(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内側面がほぼ回転面の凹形状に形成された受け治具と、
前記受け治具の内側面に対向して、外側面が前記受け治具の内側面にほぼ平行な回転面の凸形状に形成され、前記受け治具の内側面との間に被溶接物を挟んで、該被溶接物を前記受け治具とで保持する押さえ治具と、
前記被溶接物を挟んで保持した状態で、前記受け治具および前記押さえ治具を、前記回転面の中心軸の周りに前記回転面の中心角の範囲で回転可能で、かつその範囲の任意の角度に支持する支持台と、
を備え、
前記受け治具または前記押さえ治具は、前記被溶接物を挟んだ状態で、前記回転面の中心軸を通る平面上に設置されるビーム発生装置から、前記回転面の中心軸に交わる方向に前記被溶接物に向かって照射されるビームが通過する空間が、一部に形成されているビーム溶接治具。
【請求項２】
前記受け治具および前記押さえ治具は、前記被溶接物と同等以上の熱伝導性を有する、請求項１に記載のビーム溶接治具。
【請求項３】
前記回転面はほぼ円筒面である、請求項１または２に記載のビーム溶接治具。
【請求項４】
内側面がほぼ回転面の凹形状に形成された受け治具と、前記受け治具の内側面に対向して、外側面が前記受け治具の内側面にほぼ平行な回転面の凸形状に形成され、前記受け治具の内側面との間に被溶接物を挟んで、該被溶接物を前記受け治具とで保持する押さえ治具と、前記被溶接物を挟んで保持した状態で、前記受け治具および前記押さえ治具を、前記回転面の中心軸の周りに前記回転面の中心角の範囲で回転可能で、かつその範囲の任意の角度に支持する支持台と、を備える治具で、前記受け治具の内側面および前記押さえ治具の外側面に沿う形状の前記被溶接物を前記受け治具と前記押さえ治具の間にはさんで保持し、
前記被溶接物を挟んだ状態で、前記受け治具と前記押さえ治具を前記回転面の中心軸の周りに回転させて、前記治具の回転面の中心軸を通る平面上に設置され、前記回転面の中心軸に交わる方向にビームを照射するビーム発生装置の前記ビームの照射位置に、前記被溶接物の溶接部分を位置させて支持し、
前記ビーム発生装置を用いて、前記ビームを前記溶接部分に照射する、
ビーム溶接方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビーム溶接治具およびビーム溶接方法に関する。 
【背景技術】
【０００２】
熱交換器は、たとえば自動車搭載の熱交換器としてカーエアコンのラジエータ、ヒータコアなどに用いられている。車両以外にも、航空機搭載の機内空調設備の熱交換器、その他、一般に電子機器の冷却を目的とする熱交換器が、広く用いられている。
【０００３】
熱交換器の構造としては、例えば、自動車搭載用の熱交換器はその内部冷却路を、板材にて形成し、その部品を溶接・ろう付けを組み合わせ、接合することにより製造している（特許文献１および２参照）。また、航空機搭載用の熱交換器においても、基本的に自動車搭載用のものと同じ構成のものが用いられている（特許文献３、４および５参照）。その他に、各産業用途のものとして、各種接合方法を適用したものがある（例えば、特許文献６、７および８参照）。
【０００４】
また、熱交換器一般における熱交換器用流路の形成の手段の一つと考えられる、中空構造体の製造方法に関して、面板と波板を電子ビーム又はレーザービームなどの高エネルギー密度ビームを用いて溶接することが知られている（特許文献９参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−８２７７号公報
【特許文献２】特開２００９−４１７９９号公報
【特許文献３】特開２００９−４７３９５号公報
【特許文献４】特開２０１１−３１７８０号公報
【特許文献５】特開２００７−１７０８１１号公報
【特許文献６】特開昭５８−１６８２９９号公報
【特許文献７】特開２００２−２５７４９０号公報
【特許文献８】特開２００３−１４２６３９号公報
【特許文献９】特開平６−１９０５７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
熱交換器および中空構造体においては、冷却路および中空部を形成する上で、部品を溶接又はろう付けすることを必要とする。特に、冷却の要となる放熱部をろう付けする場合には、接合の際の圧力を一定にし、ろう材の偏在化による未接合部を予防する必要性から、極力平面であることが望ましい。また、曲面や複雑な形状において適用できる接合方法として、ろう付けの他に、ディップろう付けも考えられるが、液体の流体による冷却性能を持たせるための流路を形成する場合には、ろう付けが十分なされ強度を確保しているか確認できない。また、フラックスが内部に堆積し除去できない可能性が残るという難点がある。この問題を解決する方法として、摩擦攪拌溶接が考えられるが、この場合には曲面への適用が困難であり、また、溶接終端部において、凹み（穴）が形成されるため、形状によっては適用できないという課題がある。
【０００７】
その他、高エネルギー密度ビームによる中空材の製造方法を用いることにより内部冷却路を形成できるが、この接合方法では被溶接物の被溶接部位を高エネルギー密度ビームの直下におくことが必要であるという問題もあり、特に電子ビーム溶接では、曲面で内部流路形成のように確認ができない部位への安定した溶接は困難である。
【０００８】
上述の方法における、ろう付けおよび高エネルギー密度ビームを使用した接合方法においては、その製造方法の特性から、流体を流すことを可能とするような曲面の内部流路を形成するには、接合が十分できているか確認できないという問題があり、曲面形状への対応には課題が残るものとなっている。
【０００９】
本発明は上述の事情に鑑みてなされたもので、流体を流すことが可能な内部流路を有する、回転面形状の被溶接物のビーム溶接を可能とすることを目的とする。 
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係るビーム溶接治具は、内側面がほぼ回転面の凹形状に形成された受け治具と、受け治具の内側面に対向して、外側面が受け治具の内側面にほぼ平行な回転面の凸形状に形成され、受け治具の内側面との間に被溶接物を挟んで、被溶接物を受け治具とで保持する押さえ治具と、被溶接物を挟んで保持した状態で、受け治具および押さえ治具を、回転面の中心軸の周りに回転面の中心角の範囲で回転可能で、かつその範囲の任意の角度に支持する支持台と、から構成される。そして、受け治具または押さえ治具は、被溶接物を挟んだ状態で、回転面の中心軸を通る平面上に設置されるビーム発生装置から、回転面の中心軸に交わる方向に被溶接物に向かって照射されるビームが通過する空間が、一部に形成されている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、回転面形状の安定した接合を可能とし、流体を流すことが可能な内部流路を有する、回転面形状の被溶接物のビーム溶接を可能とする。 
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１に係る溶接治具の３面図である。
【図２】実施の形態１に係る受け治具と押さえ治具を示す図である。
【図３】実施の形態１に係る熱交換器用流路を示す図である。
【図４Ａ】実施の形態１に係る電子ビーム放射状態の模式図である。
【図４Ｂ】実施の形態１に係る溶接治具の回転状態を示す図である。
【図４Ｃ】図４Ｂの固定位置のときの電子ビーム放射状態を示す模式図である。
【図５】熱交換器用流路の電子ビーム溶接の接合部の概念断面図である。
【図６】実施の形態１に係る熱交換器用流路溶接の動作の一例を示すフローチャートである。
【図７】実施の形態１の押さえ治具の変形例を示す図である。
【図８】実施の形態１の押さえ治具の他の変形例を示す図である。
【図９】実施の形態１に係る溶接治具の異なる例を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態２に係る熱交換器用流路の例を示す斜視図である。
【図１１】実施の形態２に係る溶接治具の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下の実施の形態では、高エネルギー密度ビームとして、電子ビームを用いる場合について説明する。実施の形態の構成は、電子ビームの代わりにレーザビームなどの高エネルギー密度ビームを用いる溶接に適用できる。
【００１４】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る溶接治具の３面図である。図１（Ａ）は、溶接治具全体の回転軸方向の正面図を示す。図１（Ｂ）は、溶接治具全体の上面図、（Ｃ）は、溶接治具全体の回転軸に直交する方向に見た側面図である。溶接治具は、被溶接物を固定する押さえ治具２および受け治具３と、押さえ治具２および受け治具３ごと回転軸２０を中心に角度を変化させるための回転治具１、の大きく２つの部分から構成されている。押さえ治具２と受け治具３の間に、被溶接物である、熱交換器用流路を構成する受け側５および蓋側４が挟まれて保持される。回転治具１は、押さえ治具２と受け治具３を、被溶接物を挟んで保持した状態で、回転軸２０を中心に回転することができる。そして、図１（Ａ）の被溶接物の中心角の範囲で、任意の角度に停止して支持することができる。
【００１５】
図１（Ｂ）および図１（Ｃ）に示されるように、押さえ治具２は、複数のリブから構成される。リブの間に空間が開いていて、その間から被溶接物を見ることができる。この空間を通して被溶接物に電子ビームを照射する。
【００１６】
図２は、実施の形態１に係る受け治具と押さえ治具を示す図である。図２（Ａ）は、断面図、図２（Ｂ）は、平面図である。受け治具３の内側面３１は、回転面である円筒面の一部になっている。受け治具３は、被溶接物の受け側５がちょうどはまる凹形状になっている。押さえ治具２の外側面２１は、受け治具３の内側面３１にほぼ平行な回転面である円筒面の一部になっている。押さえ治具２は、被溶接物の蓋側４の外面側がちょうどはまる凸形状になっている。実施の形態１では、被溶接物（熱交換器用流路）は、円筒形の部分である。押さえ治具２の複数のリブは、同じ凸形状になっている。図２には示されていないが、押さえ治具２は、受け治具３に固定された状態で、受け側５と蓋側４を挟んで締め付けるように構成されている。例えば、押さえ治具２の各リブは、受け治具３にボルトで締め付けられる。
【００１７】
図３は、実施の形態１に係る熱交換器用流路を示す図である。図３（Ａ）は、熱交換器用流路の側面図、図３（Ｂ）は、断面図である。図３（Ｃ）は、熱交換器用流路の受け側５の平面図である。図３（Ｄ）は、熱交換器用流路の平面図である。熱交換器用流路は、流路６を主に形成する受け側５と、それを閉じる蓋側４から構成される。受け側５および蓋側４は、機械加工により形成される。受け側５の外側面と蓋側４の内側面は、ほぼ平行な回転面である。それぞれ、多少の凸部または凹部が形成されている場合も含めて、主たる面が円筒面（回転面）に形成されている。受け側５には、内部の流路６の間を隔てる突起部７が形成されている。突起部７は、受け側５と蓋側４の間に挟まれる空間を仕切る隔壁である。突起部７と蓋側４が溶接されて閉じられることによって、流路６が形成される。
【００１８】
受け側５と蓋側４の溶接箇所は、突起部７と蓋により周囲を閉じる外周部に分けられる。溶接箇所は、板部品の蓋側４と突起部７の突合せによる溶接部９と、外周部である受け側５と蓋側４の間の隙間の溶接部１０、と部位により溶接の形状が異なる。特に、突起部７の溶接部９については、蓋側４で覆われるので内部の突起の位置関係がわからなくなるが、溶接位置の目盛線８により、位置確認が可能である。また、この溶接位置の目盛線８があることにより、溶接時の熱による被溶接物の熱収縮による変形が生じた場合であっても、確実に位置を捕捉することを可能とする。
【００１９】
なお、図３では、流路６は完全な中空の角管として描いてあるが、熱交換性能を向上する目的で、内部に非溶接箇所となるフィンを形成していてもよい。この場合、フィンは蓋側４、受け側５のいずれに形成されていても問題ない。また、蓋側４は単純曲面を描き凹凸が形成されていないが、内部流路の目視確認不可能な突起部７の溶接について、電子ビーム溶接の可能な深さであって、収縮時の位置ずれが懸念されなければ、蓋側４に突起部７が形成されてもよく、双方に突起部７が形成されていてもよい。さらに、蓋側４に突起部７が嵌る凹部が形成されてもよい。
【００２０】
図２に示す溶接治具は、被溶接物が溶接時の熱による変形を生じることを抑制するように作用する。図４Ａは、実施の形態１に係る電子ビーム放射状態の模式図である。熱変形を抑制するために、被溶接物の受け側５は受け治具３に固定されるが、被溶接物の蓋側４も押さえ治具２により、受け側５へ固定される。押さえ治具２および受け治具３は、その固定位置と被溶接物の目盛線８との距離により、溶接部位および位置を確認する上でも有効なものである。
【００２１】
電子ビーム発生装置の放射部１１から電子ビーム１２が溶接部９に照射されると、溶接部９は熱によって一部溶融する。押さえ治具２および受け治具３は、溶接の際、被溶接物の変形を抑制すると同時に、その熱伝導度と熱容量によって被溶接物の熱を吸収することにより、局部的な熱の蓄積による熱変形を低減する。電子ビーム１２によって発生する熱は、図４Ａの矢印Ｈで示すように、押さえ治具２および受け治具３に伝わって拡散する。
【００２２】
図３に示す被溶接物（熱交換器用流路）を、図２の受け治具３および押さえ治具２に挟んで保持した状態で、図１に示すように、回転治具１に取り付ける。図４Ｂは、実施の形態１に係る溶接治具の回転状態を示す図である。図４Ｃは、図４Ｂの固定位置のときの電子ビーム放射状態を示す模式図である。回転治具１は、図４Ｂおよび図４Ｃに示すように、回転軸２０を中心に押さえ治具２および受け治具３ごと被溶接物（蓋側４および受け側５）を回転させ、電子ビーム発生装置の放射部１１の電子ビーム１２が照射される位置に、溶接部９の１つが来るように移動して支持する。回転軸２０の回転中心は、被溶接物の回転面の中心線に平行である。好ましくは、回転軸２０の回転中心は、被溶接物の回転面の中心線に一致する。
【００２３】
この回転移動により、溶接部９を電子ビーム１２が通る位置に支持することを可能とし、回転面形状に形成された被溶接物における溶接部９を溶接することができる。図示されていないが、押さえ治具２および受け治具３の回転と共に、回転治具１ごと放射部１１に対して相対的に回転軸２０の方向（正確には、被溶接物の回転面の母線に平行）に移動させることにより、直線的に溶接部９の溶接を可能とする。このようにして、蓋側４および受け側５は、突起部７と蓋側４の接合面を溶接することで、流路６を形成する。
【００２４】
図５は、 熱交換器用流路の電子ビーム溶接の接合部の概念断面図である。この例では、突起部７と蓋側４の接合面に向かって、蓋側４側から電子ビームを照射することによって、蓋側４と突起部７の一部が溶融し、再び固化して溶接ビード１３を形成する。
【００２５】
回転治具１の回転中心は、被溶接物の回転面の中心線に一致していなくてもよい。回転治具１の回転と、放射部１１に相対的な平行移動によって、溶接部９が電子ビーム１２の位置に移動できる構造であればよい。この際、回転と平行移動は、電子ビーム溶接の焦点距離を一定に保ちうるものである。したがって、実質的には、放射部１１に相対的に、ほぼ被溶接物の回転面の中心線の周りに回転させることになる。
【００２６】
上述の熱交換器用流路の被接合材としては、比重が小さく熱伝導度の高い特性の面から、アルミニウムが一般に使用されるが、ステンレスその他の材料も適用できる。ただし、電子ビーム溶接を使用する場合には、電子ビーム１２の曲がりが懸念されるため、押さえ治具２、受け治具３および被溶接物は、非磁性の材料を使用しなければならない。また、溶接時の熱の残留による歪・収縮を抑制するために、押さえ治具２および受け治具３には、放熱性の高いアルミニウムを使用するのが好ましい。できる限り、押さえ治具２および受け治具３は、被溶接物と同等以上の熱伝導性の高い材料が好ましい。
【００２７】
図３の被溶接物である熱交換器用流路の溶接する箇所は、内部の流路６を形成する突起部７への溶接部９と、蓋側４の外周を溶接する溶接部１０とに分けられる。溶接部９は、前述のとおり、目視確認できないものの、目盛線８による位置補足によってＴ字型の突合せを可能とし、また回転治具１を回転させて溶接部９を電子ビーム１２の位置に支持することにより、実溶接時は直線の溶接になっている。溶接部９のうち、押さえ治具２が当たる部分は、押さえ治具２の位置を変えて、電子ビーム１２で溶接する。これに対し、溶接部１０は直線部と曲線部の溶接を要求されるが、この部位は、被溶接物である蓋側４と冷却路側５の位置関係がともに目視確認できるため、ティグ、ミグ、摩擦攪拌、レーザー、電子ビームその他各種溶接方法が可能である。
【００２８】
図６は、実施の形態１に係る熱交換器用流路溶接の動作の一例を示すフローチャートである。被溶接物（受け側５および蓋側４）を、受け治具３および押さえ治具２に挟んで締め付け、受け治具３および押さえ治具２ごと回転治具１に固定する。まず、溶接部９のうち、１つの溶接部９の線（溶接部線）を選択する（ステップＳ１）。ここでは、溶接部９のうち、押さえ治具２に当たっていない部分の連続する１つの線を、１つの溶接部線とする。選択した溶接部線が電子ビーム１２が照射される位置になるように回転治具１を回転させて支持する（ステップＳ２）。次に、溶接部線の端を電子ビーム１２の位置に移動する（ステップＳ３）。
【００２９】
電子ビーム１２の照射を開始し（ステップＳ４）、溶接治具を放射部１１に相対的に溶接部線に沿って移動しながら、溶接部線の端から、溶接部線に沿って電子ビーム１２で溶接する（ステップＳ５）。溶接部線の他端に達するまで、溶接を続ける（ステップＳ６；ＮＯ、ステップＳ５）。溶接部線の他端に達したら（ステップＳ６；ＹＥＳ）、電子ビーム１２の照射を停止する（ステップＳ７）。他に溶接していない溶接部９があれば（ステップＳＳ８；ＹＥＳ）、ステップＳ１に戻って、溶接していない溶接部線の選択から繰り返す。
【００３０】
溶接していない溶接部線がなくなれば（ステップＳ８；ＮＯ）、押さえ治具２の位置の溶接を終了する。そして、押さえ治具２の位置を変えて、押さえ治具２が当たっていて溶接していない部分を、ステップＳ１〜ステップＳ８の手順で溶接する。
【００３１】
図７は、実施の形態１の押さえ治具の変形例を示す図である。図７（Ａ）は押さえ治具２および受け治具３の断面図である。図７（Ｂ）は押さえ治具２および受け治具３の上面図である。図７の例では、押さえ治具２は、溶接部９の線に平行に延びる複数のビーム（梁）２２から構成されている。ビーム２２は、ちょうど溶接部９の間に位置し、溶接部９の位置に開口が形成されている。ビーム２２の間から溶接部９をみることができる。図７の押さえ治具２の場合は、溶接部９を連続して溶接することができる。
【００３２】
図８は、実施の形態１の押さえ治具の他の変形例を示す図である。図８（Ａ）は押さえ治具２および受け治具３の断面図である。図８（Ｂ）は押さえ治具２および受け治具３の上面図である。図８の例では、押さえ治具２は、溶接部９の線に平行に延びる複数のビーム（梁）２２と、ビーム２２どうしを接続するリブ２３から構成される。溶接部９が部分的にリブ２３で押さえられるので、押さえ治具２の位置を変えて、溶接する必要があるのは、図２の場合と同じである。図８の押さえ治具２では、ビーム２２で補強されているので、被溶接物の変形を抑制する効果が高い。また、図２の押さえ治具２に比べて、被溶接物に接触する面積が大きく、熱容量も大きいので、放熱効果も大きい。
【００３３】
図２および図８で示した被溶接物の固定方法では、溶接部９を連続的に溶接することができない。これは、溶接時の歪を抑制するための、押さえ治具２が溶接部９を一部覆い隠すために生じるためのものである。この場合、溶接治具により覆われない部位を先に溶接しておき、その後押さえ治具２を溶接完了部の上にずらし、再度固定するか、もしくは、押さえ治具２を取り除き未溶接部を接合することで、解消することができる。これは、溶接部９および１０の両方に対する処置である。
【００３４】
図９は、実施の形態１に係る溶接治具の異なる例を示す図である。図９の溶接治具では、受け治具３の側から、被溶接物に電子ビーム１２を照射する。すなわち、被溶接物の回転面の凸側から電子ビーム１２を照射する。この場合も、電子ビーム発生装置の放射部１１は、回転面の中心を通る平面上に設置され、電子ビーム１２は、回転面の中心線に交わる方向に照射される。
【００３５】
図９の溶接治具では、受け治具３は、複数のリブから構成される。押さえ治具２は、被溶接物の蓋側４の全面に接触するように形成される。図９の例では、突起部７は、蓋側４に形成される。
【００３６】
図９の溶接治具でも、図１または図２に示す溶接治具のように、受け治具３と押さえ治具２で被溶接物（受け側５および蓋側４）を挟んで保持し、回転治具１に固定される。回転治具１は、受け治具３および押さえ治具２を、回転軸２０の周りに回転して、被溶接物の回転面の中心角の範囲で任意の角度に支持する。回転軸２０の回転中心は、被溶接物の回転面の中心線に平行である。好ましくは、回転面の中心線に一致する。
【００３７】
図９の溶接治具でも、溶接部９を電子ビーム１２が通る位置に支持することを可能とし、回転面形状に形成された被溶接物における溶接部９を溶接することができる。図示されていないが、押さえ治具２および受け治具３の回転と共に、回転治具１ごと放射部１１に対して相対的に回転軸２０の方向（正確には、被溶接物の回転面の母線に平行）に移動させることにより、直線的に溶接部９の溶接を可能とする。図９の溶接治具の場合も、受け治具３および押さえ治具２を、被溶接物と同等以上の熱伝導性を有する材料で形成することが好ましい。このようにして、蓋側４および受け側５は、突起部７と蓋側４の接合面を溶接することで、内部の流路６を形成する。
【００３８】
以上説明したように、実施の形態１の溶接治具によれば、流体を流すことが可能な内部流路を有する、回転面形状の被溶接物の電子ビーム溶接が可能になる。
【００３９】
実施の形態２．
図１０は、本発明の実施の形態２に係る熱交換器用流路の例を示す斜視図である。実施の形態２では、熱交換器用流路の回転面は、円筒面ではなく、回転面の中心線に直交する断面の半径が中心線に沿って変化する。図１０の例では、回転面が円錐台の一部である。一方の端の半径Ｒ１は、他方の端の半径Ｒ２より小さい。
【００４０】
図１１は、実施の形態２に係る溶接治具の側面図である。図１１は、溶接治具全体の回転軸に直交する方向に見た側面図である。図１１では、受け治具３、押さえ治具２および被溶接物（受け側５および蓋側４）は、断面が示されている。被溶接物は、図１０に示す円錐台の一部の形状である。
【００４１】
受け治具３は、内側面３１が受け側５の外側面に沿った円錐台の側面の形状に形成されている。押さえ治具２は、外側面２１が蓋側４の内側面に沿った円錐台の側面の形状に形成されている。押さえ治具２は、図２の押さえ治具２と同様に、複数のリブから構成される。
【００４２】
図１１の溶接治具でも、図１または図２に示す溶接治具のように、受け治具３と押さえ治具２で被溶接物（受け側５および蓋側４）を挟んで保持し、回転治具１に固定される。回転治具１は、受け治具３および押さえ治具２を、回転軸２０の周りに回転して、被溶接物の回転面の中心角の範囲で任意の角度に支持する。回転軸２０の回転中心は、被溶接物の回転面の中心線に平行である。好ましくは、回転面の中心線に一致する。
【００４３】
図１１の溶接治具でも、溶接部９を電子ビーム１２が通る位置に支持することを可能とし、回転面形状に形成された被溶接物における溶接部９を溶接することができる。図１１のように回転面が円錐台の側面の形状の場合、回転面の中心線の方向に回転治具１と放射部１１を相対的に移動すると、放射部１１から溶接部９までの距離が変わることになる。しかし、回転面の一方の端の半径Ｒ１と他方の端の半径Ｒ２の差が小さければ（放射部１１の焦点距離の調節範囲と溶接の許容範囲であれば）、回転治具１と放射部１１の距離を変えなくても溶接することができる。半径Ｒ１と半径Ｒ２の差が焦点距離の調節範囲と溶接の許容範囲を超える場合には、図１１の矢印Ｍで示す方向に、押さえ治具２および受け治具３の回転と共に、回転治具１ごと放射部１１に対して相対的に被溶接物の回転面の母線に平行に移動させることにより、直線的に溶接部９の溶接することができる。
【００４４】
図１１の溶接治具の場合も、受け治具３および押さえ治具２を、被溶接物と同等以上の熱伝導性を有する材料で形成することが好ましい。このようにして、蓋側４および受け側５は、突起部７と蓋側４の接合面を溶接することで、内部の流路６を形成する。
【００４５】
図１１の溶接治具の場合も、溶接部を連続的に溶接することができない。これは、溶接時の歪を抑制するための、押さえ治具２が溶接部９を一部覆い隠すために生じるためのものである。この場合、溶接治具により覆われない部位を先に溶接しておき、その後異なる位置にリブを備える押さえ治具２で再度固定するか、もしくは、押さえ治具２を取り除き未溶接部を接合する。
【００４６】
回転面とは、平面上の曲線を、同じ平面上にある１つの直線を軸として回転したときに生ずる曲面である。図１ないし図１１では、平面上の曲線が直線である場合を例に説明したが、被溶接物を構成する回転面は、平面上の曲線が直線である場合に限られない。回転面の中心線に直交する直線が、常に平面上の曲線と１点で交わるような平面上の曲線であれば、１方向から、その回転面に電子ビームを照射できるので、実施の形態２のように、溶接治具を構成することができる。例えば、平面上の曲線が円弧であってもよい。円弧の半径と回転面の最大半径が同じなら回転面は球面になる。
【００４７】
平面上の曲線が円弧である回転面の場合、溶接治具の回転軸を互いに直交する２軸にして、ジンバルまたは赤道儀のように回転する回転治具を用いることができる。その場合、１つの回転軸は、回転面の中心線に平行であり、他の１つの回転軸は、平面上の曲線の円弧の中心を通って、平面上の曲線の面に直交する線である。実施の形態１または２で述べた、母線の方向の平行移動は、円弧の中心を通って平面上の曲線の面に直交する軸の周りの回転に置き換えられる。その場合、溶接部は、回転面の緯線または経線にすることができる。あるいは、２つの回転軸を同期させて制御することにより、曲面上の任意の線に沿って溶接することもできる。
【００４８】
以上説明したように、本実施の形態２の溶接治具によれば、円筒面以外の回転面で構成される被溶接物でも、流体を流すことが可能な内部流路を有する、回転面形状の被溶接物の電子ビーム溶接を可能とする。
【符号の説明】
【００４９】
１  回転治具
２  押さえ治具
３  受け治具
４  蓋側
５  受け側
６  流路
７  突起部
８  目盛線
９  溶接部
１０  溶接部
１１  放射部（電子ビーム発生装置）
１２  電子ビーム
１３  溶接ビード
２０  回転軸
２１  外側面（押さえ治具）
２２  ビーム
２３  リブ
３１  内側面（受け治具）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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