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JP7723231B1 - 板状冷却装置の組立方法、板状冷却装置およびクランプ装置 - Google Patents

板状冷却装置の組立方法、板状冷却装置およびクランプ装置

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JP7723231B1
JP7723231B1 JP2025533104A JP2025533104A JP7723231B1 JP 7723231 B1 JP7723231 B1 JP 7723231B1 JP 2025533104 A JP2025533104 A JP 2025533104A JP 2025533104 A JP2025533104 A JP 2025533104A JP 7723231 B1 JP7723231 B1 JP 7723231B1
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庸一 森田
司 角田
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Sango Co Ltd
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Abstract

従来よりも液密性、気密性を有する冷却液を流通させる流路を備えた板状冷却装置の組立方法を実現する。第1の板状部材(3)と第2の板状部材(2)とを重ね合わせた後、分割溶接領域(L1)を挟んで最接近位置に設けられた2つの被クランプ領域(C)を一組の被クランプ領域として、一組の被クランプ領域をクランプ手段にて第1の板状部材と第2の板状部材とを相互に固定するクランプ工程と、クランプ工程にて、被クランプ領域(C)をクランプしている状態で分割溶接領域(L1)を溶接する溶接工程と、を含む。

Description

本開示は板状冷却装置の組立方法に関する。
昨今、電気自動車(BEV:Battery Electric Vehicle)などに搭載されるバッテリーは、十分な航続距離を確保するために大容量化し、当該バッテリーを効率よく冷却するため、液体を流通させる流路を備えた液冷機構が採用されている。例えば、特許文献1には、アルミニウム板から構成される第1シート及び第2シートをろう付け(ブレイズ)などの材料によって互いに固定して製造されたバッテリーモジュール用の冷却板が開示されている。
日本国特開2013-101926号公報
しかしながら、バッテリーの大容量化にともない大型化した冷却装置を組み立てるために、広い面積の板状部材をろう付け、あるいは、レーザ溶接をすると、板状部材の歪みを生じ得る。板状部材の歪みが生じる場合、冷却液を流通させる流路を液密または気密にすることに問題が生じる場合がある。
本開示は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、従来よりも液密性、気密性を有する冷却液を流通させる流路を備えた板状冷却装置の組立方法を実現することにある。
上記の課題を解決するために、本開示に係る、板状冷却装置の組立方法は、第1の板状部材と、前記第1の板状部材と溶接される溶接面の側に冷却液が流れる流路を備えた第2の板状部材と、を備えた板状冷却装置の組立方法であって、前記第2の板状部材は、前記第1の板状部材と前記第2の板状部材とを重ね合わせた場合に前記第1の板状部材と前記第2の板状部材とが当接する範囲において、前記第1の板状部材と前記第2の板状部材とを溶接するために前記流路に沿って設けられた溶接領域と、前記溶接領域を所定の範囲に分割した領域である分割溶接領域と、前記分割溶接領域に隣接した位置に設けられ、クランプ手段にてクランプされる被クランプ領域と、を有し、前記組立方法は、前記第1の板状部材と前記第2の板状部材とを重ね合わせた後、前記分割溶接領域を挟んで最接近位置に設けられた2つの前記被クランプ領域を一組の被クランプ領域として、一組の前記被クランプ領域を前記クランプ手段にて前記第1の板状部材と前記第2の板状部材とを相互に固定するクランプ工程と、前記クランプ工程にて、前記被クランプ領域をクランプしている状態で前記分割溶接領域を溶接する溶接工程と、を含む、方法である。
上記の課題を解決するために、本開示に係る、板状冷却装置は、第1の板状部材と、前記第1の板状部材と溶接される溶接面の側に冷却液が流れる流路を備えた第2の板状部材と、を備え、前記第2の板状部材は、前記第1の板状部材と前記第2の板状部材とを重ね合わせた場合に前記第1の板状部材と前記第2の板状部材とが当接する範囲において、前記第1の板状部材と前記第2の板状部材とを溶接するために前記流路に沿って設けられた溶接領域と、前記溶接領域を所定の範囲に分割した領域である分割溶接領域と、前記分割溶接領域に隣接した位置に設けられ、クランプ手段にてクランプされる被クランプ領域と、を備えている構成である。
上記の課題を解決するために、本開示に係る、クランプ装置は、第1の板状部材と、前記第1の板状部材と溶接される溶接面の側に冷却液が流れる流路を備えた第2の板状部材と、を備えた板状冷却装置をクランプするクランプ装置であって、前記第2の板状部材は、前記第1の板状部材と前記第2の板状部材とを重ね合わせた場合に前記第1の板状部材と前記第2の板状部材とが当接する範囲において、前記第1の板状部材と前記第2の板状部材とを溶接するために前記流路に沿って設けられた溶接領域と、前記溶接領域を所定の範囲に分割した領域である分割溶接領域と、前記分割溶接領域に隣接した位置に設けられ、クランプ手段にてクランプされる被クランプ領域とを有し、前記第1の板状部材と前記第2の板状部材とを重ね合わせた後、前記分割溶接領域を挟んで最接近位置に設けられた2つの前記被クランプ領域を一組の被クランプ領域として、一組の前記被クランプ領域を前記クランプ手段にて前記第1の板状部材と前記第2の板状部材とを相互に固定するクランプ部を備えている、構成である。
本開示の一態様によれば、従来よりも液密性、気密性を有する冷却液を流通させる流路を備えた板状冷却装置の組立方法を実現できる。
本開示の一実施形態に係る板状冷却装置を示す図である。 図3に示すA-A矢視の部分拡大断面図である。 板状冷却装置を平面視した図である。 溶接領域を示した板状冷却装置の平面視図である。 本開示の一実施形態に係るクランプ装置の概略構成を部分的に示した平面図である。 図5に示すクランプ装置を後方からみた背面図である。 板状冷却装置の外周溶接領域に対して、レーザビームを照射している様子を示した模式図である。 図7の部分拡大図である。 図6に示す破線枠囲いEの部分拡大図である。
(実施形態1)
以下、本開示の一実施形態について、詳細に説明する。
図1は、本開示の一実施形態に係る板状冷却装置1を示す図である。図2は、図3に示すA-A矢視の部分拡大断面図である。図3は、板状冷却装置1を平面視した図である。なお、以下では説明の便宜上、各図に示す矢印のとおり、上下方向、左右方向、および前後方向を定義する。しかしながら、これらの方向は、1つの状態における相対的な位置関係を示すものとして用いられるものであり、板状冷却装置1の設置方向により、相対的な位置関係は変わり得ることを付言しておく。
(板状冷却装置の概要)
板状冷却装置1は、電気自動車などに搭載されるバッテリーを冷却するためのものであり、バッテリーに当接させて電気自動車などの内部に配置される。板状冷却装置1は、図1、図3に示すように、平面視で矩形状であり、第1の板状部材3と、第1の板状部材3と対向して配置される第2の板状部材2と、を備えている。なお、板状冷却装置1の形状は、平面視で矩形状に限るものではなく、当接させるバッテリー形状に合わせて適宜成形されてよい。第1の板状部材3、および、第2の板状部材2は、例えば、レーザ溶接にて互いに溶接され、各板状部材の内面側(溶接面側)に冷却液が流れる流路21が配置される。流路21の詳細は後述する。
(第1の板状部材)
第1の板状部材3は、薄板状であり、第2の板状部材2に対向して配置される。第1の板状部材3は、平面視略長方形の形状で成形されている。第1の板状部材3は、左右方向の両端部からそれぞれ下方に延びる側板31を備えている。
側板31は、バッテリーあるいは自動車の内部部品にネジなどの締結部材を介して組付けるための板状部材である。第1の板状部材3は、冷却液を吸入する吸入口32と冷却液を排出する排出口33とを備えている。なお、側板31は必須の構成ではなく、側板31が設けられていない構成であってもよい。この場合、第1の板状部材3は、平板状に成形されていればよい。また、第1の板状部材3は、第2の板状部材2に対向して配置される面を備えていればよく、例えば、第1の板状部材3は箱型の筐体であってもよい。
なお、以下の説明では、吸入口32を備えている側を上流側、排出口33を備えている側を下流側と称する場合がある。第1の板状部材3は、例えばステンレス鋼(SUS)のように溶接性と耐久性とに優れた素材で成形される。なお、第1の板状部材3の素材はステンレス鋼に限らず、アルミニウムのように熱伝導率の高い素材で成形されてもよい。
(第2の板状部材)
第2の板状部材2は、薄板状であり、第1の板状部材3に対向して配置される。第2の板状部材2は、平面視略長方形の形状で成形されている。第2の板状部材2は、例えばアルミニウムのように熱伝導率の高い素材で成形される。
第2の板状部材2は、第1の板状部材3と溶接される溶接面の側に冷却液が流れる流路21と、溶接領域YR(図4参照)と、分割溶接領域L1と、被クランプ領域Cと、を備えている。
(流路)
流路21は、図3に示すように、第2の板状部材2の平面視において、左右方向に一定の間隔をもって、蛇行するように形成されている。より詳細には、前方から後方に延びる直線形状の流路21が形成され、当該流路21の後方端部にてU字形状のカーブが形成され、当該カーブの端部から前方に延びる直線形状の流路21が形成され、当該流路21の前方端部にてU字形状のカーブが形成されている。以降、同様に上流側から下流側に向かって直線とカーブとを組み合わせて流路21が形成されている。
流路21は、冷却液が流通する空間である。冷却液が流通する空間は、図1に示すように第1の板状部材3と第2の板状部材2とを上下方向に積層し、第1の板状部材3と第2の板状部材2とを溶接することで、液密または気密に仕切られる。より詳細には、流路21は、図2に示すように、第1の板状部材3と第2の板状部材2との間に形成され上部が湾曲している曲面を有するアーチ形状の空間である。
流路21は、第1の板状部材3と第2の板状部材2とを積層し溶接した状態で流路21が形成されていない部分、すなわち、第1の板状部材3と第2の板状部材2とが積層された状態で当接している範囲と隔定される。
流路21は、第1の板状部材3と第2の板状部材2とが溶接される前の状態では、接合面側(下方側)が開口している。なお、流路21の断面形状はアーチ形状に限るものではなく、開口を下側にしたU字形状であってもよいし、開口を下側にした断面視V字形状のように角張った形状であってもよい。つまり、少なくとも冷却液を流通させる流通空間を有する凸形状であればよい。
流路21は、図1、図3に示すように、上流側の端部が吸入口32と接続され、下流側の端部が排出口33と接続される。これにより、吸入口32から吸入された冷却液は、図3に示す矢印の方向にて、流路21の空間を流通し、排出口33から排出される。冷却液が吸入口32から排出口33にかけて流路21内を流れることで、バッテリーの熱を冷却液にて吸収し、バッテリーを冷却する。
(溶接領域)
溶接領域YRについて、図4を用いて説明する。図4は、溶接領域YRを示した板状冷却装置1の平面視図である。なお、図4においては、溶接領域YRが設けられている範囲を認識し易くするため、溶接領域YR以外の他の部材番号は適宜省略している。
溶接領域YRは、第1の板状部材3と第2の板状部材2とを接合する際に、レーザ溶接を施す部位である。図4に示すように、第2の板状部材2は、第1の板状部材3と第2の板状部材2とを溶接するために、流路21に沿って設けられた溶接領域YRを有している。図4において、溶接領域YRは薄墨で示す領域であり、第2の板状部材2の表面に設定される。溶接領域YRは、第2の板状部材2の表面において、複数個所に設けられてよい。
詳細には、溶接領域YRは、第1の板状部材3と第2の板状部材2とを重ね合わせた場合に、第1の板状部材3と第2の板状部材2とが当接する範囲において設けられる。「第1の板状部材3と第2の板状部材2とが当接する範囲」とは、第2の板状部材2の平面視において、左右方向に一定の間隔をもって、蛇行する流路21と流路21との間に形成される範囲であり、当該範囲において溶接領域YRが設けられる。溶接領域YRは、図4に示すように、流路21の前後方向における延伸方向に沿って、前後方向に延びて形成される領域である。
(分割溶接領域)
分割溶接領域L1は、第1の板状部材3と第2の板状部材2とを接合する際に、レーザ溶接を施す部位である。分割溶接領域L1は、溶接を行うために第2の板状部材2の表面に予め設定される。分割溶接領域L1は、図4で示す溶接領域YRを所定の範囲に分割して形成された領域である。つまり、分割溶接領域L1は溶接領域YRに包含される領域ともいえる。
「所定の範囲」とは、第2の板状部材2、流路21の大きさ、形状、および、後述のクランプ装置4の構成などによって任意に設定される範囲である。例えば、図3に示す破線Gの枠内左端にある2つの被クランプ領域Cが後述のクランプ装置4が備える一組のクランプ部410の配置に対応する場合、一組のクランプ部410の間の長さよりも短い長さを所定の範囲として設定すればよい。なお、図3に示すように、分割溶接領域L1は、第2の板状部材2の表面において、複数個所に設けられてよい。
本実施形態では、第1の板状部材3と第2の板状部材2とを積層した後、複数の分割溶接領域L1をレーザ溶接することにより、第1の板状部材3と第2の板状部材2とを接合する。
(被クランプ領域)
被クランプ領域Cは、後述のクランプ部410に押さえつけられる部位である。被クランプ領域Cは、図3で示すように、第2の板状部材2の表面において、複数個所に設けられる。
より詳細には、被クランプ領域Cは、分割溶接領域L1に隣接した位置に設けられる。「分割溶接領域L1に隣接した位置」とは、図3に示すように、溶接領域YR(図4参照)の前後方向において、前から順に被クランプ領域C、分割溶接領域L1、被クランプ領域Cが配置される位置である。つまり、被クランプ領域Cは、分割溶接領域L1に隣り合った位置に設けられる。換言すれば、分割溶接領域L1の前後方向における隣には被クランプ領域Cが設けられている。
なお、被クランプ領域Cは、溶接領域YRの範囲外に設けられてもよい。例えば、図3に示すように、第2の板状部材2の外周縁の近傍をクランプ部410にてクランプできる位置に設けられてもよい。また、第2の板状部材2の四隅をクランプ部410にてクランプできる位置に設けられてもよい。溶接領域YRの範囲外に設けられる被クランプ領域Cは、外周溶接領域L2をレーザ溶接する際にクランプ部410に押さえつけられる部位である。
(外周溶接領域)
外周溶接領域L2は、図3に一点鎖線で示すように、第2の板状部材2において、流路21が形成された領域よりも前後方向および左右方向において外側に設けられる領域である。図3に一点鎖線で示した外周溶接領域L2は、一例であり、外周溶接領域L2は、第2の板状部材2、および、流路21の大きさ、形状によって任意に設定されてよい。
外周溶接領域L2は、流路21の外端縁に沿って、当該外端縁に近接する位置に設けることが好ましい。流路21に近接する位置に外周溶接領域L2を設けることで、第1の板状部材3と第2の板状部材2とをレーザ溶接した際、流路21を液密、または、気密にできる。
(クランプ装置)
次に、本開示の一実施形態に係るクランプ装置4について図5および図6を用いて説明する。図5は、本開示の一実施形態に係るクランプ装置4の概略構成を部分的に示した平面図である。図6は、図5に示すクランプ装置4を後方からみた背面図である。
クランプ装置4は、第1の板状部材3と第2の板状部材2とを積層した状態でレーザ溶接するために第1の板状部材3と第2の板状部材2とをクランプする装置である。図5に示すように、クランプ装置4は、載置部44、第1アーム41、第2アーム42、第3アーム43を備えている。載置部44は、第1の板状部材3と第2の板状部材2とを積層する際、第1の板状部材3と第2の板状部材2とが載置される平板部材である。
第1アーム41は、図5および図6に示すように、複数のフレーム41aを井桁状、あるいは、格子状に適宜組み合わせて構成されている。複数のフレーム41aの組み合わせは、任意に設定されてよい。例えば、フレーム41aを3本のみ組み合わせて第1アーム41を構成してもよいし、4本のみ組み合わせて第1アーム41を構成してもよい。第1アーム41は、図6に示すように、第1アーム41を破線で示した開状態と第1アーム41を実線で示した閉状態とに状態変位が可能である。第1アーム41は、回動軸411にてクランプ装置4に軸支されている。また、第1アーム41は、把持部41bを備えており、クランプ装置4のユーザは、当該把持部41bを用いて第1アーム41を、回動軸411を中心に回動させる。
第1アーム41は、複数のクランプ部410を備えている。クランプ部410は、載置部44に載置された第1の板状部材3と第2の板状部材2とを重ね合わせた後、分割溶接領域L1を挟んで最接近位置に設けられた2つの被クランプ領域Cを一組の被クランプ領域Cとして押さえつけてクランプする。
「分割溶接領域L1を挟んで最接近位置に設けられた2つの被クランプ領域C」とは、例えば、図3に示す破線Gの枠内左端にある分割溶接領域L1を間に挟んで前後方向に設けられた2つの被クランプ領域Cである。破線Gの枠内には、一組の被クランプ領域Cが左側から右側にかけて、計7組設けられている。
なお、破線Gの枠内左端の後ろ側にある被クランプ領域Cと、当該被クランプ領域Cの後ろ側にある分割溶接領域L1と、さらに流路21よりも後ろ側にある被クランプ領域Cとを一組の被クランプ領域Cとしてもよい。
さらに、図3の破線Dに示すように、分割溶接領域L1を3つの被クランプ領域Cにて囲む場合も一組の被クランプ領域Cの範疇に含めてよい。すなわち、分割溶接領域L1の近傍に設けられた被クランプ領域Cは、適宜の組み合わせにより、一組の被クランプ領域Cとしてもよい。これにより、クランプ部410は、第1の板状部材3と前記第2の板状部材2とを前後および左右方向に移動しないように、相互に固定する。なお、本開示の「クランプ手段」は、上述のとおり、クランプ部410により被クランプ領域Cを押さえつけてクランプするものである。
ここで第1アーム41が備える複数のクランプ部410の詳細について図9を参照しつつ説明する。図9は、図6に示す破線枠囲いEの部分拡大図である。
図9に示すように、複数のクランプ部410がそれぞれ個別に昇降可能とする構成として、例えば、第1アーム41にはクランプ部410を昇降させるアクチュエータ4103を備えていればよい。アクチュエータ4103は、クランプ部410を構成するシャフト4101と接続されており、アクチュエータ4103が受信した制御信号に応じて、当該アクチュエータ4103を介してシャフト4101を昇降させる。シャフト4101は、被クランプ領域Cに対向する位置に押圧部4102を備えていてもよい。
押圧部4102は、例えば弾性体で構成される。弾性体は、例えばゴム素材により構成されていればよい。なお、弾性体ではなく、例えばプラスチックで構成されてもよいし、さらに剛性の高い素材で構成されてもよい。
なお、アクチュエータ4103が受信する制御信号は、押圧部4102が被クランプ領域Cに対して加える押圧力を制御する信号でもよい。また、アクチュエータ4103が受信する制御信号は、シャフト4101の昇降位置を調整するストローク長を制御する信号でもよい。このように複数のクランプ部410を個別に昇降可能とする構成を備えることにより、クランプ部410が被クランプ領域Cに対して、それぞれ個別にクランプを実行することが可能となる。なお、アクチュエータ4103は、ピエゾ素子を用いたピエゾアクチュエータを使用するのが好適であるが、これに限らない。例えば、空気圧式、油圧式、或いは電動式のアクチュエータでもよい。
図5および図6に戻り、第2アーム42は、複数のフレーム42aを井桁状、あるいは、格子状に適宜組み合わせて構成されている。複数のフレーム42aの組み合わせは、任意に設定されてよい。例えば、フレーム42aを3本のみ組み合わせて第2アーム42を構成してもよいし、4本のみ組み合わせて第2アーム42を構成してもよい。第2アーム42は、回動軸420にてクランプ装置4に軸支されている。第2アーム42は、回動軸420を中心に上下方向に回動可能である。
第2アーム42は、第1アーム41を閉状態にした後、複数ある第1アーム41のフレーム41aのうち、第2アーム42側(右側)に設けられたフレーム41aを上方から下方に向けて押さえつける。
詳細には、第2アーム42を開状態から閉状態へ変位させることにより、第1アーム41を上方から下方に向けて押さえつけて固定する。これにより、クランプ部410の押圧力を高めている。なお、第1アーム41が備えたクランプ部410と同じ構成のクランプ部410を第2アーム42に設けてもよい。
第3アーム43は、複数のフレーム43aを井桁状、あるいは、格子状に適宜組み合わせて構成されている。複数のフレーム43aの組み合わせは、任意に設定されてよい。例えば、フレーム43aを3本のみ組み合わせて第3アーム43を構成してもよいし、4本のみ組み合わせて第3アーム43を構成してもよい。第3アーム43は、回動軸(不図示)にてクランプ装置に軸支されている。第3アーム43は、当該回動軸を中心に上下方向に回動可能である。
第3アーム43は、クランプ装置4における前側、および、後側に設けられ、第1の板状部材3と第2の板状部材2とを上方から下方に向けて押さえつけて固定する。詳細には、第3アーム43を開状態から閉状態へ変位させることにより、第1の板状部材3、および、第2の板状部材2を上方から下方に向けて押さえつけて固定する。これにより、第1の板状部材3、および、第2の板状部材2の前後方向への移動を規制する。なお、第1アーム41が備えたクランプ部410と同じ構成のクランプ部410を第3アーム43に設けてもよい。
第1アーム41、第2アーム42、第3アームの開閉動作はユーザの手動で実行されてもよいし、例えば、アクチュエータが受信した制御信号に応じて、当該アクチュエータを介して第1アーム41、第2アーム42、第3アーム43の動作を制御してもよい。
(板状冷却装置の組立方法)
次に、板状冷却装置1の組立方法について説明する。第1の板状部材3、第2の板状部材2は、例えば、プレス加工にて製造される。
(クランプ工程)
まず、製造された第1の板状部材3をクランプ装置4の載置部44の上に、溶接される面が上になるように載置する。次に、製造された第2の板状部材2を載置部44に載置された第1の板状部材3の上に、溶接される面が下になるように載置する。なお、載置部44は、載置部44に載置された第1の板状部材3、および、第2の板状部材2が水平となるように載置面が構成されることが好ましいが、これに限るものではない。例えば、載置部44は、第1の板状部材3、および、第2の板状部材2の加工条件、形状等に応じて、非水平となるように載置面が構成されてもよい。
第1の板状部材3と第2の板状部材2とを重ね合わせた後、クランプ装置4の第1アーム41を開状態から閉状態とし、第1アーム41が閉状態となってから、第2アーム42を閉状態とする。なお、第3アーム43は第1アーム41が閉状態となる前後、第2アーム42が閉状態となる前後の任意のタイミングで閉状態にすればよい。
詳細には、第1の板状部材3と第2の板状部材2とを重ね合わせた後、分割溶接領域L1を挟んで最接近位置に設けられた2つの被クランプ領域Cを一組の被クランプ領域Cとして設定する。そして、当該設定された一組の被クランプ領域Cをクランプ手段にて第1の板状部材3と前記第2の板状部材2とを相互に固定する。クランプ工程は、第1の板状部材3と前記第2の板状部材2とを相互に固定する工程である。
本実施形態において、クランプ装置4は、図5および図6に示すように、第1アーム41を回動軸411を中心に下方向に回動させ、閉状態とすることで複数の分割溶接領域L1に隣り合う位置にそれぞれ設けられた被クランプ領域Cを全て押さえる構成である。複数の分割溶接領域L1に対応する複数の被クランプ領域Cを全て押さえることにより、レーザ溶接による溶接中に生じ得る板状部材の熱歪を低減できる。また、板状部材の製造公差による微小な隙間を押えることができるため、流路21の液密性、気密性が向上する。
なお、第1アーム41は、上述のように複数の分割溶接領域L1に隣り合う位置にそれぞれ設けられた被クランプ領域Cを全て押さえる構成に限るものではなく、クランプ装置4の設計、クランプ装置4にクランプされる板状冷却装置1の形状等により適宜に変更されてよい。例えば、図3に示す破線Gの枠内にある複数の分割溶接領域L1全てを一つのグループとして、第1アーム41は、グルーピングされた複数の分割溶接領域L1に隣り合う位置にそれぞれ設けられた被クランプ領域Cを同時に全て押さえる構成としてもよい。この場合、例えば、第1アーム41は、第1アーム41を閉状態とした場合に、グルーピングされた複数の分割溶接領域L1に隣り合う位置にそれぞれ設けられた被クランプ領域Cを押さえることが可能な位置(以下、被クランプ領域Cに対向する位置という)にクランプ部410を備えるように構成されてよい。
また、複数の分割溶接領域L1に隣り合う位置にそれぞれ設けられた被クランプ領域Cを全て押さえる構成のクランプ装置4において、被クランプ領域Cに対向する位置に設けられた複数のクランプ部410がそれぞれ個別に昇降可能に設けられていてもよい。例えば、第1アーム41、第2アーム42、および第3アーム43の全てが閉状態の場合を考える。この場合、図3に示す破線Gの枠内左端にある分割溶接領域L1を間に挟んで前後方向に設けられた2つの被クランプ領域Cに対向する位置に設けられた2つのクランプ部410を上側から下側へ降ろしてクランプしてもよい。この場合、他のクランプ部410は他の被クランプ領域Cに当接していない。つまり、他のクランプ部410は、上側から下側へ降りていない。
また、第1アーム41を開状態から閉状態へと変位させる際、クランプ部410が被クランプ領域Cに当接する順番を予め設定してもよい。例えば、第1アーム41を閉状態とした場合、複数のクランプ部410のうち、第2の板状部材2の中央位置に最初に当接するクランプ部410を予め設定する。
次に、設定されたクランプ部410を個別に上側から下側へ降ろしておく。そして、第1アーム41を閉状態にすると、個別に下側へ降ろしたクランプ部410が中央位置に当接する。その後、中央位置に当接したクランプ部410を中心として、外側に順次、他のクランプ部410を被クランプ領域Cへ当接させる。
上述の説明においては、第2の板状部材2の中央位置に最初に当接するクランプ部410を予め設定するとしているが、これに限るものではない。例えば、被クランプ領域Cのうち、任意で設定された所定の範囲における複数のクランプ部410の昇降を予め設定してもよい。
また、複数のクランプ部410のうち、個別に昇降させるクランプ部410は、1つでもよいし、複数でもよい。なお、第2アーム42、第3アーム43にそれぞれクランプ部410が設けられる場合も同様である。
これにより、第1の板状部材3と第2の板状部材2とを重ね合わせた後、クランプ装置4により第1の板状部材3と第2の板状部材2とをクランプしたことにより生じる板状部材の歪みを低減することができる。また、第1の板状部材3、第2の板状部材2の形状がクランプし難い形状である場合、例えば、凹凸が多い場合、板厚が不規則な場合等であっても、クランプ部410の押圧力を均等に加えることができる。更に、板状部材の歪み形状にあわせて、クランプ部410にてクランプすることができる。
(溶接工程)
次に、クランプ工程にて、被クランプ領域Cをクランプしている状態で分割溶接領域L1を溶接する溶接工程を実行する。溶接工程はレーザ溶接装置を用いて実行される。レーザ溶接装置は、クランプ装置4と一体に設けられていてもよいし、クランプ装置4と別体に設けられていてもよい。なお、レーザ溶接装置の構成は公知の技術であるため、構成に関する詳細な説明は省略する。
レーザ溶接装置は、溶接対象である第1の板状部材3と第2の板状部材2にレーザビームL(図7、図8参照)を照射して溶接対象を溶接する。レーザ溶接装置による溶接工程は、例えば、レーザ照射ヘッド50(図7、図8参照)を直線的に走査させながらレーザビームLを分割溶接領域L1に連続的に照射する。
なお、レーザ照射ヘッド50は、例えば、ロボットアームに取付けられ、当該ロボットアームを動作させることにより、レーザ照射ヘッド50を走査させてもよい。
また、レーザ照射ヘッド50がレーザ溶接装置に固定された状態でレーザ照射ヘッド50から照射されるレーザビームLを反射鏡により偏向させて分割溶接領域L1に連続的に照射してもよい。
また、レーザ照射ヘッド50がレーザ溶接装置に固定された状態で、溶接対象である第1の板状部材3と第2の板状部材2とがXYテーブルで動く(溶接対象の位置制御を行なう)構成でもよい。
詳細には、溶接工程は、レーザビームLを分割溶接領域L1に連続的に照射することで溶接線を形成する線状溶接により、第1の板状部材3と第2の板状部材2とを溶接する。なお、溶接工程における溶接方法はレーザ溶接に限るものではなく、例えば、アーク溶接、電子ビーム溶接、プラズマアーク溶接などの融接による溶接方法であってもよい。また、ろう付けなどのろう接で用いられる溶加材(接着剤)を用いてもよい。
溶接工程では、例えば、図3に示す破線Gの枠内に配置された複数の分割溶接領域L1を左側から右側に向かって順番に溶接される。その後、破線Gの枠内にある複数の分割溶接領域L1に対して前側且つ平行に並ぶ複数の分割溶接領域L1、または、破線Gの枠内にある複数の分割溶接領域L1に対して後側且つ平行に並ぶ複数の分割溶接領域L1について、左側から右側に向かって溶接される。なお、複数の分割溶接領域L1の溶接の順番はこれに限るものではなく、例えば、上述する順番を適宜に入れ替えてもよい。
全ての分割溶接領域L1の溶接が完了すると、後述の外周溶接工程に移る。このように複数の分割溶接領域L1に対して順番に溶接工程を実行することにより、溶接作業の効率が向上する。
なお、本実施形態では、全ての分割溶接領域L1に対して溶接を完了させた後、後述の外周溶接工程に移るが、これに限るものではない。例えば、溶接工程は、一つの分割溶接領域L1に対する溶接工程が完了した後、被クランプ領域Cに対するクランプ部410によるクランプを解除(アンクランプ)してもよい。
また、一つの分割溶接領域L1に対する溶接工程が完了した後、当該分割溶接領域L1とは異なる他の分割溶接領域L1に対して、再び、クランプ工程を実行し、当該他の分割溶接領域L1を溶接してもよい。この場合、例えば、第1アーム41、第2アーム42、および第3アーム43を閉状態にした後、複数あるうちの何れか一つの分割溶接領域L1に対して、レーザ溶接を実行する。
さらに、上述のように複数の分割溶接領域L1全てを一つのグループとする場合、一つのグループに属する複数の分割溶接領域L1に対する溶接工程が完了した後、別のグループに属する複数の分割溶接領域L1に対する溶接工程を実行してもよい。
そして、レーザ溶接が完了した後、第1アーム41、第2アーム42、および第3アーム43を開状態にする、クランプ工程、溶接、クランプの解除、クランプ工程の一連の動作を繰り返してもよい。
また、一つの分割溶接領域L1に対応する一組の被クランプ領域Cのみをクランプするクランプ部410を備えたクランプ装置4において、上述の一連の動作を繰り返す構成としてもよい。
「一組の被クランプ領域Cのみをクランプする」とは、例えば、図3に示す破線Gの枠内左端にある分割溶接領域L1を間に挟んで前後方向に設けられた2つの被クランプ領域Cのみをクランプする構成である。また、上述の一連の動作による分割溶接領域L1への溶接作業は、前後方向に順次実行されてもよいし、左右方向に順次実行されてもよい。
また、上述の一連の動作による分割溶接領域L1への溶接作業は、例えば、前後方向および左右方向に交差する対角方向に順次実行されてもよい。さらに、前後方向、左右方向、および対角方向において、複数並ぶ分割溶接領域L1全てを前後方向の一つのグループ、左右方向の一つのグループ、対角方向の一つのグループとして、順次実行されてもよい。
なお、上述の一連の動作による分割溶接領域L1への溶接作業において、各グループに含まれる領域の設定や、各グループに対する溶接/クランプ等の作業順序は、第1の板状部材3および第2の板状部材2の形状、設計、材質等に応じて、製品における全体の歪が最小化されるような順序で適宜変更の上で実行されてもよい。
(外周溶接工程)
全ての分割溶接領域L1の溶接が完了した後、外周溶接領域L2に対して線状溶接する外周溶接工程が実行される。なお、上述のとおり、全ての分割溶接領域L1の溶接が完了した後、外周溶接領域L2に対して外周溶接工程を実行することが好ましいが、これに限るものではない。外周溶接工程を実行した後、分割溶接領域L1に対する溶接工程が実行されてもよい。
以下の説明では、図7および図8を用いて説明する。図7は、板状冷却装置1の外周溶接領域L2に対して、レーザビームLを照射している様子を示した模式図である。図8は、図7の部分拡大図である。
外周溶接工程は、溶接領域YRの範囲外に設けられる被クランプ領域Cをクランプ部410でクランプした後、レーザビームLが外周溶接領域L2に向かって照射されるレーザ溶接にて実行される。
外周溶接工程にてクランプする箇所は、例えば、第2の板状部材2の外周縁の近傍、第2の板状部材2の四隅である。なお、適宜、溶接領域YRに設けられた被クランプ領域Cをクランプしてもよい。
図7に示すように、外周溶接領域L2を溶接するレーザビームLは、当該レーザビームLの走査方向(図7においては前後方向)に交差する方向に傾斜している。
より具体的には、外周溶接領域L2に対して内側(図7においては右側)にレーザビームLの照射角度を傾斜させて実行される。つまり、外周溶接領域L2に対してレーザ溶接する場合は、常にレーザビームLの照射角度は内側に傾いている。
ここで、レーザ溶接の際に発生するスパッタSについて図8を用いて説明する。なお、図8では説明の便宜上、第1の板状部材3と第2の板状部材2との間に分かり易く隙間を示し、当該隙間にスパッタSが飛散している様子を示している。
レーザビームLを外周溶接領域L2に照射すると、レーザビームLが照射されている範囲において、第1の板状部材3と第2の板状部材2とが加熱され、溶融プールFが形成される。溶融プールFから溶融された第1の板状部材3と第2の板状部材2とが蒸気化して溶融プールFの周囲に微小な粒子が飛散する。当該飛散した粒子がスパッタSである。
スパッタSは、微小な粒子であるため、第1の板状部材3と第2の板状部材2との極僅かな隙間から流路21の側に進入する可能性がある。しかしながら、図7および図8に示すように、外周溶接領域L2に対して内側にレーザビームLの照射角度を傾斜させてレーザ溶接を実行すると、スパッタSを流路21側とは反対側の外側に誘導させ易くなる。よって、溶接時に発生するスパッタSの流路21への進入を減少させることができる。
なお、外周溶接工程において、スパッタSを外側に誘導させ易くするために、レーザビームLの照射角度は、レーザビームLが照射される溶接対象の溶接面に対して、垂直となる角度から5°乃至45°内側に傾斜させる。より好ましくは、レーザビームLが照射される溶接対象の溶接面に対して、垂直となる角度から7°乃至20°内側に傾斜させる。
(変形例)
以下の各変形例は、本実施形態に適宜、適用可能である。また、各変形例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施してもよい。
(変形例1)
上述した実施形態では、第2の板状部材2に流路21、溶接領域YR、分割溶接領域L1、および被クランプ領域Cを備えた構成としたが、第1の板状部材3に流路21、溶接領域YR、分割溶接領域L1、および被クランプ領域Cを備える構成としてもよい。すなわち、第1の板状部材3および/または第2の板状部材2の何れかに流路21、溶接領域YR、分割溶接領域L1、および被クランプ領域Cを備えていればよい。
(変形例2)
上述した実施形態では、クランプ部410が被クランプ領域Cを機械的に押さえつけてクランプする構成を説明したが、これに限るものではない。例えば、これに代えて電磁クランプを用いてもよい。電磁クランプを用いて場合、載置部44に電磁コイルを埋め込み、当該載置部44に埋め込んだ電磁コイルのうち、被クランプ領域Cに対応する箇所に電流を流して磁力を発生させ、クランプする構成としてもよい。
(変形例3)
上述した実施形態では、流路21が図3に示すように、第2の板状部材2の平面視において、左右方向に一定の間隔をもって、蛇行するように形成されていると説明したが、これに限るものではない。例えば、前方から後方に延びる直線形状の流路のみで構成されてもよい。この場合、それぞれの流路の前端、後端に冷却液の吸入口32と排出口33が設けられてもよい。また、前方から後方に延びる直線形状の流路に対して、左右方向に交差する直線形状の流路が組み合わされてもよい。すなわち、流路の平面視における形成パターンは、格子状であってもよいし、直角に流路が交わる直交格子状であってもよい。
(作用効果)
以上説明したように、本実施形態によれば、以下の作用効果が得られる。
本開示の態様1に係る板状冷却装置1の組立方法は、第1の板状部材3と、前記第1の板状部材3と溶接される溶接面の側に冷却液が流れる流路21を備えた第2の板状部材2と、を備えた板状冷却装置1の組立方法であって、前記第2の板状部材2は、前記第1の板状部材3と前記第2の板状部材2とを重ね合わせた場合に前記第1の板状部材3と前記第2の板状部材2とが当接する範囲において、前記第1の板状部材3と前記第2の板状部材2とを溶接するために前記流路に沿って設けられた溶接領域YRと、前記溶接領域YRを所定の範囲に分割した領域である分割溶接領域L1と、前記分割溶接領域L1に隣接した位置に設けられ、クランプ手段にてクランプされる被クランプ領域Cと、を有し、前記組立方法は、前記第1の板状部材3と前記第2の板状部材2とを重ね合わせた後、前記分割溶接領域L1を挟んで最接近位置に設けられた2つの前記被クランプ領域Cを一組の被クランプ領域Cとして、一組の前記被クランプ領域Cを前記クランプ手段にて前記第1の板状部材3と前記第2の板状部材2とを相互に固定するクランプ工程と、前記クランプ工程にて、前記被クランプ領域Cをクランプしている状態で前記分割溶接領域L1を溶接する溶接工程と、を含む、方法である。
上記の構成によれば、分割溶接領域L1を挟んで最接近位置に設けられた一組の被クランプ領域Cをクランプ手段にて固定することができる。また、一組の被クランプ領域Cをクランプしている状態で分割溶接領域L1を溶接できる。これにより、分割溶接領域L1を強力に固定できるため、第1の板状部材3、および第2の板状部材2の歪を低減しつつ精度の高い溶接を実行することができる。よって、従来よりも液密性、気密性を有する冷却液を流通させる流路21を備えた板状冷却装置1の組立方法を実現できる。
本開示の態様2に係る板状冷却装置1の組立方法は、上記の態様1において、前記溶接工程は、線状溶接にて実行される方法としてもよい。
上記の構成によれば、分割溶接領域L1を線状溶接にて溶接することができる。これにより溶接工程の作業効率を向上させることができる。
本開示の態様3に係る板状冷却装置1の組立方法は、上記の態様1または2において、前記溶接工程は、前記流路21が形成された領域よりも外側である外周溶接領域L2を溶接する外周溶接工程を更に含む、方法としてもよい。
上記の構成によれば、分割溶接領域L1の溶接に加えて、外周溶接領域L2を溶接できる。これにより、流路21の液密性、気密性をさらに向上させることができる。
本開示の態様4に係る板状冷却装置1の組立方法は、上記の態様3において、前記外周溶接工程は、レーザビームLが前記外周溶接領域L2に向かって照射されるレーザ溶接にて実行され、前記外周溶接領域L2を溶接する前記レーザビームLが走査される走査方向に交差する方向、且つ、前記外周溶接領域L2に対して内側に前記レーザビームLの照射角度を傾斜させて実行される、方法としてもよい。
上記の構成によれば、外周溶接工程において、外周溶接領域L2をレーザ溶接する場合、レーザビームLの照射角度をレーザビームLが走査される走査方向に交差する方向、且つ、外周溶接領域L2に対して内側に傾斜させることができる。これにより、レーザビームLの照射時に発生し得るスパッタSの流路21への進入を低減できる。
本開示の態様5に係る板状冷却装置1の組立方法は、上記の態様1~4において、前記溶接工程は、一つの前記分割溶接領域L1に対する前記溶接工程が完了した後、前記被クランプ領域Cに対するクランプをアンクランプし、前記溶接工程が完了した前記分割溶接領域L1とは異なる他の前記分割溶接領域L1に対して、前記クランプ工程が実行された後、当該他の前記分割溶接領域L1を溶接することを含む、方法としてもよい。
上記の構成によれば、分割溶接領域L1ごとに溶接工程を実行し、溶接工程が完了するたびに、アンクランプを実行する。つまり、一つの分割溶接領域L1の溶接工程にてクランプ、およびアンクランプの順番やタイミングを制御できる。これにより、溶接工程が完了するごとに第1の板状部材3と第2の板状部材2との固定状態を開放できる。そのため、溶接時に発生する熱を散逸させることができる。よって、溶接時の熱歪を分散させることができ、第1の板状部材3、および第2の板状部材2の全体の歪量を低減することができる。
本開示の態様6に係る板状冷却装置1の組立方法は、上記の態様1~5において、前記クランプ工程は、複数の前記分割溶接領域L1を一つのグループとして実行されることを含む、方法としてもよい。
上記の構成によれば、複数の分割溶接領域L1を一つのグループとしてクランプ工程が実行される。これにより、例えば、板状冷却装置1のサイズが大きくなった場合であっても、複数の分割溶接領域L1をグルーピングして溶接工程を実行できる。よって、従来よりも溶接工程の処理効率が向上する。
本開示の態様8に係る、板状冷却装置1は、第1の板状部材3と、前記第1の板状部材3と溶接される溶接面の側に冷却液が流れる流路21を備えた第2の板状部材2と、を備え、前記第2の板状部材2は、前記第1の板状部材3と前記第2の板状部材2とを重ね合わせた場合に前記第1の板状部材3と前記第2の板状部材2とが当接する範囲において、前記第1の板状部材3と前記第2の板状部材2とを溶接するために前記流路21に沿って設けられた溶接領域YRと、前記溶接領域YRを所定の範囲に分割した領域である分割溶接領域L1と、前記分割溶接領域L1に隣接した位置に設けられ、クランプ手段にてクランプされる被クランプ領域Cと、を備えている構成である。
本開示の態様9に係る、クランプ装置4は、第1の板状部材3と、前記第1の板状部材3と溶接される溶接面の側に冷却液が流れる流路21を備えた第2の板状部材2と、を備えた板状冷却装置1をクランプするクランプ装置4であって、前記第2の板状部材2は、前記第1の板状部材3と前記第2の板状部材2とを重ね合わせた場合に前記第1の板状部材3と前記第2の板状部材2とが当接する範囲において、前記第1の板状部材3と前記第2の板状部材2とを溶接するために前記流路21に沿って設けられた溶接領域YRと、前記溶接領域YRを所定の範囲に分割した領域である分割溶接領域L1と、前記分割溶接領域L1に隣接した位置に設けられ、クランプ手段にてクランプされる被クランプ領域Cとを有し、前記第1の板状部材3と前記第2の板状部材2とを重ね合わせた後、前記分割溶接領域L1を挟んで最接近位置に設けられた2つの前記被クランプ領域Cを一組の被クランプ領域Cとして、一組の前記被クランプ領域Cを前記クランプ手段にて前記第1の板状部材3と前記第2の板状部材2とを相互に固定するクランプ部410を備えている、構成である。
(実施形態2)
本開示の実施形態2について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態1にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。実施形態2と実施形態1との相違点は、クランプ工程が異なる点である。
(クランプ工程)
(第1クランプ工程)
実施形態1では、第1の板状部材3と第2の板状部材2とを重ね合わせた後、クランプ装置4の第1アーム41を開状態から閉状態としている。実施形態2におけるクランプ工程では、第1の板状部材3と第2の板状部材2とを重ね合わせた周縁部のうち、少なくとも前後方向の端縁をクランプ手段にてクランプする(本開示の第1クランプ工程)。
詳細には、「周縁部」の一例である図3に示す第2の板状部材2の外周縁の近傍に設けられた被クランプ領域Cのうち、前後方向に設けられた被クランプ領域Cを第3アーム43が備えるクランプ部410にてクランプする。
なお、第3アーム43にてクランプするのは前後方向の端縁に限るものではなく、例えば、第1の板状部材3と第2の板状部材2とを重ね合わせた周縁部のうち左右方向の端縁でもよい。また、第1の板状部材3と第2の板状部材2とを重ね合わせた周縁部のうち、前後方向、左右方向における端縁、換言すれば、周縁部の全周をクランプしてもよい。第1クランプ工程にてクランプされる端縁は、第1の板状部材3と第2の板状部材2との形状、大きさにより適宜に設定されてよい。また、第1クランプ工程にてクランプされる端縁の位置に応じて、第1アーム41、第2アーム42によるクランプが実行されてもよい。
(第2クランプ工程)
第1クランプ工程の後、一組の被クランプ領域Cをクランプ手段にて第1の板状部材3と第2の板状部材2とが相互に固定されるようにクランプする(本開示の第2クランプ工程)。詳細には、第1アーム41を開状態から閉状態とし、第1アーム41が閉状態となってから、第2アーム42を閉状態とすることにより、第1アーム41、第2アーム42がそれぞれ備えるクランプ部410に対応する被クランプ領域Cをクランプする。なお、「一組の被クランプ領域C」は実施形態1と同様に解釈されてもよい。
(クランプ力調整工程)
第2クランプ工程を実行してから所定の時間が経過するまでの間、第1クランプ工程におけるクランプ手段によるクランプ状態を維持しつつ、第1クランプ工程におけるクランプ手段のクランプ力をクランプ開始時よりも低くなるように調整する(本開示のクランプ力調整工程)。詳細には、第1アーム41、第2アーム42、および第3アーム43が閉状態において、第3アーム43のクランプ状態を維持したまま、所定の時間において、第3アーム43の板状部材に対するクランプ力(押圧力)が低くなるように調整する。所定の時間とは、例えば1秒~2秒である。なお、所定の時間はクランプ対象である第1の板状部材3、第2の板状部材2の厚み、素材、形状等により適宜に設定されてよい。「クランプ力をクランプ開始時よりも低くなるように調整」とは、例えば、クランプ開始時のクランプ力が40ニュートン(N)である場合、40N未満の数値であり、クランプ状態を維持したまま、0(ゼロ)Nに近い数値となるように調整することが好ましい。
(クランプ力復帰工程)
クランプ力調整工程の後、第1クランプ工程におけるクランプ手段のクランプ力をクランプ力調整工程にて低く調整されたクランプ力よりも高くなるように調整する(本開示のクランプ力復帰工程)。詳細には、第2クランプ工程を実行してから所定の時間が経過した後、第3アーム43のクランプ力を回復させる。
「クランプ力を回復」とは、クランプ力調整工程にて低く調整されたクランプ力よりも高くなるように調整されていればよく、第3アーム43にて被クランプ領域Cに対するクランプを開始した時点のクランプ力と同じ数値でなくてもよい。例えば、クランプ力調整工程にて低く調整されたクランプ力が5Nである場合、5Nよりも高い数値は「クランプ力を回復」の範疇に含まれてよい。
なお、クランプ力の回復は、第1クランプ工程において、第3アーム43にて被クランプ領域Cに対するクランプを開始した時点のクランプ力と同じ数値としてもよい。また、第3アーム43にて被クランプ領域Cに対するクランプを開始した時点のクランプ力よりも高い数値としてもよい。
そして、クランプ力復帰工程の後、実施形態1と同様に溶接工程、外周溶接工程を実行する。
(変形例)
本変形例は、本実施形態に適宜、適用可能である。また、本変形例は、技術的に矛盾しない範囲で実施形態1および実施形態1の各変形例と互いに組み合わせて実施してもよい。
上述した実施形態では、クランプ工程を実行した後、溶接工程を実行する。しかしながら、これに限るものではない。例えば、溶接工程は、一つの分割溶接領域L1に対する溶接工程が完了した後、当該分割溶接領域L1とは異なる他の分割溶接領域L1に対して、再び、クランプ工程を実行し、当該他の分割溶接領域L1を溶接してもよい。つまり、分割溶接領域L1毎にクランプ工程と溶接工程とを順番に実行してもよい。
また、実施形態1と同じく、例えば、図3に示す破線Gの枠内にある複数の分割溶接領域L1全てを一つのグループとして、クランプ工程、および溶接工程を実行してもよい。
(作用効果)
本開示の態様7に係る板状冷却装置1の組立方法は、前記クランプ工程は、前記第1の板状部材3と前記第2の板状部材2とを重ね合わせた周縁部のうち、少なくとも前後方向の端縁を前記クランプ手段にてクランプする第1クランプ工程と、前記第1クランプ工程の後、一組の前記被クランプ領域Cを前記クランプ手段にて前記第1の板状部材3と前記第2の板状部材2とを相互に固定する第2クランプ工程と、前記第2クランプ工程を実行してから所定の時間が経過するまでの間、前記第1クランプ工程における前記クランプ手段によるクランプ状態を維持しつつ、前記第1クランプ工程における前記クランプ手段のクランプ力をクランプ開始時よりも低くなるように調整するクランプ力調整工程と、前記クランプ力調整工程の後、前記第1クランプ工程における前記クランプ手段のクランプ力を前記クランプ力調整工程にて低く調整されたクランプ力よりも高くなるように調整するクランプ力復帰工程と、を含む、方法としてもよい。
上記の構成によれば、第1クランプ工程、第2クランプ工程、クランプ力調整工程、およびクランプ力復帰工程を実行できる。詳細には、第1クランプ工程、第2クランプ工程を実行した後、クランプ力調整工程を実行する。これにより、第3アーム43の板状部材に対するクランプ力(押圧力)が低くなるように調整しない場合に比べて、第1アーム41、第2アーム42、および第3アーム43にてクランプする際に生じる第1の板状部材3と第2の板状部材2との歪みを低減できる。そして、第1の板状部材3と第2の板状部材2との歪みを低減した状態でクランプ力復帰工程を実行しつつ、溶接工程を実行できる。
これにより、第1の板状部材3と第2の板状部材2との密着性を更に向上させた状態で溶接工程を実行することができる。よって、従来よりも液密性、気密性を有する冷却液を流通させる流路21を備えた板状冷却装置1の組立方法を実現できる。
本開示は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本開示の技術的範囲に含まれる。
1 板状冷却装置 2 第2の板状部材 3 第1の板状部材 21 流路 31 側板 32 吸入口 33 排出口

Claims (9)

  1. 第1の板状部材と、前記第1の板状部材と溶接される溶接面の側に冷却液が流れる流路を備えた第2の板状部材と、を備えた板状冷却装置の組立方法であって、
    前記第2の板状部材は、
    前記第1の板状部材と前記第2の板状部材とを重ね合わせた場合に前記第1の板状部材と前記第2の板状部材とが当接する範囲において、前記第1の板状部材と前記第2の板状部材とを溶接するために前記流路に沿って設けられた溶接領域と、
    前記溶接領域を所定の範囲に分割した領域である分割溶接領域と、
    前記溶接領域内にあって前記分割溶接領域に隣接した位置に設けられ、クランプ手段にてクランプされる被クランプ領域と、
    を有し、
    前記組立方法は、
    前記第1の板状部材と前記第2の板状部材とを重ね合わせた後、前記溶接領域において前記分割溶接領域を挟んで最接近位置に設けられた2つの前記被クランプ領域を一組の被クランプ領域として、一組の前記被クランプ領域を前記クランプ手段にて前記第1の板状部材と前記第2の板状部材とを相互に固定するクランプ工程と、
    前記クランプ工程にて、前記被クランプ領域をクランプしている状態で前記分割溶接領域を溶接する溶接工程と、を含む、
    ことを特徴とする板状冷却装置の組立方法。
  2. 前記溶接工程は、線状溶接にて実行される、ことを特徴とする請求項1に記載の板状冷却装置の組立方法。
  3. 前記溶接工程は、
    前記流路が形成された領域よりも外側である外周溶接領域を溶接する外周溶接工程を更に含む、ことを特徴とする請求項1または2に記載の板状冷却装置の組立方法。
  4. 前記外周溶接工程は、レーザが前記外周溶接領域に向かって照射されるレーザ溶接にて実行され、前記外周溶接領域を溶接する前記レーザが走査される走査方向に交差する方向、且つ、前記外周溶接領域に対して内側に前記レーザの照射角度を傾斜させて実行される、ことを特徴とする請求項3に記載の板状冷却装置の組立方法。
  5. 前記溶接工程は、一つの前記分割溶接領域に対する前記溶接工程が完了した後、前記被クランプ領域に対するクランプをアンクランプし、前記溶接工程が完了した前記分割溶接領域とは異なる他の前記分割溶接領域に対して、前記クランプ工程が実行された後、当該他の前記分割溶接領域を溶接することを含む、ことを特徴とする請求項1に記載の板状冷却装置の組立方法。
  6. 前記クランプ工程は、複数の前記分割溶接領域を一つのグループとして実行されることを含む、ことを特徴とする請求項1に記載の板状冷却装置の組立方法。
  7. 前記クランプ工程は、
    前記第1の板状部材と前記第2の板状部材とを重ね合わせた周縁部のうち、少なくとも前後方向の端縁を前記クランプ手段にてクランプする第1クランプ工程と、
    前記第1クランプ工程の後、一組の前記被クランプ領域を前記クランプ手段にて前記第1の板状部材と前記第2の板状部材とを相互に固定する第2クランプ工程と、
    前記第2クランプ工程を実行してから所定の時間が経過するまでの間、前記第1クランプ工程における前記クランプ手段によるクランプ状態を維持しつつ、前記第1クランプ工程における前記クランプ手段のクランプ力をクランプ開始時よりも低くなるように調整するクランプ力調整工程と、
    前記クランプ力調整工程の後、前記第1クランプ工程における前記クランプ手段のクランプ力を前記クランプ力調整工程にて低く調整されたクランプ力よりも高くなるように調整するクランプ力復帰工程と、
    を含む、
    ことを特徴とする請求項1に記載の板状冷却装置の組立方法。
  8. 第1の板状部材と、前記第1の板状部材と溶接される溶接面の側に冷却液が流れる流路を備えた第2の板状部材と、を備え、
    前記第2の板状部材は、
    前記第1の板状部材と前記第2の板状部材とを重ね合わせた場合に前記第1の板状部材と前記第2の板状部材とが当接する範囲において、前記第1の板状部材と前記第2の板状部材とを溶接するために前記流路に沿って設けられた溶接領域と、
    前記溶接領域を所定の範囲に分割した領域である分割溶接領域と、
    前記溶接領域内にあって前記分割溶接領域に隣接した位置に設けられ、クランプ手段にてクランプされる被クランプ領域と、
    を備えている、ことを特徴とする板状冷却装置。
  9. 第1の板状部材と、前記第1の板状部材と溶接される溶接面の側に冷却液が流れる流路を備えた第2の板状部材と、を備えた板状冷却装置をクランプするクランプ装置であって、
    前記第2の板状部材は、
    前記第1の板状部材と前記第2の板状部材とを重ね合わせた場合に前記第1の板状部材と前記第2の板状部材とが当接する範囲において、前記第1の板状部材と前記第2の板状部材とを溶接するために前記流路に沿って設けられた溶接領域と、
    前記溶接領域を所定の範囲に分割した領域である分割溶接領域と、
    前記溶接領域内にあって前記分割溶接領域に隣接した位置に設けられ、クランプ手段にてクランプされる被クランプ領域と、
    を有し、
    前記第1の板状部材と前記第2の板状部材とを重ね合わせた後、前記溶接領域において前記分割溶接領域を挟んで最接近位置に設けられた2つの前記被クランプ領域を一組の被クランプ領域として、一組の前記被クランプ領域を前記クランプ手段にて前記第1の板状部材と前記第2の板状部材とを相互に固定するクランプ部を備えている、
    ことを特徴とするクランプ装置。
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