(57)【要約】【課題】主に、厚物材であっても、安定して狭小部の溶接を行うことなどができるようにする。【解決手段】第一の金属材１と、突起部５を有する第二の金属材２とを、突起部５が第一の金属材１に当接するように互いに重ね合わせて、重ね合わせ部６を電極４で圧着し、電極４に通電することで、突起部５に電気抵抗による発熱を集中させて、第二の金属材２の突起部５の部分を第一の金属材１に溶接するプロジェクション溶接方法に関する。  第二の金属材２の重ね合わせ部６の位置に、重ね合わせ部６の重ね幅方向１１の全域に及ぶ大きさの凹部１０を設けると共に、凹部１０の内側に突起部５を形成する。  凹部１０として、例えば、重ね合わせ部６の重ね幅方向１１へ延びる一対の溝部１２を形成して、突起部５を一対の溝部１２の間に形成しても良い。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の金属材と、突起部を有する第二の金属材とを、前記突起部が前記第一の金属材に当接するように互いに重ね合わせて、重ね合わせ部を一対の電極で圧着し、一対の該電極に通電することで、前記突起部に電気抵抗による発熱を集中させて、前記第二の金属材の前記突起部の部分を前記第一の金属材に溶接するプロジェクション溶接方法において、
前記第二の金属材の前記重ね合わせ部の位置に、該重ね合わせ部の重ね幅方向の全域に及ぶ大きさの凹部を設けると共に、該凹部の内側に前記突起部を形成することを特徴とするプロジェクション溶接方法。
【請求項２】
請求項１に記載のプロジェクション溶接方法において、
前記凹部として、前記重ね合わせ部の重ね幅方向へ延びる一対の溝部を形成して、
前記突起部を、一対の該溝部の間に形成することを特徴とするプロジェクション溶接方法。
【請求項３】
請求項１に記載のプロジェクション溶接方法において、
前記突起部を、前記第一の金属材に点で当接する丸突起状、または、前記第一の金属材に四角い面で当接する四角突起状にすることを特徴とするプロジェクション溶接方法。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のプロジェクション溶接方法において、
前記突起部を、前記第二の金属材をプレスで潰して前記凹部を設けることによって形成することを特徴とするプロジェクション溶接方法。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のプロジェクション溶接方法において、
前記重ね合わせ部を、幅寸法が５ｍｍ〜７ｍｍの短重ね代とすることを特徴とするプロジェクション溶接方法。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のプロジェクション溶接方法において、
前記第一の金属材と前記第二の金属材は、重ね合わせ部の総厚を７．２ｍｍ〜８．５ｍｍとすることを特徴とするプロジェクション溶接方法。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載のプロジェクション溶接方法において、
前記突起部は、幅を９ｍｍ以上にすることを特徴とするプロジェクション溶接方法。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載のプロジェクション溶接方法において、
一対の前記電極は、一方をＦ型とし、他方をＲ型としたことを特徴とするプロジェクション溶接方法。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載のプロジェクション溶接方法において、
前記第一の金属材および前記第二の金属材を、建物ユニットの床梁および小梁とすることを特徴とするプロジェクション溶接方法。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載のプロジェクション溶接方法において、
前記突起部を、前記重ね合わせ部の長手方向の両側に二箇所設けることを特徴とするプロジェクション溶接方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載のプロジェクション溶接方法において、
二箇所の前記突起部の間に、前記第一の金属材に対して当接する未加工部９１を介在させることを特徴とするプロジェクション溶接方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、プロジェクション溶接方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクション溶接方法は、第一の金属材と、突起部を有する第二の金属材とを、突起部が第一の金属材に当接するように互いに重ね合わせて、重ね合わせた部分を電極で圧着し、電極に通電することで、突起部に電気抵抗による発熱を集中させて、第二の金属材の突起部の部分を第一の金属材に溶接するものである（例えば、特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６３−１７７９７６号公報
【特許文献２】特開２００１−７９６７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１のものは、突起部を、切削加工によって形成したドーナツ状の溝の内部に設けるようにしていた。そのため、突起部の周囲には、ドーナツ状の溝を形成できるだけの大きなスペースが必要になるので、狭小部に対する溶接には適用することができなかった。
【０００５】
また、特許文献２のものは、重ね合わせた薄板をローラ状の電極（電極輪）で挟んだ状態にして、電極輪を連続的に回転駆動し、薄板を電極輪で押し潰しながら溶接を行うようにしている。しかし、電極輪による押し潰しは、バラつきが生じ易く、押し潰し具合によっては薄板に段差などが発生するので、溶接部分の品質が安定しなかった。また、電極輪による押し潰しは薄板を対象にしたものであるため、厚物材への適用は難しかった。
【０００６】
そこで、本発明は、主に、上記した問題点を解決することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は、
第一の金属材と、突起部を有する第二の金属材とを、前記突起部が前記第一の金属材に当接するように互いに重ね合わせて、重ね合わせ部を一対の電極で圧着し、一対の該電極に通電することで、前記突起部に電気抵抗による発熱を集中させて、前記第二の金属材の前記突起部の部分を前記第一の金属材に溶接するプロジェクション溶接方法において、
前記第二の金属材の前記重ね合わせ部の位置に、該重ね合わせ部の重ね幅方向の全域に及ぶ大きさの凹部を設けると共に、該凹部の内側に前記突起部を形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、上記構成によって、厚物材であっても、安定して狭小部の溶接を行うことなどができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施の形態にかかるプロジェクション溶接を行うためのスポット溶接装置の斜視図である。
【図２】プロジェクション溶接のために形成された突起部および突起部に形成されるナゲットを示す斜視図である。
【図３】図２の正面図である。
【図４】突起部を有していない場合（接触部限定なし）と突起部を有する場合（接触部限定あり）の、ナゲットの成長過程（ナゲット生成前、ナゲット生成開始、ナゲット成長）を、新品の電極や消耗した電極についてまとめた図表である。
【図５】第二の金属材に対するプレスの状態を示す側面図である。
【図６】建物ユニットの全体斜視図である。
【図７】建物ユニットの床部をプロジェクション溶接で溶接した状態を示す斜視図である。
【図８】図７を部分的に上方から見た平面図である。
【図９】比較例における図７と同様の斜視図である。
【図１０】図９の比較例における図８と同様の部分的な平面図である。
【図１１】実施例１の変形例にかかる四角状突起部を示す第二の金属材の斜視図である。
【図１２】実施例１の他の変形例にかかる丸状突起部を示す第二の金属材の斜視図である。
【図１３】実施例２を示す図である。このうち、（ａ）は重ね合わせ部の正面図、（ｂ）は（ａ）の底面図である。
【図１４】実施例３を示す図である。このうち、（ａ）は重ね合わせ部の正面図、（ｂ）は（ａ）の底面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１〜図１４は、この実施の形態を説明するためのものである。
【実施例１】
【００１１】
＜構成＞以下、構成について説明する。
【００１２】
図１は、第一の金属材１と第二の金属材２に対してプロジェクション溶接を行うための溶接装置３（スポット溶接装置）を示すものである。この溶接装置３は、互いに重ね合わせた第一の金属材１と第二の金属材２とを圧着する電極４を備えている。そして、電極４には溶接電流を通電し得るようになっている。
【００１３】
ここで、第一の金属材１と第二の金属材２とは、上下に重ね合わされている。第一の金属材１と第二の金属材２は相対的なものであり、逆であっても良い。電極４は、第一の金属材１と第二の金属材２とを上下に圧着できるように、上下一対設けられている。上下一対の電極４は、相対的に近接離反動可能に設けられている。但し、溶接装置３による溶接の向きなどについては上記に限るものではなく、例えば、左右方向などとしても良い。
【００１４】
プロジェクション溶接方法は、スポット溶接の一種であり、図２、図３に示すように、第一の金属材１と、突起部５を有する第二の金属材２とを、突起部５が第一の金属材１に当接するように互いに重ね合わせて、重ね合わせ部６を一対の電極４（図１）で圧着し、一対の電極４に通電することで、突起部５に電気抵抗による発熱を集中させて、第二の金属材２の突起部５の部分を第一の金属材１に溶接するようにしたものである（図４参照）。
【００１５】
ここで、突起部５は、第一の金属材１と第二の金属材２との間に小面積の接触部を形成するためのものである。突起部５は、電流や発熱を集中させるために、第一の金属材１と第二の金属材２との重ね合わせ部６内の位置に形成される。この実施例では、突起部５を第二の金属材２の側に設けているが、突起部５は第一の金属材１の側に設けても良い。また、突起部５は、第一の金属材１と第二の金属材２の両方に設けても良い。突起部５は、第一の金属材１と第二の金属材２のうちの、小さい方の部材に設けるのが、突起部５をより容易に形成できるようにするためには好ましい。
【００１６】
重ね合わせ部６は、平面的に見て、第一の金属材１と第二の金属材２との対向面の、面どうしが直接重なっている部分全体のことである。第一の金属材１と第二の金属材２とは、対応する（または互いに近接する）縁部どうしがほぼ平行となるように重ね合わせるのが好ましい。
【００１７】
図４は、第一の金属材１と第二の金属材２との溶接部におけるナゲット８（溶融部）の成長過程（ナゲット生成前、ナゲット生成開始、ナゲット成長）を、新品の電極４や消耗した電極４の場合に分けてまとめた図表である。
【００１８】
この図によれば、重ね合わせ部６に突起部５を設けない（接触部限定なし）通常のスポット溶接の場合には、電極４が新品のうちは良いものの、電極４の先端が消耗して平たくなってくると（消耗品）、電流密度が低下し発熱が集中されなくなるので、新品のときと同様の大きさのナゲット８（または溶接強度）を得ることが難しくなる。よって、電極４の寿命が短く、電極４の交換頻度が高くなるので、電極４の消耗状態を厳密に管理することが必要になる。なお、消耗品の先端は、フラットな形状ではない。
【００１９】
これに対し、重ね合わせ部６に突起部５を設けて行う（接触部限定あり）プロジェクション溶接の場合には、電極４の先端が消耗していても（消耗品）、小面積の突起部５に電流や発熱が確実に集中されるので、安定して所望の大きさのナゲット８（または溶接強度）を得ることが可能となる。よって、電極４の寿命が長く、電極４の交換頻度が少なくできるので、電極４の消耗状態の管理も容易になる。
【００２０】
以上により、通常のスポット溶接よりも、プロジェクション溶接にした方が、溶接強度や電極４の寿命などの面で有利である。
【００２１】
そして、上記に対し、この実施例は、以下のような構成を備えるようにしている。
【００２２】
（１）図２（図３）に示すように、第二の金属材２の重ね合わせ部６の位置に、重ね合わせ部６の重ね幅方向１１の全域に及ぶ大きさの凹部１０を設けると共に、凹部１０の内側に突起部５を形成する。
【００２３】
ここで、重ね幅は、重ね合わせ部６の幅、または、重ね代（または、重ね量）のことである。重ね幅は、例えば、上記したように、第一の金属材１と第二の金属材２とを、対応する（互いに近接する）縁部どうしがほぼ平行になるように重ね合わせることで、全域に渡ってほぼ一定になる。
【００２４】
重ね幅方向１１は、重ね代の幅方向のことであり、重ね合わせ部６の長手方向１５と直交する方向のことである。
【００２５】
重ね合わせ部６の重ね幅方向１１の全域に及ぶ大きさとは、凹部１０が、重ね幅方向１１に対し、重ね合わせ部６の重ね代（または、重ね量）とほぼ同じか、それよりも若干広い（または大きい）範囲に亘って形成されていることである。
【００２６】
凹部１０は、第二の金属材２の第一の金属材１側の面に形成された凹み部分のことである。第二の金属材２に凹部１０を形成することによって、凹部１０の内側に残存されるようにして突起部５が形成される。
【００２７】
凹部１０の内側とは、突起部５が、凹部１０によって少なくとも二方（三方または四方を含むことができる）を囲まれている状態のことである。この場合、二方は、重ね合わせ部６の長手方向１５の両側となり、例えば、突起部５は、一対の凹部１０を重ね合わせ部６の長手方向１５に間隔を有して形成することにより、一対の凹部１０の間に間隔分の大きさで形成される。この場合、突起部５は、重ね合わせ部６以外の第二の金属材２の第一の金属材１側の面と連続したものとなる。凹部１０を突起部５の三方または四方に及ぶように形成することにより、凹部１０を１つに繋げることができると共に、突起部５の頂部を、重ね合わせ部６以外の第二の金属材２の第一の金属材１側の面から分離させることができるようになる。なお、重ね合わせ部６の長手方向１５については、凹部１０は、全域に亘るように形成しても良いし、部分的に形成しても良い。
【００２８】
（２）凹部１０として、重ね合わせ部６の重ね幅方向１１へ延びる一対の溝部１２を形成して、突起部５を一対の溝部１２の間に形成しても良い。
【００２９】
ここで、一対の溝部１２は、ほぼ一定の間隔を有してほぼ平行に形成される凹部１０である。突起部５は、一対の溝部１２の間に、ほぼ一定の幅を有して重ね幅方向１１へ延びるように形成される。これにより、第一の金属材１と第二の金属材２とを重ね合わせたときに、重ね合わせ部６では、溝部１２の位置で第一の金属材１と第二の金属材２は離間され、突起部５の位置で第一の金属材１と第二の金属材２は当接されるようになる。
【００３０】
一対の溝部１２は、溝幅や溝深さを互いに異ならせて設けることができるが、互いに同じ溝幅や同じ溝深さで設けるのが好ましい。溝部１２の溝幅や溝深さは任意であるが、少なくとも溝部１２は、第二の金属材２の重ね合わせ部６の長手方向１５の寸法よりも溝幅が狭く、第二の金属材２の厚みよりも溝深さが浅いものとなる。この実施例では、溝部１２は、突起部５の幅とほぼ同じかそれよりも若干広いまたは狭い溝幅にしている。溝部１２は、第二の金属材２の厚みのほぼ半分程度（半分よりも若干大きいか小さい）の溝深さとされている。
【００３１】
溝部１２は、どのような断面形状にしても良いが、この実施例では、溝部１２を、アーチ状の断面にしている。溝部１２を、アーチ状の断面にすることで、溝部１２の周辺の強度を確保向上することができる。そして、アーチ状の断面の溝部１２により突起部５の側面は、傾斜曲面となっている。また、突起部５の頂面は、第二の金属材２の第一の金属材１側の面をほぼそのまま残した平坦な面などとなっている。突起部５は、第二の金属材２の幅方向（重ね合わせ部６の長手方向１５）の中間部（ほぼ中央部）の位置に一箇所設けられている。但し、溝部１２の断面形状は、アーチ状に限るものではない。また、突起部５の形成位置や設置個数は、上記に限るものではない。
【００３２】
（３）図５に示すように、突起部５を、第二の金属材２をプレス２１で潰して凹部１０（や一対の溝部１２）を設けることによって形成しても良い。
【００３３】
ここで、プレス２１は、圧下力Ｆによって金属材を変形させる加工方法または加工装置（プレス装置）のことである。プレス２１には、相対的に近接離反動可能な一対の金型２２，２３などが備えられる。少なくとも一方の金型２３には、凹部１０や溝部１２を形成するための凸部２４が設けられる。なお、凹部１０や溝部１２は、プレス２１以外の方法、例えば、切削加工などによっても形成することができるが、加工性や加工精度などの面において、プレス２１で形成するのが有利である。
【００３４】
（４）図２に示すように、重ね合わせ部６は、幅寸法（重ね幅）を５ｍｍ〜７ｍｍの短重ね代３１としても良い。
【００３５】
ここで、短重ね代３１は、幅寸法が５ｍｍ〜７ｍｍとなるような、十分に小さな幅の重ね合わせ部６のことである。これにより、重ね合わせ部６は、狭小部となる。なお、短重ね代３１は、０ｍｍ（突き当て状態）よりは大きくなる。
【００３６】
（５）図３に示すように、第一の金属材１と第二の金属材２は、重ね合わせ部６の総厚４１を７．２ｍｍ〜８．５ｍｍとしても良い。
【００３７】
ここで、総厚４１とは、第一の金属材１と第二の金属材２の重ね合わせ部６の合計の厚さのことである。この合計の厚さ（総厚４１）を７．２ｍｍ〜８．５ｍｍとする。これにより、重ね合わせ部６は、厚物材どうしの溶接部となる。なお、第一の金属材１と第二の金属材２とは、ほぼ同じ厚さとするのが好ましいが、異なる厚さとしても良い。
【００３８】
（６）図３に示すように、突起部５は、幅５１を９ｍｍ以上としても良い。
【００３９】
ここで、突起部５の幅５１（突起幅）は、溶接部に所望の溶接強度を得るために必要なナゲット８の大きさ（必要ナゲット径）と同じかそれよりも若干大きなものとされる。突起部５の幅５１は、上記した必要ナゲット径とほぼ同等（ほぼ同じかそれよりも若干大きい）の大きさに設定される。必要ナゲット径は、第一の金属材１と第二の金属材２の重ね合わせ部６の総厚４１に応じて異なる値となる。必要ナゲット径は、総厚４１の数値を公知の計算式に代入することで簡単に算出できる。総厚４１が７．２ｍｍ〜８．５ｍｍの場合、必要なナゲット径は、ほぼ９ｍｍとなり、突起部５の幅５１は９ｍｍ程度またはそれ以上が必要になる。これにより、突起部５は、ほぼ９ｍｍ×５ｍｍ（〜７ｍｍ）程度の大きさの平面視ほぼ矩形状のものとなる。なお、突起部５の幅５１の上限は、所要の電流密度を確保し得るように、例えば、電極４の先端径よりも小さくするのが好ましい。また、電極４の先端形状は、図４に示すように、発熱が集中し、溶け始めが安定し易いＲ形状（Ｒ型）とするのが好ましい。
【００４０】
（７）一対の電極４は、一方をＦ型とし、他方をＲ型としても良い。
【００４１】
ここで、電極４の形状には、先端が円錐台型のＣ型（円錐台型：図示せず）や、先端がアール形状をしたＲ型（ラジアス型）や、Ｃ型とＲ型とを組み合わせたＣＲ型（円錐台ラジアス型）や、先端が平らなＦ型などの各種のものがある。
【００４２】
そして、様々な形状の電極４を用いて電流値を変えながら溶接を行い、溶接強度と割れとの関係について調査したところ、必要な溶接強度（必要強度）を満たしているが割れも発生し易い電極４の組み合わせ（ＣＲ型どうし、および、Ｒ型どうし）や、逆に、割れは発生しないが必要強度に達しない電極４（Ｆ型どうし）などの存在が確認された。そして、割れが発生せずしかも必要強度を満たせる電極４の組み合わせ（Ｆ型とＲ型との組み合わせ）も発見された。
【００４３】
よって、この実施例のプロジェクション溶接方法では、一対の電極４は、Ｆ型とＲ型とを組み合わせたものとするのが最適であることが確認された。Ｆ型の電極４とＲ型の電極４は、どちらを上にして使っても良い。
【００４４】
なお、今回効果が確認されなかった電極４の組み合わせであっても、溶接の条件を変えたり調整したりすることによって、割れの発生を抑制しつつ必要強度を満せるようになる可能性があるので、この点については、今後の研究に期待される。
【００４５】
（８）図６（〜図８）に示すように、第一の金属材１および第二の金属材２を、建物ユニット７１の床梁７２および小梁７３としても良い。
【００４６】
ここで、図６に示すように、建物ユニット７１は、ユニット工法で使用されるほぼ直方体状をした構造物である。建物ユニット７１は、予め工場で製造され、トラックで建築現場へ輸送されて、建築現場で組み立てられる。このようにすることで、短期間のうちに建物（ユニット建物）を構築することが可能になる。
【００４７】
建物ユニット７１には、鉄骨系のものと木質系のものとが存在しているが、この実施例の建物ユニット７１は、鉄骨系のものである。鉄骨系の建物ユニット７１は、４本の柱７４の上端間を４本の天井梁７５で矩形状に連結し、４本の柱７４の下端間を４本の床梁７２で矩形状に連結して成るボックスラーメン構造のユニットフレーム（建物ユニット７１の骨組み）を備えている。
【００４８】
そして、建物ユニット７１の床部（床フレーム７６）は、矩形状に組んだ４本の床梁７２に対して、対向する一対の床梁７２間、例えば、長辺となる床梁７２の間を連結するように複数本の小梁７３を架け渡して、床梁７２と小梁７３の端部とを溶接固定したものなどとされる。複数本の小梁７３は、床梁７２に沿い、所要の間隔を有して配置される。
【００４９】
図７は、建物ユニット７１の床部（床フレーム７６）の一部を示しており、図８の平面図に示すように、床梁７２と小梁７３の端部との溶接部の全部または一部に、上記したプロジェクション溶接を用いるようにする。この場合、第一の金属材１は、例えば、床梁７２などとすることができる。また、第二の金属材２は、例えば、小梁７３などとすることができる。但し、第一の金属材１と第二の金属材２とは、相対的なものであり、逆にしても良い。
【００５０】
床梁７２は、ウェブ部７２ａと上下のフランジ部７２ｂ，７２ｃとを有する側面視ほぼＣ字断面のものとされている。側面視ほぼＣ字断面の床梁７２は、開放部分を床フレーム７６の内側へ向けた状態で設置される。
【００５１】
また、小梁７３の端部には、床梁７２の形状に合わせたウェブ部７７ａと上下のフランジ部７７ｂ，７７ｃとを有する側面視ほぼＣ字状の端板７７が一体的に取付けられている。
【００５２】
そして、床梁７２と小梁７３の端板７７とは、開放部分を向かい合わせた状態で、フランジ部どうし（フランジ部７２ｂとフランジ部７７ｂ、および、フランジ部７２ｃとフランジ部７７ｃ）を互いに上下に重ね合わせて溶接される。
【００５３】
この際、床梁７２の上側のフランジ部７２ｂの上には、上下に延びる間柱７８などが、リベット７９などによって取付けられている。小梁７３は、間柱７８と同じ位置などに、間柱７８と干渉しないように取付けられる。そのために、フランジ部７２ｂとフランジ部７７ｂとの間の重ね合わせ部６は、間柱７８との干渉を防止するために十分なスペースが確保できず、狭小部（短重ね代３１）にならざるを得ない。
【００５４】
より具体的には、床梁７２と端板７７とは、例えば、亜鉛メッキ鋼板またはこれに類する亜鉛メッキ系鋼板で形成されている。床梁７２は厚みがほぼ４．５ｍｍの厚物材で、端板７７は厚みがほぼ４．０ｍｍの厚物材で、重ね合わせ部６の総厚４１は、ほぼ７．２ｍｍ〜８．５ｍｍとなる。床梁７２のフランジ部７２ｂ，７２ｃは、幅が約５０ｍｍとなっており、端板７７の重ね合わせ部６の重ね幅は、ほぼ５ｍｍ〜７ｍｍの短重ね代３１になる。但し、上記した数値は、一例であり、これらに限るものではない。
【００５５】
そして、この実施例では、少なくとも、床梁７２の上側のフランジ部７２ｂと端板７７の上側のフランジ部７７ｂとの間の溶接を、ロボットによるスポット溶接とし、更に、上記したプロジェクション溶接の技術を適用する（プロジェクション溶接部８１）。この場合、突起部５は、小梁７３の端板７７の上側のフランジ部７７ｂにおける、床梁７２の上側のフランジ部７２ｂと対向する面（下面）に設けるのが好ましい。但し、突起部５は、床梁７２の上側のフランジ部７２ｂ（の上面）に設けるようにしても良い。なお、床梁７２の下側のフランジ部７２ｃと端板７７の下側のフランジ部７７ｃとの間の溶接については、この実施例ではアーク溶接（アーク溶接部８２）などとしているが、これに限るものではない。
【００５６】
＜作用＞以下、この実施例の作用について説明する。
【００５７】
例えば、ユニット工法に用いられる建物ユニット７１の床部（床フレーム７６）は溶接によって形成されている。現状では、図９（図１０）に示すように、床梁７２と端板７７とを、開放部分を向かい合わせた状態でフランジ部どうし（フランジ部７２ｂとフランジ部７７ｂ、および、フランジ部７２ｃとフランジ部７７ｃ）を互いに手作業でアーク溶接（手溶接）している（アーク溶接部８２）。
【００５８】
このように、手作業でアーク溶接（手溶接）を行った場合、仮付けや溶接作業、仕上げや補修作業などに合計６人の人員を要する。また、１箇所あたりの溶接に要する時間が約３５秒となっている。
【００５９】
そこで、この作業を、例えば、ロボットによるアーク溶接（自動溶接）に変更すると、仮付けや溶接作業に２人、仕上げや補修作業に２人の合計４人の人員に削減できる。また、１箇所あたりの溶接に要する時間も約２０秒に短縮される。
【００６０】
更に、例えば、ロボットによるスポット溶接（自動溶接）に変更すると、仮付けや溶接作業に２人、仕上げや補修作業に０人の合計２人の人員で済むようになる。また、１箇所あたりの溶接に要する時間も約８秒に短縮される。
【００６１】
よって、手作業によるアーク溶接からロボットによるスポット溶接（自動溶接）に切り替えることが、生産性を向上する上では望ましい。
【００６２】
しかし、建物ユニット７１の床部（床フレーム７６）に対する溶接は、厚物材の狭小部に対する溶接となるため、通常の溶接よりもハードルが高く、ロボットによる溶接への切り替えには、技術的な困難が伴う。
【００６３】
そこで、この実施例では、少なくとも、床梁７２の上側のフランジ部７２ｂと端板７７の上側のフランジ部７７ｂとを、プロジェクション溶接によって溶接するようにした。これにより、厚物材の狭小部に対する溶接などであっても、ロボットによるスポット溶接を確実に行わせることができるようになり、生産性の向上などを図ることが可能になる。
【００６４】
＜効果＞この実施例によれば、以下のような効果を得ることができる。
【００６５】
（効果 １）この実施例のプロジェクション溶接方法では、第二の金属材２の重ね合わせ部６の位置に、重ね合わせ部６の重ね幅方向１１の全域に及ぶ大きさの凹部１０を設けると共に、凹部１０の内側に突起部５を形成している。これにより、第一の金属材１に対する第二の金属材２の重ね合わせ部６の位置で、且つ、凹部１０の内側の位置に限定して、突起部５を確実に設けることができるようになる。よって、重ね合わせ部６が狭小部になるような場合でも、狭小部に対し確実に突起部５を設けて、狭小部を（ロボットなどで）溶接することが可能になる。
【００６６】
そして、上記した凹部１０は、重ね合わせ部６の重ね幅方向１１の全域に及ぶ大きさにすることのみを条件にしているので、第一の金属材１や第二の金属材２が厚物材であっても、また、溶接箇所が狭小部であっても支障なく、また、正確に形成することができる。よって、突起部５も、凹部１０の内側に安定した形状で設けられる。そのため、厚物材であっても、狭小部を安定して溶接することが可能になる。
【００６７】
また、突起部５は、重ね合わせ部６と凹部１０とによって限定された小面積の当接部となるので、突起部５に発熱が集中し、少ない入熱でも溶接が可能になる。よって、高電流・短時間通電による溶接が可能になる。
【００６８】
また、溶接する部分が、突起部５という小面積の当接部に限定され、高電流・短時間通電による溶接が可能になることから、電極４の消耗による溶接中の分流の影響を受け難くなり、電極４の寿命も向上する。
【００６９】
更に、狭小部に対して突起部５を支障なく形成できるので、周辺部品（例えば、間柱７８など）に対する（収まりなどの）影響もなくすことができる。
【００７０】
よって、後述するように、例えば、建物ユニット７１の床フレーム７６の溶接などのような、溶接が難しい状況であっても支障なく適用することができる。
【００７１】
（効果 ２）この実施例のプロジェクション溶接方法では、第一の金属材１に対する第二の金属材２の重ね合わせ部６の位置に、重ね合わせ部６の重ね幅方向１１へ延びる一対の溝部１２を形成することで、一対の溝部１２の間に突起部５を設けるようにしても良い。これにより、第一の金属材１に対する第二の金属材２の重ね合わせ部６の位置で、且つ、一対の溝部１２間の位置に限定して、突起部５を確実に設けることができるようになる。よって、重ね合わせ部６が狭小部になるような場合でも、狭小部に対し確実に突起部５を設けて、狭小部を（ロボットなどで）溶接することが可能になる。
【００７２】
そして、上記した一対の溝部１２は、最も簡単な構成の凹部１０であり、部材に対して形成するのが容易であるため、第一の金属材１や第二の金属材２が厚物材であっても、また、溶接箇所が狭小部であっても支障なく正確に形成することができる。よって、突起部５も、一対の溝部１２間に安定した形状で設けられる。そのため、厚物材であっても、狭小部を安定して溶接することが可能になる。
【００７３】
また、突起部５は、重ね合わせ部６と一対の溝部１２とによって限定された小面積の当接部となるので、突起部５に発熱が集中し、少ない入熱でも溶接が可能になる。よって、高電流・短時間通電による溶接が可能になる。
【００７４】
（効果 ３）上記したプロジェクション溶接方法は、第二の金属材２をプレス２１で潰すことによって凹部１０（や一対の溝部１２）を設けて突起部５を形成しても良い。プレス２１は、加工性が良く、また均一な加工が安定して行えるので、第二の金属材２に対し、常に均一でバラつきのない凹部１０や溝部１２を、短時間で形成することができる。そのため、凹部１０の内側の突起部５や、一対の溝部１２間の突起部５も均一でバラつきのないものになる。よって、高精度で安定した凹部１０や溝部１２および突起部５を生産性良く形成することができる。そして、高精度な突起部５が得られることで、安定した溶接品質や十分な溶接強度を得たり、溶接品質や溶接強度をより向上したりすることなどが可能になる。また、プレス２１によって凹部１０を形成したり、一対の溝部１２を形成したりすることで、突起部５の周辺の強度も容易に確保される。
【００７５】
（効果 ４）上記したプロジェクション溶接方法は、第一の金属材１と第二の金属材２との重ね合わせ部６を、幅寸法が５ｍｍ〜７ｍｍの短重ね代３１としても良い。これにより、幅寸法が５ｍｍ〜７ｍｍの短重ね代３１であっても突起部５を強固に溶接することが可能になる。
【００７６】
（効果 ５）上記したプロジェクション溶接方法は、第一の金属材１と第二の金属材２との重ね合わせ部６の総厚４１を７．２ｍｍ〜８．５ｍｍとしても良い。これにより、第一の金属材１と第二の金属材２の重ね合わせ部６の総厚４１が７．２ｍｍ〜８．５ｍｍとなるような厚物材どうしの溶接であっても、突起部５を強固に溶接することが可能になる。
【００７７】
（効果 ６）上記したプロジェクション溶接方法は、突起部５の幅５１を９ｍｍ程度以上（または必要ナゲット径とほぼ同等）としても良い。これにより、突起部５に９ｍｍ程度またはそれ以上の大きさのナゲット８（溶融部または溶接部）を形成して、突起部５の部分を強固に溶接することが可能になる。
【００７８】
（効果 ７）上記したプロジェクション溶接方法は、使用する一対の電極４を、Ｆ型とＲ型とを組み合わせたものとしても良い。これにより、電極４で圧着したときの第一の金属材１と第二の金属材２との変形量（打痕深さ）が大き過ぎず小さ過ぎない適度なものになるため、割れがなく、高い溶接強度の溶接を安定して行うことができるようになる。
【００７９】
（効果 ８）上記したプロジェクション溶接方法は、第一の金属材１および第二の金属材２を、建物ユニット７１の床梁７２および小梁７３としても良い。これにより、床梁７２に小梁７３を容易かつ短時間で溶接して、建物ユニット７１の床フレーム７６を効率的に生産し、床フレーム７６の溶接に要する人員や時間を削減できる。また、床フレーム７６を製造する際の電極４の寿命を延ばすことができる。
【００８０】
（変形例）
【００８１】
図１１は、実施例１の変形例であり、突起部５を、第一の金属材１に対して四角い面（頂面）で当接する四角突起状にしたものである（四角状突起部５ａ）。
【００８２】
ここで、四角状突起部５ａは、実施例１と同様に、矩形状の断面を有する一対の溝部１２の間に形成することが可能である。これに対し、この変形例では、四角状突起部５ａの両側を、第二の金属材２の幅端部（重ね合わせ部６の長手方向１５の両側）の位置にまで及ぶ大きさの一対の凹部１０にしている。このようにしても、四角状突起部５ａを支障なくプレス２１によって第二の金属材２に形成することができる。この実施例では、四角状突起部５ａは、頂面が第二の金属材２の第一の金属材１側の面をほぼそのまま残した平坦な面などとなっている。四角状突起部５ａの頂面は、重ね合わせ部６以外の第二の金属材２の第一の金属材１側の面と連続されている。また、四角状突起部５ａは、側面が頂面とほぼ垂直な面となっている。
【００８３】
このように、突起部５を、第一の金属材１に対して四角い面で当接する四角突起状にすることで、第二の金属材２の板厚に影響を与えずに、溶接強度のバラ付きを低減させる突起部５の加工形状を得ることができる。
【００８４】
なお、上記以外については、上記実施例１と同様の構成を有することができ、同様の作用効果を得ることが可能である。
【００８５】
図１２は、実施例１の他の変形例であり、図１１の四角状突起部５ａに対し、突起部５を、第一の金属材１に対してほぼ点（頂点）で当接する丸突起状したものである（丸状突起部５ｂ）。
【００８６】
ここで、丸状突起部５ｂは、頂点以外の部分が、第二の金属材２の第一の金属材１側の面を加工した状態になっている。頂点については、第二の金属材２の第一の金属材１側の面がほぼそのまま残るようにしている。丸状突起部５ｂは、ほぼ半球状のものや、円柱の頂部をほぼ半球状にしたものなどとすることができる。丸状突起部５ｂは、重ね合わせ部６以外の第二の金属材２の第一の金属材１側の面から分離されている。
【００８７】
このように、突起部５を、第一の金属材１に対して点で当接する丸突起状にすることで、第二の金属材２の板厚に影響を与えずに、溶接強度のバラ付きを低減させる突起部５の加工形状を得ることができる。なお、図５のようなプレス２１によって丸突起状の突起部５を形成する場合には、第二の金属材２の反対面側から、丸突起状の突起部５の位置を、所要の力Ｆ１で、部分的に裏押しするのが、丸突起状の突起部５を所望の形状に精度良く形成するためには好ましい。この力Ｆ１は、プレス２１を行う際の、第二の金属材２の反対面の他の部分に対する圧下力Ｆよりも部分的に大きくなるようにする。プレス２１の金型２２には、例えば、裏押し用の凸部などを設けることができる。
【００８８】
なお、上記以外については、上記実施例１および変形例と同様の構成を有することがで、同様の作用効果を得ることが可能である。
【実施例２】
【００８９】
図１３は、プロジェクション溶接方法の実施例２を示すものであり、第一の金属材１および第二の金属材２を建物ユニット７１の床梁７２および小梁７３に適用したものである。
【００９０】
この実施例では、突起部５を、重ね合わせ部６の長手方向１５の両側に二箇所設けるようにしている。
【００９１】
ここで、突起部５は、丸突起状のもの（丸状突起部５ｂ）となっているが、四角突起状のもの（四角状突起部５ａ）としても良いし、一対の溝部１２の間に形成されるものなどとしても良い。突起部５の位置は、重ね合わせ部６の長手方向１５の両側部の近傍で、両側部よりも若干内側の位置に形成されている。この実施例では、二箇所の突起部５間の間隔は、例えば、５ｃｍ程度などとされている。重ね合わせ部６の長手方向１５の両側部の位置には、突起部５から離して、一対の未加工部９１が形成されている。
【００９２】
一対の未加工部９１は、重ね合わせ部６の長手方向１５の幅寸法が、突起部５の幅寸法よりも小さくなっている。また、未加工部９１と突起部５との重ね合わせ部６の長手方向１５の間隔は、ほぼ突起部５の幅寸法程度とされている。一対の未加工部９１の間は、突起部５以外の部分が全て凹部１０となっている。凹部１０は、重ね合わせ部６の幅方向１１の寸法が、建物ユニット７１の床梁７２と小梁７３との間の重ね合わせ部６における、短重ね代３１の幅寸法と同じか、それよりも若干大きくなっている。
【００９３】
未加工部９１は、第二の金属材２の第一の金属材１側の面をほぼそのまま残した平坦な頂面を有しているので、一対の未加工部９１は、二箇所の突起部５をプロジェクション溶接（プロジェクション溶接部８１）する際に、重ね合わせ部６の総厚４１をほぼ一定に保つためのスペーサーとしての機能を果たすものとなる。
【００９４】
なお、丸状突起部５ｂは、図では平面的に見て一部が欠けた状態となっているが、頂部周辺がプロジェクション溶接に必要な分だけ存在していれば良いため、一部欠けた状態でも支障なく使用することができる。
【００９５】
このように、丸突起状や四角突起状や一対の溝部１２間に形成される突起部５を、重ね合わせ部６の長手方向１５の両側に二箇所設けることにより、溶接の打点箇所を増やしてプロジェクション溶接の際の入熱量を低減させ、以て、溶接箇所の割れ防止を図ることができる。
【００９６】
なお、上記以外については、上記実施例などと同様の構成を有することができ、同様の作用効果を得ることが可能である。
【実施例３】
【００９７】
図１４は、プロジェクション溶接方法の実施例３を示すものであり、第一の金属材１および第二の金属材２を建物ユニット７１の床梁７２および小梁７３に適用したものである。
【００９８】
この実施例では、二箇所の突起部５の間に、第一の金属材１に対して当接する未加工部９１を介在させるようにしている。
【００９９】
ここで、突起部５は、重ね合わせ部６の長手方向１５の両側部またはその近傍にそれぞれ部分的に設けた凹部１０（または一対の溝部１２でも良い）の内側に形成されている。突起部５の位置は、図１３のものとほぼ同じになっている。また、図１３における、重ね合わせ部６の長手方向１５の両側部の一対の未加工部９１は、設けても良いが、この実施例では、設けないようにしている。これにより、一対の部分的な凹部１０の間に、重ね合わせ部６の長手方向１５へ比較的長く延びる未加工部９１が形成される。
【０１００】
このように、二箇所の突起部５の間に、第一の金属材１に対して当接する未加工部９１を介在させることにより、未加工部９１が介在されている分だけ、凹部１０および突起部５を形成する際の第二の金属材２に対する加工面積を減らすことができ、二箇所の突起部５を比較的容易に加工できるようになる（即ち、プレス面積を小さくして、より小さなプレス荷重で二箇所の突起部５を比較的容易に加工できるようになる）。また、二箇所の突起部５の間に比較的大きい未加工部９１が存在することで、プロジェクション溶接の際の第一の金属材１の幅方向１１や長手方向１５に対する変形量９５，９６が小さく抑えられ、未加工部９１の周辺も変形が小さくなって、未加工部９１と間柱７８との間にアーク溶接に必要なスペースが確保され易くなるので、必要に応じて、二箇所の突起部５の間（未加工部９１）の位置を第一の金属材１に対してアーク溶接することなども容易になる（アーク溶接部８２）。
【０１０１】
なお、上記以外については、上記実施例２などと同様の構成を有することができ、同様の作用効果を得ることが可能である。
【符号の説明】
【０１０２】
１      第一の金属材
２      第二の金属材
４      電極
５      突起部
５ａ    四角状突起部
５ｂ    丸状突起部
６      重ね合わせ部
１０    凹部
１１    重ね幅方向
１２    溝部
２１    プレス
３１    短重ね代
４１    総厚
５１    突起部の幅
７１    建物ユニット
７２    床梁
７３    小梁
７６    床フレーム
９１    未加工部
【図１】
2020097054.tif 000003
【図２】
2020097054.tif 000004
【図３】
2020097054.tif 000005
【図４】
2020097054.tif 000006
【図５】
2020097054.tif 000007
【図６】
2020097054.tif 000008
【図７】
2020097054.tif 000009
【図８】
2020097054.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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