(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
端面同士が突き合わせられた２枚の被溶接板材の表裏両側に配設され且つこれらの被溶接板材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前記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、前記一対の電極部材に、前記２枚の被溶接板材のうちの一方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を特徴とする突き合わせ溶接装置。
【請求項２】
請求項１に記載の突き合わせ溶接装置において、前記２枚の被溶接板材のうちの一方は厚さの大きい厚板材であって他方は厚さの小さい薄板材であり、これらの厚板材と薄板材との突き合わせは、前記厚板材の表裏両面に対して前記薄板材の表裏両面がずれ且つ前記厚板材の厚さ内に前記薄板材が配置されてなされ、前記一対の電極部材のそれぞれは、これらの電極部材の厚さ方向に並設された厚板材側の第１部分と薄板材側の第２部分とを有し、前記加圧部となっている第１部分に対して第２部分は前記加圧方向へ突出していることを特徴とする突き合わせ溶接装置。
【請求項３】
請求項２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第１部分は、前記厚板材と前記薄板材との突き合わせ部を越えてこの薄板材の側へ延出した厚さ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４】
請求項１に記載の突き合わせ溶接装置において、前記２枚の被溶接板材の厚さは同じであり、これらの被溶接板材の突き合わせは、これらの被溶接板材の表裏両面同士が互いに一致してなされ、前記一対の電極部材のそれぞれは、これらの電極部材の厚さ方向に並設された前記２枚の被溶接板材のうちの一方の側の第１部分と他方の側の第２部分とを有し、前記加圧部となっているそれぞれの第１部分に対して第２部分は前記加圧方向とは反対側へ後退していることを特徴とする突き合わせ溶接装置。
【請求項５】
請求項１に記載の突き合わせ溶接装置において、前記２枚の被溶接板材のうちの一方は厚さの大きい厚板材であって他方は厚さの小さい薄板材であり、これらの厚板材と薄板材との突き合わせは、前記厚板材の表裏両面のうちの一方と前記薄板材の表裏両面のうちの一方とが段差なしに一致してなされ、前記一対の電極部材のうち、前記厚板材と前記薄板材の段差が生じている面の側に配設された一方の電極部材は、この電極部材の厚さ方向に並設された厚板材側の第１部分と薄板材側の第２部分とを有し、この第２部分は前記第１部分よりも前記加圧方向へ突出し、他方の電極部材は前記厚板材と前記薄板材の両方に接触し、この他方の電極部材における前記厚板材と対応する部分と、前記一方の電極部材の前記第１部分とが前記加圧部に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６】
請求項１に記載の突き合わせ溶接装置において、前記２枚の被溶接板材のうちの一方は厚さの大きい厚板材であって他方は厚さの小さい薄板材であり、これらの厚板材と薄板材との突き合わせは、前記厚板材の表裏両面のうちの一方と前記薄板材の表裏両面のうちの一方とが段差なしに一致してなされ、前記一対の電極部材のうち、前記厚板材と前記薄板材の段差なしに一致した面の側に配設された一方の電極部材は、この電極部材の厚さ方向に並設された厚板材側の第１部分と薄板材側の第２部分とを有し、これらの第１部分と第２部分は前記厚板材と前記薄板材の側への同じ突出量となっているとともに、他方の電極部材も、この電極部材の厚さ方向に並設された厚板材側の第１部分と薄板材側の第２部分とを有し、これらの第１部分と第２部分のうち第２部分は第１部分よりも前記薄板材の側へ突出し、前記一方の電極部材の第２部分と前記他方の電極部材の第１部分は導電性を備え、前記一方の電極部材の第１部分と前記他方の電極部材の第２部分は電気絶縁性を備え、前記一方の電極部材の第１部分と前記他方の電極部材の第１部分とが前記加圧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７】
請求項１〜６のいずれか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２枚の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】
請求項１〜６のいずれかに記載に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２枚の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、これら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】
請求項８に記載の突き合わせ溶接装置において、前記２枚の被溶接板材の突き合わせ部は非直線状に延びており、前記一対の電極部材はこの突き合わせ部と対応する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】
請求項７に記載の突き合わせ溶接装置において、前記２枚の被溶接板材における前記電極ローラで突き合わせ溶接された直後の箇所に冷却液を滴下するための冷却液滴下装置を備えていることを特徴とする突き合わせ溶接装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれかに記載の突き合わせ溶接装置において、前記２枚の被溶接板材における少なくとも前記一対の電極部材で突き合わせ溶接される箇所に非酸化性ガスを供給するための非酸化性ガス供給装置を備えていることを特徴とする突き合わせ溶接装置。
【請求項１２】
２枚の被溶接部材の端面同士を突き合わせ、これらの被溶接板材の表裏両側に配設され且つこれらの被溶接板材に跨る厚さを備えている２個で一対をなす電極部材の間で通電することにより、前記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方法において、通電されている前記一対の電極部材によって前記２枚の被溶接板材のうちの一方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側へ膨出変形させ、この膨出変形によって前記端面同士の接触状態を確保することを特徴とする突き合わせ溶接方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の突き合わせ溶接方法において、前記２枚の被溶接板材のうちの一方は厚さの大きい厚板材であって他方は厚さの小さい薄板材であり、これらの厚板材と薄板材との突き合わせは、前記厚板材の表裏両面に対して前記薄板材の表裏両面がずれ且つ前記厚板材の厚さ内に前記薄板材が配置されてなされ、前記厚板材を前記一対の電極部材で加圧しながらこの厚板材に通電し、この後、前記薄板材に前記一対の電極部材を接触させてこの薄板材にも通電することを特徴とする突き合わせ溶接方法。
【請求項１４】
請求項１２に記載の突き合わせ溶接方法において、前記２枚の被溶接板材の厚さは同じであり、これらの被溶接板材の突き合わせは、これらの被溶接板材の表裏両面同士が互いに一致してなされ、前記２枚の被溶接板材のうちの一方を前記一対の電極部材で加圧しながらこの一方の被溶接板材に通電し、この後、他方の被溶接板材に前記一対の電極部材を接触させてこの他方の被溶接板材にも通電することを特徴とする突き合わせ溶接方法。
【請求項１５】
請求項１２に記載の突き合わせ溶接方法において、前記２枚の被溶接板材のうちの一方は厚さの大きい厚板材であって他方は厚さの小さい薄板材であり、これらの厚板材と薄板材との突き合わせは、前記厚板材の表裏両面のうちの一方と前記薄板材の表裏両面のうちの一方とが段差なしに一致してなされ、前記厚板材を前記一対の電極部材で加圧しながらこの厚板材に通電し、この後、前記薄板材にも前記一対の電極部材を接触させてこの薄板材にも通電することを特徴とする突き合わせ溶接方法。
【請求項１６】
請求項１２に記載の突き合わせ溶接方法において、前記２枚の被溶接板材のうちの一方は厚さの大きい厚板材であって他方は厚さの小さい薄板材であり、これらの厚板材と薄板材との突き合わせは、前記厚板材の表裏両面のうちの一方と前記薄板材の表裏両面のうちの一方とが段差なしに一致してなされ、前記厚板材を前記一対の電極部材で加圧しながら、これらの電極部材によって前記突き合わせ部を斜めに通る経路で前記厚板材と前記薄板材に通電することを特徴とする突き合わせ溶接方法。
【請求項１７】
請求項１５又は１６に記載の突き合わせ溶接方法によって製造されるテーラードブランクから生産される製品であり、且つ、アウターパネルと結合されるインナーパネルとして用いられることにより車両の車体の一部を形成するとともに、前記段差なしの側の面が前記アウターパネルの側に向いた外向き面となって配置されることを特徴とする突き合わせ溶接製品。
【請求項１８】
請求項１７に記載の突き合わせ溶接製品において、前記インナーパネルは、前記車体の本体にヒンジで取り付けられるドアのためのインナーパネルであり、このインナーパネルを形成する前記厚板材と前記薄板材のうち、厚板材に前記ヒンジが結合されることを特徴とする突き合わせ溶接製品。
【請求項１９】
請求項１５又は１６に記載の突き合わせ溶接方法によって製造されるテーラードブランクから生産される製品であって、車両のダッシュボードパネルとして用いられ、前記薄板材が上側で前記厚板材が下側となっているとともに、前記段差なしの面がエンジンルーム側に向いていることを特徴とする突き合わせ溶接製品。
【請求項２０】
２枚の被溶接板材の端面同士が突き合わせられ、これらの被溶接板材の金属材料の溶解によるナゲットが、前記２枚の被溶接板材の突き合わせ部に跨って形成される突き合わせ溶接製品において、前記２枚の被溶接板材のうち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が、この他方の被溶接板材側へ膨出変形していることを特徴とする突き合わせ溶接製品。
【請求項２１】
請求項２０に記載の突き合わせ溶接製品において、前記２枚の被溶接板材の厚さが異なっていることを特徴とする突き合わせ溶接製品。
【請求項２２】
請求項２０に記載の突き合わせ溶接製品において、前記２枚の被溶接板材の厚さが同じになっていることを特徴とする突き合わせ溶接製品。
【請求項２３】
請求項２０〜２２のいずれかに記載の突き合わせ溶接製品において、前記２枚の被溶接板材の端面が、ブランク材からこれらの被溶接板材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、仕上げ加工されていない面となっていることを特徴とする突き合わせ溶接製品。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２枚の被溶接板材の端面同士が突き合わせられた突き合わせ部を、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溶接方法、並びにその溶接方法で製造される製品に関する。
【０００２】
【背景技術】
図２１は、従来の突き合わせ溶接装置を示す。同じ厚さとなっている２枚の被溶接板材１０１，１０２は、端面１０１Ａ，１０２Ａ同士が突き合わせられて溶接装置にセットされる。これらの板材１０１，１０２の表裏両側に配設された電極ローラ１０３，１０４は板材１０１，１０２に跨る厚さを有し、板材１０１，１０２の溶接時にこれらの電極ローラ１０３，１０４間で通電される。電極ローラ１０３，１０４で両方の板材１０１，１０２を加圧しながら電極ローラ１０３，１０４間の通電がなされると、両方の板材１０１，１０２の厚さ方向に流れる電気の抵抗熱より、これらの板材１０１，１０２における電気抵抗が大きくなっている厚さの中央部において、板材１０１，１０２の金属材料の溶融によるナゲット１０５ができるとともに、電気が端面１０１Ａ，１０２Ａ同士の突き合わせ部１０６を通る経路でも流れることにより、これらの端面１０１Ａ，１０２Ａの接触抵抗による発熱のために突き合わせ部１０６の厚さ中央部も溶融する。これにより、ナゲット１０５は両方の板材１０１，１０２に跨って形成されることになる。
【０００３】
そして、電極ローラ１０３，１０４が転動しながら突き合わせ部１０６に沿って移動することにより、又は一定位置で転動自在となっている電極ローラ１０３，１０４に対して板材１０１、１０２が移動することにより、板材１０１，１０２同士を大きな強度で接合できるナゲット１０５が、突き合わせ部１０６の全長に亘ってできることになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このように両方の板材１０１、１０２に跨るナゲット１０５を形成できるようにするためには、突き合わせられる板材１０１の端面１０１Ａと板材１０２の端面１０２Ａとを接触させて電気的導通状態を確保しなければならない。このため、従来では、突き合わせ溶接を行う前に両方の端面１０１Ａ，１０２Ａをこれらの端面１０１Ａ，１０２Ａの全長に亘って研磨加工し、突き合わせ溶接時における端面１０１Ａ，１０２Ａ同士の接触状態を確保することが行われていた。
【０００５】
したがって、従来では、例えば、切断装置で所定寸法に切断された被溶接板材同士を、その切断加工されたままで突き合わせて溶接することはできず、溶接作業の前に端面１０１Ａ，１０２Ａを仕上げる加工が必要であるため、それだけ多くの作業コスト及び作業時間がかかっていた。
【０００６】
本発明の目的は、突き合わせられる２枚の被溶接板材の端面を、突き合わせ溶接前に仕上がるための研磨等の加工を不要にできる突き合わせ溶接装置及び突き合わせ溶接方法、並びにこの突き合わせ溶接方法によって製造できる突き合わせ溶接製品を提供するところにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
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た２枚の被溶接板材の表裏両側に配設され且つこれらの被溶接板材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前記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、前記一対の電極部材に、前記２枚の被溶接板材のうちの一方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を特徴とするものである。
【０００８】
この突き合わせ溶接装置によると、一対の電極部材には加圧部が設けられ、これらの加圧部によって２枚の板材のうちの一方が板材厚さ方向に加圧されるとともに、この加圧により、この一方の板材における他方の板材と対面する端面がこの他方の板材側へ膨出変形するため、２枚の板材の端面同士の接触状態が確実に確保されることになる。
【０００９】
このため、２枚の板材の端面を、突き合わせ溶接前に仕上がるための研磨等の加工は不要になり、それだけ、全体の作業コストの低減及び全体の作業時間の短縮を達成できる。
【００１０】
本発明に係る突き合わせ溶接装置は、２枚の板材の厚さ及びこれらの板材の突き合わせ状態を種々のものとして、適用できる。
【００１１】
その１番目の具体的な例は、２枚の板材のうちの一方が厚さの大きい厚板材であって他方が厚さの小さい薄板材であり、これらの厚板材と薄板材との突き合わせが、厚板材の表裏両面に対して薄板材の表裏両面がずれ且つ厚板材の厚さ内に薄板材が配置されてなされる場合である。この場合には、一対の電極部材のそれぞれを、これらの電極部材の厚さ方向に並設された厚板材側の第１部分と薄板材側の第２部分とを有するものとし、前記加圧部となっている第１部分に対して第２部分を前記加圧方向へ突出させる。
【００１２】
これによると、それぞれの電極部材の加圧部となっている第１部分で厚板材が加圧されることにより、この厚板材における薄板材と対面する端面が薄板材側へ膨出変形し、この膨出変形によって厚板材の端面と薄板材の端面とが確実に接触する。そして、この後、それぞれの電極部材の第２部分が薄板材に接触するため、この接触時まで電極部材間の通電を行うことにより、２枚の板材の端面同士の突き合わせ部が電気抵抗熱で溶融され、この結果、これらの板材に跨るナゲットが形成される。
【００１３】
なお、この１番目の例の場合において、それぞれの電極部材の第１部分と第２部分との境界は、厚板材と薄板材との突き合わせ部の位置と一致していてもよいが、それぞれの電極部材の第１部分が、この突き合わせ部を越えて薄板材の側へ延出した厚さを有していることが好ましい。
【００１４】
これによると、厚板材における薄板材と対面する端面と、それぞれの電極部材の第２部分との間に隙間ができるため、それぞれの電極部材の第１部分で厚板材を加圧したときに、この厚板材における薄板材と対面する端面を薄板材側へ確実に膨出変形させることができる。
【００１５】
２番目の具体的な例は、２枚の板材の厚さが同じであり、これらの板材の突き合わせが、これらの板材の表裏両面同士が互いに一致してなされる場合である。この場合には、一対の電極部材のそれぞれを、これらの電極部材の厚さ方向に並設された２枚の被溶接板材のうちの一方の側の第１部分と他方の側の第２部分とを有するものとし、前記加圧部となっているそれぞれの第１部分に対して第２部分を前記加圧方向とは反対側へ後退させる。
【００１６】
これによると、それぞれの電極部材の加圧部となっている第１部分で２枚の板材のうちの一方が加圧されることにより、この一方の板材における他方の板材と対面する端面がこの他方の板材側へ膨出変形し、この膨出変形によって２枚の板材の端面同士が確実に接触する。そして、この後、それぞれの電極部材の第２部分が他方の板材に接触するため、この接触時まで電極部材間の通電を行うことにより、２枚の板材の端面同士の突き合わせ部が電気抵抗熱で溶融され、この結果、これらの板材に跨るナゲットが形成される。
【００１７】
３番目の具体的な例は、２枚の板材のうちの一方が厚さの大きい厚板材であって他方が厚さの小さい薄板材であり、これらの厚板材と薄板材との突き合わせが、厚板材の表裏両面のうちの一方と薄板材の表裏両面のうちの一方とを段差なしに一致させて行われる場合である。この場合には、一対の電極部材のうち、厚板材と薄板材の段差が生じている面の側に配設された一方の電極部材を、この電極部材の厚さ方向に並設された厚板材側の第１部分と薄板材側の第２部分とを有するものとし、この第２部分を第１部分よりも前記加圧方向へ突出させ、他方の電極部材を厚板材と薄板材の両方に接触させ、この他方の電極部材における厚板材と対応する部分と、前記一方の電極部材の第１部分とを前記加圧部とする。
【００１８】
これによると、それぞれの電極部材の加圧部で厚板材が加圧されることにより、この厚板材における薄板材と対面する端面がこの薄板材側へ膨出変形し、この膨出変形によって厚板材の端面と薄板材の端面とが確実に接触する。そして、この後、前記一方の電極部材の第２部分が薄板材に接触し、これにより両方の電極部材が薄板材に接触することになるため、このときまで電極部材間の通電を行うことにより、２枚の板材の端面同士の突き合わせ部が電気抵抗熱で溶融され、この結果、これらの板材に跨るナゲットが形成される。
【００１９】
この３番目の例の場合において、前記一方の電極部材の第１部分と第２部分との境界は、厚板材と薄板材との突き合わせ部の位置と一致していてもよいが、この電極部材の第１部分が、この突き合わせ部を越えて薄板材の側へ延出した厚さを有していることが好ましい。
【００２０】
これによると、厚板材における薄板材と対面する端面と、前記一方の電極部材の第２部分との間に隙間ができるため、一対の電極部材の加圧部で厚板材を加圧したときに、この厚板材における薄板材と対面する端面を薄板材側へ確実に膨出変形させることができる。
【００２１】
４番目の具体的な例も、３番目の具体的な例と同じく、２枚の板材のうちの一方が厚さの大きい厚板材であって他方が厚さの小さい薄板材であり、これらの厚板材と薄板材との突き合わせが、厚板材の表裏両面のうちの一方と薄板材の表裏両面のうちの一方とを段差なしに一致させて行われる場合である。この４番目の具体的な例の場合には、一対の電極部材のうち、厚板材と薄板材の段差なしに一致した面の側に配設された一方の電極部材を、この電極部材の厚さ方向に並設された厚板材側の第１部分と薄板材側の第２部分とを有するものとし、これらの第１部分と第２部分を厚板材と薄板材の側への同じ突出量とするとともに、他方の電極部材も、この電極部材の厚さ方向に並設された厚板材側の第１部分と薄板材側の第２部分とを有するものとし、これらの第１部分と第２部分のうち第２部分を第１部分よりも薄板材の側へ突出させ、前記一方の電極部材の第２部分と前記他方の電極部材の第１部分とを導電性を備えた部分とし、前記一方の電極部材の第１部分と前記他方の電極部材の第２部分とを電気絶縁性を備えた部分とし、前記一方の電極部材の第１部分と前記他方の電極部材の第１部分とを前記加圧部とする。
【００２２】
これによると、それぞれの電極部材の加圧部となっている第１部分で厚板材が加圧されることにより、この厚板材における薄板材と対面する端面が薄板材側へ膨出変形し、この膨出変形によって厚板材の端面と薄板材の端面とが確実に接触する。そして、導電性を有する前記一方の電極部材の第２部分が薄板材に接触し、同じく導電性を有する前記他方の電極部材の第１部分が厚板材に接触していることにより、これらの厚板材と薄板材の端面同士の突き合わせ部を斜めに通る経路で電気が流れるため、この突き合わせ部が電気抵抗熱で溶融され、この結果、厚板材と薄板材に跨るナゲットが形成される。
【００２３】
以上の各例を含む本発明の突き合わせ溶接装置において、２個で一対をなす電極部材は、２枚の板材に対して転動する電極ローラでもよく、あるいは、２枚の板材の突き合わせ部に沿って延びる長さを有し、これらの板材にプレス荷重を作用させるブロック電極でもよい。
【００２４】
電極部材が後者のブロック電極になっていると、２枚の板材の突き合わせ溶接作業を、それぞれの電極部材でこれら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。
【００２５】
また、電極部材をブロック電極とする場合には、２枚の板材の突き合わせ部を、直線状に延びるものとすることもでき、非直線状に延びるものとすることもできる。突き合わせ部を非直線状に延びるものとする場合には、それぞれの電極部材を、非直線状に延びるこの突き合わせ部と対応した延び形状を有するものとすればよい。
【００２６】
すなわち、電極部材をブロック電極にすると、２枚の板材の突き合わせ部を、電極部材が電極ローラであるときには実施不可能又は実施困難な非直線状のものとすることができる。これによると、例えば、突き合わせられた２枚の板材が材料となって製造される製品の形状等に応じて、突き合わせられる前の２枚の板材をブランク材から任意な形状に切断して生産し、その突き合わせ形状を任意な形状にできるという利点を得られる。
【００２７】
なお、上述した「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、直線と曲線が接続されているもの、さらには、曲線と曲線が接続されているものが含まれる。
【００２８】
本発明の突き合わせ溶接装置における２個で一対をなす電極部材を前述した電極ローラとした場合には、本発明の突き合わせ溶接装置に、２枚の板材におけるこれらの電極ローラで突き合わせ溶接された直後の箇所に冷却液を滴下するための冷却液滴下装置を設けてもよい。
【００２９】
これによると、一対の電極ローラで突き合わせ溶接作業を行っているときに、この冷却液滴下装置によって２枚の板材における電極ローラで突き合わせ溶接された直後の箇所に水、油等の冷却液を滴下することにより、２枚の板材のこれから溶接される箇所が間隔を広げる拡開変形してしまうのを、溶接された直後の箇所が冷却液の滴下によって冷却されることによってなくす又は少なくすることができる。これにより、一対の電極ローラの前述した加圧部によって２枚の板材のうちの一方を加圧し、この加圧でこの一方の板材の端面を膨出変形させることと併せ、これらの板材の端面同士のより一層確実な接触状態を確保できる。
【００３０】
また、本発明の突き合わせ溶接装置には、２枚の板材における少なくとも一対の電極部材で突き合わせ溶接される箇所にアルゴンガスや窒素ガス等による非酸化性ガスを供給するための非酸化性ガス供給装置を設けてもよい。
【００３１】
これによると、溶接作業が非酸化性ガスの雰囲気下においてなされることになり、溶接された突き合わせ部に錆が発生するのを防止又は少なくすることができる。この結果、突き合わせられた２枚の板材を材料として製品を生産する場合に行われる塗装作業等の必要作業を所定どおり行えることになる。
【００３２】
本発明に係る突き合わせ溶接方法は、２枚の被溶接部材の端面同士を突き合わせ、これらの被溶接板材の表裏両側に配設され且つこれらの被溶接板材に跨る厚さを備えている２個で一対をなす電極部材の間で通電することにより、前記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方法において、通電されている前記一対の電極部材によって前記２枚の被溶接板材のうちの一方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側へ膨出変形させ、この膨出変形によって前記端面同士の接触状態を確保することを特徴とするものである。
【００３３】
この突き合わせ溶接方法によると、通電されている一対の電極部材によって２枚の板材のうちの一方が板材厚さ方向に加圧され、この加圧により、この一方の板材における他方の板材と対面する端面がこの他方の板材側へ膨出変形するため、この膨出変形によって２枚の板材の端面同士の接触状態が確実に確保される。
【００３４】
この突き合わせ溶接方法も、前述した突き合わせ溶接装置と同様に、２枚の板材の厚さ及びこれらの板材の突き合わせ状態を種々のものとして、適用できる。
【００３５】
その１番目の具体的な例は、２枚の板材のうちの一方が厚さの大きい厚板材であって他方が厚さの小さい薄板材であり、これらの厚板材と薄板材との突き合わせが、厚板材の表裏両面に対して薄板材の表裏両面がずれ且つ厚板材の厚さ内に薄板材が配置されてなされる場合である。この場合には、厚板材を一対の電極部材で加圧しながらこの厚板材に通電し、この後、薄板材に一対の電極部材を接触させてこの薄板材にも通電する。これにより、厚板材と薄板材の突き合わせ部が電気抵抗熱で溶融し、これらの板材に跨るナゲットが形成される。
【００３６】
２番目の具体的な例は、２枚の板材の厚さが同じであり、これらの板材の突き合わせが、これらの板材の表裏両面同士が互いに一致してなされる場合である。この場合には、２枚の板材のうちの一方を一対の電極部材で加圧しながらこの一方の板材に通電し、この後、他方の板材に一対の電極部材を接触させてこの他方の板材にも通電する。これによっても、２枚の板材の突き合わせ部が電気抵抗熱で溶融し、これらの板材に跨るナゲットが形成される。
【００３７】
３番目の具体的な例は、２枚の板材のうちの一方が厚さの大きい厚板材であって他方が厚さの小さい薄板材であり、これらの厚板材と薄板材との突き合わせが、厚板材の表裏両面のうちの一方と薄板材の表裏両面のうちの一方とが段差なしに一致してなされる場合である。この場合には、厚板材を一対の電極部材で加圧しながらこの厚板材に通電し、この後、薄板材にも一対の電極部材を接触させてこの薄板材にも通電する。この結果、厚板材と薄板材の突き合わせ部が電気抵抗熱で溶融し、これらの板材に跨るナゲットが形成される。
【００３８】
４番目の具体的な例も、２枚の板材のうちの一方が厚さの大きい厚板材であって他方が厚さの小さい薄板材であり、これらの厚板材と薄板材との突き合わせが、厚板材の表裏両面のうちの一方と薄板材の表裏両面のうちの一方とが段差なしに一致してなされる場合である。この４番目の具体的な例の場合には、厚板材を一対の電極部材で加圧しながら、これらの電極部材によって突き合わせ部を斜めに通る経路で厚板材と薄板材に通電する。これによっても、厚板材と薄板材の突き合わせ部が電気抵抗熱で溶融し、これらの板材に跨るナゲットが形成される。
【００３９】
以上説明した本発明に係る突き合わせ溶接装置及び突き合わせ溶接方法によって製造されるテーラードブランクは、その後に行うプレス加工等の後加工により任意な用途に用いることができ、その用途の一例は、車両の車体であり、他の例は、電気製品の本体である。
【００４０】
また、突き合わせ溶接方法の前述した３番目及び４番目の具体的な例によって製造されるテーラードブランクは、厚板材と薄板材の一方の面同士が段差なしで接合した形状となっているため、テーラードブランクをこの形状特性を有効に利用した各種用途の製品として活用することが可能になる。
【００４１】
その一例は、このテーラードブランクをアウターパネルと結合されるインナーパネルとして用いることにより、アウターパネルとインナーパネルとで車両の車体の一部を形成するとともに、テーラードブランクの段差なしの側の面をアウターパネル側に向けた外向き面とすることである。
【００４２】
これによると、段差なしの側の面がアウターパネルの側に向いた外向き面となっているため、車体外側のアウターパネルを段差の影響を受けない外観良好なものとして車両の車体の一部を形成することができる。
【００４３】
また、このようにテーラードブランク製のインナーパネルとアウターパネルととの結合で車両の車体の一部を形成する場合において、この車体の一部は、車体本体にヒンジで取り付けられるドアとすることができ、インナーパネルを形成している厚板材と薄板材のうち、厚板材にヒンジを結合することができる。
【００４４】
これによると、ヒンジを、厚さが大きいために強度が大きくなっている厚板材に、その強度を利用して取り付けることができることになる。
【００４５】
この場合における車両のドアは、車両の側面に設けられるドアでもよく、テールゲートとも称されるバックドアでもよい。
【００４６】
突き合わせ溶接方法の前述した３番目及び４番目の具体的な例によって製造されるテーラードブランクについての他の用途の例は、このテーラードブランクによって車両のダッシュボードパネルを形成することである。このダッシュボードパネルでは、薄板材を上側とし、厚板材を下側とし、また、段差なしの面をエンジンルーム側に向かせる。
【００４７】
これによると、上側の薄板材で車体重量の軽量化を図りながら、下側の厚板材によって必要とされる強度を確保できる。また、段差なしの面が車室外に露出するエンジンルーム側の面となるため、厚板材と薄板材との突き合わせ部に腐食の原因となる雨水が溜まるのを防止できる。
【００４８】
本発明において、２個で一対をなす電極部材と２枚の板材との位置関係は、表裏両側が上下方向となった２枚の板材の上下に２個の電極部材が配置された位置関係でもよく、表裏両側が左右方向となった２枚の板材の左右に２個の電極部材が配置された位置関係でもよい。
【００４９】
また、本発明における２枚の板材は、孔開け等のプレス加工される前のブランクでもよく、プレス加工された後の板材でもよい。
【００５０】
また、以上説明した本発明において、突き合わせ溶接される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り、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。
【００５１】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１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１０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１，２が突き合わせられて固定具１１，１２で固定セットされ、一方の板材は厚さの大きい厚板材１であり、他方の板材は厚さの小さい薄板材２である。
【００５２】
図２で示されている厚板材１の端面１Ａと薄板材２の端面２Ａとの突き合わせ部６は、図１で示された作業テーブル１０の細長の開口部１０Ａの位置と一致しており、この開口部１０Ａの上下には、言い換えると、２枚の板材１，２の表裏両側には、電気抵抗熱で突き合わせ部６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３，４が配設されている。それぞれが板材１と２に跨る厚さとなっている電極ローラ３と４のうち、上の電極ローラ３は作業テーブル１０に対して上下動し、下の電極ローラ４も開口部１０Ａに挿入される位置で上下動し、これらの電極ローラ３，４は板材１，２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１０は突き合わせ部６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３，４によって突き合わせ部６の全長が板材１，２内における電気抵抗熱で溶融して接合される。
【００５３】
この実施形態に係る溶接装置には、２枚の板材１，２における電極ローラ３，４で溶接された直後の箇所に水又は油による冷却液を滴下するための冷却液滴下装置１３が設けられ、また、板材１，２における電極部材３，４で溶接される箇所にアルゴンガスや窒素ガス等による非酸化性ガスを供給するための非酸化性ガス供給装置１４も設けられている。
【００５４】
図２に示すように、厚板材１と薄板材２の突き合わせは、厚板材１の表裏両面と薄板材２の表裏両面とがずれていて、厚板材１の厚さ内に薄板材２が配置された状態でなされている。このような突き合わせ状態は、図１で示した作業テーブル１０及び／又は固定具１１，１２に、両方の板材１，２の間に段差を生じさせるためのスペーサ等の段差部材を設けることにより、実現される。
【００５５】
また、図２で示されているように、２個の電極ローラ３，４は、これらの電極ローラ３，４の厚さ方向に並設された厚板材１側の第１部分３Ａ，４Ａと、薄板材２側の第２部分３Ｂ，４Ｂとからなり、第２部分３Ｂ，４Ｂは、第１部分３Ａ，４Ａよりも板材１，２の厚さ内側方向、言い換えると、電極ローラ３，４が板材１，２を加圧する方向へ突出している。
【００５６】
すなわち、この実施形態に係る電極部材は回転する電極ローラ３，４であるため、第１部分３Ａ，４Ａはこれらの電極ローラ３，４の小径部となっているとともに、第２部分３Ｂ，４Ｂはこれらの電極ローラ３，４の大径部となっている。第１部分３Ａ，４Ａに対する第２部分３Ｂ，４Ｂの突出量は、第１部分３Ａ，４Ａが厚板材１に当接したときに、第２部分３Ｂ、４Ｂが薄板材２に接触しない突出量となっている。
【００５７】
また、第１部分３Ａ，４Ａと第２部分３Ｂ、４Ｂとの間の境界である段部３Ｃ、４Ｃは突き合わせ部６の位置と一致しておらず、段部３Ｃ、４Ｃは薄板材２側へずれているため、第１部分３Ａ，４Ａは突き合わせ部６を越えて薄板材２側へ延出した厚さとなっている。このため、第１部分３Ａ，４Ａが厚板材１に当接したとき、厚板材１における薄板材２と対面する端面１Ａと、第２部分３Ｂ，４Ｂとの間に隙間７，８が形成されるようになっている。
【００５８】
図２には、電極ローラ３，４による突き合わせ溶接の開始時の状態が示され、図３〜図５には、図２と同じ板材１，２の断面位置におけるその後の突き合わせ溶接の進行状態がその進行順序にしたがって示されている。
【００５９】
図２で示すように、電極ローラ３，４の第１部分３Ａ，４Ａで厚板材１が加圧されることによって突き合わせ溶接は始まる。このため、第１部分３Ａ，４Ａは、厚板材１を加圧するための加圧部となっている。また、このときには電極ローラ３，４間の通電が開始されている。
【００６０】
図３で示すように、第１部分３Ａ，４Ａによる厚板材１の加圧が進行すると、この加圧のために厚板材１の端面１Ａが、隙間７，８において薄板材２側へ膨出変形し始め、また、この膨出変形のために端面１Ａと接触した薄板材２の端面２Ａは、薄板材２の厚さ外側方向へ偏平に変形し始める。
【００６１】
このように、厚板材１における端面１Ａ側の端部１Ｂが電極ローラ３，４の第１部分３Ａ，４Ａで厚板材１の厚さ方向へ加圧されると、端面１Ａは薄板２側へ膨らむ変形を行うため、突き合わせ溶接前の厚板材１の端面１Ａと薄板材２の端面２Ａが、ブランク材から厚板材１、薄板材２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１Ａと２Ａは確実に接触する。
【００６２】
図３の状態から第１部分３Ａ，４Ａによる厚板材１の加圧がさらに進行すると、このときには、図４で示すように、電極ローラ３，４からの電気が通電されている厚板材１には、電気抵抗値が最も大きい厚さ中央部でナゲット５が形成し始めるとともに、厚板材１の端面１Ａの薄板材２側への膨出変形と、薄板材２の端面２Ａの厚さ外側方向への偏平変形とがさらに進行している。
【００６３】
そして、突き合わせ溶接終了時には、図５で示すように、第１部分３Ａ，４Ａによる厚板材１の加圧がさらに進行しているため、電極ローラ３，４の第２部分３Ｂ，４Ｂは、薄板材２の端面２Ａに近い部分であって、板材の厚さ外側方向に膨らんで増肉されている薄板材２の端部２Ｂに接触し、この端部２Ｂを加圧している。
【００６４】
このため、このときには、電極ローラ３，４からの電気は薄板材２にも通電されることになり、したがって、薄板材２の厚さ中央部にもナゲット５が形成されるとともに、電気は互いに接触している端面１Ａ，２Ａ同士の突き合わせ部６を通る経路でも通電されるため、これらの端面１Ａ，２Ａの接触抵抗による発熱によって突き合わせ部６の周囲の材料も溶融し、この結果、ナゲット５は厚板材１と薄板材２に跨るものとなる。
【００６５】
以上は、突き合わせ溶接される２枚の板材１，２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３，４によって図２の状態から図５の状態へと進行する突き合わせ溶接は、図１で示した作業テーブル１０の移動と、この移動に伴う電極ローラ３，４の板材１，２に対する転動とにより、突き合わせ部６の全長に亘ってなされる。
【００６６】
また、このように突き合わせ溶接されているとき、図１で示した冷却液滴下装置１３から、２枚の板材１，２における電極ローラ３，４で溶接された直後の箇所に冷却液が滴下され、この滴下が行われながら、板材１，２の全長が突き合わせ溶接される。この冷却液の滴下による冷却により、２枚の板材１，２がこれから溶接される箇所の間隔を広げる拡開変形するのを防止できる。
【００６７】
さらに、板材１，２における電極部材３，４で溶接される箇所には、前記非酸化性ガス供給装置１４によって非酸化性ガスが供給される。これにより、板材１，２の突き合わせ溶接は、溶接された突き合わせ部６に錆が生ずるのを防止しながら行われる。
【００６８】
以上説明したこの実施形態によると、電極ローラ３，４には、突き合わせ溶接開始時に厚板材２を加圧し、この加圧によって厚板材１の端面１Ａを薄板材２側へ膨らみ変形させるための第１部分３Ａ，４Ａが設けられているため、この端面１Ａと薄板材２の端面２Ａとを確実に接触させることができる。このため、突き合わせ溶接前の前作業として、これらの端面１Ａ，２Ａを研磨等で仕上げる加工を行う必要がなくなり、端面１Ａ，２Ａを切断装置で切断されたままの面として突き合わせ溶接を行えるため、前作業を含む溶接作業全体の作業コストの低減、作業時間の短縮、作業性の向上を図ることができる。
【００６９】
そして、電極ローラ３，４には、薄板材２に接触する第２部分３Ｂ、４Ｂが設けられているため、第２部分３Ｂ、４Ｂが薄板材２に接触することにより、このときには第１部分３Ａ，４Ａが厚板材１に接触していることと併せ、突き合わせ部６を通る通電経路が形成されることになる。これにより、厚板材１と薄板材２のそれぞれの厚さ中央部に形成されるナゲット５は、電気抵抗熱による突き合わせ部６の厚さ中央部の溶融によって厚板材１と薄板材２に跨るものとなり、これらの厚板材１と薄板材２との溶接接合強度を大きくできる。
【００７０】
また、厚板材１を加圧する加圧部となっている電極ローラ３，４の第１部分３Ａ，４Ａは、突き合わせ部６を越えて薄板材２側まで達しているため、第１部分３Ａ，４Ａが厚板材１を加圧すると、厚板材１の端面１Ａを、この端面１Ａと第２部分３Ｂ、４Ｂとの間に形成されている隙間７，８内で膨出変形させることができ、これにより、端面１Ａを薄板材２の端面２Ａに確実に接触させることができる。
【００７１】
さらに、この実施形態によると、２枚の板材１，２における電極ローラ３，４で溶接された直後の箇所は溶接の熱で高温となっているが、この箇所には冷却液滴下装置１３からの冷却液が滴下されて、この箇所が冷却されるため、この箇所が高温のままとなっている場合に生ずることになる、これから溶接される箇所の間隔が広がる拡開変形をなくす又は少なくすることができる。このため、厚板材１の端面１Ａが電極ローラ３，４の第１部分３Ａ，４Ａで薄板材２側に膨出変形することと併せ、一層確実に端面１Ａ，２Ａ同士を接触させることができる。
【００７２】
また、この実施形態によると、２枚の板材１，２における電極ローラ３，４で突き合わせ溶接される箇所には非酸化性ガス供給装置１４からの非酸化性ガスが供給されるため、突き合わせ溶接が非酸化性ガスの雰囲気下においてなされることになり、このため、溶接された突き合わせ部６に錆が発生するのを防止又は少なくすることができる。この結果、突き合わせられた２枚の板材１，２からなるテーラードブランクを材料として製品を生産する場合において、塗装作業等の必要作業を所定どおり行える。
【００７３】
図６及び図７は、次の実施形態を示す。この実施形態における２枚の被溶接板材２１，２２の厚さは同じあり、これらの板材２１，２２の突き合わせは、板材２１，２２の表裏両面同士が互いに一致してなされる。板材２１，２２の表裏両側に配設されている２個で一対をなす電極ローラ２３，２４は、この実施形態でも、これらの電極ローラ２３，２４の厚さ方向に並設された一方の板材２１側の第１部分２３Ａ，２４Ａと、他方の板材２２側の第２部分２３Ｂ、２４Ｂとからなる。
【００７４】
そして、この実施形態では、板材２１をその板材厚さ方向に加圧する加圧部となっている第１部分２３Ａ，２４Ａに対して、第２部分２３Ｂ、２４Ｂはその加圧方向とは反対側へ後退している。すなわち、この実施形態においては、第１部分２３Ａ，２４Ａが電極ローラ２３，２４の大径部となっており、第２部分２３Ｂ、２４Ｂが電極ローラ２３，２４の小径部となっている。
【００７５】
図６には、電極ローラ２３，２４による突き合わせ溶接開始時の状態が示され、図７には、図６と同じ板材２１，２２の断面位置における突き合わせ溶接終了時の状態が示されている。突き合わせ溶接は、第１部分２３Ａ，２４Ａが板材２１の端面２１Ａに近い端部２１Ｂを加圧することから始まり、このため、この加圧が進行することに伴って端面２１Ａが板材２２側に膨出変形する。これにより、両方の板材２１，２２の端面２１Ａ，２２Ａ同士は確実に接触する。
【００７６】
第１部分２３Ａ，２４Ａによる板材２１の加圧が図７の状態まで進行したときには、板材２１の膨出変形した端面２１Ａにより、板材２２における端面２２Ａに近い端部２２Ｂは板材の厚さ外側方向に膨らみ変形して増肉されており、このため、第２部分２３Ｂ、２４Ｂはこの端部２２Ｂに接触して板材２２を加圧する。したがって、このときには、第１部分２３Ａ，２４Ａからの通電によって板材２１の厚さ中央部にナゲット２５が形成されているとともに、第２部分２３Ｂ、２４Ｂからの通電によっても板材２２の厚さ中央部にもナゲット２５が形成されることになり、さらに、端面２１Ａ，２２Ａ同士の突き合わせ部２６に通電経路ができることにより、ナゲット２５は２枚の板材２１，２２を跨るものとなる。
【００７７】
これにより、この実施形態でも、２枚の板材２１，２２の端面２１Ａ，２２Ａを、これらの端面２１Ａ，２２Ａの突き合わせ溶接前に研磨等の加工で仕上げておかなくても、電極ローラ２３，２４における第１部分２３Ａ，２４Ａの加圧部としての作用によって端面２１Ａ，２２Ａ同士の確実な接触状態を確保でき、この結果、突き合わせ部６を通る電気の経路ができて、板材２１，２２に跨るナゲット２５を形成できる。
【００７８】
なお、この実施形態では、図６及び図７に示されているように、第１部分２３Ａ，２４Ａと第２部分２３Ｂ，２４Ｂとの境界は２枚の板材２１，２２の突き合わせ部２６の位置と一致させていたが、この境界を突き合わせ部２６から板材２１側へ少しずらせても、以上と同様の効果を得られる。
【００７９】
図８及び図９は、次の実施形態を示す。この実施形態における２枚の被溶接板材３１，３２のうち、一方は厚さの大きい厚板材３１であり、他方は厚さの小さい薄板材３２である。これらの厚板材３１と薄板材３２の突き合わせは、厚板材３１の裏面と薄板材３２の裏面とが段差なしに一致してなされている。
【００８０】
また、これらの板材３１，３２の表裏両側に配設された２個で一対をなす電極ローラ３３，３４のうち、厚板材３１と薄板材３２の表面側に配設された電極ローラ３３は、この電極ローラ３３の厚さ方向に並設された厚板材３１側の第１部分３３Ａと薄板材３２側の第２部分３３Ｂとを有し、第１部分３３Ａよりも第２部分３３Ｂは、板材の厚さ内側方向である加圧方向に突出している。また、厚板材３１と薄板材３２の裏面側に配設された電極ローラ３４は、電極ローラ３３と同じく、厚板材３１と薄板材３２に跨る厚さを有しているが、厚板材３１と薄板材３２ごとに分かれた部分を有する形状とはなっていない。
【００８１】
このため、この実施形態では、電極ローラ３３のみが、これまでの実施形態における電極ローラ３，４，２３，２４と同じく、大径部と小径部からなる段付きローラとなっているが、電極ローラ３４は、この電極ローラ３４の厚さ方向に同じ直径が連続した段付きなしローラとなっている。この電極ローラ３４は、２枚の板材３１，３２に同時に接触する。
【００８２】
また、電極ローラ３３の第１部分３３Ａと第２部分３３Ｂとの境界である段部３３Ｃは、板材３１と３２の突き合わせ部３６の位置と一致しておらず、段部３３Ｃは薄板材３２側へずれているため、第１部分３３Ａは突き合わせ部３６を越えて薄板材３２側へ延出した厚さとなっている。このため、第１部分３３Ａが厚板材３１に当接したとき、厚板材３１における薄板材３２と対面する端面３１Ａと、第２部分３３Ｂとの間に隙間３７が形成されるようになっている。
【００８３】
図８には、電極ローラ３３，３４による突き合わせ溶接開始時の状態が示され、図９には、図８と同じ板材３１，３２の断面位置における突き合わせ溶接終了時の状態が示されている。突き合わせ溶接は、電極ローラ３３の第１部分３３Ａと、電極ローラ３４の厚板材３１と対応する部分とが加圧部となって厚板材３１の端面３１Ａに近い端部３１Ｂを加圧することから始まり、この加圧が進行することに伴って端面３１Ａが薄板材３２側に膨出変形する。これにより、両方の板材３１，３２の端面３１Ａ，３２Ａ同士は確実に接触する。
【００８４】
厚板材３１の加圧が図９の状態まで進行したときには、厚板材３１の膨出変形した端面３１Ａからの押圧荷重により、薄板材３２における端面３２Ａに近い端部３２Ｂは板材の厚さ外側方向に膨らみ変形している。このため、このときには、電極ローラ３３の第２部分３３Ｂはこの端部３２Ｂに接触し、この第２部分３３Ｂは、電極ローラ３４の薄板材３２と対応する部分と共に薄板材３２を加圧する。
【００８５】
したがって、図９のときには、電極ローラ３３，３４によって厚板材３１と薄板材３２の両方に通電がなされている。このため、遅くともこのときまでには、厚板材３１への通電でこの厚板材３１の厚さ中央部にナゲット３５が形成されるとともに、薄板材３２への通電でこの薄板材３２２の厚さ中央部にもナゲット３５が形成されることになり、さらに、端面３１Ａ，３２Ａ同士の突き合わせ部３６に通電経路ができることにより、ナゲット３５は２枚の板材３１，３２を跨るものとなる。
【００８６】
このため、この実施形態でも、２枚の板材３１，３２の端面３１Ａ，３２Ａを、これらの端面３１Ａ，３２Ａの突き合わせ溶接前に研磨等の加工で仕上げておかなくても、確実に接触させることができ、この結果、板材３１，３２に跨るナゲット３５を形成できる。
【００８７】
また、この実施形態では、電極ローラ３３の第１部分３３Ａは、厚板材３１と薄板材３２の突き合わせ部３６を越えて薄板材３２の側へ延出した厚さを有しているため、厚板材３１における薄板材３２と対面する端面３１Ａと、電極ローラ３３の第２部分３３Ｂとの間に隙間３７ができることになり、したがって、電極ローラ３３，３４で厚板材３１を加圧したときに、この厚板材３１の端面３１Ａをこの隙間３７内で確実に薄板材３２側へ膨出変形させることができる。
【００８８】
図１０及び図１１は、さらに次の実施形態を示す。この実施形態でも、２枚の板材のうち、一方は厚さの大きい厚板材３１であり、他方は厚さの小さい薄板材３２である。これらの厚板材３１と薄板材３２の突き合わせは、厚板材３１の表面と薄板材３２の表面とが段差なしに一致してなされている。
【００８９】
また、これらの板材３１，３２の表裏両側に配設された２個で一対をなす電極ローラ４３，４４のうち、厚板材３１と薄板材３２の表面側に配設された電極ローラ４３は、この電極ローラ４３の厚さ方向に並設された厚板材３１側の第１部分４３Ａと薄板材３２側の第２部分４３Ｂとを有し、これらの第１部分４３Ａと第２部分４３Ｂは、厚板材３１及び薄板材３２の側への同じ突出量となっている。厚板材３１と薄板材３２の裏面側に配設された電極ローラ４４も、この電極ローラ４４の厚さ方向に並設された厚板材３１側の第１部分４４Ａと薄板材３２側の第２部分４４Ｂとを有し、これらの第１部分４４Ａと第２部分４４Ｂのうち、第２部分４４Ｂは第１部分４４Ａよりも薄板材３２側へ突出している。
【００９０】
このため、この実施形態では、電極ローラ４４のみが、大径部と小径部からなる段付きローラとなっている。
【００９１】
また、この実施形態では、電極ローラ４３の第２部分４３Ｂと電極ローラ４４の第１部分４４Ａは、銅等の導電性金属で形成されているため、導電性を有している。これに対して、電極ローラ４３の第１部分４３Ａと電極ローラ４４の第２部分４４Ｂは、セラミックス等の電気絶縁性材料で形成されているため、電気絶縁性を備えたものとなっている。すなわち、この実施形態における電極ローラ４３，４４は、板材３１，３２と接触する少なくとも外周部分が異種材料を電極ローラ厚さ方向に重ね合わせられたものとして形成されている。
【００９２】
この実施形態では、突き合わせ溶接開始時に厚板材３１の端面３１Ａに近い端部３１Ｂが電極ローラ４３，４４の第１部分４３Ａ，４４Ａで加圧される。このため、これらの第１部分４３Ａ，４４Ａが加圧部となっている。
【００９３】
また、この実施形態では、第１部分４３Ａ，４４Ａと第２部分４３Ｂ，４４Ｂとの境界が、厚板材３１と薄板材３２との突き合わせ部３６の位置と一致しており、これらの境界には、電極ローラ４３，４４の内径方向へ窪んだ窪み部４３Ｃ、４４Ｃが形成されている。これらの窪み部４３Ｃ，４４Ｃにより、厚板材３１における薄板材３２と対面する端面３１Ａが、薄板材３２の厚さ外側においても薄板材３２側へ膨出変形できるための空間部４７，４８が形成されている。
【００９４】
図１０には、電極ローラ４３，４４による突き合わせ溶接開始時の状態が示され、図１１には、図１０と同じ板材３１，３２の断面位置における突き合わせ溶接終了時の状態が示されている。突き合わせ溶接は、第１部分４３Ａ，４４Ａが厚板材３１の端面３１Ａに近い端部３１Ｂを加圧することから始まり、この加圧が進行することに伴って端面３１Ａが薄板材３２側へ膨出変形する。これにより、厚板材３１の端面３１Ａと薄板材３２の端面３２Ａは確実に接触する。
【００９５】
第１部分４３Ａ，４４Ａによる厚板材３１の加圧が図１１の状態まで進行すると、電極ローラ４４の第２部分４４Ｂは薄板材３２に接触し、この第２部分４４Ｂは、既に薄板材３２に接触している電極ローラ４３の第２部分４３Ｂと共にこの薄板材３２を加圧する。
【００９６】
このため、遅くともこのときまでに、それぞれ導電性を有している電極ローラ４３の第２部分４３Ｂと電極ローラ４４の第１部分４４Ａとにより、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３６を斜めに通る通電経路が出来上がる。これにより、厚板材３１と薄板材３２にも通電がなされてこれらの板材３１と３２に跨るナゲット３５が形成される。
【００９７】
このため、この実施形態でも、２枚の板材３１，３２の端面３１Ａ，３２Ａを、これらの端面３１Ａ，３２Ａの突き合わせ溶接前に研磨等の加工で仕上げておかなくても、端面３１Ａ，３２Ａ同士の確実な接触状態を確保でき、突き合わせ部３６を通る通電経路によって板材３１，３２に跨るナゲット３５を形成できる。
【００９８】
また、この実施形態では、電極ローラ４３，４４の第１部分４３Ａ，４４Ａと第２部分４３Ｂ，４４Ｂとの境界には窪み部４３Ｃ，４４Ｃが設けられ、これにより、厚板材３１の端面３１Ａを薄板材３２の厚さ外側においても薄板材３２側へ膨出変形させることができる空間部４７，４８が、端面３１Ａから薄板材３２側へ形成されているため、厚板材３１が第１部分４３Ａ，４４Ａで加圧されたときに、厚板材３１の端面３１Ａを確実に薄板材３２側へ膨出変形させ、薄板材３２の端面３２Ａとの接触状態を確保できる。
【００９９】
なお、図１０及び図１１の実施形態において、２枚の板材３１，３２の表裏を逆して、図８及び図９の実施形態と同じく、厚板材３１の裏面と薄板材３２の裏面とを段差なしに一致させ、２個の電極ローラ４３、４４の上下関係を逆としてもよい。
【０１００】
以上説明した各実施形態によると、２枚の板材１と２，２１と２２，３１と３２からなるテーラードブランクを製造でき、このようなテーラードブランクは、プレス加工等の所定加工を行うことにより、各種の用途で使用できる製品となる。
【０１０１】
図１２は、図８及び図９の実施形態と図１０及び図１１の実施形態とに係る厚板材３１と薄板材３２によって製造されたテーラードブランクをプレス加工し、これによって生産された製品を使用している四輪車両の車体５０を示す。この車体５０は車体本体５１と、この車体本体５１の側面にヒンジ５３で開閉自在に取り付けられたドア５２とを有する。ドア５２は、図１３で示すように、車両外側のアウターパネル５４と車両内側のインナーパネル５５とを結合することにより形成され、この結合は、アウターパネル５４の折り返された周端部５４Ａをインナーパネル５５の周端部５５Ａに押圧するヘミング加工によって行われる。
【０１０２】
図８及び図９の実施形態と図１０及び図１１の実施形態との突き合わせ溶接で製造された厚板材３１と薄板材３２からなるテーラードブランクをプレス加工することにより、インナーパネル５５が生産され、テーラードブランクからの製品となっているこのインナーパネル５５は、図１３のＳ１４−Ｓ１４線断面図である図１４で示すように、厚板材３１と薄板材３２の段差なしの面５５Ｂがアウターパネル５４側に向いた外向き面となってアウターパネル５４と結合される。
【０１０３】
また、インナーパネル５５を形成している厚板材３１の部分と薄板材３２の部分のうち、厚板材３１の部分に図１２のヒンジ５３が結合される。
【０１０４】
この実施形態によると、一方の面同士が段差なしとなって突き合わせ溶接された厚板材３１と薄板材３２によるテーラードブランクからなるインナーパネル５５の段差なしの面５５Ｂが、アウターパネル５４側に向いた外向き面となっているため、インナーパネル５５をアウターパネル５４にヘミング加工で結合してドア５２を生産した場合、ドア５２の外面を段差の影響を受けない外観良好なものとすることができる。
【０１０５】
また、ヒンジ５３は、厚さが大きくて強度も大きい厚板材３１の部分に結合されるため、このヒンジ５３を厚板材３１の強度を利用してドア５２に取り付けることができ、しかも、薄板材３２によってドア５２の全体重量を軽量化することができる。
【０１０６】
このようにテーラードブランクをプレス加工することにより所定形状に成形されて生産された製品を車両のドアのインナーパネルとして用いることは、前記ドア５２と同様に、図１５で示すように四輪車両の車両本体６１にヒンジ６３で取り付けられ、アウターパネルとインナーパネルとの結合で形成されるバックドア６２にも適用できる。
【０１０７】
図１６及び図１７は、テーラードブランクの他の用途を示す。図１６は、ＦＦ四輪車両（フロントエンジン、フロントドライブ四輪車両）のダッシュボードロアパネル７１をエンジンルーム７２側から見た斜視図である。車体の補強用のための２個のサイドフレーム７３の基端部が結合されているこのダッシュボードロアパネル７１は、厚板材３１と薄板材３２とからなるテーラードブランクをプレス成形することにより形成されている。また、ダッシュボードロアパネル７１の縦断面図である図１７に示されているとおり、ダッシュボードロアパネル７１は、薄板材３２が上側で厚板材が下側３１となって形成されているとともに、段差なしの面７１Ａがエンジンルーム７２側に向いている。
【０１０８】
これによると、上側の薄板材３２で車体重量の軽量化を図りながら、下側の厚板材３１によって必要とされる強度を確保できるとともに、段差なしの面７１Ａが車室外に露出するエンジンルーム７２側の面となっているため、厚板材と薄板材との突き合わせ部３６に腐食の原因となる雨水が溜まるのを防止できる。
【０１０９】
図１〜図１１で説明した各実施形態の突き合わせ溶接装置における２個で一対をなす電極部材は電極ローラであったが、図１８及び図１９の実施形態における電極部材は、プレス装置に装備されるブロック電極８３，８４となっている。
【０１１０】
すなわち、図１８及び図１９の実施形態において、被溶接板材である厚板材１と薄板材２の表面側である上側に配設されるブロック電極８３と、厚板材１と薄板材２の裏面側である下側に配設されるブロック電極８４は、共に厚板材１と薄板材２に跨る厚さを有しているとともに、図１８の平面図である図１９で示されているとおり、これらのブロック電極８３，８４は、板材１，２の突き合わせ部６に沿って直線的に延びる長さを有する。ブロック電極８３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８４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８８の上面に取り付けられている。この盤部材８８には、厚板材１と薄板材２を所定の位置関係で突き合わせて盤部材８８に固定セットするための固定具１１，１２が設けられている。
【０１１１】
上側のブロック電極８３が盤部材８８に対して下降することによってブロック電極８３，８４は突き合わせ部６をプレスし、このプレス荷重が厚板材１と薄板材２に作用する。このとき、ブロック電極８３，８４間は通電されている。
【０１１２】
図１８で示された板材１，２は、図１〜図５の実施形態における板材と同じであるため、ブロック電極８３，８４は、図１〜図５で示された電極ローラ３，４の外周部と同じ断面形状となっている。このため、この実施形態でも、ブロック電極８３が下降してなされる厚板材１と薄板材２の突き合わせ溶接は、図２、図３、図４、図５と同じ順序で進行し、図１〜図５の実施形態と同じ作用効果を得られることになる。
【０１１３】
特に、この実施形態によると、電極部材がブロック電極８３，８４となっているため、２枚で一組となっている板材１，２の突き合わせ溶接作業を、ブロック電極８３，８４でこれら板材１，２の突き合わせ部６を１回プレスするだけの作業で終了することができる。このため、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。
【０１１４】
なお、この実施形態において、２枚の板材を図６及び図７の実施形態の板材と同じにするときは、ブロック電極８３，８４を図６及び図７の実施形態における電極ローラの外周部と同じ断面形状とし、また、２枚の板材を図８及び図９の実施形態や図１０及び図１１の実施形態の板材と同じにするときは、ブロック電極８３，８４を図８及び図９の実施形態や図１０及び図１１の実施形態における電極ローラの外周部と同じ断面形状とする。
【０１１５】
図２０は、２個で一対をなす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９１，９２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９６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９６をプレスするため、それぞれ電極部材となっているブロック電極９３，９４も、突き合わせ部９６と対応する非直線状に延びるものとなっている。
【０１１６】
この実施形態において、上側のブロック電極９３が下降してなされる２枚の板材９１と９２の突き合わせ溶接は、図１８及び図１９の実施形態と同様になされる。
【０１１７】
この実施形態から分かるように、電極部材をブロック電極にすると、２枚の板材の突き合わせ部を、電極部材が電極ローラであるときには実施不可能又は実施困難な非直線状に延びるものとすることが可能になる。したがって、例えば、突き合わせられた２枚の板材が材料となって製造される製品の形状等に応じて、突き合わせられる前の２枚の板材をブランク材から任意な形状に切断して生産し、その突き合わせ形状を任意な形状にできるという利点を得られる。
【０１１８】
【発明の効果】
本発明によると、突き合わせられる２枚の被溶接板材の端面を、突き合わせ溶接前に仕上がるための研磨等の加工を不要にできるという効果を得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】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。
【図２】図１で示されている２枚の板材の突き合わせ状態を板材の断面位置で示した図であって、電極部材である電極ローラで突き合わせ溶接が開始されたときの状態を示す図である。
【図３】図２と同じ板材の断面位置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。
【図４】図２と同じ板材の断面位置における図３のさらに次の状態を示す図である。
【図５】図２と同じ板材の断面位置における突き合わせ溶接終了時の状態を示す図である。
【図６】別実施形態に係る突き合わせ溶接を２枚の板材の断面位置で示す図であって、溶接開始時を示す図である。
【図７】図６の実施形態について、図６と同じ板材の断面位置における突き合わせ溶接終了時の状態を示す図である。
【図８】さらに別実施形態に係る突き合わせ溶接を２枚の板材の断面位置で示す図であって、溶接開始時を示す図である。
【図９】図８の実施形態について、図８と同じ板材の断面位置における突き合わせ溶接終了時の状態を示す図である。
【図１０】さらにまた別実施形態に係る突き合わせ溶接を２枚の板材の断面位置で示す図であって、溶接開始時を示す図である。
【図１１】図１０の実施形態について、図１０と同じ板材の断面位置における突き合わせ溶接終了時の状態を示す図である。
【図１２】図８及び図９の実施形態と図１０及び図１１の実施形態とに係わる厚板材と薄板材によるテーラードブランクから生産された製品を車両側面に設けられるドアのインナーパネルとして使用している車両の側面図である。
【図１３】図１２のドアの要部を示す断面斜視図である。
【図１４】図１３のＳ１４−Ｓ１４線断面図である。
【図１５】図８及び図９の実施形態と図１０及び図１１の実施形態とに係わる厚板材と薄板材によるテーラードブランクから生産された製品をバックドアのインナーパネルとして使用している車両の後部斜視図である。
【図１６】図８及び図９の実施形態と図１０及び図１１の実施形態とに係わる厚板材と薄板材によるテーラードブランクから生産された製品となっているダッシュボードロアパネルをエンジンルーム側から見た斜視図である。
【図１７】図１６のダッシュボードロアパネルの縦断面図である。
【図１８】電極部材をブロック電極とした実施形態を示す突き合わせ溶接装置の概略を示す斜視図である。
【図１９】図１８の平面図である。
【図２０】電極部材であるブロック電極を、２枚の板材の突き合わせ部と対応させて非直線状に延びるものとした実施形態を示す図１９と同様の図である。
【図２１】従来の突き合わせ溶接装置を板材の断面位置で示した図である。
【符号の説明】
１，２、２１，２２，３１，３２，９１，９２  被溶接板材
１Ａ，２Ａ，２１Ａ，２２Ａ，３１Ａ，３２Ａ  端面
３，４，２３，２４，３３，３４，４３，４４  電極部材となっている電極ローラ
３Ａ，４Ａ，２３Ａ，２４Ａ，３３Ａ，４３Ａ，４４Ａ  第１部分
３Ｂ，４Ｂ，２３Ｂ，２４Ｂ，３３Ｂ，４３Ｂ，４４Ｂ  第２部分
５，２５，３５  ナゲット
６，２６，３６，９６  突き合わせ部
１３  冷却液滴下装置
１４  非酸化性ガス供給装置
５２  車両の側面に設けられるドア
５４  ドアのアウターパネル
５５  ドアのインナーパネル
６２  車両のバックドア
７１  ダッシュボードロアパネル
７２  エンジンルーム
８３，８４，９３，９４  電極部材となっているブロック電極
【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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