(57)【要約】  【課題】  この発明は、リングマッシュ接合で金属接合を行う接合方法、及び、その装置において、重ね合せ代の幅を量産性も考慮しつつ確実に確保して、確実に接合を行うことができる接合方法、及び、その装置を提供することを目的とする。  【解決手段】  本実施態様の接合装置１は、所謂リングマッシュ接合を行う接合装置１であり、二つの下部電極６，６と、その上方に設けられ上下方向に移動可能な上部電極７と、その上部電極７に対して加圧力を付与する加圧シリンダ８と、前記上部電極７に対して図示しない接合トランスからの電流を送電する配線ケーブル９と、上部電極７の変位量を計測する変位計測センサ１０と、アップセット（上部電極７の押込み、以下同様）波形を判定するアップセット波形判定手段１１とを有する。  【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状の開口部を備えた第一被溶接金属材に、該開口部より僅かに大きい外形部を備えた第二被溶接金属材を、所定の重ね合わせ代で位置合わせをし、両者を上下電極で加圧した状態で通電することで、接合部位である該開口部と該外形部を接合する接合方法であって、
下部電極で、前記第一被溶接金属材と前記第二被溶接金属材のいずれか一方の被溶接金属材の接合部位近傍の下面を受け、
上部電極で、他方の被溶接金属材の接合部位近傍の上面を加圧した状態で接合電流を通電し、
前記開口部に対して、前記外形部を押込むことで両者の接合を行うと共に、
前記上部電極の加圧方向の変化状態を検出して、所定の基準変化状態であると判定をした場合には、接合品質を適正と判断する
接合方法。
【請求項２】
前記所定の基準変化状態を、上部電極の変位量と、変位量が設定値に達するまでの接合時間とで予め規定した
請求項１記載の接合方法。
【請求項３】
前記設定値を、上部電極の加圧する他方の被溶接金属材が、ストッパ手段に当接する位置とした
請求項２記載の接合方法。
【請求項４】
前記ストッパ手段を、一方の被溶接金属材に形成した
請求項３記載の接合方法。
【請求項５】
前記所定の基準変化状態を、上部電極の変化状態モデルで予め規定した
請求項１記載の接合方法。
【請求項６】
環状の開口部を備えた第一被溶接金属材に、該開口部より僅かに大きい外形部を備えた第二被溶接金属材を、所定の重ね合わせ代で位置合わせをし、両者を上下電極で加圧した状態で通電することで、接合部位である該開口部と該外形部を接合する接合装置であって、
前記第一被溶接金属材と前記第二被溶接金属材のいずれか一方の被溶接金属材の接合部位近傍の下面を受ける下部電極と、
他方の被溶接金属材の接合部位近傍の上面を加圧した状態で接合電流を通電する上部電極と、
接合時の該上部電極の変化状態を検出する変化状態検出手段と、
該変化状態検出手段が検出した変化状態を所定の基準変化状態かの判定を行い、所定の基準変化状態であると判定した場合には、接合品質を適正と判断する接合品質判定手段とを備える
接合装置。
【請求項７】
前記所定の基準変化状態を、上部電極の変位量と、変位量が設定値に達するまでの接合時間とで予め規定した
請求項１記載の接合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、金属材同士の接合方法およびその装置、特に、一方の金属材と他方の金属材の接合部分を僅かに重ね合わせておき、加圧・通電して接合を行う、所謂リングマッシュ接合の接合方法およびその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、金属材の接合方法として所謂マッシュシーム接合が知られている。この接合方法は、金属材の両端を重ね合わせて、その上でローラ状の電極で加圧して通電することで接合をおこなう方法である。マッシュとは「つぶす」、シームとは「合わせ目」を意味する。
【０００３】
この接合方法によると、突合せ接合と同様に板材の端面同士を溶接することができるが、一般的なマッシュシーム接合によると、一対のローラ電極を被接合部に沿って加圧、通電しながら走行させて接合を行うため、接合に時間が掛かるといった問題があった。
【０００４】
そこで、下記特許文献１では、環状の接合部について一挙に接合が行える接合方法および装置が提案されている。
【０００５】
この特許文献１は、円形や角形状の穴部を有する第一接合材と、その穴部よりも僅かに大きい外形部を有する第二接合材とをマッシュ接合するにあたり、所定の重ね合せ代を設定した状態で、第一接合材の穴部と第二接合材の外形部を重ね合せ、両者の間に加圧力をかけて通電することで、瞬時に接合を行うものである。
【０００６】
この接合方法は、接合部の環状形状から所謂リングマッシュ接合と呼ばれる。このリングマッシュ接合によると、瞬時に接合が行われるため、接合時間、通電量を大幅に削減できるため、生産性を向上することができる。
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−１７０４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、このリングマッシュ接合の接合を行うには、先程の重ね合せ代の幅が重要になる。すなわち、特許文献１にも記載されているが、重ね合せ代の幅が大きい場合は、熱歪みが大きくなり接合箇所の外観が悪化し、一方、幅が小さい場合は、十分な接合が行われないのである（特許文献１では、０．１〜０．７ｍｍが望ましいとしている）。
【０００９】
そこで、接合作業の際には、この重ね合せ代の幅を如何に設定するかが問題となる。
【００１０】
この点、特許文献１には、具体的に記載されていないが、寸法を実際に計測し、この重ね合せ代の幅を設定することが考えられる。
【００１１】
しかし、量産性を考慮すると、重ね合せ代の幅を設定する為に、製品の全数の寸法を計測し、しかも、０．１ｍｍ単位の細かい寸法を計測するのは、実際的ではなく、コストも増加してしまう。
【００１２】
また、ある一定間隔に一定数量の製品のみ寸法を計測して、製品寸法を擬制していくことも考えられるが、この場合には、必然的に適正値外の製品を生産してしまうことになる。
【００１３】
このとき、重ね合せ代の幅が大きい場合には、外観が悪化するため、作業者が目視で排除できるが、重ね合せ代の幅が小さい場合には、目視で排除することが出来ないため、適正値外の接合不足の不良品を生産してしまうおそれが生じる。
【００１４】
そこで、この発明は、リングマッシュ接合で金属接合を行う接合方法、及び、その装置において、重ね合せ代の幅を量産性も考慮しつつ確実に確保して、確実に接合を行うことができる接合方法、及び、その装置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】
【００１５】
この発明の接合方法は、環状の開口部を備えた第一被溶接金属材に、該開口部より僅かに大きい外形部を備えた第二被溶接金属材を、所定の重ね合わせ代で位置合わせをし、両者を上下電極で加圧した状態で通電することで、接合部位である該開口部と該外形部を接合する接合方法であって、下部電極で、前記第一被溶接金属材と前記第二被溶接金属材のいずれか一方の被溶接金属材の接合部位近傍の下面を受け、上部電極で、他方の被溶接金属材の接合部位近傍の上面を加圧した状態で接合電流を通電し、前記開口部に対して、前記外形部を押込むことで両者の接合を行うと共に、前記上部電極の加圧方向の変化状態を検出して、所定の基準変化状態であると判定をした場合には、接合品質を適正と判断する方法である。
【００１６】
上記構成によれば、下部電極で一方の被溶接金属材の接合部位の下面を受け、かつ上部電極で他方の被溶接金属材の接合部位の上面を加圧した状態で通電接合するため、加圧接合時の両接合部位の相対変位が精度良く上部電極の変位量として反映され、上部電極で他方の被溶接金属材を、加圧、通電する際の変化状態を検出し、その検出した変化状態を所定の基準変化状態であるか否かを判定し、所定の基準変化状態であれば溶接品質を適正と判断することが可能となる。すなわち、重ね合せ代の幅と相関が高い上部電極の変化状態を検出することで、重ね合せ代の幅を実際に計測することなく、接合品質を確保するのである。
【００１７】
このため、重ね合せ代の幅、すなわち、製品の全数の寸法を実際に計測することなく、接合を確実に行うことができる。
【００１８】
なお、上記所定の基準変化状態とは、上部電極の動きを全て含む概念で、変位、速度、加速度等を含む概念である。
【００１９】
この発明の一実施態様においては、前記所定の基準変化状態を、上部電極の変位量と、変位量が設定値に達するまでの接合時間とで予め規定した方法である。
【００２０】
上記構成によれば、所定の基準変化状態を、上部電極の変位量と、変位量が設定値に達するまでの接合時間とで予め規定する。このため、所定の基準変化状態を、上部電極の時間当たりの変位量という「傾き」の値で、装置に設定しておくことができ、この傾きの所定範囲内では、接合品質を適正と判断し、所定範囲外では、接合品質を不適と判断することができる。
【００２１】
この発明の一実施態様においては、前記設定値を、上部電極の加圧する他方の被溶接金属材が、ストッパ手段に当接する位置とした方法である。
【００２２】
上記構成によれば、他方の被溶接金属材がストッパ手段に当接する位置を、設定値とすることで、第一被溶接金属材と第二被溶接金属材との接合位置を、確実に規定して管理できるため、製品寸法の品質管理を確実に行うことができる。
【００２３】
この発明の一実施態様においては、前記ストッパ手段を、一方の被溶接金属材に形成した方法である。
【００２４】
上記構成によれば、ストッパ手段を、一方の被溶接金属材に形成したため、第一被溶接金属材と第二被溶接金属材との相対的な位置を確実に規定でき、製品寸法の管理をより確実に行うことができる。
【００２５】
この発明の一実施態様においては、前記所定の基準変化状態を、上部電極の変化状態モデルで予め規定した方法である。
【００２６】
上記構成によれば、所定の基準変化状態を、上部電極の変化状態モデルで予め規定する。このため、所定の基準変化状態を、変化状態モデルという「波形モデル」の値で装置に設定しておくことができ、この波形モデルの所定範囲内では、接合品質を適正と判断し、所定範囲外では、接合品質を不適と判断することができる。
【００２７】
この発明の接合装置は、環状の開口部を備えた第一被溶接金属材に、該開口部より僅かに大きい外形部を備えた第二被溶接金属材を、所定の重ね合わせ代で位置合わせをし、両者を上下電極で加圧した状態で通電することで、接合部位である該開口部と該外形部を接合する接合装置であって、前記第一被溶接金属材と前記第二被溶接金属材のいずれか一方の被溶接金属材の接合部位近傍の下面を受ける下部電極と、他方の被溶接金属材の接合部位近傍の上面を加圧した状態で接合電流を通電する上部電極と、接合時の該上部電極の変化状態を検出する変化状態検出手段と、該変化状態検出手段が検出した変化状態を所定の基準変化状態かの判定を行い、所定の基準変化状態であると判定した場合には、接合品質を適正と判断する接合品質判定手段とを備えるものである。
【００２８】
上記構成によれば、下部電極で第一被溶接金属材と前記第二被溶接金属材のいずれか一方の被溶接金属材の接合部位近傍の下面を受け、上部電極で他方の被溶接金属材の接合部位近傍の上面を加圧した状態で接合電流を通電して接合を行うため、加圧接合時の両接合部位の相対変位が上部電極の変位量として精度良く反映される。したがって、接合時に、変化状態検出手段で上部電極の変化状態を検出して、接合品質判定手段でその変化状態が所定の基準変化状態かの判定を行って接合品質の適否を判断することができる。
【００２９】
すなわち、重ね合せ代の幅と相関が高い上部電極の変化状態を検出することで、重ね合せ代の幅を実際に計測することなく、接合品質を確保するのである。
【００３０】
このため、重ね合せ代の幅、すなわち、製品の全数の寸法を実際に計測する必要がなく、接合を確実に行うことができる。
【００３１】
なお、上記所定の基準変化状態も、上部電極の動きを全て含む概念で、変位、速度、加速度等を含む概念である。
【００３２】
この発明の一実施態様においては、前記所定の基準変化状態を、上部電極の変位量と、変位量が設定値に達するまでの接合時間とで予め規定したものである。
【００３３】
上記構成によれば、所定の基準変化状態を、上部電極の変位量と、変位量が設定値に達するまでの接合時間とで規定する。このため、所定の基準変化状態を、上部電極の時間当たりの変位量という「傾き」の値で装置に設定しておくことができ、この傾きの所定範囲内では、接合品質を適正と判断し、所定範囲外では、接合品質を不適と判断することができる。
【発明の効果】
【００３４】
この発明によれば、上部電極で他方の被溶接金属材を、加圧、通電する際の変化状態を検出し、その検出した加圧変化状態を所定の基準変化状態であるか否かを判定し、所定の基準変化状態であれば溶接品質を適正とすることになる。すなわち、重ね合せ代の幅と相関が高い上部電極の変化状態を検出することで、重ね合せ代の幅を実際に計測することなく、接合品質を確保するのである。
【００３５】
このため、重ね合せ代の幅、すなわち、製品の全数の寸法を実際に計測する必要がなく、接合作業を行うことができる。
【００３６】
よって、リングマッシュ接合で金属接合を行う接合方法、及び、その装置において、重ね合せ代の幅を量産性も考慮しつつ確実に確保して、確実に接合を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、図面に基づいてこの発明の実施形態を詳述する。  
図１は、本実施態様の接合装置の概略正面図である。  
本実施態様の接合装置１は、所謂リングマッシュ接合を行う接合装置１であり、装置１を設置する設置台２上には、装置１前部で上下方向に延びる左右一対のフレーム体３と、装置内部に設けた接合台４と、その接合台４上で左右方向に延びるスライドレール５と、スライドレール５上でそれぞれ左右に移動する二つの下部電極６，６と、その上方に設けられ上下方向に移動可能な上部電極７と、その上部電極７に対して加圧力を付与する加圧シリンダ８と、前記上部電極７に対して図示しない接合トランスからの電流を送電する配線ケーブル９と、上部電極７の変位量を計測する変位計測センサ１０と、アップセット（上部電極７の押込み、以下同様）波形を判定するアップセット波形判定手段１１と、接合装置１の操作を行う操作盤１２と、図示しない中央制御手段とを有する。
【００３８】
この接合装置１は、左右いずれか一方の下部電極６に後述のワーク２１、２２をセットして、そのワーク２１、２２をセットした下部電極６を中央に移動させ、この中央の位置で上部電極７を降下させて、加圧しかつ通電することで、所謂リングマッシュ接合を行うものである。
【００３９】
図２、図３は、本実施形態におけるリングマッシュ接合の接合状態を示した詳細断面図で、この図を利用してリングマッシュ接合について説明する。
【００４０】
下部電極６及び上部電極７を共に円筒形状の電極体で構成し、この電極間で第二ワーク２２（自動変速機部品である円筒状のスリーブ）と第一ワーク２１（自動変速機部品である円筒状のクラッチハブ）を接合する。
【００４１】
なお、第二ワーク２２は、その円形のフランジ部２２ａ外周端を接合部位とし、第一ワーク２１は、その外周端部に対応した開口部を有し、そのフランジ部２１ａ内周端を接合部位としている。
【００４２】
このうち下部電極６でこれらワーク２１，２２の位置決めがなされる。すなわち、下部電極６の内周面に第二ワーク２２の位置決めを行う位置決め部６１を設け、外周面に第一ワーク２１の粗位置決めを行う粗位置決め部６２を設け、これら位置決め部６１，６２によって第二ワーク２２と第一ワーク２１の相対的な位置決めを行う。
【００４３】
この相対的な位置決めによって、第二ワーク２２の径方向に延びるフランジ部２２ａの外周端と、第一ワーク２１の径方向に延びるフランジ部２１ａの内周端とを、所定の重ね合せ代の幅Ｗを持って重合させる（図２参照）。また、第二ワーク２２のフランジ部２２ａの下面は、下部電極６の上面で受けるように配置されている。
【００４４】
こうした状態において、上部電極７に押込み方向の圧力を加えることにより、第一ワーク２１のフランジ部２１ａの上面に上部電極７の下面を押圧し、第二ワーク２２のフランジ部２２ａの外周端と第一ワーク２１のフランジ部２１ａの内周端には、圧入方向の力が作用する。
【００４５】
この力が作用した状態で、上部電極７から下部電極６に対して通電を行うと、第二ワーク２２のフランジ部２２ａ外周端と第一ワーク２１のフランジ部２１ａ内周端の間には溶融に近い軟化が生じ、両者の間では互いに新生面が露出して拡散接合が行われることになる。
【００４６】
このようにして接合された状態が図３に示した状態である。この図に示すようにリングマッシュ接合が行われると、第二ワーク２２のフランジ部２２ａ外周端が第一ワーク２１のフランジ部２１ａ内周端に嵌合した状態となって、両者の間で接合が行われることになる。
【００４７】
このように接合が行われると、第一ワーク２１が下方に落ち込み第一ワーク２１のフランジ部２１ａが下部電極６のストッパ部６ａに当接するため、接合部位には、電流がそれ以上流れることはなく、接合が終了する。なお、ストッパ部６ａを設けたことにより、これ以下に降下が生じないため、第一ワーク２１の接合位置を規定することができ、製品の寸法精度も高めることができる。
【００４８】
以上のようにして行われるリングマッシュ接合であるが、この際、前述の重ね合せ代の幅Ｗが、その接合品質に大きな影響を与える。すなわち、重ね合せ代の幅Ｗが大きい場合には、押込みを十分に行うことができず、一方、重ね合せ代の幅Ｗが少ないか又は全くない場合には、圧入状態にならないため、共に充分な接合を行うことができず、適切な接合品質を得ることができないのである。
【００４９】
この重ね合せ代の幅Ｗを確実に設定するには、０．１ｍｍ単位の微細な計測を行う必要がある。しかし、量産性を考慮すると、重ね合せ代の幅Ｗを設定する為に、製品の全数の寸法を計測し、しかも、０．１ｍｍ単位の細かい寸法を計測するのは、実際的ではなくコストも増加してしまう。
【００５０】
そこで、本実施態様の接合装置１では、図４に示すフローチャートに示す接合工程で接合を行うことにより、この問題を解決している。
【００５１】
まず、前述のように、第二ワーク２２と第一ワーク２１を下部電極６にセットした状態で、Ｓ１で作業者が起動スイッチをＯＮにすると、Ｓ２で加圧シリンダ８によって上部電極７が降下する。
【００５２】
次に、Ｓ３で一旦上部電極７が第一ワーク２１に当接した状態で待機をした後、Ｓ４で上部電極７が加圧を開始する。このように待機期間を設けたことで、第一ワーク２１に当接する際の上部電極の衝撃による電極のへたり、変形を抑える事ができる。
【００５３】
次に、Ｓ５で上部電極７の変位があるかの判定を行う。この判定で、上部電極７の変位があると判定した場合には、Ｓ１０に移行して設備に対してＮＧ信号を出力することになる。このように、加圧した段階で変位が生じた場合には、重ね合せ代が無いか、殆ど無いことが推測されるため、当該ワークでは充分な接合ができないと判断して、ＮＧ信号を出力するのである。
【００５４】
一方、Ｓ５で変位がないと判定した場合には、Ｓ６に移行して通電を開始する。この通電によって、リングマッシュ接合が行われる。
【００５５】
次に、Ｓ７で通電開始から規定時間で上部電極７の変位が完了しているかを判定する。この判定で完了していないとの判断をした場合にも、Ｓ１０に移行して設備に対してＮＧ信号を出力することになる。このように、規定時間内に変位が完了していない場合には、重ね合せ代の幅Ｗが大き過ぎて、押込みが充分になされていないことが推測されるため、この場合も当該ワークでは充分な接合ができないと判断してＮＧ信号を出力するのである。
【００５６】
次に、Ｓ８で通電開始から上部電極７の変位完了までの変位時間が規定値内かの判定を行う。この判定で規定値外であると判定した場合には、Ｓ１０に移行して設備に対してＮＧ信号を出力する。変位時間が規定値外である場合、例えば、極端に短い時間で変位が生じた場合には、重ね合せ代の幅Ｗが充分でなかったものと推測されるため、ワークの接合が不充分であると判断して、ＮＧ信号を出力するのである。
【００５７】
一方、変位時間が規定値内であるとの判定を行った場合には、Ｓ９に移行して設備に対してＯＫ信号を出力する。この場合には重ね合せ代の幅Ｗが適切に確保されていたものと推測されるため、ワークの接合が確実に行われたと判断して、ＯＫ信号を出力するのである。
【００５８】
以上の接合工程で、接合作業を行うことにより、本実施形態では、実際にワーク２１，２２の寸法を計測しなくても、接合品質を確保することができるため、量産性を高めることができる。
【００５９】
この接合工程における上部電極７の変位状態を、図５のグラフによりさらに詳しく説明する。
【００６０】
このグラフの縦軸は、上部電極７の変位量及び電流値を示し、横軸は時間を示している。
【００６１】
上部電極７の変位ラインＬ１は、まず上部電極７降下では（Ｓ２に対応）、一定の傾斜角を持って降下し、第一ワーク２１に当接した時点で一定期間待機して（Ｓ３）、水平状態となる。そして、上部電極７を所定の加圧力で加圧した状態で（Ｓ４）、所定時間経過後通電を開始することで（Ｓ６）、また所定の傾斜角をもって降下する。この降下によって押込みがなされ、接合が行われる（Ｓ９）。その後、ストッパ部６ａに当接した位置で、水平状態で移行していくことになる。
【００６２】
以上の過程を経て適正な接合を行うことになるが、グラフ中の斜線のハッチングで示した所定範囲が、所定の時間内に所定の変位量となった場合に、接合を適正と判断する適正基準領域Ｈである。
【００６３】
すなわち、この適正基準領域Ｈ内で、上部電極７の変位が生じた場合に接合品質を適正と判断し、その領域外で上部電極７の変位が生じた場合には、接合品質を不適と判断するのである（Ｓ８）。この適正基準領域は、上部電極７の時間当たりの変位量という「傾き」の値で、アップセット波形判定手段１１のメモリ内に、予め設定しておくことで規定している。
【００６４】
なお、点線で示した変位ラインＬ２は前述のＳ５でＮＧと判断した場合であり、２点鎖線で示した変位ラインＬ３はＳ７でＮＧと判断した場合、さらに、破線で示した変位ラインＬ４は、Ｓ８でＮＧと判断した場合である。共に接合品質が不適なものであり、本実施形態では不良品して処理される。
【００６５】
もっとも、以上の変位ライン以外にも、上部電極７の加圧が行われる前段階で、変位が生じるような場合であっても、接合品質を不適と判断して不良品として処理してもよい。
【００６６】
次に、以上のように構成した本実施態様の作用及び効果について詳述する。  
この実施態様による接合方法は、環状の開口部を備えた第一ワーク２１に、該開口部より僅かに大きい外周端部を備えた第二ワーク２２を、所定の重ね合せ代で位置合わせをし、両者を上下電極６，７で加圧した状態で通電することで、接合部位である該開口部と該外周端部を接合する接合方法であって、下部電極６の上面で、前記第二ワーク２２の接合部位近傍のフランジ部２２ａの下面を受け、上部電極７の下面で、第一ワーク２１の接合部位近傍のフランジ部２１ａ上面を加圧した状態で接合電流を通電し、前記開口部に対して、前記外周端部を押込むことで、両者の接合を行うと共に、前記上部電極７の加圧方向の変位状態を検出して、適正基準領域Ｈであると判定をした場合には、接合品質を適正と判断する方法である。
【００６７】
上記構成によれば、下部電極６で第二ワーク２２の接合部位近傍のフランジ部２２ａ下面を受け、かつ上部電極７で第一ワーク２１の接合部位近傍のフランジ部２１ａ上面を加圧した状態で通電接合するため、加圧接合時の両接合部位の相対変位が上部電極７の変位量として精度良く反映され、上部電極７で第一ワーク２１を、加圧、通電する際の変位状態を検出し、その検出した変位状態を適正基準領域Ｈであるか否かを判定し、適正基準領域Ｈであれば溶接品質を適正と判断することが可能となる。すなわち、重ね合せ代の幅Ｗと相関が高い上部電極７の変位状態を検出することで、重ね合せ代の幅Ｗを実際に計測することなく、接合品質を確保するのである。
【００６８】
このため、重ね合せ代の幅Ｗ、すなわち、製品の全数の寸法を実際に計測することなく、接合を確実に行うことができる。
【００６９】
よって、リングマッシュ接合で金属接合を行う接合方法において、重ね合せ代の幅Ｗを量産性も考慮しつつ確実に確保して、確実に接合を行うことができる。
【００７０】
また、この実施態様では、前記適正基準領域Ｈを、上部電極７の変位量と、変位量が設定値に達するまでの接合時間とで予め規定した方法である。
【００７１】
上記構成によれば、適正基準領域Ｈを、上部電極７の変位量と、変位量が設定値に達するまでの接合時間とで予め規定する。このため、適正基準領域Ｈを、上部電極７の時間当たりの変位量という「傾き」の値で、予めアップセット波形判定手段１１のメモリ内に設定しておくことができ、この傾きの所定範囲内では、接合品質を適正と判断し、所定範囲外では、接合品質を不適と判断することができる。
【００７２】
また、この実施態様では、前記設定値を、上部電極７の加圧する第二ワーク２２が、ストッパ部６ａに当接する位置とした方法である。
【００７３】
上記構成によれば、第一ワーク２１がストッパ部６ａに当接する位置を、設定値とすることで、第一ワーク２１と第二ワーク２２との接合位置を、確実に規定して管理できるため、製品寸法の品質管理を確実に行うことができる。
【００７４】
また、この実施態様による接合装置１では、環状の開口部を備えた第一ワーク２１に、該開口部より僅かに大きい外周端部を備えた第二ワーク２２を、所定の重ね合わせ代で位置合わせをし、両者を上下電極６，７で加圧した状態で通電することで、接合部位である該開口部と該外周端部を接合する接合装置１であって、前記第二ワーク２２の接合部位近傍の下面を受ける下部電極６と、第一ワーク２１の接合部位近傍の上面を加圧した状態で接合電流を通電する上部電極７と、接合時の該上部電極７の変化状態を検出する変位計測センサ１０と、該変位計測センサ１０が検出した変位状態を適正基準領域Ｈかの判定を行い、適正基準領域Ｈであると判定した場合には、接合品質を適正と判断するアップセット波形判定手段１１とを備えるものである。
【００７５】
上記構成によれば、下部電極６で第二ワーク２２の接合部位近傍の下面を受け、上部電極７で第一ワーク２１の接合部位近傍の上面を加圧した状態で接合電流を通電して接合を行うため、加圧接合時の両接合部位の相対変位が上部電極７の変位量として精度良く反映される。したがって、接合時に、変位計測センサ１０で上部電極７の変位状態を検出して、アップセット波形判定手段１１でその変位状態が適正基準領域Ｈかの判定を行って接合品質の適否を判断することができる。
【００７６】
すなわち、重ね合せ代の幅Ｗと相関が高い上部電極７の変位状態を検出することで、重ね合せ代の幅Ｗを実際に計測することなく、接合品質を確保するのである。
【００７７】
このため、重ね合せ代の幅Ｗ、すなわち、製品の全数の寸法を実際に計測する必要がなく、接合を確実に行うことができる。
【００７８】
よって、リングマッシュ接合で金属接合を行う接合装置１において、重ね合せ代の幅Ｗを、量産性も考慮しつつ確実に確保して、確実に接合を行うことができる。
【００７９】
また、この実施態様では、前記適正基準領域Ｈを、上部電極７の変位量と、変位量が設定値に達するまでの接合時間とで予め規定したものである。
【００８０】
上記構成によれば、適正基準領域Ｈを、上部電極７の変位量と、変位量が設定値に達するまでの接合時間とで規定する。このため、適正基準領域Ｈを、上部電極７の時間当たりの変位量という「傾き」の値でアップセット波形判定手段１１に設定しておくことができ、この傾きの所定範囲内では、接合品質を適正と判断し、所定範囲外では、接合品質を不適と判断することができる。
【００８１】
次に、他の実施形態について説明する。図６は、図４に対応する他の実施形態の接合工程のフローチャートを示したものである。なお、その他装置１等については、前述の実施態様と同様であり、また、このフローチャートについても同じ工程については、同一符号を付して説明を省略する。
【００８２】
この実施態様では、接合工程での判定方法が前述の実施態様と異なる。すなわちＳ７、Ｓ８の替わりに、Ｓ１７で、通電開始から変位完了までの変位波形が基準波形モデルのエリア内にあるか、の判定を行い、接合品質の適否の判断を行うものである。
【００８３】
この基準波形モデルとは、例えば、接合するフランジ部分において面取り等がなされ、複数の段階の傾斜角を持って上部電極７が降下するような場合に対応するため、その基準となる「波形モデル」を、アップセット波形判定手段１１のメモリ内に、予め設定しておくものである。
【００８４】
このような基準波形モデルで接合品質を判定することで、前述の実施態様よりも、より詳細に上部電極７の降下状態を判定することができる。このため、より高い接合品質を確保することができる。
【００８５】
なお、この基準波形モデルの傾斜ラインは、直線だけではなく曲線のものも含み、特に形状が限定させるものではない。
【００８６】
次に、この実施態様の作用、効果について説明すると、この実施態様の接合方法は、前記適正基準領域Ｈの代わりに、上部電極７の変化状態モデルを「波形モデル」としてアップセット波形判定手段１１のメモリ内に予め規定した方法である。
【００８７】
上記構成によれば、「波形モデル」で、上部電極７の変化状態モデルを予め規定する。このため、上部電極７の基準変化状態を、変化状態モデルという「波形モデル」の値で装置に設定しておくことができ、この波形モデルの所定範囲内では、接合品質を適正と判断し、所定範囲外では、接合品質を不適と判断することができる。
【００８８】
その他の作用効果については、前述の実施態様と同様の作用効果を奏する。
【００８９】
次に、さらに他の実施態様について説明する。図７、図８は図２、図３に対応する本実施形態の詳細断面図である。なお、その他の装置等については、前述の実施態様と同様であり、また、断面図についても同じ構成要素については、同一符号を付して説明を省略する。
【００９０】
この実施態様では、第二ワーク１２２の形状と下部電極６の形状が異なる。すなわち、第二ワーク１２２のフランジ部１２２ａの外周端に、第一ワーク２１のフランジ部２１ａの内周端を受けるストッパ受部１２２ｂを径方向に延して形成する一方、下部電極６の表面を平坦面６ｂに形成している。
【００９１】
このように、下部電極６ではなく第二ワーク１２２のフランジ部１２２ａに形成したストッパ受部１２２ｂによって、第一ワーク２１の押込み位置を規定するように構成したことで、第一ワーク２１と第二ワーク１２２との相対的な位置関係も確実に規定することができる。
【００９２】
よって、前述の実施形態のワークよりも、製品寸法をより高めて接合することができるため、製品寸法の管理をより確実に行うことができる。
【００９３】
次に、この実施態様の作用、効果について説明すると、この実施態様の接合方法では、第一ワーク２１の接合位置を規定するストッパ受部１２２ｂを、第二ワーク１２２に形成した方法である。
【００９４】
上記構成によれば、ストッパ受部１２２ｂを、第二ワーク１２２に形成したため、第一ワーク１２１と第二ワーク２２との相対的な位置を確実に規定でき、製品寸法の管理をより確実に行うことができる。
【００９５】
その他の作用効果については、前述の実施態様と同様の作用効果を奏する。
【００９６】
なお、以上の実施形態では、円形の開口部を有する場合のワークを前提に説明したが、本発明は、この円形の開口部のワークの接合に限定されるものではなく、例えば、四角形等の矩形状の開口部のワークにも適用できる。さらに、開口部に対して外形の一部を接合するようなリングマッシュ接合にも適用できる。
【００９７】
また、上部電極の変化状態を検出する方法も、上部電極の接合時の加速度等を検出して、接合の適否を判断するようにしてもよい。
【００９８】
以上、この発明の構成と、前述の実施態様との対応において、
この発明の第一被溶接金属材は、実施態様の第一ワーク２１に対応し、
以下同様に、
第二被溶接金属材は、第二ワーク２２、１２２に対応し
所定の基準変化状態は、適正基準領域Ｈ等に対応するも、
この発明は、前述の実施態様の構成のみに限定されるものではなく、様々な接合方法及び接合装置の実施態様を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本実施態様の接合装置を示した全体正面図。
【図２】リングマッシュ接合の接合状態を示した詳細断面図。
【図３】リングマッシュ接合の接合状態を示した詳細断面図。
【図４】本実施態様の接合方法を示すフローチャート。
【図５】上部電極の変位状態を示すグラフ。
【図６】他の実施態様の接合方法を示すフローチャート。
【図７】他の実施態様の接合状態を示した詳細断面図。
【図８】他の実施態様の接合状態を示した詳細断面図。
【符号の説明】
【０１００】
１…接合装置
６…下部電極
７…上部電極
１０…変位計測センサ（変化状態検出手段）
１１…アップセット波形判定手段（接合品質判定手段）
２１…第一ワーク（第一被溶接金属材）
２２，１２２…第二ワーク（第二被溶接金属材）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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