JP2017006942A - Jig for weldment and welding device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress adhesion of spatter or the like generated by weldment to a work-piece.SOLUTION: A jig for weldment comprises: a base part having an arrangement surface on which work-pieces to be welded are arranged; an opposite part which is so located as to face the arrangement surface of the base part, and is provided with an opening which penetrates a first surface facing the base part to a second surface opposite to the first surface. In the jig, a suction hole is formed in the interior of the opposite part, one end of the suction hole constitutes a suction port which is formed on an inner wall surface of the opposite part constituting the opening, and the other end thereof constitutes a suction side communication port which is formed on an outer wall surface of the opposite part and can be communicated with a suction apparatus.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本明細書に開示される技術は、溶接用治具に関する。   The technique disclosed in this specification relates to a welding jig.

溶接用治具は、溶接対象のワークが配置されるベース部と、ワークを介してベース部に対向して配置される対向部とを備える。対向部には、ワークの溶接対象箇所を露出させるように開口した開口部が形成されており、この開口部を介してワークの溶接対象箇所が溶接される。溶接対象のワークの例としては、燃料電池を構成するセパレータが挙げられる(特許文献1,2参照)。   The welding jig includes a base portion on which a workpiece to be welded is disposed, and a facing portion disposed to face the base portion via the workpiece. An opening that is open so as to expose the welding target portion of the workpiece is formed in the facing portion, and the welding target portion of the workpiece is welded through the opening. Examples of workpieces to be welded include separators that constitute fuel cells (see Patent Documents 1 and 2).

特開2011−161450号公報JP 2011-161450 A 特開2010−129289号公報JP 2010-129289 A

ワークを溶接する際、例えば、ワークから飛散した微粒子であるスパッタや、溶接時の熱によって蒸発した物質が冷却された固体の微粒子である溶接ヒュームが発生し、ワークに付着することがある。スパッタや溶接ヒュームがワークに付着することでワークの表面に生じた凹凸により、ワークに他の部材を精度良く組み付けることができなくなったり、絶縁すべき部材間に跨がるようにスパッタが付着することにより、絶縁すべき部材間が短絡したりするおそれがある。   When welding a workpiece, for example, spatter, which is fine particles scattered from the workpiece, and welding fume, which is solid fine particles cooled by a material evaporated by heat during welding, may be generated and adhere to the workpiece. Due to unevenness generated on the surface of the workpiece due to spatter and welding fumes adhering to the workpiece, other members cannot be assembled to the workpiece with high accuracy, or spatter adheres so as to straddle between the members to be insulated. This may cause a short circuit between members to be insulated.

本明細書では、上述した課題の少なくとも一部を解決することが可能な技術を開示する。   The present specification discloses a technique capable of solving at least a part of the problems described above.

本明細書に開示される技術は、以下の形態として実現することが可能である。   The technology disclosed in this specification can be implemented as the following forms.

(1)本明細書に開示される溶接用治具は、溶接対象のワークが配置される配置面を有するベース部と、前記ベース部の前記配置面と対向して配置される対向部であって、外壁面の内、前記ベース部と対向する第1の表面から前記第1の表面とは反対側の第2の表面まで貫く開口部が形成された対向部と、を備える溶接用治具において、前記対向部の内部には、吸引孔が形成され、前記吸引孔の一端は、前記開口部を構成している前記対向部の内壁面に形成された吸引口を構成し、前記吸引孔の他端は、前記対向部の前記外壁面に形成され、吸引装置に連通可能な吸引側連通口を構成していることを特徴とする。ベース部に配置されたワークが対向部の開口部を介して溶接されると、ワークからスパッタや溶接スパッタ等が発生することがある。この溶接用治具によれば、発生したスパッタ等は、開口部の内壁面に形成された吸引口から、吸引孔を介して吸引装置に吸引される。従って、溶接によって発生したスパッタ等がワークに付着することを抑制することができる。 (1) A welding jig disclosed in the present specification includes a base portion having an arrangement surface on which a workpiece to be welded is arranged, and an opposing portion arranged to face the arrangement surface of the base portion. And a facing jig formed with an opening that penetrates from the first surface facing the base portion to the second surface opposite to the first surface, of the outer wall surface. A suction hole is formed inside the facing portion, and one end of the suction hole constitutes a suction port formed on an inner wall surface of the facing portion constituting the opening, and the suction hole The other end is formed on the outer wall surface of the facing portion, and constitutes a suction side communication port capable of communicating with a suction device. When the workpiece disposed on the base portion is welded through the opening of the facing portion, spatter, welding spatter, or the like may occur from the workpiece. According to this welding jig, the generated spatter or the like is sucked into the suction device through the suction hole from the suction port formed on the inner wall surface of the opening. Therefore, it is possible to suppress spatter generated by welding from adhering to the workpiece.

(2)上記溶接用治具において、前記吸引口は、前記対向部の前記内壁面の内、前記第2の表面よりも前記第1の表面に近い位置に形成されていることを特徴とする構成としてもよい。この溶接用治具によれば、吸引口が第1の表面よりも第2の表面に近い位置に形成されている場合に比べて、ワークに近い位置でスパッタ等を吸引することによりスパッタ等がワークに付着することを、より確実に抑制することができる構成としてもよい。 (2) In the welding jig, the suction port is formed at a position closer to the first surface than the second surface in the inner wall surface of the facing portion. It is good also as a structure. According to this welding jig, compared to the case where the suction port is formed at a position closer to the second surface than the first surface, the spatter and the like can be generated by sucking the sputter and the like at a position closer to the workpiece. It is good also as a structure which can suppress more reliably that it adheres to a workpiece | work.

(3)上記溶接用治具において、前記開口部の前記内壁面は、第1の内壁部分と、前記第2の表面側への開き角度が前記第1の内壁部分よりも大きい第2の内壁部分とを有し、前記吸引口は、前記第1の内壁部分に形成されていることを特徴とする構成としてもよい。この溶接用治具によれば、吸引口が、第2の表面側への開き角度が相対的に大きい第2の内壁部分に形成された場合に比べて、スパッタ等が開口部から外部へ飛散してワークに付着することを抑制することができる構成としてもよい。 (3) In the welding jig, the inner wall surface of the opening includes a first inner wall portion and a second inner wall having an opening angle toward the second surface side larger than that of the first inner wall portion. And the suction port may be formed in the first inner wall portion. According to this welding jig, spatter and the like are scattered from the opening to the outside as compared with the case where the suction port is formed in the second inner wall portion having a relatively large opening angle to the second surface side. It is good also as a structure which can suppress adhering to a workpiece | work.

(4)上記溶接用治具において、前記開口部の内壁面は、互いに対向する第1の内壁面と第2の内壁面とを有し、前記吸引口は、前記第1の内壁面に形成され、前記対向部の内部には、さらに、供給孔が形成され、前記供給孔の一端は、前記開口部の前記第2の内壁面に形成された供給口を構成し、前記供給孔の他端は、前記対向部の外壁面に形成され、気体を供給する供給装置に連通可能な供給側連通口を構成していることを特徴とする構成としてもよい。この溶接用治具によれば、開口部を構成し、互いに対向する第1の内壁面と第2の内壁面とにそれぞれ供給口と吸引口とが形成されている構成としてもよい。このため、供給口から吸引口への円滑な気流の経路を形成することにより、溶接によって発生したスパッタ等を吸引口に円滑に吸引させることができ、これにより、スパッタ等がワークに付着することを、より確実に抑制することができる構成としてもよい。 (4) In the welding jig, the inner wall surface of the opening has a first inner wall surface and a second inner wall surface facing each other, and the suction port is formed on the first inner wall surface. In addition, a supply hole is further formed in the facing portion, and one end of the supply hole constitutes a supply port formed in the second inner wall surface of the opening, and the other of the supply hole The end may be formed on the outer wall surface of the facing portion, and may constitute a supply-side communication port that can communicate with a supply device that supplies gas. According to this welding jig, an opening may be formed, and a supply port and a suction port may be formed on the first inner wall surface and the second inner wall surface facing each other. For this reason, by forming a smooth air flow path from the supply port to the suction port, spatter generated by welding can be sucked smoothly to the suction port. It is good also as a structure which can suppress more reliably.

(5)上記溶接用治具において、前記供給口は、前記対向部の前記内壁面の内、前記第2の表面よりも前記第1の表面に近い位置に形成されていることを特徴とする構成としてもよい。この溶接用治具によれば、供給口が第1の表面よりも第2の表面に近い位置に形成されている場合に比べて、ワークに近い位置で気体を供給することにより、供給される気体によってスパッタ等が開口部の外部に飛散してワークに付着することを抑制することができる構成としてもよい。 (5) In the welding jig, the supply port is formed at a position closer to the first surface than the second surface in the inner wall surface of the facing portion. It is good also as a structure. According to this welding jig, it is supplied by supplying gas at a position closer to the workpiece as compared with the case where the supply port is formed at a position closer to the second surface than the first surface. It is good also as a structure which can suppress that a sputter | spatter etc. are scattered outside the opening part and adhering to a workpiece | work with gas.

(6)上記溶接用治具において、前記開口部の前記内壁面は、第1の内壁部分と、前記第1の内壁部分よりも前記第2の表面側に位置し、前記第2の表面側への開き角度が前記第1の内壁部分よりも大きい第2の内壁部分とを有し、前記供給口は、前記第1の内壁部分に形成されていることを特徴とする構成としてもよい。この溶接用治具によれば、供給口が、第2の表面側への開き角度が相対的に大きい第2の内壁部分に形成された場合に比べて、溶接により発生したスパッタ等が開口部から外部へ飛散してワークに付着することを抑制することができる構成としてもよい。 (6) In the welding jig, the inner wall surface of the opening is positioned closer to the second surface side than the first inner wall portion and the first inner wall portion, and the second surface side. And a second inner wall portion having a larger opening angle than the first inner wall portion, and the supply port may be formed in the first inner wall portion. According to this welding jig, compared to the case where the supply port is formed in the second inner wall portion where the opening angle to the second surface side is relatively large, the spatter generated by welding is the opening portion. It is good also as a structure which can suppress that it spreads from the outside and adheres to a workpiece | work.

(7)溶接装置において、上記溶接用治具と、前記吸引口から前記吸引装置への吸引気体の流路を開放する開放状態と前記吸引気体の流路を閉鎖する閉鎖状態とに切り替わる吸引バルブと、前記供給装置から前記供給口への供給気体の流路を開放する開放状態と前記供給気体の流路を閉鎖する閉鎖状態とに切り替わる供給バルブと、前記吸引バルブの前記開放状態と前記閉鎖状態との切り替えと、前記供給バルブの前記開放状態と前記閉鎖状態との切り替えとを制御する制御部と、を備える構成としてもよい。この溶接装置によれば、供給バルブと吸引バルブとの開閉を適切に制御することができる構成としてもよい。 (7) In the welding apparatus, the welding jig and a suction valve that switches between an open state in which the suction gas flow path from the suction port to the suction apparatus is opened and a closed state in which the suction gas flow path is closed. A supply valve that switches between a supply gas flow path from the supply device to the supply port and a closed condition that closes the supply gas flow path, and the suction valve open condition and the closed condition. It is good also as a structure provided with the control part which controls switching with a state and switching with the said open state and the said closed state of the said supply valve. According to this welding apparatus, it is good also as a structure which can control appropriately opening and closing of a supply valve and a suction valve.

(8)上記溶接装置において、前記制御部は、前記ワークの溶接が開始される際、前記供給バルブが前記閉鎖状態から前記開放状態に切り替わる以前に、前記吸引バルブが前記閉鎖状態から前記開放状態に切り替わるように制御することを特徴とする構成としてもよい。この溶接装置によれば、供給バルブが閉鎖状態から開放状態に切り替わった後に、吸引バルブが閉鎖状態から開放状態に切り替わる場合に比べて、ワークの溶接が開始される際にスパッタ等が開口部の外部に飛散してワークに付着することを抑制することができる構成としてもよい。 (8) In the welding apparatus, when the welding of the workpiece is started, the control unit moves the suction valve from the closed state to the open state before the supply valve is switched from the closed state to the open state. It is good also as a structure characterized by controlling so that it may switch to. According to this welding apparatus, compared to the case where the suction valve is switched from the closed state to the open state after the supply valve is switched from the closed state to the open state, the spatter or the like is generated when the workpiece is welded. It is good also as a structure which can suppress scattering outside and adhering to a workpiece | work.

(9)上記溶接装置において、前記制御部は、前記ワークの溶接が終了される際、前記吸引バルブが前記開放状態から前記閉鎖状態に切り替わる以前に、前記供給バルブが前記開放状態から前記閉鎖状態に切り替わるように制御することを特徴とする構成としてもよい。この溶接装置によれば、吸引バルブが開放状態から閉鎖状態に切り替わった後に、供給バルブが開放状態から閉鎖状態に切り替わる場合に比べて、スパッタ等がワークに付着することを抑制することができる構成としてもよい。 (9) In the welding apparatus, when the welding of the workpiece is finished, the control unit is configured so that the supply valve is changed from the open state to the closed state before the suction valve is switched from the open state to the closed state. It is good also as a structure characterized by controlling so that it may switch to. According to this welding apparatus, after the suction valve is switched from the open state to the closed state, it is possible to suppress spatter and the like from adhering to the workpiece as compared with the case where the supply valve is switched from the open state to the closed state. It is good.

本明細書によって開示される技術は、種々の形態で実現することが可能である。例えば、溶接装置の制御方法および溶接装置、それらの方法または装置の機能を実現するためのコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した一時的でない記録媒体等の形態で実現することが可能である。   The technology disclosed by this specification can be implemented in various forms. For example, the present invention can be realized in the form of a control method and welding apparatus for a welding apparatus, a computer program for realizing the functions of the method or apparatus, a non-temporary recording medium on which the computer program is recorded, and the like.

第1実施形態の溶接システム1の概要構成を示す模式図である。It is a mimetic diagram showing the outline composition of welding system 1 of a 1st embodiment. 燃料電池スタック100の外観構成を示す斜視図である。1 is a perspective view showing an external configuration of a fuel cell stack 100. FIG. 図2のIII−IIIの位置における発電単位102のXZ断面構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the XZ cross-section structure of the electric power generation unit 102 in the position of III-III of FIG. 図2のIV−IVの位置における発電単位102のYZ断面構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the YZ cross-section structure of the electric power generation unit 102 in the position of IV-IV of FIG. 溶接用治具200の概要構成を示す斜視図である。2 is a perspective view showing a schematic configuration of a welding jig 200. FIG. 溶接用治具200の上側のXY平面構成を示す説明図である。4 is an explanatory diagram showing an XY plane configuration on the upper side of a welding jig 200. FIG. 第2対向部材270が取り外された状態の溶接用治具200の上側のXY平面構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows XY plane structure of the upper side of the jig 200 for welding in the state from which the 2nd opposing member 270 was removed. 図6のVIII−VIIIの位置におけるPX部分のXZ断面構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the XZ cross-section structure of the PX part in the position of VIII-VIII of FIG. レーザ出力機10と、吸引バルブ500と、供給バルブ600との動作を示すタイムチャートである。4 is a time chart showing operations of the laser output machine 10, the suction valve 500, and the supply valve 600. 第2実施形態の溶接用治具200の外観構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the external appearance structure of the welding jig | tool 200 of 2nd Embodiment.

A.第1実施形態:
A−1.溶接システム1の構成:
図1は、溶接システム1の概要構成を示す模式図である。溶接システム1は、レーザ出力機10と、溶接装置20と、吸引装置30と、供給装置40とを備える。レーザ出力機10は、溶接対象のワークW1に対してレーザビームLを照射して溶接するレーザビーム溶接機である。溶接装置20は、ワークW1を保持する溶接用治具200と、吸引バルブ500と、供給バルブ600と、移動テーブル700と、制御部800とを有する。以下、溶接対象のワークW1として、燃料電池スタック100の構成部品を例に挙げて説明する。
A. First embodiment:
A-1. Configuration of welding system 1:
FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of the welding system 1. The welding system 1 includes a laser output machine 10, a welding device 20, a suction device 30, and a supply device 40. The laser output machine 10 is a laser beam welder that irradiates and welds a workpiece W1 to be welded with a laser beam L. The welding apparatus 20 includes a welding jig 200 that holds the workpiece W1, a suction valve 500, a supply valve 600, a moving table 700, and a control unit 800. Hereinafter, the component parts of the fuel cell stack 100 will be described as an example of the workpiece W1 to be welded.

(燃料電池スタック100の構成)
図2は、燃料電池スタック100の構成を概略的に示す外観斜視図である。なお、図2には、方向を特定するための互いに直交するXYZ軸を示している。本明細書では、便宜的に、Z軸正方向を上方向と呼び、Z軸負方向を下方向と呼ぶものとする。燃料電池スタック100の設置態様に応じて、各軸に対応する方向は変化し得る。図3以降についても同様である。
(Configuration of fuel cell stack 100)
FIG. 2 is an external perspective view schematically showing the configuration of the fuel cell stack 100. FIG. 2 shows XYZ axes orthogonal to each other for specifying the direction. In this specification, for convenience, the positive Z-axis direction is referred to as the upward direction, and the negative Z-axis direction is referred to as the downward direction. Depending on the installation mode of the fuel cell stack 100, the direction corresponding to each axis may change. The same applies to FIG.

燃料電池スタック100は、上下方向に並べられた複数の発電単位102と、複数の発電単位102を上下から挟むように配置された一対のエンドプレート104,106とを備える。各図に示す燃料電池スタック100に含まれる発電単位102の個数は、あくまで一例であり、発電単位102の個数は燃料電池スタック100に要求される出力電圧等に応じて適宜決められる。   The fuel cell stack 100 includes a plurality of power generation units 102 arranged in the vertical direction, and a pair of end plates 104 and 106 arranged so as to sandwich the plurality of power generation units 102 from above and below. The number of power generation units 102 included in the fuel cell stack 100 shown in each drawing is merely an example, and the number of power generation units 102 is appropriately determined according to the output voltage required for the fuel cell stack 100 or the like.

燃料電池スタック100の周縁部には、燃料電池スタック100を上下方向に貫通する複数の(本実施形態では8つの)貫通孔108が形成されている。各貫通孔108に挿入されたボルト22とボルト22にはめられたナット24とによって、燃料電池スタック100を構成する各層(複数の発電単位102および一対のエンドプレート104,106)は締め付けられて固定されている。   A plurality of (eight in this embodiment) through-holes 108 that penetrate the fuel cell stack 100 in the vertical direction are formed in the peripheral portion of the fuel cell stack 100. Each layer (a plurality of power generation units 102 and a pair of end plates 104 and 106) constituting the fuel cell stack 100 is fastened and fixed by bolts 22 inserted into the through holes 108 and nuts 24 fitted to the bolts 22. Has been.

各ボルト22の軸部の外径は各貫通孔108の内径より小さいため、各ボルト22の軸部の外周面と各貫通孔108の内周面との間には空間が確保されている。燃料電池スタック100の外周における1つの辺の中点付近に位置する貫通孔108により形成された空間は、各発電単位102に酸化剤ガスOGを供給する酸化剤ガス供給マニホールド162として機能し、該辺の反対側の辺の中点付近に位置する貫通孔108により形成された空間は、各発電単位102から未反応の酸化剤ガスOGである酸化剤オフガスOOGを排出する酸化剤ガス排出マニホールド164として機能する。   Since the outer diameter of the shaft portion of each bolt 22 is smaller than the inner diameter of each through hole 108, a space is secured between the outer peripheral surface of the shaft portion of each bolt 22 and the inner peripheral surface of each through hole 108. The space formed by the through hole 108 located near the midpoint of one side of the outer periphery of the fuel cell stack 100 functions as an oxidant gas supply manifold 162 that supplies the oxidant gas OG to each power generation unit 102. A space formed by the through hole 108 located near the midpoint of the side opposite to the side is an oxidant gas discharge manifold 164 that discharges the oxidant off-gas OOG that is an unreacted oxidant gas OG from each power generation unit 102. Function as.

また、燃料電池スタック100の外周における他の辺の中点付近に位置する貫通孔108により形成された空間は、各発電単位102に燃料ガスFGを供給する燃料ガス供給マニホールド172として機能し、該辺の反対側の辺の中点付近に位置する貫通孔108により形成された空間は、各発電単位102から未反応の燃料ガスFGや燃料ガスFGの発電後のガスを含む燃料オフガスFOGを排出する燃料ガス排出マニホールド174として機能する。なお、本実施形態では、酸化剤ガスOGとして、例えば、空気が使用され、燃料ガスFGとして、例えば、都市ガスを改質した水素リッチなガスが使用される。   Further, the space formed by the through hole 108 located near the midpoint of the other side of the outer periphery of the fuel cell stack 100 functions as a fuel gas supply manifold 172 that supplies the fuel gas FG to each power generation unit 102, and The space formed by the through-hole 108 located near the midpoint of the side opposite to the side discharges the fuel off-gas FOG containing unreacted fuel gas FG and fuel gas FG after power generation from each power generation unit 102. Functions as a fuel gas discharge manifold 174. In the present embodiment, for example, air is used as the oxidant gas OG, and, for example, a hydrogen-rich gas obtained by reforming city gas is used as the fuel gas FG.

(エンドプレート104,106の構成)
一対のエンドプレート104,106は、方形の平板状の導電性部材であり、例えばステンレスにより形成されている。一方のエンドプレート104は、最も上に位置する発電単位102の上側に配置され、他方のエンドプレート106は、最も下に位置する発電単位102の下側に配置されている。すなわち、一対のエンドプレート104,106によって複数の発電単位102が押圧された状態で挟持されている。上側のエンドプレート104(または上側のエンドプレート104に接続された別部材)は、燃料電池スタック100のプラス側の出力端子として機能し、下側のエンドプレート106(または下側のエンドプレート106に接続された別部材)は、燃料電池スタック100のマイナス側の出力端子として機能する。
(Configuration of end plates 104 and 106)
The pair of end plates 104 and 106 are rectangular flat plate-like conductive members, and are made of, for example, stainless steel. One end plate 104 is disposed on the upper side of the power generation unit 102 located on the uppermost side, and the other end plate 106 is disposed on the lower side of the power generation unit 102 located on the lowermost side. That is, the plurality of power generation units 102 are sandwiched between the pair of end plates 104 and 106 while being pressed. The upper end plate 104 (or another member connected to the upper end plate 104) functions as a positive output terminal of the fuel cell stack 100, and is connected to the lower end plate 106 (or the lower end plate 106). The connected separate member) functions as a negative output terminal of the fuel cell stack 100.

(発電単位102の構成)
図3および図4は、発電単位102の構成を概略的に示す説明図である。図3には、図2のIII−IIIの位置における発電単位102の断面構成が示されており、図4には、図2のIV−IVの位置における発電単位102の断面構成が示されている。なお、図3の符号OGは酸化剤ガスを意味し、符号OOGは酸化剤オフガスを意味する。図4の符号FGは燃料ガスを意味し、符号OFGは燃料オフガスを意味する。
(Configuration of power generation unit 102)
3 and 4 are explanatory diagrams schematically showing the configuration of the power generation unit 102. FIG. 3 shows a cross-sectional configuration of the power generation unit 102 at the position III-III in FIG. 2, and FIG. 4 shows a cross-sectional configuration of the power generation unit 102 at the position IV-IV in FIG. Yes. In addition, the code | symbol OG of FIG. 3 means oxidizing agent gas, and the code | symbol OOG means oxidizing agent off gas. The sign FG in FIG. 4 means fuel gas, and the sign OFG means fuel off-gas.

図3および図4に示すように、発電の最小単位である発電単位102は、単セル110と、セパレータ120と、空気極側集電体134と、空気極側フレーム130と、燃料極側集電体144と、燃料極側フレーム140と、発電単位102の最上層および最下層を構成する一対のインターコネクタ150とを備える。セパレータ120、空気極側フレーム130、燃料極側フレーム140、インターコネクタ150の周縁部には、上述したボルト22が挿入される貫通孔108に対応する孔が形成されている。   As shown in FIGS. 3 and 4, the power generation unit 102, which is the minimum unit of power generation, includes a single cell 110, a separator 120, an air electrode side current collector 134, an air electrode side frame 130, and a fuel electrode side current collector. An electric body 144, a fuel electrode side frame 140, and a pair of interconnectors 150 constituting the uppermost layer and the lowermost layer of the power generation unit 102 are provided. In the peripheral portions of the separator 120, the air electrode side frame 130, the fuel electrode side frame 140, and the interconnector 150, holes corresponding to the through holes 108 into which the bolts 22 are inserted are formed.

インターコネクタ150は、方形の平板状の導電性部材であり、例えばステンレスにより形成されている。インターコネクタ150は、発電単位102間の電気的導通を確保すると共に、発電単位102間での反応ガスの混合を防止する。なお、1つのインターコネクタ150は、2つの発電単位102に共用されている。すなわち、ある発電単位102における上側のインターコネクタ150は、その発電単位102の上側に隣接する他の発電単位102における下側のインターコネクタ150と同一部材である。また、燃料電池スタック100は一対のエンドプレート104,106を備えているため、燃料電池スタック100において最も上に位置する発電単位102における上側のインターコネクタ150、および、最も下に位置する発電単位102における下側のインターコネクタ150は省略可能である。   The interconnector 150 is a rectangular flat conductive member, and is formed of, for example, stainless steel. The interconnector 150 ensures electrical continuity between the power generation units 102 and prevents reaction gas from being mixed between the power generation units 102. One interconnector 150 is shared by two power generation units 102. That is, the upper interconnector 150 in a power generation unit 102 is the same member as the lower interconnector 150 in another power generation unit 102 adjacent to the upper side of the power generation unit 102. Further, since the fuel cell stack 100 includes a pair of end plates 104 and 106, the upper interconnector 150 in the uppermost power generation unit 102 in the fuel cell stack 100 and the lowermost power generation unit 102. The lower interconnector 150 can be omitted.

単セル110は、電解質層112と、電解質層112の一方の面に配置された空気極(カソード)114と、電解質層112の他方の面に配置された燃料極(アノード)116とを備える。なお、本実施形態の単セル110は、燃料極116で電解質層112および空気極114を支持する燃料極支持形の単セルである。   The unit cell 110 includes an electrolyte layer 112, an air electrode (cathode) 114 disposed on one surface of the electrolyte layer 112, and a fuel electrode (anode) 116 disposed on the other surface of the electrolyte layer 112. The single cell 110 of the present embodiment is a fuel electrode-supported single cell that supports the electrolyte layer 112 and the air electrode 114 with the fuel electrode 116.

電解質層112は、方形の平板状の部材であり、例えば、YSZ(イットリア安定化ジルコニア)、ScSZ(スカンジア安定化ジルコニア)、SDC(サマリウムドープセリア)、GDC(ガドリニウムドープセリア)、ペロブスカイト型酸化物といった固体酸化物により形成されている。空気極114は、電解質層112より小さい方形の平板状の部材であり、例えば、ペロブスカイト型酸化物(例えばLSCF(ランタンストロンチウムコバルト鉄酸化物)、LSM(ランタンストロンチウムマンガン酸化物)、LNF(ランタンニッケル鉄))や各種貴金属、貴金属とセラミックとのサーメット等により形成されている。燃料極116は、X−Y平面で見た場合に電解質層112と同一の大きさの方形の平板状の部材であり、例えば、Ni(ニッケル)、Niとセラミック粒子からなるサーメット、Ni基合金等により形成されている。このように、本実施形態の単セル110は、電解質として固体酸化物を用いる固体酸化物形燃料電池(SOFC)である。   The electrolyte layer 112 is a rectangular flat plate member, such as YSZ (yttria stabilized zirconia), ScSZ (scandia stabilized zirconia), SDC (samarium doped ceria), GDC (gadolinium doped ceria), perovskite oxide. It is formed with such a solid oxide. The air electrode 114 is a rectangular flat plate-shaped member smaller than the electrolyte layer 112. For example, the air electrode 114 is a perovskite oxide (for example, LSCF (lanthanum strontium cobalt iron oxide), LSM (lanthanum strontium manganese oxide), LNF (lanthanum nickel). Iron)), various precious metals, cermets of precious metals and ceramics, and the like. The fuel electrode 116 is a rectangular flat plate member having the same size as the electrolyte layer 112 when viewed in the XY plane. For example, Ni (nickel), a cermet made of Ni and ceramic particles, and a Ni-based alloy Etc. are formed. Thus, the single cell 110 of this embodiment is a solid oxide fuel cell (SOFC) using a solid oxide as an electrolyte.

セパレータ120は、中央付近に方形状の貫通孔121が形成されたフレーム状の部材であり、例えば、金属により形成されている。セパレータ120における貫通孔121の周囲部分は、電解質層112における空気極114の側の表面の周縁部に対向している。セパレータ120は、その対向した部分に配置されたロウ材(例えばAgロウ)により形成された接合部124により、電解質層112(単セル110)と接合されている。セパレータ120により、単セル110の周縁部における一方の電極側から他方の電極側へのガスのリークが抑制される。なお、セパレータ120が接合された単セル110をセパレータ付き単セルともいう。セパレータ120における貫通孔121の周囲部分には、上記複数の貫通孔108をそれぞれ構成する複数の貫通孔122が形成されている。   The separator 120 is a frame-like member in which a rectangular through-hole 121 is formed near the center, and is made of, for example, metal. The peripheral portion of the separator 120 around the through hole 121 is opposed to the peripheral edge portion of the surface of the electrolyte layer 112 on the air electrode 114 side. The separator 120 is bonded to the electrolyte layer 112 (single cell 110) by a bonding portion 124 formed of a brazing material (for example, Ag brazing) disposed in the facing portion. The separator 120 suppresses gas leakage from the one electrode side to the other electrode side in the peripheral portion of the single cell 110. The single cell 110 to which the separator 120 is bonded is also referred to as a single cell with a separator. A plurality of through-holes 122 that respectively constitute the plurality of through-holes 108 are formed around the through-hole 121 in the separator 120.

空気極側フレーム130は、中央付近に方形状の貫通孔131が形成されたフレーム状の部材であり、例えば、マイカ等の絶縁体により形成されている。空気極側フレーム130は、セパレータ120における電解質層112に対向する側とは反対側の表面の周縁部と、インターコネクタ150における空気極114に対向する側の表面の周縁部とに接触している。空気極側フレーム130によって、空気極114とインターコネクタ150との間に酸化剤ガス流路166が確保されると共に、発電単位102に含まれる一対のインターコネクタ150間が電気的に絶縁される。また、空気極側フレーム130には、酸化剤ガス供給マニホールド162と酸化剤ガス流路166とを連通する酸化剤ガス供給連通孔132と、酸化剤ガス流路166と酸化剤ガス排出マニホールド164とを連通する酸化剤ガス排出連通孔133とが形成されている。   The air electrode side frame 130 is a frame-like member in which a rectangular through hole 131 is formed near the center, and is formed of an insulator such as mica, for example. The air electrode side frame 130 is in contact with the peripheral edge portion of the surface of the separator 120 opposite to the side facing the electrolyte layer 112 and the peripheral edge portion of the surface of the interconnector 150 facing the air electrode 114. . The air electrode side frame 130 secures an oxidant gas flow path 166 between the air electrode 114 and the interconnector 150, and electrically isolates the pair of interconnectors 150 included in the power generation unit 102. Further, the air electrode side frame 130 has an oxidant gas supply communication hole 132 communicating the oxidant gas supply manifold 162 and the oxidant gas flow path 166, an oxidant gas flow path 166, and an oxidant gas discharge manifold 164. And an oxidant gas discharge communication hole 133 that communicates with each other.

燃料極側フレーム140は、中央付近に方形状の貫通孔141が形成されたフレーム状の部材であり、例えば、金属により形成されている。燃料極側フレーム140は、セパレータ120における電解質層112に対向する側の表面の周縁部と、インターコネクタ150における燃料極116に対向する側の表面の周縁部とに接触している。なお、本実施形態では、燃料極側フレーム140は、セパレータ120とインターコネクタ150とに溶接されている。燃料極側フレーム140によって、燃料極116とインターコネクタ150との間に燃料ガス流路176が確保される。また、燃料極側フレーム140には、燃料ガス供給マニホールド172と燃料ガス流路176とを連通する燃料ガス供給連通孔142と、燃料ガス流路176と燃料ガス排出マニホールド174とを連通する燃料ガス排出連通孔143とが形成されている。   The fuel electrode side frame 140 is a frame-like member in which a rectangular through hole 141 is formed near the center, and is made of, for example, metal. The fuel electrode side frame 140 is in contact with the peripheral portion of the surface of the separator 120 facing the electrolyte layer 112 and the peripheral portion of the surface of the interconnector 150 facing the fuel electrode 116. In the present embodiment, the fuel electrode side frame 140 is welded to the separator 120 and the interconnector 150. A fuel gas flow path 176 is secured between the fuel electrode 116 and the interconnector 150 by the fuel electrode side frame 140. Further, the fuel electrode side frame 140 has a fuel gas supply communication hole 142 communicating with the fuel gas supply manifold 172 and the fuel gas flow path 176, and a fuel gas communicating with the fuel gas flow path 176 and the fuel gas discharge manifold 174. A discharge communication hole 143 is formed.

空気極側集電体134は、所定の間隔をあけて並べられた複数の四角柱状の導電性部材から構成されており、例えば、ステンレスにより形成されている。空気極側集電体134は、空気極114における電解質層112に対向する側とは反対側の表面と、インターコネクタ150における空気極114に対向する側の表面とに接触することにより、空気極114とインターコネクタ150とを電気的に接続する。空気極側集電体134を構成する各柱状部材間に形成される空間は、酸化剤ガス流路166として機能する。   The air electrode side current collector 134 is composed of a plurality of rectangular columnar conductive members arranged at a predetermined interval, and is formed of, for example, stainless steel. The air electrode side current collector 134 is brought into contact with the surface of the air electrode 114 opposite to the side facing the electrolyte layer 112 and the surface of the interconnector 150 facing the air electrode 114, whereby the air electrode 114 and the interconnector 150 are electrically connected. A space formed between the columnar members constituting the air electrode side current collector 134 functions as an oxidant gas flow path 166.

燃料極側集電体144は、インターコネクタ対向部146と、複数の電極対向部145と、各電極対向部145とインターコネクタ対向部146とをつなぐ連接部147とを備えており、例えば、ニッケルやニッケル合金、ステンレス等により形成されている。各電極対向部145は、燃料極116における電解質層112に対向する側とは反対側の表面に接触し、インターコネクタ対向部146は、インターコネクタ150における燃料極116に対向する側の表面に接触する。そのため、燃料極側集電体144は、燃料極116とインターコネクタ150とを電気的に接続する。燃料極側集電体144の各電極対向部145間に形成される空間は、燃料ガス流路176として機能する。   The fuel electrode side current collector 144 includes an interconnector facing portion 146, a plurality of electrode facing portions 145, and a connecting portion 147 that connects each electrode facing portion 145 and the interconnector facing portion 146. Or nickel alloy, stainless steel or the like. Each electrode facing portion 145 contacts the surface of the fuel electrode 116 opposite to the side facing the electrolyte layer 112, and the interconnector facing portion 146 contacts the surface of the interconnector 150 facing the fuel electrode 116. To do. Therefore, the fuel electrode side current collector 144 electrically connects the fuel electrode 116 and the interconnector 150. A space formed between the electrode facing portions 145 of the fuel electrode side current collector 144 functions as a fuel gas flow path 176.

なお、本実施形態では、電極対向部145とインターコネクタ対向部146との間に、例えばマイカにより形成されたスペーサ149が配置されている。そのため、燃料極側集電体144が温度サイクルや反応ガス圧力変動による発電単位102の変形に追随し、燃料極側集電体144を介した燃料極116とインターコネクタ150との電気的接続が良好に維持される。   In the present embodiment, a spacer 149 made of, for example, mica is disposed between the electrode facing portion 145 and the interconnector facing portion 146. Therefore, the fuel electrode side current collector 144 follows the deformation of the power generation unit 102 due to the temperature cycle or reaction gas pressure fluctuation, and the fuel electrode 116 and the interconnector 150 are electrically connected via the fuel electrode side current collector 144. Maintained well.

(溶接用治具200の構成)
図5から図8は、溶接用治具200の構成を概要的に示す説明図である。図5には、斜め上側から見た溶接用治具200の外観構成が示されており、図6には、上側から見た溶接用治具200の構成が示されている。図7には、後述の第2対向部材270が取り外された状態で上側から見た溶接用治具200の構成が示されており、図8には、図6に示す溶接用治具200について、VIII−VIII位置の断面に平行なPX部分の断面構成が示されている。
(Configuration of welding jig 200)
5 to 8 are explanatory views schematically showing the configuration of the welding jig 200. FIG. FIG. 5 shows an external configuration of the welding jig 200 viewed from the upper side, and FIG. 6 shows a configuration of the welding jig 200 viewed from the upper side. FIG. 7 shows the configuration of the welding jig 200 viewed from above with a second opposing member 270 described later removed, and FIG. 8 shows the welding jig 200 shown in FIG. , The cross-sectional configuration of the PX portion parallel to the cross-section at the position VIII-VIII is shown.

溶接用治具200は、例えば、予め、単セル110が接合部124により接合されたセパレータ120と、燃料極側フレーム140との周縁部同士を溶接するために使用される。以下、単セル110が接合部124により接合されたセパレータ120と燃料極側フレーム140とをまとめてワークW1ということがある。図5および図6に示すように、溶接用治具200は、ワークW1が配置される配置面222を有するベース部210と、配置面222に対向して配置される対向部250とを備える。   The welding jig 200 is used, for example, for welding the peripheral portions of the separator 120 to which the single cell 110 is joined in advance by the joining portion 124 and the fuel electrode side frame 140. Hereinafter, the separator 120 to which the single cell 110 is joined by the joining portion 124 and the fuel electrode side frame 140 may be collectively referred to as a work W1. As shown in FIGS. 5 and 6, the welding jig 200 includes a base portion 210 having a placement surface 222 on which the workpiece W <b> 1 is disposed, and a facing portion 250 disposed to face the placement surface 222.

(ベース部210の構成)
ベース部210は、載置部材220と、固定用フレーム230とを含む。載置部材220は、方形の平板状の部材であり、例えば、金属により形成されている。載置部材220の周縁部には、載置部材220を上下方向に貫通する複数の固定孔221が形成されている。各固定孔221に挿入された図示しないネジが、後述の移動テーブル700(図1参照)に形成された図示しないネジ穴にはめられることによって、載置部材220が移動テーブル700に固定される。
(Configuration of base unit 210)
The base part 210 includes a mounting member 220 and a fixing frame 230. The mounting member 220 is a rectangular flat plate-like member, and is formed of, for example, metal. A plurality of fixing holes 221 penetrating the mounting member 220 in the vertical direction are formed in the peripheral portion of the mounting member 220. Screws (not shown) inserted into the respective fixing holes 221 are fitted into screw holes (not shown) formed in the moving table 700 (see FIG. 1) described later, whereby the mounting member 220 is fixed to the moving table 700.

図7に示すように、固定用フレーム230は、中央付近に貫通孔231が形成されたフレーム状の部材であり、例えば、金属により形成されている。固定用フレーム230の外形サイズは、載置部材220よりも小さい。固定用フレーム230の貫通孔231の開口形状は、ワークW1の外形に対応した方形状であり、固定用フレーム230の貫通孔231内にワークW1が収容される。固定用フレーム230は、載置部材220の上面に配置され、固定用フレーム230の周縁部が複数のネジ232を介して載置部材220に固定されている。なお、載置部材220の上面の内、固定用フレーム230の貫通孔231から露出する領域が、ワークW1が配置される配置面222(図8参照)である。   As shown in FIG. 7, the fixing frame 230 is a frame-like member in which a through hole 231 is formed near the center, and is made of, for example, metal. The outer size of the fixing frame 230 is smaller than that of the mounting member 220. The opening shape of the through hole 231 of the fixing frame 230 is a square shape corresponding to the outer shape of the work W1, and the work W1 is accommodated in the through hole 231 of the fixing frame 230. The fixing frame 230 is disposed on the upper surface of the mounting member 220, and the periphery of the fixing frame 230 is fixed to the mounting member 220 via a plurality of screws 232. In addition, the area | region exposed from the through-hole 231 of the frame 230 for fixation among the upper surfaces of the mounting member 220 is the arrangement | positioning surface 222 (refer FIG. 8) where the workpiece | work W1 is arrange | positioned.

(対向部250の構成)
対向部250は、第1対向部材260と、第2対向部材270とを含む。第1対向部材260は、中央付近に貫通孔261が形成されたフレーム状の部材であり、例えば、金属により形成されている。図8に示すように、第1対向部材260の内、第1対向部材260の貫通孔261(図7参照)を構成する内周面262は、下側内周部分262Dと上側内周部分262Uとを有する。下側内周部分262Dは、第1対向部材260の下面260Dから上方に向かって延びている。上側内周部分262Uは、下側内周部分262Dの上端から第1対向部材260の上面260Uまで延びており、第1対向部材260の上面260Uに近づくに連れて第1対向部材260の外周面263に近づくように傾斜している。内周面262は第1の内壁面の一例であり、外周面263は外壁面の一例である。
(Configuration of the facing portion 250)
The facing portion 250 includes a first facing member 260 and a second facing member 270. The first facing member 260 is a frame-like member in which a through hole 261 is formed in the vicinity of the center, and is made of, for example, metal. As shown in FIG. 8, in the first opposing member 260, the inner peripheral surface 262 constituting the through hole 261 (see FIG. 7) of the first opposing member 260 has a lower inner peripheral portion 262D and an upper inner peripheral portion 262U. And have. The lower inner peripheral portion 262D extends upward from the lower surface 260D of the first facing member 260. The upper inner peripheral portion 262U extends from the upper end of the lower inner peripheral portion 262D to the upper surface 260U of the first opposing member 260, and the outer peripheral surface of the first opposing member 260 approaches the upper surface 260U of the first opposing member 260. It is inclined to approach 263. The inner peripheral surface 262 is an example of a first inner wall surface, and the outer peripheral surface 263 is an example of an outer wall surface.

図5に示すように、第1対向部材260の周縁部には、第1対向部材260を上下方向に貫通する複数の固定孔265が形成されている。第1対向部材260は、固定用フレーム230の貫通孔231内にワークW1が収容された固定用フレーム230の上面に配置され、各固定孔265に挿入されたネジ266が固定用フレーム230に形成された図示しないネジ穴にはめられることによって、第1対向部材260が固定用フレーム230に固定される。このとき、図7に示すように、第1対向部材260の外周面263は、ワークW1の外周面W1Aよりも外側に位置しており、第1対向部材260の内周面262は、ワークW1の外周面W1Aよりも内側に位置する。従って、ワークW1の周縁部が、載置部材220と第1対向部材260との間に挟み込まれることにより、ワークW1はベース部210に対して固定される。なお、第1対向部材260の貫通孔261には、セパレータ120の内、上記セパレータ120の貫通孔122が形成された部分と、電解質層112と、空気極114とが露出している。   As shown in FIG. 5, a plurality of fixing holes 265 penetrating the first opposing member 260 in the vertical direction are formed in the peripheral portion of the first opposing member 260. The first facing member 260 is disposed on the upper surface of the fixing frame 230 in which the workpiece W1 is accommodated in the through hole 231 of the fixing frame 230, and a screw 266 inserted into each fixing hole 265 is formed in the fixing frame 230. The first opposing member 260 is fixed to the fixing frame 230 by being fitted into the screw hole (not shown). At this time, as shown in FIG. 7, the outer peripheral surface 263 of the first opposing member 260 is located outside the outer peripheral surface W1A of the workpiece W1, and the inner peripheral surface 262 of the first opposing member 260 is the workpiece W1. It is located inside the outer peripheral surface W1A. Therefore, the workpiece W1 is fixed to the base portion 210 by the peripheral portion of the workpiece W1 being sandwiched between the placement member 220 and the first opposing member 260. In the through hole 261 of the first facing member 260, the portion of the separator 120 where the through hole 122 of the separator 120 is formed, the electrolyte layer 112, and the air electrode 114 are exposed.

図6に示すように、第1対向部材260の内部には、吸引孔300が形成されている。吸引孔300は、環状吸引孔310と、複数の第1分岐吸引孔320と、第2分岐吸引孔330とを含む。環状吸引孔310は、第1対向部材260の貫通孔261の周囲を囲むように環状に延びている。各第1分岐吸引孔320は、環状吸引孔310から分岐して第1対向部材260の内周面262まで延びており、その先端が、内周面262に形成された吸引口321を構成している。本実施形態では、第1対向部材260の内周面262の内、第1対向部材260の内周における4つの辺に対応する4つの部分のそれぞれには、7つの吸引口321(第1分岐吸引孔320)が形成されている。図8に示すように、各吸引口321は、内周面262の内、下側内周部分262Dに形成されている。   As shown in FIG. 6, a suction hole 300 is formed inside the first facing member 260. The suction hole 300 includes an annular suction hole 310, a plurality of first branch suction holes 320, and a second branch suction hole 330. The annular suction hole 310 extends in an annular shape so as to surround the periphery of the through hole 261 of the first opposing member 260. Each first branch suction hole 320 branches from the annular suction hole 310 and extends to the inner peripheral surface 262 of the first opposing member 260, and the tip thereof constitutes a suction port 321 formed in the inner peripheral surface 262. ing. In the present embodiment, seven suction ports 321 (first branch) are formed in each of the four portions corresponding to the four sides on the inner periphery of the first opposing member 260 in the inner peripheral surface 262 of the first opposing member 260. A suction hole 320) is formed. As shown in FIG. 8, each suction port 321 is formed in the lower inner peripheral portion 262D of the inner peripheral surface 262.

第2分岐吸引孔330は、環状吸引孔310から分岐して第1対向部材260の外周面263まで延びており、その先端が、外周面263に形成された吸引側連通口331を構成している。なお、第1対向部材260の外周面263には、吸引側連通口331に連通する管状の連通部264が設けられている。   The second branch suction hole 330 branches from the annular suction hole 310 and extends to the outer peripheral surface 263 of the first opposing member 260, and the tip thereof constitutes a suction side communication port 331 formed in the outer peripheral surface 263. Yes. A tubular communication portion 264 that communicates with the suction side communication port 331 is provided on the outer peripheral surface 263 of the first facing member 260.

図5および図6に示すように、第2対向部材270は、方形の平板状の部材であり、例えば、金属で形成されている。図8に示すように、第2対向部材270の外周面272は、下側外周部分272Dと上側外周部分272Uとを有する。下側外周部分272Dは、第2対向部材270の下面270Dから上方に向かって延びている。上側外周部分272Uは、下側外周部分272Dの上端から第2対向部材270の上面270Uまで延びており、第2対向部材270の上面270Uに近づくに連れて第2対向部材270の中央部分に近づくように傾斜している。外周面272は、第2の内壁面の一例である。下側内周部分262Dおよび下側外周部分272Dは第1の内壁部分の一例であり、上側内周部分262Uおよび上側外周部分272Uは第2の内壁部分の一例である。   As shown in FIGS. 5 and 6, the second facing member 270 is a rectangular flat plate-like member, and is formed of, for example, metal. As shown in FIG. 8, the outer peripheral surface 272 of the second facing member 270 has a lower outer peripheral portion 272D and an upper outer peripheral portion 272U. The lower outer peripheral portion 272D extends upward from the lower surface 270D of the second facing member 270. The upper outer peripheral portion 272U extends from the upper end of the lower outer peripheral portion 272D to the upper surface 270U of the second opposing member 270, and approaches the central portion of the second opposing member 270 as it approaches the upper surface 270U of the second opposing member 270. So as to be inclined. The outer peripheral surface 272 is an example of a second inner wall surface. The lower inner peripheral portion 262D and the lower outer peripheral portion 272D are examples of a first inner wall portion, and the upper inner peripheral portion 262U and the upper outer peripheral portion 272U are examples of a second inner wall portion.

第2対向部材270の外形サイズは、第1対向部材260の貫通孔261よりも小さい。第2対向部材270は、ワークW1が第1対向部材260によってベース部210に固定された状態で、第1対向部材260の貫通孔261内に配置される。このとき、第1対向部材260の内周面262と第2対向部材270の外周面272とは、全周にわたって離間している。これにより、図6に示すように、第1対向部材260の内周面262と第2対向部材270の外周面272とによって、対向部250の上面から下面まで貫き、かつ、第2対向部材270の全周を囲むように延びる環状の開口部251が形成される。図8に示すように、第1対向部材260の上側内周部分262Uと、第2対向部材270の上側外周部分272Uがなす上方への開き角度は、第1対向部材260の下側内周部分262Dと、第2対向部材270の下側外周部分272Dとがなす上方への開き角度よりも広くなっている。   The external size of the second opposing member 270 is smaller than the through hole 261 of the first opposing member 260. The second facing member 270 is disposed in the through hole 261 of the first facing member 260 in a state where the workpiece W1 is fixed to the base portion 210 by the first facing member 260. At this time, the inner peripheral surface 262 of the first opposing member 260 and the outer peripheral surface 272 of the second opposing member 270 are separated over the entire circumference. Accordingly, as shown in FIG. 6, the inner peripheral surface 262 of the first opposing member 260 and the outer peripheral surface 272 of the second opposing member 270 penetrate from the upper surface to the lower surface of the opposing portion 250, and the second opposing member 270. An annular opening 251 is formed extending so as to surround the entire circumference. As shown in FIG. 8, the upward opening angle formed by the upper inner peripheral portion 262U of the first opposing member 260 and the upper outer peripheral portion 272U of the second opposing member 270 is the lower inner peripheral portion of the first opposing member 260. It is wider than the upward opening angle formed by 262D and the lower outer peripheral portion 272D of the second opposing member 270.

第2対向部材270の周縁部には、第2対向部材270を上下方向に貫通する複数の固定孔271が形成されている。各固定孔271は、セパレータ120に形成された複数の貫通孔122それぞれに対応した位置に配置される。各固定孔271に挿入されたネジ273が、セパレータ120の各貫通孔122を介して、載置部材220に形成された図示しないネジ穴にはめられることによって、第2対向部材270が載置部材220に固定される。   A plurality of fixing holes 271 penetrating the second opposing member 270 in the vertical direction are formed in the peripheral edge portion of the second opposing member 270. Each fixing hole 271 is disposed at a position corresponding to each of the plurality of through holes 122 formed in the separator 120. Screws 273 inserted into the respective fixing holes 271 are fitted into screw holes (not shown) formed in the mounting member 220 through the respective through holes 122 of the separator 120, whereby the second opposing member 270 is mounted on the mounting member. 220 is fixed.

第2対向部材270の内部には、供給孔400が形成されている。図6に示すように、供給孔400は、環状供給孔410と、複数の第1分岐供給孔420と、第2分岐供給孔430とを含む。環状供給孔410は、第2対向部材270の外周面272に沿って環状に延びている。各第1分岐供給孔420は、環状供給孔410から分岐して第2対向部材270の外周面272まで延びており、その先端が、外周面272に形成された供給口421を構成している。本実施形態では、第2対向部材270の外周面272の内、第2対向部材270の外周における4つの辺に対応する4つ部分のそれぞれには、7つの供給口421(第1分岐供給孔420)が形成されている。図8に示すように、各供給口421は、外周面272の内、下側外周部分272Dに形成されている。また、各吸引口321と各供給口421とは、互いに対向している。   A supply hole 400 is formed in the second opposing member 270. As shown in FIG. 6, the supply hole 400 includes an annular supply hole 410, a plurality of first branch supply holes 420, and a second branch supply hole 430. The annular supply hole 410 extends annularly along the outer peripheral surface 272 of the second facing member 270. Each first branch supply hole 420 branches from the annular supply hole 410 and extends to the outer peripheral surface 272 of the second opposing member 270, and the tip thereof constitutes a supply port 421 formed in the outer peripheral surface 272. . In the present embodiment, seven supply ports 421 (first branch supply holes) are provided in each of the four portions corresponding to the four sides on the outer periphery of the second opposing member 270 in the outer peripheral surface 272 of the second opposing member 270. 420) is formed. As shown in FIG. 8, each supply port 421 is formed in the lower outer peripheral portion 272 </ b> D of the outer peripheral surface 272. Each suction port 321 and each supply port 421 are opposed to each other.

第2分岐供給孔430は、環状供給孔410から上方に分岐して第2対向部材270の上面270Uまで延びており、その先端が、上面270Uに形成された供給側連通口431を構成している。なお、第2対向部材270の上面270Uには、供給側連通口431に連通する管状の連通部275が設けられている。なお、第2対向部材270の上面270Uの中央付近には、把持部276がネジ277によって上面270Uに固定されている。   The second branch supply hole 430 branches upward from the annular supply hole 410 and extends to the upper surface 270U of the second facing member 270, and the tip of the second branch supply hole 430 constitutes a supply-side communication port 431 formed in the upper surface 270U. Yes. A tubular communication portion 275 that communicates with the supply side communication port 431 is provided on the upper surface 270U of the second facing member 270. Note that a grip 276 is fixed to the upper surface 270U by a screw 277 near the center of the upper surface 270U of the second facing member 270.

(吸引装置30と供給装置40の構成)
図1に示すように、吸引装置30は、吸引源31と、吸引菅32とを有する。吸引源31は、外部から気体を吸引するための構成を有する装置であり、例えば真空ポンプである。吸引源31は、吸引菅32を介して、第1対向部材260の連通部264に連結されている。このため、吸引源31は、対向部250の開口部251内およびその周辺の気体(以下、吸引気体AG2という)を、第1対向部材260の吸引孔300を介して吸引することができる。供給装置40は、供給源41と、供給菅42とを有する。供給源41は、気体(以下、供給気体AG1という)を外部に供給するための構成を有する装置であり、例えば噴射ポンプである。供給源41は、供給菅42を介して、第2対向部材270の連通部275に連結されている。このため、供給源41は、第2対向部材270の供給孔400を介して、対向部250の開口部251へと供給気体AG1を供給することができる。なお、本実施形態では、供給気体AG1は、空気でもよいし、アシストガス(アルゴンガス等の不揮発性ガス)でもよい。
(Configuration of suction device 30 and supply device 40)
As shown in FIG. 1, the suction device 30 includes a suction source 31 and a suction rod 32. The suction source 31 is a device having a configuration for sucking gas from the outside, and is, for example, a vacuum pump. The suction source 31 is connected to the communication portion 264 of the first facing member 260 via the suction rod 32. Therefore, the suction source 31 can suck the gas in and around the opening 251 of the facing portion 250 (hereinafter referred to as suction gas AG2) through the suction hole 300 of the first facing member 260. The supply device 40 includes a supply source 41 and a supply rod 42. The supply source 41 is a device having a configuration for supplying gas (hereinafter referred to as supply gas AG1) to the outside, and is, for example, an injection pump. The supply source 41 is connected to the communication portion 275 of the second facing member 270 via the supply rod 42. For this reason, the supply source 41 can supply the supply gas AG <b> 1 to the opening 251 of the facing portion 250 via the supply hole 400 of the second facing member 270. In the present embodiment, the supply gas AG1 may be air or an assist gas (nonvolatile gas such as argon gas).

(吸引バルブ500と供給バルブ600の構成)
吸引バルブ500は、吸引菅32の途中に配置されており、吸引菅32内の吸引気体AG2の流路を開放する開放状態と、吸引気体AG2の流路を閉鎖する閉鎖状態とに切り替え可能に構成されている。供給バルブ600は、供給菅42の途中に配置されており、供給菅42内の供給気体AG1の流路を開放する開放状態と、供給気体AG1の流路を閉鎖する閉鎖状態とに切り替え可能に構成されている。
(Configuration of suction valve 500 and supply valve 600)
The suction valve 500 is arranged in the middle of the suction rod 32 and can be switched between an open state in which the flow path of the suction gas AG2 in the suction rod 32 is opened and a closed state in which the flow path of the suction gas AG2 is closed. It is configured. Supply valve 600 is arranged in the middle of supply rod 42, and can be switched between an open state in which the flow path of supply gas AG1 in supply rod 42 is opened and a closed state in which the flow path of supply gas AG1 is closed. It is configured.

(移動テーブル700の構成)
移動テーブル700は、溶接用治具200が載置される載置面701が水平面上における任意の位置に移動可能に構成されている。
(Configuration of the movement table 700)
The moving table 700 is configured such that the placement surface 701 on which the welding jig 200 is placed can be moved to an arbitrary position on a horizontal plane.

(制御部800の構成)
制御部800は、溶接システム1の各装置を制御する。具体的には、制御部800は、レーザ出力機10に、レーザビームLの出力を実行させたり、停止させたりすることができる。また、制御部800は、吸引バルブ500および供給バルブ600を、開放状態と閉鎖状態とに切り替え、移動テーブル700を任意の位置に移動させる。また、制御部800は、溶接開始指示を、図示しない入力部を介して受け付ける。
(Configuration of control unit 800)
The control unit 800 controls each device of the welding system 1. Specifically, the control unit 800 can cause the laser output machine 10 to execute or stop the output of the laser beam L. The control unit 800 switches the suction valve 500 and the supply valve 600 between an open state and a closed state, and moves the moving table 700 to an arbitrary position. Control unit 800 accepts a welding start instruction via an input unit (not shown).

A−2.溶接システム1の動作:
図9は、レーザ出力機10と、吸引バルブ500と、供給バルブ600との動作を示すタイムチャートである。制御部800が溶接開始指示を受け付ける前には、レーザ出力機10はレーザビームLの出力を停止しており、吸引バルブ500および供給バルブ600は閉鎖状態になっている。制御部800は、溶接開始指示を受け付けると、吸引バルブ500を閉鎖状態(図9では「CLOSE」)から開放状態(図9では「OPEN」)に切り替える(図9のタイミングT1)。吸引バルブ500が開放状態に切り替わると、吸引装置30の吸引力によって、対向部250の開口部251内およびその周辺の気体が、吸引口321から吸引孔300内に吸引されるようになる。
A-2. Operation of welding system 1:
FIG. 9 is a time chart showing operations of the laser output machine 10, the suction valve 500, and the supply valve 600. Before the control unit 800 accepts the welding start instruction, the laser output machine 10 stops the output of the laser beam L, and the suction valve 500 and the supply valve 600 are closed. When receiving the welding start instruction, the control unit 800 switches the suction valve 500 from the closed state (“CLOSE” in FIG. 9) to the open state (“OPEN” in FIG. 9) (timing T1 in FIG. 9). When the suction valve 500 is switched to the open state, the gas in the opening 251 and the surrounding area of the facing portion 250 is sucked into the suction hole 300 from the suction port 321 by the suction force of the suction device 30.

制御部800は、吸引バルブ500が開放状態に切り替わった後に、供給バルブ600を閉鎖状態から開放状態に切り替える(図9のタイミングT2)。供給バルブ600が開放状態に切り替わると、供給装置40の供給力によって、対向部250の開口部251へと供給気体AG1が供給されるようになる。   The controller 800 switches the supply valve 600 from the closed state to the open state after the suction valve 500 is switched to the open state (timing T2 in FIG. 9). When the supply valve 600 is switched to the open state, the supply gas AG1 is supplied to the opening 251 of the facing portion 250 by the supply force of the supply device 40.

制御部800は、供給バルブ600が開放状態に切り替わった後に、レーザ出力機10にレーザビームLの出力を開始させるとともに(図9のタイミングT3)、レーザビームLが開口部251を介してワークW1の溶接対象箇所に沿って照射されるように、移動テーブル700を移動させる。これにより、ワークW1の溶接対象箇所が溶接される。   After the supply valve 600 is switched to the open state, the controller 800 causes the laser output machine 10 to start outputting the laser beam L (timing T3 in FIG. 9), and the laser beam L is transmitted through the opening 251 to the workpiece W1. The moving table 700 is moved so as to be irradiated along the welding target portion. Thereby, the welding object location of the workpiece | work W1 is welded.

ワークW1が溶接されているとき、ワークW1の溶接対象箇所からスパッタや溶接ヒューム(以下、スパッタ等という)が発生し得る。しかし、上述したように、ワークW1が溶接されているとき、供給孔400から開口部251へと供給気体AG1が供給され、かつ、開口部251内およびその周辺の気体が吸引孔300に吸引されている。つまり、図8に示すように、ワークW1から発生したスパッタ等(符号SP)は、供給気体AG1の気流に引き寄せられ、供給気体AG1と共に吸引孔300内に吸引されるため、スパッタ等がワークW1に付着することが抑制される。   When the workpiece W1 is welded, spatter and welding fume (hereinafter referred to as “spatter” or the like) may be generated from the welding target portion of the workpiece W1. However, as described above, when the workpiece W1 is welded, the supply gas AG1 is supplied from the supply hole 400 to the opening 251 and the gas in and around the opening 251 is sucked into the suction hole 300. ing. That is, as shown in FIG. 8, the spatter generated from the workpiece W1 (symbol SP) is attracted to the air flow of the supply gas AG1, and is sucked into the suction hole 300 together with the supply gas AG1, so Adhering to is suppressed.

制御部800は、レーザ出力機10がワークW1の溶接対象箇所の全周を溶接し終わると、レーザ出力機10にレーザビームLの出力を停止させるとともに(図9のタイミングT4)、移動テーブル700の移動動作を停止させる。その後、制御部800は、供給バルブ600を開放状態から閉鎖状態に切り替える(図9のタイミングT5)。これにより、対向部250の開口部251に供給気体AG1が供給されなくなる。制御部800は、供給バルブ600が閉鎖状態に切り替わった後に、吸引バルブ500を開放状態から閉鎖状態に切り替える(図9のタイミングT6)。これにより、対向部250の開口部251内の気体等が吸引孔300に吸引されなくなる。   When the laser output machine 10 finishes welding the entire circumference of the welding target portion of the workpiece W1, the control unit 800 causes the laser output machine 10 to stop outputting the laser beam L (timing T4 in FIG. 9) and the moving table 700. The movement operation of is stopped. Thereafter, the control unit 800 switches the supply valve 600 from the open state to the closed state (timing T5 in FIG. 9). Thereby, the supply gas AG1 is not supplied to the opening 251 of the facing portion 250. After the supply valve 600 is switched to the closed state, the control unit 800 switches the suction valve 500 from the open state to the closed state (timing T6 in FIG. 9). As a result, the gas or the like in the opening 251 of the facing portion 250 is not sucked into the suction hole 300.

A−3.本実施形態の効果:
ベース部210の配置面222に配置されたワークW1が対向部250の開口部251を介して溶接されると、ワークW1からスパッタ等が発生することがある。本実施形態によれば、発生したスパッタ等は、開口部251に形成された吸引口321から、吸引孔300を介して吸引装置30に吸引される。従って、溶接によって発生したスパッタ等がワークW1に付着することを抑制することができる。
A-3. Effects of this embodiment:
When the workpiece W1 arranged on the arrangement surface 222 of the base portion 210 is welded through the opening 251 of the facing portion 250, spatter or the like may occur from the workpiece W1. According to the present embodiment, the generated sputtering or the like is sucked into the suction device 30 through the suction hole 300 from the suction port 321 formed in the opening 251. Accordingly, it is possible to suppress spatter generated by welding from adhering to the workpiece W1.

吸引口321は、第1対向部材260の内周面262の内、下側内周部分262Dに形成されている。このため、吸引口321が上側内周部分262Uに形成されている場合に比べて、ワークW1に近い位置でスパッタ等を吸引することによりスパッタ等がワークW1に付着することを、より確実に抑制することができる。吸引口321は、開口部251を構成する内壁面のうち、対向部250の上面側への開き角度が相対的に小さい下側内周部分262Dに形成されている。このため、吸引口321が、対向部250の上面側への開き角度が相対的に大きい上側内周部分262Uに形成されている場合に比べて、スパッタ等が開口部251から外部へ飛散してワークに付着することを抑制することができる。   The suction port 321 is formed in the lower inner peripheral portion 262D of the inner peripheral surface 262 of the first opposing member 260. For this reason, compared with the case where the suction port 321 is formed in the upper inner peripheral portion 262U, it is possible to more reliably suppress spatter and the like from adhering to the work W1 by sucking spatter and the like at a position close to the work W1. can do. The suction port 321 is formed in a lower inner peripheral portion 262D having a relatively small opening angle to the upper surface side of the facing portion 250 among the inner wall surfaces constituting the opening 251. For this reason, compared with the case where the suction port 321 is formed in the upper inner peripheral portion 262U where the opening angle to the upper surface side of the facing portion 250 is relatively large, spatter and the like are scattered from the opening 251 to the outside. It can suppress adhering to a workpiece | work.

互いに対向する、第1対向部材260の内周面262と第2対向部材270の外周面272とにそれぞれ吸引口321と供給口421とが形成されている。このため、供給口421から吸引口321への円滑な気流の経路を形成することにより、溶接によって発生したスパッタ等を吸引口321に円滑に吸引させることができ、これにより、スパッタ等がワークW1に付着することを、より確実に抑制することができる。   A suction port 321 and a supply port 421 are formed on the inner peripheral surface 262 of the first counter member 260 and the outer peripheral surface 272 of the second counter member 270 that face each other. For this reason, by forming a smooth air flow path from the supply port 421 to the suction port 321, spatter generated by welding can be smoothly sucked into the suction port 321, whereby the sputter or the like is transferred to the workpiece W <b> 1. It can suppress more reliably that it adheres to.

供給口421は、第2対向部材270の外周面272の内、下側外周部分272Dに形成されている。このため、供給口421が上側外周部分272Uに形成されている場合に比べて、ワークW1に近い位置で供給気体AG1を供給することにより、スパッタ等がワークW1に付着することを、より確実に抑制することができる。供給口421は、開口部251を構成する内壁面のうち、対向部250の上面側への開き角度が相対的に小さい下側外周部分272Dに形成されている。このため、供給口421が、対向部250の上面側への開き角度が相対的に大きい上側外周部分272Uに形成されている場合に比べて、スパッタ等が開口部251から外部へ飛散してワークに付着することを抑制することができる。   The supply port 421 is formed in the lower outer peripheral portion 272 </ b> D of the outer peripheral surface 272 of the second facing member 270. For this reason, compared with the case where the supply port 421 is formed in the upper outer peripheral portion 272U, the supply gas AG1 is supplied at a position close to the workpiece W1, thereby more reliably preventing spatter and the like from adhering to the workpiece W1. Can be suppressed. The supply port 421 is formed in the lower outer peripheral portion 272 </ b> D having a relatively small opening angle toward the upper surface side of the facing portion 250 among the inner wall surfaces constituting the opening 251. For this reason, compared with the case where the supply port 421 is formed in the upper outer peripheral portion 272U where the opening angle to the upper surface side of the facing portion 250 is relatively large, spatter and the like are scattered from the opening 251 to the outside. It can suppress adhering to.

制御部800の制御が開始されると、吸引バルブ500が開放状態に切り替わった後に、供給バルブ600が閉鎖状態から開放状態に切り替わる(図9のタイミングT2)。このため、供給バルブ600が閉鎖状態から開放状態に切り替わった後に、吸引バルブ500が閉鎖状態から開放状態に切り替わる場合に比べて、ワークW1の溶接が開始される際にスパッタ等が開口部251の外部に飛散してワークW1に付着することを抑制することができる。   When the control of the control unit 800 is started, the supply valve 600 is switched from the closed state to the open state after the suction valve 500 is switched to the open state (timing T2 in FIG. 9). For this reason, compared with the case where the suction valve 500 is switched from the closed state to the open state after the supply valve 600 is switched from the closed state to the open state, spatter or the like is generated in the opening 251 when welding of the workpiece W1 is started. It is possible to suppress scattering to the outside and adhering to the workpiece W1.

供給バルブ600が閉鎖状態に切り替わった後に、吸引バルブ500が開放状態から閉鎖状態に切り替わる(図9のタイミングT6)。このため、吸引バルブ500が開放状態から閉鎖状態に切り替わった後に、供給バルブ600が開放状態から閉鎖状態に切り替わる場合に比べて、スパッタ等がワークW1に付着することを抑制することができる。   After the supply valve 600 is switched to the closed state, the suction valve 500 is switched from the open state to the closed state (timing T6 in FIG. 9). For this reason, it can suppress that a sputter | spatter etc. adhere to the workpiece | work W1 compared with the case where the supply valve 600 switches from an open state to a closed state after the suction valve 500 switches from an open state to a closed state.

B.第2実施形態:
図10には、斜め上側から見た実施形態2の溶接用治具200Aの外観構成が示されている。溶接用治具200Aは、ワークW2が配置される配置面222Aを有するベース部210Aと、配置面222Aに対向して配置される対向部250Aとを備える。ベース部210Aは、方形の平板状の部材であり、例えば、金属により形成されている。
B. Second embodiment:
FIG. 10 shows an external configuration of the welding jig 200A according to the second embodiment as viewed obliquely from above. The welding jig 200A includes a base portion 210A having a placement surface 222A on which the workpiece W2 is disposed, and a facing portion 250A disposed to face the placement surface 222A. The base part 210A is a rectangular flat plate-like member, and is formed of, for example, metal.

対向部250Aは、方形の平板状の部材であり、例えば、金属により形成されている。対向部250Aには、対向部250Aを上下に貫通する一対の開口部251Aが形成されている。各開口部251Aは、対向部250Aの外周における互いに対向する一対の辺に平行な方向に延びた長方形状の開口断面を有している。   The facing portion 250A is a rectangular flat plate-like member, and is formed of, for example, metal. The facing portion 250A is formed with a pair of openings 251A that penetrates the facing portion 250A vertically. Each opening 251A has a rectangular opening cross section extending in a direction parallel to a pair of opposite sides on the outer periphery of the facing portion 250A.

対向部250Aの内部には、吸引孔300Aおよび供給孔400Aが形成されている。吸引孔300Aは、メイン吸引孔310Aと、複数の分岐吸引孔320Aとを含む。メイン吸引孔310Aは、一対の開口部251Aの間に配置され、かつ、各開口部251Aと平行な方向に延びている。メイン吸引孔310Aの一端は閉塞しており、他端は、対向部250Aの外周面263Aに形成された吸引側連通口331Aを構成している。なお、外周面263Aには、吸引側連通口331Aに連通する管状の連通部264Aが設けられている。   A suction hole 300A and a supply hole 400A are formed inside the facing part 250A. The suction hole 300A includes a main suction hole 310A and a plurality of branch suction holes 320A. 310 A of main suction holes are arrange | positioned between a pair of opening part 251A, and are extended in the direction parallel to each opening part 251A. One end of the main suction hole 310A is closed, and the other end constitutes a suction side communication port 331A formed on the outer peripheral surface 263A of the facing portion 250A. The outer peripheral surface 263A is provided with a tubular communication portion 264A that communicates with the suction side communication port 331A.

各分岐吸引孔320Aは、メイン吸引孔310Aから分岐して、各開口部251Aを構成する内側の第1内壁面252まで延びており、その先端が、第1内壁面252に形成された吸引口321Aを構成している。本実施形態では、各第1内壁面252には、4つの吸引口321A(分岐吸引孔320A)が形成されている。   Each branch suction hole 320A branches from the main suction hole 310A and extends to the inner first inner wall surface 252 constituting each opening 251A, and the tip of the branch suction hole 320A is formed in the first inner wall surface 252. 321A is configured. In the present embodiment, four suction ports 321A (branch suction holes 320A) are formed in each first inner wall surface 252.

供給孔400Aは、メイン供給410Aと、一対の第1分岐供給孔420Aと、複数の第2分岐供給孔430Aとを含む。メイン供給410Aは、対向部250Aの外周面263Aの内、吸引側連通口331Aが形成された面とは反対側の面と、一対の開口部251Aとの間に配置され、その反対側の面に平行な方向に延びている。メイン供給410Aの一端は、対向部250Aの外周面263Aに形成された供給側連通口431Aを構成している。なお、外周面263Aには、供給側連通口431Aに連通する管状の連通部275Aが設けられている。   The supply hole 400A includes a main supply 410A, a pair of first branch supply holes 420A, and a plurality of second branch supply holes 430A. The main supply 410A is disposed between a surface on the opposite side of the outer peripheral surface 263A of the facing portion 250A from the surface on which the suction side communication port 331A is formed, and the pair of openings 251A. Extends in a direction parallel to One end of the main supply 410A constitutes a supply side communication port 431A formed on the outer peripheral surface 263A of the facing portion 250A. The outer peripheral surface 263A is provided with a tubular communication portion 275A that communicates with the supply side communication port 431A.

一対の第1分岐供給孔420Aは、一対の開口部251Aの外側に配置され、かつ、各開口部251Aに平行な方向に延びている。各第1分岐供給孔420Aは、一端が閉塞し、他端がメイン供給410Aに連通している。各第2分岐供給孔430Aは、第1分岐供給孔420Aから分岐して、各開口部251Aを構成する外側の第2内壁面253まで延びており、その先端が、第2内壁面253に形成された供給口421Aを構成している。本実施形態では、各第2内壁面253には、4つの供給口421A(第2分岐供給孔430A)が形成されている。吸引口321Aと供給口421Aとは互いに対向する位置に配置されている。   The pair of first branch supply holes 420A is disposed outside the pair of openings 251A and extends in a direction parallel to each opening 251A. Each first branch supply hole 420A has one end closed and the other end communicating with the main supply 410A. Each of the second branch supply holes 430A branches from the first branch supply hole 420A and extends to the outer second inner wall surface 253 constituting each opening 251A, and the tip thereof is formed in the second inner wall surface 253. The supply port 421A is configured. In the present embodiment, four supply ports 421A (second branch supply holes 430A) are formed on each second inner wall surface 253. The suction port 321A and the supply port 421A are arranged at positions facing each other.

ベース部210Aの配置面222Aに配置されたワークW2が対向部250Aの開口部251Aを介して溶接されると、ワークW2からスパッタ等が発生することがある。この際、連通部264Aに図示しない吸引装置を連結することにより、対向部250Aの開口部251A内およびその周辺の気体(AG2)を、吸引孔300Aを介して吸引することができる。連通部275Aに図示しない供給装置を連結することにより、供給孔400Aを介して、開口部251Aへと気体(AG1)を供給することができる。これにより、溶接によって発生したスパッタ等がワークW2に付着することを抑制することができる。   When the workpiece W2 arranged on the arrangement surface 222A of the base portion 210A is welded through the opening 251A of the facing portion 250A, spatter or the like may occur from the workpiece W2. At this time, by connecting a suction device (not shown) to the communication portion 264A, the gas (AG2) in and around the opening 251A of the facing portion 250A can be sucked through the suction hole 300A. By connecting a supply device (not shown) to the communication portion 275A, gas (AG1) can be supplied to the opening 251A through the supply hole 400A. Thereby, it can suppress that the sputter | spatter etc. which generate | occur | produced by welding adhere to the workpiece | work W2.

C.変形例:
本明細書で開示される技術は、上述の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の形態に変形することができ、例えば次のような変形も可能である。
C. Variations:
The technology disclosed in the present specification is not limited to the above-described embodiment, and can be modified into various forms without departing from the gist thereof. For example, the following modifications are possible.

上記実施形態では、溶接装置20を、レーザビーム溶接を行う際に使用したが、アーク溶接や電子ビーム溶接など、他の形式の溶接を行う際に使用してもよい。   In the said embodiment, although the welding apparatus 20 was used when performing laser beam welding, you may use when performing other types of welding, such as arc welding and electron beam welding.

溶接装置20の溶接対象のワークは、セパレータ120および燃料極側フレーム140に限らず、例えば、燃料極側フレーム140およびインターコネクタ150など、燃料電池スタック100の他の構成部品でもよい。ワークは、固体酸化物形以外の他の形式の燃料電池の構成部品でもよいし、燃料電池以外の装置の構成部品でもよい。   The workpiece to be welded by the welding apparatus 20 is not limited to the separator 120 and the fuel electrode side frame 140 but may be other components of the fuel cell stack 100 such as the fuel electrode side frame 140 and the interconnector 150, for example. The workpiece may be a component of a fuel cell other than the solid oxide type, or may be a component of an apparatus other than the fuel cell.

吸引口321の数および開口面積や、吸引孔300の内径および長さは、発生するスパッタ等の量や吸引源31の吸引力などによって適宜決めることができる。供給口421の数および開口面積や、供給孔400の内径および長さは、発生するスパッタ等の量や供給源41の供給力などによって適宜決めることができる。   The number and opening area of the suction ports 321 and the inner diameter and length of the suction holes 300 can be appropriately determined depending on the amount of spatter generated and the suction force of the suction source 31. The number and opening area of the supply ports 421 and the inner diameter and length of the supply holes 400 can be determined as appropriate depending on the amount of spatter generated and the supply force of the supply source 41.

上記実施形態では、対向部250の開口部251を構成する内壁面は、上側の部分が、下側の部分よりも上方への開き角度が大きくなっていたが、上側の部分が、下側の部分よりも上方への開き角度が小さくなっていてもよい。この場合、吸引口321および供給口421は、上側の部分および下側の部分のいずれに形成されてもよい。吸引口321と供給口421とは互いに対向していなくてもよい。対向部250の開口部251に、吸引口321のみ形成され、供給口421は形成されていなくてもよい。   In the above-described embodiment, the inner wall surface constituting the opening 251 of the facing portion 250 has an upper portion whose upward opening angle is larger than that of the lower portion. The opening angle upward from the portion may be smaller. In this case, the suction port 321 and the supply port 421 may be formed in either the upper part or the lower part. The suction port 321 and the supply port 421 may not face each other. Only the suction port 321 is formed in the opening 251 of the facing portion 250, and the supply port 421 may not be formed.

上記実施形態では、対向部250の開口部251を構成する内壁面は、上側への開き角度が互いに異なる面で構成されていたが、対向部の開口部を構成する内壁面は、1つの平面で構成されていてもよい。なお、本明細書において、AとBとが互いに対向するとは、AとBとが隣接することを必要とせず、AとBとの間にワークや他の構成要素等が介在する形態を含む。   In the above embodiment, the inner wall surface constituting the opening portion 251 of the facing portion 250 is composed of surfaces whose opening angles are different from each other, but the inner wall surface constituting the opening portion of the facing portion is one plane. It may be comprised. In the present specification, A and B are opposed to each other, and it does not require that A and B are adjacent to each other, and includes a form in which a workpiece, other components, or the like are interposed between A and B. .

第1実施形態1では、2つの部材260,270によって開口部251が形成され、第2実施形態では、1つの部材250Aによって開口部251Aが形成されていたが、これに限らず、例えば3つ以上の部材によって開口部が形成される構成でもよい。   In the first embodiment, the opening 251 is formed by the two members 260 and 270, and in the second embodiment, the opening 251A is formed by the one member 250A. The opening may be formed by the above members.

1:溶接システム 10:レーザ出力機 20:溶接装置 22:ボルト 24:ナット 30:吸引装置 31:吸引源 32:吸引菅 40:供給装置 41:供給源 42:供給菅 100:燃料電池スタック 102:発電単位 104,106:エンドプレート 108:貫通孔 110:単セル 112:電解質層 114:空気極 116:燃料極 120:セパレータ 121:貫通孔 122:貫通孔 124:接合部 130:空気極側フレーム 131:貫通孔 132:酸化剤ガス供給連通孔 133:酸化剤ガス排出連通孔 134:空気極側集電体 140:燃料極側フレーム 141:貫通孔 142:燃料ガス供給連通孔 143:燃料ガス排出連通孔 144:燃料極側集電体 145:電極対向部 146:インターコネクタ対向部 147:つなぐ連接部 149:スペーサ 150:インターコネクタ 162:酸化剤ガス供給マニホールド 164:酸化剤ガス排出マニホールド 166:酸化剤ガス流路 172:燃料ガス供給マニホールド 174:燃料ガス排出マニホールド 176:燃料ガス流路 200:溶接用治具 200A:溶接用治具 210:ベース部 210A:ベース部 220:載置部材 221:固定孔 222:配置面 222A:配置面 230:固定用フレーム 231:貫通孔 232:ネジ 250:対向部 250A:対向部 251:開口部 251A:開口部 252:第1内壁面 253:第2内壁面 260:第1対向部材 260D:下面 260U:上面 261:貫通孔 262:内周面 262D:下側内周部分 262U:上側内周部分 263:外周面 263A:外周面 264:連通部 264A:連通部 265:固定孔 266:ネジ 270:第2対向部材 270D:下面 270U:上面 271:固定孔 272:外周面 272D:下側外周部分 272U:上側外周部分 273:ネジ 275:連通部 275A:連通部 276:把持部 277:ネジ 300:吸引孔 300A:吸引孔 310:環状吸引孔 310A:メイン吸引孔 320:第1分岐吸引孔 320A:分岐吸引孔 321:吸引口 321A:吸引口 330:第2分岐吸引孔 331:吸引側連通口 331A:吸引側連通口 400:供給孔 400A:供給孔 410:環状供給孔 410A:メイン供給 420:第1分岐供給孔 420A:第1分岐供給孔 421:供給口 421A:供給口 430:第2分岐供給孔 430A:第2分岐供給孔 431:供給側連通口 431A:供給側連通口 500:吸引バルブ 600:供給バルブ 700:移動テーブル 701:載置面 800:制御部 AG1:供給気体 AG2:吸引気体 FG:符号 L:レーザビーム OFG:符号 OG:符号 OOG:符号 SP:符号 T1:タイミング T2:タイミング T3:タイミング T4:タイミング T5:タイミング T6:タイミング W1:ワーク W1A:外周面 W2:ワーク W:ワーク 1: Welding system 10: Laser output machine 20: Welding device 22: Bolt 24: Nut 30: Suction device 31: Suction source 32: Suction source 40: Supply device 41: Supply source 42: Supply source 100: Fuel cell stack 102: Power generation unit 104, 106: End plate 108: Through hole 110: Single cell 112: Electrolyte layer 114: Air electrode 116: Fuel electrode 120: Separator 121: Through hole 122: Through hole 124: Junction 130: Air electrode side frame 131 : Through hole 132: Oxidant gas supply communication hole 133: Oxidant gas discharge communication hole 134: Air electrode side current collector 140: Fuel electrode side frame 141: Through hole 142: Fuel gas supply communication hole 143: Fuel gas discharge communication Hole 144: Fuel electrode side current collector 145: Electrode facing portion 146: Interconnector Direction part 147: Connecting part 149: Spacer 150: Interconnector 162: Oxidant gas supply manifold 164: Oxidant gas discharge manifold 166: Oxidant gas flow path 172: Fuel gas supply manifold 174: Fuel gas discharge manifold 176: Fuel Gas flow path 200: Welding jig 200A: Welding jig 210: Base part 210A: Base part 220: Mounting member 221: Fixing hole 222: Arrangement surface 222A: Arrangement surface 230: Fixing frame 231: Through hole 232 : Screw 250: Opposing part 250A: Opposing part 251: Opening part 251A: Opening part 252: First inner wall surface 253: Second inner wall surface 260: First opposing member 260D: Lower surface 260U: Upper surface 261: Through hole 262: Inner circumference Surface 262D: Lower inner peripheral portion 262U: Upper inner peripheral portion 263: outer peripheral surface 263A: outer peripheral surface 264: communication portion 264A: communication portion 265: fixing hole 266: screw 270: second opposing member 270D: lower surface 270U: upper surface 271: fixing hole 272: outer peripheral surface 272D: lower Side outer peripheral portion 272U: Upper outer peripheral portion 273: Screw 275: Communication portion 275A: Communication portion 276: Holding portion 277: Screw 300: Suction hole 300A: Suction hole 310: Annular suction hole 310A: Main suction hole 320: First branch suction Hole 320A: Branch suction hole 321: Suction port 321A: Suction port 330: Second branch suction hole 331: Suction side communication port 331A: Suction side communication port 400: Supply hole 400A: Supply hole 410: Annular supply hole 410A: Main supply 420: First branch supply hole 420A: First branch supply hole 421: Supply 421A: supply port 430: second branch supply hole 430A: second branch supply hole 431: supply side communication port 431A: supply side communication port 500: suction valve 600: supply valve 700: moving table 701: mounting surface 800: control Part AG1: Supply gas AG2: Suction gas FG: Symbol L: Laser beam OFG: Symbol OG: Symbol OOG: Symbol SP: Symbol T1: Timing T2: Timing T3: Timing T4: Timing T5: Timing T6: Timing W1: Work W1A : Outer peripheral surface W2: Workpiece W: Workpiece

Claims (9)

溶接対象のワークが配置される配置面を有するベース部と、
前記ベース部の前記配置面と対向して配置される対向部であって、外壁面の内、前記ベース部と対向する第1の表面から前記第1の表面とは反対側の第2の表面まで貫く開口部が形成された対向部と、を備える溶接用治具において、
前記対向部の内部には、吸引孔が形成され、前記吸引孔の一端は、前記開口部を構成している前記対向部の内壁面に形成された吸引口を構成し、前記吸引孔の他端は、前記対向部の前記外壁面に形成され、吸引装置に連通可能な吸引側連通口を構成していることを特徴とする、溶接用治具。
A base portion having an arrangement surface on which a workpiece to be welded is arranged;
A facing portion arranged to face the placement surface of the base portion, and a second surface of the outer wall surface opposite to the first surface from the first surface facing the base portion. In a welding jig comprising a facing portion formed with an opening that penetrates to
A suction hole is formed inside the facing portion, and one end of the suction hole constitutes a suction port formed on the inner wall surface of the facing portion that constitutes the opening, and the other of the suction holes. An end is formed on the outer wall surface of the facing portion, and constitutes a suction side communication port capable of communicating with a suction device.
請求項1に記載の溶接用治具において、
前記吸引口は、前記対向部の前記内壁面の内、前記第2の表面よりも前記第1の表面に近い位置に形成されていることを特徴とする、溶接用治具。
The welding jig according to claim 1,
The suction jig is formed at a position closer to the first surface than the second surface in the inner wall surface of the facing portion.
請求項1または請求項2に記載の溶接用治具において、
前記開口部の前記内壁面は、第1の内壁部分と、前記第2の表面側への開き角度が前記第1の内壁部分よりも大きい第2の内壁部分とを有し、
前記吸引口は、前記第1の内壁部分に形成されていることを特徴とする、溶接用治具。
In the welding jig according to claim 1 or 2,
The inner wall surface of the opening has a first inner wall portion and a second inner wall portion having an opening angle toward the second surface side larger than the first inner wall portion,
The welding jig, wherein the suction port is formed in the first inner wall portion.
請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の溶接用治具において、
前記開口部の内壁面は、互いに対向する第1の内壁面と第2の内壁面とを有し、
前記吸引口は、前記第1の内壁面に形成され、
前記対向部の内部には、さらに、供給孔が形成され、前記供給孔の一端は、前記開口部の前記第2の内壁面に形成された供給口を構成し、前記供給孔の他端は、前記対向部の外壁面に形成され、気体を供給する供給装置に連通可能な供給側連通口を構成していることを特徴とする、溶接用治具。
In the welding jig according to any one of claims 1 to 3,
The inner wall surface of the opening has a first inner wall surface and a second inner wall surface facing each other,
The suction port is formed in the first inner wall surface,
A supply hole is further formed inside the facing portion, and one end of the supply hole constitutes a supply port formed in the second inner wall surface of the opening, and the other end of the supply hole is A welding jig comprising a supply side communication port formed on the outer wall surface of the facing portion and capable of communicating with a supply device for supplying gas.
請求項4に記載の溶接用治具において、
前記供給口は、前記対向部の前記内壁面の内、前記第2の表面よりも前記第1の表面に近い位置に形成されていることを特徴とする、溶接用治具。
The welding jig according to claim 4,
The welding jig, wherein the supply port is formed at a position closer to the first surface than the second surface in the inner wall surface of the facing portion.
請求項4または請求項5に記載の溶接用治具において、
前記開口部の前記内壁面は、第1の内壁部分と、前記第1の内壁部分よりも前記第2の表面側に位置し、前記第2の表面側への開き角度が前記第1の内壁部分よりも大きい第2の内壁部分とを有し、
前記供給口は、前記第1の内壁部分に形成されていることを特徴とする、溶接用治具。
In the welding jig according to claim 4 or 5,
The inner wall surface of the opening is positioned closer to the second surface side than the first inner wall portion and the first inner wall portion, and an opening angle toward the second surface side is the first inner wall. A second inner wall portion that is larger than the portion;
The welding jig, wherein the supply port is formed in the first inner wall portion.
請求項4から請求項6までのいずれか一項に記載の溶接用治具と、
前記吸引口から前記吸引装置への吸引気体の流路を開放する開放状態と前記吸引気体の流路を閉鎖する閉鎖状態とに切り替わる吸引バルブと、
前記供給装置から前記供給口への供給気体の流路を開放する開放状態と前記供給気体の流路を閉鎖する閉鎖状態とに切り替わる供給バルブと、
前記吸引バルブの前記開放状態と前記閉鎖状態との切り替えと、前記供給バルブの前記開放状態と前記閉鎖状態との切り替えとを制御する制御部と、を備えることを特徴とする、溶接装置。
A welding jig according to any one of claims 4 to 6,
A suction valve that switches between an open state that opens the flow path of the suction gas from the suction port to the suction device and a closed state that closes the flow path of the suction gas;
A supply valve that switches between an open state for opening a supply gas flow path from the supply device to the supply port and a closed state for closing the supply gas flow path;
A welding apparatus comprising: a control unit that controls switching between the opened state and the closed state of the suction valve and switching between the opened state and the closed state of the supply valve.
請求項7に記載の溶接装置において、
前記制御部は、
前記ワークの溶接が開始される際、前記供給バルブが前記閉鎖状態から前記開放状態に切り替わる以前に、前記吸引バルブが前記閉鎖状態から前記開放状態に切り替わるように制御することを特徴とする、溶接装置。
The welding apparatus according to claim 7,
The controller is
When welding of the workpiece is started, the control is performed so that the suction valve is switched from the closed state to the open state before the supply valve is switched from the closed state to the open state. apparatus.
請求項7または請求項8に記載の溶接装置において、
前記制御部は、
前記ワークの溶接が終了される際、前記吸引バルブが前記開放状態から前記閉鎖状態に切り替わる以前に、前記供給バルブが前記開放状態から前記閉鎖状態に切り替わるように制御することを特徴とする、溶接装置。
The welding apparatus according to claim 7 or 8,
The controller is
When welding of the workpiece is finished, the supply valve is controlled to be switched from the open state to the closed state before the suction valve is switched from the open state to the closed state. apparatus.
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