JP7103978B2 - レーザ溶接方法、レーザ溶接装置及び回転電機の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、レーザ溶接方法、レーザ溶接装置及び回転電機の製造方法に関する。

従来、ステータとロータとを備える電動機や発電機等の回転電機が知られている。回転電機のステータは、通常、次のようにして製造される。
先ず、複数の電気導体を束ねて略Ｕ字状に成形したコイル要素を複数作製する。次いで、作製した複数のコイル要素を円周方向に重ねながら円環状に整列させ、この状態で、各電気導体の２本の端部をステータコアに円環状に設けられた各スロットに挿通する。次いで、各スロットから突出した電気導体の端部をそれぞれ円周方向に捻り曲げた後、その端部同士をそれぞれ電気的に接合する。これにより、回転電機のステータが製造される。

ところで、複数の電気導体の端部同士を電気的に接合する方法としては、従来からＴＩＧ溶接が広く行われているが、近年、アース電極が不要で高いエネルギー効率が得られるレーザ溶接が検討されている。

例えば、特許文献１には、電気導体の端部同士の溶接前に、圧縮装置によって端部同士を互いに向かって押圧して密に接触させ、その後、端部に亘ってレーザ光を照射することにより、密に接触した端部の先端面に亘って溶融金属浴を形成し、この溶融金属浴が冷却した後、端部の押圧を解除することが開示されている。この場合、レーザ光は、端部同士を接触させた共通縁部に直交しかつ共通縁部自体を通って延在する溶接線に沿って照射される。

特開２０１６－２０８８２９号公報

従来のように、溶接前に２本の電気導体の端部に外力を加えて端部同士を密接させ、その端部間に亘ってレーザ光を照射する場合、照射したレーザ光が電気導体の端部間に抜けてしまうことを防止するため、電気導体の端部同士を隙間なく突き合わせて密接させ、溶接完了までその密接状態を維持する必要がある。

しかしながら、回転電機の電気導体の溶接では、一般に電気導体の端部周辺のスペースが狭小であるため、端部同士を隙間なく密に突き合わせるという高難易度の動作に対応した機構を配置することは困難である、という問題がある。

本発明は上記に鑑みてなされたものであり、その目的は、電気導体の端部同士を高精度に突き合わせる必要なく、レーザ光を用いて電気導体の端部同士を容易に接合することができるレーザ溶接方法、レーザ溶接装置及び回転電機の製造方法を提供することにある。

（１） 本発明に係るレーザ溶接方法は、２本の電気導体（例えば、後述の電気導体４０）の端部（例えば、後述の端部４１）同士をレーザ溶接によって接合するレーザ溶接方法であって、前記２本の電気導体の端部にレーザ光（例えば、後述のレーザ光６１）を照射して、前記端部を別々に溶融させ、前記端部に溶融部（例えば、後述の溶融部４２）をそれぞれ形成する溶融工程と、前記２本の電気導体の端部の溶融中の前記溶融部同士を結合させる結合工程と、を有する。

上記（１）の構成によれば、２本の電気導体の端部をレーザ光によってそれぞれ別々に溶融させるため、端部間にレーザ光が抜けてしまうことがない。また、溶融部を形成した後、その溶融中の溶融部同士を結合させるので、２本の電気導体の端部同士を隙間なく高精度に突き合わせる必要がなく、端部同士の接合を容易に行うことができる。

（２） （１）に記載のレーザ溶接方法において、前記結合工程において、前記溶融部同士が近づくように前記端部に機械的に外力を付与する（例えば、後述の押圧機構５を用いる）ことにより、溶融中の前記溶融部同士を結合させるようにしてもよい。

上記（２）の構成によれば、端部の溶融部同士を容易に結合させることができる。しかも、溶融部同士は小さな押圧力で結合することができるため、機械的な外力を付与するための構造も簡素なもので済む。

（３） （１）に記載のレーザ溶接方法において、前記結合工程において、前記溶融部に電気的に外力を付与する（例えば、後述の磁場発生装置７，７Ａを用いる）ことにより、溶融中の前記溶融部同士を結合させるようにしてもよい。

上記（３）の構成によれば、端部の溶融部同士を、機械的な機構に依らずに容易に結合させることができる。

（４） （１）に記載のレーザ溶接方法において、前記溶融工程において、前記２本の電気導体の端部にそれぞれ別々のレーザ光を照射し、前記結合工程において、溶融中の前記溶融部をそれぞれ照射しているレーザ光同士を近接させて、前記溶融部同士が近づくように前記溶融部を傾斜させることにより、前記溶融部同士を結合させるようにしてもよい。

上記（４）の構成によれば、端部の溶融部同士を、機械的及び電気的な機構に依らずに、レーザ光の照射だけで容易に結合させることができる。

（５） 本発明に係るレーザ溶接装置は、２本の電気導体（例えば、後述の電気導体４０）の端部（例えば、後述の端部４１）同士をレーザ溶接によって接合するレーザ溶接装置（例えば、後述のレーザ溶接装置１００）であって、前記２本の電気導体の端部にそれぞれレーザ光（例えば、後述のレーザ光６１）を照射して、溶融部（例えば、後述の溶融部４２）をそれぞれ形成するように前記端部を別々に溶融させるレーザ照射手段（例えば、後述のレーザ照射手段６、６Ａ）と、前記２本の電気導体の端部にそれぞれ形成された溶融中の前記溶融部同士を結合させる結合手段（例えば、後述の押圧機構５、磁場発生装置７，７Ａ）と、を備える。

上記（５）の構成によれば、２本の電気導体の端部をレーザ光によってそれぞれ別々に溶融させることができるため、端部間にレーザ光が抜けてしまうことがない。また、溶融部同士を結合させるので、２本の電気導体の端部同士を隙間なく高精度に突き合わせる必要がなく、端部同士の接合を容易に行うことができる。

（６） 本発明に係る回転電機の製造方法は、ステータコア（例えば、後述のステータコア２）に設けられた各スロット（例えば、後述のスロット２ａ）に挿通され、当該各スロットから突出した複数の電気導体（例えば、後述の電気導体４０）の端部（例えば、後述の端部４１）同士を、レーザ溶接により接合することで回転電機を製造する回転電機の製造方法であって、各スロットから突出する２本の電気導体の端部同士を、（１）～（４）のいずれかに記載のレーザ溶接方法により接合する。

上記（６）の構成によれば、回転電機を構成する電気導体の端部同士を高精度に突き合わせる必要なく、レーザ光を用いて電気導体の端部同士を容易に接合することができる。

本発明によれば、電気導体の端部同士を高精度に突き合わせる必要なく、レーザ光を用いて電気導体の端部同士を容易に接合することができるレーザ溶接方法、レーザ溶接装置及び回転電機の製造方法を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る回転電機のステータの構成を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る回転電機のステータにおける複数のコイル要素をステータコアの各スロットに挿通するときの様子を示す図である。 本発明の一実施形態に係る回転電機のステータにおける複数の電気導体の端部を示す斜視図である。 結合対象となる２本の電気導体の端部を模式的に示す図である。 電気導体の端部にそれぞれレーザ光を照射する様子を模式的に示す図である。 レーザ照射手段の一実施形態を模式的に示す図である。 レーザ照射手段の他の一実施形態を模式的に示す図である。 レーザ光の照射により電気導体の端部にそれぞれ溶融部が形成された様子を模式的に示す図である。 電気導体の端部の溶融部同士を結合させる様子を模式的に示す図である。 電気導体の端部の溶融部同士が結合した状態を模式的に示す図である。 電気的な外力の付与により溶融部同士を結合させる結合手段の一実施形態を模式的に示す図である。 電気的な外力の付与により溶融部同士を結合させる結合手段の他の一実施形態を模式的に示す図である。 電気導体の端部の溶融部同士を別の方法により結合させる様子を模式的に示す図である。 電気導体の端部に別の方法によりそれぞれレーザ光を照射する様子を模式的に示す図である。

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。
本実施形態に係る回転電機の製造方法は、ステータコアに設けられた各スロットに挿通され、当該各スロットから突出した複数の電気導体の端部同士をレーザ溶接により接合することで、回転電機を製造する。

先ず、本実施形態に係る製造方法により製造される回転電機の構成について説明する。
図１は、本実施形態に係る回転電機のステータ１の構成を示す斜視図である。図１に示すように、ステータ１は、円筒状に形成される。ステータ１の内側には、図示しないロータが回転自在に配置され、これにより、回転電機が構成される。

ステータ１は、ステータコア２と、コイル３と、を含んで構成される。ステータコア２は、円筒状に形成される。ステータコア２には、回転軸方向に貫通するスロット２ａが円環状に複数設けられる。即ち、スロット２ａは、ステータコア２の円周方向に等間隔ごとに複数設けられる。各スロット２ａは、ステータコア２の径方向断面形状がステータコア２の中心側から径方向に向かって放射状に延びるように形成される。各スロット２ａは、ステータコア２の内側に円周方向に等間隔ごとに形成されたスリット２ｂを介して、ステータコア２の内周面に連通しているが、このスリット２ｂは必須ではない。

コイル３は、例えば銅からなる複数の電気導体を束ねて略Ｕ字状に成形することで得られた複数のコイル要素４を、レーザ溶接により接合することで得られる。
ここで、図２は、複数のコイル要素４をステータコア２の各スロット２ａに挿通するときの様子を示す図である。図２に示すように、コイル３は、それぞれ略Ｕ状に成形された電気導体からなる複数のコイル要素４を、円周方向に重ねながら円環状に整列させた状態で、各電気導体の端部（図２における下端部）をステータコア２の軸方向（図２における上下方向）に沿って各スロット２ａに挿通した後、各スロット２ａへの挿通側と反対側から突出する電気導体の端部をレーザ溶接することで得られる。電気導体の端部のレーザ溶接は、スロット２ａから突出して並置される２本の電気導体の端部に対してそれぞれ行われる。

次に、コイル要素４の電気導体の端部同士をレーザ溶接する具体的な方法の一実施形態について説明する。本実施形態に係るレーザ溶接方法は、溶融工程と、接合工程と、を有する。
ここで、図３は、本発明の一実施形態に係る回転電機のステータにおける複数の電気導体の端部を示す斜視図である。図３は、図１及び図２に示すステータコア２を軸方向に反転させた状態を示している。

図３に示すように、ステータコア２の各スロット２ａに挿通された複数の電気導体４０の端部４１が、挿入側と反対側の各スロット２ａから突出している。先ず、溶融工程に先立ち、この複数の電気導体４０の端部４１において、ステータコア２の径方向に隣接する電気導体４０の端部４１が揃えて配置される。

次いで、各スロット２ａから突出した複数の電気導体４０の端部４１を、ステータコア２の円周方向（図３における左右方向）に捻り曲げる。具体的には、電気導体４０の端部４１を円周方向に捻った後、その最先端部をスロット２ａと反対方向に向けて、ステータコア２の軸方向（図３における上下方向）に折り曲げる。

より詳しくは、最も外側の電気導体４０の端部４１を、円周方向の一方側（図３では右回り）に捻り曲げる。次いで、外側から２番目及び３番目の電気導体４０の端部４１を、円周方向の他方側（図３では左回り）に捻り曲げる。次いで、外側から４番目及び５番目の電気導体４０の端部４１を、円周方向の一方側（図３では右回り）に捻り曲げる。このようにして逆方向に交互に捻り曲げた後、最後に、最も内側の電気導体４０の端部４１を、円周方向の一方側（図３では右回り）に捻り曲げる。

このようにして、複数の電気導体４０の端部４１を捻り曲げることで、隣接する２本の電気導体４０，４０の端部４１，４１同士を、径方向に揃えて並置させる。この径方向に沿って並置される２本の電気導体４０，４０の端部４１，４１同士は、後述する結合工程で互いに結合される結合対象となる端部である。結合対象となる２本の電気導体４０，４０の端部４１，４１同士は、その端部４１の高さ（スロット２ａからの突出長さ）も揃えられている。このため、２本の電気導体４０，４０の端部４１，４１の先端面同士は、ほぼ同一面上に配置される。

本実施形態の溶融工程では、このようにステータコア２の各スロット２ａに挿通されて揃えられた複数のコイル要素４において、各スロット２ａへの挿通側と反対側に突出して結合対象となる２本の電気導体４０，４０の端部４１，４１にそれぞれレーザ光を照射する。この２本の電気導体４０，４０の端部４１，４１同士は、必ずしも接触している必要はなく、僅かに離間距離をあけて近接しているだけでよい。即ち、結合対象となる２本の電気導体４０，４０の端部４１、４１同士は、レーザ照射開始時において、何らかの機構を用いて外力が付与されること等によって互いに密に突き合わされる必要はない。

本実施形態の溶融工程において端部４１同士をレーザ光により溶融させる方法について、更に図４～図８を用いて説明する。図４は、結合対象となる２本の電気導体の端部を模式的に示す図である。図５は、電気導体の端部にそれぞれレーザ光を照射する様子を模式的に示す図である。図６は、レーザ照射手段の一実施形態を模式的に示す図である。図７は、レーザ照射手段の他の一実施形態を模式的に示す図である。図８は、レーザ光の照射により電気導体の端部にそれぞれ溶融部が形成された様子を模式的に示す図である。
図４～図８では、スロット２ａ（図４では図示せず）から突出して並置される２本の電気導体４０，４０の端部４１，４１が示されている。

溶融工程において、２本の電気導体４０，４０の端部４１，４１同士をレーザ溶接する際、レーザ溶接装置１００が使用される。レーザ溶接装置１００は、２本の電気導体４０，４０の端部４１，４１にそれぞれレーザ光６１，６１を照射して、溶融部４２をそれぞれ形成するように端部４１，４１を別々に溶融させるレーザ照射手段６と、２本の電気導体４０，４０の端部４１，４１にそれぞれ形成された溶融中の溶融部４２，４２同士を結合させる結合手段と、を備える。

図４、図５及び図８に示すように、２本の電気導体４０，４０の端部４１，４１の近傍には、結合手段の一実施形態である押圧機構５が配置されている。押圧機構５は、隣接する電気導体４０，４０の端部４１，４１間にも容易に挿入可能な、例えば薄い平板状に形成された一対の押圧部５１，５１を有する。結合対象となる２本の電気導体４０，４０の端部４１，４１は、一対の押圧部５１、５１の間に挟まれている。但し、本実施形態の溶融工程においては、押圧機構５の各押圧部５１，５１は、電気導体４０，４０の端部４１，４１に対して、互いに近づける方向の押圧力を未だ作用させていない。

図５では、並置される２本の電気導体４０，４０の端部４１，４１の上方に、レーザ照射手段６が示されている。レーザ照射手段６は、２本の電気導体４０，４０に１対１に対応して、それぞれ端部４１，４１に向けてレーザ光６１，６１を照射可能な２つのレーザ照射部６０，６０を有する。

具体的なレーザ照射部６０の種類は限定されず、例えば、図６に示すスキャナヘッドにより構成されるレーザ照射装置６０Ａや図７に示すレーザヘッドにより構成されるレーザ照射装置６０Ｂを用いることができる。スキャナヘッドにより構成されるレーザ照射装置６０Ａによれば、内部に設けられた図示しないミラー（例えば、ガルバノミラー）の角度を変化させることにより、レーザ光６１のみを任意の方向に変化させることができる。レーザヘッドにより構成されるレーザ照射装置６０Ｂによれば、レーザ照射手段６をコンパクトに構成することができる。

また、レーザ照射部６０から端部４１に向けて照射されるレーザ光６１の種類も限定されず、例えば、ファイバーレーザ、ＹＡＧレーザ、ＣＯ_２レーザ及び半導体励起レーザ等を用いることができる。

本実施形態の溶融工程では、これらのレーザ照射部６０，６０からそれぞれ端部４１，４１に別々のレーザ光６１，６１を照射することにより、端部４１，４１を別々に同時に溶融させる。即ち、レーザ光６１は、端部４１，４１間に亘って照射されるものではないため、端部４１，４１同士が密に突き合わされていなくても、レーザ光６１が端部４１，４１間に抜けてしまうおそれはない。

電気導体４０の端部４１に照射されるレーザ光６１は、図４、図５に示すように、端部４１の先端面のうちの少なくとも互いに対向する内側縁４１ａ又は内側縁４１ａを含む領域を溶融させ、少なくとも端部４１，４１同士が対向している内側縁４１ａ又は内側縁４１ａを含む領域に、溶融した金属からなる溶融部を形成する。少なくとも端部４１，４１同士が対向している内側縁４１ａ又は内側縁４１ａを含む領域を溶融させるのは、後の結合工程において、端部４１，４１の溶融部同士を近接させた際に結合させ易くするためである。即ち、溶融部は、少なくとも端部４１，４１の対向する内側縁４１ａ又は内側縁４１ａを含む領域を溶融させることにより、端部４１，４１を近づけた際に、溶融部同士が直に接触し得るように形成される。

溶融工程では、端部４１を全体的に溶融させてもよい。本実施形態の溶融工程では、端部４１，４１に別々にレーザ光６１，６１を照射して、端部４１，４１全体を別々に溶融させることにより、図８に示すように、端部４１，４１に金属が球状に溶融した溶融球４２ａ，４２ａからなる溶融部４２，４２をそれぞれ形成している。

次に、本実施形態の結合工程では、上記溶融工程において端部４１，４１に形成された溶融部４２，４２同士を結合させる。この結合工程について、更に図９及び図１０を用いて説明する。図９は、電気導体の端部の溶融部同士を結合させる様子を模式的に示す図である。図１０は、電気導体の端部の溶融部同士が結合した状態を模式的に示す図である。

本実施形態の結合工程において結合させる端部４１，４１の溶融部４２，４２は、依然として溶融中の溶融部である。ここで、溶融中とは、レーザ照射部６０からレーザ光６１を照射することにより溶融部４２を形成した後も、そのレーザ光６１の照射を継続することにより、溶融部４２が冷え固まることなく、溶融した状態を維持していることを意味する。従って、図８及び図９ではレーザ照射手段６の図示を省略しているが、図８及び図９における溶融部４２，４２にも、レーザ照射部６０，６０からレーザ光６１，６１がそれぞれ照射されることにより、溶融部４２，４２は依然として溶融した状態である。

各端部４１，４１の溶融中の溶融部４２，４２は、端部４１，４１同士が十分に近接して並置されている場合には、溶融部４２の成長に伴って自然に結合されるようにすることも可能である。しかし、溶融部４２、４２同士をより確実に結合させる目的からは、溶融部４２，４２同士が互いに近づくように端部４１，４１に外力を付与することにより、溶融中の溶融部４２，４２同士を結合させることが望ましい。

図４、図５、図８及び図９に示した本実施形態では、２本の電気導体４０，４０の端部４１，４１にそれぞれ形成された溶融中の溶融部４２，４２同士を結合させる結合手段として、端部４１，４１に機械的に外力を付与する押圧機構５が例示されている。本実施形態の結合工程では、押圧機構５の各押圧部５１，５１により、２本の電気導体４０，４０の端部４１，４１に対して、例えば空気圧、油圧、モータ等の駆動力により、端部４１，４１に対して互いに近づく方向に押圧力を付与する。このとき、２つの押圧部５１，５１をそれぞれ移動させてもよいし、一方の押圧部５１のみを他方の押圧部５１に向けて移動させるようにしてもよい。

溶融中の溶融部４２，４２同士は、押圧部５１，５１に押圧されて端部４１，４１が互いに近づくように移動する過程で接触して結合する。これにより、２本の電気導体４０，４０の端部４１，４１には、溶融部４２，４２同士が合体した合体金属部４３が形成される。図１０では、球状に溶融した溶融部４２，４２同士が結合することにより、一つの大きな金属球からなる合体金属部４３が形成された様子を示している。２本の電気導体４０，４０の端部４１，４１は、レーザ照射終了の後、この合体金属部４３が冷え固まることにより一体化され、電気的に接合される。

このように２本の電気導体４０，４０の端部４１，４１同士をレーザ溶接する本実施形態のレーザ溶接方法及びレーザ溶接装置１００によれば、２本の電気導体４０，４０の端部４１，４１をレーザ光６１，６１によってそれぞれ別々に溶融させるため、端部４１，４１間にレーザ光６１が抜けてしまうことがない。しかも、溶融部４２，４２を形成した後、その溶融中の溶融部４２，４２同士を結合させるので、２本の電気導体４０，４０の端部４１，４１同士を隙間なく高精度に突き合わせる必要がなく、端部４１，４１同士の接合を容易に行うことができる。

また、押圧機構５により端部４１，４１に付与する機械的な外力としての押圧力は、２本の電気導体４０，４０の端部４１，４１の溶融部４２，４２同士が近づいて接触するように端部４１，４１を僅かに移動させるだけの小さな力で十分である。しかも、押圧機構５は、２本の電気導体４０，４０の端部４１，４１同士を密に突き合わせるような高い精度も必要とされない。このため、押圧機構５の構造も簡素なもので済む。

結合工程において、溶融中の溶融部４２，４２同士を結合させる方法は、以上のように結合手段としての押圧機構５を使用して端部４１，４１に機械的な外力を付与して行う方法に限定されない。例えば、溶融部４２，４２に電気的に外力を付与することにより、溶融中の溶融部４２，４２同士を結合させるようにしてもよい。

図１１は、電気的な外力の付与により溶融部同士を結合させる結合手段の一実施形態を模式的に示す図である。図１１に示す結合手段は、磁場発生装置７により構成される。磁場発生装置７は、２つの磁場発生コイル７１，７１と、磁場発生コイル７１，７１に電力供給する電源を含む１つの制御装置７２と、二対の通電プローブ７３ａ，７３ｂ、７３ａ，７３ｂと、各通電プローブ７３ａ，７３ｂに電力供給する２つの電源７４，７４と、を有する。

２つの磁場発生コイル７１，７１は、結合対象である２本の電気導体４０，４０の端部４１，４１の上方と下方とにそれぞれ配置される。２つの磁場発生コイル７１，７１は、同一軸線上に並ぶように配置され、２つの磁場発生コイル７１，７１の間の軸線上又はその近傍に、２本の電気導体４０，４０の端部４１，４１が並置される。２つの磁場発生コイル７１，７１は、制御装置７２からそれぞれ電力供給されることにより、本実施形態では両者間に下から上に向かう磁場を発生させるように構成されている。

なお、図１１では、図示を簡略化するために、端部４１，４１の溶融部４２，４２は省略している。磁場発生装置７は、２本の電気導体４０，４０に対して溶融工程前に配置されるため、溶融工程では、例えば上方の磁場発生コイル７１の中央を通して、端部４１，４１にレーザ光６１が照射され、溶融部４２，４２が形成される。

二対の通電プローブ７３ａ，７３ｂ、７３ａ，７３ｂは、２本の電気導体４０，４０に対応して設けられる。通電プローブ７３ａ，７３ｂは、電気導体４０の端部４１を、端部４１，４１の並び方向の両側から挟持するように配置される。本実施形態では、二対の通電プローブ７３ａ，７３ｂ、７３ａ，７３ｂは、電源７４，７４からそれぞれ電力供給されることにより、端部４１，４１のそれぞれに、一方の通電プローブ７３ａから他方の通電プローブ７３ｂに向けて、端部４１，４１の並び方向に直交する方向の電流を印加するようにしている。なお、端部４１を挟持する通電プローブ７３ａと通電プローブ７３ｂの位置は、図１１に示すように、各端部４１，４１で逆になるように配置されている。このため、２本の電気導体４０，４０の端部４１，４１には、端部４１，４１の並び方向に直交する方向に沿って、それぞれ逆方向に流れる電流が印加されるようになっている。

この磁場発生装置７において、２本の電気導体４０、４０の端部４１、４１に対して下から上に向かう磁場を与えた状態で、二対の通電プローブ７３ａ，７３ｂ、７３ａ，７３ｂによって、端部４１，４１にそれぞれ逆方向に流れる電流を印加すると、各端部４１，４１の溶融中の溶融部４２、４２（図１１では図示せず）には、ローレンツ力による互いに引き寄せ合う方向の電気的な力Ｆ，Ｆが付与される。このとき、溶融部４２，４２は溶融中であるため、電気的な力Ｆ，Ｆが付与されることによって溶融部４２，４２の重心が互いに近づく方向に移動して結合する。その後、溶融部４２，４２が冷え固まることにより、２本の電気導体４０，４０は電気的に接続される。

ローレンツ力による電気的な力Ｆ，Ｆは、機械的な押圧力に比べて小さいため、溶融部４２，４２が小さい等の理由によって、電気的な力Ｆ，Ｆのみでは結合させることが困難な場合には、溶融部４２，４２同士の接触、結合を補助するために、図１２に示すように、押圧機能付きの通電プローブ７５ａ，７５ｂを有する磁場発生装置７Ａを用いてもよい。この磁場発生装置７Ａでは、一対の通電プローブ７５ａ，７５ｂのうちの一方のみ（図１２における手前側の通電プローブ７５ａ，７５ｂ）で、端部４１に対して押圧する方向の外力を付与し得るように、これら一方の通電プローブ７５ａ，７５ｂが、端部４１，４１の並び方向の外側からそれぞれ端部４１，４１に当接するように配置されている。これら一方の通電プローブ７５ａ，７５ｂは、図示しない押圧機構と連結されることにより、これらの通電プローブ７５ａ，７５ｂの先端によって、端部４１，４１を互いに近づく方向に外力を付与する。この外力は、あくまで電気的な力Ｆ，Ｆの補助的なものであり、前述した押圧機構５による機械的な押圧力のみによって溶融部４２，４２同士を結合させる場合に比べて極めて微力なもので足り、磁場発生装置７Ａの大型化、複雑化を招くおそれはない。

また、溶融中の溶融部４２，４２同士を結合させる更に他の方法としては、本実施形態における溶融工程のように、２本の電気導体４０，４０の端部４１，４１に対して、別々のレーザ照射部６０，６０から別々のレーザ光６１，６１を照射することにより溶融部４２，４２を形成する場合は、以下に示すように、各レーザ光６１，６１の照射を操作することにより、溶融中の溶融部４２，４２同士を結合させる方法を用いることもできる。

図１３は、電気導体４０，４０の端部４１，４１の溶融部４２，４２同士を上記の方法とは別の方法により結合させる様子を模式的に示している。この方法では、結合工程において、別々のレーザ照射部６０，６０から溶融中の溶融部４２，４２を照射しているレーザ光６１，６１同士を近接させるようにレーザ照射部６０，６０を操作する。

具体的には、溶融部４２，４２に対して照射されるレーザ光６１，６１における溶融部４２，４２の表面上の照射点（焦点位置）６１ａ，６１ａが互いに近接するように、レーザ光６１，６１を近接する方向に移動させる。このようにレーザ光６１，６１が移動すると、照射点６１ａ，６１ａの移動に伴って溶融部４２，４２の重心も互いに近接するように移動し、溶融部４２，４２の重心が端部４１，４１の中心からずれ、溶融中の溶融部４２，４２が重心側に傾くように変形する。これにより、図１３に示すように、溶融部４２，４２同士が互いに近づくように溶融中の溶融部４２，４２を傾斜させる。溶融部４２，４２同士が接触する程度に溶融中の溶融部４２，４２が傾斜すると、図１０と同様に、溶融部４２，４２同士は合体して一つの合体金属部４３を形成し、２本の電気導体４０，４０の端部４１，４１同士を電気的に接合する。

この方法によれば、２本の電気導体４０，４０の端部４１，４１の溶融部４２，４２同士を、機械的及び電気的な機構に依らずに、レーザ光６１の照射だけで容易に結合させることができるため、レーザ溶接装置１００の構造を簡素化することができる。

以上の各実施形態では、２本の電気導体４０，４０の端部４１，４１に対して、レーザ照射手段６の別々のレーザ照射部６０，６０から別々のレーザ光６１，６１を照射するようにしたが、これに限定されない。図１４に示すレーザ照射手段６Ａのように、２本の電気導体４０，４０の端部４１，４１に対して、共通の一つのレーザ照射部６０からそれぞれレーザ光６１を照射するようにしてもよい。

この場合、溶融工程では、一つのレーザ照射部６０から、各端部４１，４１に対してそれぞれレーザ光６１，６１を個別に照射する。一つのレーザ照射部６０からのレーザ光６１の照射は、レーザ光６１が端部４１，４１間に抜けないようにするため、一方の端部４１に対して照射した後、一旦照射を停止させ、更にその後に、他方の端部４１に対して照射する動作を各端部４１，４１に対して交互に行う。各端部４１，４１へのレーザ光６１の照射は、図１４に示すように、レーザ照射部６０自体の向きを各端部４１，４１に向くように交互に切り替えるようにしてもよいし、例えば、図６に示したスキャナヘッドを用いることにより、レーザ照射部６０からのレーザ光６１の出射方向のみを各端部４１，４１に向くように交互に切り替えるようにしてもよい。このレーザ溶接方法及びレーザ溶接装置によれば、レーザ照射部６０は一つで済むため、レーザ照射のための構成を更に簡素化できる。

また、各実施形態では、レーザ照射前に２本の電気導体４０，４０に押圧力を加えないようにしたが。図示しないクランプ治具で電気導体４０，４０を押圧して、端部４１，４１同士の周方向及び径方向を適度に位置決めした状態でレーザ光６１を照射してもよい。

１ ステータ
２ ステータコア
２ａ スロット
３ コイル
４ コイル要素
４０ 電気導体
４１ 端部
４２ 溶融部
５ 押圧機構（結合手段）
６，６Ａ レーザ照射手段
６１ レーザ光
７，７Ａ 磁場発生装置（結合手段）

Claims (3)

1. ２本の電気導体の端部同士をレーザ溶接によって接合するレーザ溶接方法であって、
   前記２本の電気導体の端部にレーザ光を照射して、前記端部を別々に溶融させ、前記端部に溶融部をそれぞれ形成する溶融工程と、
   前記２本の電気導体の端部の溶融中の前記溶融部同士を結合させる結合工程と、を有し、
   前記結合工程において、前記溶融部に電気的に外力を付与することにより、溶融中の前記溶融部同士を結合させる、レーザ溶接方法。
2. ２本の電気導体の端部同士をレーザ溶接によって接合するレーザ溶接装置であって、
   前記２本の電気導体の端部にそれぞれレーザ光を照射して、溶融部をそれぞれ形成するように前記端部を別々に溶融させるレーザ照射手段と、
   前記２本の電気導体の端部にそれぞれ形成された溶融中の前記溶融部同士を結合させる結合手段と、を備え、
   前記結合手段は、前記溶融部に電気的に外力を付与することにより、溶融中の前記溶融部同士を結合させる、レーザ溶接装置。
3. ステータコアに設けられた各スロットに挿通され、当該各スロットから突出した複数の電気導体の端部同士を、レーザ溶接により接合することで回転電機を製造する回転電機の製造方法であって、
   各スロットから突出する２本の電気導体の端部同士を、請求項１に記載のレーザ溶接方法により接合する、回転電機の製造方法。
   

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