JP6897914B1 - 接合装置及び接合済部材の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】状態が変化しても目標値の電流を接合対象物に供給することができる接合装置及び接合済部材の製造方法を提供する。【解決手段】接合装置１は、接合対象物Ｐに電流を伝える電極３０と、電圧が印加されることで接合対象物Ｐに供給する電流を生成する電流供給部１０と、接合対象物Ｐに供給される電流を計測する電流計測部２１と、電流計測部２１で計測される電流値が目標電流値となるように、電流計測部２１で前回以前に計測された電流値に基づいて電流供給部１０に印加される電圧を補正する第１の制御部５１とを備える。接合済部材の製造方法は、電流供給部１０に電圧を印加して生成された電流を接合対象物Ｐに供給し、接合対象物Ｐに供給された電流を計測し、計測した電流値と望ましい電流値との比率に基づいて電流供給部１０に印加する電圧を補正する。【選択図】図１

Description

本発明は接合装置及び接合済部材の製造方法に関し、特に状態が変化しても目標値の電流を接合対象物に供給可能な接合装置及び接合済部材の製造方法に関する。

例えばリング状の部材の当該リングの内部の空間に、シャフト状の部材を嵌め込んで接合する装置として、電気エネルギーを蓄積するコンデンサと、コンデンサに蓄積された電気エネルギーを放電するスイッチング回路と、スイッチング回路に接続された１次巻線を有する溶接トランスと、溶接トランスの２次巻線に接続された一対の電極とを備え、一対の電極で挟んだ接合対象物（例えばリング状の部材及びシャフト状の部材）を加圧した状態で、コンデンサに蓄積された電気エネルギーをスイッチング回路により短時間で放出して、接合対象物に比較的大きなパルス状溶接電流を流し、接合部分をジュール熱で軟化させて接合対象物を接合するものがある（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００５−３４２７８２号公報

上述のような接合装置では、接合対象物の接合を行う際に、接合対象物に供給する電流の目標値として前回と同じ電流値に設定しても、接合装置の状態の変化に伴って、目標とする電流値が接合対象物に供給されない場合があった。

本発明は上述の課題に鑑み、状態が変化しても目標値の電流を接合対象物に供給することができる接合装置及び接合済部材の製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の第１の態様に係る接合装置は、例えば図１に示すように、接合対象物Ｐに接触させて接合対象物Ｐに電流を伝える電極３０と；電極３０を介して接合対象物Ｐに流す電流を供給する電流供給部１０であって、電圧が印加されることにより接合対象物Ｐに供給する電流を生成する電流供給部１０と；接合対象物Ｐに供給される電流を計測する電流計測部２１と；電流計測部２１で計測される電流値が目標電流値となるように、電流計測部２１で前回以前に計測された電流値に基づいて電流供給部１０に印加される電圧を補正する第１の制御部５１とを備える。

このように構成すると、何らかの要因で計測した電流値が変動した場合に、印加される電圧の補正によって、目標電流値の電流を接合対象物に供給することができる。

また、本発明の第２の態様に係る接合装置は、例えば図１を参照して示すと、上記本発明の第１の態様に係る接合装置１において、第１の制御部５１は、電流計測部２１で直前に計測した所定の回数分の電流値のうちの最高値と最低値との間の所定の電流値と、目標電流値と、の比率を算出して得られた数値を、所定の回数の電流の供給を行った際に印加されていた電圧に乗算することで、電流供給部１０に印加される電圧を補正するように構成されている。

このように構成すると、所定の回数を１回に設定した場合は接合対象部材に供給される電流値を都度目標設定値に近づけることができ、所定の回数を複数回に設定した場合は突発的な外乱の影響を緩和することができる。なお、所定の回数を１回に設定した場合は、電流値の最高値と最低値とが同じ値となり、これが所定の電流値となる。

また、本発明の第３の態様に係る接合装置は、例えば図１を参照して示すと、上記本発明の第１の態様又は第２の態様に係る接合装置１において、接合装置１の運転を一旦停止した後で運転を再開する際に、接合対象物Ｐに代えて補正用部材Ｙに電極３０を介して電流を供給したときの、電流計測部２１で計測された電流値と、接合装置１が基準状態のときの補正用部材Ｙに電極３０を介して供給した電流である基準電流値との比率を算出して得られた数値を、基準状態において電流の供給を行った際に印加されていた電圧に乗算することで、電流供給部１０に印加される電圧を補正する第２の制御部５２を備える。

このように構成すると、運転停止後に運転を再開する際に、運転停止直前に印加されていた電圧が電流供給部に印加されることに伴って発生し得る電流の異常供給を回避することができる。

上記目的を達成するために、本発明の第４の態様に係る接合装置は、例えば図１に示すように、接合対象物Ｐを接合する接合装置１であって；接合対象物Ｐに接触させて接合対象物Ｐに電流を伝える電極３０と；電極３０を介して接合対象物Ｐに流す電流を供給する電流供給部１０であって、電圧が印加されることにより接合対象物Ｐに供給する電流を生成する電流供給部１０と；接合対象物Ｐに供給される電流を計測する電流計測部２１と；接合装置１の運転を一旦停止した後で運転を再開する際に、接合対象物Ｐに代えて補正用部材Ｙに電極３０を介して電流を供給したときの、電流計測部２１で計測された電流値と、接合装置１が基準状態のときの補正用部材Ｙに電極３０を介して供給した電流である基準電流値との比率を算出して得られた数値を、基準状態において電流の供給を行った際に印加されていた電圧に乗算することで、電流供給部１０に印加される電圧を補正する制御部５０を備える。

このように構成すると、運転停止後に運転を再開する際に、運転停止直前に印加されていた電圧が電流供給部に印加されることに伴って発生し得る電流の異常供給を回避することができる。

上記目的を達成するために、本発明の第５の態様に係る接合済部材の製造方法は、例えば図１及び図２を参照して示すと、接合対象物Ｐを接合した接合済部材を製造する方法であって；電流供給部１０に電圧を印加して生成された電流を接合対象物Ｐに供給する電流供給工程（Ｓ４）と；接合対象物Ｐに供給された電流を計測する電流計測工程（Ｓ５）と；電流計測工程（Ｓ５）で直前に計測した所定の回数分の電流値のうちの最高値と最低値との間の所定の電流値と、目標電流値と、の比率を算出して得られた数値を、所定の回数の電流の供給を行った際に電流供給部１０に印加していた電圧に乗算することで、電流供給部１０に印加する電圧を補正する電圧補正工程（Ｓ８）とを備える。

このように構成すると、何らかの要因で計測した電流値が変動した場合に、印加する電圧の補正によって、目標電流値の電流を接合対象物に供給することができ、所定の回数を１回に設定した場合は接合対象部材に供給される電流値を都度目標設定値に近づけることができ、所定の回数を複数回に設定した場合は突発的な外乱の影響を緩和することができる。

上記目的を達成するために、本発明の第６の態様に係る接合済部材の製造方法は、例えば図１及び図２を参照して示すと、接合対象物Ｐを接合した接合済部材を製造する方法であって；電流供給部１０に電圧を印加して生成された電流を接合対象物Ｐに供給する電流供給工程（Ｓ４）と；接合対象物Ｐに供給された電流を計測する電流計測工程（Ｓ５）と；接合済部材の製造を一旦停止した後で製造を再開する際に、接合対象物Ｐに代えて補正用部材Ｙに電流を供給したときの、電流計測工程（Ｓ１２）で計測された電流値と、基準状態のときの補正用部材Ｙに供給した電流である基準電流値との比率を算出して得られた数値を、基準状態において電流の供給を行った際に印加していた電圧に乗算することで、電流供給部１０に印加する電圧を補正する電圧補正工程（Ｓ１４）とを備える。

このように構成すると、製造停止後に製造を再開する際に、製造停止直前に印加していた電圧を電流供給部に印加することに伴って発生し得る電流の異常供給を回避することができる。

本発明によれば、電流供給部に印加される電圧の補正によって、目標電流値の電流を接合対象物に供給することができる。

本発明の実施の形態に係る接合装置の概略構成図である。 電流供給部から供給される電流を目標電流値に維持する制御を説明するフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る接合装置の運転時における、運転回数・時間と電流値・電圧・温度との関係を示すグラフである。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において互いに同一又は相当する部材には同一あるいは類似の符号を付し、重複した説明は省略する。

まず図１を参照して、本発明の実施の形態に係る接合装置１を説明する。図１は、接合装置１の概略構成図である。接合装置１は、典型的には金属製の２つの部材Ｐｔ、Ｐｓで構成された接合対象物Ｐに対して加圧しながら電流を流すことで、接合対象物Ｐを接合する装置である。接合装置１は、接合対象物Ｐを挟み込む電極３０と、電源Ｓから電力を得て電極３０に電流を供給する電流供給部１０と、電流計２１と、制御部５０とを備えている。なお、電源Ｓは、典型的には、商用の交流電力を受け入れて直流に変換する整流・平滑回路又は交流発電機と整流・平滑回路との組み合わせ、あるいは直流発電機等で構成され、本実施の形態では接合装置１の構成要素に含まれていないが、電源Ｓの構成の一部（例えば、整流・平滑回路部分）又は全部が接合装置１の構成要素に含まれることとしてもよい。

電流供給部１０は、コンデンサ１１と、スイッチング回路１２と、トランス１３とを有している。コンデンサ１１は、接合対象物Ｐの接合に必要な比較的大きな電流を電極３０に供給できるように、電荷を蓄えるものである。コンデンサ１１は、複数が並列に配置されて構成されていてもよい。コンデンサ１１は、接合対象物Ｐに要求される接合能力から容量（合計容量）を決定するとよい。スイッチング回路１２は、コンデンサ１１に電荷を蓄えるときはＯＦＦにし、コンデンサ１１から放電するとき（コンデンサ１１に蓄えられた電荷を電極３０に供給するとき）はＯＮにすることで、電流供給部１０からの電流の供給を制御するものである。スイッチング回路１２は、典型的にはサイリスタを含んでおり、ゲート信号の入力の有無を調節することでＯＮ―ＯＦＦを制御することができるように構成されている。トランス１３は、一次巻線１３ａと二次巻線１３ｂとを含んでおり、一次巻線１３ａの巻数よりも二次巻線１３ｂの巻数を少なくすることで、一次巻線１３ａに流れる電流よりも二次巻線１３ｂに流れる電流が大きくなるようにするものである。電流供給部１０は、電源Ｓと電気的に接続されていると共に、電極３０と電線２５、２６を介して電気的に接続されている。電流供給部１０は、電源Ｓから印加される電圧を調節することで、電極３０に流す電流値を制御することができるように構成されている。

電流計２１は、電流供給部１０から電極３０（ひいては電極３０に挟まれた接合対象物Ｐ）に供給される電流値を計測するものであり、電流計測部に相当する。電流計２１は、電流供給部１０と電極３０とを接続する電線２５に設置されている。

電極３０は、接合対象物Ｐに接触させて接合対象物Ｐに電流を伝えるものである。電極３０は、前述のように、電線２５、２６を介してトランス１３の二次巻線１３ｂに接続されている。電極３０は、上電極３１と下電極３２とを有しており、上電極３１と下電極３２とで接合対象物Ｐを挟んだときにトランス１３の二次巻線１３ｂ及び電極３０が電線２５、２６を介して導通するように構成されている。また、電極３０は、押圧装置（不図示）によって、上電極３１と下電極３２とが相対的に近づく方向に加圧力を加えることができるように構成されている。

電極３０に挟まれる接合対象物Ｐは、本実施の形態では、円柱状に形成された嵌合部材Ｐｔと、リング状に形成された環状部材Ｐｓとを含んでいる。環状部材Ｐｓは、厚い円板状の中心に、嵌合部材Ｐｔの外径よりも一回り小さい円柱状の中空部分（内部空間）が形成されている。嵌合部材Ｐｔ及び環状部材Ｐｓは、典型的には金属で形成されており、例えば炭素鋼、合金鋼、鋳鉄等で形成されており、両者は同種の材料で形成されていてもよく、異なる材料で形成されていてもよい。接合対象物Ｐは、嵌合部材Ｐｔと環状部材Ｐｓとがリングマッシュ（登録商標）の接合方法（以下、単に「リングマッシュ接合」という。）によって接合されるものである。リングマッシュ接合は、環状部材Ｐｓの内部空間に、空間径よりも一回り大きい嵌合径を有する嵌合部材Ｐｔを、加圧しながら溶接電流を流して嵌め込んで、嵌合部材Ｐｔの外側面が環状部材Ｐｓの内面に全周にわたって完全に又は概ね均一に固相接合される方法である。この固相接合は、接合する部材同士を密着させ、融点未満の温度に加熱することで、部材を溶融させずに接合を行うものである。

制御部５０は、接合装置１の動作を制御するものである。制御部５０は、電流供給部１０と有線又は無線で制御信号を受け渡し可能に接続されており、スイッチング回路１２のＯＮ―ＯＦＦを制御することで、電流供給部１０からの電流の供給の有無を制御することができるように構成されている。また、制御部５０は、電源Ｓと有線又は無線で制御信号を受け渡し可能に接続されており、電源Ｓが電流供給部１０に印加する電圧を調節することができるように構成されている。また、制御部５０は、電流計２１と有線又は無線で制御信号を受け渡し可能に接続されており、電流計２１が計測した電流値を信号として受信することができるように構成されている。

また、制御部５０には、目標電流値と、基準電流値とが記憶されている。目標電流値は、接合対象物Ｐを適切に接合するために電極３０に供給するのに適した大きさの電流値である。基準電流値は、接合装置１が基準状態のときに、電極３０で補正用部材Ｙを挟んで、電流供給部１０にあらかじめ決められた電圧を印加したときの、電流供給部１０から供給される電流値である。ここで、基準状態とは、接合装置１が、設置されている周囲の環境と同じ温度（常温）にある状態であり、典型的には相当の時間停止していた状態である。基準状態における接合装置１の温度が季節によって変動があって基準電流値に影響がある場合、基準電流値を季節に応じて変更してもよく、中間期の基準状態における電流値を基準電流値と定めてもよい。また、補正用部材Ｙは、接合装置１の状態を把握するために試験的に電極３０に電流を供給する際に接合対象物Ｐに代替する部材であり、典型的には金属製のブロックが用いられる。

また、制御部５０は、電流計２１から受信した電流値に基づいて、電源Ｓが電流供給部１０に印加する電圧を補正値する連続補正部５１及び開始補正部５２を有している。連続補正部５１は、接合装置１の運転中に電流計２１で直前に計測した所定の回数分の電流値のうちの所定の値と目標電流値との比率に基づいて電流供給部１０に印加する電圧の値を補正するものであり、第１の制御部に相当する。所定の電流値は、計測した所定の回数分の電流値のうちの最高値と最低値との間の電流値であり、本実施の形態では計測した所定の回数分の電流値の平均としている。また、ここでいう直前とは、補正対象とする回の直前である。所定の回数については後述する。開始補正部５２は、接合装置１の運転を一旦停止した後で運転を再開する際に、あらかじめ決められた電圧（典型的には基準電流値を計測した際の電圧）を電流供給部１０に印加して、電極３０に挟まれた補正用部材Ｙに電流を供給した際の電流値と基準電流値との比率に基づいて電流供給部１０に印加する電圧の値を補正するものであり、第２の制御部に相当する。なお、制御部５０に含まれる連続補正部５１及び開始補正部５２は、図示の例では、機能の観点から別のものとして表しているが、典型的には渾然一体に構成されている。すなわち、典型的には、制御部５０は、全体で上述の各部材を適宜制御して、連続補正部５１の機能と開始補正部５２の機能とを兼ねるように構成されている。

引き続き図１を参照して、接合済部材の製造方法を説明する。接合済部材は、接合対象物Ｐの接合が行われた後の部材である。以下に説明する接合済部材の製造方法は、典型的にはこれまで説明した接合装置１を用いて行われるが、接合装置１以外の装置で行ってもよい。以下の接合装置１を用いた接合済部材の製造方法の説明は、接合装置１の作用の説明を兼ねている。接合済部材の製造を開始したら、制御部５０は、電源Ｓから電流供給部１０に電圧を印加させる。電流供給部１０に電圧が印加されると、コンデンサ１１に電気エネルギーが蓄積される。この、コンデンサ１１に電気エネルギーが蓄積されるまでに、電極３０に接合対象物Ｐを設置しておく。電極３０への接合対象物Ｐの設置は、典型的には、下電極３２の上に環状部材Ｐｓを載置し、その環状部材Ｐｓの上に嵌合部材Ｐｔを環状部材Ｐｓの内部空間に合うように載置し、その嵌合部材Ｐｔの上に上電極３１を添えることで行われる。電極３０への接合対象物Ｐの設置は、電源Ｓから電流供給部１０に電圧を印加させる前に行ってもよいことはいうまでもない。接合対象物Ｐが電極３０に設置されてコンデンサ１１に電気エネルギーが蓄積されたら、制御部５０は、押圧装置（不図示）を介して上電極３１と下電極３２とで挟んだ接合対象物Ｐに加圧力を作用させつつ、スイッチング回路１２を作動させて、コンデンサ１１に蓄積されていた電気エネルギーを、トランス１３を介して電流供給部１０から短時間で放出させ、比較的大きなパルス電流が電極３０を介して接合対象物Ｐに供給されるようにする。接合対象物Ｐは、嵌合部材Ｐｔと環状部材Ｐｓとの接触部分に、押圧力が加えられながら比較的大きなパルス電流が流れることで、当該接触部分がジュール熱によって加熱されて軟化し、固相接合（リングマッシュ接合）が行われる。この接合により、接合済部材が製造される。

このように、１組の接合対象物Ｐが接合されて１つの接合済部材が製造されたら、電極に挟まれていた接合済部材を次に接合する接合対象物Ｐに入れ替えて、上述の要領で接合する。一般には、一旦接合装置１の運転を開始したら、生産性向上の観点から、複数個の接合済部材を連続して製造する連続運転が行われる。ここで、接合装置１の運転とは、接合対象物Ｐの接合が可能なように作動している状態であり、連続運転とは、典型的には、複数の接合対象物Ｐの接合を可能な限り短い間隔で行っている状態又は間隔が空いたとしても前回と実質的に同条件で接合が行われる状態の運転である。上記の様な接合を連続的に行っていくと、電源Ｓから電流供給部１０に印加される電圧が同じであっても、何らかの要因で、電流供給部１０から供給される電流値が徐々に低下する場合がある。何らかの要因として、例えば、放電によって接合装置１の温度が徐々に上昇していくことに伴って接合装置１内の抵抗が大きくなること、接合装置１の部品の摩耗等によって接合装置１内の抵抗が大きくなること等が挙げられる。従来は、連続運転を行って供給される電流値が低下したる際に、低下した電流値を目標電流値に回復させるために、一定の回数の接合を行うごとにメンテナンスを行っており、これが生産性の向上を阻害する一つの要因となっていた。そこで、本実施の形態に係る接合装置１では、目標電流値を維持するように、以下の制御を行うこととしている。

図２は、電流供給部１０から供給される電流を目標電流値に維持する制御を説明するフローチャートである。以下の説明において、接合装置１の構成に言及しているときは、適宜図１を参照することとする。接合装置１の制御に先立って、まず、接合装置１が常温の状態（基準状態）で、補正用部材Ｙを電極３０で挟み、特定の電圧（基準電圧）を電流供給部１０に印加して電流供給部１０から補正用部材Ｙに電流を供給したときの電流値を計測する（Ｓ１）。このとき計測された電流値を「基準電流値」ということとする。なお、基準電圧は、接合装置１内の抵抗が大きくなった場合にその変化を電流値によって検知できる範囲で任意の電圧でよく、例えば、基準状態で目標電流値を検知することができる電圧としてもよい。基準電流値を計測したら、接合対象物Ｐの接合を開始する（Ｓ２）。接合対象物Ｐを接合するには、上述のように、まず、接合対象物Ｐを電極３０に設置することが行われる。制御部５０は、電極３０に接合対象物Ｐが設置されていない状態で電極３０に電流が供給されることを防ぐために、接合対象物Ｐが電極３０に設置されたか否かを判断する（Ｓ３）。接合対象物Ｐが電極３０に設置されていない場合は、再び接合対象物Ｐが電極３０に設置されたか否かを判断する工程（Ｓ３）に戻る。

接合対象物Ｐが電極３０に設置された場合、制御部５０は、電流供給部１０に所定の電圧を印加して、電流供給部１０で生成された電流を電極３０ひいては接合対象物Ｐに供給する（電流供給工程：Ｓ４）。ここでの所定の電圧は、接合装置１の起動直後で接合装置１が基準状態にある場合は、基準状態の接合装置１において接合対象物Ｐの接合に適切な値の電流を電極３０に供給することができる電流を電流供給部１０で生成することができる電圧である。接合対象物Ｐに電流が供給されると、接合対象物Ｐは接合される（上述のリングマッシュ接合が行われる）こととなる。この接合対象物Ｐの接合が行われるときの電線２５、２６に電流が流れる際、電流計２１は、電流供給部１０から電極３０に供給された電流値を計測する（電流計測工程：Ｓ５）。電流計２１で計測された電流値は、制御部５０へ送信される。制御部５０は、電流計２１から電流値を受信したら、接合対象物Ｐの接合を終了するか否かを判断する（Ｓ６）。接合対象物Ｐの接合を終了する契機として、例えば、接合を終了する旨の指令が入力装置（不図示）から入力された場合や、予定されていた個数の接合が終了した場合が挙げられる。

接合対象物Ｐの接合を終了するか否かを判断する工程（Ｓ６）において、終了しない場合は、直前に電流値を計測した回数が所定の回数に到達したか否かを判断する（Ｓ７）。所定の回数は、目標電流値を補正する根拠となる実電流の平均値を算出するための電流値計測回数（接合された接合対象物Ｐの個数に相当）であり、計測された電流値の目標電流値からの乖離を小さくする観点からは少なくするとよく、突発的な外乱の影響を緩和する観点からは多くするとよく、好ましくは３〜１０回程度であり、より好ましくは５回程度である。なお、外乱の例として、接合対象物Ｐが不良品であった場合に異常な電流値が計測されること等が挙げられる。電流値を計測した回数（接合対象物Ｐを接合した個数に相当）が所定の回数に到達していない場合は、接合対象物Ｐが電極３０に設置されたか否かを判断する工程（Ｓ３）に戻る。他方、所定の回数に到達している場合は、電流供給部１０に印加する電圧を補正する（Ｓ８：電圧補正工程）。ここでの補正は、接合装置１の運転を継続しているときの補正であることから、便宜上、「継続電圧補正」ということとする。継続電圧補正は、典型的には以下のように行われる。制御部５０（連続補正部５１）は、まず、電流計２１から受信した直前の所定の回数の電流値の平均値（平均電流値）を算出する。次に、目標電流値の平均電流値に対する比（目標電流値／平均電流値）を、この平均電流値の算出の元となった電流値を計測していたときに電流供給部１０に印加されていた電圧値に乗算する。このように算出した電圧値が、継続電圧補正工程（Ｓ８）で補正された電圧値である。かかる補正は、オームの法則に照らして、抵抗が変化した場合に電流値を一定に保つためには、電圧を抵抗に比例して変化させる必要があることに基づいている。なお、以下の説明の便宜上、目標電流値の平均電流値に対する比（目標電流値／平均電流値）を「継続電流比」という場合もある。継続電圧値を補正したら、電流値計測回数が所定の回数に到達したか否かを判断するための所定の回数の計数をリセットする（Ｓ９）。継続電圧補正工程（Ｓ８）と所定の回数の計数をリセットする工程（Ｓ９）とは、順序が逆であってもよく、同時に行ってもよい。

所定の回数の計数をリセットしたら（Ｓ９）、接合対象物Ｐが電極３０に設置されたか否かを判断する工程（Ｓ３）に戻る。その後、上述の要領で、電流供給工程（Ｓ４）、電流計測工程（Ｓ５）と続いていくのであるが、電流供給部１０に印加される電圧が補正されているので、電流計測工程（Ｓ５）で計測される電流値が、目標電流値から乖離することが抑制される。そのため、接合対象物Ｐには、目標電流値又は目標電流値に近い値の電流が供給されることとなり、適切なリングマッシュ接合が行われることとなる。なお、継続電圧補正工程（Ｓ８）において、平均電流値が目標電流値と実質的に一致する（すなわち継続電流比が実質的に１となる）場合、外見上は電流供給部１０に印加される電圧値の補正が行われないように見えるが、本実施の形態では、直前に電流供給部１０に印加していた電圧値と実質的に同じ電圧値に補正したものと取り扱うこととする。

接合対象物Ｐの接合を終了するか否かを判断する工程（Ｓ６）において、終了する場合、制御部５０は、接合装置１を停止する（Ｓ１０）。その後、制御部５０は、接合装置１を再起動するか否かを判断する（Ｓ１１）。接合装置１を再起動するか否かは、典型的には、接合装置１を再起動する旨の指令が入力装置（不図示）から入力されたか否かにより判断することとなる。そして、再起動しない場合は、再び接合装置１を再起動するか否かを判断する工程（Ｓ１１）に戻る。他方、再起動する場合は、補正用部材Ｙを電極３０で挟み、基準電圧を電流供給部１０に印加して電流供給部１０から補正用部材Ｙに電流を供給したときの電流値（この電流値を「再開電流値」ということとする。）を計測する（Ｓ１２）。この工程（Ｓ１２）は、接合装置１が基準状態にあるか否かが不明である点を除き、工程（Ｓ１）と同じ内容である。再起動時に補正用部材Ｙに供給した電流値を計測したら（Ｓ１２）、この工程（Ｓ１２）で計測された再開電流値が基準電流値と同じか否かを判断する（Ｓ１３）。基準電流値と同じ場合は、接合装置１が基準状態にあるものとして扱えばよいので、工程（Ｓ１２）において電流供給部１０に印加した電圧から変更することなく、接合対象物Ｐの接合を開始する工程（Ｓ２）に進む。

他方、再開電流値が基準電流値と異なる場合は、電流供給部１０に印加する電圧を補正する（Ｓ１４：電圧補正工程）。ここでの補正は、停止している接合装置１の運転を再開するときの補正であることから、便宜上、「再開電圧補正」ということとする。再開電圧補正は、典型的には制御部５０（開始補正部５２）において、目標電流値の再開電流値に対する比（目標電流値／再開電流値）を、基準状態のときに電流供給部１０に印加されていた電圧値に乗算する。このように算出した電圧値が、再開電圧補正工程（Ｓ１４）で補正された電圧値である。かかる補正も、オームの法則を根拠として、目標電流値を維持するために、抵抗の変化に応じて電圧を変化させているものである。なお、再開電圧値を補正するのは、以下の理由による。前述のように連続運転に起因する抵抗の増加に伴って減少し得る電流値を目標電流値に維持するために継続電圧値を増加させるように補正した後、接合装置１の運転を停止させると、経過時間に応じて接合装置１の温度が低下する。この温度低下により、接合装置１の抵抗が下がっている可能性がある。抵抗が下がった状態の接合装置１に停止直前の電圧を印加すると、目標電流値よりも大きな電流が電極３０に供給される可能性がある。本実施の形態では、接合装置１の運転再開時に、補正用部材Ｙに対して、基準状態の電圧が印加されて生成された電流を流してその電流を計測することで、基準状態からの抵抗値等の変化を把握することができ、この変化に応じた電圧値の補正をしているので、過大な電流が電極３０に供給されることを抑制することができ、補正用部材Ｙから接合対象物Ｐに置き換えた以降に接合対象物Ｐの適切な接合をすることができる。再開電圧補正工程（Ｓ１４）で再開電圧値を補正したら、接合対象物Ｐが電極３０に設置されたか否かを判断する工程（Ｓ３）に戻り、以降、上述の工程を繰り返す。

図３を併せて参照して、継続電圧補正及び再開電圧補正についての説明を補足する。図３は、本実施の形態に係る接合装置１の運転時における、接合装置１の運転回数（横軸）と、電流計２１で検知される電流値／電流供給部１０に印加される電圧／接合装置１の温度（縦軸）との関係を示すグラフである。図３に示すグラフの横軸は、経過時間も表している。接合装置１が連続運転するとき、典型的には運転回数が時間に比例することとなる。図３のグラフ中、線Ｖは電流供給部１０に印加される電圧を表し、線Ａは電流計２１で検知される電流値を表し、線Ｔは接合装置１の温度を表している。まず、接合装置１の温度Ｔについて見ると、運転回数０回で基準状態にある接合装置１は、運転を開始して運転回数が増加するにつれて、温度Ｔが増加している。温度Ｔは、運転開始当初は上昇幅（上昇の割合）が大きく、運転回数を重ねるのにしたがって上昇幅が小さくなっている。このように接合装置１の温度Ｔが変化する状況で、電流計２１で検知される電流値Ａが一定になるように、電圧Ｖを階段状（ステップ状）に上昇させている。ここで、電圧Ｖ１は、基準電流値を計測（Ｓ１）した後に最初に電流供給工程（Ｓ４）を行う際の、基準状態の接合装置１において接合対象物Ｐの接合に適切な値の電流を電極３０に供給することができる電流を電流供給部１０で生成することができる電圧である。電圧Ｖ２は、接合装置１の運転回数（接合対象物Ｐを接合した回数及び電流値計測回数も同じ）が所定の回数（本実施の形態では５回）に到達した後に継続電圧補正を行った電圧である。この電圧Ｖ２は、継続電流比を電圧Ｖ１に乗算して得たものである。そして、運転回数が５回（所定の回数）に到達したことで所定の回数の計数がリセットされ（Ｓ９）、そこから運転回数がさらに５回（リセットしてからの所定の回数であり、起動時からの総運転回数は１０回）に到達したら、直前の所定の回数分（総運転回数６回から１０回分）の継続電流比を、その継続電流比を求める根拠となったときに印加していた電圧Ｖ２に乗算して、次からの運転回数で適用する継続電圧補正された電圧Ｖ３を得る。このように順次継続電圧補正を行うことで、仮に電圧Ｖを一定に維持した場合に右下がりとなり得る電流値Ａを、一定の目標電流値に維持することを可能にしている。

その後、運転回数がｎ回に到達したときに接合装置１を停止すると（Ｓ１０）、その後の時間経過と共に接合装置１の温度Ｔが低下していく。運転を停止してから時間が経過して、運転回数がｒ回と示した時点で運転を再開する。このとき、接合装置１の温度は、停止時点よりも低下しており、接合装置１の抵抗が減少している場合、停止直前の電圧Ｖｎを電流供給部１０に印加すると、電極３０に供給される電流が目標電流値よりも大きくなると考えられる。そのため、本実施の形態では、再開電圧補正（Ｓ１４）によって補正した電圧Ｖｒを電流供給部１０に印加し、目標電流値の電流を電極３０に供給することとしている。運転再開後は、接合装置１の温度Ｔが再び上昇していくので、連続運転を継続している間は継続電圧補正を行うこととなる。なお、運転回数ｎとｒとの間の電圧Ｖ及び電流Ａは、仮にこの時点で再開した場合に取り得る値を参考として示したものである。

以上で説明したように、本実施の形態によれば、電流計２１で計測される電流値が目標電流値となるように、電流計２１で前回以前（継続電圧補正の根拠となる条件が当てはまる回であり、典型的には直前を含む連続した複数回であるが、直前の１回でもよい。）に計測された電流値に基づいて電流供給部１０に印加される電圧を補正するので、接合装置１の運転による温度上昇に伴う抵抗の増加や接合装置１の経年劣化等、電流計２１で計測した電流値が何らかの要因で変動した場合に、電流供給部１０に印加される電圧の補正（継続電圧補正）によって、目標電流値の電流を接合対象物Ｐに供給し続けることができる。また、接合装置１の運転を一旦停止した後で運転を再開する際に、接合対象物Ｐに代えて補正用部材Ｙに電極３０を介して電流を供給したときの、電流計２１で計測された電流値と、接合装置１が基準状態のときの補正用部材Ｙに電極３０を介して供給した電流である基準電流値との比率を算出して得られた数値を、基準状態において電流の供給を行った際に印加されていた電圧に乗算することで、電流供給部１０に印加される電圧を補正するので、運転を再開する際に、運転停止直前に印加されていた電圧が電流供給部１０に印加されることに伴って発生し得る電流の異常供給を回避することができる。

以上の説明では、制御部５０が、継続電圧補正及び再開電圧補正の両方を行うこととしたが、どちらか一方を行うこととしてもよい。例えば、継続電圧補正を行って再開電圧補正を行わない場合、図２のフローチャートにおいて、接合装置１を停止する工程（Ｓ１０）の後は制御を終了することとして、工程（Ｓ１１）〜工程（Ｓ１４）を省略すればよい。他方、継続電圧補正を行わずに再開電圧補正を行う場合、図２のフローチャートにおいて、接合対象物Ｐの接合を終了するか否かを判断する工程（Ｓ６）で終了しない場合に、接合対象物Ｐが電極３０に設置されたか否かを判断する工程（Ｓ３）に戻ることとして、工程（Ｓ７）〜工程（Ｓ９）を省略すればよい。

以上の説明では、継続電圧補正を行う際の目標電流値に対比する所定の電流値が、計測した所定の回数分の電流値の平均（平均電流値）であるとしたが、最高値と最低値との間の任意の値としてもよい。例えば、所定の電流値を、計測した所定の回数分の電流値のうちの最低値（典型的には所定の回数の最終回に計測した電流値）とした場合、その電流の最低値は、接合装置１の温度が高くなったときの電流値と見ることができるから、電圧の補正後に目標電流値を外れる場合は目標電流値を超える側に外れる傾向となるが、電圧の補正が適正値から多少ずれることがあっても、次回の計測で電流値にそれが表れて、電流値が目標電流値から大きく外れることなく次々回の補正で修正されることになる。

以上の説明では、本発明の実施の形態に係る接合装置及び接合済部材の製造方法を、一例として各図を用いて説明したが、各部の構成、構造、数、配置、形状、材質などに関しては、上記具体例に限定されず、当業者が適宜選択的に採用したものも、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に包含される。

１ 接合装置
１０ 電流供給部
２１ 電流計
３０ 電極
５０ 制御部
５１ 連続補正部
５２ 開始補正部
Ｐ 接合対象物
Ｙ 補正用部材

Claims (6)

1. 接合対象物に接触させて前記接合対象物に電流を伝える電極と；
   前記電極を介して前記接合対象物に流す電流を供給する電流供給部であって、電圧が印加されることにより前記接合対象物に供給する電流を生成する電流供給部と；
   前記接合対象物に供給される電流を計測する電流計測部と；
   前記電流計測部で計測される電流値が目標電流値となるように、前記電流計測部で前回以前に計測された電流値に基づいて前記電流供給部に印加される電圧を補正する第１の制御部とを備え；
   前記第１の制御部は、前記電流計測部で直前に計測した所定の回数分の電流値のうちの最高値と最低値との間の所定の電流値と、前記目標電流値と、の比率を算出して得られた数値を、前記所定の回数の電流の供給を行った際に印加されていた電圧に乗算することで、前記電流供給部に印加される電圧を補正するように構成されている；
   接合装置。
2. 前記接合装置の運転を一旦停止した後で運転を再開する際に、前記接合対象物に代えて補正用部材に前記電極を介して電流を供給したときの、前記電流計測部で計測された電流値と、前記接合装置が基準状態のときの前記補正用部材に前記電極を介して供給した電流である基準電流値との比率を算出して得られた数値を、前記基準状態において電流の供給を行った際に印加されていた電圧に乗算することで、前記電流供給部に印加される電圧を補正する第２の制御部を備える；
   請求項１に記載の接合装置。
3. 接合装置であって；
   接合対象物に接触させて前記接合対象物に電流を伝える電極と；
   前記電極を介して前記接合対象物に流す電流を供給する電流供給部であって、電圧が印加されることにより前記接合対象物に供給する電流を生成する電流供給部と；
   前記接合対象物に供給される電流を計測する電流計測部と；
   前記電流計測部で計測される電流値が目標電流値となるように、前記電流計測部で前回以前に計測された電流値に基づいて前記電流供給部に印加される電圧を補正する第１の制御部と；
   前記接合装置の運転を一旦停止した後で運転を再開する際に、前記接合対象物に代えて補正用部材に前記電極を介して電流を供給したときの、前記電流計測部で計測された電流値と、前記接合装置が基準状態のときの前記補正用部材に前記電極を介して供給した電流である基準電流値との比率を算出して得られた数値を、前記基準状態において電流の供給を行った際に印加されていた電圧に乗算することで、前記電流供給部に印加される電圧を補正する第２の制御部とを備える；
   接合装置。
4. 接合対象物を接合する接合装置であって；
   接合対象物に接触させて前記接合対象物に電流を伝える電極と；
   前記電極を介して前記接合対象物に流す電流を供給する電流供給部であって、電圧が印加されることにより前記接合対象物に供給する電流を生成する電流供給部と；
   前記接合対象物に供給される電流を計測する電流計測部と；
   前記接合装置の運転を一旦停止した後で運転を再開する際に、前記接合対象物に代えて補正用部材に前記電極を介して電流を供給したときの、前記電流計測部で計測された電流値と、前記接合装置が基準状態のときの前記補正用部材に前記電極を介して供給した電流である基準電流値との比率を算出して得られた数値を、前記基準状態において電流の供給を行った際に印加されていた電圧に乗算することで、前記電流供給部に印加される電圧を補正する制御部を備える；
   接合装置。
5. 接合対象物を接合した接合済部材を製造する方法であって；
   電流供給部に電圧を印加して生成された電流を前記接合対象物に供給する電流供給工程と；
   前記接合対象物に供給された電流を計測する電流計測工程と；
   前記電流計測工程で直前に計測した所定の回数分の電流値のうちの最高値と最低値との間の所定の電流値と、目標電流値と、の比率を算出して得られた数値を、前記所定の回数の電流の供給を行った際に前記電流供給部に印加していた電圧に乗算することで、前記電流供給部に印加する電圧を補正する電圧補正工程とを備える；
   接合済部材の製造方法。
6. 接合対象物を接合した接合済部材を製造する方法であって；
   電流供給部に電圧を印加して生成された電流を前記接合対象物に供給する電流供給工程と；
   前記接合対象物に供給された電流を計測する電流計測工程と；
   前記接合済部材の製造を一旦停止した後で製造を再開する際に、前記接合対象物に代えて補正用部材に電流を供給したときの、前記電流計測工程で計測された電流値と、基準状態のときの前記補正用部材に供給した電流である基準電流値との比率を算出して得られた数値を、前記基準状態において電流の供給を行った際に印加していた電圧に乗算することで、前記電流供給部に印加する電圧を補正する電圧補正工程とを備える；
   接合済部材の製造方法。
   

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