特開 2024-171119 抵抗スポット接合方法及び抵抗スポット接合装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024171119

(43)【公開日】2024-12-11

(54)【発明の名称】抵抗スポット接合方法及び抵抗スポット接合装置

(51)【国際特許分類】

   B23K 11/11 20060101AFI20241204BHJP

   B23K 11/30 20060101ALI20241204BHJP

【ＦＩ】

B23K11/11 540

B23K11/30

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023088016

(22)【出願日】2023-05-29

(71)【出願人】

【識別番号】504176911

【氏名又は名称】国立大学法人大阪大学

(71)【出願人】

【識別番号】000000262

【氏名又は名称】株式会社ダイヘン

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】藤井 英俊

(72)【発明者】

【氏名】森貞 好昭

(72)【発明者】

【氏名】相原 巧

(72)【発明者】

【氏名】宮内 貴章

【テーマコード（参考）】

4E165

【Ｆターム（参考）】

4E165AA01

4E165AA12

4E165AB02

4E165BB02

4E165BB12

4E165BB13

4E165BB21

4E165CA05

4E165CA13

(57)【要約】

【課題】接合品質の向上が可能な抵抗スポット接合方法及び抵抗スポット接合装置を提供すること。
【解決手段】抵抗スポット接合方法であって、第１ワークＷ１０及び第２ワークＷ２０を加圧軸１１及び加圧部材１２によって第１荷重で加圧することにより、第１ワーク及び第２ワークの少なくとも一方に突起Ｗ１１を形成する突起形成工程と、第１ワーク及び第２ワークに対して第２荷重Ｆ２が作用するように加圧軸及び加圧部材による加圧力を除荷することにより、第１ワーク及び第２ワーク同士の接触面積を小さくする除荷工程と、第１ワーク及び第２ワークに第２荷重が作用しており、かつ、第１ワーク及び第２ワークの各々に電極２１，２２が接触した状態で、第１ワーク及び第２ワークに通電する通電工程と、第１ワーク及び第２ワークを第３荷重で加圧することにより、ワークＷ１０，Ｗ２０の接触部界面を互いに接合する接合工程と、を備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

金属からなる第１ワークと金属からなる第２ワークとの接合方法であって、
前記第１ワーク及び前記第２ワークをその厚み方向における一方側に配置された加圧軸と他方側に配置された加圧部材とによって前記厚み方向における両側から第１荷重で加圧することにより、前記第１ワーク及び前記第２ワークの少なくとも一方に突起を形成する突起形成工程と、
前記加圧軸及び前記加圧部材から前記第１ワーク及び前記第２ワークに対して前記第１荷重よりも小さな第２荷重が作用するように前記加圧軸及び前記加圧部材による加圧力を除荷することにより、前記第１ワーク及び前記第２ワーク同士の接触面積を小さくする除荷工程と、
前記加圧軸及び前記加圧部材から前記第１ワーク及び前記第２ワークに対して前記第２荷重が作用しており、かつ、前記第１ワーク及び前記第２ワークの各々に電極が接触した状態で、前記第１ワーク及び前記第２ワークに通電する通電工程と、
前記第１ワーク及び前記第２ワークを前記厚み方向における両側から前記加圧軸及び前記加圧部材によって前記第２荷重よりも大きな第３荷重で加圧することにより、前記第１ワーク及び前記第２ワークの接触部界面を互いに接合する接合工程と、を備える、抵抗スポット接合方法。

【請求項2】

前記突起形成工程では、前記加圧部材として、前記加圧軸と対をなす加圧軸を用い、前記第１ワーク及び前記第２ワークの各々に前記突起を形成し、
前記接合工程では、前記第１ワークに形成された前記突起及び前記第２ワークに形成された前記突起を互いに接合する、請求項１に記載の抵抗スポット接合方法。

【請求項3】

前記接合工程では、前記第１ワーク及び前記第２ワークの接触部が軟化した後、前記第１ワーク及び前記第２ワークの前記接触部界面を互いに接合する、請求項１又は２に記載の抵抗スポット接合方法。

【請求項4】

第１ワークと第２ワークとをその厚み方向における両側から加圧する一対の加圧軸と、
前記一対の加圧軸の周囲にそれぞれ配置された一対の電極と、
前記第１ワーク及び前記第２ワークの各々に互いに接触する突起が形成されるように前記一対の加圧軸から前記第１ワーク及び前記第２ワークに第１荷重を作用させる突起形成手段と、
前記一対の加圧軸から前記第１ワーク及び前記第２ワークに対して前記第１荷重よりも小さな第２荷重が作用するように前記一対の加圧軸による加圧力を除荷することにより、前記突起同士の接触面積を小さくする除荷手段と、
前記一対の加圧軸から前記第１ワーク及び前記第２ワークに対して前記第２荷重を作用させ、かつ、前記第１ワークのうち前記一対の加圧軸の一方により加圧される部位の周囲の部位及び前記第２ワークのうち前記一対の加圧軸の他方により加圧される部位の周囲の部位に前記一対の電極を接触させた状態で、前記第１ワーク及び前記第２ワークに通電する通電手段と、
前記突起が軟化したことを示す軟化条件が成立したときに前記一対の加圧軸から各前記突起に対して前記第２荷重よりも大きな第３荷重を作用させる接合手段と、を備えた、抵抗スポット接合装置。

【請求項5】

前記一対の加圧軸から前記第１ワーク及び前記第２ワークに作用する荷重を検知可能なセンサと、前記センサの検出値が閾値以下となったときに前記軟化条件が成立したと判定する判定手段とを備えた、請求項４に記載の抵抗スポット接合装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、抵抗スポット接合方法及び抵抗スポット接合装置に関する。

【背景技術】

【0002】

国際公開第２０２１／１８２４４４号には、押圧部と、一対の溶接電極と、を備える固相点接合装置が開示されている。押圧部は、２枚の金属板材を当該金属板材と直交する方向に押圧可能である。一対の溶接電極は、２枚の金属板材をその厚み方向における両側から挟持した状態で両金属板材に通電することにより、各金属板材を加熱する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】国際公開第２０２１／１８２４４４号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

国際公開第２０２１／１８２４４４号に記載される固相点接合装置では、接合品質を向上させることが望ましい。

【0005】

本開示の目的は、接合品質の向上が可能な抵抗スポット接合方法及び抵抗スポット接合装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一局面に従った抵抗スポット接合方法は、金属からなる第１ワークと金属からなる第２ワークとの接合方法であって、前記第１ワーク及び前記第２ワークをその厚み方向における一方側に配置された加圧軸と他方側に配置された加圧部材とによって前記厚み方向における両側から第１荷重で加圧することにより、前記第１ワーク及び前記第２ワークの少なくとも一方に突起を形成する突起形成工程と、前記加圧軸及び前記加圧部材から前記第１ワーク及び前記第２ワークに対して前記第１荷重よりも小さな第２荷重が作用するように前記加圧軸及び前記加圧部材による加圧力を除荷することにより、前記第１ワーク及び前記第２ワーク同士の接触面積を小さくする除荷工程と、前記加圧軸及び前記加圧部材から前記第１ワーク及び前記第２ワークに対して前記第２荷重が作用しており、かつ、前記第１ワーク及び前記第２ワークの各々に電極が接触した状態で、前記第１ワーク及び前記第２ワークに通電する通電工程と、前記第１ワーク及び前記第２ワークを前記厚み方向における両側から前記加圧軸及び前記加圧部材によって前記第２荷重よりも大きな第３荷重で加圧することにより、前記第１ワーク及び前記第２ワークの接触部界面を互いに接合する接合工程と、を備える。

【0007】

本開示の一局面に従った抵抗スポット接合装置は、第１ワークと第２ワークとをその厚み方向における両側から加圧する一対の加圧軸と、前記一対の加圧軸の周囲にそれぞれ配置された一対の電極と、前記第１ワーク及び前記第２ワークの各々に互いに接触する突起が形成されるように前記一対の加圧軸から前記第１ワーク及び前記第２ワークに第１荷重を作用させる突起形成手段と、前記一対の加圧軸から前記第１ワーク及び前記第２ワークに対して前記第１荷重よりも小さな第２荷重が作用するように前記一対の加圧軸による加圧力を除荷することにより、前記突起同士の接触面積を小さくする除荷手段と、前記一対の加圧軸から前記第１ワーク及び前記第２ワークに対して前記第２荷重を作用させ、かつ、前記第１ワークのうち前記一対の加圧軸の一方により加圧される部位の周囲の部位及び前記第２ワークのうち前記一対の加圧軸の他方により加圧される部位の周囲の部位に前記一対の電極を接触させた状態で、前記第１ワーク及び前記第２ワークに通電する通電手段と、前記突起が軟化したことを示す軟化条件が成立したときに前記一対の加圧軸から各前記突起に対して前記第２荷重よりも大きな第３荷重を作用させる接合手段と、を備える。

【発明の効果】

【0008】

本開示によれば、接合品質の向上が可能な抵抗スポット接合方法及び抵抗スポット接合装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本開示の一実施形態における抵抗スポット接合装置を概略的に示す図である。

【図2】除荷工程後の通電工程を概略的に示す図である。

【図3】図２において実線ＩＩＩで示される範囲の拡大図である。

【図4】制御部の制御内容を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本開示の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。

【0011】

図１は、本開示の一実施形態における抵抗スポット接合装置を概略的に示す図である。抵抗スポット接合装置１は、互いに重ね合わされた複数のワークＷ１０，Ｗ２０に通電することによって複数のワークＷ１０，Ｗ２０に軟化領域を形成しつつ、当該軟化領域を塑性変形させることによって複数のワークＷ１０，Ｗ２０同士を固相状態のまま接合する装置である。

【0012】

複数のワークＷ１０，Ｗ２０は、第１ワークＷ１０と、第２ワークＷ２０と、を有している。各ワークＷ１０，Ｗ２０は、鉄やアルミニウム等の金属からなる。各ワークＷ１０，Ｗ２０は、例えば平板状に形成されている。

【0013】

図１に示されるように、抵抗スポット接合装置１は、加圧軸１１と、加圧部材１２と、一対の電極２１，２２と、制御部３０と、センサ４０と、を備えている。本実施形態では、加圧部材１２として、加圧軸１１と対をなす加圧軸が用いられている。このため、以下では、加圧軸１１及び加圧部材１２を「一対の加圧軸１１，１２」として説明する。

【0014】

一対の加圧軸１１，１２は、第１ワークＷ１０と第２ワークＷ２０とをその厚み方向における両側から加圧することが可能である。一対の加圧軸１１，１２は、図示略の駆動源（サーボプレス機等）によって駆動される。一対の加圧軸１１，１２は、第１加圧軸１１と、第２加圧軸１２と、を有している。

【0015】

第１加圧軸１１は、一方向（図１における上下方向）に長く延びる形状を有している。第１加圧軸１１は、第１ワークＷ１が塑性変形するように第１ワークＷ１０を押圧可能である。具体的に、第１加圧軸１１は、第１ワークＷ１０に突起Ｗ１１が形成されるように第１ワークＷ１０を押圧可能である。第１加圧軸１１は、例えばダングステンカーバイドからなる。本実施形態では、第１加圧軸１１は、円柱状に形成されている。第１加圧軸１１は、第１ワークＷ１０を押圧する押圧面１１ａを有している。押圧面１１ａは、第１加圧軸１１の端面で構成されている。押圧面１１ａは、円形に形成されている。

【0016】

センサ４０は、例えば第１加圧軸１１に設けられている。本実施形態では、センサ４０として、ロードセルが用いられている。なお、センサ４０の設置場所は、第１加圧軸１１に限られない。

【0017】

第２加圧軸１２は、第１加圧軸１１の構成と同じ構成を有している。第２加圧軸１２は、当該第２加圧軸１２の中心軸が第１加圧軸１１の中心軸の延長線上に位置し、かつ、第２加圧軸１２の押圧面１２ａが第１加圧軸１１の押圧面１１ａと対向する姿勢で配置されている。

【0018】

一対の電極２１，２２は、第１ワークＷ１及び第２ワークＷ２０に接触した状態で第１ワークＷ１０及び第２ワークＷ２０に通電させることが可能である。一対の電極２１，２２には、図示略の電源部から電圧が印加される。一対の電極２１，２２は、第１電極２１と、第２電極２２と、を有している。

【0019】

第１電極２１は、第１ワークＷ１０のうち第１加圧軸１１により加圧される部位の周囲の部位に接触することが可能である。本実施形態では、第１電極２１は、第１加圧軸１１を包囲する円筒状に形成されている。第１電極２１の内周面と第１加圧軸１１の外周面との間には、隙間が設けられている。第１電極２１は、例えば銅からなる。第１電極２１は、第１ワークＷ１０に接触する接触面２１ａを有している。接触面２１ａは、円環状に形成されている。なお、接触面２１ａの形状は、円環状に限られない。

【0020】

第２電極２２は、第１電極２１の構成と同じ構成を有している。第２電極２２は、第２ワークＷ２０のうち第２加圧軸１２により加圧される部位の周囲の部位に接触することが可能である。第２電極２２は、当該第２電極２２の中心軸が第１電極２１の中心軸の延長線上に位置し、かつ、第２電極２２の接触面２２ａが第１電極２１の接触面２１ａと対向する姿勢で配置されている。

【0021】

制御部３０は、一対の加圧軸１１，１２及び一対の電極２１，２２を制御する。具体的に、制御部３０は、一対の加圧軸１１，１２から第１ワークＷ１０及び第２ワークＷ２０に作用する荷重と、一対の電極２１，２２から第１ワークＷ１０及び第２ワークＷ２０に作用する荷重と、一対の電極２１，２２へ印可する電圧と、一対の加圧軸１１，１２及び一対の電極２１，２２の押し込み量と、を制御する。制御部３０は、荷重制御部３１と、通電制御部３２と、取得部３３と、判定部３４と、を有している。

【0022】

荷重制御部３１は、第１ワークＷ１０及び第２ワークＷ２０の各々に互いに接触する突起Ｗ１１，Ｗ２１が形成されるように一対の加圧軸１１，１２から第１ワークＷ１０及び第２ワークＷ２０に第１荷重Ｆ１（図１を参照）を作用させる操作を行う。つまり、荷重制御部３１は、突起形成手段を構成している。このとき、荷重制御部３１は、一対の電極２１，２２から第１ワークＷ１０及び第２ワークＷ２０に対して第１荷重Ｆ１よりも小さな調整荷重（例えば、１ｋＮ以下の荷重）を作用させる操作も行う。

【0023】

その後、荷重制御部３１は、一対の加圧軸１１，１２から第１ワークＷ１０及び第２ワークＷ２０に対して第１荷重Ｆ１よりも小さな第２荷重Ｆ２（図２を参照）が作用するように一対の加圧軸１１，１２による加圧力を除荷することにより、突起Ｗ１１，Ｗ２１同士の接触面積を小さくする操作を行う。つまり、荷重制御部３１は、除荷手段を構成している。第２荷重Ｆ２は、ゼロであってもよい。すなわち、「除荷」とは、各ワークＷ１０，Ｗ２０に作用させる荷重の少なくとも一部を除去することを意味する。このとき、荷重制御部３１は、一対の電極２１，２２から第１ワークＷ１０及び第２ワークＷ２０に対して調整荷重を作用させ続けていてもかまわない。

【0024】

次に、通電制御部３２は、第１ワークＷ１０及び第２ワークＷ２０に通電する操作を行う。具体的には、荷重制御部３１が、一対の加圧軸１１，１２から第１ワークＷ１０及び第２ワークＷ２０に対して第２荷重Ｆ２を作用させ、かつ、第１ワークＷ１０のうち第１加圧軸１１により加圧される部位の周囲の部位に第１電極２１の接触面２１ａを接触させ、第２ワークＷ２０のうち第２加圧軸１２により加圧される部位の周囲の部位に第２電極２２の接触面２２ａを接触させた状態で、通電制御部３２は、第１ワークＷ１０及び第２ワークＷ２０に通電する操作を行う。つまり、通電制御部３２は、通電手段を構成している。なお、図２及び図３では、この操作中における電流の流れが破線で示されている。

【0025】

続いて、荷重制御部３１は、各突起Ｗ１１，Ｗ２１が軟化したことを示す軟化条件が成立したときに、一対の加圧軸１１，１２から各突起Ｗ１１，Ｗ２１に対して第２荷重Ｆ２よりも大きな第３荷重を作用させる操作を行う。つまり、荷重制御部３１は、接合手段を構成している。

【0026】

判定部３４は、軟化条件が成立したか否かを判定し、その判定結果を荷重制御部３１に送る。例えば、判定部３４は、センサ４０の検出値を取得する取得部３３からセンサ４０の検出値を受信し、その検出値が閾値以下となったときに軟化条件が成立したと判定する。

【0027】

続いて、具体的な制御部３０の制御内容について、図４を参照しながら説明する。

【0028】

まず、制御部３０は、一対の加圧軸１１，１２を第１ワークＷ１０及び第２ワークＷ２０に向けて移動させる（ステップＳ１１）。

【0029】

その後、制御部３０は、センサ４０の検出値が基準値以上か否かを判断する（ステップＳ１２）。なお、基準値は、一対の加圧軸１１，１２が第１ワークＷ１０及び第２ワークＷ２０に接触したときの値に設定される。

【0030】

センサ４０の検出値が基準値未満の場合、制御部３０は、ステップＳ１１に戻り、センサ４０の検出値が基準値以上の場合、制御部３０は、そのときの一対の加圧軸１１，１２の位置を記録する（ステップＳ１３）。

【0031】

次に、制御部３０は、一対の加圧軸１１，１２の終了位置を設定する（ステップＳ１４）。なお、終了位置は、一対の加圧軸１１，１２が第１ワークＷ１０及び第２ワークＷ２０に接触した位置から互いに所定距離近づいた位置、換言すれば、第１ワークＷ１０及び第２ワークＷ２０に突起Ｗ１１，Ｗ２１が形成される位置に設定される。

【0032】

そして、制御部３０は、一対の加圧軸１１，１２による第１ワークＷ１０及び第２ワークＷ２０の加圧を開始する（ステップＳ１５）。

【0033】

その後、制御部３０は、一対の加圧軸１１，１２が終了位置に到達したか否かを判断する（ステップＳ１６）。なお、一対の加圧軸１１，１２が終了位置に到達したときに、一対の加圧軸１１，１２から第１ワークＷ１０及び第２ワークＷ２０に第１荷重Ｆ１が作用している。

【0034】

その結果、一対の加圧軸１１，１２が終了位置に到達していない場合、制御部３０は、ステップＳ１５に戻り、一対の加圧軸１１，１２が終了位置に到達した場合（一対の加圧軸１１，１２から第１ワークＷ１０及び第２ワークＷ２０に第１荷重Ｆ１が作用した場合）、制御部３０は、第１ワークＷ１０及び第２ワークＷ２０に対して第２荷重Ｆ２が作用するように一対の加圧軸１１，１２による加圧力を除荷する（ステップＳ１７）。

【0035】

この結果、各ワークＷ１０，Ｗ２０の弾性変形量が小さくなることにより、図３に示されるように、突起Ｗ１１，Ｗ２１同士の接触部が突起Ｗ１１，Ｗ２１の先端部分（中央部分）のみとなるため、突起Ｗ１１，Ｗ２１同士の接触面積が小さくなる。なお、図３では、除荷後における各突起Ｗ１１，Ｗ２１の外形が実線で示されており、除荷前における各突起Ｗ１１，Ｗ２１の外形が二点鎖線で示されている。

【0036】

続いて、制御部３０は、一対の加圧軸１１，１２から第１ワークＷ１０及び第２ワークＷ２０に対して第２荷重Ｆ２を作用させ、かつ、第１ワークＷ１０のうち第１加圧軸１１により加圧される部位の周囲の部位に第１電極２１の接触面２１ａを接触させ、第２ワークＷ２０のうち第２加圧軸１２により加圧される部位の周囲の部位に第２電極２２の接触面２２ａを接触させた状態で、第１ワークＷ１０及び第２ワークＷ２０に通電する（ステップＳ１８）。

【0037】

これにより、図３において斜線で示されるように、各突起Ｗ１１，Ｗ２１の中央部分が有効に発熱する。なお、ステップＳ１８において、制御部３０は、センサ４０の検出値に基づいて除荷の程度を検知してもよい。

【0038】

次に、制御部３０は、センサ４０の検出値に基づいて第１ワークＷ１０及び第２ワークＷ２０における各突起Ｗ１１，Ｗ２１が軟化したか否かを判断する（ステップＳ１９）。なお、制御部３０は、センサ４０の検出値が前記閾値以下であるか否かによって各突起Ｗ１１，Ｗ２１が軟化したか否を判断する。

【0039】

センサ４０の検出値が閾値より大きい場合（各突起Ｗ１１，Ｗ２１が軟化していない場合）、制御部３０は、ステップＳ１８に戻る、あるいは、ステップＳ１９を継続する。センサ４０の検出値が閾値以下の場合（各突起Ｗ１１，Ｗ２１が軟化した場合）、制御部３０は、一対の加圧軸１１，１２から各突起Ｗ１１，Ｗ２１に対して第２荷重Ｆ２よりも大きな第３荷重が作用するように、一対の加圧軸１１，１２により各突起Ｗ１１，Ｗ２１を押し込む（ステップＳ２０）。

【0040】

これにより、各突起Ｗ１１，Ｗ２１のうち軟化した領域（第１ワークＷ１０及び第２ワークＷ２０の接触部界面を含む領域）が塑性変形しつつその領域が固相状態のまま接合される。

【0041】

最後に、制御部３０は、一対の加圧軸１１，１２が終了位置に到達したか否かを判断する（ステップＳ２１）。この結果、一対の加圧軸１１，１２が終了位置に到達していない場合、制御部３０は、ステップＳ２０に戻り、一対の加圧軸１１，１２が終了位置に到達した場合、制御部３０は、制御を終了する。

【0042】

以上に説明した抵抗スポット接合装置１は、以下の抵抗スポット接合方法を実行することが可能である。この抵抗スポット接合方法は、突起形成工程と、除荷工程と、通電工程と、接合工程と、を含んでいる。

【0043】

突起形成工程は、第１ワークＷ１０及び第２ワークＷ２０をその厚み方向における両側から一対の加圧軸１１，１２によって第１荷重Ｆ１で加圧することにより、第１ワークＷ１０及び第２ワークＷ２０の各々に互いに接触する突起Ｗ１１，Ｗ２１を形成する工程である。この工程は、上記ステップＳ１５及びステップＳ１６に相当する。

【0044】

除荷工程は、突起形成工程後、一対の加圧軸１１，１２から第１ワークＷ１０及び第２ワークＷ２０に対して第１荷重Ｆ１よりも小さな第２荷重Ｆ２が作用するように一対の加圧軸１１，１２による加圧力を除荷することにより、突起Ｗ１１，Ｗ２１同士の接触面積を小さくする工程である。この工程は、上記ステップＳ１７に相当する。

【0045】

通電工程は、除荷工程後、一対の加圧軸１１，１２から第１ワークＷ１０及び第２ワークＷ２０に対して第２荷重Ｆ２が作用しており、かつ、第１ワークＷ１０のうち第１加圧軸１１により加圧される部位の周囲の部位に第１電極２１の接触面２１ａが接触し、第２ワークＷ２０のうち第２加圧軸１２により加圧される部位の周囲の部位に第２電極２２の接触面２２ａが接触した状態で、第１ワークＷ１０及び第２ワークＷ２０に通電する工程である。この工程は、上記ステップＳ１８及びステップＳ１９に相当する。

【0046】

接合工程は、通電工程後、第１ワークＷ１０に形成された突起Ｗ１１及び第２ワークＷ２０に形成された突起Ｗ２１を厚み方向における両側から一対の加圧軸１１，１２によって第２荷重Ｆ２よりも大きな第３荷重で加圧することにより、突起Ｗ１１，Ｗ２１同士を互いに接合する工程である。この工程は、上記ステップＳ２０及びステップＳ２１に相当する。

【0047】

以上のように、本実施形態における抵抗スポット接合方法では、突起形成後に除荷工程が行われることにより、除荷工程前における突起Ｗ１１，Ｗ２１同士の接触面積よりも、除荷工程後における突起Ｗ１１，Ｗ２１同士の接触面積の方が小さくなる。これにより、各突起Ｗ１１，Ｗ２１の中央部分のみが接触部分、つまり、通電域となるとともに、接触部分の接触抵抗も増大するため、通電工程においてその中央部分が効果的に発熱する。さらに、第１ワークＷ１０及び第２ワークＷ２０の表面にメッキ層が形成されている場合、通電工程においてそのメッキ層が有効に除去される。そして、接合工程において、各突起Ｗ１１，Ｗ２１は、その中央部分から周縁部にわたって塑性変形しながら接合される。よって、接合品質が向上する。

【0048】

なお、上記実施形態では、第１ワークＷ１０と第２ワークＷ２０とを互いに接合する例が示されたが、上記抵抗スポット接合方法は、３以上のワークを互いに接合する場合に適用することも可能である。

【0049】

また、上記実施形態では、ステップＳ１３及びステップＳ１８の双方においてロードセル（センサ４０）の検出値を用いた例が示されたが、ステップＳ１８においては、ロードセルとは異なるセンサにより各ワークＷ１０，Ｗ２０の軟化が検知されてもよい。このようなセンサとして、突起Ｗ１１，Ｗ１２同士の接触部を撮影可能なカメラが用いられてもよい。この場合、判定部３４は、取得部３３が取得した接触部の輝度に基づいて軟化条件が成立したか否かを判定する。あるいは、そのようなセンサとして、接触式又は非接触式の温度計が用いられ、判定部３４は、取得部３３が取得した接触部の温度に基づいて軟化条件が成立したか否かを判定してもよい。あるいは、判定部３４は、予め取得された各ワークＷ１０，Ｗ２０の熱量計算の結果と、電源のタイマと、に基づいて軟化条件が成立したか否を判定してもよい。

【0050】

上述した複数の例示的な実施形態は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。

【0051】

［態様１］
金属からなる第１ワークと金属からなる第２ワークとの接合方法であって、
前記第１ワーク及び前記第２ワークをその厚み方向における一方側に配置された加圧軸と他方側に配置された加圧部材とによって前記厚み方向における両側から第１荷重で加圧することにより、前記第１ワーク及び前記第２ワークの少なくとも一方に突起を形成する突起形成工程と、
前記加圧軸及び前記加圧部材から前記第１ワーク及び前記第２ワークに対して前記第１荷重よりも小さな第２荷重が作用するように前記加圧軸及び前記加圧部材による加圧力を除荷することにより、前記第１ワーク及び前記第２ワーク同士の接触面積を小さくする除荷工程と、
前記加圧軸及び前記加圧部材から前記第１ワーク及び前記第２ワークに対して前記第２荷重が作用しており、かつ、前記第１ワーク及び前記第２ワークの各々に電極が接触した状態で、前記第１ワーク及び前記第２ワークに通電する通電工程と、
前記第１ワーク及び前記第２ワークを前記厚み方向における両側から前記加圧軸及び前記加圧部材によって前記第２荷重よりも大きな第３荷重で加圧することにより、前記第１ワーク及び前記第２ワークの接触部界面を互いに接合する接合工程と、を備える、抵抗スポット接合方法。

【0052】

この接合方法では、突起形成後に除荷工程が行われることにより、除荷工程前におけるワーク同士の接触面積よりも、除荷工程後におけるワーク同士の接触面積の方が小さくなる。これにより、突起の中央部分のみが接触部分、つまり、通電域となるため、通電工程においてその中央部分が効果的に発熱する。そして、接合工程において、突起は、その中央部分から周縁部にわたって塑性変形しながら接合される。よって、接合品質が向上する。

【0053】

［態様２］
前記突起形成工程では、前記加圧部材として、前記加圧軸と対をなす加圧軸を用い、前記第１ワーク及び前記第２ワークの各々に前記突起を形成し、
前記接合工程では、前記第１ワークに形成された前記突起及び前記第２ワークに形成された前記突起を互いに接合する、態様１に記載の抵抗スポット接合方法。

【0054】

［態様３］
前記接合工程では、前記第１ワーク及び前記第２ワークの接触部が軟化した後、前記第１ワーク及び前記第２ワークの前記接触部界面を互いに接合する、態様１又は２に記載の抵抗スポット接合方法。

【0055】

この態様では、接合品質がより向上する。

【0056】

［態様４］
第１ワークと第２ワークとをその厚み方向における両側から加圧する一対の加圧軸と、
前記一対の加圧軸の周囲にそれぞれ配置された一対の電極と、
前記第１ワーク及び前記第２ワークの各々に互いに接触する突起が形成されるように前記一対の加圧軸から前記第１ワーク及び前記第２ワークに第１荷重を作用させる突起形成手段と、
前記一対の加圧軸から前記第１ワーク及び前記第２ワークに対して前記第１荷重よりも小さな第２荷重が作用するように前記一対の加圧軸による加圧力を除荷することにより、前記突起同士の接触面積を小さくする除荷手段と、
前記一対の加圧軸から前記第１ワーク及び前記第２ワークに対して前記第２荷重を作用させ、かつ、前記第１ワークのうち前記一対の加圧軸の一方により加圧される部位の周囲の部位及び前記第２ワークのうち前記一対の加圧軸の他方により加圧される部位の周囲の部位に前記一対の電極を接触させた状態で、前記第１ワーク及び前記第２ワークに通電する通電手段と、
前記突起が軟化したことを示す軟化条件が成立したときに前記一対の加圧軸から各前記突起に対して前記第２荷重よりも大きな第３荷重を作用させる接合手段と、を備えた、抵抗スポット接合装置。

【0057】

［態様５］
前記一対の加圧軸から前記第１ワーク及び前記第２ワークに作用する荷重を検知可能なセンサと、前記センサの検出値が閾値以下となったときに前記軟化条件が成立したと判定する判定手段とを備えた、態様４に記載の抵抗スポット接合装置。

【0058】

なお、今回開示された実施形態は全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく請求の範囲によって示され、さらに請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれる。

【符号の説明】

【0059】

１ 抵抗スポット接合装置、１１ 第１加圧軸、１１ａ 押圧面、１２ 加圧部材（第２加圧軸）、１２ａ 押圧面、２１ 第１電極、２１ａ 接触面、２２ 第２電極、２２ａ 接触面、３０ 制御部、３１ 荷重制御部、３２ 通電制御部、３３ 取得部、３４ 判定部、４０ センサ、Ｆ１ 第１荷重、Ｆ２ 第２荷重、Ｗ１０ 第１ワーク、Ｗ１１ 突起、Ｗ２０ 第２ワーク、Ｗ２１ 突起。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】