金属結合方法
【課題】一方の金属に突起部を設ける必要がなく、２つの金属の結合前素材形状を単純化すること。
【解決手段】第１金属１１と第２金属１２を結合する結合方法において、金属フィラー挟持工程と、加圧工程と、通電工程と、を備える。金属フィラー挟持工程は、第１金属１１と第２金属１２のうち、少なくとも一方の硬度以上の硬度を持つ金属ワイヤ１３を、第１金属１１と第２金属１２の結合面１１ａ，１２ａに挟む。加圧工程は、第１金属１１と第２金属１２の結合部を加圧する。通電工程は、第１金属１１と第２金属１２との間に通電する。
【解決手段】第１金属１１と第２金属１２を結合する結合方法において、金属フィラー挟持工程と、加圧工程と、通電工程と、を備える。金属フィラー挟持工程は、第１金属１１と第２金属１２のうち、少なくとも一方の硬度以上の硬度を持つ金属ワイヤ１３を、第１金属１１と第２金属１２の結合面１１ａ，１２ａに挟む。加圧工程は、第１金属１１と第２金属１２の結合部を加圧する。通電工程は、第１金属１１と第２金属１２との間に通電する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧力を加えた加圧接触部に溶接電流を流し、そこに発生する抵抗熱により第１金属と第２金属を結合する金属結合方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンデンサ電源を用いたプロジェクション溶接（以下、「CDW：Capacitor discharge weldingの略」という。）においては、結合しようとする２つの金属のうち、一方の金属に突起部を設ける。そして、突起部の頂点と他方の金属の接合部に圧力を加え、互いの加圧接触部に溶接電流を流し、そこに発生する抵抗熱により２つの金属を結合する金属結合方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１８１６２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の金属結合方法にあっては、２つの金属の一方に、予め突起部（プロジェクション）を設け、この突起部により抵抗熱が発生する加圧接触部を形成して抵抗溶接を行う。このため、２つの金属の加圧接触部による接合領域や接合面積を決めると、頂点の平面精度が高い突起部を、一方の金属に対する機械加工により設ける必要がある、という問題点があった。
【０００５】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、一方の金属に突起部を設ける必要がなく、２つの金属の結合前素材形状を単純化することができる金属結合方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明では、第１金属と第２金属を結合する結合方法において、金属フィラー挟持工程と、加圧工程と、通電工程と、を備える手段とした。
前記金属フィラー挟持工程は、前記第１金属と前記第２金属のうち、少なくとも一方の硬度以上の硬度を持つ金属フィラーを、前記第１金属と前記第２金属の結合面に挟む。
前記加圧工程は、前記第１金属と前記第２金属の結合部を加圧する。
前記通電工程は、前記第１金属と前記第２金属との間に通電する。
【発明の効果】
【０００７】
よって、金属フィラー挟持工程→加圧工程→通電工程を経過することで、金属フィラーが第１金属と第２金属との間で溶融し、第１金属と第２金属が結合される。
この結合方法で、金属フィラーの硬度を、第１金属と第２金属のうち、少なくとも一方の硬度以上としている。その理由は、要求される結合強度を確保するためであり、例えば、金属フィラーの硬度が第１金属と第２金属の硬度より小さい場合、加圧する際、金属フィラーが潰れてしまい、接合面積を制御することができず、要求される結合強度を確保することができないことによる。
この結合方法は、抵抗熱が発生する加圧接触部を狭い領域に限定するのに、金属の一方に設けた突起部に代えて、第１金属や第２金属とは独立した部材である金属フィラーを用いている。このため、２つの金属の結合前素材形状は、結合面をそれぞれ平面にするだけで良く、金属素材形状が単純化される。さらに、結合面に挟む金属フィラーの形状や長さを変更するだけで、金属フィラーによる接合領域や接合面積の変更への対応が容易となる。
この結果、一方の金属に突起部を設ける必要がなく、２つの金属の結合前素材形状を単純化することができる。加えて、要求される結合強度を確保することができると共に、金属フィラーによる接合領域や接合面積の変更への対応性を容易化することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施例１の金属結合方法に適用されるコンデンサ式抵抗溶接機の一例を示す全体構成図である。
【図２】実施例１の金属結合方法のうち金属フィラー位置決め工程を示す側面図である。
【図３】実施例１の金属結合方法のうち金属フィラー位置決め工程を示す平面図である。
【図４】実施例１の金属結合方法のうち金属フィラー挟持工程を示す側面図である。
【図５】実施例１の金属結合方法のうち金属フィラー挟持工程を示す図４のＡ部拡大図である。
【図６】実施例１の金属結合方法のうち加圧工程を示す側面図である。
【図７】実施例１の金属結合方法のうち通電工程での電源電圧(a)とコンデンサ電圧(b)と溶接電流(c)の一例を示す波形図である。
【図８】比較例の金属結合方法を示す説明図である。
【図９】比較例の金属結合方法における図８の突起形状を示す拡大図である。
【図１０】実施例２の金属結合方法のうち金属フィラー位置決め工程でのロケートピン型位置決め治具及び金属ワイヤを示す図である。
【図１１】実施例３の金属結合方法のうち金属フィラー位置決め工程で第１金属と第２金属に挟まれるエキスパンドメタルを示す側面図である。
【図１２】実施例３の金属結合方法のうち金属フィラー位置決め工程での円筒型位置決め治具及びエキスパンドメタルを示す図である。
【図１３】実施例３の金属結合方法のうち金属フィラー位置決め工程でのロケートピン型位置決め治具及びエキスパンドメタルを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の金属結合方法を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１〜実施例３に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１０】
実施例１の金属結合方法を、「コンデンサ式抵抗溶接機」、「実施例１の金属結合方法による各工程」、「比較例の金属結合方法による課題」、「実施例１の金属結合方法による作用」、「実施例１の金属結合方法による効果」に分けて説明する。
【００１１】
［コンデンサ式抵抗溶接機］
図１は、実施例１の金属結合方法に適用されるコンデンサ式抵抗溶接機の一例を示す全体構成図である。以下、図１に基づき、コンデンサ式抵抗溶接機の全体構成を説明する。
【００１２】
実施例１の金属結合方法に適用されるコンデンサ式抵抗溶接機は、図１に示すように、電源１と、抵抗溶接回路２と、電解コンデンサ３と、充電用ダイオード４と、放電用ダイオード５と、溶接トランス６と、上部電極７と、下部電極８と、を備えている。
【００１３】
前記電源１は、単相又は三相であり、整流回路と定電圧回路と制御回路を有する抵抗溶接回路２が接続され、抵抗溶接回路２に電解コンデンサ３と充電用ダイオード４と放電用ダイオード５が接続される。
【００１４】
前記抵抗溶接回路２は、充電電圧の制御（充電制御、放電制御）を、半導体（充電用ダイオード４と放電用ダイオード５）で自動的に行う。この充電電圧の自動制御により、電源１の電圧が変動しても、電解コンデンサ３への充電電圧は変わらず、一度設定されると常に一定の溶接電流で溶接することができる。
【００１５】
前記電解コンデンサ３は、溶接に必要なエネルギー（電気量）を充電するもので、これを瞬時に溶接トランス６に放電して大きな溶接電流を流す。このように、コンデンサ式抵抗溶接機とすることで、例えば、交流式溶接機に比べて数十分の一という小さな電源容量で済むし、瞬間的の放電された電流は、有効に溶接エネルギーとして利用されるので、他の方式に比べて熱効率が良くなる。
【００１６】
前記上部電極７と前記下部電極８は、溶接時、溶接トランス６から溶接電流が通電される。溶接対象物である第１金属１１と第２金属１２のうち、第１金属１１は、図１の上下方向に移動可能な上部電極７に取り付けられる。そして、第２金属１２は、基礎９に固定された下部電極８に取り付けられる。なお、図１において、１３は金属ワイヤであり、１４はロケートピン型位置決め治具である。
【００１７】
［実施例１の金属結合方法による各工程］
図２〜図７は、実施例１の金属結合方法による各工程を示す図である。以下、図２〜図７に基づき、実施例１の金属結合方法による各工程を説明する。
【００１８】
実施例１の金属結合方法を行うのに先行し、第１金属１１と、第２金属１２と、金属ワイヤ１３（金属フィラー）と、ロケートピン型位置決め治具１４（位置決め治具）と、を用意しておく。
【００１９】
前記第１金属１１は、例えば、SS400（一般構造用炭素鋼）を材料とする金属部品であり、結合面１１ａを平面としておくと共に、位置決め治具穴１１ｂを形成しておく。
【００２０】
前記第２金属１２は、例えば、SS400（一般構造用炭素鋼）を材料とする金属部品であり、結合面１２ａを平面としておくと共に、位置決め治具穴１２ｂを形成しておく。
【００２１】
前記金属ワイヤ１３は、例えば、S20C（機械構造用炭素鋼）を材料とし、接合面積に必要な長さを持ち、結合面１１ａ，１２ａにおける位置決めを可能とする形状を持ったものとされる。この金属ワイヤ１３の材料であるS20C（機械構造用炭素鋼）は、第１金属１１と第２金属１２の材料であるSS400（一般構造用炭素鋼）より高い硬度を持つ。
【００２２】
前記ロケートピン型位置決め治具１４は、位置決め治具穴１１ｂ，１２ｂに差し込み設定することで、第１金属１１と第２金属１２の位置決めを行うロケートピン形状とする。
【００２３】
・金属フィラー位置決め工程
金属フィラー位置決め工程は、図２及び図３に示すように、第１金属１１と第２金属１２の結合面１１ａ，１２ａにおける金属ワイヤ１３の設定位置を、ロケートピン型位置決め治具１４により決める工程である。
この金属フィラー位置決め工程は、下部電極８の上面に第２金属１２を取り付け、第２金属１２の位置決め治具穴１２ｂに、ロケートピン型位置決め治具１４のピン底部側を差し込んで設定する。そして、ロケートピン型位置決め治具１４の円筒状外周面１４ａに対し、金属ワイヤ１３を位置決め設定することで行う。つまり、ロケートピン型位置決め治具１４のピン中心軸CLを、金属ワイヤ１３の中心軸に一致させる。
実施例１の金属ワイヤ１３は、図３に示すように、花びら形状とし、その形状により位置決めと接合面積の制御を行う。つまり、金属ワイヤ１３の位置決めは、金属ワイヤ１３の中心軸を円の中心点とする複数の分割円弧面１３ａを、ロケートピン型位置決め治具１４の円筒状外周面１４ａと接する位置決め部として用いることで行う。そして、金属ワイヤ１３の接合面積の制御は、花びら形状の設定数を変更することにより行う。要求される接合面積が小さいときは、例えば、図３(a)に示すように花びらを３枚とする。一方、要求される接合面積が大きいときは、例えば、図３(b)に示すように花びらを４枚とするというように、花びら形状の設定数を増す。
【００２４】
・金属フィラー挟持工程
金属フィラー挟持工程は、図４及び図５に示すように、金属ワイヤ１３を、第１金属１１と第２金属１２の結合面１１ａ，１２ａに僅かの間隔を介して挟む工程である。
この金属フィラー挟持工程は、上部電極７の下面に取り付けられている第１金属１１を、上部電極７と共に下方に移動する。そして、第２金属１２に設定されているロケートピン型位置決め治具１４の先端部側を第１金属１１の位置決め治具穴１１ｂに差し込み、さらに、上部電極７と共に第１金属１１を下方に移動させることで行う。
この第１金属１１が下方に移動するとき、図４及び図５に示すように、振動等の外力が加わっても金属ワイヤ１３の位置がずれることなく、ロケートピン型位置決め治具１４に対して位置決め状態が保たれている。
【００２５】
・加圧工程
加圧工程は、図６に示すように、第１金属１１と第２金属１２の金属ワイヤ１３を介在させた結合部を加圧し、金属ワイヤ１３に対して加圧接触部を形成する工程である。
この加圧工程は、ロケートピン型位置決め治具１４により位置決めされている第１金属１１と第２金属１２と金属ワイヤ１３の位置決め状態を保ったままで、上部電極７と共に第１金属１１をさらに下方に移動させる。そして、第１金属１１が金属ワイヤ１３に接触した後も、一定の加圧力にて金属ワイヤ１３を押し付けることで行う。これにより、金属ワイヤ１３より低い硬度の第１金属１１と第２金属１２が、加圧接触力により僅かに窪み変形し、抵抗熱が発生する加圧接触部が形成される。
【００２６】
・通電工程
通電工程は、図７に示すように、第１金属１１と第２金属１２との間に溶接電流を通電する工程である。
この通電工程は、図６に示すように、加圧工程により所定圧まで加圧してから、該所定圧を保持し、更に通電し、第１金属１１と第２金属１２と金属ワイヤ１３の間に形成されている加圧接触部に対し溶接電流を流す。この溶接電流を流すことで、加圧接触部に抵抗熱が発生し、この抵抗熱により金属ワイヤ１３を中心とする加圧接触部の金属が溶融し、溶融した金属ワイヤ１３を介して第１金属１１と第２金属１２が結合される。
ここで、溶接電流は、図７(a)に示す電源電圧から、図７(b)に示すように、溶接に必要なエネルギー充電量によるコンデンサ電圧を作り出し、これを瞬時に溶接トランス６に放電することで、図７(c)に示すように生成される。
【００２７】
［比較例の金属結合方法による課題］
２つの金属の一方に、予め突起部（プロジェクション）を設け、この突起部により抵抗熱が発生する加圧接触部を形成して抵抗溶接を行うものを比較例とする。この比較例の金属結合方法による課題を、図８及び図９に基づいて説明する。
【００２８】
比較例の場合、２つの金属の加圧接触部を決めると、図８に示すように、２つの金属のうち一方の金属に対し、加圧接触部の全体にわたって、頂点の平面精度が高い突起部を機械加工により設ける必要がある。このとき、突起部の形状は、例えば、高さを1.00mmとすると、頂点の幅は0.20mm程度であり、しかも、頂点の平面度が0.1以下程度となる精度の形状による突起部を、機械加工により設ける必要がある。つまり、頂点の平面精度を低くすると、要求される結合強度を確保することができないため、頂点の平面精度が高い突起部とする必要があり、多大な加工工数を要することになる。
【００２９】
また、金属の機械加工により突起部を設けるため、要求される結合強度の変更により、突起部を設ける接合領域の変更、あるいは、突起部による接合面積の変更を行う場合、その都度、金属に対する突起部機械加工の変更を要する。つまり、一方の金属に対し突起部を機械加工により設ける比較例の場合、接合領域の変更や接合面積の変更への対応性が低い。
【００３０】
［実施例１の金属結合方法による作用］
実施例１の金属結合方法による作用を説明する。
実施例１の金属結合方法では、上記のように、金属フィラー位置決め工程→金属フィラー挟持工程→加圧工程→通電工程を経過することで、金属ワイヤ１３が第１金属１１と第２金属１２との間で溶融し、第１金属１１と第２金属１２が結合される。
【００３１】
この結合方法で、金属ワイヤ１３の硬度を、第１金属１１と第２金属１２の硬度より高くしている。その理由は、要求される結合強度を確保するためであり、例えば、金属ワイヤの硬度が第１金属と第２金属の硬度より小さい場合、加圧する際、金属ワイヤが潰れてしまい、接合面積（＝抵抗熱が発生する加圧接触部）を制御することができず、要求される結合強度を確保することができないことによる。
【００３２】
実施例１の結合方法は、抵抗熱が発生する加圧接触部を狭い領域に限定するのに、金属の一方に設けた突起部に代えて、第１金属１１や第２金属１２とは独立した部材である金属ワイヤ１３を用いている。このため、２つの金属１１，１２の結合前素材形状は、結合面１１ａ，１２ａをそれぞれ平面にするだけで良く、金属素材形状が単純化される。さらに、結合面１１ａ，１２ａに挟む金属ワイヤ１３の形状や長さを変更するだけで、金属ワイヤ１３による接合領域や接合面積の変更への対応が容易となる。
【００３３】
したがって、一方の金属に突起部を設ける必要がなく、２つの金属１１，１２の結合前素材形状を単純化することができる。加えて、金属ワイヤ１３の硬度を、第１金属１１と第２金属１２の硬度より高くしたことで、要求される結合強度を確保することができる。さらに、２つの金属１１，１２の加工の変更を要さず、単に金属ワイヤ１３の形状や長さを変更するだけであるため、金属に突起部を設ける場合に比べ、接合領域や接合面積の変更への対応性を容易化することができる。
【００３４】
［実施例１の金属結合方法による効果］
実施例１の金属結合方法にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
【００３５】
(1) 第１金属１１と第２金属１２を結合する結合方法において、
前記第１金属１１と前記第２金属１２のうち、少なくとも一方の硬度以上の硬度を持つ金属フィラー（金属ワイヤ１３）を、前記第１金属１１と前記第２金属１２の結合面１１ａ，１２ａに挟む金属フィラー挟持工程と、
前記第１金属１１と前記第２金属１２の結合部を加圧する加圧工程と、
前記第１金属１１と前記第２金属１２との間に通電する通電工程と、
を備える。
このため、一方の金属に突起部を設ける必要がなく、２つの金属１１，１２の結合前素材形状を単純化することができる。加えて、要求される結合強度を確保することができると共に、金属フィラー（金属ワイヤ１３）による接合領域や接合面積の変更への対応性を容易化することができる。
【００３６】
(2) 前記第１金属１１と前記第２金属１２の結合面における前記金属フィラー（金属ワイヤ１３）の設定位置を決める金属フィラー位置決め工程と、を備える。
このため、(1)の効果に加え、第１金属１１と第２金属１２の結合面間において金属フィラー（金属ワイヤ１３）の設定位置がばらつくのを抑えることができる。
【００３７】
(3) 前記金属フィラー位置決め工程は、前記金属フィラー（金属ワイヤ１３）の前記第１金属１１と前記第２金属１２の結合面における設定位置を、位置決め治具（ロケートピン型位置決め治具１４）により決める。
このため、(2)の効果に加え、第１金属１１と第２金属１２の位置決め精度を高めることができる。
【００３８】
(4) 前記金属フィラー（金属ワイヤ１３）は、花びら形状であり、前記位置決め治具（ロケートピン型位置決め治具１４）と接する位置決め部（複数の分割円弧面１３ａ）を有する。
このため、(3)の効果に加え、接合面積の制御を花びら数により容易に設定できると共に、金属フィラー（金属ワイヤ１３）を外力等に対して安定して位置決めすることができる。
【００３９】
(5) 前記位置決め治具（ロケートピン型位置決め治具１４）は、前記金属フィラー（金属ワイヤ１３）の中心で位置決めを行う。
このため、(4)の効果に加え、金属フィラー（金属ワイヤ１３）の中心位置決めを確実に行うことができる。
【実施例２】
【００４０】
実施例２は、金属フィラーを、螺旋形状による金属ワイヤにした例である。
【００４１】
図１０は、実施例２における金属フィラー位置決め工程でのロケートピン型位置決め治具及び金属ワイヤを示す図である。以下、図１０に基づき、実施例２の金属結合方法について説明する。
【００４２】
実施例２における金属フィラー位置決め工程は、図１０に示すように、ロケートピン型位置決め治具１４の円筒状外周面１４ａに対し、ピン中心軸CLを金属ワイヤ１３の中心軸に一致させ、金属ワイヤ２３を位置決め設定することで行う。
【００４３】
実施例２の金属ワイヤ２３は、図１０に示すように、螺旋形状とし、その形状により位置決めと接合面積の制御を行う。つまり、金属ワイヤ２３の位置決めは、金属ワイヤ２３の中心部に最初に巻かれた螺旋最内面２３ａを、ロケートピン型位置決め治具１４の円筒状外周面１４ａと接する位置決め部として用いることで行う。そして、金属ワイヤ２３の接合面積の制御は、螺旋形状の螺旋巻き数を変更することにより行う。要求される接合面積が小さいときは、例えば、図１０(a)に示すように螺旋巻き数を２〜３回とする。そして、要求される接合面積がより大きくなると、例えば、図１０(b)に示すように約４回とする。さらに、要求される接合面積が大きくなると、例えば、図１０(c)に示すように４〜５回とするというように、螺旋巻き数を増す。
なお、他の構成は、実施例１と同様であり、他の作用は、実施例１と同様であるので、図示並びに説明を省略する。
【００４４】
次に、効果を説明する。
実施例２の金属結合方法にあっては、実施例１の(1),(2),(3),(5)の効果に加え、下記の効果を得ることができる。
【００４５】
(4) 前記金属フィラー（金属ワイヤ２３）は、螺旋形状であり、前記位置決め治具（ロケートピン型位置決め治具１４）と接する位置決め部（螺旋最内面２３ａ）を有する。
このため、(3)の効果に加え、接合面積の制御を螺旋巻き数により容易に設定することができると共に、金属フィラー（金属ワイヤ２３）を外力等に対して安定して位置決めすることができる。
【実施例３】
【００４６】
実施例３は、金属フィラーを、エキスパンドメタル形状による金属板加工材とした例である。
【００４７】
図１１は、実施例３の金属結合方法のうち金属フィラー位置決め工程で第１金属と第２金属に挟まれる金属板加工材を示す。図１２は、実施例３の金属結合方法のうち金属フィラー位置決め工程での円筒型位置決め治具及び金属板加工材を示す。図１３は、実施例３の金属結合方法のうち金属フィラー位置決め工程でのロケートピン型位置決め治具及び金属板加工材を示す。以下、図１１〜図１３に基づき、実施例３の金属結合方法について説明する。
【００４８】
前記金属板加工材３３は、図１１に示すように、板材を網目状や菱型状に機械加工したエキスパンドメタル形状であり、針金を編んで加工をしたものとは異なり、端部のホツレや網目のズレ・歪みがなく、接合部分が一体であるため堅牢性を発揮する。
【００４９】
実施例３における金属フィラー位置決め工程は、図１２に示すように、円筒型位置決め治具２４の円筒状内周面２４ａに対し、金属板加工材３３の外周面３３ａを接触させることで、エキスパンドメタル形状の金属板加工材３３の位置決めを行う。
【００５０】
実施例３における他の金属フィラー位置決め工程は、図１３に示すように、ロケートピン型位置決め治具１４の円筒状外周面１４ａに対し、金属板加工材３３の内周面３３ｂを接触させることで、エキスパンドメタル形状の金属板加工材３３の位置決めを行う。
【００５１】
実施例３のエキスパンドメタル形状の金属板加工材３３の接合面積の制御は、板加工材の長さを変更することにより行う。要求される接合面積が大きいときは、例えば、図１２に示すように、外周位置決めとして内側に金属板加工材３３を充填する。そして、要求される接合面積が小さくなると、例えば、図１３に示すように、中心位置決めとし、外側に必要な金属板加工材３３を巻き付ける。
なお、他の構成は、実施例１と同様であり、他の作用は、実施例１と同様であるので、図示並びに説明を省略する。
【００５２】
次に、効果を説明する。
実施例３の金属結合方法にあっては、実施例１の(1),(2),(3)の効果に加え、下記の効果を得ることができる。
【００５３】
(4) 前記金属フィラー（金属板加工材３３）は、エキスパンドメタル形状であり、前記位置決め治具（円筒型位置決め治具２４またはロケートピン型位置決め治具１４）と接する位置決め部（外周面３３ａまたは内周面３３ｂ）を有する。
このため、(3)の効果に加え、接合面積の制御を長さにより容易に設定することができると共に、金属フィラー（金属板加工材３３）を外力等に対して安定して位置決めすることができる。
【００５４】
(5) 前記位置決め治具（円筒型位置決め治具２４）は、前記金属フィラー（金属加工材３３）の外周で位置決めを行う。
このため、(4)の効果に加え、金属フィラー（金属板加工材３３）の外周位置決めを確実に行うことができる。
【００５５】
以上、本発明の金属結合方法を実施例１〜実施例３に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【００５６】
実施例１〜３では、第１金属１１と第２金属１２の材質を、同じ材質（SS400：一般構造用炭素鋼）にした例を示した。しかし、第１金属と第２金属は、異なる材質にしてもよい。つまり、本発明の金属結合方法は、特に、第１金属と第２金属の材料を限定しない。CDWにて結合可能な材料であれば、基本的に結合可能である。
【００５７】
実施例１〜３では、金属フィラー（金属ワイヤ１３，２３、金属板加工材３３）の硬度が、第１金属１１と第２金属１２よりも高い硬度を持つ例を示した。しかし、金属フィラーの硬度としては、第１金属と第２金属のうち、少なくとも一方の硬度以上の硬度を持つものであれば良い。
【００５８】
実施例３の図１２において、金属フィラーを外周で位置決めることについて記載した。しかし、金属フィラー（金属ワイヤ１３，２３）を外周で位置決めることについては、実施例１，２にも適応することができる。
【００５９】
実施例１では、金属フィラーとして花びら形状による金属ワイヤ１３を示し、実施例２では、金属フィラーとして螺旋形状による金属ワイヤ２３を示し、実施例３では、金属フィラーとしてエキスパンドメタル形状による金属板加工材３３の例を示した。しかし、金属フィラーの具体的形状は、これらの形状に限られるものではなく、様々な形状を適用することができる。
【符号の説明】
【００６０】
１ 電源
２ 抵抗溶接回路
３ 電解コンデンサ
４ 充電用ダイオード
５ 放電用ダイオード
６ 溶接トランス
７ 上部電極
８ 下部電極
１１ 第１金属
１１ａ 結合面
１２ 第２金属
１２ａ 結合面
１３ 金属ワイヤ（金属フィラー）
１４ ロケートピン型位置決め治具（位置決め治具）
２３ 金属ワイヤ（金属フィラー）
２４ 円筒型位置決め治具（位置決め治具）
３３ 金属板加工材（金属フィラー）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧力を加えた加圧接触部に溶接電流を流し、そこに発生する抵抗熱により第１金属と第２金属を結合する金属結合方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンデンサ電源を用いたプロジェクション溶接（以下、「CDW：Capacitor discharge weldingの略」という。）においては、結合しようとする２つの金属のうち、一方の金属に突起部を設ける。そして、突起部の頂点と他方の金属の接合部に圧力を加え、互いの加圧接触部に溶接電流を流し、そこに発生する抵抗熱により２つの金属を結合する金属結合方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１８１６２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の金属結合方法にあっては、２つの金属の一方に、予め突起部（プロジェクション）を設け、この突起部により抵抗熱が発生する加圧接触部を形成して抵抗溶接を行う。このため、２つの金属の加圧接触部による接合領域や接合面積を決めると、頂点の平面精度が高い突起部を、一方の金属に対する機械加工により設ける必要がある、という問題点があった。
【０００５】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、一方の金属に突起部を設ける必要がなく、２つの金属の結合前素材形状を単純化することができる金属結合方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明では、第１金属と第２金属を結合する結合方法において、金属フィラー挟持工程と、加圧工程と、通電工程と、を備える手段とした。
前記金属フィラー挟持工程は、前記第１金属と前記第２金属のうち、少なくとも一方の硬度以上の硬度を持つ金属フィラーを、前記第１金属と前記第２金属の結合面に挟む。
前記加圧工程は、前記第１金属と前記第２金属の結合部を加圧する。
前記通電工程は、前記第１金属と前記第２金属との間に通電する。
【発明の効果】
【０００７】
よって、金属フィラー挟持工程→加圧工程→通電工程を経過することで、金属フィラーが第１金属と第２金属との間で溶融し、第１金属と第２金属が結合される。
この結合方法で、金属フィラーの硬度を、第１金属と第２金属のうち、少なくとも一方の硬度以上としている。その理由は、要求される結合強度を確保するためであり、例えば、金属フィラーの硬度が第１金属と第２金属の硬度より小さい場合、加圧する際、金属フィラーが潰れてしまい、接合面積を制御することができず、要求される結合強度を確保することができないことによる。
この結合方法は、抵抗熱が発生する加圧接触部を狭い領域に限定するのに、金属の一方に設けた突起部に代えて、第１金属や第２金属とは独立した部材である金属フィラーを用いている。このため、２つの金属の結合前素材形状は、結合面をそれぞれ平面にするだけで良く、金属素材形状が単純化される。さらに、結合面に挟む金属フィラーの形状や長さを変更するだけで、金属フィラーによる接合領域や接合面積の変更への対応が容易となる。
この結果、一方の金属に突起部を設ける必要がなく、２つの金属の結合前素材形状を単純化することができる。加えて、要求される結合強度を確保することができると共に、金属フィラーによる接合領域や接合面積の変更への対応性を容易化することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施例１の金属結合方法に適用されるコンデンサ式抵抗溶接機の一例を示す全体構成図である。
【図２】実施例１の金属結合方法のうち金属フィラー位置決め工程を示す側面図である。
【図３】実施例１の金属結合方法のうち金属フィラー位置決め工程を示す平面図である。
【図４】実施例１の金属結合方法のうち金属フィラー挟持工程を示す側面図である。
【図５】実施例１の金属結合方法のうち金属フィラー挟持工程を示す図４のＡ部拡大図である。
【図６】実施例１の金属結合方法のうち加圧工程を示す側面図である。
【図７】実施例１の金属結合方法のうち通電工程での電源電圧(a)とコンデンサ電圧(b)と溶接電流(c)の一例を示す波形図である。
【図８】比較例の金属結合方法を示す説明図である。
【図９】比較例の金属結合方法における図８の突起形状を示す拡大図である。
【図１０】実施例２の金属結合方法のうち金属フィラー位置決め工程でのロケートピン型位置決め治具及び金属ワイヤを示す図である。
【図１１】実施例３の金属結合方法のうち金属フィラー位置決め工程で第１金属と第２金属に挟まれるエキスパンドメタルを示す側面図である。
【図１２】実施例３の金属結合方法のうち金属フィラー位置決め工程での円筒型位置決め治具及びエキスパンドメタルを示す図である。
【図１３】実施例３の金属結合方法のうち金属フィラー位置決め工程でのロケートピン型位置決め治具及びエキスパンドメタルを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の金属結合方法を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１〜実施例３に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１０】
実施例１の金属結合方法を、「コンデンサ式抵抗溶接機」、「実施例１の金属結合方法による各工程」、「比較例の金属結合方法による課題」、「実施例１の金属結合方法による作用」、「実施例１の金属結合方法による効果」に分けて説明する。
【００１１】
［コンデンサ式抵抗溶接機］
図１は、実施例１の金属結合方法に適用されるコンデンサ式抵抗溶接機の一例を示す全体構成図である。以下、図１に基づき、コンデンサ式抵抗溶接機の全体構成を説明する。
【００１２】
実施例１の金属結合方法に適用されるコンデンサ式抵抗溶接機は、図１に示すように、電源１と、抵抗溶接回路２と、電解コンデンサ３と、充電用ダイオード４と、放電用ダイオード５と、溶接トランス６と、上部電極７と、下部電極８と、を備えている。
【００１３】
前記電源１は、単相又は三相であり、整流回路と定電圧回路と制御回路を有する抵抗溶接回路２が接続され、抵抗溶接回路２に電解コンデンサ３と充電用ダイオード４と放電用ダイオード５が接続される。
【００１４】
前記抵抗溶接回路２は、充電電圧の制御（充電制御、放電制御）を、半導体（充電用ダイオード４と放電用ダイオード５）で自動的に行う。この充電電圧の自動制御により、電源１の電圧が変動しても、電解コンデンサ３への充電電圧は変わらず、一度設定されると常に一定の溶接電流で溶接することができる。
【００１５】
前記電解コンデンサ３は、溶接に必要なエネルギー（電気量）を充電するもので、これを瞬時に溶接トランス６に放電して大きな溶接電流を流す。このように、コンデンサ式抵抗溶接機とすることで、例えば、交流式溶接機に比べて数十分の一という小さな電源容量で済むし、瞬間的の放電された電流は、有効に溶接エネルギーとして利用されるので、他の方式に比べて熱効率が良くなる。
【００１６】
前記上部電極７と前記下部電極８は、溶接時、溶接トランス６から溶接電流が通電される。溶接対象物である第１金属１１と第２金属１２のうち、第１金属１１は、図１の上下方向に移動可能な上部電極７に取り付けられる。そして、第２金属１２は、基礎９に固定された下部電極８に取り付けられる。なお、図１において、１３は金属ワイヤであり、１４はロケートピン型位置決め治具である。
【００１７】
［実施例１の金属結合方法による各工程］
図２〜図７は、実施例１の金属結合方法による各工程を示す図である。以下、図２〜図７に基づき、実施例１の金属結合方法による各工程を説明する。
【００１８】
実施例１の金属結合方法を行うのに先行し、第１金属１１と、第２金属１２と、金属ワイヤ１３（金属フィラー）と、ロケートピン型位置決め治具１４（位置決め治具）と、を用意しておく。
【００１９】
前記第１金属１１は、例えば、SS400（一般構造用炭素鋼）を材料とする金属部品であり、結合面１１ａを平面としておくと共に、位置決め治具穴１１ｂを形成しておく。
【００２０】
前記第２金属１２は、例えば、SS400（一般構造用炭素鋼）を材料とする金属部品であり、結合面１２ａを平面としておくと共に、位置決め治具穴１２ｂを形成しておく。
【００２１】
前記金属ワイヤ１３は、例えば、S20C（機械構造用炭素鋼）を材料とし、接合面積に必要な長さを持ち、結合面１１ａ，１２ａにおける位置決めを可能とする形状を持ったものとされる。この金属ワイヤ１３の材料であるS20C（機械構造用炭素鋼）は、第１金属１１と第２金属１２の材料であるSS400（一般構造用炭素鋼）より高い硬度を持つ。
【００２２】
前記ロケートピン型位置決め治具１４は、位置決め治具穴１１ｂ，１２ｂに差し込み設定することで、第１金属１１と第２金属１２の位置決めを行うロケートピン形状とする。
【００２３】
・金属フィラー位置決め工程
金属フィラー位置決め工程は、図２及び図３に示すように、第１金属１１と第２金属１２の結合面１１ａ，１２ａにおける金属ワイヤ１３の設定位置を、ロケートピン型位置決め治具１４により決める工程である。
この金属フィラー位置決め工程は、下部電極８の上面に第２金属１２を取り付け、第２金属１２の位置決め治具穴１２ｂに、ロケートピン型位置決め治具１４のピン底部側を差し込んで設定する。そして、ロケートピン型位置決め治具１４の円筒状外周面１４ａに対し、金属ワイヤ１３を位置決め設定することで行う。つまり、ロケートピン型位置決め治具１４のピン中心軸CLを、金属ワイヤ１３の中心軸に一致させる。
実施例１の金属ワイヤ１３は、図３に示すように、花びら形状とし、その形状により位置決めと接合面積の制御を行う。つまり、金属ワイヤ１３の位置決めは、金属ワイヤ１３の中心軸を円の中心点とする複数の分割円弧面１３ａを、ロケートピン型位置決め治具１４の円筒状外周面１４ａと接する位置決め部として用いることで行う。そして、金属ワイヤ１３の接合面積の制御は、花びら形状の設定数を変更することにより行う。要求される接合面積が小さいときは、例えば、図３(a)に示すように花びらを３枚とする。一方、要求される接合面積が大きいときは、例えば、図３(b)に示すように花びらを４枚とするというように、花びら形状の設定数を増す。
【００２４】
・金属フィラー挟持工程
金属フィラー挟持工程は、図４及び図５に示すように、金属ワイヤ１３を、第１金属１１と第２金属１２の結合面１１ａ，１２ａに僅かの間隔を介して挟む工程である。
この金属フィラー挟持工程は、上部電極７の下面に取り付けられている第１金属１１を、上部電極７と共に下方に移動する。そして、第２金属１２に設定されているロケートピン型位置決め治具１４の先端部側を第１金属１１の位置決め治具穴１１ｂに差し込み、さらに、上部電極７と共に第１金属１１を下方に移動させることで行う。
この第１金属１１が下方に移動するとき、図４及び図５に示すように、振動等の外力が加わっても金属ワイヤ１３の位置がずれることなく、ロケートピン型位置決め治具１４に対して位置決め状態が保たれている。
【００２５】
・加圧工程
加圧工程は、図６に示すように、第１金属１１と第２金属１２の金属ワイヤ１３を介在させた結合部を加圧し、金属ワイヤ１３に対して加圧接触部を形成する工程である。
この加圧工程は、ロケートピン型位置決め治具１４により位置決めされている第１金属１１と第２金属１２と金属ワイヤ１３の位置決め状態を保ったままで、上部電極７と共に第１金属１１をさらに下方に移動させる。そして、第１金属１１が金属ワイヤ１３に接触した後も、一定の加圧力にて金属ワイヤ１３を押し付けることで行う。これにより、金属ワイヤ１３より低い硬度の第１金属１１と第２金属１２が、加圧接触力により僅かに窪み変形し、抵抗熱が発生する加圧接触部が形成される。
【００２６】
・通電工程
通電工程は、図７に示すように、第１金属１１と第２金属１２との間に溶接電流を通電する工程である。
この通電工程は、図６に示すように、加圧工程により所定圧まで加圧してから、該所定圧を保持し、更に通電し、第１金属１１と第２金属１２と金属ワイヤ１３の間に形成されている加圧接触部に対し溶接電流を流す。この溶接電流を流すことで、加圧接触部に抵抗熱が発生し、この抵抗熱により金属ワイヤ１３を中心とする加圧接触部の金属が溶融し、溶融した金属ワイヤ１３を介して第１金属１１と第２金属１２が結合される。
ここで、溶接電流は、図７(a)に示す電源電圧から、図７(b)に示すように、溶接に必要なエネルギー充電量によるコンデンサ電圧を作り出し、これを瞬時に溶接トランス６に放電することで、図７(c)に示すように生成される。
【００２７】
［比較例の金属結合方法による課題］
２つの金属の一方に、予め突起部（プロジェクション）を設け、この突起部により抵抗熱が発生する加圧接触部を形成して抵抗溶接を行うものを比較例とする。この比較例の金属結合方法による課題を、図８及び図９に基づいて説明する。
【００２８】
比較例の場合、２つの金属の加圧接触部を決めると、図８に示すように、２つの金属のうち一方の金属に対し、加圧接触部の全体にわたって、頂点の平面精度が高い突起部を機械加工により設ける必要がある。このとき、突起部の形状は、例えば、高さを1.00mmとすると、頂点の幅は0.20mm程度であり、しかも、頂点の平面度が0.1以下程度となる精度の形状による突起部を、機械加工により設ける必要がある。つまり、頂点の平面精度を低くすると、要求される結合強度を確保することができないため、頂点の平面精度が高い突起部とする必要があり、多大な加工工数を要することになる。
【００２９】
また、金属の機械加工により突起部を設けるため、要求される結合強度の変更により、突起部を設ける接合領域の変更、あるいは、突起部による接合面積の変更を行う場合、その都度、金属に対する突起部機械加工の変更を要する。つまり、一方の金属に対し突起部を機械加工により設ける比較例の場合、接合領域の変更や接合面積の変更への対応性が低い。
【００３０】
［実施例１の金属結合方法による作用］
実施例１の金属結合方法による作用を説明する。
実施例１の金属結合方法では、上記のように、金属フィラー位置決め工程→金属フィラー挟持工程→加圧工程→通電工程を経過することで、金属ワイヤ１３が第１金属１１と第２金属１２との間で溶融し、第１金属１１と第２金属１２が結合される。
【００３１】
この結合方法で、金属ワイヤ１３の硬度を、第１金属１１と第２金属１２の硬度より高くしている。その理由は、要求される結合強度を確保するためであり、例えば、金属ワイヤの硬度が第１金属と第２金属の硬度より小さい場合、加圧する際、金属ワイヤが潰れてしまい、接合面積（＝抵抗熱が発生する加圧接触部）を制御することができず、要求される結合強度を確保することができないことによる。
【００３２】
実施例１の結合方法は、抵抗熱が発生する加圧接触部を狭い領域に限定するのに、金属の一方に設けた突起部に代えて、第１金属１１や第２金属１２とは独立した部材である金属ワイヤ１３を用いている。このため、２つの金属１１，１２の結合前素材形状は、結合面１１ａ，１２ａをそれぞれ平面にするだけで良く、金属素材形状が単純化される。さらに、結合面１１ａ，１２ａに挟む金属ワイヤ１３の形状や長さを変更するだけで、金属ワイヤ１３による接合領域や接合面積の変更への対応が容易となる。
【００３３】
したがって、一方の金属に突起部を設ける必要がなく、２つの金属１１，１２の結合前素材形状を単純化することができる。加えて、金属ワイヤ１３の硬度を、第１金属１１と第２金属１２の硬度より高くしたことで、要求される結合強度を確保することができる。さらに、２つの金属１１，１２の加工の変更を要さず、単に金属ワイヤ１３の形状や長さを変更するだけであるため、金属に突起部を設ける場合に比べ、接合領域や接合面積の変更への対応性を容易化することができる。
【００３４】
［実施例１の金属結合方法による効果］
実施例１の金属結合方法にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
【００３５】
(1) 第１金属１１と第２金属１２を結合する結合方法において、
前記第１金属１１と前記第２金属１２のうち、少なくとも一方の硬度以上の硬度を持つ金属フィラー（金属ワイヤ１３）を、前記第１金属１１と前記第２金属１２の結合面１１ａ，１２ａに挟む金属フィラー挟持工程と、
前記第１金属１１と前記第２金属１２の結合部を加圧する加圧工程と、
前記第１金属１１と前記第２金属１２との間に通電する通電工程と、
を備える。
このため、一方の金属に突起部を設ける必要がなく、２つの金属１１，１２の結合前素材形状を単純化することができる。加えて、要求される結合強度を確保することができると共に、金属フィラー（金属ワイヤ１３）による接合領域や接合面積の変更への対応性を容易化することができる。
【００３６】
(2) 前記第１金属１１と前記第２金属１２の結合面における前記金属フィラー（金属ワイヤ１３）の設定位置を決める金属フィラー位置決め工程と、を備える。
このため、(1)の効果に加え、第１金属１１と第２金属１２の結合面間において金属フィラー（金属ワイヤ１３）の設定位置がばらつくのを抑えることができる。
【００３７】
(3) 前記金属フィラー位置決め工程は、前記金属フィラー（金属ワイヤ１３）の前記第１金属１１と前記第２金属１２の結合面における設定位置を、位置決め治具（ロケートピン型位置決め治具１４）により決める。
このため、(2)の効果に加え、第１金属１１と第２金属１２の位置決め精度を高めることができる。
【００３８】
(4) 前記金属フィラー（金属ワイヤ１３）は、花びら形状であり、前記位置決め治具（ロケートピン型位置決め治具１４）と接する位置決め部（複数の分割円弧面１３ａ）を有する。
このため、(3)の効果に加え、接合面積の制御を花びら数により容易に設定できると共に、金属フィラー（金属ワイヤ１３）を外力等に対して安定して位置決めすることができる。
【００３９】
(5) 前記位置決め治具（ロケートピン型位置決め治具１４）は、前記金属フィラー（金属ワイヤ１３）の中心で位置決めを行う。
このため、(4)の効果に加え、金属フィラー（金属ワイヤ１３）の中心位置決めを確実に行うことができる。
【実施例２】
【００４０】
実施例２は、金属フィラーを、螺旋形状による金属ワイヤにした例である。
【００４１】
図１０は、実施例２における金属フィラー位置決め工程でのロケートピン型位置決め治具及び金属ワイヤを示す図である。以下、図１０に基づき、実施例２の金属結合方法について説明する。
【００４２】
実施例２における金属フィラー位置決め工程は、図１０に示すように、ロケートピン型位置決め治具１４の円筒状外周面１４ａに対し、ピン中心軸CLを金属ワイヤ１３の中心軸に一致させ、金属ワイヤ２３を位置決め設定することで行う。
【００４３】
実施例２の金属ワイヤ２３は、図１０に示すように、螺旋形状とし、その形状により位置決めと接合面積の制御を行う。つまり、金属ワイヤ２３の位置決めは、金属ワイヤ２３の中心部に最初に巻かれた螺旋最内面２３ａを、ロケートピン型位置決め治具１４の円筒状外周面１４ａと接する位置決め部として用いることで行う。そして、金属ワイヤ２３の接合面積の制御は、螺旋形状の螺旋巻き数を変更することにより行う。要求される接合面積が小さいときは、例えば、図１０(a)に示すように螺旋巻き数を２〜３回とする。そして、要求される接合面積がより大きくなると、例えば、図１０(b)に示すように約４回とする。さらに、要求される接合面積が大きくなると、例えば、図１０(c)に示すように４〜５回とするというように、螺旋巻き数を増す。
なお、他の構成は、実施例１と同様であり、他の作用は、実施例１と同様であるので、図示並びに説明を省略する。
【００４４】
次に、効果を説明する。
実施例２の金属結合方法にあっては、実施例１の(1),(2),(3),(5)の効果に加え、下記の効果を得ることができる。
【００４５】
(4) 前記金属フィラー（金属ワイヤ２３）は、螺旋形状であり、前記位置決め治具（ロケートピン型位置決め治具１４）と接する位置決め部（螺旋最内面２３ａ）を有する。
このため、(3)の効果に加え、接合面積の制御を螺旋巻き数により容易に設定することができると共に、金属フィラー（金属ワイヤ２３）を外力等に対して安定して位置決めすることができる。
【実施例３】
【００４６】
実施例３は、金属フィラーを、エキスパンドメタル形状による金属板加工材とした例である。
【００４７】
図１１は、実施例３の金属結合方法のうち金属フィラー位置決め工程で第１金属と第２金属に挟まれる金属板加工材を示す。図１２は、実施例３の金属結合方法のうち金属フィラー位置決め工程での円筒型位置決め治具及び金属板加工材を示す。図１３は、実施例３の金属結合方法のうち金属フィラー位置決め工程でのロケートピン型位置決め治具及び金属板加工材を示す。以下、図１１〜図１３に基づき、実施例３の金属結合方法について説明する。
【００４８】
前記金属板加工材３３は、図１１に示すように、板材を網目状や菱型状に機械加工したエキスパンドメタル形状であり、針金を編んで加工をしたものとは異なり、端部のホツレや網目のズレ・歪みがなく、接合部分が一体であるため堅牢性を発揮する。
【００４９】
実施例３における金属フィラー位置決め工程は、図１２に示すように、円筒型位置決め治具２４の円筒状内周面２４ａに対し、金属板加工材３３の外周面３３ａを接触させることで、エキスパンドメタル形状の金属板加工材３３の位置決めを行う。
【００５０】
実施例３における他の金属フィラー位置決め工程は、図１３に示すように、ロケートピン型位置決め治具１４の円筒状外周面１４ａに対し、金属板加工材３３の内周面３３ｂを接触させることで、エキスパンドメタル形状の金属板加工材３３の位置決めを行う。
【００５１】
実施例３のエキスパンドメタル形状の金属板加工材３３の接合面積の制御は、板加工材の長さを変更することにより行う。要求される接合面積が大きいときは、例えば、図１２に示すように、外周位置決めとして内側に金属板加工材３３を充填する。そして、要求される接合面積が小さくなると、例えば、図１３に示すように、中心位置決めとし、外側に必要な金属板加工材３３を巻き付ける。
なお、他の構成は、実施例１と同様であり、他の作用は、実施例１と同様であるので、図示並びに説明を省略する。
【００５２】
次に、効果を説明する。
実施例３の金属結合方法にあっては、実施例１の(1),(2),(3)の効果に加え、下記の効果を得ることができる。
【００５３】
(4) 前記金属フィラー（金属板加工材３３）は、エキスパンドメタル形状であり、前記位置決め治具（円筒型位置決め治具２４またはロケートピン型位置決め治具１４）と接する位置決め部（外周面３３ａまたは内周面３３ｂ）を有する。
このため、(3)の効果に加え、接合面積の制御を長さにより容易に設定することができると共に、金属フィラー（金属板加工材３３）を外力等に対して安定して位置決めすることができる。
【００５４】
(5) 前記位置決め治具（円筒型位置決め治具２４）は、前記金属フィラー（金属加工材３３）の外周で位置決めを行う。
このため、(4)の効果に加え、金属フィラー（金属板加工材３３）の外周位置決めを確実に行うことができる。
【００５５】
以上、本発明の金属結合方法を実施例１〜実施例３に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【００５６】
実施例１〜３では、第１金属１１と第２金属１２の材質を、同じ材質（SS400：一般構造用炭素鋼）にした例を示した。しかし、第１金属と第２金属は、異なる材質にしてもよい。つまり、本発明の金属結合方法は、特に、第１金属と第２金属の材料を限定しない。CDWにて結合可能な材料であれば、基本的に結合可能である。
【００５７】
実施例１〜３では、金属フィラー（金属ワイヤ１３，２３、金属板加工材３３）の硬度が、第１金属１１と第２金属１２よりも高い硬度を持つ例を示した。しかし、金属フィラーの硬度としては、第１金属と第２金属のうち、少なくとも一方の硬度以上の硬度を持つものであれば良い。
【００５８】
実施例３の図１２において、金属フィラーを外周で位置決めることについて記載した。しかし、金属フィラー（金属ワイヤ１３，２３）を外周で位置決めることについては、実施例１，２にも適応することができる。
【００５９】
実施例１では、金属フィラーとして花びら形状による金属ワイヤ１３を示し、実施例２では、金属フィラーとして螺旋形状による金属ワイヤ２３を示し、実施例３では、金属フィラーとしてエキスパンドメタル形状による金属板加工材３３の例を示した。しかし、金属フィラーの具体的形状は、これらの形状に限られるものではなく、様々な形状を適用することができる。
【符号の説明】
【００６０】
１ 電源
２ 抵抗溶接回路
３ 電解コンデンサ
４ 充電用ダイオード
５ 放電用ダイオード
６ 溶接トランス
７ 上部電極
８ 下部電極
１１ 第１金属
１１ａ 結合面
１２ 第２金属
１２ａ 結合面
１３ 金属ワイヤ（金属フィラー）
１４ ロケートピン型位置決め治具（位置決め治具）
２３ 金属ワイヤ（金属フィラー）
２４ 円筒型位置決め治具（位置決め治具）
３３ 金属板加工材（金属フィラー）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１金属と第２金属を結合する結合方法において、
前記第１金属と前記第２金属のうち、少なくとも一方の硬度以上の硬度を持つ金属フィラーを、前記第１金属と前記第２金属の結合面に挟む金属フィラー挟持工程と、
前記第１金属と前記第２金属の結合部を加圧する加圧工程と、
前記第１金属と前記第２金属との間に通電する通電工程と、
を備えることを特徴とする金属結合方法。
【請求項２】
請求項１に記載された金属結合方法において、
前記第１金属と前記第２金属の結合面における前記金属フィラーの設定位置を決める金属フィラー位置決め工程と、を備える
ことを特徴とする金属結合方法。
【請求項３】
請求項２に記載された金属結合方法において、
前記金属フィラー位置決め工程は、前記金属フィラーの前記第１金属と前記第２金属の結合面における設定位置を、位置決め治具により決める
ことを特徴とする金属結合方法。
【請求項４】
請求項３に記載された金属結合方法において、
前記金属フィラーは、花びら形状と、螺旋形状と、エキスパンドメタル形状のうち、一つの形状であり、前記位置決め治具と接する位置決め部を有する
ことを特徴とする金属結合方法。
【請求項５】
請求項４に記載された金属結合方法において、
前記位置決め治具は、前記金属フィラーの中心、または、外周で位置決めを行う
ことを特徴とする金属結合方法。
【請求項１】
第１金属と第２金属を結合する結合方法において、
前記第１金属と前記第２金属のうち、少なくとも一方の硬度以上の硬度を持つ金属フィラーを、前記第１金属と前記第２金属の結合面に挟む金属フィラー挟持工程と、
前記第１金属と前記第２金属の結合部を加圧する加圧工程と、
前記第１金属と前記第２金属との間に通電する通電工程と、
を備えることを特徴とする金属結合方法。
【請求項２】
請求項１に記載された金属結合方法において、
前記第１金属と前記第２金属の結合面における前記金属フィラーの設定位置を決める金属フィラー位置決め工程と、を備える
ことを特徴とする金属結合方法。
【請求項３】
請求項２に記載された金属結合方法において、
前記金属フィラー位置決め工程は、前記金属フィラーの前記第１金属と前記第２金属の結合面における設定位置を、位置決め治具により決める
ことを特徴とする金属結合方法。
【請求項４】
請求項３に記載された金属結合方法において、
前記金属フィラーは、花びら形状と、螺旋形状と、エキスパンドメタル形状のうち、一つの形状であり、前記位置決め治具と接する位置決め部を有する
ことを特徴とする金属結合方法。
【請求項５】
請求項４に記載された金属結合方法において、
前記位置決め治具は、前記金属フィラーの中心、または、外周で位置決めを行う
ことを特徴とする金属結合方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１３−６２０４（Ｐ２０１３−６２０４Ａ）
【公開日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４１８０１（Ｐ２０１１−１４１８０１）
【出願日】平成２３年６月２７日（２０１１．６．２７）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２７日（２０１１．６．２７）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
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