(57)【要約】【課題】内側金属部材の小径部の座屈を抑制する金属部材の接合方法の提供。【解決手段】所定の外径の大径部２０ａと大径部２０ａより小さい外径の中径部２０ｂと中径部２０ｂより小さい外径の小径部２０ｃとが軸方向に大径部２０ａ、小径部２０ｃ、中径部２０ｂの順に形成された動吸振器２０を準備する。大径部２０ａの外径より大きい内径の貫通孔２ａが軸方向に延びて形成され、貫通孔２ａの内周面の軸方向中央部が軸中心側に膨出することにより大径部２０ａの外径より小さく中径部２０ｂの外径より大きい内径の取付部２ｂとされたピストンピン２を準備する。動吸振器２０を貫通孔２ａに下面側端部から軸方向に挿入し、大径部２０ａと取付部２ｂとを接触させた状態で動吸振器２０を上面側端部から軸方向に加圧しつつピストンピン２の下面に当接させた外側電極３２と内側金属部材２０の下面及び上面に当接させた２つの内側電極３１Ｂ，３１Ａとの間で通電する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内側金属部材を外側金属部材に圧入しつつ溶接する金属部材の接合方法であって、
所定の外径を有する大径部と、上記大径部より小さい外径を有する中径部と、上記中径部より小さい外径を有する小径部とが軸方向に大径部、小径部、及び中径部の順に並んで形成された内側金属部材を準備する内側金属部材準備工程と、
上記大径部の外径より大きい内径を有する貫通孔が軸方向に延びて形成され、かつ上記貫通孔の内周面の軸方向の所定の部位が軸中心側に膨出することにより上記大径部の外径より小さく上記中径部の外径より大きい内径を有する取り付け部とされた外側金属部材を準備する外側金属部材準備工程と、
上記内側金属部材を上記外側金属部材の貫通孔に大径部側の端部から軸方向に挿入し、上記大径部と上記取り付け部とを接触させた状態で上記内側金属部材を中径部側の端部から軸方向に加圧しつつ、上記外側金属部材の所定の部位に当接させた外側電極と上記内側金属部材の上記大径部側の端部及び上記中径部側の端部にそれぞれ当接させた２つの内側電極との間で通電する接合工程と、
を含む、金属部材の接合方法。
【請求項２】
請求項１に記載の金属部材の接合方法において、
上記接合工程では、上記大径部側の端部に当接させた内側電極に係る通電量を上記中径部側の端部に当接させた内側電極に係る通電量以上とする、金属部材の接合方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の金属部材の接合方法において、
上記接合工程では、上記外側金属部材を固定し、上記内側金属部材を軸方向に移動させることにより上記内側金属部材を軸方向に加圧し、かつ、上記２つの内側電極を上記内側金属部材と連動して移動させる、金属部材の接合方法。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の金属部材の接合方法において、
上記内側金属部材準備工程及び上記外側金属部材準備工程では、上記大径部の外径と上記取り付け部の内径との半径差である圧入代が１０〜３０μｍとなるように上記内側金属部材及び上記外側金属部材を準備する、金属部材の接合方法。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の金属部材の接合方法において、
上記接合工程では、上記内側金属部材の加圧時間を０．３秒以下とし、上記通電時間を上記加圧時間より短い時間とする、金属部材の接合方法。
【請求項６】
内側金属部材を外側金属部材に圧入しつつ溶接する金属部材の接合装置であって、
所定の外径を有する大径部と、上記大径部より小さい外径を有する中径部と、上記中径部より小さい外径を有する小径部とが軸方向に大径部、小径部、及び中径部の順に並んで形成された内側金属部材、及び、上記大径部の外径より大きい内径を有する貫通孔が軸方向に延びて形成され、かつ上記貫通孔の内周面の軸方向の所定の部位が軸中心側に膨出することにより上記大径部の外径より小さく上記中径部の外径より大きい内径を有する取り付け部とされた外側金属部材のいずれか一方を保持し、他方を軸方向に移動させることにより、上記内側金属部材を上記外側金属部材の貫通孔に大径部側の端部から軸方向に挿入し、上記大径部と上記取り付け部とを接触させた状態で上記内側金属部材を中径部側の端部から軸方向に加圧する加圧手段と、
上記外側金属部材の所定の部位に当接された外側電極と、上記内側金属部材の上記大径部側の端部及び上記中径部側の端部にそれぞれ当接された２つの内側電極とを有し、上記加圧手段による加圧と同期して、上記外側電極と上記２つの内側電極との間で通電する通電手段と、
を含む、金属部材の接合装置。
【請求項７】
請求項６に記載の金属部材の接合装置において、
上記通電手段を制御して、上記大径部側の端部に当接された内側電極に係る通電量と、上記中径部側の端部に当接された内側電極に係る通電量との比率を変更する比率変更手段をさらに含む、金属部材の接合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属部材の接合方法及び接合装置に関し、詳しくは、内側金属部材を外側金属部材に圧入しつつ溶接する金属部材の接合方法及び接合装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、円環状の外側金属部材の内周面に他の内側金属部材を圧入しつつ溶接するリングマッシュ接合（リングマッシュ溶接）が知られている。このリングマッシュ接合は、短時間で接合できること、熱影響や熱歪が低減すること、軸心精度が高いこと、接合強度が増大すること、等のメリットがあるため、一般的には、自動車の変速装置のギア構成部品の接合等に広く用いられる。
【０００３】
例えば、特許文献１には、マニュアルトランスミッションのギヤ構成部品であるクラッチコーンとヘリカルギアとをリングマッシュ接合で溶接する技術が開示されている。また、特許文献１には、クラッチコーンに上部電極、ヘリカルギアに下部電極をそれぞれ当接させ、両電極に接合用の電圧を印加すると、クラッチコーンとヘリカルギアとの接触部に接触抵抗による発熱が起きること、及び、上部電極とクラッチコーンとの接触抵抗による発熱の影響を受けてクラッチコーンの上端部に高温部分が生じることが開示されている。
【０００４】
具体的に、リングマッシュ接合は、例えば次のように行われる。外側金属部材の下面に下部電極を当接させ、外側金属部材を下部電極で下方から支持する。内側金属部材を外側金属部材の上面から外側金属部材に挿入する。内側金属部材の外周面に形成された圧入部（外側金属部材に圧入される部分）と外側金属部材の内周面に形成された取り付け部（内側金属部材が圧入される部分）とを接触させる。内側金属部材の上面に上部電極を当接させ、上部電極で内側金属部材をその上端部側から下方に加圧しつつ、上部電極と下部電極との間で通電する。これにより、上部電極が当接された内側金属部材の上面と下部電極が当接された外側金属部材の下面との間で電流が流れる。この電流は上記圧入部と上記取り付け部との接触部を通過するため、上記接触部において接触抵抗による発熱が起きる。これにより、接触部近傍の圧入部及び取り付け部が軟化し、内側金属部材が外側金属部材に圧入されつつ溶接される。
【０００５】
この場合、内側金属部材と外側金属部材との接合の形態は、溶融接合ではなく拡散接合である。すなわち、両金属部材に加圧力をかけて通電することにより、接触部近傍の金属を軟化させて塑性流動を発生させ、金属の新生面同士を冶金的に接合するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−２４５５１２号公報（段落００１９、００２９〜００３３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
リングマッシュ接合は、上記のように、生産性が高く、出来上がった製品の要求品質も満たす点でメリットが多い。しかし、ワークの形状によっては要求品質を満たすことが困難な場合がある。具体的には、例えば、内側金属部材の上記圧入部と上記上端部（すなわち加圧力が付与される加圧部）との間にこれらより径が小さい小径部が形成されている場合である。このような形状の部材は例えば動吸振器（ダイナミックダンパ）等に見られる。
【０００８】
すなわち、上部電極と下部電極との間で通電したとき、上部電極は内側金属部材の上面にあり、下部電極は外側金属部材の下面にあるので、電流は、内側金属部材の上面と外側金属部材の下面との間を流れ、その際、上記小径部を通過する。小径部は上記圧入部や上記上端部より断面積が小さいので、これらより電気抵抗が大きい。そのため、小径部を電流が通過することによって、小径部が発熱・軟化し、その発熱温度の上昇程度如何によっては、小径部が上部電極から軸方向に圧入の荷重（加圧力）を受けていることもあって、小径部が座屈するという問題が発生する。その結果、出来上がった製品の要求品質が満たされなくなる。
【０００９】
そこで、本発明は、外側金属部材に圧入される内側金属部材に他の部分より径の小さい小径部が形成されている場合であっても、その小径部の座屈を抑制できる金属部材の接合方法及び接合装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するためのものとして、本発明は、内側金属部材を外側金属部材に圧入しつつ溶接する金属部材の接合方法であって、所定の外径を有する大径部と、上記大径部より小さい外径を有する中径部と、上記中径部より小さい外径を有する小径部とが軸方向に大径部、小径部、及び中径部の順に並んで形成された内側金属部材を準備する内側金属部材準備工程と、上記大径部の外径より大きい内径を有する貫通孔が軸方向に延びて形成され、かつ上記貫通孔の内周面の軸方向の所定の部位が軸中心側に膨出することにより上記大径部の外径より小さく上記中径部の外径より大きい内径を有する取り付け部とされた外側金属部材を準備する外側金属部材準備工程と、上記内側金属部材を上記外側金属部材の貫通孔に大径部側の端部から軸方向に挿入し、上記大径部と上記取り付け部とを接触させた状態で上記内側金属部材を中径部側の端部から軸方向に加圧しつつ、上記外側金属部材の所定の部位に当接させた外側電極と上記内側金属部材の上記大径部側の端部及び上記中径部側の端部にそれぞれ当接させた２つの内側電極との間で通電する接合工程と、を含む、金属部材の接合方法である（請求項１）。
【００１１】
本発明によれば、内側金属部材は、外側金属部材に圧入される圧入部である大径部と、圧入のための加圧力が付与される加圧部である中径部との間に、これらより径が小さい小径部が形成されている。この内側金属部材を外側金属部材の貫通孔に大径部側の端部から軸方向に挿入すると、上記大径部が外側金属部材の取り付け部に接触する。この状態で内側金属部材を中径部側の端部から加圧すると、その加圧力は大径部と中径部とに挟まれた小径部に作用する。
【００１２】
そして、内側電極が大径部側の端部と中径部側の端部とに２つ配置されている。中径部側の端部に配置された内側電極と外側電極との間で通電すると、電流は、上記大径部と取り付け部との接触部と、内側金属部材の上記中径部側の端部との間を通過する。つまり、電流は、加圧力が作用する小径部を通過する。これに対し、大径部側の端部に配置された内側電極と外側電極との間で通電すると、電流は、上記接触部と、内側金属部材の上記大径部側の端部との間を通過する。つまり、電流は、加圧力が作用する小径部を通過しない（加圧力が作用しない小径部を通過する）。このように、電流の一部が加圧力が作用する小径部を通過しないので（加圧力が作用しない小径部を通過するので）、電流の全部が加圧力が作用する小径部を通過する場合に比べて、小径部が発熱・軟化した上にさらに加圧力を受けて座屈するという問題が抑制される。
【００１３】
また、内側電極を２つ設けて通電するので、１つだけ設けて通電する場合に比べて、通電に要する時間が短くなる。そのため、小径部が発熱・軟化する前に通電が完了し、これによっても、小径部が発熱・軟化した上にさらに加圧力を受けて座屈するという問題が抑制される。
【００１４】
以上により、本発明によれば、外側金属部材に圧入される内側金属部材に他の部分より径の小さい小径部が形成されている場合であっても、その小径部の座屈を抑制できる金属部材の接合方法が提供される。
【００１５】
本発明においては、上記接合工程では、上記大径部側の端部に当接させた内側電極に係る通電量を上記中径部側の端部に当接させた内側電極に係る通電量以上とすることが好ましい（請求項２）。
【００１６】
この構成によれば、電流の半分以上が加圧力が作用する小径部を通過しないので、電流の全部が加圧力が作用する小径部を通過する場合に比べて、小径部が発熱・軟化した上にさらに加圧力を受けて座屈するという問題が大幅に抑制される。
【００１７】
本発明においては、上記接合工程では、上記外側金属部材を固定し、上記内側金属部材を軸方向に移動させることにより上記内側金属部材を軸方向に加圧し、かつ、上記２つの内側電極を上記内側金属部材と連動して移動させることが好ましい（請求項３）。
【００１８】
この構成によれば、外側金属部材を固定しておいて、内側金属部材を外側金属部材に対して相対移動させる場合に、例えば、大径部側の端部に配置された内側電極が内側金属部材より速く移動し、その結果、上記内側電極が内側金属部材から離間して通電しなくなるというような不具合や、中径部側の端部に配置された内側電極が内側金属部材より遅く移動し、その結果、上記内側電極が内側金属部材から離間して通電しなくなるというような不具合が回避できる。
【００１９】
本発明においては、上記内側金属部材準備工程及び上記外側金属部材準備工程では、上記大径部の外径と上記取り付け部の内径との半径差である圧入代が１０〜３０μｍとなるように上記内側金属部材及び上記外側金属部材を準備することが好ましい（請求項４）。
【００２０】
この構成によれば、大径部と取り付け部との接触部において内側金属部材と外側金属部材との接合強度を十分に高めることができる。すなわち、上記圧入代が１０μｍ未満では、溶融金属が飛散するスパッタ等の現象が生じ、金属同士の拡散接合が不完全になるおそれがある。一方、上記圧入代が３０μｍを超えると、単なる圧入と同じような状態となり、やはり金属同士の拡散接合が不完全になるおそれがある。
【００２１】
本発明においては、上記接合工程では、上記内側金属部材の加圧時間を０．３秒以下とし、上記通電時間を上記加圧時間より短い時間とすることが好ましい（請求項５）。
【００２２】
この構成によれば、加圧時間及び通電時間を共に０．３秒以下としたから、加圧及び通電のいきすぎを防いで、接合が効率よく短時間で完了する。また、通電時間を加圧時間より短くすることにより、省電力化が図られる。
【００２３】
また、上記課題を解決するためのものとして、本発明は、内側金属部材を外側金属部材に圧入しつつ溶接する金属部材の接合装置であって、所定の外径を有する大径部と、上記大径部より小さい外径を有する中径部と、上記中径部より小さい外径を有する小径部とが軸方向に大径部、小径部、及び中径部の順に並んで形成された内側金属部材、及び、上記大径部の外径より大きい内径を有する貫通孔が軸方向に延びて形成され、かつ上記貫通孔の内周面の軸方向の所定の部位が軸中心側に膨出することにより上記大径部の外径より小さく上記中径部の外径より大きい内径を有する取り付け部とされた外側金属部材のいずれか一方を保持し、他方を軸方向に移動させることにより、上記内側金属部材を上記外側金属部材の貫通孔に大径部側の端部から軸方向に挿入し、上記大径部と上記取り付け部とを接触させた状態で上記内側金属部材を中径部側の端部から軸方向に加圧する加圧手段と、上記外側金属部材の所定の部位に当接された外側電極と、上記内側金属部材の上記大径部側の端部及び上記中径部側の端部にそれぞれ当接された２つの内側電極とを有し、上記加圧手段による加圧と同期して、上記外側電極と上記２つの内側電極との間で通電する通電手段と、を含む、金属部材の接合装置である（請求項６）。
【００２４】
本発明によっても、上記金属部材の接合方法の発明と同様、外側金属部材に圧入される内側金属部材に他の部分より径の小さい小径部が形成されている場合であっても、その小径部の座屈を抑制できる金属部材の接合装置が提供される。
【００２５】
本発明においては、上記通電手段を制御して、上記大径部側の端部に当接された内側電極に係る通電量と、上記中径部側の端部に当接された内側電極に係る通電量との比率を変更する比率変更手段をさらに含むことが好ましい（請求項７）。
【００２６】
この構成によれば、加圧力が作用しない小径部を通過する電流の量（大径部側の端部に当接された内側電極に係る通電量）と、加圧力が作用する小径部を通過する電流の量（中径部側の端部に当接された内側電極に係る通電量）との比率を、例えば、５０：５０や、１：９９や、９９：１等に種々変更することができる。座屈の問題を抑制する観点からは、加圧力が作用しない小径部を通過する電流の量の比率が大きいこと（上記設例では９９：１）が好ましい。通電時間を短くして省電力化を図る観点からは、上記２つの電流の量が相互に近接すること（上記設例では５０：５０）が好ましい。また、例えばワークの材質等によっては、加圧力が作用しない小径部を通過する電流の量の比率が小さいこと（上記設例では１：９９）が好ましい場合がある。この構成によれば、いずれの要求にも対応できる金属部材の接合装置が提供される。
【発明の効果】
【００２７】
本発明は、外側金属部材に圧入される内側金属部材に他の部分より径の小さい小径部が形成されている場合であっても、その小径部の座屈を抑制できる金属部材の接合方法及び接合装置を提供するから、リングマッシュ接合の技術の発展・向上に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施形態に係る内側金属部材及び外側金属部材を説明するためのエンジンのピストン及びコンロッドの正面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る金属部材の接合装置の概略構成図である。
【図４】本発明の他の実施形態に係る金属部材の接合装置の概略構成図である。
【図５】本発明の効果を説明するための実験結果の表である。
【図６】従来の金属部材の接合装置の概略構成図である。
【図７】本発明の実施形態の作用を説明するための図である。
【図８】本発明の実施形態の作用を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
＜第１の実施形態＞
（１）ワークの説明
本実施形態に係る金属部材の接合方法及び接合装置において、リングマッシュ接合で相互に溶接されるワークは、外側金属部材がピストンピン、内側金属部材がエンジンの燃焼騒音を低減するための動吸振器（ダイナミックダンパ）である。
【００３０】
図１及び図２を参照すると、ピストン１の頂面にキャビティ１ａが形成され、ピストン１の外周面にピストンリング１ｂが嵌合されている。ピストン１はピストンピン２を介してコンロッド１０の小端部１０ａに連結されている。コンロッド１０の大端部１０ｂにシャフト挿通孔１０ｅが形成され、このシャフト挿通孔１０ｅに図示しないクランクシャフトが挿通されている。コンロッド１０の小端部１０ａと大端部１０ｂとは連結部１０ｃによって連結されている。ピストン１の往復動はコンロッド１０を介してクランクシャフトに伝達され、クランクシャフトが回転する。
【００３１】
図２に示すように、コンロッド１０の小端部１０ａにピン挿通孔１０ｄが形成され、このピン挿通孔１０ｄにブッシュ１１を介してピストンピン２の軸方向中央部が回動可能に挿通されている。ピストン１の裏面に２つのボス部１ｃがコンロッド１０の小端部１０ａを挟むように膨出形成されている。これら２つのボス部１ｃにピン支持孔１ｄがそれぞれ形成され、各ピン支持孔１ｄにピストンピン２の各端部がそれぞれ回動可能に挿通されている。各ピン支持孔１ｄには、ピストンピン２の軸方向の移動を規制するスナップリング１ｅがそれぞれ設けられている。
【００３２】
ピストンピン２は円筒状であり、貫通孔２ａが軸方向に延びて形成されている。貫通孔２ａの内周面の軸方向中央部は、軸中心側に膨出することにより、動吸振器２０の圧入部２０ａが圧入される取り付け部２ｂとされている。貫通孔２ａ及び取り付け部２ｂは、それぞれ断面形状が円形であり、相互に同心に配置されている。ピストンピン２の材質はスチールであり、その具体例としては、ＳＣＲ４２０Ｈ等の浸炭焼入れ鋼を挙げることができる。
【００３３】
貫通孔２ａに２つの動吸振器２０が収容されている。図２に示すように、各動吸振器２０は、それぞれ、上記取り付け部２ｂに圧入される共有の圧入部２０ａと、貫通孔２ａの軸方向に延びる可動部２０ｂと、上記可動部２０ｂを上記圧入部２０ａに対してピストンピン２の径方向に振動可能に支持する支持部２０ｃとを有している。圧入部２０ａ、可動部２０ｂ、及び支持部２０ｃは、それぞれ断面形状が円形であり、相互に同心に配置されている。
【００３４】
貫通孔２ａの内径φ２ａは、圧入部２０ａの外径φ２０ａより大きい。取り付け部２ｂの内径φ２ｂは、圧入部２０ａの外径φ２０ａより小さく、可動部２０ｂの外径φ２０ｂより大きい。可動部２０ｂの外径φ２０ｂは、圧入部２０ａの外径φ２０ａより小さい。支持部２０ｃの外径φ２０ｃは、可動部２０ｂの外径φ２０ｂより小さい。すなわち、φ２ａ＞φ２０ａ＞φ２ｂ＞φ２０ｂ＞φ２０ｃの関係に設定されている。圧入部２０ａ、可動部２０ｂ、及び支持部２０ｃは、それぞれ本発明の大径部、中径部、及び小径部に相当する。
【００３５】
１つの圧入部２０ａ、２つの可動部２０ｂ、及び２つの支持部２０ｃは、金属で一体形成されている。すなわち、２つの動吸振器２０は１つの部材に一体化されている。今後、動吸振器２０というときは、この一体化された部材も含まれる。動吸振器２０の材質はスチールであり、その具体例としては、ＳＣＭ４３５等の浸炭焼入れ鋼を挙げることができる。
【００３６】
動吸振器２０の圧入部２０ａがピストンピン２の取り付け部２ｂに圧入されている。これにより、２つの動吸振器２０が貫通孔２ａの軸方向中央部を境に相互に対称に配置されている。具体的に、各動吸振器２０は、圧入部２０ａを間に挟んで、軸方向に、相互に離間する側に、支持部２０ｃと可動部２０ｂとがこの順に並んで形成されている。２つの可動部２０ｂの長さ及び径は相互に同じであり、２つの支持部２０ｃの長さ及び径は相互に同じである。
【００３７】
ピストン１及びコンロッド１０のバネマスモデルにおいて、ピストン１とピストンピン２とコンロッド１０の小端部１０ａとが全体として質点（質量＝Ｍ（ｋｇ））に相当し、コンロッド１０の小端部１０ａと大端部１０ｂとを連結する連結部１０ｃが上記質点を上記大端部１０ｂに対して支持するバネ（バネ定数＝Ｋ（Ｎ／ｍ））に相当する。燃焼行程では、ピストン１が大きな力で押圧されるため、ピストン１とピストンピン２とコンロッド１０の小端部１０ａとが一体となってコンロッド１０の大端部１０ｂに対して、（１／２π）・（Ｋ／Ｍ）１／２Ｈｚの共振周波数で共振する（コンロッド１０の伸縮共振）。これにより、エンジン音にコンロッド１０の伸縮共振によるピークが発生し燃焼騒音が生じる。
【００３８】
これに対し、上記動吸振器２０は上記コンロッド１０の伸縮共振を抑制する（共振周波数における振動を低減する）ので、上記共振によるエンジンの燃焼騒音が低減される。
【００３９】
なお、上記構成の動吸振器２０を準備する工程及び上記構成のピストンピン２を準備する工程は、それぞれ、本実施形態に係る金属部材の接合方法における内側金属部材準備工程及び外側金属部材準備工程である。その場合、内側金属部材準備工程及び外側金属部材準備工程では、上記圧入部２０ａの外径φ２０ａと上記取り付け部２ｂの内径φ２ｂとの半径差である圧入代が１０〜３０μｍとなるように上記動吸振器２０及び上記ピストンピン２を準備する。
【００４０】
（２）従来の接合方法
上記ピストンピン２を外側金属部材、上記動吸振器２０を内側金属部材として、円環状のピストンピン２の内周面に動吸振器２０を圧入しつつ溶接する従来のリングマッシュ接合の方法及び装置を説明する。
【００４１】
図６に示すように、接合装置は、通電装置２３を含む。通電装置２３は、可動側の上部電極２１と、固定側の下部電極２２とを有し、これらの上部電極２１及び下部電極２２に電圧を印加して電極２１，２２間で通電するものである。通電装置２３は、電解コンデンサＣと、溶接トランスＴと、放電回路２３ａと、上部電極２１及び下部電極２２を接続する大電流回路２３ｂとを備えている。通電装置２３は、溶接に必要なエネルギー（電気量）を電解コンデンサＣに充電し、これを放電回路２３ａを介して瞬時に溶接トランスＴに放電することにより、短時間に大きな溶接電流を大電流回路２３ｂを介して上部電極２１と下部電極２２との間に流す。
【００４２】
接合装置は、他に、上部電極２１を上下に移動させるシリンダ等を備える加圧装置（図６には図示しないが例えば図４に示すシリンダ４１，４３を備える加圧装置４０参照）、及びワークを保持する治具（図示せず）等を含んで構成されている。
【００４３】
接合方法は、まず、図６に示すように、ピストンピン２を軸方向が上下方向となるように立ててセットし、ピストンピン２の下面（下方を向く端面）に下部電極２２を当接させ、ピストンピン２を下部電極２２で下方から支持する。ピストンピン２は治具で保持されている。
【００４４】
この状態で動吸振器２０を軸方向が上下方向となるように立てて軸方向に移動させる。貫通孔２ａの内径φ２ａ＞圧入部２０ａの外径φ２０ａであるから、動吸振器２０（一体化されたもの）をピストンピン２の上面（上方を向く端面）からピストンピン２の貫通孔２ａに軸方向に挿入することができる。取り付け部２ｂの内径φ２ｂ＞可動部２０ｂの外径φ２０ｂであるから、圧入部２０ａより下側の可動部２０ｂ及び支持部２０ｃが取り付け部２ｂを潜り抜ける。圧入部２０ａの外径φ２０ａ＞取り付け部２ｂの内径φ２ｂであるから、圧入部２０ａの下部が取り付け部２ｂの上部に接触する（この接触部に符号「Ａ」を付してある）。
【００４５】
動吸振器２０の上面（圧入部２０ａより上側の可動部２０ｂの上面）に上部電極２１を当接させ、加圧装置により、上部電極２１で動吸振器２０をその上端部側から下方に加圧する（したがって上側の可動部２０ｂは加圧力が付与される加圧部である）。この状態で、通電装置２３により、上部電極２１と下部電極２２との間で溶接用の大電流を通電する。これにより、上部電極２１が当接された動吸振器２０の上面と下部電極２２が当接されたピストンピン２の下面との間で電流が流れる。この電流は上記圧入部２０ａと上記取り付け部２ｂとの接触部Ａを通過する（破線矢印参照）。なお、図例は上部電極２１から下部電極２２へ電流が流れる場合を示しているが、逆に下部電極２２から上部電極２１へ電流が流れる場合も事情は同じである。そのため、上記接触部Ａにおいて接触抵抗による発熱が起きる。これにより、接触部Ａ近傍の圧入部２０ａ及び取り付け部２ｂが軟化し、動吸振器２０（詳しくはこれの圧入部２０ａ）が加圧力を受けてピストンピン２（詳しくはこれの取り付け部２ｂ）に圧入されつつ溶接される。
【００４６】
しかしながら、この従来の接合方法では、次のような問題がある。上部電極２１と下部電極２２の間で通電したとき、上部電極２１は動吸振器２０の上面にあり、下部電極２２はピストンピン２の下面にあるので、電流は、動吸振器２０の上面とピストンピン２の下面との間を流れ、その際、圧入部２０ａより上側の支持部２０ｃを通過する。支持部２０ｃは圧入部２０ａや可動部２０ｂより断面積が小さいので、これらより電気抵抗が大きい。そのため、上側の支持部２０ｃを電流が通過することによって、上側の支持部２０ｃが発熱・軟化し（図６にハッチングを施してある）、その発熱温度の上昇程度如何によっては、上側の支持部２０ｃが上部電極２１から軸方向に圧入の荷重（加圧力）を受けていることもあって、上側の支持部２０ｃが座屈するという問題が発生する。その結果、出来上がった製品の要求品質、つまりコンロッド１０の伸縮共振を抑制する機能が満たされなくなる。
【００４７】
（３）本実施形態に係る接合方法
そこで、上記問題に対処するものとして、上記ピストンピン２を外側金属部材、上記動吸振器２０を内側金属部材として、円環状のピストンピン２の内周面に動吸振器２０を圧入しつつ溶接する本実施形態に係るリングマッシュ接合の方法及び装置を説明する。なお、「（２）従来の接合方法」で説明した構成要素と同じ又は類似の構成要素には同じ符号を用いる。
【００４８】
図３に示すように、接合装置は、２つの通電装置２３Ａ，２３Ｂを含む。
【００４９】
第１通電装置２３Ａは、動吸振器２０の上面（圧入部２０ａより上側の可動部２０ｂの上面）に当接させた可動側の第１内側電極３１Ａと、ピストンピン２の下面（下方を向く端面）に当接させた固定側の外側電極３２とを有し、これらの第１内側電極３１Ａ及び外側電極３２に電圧を印加して電極３１Ａ，３２間で通電するものである（本発明の通電手段に相当する）。第１通電装置２３Ａは、電解コンデンサＣ１と、溶接トランスＴ１と、放電回路２３ａと、第１内側電極３１Ａ及び外側電極３２を接続する大電流回路２３ｂとを備えている。第１通電装置２３Ａは、溶接に必要なエネルギー（電気量）のうちの一部（分担エネルギー）を電解コンデンサＣ１に分担して充電し、これを放電回路２３ａを介して瞬時に溶接トランスＴ１に放電することにより、短時間に大きな溶接電流を大電流回路２３ｂを介して第１内側電極３１Ａと外側電極３２との間に流す。
【００５０】
同様に、第２通電装置２３Ｂは、動吸振器２０の下面（圧入部２０ａより下側の可動部２０ｂの下面）に当接させた可動側の第２内側電極３１Ｂと、上記外側電極３２とを有し（外側電極３２は第１通電装置２３Ａと第２通電装置２３Ｂとで共有されている）、これらの第２内側電極３１Ｂ及び外側電極３２に電圧を印加して電極３１Ｂ，３２間で通電するものである（本発明の通電手段に相当する）。第２通電装置２３Ｂは、電解コンデンサＣ２と、溶接トランスＴ２と、放電回路２３ａと、第２内側電極３１Ｂ及び外側電極３２を接続する大電流回路２３ｂとを備えている。第２通電装置２３Ｂは、溶接に必要なエネルギー（電気量）のうちの残部（分担エネルギー）を電解コンデンサＣ２に分担して充電し、これを放電回路２３ａを介して瞬時に溶接トランスＴ２に放電することにより、短時間に大きな溶接電流を大電流回路２３ｂを介して第２内側電極３１Ｂと外側電極３２との間に流す。
【００５１】
ただし、外側電極３２の内周面と第２内側電極３１Ｂの外周面とは離間しており、絶縁状態とされている。
【００５２】
このように、溶接に必要な溶接電流を２つの通電装置で分担して流す方式をダブルトランス方式という。これに対し、図６に示すように、溶接に必要な溶接電流を１つの通電装置で全て賄って流す方式をシングルトランス方式という。
【００５３】
第２内側電極３１Ｂは、シリンダやバネ等の付勢装置で常に動吸振器２０の下面側に弱く付勢されており、動吸振器２０の下面に当接された状態で動吸振器２０と連動して移動可能に構成されている。
【００５４】
接合装置は、他に、上記第１内側電極３１Ａを上下に移動させるシリンダ等を備える加圧装置（本発明の加圧手段に相当する）（図３には図示しないが例えば図４に示すシリンダ４１，４３を備える加圧装置４０参照）、及びワークを保持する治具（図示せず）等を含んで構成されている。
【００５５】
接合装置は、さらに、上記第１内側電極３１Ａと外側電極３２との間の通電量と、上記第２内側電極３１Ｂと外側電極３２との間の通電量との比率を変更するように、第１通電装置２３Ａ及び第２通電装置２３Ｂを制御する制御盤５０（本発明の比率変更手段に相当する）を含んでいる。制御盤５０は、具体的に、第１通電装置２３Ａの電解コンデンサＣ１に充電させる分担エネルギーの量と、第２通電装置２３Ｂの電解コンデンサＣ２に充電させる分担エネルギーの量との比率を増減制御する。
【００５６】
制御盤５０は、このダブルトランス方式において、第１、第２通電装置２３Ａ，２３Ｂの溶接電流の分担比率を、例えば１：９９〜９９：１の間（この数値はあくまでも例示である）で適宜変更する。
【００５７】
接合方法は、まず、図３に示すように、ピストンピン２を軸方向が上下方向となるように立ててセットし、ピストンピン２の下面に外側電極３２を当接させ、ピストンピン２を外側電極３２で下方から支持する。ピストンピン２は治具で保持されている。
【００５８】
この状態で動吸振器２０を軸方向が上下方向となるように立てて軸方向に移動させる。貫通孔２ａの内径φ２ａ＞圧入部２０ａの外径φ２０ａであるから、動吸振器２０（一体化されたもの）をピストンピン２の上面（上方を向く端面）からピストンピン２の貫通孔２ａに軸方向に挿入することができる。取り付け部２ｂの内径φ２ｂ＞可動部２０ｂの外径φ２０ｂであるから、圧入部２０ａより下側の可動部２０ｂ及び支持部２０ｃが取り付け部２ｂを潜り抜ける。圧入部２０ａの外径φ２０ａ＞取り付け部２ｂの内径φ２ｂであるから、圧入部２０ａの下部が取り付け部２ｂの上部に接触する（この接触部に符号「Ａ」を付してある）。
【００５９】
ここで、取り付け部２ｂに接触する圧入部２０ａ、取り付け部２ｂを潜り抜けていない圧入部２０ａより上側の可動部２０ｂ及び支持部２０ｃが、特許請求の範囲の請求項１及び請求項６に記載される大径部、中径部及び小径部にそれぞれ相当する。
【００６０】
動吸振器２０の上面に第１内側電極３１Ａを当接させ、動吸振器２０の下面に第２内側電極３１Ｂを当接させ、加圧装置により、第１内側電極３１Ａで動吸振器２０をその上端部側から下方に加圧する（したがって圧入部２０ａより上側の可動部２０ｂは加圧力が付与される加圧部である）。この状態で、第１、第２通電装置２３Ａ，２３Ｂにより、第１、第２内側電極３１Ａ，３１Ｂと外側電極３２との間で溶接用の大電流を通電する。
【００６１】
このとき、制御盤５０は、第１通電装置２３Ａの電解コンデンサＣ１に充電させる分担エネルギーの量と、第２通電装置２３Ｂの電解コンデンサＣ２に充電させる分担エネルギーの量との比率（分担比率）を５０：５０とする。すなわち、第１通電装置２３Ａが分担する通電量と第２通電装置２３Ｂが分担する通電量とを同じとする。その結果、第１、第２通電装置２３Ａ，２３Ｂにおいては、それぞれ、溶接に必要な溶接電流の半分の量の電流が通電される。
【００６２】
これにより、第１内側電極３１Ａが当接された動吸振器２０の上面と外側電極３２が当接されたピストンピン２の下面との間で電流が流れる。この電流は上記圧入部２０ａと上記取り付け部２ｂとの接触部Ａを通過する（破線矢印参照）。なお、図例は第１内側電極３１Ａから外側電極３２へ電流が流れる場合を示しているが、逆に外側電極３２から第１内側電極３１Ａへ電流が流れる場合も事情は同じである。
【００６３】
同様に、第２内側電極３１Ｂが当接された動吸振器２０の下面と外側電極３２が当接されたピストンピン２の下面との間でも電流が流れる。この電流も上記圧入部２０ａと上記取り付け部２ｂとの接触部Ａを通過する（破線矢印参照）。なお、図例は第２内側電極３１Ｂから外側電極３２へ電流が流れる場合を示しているが、逆に外側電極３２から第２内側電極３１Ｂへ電流が流れる場合も事情は同じである。
【００６４】
そのため、上記接触部Ａにおいて接触抵抗による発熱が起きる。これにより、接触部Ａ近傍の圧入部２０ａ及び取り付け部２ｂが軟化し、動吸振器２０（詳しくはこれの圧入部２０ａ）が加圧力を受けてピストンピン２（詳しくはこれの取り付け部２ｂ）に圧入されつつ溶接される。
【００６５】
なお、上記加圧装置により加圧しつつ２つの通電装置２３Ａ，２３Ｂにより通電する工程は、本実施形態に係る金属部材の接合方法における接合工程である。その場合、接合工程では、上記動吸振器２０の加圧時間を０．３秒以下とし、上記通電時間を上記加圧時間より短い時間とする。
【００６６】
この本実施形態に係る接合方法では、次のような利点がある。第１内側電極３１Ａと外側電極３２の間で通電したとき、第１内側電極３１Ａは動吸振器２０の上面にあり、外側電極３２はピストンピン２の下面にあるので、電流は、動吸振器２０の上面とピストンピン２の下面との間を流れ、その際、圧入部２０ａより上側の支持部２０ｃを通過する。支持部２０ｃは圧入部２０ａや可動部２０ｂより断面積が小さいので、これらより電気抵抗が大きい。そのため、上側の支持部２０ｃを電流が通過することによって、上側の支持部２０ｃが発熱・軟化する（図３にハッチングを施してある）。
【００６７】
同様に、第２内側電極３１Ｂと外側電極３２の間で通電したとき、第２内側電極３１Ｂは動吸振器２０の下面にあり、外側電極３２もピストンピン２の下面にあるので、電流は、動吸振器２０の下面とピストンピン２の下面との間を流れ、その際、圧入部２０ａより下側の支持部２０ｃを通過する。支持部２０ｃは圧入部２０ａや可動部２０ｂより断面積が小さいので、これらより電気抵抗が大きい。そのため、下側の支持部２０ｃを電流が通過することによって、下側の支持部２０ｃが発熱・軟化する（図３にハッチングを施してある）。
【００６８】
ここで、第１内側電極３１Ａから軸方向に圧入の荷重（加圧力）を受けているのは圧入部２０ａより上側の支持部２０ｃであり、下側の支持部２０ｃは第１内側電極３１Ａから上記加圧力を受けていない。つまり、下側の支持部２０ｃは電流が通過して発熱・軟化するだけである。また、上側の支持部２０ｃは加圧力を受けかつ電流が通過して発熱・軟化するけれども、本実施形態に係る接合方法及び接合装置はダブルトランス方式を採用しており、上側の支持部２０ｃを通過する電流の量は溶接に必要な電流の量の半分に減らされているので、発熱量や軟化の度合いも溶接に必要な電流を第１通電装置２３Ａで全て賄って流す場合（すなわち図６に示すシングルトランス方式の場合）に比べて減少している。そのため、下側の支持部２０ｃ又は上側の支持部２０ｃが座屈するという問題が抑制され、出来上がった製品の要求品質、つまりコンロッド１０の伸縮共振を抑制する機能が満たされる。
【００６９】
（４）ダブルトランス方式の特徴
上記のように、本実施形態に係る接合方法及び接合装置はダブルトランス方式を採用している。ダブルトランス方式の特徴の１つは通電時間が短くなることである。
【００７０】
図７は、同じトータルの電流量をシングルトランス方式（ＳＴ）で流す場合とダブルトランス方式（ＤＴ）で流す場合とにおける通電時間及び電流値を比較して示すものである。トータルの電流量が同じなので、曲線（ＳＴ）と横軸とで囲まれる面積と、曲線（ＤＴ）と横軸とで囲まれる面積とは、相互に等しい。
【００７１】
ダブルトランス方式では、トータル電流量を２つの通電装置で分担して流すので、１つの通電装置で全て賄って流すシングルトランス方式に比べて、１つの通電装置が流すべき電流量が減少する。そのため、各通電装置において、通電に要する時間が短縮化する。また、２つの通電装置の通電タイミングが重なる期間中は２つの電流値が加算されるから高い電流値を示す。図７は以上のことを表しており、特に、２つの通電装置がトータル電流量を半分づつ同じタイミングで流す場合を表している。
【００７２】
このように、ダブルトランス方式はシングルトランス方式よりも通電時間が短くなり電流値のピークが高くなる。つまり、より短時間により大きな電流が流れる。そのため、支持部２０ｃが発熱・軟化する間がなくなり、この点からも支持部２０ｃの座屈の問題が抑制される。また、より一層の短時間接合が可能となる。
【００７３】
ダブルトランス方式では、支持部２０ｃが発熱・軟化する前に通電が完了する。そのため、支持部２０ｃの座屈を回避しつつ、より大きな電流を流すことができる。ダブルトランス方式で電流値を高くできることによりさらに次のような作用が得られる。
【００７４】
図８（ａ）は、小径部外径、すなわち支持部２０ｃの径と支持部２０ｃの座屈限界の電流値との関係を示すもの、図８（ｂ）は、押し込み量（溶接時に動吸振器２０の圧入部２０ａが加圧力を受けてピストンピン２の取り付け部２に圧入される量）と電流値との関係を示すものである。
【００７５】
図８（ａ）は、支持部２０ｃの径が大きいほど支持部２０ｃの座屈限界の電流値が増大することを表し、図８（ｂ）は、押し込み量を増大するためにはより大きな電流値が必要であること、及び大径部外径、すなわち圧入部２０ａの径が大きいほど（換言すれば圧入代が大きいほど）より大きな電流値が必要であることを表している。
【００７６】
いま、支持部２０ｃの径が（ｉ）（例えば７ｍｍ）であり、シングルトランス方式（ＳＴ）での支持部２０ｃの座屈限界の電流値が（ｉｉ）であるとする。この場合、圧入部２０ａの径が最も小さい（ｉｖ）の場合でも必要な押し込み量（ｉｉｉ）（例えば２ｍｍ）が達成できない。ましてや、圧入部２０ａの径がより大きい（ｖ）、（ｖｉ）、（ｖｉｉ）の場合はなおさら達成できない。
【００７７】
これに対し、ダブルトランス方式（ＤＴ）では、支持部２０ｃの座屈を回避しつつ、より大きな電流を流すことができるため、支持部２０ｃの径が（ｉ）のときの座屈限界電流値は（ｖｉｉｉ）まで増大する。その結果、電流値（ｖｉｉｉ）を流すことにより、圧入部２０ａの径が最も大きい（ｖｉｉ）の場合でも必要な押し込み量（ｉｉｉ）が達成できる。
【００７８】
要すれば、ダブルトランス方式（ＤＴ）では、支持部２０ｃの座屈をそれほど気にせずに大電流を短時間流すことができる結果、圧入代が大きい内側金属部材と外側金属部材とをより強固に接合することができる。
【００７９】
（５）実験例
図３に示すダブルトランス方式の接合装置を用い、動吸振器２０をピストンピン２に圧入しつつ溶接する実験を行った（実施例）。図６に示すシングルトランス方式の接合装置を用い、動吸振器２０をピストンピン２に圧入しつつ溶接する実験を行った（比較例）。そして、小径部径、すなわち上側の支持部２０ｃの径が通電前後でどれだけ変化したかを測定した。結果を図５に示す。
【００８０】
実施例と比較例とで、加圧力を同じに揃え、同じ動吸振器２０及び同じピストンピン２を用いた。
【００８１】
溶接条件（電流、通電時間）は、実施例と比較例とで異なっている。図５において、電流５０００Ａは、溶接に必要な溶接電流のトータルの量である。実施例では、第１、第２通電装置２３Ａ，２３Ｂのエネルギーの分担比率を５０：５０とした。そのため、実施例では、第１、第２通電装置２３Ａ，２３Ｂにおいて、それぞれ、２５００Ａづつの分担電流を流した。
【００８２】
また、図５において、比較例の通電時間８サイクルは、図６に示すシングルトランス方式の接合装置において、５０００Ａの電流の通電に要した時間である。したがって、実施例では、それより短い５サイクルで２５００Ａの分担電流の通電が完了した。
【００８３】
なお、通電時間８／６０（サイクル）は約０．１３３秒に相当し、５／６０（サイクル）は約０．０８３秒に相当する。加圧時間は、実施例と比較例とで同じで、８／６０（サイクル）とした。つまり、実施例では通電時間を加圧時間より短い時間とした。
【００８４】
比較例では、上側の支持部２０ｃの径が通電前後で１．３９ｍｍも増大した。これは溶接時に上側の支持部２０ｃに座屈が起こったからと考察される。これに対し、実施例では、上側の支持部２０ｃの径が通電前後でほとんど増大しなかった。これは溶接時に上側の支持部２０ｃに座屈が起こらなかったからと考察される。
【００８５】
（６）作用等
本実施形態では、動吸振器２０をピストンピン２に圧入しつつ溶接する金属部材の接合方法において、次のような特徴的構成を採用した。すなわち、接合方法は内側金属部材準備工程と外側金属部材準備工程と接合工程とを含む。
【００８６】
内側金属部材準備工程では、所定の外径φ２０ａを有する圧入部２０ａと、圧入部２０ａより小さい外径φ２０ｂを有する可動部２０ｂと、可動部２０ｂより小さい外径φ２０ｃを有する支持部２０ｃとが軸方向に圧入部２０ａ、支持部２０ｃ、及び可動部２０ｂの順に並んで形成された動吸振器２０を準備する。
【００８７】
外側金属部材準備工程では、圧入部２０ａの外径φ２０ａより大きい内径φ２ａを有する貫通孔２ａが軸方向に延びて形成され、かつ貫通孔２ａの内周面の軸方向中央部が軸中心側に膨出することにより圧入部２０ａの外径φ２０ａより小さく可動部２０ｂの外径φ２０ｂより大きい内径φ２ｂを有する取り付け部２ｂとされたピストンピン２を準備する。
【００８８】
接合工程では、動吸振器２０をピストンピン２の貫通孔２ａに下面側の端部（これは圧入部２０ａより上側の動吸振器２０を基準として見たとき圧入部２０ａ側の端部である）から軸方向に挿入し、圧入部２０ａと取り付け部２ｂとを接触させた状態で動吸振器２０を上面側の端部（これは圧入部２０ａより上側の動吸振器２０を基準として見たとき上側の可動部２０ｂ側の端部である）から軸方向に加圧しつつ、ピストンピン２の下面に当接させた外側電極３２と動吸振器２０の下面（これは圧入部２０ａより上側の動吸振器２０を基準として見たとき圧入部２０ａ側の端部である）及び上面（これは圧入部２０ａより上側の動吸振器２０を基準として見たとき上側の可動部２０ｂ側の端部である）にそれぞれ当接させた２つの内側電極３１Ｂ，３１Ａとの間で通電する（ダブルトランス方式）。
【００８９】
この構成によれば、動吸振器２０は、ピストンピン２に圧入される圧入部２０ａと、圧入のための加圧力が付与される加圧部である上側の可動部２０ｂとの間に、これらより径が小さい支持部２０ｃが形成されている。この動吸振器２０をピストンピン２の貫通孔２ａに下面側の端部から軸方向に挿入すると、圧入部２０ａがピストンピン２の取り付け部２ｂに接触する。この状態で動吸振器２０を上面側の端部から加圧すると、その加圧力は圧入部２０ａと上側の可動部２０ｂとに挟まれた上側の支持部２０ｃに作用する。
【００９０】
そして、内側電極３１Ｂ，３１Ａが動吸振器２０の下面側の端部と上面側の端部とに２つ配置されている。上面側の端部に配置された第１内側電極３１Ａと外側電極３２との間で通電すると、電流は、圧入部２０ａと取り付け部２ｂとの接触部Ａと、動吸振器２０の上面側の端部との間を通過する。つまり、電流は、加圧力が作用する上側の支持部２０ｃを通過する。これに対し、下面側の端部に配置された第２内側電極３１Ｂと外側電極３２との間で通電すると、電流は、上記接触部Ａと、動吸振器２０の下面側の端部との間を通過する。つまり、電流は、加圧力が作用する上側の支持部２０ｃを通過しない（加圧力が作用しない下側の支持部２０ｃを通過する）。このように、ダブルトランス方式が採用された結果、電流の一部が加圧力が作用する上側の支持部２０ｃを通過しないので（加圧力が作用しない下側の支持部２０ｃを通過するので）、シングルトランス方式で電流の全部が加圧力が作用する上側の支持部２０ｃを通過する場合に比べて、上側の支持部２０ｃが発熱・軟化した上にさらに加圧力を受けて座屈するという問題が抑制される。
【００９１】
また、ダブルトランス方式が採用された結果、第１内側電極３１Ａと第２内側電極３１Ｂとを２つ設けて通電するので、シングルトランス方式で内側電極（図６に示す上部電極２１が相当する）を１つだけ設けて通電する場合に比べて、通電に要する時間が短くなる。そのため、上側の支持部２０ｃが発熱・軟化する前に通電が完了し、これによっても、上側の支持部２０ｃが発熱・軟化した上にさらに加圧力を受けて座屈するという問題が抑制される。
【００９２】
以上により、本実施形態によれば、ピストンピン２に圧入される動吸振器２０に他の部分より径の小さい支持部２０ｃが形成されている場合であっても、その支持部２０ｃの座屈を抑制できる金属部材の接合方法が提供される。
【００９３】
本実施形態においては、接合工程では、下面側の端部に当接させた第２内側電極３１Ｂに係る通電量を上面側の端部に当接させた第１内側電極３１Ａに係る通電量以上とする。
【００９４】
この構成によれば、電流の半分以上が加圧力が作用する上側の支持部２０ｃを通過しないので、電流の全部が加圧力が作用する上側の支持部２０ｃを通過する場合に比べて、上側の支持部２０ｃが発熱・軟化した上にさらに加圧力を受けて座屈するという問題が大幅に抑制される。
【００９５】
本実施形態においては、接合工程では、ピストンピン２を固定し、動吸振器２０を軸方向に移動させることにより動吸振器２０を軸方向に加圧し、かつ、第１、第２の２つの内側電極３１Ａ，３１Ｂを動吸振器２０と連動して移動させる。
【００９６】
この構成によれば、ピストンピン２を固定しておいて、動吸振器２０をピストンピン２に対して相対移動させる場合に、例えば、下面側の端部に配置された第２内側電極３１Ｂが動吸振器２０より速く移動し、その結果、第２内側電極３１Ｂが動吸振器２０から離間して通電しなくなるというような不具合や、上面側の端部に配置された第１内側電極３１Ａが動吸振器２０より遅く移動し、その結果、第１内側電極３１Ａが動吸振器２０から離間して通電しなくなるというような不具合が回避できる。
【００９７】
本実施形態においては、内側金属部材準備工程及び外側金属部材準備工程では、圧入部２０ａの外径φ２０ａと取り付け部２ｂの内径φ２ｂとの半径差である圧入代が１０〜３０μｍとなるように動吸振器２０及びピストンピン２を準備する。
【００９８】
この構成によれば、圧入部２０ａと取り付け部２ｂとの接触部Ａにおいて動吸振器２０とピストンピン２との接合強度を十分に高めることができる。すなわち、上記圧入代が１０μｍ未満では、溶融金属が飛散するスパッタ等の現象が生じ、金属同士の拡散接合が不完全になるおそれがある。一方、上記圧入代が３０μｍを超えると、単なる圧入と同じような状態となり、やはり金属同士の拡散接合が不完全になるおそれがある。
【００９９】
本実施形態においては、接合工程では、動吸振器２０の加圧時間を０．３秒以下とし、通電時間を上記加圧時間より短い時間とする。
【０１００】
この構成によれば、加圧時間及び通電時間を共に０．３秒以下としたから、加圧及び通電のいきすぎを防いで、接合が効率よく短時間で完了する。また、ダブルトランス方式により、通電時間の短縮化が図られ、通電時間を加圧時間より短くすることにより、省電力化が図られる。
【０１０１】
また、本実施形態では、動吸振器２０をピストンピン２に圧入しつつ溶接する金属部材の接合装置において、次のような特徴的構成を採用した。すなわち、接合装置は加圧装置と通電装置２３Ｂ，２３Ａとを含む。
【０１０２】
加圧装置は、ピストンピン２を保持し、動吸振器２０を軸方向に移動させることにより、動吸振器２０をピストンピン２の貫通孔２ａに下面側の端部（これは圧入部２０ａより上側の動吸振器２０を基準として見たとき圧入部２０ａ側の端部である）から軸方向に挿入し、圧入部２０ａと取り付け部２ｂとを接触させた状態で動吸振器２０を上面側の端部（これは圧入部２０ａより上側の動吸振器２０を基準として見たとき上側の可動部２０ｂ側の端部である）から軸方向に加圧する。
【０１０３】
通電装置２３Ｂ，２３Ａは、ピストンピン２の下面に当接された外側電極３２と、動吸振器２０の下面（これは圧入部２０ａより上側の動吸振器２０を基準として見たとき圧入部２０ａ側の端部である）及び上面（これは圧入部２０ａより上側の動吸振器２０を基準として見たとき上側の可動部２０ｂ側の端部である）にそれぞれ当接された２つの内側電極３１Ｂ，３１Ａとを有し、加圧装置による加圧と同期して、上記外側電極３２と上記２つの内側電極３１Ｂ，３１Ａとの間で通電する。
【０１０４】
本接合装置によっても、上記接合方法と同様、ピストンピン２に圧入される動吸振器２０に他の部分より径の小さい支持部２０ｃが形成されている場合であっても、その支持部２０ｃの座屈を抑制できる金属部材の接合装置が提供される。
【０１０５】
本実施形態においては、通電装置２３Ｂ，２３Ａを制御して、動吸振器２０の下面に当接された内側電極３１Ｂに係る通電量と、動吸振器２０の上面に当接された内側電極３１Ａに係る通電量との比率を変更する制御盤５０をさらに含む。
【０１０６】
この構成によれば、加圧力が作用しない下側の支持部２０ｃを通過する電流の量（動吸振器２０の下面に当接された内側電極３１Ｂに係る通電量）と、加圧力が作用する上側の支持部２０ｃを通過する電流の量（動吸振器２０の上面に当接された内側電極３１Ａに係る通電量）との比率を、例えば、５０：５０や、１：９９や、９９：１等に種々変更することができる。座屈の問題を抑制する観点からは、加圧力が作用しない下側の支持部２０ｃを通過する電流の量の比率が大きいこと（例えば９９：１）が好ましい。通電時間を短くして省電力化を図る観点からは、上記２つの電流の量が相互に近接すること（例えば５０：５０）が好ましい。また、例えばワークの材質等によっては、加圧力が作用しない下側の支持部２０ｃを通過する電流の量の比率が小さいこと（例えば１：９９）が好ましい場合がある。この構成によれば、いずれの要求にも対応できる金属部材の接合装置が提供される。
【０１０７】
＜第２の実施形態＞
次に、図４を参照して、本発明の第２の実施形態を説明する。第１の実施形態では、接合工程において、ピストンピン２を保持・固定し、動吸振器２０を軸方向に移動させたが、この第２の実施形態では、逆に、動吸振器２０を保持・固定し、ピストンピン２を軸方向に移動させる点が異なっているので、この点を中心に説明し、その他の点は説明を省略する。なお、「（３）本実施形態に係る接合方法」で説明した構成要素と同じ又は類似の構成要素には同じ符号を用いる。
【０１０８】
図４に示すように、接合装置は、２つの通電装置２３Ｃ，２３Ｄを含む。
【０１０９】
下側の第３通電装置２３Ｃは、動吸振器２０の下面（圧入部２０ａより下側の可動部２０ｂの下面）に当接させた固定側の第３内側電極３１Ｃと、ピストンピン２の上面（上方を向く端面）に当接させた可動側の外側電極３２とを有し、これらの第３内側電極３１Ｃ及び外側電極３２に電圧を印加して電極３１Ｃ，３２間で通電するものである（本発明の通電手段に相当する）。第３通電装置２３Ｃは、電解コンデンサ（図示せず）と、溶接トランスＴ３と、放電回路（図示せず）と、第３内側電極３１Ｃ及び外側電極３２を接続する大電流回路（その一部を構成するフレキシブル銅板３３Ｃが図示されている）とを備えている。第３通電装置２３Ｃは、溶接に必要なエネルギー（電気量）のうちの一部（分担エネルギー）を電解コンデンサに分担して充電し、これを放電回路を介して瞬時に溶接トランスＴ３に放電することにより、短時間に大きな溶接電流を大電流回路を介して第３内側電極３１Ｃと外側電極３２との間に流す。
【０１１０】
上側の第４通電装置２３Ｄは、動吸振器２０の上面（圧入部２０ａより上側の可動部２０ｂの上面）に当接させた固定側の第４内側電極３１Ｄと、上記可動側の外側電極３２とを有し（外側電極３２は第３通電装置２３Ｃと第４通電装置２３Ｄとで共有されている）、これらの第４内側電極３１Ｄ及び外側電極３２に電圧を印加して電極３１Ｄ，３２間で通電するものである（本発明の通電手段に相当する）。第４通電装置２３Ｄは、電解コンデンサ（図示せず）と、溶接トランスＴ４と、放電回路（図示せず）と、第４内側電極３１Ｄ及び外側電極３２を接続する大電流回路（その一部を構成するフレキシブル銅板３３Ｄが図示されている）とを備えている。第４通電装置２３Ｄは、溶接に必要なエネルギー（電気量）のうちの残部（分担エネルギー）を電解コンデンサに分担して充電し、これを放電回路を介して瞬時に溶接トランスＴ４に放電することにより、短時間に大きな溶接電流を大電流回路を介して第４内側電極３１Ｄと外側電極３２との間に流す。
【０１１１】
接合装置は、他に、上記可動側の外側電極３２を上下に移動させる加圧用シリンダ４１及び上記固定側の第４内側電極３１Ｄを上下に移動させる固定用シリンダ４３を備える加圧装置（本発明の加圧手段に相当する）４０、ワークを保持する治具（図示せず）、及び上記第３内側電極３１Ｃと外側電極３２との間の通電量と、上記第４内側電極３１Ｄと外側電極３２との間の通電量との比率を変更するように、第３通電装置２３Ｃ及び第４通電装置２３Ｄを制御する制御盤（図示せず）（本発明の比率変更手段に相当する）等を含んで構成されている。
【０１１２】
加圧装置４０は、固定の本体４０ａに備えられた加圧用シリンダ４１及び固定用シリンダ４３を備える。加圧用シリンダ４１は、プランジャ４２を介して可動側の外側電極３２を下方に加圧する。固定用シリンダ４３は、固定側の第４内側電極３１Ｄを下方に押圧する。
【０１１３】
接合方法は、まず、図４に示すように、動吸振器２０（一体化されたもの）を軸方向が上下方向となるように固定側の第３内側電極３１Ｃの上に立ててセットし、動吸振器２０を第３内側電極３１Ｃで下方から支持する。
【０１１４】
この状態でピストンピン２を軸方向が上下方向となるように立てて軸方向に移動させる。貫通孔２ａの内径φ２ａ＞圧入部２０ａの外径φ２０ａであるから、ピストンピン２を動吸振器２０に対して上方から被せることにより、動吸振器２０をピストンピン２の下面（下方を向く端面）からピストンピン２の貫通孔２ａに軸方向に挿入することができる。取り付け部２ｂの内径φ２ｂ＞可動部２０ｂの外径φ２０ｂであるから、圧入部２０ａより上側の可動部２０ｂ及び支持部２０ｃが取り付け部２ｂを潜り抜ける。圧入部２０ａの外径φ２０ａ＞取り付け部２ｂの内径φ２ｂであるから、圧入部２０ａの上部が取り付け部２ｂの下部に接触する（この接触部に符号「Ａ」を付してある）。
【０１１５】
ここで、取り付け部２ｂに接触する圧入部２０ａ、取り付け部２ｂを潜り抜けていない圧入部２０ａより下側の可動部２０ｂ及び支持部２０ｃが、特許請求の範囲の請求項１及び請求項６に記載される大径部、中径部及び小径部にそれぞれ相当する。
【０１１６】
動吸振器２０の上面に第４内側電極３１Ｄを当接させ、下側の第３内側電極３１Ｃと上側の第４内側電極３１Ｄとで動吸振器２０を上下に挟み付け、固定用シリンダ４３で上側の第４内側電極３１Ｄを下方に押圧して動吸振器２０を固定する。
【０１１７】
ピストンピン２の上面に外側電極３２を当接させ、加圧装置４０の加圧用シリンダ４１により、外側電極３２でピストンピン２をその上端部側から下方に加圧する（したがって圧入部２０ａより下側の可動部２０ｂは第３内側電極３１Ｃ側から加圧力が付与される加圧部である）。
【０１１８】
この状態で、第３、第４通電装置２３Ｃ，２３Ｄにより、第３、第４内側電極３１Ｃ，３１Ｄと外側電極３２との間で溶接用の大電流を通電する。このとき、制御盤は、第３通電装置２３Ｃの電解コンデンサに充電させる分担エネルギーの量と、第４通電装置２３Ｄの電解コンデンサに充電させる分担エネルギーの量との比率（分担比率）を５０：５０とする。すなわち、第３通電装置２３Ｃが分担する通電量と第４通電装置２３Ｄが分担する通電量とを同じとする。その結果、第３、第４通電装置２３Ｃ，２３Ｄにおいては、それぞれ、溶接に必要な溶接電流の半分の量の電流が通電される。
【０１１９】
これにより、第３内側電極３１Ｃが当接された動吸振器２０の下面と外側電極３２が当接されたピストンピン２の上面との間で第３通電装置２３Ｃの分担電流が流れる。この分担電流は上記圧入部２０ａと上記取り付け部２ｂとの接触部Ａを通過する（破線矢印参照）。なお、図例は第３内側電極３１Ｃから外側電極３２へ電流が流れる場合を示しているが、逆に外側電極３２から第３内側電極３１Ｃへ電流が流れる場合も事情は同じである。
【０１２０】
同様に、第４内側電極３１Ｄが当接された動吸振器２０の上面と外側電極３２が当接されたピストンピン２の上面との間で第４通電装置２３Ｄの分担電流が流れる。この分担電流も上記圧入部２０ａと上記取り付け部２ｂとの接触部Ａを通過する（破線矢印参照）。なお、図例は第４内側電極３１Ｄから外側電極３２へ電流が流れる場合を示しているが、逆に外側電極３２から第４内側電極３１Ｄへ電流が流れる場合も事情は同じである。
【０１２１】
そのため、上記接触部Ａにおいて接触抵抗による発熱が起きる。これにより、接触部Ａ近傍の圧入部２０ａ及び取り付け部２ｂが軟化し、動吸振器２０（詳しくはこれの圧入部２０ａ）が第３内側電極３１Ｃ側から加圧力を受けてピストンピン２（詳しくはこれの取り付け部２ｂ）に圧入されつつ溶接される。
【０１２２】
この第２の実施形態に係る接合方法では、次のような利点がある。下側の第３内側電極３１Ｃと外側電極３２の間で通電したとき、第３内側電極３１Ｃは動吸振器２０の下面にあり、外側電極３２はピストンピン２の上面にあるので、電流は、動吸振器２０の下面とピストンピン２の上面との間を流れ、その際、圧入部２０ａより下側の支持部２０ｃを通過する。支持部２０ｃは圧入部２０ａや可動部２０ｂより断面積が小さいので、これらより電気抵抗が大きい。そのため、下側の支持部２０ｃを電流が通過することによって、下側の支持部２０ｃが発熱・軟化する（図３にハッチングを施してある）。
【０１２３】
同様に、上側の第４内側電極３１Ｄと外側電極３２の間で通電したとき、第４内側電極３１Ｄは動吸振器２０の上面にあり、外側電極３２もピストンピン２の上面にあるので、電流は、動吸振器２０の上面とピストンピン２の上面との間を流れ、その際、圧入部２０ａより上側の支持部２０ｃを通過する。支持部２０ｃは圧入部２０ａや可動部２０ｂより断面積が小さいので、これらより電気抵抗が大きい。そのため、上側の支持部２０ｃを電流が通過することによって、上側の支持部２０ｃが発熱・軟化する（図３にハッチングを施してある）。
【０１２４】
ここで、下側の第３内側電極３１Ｃから軸方向に圧入の荷重（加圧力）を受けているのは圧入部２０ａより下側の支持部２０ｃであり、上側の支持部２０ｃは下側の第３内側電極３１Ｃから上記加圧力を受けていない。つまり、上側の支持部２０ｃは電流が通過して発熱・軟化するだけである。また、下側の支持部２０ｃは加圧力を受けかつ電流が通過して発熱・軟化するけれども、本実施形態に係る接合方法及び接合装置はダブルトランス方式を採用しており、下側の支持部２０ｃを通過する電流の量は溶接に必要な電流の量の半分に減らされているので、発熱量や軟化の度合いも溶接に必要な電流を第３通電装置２３Ｃで全て賄って流す場合（すなわち図６に示すシングルトランス方式の場合）に比べて減少している。そのため、上側の支持部２０ｃ又は下側の支持部２０ｃが座屈するという問題が抑制され、出来上がった製品の要求品質、つまりコンロッド１０の伸縮共振を抑制する機能が満たされる。
【０１２５】
そして、この第２の実施形態においても、接合工程では、動吸振器２０をピストンピン２の貫通孔２ａに上面側の端部（これは圧入部２０ａより下側の動吸振器２０を基準として見たとき圧入部２０ａ側の端部である）から軸方向に挿入し、圧入部２０ａと取り付け部２ｂとを接触させた状態で動吸振器２０を下面側の端部（これは圧入部２０ａより下側の動吸振器２０を基準として見たとき下側の可動部２０ｂ側の端部である）から軸方向に加圧しつつ、ピストンピン２の上面に当接させた外側電極３２と動吸振器２０の上面（これは圧入部２０ａより下側の動吸振器２０を基準として見たとき圧入部２０ａ側の端部である）及び下面（これは圧入部２０ａより下側の動吸振器２０を基準として見たとき下側の可動部２０ｂ側の端部である）にそれぞれ当接させた２つの内側電極３１Ｄ，３１Ｃとの間で通電することになる（ダブルトランス方式）。
【０１２６】
＜他の実施形態＞
内側金属部材は、他の部分より径の小さい部分が形成されている限り、換言すれば、くびれ部分を有する形状である限り、動吸振器に限定されず、他の用途・機能を有する部材でもよい。
【０１２７】
内側金属部材は、軸方向中央部を境に対称形でなくてもよい。例えば、軸方向に大径部と小径部と中径部とが１組だけ並んで形成されてもよい。
【０１２８】
外側金属部材は、取り付け部を軸方向中央部に備えなくてもよい。例えば、取り付け部が外側金属部材の一方の端部側に偏って配置されてもよい。
【０１２９】
外側電極は、外側金属部材に当接される限り、外側金属部材のいずれの部位に当接されてもよい。例えば、図３において、外側電極３２をピストンピン２の上面に当接させてもよい。その場合でも、通電の際、電流は、接触部Ａを通過する。
【符号の説明】
【０１３０】
１      ピストン
２      ピストンピン（外側金属部材）
２ａ    貫通孔
２ｂ    取り付け部
２０    動吸振器（内側金属部材）
２０ａ  圧入部（大径部）
２０ｂ  可動部（中径部）
２０ｃ  支持部（小径部）
２３Ａ  第１通電装置（通電手段）
２３Ｂ  第２通電装置（通電手段）
２３Ｃ  第３通電装置（通電手段）
２３Ｄ  第４通電装置（通電手段）
３１Ａ  第１内側電極
３１Ｂ  第２内側電極
３１Ｃ  第３内側電極
３１Ｄ  第４内側電極
３２    外側電極
４０    加圧装置（加圧手段）
４１    シリンダ
５０    制御盤（比率変更手段）
Ａ      接触部
Ｃ１，Ｃ２  電解コンデンサ
Ｔ１〜Ｔ４  溶接トランス
【図１】
2015039709.tif 000003
【図２】
2015039709.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2015039709.tif 000007
【図６】
2015039709.tif 000008
【図７】
2015039709.tif 000009
【図８】
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