CN102569709A - 焊接结构及通过电阻焊进行的焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明的焊接结构及通过电阻焊进行的焊接方法，在一方的金属构件(110)上，在一面侧形成突起部(112)、在另一面侧形成与突起部(112)对应的形状的凹陷部。在另一方的金属构件(120)上，对应于突起部(112)在与突起部(112)侧的面相反的面侧形成凹部(121)。当一边在可动电极(57)施加加压力(P3)一边进行电阻焊时，由于预先形成凹部(121)，所以，能够抑制固定电极(58)与另一方的金属构件(120)的接触面积的减少，能够抑制发热。这样，能够防止通过电阻焊进行焊接的金属构件的焊接部及焊接用电极的损伤。

Description

焊接结构及通过电阻焊进行的焊接方法

技术领域

本发明涉及一种焊接结构及通过电阻焊进行的焊接方法。 

背景技术

作为局部地将金属构件彼此焊接的方法，已知有电阻焊。电阻焊为这样的方法，该方法使电流流过希望焊接的母体而产生焦耳热，并同时加压，从而进行焊接。 

为了使在母材中流动的电流集中，减小接触面积、增大电流密度比较有利。为此，通常在希望焊接的一方的金属构件设置突起部，使其与对方金属构件进行点接触或线接触。 

在该场合，电阻焊这样进行，即，在使焊接的金属构件彼此在突起部接触了的状态下，分别将正极或负极的焊接用电极推压抵接到两金属构件上的与焊接面相反的面，加压而进行焊接。 

在将突起部形成在金属构件上的场合，存在形成为这样的结构的方法，该结构使形成了突起部的金属构件的厚度比周围的区域更厚。然而，按照该结构，材料的利用效率变低。 

因此，已知这样的方法，该方法使用板状的金属构件，通过冲压形成突起部(例如参照专利文献1)。这样，能够提高材料的利用效率，降低成本。 

专利文献1：日本特开2006-032072号公报 

发明内容

如上述那样，在进行电阻焊的场合，在使要焊接的金属构件彼此在突起部接触了的状态下，分别将正极或负极的焊接用电极推压抵接到两金属构件上的与焊接面相反的面(外表面)，并加压。通过由焊接 用电极加压，在上述以往的所有方法中，都在与突起部相向的一侧的金属构件上的与突起部抵接的部分产生集中应力。为此，在与突起部相向的一侧的金属构件产生突起部的周缘区域以突起部为中心朝对方构件侧上升的那样的翘曲。 

由于产生这样的翘曲，所以，与突起部相向的一侧的金属构件的外表面仅在翘曲不产生的中心区域即与突起部对应的小面积的区域与焊接用电极的上面接触。即，电流通道的面积变窄。为此，流到金属构件的电流密度变大，发热变大，焊接部损伤，不能确保必要的接合力，或金属构件的熔化部附着到焊接用电极而对焊接用电极造成损伤。 

本发明的焊接结构是这样的焊接结构，即，第二金属构件和在一方的面上形成有突起部、在另一方的面上形成有与突起部对应的凹陷部的第一金属构件，在包含突起部的顶部的焊接部受到焊接，其特征在于，在第一金属构件和第二金属构件的至少一方的金属构件上形成有从周围区域凹陷的凹部，凹部被形成在一方的金属构件的相对于与另一方的金属构件的相向侧处在相反面侧且跟焊接部对应的区域。 

另外，本发明的通过电阻焊进行的焊接方法，用正极及负极的电极对第二金属构件和在一方的面上形成有突起部、在另一方的面上形成有与突起部对应的凹陷部的第一金属构件进行加压，在包含突起部的顶部的焊接部进行电阻焊，其特征在于，在第一金属构件和第二金属构件的至少一方上形成从周围区域凹陷的凹部，该凹部形成在一方的金属构件的相对于与另一方的金属构件的相向侧处在相反面侧且跟焊接部对应的区域，当进行电阻焊时，以使凹部的至少一部分不与正极或负极的电极接触的方式进行焊接。 

按照本发明，在金属构件的与焊接部侧相反侧的面上，即焊接用电极抵接的面侧，形成从周围区域凹陷的凹部，所以，金属构件的翘曲变小，与焊接用电极的接触面积增大。为此，能够减小电流密度，减少焊接时的发热，随之能够防止焊接部损伤或焊接用电极损伤。 

附图说明

图1为本发明的一实施方式的圆筒形的二次电池的剖视图。 

图2为图1所示圆筒形二次电池的分解立体图。 

图3为用于表示图1所示电极群的详细结构的局部剖视的状态的立体图。 

图4为图1所示圆筒形二次电池的A部的放大剖视图。 

图5为用于说明获得图4所示焊接结构的方法的焊接前的金属构件的放大剖视图。 

图6为用于说明图5的后续工序的放大剖视图。 

图7(a)、(b)为用于说明形成图5所示一方的金属构件的方法的放大剖视图。 

图8(a)、(b)为用于说明形成图5所示另一方的金属构件的方法的放大剖视图。 

图9为电阻焊机的外观立体图。 

图10为用于说明焊接用电极上的与一方的金属构件的接触区域的外观立体图。 

图11为用于说明焊接用电极上的与另一方的金属构件的接触区域的外观立体图。 

图12为表示比较例中的焊接前的金属构件的结构的放大剖视图。 

图13为用于说明图12的后续工序的放大剖视图。 

图14为用于说明比较例的焊接用电极上的与一方的金属构件的接触区域的外观立体图。 

图15为用于说明比较例的焊接用电极上的与一方的金属构件的接触区域的外观立体图。 

图16为表示本发明的实施方式2的放大剖视图。 

图17(a)、(b)为说明形成图16所示金属构件的方法的放大剖视图。 

图18为表示本发明实施方式3的放大剖视图。 

图19为表示本发明实施方式4的放大剖视图。 

图20为表示本发明实施方式5的放大剖视图。 

图21表示本发明实施方式6，(a)为金属构件的放大剖视图，(b)为金属构件的外观立体图。 

图22表示本发明实施方式7，(a)为金属构件的放大剖视图，(b)为金属构件的外观立体图。 

图23表示本发明实施方式8，(a)为金属构件的放大剖视图，(b)为金属构件的外观立体图。 

图24表示本发明实施方式9，(a)为金属构件的放大剖视图，(b)为金属构件的外观立体图。 

图25表示本发明实施方式10，(a)为金属构件的放大剖视图，(b)为金属构件的外观立体图。 

图26表示本发明实施方式11，(a)为金属构件的放大剖视图，(b)为金属构件的外观立体图。 

图27表示本发明实施方式12，为将车辆用发电机的一部分形成为剖面的侧视图。 

图28为图27的B部的放大剖视图。 

图29表示本发明的实施方式13，为内燃机用点火装置的侧视图。 

图30为图29所示线圈外壳的俯视图。 

图31为图30的C部的放大剖视图。 

具体实施方式

[实施方式1] 

(二次电池的整体构成) 

下面，参照附图说明本发明的焊接结构及焊接方法。 

首先，将圆筒形二次电池作为一实施方式说明本发明的焊接结构。 

图1为作为本发明一实施方式的锂离子圆筒形二次电池的剖视图，图2为图1所示圆筒形二次电池的分解立体图。 

圆筒形二次电池1例如具有外径为 

高为100mm的尺寸。 

该圆筒形二次电池1具有这样的结构的电池容器4，该电池容器4通常隔着被称为垫圈的密封构件43对有底圆筒形的电池罐2与帽形的 电池盖3进行凿紧加工，从外部受到密封。有底圆筒形的电池罐2通过对铁、不锈钢等的金属板进行冲压加工而形成，在内面及外面的表面整体形成镍等的镀层。电池罐2在作为其开放侧的上端部侧具有开口部2b。在电池罐2的开口部2b侧形成朝电池罐2的内侧突出的槽2a。在电池罐2的内部收容以下说明的发电用的各构成构件。 

符号10为电极群，在中央部具有轴芯15，在轴芯15的周围卷绕正极电极及负极电极。图3表示电极群10的结构的详细情况，为将一部分剖开了的状态的立体图。如图3所示，电极群10具有这样的结构，即，在轴芯15的周围卷绕正极电极11、负极电极12、以及第一、第二隔离构件13、14。 

轴芯15具有空心圆筒状，负极电极12、第一隔离构件13、正极电极11及第二隔离构件14按该顺序层叠地卷绕在轴芯15上。在最内周的负极电极12的内侧卷绕多周(在图3中为1周)第一隔离构件13及第二隔离构件14。电极群10的最外周成为负极电极12及卷绕在其外周的第一隔离构件13的顺序。最外周的第一隔离构件13被用胶粘带19固定(参照图2)。 

正极电极11由铝箔形成，具有长形，包含正极片11a和在该正极片11a的两面涂覆了正极混合剂(日语：合剤)11b的正极处理部。正极片11a的沿纵向的上方侧的一侧缘为未涂覆正极混合剂11b而露出了铝箔的正极未实施混合剂处理部11c。在该正极未实施混合剂处理部11c上按相等间隔一体地形成与轴芯15平行地朝上方突出的多个正极导线(日语：リ一ド)16。 

正极混合剂11b由正极活性物质、正极导电材料、以及正极粘结剂构成。正极活性物质最好为锂氧化物。作为例子，可列举出钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、锂复合氧化物(包含从钴、镍、锰选出的2种以上的锂氧化物)等。正极导电材料如为能够对由正极混合剂中的锂的吸藏放出反应产生了的电子向正极电极的传递进行辅助的物质，则没有限制。然而，使用其中的作为上述材料的、由钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂构成的锂复合氧化物，能够获得良好的特性。 

正极粘结剂只要能够使正极活性物质与正极导电材料粘结，并能够使正极混合剂与正极片11a粘结，不因为与非水电解液接触而大幅度劣化，则没有限制。作为正极粘结剂的例子，可列举出聚偏氟乙烯(PVDF)、氟橡胶等。正极混合剂层的形成方法如为在正极电极上形成正极混合剂的方法，则没有限制。作为正极混合剂11b的形成方法的例子，可列举出将正极混合剂11b的构成物质的分散溶液涂覆到正极片11a上的方法。通过用这样的方法进行制造，能够获得特性优良的正极混合剂。 

作为将正极混合剂11b涂覆到正极片11a上的方法的例子，可列举出辊涂法、狭缝模涂法等。在正极混合剂11b中，作为分散溶液的溶剂例子，添加N-甲基吡咯烷酮(NMP)、水等，将混匀了的料浆均匀地涂覆到厚20μm的铝箔的两面上，干燥后将其剪断。作为正极混合剂11b的涂覆厚度的一例，为单侧约40μm。在剪断正极片11a时，一体地形成正极导线16。所有的正极导线16的长度大体相同。 

负极电极12由铜箔形成，具有长形，包含负极片12a和在该负极片12a的两面涂覆了负极混合剂12b的负极处理部。负极片12a的沿纵向的下方侧的侧缘为未涂覆负极混合剂12b而露出了铜箔的负极混合剂未处理部12c。在该负极混合剂未处理部12c上按相等间隔一体地形成朝与正极导线16相反的方向延伸出的多个负极导线17。按照该结构，能够使电流大致均匀分散地流动，提高锂离子二次电池的可靠性。 

负极混合剂12b由负极活性物质、负极粘结剂、以及增粘剂构成。负极混合剂12b也可具有乙炔黑等负极导电材料。负极活性物质最好使用石墨碳，特别是使用人造石墨。然而，在其中，按照下述的方法，能够获得优良特性的负极混合剂。通过使用石墨碳，能够制作要求大容量的用于插入式混合动力机动车、电动车的锂离子二次电池。负极混合剂12b的形成方法如为在负极片12a上形成负极混合剂12b的方法，则没有限制。作为将负极混合剂12b涂覆到负极片12a上的方法的例子，可列举出将负极混合剂12b的构成物质的分散溶液涂覆到负 极片12a上的方法。作为涂覆方法的例子，可列举辊涂法、狭缝模涂法等。 

作为将负极混合剂12b涂覆到负极片12a上的方法的例子，在负极混合剂12b中作为分散溶剂添加N-甲基-2-吡咯烷酮、水，将混匀了的料浆均匀地涂覆到厚10μm的轧制铜箔的两面上，干燥后将其剪断。作为负极混合剂12b的涂覆厚度的一例，为单侧约40μm。在剪断负极片12a时，一体地形成负极导线17。所有的负极导线17的长度大体相同。 

第一隔离构件13及第二隔离构件14的宽度WS形成得比形成在负极片12a上的负极混合剂12b的宽度WC更大。另外，形成在负极片12a上的负极混合剂12b的宽度WC形成得比形成在正极片11a上的正极混合剂11b的宽度WA更大。 

通过使负极混合剂12b的宽度WC比正极混合剂11b的宽度WA更大，能够防止杂质的析出导致的内部短路。这是因为，在锂离子二次电池的场合，作为正极活性物质的锂被离子化，渗透隔离构件，如在负极侧未形成负极活性物质、负极片12a露出，则在负极片12a上析出锂，成为产生内部短路的原因。 

第一、第二隔离构件13、14例如为厚40μm的聚乙烯制多孔膜。 

在图1及图3中，空心的圆筒形状的轴芯15在轴向(图的上下方向)的上端部的内面上形成大直径的槽15a，在该槽15a中压入正极集电构件27。 

正极集电构件27例如由铝形成，具有圆盘状的基部27a、在该基部27a的内周部朝轴芯15侧突出并被压入到轴芯15的内面的下部筒部27b、以及在外周缘朝电池盖3侧突出的上部筒部27c。在正极集电构件27的基部27a，形成开口部27d(参照图2)，该开口部27d用于放出因为过充电等原因而在电池内部产生的气体。另外，在正极集电构件27上形成开口部27e，开口部27e的功能在后面说明。 

正极片11a的正极导线16全部被焊接到正极集电构件27的上部筒部27c上。在该场合，如图2所示那样，正极导线16重合在正极集 电构件27的上部筒部27c上进行接合。各正极导线16非常薄，所以，由1个不能将大电流取出。为此，在从开始卷绕到轴芯15到卷绕结束的全长，按规定间隔形成多个正极导线16。 

正极集电构件27会被电解液氧化，所以，通过用铝形成，能够提高可靠性。铝如通过某种加工使表面露出，则立即在表面上形成氧化铝膜，能够由该氧化铝膜防止电解液产生的氧化。 

另外，通过用铝形成正极集电构件27，能够通过超声波焊接或点焊等对正极片11a的正极导线16进行焊接。 

在正极集电构件27的上部筒部27c的外周上，焊接正极片11a的正极导线16及环状的压紧构件28。多个正极导线16紧密接触在正极集电构件27的上部筒部27c的外周，在正极导线16的外周卷绕压紧构件28进行临时固定，在该状态下进行焊接。 

在轴芯15的下端部的外周上，形成外径小的台阶部15b，负极集电构件21被压入到该台阶部15b进行固定。负极集电构件21例如由电阻值小的铜形成，在圆盘状的基部21a上形成被压入到轴芯15的台阶部15b的开口部21b，在外周缘上形成朝电池罐2的底部侧突出的外周筒部21c。 

负极片12a的负极导线17全部通过超声波焊接等焊接到负极集电构件21的外周筒部21c上。各负极导线17非常薄，所以，为了将大电流取出，在从开始卷绕到轴芯15到卷绕结束的全长，按规定间隔形成多个。 

在负极集电构件21的外周筒部21c的外周上焊接负极片12a的负极导线17及环状的压紧构件22。多个负极导线17紧密接触在负极集电构件21的外周筒部21c的外周上，压紧构件22卷绕在负极导线17的外周进行临时固定，在该状态下进行焊接。 

在负极集电构件21的下面，通过电阻焊等接合由镍构成的负极通电导线23。在该场合，负极集电构件21与负极通电导线23在俯视下在与轴芯15同轴的圆周上在多个部位接合。

负极通电导线23在铁制的电池罐2的底部被焊接在电池罐2上。 

电池罐2例如用0.5mm厚的碳素钢形成，最好在内面侧及外面侧的表面镀镍而形成。在用电阻值小的铜形成负极集电构件21的场合，如直接通过电阻焊对铜与铁进行焊接则接合力不足。通过用镍形成负极通电导线23，在电池罐2的内表面镀镍，能够通过电阻焊将负极通电导线23牢固地焊接在电池罐2上。另外，由镍构成的负极通电导线23和由铜构成的负极集电构件21能够通过电阻焊牢固地进行焊接。 

通过电阻焊对负极集电构件21和负极通电导线23进行焊接的接合结构及由电阻焊进行的接合方法为本发明的重要的部分，其详细情况在后面说明。 

在这里，形成于正极集电构件27的开口部27e用于插通电极棒(图中未表示)，该电极棒用于将负极通电导线23焊接在电池罐2上。从形成在正极集电构件27上的开口部27e将电极棒插入到轴芯15的空心部中，用其前端部将负极通电导线23推压在电池罐2的底部内表面进行电阻焊。连接到负极集电构件21的电池罐2作为一方的输出端起作用，能够从电池罐2将蓄电在电极群10的电力取出。 

多个正极导线16被焊接在正极集电构件27上，多个负极导线17被焊接在负极集电构件21上，从而构成将正极集电构件27、负极集电构件21、及电极群10一体地单元化了发电单元20(参照图2)。但是，在图2中，为了方便图示，负极集电构件21、压紧构件22、及负极通电导线23从发电单元20分离地图示。 

另外，层叠多层铝箔而构成的柔性的连接构件33在正极集电构件27的基部27a的上面焊接其一端而受到接合。连接构件33通过层叠多片铝箔而一体化，使得能够流过大电流，而且赋予柔性。即，为了流过大电流，需要增大连接构件的厚度，但如用1片金属板形成，则刚性变大，柔性受到损害。因此，层叠板厚小的多片铝箔而使其具有柔性。连接构件33的厚度例如为0.5mm左右，层叠5片厚0.1mm的铝箔而形成。 

在正极集电构件27的上部筒部27c上，配置具有圆形的开口部34a的由绝缘性树脂材料构成的环状的绝缘板34。 

绝缘板34具有开口部34a(参照图2)和朝下方突出的侧部34b。在绝缘板34的开口部34a内嵌合连接板35。柔性的连接构件33的另一端被焊接固定在连接板35的下面。 

连接板35由铝合金形成，大体为碟形，除了中央部，大体整体均匀，而且中央侧向稍低的位置挠曲。连接板35的厚度例如为1mm左右。在连接板35的中心形成按薄壁形成为圆顶形状的突起部35a，在突起部35a的周围形成多个开口部35b(参照图2)。开口部35b具有放出因为过充电等而在电池内部产生的气体的功能。 

连接板35的突起部35a通过电阻焊或摩擦扩散接合在膜片37的中央部的底面上接合。膜片37用铝合金形成，具有以膜片37的中心部为中心的圆形切口37a。切口37a通过冲压将上面侧压扁成U形，使残留部为薄壁。 

膜片37为了确保电池的安全性而设置，具有这样的功能，即，如在电池内部产生了的气体的压力上升，则作为第一阶段，向上方翘曲，使与连接板35的突起部35a的接合产生剥离而从连接板35离开，切断与连接板35的导通。作为第二阶段，在即使这样电池内压仍然上升的场合，在切口37a处开裂，放出内部的气体。 

膜片37在周缘部固定电池盖3的周缘部3a。膜片37如图2所示那样，最初在周缘部具有朝电池盖3侧垂直地立起的侧部37b。在该侧部37b内收容电池盖3，通过凿紧加工，使侧部37b往电池盖3的上面侧折曲而固定。 

电池盖3用碳素钢等铁形成，在外侧及内侧的表面整体形成镍等的镀层。电池盖3具有帽形，包含与膜片37接触的圆盘状的周缘部3a和从该周缘部3a朝上方突出的有头无底的筒部3b。在筒部3b上形成开口部3c。该开口部3c用于在由产生于电池内部的气体压力使膜片37开裂了时将气体放出到电池外部。 

在电池盖3用铁形成的场合，当与别的圆筒形二次电池串联时，能够通过点焊与用铁形成了的别的圆筒形二次电池接合。 

电池盖3、膜片37、绝缘板34、及连接板35一体化，构成电池 盖单元30。组装电池盖单元30的方法如下。 

首先，在膜片37上固定电池盖3。膜片37与电池盖3的固定通过凿紧等进行。如图2所示那样，最初，膜片37的侧部37b垂直地形成在基部37a上，所以，将电池盖3的周缘部3a配置在膜片37的侧部37b内。然后，通过冲压等使膜片37的侧部37b变形，覆盖电池盖3的周缘部的上面及下面及外周侧面地进行压接。 

另一方面，将连接板35嵌合在绝缘板34的开口部34a内进行安装。然后，在将绝缘板34夹持在其间的状态下将连接板35的突起部35a焊接在固定电池盖3的膜片37的底面。该场合的焊接方法可使用电阻焊或摩擦扩散接合。这样，在由电池盖3固定了的膜片37上隔着绝缘板34焊接连接板35，构成一体化了的电池盖单元30。 

如上述那样，电池盖单元30的连接板35由连接构件33与正极集电构件27连接。因此，电池盖3与正极集电构件27连接。这样，与正极集电构件27连接了的电池盖3作为另一方的输出端起作用，能够从作为另一方的输出端起作用的电池盖3和作为一方的输出端起作用的电池罐2将储蓄在电极群10中的电力输出。 

覆盖膜片37的侧部37b的周缘部地设置通常被称为垫圈的密封构件43。密封构件43用橡胶形成，虽然不进行限定，但作为1个优先材料的例子，可列举出乙烯丙烯共聚物(EPDM)。另外，例如在电池罐2用厚0.5mm的碳素钢板按外径 

形成的场合，密封构件43的厚度为1.0mm左右。 

密封构件43最初如图2所示那样，具有这样的形状，即，在环状的基部43a的周侧缘具有朝上部方向大体垂直地立起形成的外周壁部43b。 

然后，通过冲压等使密封构件43的外周壁部43b随电池罐2一起折曲，由基部43a和外周壁部43b朝轴向压接膜片37与电池盖3地进行凿紧加工。这样，一体形成了电池盖3、膜片37、绝缘板34及连接板35的电池盖单元30通过密封构件43固定在电池罐2上。 

在电池罐2的内部注入规定量的非水电解液。作为非水电解液的 一例，最好使用在碳酸盐类溶剂中溶解了锂盐的溶液。作为锂盐的例子，可列举出氟化磷酸锂(LiPF₆)、氟化硼酸锂(LiBF₄)等。另外，作为碳酸盐类溶剂的例子，可列举出碳酸次乙酯(EC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸丙二酯(PC)、碳酸甲乙酯(MEC)、或将从上述溶剂的1种以上选择的溶剂混合而成的溶剂。 

(焊接结构) 

下面，说明负极集电构件21与负极通电导线23的焊接结构。 

图4为图1所示A部的放大剖视图。在图4中，仅表示了多个接合部位中的一个部位。而且，本发明的焊接结构及使用电阻焊进行的焊接方法不限于适用到负极集电构件21和负极通电导线23，可以一般地广泛适用。为此，在以下的说明中，设负极集电构件21和负极通电导线23的一方为一方的金属构件110，设另一方为另一方的金属构件120。 

一方的金属构件110与另一方的金属构件120通过电阻焊在焊接部130进行接合。在一方的金属构件110的与焊接部130对应的相反面侧，形成从表面凹陷的凹陷部111。在另一方的金属构件120的与焊接部130对应的相反面侧形成从表面凹陷的凹部121。凹陷部111及凹部121具有圆锥状或碟状截面形状，平面形状具有与焊接部130同心的环形。一方的金属构件110与另一方的金属构件120的在焊接部130的周围的相向面离开，设有间隙131。 

作为优选的一例，可列举出这样的例子，即，一方的金属构件110由铜形成，另一方的金属构件120由镍形成。 

图5为用于说明形成图4所示焊接结构的方法的放大剖视图。 

一方的金属构件110在焊接前具有突起部112。突起部112通过冲压加工形成，凹陷部111在形成突起部112时形成。突起部112的宽度方向(图5的左右方向)上的中心部分从表面突出得最高，因此，凹陷部111的深度最大的位置为宽度方向的中心部分。另一方的金属构件120的凹部121处的深度最大的位置为与突起部112的宽度方向的中心部对应的部分。凹部121的最大深度也可比凹陷部111的最大 深度更小。 

图7(a)、(b)为用于说明在另一方的金属构件120上形成凹部121的方法的剖视图。 

如图7(a)所示那样，在平板状的另一方的金属构件120′的下面侧配置上面平坦的承模141。另外，在另一方的金属构件120′的上面侧，配置具有与凹部121对应的突起142a的成形冲头142。由压紧模143将成形冲头142的周围的另一方的金属构件120′的部分压紧在承模141上。 

在该场合，施加在压紧模143上的加压力P1为在另一方的金属构件120不产生塑性变形的程度。在该状态下，如图7(b)所示那样，驱动成形冲头142，在另一方的金属构件120′上施加加压力P2。这样，在另一方的金属构件120′的被施加了加压力P2的部分，形成与成形冲头142的突起142a对应的形状的凹部121，形成另一方的金属构件120。 

图8(a)、(b)为用于说明在一方的金属构件110上形成突起部112的方法的剖视图。 

如图8(a)所示，在平板状的一方的金属构件110′的下面侧，配置形成了槽152的承模151。另外，在一方的金属构件110′的上面侧，配置具有与突起部112对应的突起153a的成形冲头153。由压紧模154将成形冲头153的周围的一方的金属构件110′的部分压紧在承模151上。 

在该场合，施加在压紧模154上的加压力P1为不在一方的金属构件110′产生塑性变形的程度。在该状态下，如图8(b)所示那样，驱动成形冲头153，对一方的金属构件110′施加加压力P2。由于在与成形冲头153的突起153a对应的承模151上形成槽152，所以，与一方的成形冲头153的突起153a对应的部分朝承模151的槽152突出，形成突起部112。此时，在与突起部112对应的一方的金属构件110的上面形成凹陷部111，形成一方的金属构件110。 

由上述方法形成了的一方及另一方的金属构件110、120配置成图 5所示的状态，如图6所示那样进行电阻焊。 

图9为电阻焊接机50的外观立体图。 

电阻焊接机50具有上下一对电极保持架51、52、使一方的电极保持架51向上下移动的气缸53、焊接用电源54、将电极保持架51、52连接到焊接用电源54的连接导体55、56。在电极保持架51上通过对紧定螺栓61的紧固连接来安装可动电极57。在电极保持架52上通过对紧定螺栓62的紧固连接来安装固定电极58。用固定电极58的上表面支承另一方的金属构件120，使可动电极57的下表面接触在一方的金属构件110的上表面进行加压。 

即，由固定电极58与可动电极57夹入一方的金属构件110和另一方的金属构件120，如图5所示那样，按另一方的金属构件120接触在一方的金属构件110的突起部112上的状态进行支承。由气缸53对可动电极57施加加压力，在达到了设定的加压力P3的时刻(参照图6)，从焊接用电源54通过连接导体55、56通电。即，向一方的金属构件110和另一方的金属构件120供给电流。 

通过电流的供给，产生焦耳热，一方及另一方的金属构件110、120通过固相接合或熔融接合进行接合，该焦耳热与可动电极57、一方的金属构件110、另一方的金属构件120及固定电极58的各电阻值及接触电阻和供给的电流值对应。 

由于在可动电极57上从气缸53施加规定的加压力P3，所以，在接合时，在一方的金属构件110与另一方的金属构件120接触的突起部112产生集中应力。为此，其反力在另一方的金属构件120以突起部112为中心使其周围区域产生朝一方的金属构件110侧上升的方向的翘曲。 

然而，在本实施方式中，在另一方的金属构件120上预先在与焊接部130对应的区域的外面侧形成凹部121。为此，另一方的金属构件120使该凹部121的深度变浅地变形，缓和集中应力。这样，另一方的金属构件120上的突起部112的周围区域朝一方的金属构件110侧上升的方向的翘曲变小。因此，如图6所示那样，即使在焊接时， 另一方的金属构件120也在凹部121的周围区域的宽范围与固定电极58的上面接触。 

图10为表示固定电极58的上面的与另一方的金属构件120的接触区域的立体图。图中的符号58a为与另一方的金属构件120的凹部121对应的非接触区域。另外，符号58b为与另一方的金属构件120的接触区域，符号58c为另一方的金属构件120变形而成为非接触状态的区域。如上述那样，在另一方的金属构件120上预先形成凹部121，这样，另一方的金属构件120的变形变小，所以，如图10所示那样，接触区域58b为范围大的环形，即，具有大的接触面积。为此，能够减小在另一方的金属构件120和固定电极58中通电的焊接时的电流密度，与此相随，所产生焦耳热的上升受到抑制。 

图11为表示可动电极57的下面的与一方的金属构件110的接触区域的立体图。图中，符号57a为与一方的金属构件110的凹陷部111对应的非接触区域。另外，符号57b为与一方的金属构件110的接触区域，符号57c为一方的金属构件110变形而成为非接触状态的区域。如上述那样，由于在另一方的金属构件120上预先形成凹部121，所以，另一方的金属构件120的变形变小，在另一方的金属构件120和固定电极58中通电的焊接时的电流密度变小，发热变少。为此，即使在可动电极57的加压力P3的负荷下，来自另一方的金属构件120侧的热的影响也小，一方的金属构件110的变形量也小。 

因此，如图11所示那样，在焊接时，一方的金属构件110也在凹陷部111的周围区域的宽范围与可动电极57的下面接触。为此，在一方的金属构件110和可动电极57通电的焊接时的电流密度也能够减小，与此相随，能够对产生的焦耳热进行抑制。

图12及图13为关于与本实施方式对比的比较例的焊接方法的图，分别为表示焊接前的金属构件的结构的放大剖视图及用于说明图12的后续工序的放大剖视图。 

图12所示一方的金属构件110具有突起部112及凹陷部111，与图5所示一方的金属构件110相同。然而，另一方的金属构件120A 为没有凹部121的平坦的板状构件，这一点与图5所示另一方的金属构件120不同。 

如上述那样，从气53对可动电极57施加规定的加压力P3，所以，在接合时，在一方的金属构件110与另一方的金属构件120A接触的突起部112产生集中应力。为此，该反力如图13所示那样在另一方的金属构件120A上的以突起部112为中心的周围区域产生朝一方的金属构件110侧上升的方向的大的翘曲。 

图14为表示固定电极58的上面的与另一方的金属构件120A的接触区域的立体图。在另一方的金属构件120A上，在焊接前未形成凹部121，所以，没有与其对应的非接触区域。为此，在另一方的金属构件120A上产生大的变形量的翘曲，固定电极58的与另一方的金属构件120A的接触区域58b′成为小的圆形面积，非接触区域58c′成为接触区域58b′的周围的大的面积。因此，对另一方的金属构件120A和固定电极58通电的焊接时的电流密度变大，与此相随，产生大的焦耳热。 

图15为表示可动电极57的下面的与一方的金属构件110的接触区域的立体图。图中的符号57a′为与一方的金属构件110的凹陷部111对应的非接触区域。另外，符号57b′为与一方的金属构件110的接触区域，符号57c′为一方的金属构件110变形而成为非接触状态的区域。如上述那样，焊接时的另一方的金属构件120A与固定电极58的电流密度变得非常大，发热增大。为此，在可动电极57的加压力P3的负荷下，受到来自另一方的金属构件120侧的发热的影响，在一方的金属构件110上产生朝另一方的金属构件120A方向接近的方向的大的翘曲。为此，焊接时的固定电极58的与可动电极57下面的一方的金属构件110的接触区域57b′的面积比图10所示本实施方式的场合的接触区域57b更小。 

因此，作为比较例，在图14及图15所示的焊接结构及通过电阻焊进行的焊接方法中，焊接时的大的发热使焊接部受到损伤，不能确保必要的接合力，金属构件的熔化部附着在焊接用电极上而损伤焊接 用电极。 

相对于此，按照本实施方式的焊接结构及通过电阻焊进行的焊接方法，能够减小焊接时对可动电极57、一方的金属构件110、另一方的金属构件120、固定电极58通电的电流密度，抑制过剩的发热。为此，能够获得这样的接合结构，该接合结构不会产生由过剩的发热使焊接部损伤或金属构件的熔化部附着在焊接用电极的情况，生产效率高，而且可靠性高。 

而且，本发明的焊接结构及通过电阻焊进行的焊接方法除了上述实施方式以外，还可采用各种实施方式。以下说明其它各种实施方式。 

[实施方式2] 

图16表示本发明的实施方式2。图16为用于说明焊接电流将要流动前的焊接结构的放大剖视图。 

在图16所示一方的金属构件110A上，在凹陷部111的上部形成宽度(直径)比凹陷部111大的凹部113。另外，另一方的金属构件120A为未形成凹部的整体均匀的厚度的板状构件。 

形成在一方的金属构件110A上的凹部113的底面113a在焊接时也不与可动电极57的下面接触。为此，将作用在一方的金属构件110A的突起部112的集中应力分散，减小由一方的金属构件110A的翘曲产生的变形量。因此，由与实施方式1同样的作用，能够抑制电流密度的增大。 

图17(a)、(b)为用于说明形成一方的金属构件110A的方法的剖视图。 

如图17(a)所示，在平板状的一方的金属构件110A′的下面侧上，配置形成了槽152的承模151。另外，在一方的金属构件110A′的上面侧上，配置具有与组合了凹陷部111与凹部113的形状对应的突起155a的成形冲头155。由压紧模154将成形冲头155的周围的一方的金属构件110A′的部分压紧在承模151上。 

在该场合，在压紧模154上施加的加压力P1为在一方的金属构件110不产生塑性变形的程度。在该状态下，如图17(b)所示，驱 动成形冲头155，在一方的金属构件110A′施加加压力P2。由于在与成形冲头155的突起155a对应的承模151上形成槽152，所以，与一方的成形冲头155的突起155a对应的部分突出到承模151的槽152中，形成突起部112。此时，在与突起部112对应的一方的金属构件110的上面形成凹陷部111及凹部113，形成一方的金属构件110A。 

在实施方式2中，也能够获得与实施方式1同样的效果。另外，在实施方式2中，形成另一方的金属构件120A时不需要冲压加工，当形成一方的金属构件110A时，尽管形状不同，作为作业工序用一次的冲压加工即可完成，所以，能够比实施方式1的场合更提高生产率。 

[实施方式3] 

图18表示本发明的实施方式3。图18为用于说明焊接电流即将流动之前的焊接结构的放大剖视图。 

图18所示实施方式3与图16所示实施方式2的不同点在于，另一方的金属构件120与图5所示实施方式1同样具有凹部121。 

即，在实施方式3中，在一方的金属构件110A上形成不与可动电极57接触的凹部113，在另一方的金属构件120上形成不与固定电极58接触的凹部121。为此，能够更可靠地将在焊接时作用的加压力P3分散，减小一方的金属构件110A及另一方的金属构件120的变形量，减少焊接时的发热量。 

在这样的实施方式3中，也能够获得与实施方式1同样的效果。 

图19表示本发明的实施方式4。图19为由电阻焊进行的接合完成了的状态的焊接结构的放大剖视图。 

实施方式4为可动电极57和固定电极58按下面朝下、轴心平行地配置的状态进行焊接的方法。一方的金属构件110具有突起部112及对应于突起部112的凹陷部111，形成了凹陷部111的面朝下，配置在图中未表示的台上。另一方的金属构件120在与突起部112对应的位置使凹部121朝突起部112的相反面侧地配置。可动电极57在另一方的金属构件120的形成了凹部121的面上与凹部121同心地配置。 固定电极58在从一方的金属构件110的形成了突起部112的部分脱离了的区域的、一方的金属构件110的上面，按轴心平行于可动电极57的姿势配置。 

在可动电极57上施加加压力P3，将焊接电流供给到可动电极57与固定电极58之间。由于在另一方的金属构件120上预先形成不与可动电极57接触的凹部121，所以，能够减少另一方的金属构件120的变形量，抑制过剩的发热。因此，按照实施方式4，也获得与实施方式1同样的效果。 

[实施方式5] 

图20表示本发明的实施方式5。图20为由电阻焊进行的接合完成了的状态的焊接结构的放大剖视图。 

实施方式5与实施方式4同样，为可动电极57和固定电极58按下面朝下、轴心平行地配置的状态进行焊接的方法。 

实施方式5与图19所示实施方式4的不同点在于，在实施方式5中，形成了由一方的金属构件110A及另一方的金属构件120A获得的图16所示的组合。 

即，另一方的金属构件120A为没有形成凹部的整体均匀的厚度的板状构件。另一方的金属构件120A的下面配置在图中未表示的台上。另外，在一方的金属构件110A上，在凹陷部111的上部形成宽度(直径)比凹陷部111大的凹部113。一方的金属构件110A将突起部112朝下，配置在另一方的金属构件120A的上面。 

可动电极57在一方的金属构件110A的形成了凹部113的上面上与凹部113同心地配置。固定电极58在从一方的金属构件110A的与突起部112对应的区域脱离了的区域的、另一方的金属构件120A的上面按轴心与可动电极57平行的姿势配置。 

在可动电极57上施加加压力P3，向可动电极57与固定电极58间供给焊接电流。如在实施方式2中说明的那样，在一方的金属构件110A上形成了的凹部113的底面113a在焊接时也不与可动电极57的下面接触。为此，能够减小一方的金属构件110A的变形量，抑制过 剩的发热。按照实施方式5，也能够获得与实施方式2同样的效果。 

[实施方式6]～[实施方式11] 

图21(a)、(b)～图26(a)、(b)分别为一方或另一方的金属构件的剖视图及外观立体图。 

金属构件为一方及另一方中的哪个都可，所以，在这里，作为代表，仅是简单地称为金属构件。 

图21(a)、(b)所示实施方式6的金属构件160具有圆锥状的凹部161。 

[实施方式7] 

图22(a)、(b)所示实施方式7的金属构件160具有半球状或圆顶状的凹部162。 

[实施方式8] 

图23(a)、(b)所示实施方式8的金属构件160具有矩形的凹部163。 

[实施方式9] 

图24(a)、(b)所示实施方式9的金属构件160的外形具有带状或条状，凹部164形成为圆弧状截面的筒形。即，在实施方式9中，凹部164在带状的金属构件的宽度方向整体形成为比半圆小的圆弧状截面的圆筒形。 

[实施方式10] 

图25(a)、(b)所示实施方式10的金属构件160的外形具有带状或条状。 

金属构件160在一面侧具有在宽度方向整体延伸设置的山形截面的突起165a，在另一面侧具有对应于突起165a在宽度方向整体延伸设置的山形截面的凹陷部165b和形成在该凹陷部165b上的矩形的凹部165c。 

[实施方式11] 

图26(a)、(b)所示实施方式11的金属构件160在一面侧形成圆锥形状的突起166a，在另一面侧具有对应于突起166a形成为圆锥 形状的凹陷部166b和形成在该凹陷部166b上的矩形的凹部166c。 

上述实施方式6～11所示金属构件160都具有与可动电极57或固定电极58不接触的凹部。为此，在施加了加压力P3的状态下，供给焊接电流进行电阻焊，能够减小贯通金属构件160的电流密度，抑制发热量，能够确保焊接部的接合力，并防止焊接用电极的损伤。 

而且，本发明对于在实施方式1中适用了的二次电池以外的装置也能够适用，下面说明适用了本发明的其它装置。

[实施方式12] 

图27为车辆用交流发电机200的一部分形成了剖面的侧视图。 

车辆用交流发电机200具有配置在皮带轮214侧的前托架210及配置在皮带轮214的相反侧的后托架204这样2个托架。前托架210和后托架204通过皮带轮侧轴承213和后侧托架207对轴212进行支承。在轴212的一方的端部安装皮带轮214。虽然图中未表示，但实际上皮带轮214通过皮带连接到发动机输出轴。 

在轴212上安装有设置了励磁线圈211的磁极铁心202。在前托架210与后托架204之间配置定子铁心203，与定子铁心203隔开规定宽度的气隙地配置磁极铁心202。在磁极铁心202的内侧设置励磁线圈211，在定子铁心203上按3相卷绕定子线圈209。在磁极铁心202的两面侧，配置用于对由定子线圈209产生的热进行冷却的2个冷却用离心风扇201。 

车辆用交流发电机200如由发动机的驱动使皮带轮214旋转，则轴212旋转。随着轴212旋转，励磁线圈211随安装在轴212上的磁极铁心202一起进行旋转。由励磁线圈211的旋转形成N极、S极的旋转磁场，形成来自N极的磁通通过定子铁心203返回到S极的磁极的磁路。该磁路的磁通与定子线圈209交叉，从而产生3相感应电压。 

在图27所示车辆用交流发电机200中，冷却用离心风扇201通过电阻焊焊接到磁极铁心202。 

图28为图27的B部的放大剖视图。冷却用离心风扇201例如为用铁形成的板状构件，在一面侧形成突起部112，在另一面侧形成与 突起部112对应的形状的凹陷部111和配置在该凹陷部111的上部的凹部113。凹部113的宽度(直径)形成得比凹陷部111的宽度(直径)更大。磁极铁心202例如用铁形成，一面形成为平坦面。该平坦面侧在焊接部130通过电阻焊焊接到冷却用离心风扇201的突起部112。 

这样的焊接结构能够通过图16所示实施方式2的焊接方法获得。图28所示焊接结构为一例，在上述实施方式1～11中的焊接结构中都能够适用。 

[实施方式13] 

图29为表示内燃机用点火装置的整体的侧视图，图30为图29所示线圈外壳的俯视图。 

内燃机用点火装置300具有绝缘性的线圈外壳312、用于连接到图中未表示的火花塞的接合部303、以及向一次线圈供电的连接端子301。 

在线圈外壳312内，配置卷绕了一次线圈313的一次绕线管306和层叠了多层二次线圈308的二次绕线管307。卷装在一次绕线管306及二次绕线管307上的一次线圈313及二次线圈308在用绝缘树脂包覆了的状态下收容在线圈外壳312内。一次线圈313的一端被固定连接在端子板305上，从连接端子301供电。在该端子板305上通过电阻焊焊接中间端子311。 

图31为图30的C部的放大剖视图。 

中间端子311为例如用黄铜形成的板状构件，在一面侧形成突起部112，在另一面侧形成与突起部112对应的形状的凹陷部111和配置在该凹陷部111的上部的凹部113。凹部113的宽度(直径)形成得比凹陷部111的宽度(直径)更大。端子板305例如为用黄铜形成的板状构件，在与突起部112相反面侧形成凹部121。中间端子311与端子板305在焊接部130通过电阻焊进行焊接。 

这样的焊接结构能够由图18所示实施方式3的焊接方法获得。图31所示焊接结构为一例，对于上述实施方式1～11的焊接结构也能够适用。 

如上述那样，按照本发明的焊接结构及通过电阻焊进行的焊接方法，在金属构件的与焊接部侧相反侧的面，即焊接用电极抵接的面侧，形成从周围区域凹陷的凹部，所以，金属构件的翘曲变小，与焊接用电极的接触面积增大。为此，能够减小电流密度，减少焊接时的发热，与此相随，能够防止焊接部损伤或焊接用电极损伤。为此，具有能够提高生产率、获得可靠性高的接合结构的效果。 

而且，在上述各实施方式中，按将焊接结构适用到圆筒形二次电池1、车辆用交流发电机200及内燃机用点火装置300的场合进行了说明，但本发明的适用不限于这些装置，在其它装置中也能够适用。另外，在上述各实施方式中，金属构件彼此的电阻焊为点焊，但也可为缝焊。 

另外，实施方式1～11所示的焊接结构在发明的宗旨的范围内能够在进行变型后适用，总之，只要这样即可，即，在一方的面形成了突起部、在另一方的面形成了与突起部对应的凹陷部的第一金属构件和第二金属构件在包含突起部的顶部的焊接部受到焊接，在这样获得的焊接结构中：在第一金属构件和第二金属构件的至少一方上，在相对于与另一方的金属构件的相向侧处在相反面侧的与焊接部对应的区域，形成从周围区域凹陷的凹部。 

另外，本发明的一种通过电阻焊进行的焊接方法用正极及负极的电极对在一方的面形成了突起部、在另一方的面形成了与突起部对应的凹陷部的第一金属构件和第二金属构件进行加压，在包含突起部的顶部的焊接部进行电阻焊；在这样的焊接方法中：只要这样即可，即，在第一金属构件和第二金属构件的至少一方上，在相对于与另一方的金属构件的相向侧处在相反面侧的与焊接部对应的区域，形成从周围区域凹陷的凹部，当进行电阻焊时，按凹部的至少一部分不与正极或负极的电极接触的方式进行焊接。 

附图标记说明 

1 圆筒形二次电池 

2 电池罐 

10 电极群 

57 可动电极 

58 固定电极 

110 一方的金属构件 

111 凹陷部 

112、165a、166a 突起部 

120、120A 另一方的金属构件 

113、121、165c、166c 凹部 

130 焊接部 

160 金属构件 

161～164、165b、166b 凹陷部 

200 车辆用交流发电机 

201 冷却用离心风扇 

202 磁极铁心 

300 内燃机用点火装置 

305 端子板 

311 中间端子。 

Claims (14)

1.一种焊接结构，第二金属构件和在一方的面上形成有突起部、在另一方的面上形成有与所述突起部对应的凹陷部的第一金属构件，在包含所述突起部的顶部的焊接部受到焊接，其特征在于：

在所述第一金属构件和所述第二金属构件的至少一方的金属构件上形成有从周围区域凹陷的凹部，所述凹部被形成在所述一方的金属构件的相对于与另一方的金属构件的相向侧处在相反面侧且跟所述焊接部对应的区域。

2.根据权利要求1所述的焊接结构，其特征在于：所述第一金属构件与所述第二金属构件具有不同的电阻值，形成有所述凹部的金属构件的电阻值比另一方的金属构件的电阻值大。

3.根据权利要求1所述的焊接结构，其特征在于：所述凹部形成在形成有所述凹陷部的所述一方的金属构件的所述凹陷部的周围。

4.根据权利要求3所述的焊接结构，其特征在于：所述另一方的金属构件的相对于与所述一方的金属构件的相向侧处在相反面侧且与所述焊接部对应的区域，相对于周围区域处于平坦状态。

5.根据权利要求3所述的焊接结构，其特征在于：所述另一方的金属构件的相对于与所述一方的金属构件的相向侧处在相反面侧且与所述焊接部对应的区域，从周围区域凹陷。

6.根据权利要求1所述的焊接结构，其特征在于：所述凹部具有圆锥形的形状。

7.根据权利要求1所述的焊接结构，其特征在于：所述凹部具有半球状或圆顶状的形状。

8.根据权利要求1所述的焊接结构，其特征在于：所述凹部具有筒型的形状。

9.根据权利要求1所述的焊接结构，其特征在于：所述凹部具有矩形形状。

10.根据权利要求1所述的焊接结构，其特征在于：所述凹部为具有一定宽度、规定长度的杆型的形状。

11.根据权利要求10所述的焊接结构，其特征在于：所述凹部的宽度方向的截面为圆弧形状。

12.根据权利要求1所述的焊接结构，其特征在于：所述第一金属构件由铜形成，所述第二金属构件由镍形成。

13.根据权利要求1所述的焊接结构，其特征在于：所述第一金属构件为二次电池的电极集电板，所述第二金属构件为配置在二次电池的电池罐与所述电极集电板之间的通电导线。

14.一种通过电阻焊进行的焊接方法，用正极及负极的电极对第二金属构件和在一方的面上形成有突起部、在另一方的面上形成有与所述突起部对应的凹陷部的第一金属构件进行加压，在包含所述突起部的顶部的焊接部进行电阻焊，其特征在于：

在所述第一金属构件和所述第二金属构件的至少一方上形成从周围区域凹陷的凹部，该凹部形成在所述一方的金属构件的相对于与另一方的金属构件的相向侧处在相反面侧且跟所述焊接部对应的区域，当进行电阻焊时，以使所述凹部的至少一部分不与所述正极或负极的电极接触的方式进行焊接。

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