第1ロッド24aのアルミ板1a,1bへの押圧を行なわせ、当該押圧が所定時間経過後に、当該押圧と反対方向へ第2ロッド24bでアルミ板1a,1bを押圧させる方法とした。 (9) The temperatures of the first and second temperature risers 22a and 22b are measured by the thermocouples 23a and 23b, and when the measured temperature reaches a predetermined temperature, the aluminum plates 1a and 1b of the first rod 24a are used. The aluminum plates 1a and 1b are pressed by the second rod 24b in the direction opposite to the pressing after the pressing is performed for a predetermined time.

この方法によれば、第1ロッドでアルミ板1a,1bを押圧させ、当該押圧と反対方向へ第2ロッド24bでアルミ板1a,1bを押圧させるので、複数重ねられたアルミ板1a,1bの接合部分を平面に出来る。このため、接合部分に変形が残存しない固相接合を自動で行うことができる。 According to this method, the aluminum plates 1a and 1b are pressed by the first rod, and the aluminum plates 1a and 1b are pressed by the second rod 24b in the direction opposite to the pressing. The joint can be made flat. Therefore, it is possible to automatically perform solid phase bonding in which no deformation remains in the bonded portion.

(10)第1ロッド24aのアルミ板1a,1bの押圧と、第2ロッド24bのアルミ板1a,1bの押圧とを、交互に複数回繰り返す方法とした。 (10) The pressing of the aluminum plates 1a and 1b of the first rod 24a and the pressing of the aluminum plates 1a and 1b of the second rod 24b were alternately repeated a plurality of times.

この方法によれば、第1及び第2ロッド24a,24bにより互いに逆方向のアルミ板1a,1bへの押圧が繰り返されるので、アルミ板1a,1bの固相接合を、より強固にできる。 According to this method, since the first and second rods 24a and 24b repeatedly press the aluminum plates 1a and 1b in opposite directions, the solid-phase bonding of the aluminum plates 1a and 1b can be further strengthened.

<実施形態の変形例>
図9は本発明の実施形態の変形例に係る接合装置の構成及び配線を示す図である。
<Modified example of the embodiment>
FIG. 9 is a diagram showing a configuration and wiring of a joining device according to a modified example of the embodiment of the present invention.

図9に示す変形例の接合装置10Aが、上記実施形態の接合装置10(図3)と異なる点について説明する。上ユニット14aにおいて、昇温体22a(図3)を、絶縁体による挟持体42aに代えた。また、導電体の逆L字形状部21a1と導電体としたロッド24aの一側面との間に導電体41aを当接し、導電体の逆L字形状部21a2とロッド24aの他側面との間に導電体41aを当接させた。更に、熱電対23aを、昇温体22a(図3)に代え、ロッド24aに埋め込む構成とした。なお、逆L字形状部21a1,21a2でホルダ21aが構成されている。 The difference between the joining device 10A of the modified example shown in FIG. 9 and the joining device 10 (FIG. 3) of the above embodiment will be described. In the upper unit 14a, the temperature rising body 22a (FIG. 3) was replaced with a holding body 42a by an insulator. Further, the conductor 41a abuts between the inverted L-shaped portion 21a1 of the conductor and one side surface of the rod 24a as the conductor, and between the inverted L-shaped portion 21a2 of the conductor and the other side surface of the rod 24a. The conductor 41a was brought into contact with the surface. Further, the thermocouple 23a is embedded in the rod 24a instead of the heating element 22a (FIG. 3). The holder 21a is composed of inverted L-shaped portions 21a1,21a2.

更に、下ユニット14bにおいて、昇温体22b(図3)を、絶縁体による挟持体42bに代えた。また、導電体の逆L字形状部21b1と、導電体としたロッド24bの一側面との間に導電体41bを当接し、導電体の逆L字形状部21b2とロッド24bの他側面との間に導電体41bを当接させた。更に、熱電対23bを、昇温体22b(図3)に代え、ロッド24bに埋め込む構成とした。L字形状部21b1,21b2でホルダ21bが構成されている。 Further, in the lower unit 14b, the temperature riser 22b (FIG. 3) was replaced with an insulator holding body 42b. Further, the conductor 41b abuts between the inverted L-shaped portion 21b1 of the conductor and one side surface of the rod 24b as the conductor, and the inverted L-shaped portion 21b2 of the conductor and the other side surface of the rod 24b are brought into contact with each other. The conductor 41b was brought into contact between them. Further, the thermocouple 23b is embedded in the rod 24b instead of the heating element 22b (FIG. 3). The holder 21b is composed of L-shaped portions 21b1, 21b2.

挟持体42a,42bは、被接合材であるアルミ板1a,1bを挟持する。 The sandwiching bodies 42a and 42b sandwich the aluminum plates 1a and 1b which are the materials to be joined.

ロッド24a,24bは、前述したアルミ板1a,1bの上下からの押圧と、アルミ板1a,1bの加熱とを行う。このロッド24a,24bは、導電体41a,41bを介した通電時に必要温度に自己発熱する電気抵抗を有し、且つ必要温度に上昇しても軟化しない強度の金属材料により形成されている。ロッド24a,24bは、通電すると自己発熱により昇温する。即ち、通電加熱を行う。この昇温した高温でロッド24a,24bに当接した被接合材(例えば、図5に示すアルミ板1a,1b)を加熱する。 The rods 24a and 24b press the aluminum plates 1a and 1b from above and below and heat the aluminum plates 1a and 1b. The rods 24a and 24b are made of a metal material having an electric resistance that self-heats to a required temperature when energized via the conductors 41a and 41b and has a strength that does not soften even when the temperature rises to the required temperature. When the rods 24a and 24b are energized, the temperature rises due to self-heating. That is, energization heating is performed. The material to be joined (for example, the aluminum plates 1a and 1b shown in FIG. 5) that are in contact with the rods 24a and 24b are heated at this heated high temperature.

この構成による上ユニット14aは、後述する挟持体移動機構と、第1のロッド移動昇温機構とを備える。なお、挟持体移動機構は、請求項記載の挟持体移動手段を構成する。 The upper unit 14a having this configuration includes a holding body moving mechanism, which will be described later, and a first rod moving temperature raising mechanism. The holding body moving mechanism constitutes the holding body moving means according to claim.

挟持体移動機構は、上ユニット14aのモータ31(図2)、ネジ軸28、ナット部27及びガイドシャフト29を備えて構成されている。 The holding body moving mechanism includes a motor 31 (FIG. 2) of the upper unit 14a, a screw shaft 28, a nut portion 27, and a guide shaft 29.

第1のロッド移動昇温機構は、挟持体移動機構にナット部27を介して取り付けられるエアシリンダ26aと、このシリンダロッド6a2の下端に取り付けられるロッド24aと、逆L字形状部21a1,21a2とを備えて構成されている。 The first rod moving temperature raising mechanism includes an air cylinder 26a attached to the holding body moving mechanism via a nut portion 27, a rod 24a attached to the lower end of the cylinder rod 6a2, and an inverted L-shaped portion 21a1,21a2. It is configured with.

挟持体42a及び第1のロッド移動昇温機構は、挟持体移動機構により昇降される。この昇降により挟持体42aで被接合材の保持を行った後に、第1のロッド移動昇温機構がロッド24aに通電を行って被接合材の昇温を行う。更に、第1のロッド移動昇温機構が、ロッド24aでの押し引きによる被接合材の加圧によって固相接合を行うようになっている。 The holding body 42a and the first rod moving temperature raising mechanism are moved up and down by the holding body moving mechanism. After holding the material to be joined by the holding body 42a by this raising and lowering, the first rod moving temperature raising mechanism energizes the rod 24a to raise the temperature of the material to be joined. Further, the first rod moving temperature raising mechanism is adapted to perform solid phase bonding by pressurizing the material to be bonded by pushing and pulling with the rod 24a.

下ユニット14bは、エアシリンダ26bと、このシリンダロッド6b2の上端に取り付けられるロッド24bと、L字形状部21b1,21b2とを備えて構成される第2のロッド移動昇温機構を備えて成る。第2のロッド移動昇温機構のロッド24bが被接合材の昇温を行い、更にロッド24bでの押し引きによる被接合材の加圧によって固相接合を行うようになっている。なお、第1のロッド移動昇温機構及び第2のロッド移動昇温機構は、請求項記載のロッド移動昇温手段を構成する。 The lower unit 14b includes a second rod moving temperature raising mechanism including an air cylinder 26b, a rod 24b attached to the upper end of the cylinder rod 6b2, and L-shaped portions 21b1,21b2. The rod 24b of the second rod moving temperature raising mechanism raises the temperature of the material to be joined, and further presses and pulls the rod 24b to pressurize the material to be joined to perform solid-phase bonding. The first rod moving temperature raising mechanism and the second rod moving raising temperature mechanism constitute the rod moving raising temperature means according to claim.

制御部32は、センサが上挟持体42aのアルミ板1a,1bの離間(図4)を検出している場合、モータ31を右回転させ、上挟持体42aがアルミ板1a,1bを介して下挟持体42bに当接(図5)するまで下降させる制御を行う。 When the sensor detects the separation of the aluminum plates 1a and 1b of the upper holding body 42a (FIG. 4), the control unit 32 rotates the motor 31 clockwise, and the upper holding body 42a passes through the aluminum plates 1a and 1b. Control is performed to lower the lower holding body 42b until it comes into contact with the lower holding body 42b (FIG. 5).

制御部32は、センサが挟持又は当接状態(図5)を検出している場合、モータ31を左回転させ、上挟持体42aがアルミ板1a,1b及び下挟持体42bから離間(図4)するまで上昇させる制御を行う。 When the sensor detects the pinch or contact state (FIG. 5), the control unit 32 rotates the motor 31 counterclockwise, and the upper pinch body 42a is separated from the aluminum plates 1a and 1b and the lower pinch body 42b (FIG. 4). ) Is controlled to raise it.

また、図9に示す制御部32は、上記挟持体42a,42bのアルミ板1a,1bへの当接後に、上ユニット14a用の通電制御装置13aから1次ケーブル12aを介してトランス15aに所定の電流及び通電時間を通電させる制御を行う。この制御に応じて、トランス15aが、電流をプラス側及びマイナス側の2次ケーブル16aを介して挟持ホルダ42aに供給する。これによって導電体41aを介してロッド24aに電流が流れ、ロッド24aが溶融しない温度に発熱する。この発熱は、下ユニット14bにおいても同様に行われる。 Further, the control unit 32 shown in FIG. 9 is predetermined to the transformer 15a from the energization control device 13a for the upper unit 14a via the primary cable 12a after the holding bodies 42a and 42b come into contact with the aluminum plates 1a and 1b. Controls the energization of the current and energization time. In response to this control, the transformer 15a supplies a current to the holding holder 42a via the secondary cables 16a on the plus side and the minus side. As a result, a current flows through the rod 24a via the conductor 41a, and heat is generated to a temperature at which the rod 24a does not melt. This heat generation is similarly performed in the lower unit 14b.

上下のロッド24a,24bに埋め込まれた熱電対23a,23bは、ロッド24a,24bの発熱温度を計測し、この計測温度を示す温度信号を制御部32へ出力する。 The thermocouples 23a and 23b embedded in the upper and lower rods 24a and 24b measure the heat generation temperature of the rods 24a and 24b, and output a temperature signal indicating the measured temperature to the control unit 32.

制御部32は、上記実施形態で記載したように、温度信号の温度に応じて電磁バルブ33a,33bの図示せぬ給気弁及び排気弁の開閉度合いを制御して、上側のシリンダロッド6a2の下降及び上昇を制御すると共に、下側のシリンダロッド6b2の下降及び上昇を制御する。 As described in the above embodiment, the control unit 32 controls the degree of opening / closing of the air supply valve and the exhaust valve (not shown) of the solenoid valves 33a and 33b according to the temperature of the temperature signal, and controls the opening / closing degree of the upper cylinder rod 6a2. It controls the descent and ascent, and also controls the descent and ascent of the lower cylinder rod 6b2.

<変形例の動作>
次に、変形例の溶接装置10Aによって、複数枚重ねた金属板1a,1bを固相接合する際の動作について説明する。
<Operation of modified example>
Next, the operation when solid-phase joining a plurality of stacked metal plates 1a and 1b by the welding apparatus 10A of the modified example will be described.

まず、図4に示すように、上下に離間した挟持体42a,42bの間に、2枚のアルミ板1a,1bの重ねられた結合部分が配置されている場合に、図9に示す制御部32で、モータ31を右回転させて、図5に矢印で示すように、上挟持体42aを下降させる。この下降によって、上下の挟持体42aがアルミ板1a,1bを挟持する。 First, as shown in FIG. 4, when the overlapped joint portion of the two aluminum plates 1a and 1b is arranged between the holding bodies 42a and 42b separated vertically, the control unit shown in FIG. 9 At 32, the motor 31 is rotated clockwise to lower the upper holding body 42a as shown by an arrow in FIG. By this lowering, the upper and lower holding bodies 42a hold the aluminum plates 1a and 1b.

この挟持状態を図示せぬセンサが検知すると、制御部32は、通電制御装置13a,13b及びトランス15a,15bを介して上下のロッド24a,24bに通電を行う。 When this pinched state is detected by a sensor (not shown), the control unit 32 energizes the upper and lower rods 24a and 24b via the energization control devices 13a and 13b and the transformers 15a and 15b.

この通電により上下のロッド24a,24bが発熱し、この発熱の温度が熱電対23a,23bで計測される。この計測温度は温度信号として制御部32へ出力される。 The upper and lower rods 24a and 24b generate heat due to this energization, and the temperature of this heat generation is measured by the thermocouples 23a and 23b. This measured temperature is output to the control unit 32 as a temperature signal.

制御部32は、温度信号が予め定められた温度を示すと、上側の電磁バルブ33aの排気弁を閉、給気弁を所定開度で開として、上側のエアシリンダ26aへの給気を行い、シリンダロッド6a2の下降に応じた上ロッド24aの下降で、アルミ板1a,1bを下方側へ押圧する。この際、制御部32は、下側の電磁バルブ33bの排気弁を所定開度で開、給気弁を閉として、下側のエアシリンダ26bへの排気を可能とし、上ロッド24aの押圧に応じて下ロッド24bの下降を可能とする。 When the temperature signal indicates a predetermined temperature, the control unit 32 closes the exhaust valve of the upper solenoid valve 33a, opens the air supply valve at a predetermined opening degree, and supplies air to the upper air cylinder 26a. The aluminum plates 1a and 1b are pressed downward by the lowering of the upper rod 24a in accordance with the lowering of the cylinder rod 6a2. At this time, the control unit 32 opens the exhaust valve of the lower solenoid valve 33b at a predetermined opening, closes the air supply valve, enables exhaust to the lower air cylinder 26b, and presses the upper rod 24a. The lower rod 24b can be lowered accordingly.

この下方への押圧制御によって、図6に矢印で示す方向に、上ロッド24aがアルミ板1a,1bを下方側に押圧(加圧)し、アルミ板1a,1bが下ロッド24b側へ凸状に突き出て固相接合される。この際、下ロッド24bは僅かに下がる。 By this downward pressing control, the upper rod 24a presses (pressurizes) the aluminum plates 1a and 1b downward in the direction indicated by the arrow in FIG. 6, and the aluminum plates 1a and 1b are convex toward the lower rod 24b. It sticks out and is solid-phase bonded. At this time, the lower rod 24b is slightly lowered.

次に、制御部32は、上記下方への押圧が予め定められた時間行われると、上側の電磁バルブ33aの排気弁を所定開度で開、給気弁を閉として、エアシリンダ26aから空気を排気可能とする。 Next, when the downward pressing is performed for a predetermined time, the control unit 32 opens the exhaust valve of the upper solenoid valve 33a at a predetermined opening degree, closes the air supply valve, and air from the air cylinder 26a. Can be exhausted.

同時に、制御部32は、下側の電磁バルブ33bの排気弁を閉、給気弁を所定開度で開として、下側のエアシリンダ26bへの給気を行い、シリンダロッド6b2を上昇させる。この上昇に応じて、図7に矢印で示す方向に、下ロッド24bがアルミ板1a,1bを上方側へ押圧する。 At the same time, the control unit 32 closes the exhaust valve of the lower solenoid valve 33b, opens the air supply valve at a predetermined opening degree, supplies air to the lower air cylinder 26b, and raises the cylinder rod 6b2. In response to this rise, the lower rod 24b presses the aluminum plates 1a and 1b upward in the direction indicated by the arrow in FIG. 7.

この下ロッド24bによる上方への押圧は、アルミ板1a,1bの押圧部分が図6に示す下への凸状から図7に示す平面状となるように行われる。下ロッド24bが平面位置に戻ったことをセンサが検知すると、制御部32の制御に応じて、上挟持体42aが上昇され、図8に示すように、上下の挟持体42a,42bが、アルミ板1a,1bを介して離間した状態となる。 The upward pressing by the lower rod 24b is performed so that the pressing portions of the aluminum plates 1a and 1b change from the downward convex shape shown in FIG. 6 to the planar shape shown in FIG. 7. When the sensor detects that the lower rod 24b has returned to the plane position, the upper holding body 42a is raised according to the control of the control unit 32, and as shown in FIG. 8, the upper and lower holding bodies 42a and 42b are made of aluminum. It is in a state of being separated from each other via the plates 1a and 1b.

<変形例の効果>
以上説明した変形例の接合装置10Aの効果について説明する。
(1)接合装置10A(図9)は、挟持体42a,42bと、第1及び第2ロッド24a,24bと、挟持体移動機構(挟持体移動手段)と、ロッド移動昇温機構(ロッド移動昇温手段)とを備える構成とした。
<Effect of modified example>
The effect of the joining device 10A of the modified example described above will be described.
(1) The joining device 10A (FIG. 9) includes a holding body 42a, 42b, a first and second rods 24a, 24b, a holding body moving mechanism (holding body moving means), and a rod moving temperature raising mechanism (rod moving). The configuration is provided with a temperature raising means).

(11)上下の挟持体42a,42bは、複数重ねられた被接合材としてのアルミ板1a,1bを挟持可能に対向状態に配置されている。上下のロッド24a,24bは、挟持体42a,42bの各々に互いの対向方向に沿って形成された挿通孔に挿通され、通電によって昇温する。挟持体移動機構は、上のロッド24aを含む挟持体42aを、下のロッド24bを含む挟持体42bへ近接又は離間する方向に移動させる。ロッド移動昇温機構は、挟持体42a,42bに対してロッド24a,24bを出没させると共に、ロッド24a,24bへの通電を行う構成とした。 (11) The upper and lower holding bodies 42a and 42b are arranged in a facing state so that a plurality of stacked aluminum plates 1a and 1b as joint materials can be held. The upper and lower rods 24a and 24b are inserted into the insertion holes formed in the sandwiching bodies 42a and 42b along the opposite directions, and the temperature is raised by energization. The holding body moving mechanism moves the holding body 42a including the upper rod 24a in a direction toward or away from the holding body 42b including the lower rod 24b. The rod moving temperature raising mechanism is configured to make the rods 24a and 24b appear and disappear with respect to the sandwiching bodies 42a and 42b, and to energize the rods 24a and 24b.

この構成によれば、次のような作用効果がある。離間した上下の挟持体42a,42b間に複数重ねられたアルミ板1a,1bが配置されている場合に、挟持体移動機構で、上の挟持体42aを移動してアルミ板1a,1bを介して下の挟持体42bと当接する。次に、ロッド移動昇温機構で、上下のロッド24a,24bに通電すると各ロッド24a,24bが発熱する。この発熱によってアルミ板1a,1bが加熱されて軟化した際に、ロッド移動昇温機構により上ロッド24aでアルミ板1a,1bを押圧する。この押圧に応じて、複数のアルミ板1a,1bが固相接合される。この上ロッド24aの押圧によりアルミ板1a,1bの接合部分が下2ロッド24b側に凸状に突き出している。次に、ロッド移動昇温機構によって、下ロッド24bを上ロッド24a側に押圧し、アルミ板1a,1bの凸状の接合部分を逆方向に加圧して凸状部分が平坦となるようにする。これによって、複数のアルミ板1a,1bが平坦な状態に固相接合される。つまり、複数重ねられたアルミ板1a,1bを、接合部分に変形が残存しないように固相接合できる。 According to this configuration, there are the following effects. When a plurality of stacked aluminum plates 1a and 1b are arranged between the separated upper and lower holding bodies 42a and 42b, the holding body moving mechanism moves the upper holding body 42a via the aluminum plates 1a and 1b. It comes into contact with the lower holding body 42b. Next, when the upper and lower rods 24a and 24b are energized by the rod moving temperature raising mechanism, the rods 24a and 24b generate heat. When the aluminum plates 1a and 1b are heated and softened by this heat generation, the aluminum plates 1a and 1b are pressed by the upper rod 24a by the rod moving temperature raising mechanism. In response to this pressing, a plurality of aluminum plates 1a and 1b are solid-phase bonded. By pressing the upper rod 24a, the joint portion of the aluminum plates 1a and 1b protrudes convexly toward the lower 2 rod 24b. Next, the lower rod 24b is pressed toward the upper rod 24a by the rod moving temperature raising mechanism, and the convex joint portions of the aluminum plates 1a and 1b are pressed in the opposite direction so that the convex portions become flat. .. As a result, the plurality of aluminum plates 1a and 1b are solid-phase bonded in a flat state. That is, a plurality of stacked aluminum plates 1a and 1b can be solid-phase bonded so that deformation does not remain in the bonded portion.

(12)接合装置10Aは、上下のロッド24a,24bの温度を計測する温度センサである熱電対23a,23bと、熱電対23a,23bで計測されたロッド24a,24bの温度に応じて挟持体移動機構及びロッド移動昇温機構を制御する制御部32とを備える。更に、制御部32は、熱電対23a,23bでの計測温度が予め定められた温度となった際に、ロッド移動昇温手段に上ロッド24aのアルミ板1a,1bへの押圧を行なわせ、この押圧が所定時間経過後に、押圧と反対方向へ下ロッド24bでアルミ板1a,1bを押圧させる制御を行う構成とした。 (12) The joining device 10A is a sandwiching body according to the temperatures of the thermocouples 23a and 23b, which are temperature sensors for measuring the temperatures of the upper and lower rods 24a and 24b, and the rods 24a and 24b measured by the thermocouples 23a and 23b. It is provided with a control unit 32 that controls a movement mechanism and a rod movement temperature rise mechanism. Further, the control unit 32 causes the rod moving temperature raising means to press the upper rod 24a against the aluminum plates 1a and 1b when the measured temperature of the thermocouples 23a and 23b reaches a predetermined temperature. After the lapse of a predetermined time, the aluminum plates 1a and 1b are controlled to be pressed by the lower rod 24b in the direction opposite to the pressing.

この構成によれば、熱電対23a,23bによるロッド24a,24bの計測温度が予め定められた温度となった際に、制御部32の制御によって、上ロッド24aでアルミ板1a,1bを押圧させ、当該押圧が所定時間経過後に、押圧と反対方向へ下ロッド24bでアルミ板1a,1bを押圧させる。このため、複数重ねられたアルミ板1a,1bの接合部分を平面に出来るので、接合部分に変形が残存しない固相接合を自動で行うことができる。 According to this configuration, when the measured temperature of the rods 24a and 24b by the thermocouples 23a and 23b reaches a predetermined temperature, the aluminum plates 1a and 1b are pressed by the upper rod 24a under the control of the control unit 32. After the pressing has elapsed for a predetermined time, the aluminum plates 1a and 1b are pressed by the lower rod 24b in the direction opposite to the pressing. Therefore, since the jointed portion of the plurality of stacked aluminum plates 1a and 1b can be made flat, solid-phase joining in which no deformation remains in the joined portion can be automatically performed.

その他、具体的な構成について、本発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。実施形態の上ユニット14aの昇降動作及び第1及び第2ロッド24a,24bの押し引き動作を、上述したエアシリンダ26a,26bによる空圧式以外に、油圧式、モータ駆動式で行ってもよい。また、第1及び第2昇温体22a,22bを、上述した通電加熱以外に、電熱線式、高周波誘導加熱式で行ってもよい。また、接合装置10は、ロボットに搭載し、上ユニット14a及び下ユニット14bをロボットのアームに搭載してもよい。 In addition, the specific configuration can be appropriately changed without departing from the gist of the present invention. The raising and lowering operation of the upper unit 14a and the pushing and pulling operation of the first and second rods 24a and 24b of the embodiment may be performed by a hydraulic type and a motor drive type in addition to the pneumatic type by the air cylinders 26a and 26b described above. Further, the first and second heating elements 22a and 22b may be performed by a heating wire type or a high frequency induction heating type in addition to the above-mentioned energization heating. Further, the joining device 10 may be mounted on the robot, and the upper unit 14a and the lower unit 14b may be mounted on the arm of the robot.

10,10A 接合装置
11 接合本体装置
12a,12b 1次側通電ケーブル
13a,13b 通電制御装置
14a 上部側接合ユニット
14b 下部側接合ユニット
15a,15b トランス
21a,21b 昇温体ホルダ
22a,22b 昇温体
23a,23b 熱電対
24a,24b ロッド
26a,26b エアシリンダ
6a2,6b2 シリンダロッド
27 ナット部
7a ネジ穴
28 ネジ軸
29 ガイドシャフト
31 モータ
32 制御部
33a,33b 電磁バルブ
41a,41b 導電体
42a,42b 挟持体
10,10A Joining device 11 Joining body device 12a, 12b Primary side energizing cable 13a, 13b Energizing control device 14a Upper side joining unit 14b Lower side joining unit 15a, 15b Transformer 21a, 21b Heater holder 22a, 22b 23a, 23b Thermoelectric pair 24a, 24b Rod 26a, 26b Air cylinder 6a2, 6b2 Cylinder rod 27 Nut part 7a Screw hole 28 Screw shaft 29 Guide shaft 31 Motor 32 Control part 33a, 33b Electromagnetic valve 41a, 41b Conductor 42a, 42b body

Claims (12)

複数重ねられた被接合材を挟持可能に対向状態に配置され、通電によって昇温する第1昇温体及び第2昇温体と、
前記第1昇温体及び第2昇温体の各々に互いの対向方向に沿って形成された挿通孔に挿通されている第1ロッド及び第2ロッドと、
前記第1ロッドを含む前記第1昇温体を、前記第2ロッドを含む前記第2昇温体へ近接又は離間する方向に移動させる昇温体移動手段と、
前記第1昇温体及び第2昇温体に対して前記第1ロッド及び第2ロッドを出没させるロッド移動手段と
を備えることを特徴とする接合装置。
A first temperature-increasing body and a second temperature-increasing body, in which a plurality of stacked materials to be joined are arranged in a facing state so as to be sandwiched and the temperature is raised by energization,
A first rod and a second rod inserted into an insertion hole formed in each of the first temperature-increasing body and the second temperature-increasing body in a direction opposite to each other.
A heating element moving means for moving the first heating element including the first rod in a direction closer to or away from the second heating element including the second rod.
A joining device comprising a rod moving means for causing the first rod and the second rod to appear and disappear with respect to the first temperature raising body and the second temperature rising body.
前記第1及び第2昇温体の温度を計測する温度センサと、
前記温度センサで計測された前記第1及び第2昇温体の温度に応じて前記昇温体移動手段及び前記ロッド移動手段を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記温度センサでの計測温度が予め定められた温度となった際に、前記ロッド移動手段に前記第1ロッドの被接合材への押圧を行なわせ、当該押圧が所定時間経過後に、当該押圧と反対方向へ前記第2ロッドで被接合材を押圧させる制御を行う
ことを特徴とする請求項1に記載の接合装置。
A temperature sensor that measures the temperature of the first and second temperature risers, and
A control unit for controlling the temperature raising body moving means and the rod moving means according to the temperatures of the first and second heating bodies measured by the temperature sensor is provided.
When the temperature measured by the temperature sensor reaches a predetermined temperature, the control unit causes the rod moving means to press the first rod against the material to be joined, and the pressing elapses for a predetermined time. The joining device according to claim 1, further comprising controlling the second rod to press the material to be joined in the direction opposite to the pressing.
前記ロッド移動手段は、前記第1ロッド及び第2ロッドで前記被接合材を挟持した状態で、前記第1ロッド及び第2ロッドを同方向へ移動する
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の接合装置。
According to claim 1 or 2, the rod moving means moves the first rod and the second rod in the same direction with the material to be joined sandwiched between the first rod and the second rod. The joining device described.
前記第1ロッド及び第2ロッドの対向端面は、当該第2ロッドが当該第1ロッドよりも大きい面積を有する
ことを特徴とする請求項1~3の何れか1項に記載の接合装置。
The joining device according to any one of claims 1 to 3, wherein the facing end faces of the first rod and the second rod have a larger area than the first rod.
前記第1及び第2ロッドは、前記第1及び第2昇温体の熱で軟化しない硬質な絶縁体により形成されている
ことを特徴とする請求項1~4の何れか1項に記載の接合装置。
The first and second rods according to any one of claims 1 to 4, wherein the first and second rods are formed of a hard insulator that is not softened by the heat of the first and second temperature risers. Joining device.
前記第1及び第2昇温体は、タングステンで形成されている
ことを特徴とする請求項1~5の何れか1項に記載の接合装置。
The joining device according to any one of claims 1 to 5, wherein the first and second heating elements are made of tungsten.
前記第1及び第2昇温体は、同一材料又は各々異なる材料で形成されている
ことを特徴とする請求項1~5の何れか1項に記載の接合装置。
The joining device according to any one of claims 1 to 5, wherein the first and second heating elements are made of the same material or different materials.
複数重ねられた被接合材を挟持可能に対向状態に配置され、通電によって昇温する第1昇温体及び第2昇温体と、
前記第1昇温体及び第2昇温体の各々に互いの対向方向に沿って形成された挿通孔に挿通されている第1ロッド及び第2ロッドとを備え、
離間した前記第1及び第2昇温体間に複数重ねた被接合材を配置し、
前記第1昇温体を移動させ、前記被接合材を前記第2昇温体とで挟持し、
前記第1及び第2昇温体に通電し、
前記第1昇温体及び第2昇温体に対して前記第1ロッド及び第2ロッドを出没させる
ことを特徴とする接合方法。
A first temperature-increasing body and a second temperature-increasing body, in which a plurality of stacked materials to be joined are arranged in a facing state so as to be sandwiched and the temperature is raised by energization,
Each of the first temperature riser and the second temperature riser is provided with a first rod and a second rod inserted into an insertion hole formed along a direction facing each other.
A plurality of stacked materials to be joined are arranged between the first and second temperature risers separated from each other.
The first heating element is moved, and the material to be joined is sandwiched between the second heating element and the body.
Energize the first and second temperature risers to
A joining method, characterized in that the first rod and the second rod appear and disappear with respect to the first temperature riser and the second temperature riser.
前記第1及び第2昇温体の温度を温度センサで計測し、
計測温度が予め定められた温度となった際に、前記第1ロッドの被接合材への押圧を行なわせ、当該押圧が所定時間経過後に、当該押圧と反対方向へ前記第2ロッドで被接合材を押圧させる
ことを特徴とする請求項8に記載の接合方法。
The temperature of the first and second heating elements is measured by a temperature sensor, and the temperature is measured.
When the measured temperature reaches a predetermined temperature, the first rod is pressed against the material to be joined, and after the pressing has elapsed for a predetermined time, the second rod is joined in the direction opposite to the pressing. The joining method according to claim 8, wherein the material is pressed.
前記第1ロッドの前記被接合材の押圧と、前記第2ロッドの前記被接合材の押圧とを、交互に複数回繰り返す
ことを特徴とする請求項8又は9に記載の接合方法。
The joining method according to claim 8 or 9, wherein the pressing of the material to be joined of the first rod and the pressing of the material to be joined of the second rod are alternately repeated a plurality of times.
複数重ねられた被接合材を挟持可能に対向状態に配置された第1挟持体及び第2挟持体と、
前記第1挟持体及び第2挟持体の各々に互いの対向方向に沿って形成された挿通孔に挿通され、通電によって昇温する第1ロッド及び第2ロッドと、
前記第1ロッドを含む前記第1挟持体を、前記第2ロッドを含む前記第2挟持体へ近接又は離間する方向に移動させる挟持体移動手段と、
前記第1挟持体及び第2挟持体に対して前記第1ロッド及び第2ロッドを出没させると共に、当該第1ロッド及び第2ロッドへの通電を行うロッド移動昇温手段と
を備えることを特徴とする接合装置。
A first sandwiching body and a second sandwiching body arranged so as to be able to sandwich a plurality of stacked materials to be joined,
The first rod and the second rod, which are inserted into the insertion holes formed in the first holding body and the second holding body along the opposite directions to each other and raise the temperature by energization,
A holding body moving means for moving the first holding body including the first rod in a direction toward or away from the second holding body including the second rod.
It is characterized by comprising a rod moving temperature raising means for causing the first rod and the second rod to appear and disappear with respect to the first holding body and the second holding body, and for energizing the first rod and the second rod. Joining device.
前記第1及び第2ロッドの温度を計測する温度センサと、
前記温度センサで計測された前記第1及び第2ロッドの温度に応じて前記挟持体移動手段及び前記ロッド移動昇温手段を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記温度センサでの計測温度が予め定められた温度となった際に、前記ロッド移動昇温手段に前記第1ロッドの被接合材への押圧を行なわせ、当該押圧が所定時間経過後に、当該押圧と反対方向へ前記第2ロッドで被接合材を押圧させる制御を行う
ことを特徴とする請求項11に記載の接合装置。
A temperature sensor that measures the temperature of the first and second rods,
A control unit for controlling the holding body moving means and the rod moving raising temperature raising means according to the temperatures of the first and second rods measured by the temperature sensor is provided.
When the temperature measured by the temperature sensor reaches a predetermined temperature, the control unit causes the rod moving temperature raising means to press the first rod against the material to be joined, and the pressing is predetermined. The joining device according to claim 11, wherein after a lapse of time, a control is performed in which the material to be joined is pressed by the second rod in a direction opposite to the pressing.
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