CN113348048A - 焊接用夹具装置、部件的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明实现使焊接作业变得容易。焊接用夹具装置(1)包括：一侧夹具(10)，用于通过相互焊接多个构件(W)而形成的部件的焊接，具有一侧接合面并设有一侧开口部，该一侧接合面与重叠的多个构件(W)中的露出于表侧的面之中的一侧的面相接，该一侧开口部与部件(5)中的所期望的焊接部位之中的一部分对应；和另一侧夹具(20)，具有另一侧接合面并设有另一侧开口部，该另一侧接合面与多个构件W中的露出于表侧的面之中的另一侧的面相接，该另一侧开口部与部件(5)中的所期望的焊接部位之中的与一侧开口部不对应的部分对应。

Description

焊接用夹具装置、部件的制造方法
技术领域
本发明涉及焊接用夹具装置、部件的制造方法。
背景技术
以往，已知有例如像燃料电池用的部件即燃料电池单元那样通过焊接接合金属制的多个板状的构件而形成的部件(以下，也简称为“部件”)。对于燃料电池单元那样的部件，不仅是构件的接合，部件的内部中的反应气体的流通路径也通过焊接来形成。为了确保气密性，该流通路径通过沿着设于构件的贯通孔的周围而焊接为闭路状来形成。
需要说明的是，作为用于对通过焊接上述那样的金属制的多个构件而形成闭路的部件进行焊接的技术，已知有焊接用夹具装置或者燃料电池相关部件的制造方法等(例如，参照专利文献1和2)。在专利文献1和2中，公开了为了指定焊接部位而设有与焊接部位对应的开口部的焊接用夹具装置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2014-194876号公报
专利文献2：日本特开2011-161450号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
但是，焊接部件存在焊接部位的形状复杂的情况，例如焊接部位是环状的闭合的路径的情况、焊接部位相互靠近的情况等。
首先，用于焊接环状的焊接部位的夹具需要设置与焊接部位对应的开口部，因此导致夹具在环状的内侧和外侧分离。
在焊接部位相互靠近的情况下，因安装于靠近的焊接部位之间的夹具的尺寸变小而夹具的强度下降，作为该结果，导致对基于夹具形成的焊接部位周边的焊接部件的保持变得不充分。另外，在焊接部位非常靠近的情况下，也存在无法在这样的焊接部位之间配置夹具的情况。在无法在焊接部位配置夹具的情况下，会导致对焊接部位周边的焊接部件的保持变得更不充分。
在以上那样焊接部位的形状复杂的情况下，为了在靠近的焊接部位处充分地保持焊接部件的同时适当地指定焊接部位，现有的焊接用夹具装置例如由整体用夹具和部分用夹具构成，上述整体用夹具固定构件的整体并且具有与焊接部位的一部分对应的开口部，上述部分用夹具构成为能够相对于整体用夹具进行装拆且与焊接部位的其它部分对应。但是，在使用这样的现有焊接用夹具装置的焊接作业中，为了焊接复杂形状的焊接部位而产生了分别固定整体用夹具和部分用夹具的作业。另外，在使用现有的焊接用夹具装置的焊接作业中，在焊接上述那样的复杂形状的焊接部位之际，也存在与该焊接部位对应地更换部分用的夹具本身或者移动部分用的夹具的位置的情况。另外，在现有的焊接用夹具装置和现有的部件的制造方法中，在进行一个部件的焊接作业之际，存在因装拆部分用夹具而在部件产生因焊接引起的变形的情况。如此，对于现有的焊接用夹具装置以及使用现有的焊接用夹具装置的部件的制造方法而言，与焊接作业中的夹具的固定相关的作业工时变多。
本发明就是鉴于上述技术问题而完成的，其目的在于提供能够实现使焊接作业变得容易的焊接用夹具装置以及部件的制造方法。
用于解决技术问题的方案
为了实现上述目的，本发明的焊接用夹具装置用于通过相互焊接多个构件而形成的部件的焊接，该焊接用夹具装置包括：一侧夹具，具有一侧接合面并设有一侧开口部，该一侧接合面与重叠了的所述多个构件中的露出于表侧的面之中的一侧面相接，该一侧开口部与所述部件中的所期望的焊接部位之中的一部分对应；和另一侧夹具，具有另一侧接合面并设有另一侧开口部，该另一侧接合面与所述多个构件中的露出于表侧的面之中的另一侧面相接，该另一侧开口部与所述部件中的所期望的焊接部位之中的与所述一侧开口部不对应的部分对应。
另外，在本发明的一方式的焊接用夹具装置中，由所述一侧开口部和所述另一侧开口部形成的所期望的焊接部位形成环状的闭合的路径。
另外，在本发明的一方式的焊接用夹具装置中，由所述一侧开口部和所述另一侧开口部形成的所期望的焊接部位与另一焊接部位靠近。
另外，在本发明的一方式的焊接用夹具装置中，包括夹具转动部，该夹具转动部使所述一侧夹具和所述另一侧夹具转动。
另外，在本发明的一方式的焊接用夹具装置中，夹具转动部在一侧夹具的一侧接合面与另一侧夹具的另一侧接合面接合的状态下，使一侧夹具和另一侧夹具转动。
另外，在本发明的一方式的焊接用夹具装置中，夹具转动部以沿着所述一侧接合面和所述另一侧接合面的转动轴为中心使所述一侧夹具和所述另一侧夹具转动。
为了实现上述目的，本发明的部件的制造方法为通过重叠多个构件并将该多个构件相互焊接而形成的部件的制造方法，所述部件的制造方法执行如下工序：通过一侧夹具和另一侧夹具将多个所述构件重叠地保持的工序，所述一侧夹具具有一侧接合面并设有一侧开口部，该一侧接合面与重叠了的所述多个构件中的露出于表侧的面之中的一侧的面相接，该一侧开口部与所述部件中的所期望的焊接部位之中的一部分对应，所述另一侧夹具具有另一侧接合面并设有另一侧开口部，该另一侧接合面与所述多个构件中的露出于表侧的面之中的另一面相接，该另一侧开口部与所述部件中的所期望的焊接部位之中的与所述一侧开口部不对应的部分对应；从所述一侧开口部焊接所述多个构件的工序；在始终保持着所述多个构件的状态下以沿着所述多个构件的面的转动轴为中心转动所述一侧夹具和所述另一侧夹具的工序；和从所述另一侧开口部焊接所述多个构件的工序。
另外，在本发明的一方式的部件的制造方法中，由所述一侧开口部和所述另一侧开口部形成的所期望的焊接部位形成环状的闭合的路径。
发明效果
根据本发明的焊接用夹具装置以及部件的制造方法，能够实现使焊接作业变得容易。
附图说明
图1是用于示出本发明的实施方式的焊接用夹具装置的概略结构的主视图。
图2是用于示出图1所示的焊接用夹具装置的一侧夹具和另一侧夹具的概略结构的示意图。
图3是图2所示的焊接用夹具装置的一侧夹具的局部示意图。
图4是图2所示的焊接用夹具装置的另一侧夹具的局部示意图。
图5是图2所示的焊接用夹具装置的一侧夹具和另一侧夹具的A-A剖视图。
图6是用于示出利用图1所示的焊接用夹具装置制造的部件的概略结构的俯视图。
图7是用于示出本发明的实施方式的部件的制造方法中的、从一侧开口部焊接构件的工序的示意图。
图8是用于示出图1所示的部件的制造方法中的、从另一侧开口部焊接构件的工序的示意图。
图9是用于示出参考例的焊接用夹具装置的概略结构的主视图。
图10是用于示出图9所示的焊接用夹具装置的概略结构的俯视图。
图11是用于示出图9所示的焊接用夹具装置的概略结构的B-B剖视图。
具体实施方式
以下，对于本发明的实施方式一边参照附图一边进行说明。在以下的实施方式中，对本发明的焊接用夹具装置用于作为将多个金属制的构件重叠接合而制造的部件的一例的燃料电池单元的制造方法的例子进行说明。
[焊接用夹具装置]
首先，对本发明的焊接用夹具装置的实施方式进行说明。
图1是用于示出本发明的实施方式的焊接用夹具装置1的概略结构的主视图。图2是用于示出焊接用夹具装置1的一侧夹具10和另一侧夹具20的概略结构的俯视图。图3是焊接用夹具装置1的一侧夹具10的局部俯视图。图4是焊接用夹具装置1的另一侧夹具20的局部仰视图。图5是焊接用夹具装置1的一侧夹具10和另一侧夹具20的A-A剖视图。图6是用于示出利用焊接用夹具装置1制造的部件5的概略结构的俯视图。
如图1至图6所示，本发明的实施方式的焊接用夹具装置1用于通过将多个构件W相互焊接而形成的部件5的焊接。焊接用夹具装置1具有一侧夹具10，该一侧夹具10具有一侧接合面12并设有一侧开口部13，该一侧接合面12与重叠了的多个构件W中的露出于表侧的面之中的、一侧的面W11相接，该一侧开口部13与部件5中的所期望的焊接部位53之中的一部分对应。另外，焊接用夹具装置1具有另一侧夹具20，该另一侧夹具20具有另一侧接合面22并设有另一侧开口部23，该另一侧接合面22与多个构件W的露出于表侧的面之中的、另一侧的面W21相接，该另一侧开口部23与部件5中的所期望的焊接部位53之中的与一侧开口部13不对应的部分对应。以下，具体说明焊接用夹具装置1的结构。
以下，为了方便说明，将图1至图6中的与位于焊接用夹具装置1的一侧夹具10和另一侧夹具20的接合面的轴线x1的方向(以下，也称为“轴线方向”)平行的方向设为x轴方向。轴线方向也是在焊接用夹具装置1中对一侧夹具10和另一侧夹具20进行支承的夹具支承部30的转动轴33的轴线。x轴方向也称为左右方向。另外，将图1至图6中的与焊接用夹具装置1的轴线x1正交的方向中的一方(y轴方向)设为前后方向。进一步，将图1至图6中的与焊接用夹具装置1的轴线x1正交的方向中的另一方(z轴方向)称为上下方向。在以下的说明中，对各构成要素的位置关系、方向以右侧、左侧、前侧、后侧、上侧、下侧进行说明时，只不过示出附图中的位置关系、方向，并不限定实际的焊接用夹具装置中的位置关系、方向。
如图1所示，焊接用夹具装置1是在利用焊接机的一例即激光焊接机2通过焊接将金属制的多个构件W全部接合来制造燃料电池单元之际使用。如图6所示，利用焊接用夹具装置1和激光焊接机2接合构件W制造而成的部件5包括接合了图1等所示的构件W的部件主体51和在部件主体51的厚度方向贯穿通过的开口部52。另外，部件5包括焊接部位53，该焊接部位53是通过焊接将多个构件W相互接合的部位。焊接部位53例如形成环状的闭合的路径。另外，焊接部位53的规定的部位和其他的部位在夹具上靠近。
激光焊接机2向构件W等接合对象的构件(工件)照射激光从而接合构件。激光焊接机2包括使用YAG(Yttrium Aluminum Garnet：钇铝石榴石)作为介质的YAG激光光源。激光焊接机2例如将输出为500W左右且波长为1070nm左右的红外线区域的激光朝向构件W照射。激光焊接机2包括作为用于使激光在构件W上扫描的扫描光学系统的未图示的电流镜(galvano mirror)等激光反射镜。激光焊接机2所包括的电流镜的扫描范围例如在xy平面上为180mm见方的范围。激光焊接机2构成为能够利用未图示的驱动机构沿着构件W的面在xy平面上移动，以使得激光能够遍及构件W的整体地照射。
需要说明的是，与焊接用夹具装置1一起使用的焊接机并不限定于以上所说明了的激光焊接机2的结构，还能够用于利用各种各样的焊接机焊接的部件的制造方法中。例如，焊接机也可以是二氧化碳激光焊接机。另外，例如焊接机还可以是除激光焊接机以外的焊接机。
如上所述，焊接用夹具装置1包括一侧夹具10、另一侧夹具20和夹具支承部30。一侧夹具10和另一侧夹具20由对红外激光的耐久性、耐热性优异的金属或者树脂形成。如图1所示，一侧夹具10和另一侧夹具20以一侧接合面12与另一侧接合面22相互面对面的方式接合并架设于夹具支承部30。一侧夹具10和另一侧夹具20在使用状态下，将焊接的对象即多个构件W重叠地保持于一侧接合面12与另一侧接合面22之间。在图2中，用实线示出保持于一侧夹具10与另一侧夹具20之间的构件W的虚拟的外形线的位置。另外，在图2中，用双点划线示出构件W中的焊接部位53。一侧夹具10和另一侧夹具20为了防止在使用状态下左右方向和前后方向的错位，而设有将一侧夹具10与另一侧夹具20相互卡合的定位销17。
接下来，针对一侧夹具10和另一侧夹具20的具体的结构，参照图3至图5进行说明。在图3中，针对在图2中用单点划线示出的一侧夹具10的一部分的区域S，示出从上侧朝向下侧观察到的状态。在图4中，针对另一侧夹具20的区域S，示出从下侧朝向上侧观察到的状态。另外，图5是从前侧朝向后侧观察到的接合了一侧夹具10和另一侧夹具20的状态下的区域S的剖视图。
如图3和图5所示，一侧夹具10与另一侧夹具20均具有能够覆盖板状的构件W中的焊接部位53以外的部分那样的形状。一侧夹具10包括夹具主体11、一侧接合面12、一侧开口部13、开口部倾斜面14、透过孔部15和透过部16。
夹具主体11确定一侧夹具10的概略的形状。夹具主体11具有与使用一侧夹具10进行焊接的构件W的形状对应的板状的概略形状。一侧接合面12形成为在夹具主体11中能够与构件W中的露出于表侧的面W11相接。一侧接合面12形成为在夹具主体11中能够与另一侧夹具20相对。一侧接合面12例如具有与构件W的形状对应的凹凸形状。
一侧开口部13是在夹具主体11中在厚度方向贯穿通过的长孔，也就是在一侧接合面12侧(内侧)与相反侧(外侧)的面即一侧外侧面18之间贯穿通过的长孔。一侧开口部13与使构件W保持于焊接用夹具装置1而要制造的部件5中的所期望的焊接部位53之中的一部分对应地设置。一侧开口部13相对于一侧外侧面18而言一边扩径一边开口。在夹具主体11中，在一侧开口部13的周围设有开口部倾斜面14。开口部倾斜面14形成为在夹具主体11的厚度方向的剖面处相对于z轴具有规定的角度的倾斜的面。开口部倾斜面14的倾斜以使得从激光焊接机2照射的激光经由一侧开口部13容易射入到构件W的方式设置。
透过孔部15和透过部16设于在夹具主体11中未设有一侧开口部13的位置。换言之，透过孔部15和透过部16与使构件W保持于焊接用夹具装置1而要制造的燃料电池单元中的所期望的焊接部位53之中的、后述的另一侧夹具20的另一侧开口部23的位置对应地设置。透过孔部15是在夹具主体11的厚度方向上贯穿通过一侧接合面12侧(内侧)与相反侧(外侧)的一侧外侧面18之间的长孔。另外，透过部16是在夹具主体11的厚度方向上从一侧接合面12侧(内侧)朝向一侧外侧面18具有规定的深度的槽状的长孔穴。透过孔部15和透过部16在夹具主体11的未设有一侧开口部13的位置处，按透过孔部15和透过部16交替地设置等方式设于适宜的部位。也就是说，透过孔部15和透过部16只要设于夹具主体11的未设有一侧开口部13的位置即可，设置的具体位置、透过孔部15与透过部16的面积之比等不受限定。另外，在一侧夹具10中，也可以仅设置透过孔部15或者透过部16的任一者。
接下来，如图4和图5所示，另一侧夹具20与一侧夹具10均具有能够覆盖板状的构件W中的焊接部位53以外的部分那样的形状。另一侧夹具20包括夹具主体21、另一侧接合面22、另一侧开口部23、开口部倾斜面24、透过孔部25和透过部26。
夹具主体21确定另一侧夹具20的概略的形状。夹具主体21与夹具主体11同样地具有与使用另一侧夹具20进行焊接的构件W的形状对应的板状的概略形状。另一侧接合面22形成为在夹具主体11中能够与构件W中的露出于表侧的面W21相接。另一侧接合面22形成为在夹具主体11中能够与一侧夹具10相对。另一侧夹具20例如具有与构件W的形状对应的凹凸形状。
另一侧开口部23是在夹具主体21中在厚度方向贯穿通过的长孔，也就是在另一侧接合面22侧(内侧)与相反侧(外侧)的面即另一侧外侧面28之间贯穿通过的长孔。另一侧开口部23与使构件W保持于焊接用夹具装置1而要制造的部件5中的所期望的焊接部位53之中的、与一侧夹具10的一侧开口部13不同的部分对应地设置。换言之，与使构件W保持于焊接用夹具装置1而要制造的燃料电池单元中的所期望的焊接部位53之中的、设有一侧夹具10的透过孔部15和透过部16的位置对应地设置。另一侧开口部23相对于另一侧外侧面28而言一边扩径一边开口。在夹具主体21中，在另一侧开口部23的周围设有开口部倾斜面24。开口部倾斜面24形成为在夹具主体21的厚度方向的剖面处相对于z轴具有规定的角度的倾斜的面。开口部倾斜面24的倾斜设为从激光焊接机2照射的激光经由另一侧开口部23容易射入到构件W。
焊接用夹具装置1通过一侧夹具10的一侧开口部13和另一侧夹具20的另一侧开口部23而形成与部件5中的焊接部位53的整体相当的开口部。具体而言，例如为了如图6所示那样形成环状的焊接部位53，如图3和图4所示，一侧开口部13和另一侧开口部23分别形成环状的焊接部位53的半周部分。从这样的一侧开口部13和另一侧开口部23利用激光焊接机2进行焊接，由此部件5能够合适地焊接环状等复杂形状的焊接部位53。
透过孔部25和透过部26设于在夹具主体21中未设有另一侧开口部23的位置。换言之，透过孔部25和透过部26与使构件W保持于焊接用夹具装置1而要制造的部件5中的所期望的焊接部位53之中的、一侧夹具10的一侧开口部13的位置对应地设置。透过孔部25是在夹具主体21的厚度方向上贯穿通过另一侧接合面22侧(内侧)与相反侧(外侧)的另一侧外侧面28之间的长孔。另外，透过部26是在夹具主体21的厚度方向上从另一侧接合面22侧(内侧)朝向另一侧外侧面28具有规定的深度的长孔穴。透过孔部25和透过部26在夹具主体21的未设有另一侧开口部23的位置处，按透过孔部25和透过部26交替地设置等方式设于适宜的部位。也就是说，透过孔部25和透过部26只要设于夹具主体21的未设有另一侧开口部23的位置即可，设置的具体的位置、透过孔部25与透过部26的面积之比等不受限定。另外，在另一侧夹具20中，也可以仅设置透过孔部25或透过部26的任一者。
接下来，针对焊接用夹具装置1中的夹具支承部30的结构进行说明。
夹具支承部30包括一侧支承部31、另一侧支承部32、转动轴33、支柱34和支承台35。
一侧支承部31设于夹着转动轴33的轴线x1的一侧。一侧支承部31在转动轴33的一端侧(图1中的左侧)附近和另一端侧(图1中的右侧)附近设有一对。另一侧支承部32设于夹着转动轴33的轴线x1的另一侧。另一侧支承部32与一侧支承部31同样在转动轴33的一端侧(图1中的左侧)附近和另一端侧(图1中的右侧)附近设有一对。一侧支承部31与另一侧支承部32以夹着轴线x1地相互面对面的方式设置。
一侧支承部31与一侧夹具10的一侧外侧面18接触并支承一侧夹具10。另外，另一侧支承部32与另一侧夹具20的另一侧外侧面28接触并支承另一侧夹具20。一侧夹具10和另一侧夹具20例如如夹钳那样均沿轴线x1方向发挥紧固力。在该紧固力的作用下，一侧支承部31和另一侧支承部32在使一侧夹具10与另一侧夹具20接合的状态下支承一侧夹具10和另一侧夹具20。
转动轴33是将轴线x1设为长度方向的轴构件。转动轴33如上所述那样与一侧夹具10和另一侧夹具20连接。转动轴33的两端以能够转动的方式被从支承台35向z轴方向延伸的支柱34支承。转动轴33能够通过基于作业人的力的手动或者马达等未图示的驱动机构以轴线x1为中心转动。也就是说，包括转动轴33的夹具支承部30在焊接用夹具装置1中作为使一侧夹具10和另一侧夹具20转动的夹具转动部发挥功能。
需要说明的是，对于以上说明的焊接用夹具装置1而言，关于夹具支承部30包括使一侧夹具10和另一侧夹具20转动的转动轴33的情况进行了说明，但是焊接用夹具装置的方式并不限定于此。例如，焊接用夹具装置1也可以不包括转动轴33。在这样的情况下，焊接用夹具装置1通过一侧支承部31和另一侧支承部32例如如夹钳那样均沿轴线x1方向发挥紧固力，从而夹持构件W。
[使用了焊接用夹具装置的部件的制造方法]
接下来，对使用说明了以上结构的焊接用夹具装置1执行的、本发明的部件的制造方法的实施方式进行说明。
图7是用于示出本发明的实施方式的部件的制造方法中的、从一侧开口部13焊接构件W的工序的示意图。另外，图8是用于示出本实施方式的部件的制造方法中的、从另一侧开口部23焊接构件W的工序的示意图。如图7和图8所示，在通过重叠多个构件W并将该多个构件W相互焊接而形成的部件5的制造方法中，执行：利用焊接用夹具装置1所包括的一侧夹具10与另一侧夹具20重叠地保持多个构件W的工序(以下“工序1”)；从一侧开口部13焊接多个构件W的工序(以下“工序2”)；使未进行焊接的另一侧夹具20的另一侧开口部23朝向激光焊接机2的激光B的照射范围的工序(以下“工序3”)；和从另一侧开口部23焊接多个构件W的工序(以下“工序4”)。以下，具体地说明使用焊接用夹具装置1进行的部件的制造方法。
在工序1中，使进行焊接的对象即多个构件W保持于焊接用夹具装置1的一侧夹具10中的一侧接合面12与另一侧夹具20中的另一侧接合面22之间。在工序1中，板状的构件W在左右双方的一侧支承部31与另一侧支承部32所发挥的紧固力的作用下，在一侧夹具10与另一侧夹具20之间固定位置。一侧夹具10和另一侧夹具20通过图2所示的将一侧夹具10与另一侧夹具20相互卡合的定位销17来防止左右方向和前后方向的错位。另外，在焊接用夹具装置1中，要焊接的构件W通过一侧夹具10和另一侧夹具20而固定于夹具之间，因此可抑制因焊接时的热量而产生的构件W的变形。因此，根据焊接用夹具装置1，能够进行基于高品质的焊接的部件5的接合。
如图7所示，在工序2中，从设于将构件W保持于一侧夹具10与另一侧夹具20之间的焊接用夹具装置1的上侧的激光焊接机2照射激光B。此时，在焊接用夹具装置1中，一侧夹具10配置为朝向上侧。也就是说，对于一侧夹具10而言，与设有一侧接合面12的面相反一侧的面即一侧外侧面18与激光焊接机2面对面。因此，在上述的电流镜的扫描范围LA的范围内，激光B透过一侧夹具10的一侧开口部13照射至保持于一侧夹具10中的一侧接合面12的内侧的构件W上的焊接部位53中的一部分的部位。另外，激光焊接机2构成为利用未图示的驱动机构能够在规定的可动区域M内沿着构件W的面在xy平面上移动。因此，激光焊接机2能够遍及构件W的整体地对与所设置的一侧开口部13对应的焊接部位53照射激光B。
在通过工序2结束从一侧开口部13对露出于外部的焊接部位53的焊接后，在工序3中，利用夹具支承部30，例如如图7所示，在始终保持着多个构件W的状态下以沿着多个构件W的面的转动轴33为中心使一侧夹具10和另一侧夹具20转动，如图8所示，使得与同激光焊接机2面对面的一侧夹具10相反一侧的另一侧夹具20与激光焊接机2面对面。在工序3中，在使一侧夹具10的一侧接合面12与另一侧夹具20的另一侧接合面22接合的状态下转动。另外，在工序3中，夹具支承部30的一侧夹具10和另一侧夹具20以沿着一侧接合面12与另一侧接合面22的轴线x1上的转动轴33为中心而转动。
需要说明的是，在工序3中，转动轴33的朝向并不限定于图7和图8所示的朝向，例如也可以将轴线设为y轴方向等其他的方向。另外，用于使一侧夹具10和另一侧夹具20转动的结构并不限定于上述的例子。也就是说，在利用不包括夹具支承部30的转动轴33的焊接用夹具装置1进行使用焊接用夹具装置1所进行的部件的制造方法的情况下，工序3进行如下作业而代替上述作业。也就是说，在工序3中，从焊接用夹具装置1拆下被一侧支承部31和另一侧支承部32支承的一侧夹具10、另一侧夹具20和构件W。被拆下了的一侧夹具10、另一侧夹具20和部件W以另一侧夹具20的另一侧开口部23朝向激光焊接机2的激光B的照射范围的方式安装于焊接用夹具装置1
在工序4中，与工序2相同地从设于将构件W保持于一侧夹具10与另一侧夹具20之间的焊接用夹具装置1的上侧的激光焊接机2照射激光B。也就是说，对于另一侧夹具20而言，与设有另一侧接合面22的面相反一侧的面即另一侧外侧面28与激光焊接机2面对面。此时，在焊接用夹具装置1中，另一侧夹具20配置为朝向上侧。此时，在上述的电流镜的扫描范围LA的范围内，激光B透过另一侧夹具20的另一侧开口部23到达至保持于另一侧夹具20中的另一侧接合面22的内侧的构件W。具体而言，激光B照射至构件W上的焊接部位53之中的、未被透过了一侧开口部13的激光B焊接的另一部分的部位。另外，激光焊接机2构成为利用未图示的驱动机构能够在规定的可动区域M内沿着构件W的面在xy平面上移动。因此，激光焊接机2能够遍及构件W的整体地对与所设置的另一侧开口部23对应的焊接部位53照射激光B。
如以上说明那样，在使用焊接用夹具装置1的部件5的制造方法中，执行：从设于一侧夹具10的一侧开口部13焊接所期望的焊接部位53之中的一部分的工序2；和从设于另一侧开口部23的另一侧开口部23焊接上述焊接部位53之中的剩下的一部分的工序4。此处，在焊接用夹具装置1中，通过在工序2与工序4之间进行的工序3，能够将同激光焊接机2面对面的夹具从一侧夹具10改变为另一侧夹具20。在焊接用夹具装置1中，能够从一侧开口部13与另一侧开口部23的两面进行焊接，因此无需进行夹具的更换作业等就能够焊接复杂形状的焊接部位53。
根据如上那样地构成，对于使用焊接用夹具装置1来制造的部件5而言，即使在形成的所期望的焊接部位53例如靠近焊接部位的情况、焊接部位为环状那样的闭合的路径的情况等焊接部位的形状为复杂的情况下，能够通过从一侧开口部13和另一侧开口部23的两面进行焊接，也能够容易形成高精度的焊接部位。具体而言，对于通过使用焊接用夹具装置1来制造的部件5而言，能够通过一侧夹具10和另一侧夹具20使部件5的焊接部位53保持为充分紧贴，且同时从一侧开口部13和另一侧开口部23的两面进行焊接，因此即使是复杂形状的焊接部位53也能够容易地进行高精度的焊接。另外，对于通过使用焊接用夹具装置1制造的部件5而言，从构件W中露出于表侧的两侧(图1、7、8所示的面W11和面W21)分别焊接各焊接部位53的一部分，因此抵消因焊接而引起的变形，从而能够制造高品质的部件。
另外，在焊接用夹具装置1中，在一侧夹具10和另一侧夹具20设有透过孔部15、25和透过部16、26。透过孔部15、25和透过部16、26均是为了供从一侧开口部13或者另一侧开口部23的上侧朝向下侧(-z轴方向)照射的激光焊接机2的激光透过而设置的。此处，在焊接用夹具装置1中，因设有透过孔部15、25和透过部16、26，所以即使构件W的一部分熔化，也会下落到透过孔部15、25和透过部16，26的内部。因此，根据焊接用夹具装置1，能够防止熔化了的构件W的一部分附着于部件5而使品质下降的情况。
图9是用于示出参考例的焊接用夹具装置100的概略结构的主视图。另外，图10是用于示出焊接用夹具装置100的概略结构的俯视图。进一步，图11是用于示出焊接用夹具装置100的概略结构的B-B剖视图。
图9至图11所示的参考例的焊接用夹具装置100与焊接用夹具装置1同样用于通过将多个构件W相互焊接而形成的燃料电池单元等部件5的焊接。如图11所示，对于焊接用夹具装置100而言，具有一侧接合面12的一侧夹具110与激光焊接机2面对面而另一侧夹具120不具有开口部且不与激光焊接机2面对面这一方面不同。也就是说，焊接用夹具装置100仅从一侧夹具110的上侧照射激光。
另外，如图10和图11所示，焊接用夹具装置100为了焊接环状的部位，一侧夹具110由第一夹具主体111A和第二夹具主体111B这两个构件构成，该第二夹具主体111B设有第二开口部113，该第二开口部113与部件5中的所期望的焊接部位53之中的不与一侧开口部13对应的部分即环状的焊接部位对应。一侧夹具110通过组合第一夹具主体111A和第二夹具主体111B来构成与环状的焊接部位对应的第二开口部113、开口部倾斜面114A、114B。第二夹具主体111B和另一侧夹具120被销孔115、125与定位销116的组合、以及螺栓118与螺栓孔128的组合而固定。
在使用了焊接用夹具装置100的焊接作业中，一侧夹具110分为第一夹具主体111A和第二夹具主体111B，因此将第一夹具主体111A和第二夹具主体111B固定于另一侧夹具120的作业需要时间。另外，对于焊接用夹具装置100而言，第一夹具主体111A和第二夹具主体111B是分开的构件，因此需要相对于另一侧夹具120适当地定位第一夹具主体111A和第二夹具主体111B。如此，焊接用夹具装置100的有关夹具的固定的作业工时变多。
另一方面，本实施方式的焊接用夹具装置1在一侧夹具10和另一侧夹具20这两者配备与焊接部位53对应的一侧开口部13和另一侧开口部23。因此，根据焊接用夹具装置1，为了制造部件5，在使多个构件W保持于一侧夹具10与另一侧夹具20之间之后，仅从一侧开口部13和另一侧开口部23这两者进行焊接作业，因此能够削减有关夹具的固定作业的工时、以及能够实现伴随着夹具的固定位置的焊接部位的精度提高。
以上，虽然针对本发明的实施方式进行了说明，但是本发明并不限定于上述本发明的实施方式的焊接用夹具装置1和使用焊接用夹具装置1进行的部件5的制造方法，还包含本发明的概念和权利要求所包含的所有方式。另外，为了使上述的课题和效果的至少一部分发挥作用，也可以适当地对各结构进行选择性地组合。例如，上述实施方式的各结构的形状、材料、配置、大小等可以根据本发明的具体的使用方式来进行适当地改变。例如，利用焊接用夹具装置1焊接的构件W也可以是除金属以外的构件。
附图标记说明
1…焊接用夹具装置、2…激光焊接机、5…部件、10…一侧夹具、11…夹具主体、12…一侧接合面、13…一侧开口部、14…开口部倾斜面、15…透过孔部、16…透过部、17…定位销、18…一侧外侧面、20…另一侧夹具、21…夹具主体、22…另一侧接合面、23…另一侧开口部、24…开口部倾斜面、25…透过孔部、26…透过部、28…另一侧外侧面、30…夹具支承部、31…一侧支承部、32…另一侧支承部、33…转动轴、34…支柱、35…支承台、51…部件主体、52…开口部、53…焊接部位。

Claims (9)

1.一种焊接用夹具装置，用于焊接通过相互焊接多个构件而形成的部件，其中，所述焊接用夹具装置包括：
一侧夹具，具有一侧接合面并设有一侧开口部，该一侧接合面与重叠了的所述多个构件中的露出于表侧的面之中的一侧的面相接，该一侧开口部与所述部件中的所期望的焊接部位之中的一部分对应；和
另一侧夹具，具有另一侧接合面并设有另一侧开口部，该另一侧接合面与所述多个构件中的露出于表侧的面之中的另一侧的面相接，该另一侧开口部与所述部件中的所期望的焊接部位之中的与所述一侧开口部不对应的部分对应。
2.根据权利要求1所述的焊接用夹具装置，其中，
由所述一侧开口部和所述另一侧开口部形成的所期望的焊接部位形成环状的闭合的路径。
3.根据权利要求1或2所述的焊接用夹具装置，其中，
由所述一侧开口部和所述另一侧开口部形成的所期望的焊接部位与另一焊接部位靠近。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的焊接用夹具装置，其中，
所述焊接用夹具装置包括夹具转动部，该夹具转动部使所述一侧夹具和所述另一侧夹具转动。
5.根据权利要求4所述的焊接用夹具装置，其中，
所述夹具转动部在使所述一侧夹具的所述一侧接合面与所述另一侧夹具的所述另一侧接合面接合的状态下，使所述一侧夹具和所述另一侧夹具转动。
6.根据权利要求5所述的焊接用夹具装置，其中，
所述夹具转动部以沿着所述一侧接合面和所述另一侧接合面的转动轴为中心使所述一侧夹具和所述另一侧夹具转动。
7.一种部件的制造方法，为通过重叠多个构件并将该多个构件相互焊接而形成的部件的制造方法，其中，执行如下工序：
利用一侧夹具和另一侧夹具将所述多个构件重叠地保持的工序，所述一侧夹具具有一侧接合面并设有一侧开口部，该一侧接合面与重叠了的所述多个构件中的露出于表侧的面之中的一侧的面相接，该一侧开口部与所述部件中的所期望的焊接部位之中的一部分对应，所述另一侧夹具具有另一侧接合面并设有另一侧开口部，该另一侧接合面与所述多个构件中的露出于表侧的面之中的另一面相接，该另一侧开口部与所述部件中的所期望的焊接部位之中的与所述一侧开口部不对应的部分对应；
从所述一侧开口部焊接所述多个构件的工序；和
从所述另一侧开口部焊接所述多个构件的工序。
8.根据权利要求7所述的部件的制造方法，其中，
在从所述一侧开口部焊接所述多个构件的工序之后，执行如下工序：在始终保持着所述多个构件的状态下以沿着所述多个构件的面的转动轴为中心转动所述一侧夹具和所述另一侧夹具的工序。
9.根据权利要求7或8所述的部件的制造方法，其中，
由所述一侧开口部和所述另一侧开口部形成的所期望的焊接部位形成环状的闭合的路径。
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