(57)【要約】【課題】薄肉パイプ材などからなる被接合部材を高精度に接合することが可能な通電拡散接合装置及び方法を提供する。【解決手段】通電拡散接合装置１は、被接合部材Ｍ，Ｍを挟持して、被接合部材Ｍ，Ｍと電気的に導通可能な上下電極１１，１２と、電極１１，１２に電流を供給する電源ユニット２０と、接合面に圧力を付与する加圧ユニット３０とを備える。加圧ユニット３０は、温度センサ４５の検知した温度Ｔが第１設定温度Ｔ１以下であるとき、被接合部材Ｍ，Ｍの変位を規制して接合面Ｓに圧力を付与し、第１設定温度Ｔ１を超えるとき、被接合部材Ｍ、Ｍの変位に応じて弾性変形するスプリング３５ｄの弾性力に基く圧力を接合面Ｓに付与する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
接合面を当接された複数の被接合部材に通電して接合する通電拡散接合装置であって、
前記被接合部材を挟持して、前記被接合部材と電気的に導通可能な複数の電極と、
前記電極に電流を供給する電源部と、
前記被接合部材の変位を規制して前記接合面に圧力を付与する第１の加圧部と、
前記被接合部材の変位に応じて弾性変形する弾性部材の弾性力に基く圧力を、前記電極を介して前記接合面に付与する第２の加圧部と、
前記第１又は第２の加圧部の何れかにより前記接合面に圧力を付与するかを選択する加圧選択部とを備えることを特徴とする通電拡散接合装置。
【請求項２】
前記被接合部材の温度を検知する温度センサを備え、
前記加圧選択部は、前記温度センサの検知した温度に基き、前記第１又は第２の加圧部の何れかにより前記接合面に圧力を付与するかを選択することを特徴とする請求項１に記載の通電拡散接合装置。
【請求項３】
前記第１の加圧部は、前記電極が固定された部材の位置を規制して前記接合面に圧力を付与し、
前記第２の加圧部は、前記部材に前記弾性部材の弾性力を付与して前記接合面に圧力を付与することを特徴とする請求項１又は２に記載の通電拡散接合装置。
【請求項４】
接合面を当接された複数の被接合部材に通電して接合する通電拡散接合方法であって、
前記被接合部材の変位を規制し、前記接合面に圧力を付与して、前記被接合部材と電気的に導通可能な複数の電極間に前記被接合部材を挟持し、
前記電極に電流を供給し、
前記被接合部材の温度が予め設定した温度を超えたとき、前記被接合部材の変位規制を解除するとともに、前記被接合部材の変位に応じて弾性変形する弾性部材の弾性力に基く圧力を、前記電極を介して前記接合面に付与することを特徴とする通電拡散接合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通電拡散接合装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、金属部材を固相温度範囲で加熱して原子の拡散現象により接合を行う通電拡散接合が知られている。通電拡散接合は、難溶接性金属材料からなる同種材又は異種材の接合に好適である。
【０００３】
通電拡散接合では、電極の間に被接合部材が挟まれ、加圧機構により電極を介して接合面に圧力が付与された状態で、電極間にパルス電流を流して被接合部材を加熱させる。そして、被接合部材の溶融温度以下の固相温度範囲で、材料の軟化、変形による接合面の密着と固相拡散現象により接合する。
【０００４】
ところで、接合面間に僅かな隙間でも生じると接合不良となるので、加圧機構から大きな圧力を付与されながら被接合部材は加熱される。しかし、母材温度が軟化開始温度を超えると、付与される圧力によって被接合部材に歪み、屈曲、圧縮などの変形が生じる。
【０００５】
そこで、特許文献１には、被接合部材に付与される圧力を検出する圧力センサを備え、この圧力センサの検知値に基き、被接合部材の材質及び寸法により決まる値で押圧力をフィードバック制御するパルス通電接合装置が開示されている。具体的には、被接合部材の熱膨張により被接合部材に付与される圧力が増加することを防止するために、通電開始後、圧力センサの検知値が一定になるように、押圧力をフィードバック制御している（特に特許文献１の段落００１７参照）。押圧力の制御は、押圧装置のボールねじ装置を駆動する電動モータを制御することにより行われる。
【０００６】
また、特許文献２には、接合部の温度を検出する温度検出手段と、被接合部材の変位を監視する部材変位監視部とを備え、接合部の温度の時間変化が正である状態において、被接合部材の変位が負であることを検知したとき、被接合部材への加圧力を減少させる通電接合装置が開示されている。加圧は、油圧式、空圧式、機械式など一般的に用いられる機構を用いて行われる（特許文献２の段落００２１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−２５３２４０号公報
【特許文献２】特開２００７−１７５７４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記特許文献１に開示されたパルス通電接合装置においては、電動モータにより押圧力を制御するので、圧力センサの検出値に応答して押圧力を変更するまでにタイムラグが発生し、その間に被接合部材が変形するという問題があった。また、上記特許文献２に開示された通電接合装置においては、部材変位監視部が被接合部材の変位が負となったこと、即ち圧縮変形が生じたことを検知した後に、加圧力を減少させるので、被接合部材に圧縮変形が生じることが避けられないという問題があった。
【０００９】
特に、被接合部材が薄肉パイプ材などの薄肉部材である場合、瞬間的に変形し、変形の程度も顕著となる。近年、電気自動車の隆盛など環境意識が高まっており、薄肉部材を高精度に接合する要請は高まっているが、変形を数十ミクロンメートル以内に抑える方策は実現されていない。
【００１０】
本発明は、以上の点に鑑み、薄肉パイプ材などからなる被接合部材を高精度に接合することが可能な通電拡散接合装置及び方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の通電拡散接合装置は、接合面を当接された複数の被接合部材に通電して接合する通電拡散接合装置であって、前記被接合部材を挟持して、前記被接合部材と電気的に導通可能な複数の電極と、前記電極に電流を供給する電源部と、前記被接合部材の変位を規制して前記接合面に圧力を付与する第１の加圧部と、前記被接合部材の変位に応じて弾性変形する弾性部材の弾性力に基く圧力を、前記電極を介して前記接合面に付与する第２の加圧部と、前記第１又は第２の加圧部の何れかにより前記接合面に圧力を付与するかを選択する加圧選択部とを備えることを特徴とする。
【００１２】
本発明の通電拡散接合装置によれば、第１及び第２の加圧部と、これら加圧部の何れかにより接合面に圧力を付与するかを選択する加圧選択部を備える。第１の加圧部は、被接合部材の変位を規制して圧力を付与するので、接合面に大きな圧力を付与することになる。従って、第１の加圧部により、通電開始時など、接合面を密接させる必要がある場合に、接合面に大きな圧力を付与することが可能となる。
【００１３】
一方、第２の加圧部は被接合部材の変位に応じて弾性変形する弾性部材の弾性力に基く圧力を接合面に付与するので、電源部から電極への通電により被接合部材が加熱され熱膨張しても、接合面に付与される圧力は大きく変化しない。従って、被接合部材の温度が軟化開始温度に近付いた後など、接合面に過大な圧力を付与することが好ましくない場合には、第２の加圧部により接合面に比較的小さな圧力を付与することが可能となる。
【００１４】
弾性部材は被接合部材の熱膨張に応じて弾性変形するが、その変形による弾性力の変化は微小である。そのため、第２の加圧部により接合面に付与される圧力は、被接合部材の熱膨張に拘わらず略一定となるので、上記特許文献１及び２に開示された装置と異なり、過大な圧力が付与されるおそれがない。従って、被接合部材が薄肉パイプ材などからなるものであっても、高精度に接合することが可能となる。
【００１５】
そして、第１及び第２の加圧部が付与する圧力の特性を考慮して、加圧選択部が何れの加圧部により圧力を付与させるかを選択することにより、被接合部材の状態に適した圧力を接合面に付与することが可能となる。
【００１６】
また、本発明の通電拡散接合装置において、前記被接合部材の温度を検知する温度センサを備え、前記加圧選択部は、前記温度センサの検知した温度に基き、前記第１又は第２の加圧部の何れかにより前記接合面に圧力を付与することが好ましい。
【００１７】
この場合、加圧選択部は、温度センサが検知した温度が予め設定された温度、例えば被接合部材の軟化開始温度より所定温度だけ低い温度などを超えたとき、第１の加圧部から第２の加圧部に切替えて接合面に圧力を付与させることが可能となる。そのため、被接合部材が変形することなく、良好に接合することができる。
【００１８】
尚、加圧選択部は、電極通電開始から予め設定された時間を経過したときに、第１の加圧部から第２の加圧部に切替えを行うものなど、温度以外の条件、又は温度以外の条件を含めた条件に基き第１の加圧部から第２の加圧部に切替えるものであってもよい。更に、加圧選択部は、被接合部材の変位量が予め設定された量を超えたときなどに、第２の加圧部から第１の加圧部に切替えることを含むものであってもよい。
【００１９】
また、本発明の通電拡散接合装置において、前記第１の加圧部は、前記電極が固定された部材の位置を規制して前記接合面に圧力を付与し、前記第２の加圧部は、前記部材に前記弾性部材の弾性力を付与して前記接合面に圧力を付与することが好ましい。
【００２０】
この場合、第１及び第２の加圧部を簡易にコンパクト化して構成することが可能となる。
【００２１】
本発明の通電拡散接合方法は、接合面を当接された複数の被接合部材に通電して接合する通電拡散接合方法であって、前記被接合部材の変位を規制し、前記接合面に圧力を付与して、前記被接合部材と電気的に導通可能な複数の電極間に前記被接合部材を挟持し、  前記電極に電流を供給し、前記被接合部材の温度が予め設定した温度を超えたとき、前記被接合部材の変位規制を解除するとともに、前記被接合部材の変位に応じて弾性変形する弾性部材の弾性力に基く圧力を、前記電極を介して前記接合面に付与することを特徴とする。
【００２２】
本発明の通電拡散接合方法によれば、被接合部材の温度が予め設定した温度を超えるまでは、被接合部材の変位を規制することにより、接合面に圧力を付与する。そのため、接合面に大きな圧力を付与して、接合面を密接させることができる。
【００２３】
そして、被接合部材の温度が予め設定した温度を超えたとき、被接合部材の変位に応じて弾性変形する弾性部材の弾性力に基く圧力を接合面に付与する。弾性部材は被接合部材の熱膨張に応じて弾性変形するが、その変形による弾性力の変化は微小であり、接合面に付与される圧力は、被接合部材の熱膨張に拘わらず略一定となるので、上記特許文献１及び２に開示された方法と異なり、過大な圧力が付与されるおそれがない。従って、被接合部材が薄肉パイプ材などからなるものであっても、高精度に接合することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１実施形態に係る通電拡散接合装置の正面図。
【図２】図１の押圧ユニット周囲を示す拡大図。
【図３】通電拡散接合のブロック図。
【図４】本発明の第１実施形態に係る通電拡散接合方法を示すフローチャート。
【図５】通電拡散接合方法における接合部の温度と圧力との時間変化を示すグラフ。
【図６】本発明の第２実施形態に係る通電拡散接合装置の側面図。
【図７】本発明の第３実施形態に係る通電拡散接合装置の電極ユニット周囲を示す拡大正面図。
【図８】本発明の第３実施形態に係る通電拡散接合方法を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の第１実施形態である通電拡散接合装置１について説明する。
【００２６】
図１から図３を参照して、通電拡散接合装置１は、複数、ここでは２個の被接合部材Ｍ，Ｍを当接させた状態で当接部を接合する。通電拡散接合装置１は、電極ユニット１０、電源ユニット２０、加圧ユニット３０、真空化ユニット４０及び制御ユニット５０を備えている。これらユニット１０〜５０は架台６０に搭載されている。
【００２７】
被接合部材Ｍは、通電可能であれば、その材質や形状等は特に限定されない。被接後部材Ｍの材質として、例えば、ステンレス鋼などの鉄鋼材料、 銅、アルミニウム、亜鉛などの単体非鉄金属、アルミニウム、 ニッケル、クロム、チタン、銅等を含む各種合金などの金属材料のほか、高温導電性を有するセラミック、 半導体、 単結晶材などの非金属材料が挙げられる。被接合部材Ｍ，Ｍは、同じ材質のものであっても、異なる材質のものであってもよい。
【００２８】
被接合部材Ｍの形状として、例えば、パイプ状、バルク状、厚板状、薄板状が挙げられ、溝加工、穴開け加工など任意の加工が施されていてもよい。接合面Ｓは、平坦であることが好ましいが、隙間が形成されなければ曲面、例えば同じ曲率の曲面であってもよい。また、接合面Ｓは、鏡面であることが好ましいが、粗面であってもよい。尚、３個以上の被接合部材を直列に配置して各被接合部材を接合するものであってもよい。更に、被接合部材の位置決めのために位置決めピンなどを用いてもよい。
【００２９】
電極ユニット１０は、上下一対の電極１１，１２から構成されている。上電極１１は、ここでは、銅、モリブデン、タングステンなどからなる円柱形状の上通電電極１１ａと、上通電電極１１ａの下部に固定された抵抗体１１ｂとからなり、上通電電極１１ａの上部が絶縁体１３を介して架台６０の天板６１に固定されている。
【００３０】
下電極１２は、ここでは、銅、モリブデン、タングステンなどからなる円柱形状の下通電電極１２ａと、下通電電極１２ａの上部に固定された抵抗体１２ｂとからなり、下通電電極１２ａの下部が絶縁体１４を介して後述する可動テーブル３１に固定されている。
【００３１】
抵抗体１１ｂ，１２ｂは、通電により発熱する材質からなり、例えば炭素複合材、炭化ケイ素、ステンレスからなる。
【００３２】
上下電極１１，１２は、その軸線が同一線上となるように配置されており、その間に被接合部材Ｍ，Ｍが挟持される。そして、上下通電電極１１ａ，１２ａは、それぞれ図示しないケーブルを介して電源ユニット２０に接続されており、通電可能に構成されている。被接合部材Ｍ，Ｍを抵抗体１１ｂ，１２ｂで挟んだ状態で上下通電電極１１ａ，１２ａに通電することにより、接合面Ｓを直接加熱すると共に被接合材全体Ｍ，Ｍを均一に加熱することができ、同一工程での連続的な接合が可能となる。
【００３３】
尚、上下通電電極１１ａ，１２ａは、それぞれ図示しない冷却機構により純水や水道水などの冷却流体が循環されて、冷却可能に構成されている。
【００３４】
電源ユニット２０は、ここでは、インバータ制御パルス電源である。この電源ユニット２０は、整流回路、ダイオードやサイリスタを有するインバータを備えており、発生させるパルスのパルス波形、パルス幅、パルス間隔、電流、電圧等のパルス特性調整要素が制御ユニット５０により変更可能に構成されている。電源ユニット２０として、市販のインバータ電源の量産品を用いることができる。
【００３５】
加圧ユニット３０は、下通電電極１２ａが固定された可動テーブル３１と、可動テーブル３１に圧力を伝達するための加圧プレート３２と、加圧プレート３２を駆動させるための駆動源３３と、駆動源３３の駆動力を伝達し、加圧プレート３２を上下動させるボールねじ機構３４と、加圧プレート３２から可動テーブル３１に伝達される圧力を調整する加圧調整体３５とから構成されている。
【００３６】
可動テーブル３１は、その四隅部に軸受（ブッシュ）３１ａが設けられ、これら軸受３１ａを介して架台６０の上板６２と下板６３との間を垂直に連結する４本のガイドロッド６４に対して上下方向摺動可能に構成されている。尚、可動テーブル３１は、本発明の部材に相当する。
【００３７】
加圧プレート３２は、その四隅部に軸受（ブッシュ）３２ａが設けられ、これら軸受３２ａを介して４本のガイドロッド６４に対して上下方向摺動可能に構成されている。加圧プレート３２は、加圧調整体３５を介して可動テーブル３１の下方に位置している。
【００３８】
駆動源３３は、ここでは減速機付きのサーボモータである。サーボモータ３３は、エンコーダ３３ａが付設されており、図示しない公知の固定手段により架台６０の下部に固定されている。
【００３９】
ボールねじ機構３４は、上下方向に延び外周面にねじ溝が形成されたねじ軸３４ａと、加圧プレート３２の下部に固定され、内周面にねじ溝が形成されたナット３４ｂと、これらのねじ溝間に収容された複数のボール３４ｃとから構成されている。ねじ軸３４ａは、サーボモータ３３の回転軸に減速機を介して接続されている。サーボモータ３３が回転駆動することにより、ねじ軸３４ａが回転して、ナット３４ｂ、ひいては加圧プレート３２がねじ軸３４ａに対して相対的に上下移動する。
【００４０】
加圧調整体３５は、加圧プレート３２の上部中央に形成された凸部に嵌合する嵌合凹部を有する基台３５ａと、基台３５ａに形成されたねじ穴にねじ部が螺合して基台３５ａに固定されるスプリングロッド３５ｂと、基台３５ａの上面とスプリングロッド３５ｂの上部鍔部の下面との間に所定距離を上下方向に摺動自在に、スプリングロッド３５ｂの軸部に貫挿されたスプリングブロック３５ｃと、基台３５ａの上面とスプリングブロック３５ｃの上部鍔部の下面との間に圧縮介装されて配置され、スプリングブロック３５ｃの下部本体を外挿するスプリング３５ｄとから構成されている。
【００４１】
スプリング３５ｄは、本発明の弾性部材に相当し、ここではコイルスプリングであるが、他の形式のスプリングであってもよい。上下電極１１，１２、ボールねじ機構３４及び加圧調整体３５の軸線は同一線上に位置するように構成されている。尚、基台３５ａ、スプリングロッド３５ｂ及びスプリングブロック３５ｃは、金属などの硬質材料から形成されている。
【００４２】
スプリングブロック３５ｃの上面には、金属などの硬質材料からなる介在ブロック３６が当接しており、この介在ブロック３６は圧力センサ３７を介して可動テーブル３１の下面に固定されている。圧力センサ３７は、例えば、上下方向の圧力を測定する一軸のロードセルであるが、多軸の圧力センサを用いてもよい。圧力センサ３７により、接合面Ｓに付与される圧力を間接的に検知することができる。
【００４３】
尚、加圧調整体３５は被接合部材Ｍ，Ｍに応じて交換されるものであり、図示しないが、加圧調整体３５の有無を検知するセンサを設けることが好ましい。
【００４４】
サーボモータ３３の回転駆動力がボールねじ機構３４で上下方向の駆動力に変換され、加圧プレート３２が上昇する。このとき、スプリング３５ｄのばね全長がスプリングブロック３５ｃの下部本体の全長Ｌに圧縮されるまで加圧プレート３２が上昇した状態では、可動テーブル３１には、基台３５ａ、スプリングブロック３５ｃ、介在ブロック３６を介して、加圧プレート３２の加圧力が減少することなく伝達される。
【００４５】
そして、サーボモータ３３の駆動を停止させると、その後、加圧プレート３２、ひいては可動テーブル３１の位置が維持される。このとき、加圧ユニット３０は、被接合部材Ｍ，Ｍの変位を規制して接合面Ｓに圧力を付与しており、本発明の第１の加圧部として機能する。尚、第１の加圧部として機能する加圧ユニット３０が付与する圧力は、被接合部材Ｍに応じて異なるが、例えば５０００Ｎ乃至１００００Ｎである。
【００４６】
一方、スプリング３５ｄのばね全長がスプリングブロック３５ｃの下部本体の全長Ｌより長い状態では、可動テーブル３１には、スプリングブロック３５ｃ、介在ブロック３６を介して、スプリング３５ｄの付勢力（弾性力）と同じ圧力が付与される。このとき、加圧ユニット３０は、スプリング３５ｄの付勢力に基く圧力を接合面Ｓに付与しており、本発明の第２の加圧部として機能する。尚、第２の加圧部として機能する加圧ユニット３０が付与する圧力は、被接合部材Ｍに応じて異なるが、例えば数十Ｎ乃至数百Ｎである。
【００４７】
尚、可動テーブル３１の位置を検知する位置センサ３８が架台６０の支柱６５に設置されている。位置センサ３８は、例えば、磁気式のリニアスケール（リニアエンコーダ）であり、可動テーブル３１の上下方向の位置を検知する。
【００４８】
また各ガイドロッド６４には、可動テーブル３１の所定位置を超えた下降を規制するために、可動テーブル３１と加圧プレート３２との間にストッパ６６が固定されている。ここでは、軸受３１ａがストッパ６６と当接することにより、可動テーブル３１の下降が規制されている。加圧プレート３２と下降させるとき共に下降する可動テーブル３１の下降を規制することにより、加圧調整体３５の交換が可能となる。
【００４９】
真空化ユニット４０は、少なくとも被接合部材Ｍ，Ｍの接合面Ｓを含む部分を真空雰囲気にする。これにより、接合面Ｓに酸化被膜が発生することが抑制され、接合が容易且つ強固となる。真空化ユニット４０は、ここでは、被接合部材Ｍ，Ｍ全体を取り囲むチャンバ４１と、チャンバ４１内を真空化させる真空化装置４２と、チャンバ４１内の真空状態を破壊する真空破壊装置４３とから構成されている。
【００５０】
真空化装置４２は、例えば、チャンバ４１内の気体を図示しない給排気管を介して排出する真空ポンプである。真空破壊装置４３は、例えば、給排気管を介してチャンバ４１内に気体を供給する気体供給ポンプである。真空破壊装置４３は、、チャンバ４１内に外気を導入させるために、給排気管に設けたバルブなどであってもよい。
【００５１】
チャンバ４１内の真空度（圧力）を検知するピラニー式などの真空センサ４４が設置されている。また、チャンバ４１の側面のぞき窓の外部に、チャンバ４１内に配置された被接合部材Ｍ，Ｍの接合面Ｓ近傍の温度を検知するための温度センサ４５が設置されている。温度センサ４５は、ここでは、赤外線放射温度計などの非接触式のものである。尚、温度センサ４５は、被接合部材の接合面Ｓ近傍に接触させて温度を測定する熱電対等の接触式センサで代用してもよく、非接触式のものと接触式のものを併用してもよい。
【００５２】
また、図示しないが、チャンバ４１の正面側には、被接合部材Ｍ，Ｍを出し入れするための扉が設けられている。尚、真空化ユニット４０の代わりに、チャンバ４１内を窒素、アルゴン等の不活性ガス雰囲気化させるものを用いてもよい。
【００５３】
制御ユニット５０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ等から構成されており、操作部５１及び表示部５２が電気的に接続されている。操作部５１は、ここでは、起動スイッチ、スタートスイッチ等の各種の操作スイッチ、タッチパネル等からなる入力盤などから構成されている。操作部５１から入力された情報は、制御ユニット５０に送信される。
【００５４】
また、制御ユニット５０には、エンコーダ３３ａ、圧力センサ３７、位置センサ３８、真空センサ４４及び温度センサ４５から検知信号が入力される。制御ユニット５０は、これら検知信号、操作部５１から入力された情報及びその記憶部に格納された設定圧力Ｐ１、第１設定温度Ｔ１、第２設定温度Ｔ２などの制御情報に基き、電源ユニット２０、サーボモータ３３、真空化装置４２及び真空破壊装置４３に制御信号を出力する。尚、制御部５０は、本発明の加圧選択部に相当する。
【００５５】
温度センサ４５は、検知温度が目標温度を超えたとき、電源をオフさせるオフ信号を電源ユニット２０に直接出力する。また、温度センサ４５は、検知温度が目標温度より低くなったとき、電源をオンさせるオン信号を電源ユニット２０に直接出力する。このように、制御ユニット５０を介することなく温度センサ４５から電源ユニット２０に信号を直接出力するので、被接合部材Ｍ，Ｍの接合面Ｓ近傍の温度を目標温度に素早く復帰させることが可能となる。従って、被接合部材Ｍ，Ｍの接合面Ｓ近傍の温度が目標温度に常に維持されることになる。
【００５６】
また、制御ユニット５０には、表示部５２が電気的に接続されている。表示部５２は、ここでは、デジタル表示パネル、ランプなどから構成されている。表示部５２は、制御ユニット５０への入力、又は制御ユニット５０での演算結果に基く情報を制御ユニット５０から受信し、その情報を表示する。
【００５７】
次に、上述した通電拡散接合装置１を用いて、本発明の第１実施形態に係る通電拡散接合方法を実施する際の処理について図４及び図５を参照して説明する。尚、以下のＳ４〜Ｓ１２の処理は、制御ユニット５０により実行される。
【００５８】
先ず、作業者は、被接合部材Ｍ，Ｍに適した加圧調整体３５を設置する（Ｓ１）。そして、作業者は、上下電極１１，１２の間に被接合部材Ｍ，Ｍを設置する（Ｓ２）。尚、このとき、位置決めピンなどによって被接合部材Ｍ，Ｍの挟持を補助してもよい。そして、作業者は、チャンバ４１の扉（不図示）を閉める。
【００５９】
作業者により操作部５１のスタートスイッチがＯＮされると（Ｓ３：ＹＥＳ）、サーボモータ３３を駆動させ、スプリング３５ｄのばね全長をスプリングブロック３５ｃの下部本体の全長Ｌまで圧縮させ、圧力センサ３７が検知する圧力Ｐが所定の設定圧力Ｐ１を超えるまで（Ｓ５：ＹＥＳ）、加圧プレート３２、ひいては可動テーブル３１を上昇させる（Ｓ４）。これにより、可動テーブル３１を介して被接合部材Ｍ，Ｍに所定の大きな圧力が付与され、接合面Ｓが密接する。尚、エンコーダ３３ａからの検知信号を参照して、サーボモータ３３をフィードバック制御する。
【００６０】
次に、真空化装置４２を始動させる。真空センサ４４が検知するチャンバ４１内の真空度が所定値になると、真空化装置４２を停止させる。これにより、チャンバ４１内が真空化される（Ｓ６）。
【００６１】
被接合部材Ｍ，Ｍに所定の圧力を付与させた状態を保ちながら、電源ユニット５０を始動させて上下電極１１，１２を通電する（Ｓ７）。これにより、被接合部材Ｍ，Ｍが加熱されて温度が上昇し、熱膨張する。
【００６２】
その後、温度センサ４５が検知する温度Ｔが、被接合部材Ｍ，Ｍの軟化開始温度Ｔｓより所定温度低い第１設定温度Ｔ１を超えたとき（Ｓ８：ＹＥＳ）、サーボモータ３３を駆動させ、スプリング３５ｄのばね全長がスプリングブロック３５ｃの下部本体の全長Ｌを超えるまで伸長するように、加圧プレート３２を所定の微小距離だけ下降させる（Ｓ９）。ただし、スプリングブロック３５ｃの上面が介在ブロック３６に当接した状態は維持させる。
【００６３】
これにより、可動テーブル３１にスプリング３５ｄの付勢力が付与され、この付勢力により接合面Ｓが密接した状態は維持される。しかし、スプリング３５ｄの付勢力は小さいので、被接合部材Ｍ，Ｍの温度が軟化開始温度Ｔｓに更に近付いても、被接合部材Ｍ，Ｍの母材に歪み、屈曲、圧縮などの変形が生じない。
【００６４】
そして、温度センサ４５が検知する温度Ｔが第１設定温度Ｔ１より所定温度高い第２設定温度Ｔ２を超えたとき（Ｓ１０：ＹＥＳ）、温度センサ４５が検知する温度Ｔが第２設定温度Ｔ２に維持される状態を所定時間継続する（Ｓ１１）。尚、これは、温度センサ４５が、オフ信号又はオン信号を電源ユニット２０に直接出力することによって行われる。この間、被接合部材Ｍ，Ｍは、熱膨張により収縮し圧力Ｐは徐々に減少する。そして、被接合部材Ｍ，Ｍの接合面Ｓが強固に接合される。
【００６５】
尚、位置センサ３８からの検知値を監視して、この状態が開始したときから、可動テーブル３１が上下方向にそれぞれ予め設定された範囲を超えて移動したか否かを検知する。可動テーブル３１が設定範囲を超えて移動したことを検知した場合、異常発生を表示部５２に表示させる。
【００６６】
また、圧力センサ３７からの検知値を監視して、圧力センサ３７が検出した圧力Ｐが上限、下限がそれぞれ予め設定された範囲を超えたか否かを検知する。圧力センサ３７が検出した圧力が、上限を超えた場合、サーボモータ３３を駆動させて加圧プレート３２を下降させる。一方、下限を超えた場合、サーボモータ３３を駆動させて加圧プレート３２を上昇させる。圧力センサ３７が設定範囲を超えた圧力Ｐを検知した場合、異常発生を表示部５２に表示させる。
【００６７】
ただし、これらの処理は、異常発生時の緊急避難処理であり、位置センサ３８が検知する可動テーブル３１の移動量及び圧力センサ３７が検知する圧力Ｐは、正常処理時は設定された範囲内に収まる。
【００６８】
その後、電源ユニット２０を停止し、真空破壊装置４３を始動させてチャンバ４１内の真空状態を解除し、サーボモータ３３を駆動させて加圧プレート３２、ひいては可動テーブル３１を下降させる（Ｓ１２）。そして、作業者がチャンバ４１内から接合部材を取り出す（Ｓ１３）。
【００６９】
以上説明したように、温度センサ４５が検知する温度Ｔが第１設定温度Ｔ１を超えるまでは（Ｓ８：ＮＯ）、加圧ユニット３０は加圧プレート３２により被接合部材Ｍ，Ｍの変位を規制して接合面Ｓに大きな圧力を付与するので、接合面Ｓを密接させることができる。
【００７０】
そして、温度センサ４５が検知する温度Ｔが第１設定温度Ｔ１を超えた後は（Ｓ８：ＹＥＳ）、被接合部材Ｍ，Ｍの変位に応じて弾性変形するスプリング３５ｄの弾性力に基く圧力を接合面Ｓに付与するので、被接合部材Ｍ，Ｍが熱膨張しても、接合面Ｓに付与する圧力は大きく変化しない。
【００７１】
スプリング３５ｄは被接合部材Ｍ，Ｍの熱膨張に応じて弾性変形するが、その変形による弾性力の変化は微小である。そのため、接合面Ｓに付与される圧力は被接合部材Ｍ，Ｍの熱膨張に拘わらず略一定となり、上記特許文献１及び２に開示された装置と異なり、過大な圧力が付与されるおそれがない。従って、被接合部材Ｍ，Ｍが薄肉パイプ材などからなるものであっても、高精度に接合することが可能となる。
【００７２】
従来、薄肉パイプ材などからなる薄肉部材は、電子ビームやろう付けによって接合されており、高度の技能が必要であり、且つ高コストであった。通電拡散接合装置１を用いて、薄肉パイプ材などからなる薄肉部材の接合を自動的に、且つ低コストで行うことが可能となる。
【００７３】
以下、本発明の第２実施形態である通電拡散接合装置１０１について説明する。
【００７４】
図６を参照して、通電拡散接合装置１０１は、多数の被接合部材Ｍを直列状に連接させて、長尺部材を形成するものである。通電拡散接合装置１０１は、上述した通電拡散接合装置１と類似するので、同一又は対応する部材には同一の符号を付し、異なる箇所についてのみ説明する。
【００７５】
通電拡散接合装置１０１は、被接合部材Ｍを挟持して通電させる電極ユニット１１０を備えている。被接合部材Ｍは、ここでは、円筒状部材である。
【００７６】
電極ユニット１１０は、３つの電極１１１，１１２，１１３を備えている。上下に対向する電極１１１，１１２は、ここでは、それぞれ銅、モリブデン、タングステンなどからなる円柱形状の通電電極１１１ａ，１１２ａと、通電電極１１１ａ，１１２ａの対向する側部に固定された抵抗体１１１ｂ，１１２ｂとからなる。
【００７７】
上側の通電電極１１１ａの上端部は絶縁体１１４を介して上下方向に摺動可能なエアシリンダ１１５のピストンに固定されている。下側の通電電極１１２ａの下端部は絶縁体１１６を介して受台１１７に固定されている。
【００７８】
電極１１３は、ここでは、銅、モリブデン、タングステンなどからなる円柱形状の通電電極１１３ａと、通電電極１１３ａの一側端部に固定された抵抗体１１３ｂとからなり、通電電極１１３ａの他側端部が絶縁体１１８を介して後述する可動プレート１３１に固定されている。
【００７９】
電極１１１，１１２は、その軸線が同一線上となるように配置されており、エアシリンダ１１５により電極１１１を押し下げることにより、電極１１１，１１２の間に被接合部材Ｍが上下に挟持される。そして、電極１１３は、その軸線が被接合部材Ｍの軸線と同一線上となるように配置されており、被接合部材Ｍの接合面Ｓと反対側の面が接する。
【００８０】
これらにより、被接合部材Ｍは、その軸線が水平に電極１１１，１１２，１１３により挟持される。尚、被接合部材Ｍを支持する受治具１１９も備えられている。
【００８１】
そして、通電電極１１１ａ，１１２ａ，１１３ａは、それぞれ図示しないケーブルを介して電源ユニット２０に接続されており、通電可能に構成されている。被接合部材Ｍを抵抗体１１１ｂ，１１２ｂ，１１３ｂで挟んだ状態で通電電極１１１ａ，１１２ａ，１１３ａに通電することにより、接合面Ｓ近傍を加熱すると共に被接合材全体Ｍを均一に加熱することができ、同一工程での連続的な接合が可能となる。
【００８２】
通電拡散接合装置１０１は、接合後の被接合部材Ｍを冷却する冷却ユニット１２０を備えている。冷却ユニット１２０は、被接合部材Ｍの上下にそれぞれ当接し、図示しない冷却機構により純水や水道水などの冷却流体が循環されて冷却可能に構成された冷却体１２１，１２２を備えている。
【００８３】
冷却体１２１，１２２は、同一線上に配置されており、エアシリンダ１２３により上方の冷却体１２１を押し下げることにより、受台１２４に支持された下方の冷却体１２２との間に被接合部材Ｍが上下に挟持される。このように、冷却ユニット１２０は、接合後の被接合部材Ｍを支持する機能も有する。
【００８４】
通電拡散接合装置１０１は、被接合部材Ｍの接合面Ｓに圧力Ｐを付与する加圧ユニット１３０を備えている。加圧ユニット１３０は、通電電極１１３ａが固定された可動プレート１３１と、可動プレート１３１に圧力を伝達するための加圧プレート１３２と、加圧プレート１３２を駆動させるための駆動源１３３と、駆動源１３３の駆動力を伝達し、加圧プレート１３２を図６の左右方向に動作させるボールねじ機構１３４と、加圧プレート１３２から可動プレート１３１に伝達される圧力を調整する加圧調整体１３５とから構成されている。
【００８５】
可動プレート１３１は、土台１０２に固定された直線運動ガイド１３６に対して左右方向摺動可能に構成されている。尚、可動プレート１３１は、本発明の部材に相当する。
【００８６】
加圧プレート１３２は、直線運動ガイド１３６に対して左右方向摺動可能に構成されている。加圧プレート１３２は、加圧調整体１３５を介して可動プレート１３１の電極ユニット１１０と反対側に位置している。
【００８７】
駆動源１３３は、ここでは減速機付きのサーボモータである。サーボモータ１３３は、エンコーダが付設されており、図示しない公知の固定手段により土台１０２に固定されている。
【００８８】
ボールねじ機構１３４は、上述したボールねじ機構３４とは、加圧プレート１３２を左右方向に移動させるように変更させた以外は同様であるので、説明は省略する。加圧調整体１３５も、上述した加圧調整体３５と同様であるので、説明は省略する。尚、図示しないが、可動テーブル１３１の位置を検知する位置センサが設けられている。
【００８９】
通電拡散接合装置１０１は、少なくとも被接合部材Ｍの接合面Ｓを含む部分を真空雰囲気にする真空化ユニット１４０を備えている。真空化ユニット１４０は、接合すべき接合面Ｓを有する２つの被接合部材Ｍ全体を取り囲むチャンバ１４１を備えている。尚、真空化ユニット１４０は、図示しないが、上述した真空化ユニット４０と同様に、真空化装置４２、真空破壊装置４３、真空センサ４４及び温度センサ４５も備えている。
【００９０】
チャンバ１４１は、ここでは、電極１１１，１１３及び冷却体１２１が摺動可能なように、これらと密着する穴が形成されている。チャンバ１４１は、電極１１２、冷却体１２２及びこれらの受台１１７，１２４、並びに受治具１１９を内包している。
【００９１】
更に、真空化ユニット１４０は、接合後の被接合部材Ｍを支持するための支持部１４２を備えている。支持部１４２は、硬質材からなる円筒状部材１４２ａと、この円筒状部材１４２ａの内周面と被接合部材Ｍの外周面との間に位置するドーナツ状の弾性部材１４２ｂとを備えている。
【００９２】
この弾性部材１４２ｂは、図示しないエアポンプにより内部にエアを注入することが可能であり、これにより、弾性部材１４２ｂを円筒状部材１４２ａと被接合部材Ｍとに密着させ、真空漏れを防止することが可能となる。更に、支持部１４２は、チャンバ１４１から離れた部位にも適宜設けられている。
【００９３】
尚、チャンバ１４１内を真空化したときに、接合した被接合部材Ｍの端部から真空漏れする場合には、図示しないが、その端部に円筒状の弾性部材を配置させればよい。この弾性部材に、図示しないエアポンプにより内部にエアを注入することにより、弾性部材と被接合部材Ｍの内周面を密着させることが可能となる。
【００９４】
更に、通電拡散接合装置１０１は、図示しないが、上述した通電拡散接合装置１と同様に、制御ユニット５０、操作部５１及び表示部５２も備えている。
【００９５】
上述した通電拡散接合装置１０１を用いて、本発明の実施形態に係る通電拡散接合方法を実施する際の処理は、図３を参照して説明した方法と同様であるので、その説明は省略する。
【００９６】
これにより、通電拡散接合装置１０１は、上述した通電拡散接合装置１と同様の利点を有する。更に、通電拡散接合装置１０１を用いることにより、多数の被接合部材Ｍを直列状に連接させて、長尺部材を容易に連続的に形成することが容易となる。
【００９７】
以下、本発明の第３実施形態である通電拡散接合装置２０１について説明する。
【００９８】
図７を参照して、通電拡散接合装置２０１は、多数組の被接合部材Ｍ，Ｍを並列状に同時的に接合することが可能なものである。通電拡散接合装置２０１は、上述した通電拡散接合装置１と類似するので、下部は図示を省略し、同一又は対応する部材には同一の符号を付し、異なる箇所についてのみ説明する。
【００９９】
通電拡散接合装置２０１は、上下一対の電極１１，１２を複数組有する電極ユニット２１０を備えている。各電極１１，１２の間に被接合部材Ｍ，Ｍが挟持され通電される。
【０１００】
上電極１１を構成する上通電電極１１ａの上部が、それぞれ絶縁体１３を介して加圧調整体２３１に固定されている。下電極１２を構成する下通電電極１２ａの下部が、それぞれ絶縁体１４を介して加圧調整体２３２に固定されている。
【０１０１】
上下電極１１，１２は、その軸線が同一線上となるように配置されており、その間に被接合部材Ｍ，Ｍが挟持される。被接合部材Ｍ，Ｍを抵抗体１１ｂ，１２ｂで挟んだ状態で上下通電電極１１ａ，１２ａに通電することにより、接合面Ｓを直接加熱すると共に被接合材全体Ｍ，Ｍを均一に加熱することができ、同一工程での連続的な接合が可能となる。
【０１０２】
通電拡散接合装置２０１は、被接合部材Ｍ，Ｍの接合面Ｓに圧力Ｐを付与する加圧ユニット２３０を備えている。加圧ユニット２３０は、複数の加圧調整体２３１と、複数の加圧調整体２３２と、各加圧調整体２３１の上部が固定された第１加圧プレート２３３と、各加圧調整体２３２の下部が固定された第２加圧プレート２３４と、第２加圧プレート２３４を駆動させるためのサーボモータ３３（図１参照）と、サーボモータ３３の駆動力を伝達し、第２加圧プレート２３４を上下動させるボールねじ機構３４とから構成されている。
【０１０３】
加圧調整体２３１，２３２は、共に上述した加圧調整体３５と同様に構成されている。ただし、加圧調整体２３１のスプリング２３１ａの弾性係数は、加圧調整体２３２のスプリング２３２ａの弾性係数よりも小さくなっている。加圧調整体２３１を用いることにより、各接合部材Ｍ，Ｍを均等に加圧することが可能となる。
【０１０４】
第１加圧プレート２３３は、架台６０に固定されており、ここでは、架台６０の天板として構成されている。
【０１０５】
第２加圧プレート２３４は、その四隅部に軸受（ブッシュ）２３４ａが設けられ、これら軸受２３４ａを介して４本のガイドロッド６４に対して上下方向摺動可能に構成されている。
【０１０６】
サーボモータ３３及びボールねじ機構３４は、上述した駆動源モータ３３及びボールねじ機構３４と同様であるので、説明は省略する。サーボモータ３３が回転駆動することにより、ねじ軸３４ａが回転して、第２加圧プレート２３４がねじ軸３４ａに対して相対的に上下移動する。
【０１０７】
通電拡散接合装置２０１は、少なくとも全ての被接合部材Ｍの接合面Ｓを含む部分を真空雰囲気にする真空化ユニット２４０を備えている。真空化ユニット２４０は、接合すべき接合面Ｓを有する複数組の被接合部材Ｍ，Ｍ全体を取り囲むチャンバ２４１を備えている。尚、真空化ユニット２４０は、図示しないが、上述した真空化ユニット４０と同様に、真空化装置４２、真空破壊装置４３、真空センサ４４及び温度センサ４５も備えている。
【０１０８】
チャンバ２４１は、全ての上下電極対１１，１２、加圧調整体２３１，２３２、第１加圧プレート２３３及び第２加圧プレート２３４を内包している。
【０１０９】
更に、通電拡散接合装置２０１は、図示しないが、上述した通電拡散接合装置１と同様に、制御ユニット５０、操作部５１及び表示部５２も備えている。
【０１１０】
上述した通電拡散接合装置２０１を用いて、本発明の実施形態に係る通電拡散接合方法を実施する際の処理を、図８を参照して説明する。
【０１１１】
先ず、作業者は、被接合部材Ｍ，Ｍに適した加圧調整体２３１，２３２を設置する（Ｓ１）。そして、作業者は、上下電極１１，１２の間に被接合部材Ｍ，Ｍを設置する（Ｓ２）。尚、このとき、位置決めピンなどによって被接合部材Ｍ，Ｍの挟持を補助してもよい。そして、作業者は、チャンバ２４１の扉（不図示）を閉める。
【０１１２】
作業者により操作部５１のスタートスイッチがＯＮされると（Ｓ３：ＹＥＳ）、サーボモータ３３を駆動させ、加圧調整体２３１，２３２の各スプリング２３１ａ，２３２ａのばね全長をスプリングブロックの下部本体の全長まで圧縮させ、圧力センサ３７が検知する圧力Ｐが所定の設定圧力Ｐ１を超えるまで（Ｓ５：ＹＥＳ）、第２加圧プレート２３４を上昇させる（Ｓ４）。これにより、第１加圧プレート２３１と第２加圧プレート２３４を介して被接合部材Ｍ，Ｍに所定の大きな圧力が付与され、接合面Ｓが密接する。
【０１１３】
次に、真空化装置４２を始動させる。真空センサ４４が検知するチャンバ４１内の真空度が所定値以下になると、真空化装置４２を停止させる。これにより、チャンバ４１内が真空化される（Ｓ６）。
【０１１４】
被接合部材Ｍ，Ｍに所定の圧力を付与させた状態を保ちながら、電源ユニット５０を始動させて上下電極１１，１２を通電する（Ｓ７）。これにより、被接合部材Ｍ，Ｍが加熱されて温度が上昇し、熱膨張する。
【０１１５】
その後、温度センサ４５が検知する温度Ｔが、被接合部材Ｍ，Ｍの軟化開始温度Ｔｓより所定温度低い第１設定温度Ｔ１を超えたとき（Ｓ８：ＹＥＳ）、サーボモータ３３を駆動させ、加圧調整体２３１のスプリング２３１ａのばね全長がスプリングブロックの下部本体の全長を超えるまで伸長するように、第２加圧プレート２３４を所定の微小距離だけ下降させる（Ｓ９）。ただし、スプリングブロックの上面が介在ブロックに当接した状態は維持させる。これにより、スプリング２３１ａの付勢力により接合面Ｓが密接した状態は維持される。しかし、スプリング２３１ａの付勢力は小さいので、被接合部材Ｍ，Ｍの温度が軟化開始温度Ｔｓに更に近付いても、被接合部材Ｍ，Ｍの母材に歪み、屈曲、圧縮などの変形が生じない。
【０１１６】
そして、各被接合部材Ｍ，Ｍを挟持する上下通電電極１１ａ，１２ａに通電させる電流を増加させることにより、温度センサ４５が検知する当該被接合部材Ｍ，Ｍの接合面Ｓ近傍の温度Ｔが第１設定温度Ｔ１より所定温度高い第２設定温度Ｔ２を超えたとき（Ｓ１０：ＹＥＳ）、温度センサ４５が検知する温度Ｔが第２設定温度Ｔ２に維持される状態を所定時間継続する（Ｓ１１）。尚、これは、温度センサ４５が、オフ信号又はオン信号を電源ユニット２０に直接出力することによって行われる。この間、被接合部材Ｍ，Ｍは、熱膨張により収縮し圧力Ｐは徐々に減少する。そして、被接合部材Ｍ，Ｍの接合面Ｓが強固に接合される。
【０１１７】
そして、これを繰り返して、全ての被接合部材Ｍ，Ｍの接合面Ｓを順次接合する。尚、位置センサ３８又は圧力センサ３７が異常値を検知した場合、異常発生を表示部５２に表示させる。
【０１１８】
その後、電源ユニット２０を停止し、真空破壊装置４３を始動させてチャンバ２４１内の真空状態を解除し、サーボモータ３３を駆動させて第２加圧プレート２３４を下降させる（Ｓ１２）。そして、作業者がチャンバ２４１内から接合部材を取り出す（Ｓ１３）。
【０１１９】
これにより、通電拡散接合装置２０１は、上述した通電拡散接合装置１と同様の利点を有する。更に、通電拡散接合装置２０１を用いることにより、多数の被接合部材Ｍを多数組の被接合部材Ｍ，Ｍを並列状に同時的に接合することが容易となる。
【０１２０】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、被接合部材Ｍに対する電極の個数や設置部位などに関して限定されない。
【０１２１】
また、複数組の被接合部材Ｍ，Ｍを同時的に接合する通電拡散接合装置２０１では、各組の被接合部材Ｍ，Ｍに対してそれぞれ加圧調整体２３１，２３２を備える場合について説明した。しかし、これに限定されず、複数組の被接合部材Ｍ，Ｍに共通する加圧調整体２３１，２３２を備えるものであってもよい。
【０１２２】
また、通電拡散接合装置１では下電極１２を動作させる場合について説明した。しかし、これに限定されず、上電極１１を動作させてもよく、上下電極１１，１２を共に動作させてもよい。
【０１２３】
また、通電拡散接合装置１では加圧ユニット３０が上下電極１１，１２を介して接合面Ｓに圧力を付与する場合について説明した。しかし、これに限定されず、上下電極１１，１２を介することなく被接合部材Ｍ，Ｍに直接的に可動テーブル３１に相当する部材を接触させて接合面Ｓに圧力を付与してもよい。
【０１２４】
また、通電拡散接合装置１では加圧調整体３５を可動テーブル３１と加圧プレート３２との間に位置させる場合について説明した。しかし、これに限定されず、例えば、加圧調整体を上電極１１と天板６１との間に位置させ、可動テーブル３１と加圧プレート３２とを一体化させてもよい。
【０１２５】
また、通電拡散接合装置１，１０１，２０１では可動テーブル３１，１３１及び第２加圧プレート２３４をボールねじ機構３４，１３４で往復動作させる場合について説明した。しかし、可動テーブル３１，１３１及び第２加圧プレート２３４を往復動作させる機構は、これに限定されず、公知の機構を用いればよい。例えば、直線移動ガイド機構を用いてもよい。
【０１２６】
また、本発明の弾性部材に相当するものがスプリング３５ｄ，２３１ａ，２３２ａである場合について説明した。しかし、弾性部材は、これに限定されず、ゴム等の弾性材料からなるものや油圧シリンダ、空気シリンダ等を用いた流体クッションなどであってもよく、その形式は、機械式、油圧式、空気圧式等などを含み何ら限定されない。だたし、機械式のスプリングを用いることにより、繰り返し使用時の再現性に優れるという利点がある。
【符号の説明】
【０１２７】
１，１０１，２０１…通電拡散接合装置、  １１…上電極（電極）、  １２…下電極（電極）、  ２０…電源ユニット（電源部）、  ３０，１３０，２３０…加圧ユニット（第１の加圧部、第２の加圧部）、  ３１…可動テーブル（部材）、  ３２，１３２…加圧プレート、  ３３，１３３…駆動源、サーボモータ、  ３４，１３４…ボールねじ機構、  ３５，１３５，２３１，２３２…加圧調整体、  ３５ｄ，２３１ａ，２３２ａ…スプリング（弾性部材）、  ４５…温度センサ、  ５０…制御ユニット（加圧選択部）、  １１１，１１２，１１３…電極、  １３１…可動プレート（部材）、  ２３３…第１加圧プレート、  ２３４…第２加圧プレート、  Ｍ…被接合部材、  Ｓ…接合面。
【図１】
2012006068.tif 000003
【図２】
2012006068.tif 000004
【図３】
2012006068.tif 000005
【図４】
2012006068.tif 000006
【図５】
2012006068.tif 000007
【図６】
2012006068.tif 000008
【図７】
2012006068.tif 000009
【図８】
2012006068.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成23年7月7日(2011.7.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
接合面を当接された複数の被接合部材に通電して接合する通電拡散接合装置であって、
前記複数の被接合部材を挟持して、前記複数の被接合部材と電気的に導通可能な複数の電極と、
前記複数の電極に電流を供給する電源部と、
前記複数の電極に挟持された前記複数の被接合部材の挟持された方向に対して膨張する方向の変位を規制して前記接合面に圧力を付与する第１の加圧部と、
前記複数の電極に挟持された前記複数の被接合部材の挟持された方向に対して膨張する方向の変位に応じて弾性変形する弾性部材の弾性力に基く圧力を、前記複数の電極を介して前記接合面に付与する第２の加圧部と、
前記第１又は第２の加圧部の何れにより前記接合面に圧力を付与するかを選択する加圧選択部とを備えることを特徴とする通電拡散接合装置。
【請求項２】
前記複数の被接合部材の接合面近傍の温度を検知する温度センサを備え、
前記加圧選択部は、前記温度センサの検知した温度に基き、前記第１又は第２の加圧部の何れかにより前記接合面に圧力を付与するかを選択することを特徴とする請求項１に記載の通電拡散接合装置。
【請求項３】
前記第１の加圧部は、前記電極が固定された部材の位置を規制して前記接合面に圧力を付与し、
前記第２の加圧部は、前記部材に前記弾性部材の弾性力を付与して前記接合面に圧力を付与することを特徴とする請求項１又は２に記載の通電拡散接合装置。
【請求項４】
接合面を当接された複数の被接合部材に通電して接合する通電拡散接合方法であって、
前記複数の被接合部材の挟持された方向に対して膨張する方向の変位を規制し、前記接合面に圧力を付与して、前記複数の被接合部材と電気的に導通可能な複数の電極間に前記被接合部材を挟持し、
前記複数の電極に電流を供給し、
前記複数の被接合部材の接合面近傍の温度が予め設定した温度を超えたとき、前記複数の被接合部材の変位規制を解除するとともに、前記複数の電極に挟持された前記複数の被接合部材の挟持された方向に対して膨張する方向の変位に応じて弾性変形する弾性部材の弾性力に基く圧力を、前記複数の電極を介して前記接合面に付与することを特徴とする通電拡散接合方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明の通電拡散接合装置は、接合面を当接された複数の被接合部材に通電して接合する通電拡散接合装置であって、前記複数の被接合部材を挟持して、前記複数の被接合部材と電気的に導通可能な複数の電極と、前記複数の電極に電流を供給する電源部と、前記複数の電極に挟持された前記複数の被接合部材の挟持された方向に対して膨張する方向の変位を規制して前記接合面に圧力を付与する第１の加圧部と、前記複数の電極に挟持された前記複数の被接合部材の挟持された方向に対して膨張する方向の変位に応じて弾性変形する弾性部材の弾性力に基く圧力を、前記複数の電極を介して前記接合面に付与する第２の加圧部と、前記第１又は第２の加圧部の何れにより前記接合面に圧力を付与するかを選択する加圧選択部とを備えることを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
また、本発明の通電拡散接合装置において、前記複数の被接合部材の接合面近傍の温度を検知する温度センサを備え、前記加圧選択部は、前記温度センサの検知した温度に基き、前記第１又は第２の加圧部の何れかにより前記接合面に圧力を付与することが好ましい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
本発明の通電拡散接合方法は、接合面を当接された複数の被接合部材に通電して接合する通電拡散接合方法であって、前記複数の被接合部材の挟持された方向に対して膨張する方向の変位を規制し、前記接合面に圧力を付与して、前記複数の被接合部材と電気的に導通可能な複数の電極間に前記被接合部材を挟持し、前記複数の電極に電流を供給し、前記複数の被接合部材の接合面近傍の温度が予め設定した温度を超えたとき、前記複数の被接合部材の変位規制を解除するとともに、前記複数の電極に挟持された前記複数の被接合部材の挟持された方向に対して膨張する方向の変位に応じて弾性変形する弾性部材の弾性力に基く圧力を、前記複数の電極を介して前記接合面に付与することを特徴とする。
【手続補正書】
【提出日】平成23年10月4日(2011.10.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
接合面を当接された複数の被接合部材に通電して接合する通電拡散接合装置であって、
前記複数の被接合部材を挟持して、前記複数の被接合部材と電気的に導通可能な複数の電極と、
前記複数の電極に電流を供給する電源部と、
前記複数の電極に挟持された前記複数の被接合部材の挟持された方向に対して膨張する方向の変位を規制して前記接合面に圧力を付与する第１の加圧部と、
前記複数の電極に挟持された前記複数の被接合部材の挟持された方向に対して膨張する方向の変位に応じて弾性変形する弾性部材の弾性力に基く圧力を、前記複数の電極を介して前記接合面に付与する第２の加圧部と、
前記第１又は第２の加圧部の何れにより前記接合面に圧力を付与するかを選択する加圧選択部と、
前記複数の被接合部材の接合面近傍の温度を検知する温度センサを備え、
前記加圧選択部は、前記温度センサの検知した温度に基き、前記第１又は第２の加圧部の何れかにより前記接合面に圧力を付与するかを選択することを特徴とする通電拡散接合装置。
【請求項２】
前記第１の加圧部は、前記電極が固定された部材の位置を規制して前記接合面に圧力を付与し、
前記第２の加圧部は、前記部材に前記弾性部材の弾性力を付与して前記接合面に圧力を付与することを特徴とする請求項１に記載の通電拡散接合装置。
【請求項３】
接合面を当接された複数の被接合部材に通電して接合する通電拡散接合方法であって、
前記複数の被接合部材の挟持された方向に対して膨張する方向の変位を規制し、前記接合面に圧力を付与して、前記複数の被接合部材と電気的に導通可能な複数の電極間に前記被接合部材を挟持し、
前記複数の電極に電流を供給し、
前記複数の被接合部材の接合面近傍の温度が予め設定した温度を超えたとき、前記複数の被接合部材の変位規制を解除するとともに、前記複数の電極に挟持された前記複数の被接合部材の挟持された方向に対して膨張する方向の変位に応じて弾性変形する弾性部材の弾性力に基く圧力を、前記複数の電極を介して前記接合面に付与することを特徴とする通電拡散接合方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
本発明の通電拡散接合装置は、前記被接合部材の温度を検知する温度センサを備え、前記加圧選択部は、前記温度センサの検知した温度に基き、前記第１又は第２の加圧部の何れかにより前記接合面に圧力を付与する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
加圧選択部は、温度センサが検知した温度が予め設定された温度、例えば被接合部材の軟化開始温度より所定温度だけ低い温度などを超えたとき、第１の加圧部から第２の加圧部に切替えて接合面に圧力を付与させることが可能となる。そのため、被接合部材が変形することなく、良好に接合することができる。