(57)【要約】【課題】この発明は溶接スタッドを鋼板に抵抗溶接する溶接工法に係り、鋼板に保護シートや片面塗装があっても、片側電極で一方向から溶接可能で、かつ、溶接時間を短縮し、更に消費電力の節減が可能な溶接方法と抵抗溶接機を提案する。【解決手段】溶接スタッドのフランジ部の上面から、可動する片側電極で給電を行い、下側電極を不要とし、鋼板と溶着する溶接スタッドの当接面には複数個のプロジェクションを形成する。また、溶接電流は１５ｍｓｅｃ（ミリ秒）以内で最大値になるように、かつ、通電開始から５０ミリ秒以下の通電時間で溶接を完了する制御とし、この制御方法に追随可能な溶接トランスを具備した溶接方法および抵抗溶接機である。【選択図】  図１０
2017035706.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平行部２５ａと両端のＵ字状の湾曲部２５ｂにより構成される環状磁心２５と、前記環状磁心２５の平行部２５ａに、複数の部分に分けて間隙１２ａを空けて分割巻きされる１次コイル１２と、前記１次コイル１２と共に環状磁心２５の平行部２５ａに巻回され、前記１次コイル１２に設けられた前記各間隙１２ａに１個ずつ挟み込むように、複数の正側コイル１４と複数の負側コイル１６とを交互に配列した２次コイルと、前記複数の正側コイル１４は全て並列接続されるかもしくは全部または一部が直列接続され、前記複数の負側コイル１６は全て並列接続されるかもしくは全部または一部が直列接続され、前記接続された複数の正側コイル１４と前記複数の負側コイル１６とが互いに直列接続されるように、前記正側コイル１４と負側コイル１６の端子間を電気接続をする導体群を有し、かつ、前記導体群により、前記全ての正側コイル１４と負側コイル１６とを一方の面上に支持固定する接続基板６２を備え、前記複数の正側コイル１４の一方の端子は、前記接続基板６２の他方の面上で、前記環状磁心２５の平行部２５ａに平行な方向に伸びた第１連結極板４４に電気接続され、前記複数の負側コイル１６の一方の端子は、前記接続基板６２の他方の面側で、前記環状磁心
２５の平行部２５ａに平行な方向に伸びた第２連結極板４６に電気接続され、前記正側コイル１４と負側コイル１６の他端は、共に、前記接続基板６２の他方の面側で、前記環状磁心２５の平行部２５ａに平行な方向に伸びた第３連結極板４８に電気接続され、前記第１連結極板４４には、正側導体３０が連結され、前記第２連結極板４６には、負側導体３２が連結され、前記正側導体３０と負側導体３２とは、前記接続基板６２の他方の面側において、当該他方の面から垂直に離れる方向に伸びる境界面に配置された絶縁層３１を介して重ね合わされた一対の導体板であって、前記正側導体３０と第１極板３４に挟まれて、前記正側導体３０に負極を接触させ前記第１極板３４に正極を接触させた整流素子１８と、前記負側導体３２と第２極板３６に挟まれて、前記負側導体３２に負極を接触させ前記第２極板３６に正極を接触させた整流素子２０と、前記第１極板３４と前記第２極板３６を支持し、両者を電気接続する第３極板３８とを備えていることを特徴とする溶接トランスと、
高周波交流を溶接トランスの１次コイルに供給し２次コイルに生起する電流を直流化して電極に供給する方式の溶接装置に適用される抵抗溶接方法であって、
溶接電流供給開始時刻ｔ０からその後の時刻ｔ１までの、電流増加率が最大の部分を立ち上げ制御期間Ｔ１と呼び、これに続く時刻ｔ１から時刻ｔ２までの、ピーク電流値Ｃ１に近い所定レベルの電流を維持する期間をピークレベル制御期間Ｔ２と呼び、その後の時刻ｔ２から電流遮断時刻ｔ３に至るまでの期間を、温度維持制御期間Ｔ３と呼ぶとき、
前記立ち上げ制御期間Ｔ１は１０ミリ秒以下とし、前記立ち上げ制御期間Ｔ１と前記ピークレベル制御期間Ｔ２の和の（Ｔ１＋Ｔ２）時間は１５ミリ秒以下とし、前記立ち上げ制御期間Ｔ１と前記ピークレベル制御期間Ｔ２と前記温度維持制御期間Ｔ３の和の（Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３）時間は、５０ミリ秒以下としたことを特徴とする制御方法の溶接制御電源装置と、
溶接ガン７５は先端に片側電極８０を装備し、コ字状のガン本体７６の内側により小さな、コ字状の摺動導電体７７及び連結部材、ガイド部材で構成し、
溶接ガン７５は先端に片側電極８０を装備し、コ字状のガン本体７６の内側により小さな、コ字状の摺動導電体７７及び連結部材、ガイド部材で構成し、
片側電極８０は溶接スタッド８を把持する内側電極８２と前記ガン本体７６と一体化した外側電極８１で構成し、前記摺動導電体７７と接合した前記内側電極８２が前記ガン本体７６の孔部を滑動して前記溶接スタッド８を前記外側電極８１の内部で把持、押圧し、同時に前記外側電極８１の下端は被溶接物（鋼板）５を押圧し、
前記溶接スタッド８にはフランジ部９２を形成し、接合面には複数個のプロジェクション９を設け、前記フランジ部９２の上面から前記内側電極８２で給電し、
抵抗溶接することを特徴とするスタッド溶接方法。
【請求項２】
請求項１に記載のスタッド溶接方法を備えた抵抗溶接機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶接用スタッドを鋼板などの金属板に抵抗溶接する溶接方法および抵抗溶接機に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼板などの金属板に溶接される溶接用のスタッドとして一般的に用いられているのはアーク溶接で接合するスタッド（特許文献１、特許文献２、特許文献３参照）と抵抗溶接で接合するプロジェクションスタッド（特許文献４、図１４参照）がある。
これらは、プロジェクション溶接用として日本工業規格（ＪＩＳＢ１１９５）で制定された溶接ボルトと異なり、鋼板に挿入用の孔を必要としていない。そのため、ＪＩＳ制定の溶接ボルトの溶接状態に比較して、余分な孔がなく、見映えも良い。
アーク溶接での接合では、薄い鋼板へ溶接する場合は、外観面や変形などの優位性から、コンデンサを用いて瞬間的な放電で溶接するＣＤ方式（Ｃａｐａｃｉｔoｒ  Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）と呼ばれる工法が多く用いられている。しかし、その溶接での結合は十分な強度とは言い難く、高い強度を要する機能には適せず、また、外観面での難点もある。
一方、特許文献４や図１４などでの従来工法での抵抗溶接では、溶接スタッドの先端中央にプロジェクションを必要とし、溶接した鋼板の裏面に圧痕や溶融熱による焼けが生じ、外観面での難点がある。また、保護シート付や片面塗装した鋼板への溶接は難しい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１６７９２１号公報
【特許文献２】特開２００９−１０８９０４号公報
【特許文献３】特開２００７−１４９６７号公報
【特許文献４】特開２００７−１５５１１５号公報
【特許文献５】特開２０１２−２１０６５４号公報
【特許文献６】特開２０１３−１７９２０５号公報
【特許文献７】特開２０１４−０８７８０３号公報
【特許文献８】特開２０１５−０３９７１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、本願の発明者等が先に特許文献５、特許文献６で提案した抵抗溶接用の溶接トランス、溶接方法、溶接装置を活用し、所定の形状を有する溶接スタッドの溶接方法である。
本願の発明者は先に、特許文献７、特許文献８で溶接スタッドの溶接方法を提案してきた。
更に、本発明では、特許文献８で提案した溶接ガンや片側電極の構成及び溶接スタッドを異なった形で実施する提案である。本発明の効果は、特許文献８と同様で、それは、特許文献７では実施不可能な保護シート付の鋼板や、片面塗装した鋼板にも一方向から容易にスタッドを溶接できることである。更に、消費電力を節減する溶接方法を課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以下の構成はそれぞれ上記の課題を解決するための手段である。
〈構成１〉
平行部２５ａと両端のＵ字状の湾曲部２５ｂにより構成される環状磁心２５と、前記環状磁心２５の平行部２５ａに、複数の部分に分けて間隙１２ａを空けて分割巻きされる１次コイル１２と、前記１次コイル１２と共に環状磁心２５の平行部２５ａに巻回され、前記１次コイル１２に設けられた前記各間隙１２ａに１個ずつ挟み込むように、複数の正側コイル１４と複数の負側コイル１６とを交互に配列した２次コイルと、前記複数の正側コイル１４は全て並列接続されるかもしくは全部または一部が直列接続され、前記複数の負側コイル１６は全て並列接続されるかもしくは全部または一部が直列接続され、前記接続された複数の正側コイル１４と前記複数の負側コイル１６とが互いに直列接続されるように、前記正側コイル１４と負側コイル１６の端子間を電気接続をする導体群を有し、かつ、前記導体群により、前記全ての正側コイル１４と負側コイル１６とを一方の面上に支持固定する接続基板６２を備え、前記複数の正側コイル１４の一方の端子は、前記接続基板６２の他方の面上で、前記環状磁心２５の平行部２５ａに平行な方向に伸びた第１連結極板４４に電気接続され、前記複数の負側コイル１６の一方の端子は、前記接続基板６２の他方の面側で、前記環状磁心
２５の平行部２５ａに平行な方向に伸びた第２連結極板４６に電気接続され、前記正側コイル１４と負側コイル１６の他端は、共に、前記接続基板６２の他方の面側で、前記環状磁心２５の平行部２５ａに平行な方向に伸びた第３連結極板４８に電気接続され、前記第１連結極板４４には、正側導体３０が連結され、前記第２連結極板４６には、負側導体３２が連結され、前記正側導体３０と負側導体３２とは、前記接続基板６２の他方の面側において、当該他方の面から垂直に離れる方向に伸びる境界面に配置された絶縁層３１を介して重ね合わされた一対の導体板であって、前記正側導体３０と第１極板３４に挟まれて、前記正側導体３０に負極を接触させ前記第１極板３４に正極を接触させた整流素子１８と、前記負側導体３２と第２極板３６に挟まれて、前記負側導体３２に負極を接触させ前記第２極板３６に正極を接触させた整流素子２０と、前記第１極板３４と前記第２極板３６を支持し、両者を電気接続する第３極板３８とを備えていることを特徴とする溶接トランスと、
高周波交流を溶接トランスの１次コイルに供給し２次コイルに生起する電流を直流化して電極に供給する方式の溶接装置に適用される抵抗溶接方法であって、
溶接電流供給開始時刻ｔ０からその後の時刻ｔ１までの、電流増加率が最大の部分を立ち上げ制御期間Ｔ１と呼び、これに続く時刻ｔ１から時刻ｔ２までの、ピーク電流値Ｃ１に近い所定レベルの電流を維持する期間をピークレベル制御期間Ｔ２と呼び、その後の時刻ｔ２から電流遮断時刻ｔ３に至るまでの期間を、温度維持制御期間Ｔ３と呼ぶとき、
前記立ち上げ制御期間Ｔ１は１０ミリ秒以下とし、前記立ち上げ制御期間Ｔ１と前記ピークレベル制御期間Ｔ２の和の（Ｔ１＋Ｔ２）時間は１５ミリ秒以下とし、前記立ち上げ制御期間Ｔ１と前記ピークレベル制御期間Ｔ２と前記温度維持制御期間Ｔ３の和の（Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３）時間は、５０ミリ秒以下としたことを特徴とする制御方法の溶接制御電源装置と、
溶接ガン７５は先端に片側電極８０を装備し、コ字状のガン本体７６の内側により小さな、コ字状の摺動導電体７７及び連結部材、ガイド部材で構成し、
片側電極８０は溶接スタッド８を把持する内側電極８２と前記ガン本体７６と一体化した外側電極８１で構成し、前記摺動導電体７７と接合した前記内側電極８２が前記ガン本体７６の孔部を滑動して前記溶接スタッド８を前記外側電極８１の内部で把持、押圧し、同時に前記外側電極８１の下端は被溶接物（鋼板）５を押圧し、
前記溶接スタッド８にはフランジ部９２を形成し、接合面には複数個のプロジェクション９を設け、前記フランジ部９２の上面から前記内側電極８２で給電し、
抵抗溶接することを特徴とするスタッド溶接方法。
【０００６】
〈構成２〉
構成１に記載のスタッド溶接方法を備えた抵抗溶接機
【発明の効果】
【０００７】
〈構成１の効果〉
（１）正側導体３０と負側導体３２とを絶縁層を介して密着させ、正側コイル１４と負側コイル１６との間に１次コイル１２を挟むように配置したので、２次回路の転流時のインダクタンスを低減して、転流時間を短くし、高い周波数のインバータ制御が可能になる。
（２）複数の正側コイル１４と複数の負側コイル１６との間に分割巻きされた１次コイル１２の各部を挟むように配置したので、トランス全体の熱分布が均一になる。
（３）１次コイルと２次側の正側コイルと負側コイルとを分割巻きして、１次２次コイル間の結合を良くし、２次側の大電流による磁気飽和を防止できる。
（４）１次コイル１２と正側コイル１４と負側コイル１６との関係がどの場所でも均等で互いに密接して配置させることができる。
（５）この結果として高速で大電流の図８に示すような溶接制御に追随できる溶接トランスが、得られ、これらを有する溶接装置を使用することと、また、通電時間が極めて短いため、溶接部裏面の焼けや圧痕のない外観が得られ、かつ、消費電力を低減するスタッド溶接方法が得られる。
（６）溶接ガンと片側電極の効果
被溶接物である溶接スタッド８は、溶接ガン７５の先端に装着した片側電極８０の内側電極８２に把持され、次に、もう一方の被溶接物である鋼板５に押しつけられる。また、外側電極８１も被溶接物（鋼板）５を押圧する。その後、内側電極８２に溶接電流が投下され溶接スタッド８のフランジ部９２と被溶接物（鋼板）５を経由し、外側電極８１に電流が流れる。そこで、プロジェクション９が溶融し、被溶接物どうしが接合して、一方向からの操作によるスタッド溶接が完了する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明で採用する溶接装置の電源回路の結線図である。
【図２】整流素子１８に順方向電流が流れたときの回路動作を示す結線図である。
【図３】整流素子２０に順方向電流が流れたときの回路動作を示す結線図である。
【図４】（ａ）はトランスの１次側に供給される電流を制御するための制御パルス、（ｂ）は１次電流、（ｃ）は整流後の溶接電流を示す。
【図５】本発明に係る溶接トランスの実施例を示す分解斜視図である。
【図６】ほぼ組み立てを完了した溶接トランスの斜視図である。
【図７】本発明に係る溶接装置のブロック図である。
【図８】本発明に係る溶接電流制御方法の説明図である。
【図９】本発明に係る溶接ガンの事例を示す。
【図１０】本発明に係る片側電極の一事例を示す。
【図１１】片側電極で被溶接物を把持した状態を示し、押圧前後の説明図である。
【図１２】溶接時の電流の流れを示す。
【図１３】本発明に係る溶接用スタッドの事例である。
【図１４】従来のプロジェクション溶接用スタッドの事例である。
【図１５】従来のプロジェクション溶接用スタッドに通電する上下電極の事例である。
【図１６】本発明に係る溶接方法と従来の溶接方法での溶融部の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を実施例１で詳細に説明する。
【実施例１】
【００１０】
図６は、本発明で採用する溶接装置の溶接トランス１０である。更に図８は溶接制御方法を示したものである。図７はこれらを有する溶接装置を示すブロック図である。本発明はこれらの装置を使用して実施している。
【００１１】
図１は、本発明で採用する溶接装置の電源回路の結線図である。
溶接トランス１０の１次コイル１２には、後で図４を用いて説明する１次電流が供給される。整流回路は、単相全波整流式を採用する。この回路自体は良く知られている。２次コイル自体に極性を考慮する必要はないが、便宜上、２次コイルを、正側コイル１４と負側コイル１６とを直列接続したものと呼ぶことにする。正側コイル１４の一端に整流素子１８の一端を接続し、負側コイル１６の一端に整流素子２０の一端を接続し、整流素子１８の他端と整流素子２０の他端をまとめてプラス電極２２に接続する。正側コイルの他端と負側コイルの他端は接続点を介して連結しているが、この接続点をマイナス電極２４に接続する。プラス電極２２とマイナス電極２４が溶接機２８に接続されている。
【００１２】
図２は、整流素子１８に順方向電流が流れたときの回路動作を示す。図３は整流素子２０に順方向電流が流れたときの回路動作を示す。
回路動作上問題になる等価的なインダクタンス成分を図２と３に書き加えた。即ち、正側コイル１４と整流素子１８を接続する正側導体３０と、負側コイル１６と整流素子２０を接続する負側導体３２、及び溶接機２８内部の導体のインダクタンスが、溶接装置の性能に影響を及ぼすと考えられる。
【００１３】
溶接トランス１０や溶接機２８に発生する大量の熱の発生を抑制することができれば、溶接装置の省エネルギー化を図ることができる。従来よりも大電流を短時間溶接部に供給するように制御して、溶接時間を短縮すれば、大きな節電効果が期待できる。
一方、溶接される材料や構造等に最適な溶接電流を供給するためには、溶接電流の供給時間をきわめて高精度に制御しなければならない。
このために、溶接電流を供給するトランスの１次側にインバータを接続して、ＰＷＭ制御により溶接電流の大きさと供給時間とを制御することが行われている。
【００１４】
図４の（ａ）はトランスの１次側に供給される電流を制御するための制御パルス、（ｂ）は１次電流、（ｃ）は整流後の溶接電流を示す。
図示しないインバータにより制御された幅Ｗのパルスが、一定時間Ｈ内に一定回数、ここでは正方向のパルスと負方向のパルスとで合計１０回、１次コイルに供給される。その結果、トランスの１次コイル１２（図１）には、図４（ｂ）に示すような電流が流れる。トランスの２次側で全波整流をして、（ｃ）に示すような溶接電流を発生させる。
【００１５】
図４の（ａ）に示したパルスの幅Ｗを増減すると溶接電流を調整できる。バルスの供給回数を増減すれば溶接時間を調整できる。このパルスの繰り返し周波数を高くすると、溶接時間をより細かく微調整できる。１次コイルに供給する電力を増やせば、２次コイルからより大きな溶接電流を取り出せる。
【００１６】
従来の溶接装置は、例えば、１万アンペアで２００ミリ秒〜７００ミリ秒の溶接電流を供給するようにしていたが、溶接電流をその２倍の２万アンペアにしてみる。溶接装置は、溶接部以外の場所で熱エネルギになって消費される電力損失がきわめて大きい。従って、溶接電流を２倍にして、溶接時間を１０分の１に短縮すると、消費電力を５分の１にすることができる。これで、従来の１万アンペアでの溶接と同等の溶接品質が可能になる。
【００１７】
一方、溶接電流を供給するためのインバータの制御パルスは、従来、繰り返し周波数が１ｋＨｚ程度のものを使用していた。しかしながら、大電流を短時間供給するには、もっと分解能の高い制御パルスが必要になる。望ましくは、繰り返し周波数が５ｋＨｚ〜５０ｋＨｚ程度のパルスを使用することが望ましい。
【００１８】
このように、従来の数倍から数十倍の高い繰り返し周波数のパルスを１次コイルに供給した場合に、従来構造の溶接トランスでは、予定した溶接電流が得られないことがわかった。即ち、このような制御で２次コイルから大電流を出力するためには、トランスの構造に様々な改善が要求される。
【００１９】
図１に示すような２個の整流素子１８、２０を使用した全波整流型の２次回路は、ブリッジを使用した回路に比べて整流素子数が少なく、小型化できて電力損失も少ないため、溶接装置に適することが知られている。
【００２０】
しかしながら、この回路では、１次コイル１２に流れる電流の極性反転によって、２次コイルに誘起される電圧が極性反転したとき、一方の整流素子を通じて供給されていた負荷電流が他方の整流素子側に流れを変える転流が生じる。
【００２１】
溶接電流が大電流になると、回路各部のインダクタンスに蓄積された電流エネルギは非常に大きくなる。この電流エネルギが一方の整流素子から他方の整流素子の側に移る転流時間は、図２や図３に示した２次コイルの各部のインダクタンスが大きいほど長くなる。
【００２２】
図４に示した１次コイルの電流の立ち下がり開始から反対極性の電流の立ち上がり終了までの時間Ｍの間に２次回路の転流が完了しないと、２次電流の立ち上がりが遅れて、図４の破線に示すように、予定した溶接電流が得られなくなる。
【００２３】
図５、図６に示した溶接トランス１０は特許文献６で提案した溶接トランスの事例と同等のものであり、高速で精密な大電流の溶接制御に追随可能なものである。また、図８には溶接電流制御方法の一例を示し、大電流を極めて短い時間通電し、通電時間は５０ミリ秒以下に抑えることができる。これは従来の通電時間の５分の１程度である。
【００２４】
図１４は従来用いられているプロジェクション溶接スタッド７の図示例であり、図１５は上下電極２、３によるプロジェクション溶接スタッド７の保持と給電態様を示した説明図である。おねじとめねじの事例を図示している。ここでの給電は、図１５に示すように、スタッド下部の面取り部から給電し、下電極３とで挟持し溶接する。
【００２５】
本発明は図１５に示す通常のスタッド溶接方法に比べ、下電極３を必要とせず、一方向から溶接する片側電極を提案し、保護シート付の鋼板や、片面塗装した鋼板にも、容易にスタッドを溶接できる溶接方法である。
【００２６】
本発明で使用する溶接ガン７５を図９に示す。更に、溶接ガン７５の先端には片側電極８０が装備されている。この片側電極８０は、二つの電極を包含し、下側電極を必要とせず、溶接スタッド８を一方向から溶接する。
【００２７】
図９に示す事例ではコ字状の溶接ガン７５で、溶接トランス１０からの配電を、一方は溶接ガン７５のガン本体７６から、他方は内側部の摺動導電体７７を通じ給電している。
【００２８】
ここで溶接ガン７５の構成を説明する。
図９の溶接ガン７５はコ字状形状をした溶接ガンの事例で、ガン本体７６が一方の電極の導電体を形成し、他方の電極には、ガン本体７６の内側部にひとまわり小さいコ字状形状をした摺動導電体７７を配置する。更に、ガン本体７６は、図１０に示すように、溶接ガン７５の先端に装着した片側電極８０の外側電極８１に結合して通電し、摺動導電体７７は内側電極８２に接合し給電する。
【００２９】
図１３に示す溶接スタッド８は、フランジ部９２を持ちその下面には溶接のための複数個のプロジェクション９（突起）を有する。図１３に示す事例ではプロジェクション９（突起）を同一円周上に３個に設定している。この溶接スタッド８は溶接ガン７５の先端に装備した図１０の片側電極８０で保持される。
【００３０】
図１０に示す片側電極８０の動作の説明をする。
溶接スタッド８は最初に片側電極８０内部の突出した内側電極８２に把持される。この事例ではエアにより溶接スタッド８は吸引把持される。載置台９１に置かれた被溶接物（鋼板）５の上で、溶接ガン７５は溶接スタッド８を内側電極８２に把持したまま、スタッドの溶接位置に移動する。この位置は予め制御部に登録されており、この指定位置で溶接ガン７５は真下に降下し、内側電極８２に把持された溶接スタッド８が被溶接物（鋼板）５の上面に押圧される。図１１に押圧前後の状態を示す。溶接スタッド８を把持した内側電極８２は、ばね８８の収縮により図１１に示すように滑動する。その動作を説明すると、内側電極８２は外側電極８１と溶接ガン７５の孔部を上下に滑動し、溶接スタッド８で被溶接物（鋼板）５をばね８８により加圧する。外側電極８１の底面で、図示していないガン上部のモータなどにより被溶接物（鋼板）５を加圧する。次に指定の電流が摺動導電体７７を経由し、内側電極８２に印加され、溶接スタッド８を経由し外側電極８１に通電して、複数個のプロジェクション９が溶融し、溶接スタッド８が被溶接物（鋼板）５にスポット溶接される。このときの溶接トランス１０は先に記述したものであり、溶接電流は図８に示したものである。
また、ガン本体７６の孔部を内側電極８２が上下に滑動するが、この実施例では、摺動導電体７７に直動ガイド７８を設けてその作動を円滑にしている。摺動導電体７７は剛性もあり、直動ガイド７８によりガタのない動作のため、片側電極８０の内側電極８２と外側電極８１は、間隙を０．５ｍｍ程度取るのみで、ここでは、間に絶縁物を不要としている。
【００３１】
図１２に溶接時の電流の流れＥを矢印で示している。内部電極８２から溶接用スタッド８に給電され、溶接スタッド８の下端面のプロジェクション９から被溶接物（鋼板）５を経由し外側電極８１に溶接電流は流れる。
このときの通電時間は最大５０ミリ秒と非常に短いため、また、プロジェクション９が極めて小さいため溶接した鋼板の裏面は熱による焼けや圧痕、歪が少ない美麗な面が確保できる。
【００３２】
本発明での溶接電流制御方法の概要を図８に示すが、板厚１ｍｍの鋼板にプロジェクション９（突起）を３個有するＭ５スタッドを図１１の片側電極８０で溶接する溶接条件を一例として記述する。それは、１万４千アンペアの溶接電流を７ミリ秒の通電時間と極めて短い通電時間での溶接条件での溶接が可能である。一方、従来のプロジェクション溶接は図１５（ａ）の上下電極を用いて溶接するが、ここでの溶接電流は８千アンペアで通電時間は２００ミリ秒（１０サイクル）程度である。これに比べると、一事例ではあるが、本発明での通電時間は約３０分の１で良いこととなる。
【００３３】
以上のような本発明の手順でスポット溶接された溶接スタッド８の溶接強度は日本工業規格（ＪＩＳＢ１１９５）に記載されている溶接ボルトの溶接強度より十分高い値が得られる。
【００３４】
図１６は事例に示した形状の溶接スタッドのナゲットの状態を示す断面図である。
（ａ）は本発明で溶接した状態を示し、上に示した溶接スタッド８を図１１に示す本発明の片側電極８０を用いて溶接した結果を示す。
（ｂ）は上に示したプロジェクションを中央部に１か所持つ従来の溶接スタッド７を、図１５（ａ）の上下電極を用いて溶接した結果のナゲットを示している。
（ａ）は複数個のプロジェクションがそのままの数のナゲットとなり中央に単点のナゲットの従来の方式に比べスタッドとして高い溶接強度が得られる。
【００３５】
本発明では所定の形状の溶接スタッド８を大電流で短時間通電する制御方法であり、それに追随可能な溶接トランス１０を使用している。更に新たな片側電極８０や所定の形状の溶接スタッド８の提案で、一方向から保護シート付の鋼板や、片面塗装した鋼板にも、容易にスタッド８を溶接できる。また、通電時間が極めて短いため、溶接した鋼板の裏面に圧痕や熱による焼け、歪が少なく外観面での利点もある。その上、従来の抵抗溶接と比較し、消費電力の低減が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
抵抗溶接する薄い鋼板と溶接スタッドの抵抗溶接作業が、片側の面から効率良くでき、また、溶接品質を向上させ、かつ消費電力の節減に寄与できる。
【符号の説明】
【００３７】
１  抵抗溶接機
２  上電極
３  下電極
５  被溶接物（鋼板）
６  溶着面
７  プロジェクション溶接スタッド
８  溶接スタッド
９  プロジェクション
１０  溶接トランス
１１  溶接制御電源装置
１２  １次コイル
１３  記憶装置
１４  正側コイル
１６  負側コイル
１８  整流素子
２０  整流素子
２２  プラス電極
２４  マイナス電極
２５  磁心
２８  溶接機
３０  正側導体
３１  絶縁層
３２  負側導体
３４  第１極板
３６  第２極板
３８  第３極板
４４  第１連結極板
４６  第２連結極板
４８  第３連結極板
５８  入力端子
６２  接続基体
７０  ナゲット
７５  溶接ガン
７６  ガン本体
７７  摺動導電体
７８  直動ガイド
８０  片側電極
８１  外側電極
８２  内側電極
８８  ばね
９１  載置台
９２  フランジ部
Ｅ    溶接電流の流れ
【図５】
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【図８】
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【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６】
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【図７】
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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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