(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
重ね合わせた２枚以上の板材上に、前記各板材よりも板厚が小さい薄板材を載置し、一対の電極で抵抗溶接する抵抗溶接方法において、
前記薄板材は、折り返し部を有するようにヘミング加工されており、
一方の電極を前記薄板材の折り返し部に当接し、他方の電極を前記２枚以上の板材の最下部の板材の下面に当接し、
前記一方と他方の電極で、前記２枚以上の板材、前記薄板材を抵抗溶接する
ことを特徴とする抵抗溶接方法。
【請求項２】
重ね合わせた２枚以上の板材と、前記各板材よりも板厚が小さい薄板材とを備え、前記板材上に載置された前記薄板材と、前記２枚以上の板材とが抵抗溶接された溶接構造体において、
前記薄板材は、ヘミング加工されており、前記薄板材のヘミング加工された折り返し部と前記板材との接触面で抵抗溶接部が形成されている
ことを特徴とする溶接構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、重ね合わせた２枚以上の板材と薄板材とを抵抗溶接する方法及びその溶接構造体に関し、一層詳細には、２枚以上の板材とヘミング加工されている薄板材とを抵抗溶接するための抵抗溶接方法及び溶接構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、重ね合わせた金属板を棒状の電極で挟み、強く加圧しながら短時間で大電流を通電し、前記金属板間の接触面で溶融凝固させてナゲットを形成させることにより溶接する抵抗溶接が知られている。
【０００３】
特許文献１には、厚板材１００上に厚板材１０２が載置され、さらに厚板材１０２上に、厚板材１００、１０２よりも板厚が薄い薄板材１０４が載置されたワーク１０６の抵抗溶接についての記載がある（図４Ａ参照）。この特許文献１に開示されている方法では、ワーク１０６を電極１０８、１１０で圧接しながら電極１０８、１１０間で図示しない電源から電流を通電すると、厚板材１００と厚板材１０２との接触面を中心としてナゲットが生成され、このナゲットが成長することにより、厚板材１００、１０２、薄板材１０４が溶接される。
【０００４】
また、特許文献２には、薄板材１１２、１１４間に樹脂材１１６が介装された複合部材１１８が、厚板材１２０上に載置されたワーク１２２に抵抗溶接される技術的思想が開示されている（図４Ｂ参照）。該特許文献２に開示されている方法では、薄板材１１４上に、厚板材１２０と同じ板厚の当て板１２４を載置し、電極１２６を前記当て板１２４に当接し、電極１２８を厚板材１２０の下面に当接して、電極１２６、１２８間で通電することにより、厚板材１２０、薄板材１１２、１１４が溶接される。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２５１４６８号公報
【特許文献２】特開平６−２４６４６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の溶接に通常使われる電極１０８の先端部は、内部を循環する冷却水により冷却されており、電極１０８の先端部から厚板材１００と厚板材１０２との接触面までの距離に比べると、電極１０８の先端部から厚板材１０２と薄板材１０４との接触面までの距離の方がより短いためにナゲットの成長が妨げられ、厚板材１０２と薄板材１０４との溶接が不十分になる場合がある。また、電極１０８で薄板材１０４を圧接した場合には、厚板材１０２と薄板材１０４との間には隙間がほとんど形成されないために、電極１０８から電極１１０に流れる電流が厚板材１０２と薄板材１０４との接触面を通過する場合に、電流が拡散して、電流密度が低下し、ジュール熱の発生が抑えられ、厚板材１０２と薄板材１０４との溶接が不十分になる場合がある。さらに、特許文献１では、電流密度を徐々に小さくしてナゲットの成長を均一にするために電極１０８の先端部と薄板材１０４との接触面積よりも、電極１１０の先端部と厚板材１００との接触面積を大きくしている。このため、厚板材１００、１０２、薄板材１０４の板厚との関係で先端径が異なる複数の電極１０８、１１０を用意する必要が生じる。
【０００７】
また、特許文献２の溶接方法では、当て板１２４を用いてワーク１２２の溶接をしているが、樹脂材１１６を中心として板厚に関して上下対称にして、圧力を均一にするために、厚板材１２０と当て板１２４との板厚を同じくする必要があり、厚板材１２０の板厚に応じてその都度当て板１２４を用意しなければならず、工程上煩雑となる。
【０００８】
本発明は、上記の課題を考慮してなされたものであって、重ね合わせた２枚以上の板材と薄板材間の抵抗溶接を可及的に確実に行うための抵抗溶接方法及び溶接構造体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】
【０００９】
本発明の抵抗溶接方法は、重ね合わせた２枚以上の板材上に、前記各板材よりも板厚が小さい薄板材を載置し、一対の電極で抵抗溶接する抵抗溶接方法において、前記薄板材は、折り返し部を有するようにヘミング加工されており、一方の電極を前記薄板材の折り返し部に当接し、他方の電極を前記２枚以上の板材の最下部の板材の下面に当接し、前記一方と他方の電極で、前記２枚以上の板材、前記薄板材を抵抗溶接することを特徴とする。
【００１０】
また、他の本発明の溶接構造体は、重ね合わせた２枚以上の板材と、前記各板材よりも板厚が小さい薄板材とを備え、前記板材上に載置された前記薄板材と、前記２枚以上の板材とが抵抗溶接された溶接構造体において、前記薄板材は、ヘミング加工されており、前記薄板材のヘミング加工された折り返し部と前記板材との接触面で抵抗溶接部が形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の抵抗溶接方法及び溶接構造体では、２枚以上の重ね合わせた板材と電極との間にヘミング加工した薄板材を介在させて、板材と電極との間隔を薄板材の板厚によって拡大して、薄板材と板材との接触面に対する電極による冷却効果を緩和することにより、ナゲットの成長を前記接触面で妨げずに継続させ、薄板材と板材との抵抗溶接を確実にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。図１Ａ〜図１Ｅは、溶接構造体１０の抵抗溶接工程の説明図であり、図２Ａは、溶接構造体１０の概略斜視図であり、図２Ｂは、図２ＡのＩＩＢ−ＩＩＢ線に沿う断面図である。
【００１３】
本実施形態によれば、溶接構造体１０の抵抗溶接は、まず、重ね合わせた厚板材１２、１４上に薄板材１６を載置する（図１Ａ参照）。厚板材１２、１４の材質は、特に限定されるものではないが、例えば、高張力鋼が好ましい。薄板材１６には一端を折り返すヘミング加工が施され、厚板材１４と接触する薄板材１６の接触部１８の上面と、折り返し部２０の下面とが接するように折り曲げ部２２を形成しておく。ヘミング加工された全体としての薄板材１６の板厚は、厚板材１２、１４の板厚よりも薄く、好ましくは厚板材１２、１４の板厚の半分程度である。また、薄板材１６の材質は、特に限定されるものではないが、例えば、軟鋼が好ましい。
【００１４】
次に、薄板材１６の折り返し部２０上に電極２４の先端部２６を当接させ、薄板材１６が載置されていない側の面である厚板材１２の下面２８に電極（他方の電極）３０の先端部３２を当接させる（図１Ｂ参照）。次いで、電極２４と３０とを互いに接近する方向に押圧させるとともに、図示しない電源から電極２４、３０に電流を供給し、薄板材１６、厚板材１４、１２の順に電極２４から電極３０の方向に電流を通電させる。
【００１５】
電極２４の内部には冷却水が循環しているために、この冷却水による冷却効果は電極２４の先端部２６を通じて薄板材１６に伝わり、先端部２６からの距離が近い接触面ほど、その温度が低下する。従って、厚板材１２と厚板材１４との接触面３４の温度は、厚板材１４と薄板材１６との接触面３６の温度よりも高いので、接触面３４の近傍からナゲット３８の生成が始まる（図１Ｃ参照）。さらに、電極２４、３０による押圧、電流の通電を続けると、ナゲット３８が接触面３６まで成長する（図１Ｄ参照）。
【００１６】
電極２４、３０による押圧、電流の通電を所定時間続けると、ナゲット３８が接触面３６を超えて薄板材１６内まで成長することにより厚板材１２、１４、薄板材１６が一体化されて抵抗溶接が完了する（図１Ｅ参照）。そこで、折り返し部２０から電極２４を離間させ、厚板材１２の下面２８から電極３０を離間させることにより溶接構造体１０が得られる（図２Ａ参照）。
【００１７】
前記のように溶接構造体１０の抵抗溶接工程では、厚板材１４と電極２４との間にヘミング加工した薄板材１６を介在させて、電極２４の先端部２６を当接させ、厚板材１４と電極２４との間を所定距離離間させることにより接触面３６に対する電極２４内を循環する冷却水による冷却効果が緩和される。その結果、接触面３４の近傍から形成が始まったナゲット３８の成長を接触面３６で妨げずに継続させることが可能となり、厚板材１４と薄板材１６との抵抗溶接を確実にすることができる（図２Ｂ参照）。
【００１８】
また、本発明の実施形態の変形例として、図３Ａ、図３Ｂに示すように、ヘミング加工が施された薄板材１６ａ、１６ｂを厚板材１４上に載置し、抵抗溶接してもよい。すなわち、図３Ａに示す薄板材１６ａは、厚板材１４と接触する薄板材１６ａの接触部１８ａの上面と、折り返し部２０ａの下面とが接するように折り曲げ部２２ａを形成し、さらに、折り返し部２０ａの端部４０が厚板材１４に接するようにしてもよい。また、図３Ｂに示す薄板材１６ｂは、厚板材１４と接触する薄板材１６ｂの接触部１８ｂの上面と、折り返し部２０ｂの下面とが接するように折り曲げ部２２ｂを形成し、さらに折り返し部２０ｂの上面と折り返し部４２の下面とが接するように折り曲げ部４４を形成し、さらにまた、折り返し部４２の端部４６を厚板材１４に接触させる。厚板材１２、１４、薄板材１６の材質、板厚との関係で、厚板材１４と薄板材１６とを抵抗溶接を確実にするために、薄板材１６ａ、１６ｂのように好適なヘミング加工を選択することができる。
【００１９】
なお、上記実施形態では、厚板材１２、１４と２枚の厚板材を重ね合わせていたが、枚数は特に限定されるものではなく、３枚以上の厚板材を重ね合わせてもよい。かかる場合には、最下部の厚板材に電極３０を当接することとなる。
【００２０】
また、本発明は、上述の実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１Ａ〜図１Ｅは、本発明の実施形態の溶接構造体の抵抗溶接工程の説明図である。
【図２】図２Ａは、本発明の実施形態の溶接構造体の概略斜視図であり、図２Ｂは、図２ＡのＩＩＢ−ＩＩＢ線に沿う断面図である。
【図３】図３Ａ、図３Ｂは、本発明の実施形態の溶接構造体の変形例の断面図である。
【図４】図４Ａ、図４Ｂは、従来の溶接構造体の抵抗溶接の説明図である。
【符号の説明】
【００２２】
１０…溶接構造体
１２、１４、１００、１０２、１２０…厚板材
１６、１６ａ、１６ｂ、１０４、１１２、１１４…薄板材
１８、１８ａ、１８ｂ…接触部
２０、２０ａ、２０ｂ、４２…折り返し部
２２、２２ａ、２２ｂ、４４…折り曲げ部
２４、３０、１０８、１１０、１２６、１２８…電極
２６、３２…先端部                      ２８…下面
３４、３６…接触面                      ３８…ナゲット
４０、４６…端部                        １０６、１２２…ワーク
１１６…樹脂材                          １１８…複合部材
１２４…当て板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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