JP3604037B2

JP3604037B2 - Resistance welding apparatus and method for hermetic sealing

Info

Publication number: JP3604037B2
Application number: JP29459593A
Authority: JP
Inventors: 重男佐々木
Original assignee: Origin Electric Co Ltd
Current assignee: Origin Electric Co Ltd
Priority date: 1993-10-29
Filing date: 1993-10-29
Publication date: 2004-12-22
Anticipated expiration: 2019-12-22
Also published as: JPH07124749A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は，電子部品のキャップとステムのような被溶接物を順次一対の溶接電極にセットして溶接する気密封止用抵抗溶接装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置，又は水晶振動子などの電子部品を気密封止する抵抗溶接機は，電子部品のキャップを上部溶接電極に供給し，ステム又はベース側を下部溶接電極に供給して溶接を行う方式のものが一般に用いられている。
【０００３】
このような抵抗溶接機において，電子部品のキャップを上部溶接電極に対し容易に着脱可能な機構として，実開昭５１ー８５０２８号に開示されたものがある。実開昭５１ー８５０２８号に開示された抵抗溶接機は，図３に示すように上部溶接電極１の窪みに固定されたマグネット３にキャップ４を吸着保持させ，他方，下部溶接電極２にステム５を載置した状態で，キャップ４とステム５間に所定の加圧力を与えるまで上部溶接電極１を下降させ，上部溶接電極１と下部溶接電極２に電流を流して溶接を行っていた。溶接を行う際には，第１のチャンバ部材６と第２のチャンバ部材７で小さな密閉空間を形成した後，排気通路８から排気を行い，真空状態に近い状態でキャップ４とステム５の溶接を行っていた。
【０００４】
しかしこの装置では，溶接後に上部溶接電極１を上昇させるとき，マグネット３の吸着力などによりキャップ４とステム５とからなる溶接物が一緒に上昇してしまうという問題があった。この原因は，マグネット３の吸着力はキャップ４の重さに打ち勝ってキャップ４を保持し得る大きさ以上で，キャップ４とステム５の重さでは吸着保持できない範囲でなければならず非常に微妙であるため，溶接の過程でマグネット３又はキャップ４の吸着面に汚れが付着して若干付着力が増したり，あるいはキャップ４が上部溶接電極１に幾分融着したりするところにあり，このような現象が生じると，上部溶接電極１の上昇に伴い溶接物がマグネット３と一緒に上昇してしまった。
【０００５】
このような欠点を除去し得る抵抗溶接装置として，特公平３ー７８１８９号公報に開示されたものがある。図３に示した記号と同一の記号は相当する部材を示す。この抵抗溶接装置は，図４に示すように上部溶接電極１の空洞部に上下動可能なロッド８を備え，溶接が終えて上部溶接電極１が上昇するとき，ロッド８が下方にキャップ４の上面を押す動作を行い，上部溶接電極１の電極チップ１Ａに固定されているマグネット３からキャップ４とステム５からなる溶接物を外している。なお，９は気体通路であり，この装置では第１のチャンバ部材６と下部溶接電極２とにより閉じられた小空間の空気を排気するためのものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし，いずれにせよこのようなマグネット固定方式の溶接機では，キャップを上部溶接電極に装着するのに，水平方向に送られてきたキャップを垂直方向に持ち上げて装着する機構が必要であり，機構が複雑にならざるを得ないという欠点がある。
また，溶接速度を高めようとすると，どうしてもロッドの下降速度も高めなければならず，ロッドがキャップに与える衝撃が大きくなるためキャップに傷がつくなどの問題もあった。
さらにまた，ロッドが上下に動くために気密性をそれ程高くできず，短い時間で高真空度が得られなかった。
【０００７】
本発明は，キャップ又はステム，あるいはこれら溶接物の供給，溶接および排出をフレキシブルにできる装置を提供することを主目的としている。
【０００８】
【問題を解決するための手段】
本発明は、第１の溶接電極と第２の溶接電極とを相対的に近づけ、上記第１の溶接電極に保持されている第１の被溶接物と、上記第２の溶接電極に保持されている第２の被溶接物とを抵抗溶接する気密封止用抵抗溶接装置において、上記第１の溶接電極の内部を、上記溶接電極の長手方向に、上記第１の溶接電極と一緒にまたは別々に動けるように配設されている支持ロッドと、上記支持ロッドの一端側に固定されているマグネットと、上記マグネットが、上記第１の被溶接物を吸着できる位置まで、上記支持ロッドを前進させ、上記第１の被溶接物と上記第２の被溶接物とを溶接した後に、上記マグネットから上記第１の被溶接物が離れた後に、上記支持ロッドを元の位置まで後退させるロッド駆動機構と、上記第１の溶接電極を所定の位置に停止させた状態で、上記支持ロッドを上記第１の溶接電極の下面よりも降下させ、上記マグネットに、上記第１の被溶接物を吸着保持させ、上記支持ロッドを上昇させ、上記第１の被溶接物を、上記第１の溶接電極にセットし、その後に、上記支持ロッドと上記第１の溶接電極とを、一緒に降下させ、上記第１の溶接電極と上記第２の溶接電極との間に通電し、上記第１の被溶接物と上記第２の被溶接物とを溶接する制御手段とを有する気密封止用抵抗溶接装置である。
【００２５】
【実施例】
図１および図２により本発明の各実施例について説明を行う。図３および図４で示した記号と同一の記号は相当する部材を示す。
第１の溶接電極である上部溶接電極１には空気通路１０が形成されており，その一端は図示されていない通常の給気機構および排気機構に接続されている。これら給気機構および排気機構は制御装置（図示せず）により所定のシーケンスで制御されるようになっている。空気通路１０の他端は，上部溶接電極１の下部に形成された空洞部１Ｂまで延びている。その空洞部１Ｂにはエアシリンダのピストンロッドの役割を果たす摺動部材１１と摺動部材１１から垂直に延びる支持ロッド１２が備えられるとともに，摺動部材１１の下面と電極チップ１Ａの上面間で支持ロッド１２の周りに備えられたスプリング１３，摺動部材１１の環状溝に備えられたＯリング１４が設けられている。
【００２６】
支持ロッド１２は，空気通路１０の気圧をスプリング１３の弾性力よりも大きくすることにより下方に前進し，その気圧を低くすることによりスプリング１３の弾性力により上方に後退する。また，支持ロッド１２は上部溶接電極１の上下運動と一緒に上下動する。また，支持ロッド１２はその遊びを極力小さくするため電極チップ１Ａの中央穴壁に摺動するようになっており，気密性がある程度良好な状態になっているので，スプリング１３が存在する空洞部１Ｂの空気を排気するための縦溝１２Ａを備える。支持ロッド１２の下端部にはマグネット３が埋め込まれている。
【００２７】
マグネット３は支持ロッド１２が金属材料からなる場合に，溶接電流の一部分が流れないようにするため，支持ロッド１２から電気的に絶縁されるか，又は直接第１の被溶接物であるキャップ４に接触しないように支持ロッド１２の下端面より少し内側になるように埋め込まれるのが好ましい。しかしこれは必ずしも必要な条件ではない。マグネット３はキャップ４を吸着保持できる吸着力より大きい吸着力を持っていることが必要であり，確実な吸着保持の面からはキャップ４と第１の被溶接物であるステム５を同時に確実に吸着保持できる吸着力を持つことが好ましい。
【００２８】
電極チップ１Ａは上部溶接電極１に着脱可能に取り付けられており，キャップ４の頭部を受け入れる空部１Ａ１とその空部１Ａ１の空気を排気するための細い空気通路１Ａ２を有する。下部溶接電極２の電極チップ２Ａはステム５を載置する平坦面とステム５から延びるリード５Ａを受け入れるための凹所２Ａ１とその凹所２Ａ１の空気を排気するための細い空気通路２Ａ２を備える。これら溶接電極は一般的に銅のような導電性の良好な電極材料からなる。
【００２９】
チャンバ部材６は上部溶接電極１の円筒状外面壁を摺動できるように支持されており，図示していない加圧装置からの加圧力で下部溶接電極２の上面に押圧される。チャンバ部材６は上部溶接電極１の円筒状外面壁との気密性を確保するために，その内壁に形成された環状溝にＯリング１５が備えられている。チャンバ部材６と下部溶接電極２との電気的絶縁を確保するために，チャンバ部材６の下部は環状の電気絶縁材料６Ａからなる。下部溶接電極２の上面との気密性を確保するために，電気絶縁材料６Ａの下端面に形成された環状溝にＯリング１６が備えられている。チャンバ部材６はさらに通気孔６Ｂを備え，この通気孔６Ｂは図示していないがバルブなどを通して真空ポンプのような真空装置，場合によっては絶縁ガスを供給するガス供給装置にも接続される。
【００３０】
次にこの溶接装置の動作説明を行う。最初に上部溶接電極１およびチャンバ部材６はそれぞれ元の位置にあり，支持ロッド１２はマグネット３の最下端面が元の位置（レベルＸ），又は中間位置（レベルＹ）の相当する位置でキャップ４を搬送機構（図示せず）から受け取る。しかる後，上部溶接電極１およびチャンバ部材６はそれぞれの駆動機構（図示せず）に駆動されて降下し，チャンバ部材６は下部溶接電極２に押圧されて密閉空間を形成する。このとき上部溶接電極１はキャップ４がステム５に接触しない位置に停止する。
【００３１】
次に通気孔６Ｂから密閉空間の空気を排気する。この際，キャップ４がステム５に接触していないのでキャップ４内の空気が速やかに排気され，また空気通路２Ａ２を通して凹所２Ａ１の空気も排気しているので，排気中に気圧の差によりステム５がずれたり，反転することがない。さらに，空気通路１Ａ２を通して空部１Ａ１の空気を排気すると共に，支持ロッド１２の縦溝１２Ａを通してスプリング１３の存在する空部１Ｂの空気を排気しているので，気圧の差によりキャップ４が電極チップ１Ａから外れることがない。これらの問題が生じなくとも，それぞれの空気通路を備えなければそれらの空部からの空気が徐々に密閉空間に漏れるので，その密閉空間を真空にするのに長い時間がかかってしまう。
【００３２】
所定の時間排気，又は密閉空間が所定の真空度に達したら，上部溶接電極１を再び下降させ，キャップ４とステム５間に所定の加圧力を加えた状態で停止し，上部溶接電極１と下部溶接電極２間に溶接電流を流してキャップ４とステム５の溶接を行う。このときマグネット３がキャップ４に接触していると溶接電流の一部分がマグネット３を通してキャップ４に流れる状態にあれば，支持ロッド１２はマグネット３がキャップ４に接触しない位置まで上昇しているが，マグネット３が支持ロッド１２から電気絶縁されているなどして溶接電流の一部分がマグネット３を通してキャップ４に流れない状態にあれば，マグネット３はキャップ４に接触していても良い。
【００３３】
キャップ４とステム５の溶接が済むと，上部溶接電極１およびチャンバ部材６は上昇運動を始める。溶接時，マグネット３がキャップ４に接触しているならば，上部溶接電極１の上昇開始とほぼ同時に瞬間的に空気通路１０に圧搾空気が供給され，支持ロッド１２を下方に押し下げる力が働く。これによりキャップ４が上部溶接電極１の電極チップ１Ａに融着していてもキャップ４は電極チップ１Ａから外れるので，キャップ４とステム５との溶接物が上部溶接電極１の上昇と一緒に上昇することがない。しかし，キャップ４が電極チップ１Ａに融着するケースは少ないので，溶接物が溶接直後に下部溶接電極２上に存在しないことを検出して，支持ロッド１２を下方に押し下げて溶接物を電極チップ１Ａから外しても良い。そして上部溶接電極１，チャンバ部材６および支持ロッド１２は元の位置まで上昇し，次の溶接に備える。
【００３４】
次に具体的な第１の気密封止用抵抗溶接方法について説明する。
上部溶接電極１，チャンバ部材６および支持ロッド１２が元の位置に待機している状態で，先ず加圧空気が空気通路１０に供給され，マグネット３の最下面がレベルＹに位置するまで支持ロッド１２を下降させる。その位置には，紙面の手前又は向こう側から水平（紙面に対し垂直）方向に往復運動，又は旋回運動する図２（Ａ）に示す水平方向搬送機構の供給ハンド２０により把持されたキャップ４が搬送されてきており，同図（Ｂ）に示すようにマグネット３はレベルＹの位置でそのキャップ４の上面を吸着保持する。しかる後に水平方向搬送機構は溶接の邪魔のならない位置まで後退し，次のキャップを把持する。そしてマグネット３がキャップ４を吸着保持した状態で支持ロッド１２は上昇し，キャップ４の頭部４Ａが上部溶接電極１の電極チップ１Ａの空部１Ａ１に，またそのつば部４Ｂが電極チップ１Ａの先端にセットされる位置で一旦停止し，次に支持ロッド１２は上部溶接電極１と一緒に下降する。チャンバ部材６は図示していない前記水平方向搬送機構の供給ハンド２０が後退すると下降を開始する。チャンバ部材６が下部溶接電極２を押圧して密閉空間を形成すると，図示していない真空装置が動作してチャンバ部材６の通気孔６Ｂから急激に吸引を開始する。支持ロッド１２と上部溶接電極１は，キャップ４がステム５に接触しない程度の高さで一旦停止しており，所望の真空度が得られた時点で再び降下してキャップ４とステム５間に適当な加圧力を加えた状態で停止し，図示しない電源装置から上部溶接電極１と下部溶接電極２間に溶接電流を供給して溶接を行う。その後最終的に上部溶接電極１，チャンバ部材６および支持ロッド１２は元の位置に戻る。
この方法では，支持ロッド１２がキャップ４の垂直方向搬送機構を兼ねるので，水平方向搬送機構だけで済み，装置の構造を簡単にできる。
【００３５】
次に第２の気密封止用抵抗溶接方法が前記第１の気密封止用抵抗溶接方法と異なる点は，前記第１の気密封止用抵抗溶接方法ではマグネット３がキャップ４を吸着保持した状態で支持ロッド１２は上昇して，キャップ４の頭部をその電極チップ１Ａの空部１Ａ１にセットするのに対し，この方法ではマグネット３がキャップ４を吸着保持した状態で支持ロッド１２はレベルＹで停止し，上部溶接電極１が降下してキャップ４の頭部をその電極チップ１Ａの空部１Ａ１にセットするところにある。
この方法では，キャップ４とステム５の溶接工程までに上部溶接電極１と支持ロッド１２は下降運動だけであるので，高速溶接が可能になる。
【００３６】
次に第３の気密封止用抵抗溶接方法は，前記第１，第２の気密封止用抵抗溶接方法において，同図（Ｃ）で示すようにキャップ４とステム５との溶接時にマグネット３がキャップ４から離れているところに特徴がある。支持ロッド１２が金属材料からなり，マグネット３と支持ロッド１２との間が電気絶縁されていなくとも，マグネット３を通してキャップ４に溶接電流の一部分が流れることはない。したがって，キャップ４に不要な溶接痕を付けてしまうことがない。
【００３７】
次に第４の気密封止用抵抗溶接方法は，前述のようにしてキャップ４とステム５とを溶接した後に，上部溶接電極１が上昇を開始するが，少なくともその上昇開始初期に支持ロッド１２が上部溶接電極１の上昇運動と一緒に上昇するのを禁止する。したがって，溶接チップ１Ａにキャップ４が融着されていても，溶接物は確実にマグネット３に吸着保持される。前記禁止する時間は非常に短く設定されており，しかる後に支持ロッド１２はレベルＹまで上昇し，停止する。紙面の手前又は向こう側から水平（紙面に対し垂直）方向に往復運動，又は旋回運動する図２（Ｄ）に示す水平方向搬送機構の排出ハンド２１がマグネット３に吸着保持されている溶接物を把持して後退をする。その後支持ロッド１２は元の位置まで戻る。
この方法によれば，高速溶接が可能で，しかも溶接チップ１Ａにキャップ４が融着されていても確実に溶接物を排出できる。
【００３８】
次に第５の気密封止用抵抗溶接方法は，前述のようにしてキャップ４とステム５とを溶接した後に，上部溶接電極１が上昇を開始するが，支持ロッド１２はその上昇開始初期に上部溶接電極１の上昇運動と一緒に上昇するのが禁止され，溶接物をマグネット３に吸着保持した後，直ぐにスプリング１３の弾性力により上部溶接電極１よりも高速度で上昇する。したがって，溶接物は下部溶接電極２の電極チップ２Ａの僅か上方で上部溶接電極１の電極チップ１Ａにより支持ロッド１２と一緒に上昇するを阻止され，電極チップ２Ａ上に戻される。この後，溶接物は通常の排出機構により排出される。
この方法によっても，高速溶接が可能で，しかも溶接チップ１Ａにキャップ４が融着されていても確実に溶接物を排出できる。
【００３９】
次に第６の気密封止用抵抗溶接方法は，前述のようにしてキャップ４とステム５とを溶接した後に，上部溶接電極１と支持ロッド１２は溶接物を保持した状態で上昇を開始する。そして上部溶接電極１は元の位置まで上昇運動を続け，一方，支持ロッド１２はレベルＹまで上昇して停止する。したがって，溶接チップ１Ａにキャップ４が融着されていても，溶接物は確実にマグネット３に吸着保持される。しかる後に図２（Ｄ）に示す水平方向搬送機構の排出ハンド２１が前進してきて，マグネット３に吸着保持されている溶接物を把持して後退をする。その後支持ロッド１２は元の位置に戻る。
この方法によっても，高速溶接が可能で，しかも溶接チップ１Ａにキャップ４が融着されていても確実に溶接物を排出できる。
なお，支持ロッド１２の駆動機構は油圧シリンダを用いても良く，この場合には油圧シリンダのピストンロッドを支持ロッド１２として用いることもでき，そのピストンロッドに支持ロッド１２を固定することもできる。また，ステッピングモータのような回転装置と，ピニオンとラックのような回転運動を直線運動に変換する変換機構とを組み合わせたものでも良い。
【００４０】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば，上部溶接電極内をこれと独立して上下動できる支持ロッドの先端部にマグネットを備え，このマグネットがキャップ又は溶接物を吸着保持するようにしているので，各目的に合致した溶接方法が採用できるというフレキシブルに富んだ気密封止用抵抗溶接装置を提供するものである。また，本発明の溶接方法によれば，気密封止用抵抗溶接装置の機構を簡単化，又は状態に左右されずに溶接物の確実な排出，あるいは溶接物に不要な溶接痕を付けることの回避などの効果をうることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を説明するための図である。
【図２】本発明の実施例を説明するための図である。
【図３】従来の技術を説明するための図である。
【図４】従来の技術を説明するための図である。
【符号の説明】
１・・・・第１の溶接電極（上部溶接電極）
１Ａ・・・第１の溶接電極の電極チップ
２・・・・第２の溶接電極（下部溶接電極）
２Ａ・・・第２の溶接電極の電極チップ
３・・・・マグネット
４・・・・第１の被溶接物（キャップ）
５・・・・第２の被溶接物（ステム）
６・・・・チャンバ部材
１０・・・・第１の溶接電極に形成された空気通路
１２・・・・支持ロッド
１３・・・・スプリング
２０・・・・水平搬送機構の供給ハンド
２１・・・・水平搬送機構の排出ハンド[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a hermetic sealing resistance welding apparatus for sequentially setting an object to be welded such as a cap and a stem of an electronic component on a pair of welding electrodes and welding.
[0002]
[Prior art]
A resistance welder that hermetically seals electronic components such as semiconductor devices or quartz oscillators is a system that welds by supplying the cap of the electronic component to the upper welding electrode and supplying the stem or base side to the lower welding electrode. Things are commonly used.
[0003]
In such a resistance welding machine, there is a mechanism disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open Publication No. 51-85028 as a mechanism in which a cap of an electronic component can be easily attached to and detached from an upper welding electrode. The resistance welding machine disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open Publication No. 51-85028 has a magnet 3 fixed in a recess of an upper welding electrode 1 holding a cap 4 by suction while a lower welding electrode 2 has a stem as shown in FIG. In a state in which the upper electrode 5 is placed, the upper welding electrode 1 is lowered until a predetermined pressure is applied between the cap 4 and the stem 5, and current is applied to the upper welding electrode 1 and the lower welding electrode 2 to perform welding. When performing welding, a small sealed space is formed by the first chamber member 6 and the second chamber member 7, and then the gas is evacuated from the exhaust passage 8 to weld the cap 4 and the stem 5 in a state close to a vacuum state. Had gone.
[0004]
However, in this apparatus, when the upper welding electrode 1 is raised after welding, there is a problem that the welded material composed of the cap 4 and the stem 5 rises together due to the attraction force of the magnet 3 and the like. The cause of this is that the attraction force of the magnet 3 must be larger than the weight of the cap 4 to overcome the weight of the cap 4 and hold the cap 4, and must be within the range that the weight of the cap 4 and the stem 5 cannot attract and hold. Therefore, in the welding process, dirt adheres to the attracting surface of the magnet 3 or the cap 4 to slightly increase the adhesive force, or the cap 4 is slightly fused to the upper welding electrode 1. When such a phenomenon occurs, the welded material rises together with the magnet 3 as the upper welding electrode 1 rises.
[0005]
As a resistance welding apparatus capable of eliminating such a defect, there is one disclosed in Japanese Patent Publication No. 3-78189. The same symbols as those shown in FIG. 3 indicate corresponding members. This resistance welding apparatus is provided with a vertically movable rod 8 in the cavity of the upper welding electrode 1 as shown in FIG. 4, and when the upper welding electrode 1 is lifted after welding, the rod 8 is moved downward of the cap 4. An operation of pressing the upper surface is performed to remove the welded object including the cap 4 and the stem 5 from the magnet 3 fixed to the electrode tip 1A of the upper welding electrode 1. Reference numeral 9 denotes a gas passage, which is used to exhaust air in a small space closed by the first chamber member 6 and the lower welding electrode 2 in this apparatus.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in any case, such a magnet-fixed welding machine requires a mechanism to lift the cap sent in the horizontal direction and mount it vertically, in order to mount the cap on the upper welding electrode. Has the disadvantage that it must be complicated.
In addition, if the welding speed is to be increased, the lowering speed of the rod must be increased, and the impact given by the rod to the cap is increased, so that the cap is damaged.
Furthermore, since the rod moved up and down, airtightness could not be increased so much, and a high degree of vacuum could not be obtained in a short time.
[0007]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a cap or a stem or a device capable of supplying, welding and discharging the welded material flexibly.
[0008]
[Means to solve the problem]
According to the present invention, a first welding electrode and a second welding electrode are relatively brought close to each other, and a first workpiece to be held held by the first welding electrode and a first workpiece held by the second welding electrode are held. In the hermetic sealing resistance welding apparatus for performing resistance welding with the second workpiece to be welded, the inside of the first welding electrode is formed in the longitudinal direction of the welding electrode together with the first welding electrode or The support rod is provided so as to be separately movable, a magnet fixed to one end of the support rod, and the support rod is advanced to a position where the magnet can adsorb the first workpiece. And a rod drive for retracting the support rod to its original position after the first workpiece is separated from the magnet after the first workpiece and the second workpiece are welded. Mechanism and the first welding electrode In the stopped state, the support rod is lowered below the lower surface of the first welding electrode, the first workpiece is sucked and held by the magnet, the support rod is raised, and the first support electrode is lifted. Is set on the first welding electrode, and thereafter, the support rod and the first welding electrode are lowered together, and the first welding electrode and the second welding electrode are lowered. And a control means for welding between the first workpiece and the second workpiece, and a control means for welding the first workpiece and the second workpiece.
[0025]
【Example】
Embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. The same symbols as those shown in FIGS. 3 and 4 indicate corresponding members.
An air passage 10 is formed in the upper welding electrode 1, which is the first welding electrode, and one end of the air passage 10 is connected to a normal air supply and exhaust mechanism (not shown). These air supply mechanism and exhaust mechanism are controlled in a predetermined sequence by a control device (not shown). The other end of the air passage 10 extends to a cavity 1B formed below the upper welding electrode 1. The hollow portion 1B is provided with a sliding member 11 serving as a piston rod of an air cylinder and a support rod 12 extending perpendicularly from the sliding member 11, and between the lower surface of the sliding member 11 and the upper surface of the electrode tip 1A. A spring 13 provided around the support rod 12 and an O-ring 14 provided in an annular groove of the sliding member 11 are provided.
[0026]
The support rod 12 moves downward by increasing the air pressure in the air passage 10 to be greater than the elastic force of the spring 13, and retreats upward by the elastic force of the spring 13 by decreasing the air pressure. The support rod 12 moves up and down together with the up and down movement of the upper welding electrode 1. The support rod 12 slides on the center hole wall of the electrode tip 1A in order to minimize the play. Since the airtightness is in a somewhat good state, the hollow part in which the spring 13 exists is provided. It has a vertical groove 12A for exhausting the air of 1B. The magnet 3 is embedded in the lower end of the support rod 12.
[0027]
The magnet 3 is electrically insulated from the support rod 12 to prevent a part of the welding current from flowing when the support rod 12 is made of a metal material, or is directly connected to the cap 4 which is the first workpiece. It is preferable that the support rod 12 is embedded so as to be slightly inside from the lower end face thereof so as not to contact with the support rod 12. However, this is not a necessary condition. It is necessary that the magnet 3 has an attraction force larger than the attraction force capable of attracting and holding the cap 4, and from the viewpoint of reliable attraction and holding, the cap 4 and the stem 5, which is the first workpiece, are simultaneously and surely secured. It is preferable to have a suction force capable of holding by suction.
[0028]
The electrode tip 1A is detachably attached to the upper welding electrode 1, and has a cavity 1A1 for receiving the head of the cap 4 and a thin air passage 1A2 for exhausting the air in the cavity 1A1. The electrode tip 2A of the lower welding electrode 2 includes a flat surface on which the stem 5 is placed, a recess 2A1 for receiving a lead 5A extending from the stem 5, and a thin air passage 2A2 for exhausting air from the recess 2A1. These welding electrodes are generally made of a highly conductive electrode material such as copper.
[0029]
The chamber member 6 is supported so as to slide on the cylindrical outer surface wall of the upper welding electrode 1, and is pressed against the upper surface of the lower welding electrode 2 by a pressing force from a pressing device (not shown). The chamber member 6 is provided with an O-ring 15 in an annular groove formed on the inner wall of the chamber member 6 in order to ensure airtightness with the cylindrical outer surface wall of the upper welding electrode 1. In order to ensure electrical insulation between the chamber member 6 and the lower welding electrode 2, the lower portion of the chamber member 6 is made of an annular electrical insulating material 6A. In order to ensure airtightness with the upper surface of the lower welding electrode 2, an O-ring 16 is provided in an annular groove formed on the lower end surface of the electrically insulating material 6A. The chamber member 6 further includes a ventilation hole 6B. The ventilation hole 6B is connected to a vacuum device such as a vacuum pump through a valve or the like, though not shown, and a gas supply device for supplying an insulating gas in some cases.
[0030]
Next, the operation of the welding device will be described. First, the upper welding electrode 1 and the chamber member 6 are respectively at the original positions, and the support rod 12 is capped when the lowermost end surface of the magnet 3 corresponds to the original position (level X) or the intermediate position (level Y). 4 is received from a transport mechanism (not shown). Thereafter, the upper welding electrode 1 and the chamber member 6 are driven and lowered by the respective drive mechanisms (not shown), and the chamber member 6 is pressed by the lower welding electrode 2 to form a closed space. At this time, the upper welding electrode 1 stops at a position where the cap 4 does not contact the stem 5.
[0031]
Next, the air in the closed space is exhausted from the ventilation hole 6B. At this time, since the cap 4 is not in contact with the stem 5, the air in the cap 4 is quickly exhausted, and the air in the recess 2A1 is also exhausted through the air passage 2A2. 5 does not shift or reverse. Further, since the air in the space 1A1 is exhausted through the air passage 1A2 and the air in the space 1B where the spring 13 is present is exhausted through the vertical groove 12A of the support rod 12, the cap 4 is pressed by the pressure difference. It does not deviate from 1A. Even if these problems do not occur, the air from those cavities gradually leaks into the closed space unless the respective air passages are provided, so that it takes a long time to evacuate the closed space.
[0032]
After evacuation for a predetermined time or when the sealed space reaches a predetermined degree of vacuum, the upper welding electrode 1 is lowered again and stopped with a predetermined pressing force applied between the cap 4 and the stem 5. A welding current is passed between the lower welding electrodes 2 to weld the cap 4 and the stem 5. At this time, if a part of the welding current flows to the cap 4 through the magnet 3 when the magnet 3 is in contact with the cap 4, the support rod 12 is raised to a position where the magnet 3 does not contact the cap 4. If a portion of the welding current does not flow through the magnet 3 to the cap 4 because the magnet 3 is electrically insulated from the support rod 12, the magnet 3 may be in contact with the cap 4.
[0033]
When welding of the cap 4 and the stem 5 is completed, the upper welding electrode 1 and the chamber member 6 start a rising motion. At the time of welding, if the magnet 3 is in contact with the cap 4, compressed air is instantaneously supplied to the air passage 10 almost simultaneously with the start of the rising of the upper welding electrode 1, and a force to push the support rod 12 downward is exerted. As a result, even if the cap 4 is fused to the electrode tip 1A of the upper welding electrode 1, the cap 4 is separated from the electrode tip 1A, so that the welded material between the cap 4 and the stem 5 rises together with the upper welding electrode 1 rising. I can't. However, since there are few cases where the cap 4 is fused to the electrode tip 1A, it is detected that the welding object does not exist on the lower welding electrode 2 immediately after welding, and the support rod 12 is pushed down to remove the welding object from the electrode tip. You may remove from 1A. Then, the upper welding electrode 1, the chamber member 6 and the support rod 12 are raised to their original positions, and prepare for the next welding.
[0034]
Next, a specific first airtight sealing resistance welding method will be described.
With the upper welding electrode 1, the chamber member 6 and the support rod 12 waiting at their original positions, pressurized air is first supplied to the air passage 10 until the lowermost surface of the magnet 3 is at the level Y. 12 is lowered. At that position, the cap 4 gripped by the supply hand 20 of the horizontal transport mechanism shown in FIG. 2A that reciprocates or pivots in a horizontal (perpendicular to the paper) direction from the front or the other side of the paper. The magnet 3 holds the upper surface of the cap 4 by suction at the level Y position as shown in FIG. Thereafter, the horizontal transport mechanism retracts to a position where it does not interfere with welding, and grips the next cap. With the magnet 3 holding the cap 4 by suction, the support rod 12 is lifted, and the head 4A of the cap 4 is in the space 1A1 of the electrode tip 1A of the upper welding electrode 1, and the flange 4B is in the position of the electrode tip 1A. After temporarily stopping at the position set at the tip, the support rod 12 is lowered together with the upper welding electrode 1. The chamber member 6 starts lowering when the supply hand 20 of the horizontal transport mechanism (not shown) is retracted. When the chamber member 6 presses the lower welding electrode 2 to form a closed space, a vacuum device (not shown) operates to rapidly start suction from the vent hole 6B of the chamber member 6. The support rod 12 and the upper welding electrode 1 are temporarily stopped at such a height that the cap 4 does not come into contact with the stem 5, and when the desired degree of vacuum is obtained, the support rod 12 and the upper welding electrode 1 are lowered again to fall between the cap 4 and the stem 5. The welding is stopped in a state where an appropriate pressing force is applied, and welding is performed by supplying a welding current between the upper welding electrode 1 and the lower welding electrode 2 from a power supply device (not shown). Thereafter, finally, the upper welding electrode 1, the chamber member 6 and the support rod 12 return to their original positions.
In this method, since the support rod 12 also serves as a vertical transport mechanism for the cap 4, only the horizontal transport mechanism is required, and the structure of the apparatus can be simplified.
[0035]
Next, the second hermetic sealing resistance welding method is different from the first hermetic sealing resistance welding method in that the magnet 3 attracts and holds the cap 4 in the first hermetic sealing resistance welding method. In this state, the support rod 12 rises, and the head of the cap 4 is set in the space 1A1 of the electrode chip 1A. In contrast, in this method, the level of the support rod 12 is raised while the magnet 3 holds the cap 4 by suction. Stopping at Y, the upper welding electrode 1 descends to set the head of the cap 4 in the space 1A1 of the electrode tip 1A.
In this method, the upper welding electrode 1 and the support rod 12 are only moved down by the welding process of the cap 4 and the stem 5, so that high-speed welding can be performed.
[0036]
Next, a third hermetic sealing resistance welding method is the same as the first and second hermetic sealing resistance welding methods, as shown in FIG. Is characterized by being away from the cap 4. Even if the support rod 12 is made of a metal material and the magnet 3 and the support rod 12 are not electrically insulated, a part of the welding current does not flow to the cap 4 through the magnet 3. Therefore, unnecessary welding marks are not formed on the cap 4.
[0037]
Next, in the fourth resistance welding method for hermetic sealing, the upper welding electrode 1 starts to rise after the cap 4 and the stem 5 are welded as described above. Is prevented from rising together with the upward movement of the upper welding electrode 1. Therefore, even if the cap 4 is fused to the welding tip 1 </ b> A, the welded material is securely held by the magnet 3. The prohibition time is set very short, after which the support rod 12 rises to the level Y and stops. The discharge hand 21 of the horizontal transport mechanism shown in FIG. 2D that reciprocates or pivots in a horizontal (perpendicular to the paper) direction from the near side or the other side of the plane of the drawing, the welding object held by the magnet 3 by suction. Grasp and retreat. Thereafter, the support rod 12 returns to the original position.
According to this method, high-speed welding is possible, and even if the cap 4 is fused to the welding tip 1A, the welded material can be reliably discharged.
[0038]
Next, in the fifth hermetic sealing resistance welding method, the upper welding electrode 1 starts to rise after the cap 4 and the stem 5 are welded as described above. Ascending with the upward movement of the upper welding electrode 1 is prohibited, and after the welding object is attracted to and held by the magnet 3, it immediately rises at a higher speed than the upper welding electrode 1 by the elastic force of the spring 13. Therefore, the work is prevented from rising together with the support rod 12 by the electrode tip 1A of the upper welding electrode 1 slightly above the electrode tip 2A of the lower welding electrode 2, and returned to the electrode tip 2A. Thereafter, the weld is discharged by a normal discharge mechanism.
According to this method as well, high-speed welding is possible, and even if the cap 4 is fused to the welding tip 1A, the welded material can be reliably discharged.
[0039]
Next, in the sixth resistance-welding method for hermetic sealing, after the cap 4 and the stem 5 are welded as described above, the upper welding electrode 1 and the support rod 12 start rising while holding the welded object. . Then, the upper welding electrode 1 continues to move upward to its original position, while the support rod 12 rises to the level Y and stops. Therefore, even if the cap 4 is fused to the welding tip 1 </ b> A, the welded material is securely held by the magnet 3. Thereafter, the discharge hand 21 of the horizontal transport mechanism shown in FIG. 2D moves forward, and grips and holds the welding object held by the magnet 3. Thereafter, the support rod 12 returns to the original position.
According to this method as well, high-speed welding is possible, and even if the cap 4 is fused to the welding tip 1A, the welded material can be reliably discharged.
The drive mechanism of the support rod 12 may use a hydraulic cylinder. In this case, a piston rod of the hydraulic cylinder can be used as the support rod 12, and the support rod 12 can be fixed to the piston rod. Further, a combination of a rotating device such as a stepping motor and a conversion mechanism such as a pinion and a rack for converting a rotary motion into a linear motion may be used.
[0040]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a magnet is provided at the tip of the support rod which can move up and down independently of the upper welding electrode, and this magnet is configured to attract and hold the cap or the welded object. The object of the present invention is to provide a resistance-welding apparatus for hermetic sealing, which is flexible and capable of adopting a welding method suitable for each purpose. Further, according to the welding method of the present invention, it is possible to simplify the mechanism of the resistance welding device for hermetic sealing, or to reliably discharge the welded article regardless of the state, or to make unnecessary welding marks on the welded article. Effects such as avoidance can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram for explaining an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram for explaining an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram for explaining a conventional technique.
FIG. 4 is a diagram for explaining a conventional technique.
[Explanation of symbols]
1. First welding electrode (upper welding electrode)
1A: electrode tip of first welding electrode 2: second welding electrode (lower welding electrode)
2A: electrode tip of second welding electrode 3: magnet 4, first workpiece (cap)
5 Second workpiece (stem)
6 chamber member 10 air passage 12 formed in first welding electrode 12 support rod 13 spring 20 supply hand 21 of horizontal transfer mechanism ..Ejection hand of horizontal transport mechanism

Claims

第１の溶接電極と第２の溶接電極とを相対的に近づけ、上記第１の溶接電極に保持されている第１の被溶接物と、上記第２の溶接電極に保持されている第２の被溶接物とを抵抗溶接する気密封止用抵抗溶接装置において、The first welding electrode and the second welding electrode are relatively close to each other, and a first workpiece to be held held by the first welding electrode and a second workpiece held by the second welding electrode. In a resistance welding device for hermetic sealing for resistance welding with a workpiece to be welded,
上記第１の溶接電極の内部を、上記溶接電極の長手方向に、上記第１の溶接電極と一緒にまたは別々に動けるように配設されている支持ロッドと；A support rod arranged to move inside the first welding electrode in the longitudinal direction of the welding electrode together with or separately from the first welding electrode;
上記支持ロッドの一端側に固定されているマグネットと；A magnet fixed to one end of the support rod;
上記マグネットが、上記第１の被溶接物を吸着できる位置まで、上記支持ロッドを前進させ、上記第１の被溶接物と上記第２の被溶接物とを溶接した後に、上記マグネットから上記第１の被溶接物が離れた後に、上記支持ロッドを元の位置まで後退させるロッド駆動機構と；The support rod is advanced to a position where the magnet can adsorb the first workpiece, and after the first workpiece and the second workpiece are welded, the first magnet is welded to the second workpiece. A rod drive mechanism for retracting the support rod to its original position after the workpiece has left;
上記第１の溶接電極を所定の位置に停止させた状態で、上記支持ロッドを上記第１の溶接電極の下面よりも降下させ、上記マグネットに、上記第１の被溶接物を吸着保持させ、上記支持ロッドを上昇させ、上記第１の被溶接物を、上記第１の溶接電極にセットし、その後に、上記支持ロッドと上記第１の溶接電極とを、一緒に降下させ、上記第１の溶接電極と上記第２の溶接電極との間に通電し、上記第１の被溶接物と上記第２の被溶接物とを溶接する制御手段と；In a state where the first welding electrode is stopped at a predetermined position, the support rod is lowered below the lower surface of the first welding electrode, and the first workpiece is sucked and held by the magnet, The support rod is raised, and the first workpiece is set on the first welding electrode. Thereafter, the support rod and the first welding electrode are lowered together to form the first welding electrode. Control means for energizing between the first welding electrode and the second welding electrode to weld the first workpiece and the second workpiece;
を有することを特徴とする気密封止用抵抗溶接装置。A resistance welding apparatus for hermetic sealing characterized by having:

第１の溶接電極と第２の溶接電極とを相対的に近づけ、上記第１の溶接電極に保持されている第１の被溶接物と、上記第２の溶接電極に保持されている第２の被溶接物とを抵抗溶接する気密封止用抵抗溶接装置において、The first welding electrode and the second welding electrode are relatively close to each other, and a first workpiece to be held held by the first welding electrode and a second workpiece held by the second welding electrode. In a resistance welding device for hermetic sealing for resistance welding with a workpiece to be welded,
上記第１の溶接電極の内部を、上記溶接電極の長手方向に、上記第１の溶接電極と一緒にまたは別々に動けるように配設されている支持ロッドと；A support rod arranged to move inside the first welding electrode in the longitudinal direction of the welding electrode together with or separately from the first welding electrode;
上記支持ロッドの一端側に固定されているマグネットと；A magnet fixed to one end of the support rod;
上記マグネットが、上記第１の被溶接物を吸着できる位置まで、上記支持ロッドを前進させ、上記第１の被溶接物と上記第２の被溶接物とを溶接した後に、上記マグネットから上記第１の被溶接物が離れた後に、上記支持ロッドを元の位置まで後退させるロッド駆動機構と；The support rod is advanced to a position where the magnet can adsorb the first workpiece, and after the first workpiece and the second workpiece are welded, the first magnet is welded to the second workpiece. A rod drive mechanism for retracting the support rod to its original position after the workpiece has left;
上記第１の溶接電極を所定の位置に停止させた状態で、上記支持ロッドを上記第１の溶接電極の下面よりも降下させ、上記マグネットに、上記第１の被溶接物を吸着保持させ、上記支持ロッドをその吸着保持した位置に停止させた状態で、上記第１の溶接電極を下降させ、上記第１の被溶接物を上記第１の溶接電極にセットし、その後に、上記第１の溶接電極と上記支持ロッドと一緒に降下させ、上記第１の溶接電極と上記第２の溶接電極との間に通電し、上記第１の被溶接物と第２の被溶接物とを溶接する制御手段と；In a state where the first welding electrode is stopped at a predetermined position, the support rod is lowered below the lower surface of the first welding electrode, and the first workpiece is sucked and held by the magnet, In a state where the support rod is stopped at the position where the support rod is held by suction, the first welding electrode is lowered, and the first workpiece is set on the first welding electrode. Is lowered together with the welding electrode and the support rod, and a current is supplied between the first welding electrode and the second welding electrode to weld the first and second workpieces. Control means for performing;
を有することを特徴とする気密封止用抵抗溶接装置。A resistance welding apparatus for hermetic sealing characterized by having:

請求項１または請求項２において、
上記第１の被溶接物と上記第２の被溶接物との溶接時に、上記マグネットが、上記第１の被溶接物から離れていることを特徴とする気密封止用抵抗溶接装置。 In claim 1 or claim 2,
A resistance welding apparatus for hermetic sealing, wherein the magnet is separated from the first workpiece when welding the first workpiece and the second workpiece.

第１の溶接電極と第２の溶接電極とを相対的に近づけ、上記第１の溶接電極に保持されている第１の被溶接物と、上記第２の溶接電極に保持されている第２の被溶接物とを抵抗溶接する気密封止用抵抗溶接装置において、The first welding electrode and the second welding electrode are relatively close to each other, and a first workpiece to be held held by the first welding electrode and a second workpiece held by the second welding electrode. In a resistance welding device for hermetic sealing for resistance welding with a workpiece to be welded,
上記第１の被溶接物と第２の被溶接物とを溶接した後に、上記第１の溶接電極の上昇を開始させ、上記第１の溶接電極の上昇開始時に、上記支持ロッドが上記第１の被溶接物の上面を押さえ、上記第１の溶接電極から上記第１の被溶接物を離し、その後に、上記支持ロッドが、上記第１の溶接電極よりも高速度で上昇し、上記マグネットに吸着保持されている上記溶接物を、上記第１の溶接電極と協働して外す制御手段と；After the first workpiece and the second workpiece are welded, the first welding electrode starts to rise, and when the first welding electrode starts to rise, the support rod moves to the first welding electrode. Holding the upper surface of the object to be welded, separating the first object to be welded from the first welding electrode, and thereafter, the support rod rises at a higher speed than the first welding electrode, and Control means for cooperating with the first welding electrode to remove the workpiece adsorbed and held by the first welding electrode;
を有することを特徴とする気密封止用抵抗溶接装置。A resistance welding apparatus for hermetic sealing characterized by having:

請求項１において、
上記第１の溶接電極と上記第１の被溶接物と上記支持ロッドとで囲まれている空間の空気を排出する排気通路が、上記第１の溶接電極に形成されていることを特徴とする気密封止用抵抗溶接装置。In claim 1,
An exhaust passage for discharging air in a space surrounded by the first welding electrode, the first workpiece, and the support rod is formed in the first welding electrode. Resistance welding equipment for hermetic sealing.

請求項１において、
上記第２の溶接電極と上記第２の被溶接物とで囲まれている空間の空気を排出する排気通路が、上記第２の溶接電極に形成されていることを特徴とする気密封止用抵抗溶接装置。In claim 1,
An exhaust passage for discharging air in a space surrounded by the second welding electrode and the second workpiece is formed in the second welding electrode, for hermetic sealing. Resistance welding equipment.

第１の溶接電極と第２の溶接電極とを相対的に近づけ、上記第１の溶接電極に保持されている第１の被溶接物と、上記第２の溶接電極に保持されている第２の被溶接物とを抵抗溶接する気密封止用抵抗溶接装置において、The first welding electrode and the second welding electrode are relatively close to each other, and a first workpiece to be held held by the first welding electrode and a second workpiece held by the second welding electrode. In a resistance welding device for hermetic sealing for resistance welding with a workpiece to be welded,
上記第１の被溶接物と第２の被溶接物とを溶接した後に、上記第１の溶接電極の上昇を開始させ、上記第１の溶接電極の上昇開始時に、上記第１の溶接電極の内部を、上記溶接電極の長手方向に，上記第１の溶接電極と一緒にまたは別々に動けるように配設されている支持ロッドが、上記第１の被溶接物の上面を押さえて、上記第１の溶接電極から上記第１の被溶接物を離し，その後に、上記支持ロッドが、上記第１の溶接電極よりも高速度で上昇し，上記支持ロッドの一端側に固定されているマグネットに吸着保持されている上記溶接物を、上記第１の溶接電極と協働して外す制御手段と；After welding the first workpiece and the second workpiece, the first welding electrode is started to rise, and when the first welding electrode starts to rise, the first welding electrode is lifted. A support rod disposed inside the welding electrode so as to be able to move together with or separately from the first welding electrode in the longitudinal direction of the welding electrode presses an upper surface of the first workpiece, and The first welding object is separated from the first welding electrode, and thereafter, the support rod is raised at a higher speed than the first welding electrode, and is moved to the magnet fixed to one end of the support rod. Control means for removing the workpiece held by suction in cooperation with the first welding electrode;
を有することを特徴とする気密封止用抵抗溶接装置。A resistance welding apparatus for hermetic sealing characterized by having: