JPH10216952A - シーム溶接装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 溶接ヘッド部の寿命が長く、導電グリースが
外部に漏れることのないシーム溶接装置を提供する。 【解決手段】 ラジアルベアリング４，５は電極ホルダ
３に装着され、導電シャフト２はベアリング４，５によ
って回転自在に保持される。加圧部材８が給電部材６の
フランジ部６ｂを押すことにより、部材６の半球状の凸
部６ｃがシャフト２の円錐状の凹部２ｂに所定の圧力で
押し付けられる。これにより、ローラー電極１の滑らか
な回転と、電極１への給電が実現でき、従来よりも大幅
に寿命を長くすることができる。また、凹部２ｂと凸部
６ｃの間に注入される導電グリースは、ベアリング４，
５及び電極ホルダ３とストッパ７の嵌合により遮断され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＩＣ、水晶振動子
等の回路素子の容器に蓋を溶接するシーム溶接装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＩＣ、水晶振動子等の回路素子の封止作
業は、パッケージにこれらの回路素子を収納して、配線
や試験調整作業を行った後の最終製造工程として行われ
る。封止方法としては、樹脂封止、気密封止などがあ
る。気密封止法は、金属又はセラミックスのパッケージ
の中に素子を収納固定し、乾燥した不活性ガス雰囲気中
でリッド（蓋）をかぶせて素子を完全に密封する方法で
ある。この気密封止法によれば、水分などの不純物の侵
入がなく、また素子と封止材料は直接接触しないので、
熱応力の影響も少なく樹脂封止に比べて高い封止信頼性
を得ることができる。

【０００３】この気密封止法のひとつであるパラレルシ
ーム接合法を用いて、パッケージにリッドを溶接するシ
ーム溶接装置がある。このシーム溶接装置は、円板状の
ローラー電極によって被接合材料に圧力を加えながら電
流を流すことにより、発生するジュール熱によって被接
合材料を溶融させて接合を得るものである。図２はシー
ム溶接装置によるシーリング作業を説明するための図で
あり、１１ａ、１１ｂはローラー電極、１２ａ、１２ｂ
はローラー電極１１ａ、１１ｂに給電する導電シャフ
ト、１３ａ、１３ｂは導電シャフト１２ａ、１２ｂに給
電する電極ホルダ、１４ａ、１４ｂは電極保持アーム、
１５は水晶振動子、１６は水晶振動子１５のパッケー
ジ、１７はリッドである。

【０００４】このシーム溶接装置は、リッド１７にロー
ラー電極１１ａ、１１ｂを所定の圧力下で接触させる。
そして、パッケージ１６を載置した図示しないテーブル
あるいは電極保持アーム１４ａ、１４ｂを移動させなが
ら、給電ブロック１３ａ、導電シャフト１２ａ、ローラ
ー電極１１ａ、リッド１７、ローラー電極１１ｂ、導電
シャフト１２ｂ、給電ブロック１３ｂという経路で電流
を流すことにより、リッド１７がパッケージ１６に溶接
される。

【０００５】このようなシーム溶接に用いられる従来の
シーム溶接装置の溶接ヘッド部の断面を図３に示す。円
柱状の導電シャフト１２は、電極ホルダ１３の貫通穴に
挿入されて支えられており、滑り摩擦で回転するように
なっている。ローラー電極１１は、導電シャフト１２の
一端に取付けられ、導電シャフト１２の他端には、導電
シャフト１２の軸方向の動きを制限するためのカラー１
４が取り付けられている。また、導電シャフト１２は、
電極ホルダ１３の貫通穴の壁面との間に隙間１３ａが形
成されるように、中央部の径が細くなっている。これに
より、摩擦力を小さくして回転が滑らかになるようにし
ている。この隙間１３ａには、摩擦力の低減と導電性の
向上のために、導電グリースが塗布されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来のシーム溶接装置
では、電極ホルダ１３を導電シャフト１２の軸受として
機能させ、かつ電極ホルダ１３と導電シャフト１２を電
気的に接続するため、導電シャフト１２と電極ホルダ１
３との間に圧力をかけた状態で導電シャフト１２を回転
させており、それらの間の摩擦力を十分に小さくするこ
とができない。その結果、導電シャフト１２および電極
ホルダ１３の摩耗が早く寿命が短いため、これらの部品
を頻繁に交換しなければならないという問題点があっ
た。また、通電時の温度上昇により、導電グリースの粘
度が下がって導電グリースが外部に流れ出してしまい、
被溶接物等を汚してしまうという問題点があった。本発
明は、上記課題を解決するためになされたもので、溶接
ヘッド部の寿命が長く、かつ導電グリースが外部に漏れ
ることのないシーム溶接装置を提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、請求項１に記
載のように、円柱状の導電シャフトの一端に固定された
ローラー電極と、導電シャフトを回転自在に軸支するシ
ールドラジアルベアリングと、このラジアルベアリング
を保持する電極ホルダと、導電シャフトに給電するため
の給電部材と、電極ホルダへ嵌合されたとき、給電部材
が所定の範囲内で軸方向に移動可能なように給電部材を
保持するストッパと、給電部材が導電シャフトの他端へ
所定の圧力で接するように給電部材を加圧する加圧部材
とを備えるものである。このように、導電シャフトの軸
受としてシールドラジアルベアリングを使用し、かつ給
電部材が導電シャフトへ所定の圧力で接するように、加
圧部材が給電部材を加圧するので、ローラー電極の滑ら
かな回転と、給電部材及び導電シャフトを介したローラ
ー電極への給電が実現できる。また、請求項２に記載の
ように、導電シャフトは、給電部材と接する先端に円錐
状の凹部を有するものであり、給電部材は、導電シャフ
トと接する先端に半球状の凸部を有するものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１（ａ）は本発明の第１の実施
の形態を示すシーム溶接装置の溶接ヘッド部の断面図で
ある。この溶接ヘッド部は、硬質銅合金からなるローラ
ー電極１、クロム銅（Ｃｒ−Ｃｕ）からなる円柱状の導
電シャフト２、後述するラジアルベアリングを保持す
る、アルマイト処理されたアルミニウム合金あるいは硬
質樹脂からなる電極ホルダ３、導電シャフト２を回転自
在に軸支し、かつベアリング内のグリースの漏れを防止
したり異物の侵入を防ぐための密封手段を備えたシール
ドラジアルベアリング４，５、導電シャフト２に給電す
るためのクロム銅（Ｃｒ−Ｃｕ）からなる給電部材６、
電極ホルダ３の貫通穴へ嵌合されたとき、給電部材６が
所定の範囲内で軸方向に移動可能なように給電部材６を
保持する、アルマイト処理されたアルミニウム合金ある
いは硬質樹脂からなるストッパ７、給電部材６が導電シ
ャフト２へ所定の圧力で接するように給電部材６を加圧
する加圧部材８から構成されている。

【０００９】なお、図１（ａ）では、１対のローラー電
極を有する溶接ヘッド部のうち、片側のみを示してい
る。また、電極ホルダ３、ストッパ７にアルマイト処理
されたアルミニウム合金あるいは硬質樹脂を用いるの
は、電流が給電部材６からストッパ７、電極ホルダ３、
シールドラジアルベアリング４，５を経由して導電シャ
フト２に分流するのを防止するためである。

【００１０】ラジアルベアリング４，５は、電極ホルダ
３の貫通穴内に装着され、このベアリング４，５に挿通
された導電シャフト２は、ベアリング４，５によって回
転自在に保持される。そして、導電シャフト２の一端に
は、ローラー電極１が取り付けられている。また、導電
シャフト２の他端部２ａは、シャフト２の軸方向の動き
を制限するために径が大きくなっており、図１（ａ）を
拡大した図１（ｂ）で示すように、その先端が円錐状の
凹部２ｂとなっている。

【００１１】そして、導電シャフト２への給電を実現す
る給電部材６は、円柱状の本体６ａと、加圧部材８の加
圧力を受けるための円板状のフランジ部６ｂと、導電シ
ャフト２の凹部２ｂと接触するための半球状の凸部６ｃ
と、給電部材６が回転方向に動かないように、この動き
をストッパ７との嵌め合いによって制限するための面取
りがなされた後端部６ｄとからなる。

【００１２】加圧部材８は、例えば給電部材６の本体６
ａの周りに設けられた圧縮コイルばねであり、電極ホル
ダ３の貫通穴に嵌合されるストッパ７を取り付けること
により、給電部材６のフランジ部６ｂとストッパ７との
間で圧縮される。このとき、給電部材６とストッパ７と
の嵌め合いには、給電部材６が軸方向と軸と直角の方向
にそれぞれ所定の範囲で動くことができるように、若干
のゆとりが設けられている。また、給電部材６のフラン
ジ部６ｂと電極ホルダ３の貫通穴との嵌め合いにも、軸
と直角方向に所定の範囲で動くことができるように若干
のゆとりが設けられている。

【００１３】このような構造により、加圧部材８がフラ
ンジ部６ｂを押すので、給電部材６の凸部６ｃが導電シ
ャフト２の凹部２ｂに所定の圧力で押し付けられ、給電
部材６と導電シャフト２との間で電気的接続が得られ
る。また、図示しない電源と給電部材６との間の電気的
接続は、給電部材６の後端部６ｄにねじ止めされた図示
しないワイヤー等の接続手段によって実現される。

【００１４】こうして、給電部材６、導電シャフト２を
介してローラー電極１へ電流が供給される。また、導電
シャフト２の凹部２ｂと給電部材６の凸部６ｃとの接触
部には、導電グリースが注入されている。この導電グリ
ースは、凹部２ｂと凸部６ｃ間の電気伝導性を低下させ
ずに、導電シャフト２の回転を滑らかに行わせるための
ものである。

【００１５】こうして、図３と同様の機能を有する溶接
ヘッド部が得られる。そして、本実施の形態では、導電
シャフト２の軸受としてシールドラジアルベアリング
４，５を使用し、かつ円錐状の凹部２ｂと半球状の凸部
６ｃで導電シャフト２と給電部材６を接触させているた
め、ローラー電極１の回転時の摩擦力を十分に小さくす
ることができ、回転自在にすることができる。また、加
圧部材８によって給電部材６の凸部６ｃを導電シャフト
２の凹部２ｂに常に押し付けているため、凹部２ｂ及び
凸部６ｃが摩耗しても、例えば凸部６ｃあるいは凹部２
ｂが全て摩耗してしまうなどの不都合が生じない限り、
継続して使用することができる。

【００１６】また、凹部２ｂと凸部６ｃの間に注入され
る導電グリースは、シールドラジアルベアリング４，５
によって遮断され、ローラー電極１の側から外部に漏れ
ることはない。また、反対側については、電極ホルダ３
とストッパ７の嵌合により、導電グリースが外部に漏れ
るのを防ぐことができる。

【００１７】なお、給電部材６の後端部６ｄとストッパ
７との間には、僅かな隙間があるが、導電グリースの量
が少ないことと、通電時の温度上昇によって粘度が下が
った導電グリースは電極ホルダ３の貫通穴内の下部に溜
まることから、この導電グリースが上記隙間から漏れる
ことはない。

【００１８】

【発明の効果】本発明によれば、請求項１に記載のよう
に、導電シャフトの軸受としてシールドラジアルベアリ
ングを使用し、かつ給電部材が導電シャフトへ所定の圧
力で接するように、加圧部材が給電部材を加圧するの
で、ローラー電極の滑らかな回転と、給電部材及び導電
シャフトを介したローラー電極への給電が実現でき、従
来よりも大幅に寿命を長くすることができる。また、シ
ールドラジアルベアリング及び電極ホルダとストッパの
嵌合によって導電グリースが外部に漏れるのを防ぐこと
ができる。

【００１９】また、請求項２に記載のように、導電シャ
フトの先端を円錐状の凹部とし、給電部材の先端を半球
状の凸部とすることにより、導電シャフトと給電部材の
摩擦力をより小さくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施の形態を示すシーム溶接
装置の溶接ヘッド部の断面図及びその一部を拡大した拡
大図である。

【図２】 シーム溶接装置によるシーリング作業を説明
するための図である。

【図３】 従来のシーム溶接装置の溶接ヘッド部の断面
図である。

【符号の説明】

１…ローラー電極、２…導電シャフト、３…電極ホル
ダ、４，５…シールドラジアルベアリング、６…給電部
材、７…ストッパ、８…加圧部材、２ｂ…凹部、６ｃ…
凸部。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円柱状の導電シャフトの一端に固定され
   たローラー電極と、 導電シャフトを回転自在に軸支するシールドラジアルベ
   アリングと、 このラジアルベアリングを保持する電極ホルダと、 導電シャフトに給電するための給電部材と、 電極ホルダへ嵌合されたとき、給電部材が所定の範囲内
   で軸方向に移動可能なように給電部材を保持するストッ
   パと、 給電部材が導電シャフトの他端へ所定の圧力で接するよ
   うに給電部材を加圧する加圧部材とを備えることを特徴
   とするシーム溶接装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のシーム溶接装置におい
   て、 前記導電シャフトは、前記給電部材と接する先端に円錐
   状の凹部を有するものであり、 前記給電部材は、前記導電シャフトと接する先端に半球
   状の凸部を有するものであることを特徴とするシーム溶
   接装置。