(57)【要約】【課題】従来、腐食雰囲気下で発生していたスポット溶接による接合部の周辺における隙間腐食を抑制するスポット溶接方法を提供することを目的とする。【解決手段】本発明のスポット溶接方法は、第一電極１１及び第二電極１２にて圧着すると共に、第一電極１１及び第二電極１２に電流を流して第一被溶接材１３と第二被溶接材１４とを溶接する溶接工程を含み、第一電極１１は、第一被溶接材側に端部１１ａを有し、第二電極１２は、第二被溶接材側に端部１２ａを有し、第二電極１２の端部１２ａにおける第二電極平面（端部７ａ、中央端部６ｂ）の最大長（端部径ｄ２、中央端部径ｄ２６）又は球面が形成された当該端部１２ａの根元径（端部径ｄ２）が、第一電極１１の根元径（端部径ｄ１）、第一被溶接材１３の板厚ｔ１、及び第二被溶接材１４の板厚ｔ２の合計長以上であることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
不動態被膜を表面に有する金属の被溶接材の２つを、互いに溶接にて接合するスポット溶接方法であって、
互いに接触した２つの前記被溶接材の一方である第一被溶接材と、２つの前記被溶接材の他方である第二被溶接材とを、第一電極及び第二電極にて圧着すると共に、前記第一電極及び前記第二電極に電流を流して前記第一被溶接材と前記第二被溶接材とを溶接する溶接工程を含み、
前記第一電極は、前記第一被溶接材側に端部を有し、
前記第一電極の前記端部は、電流を流す前に前記第一被溶接材に接触する先端部における前記第一被溶接材に平行な方向の長さが、当該端部の根元径よりも小さくなっており、
前記第二電極は、前記第二被溶接材側に前記第二被溶接材に接触する平面である第二電極平面又は前記第二被溶接材側に盛り上がった球面が形成された端部を有し、
前記第二電極の前記端部における前記第二電極平面の最大長又は前記球面が形成された当該端部の根元径が、前記第一電極の前記根元径、前記第一被溶接材の板厚、及び前記第二被溶接材の板厚の合計長以上であることを特徴とするスポット溶接方法。
【請求項２】
前記第二電極は、前記第二被溶接材側の前記端部に前記第二被溶接材に接触する前記球面が形成され、
前記球面の曲率半径は、前記第一電極の前記根元径の１／２以上であることを特徴とする請求項１記載のスポット溶接方法。
【請求項３】
前記第一電極は、前記第一被溶接材側の前記端部に前記第一被溶接材に接触する平面である第一電極平面が形成され、
前記第二電極の前記端部における前記第二電極平面の最大長又は前記球面が形成された当該端部の根元径が、前記第一電極の前記第一電極平面の最大長、前記第一被溶接材の板厚、及び前記第二被溶接材の板厚の合計長以上であることを特徴とする請求項１または２に記載のスポット溶接方法。
【請求項４】
前記第一電極は、前記第一被溶接材側の前記端部に前記第一被溶接材に接触する前記球面が形成され、
前記球面の曲率半径は、前記第一電極の前記根元径の１／２以上であることを特徴とする請求項１記載のスポット溶接方法。
【請求項５】
前記第一電極は、前記第一被溶接材側の前記端部に前記第一被溶接材に接触する前記球面が形成され、
前記球面の曲率半径は、前記第一電極の前記根元径の１／２以上であり、かつ前記第二電極における前記球面の曲率半径よりも小さいことを特徴とする請求項２記載のスポット溶接方法。
【請求項６】
不動態被膜を表面に有する金属製のタンク缶体に、不動態被膜を表面に有する金属部品が溶接にて接合された接合部を備えた貯湯タンクの製造方法であって、
前記タンク缶体は、前記タンク缶体に水を導入する導入口、及び前記タンク缶体から当該タンク缶体に貯えた温水を導出する導出口が設けられ、
前記金属部品は、前記タンク缶体に水を導入する際又は前記タンク缶体から温水を導出する際の水流を抑制するバッフルであり、
前記バッフルは、バッフル本体と、前記バッフル本体を支持するバッフル支持脚と、前記バッフル支持脚の端に設けられたバッフル支持脚底を備え、
前記バッフル支持脚底を前記第一被溶接材とし、前記タンク缶体を前記第二被溶接材として、前記タンク缶体内部における前記導入口の周辺、前記導出口の周辺のいずれか一方、
又は両方において請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のスポット溶接方法を実行することを特徴とする貯湯タンクの製造方法。
【請求項７】
不動態被膜を表面に有する金属製のタンク缶体、前記タンク缶体に水を導入する導入口、前記タンク缶体から当該タンク缶体に貯えた温水を導出する導出口を備えた貯湯タンクであって、
前記タンク缶体に水を導入する際又は前記タンク缶体から温水を導出する際の水流を抑制すると共に不動態被膜を表面に有する金属製のバッフルが、前記タンク缶体内部における前記導入口の周辺、前記導出口の周辺のいずれか一方、又は両方に設けられており、
前記バッフルは、バッフル本体と、前記バッフル本体を支持するバッフル支持脚と、前記バッフル支持脚の端に設けられたバッフル支持脚底を備え、
前記バッフル支持脚底と前記タンク缶体とが接合された接合部が形成されており、
前記バッフル支持脚底は、前記接合部の周辺において、前記タンク缶体から離れるように形成された変形部を有することを特徴とする貯湯タンク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、腐食雰囲気に晒される金属を溶接するのに適したスポット溶接方法及びこの溶接方法を用いた接合部を有する貯湯タンクに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、省エネルギーに対する意識の高まりにより、貯湯式給湯器が普及している。このような貯湯式給湯器においては、沸かした湯を貯えるための金属製貯湯タンクを有しており、タンクの内部にはバッフルと呼ばれる、湯の流出口または水の流入口の近傍の水流を抑制するための板状の構造体が設置されている。特許文献１には、貯湯タンクを備えたヒートポンプ式給湯機が開示されている。特許文献１の貯湯タンクは、バッフルに相当する入水拡散板が貯湯タンクのタンク缶体における比較的低温な領域にスポット溶接を用いて取り付けられている。また、特許文献２には、電気温水器の缶体（タンク缶体）に用いるバッフル板が缶体ではなく給水管端面に溶接し取り付けたバッフル板取付構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２２６８５８号公報（段落００４４〜００６３、図１、図２）
【特許文献２】特開平２−２０３１５８号公報（第二頁右上段５行〜第二頁左下段８行、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
湯の流出口または水の流入口の近傍の水流を抑制するバッフルはタンク缶体にスポット溶接にて固定する方法が、最も単純なバッフル取付構造にでき、バッフル取付工程も短い。しかし、スポット溶接を行う場合は、一般的にスポット溶接にて接合された接合部の周辺に狭小な間隙が生じてしまう。例えば満水状態のステンレス製貯湯タンクであれば、水道水中の塩化物イオンによりステンレス材表面の不動態被膜が徐々に破壊されるが、狭小な間隙以外では酸素が水から供給されることにより不動態被膜が再生される。しかし、接合部の周辺における狭小な間隙内では不動態被膜の再生に必要な酸素が不足するため、隙間腐食を生じてしまう。その結果、接合部の周辺における隙間腐食が進行しタンク外部への水漏れ不良等が発生する可能性がある。
【０００５】
そこで、特許文献１のヒートポンプ式給湯機では、バッフルを比較的低温の位置にてタンク缶体にスポット溶接を行うことにより、隙間腐食に対する耐性を向上させている。しかし、一般的なスポット溶接による接合部の周辺では狭小な間隙が生じるため、高温水と比較すれば進行は遅いが、低温水であっても隙間腐食が生じてしまう。特許文献１のヒートポンプ式給湯機は、スポット溶接による接合部に生じてしまう隙間腐食の進行を遅らせるために、スポット溶接を限定的に実施しているものの、例えば塩化物イオンが含まれる水道水のような腐食雰囲気下では、スポット溶接による接合部における隙間腐食を長期間に亘って十分に抑制することはできなかった。
【０００６】
特許文献２のバッフル板取付構造は、バッフル取り付けをタンク缶体ではなく給水管端面に溶接することで、隙間腐食が生じたとしてもタンク缶体に穴が開くことはなく、水漏れ不良に対しては効果がある。しかし、給水管とバッフルの間には間隙ができるため、隙間腐食そのものの抑制には至らない。
【０００７】
本発明は、上述の課題を解決するものであり、従来、腐食雰囲気下で発生していたスポット溶接による接合部の周辺における隙間腐食を抑制するスポット溶接方法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】
【０００８】
本発明のスポット溶接方法は、不動態被膜を表面に有する金属の被溶接材の２つを、互いに溶接にて接合するスポット溶接方法であって、互いに接触した２つの被溶接材の一方である第一被溶接材と、２つの被溶接材の他方である第二被溶接材とを、第一電極及び第二電極にて圧着すると共に、第一電極及び第二電極に電流を流して第一被溶接材と第二被溶接材とを溶接する溶接工程を含んでいる。本発明のスポット溶接方法における第一電極は、第一被溶接材側に端部を有し、第一電極の端部は、電流を流す前に第一被溶接材に接触する先端部における第一被溶接材に平行な方向の長さが、当該端部の根元径よりも小さくなっており、第二電極は、第二被溶接材側に第二被溶接材に接触する平面である第二電極平面又は第二被溶接材側に盛り上がった球面が形成された端部を有し、第二電極の端部における第二電極平面の最大長又は球面が形成された当該端部の根元径が、第一電極の根元径、第一被溶接材の板厚、及び第二被溶接材の板厚の合計長以上であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のスポット溶接方法は、不動態被膜を表面に有する金属の被溶接材の２つを溶接する際の第一電極及び第二電極において、第二電極平面の最大長又は端部の根元径が、第一電極の根元径、第一被溶接材の板厚、及び第二被溶接材の板厚の合計長以上であるので、金属の不動態被膜を腐食する腐食雰囲気下であってもスポット溶接による接合部の周辺における隙間腐食を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１によるスポット溶接方法を説明する図である。
【図２】本発明の実施の形態１によるスポット溶接方法を実行して形成した接合部を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態１による第一電極の第一例を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態１による第二電極の第一例を示す図である。
【図５】比較例によるスポット溶接方法を説明する図である。
【図６】本発明の実施の形態１による第一電極の第二例を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態１による第一電極の第三例を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態１による第一電極の第四例を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態１による第一電極の第五例を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態１による第二電極の第二例を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態１による第二電極の第三例を示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態２による貯湯タンクを示す図である。
【図１３】図１２のバッフルを示す図である。
【図１４】図１２の貯湯タンクにおけるバッフルのスポット溶接方法を説明する図である。
【図１５】図１２の貯湯タンクにおけるバッフルの接合部を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１によるスポット溶接方法を説明する図であり、図２は本発明の実施の形態１によるスポット溶接方法を実行して形成した接合部を示す図である。図３は本発明の実施の形態１による第一電極の第一例を示す図であり、図４は本発明の実施の形態１による第二電極の第一例を示す図である。図５は、比較例によるスポット溶接方法を説明する図である。スポット溶接方法は、２つの被溶接材１３、１４を２つの電極１１、１２で圧着しつつ電流を流し、その抵抗熱で被溶接材１３、１４の金属を溶かして接合する工程（溶接工程）を実行する接合方法である。被溶接材１３と被溶接材１４とがスポット溶接により接合された接合部１５は、ナゲットと呼ばれる点状の接合部である。なお、図の上部に記載した電極１１及び被溶接材１３を第一電極１１及び第一被溶接材１３と呼び、図の下部に記載した電極１２及び被溶接材１４を第二電極１２及び第二被溶接材１４と呼ぶことにする。第一電極１１は、先端に第一被溶接材１３に接触する端部１１ａを有する。第二電極１２は、先端に第二被溶接材１４に接触する端部１２ａを有する。
【００１２】
図１、図２に示した第一電極１１及び第二電極１２を、それぞれ図３、図４を用いて説明する。第一電極１１、第二電極１２は、多くの形状のものを用いることができる。図３に示した電極１は第一電極１１の第一例であり、図４に示した電極７は第二電極１２の第一例である。電極１は、一般的にラジアス形またはドーム形と呼称される、第一被溶接材１３に接触する端部１ａが球面形状または半球形状の電極である。実施の形態１のスポット溶接方法を実施して第一被溶接材１３と第二被溶接材１４とを溶接するにあたって、第一電極１１は可能な範囲で先端径の小さいものが望ましいため、どちらかと言えば、大きな曲率半径の球面からなるラジアス形よりも曲率半径が小さな球面からなるドーム形の方がより適している。図３には、ドーム形の第一電極１１の一例である電極１を示した。端部１ａは、第一電極１１の端部１１ａである。
【００１３】
第二電極１２の一例である電極７は、第二被溶接材１４に接触する端部７ａに円形平面を有している。端部７ａは、第二電極１２の端部１２ａである。第二電極１２の端部１２ａの端部径ｄ２は、第一電極１１の端部１１ａの端部径ｄ１よりも大きいことが望ましい。端部径ｄ１は第一電極１１の端部１１ａにおける根元径であり、端部径ｄ２は第二電極１２の端部１２ａにおける根元径である。電極７は端部７ａが円形平面なので、端部７ａは第二電極平面でもある。端部径ｄ２の大きさを詳しく説明すれば、第二電極１２の端部径ｄ２は、第一電極１１の端部１１ａの端部径ｄ１の２倍以上あることが望ましいが、最低でも第一電極１１の端部径ｄ１に第一被溶接材１３の板厚ｔ１と第二被溶接材１４の板厚ｔ２を加算した値よりも大きければ良い。すなわち、次の式（１）が成り立てばよい。
ｄ２≧ｄ１＋ｔ１＋ｔ２      ・・・（１）
なお、端部径ｄ２は、第二電極平面の最大長である。第二電極平面が円形の場合は、端部径ｄ２は、円の直径である。第二電極平面が円形でない場合は、第二電極平面の最大長をｄ２とすればよい。
【００１４】
本発明の実施の形態１によるスポット溶接方法を、図５の比較例と対比しながら説明する。図１は、スポット溶接方法において第一電極１１、第二電極１２に電流を流す前の状態を示している。図１に示すように、第一電極１１の端部１１ａは、ドーム形の球面形状または半球形状なので、第一電極１１に電流を流す前に第一被溶接材１３に接触する先端部は小さな円形である。このため、第一被溶接材１３に接触する先端部における第一被溶接材１３に平行な方向の長さが、端部１１ａの端部径ｄ１よりも小さくなっている。図２に実施の形態１のスポット溶接方法を行った後の接合部周辺の状態を示し、図５に一般的なスポット溶接方法である比較例のスポット溶接方法を行った後の接合部周辺の状態を示した。図２において、第一被溶接材１３ａは溶接後の第一被溶接材１３であり、第二被溶接材１４ａは溶接後の第二被溶接材１４である。図５に示すような比較例のスポット溶接方法では、第一電極３１の端部３１ａと第二電極３２の端部３２ａは一般的に同じであることが多い。図５では、第一被溶接材３３に接触する中央端部３１ｂが形成された端部３１ａを有する第一電極３１と、第二被溶接材３４に接触する中央端部３２ｂが形成された端部３２ａを有する第二電極３２を示した。比較例のスポット溶接方法では、第一電極３１と第二電極３２の端部形状が同じなので、第一被溶接材３３と第二被溶接材３４は溶接の際に極端に変形せず、接合部３５の周辺に狭小な間隙３６が生じていた。
【００１５】
これに対して、図１に示す実施の形態１のスポット溶接方法では、第一電極１１における端部１１ａの端部径ｄ１に比べて、第二電極１２における端部１２ａの端部径ｄ２が大きいため、第一電極１１側の第一被溶接材１３から第一電極１１への熱の移動（放熱）が、第二電極側の第二被溶接材１４から第二電極１２への熱の移動（放熱）よりも小さくなる。これに加えて、第二電極１２の端部１２ａが平面であり、かつ第一電極１１の端部１１ａが第二電極１２の端部１２ａの端部径ｄ２よりも小さい球面形状または半球形状であるため、溶接の際に第一電極１１側の第一被溶接材１３は第二被溶接材１４よりも高温になり、図２に示すように第一被溶接材１３は第一電極１１の形状に沿うようにして変形を起こし、第一被溶接材１３ａのようになる。すなわち、第一被溶接材１３は接合部１５の周辺において、変形部１７が第二被溶接材１４から離れるように形成される。その結果、溶接後の第一被溶接材１３ａと第二被溶接材１４ａの接合部１５の周辺には、従来のスポット溶接方法に相当する比較例のスポット溶接方法よりも大きな間隙１６が生じる。
【００１６】
図２では、接合部１５が１つの場合を示しており、接合部１５を中心にして第一被溶接材１３ａの端部が第二被溶接材１４ａから徐々に離れていく例を示した。第一被溶接材１３ａの端部が解放端の場合は、第一電極１１の端部１１ａの形状に沿って、広い間隙１６を形成することができる。例えば、図２右側に他の接合部がある場合、すなわち端部が解放端でない場合には、接合部１５の右側の間隙は、図２の右側の間隙１６よりも狭くなる可能性がある。しかし、第一被溶接材１３ａの端部が解放端でない場合は、接合部１５の位置を他の接合部の位置から十分離すことで、酸素を十分に供給できる広い間隙、すなわち十分広い隙間を形成することができる。
【００１７】
実施の形態１のスポット溶接方法がステンレス鋼の第一被溶接材１３、第二被溶接材１４に適用された製造物を、塩化物イオンを含む雰囲気、すなわち腐食雰囲気下においた場合を考える。実施の形態１のスポット溶接方法により溶接（接合）された製造物は、接合部１５の周辺における間隙１６が広くなっているため、ステンレス鋼表面の不動態被膜の表面が多少破壊されても、接合部１５の周りにも酸素の供給が十分なものとなり不動態被膜の再生（修復）が迅速に行われ、不動態被膜がステンレス鋼表面から欠損することはない。したがって、実施の形態１のスポット溶接方法により溶接（接合）された製造物は、接合部１５の周辺の間隙においても不動態被膜が破壊されにくくなり、隙間腐食を抑制することができる。ステンレス鋼における不動態被膜は、クロムの酸化膜である。
【００１８】
従来と同様の比較例のスポット溶接方法がステンレス鋼の第一被溶接材３３、第二被溶接材３４に適用された製造物は、図５の比較例で示したように、接合部３５の周辺において数マイクロメートル〜数十マイクロメートル以下の狭小な間隙３６が生じているため、塩化物イオンによる不動態被膜の破壊が局所的に生じ、その破壊部が再生されるのに必要な酸素の供給が追い付かず、不動態被膜がステンレス鋼表面から欠損し、最終的に隙間腐食が発生してしまう。
【００１９】
実施の形態１のスポット溶接方法は、溶接の際に第一電極１１側の第一被溶接材１３が、接合部１５を中心とした第一被溶接材１３の周辺において第二電極１２側の第二被溶接材１４とは反対側に曲がり、第一被溶接材１３において変形部１７が形成される。実施の形態１のスポット溶接方法は、第一被溶接材１３において変形部１７が形成されるので、第一被溶接材１３と第二被溶接材１４との間隙１６を故意に（強制的に）広げることができ、金属の不動態被膜を腐食する腐食雰囲気下であっても接合部１５の周辺における隙間腐食を抑制することができる。一般に、隙間腐食は幅３０〜４０マイクロメートル以下の間隙が数ミリメートル以上の長さで存在する場合に発生するとされているため、実施の形態１のスポット溶接方法を用いて接合部１５の周辺にこれ以上の間隙１６を故意に広げることで、隙間腐食を抑制することができる。
【００２０】
第一電極１１及び第二電極１２の形状は、図３に示した電極１及び図４に示した電極７に以外の他の形状でもよい。図６から図９に他の第一電極の例を示し、図１０、図１１に他の第二電極の例を示す。図６は本発明の実施の形態１による第一電極の第二例を示す図であり、図７は本発明の実施の形態１による第一電極の第三例を示す図である。図８は本発明の実施の形態１による第一電極の第四例を示す図であり、図９は本発明の実施の形態１による第一電極の第五例を示す図である。図１０は本発明の実施の形態１による第二電極の第二例を示す図であり、図１１は本発明の実施の形態１による第二電極の第三例を示す図である。
【００２１】
第一電極１１は、図６の電極２のように端部２ａの中央部に円形平面形状の中央端部２ｂが形成された電極または、図７の電極３のように、端部３ａの中央部に端部３ａの端部径ｄ１の１／２よりも曲率半径の大きい球面を施した形状の中央端部３ｂが形成された電極も、同様に用いることができる。ここで、電極２の端部２ａに形成された中央端部２ｂの中央端部径ｄ１２は、スポット溶接の際に要求されるナゲット径（接合部１５の径）に近い値にすることが望ましい。電極２は、中央端部２ｂが円形平面形状の第一電極平面である例である。
【００２２】
また、第一電極１１は、図８のように、一般に円錐台形と呼称される、端部４ａの形状が円錐台形である電極４でもよく、図９のように、一般に円錐台ラジアス形と呼称される、端部５ａの形状が円錐台ラジアス形である電極５を用いても良い。電極４は、端部４ａの中央部に円形平面形状の中央端部４ｂが形成されている。電極５は、端部５ａの中央部に、端部５ａの端部径ｄ１の１／２よりも曲率半径の大きい球面を施した形状の中央端部５ｂが形成されている。電極４は、中央端部４ｂが円形平面形状の第一電極平面である例である。ここで、電極２と同様に、電極４の端部４ａに形成された中央端部４ｂの中央端部径ｄ１４もスポット溶接の際に要求されるナゲット径に近い値にすることが望ましい。第一電極１１の更に他の形状としては、図には示さないが、ポイントドーム形、ポイントドームラジアス形の電極を用いることもできる。
【００２３】
第二電極１２の一例である電極７に対して、図６の電極２又は図８の電極４のように、端部２ａ、４ａに円形平面形状の中央端部２ｂ、４ｂを有する第一電極１１を用いる場合に、第二電極１２の端部１２ａの端部径ｄ２は、第一電極１１の端部１１ａの中央部に形成された中央端部の中央端部径（中央端部径ｄ１２、ｄ１４）よりも大きいものであることが望ましい。さらに、第二電極１２の端部径ｄ２は、第一電極１１の端部１１ａの中央部に形成された中央端部の中央端部径（中央端部径ｄ１２、ｄ１４）の２倍以上あることが望ましいが、最低でも第一電極１１の端部１１ａの中央部に形成された中央端部の中央端部径（中央端部径ｄ１２、ｄ１４）に第一被溶接材１３の板厚ｔ１と第二被溶接材１４の板厚ｔ２を加算した値よりも大きければ良い。すなわち、次の式（２）又は式（３）が成り立てばよい。
【００２４】
ｄ２≧ｄ１２＋ｔ１＋ｔ２      ・・・（２）
ｄ２≧ｄ１４＋ｔ１＋ｔ２      ・・・（３）
なお、式（１）が成立する場合は、式（２）又は式（３）も成立する。中央端部径ｄ１２、ｄ１４は、第一電極平面の最大長である。第一電極平面が円形の場合は、中央端部径ｄ１２、ｄ１４は、円の直径である。第一電極平面が円形でない場合は、第一電極平面の最大長をｄ１２、ｄ１４とすればよい。
【００２５】
第二電極１２の一例である電極７に対して、図７の電極３又は図９の電極５のように、端部３ａ、５ａに端部径ｄ１の１／２よりも曲率半径の大きい球面を施した形状の中央端
部３ｂ、５ｂを有する第一電極１１を用いる場合に、中央端部３ｂ、５ｂの範囲を超えた端部３ａ、５ａにも第一被溶接材１３が接触するので、式（１）が成り立てばよい。
【００２６】
第二電極１２の一例である電極６は、端部６ａの中央部に形成された、第二被溶接材１４に接触する円形平面状の中央端部６ｂを有している。電極６は、中央端部６ｂが円形平面形状の第二電極平面である例である。電極６の場合、第二被溶接材１４に接触するのは、中央端部６ｂなので、次の式（４）、式（５）、式（６）のいずれかが成り立てばよい。ここで、中央端部６ｂの径は、中央端部径ｄ２６である。中央端部径ｄ２６は、第二電極平面の最大長である。第二電極平面が円形の場合は、中央端部径ｄ２６は、円の直径である。第二電極平面が円形でない場合は、第二電極平面の最大長をｄ２６とすればよい。
ｄ２６≧ｄ１＋ｔ１＋ｔ２      ・・・（４）
ｄ２６≧ｄ１２＋ｔ１＋ｔ２      ・・・（５）
ｄ２６≧ｄ１４＋ｔ１＋ｔ２      ・・・（６）
なお、式（４）、式（５）、式（６）は、それぞれ式（１）、式（２）、式（３）におけるｄ２をｄ２６に変更したものである。
【００２７】
第二電極１２が、図１０の電極６のように、端部６ａに上述の円形平面状の中央端部６ｂを有している場合、中央端部６ｂ以外の端部形状の形式は問わない。したがって、中央端部６ｂ以外の端部形状は、電極６のようなドームフラット形以外に、図８の電極４のような円錐台形でも構わない。
【００２８】
また、第二電極１２は、図１１の電極８のように、一般的にラジアス形またはドーム形と呼称される、端部８ａが球面形状になっている電極であっても構わない。ただし、この場合、第二電極の端部８ａの球面径（曲率半径）はできるだけ大きい方が望ましい。第一電極１１に電極１または電極３または電極５のような先端の中央部が球面になっている電極を用いる場合、第二電極１２の端部８ａの球面径（曲率半径）は少なくとも第一電極１１の先端の中央部における球面径（曲率半径）の２倍以上ある方が良い。
【００２９】
一方で、第一電極１１に電極２または電極４のような先端の中央部が平面になっている電極を用いる場合、第二電極１２には電極８のような端部８ａが球面になっている電極よりも、電極６のような端部６ａの中央端部６ｂまたは電極７のような端部７ａが平面になっている電極を用いるのが望ましい。もしも電極８のような端部８ａが球面になっている電極を第二電極１２に用いる場合は、可能な限り端部８ａの球面径（曲率半径）が大きな電極を用いた方が良い。
【００３０】
第一電極１１と第二電極１２の電極材料は、銅、クロム銅、ベリリウム銅、ジルコニウム銅をはじめとした、一般的なスポット溶接用の電極材料を用いて構わない。ただし、第一電極１１と第二電極１２の電極材料は、被溶接材（第一被溶接材１３、第二被溶接材１４）よりも熱伝導率の高い材料でなければならない。また、第一電極１１と第二電極１２は一体形電極であってもキャップ形電極であっても良い。
【００３１】
なお、２つの被溶接材（第一被溶接材１３、第二被溶接材１４）にステンレス鋼を用いる例を示したが、不動態被膜を形成するアルミニウム合金やチタン合金をはじめとした材料を用いても同様の効果を得ることができ、これらの材料を組み合わせて用いても良い。アルミニウム合金における不動態被膜はアルミの酸化膜であり、チタン合金における不動態被膜はチタンの酸化膜である。また、２つの被溶接材（第一被溶接材１３、第二被溶接材１４）は、板厚に関しては一般的なスポット溶接が可能な範囲内の値であることが望ましく、２つの被溶接材（第一被溶接材１３、第二被溶接材１４）の間に板厚差がある場合、板厚が小さい方を第一電極１１側の第一被溶接材１３とすることが望ましい。ただし、機能上板厚の小さい方の被溶接材の過度な変形が許容されない場合は、板厚の大きい方を
第一電極１１側の第一被溶接材１３としても構わない。
【００３２】
以上のように、実施の形態１のスポット溶接方法は、不動態被膜を表面に有する金属の被溶接材（第一被溶接材１３、第二被溶接材１４）の２つを、互いに溶接にて接合するスポット溶接方法であって、互いに接触した２つの被溶接材の一方である第一被溶接材１３と、２つの被溶接材の他方である第二被溶接材１４とを、第一電極１１及び第二電極１２にて圧着すると共に、第一電極１１及び第二電極１２に電流を流して第一被溶接材１３と第二被溶接材１４とを溶接する溶接工程を含んでいる。本発明のスポット溶接方法における第一電極１１は、第一被溶接材側に端部１１ａを有し、第一電極１１の端部１１ａは、電流を流す前に第一被溶接材１３に接触する先端部における第一被溶接材１３に平行な方向の長さが、当該端部１１ａの根元径（端部径ｄ１）よりも小さくなっており、第二電極１２は、第二被溶接材側に第二被溶接材１４に接触する平面である第二電極平面（端部７ａ、中央端部６ｂ）又は第二被溶接材側に盛り上がった球面が形成された端部１２ａを有し、第二電極１２の端部１２ａにおける第二電極平面（端部７ａ、中央端部６ｂ）の最大長（端部径ｄ２、中央端部径ｄ２６）又は球面が形成された当該端部１２ａの根元径（端部径ｄ２）が、第一電極１１の根元径（端部径ｄ１）、第一被溶接材１３の板厚ｔ１、及び第二被溶接材１４の板厚ｔ２の合計長以上であることを特徴とする。実施の形態１のスポット溶接方法は、不動態被膜を表面に有する金属の被溶接材（第一被溶接材１３、第二被溶接材１４）の２つを溶接する際の第一電極１１及び第二電極１２において、第二電極平面の最大長（端部径ｄ２、中央端部径ｄ２６）又は端部１２ａの根元径（端部径ｄ２）が、第一電極１１の根元径（端部径ｄ１）、第一被溶接材１３の板厚ｔ１、及び第二被溶接材１４の板厚ｔ２の合計長以上であるので、金属の不動態被膜を腐食する腐食雰囲気下であってもスポット溶接による接合部１５の周辺における隙間腐食を抑制することができる。
【００３３】
実施の形態２．
実施の形態２では、実施の形態１のスポット溶接方法を用いて製造した金属製貯湯タンクの一例を示す。図１２は本発明の実施の形態２による貯湯タンクを示す図であり、図１３は図１２のバッフルを示す図である。図１４は図１２の貯湯タンクにおけるバッフルのスポット溶接方法を示す図であり、図１５は図１２の貯湯タンクにおけるバッフルの接合部を示す図である。貯湯タンク５０は、タンク缶体２２と、水を貯湯タンク５０に導入する水導入口２３と、貯湯タンク５０に貯められた温水を外部に導出する温水導出口２４と、水導入口２３の周辺及び温水導出口２４の周辺のそれぞれに設けられたバッフル２１を備えている。バッフル２１は、板状の構造体であり、タンク缶体２２の内部の湯の流出口または水の流入口の近傍の水流を抑制する効果がある。図１２では、水導入口２３がタンク缶体２２の下部に設けられ、温水導出口２４がタンク缶体２２の上部に設けられた例を示した。水導入口２３の周辺に設けられたバッフル２１は、水導入口２３から流入する水の水流を抑制する。温水導出口２４の周辺に設けられたバッフル２１は、貯湯タンク５０の内部から温水導出口２４へ流出する温水の水流を抑制する。
【００３４】
図１３に示すバッフル２１は、中央に孔２１ｄの空いた平板状のバッフル本体２１ａと、それを支持するための複数のバッフル支持脚２１ｂ及びバッフル支持脚底２１ｃを備えている。貯湯タンク５０に実施の形態１のスポット溶接方法を実施するにあたり、バッフル２１のバッフル本体２１ａの孔２１ｄの有無や、バッフル支持脚２１ｂ及びバッフル支持脚底２１ｃの数は問わないが、少なくともタンク缶体２２とバッフル２１をスポット溶接により接合する被接合部となるバッフル支持脚底２１ｃを持つ構造であることが望ましい。図１３では、４つのバッフル支持脚２１ｂ及びバッフル支持脚底２１ｃを備えたバッフル２１を示した。バッフル２１は、例えば、バッフル支持脚２１ｂ及びバッフル支持脚底２１ｃを折り曲げて形成する。
【００３５】
また、バッフル２１は一般的に金属製であり、貯湯タンク５０と同じ材質であることが多い。図１３のバッフル２１および貯湯タンク５０のタンク缶体２２はステンレス製のものとして説明するが、不動態被膜を形成するアルミニウム合金やチタン合金をはじめとした材料を用いても構わないし、これらの材料を組み合わせて用いても良い。バッフル２１の板厚は、タンク缶体２２と同程度であれば良く、タンク缶体２２の製造の際の端材を用いて同板厚のものを製造することが資源の有効利用の面からも望ましい。
【００３６】
図１４は、バッフル支持脚底２１ｃをタンク缶体２２に実施の形態１のスポット溶接方法を用いて取り付ける際における溶接前の状態を示している。図１４では第一電極１１の例として電極１を、第二電極１２の例として電極７を示している。しかし、この例に限らず、例えば第一電極１１は電極１から５のように実施の形態１で説明した特徴を有している電極であれば、その他の形状の電極を第一電極１１として用いることができ、第二電極１２は電極６から８のように実施の形態１で説明した特徴を有している電極であれば、その他の形状の電極を第二電極１２として用いることができる。また、第一電極１１と第二電極１２の電極材料は、銅、クロム銅、ベリリウム銅、ジルコニウム銅をはじめとした、一般的なスポット溶接用の電極材料を用いて構わない。ただし、被溶接材（タンク缶体２２、バッフル支持脚底２１ｃ）よりも熱伝導率の高い材料でなければならない。さらに、第一電極１１と第二電極１２は一体形電極であってもキャップ形電極であっても良い。
【００３７】
第一電極１１と第二電極１２の狙い位置（スポット溶接の際の配置位置）は、バッフル支持脚底２１ｃの中心である脚底中心２１ｅに合わせるようにする。また、第一電極１１の先端の端部曲面または端部平面の径、すなわち端部径ｄ１、中央端部径ｄ１２、中央端部径ｄ１４のいずれかは、バッフル支持脚底２１ｃの幅の半分以下であることが望ましい。図１３では、バッフル支持脚２１ｂから延長したバッフル支持脚底２１ｃの延長幅よりも、バッフル支持脚底２１ｃが延長する方向に垂直な横幅が短い例を示しており、第一電極１１の端部径ｄ１、中央端部径ｄ１２、中央端部径ｄ１４のいずれかは、バッフル支持脚底２１ｃにおける横幅の半分以下であることが望ましい。
【００３８】
第二電極１２におけるタンク缶体２２に接触する端部平面または端部球面の径、すなわち端部径ｄ２または中央端部径ｄ２６に関しては、バッフル支持脚底２１ｃの幅に対する制限はないが、実施の形態１で説明したように、第一電極１１の先端の端部球面の径または端部平面の径の２倍以上あることが望ましく、最低でも第一電極１１の先端の端部球面または端部平面の径に、タンク缶体２２の板厚及びバッフル支持脚底２１ｃの板厚を加算した値よりも大きければ良い。すなわち、実施の形態１で説明した式（１）から式（６）のいずれかが成立するように、第一電極１１と第二電極１２を選択すればよい。
【００３９】
バッフル支持脚底２１ｃを第一電極１１側の被溶接材として、かつ、タンク缶体２２を第二電極１２側の被溶接材として用いるようにする。このようにすることで、タンク缶体２２の変形を小さくすることができる。タンク缶体２２の変形を小さくするためには、第一電極１１に電極２または電極４のような先端、すなわち中央端部が平面になっている電極を用いる場合、電極６または電極７のような先端、すなわち中央端部が平面になっている電極を用いるのが望ましい。第二電極１２として、電極８のような先端、すなわち端部１２ａが球面になっている電極を用いる場合は、タンク缶体２２の変形を小さくするために、可能な限り先端球面の端部の曲率半径が大きな電極を用いた方が良い。
【００４０】
図１５に、本発明の実施の形態２において、バッフル支持脚底２１ｃおよびタンク缶体２２に実施の形態１のスポット溶接を行った後の状態を示す。第一電極１１の先端の端部球面または端部平面の径に対して第二電極１２の端部平面または端部球面の径が大きいため、バッフル支持脚底２１ｃはタンク缶体２２よりも第一電極１１への熱の移動（放熱）が小さくなり、加えて第二電極１２の（先端）端部１２ａが平面または径の大きい球面であるため、溶接の際にバッフル支持脚底２１ｃは第一電極１１の形状に沿うようにして変形を起こす。すなわち、バッフル２１のバッフル支持脚底２１ｃは、接合部１５の周辺において、変形部１７がタンク缶体２２から離れるように形成される。その結果、バッフル支持脚底２１ｃとタンク缶体２２の接合部１５の周辺には、従来のスポット溶接方法よりも大きな間隙１６が生じる。
【００４１】
このようにスポット溶接による接合部１５の周辺に大きな間隙１６が開いた貯湯タンク５０であれば、内部が水道水で満たされていても、塩化物イオンによる貯湯タンク５０の内部に形成された不動態被膜の表面が多少破壊されても、接合部１５の周りにも酸素の供給が十分なものとなり不動態被膜の再生（修復）が迅速に行われ、不動態被膜がタンク缶体２２の金属（ステンレス鋼等）表面から欠損することはない。したがって、実施の形態１のスポット溶接方法により溶接（接合）された貯湯タンク５０は、接合部１５の周辺の間隙１６においても不動態被膜が破壊されにくくなり、隙間腐食を抑制することができる。
【００４２】
特許文献１のヒートポンプ式給湯機では隙間腐食が進行しにくい貯湯タンクにおける低温部のみにバッフルとタンク缶体とをスポット溶接で溶接し、隙間腐食が進行しやすい高温部ではスポット溶接を避けている。また、特許文献１のヒートポンプ式給湯機では、高温域の配管部において、バッフルの代わりに拡散ノズルをスポット溶接を行わずに取り付けている。拡散ノズルを高温域の配管部に差し込んで取り付けることで、バッフルの接合部における隙間が形成されず、隙間腐食を防止しているが、拡散ノズルを用いることで湯の流出口における構造が複雑化している。
【００４３】
特許文献１のヒートポンプ式給湯機と異なり、実施の形態２の貯湯タンク５０、すなわち実施の形態１のスポット溶接方法を用いた貯湯タンク５０では、接合部１５の周辺に大きな間隙１６が形成できるので、高温部であっても隙間腐食を抑制することができる。したがって、実施の形態２の貯湯タンク５０は、高温部であっても低温部であってもバッフル取り付け構造をスポット溶接に統一できるため、タンク構造を簡素化することができる。また、接合部の周囲に狭小な隙間が形成される従来のスポット溶接方法を用いた貯湯タンクでは、低温部であっても隙間腐食が進行してしまう。しかし、実施の形態１のスポット溶接方法を用いた貯湯タンク５０では、従来のスポット溶接方法を用いた貯湯タンクにおいて低温部であっても進行する隙間腐食をも、抑制することができるため、タンク缶体２２からの水漏れ不良を抑制でき、タンク寿命を長くすることができる。
【００４４】
また、特許文献２のバッフル板取付構造では、バッフル取り付けをタンク缶体ではなく給水管端面に溶接することでタンク缶体からの水漏れ不良を防止しているが、複雑な取り付け構造となっている。しかし、実施の形態１のスポット溶接方法を用いた貯湯タンク５０では、特許文献２のバッフル板取付構造のような構造を取らずとも水漏れ不良を抑制できるため、タンク構造を簡素化することができる。また、特許文献２のバッフル板取付構造では給水管とバッフルを従来のスポット溶接方法を用いて溶接しているため、接合部の周辺には狭小な間隙が生じ隙間腐食そのものの抑制には至らない。しかし、実施の形態１のスポット溶接方法を用いた貯湯タンク５０では、隙間腐食が抑制されタンク品質が向上する。
【００４５】
ここまで金属製貯湯タンク内部へバッフルを、スポット溶接を用いて接合する例について述べたが、貯湯タンクの他の箇所に実施の形態１のスポット溶接を用いても同様の効果を得ることができる。また、実施の形態１のスポット溶接方法は、貯湯タンクのみに限らず、腐食雰囲気下で使用するステンレス材等でできた構造体の接合に適用することができる。例えば、ステンレス製の燃料タンクや給油管等の内部構造に実施の形態１のスポット溶接を実施しても、隙間腐食の抑制による長寿命化やスポット溶接を用いることでの構造の簡素化が達成できる。なお、２つの被溶接材（第一被溶接材１３、第二被溶接材１４）にステンレス鋼を用いる例で説明したが、不動態被膜を形成するアルミニウム合金やチタン合金をはじめとした材料を用いても同様の効果を得ることができ、これらの材料を組み合わせて用いても良い。
【００４６】
以上のように、実施の形態２の貯湯タンク５０は、不動態被膜を表面に有する金属製のタンク缶体２２、タンク缶体２２に水を導入する導入口（水導入口２３）、タンク缶体２２から当該タンク缶体２２に貯えた温水を導出する導出口（温水導出口２４）を備えた貯湯タンクであって、タンク缶体２２に水を導入する際又はタンク缶体２２から温水を導出する際の水流を抑制すると共に不動態被膜を表面に有する金属製のバッフル２１が、タンク缶体２２内部における導入口（水導入口２３）の周辺、導出口（温水導出口２４）の周辺のいずれか一方、又は両方に設けられている。実施の形態２の貯湯タンク５０におけるバッフル２１は、バッフル本体２１ａと、バッフル本体２１ａを支持するバッフル支持脚２１ｂと、バッフル支持脚２１ｂの端に設けられたバッフル支持脚底２１ｃを備え、バッフル支持脚底２１ｃとタンク缶体２２とが接合された接合部１５が形成されており、バッフル支持脚底２１ｃは、接合部１５の周辺において、タンク缶体２２から離れるように形成された変形部１７を有することを特徴とする。実施の形態２の貯湯タンク５０は、バッフル支持脚底２１ｃとタンク缶体２２とが接合された接合部１５における周辺において、タンク缶体２２から離れるように形成された変形部１７を有するので、金属の不動態被膜を腐食する腐食雰囲気下であってもスポット溶接による接合部１５の周辺における隙間腐食を抑制することができる。
【００４７】
実施の形態２の貯湯タンクの製造方法は、不動態被膜を表面に有する金属製のタンク缶体２２に、不動態被膜を表面に有する金属部品が溶接にて接合された接合部１５を備えた貯湯タンク５０の製造方法である。貯湯タンク５０のタンク缶体２２は、タンク缶体２２に水を導入する導入口（水導入口２３）、及びタンク缶体２２から当該タンク缶体２２に貯えた温水を導出する導出口（温水導出口２４）が設けられ、金属部品は、タンク缶体２２に水を導入する際又はタンク缶体２２から温水を導出する際の水流を抑制するバッフル２１である。バッフル２１は、バッフル本体２１ａと、バッフル本体２１ａを支持するバッフル支持脚２１ｂと、バッフル支持脚２１ｂの端に設けられたバッフル支持脚底２１ｃを備えている。実施の形態２の貯湯タンクの製造方法は、バッフル支持脚底２１ｃを第一被溶接材１３とし、タンク缶体２２を第二被溶接材１４として、タンク缶体２２内部における導入口（水導入口２３）の周辺、導出口（温水導出口２４）の周辺のいずれか一方、又は両方において実施の形態１のスポット溶接方法を実行することを特徴とする。実施の形態２の貯湯タンクの製造方法は、バッフル支持脚底２１ｃを第一被溶接材１３とし、タンク缶体２２を第二被溶接材１４として、実施の形態１のスポット溶接方法を実行するので、製造された貯湯タンク５０は金属の不動態被膜を腐食する腐食雰囲気下であってもスポット溶接による接合部１５の周辺における隙間腐食を抑制することができる。
【００４８】
なお、本発明は、矛盾のない範囲内において、各実施の形態の内容を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。
【符号の説明】
【００４９】
２ｂ…中央端部、４ｂ…中央端部、６ｂ…中央端部、７ａ…端部、１１…第一電極、１１ａ…端部、１２…第二電極、１２ａ…端部、１３…第一被溶接材、１４…第二被溶接材、１５…接合部、１７…変形部、２１…バッフル、２１ａ…バッフル本体、２１ｂ…バッフル支持脚、２１ｃ…バッフル支持脚底、２２…タンク缶体、２３…水導入口、２４…温水導出口、５０…貯湯タンク、ｄ１…端部径（根元径）、ｄ２…端部径（根元径）、ｄ１２…中央端部径、ｄ１４…中央端部径、ｄ２６…中央端部径、ｔ１…板厚、ｔ２…板厚
【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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