(57)【要約】２枚の板材（３１，３２）を突き合わせ溶接する一対の電極部材（１，２）のうち、少なくとも一方の電極部材（１）の外面は、この一方の電極部材（１）の厚さ方向途中部から２枚の板材（３１，３２）のうちの一方の板材（３１）側へ延びるにしたがいこの一方の板材（３１）から次第に後退する後退形状部（１Ａ）となっている。２枚の板材（３１，３２）の突き合わせ溶接は、これらの板材（３１，３２）の突き合わせ部（７１）の位置を、電極部材（１，２）の厚さ方向途中部から後退形状部（１Ａ）側へ、これらの板材（３１，３２）の厚さの差に対応した量（Ｌ１）だけオフセットして行い、厚さが異なる別の２枚の板材の突き合わせ溶接は、オフセットを変更して行う。
2004108340.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
端面同士が突き合わせられて突き合わせ部となっている少なくとも１枚の被溶接板材の厚さ方向両側に配設され且つ前記突き合わせ部に跨る厚さを備えている２個で一対をなす電極部材を有し、これらの電極部材に、前記被溶接板材における前記突き合わせ部の両側のうちの片側の部分を被溶接板材厚さ方向に加圧し、この加圧によりこの片側の部分における反対側の部分と対面する端面をこの反対側の部分の側へ膨出変形させるための加圧部が設けられ、前記一対の電極部材間の通電により前記突き合わせ部を電気抵抗熱で溶融させて接合する突き合わせ溶接装置において、
前記一対の電極部材のうちの少なくとも一方の電極部材における前記被溶接板材と対面する外面には、この一方の電極部材の厚さ方向途中部から前記被溶接板材における前記突き合わせ部で仕切られる一方の部分の側へ延びるにしたがいこの一方の部分から次第に後退する形状となっている後退形状部が設けられていることを特徴とする突き合わせ溶接装置。
【請求項２】
請求の範囲第１項に記載の突き合わせ溶接装置において、前記後退形状部は前記一対の電極部材のうちの一方の電極部材の前記外面に設けられ、
この後退形状部は前記一方の電極部材における第１後退形状部であり、
前記一方の電極部材の前記外面には、この一方の電極部材の厚さ方向途中部から前記被溶接板材における他方の部分の側へ延びるにしたがいこの他方の部分から次第に後退する形状となっている第２後退形状部が設けられ、
この第２後退形状部と前記第１後退形状部とが接続されていることを特徴とする突き合わせ溶接装置。
【請求項３】
請求の範囲第１項に記載の突き合わせ溶接装置において、前記後退形状部は前記一対の電極部材のうちの一方の電極部材の前記外面に設けられ、
この一方の電極部材の前記外面には、前記後退形状部における前記被溶接板材の側への最大突出量となっている箇所と同じ又は略同じ突出量を有している突出連続部が設けられ、
前記後退形状部と接続されているこの突出連続部は、前記同じ又は略同じ突出量が前記一方の電極部材の厚さ方向途中部から前記被溶接板材における他方の部分の側へ連続している部分となっていることを特徴とする突き合わせ溶接装置。
【請求項４】
請求の範囲第１項に記載の突き合わせ溶接装置において、前記一対の電極部材のうちの他方の電極部材の前記外面は、前記被溶接板材の側への同じ又は略同じ突出量がこの他方の電極部材の厚さ方向に連続している平坦形状部となっていることを特徴とする突き合わせ溶接装置。
【請求項５】
請求の範囲第１項に記載の突き合わせ溶接装置において、前記一対の電極部材のうちの他方の電極部材の前記外面には、この他方の電極部材の厚さ方向途中部から前記被溶接板材における前記一方の部分の側へ延びるにしたがいこの一方の部分から次第に後退する形状となっている後退形状部が設けられ、
この後退形状部は前記他方の電極部材における第１後退形状部であり、
この他方の電極部材の前記外面には、この他方の電極部材の厚さ方向途中部から前記被溶接板材における他方の部分の側へ延びるにしたがいこの他方の部分から次第に後退する形状となっている第２後退形状部が設けられ、
この第２後退形状部と前記第１後退形状部とが接続されていることを特徴とする突き合わせ溶接装置。
【請求項６】
請求の範囲第１項に記載の突き合わせ溶接装置において、前記一対の電極部材のうちの他方の電極部材の前記外面には、この他方の電極部材の厚さ方向途中部から前記被溶接板材における前記一方の部分の側へ延びるにしたがいこの一方の部分から次第に後退する形状となっている後退形状部と、この後退形状部における前記被溶接板材の側への最大突出量となっている箇所と同じ又は略同じ突出量を有している突出連続部とが設けられ、
前記後退形状部と接続されているこの突出連続部は、前記同じ又は略同じ突出量が前記他方の電極部材の厚さ方向途中部から前記被溶接板材における他方の部分の側へ連続している部分となっていることを特徴とする突き合わせ溶接装置。
【請求項７】
請求の範囲第１項に記載の突き合わせ溶接装置において、前記一対の電極部材は、前記被溶接板材に対して転動する電極ローラとなっていることを特徴とする突き合わせ溶接装置。
【請求項８】
請求の範囲第１項に記載の突き合わせ溶接装置において、前記一対の電極部材は、前記被溶接板材の突き合わせ部に沿って延びる長さを有しているとともに、この被溶接板材にプレス荷重を作用させるブロック電極となっていることを特徴とする突き合わせ溶接装置。
【請求項９】
請求の範囲第８項に記載の突き合わせ溶接装置において、前記被溶接板材の突き合わせ部は直線状に延びており、前記一対のブロック電極はこの突き合わせ部と対応する直線状の延び形状を有していることを特徴とする突き合わせ溶接装置。
【請求項１０】
請求の範囲第８項に記載の突き合わせ溶接装置において、前記被溶接板材の突き合わせ部は非直線状に延びており、前記一対のブロック電極はこの突き合わせ部と対応する非直線状の延び形状を有していることを特徴とする突き合わせ溶接装置。
【請求項１１】
請求の範囲第８項に記載の突き合わせ溶接装置において、前記一対のブロック電極はプレス成形された後の前記被溶接板材の形状と対応する形状を有し、プレス成形後のこの被溶接板材の突き合わせ溶接が前記一対のブロック電極でなされることを特徴とする突き合わせ溶接装置。
【請求項１２】
請求の範囲第８項に記載の突き合わせ溶接装置において、前記一対のブロック電極は、前記被溶接板材をプレス成形するためのそれぞれのプレス型に配置され、これらのプレス型で前記被溶接板材がプレス成形されるときに、この被溶接板材の突き合わせ溶接が前記一対のブロック電極でなされることを特徴とする突き合わせ溶接装置。
【請求項１３】
請求の範囲第１２項に記載の突き合わせ溶接装置において、前記一対のブロック電極は、前記それぞれのプレス型に電気的絶縁部材を介して組み込まれていることを特徴とする突き合わせ溶接装置。
【請求項１４】
請求の範囲第１項に記載の突き合わせ溶接装置において、前記一対の電極部材は、前記被溶接板材をスポット溶接するためのスポット電極となっていることを特徴とする突き合わせ溶接装置。
【請求項１５】
請求の範囲第１４項に記載の突き合わせ溶接装置において、前記一対のスポット電極は、プレス成形された後の前記被溶接板材を突き合わせ溶接するためのものであることを特徴とする突き合わせ溶接装置。
【請求項１６】
請求の範囲第１４項に記載の突き合わせ溶接装置において、前記一対のスポット電極は、前記被溶接板材をプレス成形するためのそれぞれのプレス型に配置され、これらのプレス型で前記被溶接板材がプレス成形されるときに、この被溶接板材の突き合わせ溶接が前記一対のスポット電極でなされることを特徴とする突き合わせ溶接装置。
【請求項１７】
請求の範囲第１６項に記載の突き合わせ溶接装置において、前記一対のスポット電極は、前記それぞれのプレス型に電気的絶縁部材を介して組み込まれていることを特徴とする突き合わせ溶接装置。
【請求項１８】
請求の範囲第１項に記載の突き合わせ溶接装置において、前記被溶接板材の枚数は２枚であり、前記突き合わせ部は、これら２枚の被溶接板材のそれぞれの端面同士を突き合わせたものであることを特徴とする突き合わせ溶接装置。
【請求項１９】
請求の範囲第１項に記載の突き合わせ溶接装置において、前記被溶接板材の枚数は１枚であり、前記突き合わせ部は、パイプ状とされたこの１枚の被溶接板材における２つの端面同士を突き合わせたものであることを特徴とする突き合わせ溶接装置。
【請求項２０】
請求の範囲第１９項に記載の突き合わせ溶接装置において、前記パイプ状とされた１枚の被溶接板材は、複数枚の板材の接合によって形成されていることを特徴とする突き合わせ溶接装置。
【請求項２１】
端面同士が突き合わせられて突き合わせ部となっている少なくとも１枚の被溶接板材の厚さ方向両側に配設され且つ前記突き合わせ部に跨る厚さを備えている２個で一対をなす電極部材のうちの少なくとも一方の電極部材の外面には、この一方の電極部材の厚さ方向途中部から前記被溶接板材における前記突き合わせ部の両側のうちの片側の部分の側へ延びるにしたがいこの片側の部分から次第に後退する後退形状部が設けられ、前記一対の電極部材によって前記被溶接板材の突き合わせ部を突き合わせ溶接する方法であって、
前記突き合わせ部の位置を、前記一方の電極部材の厚さ方向途中部から前記後退形状部の側へ、前記被溶接板材の突き合わせ部の両側の部分の厚さに対応したオフセット量を有している位置として、前記一対の電極部材に対してセットする作業工程と、
通電されている前記一対の電極部材によって前記被溶接板材における前記突き合わせ部で仕切られる一方の部分を被溶接板材厚さ方向に加圧することにより、この一方の部分における他方の部分と対面する端面をこの他方の部分の側へ膨出変形させ、前記突き合わせ部を電気抵抗熱で溶融させて接合する作業工程と、
を含んでいることを特徴とする突き合わせ溶接方法。
【請求項２２】
請求の範囲第２１項に記載の突き合わせ溶接方法において、前記一対の電極部材は、前記被溶接板材をプレス成形するためのそれぞれのプレス型に配置され、これらのプレス型で前記被溶接板材がプレス成形されるときに、前記一対の電極部材による前記突き合わせ部の突き合わせ溶接が行われることを特徴とする突き合わせ溶接方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  この発明は、端面同士が突き合わせられた少なくとも１枚の被溶接板材の突き合わせ部を、２個で一対をなす電極部材間の通電による電気抵抗熱によって溶融させて接合するための溶接装置及び突き合わせ溶接方法に関する。
【背景技術】  特開２００３−３０５５７２には、端面同士が突き合わせられた２枚の被溶接板材の突き合わせ部に２個で一対をなす電極部材を配設し、これらの電極部材間の通電により、突き合わせ部を電気抵抗熱で溶融させて接合するための突き合わせ溶接装置が示されている。
この従来の突き合わせ溶接装置は、端面同士が突き合わせられて突き合わせ部となっている２枚の被溶接板材の厚さ方向両側に配設され且つ突き合わせ部に跨る厚さを備えている２個で一対をなす電極部材を有し、これらの電極部材間の通電により２枚の被溶接板材の突き合わせ部を電気抵抗熱で溶融させて接合する突き合わせ溶接装置において、一対の電極部材に、２枚の被溶接板材のうちの一方の被溶接板材を被溶接板材厚さ方向に加圧し、この加圧によりこの一方の被溶接板材における他方の被溶接板材と対面する端面をこの他方の被溶接板材の側へ膨出変形させるための加圧部が設けられていることが特徴となっている。
この従来の突き合わせ溶接装置によると、２枚の板材のうちの一方の板材は、すなわち、突き合わせ部の両側のうちの片側の部分は、突き合わせ溶接開始時に、一対の電極部材の加圧部で加圧される。これにより、上記一方の板材における他方の板材と対面する端面は、言い換えると、上記片側の部分における反対側の部分と対面する端面は、この反対側の部分の側へ膨出変形してこの片側の部分の端面に確実に接触することになる。このため、突き合わせ溶接作業の前にこれら両方の部分の端面を研磨作業等で仕上げておかなくても、これら両方の部分の端面同士の電気的導通状態を確保でき、これらの端面に跨るナゲットを確実に形成できるため、大きな接合強度を得られる。
また、２個で一対をなす電極部材を用いる従来の一般的な突き合わせ溶接では、板材の突き合わせ部に跨る金属薄膜によるフォイルを板材の厚さ方向両面に被せ、これらのフォイルを介して一対の電極部材を板材に加圧接触させ、これにより、電気抵抗熱によって生じる溶融片が外部に漏出するのを防止しながら板材の突き合わせ溶接を行うようにしている。しかし、特開２００３−３０５５７２で示された前記従来の突き合わせ溶接装置によると、このようなフォイルが不要になる。
また、この従来の突き合わせ溶接装置によると、突き合わせ部の両側の部分の厚さが異なっている場合や同じ厚さになっている場合に、一対の電極部材のうちの少なくとも一方の電極部材を突出段部付きの形状とすることにより、突き合わせ部の両側のうちの片側の部分を板材厚さ方向へ加圧でき、これにより、この片側の部分の端面を反対側の部分の側へ膨出変形させてこれら両方の部分の板材の端面同士を接触させることができる。
しかし、この従来の突き合わせ溶接装置では、一対の電極部材のうちの少なくとも一方の電極部材に設ける突出段部の突出量は、突き合わせ溶接される突き合わせ部の両側の部分の厚さに応じて設定される。このため、突き合わせ部の両側の部分の厚さの差が異なるそれぞれの板材についての突き合わせ溶接を行うときや、突き合わせ部の両側の部分の厚さが同じ厚さとなった板材についての突き合わせ溶接を行うときには、それぞれ突出段部の突出量が異なる電極部材を用いることになる。したがって、突き合わせ部の両側の部分が各種厚さとなっている板材を突き合わせ溶接できるようにするためには、突出量が異なる突出段部を有している各種の電極部材を用意しなければならない。
本発明の目的は、少なくとも１枚の被溶接板材の端面同士が突き合わせられ、この突き合わせ部の両側の部分の厚さが各種寸法となっているそれぞれの被溶接板材についての突き合わせ溶接を、電極部材を共通化して実施できるようになる突き合わせ溶接装置及び突き合わせ溶接方法を提供するところにある。
【発明の開示】
本発明に係る突き合わせ溶接装置は、端面同士が突き合わせられて突き合わせ部となっている少なくとも１枚の被溶接板材の厚さ方向両側に配設され且つ前記突き合わせ部に跨る厚さを備えている２個で一対をなす電極部材を有し、これらの電極部材に、前記被溶接板材における前記突き合わせ部の両側のうちの片側の部分を被溶接板材厚さ方向に加圧し、この加圧によりこの片側の部分における反対側の部分と対面する端面をこの反対側の部分の側へ膨出変形させるための加圧部が設けられ、前記一対の電極部材間の通電により前記突き合わせ部を電気抵抗熱で溶融させて接合する突き合わせ溶接装置において、前記一対の電極部材のうちの少なくとも一方の電極部材における前記被溶接板材と対面する外面には、この一方の電極部材の厚さ方向途中部から前記被溶接板材における前記突き合わせ部で仕切られる一方の部分の側へ延びるにしたがいこの一方の部分から次第に後退する形状となっている後退形状部が設けられていることを特徴とするものである。
この突き合わせ溶接装置では、一対の電極部材のうちの少なくとも一方の電極部材の外面には、この一方の電極部材の厚さ方向途中部から被溶接板材における突き合わせ部で仕切られる一方の部分の側へ延びるにしたがいこの一方の部分から次第に後退する形状となっている後退形状部が設けられている。このため、板材の突き合わせ溶接作業を開始するときに、板材における突き合わせ部の両側の部分の厚さの差に応じたこの後退形状部における適正な箇所により、また、突き合わせ部の両側の部分の厚さが同じになっているときには、この後退形状部における最も板材側に突出した箇所により、突き合わせ部の両側のうちの片側の部分を加圧する。
これにより、突き合わせ部の両側のうちの片側の部分を加圧した後退形状部における箇所が電極部材における前記加圧部となり、この片側の部分における反対側の部分と対面する端面をこの反対側の部分の側へ膨出変形させることができる。
そして、突き合わせ部の両側の部分の厚さの差が異なる別の板材を突き合わせ溶接するときには、一対の電極部材に対する突き合わせ部のセット位置を変更することにより、後退形状部におけるこれまでとは異なる箇所を前記加圧部として、突き合わせ溶接を行う。
これにより、突き合わせ部の両側の部分の厚さが各種厚さとなっているそれぞれの板材についての突き合わせ溶接を、後退形状部が外面に設けられている同一の電極部材を用いて行えることになり、電極部材の共通化を実現できる。
また、電極部材には、突き合わせ部の両側の部分の厚さの差等に応じた突出量を有する突出段部を形成する必要はないため、この突出段部の突出量についてのメインテナンス作業を電極部材に行う必要がなくなり、電極部材についての作業性が改善される。
前記後退形状部を一対の電極部材のうちの一方の電極部材に設ける場合には、この一方の電極部材の形状は、以下の形態とすることができる。
第１番目の形態は、前記後退形状部を、この後退形状部が設けられた一方の電極部材における第１後退形状部とし、この一方の電極部材の外面に、この一方の電極部材の厚さ方向途中部から板材における前記一方の部分の側とは反対側の部分の側へ延びるにしたがい、すなわち、板材における他方の部分の側へ延びるにしたがいこの他方の部分の側から次第に後退する形状となっている第２後退形状部を設け、この第２後退形状部と前記第１後退形状部とを接続することである。
第２番目の形態は、前記後退形状部が設けられた一方の電極部材の外面に、この後退形状部における板材の側への最大突出量となっている箇所と同じ又は略同じ突出量を有する突出連続部を設け、後退形状部と接続されているこの突出連続部を、前記同じ又は略同じ突出量が前記一方の電極部材の厚さ方向途中部から板材における他方の部分の側へ連続している部分とすることである。
なお、この第２番目の形態における「略同じ突出量」とは、例えば、電極部材の製造誤差や長期間の使用による損耗などのため、必ずしも正確な同じ突出量となっていなくてもよい、との意味である。
また、前記後退形状部を一対の電極部材のうちの一方の電極部材に設ける場合には、他方の電極部材の形状は、以下の形態とすることができる。
第１番目の形態は、この他方の電極部材の外面を、板材の側への同じ又は略同じ突出量がこの他方の電極部材の厚さ方向に連続している平坦形状部とすることである。
なお、この第１番目の形態における「略同じ突出量」も、例えば、電極部材の製造誤差や長期間の使用による損耗などのため、必ずしも正確な同じ突出量となっていなくてもよい、との意味である。
第２番目の形態は、他方の電極部材の外面に、この他方の電極部材の厚さ方向途中部から板材における前記一方の部分の側へ延びるにしたがいこの一方の部分から次第に後退する形状となっている後退形状部を設け、この後退形状部を前記他方の電極部材における第１後退形状部とし、この他方の電極部材の外面に、この他方の電極部材の厚さ方向途中部から板材の他方の部分の側へ延びるにしたがいこの他方の部分から次第に後退する形状となっている第２後退形状部を設け、この第２後退形状部と第１後退形状部とを接続することである。
第３番目の形態は、他方の電極部材の外面に、この他方の電極部材の厚さ方向途中部から板材における前記一方の部分の側へ延びるにしたがいこの一方の部分から次第に後退する形状となっている後退形状部と、この後退形状部における板材の側への最大突出量となっている箇所と同じ又は略同じ突出量を有している突出連続部とを設け、前記後退形状部と接続されているこの突出連続部を、前記同じ又は略同じ突出量が前記他方の電極部材の厚さ方向途中部から板材における他方の部分の側へ連続している部分とすることである。
なお、この第３番目の形態における「略同じ突出量」も、例えば、電極部材の製造誤差や長期間の使用による損耗などのため、必ずしも正確な同じ突出量となっていなくてもよい、との意味である。
以上において、一対の電極部材のうちの一方の電極部材又は両方の電極部材に設ける後退形状部は、任意な形状で板材から次第に後退するものでよい。それは、例えば、楕円形状でもよく、放物線形状でもよく、円弧形状でもよく、直線形状でもよく、これらのうちの少なくとも２つの組み合わせからなるものでもよい。
また、本発明において、一対の電極部材は、板材に対して転動する一対の電極ローラでもよく、あるいは、板材の突き合わせ部に沿って延びる長さを有し、板材にプレス荷重を作用させる一対のブロック電極でもよい。
一対の電極部材が後者の一対のブロック電極になっていると、板材の突き合わせ溶接作業を、それぞれのブロック電極で板材の突き合わせ部を１回プレスする作業で終了することができ、突き合わせ溶接作業時間の短縮や、多数の突き合わせ溶接作業の効率化を達成できる。
また、一対の電極部材を一対のブロック電極とする場合には、板材の突き合わせ部は、直線状に延びるものでもよく、非直線状に延びるものでもよい。突き合わせ部が直線状に延びるものである場合には、一対のブロック電極を、この突き合わせ部と対応する直線状の延び形状を有するものとすればよく、突き合わせ部が非直線状に延びるものである場合には、一対のブロック電極を、この突き合わせ部と対応する非直線状の延び形状を有するものとすればよい。ここでいう「非直線状」には、直線同士が途中で屈曲して接続されているものや、円弧を含む曲線又は直線と曲線とが接続されているもの、さらには、曲線と曲線とが接続されているものが含まれる。
また、一対の電極部材を一対のブロック電極とする場合には、プレス成形される前の板材をこれらのブロック電極によって突き合わせ溶接してもよく、あるいは、それぞれのブロック電極を、プレス成形された後の板材の形状と対応する形状を有するものとし、プレス成形後の板材の突き合わせ溶接をこれらのブロック電極で行うようにしてもよい。
さらに、一対の電極部材を一対のブロック電極とする場合には、それぞれのブロック電極を、板材をプレス成形するためのプレス型に配置し、これらのプレス型で板材がプレス成形されるときに、板材の突き合わせ溶接を一対のブロック電極で行うようにしてもよい。
このように、一対のブロック電極をそれぞれのプレス型に配置する場合には、一対のブロック電極をそれぞれのプレス型に電気的絶縁部材を介して組み込むことにより、ブロック電極とプレス型との間の電気的絶縁状態を確保することができる。
さらに、本発明において、一対の電極部材は、板材をスポット溶接するためのスポット電極でもよい。すなわち、本発明はスポット溶接装置にも適用できる。また、一対のスポット電極は、上述のブロック電極の場合と同様に、プレス成形される前の板材を突き合わせ溶接するためのものでもよく、プレス成形された後の板材を突き合わせ溶接するためのものでもよい。さらに、それぞれのスポット電極を、板材をプレス成形するためのプレス型に配置し、これらのプレス型で板材がプレス成形されるときに、板材の突き合わせ溶接を一対のスポット電極で行うようにしてもよい。
このように、一対のスポット電極をそれぞれのプレス型に配置する場合には、一対のスポット電極をそれぞれのプレス型に電気的絶縁部材を介して組み込むことにより、スポット電極とプレス型との間の電気的絶縁状態を確保することができる。
また、本発明に係る突き合わせ溶接方法は、端面同士が突き合わせられて突き合わせ部となっている少なくとも１枚の被溶接板材の厚さ方向両側に配設され且つ前記突き合わせ部に跨る厚さを備えている２個で一対をなす電極部材のうちの少なくとも一方の電極部材の外面には、この一方の電極部材の厚さ方向途中部から前記被溶接板材における前記突き合わせ部の両側のうちの片側の部分の側へ延びるにしたがいこの片側の部分から次第に後退する後退形状部が設けられ、前記一対の電極部材によって前記被溶接板材の突き合わせ部を突き合わせ溶接する方法であって、前記突き合わせ部の位置を、前記一方の電極部材の厚さ方向途中部から前記後退形状部の側へ、前記被溶接板材の突き合わせ部の両側の部分の厚さに対応したオフセット量を有している位置として、前記一対の電極部材に対してセットする作業工程と、通電されている前記一対の電極部材によって前記被溶接板材における前記突き合わせ部で仕切られる一方の部分を被溶接板材厚さ方向に加圧することにより、この一方の部分における他方の部分と対面する端面をこの他方の部分の側へ膨出変形させ、前記突き合わせ部を電気抵抗熱で溶融させて接合する作業工程と、を含んでいることを特徴とするものである。
この突き合わせ溶接方法によると、前記オフセット量を突き合わせ部の両側の部分の厚さに対応した大きさにして板材についての突き合わせ溶接を行うため、このオフセット量の大きさの設定により、突き合わせ部の両側の部分が各種厚さとなっている板材についての突き合わせ溶接を、２個で一対をなす電極部材を共通化して行えることになる。
この突き合わせ溶接方法は、一対の電極部材が電極ローラであっても、ブロック電極であっても、スポット電極であっても、実施できる。そして、ブロック電極又はスポット電極である一対の電極部材を、板材をプレス成形するためのそれぞれのプレス型に配置することにより、これらのプレス型で板材をプレス成形するときに、一対の電極部材によって板材の突き合わせ溶接を行うことができる。
以上説明した本発明において、端面同士が突き合わせられて突き合わせ部となる板材は、２枚でもよく、１枚でもよい。
端面同士が突き合わせられて突き合わせ部となる板材が１枚の場合には、この１枚の板材は丸パイプ又は角パイプの形状に曲げられ、このようにパイプ状とされた１枚の板材の両側の２つの端面同士が突き合わせられる。この１枚の板材は、同じ厚さ又は異なる厚さを有している複数枚の板材を接合することによって形成されたものでもよい。
端面同士が突き合わせられて突き合わせ部となる板材が２枚の場合において、これら２枚の板材とは、互いに突き合わせ溶接されているときの板材の枚数のことである。したがって、１枚の板材の端面に沿って複数枚の板材を並べ、これらの板材を突き合わせ溶接することも、本発明に含まれる。
また、本発明において、一対の電極部材と板材との位置関係は、厚さ方向が上下方向となった板材の上下に２個の電極部材が配置された位置関係でもよく、厚さ方向が左右方向となった板材の左右に２個の電極部材が配置された位置関係でもよい。
さらに、本発明に係る突き合わせ装置及び突き合わせ溶接方法は、電気抵抗熱で溶融する材料であれば、任意な材料からなる板材の突き合わせ部を突き合わせ溶接するために適用できる。その材料は、例えば、スチールでもよく、ステンレスでもよく、アルミでもよく、チタンでもよく、マグネシウムでもよく、各種材料の合金でもよい。また、突き合わせ溶接される突き合わせ部の両側の部分の材料は、同じでもよく、異なってもよい。
【図面の簡単な説明】  第１図は、電極部材が電極ローラとなっている場合における本発明の一実施形態に係る突き合わせ溶接装置の概略を示す斜視図である。
第２図は、２枚の板材の突き合わせ部を拡大して示す図であって、２個で一対をなす電極ローラの第１番目の組み合わせにより、厚板材と第１番目の薄板材とを突き合わせ溶接する場合における溶接開始時の状態を示す図である。
第３図は、第２図の場合における突き合わせ溶接開始後の次の状態を示す図である。
第４図は、第２図の場合における突き合わせ溶接終了時の状態を示す図である。
第５図は、第２図の電極ローラの組み合わせにより、厚板材と第２番目の薄板材とを突き合わせ溶接する場合における溶接開始時の状態を示す図である。
第６図は、第２図の電極ローラの組み合わせにより、厚さが等しい２枚の板材を突き合わせ溶接する場合における溶接開始時の状態を示す図である。
第７図は、２個で一対をなす電極ローラの第２番目の組み合わせにより、厚板材と第１番目の薄板材とを突き合わせ溶接する場合における溶接開始時の状態を示す図である。
第８図は、第７図の電極ローラの組み合わせにより、厚板材と第２番目の薄板材とを突き合わせ溶接する場合における溶接開始時の状態を示す図である。
第９図は、第７図の電極ローラの組み合わせにより、厚さが等しい２枚の板材を突き合わせ溶接する場合における溶接開始時の状態を示す図である。
第１０図は、２個で一対をなす電極ローラの第３番目の組み合わせにより、厚板材と第３番目の薄板材とを突き合わせ溶接する場合における溶接開始時の状態を示す図である。
第１１図は、第１０図の電極ローラの組み合わせにより、厚板材と第４番目の薄板材とを突き合わせ溶接する場合における溶接開始時の状態を示す図である。
第１２図は、第１０図の電極ローラの組み合わせにより、厚さが等しい２枚の板材を突き合わせ溶接する場合における溶接開始時の状態を示す図である。
第１３図は、２個で一対をなす電極ローラの第４番目の組み合わせにより、厚板材と第３番目の薄板材とを突き合わせ溶接する場合における溶接開始時の状態を示す図である。
第１４図は、第１３図の電極ローラの組み合わせにより、厚板材と第４番目の薄板材とを突き合わせ溶接する場合における溶接開始時の状態を示す図である。
第１５図は、第１３図の電極ローラの組み合わせにより、厚さが等しい２枚の板材を突き合わせ溶接する場合における溶接開始時の状態を示す図である。
第１６図は、電極部材がブロック電極となっている実施形態についての突き合わせ溶接装置の概略を示す斜視図である。
第１７図は、第１６図の平面図である。
第１８図は、ブロック電極を、２枚の板材の突き合わせ部と対応させて非直線的に延びるものとした実施形態を示す第１７図と同様の図である。
第１９図は、プレス成形された後の２枚の板材をブロック電極で突き合わせ溶接する実施形態を示す縦断面図である。
第２０図は、ブロック電極を、２枚の板材をプレス成形するための型に配置した実施形態を示す縦断面図である。
第２１図は、電極部材がスポット電極となっている実施形態についての突き合わせ溶接装置の概略を示す斜視図である。
第２２図は、１枚の板材をパイプ状に曲げ、この板材の両方の端面同士が突き合わせられた突き合わせ部を溶接する場合であって、１枚の板材が厚さの異なる２枚の板材の接合で形成されている実施形態を示す板材での縦断面図である。
第２３図は、同じ厚さが連続している１枚の板材をパイプ状に曲げ、この板材の両方の端面同士が突き合わせられた突き合わせ部を溶接する実施形態を示す板材での正面断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】  本発明をより詳細に説述するために、添付の図面に従ってこれを説明する。第１図には、本実施形態に係る突き合わせ溶接装置の概略が斜視図として示されている。溶接装置の作業テーブル６１には、鋼板又はその他の金属板からなる２枚の被溶接板材３１，３２が突き合わせられて固定具６２，６３で固定セットされ、一方の板材は厚さの大きい厚板材３１であり、他方の板材は厚さの小さい薄板材３２である。
第２図には、厚板材３１の端面３１Ａと薄板材３２の端面３２Ａとの突き合わせ部７１が拡大されて示されている。この突き合わせ部７１は第１図で示された作業テーブル６１の細長の開口部６１Ａの位置と一致しており、この開口部６１Ａの上下には、言い換えると、２枚の板材３１，３２の厚さ方向両側には、電気抵抗熱で突き合わせ部７１を突き合わせ溶接するための２個で一対をなす電極部材となっている電極ローラ１，２が配設されている。それぞれが突き合わせ部７１に跨る厚さを有している電極ローラ１と２のうち、上側の電極ローラ１は作業テーブル６１に対して上下動し、下側の電極ローラ２も開口部６１Ａに挿入される位置で上下動し、これらの電極ローラ１，２は板材３１，３２に当接して突き合わせ溶接を行う。また、この溶接時には、作業テーブル６１は突き合わせ部７１の長さ方向へ移動し、これにより、この溶接時に通電されながら転動する電極ローラ１，２によって突き合わせ部７１の全長が、板材３１，３２内における電気抵抗熱で溶融して接合される。
なお、図面では示されていないが、この溶接装置には、溶接作業時の突き合わせ部７１にアルゴンガスや窒素ガス等による非酸化ガスを供給するための手段が設けられ、突き合わせ部７１は非酸化ガスが供給されながら溶接される。
第２図に示すように、厚板材３１と薄板材３２は、厚板材３１と薄板材３２の厚さ方向両面のうちの一方が、言い換えると、表裏両面のうちの一方同士が段差ありのずれた状態で、他方同士が段差なしの一致した状態で突き合わせられる。具体的には、厚板材３１と薄板材３２の表裏両面のうちの表面同士が段差ありのずれた状態で、裏面同士が段差なしの一致した状態で突き合わせられる。
また、第２図で示されているように、２個の電極ローラ１，２のうち、厚板材３１と薄板材３２の段差ありの側である上側に配設された電極ローラ１における板材３１，３２と対面する外面は、言い換えると、電極ローラ１の外周面は、板材３１，３２の側へ湾曲突出する楕円形状となっている。このため、この電極ローラ１の外面には、この電極ローラ１の厚さ方向途中部である厚さ方向中央部から突き合わせ部７１で仕切られる一方の部分の側へ、言い換えると、厚板材３１の側へ延びるにしたがい次第に厚板材３１から後退する形状となっている第１後退形状部１Ａが設けられている。また、電極ローラ１の外面には、この電極ローラ１の厚さ方向中央部から突き合わせ部７１で仕切られる上記一方の部分とは反対側となっている他方の部分の側へ、言い換えると、薄板材３２の側へ延びるにしたがい次第に薄板材３２から後退する形状となっている第２後退形状部１Ｂが設けられている。これらの第１及び第２後退形状部１Ａと１Ｂは、電極ローラ１の厚さ方向中央部で滑らかに接続している。
一方、２個の電極ローラ１，２のうち、厚板材３１と薄板材３２の段差なしの側である下側に配設された電極ローラ２における板材３１，３２と対面する外面は、板材３１，３２の側への同じ突出量が電極ローラ２の厚さ方向に連続している平坦形状部２Ａとなっており、電極ローラ２の外周面はこの平坦形状部２Ａで形成されている。
第２図〜第４図は、以上の電極ローラ１，２と板材３１，３２との組み合わせの場合によってなされる突き合わせ溶接作業を、その順序にしたがって示した図である。
第２図で示すとおり、厚板材３１と薄板材３２は、これらの板材３１，３２の突き合わせ部７１が、電極ローラ１，２の厚さ方向中央部から電極ローラ１の第１後退形状部１Ａの側へＬ１分だけオフセットされた状態にて、第１図に示した作業テーブル６１に固定セットされる。このオフセット量Ｌ１は、厚板材３１と薄板材３２の厚さの差に対応した量である。このオフセット量Ｌ１のため、、電極ローラ１の外面における薄板材３２の側へ最も突出した部分となっている電極ローラ１の厚さ方向中央部は、突き合わせ部７１の位置に対応する第１後退形状部１Ａの箇所から、オフセット量Ｌ１に応じた突出量Ｈ１をもって薄板材３２の側へ突出する。
板材３１，３２が作業テーブル６１に固定セットされた後、電極ローラ１，２が突き合わせ部７１を加圧することにより、このときまでには通電されているこれらの電極ローラ１，２の間において、板材３１と３２の突き合わせ溶接が開始される。
この突き合わせ溶接は、第２図で示すように、電極ローラ１の第１後退形状部１Ａが厚板材３１の端面３１Ａの上角部を下向きに加圧し、これによる加圧力を、電極ローラ２における厚板材３１と接触している平坦形状部２Ａの部分が受けることにより、始まる。このため、電極ローラ１では、第１後退部形状部１Ａが、電極ローラ２では、厚板材３１と接触している平坦形状部２Ａの部分が、それぞれ厚板材３１を加圧するための加圧部となる。
この加圧が進行すると、第３図で示すように、厚板材３１の端面３１Ａが加圧力によって薄板材３２の側に膨出変形し、この端面３１Ａは薄板材３２の端面３２Ａに接触する。このため、突き合わせ溶接前の厚板材３１の端面３１Ａと薄板材３２の端面３２Ａとが、ブランク材から厚板材３１、薄板材３２を生産するための切断加工されたままの面となっていて、研磨等の仕上げ加工されていない面となっていても、突き合わせ溶接時にはこれらの端面３１Ａと３２Ａは確実に接触する。
また、第３図で示す状態まで電極ローラ１が厚板材３１の端面３１Ａの上角部を加圧変形させると、両方の電極ローラ１と２に接触しているために通電経路ができている厚板材３１の内部に、通電による電気抵抗熱によって厚板材３１の一部の材料が溶融したナゲット４８が生成される。
電極ローラ１，２による厚板材３１の加圧がさらに進行すると、第４図で示すように、突き合わせ部７１からの突出量Ｈ１を有していた電極ローラ１の厚さ方向中央部が薄板材３２に接触し、そして、この電極ローラ１の第２後退形状部１Ｂまでも薄板材３２に接触するようになり、この薄板材３２は両方の電極ローラ１と２で加圧される。このときには、両方の電極ローラ１と２に接触した薄板材３２の内部にも通電経路ができており、さらに、板材３１、３２の互いに接触している端面３１Ａと３２Ａによる突き合わせ部７１を通る通電経路もできることになる。このため、ナゲット４８は薄板材３２の内部にも生成されるとともに、板材３１，３２の端面３１Ａ，３２Ａに跨る大きさとなる。
以上は、突き合わせ溶接される２枚の板材３１，３２の同じ断面位置についての説明であったが、２個で一対をなす電極ローラ１，２によって第２図の状態から第４図の状態へと進行する突き合わせ溶接は、第１図で示した作業テーブル６１の移動と、この移動に伴う電極ローラ１，２の板材３１，３２に対する転動とにより、突き合わせ部７１の全長に亘ってなされる。
また、突き合わせ部７１を越えて両方の板材３１，３２に跨るナゲット４８が生成されることにより、これらの板材３１，３２の突き合わせ溶接強度は大きくなる。
なお、以上の突き合わせ溶接作業は、両方の板材３１，３２が固定セットされる作業テーブル６１を不動とし、電極ローラ１，２を転動させながら作業テーブル６１及び板材３１，３２に対して移動させることによっても行える。
第５図は、第２図と同じ電極ローラ１，２を用い、厚板材３１と、前記薄板材３２よりも厚さが小さい薄板材３３とを突き合わせ溶接する場合を示す。この突き合わせ溶接も、厚板材３１と薄板材３３の表面同士は段差ありのずれた状態で、裏面同士は段差なしの一致した状態でなされる。そして、この突き合わせ溶接でも、電極ローラ１，２の厚さ方向中央部に対する厚板材３１と薄板材３３の突き合わせ部７２の位置は、電極ローラ１の第１後退形状部１Ａの側へオフセットされているが、このオフセット量は、第２図のオフセット量Ｌ１よりも大きいＬ２となっている。
すなわち、厚板材３１と薄板材３３の厚さの差は、第２図の厚板材３１と薄板材３２の厚さの差よりも大きいため、第２図のオフセット量Ｌ１よりも第５図のオフセット量Ｌ２は大きくなっている。
第５図の突き合わせ溶接も、電極ローラ１の第１後退形状部１Ａが厚板材３１の端面３１Ａの上角部を下向きに加圧し、これによる加圧力を、電極ローラ２における厚板材３１と接触している平坦形状部２Ａの部分が受けることにより、始まる。そして、この後、第３図及び第４図で示したとの同様の状態が生じ、厚板材３１の膨出変形した端面３１Ａが薄板材３３の端面３３Ａに接触し、オフセット量Ｌ２のために薄板材３３の側への大きな突出量Ｈ２を有していた電極ローラ１の厚さ方向中央部が薄板材３３を加圧し始め、電極ローラ１の第２後退形状部１Ｂも薄板材３３を加圧し始めることになる。これにより、突き合わせ部７２に跨るナゲットが両方の板材３１と３３の内部にできる。
第６図は、第２図と同じ電極ローラ１，２を用い、厚さの等しい２枚の板材３４，３５を突き合わせ溶接する場合を示す。この突き合わせ溶接は、２枚の板材３４，３５の表面同士及び裏面同士を段差なしの一致した状態でなされる。また、この突き合わせ溶接は、電極ローラ１，２の厚さ方向中央部に対する２枚の板材３４，３５の突き合わせ部７３の位置を、一方の板材の側、図示例では、第２図及び第５図の場合とは逆に電極ローラ１の第２後退形状部１Ｂの側へオフセットさせた位置として行われる。このオフセット量は第６図のＬ３で示されている。
この第６図の場合における突き合わせ溶接は、電極ローラ１の厚さ方向中央部が板材３４の端面３４Ａ近くの表面を下向きに加圧し、これによる加圧力を、電極ローラ２における板材３４と接触している平坦形状部２Ａの部分が受けることにより、始まる。このため、電極ローラ１では、電極ローラ１の厚さ方向中央部、言い換えると、第２後退形状部１Ｂと接続されている第１後退形状部１Ａの端部が、突き合わせ溶接開始時に２枚の板材３４，３５のうちの一方の板材３４を加圧する加圧部となり、電極ローラ２では、この板材３４と接触している平坦形状部２Ａの部分が、板材３４を加圧する加圧部となる。
そして、これ以後は、第３図及び第４図で示した状態と同様に、板材３４の膨出変形した端面３４Ａが板材３５の端面３５Ａに接触し、次いで、オフセット量Ｌ３のために電極ローラ１の第２後退形状部１Ｂが板材３５を加圧することになる。これにより、端面３４Ａ，３５Ａに跨るナゲットが板材３４と３５の内部にできる。
以上の説明で明らかなように、本実施形態によると、２個で一対をなす電極ローラ１と２のうちの電極ローラ１に、この電極ローラ１の厚さ方向中央部から突き合わせ溶接される２枚の板材のうちの一方の側へ延びるにしたがいこの一方の板材から次第に後退する後退形状部１Ａを設けることにより、突き合わせ溶接される２枚の板材が、第２図で示した厚板材３１と薄板材３２との場合でも、第５図で示した厚板材３１と一層厚さが小さい薄板材３３との場合でも、第６図示した等しい厚さの板材３４，３５の場合でも、同じ電極ローラ１，２を用いて突き合わせ溶接できる。このため、電極ローラ１，２を共通して使用できるようになり、各種厚さとなっている２枚の板材に応じて各種の電極ローラを用意する必要がなくなる。
また、本実施形態によると、板材の厚さの差等に応じた突出段部を有する電極ローラを用いるのではないため、突出段部の突出量についてのメインテナンス作業を電極部材に行う必要がなく、電極部材に対する作業性が良好となる。
第７図〜第９図は、下側の電極ローラを、第２図の下側の電極ローラ２と同じとし、上側の電極ローラを、第２図の上側の電極ローラ１とは異なる電極ローラ３とした場合を示す。
第７図では、２枚の板材を第２図の板材３１，３２と同じとするとともに、これらの板材３１，３２の突き合わせ状態を第２図と同じにしている。また、第８図は、２枚の板材を第５図の板材３１，３３と同じとするとともに、これらの板材３１，３３の突き合わせ状態を第５図と同じにしている。さらに、第９図は、２枚の板材を第６図の板材３４，３５と同じとするとともに、これらの板材３４，３５の突き合わせ状態を第６図と同じにしている。
第７図〜第９図における上側の電極ローラ３の外面には、この電極ローラ３の厚さ方向中央部から２枚の板材のうちの右側の板材３１，３１，３４の側へ延びるにしたがい板材３１，３１，３４から次第に後退する形状となっている後退形状部３Ａが設けられている。また、電極ローラ３の外面には、この後退形状部３Ａにおけるそれぞれ２枚の板材３１と３２、３１と３３、３４と３５の側への最大突出量となっている箇所と同じ突出量、すなわち、電極ローラ３の厚さ方向中央部と同じ突出量を有している突出連続部３Ｂが設けられている。後退形状部３Ａと接続されているこの突出連続部３Ｂは、後退形状部３Ａにおける最大突出量と同じ突出量が、電極ローラ３の厚さ方向中央部から板材３２，３３，３５の側へ連続している部分となっている。
第７図及び第８図において、電極ローラ２，３に対する２枚の板材３１と３２、３１と３３の突き合わせ部７１，７２についてのオフセットは、第２図及び第５図と同様になされている。一方、第９図において、電極２，３に対する２枚の板材３４，３５の突き合わせ部７３についてのオフセットは、第６図とは反対側へなされている。
これらの第７図〜第９図において、上側の電極ローラ３の厚さ方向中央部を含む後退形状部３Ａの一部が２枚の板材３１と３２、３１と３３、３４と３５のうちの一方３１，３１，３５を初めに加圧し、第９図では、電極ローラ３の突出連続部３Ｂもこの一方の板材３５を初めに加圧する。これにより、板材３１，３１，３５の端面３１Ａ，３１Ａ，３５Ａが膨出変形して板材３２，３３，３４の端面３２Ａ，３３Ａ，３４Ａに接触する。次いで、第７図及び第８図では、電極ローラ３の厚さ方向中央部と突出連続部３Ｂが板材３２，３３を加圧し、第９図では電極ローラ３の後退形状部３Ａが板材３４を加圧する。これにより、第２図、第５図及び第６図の場合と同様に、端面３１Ａと３２Ａ、３１Ａと３３Ａ、３４Ａと３５Ａに跨るナゲットが形成される。
そして、同じ電極ローラ２と３の組み合わせにより、第７図〜第９図で示した各種組み合わせの２枚の板材を突き合わせ溶接することができる。
第１０図〜第１２図において、２個で一対をなす電極ローラのうちの上側の電極ローラは、第２図の上側の電極ローラ１と同じであり、下側の電極ローラは、上側の電極ローラ１と外面が同じ形状に形成された電極ローラ４となっている。したがって、この下側の電極ローラ４の外面は、突き合わせ溶接される２枚の板材の側に湾曲突出した楕円形状であり、この外面は、電極ローラ４の厚さ方向中央部で互いに滑らかに接続している第１後退形状部４Ａと第２後退形状４Ｂとからなる。
第１０図の２枚の板材は、厚さの大きい厚板材３６と厚さの小さい薄板材３７である。これらの板材３６，３７は、厚板材３６の表裏両面と薄板材３７の表裏両面とがずれ且つ薄板材３７が厚板材３６の厚さ内に配置された状態にて、前記作業テーブル６１に固定セットされる。また、この固定セットは、２枚の板材３６，３７の突き合わせ部７４が、電極ローラ１，４の厚さ方向中央部からこれらの電極ローラ１，４の第１後退形状部１Ａ，４Ａの側へＬ４だけオフセットされてなされる。
第１１図の２枚の板材は、厚板材３６と、薄板材３７よりも厚さの小さい薄板材３８である。これらの板材３６，３８も、厚板材３６の表裏両面と薄板材３８の表裏両面とがずれ且つ薄板材３８が厚板材３６の厚さ内に配置された状態にて、前記作業テーブル６１に固定セットされる。この固定セットは、２枚の板材３６，３８の突き合わせ部７５が、電極ローラ１，４の厚さ方向中央部からこれらの電極ローラ１，４の第１後退形状部１Ａ，４Ａの側へＬ５だけオフセットされてなされる。このオフセット量Ｌ５は、第１０図のオフセット量Ｌ４よりも大きい。
第１２図の２枚の板材は、厚さが等しい板材３９，４０である。これらの板材３９，４０の端面３９Ａと４０Ａの突き合わせは、板材３９，４０の表面同士及び裏面同士が段差なしに一致した状態でなされる。また、板材３９，４０の突き合わせ部７６は、電極ローラ１，４の厚さ方向中央部からこれらの電極ローラ１，４の第２後退形状部１Ｂ，４Ｂの側へＬ６だけオフセットされる。
第１０図〜第１２図において、上下の電極ローラ１，４の厚さ方向中央部を含んで形成されている第１後退形状部１Ａ，４Ａの一部が２枚の板材３６と３７、３６と３８、３９と４０のうちの一方３６，３６，３９を初めに加圧する。これにより、板材３６，３６，３９の端面３６Ａ，３６Ａ，３９Ａが膨出変形して板材３７，３８，４０の端面３７Ａ，３８Ａ，４０Ａに接触する。次いで、第１０図及び第１１図では、両方の電極ローラ１，４の厚さ方向中央部と第２後退形状部１Ｂ，４Ｂが板材３７，３８を加圧し、第１２図では、両方の電極ローラ１，４の第２後退形状部１Ｂ，４Ｂが板材４０を加圧する。これにより、端面３６Ａと３７Ａ、３６Ａと３８Ａ、３９Ａと４０Ａに跨るナゲットが形成される。
そして、同じ電極ローラ１と４の組み合わせにより、第１０図〜第１２図で示した各種組み合わせの２枚の板材を突き合わせ溶接することができる。
第１３図〜第１５図は、第１０図〜第１２図と同じ２枚の板材３６と３７，３６と３８，３９と４０を、第１０図〜第１２図とは異なる一対の電極ローラによって突き合わせ溶接する場合を示す。これらの電極ローラのうち、上側の電極ローラは第７図の上側の電極ローラ３と同じであり、下側の電極ローラは、上側の電極ローラ３と外面が同じ形状に形成された電極ローラ５となっている。したがって、この下側の電極ローラ５の外面は、後退形状部５Ａと突出連続部５Ｂとからなり、これらの後退形状部５Ａと突出連続部５Ｂは、電極ローラ５の厚さ方向中央部で滑らかに接続している。
また、第１３図及び第１４図において、一対の電極ローラ３，５の厚さ方向中央部に対する２枚の板材３６と３７，３６と３８の突き合わせ部７４，７５のオフセットの向き及びその量は、第１０図及び第１１図と同じである。これに対し、第１５図において、一対の電極ローラ３，５の厚さ方向中央部に対する２枚の板材３９と４０の突き合わせ部７６のオフセットの向きは、第１２図とは逆であって、この突き合わせ部７６は、電極ローラ３，５の厚さ方向中央部から電極ローラ３，５の後退形状部３Ａ，５Ａの側へＬ６だけオフセットされる。
これらの第１３図〜第１５図において、上下の電極ローラ３，５の厚さ方向中央部を含んで形成されている後退形状部３Ａ，５Ａの一部が２枚の板材３６と３７、３６と３８、３９と４０のうちの一方３６，３６，４０を初めに加圧し、第１５図では、電極ローラ３，５の突出連続部３Ｂ，５Ｂもこの一方の板材４０を初めに加圧する。これにより、板材３６，３６，４０の端面３６Ａ，３６Ａ，４０Ａが膨出変形して板材３７，３８，３９の端面３７Ａ，３８Ａ，３９Ａに接触する。次いで、第１３図及び第１４図では、電極ローラ３，５の厚さ方向中央部と突出連続部３Ｂ，５Ｂが板材３７，３８を加圧し、第１５図では電極ローラ３，５の後退形状部３Ａ，５Ａが板材３９を加圧する。これにより、端面３６Ａと３７Ａ、３６Ａと３８Ａ、３９Ａと４０Ａに跨るナゲットが形成される。
そして、外面形状が同じになっている電極ローラ３と５の組み合わせにより、第１３図〜第１５図で示した各種組み合わせの２枚の板材３６と３７、３６と３８、３９と４０を突き合わせ溶接することができる。
また、第１３図〜第１５図で示した各種組み合わせの２枚の板材３６と３７、３６と３８、３９と４０の突き合わせ溶接は、一対の電極ローラのうち、一方の電極ローラを第１図で示されている電極ローラ１又は第１０図で示されている電極ローラ４とし、他方の電極ローラを第１３図で示されている電極ローラ３又は５とすることによっても行える。
以上説明した実施形態において、２個で一対をなす電極部材は電極ローラであったが、これらの電極部材を、プレス装置に装備されるブロック電極とすることもできる。
すなわち、第１６図の実施形態において、被溶接板材である厚板材３１と薄板材３２の表面側である上側に配設されるブロック電極１１と、厚板材３１と薄板材３２の裏面側である下側に配設されるブロック電極１２は、共に厚板材３１と薄板材３２に跨る厚さを有する。第１６図の平面図である第１７図で示されているとおり、これらのブロック電極１１，１２は、板材３１，３２の突き合わせ部７１に沿って直線的に延びる長さを有する。
言い換えると、厚板材３１と薄板材３２の突き合わせ部７１は直線状に延びているため、ブロック電極１１と１２は、この突き合わせ部７１と対応する直線状の延び形状を有している。
ブロック電極１１は、プレス装置の昇降動するスライド等の昇降部材に取り付けられ、ブロック電極１２は、プレス装置のボルスタ等の不動部材に結合された盤部材９１の上面に取り付けられている。この盤部材９１には、板材３１と３２を所定の位置関係で突き合わせて盤部材９１に固定セットするための固定具９２，９３が設けられている。
上側のブロック電極１１が盤部材９１に対して下降することにより、ブロック電極１１，１２は突き合わせ部７１をプレスする。このとき、ブロック電極１１と１２の間は通電されている。
第１６図で示された板材３１，３２は、第２図〜第４図における板材と同じであるため、ブロック電極１１，１２は、第２図〜第４図で示された電極ローラ１，２の外周面と同じ断面形状を有している。このため、ブロック電極１１が下降してなされる厚板材３１と薄板材３２の突き合わせ溶接は、第２図、第３図、第４図と同じ順序で進行する。
また、ブロック電極１１，１２は、第２図〜第４図で示された電極ローラ１，２の外周面形状と同じ断面形状を有しているため、突き合わせ溶接される２枚の板材が、第５図の板材３１と３３の場合でも、第６図の板材３４と３５の場合でも、これらのブロック電極１１，１２を用いて突き合わせ溶接を行える。もちろん、一対のブロック電極の断面形状を、第７図の電極ローラ２，３や、第１０図の電極ローラ１，４、さらには第１３図の電極ローラ３，５の外周面形状と同じにすることもできる。
第１８図は、一対の電極部材をブロック電極とした場合における別実施形態を示す。この実施形態における２枚の板材４１，４２の端面は、直線同士が直角に接続したものとなっているため、これらの端面の突き合わせによる突き合わせ部７７は非直線状に延びるものとなっている。したがって、この突き合わせ部７７をプレスするための電極部材であるブロック電極１３，１４も、突き合わせ部７７と対応する非直線状に延びるものとなっている。
言い換えると、板材４１と板材４２の突き合わせ部７７は非直線状に延びているため、ブロック電極は１３と１４は、この突き合わせ部７７と対応する非直線状の延び形状を有している。
第１９図の実施形態に係る２枚の板材４３，４４は、ブロック電極１５，１６で突き合わせ溶接される前に、予め湾曲等の所定形状にプレス成形されている。このため、ブロック電極１５，１６の形状は、プレス成形後の板材４３，４４の形状と対応している。すなわち、この実施形態では、２枚の板材４３，４４がブロック電極１５，１６の長さ方向に湾曲している場合には、これらのブロック電極１５，１６も、ブロック電極１５，１６の長さ方向に湾曲している。
この実施形態によると、予めプレス成形された板材４３，４４の突き合わせ部７８をブロック電極１５，１６で突き合わせ溶接できる。
第２０図の実施形態では、一対のブロック電極１７，１８が、２枚の板材４５，４６をプレス成形するための上下のプレス型９４，９５に配置されている。このため、プレス型９４，９５で板材４５，４６が所定形状にプレス成形されるときに、これらの板材４５と４６の突き合わせ部７９は、ブロック電極１７，１８で突き合わせ溶接される。ブロック電極１７，１８は電気的絶縁部材９４Ａ，９５Ａを介してプレス型９４，９５に組み込まれている。このため、板材４５，４６を電気抵抗熱で突き合わせ溶接するためのブロック電極１７，１８への通電は、プレス成形型９４，９５とブロック電極１７，１８とを電気的絶縁状態にしてなされる。
この実施形態によると、２枚の板材４５，４６についてのプレス成形と突き合わせ溶接とを同時に行えることになる。このため、例えば、複数枚の板材を接合したテーラードブランクからなる車両用車体の構成部材を生産する際、その生産効率を大幅に向上させることができる。
第２１図は、一対の電極部材をスポット電極２１，２２とした実施形態を示す。これらのスポット電極２１，２２は、被溶接板材である厚板材３１と薄板材３２の突き合わせ部７１と対応する位置に配置され、一方のスポット電極に他方のスポット電極側への加圧力が加えられることにより、この突き合わせ部７１が突き合わせ溶接される。一対のスポット電極における２枚の板材と対面する箇所の形状を、第１図〜第１５図で示した各種電極ローラの外面形状と対応するものとすることにより、突き合わせ溶接される２枚の板材を第１図〜第１５図で示した任意な組み合わせのものとすることができる。
また、このように一対の電極部材を一対のスポット電極とした場合にも、ブロック電極の場合と同じく、これらのスポット電極により、プレス成形された後の２枚の板材を突き合わせ溶接することもできる。また、それぞれのスポット電極を２枚の板材をプレス成形するためのプレス型に配置することにより、これらのプレス型で２枚の板材がプレス成形されるときに、これらの板材の突き合わせ溶接を一対のスポット電極で行うこともできる。
それぞれのスポット電極を２枚の板材をプレス成形するためのプレス型に配置する場合には、それぞれのスポット電極をそれぞれのプレス型に電気的絶縁部材を介して組み込むことにより、スポット電極とプレス型との間の電気的絶縁状態を確保することができる。
第２２図の実施形態で突き合わせ溶接される板材１３１は１枚であり、この１枚の板材１３１は丸パイプ状に曲げられている。そして、板材１３１は、厚さの異なる２枚の板材１３２，１３３を溶接等の接合手段で接合することにより生産されたテーラドブランクとなっている。板材１３１の両側の２つの端面１３１Ａ，１３１Ｂは突き合わせられて突き合わせ部１３７を形成しており、この突き合わせ部１３７に跨る厚さを有している２個の電極ローラ１０１，１０２は、板材１３１の厚さ方向両側、言い換えると、板材１３１によるパイプの内外に配置されている。
これまで説明した実施形態と同様に電極ローラ１０１と１０２で突き合わせ部１３７を加圧しながらこれらの電極ローラ１０１と１０２間に通電し、板材１３１を突き合わせ部１３７の延設方向に移動させながら電極ローラ１０１，１０２を回転させ、あるいは、電極ローラ１０１，１０２を回転させながら板材１３１に対して突き合わせ部１３７の延設方向に電極ローラ１０１，１０２を移動させることにより、突き合わせ部１３７は電気抵抗熱によって連続的に突き合わせ溶接される。
第２３図の実施形態で突き合わせ溶接される板材１４１も１枚であり、丸パイプ状に曲げられているこの板材１４１は、同じ厚さが連続したものとなっている。板材１４１の端面１４１Ａ，１４１Ｂが突き合わせられて形成された突き合わせ部１４７は、第２２図の実施形態と同様に、電極ローラ１０１，１０２で突き合わせ溶接される。
これらの第２２図及び第２３図の実施形態から分かるように、端面同士が突き合わせられて溶接される板材の枚数は、パイプ状とされた１枚でもよい。そして、パイプ状とされた１枚の板材の突き合わせ部を溶接するための２個で一対をなす電極部材は、第１図〜第２１図と同様に、電極ローラでもよく、ブロック電極でもよく、スポット電極でもよい。これらの電極部材は、第１図〜第１５図で示した各種電極ローラと同じ外面形状を有するものとすることができる。また、一対の電極部材をブロック電極、スポット電極とする場合には、これらのブロック電極、スポット電極を、パイプ状とされた１枚の板材をプレス成形するためのプレス型に配置してもよい。
産業の利用可能性
以上のように、本発明は、通電される一対の電極部材によって少なくとも１枚の板材の端面同士を突き合わせ溶接し、この突き合わせ溶接により、例えば、車両の車体やその車体に取り付けられる各種部材等の物品を製造するために適している。
【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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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【国際調査報告】
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