(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
板厚方向へ重ね合わされて配置される複数の金属板における、該複数の金属板を接合するとともに通電性を有する接合部、または該複数の金属板が接触するとともに通電性を有する重ね合わせ接触部の近傍に、前記重ね合わされて配置される複数の金属板を挟んで対向して配置される溶接電極およびバック電極を当接して、該複数の金属板を抵抗溶接する方法であって、
前記溶接電極または前記バック電極が当接する、最外側の二枚の金属板のうちの少なくとも一の金属板は、前記接合部または前記重ね合わせ接触部の少なくともいずれか一つと、前記溶接電極または前記バック電極が当接する部分とを結ぶ領域の少なくとも一部を分断するように形成されるスリットを備えること
を特徴とする抵抗溶接方法。
【請求項２】
前記重ね合わせ接触部は、前記複数の金属板のクランプ手段により加圧されるクランプ部、または前記複数の金属板のうちの少なくとも一の金属板に形成される突出部あるいは角部を含む部分である請求項１に記載された抵抗溶接方法。
【請求項３】
前記スリットは、前記一の金属板の板厚方向へ貫通する貫通孔である請求項１または請求項２に記載された抵抗溶接方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、抵抗溶接方法に関し、具体的には、板厚方向へ重ね合わされて配置される複数の金属板の抵抗溶接方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車をはじめとする輸送用機械や各種産業機械の組み立てには、抵抗スポット溶接が多用される。一般的な構造部品には、一つの接合体の中に複数の接合箇所が存在するので、様々な抵抗スポット溶接法を適宜用いて抵抗スポット溶接を行う。なお、以降の説明では抵抗スポット溶接に供される金属板が鋼板である場合を例にとる。
【０００３】
図１１（ａ）は、スポット溶接を示す説明図であり、図１１（ｂ）は、片側スポット溶接を示す説明図であり、さらに、図１１（ｃ）は、シリーズスポット溶接を示す説明図である。
【０００４】
図１１（ａ）に示すように、スポット溶接は、板厚方向へ重ね合わされて配置される２枚の鋼板１、２に、これらを挟んで対向して配置される溶接電極４およびバック電極５を当設し、溶接電極４からバック電極５へ、実線で示す溶接電流Ａを流すことにより、行われる。また、図１（ｂ）に示すように、片側スポット溶接は、板厚方向へ重ね合わされて配置される２枚の鋼板６、７における鋼板６に溶接電極９を当接するとともに、鋼板７における、溶接電極９が対向する位置とは異なる位置にバック電極１０、１０（バック電極１０は図示例とは異なり１または３以上設けてもよい）を当接し、溶接電極９からバック電極１０、１０へ溶接電流Ａを流すことにより、行われる。なお、バック電極１０は鋼板７ではなく鋼板６に当接させてもよい。さらに、図１１（ｃ）に示すように、シリーズスポット溶接は、板厚方向へ重ね合わされて配置される２枚の鋼板１１、１２のうちの鋼板１１に、２つの溶接電極１３、１４を離して当接し、溶接電極１３から溶接電極１４へ溶接電流Ａを流すことにより、行われる。
【０００５】
図１１（ａ）に示すスポット溶接や図１１（ｂ）に示す片側スポット溶接において、溶接電極４、９が当接する箇所を抵抗スポット溶接しようとする際に、この接合箇所の近傍に先に抵抗スポット溶接されて形成された他の抵抗溶接部３、８が存在したり、あるいは、図１１（ｃ）に示すシリーズスポット溶接を行おうとすると、溶接電極４、９、１３からの溶接電流Ａの一部が、この他の溶接部３、８や鋼板１１を通ってバック電極５、１０、溶接電極１４に至る、破線で示す無効電流Ｂが発生することが知られている。この無効電流Ｂの電流値が増加するほど、スポット溶接しようとする部分に流れる溶接電流Ａの電流値が減少するので、適正なナゲットの形成や成長が得られ難くなる。
【０００６】
特に、図１１（ｂ）に示す片側スポット溶接では、接合しようとする点からバック電極１０までの通電経路が長いため、溶接電極９と接触しない側の鋼板７だけにバック電極１０が当たっている状況下であっても、先に抵抗スポット溶接されて形成された他の接合点や、鋼板６、７に形成される突出部あるいは角部を含む部分である強接触点への無効電流Ｂが生じ易い。また、図１１（ｃ）に示すように、シリーズスポット溶接でも、一方の溶接電極１３から通電された溶接電流が溶接電極１４に接触する一方の鋼板１１だけを通り、他方の鋼板１２を通過することなく、もう一方の溶接電極１４に至るような経路も生じることから、無効電流Ｂに起因した溶接性の低下が生じ易い。
【０００７】
一般的に、抵抗スポット溶接の多点溶接では、溶接打点のピッチが狭いほど無効電流が増加し、溶接可能な最小ピッチは被溶接材である鋼板の板厚に依存することが知られている。例えば抵抗溶接委員会が示す標準条件には、無効電流の発生による溶接性の低下を解決するために、被溶接材の板厚に応じて打点ピッチを広げる方法が開示されている。
【０００８】
しかし、この方法では、部品の形状に起因して、例えば鋼板の一方または双方に溶接可能な座面を十分に確保できない場合には、十分な打点ピッチを確保できないおそれがある。また、打点ピッチを広げるために部品の剛性や強度が低下することも懸念される。
【０００９】
また、抵抗スポット溶接の加圧力が小さいほど無効電流が生じやすく、また溶接電流が小さいほど、無効電流が生じた場合の溶接部の強度の低下が大きいことも知られており、高い加圧力で抵抗スポット溶接を行うことも推奨されている他、特許文献１には、溶接の初期にだけ高い加圧力を負荷する方法に係る発明が開示されている。
【００１０】
一方、片側スポット溶接やシリーズスポット溶接のように、特に無効電流が生じ易い溶接法に関して、例えば、溶接点の真裏もしくはごく近傍に補助的に導電体を配置して溶接を行う方法や、特許文献２には、溶接部にプロジェクションを付与して抵抗スポット溶接を行う方法に係る発明が開示される。これらの発明は、いずれも、溶接電流の通電経路を短縮あるいは制限することによって、溶接部に集中して溶接電流を通電しようとするものである。
【００１１】
さらに、特許文献３には、予備電流を通電することにより鋼板を加熱し、鋼板の電気抵抗を増加することにより無効電流を低減する方法に係る発明が開示されている。
【特許文献１】特開平１１−３３３５６９号公報
【特許文献２】特開２００５−１４００３号公報
【特許文献３】特開２００７−１４９６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかし、特許文献１により開示された発明は、スポット溶接機の性能による制約を受け、実施できないこともある。また、上述した片側スポット溶接やシリーズスポット溶接のように、溶接電極の反対側に配置される鋼板にバック電極を配置できない構造の部品を溶接する場合には、溶接電極の加圧による部品の変形を防ぐために加圧力を高めることができないことがあり、対応できない。
【００１３】
また、溶接点の真裏もしくはごく近傍に補助的に導電体を配置して溶接を行う方法では、当然のことながら、部品形状の制約を大きく受けるので、この導電体を設置することができる形状を有する部品に対してしか実施できない。一方、特許文献２により開示された発明を実施するには、スポット溶接の狙い位置を厳格に管理する必要があり、確実な実施は現実には難しい。
【００１４】
さらに、特許文献３により開示された発明では、溶接時間の増加により生産性を損なう他、通電加熱による鋼板の軟化により部品形状を損なうことも懸念される。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、後述する図１（ａ）に例示するように、板厚方向へ重ね合わされて配置される複数の金属板（１、２）における、これら複数の金属板（１、２）を接合するとともに通電性を有する接合部（３）、またはこれら複数の金属板（１、２）が接触するとともに通電性を有する重ね合わせ接触部（図示しない）の近傍に、重ね合わされて配置される複数の金属板（１、２）を挟んで対向して配置される溶接電極（４）およびバック電極（５）を当接して、これら複数の金属板（１、２）を抵抗溶接する方法であって、溶接電極（４）またはバック電極（５）が当接する、最外側の二枚の金属板（１、２）のうちの少なくとも一の金属板（１、２）が、接合部３または重ね合わせ接触部（図示しない）の少なくともいずれか一つと、溶接電極（４）またはバック電極（５）が当接する部分とを結ぶ領域（２５）の少なくとも一部を分断するように形成されるスリット（１ａ、２ａ）を備えることを特徴とする抵抗溶接方法である。
【００１６】
また、別の観点からは、後述する図１（ｂ）に示すように、板厚方向へ重ね合わされて配置される複数の金属板（６、７）を構成する、最外側の二枚の金属板（６、７）のうちの一の金属板（６）における、これら複数の金属板（６、７）を接合するとともに通電性を有する接合部（８）、またはこれら複数の金属板（６、７）が接触するとともに通電性を有する重ね合わせ接触部（図示しない）の近傍に溶接電極（９）を当接するとともに、二枚の金属板（６、７）のうちの他の一の金属板（７）における、溶接電極（９）が対向する位置とは異なる位置にバック電極（１０、１０）を当接して、これら複数の金属板（６、７）を抵抗溶接する方法であって、一の金属板（６）が、接合部（８）または重ね合わせ接触部の少なくともいずれか一つと、溶接電極（９）が当接する部分とを結ぶ領域（２５）の少なくとも一部を分断するように形成されるスリット（６ａ）を備えることを特徴とする抵抗溶接方法である。
【００１７】
この本発明に係る抵抗溶接方法では、重ね合わせ接触部が、複数の金属板（１，２）、（６，７）のクランプ手段により加圧されるクランプ部、または複数の金属板（１，２）、（６，７）のうちの少なくとも一の金属板に形成される突出部あるいは角部を含む部分であることが、例示される。
【００１８】
また、別の観点からは、後述する図１（ｃ）に示すように、板厚方向へ重ね合わされて配置される複数の金属板（１１、１２）を構成する、最外側の二枚の金属板（１１、１２）のうちの一の金属板（１１）に複数の溶接電極（１３、１４）を当接して、これら複数の金属板（１１、１２）を抵抗溶接する方法であって、一の金属板（１１）が、溶接電極（１３、１４）が当接する部分同士を結ぶ複数の領域のうちの少なくとも一の領域（２５）の少なくとも一部を分断するように形成されるスリット（１１ａ）を備えることを特徴とする抵抗溶接方法である。
【００１９】
これらの抵抗溶接方法では、スリット（１ａ、２ａ、６ａ、１１ａ）が、一の金属板（１、２、６、１１）の板厚方向へ貫通する貫通孔であることが望ましい。
また、別の観点からは、図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、板厚方向へ重ね合わされて配置される複数の金属板（１、２）、（６、７）と、これら複数の金属板（１、２）、（６、７）を接合するとともに通電性を有する接合部（３）、（８）またはこれら複数の金属板（１、２）、（６、７）が接触するとともに通電性を有する重ね合わせ接触部と、接合部（３）、（８）または重ね合わせ接触部の近傍に形成されて複数の金属板（１、２）、（６、７）を接合する抵抗溶接部（１６）、（１８）と、接合部（３）、（８）または重ね合わせ接触部の少なくともいずれか一つ、および抵抗溶接部（１６）、（１８）を結ぶ領域（２５）の少なくとも一部を分断するように形成されるスリット（１ａ、２ａ）、（６ａ）とを備えることを特徴とする抵抗溶接接合体（１５）、（１７）である。この場合に、重ね合わせ接触部が、複数の金属板（１、２）、（６、７）のうちの少なくとも一の金属板に形成される突出部あるいは角部を含む部分であることが例示される。さらに、この場合に、接合部（３）、（８）または重ね合わせ接触部と抵抗溶接部（１６）、（１８）との間の距離が５０ｍｍ以下であることが例示される。
【００２０】
さらに、別の観点からは、図１（ｃ）に示すように、板厚方向へ重ね合わされて配置される複数の金属板（１１、１２）と、これら複数の金属板（１１、１２）を接合する複数の抵抗溶接部（２０、２１）と、隣り合う二つの抵抗溶接部（２０、２１）を結ぶ複数の領域のうちの少なくとも一の領域（２５）の少なくとも一部を分断するように形成されるスリット（１１ａ）とを備えることを特徴とする抵抗溶接接合体（１９）である。この場合にも、隣り合う二つの抵抗溶接部（２０、２１）の間の距離が５０ｍｍ以下であることが例示される。
【００２１】
これらの本発明において「領域」とは、図１（ａ）、図１（ｂ）に例示するように、形成される溶融部の外郭として規定される接合部（３、８）と、同じく形成されるナゲットの外郭として規定される抵抗溶接部（１６、１８）とを結んだ線で囲まれた領域２５、または、外圧の作用により金属板（１１、１２）が強く接触する部分の外郭と、抵抗溶接部（１６、１８）とを結んだ線で囲まれた領域を意味する。
【００２２】
これらの本発明において「重ね合わせ接触部」とは、複数の金属板（１、２）、（６、７）、（１１、１２）が接触するとともに通電性を有する部分を意味しており、例えば、後述する図６（ａ）、図６（ｂ）に示すように、クランプ装置２６等による外力の付与によって金属板同士が接触している部分や、例えば、後述する図７（ａ）、図７（ｂ）に示すように、金属板に形成された突出部を介して接触した部分や、金属板に形成された角部を介して接触した部分を包含する。なお、このような接触個所は、スリットを設けない通常の抵抗溶接法により抵抗溶接した場合に、通電に伴う発熱により金属板に変色が発生することにより確認できる。
【００２３】
また、これらの本発明において「近傍」とは、溶接電極（４）、（９）、（１３、１４）から接合部（３）、（８）または重ね合わせ接触部に流れる無効電流が大きくなる範囲を意味し、例えば、溶接電極（４）、（９）、（１３、１４）が当設することにより形成される抵抗溶接部（１６、１８、２０、２１）の中心からの距離が５０ｍｍ以内、望ましくは３０ｍｍ以内の範囲である。すなわち、接合部（３）、（８）または重ね合わせ接触部と抵抗溶接部（１６、１８、２０、２１）の中心との距離が５０ｍｍを超えて大きくなると、接合部（３）、（８）または重ね合わせ接触部を介して流れる無効電流が小さくなり、無効電流による影響が実質的に消失するので、抵抗溶接部（１６、１８、２０、２１）の中心からの距離が５０ｍｍ以内の範囲に接合部または接触部が存在する場合にスリットを形成することが望ましい。
【００２４】
また、これらの本発明において「スリット（１ａ、２ａ、６ａ、１１ａ）」とは、金属板（１、２、６、１１）の板厚方向に貫通し、最外側の金属板（１、２、６、１１）の端面に開口する切り込み、あるいは貫通孔を意味し、その形状は特に制限されない。また、本発明において「スリット」が形成される位置は、図１（ａ）または図１（ｂ）に示す例では接合部（３、８）または重ね合わせ接触部の少なくともいずれか一つと、溶接電極（４、９）またはバック電極（５）が当設する部分とを結ぶ領域（２５）の少なくとも一部であればよく、また、図１（ｃ）に示す例では溶接電極（１３、１４）が当設する部分を結ぶ領域（２５）の少なくとも一部であればよく、特に制限されない。
【００２５】
さらに、これらの本発明において「スリット（１ａ、２ａ、６ａ、１１ａ）」は、（Ｉ）板厚方向へ重ね合わされて配置される複数の金属板（１、２、６、７、１１、１２）のいずれにも設けられること、（ＩＩ）接合部（３、８）または重ね合わせ接触部の少なくともいずれか一つの中心と、（４、９）またはバック電極（５）が当設する部分とを結ぶ線を分断するように設けられること、（ＩＩＩ）接合部（３、８）または重ね合わせ接触部の少なくともいずれか一つの中心と、（４、９）またはバック電極（５）が当設する部分とを結ぶ領域（２５）の全てを分断するように設けられることが、それぞれ望ましい。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、被溶接材料間にスポット溶接部や部分的に強く接触する部分が存在する状況下においても、抵抗スポット溶接の溶接条件（溶接電極による加圧力、通電時間さらには溶接電流）を従来の溶接条件から大きく変更することなく、無効電流が生じない従来の場合とほぼ同等の溶接条件で、無効電流を十分に低減しながら、上述したスポット溶接部や部分的に強く接触する部分の近傍で、良好な抵抗スポット溶接を行うことができ、これにより、抵抗スポット溶接の打点間距離が例えば５０ｍｍ以下と小さい場合であっても適正なナゲットを確実に有することから十分な接合強度を有する抵抗溶接接合体を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、添付図面を参照しながら、詳細に説明する。なお、以降の説明では、金属板が鋼板である場合を例にとるが、抵抗スポット溶接に供される金属板であれば鋼板以外であっても同様に適用可能であることはいうまでもない。
【００２８】
図１は、本実施の形態を示す説明図であり、図１（ａ）は溶接電極４およびバック電極５を用いるスポット溶接に本発明を適用した状況を示し、図１（ｂ）は片側スポット溶接に本発明を適用した状況を示し、さらに、図１（ｃ）はシリーズスポット溶接に本発明を適用した状況を示す説明図である。
【００２９】
図１（ａ）に示すように、スポット溶接では、板厚方向へ重ね合わされて配置される複数（図示例では２枚）の鋼板１、２における、鋼板１、２を接合するとともに通電性を有する接合部であるスポット溶接部３の近傍に、重ね合わされて配置される鋼板１、２を挟んで対向して配置される溶接電極４およびバック電極５を当設して鋼板１、２をスポット溶接する。
【００３０】
なお、図示しないが、スポット溶接部３に替えて、鋼板１、２が接触するとともに通電性を有する重ね合わせ接触部、例えば、（ａ）鋼板１、２のクランプ手段による外力の付与によって鋼板１、２同士が接触している部分や、（ｂ）鋼板１、２に形成される例えば突出部または角部によって鋼板１、２同士が部分的に強く接触し、これにより、抵抗溶接した場合に通電に伴う発熱によって鋼板１、２が変色する部分を包含する。
【００３１】
溶接電極４は、溶接電流を通し、加圧力を鋼板１に伝える棒状の電極、いわゆる電極チップである。また、バック電極５は、溶接電極４の加圧力を受け、溶接電極４からの溶接電流を流す電極であり、図１（ａ）に示すものは棒状電極であるが、例えば板状電極であってもよい。
【００３２】
本実施の形態では、溶接電極４が当接する鋼板１、およびバック電極５が当接する鋼板２が、スポット溶接部３と、溶接電極４またはバック電極５が当設する部分とを結ぶ領域２５の少なくとも一部を分断するように形成されるスリット１ａ、２ａを備える。図示例では、スリット１ａ、２ａは、鋼板（１、２）の板厚方向に貫通するとともに鋼板（１、２）の端面に開口する切り込みであるが、これとは異なり、鋼板１、２の板厚方向へ貫通する貫通孔であってもよく、貫通孔であるほうが、鋼板１、２の強度の低下を最小限に抑制できるとともに加工も容易であることから、むしろ望ましい。
【００３３】
そして、重ね合わせた鋼板１、２を、対向する位置に配置された溶接電極４およびバック電極５により挟んで溶接するスポット溶接に、本発明を適用すると、溶接電極４からバック電極５に溶接電流が流れてスポット溶接が行われる際に、図１（ａ）に示すように、鋼板１、２のいずれか一方または両方にスリット１ａ、２ａを形成しておくことにより、溶接電極４からスポット溶接部３を通ってバック電極５に流れる無効電流の電流値を低減することができる。
【００３４】
このため、図１（ａ）に示す本実施の形態によれば、抵抗スポット溶接の溶接条件（溶接電極による加圧力、通電時間さらには溶接電流）を従来の溶接条件から大きく変更することなく、無効電流が生じない従来の場合とほぼ同等の溶接条件で、無効電流を十分に低減しながら、スポット溶接部３や部分的に鋼板１、２同士が強く接触する部分の近傍であっても、良好な抵抗スポット溶接を行うことができる。
【００３５】
このようにして、スポット溶接部３や部分的に鋼板１、２同士が強く接触する部分の近傍に抵抗溶接部１６を備える抵抗溶接接合体１５を提供することができる。この抵抗溶接接合体１５は、板厚方向へ重ね合わされて配置される鋼板１、２と、鋼板１、２を接合するスポット溶接部３と、スポット溶接部３および抵抗溶接部１６を結ぶ領域の少なくとも一部を分断するように形成されるスリット１ａ、２ａとを備える。この抵抗溶接接合体１５は、スポット溶接部３および抵抗溶接部１６の間の距離が５０ｍｍ以下、さらには３０ｍｍ以下であっても、先に形成されたスポット溶接部３により誘発される無効電流の影響を受けることなく、健全なナゲットを有する抵抗溶接部１６が形成されている。
【００３６】
また、図１（ｂ）に示すように、片側スポット溶接では、板厚方向へ重ね合わされて配置される２枚の鋼板６、７における鋼板６に、これら２数の鋼板６、７を接合するとともに通電性を有する接合部であるスポット溶接部８（または鋼板６、７が接触するとともに通電性を有する重ね合わせ接触部であってもよい）の近傍に溶接電極９を当接するとともに、鋼板７における、溶接電極９が対向する位置とは異なる位置にバック電極１０、１０を当接して、これら２数の鋼板６、７を抵抗溶接する。
【００３７】
この際、鋼板６が、スポット溶接部８と、溶接電極９が当接する部分とを結ぶ領域２５の少なくとも一部を分断するように形成されるスリット６ａを備える。上述したように、スリット６ａは、鋼板６、７の板厚方向へ貫通する貫通孔であることが望ましい。
【００３８】
重ね合わせた鋼板６、７を挟んで溶接電極９の対向する位置とは異なる位置にバック電極１０を配置して行う片側スポット溶接に、本発明を適用すると、溶接電極９からバック電極１０に溶接電流が流れて片側スポット溶接が行われるが、本実施の形態では図１（ｂ）に示すように、鋼板６にスリット６ａを形成しているので、溶接電極９からスポット溶接部３を通ってバック電極１０に流れる無効電流の電流値を低減することができる。
【００３９】
なお、図１（ｂ）に示すように、溶接電極９の対向する位置が空間であるとともに他の位置にバック電極１０が設けられる場合だけではなく、例えば、溶接電極９の対向する位置に絶縁物を配置して片側スポット溶接の際における鋼板６、７の撓みを抑制するようにしてもよい。
【００４０】
このようにして、スポット溶接部８の近傍に抵抗溶接部１８を備える抵抗溶接接合体１７が提供される。この抵抗溶接接合体１７は、板厚方向へ重ね合わされて配置される鋼板６、７と、鋼板６、７を接合するスポット溶接部８と、スポット溶接部８および抵抗溶接部１８を結ぶ領域２５の少なくとも一部を分断するように形成されるスリット６ａとを備える。この抵抗溶接接合体１７は、スポット溶接部８および抵抗溶接部１８の間の距離が５０ｍｍ以下、さらには３０ｍｍ以下であっても、先に形成されたスポット溶接部８により誘発される無効電流の影響を受けることなく、健全なナゲットを有する抵抗溶接部１８が形成されている。
【００４１】
さらに、図１（ｃ）に示すように、シリーズスポット溶接では、板厚方向へ重ね合わされて配置される２枚の鋼板１１、１２のうちの鋼板１１に２つの溶接電極１３、１４を当接して鋼板１１、１２を抵抗スポット溶接する。
【００４２】
この際、鋼板１１が、溶接電極１３、１４が当接する部分同士を結ぶ一の領域２５を分断するように形成されるスリット１１ａを備える。なお、図１（ｃ）に示す例とは異なり、板厚方向へ重ね合わされて配置される２枚の鋼板１１、１２のうちの鋼板１１に３つ以上の複数の溶接電極を当接して鋼板１１、１２を抵抗スポット溶接する場合には、鋼板１１が、３つ以上の溶接電極が当接する部分同士を結ぶ複数の領域の少なくとも一の領域を分断するように形成されるスリットを備えるようにすればよい。
【００４３】
重ね合わせた鋼板１１、１２のうちの鋼板１１にのみ溶接電極１３、１４を配して行う溶接方法であるシリーズスポット溶接に、本発明を適用すると、一方の溶接電極１３から鋼板１１のみを通って他方の溶接電極１４に流れる無効電流を小さくすることができる。
【００４４】
このようにして、近接して存在する抵抗溶接部２０、２１を備える抵抗溶接接合体１９が提供される。この抵抗溶接接合体１９は、板厚方向へ重ね合わされて配置される２数の鋼板１１、１２と、抵抗溶接部２０、２１と、隣り合う二つの抵抗溶接部２０、２１を結ぶ複数の領域２５の少なくとも一部を分断するように形成されるスリット１１ａとを備える。
【００４５】
この抵抗溶接接合体１９は、抵抗溶接部２０、２１の間の距離が５０ｍｍ以下、さらには３０ｍｍ以下であっても、スポット溶接時における無効電流の影響を受けることなく、健全なナゲットを有する抵抗溶接部２０、２１が形成されている。
【００４６】
図１（ｂ）、図１（ｃ）においても、スリット６ａ、１１ａは、図１（ａ）に示すスリット２ａと同様に、鋼板６、１１の板厚方向に貫通し、鋼板６、１１の端面に開口する切り込み形状、あるいは貫通孔を意味し、その形状は特に制限されない。また、スリット６ａが形成される位置は、スポット溶接部８と溶接電極９が当接する部分とを結ぶ領域の少なくとも一部であればよいとともに、スリット１１ａが形成される位置は、溶接電極１３、１４が当接する位置を結ぶ領域の少なくとも一部であればよく、特に制限されない。
【００４７】
さらに、スリット２ａ、６ａは、（Ｉ）板厚方向へ重ね合わされて配置される鋼板（１、２）、（６、７）のいずれにも設けられること、（ＩＩ）スポット溶接部３、８の中心と、溶接電極４、９が当設する部分とを結ぶ線を分断するように設けられること、（ｃ）スポット溶接部３、８と溶接電極４、９が当設する部分とを結ぶ領域２５の全てを分断するように設けられることが、それぞれ望ましく、また、スリット１１ａは、（Ｉ）板厚方向へ重ね合わされて配置される鋼板（１１、１２）のいずれにも設けられること、（ＩＩ）抵抗溶接部２０、２１の中心を結ぶ線を分断するように設けられること、（ｃ）抵抗溶接部２０、２１を結ぶ領域２５の全てを分断するように設けられることが、それぞれ望ましい。
【００４８】
さらに、図１（ａ）〜図１（ｃ）に示す各形態の細部を詳細に説明する。
図２は、本発明者らが行った、多点溶接性を確保することができる鋼板の材料および形状の評価方法を示す説明図である。
【００４９】
図２に示すように、数種の強度および板厚を有する鋼板の組合せ２０、２１を対象として、鋼板２０、２１の形状（鋼板２０、２１の種類、抵抗溶接部２２の配置、スポット溶接部２３の有無等）を変化させて、単点および多点のスポット溶接および片側スポット溶接を行った。
【００５０】
そして、図２に示すように、溶接後に接合された鋼板２０、２１を捻って破断させ、抵抗溶接部２２に形成される溶接ナゲット２４の径を測定し、同一溶接条件で単点の溶接を行った場合に得られるナゲット径に対する、多点溶接時のナゲット径の割合である「ナゲット成長率」（＝ナゲット成長率（％）＝（多点溶接した場合に得られるナゲット径）／（単点溶接した場合に得られるナゲット径）×１００）を調査することにより、多点溶接性を確保することができる鋼板２０、２１の材料および形状について検討した。
【００５１】
その結果、以下に説明する条件を満足することが、多点溶接性を確保するために有効であることが判明した。以降の説明では、鋼板１に設けられるスリット１ａを例にとるが、鋼板２に設けられるスリット２ａや鋼板６に設けられるスリット６ａ、さらには鋼板１１に設けられるスリット１１ａも同様である。
（ｉ）スリット１ａの形成位置および形状（長さ、幅、深さ）
図３〜５は、本実施の形態で設けられるスリット１ａの説明図である。
【００５２】
上述したように、抵抗溶接による多点溶接では、溶接打点のピッチが狭いほど無効電流が増加することが知られる。これは、溶接打点ピッチが狭いほど、溶接電極４を当接させて接合しようとする位置からスポット溶接部３へと向かう無効電流が通過する経路が短くなり、通過のための抵抗が小さくなるためである。これは、同一溶接方法での多点溶接のみでなく、他の方法で設けられた通電可能な接合点が存在する場合にも起こり得る現象であることは言うまでもない。
【００５３】
図３（ａ）〜図３（ｃ）に例示するように、被溶接材料である鋼板１における、接合しようとする点１６と既に溶接されているスポット溶接部３とを直線で結んで得られる領域２５の一部または全てを、スリット１ａを設けることによって欠損させることにより、スポット溶接部３へ流れる無効電流を抑制し、これにより、接合しようとする点１６で得られるナゲット成長率を増加できる。
【００５４】
スリット１ａを形成することにより、接合しようとする点１６とスポット溶接部３とを結ぶ直線上の、無効電流の最短経路を分断できるので、接合しようとする点１６からスポット溶接部３へ向かう無効電流はこのスリット１ａの形成部を迂回するようになるので、無効電流が通過する経路が延長され、打点ピッチを広げた場合に無効電流を抑制することができる。
【００５５】
スリット１ａは、領域２５内のどこに形成しても、無効電流の抑制効果を得ることができる。また、スリット１ａの幅（接合しようとする点１６とスポット溶接部３とを結ぶ方向へのスリット１ａの寸法）は特定の範囲に制限されるものではなく、任意の幅で設定可能である。
【００５６】
スリット１ａは、図３（ｂ）に示すように、最短の無効電流経路である、接合しようとする点１６およびスポット溶接部３それぞれの中心を結ぶ線を分断する位置に設けることが望ましい。
【００５７】
また、スリット１ａは、図３（ｃ）に示すように、接合しようとする点１６と既に溶接されているスポット溶接部３とを直線で結んで得られる領域２５の全部を完全に分断する位置に設けることがさらに望ましい。
【００５８】
形成されるスリット１ａは、図４（ａ）に示すように鋼板１を貫通する貫通孔や、図４（ｂ）に示すように鋼板１の端部に開口した形状であってもよいが、図４（ａ）に示すように鋼板１の端部に開口しない貫通孔であることが望ましい。
【００５９】
さらに、図１（ａ）に示すスポット溶接の場合には、図５（ａ）および図５（ｂ）に示すように、重ね合わされた全ての鋼板１、２にスリット１ａ、２ａを形成することが望ましい。
【００６０】
図６は、スリットの形成位置を示す説明図であり、図６（ａ）はスポット溶接の各種例を示し、図６（ｂ）は片側スポット溶接の各種例を示し、図６（ｃ）はシリーズスポット溶接の一例を示す。なお、図６における符号３−１、３−２はいずれも既に形成されているスポット溶接部を示し、符号２６は鋼板１、２をクランプするクランプ装置を示す。
【００６１】
以下、図６（ａ）を参照しながら説明し、図６（ｂ）および図６（ｃ）は同様であるので、説明を省略する。
抵抗溶接による多点溶接時の主たる無効電流の経路は、図６（ａ）において、抵抗溶接しようとする点１６と、隣接して存在する、既にスポット溶接を行われたスポット溶接部３、またはクランプ装置２６によりクランプされて強く接触している部分とを結ぶ領域２５であり、隣接するスポット溶接部３を結ぶ線の延長線上に、このスポット溶接部３よりも遠い位置に、さらに他のスポット溶接部が存在したとしても、この他のスポット溶接部への無効電流によるナゲット成長率の低下は、殆ど問題にならないことが知られている。溶接電極４より通電される溶接電流は、バック電極５へ至る経路のうちで電気抵抗が低い経路を優先的に流れる性質を有するからである。
【００６２】
したがって、無効電流を低減し、接合しようとする点１６でのナゲット成長率を増加させるためには、接合しようとする点１６に隣接するスポット溶接部３、および接合しようとする点１６に隣接するその他の無効電流の分流が懸念される点（以下「分流懸念点」という）とを結ぶ線上の鋼板１を欠損させることが有効である。なお、この「隣接する点」とは、「最隣接する一点」を指すものではない。接合しようとする点１６から入力された溶接電流は、全ての方向に流れる可能性があることから、スポット溶接部３およびその他の分流懸念点が、接合しようとする点１６からみて一方向に限定されない場合には、各方向の最隣接点が無効電流の通電経路となり得る。したがって、この場合には、接合しようとする点１６からスポット溶接部３に向かう方向のみならずその他の分流懸念点に向かう方向に存在する最隣接点へ向かう全ての分流経路に、スリット１ａを形成することが望ましい。
【００６３】
なお、分流懸念点としては、例えばクランプ装置により鋼板がクランプされる箇所や、抵抗溶接での前打点以外の接合箇所（たとえばボルト締結箇所や溶融溶接での溶接箇所等）がある。
【００６４】
しかし、複数存在する無効電流の通電経路のうち、最も短く、したがって通過に必要な抵抗が低いのは、最隣接点を通る経路であることは自明である。よって、各方向の既溶接点と、接合しようとする点１６を結ぶ全ての線上にスリット１ａを設けることができない場合であっても、接合しようとする点１６からの距離が近いスポット溶接部３との間に、優先的にスリット１ａを形成することにより、接合しようとする点１６で得られるナゲットの成長率を向上することができる。
【００６５】
望ましくは、最隣接するスポット溶接部３、または最隣接するその他の分流懸念点と、接合しようとする点１６を結ぶ線上にスリット１ａを設けることであり、さらに望ましくは、全ての方向の最隣接点と接合しようとする点１６とを結ぶ線上にスリット１ａを設けることである。
【００６６】
なお、図６（ｂ）に示す片側スポット溶接では、鋼板６、７同士のスポット溶接部が存在しない場合に単点の抵抗溶接を行っても、鋼板６、７がクランプされた箇所や、バック電極１０と鋼板７との接触箇所、その他、構造上、鋼板６、７同士が強く接触する箇所を流れる無効電流が生じ、接合しようとする点１８のナゲット成長率が低下することがある。
【００６７】
図７は、片側スポット溶接において鋼板６、７同士が、このように強く接触する箇所を示す説明図であり、図７（ａ）は重ね合わされた鋼板６、７のうちの鋼板７に互いの重ね合わせ面方向に向けて突出する凸部７ａが存在する場合を示し、図７（ｂ）は、稜線部７ｂ、７ｂを有する鋼板７と平板状の鋼板６とを接合する場合を示す。
【００６８】
図７（ａ）および図７（ｂ）に示すように、片側スポット溶接を行うために溶接電極９により鋼板６の所定の位置を加圧すると、鋼板６、７はこの加圧により図示するような形状に撓み、これにより、凸部７ａの角部や稜線部７ｂ、７ｂにおいて鋼板７が部分的に鋼板６と強く接触する。
【００６９】
片側スポット溶接においては、上記のような接触箇所を介して流れる無効電流が生じやすい。これは、上述したように、片側スポット溶接は溶接に寄与する電流の通電経路が長く、また低い加圧力で接合を行うことに起因する。すなわち、溶接電極９からバック電極１０までの通電可能な経路内に、溶接電極１０直下以上に、強く、または広い面積で鋼板６、７同士が接触する箇所（図示例では凸部７ａの角部や稜線部７ｂ、７ｂ）が生じ易く、この場合にその接触箇所に生じる界面抵抗が低いために、無効電流が容易に生じるためである。
【００７０】
したがって、片側スポット溶接の場合には、スポット溶接部３のみならず、このような鋼板同士が部分的に強く接触する箇所と、接合しようとする点１６を結ぶ領域２５の一部または全てを、スリット６ａを設けることによって欠損させることにより、接合しようとする点のナゲット成長率を増加させる効果が得られる。
【００７１】
（ｉｉ）スリットを形成する鋼板
図８は、スリットを形成する鋼板を示す説明図であり、図８（ａ）はスポット溶接における各種の鋼板を示し、図８（ｂ）は片側スポット溶接における各種の鋼板を示し、さらに図８（ｃ）はシリーズスポット溶接における各種の鋼板を示す。
【００７２】
図８（ａ）の左図は板厚が大きい鋼板１ではなく板厚が小さな鋼板２にスリット２ａを形成した場合を示し、図８（ａ）の中図はこれとは逆に板厚が大きな鋼板１にスリット１ａを形成した場合を示し、さらに、図８（ａ）の左図は両方の鋼板１、２にスリット１ａ、２ａを形成した場合を示す。また、図８（ｂ）は片側スポット溶接における鋼板６、７を示し、図８（ｃ）はシリーズスポット溶接における鋼板１１、１２を示す。
【００７３】
上述したように、抵抗溶接における既に形成されたスポット溶接部３への分流に伴うナゲット成長率の低下は、鋼板１、２、６、７、１１、１２の板厚が厚いほど生じ易い。また、種々の検討の結果、鋼板１、２、６、７、１１、１２の固有抵抗、すなわち室温での鋼板１、２、６、７、１１、１２の固有の電気抵抗値が低いほどナゲット成長率が低下し易いことが判明した。これは、鋼板１、２、６、７、１１、１２の板厚が大きいほど、また固有抵抗が低いほど、溶接点１６からスポット溶接部３へと分流する際の通電抵抗が低くなるためである。
【００７４】
このため、製造される抵抗溶接接合体の構成上、２枚以上の鋼板（１、２）、（６、７）、（１１、１２）のうち全ての鋼板の分流経路を分断できない場合（例えば、２枚中１枚にしか加工できない場合など）には、これらの鋼板が異種の組合せである場合には、これらの鋼板のうち板厚が大きい鋼板、または固有抵抗値が低い鋼板にスリットを形成することにより、より高い効果を得られる。
【００７５】
一方、種々検討した結果、片側スポットやシリーズスポットのように、溶接電極９、１３、１４を、重ね合わされた鋼板（６、７）、（１１、１２）の片側に配置する抵抗溶接では、多点溶接性は溶接電極９、１３、１４側に配置される鋼板６、１１の電気抵抗および板厚に最も強く依存する。上述した方法により評価した結果、溶接電極９、１３、１４に配置される鋼板６、１１の固有電気抵抗が低く、また板厚が厚いほど、ナゲット成長率が低下する。
【００７６】
したがって、片側スポット溶接やシリーズスポットにおいては、図８（ｂ）および図８（ｃ）に示すように、二枚以上の鋼板のうち溶接電極９、１３、１４側に配置される鋼板６、１１にスリット６ａ、１１ａを形成することが有効である。
【００７７】
なお、スリット１ａ、６ａ、１１ａを形成することにより、製造される抵抗溶接接合体の強度の低下が問題となる場合には、スリット１ａ、６ａ、１１ａを形成して抵抗溶接を行った後に、アーク溶接等によりスリットａ、６ａ、１１ａの形成部を熟め、強度を向上させればよい。
【００７８】
図９は、３枚の鋼板を重ね合わせてシリーズスポット溶接する各種の状況を示し、図９（ａ）は板厚が最も大きく溶接電極９が当接する鋼板６にスリット６ａを形成した状況を示し、図９（ｂ）は鋼板６、７にスリット６ａ、７ａを形成した状況を示し、さらに図９（ｃ）は鋼板７にスリット７ａを形成した状況を示す。
【００７９】
図９（ａ）に示すように、３枚の鋼板６、７、２７のうち、最も溶接電極９側に配置される鋼板６にスリット６ａを形成することにより、無効電流の低減を図ることができる。
また、図９（ｂ）に示すように、鋼板６に接する鋼板７にもスリット７ａを形成することにより、より無効電流の低減を図ることができる。
【００８０】
さらに、図９（ｃ）に示すように、溶接電極９が当接する鋼板６がスポット溶接部８を有さない場合には、スポット溶接部３により接合される鋼板７、２７のうちで溶接電極９に最も近い側に配置される鋼板７にスリット７ａを形成することにより、無効電流の低減を図ることができる。
【実施例１】
【００８１】
さらに、本発明を、実施例を参照しながら、より具体的に説明する。
上述した既に接合されたスポット溶接部２８および、本発明で規定するスリット２９を有する様々な形状の２枚重ねの鋼板からなる試験片に、スポット溶接を行って抵抗溶接部を形成し、上述した評価方法によりこの抵抗溶接部の捻り破断径を調査した。これら試験片の形状１〜１０を、図１０にまとめて示す。なお、形状１〜８は、幅３０ｍｍ、長さ１００ｍｍの試験片であり、形状９、１０は、幅４０ｍｍ、長さ１２０ｍｍの試験片である。
【００８２】
また、同一の溶接方法および溶接条件で単点の溶接試験も実施し、それぞれの破断径から、上述したナゲット成長率を求めた。なお、スポット溶接条件は、それぞれ、単点溶接時に、板厚ｔに対し４√ｔ以上のナゲット径が得られる条件とした。
【００８３】
この結果を表１にまとめて示す。表１において、電極チップ１、電極チップ２とは、それぞれ溶接電極、バック電極を意味する。
【００８４】
【表１】
0005169475.tif 000002
【００８５】
試番Ａ２、Ａ４，Ａ５、Ａ８，Ａ１１は、電極チップ１側の鋼板にスリット２９を設け、試番７は電極チップ２側の鋼板にスリット２９を設け、試番９と試番１２は、電極チップ１側と電極チップ２側の両方の鋼板にスリット２９を設けた。試番Ａ１〜５は、形状１〜３の試験片にスポット溶接した例であり、試番Ａ２，４，５が、スポット溶接部２８とスポット溶接により形成される抵抗溶接部である評価点３０との間にスリット２９を設けた本発明例である。試番Ａ１４およびＡ１６は、それぞれ形状１０に示すようにスポット溶接部２８と評価点３０との間にスリット２９を設ける代りに貫通孔３１を設け、分流経路の遮断を行った本発明例である。
【００８６】
溶接電流８ｋＡの条件において、試番Ａ１に示す比較例ではナゲット成長率が６０％以下であったのに対し、試番Ａ２に示す発明例は６５％を超えた。また、溶接電流８ｋＡの条件においては、試番３に示す例のナゲット成長率が７０％以下であるのに対し、試番Ａ４および５に示す発明例では、いずれも８０％を超えるナゲットが得られた。
【００８７】
次に、試番Ａ６〜９に示す、形状４および５の試験片にスポット溶接した例について説明する。これらは、強度が異なる二枚の鋼板において、スリット２９を形成する材料を変えて検討した例である。試験番号Ａ７〜９が、スポット溶接部２８と評価点３０の間にスリット２９を設けた本発明例である。試番Ａ７は６０ｋ析出鋼側、試番Ａ８はＳＰＣＣ側、試番Ａ９は２枚の鋼板の両方に、それぞれ形状５に示すスリット２９を設けた。試番Ａ６に示す比較例では、ナゲット成長率が６５％以下であるのに対し、６０ｋ析出鋼側にスリット２９を設けた試番Ａ７はナゲット成長率６５％以上に改善した。試番Ａ８に示すＳＰＣＣ側にスリット２９を設けた例ではより改善が認められ、ナゲット成長率が７０％を超えた。さらに、２枚の鋼板の両方にスリット２９を設けた試番Ａ９では、ナゲット成長率が７５％を超え、最も高い効果が得られた。
【００８８】
試番Ａ１０〜１２に示す、板厚が異なる２枚の鋼板を重ねて、形状４および５の試験片にスポット溶接した例について説明する。試番Ａ１１およびＡ１２が、スポット溶接部２８と評価点３０の間にスリット２９を設けた本発明例である。試番Ａ１１は二枚の鋼板のうち板厚の厚い方の鋼板に、試番Ａ１２は両方の鋼板に、形状５に示すスリット２９を設けた。試番Ａ１０に示す比較例では、ナゲット成長率が８５％以下であるのに対し、一枚の鋼板にスリット２９を設けた試番Ａ１１のナゲット成長率は８５％を超えた。
【００８９】
さらに、二枚の鋼板の両方にスリットを設けた、試番Ａ１２では、９０％以上のナゲット成長率が得られた。
試番Ａ１３〜Ａ１６について説明する。試番Ａ１４とＡ１６が、貫通孔３１を設けた本発明例であり、試番Ａ１３とＡ１５が、貫通孔３１を設けない比較例である。打点間隔３０ｍｍの試番１３と試番１４において、試番１３に示す比較例では、ナゲット成長率が６７％であるのに対し、試番１４の本発明例では７０％以上となった。また、打点間隔４０ｍｍの試番１５と試番１６において、試番１５に示す比較例では、ナゲット成長率が７０％であるのに対し、試番１６の本発明例では７５％以上となった。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】実施の形態を示す説明図であり、図１（ａ）は溶接電極およびバック電極を用いるスポット溶接に本発明を適用した状況を示し、図１（ｂ）は片側スポット溶接に本発明を適用した状況を示し、さらに、図１（ｃ）はシリーズスポット溶接に本発明を適用した状況を示す説明図である。
【図２】本発明者らが行った、多点溶接性を確保することができる鋼板の材料および形状の評価方法を示す説明図である。
【図３】実施の形態で設けられるスリットの説明図である。
【図４】実施の形態で設けられるスリットの説明図である。
【図５】実施の形態で設けられるスリットの説明図である。
【図６】スリットの形成位置を示す説明図であり、図６（ａ）はスポット溶接の各種例を示し、図６（ｂ）は片側スポット溶接の各種例を示し、図６（ｃ）はシリーズスポット溶接の一例を示す。
【図７】片側スポット溶接において鋼板同士が、このように強く接触する箇所を示す説明図であり、図７（ａ）は重ね合わされた鋼板のうちの鋼板に互いの合わせ面方向に向けて突出する凸部が存在する場合を示し、図７（ｂ）は、稜線部を有する鋼板と平板状の鋼板とを接合する場合を示す。
【図８】スリットを形成する鋼板を示す説明図であり、図８（ａ）はスポット溶接における各種の鋼板を示し、図８（ｂ）は片側スポット溶接における各種の鋼板を示し、さらに図８（ｃ）はシリーズスポット溶接における各種の鋼板を示す。
【図９】３枚の鋼板を重ね合わせてシリーズスポット溶接する各種の状況を示し、図９（ａ）は板厚が最も大きく溶接電極が当接する鋼板にスリットを形成した状況を示し、図９（ｂ）は鋼板にスリットを形成した状況を示し、さらに図９（ｃ）は鋼板にスリットを形成した状況を示す。
【図１０】実施例の試験片の形状１〜１０をまとめて示す説明図である。
【図１１】図１１（ａ）は、スポット溶接を示す説明図であり、図１１（ｂ）は、片側スポット溶接を示す説明図であり、さらに、図１１（ｃ）は、シリーズスポット溶接を示す説明図である。
【符号の説明】
【０１０７】
１、２、６、７、１１、１２  金属板（鋼板）
スリット  １ａ、２ａ、６ａ、１１ａ
３、８  接合部
４、９，１３，１４  溶接電極
５、１０  バック電極
１５，１７，１９  抵抗溶接接合体
１６、１８、２０、２１  抵抗溶接部
２５  領域
【図１】
0005169475.tif 000003
【図２】
0005169475.tif 000004
【図３】
0005169475.tif 000005
【図４】
0005169475.tif 000006
【図５】
0005169475.tif 000007
【図６】
0005169475.tif 000008
【図７】
0005169475.tif 000009
【図８】
0005169475.tif 000010
【図９】
0005169475.tif 000011
【図１０】
0005169475.tif 000012
【図１１】
0005169475.tif 000013