(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属板をもって形成された素材に、１乃至複数個のプロジェクションを形成してなる被溶接部材において、前記素材の片面に凹部が形成され、当該凹部の裏面に前記プロジェクションが形成されていて、前記凹部内かつ前記プロジェクションの周辺部分における前記素材の板厚をＤ２、前記凹部外における前記素材の板厚をＤ３としたとき、これら各部の板厚が、Ｄ２＜Ｄ３の関係にあり、かつ前記プロジェクションの背面には、前記プロジェクションの先端と対応する位置に窪みが形成されていて、前記窪みの底部から前記プロジェクションの先端までの高さをＤ１としたとき、前記凹部内かつ前記プロジェクションの周辺部分における前記素材の板厚Ｄ２との関係が、Ｄ１＞Ｄ２であることを特徴とする被溶接部材。
【請求項２】
金属板をもって形成された素材の表面側及び裏面側に配置され、前記素材を固定する一対の金型と、前記一対の金型のいずれか一方に設けられ、前記素材に局部的な加圧力を付与する成形パンチと、他方の金型の前記成形パンチと対向する位置に開設され、前記成形パンチにより付与される加圧力を受けて塑性流動を起こした前記素材の一部を流入させる成形孔とを有するプレス装置を用い、
前記一対の金型により前記素材を固定した後、前記成形パンチを駆動して前記素材の片面に所要の加圧力を付与し、前記素材の加圧力付与部に、前記成形パンチの先端部の形状に相当する凹部を形成し、前記加圧力を受けることにより塑性流動を起こした前記素材の一部を前記成形孔内に流入させて、前記凹部の裏面に所要形状及び所要サイズのプロジェクションを形成すると共に、前記プロジェクションの背面の前記プロジェクションの先端と対応する位置に窪みを形成し、前記窪みの底部から前記プロジェクションの先端までの高さをＤ１、前記凹部内かつ前記プロジェクションの周辺部分における前記素材の板厚をＤ２、前記凹部外における前記素材の板厚をＤ３としたとき、これら各部の板厚を、Ｄ１＞Ｄ２かつＤ２＜Ｄ３とすることを特徴とする被溶接部材の製造方法。
【請求項３】
プロジェクションが形成された被溶接部材を少なくとも１つは含む複数の被溶接部材を、プロジェクション溶接により一体化してなる抵抗溶接構造において、
前記プロジェクションが形成された被溶接部材は、金属板をもって形成された素材に、１乃至複数個のプロジェクションを形成したものであって、前記素材の片面に凹部が形成され、当該凹部の裏面に前記プロジェクションが形成され、かつ前記プロジェクションの背面の前記プロジェクションの先端と対応する位置に窪みが形成されていて、前記窪みの底部から前記プロジェクションの先端までの高さをＤ１、前記凹部内かつ前記プロジェクションの周辺部分における前記素材の板厚をＤ２、前記凹部外における前記素材の板厚をＤ３としたとき、これら各部の板厚が、Ｄ１＞Ｄ２かつＤ２＜Ｄ３の関係にあり、前記プロジェクションが形成された被溶接部材と、これに接合される他方の被溶接部材とは、前記プロジェクションを介して接合されていることを特徴とする抵抗溶接構造。
【請求項４】
前記他方の被溶接部材として、前記プロジェクションが形成されていない被溶接部材を用い、このプロジェクションが形成されていない他方の被溶接部材の片面に、前記プロジェクションを接合したことを特徴とする請求項３に記載の抵抗溶接構造。
【請求項５】
プロジェクションが形成された被溶接部材を少なくとも１つは含む複数の被溶接部材を、プロジェクション溶接により一体化する抵抗溶接方法において、
前記プロジェクションが形成された被溶接部材として、金属板をもって形成された素材の片面に凹部が形成され、当該凹部の裏面に前記プロジェクションが形成され、かつ前記プロジェクションの背面の前記プロジェクションの先端と対応する位置に窪みが形成されていて、前記窪みの底部から前記プロジェクションの先端までの高さをＤ１、前記凹部内かつ前記プロジェクションの周辺部分における前記素材の板厚をＤ２、前記凹部外における前記素材の板厚をＤ３としたとき、これら各部の板厚が、Ｄ１＞Ｄ２かつＤ２＜Ｄ３の関係にあるものを用い、
前記プロジェクションを内側にして、前記複数の被溶接部材を重ね合わせた後、前記プロジェクションを介して前記複数の被溶接部材間に通電すると共に、前記プロジェクションに加圧力を付与することを特徴とする抵抗溶接方法。
【請求項６】
前記複数の被溶接部材を重ね合わせることにより構成される積層体を受け部材上に置き、前記受け部材に接する１の被溶接部材の上面に、平行に配置された２つの可動電極の一方を押し当てると共に、前記積層体の最も上方に配置される他の１の被溶接部材の上面に、前記２つの可動電極の他方を押し当て、この状態で、前記２つの可動電極間に通電すると共に、前記他方の可動電極を駆動して、前記プロジェクションに加圧力を付与することを特徴とする請求項５に記載の抵抗溶接方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロジェクション溶接を利用した抵抗溶接構造及び抵抗溶接方法と、プロジェクションが形成された被溶接部材の構成及び製造方法に係り、特に、抵抗溶接構造及び被溶接部材におけるプロジェクション形成部の構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
抵抗溶接は、抵抗発熱によって被溶接部材を局部的に加熱し、加圧力の作用下で加熱部分を接合する溶接方法である。この抵抗溶接方法の一種としては、互いに接合される複数の被溶接部材の１つにプロジェクションを形成し、このプロジェクションを他方の被溶接部材と突き合わせた状態で各被溶接部材間に加圧力及び電流を加え、プロジェクションと他方の被溶接部材との突き合わせ部に加圧力及び電流を集中させて接合する、いわゆるプロジェクション溶接がある。プロジェクション溶接は、小さな面積に加圧力及び電流を集中させることができるので、優れた熱平衡を得ることができ、接合品質が良好な各種の製品を製造することができる。
【０００３】
従来、被溶接部材に対するプロジェクションの形成方法としては、被溶接部材の裏面側から点状又は線状の加圧力を加え、被溶接部材の表面側に点状又は線状のプロジェクションを押し出す方法が一般的に用いられている。この方法によると、被溶接部材の裏面側に加圧による窪みが形成され、プロジェクションの肉厚は、素材の厚みよりも薄肉になる。また、近年においては、被溶接部材の裏面側に窪みを形成せず、表面側に点状又は線状のプロジェクションを形成した被溶接部材を用いて、プロジェクション溶接を行う技術も提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５-２５９９２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のプロジェクション溶接に適用される被溶接部材のうち、裏面側から加圧力を加えて、表面側にプロジェクションを押し出したものは、上述のように、プロジェクションの肉厚が素材の厚みよりも薄肉になるので、プロジェクションの剛性が低く、抵抗溶接時の加圧力により変形する。また、プロジェクションの厚みが減少していることから、通電径路の減少によって抵抗溶接時の電気抵抗が大きくなり、相手部材との接触部以外も発熱して軟化する。これらのことから、抵抗溶接時にプロジェクションが座屈しやすく、接合部に適切な加圧力が加わらなくなって、接合部にスパッタやボイドなどの溶接不良が発生しやすくなり、安定な接合品質を得ることが難しいという問題がある。
【０００６】
一方、特許文献１に開示の被溶接部材を用いた場合には、プロジェクションの剛性が高いために、プロジェクションの座屈に起因する溶接不良の発生を解消することができるが、この被溶接部材も、プロジェクションを素材の裏面側から押し出した従来の被溶接部材と同様に、プロジェクション形成部における被溶接部材の総厚が、素材の厚みとプロジェクションの高さの合計値となり、抵抗溶接用電極間の抵抗値が高いので、プロジェクションの周辺部における発熱が大きく、熱影響部が広範囲に及ぶ、或いはプロジェクションの変形が過大になるという不都合を解消することができない。
【０００７】
本発明は、このような従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、接合部に適正な加圧力及び熱量を付与することができて信頼性の高い溶接部を生成可能な抵抗溶接構造及び抵抗溶接方法を提供すること、並びに、これらの抵抗溶接構造及び抵抗溶接方法の実施に好適な被溶接部材とその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記の目的を達成するため、被溶接部材については、金属板をもって形成された素材に、１乃至複数個のプロジェクションを形成してなる被溶接部材において、前記素材の片面に凹部が形成され、当該凹部の裏面に前記プロジェクションが形成されていて、前記凹部内かつ前記プロジェクションの周辺部分における前記素材の板厚をＤ２、前記凹部外における前記素材の板厚をＤ３としたとき、これら各部の板厚が、Ｄ２＜Ｄ３の関係にあり、かつ前記プロジェクションの背面には、前記プロジェクションの先端と対応する位置に窪みが形成されていて、前記窪みの底部から前記プロジェクションの先端までの高さをＤ１としたとき、前記凹部内かつ前記プロジェクションの周辺部分における前記素材の板厚Ｄ２との関係が、Ｄ１＞Ｄ２であるという構成にした。
【０００９】
また本発明は、上記の目的を達成するため、被溶接部材の製造方法については、金属板をもって形成された素材の表面側及び裏面側に配置され、前記素材を固定する一対の金型と、前記一対の金型のいずれか一方に設けられ、前記素材に局部的な加圧力を付与する成形パンチと、他方の金型の前記成形パンチと対向する位置に開設され、前記成形パンチにより付与される加圧力を受けて塑性流動を起こした前記素材の一部を流入させる成形孔とを有するプレス装置を用い、
前記一対の金型により前記素材を固定した後、前記成形パンチを駆動して前記素材の片面に所要の加圧力を付与し、前記素材の加圧力付与部に、前記成形パンチの先端部の形状に相当する凹部を形成し、前記加圧力を受けることにより塑性流動を起こした前記素材の一部を前記成形孔内に流入させて、前記凹部の裏面に所要形状及び所要サイズのプロジェクションを形成すると共に、前記プロジェクションの背面の前記プロジェクションの先端と対応する位置に窪みを形成し、前記窪みの底部から前記プロジェクションの先端までの高さをＤ１、前記凹部内かつ前記プロジェクションの周辺部分における前記素材の板厚をＤ２、前記凹部外における前記素材の板厚をＤ３としたとき、これら各部の板厚を、Ｄ１＞Ｄ２かつＤ２＜Ｄ３とするという構成にした。
【００１０】
また本発明は、上記の目的を達成するため、抵抗溶接構造については、プロジェクションが形成された被溶接部材を少なくとも１つは含む複数の被溶接部材を、プロジェクション溶接により一体化してなる抵抗溶接構造において、前記プロジェクションが形成された被溶接部材は、金属板をもって形成された素材に、１乃至複数個のプロジェクションを形成したものであって、前記素材の片面に凹部が形成され、当該凹部の裏面に前記プロジェクションが形成され、かつ前記プロジェクションの背面の前記プロジェクションの先端と対応する位置に窪みが形成されていて、前記窪みの底部から前記プロジェクションの先端までの高さをＤ１、前記凹部内かつ前記プロジェクションの周辺部分における前記素材の板厚をＤ２、前記凹部外における前記素材の板厚をＤ３としたとき、これら各部の板厚が、Ｄ１＞Ｄ２かつＤ２＜Ｄ３の関係にあり、前記プロジェクションが形成された被溶接部材と、これに接合される他方の被溶接部材とは、前記プロジェクションを介して接合されているという構成にした。
【００１１】
さらに本発明は、上記の目的を達成するため、抵抗溶接方法については、プロジェクションが形成された被溶接部材を少なくとも１つは含む複数の被溶接部材を、プロジェクション溶接により一体化する抵抗溶接方法において、前記プロジェクションが形成された被溶接部材として、金属板をもって形成された素材の片面に凹部が形成され、当該凹部の裏面に前記プロジェクションが形成され、かつ前記プロジェクションの背面の前記プロジェクションの先端と対応する位置に窪みが形成されていて、前記窪みの底部から前記プロジェクションの先端までの高さをＤ１、前記凹部内かつ前記プロジェクションの周辺部分における前記素材の板厚をＤ２、前記凹部外における前記素材の板厚をＤ３としたとき、これら各部の板厚が、Ｄ１＞Ｄ２かつＤ２＜Ｄ３の関係にあるものを用い、前記プロジェクションを内側にして、前記複数の被溶接部材を重ね合わせた後、前記プロジェクションを介して前記複数の被溶接部材間に通電すると共に、前記プロジェクションに加圧力を付与するという構成にした。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によると、抵抗溶接構造及び抵抗溶接方法の実施に適用するプロジェクションが形成された被溶接部材として、金属板をもって形成された素材の片面に凹部が形成され、凹部の底面又は裏面にプロジェクションが形成されていて、凹部内かつプロジェクションの周辺部分における素材の板厚をＤ２、凹部外における素材の板厚をＤ３としたとき、これら各部の板厚がＤ２＜Ｄ３の関係にあるものを用いるので、プロジェクションには、凹部内かつプロジェクションの周辺部分における素材の板厚Ｄ２よりも薄肉の部分が形成されず、抵抗溶接時におけるプロジェクションの座屈を防止できて、接合品質の安定化を図ることができる。また、素材の片面に凹部を形成するので、その形状効果と、抵抗溶接時における通電経路長を短くできて電極間の固有抵抗を抑制できることから、熱影響部の縮小化を図ることができる。さらに、被溶接部材の製造方法については、素材の塑性流動を利用して、所要の凹部とプロジェクションとを同時に形成するので、被溶接部材を高効率に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施形態に係る被溶接部材の要部断面図である。
【図２】第２実施形態に係る被溶接部材の要部断面図である。
【図３】第３実施形態に係る被溶接部材の要部断面図である。
【図４】第１実施形態に係る被溶接部材の製造に用いるプレス装置の構成と、これを用いた第１実施形態に係る被溶接部材の製造方法とを示す説明図である。
【図５】第２実施形態及び第３実施形態に係る被溶接部材の製造に用いるプレス装置の構成と、これを用いた第２実施形態及び第３実施形態に係る被溶接部材の製造方法とを示す説明図である。
【図６】本発明に係る製造方法により製造される各種の被溶接部材の構成図である。
【図７】リボン状に形成された被溶接部材の説明図である。
【図８】本発明に係る抵抗溶接方法の実施に適用される抵抗溶接機の構成図である。
【図９】第１実施形態に係る被溶接部材を利用した抵抗溶接構造の第１例を示す要部断面図である。
【図１０】第１実施形態に係る被溶接部材を利用した抵抗溶接構造の第２例を示す要部断面図である。
【図１１】第１実施形態に係る被溶接部材を利用した抵抗溶接構造の第３例を示す要部断面図である。
【図１２】第１実施形態に係る被溶接部材を利用した抵抗溶接構造の第４例を示す要部断面図である。
【図１３】第１実施形態に係る被溶接部材を利用した抵抗溶接構造の第５例を示す要部断面図である。
【図１４】第２実施形態に係る被溶接部材を利用した抵抗溶接構造の一例を示す要部断面図である。
【図１５】第３実施形態に係る被溶接部材を利用した抵抗溶接構造の一例を示す要部断面図である。
【図１６】パラレル溶接法の第１例を示す要部断面図である。
【図１７】パラレル溶接法の第２例を示す要部断面図である。
【図１８】本発明に係る抵抗溶接構造及び抵抗溶接方法並びに被溶接部材を応用した円筒形電池の説明図である。
【図１９】本発明に係る抵抗溶接構造及び抵抗溶接方法並びに被溶接部材を応用した車両用交流発電機の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を、被溶接部材の構成、被溶接部材の製造方法、抵抗溶接構造及び抵抗溶接方法の各項目に分けて説明する。
【００１５】
〈被溶接部材の構成〉
第１実施形態に係る被溶接部材１Ａは、図１に示すように、金属板からなる素材１の片面に凹部２が形成され、当該凹部２の裏面にプロジェクション３が形成されていて、凹部２の底面のプロジェクション３の先端と対応する位置には、窪み４が形成されている。第２実施形態に係る被溶接部材１Ｂは、図２に示すように、金属板からなる素材１の片面に凹部２が形成され、当該凹部２の底面にプロジェクション３が形成されていて、凹部２の裏面のプロジェクション３の先端と対応する位置には窪み４が形成されている。プロジェクション３の先端は、凹部２外に突出している。第３実施形態に係る被溶接部材１Ｃは、図３に示すように、第２実施形態に係る被溶接部材１Ｂと同様に凹部２の底面にプロジェクション３が形成され、当該凹部２の裏面のプロジェクション３の先端と対応する位置に窪み４が形成されているが、プロジェクション３の先端が、凹部２内に収められている。なお、窪み４は、後に被溶接部材の製造方法の欄で詳しく説明するように、プロジェクション３の形成に伴って自動的に形成される。
【００１６】
図１乃至図３に示すように、プロジェクション３の高さ（窪み４の底部からプロジェクションの先端までの高さ）をＤ１、凹部２内かつプロジェクション３の周辺部分における素材１の板厚をＤ２、凹部２外における素材１の板厚をＤ３としたとき、第１実施形態に係る被溶接部材１Ａ及び第２実施形態に係る被溶接部材１Ｂは、Ｄ１＞Ｄ２＜Ｄ３となっており、第３実施形態に係る被溶接部材１Ｃは、Ｄ１≒Ｄ２＜Ｄ３となっている。
【００１７】
被溶接部材１Ａ，１Ｂ，１Ｃをこのように構成すると、プロジェクション３の肉厚を、凹部２内かつプロジェクション３の周辺部分における素材１の板厚Ｄ２と同じか、これよりも大きくするので、高剛性のプロジェクション３を形成できると共に、通電時の抵抗値を小さくすることができ、発熱を抑制することができる。また、プロジェクション３の周囲に凹部２を形成するので、その形状効果により熱影響部を狭い範囲に抑制することができる。よって、溶接作業時にプロジェクション３の座屈や熱影響部の拡大を防止することができ、溶接部の溶接品質を良好なものにすることができる。
【００１８】
〈被溶接部材の製造方法〉
まず、図４（ａ），（ｂ）に基づいて、第１実施形態に係る被溶接部材１Ａの製造に用いるプレス装置の構成と、これを用いた第１実施形態に係る被溶接部材１Ａの製造方法とについて説明する。図４（ａ），（ｂ）に示すように、本例のプレス装置は、素材１の表面側及び裏面側に配置され、素材を固定する一対の金型２１，２３と、金型２３に上下動可能に設けられ、素材１に局部的な加圧力を付与する成形パンチ２４とから構成されており、金型２１の成形パンチ２４と対応する位置には、成形孔２２が開設されている。
【００１９】
第１実施形態に係る被溶接部材１Ａの製造に際しては、図４（ａ）に示すように、一対の金型２１，２３によって素材１を固定した後、図４（ｂ）に示すように、金型２１，２３に素材１に塑性変形を生じない所要の押圧力Ｐ２を付与しつつ、成形パンチ２４を駆動して、素材１の片面に、押圧力Ｐ２よりも大きな塑性変形用の加圧力Ｐ３を付与する。これにより、素材１の加圧力付与部に、成形パンチ２４の先端部の形状に相当する凹部２が形成される。また、加圧力Ｐ３を受けることにより、素材１の一部に塑性流動２５が生じ、この塑性流動２５を起こした素材１の一部が成形孔２２内に流入して、凹部２の背面側に、所要形状及び所要サイズのプロジェクション３が形成される。さらには、塑性流動２５を起こした素材１の一部が成形孔２２内に流入することにより、凹部２の底面のプロジェクション３の先端と対応する位置には、窪み４が形成される。金型２１，２３に付与される押圧力Ｐ２及び成形パンチ２４に付与される押圧力Ｐ３は、前記各部の寸法関係が、Ｄ１＞Ｄ２＜Ｄ３となるように調整される。
【００２０】
次に、図５（ａ），（ｂ）に基づいて、第２実施形態及び第３実施形態に係る被溶接部材１Ｂ，１Ｃの製造に用いるプレス装置の構成と、これを用いた第２実施形態及び第３実施形態に係る被溶接部材１Ｂ，１Ｃの製造方法とについて説明する。図５（ａ），（ｂ）に示すように、本例のプレス装置は、金型２１に成形孔２２を設けず、成形パンチ２４に成形孔２６を設けたことを特徴とする。その他の部分については、図４（ａ），（ｂ）に示すプレス装置を同じであるので、対応する部分に同一の符号を付して説明を省略する。
【００２１】
第２実施形態及び第３実施形態に係る被溶接部材１Ｂ，１Ｃの製造に際しては、図５（ａ）に示すように、一対の金型２１，２３によって素材１を固定した後、図５（ｂ）に示すように、金型２１，２３に素材１に塑性変形を生じない所要の押圧力Ｐ２を付与しつつ、成形パンチ２４を駆動して、素材１の片面に、押圧力Ｐ２よりも大きな塑性変形用の加圧力Ｐ３を付与する。これにより、素材１の加圧力付与部に、成形パンチ２４の先端部の形状に相当する凹部２が形成される。また、加圧力Ｐ３を受けることにより、素材１の一部に塑性流動２５が生じ、この塑性流動２５を起こした素材１の一部が成形孔２６内に流入して、所要形状及び所要サイズのプロジェクション３が形成される。さらには、塑性流動２５を起こした素材１の一部が成形孔２６内に流入することにより、凹部２の背面のプロジェクション３の先端と対応する位置には、窪み４が形成される。金型２１，２３に付与される押圧力Ｐ２及び成形パンチ２４に付与される押圧力Ｐ３は、第２実施形態に係る被溶接部材１Ｂについては、前記各部の寸法関係がＤ１＞Ｄ２＜Ｄ３となるように調整され、第３実施形態に係る被溶接部材１Ｃについては、前記各部の寸法関係がＤ１≒Ｄ２＜Ｄ３となるように調整される。
【００２２】
上述の各方法で被溶接部材１Ａ，１Ｂ，１Ｃを製造すると、所要形状及び所要サイズのプロジェクション３を１回のプレス工程で精密に作製することができるので、被溶接部材１Ａ，１Ｂ，１Ｃの製造効率を高めることができる。
【００２３】
なお、成形パンチ２４の形状及び成形孔２６の形状を変更すれば、図６（ａ）〜（ｄ）に示す各種の凹部２及びプロジェクションを有する被溶接部材を作成することができる。図６（ａ）は、円柱状の成形パンチ２４を用いて、円形の凹部２を形成すると共に、その背面側に円錐状のプロジェクション３を形成した例であり、図６（ｂ）は、六角柱状の成形パンチ２４を用いて、六角形の凹部２を形成すると共に、その背面側に円錐状のプロジェクション３を形成した例であり、図６（ｃ）は、円柱状の成形パンチ２４を用いて、円形の凹部２を形成すると共に、その底面に円錐状のプロジェクション３を形成した例であり、図６（ｄ）は、角柱状の成形パンチ２４を用いて、角形の凹部２を形成すると共に、その背面側に線状のプロジェクション３を形成した例である。
【００２４】
また、図６（ｄ）の被溶接部材を適宜切断加工することにより、図７に示すリボン状の被溶接部材を作成することもできる。その他、図４及び図５のプレス装置には、押さえ型２３が備えられているが、押さえ型２３は必須の構成部材ではなく、押さえ型２３を備えないプレス装置を用いても、所要の被溶接部材を成形することは可能である。
【００２５】
〈抵抗溶接構造及び抵抗溶接方法〉
まず、図８に基づいて、本発明に係る抵抗溶接構造及び抵抗溶接方法の実施に適用される抵抗溶接機の構成について説明する。図８に示すように、本例の抵抗溶接機は、溶接電源３９と、この溶接電源３９と二次導体３８を介して接続された電極ホルダ３２，３３と、電極ホルダ３２，３３を保持する溶接ヘッド３６と、電極ホルダ３２にクランプボルト３４で取り付けられた固定電極３１と、電極ホルダ３３にクランプボルト３５で取り付けられた可動電極３０と、溶接ヘッド３６に取り付けられ、電極ホルダ３３及び可動電極３０を上下動するエアーシリンダ３７とから構成されている。被溶接部材１，１´の接合は、可動電極３０が上方に退避されている状態で、固定電極３１と可動電極３０の間に被溶接部材１，１´を挿入し、しかる後に、エアーシリンダ３７を駆動して固定電極３１の先端部と可動電極３０の先端部とで被溶接部材１，１´を挟み込み、被溶接部材１，１´に加えられる加圧力が設定値に達した段階で、溶接電源３９から二次導体３８を通して各電極３０，３１に溶接電流を通電することにより行うことができる。
【００２６】
図９〜図１３に、第１実施形態に係る被溶接部材１Ａを用いた場合の抵抗溶接構造及び抵抗溶接方法を示す。図９（ａ），（ｂ）は、第１実施形態に係る被溶接部材１Ａとプロジェクションが形成されていない平板状の被溶接部材５との接合に係るもので、これらの各被溶接部材１Ａ，５の接合に際しては、まず図９（ａ）に示すように、被溶接部材１Ａに形成されたプロジェクション３に被溶接部材５の片面を突き当てて固定する。次に、図９（ｂ）に示すように、図８に示した抵抗溶接機の可動電極３０を被溶接部材１Ａに形成された凹部２の底面につき当てると共に、固定電極３１を被溶接部材５の裏面の可動電極３０と対向する位置につき当て、加圧力Ｐ１を加えた状態で、各電極３０，３１間に溶接電源３９から供給される溶接電流を通電する。この溶接電流により、被溶接部材１Ａに形成されたプロジェクション３と平板状に形成された他方の被溶接部材５の接触面が通電時の電気抵抗により発熱し加熱されて、図９（ｂ）に示すように、該接触面に、固相接合又は溶融接合からなる接合部６が形成される。これにより、被溶接部材１Ａ，５が一体に接合される。
【００２７】
この抵抗溶接方法によると、接合時、プロジェクション３に加圧力Ｐ１が付与されるが、本例の抵抗溶接方法に適用される被溶接部材１Ａのプロジェクション３は、その反対面に形成される窪み４が小さく、可動電極３０と被溶接部材１Ａとの間に形成される空洞部が少ないので、プロジェクション３の剛性を確保することができ、加圧力Ｐ１による変形を少なくできる。また、可動電極３０と被溶接部材１Ａの接触面積を確保できることから、可動電極３０と被溶接部材１Ａとの間の溶接電流密度を低くすることができ、被溶接部材１Ａの損傷を防止できて、電極３０の寿命向上が図れる。さらに、被溶接部材１Ａに凹部２を形成しているために、可動電極３０からプロジェクション３の先端までの距離が短く、被溶接部材１Ａ自身の発熱を低くできると共に、凹部２内における素材１の板厚Ｄ２が凹部２外における素材１の板厚Ｄ３よりも薄くなっているために、プロジェクション３に熱が集中しやすく、効率よく接合部６のみを発熱させることができて、熱影響の少ない安定した高品質の接合ができる。
【００２８】
なお、図９（ａ），（ｂ）の例では、第１実施形態に係る被溶接部材１Ａをプロジェクション３が形成されていない他の１枚の平板状被溶接部材５と接合したが、本発明の要旨はこれに限定されるものではなく、他の種々の抵抗溶接構造に応用することができる。例えば、図１０に示すように、第１実施形態に係る被溶接部材１Ａと板厚が大きい１枚の平板状被溶接部材５との間に、板厚が小さい複数枚の平板状被溶接部材９を挟み込んで、一体に接合することもできる。なお、板厚が小さい平板状被溶接部材９は、１枚であっても良い。また、図１１に示すように、第１実施形態に係る被溶接部材１Ａと板厚が小さい複数枚の平板状被溶接部材９とを一体に接合することもできる。また、図１２に示すように、２枚の第１実施形態に係る被溶接部材１Ａを、プロジェクション３どうしを突き合わせて一体に接合することもできる。更には、図１３に示すように、プロジェクション３を内側に向けて、２枚の第１実施形態に係る被溶接部材１Ａと、この間に挟み込まれた平板状の被溶接部材９とを一体に接合することもできる。
【００２９】
図１４に、第２実施形態に係る被溶接部材１Ｂを用いた場合の抵抗溶接構造を示す。この図１４の例にあっては、第２実施形態に係る被溶接部材１Ｂとプロジェクションが形成されていない平板状の被溶接部材５とが、プロジェクション３を介して一体に接合されている。なお、図示は省略するが、第２実施形態に係る被溶接部材１Ｂと接合される他の被溶接部材の構成及び枚数については制限があるものではなく、他の任意の被溶接部材と組み合わせて、種々の抵抗溶接構造を構成することができる（図１０〜図１３参照。）。また、抵抗溶接機としては、図８に示したものを用いることができ、第１実施形態に係る被溶接部材１Ａを用いた場合と同様の抵抗溶接方法を用いて、接合することができる。
【００３０】
図１５に、第３実施形態に係る被溶接部材１Ｃを用いた場合の抵抗溶接構造を示す。この図１５の例にあっては、第３実施形態に係る被溶接部材１Ｃと他の１枚の被溶接部材５とが、プロジェクション３を介して一体に接合されている。本例の抵抗溶接構造にあっては、他の抵抗溶接部材５として、図１５に示すように、第３実施形態に係る被溶接部材１Ｃに形成された凹部２内に挿入可能な湾曲部７が形成されたものが用いられる。各部材の接合は、湾曲部７の外面８に第３実施形態に係る被溶接部材１Ｃに形成されたプロジェクション３を突き合わせることにより行われる。抵抗溶接機としては、図８に示したものを用いることができ、第１実施形態に係る被溶接部材１Ａを用いた場合と同様の抵抗溶接方法を用いて、接合することができる。
【００３１】
図９〜図１５の例では、図８の抵抗溶接機を用い、所要の被溶接部材を可動電極３０と固定電極３１との間に挟み込んで加圧力を付与し、抵抗溶接を行う場合を例にとって説明したが、本発明の要旨はこれに限定されるものではなく、可動電極３０と固定電極３１とを平行に配置した、所謂パラレル溶接により所要の抵抗溶接構造を得ることもできる。図１６は、その第１例を示す図であり、平板状に形成された被溶接部材５を受け部材１１上に置き、この被溶接部材５の上面に、第１実施形態に係る被溶接部材１Ａのプロジェクション３を付き当てる。この状態で、被溶接部材５の上面及び第１実施形態に係る被溶接部材１Ａに形成された凹部２の底面にそれぞれ可動電極３０を突き当てて加圧力Ｐ１を加え、これら２つの可動電極３０間に溶接電流を供給する。これにより、被溶接部材１Ａ，５の接触面に固相接合又は溶融接合からなる接合部６が形成される。パラレル溶接法によっても、前記と同様の効果を奏することができる。
【００３２】
図１７は、その第２例を示す図であり、図１６の例とは逆に、第１実施形態に係る被溶接部材１Ａを受け部材１１上に置き、この第１実施形態に係る被溶接部材１Ａに形成されたプロジェクション３上に、平板状に形成された被溶接部材５を付き当てる。この状態で、第１実施形態に係る被溶接部材１Ａの上面及び被溶接部材５の上面にそれぞれ可動電極３０を突き当てて加圧力Ｐ１を加え、これら２つの可動電極３０間に溶接電流を供給する。これにより、被溶接部材１Ａ，５の接触面に固相接合又は溶融接合からなる接合部６が形成される。
【００３３】
以下、本発明に係る抵抗溶接構造及び抵抗溶接方法並びに被溶接部材を応用した円筒型電池について説明する。本例の円筒型電池は二次電池であって、この二次電池１１１は、図１８（ａ），（ｂ）に示すように、樹脂製の軸芯１０７の周囲に巻回された電極群１０８に正極集電部品１０５及び負極集電部品１０６が取り付けられて、電池容器１０１内に収納されている。電極群１０８のうち、負極の電極は、負極集電部品１０６に溶接等で接続され、負極リード１１０を介して電池容器１０１に電気的に接続されている。
【００３４】
本発明に係る抵抗溶接構造及び抵抗溶接方法並びに被溶接部材は、電池容器１０１と負極リード１１０との接合に利用される。即ち、負極リード１１０に凹部２とプロジェクション３とを形成しておき、電池容器１０１内に、電極群１０８と正極集電部品１０５と負極集電部品１０６とを収納した後、軸芯１０７の中央に抵抗溶接用電極を通して負極リード１１０の凹部２に接触させると共に、電池容器１０１の底面外側に抵抗溶接用電極を接触させて挟み込み、加圧後に抵抗溶接機の溶接電流を通電し電池容器１０１の底部と負極リード１１０のプロジェクション３を接合部６で溶接する。その後、電池容器１０１内に電解液が注入される。正極集電部品１０５の上には、電池容器１０１の開口部を封口するように設けられた導電性を有する上蓋部があり、上蓋部は上蓋１０３と上蓋ケース１０４からなる。上蓋ケース１０４に正極リード１０９の一方が溶接され、他方が正極集電部品１０５に溶接されることによって、上蓋部と電極群１０８の正極が電気的に接続される。電池容器１０１と上蓋ケース１０４との間にはガスケット１０２が設けられ、このガスケット１０２により電池容器１０１の開口部を封口すると共に、電池容器１０１と上蓋ケース１０４とを電気的に絶縁する。これにより、二次電池１１１が構成される。
【００３５】
次いで、本発明に係る抵抗溶接構造及び抵抗溶接方法並びに被溶接部材を応用した車両用交流発電機について説明する。図１９（ａ），（ｂ）に示すように、車両用交流発電機２００は、固定側のステータコア２０３にステータコイル２０９が備えられ、回転側に磁界コイル２１１を備えたポールコア２０２が回転することにより発電する。発電時に車両用交流発電機２００が発熱するため、ポールコア２０２には、冷却用遠心ファン２０１が接合されている。本発明に係る抵抗溶接構造及び抵抗溶接方法並びに被溶接部材は、この冷却用遠心ファン２０１とポールコア２０２との接合に利用される。即ち、冷却用遠心ファン２０１に凹部２とプロジェクション３とを形成しておき、冷却用遠心ファン２０１に形成されたプロジェクション３をポールコア２０２に当接すると共に、冷却用遠心ファン２０１に形成された凹部２の底面とポールコア２０２とに図示しない抵抗溶接用電極を接触させ、抵抗溶接用電極に溶接電流を供給して、プロジェクション３とポールコア２０２の接触面を、通電時の電気抵抗熱により接合する。
【００３６】
冷却用遠心ファン２０１には、回転中心の周りに複数個のプロジェクション３を等間隔に形成する。実施例では、プロジェクション３の数を６個とした。冷却用遠心ファン２０１とポールコア２０２の接合は、複数個のプロジェクション３について、同時に行う。これにより、作業効率が高められると共に、各接合部６の接合品質を均一なものにすることができる。
【符号の説明】
【００３７】
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ…被溶接部材、２…凹部、３…プロジェクション、４…窪み、５…被溶接部材、６…接合部、７…湾曲部、８…湾曲部外面、９…被溶接部材、１１…受け部材、２１…成形型、２２…成形穴、２３…押さえ型、２４…成形パンチ、２５…塑性流動、２６…成形穴、３０…可動電極、３１…固定電極、３２…電極ホルダ、３３…電極ホルダ、３４…クランプボルト、３５…クランプボルト、３６…溶接ヘッド、３７…エアーシリンダ、３８…二次導体、３９…溶接電源、１０１…電池容器、１０２…ガスケット、１０３…上蓋、１０４…上蓋ケース、１０５…正極集電部品、１０６…負極集電部品、１０７…軸芯、１０８…電極群、１０９…正極リード、１１０…負極リード、２００…車両用交流発電機、２０１…冷却用遠心ファン、２０２…ポールコア、２０３…ステータコア、２０４…エンドフレーム、２０５…ブラシホルダ、２０６…レギュレータ、２０７…ベアリング、２０８…スリップリング、２０９…ステータコイル、２１０…エンドフレーム、２１１…磁界コイル、２１２…シャフト、２１３…ベアリング
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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