WO2021172080A1 - 抵抗スポット溶接方法 - Google Patents

Abstract

高強度亜鉛系めっき鋼板を用いた抵抗スポット溶接方法において、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、かつ亜鉛めっきされた鋼板Ｍ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ための抵抗スポット溶接方法であって、複数の鋼板Ｍを挟み込んで加圧する一対の電極チップ（２３Ａ，２３Ｂ）と、少なくとも一方の電極チップ（２３Ａ又は２３Ｂ）の鋼板Ｍに対する角度θを補正可能な角度補正機構を構成する弾性部材（２４）と、を備える一対の電極（２０Ａ，２０Ｂ）を用いて、一対の電極チップ（２３Ａ，２３Ｂ）に複数の鋼板Ｍを挟み込み、かつ、一対の電極チップ（２３Ａ，２３Ｂ）を、鋼板Ｍに対して略垂直に接触させながら、一対の電極チップ（２３Ａ，２３Ｂ）に加圧力を付与した状態で通電することで抵抗スポット溶接する。

Description

抵抗スポット溶接方法

　本発明は、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強度鋼板（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、高強度亜鉛系めっき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するため、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ている。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ができるスポット溶接機が記載されている。

日本国特開２０１９－１７１４５０号公報 国際公開第２０１７／０３３４５５号 日本国実願昭５８－１６８０７６号（日本国実開昭６０－７４８７１号）のマイクロフィルム

　ところで、特許文献３に記載のスポット溶接機では、一方の電極の電極チップを揺動可能とすることで、引張応力を低減させ、ＬＭＥ割れの抑制を図っているが、さらなる改善が求められていた。特許文献１及び２に記載のスポット溶接方法は、引張応力を低減させて、ＬＭＥ割れの抑制を図ることについて考慮されていない。
　また、電極そのものについては、過剰な温度上昇を防止するため、冷却水等を用いて溶接中に冷却状態を維持する必要があるが、鋼板と電極とのなす角度（打角）を調整可能な機構においても、上記冷却機構が求められる。

　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、高強度亜鉛系めっき鋼板を用いた抵抗スポット溶接方法において、抵抗スポット溶接継手の圧接部におけるＬＭＥ割れの発生を抑制する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、一の抵抗スポット溶接方法に係る下記（１）の構成により達成される。
（１）　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、かつ亜鉛めっき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ための抵抗スポット溶接方法であって、
　前記複数の鋼板を挟み込んで加圧する一対の電極チップと、前記一対の電極チップのうち少なくとも一方に設けられ、前記電極チップの軸方向の加圧力を吸収可能な加圧力吸収機構と、を備える一対の電極を用いて、
　前記一対の電極チップに前記複数の鋼板を挟み込み、かつ、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、前記通電時に発生する前記加圧力の変動荷重を前記加圧力吸収機構により吸収しながら溶接する、抵抗スポット溶接方法。
　この構成によれば、複数の鋼板を接合する際に発生する加圧力の変動荷重を加圧力吸収機構により吸収しながら溶接し、ＬＭＥ割れを抑制して溶接品質に優れた抵抗スポット溶接を行うことができる。

　また、抵抗スポット溶接方法に係る本発明の好ましい実施形態は、以下の（２）～（５）に関する。
（２）　前記一対の電極のうち一方は固定式電極であり、他方は可動式電極であって、
　前記加圧力吸収機構は、前記可動式電極側に設けられる、（１）に記載の抵抗スポット溶接方法。
　この構成によれば、複数の鋼板を接合する際に発生する加圧力の変動荷重を可動式電極側に設けられた加圧力吸収機構により吸収して、ＬＭＥ割れの発生を抑制することができる。
（３）　前記加圧力吸収機構は、弾性部材を用いた機構である、（１）又は（２）に記載の抵抗スポット溶接方法。
　この構成によれば、コンパクトな機構で効率よく加圧力の変動荷重を吸収できる。
（４）　前記弾性部材は、バネ定数が１０Ｎ／ｍｍ以上１５００Ｎ／ｍｍ以下であるバネによって構成される、（３）に記載の抵抗スポット溶接方法。
　この構成によれば、溶接に必要な加圧力を確保しつつ、加圧力の変動荷重を吸収できる。
（５）　前記加圧力吸収機構は、空圧を用いた機構である、（１）又は（２）に記載の抵抗スポット溶接方法。
　この構成によれば、エアシリンダなどを用いて加圧力吸収機構を構成できる。

　また、本発明の上記目的は、他の抵抗スポット溶接方法に係る下記（６）の構成により達成される。
（６）　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、かつ亜鉛めっき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ための抵抗スポット溶接方法であって、
　前記複数の鋼板を挟み込んで加圧する一対の電極チップと、前記鋼板に対する前記一対の電極チップの角度をそれぞれ補正可能な一対の角度補正機構と、を備える一対の電極を用いて、
　前記一対の電極チップに前記複数の鋼板を挟み込み、かつ、前記一対の電極チップの軸が前記鋼板に対して略垂直となるように接触させながら、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溶接する、抵抗スポット溶接方法。
　この構成によれば、鋼板に対して電極チップを略垂直に接触させ、打角が補正された状態で溶接することで、引張応力を低減させてＬＭＥ割れの発生を抑制できる。なお、ここで言う「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。

　また、抵抗スポット溶接方法に係る本発明の好ましい実施形態は、以下の（７）～（１５）に関する。
（７）　前記一対の角度補正機構のうち少なくとも一方は自在継手を用いた機構である、（６）に記載の抵抗スポット溶接方法。
　この構成によれば、打角を補正する共に、一対の電極チップで挟持された鋼板の板厚方向位置を容易に位置決めできる。
（８）　前記一対の電極のうち一方は固定式電極であり、他方は可動式電極であって、
　前記自在継手を用いた機構は、前記固定式電極側に設けられる、（７）に記載の抵抗スポット溶接方法。
　この構成によれば、固定式電極側の打角を補正する共に、一対の電極で挟持された鋼板の板厚方向位置を容易に位置決めできる。
（９）　前記一対の角度補正機構のうち一方が前記固定式電極側に設けられた自在継手を用いた機構であり、他方が前記可動式電極側に設けられた弾性部材を用いた機構である、（８）に記載の抵抗スポット溶接方法。
　この構成によれば、一対の電極の打角を補正すると共に、通電時に発生する加圧力の変動荷重を吸収して、ＬＭＥ割れの発生を抑制できる。
（１０）　前記弾性部材は、バネ定数が１０Ｎ／ｍｍ以上１５００Ｎ／ｍｍ以下であるバネによって構成される、（９）に記載の抵抗スポット溶接方法。
　この構成によれば、溶接に必要な加圧力を確保しつつ、加圧力の変動荷重を吸収できる。
（１１）　前記一対の角度補正機構の両方が自在継手を用いた機構である、（７）に記載の抵抗スポット溶接方法。
　この構成によれば、少なくともいずれか一方の電極が弾性部材を有する場合と比較して、抵抗スポット溶接の作業時間を短縮することができる。
（１２）　前記電極チップは、先端面の曲率半径ＲがＲ≦１００ｍｍを満たし、かつ、外径φがφ≦１６ｍｍを満たす、（１）～（１１）のいずれかに記載の抵抗スポット溶接方法。
　この構成によれば、電極チップの先端面を鋼板に確実に接触することができる。
（１３）　前記電極チップは、その先端部の少なくとも一部が前記鋼板に当接するフラット面を有する、（１）～（１１）のいずれかに記載の抵抗スポット溶接方法。
　この構成によれば、電極チップのフラット面が鋼板に面接触し、鋼板とフラット面との間で滑りが生じにくく、安定的なスポット溶接を行うことができる。
（１４）　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、（１）～（１３）のいずれかに記載の抵抗スポット溶接方法。
　この構成によれば、溶接後の冷却時間を確保して、ＬＭＥ割れの発生を抑制できる。
（１５）　溶接電流が交流電流である、（１）～（１４）のいずれかに記載の抵抗スポット溶接方法。
　この構成によれば、商用電源を用いて抵抗スポット溶接できる。

　本発明の一の抵抗スポット溶接方法によれば、加圧力吸収機構により、通電時に発生する加圧力の変動荷重を吸収しながら溶接することで、鋼板への応力変動が緩和され、ＬＭＥ割れの発生を抑制し、溶接品質に優れた抵抗スポット溶接を行うことができる。
　また、本発明の他の抵抗スポット溶接方法によれば、角度補正機構により電極チップと鋼板との打角を補正して、引張応力を低減させて溶接することで、ＬＭＥ割れの発生を抑制し、溶接品質に優れた抵抗スポット溶接を行うことができる。

図１は、本発明の第１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に示す可動側電極の斜視図である。 図３は、図２に示す可動側電極の側面図である。 図４は、図２に示す可動側電極のＩＶ－ＩＶ線断面図である。 図５Ａは、スポット溶接の際に可動側電極及び固定側電極が金属板に対して傾いた状態を示す図である。 図５Ｂは、スポット溶接の際に可動側電極が金属板に対して略垂直に接触し、打角が補正された状態を示す図である。 図６は、可動側電極及び固定側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と、第１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。 図７は、従来の抵抗スポット溶接装置と、第１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る際の加圧力及び溶接電流の変化を比較して示すグラフである。 図８は、本発明の第２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９は、図８に示す抵抗スポット溶接装置の固定側電極の斜視図である。 図１０は、図９に示す固定側電極の側面図である。 図１１は、図９に示す固定側電極のＸＩ－ＸＩ線断面図である。 図１２は、本発明の第３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１３は、本発明の第４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１４は、図１３に示す抵抗スポット溶接装置の電極の斜視図である。 図１５は、図１４に示す電極の断面斜視図である。 図１６は、図１５のＳ領域の拡大図である。 図１７は、図１４に示す電極の縦断面図である。 図１８Ａは、スポット溶接の際に可動側電極及び固定側電極が金属板に対して傾いた状態を示す図である。 図１８Ｂは、スポット溶接の際に可動側電極及び固定側電極が金属板に対し略垂直に接触し、両電極の打角が補正された状態を示す図である。

　以下、本発明に係る抵抗スポット溶接方法を適用するのに好適な抵抗スポット溶接装置の各実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
　なお、各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、金属板の少なくとも一方が、Ｃ：０．０８質量％以上、Ｓｉ：０．５０質量％以上を含み、引張強度が９８０ＭＰａ以上の高張力鋼板（Ｈｉｇｈ　Ｔｅｎｓｉｌｅ　Ｓｔｒｅｎｇｔｈ　Ｓｔｅｅｌ：ＨＴＳＳ）であり、その表面に亜鉛めっきされた亜鉛系めっき鋼板である場合に好適に用いられる。なお、亜鉛系めっき鋼板としては、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。

（第１実施形態）
　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、当該加圧シリンダ１２及びフレーム１１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、可動側電極である第１の電極２０Ａと、固定側の基台１３Ｂに設けられた、固定側電極である第２の電極２０Ｂと、を備える。加圧シリンダ１２は、基台１３Ａと共に、第１の電極２０Ａを第２の電極２０Ｂに向けて下方に駆動する。また、第１の電極２０Ａと第２の電極２０Ｂは、同軸上において対向するように配置されている。

　そして、スポット溶接を行う場合、重ね合わせた複数（図では２枚）の被接合体である金属板Ｍを第１の電極２０Ａと第２の電極２０Ｂの間に挿入し、金属板Ｍを第２の電極２０Ｂに当接させた状態で、加圧シリンダ１２により第１の電極２０Ａを進出させ、金属板Ｍを一対の電極２０Ａ，２０Ｂの間に挟み込む。この状態で、加圧しながら一対の電極２０Ａ，２０Ｂ間に通電を行い、スポット溶接を行う。

　図２～図４にも示すように、第１の電極２０Ａは、第１シャンク２１と、第２シャンク２２と、電極チップ２３Ａと、接続部材である弾性部材２４と、導線２５と、一対のリング２６Ａ，２６Ｂと、を備える。

　第１シャンク２１及び第２シャンク２２は、例えば真鍮のような金属（合金）により構成されており、導電性を有する。第１シャンク２１及び第２シャンク２２は、一対のリング２６Ａ，２６Ｂと螺合して固定されている。電極チップ２３Ａは、第１の電極２０Ａの先端である第１シャンク２１の一端に設けられており、鋼板などの金属板Ｍに直接当接する部材である。

　弾性部材２４は、一対のばね座２７，２７を介して上下一対のリング２６Ａ，２６Ｂ間に配設されており、第１シャンク２１と第２シャンク２２を接続している。具体的に、本実施形態では、弾性部材２４はコイルバネにより形成されている。

　コイルバネのバネ定数は、１０Ｎ／ｍｍ以上、１５００Ｎ／ｍｍ以下が好ましい。これにより、スポット溶接の際に、電極チップ２３Ａが金属板Ｍの傾きに合わせて傾き、金属板Ｍに対して略垂直になると共に、スポット溶接に必要な加圧力を金属板Ｍに付与できる剛性が確保される。すなわち、弾性部材２４は、電極チップ２３Ａの金属板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打角を補正する。併せて、弾性部材２４は、複数の金属板Ｍを挟み込んで一対の電極チップ２３Ａ，２３Ｂに加圧力を付与した状態で通電することで、金属板Ｍの溶融金属が膨張した際に、さらに弾性変形することで、加圧力の上昇を抑制する。すなわち、弾性部材２４は、電極チップの軸方向の加圧力を吸収可能な加圧力吸収機構として作用する。

　金属製（例えば銅等）の導線２５は、第１シャンク２１及び第２シャンク２２のそれぞれの外周に取り付けられた金属製（例えば銅等）のリング２６Ａ，２６Ｂに接続されている。弾性部材２４は金属製であるが、スポット溶接には大電流が必要であるため、弾性部材２４を介して第１シャンク２１と第２シャンク２２との間に十分な電気的接続を確保することは困難である。このため、導線２５が弾性部材２４の外側を迂回するように設けられ、第１シャンク２１と第２シャンク２２とを電気的に接続する。スポット溶接機１０の本体から加圧シリンダ１２及び基台１３Ａを経由して供給された電流は、図４の「通電経路」の矢印に従って、第２シャンク２２→リング２６Ａ→導線２５→リング２６Ｂ→第１シャンク２１→電極チップ２３Ａの順に流れ、金属板Ｍまで到達する。なお、スポット溶接用の電流は、特に限定されないが、利用が容易な交流電流を用いることができる。

　第１の電極２０Ａは、電流のみならず、先端の電極チップ２３Ａを冷却する冷却水を流すための構造を有している。すなわち、図４に示すように、冷却水を流すための流路Ｔが、第１シャンク２１と、弾性部材２４と、第２シャンク２２それぞれの内部を貫通するように設けられている。

　流路Ｔは、スポット溶接機１０の本体から供給された冷却水を電極チップ２３Ａに流すための往路Ｔ１と、電極チップ２３Ａを冷却した冷却水をスポット溶接機１０の本体に戻すための復路Ｔ２を含む。復路Ｔ２は、円筒状の第１シャンク２１と、弾性部材２４と、円筒状の第２シャンク２２それぞれの内部を貫通する内部空間Ｈにより形成される。ただし、図４に示すように、第１シャンク２１の上端及び第２シャンク２２の下端それぞれに形成されたホース継手２１ａ，２２ａにホース２８が接続され、該ホース２８が弾性部材２４の内部に配置されている。したがって、実際には、ホース継手２１ａ，２２ａ及びホース２８の内部が、内部空間Ｈを形成する。

　往路Ｔ１は、内部空間Ｈに配置され、第１シャンク２１と、弾性部材２４と、第２シャンク２２を貫通する一体のパイプ２９により形成される。なお、パイプ２９は、図４に示すように、内部空間Ｈの中心軸上に配置された、例えば樹脂等によって形成された円筒長尺状の部材である。

　図４の「冷却水ＩＮ」の矢印で示すように、スポット溶接機１０の本体から供給された冷却水は、第２シャンク２２から、弾性部材２４、第１シャンク２１を経由するようにパイプ２９の中を流れ、電極チップ２３Ａに到達する。電極チップ２３Ａに到達し、温度が上昇した冷却水は、「冷却水ＯＵＴ」の矢印で示すように、第１シャンク２１、弾性部材２４、第２シャンク２２を経由するように、パイプ２９の外側の内部空間Ｈの中を流れ、スポット溶接機１０に本体に戻り、再び冷却される。

　このようにして、冷却水はスポット溶接機１０の本体と電極チップ２３Ａ間を循環し、常に一定温度以下に冷却された冷却水が電極チップ２３Ａに供給されるため、第１の電極２０Ａ、特に電極チップ２３Ａの温度上昇を抑制することができ、スポット溶接の接合効率を向上させることができる。

　図１に戻り、固定側電極である第２の電極２０Ｂは、固定側の基台１３Ｂに設けられた固定側シャンク３０の一端に電極チップ２３Ｂが固定されている。電極チップ２３Ｂは、導電性を有する金属（合金）により構成され、金属板Ｍに直接当接する部材である。第２の電極２０Ｂは、第１の電極２０Ａが有する弾性部材２４を備えておらず、高い剛性を有する剛体電極である。

　図５Ａ及び図５Ｂに示すように、電極チップ２３Ａ，２３Ｂは、外径φがφ≦１６ｍｍであり、金属板Ｍに当接する先端面２３ａ，２３ｂの曲率半径ＲはＲ≦１００ｍｍである。これにより、電極チップ２３Ａ，２３Ｂが金属板Ｍに対して片当たりを抑制し、確実に接触する。

　なお、電極チップ２３Ａ，２３Ｂの先端面２３ａ，２３ｂの形状は、少なくともその一部がフラット面であってもよい。電極チップ２３Ａ，２３Ｂが、金属板Ｍに対して略垂直である場合、電極チップ２３Ａ，２３Ｂのフラット面が金属板Ｍに面接触する。この結果、金属板Ｍとフラット面との間で滑りが生じにくく、安定的なスポット溶接を行うことができる。

　図５Ａは、実際のスポット溶接の場面において、第１の電極２０Ａ及び第２の電極２０Ｂと金属板Ｍが当接する状態を示す図である。第１の電極２０Ａが第２の電極２０Ｂに接近し、それぞれが当接点Ｐ１，Ｐ２において金属板Ｍに当接することに伴い、各電極２０Ａ，２０Ｂには荷重Ｆが印加される。理想状態においては、２つの電極が接近する方向であって、２つの電極の長手方向に沿った軸Ｙ１，Ｙ２に対して垂直な面Ｘに対し、金属板Ｍが平行に配置される。しかしながら、常に金属板Ｍの配置の精度を正確に保つことは困難であり、図示のように、例えば金属板Ｍが、面Ｘから所定の角度θ（例えば５°程度）傾いて配置される場合が生じ得る。すなわち、第１の電極２０Ａ及び第２の電極２０Ｂが金属板Ｍに対し、垂直方向から傾いた状態をとっている。

　そして、従来タイプ、すなわち上述した弾性部材２４が設けられていない剛体電極を可動側電極に用いた場合、このような状態のままスポット溶接を行うと、電極チップの先端面が金属板Ｍに適切に接触していないため、大きな引張応力が発生し、一定品質のスポット溶接を得ることが難しくなる。品質劣化の一例として、例えばＬＭＥ割れのような欠陥を生じるおそれがある。

　続いて図５Ｂは、本実施形態の抵抗スポット溶接装置１０の作用を説明するための図である。本実施形態の第１の電極２０Ａにおいては、上述した弾性部材２４が設けられている。このため、２つの電極の先端である電極チップ２３Ａ，２３Ｂから発生する荷重Ｆの作用により、第１の電極２０Ａの弾性部材２４が弾性変形し、当接点Ｐ１（図５Ａ参照）を中心として、第１の電極２０Ａの電極チップ２３Ａが矢印Ｒ１方向に回転する。この結果、金属板Ｍが移動しなくても、第１の電極２０Ａの電極チップ２３Ａは、金属板Ｍの面Ｘに対する傾きを小さくして、金属板Ｍに対し略垂直に交わる状態となり、第１の電極２０Ａの電極チップ２３Ａは、金属板Ｍに対し垂直方向から接する状態を維持することができる。すなわち、弾性部材２４が、第１の電極２０Ａの金属板Ｍに対する角度（打角）を補正する角度補正機構として作用して、第１の電極２０Ａの電極チップ２３Ａが金属板Ｍに対して略垂直方向から接する。

　なお、図５Ｂに示した通り、上記変形に伴い、第１の電極２０Ａ及び第２の電極２０Ｂのそれぞれの長手方向に沿った軸Ｙ１，Ｙ２の間には、少しのずれが生じ得る。しかしながら、このようなずれはわずかなものであり、図５Ａに示す状態に比べて、良好なスポット溶接を実現することができる。

　上述した通り、第１の電極２０Ａが被接合体である鋼板等の金属板Ｍに傾斜した状態で当接しても、弾性部材２４が、先端に設けられた電極チップ２３Ａからの力を受けて弾性変形し、電極チップ２３Ａの長手方向に沿った軸と金属板Ｍが略垂直となる関係を実現し、さらにこの関係を容易に維持することができる。

　第１の電極２０Ａと金属板Ｍが傾いた状態で加圧されると、大きな引張応力が発生するため、これに起因してＬＭＥ割れが助長される傾向がある。しかし、本実施形態の抵抗スポット溶接装置１０によれば、電極チップと金属板Ｍとの接触部分において引張応力が低減され、打角に伴う引張応力に起因するＬＭＥ割れを大幅に抑制してスポット溶接の品質の低下を抑制することができる。

　また、抵抗スポット溶接方法では、接合時に電流を印加した際、金属板Ｍの溶融金属が膨張する。このため、弾性部材２４が設けられていない剛体電極を可動側電極に用いた従来タイプの場合、加圧力が急上昇して、その衝撃によってＬＭＥ割れが発生する可能性がある。しかしながら、本実施形態では、溶融金属の膨張による金属板Ｍへの応力変動を弾性部材２４によって吸収することができるため、金属板Ｍに対して加圧力が上昇するのを抑えることができ、ＬＭＥ割れを防止することができる。

　また、冷却水が流路Ｔを通じて第１の電極２０Ａの先端近傍、すなわち電極チップ２３Ａまで流れるため、溶接時に電極を効率的に冷却することができ、接合効率を向上させることができる。

　本実施形態において、流路Ｔは、第１の電極２０Ａの内部空間Ｈにより形成される復路Ｔ２と、内部空間Ｈに配置されたパイプ２９により形成される往路Ｔ１を含む。よって、簡易かつコンパクトな構成により、冷却水の循環を実現している。しかしながら、冷却水の流路Ｔはこのような構成に限定されるものではなく、他の手段によって冷却してもよい。

　また、第１シャンク２１と第２シャンク２２を電気的に接続する導線２５を、弾性部材２４の外側に設けることにより、たとえ弾性部材２４が弾性変形しても、電極への通電を円滑に行うことが可能となる。

　図６は、可動側電極及び固定側電極が共に剛体電極（弾性部材２４を備えない電極）である従来の抵抗スポット溶接装置と、第１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°の条件で複数組の金属板Ｍに対してスポット溶接した。溶接電流（Ｃｕｒｒｅｎｔ）は、６ｋＡ，７ｋＡ，８ｋＡの各条件で行った。なお、溶接電流８ｋＡでのスポット溶接は、チリ（Ｓｐｌａｓｈ）が発生する条件である。

　図６に示すように、従来の抵抗スポット溶接装置よるスポット溶接では、いずれの溶接電流（６ｋＡ，７ｋＡ，８ｋＡ）でも、図中矢印で示すように、すべての組の金属板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よるスポット溶接では、いずれの条件でもＬＭＥ割れは発生しなかった。これは、弾性部材２４を備える第１の電極２０Ａの角度補正機構による打角補正、及び加圧力吸収機構による鋼板の応力変動緩和によると考えられる。

　図７は、従来の抵抗スポット溶接装置と、本実施形態に係る抵抗スポット溶接装置とにより、溶接電流８ｋＡで抵抗スポット溶接した際の加圧力及び溶接電流の変化を比較して示すグラフである。いずれの抵抗スポット溶接方法においても、加圧シリンダ１２によって、第１の電極２０Ａを下降させ、一対の電極チップ２３Ａ，２３Ｂに複数の金属板Ｍを挟み込み、更に加圧シリンダ１２によって、一対の電極チップ２３Ａ，２３Ｂに所定の加圧力を付与する。なお、本実施形態では、弾性部材２４が弾性変形するため、加圧力は所定の加圧力まで徐々に増加する。その後、加圧力が付与された状態で、一対の電極チップ２３Ａ，２３Ｂに所定時間（約０．３ｓｅｃ）通電を行い、通電後、所定のホールド時間が経過したタイミングで、加圧力を除去する。

　図７に示すように、溶接電流通電時に、従来の抵抗スポット溶接装置では、本実施形態の抵抗スポット溶接装置１０と比較して加圧力が略７００Ｎ程度大きくなっているのに対して、本実施形態の抵抗スポット溶接装置１０では、加圧力の上昇は見られず、安定している。これは、溶融金属の膨張による金属板Ｍへの応力変動が、加圧力吸収機構として作用する弾性部材２４の弾性変形によって吸収されたためであり、その結果、ＬＭＥ割れが抑制されたものと考えられる。すなわち、弾性部材２４であるコイルバネが、金属板Ｍの通電時に生じる加圧力の荷重変動を吸収する加圧力吸収機構として作用して、該加圧力の荷重変動を吸収しながら抵抗スポット溶接したことによるものと推定される。

　なお、通電後の金属板Ｍの冷却に伴うナゲットの熱収縮によって、板幅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、通電後に加圧力を保持し、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幅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。

（第２実施形態）
　次に、本発明の第２実施形態に係る抵抗スポット溶接装置を図８～図１１を参照して説明する。本実施形態の抵抗スポット溶接装置は、可動側電極及び固定側電極の両電極チップと鋼板とを略垂直に接触させて、打角によるＬＭＥ割れの発生をさらに抑制すると共に、通電時の溶融金属の膨張によって生じる衝撃力を可動側電極で吸収して、ＬＭＥ割れの発生を抑制する。

　図８に示すように、本実施形態の抵抗スポット溶接装置１０Ａ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、当該加圧シリンダ１２及びフレーム１１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、可動側電極である第１の電極２０Ａと、固定側の基台１３Ｂに設けられた、固定側電極である第３の電極２０Ｃを備える。第１の電極２０Ａと第３の電極２０Ｃは、同軸上において対向するように配置されている。

　第１の電極２０Ａは、弾性変形可能な弾性部材２４を備え、第１実施形態の第１の電極２０Ａと同一構造を有するため、その構造、作用などの詳細な説明は省略する。
　第３の電極２０Ｃは、第１シャンク３１と第２シャンク３２が自在継手３３により接続されている。第３の電極２０Ｃは、自在継手３３による角度補正機構の作用により、電極チップ２３Ｃと金属板Ｍとが略垂直状態になるように打角を補正する。

　図９～図１１に示すように、第３の電極２０Ｃは、第１シャンク３１と、第２シャンク３２と、電極チップ２３Ｃと、第１シャンク３１及び第２シャンク３２を屈曲自在に接続する自在継手３３と、導線２５と、を備える。

　第１シャンク３１及び第２シャンク３２は、例えば真鍮のような金属（合金）により構成されており、導電性を有する。電極チップ２３Ｃは、第３の電極２０Ｃの先端である第１シャンク３１の一端に設けられており、金属板Ｍに直接当接する部材である。

　自在継手３３は、第１シャンク３１に固定された雄継手３４と、第２シャンク３２に固定された雌継手３５とからなる。雄継手３４は、略球形に形成された先端部３６を有し、該先端部３６が雌継手３５の球形孔３７に屈曲自在に嵌合する。第１シャンク３１の軸中心に形成された軸孔４０には、斜め方向から給水パイプ３８及び排水パイプ３９が接続されている。

　図１０の「冷却水ＩＮ」の矢印で示すように、スポット溶接機１０Ａの本体から供給された冷却水は、給水パイプ３８の中を流れ、電極チップ２３Ｃに到達する。電極チップ２３Ｃに到達し、温度が上昇した冷却水は、「冷却水ＯＵＴ」の矢印で示すように、排水パイプ３９からスポット溶接機１０Ａに本体に戻り、再び冷却される。

　球形の先端部３６が球形孔３７に屈曲自在に嵌合する自在継手３３は、第３の電極２０Ｃの軸心に対して鋼板等の金属板Ｍが傾斜している場合、第３の電極２０Ｃが金属板Ｍに接触すると、雄継手３４が雌継手３５に対して屈曲して電極チップ２３Ｃが金属板Ｍに対して略垂直となる。すなわち、自在継手３３は、電極チップ２３Ｃの金属板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２３Ｃの打角を補正し、これにより引張応力を低減させてＬＭＥ割れが抑制される。なお、自在継手３３は、所定の角度を越えて屈曲しないように構成されている。

　また、第１シャンク３１及び第２シャンク３２が、自在継手３３により接続されている第３の電極２０Ｃは、軸方向に対して高い剛性を有するため、金属板Ｍから第３の電極２０Ｃに加圧力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が行える。

　一方、可動側電極である第１の電極２０Ａでは、弾性部材２４の角度補正機構によって第１の電極２０Ａの打角が補正されて、電極チップ２３Ａが金属板Ｍに対して略垂直方向から接触し、打角に起因するＬＭＥ割れを抑制する。さらに、第１の電極２０Ａが備える弾性部材２４の加圧力吸収機構により、通電時に発生する金属板Ｍの熱膨張による金属板Ｍの応力変動が緩和されてＬＭＥ割れを抑制する。

　このように、第１の電極２０Ａ及び第３の電極２０Ｃの両電極において、電極チップ２３Ａ，２３Ｃが金属板Ｍに対して略垂直方向から接触するため、可動側電極だけでなく、固定側電極においても打角が補正されるため、第１実施形態の抵抗スポット溶接装置１０と比較して、更に打角による引張応力に起因するＬＭＥ割れを抑制することができる。

　その他の部分については、本発明の第１実施形態に係る抵抗スポット溶接装置１０と同様であるため、同一部分には同一符号又は相当符号を付して説明を簡略化又は省略する。

（第３実施形態）
　次に、本発明の第３実施形態に係る抵抗スポット溶接装置について、図１２を参照して説明する。本実施形態の抵抗スポット溶接装置は、可動側電極及び固定側電極の両電極チップと鋼板とを略垂直に接触させて打角によるＬＭＥ割れの発生を抑制することを目的とする。

　図１２は、本発明の第３実施形態である抵抗スポット溶接装置の側面図である。本実施形態の抵抗スポット溶接装置１０Ｂは、可動側電極及び固定側電極が共に、第２実施形態で説明した自在継手３３を有する第３の電極２０Ｃから構成されている。

　第３の電極２０Ｃは、弾性部材２４を有しておらず、したがって、加圧力吸収機構による金属板Ｍの応力変動は吸収されない。しかし、可動側及び固定側のいずれにおいても自在継手３３による角度補正機構の作用により打角が補正されるため、打角に起因するＬＭＥ割れの発生を抑制することができる。

　また、第３の電極２０Ｃの自在継手３３は、軸方向に対して、第２の電極２０Ｂ（図１参照）と同程度の剛性を有するため、図７に示す加圧開始から所定の加圧力に達するまでに要する加圧時間及び加圧終了後の残加圧時間が、第１の電極２０Ａと比較して短縮することができ、全体として短時間での接合が可能となる。

　その他の部分については、本発明の第２実施形態に係る抵抗スポット溶接装置１０Ａと同様であるため、同一部分には同一符号又は相当符号を付して説明を簡略化又は省略する。

（第４実施形態）
　次に、本発明の第４実施形態に係る抵抗スポット溶接装置について図１３～図１８を参照して説明する。本実施形態の抵抗スポット溶接装置は、一対の可動側電極の両電極チップと鋼板とを略垂直に接触させて、打角によるＬＭＥ割れの発生を抑制すると共に、通電時の溶融金属の膨張によって生じる衝撃力を一対の可動側電極で吸収して、ＬＭＥ割れの発生をさらに抑制することを目的とする。

　図１３は、本発明の第４実施形態に係る抵抗スポット溶接装置の側面図である。抵抗スポット溶接装置１０Ｃ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の両端に設けられた加圧シリンダ１２と、当該加圧シリンダ１２に設けられた２つの基台１３Ａ，１３Ｂと、２つの基台１３Ａ，１３Ｂのそれぞれに設けられた一対の可動側電極である一対の第４の電極２０Ｄを備える。一対の第４の電極２０Ｄは、同軸上において対向するように配置されている。

　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等の金属板Ｍを一対の第４の電極２０Ｄの間に挿入し、加圧シリンダ１２により一対の第４の電極２０Ｄを互いに接近させ、金属板Ｍを一対の第４の電極２０Ｄの間に挟み込む。これにより、弾性部材４３の収縮することができ、これにより金属板Ｍの板厚方向の位置が安定する。この状態で、加圧しながら一対の電極間に通電を行い、スポット溶接を行う。本実施形態では、一対の第４の電極２０Ｄは、全く同じ形式のものを用いている。

　図１４は、第４の電極２０Ｄの斜視図であり、図１５は、図１４の断面図を示す。第４の電極２０Ｄは、第１シャンク（第１の電極用シャンク）４１と、第２シャンク（第２の電極用シャンク）４２と、電極チップ２３Ｄと、弾性部材４３と、導線４５と、リング４６と、を備える。

　第１シャンク４１及び第２シャンク４２は、例えば真鍮のような金属（合金）により構成されており、導電性を有する。本実施形態では、第１シャンク４１と第２シャンク４２は、全く同じ形式のものを用いている。また、電極チップ２３Ｄは、第４の電極２０Ｄの先端であって、第１シャンク４１の第１端に設けられており、金属板Ｍに直接当接する部材である。

　弾性部材４３は、電極チップ２３Ｄが設けられた第１シャンク４１の第１端と逆側の第２端と、第２シャンク４２を接続する部材である。弾性部材４３は、第４の電極２０Ｄに所定の荷重が加わった際においても、破壊を免れる程度の剛性を有する一方で、荷重の作用により弾性変形可能な性質を有している。本実施形態では、弾性部材４３は鋼鉄のような金属製の円筒形ブロックにより形成され、このブロックには弾性変形を促すための切り欠き４３ａが設けられている。

　金属製（例えば銅等）の導線４５は、第１シャンク４１及び第２シャンク４２のそれぞれの外周に取り付けられた金属製（例えば銅等）のリング４６に接続されている。弾性部材４３が金属製であっても、その導電性が十分でない場合（スポット溶接には大電流が必要）、第１シャンク４１と第２シャンク４２との間に十分な電気的接続を確保することは困難である。このため、導線４５が弾性部材４３の外側を迂回するように設けられ、第１シャンク４１と第２シャンク４２とを電気的に接続する。抵抗スポット溶接装置１０Ｃの本体から加圧シリンダ１２、基台１３Ａを経由して供給された電流は、第２シャンク４２→リング４６→導線４５→リング４６→第１シャンク４１→電極チップ２３Ｄの順に流れ、金属板Ｍまで到達する。

　図１６は、図１５のＳ領域の拡大図を示す。図１７は、第４の電極の断面図を示す。第４の電極２０Ｄは電流のみならず、第４の電極２０Ｄ自体、特に先端の電極チップ２３Ｄを冷却する冷却水を流すための構造を有している。すなわち、図１７に示すように、冷却水を流すための流路Ｔが、第１シャンク４１と、弾性部材４３と、第２シャンク４２それぞれの内部を貫通するように設けられている。

　流路Ｔは、抵抗スポット溶接装置１０Ｃの本体から供給された冷却水を電極チップ２３Ｄに流すための往路Ｔ１と、電極チップ２３Ｄを冷却した冷却水を抵抗スポット溶接装置１０Ｃの本体に戻すための復路Ｔ２を含む。復路Ｔ２は、第１シャンク４１と、弾性部材４３と、第２シャンク４２それぞれの内部を貫通する内部空間Ｈにより形成される。第１シャンク４１及び第２シャンク４２は、その中心部分が長手方向に沿って中空になるようにくり抜かれており、くり抜かれた部分が内部空間Ｈを形成する。弾性部材４３も同様に、その中心部分が長手方向に沿って中空になるようにくり抜かれている。ただし、図１７に示すように、くり抜かれた部分の上下端では、第１シャンク４１及び第２シャンク４２のそれぞれと螺合するホース継手４７、及びホース継手４７に接続されたホース４８がくり抜かれた部分に配置されており、ホース継手４７及びホース４８の内部が、内部空間Ｈを形成する。

　往路Ｔ１は、内部空間Ｈに配置され、第１シャンク４１と、弾性部材４３と、第２シャンク４２を貫通する一体のパイプ４９により形成される。なお、パイプ４９は、図１５において省略されているが、図１６の一点鎖線又は図１７に示すように、内部空間Ｈの中心軸上に配置され、例えば樹脂等によって形成された円筒長尺状の部材である。

　図１７の「冷却水ＩＮ」の矢印で示すように、抵抗スポット溶接装置１０Ｃの本体から供給された冷却水は、第２シャンク４２から、弾性部材４３及び第１シャンク４１を経由するようにパイプ４９の中を流れ、電極チップ２３Ｄに到達する。電極チップ２３Ｄに到達し、温度が上昇した冷却水は、「冷却水ＯＵＴ」の矢印で示すように、第１シャンク４１、弾性部材４３、第２シャンク４２を経由するように、パイプ４９の外側の内部空間Ｈの中を流れ、抵抗スポット溶接装置１０Ｃの本体に戻り、再び冷却される。このようにして、冷却水は抵抗スポット溶接装置１０Ｃの本体と電極を循環し、常に一定温度以下に冷却された冷却水が電極チップ２３Ｄに供給されるため、第４の電極２０Ｄ、特に電極チップ２３Ｄの温度上昇を抑制することができ、スポット溶接の接合効率を向上させることができる。なお、スポット溶接用の電流は、図１７の「通電経路」の矢印に従って、抵抗スポット溶接装置１０Ｃの本体から加圧シリンダ１２及び基台１３Ａを経由して供給され、第２シャンク４２→導線４５→第１シャンク４１→電極チップ２３Ｄの順に流れ、金属板Ｍまで到達する。

　電極チップ２３Ｄは、金属板Ｍに直接当接する平坦なフラット面２３ｄを有する。第４の電極２０Ｄが、金属板Ｍに対し略垂直の関係を維持することができる場合、各電極の電極チップ２３Ｄのフラット面２３ｄが金属板Ｍに面接触する。この結果、金属板Ｍとフラット面２３ｄとの間で滑りが生じにくく、安定的なスポット溶接を行うことが可能となる。なお、平坦なフラット面２３ｄは、電極チップ２３Ｄの先端部における少なくとも一部に存在していればよく、図１７に示すような、電極チップ２３Ｄにおける金属板Ｍに対向する面のすべてがフラットな面を有するのはもちろんのこと、電極チップ２３Ｄの先端部のみがフラットな面を有し、その周囲の部分が曲率を有する形状であっても構わない。

　図１８Ａは、実際のスポット溶接の場面において、第４の電極２０Ｄと金属板Ｍが取り得る状態を示す図である。一対の第４の電極２０Ｄが互いに接近し、それぞれが当接点Ｐ１，Ｐ２において金属板Ｍに当接することに伴い、各電極には荷重Ｆが印加される。理想状態においては、２つの電極が接近する方向であって、２つの電極の長手方向に沿った軸Ｙ１，Ｙ２に対して垂直な面Ｘに対し、金属板Ｍが平行に配置される。しかしながら、常に金属板Ｍの配置の精度を正確に保つことは困難であり、図示のように、例えば金属板Ｍが面Ｘから所定の角度θ（例えば５°程度）傾いて配置される場合が生じ得る。すなわち、一対の第４の電極２０Ｄが金属板Ｍに対し、垂直方向から傾いた状態をとっている。

　そして、本実施形態の第４の電極２０Ｄではない従来タイプ、すなわち上述した弾性変形可能な弾性部材４３が設けられていない剛体電極を用い、このような状態のままスポット溶接を行うと、電極チップ２３Ｄのフラット面２３ｄが金属板Ｍに適切に接触していないため、一定品質のスポット溶接を得ることが難しくなる。品質劣化の一例として、例えばＬＭＥ（Ｌｉｑｕｉｄ　Ｍｅｔａｌ　Ｅｍｂｒｉｔｔｌｅｍｅｔ；液体金属脆化）割れのような欠陥を生じるおそれがある。

　続いて図１８Ｂは、本実施形態の一対の第４の電極２０Ｄの作用を説明するための図である。本実施形態の第４の電極２０Ｄにおいては、上述した弾性部材４３が設けられている。このため、２つの電極の先端である電極チップ２３Ｄから発生する荷重Ｆの作用により、それぞれの弾性部材４３が弾性変形し、当接点Ｐ１，Ｐ２を中心として、両電極チップ２３Ｄが矢印Ｒ１方向に回転する。この結果、金属板Ｍが移動しなくても、二つの電極の長手方向に沿った軸Ｙ１，Ｙ２は、金属板Ｍに対し略垂直に交わる状態となり、一対の第４の電極２０Ｄは、金属板Ｍに対し略垂直方向から接触する状態を維持することができる。この結果、一対の第４の電極２０Ｄのそれぞれのフラット面２３ｄが、金属板Ｍに対し適切に面接触することになり、ＬＭＥ割れの発生を抑制して安定的なスポット溶接を行うことが可能となる。

　なお、図１８Ｂの破線で示した通り、上記変形に伴い、一対の第４の電極２０Ｄのそれぞれの長手方向に沿った軸Ｙ１，Ｙ２の間には、少しのずれが生じ得る。しかしながら、このようなずれはわずかなものであり、図１８Ａの状態に比べて、良好なスポット溶接を実現することができる。

　上述した通り、第４の電極２０Ｄが被接合体である鋼板等の金属板Ｍに傾斜した状態で当接しても、弾性部材４３が、先端に設けられた電極チップ２３Ｄからの力を受けて弾性変形し、電極の長手方向に沿った軸と金属板Ｍが略垂直となる関係を実現し、さらにこの関係を容易に維持することができる。したがって、打角によるスポット溶接の品質の低下を抑制することができる。

　また、もし電極チップ２３Ｄの金属板Ｍに接する面が湾曲面により形成されている場合、この湾曲面と金属板Ｍの間で滑りが生じやすく、溶接が不安定になり得ると考えられる。しかしながら本実施形態では、金属板Ｍに接する面が平坦なフラット面２３ｄにより形成されており、金属板Ｍとフラット面２３ｄとの間で滑りが生じにくく、電極チップ２３Ｄから発生する荷重を、確実に弾性部材４３に伝達することが可能となる。この結果、弾性部材４３の変形を促し、図１８Ｂに示したように、打角が補正された状態を容易に実現するとともに、この状態を安定的に維持することができる。

　また、一対の第４の電極２０Ｄに設けられた弾性部材４３は、弾性変形することで通電時に溶融金属の膨張による加圧力の上昇を吸収する。これにより、通電時の溶融金属の膨張の衝撃によるＬＭＥ割れの発生を抑制することができる。

　また、冷却水が流路Ｔを通じて電極の先端近傍、すなわち電極チップ２３Ｄまで流れるため、溶接時に電極を効率的に冷却することができ、接合効率を向上させることができる。

　本実施形態において流路Ｔは、電極の内部空間Ｈにより形成される復路Ｔ２と、内部空間Ｈに配置されたパイプ４９により形成される往路Ｔ１を含む。よって、簡易かつコンパクトな構成により、冷却水の循環を実現している。しかしながら、冷却水の流路Ｔはこのような構成に限定されるものではなく、他の手段によって冷却してもよい。

　また、第１シャンク４１と第２シャンク４２を電気的に接続する導線４５を、弾性部材４３の外側に設けることにより、たとえ弾性部材４３が弾性変形しても、電極への通電を円滑に行うことが可能となる。

　本実施形態では、弾性部材４３は鋼鉄のような金属製の円筒形ブロックにより形成され、このブロックには弾性変形を促す切り欠き４３ａが設けられている。しかしながら、弾性部材４３の具体的な形状、構造、材料等は特に限定されない。例えば、弾性部材４３を十分な剛性と導電性を両立させた材料で形成してもよく、このような場合は、導線４５の線径を細くしたり、又は導線４５自体を省略することができる。

　本実施形態の切り欠き４３ａは、弾性部材４３の周方向かつ長手方向に伸びるように、例えば螺旋状に形成されている。ただし、弾性部材４３の弾性変形を促すことができるのであれば、その具体的な態様は特に限定されない。また、バネ等の部材を設け、弾性変形を実現してもよい。なお、弾性部材４３に少量の電流が流れることにより、弾性部材４３が溶解し、切り欠き４３ａが埋められてしまう事態が生じ得るが、このような事態を防止するため、切り欠き４３ａに樹脂、ゴム等の非導電性材料を埋め込んでもよい。

　なお、本発明は、前述した各実施形態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。その他、上述した各実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数値、形態、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

　例えば、本発明の加圧力吸収機構は、第１及び第２実施形態の弾性部材２４や第４実施形態の弾性部材４３の形態に限定されることなく、例えば、図示しないエアシリンダなどの空圧装置の弾性力を利用することもできる。

　また、本発明の抵抗スポット溶接装置は、略Ｌ字形の一対の長尺電極が溶接装置本体から前方に延び、その先端同士が互いに接近及び離間可能に開閉自在とされた、簡易型あるいは携帯型などの図示しない溶接装置にも適用できる。具体的には、一方の電極を溶接装置本体に固定し、他方の電極を溶接装置本体に設けた軸を中心として揺動自在とすると共に、他方の電極と溶接装置本体の間に、他方の電極の先端を一方の電極の先端方向に付勢するばねを設けた構造であってもよい。この場合、他方の電極と溶接装置本体の間に設けたばねが、加圧力吸収機構として作用して、通電時の溶融金属の膨張による加圧力の上昇を吸収し、その衝撃によるＬＭＥ割れを防止する。

　以上の通り、本明細書には次の事項が開示されている。
（１）　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、かつ亜鉛めっき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ための抵抗スポット溶接方法であって、
　前記複数の鋼板を挟み込んで加圧する一対の電極チップと、前記一対の電極チップのうち少なくとも一方に設けられ、前記電極チップの軸方向への加圧力を吸収可能な加圧力吸収機構と、を備える一対の電極を用いて、
　前記一対の電極チップに前記複数の鋼板を挟み込み、かつ、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、前記通電時に発生する前記加圧力の変動荷重を前記加圧力吸収機構により吸収しながら溶接する、抵抗スポット溶接方法。
（２）　前記一対の電極のうち一方は固定式電極であり、他方は可動式電極であって、
　前記加圧力吸収機構は、前記可動式電極側に設けられる、（１）に記載の抵抗スポット溶接方法。
（３）　前記加圧力吸収機構は、弾性部材を用いた機構である、（１）又は（２）に記載の抵抗スポット溶接方法。
（４）　前記弾性部材は、バネ定数が１０Ｎ／ｍｍ以上１５００Ｎ／ｍｍ以下であるバネによって構成される、（３）に記載の抵抗スポット溶接方法。
（５）　前記加圧力吸収機構は、空圧を用いた機構である、（１）又は（２）に記載の抵抗スポット溶接方法。

（６）　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、かつ亜鉛めっき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ための抵抗スポット溶接方法であって、
　前記複数の鋼板を挟み込んで加圧する一対の電極チップと、前記鋼板に対する前記一対の電極チップの角度をそれぞれ補正可能な一対の角度補正機構と、を備える一対の電極を用いて、
　前記一対の電極チップに前記複数の鋼板を挟み込み、かつ、前記一対の電極チップの軸が前記鋼板に対して略垂直となるように接触させながら、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溶接する、抵抗スポット溶接方法。
（７）　前記一対の角度補正機構のうち少なくとも一方は自在継手を用いた機構である、（６）に記載の抵抗スポット溶接方法。
（８）　前記一対の電極のうち一方は固定式電極であり、他方は可動式電極であって、
　前記自在継手を用いた機構は、前記固定式電極側に設けられる、（７）に記載の抵抗スポット溶接方法。
（９）　前記一対の角度補正機構のうち一方が前記固定式電極側に設けられた自在継手を用いた機構であり、他方が前記可動式電極側に設けられた弾性部材を用いた機構である、（８）に記載の抵抗スポット溶接方法。
（１０）　前記弾性部材は、バネ定数が１０Ｎ／ｍｍ以上１５００Ｎ／ｍｍ以下であるバネによって構成される、（９）に記載の抵抗スポット溶接方法。
（１１）　前記一対の角度補正機構の両方が自在継手を用いた機構である、（７）に記載の抵抗スポット溶接方法。
（１２）　前記電極チップは、先端面の曲率半径ＲがＲ≦１００ｍｍを満たし、かつ、外径φがφ≦１６ｍｍを満たす、（１）～（１１）のいずれかに記載の抵抗スポット溶接方法。
（１３）　前記電極チップは、その先端部の少なくとも一部が前記鋼板に当接するフラット面を有する、（１）～（１１）のいずれかに記載の抵抗スポット溶接方法。
（１４）　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、（１）～（１３）のいずれかに記載の抵抗スポット溶接方法。
（１５）　溶接電流が交流電流である、（１）～（１４）のいずれかに記載の抵抗スポット溶接方法。

（１６）　第１の電極用シャンクと、
　第２の電極用シャンクと、
　前記第１の電極用シャンクの第１端に設けられ、フラット面を有する電極チップと、
　前記第１の電極用シャンクの第２端と前記第２の電極用シャンクを接続し、弾性変形可能な接続部材と、を備え、
　冷却水を流すための流路が、前記第１の電極用シャンクと、前記接続部材と、前記第２の電極用シャンクそれぞれの内部を貫通するように設けられている、スポット溶接ガン用電極。
（１７）　前記第１の電極用シャンクと前記第２の電極用シャンクを電気的に接続する導線が、前記接続部材の外側に設けられている、（１６）に記載のスポット溶接ガン用電極。
（１８）　前記接続部材は金属製のブロックにより形成され、当該金属製のブロックには、弾性変形を促す切り欠きが設けられている、（１６）又は（１７）に記載のスポット溶接ガン用電極。
（１９）　前記流路は、前記第２の電極用シャンクから前記電極チップに向けて冷却水を流す往路と、前記電極チップから前記第２の電極用シャンクに向けて冷却水を流す復路を含み、
　前記復路は、前記第１の電極用シャンクと、前記接続部材と、前記第２の電極用シャンクそれぞれの内部を貫通する内部空間により形成され、
　前記往路は、前記内部空間に配置され、前記第１の電極用シャンクと、前記接続部材と、前記第２の電極用シャンクを貫通する一体のパイプにより形成される、（１６）～（１８）のいずれかに記載のスポット溶接ガン用電極。
（２０）　（１６）～（１９）のいずれかに記載のスポット溶接ガン用電極を有するスポット溶接ガン。

　以上、図面を参照しながら各種の実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施の形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。

　なお、本出願は、２０２０年２月２５日出願の日本実用新案登録出願（実願２０２０－０００６２２）及び２０２０年７月２２日出願の日本特許出願（特願２０２０－１２５５６１）に基づくものであり、その内容は本出願の中に参照として援用される。

１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ　抵抗スポット溶接装置（スポット溶接機）
２０Ａ　第１の電極（電極）
２０Ｂ　第２の電極（電極）
２０Ｃ　第３の電極（電極）
２０Ｄ　第４の電極（電極）
２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄ　電極チップ
２３ｄ　フラット面
２４　弾性部材（接続部材、加圧力吸収機構、角度補正機構）
４３　弾性部材（接続部材、加圧力吸収機構、角度補正機構）
３３　自在継手
Ｍ　金属板（鋼板）
Ｒ　先端面の曲率半径
φ　外径

Claims (15)

1. 　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、かつ亜鉛めっき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ための抵抗スポット溶接方法であって、
   　前記複数の鋼板を挟み込んで加圧する一対の電極チップと、前記一対の電極チップのうち少なくとも一方に設けられ、前記電極チップの軸方向への加圧力を吸収可能な加圧力吸収機構と、を備える一対の電極を用いて、
   　前記一対の電極チップに前記複数の鋼板を挟み込み、かつ、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、前記通電時に発生する前記加圧力の変動荷重を前記加圧力吸収機構により吸収しながら溶接する、抵抗スポット溶接方法。
2. 　前記一対の電極のうち一方は固定式電極であり、他方は可動式電極であって、
   　前記加圧力吸収機構は、前記可動式電極側に設けられる、請求項１に記載の抵抗スポット溶接方法。
3. 　前記加圧力吸収機構は、弾性部材を用いた機構である、請求項１又は２に記載の抵抗スポット溶接方法。
4. 　前記弾性部材は、バネ定数が１０Ｎ／ｍｍ以上１５００Ｎ／ｍｍ以下であるバネによって構成される、請求項３に記載の抵抗スポット溶接方法。
5. 　前記加圧力吸収機構は、空圧を用いた機構である、請求項１又は２に記載の抵抗スポット溶接方法。
6. 　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、かつ亜鉛めっき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ための抵抗スポット溶接方法であって、
   　前記複数の鋼板を挟み込んで加圧する一対の電極チップと、前記鋼板に対する前記一対の電極チップの角度をそれぞれ補正可能な一対の角度補正機構と、を備える一対の電極を用いて、
   　前記一対の電極チップに前記複数の鋼板を挟み込み、かつ、前記一対の電極チップの軸が前記鋼板に対して略垂直となるように接触させながら、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溶接する、抵抗スポット溶接方法。
7. 　前記一対の角度補正機構のうち少なくとも一方は自在継手を用いた機構である、請求項６に記載の抵抗スポット溶接方法。
8. 　前記一対の電極のうち一方は固定式電極であり、他方は可動式電極であって、
   　前記自在継手を用いた機構は、前記固定式電極側に設けられる、請求項７に記載の抵抗スポット溶接方法。
9. 　前記一対の角度補正機構のうち一方が前記固定式電極側に設けられた自在継手を用いた機構であり、他方が前記可動式電極側に設けられた弾性部材を用いた機構である、請求項８に記載の抵抗スポット溶接方法。
10. 　前記弾性部材は、バネ定数が１０Ｎ／ｍｍ以上１５００Ｎ／ｍｍ以下であるバネによって構成される、請求項９に記載の抵抗スポット溶接方法。
11. 　前記一対の角度補正機構の両方が自在継手を用いた機構である、請求項７に記載の抵抗スポット溶接方法。
12. 　前記電極チップは、先端面の曲率半径ＲがＲ≦１００ｍｍを満たし、かつ、外径φがφ≦１６ｍｍを満たす、請求項１又は６に記載の抵抗スポット溶接方法。
13. 　前記電極チップは、その先端部の少なくとも一部が前記鋼板に当接するフラット面を有する、請求項１又は６に記載の抵抗スポット溶接方法。
14. 　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１又は６に記載の抵抗スポット溶接方法。
15. 　溶接電流が交流電流である、請求項１又は６に記載の抵抗スポット溶接方法。

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