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JP7798710B2 - Solid resistance spot bonding equipment - Google Patents
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JP7798710B2 - Solid resistance spot bonding equipment - Google Patents

Solid resistance spot bonding equipment

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JP7798710B2
JP7798710B2 JP2022110429A JP2022110429A JP7798710B2 JP 7798710 B2 JP7798710 B2 JP 7798710B2 JP 2022110429 A JP2022110429 A JP 2022110429A JP 2022110429 A JP2022110429 A JP 2022110429A JP 7798710 B2 JP7798710 B2 JP 7798710B2
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Description

本発明は、固相抵抗スポット接合装置に関する。 The present invention relates to a solid-state resistance spot joining device.

固相抵抗スポット接合装置を開示した先行技術文献として、国際公開第2021/182444号(特許文献1)がある。特許文献1に記載された固相抵抗スポット接合装置は、中心加圧軸と、銅電極とを備える。中心加圧軸は、接合温度における金属板材の降伏強度以上の外部応力を金属板材に印加する。銅電極は、金属板材に電流を通電して金属板材を加熱する。銅電極は、中心加圧軸とは別駆動で制御されている。電極はエアシリンダにより駆動し、金属板材に荷重を印加する。 Prior art that discloses a solid-state resistance spot joining device is WO 2021/182444 (Patent Document 1). The solid-state resistance spot joining device described in Patent Document 1 comprises a central pressure shaft and a copper electrode. The central pressure shaft applies an external stress to the metal sheet that is equal to or greater than the yield strength of the metal sheet at the joining temperature. The copper electrode heats the metal sheet by passing an electric current through it. The copper electrode is controlled by a separate drive from the central pressure shaft. The electrode is driven by an air cylinder and applies a load to the metal sheet.

国際公開第2021/182444号International Publication No. 2021/182444

特許文献1に記載された固相抵抗スポット接合装置においては、エアシリンダによって被接合物に押圧される電極が中心加圧軸の軸方向に駆動する。この軸方向に直交する方向に延在する被接合物が傾斜して配置される場合、被接合物への電極の接触が片当たりになることで不均一になる可能性がある。 In the solid-state resistance spot welding device described in Patent Document 1, an electrode pressed against the workpiece by an air cylinder is driven in the axial direction of a central pressure shaft. If the workpiece extends in a direction perpendicular to this axial direction and is positioned at an angle, the electrode may make uneven contact with the workpiece.

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、被接合物が傾斜して配置される場合に、被接合物に電極を均一に接触させることができる、固相抵抗スポット接合装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and aims to provide a solid-state resistance spot joining device that can bring electrodes into uniform contact with the workpieces when the workpieces are positioned at an angle.

本発明に基づく固相抵抗スポット接合装置は、駆動源と、接合ユニットとを備える。接合ユニットは、駆動源によって軸方向に駆動される。接合ユニットは、加圧軸と、電極と、複数の第1弾性部材とを含む。加圧軸は、重ね合わされた複数の被接合物を上記軸方向から塑性変形可能に押圧する。電極は、加圧軸に隙間をあけつつ加圧軸の周りに配置され、複数の被接合物に電圧を印加する。複数の第1弾性部材は、加圧軸の周りに互いに間隔をあけて配置され、電極を複数の被接合物に向かって付勢する。駆動源が接合ユニットを駆動させることによって、複数の被接合物のうちの電極側に位置する被接合物に電極を当接させて、複数の第1弾性部材の各々の付勢力によって電極を複数の被接合物に押圧させつつ、加圧軸を複数の被接合物に押圧させる。電極は、電極側に位置する被接合物との接触面に倣って当接するように姿勢を変更可能に支持されている。複数の第1弾性部材の各々は、電極側に位置する被接合物に接触した際の電極の姿勢に応じて弾性変形している。 A solid-state resistance spot bonding apparatus according to the present invention comprises a drive source and a bonding unit. The bonding unit is driven in the axial direction by the drive source. The bonding unit includes a pressure shaft, an electrode, and multiple first elastic members. The pressure shaft presses the stacked objects in the axial direction in a manner that allows plastic deformation. The electrode is arranged around the pressure shaft with a gap therebetween and applies a voltage to the objects. The multiple first elastic members are arranged around the pressure shaft with a gap therebetween and urge the electrode toward the objects. The drive source drives the bonding unit to bring the electrode into contact with the objects located on the electrode side of the multiple objects, and the urging force of each of the multiple first elastic members presses the electrode against the objects, while the pressure shaft presses against the objects. The electrode is supported in a position that can be changed so that it abuts along the contact surface with the objects located on the electrode side. Each of the multiple first elastic members elastically deforms according to the position of the electrode when it comes into contact with the object to be bonded located on the electrode side.

この場合、複数の第1弾性部材を加圧軸周りに配置して電極を付勢することによって、被接合物が傾斜して配置される場合に、複数の第1弾性部材の各々が被接合物の傾斜に合わせて弾性変形することができる。これにより、電極を加圧軸の軸方向に対して傾斜させることができるため、被接合物が傾斜して配置される場合に、被接合物に電極を均一に接触させることができる。 In this case, by arranging multiple first elastic members around the pressure axis and biasing the electrodes, when the objects to be welded are placed at an angle, each of the multiple first elastic members can elastically deform to match the angle of the objects to be welded. This allows the electrodes to be tilted relative to the axial direction of the pressure axis, so that when the objects to be welded are placed at an angle, the electrodes can be brought into uniform contact with the objects to be welded.

本発明の一形態においては、接合ユニットは、ベース部材をさらに含む。ベース部材は、加圧軸を囲むように隙間をあけつつ上記軸方向に延在し、電極と接続された接続端部および上記軸方向において複数の第1弾性部材と並ぶフランジ部を有する。複数の第1弾性部材の各々は、フランジ部に当接して、ベース部材を介して電極を付勢する。電極は、電極およびベース部材の各々の加圧軸に対する隙間によって、上記軸方向に対して傾斜可能な範囲が規定されている。 In one embodiment of the present invention, the joining unit further includes a base member. The base member extends in the axial direction with a gap surrounding the pressure axis, and has a connection end connected to the electrode and a flange portion aligned with the multiple first elastic members in the axial direction. Each of the multiple first elastic members abuts against the flange portion and biases the electrode via the base member. The range within which the electrode can tilt in the axial direction is determined by the gap between the electrode and the base member and the pressure axis.

この場合、ベース部材を設けて、複数の第1弾性部材をベース部材のフランジ部に当接させることによって、複数の第1弾性部材を電極に直接当接させる場合と比較して、広範囲に複数の第1弾性部材を当接させることができるため、ベース部材を介して複数の第1弾性部材により安定的に電極を付勢することができる。 In this case, by providing a base member and abutting multiple first elastic members against the flange portion of the base member, the multiple first elastic members can be abutted over a wider area than when the multiple first elastic members are abutted directly against the electrodes, allowing the electrodes to be stably biased by the multiple first elastic members via the base member.

本発明の一形態においては、接合ユニットは、ガイド部材をさらに含む。ガイド部材は、加圧軸に隙間をあけつつ加圧軸の周りに配置され、複数の第1弾性部材を支持する。ガイド部材には、上記軸方向に貫通している複数の貫通孔が設けられている。複数の貫通孔の各々には、複数の第1弾性部材のうちの対応する第1弾性部材が挿通している。 In one embodiment of the present invention, the joining unit further includes a guide member. The guide member is arranged around the pressure shaft with a gap therebetween and supports a plurality of first elastic members. The guide member has a plurality of through holes that penetrate in the axial direction. A corresponding one of the plurality of first elastic members is inserted into each of the plurality of through holes.

この場合、ガイド部材を設けることによって、複数の第1弾性部材の位置ずれを抑制することができる。 In this case, by providing a guide member, it is possible to prevent the positional deviation of the multiple first elastic members.

本発明の一形態においては、接合ユニットは、1つの第2弾性部材をさらに含む。1つの第2弾性部材は、加圧軸の周りにおける複数の第1弾性部材の内側に配置され、ガイド部材を介して電極を複数の被接合物に向かって付勢する。 In one embodiment of the present invention, the joining unit further includes a second elastic member. The second elastic member is disposed inside the first elastic members around the pressure shaft and biases the electrode toward the objects via the guide member.

この場合、1つの第2弾性部材によって電極を中央付近から付勢することによって、被接合物の接合後に被接合物から電極を離間させる際、被接合物に対応して傾斜した電極を傾斜した状態から元の状態に矯正することができる。 In this case, by biasing the electrode from near the center using a single second elastic member, when the electrode is separated from the objects to be welded after the objects are welded, the electrode, which has tilted in relation to the objects to be welded, can be corrected from its tilted state to its original state.

本発明の一形態においては、接合ユニットは、ケース部材と、蓋部と、球体とをさらに含む。ケース部材は、加圧軸の周りに位置して複数の第1弾性部材を内部に収容し、上記軸方向において電極とは反対側から複数の第1弾性部材と当接する。蓋部は、フランジ部に対向しつつ、ケース部材の電極側の端に接続される。球体は、蓋部とフランジ部との間に配置される。フランジ部の蓋部側には第1凹部が設けられる。蓋部のフランジ部側には第2凹部が設けられる。球体は、第1凹部および第2凹部の各々に線接触可能である。 In one embodiment of the present invention, the joining unit further includes a case member, a lid, and a sphere. The case member is positioned around the pressure shaft and houses multiple first elastic members therein, abutting against the multiple first elastic members from the side opposite the electrode in the axial direction. The lid portion faces the flange portion and is connected to the electrode side end of the case member. The sphere is disposed between the lid portion and the flange portion. A first recess is provided on the lid side of the flange portion. A second recess is provided on the flange side of the lid portion. The sphere is capable of line contact with each of the first recess and the second recess.

この場合、ベース部材と蓋部との接触を線接触にすることによって、接触する部材の接触抵抗を減らすことができるため、被接合物に対して電極を傾斜させやすくすることができる。 In this case, by making the contact between the base member and the lid portion a line contact, the contact resistance of the contacting members can be reduced, making it easier to tilt the electrode relative to the object to be bonded.

本発明によれば、被接合物が傾斜して配置される場合に、被接合物に電極を均一に接触させることができる。 According to the present invention, even when the workpiece is placed at an angle, the electrodes can be brought into uniform contact with the workpiece.

本発明の一実施の形態に係る固相抵抗スポット接合装置の構成を示す正面図である。1 is a front view showing a configuration of a solid-state resistance spot joining apparatus according to an embodiment of the present invention; 本発明の一実施の形態に係る固相抵抗スポット接合装置の接合ユニット周辺の構成を示す断面図である。1 is a cross-sectional view showing a configuration of a joining unit and its surroundings of a solid-state resistance spot joining apparatus according to an embodiment of the present invention. 図2におけるIII部を拡大して被接合物が接合される前の装置の状態を示す断面図である。3 is an enlarged cross-sectional view of a portion III in FIG. 2 showing the state of the apparatus before the objects to be bonded are bonded. FIG. 本発明の一実施の形態に係る固相抵抗スポット接合装置の第1接合ユニットにおける複数の第1弾性部材周辺の構成を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a configuration around a plurality of first elastic members in a first joining unit of a solid-state resistance spot joining device according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施の形態に係る固相抵抗スポット接合装置により被接合物が接合された直後の装置の状態を示す断面図である。1 is a cross-sectional view showing a state of the solid-state resistance spot joining device according to an embodiment of the present invention immediately after objects to be joined are joined by the device. 本発明の一実施の形態に係る固相抵抗スポット接合装置の第1接合ユニットにおける電極が傾斜した場合の構成を示す模式図である。FIG. 10 is a schematic diagram showing a configuration when an electrode in a first joining unit of a solid-state resistance spot joining apparatus according to an embodiment of the present invention is tilted. 本発明の一実施の形態の変形例に係る固相抵抗スポット接合装置の構成を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing a configuration of a solid-state resistance spot joining apparatus according to a modified example of an embodiment of the present invention.

以下、本発明の一実施の形態に係る固相抵抗スポット接合装置について図面を参照して説明する。以下の実施の形態の説明においては、図中の同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は繰り返さない。 A solid-state resistance spot welding apparatus according to one embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following description of the embodiment, the same or equivalent parts in the drawings will be designated by the same reference numerals, and their description will not be repeated.

なお、図面においては、加圧軸の軸方向に直交かつ接続導体の延在方向に平行な方向をX方向とする。また、加圧軸の軸方向をY方向とする。さらに、加圧軸の軸方向および接続導体の延在方向に直交する方向をZ方向とする。 In the drawings, the direction perpendicular to the axial direction of the pressure shaft and parallel to the extension direction of the connecting conductor is defined as the X direction. The axial direction of the pressure shaft is defined as the Y direction. The direction perpendicular to the axial direction of the pressure shaft and the extension direction of the connecting conductor is defined as the Z direction.

図1は、本発明の一実施の形態に係る固相抵抗スポット接合装置の構成を示す正面図である。図2は、本発明の一実施の形態に係る固相抵抗スポット接合装置の接合ユニット周辺の構成を示す断面図である。 Figure 1 is a front view showing the configuration of a solid-state resistance spot joining device according to one embodiment of the present invention. Figure 2 is a cross-sectional view showing the configuration of the joining unit and its surroundings of a solid-state resistance spot joining device according to one embodiment of the present invention.

図1および図2に示すように、本発明の一実施の形態に係る固相抵抗スポット接合装置1は、重ね合わされた複数の被接合物2に電流を通電させることによって複数の被接合物2に軟化領域を形成させつつ、当該軟化領域を塑性変形させて複数の被接合物2同士を固相状態のまま接合する装置である。 As shown in Figures 1 and 2, a solid-state resistance spot welding apparatus 1 according to one embodiment of the present invention is an apparatus that passes an electric current through multiple overlapping objects 2 to form softened regions in the objects 2, and then plastically deforms the softened regions to weld the multiple objects 2 together while maintaining the objects 2 in a solid state.

固相抵抗スポット接合装置1は、接合ユニットとしての第1接合ユニット10および第2接合ユニット20と、駆動源30と、電源部40とを備える。 The solid-state resistance spot joining device 1 includes a first joining unit 10 and a second joining unit 20 as joining units, a drive source 30, and a power supply unit 40.

第1接合ユニット10は、複数の被接合物2を塑性変形可能に押圧し、かつ複数の被接合物2に電圧を印加するためのユニットである。第1接合ユニット10は、駆動源30によって軸方向(Y方向)に駆動される。第1接合ユニット10の構成については後述する。 The first joining unit 10 is a unit that presses the multiple objects 2 to allow plastic deformation and applies a voltage to the multiple objects 2. The first joining unit 10 is driven in the axial direction (Y direction) by a drive source 30. The configuration of the first joining unit 10 will be described later.

第2接合ユニット20は、第1接合ユニット10とともに複数の被接合物2を押圧し、かつ複数の被接合物2に電圧を印加するためのユニットである。第2接合ユニット20は、固相抵抗スポット接合装置1の筐体に固定されている。 The second joining unit 20 is a unit that presses the multiple workpieces 2 together with the first joining unit 10 and applies voltage to the multiple workpieces 2. The second joining unit 20 is fixed to the housing of the solid-state resistance spot joining apparatus 1.

図2に示すように、本実施の形態における第2接合ユニット20は、第1接合ユニット10に対してXZ平面を基準として面対称に、第1接合ユニット10と同じ構成を有している。なお、第2接合ユニット20は、この構成に限定されず、たとえば後述する弾性部材150が設けられていない構成であってもよい。 As shown in FIG. 2, the second joining unit 20 in this embodiment has the same configuration as the first joining unit 10, and is plane-symmetrical with respect to the XZ plane. However, the second joining unit 20 is not limited to this configuration, and may, for example, be configured without the elastic member 150 described below.

図1に示すように、駆動源30は、第1接合ユニット10をY方向に駆動させる。本実施の形態における駆動源30は、たとえば、サーボプレス機である。 As shown in FIG. 1, the drive source 30 drives the first joining unit 10 in the Y direction. In this embodiment, the drive source 30 is, for example, a servo press.

電源部40は、第1接合ユニット10および第2接合ユニット20に電圧を印加する。電源部40は、電源側導体41を有する。電源側導体41が第1接合ユニット10および第2接合ユニット20の各々に接続されている。 The power supply unit 40 applies voltage to the first joining unit 10 and the second joining unit 20. The power supply unit 40 has a power supply side conductor 41. The power supply side conductor 41 is connected to each of the first joining unit 10 and the second joining unit 20.

固相抵抗スポット接合装置1により接合される被接合物2は、たとえばハイテン材などの鋼板である。なお、被接合物2は、鋼板に限定されず、アルミニウム板などであってもよいし、鋼板とアルミニウム板との異種材料であってもよい。 The workpieces 2 to be joined by the solid-state resistance spot joining device 1 are, for example, steel plates such as high-tensile steel. Note that the workpieces 2 are not limited to steel plates, but may also be aluminum plates or other materials, such as steel and aluminum plates.

以下、第1接合ユニット10について説明する。図3は、図2におけるIII部を拡大して被接合物が接合される前の装置の状態を示す断面図である。図4は、本発明の一実施の形態に係る固相抵抗スポット接合装置の第1接合ユニットにおける複数の第1弾性部材周辺の構成を示す斜視図である。なお、図4においては、発明の理解を容易にするため、ケース部材を透視して示している。 The first joining unit 10 will now be described. Figure 3 is an enlarged cross-sectional view of part III in Figure 2, showing the state of the apparatus before the workpieces are joined. Figure 4 is a perspective view showing the configuration of the area around a plurality of first elastic members in the first joining unit of a solid-state resistance spot joining apparatus according to one embodiment of the present invention. Note that in Figure 4, the case member is shown in perspective to facilitate understanding of the invention.

図2~図4に示すように、本発明の一実施の形態における第1接合ユニット10は、加圧軸100と、電極110と、ベース部材120と、ケース部材130と、蓋部140と、球体142と、弾性部材150と、ガイド部材160と、板状部材170と、接続導体180と、配線部材190とを含む。本実施の形態における弾性部材150は、複数の第1弾性部材151と、1つの第2弾性部材152とを有する。 As shown in Figures 2 to 4, the first joining unit 10 in one embodiment of the present invention includes a pressure shaft 100, an electrode 110, a base member 120, a case member 130, a lid portion 140, a sphere 142, an elastic member 150, a guide member 160, a plate-shaped member 170, a connecting conductor 180, and a wiring member 190. The elastic member 150 in this embodiment has multiple first elastic members 151 and one second elastic member 152.

加圧軸100は、Y方向に延在する円柱部材である。加圧軸100の材質は、たとえばタングステンカーバイドである。ただし、加圧軸100の材質は、被接合物2に対して必要な押圧力を印加することができれば、特に限定されず、工具鋼、耐熱鋼またはセラミックスなどであってもよい。 The pressure shaft 100 is a cylindrical member extending in the Y direction. The material of the pressure shaft 100 is, for example, tungsten carbide. However, the material of the pressure shaft 100 is not particularly limited as long as it can apply the necessary pressing force to the workpiece 2, and may be tool steel, heat-resistant steel, ceramics, or the like.

図3に示すように、加圧軸100は、先端101および後端102を有する。先端101は、複数の被接合物2のうちの第1接合ユニット側に位置する被接合物2aと接触する部分である。後端102は、加圧軸100を支持するホルダ103に接続されている。後端102は、テーパ形状を有し、ホルダ103の内周面に係合している。 As shown in FIG. 3, the pressure shaft 100 has a front end 101 and a rear end 102. The front end 101 is the part that comes into contact with the workpiece 2a, one of the multiple workpieces 2, that is located on the first joining unit side. The rear end 102 is connected to a holder 103 that supports the pressure shaft 100. The rear end 102 has a tapered shape and engages with the inner circumferential surface of the holder 103.

加圧軸100は、重ね合わされた複数の被接合物2を軸方向(Y方向)から塑性変形可能に押圧する。具体的には、本実施の形態の加圧軸100は、駆動源30の駆動によって30~50kNの押圧力により複数の被接合物2を押圧する。 The pressure shaft 100 presses the stacked objects 2 in the axial direction (Y direction) in a manner that allows for plastic deformation. Specifically, in this embodiment, the pressure shaft 100 presses the multiple objects 2 with a pressing force of 30 to 50 kN when driven by the drive source 30.

電極110は、加圧軸100とともに駆動源30によって駆動される。電極110は、加圧軸100に隙間をあけつつ加圧軸100の周りに配置されている。本実施の形態における電極110の先端111は、Y方向から見て、円筒形状を有している。 The electrode 110 is driven together with the pressure shaft 100 by the driving source 30. The electrode 110 is arranged around the pressure shaft 100 with a gap between them. In this embodiment, the tip 111 of the electrode 110 has a cylindrical shape when viewed from the Y direction.

電極110は、導電性を有している。電極110は、たとえば銅により構成されている。電極110は、複数の被接合物2に電圧を印加する。電極110は、複数の被接合物2への電圧の印加によって、複数の被接合物2に3500~10000Aの電流を通電させて複数の被接合物2を加熱する。 The electrode 110 is electrically conductive. The electrode 110 is made of, for example, copper. The electrode 110 applies a voltage to the multiple objects 2. By applying a voltage to the multiple objects 2, the electrode 110 passes a current of 3,500 to 10,000 A through the multiple objects 2, heating the multiple objects 2.

ベース部材120は、導電性を有し、軸方向(Y方向)に延在している。ベース部材120は、たとえば銅により構成されている。ベース部材120は、加圧軸100に隙間をあけつつ加圧軸100の周りに配置されている。 The base member 120 is conductive and extends in the axial direction (Y direction). The base member 120 is made of, for example, copper. The base member 120 is arranged around the pressure shaft 100 with a gap between it and the pressure shaft 100.

ベース部材120は、本体部121と、接続端部122と、フランジ部123とを有している。本体部121は、ベース部材120のうちのY方向に延在する円筒部分である。 The base member 120 has a main body portion 121, a connecting end portion 122, and a flange portion 123. The main body portion 121 is a cylindrical portion of the base member 120 that extends in the Y direction.

接続端部122は、本体部121のY方向の被接合物2側に位置している。接続端部122は、加圧軸100を囲むように隙間をあけつつ軸方向(Y方向)に延在している。接続端部122は、電極110と接続されている。 The connection end 122 is located on the Y-direction side of the main body 121, on the object 2 side. The connection end 122 extends in the axial direction (Y-direction) with a gap so as to surround the pressure shaft 100. The connection end 122 is connected to the electrode 110.

フランジ部123は、本体部121における接続端部122が配置される側とは反対側の端部からXZ平面上に延在している。フランジ部123は、軸方向(Y方向)において複数の第1弾性部材151と並んでいる。 The flange portion 123 extends in the XZ plane from the end of the main body portion 121 opposite the end where the connection end portion 122 is located. The flange portion 123 is aligned with the multiple first elastic members 151 in the axial direction (Y direction).

フランジ部123は、接触面124を有している。フランジ部123は、接触面124において複数の第1弾性部材151と接触している。 The flange portion 123 has a contact surface 124. The flange portion 123 contacts multiple first elastic members 151 at the contact surface 124.

フランジ部123の蓋部140側には、第1凹部125が設けられている。本実施の形態に係る第1凹部125は、円錐面形状を有している。なお、第1凹部125は円錐面形状に限定されず、曲面であってもよい。 A first recess 125 is provided on the lid portion 140 side of the flange portion 123. In this embodiment, the first recess 125 has a conical surface shape. However, the first recess 125 is not limited to a conical surface shape and may also have a curved surface.

電極110は、電極110およびベース部材120の各々の加圧軸100に対する隙間によって、軸方向(Y方向)に対して傾斜可能な範囲が規定されている。このため、電極110およびベース部材120は、XZ平面に延在する被接合物2がXZ平面に対して傾斜した場合、電極110が被接合物2に接触しつつY方向に対して傾斜することができる。 The range within which the electrode 110 can tilt in the axial direction (Y direction) is determined by the gap between the electrode 110 and the base member 120 and the pressure axis 100. Therefore, when the workpiece 2 extending in the XZ plane tilts with respect to the XZ plane, the electrode 110 and the base member 120 can tilt in the Y direction while the electrode 110 is in contact with the workpiece 2.

図2~図4に示すように、ケース部材130は、加圧軸100の周りに位置して複数の第1弾性部材151および1つの第2弾性部材152を内部に収容している。ケース部材130は、たとえば絶縁材料によって構成されている。 As shown in Figures 2 to 4, the case member 130 is positioned around the pressure shaft 100 and houses multiple first elastic members 151 and one second elastic member 152 inside. The case member 130 is made of, for example, an insulating material.

図3および図4に示すように、ケース部材130には、軸方向(Y方向)に沿って延在する複数の溝部131が設けられている。複数の溝部131の各々に、複数の第1弾性部材151の各々が収容されている。ケース部材130は、軸方向(Y方向)において電極110とは反対側から複数の第1弾性部材151と当接している。 As shown in Figures 3 and 4, the case member 130 has multiple grooves 131 extending along the axial direction (Y direction). Each of the multiple grooves 131 houses a corresponding one of multiple first elastic members 151. The case member 130 abuts against the multiple first elastic members 151 from the side opposite the electrode 110 in the axial direction (Y direction).

蓋部140は、球体142を介してフランジ部123を支持する部材である。蓋部140は、フランジ部123に対向しつつ、ケース部材130の電極110側の端に接続されている。蓋部140は、たとえば鋼により構成されている。 The lid portion 140 is a member that supports the flange portion 123 via a sphere 142. The lid portion 140 faces the flange portion 123 and is connected to the end of the case member 130 on the electrode 110 side. The lid portion 140 is made of, for example, steel.

蓋部140のフランジ部123側には第2凹部141が設けられている。本実施の形態に係る第2凹部141は、円錐面形状を有している。なお、第2凹部141は円錐面形状に限定されず、曲面であってもよい。 A second recess 141 is provided on the flange portion 123 side of the lid portion 140. In this embodiment, the second recess 141 has a conical surface shape. However, the second recess 141 is not limited to a conical surface shape and may also be a curved surface.

球体142は、蓋部140とフランジ部123との間に配置されている。球体142は、たとえば鋼球である。球体142は、複数の第1弾性部材151の各々に対応するように、Y方向に複数の第1弾性部材151に並んで配置されている。 The spheres 142 are disposed between the lid portion 140 and the flange portion 123. The spheres 142 are, for example, steel balls. The spheres 142 are arranged in line with the multiple first elastic members 151 in the Y direction so as to correspond to each of the multiple first elastic members 151.

球体142は、第1凹部125および第2凹部141の各々に線接触可能である。これにより、フランジ部123と球体142との接触抵抗を減らすことができるため、電極110およびベース部材120がY方向に傾斜しやすい。また、球体142の線接触によって、電極110への通電による熱をフランジ部123から蓋部140へ伝熱させにくくすることができるため、第1接合ユニット10の耐熱性を向上させることができる。 The sphere 142 can make line contact with each of the first recess 125 and the second recess 141. This reduces the contact resistance between the flange portion 123 and the sphere 142, making it easier for the electrode 110 and base member 120 to tilt in the Y direction. Furthermore, the line contact of the sphere 142 makes it more difficult for heat generated by current flow to the electrode 110 to be transferred from the flange portion 123 to the lid portion 140, thereby improving the heat resistance of the first joining unit 10.

弾性部材150は、電極110を複数の被接合物2に向かって付勢する。本実施の形態においては、電極110は、弾性部材150の付勢によって、たとえば1~2kNの押圧力により複数の被接合物2を押圧する。 The elastic member 150 biases the electrode 110 toward the multiple objects 2. In this embodiment, the electrode 110 is biased by the elastic member 150, and presses the multiple objects 2 with a pressing force of, for example, 1 to 2 kN.

複数の第1弾性部材151は、加圧軸100の周りに互いに間隔をあけて配置され、電極110を複数の被接合物2に向かって付勢する。具体的には、複数の第1弾性部材151は、ベース部材120のフランジ部123に当接し、ベース部材120を介して電極110を付勢している。 The multiple first elastic members 151 are arranged at intervals around the pressure shaft 100 and urge the electrode 110 toward the multiple objects 2. Specifically, the multiple first elastic members 151 abut against the flange portion 123 of the base member 120 and urge the electrode 110 via the base member 120.

本実施の形態における複数の第1弾性部材151は、加圧軸100を中心としてXZ平面の円周上に等間隔で8個配置されている。なお、複数の第1弾性部材151の数量は、8個に限定されず、電極110およびベース部材120がY方向に対し、いずれか方向に傾斜することができればよく、少なくとも3個以上であればよい。 In this embodiment, eight first elastic members 151 are arranged at equal intervals around the circumference of the XZ plane, centered on the pressure axis 100. Note that the number of first elastic members 151 is not limited to eight; it is sufficient that the electrode 110 and base member 120 can be tilted in either direction with respect to the Y direction, and that there are at least three or more.

複数の第1弾性部材151の各々は、弾性体153と、台座部154とを有する。本実施の形態における弾性体153は、たとえば、ばねである。なお、弾性体153は、ばねに限定されず、ゴムなどの他の弾性体であってもよい。 Each of the multiple first elastic members 151 has an elastic body 153 and a base portion 154. In this embodiment, the elastic body 153 is, for example, a spring. Note that the elastic body 153 is not limited to a spring and may be another elastic body such as rubber.

台座部154は、弾性体153のベース部材120側の端部に配置されている。本実施の形態における台座部154は、たとえば、ばね受けである。 The base portion 154 is disposed at the end of the elastic body 153 on the base member 120 side. In this embodiment, the base portion 154 is, for example, a spring bearing.

台座部154は、ベース部材120側に球面155を有している。球面155がフランジ部123の接触面124に点接触している。これにより、接触面124がXZ平面に対して傾斜した際、台座部154が円柱形状である場合と比較して、台座部154が接触面124に対して片当たりして複数の第1弾性部材151から接触面124へ偏った付勢力が加わることを抑制することができる。 The pedestal portion 154 has a spherical surface 155 on the base member 120 side. The spherical surface 155 is in point contact with the contact surface 124 of the flange portion 123. As a result, when the contact surface 124 is tilted with respect to the XZ plane, the pedestal portion 154 can be prevented from making uneven contact with the contact surface 124 and applying a biased biasing force from the multiple first elastic members 151 to the contact surface 124, compared to when the pedestal portion 154 is cylindrical.

1つの第2弾性部材152は、加圧軸100の周りにおける複数の第1弾性部材151の内側に配置されている。1つの第2弾性部材152は、たとえば、ばねである。なお、第2弾性部材152は、ばねに限定されず、ゴムなどの他の弾性体であってもよい。 One second elastic member 152 is arranged inside the multiple first elastic members 151 around the pressure shaft 100. One second elastic member 152 is, for example, a spring. Note that the second elastic member 152 is not limited to a spring and may be another elastic body such as rubber.

1つの第2弾性部材152は、ガイド部材160を介して電極110を複数の被接合物2に向かって付勢する。1つの第2弾性部材152は、電極110およびベース部材120がXZ平面に対して傾斜しつつ被接合物2を接合した後、被接合物2から第1接合ユニット10を離間させる際に、ベース部材120の傾斜を矯正させる役割を有している。 The single second elastic member 152 biases the electrode 110 toward the multiple objects 2 via the guide member 160. The single second elastic member 152 serves to correct the inclination of the base member 120 when the first joining unit 10 is separated from the objects 2 after the electrode 110 and base member 120 have joined the objects 2 while inclined relative to the XZ plane.

複数の第1弾性部材151の各々のY方向におけるヤング率は、1つの第2弾性部材152より高いことが望ましい。これにより、電極110およびベース部材120がY方向から傾斜した場合に、複数の第1弾性部材151の付勢力によって、電極110を被接合物2に密着させやすくすることができる。 It is desirable that the Young's modulus in the Y direction of each of the multiple first elastic members 151 is higher than that of the single second elastic member 152. This makes it easier for the electrode 110 to be tightly attached to the workpiece 2 by the biasing force of the multiple first elastic members 151 when the electrode 110 and base member 120 are tilted from the Y direction.

ガイド部材160は、加圧軸100に隙間をあけつつ加圧軸100の周りに配置されている。ガイド部材160には、軸方向(Y方向)に貫通している複数の貫通孔161が設けられている。複数の貫通孔161の各々には、複数の第1弾性部材151のうちの対応する第1弾性部材151が挿通している。これにより、ガイド部材160は、複数の第1弾性部材151の各々を支持する。 The guide member 160 is arranged around the pressure shaft 100 with a gap therebetween. The guide member 160 has a plurality of through holes 161 that penetrate in the axial direction (Y direction). A corresponding one of the plurality of first elastic members 151 is inserted into each of the plurality of through holes 161. In this way, the guide member 160 supports each of the plurality of first elastic members 151.

ガイド部材160は、1つの第2弾性部材152によりY方向に付勢されることによって、その位置が固定されている。1つの第2弾性部材152は、ボルト締結などの固定方法を用いることなく、ガイド部材160の位置を簡素に固定することができる。 The guide member 160 is fixed in position by being biased in the Y direction by a single second elastic member 152. The single second elastic member 152 can simply fix the position of the guide member 160 without using a fastening method such as bolt tightening.

板状部材170は、導電性を有し、ベース部材120の本体部121の周面に接続されている。接続導体180は、第1接合ユニット10のうちの駆動源30側に固定されている。接続導体180の一端が電源側導体41と接続されている。配線部材190は、板状部材170および接続導体180を電気的に接続する。配線部材190は、たとえば銅線によって構成されている。 The plate-shaped member 170 is electrically conductive and is connected to the peripheral surface of the main body 121 of the base member 120. The connection conductor 180 is fixed to the drive source 30 side of the first joining unit 10. One end of the connection conductor 180 is connected to the power supply side conductor 41. The wiring member 190 electrically connects the plate-shaped member 170 and the connection conductor 180. The wiring member 190 is made of, for example, copper wire.

電源部40から供給される電流は、電源側導体41、接続導体180、配線部材190、板状部材170、ベース部材120および電極110の順に電流が流れて、被接合物2に電流が流れる。固相抵抗スポット接合装置1においては、被接合物2に対する加圧軸100および電極110の押圧によって、被接合物2a,2b同士が接触表面において密着することにより接触抵抗が低くなる。これにより、接触抵抗が低くなった接触表面が通電経路になって、当該通電経路に電流が流れる。 The current supplied from the power supply unit 40 flows in the order of the power supply side conductor 41, connecting conductor 180, wiring member 190, plate-like member 170, base member 120, and electrode 110, and then flows through the workpiece 2. In the solid-state resistance spot welding apparatus 1, the pressure applied by the pressure shaft 100 and electrode 110 to the workpiece 2 causes the workpieces 2a, 2b to come into close contact with each other at their contact surfaces, thereby reducing contact resistance. As a result, the contact surfaces with reduced contact resistance become a current path, and current flows through this current path.

なお、第1接合ユニット10において、1つの第2弾性部材152は必ずしも必要ではない。第1接合ユニット10に1つの第2弾性部材152を設けない場合、ガイド部材160はベース部材120にボルト締結などの公知の接続方法により固定される。 Note that one second elastic member 152 is not necessarily required in the first joining unit 10. If one second elastic member 152 is not provided in the first joining unit 10, the guide member 160 is fixed to the base member 120 using a known connection method such as bolt fastening.

以下、固相抵抗スポット接合装置1による被接合物2の固相抵抗スポット接合について説明する。図5は、本発明の一実施の形態に係る固相抵抗スポット接合装置により被接合物が接合された直後の装置の状態を示す断面図である。 The following describes solid-state resistance spot welding of workpieces 2 using the solid-state resistance spot welding apparatus 1. Figure 5 is a cross-sectional view showing the state of the apparatus immediately after the workpieces have been joined using the solid-state resistance spot welding apparatus according to one embodiment of the present invention.

固相抵抗スポット接合装置1の被接合物2の固相抵抗スポット接合の動きとしては、まず、図1~図3に示すように、駆動源30が第1接合ユニット10を駆動させることによって、複数の被接合物2のうちの第1接合ユニット10の電極110側に位置する被接合物2aに電極110を当接させる。加圧軸100より前に電極110を被接合物2aに接触させて予圧をかけることにより、被接合物2の仮の位置決めをすることができる。また、複数の被接合物2のうちの被接合物2bには、第2接合ユニット20の電極110が当接する。 The movement of the solid-state resistance spot welding apparatus 1 for solid-state resistance spot welding of the workpieces 2 is as follows: first, as shown in Figures 1 to 3, the drive source 30 drives the first joining unit 10, causing the electrode 110 to abut against the workpiece 2a, of the multiple workpieces 2, which is located on the electrode 110 side of the first joining unit 10. By bringing the electrode 110 into contact with the workpiece 2a before the pressure shaft 100 and applying a preload, the workpiece 2 can be provisionally positioned. Furthermore, the electrode 110 of the second joining unit 20 abuts against the workpiece 2b, of the multiple workpieces 2.

次に、電極110から複数の被接合物2に電圧を印加する。被接合物2同士が密着して接触抵抗が低くなった接触表面が通電経路になって、当該通電経路に電流が流れる。これにより、複数の被接合物2が加熱されて、複数の被接合物2の間に軟化領域Rが形成される。 Next, a voltage is applied from the electrode 110 to the multiple objects 2 to be bonded. The contact surfaces where the objects 2 are in close contact with each other and have low contact resistance become electrical paths, and current flows through these electrical paths. This heats the multiple objects 2 to be bonded, forming softened regions R between the multiple objects 2.

次に、図4に示すように、複数の第1弾性部材151の各々の付勢力によって電極110を複数の被接合物2に押圧させつつ、加圧軸100を複数の被接合物2に押圧させる。 Next, as shown in FIG. 4, the electrode 110 is pressed against the multiple objects 2 by the biasing force of each of the multiple first elastic members 151, while the pressure shaft 100 is pressed against the multiple objects 2.

具体的には、駆動源30が第1接合ユニット10をさらに駆動させることによって、加圧軸100により被接合物2同士の間の軟化領域Rを塑性変形させる。この際、電極110は、ベース部材120を介して弾性部材150によって付勢されているため、第1接合ユニット10において加圧軸100から独立して駆動し、弾性部材150の付勢力によって複数の被接合物2を押圧する。電極110の駆動によって、フランジ部123の第1凹部125と球体142との間には、Y方向において隙間があく。 Specifically, the drive source 30 further drives the first joining unit 10, causing the pressure shaft 100 to plastically deform the softened region R between the objects 2. At this time, the electrode 110 is biased by the elastic member 150 via the base member 120, so it is driven independently of the pressure shaft 100 in the first joining unit 10 and presses the multiple objects 2 together with the biasing force of the elastic member 150. Driving the electrode 110 creates a gap in the Y direction between the first recess 125 of the flange portion 123 and the sphere 142.

電極110から被接合物2に通電されつつ加圧軸100により押圧されることによって、被接合物2の軟化領域Rが塑性変形する。被接合物2は、軟化領域R以外の位置において被接合物2a,2b同士の間に隙間をあけつつ塑性変形する。軟化領域Rの塑性変形によって、軟化領域Rにおいて新生面が形成される。この新生面同士が当接することによって、被接合物2a,2b同士が固相抵抗スポット接合される。 When current is passed through the electrode 110 and the workpiece 2 is pressed by the pressure shaft 100, the softened region R of the workpiece 2 undergoes plastic deformation. The workpiece 2 undergoes plastic deformation, creating a gap between the workpieces 2a, 2b at positions other than the softened region R. The plastic deformation of the softened region R forms a new surface in the softened region R. When these new surfaces come into contact with each other, the workpieces 2a, 2b are solid-state resistance spot welded together.

なお、加圧軸100および電極110が被接合物2に接触する順番は、限定されない。加圧軸100が電極110より前に被接合物2に接触してもよいし、加圧軸100と電極110とが同時に被接合物2に接触してもよい。 The order in which the pressure shaft 100 and the electrode 110 come into contact with the workpiece 2 is not limited. The pressure shaft 100 may come into contact with the workpiece 2 before the electrode 110, or the pressure shaft 100 and the electrode 110 may come into contact with the workpiece 2 at the same time.

図6は、本発明の一実施の形態に係る固相抵抗スポット接合装置の第1接合ユニットにおける電極が傾斜した場合の構成を示す模式図である。 Figure 6 is a schematic diagram showing the configuration of a first joining unit of a solid-state resistance spot joining device according to one embodiment of the present invention when the electrode is tilted.

図6に示すように、上述した固相抵抗スポット接合装置1による被接合物2の接合において、固相抵抗スポット接合装置1に対する被接合物2を位置決めする際の位置ずれ、または被接合物2の厚みのばらつきなどによって、被接合物2がXZ平面に対して傾斜して配置される場合がある。 As shown in Figure 6, when joining the workpieces 2 using the solid-state resistance spot joining apparatus 1 described above, the workpieces 2 may be positioned at an angle to the XZ plane due to misalignment when positioning the workpieces 2 relative to the solid-state resistance spot joining apparatus 1 or variations in the thickness of the workpieces 2.

仮に、電極がエアシリンダなどによってY方向に駆動する場合、電極の先端の被接合物2と接触する面は、XZ平面に平行である。このため、被接合物2がXZ平面に対して傾斜して配置された場合に、電極の先端の被接合物2と接触する面は、被接合物2に対して片当たりするなどして不均一に接触する可能性がある。その結果、被接合物2a,2b同士の接触表面に電極から均一に押圧されないため、均一な通電経路が確保できず、軟化領域が確保されずに接合不良を引き起こす可能性がある。 If the electrode is driven in the Y direction by an air cylinder or the like, the surface of the electrode tip that comes into contact with the workpiece 2 is parallel to the XZ plane. Therefore, if the workpiece 2 is positioned at an angle to the XZ plane, the surface of the electrode tip that comes into contact with the workpiece 2 may come into uneven contact with the workpiece 2, such as making one-sided contact. As a result, the electrode does not apply uniform pressure to the contact surfaces of the workpieces 2a, 2b, so a uniform current path cannot be ensured, and a softened region cannot be secured, which could result in poor welding.

一方、図6に示すように、本実施の形態における電極110は、電極110側に位置する被接合物2aとの接触面に倣って当接するように姿勢を変更可能に支持されている。これにより、電極110を加圧軸100の軸方向(Y方向)に対して傾斜させることができるため、被接合物2が傾斜して配置される場合に、被接合物2に電極110を均一に接触させることができる。その結果、電極110と被接合物2との通電経路が確保されることにより、被接合物2に均一に軟化領域Rを形成することができるため、接合不良の発生を抑制することができる。 On the other hand, as shown in Figure 6, the electrode 110 in this embodiment is supported so that its posture can be changed so that it abuts along the contact surface with the article 2a located on the electrode 110 side. This allows the electrode 110 to be tilted with respect to the axial direction (Y direction) of the pressure shaft 100, so that the electrode 110 can be brought into uniform contact with the article 2 when the article 2 is positioned at an angle. As a result, a current path between the electrode 110 and the article 2 is secured, allowing a uniform softened region R to be formed in the article 2, thereby suppressing the occurrence of poor welding.

また、仮に、電極が1つの弾性部材によって付勢される場合、1つの弾性部材は、主にY方向において弾性変形する。このため、被接合物2がXZ平面に対して傾斜して配置される場合に、被接合物2の傾斜に対応して電極を傾斜させにくい。 Furthermore, if the electrode is biased by a single elastic member, the single elastic member will elastically deform mainly in the Y direction. Therefore, if the object 2 is positioned at an angle relative to the XZ plane, it will be difficult to tilt the electrode in response to the angle of the object 2.

一方、本実施の形態においては、複数の第1弾性部材151の各々が電極110側に位置する被接合物2aに接触した際の電極110の姿勢に応じて弾性変形している。これにより、被接合物2が傾斜した分だけ対応する位置に配置された複数の第1弾性部材151の各々がY方向に弾性変形するため、電極110およびベース部材120を傾斜させることができる。 On the other hand, in this embodiment, each of the multiple first elastic members 151 elastically deforms in accordance with the posture of the electrode 110 when it comes into contact with the object 2a located on the electrode 110 side. As a result, each of the multiple first elastic members 151 arranged at a corresponding position elastically deforms in the Y direction by the amount that the object 2 is tilted, allowing the electrode 110 and base member 120 to be tilted.

被接合物2が接合された後、第1接合ユニット10は、Y方向において被接合物2から離れる方向に駆動される。この際、1つの第2弾性部材152がガイド部材160を介して電極110およびベース部材120をY方向に付勢する。これにより、被接合物2の傾斜に合わせて電極110およびベース部材120がY方向に傾斜していた場合、電極110およびベース部材120の傾斜をXZ平面に対して元の平行状態に矯正することができる。 After the workpieces 2 have been joined, the first joining unit 10 is driven in the Y direction away from the workpieces 2. At this time, one second elastic member 152 biases the electrode 110 and base member 120 in the Y direction via the guide member 160. As a result, if the electrode 110 and base member 120 are tilted in the Y direction in accordance with the tilt of the workpieces 2, the tilt of the electrode 110 and base member 120 can be corrected to their original parallel state with respect to the XZ plane.

本発明の一実施の形態に係る固相抵抗スポット接合装置1においては、複数の第1弾性部材151を加圧軸100周りに配置して電極110を付勢することによって、被接合物2が傾斜して配置される場合に、複数の第1弾性部材151の各々が被接合物2の傾斜に合わせて弾性変形することができる。これにより、電極110を加圧軸100の軸方向(Y方向)に対して傾斜させることができるため、被接合物2が傾斜して配置される場合に、被接合物2に電極110を均一に接触させることができる。ひいては、電極110と被接合物2との通電経路が確保されることにより、被接合物2に均一に軟化領域Rを形成することができるため、接合不良の発生を抑制することができる。 In a solid-state resistance spot welding apparatus 1 according to one embodiment of the present invention, by arranging a plurality of first elastic members 151 around the pressure shaft 100 and biasing the electrode 110, when the workpiece 2 is positioned at an angle, each of the plurality of first elastic members 151 can elastically deform in accordance with the angle of the workpiece 2. This allows the electrode 110 to be tilted with respect to the axial direction (Y direction) of the pressure shaft 100, so that when the workpiece 2 is positioned at an angle, the electrode 110 can be brought into uniform contact with the workpiece 2. Furthermore, by ensuring a current path between the electrode 110 and the workpiece 2, a softened region R can be formed uniformly in the workpiece 2, thereby suppressing the occurrence of poor welding.

本発明の一実施の形態に係る固相抵抗スポット接合装置1においては、ベース部材120を設けて、複数の第1弾性部材151をベース部材120のフランジ部123に当接させることによって、複数の第1弾性部材151を電極110に直接当接させる場合と比較して、広範囲に複数の第1弾性部材151を当接させることができるため、ベース部材120を介して複数の第1弾性部材151により安定的に電極110を付勢することができる。 In a solid-state resistance spot bonding apparatus 1 according to one embodiment of the present invention, a base member 120 is provided and multiple first elastic members 151 are abutted against the flange portion 123 of the base member 120. This allows the multiple first elastic members 151 to abut over a wider area than when the multiple first elastic members 151 are directly abutted against the electrode 110, and therefore the electrode 110 can be stably biased by the multiple first elastic members 151 via the base member 120.

本発明の一実施の形態に係る固相抵抗スポット接合装置1においては、ガイド部材160を設けることによって、複数の第1弾性部材151の位置ずれを抑制することができる。 In the solid-state resistance spot welding apparatus 1 according to one embodiment of the present invention, the guide member 160 is provided to prevent misalignment of the multiple first elastic members 151.

本発明の一実施の形態に係る固相抵抗スポット接合装置1においては、1つの第2弾性部材152によって電極110を中央付近から付勢することによって、被接合物2の接合後に被接合物2から電極110を離間させる際、被接合物2に対応して傾斜した電極110を傾斜した状態から元の状態に矯正することができる。 In the solid-state resistance spot welding apparatus 1 according to one embodiment of the present invention, the electrode 110 is biased from near the center by a single second elastic member 152, so that when the electrode 110 is separated from the workpieces 2 after the workpieces 2 are joined, the electrode 110, which is tilted relative to the workpieces 2, can be corrected from its tilted state to its original state.

本発明の一実施の形態に係る固相抵抗スポット接合装置1においては、ベース部材120と蓋部140との接触を線接触にすることによって、接触する部材の接触抵抗を減らすことができるため、被接合物2に対して電極110を傾斜させやすくすることができる。 In the solid-state resistance spot welding apparatus 1 according to one embodiment of the present invention, the contact between the base member 120 and the lid portion 140 is made to be a line contact, thereby reducing the contact resistance of the contacting members, and making it easier to tilt the electrode 110 relative to the workpiece 2.

以下、本発明の一実施の形態の変形例に係る固相抵抗スポット接合装置について図を参照して説明する。本変形例に係る固相抵抗スポット接合装置は、第1接合ユニットの構成が本発明の一実施の形態に係る固相抵抗スポット接合装置1と異なるため、本発明の一実施の形態に係る固相抵抗スポット接合装置1と同様である構成については説明を繰り返さない。 A solid-state resistance spot welding apparatus according to a modified example of an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. The solid-state resistance spot welding apparatus according to this modified example differs in the configuration of the first welding unit from the solid-state resistance spot welding apparatus 1 according to an embodiment of the present invention, and therefore, a description of the configuration that is similar to that of the solid-state resistance spot welding apparatus 1 according to an embodiment of the present invention will not be repeated.

図7は、本発明の一実施の形態の変形例に係る固相抵抗スポット接合装置の構成を示す断面図である。図7に示すように、本変形例に係る固相抵抗スポット接合装置1Aは、第1接合ユニット10Aと、第2接合ユニット20と、駆動源と、電源部とを備える。 Figure 7 is a cross-sectional view showing the configuration of a solid-state resistance spot welding apparatus according to a modified embodiment of the present invention. As shown in Figure 7, the solid-state resistance spot welding apparatus 1A according to this modified embodiment includes a first welding unit 10A, a second welding unit 20, a drive source, and a power supply unit.

第1接合ユニット10Aおよび第2接合ユニット20は、複数の被接合物3を塑性変形可能に押圧し、かつ複数の被接合物3に電圧を印加するためのユニットである。 The first joining unit 10A and the second joining unit 20 are units for pressing multiple objects 3 to allow plastic deformation and applying voltage to the multiple objects 3.

固相抵抗スポット接合装置1Aにより接合される被接合物3は、凸部Cを有する被接合物3aと、平板状の被接合物3bとにより構成されている。 The workpieces 3 to be joined by the solid-state resistance spot joining apparatus 1A are composed of a workpiece 3a having a convex portion C and a flat workpiece 3b.

本変形例における第1接合ユニット10Aは、加圧軸200と、ベース部材220とを有する。 The first joining unit 10A in this modified example has a pressure shaft 200 and a base member 220.

加圧軸200は、第2接合ユニット20における加圧軸100と比較して、Y方向に長い。 The pressure shaft 200 is longer in the Y direction than the pressure shaft 100 in the second joining unit 20.

ベース部材220は、第2接合ユニット20におけるベース部材120と比較して、Y方向に長い。具体的には、ベース部材220は、本体部221と、接続端部122と、フランジ部123とを有している。本体部221が、第2接合ユニット20におけるベース部材120の本体部121と比較して、Y方向に長い。 The base member 220 is longer in the Y direction than the base member 120 in the second joining unit 20. Specifically, the base member 220 has a main body portion 221, a connection end portion 122, and a flange portion 123. The main body portion 221 is longer in the Y direction than the main body portion 121 of the base member 120 in the second joining unit 20.

第2接合ユニット20における板状部材170から加圧軸100およびベース部材120が被接合物3に向かって突出している長さと比較して、第1接合ユニット10Aにおける板状部材170から突出している加圧軸200およびベース部材220が被接合物3に突出している長さは長い。これにより、被接合物3aの凸部Cに第1接合ユニット10Aが接触することなく、加圧軸200および電極110を被接合物3に押圧させることができるため、被接合物3を固相抵抗スポット接合装置1Aにより接合することができる。 Compared to the length by which the pressure shaft 100 and base member 120 protrude from the plate-like member 170 toward the workpiece 3 in the second joining unit 20, the length by which the pressure shaft 200 and base member 220 protrude from the plate-like member 170 in the first joining unit 10A toward the workpiece 3 is longer. This allows the pressure shaft 200 and electrode 110 to be pressed against the workpiece 3 without the first joining unit 10A coming into contact with the convex portion C of the workpiece 3a, and therefore the workpiece 3 can be joined using the solid-state resistance spot joining apparatus 1A.

加圧軸200およびベース部材220は、蓋部140および板状部材170などの他の構成を取り外すことによって、長さの異なる他の加圧軸およびベース部材に交換することができる。このため、種々のワーク形状に合わせて容易に第1接合ユニット10AのY方向の長さを変更することができる。 The pressure shaft 200 and base member 220 can be replaced with other pressure shafts and base members of different lengths by removing other components such as the lid portion 140 and plate-shaped member 170. This makes it easy to change the Y-direction length of the first joining unit 10A to suit various workpiece shapes.

本発明の一実施の形態の変形例に係る固相抵抗スポット接合装置1Aにおいては、被接合物3の形状に合わせて第1接合ユニット10Aにおける加圧軸200およびベース部材220のY方向における長さを第2接合ユニット20の加圧軸100およびベース部材120に対して長くすることによって、被接合物3の形状に合わせて第1接合ユニット10Aの長さを変更することができる。これにより、固相抵抗スポット接合装置1Aを種々の形状を有する被接合物に対応した構成にすることができる。 In the solid-state resistance spot welding apparatus 1A according to a modified embodiment of the present invention, the length of the pressure shaft 200 and base member 220 in the first welding unit 10A in the Y direction is made longer relative to the pressure shaft 100 and base member 120 of the second welding unit 20 to match the shape of the workpieces 3, making it possible to change the length of the first welding unit 10A to match the shape of the workpieces 3. This allows the solid-state resistance spot welding apparatus 1A to be configured to accommodate workpieces having various shapes.

なお、上述した実施の形態においては、1対の電極を一方向に配置し、1対の電極によって被接合物を挟持する、いわゆるダイレクト方式の接合方法について説明したが、本願発明はダイレクト方式に限定されない。本願発明は、インダイレクト方式あるいはシリーズ方式などの他の抵抗接合方式についても適用することができる。 In the above-described embodiment, a so-called direct bonding method was described in which a pair of electrodes are arranged in one direction and the objects to be bonded are sandwiched between the pair of electrodes. However, the present invention is not limited to the direct method. The present invention can also be applied to other resistance bonding methods, such as the indirect method or series method.

また、上述した実施の形態においては、定置式の固相抵抗スポット接合装置について説明したが、この構成に限定されない。本願発明は、たとえばロボットなどの先端に取り付けるガンタイプの接合装置においても適用することができる。 Furthermore, while the above-described embodiment describes a stationary solid-state resistance spot welding device, the present invention is not limited to this configuration. For example, the present invention can also be applied to a gun-type welding device attached to the tip of a robot or the like.

なお、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本開示の技術的範囲は、上記した実施の形態のみによって解釈されるものではない。また、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。上述した実施の形態の説明において、組み合わせ可能な構成を相互に組み合わせてもよい。 The above-disclosed embodiments are illustrative in all respects and are not intended to be limiting. Therefore, the technical scope of this disclosure should not be interpreted solely in terms of the above-disclosed embodiments. Furthermore, all modifications within the scope and meaning equivalent to the claims are included. In the description of the above-disclosed embodiments, combinable configurations may be combined with each other.

1,1A 固相抵抗スポット接合装置、2,2a,2b,3,3a,3b 被接合物、10,10A 第1接合ユニット、30 駆動源、100,200 加圧軸、110 電極、120,220 ベース部材、122 接続端部、123 フランジ部、125 第1凹部、130 ケース部材、140 蓋部、141 第2凹部、142 球体、151 第1弾性部材、152 第2弾性部材、160 ガイド部材、161 貫通孔。 1, 1A: solid-state resistance spot welding device; 2, 2a, 2b, 3, 3a, 3b: workpieces to be welded; 10, 10A: first welding unit; 30: driving source; 100, 200: pressure shaft; 110: electrode; 120, 220: base member; 122: connection end portion; 123: flange portion; 125: first recess; 130: case member; 140: lid portion; 141: second recess; 142: sphere; 151: first elastic member; 152: second elastic member; 160: guide member; 161: through hole.

Claims (5)

駆動源と、
前記駆動源によって軸方向に駆動される接合ユニットとを備え、
前記接合ユニットは、
重ね合わされた複数の被接合物を前記軸方向から塑性変形可能に押圧する加圧軸と、
前記加圧軸に隙間をあけつつ前記加圧軸の周りに配置され、前記複数の被接合物に電圧を印加する電極と、
前記加圧軸の周りに互いに間隔をあけて配置され、前記電極を前記複数の被接合物に向かって付勢する複数の第1弾性部材とを含み、
前記駆動源が前記接合ユニットを駆動させることによって、前記複数の被接合物のうちの電極側に位置する被接合物に前記電極を当接させて、前記複数の第1弾性部材の各々の付勢力によって前記電極を前記複数の被接合物に押圧させつつ、前記加圧軸を前記複数の被接合物に押圧させ、
前記電極は、前記電極側に位置する被接合物との接触面に倣って当接するように姿勢を変更可能に支持されており、
前記複数の第1弾性部材の各々は、前記電極側に位置する被接合物に接触した際の前記電極の姿勢に応じて弾性変形している、固相抵抗スポット接合装置。
A driving source;
a joining unit driven in the axial direction by the drive source,
The joining unit is
a pressure shaft that presses the stacked objects in the axial direction so as to be plastically deformable;
an electrode that is arranged around the pressure shaft with a gap therebetween and applies a voltage to the plurality of objects to be bonded;
a plurality of first elastic members arranged around the pressure shaft at intervals and biasing the electrode toward the plurality of objects to be bonded;
The driving source drives the joining unit, thereby bringing the electrode into contact with an article to be joined that is located on the electrode side among the plurality of articles to be joined, and pressing the electrode against the plurality of articles to be joined by the biasing forces of the plurality of first elastic members, while pressing the pressure shaft against the plurality of articles to be joined;
the electrode is supported so as to be able to change its posture so as to conform to and come into contact with a contact surface of the object to be bonded located on the electrode side,
a first elastic member that is in contact with an object to be joined located on the electrode side and that is elastically deformed in accordance with the posture of the electrode when the first elastic member is in contact with the object to be joined located on the electrode side;
前記接合ユニットは、前記加圧軸を囲むように隙間をあけつつ前記軸方向に延在し、前記電極と接続された接続端部および前記軸方向において前記複数の第1弾性部材と並ぶフランジ部を有するベース部材をさらに含み、
前記複数の第1弾性部材の各々は、前記フランジ部に当接して、前記ベース部材を介して前記電極を付勢し、
前記電極は、前記電極および前記ベース部材の各々の前記加圧軸に対する隙間によって、前記軸方向に対して傾斜可能な範囲が規定されている、請求項1に記載の固相抵抗スポット接合装置。
the joining unit further includes a base member extending in the axial direction with a gap therebetween so as to surround the pressurizing shaft, the base member having a connection end connected to the electrode and a flange portion aligned with the plurality of first elastic members in the axial direction,
each of the plurality of first elastic members contacts the flange portion and biases the electrode via the base member;
2. The solid-state resistance spot joining apparatus according to claim 1, wherein a range within which the electrode can be tilted with respect to the axial direction is defined by a gap between the electrode and the base member and the pressure axis.
前記接合ユニットは、前記加圧軸に隙間をあけつつ前記加圧軸の周りに配置され、前記複数の第1弾性部材を支持するガイド部材をさらに含み、
前記ガイド部材には、前記軸方向に貫通している複数の貫通孔が設けられ、
前記複数の貫通孔の各々には、前記複数の第1弾性部材のうちの対応する第1弾性部材が挿通している、請求項1または請求項2に記載の固相抵抗スポット接合装置。
the joining unit further includes a guide member that is disposed around the pressure shaft with a gap therebetween and that supports the plurality of first elastic members;
The guide member is provided with a plurality of through holes penetrating in the axial direction,
3. The solid-state resistance spot joining device according to claim 1, wherein a corresponding one of the plurality of first elastic members is inserted into each of the plurality of through holes.
前記接合ユニットは、前記加圧軸の周りにおける前記複数の第1弾性部材の内側に配置され、前記ガイド部材を介して前記電極を前記複数の被接合物に向かって付勢する1つの第2弾性部材をさらに含む、請求項3に記載の固相抵抗スポット接合装置。 The solid-state resistance spot joining device of claim 3, wherein the joining unit further includes a second elastic member arranged inside the plurality of first elastic members around the pressure shaft and biasing the electrode toward the plurality of workpieces via the guide member. 前記接合ユニットは、
前記加圧軸の周りに位置して前記複数の第1弾性部材を内部に収容し、前記軸方向において前記電極とは反対側から前記複数の第1弾性部材と当接するケース部材と、
前記フランジ部に対向しつつ、前記ケース部材の前記電極側の端に接続される蓋部と、
前記蓋部と前記フランジ部との間に配置される球体とをさらに含み、
前記フランジ部の蓋部側には第1凹部が設けられ、
前記蓋部のフランジ部側には第2凹部が設けられ、
前記球体は、前記第1凹部および前記第2凹部の各々に線接触可能である、請求項2に記載の固相抵抗スポット接合装置。
The joining unit is
a case member that is positioned around the pressurizing shaft, that houses the plurality of first elastic members therein, and that abuts against the plurality of first elastic members from a side opposite to the electrode in the axial direction;
a cover portion connected to the end of the case member on the electrode side while facing the flange portion;
a sphere disposed between the lid portion and the flange portion,
a first recess is provided on the lid side of the flange,
a second recess is provided on the flange portion side of the lid portion,
The solid resistance spot joining apparatus according to claim 2 , wherein the sphere is capable of making line contact with each of the first recess and the second recess.
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