特開 2024-72974 抵抗溶接装置

(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】P2024072974

(43)【公開日】2024-05-29

(54)【発明の名称】抵抗溶接装置

(51)【国際特許分類】

   B23K 11/30 20060101AFI20240522BHJP

   B23K 11/11 20060101ALN20240522BHJP

【ＦＩ】

B23K11/30 320

B23K11/30 310

B23K11/11

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022183903

(22)【出願日】2022-11-17

(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】川口 秀明

(72)【発明者】

【氏名】家永 篤志

(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】中井 正規

(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

4E165AA12

4E165AA32

4E165AB02

4E165AB03

4E165AB13

4E165BB02

4E165BB12

4E165BB21

4E165BB22

(57)【要約】

【課題】抵抗溶接における溶接品質の低下を抑制する。
【解決手段】抵抗溶接装置は、積層された複数の被溶接材１０１、１０２からなるワーク１００を加圧しかつ、ワークに給電することによって、複数の被溶接材を溶接する。抵抗溶接装置は、ワークに当接する先端面２１１を有しかつ、ワークに対する加圧及び給電を行う電極２を備え、電極には、先端面と基端との間の中間部に、電極の外周面に開口するスリット４１～４４であって、電極の中心軸Ｘ方向に交差する面において周方向に延びるスリットが形成されている。
【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、
前記ワークに当接する先端面を有しかつ、前記ワークに対する加圧及び給電を行う電極を備え、
前記電極には、前記先端面と基端との間の中間部に、前記電極の外周面に開口するスリットであって、前記電極の中心軸方向に交差する面において周方向に延びるスリットが形成されている、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、
前記スリットは、前記ワークを挟んだ第１側に位置する第１電極と、第２側に位置する第２電極との少なくとも一方の電極に形成されている、抵抗溶接装置。

【請求項3】

請求項１に記載の抵抗溶接装置において、
前記スリットの開口は、前記電極の外周面において、前記中心軸方向に直交する方向の周方向に延びている、抵抗溶接装置。

【請求項4】

請求項３に記載の抵抗溶接装置において、
前記電極は、前記中心軸方向に並んだ複数のスリットを有している、抵抗溶接装置。

【請求項5】

請求項４に記載の抵抗溶接装置において、
前記電極には、径方向の中央部に、前記中心軸方向に延びる孔が形成され、
前記スリットは、前記孔に連通し、
前記電極は、
前記中心軸方向に隣り合う第１スリットと第２スリットとによって形成されかつ、前記孔を囲む環状であって、前記中心軸方向に撓むよう弾性変形可能な厚みを有するベースと、
前記第１スリット内及び前記第２スリット内のそれぞれに形成されかつ、前記中心軸方向に延びて前記ベースに接続されるコラムと、を有している、抵抗溶接装置。

【請求項6】

請求項５に記載の抵抗溶接装置において、
前記第１スリット内及び前記第２スリット内にはそれぞれ、前記周方向に間隔を空けて複数のコラムが形成されている、抵抗溶接装置。

【請求項7】

請求項６に記載の抵抗溶接装置において、
前記第１スリット内に形成されたコラムと、前記第２スリット内に形成されたコラムとは、前記周方向に位置がずれている、抵抗溶接装置。

【請求項8】

請求項１～７のいずれか１項に記載の抵抗溶接装置において、
前記電極は、前記ワークに当接するキャップチップと、前記キャップチップがその先端に取り付けられるシャンクと、前記シャンクを保持するホルダと、を有し、
前記スリットは、前記シャンク又は前記ホルダに形成されている、抵抗溶接装置。

【請求項9】

請求項１に記載の抵抗溶接装置において、
前記ワークは、板状の第１被溶接材と、前記第１被溶接材の上に載る非板状の第２被溶接材と、からなり、
前記第２被溶接材は、前記第１被溶接材の表面に当接する複数の突起を有し、前記複数の突起の箇所において、前記第１被溶接材及び前記第２被溶接材は互いに溶接され、
前記第１被溶接材に当接する第１電極は、前記第１被溶接材及び前記第２被溶接材を前記中心軸方向に貫通するガイドピンを有し、
前記第２被溶接材に当接する第２電極は、前記先端面に、前記ガイドピンが内挿される凹部を有している、抵抗溶接装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

ここに開示する技術は、抵抗溶接装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、スポット溶接装置が記載されている。スポット溶接装置は、ロボットと、溶接ガンとを備えている。ロボットは、溶接ガンを保持すると共に、溶接ガンを被溶接材の溶接箇所に位置づける。溶接ガンとロボットとの間には、イコライジング機構が介設している。イコライジング機構は、被溶接材の位置ずれ、及び／又は、ロボットのティーチング誤差を吸収する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開昭５９－９２１８１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

スポット溶接は抵抗溶接の一つである。抵抗溶接は、以下のプロセスを経ることによって、複数の被溶接材が溶接される。つまり、（１）第１電極及び第２電極が、複数の被溶接材からなるワークを挟み込んでワークを加圧しながら、ワークに給電する。（２）加圧によって被溶接材同士が接触することにより、ワークの接合界面に通電経路が形成されると共に、その接合界面においてジュール熱が発生する。（３）ワークの接合界面において、被溶接材が溶融する。（４）溶融した被溶接材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。

【0005】

抵抗溶接のプロセスにおいて、電極と被溶接材との間で放電が発生する場合がある。このような放電は、電極の先端を摩耗させる。溶接を繰り返している間に、電極の先端の形状が摩耗によって次第に変化することにより、溶接品質が低下するという課題が、抵抗溶接の技術分野には存在する。

【0006】

ここに開示する技術は、抵抗溶接における溶接品質の低下を抑制する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本願発明者らは、放電の発生が、前述した（１）～（４）のプロセスのうち、（２）及び／又は（３）において被溶接材が軟化／溶融する際に起きることを見出した。

【0008】

より詳細に説明をすると、溶接プロセス中、電極の先端面はワークに押し付けられている。ワークに押し付けられた電極は、ワークと溶接ガンとによって拘束されている。前記（２）及び／又は（３）において被溶接材が軟化／溶融すると、ワークと溶接ガンとによる電極の拘束が緩む。電極に付与されている荷重の中心が、電極の中心軸上であれば、拘束が緩んでも、電極の先端面は被溶接材の表面に対して相対的に動かずに、電極はワークに対して、電極の中心軸方向に押し付けられたままになる。尚、抵抗溶接においては一般的に、電極の中心軸は、ワークの表面に対して直交している。

【0009】

ところが、電極に付与されている荷重の中心が、電極の中心軸に対して偏心していたり、中心軸に対して傾いたりしていると、電極の拘束が緩むことに伴い、電極の先端面が被溶接材の表面を滑るように微少に動いてしまう。この移動時に、電極と被溶接材との間にズレが生じて、電極と被溶接材との間で放電が発生する。

【0010】

尚、以下において、電極に付与されている荷重の中心が、電極の中心軸に対して偏心していたり、中心軸に対して傾いたりしていることを、「荷重の中心が電極の中心軸に対してずれている」と言う。

【0011】

本願発明者らは、前述した放電の発生メカニズムに鑑みて、電極を、中心軸に対して、弾性的に曲げる点に着目した。電極の曲げが可能であれば、電極に付与されている荷重の中心が電極の中心軸に対してずれていても、電極の弾性変形によって、電極の先端面の全体が被溶接材の表面に均一に当接するようになり、電極はワークに対して中心軸方向に荷重を付与することができる。この場合、被溶接材が軟化／溶融して、ワークと溶接ガンとによる電極の拘束が緩んでも、電極の先端面は被溶接材の表面に対して動かない、又は、ほとんど動かない。電極と被溶接材との間にズレが生じることが抑制され、電極と被溶接材との間で放電が発生することが抑制される。

【0012】

具体的に、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に係る。この抵抗溶接装置は、
前記ワークに当接する先端面を有しかつ、前記ワークに対する加圧及び給電を行う電極を備え、
前記電極には、前記先端面と基端との間の中間部に、前記電極の外周面に開口するスリットであって、前記電極の中心軸方向に交差する面において周方向に延びるスリットが形成されている。

【0013】

この構成によると、電極の先端面はワークに当接する。電極の基端は、例えば溶接ガンに支持されていてもよい。溶接ガンは、電極の先端面を被溶接材の表面に押し付ける。電極は、ワークを、電極の中心軸方向に加圧すると共に、ワークに対する給電を行う。

【0014】

ワークに対する加圧及び給電によって被溶接材が軟化／溶融すると、ワークに押し付けられている電極の拘束が緩む。電極に付与されている荷重の中心が電極の中心軸に対してずれている場合、電極の拘束が緩むと電極の先端面が微少に動いて、電極の先端面と被溶接材の表面との間にズレが生じる場合がある。

【0015】

前記の電極の中間部には、スリットが形成されている。スリットは、電極の外周面に開口すると共に、中心軸方向に交差する面において周方向に延びる。尚、中心軸方向に交差する面は、電極における仮想的な面である。スリットは、電極に付与されている荷重の中心が電極の中心軸に対してずれている場合に、電極の中間部が、電極の中心軸に対して弾性的に曲がることを許容する。

【0016】

電極の中間部が弾性変形すると、電極の先端面の全体が被溶接材の表面に均一に当接できる。電極は、被溶接材の表面に均一に当接した先端面を通じて、ワークに対し荷重を付与する。この場合、被溶接材が軟化／溶融することによって電極の拘束が緩んだ際に、電極の先端面は被溶接材の表面に対して動かない、又は、ほとんど動かない。被溶接材は変形するが、互いに当接している電極の先端面と被溶接材の表面との位置関係の変化が抑制される。電極の先端面と被溶接材の表面との間のズレの抑制は、電極と被溶接材との間の放電の発生を抑制するから、電極の先端の摩耗が抑制される。摩耗が抑制されるから、溶接を繰り返しても、電極の先端の形状が変化しない、又は、変化しにくい。前記の抵抗溶接装置は、高い溶接品質を維持できる。また、前記の抵抗溶接装置は、電極の長寿命化にも有利である。

【0017】

また、前記の抵抗溶接装置では、電極のみが新たな構造を有し、電極を除く部位は、従来の抵抗溶接装置を流用できるという利点がある。

【0018】

前記スリットは、前記ワークを挟んだ第１側に位置する第１電極と、第２側に位置する第２電極との少なくとも一方の電極に形成されている、としてもよい。

【0019】

第１電極及び第２電極の少なくとも一方の電極が、弾性変形可能であれば、抵抗溶接装置は、溶接品質を安定にできる。第１電極及び第２電極の両方が、弾性変形可能であれば、抵抗溶接装置は、溶接品質を、より一層安定にできる。

【0020】

前記スリットの開口は、前記電極の外周面において、前記中心軸方向に直交する方向の周方向に延びている、としてもよい。

【0021】

スリットの開口が中心軸方向に直交する方向の周方向に延びていると、電極の中間部は、電極の全周方向について、中心軸に対し安定的に曲がることができる。

【0022】

前記電極は、前記中心軸方向に並んだ複数のスリットを有している、としてもよい。

【0023】

スリットの数が増えると、電極の中間部の弾性率が下がる。電極に形成するスリットの数の調整は、電極の中間部の弾性率を適切な弾性率に定める。適切な弾性率は、電極を通じたワークの加圧を可能にしながら、溶接の最中に電極の先端面と被溶接材の表面との間にズレが生じることを抑制する。

【0024】

前記電極には、径方向の中央部に、前記中心軸方向に延びる孔が形成され、
前記スリットは、前記孔に連通し、
前記電極は、
前記中心軸方向に隣り合う第１スリットと第２スリットとによって形成されかつ、前記孔を囲む環状であって、前記中心軸方向に撓むよう弾性変形可能な厚みを有するベースと、
前記第１スリット内及び前記第２スリット内のそれぞれに形成されかつ、前記中心軸方向に延びて前記ベースに接続されるコラムと、を有している、としてもよい。

【0025】

スリット内のコラム、及び、コラムが接続されたベースは、電極の先端面と基端との間で、中心軸方向に荷重を伝達する。スリット内のコラムは、電極がワークを加圧できる剛性を確保する。

【0026】

ベースは、コラムを通じて中心軸方向の荷重を受けると、中心軸方向に撓もうとする。ベースに隣接するスリットは、ベースが中心軸方向に撓むことを許容する。ベースが中心軸方向に撓むと、スリットが中心軸方向に潰れるようになるから、電極の中間部は、中心軸方向に圧縮変形できる。

【0027】

前記第１スリット内及び前記第２スリット内にはそれぞれ、前記周方向に間隔を空けて複数のコラムが形成されている、としてもよい。

【0028】

前述したように、ベースは、コラムを通じて中心軸方向の荷重を受けると、中心軸方向に撓む。電極に付与されている荷重の中心が電極の中心軸に対してずれていると、周方向に間隔を空けた複数のコラムの内の一部のコラムを通じて伝達される荷重が相対的に大きくなるから、ベースにおいて、当該コラムが接続された箇所が相対的に大きく撓む。その結果、電極は、中心軸に対して曲がる。つまり、周方向に間隔を空けた複数のコラムは、電極が中心軸に対して安定的に曲がることを可能にする。

【0029】

前記第１スリット内に形成されたコラムと、前記第２スリット内に形成されたコラムとは、前記周方向に位置がずれている、としてもよい。

【0030】

ベースを挟んだ第１スリット内のコラムと第２スリット内のコラムとの位置がずれているため、ベースは、それそれのコラムから、周方向の異なる位置において荷重を受ける。ベースは中心軸方向に効率的に撓むことができる。その結果、電極は中心軸に対して弾性的に曲がることができる。一方で、電極は、互いに位置がずれている複数のコラムを通じて中心軸方向に荷重を伝達することができるから、荷重伝達に必要な剛性が確保できる。電極は、ワークを確実に加圧できる。

【0031】

前記電極は、前記ワークに当接するキャップチップと、前記キャップチップがその先端に取り付けられるシャンクと、前記シャンクを保持するホルダと、を有し、
前記スリットは、前記シャンク又は前記ホルダに形成されている、としてもよい。

【0032】

ワークに当接するキャップチップは、摩耗が進むと交換される。キャップチップの交換頻度は、シャンクの交換頻度又はホルダの交換頻度よりも高い。

【0033】

キャップチップにスリットを形成しようとすれば、キャップチップの製造コストが高くなる。交換頻度の高いキャップチップの製造コストが高くなることは、抵抗溶接装置の維持コストを増大させる。これに対し、シャンク又はホルダは、交換頻度が相対的に低いため、スリットの形成箇所として適している。

【0034】

前記ワークは、板状の第１被溶接材と、前記第１被溶接材の上に載る非板状の第２被溶接材と、からなり、
前記第２被溶接材は、前記第１被溶接材の表面に当接する複数の突起を有し、前記複数の突起の箇所において、前記第１被溶接材及び前記第２被溶接材は互いに溶接され、
前記第１被溶接材に当接する第１電極は、前記第１被溶接材及び前記第２被溶接材を前記中心軸方向に貫通するガイドピンを有し、
前記第２被溶接材に当接する第２電極は、前記先端面に、前記ガイドピンが内挿される凹部を有している、としてもよい。

【0035】

抵抗溶接装置は、プロジェクション溶接を行ってもよい。プロジェクション溶接においては、第２被溶接材の複数の突起に対し、第１電極及び第２電極を通じて均一に荷重が加わることが、複数の箇所を均一に溶接して溶接品質を向上させる。

【0036】

スリットを有する電極は、前述したように、電極の先端面と基端との間で弾性変形が可能である。電極は、その先端面の全体が被溶接材の表面に均一に当たって、被溶接材に、中心軸方向の荷重を均一に加えることができる。つまり、抵抗溶接装置は、第２被溶接材の複数の突起に対し、第１電極及び第２電極を通じて均一に荷重を加えることができる。抵抗溶接装置は、プロジェクション溶接の溶接品質を向上させる。

【0037】

このように、ここに開示する抵抗溶接装置は、ワークに対し、第１電極及び第２電極を通じて均一に荷重を加えることができる。この特徴を利用して、抵抗溶接装置の対象となるワークは、例えば筒状の被溶接材同士を軸方向に突き合わせたワークであってもよい。前述した抵抗溶接装置は、被溶接材の接合箇所の全周に亘って、第１電極及び第２電極を通じて均一に荷重を加えることができる。抵抗溶接装置は、溶接品質を向上させることができる。

【0038】

また、ここに開示する抵抗溶接装置は、リングマッシュ溶接に適用することができる。リングマッシュ溶接は、第１被溶接材に形成した孔と、当該孔よりも僅かに大きい外形を有する第２被溶接材とを、孔の周囲に亘って溶接する。前述した抵抗溶接装置は、孔の周囲の溶接箇所に、均一に荷重を加えることができる。抵抗溶接装置は、リングマッシュ溶接の溶接品質を向上させる。

【発明の効果】

【0039】

前記の抵抗溶接装置は、抵抗溶接の最中に、電極の先端面と被溶接材の表面との間のズレの発生を抑制できる。また、ワークに対して荷重を均一に付与することができる。抵抗溶接装置は、溶接品質の低下を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0040】

【図1】図１は、スポット溶接装置を示している。

【図2】図２は、スポット溶接装置の第１電極を示している。

【図3】図３は、第１電極のシャンクを示している。

【図4】図４の上図は、シャンクの上面図、下図は、Ａ－Ａ断面図である。

【図5】図５は、スリットの作成手順を示している。

【図6】図６の上図は、シャンクが弾性変形した状態を示し、下図は、Ｂ－Ｂ断面を示している。

【図7】図７は、シャンクが曲がった状態を示している。

【図8】図８は、スリットに関する電極の変形例を示している。

【図9】図９は、コラムに関する電極の変形例を示している。

【図10】図１０は、プロジェクション溶接装置の溶接プロセスを示している。

【図11】図１１は、プロジェクション溶接装置の第１電極の分解図である。

【図12】図１２は、プロジェクション溶接装置の第２電極を示している。

【発明を実施するための形態】

【0041】

以下、抵抗溶接装置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は例示である。

【0042】

（スポット溶接装置の全体構造）
図１は、抵抗溶接装置の全体を例示している。抵抗溶接装置は、積層された複数の被溶接材１０１、１０２からなるワーク１００を加圧しかつ、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。図１の抵抗溶接装置は、いわゆるスポット溶接装置１である。図１のスポット溶接装置１において、ワーク１００の加圧方向は、紙面上下方向である。加圧方向は上下方向に限定されない。

【0043】

スポット溶接装置１は、共に板状の被溶接材１０１、１０２を溶接する。２つの被溶接材１０１、１０２は、金属板である。２つの被溶接材１０１、１０２は、共に鉄系部材であってもよい。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る。また、２つの被溶接材１０１、１０２は、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ってもよい。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、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。また、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。

【0044】

図１に例示するスポット溶接装置１は、溶接ガン１１を備えている。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２０とを支持する。溶接ガン１１の第１アーム１１１は、基端が固定されかつ先端が固定されていない片持ちで支持されており、第１アーム１１１は、その自由端において第１電極２を支持している。第２アーム１１２も、片持ちで支持されており、第２アーム１１２は、その自由端において第２電極２０を支持している。

【0046】

第１電極２は、ワーク１００を挟んだ第１側に位置する。図１において、第１電極２は、ワーク１００の下側に位置している。第２電極２０は、ワーク１００を挟んだ第２側に位置する。図１において、第２電極２０は、ワーク１００の上側に位置している。第１電極２と第２電極２０とは、ワーク１００を、被溶接材１０１、１０２の積層方向に挟み込んで、積層方向にワーク１００を加圧する。

【0047】

第１電極２は、略柱状である。第２電極２０も、略柱状である。第１電極２と第２電極２０とは、電極の中心軸Ｘの方向に対向している。

【0048】

溶接ガン１１は、加圧装置１４を有している。加圧装置１４は、第２電極２０を、ワーク１００に対して相対的に、中心軸Ｘ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１電極２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２電極２０を移動させることによって、第１電極２及び第２電極２０は、ワーク１００を中心軸Ｘ方向に挟み込んで、中心軸Ｘ方向にワーク１００を加圧することができる。

【0049】

スポット溶接装置１は、制御器１２を備えている。制御器１２は、スポット溶接装置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。

【0050】

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。ワーク１００は、第１電極２及び第２電極２０によって加圧される。制御器１２はまた、第１電極２及び第２電極２０を通じて、電源１３からの溶接電流を、ワーク１００へ供給する。

【0051】

ここで、スポット溶接装置１による、溶接プロセスを簡単に説明する。
（１）第１電極２及び第２電極２０が、ワーク１００を中心軸Ｘ方向に挟み込んでワーク１００を加圧しながら、ワーク１００に給電する。
（２）加圧によって被溶接材１０１、１０２同士が接触することにより、ワーク１００の接合界面に通電経路が形成されると共に、ワーク１００の接合界面においてジュール熱が発生する。
（３）ワーク１００の接合界面において、被溶接材１０１，１０２が溶融する。
（４）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。

【0052】

（電極の構造）
図２は、第１電極２の構造を例示している。尚、第１電極２及び第２電極２０の構造は、上下が反転することを除き、同じである。第２電極２０の構造の説明は、省略する。

【0053】

第１電極２のキャップチップ２１は、第１電極２の先端に位置する。キャップチップ２１は、ワーク１００に当接する先端面２１１を有している。スポット溶接装置１が溶接を繰り返すことによって先端面２１１が摩耗すれば、キャップチップ２１は、交換される。

【0054】

キャップチップ２１は、凹部２１２を有している。凹部２１２は、キャップチップ２１の基端面に開口すると共に、基端面から第１電極２の中心軸Ｘに沿って凹む。凹部２１２は、後述するように、冷媒路２６の一部を形成する。

【0055】

シャンク２２は、第１電極２の中心軸Ｘに沿って伸びている。キャップチップ２１は、シャンク２２の先端に取り付けられる。シャンク２２は、キャップチップ２１を支持する。シャンク２２は、第１孔２２１を有している。第１孔２２１は第１電極２の中心軸Ｘに沿って伸びている。第１孔２２１は、シャンク２２の先端及び基端のそれぞれに開口している。第１孔２２１は、シャンク２２を貫通している。シャンク２２は、筒形状を有している（図３、４も参照）。

【0056】

キャップチップ２１がシャンク２２の先端に取り付けられた状態で、第１孔２２１は、キャップチップ２１の凹部２１２に接続される。後述するように、第１孔２２１は、冷媒路２６の一部を形成する。

【0057】

第１孔２２１内には、内管２２２が配設されている。内管２２２は、第１電極２の中心軸Ｘに沿って伸びている。内管２２２は、シャンク２２の基端から突出している。内管２２２は、後述するホルダ２３の第２孔２３１にも内挿される。

【0058】

シャンク２２にはまた、スリット４１～４４が形成されている。図２に例示する第１電極２は、複数のスリット４１～４４を有している。スリット４１～４４の形状の詳細は、後述する。

【0059】

ホルダ２３は、第１電極２の中心軸Ｘに沿って伸びる筒状物である。ホルダ２３は、第２孔２３１を有している。第２孔２３１は、第１電極２の中心軸Ｘに沿って伸びている。第２孔２３１は、ホルダ２３を貫通している。

【0060】

シャンク２２の基端部は、ホルダ２３の先端から第２孔２３１内に挿入されている。ホルダ２３は、シャンク２２を支持している。ホルダ２３の第２孔２３１と、シャンク２２の第１孔２２１とは連通している。

【0061】

ここで、前述したように、内管２２２は、シャンク２２とホルダ２３とにまたがっている。内管２２２は、冷媒をキャップチップ２１へ供給するための送り路２４を形成する。内管２２２の先端は、キャップチップ２１の凹部２１２につながっている。冷媒は、内管２２２を通って凹部２１２の中へ供給される。冷媒は、キャップチップ２１を効果的に冷却する（図２の矢印参照）。

【0062】

シャンク２２の第１孔２２１と内管２２２との間は、冷媒の戻り路２５の一部を形成する。また、ホルダ２３の第２孔２３１と内管２２２との間も、冷媒の戻り路２５の一部を形成する。戻り路２５１と戻り路２５２とは、互いに連通している。キャップチップ２１の凹部２１２の中へ供給された冷媒は、凹部２１２の中で反転し、戻り路２５１、２５２の中を通ってホルダ２３の基端まで戻る。送り路２４と戻り路２５とを含む二重構造の冷媒路２６は、キャップチップ２１を効率的に冷却できる。

【0063】

（スリットの構造）
図３の左の図は、シャンク２２の斜視図である。図３の中央の図は、シャンク２２を第１スリット４１の位置で切断した断面を示す斜視図である。図３の右の図は、シャンク２２を第２スリット４２の位置で切断した断面を示す斜視図である。

【0064】

シャンク２２は、前述したように、複数のスリット４１～４４を有している。より詳細に、シャンク２２は、上テーパ部２２３と、下テーパ部２２４と、中間部２２５と、からなる。上テーパ部２２３は、上向きに先細である。上テーパ部２２３の先端にキャップチップ２１が取り付けられる。下テーパ部２２４は、下向きに先細である。下テーパ部２２４の基端は、ホルダ２３に支持される。中間部２２５は、上テーパ部２２３と下テーパ部２２４との間に位置している。中間部２２５は、外径が一定である。

【0065】

スリット４１～４４は、中間部２２５に形成されている。複数のスリット４１～４４は、第１電極２の中心軸Ｘ方向に並んでいる。図例のシャンク２２は、先端から基端の順に、第１スリット４１、第２スリット４２、第３スリット４３及び第４スリット４４を有している。

【0066】

各スリット４１～４４は、中心軸Ｘ方向に交差する面、より正確には、中心軸Ｘ方向に直交する面において、周方向に延びている。中心軸Ｘ方向に直交する面は、第１電極２における仮想的な面である。各スリット４１～４４は、シャンク２２の外周面に開口している。各スリット４１～４４の開口は、シャンク２２の外周面において、中心軸Ｘ方向に直交する方向の周方向に延びている。各スリット４１～４４はまた、図３及び４に示すように、シャンク２２の第１孔２２１に連通している。

【0067】

図３及び４に示すシャンク２２において、各スリット４１～４４は、中心軸Ｘ方向に同じ幅を有している。また、中心軸Ｘ方向に隣り合うスリット４１～４４同士の間隔も、同じである。

【0068】

中心軸Ｘ方向に隣り合う第１スリット４１と第２スリット４２とによって、第１ベース４５が形成されている。同様に、第２スリット４２と第３スリット４３とによって、第２ベース４６が形成され、第３スリット４３と第４スリット４４とによって、第３ベース４７が形成されている。各ベース４５～４７は全て、第１孔２２１を囲む環状である。また、中心軸Ｘ方向に隣り合うスリット４１～４４同士の間隔が同じであるため、各ベース４５～４７の中心軸Ｘ方向の厚みは、同じである。

【0069】

各スリット４１～４４には、コラム３１～３３、３４～３６が形成されている。コラム３１～３６は、スリット４１～４４内において中心軸Ｘ方向に延びて、ベース４５～４７に接続されている。尚、第１スリット４１の上側にはベースが無いため、第１スリット４１に形成されているコラム３１～３３の上端は、第１スリット４１を形成する上壁に接続されている。同様に、第４スリット４４の下側にはベースが無いため、第４スリット４４に形成されているコラム３４～３６の下端は、第４スリット４４を形成する下壁に接続されている。

【0070】

各スリット４１～４４には、三つのコラム３１～３６が形成されている。より詳細に、第１スリット４１には、第１コラム３１、第２コラム３２、及び、第３コラム３３が形成されている。第３スリット４３にも、第１コラム３１、第２コラム３２、及び、第３コラム３３が形成されている。

【0071】

第２スリット４２には、第４コラム３４、第５コラム３５、及び、第６コラム３６が形成されている。第４スリット４４にも、第４コラム３４、第５コラム３５、及び、第６コラム３６が形成されている。

【0072】

第１～第６コラム３１～３６は全て、図４の上図に示すように、横断面が略三角形の同一形状を有している。第１～第３コラム３１～３３は、第１孔２２１を囲むように、第１孔２２１の周囲に配置されている。各コラム３１～３３の三角形の頂点は、第１電極２の径方向の外方に位置している。図例のシャンク２２において、第１～第３コラム３１～３３は、互いに１２０°の間隔を空けている。第１コラム３１と第２コラム３２との間には、スリット４１、４３と第１孔２２１とをつなぐ連通口３７が形成されている。同様に、第２コラム３２と第３コラム３３との間、及び、第３コラム３３と第１コラム３１との間にも、スリット４１、４３と第１孔２２１とをつなぐ連通口３７が形成されている。

【0073】

第４～第６コラム３４～３６も、第１孔２２１を囲むように、第１孔２２１の周囲に配置されている。各コラム３４～３６の三角形の頂点は、第１電極２の径方向の外方に位置している。図例のシャンク２２において、第４～第６コラム３４～３６は、互いに１２０°の間隔を空けている。第４コラム３４と第５コラム３５との間、第２コラム３２と第３コラム３３との間、及び、第３コラム３３と第１コラム３１との間にはそれぞれ、スリット４２、４４と第１孔２２１とをつなぐ連通口３７が形成されている。

【0074】

第１コラム３１と第４コラム３４とは、周方向に６０°だけ角度がずれている。同様に、第２コラム３２と第５コラム３５とは、周方向に６０°だけ角度がずれ、第３コラム３３と第６コラム３６とは、周方向に６０°だけ角度がずれている。従って、図４の上図に示すように、任意のベース４５～４７を間に挟む、隣り合う二つのスリット４１～４４に形成されたコラム３１～３６は全て、周方向に位置がずれている。

【0075】

シャンク２２に対する、スリットとコラムの作成は、一例として、以下のようにして行うことができる。図５は、シャンク２２に対して、第１スリット４１と第１～第３コラム３１～３３を作成する手順を示している。

【0076】

先ず、第１孔２２１が形成されているシャンク２２を用意する。工程Ｐ１において、シャンク２２を固定し、当該シャンク２２の外周部に対して、中心軸Ｘに直交する方向に、切削工具５を相対移動させる。これにより、シャンク２２の横断面において、円弧と弦とによって囲まれる弓形の箇所が、切削工具５によって削り取られる。尚、切削工具５は、弦がシャンク２２の第１孔２２１と干渉する位置まで、シャンク２２の径方向の内方に送られる。工程Ｐ１において、シャンク２２の外周面に開口すると共に、第１孔２２１に連通するスリット４１が、シャンク２２に形成される。

【0077】

次いで、工程Ｐ２において、シャンク２２を、中心軸周りに１２０°回転させて、シャンク２２を固定する。工程Ｐ１と同様に、切削工具５を、シャンク２２の外周部に対して、中心軸Ｘに直交する方向に相対移動させる。これにより、工程Ｐ１と同様に、シャンク２２の横断面において、円弧と弦とによって囲まれる弓形の箇所が、切削工具５によって削り取られる。シャンク２２の外周面における、前記とは別の位置に開口すると共に、第１孔２２１に連通するスリット４１が形成される。また、工程Ｐ２において、第１コラム３１が形成される。

【0078】

次いで、工程Ｐ３において、シャンク２２を、中心軸周りにさらに１２０°回転させて,シャンク２２を固定する。そして、工程Ｐ１と同様に、切削工具５を、当該シャンク２２の外周部に対して、中心軸Ｘに直交する方向に相対移動させる。これにより、工程Ｐ１と同様に、シャンク２２の横断面において、円弧と弦とによって囲まれる弓形の箇所が、切削工具５によって削り取られる。シャンク２２の外周面における、前記とは別の位置に開口すると共に、第１孔２２１に連通するスリット４１が形成される。また、工程Ｐ３において、第２コラム３２及び第３コラム３３が形成される。尚、図例のシャンク２２においては、三つの工程のそれぞれにおいて、スリット４１が個別に形成されるが、スリット４１は、第１コラム３１、第２コラム３２及び第３コラム３３それぞれの先端箇所を通じて、互いにつながっている。

【0079】

工程Ｐ１～Ｐ３によって、第１スリット４１と第１～第３コラム３１～３３がシャンク２２に形成されれば、シャンク２２と切削工具５との、中心軸Ｘ方向の相対位置を変えて、前述した工程Ｐ１～Ｐ３により、第２スリット４２と第４～第６コラム３４～３６がシャンク２２に形成される。尚、シャンク２２の周方向の向きが調整されることによって、第１～第３コラム３１～３３の位置と、第４～第６コラム３４～３６の位置とは、６０°だけずれる。シャンク２２に対する、第３スリット４３と第１～第３コラム３１～３３との形成、及び、第４スリット４４と第４～第６コラム３４～３６との形成も、同様に行うことができる。

【0080】

（電極の弾性変形）
前述したように、第１電極２には、スリット４１～４４及びコラム３１～３６が形成されている。第２電極２０にも、スリット及びコラムが形成されている。スリット４１～４４及びコラム３１～３６は、第１電極２の先端面２１１と基端との間の中間部において、第１電極２を弾性変形させる。

【0081】

図６は、第１電極２に対して、中心軸Ｘ方向の荷重が、中心軸Ｘ方向に直交する面において均一に付与された状態を例示している。第１電極２に付与されている荷重の中心は、中心軸Ｘ上にあることと等価である。荷重は、シャンク２２において、コラム３１～３６と、ベース４５～４６とを介して、中心軸Ｘ方向に伝達される。

【0082】

図６の下図に示すように、第１スリット４１の第１～第３コラム３１～３３は、周方向に等間隔を開けて位置している。また、第１ベース４５を挟んで第１スリット４１に隣り合う第２スリット４２の第４～第６コラム３４～３６は、第１～第３コラム３１～３６に対し、周方向に位置がずれている。第１ベース４５の上側の第１～第３コラム３１～３３の位置と、第１ベース４５の下側の第４～第６コラム３４～３６の位置とがずれているため、中心軸Ｘ方向に直交する方向に広がる第１ベース４５に対し、中心軸Ｘ方向の荷重が付与される位置が、図６の上図に黒い矢印で例示するように周方向にずれる。その結果、第１ベース４５は、図６の上図に二点鎖線で例示するように、中心軸方向に撓む。換言すると、第１ベース４５の中心軸方向の厚みは、荷重が付与された際に撓みが生じる程度の厚みである。

【0083】

同様に、第２スリット４２の第４～第６コラム３４～３６と、第３スリット４３の第１～第３コラム３１～３３とが周方向に位置がずれているから、第２ベース４６は、図６の上図に二点鎖線で例示するように、中心軸Ｘ方向に撓む。

【0084】

また、第３ベース４７も、第３スリット４３の第１～第３コラム３１～３３と、第４スリット４４の第４～第６コラム３４～３６とが周方向に位置がずれているから、図６の上図に二点鎖線で例示するように、中心軸Ｘ方向に撓む。尚、図６は、各ベース４５～４７の撓みを誇張して描いている。

【0085】

コラム３１～３６は、ベース４５～４７の撓みを促進し、スリット４１～４４は、ベース４５～４７の撓みを許容する。シャンク２２は、第１電極２に付与されている荷重の中心が、中心軸Ｘ上にある場合は、中心軸Ｘ方向に縮むように弾性変形をする。つまり、シャンク２２は、中心軸Ｘ方向に荷重を伝達しつつ、弾性的に圧縮変形可能である。

【0086】

第１電極２に付与されている荷重の中心が、第１電極２の中心軸Ｘに対して偏心していたり、中心軸Ｘに対して傾いたりしていると、荷重は、中心軸Ｘ方向に直交する面において不均一に付与される。この場合、各スリット４１～４４の三つのコラム３１～３６を通じてベース４５～４７に付与される荷重が不均一になるから、ベース４５～４７において、コラム３１～３６から相対的に大きい荷重が付与された箇所は、局所的に、中心軸Ｘ方向に大きく撓むようになる。例えば図７は、白抜きの矢印で示すように、中心軸Ｘに対し紙面左側に偏心した軸に沿って圧縮荷重が第１電極２に付与された例を示している。この場合、スリット４１～４４における、紙面左側の箇所が相対的に潰れるようになるから、シャンク２２は、中心軸Ｘが傾くように曲がる（図７の矢印参照）。シャンク２２が曲がるから、キャップチップ２１の先端面２１１は、ワーク１００の表面に当接した状態を維持する。尚、図７は、シャンク２２の曲がりを誇張して描いている。

【0087】

前述した溶接プロセスの（２）及び／又は（３）において被溶接材１０１、１０２が軟化／溶融する際に、溶接ガン１１とワーク１００とによって拘束されていた電極が、その拘束が緩むことにより動こうとする。より具体的に、第１電極２及び第２電極２０はそれぞれ、図１に示すように、片持ち支持された第１アーム１１１及び第２アーム１１２に保持されている。このため、被溶接材１０１、１０２が軟化／溶融する際に、第１電極２及び第２電極２０は、図１に白抜きの矢印で示す方向に傾くように動こうとする。

【0088】

このときに、スリット４１～４４及びコラム３１～３６を有する電極２、２０では、前述したようにシャンク２２が曲がることによって、キャップチップ２１の先端面２１１は、ワーク１００の表面に当接した状態を維持することができる。その結果、電極２、２０の先端面２１１と被溶接材１０１、１０２の表面との間にズレが生じず、電極２、２０と被溶接材１０１、１０２との間で放電が発生することが抑制される。放電の抑制によって電極２、２０の先端の摩耗が抑制されるから、このスポット溶接装置１は、溶接を繰り返しても、溶接品質の低下を抑制できる。また、キャップチップ２１の摩耗が抑制されるから、キャップチップ２１の寿命が長くなる。

【0089】

また、前記のスポット溶接装置１では、電極２、２０のみが新たな構造を有し、電極２、２０を除く部位は、従来のスポット溶接装置を流用できるという利点がある。

【0090】

（スリット及びコラムの変形例）
スリット４１～４４の開口は、電極２、２０の外周面において、中心軸Ｘ方向に直交する方向の周方向に延びている。この構成は、電極２、２０に付与されている荷重の中心が電極２、２０の中心軸Ｘに対してずれている場合に、電極２、２０の全周方向について、電極２、２０を、曲げ方向に、安定的に弾性変形できるという利点がある。尚、スリットの開口は、電極の外周面において、中心軸Ｘ方向に交差する面において周方向に延びていてもよい。この構造の電極も、電極に付与されている荷重の中心が電極の中心軸に対してずれている場合に、電極を、曲げ方向に弾性変形させることができる。

【0091】

電極２、２０に形成されるスリットの位置又は数、及び／又は、コラムの位置又は数を変更すれば、電極２、２０の弾性率を変えることができる。スポット溶接装置１の溶接条件に応じて、電極２、２０の弾性率を適切に設定することにより、電極２、２０を通じたワーク１００の加圧を可能にしながら、電極２、２０の先端面２１１とワーク１００との間にズレが発生することを抑制できる。

【0092】

電極に形成されるベースの厚みは、複数のベースについて同じであってもよいし、異なってもよい。図８は、電極２、２０の先端側に位置する第１ベース４５の厚みＨ１を相対的に分厚く、電極２、２０の基端側に位置する第３ベース４７の厚みＨ３を相対的に薄くしている。ベースの厚みが分厚いと、ベースの曲げ剛性が高い。つまり、ベースは、中心軸Ｘ方向に撓みにくい。ベースの厚みが薄いと、ベースの曲げ剛性が低い。ベースは、中心軸Ｘ方向に撓みやすい。電極２、２０の先端側に位置する第１ベース４５の厚みを相対的に分厚く、電極２、２０の基端側に位置する第３ベース４７の厚みを相対的に薄くすることによって、電極２、２０が安定的に弾性変形する。電極２、２０の先端面２１１とワーク１００の表面との間にズレが生じることが、より効果的に抑制できる。

【0093】

尚、図８では、第１ベース４５の厚みＨ１、第２ベース４６の厚みＨ２、及び、第３ベース４７の厚みＨ３を、順に薄くしている（Ｈ１＞Ｈ２＞Ｈ３）。複数のベースの厚みの大小関係は、図例に限定されない。例えば、複数のベースの厚みの大小関係を、Ｈ１＝Ｈ２＞Ｈ３としてもよいし、Ｈ１＞Ｈ２＝Ｈ３としてもよい。

【0094】

また、ベースの数は、三つに限らない。電極２、２０は、少なくとも一つのベースを有すればよく、それに伴い、電極２、２０は、少なくとも二つのスリットを有すればよい。電極２、２０に形成可能なスリットの数は、電極２、２０の中心軸Ｘ方向の長さに依存する。電極２、２０は、例えば最大５つのスリットを有してもよい。

【0095】

図６に例示するように、電極２、２０に形成される複数のコラム３１～３６が全て、周方向に位置がずれていることにより、電極２、２０は、電極２、２０に要求される中心軸Ｘ方向の剛性を確保しながら、曲げ方向に安定的に弾性変形することができる。

【0096】

図９は、コラムの配置を変更した電極２、２０を例示している。図９の上図に示すスポット溶接装置１０は、シャンク２２０が、途中で折れ曲がっている。こうした形状のシャンク２２０は、ワーク１００との干渉を回避することができる。図９では図外のホルダに保持されるシャンク２２０の基端と、キャップチップ２１を支持するシャンク２２０の先端とは、水平方向に位置がずれている（図９のＸ１、Ｘ２参照）。第１電極２及び第２電極９がワーク１００を加圧している状態において、キャップチップ２１及びシャンク２２０には、常時、偏心荷重が付与される。

【0097】

スリット４は、シャンク２２０に形成されている。キャップチップ２１に偏心荷重が付与される電極構造の場合、キャップチップ２１の先端面２１１の全体をワーク１００の表面に対して均一に当接させるためには、シャンク２２０における、軸Ｘ１よりも図９の紙面右側の箇所の剛性を高く、紙面左側の箇所の剛性を低くすることが好ましい。

【0098】

図９の下図に示すように、スリット４に形成される三つのコラム３０１、３０２、３０３は、スリット４において、軸Ｘ１を挟んだ一側に偏って位置している。コラム３０１とコラム３０２との間の角度は、９０°であり、コラム３０２とコラム３０３との間の角度も、９０°である。こうすることで、シャンク２２０は、図９の紙面右側の箇所の剛性が高く、紙面左側の箇所の剛性が低くなる。キャップチップ２１は、安定的にワーク１００を加圧できると共に、キャップチップ２１の先端面２１１とワーク１００の表面との間にズレが生じることが抑制される。

【0099】

尚、図９のシャンク２２０において、スリット４に形成される三つのコラム３０１、３０２、３０３と、当該スリット４に対して軸Ｘ１の方向に隣り合うスリット４のコラムとは、周方向に位置がずれていてもよい。

【0100】

一つのスリット４１～４４、４に形成されるコラム３１～３６、３１０～３３０の数は、三つに限らない。但し、コラム３１～３６、３１０～３３０が三つあれば、その三つのコラム３１～３６、３１０～３３０が接続される平面は一つに定まる。一つのスリット４１～４４、４におけるコラム３１～３６、３１０～３３０が三つであることは、複数のスリット４１～４４、４が軸方向に重なる電極構造において、電極２、２０が安定的に曲がる、という利点がある。

【0101】

尚、図３に例示するシャンク２２では、コラム３１～３６の径方向の最外端（つまり、平面視で略三角形のコラム３１～３６の頂点に相当）が、シャンク２２の外周面よりも径方向の内方に位置している。コラム３１～３６の径方向の最外端は、シャンク２２の外周面と同じ位置であってもよい。それによってコラム３１～３６は、スリット４１～４４を、周方向に複数のスリットに分断してもよい。

【0102】

また、コラムの横断面形状は、略三角形に限らない。コラムは任意の形状に形成することができる。

【0103】

また、スリット４１～４４、４は、シャンク２２、２２０に形成されることに限らない。スリット４１～４４、４は、例えばホルダに形成されてもよい。また、スリット４１～４４、４は、キャップチップ２１に形成されることもできる。しかし、キャップチップ２１にスリット４１～４４、４を形成しようとすれば、キャップチップ２１の製造コストが高くなる。交換頻度の高いキャップチップ２１の製造コストが高くなることは、スポット溶接装置１、１０の維持コストを増大させる。シャンク２２、２２０又はホルダ２３は、交換頻度が相対的に低いため、スリット４１～４４、４の形成箇所として適している。

【0104】

また、スポット溶接装置１、１０の第１電極２及び第２電極２０の両方に、スリット４１～４４、４及びコラム３１～３６、３１０～３３０を設けなくても、第１電極２及び第２電極２０のいずれか一方に、スリット４１～４４、４及びコラム３１～３６、３１０～３３０を設けてもよい。

【0105】

（冷媒の漏れを抑制する構造）
シャンク２２に形成された各スリット４１～４４は、冷媒路２６を形成する第１孔２２１に、連通口３７を介して連通している。このため、冷媒路２６の戻り路２５を流れる冷媒が、連通口３７及びスリット４１～４４を通じて電極２、２０の外へ漏れてしまう。

【0106】

電極２、２０は、冷媒の漏れを抑制する抑制部を備えている。抑制部は、図２に示すように、シャンク２２に取り付けられたカバー６である。

【0107】

カバー６は、シャンク２２の外周面に形成された、第１～第４スリット４１～４４の開口を覆う。図２に矢印で示すように、第１～第４スリット４１～４４の開口から電極２の外に漏れた冷媒は、カバー６の内部に留まる。

【0108】

シャンク２２とカバー６との間には、Ｏリング６１が介在している。Ｏリング６１は、シャンク２２の上部と下部とのそれぞれに取り付けられている。Ｏリング６１は、シャンク２２とカバー６との隙間からの冷媒の漏れを抑制する。

【0109】

こうして、冷却構造を有する電極２、２０において、スリット４１～４４による弾性変形と、冷媒の漏れの抑制とが両立する。

【0110】

尚、抑制部は、スリット４１～４４、４が形成されている電極２、２０についてのみ、取り付ければよい。冷媒の漏れはスリット４１～４４、４が無ければ生じないためである。

【0111】

（プロジェクション溶接装置の構造）
ここに開示する技術は、スポット溶接装置１への適用に限定されない。ここに開示する電極は、弾性変形するという機能を有するため、電極の先端面２１１とワーク１００の表面とのズレの発生を抑制する作用効果の他に、電極の先端面２１１がワーク１００に対して、荷重を均一に加えることができるという作用効果を発揮できる。この作用効果は、被溶接材が有する複数の突起を均一に溶接することが求められるプロジェクション溶接装置に有用である。プロジェクション溶接は、抵抗溶接の一つである。

【0112】

図１０は、プロジェクション溶接装置７の第１電極８及び第２電極９の構造の一部を例示している。プロジェクション溶接装置７の溶接対象であるワーク１０００は、第１被溶接材１０１０と第２被溶接材１０２０とからなる。第１被溶接材１０１０は、平板状である。第１被溶接材１０１０には、貫通孔１０１１を有している。貫通孔１０１１は、第１被溶接材１０１０を厚み方向に貫通する。

【0113】

第２被溶接材１０２０は、ナットである。第２被溶接材１０２０は、非板状である。第２被溶接材１０２０は、図１０の左に示すように、平面視で略正方形であり、その中央にネジ孔１０２１を有している。第２被溶接材１０２０は、ネジ孔１０２１が第１被溶接材１０１０の貫通孔１０１１と同軸となるよう、第１被溶接材１０１０の上に載せられる。第２被溶接材１０２０はまた、四つの角部のそれぞれに突起１０２２を有している。四つの突起１０２２はそれぞれ、第２被溶接材１０２０が第１被溶接材１０１０の上に載った状態において、第１被溶接材１０１０の表面に当たる。

【0114】

第１電極８は、キャップチップ８１とガイドピン８２とを有している。キャップチップ８１は、第１被溶接材１０１０の表面に当接する。キャップチップ８１は、貫通孔８１１を有している。貫通孔８１１は、キャップチップ８１を、中心軸Ｘ方向に貫通している。

【0115】

ガイドピン８２は、第１電極８の中心軸Ｘ方向に延びている。ガイドピン８２は、キャップチップ８１の貫通孔８１１に内挿される。ガイドピン８２は、後述する伸縮アクチュエータ８８によって、中心軸Ｘ方向に往復移動する。図１０は、ガイドピン８２の突出状態を示している。ガイドピン８２は、第１被溶接材１０１０の貫通孔１０１１及び第２被溶接材１０２０のネジ孔１０２１に挿入される。ガイドピン８２の先端は、第２被溶接材１０２０から突出する。ガイドピン８２は、第１被溶接材１０１０と第２被溶接材１０２０との相対位置を、貫通孔１０１１とネジ孔１０２１とが同軸となるよう規制する。尚、第１電極８の構造の詳細は、後述する。

【0116】

第２電極９のキャップチップ９１は、第１凹部９１１と第２凹部９１２とを有している。第１凹部９１１は、キャップチップ９１の基端部に形成されている。第１凹部９１１は、キャップチップ９１の基端に開口しており、第２電極９の中心軸Ｘ方向に延びている。第１凹部９１１は、後述するように、第２電極９の冷媒路９３の一部を形成する。

【0117】

第２凹部９１２は、キャップチップ９１の先端部に形成されている。第２凹部９１２は、キャップチップ９１の先端面９１３に開口している。キャップチップ９１の先端面９１３における、第２凹部９１２の周囲は、第２被溶接材１０２０に当接する。第２凹部９１２は、第２電極９の中心軸Ｘ方向に延びている。尚、第１凹部９１１と第２凹部９１２とは、非連通である。ガイドピン８２の先端は、第１電極８及び第２電極９がワーク１０００を中心軸Ｘ方向に挟み込む際に、第２凹部９１２に内挿される。

【0118】

ここで、プロジェクション溶接装置７による、溶接プロセスを説明する。
（１）第１電極８は、第１被溶接材１０１０に当接すると共に、ガイドピン８２が第１被溶接材１０１０の貫通孔１０１１を通って、第２電極９の側へと突出する（図１０のＰ１１参照）。
（２）第２被溶接材１０２０がガイドピン８２に外挿され、第２被溶接材１０２０の突起１０２２が、第１被溶接材１０１０の上に当たる（図１０のＰ１２参照）。
（３）第２電極９の先端面９１３が第２被溶接材１０２０に当たり、第１電極８及び第２電極９が、ワーク１０００を中心軸方Ｘ向に挟み込んでワーク１０００を加圧しながら、ワーク１０００に給電する（図１０のＰ１３参照）。
（４）加圧によって第２被溶接材１０２０の突起１０２２が、第１被溶接材１０１０に接触し、当該突起１０２２の箇所において通電経路が形成されかつ、ジュール熱が発生する。第２被溶接材１０２０の突起１０２２、及び、第１被溶接材１０１０において突起１０２２に接する箇所が溶融する（図１０のＰ１４参照）。
（５）溶融した第１被溶接材１０１０及び第２被溶接材１０２０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。

【0119】

プロジェクション溶接装置７の第１電極８及び第２電極９は、弾性変形が可能である。これにより、第２被溶接材１０２０の四つの突起１０２２に、均一な荷重が加わるようになって、プロジェクション溶接装置７は、四つの突起１０２２を均一に、第１被溶接材１０１０に溶接させることができる。以下、図１１及び１２を参照しながら、弾性変形可能な、第１電極８及び第２電極９の構造を説明する。

【0120】

図１１は、第１電極８の分解図を示している。第１電極８のキャップチップ８１は、前述したように、貫通孔８１１を有している。ガイドパイプ８３は、キャップチップ８１の基端に取り付けられ、キャップチップ８１を保持する。ガイドパイプ８３はまた、ガイドピン８２が挿入される内孔を有している。ガイドパイプ８３は、ガイドピン８２の往復移動を案内する。

【0121】

ホルダ８４は、ガイドパイプ８３及びキャップチップ８１を保持する。ホルダ８４は、筒状であり、後述するロッド８７が内挿される孔８４１を有している。孔８４１は、ホルダ８４を、中心軸Ｘ方向に貫通している。

【0122】

第１ジョイント８５は、ホルダ８４とキャップチップ８１との間に介在している。第１ジョイント８５は、第１電極８において弾性変形可能な部位である。第１ジョイント８５は、筒状であり、中心軸Ｘ方向に貫通する貫通孔を有している。ガイドピン８２が、この貫通孔に挿入される。第１ジョイント８５には、スリット８５１が形成されている。スリット８５１は、第１ジョイント８５の外周面に開口している。スリット８５１は、中心軸Ｘ方向に交差する面、より正確には中心軸Ｘ方向に直交する面において、周方向に延びている。図１１に例示する第１ジョイント８５は、三つのスリット８５１を有している。三つのスリット８５１は、中心軸Ｘ方向に並んでいる。尚、第１ジョイント８５に形成するスリット８５１の数は、三つに限らない。各スリット８５１内にはコラムが形成され、中心軸Ｘ方向に隣り合うスリット８５１とスリット８５１との間には、ベースが形成されている。第１ジョイント８５は、二つのベースを有している。二つのベースはそれぞれ、第１ジョイント８５の貫通孔を囲む環状であって、中心軸Ｘ方向に撓むよう弾性変形可能な厚みを有している。これらスリット８５１とコラムとによって、第１ジョイント８５は、中心軸Ｘ方向の荷重に対して弾性変形することが可能である。

【0123】

第２ジョイント８６は、ガイドピン８２とロッド８７との間に介在している。第２ジョイント８６は、ガイドピン８２とロッド８７とをつなぐ。ロッド８７は、中心軸Ｘ方向に延びている。ロッド８７は、ガイドピン８２を伸縮アクチュエータ８８に接続する。

【0124】

伸縮アクチュエータ８８は、エアシリンダ８８１とピストンロッド８８２とから構成されている。ピストンロッド８８２は、ホルダ８４に内挿される。エアシリンダ８８１に空気が供給されると、ピストンロッド８８２が伸長する。ピストンロッド８８２の伸長によって、ガイドピン８２は、第２電極９の方へ突出する。

【0125】

従って、第１電極８は、ガイドピン８２を進退させる機構を有していると共に、キャップチップ２１の先端と第１電極８の基端との間の第１ジョイント８５において、弾性変形可能である。荷重の中心が第１電極８の中心軸Ｘに対してずれている場合に、第１ジョイント８５が曲がることにより、キャップチップ８１は、第１被溶接材１０１０に対して、先端面の全体について均一な荷重を付与できる。

【0126】

図１２は、第２電極９の構造を例示している。第２電極９は、キャップチップ９１を冷却するための冷媒路９３を有している。キャップチップ９１は、前述したように、第１凹部９１１と第２凹部９１２とを有している。

【0127】

ホルダ９２は、キャップチップ９１を保持する。ホルダ９２は、筒状である。ホルダ９２は、その先端に、保持部９２１を有している。保持部９２１は、ホルダ９２の先端面に開口する凹部である。キャップチップ９１の基端は、ホルダ９２の保持部９２１に差し込まれる。キャップチップ９１の第１凹部９１１は、ホルダ９２の保持部９２１につながる。

【0128】

ホルダ９２の内孔９２２は、保持部９２１に連通していると共に、ホルダ９２の基端に開口している。内孔９２２は、冷媒路９３の一部を形成する。冷媒は、内孔９２２及び保持部９２１を通って、キャップチップ９１の第１凹部９１１へ送られる共に、第１凹部９１１から、保持部９２１及び内孔９２２を通って戻る。尚、ホルダ９２の内孔９２２に、前述した内管２２２（図２参照）を配置することによって、冷媒路９３を二重構造にしてもよい。

【0129】

第２電極９では、ホルダ９２にスリット９２３が形成されている。スリット９２３は、ホルダ９２の外周面に開口している。スリット９２３は、中心軸Ｘ方向に交差する面、より正確には中心軸Ｘ方向に直交する面において、周方向に延びている。図１２に例示する第２電極９は、四つのスリット９２３を有している。四つのスリット９２３は、中心軸Ｘ方向に並んでいる。尚、ホルダ９２に形成するスリット９２３の数は、四つに限らない。中心軸Ｘ方向に隣り合うスリット９２３とスリット９２３との間には、ベースが形成されている。ホルダ９２は、三つのベースを有している。三つのベースはそれぞれ、冷媒路９３を形成する内孔９２２を囲む環状であって、中心軸Ｘ方向に撓むよう弾性変形可能な厚みを有している。

【0130】

図１２では詳細な図示を省略するが、各スリット９２３には、複数のコラムが形成されている。複数のコラムはそれぞれ、中心軸Ｘ方向に延びてベースに接続されている。第２電極９は、キャップチップ９１の先端面９１３と、第２電極９の基端との間のホルダ９２において、弾性変形可能である。ホルダ９２が弾性変形をすることにより、キャップチップ９１の先端面９１３は、第２被溶接材１０２０に対して均一な荷重を付与できる。第２被溶接材１０２０の四つの突起１０２２は、第１被溶接材１０１０に対して、均一に溶接される。

【0131】

第２電極９は、冷媒路９３を有しているため、スリット９２３を通じて冷媒が漏れる。第２電極９は、冷媒の漏れを抑制する抑制部を有している。抑制部は、図１２に示すように、ホルダ９２の外周面に取り付けられたカバー６０である。

【0132】

カバー６０は、ホルダ９２の外周面に形成された、四つのスリット９２３それぞれの開口を覆う。ホルダ９２とカバー６０との間には、Ｏリング６０１が介在している。Ｏリング６０１は、ホルダ９２とカバー６０との隙間からの冷媒の漏れを抑制する。

【0133】

こうして、冷却構造を有する第２電極９が、冷媒の漏れを抑制しながら、スリット９２３によって弾性変形することが実現する。

【0134】

（他の実施形態）
ここに開示する技術は、スポット溶接装置１、１０又はプロジェクション溶接装置７に適用することに限らない。前述したように、ここに開示する技術は、ワークに対し、第１電極及び第２電極を通じて均一に荷重を加えることができる。この特徴を利用して、抵抗溶接装置の対象となるワークは、例えば筒状の被溶接材同士を軸方向に突き合わせたワークであってもよい。抵抗溶接装置は、被溶接材の接合箇所の全周に亘って、第１電極及び第２電極を通じて均一に荷重を加えることができる。抵抗溶接装置は、溶接品質を向上させることができる。

【0135】

また、ここに開示する技術は、リングマッシュ溶接に適用することができる。抵抗溶接装置は、第１被溶接材に形成した孔と、当該孔よりも僅かに大きい外形を有する第２被溶接材とを、孔の周囲に亘って溶接するリングマッシュ溶接において、孔の周囲の溶接箇所に、均一に荷重を加えることができる。、抵抗溶接装置は、リングマッシュ溶接の溶接品質を向上させる。

【0136】

また、前述した複数の実施形態に記載された特徴は、可能な範囲で組み合わせることも可能である。

【符号の説明】

【0137】

１００ ワーク
１０１ 被溶接材
１０２ 被溶接材
１０００ ワーク
１０１０ 第１被溶接材
１０２０ 第２被溶接材
２ 第１電極
２０ 第２電極
２１ キャップチップ
２２ シャンク
２２０ シャンク
２２１ 第１孔
２２２ 内管
２３ ホルダ
２４ 送り路
２５ 戻り路
２５１ 戻り路
２５２ 戻り路
２６ 冷媒路
３１ 第１コラム
３２ 第２コラム
３３ 第３コラム
３４ 第４コラム
４ スリット
４１ 第１スリット
４２ 第２スリット
４３ 第３スリット
４４ 第４スリット
４５ 第１ベース
４６ 第２ベース
４７ 第３ベース
６ カバー
６０ カバー
６１ Ｏリング
６１０ Ｏリング
８ 第１電極
８１ キャップチップ
８４ ホルダ
８５１ スリット
９ 第２電極
９１ キャップチップ
９２ ホルダ
９２２ 内孔
９２３ スリット
９３ 冷媒路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】