JP7483046B2 - 溶接用治具装置 - Google Patents

Description

本発明は、溶接用治具装置に関する。

従来から、例えば燃料電池用の部品である燃料電池セルのように、金属製の複数の板状の部材を溶接により接合して形成される部品（以下、単に「部品」ともいう。）が知られている。燃料電池セルのような部品は、部材の接合のみならず、部品の内部における反応ガスの流通経路も溶接により形成される。この流通経路は、気密性を確保するために、部材に設けられている貫通孔の周囲に沿って閉回路状に溶接されることにより形成される。

なお、上述のような金属製の複数の部材を溶接することにより閉回路が形成される部品を溶接するための技術として、溶接用治具装置あるいは燃料電池関連部品の製造方法などが知られている（例えば特許文献１及び２参照）。特許文献１及び２では、溶接部位を指定するために、溶接部位に対応している開口部が設けられている溶接用治具装置が開示されている。

特開２０１４－１９４８７６号公報 特開２０１１－１６１４５０号公報

ところで、燃料電池セルを構成している板状部材（以下、「ワーク」という。）の溶接は、例えば以下の手順で行われる。まず、ワークは、重ね合わせられて治具で挟み込まれる。ワークは、治具により互いに密着した状態を維持されて、治具に設けられているスリットからレーザ光を照射して溶接される。

しかしながら、従来の溶接用治具装置は、治具とともにワークを重ね合わせている力が十分ではない場合に、溶接時に発生するワークのひずみによりワークの間に隙間が生じることがあった。このため、板状のワークを溶接する際に用いられる治具装置は、適切な溶接を実現するためにさらなる改良が求められている。

本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、適切な溶接を実現することができる溶接用治具装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明に係る溶接用治具装置は、複数の部材を重ね合わせて溶接することにより形成される部品の溶接に用いられる治具装置であって、重ねられた前記複数の部材における表側に露出する面のうち一方の面に接する一方側接合面を有する一方側治具と、前記複数の部材における表側に露出する面のうち他方の面に接する他方側接合面を有する他方側治具と、前記一方側治具及び前記他方側治具を前記複数の部材とともに前記複数の部材の積層方向から挟む治具クランプと、を備え、前記一方側治具または前記他方側治具の少なくともいずれか一方に、前記部品における所望の溶接部位に対応する開口部が設けられている。

本発明の一態様に係る溶接用治具装置において、前記治具クランプは、前記一方側治具の表側の面に接する一方側クランプ部材と、前記他方側治具の表側の面に接する他方側クランプ部材と、を有する。

本発明の一態様に係る溶接用治具装置において、面方向において前記複数の部材の外周側に、表側から前記積層方向に向かって前記一方側治具と前記他方側治具を加圧する加圧部が設けられている。

本発明の一態様に係る溶接用治具装置において、面方向において前記加圧部の位置、及び、前記積層方向において前記一方側治具と前記他方側治具との間に設けられているスペーサ、を備える。

本発明の一態様に係る溶接用治具装置において、前記一方側治具は、前記一方側開口部が、前記部品における所望の溶接部位のうち一部に対応し、前記他方側治具は、前記部品における所望の溶接部位のうち前記一方側開口部に対応しない部分に対応する他方側開口部を有する。

本発明の一態様に係る溶接用治具装置において、前記一方側開口部及び前記他方側開口部により形成される所望の溶接部位は、環状の閉じた経路を形成する。

本発明の一態様に係る溶接用治具装置において、前記治具クランプは、前記一方側開口部及び前記他方側開口部の少なくともいずれか一方が設けられていない位置において、前記一方側治具及び前記他方側治具の表側の面に接する。

本発明に係る溶接用治具装置によれば、適切な溶接を実現することができる。

本発明の実施の形態に係る溶接用治具装置の概略構成を示すための、模式図である。 図１に示す溶接用治具装置の概略構成を示すための、分解斜視図である。 図１に示す溶接用治具装置の概略構成を示すための、平面図である。 図１に示す溶接用治具装置の底面図である。 図１に示す溶接用治具装置の側面図である。 図５に示す溶接用治具装置の拡大側面図である。 図１に示す溶接用治具装置の一方側治具の平面図である。 図１に示す溶接用治具装置の他方側治具の平面図である。 図７に示す溶接用治具装置の一方側治具及び他方側治具のＡ－Ａ断面図である。 図１に示す溶接用治具装置により製造される部品の概略構成を示すための、平面図である。 参考例の溶接用治具装置の概略構成を示すための、平面図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。以下の実施の形態において、本発明に係る溶接用治具装置が、複数の金属製の部材を重ねて接合して製造される部品の一例である燃料電池セルの製造方法に用いられる例について説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る溶接用治具装置１の概略構成を示すための、模式図である。図２は、溶接用治具装置１の概略構成を示すための、分解斜視図である。図３は、溶接用治具装置１の概略構成を示すための、平面図である。図４は、溶接用治具装置１の底面図である。図５は、溶接用治具装置１の側面図である。図６は、溶接用治具装置１の拡大側面図である。図７は、溶接用治具装置１の一方側治具１０の平面図である。図８は、溶接用治具装置１の他方側治具２０の平面図である。図９は、溶接用治具装置１の一方側治具１０及び他方側治具２０のＡ－Ａ断面図である。

以下、説明の便宜上、図３から図５に示す溶接用治具装置１における一方側治具１０及び他方側治具２０、または複数の部材を重ね合わせている方向（積層方向）をｚ軸方向とする。ｚ軸方向は、上下方向ともいう。また、溶接用治具装置１において、ｚ軸方向に直交する方向のうち、一方側治具１０及び他方側治具２０の長辺に沿った方向をｘ軸方向とする。ｘ軸方向は、左右方向ともいう。さらに、溶接用治具装置１において、ｚ軸方向に直交する方向のうち一方側治具１０及び他方側治具２０の短辺に沿った方向（ｘ軸方向に直交する方向）をｙ軸方向とする。ｙ軸方向は、前後方向ともいう。一方側治具１０及び他方側治具２０において、一方側治具１０と他方側治具２０とが互いに向かい合う面を裏面、その反対側の面を表面とする。図１、図３、及び図５において、一方側治具１０の表面は、上側に向いている。また、図１、図３、及び図５において、他方側治具２０の表面は、下側に向いている。以下の説明において、各構成要素の位置関係や方向を右側、左側、前側、後側、上側、下側として説明するときは、あくまで図面における位置関係や方向を示し、実際の溶接用治具装置における位置関係や方向を限定するものではない。

図１から図６に示すように、本発明の実施の形態に係る溶接用治具装置１は、複数の部材（ワークＷ）を重ね合わせて溶接することにより形成される部品の溶接に用いられる。溶接用治具装置１は、一方側治具１０と、他方側治具２０と、治具クランプ３０とを備える。図６に示すように、一方側治具１０は、重ねられた複数のワークＷにおける表側に露出する面のうち一方の面に接する一方側接合面１２を有する。他方側治具２０は、複数のワークＷにおける表側に露出する面のうち他方の面に接する他方側接合面２２を有する。一方側治具１０または他方側治具２０の少なくともいずれか一方に、複数のワークＷにおける所望の溶接部位に対応する開口部（一方側開口部１３、他方側開口部２３）が設けられている。治具クランプ３０は、一方側治具１０及び他方側治具２０を複数のワークＷとともに複数のワークＷの積層方向（ｙ軸方向）から挟む。以下、溶接用治具装置１について具体的に説明する。

図１から図６に示すように、溶接用治具装置１は、ともに金属製の複数のワークＷを溶接により接合して部品５を製造する際に用いられる。

図１０は、溶接用治具装置１により製造される部品５の概略構成を示すための、平面図である。図１０に示すように、溶接用治具装置１により複数のワークＷを接合して製造された部品５は、ワークＷを接合した部品本体５１と、部品本体５１の厚み方向を貫通している開口部５２とを備える。また、部品５は、複数のワークＷが溶接により互いに接合されている部位である溶接部位５３を備える。溶接部位５３は、例えば環状の閉じた経路を形成している。

図１に示すように、レーザ溶接機２は、ワークＷなどの接合対象の部材（ワーク）にレーザ光Ｂを照射して、部材を溶接する。レーザ溶接機２は、媒体としてＹＡＧ（Yttrium Aluminum Garnet）を用いるＹＡＧレーザ光源を備える。レーザ溶接機２は、例えば出力が５００Ｗ程度であり波長が１０７０ｎｍ程度の赤外線領域のレーザ光をワークＷに向けて照射する。レーザ溶接機２は、レーザ光をワークＷの上において走査するための走査光学系として不図示のガルバノミラーなどのレーザ光反射鏡を備える。レーザ溶接機２が備えるガルバノミラーの走査範囲は、例えばｘｙ平面において１８０ｍｍ四方の範囲である。レーザ溶接機２は、ワークＷの全体にわたってレーザ光を照射することができるように、不図示の駆動機構によりワークＷの面に沿ってｘｙ平面上を移動可能に構成されている。

なお、レーザ溶接機２は、以上説明したレーザ溶接機２の構成には限定されず、様々な溶接機により溶接される部品の製造方法に用いることができる。例えば、溶接機は、炭酸ガスレーザ溶接機であってもよい。

上述のように、溶接用治具装置１は、一方側治具１０と他方側治具２０と治具クランプ３０とを備える。

一方側治具１０及び他方側治具２０は、赤外レーザ光に対する耐久性や耐熱性に優れた金属または樹脂で形成されている。図６に示すように、一方側治具１０及び他方側治具２０は、一方側接合面１２と他方側接合面２２とが互いに向かい合うように接合されて治具クランプ３０に架設されている。一方側治具１０及び他方側治具２０は、使用状態において、一方側接合面１２と他方側接合面２２との間に、溶接する対象である複数のワークＷを重ねて保持している。図３及び図４に示すように、一方側治具１０及び他方側治具２０は、使用状態において、左右方向及び前後方向の位置ずれを防止するために、一方側治具１０と他方側治具２０とを互いに係合する位置決めピン１７が設けられている。

次に、一方側治具１０及び他方側治具２０の具体的な構造について、図７から図９を参照して説明する。

図７及び図９に示すように、一方側治具１０は、他方側治具２０とともに板状のワークＷにおける溶接部位５３以外を覆うことができるような形状を有している。一方側治具１０は、治具本体１１と、一方側接合面１２と、一方側開口部１３と、開口部傾斜面１４と、透過孔部１５と、透過部１６とを備える。

治具本体１１は、一方側治具１０の概略の形状を定めている。治具本体１１は、一方側治具１０を用いて溶接を行うワークＷの形状に対応して、板状の概略形状を有している。一方側接合面１２は、治具本体１１において、ワークＷにおける表側に露出している面と接することができるように形成されている。一方側接合面１２は、治具本体１１において、他方側治具２０と対向することができるように形成されている。一方側接合面１２は、例えば、ワークＷの形状に対応した凹凸形状を有している。

一方側開口部１３は、治具本体１１において厚み方向（溶接用治具装置１における積層方向、ｚ軸方向）、つまり一方側接合面１２側（内側）と反対側（外側）の面である一方側外側面１８との間を貫通している長孔である。一方側開口部１３は、溶接用治具装置１にワークＷを保持させて製造される部品５における所望の溶接部位５３のうち、一部分に対応して設けられている。一方側開口部１３は、一方側外側面１８に対して拡径しながら開口している。治具本体１１において、一方側開口部１３の周囲には、開口部傾斜面１４が設けられている。開口部傾斜面１４は、治具本体１１の厚み方向の断面においてｚ軸に対して所定の角度の傾斜を有する面として形成されている。開口部傾斜面１４の傾斜は、レーザ溶接機２から照射されるレーザ光が一方側開口部１３を介してワークＷに入射しやすいように設けられている。

透過孔部１５及び透過部１６は、治具本体１１において一方側開口部１３が設けられていない位置に設けられている。透過孔部１５及び透過部１６は、換言すれば、溶接用治具装置１にワークＷを保持させて製造される燃料電池セルにおける所望の溶接部位５３のうち、後述する他方側治具２０の他方側開口部２３の位置に対応して設けられている。透過孔部１５は、治具本体１１の厚み方向において、一方側接合面１２側（内側）と反対側（外側）の一方側外側面１８との間を貫通している長孔である。また、透過部１６は、治具本体１１の厚み方向において、一方側接合面１２側（内側）から一方側外側面１８に向かって所定の深さを有する溝状の長穴である。透過孔部１５及び透過部１６は、治具本体１１の一方側開口部１３が設けられていない位置において、透過孔部１５と透過部１６とが交互に設けられているなど、適宜な箇所に設けられている。つまり、透過孔部１５及び透過部１６は、治具本体１１の一方側開口部１３が設けられていない位置に設けられていれば、設けられている具体的な位置や透過孔部１５と透過部１６との面積の比などは限定されない。また、一方側治具１０において、透過孔部１５または透過部１６のいずれか一方のみが設けられていてもよい。

次に、図８及び図９に示すように、他方側治具２０は、一方側治具１０とともに板状のワークＷにおける溶接部位５３以外を覆うことができるような形状を有している。他方側治具２０は、治具本体２１と、他方側接合面２２と、他方側開口部２３と、開口部傾斜面２４と、透過孔部２５と、透過部２６とを備える。

治具本体２１は、他方側治具２０の概略の形状を定めている。治具本体２１は、治具本体１１と同様に、他方側治具２０を用いて溶接を行うワークＷの形状に対応して、板状の概略形状を有している。他方側接合面２２は、治具本体２１において、ワークＷにおける表側に露出している面と接することができるように形成されている。他方側接合面２２は、治具本体２１において、一方側治具１０と対向することができるように形成されている。他方側治具２０は、例えば、ワークＷの形状に対応した凹凸形状を有している。

他方側開口部２３は、治具本体２１において厚み方向、つまり他方側接合面２２側（内側）と反対側（外側）の面である他方側外側面２８との間を貫通している長孔である。他方側開口部２３は、溶接用治具装置１にワークＷを保持させて製造される部品５における所望の溶接部位５３のうち、一方側治具１０における一方側開口部１３とは異なる部分に対応して設けられている。換言すれば、溶接用治具装置１にワークＷを保持させて製造される燃料電池セルにおける所望の溶接部位５３のうち、一方側治具１０の透過孔部１５及び透過部１６が設けられている位置に対応して設けられている。他方側開口部２３は、他方側外側面２８に対して拡径しながら開口している。治具本体２１において、他方側開口部２３の周囲には、開口部傾斜面２４が設けられている。開口部傾斜面２４は、治具本体２１の厚み方向の断面においてｚ軸に対して所定の角度の傾斜を有する面として形成されている。開口部傾斜面２４の傾斜は、レーザ溶接機２から照射されるレーザ光が他方側開口部２３を介してワークＷに入射しやすいように設けられている。

溶接用治具装置１は、一方側治具１０の一方側開口部１３と、他方側治具２０の他方側開口部２３とにより、部品５における溶接部位５３の全体に相当する開口部を形成している。具体的には、例えば図１０に示した部品５における環状の溶接部位５３を形成するために、一方側開口部１３及び他方側開口部２３は、図７及び図８に示すようにそれぞれ環状の溶接部位５３の半周分が形成されている。このような一方側開口部１３及び他方側開口部２３からレーザ溶接機２により溶接を行うことで、部品５は、環状などの複雑な形状の溶接部位５３を適切に溶接することができる。

透過孔部２５及び透過部２６は、治具本体２１において他方側開口部２３が設けられていない位置に設けられている。透過孔部２５及び透過部２６は、換言すれば、溶接用治具装置１にワークＷを保持させて製造される部品５における所望の溶接部位５３のうち、一方側治具１０の一方側開口部１３の位置に対応して設けられている。透過孔部２５は、治具本体２１の厚み方向において、他方側接合面２２側（内側）と反対側（外側）の他方側外側面２８との間を貫通している長孔である。また、透過部２６は、治具本体２１の厚み方向において、他方側接合面２２側（内側）から他方側外側面２８に向かって所定の深さを有する溝状の長穴である。透過孔部２５及び透過部２６は、治具本体２１の他方側開口部２３が設けられていない位置において、透過孔部２５と透過部２６が交互に設けられているなど、適宜な箇所に設けられている。つまり、透過孔部２５及び透過部２６は、治具本体２１の他方側開口部２３が設けられていない位置に設けられていれば、設けられている具体的な位置や透過孔部２５と透過部２６との面積の比などは限定されない。また、他方側治具２０において、透過孔部２５または透過部２６のいずれか一方のみが設けられていてもよい。

次に、溶接用治具装置１における治具クランプ３０の構成について説明する。
図１から図６に示すように、治具クランプ３０は、一方側クランプ部材３１と、他方側クランプ部材３２と、加圧部３３と、スペーサ３４と、を有している。

図１及び図３に示すように、一方側クランプ部材３１は、一方側外周部材３１１と、一方側内周部材３１２とを有している。

一方側外周部材３１１は、一方側治具１０の外周側の辺を囲むように、一方側治具１０の平面形状に対応した形状、例えば、矩形状または略矩形状の枠体である。一方側内周部材３１２は、一方側治具１０の中心部分などの内周側の部分を外側（表側）から覆うように構成されている。つまり、一方側内周部材３１２は、一方側開口部１３が設けられていない位置において、一方側外側面１８に接する。

一方側外周部材３１１及び一方側内周部材３１２は、使用状態において、一体の部材、すなわち一方側クランプ部材３１として機能するように、ボルト締結などの適宜な方法により一体化されている。一方側外周部材３１１及び一方側内周部材３１２は、図３に示すように、一方側治具１０の表側の面である一方側外側面１８に接する。

図１及び図４に示すように、他方側クランプ部材３２は、他方側外周部材３２１と、他方側内周部材３２２とを有している。

他方側外周部材３２１は、他方側治具２０の外周側の辺を囲むように、他方側治具２０の平面形状に対応した形状、例えば、矩形状または略矩形状の枠体である。他方側内周部材３２２は、他方側治具２０の中心部分などの内周側の部分を外側（表側）から覆うように構成されている。他方側外周部材３２１及び他方側内周部材３２２は、使用状態において、一体の部材、すなわち他方側クランプ部材３２として機能するように、ボルト締結などの適宜な方法により一体化されている。

他方側外周部材３２１及び他方側内周部材３２２は、他方側治具２０の表側の面である他方側外側面２８に接する。つまり、他方側内周部材３２２は、他方側開口部２３が設けられていない位置において、他方側外側面２８に接する。

図１及び図５に示すように、加圧部３３は、複数のワークＷの面方向における外周側に位置する、一方側クランプ部材３１及び他方側クランプ部材３２の外周側、具体的には一方側外周部材３１１及び他方側外周部材３２１に設けられている。加圧部３３は、一方側外周部材３１１及び他方側外周部材３２１の角部や長辺の中央部分などの適宜な位置に設けられている。

図１に示すように、加圧部３３には、治具クランプ３０の表側（上側または下側）から積層方向に向かって力を加えるためのエアシリンダなどの加圧装置３５が設けられている。加圧部３３に設けられている加圧装置３５により、治具クランプ３０は、表側から反対側に向かって、例えば、上側から下側に向かって一方側治具１０と他方側治具２０とが加圧される。治具クランプ３０が加圧されることにより、治具クランプ３０に挟まれている一方側治具１０及び他方側治具２０も加圧される。そして、一方側治具１０及び他方側治具２０が加圧されることにより、一方側治具１０及び他方側治具２０に挟まれている複数のワークＷも互いに加圧される。

スペーサ３４は、図３から図６に示すように、面方向（ｘｙ平面方向）において一方側外周部材３１１の加圧部３３が設けられている位置に設けられている。また、スペーサ３４は、積層方向（ｚ軸方向）において一方側クランプ部材３１と他方側クランプ部材３２との間に設けられている。スペーサ３４は、一方側クランプ部材３１と他方側クランプ部材３２とが加圧されている状態において、積層方向における一方側クランプ部材３１と他方側クランプ部材３２との間隔が適切な距離を保つような厚みを有している。

［溶接用治具装置を使用した部品の製造方法］
次に、以上構成を説明した溶接用治具装置１を使用して実行される、部品の製造方法について説明する。

複数のワークＷを重ねてこの複数のワークＷを互いに溶接することにより形成される図１０に示した部品５を製造する際に、溶接用治具装置１では、一方側治具１０と、他方側治具２０との間に複数のワークＷを保持する。一方側開口部１３及び他方側開口部２３（図９参照）から複数のワークＷを溶接する。

まず、溶接を行う対象である複数のワークＷは、溶接用治具装置１の一方側治具１０における一方側接合面１２と他方側治具２０における他方側接合面２２との間に保持される。板状のワークＷは、一方側接合面１２と他方側接合面２２との間に挟まれることにより、一方側治具１０と他方側治具２０との間で位置が固定される。一方側治具１０と他方側治具２０とは、図３に示した一方側治具１０と他方側治具２０とを互いに係合する位置決めピン１７により、左右方向及び前後方向の位置ずれが防止されている。

溶接用治具装置１において、一方側治具１０と他方側治具２０とが、治具クランプ３０によって、治具の間で溶接されるワークＷとともに固定される。図２に示すように、治具クランプ３０は、一方側クランプ部材３１が一方側治具１０を表側から保持するとともに、他方側クランプ部材３２が他方側治具２０を表側から保持する。また、治具クランプ３０は、図１に示すように、一方側クランプ部材３１の一方側外周部材３１１、及び、他方側クランプ部材３２の他方側外周部材３２１に設けられている加圧部３３から加圧装置３５により、一方側治具１０及び他方側治具２０とともに、複数のワークＷを加圧する。複数のワークＷは、治具クランプ３０により一方側治具１０と他方側治具２０との間に保持されている状態において、積層方向に隙間が生じることが抑制される。

図１に示すように、ワークＷには、溶接用治具装置１において一方側治具１０と他方側治具２０との間に保持された状態で、一方側治具１０の上側に設けられているレーザ溶接機２からレーザ光Ｂが照射される。具体的には、溶接用治具装置１において、一方側治具１０は、一方側接合面１２が設けられている面とは反対側の面である一方側外側面１８とレーザ溶接機２とが向かい合う。このため、レーザ光Ｂは、上述したガルバノミラーの走査範囲の範囲において、一方側治具１０の一方側開口部１３を透過して、一方側治具１０における一方側接合面１２の内側に保持されているワークＷ上の溶接部位５３に照射される。また、レーザ溶接機２は、不図示の駆動機構により所定の可動領域においてワークＷの面に沿ってｘｙ平面上を移動可能に構成されている。このため、レーザ溶接機２は、ワークＷの全体にわたって設けられている一方側開口部１３に対応した溶接部位５３に対してレーザ光Ｂを照射することができる。

一方側治具１０を上側にした状態でワークＷを溶接した後、溶接用治具装置１では、複数のワークＷを保持した状態を維持して一方側治具１０と他方側治具２０とを反転する。つまり、溶接用治具装置１において、他方側治具２０の他方側外側面２８が上側ａを向くように配置する。溶接用治具装置１において、他方側治具２０は、他方側接合面２２が設けられている面とは反対側の面である他方側外側面２８とレーザ溶接機２とが向かい合う。ワークＷには、他方側治具２０の上側に設けられているレーザ溶接機２からレーザ光Ｂが照射される。このため、レーザ光Ｂは、上述したガルバノミラーの走査範囲の範囲において、他方側治具２０の他方側開口部２３を透過して他方側接合面２２の内側に保持されているワークＷ上の溶接部位５３に照射される。このため、レーザ溶接機２は、ワークＷの全体にわたって設けられている他方側開口部２３に対応した溶接部位５３に対してレーザ光Ｂを照射することができる。

また、部品５を溶接する際に、複数の部品５のそれぞれに対応したワークＷごとに複数の溶接用治具装置１を用意することができる。このようにすることにより、溶接用治具装置１をレーザ溶接機２に対して入れ替えることができるため、部品５の生産性の向上を図ることができる。

以上のように、溶接用治具装置１を用いることにより、溶接時に複数のワークＷが積層方向において密接して保持することができるため、溶接部の収縮によるワークＷの歪みが抑制される。

また、溶接用治具装置１は、加圧部３３の位置にスペーサ３４が設けられている。スペーサ３４は、具体的に、面方向（ｘｙ方向）において加圧部３３の位置、及び、積層方向（ｚ方向）において一方側治具１０の一方側接合面１２と他方側治具２０の他方側接合面２２との間に設けられている。スペーサ３４が設けられていることにより、溶接用治具装置１は、加圧部３３を介して一方側クランプ部材３１と他方側クランプ部材３２とに加圧される力を一方側治具１０及び他方側治具２０の全体に分散することができる。

従って、溶接用治具装置１によれば、品質の高い溶接による部品５の接合を行うことができる。

図１１は、参考例の溶接用治具装置１００の概略構成を示すための、平面図である。図１１に示す参考例の溶接用治具装置１００は、溶接用治具装置１と異なり、治具クランプ３０を備えていない。参考例の溶接用治具装置１００において、一方側治具１１０と他方側治具１２０とは、例えば、ボルト１１７を一方側治具１１０から他方側治具１２０に設けられている不図示のボルト孔に締め付けることにより固定されている。

以上のように一方側治具１１０と他方側治具１２０とを固定している参考例の溶接用治具装置１００は、面方向においてボルト１１７の設置位置から遠い位置では、複数のワークＷに力Ｆが十分に加わらないことがあった。また、溶接用治具装置１００において、主にワークＷの外周など、ボルト１１７とボルト孔を設けることができる位置が限られているため、ワークへの力Ｆが十分に加わらないことがあった。また、溶接用治具装置１００は、溶接作業を行う際に、一方側治具１１０と他方側治具１２０とをボルト１１７により固定しているため、作業工数が多くなり生産性の改善が求められていた。また、溶接用治具装置１００は、ボルト１１７の着脱時に発生する異物がワークＷの溶接時における溶接不良の要因となる場合があった。さらに、溶接用治具装置１００は、溶接作業ごとにボルト１１７を着脱するため、摩耗によりボルト１１７を交換する必要があり、コストの低減が求められていた。

一方、治具クランプ３０を備える溶接用治具装置１は、ワークＷの外周部分に接する一方側外周部材３１１及び他方側外周部材３２１に加えて中央部分に接する一方側内周部材３１２及び他方側内周部材３２２が設けられている。このため、溶接用治具装置１は、ワークＷの内周側など、面方向においてボルト１１７の設置位置から遠い位置においても、複数のワークＷを十分に加圧することができる。また、溶接用治具装置１は、一方側クランプ部材３１と他方側クランプ部材３２とを加圧装置３５により加圧する加圧部３３が設けられているため、一方側治具１０と他方側治具２０とを固定する作業を低減し、生産性の改善を図ることができる。また、溶接用治具装置１は、ボルト１１７などの締結部材を用いないため、溶接作業時に発生する異物による、溶接不良を低減することができる。さらに、溶接用治具装置１は、一方側クランプ部材３１と他方側クランプ部材３２とを加圧装置３５により加圧するため、消耗品の交換を抑制することによるコストの低減を図ることができる。

従って、以上説明した溶接用治具装置１によれば、適切な溶接を実現することができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の概念及び請求の範囲に含まれるあらゆる態様を含む。また、上述した課題及び効果の少なくとも一部を奏するように、各構成を適宜選択的に組み合わせてもよい。例えば、上記実施の形態における、各構成要素の形状、材料、配置、サイズ等は、本発明の具体的使用態様によって適宜変更され得る。

例えば、溶接用治具装置１により溶接されるワークＷは、金属以外の部材であってもよい。また、開口部は、上述のように一方側治具１０の治具本体１１及び他方側治具２０の治具本体２１に設けられているものに限定されず、一方側治具１０または他方側治具２０のいずれか１つに設けられているものであってもよい。この場合において、一方側治具１０または他方側治具２０のいずれか１つに設けられている開口部が溶接部位５３の全体に対応している。

１，１００…溶接用治具装置、２…レーザ溶接機、５…部品、１０，１１０…一方側治具、１１…治具本体、１２…一方側接合面、１３…一方側開口部、１４…開口部傾斜面、１５…透過孔部、１６…透過部、１７…ピン、１８…一方側外側面、２０，１２０…他方側治具、２１…治具本体、２２…他方側接合面、２３…他方側開口部、２４…開口部傾斜面、２５…透過孔部、２６…透過部、２８…他方側外側面、３０…治具クランプ、３１…一方側クランプ部材、３２…他方側クランプ部材、３３…加圧部、３４…スペーサ、３５…加圧装置、５１…部品本体、５２…開口部、５３…溶接部位、１１７…ボルト、３１１…一方側外周部材、３１２…一方側内周部材、３２１…他方側外周部材、３２２…他方側内周部材、Ｗ…ワーク、Ｂ…レーザ光

Claims (4)

1. 複数の部材を重ね合わせて溶接することにより形成される部品の溶接に用いられる治具装置であって、
   重ねられた前記複数の部材における表側に露出する面のうち一方の面に接する一方側接合面を有する一方側治具と、
   前記複数の部材における表側に露出する面のうち他方の面に接する他方側接合面を有する他方側治具と、
   前記一方側治具及び前記他方側治具を前記複数の部材とともに前記複数の部材の積層方向から挟む治具クランプと、
   を備え、
   前記一方側治具または前記他方側治具の少なくともいずれか一方に、前記部品における所望の溶接部位に対応する開口部が設けられていて、
   面方向において前記複数の部材の外周側に、表側から前記積層方向に向かって前記一方側治具と前記他方側治具を加圧する加圧部と、
   面方向において前記加圧部の位置、及び、前記積層方向において前記一方側治具と前記他方側治具との間に設けられているスペーサと、
   を備え、
   前記治具クランプは、
   前記一方側治具の表側の面に接する一方側クランプ部材と、
   前記他方側治具の表側の面に接する他方側クランプ部材と、
   を有し、
   前記スペーサは、前記一方側クランプ部材と前記他方側クランプ部材とが加圧されている状態において、前記積層方向における前記一方側クランプ部材と前記他方側クランプ部材との間隔を保つような厚みを有している溶接用治具装置。
2. 前記一方側治具は、一方側開口部が、前記部品における所望の溶接部位のうち一部に対応し、
   前記他方側治具は、前記部品における所望の溶接部位のうち前記一方側開口部に対応しない部分に対応する他方側開口部を有する、
   請求項１に記載の溶接用治具装置。
3. 前記一方側開口部及び前記他方側開口部により形成される所望の溶接部位は、環状の閉じた経路を形成する、
   請求項２に記載の溶接用治具装置。
4. 前記治具クランプは、前記一方側開口部及び前記他方側開口部の少なくともいずれか一方が設けられていない位置において、前記一方側治具及び前記他方側治具の表側の面に接する、
   請求項２または３に記載の溶接用治具装置。
   

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