CN110431735B - 芯制造方法和芯 - Google Patents

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Abstract

本发明提供芯制造方法和芯。芯制造方法具备：层叠工序，在该工序中，层叠电磁钢板(41)；第一焊接工序，在该工序中，朝向轴向(A)的一侧对层叠体(4)进行第一焊接；和第二焊接工序，在该工序中，朝向轴向(A)的另一侧对层叠体(4)进行第二焊接。在第一焊接工序中焊接的第一焊接区域和在第二焊接工序中焊接的第二焊接区域在轴向(A)重复。

Description

芯制造方法和芯
技术领域
本发明涉及制造旋转电机用的芯的芯制造方法和旋转电机用的芯。
背景技术
存在如下情况，即，旋转电机构成为具有定子和转子，定子芯、转子芯由在轴向被层叠的多张电磁钢板构成。在日本特开2011－234606号公报(专利文献1)中公开了如下情况，即，当制造这种结构的转子芯时，将多张电磁钢板以层叠的状态对其外周面或者内周面进行焊接而使多张电磁钢板相互成为一体。
但是，例如当使用激光焊接、电子束焊接等方法焊接在电磁钢板的层叠体形成的贯通孔的内表面时，根据层叠体的轴向长度、贯通孔的大小，限制激光、电子束的照射角度，从而生产率可能会降低。
专利文献1：日本特开2011－234606号公报
发明内容
希望在将多张电磁钢板以层叠状态焊接成为一体来制造旋转电机用的芯时提高生产率。
在本公开的芯制造方法中，使用焊接装置制造具有定子和转子的旋转电机用的芯，其中，上述芯制造方法具备：在轴向层叠多张电磁钢板的层叠工序；第一焊接工序，在该工序中，朝向上述轴向的一侧即轴向第一侧，对在上述电磁钢板的层叠体形成的在上述轴向相连的贯通孔的内表面进行第一焊接；和第二焊接工序，在该工序中，朝向上述轴向的另一侧即轴向第二侧，对上述贯通孔的内表面进行第二焊接，在上述第一焊接工序中焊接的上述轴向的区域即第一焊接区域、和在上述第二焊接工序中焊接的上述轴向的区域即第二焊接区域在上述轴向重复。
根据该结构，由于从轴向的两侧分别焊接电磁钢板的层叠体的贯通孔的内表面，所以能够提高生产率。此时，通过使在第一焊接工序中焊接的第一焊接区域和在第二焊接工序中焊接的第二焊接区域在轴向重复，能够确保足够的固定力。
在本公开的另一芯制造方法中，使用焊接装置，制造具有定子和转子的旋转电机用的芯，其中，上述芯制造方法具备：在轴向层叠多张电磁钢板的层叠工序；第一焊接工序，在该工序中，朝向上述轴向的一侧即轴向第一侧，对上述电磁钢板的层叠体进行第一焊接；和第二焊接工序，在该工序中，朝向上述轴向的另一侧即轴向第二侧，对上述层叠体进行第二焊接，上述第一焊接工序和上述第二焊接工序分别包含一边使上述焊接装置的输出能量逐渐上升一边进行焊接的输出上升期间，在上述第一焊接工序的上述输出上升期间焊接的上述轴向的区域即第一上升区域、和在上述第二焊接工序的上述输出上升期间焊接的上述轴向的区域即第二上升区域在上述轴向重复。
根据该结构，在轴向上相互反向扫描进行焊接的两个工序(第一焊接工序和第二焊接工序)中，由于在各个输出上升期间，使焊接装置的输出能量逐渐上升，所以能够抑制溅射、气孔的产生。因此，能够实现焊接品质的稳定。
其中，针对第一焊接工序中的第一上升区域、第二焊接工序中的第二上升区域，单独在它们中，焊接装置的输出能量比较低，相应地，对应于此，基于焊接的熔融剖面积也比较小。即便在这种情况下，通过使第一上升区域和第二上升区域在轴向重复，也能相互弥补各上升区域中的熔融剖面积的不足部分，作为整体，能够确保足够的固定力。
因此，当将多张电磁钢板以层叠状态焊接成为一体来制造旋转电机用的芯时，能够使焊接品质稳定，并且能够确保足够的固定力。
本公开的芯是旋转电机用的芯，其中，由在轴向层叠有多张电磁钢板的层叠体构成，上述层叠体具有在上述轴向相连的贯通孔，在上述贯通孔的内表面形成有从上述轴向的一侧即轴向第一侧的端部跨越多张上述电磁钢板沿上述轴向延伸的第一熔融部、和从上述轴向的另一侧即轴向第二侧的端部跨越多张上述电磁钢板沿上述轴向延伸的第二熔融部，上述第一熔融部和上述第二熔融部配置在周向的不同位置，并且在上述轴向重复。
根据该结构，由于在电磁钢板的层叠体的贯通孔的内表面以从轴向的两侧分别延伸的方式形成第一焊接部和第二焊接部，所以能够生产率良好地获得芯。此时，通过使第一焊接部和第二焊接部配置在周向的不同位置并且使它们在轴向重复，能够确保足够的固定力。
本公开在技术上进一步的特征和优点在于，通过参照附图叙述的以下的例示并且非限定的实施方式的说明，更加明确。
附图说明
图1是实施方式的旋转电机的示意图。
图2是转子的立体图。
图3是转子的放大俯视图。
图4是表示层叠工序的示意图。
图5是表示第一实施方式的第一焊接工序和第二焊接工序的示意图。
图6是表示获得的转子芯的剖面的概念图。
图7是表示第二实施方式的第一焊接工序的示意图。
图8是表示第二实施方式的第二焊接工序的示意图。
图9是第三实施方式的转子的放大立体图。
图10是从孔内观察磁屏蔽孔的内表面得到的图。
图11是表示第一焊接工序和第二焊接工序的其他方式的示意图。
图12是表示第一焊接工序和第二焊接工序的其他方式的示意图。
图13是表示第一焊接工序和第二焊接工序的其他方式的示意图。
具体实施方式
〔第一实施方式〕
参照附图说明芯和芯制造方法的第一实施方式。芯是旋转电机1用的芯，芯制造方法是用于制造旋转电机1用的芯的方法。芯例如能够作为旋转电机1用的芯来使用，上述旋转电机1在混合动力车辆、电动汽车等中作为车轮的驱动力源来使用，芯制造方法能够利用于制造这种作为驱动力源的旋转电机1用的芯。
如图1所示，旋转电机1具备定子2和转子3。定子2例如固定于壳体等非旋转部件(未图示)。定子2具有定子芯21和线圈22。定子芯21例如能够由被压缩的磁性粉体、或在轴向A被层叠的多张电磁钢板构成。线圈22卷装于定子芯21。
转子3配置为在径向和定子2邻接。本实施方式的转子3构成为配置在定子2的径向内侧的内转子。转子3在径向中心和转子轴5连结，经由该转子轴5和轴承在轴向A的两侧被支承为能够旋转。
如图2所示，转子3具备转子芯31和被埋入该转子芯31的永久磁铁45。即，本实施方式的转子3构成为永久磁铁埋入型的转子。转子芯31由在轴向A被层叠的多张电磁钢板41构成。电磁钢板41形成为圆环板状。构成转子芯31的多张电磁钢板41以在轴向A被层叠的状态通过焊接(在本实施方式中激光焊接)被一体化。
在由一体化了的多张电磁钢板41构成的转子芯31的径向内侧形成有中心孔32。在该中心孔32插通并固定有转子轴5。转子芯31的外周面成为与定子对置的定子对置面31a。
在转子芯31形成有多个磁铁插入孔33和多个磁屏蔽孔39。它们在周向分散配置。磁铁插入孔33和磁屏蔽孔39均在轴向A贯通。磁铁插入孔33是供永久磁铁45插入的孔，在本实施方式中，如图3所示，在每个磁极设置有三个磁铁插入孔33。第一磁铁插入孔33A在转子芯31的径向外侧部位大致沿周向形成。第二磁铁插入孔33B和第三磁铁插入孔33C相对于第一磁铁插入孔33A在周向两侧分开，大致沿径向形成。
磁铁插入孔33具有供永久磁铁45配置的磁铁配置部35和在磁铁配置部35的长边方向两侧设置的一对磁屏蔽部37。磁屏蔽部37对在转子芯31流动的磁通作为磁阻(磁通屏障)发挥功能。在磁铁配置部35和磁屏蔽部37的边界部设置有与永久磁铁45的长边方向两侧的端面卡止的卡止部36。永久磁铁45通过卡止部36定位于磁铁配置部35。在该状态下，永久磁铁45以在轴向A贯通转子芯31的状态被埋入转子芯31。
磁屏蔽孔39形成在第二磁铁插入孔33B和第三磁铁插入孔33C彼此的径向内侧的端部(径向内侧的磁屏蔽部37)彼此的周向之间。磁屏蔽孔39也和磁铁插入孔33的磁屏蔽部37相同，对在转子芯31(转子芯31)流动的磁通作为磁阻(磁通屏障)发挥功能。磁屏蔽孔39限制转子芯31中的磁通的流动。
本实施方式的芯制造方法(这里是转子芯31的制造方法，此时，转子芯31相当于“芯”)包含层叠工序、第一焊接工序和第二焊接工序。首先，执行层叠工序，之后执行第一焊接工序和第二焊接工序。
在层叠工序中，如图4所示，使用多张电磁钢板41在轴向A层叠上述多张电磁钢板41。在本实施方式中，在电磁钢板41分别形成有孔部42，在层叠工序中，将多张电磁钢板41层叠为，彼此的孔部42在轴向A相连形成贯通孔(最终成为磁屏蔽孔39的孔部)。此时，和磁铁插入孔33也相同地形成为在轴向A贯通。通过该层叠工序形成由多张电磁钢板41构成的层叠体4。
如图5所示，第一焊接工序和第二焊接工序使用焊接装置7来执行。在本实施方式中，作为焊接装置7，使用第一焊接装置7A和第二焊接装置7B两台装置。第一焊接装置7A和第二焊接装置7B在轴向A隔开规定间隔配置，在它们之间配置层叠体4。这样，第一焊接装置7A相对于层叠体4配置在轴向A的一侧即轴向第一侧A1，第二焊接装置7B相对于层叠体4配置在轴向A的另一侧即轴向第二侧A2。在该状态下，执行第一焊接工序和第二焊接工序。
焊接装置7(第一焊接装置7A和第二焊接装置7B)构成为具备用于照射激光L的机构的激光焊接装置。第一焊接装置7A和第二焊接装置7B分别包含激光振荡器71、光路72和聚光透镜73。激光振荡器71例如振荡CO2激光或者YAG激光等激光L。来自激光振荡器71的激光L在由固定光学系统或者光纤等构成的光路72通过，通过聚光透镜73被聚光，照射于作为被加工件(工件)的电磁钢板41的层叠体4(具体而言，磁屏蔽孔39的内表面39a)。在本实施方式中，焊接装置7(第一焊接装置7A和第二焊接装置7B)构成为能够扫描照射的激光L(使激光L的焦点移动)。
在本实施方式中，使用相对于层叠体4配置在轴向第一侧A1的第一焊接装置7A执行第一焊接工序，使用相对于层叠体4配置在轴向第二侧A2的第二焊接装置7B执行第二焊接工序。而且，使第一焊接装置7A的运行期间和第二焊接装置7B的运行期间重复，使第一焊接工序的执行期间和第二焊接工序的执行期间重复。即，使第一焊接装置7A和第二焊接装置7B同时运行，同时执行第一焊接工序和第二焊接工序。
在第一焊接工序中，使用第一焊接装置7A朝向轴向第一侧A1对电磁钢板41的层叠体4进行第一焊接。在本实施方式中，向在层叠体4形成的贯通孔(磁屏蔽孔39)照射激光L进行扫描，对磁屏蔽孔39的内表面39a(更具体而言，远离定子对置面31a一侧的内表面即远侧内表面39d(参照图3))进行激光焊接。此时，通过相对于层叠体4配置在轴向第一侧A1的第一焊接装置7A，从在轴向A上比层叠体4的中央位置更靠轴向第二侧A2的规定位置(焊接开始位置a)，朝向轴向第一侧A1的端部(端部位置b)，扫描激光L进行激光焊接。在本实施方式中，磁屏蔽孔39相当于“贯通孔”。
如图5所示，第一焊接工序包含输出上升期间Tu和定输出期间Tc。输出上升期间Tu是一边使第一焊接装置7A的输出能量逐渐上升一边进行焊接的期间。在图5中，从焊接开始位置a至该焊接开始位置a与轴向第一侧A1的端部位置b之间的规定位置(中间位置c)为止扫描激光L，在此期间，第一焊接装置7A的输出能量以恒定的比例逐渐上升。此外，激光L在轴向A以恒定的速度扫描。从该焊接开始位置a朝向轴向第一侧A1至中间位置c为止进行扫描的期间成为第一焊接工序中的输出上升期间Tu。通过在这样的输出上升期间Tu使第一焊接装置7A的输出能量逐渐上升，能够抑制溅射、气孔的产生，能够实现焊接品质的稳定。
定输出期间Tc是一边使第一焊接装置7A的输出能量维持在恒定范围内一边进行焊接的期间。在图5中，从也是输出上升期间Tu的终端位置的中间位置c至轴向第一侧A1的端部位置b为止扫描激光L，在此期间，第一焊接装置7A的输出能量被维持为恒定值。从该中间位置c朝向轴向第一侧A1至端部位置b为止进行扫描的期间成为第一焊接工序中的定输出期间Tc。
在第二焊接工序中，使用第二焊接装置7B朝向轴向第二侧A2对电磁钢板41的层叠体4进行第二焊接。在第二焊接工序中，也向在层叠体4形成的贯通孔(磁屏蔽孔39)照射激光L进行扫描，对磁屏蔽孔39的内表面39a(更具体而言，远离定子对置面31a一侧的内表面即远侧内表面39d(参照图3))进行激光焊接。此时，通过相对于层叠体4配置在轴向第二侧A2的第二焊接装置7B，从在轴向A上比层叠体4的中央位置更靠轴向第一侧A1的规定位置(焊接开始位置)，朝向轴向第二侧A2的端部(端部位置d)，扫描激光L进行激光焊接。此外，在本实施方式中，第二焊接工序中的焊接开始位置和第一焊接工序中的中间位置c一致。因此，以下，将第二焊接工序中的焊接开始位置称为“焊接开始位置c”。
如图5所示，第二焊接工序也包含输出上升期间Tu和定输出期间Tc。输出上升期间Tu是一边使第二焊接装置7B的输出能量逐渐上升一边进行焊接的期间。在图5中，从焊接开始位置c至该焊接开始位置c与轴向第二侧A2的端部位置d之间的规定位置(中间位置)为止扫描激光L，在此期间，第二焊接装置7B的输出能量以恒定的比例逐渐上升。此外，激光L在轴向A以恒定的速度扫描。另外，在本实施方式中，第二焊接工序中的中间位置和第一焊接工序中的焊接开始位置a一致。因此，以下，将第二焊接工序中的中间位置称为“中间位置a”。从焊接开始位置c朝向轴向第二侧A2至中间位置a为止进行扫描的期间成为第二焊接工序中的输出上升期间Tu。通过在这样的输出上升期间Tu使第二焊接装置7B的输出能量逐渐上升，能够抑制溅射、气孔的产生，能够实现焊接品质的稳定。
定输出期间Tc是一边使第二焊接装置7B的输出能量维持在恒定范围内一边进行焊接的期间。在图5中，从也是输出上升期间Tu的终端位置的中间位置a至轴向第二侧A2的端部位置d为止扫描激光L，在此期间，第二焊接装置7B的输出能量被维持为恒定值。从该中间位置a朝向轴向第二侧A2至端部位置d为止进行扫描的期间成为第二焊接工序中的定输出期间Tc。
在图6中概念地示出在第一焊接工序和第二焊接工序完成后获得的转子芯31的剖面。图6的上段左侧所示的图是仅抽出通过第一焊接工序形成的第一熔融部48A来表示的概念图，图6的上段右侧所示的图是仅抽出通过第二焊接工序形成的第二熔融部48B来表示的概念图。而且，图6的下段所示的图是表示第一熔融部48A和第二熔融部48B合在一起得到的熔融部48的整体的概念图。
如图6的上段左侧所示，第一熔融部48A由在第一焊接工序中焊接的轴向A的区域即第一焊接区域R1构成。另外，第一熔融部48A(第一焊接区域R1)包含在第一焊接工序的输出上升期间Tu焊接的轴向A的区域即第一上升区域R1u、和在第一焊接工序的定输出期间Tc焊接的轴向A的区域即第一定输出区域R1c。第一上升区域R1u形成为具有在轴向A的位置a与位置c之间随着从位置a朝向位置c深度逐渐加深的直角三角形的剖面形状的区域。第一定输出区域R1c形成为在轴向A的位置c与位置b之间具有恒定深度的矩形的剖面形状的区域。
如图6的上段右侧所示，第二熔融部48B由在第二焊接工序中焊接的轴向A的区域即第二焊接区域R2构成。另外，第二熔融部48B(第二焊接区域R2)包含在第二焊接工序的输出上升期间Tu焊接的轴向A的区域即第二上升区域R2u、和在第二焊接工序的定输出期间Tc焊接的轴向A的区域即第二定输出区域R2c。第二上升区域R2u形成为具有在轴向A的位置c与位置a之间随着从位置c朝向位置a深度逐渐加深的直角三角形的剖面形状的区域。第二定输出区域R2c形成为在轴向A的位置a与位置d之间具有恒定深度的矩形的剖面形状的区域。
根据图6的下段的图可以很好地理解到，在第一焊接工序中焊接的轴向A的区域即第一焊接区域R1、和在第二焊接工序中焊接的轴向A的区域即第二焊接区域R2在轴向A重复。更具体而言，在第一焊接工序的输出上升期间Tu焊接的轴向A的区域即第一上升区域R1u、和在第二焊接工序的输出上升期间Tu焊接的轴向A的区域即第二上升区域R2u在轴向A重复。将在轴向A上第一上升区域R1u和第二上升区域R2u重复的区域设为“重复区域RL”时，该重复区域RL的位置设定为包含层叠体4在轴向A上的中央位置。
并且，在本实施方式中，如上述所述，位置a位于第一焊接工序中的焊接开始位置并且为第二焊接工序中的输出上升期间Tu的终端位置，位置c位于第二焊接工序中的焊接开始位置并且为第一焊接工序中的输出上升期间Tu的终端位置。这样，第一上升区域R1u和第二上升区域R2u设定于相同的轴向A的位置，并被设定为轴向A的长度相等。换言之，在本实施方式中，第一上升区域R1u和第二上升区域R2u在轴向A完全重复。
并且，在第一焊接工序的定输出期间Tc焊接的轴向A的区域即第一定输出区域R1c和第二上升区域R2u不重复，并且在第二焊接工序的定输出期间Tc焊接的轴向A的区域即第二定输出区域R2c和第一上升区域R1u不重复。
并且，在本实施方式中，第一焊接区域R1(第一熔融部48A)和第二焊接区域R2(第二熔融部48B)形成在贯通孔(磁屏蔽孔39)内的周向的相同位置。这样，第一焊接区域R1和第二焊接区域R2在周向的相同位置在轴向A重复。第一熔融部48A的轴向第二侧A2的端部和第二熔融部48B的轴向第一侧A1的端部融合，它们整体地形成有一条直线状的熔融部48。
在本实施方式中，通过将第一焊接区域R1和第二焊接区域R2在轴向A的两侧分开设置，能够提高生产率。并且，由于第一上升区域R1u、第一定输出区域R1c、第二上升区域R2u和第二定输出区域R2c的位置关系如上述那样被设定，所以能够在轴向A的全部区域使熔融部48的深度(剖面积)恒定。特别是，即便在第一上升区域R1u、第二上升区域R2u分别存在焊接装置7A、7B的输出能量比较低、熔融部48A、48B的深度变浅的区域的情况下，也能通过使第一上升区域R1u和第二上升区域R2u完全重复，在该重复区域RL也使熔融部48的深度恒定。因此，能够相互弥补固定力在各上升区域R1u、R2u的不足部分，作为整体，能够确保足够的固定力。另外，由于能够也包含各定输出区域R1c、R2c地在轴向A的全部区域使熔融部48的深度恒定，所以能够容易在轴向A将获得的转子芯31的磁特性均匀化。
在轴向A上的第一上升区域R1u和第二上升区域R2u的重复量被设定为在该重复区域RL形成的熔融部48的径向剖面中的剖面积成为已预先确定的基准面积以上。该基准面积例如基于会作用于转子芯31的扭转应力、离心力以及伴随热膨胀和热收缩的应力的大小被设定。即，基准面积被设定为如下大小，即，当在通常的使用状态下可假定的大小的扭转应力、离心力以及伴随热膨胀和热收缩的应力作用于转子芯31时，也能保持构成该转子芯31的多张电磁钢板41的一体性。因此，能够通过使用激光焊接的方法实现制造时间的缩短，并且能够制造具有足够强度的转子芯31。
〔第二实施方式〕
参照附图说明芯和芯制造方法的第二实施方式。在本实施方式中，在芯制造方法中第一焊接工序和第二焊接工序的具体方式和第一实施方式一部分不同。以下，针对本实施方式的芯制造方法，主要说明和第一实施方式不同的点。此外，关于未特别说明的点，和第一实施方式相同，标注相同的附图标记，省略详细说明。
在本实施方式中，如图7和图8所示，仅使用一台焊接装置7，并且除该焊接装置7之外，还使用气体供给装置8，执行第一焊接工序和第二焊接工序。气体供给装置8构成为保护气体供给装置，具备用于供给保护气体的机构。气体供给装置8包含气体供给源81、和该气体供给源81连接的管路82、以及和管路82的前端部连接的气体喷嘴83。气体供给源81例如是气瓶，供给氮气、氩气或者氦气等惰性气体G。来自气体供给源81的惰性气体G在管路82通过从气体喷嘴83喷射。气体喷嘴83设置为和作为被加工件的电磁钢板41的层叠体4(具体而言，磁屏蔽孔39)对置。
焊接装置7和气体供给装置8相对于电磁钢板41的层叠体4在轴向A的两侧分开配置。而且，在第一焊接工序和第二焊接工序中，在从气体供给装置8供给的惰性气体G在贯通孔(磁屏蔽孔39)内充满的状态下，沿轴向A对贯通孔(磁屏蔽孔39)的内表面39a进行激光焊接。在第一焊接工序中，在存在惰性气体G的情况下，朝向轴向第一侧A1对电磁钢板41的层叠体4进行第一焊接。在第一焊接工序之后，使电磁钢板41的层叠体4在轴向A反转。之后，在第二焊接工序中，在存在惰性气体G的情况下，朝向轴向第二侧A2对电磁钢板41的层叠体4进行第二焊接。
这样，即便在使用一台焊接装置7依次执行第一焊接工序和第二焊接工序的情况下，通过将第一焊接工序的第一焊接区域R1和第二焊接工序的第二焊接区域R2在轴向A的两侧分开设置，也能提高生产率。并且，通过使第一焊接工序的第一上升区域R1u和第二焊接工序的第二上升区域R2u在周向的相同位置在轴向A重复，能够使焊接品质稳定，并且能够确保足够的固定力。
另外，在本实施方式中，由于在惰性气体G在贯通孔(磁屏蔽孔39)内充满的状态下进行激光焊接，所以溅射、气孔难以进一步产生，能够使焊接品质更加稳定。由于贯通孔(磁屏蔽孔39)内比较狭小，所以能够将与位置对应的惰性气体G的浓度的偏差抑制为较小，能够更加有效地抑制溅射、气孔的产生。
〔第三实施方式〕
参照附图说明芯和芯制造方法的第三实施方式。在本实施方式中，第一焊接工序和第二焊接工序的具体方式和第一实施方式一部分不同。另外，伴随于此获得的芯的具体结构和第一实施方式一部分不同。以下，针对本实施方式的芯和芯制造方法，主要说明和第一实施方式不同的点。此外，关于不特别说明的点，和第一实施方式相同，标注相同的附图标记，省略详细说明。
在本实施方式中，在第一焊接工序中焊接的轴向A的区域即第一焊接区域R1、和在第二焊接工序中焊接的轴向A的区域即第二焊接区域R2在贯通孔(磁屏蔽孔39)内的周向的不同位置在轴向A重复。而且，如图9和图10所示，从轴向第一侧A1的端部跨越多张电磁钢板41延伸的第一熔融部48A、和从轴向第二侧A2的端部跨越多张电磁钢板41延伸的第二熔融部48B在贯通孔(磁屏蔽孔39)内的周向的不同位置在轴向A重复。上述第一熔融部48A和第二熔融部48B不融合地相互独立形成。
此时，如图10所示，第一熔融部48A中的和第二熔融部48B在轴向A的重复区域RL(第一上升区域R1u)的熔融深度比其他区域(第一定输出区域R1c)的熔融深度浅。另外，第二熔融部48B中的和第一熔融部48A在轴向A的重复区域RL(第二上升区域R2u)的熔融深度比其他区域(第二定输出区域R2c)的熔融深度浅。在本实施方式中，第一熔融部48A和第二熔融部48B在周向的不同位置独立形成，并且在轴向A的全部区域第一熔融部48A的剖面积和第二熔融部48B的剖面积之和恒定。
即便是本实施方式，也能通过将第一焊接工序的第一焊接区域R1和第二焊接工序的第二焊接区域R2在轴向A的两侧分开设置，提高生产率。并且，能够通过使第一焊接工序的第一上升区域R1u和第二焊接工序的第二上升区域R2u在周向的不同位置在轴向A重复，能够使焊接品质稳定，并且能够确保足够的固定力。
〔其他实施方式〕
(1)在上述各实施方式中，以第一上升区域R1u和第二上升区域R2u在轴向A完全重复的结构为例进行了说明。但不限定于这种结构，例如如图11、图12所示，第一上升区域R1u和第二上升区域R2u也可以在轴向A不完全重复地相互错开。
(2)在上述各实施方式中，以第一定输出区域R1c和第二上升区域R2u不重复并且第二定输出区域R2c和第一上升区域R1u不重复的结构为例进行了说明。但不限定于这种结构，也可以为第一定输出区域R1c和第二上升区域R2u重复，以及/或者第二定输出区域R2c和第一上升区域R1u重复(图12是双方重复时的例子)。
(3)在上述各实施方式中，以在第一焊接工序和第二焊接工序的定输出期间Tc焊接装置7的输出能量被维持为恒定值的结构为例进行了说明。但不限定于该结构，只要焊接装置7的输出能量至少维持在例如±5％等的恒定范围内，焊接装置7的输出能量也可以多少变动。
(4)在上述各实施方式中，以第一焊接工序和第二焊接工序分别包含输出上升期间Tu和定输出期间Tc的结构为例进行了说明。但不限定于这种结构，也可以为第一焊接工序和第二焊接工序中的至少一方不包含定输出期间Tc仅包含输出上升期间Tu(图13是两工序不包含定输出期间Tc时的例子)。或者，也可以为第一焊接工序和第二焊接工序中的至少一方不包含输出上升期间Tu仅包含定输出期间Tc。
(5)在上述各实施方式中，以第一上升区域R1u和第二上升区域R2u中的重复区域RL设定为包含层叠体4在轴向A的中央位置的结构为例进行了说明。但不限定于这种结构，重复区域RL也可以设定于层叠体4在轴向A的端部区域。
(6)在上述各实施方式中，以在第一焊接工序和第二焊接工序中对磁屏蔽孔39的内表面39a进行激光焊接的结构为例进行了说明。但不限定于这种结构，例如也可以对磁铁插入孔33(具体而言，磁屏蔽部37)的内表面进行激光焊接。或者，也可以对转子芯31的内周面(中心孔32的内表面)或者外周面进行激光焊接。在上述结构中，磁铁插入孔33、中心孔32相当于“贯通孔”。在这种情况下，如果使第一上升区域R1u和第二上升区域R2u在轴向A重复，也可以在第一焊接工序和第二焊接工序中对相互不同的部位(如第三实施方式那样，周向位置相互不同的部位)进行激光焊接。
(7)在上述各实施方式中，以在第一焊接工序和第二焊接工序中进行激光焊接的结构为例进行了说明。但不限定于这种结构，例如也可以通过电子束焊接等其他焊接方法执行第一焊接工序和第二焊接工序。
(8)在上述各实施方式中，说明了芯制造方法应用于制造转子芯31的例子。但不限定于这种结构，例如，在定子芯21由多张电磁钢板构成的情况下，当制造该定子芯21时，也可以应用上述芯制造方法。此时，定子芯21相当于“芯”。
(9)对于在上述各实施方式(包含上述各实施方式和其他实施方式；以下相同)中公开的结构，除非产生矛盾，也可以和在其他实施方式中公开的结构组合来应用。关于其他结构，在本说明书中所公开的实施方式在全部点也是例示，在不脱离本公开的主旨的范围内，能够适当改变。
〔实施方式的概要〕
根据以上，本公开的芯制造方法优选具备以下各结构。
一种芯制造方法，使用焊接装置(7)制造具有定子(2)和转子(3)的旋转电机(1)用的芯(21、31)，其中，上述芯制造方法具备：在轴向(A)层叠多张电磁钢板(41)的层叠工序；第一焊接工序，在该工序中，朝向上述轴向(A)的一侧即轴向第一侧(A1)，对在上述电磁钢板(41)的层叠体(4)形成的在上述轴向(A)相连的贯通孔(32、33、39)的内表面进行第一焊接；和第二焊接工序，在该工序中，朝向上述轴向(A)的另一侧即轴向第二侧(A2)，对上述贯通孔(32、33、39)的内表面进行第二焊接，在上述第一焊接工序中焊接的上述轴向(A)的区域即第一焊接区域(R1)、和在上述第二焊接工序中焊接的上述轴向(A)的区域即第二焊接区域(R2)在上述轴向(A)重复。
根据该结构，由于将电磁钢板(41)的层叠体的贯通孔(32、33、39)的内表面从轴向(A)的两侧分别焊接，所以能够提高生产率。此时，通过使在第一焊接工序中焊接的第一焊接区域(R1)和在第二焊接工序中焊接的第二焊接区域(R2)在轴向(A)重复，能够确保足够的固定力。
作为一个方式，优选上述第一焊接区域(R1)和上述第二焊接区域(R2)配置在周向的不同位置。
或者，作为一个方式，优选上述第一焊接区域(R1)和上述第二焊接区域(R2)配置在周向的相同位置。
根据上述结构，能够确保足够的固定力。
作为一个方式，优选上述第一焊接工序和上述第二焊接工序分别包含一边使上述焊接装置(7)的输出能量逐渐上升一边进行焊接的输出上升期间(Tu)，上述第一焊接区域(R1)中的在上述第一焊接工序的上述输出上升期间(Tu)焊接的区域即第一上升区域(R1u)、和上述第二焊接区域(R2)中的在上述第二焊接工序的上述输出上升期间(Tu)焊接的区域即第二上升区域(R2u)在上述轴向(A)重复。
根据该结构，在第一焊接工序和第二焊接工序中，由于在各个输出上升期间(Tu)使焊接装置(7)的输出能量逐渐上升，所以能够抑制溅射、气孔的产生。因此，能够实现焊接品质的稳定。
其中，针对第一焊接工序中的第一上升区域(R1u)、第二焊接工序中的第二上升区域(R2u)，单独在它们中，焊接装置(7)的输出能量比较低，相应地，对应于此，基于焊接的熔融剖面积也比较小。即便在这种情况下，通过使第一上升区域(R1u)和第二上升区域(R2u)在轴向(A)重复，能够相互弥补各上升区域(R1u、R2u)中的熔融剖面积的不足部分，作为整体，能够确保足够的固定力。
因此，能够使焊接品质稳定，并且能够确保足够的固定力。
一种芯制造方法，使用焊接装置(7)制造具有定子(2)和转子(3)的旋转电机(1)用的芯(21、31)，其中，上述芯制造方法具备：在轴向(A)层叠多张电磁钢板(41)的层叠工序；第一焊接工序，在该工序中，朝向上述轴向(A)的一侧即轴向第一侧(A1)，对上述电磁钢板(41)的层叠体(4)进行第一焊接；和第二焊接工序，在该工序中，朝向上述轴向(A)的另一侧即轴向第二侧(A2)，对上述层叠体(4)进行第二焊接，上述第一焊接工序和上述第二焊接工序分别包含一边使上述焊接装置(7)的输出能量逐渐上升一边进行焊接的输出上升期间(Tu)，在上述第一焊接工序的上述输出上升期间(Tu)焊接的上述轴向(A)的区域即第一上升区域(R1u)、和在上述第二焊接工序的上述输出上升期间(Tu)焊接的上述轴向(A)的区域即第二上升区域(R2u)在上述轴向(A)重复。
根据该结构，由于在轴向(A)上相互反向扫描进行焊接的两个工序(第一焊接工序和第二焊接工序)中，通过在各个输出上升期间(Tu)使焊接装置(7)的输出能量逐渐上升，所以能够抑制溅射、气孔的产生。因此，能够实现焊接品质的稳定。
其中，针对第一焊接工序中的第一上升区域(R1u)、第二焊接工序中的第二上升区域(R2u)，单独在它们中，焊接装置(7)的输出能量比较低，相应地，对应于此，基于焊接的熔融剖面积也比较小。即便在这种情况下，通过使第一上升区域(R1u)和第二上升区域(R2u)在轴向(A)重复，能够相互弥补各上升区域(R1u、R2u)中的熔融剖面积的不足部分，作为整体，能够确保足够的固定力。
因此，当将多张电磁钢板(41)以层叠状态焊接成为一体来制造旋转电机(1)用的芯(21、31)时，能够使焊接品质稳定并且能够确保足够的固定力。
作为一个方式，优选在上述轴向(A)上上述第一上升区域(R1u)和上述第二上升区域(R2u)的重复量设定为，在该重复区域(RL)形成的熔融部(48)的径向剖面中的剖面积成为已预先确定的基准面积以上。
根据该结构，通过在重复区域(RL)成为基准面积以上的剖面积的熔融部(48)，能够确保足够的固定力。
作为一个方式，优选上述第一上升区域(R1u)和上述第二上升区域(R2u)设定于相同的上述轴向(A)的位置，并被设定为上述轴向(A)的长度相等。
根据该结构，容易在轴向(A)的全部区域使熔融部(48)的径向剖面中的剖面积恒定。因此，能够容易使即便在将多张电磁钢板(41)以层叠状态焊接成为一体的情况下也能获得的芯(21、31)的磁特性在轴向(A)均匀化。
作为一个方式，优选上述第一焊接工序和上述第二焊接工序分别包含一边将上述焊接装置(7)的输出能量维持在恒定范围内一边进行焊接的定输出期间(Tc)，使在上述第一焊接工序的上述定输出期间(Tc)焊接的上述轴向(A)的区域即第一定输出区域(R1c)不与上述第二上升区域(R2u)重复，并且使在上述第二焊接工序的上述定输出期间(Tc)焊接的上述轴向(A)的区域即第二定输出区域(R2c)不与上述第一上升区域(R1u)重复。
根据该结构，容易在轴向(A)的全部区域使熔融部(48)的径向剖面中的剖面积恒定。因此，能够容易使即便在将多张电磁钢板(41)以层叠状态焊接成为一体的情况下也能获得的芯(21、31)的磁特性在轴向(A)均匀化。
作为一个方式，优选具备相对于上述层叠体(4)配置在上述轴向第一侧(A1)的第一焊接装置(7A)、和相对于上述层叠体(4)配置在上述轴向第二侧(A2)的第二焊接装置(7B)，作为上述焊接装置(7)，在上述轴向(A)上上述第一上升区域(R1u)和上述第二上升区域(R2u)重复的区域即重复区域(RL)的位置设定为包含上述层叠体(4)中的上述轴向(A)的中央位置。
根据该结构，通过相对于层叠体(4)在轴向(A)的两侧分开配置的第一焊接装置(7A)和第二焊接装置(7B)，能够分担第一焊接工序和第二焊接工序来执行。而且，由于重复区域(RL)设定于层叠体(4)中的包含轴向(A)的中央位置的区域，所以能够使第一焊接装置(7A)和第二焊接装置(7B)彼此的扫描范围的大小同等，能够在轴向(A)进行均质的焊接。
作为一个方式，优选使上述第一焊接装置(7A)的运行期间和上述第二焊接装置(7B)的运行期间重复，使上述第一焊接工序的执行期间和上述第二焊接工序的执行期间重复。
根据该结构，能够在短时间高效地制造旋转电机(1)用的芯(21、31)。
另外，优选本公开的芯具备以下各结构。
一种旋转电机(1)用的芯(21、31)，由在轴向(41)层叠有多张电磁钢板(41)的层叠体构成，上述层叠体具有在上述轴向(A)相连的贯通孔(32、33、39)，在上述贯通孔(32、33、39)的内表面形成有从上述轴向(A)的一侧即轴向第一侧(A1)的端部跨越多张上述电磁钢板(41)延伸的第一熔融部(48A)、和从上述轴向(A)的另一侧即轴向第二侧(A2)的端部跨越多张上述电磁钢板(41)延伸的第二熔融部(48B)，上述第一熔融部(48A)和上述第二熔融部(48B)配置在周向的不同位置，并且在上述轴向(A)重复。
根据该结构，由于在电磁钢板(41)的层叠体(32、33、39)的贯通孔的内表面，以从轴向(A)的两侧分别延伸的方式形成第一焊接部(48A)和第二焊接部(48B)，所以能够生产率良好地获得芯(21、31)。此时，通过将第一焊接部(48A)和第二焊接部(48B)配置在周向的不同位置并且使它们在轴向(A)重复，能够确保足够的固定力。
作为一个方式，优选上述第一熔融部(48A)中的和上述第二熔融部(48B)在上述轴向(A)上的重复区域(RL)的熔融深度比其他区域的熔融深度浅，上述第二熔融部(48B)中的和上述第一熔融部(48A)在上述轴向(A)上的重复区域(RL)的熔融深度比其他区域的熔融深度浅。
根据该结构，容易遍及轴向(A)的全部区域将固定力的偏差抑制为较小。
本公开的芯制造方法能够起到上述各效果中的至少一个即可。
附图标记说明：
1…旋转电机；2…定子；3…转子；7…焊接装置；7A…第一焊接装置；7B…第二焊接装置；21…定子芯(芯)；31…转子芯(芯)；32…中心孔(贯通孔)；33…磁铁插入孔(贯通孔)；39…磁屏蔽孔(贯通孔)；48…熔融部；48A…第一熔融部；48B…第二熔融部；Tu…输出上升期间；Tc…定输出期间；R1…第一焊接区域；R1u…第一上升区域；R1c…第一定输出区域；R2…第二焊接区域；R2u…第二上升区域；R2c…第二定输出区域；RL…重复区域；A…轴向；A1…轴向第一侧；A2…轴向第二侧。

Claims (20)

1.一种芯制造方法，使用焊接装置制造具有定子和转子的旋转电机用的芯，其中，具备：
在轴向层叠多张电磁钢板的层叠工序；
第一焊接工序，在该工序中，朝向所述轴向的一侧即轴向第一侧，对在所述电磁钢板的层叠体形成的在所述轴向相连的贯通孔的内表面进行第一焊接；和
第二焊接工序，在该工序中，朝向所述轴向的另一侧即轴向第二侧，对所述贯通孔的内表面进行第二焊接，
在所述第一焊接工序中焊接的所述轴向的区域即第一焊接区域、和在所述第二焊接工序中焊接的所述轴向的区域即第二焊接区域具有在所述轴向重复的重复区域，在比所述重复区域靠所述轴向第一侧形成有不与所述第二焊接区域重复的所述第一焊接区域，在比所述重复区域靠所述轴向第二侧形成有不与所述第一焊接区域重复的所述第二焊接区域。
2.根据权利要求1所述的芯制造方法，其中，
所述第一焊接区域和所述第二焊接区域配置在周向的不同位置。
3.根据权利要求1所述的芯制造方法，其中，
所述第一焊接区域和所述第二焊接区域配置在周向的相同位置。
4.根据权利要求1~3中的任一项所述的芯制造方法，其中，
所述第一焊接工序和所述第二焊接工序分别包含一边使所述焊接装置的输出能量逐渐上升一边进行焊接的输出上升期间，
所述第一焊接区域中的在所述第一焊接工序的所述输出上升期间焊接的区域即第一上升区域、和所述第二焊接区域中的在所述第二焊接工序的所述输出上升期间焊接的区域即第二上升区域在所述轴向重复。
5.根据权利要求4所述的芯制造方法，其中，
所述第一上升区域和所述第二上升区域设定于相同的所述轴向的位置，并被设定为所述轴向的长度相等。
6.根据权利要求4所述的芯制造方法，其中，
所述第一焊接工序和所述第二焊接工序分别包含一边将所述焊接装置的输出能量维持在恒定范围内一边进行焊接的定输出期间，
使在所述第一焊接工序的所述定输出期间焊接的所述轴向的区域即第一定输出区域不与所述第二上升区域重复，并且使在所述第二焊接工序的所述定输出期间焊接的所述轴向的区域即第二定输出区域不与所述第一上升区域重复。
7.根据权利要求4所述的芯制造方法，其中，
作为所述焊接装置，具备相对于所述层叠体配置在所述轴向第一侧的第一焊接装置、和相对于所述层叠体配置在所述轴向第二侧的第二焊接装置，
在所述轴向上所述第一上升区域和所述第二上升区域重复的区域即重复区域的位置设定为包含所述层叠体中的所述轴向的中央位置。
8.根据权利要求7所述的芯制造方法，其中，
使所述第一焊接装置的运行期间和所述第二焊接装置的运行期间重复，使所述第一焊接工序的执行期间和所述第二焊接工序的执行期间重复。
9.一种芯制造方法，使用焊接装置制造具有定子和转子的旋转电机用的芯，其中，
所述芯制造方法具备：
在轴向层叠多张电磁钢板的层叠工序；
第一焊接工序，在该工序中，朝向所述轴向的一侧即轴向第一侧，对所述电磁钢板的层叠体进行第一焊接；和
第二焊接工序，在该工序中，朝向所述轴向的另一侧即轴向第二侧，对所述层叠体进行第二焊接，
所述第一焊接工序和所述第二焊接工序分别包含一边使所述焊接装置的输出能量逐渐上升一边进行焊接的输出上升期间，
在所述第一焊接工序的所述输出上升期间焊接的所述轴向的区域即第一上升区域、和在所述第二焊接工序的所述输出上升期间焊接的所述轴向的区域即第二上升区域在所述轴向重复。
10.根据权利要求9所述的芯制造方法，其中，
在所述轴向上的所述第一上升区域和所述第二上升区域的重复量被设定为在所述轴向上所述第一上升区域和所述第二上升区域重复的区域即重复区域形成的熔融部的径向剖面中的剖面积成为已预先确定的基准面积以上。
11.根据权利要求9所述的芯制造方法，其中，
所述第一上升区域和所述第二上升区域设定于相同的所述轴向的位置，并被设定为所述轴向的长度相等。
12.根据权利要求10所述的芯制造方法，其中，
所述第一上升区域和所述第二上升区域设定于相同的所述轴向的位置，并被设定为所述轴向的长度相等。
13.根据权利要求9所述的芯制造方法，其中，
所述第一焊接工序和所述第二焊接工序分别包含一边将所述焊接装置的输出能量维持在恒定范围内一边进行焊接的定输出期间，
使在所述第一焊接工序的所述定输出期间焊接的所述轴向的区域即第一定输出区域不与所述第二上升区域重复，并且使在所述第二焊接工序的所述定输出期间焊接的所述轴向的区域即第二定输出区域不与所述第一上升区域重复。
14.根据权利要求10所述的芯制造方法，其中，
所述第一焊接工序和所述第二焊接工序分别包含一边将所述焊接装置的输出能量维持在恒定范围内一边进行焊接的定输出期间，
使在所述第一焊接工序的所述定输出期间焊接的所述轴向的区域即第一定输出区域不与所述第二上升区域重复，并且使在所述第二焊接工序的所述定输出期间焊接的所述轴向的区域即第二定输出区域不与所述第一上升区域重复。
15.根据权利要求11所述的芯制造方法，其中，
所述第一焊接工序和所述第二焊接工序分别包含一边将所述焊接装置的输出能量维持在恒定范围内一边进行焊接的定输出期间，
使在所述第一焊接工序的所述定输出期间焊接的所述轴向的区域即第一定输出区域不与所述第二上升区域重复，并且使在所述第二焊接工序的所述定输出期间焊接的所述轴向的区域即第二定输出区域不与所述第一上升区域重复。
16.根据权利要求12所述的芯制造方法，其中，
所述第一焊接工序和所述第二焊接工序分别包含一边将所述焊接装置的输出能量维持在恒定范围内一边进行焊接的定输出期间，
使在所述第一焊接工序的所述定输出期间焊接的所述轴向的区域即第一定输出区域不与所述第二上升区域重复，并且使在所述第二焊接工序的所述定输出期间焊接的所述轴向的区域即第二定输出区域不与所述第一上升区域重复。
17.根据权利要求9~16中的任一项所述的芯制造方法，其中，
作为所述焊接装置，具备相对于所述层叠体配置在所述轴向第一侧的第一焊接装置、和相对于所述层叠体配置在所述轴向第二侧的第二焊接装置，
在所述轴向上所述第一上升区域和所述第二上升区域重复的区域即重复区域的位置设定为包含所述层叠体中的所述轴向的中央位置。
18.根据权利要求17所述的芯制造方法，其中，
使所述第一焊接装置的运行期间和所述第二焊接装置的运行期间重复，使所述第一焊接工序的执行期间和所述第二焊接工序的执行期间重复。
19.一种旋转电机用的芯，其中，
由在轴向层叠有多张电磁钢板的层叠体构成，
所述层叠体具有在所述轴向相连的贯通孔，
在所述贯通孔的内表面形成有从所述轴向的一侧即轴向第一侧的端部跨越多张所述电磁钢板沿所述轴向延伸的第一熔融部、和从所述轴向的另一侧即轴向第二侧的端部跨越多张所述电磁钢板沿所述轴向延伸的第二熔融部，
所述第一熔融部和所述第二熔融部配置在周向的不同位置，并且在所述轴向具有配置区域重复的重复区域，在比所述重复区域靠所述轴向第一侧形成有所述轴向的配置区域不与所述第二熔融部重复的所述第一熔融部的区域，在比所述重复区域靠所述轴向第二侧形成有所述轴向的配置区域不与所述第一熔融部重复的所述第二熔融部的区域。
20.根据权利要求19所述的芯，其中，
所述第一熔融部中的和所述第二熔融部在所述轴向上的重复区域的熔融深度比其他区域的熔融深度浅，
所述第二熔融部中的和所述第一熔融部在所述轴向上的重复区域的熔融深度比其他区域的熔融深度浅。
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