(57)【要約】【課題】  アルミニウム部材と金属部材との接合強度を向上する接合方法を提供する。【解決手段】  Ｓ１０２において、ばねによりアルミ線と銅線とが圧接するようアルミ線を付勢しつつ、銅線と当接しているアルミ線の端部及びアルミ線と当接している銅線の端部の温度が共晶点以上かつ融点未満の温度となるよう通電する。アルミ線の端部が軟化を開始してから一定時間経過した後、Ｓ１０３において、アルミ線及び銅線に通電しつつ、ばねの一端を支持する一方の端部と他方の端部との間の変位可能な距離がばねに比べ長い圧縮空気加圧部及びばねによりアルミ線と銅線とを圧接する。これにより、アルミ線の端部及び銅線の端部の表面に形成されている酸化膜や溶融部分が除去され、アルミ線の端部と銅線の端部との間に均一かつ薄い拡散層が形成される。したがって、アルミ線と銅線との接合部分の強度を向上することができる。【選択図】  図２
2014231091.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム部材（５５）及び金属部材（６５）に通電しつつ、弾性部材（４１）により前記アルミニウム部材と前記金属部材とが圧接するよう前記アルミニウム部材及び前記金属部材の少なくとも一方の部材を付勢する第１工程と、
前記第１工程の後、前記アルミニウム部材及び前記金属部材に通電しつつ、一方の端部（３３２）に前記弾性部材を支持し前記一方の端部と他方の端部（３１）との間の変位可能な距離が前記弾性部材の両端部の変位可能な距離に比べ長くなるよう設けられている付勢部材（３０）及び前記弾性部材により、前記アルミニウム部材と前記金属部材とが圧接するよう前記アルミニウム部材及び前記金属部材の少なくとも一方の部材を付勢する第２工程と、
を含むことを特徴とするアルミニウム部材と金属部材との接合方法。
【請求項２】
前記アルミニウム部材及び前記金属部材は、前記アルミニウム部材の前記金属部材に当接する端部（５５２）及び前記金属部材の前記アルミニウム部材に当接する端部（６５１）の温度が共晶点以上かつ融点未満となるよう通電されることを特徴とする請求項１に記載のアルミニウム部材と金属部材との接合方法。
【請求項３】
前記アルミニウム部材及び前記金属部材の少なくとも一方の部材は、前記アルミニウム部材または前記金属部材の中心軸方向に付勢されることを特徴とする請求項１または２に記載のアルミニウム部材と金属部材との接合方法。
【請求項４】
アルミニウム部材（５５）を支持する第１支持部（５０）と、
前記第１支持部と対向するよう設けられ、金属部材（６５）を支持する第２支持部（６０）と、
前記第１支持部及び前記第２支持部に電力を供給する電源（７０）と、
前記第１支持部に支持されている前記アルミニウム部材と前記第２支持部に支持されている前記金属部材とが圧接するよう前記第１支持部または前記第２支持部の少なくとも一方を付勢する弾性部材（４１）と、
一方の端部（３３２）に前記弾性部材を支持し、前記一方の端部と他方の端部（３１）との間の変位可能な距離が前記弾性部材の両端部の変位可能な距離に比べ長くなるよう設けられ、前記第１支持部に支持されている前記アルミニウム部材と前記第２支持部に支持されている前記金属部材とが圧接するよう前記第１支持部または前記第２支持部の少なくとも一方を付勢する付勢部材（３０）と、
を備え、
前記第１支持部と前記第２支持部とは、相対位置を変更可能なよう設けられることを特徴とするアルミニウム部材と金属部材との接合装置。
【請求項５】
前記第１支持部及び前記第２支持部の少なくとも一方は、前記アルミニウム部材と前記金属部材とが接合する部位のバリ（８５）の形状を整える規制部（８３）を有することを特徴とする請求項４に記載のアルミニウム部材と金属部材との接合装置。
【請求項６】
前記規制部は筒状に形成され、
前記規制部の内部の断面形状は、矩形状であることを特徴とする請求項５に記載のアルミニウム部材と金属部材との接合装置。
【請求項７】
前記電源は、前記アルミニウム部材の前記金属部材に当接する端部（５５２）及び前記金属部材の前記アルミニウム部材に当接する端部（６５１）の温度が共晶点以上かつ融点未満となるよう前記アルミニウム部材及び前記金属部材に電力を供給することを特徴とする請求項４から６のいずれか一項に記載のアルミニウム部材と金属部材との接合装置。
【請求項８】
前記弾性部材及び前記付勢部材は、前記アルミニウム部材及び前記金属部材の少なくとも一方の部材を前記アルミニウム部材または前記金属部材の中心軸方向に付勢することを特徴とする請求項４から７のいずれか一項に記載のアルミニウム部材と金属部材との接合装置。
【請求項９】
前記付勢部材が発生する付勢力の大きさを制御する制御部（７５）を備えることを特徴とする請求項４から８のいずれか一項に記載のアルミニウム部材と金属部材との接合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミニウム部材と金属部材とを接合する接合方法、及び、その方法を用いてアルミニウム部材と金属部材とを接合する接合装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、常温下において２つの金属部材を圧接し接合させる接合方法が知られている。例えば、特許文献１には、アルミニウム部材及び銅部材に通電しつつ、アルミニウム部材と銅部材とを圧接する接合方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１４００４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の金属部材の接合方法では、アルミニウム部材と銅部材とに通電しつつ圧接しているとき、アルミニウム部材の銅部材との当接部分が軟化しアルミニウム部材及び銅部材を支持する電極の相対位置が変化すると、通電を停止する。その後、通電を停止した状態でアルミニウム部材と銅部材とが圧接するようそれぞれの部材を付勢することによりアルミニウム部材と銅部材とを接合するため、アルミニウム部材と銅部材との当接部分の接合強度が低下するおそれがある。
【０００５】
本発明の目的は、アルミニウム部材と金属部材との接合強度を向上する接合方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、アルミニウム部材と金属部材との接合方法であって、アルミニウム部材及び金属部材に通電しつつ弾性部材によりアルミニウム部材と金属部材とが圧接するようアルミニウム部材及び金属部材の少なくとも一方の部材を付勢する第１工程と、第１工程の後、アルミニウム部材及び金属部材に通電しつつ一方の端部に弾性部材を支持し一方の端部と他方の端部との間の変位可能な距離が弾性部材の両端部の変位可能な距離に比べ長くなるよう設けられている付勢部材及び弾性部材によりアルミニウム部材と金属部材とが圧接するようアルミニウム部材及び金属部材の少なくとも一方の部材を付勢する第２工程と、を含むことを特徴とする。
【０００７】
本発明のアルミニウム部材と金属部材との接合方法では、アルミニウム部材及び金属部材に通電しつつアルミニウム部材及び金属部材の少なくとも一方の部材をアルミニウム部材と金属部材とが圧接するよう付勢する。アルミニウム部材及び金属部材に電流が流れると、アルミニウム部材の金属部材に圧接する端部が軟化し塑性流動する。このとき、弾性部材の付勢力によりアルミニウム部材の端部と金属部材の端部とはアルミニウム部材の軟化に影響されることなく互いに圧接するよう相対位置が維持され、圧接部分での爆飛や溶融を防止する。アルミニウム部材の端部の軟化が一定程度進行すると、弾性部材及び付勢部材の付勢力によりアルミニウム部材の端部と金属部材の端部とを圧接する。このとき、弾性部材を支持する付勢部材の一方の端部と他方の端部との間の変位可能な距離が弾性部材の両端部の変位可能な距離に比べ長くなるよう設けられている付勢部材によりアルミニウム部材の端部及び金属部材の端部に形成されている酸化膜や溶融部分が除去され、アルミニウム部材の端部と金属部材の端部との間に新生面どうしの拡散層が形成される。これにより、本発明のアルミニウム部材と金属部材との接合方法では、アルミニウム部材と金属部材との接合部分に均一かつ比較的薄い拡散層が形成することができる。したがって、アルミニウム部材または金属部材の強度以上の接合強度を有する接合部分を形成することができる。
【０００８】
また、本発明の接合方法では、アルミニウム部材及び金属部材に通電しつつ弾性部材によりアルミニウム部材及び金属部材の少なくとも一方の部材を付勢する第１工程、及び、アルミニウム部材及び金属部材に通電しつつ弾性部材及び付勢部材によりアルミニウム部材及び金属部材の少なくとも一方の部材を付勢する第２工程の二つの工程により、アルミニウム部材と金属部材とを接合する。これにより、アルミニウム部材と金属部材とを比較的少ない工数で接合することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１実施形態による接合装置の模式図である。
【図２】本発明の第１実施形態による接合装置を用いる接合方法のフローチャートである。
【図３】本発明の第１実施形態によるアルミニウム部材と金属部材との接合方法における特性の時間変化を表す特性図である。
【図４】本発明の第１実施形態によるアルミニウム部材と金属部材との接合方法における金属部材の接合部分の模式図である。
【図５】比較例の接合装置のアルミニウム部材と金属部材との接合方法における部材間の接合部分の模式図である。
【図６】本発明の第２実施形態による接合装置の模式図である。
【図７】本発明の第２実施形態によるアルミニウム部材と金属部材との接合方法におけるバリ取り工程を説明する模式図である。
【図８】比較例の接合装置のアルミニウム部材と金属部材との接合方法におけるバリ取り工程を説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による部材の接合装置を図１に示す。接合装置１は、ベース１０、ロードセル２０、圧縮空気加圧部３０、ばね加圧部４０、可動支持部５０、固定支持部６０、及び、電源７０などを備える。接合装置１は、発電機または電動機に使用される導線であってアルミニウムから形成されるアルミ線５５と銅から形成される銅線６５とを常温下において接合する。アルミ線５５は、特許請求の範囲に記載の「アルミニウム部材」に相当する。銅線６５は、特許請求の範囲に記載の「金属部材」に相当する。
【００１１】
ベース１０は、第１ベース１１、及び、第２ベース１２から構成されている。
第１ベース１１は、平板状に形成され、例えば、テーブルの上面など水平面上に設置される。第２ベース１２は、第１ベース１１から鉛直方向に延びるよう設けられる柱状の部位である。第２ベース１２は、第１ベース１１と接続する側とは反対側に圧縮空気加圧部３０が設けられる。
【００１２】
圧縮空気加圧部３０は、いわゆる、エアシリンダであって、空気導入部３１、シリンダ３２、図示しないピストン、及び、ホルダ３３などから構成されている。圧縮空気加圧部３０は、後述するばね加圧部４０を介して可動支持部５０に支持されているアルミ線５５をアルミ線５５の中心軸に沿って第１ベース１１の方向に付勢する。圧縮空気加圧部３０は、特許請求の範囲に記載の「付勢部材」に相当する。
【００１３】
空気導入部３１は、図示しないポンプなどの空気供給源が供給する圧縮空気をシリンダ３２内に導入する。シリンダ３２内に導入される圧縮空気は、シリンダ３２内に往復移動可能に収容されているピストンを第１ベース１１の方向（図１の紙面上では下方向）に駆動する。これにより、シリンダ３２の空気導入部３１に接続する側と反対側に設けられるホルダ３３を第１ベース１１の方向へ付勢する。
【００１４】
ロードセル２０は、シリンダ３２の第１ベース１１側の端部に設けられる。ロードセル２０は、可動支持部５０に作用する作用力を検出し、検出した作用力の大きさに応じた電気信号を制御部７５に出力する。制御部７５は、入力された電気信号に基づいて圧縮空気加圧部３０の空気導入部３１に導入される空気の量を制御する。
【００１５】
圧縮空気加圧部３０は、ばね加圧部４０を支持するホルダ３３の第１ベース１１側の一方の端部３３２と「他方の端部」としての空気導入部３１との間が変位可能なよう設けられている。また、一方の端部３３２と空気導入部３１との間の変位可能な距離は、ばね加圧部４０が有するばね４１の両端部の変位可能な距離より長くなるよう設けられている。
【００１６】
ばね加圧部４０は、ホルダ３３の第１ベース１１側の一方の端部３３２に固定されている。ばね加圧部４０は、ばね４１、調整ねじ４２、ガイドレール４３、４４、変位部材４５、及び、ホルダ４６などから構成されている。ばね加圧部４０は、可動支持部５０に支持されているアルミ線５５をアルミ線５５の中心軸に沿って第１ベース１１の方向に付勢する。
【００１７】
ばね４１は、圧縮空気加圧部３０のホルダ３３の側壁に固定されているホルダ４６とホルダ４６に対する相対位置を変更可能な変位部材４５との間に設けられる。ばね４１の一端は、ホルダ４６内で調整ねじ４２に係止されている。また、ばね４１の他端は、変位部材４５に係止されている。「弾性部材」としてのばね４１は、ホルダ４６と変位部材４５とを離す方向に変位部材４５を付勢する。
【００１８】
ホルダ４６には、ばね４１のホルダ４６側の端部の位置をホルダ４６に対して調整可能な調整ねじ４２が設けられている。例えば、調整ねじ４２をホルダ４６に対して絞め込むと、ばね４１の長さが短くなり、ばね４１の付勢力が大きくなる。ホルダ４６と変位部材４５との間であってばね４１の径外方向にはガイドレール４３、４４が設けられている。
ガイドレール４３、４４は、一方の端部を変位部材４５のホルダ４６側の端部に固定され、他方の端部をホルダ４６の変位部材４５側に形成されている凹部に挿入されている。ガイドレール４３、４４は、変位部材４５の移動方向を第１ベース１１の方向のみに規制する。変位部材４５のホルダ４６側とは反対側には可動支持部５０が設けられている。
【００１９】
ばね加圧部４０は、アルミ線５５と銅線６５とが圧接するようアルミ線５５に作用する付勢力としてばね４１の弾性力を用いているため、アルミ線５５の変位に対する付勢力の追従性が圧縮空気加圧部３０に比べ優れている。
【００２０】
可動支持部５０は、支持部材５１、及び、導線５２などから構成されている。「第１支持部」としての可動支持部５０は、断面形状が略矩形状に形成されているアルミ線５５を支持しつつ、第１ベース１１に対してアルミ線５５の相対位置を変更する。
【００２１】
支持部材５１は、略筒状に形成され、ばね加圧部４０の変位部材４５のホルダ４６側とは反対側に設けられている。支持部材５１の内部には、アルミ線５５の一方の端部５５１が挿入されており、支持部材５１に対して固定されている。支持部材５１は、アルミ線５５を支持しつつ、ばね加圧部４０の変位部材４５の動きに合わせて第１ベース１１に対する相対位置を変更する。
【００２２】
導線５２は、アルミ線５５と電源７０とを電気的に接続している。具体的には、アルミ線５５の他方の端部５５２付近の絶縁性の被膜が剥がれている箇所に導線５２が当接している。このとき、アルミ線５５の他方の端部５５２の４つの側面のうち、１つの側面のみ被膜を剥がすことによりアルミ線５５に通電する。これにより、アルミ線５５を両側から挟み込む方法に比べ工数を低減することができる。導線５２は、アルミ線５５に電力を供給する。
【００２３】
固定支持部６０は、支持部材６１、及び、導線６２などから構成されている。「第２支持部」としての固定支持部６０は、断面形状が略矩形状に形成されている銅線６５を支持しつつ、第１ベース１１に固定されている。
【００２４】
支持部材６１は、略筒状に形成され、第１ベース１１の平面１１１上に固定される。支持部材６１の内部には、銅線６５の他方の端部６５２が挿入されており、支持部材６１に対して固定されている。
【００２５】
導線６２は、銅線６５と電源７０とを電気的に接続している。具体的には、銅線６５の一方の端部６５１付近の絶縁性の被膜が剥がれている箇所に導線６２が当接している。このとき、銅線６５の一方の端部６５１の４つの側面のうち、１つの側面のみ被膜を剥がすことにより銅線６５に通電する。これにより、銅線６５を両側から挟み込む方法に比べ工数を低減することができる。導線６２は、銅線６５に電力を供給する。
【００２６】
電源７０は、例えば、抵抗溶接用の直流電源であって、導線５２、６２を介してアルミ線５５及び銅線６５に電力を供給する。
【００２７】
次に、接合装置１を用いた「アルミニウム部材と金属部材との接合方法」としてのアルミ線５５と銅線６５との接合工程について主に図２、３に基づいて説明する。図２は、アルミ線５５と銅線６５との接合工程のフローチャートである。また、図３は、アルミ線５５と銅線６５との接合工程における接合装置１の状態の時間変化を示す特性図である。図３（ａ）は、アルミ線５５及び銅線６５への通電のオンオフを示す。図３（ｂ）は、ばね４１の長さの時間変化を示す。図３（ｂ）では、ばね４１の自然長を長さＬ４０として示す。図３（ｃ）は、圧縮空気加圧部３０のホルダ３３の第１ベース１１側の端面３３１と第１ベース１１上の平面１１１との間の距離の時間変化を示す。図３（ｄ）は、アルミ線５５の一方の端部５５１の端面５５３から銅線６５の他方の端部６５２の端面６５３までの距離の時間変化を示す。
【００２８】
最初に、ステップ（以下、「ステップ」を略して「Ｓ」とする）１０１において、アルミ線５５を可動支持部５０の支持部材５１にセットする。また、銅線６５を固定支持部６０の支持部材６１にセットする。このとき、ばね４１は、図３（ｂ）の時刻ｔ１以前に示すように長さＬ４０より短くなるように設けられる。このため、可動支持部５０に作用するばね４１の付勢力により、アルミ線５５の他方の端部５５２と銅線６５の一方の端部６５１とは圧接している。
【００２９】
次に、Ｓ１０２において、アルミ線５５及び銅線６５に通電する。具体的には、図３の時刻ｔ１において、支持部材５１、６１に電力の供給が開始される。これにより、圧接されているアルミ線５５の他方の端部５５２及び銅線６５の一方の端部６５１が共晶点以上かつ融点未満の温度、例えば５００℃以下の温度、まで上昇し、アルミ線５５の他方の端部５５２が軟化し塑性流動する。
【００３０】
アルミ線５５及び銅線６５への通電によりアルミ線５５の端部５５２が軟化すると、ばね加圧部４０が発生する付勢力により付勢されているアルミ線５５は、銅線６５の方向へ移動する。具体的には、端部６５１と圧接している端部５５２の軟化によりばね加圧部４０が発生する付勢力に抗しきれなくなり、図３（ｄ）に示すように、アルミ線５５の端面５５３から銅線６５の端面６５３までの距離が、Ｓ１０１のときの端面５５３から端面６５３までの距離Ｌ０に比べて短くなる（図３（ｄ）の時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間）
【００３１】
Ｓ１０２から所定の時間経過後、Ｓ１０３において、ばね加圧部４０及び圧縮空気加圧部３０が発生する付勢力によりアルミ線５５の端部５５２と銅線６５の端部６５１とを圧接する（図３（ｄ）の時刻ｔ２から時刻ｔ４までの間）。具体的には、ばね加圧部４０の付勢力が可動支持部５０を第１ベース１１の方向に付勢しつつ、圧縮空気加圧部３０の付勢力がばね加圧部４０を介して可動支持部５０を第１ベース１１の方向に付勢する。これにより、圧接するアルミ線５５の端部５２２及び銅線６５の端部６５１では、端部５５２、６５１に形成されている酸化膜及び溶融部分がアルミ線５５及び銅線６５の径外方向に移動する。また、酸化膜及び溶融部分が移動したアルミ線５５の端部５５２と銅線６５の端部６５１との間には新生面による拡散層が形成される。
【００３２】
次に、Ｓ１０４において、支持部材５１、６１への通電を停止する（図３（ｅ）の時刻ｔ３）。通電を停止した後、端部５５２、６５１の温度は低下するが、ばね加圧部４０及び圧縮空気加圧部３０が発生する付勢力は、アルミ線５５と銅線６５との間に作用する。これにより、銅線６５の端面６５３からアルミ線５５の端面５５３までの距離はさらに短くなる（図３（ｄ）の時刻ｔ３から時刻ｔ４までの間）。通電を停止した後、時刻ｔ４において、アルミ線５５と銅線６５とが完全に接合する。
最後に、Ｓ１０５において、接合されたアルミ線５５と銅線６５とを支持部材５１、６１から取り外す。
【００３３】
第１実施形態による接合装置１では、アルミ線５５の端部５５２及び銅線６５の端部６５１は、通電により共晶点以上かつ融点未満の温度に加熱され、酸化膜及び溶融部分を径外方向に移動させた後に拡散層を形成する。ここで、比較例として冷間圧接によるアルミ線と銅線との接合における端部の変化について、図５に基づいて説明する。
【００３４】
比較例の冷間圧接では、図５（ａ）に示すように、それぞれ支持部材７１、７２に支持されているアルミ線５５の端部５５２と銅線６５の端部６５１とは、支持部材７１、７２により互いが圧接する方向（図５（ａ）の付勢力Ｆａ２、Ｆｃ２の方向）に付勢されている。付勢力Ｆａ２、Ｆｃ２により、アルミ線５５の端部５５２及び銅線６５の端部６５１の一部は、付勢力Ｆａ２、Ｆｃ２が作用する方向とは略垂直の方向に移動する（図５（ｂ）のバリ５５５、６５５）。アルミ線５５の端部５５２及び銅線６５の端部６５１の一部が移動した後、支持部材７１、７２によるアルミ線５５及び銅線６５の支持を一旦解除し、バリ５５５、６５５から離れた位置を再度支持する（図５（ｃ））。支持部材７１、７２によりアルミ線５５及び銅線６５を図５（ｃ）のように支持した後、アルミ線５５及び銅線６５は支持部材７１、７２によりアルミ線５５及び銅線６５が互いを圧接する方向（図５（ｃ）の付勢力Ｆａ３、Ｆｃ３の方向）に付勢される。これにより、図５（ｄ）に示すように、アルミ線５５の端部５５２及び銅線６５の端部６５１の一部がさらに付勢力Ｆａ３、Ｆｃ３が作用する方向とは略垂直の方向に移動する。冷間圧接では，これらの工程を複数回繰り返し、アルミ線５５と銅線６５とを接合する。しかしながら、この接合方法では、アルミ線５５と銅線６５との間の拡散層が部分的に形成されるだけでなく、拡散層が比較的厚くなるため、接合部分の強度がアルミ線５５及び銅線６５に比べて低くなる。
【００３５】
一方、第１実施形態による接合装置１では、図４（ａ）に示すように、アルミ線５５の端部５５２と銅線６５の端部６５１とは、導線５２、６２により通電されつつ、付勢力Ｆａ０、Ｆｃ０が作用する。このとき、付勢力Ｆａ０、Ｆｃ０は、ばね加圧部４０のばね４１が発生する付勢力であり、爆飛や溶融を防止し通電により軟化するアルミ線５５の端部５５２と銅線６５の端部５５１との位置の変化に応じてアルミ線５５と銅線６５との間を圧接させる。
【００３６】
次に、アルミ線５５の端部５５２が一定程度軟化すると、ばね加圧部４０の付勢力と圧縮空気加圧部３０の付勢力とを加えた付勢力Ｆａ１、Ｆｃ１により、アルミ線５５の端部５５２と銅線６５の端部６５１とを圧接させ、端部５５２、６５１の表面に形成されている酸化膜及び溶融部分をバリ５５４、６５４のように径外方向に移動させる。このとき、アルミ線５５及び銅線６５は通電されているため、端部５５２と端部６５１との間に新生面による拡散層が形成され、アルミ線５５と銅線６５とは接合する。
【００３７】
第１実施形態による接合装置１では、最初に、端部５５１、６５１を共晶点以上かつ融点未満の温度まで加熱しつつ、ばね４１の付勢力により適度に付勢する。これにより、端部５５１、６５１は塑性流動により爆飛や溶融を防止し新生面が露出しやすくなり、アルミ部材５５と銅部材６５とは新生面で接合しやすくなる。また、端部５５２が一定程度軟化すると、端部５５２、６５１に通電しつつアルミ線５５と銅線６５とを圧接するよう付勢し、金属原子の拡散をスムーズに行う。これにより、端部５５２と端部６５１との間に均一かつ薄い拡散層を形成することができる。また、通電によりアルミ線の端部及び銅線の端部を溶融させると接合部分は脆化するため、接合強度が低下するが、第１実施形態による接合装置１では、端部５５１、６５１を共晶点以上かつ融点未満の温度までしか加熱しないため、溶融部分は発生しない。また、溶融部分が発生した場合でも端部５５２と端部６５１とは圧接するよう付勢されているため、溶融部分が接合部分から径外方向に移動し残ることはない。これにより、接合部分の脆化を防止することができる。したがって、第１実施形態による接合装置１では、アルミ線５５と銅線６５との接合部分の強度を高めることができる。
【００３８】
また、接合装置１では、ばね４１の弾性力により付勢力を発生するばね加圧部４０、及び、圧縮空気により付勢力を発生する圧縮空気加圧部３０を併用することにより、アルミ線５５と銅線６５とを１回の加圧及び通電で接合する。特に、軟化するアルミ線５５の端部５５２と銅線６５の端部６５１との距離の変化に対して、追従性が高いばね４１を用いることによりアルミ線５５と銅線６５とを圧接させる。これにより、軟化する端部５５２での爆飛や溶融を回避することができる。さらに、端部５５２、６５１に形成されている酸化膜を除去可能な程度に軟化が進行すると、ばねに比べて変位への追従性は劣るものの変位可能な距離が比較的長い圧縮空気加圧部３０を用いることにより、酸化膜を除去しつつアルミ線５５の端部５５２と銅線６５の端部６５１とを圧接し、アルミ線５５と銅線６５とを接合する。これにより、第１実施形態による接合装置１では、異なる特性を有する二つの加圧部を用いて比較的少ない工程でアルミ線５５と銅線６５とを十分な強度で接合することができる。
【００３９】
また、接合装置１では、アルミ線５５と銅線６５とを接合するとき、アルミ線５５または銅線６５の中心軸方向に付勢力を作用させる。これにより、アルミ線５５と銅線６５との接合部分に形成されるバリ５５４、６５４は、アルミ線５５及び銅線６５の径方向外側に形成される。したがって、バリ５５４、６５４を切除した後でも、接合部分の断面積は接合前のアルミ線５５または銅線６５の断面積が維持され、多くの電流を流すことができる。
【００４０】
また、接合装置１では、アルミ線５５の端部５５２及び銅線６５の端部６５１の温度を共晶点以上かつ融点未満となるよう通電している。これにより、アルミ線と銅線とを接合する冷間圧接に用いられる付勢力に比べ、アルミ部材５５と銅部材６５とを圧接する付勢力を小さくすることができる。
【００４１】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態による接合装置を図６〜８に基づいて説明する。第２実施形態は、アルミ線を支持する可動支持部の形状が第１実施形態と異なる。なお、第１実施形態と実質的に同一の部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００４２】
第２実施形態による接合装置２では、可動支持部８０の支持部材８１にガイド８３が設けられている。「規制部」としてのガイド８３は、筒状に形成されており、支持部材８１のアルミ線５５を支持する端部側にアルミ線５５と略平行に設けられている。ガイド８３の内部８３１には、アルミ線５５の端部５５２と銅線６５の端部６５２との圧接部分が位置する。第２実施形態による接合装置２では、ガイド８３の内部８３１は、アルミ線５５の中心軸に垂直な断面形状が矩形状となるよう形成されている。
【００４３】
ここで、接合装置２によりアルミ線５５と銅線６５とを接合したとき接合部分の周囲に形成されるバリの形状と、当該バリを切除するバリ取り工程について図７に基づいて説明する。
アルミ線５５及び銅線６５を可動支持部５０の支持部材５１及び固定支持部６０の支持部材６１にセットした後、支持部材５１、６１への通電を開始する。アルミ線５５の端部５５２が軟化した後、ばね加圧部４０及び圧縮空気加圧部３０の付勢力をアルミ線５５の端部５５１と銅線６５の端部６５１との間に作用させる。これにより、軟化した端部５５１の一部がアルミ線５５及び銅線６５の径外方向に移動し、図７（ａ）に示すように、バリ８５が形成される。このとき、バリ８５は、図７（ｂ）に示すように、ガイド８３の内壁によりアルミ線５５と銅線６５との接合部分の周囲に断面形状が略矩形の環状となるよう形成される。
【００４４】
接合装置２によりアルミ線５５と銅線６５とを接合した後、バリ取り工程においてバリ８５を切除する。バリ取り方法としては、図７（ｂ）に示すように、ステージ面９１を有するステージ９２上にアルミ線５５と銅線６５との接合部分を載せる。このとき、略矩形の環状に形成されているバリ８５の基準面８５１をステージ９２のステージ面９１上に載せる。ステージ９２上のアルミ線５５と銅線６５との接合部分に対して、押圧部材９３１で接合部分を押さえ込みつつ、刃先間の長さが接合前のアルミ線５５または銅線６５の太さＤと同じ大きさの切断工具９３を用いて接合部分の周囲に形成されているバリ８５を切除する。これにより、バリ８５が切除された後の接合部分の断面形状は、図７（ｃ）に示すように、接合前のアルミ線５５の断面形状と同じ略矩形状であって、断面積も接合前のアルミ線５５の断面積と同じ大きさである
【００４５】
ここで、比較例として支持部材のガイドを有しない接合装置によるアルミ線と銅線との接合におけるバリの形状と、当該バリを切除するバリ取り方法について図８に基づいて説明する。
比較例の接合装置では、アルミ線５５と銅線６５とを接合すると、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、アルミ線５５と銅線６５との接合部分の周囲に断面形状が略楕円の環状となるバリ９５が形成される。このバリ９５を図８（ｂ）に示すように、ステージ９２上のステージ面９１上に載せると、バリ９５の側面９５１が曲面形状となっているためステージ面９１上で安定しない。この状態で押圧部材９３１で接合部分を押さえ込みつつ切断工具９３により接合部分の周囲に形成されているバリ９５を切除すると、図８（ｃ）に示すように、バリ９５が切除された後の接合部分９５２の断面形状は、接合前のアルミ線５５の断面形状とは異なる形状となり、断面積も接合前のアルミ線５５の断面積より小さい断面積となる。
【００４６】
接合装置２では、アルミ線５５を支持する支持部材５１に設けられているガイド８３により、接合部分の周囲に形成されるバリ８５の断面形状が略矩形の環状となる。バリ取り工程において、ステージ９２のステージ面９１上に載せた場合、ステージ面９１１上で安定する。切断工具９３によりバリ８５を切除すると、接合部分の断面積は、接合前の断面積を維持することができる。これにより、第２実施形態による接合装置２では、第１実施形態の効果に加え、さらに多くの電流を流すことができる。
【００４７】
（他の実施形態）
（ア）上述の実施形態では、可動支持部の支持部材にアルミ線をセットし、固定支持部の支持部材に銅線をセットするとした。しかしながら、支持される金属材料と支持部との関係はこれに限定されない。可動支持部の支持部材に銅線をセットしてもよい。また、アルミ線を支持する支持部材及び銅線を支持する支持部材のいずれもが相対位置を変更するよう移動してもよい。
【００４８】
（イ）上述の実施形態では、「アルミニウム部材」であるアルミ線に接合する「金属部材」を銅線とした。しかしながら、「アルミニウム部材」に接合される部材の材料はこれに限定されない。アルミニウムと共晶を形成する金属であればよい。
【００４９】
（ウ）上述の実施形態では、「付勢部材」としての圧縮空気加圧部は、圧縮空気により付勢力を発生するとした。しかしながら、付勢力を発生する駆動源はこれに限定されない。一方の端部と他方の端部との間の変位可能な距離がばねの両端部の変位可能な距離に比べ長くなるよう設けられる「付勢部材」であればよい。例えば、電動サーボや油圧、複数のばねを連結した連結ばねであってもよい。
【００５０】
（エ）上述の実施形態では、アルミ線及び銅線は、断面形状が略矩形状に形成されているとした。しかしながら、アルミ線及び銅線の断面形状はこれに限定されない。多角形状であってもよいし、円形状であってもよい。本発明のアルミニウム部材と金属部材との接合方法及び接合装置では、これらの形状のアルミニウム部材と金属部材とを接合することができる。また、絶縁用の被膜がついていてもよい。
【００５１】
（オ）上述の実施形態では、可動支持部を介してアルミ線を付勢する「弾性部材」をばねとした。しかしながら、「弾性部材」はこれに限定されない。弾性力を有する部材であればよい。
【００５２】
（カ）第２実施形態では、ガイドの内部は、アルミ線の中心軸に垂直な断面形状が矩形状となるよう形成されているとした。しかしながら、ガイドの内部の断面形状は，これに限定されない。バリ取り工程において使用するステージのステージ面上に安定してアルミ線と銅線との接合部分を置くことが可能な平面が形成可能な形状であればよい。
【００５３】
以上、本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。
【符号の説明】
【００５４】
１、２          ・・・接合装置、
３０            ・・・圧縮空気加圧部（付勢部材）、
３１            ・・・空気導入部、
３３２          ・・・一方の端部、
４１            ・・・ばね（弾性部材）、
５０            ・・・可動支持部（第１支持部）、
５５            ・・・アルミ線（アルミニウム部材）、
６０            ・・・固定支持部（第２支持部）、
６５            ・・・銅線（金属部材）、
７０            ・・・電源、
８３            ・・・ガイド（規制部）、
８５            ・・・バリ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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