JPH0334166B2 - - Google Patents
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- JPH0334166B2 JPH0334166B2 JP56006630A JP663081A JPH0334166B2 JP H0334166 B2 JPH0334166 B2 JP H0334166B2 JP 56006630 A JP56006630 A JP 56006630A JP 663081 A JP663081 A JP 663081A JP H0334166 B2 JPH0334166 B2 JP H0334166B2
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- lower electrode
- upper electrode
- displacement
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
- B23K1/0004—Resistance soldering
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K11/00—Resistance welding; Severing by resistance heating
- B23K11/24—Electric supply or control circuits therefor
- B23K11/25—Monitoring devices
- B23K11/252—Monitoring devices using digital means
- B23K11/253—Monitoring devices using digital means the measured parameter being a displacement or a position
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H11/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of electric switches
- H01H11/04—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of electric switches of switch contacts
- H01H11/041—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of electric switches of switch contacts by bonding of a contact marking face to a contact body portion
- H01H11/043—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of electric switches of switch contacts by bonding of a contact marking face to a contact body portion by resistance welding
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Manufacture Of Switches (AREA)
- Resistance Welding (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、接点材に例えば銀層をクラツドし
た電気機器用接点を台座にスポツト溶接機を用い
て接合するものにおいて、接合現象を検出する変
位計とその信号を演算処理して溶接機を制御する
回路により、接点を接合する方法に関する。
た電気機器用接点を台座にスポツト溶接機を用い
て接合するものにおいて、接合現象を検出する変
位計とその信号を演算処理して溶接機を制御する
回路により、接点を接合する方法に関する。
従来、この種電気機器用接点と台座とを接合す
る際、あらかじめ銀層がクラツドされた接点材の
銀層面と台座とを接合するが、スポツト溶接法な
ど抵抗熱源を利用する接点接合においては、接合
工程の能率は他の接合法に比較して飛躍的に優れ
ているものの、接合不十分または銀層の溶融過多
など、接合の安定性の面で大きな欠点を有してい
た。第１図は、従来行われているスポツト接合法
を説明するための概念図で、１は上部電極、２は
下部電極、３は接点材、４は接点材３にあらかじ
めクラツドされた銀層すなわちクラツド材、５は
接点材３および銀層４より構成される接点、６は
台座、７は接合部、８は銀を主成分とする溶出金
属をそれぞれ示す。ａにおいて接合すべき接点５
と台座６を両電極間に挾持して、加圧・通電して
接合させるが、接合に寄与する銀層４が適正量溶
融して安定接合できる接合条件範囲は狭い。すな
わち、銀層４は接点材３そのものの接合性が極め
て劣悪のため、接合を目的としてあらかじめクラ
ツドされているものであるが、その厚さは、通常
は接点５の厚さの約10％であり、大量に市販され
ているものでは、100μｍ前後である。良好な接
合状態はｂのロに示すように銀層４が適正量溶
融・溶出し、銀層４と台座６が接合部７を形成す
る場合に得られるが、ｂ，イのように銀層４の溶
融が不十分であつたり、ハのように銀層４が完全
に溶出して接点材３と台座６が直接界面を形成す
る場合には、接合不良となる。したがつて、スポ
ツト溶接法を利用して、加圧・通電する方式にお
いては、100μｍ程度の薄い銀層４を過不足なく
適正に溶融せしめる条件裕度は、極めて狭く、ス
ポツト溶接法における三大条件、すなわち、加圧
力、電流値および通電時間を厳しく設定しても一
次電圧や、一次加圧、あるいは電極の消耗などに
ともなう条件変動に伴ない、量産に際して信頼性
の高い接合部７を安定に得ることは不可能に近か
つた。したがつて、ろう材やフラツクスを併用す
るスポツトろう付法などが代用されてきた。
る際、あらかじめ銀層がクラツドされた接点材の
銀層面と台座とを接合するが、スポツト溶接法な
ど抵抗熱源を利用する接点接合においては、接合
工程の能率は他の接合法に比較して飛躍的に優れ
ているものの、接合不十分または銀層の溶融過多
など、接合の安定性の面で大きな欠点を有してい
た。第１図は、従来行われているスポツト接合法
を説明するための概念図で、１は上部電極、２は
下部電極、３は接点材、４は接点材３にあらかじ
めクラツドされた銀層すなわちクラツド材、５は
接点材３および銀層４より構成される接点、６は
台座、７は接合部、８は銀を主成分とする溶出金
属をそれぞれ示す。ａにおいて接合すべき接点５
と台座６を両電極間に挾持して、加圧・通電して
接合させるが、接合に寄与する銀層４が適正量溶
融して安定接合できる接合条件範囲は狭い。すな
わち、銀層４は接点材３そのものの接合性が極め
て劣悪のため、接合を目的としてあらかじめクラ
ツドされているものであるが、その厚さは、通常
は接点５の厚さの約10％であり、大量に市販され
ているものでは、100μｍ前後である。良好な接
合状態はｂのロに示すように銀層４が適正量溶
融・溶出し、銀層４と台座６が接合部７を形成す
る場合に得られるが、ｂ，イのように銀層４の溶
融が不十分であつたり、ハのように銀層４が完全
に溶出して接点材３と台座６が直接界面を形成す
る場合には、接合不良となる。したがつて、スポ
ツト溶接法を利用して、加圧・通電する方式にお
いては、100μｍ程度の薄い銀層４を過不足なく
適正に溶融せしめる条件裕度は、極めて狭く、ス
ポツト溶接法における三大条件、すなわち、加圧
力、電流値および通電時間を厳しく設定しても一
次電圧や、一次加圧、あるいは電極の消耗などに
ともなう条件変動に伴ない、量産に際して信頼性
の高い接合部７を安定に得ることは不可能に近か
つた。したがつて、ろう材やフラツクスを併用す
るスポツトろう付法などが代用されてきた。
この発明は、上記のような従来のものの欠点を
除去するためになされたもので、ろう材やフラツ
クスを用いずとも接合現象、特に銀層４又は銀合
金層等のクラツド材の溶融・溶出現象を検出して
接合条件をリアルタイムで制御することにより、
スポツト溶接法の有する長所である接合能率を損
うことなく接合部７の高信頼性と量産の安定性を
確保する方法を提供することを目的としている。
除去するためになされたもので、ろう材やフラツ
クスを用いずとも接合現象、特に銀層４又は銀合
金層等のクラツド材の溶融・溶出現象を検出して
接合条件をリアルタイムで制御することにより、
スポツト溶接法の有する長所である接合能率を損
うことなく接合部７の高信頼性と量産の安定性を
確保する方法を提供することを目的としている。
以下、この発明の一実施例を図について説明す
る。第２図において、９は変位計で例えば渦電式
変位計、１０は演算回路で例えば減算器、１１は
比較・判断回路で例えば比較回路、１２は演算回
路１０および比較判断回路１１より構成される制
御装置、１３は溶接電源およびタイマより構成さ
れる溶接機である。加圧・通電の開始に伴なつ
て、変位計９によつて電極１，２間の変位ｈを計
測し、接合現象の開始点を検出して制御装置１２
により、溶接機１３を制御するものである。第３
図は動作を説明するための波形図である。図にお
いて、１４は通電時の電圧波形、１５は通電開始
点、１６は通電遮断点、１７は変位計９からの出
力に応じた変位波形、１８は変位の極大値をそれ
ぞれ示す。通電が開始されると接点５、台座６お
よび電極１，２の温度上昇に伴なう熱膨脹によ
り、変位波形１７は上昇曲線を呈する。変位は一
定時間間隔毎に変位計９で測定される。変位は電
極１，２間の間隙長を測定すればよいが、実施例
では、電極１の一部分を含めた間隔長を測定して
いる。さらに現象が進行すると接点５および台座
６の変形にともない曲線の上昇勾配は小さくなる
が、銀層４が接合界面で溶融し、溶出開始すると
変位の極大値１８を呈して下降を開始する。この
変位の極大値１８は、一定時間毎に変位を抽出
し、一定時間毎の変位量変化値を減算器で演算
し、比較回路の基準値０又は微小値＋Δαと比較
することによつて検出できる。制御装置１２から
極大値１８の検出信号を溶接機１３が受けると、
溶接機に内蔵されたタイマが作動し、予め設定し
た時間Δtを経過した時点で溶接機１３の通電を
遮断する。
る。第２図において、９は変位計で例えば渦電式
変位計、１０は演算回路で例えば減算器、１１は
比較・判断回路で例えば比較回路、１２は演算回
路１０および比較判断回路１１より構成される制
御装置、１３は溶接電源およびタイマより構成さ
れる溶接機である。加圧・通電の開始に伴なつ
て、変位計９によつて電極１，２間の変位ｈを計
測し、接合現象の開始点を検出して制御装置１２
により、溶接機１３を制御するものである。第３
図は動作を説明するための波形図である。図にお
いて、１４は通電時の電圧波形、１５は通電開始
点、１６は通電遮断点、１７は変位計９からの出
力に応じた変位波形、１８は変位の極大値をそれ
ぞれ示す。通電が開始されると接点５、台座６お
よび電極１，２の温度上昇に伴なう熱膨脹によ
り、変位波形１７は上昇曲線を呈する。変位は一
定時間間隔毎に変位計９で測定される。変位は電
極１，２間の間隙長を測定すればよいが、実施例
では、電極１の一部分を含めた間隔長を測定して
いる。さらに現象が進行すると接点５および台座
６の変形にともない曲線の上昇勾配は小さくなる
が、銀層４が接合界面で溶融し、溶出開始すると
変位の極大値１８を呈して下降を開始する。この
変位の極大値１８は、一定時間毎に変位を抽出
し、一定時間毎の変位量変化値を減算器で演算
し、比較回路の基準値０又は微小値＋Δαと比較
することによつて検出できる。制御装置１２から
極大値１８の検出信号を溶接機１３が受けると、
溶接機に内蔵されたタイマが作動し、予め設定し
た時間Δtを経過した時点で溶接機１３の通電を
遮断する。
他の制御法としては、制御装置１２が変位の極
大値１８を検出した後、極大値１８からの変化量
（総合変化量ΣΔh）が所定設定量になつたとき抵
抗溶接機の通電を遮断する。制御装置１２が変位
の極大値１８を検出した後において、さらに他の
制御法としては変位計９は一定時間間隔で測定を
継続し、この一定時間間隔毎の変化量（Δh）が
所定設定量以上になつたとき、抵抗溶接機の通電
を遮断する。以上のように上記実施例によれば、
クラツド材の溶融、排出量を電極間の変位で検出
して接合部品質をリアルタイムで制御つまりクラ
ツド材が適正量溶融・排出し、望ましい接合形態
を呈する所定時間経過後、あるいは溶融開始する
変位の極大値からの変位量が所定設定量になつた
時に通電を遮断して良好な接合状態を得ることが
できるものである。なお、クラツド材の適正な溶
融・排出量は接合対象とする接点材料の寸法等に
よつて異なる。したがつて、上記実施例における
△ｈおよび△ｔも異なるが、一例として厚さ２
mm、直径４mm（加圧力は約30Kgｆ）の電磁接触器
用接点の場合では所望の溶融量はＶ＝５×10-4cm3
で、必要なΣ△ｈは58μｍとなる。このとき、△
ｈは15μｍである。また、上記溶融量Ｖを時間で
制御する場合では△ｔ＝50msである。
大値１８を検出した後、極大値１８からの変化量
（総合変化量ΣΔh）が所定設定量になつたとき抵
抗溶接機の通電を遮断する。制御装置１２が変位
の極大値１８を検出した後において、さらに他の
制御法としては変位計９は一定時間間隔で測定を
継続し、この一定時間間隔毎の変化量（Δh）が
所定設定量以上になつたとき、抵抗溶接機の通電
を遮断する。以上のように上記実施例によれば、
クラツド材の溶融、排出量を電極間の変位で検出
して接合部品質をリアルタイムで制御つまりクラ
ツド材が適正量溶融・排出し、望ましい接合形態
を呈する所定時間経過後、あるいは溶融開始する
変位の極大値からの変位量が所定設定量になつた
時に通電を遮断して良好な接合状態を得ることが
できるものである。なお、クラツド材の適正な溶
融・排出量は接合対象とする接点材料の寸法等に
よつて異なる。したがつて、上記実施例における
△ｈおよび△ｔも異なるが、一例として厚さ２
mm、直径４mm（加圧力は約30Kgｆ）の電磁接触器
用接点の場合では所望の溶融量はＶ＝５×10-4cm3
で、必要なΣ△ｈは58μｍとなる。このとき、△
ｈは15μｍである。また、上記溶融量Ｖを時間で
制御する場合では△ｔ＝50msである。
また、通電を遮断した後、接点等材料系の熱膨
張および溶融の若干の継続があるが、この量はほ
とんど一定しているので、制御にあたつてはあら
かじめ実験的に知れるこの量を補正した値を採用
することが必要となる。ところで、基本的には、
上述した制御方法によりきわめて安定な接点５と
台座６のスポツト溶接が可能であるが、変位の波
形をより明確に、安定化するうえで、予備的に加
圧・通電する工程を採用することが有利である。
第４図はこれを説明するための概念図であり、加
圧・通電にともなう現象の進行過程を示す。図に
おいてａは加圧・通電の初期であり、接点５およ
び台座６の表面粗さにともなう接触抵抗発熱が発
生しうることを示す。実際の接合ｂからｃへの経
過にともなつてなされるが、ａにおける接触状態
のばらつきが大きいと、界面での異常発熱や、局
部的な変形にともない、ｂからｃへの経過にとも
なう変位波形１７は、場合によつては安定しない
ことがある。そのため予備通電・加圧によつて接
点５および台金６の変形のばらつきをこの過程で
吸収するようにする。第５図はこの動作を説明す
るための波形図で、１９は加圧力の波形、１４は
通電時の電圧波形を示す。加圧・通電を予備工程
100および接合工程200より構成することにより接
合工程200における変位波形１７の安定化が図ら
れ、極大値１８の検出ミスをほとんどなくするこ
とができる。
張および溶融の若干の継続があるが、この量はほ
とんど一定しているので、制御にあたつてはあら
かじめ実験的に知れるこの量を補正した値を採用
することが必要となる。ところで、基本的には、
上述した制御方法によりきわめて安定な接点５と
台座６のスポツト溶接が可能であるが、変位の波
形をより明確に、安定化するうえで、予備的に加
圧・通電する工程を採用することが有利である。
第４図はこれを説明するための概念図であり、加
圧・通電にともなう現象の進行過程を示す。図に
おいてａは加圧・通電の初期であり、接点５およ
び台座６の表面粗さにともなう接触抵抗発熱が発
生しうることを示す。実際の接合ｂからｃへの経
過にともなつてなされるが、ａにおける接触状態
のばらつきが大きいと、界面での異常発熱や、局
部的な変形にともない、ｂからｃへの経過にとも
なう変位波形１７は、場合によつては安定しない
ことがある。そのため予備通電・加圧によつて接
点５および台金６の変形のばらつきをこの過程で
吸収するようにする。第５図はこの動作を説明す
るための波形図で、１９は加圧力の波形、１４は
通電時の電圧波形を示す。加圧・通電を予備工程
100および接合工程200より構成することにより接
合工程200における変位波形１７の安定化が図ら
れ、極大値１８の検出ミスをほとんどなくするこ
とができる。
以上のようにこの発明は、クラツド材と台座が
接合部を形成し、上記クラツド材が上記接点と台
座間から溶出するように、上記接点と台座とを挾
持した上記上部電極と下部電極間の変位出力が極
大値に達した後、所定設定時間経過したときに、
あるいは極大値からの変化量が所定設定量になつ
たときに抵抗溶接機の通電を遮断し、上記接点と
台座とを接合するようにしたので、第１図ｂ，８
のような望ましい最適な接合が得られ、電極間の
変位出力に無関係に接合していた従来法に比較し
て、接合部の高信頼性と、量産における安定性を
確保できる。
接合部を形成し、上記クラツド材が上記接点と台
座間から溶出するように、上記接点と台座とを挾
持した上記上部電極と下部電極間の変位出力が極
大値に達した後、所定設定時間経過したときに、
あるいは極大値からの変化量が所定設定量になつ
たときに抵抗溶接機の通電を遮断し、上記接点と
台座とを接合するようにしたので、第１図ｂ，８
のような望ましい最適な接合が得られ、電極間の
変位出力に無関係に接合していた従来法に比較し
て、接合部の高信頼性と、量産における安定性を
確保できる。
さらに接合に先だつて予備加圧・通電を行なえ
ば、一層歩どまりの向上を図ることができる。
ば、一層歩どまりの向上を図ることができる。
第１図は従来のスポツト溶接法による接点接合
の方法および接合後の状態を示す概念図、第２図
はこの発明の一実施例を示す構成図、第３図はこ
の発明の動作を示す説明する波形図、第４図はこ
の発明の他の実施例を説明するための概念図、第
５図はこの発明の他の実施例の動作を説明する波
形図である。 図面中、１は上部電極、２は下部電極、３は接
点材、４はクラツド材又は銀層、５は接点、６は
台座、７は接合部、９は変位計、１０は演算回
路、１１は比較・判断回路、１２は制御回路、１
３は溶接機、１４は電圧波形、１５は通電開始
点、１６は通電遮断点、１７は変位波形、１８は
変位の極大極、１９は加圧波形である。なお図中
同一符号は同一又は相当部分を示す。
の方法および接合後の状態を示す概念図、第２図
はこの発明の一実施例を示す構成図、第３図はこ
の発明の動作を示す説明する波形図、第４図はこ
の発明の他の実施例を説明するための概念図、第
５図はこの発明の他の実施例の動作を説明する波
形図である。 図面中、１は上部電極、２は下部電極、３は接
点材、４はクラツド材又は銀層、５は接点、６は
台座、７は接合部、９は変位計、１０は演算回
路、１１は比較・判断回路、１２は制御回路、１
３は溶接機、１４は電圧波形、１５は通電開始
点、１６は通電遮断点、１７は変位波形、１８は
変位の極大極、１９は加圧波形である。なお図中
同一符号は同一又は相当部分を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ クラツド材を有する接点と台座とを、上部電
極と下部電極とによつて所定圧力で挾持し、通電
して抵抗発熱によつて上記接点と台座とを接合す
るものにおいて、上記クラツド材と台座が接合部
を形成し、上記クラツド材が上記接点と台座間か
ら溶出するように、上記接点と台座とを挾持した
上記上部電極と下部電極間の変位出力が極大値に
達した後、所定設定時間経過したときに抵抗溶接
機の通電を遮断するようにした接点接合方法。 ２ 接点と台座とを挾持した上部電極と下部電極
間の変位出力に基づいて抵抗溶接機を制御し、上
記接点と台座とを接合するに先だつて、上部電極
と下部電極間の上記接点と台座を予備加圧通電を
行うようにした特許請求の範囲第１項記載の接点
接合方法。 ３ クラツド材を有する接点と台座とを、上部電
極と下部電極とによつて所定圧力で挾持し、通電
して抵抗発熱によつて上記接点と台座とを接合す
るものにおいて、上記クラツド材と台座が接合部
を形成し、上記クラツド材が上記接点と台座間か
ら溶出するように、上記接点と台座とを挾持した
上記上部電極と下部電極間の変位出力が極大値に
達した後、極大量からの変化量が所定設定量にな
つたときに抵抗溶接機の通電を遮断するようにし
た接点接合方法。 ４ 接点と台座とを挾持した上部電極と下部電極
間の変位出力に基づいて抵抗溶接機を制御し、上
記接点と台座とを接合するに先だつて、上部電極
と下部電極間の上記接点と台座を予備加圧通電を
行うようにした特許請求の範囲第３項記載の接点
接合方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56006630A JPS57119422A (en) | 1981-01-17 | 1981-01-17 | Method of bonding contact |
| PCT/JP1982/000013 WO1982002621A1 (en) | 1981-01-17 | 1982-01-14 | Method for bonding a contact |
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