JPS6380988A - レ−ザ溶接方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、例えば航空機用モータのコミュテータに巻線
を接続する場合等、金属母材に線材を溶接する際に利用
されるレーザ溶接方法に関するものである。

［従来の技術］ 例えば、上記航空機用モータの巻線をコミュテータへ接
続する場合、従来からスポット溶接に似たホットステイ
クや、はんだ付けによって行われている。

しかし、ホットステイクでは溶接の際の加圧力によって
断線してしまう不具合が多く歩留が悪い。

また、はんだ付けによると、モータ駆動中にはんだが溶
けてしまう不具合がある。これは、航空機用モータが高
出力パワーに併せて小型軽量化が望まれるため、巻線に
は大電流が流されて溶接部分が高温度に加熱するからで
ある。

［発明が解決しようとする問題点］ そこで、これらの不具合を伴わないものとして、レーザ
光による溶接が試みられている。

レーザ光は加圧を必要とせず、しかも少ない入熱により
局所加熱して高温度処理が可能であることから、巻線を
切断することなく溶接でき、しかも高温度下の使用にも
耐える接続構造が期待できる。

しかしながら、巻線はコミュテータに比し非常に小さく
て細径のものであるから、巻線をコミュテータの切り溝
にセットし、その上から溶接部分よりやや広めにスポッ
トを当ててレーザ光を照射すると、コミュテータは熱伝
導により熱量が周囲に拡散するのに対し、巻線は熱容量
が小さいため熱が局所的に集中してしまう。これにより
、コミュテータへ溶着する前に、該巻線のその部分が蒸
発により欠損してしまう問題がある。

本発明は上記問題点を解決し、レーザの特性を生かして
、巻線等の線材に悪影響を及ぼすことなく該線材をコミ
ュテータ等の母材に好適に溶接でき、しかも苛酷な使用
に耐え信頼性を保持することの可能な、レーザ溶接方法
を実現することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、係る目的を達成するために以下の手段を採用
する。

即ち、レーザを用いて金属母材に同一又は同系の金属線
材を溶接するにあたり、前記母材及び前記線材の上から
これらに比し融点が低く且つこれらとの溶着性の良い溶
融材を被覆し、この被覆材にレーザ光を照射することに
より前記線材を前記母材に溶着させるようにしたことを
特徴としている。

［作用］ このような手段であれば、融点の低い溶融材が先行溶融
して直下の線材を被覆するので、該線材の局所的な加熱
が避けられてその蒸発が防止できると同時に、レーザ照
射部は溶融材と線材とが融合して確実に母材に溶着され
る。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図乃至第４図は、航空機用モータのコミュテータ１
（母材）に界磁コイルの導線２（線材）を溶接する場合
について本発明を適用したものの、各プロセスを示すも
のである。

第１図において、コミュテータ１は、くさび形断面の整
流子片３（はぼ純銅）と良質のマイカ薄板４（絶縁物）
とを交互に重ねて円筒形に組立てたものであって、該コ
ミュテータ１の回転の際、その表面に接触配置される図
示しないブラシによって、相隣接する整流子片３が間欠
的に導通され、コイル電流が整流されるものである。

ここで本発明を実施するために、予め各整流子片３の耳
３ａに線状溝５を切り欠いて設け、この溝５の中央部分
に該溝５よりもコイルの導線２の直径程度浅い円形穴６
を凹設しておく。一方、図外の電機子から引いて来た導
線２（はぼ純銅）を前記整流子片３の溝５に溶接するた
めに、該導線２の先端部分の絶縁被膜を除去しておく。

尚、溶融材として、第２図に示すように黄銅（銅よりも
融点が１００〜３００℃低い）を前記円形穴６に嵌合す
るよう円柱状に成型した黄銅チップ７を用いる。

このようなものにおいて、先ず、整流子片３の溝５にコ
イルの導線２を挿着する（第２図）。装着部分の導線２
は絶縁被覆が除去され、洞性の芯材が直接整流子片３の
溝５壁面に接触している。

次に、前記溝５の中央部分に凹設された円形穴６に黄銅
チップ７を嵌装して前記導線２を被覆し、しかる後レー
ザ光Ｌ（パルス光）を、前記黄銅チップ７全体からやや
広めにスポットが当たるように絞りを調整して照射する
（第３図）。照射時間は、パルス幅を予め適宜設定する
ことにより行う。

すると、レーザ光を照射された黄銅チップ７は、銅より
も融点が低いうえにレーザ光りのエネルギを直接受取り
、他に先行して溶融する。溶融した黄銅は直下の導線２
を被覆して該導線２が局所的に加熱されるのを防止する
と同時に、これを溶かして好適に融合し、整流子片３の
溝に確実に溶着されることになる（第４図）。

以上により、本実施例は、レーザ光を用いて導線２をコ
ミュテータ１に好適に接続でき歩留が向上すると共に、
しかも高温度に耐えて高い信頼性を期待できる溶接が可
能となるものである。

尚、本発明は上記実施例に限定されず、金属母材に同一
又は同系の金属線材を溶着するあらゆる場合に適用する
ことが可能である。溶融材の形状及び配置態様も、線材
を被覆して間接溶融させる効果を奏する範囲で種々のも
のが考えられる。

［発明の効果］ 本発明は以上のような方法によって、レーザの特性を生
かして、線材に悪影響を与えることなく確実に母材に溶
接することが可能なレーザ溶接方法を提供できるもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は、本発明の一実施例をその各工程に
ついて示しており、第１図はコミュテータを示す斜視図
、第２図は取付は状態を示す斜視図、第３図は溶接部分
における溶接前の断面図、第４図は同部分における溶接
後の断面図である。 １・・・コミュテータ（母材） ２・・・界磁コイルの導線（線材） ３・・・整流子片 ４・・・マイカ薄板 ５・・・線状溝 ６・・・円形穴 ７・・・黄銅チップ Ｌ・・・レーザ光

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. レーザ光を用いて金属母材に同一又は同系の金属線材を
   溶接するにあたり、前記母材及び前記線材の上からこれ
   らに比し融点が低く且つこれらとの溶着性の良い溶融材
   を被覆し、この溶融材にレーザ光を照射することにより
   前記線材を前記母材に溶着させるようにしたことを特徴
   とするレーザ溶接方法。