JPH09201679A - 異種金属材料の接合方法、異種金属材料の接合装置、異種金属材料の接合構造、接合方法に使用する係止ピ−ス保持体、接合方法に使用する電極構造、係止ピ−スの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 一対の電極がどのような姿勢であっても接合
作業を迅速に行える異種金属材料の接合方法を提供す
る。 【解決手段】 第２金属材料２と同種系金属材料からな
る錐体形状の係止ピ−ス３を連結して電極４に略直交す
る方向に移動される送り帯部８を移動させることによ
り、一対の電極４、５間へ係止ピ−ス３を供給する。次
に、一対の電極４、５間に、接合すべき第１、第２金属
材料１、２をも位置させる。そして、この後、一対の電
極４、５により、係止ピ−ス３及び第１、第２金属材料
１、２に対して、該第１、第２金属材料１、２と該係止
ピ−ス３とを、該係止ピ−ス３の先端部３ａが該第１金
属材料１に当接するようにして重ね合わさせた状態で、
加圧通電を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、異種金属材料の接
合方法、異種金属材料の接合装置、異種金属材料の接合
構造、異種金属材料の接合方法に使用する係止ピ−ス保
持体、異種金属材料の接合方法に使用する電極構造、係
止ピ−スの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】本発明者は、導電性異種金属材料（例え
ば、鉄板、アルミニウム板）の接合方法を開発した。こ
の接合方法を、図１〜図３に基づき説明すれば、先ず、
接合すべき導電性異種金属材料として、アルミニウム板
等の第１金属材料１（好ましくは、第２金属材料よりも
融点が低いもの）と、鉄板等の第２金属材料２とを用意
すると共に、第２金属材料２と同じ金属材料からなる錐
体形状（例えば円錐体）の係止ピ−ス３を用意する。次
に、図１に示すように、接合すべき第１金属材料１と第
２金属材料２とを重ね合わせ状態で一対の電極４、５間
に配置し、第２金属材料２に対しては電極５を当接さ
せ、第１金属材料１に対しては係止ピ−ス３を介して電
極４を当接させる。そして、この後、電極４、５間に電
流を流すと共に、その一対の電極４、５により第１、第
２金属材料１、２及び係止ピ−ス３を加圧する。

【０００３】これより、係止ピ−ス３の先端部３ａが抵
抗発熱して、その熱によりその係止ピ−ス３先端部３ａ
に接している第１金属材料１が溶融し、係止ピ−ス３
は、電極４、５から受ける加圧力に基づき第１金属材料
１内に進入し、その係止ピ−ス３の先端部３ａは第２金
属材料２に至る。そして、係止ピ−ス３の先端部３ａが
第２金属材料２に至ると、図２に示すように、係止ピ−
ス３の先端部３ａと第２金属材料２とが抵抗発熱により
溶融し、両者２、３の当接部が抵抗溶接される。この溶
接が進行すると、係止ピ−ス３の先端部３ａが第２金属
材料２に溶け込んで短くなり、電極４が第１金属材料１
に当接して接合が完了される（図３参照）。この結果、
係止ピ−ス３の基端部（拡径部）３ｂと、その係止ピ−
スの先端部３ａに溶接されている第２金属材料との間に
第１金属材料１が挟持された状態となり、第１、第２金
属材料１、２は係止ピ−ス３を利用して接合されること
になる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記接合方
法においては、係止ピ−ス３が用いられることから、接
合を行う度に係止ピ−ス３を供給する必要がある。この
ため、上記接合方法においては、係止ピ−ス３の脱落を
防ぐべく、一方の電極４先端面を真上に向け、その先端
面上に係止ピ−ス３の基端面を載置し、この後、その状
態で電極４を上昇させて、係止ピ−ス３先端部を第１金
属材料１に当接させることとされている。しかし、この
ような係止ピ−ス３の供給方式を採用した場合には、一
方の電極４先端面を常に真上に向けていなければならな
いことから、両電極４、５を上下方向にのみ変位動する
ように保持する構成とする一方、接合すべき第１、第２
金属材料１、２をその両電極４、５間に運んで、その第
１、第２金属材料１、２の姿勢を上記電極４、５による
加圧通電作業に適したものとしなければならない。この
ため、ロボットア−ム等に両電極を取付けて種々の姿勢
をもって上記接合作業を行うことは困難となっている。

【０００５】また、上記接合方法を用いた場合には、係
止ピ−ス３が第１金属材料１を溶融させつつ該第１金属
材料１内に進入し、この後、係止ピ−ス３の基端部（拡
径部）と第２金属材料とが抵抗溶接されて、その係止ピ
−ス３の基端部と第２金属材料とが第１金属材料１を挟
持し、この結果、第１金属材料と第２金属材料とが接合
されることになる。しかし、上記接合方法においては、
係止ピ−ス３が第１金属材料１を溶融させつつ該第１金
属材料１内に進入することから、単純に上記接合方法を
実施した場合には、第１金属材料１と第２金属材料２と
の接合後において、係止ピ−ス３の基端部周囲において
ちり（バリ）が発生する。このため、第１、第２金属材
料１、２の接合部において、見栄えが低下するばかり
か、電蝕が発生する虞れがある。

【０００６】さらに、上記接合方法においては、第２金
属材料２と協働して第１金属材料１を挟持すべく、接合
個所毎に係止ピ−ス３が用いられる。したがって、係止
ピ−ス３はできるだけ迅速且つ容易（安価）に製造でき
ることが望まれる。しかし、係止ピ−ス３は複雑な錐体
形状であり、機械切削加工等により製作したのでは、迅
速且つ容易には製造することができない。

【０００７】本発明は以上のような事情を勘案してなさ
れたもので、その第１の目的は、一対の電極がどのよう
な姿勢においても接合作業を迅速に行える異種金属材料
の接合方法を提供することにある。第２の目的は、第
１、第２金属材料の接合部における見栄えを改善すると
共に、電蝕の発生を防止する異種金属材料の接合方法を
提供することにある。第３の目的は、上記第１の目的を
達成する上記異種金属材料の接合方法の実施に使用する
異種金属材料の接合装置を提供することにある。第４の
目的は、上記第２の目的を達成する上記異種金属材料の
接合方法の実施に使用する異種金属材料の接合構造を提
供することにある。第５の目的は、上記異種金属材料の
接合方法の実施に使用する係止ピ−ス保持体を提供する
ことにある。第６の目的は、迅速且つ容易に提供できる
係止ピ−スの製造方法を提供することにある。第７の目
的は、上記第１の目的を達成する上記異種金属材料の接
合方法の実施に使用する電極構造を提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るために請求項１の発明にあっては、接合すべき第１、
第２金属材料と、該第２金属材料と同種系金属材料から
なる錐体形状の係止ピ−スとを一対の電極間に位置させ
た後、該一対の電極により、該係止ピ−ス及び該第１、
第２金属材料に対して、該第１、第２金属材料と該係止
ピ−スとを、該係止ピ−スの先端部が該第１金属材料に
当接するようにして重ね合わさせた状態で、加圧通電を
行う異種金属材料の接合方法であって、前記係止ピ−ス
を連結して前記電極に略直交する方向に移動される送り
部材を移動させることにより、前記一対の電極間への前
記係止ピ−スの供給を、順次、行う、構成としてある。

【０００９】また、請求項１の発明の好ましい態様とし
ては、請求項２、３の記載の通りとなる。

【００１０】前記第２の目的を達成するために請求項４
の発明にあっては、接合すべき第１、第２金属材料と、
該第２金属材料と同種系金属材料からなる錐体形状の係
止ピ−スとを、該係止ピ−スの先端部が該第１金属材料
に当接するようにして重ね合わせ、前記係止ピ−ス及び
前記第１、第２金属材料に対して加圧通電を行う異種金
属材料の接合方法であって、前記加圧通電時に、前記係
止ピ−スと前記第１金属材料との当接部付近にエアを吹
きつける、構成としてある。

【００１１】前記第２の目的を達成するために請求項５
の発明にあっては、接合すべき第１、第２金属材料と、
該第２金属材料と同種系金属材料からなる錐体形状の係
止ピ−スとを、該係止ピ−スの先端部が該第１金属材料
に当接するようにして重ね合わせ、前記係止ピ−ス及び
前記第１、第２金属材料に対して加圧通電を行う異種金
属材料の接合方法であって、前記係止ピ−スとして、基
端部全周にフランジ部が備えられる係止ピ−スを用意
し、前記加圧通電時においては、前記フランジ部を前記
第１金属材料よりも離す一方、前記加圧通電終了後は、
前記フランジ部を該第１金属材料側に傾けて、該第１金
属材料と協働して環状の閉空間を形成するようにする、
構成としてある。

【００１２】前記第２の目的を達成するために請求項６
の発明にあっては、接合すべき第１、第２金属材料と、
該第２金属材料と同種系金属材料からなる錐体形状の係
止ピ−スとを、該係止ピ−スの先端部が該第１金属材料
に当接するようにして重ね合わせ、前記係止ピ−ス及び
前記第１、第２金属材料に対して加圧通電を行う異種金
属材料の接合方法であって、前記加圧通電終了後、前記
係止ピ−スの基端部全体を該基端部外側付近を含めてキ
ャップで覆う、構成としてある。

【００１３】前記第３の目的を達成するために請求項７
の発明にあっては、接近、離間動可能に配設され、待機
位置と作動位置とをとり得る一対の加圧通電電極と、錐
体形状の複数の係止ピ−スを連結した状態で、前記電極
に交差するように常時、配設され、前記一対の加圧通電
電極が待機位置をとったとき、該一対の電極間に、前記
複数の係止ピ−スのうちの一の係止ピ−スを移動させ
て、該係止ピ−スの先端部が該一対の加圧通電電極のう
ちの一の加圧通電電極の先端面を向くようにする送り部
材と、を備える、ことを特徴とする異種金属材料の接合
装置とした構成としてある。

【００１４】請求項７の発明の好ましい態様としては、
請求項８の記載の通りとなる。

【００１５】前記第４の目的を達成するために請求項９
の発明にあっては、第１金属材料と重ね合わせられた第
２金属材料に、該第２金属材料と同種系金属材料からな
る錐体形状の係止ピ−スの先端部が結合されて、前記係
止ピ−スと前記第２金属材料とが前記第１金属材料を挟
持している異種金属材料の接合構造であって、前記係止
ピ−スが、基端部全周にフランジ部を有するものとさ
れ、前記フランジ部が、前記第１金属材料と協働して環
状の閉空間を形成するように曲げられている、構成とし
てある。

【００１６】前記第４の目的を達成するために請求項１
０の発明にあっては、第１金属材料と重ね合わせられた
第２金属材料に、該第２金属材料と同種系金属材料から
なる錐体形状の係止ピ−スの先端部が結合されて、前記
係止ピ−スと前記第２金属材料とが前記第１金属材料を
挟持している異種金属材料の接合構造であって、前記第
１金属材料に、前記係止ピ−スの基端部全体を該基端部
外側付近を含めて覆うキャップが固定されている、構成
としてある。

【００１７】請求項１０の発明の好ましい態様として
は、請求項１１、請求項１２、請求項１３の記載の通り
となる。

【００１８】前記第５の目的を達成するために請求項１
３の発明にあっては、一方向に延びる送り部材と、該送
り部に所定間隔毎に連結される錐体形状の金属製係止ピ
−スと、を備える、ことを特徴とする係止ピ−ス保持体
とした構成としてある。

【００１９】請求項１３の発明の好ましい態様として
は、請求項１４〜１７の記載の通りとなる。

【００２０】前記第６の目的を達成するために請求項１
８の発明にあっては、板状の素材を、プレス加工により
錐体形状に形成する、ことを特徴とする係止ピ−スの製
造方法とした構成としてある。

【００２１】請求項１８の発明の好ましい態様として
は、請求項１９、２０の記載の通りとなる。

【００２２】前記第７の目的を達成するために請求項２
１の発明にあっては、加圧通電を行う電極における電極
構造であって、前記電極に対してスライド可能に嵌合さ
れるスライダが備えられている、構成としてある。

【００２３】請求項２１の発明の好ましい態様として
は、請求項２２記載の通りとなる。

【００２４】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、係止ピ−スが
送り部材により一対の電極間に供給されることから、係
止ピ−スの自動化を図ることができるだけでなく、両電
極がどのような姿勢であろうとも、安定的に係止ピ−ス
を供給できることになる。このため、一対の電極がどの
ような姿勢においても接合作業を迅速に行えることにな
る。

【００２５】請求項２の発明によれば、加圧通電時、送
り部材への電流のリ−クを防いで、第１、第２金属材
料、係止ピ−スに対して集中的に加圧通電を行うことが
できることになる。

【００２６】請求項３の発明によれば、係止ピ−スを所
望の安定した姿勢で一対の電極間に供給できることにな
る。

【００２７】請求項４の発明によれば、エアの吹きつけ
により、ちりを吹き飛ばして、係止ピ−スの基端部周囲
にちりが発生することを防止することになる。このた
め、第１、第２金属材料の接合部における見栄えを改善
できる共に、電蝕の発生を防止できることになる。

【００２８】請求項５の発明によれば、加圧通電時にお
いては、フランジ部への電流のリ−クを防いで、係止ピ
−スの先端部に電流を集中的に流すことができる一方、
第１、第２金属材料の接合後、係止ピ−スの基端部周囲
にちりが発生しても、フランジ部によりちりを覆ってち
りが外部に露出することを防止できることになる。この
ため、第１、第２金属材料の接合部における見栄えを改
善できる共に、電蝕の発生を防止できることになる。し
かも、フランジ部の存在により、第２金属材料に対する
第１金属材料と係止ピ−スとの挟持力が高まることにな
り、第１、第２金属材料の接合強度を高めることができ
ることになる。

【００２９】請求項６の発明によれば、第１、第２金属
材料の接合後、係止ピ−スの基端部周囲にちりが発生し
ても、キャップによりちりを覆ってちりが外部に露出す
ることを防止できることになる。このため、第１、第２
金属材料の接合部における見栄えを改善できる共に、電
蝕の発生を防止できることになる。

【００３０】請求項７の発明によれば、係止ピ−スが送
り部材により一対の電極間に自動的且つ安定的に供給さ
れることになり、前述の請求項１の発明の実施に使用す
る接合装置を提供できることになる。

【００３１】請求項８の発明によれば、移動規制部材が
送り部材の移動を規制することから、加圧通電の際に電
極が係止ピ−スを移動させるとき、その移動に基づき、
係止ピ−スを送り部材から確実に切り離すことができる
ことになり、第１、第２金属材料、係止ピ−スに対して
集中的に加圧通電を行うことができることになる。

【００３２】請求項９の発明によれば、フランジ部によ
り、第１、第２金属材料の接合部における見栄えを改善
できる共に、電蝕の発生を防止でき、しかも、第１、第
２金属材料の接合強度を高めることができることから、
前述の請求項５の発明の実施に使用する接合構造を提供
できることになる。

【００３３】請求項１０の発明によれば、キャップによ
り、第１、第２金属材料の接合部における見栄えを改善
できる共に、電蝕の発生を防止できることから、前述の
請求項６の発明の実施に使用する接合構造を提供できる
ことになる。

【００３４】請求項１１の発明によれば、キャップ内に
充填される接着剤により、キャップを第１金属材料に強
固に固定できるばかりでなく、ちりを覆うことにもな
り、電蝕の発生を一層、確実に防止できることになる。

【００３５】請求項１２の発明によれば、係止ピ−ス基
端面における穴とキャップ内面における突起との嵌合関
係を、キャップの位置決め、キャップ固定に利用できる
ことになる。

【００３６】請求項１３の発明によれば、前述の請求項
１の発明の実施に使用できる係止ピ−ス保持体を提供で
きることになる。

【００３７】請求項１４の発明によれば、係止ピ−スを
所望の安定した姿勢で一対の電極間に供給できることに
なり、前述の請求項３の発明の実施に使用できる係止ピ
−ス保持体を提供できることになる。

【００３８】請求項１５の発明によれば、弱化線により
送り部材と前記係止ピ−スとの切り離しを容易にするこ
とができることになり、前述の請求項１、２の発明を実
施するに好適な係止ピ−ス保持体を提供できることにな
る。

【００３９】請求項１６の発明によれば、切れ目又は薄
肉部に基づき、上記請求項１５と同様な作用効果を得る
ことができることになる。

【００４０】請求項１７の発明によれば、送り部材及び
係止ピ−スが巻回されていることから、運搬、保管管理
等の便利性を向上させることができることになる。

【００４１】請求項１８の発明によれば、板状の素材か
らプレス加工により係止ピ−スを形成することから、係
止ピ−スを迅速且つ容易に製造できることになる。

【００４２】請求項１９の発明によれば、長尺の素材に
プレス加工をもって連続的に複数の係止ピ−スを形成す
ることになり、係止ピ−スを、上記請求項１８の場合よ
りも一層、迅速に製造できることになる。

【００４３】請求項２０の発明によれば、製造工程が必
要とする面積を減少させてコンパクトにまとめることが
できることになる。

【００４４】請求項２１の発明によれば、スライダに、
非作動時における電極の保護機能、係止ピ−ス、第１、
第２金属材料に対する電極の保護機能（緩衝作用）、ち
り吹き飛ばし用エアの吹き出し方向を所望の方向に指向
させる機能等、種々の機能を持たせることが可能とな
り、前述の請求項１の発明を実施するに好適な電極構造
を提供できることになる。

【００４５】請求項２２の発明によれば、一対の係止脚
部、その各係止脚部の係止爪が送り部材等をガイドし
て、係止ピ−スを一対の電極間に的確に導き、さらに、
上記各係止爪は、加圧通電に際して、電極との相対変位
に基づき、送り部材の移動を規制して、係止ピ−スと送
り部材との切り離しに寄与することになる。このため、
前述の請求項１、２、３の発明を実施するに最適な電極
構造を提供できることになる。

【００４６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面に基づいて説明する。前述の接合方法を利用した本
実施形態に係る接合装置６（図４、図９参照）は、図示
を略すロボットア−ムに取付けられており、その接合装
置６においては、係止ピ−ス３が自動的に供給され、そ
の接合装置６を用いることにより、第１金属材料１と第
２金属材料２とを迅速に接合することができることにな
っている。

【００４７】先ず、上記係止ピ−ス３に関して説明す
る。本実施形態にあっては、係止ピ−ス３の供給につい
て、図５に示すように、巻回状態の係止ピ−ス保持体と
しての係止ピ−スシ−ト７が用いられる。係止ピ−スシ
−ト７は、一定間隔をあけて延びる送り部材としての一
対の送り帯部８に複数の係止ピ−ス３が連結部９を介し
て連結されており、その複数の係止ピ−ス３は、送り帯
部８の延び方向に所定間隔毎に設けられている。しか
も、この係止ピ−スシ−ト７の各連結部９には、弱化線
部としての切れ目１０がそれぞれ形成されて（図８参
照）、係止ピ−ス３が送り帯部８に対して切れ離し易く
されると共に、送り帯部８には、送り機構におけるフィ
−ダピン（図示略）よる送りが行えるようにすべく、送
り孔１１が延び方向に一定間隔毎に形成されている。こ
のような係止ピ−スシ−ト７は、巻回状態でロボットア
−ムにセット（保持）され、その巻回状態から係止ピ−
スシ−ト７が送り機構により引き出されて使用され、そ
の使用後の係止ピ−スシ−ト７は、再び、ロボットア−
ムに設けられる回収リ−ル等に巻回されることになって
いる。

【００４８】したがって、このような係止ピ−スシ−ト
７を用いれば、ロボットア−ム（接合装置６）がどのよ
うな姿勢をとろうとも、係止ピ−ス３を、脱落させるこ
となく、的確に順次、接合装置６に供給できることにな
り、係止ピ−ス３供給の自動化を図ることができること
になる。

【００４９】上記係止ピ−スシ−ト７の製造は、次のよ
うにプレス加工により行われる。すなわち、長尺板状の
素材（例えば、幅Ｌ１＝３０ｍｍ程度）１２が間欠搬送
され、その搬送方向に順次、設けられる加工ステ−ショ
ンにより、その板状の素材１２に対する加工が、図６、
図７に示すように、行われることになっている。

【００５０】具体的に説明すると、第１加工ステ−ショ
ンＳ１においては、素材１２の間欠搬送に対応して、所
定ピッチ（例えばＬ２＝２０ｍｍ）毎に、素材１２の幅
方向両側に送り孔１１が形成される。この両送り孔１１
の間隔Ｌ３は、この時点において、例えば２３ｍｍ程度
に設定される。

【００５１】次に、アイドル（無加工）ステ−ションと
しての第２加工ステ−ションＳ２を経て、第３加工ステ
−ションＳ３において、孔１３が形成される。この孔１
３の周縁部は、素材１２の延び方向両側において、互い
に近づくように湾曲されており、これにより、この時点
における孔１３とこの第３加工ステ−ションＳ３におけ
る前時点の加工により形成された孔１３との間に略円状
の被加工部１４が形成されると共に、この被加工部１４
を間に挟むようにして配設される一対の送り帯部８が形
成され、その各送り帯部８と被加工部１４とは連結部９
を介して連結されることになる。

【００５２】次の第４加工ステ−ションＳ４において
は、第１回目の絞り（ドロ−）加工が行われる。この絞
り加工においては、図７に示すように、略半球状に膨出
部１５が形成されると共に、この絞り加工に基づき、素
材１２の幅Ｌ１及び両送り孔１１の間隔Ｌ３が短縮され
る（例えば、素材１２の幅Ｌ１−２＝２４ｍｍ程度、両
送り孔１１の間隔Ｌ３−２＝１７ｍｍ）。

【００５３】次に、アイドル（無加工）ステ−ションと
しての第５加工ステ−ションＳ５を経て、第６加工ステ
−ションＳ６において、第２回目の絞り加工が行われ
る。この絞り加工により、前述の略半球状に膨出部１５
が、基端面の直径を縮径（例えばＬ４＝１２ｍｍ程度
に）しつつ円錐体に形成され、これにより、係止ピ−ス
３が形成されたことになる。このとき、連結部９が素材
１２の幅方向に多少延びると共に、この素材１２面に対
する円錐側面の立ち上り角度θは、例えば４５度とな
る。

【００５４】次に、アイドル（無加工）ステ−ションと
しての第７加工ステ−ションＳ７を経て、第８加工ステ
−ションＳ８において、リスト加工が行われる。このリ
スト加工においては、巻き取りし易くするべく、素材の
厚みＬ５が、０．２ｍｍ程度までプレスされる。このと
き、素材１２の幅Ｌ１は、当初の幅程度（例えば３０ｍ
ｍ程度）まで拡張され、両送り孔１１の間隔は、第４加
工ステ−ションＳ４以降と同じ長さ（例えばＬ３−２＝
１７ｍｍ程度）に維持される。

【００５５】次に、アイドル（無加工）ステ−ションと
しての第９加工ステ−ションＳ９を経て、第１０加工ス
テ−ションＳ１０において、係止ピ−ス３を切り離し易
くするべく、連結部９に切れ目１０が入れられる。この
切れ目１０は、係止ピ−ス３の基端部周縁に沿って形成
されており、その切れ目１０の深さＬ６は、例えば０．
１ｍｍ程度とされる。この後、このように係止ピ−ス３
を備える係止ピ−スシ−ト７は、順次、リ−ル等に巻回
され、巻回状態の係止ピ−スシ−ト７の製造を終える。
尚、１６は、プレス加工に伴って係止ピ−ス３基端面に
形成されてしまう穴で、この穴１６は係止ピ−ス３の径
方向中央に位置される。

【００５６】したがって、このような製造方法において
は、板状の素材１２からプレス加工により係止ピ−ス３
が形成されることから、迅速且つ容易（安価）に係止ピ
−ス３を製造できることになる。しかも、係止ピ−ス３
を上述の巻回状態の係止ピ−スシ−ト７として製造する
ことから、流れ作業の下で、係止ピ−ス３をより迅速に
製造できると共に、運搬、保管等の便利性を高めること
ができることになる。

【００５７】次に、上記接合装置６について説明する。
接合装置６は、図９に示すように、一対のア−ム１７、
１８を備えており、その一対のア−ム１７、１８は、そ
れらの中間部同士が揺動軸１９により揺動可能に支持さ
れている。この各ア−ム１７、１８の後端部（図９中、
右端部）間には加圧手段としてのエアシリンダ２０が架
設されている一方、各ア−ム１７（１８）の先端部には
前記電極４（５）がそれぞれ固定されており、エアシリ
ンダ２０の伸縮動により、一対の電極４、５が接近、離
間可能となっている。

【００５８】上記両電極４、５には、トランス２１、制
御装置２２を介して電源２３が接続されており、制御装
置２２により、両電極４、５に対する電流の大きさ、通
電時間が制御されることになっている。制御装置２２
は、通電制御手段を構成するもので、第１、第２金属材
料１、２、係止ピ−ス３を介して電極４、５間に電流を
流して該第１金属材料１を溶融することにより、該第１
金属材料１内に係止ピ−ス３を第２金属材料２に至るま
で進入させ（孔開け工程）、この後、係止ピ−ス３と第
２金属材料２とを抵抗溶接する（溶接工程）ように制御
することになっている。

【００５９】具体的には、図１８の実線で示すように、
孔開け工程と、溶接工程とをそれぞれ所定の時間とし
て、各工程毎に電極４、５間の電流値を２段階に切り換
えたり（例えば、孔開け工程での電流値を溶接工程での
電流値の約１／２）、図１８の一点鎖線で示せすよう
に、孔開け工程、溶接工程を通じて、電流値を一定に維
持したりする制御等が行われる。

【００６０】上記一対の電極４、５のうちの一方の電極
４（図１０中、下方側電極）には、図４、図１０に示す
ように、係止ピ−スシ−ト７を、ガイド、保持するスラ
イダとしての保持具２４が備えられている。この保持具
２４は、厚肉の円板部２５と、その円板部２５先端から
起立する一対の係止脚部２６とを有している。

【００６１】円板部２５は、その径方向中央において貫
通孔２７を有しており、その貫通孔２７には一方の電極
４が変位動可能に嵌合されている。この場合、貫通孔２
７及び電極４を断面非円形として、相対回転不能とする
ことが好ましい。この円板部２５の先端面には、貫通孔
２７の周囲において複数のエア吹き出し孔２８が開口さ
れている。この各エア吹き出し孔２８には、図示を略す
圧縮空気源が接続されており、その圧縮空気源からの圧
縮空気の供給により、各エア吹き出し孔２８から圧縮エ
ア３２（矢印をもって示す）が吹き出されることになっ
ている。

【００６２】一対の係止脚部２６は、電極４を間に挟ん
で対向して配設されており、その各係止脚部２６の先端
部には係止爪２９が円板部２５の径方向内方に向けて突
設されている。この一対の係止脚部２６における係止爪
２９の間隔は、電極４及び係止ピ−ス３の直径より多少
大きくされており、その係止爪２９間を電極４及び係止
ピ−ス３が通り抜けることができることになっている。
また、この一対の係止脚部２６の間には、係止爪２９よ
りも円板部２５側において、前述の係止ピ−スシ−ト７
（引き出された係止ピ−スシ−ト７）が、係止ピ−ス３
の先端部３ａを他方の電極５側に向くようにして通され
ている。この係止ピ−スシ−ト７は、一対の係止脚部２
６により横ずれが規制され、係止爪２９により、送り帯
部８との関係により、他方の電極５側に移動することが
規制されることになっている。このため、係止ピ−スシ
−ト７は巻き取り方向（図４中、矢印方向）にのみ間欠
搬送され、その間欠搬送の送りピッチの度に係止ピ−ス
３が電極４の先端面上方に位置できることになってい
る。この場合、係止脚部２６、係止爪２９の幅（図１０
中においては、紙面略垂直方向の長さ）をできるだけ広
げて、上記ガイド機能を高めることが好ましい。尚、上
記保持具２４の内面には、電極４に対する絶縁処理が施
されている。

【００６３】前記一方の電極４には、図１０に示すよう
に、前記保持具２４よりも基端側において段部３０が形
成されており、その段部３０と保持具２４とが、ばね３
１を介して連結されている。このばね３１は、保持具２
４に外力が作用しないときには、係止爪２９と電極４先
端面との間に前記係止ピ−スシ−ト７における送り帯部
８の厚み以上の間隔を形成し、係止ピ−ス７の間欠搬送
が円滑に行われる空間を確保することになっている。

【００６４】次に、上記接合装置６用いた接合方法につ
いて説明する。係止ピ−スシ−ト７が１ピッチ送られ
て、新たな係止ピ−ス３が電極４の上方にくると、ロボ
ットア−ムにより、接合装置６を、第１金属材料１と第
２金属材料２とが重ねられて接合すべき個所に移動さ
せ、その接合装置６により、その接合個所を保持具２４
（係止脚部２６）先端と他方の電極５先端とで挟持さ
せ、その挟持力を次第に高める。

【００６５】これにより、保持具２４の移動が第１金属
材料１との当接関係に基づき規制される結果、一方の電
極４がばね３１の付勢力に抗して保持具２４に対して相
対変位することになる。この結果、先ずは、係止脚部２
６の係止爪２９と一方の電極４とが係止ピ−スシ−ト７
をずれた状態で挟持して、使用すべき係止ピ−ス３を電
極４、保持具２４に対して固定し、その状態を確保して
から、両電極４、５は、図１０に示すように、係止ピ−
ス先端部３ａを第１、第２金属材料１、２の接合個所
（第１金属材料１面）に押し付け始める。この場合、電
極４の先端面が係止ピ−ス３の基端面に傾くことなく当
接して、係止ピ−ス３を電極４の軸心方向に真直ぐに移
動させる観点（係止ピ−ス３を第１、第２金属材料１、
２面に対して垂直に進入させる観点）から、係止爪２９
の幅（図１０中、紙面略垂直方向の長さ）は、広い方が
好ましい。

【００６６】また、これらと並行して、電極４、５間に
おいて電流をも流す。これにより、係止ピ−ス先端部３
ａが抵抗発熱して、その熱によりその係止ピ−ス先端部
３ａに接している第１金属材料１が溶融し、係止ピ−ス
３は、図１１に示すように、電極４、５から受ける加圧
力に基づき第１金属材料１内に徐々に進入し始める。こ
れに伴い、係止ピ−ス３が移動するのに対して送り帯部
８が係止爪２９により移動が規制されることになり、係
止ピ−ス３は送り帯部８から切れ目１０において切り離
されることになる。

【００６７】さらに係止ピ−ス３の移動が進み、その係
止ピ−ス先端部３ａが第２金属材料２に至ると、図１２
に示すように、係止ピ−ス先端部３ａと第２金属材料２
とが抵抗発熱により溶融し、両者２、３ａの当接部が抵
抗溶接される。そして、この溶接がさらに進むと、係止
ピ−ス先端部３ａが第２金属材料２に溶け込んで短くな
り、電極４が第１金属材料１に当接して接合が完了され
る（図１２参照）。この結果、係止ピ−ス３の基端部
（拡径部）３ｂと、その係止ピ−ス先端部３ａに溶接さ
れている第２金属材料２との間に第１金属材料１が挟持
された状態となり、第１、第２金属材料１、２は係止ピ
−ス３を利用して接合されることになる。

【００６８】一方、上記接合作業に伴って、エア吹き出
し孔２８から圧縮エア３２（矢印をもって示す）を吹き
出す。これにより、上記接合に伴って発生するちりを圧
縮エア３２により吹き飛ばすことになり、接合完了時
（図１２の状態）に、係止ピ−ス基端部３ｂ周縁部付近
にちりがこびりつくことを防止できることになる。

【００６９】上記第１、第２金属材料１、２の接合が完
了すると、上記一対の電極４、５を離間動させ、上記接
合個所から電極４、５を離す。これにより、保持具２４
がばね３１の付勢力に基づき一方の電極４に対して相対
変位して、係止爪２９と一方の電極４先端面との間に、
係止ピ−スシ−ト７が円滑に移動できる空間が形成され
る。このタイミングを捉えて、係止ピ−スシ−ト７が新
たに１ピッチ送られ、新たな係止ピ−ス３が一方の電極
４先端面上方に位置し、接合装置６は次の接合のための
準備を終えて待機状態となる。

【００７０】したがって、このような接合装置６を用い
た接合方法によれば、ロボットア−ムによりどのような
接合個所にも移動でき、どのような姿勢においても、接
合作業を迅速に行えることになる。

【００７１】上記実施形態においては、ちり除去のため
にエアの吹き出しを用いたが、そのエア吹き出しに代え
て、ちりを吸引回収するようにしてもよい。これによれ
ば、ちりが作業空間に散らばることを防ぐことができ、
作業空間における環境の悪化を防止できることになる。

【００７２】また、上記実施形態においては、係止ピ−
ス３として、基端面３ｂが円形とされるものが用いた
が、その係止ピ−ス３の基端面３ｂを楕円、星形、三角
形、四角形等の非円形にしたもの（三角錐、四角錐等）
を用いてもよい。これによれば、第１、第２金属材料
１、２の接合後、係止ピ−ス３を中心として、第１金属
材料１と第２金属材料２とが相対回転することが、係止
ピ−ス３の形状に基づき、１つの係止ピ−ス３によって
も効果的に防止できることになる。

【００７３】さらに、係止ピ−ス３の先端部３ａは、多
少、丸みを持たせてもよい。

【００７４】さらにまた、上記実施形態においては、フ
ランジ部３７が係止ピ−ス３の側面に沿うように延長さ
れているが（図１６参照）、フランジ部３７を係止ピ−
ス３の基端部からその径方向外方（真横）に拡張するよ
うに張り出すようにしてもよい。これによれば、上記実
施形態におけるようなフランジ部３７の曲げ工程（図１
７参照）が不要となる。

【００７５】図１３、図１４は第２実施形態、図１５は
第３実施形態、図１６、図１７は第４実施形態を示すも
のである。この各実施形態において、前記実施形態と同
一構成要素については同一符号を付してその説明を省略
する。

【００７６】図１３、図１４に示す第２実施形態は、係
止ピ−ス３を用いた第１、第２金属材料１、２の接合に
おいて、その接合完了時に、係止ピ−ス３の基端部３ｂ
周囲にちり３３が発生してしまったときの対処に関する
ものである。すなわち、この第２実施形態においては、
キャップ３４により係止ピ−ス３の基端面３ｃを全体的
に覆って、ちり３３をもキャップ３４内に収納するよう
にしてある。しかも、キャップ３４内に接着剤３５が充
填され、キャップ３４の内面中央には、前述の係止ピ−
ス基端面３ｃにおける穴１６を位置決め、嵌合保持用と
して利用すべく、突起３６が設けられ、その突起３６が
穴１６に嵌合されている。これにより、ちり３３を隠し
て見栄えを向上させることができるばかりでなく、電蝕
を防止できることになる。

【００７７】図１５に示す第３実施形態は、複数の係止
ピ−ス３を用いた第１、第２金属材料１、２の接合にお
いて、その接合完了時に、その各係止ピ−ス３の基端部
３ｂ周囲にちり（図１５においては、図示は略してあ
る）が発生してしまったときの対処に関するものであ
る。この第３実施形態においては、各係止ピ−ス３の基
端面３ｃを個別に覆うのではなく、第２実施形態と同様
の構造（接着剤使用等）の下、複数の係止ピ−ス基端面
３ｃを１つの大きなキャップ３４により覆ってちりを外
部に露出することを防ぐようにしてある。これにより、
キャップ３４の使用数とその作業工数とを減らすことが
できることになる。

【００７８】図１６、図１７に示す第４実施形態は、係
止ピ−ス３を用いた第１、第２金属材料１、２の接合に
おいて、その接合完了時に、その係止ピ−ス３の基端部
３ｂ周囲にちり３３が発生してしまったときの対処と、
第１、第２金属材料１、２の接合強度の向上とを図った
ものである。この係止ピ−ス３の基端部３ｂ全周囲に、
図１６に示すように、フランジ部３７が設けられてお
り、このフランジ部３７は、第１金属材料１と第２金属
材料２との接合後、図１７に示すように、ちり３３を隠
すように折り曲げられる。これにより、ちり３３が外部
に露出することを防止できると共に、第２金属材料２と
係止ピ−ス３の基端部３ｂとによる第１金属材料１の挟
持力を高めて、第１、第２金属材料１、２の接合強度を
向上させることができることになる。

【００７９】以上実施形態について説明したが、本発明
の目的は、明記されたものに限らず、効果として記載さ
れた内容、あるいは好ましいものと記載された内容に対
応するものを提供することを目的とすることをも、暗黙
的に含むものとする。

【図面の簡単な説明】

【図１】係止ピ−スを用いて第１金属材料と第２金属材
料とを接合する接合方法を説明する説明図。

【図２】図１からの動作状態図。

【図３】図２からの動作状態図。

【図４】一方の電極、保持具、係止ピ−スシ−トの関係
を示す斜視図。

【図５】巻回状態の係止ピ−スシ−トを説明する説明
図。

【図６】各製造工程段階の状態を示す係止ピ−スシ−ト
の平面図。

【図７】図６のＡ−Ａ線断面図。

【図８】図６のＢ−Ｂ線拡大断面図。

【図９】接合装置を示す概略図。

【図１０】接合装置による接合方法を説明する説明図。

【図１１】図１０からの動作状態図。

【図１２】図１１からの動作状態図。

【図１３】第２実施形態を示す図。

【図１４】図１３の底面図。

【図１５】第３実施形態を示す図。

【図１６】第４実施形態を示す図。

【図１７】図１６からの動作状態図。

【図１８】電極に対する通電制御例を示す説明図。

【符号の説明】

１ 第１金属材料 ２ 第２金属材料 ３ 係止ピ−ス ４ 電極 ５ 電極 ６ 接合装置 ７ 係止ピ−スシ−ト ８ 送り帯部 ９ 連結部 １０ 切れ目 １２ 素材 １４ 被加工部 １６ 穴 ２４ 保持具 ２６ 係止脚部 ２７ 貫通孔 ２８ エア吹き出し孔 ２９ 係止爪 ３２ 圧縮エア ３４ キャップ ３５ 接着材 ３６ 突起 ３７ フランジ部

Claims (22)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 接合すべき第１、第２金属材料と、該第
   ２金属材料と同種系金属材料からなる錐体形状の係止ピ
   −スとを一対の電極間に位置させた後、該一対の電極に
   より、該係止ピ−ス及び該第１、第２金属材料に対し
   て、該第１、第２金属材料と該係止ピ−スとを、該係止
   ピ−スの先端部が該第１金属材料に当接するようにして
   重ね合わさせた状態で、加圧通電を行う異種金属材料の
   接合方法であって、 前記係止ピ−スを連結して前記電極に略直交する方向に
   移動される送り部材を移動させることにより、前記一対
   の電極間への前記係止ピ−スの供給を、順次、行う、こ
   とを特徴とする異種金属材料の接合方法。
2. 【請求項２】 請求項１において、 前記加圧通電に際して、前記電極の移動により前記送り
   部材と前記係止ピ−スとの連結を切り離す、ことを特徴
   とする異種金属材料の接合方法。
3. 【請求項３】 請求項１又は２において、 前記送り部材が、前記電極を間に挟むようにして一対設
   けられ、 該一対の各送り部材に、該一対の送り部材間内において
   前記係止ピ−スがそれぞれ連結されている、ことを特徴
   とする異種金属材料の接合方法。
4. 【請求項４】 接合すべき第１、第２金属材料と、該第
   ２金属材料と同種系金属材料からなる錐体形状の係止ピ
   −スとを、該係止ピ−スの先端部が該第１金属材料に当
   接するようにして重ね合わせ、前記係止ピ−ス及び前記
   第１、第２金属材料に対して加圧通電を行う異種金属材
   料の接合方法であって、 前記加圧通電時に、前記係止ピ−スと前記第１金属材料
   との当接部付近にエアを吹きつける、ことを特徴とする
   異種金属材料の接合方法。
5. 【請求項５】 接合すべき第１、第２金属材料と、該第
   ２金属材料と同種系金属材料からなる錐体形状の係止ピ
   −スとを、該係止ピ−スの先端部が該第１金属材料に当
   接するようにして重ね合わせ、前記係止ピ−ス及び前記
   第１、第２金属材料に対して加圧通電を行う異種金属材
   料の接合方法であって、 前記係止ピ−スとして、基端部全周にフランジ部が備え
   られる係止ピ−スを用意し、 前記加圧通電時においては、前記フランジ部を前記第１
   金属材料よりも離す一方、前記加圧通電終了後は、前記
   フランジ部を該第１金属材料側に傾けて、該第１金属材
   料と協働して環状の閉空間を形成するようにする、こと
   を特徴とする異種金属材料の接合方法。
6. 【請求項６】 接合すべき第１、第２金属材料と、該第
   ２金属材料と同種系金属材料からなる錐体形状の係止ピ
   −スとを、該係止ピ−スの先端部が該第１金属材料に当
   接するようにして重ね合わせ、前記係止ピ−ス及び前記
   第１、第２金属材料に対して加圧通電を行う異種金属材
   料の接合方法であって、 前記加圧通電終了後、前記係止ピ−スの基端部全体を該
   基端部外側付近を含めてキャップで覆う、ことを特徴と
   する異種金属材料の接合方法。
7. 【請求項７】 接近、離間動可能に配設され、待機位置
   と作動位置とをとり得る一対の加圧通電電極と、 錐体形状の複数の係止ピ−スを連結した状態で、前記電
   極に交差するように常時、配設され、前記一対の加圧通
   電電極が待機位置をとったとき、該一対の電極間に、前
   記複数の係止ピ−スのうちの一の係止ピ−スを移動させ
   て、該係止ピ−スの先端部が該一対の加圧通電電極のう
   ちの一の加圧通電電極の先端面を向くようにする送り部
   材と、を備える、ことを特徴とする異種金属材料の接合
   装置。
8. 【請求項８】 請求項７において、 前記送り部材の対向領域に、前記係止ピ−スの先端部の
   向く方向側において、移動規制部材が配設されている、
   ことを特徴とする異種金属材料の接合装置。
9. 【請求項９】 第１金属材料と重ね合わせられた第２金
   属材料に、該第２金属材料と同種系金属材料からなる錐
   体形状の係止ピ−スの先端部が結合されて、前記係止ピ
   −スと前記第２金属材料とが前記第１金属材料を挟持し
   ている異種金属材料の接合構造であって、 前記係止ピ−スが、基端部全周にフランジ部を有するも
   のとされ、 前記フランジ部が、前記第１金属材料と協働して環状の
   閉空間を形成するように曲げられている、ことを特徴と
   する異種金属材料の接合構造。
10. 【請求項１０】 第１金属材料と重ね合わせられた第２
    金属材料に、該第２金属材料と同種系金属材料からなる
    錐体形状の係止ピ−スの先端部が結合されて、前記係止
    ピ−スと前記第２金属材料とが前記第１金属材料を挟持
    している異種金属材料の接合構造であって、 前記第１金属材料に、前記係止ピ−スの基端部全体を該
    基端部外側付近を含めて覆うキャップが固定されてい
    る、ことを特徴とする異種金属材料の接合構造。
11. 【請求項１１】 請求項１０において、 前記キャップ内に接着剤が充填されている、 ことを特徴とする異種金属材料の接合構造。
12. 【請求項１２】 請求項１０又は１１において、 前記係止ピ−スの基端面に穴が形成され、 前記キャップ内面に、前記穴に嵌合する突起が設けられ
    ている、ことを特徴とする異種金属材料の接合構造。
13. 【請求項１３】 一方向に延びる送り部材と、 該送り部に所定間隔毎に連結される錐体形状の金属製係
    止ピ−スと、を備える、ことを特徴とする係止ピ−ス保
    持体。
14. 【請求項１４】 請求項１３において、 前記送り部材が間隔をあけて一対設けられ、 前記各送り部材に前記係止ピ−スがそれぞれ連結されて
    いる、ことを特徴とする係止ピ−ス保持体。
15. 【請求項１５】 請求項１３又は１４において、 前記送り部材と前記係止ピ−スとの間に弱化線が設けら
    れている、ことを特徴とする係止ピ−ス保持体。
16. 【請求項１６】 請求項１５において、 前記弱化線が切れ目又は薄肉部である、ことを特徴とす
    る係止ピ−ス保持体。
17. 【請求項１７】 請求項１３〜１６のいずれかにおい
    て、 前記送り部材及び前記係止ピ−スが巻回されている、こ
    とを特徴とする係止ピ−ス保持体。
18. 【請求項１８】 板状の素材を、プレス加工により錐体
    形状に形成する、ことを特徴とする係止ピ−スの製造方
    法。
19. 【請求項１９】 請求項１８において、 前記素材を、連続して延びる長尺部材として間欠搬送
    し、 その間欠搬送される素材に対して、先ず、打ち抜き加工
    により、素材の延び方向に連続して連なる送り部の構成
    要素としての送り部要素と、該送り部要素に連結される
    被加工部とを形成し、 次の工程で、前記被加工部を絞り加工により錐体形状に
    形成する、ことを特徴とする係止ピ−スの製造方法。
20. 【請求項２０】 請求項１９において、 最終工程に、加工を終えた素材の巻き取り工程が設けら
    れている、ことを特徴とする係止ピ−スの製造方法。
21. 【請求項２１】 加圧通電を行う電極における電極構造
    であって、 前記電極に対してスライド可能に嵌合されるスライダが
    備えられている、ことを特徴とする電極構造。
22. 【請求項２２】 請求項２１において、 前記スライダの先端面に、前記電極を間に挟むようにし
    て一対の係止脚部が突設され、 前記各係止脚部の先端部には、前記電極側に向けて係止
    爪がそれぞれ突設されている、ことを特徴とする電極構
    造。