JP2023059701A - 抵抗スポット溶接装置及び抵抗スポット溶接方法 - Google Patents

Abstract

【課題】鋼板が電極の軸心に対して傾いている場合であっても、電極チップの鋼板に対する打角を補正できると共に、電極のコンパクト化を図った抵抗スポット溶接装置及び抵抗スポット溶接方法を提供する。【解決手段】電極チップ５０をそれぞれ備える一対の電極２０は、鋼板Ｍに対する電極チップ５０の角度を補正可能な角度補正機構である一対の自在継手３０を備える。自在継手３０は、先端部に凸球面状の係合部３５を有する第１軸部３１と、該係合部３５が摺動自在に嵌合する凹球面状の被係合部３９を有する第２軸部３２とを備える。電極２０は、一対の自在継手３０を介して電極チップ５０に通電可能である。【選択図】図４Ａ

Description

本発明は、抵抗スポット溶接装置及び抵抗スポット溶接方法に関する。

近年、ＣＯ_２排出量の削減を目的とした車体軽量化や衝突安全性強化を実現するため、自動車のボディ骨格等に高張力鋼板（Ｈｉｇｈ Ｔｅｎｓｉｌｅ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ Ｓｔｅｅｌ；ＨＴＳＳ）が広く採用されている。また、自動車の車体の組立や部品の取付けなどでは、主として、抵抗スポット溶接が使用されており、高張力鋼板の溶接にも適用されている。

自動車用鋼板には、防錆化の観点から、耐食性に優れた亜鉛系めっきが施された高張力鋼板も多用されている。しかし、亜鉛系めっきが施された高張力鋼板を用いて抵抗スポット溶接を行うと、該溶接箇所の鋼板表面で溶融した亜鉛や、亜鉛と電極の銅との合金が、鋼板の結晶粒界に侵入して粒界強度を低下させる、ＬＭＥ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｍｅｔａｌ Ｅｍｂｒｉｔｔｌｅｍｅｎｔ）と呼ばれる粒界脆化割れが起きやすいことが知られている。このような割れが生じると、溶接部の強度が低下して抵抗スポット溶接継手の信頼性が低下してしまうことから、施工面での対策が求められている。

特許文献１には、溶接電極により加圧力Ｆ１で加圧しながら通電する溶接工程と、通電の終了直後から加圧力Ｆ２で保持する冷却工程を備え、加圧力がＦ２＞Ｆ１×２の関係を満足することで、ＬＭＥ割れを抑制可能とした抵抗スポット溶接方法が開示されている。
また、特許文献２には、通電終了後の加圧力保持時間を適宜制御することにより、ＬＭＥ割れを抑制可能とした抵抗スポット溶接方法が開示されている。

さらに特許文献３には、一方の電極の基部材に螺合した筒状ソケット内部に鍔付きロッドを挿入し、この鍔付きロッドの基端に設けた凸球面座を、基部材の受面に当接させたスポット溶接機が開示されており、鍔付きロッドの凸球面座の揺動中心が、鍔付きロッドの略中央近くに位置しており、鍔付きロッドの先端部に設けた電極チップの原位置からのシフト量を抑えることで、ＬＭＥ割れを抑制している。
また、特許文献４には、一方の端部に電極チップが設けられた第１の電極用シャンクが、弾性変形可能な接続部材により第２の電極用シャンクと接続されており、電極チップが鋼板に傾斜した状態で接触したとき、接続部材が弾性変形することで電極と鋼板とのなす角度を垂直に保ち、ＬＭＥ割れを抑制可能としたスポット溶接ガン用電極が開示されている。

特開２０１９－１７１４５０号公報 国際公開第２０１７／０３３４５５号 実願昭５８－１６８０７６号（実開昭６０－７４８７１号）のマイクロフィルム 実用新案登録第３２２６１８２号公報

ここで特許文献３及び４に記載のスポット溶接機では、電極の電極チップを揺動可能とすることで、鋼板に対する上下電極の打角を抑制して引張応力を低減させ、ＬＭＥ割れの抑制を図っている。

しかしながら、特許文献３に記載のスポット溶接機は、電極の軸心に対して鋼板が傾いていると、鍔付きロッドが凸球面座の揺動中心を中心として旋回して打角補正するため、電極チップが鋼板に対してずれを生じ、依然としてＬＭＥ割れが生じる可能性がある。

また、特許文献４に記載の溶接ガンは、一対の電極用シャンクを弾性変形可能な接続部材（ばね）で接続して、鋼板が電極の軸心に対して傾いている場合でも、電極チップの鋼板に対する打角を補正し、一対の電極チップの軸心のずれを抑制している。しかしながら、溶接電流を電極チップに供給する導線が、一対の電極用シャンクの外側に配設されているため、該導線が狭隘部を溶接する際の障害となる場合があり、電極のコンパクト化が求められていた。
なお、特許文献１及び２に記載のスポット溶接方法は、いずれも電極チップを揺動させる機構を備えておらず、打角が発生した場合にＬＭＥ割れの抑制を図ることについて何ら考慮されていない。

本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、鋼板が電極の軸心に対して傾いている場合であっても、鋼板に対する電極チップの打角を補正できると共に、電極のコンパクト化を図った抵抗スポット溶接装置及び抵抗スポット溶接方法を提供することである。

したがって、本発明の上記目的は、抵抗スポット溶接装置に係る下記［１］の構成により達成される。
［１］ 複数の鋼板を挟み込む電極チップをそれぞれ備える一対の電極と、
前記一対の電極の少なくとも一方に設けられ、前記鋼板に対する前記電極チップの角度を補正可能な角度補正機構と、
を備え、前記一対の電極チップによって前記複数の鋼板を挟み込み、前記一対の電極チップに加圧力を付与した状態で通電することで、前記複数の鋼板をスポット溶接する抵抗スポット溶接装置であって、
前記角度補正機構は、先端部が凸球面状の係合部と、該係合部が摺動自在に嵌合する凹球面状の被係合部とをそれぞれ有する一対の自在継手を備え、
前記電極は、前記一対の自在継手を介して前記電極チップに通電可能である、
抵抗スポット溶接装置。

また、本発明の上記目的は、抵抗スポット溶接方法に係る下記［２］の構成により達成される。
［２］ ［１］に記載の抵抗スポット溶接装置を用いて、
亜鉛系めっきが施された鋼板及びＣ：０．０８質量％以上、Ｓｉ：０．５０質量％以上を含み、引張強度が９８０ＭＰａ以上の鋼板を含む複数の鋼板、又は、Ｃ：０．０８質量％以上、Ｓｉ：０．５０質量％以上を含み、引張強度が９８０ＭＰａ以上で、かつ亜鉛系めっきが施された鋼板を少なくとも１枚有する複数の鋼板、をスポット溶接する抵抗スポット溶接方法。

本発明の抵抗スポット溶接装置によれば、鋼板が電極の軸心に対して傾いている場合であっても、電極チップの鋼板に対する打角を補正できると共に、コンパクトな電極を構成できる。
また、本発明の抵抗スポット溶接方法によれば、亜鉛系めっきが施された鋼板及び高張力鋼板を含む複数の鋼板、又は、亜鉛系めっきが施された高張力鋼板を含む複数の鋼板の抵抗スポット溶接において、抵抗スポット溶接継手の圧接部におけるＬＭＥ割れの発生を抑制できる。

図１は、本発明の一実施形態に係る抵抗スポット溶接装置の側面図である。 図２は、図１に示す電極の斜視図である。 図３は、図１に示す電極の側面図である。 図４Ａは、図３に示す電極の縦断面図である。 図４Ｂは、図４ＡのＩＶＢ部における拡大断面図である。 図５は、本実施形態に係る一対の自在継手を有する電極が、傾いた鋼板に対して略垂直となるように打角補正する過程を説明する模式図である。 図６Ａは、本実施形態に係る一対の電極が、傾いた鋼板に対して接触した状態を示す側面図である。 図６Ｂは、図６Ａに示す状態から一対の電極がそれぞれの自在継手の作用により鋼板に対し略垂直に接触して、両電極の打角が補正された状態を示す側面図である。 図７は、一つの自在継手を有する電極が、傾いた鋼板に対して略垂直となるように打角補正する過程を説明する模式図である。 図８は、一対の電極が共に剛体電極である従来の抵抗スポット溶接装置により抵抗スポット溶接された継手と、本実施形態に係る抵抗スポット溶接装置とにより抵抗スポット溶接された継手を比較して示す断面図である。

以下、本発明に係る抵抗スポット溶接装置及び抵抗スポット溶接方法の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

なお、本実施形態の抵抗スポット溶接装置は、複数の金属板（鋼板）をスポット溶接するためのものであるが、特に、Ｃ：０．０８質量％以上、Ｓｉ：０．５０質量％以上を含み、引張強度が９８０ＭＰａ以上で、かつ亜鉛系めっきが施された鋼板（すなわち、亜鉛系めっきが施された高張力鋼板）を、少なくとも１枚有する複数の鋼板Ｍを、スポット溶接する場合に好適に用いられる。また、本実施形態の抵抗スポット溶接装置は、亜鉛系めっきが施された軟鋼などの通常の亜鉛系めっき鋼板と、該鋼板に接触する、Ｃ：０．０８質量％以上、Ｓｉ：０．５０質量％以上を含み、引張強度が９８０ＭＰａ以上で、亜鉛系めっきなしの高張力鋼板とを有する、複数の鋼板Ｍをスポット溶接する場合にも好適に用いられる。
なお、亜鉛系めっきが施された鋼板としては、例えば、合金化溶融亜鉛めっき鋼板（ＧＡ）、溶融亜鉛めっき鋼板（ＧＩ）、電気亜鉛めっき鋼板（ＥＧ）などが挙げられる。

図１に示すように、本実施形態の抵抗スポット溶接装置１０は、平面視で略Ｃ型の形状を呈するフレーム１１と、フレーム１１の一端に設けられた加圧シリンダ１２と、フレーム１１及び加圧シリンダ１２の対向する端部に設けられた２つの基台１３Ａ，１３Ｂと、可動側の基台１３Ａに設けられた可動側の電極２０と、固定側の基台１３Ｂに設けられた固定側の電極２０を備える。なお、可動側の電極２０及び固定側の電極２０は、同軸上において対向するように配置されている。

ここで、スポット溶接を行う場合、重ね合わせた複数（図では２枚）の被接合体である鋼板Ｍを、可動側の電極２０及び固定側の電極２０間に挿入し、鋼板Ｍを固定側の電極２０に当接させた状態で、加圧シリンダ１２により可動側の電極２０を図中下方へ進出させて、鋼板Ｍを一対の電極２０，２０の間に挟み込む。この状態で加圧しながら一対の電極２０，２０間に通電を行い、スポット溶接を行う。
なお、可動側の電極２０及び固定側の電極２０は同一構造を有するため、以下の説明では、可動側の電極２０についてのみ説明する。

図２～図４Ｂに示すように、電極２０は、角度補正機構である一対の自在継手３０と、一対の自在継手３０にそれぞれ設けられた一対のばね機構１５と、鋼板Ｍに当接する電極チップ５０と、基台１３Ａ，１３Ｂに取付けるための固定部１４と、を備える。

また、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、一対の自在継手３０は、それぞれ第１軸部３１、第２軸部３２及びカバー部材３３を有しており、これらにより一体に組み付けられている。なお、一対の自在継手３０は、第２軸部３２を共通の単一部材として、第２軸部３２の軸方向中間部に対して上下対称で、同一の構成を備えており、一対のばね機構１５も、第２軸部３２の軸方向中間部に対して上下に同一の構成を備える。

第１軸部３１は、軸方向に貫通する貫通孔３４が形成された柱状部材であり、その一端には外形が凸球面状に形成された係合部３５が設けられ、他端には先細りとなるテーパー部３６が設けられている。鋼板Ｍ側に配置される一方の第１軸部３１のテーパー部３６には、電極チップ５０が固定され、加圧シリンダ１２側に配置される他方の第１軸部３１のテーパー部３６には、固定部１４が固定されている。そして、固定部１４に形成された雄ねじ１４ａが、基台１３Ａの不図示の雌ねじに螺合して基台１３Ａに固定されている。さらに、第１軸部３１の軸方向中間部の外径側には、雄ねじ部３７が形成されている。

第２軸部３２は、その外径が第１軸部３１の外径よりも大径の柱状部材であり、軸方向に貫通する貫通孔３８を有し、その軸方向両端部には、凹球面状に形成された半球状凹部３９ａが形成されている。また、第２軸部３２の軸方向中間部の外径側には、雄ねじ部４０が設けられている。
なお、本実施形態では、貫通孔３８の内径は、第１軸部３１の貫通孔３４の内径よりも僅かに大きく形成されている。

カバー部材３３は、第２軸部３２の外径と略等しい外径を有する円盤状部材であり、第２軸部３２の半球状凹部３９ａと同じ曲率半径を有し、凹球面状の半球状凹部３９ｂが一部に形成された孔部４１を有する。そして、カバー部材３３の孔部４１に第１軸部３１の軸部を挿通し、第１軸部３１の係合部３５の一部分にカバー部材３３の半球状凹部３９ｂを嵌合させた後、係合部３５の残りの部分を第２軸部３２の半球状凹部３９ａに嵌合し、カバー部材３３をねじ４２により第２軸部３２の軸方向両端部に固定する。これにより、カバー部材３３の半球状凹部３９ｂと第２軸部３２の半球状凹部３９ａとは、凹球面状の被係合部３９を形成する。

したがって、凹球面状の被係合部３９に凸球面状の係合部３５が摺動自在に嵌合する。すなわち、第２軸部３２の軸方向両端部に、第１軸部３１が旋回自在に嵌合する一対の自在継手３０が形成される。なお、自在継手３０は、第２軸部３２に対して第１軸部３１が屈曲したとき、カバー部材３３の孔部４１に第１軸部３１の軸部が干渉することで、所定の角度を超えて屈曲しすぎないように構成されている。

また、図４Ｂに示すように、カバー部材３３には、半球状凹部３９ｂの内周面及び第２軸部３２との当接面に、それぞれＯリング４３を装着するためのＯリング溝４４が形成されている。Ｏリング４３は、凸球面状の係合部３５と半球状凹部３９ｂとの摺接部、及びカバー部材３３と第２軸部３２との当接部のそれぞれから、後述する冷却水が漏れることを防止している。

また、図４Ａに示すように、一対の第１軸部３１の貫通孔３４，３４と第２軸部３２の貫通孔３８は連通しており、テフロン（登録商標）などのチューブ４８が各貫通孔３４，３８，３４を貫通して挿通されている。

各貫通孔３４，３８，３４及びチューブ４８は、電極チップ５０を冷却するための冷却水の流路Ｔを形成する。具体的には、チューブ４８が往路Ｔ１を形成し、チューブ４８と各貫通孔３４，３８，３４との間の空間が復路Ｔ２を形成する。そして、図示しないスポット溶接機の本体から供給され、固定部側から往路Ｔ１に送られた冷却水は、図４Ａに示す矢印方向に流れ、電極チップ５０を冷却した後、復路Ｔ２を通過して、スポット溶接機の本体へと戻される。

続いて、電極２０の一対のばね機構１５は、第１ばね受け４５と、第２ばね受け４６をそれぞれ有する。第１ばね受け４５は、第２軸部３２の軸方向中間に形成された雄ねじ部４０に螺合して第２軸部３２に固定されている。また、第２ばね受け４６は、一対の第１軸部３１のそれぞれの雄ねじ部３７に螺合して第１軸部３１に固定されている。なお、第１ばね受け４５と第２ばね受け４６との間には、弾性部材であるコイルばね（圧縮ばね又は引張ばね）４７がそれぞれ装着されている。

コイルばね４７は、第１軸部３１及び第２軸部３２の周囲で、第１ばね受け４５及び第２ばね受け４５を介して、第１軸部３１及び第２軸部３２との間に配置され、その弾性力により第１軸部３１を第２軸部３２から離間させる方向に付勢する。コイルばね４７の弾性力は、自在継手３０が屈曲したときに弾性変形し、加圧力が除去されたときに第１軸部３１と第２軸部３２を直線状に整列させるように作用する。

また、第１軸部３１、第２軸部３２及びカバー部材３３は、それぞれ導電性を有する、例えば真鍮のような金属（合金）からなる導電性材料により構成されており、溶接電流の導電路として作用する。これにより、例えば特許文献４に示すような一対の電極用シャンクの外側に配設された、専用の導電路を別途設ける必要がなく、コンパクトな電極２０を構成できる。

電極チップ５０は、その先端面の曲率半径Ｒは４０ｍｍ以上（Ｒ≧４０ｍｍ）となっており、また、その先端面の直径（外径）φが１６ｍｍ以下（φ≦１６ｍｍ）となっている（図４Ａ参照）。これにより、鋼板Ｍに対する電極チップ５０の片当たりが抑制されて確実に接触する。
なお、本実施形態では、電極チップ５０は、その先端面から外径面にかけて凸曲面状に形成されているが、図５～図７に示すように、先端面と外径面とを面取りを介して連続させた円柱状に形成されてもよい。なお、図５～図７では、便宜上、電極チップ５０の先端面を平坦に示している。

次に、角度補正機構である一対の自在継手３０の作用について説明する。一対の電極２０は、それぞれ一対の自在継手３０の作用により、鋼板Ｍに対する打角を補正して、可動側及び固定側の両電極チップ５０，５０を鋼板Ｍに対して略垂直状態で接触させる。

詳細には、電極２０を模式的に示す図５の左図のように、電極２０の軸心に対して傾斜している鋼板Ｍに電極２０が接触すると、一対の自在継手３０は、図５の右図のように、電極チップ５０を有する側の第１軸部３１、すなわち図５における下方の第１軸部３１が、第２軸部３２に対して反時計方向に回動し、またそれと同時に、第２軸部３２が、第１軸部３１の回転方向と反対方向である時計方向に回動して略くの字形に屈曲することで、電極チップ５０が鋼板Ｍに対して略垂直に接触する。

一対の自在継手３０を備える一対の電極２０，２０が、傾斜している鋼板Ｍを上下から挟持すると、図６Ａに示すように、電極チップ５０，５０は当接点Ｐ１，Ｐ２においてそれぞれ鋼板Ｍに当接した状態となり、各電極２０，２０に荷重Ｆが印加される。

そして、図６Ｂに示すように、両電極チップ５０，５０は、荷重Ｆの作用により当接点Ｐ１，Ｐ２を中心として矢印Ｒ１方向に回転し、電極チップ５０が鋼板Ｍに対し略垂直に接触する。このとき、両電極チップ５０，５０は、当接点Ｐ１，Ｐ２を中心として回転して鋼板Ｍに対して垂直となるため、両電極チップ５０，５０の軸心Ｙ１，Ｙ２には、少しのずれδが生じ得る。しかしながら、このようなずれδはわずかなものであり、溶接品質に実質的に影響を及ぼすことはなく、良好なスポット溶接を実現することができる。
なお、ここでいう「略垂直」とは、工業的に達成可能な角度を意味し、例えば、９０°±５°の角度誤差を許容する。

これに対して、図７に示すように、凹球面状の被係合部３９に凸球面状の係合部３５が摺動自在に嵌合する自在継手３０が１つだけである従来の電極２０Ａによると、電極２０Ａの軸心に対して鋼板Ｍが傾いていると、図７の左図のように、電極チップ５０は当接点Ｐ１において鋼板Ｍに当接した状態で電極２０Ａに荷重が印加される。

そして、図７の右図のように、第１軸部３１は、凹球面状の被係合部３９の曲率中心を中心として旋回して、電極チップ５０が鋼板Ｍに対して垂直に接触する。このとき、当接点Ｐ１は当接点Ｐ１´に移動する。すなわち、電極チップ５０は鋼板Ｍに対して図中右方向にずれる。この電極チップ５０のずれは、引張応力の発生要因となるため、ＬＭＥ割れが生じる可能性があり、好ましくない。

以上説明したように、本実施形態の一対の自在継手３０は、電極チップ５０の鋼板Ｍに対する角度を補正可能な角度補正機構として作用して、電極チップ５０の打角を補正すると共に、鋼板Ｍに対する電極チップ５０のずれを抑制する。すなわち、上下一対の電極チップ５０，５０は、鋼板Ｍに対して略垂直、かつ、ずれが抑制された状態で鋼板Ｍに当接することで、引張応力を低減させてＬＭＥ割れを抑制する。

また、一対の自在継手３０，３０は、いずれも剛体である第１軸部３１、第２軸部３２及びカバー部材３３で一体的に構成されているため、電極２０は軸方向に対して高い剛性を有しており、鋼板Ｍから電極２０に荷重Ｆが作用しても軸方向位置を一定位置に維持することができ、安定した抵抗スポット溶接を行い得る。

また、電極２０に作用する荷重Ｆは、高い剛性を有する一対の自在継手３０で受けられるため、該荷重Ｆが、コイルばね４７に作用することはない。したがって、コイルばね４７は、自在継手３０が屈曲したとき、第１軸部３１及び第２軸部３２を直線状に整列させることが可能な程度の小型のばねで形成することができ、コンパクトな電極２０を構成できる。

さらに、少なくとも一対の第１軸部３１及び第２軸部３２は、導電性材料で形成されているため、電極チップ５０に溶接電流を供給するための専用の導電部材が不要となり、電極２０がさらにコンパクト化されて、狭隘部の溶接の際にも障害となるおそれはなく、狭隘部を容易に溶接することができる。

以下、本発明の効果を説明するための実施例について説明する。図８は、可動側電極及び固定側電極が共に剛体電極、すなわち自在継手を備えない電極である、従来の抵抗スポット溶接装置により抵抗スポット溶接された継手と、両電極が一対の自在継手を備える、本実施形態に係る抵抗スポット溶接装置とにより抵抗スポット溶接された継手を比較して示す断面図である。

溶接条件は、いずれも板厚１．４ｍｍのＧＡ９８０ＤＰ（引張強度９８０ＭＰａの合金化溶融めっきＤｕａｌ－Ｐｈａｓｅ鋼）の鋼板を２枚重ねとして、加圧力：３．５ｋＮ、通電時間：３００ｍｓ、ホールド時間：０．０１ｓｅｃ以上、板隙間（Ｓｈｅｅｔ ｇａｐ）：２ｍｍ、傾斜角度（打角：Ｔｉｌｔ ａｎｇｌｅ）：５°の条件で複数組の鋼板Ｍに対してスポット溶接した。また、溶接電流（Ｃｕｒｒｅｎｔ）は、７ｋＡ，８ｋＡ，１１ｋＡの各条件で行った。なお、溶接電流８ｋＡ，１１ｋＡでのスポット溶接は、チリ（Ｓｐｌａｓｈ）が発生する条件である。

図８に示すように、従来の抵抗スポット溶接装置（いわゆる通常シャンク）よるスポット溶接では、いずれの溶接電流（７ｋＡ，８ｋＡ，１１ｋＡ）でも、図中矢印で示すように、５回の試験回数のうち、ほとんどの組の鋼板ＭにＬＭＥ割れが発生した。

一方、本実施形態に係る抵抗スポット溶接装置１０（いわゆるフレキシブルシャンク）よるスポット溶接では、いずれの溶接電流（７ｋＡ，８ｋＡ，１１ｋＡ）でも、１０回の試験回数のうち、１１ｋＡの１回を除いて、ＬＭＥ割れは発生しなかった。これは、両電極２０，２０がそれぞれ備える一対の自在継手３０の角度補正機構により、鋼板Ｍに対する打角が補正されると共に、両電極チップ５０，５０の軸心のずれが抑制された効果によると考えられる。

なお、通電後の鋼板Ｍの冷却に伴うナゲットの熱収縮によって、板厚方向に引張応力が発生して圧接部でのＬＭＥ割れが生じる場合がある。このことから、溶接後の冷却時間を確保するためのホールド時間は、ナゲットの熱収縮に伴う板厚方向の引張応力を低減することができ、ＬＭＥ割れ発生の抑制に有効である。ＬＭＥ割れの発生を効果的に抑制するためには、上記ホールド時間として、通電終了後、０．０１ｓｅｃ以上加圧保持したのち、電極の加圧から圧力開放に転じる制御を行うことが好ましい。

なお、本発明は、前述した実施形態及び実施例に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
例えば、上記の実施形態では、第１軸部に係合部が設けられ、第２軸部に被係合部が設けられるとしたが、これとは逆に、第１軸部に被係合部を設け、第２軸部に係合部を設けるようにしてもよい。
また、上記の実施形態では、一対の第１軸部、第２軸部及び一対のカバー部材は、それぞれ導電性材料によって構成されるが、本発明においては、少なくとも一対の第１軸部及び第２軸部が導電性材料によって構成されればよい。
さらに、上記の実施形態では、一対の自在継手を有する角度補正機構は、一対の電極にそれぞれ設けられているが、本発明は、該角度補正機構は、一対の電極の少なくとも一方に設けられてもよい。

以上のとおり、本明細書には次の事項が開示されている。

（１） 複数の鋼板を挟み込む電極チップをそれぞれ備える一対の電極と、
前記一対の電極の少なくとも一方に設けられ、前記鋼板に対する前記電極チップの角度を補正可能な角度補正機構と、
を備え、前記一対の電極チップによって前記複数の鋼板を挟み込み、前記一対の電極チップに加圧力を付与した状態で通電することで、前記複数の鋼板をスポット溶接する抵抗スポット溶接装置であって、
前記角度補正機構は、先端部が凸球面状の係合部と、該係合部が摺動自在に嵌合する凹球面状の被係合部とをそれぞれ有する一対の自在継手を備え、
前記電極は、前記一対の自在継手を介して前記電極チップに通電可能である、
抵抗スポット溶接装置。
この構成によれば、鋼板が電極の軸心に対して傾いている場合であっても、電極チップの鋼板に対する打角を補正できると共に、コンパクトな電極を構成できる。

（２） 前記一対の自在継手は、前記係合部を有する一対の第１軸部と、軸方向両端部に前記両被係合部の一部分を有する第２軸部と、前記第２軸部の軸方向両端部に取り付けられ、前記両被係合部の残りの部分を有する一対のカバー部材と、を有し、
少なくとも前記一対の第１軸部、及び前記第２軸部は、導電性材料によって構成される、
（１）に記載の抵抗スポット溶接装置。
この構成によれば、簡単な機構により、溶接電流の導電路として利用することができる自在継手を形成することができ、コンパクトな電極を構成できる。

（３） 前記電極は、前記第１軸部及び前記第２軸部の周囲で、前記第１軸部及び前記第２軸部との間に配置され、屈曲した前記自在継手の前記第１軸部及び前記第２軸部を直線状に整列可能な弾性部材をさらに備える（２）に記載の抵抗スポット溶接装置。
この構成によれば、角度補正機構の作用により溶接時に屈曲した電極を、溶接終了後に元の状態に自動的に復元できる。

（４） 前記電極チップは、先端面の曲率半径ＲがＲ≧４０ｍｍ、かつ、外径φがφ≦１６ｍｍである（１）～（３）のいずれか１つに記載の抵抗スポット溶接装置。
この構成によれば、鋼板に対する電極チップの片当たりが抑制されて電極チップを鋼板に確実に接触できる。

（５） （１）～（４）のいずれか１つに記載の抵抗スポット溶接装置を用いて、
亜鉛系めっきが施された鋼板及びＣ：０．０８質量％以上、Ｓｉ：０．５０質量％以上を含み、引張強度が９８０ＭＰａ以上の鋼板を含む複数の鋼板、又は、Ｃ：０．０８質量％以上、Ｓｉ：０．５０質量％以上を含み、引張強度が９８０ＭＰａ以上で、かつ亜鉛系めっきが施された鋼板を少なくとも１枚有する複数の鋼板、をスポット溶接する抵抗スポット溶接方法。
この構成によれば、亜鉛系めっきが施された鋼板及び高張力鋼板を含む複数の鋼板、又は、亜鉛系めっきが施された高張力鋼板を含む複数の鋼板の抵抗スポット溶接において、抵抗スポット溶接継手の圧接部におけるＬＭＥ割れの発生を抑制できる。

（６） 通電終了後、０．０１ｓｅｃ以上加圧保持したのち、前記電極の加圧から圧力開放に転じる制御を行う、（５）に記載の抵抗スポット溶接方法。
この構成によれば、ナゲットの熱収縮に伴う板厚方向の引張応力を低減することができ、ＬＭＥ割れ発生の抑制できる。

１０ 抵抗スポット溶接装置
２０ 電極
３０ 自在継手（角度補正機構）
３１ 第１軸部
３２ 第２軸部
３３ カバー部材
３５ 係合部
３９ 被係合部
４１ 孔部
４７ コイルばね（弾性部材）
５０ 電極チップ
Ｍ 鋼板
Ｒ 電極チップの先端面の曲率半径
φ 電極チップの先端面の外径

Claims (6)

1. 複数の鋼板を挟み込む電極チップをそれぞれ備える一対の電極と、
   前記一対の電極の少なくとも一方に設けられ、前記鋼板に対する前記電極チップの角度を補正可能な角度補正機構と、
   を備え、前記一対の電極チップによって前記複数の鋼板を挟み込み、前記一対の電極チップに加圧力を付与した状態で通電することで、前記複数の鋼板をスポット溶接する抵抗スポット溶接装置であって、
   前記角度補正機構は、先端部が凸球面状の係合部と、該係合部が摺動自在に嵌合する凹球面状の被係合部とをそれぞれ有する一対の自在継手を備え、
   前記電極は、前記一対の自在継手を介して前記電極チップに通電可能である、
   抵抗スポット溶接装置。
2. 前記一対の自在継手は、前記係合部を有する一対の第１軸部と、軸方向両端部に前記両被係合部の一部分を有する第２軸部と、前記第２軸部の軸方向両端部に取り付けられ、前記両被係合部の残りの部分を有する一対のカバー部材と、を有し、
   少なくとも前記一対の第１軸部及び前記第２軸部は、導電性材料によって構成される、
   請求項１に記載の抵抗スポット溶接装置。
3. 前記電極は、前記第１軸部及び前記第２軸部の周囲で、前記第１軸部及び前記第２軸部との間に配置され、屈曲した前記自在継手の前記第１軸部及び前記第２軸部を直線状に整列可能な弾性部材をさらに備える請求項２に記載の抵抗スポット溶接装置。
4. 前記電極チップは、先端面の曲率半径ＲがＲ≧４０ｍｍ、かつ、外径φがφ≦１６ｍｍである請求項１～３のいずれか１項に記載の抵抗スポット溶接装置。
5. 請求項１～４のいずれか１項に記載の抵抗スポット溶接装置を用いて、
   亜鉛系めっきが施された鋼板及びＣ：０．０８質量％以上、Ｓｉ：０．５０質量％以上を含み、引張強度が９８０ＭＰａ以上の鋼板を含む複数の鋼板、又は、Ｃ：０．０８質量％以上、Ｓｉ：０．５０質量％以上を含み、引張強度が９８０ＭＰａ以上で、かつ亜鉛系めっきが施された鋼板を少なくとも１枚有する複数の鋼板、をスポット溶接する抵抗スポット溶接方法。
6. 通電終了後、０．０１ｓｅｃ以上加圧保持したのち、前記電極の加圧から圧力開放に転じる制御を行う、請求項５に記載の抵抗スポット溶接方法。

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