(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部と接合構造物とを備える第１の金属部材を提供する工程と；
前記第１の金属部材の前記開口部を囲む内周壁部に接触可能な外周壁部と、前記接合構造物が接合される被接合構造物とを備える第２の金属部材を提供する工程であって、前記接合構造物と前記被接合構造物とは、その少なくとも一方が１乃至複数の突起で構成される、工程と；
前記第１の金属部材の前記開口部内に前記第２の金属部材を挿入する方向に、前記第１の金属部材と前記第２の金属部材とを相対移動させて、前記内周壁部と前記外周壁部で構成された第１の構成部からなる第１の接合部と、前記接合構造物と前記被接合構造物で構成された第２の構成部からなる第２の接合部とのうちのいずれか一方の接合部の前記構成部同士を接触させ、他方の接合部の前記構成部同士を所定間隔で離間させる工程と；
前記第１の金属部材と前記第２の金属部材との間の通電を開始する工程と；
前記第１の金属部材と前記第２の金属部材との前記相対移動を継続し、前記他方の接合部の前記構成部同士を接触させる工程と；
前記相対移動と前記通電とにより、前記第１の接合部の接合と前記第２の接合部の接合とを行う工程と；を備える、
接合物品の製造方法。
【請求項２】
前記接合は、固相接合による、
請求項１に記載の接合物品の製造方法。
【請求項３】
前記第１の接合部は、前記内周壁部と前記外周壁部とが前記挿入する方向に対して垂直な方向に重なる所定長さのラップ代を有し、前記第２の接合部は、前記接合構造物と前記被接合構造物とが接合された状態において前記挿入する方向に対して垂直な方向に延びる所定長さの接合幅を有し、
前記一方の接合部の前記ラップ代又は前記接合幅が、前記他方の接合部の前記接合幅又はラップ代より大きい、
請求項１又は請求項２に記載の接合物品の製造方法。
【請求項４】
前記一方の接合部は、前記他方の接合部よりも、前記挿入する方向に直交する方向における内側に位置する、
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の接合物品の製造方法。
【請求項５】
開口部と接合構造物とを備える第１の金属部材が固定される第１の電極と；
前記第１の金属部材の前記開口部を囲む内周壁部に接触可能な外周壁部と、前記接合構造物が接合される被接合構造物とを備える第２の金属部材が固定される第２の電極であって、前記被接合構造物と前記接合構造物とは、その少なくとも一方が１乃至複数の突起で構成される、前記第２の電極と；
前記第１の電極と第２の電極との間に電流を供給する通電装置と；
前記第１の電極と前記第２の電極とを相対移動させる加圧装置と；を備え、
前記加圧装置は、前記第１の金属部材の前記開口部内に前記第２の金属部材を挿入する方向に前記第１の金属部材と前記第２の金属部材とを相対移動させて、前記内周壁部と前記外周壁部で構成された第１の構成部からなる第１の接合部と前記接合構造物と前記被接合構造物で構成された第２の構成部からなる第２の接合部とのうちのいずれか一方の接合部の前記構成部同士を接触させ且つ他方の接合部の前記構成部同士を所定間隔で離間させる第１の状態と、前記他方の接合部の前記構成部同士を接触させる第２の状態とを経て前記第１の金属部材と前記第２の金属部材とを接合するものであり、
前記通電装置は、前記第１の状態となったタイミングで、前記第１の金属部材と前記第２の金属部材との間への前記電流の供給を開始する、
接合物品の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は２つの金属部材を接合してなる接合物品の製造方法及び製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のクラッチ部品やディファレンシャルギヤといった複数の金属部材を接合してなる部品を製造する際の製造手法として、一方の部材に設けられた開口部に他方の部材を圧入しつつ通電することにより、発生したジュール熱で両部材を軟化させ塑性流動させることで固相接合する、いわゆるリングマッシュ（登録商標）の接合手法（以下、単に「リングマッシュ接合」という。）が知られている。このリングマッシュ接合は、アーク溶接等の溶接手法と比較すると、金属部材の溶融による炭化物の偏析や、熱に起因する凝固割れといった問題が発生することがなく、接合に要する時間も短時間で済むといった特徴がある。
【０００３】
例えば、下記特許文献１には、円形又は四角形状の空部を有する一方の被溶接物と、シャフト形状であってこの空部に溶接される他方の被溶接物とを、上述したリングマッシュ接合により溶接する、接合物品の製造方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−０１７０４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載された接合物品においては、接合箇所が円環状の１箇所のみであることから、接合物品にスラスト方向への曲げ応力が発生した場合、この１箇所の接合箇所にその応力が集中し損傷する恐れがある。このような曲げ応力は、特許文献１に記載された接合物品の他方の被溶接物のように、被溶接物の少なくとも一方が長尺な場合に生じ易い。
【０００６】
本発明は、上述した課題に鑑み、曲げ応力に対する強度が高い接合物品を得るための、接合物品の製造方法及び製造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】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の第１の態様に係る接合物品１の製造方法は、例えば図１乃至図５に示すように、開口部１１と接合構造物１５とを備える第１の金属部材１０を提供する工程Ｓ１０１と；前記第１の金属部材１０の前記開口部１１を囲む内周壁部１４に接触可能な外周壁部２４と、前記接合構造物１５が接合される被接合構造物２５とを備える第２の金属部材２０を提供する工程Ｓ１０１であって、前記接合構造物１５と前記被接合構造物２５とは、その少なくとも一方が１乃至複数の突起１５で構成される、工程と；前記第１の金属部材１０の前記開口部１１内に前記第２の金属部材２０を挿入する方向Ｐに、前記第１の金属部材１０と前記第２の金属部材２０とを相対移動させて、前記内周壁部１４と前記外周壁部２４で構成された第１の構成部からなる第１の接合部４と、前記接合構造物１５と前記被接合構造物２５で構成された第２の構成部からなる第２の接合部５とのうちのいずれか一方の接合部の前記構成部同士を接触させ、他方の接合部の前記構成部同士を所定間隔で離間させる工程Ｓ１０３と；前記第１の金属部材１０と前記第２の金属部材２０との間の通電を開始する工程Ｓ１０４と；前記第１の金属部材１０と前記第２の金属部材２０との前記相対移動を継続し、前記他方の接合部の前記構成部同士を接触させる工程Ｓ１０５と；前記相対移動と前記通電とにより、前記第１の接合部の接合と前記第２の接合部の接合とを行う工程Ｓ１０６と；を含むものである。
【０００８】
このように構成すると、２つの金属部材が２つの接合箇所で接合されることになり、接合箇所が１つのみのものに比べてその強度を高めることができる。また、一連の工程で２つの接合箇所を接合するに際し、接合を開始するタイミングを積極的に異ならせることにより、両接合部の変位量を異ならせることができ、接合時に金属部材からバリやスパッタ（チリ）が生じることを抑えることができる。
【０００９】
本発明の第２の態様に係る接合物品１の製造方法は、例えば図４に示すように、上記本発明の第１の態様に係る接合物品１の製造方法において、前記接合は、固相接合によるものである。
【００１０】
このように構成すると、接合手法として固相接合、すなわち金属部材の溶融を実質的に伴わない接合手法を採用することにより、アーク溶接等の周知の接合手法に比べて、接合に要するエネルギーを少なくすることができる。
【００１１】
本発明の第３の態様に係る接合物品１の製造方法は、例えば図４、図７及び図８に示すように、上記本発明の第１又は２の態様に係る接合物品１の製造方法において、前記第１の接合部４、４Ｃ、４Ｄは、前記内周壁部１４、４４、６４と前記外周壁部２４、５４、７４とが前記挿入する方向Ｐに対して垂直な方向に重なる所定長さのラップ代Ｌ１、Ｌ３、Ｌ６を有し、前記第２の接合部５、５Ｃ、５Ｄは、前記接合構造物１５、５５、６５と前記被接合構造物２５、４５、７５とが接合された状態において前記挿入する方向Ｐに対して垂直な方向に延びる所定長さの接合幅Ｌ２、Ｌ４、Ｌ５を有し、前記一方の接合部の前記ラップ代Ｌ１、Ｌ３又は前記接合幅Ｌ５が、前記他方の接合部の前記接合幅Ｌ２、Ｌ４又はラップ代Ｌ６より大きいものである。
【００１２】
このように構成すると、先に被接合面が接触して接合が開始される一方の接合部のラップ代又は接合幅を、後に接合が開始される他方の接合部の接合幅又はラップ代より大きくすることで、各接合部の接合強度を調整することができる。また、後に接合が開始される他方の接合部の接合幅又はラップ代を相対的に小さくしたことで、この部分が接合される際に先に接合が開始される一方の接合部に必要以上に大きなジュール熱が生じてスパッタが発生することも抑制できる。したがって、製造された接合物品における両接合部が、共に良好な接合状態となる。
【００１３】
本発明の第４の態様に係る接合物品１の製造方法は、例えば図４及び図８に示すように、上記本発明の第１乃至３の態様に係る接合物品１の製造方法において、前記一方の接合部は、前記他方の接合部よりも、前記挿入する方向に直交する方向における内側に位置するものである。
【００１４】
このように構成すると、後に接合が開始される他方の接合部をそれより先に接合が開始される一方の接合部よりも外側に配することで、部材に通電を行った際に生じるいわゆる表皮効果を利用し、両接合部に電流が流れる状態となった際に他方の接合部側により多くの電流を流すことができるようになる。したがって、他方の接合部を短時間で軟化温度以上とすることができると共に、一方の接合部に過剰なエネルギーが供給されることを抑制できるようになり、製造された接合物品における両接合部が、共に良好な接合状態とすることができるようになる。
【００１５】
本発明の第５の態様に係る接合物品１の製造装置３０は、例えば図３に示すように、開口部１２と接合構造物１５とを備える第１の金属部材１０が固定される第１の電極３１と；前記第１の金属部材１０の前記開口部１２を囲む内周壁部１４に接触可能な外周壁部２４と、前記接合構造物１５が接合される被接合構造物２５とを備える第２の金属部材２０が固定される第２の電極２０であって、前記被接合構造物２５と前記接合構造物１５とは、その少なくとも一方が１乃至複数の突起で構成される、前記第２の電極２０と；前記第１の電極１０と第２の電極２０との間に電流を供給する通電装置３４と；前記第１の電極１０と前記第２の電極２０とを相対移動させる加圧装置３５と；を含み、前記加圧装置３５は、前記第１の金属部材１０の前記開口部１２内に前記第２の金属部材２０を挿入する方向に前記第１の金属部材１０と前記第２の金属部材２０とを相対移動させて、前記内周壁部１４と前記外周壁部２４で構成された第１の構成部からなる第１の接合部４と前記接合構造物１５と前記被接合構造物２５で構成された第２の構成部からなる第２の接合部５とのうちのいずれか一方の接合部の前記構成部同士を接触させ且つ他方の接合部の前記構成部同士を所定間隔Ｇ１で離間させる第１の状態と、前記他方の接合部の前記構成部同士を接触させる第２の状態とを経て前記第１の金属部材１０と前記第２の金属部材２０とを接合するものであり、前記通電装置３４は、前記第１の状態となったタイミングで、前記第１の金属部材１０と前記第２の金属部材２０との間への前記電流の供給を開始するものである。
【００１６】
このように構成すると、２つの金属部材が２つの接合箇所で接合されることになり、接合箇所が１つのみのものに比べてその強度を高めることができる。また、一連の工程で２つの接合箇所を接合するに際し、接合を開始するタイミングを積極的に異ならせることにより、両接合部の変位量を異ならせることができ、接合時に金属部材からバリやスパッタ（チリ）が生じることを抑えることができる。
【発明の効果】
【００１７】
上述した構成により、本発明の接合物品の製造方法及び製造装置によって、曲げ応力に対する強度が高い接合物品を得ることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態に係る第１の金属部材を示す概略説明図である。
【図２】図２は、本発明の第１の実施の形態に係る第２の金属部材を示す概略断面図である。
【図３】図３は、本発明の第１の実施の形態に係る接合物品の製造装置に第１及び第２の金属部材を取り付けた状態を示す模式図である。
【図４】図４は、本発明の第１の実施の形態に係る接合物品の製造方法の各工程における第１及び第２の金属部材の要部の状態を模式的に示した説明図である。
【図５】図５は、本発明の第１の実施の形態に係る接合物品の製造方法を示すフローチャートである。
【図６】図６は、本発明の第１の実施の形態に係る第１及び第２の金属部材の変形例を示す概略断面図である。
【図７】図７は、本発明の第２の実施の形態に係る接合物品の製造方法の各工程における第１及び第２の金属部材の要部の状態を模式的に示した説明図である。
【図８】図８は、本発明の第３の実施の形態に係る接合物品の製造方法の各工程における第１及び第２の金属部材の要部の状態を模式的に示した説明図である。
【図９】図９は、本発明の第３の実施の形態に係る接合物品の製造方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照して本発明を実施するための各実施の形態について説明する。なお、以下では本発明の目的を達成するための説明に必要な範囲を模式的に示し、本発明の該当部分の説明に必要な範囲を主に説明することとし、説明を省略する箇所については公知技術によるものとする。
【００２０】
＜第１の実施の形態＞
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る第１の金属部材１０を示す説明図であって、図１（ａ）は概略平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線で切断した概略断面図、図１（ｃ）は図１（ｂ）のＢ部を拡大して示す要部拡大断面図である。また、図２は、本発明の第１の実施の形態に係る第２の金属部材２０を示す概略断面図である。本実施の形態に係る接合物品１の製造方法においては、図１及び図２に示すように、第１の金属部材１０と第２の金属部材２０とを固相接合することにより、接合物品１（図３等参照。）を製造するものである。本実施の形態においては、接合物品１としてクラッチ部品を、第１の金属部材１０としてクラッチ部品のギヤを、第２の金属部材２０としてクラッチ部品のシャフトをそれぞれ例示して説明を行う。なお、本実施の形態において製造される接合物品１としてはクラッチ部品に限定されず、ディファレンシャル機構等の金属部材同士を接合して形成される種々の部品に適用可能である。
【００２１】
第１の金属部材１０は、主に図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、例えば炭素鋼、合金鋼、鋳鉄等の金属材料で形成された略円盤状のギヤ部材である。この第１金属部材１０の中央部には、円盤状の第１金属部材１０をその軸方向（肉厚方向）に貫通する円形の開口１１が形成されている。開口１１は、後述する第２の金属部材２０が挿入される穴であって、第１の開口部１２と第２の開口部１３とが、軸方向に連なるように同軸で配されて構成される。すなわち、この開口１１は途中でその内径が変化する円形の貫通穴である。
【００２２】
第１の開口部１２は、第１の金属部材１０の軸方向に対して垂直な一面１０Ａから軸方向に延在するように形成された、その内径をｄ１とする所定高さの円柱状開口である。また、第２の開口部１３は、第１の金属部材１０の軸方向に対して垂直な他面１０Ｂから軸方向に延在するように形成された、その内径が第１の開口部１２の内径ｄ１よりも大きい円柱状開口である。この第２の開口部１３と第１の開口部１２とは、その端面同士が段部１６を介して連通している。第１の開口部１２を画定する内周壁部１４のうち、段部１６と連なる部分には、面取１４Ｃが形成されている。なお、本実施の形態の開口１１は、円形の内周面を有する２つの開口部１２、１３が同軸上に連なった形状のものとして説示したが、各開口部１２、１３の形状は円形に限定されず、例えば多角形状や楕円形状の内周面を有していてもよい。その場合には、後述する第２の金属部材２０の形状も、この開口１１の形状に合わせて変更される。
【００２３】
また、円環状の段部１６には、接合構造物としての円環状の突起１５が形成されている。この突起１５は、図１（ｃ）に示すように、その断面形状はその側部の一部が切り欠かれた略台形状であり、上辺の長さｔ１は０．１〜０．３ｍｍ（好ましくは、０．２ｍｍ）、高さＨ１は０．５〜１．５ｍｍ（好ましくは、１．０ｍｍ）、側辺同士のなす角θは６０°〜１２０°（好ましくは、９０°）にそれぞれ設定されている。なお、本実施の形態に係る突起１５は、その一例として円環状のものを説明するが、突起１５の形状はこれに限定されず、例えば二重の円環状、その一部が分離された円弧状、あるいは円環状の複数個所に所定間隔を置いて配置されたランド状等の形状とすることもできる。同様に、その断面形状についても上述した形状には限定されず、例えば多角形状や半円状等の形状とすることもできる。
【００２４】
第２の金属部材２０は、図２に示すように、例えば炭素鋼、合金鋼、鋳鉄等の金属材料で形成された、軸方向に比較的長尺な略中実丸棒状のシャフト部材である。この長尺な第２の金属部材２０の軸方向の両端部２０Ａ、２０Ｂのうちの一方の端部２０Ａが、第１の金属部材１０の開口１１に挿入される部分となる。一方の端部２０Ａは、大径部２３と、大径部２３に連なる小径部２２とで構成されている。なお、第１の金属部材１０と第２の金属部材２０とは同一の金属材料から構成されていてもよいし、異なる金属材料から構成されていてもよい。
【００２５】
小径部２２は、その外径をＤ１としその高さをＨ２とする円柱状の突起を構成している。また、大径部２３は、その外径が小径部２２の外径Ｄ１よりも大きな円柱状の部分である。また、小径部２２と大径部２３とは、軸方向に直交する方向に延在する段部２５を介して連なっている。小径部２２を画定する外周壁部２４のうち、一方の端部２０Ａの先端面に連なる部分には、面取２４Ｃが形成されている。また、段部２５は第２の金属部材２０の軸方向に直交する方向に延在する円環状の面を構成し、上述した第１の金属部材１０の突起１５が接合する被接合構造物を構成している。なお、上述した小径部２２の高さＨ２は、第１の金属部材１０の突起１５の高さＨ１よりも長くなるように設定されている。これらの高さＨ１、Ｈ２の相対的な長さは、後述する接合工程における各接合箇所の接合開始タイミングに基づいて設定されるものである。また、第１の金属部材１０及び第２の金属部材２０に設けられた面取１４Ｃ、２４Ｃは、後述する接合工程において互いに当接することで、両金属部材の相対的な位置合わせを行うように機能するものである。
【００２６】
図３は、本発明の第１の実施の形態に係る接合物品１の製造装置３０に第１及び第２の金属部材１０、２０を取り付けた状態を示す模式図である。本実施の形態に係る接合物品１の製造装置３０は、図３に示すように、第１の金属部材１０が固定される第１の電極３１と、第２の金属部材２０が固定される第２の電極３２と、第１及び第２の金属部材１０、２０間に電流を供給するための通電装置３４と、第１及び第２の金属部材１０、２０を互いに近接する方向に相対的に動作させるための加圧装置３５とを少なくとも含む。また、この接合物品１の製造装置３０は、図示しない処理チャンバ内に収容されて周囲環境が調整されている。
【００２７】
第１の電極３１は、第１の金属部材１０を固定する任意の固定構造を備えた少なくとも一部が導電材料からなるものである。同様に、第２の電極３２は、第２の金属部材２０を固定する任意の固定構造を備えた少なくとも一部が導電材料からなるものである。これら第１及び第２の電極３１、３２は、通電装置３４に電気的に接続されることで、第１及び第２の金属部材１０、２０間に電流を供給するための電極を構成している。なお、図３に示す第１の電極３１及び第２の電極３２は、その全体が導電材料で構成され電極として機能するものを例示しているが、固定される各金属部材１０、２０への電流の供給が可能なものであれば、部分的に絶縁体等で構成されているものであってもよい。
【００２８】
通電装置３４は、例えば、商用電源等からなる外付けの交流電源３３から供給される交流電流を所望のパルス状電流に変換すると共に、両電極３１、３２間への通電タイミングを制御可能なスイッチング装置を含むものである。このような構成からなる通電装置３４を動作させることにより、第１の電極３１に固定された第１の金属部材１０と第２の電極３２に固定された第２の金属部材２０との間にパルス状電流を供給し、両金属部材の接触部分を抵抗溶接することができる。ここで供給されるパルス状電流は、典型的には単一のパルス状電流である。そしてこのパルス状電流は、例えば数万から数十万アンペアの電流ピーク値を有し、パルス幅は１０ミリ秒〜１００ミリ秒である。このパルス状電流により、両金属部材間の接合を確実に行うことができる。なお、通電装置３４の具体的な構成としては、周知のインバータやコンデンサ等を含むスイッチング回路や半導体スイッチ等を採用することができるが、第１の金属部材１０と第２の金属部材２０とを接合するために必要な電流を第１の電極３１と、第２の電極３２との間に供給できるものであれば周知の構造でよいため、いずれも周知の構造であるのでその詳細な説明はここでは省略する。
【００２９】
加圧装置３５は、例えば、第２の電極３２に連結され、第２の電極３２と共にこの第２の電極３２に固定された第２の金属部材２０を動作させる作動機構であって、具体的には、周知の空圧式あるいは油圧式のピストン・シリンダ機構を採用することができる。この加圧装置３５を動作させることにより、第２の金属部材２０の一方の端部２０Ａを第１の金属部材１０の開口１１内に挿入することができる。なお、本実施の形態の加圧装置３５は第１及び第２の金属部材１０、２０を相対移動させるための装置の一例であって、具体的な構造や動作対象となる金属部材は上述のものに限定されない。
【００３０】
上述した構成を備える接合物品の製造装置３０を用いて接合物品１を製造する際には、図３に示すように、第１の金属部材１０は第１の電極３１に、第２の金属部材２０は第２の電極３２にそれぞれ固定する。そして、加圧装置３５及び通電装置３４を動作させて固相接合を行う。そして、製造された接合物品１は、第１の開口部１２の内周壁部１４と小径部２２の外周壁部２４とからなる第１の構成部で構成される第１の接合部４と、突起１５と段部２５とからなる第２の構成部で構成される第２の接合部５の２箇所で接合されて形成されるものである。一連の接合工程については後述する。
【００３１】
ここで、本実施の形態に係る接合物品１の製造方法で採用されているリングマッシュ接合及びプロジェクション接合の概要について、簡単に説明する。先ず、リングマッシュ接合とは、典型的には、上記特許文献１にも示されているように、開口を有する一方の金属部材の開口の内周壁部と、一方の金属部材の開口に挿入される他方の金属部材の挿入側の外周壁部とを接合する接合手法を指すものである。リングマッシュ接合で接合される金属部材においては、一方の金属部材の開口の内周壁部の内径に対し、他方の金属部材の挿入側の外周壁部の外径が僅かに大きく形成されており、結果として、これらの内周面と外周面との間には所定長さを有する円環状の重なり代が形成されている。そして、一方の金属部材の開口に他方の金属部材の端部を挿入する方向に加圧すると共に両金属部材の間に通電を行うことで、両金属部材の接触面、すなわち一方の金属部材の内周壁部と他方の金属部材の外周壁部とが接触面に沿った方向に塑性流動され、接合部を構成する。この際、通電により生じるジュール熱によって、両金属部材は、好ましくは融点温度より低く且つ軟化温度以上に加熱される。これにより、（一時的に、あるいは部分的に溶融することはあるものの）両金属部材の被接合面は実質的に溶融することなく固相面同士で接合される、いわゆる固相接合がなされるものである。
【００３２】
他方、プロジェクション接合とは、典型的には、２つの金属部材の両接合部の一方にプロジェクション（突起部）を形成し、他方を平面とし、接合時においては上記プロジェクションを平面に押し付けるように押圧しつつ通電を行うことにより、平面の延在方向にプロジェクションを塑性流動させて、接合部を構成するものである。この接合の際の通電量は、上述のリングマッシュ接合と同様に、通電により発生するジュール熱により、両金属部材が好ましくは融点温度より低く且つ軟化温度以上に加熱される。これにより、（一時的に、あるいは部分的に溶融することはあるものの）両金属部材の被接合面は実質的に溶融することなく固相面同士で接合される、いわゆる固相接合がなされるものである。このようなリングマッシュ接合及びプロジェクション接合においては、供給される電流がパルス状電流であり、且つその供給時間も、アーク溶接のように比較的長期間にわたって大電流を供給するものに比べると短いことから、一連の接合に要するエネルギー量が比較的少ないという利点がある。
【００３３】
本実施の形態は、上述したリングマッシュ接合及びプロジェクション接合を組み合わせて採用している。そのため、図１、図２及び後述する図４（ａ）に示すように、リングマッシュ接合を採用した第１の接合部４においては、第１の金属部材１０の内周壁部１４の内径ｄ１は、第２の金属部材２０の外周壁部２４の外径Ｄ１よりも僅かに小さくなっており、この部分が第１の接合部４における、第２の金属部材２０を第１の金属部材１０の開口１１に挿入する方向に対して垂直な方向における重なり代（以下「ラップ代」という）Ｌ１を規定している。また、プロジェクション接合を採用した第２の接合部５においては、接合構造物としての突起１５と被接合構造物としての段部２５とが、第２の金属部材２０の挿入方向（軸方向）に対して対向配置されており、この突起１５が段部２５に当接し塑性変形することで、第２の接合部５における接合面を構成する。この接合面は、第２の金属部材２０を第１の金属部材１０の開口１１に挿入する方向に対して垂直な方向に所定長さの接合幅Ｌ２を有する円環状の面を構成している。ラップ代Ｌ１及び接合幅Ｌ２の長さは、例えばそれぞれ０．１〜０．５ｍｍとすることができる。なお、本実施の形態においては、第１の接合部４のラップ代Ｌ１は第２の接合部５の接合幅Ｌ２よりも大きくなるよう設定されている。この理由については後述する。
【００３４】
図４は、本発明の第１の実施の形態に係る接合物品１の製造方法の各工程における第１及び第２の金属部材１０、２０の要部の状態を模式的に示した説明図である。また、図５は、本発明の第１の実施の形態に係る接合物品１の製造方法を示すフローチャートである。さらに、図６は、本発明の第１の実施の形態に係る第１及び第２の金属部材１０、２０の変形例を示す概略断面図である。以下には、本実施の形態に係る接合物品１の製造方法について、主に図４及び図５を参酌して説明を行う。先ず、ステップＳ１０１において、図４（ａ）に示すように、接合物品１を構成する第１の金属部材１０と第２の金属部材２０とを提供する。ここで提供される第１の金属部材１０及び第２の金属部材２０の詳細については、既に図１及び図２等を参照して説明した通りである。提供された第１の金属部材１０と第２の金属部材２０とは、それぞれ図３に示す製造装置３０の第１の電極３１と第２の電極３２に取り付けられあるいは支持される。
【００３５】
次に、ステップＳ１０２において、加圧装置３５を作動して、第２の電極３２に固定された第２の金属部材２０の、その一方の端部２０Ａが第１の金属部材１０の開口１１内に挿入する方向（図３、図４（ｂ）等に示す矢印Ｐ方向）への移動を開始する。この移動は、一連の接合工程が終了するまで継続される。
【００３６】
上述した移動が継続し、第１の接合部４を構成する第１の金属部材１０の内周壁部１４と第２の金属部材２０の外周壁部２４とが接触する第１の状態となると（ステップＳ１０３でＹｅｓ）、図４（ｂ）に示すように、第１の金属部材１０と第２の金属部材２０とは、内周壁部１４の面取１４Ｃと外周壁部２４の面取２４Ｃとが当接することにより、電気的に接続した状態となる。そこで、次にステップＳ１０４において、交流電源３３に接続された通電装置３４を作動して、第１の電極３１と第２の電極３２との間にパルス状電流を供給する。この通電により、図４（ｂ）に示す電流Ｅが、第１の金属部材１０と第２の金属部材２０との間を、当接した面取１４Ｃ、２４Ｃ部分を介して流れる。
【００３７】
このステップＳ１０４の際、第１の接合部４を構成する内周壁部１４と外周壁部２４とは接触している反面、第２の接合部５を構成する突起１５と段部２５とは所定距離Ｇ１だけ離間した状態にあることは、特に留意すべき事項である。これにより、この時点では第１の接合部４を構成する部分にのみ加圧装置３５による加圧力と電流に起因するジュール熱が生じ、第２の接合部５には何らのエネルギーも供給されていない。このように２つの接合箇所の接合タイミングを意図的に変えているのは、仮に第１の接合部４と第２の接合部５の接合タイミングを同時に開始した場合、２つの接合箇所は当然その位置や接触面積等が異なるため、それぞれの接合箇所に生じる（単位体積当たりの）エネルギーが一様とはならず、より多くのエネルギーが供給された接合箇所においてバリやスパッタ（チリ）が生じる可能性があるためである。本発明においては、このようなスパッタの発生を抑制することを目的として、２つの接合部の接合タイミングを意図的に異ならせ、主に両接合部に供給されるエネルギー量を調整している。なお、突起１５と段部２５との間の隙間の距離Ｇ１は、例えば１．０〜３．０ｍｍ程度とすることができる。
【００３８】
上述した接合部に供給されるエネルギーの調整に関連して、本実施の形態に係る第１の接合部４のラップ代Ｌ１は、第２の接合部５の接合幅Ｌ２よりも大きくすることが好ましい。これは、先に接合が開始される第１の接合部４の部分は、接合物品１における接合部分の強度を担保する部分となるため、高い接合強度が要求される一方、後に接合が開始される第２の接合部５の部分は、スラスト方向への曲げ応力が生じた際の強度補強を目的としているため、要求される接合強度が比較的低いことによる。加えて、第２の接合部５の接合幅Ｌ２を必要以上に（例えば第１の接合部４のラップ代Ｌ１と同程度まで）大きくしてしまうと、この部分の接合に大きな加圧力や通電量が必要となり、当該部分の接合時において、先に接合が開始される第１の接合部４側に必要以上のジュール熱が生じ、スパッタが発生する恐れがあるためでもある。
【００３９】
図５の説明に戻ると、ステップＳ１０４において電極３１、３２間への通電が開始された上で、加圧装置３５による第２の金属部材２０の移動が継続されると、第１の金属部材１０の第１の開口部１２内に、第２の金属部材２０の小径部２２が押し込まれるように加圧され、且つ両金属部材間にはパルス状電流が供給されることから、第１の内周壁部１４と第１の外周壁部２４の接触面にこの加圧力と電流が集中する。そして、この接触面及びその付近は、供給された電流により生じるジュール熱により加熱されることで軟化され、加圧力によって両接触面が塑性流動しつつ固相面同士の接合が進行する。このとき、通電装置３４は、電流により発生するジュール熱が、第１の金属部材１０と第２の金属部材２０とを軟化温度以上且つ融点温度より低い温度に加熱するよう、その電流値を制御すると好ましい。
【００４０】
また、このように第１の接合部４の接合が進行しつつ、加圧装置３５の移動が継続され、ステップＳ１０５において、第１の金属部材１０の突起１５と第２の金属部材２０の段部２５とが接触する第２の状態となると、図４（ｃ）に示すように、突起１５と段部２５との接触部分、詳しくは突起１５の上辺とこの上辺に対向する段部２５の一部の間にも、電流Ｅが流れる（分流する）ようになる。
【００４１】
このステップＳ１０５において、第２の接合部５を構成する突起１５と段部２５とが、第１の接合部４を構成する内周壁部１４と外周壁部２４よりも外側に位置することは、特に留意すべき事項である。一般に、部材に交流電流を供給した場合において、部材の外側の電流密度が部材の内側の電流密度よりも高くなる傾向がある（いわゆる、表皮効果）ことが知られている。したがって、本実施の形態のように、後に接合が開始される接合部（第２の接合部５）を外側に配することで、第１及び第２の接合部４、５が両方接触した状態で電流が供給されると、第２の接合部５側に電流が多く流れることになり、第２の接合部５側にエネルギーを比較的多く供給することができる。このように、後に接合が開始される接合部へのエネルギー供給を円滑に行うことができれば、一連の接合工程が終了した後の第１の接合部４の接合状態と第２の接合部５の接合状態とが合わせやすくなり、また、第１の接合部４側で生じ易いスパッタを効果的に抑えることができる。
【００４２】
上記のように突起１５と段部２５の接触面にも電流Ｅの一部が流れている状態で、加圧装置３５による第２の金属部材２０の移動が継続されると、突起１５の先端部を構成する上辺が段部２５によって圧し潰されるように加圧され、且つこの部分に電流Ｅの一部が供給される。したがって、この接触面及びその付近も、第１の接合部４の接触面及びその付近と同様に、供給された電流により生じるジュール熱により加熱されることで軟化され、この軟化した突起１５の一部が加圧力によって挿入方向とは直交する方向に塑性流動しつつ固相面同士の接合が進行する。
【００４３】
上述した第１の接合部４及び第２の接合部５の接合が進行した状態で、加圧装置３５による移動がさらに進行し、各接合部４、５の挿入方向における接合部分の長さ（接合長）ｈ１、ｈ２が所望の長さに至ると、両接合部４、５の接合の完了を判断し（ステップＳ１０６でＹｅｓ）、一連の接合工程を完了する。ここで、第２の接合部５における接合長ｈ２とは、図４（ｃ）に示す突起１５と段部２５とが接触した状態から、図４（ｄ）に示す接合完了状態に至るまでの間に、加圧装置３５により第２の金属部材２０が挿入方向に移動した距離に等しい。なお、本実施の形態に係る接合物品１の製造方法においては、接合を完了する各接合部４、５の接合長を比較的短い長さに設定することができる。具体的には、例えば第１の接合部４の接合長ｈ１を２．０〜３．０ｍｍ、第２の接合部５の接合長ｈ２を０．２〜０．６ｍｍとすることができる。これは、上述の接合工程を経て製造された接合物品１は、接合箇所が２箇所存在していることから、その強度を向上させるために各接合箇所の接合長を長くとる必要がないためである。したがって、本実施の形態に係る接合物品１の製造方法においては、その接合作業を短時間で且つ省エネルギーで実現することができる。また、両接合長ｈ１、ｈ２の差分の長さは、突起１５の段部１６からの高さＨ１と小径部２２の段部２５からの高さＨ２の差分に等しい。したがって、これらの高さＨ１、Ｈ２を調整することにより、接合長ｈ１、ｈ２を調整することが可能である。
【００４４】
また、本実施の形態における他方の接合部（詳しくは、第２の接合部５）が、上述したプロジェクション接合を採用していることは、特に留意すべき事項である。これは、プロジェクション接合が採用された第２の接合部５が、接合工程における金属部材２０の挿入方向における相対移動のストッパとして利用することができるためである。一般に、金属部材同士の接合時における接合方向の位置合わせには、一方の金属部材に他方の金属部材側に延びるピン状あるいは柱状のストッパ片を設け、このストッパ片が他方の金属部材に当接した際に接合を終了する構成を採用することが想定される。しかし、このようなストッパ片を設けることは必要な原材料や工数の増加を招く。他方、本実施の形態のように、プロジェクション接合による接合部をストッパとして兼用した場合には、ストッパ構造を別途設ける必要がなくなり、必要な原材料や工数の増加を抑えることができる。また、第２の接合部５の接合面積は相対的に小さいため、例えば上述した一連の接合工程が完了した後に、接合部分の焼き戻しのために２回目の通電を実行しようとした際、第１の接合面４への通電量を相対的に大きくすることができ、焼き戻しを効率的に行うことができる。
【００４５】
以上説明した通り、本実施の形態に係る接合物品１の製造方法においては、第１及び第２の接合部４、５という２つの接合箇所にて金属部材同士が接合されるため、接合箇所が１つのみである場合に比べて曲げ応力に対する強度が高い接合物品を製造することができるようになる。
【００４６】
加えて、本実施の形態においては、上述した通り、ラップ代Ｌ１及び接合幅Ｌ２の大きさや第２の接合部５の位置を調整することで、第１及び第２の接合部４、５を接合する際の、各接合部に要求される接合強度やそれぞれの接合部に供給されるエネルギー量を調整している。したがって、一連の接合工程が終了した際の両接合部４、５の接合状態を、簡単な調整でいずれも良好な状態とすることができる。
【００４７】
また、上記実施の形態においては、第２の接合部５として、第１の金属部材１０に設けられた段部１５と第２の金属部材２０に設けられた段部２５とから構成されたものを例示したが、本願発明はこれに限定されない。詳しくは、例えば図６（ａ）に示す接合物品１Ａのように、第２の金属部材２０’側に突起２５’を形成し、第１の金属部材１０’側に段部１５’を形成した構成としてもよいし、例えば図６（ｂ）に示す接合物品１Ｂのように、第１の金属部材１０側の段部１６と第２の金属部材２０’側の段部２６’の両方に互いに突き当たる突起１５、２５’を形成してもよい。
【００４８】
＜第２の実施の形態＞
上述した第１の実施の形態においては、接合の順番として、内側に位置する第１の接合部４を先に開始させ、その後に外側に位置する第２の接合部５を開始させる場合について説示したが、本発明はこれに限定されない。そこで、以下には本発明の第２の実施の形態として、第１及び第２の接合部の相対位置を変更した態様について説明を行う。なお、以下に示す第２の実施の態様においては、接合物品１Ｃの各構成のうち、上述した第１の実施の形態において説明した接合物品１と同様の構成についてはその具体的な説明は省略し、接合物品１とは異なる構成を中心に説明を行うものとする。
【００４９】
図７は、本発明の第２の実施の形態に係る接合物品の製造方法の各工程における第１及び第２の金属部材の要部の状態を模式的に示した説明図である。本実施の形態に係る接合物品１Ｃは、図７に示すように、第１の金属部材４０と第２の金属部材５０とで構成されている。
【００５０】
第１の金属部材４０は、その中央部分に第１の開口部４２とこの第１の開口部４２よりも大きな径を有する所定高さＨ３の第２の開口部４３とが連なるように設けられた、ギヤ状の部材である。また、第１の開口部４２と第２の開口部４３とは、第１の金属部材４０の軸方向に直交する方向に延びる段部４５を介して連続している。さらに、第２の開口部４３を画定する内周壁部４４と第１の金属部材４０の軸方向に対して垂直な一面との間には、面取４４Ｃが施されている。
【００５１】
第２の金属部材５０は、その一方の端部が円柱状の小径部５２とこの小径部５２よりも大きな径を有する大径部５３とが連なるように設けられたシャフト状の部材である。また、小径部５２と大径部５３とは、第２の金属部材５０の軸方向に直交する方向に延びる段部５６を介して連続しており、この段部５６には、第２の金属部材５０の軸方向に突出する所定高さＨ４の円環状の突起５５が形成されている。さらに、大径部５３を画定する外周壁部５４と段部５６との間には、面取５４Ｃが施されている。
【００５２】
上述した構成を備える第１及び第２の金属部材４０、５０において、第１の金属部材４０の内周壁部４４と第２の金属部材５０の外周壁部５４とが第１の接合部４Ｃを構成し、第１の金属部材４０の段部４５と第２の金属部材５０の突起５５とが第２の接合部５Ｃを構成する。また、突起５５の高さＨ４は、第２の開口部４３の高さＨ３よりも短く設定されている。これにより、接合工程を実行した際、相対的に外側に位置する第１の接合部４Ｃが、相対的に内側に位置する第２の接合部５Ｃよりも先に接触することとなる。さらに、第１の接合部４Ｃのラップ代Ｌ３は、第２の接合部５Ｃの接合幅Ｌ４よりも大きい。
【００５３】
本実施の形態に係る接合物品１Ｃの製造方法は、その工程は上述した第１の実施の形態と同様の工程からなるものである。そこで、各工程の説明は、図５の各ステップの記載を援用して行うものとする。以下に、本実施の形態に係る接合物品の製造方法について、主に図７及び図５を参酌して説明を行う。なお、本実施の形態に係る接合物品の製造方法においても、上述した第１の実施の形態において説明した製造装置３０を用いて一連の製造方法を実現している。
【００５４】
先ず、ステップＳ１０１において、図７（ａ）に示すように、接合物品１Ｃを構成する第１の金属部材４０と第２の金属部材５０とを提供する。次に、ステップＳ１０２において、加圧装置３５（図３参照。）を作動して、第２の電極３２に固定された第２の金属部材５０の移動を開始する。
【００５５】
上述した移動が継続し、図７（ｂ）に示すように、第１の接合部４Ｃを構成する第１の金属部材４０の内周壁部４４と第２の金属部材５０の外周壁部５４とが接触する第１の状態となると（ステップＳ１０３でＹｅｓ）、次にステップＳ１０４において、交流電源３３に接続された通電装置３４を作動して、第１の電極３１と第２の電極３２との間にパルス状電流を供給する。この通電により、図７（ｂ）に示す電流Ｅが、第１の金属部材４０と第２の金属部材５０との間を、互いに当接した面取４４Ｃ、５４Ｃ部分を介して流れる。このステップＳ１０４の際、第１の接合部４Ｃを構成する内周壁部４４と外周壁部５４とは接触している反面、第２の接合部５Ｃを構成する段部４５と突起５５とは所定距離Ｇ２だけ離間した状態にある。これにより、この時点では第１の接合部４Ｃを構成する部分にのみ加圧装置３５による加圧力と通電装置３４から供給される電流Ｅに起因するジュール熱が生じ、第２の接合部５Ｃの接合は開始されない。なお、段部４５と突起５５との間の隙間の距離Ｇ２は、例えば１．０〜３．０ｍｍ程度とすることができる。
【００５６】
ステップＳ１０４において電極３１、３２間への通電が開始された上で、加圧装置３５による第２の金属部材５０の移動が継続されると、第１の金属部材４０の第２の開口部４３内に、第２の金属部材５０の大径部５３が押し込まれるように加圧され、且つ両金属部材間にはパルス状電流が供給されることから、内周壁部４４と外周壁部５４の接触面にこの加圧力と電流が集中する。そして、この接触面及びその付近は、供給された電流により生じるジュール熱により加熱されることで軟化され、加圧力によって両接触面が塑性流動しつつ固相面同士の接合が進行する。このように第１の接合部４Ｃの接合が進行しつつ、加圧装置３５の移動が継続され、ステップＳ１０５において、第１の金属部材４０の段部４５と第２の金属部材５０の突起５５とが接触する第２の状態となると、図７（ｃ）に示すように、段部４５と突起５５の接触部分にも電流Ｅが流れるようになる。
【００５７】
段部４５と突起５５の接触部分にも電流Ｅの一部が流れている状態で、加圧装置３５による第２の金属部材５０の移動が継続されると、突起５５の先端が段部４５によって圧し潰されるように加圧され、且つこの部分に電流Ｅの一部が供給される。したがって、この第２の接合部５Ｃの接触面及びその付近も、第１の接合部４Ｃの接触面及びその付近と同様に、供給された電流により生じるジュール熱により加熱されることで軟化され、この軟化した突起５５の一部が加圧力によって挿入方向とは直交する方向に塑性流動しつつ固相面同士の接合が進行する。
【００５８】
上述した第１の接合部４Ｃ及び第２の接合部５Ｃの接合が進行した状態で、加圧装置３５による移動がさらに進行し、各接合部４Ｃ、５Ｃの挿入方向における接合部分の長さ（接合長）ｈ３、ｈ４が所望の長さ（例えば、ｈ３を２．０〜３．０ｍｍ、ｈ４を０．２〜０．６ｍｍ）に至ると、両接合部４Ｃ、５Ｃの接合の完了を判断し（ステップＳ１０６でＹｅｓ）、一連の接合工程を完了する。ここで、第２の接合部５Ｃにおける接合長ｈ４は、図７（ｃ）に示す突起５５と段部４５とが接触した状態から、図７（ｄ）に示す接合完了状態に至るまでの間に、加圧装置３５により第２の金属部材５０が挿入方向に移動した距離に等しい。また、両接合長ｈ３、ｈ４の差分の長さは、第２の開口部４３の段部４５からの高さＨ３と突起５５の段部６６からの高さＨ４の差分に等しい。したがって、これらの高さＨ３、Ｈ４を調整することにより、接合長ｈ３、ｈ４を調整することが可能である。
【００５９】
上述した第２の実施の形態においても、第１及び第２の接合部４Ｃ、５Ｃという２つの接合箇所にて金属部材同士が接合されるため、接合箇所が１つのみである場合に比べて曲げ応力に対する強度が高い接合物品を製造することができるようになる。また、両接合部４Ｃ、５Ｃそれぞれのラップ代Ｌ３と接合幅Ｌ４とを調整することにより、第１及び第２の接合部４Ｃ、５Ｃを接合する際の、各接合部４Ｃ、５Ｃに要求される接合強度を調整することができるため、一連の接合工程が終了した際の両接合部４Ｃ、５Ｃの接合状態を、簡単な調整でいずれも良好な状態とすることができる。
【００６０】
＜第３の実施の形態＞
上述した第１及び第２の実施の形態においては、接合の順番として、リングマッシュ接合を採用した第１の接合部４、４Ｃを先に開始させ、その後にプロジェクション接合を採用した第２の接合部５、５Ｃを開始させる場合について説示したが、本発明はこれに限定されない。そこで、以下には本発明の第３の実施の形態として、接合の順番を変更した態様について説明を行う。なお、以下に示す第３の実施の態様においては、接合物品１Ｄの各構成のうち、上述した第１の実施の形態において説明した接合物品１と同様の構成についてはその具体的な説明は省略し、接合物品１とは異なる構成を中心に説明を行うものとする。
【００６１】
図８は、本発明の第３の実施の形態に係る接合物品１の製造方法の各工程における第１及び第２の金属部材６０、７０の要部の状態を模式的に示した説明図である。本実施の形態に係る接合物品１Ｄは、図８に示すように、第１の金属部材６０と第２の金属部材７０とで構成されている。
【００６２】
第１の金属部材６０は、その中央部分に第１の開口部６２とこの第１の開口部６２よりも大きな径を有する第２の開口部６３とが連なるように設けられた、ギヤ状の部材である。また、第１の開口部６２と第２の開口部６３とは、第１の金属部材６０の軸方向に直交する方向に延びる段部６６を介して連続しており、この段部６６と第１の開口部６２とが連なる部分が突起６５を構成している。さらに、第２の開口部６３を画定する内周壁部６４と第１の金属部材６０の軸方向に対して垂直な一面との間には、面取６４Ｃが施されている。
【００６３】
第２の金属部材７０は、その一方の端部が所定角度を有するテーパ面７２で構成されたシャフト状の部材である。このテーパ面７２の基部側に連なるように円柱状の外周壁部７４が設けられ、テーパ面７２の先端部側の一部が傾斜面７５を構成している。
【００６４】
上述した構成を備える第１及び第２の金属部材６０、７０においては、第１の金属部材６０の内周壁部６４と第２の金属部材７０の外周壁部７４とが第１の接合部４Ｄを構成し、第１の金属部材６０の突起６５と第２の金属部材７０の傾斜面７５とが第２の接合部５Ｄを構成する。また、第２の接合部５Ｄの接合幅Ｌ５は、第１の接合部４Ｄのラップ代Ｌ６よりも大きい。
【００６５】
図９は、本発明の第３の実施の形態に係る接合物品１Ｄの製造方法を示すフローチャートである。以下に本実施の形態に係る接合物品１Ｄの製造方法について、主に図８及び図９を参酌して説明を行う。なお、本実施の形態に係る接合物品１Ｄの製造方法においても、上述した第１の実施の形態において説明した製造装置３０を用いて一連の製造方法を実現している。
【００６６】
先ず、ステップＳ１０１において、図８（ａ）に示すように、接合物品１Ｄを構成する第１の金属部材６０と第２の金属部材７０とを提供する。次に、ステップＳ１０２において、加圧装置３５を作動して、第２の電極３２に固定された第２の金属部材７０の移動を開始する。
【００６７】
上述した移動が継続し、図８（ｂ）に示すように、第２の接合部５Ｄを構成する第１の金属部材６０の突起６５と第２の金属部材７０の傾斜面７５とが接触する第１の状態となると（ステップＳ１０３ＡでＹｅｓ）、次にステップＳ１０４において、交流電源３３に接続された通電装置３４を作動して、第１の電極３１と第２の電極３２との間にパルス状電流を供給する。この通電により、図８（ｂ）に示す電流Ｅが、第１の金属部材６０と第２の金属部材７０との間を当接した突起６５の先端部分と傾斜面７５を介して流れる。このステップＳ１０４の際、第２の接合部５Ｄを構成する突起６５と傾斜面７５とは接触している反面、第１の接合部４Ｄを構成する内周壁部６４と外周壁部７４とは所定距離Ｇ３だけ離間した状態にある。これにより、この時点では第２の接合部５Ｄを構成する部分にのみ加圧装置３５による加圧力と通電装置３４から供給される電流に起因するジュール熱が生じ、第１の接合部４Ｄの接合は開始されない。なお、内周壁部６４と外周壁部７４との間の隙間の距離Ｇ３は、例えば０．５〜１．５ｍｍ程度とすることができる。
【００６８】
ステップＳ１０４において電極３１、３２間への通電が開始された上で、加圧装置３５による第２の金属部材７０の移動が継続されると、突起６５の先端が傾斜面７５によって圧し潰されるように加圧され、且つこの部分にパルス状の電流Ｅが供給されることから、突起６５と傾斜面７５の接触面にこの加圧力と電流が集中する。したがって、この第２の接合部５Ｄの接触面及びその付近は、供給された電流により生じるジュール熱により加熱されることで軟化され、加圧力によって塑性流動しつつ固相面同士の接合が進行する。このように第２の接合部５Ｄの接合が進行しつつ、加圧装置３５の移動が継続され、ステップＳ１０５Ａにおいて、第１の金属部材６０の内周壁部６４と第２の金属部材７０の外周壁部７４とが接触する第２の状態となると、図８（ｃ）に示すように、内周壁部６４と外周壁部７４との接触部分にも電流Ｅが流れるようになる。
【００６９】
内周壁部６４の面取６４Ｃと外周壁部７４の面取７４Ｃの接触面にも電流が流れている状態で、加圧装置３５による第２の金属部材７０の移動が継続されると、第１の金属部材６０の第２の開口部６３内に、第２の金属部材７０の外周壁部７４が押し込まれるように加圧されることから、内周壁部６４と外周壁部７４の接触面にも加圧力と電流Ｅが供給される。したがって、この第１の接合部４Ｄの接触面及びその付近も、第２の接合部５Ｄの接触面及びその付近と同様に、供給された電流Ｅにより生じるジュール熱により加熱されることで軟化され、加圧力によって塑性流動しつつ固相面同士の接合が進行する。
【００７０】
上述した第１の接合部４Ｄ及び第２の接合部５Ｄの接合が進行した状態で、加圧装置３５による移動がさらに進行し、各接合部４Ｄ、５Ｄの挿入方向における接合長ｈ５、ｈ６が所望の長さに至ると、両接合部４Ｄ、５Ｄの接合が完了したと判断し（ステップＳ１０６でＹｅｓ）、一連の接合工程を完了する。なお、接合を完了する各接合部の接合長としては、例えば第１の接合部４Ｄの接合長ｈ５を１．０〜２．０ｍｍ、第２の接合部５Ｄの接合長ｈ６を２．０〜４．０ｍｍとすることができる。
【００７１】
上述した第３の実施の形態においても、第１及び第２の接合部４Ｄ、５Ｄという２つの接合箇所にて金属部材同士が接合されるため、接合箇所が１つのみである場合に比べて曲げ応力に対する強度が高い接合物品を製造することができるようになる。また、両接合部４Ｄ、５Ｄの位置を調整することで、第１及び第２の接合部４Ｄ、５Ｄを接合する際の、各接合部４Ｄ、５Ｄに要求される接合強度やそれぞれの接合部に供給されるエネルギー量を調整している。したがって、一連の接合工程が終了した際の両接合部４Ｄ、５Ｄの接合状態を、簡単な調整でいずれも良好な状態とすることができる。
【００７２】
更に、上述した３つの実施の形態においては、第１の接合部のラップ代と第２の接合部の接合幅とを全て異なる大きさに設定しているが、ラップ代と接合幅を同一の大きさとすることも可能である。また、上述した各実施の形態においては、接合手法として固相接合、詳しくはリングマッシュ接合及びプロジェクション接合を採用した場合について説明したが、例えば溶融を伴う抵抗溶接等の他の接合方法を部分的にあるいはこれらに代えて採用することも可能である。
【００７３】
本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することが可能である。そして、それらはすべて、本発明の技術思想に含まれるものである。
【符号の説明】
【００７４】
１、１Ａ〜１Ｄ  接合物品
４、４’、４Ｃ、４Ｄ  第１の接合部
５、５’、５Ｃ、５Ｄ  第２の接合部
１０、１０’、４０、６０  第１の金属部材
１０Ａ  一面
１０Ｂ  他面
１１  開口
１２、４２、６２  第１の開口部
１３、４３、６３  第２の開口部
１４、４４、６４  内周壁部
１４Ｃ、４４Ｃ、６４Ｃ  内周壁部の面取
１５、５５、６５  突起（接合構造物）
１６、４５  段部
２０、２０’、５０、７０  第２の金属部材
２０Ａ  一方の端部
２０Ｂ  他方の端部
２２、５２  小径部
２３、５３  大径部
２４、５４、７４  外周壁部
２４Ｃ、５４Ｃ  外周壁部の面取
２５、４５  段部（被接合構造物）
３０  製造装置
３１  第１の電極
３２  第２の電極
３３  交流電源
３４  通電装置
３５  加圧装置
７２  テーパ面
７５  傾斜面（被接合構造物）
ｄ１、Ｄ１  径
Ｌ１、Ｌ３、Ｌ６  ラップ代
Ｌ２、Ｌ４、Ｌ５  接合幅
ｈ１〜ｈ６  接合長
Ｅ  電流
【要約】
【課題】曲げ応力に対する強度が高い接合物品の製造方法及び製造装置を提供すること。
【解決手段】本発明の接合物品１の製造方法は、開口部１１と接合構造物１５を備える第１の金属部材１０を提供する工程Ｓ１０１と；開口部１１を囲む内周壁部１４に接触可能な外周壁部２４と接合構造物１５が接合される被接合構造物２５を備える第２の金属部材２０を提供する工程Ｓ１０１と；第１の金属部材１０と第２の金属部材２０を相対移動させて、内周壁部１４と外周壁部２４で構成された第１の接合部４と接合構造物１５と被接合構造物２５で構成された第２の接合部５のうちの一方の接合部を接触させ他方の接合部を離間させる工程Ｓ１０３と；第１及び第２の金属部材１０、２０間の通電を開始する工程Ｓ１０４と；他方の接合部の構成部同士を接触させる工程Ｓ１０５と；相対移動と通電とにより第１及び第２の接合部の接合を行う工程Ｓ１０６と；を含む。
【選択図】図４【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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