特許 7548067 抵抗溶接装置および抵抗溶接方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-09-02

(45)【発行日】2024-09-10

(54)【発明の名称】抵抗溶接装置および抵抗溶接方法

(51)【国際特許分類】

   B23K 11/11 20060101AFI20240903BHJP

   B23K 11/20 20060101ALI20240903BHJP

【ＦＩ】

B23K11/11 540

B23K11/20

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2021032422

(22)【出願日】2021-03-02

(65)【公開番号】P2022133634

(43)【公開日】2022-09-14

【審査請求日】2023-10-04

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000110321

【氏名又は名称】トヨタ車体株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000028

【氏名又は名称】弁理士法人明成国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】関口 智彦

(72)【発明者】

【氏名】小倉 修平

(72)【発明者】

【氏名】黒川 翔太郎

(72)【発明者】

【氏名】長澤 克浩

(72)【発明者】

【氏名】足立 裕

(72)【発明者】

【氏名】柳橋 大祐

(72)【発明者】

【氏名】青山 真

(72)【発明者】

【氏名】稲垣 圭一郎

【審査官】柏原 郁昭

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－１４７１７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０６９４９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０６０９８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０５２４２７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｋ １１／１１

Ｂ２３Ｋ １１／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

リベットと、互いに材質が異なる複数の金属部材と、を重ねて挟んで加圧通電することで、前記複数の金属部材を抵抗溶接により接合する抵抗溶接装置であって、
前記リベットと前記複数の金属部材とを挟む一対の電極であって、加圧通電時に前記リベットと接する第１電極と、第２電極と、からなる一対の電極と、
前記第１電極を内部に収容し、前記複数の金属部材のうちの前記第１電極側の最外金属部材と対向する先端を含む部位が前記第１電極に対して加圧方向およびその反対方向に移動可能であり、前記先端を含む部位に前記リベットを保持可能なホルダと、
前記ホルダの前記先端に設けられ、前記ホルダの内部から、前記最外金属部材に向けて前記加圧方向にエアを噴出する噴出口と、
前記エアの噴出により前記ホルダに生じる前記反対方向への反力よりも小さい付勢力で、前記ホルダを前記加圧方向に付勢する弾性部材と、
を備える抵抗溶接装置。

【請求項2】

前記弾性部材はコイルばねであり、前記反力を受けて収縮し、前記反力が解消されると伸張して元の状態に復帰する請求項１に記載の抵抗溶接装置。

【請求項3】

前記ホルダは、前記弾性部材を内部に収容する第１ホルダ部と、前記先端を含む第２ホルダ部とを有し、
前記第２ホルダ部は、前記第１ホルダ部に対して前記加圧方向および前記反対方向に移動可能に構成されており、
前記第２ホルダ部は、前記反力により、前記第１電極および前記第１ホルダ部に対して前記反対方向に移動する請求項１または請求項２に記載の抵抗溶接装置。

【請求項4】

抵抗溶接装置を用いて、リベットと、互いに材質が異なる複数の金属部材と、を重ねて挟んで加圧通電することで、前記複数の金属部材を接合する抵抗溶接方法であって、
前記抵抗溶接装置は、
前記リベットと前記複数の金属部材とを挟む一対の電極であって、加圧通電時に前記リベットと接する第１電極と、第２電極と、からなる一対の電極と、
前記第１電極を内部に収容し、前記複数の金属部材のうちの前記第１電極側の最外金属部材と対向する先端を含む部位が前記第１電極に対して加圧方向およびその反対方向に移動可能であり、前記先端を含む部位に前記リベットを保持可能なホルダと、
前記ホルダの前記先端に設けられ、前記ホルダの内部から、前記最外金属部材に向けて前記加圧方向にエアを噴出する噴出口と、
前記エアの噴出により前記ホルダに生じる前記反対方向への反力よりも小さい付勢力で、前記ホルダを前記加圧方向に付勢する弾性部材と、
を備え、
前記リベットおよび前記複数の金属部材を、前記一対の電極により挟む挟み込み工程と、
前記噴出口から前記エアを噴出させることにより前記ホルダの前記先端を前記最外金属部材から離間させる離間工程と、
前記離間工程により前記ホルダの前記先端を前記最外金属部材から離間させた状態を維持しつつ、前記一対の電極により加圧通電することにより、前記リベットを前記複数の金属部材のうちの少なくとも一部に対して埋入させる埋入工程と、
を含む抵抗溶接方法。

【請求項5】

前記埋入工程後に、前記噴出口からの前記エアの噴出量を低減させることにより、前記弾性部材の付勢力を利用して前記ホルダの前記先端を元の位置に復帰させる復帰工程と、
をさらに含む請求項４に記載の抵抗溶接方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、抵抗溶接装置および抵抗溶接方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、例えば特許文献１に記載されるように、頭部と軸部とを備える金属製のリベットを用いて、異種金属部材を抵抗溶接により接合する抵抗溶接装置および抵抗溶接方法が知られている。こうした溶接装置および抵抗溶接方法では、例えば、頭部、軸部、アルミニウム板、鉄板の順で並ぶように、リベット、アルミニウム板および鉄板を２つの電極の間に挟み、これらを加圧通電して、アルミニウム板を貫通した軸部と鉄板との間にナゲットを生成し、頭部と鉄板との間にアルミニウム板を挟むことで、アルミニウム板と鉄板とを接合する。

【0003】

特許文献１に記載される装置では、加圧通電時に、軸部とアルミニウム板との境界付近にエアを吹き付けながら、溶融金属を逐次吹き飛ばすようにすることで、バリの発生を抑制して、リベットの頭部とアルミニウム板との接合強度を高めている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０２０－６９４９９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、上記特許文献１に記載される装置では、エアにより吹き飛ばされた溶融金属が、一方の電極とリベットとを保持するホルダの先端へ付着する可能性があった。ホルダの先端に溶融金属が付着して蓄積すると、溶融金属がリベットの頭部に落下し、そのまま接合加工されることで、製品にバリが生じ品質低下に繋がる虞れがあった。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示は、以下の形態として実現することが可能である。

【0007】

（１）本開示の一形態によれば、抵抗溶接装置が提供される。この抵抗溶接装置は、リベットと、互いに材質が異なる複数の金属部材と、を重ねて挟んで加圧通電することで、前記複数の金属部材を抵抗溶接により接合する抵抗溶接装置であって、前記リベットと前記複数の金属部材とを挟む一対の電極であって、加圧通電時に前記リベットと接する第１電極と、第２電極と、からなる一対の電極と、前記第１電極を内部に収容し、前記複数の金属部材のうちの前記第１電極側の最外金属部材と対向する先端を含む部位が前記第１電極に対して加圧方向およびその反対方向に移動可能であり、前記先端を含む部位に前記リベットを保持可能なホルダと、前記ホルダの前記先端に設けられ、前記ホルダの内部から、前記最外金属部材に向けて前記加圧方向にエアを噴出する噴出口と、前記エアの噴出により前記ホルダに生じる前記反対方向への反力よりも小さい付勢力で、前記ホルダを前記加圧方向に付勢する弾性部材と、を備える。
上記形態によれば、ホルダの先端に形成される噴出口からエアが噴出されると、ホルダの先端には、加圧方向とは反対方向、すなわち金属部材から離間する方向への反力が作用する。このとき、反力を受けた弾性部材の加圧方向への付勢力は、反力より小さいため、弾性部材は反力が作用する方向に弾性変形し、ホルダの先端は金属部材から離間する。ホルダの先端が金属部材から離間した状態で加圧通電を開始し溶接することで、溶接時にエアにより吹き飛ばされた溶融金属がホルダへ付着することを抑制できる。
（２）上記形態において、前記弾性部材はコイルばねであり、前記反力を受けて収縮し、前記反力が解消されると伸張して元の状態に復帰するものとしてもよい。この形態によれば、エアの噴出量を低減させることでエアの噴出による反力が低減したとき、弾性部材は、収縮した状態から伸張して元の状態に戻る。このため、弾性部材の伸張に伴って、ホルダを金属部材から離間させたり、元の状態に戻したりすることができる。
（３）上記形態において前記ホルダは、前記弾性部材を内部に収容する第１ホルダ部と、前記先端を含む第２ホルダ部とを有し、前記第２ホルダ部は、前記第１ホルダ部に対して前記加圧方向および前記反対方向に移動可能に構成されており、前記第２ホルダ部は、前記反力により、前記第１電極および前記第１ホルダ部に対して前記反対方向に移動するようにしてもよい。
この形態によれば、第２ホルダ部は、反力により、第１電極および第１ホルダ部に対して反対方向に移動する。これにより、噴出口が形成される第２ホルダ部の先端を、エア噴射時に金属部材から離間させることができる。加えて、第１ホルダ部を反対方向に移動させることを要しないので、第２ホルダ部に加えて第１ホルダ部も反対方向に移動させる構成と比較して、エアの噴射により生じる反力を小さく抑えることができる。このため、エアの噴射量を抑制できる。
（４）本開示の他の形態によれば、抵抗溶接装置を用いて、リベットと、互いに材質が異なる複数の金属部材と、を重ねて挟んで加圧通電することで、前記複数の金属部材を接合する抵抗溶接方法が提供される。この形態の抵抗溶接方法において、前記抵抗溶接装置は、前記リベットと前記複数の金属部材とを挟む一対の電極であって、加圧通電時に前記リベットと接する第１電極と、第２電極と、からなる一対の電極と、前記第１電極を内部に収容し、前記複数の金属部材のうちの前記第１電極側の最外金属部材と対向する先端を含む部位が前記第１電極に対して加圧方向およびその反対方向に移動可能であり、前記先端を含む部位に前記リベットを保持可能なホルダと、前記ホルダの前記先端に設けられ、前記ホルダの内部から、前記最外金属部材に向けて前記加圧方向にエアを噴出する噴出口と、前記エアの噴出により前記ホルダに生じる前記反対方向への反力よりも小さい付勢力で、前記ホルダを前記加圧方向に付勢する弾性部材と、を備える。この形態の抵抗溶接方法は、前記リベットおよび前記複数の金属部材を、前記一対の電極により挟む挟み込み工程と、前記噴出口から前記エアを噴出させることにより前記ホルダの前記先端を前記最外金属部材から離間させる離間工程と、前記離間工程により前記ホルダの前記先端を前記最外金属部材から離間させた状態を維持しつつ、前記一対の電極により加圧通電することにより、前記リベットを前記複数の金属部材のうちの少なくとも一部に対して埋入させる埋入工程と、を含む。
上記形態によれば、離間工程においてホルダの先端が最外金属部材から離間し、この離間した状態を維持しつつ、埋入工程において一対の電極により加圧通電するため、溶接時にエアにより吹き飛ばされた溶融金属がホルダへ付着することを抑制できる。
（５）上記形態において、前記埋入工程後に、前記噴出口からの前記エアの噴出量を低減させることにより、前記弾性部材の付勢力を利用して前記ホルダの前記先端を元の位置に復帰させる復帰工程と、をさらに含んでいてもよい。この形態によれば、弾性部材の付勢力により、簡易にホルダを元の状態に戻すことができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本開示の第１実施形態における抵抗溶接装置の概略構成を示す断面図である。

【図2】本開示の第１実施形態における抵抗溶接装置の概略構成を示す断面図である。

【図3】本開示の第１実施形態における抵抗溶接装置の概略構成を示す断面図である。

【図4】本開示の第１実施形態としての抵抗溶接方法を示す工程図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

Ａ．実施形態：
Ａ１．抵抗溶接装置の全体構成：
本開示の第１実施形態における抵抗溶接装置および抵抗溶接方法について、図１～図４を参照して説明する。まず、抵抗溶接装置の構成について説明する。図１～図３は、本開示の実施形態における抵抗溶接装置の概略構成を示す断面図である。なお、図１～図３は、後述の抵抗溶接方法における互いに異なる工程での抵抗溶接装置の概略構成を示す。

【0010】

第１実施形態の抵抗溶接装置および抵抗溶接方法では、リベット１１と、互いに材質が異なる複数（本実施形態では２つ）の金属部材１２，１３と、を重ねて挟んで加圧通電することで、複数の金属部材１２，１３を抵抗溶接により接合する。本実施形態では、複数の金属部材１２，１３として、アルミニウム板１２と鉄板１３とを接合する。アルミニウム板１２は、「金属部材のうちの第１電極側の最外金属部材」に相当する。また、「最外金属部材」は、金属部材１２，１３の重なり方向に沿った第１電極１４側に位置する最も外側の金属部材である。

【0011】

図１～図３の各図に示すように、抵抗溶接装置１０は、第１電極１４と第２電極１５とからなる一対の電極、ホルダ３０、コイルばね４０、エア流路３６、および噴出口３７を備えている。抵抗溶接装置１０は、さらに、図示しない加圧通電部、エア供給部、電源部、電力制御部および接続用のケーブル等を有している。

【0012】

第１電極１４は、第１シャンク１６と第１電極部１８とを有している。第１電極１４は、加圧通電時にリベット１１と接する。第２電極１５は、図示しない第２シャンクと第２電極部１９とを有している。第２電極１５は、加圧通電時に下層側の金属部材である鉄板１３と接する。各電極１４，１５において、接合される金属部材１２，１３側の電極部１８，１９は、先端がなだらかに徐々に細くなっている。各電極部１８，１９は、シャンク１６，１７から先端に行くほど徐々に径が小さくなっている。なお、先端面は平面でもよいし、Ｒが付いた曲面であってもよい。各電極１４，１５は、クロムを含有する銅合金で形成されている。なお、第１電極１４およびホルダ３０において金属部材１２，１３側となる先端側を「下」とし、基端側を「上」ともいう。

【0013】

リベット１１は、鉄製であり、頭部２１と軸部２２とを有している。頭部２１は円盤形状をなしている。軸部２２は、略円柱状に形成されており、頭部２１の中央部から一方側（下方）に突出している。軸部２２は、突出側の先端、すなわち下方の先端に向かうにつれて徐々に径が小さくなっている。また、頭部２１の外周縁部には、軸部２２と同じ方向に突出する環状壁２３が全周に亘って設けられている。これにより、軸部２２の外周面と頭部２１の一面と環状壁２３の内周面とで区画される環状溝２４が、軸部２２の周りに形成されている。

【0014】

ホルダ３０は、円筒部材であり、ホルダ３０全体の内部に第１電極１４を収容している。ホルダ３０は、第１ホルダ部３１と、第１ホルダ部３１と同軸に配置される第２ホルダ部３２とを有して構成されている。第１ホルダ部３１に、第１シャンク１６の基端部が固定されている。第２ホルダ部３２の径は、第１ホルダ部３１の径より小さい。第２ホルダ部の軸方向長さは、第１ホルダ部３１の軸方向長さより長く、概ね３倍程度である。

【0015】

第２ホルダ部３２は、上筒部３３と、中間筒部３４と、下筒部３５とを有している。上筒部３３、中間筒部３４、および下筒部３５は、第１ホルダ部３１側から順に同軸に配置されている。中間筒部３４の径は、上筒部３３より大きい。下筒部３５の径は、上筒部３３の径より小さい。第２ホルダ部３２は、第１ホルダ部３１および第１電極１４に対して、加圧方向およびその反対方向に移動が可能である。

【0016】

なお、「加圧方向」とは、加圧通電する際に、第１電極１４がリベット１１および２つの金属部材１２、１３を加圧する方向を意味する。「加圧方向」およびその「反対方向」は、第１電極１４（第１シャンク１６）の軸に沿っている。また、「加圧方向」は図１において矢印Ａ１に示すように下向きである。「反対方向」は、図１において矢印Ａ２に示すように上向きであり、第２ホルダ部３２（ホルダ３０）の先端が「金属部材１２，１３から離間する方向」と一致する。以下、「加圧方向Ａ１」、「反対方向Ａ２」と表記する。

【0017】

第２ホルダ部３２は、後述するエア噴射時に反対方向Ａ２の反力を受けたとき、上昇して第２ホルダ部３２の上筒部３３が第１ホルダ部３１の内部に入り込み、中間筒部３４の上端が第２ホルダ部３２の下端に係止するようになっている。第２ホルダ部３２の昇降動作の移動量は、上筒部３３の上下長さと略一致している。

【0018】

第２ホルダ部３２（下筒部３５）の下端近傍には、図示しないマグネットが内蔵されている。これにより、クランプ時には磁力により第２ホルダ部３２内の第１電極部１８より下側に、リベット１１を保持できるようになっている。第２ホルダ部３２は、「複数の金属部材１２，１３のうちの第１電極１４側の最外金属部材（アルミニウム板１２）と対向する先端を含む部位」に相当する。

【0019】

コイルばね４０は、第１シャンク１６の軸方向に伸縮可能に、第１シャンク１６の外周を取り巻くようにして第１ホルダ部３１内に収容されている。コイルばね４０の下端は、第２ホルダ部３２の上底面に固定されている。コイルばね４０の上端は、第１ホルダ部３１の上底面に固定されている。コイルばね４０は、後述する噴出口３７からのエアの噴出により、エア噴流がアルミニウム板１２に当たってはね返ることでホルダ３０に生じる反力よりも小さい付勢力で、第２ホルダ部３２を金属部材１２，１３側へ付勢する。換言すると、コイルばね４０は、第２ホルダ部３２に生じる金属部材１２，１３から離間する反対方向Ａ２への反力よりも小さい付勢力で、第２ホルダ部３２を加圧方向Ａ１に付勢する。このような付勢力は、例えば、実験等により反対方向Ａ２への反力を特定し、かかる反力よりも付勢力が小さくなるようなばね定数およびストローク長を設定することにより実現できる。コイルばね４０は、加圧通電が実行されていない状態において自然長の状態で第１ホルダ部３１の内部に配置されている。

【0020】

なお、図１では、リベット１１とアルミニウム板１２と鉄板１３とを一対の電極１４，１５に挟み込んだ挟み込み工程Ｐ２０の状態を図示しているが、リベット１１をホルダ３０に保持する前の状態におけるホルダ３０、コイルばね４０、および第１電極１４の位置関係は図１と同様である。

【0021】

エア流路３６は、第２ホルダ部３２の内部に、第１シャンク１６の軸方向に沿って形成されている。本実施形態では、エア流路３６および噴出口３７は、第２ホルダ部３２の軸方向に垂直な断面において、周方向に略均等間隔に３つ形成されている。エア流路３６は、第２ホルダ部３２の内壁と第１電極１４の外壁との間に区画された空洞として形成されている。エア流路３６の下端は、噴出口３７として形成されている。すなわち、噴出口３７が形成される位置は、ホルダ３０の先端の位置と一致する。

【0022】

エアは、ホルダ３０に形成される図示しないエア入口からホルダ３０内部のエア流路３６を通り、噴出口３７から流出する。噴出口３７は、ホルダ３０の下端に位置し、ホルダ３０の内部から、アルミニウム板１２へ向けてエアを噴出する。

【0023】

Ａ２．抵抗溶接方法について：
次に、上記詳述した抵抗溶接装置１０による、異種金属部材の抵抗溶接方法について説明する。図４は、本開示の第１実施形態としての抵抗溶接方法を示す工程図である。本実施形態の抵抗溶接方法は、図４に示すように、用意工程Ｐ１０と、挟み込み工程Ｐ２０と、離間工程Ｐ３０と、埋入工程Ｐ４０と、復帰工程Ｐ５０と、を備え、この順序で実行される。以下、各工程について順に説明する。まず、用意工程Ｐ１０では、リベット１１と、アルミニウム板１２と、鉄板１３と、第１電極１４と、第２電極１５とを用意する。

【0024】

挟み込み工程Ｐ２０では、図１に示すように、第２ホルダ部３２内の下端にリベット１１を保持し、頭部２１、軸部２２、アルミニウム板１２および鉄板１３の順で並ぶように、各部材を配置する。換言すると、鉄板１３に重ねられたアルミニウム板１２に対して直交するようにリベット１１の軸部２２を当てた状態で、リベット１１、アルミニウム板１２および鉄板１３を、第１電極１４と第２電極１５とにより挟む。このとき、リベット１１の頭部２１側に第１電極部１８を当て、鉄板１３側に第２電極部１９を当てる。

【0025】

離間工程Ｐ３０では、図２に示すように、噴出口３７からエアを噴出させることでホルダ３０に反対方向Ａ２への反力を発生させ、反力により第２ホルダ部３２の先端をアルミニウム板１２から離間させる。

【0026】

エア噴出量は適宜設定されるが、例えばエア噴射圧を０．８ＭＰａ以上の高圧とし、エア流量を１００～２００Ｌ／分程度とする。図示しないエア供給部からエア入口にエアを供給すると、エアは第２ホルダ部３２内部のエア流路３６を通り、図２に矢印Ａ３で示すように噴出口３７から流出する。第２ホルダ部３２の下端は、噴出されたエアによって反対方向Ａ２への反力を受ける。軸方向に噴出されたエアは、矢印Ａ３に示すように、アルミニウム板１２に当たり、リベット１１の軸部２２や外側へ回り込む。このエア流れにより、後述する埋入工程Ｐ４０において溶融したアルミニウムは、リベット１１周辺から外部へ飛ばされる。

【0027】

このとき、第２ホルダ部３２は、エアの反力を受けて第１ホルダ部３１および第１シャンク１６に対して、アルミニウム板１２から離れる上昇方向に相対移動する。すなわち、図１に示すように、第２ホルダ部３２の先端（噴出口３７が形成される位置）がアルミニウム板１２に接する状態から、上筒部３３の上下長さ分だけ上昇して、図２に示すように、先端がアルミニウム板１２から離れた状態となる。コイルばね４０は、第１ホルダ部３１内において、上筒部３３の上端面と第１ホルダ部３１の上底面との間で押圧されて、軸方向に収縮する。

【0028】

このとき、エアの噴出により、第２ホルダ部３２に生じる金属部材１２，１３から離間する反対方向Ａ２への反力よりも、コイルばね４０の収縮により生じる第２ホルダ部３２を金属部材１２，１３側の加圧方向Ａ１へ付勢する付勢力は小さい。このため、エア噴射が継続される間、図２に示すように、第２ホルダ部３２は、第２ホルダ部３２の下端がアルミニウム板１２から離間するように持ち上げられた状態が維持される。すなわち、第２ホルダ部３２の先端は、溶融したアルミニウムが吹き飛んで付着することがない程度に十分な距離だけアルミニウム板１２と離間する。

【0029】

埋入工程Ｐ４０では、図３に示すように、離間工程Ｐ３０により第２ホルダ部３２の先端をアルミニウム板１２から離間させた状態を維持しつつ、一対の電極によりリベット１１、アルミニウム板１２および鉄板１３を加圧通電することで、リベット１１の軸部２２をアルミニウム板１２に対して埋入させる。

【0030】

より詳細には、第１電極１４と第２電極１５を相互に接近させ、リベット１１の頭部２１と鉄板１３とに加圧力を作用させるとともに各電極１４，１５間に電流を印加して、リベット１１、アルミニウム板１２および鉄板１３を加圧通電することにより、発生するジュール熱でアルミニウム板１２を溶融させながら軸部２２をアルミニウム板１２に貫通させる。なお、埋入工程Ｐ４０において、溶融したアルミニウムは、エア流れにより、リベット１１周辺から外部へ飛ばされる。

【0031】

そして、通電およびエア噴射を継続し、貫通した軸部２２と鉄板１３との間にナゲット４１を生成し、頭部２１と鉄板１３との間にアルミニウム板１２を挟むことで、アルミニウム板１２と鉄板１３とを接合する。溶融したアルミニウムの一部は、リベット１１の環状溝２４内に充填される。

【0032】

この埋入工程Ｐ４０からナゲット４１の生成までの加圧通電される間は、エア噴射が継続される。このため、第２ホルダ部３２は、その下端がアルミニウム板１２に対して、エアにより吹き飛ばされた溶融アルミニウムが付着しない程度に十分な距離離れるように、常に上方へ持ち上げられた状態が維持される。ナゲット４１の生成が終了したら、通電を停止する。

【0033】

その後、復帰工程Ｐ５０では、エア噴射を停止することで、第２ホルダ部３２を下降させる。すなわち、エア噴射を停止すると反対方向Ａ２への反力が解消されるので、コイルばね４０は加圧方向Ａ１への復元力（付勢力）により自然長まで伸張する。よって、コイルばね４０の復元力により、第２ホルダ部３２は、第１ホルダ部３１および第１電極１４に対して相対的に下降し、元の状態（図１参照）に自然に復帰する。このように、復帰工程Ｐ５０では、噴出口３７からのエアの噴出量を低減させることにより、コイルばね４０の付勢力を利用してホルダ３０の先端を元の位置に復帰させるようにしている。このため、次のリベット１１を再びホルダ３０に保持させることができ、連続して溶接作業が可能である。

【0034】

上記接合方法において、ｎ枚（ｎは２以上の整数）の金属部材を接合する場合に、最も第１電極１４側に位置する金属部材を第１金属部材とし、以下、第２電極１５側へ重ねて配置される金属部材を、順に第２金属、…第ｎ金属部材とする。埋入工程Ｐ４０では、軸部２２を第１金属部材～第ｎ－１金属部材に貫通させる。そして、軸部２２と第ｎ金属部材との間にナゲットが生成される。

【0035】

（１）上記実施形態の抵抗溶接装置１０および抵抗溶接方法によれば、ホルダ３０の先端に形成される噴出口３７からエアが噴出されると、第２ホルダ部３２の先端には、金属部材１２，１３から離間する反対方向Ａ２への反力が作用する。このとき、反力を受けたコイルばね４０の加圧方向Ａ１への付勢力は、反力より小さいため、コイルばね４０は反力を受けて収縮し、第２ホルダ部３２の先端はアルミニウム板１２から離間する。

【0036】

このように、第２ホルダ部３２の先端が最外金属部材であるアルミニウム板１２から離間した状態で加圧通電を開始し溶接することで、溶接時にエアにより吹き飛ばされた溶融金属がホルダ３０へ付着することを抑制できる。ひいては、溶接時に発生したスパッタがホルダ３０に付着し蓄積することもなく、製品としてバリが生じることを回避できる。

【0037】

（２）上記実施形態の抵抗溶接装置１０および抵抗溶接方法によれば、弾性部材としてコイルばね４０を用いており、エア噴出を終了すると、復元力によってコイルばね４０が元の長さまで伸張するため、第２ホルダ部３２を自然に元の位置まで復帰させることができる。

【0038】

（３）上記実施形態の抵抗溶接装置１０および抵抗溶接方法によれば、ホルダ３０を、第１ホルダ部３１と、第２ホルダ部３２とで構成し、エア噴出を受けて第２ホルダ部３２のみが第１電極１４に対して相対移動する。このため、第１ホルダ部３１を反対方向Ａ２に移動させることを要しないので、第２ホルダ部３２に加えて第１ホルダ部３１も反対方向Ａ２に移動させる構成と比較して、エアの噴射により生じる反力を小さく抑えることができる。このため、エアの噴射量を抑制できる。

【0039】

（４）さらに、エアがホルダ３０内部を流れることで、外部からのエア流れを発生させるノズル等の部材が不要となり、ノズル等の部材とホルダ３０等が干渉することを抑制でき、干渉領域が大幅に削減できる。

【0040】

（５）また、第２ホルダ部３２を昇降させる機構として、例えばエアシリンダ等のアクチュエータが不要であるため、狭い作業範囲内でも、溶接作業を行うことができる。

【0041】

Ｂ．他の実施形態：
（Ｂ１）上記第１実施形態の抵抗溶接装置１０では、コイルばね４０は、第１シャンク１６の外周を取り巻くようにして第１ホルダ部３１内に収容されているものとしたが、この構成に限られない。反力を受けたときに変形することで第２ホルダ部３２を金属部材１２，１３から離間する反対方向Ａ２に移動させることができればよく、どのような形態で第１ホルダ部３１内に収容されていてもよい。

【0042】

（Ｂ２）上記第１実施形態の抵抗溶接装置１０では、コイルばね４０は、自然長の状態で配置されるものとしたが、若干縮んだ状態で配置されていてもよい。

【0043】

（Ｂ３）上記第１実施形態の抵抗溶接装置１０において、弾性部材としてコイルばね４０以外のものを用いてもよい。例えば、板バネや空気バネで構成してもよい。

【0044】

（Ｂ４）上記第１実施形態の抵抗溶接装置１０では、ホルダ３０は第１ホルダ部３１と第２ホルダ部３２とを有する構成としたが、この構成に限られない。例えば単体のホルダ３０であって、ホルダ３０全体を弾性部材により付勢するようにしてもよい。

【0045】

（Ｂ５）上記第１実施形態の抵抗溶接方法では、埋入工程Ｐ４０からナゲット４１の成形までエア噴射を継続したが、ナゲット成形時は埋入工程Ｐ４０時に比べて噴き出す溶融アルミニウムの量が少ないため、埋入工程Ｐ４０時のみエア噴射してホルダ３０を引き上げておくようにしてもよい。

【0046】

（Ｂ６）上記第１実施形態の抵抗溶接装置１０および抵抗溶接方法で用いたリベット１１は、頭部２１に環状壁２３と環状溝２４とを有する形態としたが、有していなくてもよい。リベット１１の材質や形状は適宜変更可能である。

【0047】

本開示は、上記各実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する各実施形態中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

【符号の説明】

【0048】

１０…抵抗溶接装置、１１…リベット、１２…アルミニウム板（金属部材）、１３…鉄板（金属部材）、１４…第１電極、１５…第２電極、１６…第１シャンク、１８…第１電極部、１９…第２電極部、２１…頭部、２２…軸部、２３…環状壁、２４…環状溝、３０…ホルダ、３１…第１ホルダ部、３２…第２ホルダ部、３３…上筒部、３４…中間筒部、３５…下筒部、３６…エア流路、３７…噴出口、４０…コイルばね（弾性部材）、４１…ナゲット、Ｐ１０…用意工程、Ｐ２０…挟み込み工程、Ｐ３０…離間工程、Ｐ４０…埋入工程、Ｐ５０…復帰工程

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】