JP6803770B2 - 金属材の溶接方法、および回転電機 - Google Patents
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Description
本発明によれば、金属材を瞬時に溶融させて金属材同士を短時間で溶接することができるので、アルミニウムの酸化被膜によって金属材同士の接合が阻害されることを抑制できる。よって、アルミニウムにより形成された金属材を確実に溶接できる。
また、溶接箇所をコイル部の内側に配置することで、溶融した金属材を磁気浮揚によりコイル部の内側に保持することができる。このため、溶融した金属材の溶け落ちを抑制して溶接箇所を所望の形状に形成できる。
最初に、本発明の各実施形態に係る金属材の溶接方法を用いて製造される回転電機1の構成について説明する。
図1は、回転電機の全体構成を示す概略構成図(断面図)である。
図1に示すように、回転電機1は、例えばハイブリッド自動車や電気自動車のような車両に搭載される走行用モータである。但し、本発明の構成は、走行用モータに限らず、発電用モータやその他用途のモータ、または車両用以外の回転電機(発電機を含む)にも適用可能である。
出力シャフト9は、ケース3に回転可能に支持されている。
ロータ7は、出力シャフト9に外嵌された筒状に形成されている。
図2に示すように、ステータ5は、ステータコア11と、ステータコア11に装着されたステータコイル13と、ステータコイル13と外部電源(不図示)とを接続する複数のバスバー31と、を備えている。
以下、第1実施形態の金属材の溶接方法について説明する。
(溶接装置の構成)
最初に、第1実施形態に係る金属材の溶接方法で用いる溶接装置101の構成について説明する。なお、以下では、溶接装置101が水平の設置面上に設置されている場合を例に挙げて説明する。
図3に示すように、溶接装置101は、直方体状の筐体102と、筐体102の内部に配置された交流電源103と、筐体102の前方に設けられた通電部104と、通電部104に対応する位置に設けられた部材保持部105と、筐体102の側方に設けられた制御盤106と、を備えている。交流電源103は、通電部104に流す交流電流を発生させる。通電部104は、交流電源103から供給された電流を通電可能に形成され、磁場を発生させて誘導加熱により複数の金属材同士を溶接する。部材保持部105は、溶接させる金属材を保持する。制御盤106には、各種スイッチ等が設けられている。
図4は、第1実施形態に係る通電部の斜視図である。
図4に示すように、通電部104は、一対の取付部110と、両端がそれぞれ取付部110に接続する導線部120と、を備えている。
次に、第1実施形態の溶接装置101の通電部104を用いた金属材の溶接方法について説明する。第1実施形態の溶接方法では、通電部104のコイル部122の内側に、溶接する複数の金属材を互いに隣接させた状態で配置する。すなわち、金属材の溶接する箇所(以下、溶接箇所という。)を通電部104のコイル部122の内側に配置する。なお、複数の金属材は、互いに接触した状態で配置されてもよいし、互いに僅かに離間した状態で配置されてもよい(以下の実施形態でも同様)。
まず、少なくとも一方がアルミニウムにより形成された一対の丸線W1(金属材)の先端同士を互いに溶接する場合について説明する。図5に示すように、各丸線W1の先端面は、丸線W1の中心軸線に直交する方向に対して傾斜するように形成されている。そして、各丸線W1は、先端面同士を対向させ、かつ各丸線W1が軸線Cに直交する方向に沿うように配置された状態で、通電部104のコイル部122の内側に配置される。これにより、一対の丸線W1の溶接箇所がコイル部122の内側に配置される。各丸線W1は、その中心軸線に直交する方向に対して傾斜した先端面同士を対向させるので、先端面が中心軸線に直交する方向に沿うように形成された場合と比較して、接合面積が大きく確保することができる。
本実施形態の金属材の溶接方法によれば、金属材を瞬時に溶融させて金属材同士を短時間で溶接することができるので、アルミニウムの酸化被膜によって金属材同士の接合が阻害されることを抑制できる。よって、アルミニウムにより形成された金属材を確実に溶接できる。
また、溶接箇所をコイル部122の内側に配置することで、溶融した金属材を磁気浮揚によりコイル部122の内側に保持することができる。このため、溶融した金属材の溶け落ちを抑制して溶接箇所を所望の形状に形成できる。
以下、第2実施形態の金属材の溶接方法について説明する。
(溶接装置の構成)
最初に、第2実施形態に係る金属材の溶接方法で用いる溶接装置201の構成について説明する。なお、溶接装置201は、第1実施形態の溶接装置101の通電部104を通電部204に置き換えたものである。
図10に示すように、通電部204は、一対の取付部110と、両端がそれぞれ取付部110に接続する導線部220と、を備えている。
次に、第2実施形態の溶接装置201の通電部204を用いた金属材の溶接方法について説明する。第2実施形態の溶接方法では、第1実施形態と同様に、通電部204のコイル部222の内側に、溶接する複数の金属材を互いに隣接させた状態で配置する。すなわち、金属材の溶接箇所を通電部204のコイル部の内側に配置する。
以下、第3実施形態の金属材の溶接方法について説明する。
(溶接装置の構成)
最初に、第3実施形態に係る金属材の溶接方法で用いる溶接装置301の構成について説明する。なお、溶接装置301は、第1実施形態の溶接装置101の通電部104を通電部304に置き換えたものである。
図12に示すように、通電部304は、一対の取付部110と、両端がそれぞれ取付部110に接続する導線部320と、を備えている。
次に、第3実施形態の溶接装置301の通電部304を用いた金属材の溶接方法について説明する。第3実施形態の溶接方法では、第1実施形態と同様に、通電部304のコイル部322の内側に、溶接する複数の金属材を互いに隣接させた状態で配置する。すなわち、金属材の溶接箇所を通電部304のコイル部322の内側に配置する。
以下、第4実施形態の金属材の溶接方法について説明する。
(溶接装置の構成)
最初に、第4実施形態に係る金属材の溶接方法で用いる溶接装置401の構成について説明する。なお、溶接装置401は、第1実施形態の溶接装置101の通電部104を通電部404に置き換えたものである。
図15に示すように、通電部404は、一対の取付部110と、両端がそれぞれ取付部110に接続する導線部420と、を備えている。
コイル部422は、水平方向に沿う軸線C周りを、軸線Cに直交する平面内で周回するように延びる平面コイルである。コイル部422は、軸線C周りを約1周している。
次に、第4実施形態の溶接装置401の通電部404を用いた金属材の溶接方法について説明する。第4実施形態の溶接方法では、溶接する複数の金属材を互いに隣接させ、通電部404のコイル部422に対して金属材の溶接箇所を軸線C方向に対向させる。
以下、第5実施形態の金属材の溶接方法について説明する。
(溶接装置の構成)
最初に、第5実施形態に係る金属材の溶接方法で用いる溶接装置501の構成について説明する。なお、溶接装置501は、第1実施形態の溶接装置101の通電部104を通電部504に置き換えたものである。
図17に示すように、通電部504は、一対の取付部110と、両端がそれぞれ取付部110に接続する導線部520と、を備えている。
次に、第5実施形態の溶接装置501の通電部504を用いた金属材の溶接方法について説明する。第5実施形態の溶接方法では、第1実施形態と同様に、通電部504のコイル部522の内側に、溶接する複数の金属材を互いに隣接させた状態で配置する。すなわち、金属材の溶接箇所を通電部504のコイル部522の内側に配置する。以下では、上述した回転電機1の接続端子33(図2参照)の形成方法を例に挙げて説明する。
以下、第6実施形態の金属材の溶接方法について説明する。
(溶接装置の構成)
最初に、第6実施形態に係る金属材の溶接方法で用いる溶接装置601の構成について説明する。なお、溶接装置601は、第1実施形態の溶接装置101の筐体102から延びる不図示のケーブルに手持ち治具640を接続したものである。
図18に示すように、手持ち治具640は、通電部620と、通電部620を保持する本体部642と、本体部642に取り付けられる一対のホルダ650と、を備えている。
本体部642は、直方体状に形成された台座部644と、台座部644から延びる把持部646と、を備え、これらが樹脂材料等により一体形成されている。なお、手持ち治具640の説明では、互いに直交する第1方向L1、第2方向L2および第3方向L3を用いる。第1方向L1、第2方向L2および第3方向L3は、直方体状に形成された台座部644が延びる3方向である。
次に、第6実施形態の溶接装置601を用いた金属材の溶接方法について説明する。第6実施形態の溶接方法では、通電部620のコイル部622の内側に、溶接する複数の金属材を互いに隣接させた状態で配置する。すなわち、金属材の溶接箇所を通電部620のコイル部622の内側に配置する。
以下、第7実施形態の金属材の溶接方法について説明する。
(溶接装置の構成)
最初に、第7実施形態に係る金属材の溶接方法で用いる溶接装置701の構成について説明する。なお、溶接装置701は、第6実施形態の溶接装置601の手持ち治具640を手持ち治具740に置き換えたものである。
図19に示すように、手持ち治具740は、通電部720と、通電部720を保持する本体部742と、を備えている。
本体部742は、第6実施形態の本体部642のガイド溝649が形成されていない点を除いて、第6実施形態の本体部642と略同一の構成を有している。
コイル部722は、第2方向L2に沿う軸線C周りを、第2方向L2に直交する平面内で周回するように延びる平面コイルである。コイル部722は、台座部644の第1面644aよりも、僅かに第2方向L2における凹部648の底面648a側に位置している。コイル部722は、軸線C周りを約1周している。
次に、第7実施形態の溶接装置701を用いた金属材の溶接方法について説明する。第7実施形態の溶接方法では、溶接する複数の金属材を互いに隣接させ、通電部720のコイル部722に対して金属材の溶接箇所を軸線C方向に対向させた状態で配置する。
例えば、上記各実施形態においては、一対の金属材を互いに溶接する場合を例に挙げて説明したが、これに限定されず、3つ以上の金属材を溶接する場合に上述した溶接方法を適用してもよい。
Claims (6)
- 通電可能に形成された通電部に、金属に対する衝撃焼入れが可能な周波数の交流電流を流し、
金属材料により形成された複数の金属材を互いに隣接させた状態で配置し、前記通電部において発生する磁場により、前記複数の金属材同士を誘導加熱して溶接する、
ことを特徴とする金属材の溶接方法。 - 前記複数の金属材のうち少なくとも1つの金属材は、アルミニウムにより形成されている、
ことを特徴とする請求項1に記載の金属材の溶接方法。 - 前記金属材の表面に所定の添加剤を配置する、
ことを特徴とする請求項1または2に記載の金属材の溶接方法。 - 前記通電部は、所定の軸線周りを周回するように延びるコイル部を備え、
前記複数の金属材の溶接箇所を前記コイル部の内側に配置する、
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の金属材の溶接方法。 - 前記コイル部の形状を前記複数の金属材の形状に応じて変更する、
ことを特徴とする請求項4に記載の金属材の溶接方法。 - 請求項1から5のいずれか1項に記載の金属材の溶接方法により互いに溶接された前記複数の金属材を備えることを特徴とする回転電機。
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