特開 2024-22801 抵抗溶接装置、及び、抵抗溶接方法

(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】P2024022801

(43)【公開日】2024-02-21

(54)【発明の名称】抵抗溶接装置、及び、抵抗溶接方法

(51)【国際特許分類】

   B23K 11/30 20060101AFI20240214BHJP

   B23K 11/11 20060101ALI20240214BHJP

【ＦＩ】

B23K11/30

B23K11/11 510

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022126155

(22)【出願日】2022-08-08

(71)【出願人】

【識別番号】000003137

【氏名又は名称】マツダ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001427

【氏名又は名称】弁理士法人前田特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】山口 紘次朗

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 孝治

(72)【発明者】

【氏名】森脇 幹文

(72)【発明者】

【氏名】岩本 友之

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 博紀

(72)【発明者】

【氏名】氏平 直樹

【テーマコード（参考）】

4E165

【Ｆターム（参考）】

4E165AA02

4E165AA32

4E165AB02

4E165AB13

4E165BA01

4E165BB02

4E165BB13

4E165BB23

(57)【要約】

【課題】抵抗溶接に用いられる電極の劣化を抑制する。
【解決手段】抵抗溶接装置１は、第１電極２と、第２電極３と、を備え、第１電極は、少なくとも１の第１加圧部２２及び、少なくとも１の第１給電部２３を有し、第２電極は、少なくとも１の第２加圧部３２及び、少なくとも１の第２給電部３３を有し、第１加圧部と第２加圧部とは、積層方向に重なり合っていて、ワーク１００を加圧し、第１電極及び第２電極は、第１給電部及び第２給電部を通じてワークに給電し、第１給電部と第２給電部とは、第１給電部と第２給電部とを結ぶ線が、第１加圧部と第２加圧部とを結ぶ線に対して交差するように位置している。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

積層された複数の被溶接材からなるワークを積層方向に加圧しかつ、前記ワークに給電することによって、前記複数の被溶接材を溶接する抵抗溶接装置であって、
前記ワークに対して、前記積層方向の第１側に位置する第１電極と、
前記ワークに対して、前記積層方向の第２側に位置しかつ、前記第１電極と共に、前記ワークを挟み込む第２電極と、を備え、
前記第１電極は、それぞれ前記ワークに接触する、少なくとも１の第１加圧部及び、少なくとも１の第１給電部を有し、
前記第２電極は、それぞれ前記ワークに接触する、少なくとも１の第２加圧部及び、少なくとも１の第２給電部を有し、
前記第１加圧部と前記第２加圧部とは、前記積層方向に重なり合っていて、前記ワークを加圧し、
前記第１電極及び前記第２電極は、前記第１給電部及び前記第２給電部を通じて前記ワークに給電し、
前記第１給電部と前記第２給電部とは、前記第１給電部と前記第２給電部とを結ぶ線が、前記第１加圧部と前記第２加圧部とを結ぶ線に対して交差するように位置している、抵抗溶接装置。

【請求項2】

請求項１に記載の抵抗溶接装置において、
前記第１給電部と前記第２給電部とは、前記積層方向に直交する方向に互いに離れて位置し、
前記第１加圧部と前記第２加圧部とは、前記積層方向に直交する方向に対して、前記第１給電部と前記第２給電部との間に位置している、抵抗溶接装置。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の抵抗溶接装置において、
前記第１給電部及び前記第２給電部は、前記第１加圧部と前記第２加圧部とを結ぶ線に対して対称に位置している、抵抗溶接装置。

【請求項4】

請求項１に記載の抵抗溶接装置において、
前記第１加圧部及び前記第２加圧部はそれぞれ、少なくとも一部が絶縁材によって構成されている、抵抗溶接装置。

【請求項5】

請求項１に記載の抵抗溶接装置において、
前記第１給電部において前記ワークに接触する接触面と、前記第１加圧部において前記ワークに接触する接触面とは連続し、
前記第２給電部において前記ワークに接触する接触面と、前記第２加圧部において前記ワークに接触する接触面とは連続する、抵抗溶接装置。

【請求項6】

第１電極と第２電極とを用いて、積層された複数の被溶接材からなるワークを積層方向に加圧しかつ前記ワークに給電することによって、前記複数の被溶接材を溶接する抵抗溶接方法であって、
前記第１電極は、それぞれ前記ワークに接触する、少なくとも１の第１加圧部及び、少なくとも１の第１給電部を有し、
前記第２電極は、それぞれ前記ワークに接触する、少なくとも１の第２加圧部及び、少なくとも１の第２給電部を有し、
前記第１加圧部と前記第２加圧部とは、前記積層方向に重なり合っていて、前記ワークを加圧し、
前記第１給電部と前記第２給電部とは、前記第１給電部と前記第２給電部とを結ぶ線が、前記第１加圧部と前記第２加圧部とを結ぶ線に対して交差するように位置し、
前記第１加圧部と前記第２加圧部とによって、前記ワークを前記積層方向に加圧し、
前記第１給電部と前記第２給電部とによって、前記ワークに給電する、抵抗溶接方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

ここに開示する技術は、抵抗溶接装置、及び、抵抗溶接方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、抵抗スポット溶接用電極が記載されている。この溶接用電極は、片側抵抗スポット溶接に用いられる。第１板材と第２板材とからなるワークに対する片側抵抗スポット溶接では、溶接用電極を第１板材の表面に接触して加圧力を付与し、第２板材にアース電極を通電可能に接続する。溶接用電極とアース電極との間に電流が流れると、第１板材と第２板材の接合点にナゲットが形成される。片側抵抗スポット溶接では、溶接用電極とアース電極とが必ずしも対向しないため、特許文献１に図示されているように、ワーク内の通電経路は、電極の加圧方向に一致しない場合がある。

【0003】

特許文献２には、第１電極と第２電極とを備えた抵抗溶接装置が記載されている。第１電極及び第２電極はそれぞれ、内側電極及び外側電極からなる。抵抗溶接装置は、先ず、内側加圧力及び外側加圧力のうちいずれか一方の加圧力を他方の加圧力よりも大きくした状態で、内側電極及び／又は外側電極の間で通電を行わせることにより、複数の被溶接部材のうち少なくとも１つの被溶接部材を軟化させ、その軟化後に、内側加圧力を外側加圧力よりも大きくした状態で、内側電極及び／又は外側電極の間で通電を行わせることにより、内側加圧力が作用する箇所において複数の被溶接部材を互いに溶接する。この抵抗溶接装置は接合不良が生じ難いから、例えば鉄系部材とアルミニウム系部材の溶接に適している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１２－５５９２５号公報

【特許文献2】特開２０２１－４１４４１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

例えば軽量化、及び／又は、機能最適化を目的として、様々な材料が自動車の車体に採用されている。それに伴い、マルチマテリアルの接合技術が求められている。特許文献２に記載された溶接技術は、マルチマテリアルの接合技術の一つである。

【0006】

マルチマテリアルの溶接に際し適切な接合界面状態をつくることは、溶接品質を安定にする。ここでいう接合界面状態は、例えば各材料の溶融量又は接合界面温度を含む。マルチマテリアルの溶接品質の安定には、接合界面状態を高精度に管理することが必要である。

【0007】

いわゆるスポット溶接に用いられる電極は、溶接を繰り返すと、例えば摩耗によって先端形状が変化する。以下、摩耗又はその他の要因による電極先端の状態変化を総称して、電極の劣化と言う。電極の劣化はワーク内の通電経路を変化させ、通電経路の変化は、電流密度を変化させる。電流密度が変化すると、接合界面における発熱状態が変わる。電極の劣化は、接合界面状態の高精度の管理を困難にし、マルチマテリアルの溶接品質を不安定にする。

【0008】

また、電極の劣化は、マルチマテリアルの溶接に限らず抵抗溶接の全般において、次のような不都合も招く。つまり、従来のスポット溶接技術は、電極の劣化によって発熱状態が一回一回変化してしまうため、所望の溶接品質が確保できる範囲で発熱状態の変化を許容していた。溶接回数が所定回数を超えると所望の溶接品質が確保できなくなるため、電極のドレス又は交換が行われる。電極のメンテナンスのために、製造ラインを停止させなければならない。電極が劣化しやすいと、製造ラインの停止頻度が高くなってしまう。また、電極が劣化しても所望の品質が確保できるよう、溶接時の給電量を予め高める場合がある。高い給電量はエネルギロスを招く。

【0009】

ここに開示する技術は、抵抗溶接に用いられる電極の劣化を抑制する。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本願発明者らは、抵抗溶接において電極が劣化するメカニズムを検討した。図１２は、従来の抵抗溶接装置１０がワーク１００の溶接を行っている様子を示している。抵抗溶接のプロセスは、次の（１）～（４）のステップから構成される。
（１）積層された複数の被溶接材１０１、１０２からなるワーク１００を、溶接ガンに取り付けられた第１電極２０及び第２電極３０によって挟んで積層方向に加圧し、第１電極２０及び第２電極３０を通じてワーク１００に給電する（図１２の破線の矢印参照）。積層方向は、図１２における紙面上下方向に対応する。図１２の抵抗溶接装置１０において、加圧方向と給電方向とは一致する。
（２）ワーク１００内の接合界面１０３においてジュール熱が発生してワーク１００が加熱されると共に、熱の一部は第１電極２０及び第２電極３０に伝わってワーク１００が冷却される。
（３）ワーク１００が熱によって軟化及び溶融して、ワーク１００が塑性変形する。
（４）ワーク１００の接合界面１０３における溶融金属が凝固することによりナゲットが形成されて、ワーク１００の溶接が完了する。

【0011】

本願発明者らの検討によると、前記（３）のステップにおいてワークが塑性変形する際に、電極表面とワーク表面との間でアーク放電が発生し、このアーク放電が電極の劣化を招いていることがわかった。より詳細に、溶接ガンのアームは、ワークの加圧中に撓んでいる。ワークが塑性変形して電極がワークに対して沈み込む際に、アームの応力が解放される。この応力解放に起因して電極がワーク表面に対して滑ったり、電極がワーク表面に対して傾いたりする。その結果、電極とワーク表面との接触状態が変わる。電極とワーク表面との接触状態の変化は、電極とワークとの間の電流経路を急激に変化させるから、電極表面とワーク表面との間でアーク放電が発生する。

【0012】

電極の劣化メカニズムに関する新たな知見が得られたことから、本願発明者らは、ワークが塑性変形する際に電極とワーク表面との接触状態の変化を抑制する点に着目をした。そして、本願発明者らは、電極構造を工夫することによって、ここに開示する技術を完成させるに至った。

【0013】

具体的には、図１２に示すように、従来の抵抗溶接装置１０では、第１電極２０及び第２電極３０が、ワーク１００に対する加圧と給電とを一体的に行っている。そのため、ワーク１００の塑性変形に伴い、ワーク１００を加圧している第１電極２０及び第２電極３０がワーク１００に沈み込むと、その沈み込みに伴い第１電極２０及び第２電極３０とワーク１００との接触状態が変化してしまう。

【0014】

そこで、本願発明者らは、第１電極及び第２電極における、加圧機能と給電機能とを分離させることによって、第１電極及び／又は第２電極のワークへの沈み込みを抑制するようにした。

【0015】

ここに開示する技術は、積層された複数の被溶接材からなるワークを積層方向に加圧しかつ、前記ワークに給電することによって、前記複数の被溶接材を溶接する抵抗溶接装置であって、
前記ワークに対して、前記積層方向の第１側に位置する第１電極と、
前記ワークに対して、前記積層方向の第２側に位置しかつ、前記第１電極と共に、前記ワークを挟み込む第２電極と、を備え、
前記第１電極は、それぞれ前記ワークに接触する、少なくとも１の第１加圧部及び、少なくとも１の第１給電部を有し、
前記第２電極は、それぞれ前記ワークに接触する、少なくとも１の第２加圧部及び、少なくとも１の第２給電部を有し、
前記第１加圧部と前記第２加圧部とは、前記積層方向に重なり合っていて、前記ワークを加圧し、
前記第１電極及び前記第２電極は、前記第１給電部及び前記第２給電部を通じて前記ワークに給電し、
前記第１給電部と前記第２給電部とは、前記第１給電部と前記第２給電部とを結ぶ線が、前記第１加圧部と前記第２加圧部とを結ぶ線に対して交差するように位置している。

【0016】

この構成によると、抵抗溶接装置の第１電極と第２電極とは、ワークを積層方向に加圧しかつ、ワークに給電する。

【0017】

第１電極は、少なくとも１の第１加圧部及び、少なくとも１の第１給電部を有する。第２電極も、第１電極と同様に、少なくとも１の第２加圧部及び、少なくとも１の第２給電部を有する。

【0018】

第１加圧部と第２加圧部とは、積層方向に重なり合う。尚、積層方向に重なり合うとは、第１電極側（又は第２電極側）から、積層方向に延びる軸に沿って第２電極（又は第１電極）を見た場合に、第１加圧部と第２加圧部とが重なることを意味し、第１加圧部と第２加圧部とが直接的に接触することを意味しない。第１電極と第２電極とがワークを挟んで加圧した際に、第１加圧部と第２加圧部とは、積層方向に対向してワークを実際に加圧する。第１電極及び第２電極において、ワークを実際に加圧する部分は、第１電極及び第２電極の一部分である。

【0019】

ワークに対する給電は、第１給電部及び第２給電部を通じて行われる。この抵抗溶接装置において、第１電極及び第２電極はそれぞれ、ワークを加圧する機能と、ワークに給電する機能とが分離されている。

【0020】

第１電極と第２電極とがワークを挟み込んで加圧しかつ、ワークに給電した場合には、第１加圧部と第２加圧部とに対応する箇所の接合界面において被溶接材同士が接触する。また、第１給電部と第２給電部とは、第１給電部と第２給電部とを結ぶ線が、第１加圧部と第２加圧部とを結ぶ線に対して交差するように位置している。第１及び第２給電部と第１及び第２加圧部との位置関係から、前述した被溶接材同士が接触する箇所において、通電経路が形成される。当該箇所においてジュール熱が発生して、ワークが軟化及び溶融する。ワークが軟化及び溶融する範囲は、おおよそ、第１加圧部と第２加圧部とに対応する範囲である。

【0021】

ワークの軟化及び溶融によってワークが塑性変形した際に、第１電極及び第２電極のそれぞれにおいて、ワークを加圧している第１加圧部及び第２加圧部は、第１電極及び第２電極の一部である。また、第１給電部及び第２給電部も、ワークに接触しているため、第１電極及び第２電極においてワークに接触をしている全面積は、第１加圧部及び第２加圧部の接触面積よりも大きい。第１電極及び第２電極がワークに対して沈み込むことが抑制される。電極とワーク表面との接触状態、特に第１給電部及び第２給電部とワーク表面との接触状態の変化が抑制されるため、電極表面とワーク表面との間でアーク放電が発生することが抑制される。つまり、電極の劣化が抑制される。

【0022】

また、前記構成の第１電極及び第２電極は、第１加圧部及び第２加圧部が、第１電極及び第２電極の一部分であるため、ワークから第１電極又は第２電極へ伝わる熱量が減る。それと共に、第１給電部及び第２給電部を有している第１電極及び第２電極の体積は、比較的大きいため、第１電極又は第２電極の熱容量は比較的大きい。それらの結果、第１電極及び第２電極がワークからの熱によって高温になって、電極表面の合金化又は電極表面の変形といった電極の劣化も抑制される。

【0023】

電極の劣化が抑制される結果、この抵抗溶接装置は、接合界面状態の高精度な管理が可能になる。この抵抗溶接装置は、例えばマルチマテリアルの溶接品質を安定化させる。また、この抵抗溶接装置では、製造ラインの停止頻度が低下し、製造コストの低減に有利である、さらに、電極の劣化を考慮して溶接時の給電量を予め高める必要がないため、この抵抗溶接装置は、エネルギロスの抑制も可能である。

【0024】

また、第１給電部及び第２給電部は、溶接プロセスの間、ワークに沈み込まずにワークの表面に対して安定的に接触している。ワークの軟化及び溶融に伴い被溶接材が熱膨張した時に、第１給電部及び第２給電部が、熱膨張する被溶接材を押さえる。この抵抗溶接装置は、溶接完了後のワークの歪みを抑制できる。

【0025】

さらに、第１電極、及び、第２電極は、それぞれ加圧部と給電部とを含むため、ワークに接触する面積が比較的大きい。第１電極及び第２電極はそれぞれ、ワークの表面に対して傾くことなく、ワークの表面に安定して接触できる。電極の安定接触は、第１電極及び第２電極による安定的な加圧と、安定的な給電とを実現する。安定加圧及び安定給電は、溶接品質の安定化に有利である。

【0026】

前記第１給電部と前記第２給電部とは、前記積層方向に直交する方向に互いに離れて位置し、
前記第１加圧部と前記第２加圧部とは、前記積層方向に直交する方向に対して、前記第１給電部と前記第２給電部との間に位置している、としてもよい。

【0027】

こうすることで、第１給電部と第２給電部とは、加圧機能を発揮しないため、第１電極及び第２電極がワークに対して沈み込むことが、より効果的に抑制される。また、第１給電部及び第２給電部は、ワークの表面に対する接触状態を安定的に維持できる。

【0028】

前記第１給電部及び前記第２給電部は、前記第１加圧部と前記第２加圧部とを結ぶ線に対して対称に位置している、としてもよい。

【0029】

こうすることで、第１給電部及び第２給電部は、第１加圧部と第２加圧部とに対応する箇所であって、被溶接材同士が接触する箇所に、効率的に給電できる。抵抗溶接のエネルギロスが低減する。

【0030】

また、ワークの表面に接触する第１給電部及び第２給電部が、第１加圧部と第２加圧部とを結ぶ線に対して対称に位置しているため、第１電極及び第２電極は、ワークの表面に安定的に接触できる。

【0031】

前記第１加圧部及び前記第２加圧部はそれぞれ、少なくとも一部が絶縁材によって構成されている、としてもよい。

【0032】

絶縁材によって構成された第１加圧部及び第２加圧部は給電機能を発揮しないため、第１電極及び第２電極は、加圧機能と給電機能とが分離される。

【0033】

前記第１給電部において前記ワークに接触する接触面と、前記第１加圧部において前記ワークに接触する接触面とは連続し、
前記第２給電部において前記ワークに接触する接触面と、前記第２加圧部において前記ワークに接触する接触面とは連続する、としてもよい。

【0034】

こうすることで、第１電極及び第２電極のそれぞれにおいて、加圧機能と給電機能とを分離しつつ、電極構造が簡略化できる。

【0035】

ここに開示する技術は、第１電極と第２電極とを用いて、積層された複数の被溶接材からなるワークを積層方向に加圧しかつ前記ワークに給電することによって、前記複数の被溶接材を溶接する抵抗溶接方法に係る。この抵抗溶接方法では、
前記第１電極は、それぞれ前記ワークに接触する、少なくとも１の第１加圧部及び、少なくとも１の第１給電部を有し、
前記第２電極は、それぞれ前記ワークに接触する、少なくとも１の第２加圧部及び、少なくとも１の第２給電部を有し、
前記第１加圧部と前記第２加圧部とは、前記積層方向に重なり合っていて、前記ワークを加圧し、
前記第１給電部と前記第２給電部とは、前記第１給電部と前記第２給電部とを結ぶ線が、前記第１加圧部と前記第２加圧部とを結ぶ線に対して交差するように位置し、
前記抵抗溶接方法は、
前記第１加圧部と前記第２加圧部とによって、前記ワークを前記積層方向に加圧し、
前記第１給電部と前記第２給電部とによって、前記ワークに給電する。

【0036】

この抵抗溶接方法によれば、第１電極及び第２電極がワークに対して加圧及び給電を行い、ワークの軟化及び溶融によってワークが塑性変形した際に、第１電極及び第２電極がワークに対して沈み込むことが抑制される。電極とワーク表面との接触状態の変化が抑制されるため、電極表面とワーク表面との間でアーク放電が発生することが抑制される。つまり、電極の劣化が抑制される。

【0037】

電極の劣化が抑制される結果、この抵抗溶接方法は、例えばマルチマテリアルの溶接品質を安定化させる。また、この抵抗溶接方法では、製造ラインの停止頻度が低下し、製造コストの低減に有利である、さらに、電極の劣化を考慮して給電量を予め高める必要がないため、この抵抗溶接方法では、エネルギロスも抑制できる。

【発明の効果】

【0038】

抵抗溶接装置、及び、抵抗溶接方法は、電極の劣化を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0039】

【図1】図１は、抵抗溶接装置の全体を示している。

【図2】図２は、抵抗溶接装置がワークの溶接を行っている状態を示している。

【図3】図３は、抵抗溶接装置の溶接プロセスを示している。

【図4】図４は、第１電極及び第２電極を示している。

【図5】図５は、第１電極及び第２電極を示している。

【図6】図６は、第１電極及び第２電極を示している。

【図7】図７は、第１電極及び第２電極を示している。

【図8】図８は、第１電極及び第２電極を示している。

【図9】図９は、第１電極及び第２電極を示している。

【図10】図１０は、第１電極及び第２電極を示している。

【図11】図１１は、従来の電極の場合の電極間抵抗値の変化と、図４の電極の場合の電極間抵抗値の変化とを示している。

【図12】図１２は、従来の抵抗溶接装置を示している。

【発明を実施するための形態】

【0040】

以下、抵抗溶接装置、及び、抵抗溶接方法の実施形態について、図面を参照しながら説明する。ここで説明する抵抗溶接装置、及び、抵抗溶接方法は例示である。

【0041】

（抵抗溶接装置の全体構造）
図１は、抵抗溶接装置１の全体を例示している。抵抗溶接装置１は、積層された複数の被溶接材１０１、１０２からなるワーク１００を積層方向に加圧しかつ、ワーク１００に給電することによって、複数の被溶接材１０１、１０２を溶接する。抵抗溶接装置１は、いわゆるスポット溶接装置である。図１の抵抗溶接装置１において、積層方向は、紙面上下方向である。積層方向は上下方向に限定されない。

【0042】

２つの被溶接材１０１、１０２は、金属板であり、例えば、１つが鉄系部材であり、残りの１つがアルミニウム系部材である。鉄系部材は、例えば高張力鋼のように強度及び剛性が高い鋼部材であり、アルミニウム系部材は、例えばアルミニウム合金部材である。尚、被溶接材１０１、１０２の両方が、共に鉄系部材であってもよい。図１の例においてワーク１００は、２つの被溶接材１０１、１０２からなるが、ワーク１００は、３つ以上の被溶接材からなってもよい。尚、図１において２つの被溶接材１０１、１０２は同じ厚みであるが、被溶接材１０１、１０２の厚みは異なっていてもよい。

【0043】

図１に例示する抵抗溶接装置１は、少なくとも溶接ガン１１、制御器１２、及び、電源１３を備えている。

【0044】

溶接ガン１１は、例えば図示しないロボットに支持されている。ロボットは、溶接ガン１１を、ワーク１００において溶接を行う位置に位置づける。

【0045】

溶接ガン１１は、第１電極２と、第２電極３とを支持する。第１電極２は、ワーク１００に対して、積層方向の第１側に位置する。図１において、第１電極２は、ワーク１００の上側に位置している。第２電極３は、ワーク１００に対して積層方向の第２側に位置する。図１において、第２電極３は、ワーク１００の下側に位置している。第１電極２と第２電極３とは、ワーク１００を積層方向に挟み込んで、積層方向にワーク１００を加圧する。

【0046】

第１電極２は、積層方向に延びる柱状である。第２電極３も、積層方向に延びる柱状である。第１電極２と第２電極３とは、積層方向に対向している。

【0047】

溶接ガン１１は、加圧装置１４を有している。加圧装置１４は、第１電極２を、ワーク１００に対して相対的に、積層方向に移動させる。加圧装置１４は、例えば、エアシリンダ、油圧シリンダ、又はサーボモータを含んで構成される。溶接ガン１１が、第２電極３の先端をワーク１００の表面に接触させた状態で、加圧装置１４が第１電極２を移動させることによって、第１電極２及び第２電極３は、ワーク１００を積層方向に挟み込んで、積層方向にワーク１００を加圧することができる。

【0048】

制御器１２は、抵抗溶接装置１において、ワーク１００に対する加圧及び給電を制御する。制御器１２は、周知のマイクロコンピュータをベースとするコントローラであり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、メモリ、入出力バスを含んでいる。ＣＰＵは、コンピュータプログラムを実行する中央演算処理装置である。コンピュータプログラムは、ＯＳ（Operating System）等の基本制御プログラム、及び、ＯＳ上で起動されて特定機能を実現するアプリケーションプログラムを含む。メモリは、ＲＡＭ（Random Access Memory）及びＲＯＭ（Read Only Memory）を含んでいる。ＲＯＭには、種々のコンピュータプログラムや、データ等が格納されている。ＲＡＭは、ＣＰＵが一連の処理を行う際に使用される処理領域が設けられるメモリである。入出力バスは、制御器１２に対して電気信号の入出力をする。

【0049】

制御器１２は、ＲＯＭに格納されている制御プログラムに従って、加圧装置１４に制御信号を出力することにより、第１電極２及び第２電極３を使って、ワーク１００を加圧する。

【0050】

制御器１２はまた、第１電極２及び第２電極３を通じて、電源１３からの溶接電流を、ワーク１００へ供給する。電流センサ１２１は、溶接電流に対応する計測信号を制御器１２へ出力する。制御器１２は、電流センサ１２１の計測信号から、第１電極２及び第２電極３の間の電気抵抗値を得ることができる。制御器１２は、第１電極２及び第２電極３の間の電気抵抗値に基づいてワーク１００へ供給する溶接電流を調整する。

【0051】

（第１電極及び第２電極の基本構造）
図２は、第１電極２及び第２電極３の基本構造を例示している。第１電極２及び第２電極３は、加圧機能と給電機能とが分離しているという特徴を有している。

【0052】

第１電極２は、第１加圧部２２と、第１給電部２３とを有している。第１加圧部２２は、接触面２２１を有している。接触面２２１は、ワーク１００の表面、より具体的に被溶接材１０１の表面に接触する。接触面２２１は、例えば平坦面である。接触面２２１は、平坦面に限らない。第１給電部２３も、接触面２３１を有している。接触面２３１は、ワーク１００の表面、より具体的に被溶接材１０１の表面に接触する。接触面２３１は、例えば平坦面である。接触面２３１は、平坦面に限らない。接触面２２１と接触面２３１とは連続していない。第１加圧部２２と、第１給電部２３とは、分離している。

【0053】

第２電極３は、第２加圧部３２と、第２給電部３３とを有している。第２加圧部３２は、接触面３２１を有している。接触面３２１は、ワーク１００の表面、より具体的に被溶接材１０２の表面に接触する。接触面３２１は、例えば平坦面である。接触面３２１は、平坦面に限らない。第２給電部３３も、接触面３３１を有している。接触面３３１は、ワーク１００の表面、より具体的に被溶接材１０２の表面に接触する。接触面３３１は、例えば平坦面である。接触面３３１は、平坦面に限らない。接触面３２１と接触面３３１とは連続していない。第２加圧部３２と、第２給電部３３とは、分離している。

【0054】

第１加圧部２２と第２加圧部３２とは、積層方向に互いに重なり合う。第１給電部２３と第２給電部３３とは、積層方向に互いに重なり合わない。より詳細に、第１給電部２３は、第１加圧部２２に対して積層方向に直交する方向の第１側に位置している。第１側は、図２における紙面左側である。第２給電部３３は、第２加圧部３２に対して積層方向に直交する方向の第２側に位置している。第２側は、図２における紙面右側である。第１給電部２３と第２給電部３３とは、積層方向に直交する方向に、所定距離だけ互いに離れて位置し、第１加圧部２２と第２加圧部３２とは、積層方向に直交する方向に対して、第１給電部２３と第２給電部３３との間に位置している。第１給電部２３及び第２給電部３３は、第１加圧部２２と第２加圧部３２とを結ぶ線を挟んで、積層方向に直交する方向の両側に、対称に位置している。

【0055】

第１電極２と第２電極３とがワーク１００を積層方向に加圧した際に、第１電極２及び第２電極３において積層方向に重なり合う部分は、第１加圧部２２及び第２加圧部３２である。第１加圧部２２と第２加圧部３２とは、ワーク１００を実際に加圧する。第１電極２及び第２電極３において、ワーク１００を実際に加圧する部分は第１電極２及び第２電極３における一部分である。第１電極２及び第２電極３において、ワーク１００の表面に接触する面積、つまり、接触面２２１，２３１、３２１、３３１の合計面積よりも、第１加圧部２２及び第２加圧部３２の接触面積２２１、３２１は小さい。

【0056】

第１給電部２３と第２給電部３３とは、積層方向に互いに重なり合わない。第１給電部２３及び第２給電部３３は、主にワーク１００に給電する。

【0057】

第１給電部２３と第２給電部３３とを結ぶ線は、第１加圧部２２と第２加圧部３２とを結ぶ線（図２の一点鎖線参照）に対して、ワーク１００の接合界面１０３付近において交差する。ワーク１００内において、第１給電部２３と第２給電部３３とを結ぶように、通電経路が形成される（図２の破線の矢印参照）。

【0058】

このようにして、第１電極２及び第２電極３はそれぞれ、ワーク１００を加圧する機能と、ワーク１００に給電する機能とが分離している。

【0059】

図３は、第１電極２及び第２電極３を備えた抵抗溶接装置１による、溶接プロセスを例示している。溶接プロセスは、５つのステップＳ１～Ｓ５を含んでいる。尚、図３の上段は、各ステップにおける第１電極２、第２電極３及びワーク１００との関係を例示し、中段は、各ステップにおける接合界面１０３付近の状態を例示し、下段の図３０１は、溶接プロセスにおける電極間抵抗値の時間変化を例示している。

【0060】

第１ステップＳ１は、第２電極３をワーク１００の下面に当てた状態で、第１電極２をワーク１００の上面へ向かって移動させるステップである。第１電極２及び第２電極３は、ワーク１００を積層方向に挟み込んで、積層方向にワーク１００を加圧する。

【0061】

第２ステップＳ２は、第１電極２及び第２電極３が、積層方向にワーク１００を加圧しながら、第１電極２及び第２電極３によってワーク１００に給電するステップである。このときに、前述の通り、第１加圧部２２及び第２加圧部３２が、ワーク１００を積層方向に加圧する。ワーク１００の接合界面１０３の、第１加圧部２２及び第２加圧部３２に対応する箇所において、二つの被溶接材１０１、１０２が接触することにより、第１給電部２３と第２給電部３３との間で、ワーク１００内に通電経路１０５が形成される。この状態において、接合界面１０３での通電経路１０５に対して、第１電極２、第２電極３で離間した各電極の外周部分Ａ、Ｂが存在する。

【0062】

第３ステップＳ３は、ワーク１００の接合界面１０３の、第１加圧部２２及び第２加圧部３２に対応する箇所においてジュール熱が発生し、同図に黒い矢印で示すように、当該箇所において熱膨張が生じるステップである。こうした熱膨張に対して、上記外周部分Ａ、Ｂは離間しているため、熱膨張による位置ずれの影響が抑制される。

【0063】

第４ステップＳ４は、第３ステップＳ３での発熱及び熱膨張に伴い、ワーク１００の接合界面１０３に、通電経路１０５が形成されるステップである。通電経路１０５は、後にナゲットを生成する。この状態では、加圧・通電されている第２ステップＳ２の通電経路１０５に比べ、加圧されている接合界面１０３での通電経路１０５が狭まる。

【0064】

第５ステップＳ５は、ワーク１００の接合界面１０３において、被溶接材１０１、１０２が溶融し、通電経路１０５が拡大するステップである。

【0065】

図３では図示を省略するが、第５ステップＳ５の後、溶融した被溶接材１０１、１０２が凝固してナゲットが生成され、溶接プロセスが完了する。尚、第４ステップＳ４、及び、第５ステップＳ５の状態でも、ナゲットによるワーク１００の変形に対し、ナゲットから離間した外周部分Ａ、Ｂでの位置ずれの影響は小さい。

【0066】

図２に示すように、第１電極２及び第２電極３のそれぞれにおいて、通電経路１０５が形成される面積であってワーク１００を加圧している第１加圧部２２及び第２加圧部３２の面積は、相対的に小さい。これにより、前記第４ステップＳ４乃至第５ステップＳ５においてワーク１００が塑性変形した際に、第１電極２及び第２電極３がワーク１００に対して沈み込むことが抑制される。

【0067】

言い換えると、第１電極２及び第２電極３のそれぞれが、第１給電部２３及び第２給電部３３を有しているため、第１電極２及び第２電極３がワーク１００に対して沈み込むことが抑制される。第１給電部２３及び第２給電部３３はそれぞれ、ワーク１００への沈み込みを抑制する第１抑制部及び第２抑制部である。

【0068】

図１２に例示する従来の抵抗溶接装置１０では、第１電極２０及び第２電極３０がワーク１００に対して沈み込むため、電極表面とワーク表面との間でアーク放電が発生して電極が劣化してしまう。

【0069】

図２の抵抗溶接装置１は、第１電極２及び第２電極３がワーク１００に対して沈み込むことが抑制されるから、電極表面とワーク表面との間でアーク放電が発生することが抑制される。つまり、電極の劣化が抑制される。

【0070】

また、第１電極２及び第２電極３は、第１加圧部２２及び第２加圧部３２の面積が相対的に小さいため、溶接プロセス中にワーク１００から第１電極２又は第２電極３へ伝わる熱量が減る。また、第１給電部２３及び第２給電部３３を有している第１電極２及び第２電極３の体積は、比較的大きいため、第１電極２又は第２電極３の熱容量は比較的大きい。それらの結果、第１電極２及び第２電極３がワーク１００からの熱によって高温になって、電極表面が合金化したり、電極表面が変形したりすることも抑制される。

【0071】

電極の劣化が抑制される結果、この抵抗溶接装置１は、接合界面状態の高精度の管理が可能である。接合界面状態の高精度の管理は、例えばマルチマテリアルの溶接品質を安定化させる。また、この抵抗溶接装置１は、電極の劣化が抑制されるため、製造ラインの停止頻度が低下して、製造コストの低減に有利である、さらに、電極の劣化を考慮して溶接時の給電量を予め高める必要がないため、この抵抗溶接装置１は、エネルギロスの抑制も可能である。

【0072】

また、第１給電部２３及び第２給電部３３は、溶接プロセスの間、ワーク１００に沈み込まずにワーク１００の表面に対して安定的に接触している。ステップＳ２において被溶接材１０１、１０２が熱膨張した時に、第１給電部２３及び第２給電部３３が、熱膨張する被溶接材１０１、１０２を押さえる。その結果、溶接完了後のワーク１００の歪みが抑制される。

【0073】

ここで、第１電極２及び第２電極３のそれぞれにおいて、接触面２２１、２３１、３２１，３３１の全体面積に対する加圧部２２、３２の接触面２２１、３２１の面積の割合は、１０～９０％にしてもよい。こうすることで、第１電極２及び第２電極３は、電極の沈み込みを効果的に抑制できるから、劣化を抑制できる。

【0074】

第１加圧部２２と第２加圧部３２とを結ぶ線と、ワーク１００の接合界面１０３とが交差する箇所は、第１加圧部２２及び第２加圧部３２の加圧によって被溶接材１０１、１０２同士が接触して、通電経路が形成される箇所であり、この箇所は溶接予定箇所である。ワーク１００に給電する第１給電部２３と第２給電部３３とを結ぶ線が、通電経路が形成される溶接予定箇所に交差することによって、第１電極２及び第２電極３は、ワーク１００の溶接予定箇所において効率的にジュール熱を発生させることができる。

【0075】

また、第１給電部２３と第２給電部３３とは、第１加圧部２２と第２加圧部３２とを結ぶ線に対して対称に位置していることにより、第１給電部２３及び第２給電部３３は、第１加圧部２２と第２加圧部３２とに対応する箇所であって、被溶接材１０１、１０２同士が接触する箇所に、効率的に給電できる。抵抗溶接のエネルギロスが低減する。また、第１電極２及び第２電極３は、ワーク１００の表面に安定的に接触できる。

【0076】

（第１電極及び第２電極の具体構造）
（第１例）
図４は、第１電極２及び第２電極３の具体構造を例示している。図４（ａ）は、第１電極２の断面図、（ｂ）は、第１電極２の平面図、（ｃ）は、第２電極３の平面図、（ｄ）は、第２電極３の断面図であり、（ｅ）は、第１電極２及び第２電極３を用いて接合されたワーク１００のナゲット１００の形状を示している。尚、以下で説明する図５～１０それぞれの（ａ）～（ｅ）も同様である。

【0077】

第１電極２及び第２電極３はそれぞれ、同径の円柱形状を有している。第１電極２及び第２電極３は同軸である。

【0078】

第１電極２の接触面２２１及び接触面２３１は連続していて、全体として扇形状の第１接触面２１を構成している。以下の説明において、第１接触面２１は、第１加圧部２２の接触面２２１と第１給電部２３の接触面２３１とによって構成される面をいう。

【0079】

第２電極３の接触面３２１及び接触面３３１も連続していて、全体として扇形状の第２接触面３１を構成している。以下の説明において、第２接触面３１は、第２加圧部３２の接触面３２１と第２給電部３３の接触面３３１とによって構成される面をいう。尚、（ｅ）における二点鎖線は、第１接触面２１及び第２接触面３１の形状をワーク１００に投影した線である。

【0080】

第１接触面２１及び第２接触面３１の扇形状の径は、円柱状の第１電極２及び第２電極３の径よりも大きい。第１電極２及び第２電極３の軸は、第１接触面２１及び第２接触面３１の内部に位置している。

【0081】

第１電極２と第２電極３とは、軸に対して反転している。第１電極２の先端において、第１接触面２１以外の箇所は、（ａ）に示すように、第１凹陥部２４である。同様に、第２電極３の先端において、第２接触面３１以外の箇所は、（ｄ）に示すように、第２凹陥部３４である。これら凹陥部２４、３４にはそれぞれ、絶縁体２４０、３４０が位置している。絶縁体２４０、３４０は、ワーク１００の表面に接触する。絶縁体２４０、３４０はそれぞれ、電気絶縁性を有している。絶縁体２４０、３４０は、例えば窒化ケイ素によって構成できる。尚、絶縁体２４０、３４０は、断熱機能を有していてもよい。絶縁体２４０、３４０が断熱機能を有していると、ワーク１００から第１電極２又は第２電極３へ伝わる熱量が減る。

【0082】

第１電極２と第２電極３とを対向させた場合に、第１接触面２１と第２接触面３１とにおいて重なり合う箇所は、図４（ｂ）（ｃ）にクロスハッチを付した箇所であって、軸を含む四角形の箇所である。当該箇所が、第１加圧部２２及び第２加圧部３２である。また、第１接触面２１及び第２接触面３１において、第１加圧部２２及び第２加圧部３２を除く箇所が、第１給電部２３及び第２給電部３３である。第１給電部２３及び第２給電部３３は、積層方向に重なり合わない。

【0083】

第１給電部２３は、第１加圧部２２に対して積層方向に直交する方向の第１側に位置し、第２給電部３３は、第２加圧部３２に対して積層方向に直交する方向の第２側に位置している。第１給電部２３及び第２給電部３３は、第１加圧部２２と第２加圧部３２とを結ぶ線を挟んで、積層方向に直交する方向の両側に、対称に位置している。

【0084】

図４の第１電極２及び第２電極３を用いることによって、通電経路が形成される面積であって、ワーク１００が加圧される面積が制限される。ワーク１００に、おおよそ四角形のナゲット１０４が形成される。

【0085】

（第２例）
図５の第１電極２は、半円のような形状の第１接触面２１を有し、第２電極３は、第１電極２と同様に、半円のような形状の第２接触面３１を有している。第１電極２と第２電極３とは、軸に対して反転している。第１電極２の先端において、第１接触面２１以外の箇所は、（ａ）に示すように、第１凹陥部２４である。同様に、第２電極３の先端において、第２接触面３１以外の箇所は、（ｄ）に示すように、第２凹陥部３４である。これら凹陥部２４、３４にはそれぞれ、絶縁体２４０、３４０が位置している。絶縁体２４０、３４０は、ワーク１００の表面に接触する。

【0086】

第１電極２と第２電極３とを対向させた場合に、第１接触面２１と第２接触面３１とにおいて重なり合う箇所は、図５（ｂ）（ｃ）にクロスハッチを付した箇所であって、軸を含む線状の箇所である。当該箇所が、第１加圧部２２及び第２加圧部３２である。また、第１接触面２１及び第２接触面３１において、第１加圧部２２及び第２加圧部３２を除く箇所が、第１給電部２３及び第２給電部３３である。第１給電部２３及び第２給電部３３は、積層方向に重なり合わない。

【0087】

第１給電部２３は、第１加圧部２２に対して積層方向に直交する方向の第１側に位置し、第２給電部３３は、第２加圧部３２に対して積層方向に直交する方向の第２側に位置している。第１給電部２３及び第２給電部３３は、第１加圧部２２と第２加圧部３２とを結ぶ線を挟んで、積層方向に直交する方向の両側に、対称に位置している。

【0088】

図５の第１電極２及び第２電極３を用いることによって、ワーク１００に、線状のナゲット１０４が形成される。通電経路が形成される面積であって、ワーク１００が加圧される面積が制限される。当該ナゲット１０４は方向性を有している。方向性を有しているとは、ナゲット１０４の第１方向の長さが、第２方向の長さよりも、十分に長いことを言う。ワーク１００に応じて、ナゲット１０４の方向を適切に設定することにより、必要強度を確保することが可能になる。また、ナゲット１０４は、図５における紙面左右方向の幅が狭いため、ワーク１００の狭い箇所を溶接できる。線状のナゲット１０４は、例えば溶接対象のフランジの幅を狭くできるといった利点が得られる。尚、ナゲット１０４の幅は、第１加圧部２２及び第２加圧部３２の幅の調整によって、適宜調整することができる。

【0089】

（第３例）
図６の第１電極２は、円形状の第１接触面２１を有し、第２電極３は、第１電極２とは異なり、円環形状の第２接触面３１を有している。図６の例において、第１接触面２１と第２接触面３１とは、異なる形状を有している。尚、第１電極２の第１接触面２１の形状と、第２電極３の第２接触面３１の形状とは、入れ替えてもよい。第１電極２の先端において、第１接触面２１以外の箇所は、（ａ）に示すように、第１凹陥部２４である。同様に、第２電極３の先端において、第２接触面３１以外の箇所は、（ｄ）に示すように、第２凹陥部３４である。これら凹陥部２４、３４にはそれぞれ、絶縁体２４０、３４０が位置している。絶縁体２４０、３４０は、ワーク１００の表面に接触する。

【0090】

第１電極２と第２電極３とを対向させた場合に、第１接触面２１と第２接触面３１とにおいて重なり合う箇所は、図６（ｂ）（ｃ）にクロスハッチを付した箇所であって、軸を中心とした円環状の箇所である。当該箇所が、第１加圧部２２及び第２加圧部３２である。第１加圧部２２は、第１接触面２１の外周部に位置する円環形状である。第２加圧部３２は、第２接触面３１の内周部に位置する円環形状である。また、第１接触面２１において、第１加圧部２２の内側に位置する円形状の箇所が、第１給電部２３であり、第２接触面３１において、第２加圧部３２の外側に位置する円環形状の箇所が、第２給電部３３である。第１給電部２３及び第２給電部３３は、積層方向に重なり合わない。

【0091】

第１給電部２３は、(ａ)に示す断面において、第１加圧部２２に対し積層方向に直交する方向の第１側、つまり径方向内側に位置し、第２給電部３３は、（ｄ）に示す断面において、第２加圧部３２に対し積層方向に直交する方向の第２側、つまり径方向外側に位置している。第１給電部２３及び第２給電部３３は、第１加圧部２２と第２加圧部３２とを結ぶ線を挟んで、積層方向に直交する方向の両側に位置している。

【0092】

図６の第１電極２及び第２電極３を用いることによって、通電経路が形成される面積であって、ワーク１００が加圧される面積が制限される。ワーク１００に、円環形状のナゲット１０４が形成される。

【0093】

（第４例）
図７の第１電極２は、三角形状の第１接触面２１を有し、第２電極３は、第１電極２と同様に、三角形状の第２接触面３１を有している。第１接触面２１及び第２接触面３１は、より正確には正三角形状である。尚、第１電極２と第２電極３とは、軸に対して反転している。第１接触面２１と第２接触面３１とは、それぞれの三角形の重心が積層方向に重なり合うように位置している。第１電極２の先端において、第１接触面２１以外の箇所は、（ａ）に示すように、第１凹陥部２４である。同様に、第２電極３の先端において、第２接触面３１以外の箇所は、（ｄ）に示すように、第２凹陥部３４である。これら凹陥部２４、３４にはそれぞれ、絶縁体２４０、３４０が位置している。絶縁体２４０、３４０は、ワーク１００の表面に接触する。

【0094】

第１電極２と第２電極３とを対向させた場合に、第１接触面２１と第２接触面３１とにおいて重なり合う箇所は、図７（ｂ）（ｃ）にクロスハッチを付した箇所であって、軸を中心とした正六角形状の箇所である。当該箇所が、第１加圧部２２及び第２加圧部３２である。また、第１接触面２１において、第１加圧部２２を除く三つの三角形状の箇所、つまり、三角形の各頂点付近の箇所が、第１給電部２３であり、第２接触面３１において、第２加圧部３２を除く三つの三角形状の箇所、つまり、三角形の各頂点付近の箇所が、第２給電部３３である。三つの第１給電部２３及び三つの第２給電部３３は全て、積層方向に重なり合わない。図７の第１電極２及び第２電極３は、複数の第１給電部２３及び第２給電部３３を有している。

【0095】

図７の第１電極２及び第２電極３を用いることによって、通電経路が形成される面積であって、ワーク１００が加圧される面積が制限される。ワーク１００に、六角形状のナゲット１０４が形成される。

【0096】

ここで、第１給電部２３及び第２給電部３３が、第１加圧部２２及び第２加圧部３２の周囲に等間隔で複数配置されているため、ワーク１００が熱膨張した際に、複数の第１給電部２３及び複数の第２給電部３３が、熱膨張する被溶接材を効果的に押さえることができる。

【0097】

尚、第１接触面２１及び第２接触面３１の形状は、正三角形状に限定されない。第１接触面２１及び第２接触面３１の形状は、例えば二等辺三角形状であってもよい。また、第１接触面２１及び第２接触面３１の形状は、三角形以外の多角形状であってもよい。

【0098】

（第５例）
図８の電極は、第３例と第４例とを組み合わせている。つまり、第１電極２は、第４例と同様に三角形状の第１接触面２１を有している。第２電極３は、第３例と同様に円環形状の第２接触面３１を有している。第２接触面３１の外径は、第１接触面２１の三角形の外接円の径に一致し、第２接触面３１の内径は、第１接触面２１の三角形の内接円の径に一致する。凹陥部２４、３４にはそれぞれ、絶縁体２４０、３４０が位置している。

【0099】

第１電極２と第２電極３とを対向させた場合に、第１接触面２１と第２接触面３１とにおいて重なり合う箇所は、図８（ｂ）（ｃ）にクロスハッチを付した箇所であって、三角形の各頂点近傍の箇所である。これらの箇所の全てが、第１加圧部２２及び第２加圧部３２である。図８の第１電極２及び第２電極３は、複数の第１加圧部２２及び第２加圧部３２を有している。また、第１接触面２１において、第１加圧部２２を除く内接円の箇所が、第１給電部２３であり、第２接触面３１において、第２加圧部３２を除く円の一部分の箇所（つまり、弓形の箇所）が、第２給電部３３である。第１給電部２３及び三つの第２給電部３３は全て、積層方向に重なり合わない。

【0100】

図８の第１電極２及び第２電極３を用いることによって、通電経路が形成される面積であって、ワーク１００が加圧される面積が制限される。ワーク１００に、複数のナゲット１０４が形成される。

【0101】

尚、第１接触面２１の三角形と第２接触面３１の円環との関係は、前述した三角形の外接円及び内接円の関係に限定されない。

【0102】

また、第１電極２の第１接触面２１は三角形に限らず、その他の多角形であってもよい。

【0103】

さらに、第１電極２の形状と第２電極３の形状とを入れ替えてもよい。

【0104】

（第６例）
図９の第１電極２及び第２電極３は、加圧部に絶縁体を有している。図９の第１電極２は、図４の第１電極２と同様に、扇形状の第１接触面２１を有している。第１電極２は、第１加圧部２２の位置に埋め込まれた第１絶縁体２５を有している。第１絶縁体２５は四角形状であり、その表面は、第１給電部２３の接触面２３１に連続する接触面２２１を構成する。つまり、第１給電部２３と第１絶縁体２５とのワーク１００との接触面は同一平面となる。第１電極２と同様に、図９の第２電極３は、扇形状の第２接触面３１を有している。第２電極３は、第２加圧部３２の位置に埋め込まれた第２絶縁体３５を有している。第２絶縁体３５は四角形状であり、その表面は、第２給電部３３の接触面３３１に連続する接触面３２１を構成する。つまり、第２給電部３３と第２絶縁体３５とのワーク１００との接触面は同一平面となる。尚、凹陥部２４、３４にはそれぞれ、絶縁体が位置していない。

【0105】

第１絶縁体２５及び第２絶縁体３５はそれぞれ、電気絶縁性を有している。第１加圧部２２及び第２加圧部３２はそれぞれ、給電部として機能しない。第１電極２及び第２電極３は共に、加圧機能と給電機能とを分離できる。尚、第１絶縁体２５及び第２絶縁体３５は、断熱機能を有していてもよい。第１絶縁体２５及び第２絶縁体３５が断熱機能を有していると、ワーク１００から第１電極２又は第２電極３へ伝わる熱量がさらに減る。

【0106】

（第７例）
図１０の第１電極２及び第２電極３も、加圧部の位置に第１絶縁体２５及び第２絶縁体３５を有している。第１絶縁体２５は、第１加圧部２２の一部を構成する。第１絶縁体２５は、三角形状を有している。第２絶縁体３５も、三角形状を有している。第１絶縁体２５及び第２絶縁体３５は、軸を挟んで、積層方向に直交する方向の両側に、対称に位置している。第１絶縁体２５及び第２絶縁体３５は、積層方向に対向しない。図１０の第１電極２及び第２電極３では、第１加圧部２２及び第２加圧部３２の一部が給電機能を有する場合がある。

【0107】

尚、前述した第１例～第７例において、第１加圧部２２の接触面２２１と第１給電部２３の接触面２３１とは不連続であってもよい。例えば接触面２２１と接触面２３１との境界に、第１電極２の第１接触面２１から凹陥する溝が形成されていてもよい。同様に、第２加圧部３２の接触面３２１と第２給電部３３の接触面３３１とは不連続であってもよい。例えば接触面３２１と接触面３３１との境界に、第２電極３の第２接触面３１から凹陥する溝が形成されていてもよい。

【0108】

（実施例）
図１１は、電極の劣化の抑制効果を確認した実施例を示している。図１１の上図は、図１２に示す、従来の電極を使ってスポット溶接を繰り返した場合に、１回目の溶接時の電極間抵抗値の時間変化と、１０１回目の溶接時の電極間抵抗値の時間変化と、を比較している。図１１の下図は、図４に示す本件電極を使ってスポット溶接を繰り返した場合に、１回目の溶接時の電極間抵抗値の時間変化と、１０１回目の溶接時の電極間抵抗値の時間変化と、を比較している。

【0109】

図１１の上図から、従来の電極では、１回目の溶接時における、溶接開始初期の電極間抵抗値に対して、１０１回目の溶接時における、溶接開始初期の電極間抵抗値は、大きく低下していた。電極間抵抗値の低下は、スポット溶接を繰り返すことに伴い、電極が劣化したためである。

【0110】

これに対し、図１１の下図から、本件電極では、１回目の溶接時における、溶接開始初期の電極間抵抗値に対して、１０１回目の溶接時における、溶接開始初期の電極間抵抗値は、ほとんど変化しなかった。つまり、本件電極は、電極の劣化が抑制されている。

【0111】

ここで、抵抗溶接における加圧密度、又は、電流密度の基準として、ＲＷＭＡ（Resistance Welding Manufacturing Alliance）が策定した基準が知られている。前述した第１例～第７例の電極を用いた抵抗溶接時にも、ＲＷＭＡ基準に準じて、加圧密度、又は、電流密度を定めればよい。

【0112】

具体的に、ここに開示する抵抗溶接装置１において、加圧密度は、４～１０ｋｇｆ／ｍｍ^２としてもよい。また、電流密度は、２００～５００Ａ／ｍｍ^２としてもよい。

【0113】

尚、上述の実施形態は単なる例示に過ぎず、本発明の範囲を限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は請求の範囲によって定義され、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

【符号の説明】

【0114】

１ 抵抗溶接装置
１００ ワーク
１０１、１０２ 被溶接材
１０３ 接合界面
２ 第１電極
２２ 第１加圧部
２２１ 接触面
２３ 第１給電部
２３１ 接触面
２５ 第１絶縁体
３ 第２電極
３２ 第２加圧部
３２１ 接触面
３３ 第２給電部
３３１ 接触面
３５ 第２絶縁体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】