專利名稱：具有永久磁鐵材料的金屬構(gòu)件的焊接裝置及其焊接方法以及旋轉(zhuǎn)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在具有永久磁鐵材料的金屬構(gòu)件上電阻焊其他金屬構(gòu)件的焊接裝置及其焊接方法、以及用該焊接裝置制造的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。
(2)背景技術(shù)作為在具有永久磁鐵材料的金屬構(gòu)件上焊接其他金屬構(gòu)件所構(gòu)成的產(chǎn)品的一例有旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子。例如，在車輛用交流發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子時(shí)，在旋轉(zhuǎn)軸上突合的一對(duì)勵(lì)磁鐵心(磁極鐵心)具有在外周沿軸向延伸、且互相嚙合的爪狀磁極，在相鄰爪狀磁極彼此間的圓周方向相向側(cè)面的間隙中安裝有永久磁鐵材料，從該勵(lì)磁鐵心的軸向前后通過焊接等固接有用于抑制發(fā)電機(jī)的溫度上升的冷卻風(fēng)扇(例如參照專利文獻(xiàn)1)。
作為將冷卻風(fēng)扇焊接在勵(lì)磁鐵心上的焊接裝置，例如已公開了在車輛用充電發(fā)電機(jī)的磁極上焊接冷卻風(fēng)扇的焊接裝置。在該焊接裝置中，使轉(zhuǎn)子的軸朝向垂直方向，在磁極的背面(上下)重疊冷卻風(fēng)扇，從冷卻風(fēng)扇的外側(cè)按壓焊接用電極，一邊對(duì)上下配置的電極進(jìn)行加壓，一邊使電流依次流過上側(cè)的電極、上側(cè)的冷卻風(fēng)扇、上側(cè)的磁極、下側(cè)的磁極、下側(cè)的冷卻風(fēng)扇、下側(cè)的電極進(jìn)行焊接。此時(shí)流經(jīng)焊接部的焊接電流一般是直流(例如參照專利文獻(xiàn)2)。
當(dāng)將專利文獻(xiàn)1所示的轉(zhuǎn)子的冷卻風(fēng)扇焊接在磁極鐵心上時(shí)，如果利用專利文獻(xiàn)2所示的焊接裝置進(jìn)行焊接的話，則在磁極鐵心上安裝永久磁鐵材料后，使冷卻風(fēng)扇抵接到磁極鐵心的軸向端面的規(guī)定位置上，使一個(gè)電極與一個(gè)冷卻風(fēng)扇電性接觸、使另一個(gè)電極與位于磁極鐵心相反側(cè)的另一個(gè)冷卻風(fēng)扇電性接觸并得到保持，例如在兩電極間流過峰值為數(shù)十kA的脈沖狀電流而進(jìn)行電阻焊。此時(shí)，焊接電流在轉(zhuǎn)子的軸附近軸向貫通地流動(dòng)。如上所述，因?yàn)樵谧畲艠O的相向面的間隙中安裝有永久磁鐵材料，故當(dāng)流經(jīng)多個(gè)焊接部位的焊接電流集中向軸向流動(dòng)時(shí)，該大電流產(chǎn)生的磁場成為可充分對(duì)永久磁鐵材料進(jìn)行磁化的磁場強(qiáng)度，致使永久磁鐵材料在圓周方向上磁化為同一極性。轉(zhuǎn)子的永久磁鐵材料的使用目的是為了抵消在相鄰爪狀磁極的間隙泄漏的磁通量，故需要將細(xì)長的永久磁鐵材料的厚度方向兩側(cè)磁化為不同的磁極，但如上所述由于焊接電流的影響，故會(huì)產(chǎn)生永久磁鐵材料的一半部分被向與原來磁化的方向相反的方向磁化的不良狀況。發(fā)明者通過實(shí)驗(yàn)確認(rèn)在全部磁化量為100％時(shí)，此時(shí)的磁化量平均超過80％。
通常，旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子所使用的磁鐵最好使用，為了提高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩而殘留磁通密度大、且能承受高溫的使用環(huán)境、矯頑力高的磁鐵(釹磁鐵等)，但在磁鐵的矯頑力高時(shí)，一旦被反向磁化，則在其后進(jìn)行正向的磁化時(shí)，需要比上次磁化的磁場強(qiáng)的磁場，在進(jìn)行通常的磁化工序時(shí)不能充分地磁化。另外，在磁化后的磁鐵上會(huì)附著加工時(shí)產(chǎn)生的鐵粉并無法除去，且在作為旋轉(zhuǎn)電機(jī)組裝后，鐵粉也作為雜物殘留，故會(huì)產(chǎn)生損傷線圈、短路等不良狀況。
專利文獻(xiàn)1日本專利特開平5-56616號(hào)公報(bào)(第2-3頁、圖1)專利文獻(xiàn)2日本專利特開平9-205757號(hào)公報(bào)(第2頁、圖2)(3)發(fā)明內(nèi)容為了解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種在利用焊接使例如具有永久磁鐵材料的轉(zhuǎn)子那樣的具有永久磁鐵材料的金屬構(gòu)件和其他金屬構(gòu)件固接時(shí)、可抑制對(duì)永久磁鐵材料進(jìn)行不需要的磁化的、具有永久磁鐵材料的金屬構(gòu)件的焊接裝置及其焊接方法以及用該焊接裝置制造的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。
本發(fā)明的具有永久磁鐵材料的金屬構(gòu)件的焊接裝置，對(duì)由具有永久磁鐵材料的一個(gè)金屬構(gòu)件和另一個(gè)金屬構(gòu)件構(gòu)成的工件的兩個(gè)金屬構(gòu)件進(jìn)行電阻焊，包括保持工件的工件保持部；在工件保持部上留有工件供給空間地配置的加壓裝置；設(shè)置在加壓裝置的可動(dòng)部側(cè)、與工件抵接的第1焊接電極；與工件抵接的第2焊接電極；以及向兩焊接電極供給焊接電流的焊接變壓器，兩焊接電極分別相對(duì)一個(gè)金屬構(gòu)件和另一個(gè)金屬構(gòu)件配置在工件的一端部側(cè)，且配置成在一個(gè)金屬構(gòu)件和另一個(gè)金屬構(gòu)件各自的抵接端間不存在永久磁鐵材料置。
本發(fā)明的具有永久磁鐵材料的金屬構(gòu)件的焊接方法，使用上述構(gòu)成的焊接裝置，從上述兩焊接電極向上述工件供給上述焊接電流進(jìn)行電阻焊。
本發(fā)明的具有永久磁鐵材料的金屬構(gòu)件的焊接裝置，工件是旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子構(gòu)成為包括一對(duì)磁極鐵心，軸向相向地配置，且使形成在各自外周側(cè)的多個(gè)爪狀磁極互相嚙合；貫穿磁極鐵心的軸；配置在磁極鐵心的圓周方向的相鄰爪狀磁極間的多個(gè)永久磁鐵材料；安裝在磁極鐵心的內(nèi)部、將一對(duì)磁極鐵心勵(lì)磁為不同的磁極的勵(lì)磁線圈；以及設(shè)置在磁極鐵心的軸向端面的板狀構(gòu)件，從配置在轉(zhuǎn)子的軸向同一端部側(cè)的第1焊接電極和第2焊接電極向上述板狀構(gòu)件側(cè)和上述磁極鐵心側(cè)之間供給焊接電流。
本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機(jī)具有利用上述焊接裝置制造的轉(zhuǎn)子。
本發(fā)明的具有永久磁鐵材料的金屬構(gòu)件的焊接裝置，對(duì)由具有永久磁鐵材料的一個(gè)金屬構(gòu)件和另一個(gè)金屬構(gòu)件構(gòu)成的工件的兩個(gè)金屬構(gòu)件進(jìn)行電阻焊，具有作為焊接電流產(chǎn)生交流的交流產(chǎn)生裝置，從交流產(chǎn)生裝置通過第1焊接電極和第2焊接電極向工件供給交流的焊接電流。
采用本發(fā)明的具有永久磁鐵材料的金屬構(gòu)件的焊接裝置或其焊接方法的話，則與工件抵接的第1焊接電極和第2焊接電極分別相對(duì)一個(gè)金屬構(gòu)件和另一個(gè)金屬構(gòu)件配置在工件的一端部側(cè)，且配置成在一個(gè)金屬構(gòu)件和另一個(gè)金屬構(gòu)件各自的抵接端間不存在永久磁鐵材料，故可使流經(jīng)工件的焊接電流路徑遠(yuǎn)離永久磁鐵，可減小焊接電流產(chǎn)生的磁場對(duì)永久磁鐵材料的影響，可減少焊接結(jié)束后的永久磁鐵材料的磁化量。
采用本發(fā)明的具有永久磁鐵材料的金屬構(gòu)件的焊接裝置的話，則在工件是旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子、在具有永久磁鐵材料的轉(zhuǎn)子的磁極鐵心上焊接板狀構(gòu)件時(shí)，從配置在轉(zhuǎn)子的軸向同一端部側(cè)的2個(gè)焊接電極向板狀構(gòu)件和磁極鐵心側(cè)之間供給焊接電流，利用電阻焊進(jìn)行固接，故可避免焊接電流軸向集中在磁極鐵心的內(nèi)部流動(dòng)，可抑制焊接電流對(duì)永久磁鐵進(jìn)行不需要的磁化。
采用本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的話，則具有由上述焊接裝置制造的轉(zhuǎn)子，故不需要對(duì)焊接電流引起的不需要的磁化進(jìn)行脫磁的工序，生產(chǎn)率提高。
因?yàn)榫哂凶鳛楹附与娏鳟a(chǎn)生交流的交流產(chǎn)生裝置，從交流產(chǎn)生裝置通過第1焊接電極和第2焊接電極向工件供給交流的焊接電流，故焊接電流產(chǎn)生的磁場方向變化，可對(duì)一度磁化的永久磁鐵材料進(jìn)行脫磁，可減少焊接結(jié)束后的永久磁鐵材料的磁化量。
(4)


圖1是本發(fā)明實(shí)施形態(tài)1的具有永久磁鐵材料的金屬構(gòu)件的焊接裝置的構(gòu)成圖。
圖2是圖1的工件周邊的局部剖視圖。
圖3是表示在圖1的焊接裝置中使焊接電極向工件抵接的一例的圖。
圖4是表示圖1的焊接裝置的電路的一例的圖。
圖5表示圖4電路的開關(guān)電路引起的電壓波形。
圖6是表示圖4電路的焊接電流的控制圖像的圖。
圖7是本發(fā)明實(shí)施形態(tài)2的具有永久磁鐵材料的金屬構(gòu)件的焊接裝置的對(duì)象工件即旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子的立體圖。
圖8是表示組裝有圖7的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的上半部分的剖視圖。
圖9是圖7的側(cè)面剖視圖。
圖10是表示圖7的轉(zhuǎn)子的冷卻風(fēng)扇的一例的圖。
圖11是表示圖7的轉(zhuǎn)子的冷卻風(fēng)扇的另一例的圖。
圖12是表示適用于圖7的轉(zhuǎn)子的異物侵入防止板的圖。
圖13是表示適用于圖7的轉(zhuǎn)子的磁鐵脫落防止板的圖。
圖14是表示將實(shí)施形態(tài)2的焊接裝置的焊接電極向工件抵接的一例的圖。
圖15是表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)3的具有永久磁鐵材料的金屬構(gòu)件的焊接裝置的焊接電流波形的圖。
圖16是表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)4的具有永久磁鐵材料的金屬構(gòu)件的焊接裝置的焊接電流波形的圖。
圖17是表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)5的具有永久磁鐵材料的金屬構(gòu)件的焊接裝置的焊接電流波形的圖。
圖18是表示實(shí)施形態(tài)5的焊接裝置的焊接電流的振幅比和磁化率的關(guān)系的一例的圖。
圖19是表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)5的具有永久磁鐵材料的金屬構(gòu)件的焊接裝置的焊接電流波形的另一例的圖。
圖20是表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)6的具有永久磁鐵材料的金屬構(gòu)件的焊接裝置的焊接電流波形的圖。
圖21是表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)7的具有永久磁鐵材料的金屬構(gòu)件的焊接裝置的對(duì)象工件的焊接部的形狀的圖。
(元件符號(hào)說明)1焊接裝置3工件保持部4加壓裝置5彈性構(gòu)件8第1焊接電極 10第2焊接電極11焊接變壓器 13絕緣構(gòu)件14工件 15冷卻風(fēng)扇16、17磁極鐵心 18永久磁鐵材料21開關(guān) 22整流電路23電容器 24開關(guān)電路25焊接變壓器 28輸入兼顯示裝置29電流傳感器 32控制電路41冷卻風(fēng)扇 41a突起部41b槽42磁極鐵心101、102磁極鐵心 101b、102b爪狀磁極103軸104永久磁鐵材料105勵(lì)磁線圈 107冷卻風(fēng)扇107d切口部 108轉(zhuǎn)子109第1焊接電極 110第2焊接電極114異物侵入防止板115磁鐵脫落防止板121定子 122托架
(5)具體實(shí)施方式
實(shí)施形態(tài)1圖1是本發(fā)明實(shí)施形態(tài)1的具有永久磁鐵材料的金屬構(gòu)件的焊接裝置的構(gòu)成圖，圖2是圖1的工件周邊的局部放大剖視圖。
在本實(shí)施形態(tài)中，作為焊接對(duì)象物的工件、即由具有永久磁鐵材料的一個(gè)金屬構(gòu)件和另一個(gè)金屬構(gòu)件構(gòu)成的工件，以具有永久磁鐵材料的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子為例進(jìn)行說明。具有永久磁鐵材料的一個(gè)金屬構(gòu)件是磁極鐵心，另一個(gè)金屬構(gòu)件是冷卻風(fēng)扇。
首先，對(duì)焊接裝置1的構(gòu)成進(jìn)行說明。如圖1所示，在基座2上設(shè)置有保持后述的工件14的工件保持部3，在該工件保持部3的上方留有工件供給空間地配置有支承在未圖示的支承構(gòu)件上的例如由氣缸構(gòu)成的加壓裝置4。在該加壓裝置4中的上下可動(dòng)的可動(dòng)部4a上通過例如由氨基甲酸酯橡膠構(gòu)成的彈性構(gòu)件5安裝有頂板6，在該頂板6上固定有第1焊接電極夾7。在該第1焊接電極夾7上安裝有多個(gè)第1焊接電極8。并且，在第1焊接電極夾7的附近配置有第2焊接電極夾9，在該第2焊接電極夾9上安裝有多個(gè)第2焊接電極10。第2焊接電極夾9由安裝在未圖示的支承構(gòu)件上的可動(dòng)機(jī)構(gòu)(與上述可動(dòng)部4a不同)驅(qū)動(dòng)，可將第2焊接電極10向工件14的規(guī)定部位按壓。
將用于向第1焊接電極8和第2焊接電極10供給電力的焊接變壓器11相對(duì)工件14在兩側(cè)各配置一臺(tái)。2臺(tái)焊接變壓器11是同樣的規(guī)格，二者并聯(lián)連接。焊接變壓器11的一個(gè)電極通過跨接電纜12、頂板6、第1焊接電極夾7與第1焊接電極8電氣連接。焊接變壓器11的另一個(gè)電極通過跨接電纜12、第2焊接電極夾9與第2焊接電極10電氣連接。這樣，用并聯(lián)電氣連接的2臺(tái)的焊接變壓器11向多個(gè)焊接部位供給焊接電流，可同時(shí)焊接多個(gè)焊接部位。
在工件保持部3的工件側(cè)為了與所承載的工件14電性絕緣，而設(shè)置有絕緣構(gòu)件13。由上述2至13、以及未圖示的控制裝置構(gòu)成焊接裝置1的主要部分。
如前所述，當(dāng)工件為旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子時(shí)，圖2表示該工件周邊部分的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。如圖所示，工件14包括冷卻風(fēng)扇15；具有爪狀磁極16a的磁極鐵心16；具有爪狀磁極17a的磁極鐵心17；固定在爪狀磁極16a、17a間的永久磁鐵材料18；配置在磁極鐵心16、17的內(nèi)部的勵(lì)磁繞組19；以及壓入磁極鐵心16、17中的軸20。由焊接裝置1將冷卻風(fēng)扇15焊接固定在磁極鐵心16的端面。
在此，對(duì)兩焊接電極8、10的配置關(guān)系進(jìn)行說明。兩焊接電極8、10分別相對(duì)磁極鐵心16(一個(gè)金屬構(gòu)件)和冷卻風(fēng)扇15(另一個(gè)金屬構(gòu)件)配置在工件14的一端部側(cè)，且當(dāng)使第1焊接電極8與冷卻風(fēng)扇15抵接、第2焊接電極10與磁極鐵心16抵接時(shí)，要在各自的抵接端間不隔著永久磁鐵材料18地進(jìn)行配置。
其次對(duì)利用本實(shí)施形態(tài)的焊接裝置1將冷卻風(fēng)扇15焊接在磁極鐵心16上時(shí)的焊接方法進(jìn)行說明。將冷卻風(fēng)扇15定位在磁極鐵心16端面的規(guī)定位置上，使第2焊接電極10與磁極鐵心抵接。其次提高加壓裝置4的氣壓，使第1焊接電極8與冷卻風(fēng)扇15的表面抵接。然后再增加加壓裝置4的氣壓，通過第1焊接電極8將冷卻風(fēng)扇15壓到磁極鐵心16的端面上，從焊接變壓器11供給焊接電流。由此，在由第1焊接電極8按壓的冷卻風(fēng)扇15和磁極鐵心16的接觸部流過焊接電流而電阻發(fā)熱，從而冷卻風(fēng)扇15和磁極鐵心16被焊接。由于在冷卻風(fēng)扇15的焊接點(diǎn)上形成突起，從而限制冷卻風(fēng)扇15和磁極鐵心16的接觸部分，使焊接電流集中，故能以較小的焊接電流得到穩(wěn)定的焊接質(zhì)量。該焊接方法在電阻焊中一般被稱為凸焊。
下面對(duì)作用進(jìn)行說明。安裝在工件14上的永久磁鐵材料18需要在該產(chǎn)品所需的極性方向上進(jìn)行磁化。因此，焊接電流會(huì)妨礙原來的磁化，故不佳。例如，在圖2中，當(dāng)?shù)?焊接電極10不在圖中的位置，而是隔著磁極鐵心16、17抵接在相反側(cè)即磁極鐵心17的下側(cè)時(shí)，則焊接電流軸向貫穿兩磁極鐵心16、17，向與軸20平行的方向流動(dòng)。由于該電流，則會(huì)導(dǎo)致永久磁鐵18被向與原來所需方向不同的方向磁化。
因此，在本發(fā)明的焊接裝置1中，如上所述，將第1焊接電極8和第2焊接電極10配置在工件14的一端部側(cè)，且在冷卻風(fēng)扇15和磁極鐵心16各自的抵接端間不隔著永久磁鐵材料18地進(jìn)行配置，故焊接電流路徑為如圖2的箭頭所示的路徑，而遠(yuǎn)離永久磁鐵材料18，因焊接電流產(chǎn)生的磁場對(duì)永久磁鐵材料18幾乎沒有影響，焊接結(jié)束后的永久磁鐵材料18的磁化量減少。其結(jié)果是，不用追加焊接后的脫磁工序，僅以原來的磁化工序即可對(duì)永久磁鐵材料磁化期望的磁化量，故可提高生產(chǎn)率，降低制造成本。
在圖1、圖2中，第2焊接電極10和磁極鐵心16的抵接位置是在磁極鐵心16的端面上的內(nèi)周側(cè)、沒有被冷卻風(fēng)扇15部分覆蓋的部分，但在工件的一端部側(cè)，例如圖3所示，第2焊接電極10的抵接位置也可是磁極鐵心16的外周部的倒角部分，也可以是磁極鐵心16的一端部側(cè)的軸20的端面。另外，所謂工件的一端部側(cè)在將工件分為一端部和另一端部時(shí)，表示其一半側(cè)。
在本焊接裝置1中，工件保持部3和工件14通過絕緣構(gòu)件13而確實(shí)地電性絕緣。該絕緣構(gòu)件13是阻止來自工件14側(cè)的焊接電流向工件保持部3流動(dòng)的構(gòu)件。因?yàn)楹附幼儔浩?1電性絕緣，故流經(jīng)永久磁鐵材料18附近的焊接電流不會(huì)產(chǎn)生貫穿工件14向工件保持部3流動(dòng)的分流，可確實(shí)地使兩焊接電極8、10的焊接電流路徑遠(yuǎn)離永久磁鐵材料18。
在圖1、圖2中，將絕緣構(gòu)件13配置在工件14和工件保持部3之間，從而進(jìn)行工件保持部3和焊接變壓器11的絕緣，但也可以將工件保持部3本身構(gòu)成為絕緣體。
在圖1中，表示焊接變壓器11為2臺(tái)、在工件供給空間的兩側(cè)各配置1臺(tái)的情況。該焊接變壓器11也可以由1臺(tái)構(gòu)成，但對(duì)多臺(tái)例如圖中的2臺(tái)的情況的作用效果進(jìn)行說明。因?yàn)樵娇拷附幼儔浩?1的焊接部位的電阻越小，故焊接電流變大。當(dāng)焊接變壓器11為1臺(tái)時(shí)，在各焊接部位間因與焊接變壓器11的距離產(chǎn)生差異，故焊接電流也產(chǎn)生差異，從而有時(shí)會(huì)出現(xiàn)各焊接部位的焊接強(qiáng)度不均衡的情況。對(duì)此，通過使用并聯(lián)電氣連接的2臺(tái)焊接變壓器11，從而在各焊接部位間與焊接變壓器11的距離差異變小，從而使流經(jīng)各焊接部位的焊接電流均勻化。另外，這2臺(tái)焊接變壓器11相對(duì)工件14在兩側(cè)各配置1臺(tái)，從而前面作為工件導(dǎo)入部可大大地敞開。因此，可簡單地構(gòu)成工件14向焊接裝置1的拆裝機(jī)構(gòu)(未圖示)。
在圖1中例示了焊接變壓器的臺(tái)數(shù)為2臺(tái)的情況，但不局限于2臺(tái)，只要是多臺(tái)則可達(dá)到同樣的效果。
其次，對(duì)安裝在加壓裝置4的可動(dòng)部4a和頂板6之間的彈性構(gòu)件5的作用進(jìn)行說明。在頂板6上固定有第1焊接電極夾7，且安裝有多個(gè)第1焊接電極8。焊接開始時(shí)，隨著加壓裝置4(例如氣缸)的氣壓的增加，該可動(dòng)部4a下降，第1焊接電極8按壓冷卻風(fēng)扇15的表面。此時(shí)，當(dāng)多個(gè)第1焊接電極8的端面與冷卻風(fēng)扇15的上表面沒有全部一致時(shí)，則會(huì)產(chǎn)生單側(cè)抵觸。但是，因?yàn)樵O(shè)置有彈性構(gòu)件5，故頂板6即與其相連的多個(gè)第1焊接電極8可沿冷卻風(fēng)扇15的表面擺動(dòng)，不會(huì)單側(cè)抵觸地接觸。由此，可充分確保第1焊接電極8和冷卻風(fēng)扇15間的接觸面積，抑制異常發(fā)熱。
彈性構(gòu)件5除氨基甲酸酯橡膠以外，也可以是壓縮彈簧、板簧等。另外，也可以同樣地使第2焊接電極10側(cè)擺動(dòng)，以防止單側(cè)抵觸。
其次，對(duì)向焊接變壓器11供給焊接電流的電路進(jìn)行說明。圖4是表示電路的一例的圖。首先，預(yù)先將開關(guān)21連接在充電電路側(cè)，將三相交流電源輸入用整流電路22轉(zhuǎn)換為直流，儲(chǔ)存在電容器23。其次，將開關(guān)21切換到放電電路側(cè)，將儲(chǔ)存在電容器23中的電力向放電電路放出，通過開關(guān)電路24將電流向焊接變壓器25的一次側(cè)線圈供給。用焊接變壓器25變換的大電流通過整流兼極性切換電路26供給至焊機(jī)頭27，從而工件被焊接。要供給焊機(jī)頭27的電流值和時(shí)間等值由輸入兼顯示裝置28設(shè)定。實(shí)際流經(jīng)焊接變壓器25的一次線圈的電流總是由電流傳感器29和電流測(cè)定電路30監(jiān)控，利用控制電路31對(duì)開關(guān)電路24的驅(qū)動(dòng)電路30進(jìn)行控制，以使設(shè)定值所要求的值和監(jiān)控值的偏差接近為零。
再者，焊接變壓器25與圖1的焊接變壓器11對(duì)應(yīng)。
參照附圖對(duì)控制方法的具體情況進(jìn)行說明。圖5表示焊接變壓器25的一次側(cè)的開關(guān)電路24引起的電壓波形。通過該開關(guān)電路24，直流電壓變換為峰值電壓為V、頻率為T的交流電壓。該交流電壓的脈沖寬度t1、t2、…由驅(qū)動(dòng)電路31控制。通過使該脈沖幅度變化，從而控制交流電壓的有效值，以符合期望的電流值。其控制圖像如圖6所示。
當(dāng)將期望的電流值I從輸入兼顯示裝置28向控制電路32輸入時(shí)，在控制電路32，對(duì)設(shè)定的電流值I作為各脈沖的電流設(shè)定值I01～I(xiàn)0X進(jìn)行識(shí)別，同時(shí)設(shè)定交流電壓的有效值V01～V0X。
當(dāng)輸出通電開始的信號(hào)時(shí)，在最初的第一個(gè)脈沖，以與V01相同的電壓有效值Va1所對(duì)應(yīng)的脈沖寬度，由驅(qū)動(dòng)電路31使開關(guān)電路24導(dǎo)通。此時(shí)，流經(jīng)的電流由電流傳感器29測(cè)定，從電流測(cè)定電路30傳送給控制電路32。在控制電路32，比較該電流測(cè)定值Ia1和電流設(shè)定值I01，將其差換算成下一個(gè)脈沖的電壓補(bǔ)正值ΔV2。另外，設(shè)定在下一個(gè)脈沖施加的電壓值Va2為V02-ΔV2，以其對(duì)應(yīng)的脈沖寬度由驅(qū)動(dòng)電路31使開關(guān)電路24導(dǎo)通。不斷反復(fù)根據(jù)此時(shí)流經(jīng)的電流測(cè)定值對(duì)電壓值進(jìn)行補(bǔ)正后由驅(qū)動(dòng)電路31使開關(guān)電路24導(dǎo)通，從而使實(shí)際流動(dòng)的電流接近期望的電流值。
因?yàn)橥ㄟ^該電路可自由設(shè)定焊接電流值、保持時(shí)間、極性，故可將焊接電流設(shè)定為交流的焊接電流波形，改變其大小或?qū)⒎逯惦娏鞅３忠欢〞r(shí)間，從而可將焊接結(jié)束后的永久磁鐵材料的磁化量抑制為極小值。
另外，當(dāng)使用這種電流回路，例如作為工件在車輛用交流發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子上焊接冷卻風(fēng)扇時(shí)，如果為現(xiàn)有的交流電源的話，則電源電壓為400V時(shí)需要2000kVA等級(jí)的電容量，有在受電容量小的場所很難設(shè)置的制約。與此相對(duì)，如上所述由于具備充有供焊接電流流動(dòng)的電力的電容器，故即使是電源電壓為200V、電容量為20kVA左右的電源也可對(duì)應(yīng)。
在本實(shí)施形態(tài)中，對(duì)凸焊進(jìn)行了說明，但也可適用于點(diǎn)焊、電阻釬焊等其他的電阻焊，可得到同樣的效果。另外，工件除旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子外，只要是在具有永久磁鐵材料的金屬構(gòu)件上電阻焊其他金屬構(gòu)件的工件都可適用。
如上所述，采用本實(shí)施形態(tài)的發(fā)明的話，則可提供一種焊接裝置及焊接方法，該焊接裝置包括保持工件的工件保持部；在工件保持部上留有工件供給空間地配置的加壓裝置；設(shè)置在加壓裝置的可動(dòng)部側(cè)、與工件抵接的第1焊接電極；與工件抵接的第2焊接電極；以及向兩焊接電極供給焊接電流的焊接變壓器，兩焊接電極相對(duì)一個(gè)金屬構(gòu)件和另一個(gè)金屬構(gòu)件配置在工件的一端部側(cè)，且在一個(gè)金屬構(gòu)件和另一個(gè)金屬構(gòu)件各自的抵接端間不存在永久磁鐵材料地進(jìn)行配置，故在焊接由具有永久磁鐵材料的一個(gè)金屬構(gòu)件和另一個(gè)金屬構(gòu)件構(gòu)成的工件時(shí)，可抑制焊接電流對(duì)永久磁鐵材料進(jìn)行磁化，不需追加焊接后的脫磁工序，可僅以原來的磁化工序?qū)τ谰么盆F材料磁化期望的磁化量。
工件保持部和工件通過絕緣構(gòu)件電性絕緣，故焊接電流不會(huì)產(chǎn)生貫穿工件向工件保持部流動(dòng)的分流，可使兩焊接電極的焊接電流路徑確實(shí)地遠(yuǎn)離永久磁鐵材料，焊接結(jié)束后的工件的永久磁鐵材料的磁化量減少。
焊接變壓器并聯(lián)電氣連接有多臺(tái)，通過連接在各焊接變壓器上的兩焊接電極可同時(shí)焊接多個(gè)焊接部，故通過多個(gè)焊接變壓器可使流經(jīng)多個(gè)焊接部的電流均勻化。其結(jié)果是，各焊接部位的焊接強(qiáng)度的偏差變小，焊接質(zhì)量提高，產(chǎn)品的可靠性提高。
使兩焊接電極中的至少一個(gè)通過與工件的接觸而擺動(dòng)，故可防止焊接電極向工件的單側(cè)抵觸，抑制焊接電極和工件間的異常發(fā)熱，從而可抑制焊接電極端面和工件表面的損傷。另外，由于加壓力均勻化，故各焊接部位的焊接強(qiáng)度的偏差變小，可得到高質(zhì)量的焊接部。另外，很難引起電極端面的損傷，從而電極壽命延長，生產(chǎn)率提高。特別是在工件為鍍鋅鋼板時(shí)，可防止表面損傷引起的耐腐蝕性降低，產(chǎn)品的可靠性提高。
因?yàn)榫哂锌扇我庠O(shè)定焊接電流的電流值及其持續(xù)時(shí)間以及極性的電路，故可根據(jù)焊接部的形狀、表面狀態(tài)來設(shè)定焊接結(jié)束后永久磁鐵材料的磁化量減少的焊接電流波形。
另外，電路構(gòu)成為包括儲(chǔ)存電力的電容器；將來自電容器的放電電流轉(zhuǎn)換為交流供給至焊接變壓器的開關(guān)電路；控制開關(guān)電路的控制電路；對(duì)控制電路設(shè)定用于得到規(guī)定電流波形的設(shè)定值的輸入部；以及監(jiān)控來自開關(guān)電路的輸出電流的電流傳感器，該電路一邊比較輸出電流和設(shè)定值，一邊進(jìn)行焊接電流控制，從而可容易得到具有期望電流波形的焊接電流。
當(dāng)工件為旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子、在磁極鐵心上焊接冷卻風(fēng)扇時(shí)，因?yàn)榭蓽p少焊接結(jié)束后永久磁鐵材料的磁化量，故不需追加焊接后的脫磁工序，僅以通常的磁化工序即可將永久磁鐵材料磁化期望的磁化量，從而旋轉(zhuǎn)電機(jī)的質(zhì)量和生產(chǎn)率提高，且可降低制造成本。尤其是在要求高可靠性的裝設(shè)在車輛上的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的場合，由于可靠性提高，從而可據(jù)此提高商品價(jià)格。
實(shí)施形態(tài)2實(shí)施形態(tài)2所示的焊接裝置其對(duì)象工件限定為具有永久磁鐵材料的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子。即，具有永久磁鐵材料的一個(gè)金屬構(gòu)件是轉(zhuǎn)子的磁極鐵心、另一個(gè)金屬構(gòu)件是板狀構(gòu)件(例如冷卻風(fēng)扇)的情況。圖7是表示作為實(shí)施形態(tài)2的焊接裝置的對(duì)象工件的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子的立體圖，圖8是表示組裝有該轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的上半部分的剖視圖。圖9是圖7的側(cè)面剖視圖。
對(duì)于焊接裝置本體的構(gòu)成與在實(shí)施形態(tài)1說明的相同，故省略其說明。在以下本實(shí)施形態(tài)中說明的焊接電極109、110與實(shí)施形態(tài)1中說明的焊接電極8、10相對(duì)應(yīng)。
首先參照?qǐng)D7及圖9對(duì)轉(zhuǎn)子的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。蘭德勒型的磁極鐵心101及102通常是鐵制的，包括在軸心具有軸103的通孔的圓筒狀基部101a及102a；以及在圓周方向上隔開規(guī)定間隔地向基部101a、102a的外周側(cè)突出為大致梯形的多個(gè)爪狀磁極101b、102b。將該一對(duì)磁極鐵心101、102以爪狀磁極101b、102b互相嚙合的狀態(tài)進(jìn)行組裝，并在軸向上相向配置，向兩者的通孔中壓入軸103并加以固定，從而構(gòu)成為可與軸103一體地旋轉(zhuǎn)。因此，從外部看，是爪狀磁極101b、102b在圓周方向上交替排列地進(jìn)行組裝配置。在各爪狀磁極101b、102b的間隙中安裝有被向使爪狀磁極101b、102b間的磁通泄漏減少的方向磁化后的永久磁鐵材料104。另外，在磁極鐵心101、102內(nèi)部安裝有勵(lì)磁線圈105，用于將兩磁極鐵心101、102勵(lì)磁為不同的磁極。在軸103的一端設(shè)置有滑環(huán)106，并與勵(lì)磁線圈105電氣連接，通過該滑環(huán)106(及未圖示的電刷)供給來自外部的電流。在磁極鐵心101、102的軸向兩端的大致平坦部上通過焊接固接有板狀構(gòu)件。圖中，表示作為板狀構(gòu)件設(shè)置冷卻風(fēng)扇107的情況。冷卻風(fēng)扇107的具體結(jié)構(gòu)將會(huì)在后面敘述，其由作為與磁極鐵心101或102的焊接面的平坦面107a和在周圍切起形成的翼片107b構(gòu)成。由上述101～107構(gòu)成轉(zhuǎn)子108。
圖8是表示具有該轉(zhuǎn)子108的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的一例的剖視圖。在轉(zhuǎn)子108的外周與磁極鐵心的爪狀磁極101b、102b稍微留有間隙地配置有定子121，收納這些構(gòu)件且支承軸103的托架122包圍整體地進(jìn)行配設(shè)。在軸103上設(shè)有皮帶輪123，構(gòu)成為可由皮帶旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。
其次對(duì)在轉(zhuǎn)子108的軸向端面焊接冷卻風(fēng)扇107時(shí)的焊接方法進(jìn)行說明。如圖9所示，首先使一側(cè)(圖的上部側(cè))的冷卻風(fēng)扇107抵接在磁極鐵心101的軸向端面的規(guī)定位置上，使焊接裝置(未圖示)的第1焊接電極109、第2焊接電極110中的第1焊接電極109與冷卻風(fēng)扇107的規(guī)定焊接位置(焊接點(diǎn)111)電性接觸，使第2焊接電極110向與電極109在同一端部側(cè)的磁極鐵心的軸向端面的規(guī)定焊接位置電性接觸。放置兩焊接電極109、110后，從焊接裝置通過兩焊接電極109、110流過脈沖大電流，利用電阻焊進(jìn)行焊接。其次，相反側(cè)(圖的下部側(cè))的冷卻風(fēng)扇107也同樣，從同一端部側(cè)使兩焊接電極109、110與冷卻風(fēng)扇107和磁極鐵心102電性接觸而進(jìn)行電阻焊。
另外，在轉(zhuǎn)子的發(fā)熱小時(shí)，也可以只在一側(cè)有冷卻風(fēng)扇。
在焊接過程中，焊接電流通過圖9的箭頭所示路徑流動(dòng)(但電流方向在為交流時(shí)則會(huì)交替)。由于將兩焊接電極109、110如圖所示配置在轉(zhuǎn)子108的軸向同一端部側(cè)，則作為大電流的焊接電流不會(huì)軸向貫穿磁極鐵心101、102內(nèi)而在軸附近向相反側(cè)的端面流動(dòng)，故可抑制焊接電流對(duì)永久磁鐵材料104進(jìn)行磁化。
在圖9中表示焊接冷卻風(fēng)扇107的一個(gè)部位的狀態(tài)，但在為了提高作業(yè)效率而同時(shí)焊接多個(gè)部位時(shí)，對(duì)兩焊接電極109、110可以分別準(zhǔn)備多個(gè)，使電極一次接觸規(guī)定的焊接部位而進(jìn)行焊接。
只要兩焊接電極109、110配置在轉(zhuǎn)子108的軸向同一端部側(cè)，則焊接電極110的位置除圖9的位置以外，例如也可以是磁極鐵心101或102的外周肩部(較大地45度倒角部分)、或后述冷卻風(fēng)扇107的翼片107b間的露出磁極鐵心101或102的部分。
為了盡量抑制對(duì)永久磁鐵材料104的影響以減少磁化量，則最好將焊接電極110配置成，使流經(jīng)磁極鐵心101或102的焊接電流向以焊接點(diǎn)111為基點(diǎn)遠(yuǎn)離永久磁鐵材料104的方向流動(dòng)，且最好兩焊接電極109、110靠近，以使磁極鐵心101或102內(nèi)的焊接電流路徑變短。因此，下面對(duì)以此為目的的冷卻風(fēng)扇107的形狀進(jìn)行說明。
圖10及圖11是表示冷卻風(fēng)扇107的形狀的一例的圖。如圖所示，冷卻風(fēng)扇107由薄板鋼板等構(gòu)成，外形為略圓形，在放射方向以不等角度間隔配置的曲面狀(也可為平面狀)的翼片107b由平坦部107a翹起形成，從平坦部107a到翼片107b為了進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)而設(shè)置有補(bǔ)強(qiáng)肋107c。不等角度間隔地配置的目的是為了分散冷卻風(fēng)的噪音次數(shù)成分頻譜，以降低噪音。在冷卻風(fēng)扇107的焊接點(diǎn)111為了使焊接部與磁極鐵心101或102的端面點(diǎn)接觸，而預(yù)先實(shí)施例如直徑為2～3mm左右的壓花加工。
為了在焊接時(shí)可將磁極鐵心側(cè)的第2焊接電極110配置在冷卻風(fēng)扇側(cè)的第1焊接電極109的位置即焊接點(diǎn)111附近，從而在冷卻風(fēng)扇107的平坦部107a的局部設(shè)置有切口部107d，這是該冷卻風(fēng)扇的優(yōu)點(diǎn)。圖10是在冷卻風(fēng)扇107的平坦部107a的內(nèi)周側(cè)與焊接點(diǎn)111對(duì)應(yīng)地設(shè)置切口部107d的結(jié)構(gòu)，圖11是在冷卻風(fēng)扇107外周側(cè)的翼片107b間的平坦部107a上也設(shè)置切口部107d的結(jié)構(gòu)。圖中，在焊接點(diǎn)111的周圍用虛線表示的是冷卻風(fēng)扇側(cè)的電極位置112，用虛線加底紋表示的是磁極鐵心側(cè)的電極位置113。另外，也可取代切口部而設(shè)置通孔。
冷卻風(fēng)扇側(cè)的第1焊接電極109的數(shù)量和磁極鐵心側(cè)的第2焊接電極110的數(shù)量不需要必須相同。例如圖11所示，也可以相對(duì)冷卻風(fēng)扇側(cè)的二個(gè)電極位置(ァ)，而在磁極鐵心側(cè)以一個(gè)電極位置(イ)對(duì)應(yīng)。對(duì)應(yīng)的焊接電極的接觸面積最好基本相等。
當(dāng)一次焊接全部焊接點(diǎn)時(shí)，磁極鐵心側(cè)的焊接電極如圖10、圖11所示不是分別各自對(duì)應(yīng)焊接點(diǎn)111，而是例如只要將磁極鐵心側(cè)的焊接電極形成為外形比冷卻風(fēng)扇107的內(nèi)徑小的圓筒狀電極，則可用一個(gè)焊接電極得到大的接觸面積。也可以將該焊接電極與軸103同軸且圍住軸103地進(jìn)行配置，使其與磁極鐵心的端面抵接。
以上對(duì)板狀構(gòu)件是冷卻風(fēng)扇的情況進(jìn)行了說明，但除冷卻風(fēng)扇以外例如也可以是下面的板狀構(gòu)件。圖12是說明作為板狀構(gòu)件安裝異物侵入防止板時(shí)的焊接方法的圖，(a)表示俯視圖，(b)表示局部省略的側(cè)面剖視圖。符號(hào)101、103～105、109～111因?yàn)榕c圖9相同，故省略其說明。并且焊接方法也與用圖9說明的相同。
異物侵入防止板114是為了防止異物從磁極鐵心的爪狀磁極間的開口部侵入轉(zhuǎn)子內(nèi)部而設(shè)置的，外徑與磁極鐵心的外徑基本相等地由薄板鋼板構(gòu)成。因?yàn)檗D(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)伴隨有發(fā)熱，故如圖所示在轉(zhuǎn)子內(nèi)部設(shè)置有用于導(dǎo)入冷卻媒體的通風(fēng)孔114a。因此，可防止比通風(fēng)孔114a的孔徑大的異物侵入。在發(fā)熱小而沒有必要利用通風(fēng)孔114a導(dǎo)入冷卻媒體時(shí)，也可以不設(shè)置通風(fēng)孔114a。
圖13是說明其他板狀構(gòu)件的例子、即作為板狀構(gòu)件安裝磁鐵脫落防止板時(shí)的焊接方法的圖，(a)表示俯視圖，(b)表示局部省略的側(cè)面剖視圖。因?yàn)槌盆F脫落防止板115以外與圖12相同，故省略相同部分的說明。永久磁鐵材料104如前面用圖7所述安裝在爪狀磁極間，且該爪狀磁極在磁極鐵心101的圓周方向上以規(guī)定間距突出為大致梯形地形成，故該永久磁鐵材料104和軸103的旋轉(zhuǎn)軸在軸向具有某角度地進(jìn)行配設(shè)。因此，在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，在永久磁鐵材料104上作用有在軸向飛出的力。磁鐵脫落防止板115就是用來防止這種情況的。磁鐵脫落防止板115由外徑基本與磁極鐵心101的外徑相等的薄板鋼板構(gòu)成，將外周的前端部115a向內(nèi)側(cè)折彎，用這部分阻擋永久磁鐵材料104在軸向飛出。
與所述冷卻風(fēng)扇107的情況相同，在異物侵入防止板114或磁鐵脫落防止板115上也可以設(shè)置切口部或通孔。
在將冷卻風(fēng)扇和異物侵入防止板、或冷卻風(fēng)扇和磁鐵脫落防止板這樣的2個(gè)以上板狀構(gòu)件重疊使用時(shí)，也可適用本實(shí)施形態(tài)的發(fā)明，用同樣的焊接方法進(jìn)行焊接。
作為焊接電極的配置，在上面的說明中，對(duì)第2焊接電極抵接在磁極鐵心上的情況進(jìn)行了說明，但圖14表示其他例子。圖14的101～111與圖9相同，故省略符號(hào)和動(dòng)作的說明。如圖所示，將2個(gè)焊接電極中的第1焊接電極109向冷卻風(fēng)扇107按壓并電性接觸，將第2焊接電極110向轉(zhuǎn)子108的軸向同一端部側(cè)的軸103按壓并電性接觸。焊接電流如圖中的箭頭所示地流動(dòng)。該電流路徑遠(yuǎn)離永久磁鐵材料104，且不會(huì)與永久磁鐵材料104的長度方向并行地流動(dòng)。當(dāng)然在取代冷卻風(fēng)扇107而為其他的板狀構(gòu)件時(shí)也可得到同樣的效果。
如上所述，采用本實(shí)施形態(tài)的發(fā)明的話，則板狀構(gòu)件的安裝是在將永久磁鐵材料安裝在磁極鐵心上后，使板狀構(gòu)件抵接在磁極鐵心的軸向端面上，再從配置在轉(zhuǎn)子軸向同一端部側(cè)的2個(gè)電極向板狀構(gòu)件和磁極鐵心之間供給焊接電流，從而通過電阻焊加以固接的，故可避免焊接電流向轉(zhuǎn)子軸向集中地流動(dòng)，可抑制焊接電流對(duì)永久磁鐵材料進(jìn)行不需要的磁化。因此，以原來的磁化工序即可使永久磁鐵材料充分地磁化。并且，在板狀構(gòu)件焊接后，到原來的磁化工序?yàn)橹沟闹圃旃ば蛑?，可抑制在永久磁鐵材料上附著鐵粉，提高生產(chǎn)率。
采用具有利用該焊接裝置制造的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的話，則不需要進(jìn)行對(duì)焊接電流引起的不需要磁化進(jìn)行脫磁的工序，提高生產(chǎn)率。
因?yàn)樵诎鍫顦?gòu)件上設(shè)有磁極鐵心側(cè)電極安裝用切口部或通孔，故焊接時(shí)的電極配置可不受制約地靠近2個(gè)電極配置，故流經(jīng)磁極鐵心的焊接電流的路徑變短，可將焊接電流對(duì)永久磁鐵材料的磁化抑制在最小限度。
因?yàn)槭?個(gè)焊接電極中的第1焊接電極與板狀構(gòu)件電性接觸、而第2焊接電極與軸電性接觸地進(jìn)行電阻焊，故焊接電流不會(huì)與永久磁鐵材料的長度方向并行地流動(dòng)，可防止焊接電流對(duì)永久磁鐵材料進(jìn)行不需要的磁化。并且，通過將2個(gè)電極中的一個(gè)的位置固定在軸上，從而電極的配置變得簡單，可縮短焊接的作業(yè)時(shí)間。
作為轉(zhuǎn)子對(duì)蘭德勒型的磁極鐵心進(jìn)行了說明，但除此之外的轉(zhuǎn)子中，只要是外周具有永久磁鐵材料、通過焊接將冷卻風(fēng)扇等板狀構(gòu)件固接在轉(zhuǎn)子軸向端面所構(gòu)成的轉(zhuǎn)子，不用說都可得到同樣的效果。
實(shí)施形態(tài)3下面參照附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施形態(tài)3的具有永久磁鐵材料的金屬構(gòu)件的焊接裝置進(jìn)行說明。與前面所述的相同，將由具有永久磁鐵材料的一個(gè)金屬構(gòu)件和另一個(gè)金屬構(gòu)件構(gòu)成的工件作為對(duì)象。并且，該焊接裝置具有作為焊接電流產(chǎn)生交流的交流產(chǎn)生裝置，是從交流產(chǎn)生裝置通過第1焊接電極和第2焊接電極向工件供給交流的焊接電流從而進(jìn)行電阻焊的裝置，其焊接電流波形具有特征。作為焊接裝置的構(gòu)成例如可以為實(shí)施形態(tài)1說明的圖1所示的裝置，作為交流產(chǎn)生裝置例如可利用同樣在實(shí)施形態(tài)1說明的圖4所示的電路。
由交流產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的焊接電流是交流，下面對(duì)具體的電流波形進(jìn)行說明。
圖15是表示焊接具有永久磁鐵材料的金屬構(gòu)件時(shí)的焊接電流波形的一例的圖。如圖所示，是振幅隨著時(shí)間的經(jīng)過而衰減的電流波形，在以同樣的振幅通電1.5個(gè)周期后，隨著時(shí)間的經(jīng)過以一定的比例使振幅衰減。并且，通電剛開始后的半個(gè)周期的極性是正的，與此相對(duì)，通電即將結(jié)束前的半個(gè)周期的極性是負(fù)的(重要的是通電剛開始后的半個(gè)周期的極性和通電即將結(jié)束前的半個(gè)周期的極性不同，也可以是通電剛開始后從負(fù)的極性開始)。
其次，對(duì)該焊接電流的作用進(jìn)行說明。假設(shè)用直流的焊接電流波形焊接具有永久磁鐵材料的金屬構(gòu)件，當(dāng)焊接電流在永久磁鐵材料附近流動(dòng)時(shí)，由于焊接電流產(chǎn)生的磁場會(huì)使永久磁鐵材料磁化。此時(shí)，當(dāng)被向與原來永久磁鐵材料所需的磁化方向相反的方向大大地磁化的話，則將會(huì)在其后的通常磁化工序中不能得到充分的磁化量，致使產(chǎn)品的性能下降。因此，必須在焊接后追加脫磁工序，致使生產(chǎn)率下降和制造成本的增加。
與此相對(duì)，如果采用圖15的焊接電流波形的話，則被通電剛開始后的半個(gè)周期產(chǎn)生的磁場磁化的永久磁鐵材料，利用下一個(gè)磁性反轉(zhuǎn)的半個(gè)周期產(chǎn)生的反向磁場進(jìn)行脫磁，從而磁化量減少。但是，因?yàn)樵傧乱话雮€(gè)周期的極性反轉(zhuǎn)，故其電流產(chǎn)生的磁場方向反轉(zhuǎn)，變小的永久磁鐵材料的磁化量再次變大。并且，因?yàn)樵谙乱话雮€(gè)周期中，極性反轉(zhuǎn)而產(chǎn)生反向磁場，故永久磁鐵材料被脫磁，磁化量減少。該永久磁鐵材料的磁化量增減周期直到通電停止為止不斷反復(fù)，但在每半個(gè)周期使振幅逐漸減小時(shí)，則從通電剛開始后每一周期的永久磁鐵材料的磁化量逐漸減少，其結(jié)果是，焊接結(jié)束后的永久磁鐵材料的磁化量減少。
采用該焊接電流波形時(shí)，振幅衰減時(shí)的通電周期越長，且通電即將結(jié)束前的振幅越小，則焊接結(jié)束后的永久磁鐵材料的磁化量越小。
如上所述，采用本實(shí)施形態(tài)的發(fā)明的話，則因?yàn)楹附与娏魇墙涣?，故焊接電流產(chǎn)生的磁場的方向變化，從而對(duì)稱工件的永久磁鐵材料即使一度被磁化也可脫磁，可減少焊接結(jié)束后的永久磁鐵材料的不需要的磁化量。
因?yàn)椴捎猛妱傞_始后的半個(gè)周期的極性和通電即將結(jié)束前的半個(gè)周期的極性不同的電流波形，故通電剛開始后的磁化方向和通電即將結(jié)束前的磁化方向相反互相抵消，從而與極性相同的情況相比，焊接結(jié)束后的永久磁鐵材料的磁化量減少。
并且，因?yàn)楹附与娏鳛榻涣鳌⑶也捎秒S著時(shí)間的經(jīng)過而振幅逐漸衰減的電流波形，故在焊接具有永久磁鐵材料的金屬構(gòu)件時(shí)，焊接結(jié)束后的焊接電流引起的永久磁鐵材料的磁化量減少，不需要追加焊接后的脫磁工序，僅需對(duì)永久磁鐵材料以必要的強(qiáng)度和方向進(jìn)行磁化的通常磁化工序，永久磁鐵材料即可達(dá)到期望的磁化量，可確保產(chǎn)品性能，從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)率的提高和制造成本的降低。
在圖15中，以同樣的振幅通電1.5個(gè)周期后再使振幅衰減，但相同振幅的半個(gè)周期的數(shù)量最好為奇數(shù)，因此，也可以為0.5個(gè)周期或2.5個(gè)周期。
另外，在各周期的振幅的衰減量為一定量，但并不局限于此，即便在使各周期的振幅的衰減量變化、或在衰減的過程中使振幅保持一定時(shí)也可得到同樣的效果。
實(shí)施形態(tài)4圖16是表示實(shí)施形態(tài)4的具有永久磁鐵材料的金屬構(gòu)件的焊接裝置的電流波形的一例的圖。焊接裝置本身與實(shí)施形態(tài)3相同，具有作為焊接電流產(chǎn)生交流的交流產(chǎn)生裝置，是從交流產(chǎn)生裝置通過第1焊接電極和第2焊接電極向工件供給交流的焊接電流從而進(jìn)行電阻焊的裝置。與實(shí)施形態(tài)3不同的是交流的焊接電流波形的部分，故以其不同點(diǎn)為中心進(jìn)行說明。
如圖所示，焊接電流是交流，是振幅隨著時(shí)間的經(jīng)過而上升的電流波形。通電剛開始后的半個(gè)周期的極性是負(fù)的，然后，極性一邊反轉(zhuǎn)振幅一邊逐漸變大。振幅最大的半個(gè)周期的數(shù)量在圖14中示出了為3個(gè)的情況，但不局限于3個(gè)，為奇數(shù)個(gè)。并且，振幅最大的最初半個(gè)周期的極性與通電剛開始后的半個(gè)周期的極性相反。在圖中，因?yàn)橥妱傞_始后是負(fù)的，故振幅最大的最初半個(gè)周期的極性是正的。另外，通電即將結(jié)束前的半個(gè)周期的極性與通電剛開始后的半個(gè)周期的極性不同。
當(dāng)用現(xiàn)有的直流的焊接電流波形焊接具有永久磁鐵材料的金屬構(gòu)件時(shí)，所存在的問題與實(shí)施形態(tài)3所述的相同。與此相對(duì)，如果采用本實(shí)施形態(tài)的焊接電流波形的話，則被通電剛開始后的半個(gè)周期產(chǎn)生的磁場磁化的永久磁鐵材料，利用下一個(gè)振幅更大的半個(gè)周期產(chǎn)生的反向的更強(qiáng)的磁場進(jìn)行脫磁。但是，因?yàn)樵傧乱话雮€(gè)周期的極性反轉(zhuǎn)，故其電流產(chǎn)生的磁場方向反轉(zhuǎn)，變小的永久磁鐵材料的磁化量再次變大。該永久磁鐵材料的磁化量增減周期在振幅增大結(jié)束為止不斷反復(fù)，為了有效地對(duì)磁化的永久磁鐵材料進(jìn)行脫磁，而需要有與磁化時(shí)的方向相反且更強(qiáng)的磁場，故通過增大振幅來產(chǎn)生更強(qiáng)的磁場，從而通電結(jié)束后的永久磁鐵材料的磁化量減少。
采用本發(fā)明的焊接電流波形時(shí)，當(dāng)通電剛開始后的半個(gè)周期的極性與振幅最大的半個(gè)周期的極性不同時(shí)，則在以反向磁場對(duì)永久磁鐵材料進(jìn)行脫磁的周期內(nèi)振幅的增大結(jié)束，故與兩者極性相同的情況相比，焊接結(jié)束后的永久磁鐵材料的磁化量減少。另外，在其振幅最大的半個(gè)周期的數(shù)量為奇數(shù)時(shí)，則在以反向磁場進(jìn)行脫磁的周期內(nèi)振幅的增大結(jié)束后，因?yàn)檎穹畲蟮恼陌雮€(gè)周期的數(shù)量和負(fù)的半個(gè)周期的數(shù)量相等，故在以反向磁場對(duì)永久磁鐵材料進(jìn)行脫磁的周期內(nèi)通電結(jié)束，從而與振幅最大的半個(gè)周期的數(shù)量為偶數(shù)的情況相比，焊接結(jié)束后的永久磁鐵材料的磁化量減少。
當(dāng)通電剛開始后的半個(gè)周期的極性和通電即將結(jié)束前的半個(gè)周期的極性不同時(shí)，則在以反向磁場對(duì)永久磁鐵材料進(jìn)行脫磁的周期內(nèi)通電結(jié)束，故與兩者極性相同的情況相比，焊接結(jié)束后的永久磁鐵材料的磁化量減少。
如上所述，采用本實(shí)施形態(tài)的發(fā)明的話，則因?yàn)楹附与娏魇墙涣?，且采用隨著時(shí)間的經(jīng)過而振幅上升的電流波形，故在用該電流波形焊接具有永久磁鐵材料的金屬構(gòu)件時(shí)，焊接結(jié)束后的焊接電流引起的永久磁鐵材料的磁化量減少，不需要追加焊接后的脫磁工序，僅需通常的磁化工序則永久磁鐵材料即可達(dá)到期望的磁化量，可確保產(chǎn)品性能，從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)率的提高和制造成本的降低。
因?yàn)橥妱傞_始后的半個(gè)周期的極性與振幅成為最大的半個(gè)周期的極性不同，故在以反向磁場對(duì)永久磁鐵材料進(jìn)行脫磁的周期內(nèi)振幅的增大結(jié)束，從而可進(jìn)一步減少焊接電流引起的永久磁鐵材料的磁化量。
因?yàn)檎穹畲蟮陌雮€(gè)周期的波數(shù)為奇數(shù)，故在通電剛開始后的半個(gè)周期引起的磁化由磁場強(qiáng)度成為最大的最初半個(gè)周期抵消后，其后產(chǎn)生的最大磁場因朝向不同的半個(gè)周期的數(shù)量相同而互相抵消，故與偶數(shù)的情況相比，焊接結(jié)束后的永久磁鐵材料的磁化量減少。
在各周期，可以使振幅以一定比例地增大，也可以使比例變化地增大，即使在增大的過程中振幅保持一定的情況也可得到同樣的效果。另外，本實(shí)施形態(tài)的焊接電流波形在通電剛開始后的極性是負(fù)的，但為正時(shí)也可得到同樣的效果。
實(shí)施形態(tài)5圖17是表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)5的焊接裝置的電流波形的一例的圖。焊接裝置本身與實(shí)施形態(tài)3相同，具有作為焊接電流產(chǎn)生交流的交流產(chǎn)生裝置，是從交流產(chǎn)生裝置通過第1焊接電極和第2焊接電極向工件供給交流的焊接電流從而進(jìn)行電阻焊的裝置。與實(shí)施形態(tài)3不同的是交流的焊接電流波形的部分，故以其不同點(diǎn)為中心進(jìn)行說明。
如圖所示，焊接電流波形是交流，振幅隨著時(shí)間的經(jīng)過而上升，通電剛開始后的第2個(gè)半周期的振幅達(dá)到最大。通電周期是一個(gè)周期，通電剛開始后的半個(gè)周期的極性是負(fù)的，下一個(gè)半周期的極性是正的。通電剛開始后的半個(gè)周期的振幅I1在下一個(gè)半周期的振幅I2的1/3～2/3范圍內(nèi)。
當(dāng)用現(xiàn)有的直流的焊接電流波形焊接具有永久磁鐵材料的金屬構(gòu)件時(shí)，所存在的問題與實(shí)施形態(tài)3所述的相同。與此相對(duì)，如果采用本實(shí)施形態(tài)的焊接電流波形的話，則被通電剛開始后的半個(gè)周期產(chǎn)生的磁場磁化的永久磁鐵材料，利用下一個(gè)振幅更大的半個(gè)周期產(chǎn)生的反向的更強(qiáng)的磁場進(jìn)行脫磁。采用該焊接電流波形的話，則因?yàn)閮H以最小限度的時(shí)間流過焊接電流，故與振幅增大時(shí)的通電周期長的情況相比，焊接結(jié)束后的永久磁鐵材料的磁化量減少。
在此，對(duì)通電剛開始后的半個(gè)周期的振幅和下一個(gè)半周期的振幅的比例如上選擇的理由進(jìn)行說明。
圖18是表示焊接電流的振幅比和磁化率的關(guān)系的一例的圖。圖18表示在圖17所示的焊接電流波形中，磁化率(焊接結(jié)束后的磁化量相對(duì)全部磁化量的比例)相對(duì)通電剛開始后的半個(gè)周期的振幅I1和下一半周期的振幅I2之比的關(guān)系。由圖中可知，磁化率在振幅比為1/2附近時(shí)出現(xiàn)極小值，在振幅比為1/3～2/3時(shí)，約為2％，是非常小的值。由此可知，如果將通電剛開始后的半個(gè)周期的振幅設(shè)定在通電剛開始后的第2個(gè)半周期的振幅的1/3～2/3范圍內(nèi)的話，則效果將會(huì)非常大。
圖19是圖17的焊接電流波形的變形例。但作為焊接電流的基本波形是隨著時(shí)間的經(jīng)過而上升的電流波形和隨著時(shí)間的經(jīng)過而衰減的電流波形的組合。即，是交流且振幅隨著時(shí)間的經(jīng)過而一度上升后再衰減的電流波形。
隨著時(shí)間的經(jīng)過而上升部分的電流波形為圖17所示的波形，然后，只要是振幅逐漸衰減的波形，則在上升過程的部分得到上述那樣的效果，并且稍稍被磁化的永久磁鐵材料隨著焊接電流的下降而磁化量逐漸降低，故與不追加衰減波形的情況相比，焊接結(jié)束后的永久磁鐵材料的磁化量減少。
在圖19中，振幅上升后就立即衰減，但即使在振幅為最大的半個(gè)周期為多個(gè)(最好為奇數(shù)個(gè))時(shí)也可得到同樣的效果，故不局限于圖中所示。
在圖17、圖19中都是通電剛開始后的極性為負(fù)的，但從正的開始也可得到同樣的效果。
如上所述，采用本實(shí)施形態(tài)的發(fā)明的話，則因?yàn)橛煤附与娏鞯耐妱傞_始后的第2個(gè)半周期的振幅最大的電流波形進(jìn)行焊接，故焊接電流流動(dòng)的時(shí)間可為所需的最小限度，提高效率，且可減少焊接結(jié)束后的永久磁鐵材料的磁化量。
將通電剛開始后的半個(gè)周期的振幅設(shè)定在通電剛開始后的第2個(gè)半周期的振幅的1/3～2/3范圍內(nèi)，故由通電剛開始后的半個(gè)周期磁化的永久磁鐵材料，可由下一半周期有效地脫磁，可有效減少焊接結(jié)束后的永久磁鐵材料的磁化量。因此，不需要追加焊接后的脫磁工序，僅需通常的磁化工序則可使永久磁鐵材料達(dá)到期望的磁化量，可確保產(chǎn)品性能，從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)率的提高和制造成本的降低。
在采用振幅隨著時(shí)間的經(jīng)過而一度上升后再衰減的焊接電流波形時(shí)，與不追加衰減波形的情況相比，焊接結(jié)束后的永久磁鐵材料的磁化量減少。
實(shí)施形態(tài)6
圖20是表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)6的焊接裝置的電流波形的一例的圖。焊接裝置本身與實(shí)施形態(tài)3相同，具有作為焊接電流產(chǎn)生交流的交流產(chǎn)生裝置，是從交流產(chǎn)生裝置通過第1焊接電極和第2焊接電極向工件供給交流的焊接電流從而進(jìn)行電阻焊的裝置。與實(shí)施形態(tài)3不同的是交流的焊接電流波形的部分，故以其不同點(diǎn)為中心進(jìn)行說明。
如圖所示，焊接電流波形是交流，是焊接電流的峰值電流值持續(xù)規(guī)定時(shí)間的電流波形，是通電剛開始后的半個(gè)周期的極性與通電即將結(jié)束前的半個(gè)周期的極性不同的波形。在圖中，表示在所有的周期內(nèi)峰值電流都持續(xù)規(guī)定時(shí)間的波形，但只要至少焊接電流振幅最大的半個(gè)周期內(nèi)的峰值電流持續(xù)規(guī)定時(shí)間即可。在圖中，表示振幅一度上升后再衰減的電流波形，但電流波形也可以只上升或只衰減。另外，與前面所述的實(shí)施形態(tài)相同，通電剛開始后的極性可以為負(fù)的，也可以為正的。
下面對(duì)作用進(jìn)行說明。在前面的實(shí)施形態(tài)所述的焊接電流波形中，因?yàn)榉逯惦娏鳑]有保持，故為了得到大的電阻發(fā)熱，而只有提高峰值電流值才是有效的手段。但是，在凸焊中，當(dāng)為了得到高的焊接強(qiáng)度而提高峰值電流值時(shí)，設(shè)在工件的一個(gè)構(gòu)件的焊接部上的突起會(huì)因急劇的發(fā)熱而熔融、飛散，有時(shí)卻反而使焊接強(qiáng)度降低。尤其是在采用交流的焊接電流波形時(shí)，因?yàn)榉磸?fù)發(fā)熱、冷卻，故突起反復(fù)膨脹、收縮，有易于飛散的傾向。與此相對(duì)，在本實(shí)施形態(tài)的焊接電流波形中，峰值電流保持規(guī)定時(shí)間，可長時(shí)間維持大的發(fā)熱量，故與不保持峰值電流的情況相比，能以低的峰值電流得到高的焊接強(qiáng)度。
如上所述，采用本實(shí)施形態(tài)的發(fā)明的話，則因?yàn)槭侵辽俸附与娏髡穹畲蟮陌雮€(gè)周期內(nèi)的峰值電流值持續(xù)規(guī)定時(shí)間的電流波形，故可長時(shí)間維持大的發(fā)熱量，能以低的峰值電流得到高的焊接強(qiáng)度，并且，當(dāng)峰值電流減小時(shí)成為緩慢地發(fā)熱，突起很難飛散，故可得到穩(wěn)定的焊接強(qiáng)度。另外，永久磁鐵材料的磁化量由峰值電流決定，故焊接結(jié)束后的永久磁鐵材料的磁化量減少。
實(shí)施形態(tài)7下面對(duì)實(shí)施形態(tài)7的具有永久磁鐵材料的金屬構(gòu)件的焊接裝置進(jìn)行說明。焊接裝置本身與實(shí)施形態(tài)3相同，具有作為焊接電流產(chǎn)生交流的交流產(chǎn)生裝置，是從交流產(chǎn)生裝置通過第1焊接電極和第2焊接電極向工件供給交流的焊接電流從而進(jìn)行電阻焊的裝置。本實(shí)施形態(tài)的發(fā)明在工件的焊接部的形狀上具有特征。
圖21是工件的焊接部的突出部分的剖視圖。作為工件以轉(zhuǎn)子為例進(jìn)行說明，如圖所示，突起部分在冷卻風(fēng)扇41的焊接部形成有半球狀的突起部41a和圍住該突起部周圍的槽41b。使該突起部41a與磁極鐵心42的焊接面相抵接，通過通電從而進(jìn)行焊接。
例如，當(dāng)在旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子的磁極鐵心42上焊接冷卻風(fēng)扇41時(shí)，為了能夠承受旋轉(zhuǎn)時(shí)的離心力，而在冷卻風(fēng)扇41上形成多個(gè)突起部分，對(duì)多個(gè)部位進(jìn)行焊接，但在同時(shí)焊接多個(gè)部位時(shí)，由于與焊接變壓器的距離關(guān)系、突起部分的形狀偏差、焊接電極的加壓力的偏差等，有時(shí)在一部分焊接部位會(huì)偏離適當(dāng)?shù)暮附訔l件。當(dāng)偏離適當(dāng)?shù)暮附訔l件時(shí)，例如會(huì)產(chǎn)生突起部41a因過度膨脹而飛散致使焊接部達(dá)不到規(guī)定的溫度、得不到充分的焊接強(qiáng)度這樣的不良狀況。尤其是在采用交流的焊接電流波形時(shí)，因?yàn)榉磸?fù)發(fā)熱、冷卻，故突起反復(fù)膨脹、收縮，從而易于飛散。
與此相對(duì)，當(dāng)在突起部41a的周圍形成槽部41b時(shí)，則即使在多個(gè)焊接部位中的一部分偏離適當(dāng)?shù)暮附訔l件時(shí)，剛要飛散的突起部41a也會(huì)進(jìn)入形成在其周圍的槽部41b內(nèi)，而停留在焊接部附近，從而冷卻風(fēng)扇41及磁極鐵心42可充分升溫實(shí)現(xiàn)焊接，以全部的多個(gè)焊接部位得到足夠高的焊接強(qiáng)度。
在本實(shí)施形態(tài)中，突起部的形狀為半球狀，但即使為圓錐臺(tái)形狀、截面為V字型形狀也可得到同樣的效果。另外，槽部的截面形狀也不局限于本實(shí)施形態(tài)，只要是剛要飛散的突起部可進(jìn)入的截面形狀即可。
如上所述，采用本實(shí)施形態(tài)的發(fā)明的話，則在由具有永久磁鐵材料的金屬構(gòu)件和其他金屬構(gòu)件構(gòu)成的工件的一個(gè)構(gòu)件的焊接面上，形成突起部和圍住該突起部周圍的槽，使該突起部抵接在另一個(gè)構(gòu)件的焊接面上，通過通電從而進(jìn)行焊接，故即使多個(gè)焊接部位中的一部分偏離適當(dāng)?shù)暮附訔l件而突起部即將飛散，也可用槽部進(jìn)行緩和來達(dá)成焊接所需的溫度上升，得到穩(wěn)定的焊接部，從而可靠性提高。
在前面說明的實(shí)施形態(tài)3到實(shí)施形態(tài)7的發(fā)明中，只要是將第1焊接電極和第2焊接電極分別相對(duì)一個(gè)金屬構(gòu)件和另一個(gè)金屬構(gòu)件配置在工件的一端部側(cè)，且一個(gè)金屬構(gòu)件和另一個(gè)金屬構(gòu)件各自的抵接端間不存在永久磁鐵材料地進(jìn)行配置的焊接裝置，就可使焊接電流的路徑遠(yuǎn)離永久磁鐵，可抑制永久磁鐵材料被磁化，另外，可得到在實(shí)施形態(tài)3到實(shí)施形態(tài)7中說明的電流波形的研究所帶來的效果，可有效減少永久磁鐵的磁化量。
在實(shí)施形態(tài)3到實(shí)施形態(tài)7的發(fā)明中，當(dāng)利用第1焊接電極及第2焊接電極同時(shí)焊接多個(gè)焊接部時(shí)，因?yàn)楦咝ё鳂I(yè)，故生產(chǎn)率提高。
在實(shí)施形態(tài)3到實(shí)施形態(tài)7的發(fā)明中，當(dāng)作為對(duì)象的工件為旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子時(shí)，焊接結(jié)束后的永久磁鐵材料的磁化量減少，不需要追加焊接后的脫磁工序，僅需通常的磁化工序就可將永久磁鐵材料磁化為期望的磁化量，可確保旋轉(zhuǎn)電機(jī)的性能，從而旋轉(zhuǎn)電機(jī)的生產(chǎn)率得到提高，且制造成本降低。并且，冷卻風(fēng)扇的焊接部的質(zhì)量提高，故旋轉(zhuǎn)電機(jī)的可靠性提高。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性可廣泛適用于在具有永久磁鐵材料的金屬構(gòu)件上焊接其他金屬構(gòu)件的焊接裝置及焊接方法。
權(quán)利要求
1.一種具有永久磁鐵材料的金屬構(gòu)件的焊接裝置，對(duì)由具有永久磁鐵材料的一個(gè)金屬構(gòu)件和另一個(gè)金屬構(gòu)件構(gòu)成的工件的所述兩個(gè)金屬構(gòu)件進(jìn)行電阻焊，其特征在于，包括保持所述工件的工件保持部；在所述工件保持部上留有工件供給空間地配置的加壓裝置；設(shè)置在所述加壓裝置的可動(dòng)部側(cè)、與所述工件抵接的第1焊接電極；與所述工件抵接的第2焊接電極；以及向所述兩焊接電極供給焊接電流的焊接變壓器，所述兩焊接電極分別相對(duì)所述一個(gè)金屬構(gòu)件和所述另一個(gè)金屬構(gòu)件配置在所述工件的一端部側(cè)，且配置成在所述一個(gè)金屬構(gòu)件和所述另一個(gè)金屬構(gòu)件各自的抵接端間不存在所述永久磁鐵材料。
2.如權(quán)利要求1所述的具有永久磁鐵材料的金屬構(gòu)件的焊接裝置，其特征在于，所述工件保持部和所述工件利用絕緣構(gòu)件電性絕緣。
3.如權(quán)利要求1所述的具有永久磁鐵材料的金屬構(gòu)件的焊接裝置，其特征在于，所述焊接變壓器并聯(lián)電氣連接有多臺(tái)，利用連接在所述各焊接變壓器上的所述第1焊接電極及所述第2焊接電極，同時(shí)焊接多個(gè)焊接部。
4.如權(quán)利要求1所述的具有永久磁鐵材料的金屬構(gòu)件的焊接裝置，其特征在于，所述第1焊接電極或所述第2焊接電極中的至少一個(gè)構(gòu)成為通過與工件的接觸而擺動(dòng)。
5.如權(quán)利要求1所述的具有永久磁鐵材料的金屬構(gòu)件的焊接裝置，其特征在于，具有可設(shè)定所述焊接電流的電流值、其持續(xù)時(shí)間及極性的電路。
6.如權(quán)利要求5所述的具有永久磁鐵材料的金屬構(gòu)件的焊接裝置，其特征在于，所述電路包括儲(chǔ)存電力的電容器；將來自所述電容器的放電電流轉(zhuǎn)換為交流并供給至所述焊接變壓器的開關(guān)電路；控制所述開關(guān)電路的控制電路；在所述控制電路中設(shè)定用于得到規(guī)定電流波形的設(shè)定值的輸入部；以及監(jiān)控來自所述開關(guān)電路的輸出電流的電流傳感器，一邊比較所述輸出電流和所述設(shè)定值一邊控制焊接電流。
7.如權(quán)利要求1所述的具有永久磁鐵材料的金屬構(gòu)件的焊接裝置，其特征在于，所述工件是旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子。
8.一種具有永久磁鐵材料的金屬構(gòu)件的焊接方法，對(duì)由具有永久磁鐵材料的一個(gè)金屬構(gòu)件和另一個(gè)金屬構(gòu)件構(gòu)成的工件的所述兩個(gè)金屬構(gòu)件進(jìn)行電阻焊，其特征在于，包括保持所述工件的工件保持部；在所述工件保持部上留有工件供給空間地配置的加壓裝置；固定在所述加壓裝置的可動(dòng)部側(cè)、與所述工件抵接的第1焊接電極；與所述工件抵接的第2焊接電極；以及向所述兩焊接電極供給焊接電流的焊接變壓器，將所述兩焊接電極分別相對(duì)所述一個(gè)金屬構(gòu)件和所述另一個(gè)金屬構(gòu)件配置在所述工件的一端部側(cè)，且配置成在所述一個(gè)金屬構(gòu)件和所述另一個(gè)金屬構(gòu)件各自的抵接端間不存在所述永久磁鐵材料，從所述兩焊接電極向所述工件供給所述焊接電流進(jìn)行電阻焊。
9.一種具有永久磁鐵材料的金屬構(gòu)件的焊接裝置，對(duì)由具有永久磁鐵材料的一個(gè)金屬構(gòu)件和另一個(gè)金屬構(gòu)件構(gòu)成的工件的所述兩個(gè)金屬構(gòu)件進(jìn)行電阻焊，其特征在于，所述工件是旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子構(gòu)成為包括使形成在各自外周側(cè)的多個(gè)爪狀磁極互相嚙合地在軸向相向配置的一對(duì)磁極鐵心；貫穿所述磁極鐵心的軸；配置在所述磁極鐵心的圓周方向的相鄰的所述爪狀磁極間的多個(gè)永久磁鐵材料；安裝在所述磁極鐵心的內(nèi)部、將所述一對(duì)磁極鐵心勵(lì)磁為不同磁極的勵(lì)磁線圈；以及設(shè)置在所述磁極鐵心的軸向端面的板狀構(gòu)件，從配置在所述轉(zhuǎn)子的軸向同一端部側(cè)的第1焊接電極和第2焊接電極向所述板狀構(gòu)件與所述磁極鐵心側(cè)之間供給焊接電流。
10.如權(quán)利要求9所述的具有永久磁鐵材料的金屬構(gòu)件的焊接裝置，其特征在于，使所述2個(gè)焊接電極中的第1焊接電極與所述板狀構(gòu)件電性接觸、所述第2焊接電極與所述磁極鐵心電性接觸地進(jìn)行電阻焊。
11.如權(quán)利要求10所述的具有永久磁鐵材料的金屬構(gòu)件的焊接裝置，其特征在于，為了使所述第2焊接電極與所述磁極鐵心接觸，而在所述板狀構(gòu)件的與所述磁極鐵心相向的面上設(shè)有切口部或通孔。
12.如權(quán)利要求9所述的具有永久磁鐵材料的金屬構(gòu)件的焊接裝置，其特征在于，使所述2個(gè)焊接電極中的第1焊接電極與所述板狀構(gòu)件電性接觸、所述第2焊接電極與所述軸電性接觸地進(jìn)行電阻焊。
13.一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)，包括轉(zhuǎn)子以及在所述轉(zhuǎn)子的外周留有微小間隙地配置的定子，所述轉(zhuǎn)子包括使形成在各自外周側(cè)的多個(gè)爪狀磁極互相嚙合地在軸向相向配置的一對(duì)磁極鐵心；貫穿所述磁極鐵心的軸；配置在所述磁極鐵心的圓周方向的相鄰的所述爪狀磁極間的多個(gè)永久磁鐵材料；安裝在所述磁極鐵心的內(nèi)部、將所述一對(duì)磁極鐵心勵(lì)磁為不同磁極的勵(lì)磁線圈；以及設(shè)置在所述磁極鐵心的軸向端面的板狀構(gòu)件，其特征在于，使用一種轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子通過從配置在所述轉(zhuǎn)子的軸向同一端部側(cè)的2個(gè)焊接電極向所述板狀構(gòu)件與所述磁極鐵心之間供給的焊接電流將所述板狀構(gòu)件電阻焊在所述磁極鐵心上。
14.一種具有永久磁鐵材料的金屬構(gòu)件的焊接裝置，對(duì)由具有永久磁鐵材料的一個(gè)金屬構(gòu)件和另一個(gè)金屬構(gòu)件構(gòu)成的工件的所述兩個(gè)金屬構(gòu)件進(jìn)行電阻焊，其特征在于，具有作為焊接電流產(chǎn)生交流的交流產(chǎn)生裝置，從所述交流產(chǎn)生裝置通過第1焊接電極和第2焊接電極向工件供給交流的焊接電流。
15.如權(quán)利要求14所述的具有永久磁鐵材料的金屬構(gòu)件的焊接裝置，其特征在于，所述焊接電流是通電剛開始后的半個(gè)周期的極性和通電即將結(jié)束前的半個(gè)周期的極性不同的電流波形。
16.如權(quán)利要求15所述的具有永久磁鐵材料的金屬構(gòu)件的焊接裝置，其特征在于，所述焊接電流是振幅隨時(shí)間的經(jīng)過而逐漸衰減的電流波形。
17.如權(quán)利要求15所述的具有永久磁鐵材料的金屬構(gòu)件的焊接裝置，其特征在于，所述焊接電流是振幅隨時(shí)間的經(jīng)過而逐漸上升的電流波形。
18.如權(quán)利要求17所述的具有永久磁鐵材料的金屬構(gòu)件的焊接裝置，其特征在于，是所述焊接電流的通電剛開始后的半個(gè)周期的極性與振幅成為最大的最初半個(gè)周期的極性不同的電流波形。
19.如權(quán)利要求18所述的具有永久磁鐵材料的金屬構(gòu)件的焊接裝置，其特征在于，所述焊接電流的所述振幅最大的半個(gè)周期的波數(shù)是奇數(shù)。
20.如權(quán)利要求18或19所述的具有永久磁鐵材料的金屬構(gòu)件的焊接裝置，其特征在于，所述焊接電流的通電剛開始后的第2個(gè)半周期的振幅最大。
21.如權(quán)利要求20所述的具有永久磁鐵材料的金屬構(gòu)件的焊接裝置，其特征在于，所述焊接電流的通電剛開始后的半個(gè)周期的振幅是在所述通電剛開始后的第2個(gè)半周期的振幅的1/3～2/3的范圍內(nèi)。
22.如權(quán)利要求15所述的具有永久磁鐵材料的金屬構(gòu)件的焊接裝置，其特征在于，所述焊接電流是振幅隨時(shí)間的經(jīng)過一度上升后再逐漸衰減的電流波形。
23.如權(quán)利要求15所述的具有永久磁鐵材料的金屬構(gòu)件的焊接裝置，其特征在于，所述焊接電流是至少振幅最大的半個(gè)周期的峰值電流值持續(xù)規(guī)定時(shí)間的電流波形。
24.如權(quán)利要求15所述的具有永久磁鐵材料的金屬構(gòu)件的焊接裝置，其特征在于，所述工件在所述一個(gè)金屬構(gòu)件和所述另一個(gè)金屬構(gòu)件中任一個(gè)的焊接面上形成有突起部和圍住該突起部周圍的槽。
25.如權(quán)利要求15所述的具有永久磁鐵材料的金屬構(gòu)件的焊接裝置，其特征在于，所述兩焊接電極分別相對(duì)所述一個(gè)金屬構(gòu)件和所述另一個(gè)金屬構(gòu)件配置在所述工件的一端部側(cè)，且配置成在所述一個(gè)金屬構(gòu)件和所述另一個(gè)金屬構(gòu)件各自的抵接端間不存在所述永久磁鐵材料。
26.如權(quán)利要求15所述的具有永久磁鐵材料的金屬構(gòu)件的焊接裝置，其特征在于，利用所述第1焊接電極及所述第2焊接電極，同時(shí)焊接多個(gè)焊接部。
27.如權(quán)利要求15所述的具有永久磁鐵材料的金屬構(gòu)件的焊接裝置，其特征在于，所述工件是旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種在對(duì)具有永久磁鐵材料的一個(gè)金屬構(gòu)件和另一個(gè)金屬構(gòu)件進(jìn)行電阻焊時(shí)、可抑制焊接電流對(duì)永久磁鐵材料進(jìn)行不需要的磁化的焊接裝置及焊接方法。本發(fā)明的焊接裝置包括保持工件(14)的工件保持部(3)；在工件保持部(3)上留有工件供給空間地配置的加壓裝置(4)；設(shè)置在加壓裝置(4)的可動(dòng)部(4a)上的第1焊接電極(8)；第2焊接電極(10)；以及向兩焊接電極(8、10)供給焊接電流的焊接變壓器(11)，兩焊接電極(8、10)分別相對(duì)一個(gè)金屬構(gòu)件和另一個(gè)金屬構(gòu)件配置在工件(14)的一端部側(cè)，且配置成在一個(gè)金屬構(gòu)件和另一個(gè)金屬構(gòu)件各自的抵接端間不存在永久磁鐵材料(18)。
文檔編號(hào)H02K19/00GK1805816SQ20058000048
公開日2006年7月19日 申請(qǐng)日期2005年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月30日
發(fā)明者藤田暢彥, 西谷昌一郎, 中武靖, 土井正治, 工藤慎也, 莊野一弘, 淺尾淑人, 栗林勝 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社