(57)【要約】【課題】接合強度に悪影響を与えることなく固相接合部Ｗ近傍の硬度をできるだけ上昇させないリングマッシュ接合を実現でき、かつ接合時の熱的影響の小さい機械的強度の良好な接合物品を得ることができること。【解決手段】第１の接合電極と第２の接合電極によって、第１の被接合部材の一部分を受け入れる穴部を有する第２の被接合部材と前記第１の被接合部材との間に加圧力をかけると共に接合電流を流して前記第１の被接合部材と前記第２の被接合部材とを固相接合するリングマッシュ接合であって、リングマッシュ接合時に、前記第２の被接合部材の前記穴部へ前記第１の被接合部材が押し込まれて相対的に変位する押し込み長が予め決めた寸法に達するとき、前記第１の被接合部材と前記第２の被接合部材とを流れる前記接合電流の一部分をバイパスする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の接合電極と第２の接合電極によって、第１の被接合部材の一部分を受け入れる穴部を有する第２の被接合部材と前記第１の被接合部材との間に加圧力をかけると共に接合電流を流して前記第１の被接合部材と前記第２の被接合部材とを固相接合するリングマッシュ接合方法において、
リングマッシュ接合時に、前記第２の被接合部材の前記穴部へ前記第１の被接合部材が押し込まれて相対的に変位する押し込み長が予め決めた寸法に達するとき、前記第１の被接合部材と前記第２の被接合部材とを流れる前記接合電流の一部分をバイパスすることを特徴とするリングマッシュ接合方法。
【請求項２】
請求項１において、
リングマッシュ接合時に、前記第２の被接合部材の前記穴部へ前記第１の被接合部材が押し込まれて相対的に変位する押し込み長が予め決めた寸法に達するとき、前記第１の接合電極と前記第２の接合電極との間を短絡するバイパス電流路を形成することを特徴とするリングマッシュ接合方法。
【請求項３】
請求項２において、
前記バイパス電流路を流れる電流を検出し、その電流が第１の基準値よりも大きいとき接合不良と判定するか、又は前記電流が前記第１の基準値よりも小さい第２の基準値よりも小さいとき前記第１の被接合部材と前記第２の被接合部材との接合部近傍の硬度が過剰であると判定することを特徴とするリングマッシュ接合方法。
【請求項４】
請求項２において、
前記バイパス電流路を流れる電流及び前記第１の被接合部材と前記第２の被接合部材とを流れる電流を検出し、これら電流の差分を求め、該差分が第１の基準値よりも大きいときは接合不良と判定するか、又は前記差分が前記第１の基準値よりも小さい第２の基準値よりも小さいときは前記第１の被接合部材と前記第２の被接合部材との接合部近傍の硬度が過剰であると判定することを特徴とするリングマッシュ接合方法。
【請求項５】
請求項２において、
前記第２の被接合部材の前記穴部へ前記第１の被接合部材が押し込まれて相対的に変位する押し込み長が予め決めた寸法に達する時点ｔ１を予め求めて時点ｔ１を基準とし、リングマッシュ接合時に前記バイパス電流路が形成される時点Ｔを求め、時点ｔ１と時点Ｔとの差分の時間幅が予め決めた時間幅を超えるとき接合不良と判定するか、又は前記第１の被接合部材と前記第２の被接合部材との接合部近傍の硬度が過剰であると判定することを特徴とするリングマッシュ接合方法。
【請求項６】
請求項２〜請求項５のいずれかにおいて、
前記リングマッシュ接合を行った後に引き続いて焼き戻しを行うときには、前記バイパス電流路を開放した後に、後熱用電流を前記第１の被接合部材と前記第２の被接合部材に流し、前記後熱用電流を実質的に前記第１の被接合部材と前記第２の被接合部材との間に形成された前記接合部だけに流して前記接合部を含むその近傍の接合部分の焼き戻しを行うことを特徴とするリングマッシュ接合方法。
【請求項７】
請求項２〜請求項６のいずれかにおいて、
前記リングマッシュ接合を行う前における前記第１の被接合部材が前記第２の被接合部材の前記穴部に載置された状態では、前記バイパス電流路を構成する第１の電流バイパス部材と第２の電流バイパス部材との間の距離Ｈは所望の前記押し込み長に相当し、前記第１の被接合部材が前記第２の被接合部材に押し込まれて前記所望の押し込み長に至るとき、前記第１の電流バイパス部材と前記第２の電流バイパス部材とが接触して前記接合電流の一部分をバイパスすることを特徴とするリングマッシュ接合方法。
【請求項８】
第１の被接合部材の一部分を受け入れる穴部を有する第２の被接合部材と前記第１の被接合部材との間に加圧力をかけると共に接合電流を流して前記第１の被接合部材と前記第２の被接合部材とをリングマッシュ接合する第１の接合電極と第２の接合電極とを備えるリングマッシュ接合装置において、
リングマッシュ接合時に、前記第２の被接合部材の前記穴部へ前記第１の被接合部材が押し込まれて相対的に変位する押し込み長が予め決めた寸法に達するとき、前記第１の接合電極と前記第２の接合電極との間を短絡する電流バイパス部材を備えることを特徴とするリングマッシュ接合装置。
【請求項９】
請求項８において、
前記電流バイパス部材は、前記押し込み長が予め決めた寸法に達するとき、第１の接合電極と第２の接合電極との間隔が狭まるのを抑止するストッパ機能を兼ね備えることを特徴とするリングマッシュ接合装置。
【請求項１０】
請求項８又は請求項９において、
前記電流バイパス部材は、相対的に接近する方向に動いて互いに当接でき、また、相対的に離れる方向に動ける第１の電流バイパス部材と第２の電流バイパス部材とからなり、
前記第１の電流バイパス部材と前記第２の電流バイパス部材は、前記押し込み長が予め決めた寸法に達するとき互いに当接して、前記第１の接合電極と前記第２の接合電極とを通して前記第１の被接合部材と前記第２の被接合部材に流れる前記接合電流の一部分をバイパスすることを特徴とするリングマッシュ接合装置。
【請求項１１】
請求項１０において、
前記第１の接合電極及び前記第１の電流バイパス部材は第１のベース電極に固定され、前記第２の接合電極及び前記第２の電流バイパス部材は第２のベース電極に固定され、前記第１のベース電極及び前記第２のベース電極の一方又は双方が相互に接近又は離れる方向に動けることを特徴とするリングマッシュ接合装置。
【請求項１２】
請求項１０又は請求項１１において、
前記第１の電流バイパス部材と前記第２の電流バイパス部材の少なくともいずれか一方は、前記第１の電流バイパス部材と前記第２の電流バイパス部材との間隔を調整する間隔調整部を備えることを特徴とするリングマッシュ接合装置。
【請求項１３】
請求項８〜請求項１２のいずれかにおいて、
前記第１の被接合部材と前記第２の被接合部材との接合不足を検知、又は前記第１の被接合部材と前記第２の被接合部材との接合部近傍の硬度過剰を検知して報知する接合不良検知回路を備えることを特徴とするリングマッシュ接合装置。
【請求項１４】
請求項８〜請求項１３のいずれかにおいて、
前記電流バイパス部材は、該電流バイパス部材を開放するバイパス路開放部材を備える前ことを特徴とするリングマッシュ接合装置。
【請求項１５】
請求項１０〜請求項１４のいずれかにおいて、
リングマッシュ接合時に、前記第１の被接合部材の一部分が前記第２の被接合部材の前記穴部に押し込まれる前記押し込み長を制限するストッパ部を備えると共に、前記第２の被接合部材又は前記第１の被接合部材は前記ストッパ部に対面する設定面を備え、
前記第１の被接合部材又は前記第２の被接合部材の前記ストッパ部及び前記第２の被接合部材又は前記第１の被接合部材の前記設定面のいずれか一方又は双方に前記通電抑制層を備え、
前記第１の被接合部材と前記第２の被接合部材とに加圧力をかけた状態で前記接合電流を前記第１の被接合部材と前記第２の被接合部材とに流して接合部を形成するとき、前記通電抑制層を介して前記ストッパ部と前記設定面とが当接するまで、前記第１の被接合部材の一部分を前記第２の被接合部材の前記穴部に押し込み、
前記第１の電流バイパス部材と前記第２の電流バイパス部材は、前記通電抑制層を介して前記ストッパ部と前記設定面が当接するときに、互いに当接して前記第１の被接合部材と前記第２の被接合部材とを流れる前記接合電流の一部分を電流バイパスし、
前記第１の電流バイパス部材と前記第２の電流バイパス部材とが相対的に離れた後に、前記後熱用電流を前記第１の被接合部材と前記第２の被接合部材に流し、前記後熱用電流は実質的に前記第１の被接合部材と前記第２の被接合部材との間に形成された前記接合部だけを流れて前記接合部を含むその近傍の接合部分の焼き戻しを行うことを特徴とするリングマッシュ接合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、一方の被接合部材の一部分を他方の被接合部材の穴部に押し込んで、それぞれの被接合部同士を固相接合するリングマッシュ接合方法及びリングマッシュ接合装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
第１の被接合部材と第２の被接合部材とを大きな接合強度で電気接合する一つの方法として、例えば、リングマッシュ接合が知られている（特許文献１、２参照）。リングマッシュ接合方法は、第１の被接合部材の被接合部の外径を第２の被接合部材の穴部の被接合部の内径よりも幾分大きくしておき、第１の被接合部材の被接合部を第２の被接合部材の穴部の被接合部に僅かに重なるように位置合わせして載置し、その状態で第１の被接合部材と第２の被接合部材とを加圧しながら通電することによって、それら被接合部を塑性流動させ、第１の被接合部材の被接合部を第２の被接合部材の穴部の被接合部に押し込んで行って固相接合を行う。
【０００３】
このようにリングマッシュ接合の特徴は、加圧力と接合電流とによって、第１の被接合部材の被接合部と第２の被接合部材の被接合部とが塑性流動するのに伴って、第１の被接合部材の被接合部が第２の被接合部材の穴部に押し込まれて接合面積を増やし、最終的にある接合幅で第１の被接合部材の被接合部の外周面近傍と第２の被接合部材の被接合部の内周面近傍とが固相接合される接合形態であるので、それら被接合部の表面の汚れや、面粗度などの影響を受け難く、大きな接合強度が得られるということにある。
【０００４】
リングマッシュ接合においては、第１の被接合部材と第２の被接合部材との被接合部が塑性流動するのに伴い、第１の被接合部材が第２の被接合部材の穴部に押し込まれる。この押し込み長がある深さまでは有効接合長が長くなり、その有効接合長の長さに応じて接合強度が大きくなる。したがって、均等の接合強度を得るためには前記押し込み長を一定にすることが必要であり、このために被接合部材にストッパ部を設けることが提案されている（特許文献３参照）。
【０００５】
以上述べたようなリングマッシュ接合方法を実現する装置はコンデンサ蓄勢式の接合用電源を備える場合が多い。このコンデンサ蓄勢式の接合用電源は、コンデンサに予め蓄えた電荷を接合トランスを介して短時間で放出し、単一パルス波形の急激に増大する接合電流を第１の被接合部材と第２の被接合部材とに流す。その接合電流によって第１の被接合部材と第２の被接合部材との被接合部はその接触抵抗と接合電流とによって発熱し、短時間で塑性流動して固相接合される。したがって、コンデンサ蓄勢式の接合用電源を用いた場合には、接合時の発熱による接合物品への影響はアーク溶接や交流抵抗溶接に比べて小さいとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−０１７０４８号公報
【特許文献２】特開２００５−３４２７８２号公報
【特許文献３】特開２００５−１８６０９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
リングマッシュ接合方法を実現する接合装置がコンデンサ蓄勢式の接合用電源を備える場合には、前述したように単一の短いパルス幅のピーク値の大きな接合電流によって第１の被接合部材と第２の被接合部材とを固相接合する接合形態であるので、接合時の発熱による影響は比較的小さいが、所望の接合強度が得られる所定の押し込み長に至った後でも接合電流が第１の被接合部材と第２の被接合部材との接合部を流れることが多いために、この電流の影響を受けることがある。
【０００８】
もう少し詳しく説明すると、例えば、数十ミリ秒以下の短いパルス幅の単一の接合電流でリングマッシュ接合を行ったとき、固相接合に有効に使用される電流はその接合電流のピーク値からある程度（例えば数十％程度）電流値が低下するまでで、それよりも低下した電流に対してはほとんど前記押し込み長が増大しないことを確認した。この押し込み長は前記有効接合長、つまり接合強度に関係する大きなファクタであり、押し込み長の増大にほとんど寄与しない電流は接合強度の増大にほとんど寄与せず、リングマッシュ接合にとって必ずしも必要な接合電流ではない余分な電流とみることもできる。この接合強度の増大に寄与しない接合電流が接合部を流れることにより、発熱量が増え、その熱的な影響よって接合部近傍の硬度が高くなるだけでなく、スパッタが増えるなどの問題を生じる。
【０００９】
前掲の特許文献３に開示されているように、一方の被接合部材そのものがストッパ部を備える場合には、そのストッパ部が他方の被接合部材に当接した後は、接合電流の一部分がストッパ部にも流れる。つまり、双方の被接合部材間を流れるので、接合部近傍での発熱は低下するが、ストッパ部を流れる前記電流による発熱が増える。固相接合された接合部に比べてストッパ部は接触抵抗が存在するので、当然に発熱は大きくなり、また、通常ストッパ部は接合部に近接した位置にあるので、接合物品に対する熱的な影響がやはり大きくなる。
【００１０】
また、被接合部材が炭素をある程度以上含有する炭素鋼や表面を浸炭処理した鋼、鋳物など炭素を含有する鉄系材料などである場合には、アーク溶接や交流抵抗溶接に比べて熱的な影響が小さいとはいえ、接合の際に望まない焼き入れが行われてしまうので、リングマッシュ接合で大きな接合強度が得られても、接合部を含むその近傍の接合部分の硬度が増大し、脆弱になるという問題がある。したがって、被接合部材が炭素をある程度以上含有する炭素鋼や表面を浸炭処理した鋼、鋳物のような鉄系材料などである場合には、リングマッシュ接合を行った後、接合部に後熱用電流を流して接合部分の焼き戻しを行うことが必要になる場合もある。リングマッシュ接合時の前記問題を解決しようとすると、被接合部材そのものがストッパ部を備える場合には焼き戻し工程で後述するような問題が生じる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係るリングマッシュ接合方法は、第１の接合電極と第２の接合電極によって、第１の被接合部材の一部分を受け入れる穴部を有する第２の被接合部材と前記第１の被接合部材との間に加圧力をかけると共に接合電流を流して前記第１の被接合部材と前記第２の被接合部材とを固相接合するリングマッシュ接合方法において、リングマッシュ接合時に、前記第２の被接合部材の前記穴部へ前記第１の被接合部材が押し込まれて相対的に変位する押し込み長が予め決めた寸法に達するとき、前記第１の被接合部材と前記第２の被接合部材とを流れる前記接合電流の一部分をバイパスすることを特徴とする。
【００１２】
本発明に係るリングマッシュ接合装置は、第１の被接合部材の一部分を受け入れる穴部を有する第２の被接合部材と前記第１の被接合部材との間に加圧力をかけると共に接合電流を流して前記第１の被接合部材と前記第２の被接合部材とをリングマッシュ接合する第１の接合電極と第２の接合電極とを備えるリングマッシュ接合装置において、リングマッシュ接合時に、前記第２の被接合部材の前記穴部へ前記第１の被接合部材が押し込まれて相対的に変位する押し込み長が予め決めた寸法に達するとき、前記第１の接合電極と前記第２の接合電極との間を短絡する電流バイパス部材を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、接合強度に悪影響を与えることなく固相接合部Ｗ近傍の硬度をできるだけ上昇させないリングマッシュ接合を実現でき、かつ接合時の熱的影響の小さい品質の高い接合物品を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係るリングマッシュ接合を説明するための波形図である。
【図２】本発明の実施形態１に係るリングマッシュ接合方法及び装置を説明するための図である。
【図３】本発明の実施形態１に係るリングマッシュ接合方法及び装置を説明するための図である。
【図４】本発明の実施形態１に係るリングマッシュ接合方法及び装置を説明するための図である。
【図５】本発明の実施形態２に係るリングマッシュ接合方法及び装置を説明するための図である。
【図６】本発明の実施形態２に係るリングマッシュ接合方法及び装置を説明するための図である。
【図７】本発明の実施形態２に係るリングマッシュ接合方法及び装置を説明するための図である。
【図８】本発明の実施形態３に係るリングマッシュ接合方法及び装置を説明するための図である。
【図９】本発明の実施形態４に係るリングマッシュ接合方法及び装置を説明するための図である。
【図１０】本発明の実施形態５に係るリングマッシュ接合方法を説明するための波形図を示す。（Ａ）は接合不良になる場合を説明するための波形図を示し、（Ｂ）は硬度過剰になる場合を説明するための波形図を示す。
【図１１】本発明の実施形態５に係るリングマッシュ接合方法及び装置を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
リングマッシュ接合において、第１の被接合部材の一部分を受け入れる穴部を有する第２の被接合部材の前記穴部に第１の被接合部材を押し込む押し込み長は、第１の被接合部材と第２の被接合部材との固相接合部の有効接合長、つまり接合強度に関係する重要なファクタである。通常、前記押し込み長の大きさに従って有効接合長が増えて接合強度が増大する範囲でリングマッシュ接合が行われ、押し込み長が一定ならばほぼ接合強度が一定の接合物品を得ることができる。本発明者は、図１に示すように、曲線１（一部分は鎖線）で示す従来の接合電流が流れている期間において押し込み長（曲線２で示す。）が飽和してほとんど変化しない時点ｔ１以後に流れる接合電流の一部分をバイパス電流ｉとして第１の被接合部材と第２の被接合部材とを流れないようにバイパスさせることにした。曲線１（実線だけで示す。）は本発明における接合電流Ｉを示し、この接合電流Ｉは従来における接合電流からバイパス電流ｉを差し引いた電流である。
【００１６】
つまり、図１に示すように、第１の被接合部材と第２の被接合部材との間に曲線３で示す通常の加圧力をかけた状態で、曲線１で示すような通常の接合電流を流してリングマッシュ接合を行い、そのときの第２の被接合部材の前記穴部に第１の被接合部材が押し込まれる変位、つまり押し込み長を測定した結果、曲線２で示すような波形となることを確認した。曲線２で示される前記押し込み長は、曲線１で示す接合電流がピーク値よりも数十％程度減少した時点でほとんど増大せずにほぼ一定になることを示している。本発明ではこの時点を「ｔ１」とする。図１で、時点ｔ１以降に流れる斜線で示すバイパス電流ｉについては下記の実施形態で説明する。
【００１７】
本発明では、曲線１で示す接合電流Ｉの時点ｔ１以降に流れる電流は、リングマッシュ接合において不要な発熱をできるだけ抑えて所望の接合強度を得るのに除外できる電流と考えた。したがって、本発明は第２の被接合部材に第１の被接合部材を押し込んだ押し込み長が所望の距離（寸法）に至る時点ｔ１で、従来では第１と第２の被接合部材とを流れていた曲線１で示す一部鎖線の接合電流の斜線で示す電流部分ｉをバイパス電流としてバイパスして、曲線１の実線で示す波形の接合電流Ｉにした。このようにすることによって、接合電流Ｉは時点ｔ１以降で急減するので、第１と第２の被接合部材との接合部近傍の不要な発熱が抑制され、接合部近傍の硬度が不要に上昇するのを抑制し、かつスパッタの発生を抑制する。なお、所望の押し込み長に至る時点ｔ１は、第１と第２の被接合部材の材質や大きさ、所望の接合強度などによって異なるので、予め接合実験を行って求めて決められる。
【００１８】
［実施形態１］
先ず、図２〜図４により本発明に係るリングマッシュ接合装置の一例を説明する。この装置は、上側に位置する第１のベース電極１、このベース電極１に固定される第１の接合電極２、下側に位置する第２のベース電極３、このベース電極３に固定される第２の接合電極４、第１のベース電極１と第２のベース電極３とに接続される接合用電源５、第１のベース電極１に固定される第１の電流バイパス部材６、及び第２のベース部材３に固定される第２のバイパス部材７を備える。第２の電流バイパス部材７は第１の電流バイパス部材６と第２の電流バイパス部材７との間の間隔Ｈを調整できる間隔調整部７Ａを備える。間隔調整部７Ａは好ましくは微調整部と粗調整部とからなる。この装置は、円柱状の第１の被接合部材８が短円筒状の第２の被接合部材９の穴部９Ａに所望の押し込み長だけ押し込まれるとき、第１の電流バイパス部材６と第２の電流バイパス部材７とが互いに接触してバイパス電流路を形成するところに特徴がある。第１の被接合部材８、第２の被接合部材９は任意の同種の金属材料、又は異種の金属材料からなる。
【００１９】
黄銅などからなる柱状の第１の接合電極２及び第１の電流バイパス部材６は図示しないボルトなどによって第１のベース電極１に固定される。第１の接合電極２、柱状の第１の電流バイパス部材６は第１のベース電極１と一体的に構成されていても良いが、着脱できる構造であることが好ましい。同様に、黄銅などからなる筒状の第２の接合電極４及び柱状の第２の電流バイパス部材７は図示しないボルトなどによって第２のベース電極３に固定される。第１の接合電極２及び第１の電流バイパス部材６は第１のベース電極１に電気的に接続され、第２の接合電極４及び第２の電流バイパス部材７は第２のベース電極３に電気的に接続されている。
【００２０】
この実施形態１では、図示していないが、第１のベース電極１及び第２のベース電極３を相互に接近、又は離れる方向に移動させる昇降機構や第１のベース電極１と第２のベース電極３との間に加圧力をかける加圧機構などを備える。これら昇降機構や加圧機構などは第１のベース電極１及び第２のベース電極３のいずれか一方又は双方に備えられる。円柱状の第１の被接合部材８及び円筒状の第２の被接合部材９はリングマッシュ接合される一般的な被接合部材と同様なものであり、第２の被接合部材９は第１の被接合部材８の外径よりも幾分小さな内径の穴部９Ａを備え、これら外径と内径との大きさの違いが図２に示すように第１の被接合部材８を第２の被接合部材９に位置合わせてして載置したとき重ね合わせ代となる。なお、第２の被接合部材９の穴部９Ａの入り口はＣ面（傾斜面）になっており、そのＣ面に第１の被接合部材８が載置される。第１の被接合部材８の中心及び第２の被接合部材９の中心が共通の中心軸線Ｘ−Ｙに位置するように位置合わせされる。
【００２１】
図２は、第１の接合電極２の下端面が第１の被接合部材８の上端面に接触し、実質的に加圧していない状態を示す。このとき、第１の電流バイパス部材６と第２の電流バイパス部材７との間隔Ｈは、接合時に第１の被接合部材８が第２の被接合部材９の穴部９Ａに押し込まれる所望の押し込み長になるように調整される。したがって、第１の接合電極２の下端面が第１の被接合部材８の上端面に接触し、実質的に加圧していない状態で、予め第１の電流バイパス部材６と第２の電流バイパス部材７との間隔Ｈが所望の押し込み長になるように間隔調整部７Ａで調整する。なお、所望する接合強度によって異なることは勿論であるが、所望の押し込み長となる間隔Ｈは例えば３ｍｍである。
【００２２】
次に、図４によって接合用電源５の構成及び接合電流について説明する。接合用電源５は、商用交流電源又は交流発電機のような交流電源１０と、交流を直流に変換する直流電源回路１１と、複数の並列接続したコンデンサからなるエネルギー蓄積用コンデンサ１２と、エネルギー蓄積用コンデンサ１２に蓄えられた電気エネルギーを一つの大きな電流パルスにして放電させる放電スイッチ１３Ａと放電スイッチ１３Ａをオンオフさせる駆動回路１３Ｂとを備えるスイッチ回路１３と、１又は２ターンの巻数をもつ２次巻線とこれよりも巻数が多い１次巻線とを有する接合トランス１４とからなる。第１の接合電極２、第２の接合電極４は接合トランス１４の２次巻線に接続される。
【００２３】
図２に示すように、第２の被接合部材９を第２の接合電極４に位置決めして載置し、第１の被接合部材８を第２の被接合部材９に位置決めして載置した後、初期位置にある第１のベース電極１を下降させて第１の接合電極２を第１の被接合部材８に接触させ、加圧力を上昇させる。加圧力が上昇している過程の所定時刻で、接合用電源５のスイッチ回路１３がオンし、エネルギー蓄積用コンデンサ１２に蓄えられた電気エネルギーを接合トランス１４の１次巻線を通して放電する。これに伴い、１次巻線と２次巻線との巻数比に比例する接合電流Ｉが第１のベース電極１、第１の接合電極２、第１の被接合部材８と第２の被接合部材９との被接合部、第２の接合電極４、第２のベース電極３を通して流れる。なお、第１の被接合部材８が第２の被接合部材９に位置決めして載置されるとき、前述したように第１の電流バイパス部材６と第２の電流バイパス部材７との間隔Ｈは所望する接合強度が得られる押し込み長に等しい長さになるよう調整されている。
【００２４】
接合電流Ｉが第１の被接合部材８と第２の被接合部材９との被接合部を流れると、その被接合部の接触抵抗によって発熱し、被接合部が塑性流動するのに伴って第１の被接合部材８が第２の被接合部材９に押し込まれる。第２の被接合部材９への第１の被接合部材８の押し込みが進んで相対的に変位する押し込み長が所望の寸法に至るとき、つまり時点ｔ１で図３に示すように第１の電流バイパス部材６が第２の電流バイパス部材７に接触する。ここでは所望の押し込み長が間隙Ｈに等しい。図１に示す接合電流Ｉの電流波形で説明すると、第１の電流バイパス部材６が第２の電流バイパス部材７に接触する時点ｔ１で、第２の被接合部材９への第１の被接合部材８の押し込み長が所望の寸法になり、固相接合部Ｗが形成されてリングマッシュ接合が実質的に終了する。
【００２５】
第１の電流バイパス部材６が第２の電流バイパス部材７に接触する時点ｔ１以降では、第１の被接合部材８と第２の被接合部材９との固相接合部Ｗを流れていた接合電流Ｉの一部の斜線で示す電流部分ｉは第１の電流バイパス部材６と第２の電流バイパス部材７とを通してバイパス電流ｉとして流れる。したがって、図１に示すように、時点ｔ１以降に固相接合部Ｗを流れる接合電流Ｉはバイパス電流ｉを減算した電流となり、急激に減少する。ここで接合部分の面積に比べて第１の電流バイパス部材６と第２の電流バイパス部材７との接触面積が大きければ、第１の電流バイパス部材６と第２の電流バイパス部材７とによってバイパスされる電流が大きくなる。
【００２６】
つまり、第１の電流バイパス部材６が第２の電流バイパス部材７に接触する時点ｔ１で、所望の前記押し込み長となり、接合電流Ｉの一部がバイパス電流ｉとしてバイパスされるので、時点ｔ１を境にして第１の被接合部材８と第２の被接合部材９との接合部分を流れる接合電流Ｉは急激に小さくなる。したがって、第１の被接合部材８と第２の被接合部材９との固相接合部の近傍での発熱も従来に比べて小さくなり、不要な焼き入れが低減されるから、第１の被接合部材８と第２の被接合部材９との硬度が従来に比べて低くなる。
【００２７】
また、この実施形態１では、第２の被接合部材９への第１の被接合部材８の押し込み長が所望の寸法に至るとき、第１の電流バイパス部材６と第２の電流バイパス部材７とが当接して、それ以上に前記押し込みが進むのを防止するストッパ部としても働く。このストッパ機能によって、前記押し込み長が一定になり、ほぼ均等な接合強度を有する接合物品を得ることができる。なお、図示しないが、第１の電流バイパス部材６が第２の電流バイパス部材７の間隔調整部７Ａと同様な間隔調整部を備えても良いし、双方の電流バイパス部材６、７が前記間隔調整部を備えても良い。この実施形態１は焼き戻しを行わない例を説明したが、接合後に焼き戻すための後熱用電流を第１、第２の被接合部材８、９の固相接合部を流しても良い。この場合には、後述する実施形態２のように、第１の電流バイパス部材６と第２の電流バイパス部材７とを開放状態にするバイパス路開放部材を備えても良い。
【００２８】
［実施形態２］
次に、図５〜図７により本発明に係る実施形態２のリングマッシュ接合について説明する。一般に、被接合部材が炭素をある程度以上含有する炭素鋼や表面を浸炭処理した鋼、鋳物などの鉄系材料などである場合には、リングマッシュ接合時に望まない焼き入れが行われてしまうので、リングマッシュ接合を行った後、接合部に後熱用電流を流して接合部分の焼き戻しを行う場合がある。この実施形態２は、リングマッシュ接合を行った後に焼き戻し工程を行うこと、第１の被接合部材８又は第２の被接合部材９自身が前記押し込み長を一定にするストッパ部を備えること、焼き戻し工程時にはバイパス電流路が形成されないように切り替えること、焼き戻し工程の際に後熱用電流が第１の被接合部材８と第２の被接合部材９との固相接合部Ｗをすべて流れるようにすることが前記実施形態１と主に異なる。なお、図５〜図７で用いる記号で、図２及び図３で用いた記号と同じ記号は同様な名称の部材を示す。
【００２９】
第１の被接合部材８は炭素を含有する鉄系材料などからなり、第２の被接合部材９は炭素を含有する鋳鉄鋳物などからなる。第１の被接合部材８は、第２の被接合部材９の穴部９Ａへの第１の被接合部材８の押し込み長を一定にするストッパ部８Ａを備える。ストッパ部８Ａの下面には、焼き戻し工程の際に後熱用電流がストッパ部８Ａを通して流れるのを抑制する通電抑制層１５が形成される。ストッパ部８Ａと通電抑制層１５とに対面する第２の被接合部材９の面は、ストッパ部８Ａと通電抑制層１５と協働して前記押し込み長を一定にする設定面９Ｂとなる。第１の被接合部材８を位置合わせして第２の被接合部材９に載置し、加圧力をかけていない初期状態における通電抑制層１５の下面と第２の被接合部材９の設定面９Ｂとの間隙はＨであり、間隙Ｈは第２の被接合部材９の穴部９Ａへの第１の被接合部材８の所望の前記押し込み長に等しい。
【００３０】
また、第１の被接合部材８の最下面８Ｂをストッパ部とするために、第１の被接合部材８の最下面８Ｂに対面する第２のベース電極３の面を設定面３Ａとし、第１の被接合部材８の最下面８Ｂと設定面３Ａとの間隙がＨになるように、最下面８Ｂの位置を調整してもよい。第２の被接合部材９が凹形の構造である場合には、その底面を前記設定面として作用させても良い。図示しないが、円筒状の第２の被接合部材９の長さによっては、ストッパ部８Ａに代えて第２の被接合部材９の穴部９Ａの内壁の適当な位置から放射方向に突出する突起部を設け、この突起部をストッパ部としても良い。なお、通電抑制層１５の例としては、アルマイト処理したアルミ薄板やストッパ部８Ａを酸化処理して形成した金属酸化膜、セラミック薄板、電気絶縁塗料膜、電気絶縁樹脂などからなる機械的な強度に優れた薄膜又は薄板など種々のものが考えられる。
【００３１】
バイパス路開放部材１６が第２のベース電極３と第２の電流バイパス部材７との間に備えられる。バイパス路開放部材１６は、リングマッシュ接合工程では動作せず、第２の電流バイパス部材７を初期位置に保持し、リングマッシュ接合工程の終了後、焼き戻し工程に入る前に第２の電流バイパス部材７を下降させ、第１の電流バイパス部材６と接触しないように切換動作を行なう。バイパス路開放部材１６は電気絶縁されており、バイパス電流を流さない。つまり、バイパス路開放部材１６は第２の電流バイパス部材７を第２のベース電極３に電気的に接続せず、第２の電流バイパス部材７は配線を通して第２のベース電極３に電気的に接続される。この実施形態２では、第１の電流バイパス部材６が実施形態１における第２の電流バイパス部材７の間隔調整部７Ａと同様な働きを行う間隔調整部６Ａを有する。
【００３２】
ここでは、バイパス路開放部材１６としてシリンダを用い、その本体部１６Ａを第２のベース電極３に固定し、シリンダロッド１６Ｂを第２の電流バイパス部材７に固定している。このシリンダのシリンダロッド１６Ｂは「０」、「１」の２値で伸縮動作を行ない、図５に示すように初期状態では「０」の位置にあり、第１の電流バイパス部材６と第２の電流バイパス部材７との間隙をＨとする初期位置に第２の電流バイパス部材７を保持する。このシリンダは、リングマッシュ接合工程の終了後に「１」の位置にシリンダロッド１６Ｂを動作させ、第２の電流バイパス部材７を初期位置から下降させる。シリンダの駆動機構については一般的であるので図示、説明を省略する。
【００３３】
先ず、図５に示す初期状態において、第１のベース電極１を降下させて第１の被接合部材８と第２の被接合部材９との間の加圧力を増大させながら、接合用電源５から前述した接合電流Ｉを流す。接合電流Ｉは第１の被接合部材８と第２の被接合部材９との被接合部を通して流れ、その被接合部の接触抵抗によって発熱し、被接合部が塑性流動する。第１の被接合部材８と第２の被接合部材９との被接合部の塑性流動が進むのに伴い第１の被接合部材８は第２の被接合部材９の穴部９Ａに押し込まれ、図６に示すように、ストッパ部８Ａの下面の通電抑制層１５の下面が第２の被接合部材９の設定面９Ｂに当接して、押し込みは停止される（図１の時点ｔ１）。これと同時に、第１の電流バイパス部材６が第２の電流バイパス部材７に接触し、図１に示したように、第１の被接合部材８と第２の被接合部材９との固相接合部Ｗを流れている接合電流の斜線で示す一部分の電流ｉは、第１の電流バイパス部材６と第２の電流バイパス部材７とを通してバイパスされる。このようにして、所望の押し込み長Ｈで固相接合部Ｗが形成される。
【００３４】
このとき、通電抑制層１５が存在するので、ストッパ部８Ａを通して第１の被接合部材８と第２の被接合部材９との間で接合電流Ｉの一部分が流れることはない。実施形態２では、第１の被接合部材８のストッパ部８Ａと第２の被接合部材９の設定面９Ｂとで、第２の被接合部材９の穴部９Ａへの第１の被接合部材８の前記押し込み長を予め決めた所望の深さＨに止めるので、第１の電流バイパス部材６と第２の電流バイパス部材７とはバイパス路の役割を果たすだけでよく、ストッパ機能は必要でない。しかし、第２の電流バイパス部材７が初期位置にあるとき、第１の電流バイパス部材６と第２の電流バイパス部材７との間隔は通電抑制層１５の下面と第２の被接合部材９の設定面９Ｂとの間の距離Ｈにほぼ等しくあらねばならない。
【００３５】
前記接合が実質的に終了し、図４に示した接合用電源５におけるスイッチ回路１３の放電スイッチ１３Ａがオフした後、図７に示すように、バイパス路開放部材１６が動作して、第１の電流バイパス部材６と接触することがない位置まで第２の電流バイパス部材７を下降させる。他方では同時に、焼き戻し工程を行うために図４におけるエネルギー蓄積用コンデンサ１２の充電が行われる。エネルギー蓄積用コンデンサ１２が適切な後熱用電流を流すのに必要な設定電圧まで充電されると、スイッチ回路１３の放電スイッチ１３Ａがオンし、エネルギー蓄積用コンデンサ１２に蓄積された電気エネルギーを放電する。この電気エネルギーの放電による後熱用電流はストッパ部８Ａを通して第２の被接合部材９に流れることなく、第１の被接合部材８と第２の被接合部材９との固相接合部Ｗを集中して流れ、効果的に焼き戻しを行う。焼き戻し工程が済んだ後、バイパス路開放部材１６は第２の電流バイパス部材７を上昇させて初期位置に戻す。なお、接合工程での加圧力は引き続いてほぼ一定に保持するのが好ましいが、固相接合部Ｗの凝固時には、一旦、ほぼゼロまで加圧力を下げた後に、焼き戻し工程において後熱用電流が流れるときに所定の曲線で上昇する加圧力であってもよい。後熱用電流は第１の被接合部材８と第２の被接合部材９との固相接合部Ｗが凝固した後に流すのが好ましい。
【００３６】
なお、実施形態２ではバイパス路開放部材１６としてシリンダを用いたが、カム機構など別のものでもよい。また、上下に第２の電流バイパス部材７を動かす駆動機構だけでなく、第２の電流バイパス部材７を図面の表裏方向など水平方向に移動させる駆動機構であっても良い。バイパス路開放部材１６は電気的にバイパス路の一部分を構成、つまり電流バイパス部材６、７を通して流れるバイパス電流を第２のベース電極３に通流する働きを行うものであってもよい。また、図示していないが、図２、図３で示したような間隙調整部を第２の電流バイパス部材７に備えてもよい。通電抑制層１５を設定面９Ｂに形成しても良い。また、接合用電源５と並列に接合用電源５と同様な構成の焼き戻し用の電源を備えても良い。
【００３７】
［実施形態３］
実施形態３は、接合強度に悪影響を与えることなく固相接合部Ｗ近傍の硬度をできるだけ高くしない接合装置において、固相接合部Ｗ近傍の硬度を高くする状態及び接合不足の状態を検出して報知することを目的とする。リングマッシュ接合の際に、接合電流Ｉは正常であっても、例えば、第１の被接合部材８と第２の被接合部材９の製造時のバラツキなどによって、第１の被接合部材８が第２の被接合部材９に所定の押し込み長まで押し込まれる前に、つまり図１０（Ａ）に示す時点ｔ１に至る前の時刻ｔ２で、第１の電流バイパス部材６と第２の電流バイパス部材７とが当接してしまい、早い時点で接合電流Ｉの一部分がバイパス電流ｉとしてバイパスされてしまうので、固相接合部Ｗを流れる接合電流Ｉが不十分となって接合不足になる場合がある。また、第１の電流バイパス部材６と第２の電流バイパス部材７との間に金属片などの異物が挟まれた場合には、第１の被接合部材８が第２の被接合部材９に所定の押し込み長まで押し込まれる前の時刻ｔ２で、前記異物を通して第１の電流バイパス部材６と第２の電流バイパス部材７との間でバイパス電流ｉが流れ、前述と同様に固相接合部Ｗを流れる接合電流Ｉが不十分となって接合不足になる場合がある。なお、図１０（Ａ）に示す時点ｔ１は図１における時点ｔ１に相当する。
【００３８】
他方、例えば、第１の被接合部材８と第２の被接合部材９の製造時のバラツキなどによって、第１の被接合部材８が第２の被接合部材９に所定の押し込み長まで押し込まれても、つまり図１０（Ｂ）に示す時点ｔ１に至っても、未だ第１の電流バイパス部材６と第２の電流バイパス部材７とが当接せず、更に接合が進んで第１の被接合部材８が第２の被接合部材９に押し込まれることによって、第１の電流バイパス部材６と第２の電流バイパス部材７とが遅れて時刻ｔ３にて当接する場合がある。この場合には、第１の電流バイパス部材６と第２の電流バイパス部材７とを流れるバイパス電流ｉが過度に小さくなり、第１の被接合部材８と第２の被接合部材９とを流れる接合電流Ｉは大きくなる。したがって、固相接合部Ｗ近傍での発熱量が大きくなるので固相接合部Ｗ近傍の硬度が大きくなってしまうという問題が生じる。また、第１の電流バイパス部材６と第２の電流バイパス部材７との接触面が汚れていたり、酸化膜が形成されていた場合にも同様な問題が起こる。
【００３９】
この実施形態３は前記問題を解決するために接合不足と接合部近傍の硬度過剰の状態を検知して報知する手段を備える。図８において、図２、図３、図５〜図７で用いた記号と同じ記号は同様な名称の部材を示すものとする。また、接合装置の主な動作は実施形態１と同様であるので説明を省略する。図８に示すように、電流検出器２０が第１の電流バイパス部材６と第２の電流バイパス部材７とを通して流れるバイパス電流ｉを検出し、電流検出信号Ｓ１を電流―電圧変換回路２１に入力する。電流―電圧変換回路２１は電流検出信号Ｓ１のピーク値に比例する電圧信号、又は電流検出信号Ｓ１を時間積分した電圧信号に相当する検出電圧信号Ｓ２を出力する。検出電圧信号Ｓ２は、第１のコンパレータ２２によって第１の基準信号源２３の基準電圧値ｄ１と比較される。また、検出電圧信号Ｓ２は、第２のコンパレータ２４によって第２の基準信号源２５の基準電圧値ｄ２と比較される。
【００４０】
第１の基準信号源２３の基準電圧値ｄ１は予め行われた実験結果から求められた接合不足となる基準値を示す。図１０で説明すると、基準電圧値ｄ１は、第１の被接合部材８が第２の被接合部材９に押し込まれる押し込み長を示す曲線２において、押し込み長が変化している過程で、つまり押し込み長がほぼ一定になる時点ｔ１の前の時点ｔ２でバイパス電流ｉが流れ始めるときの接合電流Ｉに対応する値であって、所望の接合強度が得られない接合不足を招来する接合電流Ｉの大きさに対応する上限値である。逆に、第２の基準信号源２５の基準電圧値ｄ２は予め行われた実験結果から求められた過剰硬度となる値を示す。図１０で説明すると、バイパス電流ｉが流れ始める時点ｔ３が時点ｔ１よりも過度に遅くなり、バイパス電流ｉが過剰に小さくなってその分、接合電流Ｉが大きくなるために、固相接合部Ｗ近傍の発熱は大きくなって硬度が所定値よりも高くなる場合がある。基準電圧値ｄ２は、時点ｔ１が経過した後にバイパス電流ｉが流れ始める時点ｔ３での接合電流Ｉに対応する下限値であって、基準電圧値ｄ２は基準電圧値ｄ１よりも小さい（ｄ１＞ｄ２）。当然ではあるが、時点ｔ１における検出電圧信号Ｓ２は基準電圧値ｄ２と基準電圧値ｄ１との間にある。
【００４１】
第１のコンパレータ２２は検出電圧信号Ｓ２が基準電圧値ｄ１よりも大きくなるとき、異常信号Ｓ３を出力する。第２のコンパレータ２３は検出電圧信号Ｓ２が基準電圧値ｄ２よりも小さくなるとき、異常信号Ｓ４を出力する。第１の報知回路２６は異常信号Ｓ３を受けるとき、接合装置における図示しない制御回路などに報知信号Ｓ５を与え、例えばその制御回路は接合不足と判定された接合物品を自動的に不良品として排出させるよう制御する。また、第２の報知回路２７は異常信号Ｓ４を受けるとき、接合装置における図示しない制御回路などに報知信号Ｓ６を与え、例えばその制御回路は硬度が過剰であると判定された接合物品を自動的に不良品として排出させるよう制御する。なお、報知回路２６、２７は異常信号Ｓ４、Ｓ５が入力されるとき、不図示のランプやブザーをオンさせて異常である旨を報知してもよい。異常信号Ｓ４、Ｓ５が報知回路２６、２７に入力されないときには、報知回路２６、２７は報知信号Ｓ５、Ｓ６を発生せず、正常にリングマッシュ接合が行われているものと判断される。なお、以上述べた電流検出器２０、電流―電圧変換回路２１、コンパレータ２２、２４、基準信号源２３、２５、報知回路２６、２７が前述した接合不足と接合部近傍の硬度過剰を検知して報知する接合不良検知回路を構成する。
【００４２】
［実施形態４］
この実施形態４は実施形態３と同様な前記問題を解決するものである。実施形態４を示す図９において、図２、図３、図５〜図８で用いた記号と同じ記号は同様な名称の部材を示すものとする。また、接合装置の主な動作は実施形態１と同様であるので説明を省略する。この実施形態４は図９に示すように、第１の電流検出器３０は第１のベース電極１と第２のベース電極３とを流れるすべての電流を検出し、第１の電流検出信号Ｓ１０を出力する。第１の電流検出信号Ｓ１０は接合電流Ｉのパルス幅に等しい期間、発生される。第２の電流検出器３１は第１の電流バイパス部材６と第２の電流バイパス部材７とが当接している期間に流れるバイパス電流ｉを検出し、第２の電流検出信号Ｓ１１を出力する。第１の電流―電圧変換回路３２は、接合電流Ｉのパルス幅に等しい時間で第１の電流検出信号Ｓ１０を時間積分し、第１の被接合部材８と第２の被接合部材９とを流れる電流総量にほぼ比例する電圧信号Ｓ１２を出力する。又は、第１の電流―電圧変換回路３２は第１の電流検出信号Ｓ１０のピーク値を所定時間ピークホールドし、第１の電流検出信号Ｓ１０のピーク値に相当する電圧信号Ｓ１２を出力する。
【００４３】
第２の電流―電圧変換回路３３は、バイパス電流ｉが流れる時間と等しい時間で第２の電流検出信号Ｓ１１を時間積分し、バイパス電流ｉの電流総量にほぼ比例する電圧信号Ｓ１３を出力する。又は、第１の電流―電圧変換回路３２は第２の電流検出信号Ｓ１１のピーク値を所定時間ピークホールドし、第２の電流検出信号Ｓ１１のピーク値に相当する電圧信号Ｓ１３を出力する。
【００４４】
減算回路３４は電圧信号Ｓ１２から電圧信号Ｓ１３を減算し、それら電圧信号の差の大きさに比例する電圧信号Ｓ１４を発生する。第１のコンパレータ３５は電圧信号Ｓ１４と第１の基準信号源３６の予め決められた基準電圧値ｄ３とを比較し、電圧信号Ｓ１４が基準電圧値ｄ３よりも大きいとき、異常信号Ｓ１５を出力する。ここで基準電圧値ｄ３は、図９に示す接合装置で予め接合実験を行い、前記押し込み長や接合強度が許容範囲であったときの電圧信号Ｓ１４の上限値とほぼ等しい値に設定される。第２のコンパレータ３７は電圧信号Ｓ１４と第２の基準信号源３８の予め決められた基準電圧値ｄ４とを比較し、電圧信号Ｓ１４が基準電圧値ｄ４よりも小さいとき、異常信号Ｓ１６を出力する。ここで基準電圧値ｄ４は、図９に示す接合装置で予め接合実験を行い、固相接合部Ｗ近傍の硬度がほぼ上限にあるときの電圧信号Ｓ１４の大きさとほぼ等しい値に設定される。基準電圧値ｄ４は基準電圧値ｄ３よりも小さい（ｄ３＞ｄ４）。当然ではあるが、時点ｔ１における電圧信号Ｓ１４は基準電圧値ｄ２と基準電圧値ｄ１との間の値である。
【００４５】
第１の報知回路３９Ａは異常信号Ｓ１５を受けるとき報知信号Ｓ１７を出力し、第２の報知回路３９Ｂは異常信号Ｓ１６を受けるとき報知信号Ｓ１８を出力する。第１の報知回路３９Ａ、第２の報知回路３９Ｂの働きは実施形態３における報知回路２６、報知回路２７それぞれと同様であるので説明を省略する。この実施形態４によれば、実施形態３と同様に、過度に硬度が高い接合物品や接合強度が不足する接合物品と、硬度や接合強度が許容範囲内の接合物品とを判別できる。
【００４６】
［実施形態５］
実施形態３ではバイパス電流ｉを検出し、実施形態４では接合電流Ｉとバイパス電流ｉとを検出し、それらが許容範囲内かあるいは許容範囲外であるかで、接合不良、硬度不良（予め決めた硬度よりも高い）を判定した。この実施形態５では、図１０に示すように、第１の電流バイパス部材６と第２の電流バイパス部材７とが接触してバイパス電流ｉが流れ始める時点が、前記時点ｔ１よりもΔｔ２以上早い時点ｔ２であるとき、接合電流Ｉが過不足となって接合不良になると判定する。また、バイパス電流ｉが流れ始める時点が、前記時点ｔ１よりもΔｔ３以上遅い時点ｔ３であるとき、バイパス電流ｉが過小、つまり接合電流Ｉが過剰となるため固相接合部Ｗ近傍の発熱が過剰となって硬度が所定値よりも高くなるものと判定する。
【００４７】
実施形態３との対比で説明すると、図１０において、前述したように曲線２は第１の被接合部材８が第２の被接合部材９に押し込まれる押し込み長の変化を示し、時点ｔ１は前記押し込み長がほぼ一定になって第１の電流バイパス部材６と第２の電流バイパス部材７とが接触する時刻を示す。正常の場合には、時点ｔ１を含む許容範囲内で第１の電流バイパス部材６と第２の電流バイパス部材７とが接触してバイパス電流ｉが流れ始めるが、不都合が生じて第１の電流バイパス部材６と第２の電流バイパス部材７とが接触するのが早過ぎると、バイパス電流ｉが大きくなり過ぎるために接合電流Ｉが過小となり、接合不良になる。図１０（Ａ）に示すように、そのときの時点がｔ２であり、時点ｔ２と時点ｔ１との差はΔｔ２となる。この時間幅Δｔ２に流れるバイパス電流ｉだけ接合電流Ｉが減少し、時点ｔ２と時点ｔ１との時間差が時間幅Δｔ２を超えると接合不足になる。
【００４８】
逆に、図１０（Ｂ）に示すように、不都合が生じて第１の電流バイパス部材６と第２の電流バイパス部材７とが接触する時点ｔ３が正常な状態の時点ｔ１よりも時間Δｔ３を超えて遅くなると、つまり時点ｔ３と時点ｔ１との時間差が時間幅Δｔ３を超えると、斜線で示すバイパス電流ｉが小さくなり過ぎるために接合電流Ｉが過大となり、固相接合部Ｗ近傍の発熱が過剰となって硬度が所定値よりも高くなる。
【００４９】
したがって、この実施形態５では予め行った実験結果から接合電流Ｉにおける前記押し込み長がほぼ一定になる時点ｔ１を予め求めて時間幅ｔ１とし、この時間幅ｔ１を基準とする。また、接合不足となる下限時点ｔ２、硬度過剰になる上限時点ｔ３を求め、時点ｔ１と時点ｔ２との差分の時間幅Δｔ２と時点ｔ１と時点ｔ３との差分の時間幅Δｔ３とを予め求めておく。各リングマッシュ接合のサイクルにおいて実際に第１の電流バイパス部材６と第２の電流バイパス部材７とが接触してバイパス電流ｉが流れ始める時刻Ｔを計測して時間幅Ｔとする。図１１を用いて説明すると、時刻Ｔの計測はタイマ４２により行われる。タイマ４２は図４に示したスイッチ回路１３の駆動回路１３Ｂが放電スイッチ１３Ａに与える駆動信号の立ち上がり（時刻ｔ０）で計測を開始し、かつ第１の電流バイパス部材６と第２の電流バイパス部材７とが接触してバイパス電流ｉが流れ始めるのを検出する電流検出器４１からの電流検出信号Ｓ２１を受けるときに計測を停止する。
【００５０】
このようにして各リングマッシュ接合工程においてタイマ４２が時間幅Ｔを計測し、時間幅Ｔを示す信号Ｓ２２を演算回路４３に入力する。演算回路４３は時間幅Ｔから時間幅ｔ１を減算（Ｔ−ｔ１）し、（Ｔ−ｔ１）に等しい時間幅と極性を示す信号Ｓ２３を判定回路４４に入力する。判定回路４４は、信号Ｓ２３が負極性で時間幅Δｔ２よりも大きいとき、つまりバイパス電流ｉが流れ始める時刻が時点ｔ２よりも早まるときには接合不足の可能性があると判定し、信号Ｓ２４を出力する。また、判定回路４４は、信号Ｓ２３が正極性で時間幅Δｔ３よりも大きいとき、つまりバイパス電流ｉが流れ始める時刻が時点ｔ３よりも遅くなるときには固相接合部Ｗ近傍の硬度が所定値よりも高くなる、つまり硬度が過剰になる可能性があると判定し、報知信号Ｓ２５を出力する。判定回路４４は、バイパス電流ｉが流れ始める時刻Ｔが時点ｔ２〜時刻ｔ３の間にあるときには正常であるとして報知信号Ｓ２４、報知信号Ｓ２５を出力しない。なお、報知信号Ｓ２４、Ｓ２５は実施形態３における報知信号Ｓ５、Ｓ６と同様な働きを行うので、説明を省略する。
【００５１】
図１１に示すように、必要があれば第１のベース電極１と第２のベース電極３との間を流れる接合電流Ｉとバイパス電流ｉとを合算したトータル電流を検出する電流検出器４０及びそのトータル電流が正常か否かを判別する接合電流判定回路４５を備えても良い。接合電流判定回路４５は、前記トータル電流のピーク値が予め決めた許容範囲内にあり、かつ前記トータル電流がピーク値に至る時間が許容範囲内あれば正常であると判定する。接合電流判定回路４５は正常でない状態が現出したときには、図示しないが、正常でないときにはランプやブザーなどによって報知したり、スイッチ回路１３の動作などを停止させる信号を出力する。
【符号の説明】
【００５２】
１・・・第１のベース電極
２・・・第１の接合電極
３・・・第２のベース電極
３Ａ・・・設定面
４・・・第２の接合電極
５・・・接合用電源
６・・・第１の電流バイパス部材
６Ａ・・・間隔調整部
７・・・第２の電流バイパス部材
７Ａ・・・間隔調整部
８・・・第１の被接合部材
８Ａ・・・ストッパ部
８Ｂ・・・最下面
９・・・第２の被接合部材
９Ａ・・・穴部
１０・・・交流電源
１１・・・直流電源回路
１２・・・エネルギー蓄積用コンデンサ
１３・・・スイッチ回路
１３Ａ・・・放電スイッチ
１３Ｂ・・・駆動回路
１４・・・接合トランス
１５・・・通電抑制層
１６・・・バイパス路開放部材
１６Ａ・・・シリンダの本体部
１６Ｂ・・・シリンダロッド
２０、３０，３１、４０、４１・・・電流検出器
２１、３２、３３・・・電流―電圧変換回路
２２、２４、３５、３７・・・コンパレータ
２３、２５、３６、３８・・・基準信号源
２６、２７、３９Ａ、３９Ｂ・・・報知回路
３４・・・減算回路
４２・・・タイマ
４３・・・演算回路
４４・・・判定回路
４５・・・接合電流判定回路
Ｉ・・・接合電流
Ｗ・・・固相接合部
Ｈ・・・予め決めた間隔
ｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４・・・基準電圧値
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ１０、Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ１３、Ｓ１４、Ｓ１５、Ｓ１６、Ｓ１７、Ｓ１８、Ｓ２１、Ｓ２２、Ｓ２３、Ｓ２４・・・各種の信号
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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