(57)【要約】【課題】複数の金属体が互いに接合しているか否かの判定を効率良く行うことができる接合判定方法、及び、接合判定装置を提供すること。【解決手段】複数の金属体Ｂ１，Ｂ２の相互衝突による圧接処理を経た複数の金属体Ｂ１，Ｂ２が互いに接合しているか否かを判定するため、圧接処理が施される位置Ｂ１１，Ｂ２１における複数の金属体Ｂ１，Ｂ２のうちの少なくとも一つの温度が、相互衝突の前後にわたって取得される。取得された温度の推移に基づき、複数の金属体Ｂ１，Ｂ２が互いに接合しているか否かが判定される。温度の推移が、圧接処理の開始から温度が変化し始めるまでの時間長さΔｔ、相互衝突の前後における温度の差である温度の変化量ΔＴｅ、及び、相互衝突の後の温度の単位時間当たりの変化量である温度の変化率ｇ、の少なくとも一つを含む。【選択図】図３
2018058100.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の金属体の相互衝突による圧接処理を経た前記複数の金属体が互いに接合しているか否かを判定する、接合判定方法であって、
前記圧接処理が施される位置における前記複数の金属体のうちの少なくとも一つの温度を前記相互衝突の前後にわたって取得する取得工程と、
前記温度の推移に基づいて前記複数の金属体が互いに接合しているか否かを判定する判定工程と、を含む、
接合判定方法。
【請求項２】
請求項１に記載の接合判定方法において、
前記温度の推移が、
前記圧接処理の開始から前記温度が変化し始めるまでの時間長さ、前記相互衝突の前後における前記温度の差である温度変化量、及び、前記相互衝突の後の前記温度の単位時間当たりの変化量である温度変化率、の少なくとも一つを含む、
接合判定方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の接合判定方法において、
前記圧接処理が、
静止している前記複数の金属体の一部である静止金属体に向けて、移動している前記複数の金属体の他の一部である移動金属体を衝突させる処理であり、
前記取得工程において、
前記静止金属体のうちの少なくとも一つの前記温度を取得する、
接合判定方法。
【請求項４】
複数の金属体の相互衝突による圧接処理を経た前記複数の金属体が互いに接合しているか否かを判定する、接合判定装置であって、
前記圧接処理が施される位置における前記複数の金属体のうちの少なくとも一つの温度を前記相互衝突の前後に亘って取得する取得部と、
前記温度の推移に基づいて前記複数の金属体が互いに接合しているか否かを判定する判定部と、を備えた、
接合判定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の金属体の相互衝突による圧接処理を経たそれら複数の金属体が互いに接合しているか否かを判定する接合判定方法、及び、同判定を行う接合判定装置、に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複数の金属体を互いに接合する手法として、それら複数の金属体を相互衝突させて圧接する手法（例えば、電磁圧接および爆発圧接など）が知られている。本手法のような圧接処理を経た金属体が実際に接合しているか否か（圧接が成功したか否か）は、例えば、圧接処理後の金属体を目視にて観察することによって判定し得る。しかし、この判定をより効率良く行う等の観点から、目視以外の判定手法の確立が望まれている。
【０００３】
このような判定手法について、例えば、従来の接合判定方法の一つ（以下「従来方法」という。）では、接合対象である２つの金属板を繋ぐ電気回路をあらかじめ形成し、圧接処理の際にその電気回路に生じる電流値のパターン（波形）に基づき、２つの金属板が接合しているか否か（圧接が成功したか否か）を判定するようになっている（例えば、特許文献１を参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１６９７９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来方法を用いることにより、目視に頼らず、金属板同士が接合しているか否かを判定できる。しかし、従来方法は、その原理上、上記電気回路を形成するべく、圧接処理を行うたびに金属板にリード線等を接続することになる。更に、判定の後、金属板からそのリード線などを取り外すことになる。即ち、従来方法では、圧接処理を行うたびに、金属板へのリード線等の着脱を繰り返すことになる。
【０００６】
このような着脱作業の繰り返しに起因し、従来方法では、接合判定の作業効率（ひいては、金属板を接合する作業の作業性）を向上させ難いと考えられる。
【０００７】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数の金属体が互いに接合しているか否かの判定を効率良く行うことができる接合判定方法、及び、接合判定装置、を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前述した目的を達成するために、本発明に係る「接合判定方法」は、下記（１）〜（３）を特徴としている。
（１）
複数の金属体の相互衝突による圧接処理を経た前記複数の金属体が互いに接合しているか否かを判定する、接合判定方法であって、
前記圧接処理が施される位置における前記複数の金属体のうちの少なくとも一つの温度を前記相互衝突の前後にわたって取得する取得工程と、
前記温度の推移に基づいて前記複数の金属体が互いに接合しているか否かを判定する判定工程と、を含む、
接合判定方法であること。
（２）
上記（１）に記載の接合判定方法において、
前記温度の推移が、
前記圧接処理の開始から前記温度が変化し始めるまでの時間長さ、前記相互衝突の前後における前記温度の差である温度変化量、及び、前記相互衝突の後の前記温度の単位時間当たりの変化量である温度変化率、の少なくとも一つを含む、
接合判定方法であること。
（３）
上記（１）又は上記（２）に記載の接合判定方法において、
前記圧接処理が、
静止している前記複数の金属体の一部である静止金属体に向けて、移動している前記複数の金属体の他の一部である移動金属体を衝突させる処理であり、
前記取得工程において、
前記静止金属体のうちの少なくとも一つの前記温度を取得する、
接合判定方法であること。
【０００９】
上記（１）の構成の接合判定方法によれば、圧接処理が施される位置における金属体（複数の金属体のうちの少なくとも一つ）の温度の推移に基づき、接合状態が判定される。具体的には、例えば、この温度を非接触方式のセンサ（例えば、赤外線を利用した放射温度計）を用いて取得すれば、従来方法のように圧接処理のたびにリード線等の着脱を繰り返す必要がない。また、この温度を接触方式のセンサを用いて取得する場合であっても、センサを金属体に接触させる作業は、一般に、従来方法におけるリード線等の接続よりも容易である。
【００１０】
したがって、本構成の接合判定方法は、従来方法に比べ、複数の金属体が互いに接合しているか否か（圧接が成功したか否か）の判定を効率良く行うことができる。
【００１１】
ところで、上記「相互衝突」は、静止している金属体に移動している金属体を衝突させること（静止体と移動体の衝突）によって行われてもよく、移動している金属体同士を衝突させること（移動体同士の衝突）によって行われてもよい。
【００１２】
上記（２）の構成の接合判定方法によれば、圧接の成否に応じて変化する代表的なパラメータ（発明者が行った各種の試験等により、圧接の成否との関係が明らかになったパラメータ）である、圧接処理の開始から温度が変化し始めるまでの時間長さ、相互衝突の前後における温度変化量、及び、相互衝突の後の温度変化率、の少なくとも一つを用いて、接合判定が行われる。よって、本構成の接合判定方法は、複数の金属体が互いに接合しているか否かの判定をより一層効率良く行うことができる。
【００１３】
ところで、発明者が行った試験等によれば、圧接が成功した場合、圧接処理の開始から特定の時間が経過した後、圧接処理が施される位置において金属体の温度が急上昇し（例えば、数μ秒の間に急上昇し）、更にその後、特定の減少率にて徐々に温度が低下することが分かった。
【００１４】
よって、「圧接処理の開始から温度が変化し始めるまでの時間長さ」について、圧接が成功したときの時間長さ（あらかじめ実験等で特定した参照時間長さ）に比べてこの時間長さが過度に短い場合、接合前の金属体同士の間隔が近過ぎて衝突力が小さい（衝突に至るまでの加速が足りない）ために圧接が失敗したと判定できる。一方、参照時間長さよりもこの時間長さが過度に長い場合、接合前の金属体同士の間隔が離れ過ぎて衝突力が小さい（加速したものの速度が低下する）ために圧接が失敗したと判定できる。
【００１５】
更に、「相互衝突の前後における温度変化量」について、圧接が成功したときの変化量（あらかじめ実験等で特定した参照変化量）に比べてこの温度変化量が過度に小さい場合、金属体同士の衝突が生じていない又は金属体同士の衝突力が小さいために圧接が失敗したと判定できる。
【００１６】
更に、「相互衝突の後の温度の単位時間当たりの変化量である温度変化率」について、圧接が成功したときの変化率（あらかじめ実験等で特定した参照変化率）に比べてこの温度変化率が過度に小さい場合、金属体同士が一旦は接合したものの接合後に分離した（圧接が失敗して金属体が分離したため、熱の拡散先が少なくなった）と判定できる。
【００１７】
上記（３）の構成の接合判定方法によれば、圧接処理の際に静止している金属体（静止金属体）の温度を取得することになる。静止金属体の温度を取得することは、一般に、移動している金属体（移動金属体）の温度を取得するよりも容易である。例えば、静止金属体を支持する治具に温度センサを設けることにより、静止金属体の温度を取得できる。そのため、本構成の接合判定方法は、複数の金属体が互いに接合しているか否かの判定をより容易に行うことができる。
【００１８】
更に、前述した目的を達成するために、本発明に係る「接合判定装置」は、下記（４）を特徴としている。
（４）
複数の金属体の相互衝突による圧接処理を経た前記複数の金属体が互いに接合しているか否かを判定する、接合判定装置であって、
前記圧接処理が施される位置における前記複数の金属体のうちの少なくとも一つの温度を前記相互衝突の前後に亘って取得する取得部と、
前記温度の推移に基づいて前記複数の金属体が互いに接合しているか否かを判定する判定部と、を備えた、
接合判定装置であること。
【００１９】
上記（４）の構成の接合判定装置によれば、上記（１）と同様、圧接処理が施される位置における金属体（複数の金属体のうちの少なくとも一つ）の温度の推移に基づき、接合状態が判定される。具体的には、例えば、この温度を非接触方式のセンサ（例えば、赤外線を利用した放射温度計）を用いて取得すれば、従来方法のように圧接処理のたびにリード線等の着脱を繰り返す必要がない。また、この温度を接触方式のセンサを用いて取得する場合であっても、センサを金属体に接触させる作業は、一般に、従来方法におけるリード線等の接続よりも容易である。
【００２０】
したがって、本構成の接合判定装置は、従来方法を採用した装置に比べ、複数の金属体が互いに接合しているか否か（圧接が成功したか否か）の判定を効率良く行うことができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、複数の金属体が互いに接合しているか否かの判定を効率良く行うことができる接合判定方法、及び、接合判定装置、を提供できる。
【００２２】
以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態（以下「実施形態」という。）を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る接合判定方法を実施し、且つ、本発明に係る接合判定装置を含む、電磁圧接装置の分解斜視図である。
【図２】図２は、図１に示した平板状ワンターンコイル及び電源を含む回路構成を示す図である。
【図３】図３（ａ）は、図１のＡ−Ａ位置における断面図であり、図３（ｂ）は、２つの金属板が電磁圧接により接合された状態を示す図である。
【図４】図４は、圧接が成功した場合における、金属板の接合位置における相互衝突の前後に亘る温度の推移の典型例を示すグラフである。
【図５】図５（ａ）は、金属板同士の間隔が離れ過ぎることによって圧接が失敗した場合における図４に対応するグラフであり、図５（ｂ）は、金属板同士の間隔が近過ぎることによって圧接が失敗した場合における図４に対応するグラフである。
【図６】図６は、金属板同士が一旦は正常に衝突（接合）したものの衝突後に分離して圧接が失敗した場合における図４に対応するグラフである。
【図７】図７は、金属板同士が衝突せずに圧接が失敗した場合における図４に対応するグラフである。
【図８】図８は、本発明の実施形態の変形例に係る電磁圧接装置の図３（ａ）に対応する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
＜実施形態＞
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る接合判定方法を実施し、且つ、本発明に係る接合判定装置を含む、電磁圧接装置（以下「電磁圧接装置１」という。）について説明する。
【００２５】
図１〜図３に示すように、電磁圧接装置１は、平板状のコイル１０（平板状ワンターンコイル）と、固定板２０と、電源３０と、放射温度計４０と、制御部５０（図３（ａ）を参照）と、を備える。電磁圧接装置１は、コイル１０と固定板２０との間に互いに近接配置されるように挟持された２つの金属板Ｂ１，Ｂ２に高密度の磁束（即ち、大きな電磁力）を瞬間的に与え、２つの金属板Ｂ１，Ｂ２を接合（電磁圧接）する装置である。
【００２６】
以下、説明の便宜上、図１に示すように、互いに直交するｘ軸、ｙ軸及びｚ軸を定義する。特に、ｚ軸正方向及びｚ軸負方向を、それぞれ、「上方向」及び「下方向」とも称呼する。
【００２７】
図１に示すように、導電性を有する金属から形成されたコイル１０は、ｙ軸方向に延びる中央部１１と、中央部１１を挟んでｙ軸方向に平行に延びる一対の両側部１２と、中央部１１と一対の両側部１２の一端側（ｙ軸正方向側）とを連結するｘ軸方向に延びる連結部１３と、を有する略Ｅ字状の平板状ワンターンコイルである。中央部１１におけるｙ軸正方向側の部分には、中央部１１におけるｙ軸負方向側の部分よりも幅が狭い電流集中部１１ａが設けられている。なお、本明細書において、「コイル」とは、電流が流れた際に磁束を発生させるものを指し、必ずしもスプリング状のコイルのみを意味しない。
【００２８】
図２に示すように、電源３０は、コイル１０と電気的に接続されて電気回路を構成する。電源３０は、直流電源３１と、コンデンサ３２と、スイッチ３３と、を備える。直流電源３１及びコンデンサ３２の一端側（負極側）はそれぞれ、コイル１０の一対の両側部１２と常時接続されている。
【００２９】
スイッチ３３は、矢印Ｂに示すように電気回路を切替可能に構成されている。スイッチ３３が直流電源３１の他端側（正極側）に接続された状態（以下「第１状態」と呼ぶ。）では、直流電源３１の他端側（正極側）とコンデンサ３２の他端側（正極側）とが接続され、直流電源３１が有する電気エネルギーがコンデンサ３２に供給・蓄積される。
【００３０】
このようにコンデンサ３２に電気エネルギーが蓄積された状態にて、スイッチ３３が、第１状態から、コイル１０の中央部１１に接続された状態（以下「第２状態」と呼ぶ。）に切り替わると、コンデンサ３２に蓄積されていた電気エネルギーがコイル１０に供給される。
【００３１】
その結果、スイッチ３３が第２状態に切り替わった直後、図２に示すように、コイル１０の中央部１１においてｙ軸正方向に向かう大電流である第１電流Ｉ１が瞬間的に発生し、コイル１０の一対の両側部１２にてｙ軸負方向に向かう大電流である第２電流Ｉ２が瞬間的に発生する。これに伴い、中央部１１及び一対の両側部１２の周囲に高密度の磁束が瞬間的に発生する。
【００３２】
特に、中央部１１における電流集中部１１ａでは、第１電流Ｉ１が通過可能な導体の断面積が他の部分よりも小さいため、電流密度が特に高くなる。そのため、電流集中部１１ａの周囲には、特に高密度の磁束が瞬間的に発生する（図３（ａ）の矢印Ｃを参照）。
【００３３】
図１及び図３（ａ）に示すように、固定板２０は、平板状のコイル１０との間にて接合すべき２つの金属板Ｂ１，Ｂ２を挟むように、コイル１０の上方に配置される。固定板２０は、固定板本体２１と、透過部材２２と、から構成される。
【００３４】
固定板本体２１は、金属製であり、本例では、四角柱状の形状を有する。固定板本体２１の下面の中央部には、下方に開口する四角柱状の凹部２３が形成されている。固定板本体２１における凹部２３の上部には、上下方向に貫通する貫通孔２４が形成されている。なお、固定板本体２１は、樹脂製であってもよい。
【００３５】
透過部材２２は、凹部２３と略同形の四角柱状の形状を有する。透過部材２２は、凹部２３に着脱自在に収容されている。透過部材２２が凹部２３に収容された状態では、固定板本体２１の下面と透過部材２２の下面とにより、（段差がない）一つの平面が構成されている。
【００３６】
透過部材２２は、本例では、赤外線を（放射温度計４０による測定に適する程度に）透過する材料で構成されている。赤外線を透過する材料としては、具体的には、石英ガラス、フッ化カルシウム、サファイア、ジンクセレン、シリコン及びゲルマニウム等が挙げられる。
【００３７】
図１及び図３（ａ）に示すように、放射温度計４０は、固定板２０の貫通孔２４の上方位置にて下向きに配置される。放射温度計４０は、赤外線センサを内蔵している。放射温度計４０は、後述するように固定板２０の下面に密着配置される金属板Ｂ２の表面（上面）から透過部材２２及び貫通孔２４を介して上方に向けて放出される赤外線を、赤外線センサを用いて計測することにより、金属板Ｂ２の表面温度を検出できるようになっている。赤外線センサの詳細な構成は周知であるので、ここではその詳細な説明を省略する。
【００３８】
図３（ａ）に示す制御部５０は、マイクロコンピュータであり、少なくとも放射温度計４０及びスイッチ３３（図２を参照）と接続されている。制御部５０は、放射温度計４０により検出された金属板Ｂ２の表面温度の推移（時系列データ）を取得・記憶できるようになっている。更に、制御部５０は、スイッチ３３の切替状態を制御可能となっている。加えて、制御部５０は、後述するように、電磁圧接の成否を判定可能となっている。
【００３９】
次いで、上記のように構成された電磁圧接装置１を用いて２つの金属板Ｂ１，Ｂ２（図１等を参照）を電磁圧接により接合する方法について説明する。金属板Ｂ１の材料としては、アルミニウム及び銅などのように導電率が高い金属材料が好ましい。一方、金属板Ｂ２の材料としては、アルミニウム、銅および鉄などが考えられる。金属板Ｂ１，Ｂ２の材料は同じであっても異なっていても良いが、特に下側（コイル１０に近い側）に配置される金属板Ｂ１の導電率が高いことが望ましい。
【００４０】
先ず、図１に示すように、コイル１０と固定板２０との間に、２つの金属板Ｂ１，Ｂ２を配置する。その際、コイル１０の電流集中部１１ａの上方に、金属板Ｂ１，Ｂ２のそれぞれの接合すべき位置（以下「接合位置」と呼ぶ。）Ｂ１１，Ｂ２１（図３を参照）、並びに、固定板２０の透過部材２２及び貫通孔２４が位置するように、コイル１０、固定板２０、及び、２つの金属板Ｂ１，Ｂ２が配置される。その結果、放射温度計４０は、金属板Ｂ２における接合位置Ｂ２１の表面（上面）の温度を検出できるようになる。
【００４１】
更に、金属板Ｂ１，Ｂ２間の縁部に絶縁体によって形成されたスペーサ（図示省略）を挟み、且つ、金属板Ｂ１とコイル１０との間に絶縁シート（図示省略）を挟むことにより、図３に示すように、金属板Ｂ１，Ｂ２間に所定の隙間（例えば、０．５ｍｍ程度）を確保し、且つ、金属板Ｂ１とコイル１０とを絶縁シートの厚み分だけ離間させる。更に、金属板Ｂ２と固定板２０との間にも、上記同様、絶縁シート（透過部材２２に対応する位置は穿孔されている。図示省略）を挟む。
【００４２】
この状態で、万力等の固定治具（図示省略）を用いて、コイル１０と固定板２０とを上下方向に挟んで固定する。これにより、２つの金属板Ｂ１，Ｂ２を電磁圧接するための電磁圧接装置１の組み付けが完了する。
【００４３】
電磁圧接装置１の組み付けが完了すると、制御部５０を操作し、スイッチ３３を第１状態に設定する。スイッチ３３は、コンデンサ３２の電圧が直流電源３１の電圧に十分に収束するのに必要な時間（実際には短時間）にわたって第１状態に維持される。これにより、上述したように、直流電源３１が有する電気エネルギーがコンデンサ３２に蓄積される。
【００４４】
その後、制御部５０を操作し、スイッチ３３を第１状態から第２状態に切り替える。その結果、図３（ａ）に示すように、コイル１０の中央部１１にてｙ軸正方向に向かう第１電流Ｉ１が瞬間的に発生し、コイル１０の一対の両側部１２にてｙ軸負方向に向かう第２電流Ｉ２が瞬間的に発生する。このとき、図３（ａ）にて矢印Ｃで示すように、電流密度が特に高くなる電流集中部１１ａの周囲には、特に高密度の磁束が瞬間的に発生する。
【００４５】
電流集中部１１ａにｙ軸正方向に向かう第１電流Ｉ１が瞬間的に流れると、電流集中部１１ａの近傍に位置する金属板Ｂ１の接合位置Ｂ１１の内部には、第１電流Ｉ１とは逆のｙ軸負方向に向かう渦電流（誘導電流）ｉ１が瞬間的に発生する。その結果、金属板Ｂ１の接合位置Ｂ１１では、渦電流ｉ１がｙ軸負方向に向かい、且つ、磁束がｘ軸正方向に向かう（図３（ａ）の矢印Ｃを参照）ことにより、強大な上向きの電磁力Ｆが、金属板Ｂ１の接合位置Ｂ１１にて瞬間的に発生する（フレミングの左手の法則）。
【００４６】
なお、コイル１０の一対の両側部１２にｙ軸負方向に向かう第２電流Ｉ２が瞬間的に流れることで、一対の両側部１２の近傍に位置する金属板Ｂ１の部分の内部にも、第２電流Ｉ２とは逆のｙ軸正方向に向かう渦電流ｉ２（誘導電流）が不可避的に発生する（図３（ａ）を参照）。しかしながら、この渦電流ｉ２の大きさは、渦電流ｉ１の大きさと比べて十分に小さいので、本明細書では、渦電流ｉ２に起因して金属板Ｂ１に発生する電磁力の作用は無視する。
【００４７】
上述した強大な上向きの電磁力Ｆを受けた金属板Ｂ１の接合位置Ｂ１１は、図３（ｂ）に示すように、上方に向けて変形しながら金属板Ｂ２の接合位置Ｂ２１の下面に高速で衝突する。その際、金属板Ｂ２の接合位置Ｂ２１は、固定板２０の下面（より詳細には、透過部材２２の下面）と密着しているので、上方には実質的に変形しない。
【００４８】
その結果、上記衝突の際の衝撃により、金属板Ｂ１，Ｂ２のそれぞれの接合位置Ｂ１１，Ｂ２１同士が原子レベルで完全に接合される。ここで、金属板Ｂ１は、圧接処理の際に移動している金属体（移動金属体）に相当し、金属板Ｂ２は、圧接処理の際に静止している金属体（静止金属体）に相当する。
【００４９】
なお、この衝突の際の衝撃に起因して透過部材２２が破壊する場合がある。この場合、次の接合処理の実施に備えて、固定板本体２１の凹部２３に新しい透過部材２２を収容する。以上、電磁圧接装置１を用いて２つの金属板Ｂ１，Ｂ２を電磁圧接により接合する方法について説明した。
【００５０】
＜接合判定＞
発明者は、電磁圧接装置１による上述した電磁圧接処理を経た２つの金属板Ｂ１，Ｂ２が実際に接合しているか否か（圧接が成功したか失敗したか）を判定するため、金属板Ｂ１，Ｂ２の相互衝突の前後に亘る金属板Ｂ２の接合位置Ｂ２１の温度の推移に着目した。なお、「圧接が成功」とは、電磁圧接処理後に２つの金属板Ｂ１，Ｂ２が実際に正常に接合している場合を指し、「圧接が失敗」とは、電磁圧接処理後に２つの金属板Ｂ１，Ｂ２が分離している場合を指す。
【００５１】
図４は、圧接が成功した場合における、放射温度計４０により検出された金属板Ｂ２の接合位置Ｂ２１の相互衝突の前後に亘る温度の推移の典型例を示す。図４において、時刻ｔ０は、スイッチ３３を第１状態から第２状態に切り替えた時点（即ち、電磁力Ｆが瞬間的に発生する時点）、時刻ｔ１は、金属板Ｂ１，Ｂ２の相互衝突が開始した時点、時刻ｔ２は、金属板Ｂ１，Ｂ２の相互衝突が終了した時点に対応している。
【００５２】
図４から理解されるように、圧接が成功した場合、金属板Ｂ２の接合位置Ｂ２１の温度は、電磁力Ｆの発生から相互衝突までの間（ｔ０〜ｔ１）は値Ｔｅ０で一定に推移し、相互衝突中（ｔ１〜ｔ２）は値Ｔｅ０から値Ｔｅ１まで急上昇し、相互衝突終了後（ｔ２以降）は値Ｔｅ１から減少勾配（単位時間当たりの減少量）ｇ１で次第に減少していく。
【００５３】
ここで、相互衝突によって金属板Ｂ２の接合位置Ｂ２１の温度が上昇するのは、主として、金属板Ｂ１の接合位置Ｂ２１が有する運動エネルギーが相互衝突によって熱エネルギーに変換されることに因る。また、相互衝突後に接合位置Ｂ２１の温度が次第に減少するのは、主として、接合位置Ｂ２１に溜まっている熱が接合位置Ｂ２１の周囲に向けて拡散していくことに因る。
【００５４】
圧接の失敗は、具体的には、電磁圧接処理前における２つの金属板Ｂ１，Ｂ２の間隔が近過ぎる場合や離れ過ぎている場合に発生し易い。また、電磁圧接処理前における２つの金属板Ｂ１，Ｂ２の間隔が適正であっても、何らかの原因により圧接の失敗が発生する場合がある。
【００５５】
発明者が行った試験等によれば、電磁力Ｆの発生から温度が急上昇し始めるまでの時間長さΔｔ、相互衝突の前後における温度の変化量ΔＴｅ、及び、相互衝突の後の温度の減少勾配ｇ、の少なくとも一つが、圧接の成否に応じて変化する代表的なパラメータであることが分かった。以下、この点について、図５〜図７を参照しながら説明する。
【００５６】
なお、以下、説明の便宜上、圧接が成功した場合（図４を参照）における、時間長さΔｔの代表値（＝ｔ１−ｔ０）、変化量ΔＴｅの代表値（＝Ｔｅ１−Ｔｅ０）、及び、減少勾配ｇの代表値（＝ｇ１）を、それぞれ、「参照時間長さ」、「参照変化量」、及び、「参照減少勾配」と呼ぶ。
【００５７】
図５（ａ）は、電磁圧接処理前における２つの金属板Ｂ１，Ｂ２の間隔が離れ過ぎていることによって圧接が失敗した場合における、放射温度計４０により検出された金属板Ｂ２の接合位置Ｂ２１の温度の推移の典型例を示す。
【００５８】
図５（ａ）と図４との比較から明らかなように、この場合、時間長さΔｔ（＝ｔＡ−ｔ０）が参照時間長さより長くなる。これは、２つの金属板Ｂ１，Ｂ２の間隔が離れ過ぎることで、金属板Ｂ１の接合位置Ｂ１１の相互衝突までの移動距離が大きいことに因る。また、この場合、変化量ΔＴｅ（＝ＴｅＡ−Ｔｅ０）が参照変化量より小さくなる。これは、２つの金属板Ｂ１，Ｂ２の間隔が離れ過ぎることで、接合位置Ｂ１１が瞬間的な電磁力Ｆによって十分に加速された後に接合位置Ｂ１１の移動速度が低下して衝突時の衝突速度（衝突力）が小さくなることに因ると推測される。
【００５９】
図５（ｂ）は、電磁圧接処理前における２つの金属板Ｂ１，Ｂ２の間隔が近過ぎることによって圧接が失敗した場合における、放射温度計４０により検出された金属板Ｂ２の接合位置Ｂ２１の温度の推移の典型例を示す。
【００６０】
図５（ｂ）と図４との比較から明らかなように、この場合、時間長さΔｔ（＝ｔＢ−ｔ０）が参照時間長さより短くなる。これは、２つの金属板Ｂ１，Ｂ２の間隔が近過ぎることで、金属板Ｂ１の接合位置Ｂ１１の相互衝突までの移動距離が小さいことに因る。また、この場合、変化量ΔＴｅ（＝ＴｅＢ−Ｔｅ０）が参照変化量より小さくなる。これは、２つの金属板Ｂ１，Ｂ２の間隔が近過ぎることで、接合位置Ｂ１１が瞬間的な電磁力Ｆによって十分に加速される前に相互衝突が発生して衝突時の衝突速度（衝突力）が小さくなることに因ると推測される。
【００６１】
図６は、電磁圧接処理前における２つの金属板Ｂ１，Ｂ２の間隔が適正であった（即ち、衝突速度が圧接成功時と同じであった）ものの、何らかの原因により圧接が失敗した場合における、放射温度計４０により検出された金属板Ｂ２の接合位置Ｂ２１の温度の推移の典型例を示す。
【００６２】
図６と図４との比較から明らかなように、この場合、減少勾配ｇ（＝ｇＣ）が参照減少勾配より小さくなる。これは、圧接が失敗した場合、圧接が成功したと比べて、接合位置Ｂ２１に溜まっている熱の拡散先が少なくなることにより、その熱が接合位置Ｂ２１の近傍に残留し易くなることに因ると推測される。
【００６３】
図７は、２つの金属板Ｂ１，Ｂ２の相互衝突が何らかの原因によって発生しなかったことによって圧接が失敗した場合における、放射温度計４０により検出された金属板Ｂ２の接合位置Ｂ２１の温度の推移の典型例を示す。
【００６４】
図７から理解できるように、この場合、接合位置Ｂ２１の温度が値Ｔｅ０で一定に推移する。これは、相互衝突が発生しないことで、接合位置Ｂ２１が有する運動エネルギーが熱エネルギーに変換されないことに因る。
【００６５】
以上、図５（ａ）と図４との比較から、時間長さΔｔが参照時間長さに比べて過度に長い場合、２つの金属板Ｂ１，Ｂ２の間隔が離れすぎて衝突速度（衝突力）が小さいために圧接が失敗したと判定できる。同様に、図５（ｂ）と図４との比較から、時間長さΔｔが参照時間長さに比べて過度に短い場合、２つの金属板Ｂ１，Ｂ２の間隔が近すぎて衝突速度（衝突力）が小さいために圧接が失敗したと判定できる。
【００６６】
図５及び図７と、図４と、の比較から、変化量ΔＴｅが参照変化量に比べて過度に小さい場合、衝突速度（衝突力）が小さい又は衝突が生じていないために圧接が失敗したと判定できる。
【００６７】
図６と図４との比較から、減少勾配ｇが参照減少勾配に比べて過度に小さい場合、電磁圧接処理後に２つの金属板Ｂ１，Ｂ２が分離している（即ち、圧接が失敗した）と判定できる。
【００６８】
以上の知見に基づき、制御部５０は、以下のように圧接の成否を判定する。即ち、先ず、制御部５０は、参照時間長さ、参照変化量、及び、参照減少勾配を事前に記憶している。これらの参照値は、典型的には、圧接が成功した複数の場合にそれぞれ測定された時間長さΔｔ、変化量ΔＴｅ、及び、減少勾配ｇのそれぞれの平均値として取得できる。
【００６９】
制御部５０は、今回測定した時間長さΔｔから参照時間長さを減じた値が正の所定値以上、又は、参照時間長さに対する今回測定した時間長さΔｔの割合が１より大きい所定値以上の場合、２つの金属板Ｂ１，Ｂ２の間隔が離れすぎて衝突速度（衝突力）が小さいために圧接が失敗したと判定する。
【００７０】
制御部５０は、今回測定した時間長さΔｔから参照時間長さを減じた値が負の所定値以下、又は、参照時間長さに対する今回測定した時間長さΔｔの割合が１より小さい正の所定値以下の場合、２つの金属板Ｂ１，Ｂ２の間隔が近すぎて衝突速度（衝突力）が小さいために圧接が失敗したと判定する。
【００７１】
制御部５０は、今回測定した変化量ΔＴｅから参照変化量を減じた値が負の所定値以下、又は、参照変化量に対する今回測定した変化量ΔＴｅの割合が１より小さい所定値以下の場合、衝突速度（衝突力）が小さい又は衝突が生じていないために圧接が失敗したと判定する。
【００７２】
制御部５０は、今回測定した減少勾配ｇから参照減少勾配を減じた値が負の所定値以下、又は、参照減少勾配に対する今回測定した減少勾配ｇの割合が１より小さい所定値以下の場合、電磁圧接処理後に２つの金属板Ｂ１，Ｂ２が分離している（即ち、圧接が失敗した）と判定する。
【００７３】
制御部５０は、今回測定した時間長さΔｔと参照時間長さとの比較に基づく判定のみを行っても、今回測定した変化量ΔＴｅと参照変化量との比較に基づく判定のみを行っても、今回測定した減少勾配ｇと参照減少勾配との比較に基づく判定のみを行ってもよい。又は、制御部５０は、これらの判定のうち２つ以上の判定を行い、少なくとも１つの判定にて「圧接が失敗した」との判定がなされた場合に「圧接が失敗した」と最終的に判定してもよい。
【００７４】
以上、本発明の実施形態に係る接合判定方法を実施し、且つ、本発明に係る接合判定装置を含む電磁圧接装置１によれば、金属板Ｂ２における電磁圧接処理が施される接合位置Ｂ２１の相互衝突の前後に亘る温度の推移に基づき、２つの金属板Ｂ１，Ｂ２の接合状態（圧接が成功したか失敗したか）が判定される。その際、この判定に使用する温度が、非接触方式の赤外線を利用した放射温度計４０によって取得される。
【００７５】
そのため、従来方法（背景技術の欄を参照）のように電磁圧接処理ごとにリード線を金属板に接続する必要がなくなる。なお、接触方式の温度センサであっても、センサを金属板に接触させることは、従来方法のようにリード線を２つの金属板に接続することよりも一般に容易である。
【００７６】
したがって、本発明の実施形態に係る接合判定方法及び接合判定装置は、２つの金属板Ｂ１，Ｂ２が互いに接合しているか否か（圧接が成功したか否か）の判定を効率良く行うことができる。
【００７７】
更に、前記温度の推移として、時間長さΔｔ、変化量ΔＴｅ、及び、減少勾配ｇの少なくとも１つが用いられる。このことは、発明者が事前に行った試験等により得られた「時間長さΔｔ、変化量ΔＴｅ、及び、減少勾配ｇが、圧接の成否に応じて変化する代表的なパラメータである」との知見に基づく。したがって、２つの金属板Ｂ１，Ｂ２が互いに接合しているか否かの判定をより一層効率良く行うことができる。
【００７８】
更に、金属板Ｂ１が電磁圧接処理の際に移動している（変形している）金属体（移動金属体）に相当し、金属板Ｂ２が電磁圧接処理の際に静止している（変形しない）金属体（静止金属体）に相当する。そして、静止金属体に相当する金属板Ｂ２の温度が取得され判定に利用されている。したがって、移動金属体に相当する金属板Ｂ１の温度を取得するよりも、温度の取得が一般に容易となる。
【００７９】
＜他の態様＞
なお、本発明は上記各実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用できる。例えば、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。
【００８０】
例えば、上記実施形態では、２つの金属板Ｂ１，Ｂ２の接合状態の判定に際し、固定板２０の上方位置にて下向きに配置された放射温度計４０を用いて金属板Ｂ２の接合位置Ｂ２１の温度が取得されている（図１を参照）。しかし、図８に示すように、コイル１０の下方位置にて上向きに配置された放射温度計４０を用いて金属板Ｂ１の接合位置Ｂ１１の温度が取得されてもよい。この場合、固定板２０において、透過部材２２が省略され得る。
【００８１】
更に、上記実施形態では、圧接処理として、静止している金属板Ｂ２に対して移動する金属板Ｂ１を衝突させる処理が実行されている。しかし、圧接処理として、互いに近づく方向に移動する金属板Ｂ１，Ｂ２同士を衝突させる処理が実行されてもよい。
【００８２】
更に、上記実施形態では、電磁力を発生させるためのコイルとして、平板状ワンターンコイル１０が使用されている。しかし、銅線をコイル状（螺旋状）に巻いた通常のコイルが使用されてもよい。
【００８３】
更に、上記実施形態では、圧接処理として、電磁力を利用して金属板Ｂ２に対して金属板Ｂ１を衝突させる電磁圧接処理が採用されている。しかし、電磁力に代えて、火薬の爆発力を利用して金属板Ｂ２に対して金属板Ｂ１を衝突させる爆発圧接処理が採用されてもよい。
【００８４】
更に、上記実施形態では、複数の金属体として、２つの平板状の金属板が採用されている。しかし、３つ以上の平板状の金属板が採用されてもよく、円筒の一部や球殻の一部のような曲板状の複数の金属体が採用されてもよい。
【００８５】
ここで、上述した本発明に係る「接合判定方法」及び「接合判定装置」の実施形態の特徴をそれぞれ以下（１）〜（４）に簡潔に纏めて列記する。
（１）
複数の金属体（Ｂ１，Ｂ２）の相互衝突による圧接処理を経た前記複数の金属体が互いに接合しているか否かを判定する、接合判定方法であって、
前記圧接処理が施される位置（Ｂ１１，Ｂ２１）における前記複数の金属体のうちの少なくとも一つの温度を前記相互衝突の前後にわたって取得する取得工程と、
前記温度の推移に基づいて前記複数の金属体（Ｂ１，Ｂ２）が互いに接合しているか否かを判定する判定工程と、を含む、
接合判定方法。
（２）
上記（１）に記載の接合判定方法において、
前記温度の推移が、
前記圧接処理の開始から前記温度が変化し始めるまでの時間長さ（Δｔ）、前記相互衝突の前後における前記温度の差である温度変化量（ΔＴｅ）、及び、前記相互衝突の後の前記温度の単位時間当たりの変化量である温度変化率（ｇ）、の少なくとも一つを含む、
接合判定方法。
（３）
上記（１）又は上記（２）に記載の接合判定方法において、
前記圧接処理が、
静止している前記複数の金属体の一部である静止金属体（Ｂ２）に向けて、移動している前記複数の金属体の他の一部である移動金属体（Ｂ１）を衝突させる処理であり、
前記取得工程において、
前記静止金属体（Ｂ２）のうちの少なくとも一つの前記温度を取得する、
接合判定方法。
（４）
複数の金属体（Ｂ１，Ｂ２）の相互衝突による圧接処理を経た前記複数の金属体が互いに接合しているか否かを判定する、接合判定装置（１）であって、
前記圧接処理が施される位置（Ｂ１１，Ｂ２１）における前記複数の金属体のうちの少なくとも一つの温度を前記相互衝突の前後に亘って取得する取得部（４０）と、
前記温度の推移に基づいて前記複数の金属体が互いに接合しているか否かを判定する判定部（５０）と、を備えた、
接合判定装置。
【符号の説明】
【００８６】
１    電磁圧接装置（接合判定装置）
１０    コイル
２０    固定板
３０    電源
４０    放射温度計（取得部）
５０    制御部（取得部、判定部）
Ｂ１    金属板（移動金属体）
Ｂ１１  接合位置（圧接処理が施される位置）
Ｂ２    金属板（静止金属体）
Ｂ２１  接合位置（圧接処理が施される位置）
【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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