(57)【要約】【課題】突起の先端側部分の電流密度を大きくすることができ、溶接痕を抑制できるプロジェクション溶接方法を提供する。【解決手段】鋼板１Ａ，１Ｂを重ねて溶接するプロジェクション溶接方法において、鋼板１Ａを塑性変形させて、鋼板１Ａの上面に窪み６を形成するとともに、鋼板１Ａの下面から突出した第一段突起部７、及び第一段突起部７の中央部から突出した第二段突起部８を形成する成形工程と、鋼板１Ａの第二段突起部８を鋼板１Ｂの上面に当接し、鋼板１Ａと鋼板１Ｂの間で加圧力を付与するとともに第二段突起部８及び第一段突起部７に電流を流して、第二段突起部８及び第一段突起部７を溶融させて接合する溶接工程と、を有する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の金属板を重ねて溶接するプロジェクション溶接方法において、
一の金属板を塑性変形させて、前記一の金属板の一面に窪みを形成するとともに、前記一の金属板の反対面から突出した第一段突起部、及び前記第一段突起部の中央部から突出した第二段突起部を形成する成形工程と、
前記一の金属板の第二段突起部を他の金属板の一面に当接し、前記一の金属板と前記他の金属板の間で加圧力を付与するとともに前記第二段突起部及び前記第一段突起部に電流を流し、前記第二段突起部及び前記第一段突起部を溶融させて接合する溶接工程と、を有することを特徴とするプロジェクション溶接方法。
【請求項２】
請求項１に記載のプロジェクション溶接方法において、
前記成形工程は、前記第二段突起部を円柱状又は角柱状に形成することを特徴とするプロジェクション溶接方法。
【請求項３】
請求項２に記載のプロジェクション溶接方法において、
前記成形工程は、前記第一段突起部を円錐台状又は角錐台状に形成することを特徴とするプロジェクション溶接方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロジェクション溶接方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の金属板を重ねて溶接する方法の一つとして、プロジェクション溶接方法が知られている（例えば特許文献１参照）。このプロジェクション溶接方法では、一の金属板に突起を形成し、この突起を他の金属板に押しつけながら、突起に集中して電流を流す。そして、一の金属板の突起と他の金属板との接触抵抗によってジュール熱が発生し、突起を溶融させて接合する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２１２７３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のプロジェクション溶接方法では、突起が例えば球台状（言い換えれば、球を二つの平行な平面で切った立体状）に形成されている。すなわち、突起の根元側から先端側に向かって断面積が連続的に変化しており、突起の先端側部分の断面積が比較的大きくなっている。そのため、突起の先端側部分の電流密度が小さくなる。
【０００５】
本発明は、上記事柄に鑑みてなされたものであり、突起の先端側部分の電流密度を大きくすることができ、溶接痕を抑制できることを課題の一つとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を達成するために、特許請求の範囲に記載の発明を適用する。すなわち、複数の金属板を重ねて溶接するプロジェクション溶接方法において、一の金属板を塑性変形させて、前記一の金属板の一面に窪みを形成するとともに、前記一の金属板の反対面から突出した第一段突起部、及び前記第一段突起部の中央部から突出した第二段突起部を形成する成形工程と、前記一の金属板の第二段突起部を他の金属板の一面に当接し、前記一の金属板と前記他の金属板の間で加圧力を付与するとともに前記第二段突起部及び前記第一段突起部に電流を流し、前記第二段突起部及び前記第一段突起部を溶融させて接合する溶接工程と、を有する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、根元側の第一段突起部と先端側の第二段突起部との境界で断面積が階段状に変化しており、先端側の第二段突起部の断面積が比較的小さくなっている。そのため、先端側の第二段突起部（すなわち、溶接初期の発熱部分）の電流密度が大きくなる。これにより、昇温時間の短縮ひいては溶接時間の短縮を図ることができるため、溶接痕（熱変形による歪み）を抑制することができる。
なお、本発明の他の課題及び効果は、以下の記載から更に明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態のプロジェクション溶接方法の成形工程を説明するための断面図であり、一の鋼板の成形前の状態を示す。
【図２】本発明の一実施形態のプロジェクション溶接方法の成形工程を説明するための断面図であり、一の鋼板の成形後の状態を示す。
【図３】本発明の一実施形態のプロジェクション溶接方法の溶接工程を説明するための断面図であり、一の鋼板の第二段突起部を他の鋼板に接触させた状態を示す。
【図４】本発明の一実施形態のプロジェクション溶接方法の溶接工程を説明するための断面図であり、一の鋼板と他の鋼板の間で加圧力を付与するとともに、一の鋼板の第一段突起部及び第二段突起部に電流を流した状態を示す。
【図５】本発明の一実施形態のプロジェクション溶接方法の溶接工程を説明するための断面図であり、一の鋼板と他の鋼板を接合した状態を示す。
【図６】比較例のプロジェクション溶接方法における溶接初期の電気の流れを表す断面図である。
【図７】本発明の一実施形態のプロジェクション溶接方法における溶接初期の電気の流れを表す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の一実施形態のプロジェクション溶接方法として、２枚の鋼板を重ねて溶接する場合を例にとり、図面を参照しつつ説明する。
【００１０】
本実施形態のプロジェクション溶接方法は、大別して、成形工程と溶接工程からなる。成形工程では、まず、図１で示すように、鋼板１Ａの上面側及び下面側にそれぞれ配置された板押さえ２Ａ，２Ｂを用いて、鋼板１Ａを固定する。また、鋼板１Ａの上面側に上下方向に移動可能なパンチ３を配置し、鋼板１Ａの下面側にダイス４を固定する。ダイス４は、後述する第二段突起部を形成するための成形孔５を有している。
【００１１】
そして、図２中矢印Ａで示すようにパンチ３を降下して、鋼板１Ａの上面に所要の加圧力を付与し、鋼板１Ａを塑性変形させる。これにより、鋼板１Ａの上面には、パンチ３の先端部の形状に対応する窪み６を形成する。また、鋼板１Ａの下面には、図２中矢印Ｂで示すような塑性流動によって、段差付の突起を形成する。詳細には、鋼板１Ａの下面から突出した第一段突起部７と、第一段突起部７の中央部から突出した第二段突起部８を形成する。本実施形態では、第一段突起部７を円錐台状に形成し、第二段突起部８を円柱状に形成する。また、第二段突起部８の径寸法は、第一段突起部７の平均径寸法に対して、例えば１／３〜１／９程度となっている。
【００１２】
次に、溶接工程に移る。溶接工程では、図３で示すように、鋼板１Ａ，１Ｂを上下方向に重ねるように配置し、鋼板１Ａの第二段突起部８を鋼板１Ｂの上面に当接させる。鋼板１Ｂの下面側に板受け（図示せず）を固定する。また、鋼板１Ａの上面側に上下方向に移動可能な可動電極９を配置し、鋼板１Ｂの上面（詳細には、鋼板１Ａと鋼板１Ｂが重ならない部分）に固定電極（図示せず）を接触させる（インダイレクト通電方式）。可動電極９及び固定電極は正負一対の電極である。なお、固定電極を鋼板１Ｂの下面に接触させてもよいし（ダイレクト通電方式）、複数の溶接箇所があれば、固定電極を鋼板１Ａの上面に接触させてもよい（シリーズ通電方式）。
【００１３】
そして、図４中矢印Ｃで示すように可動電極９を降下して、鋼板１Ａと鋼板１Ｂの間で所要の加圧力を付与するとともに、可動電極９及び固定電極を通電して、鋼板１Ａの突起部７，８に電流を流す。このとき、鋼板１Ａの第二段突起部８が若干押し潰される。また、鋼板１Ａの第二段突起部８と鋼板１Ｂの接触抵抗によってジュール熱が発生し、第二段突起部８及び第一段突起部７を溶融する。その後、可動電極９の降下及び通電を止めると、溶融部が凝固してナゲット１０を形成して、鋼板１Ａと鋼板１Ｂを接合する。
【００１４】
次に、本実施形態の作用効果を、比較例を用いて説明する。図６は、比較例のプロジェクション溶接方法における溶接初期の電気の流れを表す断面図である。図７は、本実施形態のプロジェクション溶接方法における溶接初期の電気の流れを表す断面図である。
【００１５】
比較例のプロジェクション溶接方法では、図６で示すように、鋼板１Ａの下面に球欠状の突起１１を形成している。すなわち、突起１１の根元側から先端側に向かって断面積が連続的に変化しており、突起１１の先端側部分の断面積が比較的大きくなっている。そのため、図６中矢印Ｄで示すような電気の流れとなって、突起１１の先端側部分の電流密度が小さくなる。
【００１６】
これに対し、本実施形態のプロジェクション溶接方法では、鋼板１Ａの下面から突出した円錐台状の突起部７と、突起部７の中央部から突出した円柱状の突起部８を形成している。すなわち、根元側の第一段突起部７と先端側の第二段突起部８との境界で断面積が階段状に変化しており、先端側の第二段突起部８の断面積が比較的小さくなっている。そのため、図７中矢印Ｅで示すような電気の流れとなって、先端側の第二段突起部８（すなわち、溶接初期の発熱部分）の電流密度が大きくなる。これにより、昇温時間の短縮ひいては溶接時間の短縮を図ることができるため、溶接痕（熱変形による歪み）を抑制することができる。そして、例えばエレベータかごの側板と補強板を重ねて溶接する場合に適用すれば、側板の意匠面において溶接痕を抑制することができる。また、第一段突起部７を有することにより、爆飛を防止することができる。
【００１７】
本実施形態の効果を具体的に説明する。本実施形態では、比較例に対し、たとえ１ｍｓｅｃでも溶接時間を短縮することができる。また、比較例では、溶接痕の高さが１．９μｍ程度であって溶接痕が目視できるのに対し、本実施形態では、溶接痕の高さが１．０μｍ程度であって溶接痕が見えにくいものとなる。また、比較例では、接合強度が２７０Ｎであるのに対し、本実施形態では、接合強度が７００Ｎとなる。
【００１８】
なお、上記一実施形態においては、第一段突起部７を円錐台状に形成し、第二段突起部８を円柱状に形成した場合を例にとって説明したが、これに限られず、本発明の趣旨及び技術思想を逸脱しない範囲内で変形が可能である。すなわち、例えば、第一段突起部７を角錐台状に形成してもよい。また、例えば、第二段突起部８を角柱状に形成してもよい。これらの場合も、上記同様の効果を得ることができる。
【００１９】
また、上記一実施形態においては、２枚の鋼板１Ａ，１Ｂを重ねて溶接する場合を例にとって説明したが、これに限られず、３枚以上の鋼板を重ねて溶接してもよい。具体的には、３枚の鋼板１Ａ，１Ｂ，１Ａを重ねて溶接してもよい。この場合も、上記同様の効果を得ることができる。
【００２０】
また、上記一実施形態においては、金属板の一つである鋼板（言い換えれば、鉄が主成分の金属板）を例にとって説明したが、これに限られず、他の金属板であってもよい。具体的には、銅、アルミニウム、又はニッケルが主成分の金属板であってもよい。この場合も、上記同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００２１】
１Ａ，１Ｂ…鋼板、６…窪み、７…第一段突起部、８…第二段突起部
【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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