JP5879771B2 - 金属結合方法 - Google Patents
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Description
前記金属フィラー位置決め工程は、前記第1金属と前記第2金属のうち、少なくとも一方の硬度以上の硬度を持つ金属フィラーの設定位置を、前記第1金属と前記第2金属の結合面において決める。
前記金属フィラー挟持工程は、前記金属フィラーを、前記第1金属と前記第2金属の結合面に挟む。
前記加圧工程は、前記第1金属と前記第2金属の結合部を加圧する。
前記通電工程は、前記第1金属と前記第2金属との間に通電する。
そして、前記金属フィラー位置決め工程は、前記金属フィラーの前記第1金属と前記第2金属の結合面における設定位置を、位置決め治具により決める。
この結合方法で、金属フィラーの硬度を、第1金属と第2金属のうち、少なくとも一方の硬度以上としている。その理由は、要求される結合強度を確保するためであり、例えば、金属フィラーの硬度が第1金属と第2金属の硬度より小さい場合、加圧する際、金属フィラーが潰れてしまい、接合面積を制御することができず、要求される結合強度を確保することができないことによる。
この結合方法は、抵抗熱が発生する加圧接触部を狭い領域に限定するのに、金属の一方に設けた突起部に代えて、第1金属や第2金属とは独立した部材である金属フィラーを用いている。このため、2つの金属の結合前素材形状は、結合面をそれぞれ平面にするだけで良く、金属素材形状が単純化される。さらに、結合面に挟む金属フィラーの形状や長さを変更するだけで、金属フィラーによる接合領域や接合面積の変更への対応が容易となる。
この結果、一方の金属に突起部を設ける必要がなく、2つの金属の結合前素材形状を単純化することができる。加えて、要求される結合強度を確保することができると共に、金属フィラーによる接合領域や接合面積の変更への対応性を容易化することができる。
図1は、実施例1の金属結合方法に適用されるコンデンサ式抵抗溶接機の一例を示す全体構成図である。以下、図1に基づき、コンデンサ式抵抗溶接機の全体構成を説明する。
図2〜図7は、実施例1の金属結合方法による各工程を示す図である。以下、図2〜図7に基づき、実施例1の金属結合方法による各工程を説明する。
金属フィラー位置決め工程は、図2及び図3に示すように、第1金属11と第2金属12の結合面11a,12aにおける金属ワイヤ13の設定位置を、ロケートピン型位置決め治具14により決める工程である。
この金属フィラー位置決め工程は、下部電極8の上面に第2金属12を取り付け、第2金属12の位置決め治具穴12bに、ロケートピン型位置決め治具14のピン底部側を差し込んで設定する。そして、ロケートピン型位置決め治具14の円筒状外周面14aに対し、金属ワイヤ13を位置決め設定することで行う。つまり、ロケートピン型位置決め治具14のピン中心軸CLを、金属ワイヤ13の中心軸に一致させる。
実施例1の金属ワイヤ13は、図3に示すように、花びら形状とし、その形状により位置決めと接合面積の制御を行う。つまり、金属ワイヤ13の位置決めは、金属ワイヤ13の中心軸を円の中心点とする複数の分割円弧面13aを、ロケートピン型位置決め治具14の円筒状外周面14aと接する位置決め部として用いることで行う。そして、金属ワイヤ13の接合面積の制御は、花びら形状の設定数を変更することにより行う。要求される接合面積が小さいときは、例えば、図3(a)に示すように花びらを3枚とする。一方、要求される接合面積が大きいときは、例えば、図3(b)に示すように花びらを4枚とするというように、花びら形状の設定数を増す。
金属フィラー挟持工程は、図4及び図5に示すように、金属ワイヤ13を、第1金属11と第2金属12の結合面11a,12aに僅かの間隔を介して挟む工程である。
この金属フィラー挟持工程は、上部電極7の下面に取り付けられている第1金属11を、上部電極7と共に下方に移動する。そして、第2金属12に設定されているロケートピン型位置決め治具14の先端部側を第1金属11の位置決め治具穴11bに差し込み、さらに、上部電極7と共に第1金属11を下方に移動させることで行う。
この第1金属11が下方に移動するとき、図4及び図5に示すように、振動等の外力が加わっても金属ワイヤ13の位置がずれることなく、ロケートピン型位置決め治具14に対して位置決め状態が保たれている。
加圧工程は、図6に示すように、第1金属11と第2金属12の金属ワイヤ13を介在させた結合部を加圧し、金属ワイヤ13に対して加圧接触部を形成する工程である。
この加圧工程は、ロケートピン型位置決め治具14により位置決めされている第1金属11と第2金属12と金属ワイヤ13の位置決め状態を保ったままで、上部電極7と共に第1金属11をさらに下方に移動させる。そして、第1金属11が金属ワイヤ13に接触した後も、一定の加圧力にて金属ワイヤ13を押し付けることで行う。これにより、金属ワイヤ13より低い硬度の第1金属11と第2金属12が、加圧接触力により僅かに窪み変形し、抵抗熱が発生する加圧接触部が形成される。
通電工程は、図7に示すように、第1金属11と第2金属12との間に溶接電流を通電する工程である。
この通電工程は、図6に示すように、加圧工程により所定圧まで加圧してから、該所定圧を保持し、更に通電し、第1金属11と第2金属12と金属ワイヤ13の間に形成されている加圧接触部に対し溶接電流を流す。この溶接電流を流すことで、加圧接触部に抵抗熱が発生し、この抵抗熱により金属ワイヤ13を中心とする加圧接触部の金属が溶融し、溶融した金属ワイヤ13を介して第1金属11と第2金属12が結合される。
ここで、溶接電流は、図7(a)に示す電源電圧から、図7(b)に示すように、溶接に必要なエネルギー充電量によるコンデンサ電圧を作り出し、これを瞬時に溶接トランス6に放電することで、図7(c)に示すように生成される。
2つの金属の一方に、予め突起部(プロジェクション)を設け、この突起部により抵抗熱が発生する加圧接触部を形成して抵抗溶接を行うものを比較例とする。この比較例の金属結合方法による課題を、図8及び図9に基づいて説明する。
実施例1の金属結合方法による作用を説明する。
実施例1の金属結合方法では、上記のように、金属フィラー位置決め工程→金属フィラー挟持工程→加圧工程→通電工程を経過することで、金属ワイヤ13が第1金属11と第2金属12との間で溶融し、第1金属11と第2金属12が結合される。
実施例1の金属結合方法にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
前記第1金属11と前記第2金属12のうち、少なくとも一方の硬度以上の硬度を持つ金属フィラー(金属ワイヤ13)を、前記第1金属11と前記第2金属12の結合面11a,12aに挟む金属フィラー挟持工程と、
前記第1金属11と前記第2金属12の結合部を加圧する加圧工程と、
前記第1金属11と前記第2金属12との間に通電する通電工程と、
を備える。
このため、一方の金属に突起部を設ける必要がなく、2つの金属11,12の結合前素材形状を単純化することができる。加えて、要求される結合強度を確保することができると共に、金属フィラー(金属ワイヤ13)による接合領域や接合面積の変更への対応性を容易化することができる。
このため、(1)の効果に加え、第1金属11と第2金属12の結合面間において金属フィラー(金属ワイヤ13)の設定位置がばらつくのを抑えることができる。
このため、(2)の効果に加え、第1金属11と第2金属12の位置決め精度を高めることができる。
このため、(3)の効果に加え、接合面積の制御を花びら数により容易に設定できると共に、金属フィラー(金属ワイヤ13)を外力等に対して安定して位置決めすることができる。
このため、(4)の効果に加え、金属フィラー(金属ワイヤ13)の中心位置決めを確実に行うことができる。
なお、他の構成は、実施例1と同様であり、他の作用は、実施例1と同様であるので、図示並びに説明を省略する。
実施例2の金属結合方法にあっては、実施例1の(1),(2),(3),(5)の効果に加え、下記の効果を得ることができる。
このため、(3)の効果に加え、接合面積の制御を螺旋巻き数により容易に設定することができると共に、金属フィラー(金属ワイヤ23)を外力等に対して安定して位置決めすることができる。
なお、他の構成は、実施例1と同様であり、他の作用は、実施例1と同様であるので、図示並びに説明を省略する。
実施例3の金属結合方法にあっては、実施例1の(1),(2),(3)の効果に加え、下記の効果を得ることができる。
このため、(3)の効果に加え、接合面積の制御を長さにより容易に設定することができると共に、金属フィラー(金属板加工材33)を外力等に対して安定して位置決めすることができる。
このため、(4)の効果に加え、金属フィラー(金属板加工材33)の外周位置決めを確実に行うことができる。
2 抵抗溶接回路
3 電解コンデンサ
4 充電用ダイオード
5 放電用ダイオード
6 溶接トランス
7 上部電極
8 下部電極
11 第1金属
11a 結合面
12 第2金属
12a 結合面
13 金属ワイヤ(金属フィラー)
14 ロケートピン型位置決め治具(位置決め治具)
23 金属ワイヤ(金属フィラー)
24 円筒型位置決め治具(位置決め治具)
33 金属板加工材(金属フィラー)
Claims (3)
- 第1金属と第2金属を結合する結合方法において、
前記第1金属と前記第2金属のうち、少なくとも一方の硬度以上の硬度を持つ金属フィラーの設定位置を、前記第1金属と前記第2金属の結合面において決める金属フィラー位置決め工程と、
前記金属フィラーを、前記第1金属と前記第2金属の結合面に挟む金属フィラー挟持工程と、
前記第1金属と前記第2金属の結合部を加圧する加圧工程と、
前記第1金属と前記第2金属との間に通電する通電工程と、
を備え、
前記金属フィラー位置決め工程は、前記金属フィラーの前記第1金属と前記第2金属の結合面における設定位置を、位置決め治具により決める
ことを特徴とする金属結合方法。 - 請求項1に記載された金属結合方法において、
前記金属フィラーは、花びら形状と、螺旋形状と、エキスパンドメタル形状のうち、一つの形状であり、前記位置決め治具と接する位置決め部を有する
ことを特徴とする金属結合方法。 - 請求項2に記載された金属結合方法において、
前記位置決め治具は、前記金属フィラーの中心、または、外周で位置決めを行う
ことを特徴とする金属結合方法。
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| JP2011141801A JP5879771B2 (ja) | 2011-06-27 | 2011-06-27 | 金属結合方法 |
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