JP2024040631A

JP2024040631A - レーザー溶接方法

Info

Publication number: JP2024040631A
Application number: JP2022145099A
Authority: JP
Inventors: 貴久石山; Takahisa Ishiyama
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2022-09-13
Filing date: 2022-09-13
Publication date: 2024-03-26

Abstract

【課題】より安定した溶接を行うことができるレーザー溶接方法を提供する。【解決手段】レーザー溶接方法は、複数本の素線１１ａによって構成される導体１１を有した電線１０をレーザー光の照射によって溶接する方法であって、複数本の素線１１ａに対して線条体を巻き付ける巻付工程と、巻付工程において線条体が巻き付けられた複数本の素線１１ａを電極２０に接触させる接触工程と、接触工程において電極２０に接触させられた複数本の素線１１ａに対してレーザー光を照射する照射工程とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、レーザー溶接方法に関する。

従来、導体を複数本の素線によって構成した電線が知られている。このような複数本の素線によって構成される導体を他部材と溶接する場合、素線間に隙間があることから、レーザー光を複数本の素線に照射しても複数本の素線全体に熱が伝わらず安定した溶接ができなくなる。

そこで、導体を抑え付けることで溶接の安定化を図るレーザー溶接方法が提案されている（例えば特許文献１参照）。このレーザー溶接方法は、導体と基板上の電極とを重ねると共に、透明性の押圧部材によって導体を電極側に抑え付ける。これにより、導体と電極とに隙間を発生させず、安定した溶接を行うようにしている。

特開２０１０－２５３５００号公報

しかし、導体が複数本の素線によって構成される場合、特許文献１に記載のレーザー溶接方法を適用しても安定した溶接を行うことが困難である。すなわち、導体が複数本の素線で構成される場合、複数本の素線は導体を抑え付けた方向に圧縮されるものの、抑え付けた方向を直交する方向には隙間が広がってしまう。このため、特許文献１に記載のレーザー溶接方法を適用しても安定した溶接を行うことが困難となってしまう。

本発明はこのような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、より安定した溶接を行うことができるレーザー溶接方法を提供することにある。

本発明に係るレーザー溶接方法は、複数本の素線によって構成される導体を有した電線をレーザー光の照射によって溶接するレーザー溶接方法であって、前記複数本の素線に対して線条体を巻き付ける第１工程と、前記第１工程において前記線条体が巻き付けられた前記複数本の素線を、溶接対象物に接触させる第２工程と、前記第２工程において前記溶接対象物に接触させられた前記複数本の素線に対してレーザー光を照射する第３工程と、を備える。

本発明によれば、より安定した溶接を行うことができるレーザー溶接方法を提供することができる。

本発明の実施形態に係るレーザー溶接方法によって溶接された溶接物を示す構成図である。本実施形態に係るレーザー溶接方法の各工程を示す第１の工程図である。本実施形態に係るレーザー溶接方法の各工程を示す第２の工程図である。本実施形態に係るレーザー溶接方法の各工程を示す第３の工程図である。本実施形態に係るレーザー溶接方法の各工程を示す第４の工程図である。本実施形態に係るレーザー溶接方法を示すフローチャートである。

以下、本発明を好適な実施形態に沿って説明する。なお、本発明は以下に示す実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。また、以下に示す実施形態においては、一部構成の図示や説明を省略している箇所があるが、省略された技術の詳細については、以下に説明する内容と矛盾が発生しない範囲内において、適宜公知又は周知の技術が適用されていることはいうまでもない。

図１は、本発明の実施形態に係るレーザー溶接方法によって溶接された溶接物を示す構成図である。図１に示す溶接物１は、レーザー光の照射によって溶接されたものであって、電線１０と、基板Ｂ上の電極（溶接対象物）２０とを溶接により接合したものである。電線１０は、複数本の素線１１ａが撚られた撚線によって導体１１が構成されており、導体１１の周囲を絶縁体１２で被覆した構成となっている。

このような電線１０と電極２０とを溶接するにあたり、レーザー光は電線１０の導体１１に照射される。この照射によって導体１１が一部溶解して溶解部１３が形成され、この溶解部１３が基板Ｂ上の電極２０と溶接されることとなる。

ここで、本実施形態において電線１０は複数本の素線１１ａが撚られた撚線によって構成されている。撚線は、素線１１ａ間に隙間を有することからレーザー光を照射しても、熱の伝達が素線１１ａ間の隙間によって阻害され、安定して溶接することが困難となる。

そこで、本実施形態においては以下のレーザー溶接方法により安定した溶接を可能としている。図２～図５は、本実施形態に係るレーザー溶接方法の各工程を示す工程図であり、図６は、本実施形態に係るレーザー溶接方法を示すフローチャートである。

まず、図２に示すように、電線１０が用意され、作業者は複数本の素線１１ａによって構成される導体１１を周方向に捻じる捻じり工程（第４工程）を実施する（図６：Ｓ１）。このとき、作業者は、撚線の撚り方向に複数本の素線１１ａを捻じる。すなわち、撚線は撚りが解ける方向ではなく、撚りが強固に締まる方向に捻じられる。

次に、図３に示すように、作業者は、複数本の素線１１ａに対して線条体Ｓを巻き付ける巻付工程（第１工程）を実施する（図６：Ｓ２）。この巻付工程によって複数本の素線１１ａが締め付けられることとなる。

ここで、線条体Ｓは、後のレーザー光の照射工程（図５及び図６：Ｓ４）において溶解する金属線等で構成されることが好ましい。特に線条体Ｓは、複数本の素線１１ａと同一素材で構成されることが好ましい。これにより、後のレーザー光の照射工程において線条体Ｓが複数本の素線１１ａ間を埋めるように溶け出すことができ、複数本の素線１１ａを強固に一体化させることができるためである。

また、線条体Ｓは、金属線等に限らず、例えばレーザー光の照射によって発生する熱により焼失する繊維等であってもよい。これにより、溶接後の状態で線条体Ｓが残存し難く、残存した線条体Ｓによって溶接物１の導通性を阻害し難くすることができるためである。

次いで、図４に示すように、作業者は、線条体Ｓが巻き付けられた複数本の素線１１ａを電極２０に接触させる接触工程（第２工程）を実施する（図６：Ｓ３）。この工程において、複数本の素線１１ａは押圧部材Ｐにより電極２０に対して押圧されてもよいし、単に作業者の手作業により電極２０に押し付けられてもよい。また、電線１０側を電極２０側に押し付ける場合に限らず、逆に電極２０等の溶接対象物側を複数本の素線１１ａに押し付けるようにしてもよい。なお、両者は押し付けられる場合に限らず、単に一方の上に他方を載置するだけで接触関係となっていてもよい。

次に、図５に示すように、作業者は、電極２０に接触状態とされている複数本の素線１１ａに対してレーザー光（破線参照）を照射する照射工程（第３工程）を実施する（図６：Ｓ４）。この照射工程により、複数本の素線１１ａが溶解して溶解部１３が形成されて電極２０と溶接されることとなる。また、この工程において線条体Ｓが複数本の素線１１ａよりも融点の低い金属線である場合、線条体Ｓが複数本の素線１１ａと共に溶解して溶解部１３を形成することとなる。さらに、線条体Ｓが繊維等である場合には、線条体Ｓが焼失して残存し難くなくなる。

このようにして、本実施形態に係るレーザー溶接方法によれば、複数本の素線１１ａに対して線条体Ｓを巻き付け、電極２０に接触させた後にレーザー光を照射する。このため、電極２０への接触時に複数本の素線１１ａが広がり難くなり、レーザー光を照射した際の熱が複数本の素線１１ａに充分に伝わり易くなる。従って、より安定した溶接を行うことができる。

また、巻付工程（Ｓ２）に先立って、複数本の素線１１ａを周方向に捻じる捻じり工程（Ｓ１）をさらに備える。このため、捻じりによって複数本の素線１１ａ同士を圧縮した後に線条体Ｓを巻き付けることとなり、より一層複数本の素線１１ａの広がりを抑制して、より一層安定した溶接を行うことができる。

また、複数本の素線１１ａと同一素材である線条体Ｓを巻き付ける場合には、複数本の素線１１ａが溶解する際に線条体Ｓも溶解して線条体Ｓを利用した強固な溶接に寄与することができる。

また、レーザー照射によって焼失する線条体Ｓを巻き付ける場合には、溶接後に線条体Ｓが残ることにより導通性が低下してしまう可能性を低減することができる。

以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更を加えてもよいし、可能であれば公知又は周知の技術を組み合わせてもよい。

例えば、上記実施形態において複数本の素線１１ａは予め撚られた撚線であるが、特に撚線に限られるものではないし、絶縁体１２を備えるものでなくともよい。加えて、導体１１は撚線を複数本備え、複数本の撚線をさらに撚った複合撚線であってもよい。

さらに、上記実施形態において導体１１は電極２０と溶接されているが、特に電極２０に限らず、他の電線や端子等と溶接されてもよい。

１：溶接物
１０：電線
１１：導体
１１ａ：素線
１２：絶縁体
１３：溶解部
２０：電極（溶接対象物）
Ｂ：基板
Ｐ：押圧部材
Ｓ：線条体

Claims

複数本の素線によって構成される導体を有した電線をレーザー光の照射によって溶接するレーザー溶接方法であって、
前記複数本の素線に対して線条体を巻き付ける第１工程と、
前記第１工程において前記線条体が巻き付けられた前記複数本の素線を、溶接対象物に接触させる第２工程と、
前記第２工程において前記溶接対象物に接触させられた前記複数本の素線に対してレーザー光を照射する第３工程と、
を備えることを特徴とするレーザー溶接方法。
前記第１工程に先立って、前記複数本の素線を周方向に捻じる第４工程をさらに備える
ことを特徴とする請求項１に記載のレーザー溶接方法。
前記第１工程において巻き付けられる前記線条体は、前記複数本の素線と同一素材である
ことを特徴とする請求項１に記載のレーザー溶接方法。
前記第１工程において巻き付けられる前記線条体は、前記第３工程における前記レーザー光の照射によって焼失するものである
ことを特徴とする請求項１に記載のレーザー溶接方法。