WO2022196821A1 - 回転電機用ステータ製造方法 - Google Patents

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WO2022196821A1
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contact surface
laser
stator
coil
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PCT/JP2022/012870
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弘行 大野
剛 杉山
悠哉 西村
岳則 池谷
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株式会社アイシン
トヨタ自動車株式会社
株式会社デンソー
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Definitions

  • the present disclosure relates to a method for manufacturing a stator for a rotating electric machine.
  • an image recognition step, a step of detecting the recognized center lines of the two clamp surfaces as contact surfaces of the two coil pieces, and a step of laser welding the two coil pieces at positions corresponding to the detected contact surfaces. is known.
  • the laser irradiation position is determined based on the image recognition result of the clamp surface that is discontinuous with the contact surface, the thickness of the coil piece (the direction perpendicular to the contact surface thickness), it is difficult to accurately irradiate the contact surfaces of the coil pieces with a laser beam for each set of two coil pieces to be joined.
  • it is an object to accurately determine the laser irradiation position according to the contact surfaces of the coil pieces.
  • an assembling step of assembling the coil pieces of the stator coil to the stator core After the assembling step, a joining step of joining the ends of the coil pieces or the ends of the coil pieces and the ends of the bus bar by laser welding,
  • the bonding step includes a setting step of bringing two ends to be joined into contact with each other;
  • an image recognition step of detecting an image feature related to a non-contact surface that is continuous with a contact surface between the two ends in an image obtained by imaging the two ends;
  • a determination step of determining a laser irradiation position based on the image features of the non-contact surface recognized by the image recognition is provided.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a cross-sectional structure of a motor according to one embodiment
  • FIG. FIG. 4 is a plan view of the stator core in a single item state
  • FIG. 4 is a diagram schematically showing a pair of coil pieces to be attached to the stator core
  • FIG. 3 is a perspective view of the periphery of the coil end of the stator; It is a perspective view which extracts and shows a part of coil piece of the same phase.
  • FIG. 4 is a schematic front view of one coil piece
  • FIG. 4 is a diagram showing tip portions of coil pieces joined to each other and the vicinity thereof
  • FIG. 8 is a cross-sectional view along line AA in FIG. 7 passing through the location to be welded;
  • FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the laser wavelength and the laser absorptivity for solids of various materials;
  • FIG. 10 is an explanatory diagram of a change mode of absorptance during welding;
  • FIG. 10 is an image diagram of a keyhole and the like when a green laser is used;
  • FIG. 4 is an image diagram of a keyhole and the like when an infrared laser is used;
  • FIG. 4 is an explanatory diagram of a welding method using a green laser according to the present embodiment;
  • 4 is a flow chart schematically showing the flow of a method for manufacturing a stator of a motor; It is explanatory drawing of an image recognition process and an irradiation position determination process.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram of a tip portion image;
  • FIG. 4 is an explanatory diagram of a method of calculating a movement locus of a laser irradiation position; 4 is a schematic flow chart showing the flow of processing implemented by a processing device in an image recognition process and an irradiation position determination process; FIG. 4 is an explanatory diagram of a problem when there is a significant difference in the thickness of each tip. It is a figure which shows the example of application to another welding target location by a top view. It is a figure which shows the application example to another welding object location by the side view.
  • FIG. 11 is an explanatory diagram of a tip portion image according to an application example to another welding target location;
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of application to yet another welding target location;
  • FIG. 4 is a perspective view illustrating joints between busbars and coil pieces;
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing the cross-sectional structure of a motor 1 (an example of a rotating electric machine) according to one embodiment.
  • the rotating shaft 12 of the motor 1 is illustrated in FIG.
  • the axial direction refers to the direction in which the rotation shaft (rotation center) 12 of the motor 1 extends
  • the radial direction refers to the radial direction around the rotation shaft 12 . Therefore, the radially outer side refers to the side away from the rotating shaft 12 , and the radially inner side refers to the side toward the rotating shaft 12 .
  • the circumferential direction corresponds to the direction of rotation about the rotating shaft 12 .
  • the motor 1 may be a vehicle drive motor used in, for example, a hybrid vehicle or an electric vehicle. However, the motor 1 may be used for any other purpose.
  • the motor 1 is of the inner rotor type, and the stator 21 is provided so as to surround the radially outer side of the rotor 30 .
  • the radially outer side of the stator 21 is fixed to the motor housing 10 .
  • the rotor 30 is arranged radially inside the stator 21 .
  • the rotor 30 has a rotor core 32 and a rotor shaft 34 .
  • the rotor core 32 is fixed radially outwardly of the rotor shaft 34 and rotates together with the rotor shaft 34 .
  • the rotor shaft 34 is rotatably supported by the motor housing 10 via bearings 14a and 14b. It should be noted that the rotor shaft 34 defines the rotating shaft 12 of the motor 1 .
  • the rotor core 32 is formed, for example, from laminated steel plates of an annular magnetic material.
  • a permanent magnet 321 is inserted inside the rotor core 32 .
  • the number, arrangement, etc. of the permanent magnets 321 are arbitrary.
  • the rotor core 32 may be formed of a powder compact in which magnetic powder is compressed and hardened.
  • End plates 35A and 35B are attached to both sides of the rotor core 32 in the axial direction.
  • the end plates 35A and 35B may have the function of supporting the rotor core 32 as well as the function of adjusting the imbalance of the rotor 30 (the function of eliminating the imbalance by cutting or the like).
  • the rotor shaft 34 has a hollow portion 34A, as shown in FIG.
  • the hollow portion 34A extends over the entire length of the rotor shaft 34 in the axial direction.
  • the hollow portion 34A may function as an oil passage.
  • oil is supplied to the hollow portion 34A from one end in the axial direction as indicated by an arrow R1 in FIG. can be cooled from the radially inner side.
  • the oil flowing along the radially inner surface of the rotor shaft 34 is jetted radially outward through oil holes 341 and 342 formed in both end portions of the rotor shaft 34 (arrows R5 and R6) to 220A, 220B may be provided for cooling.
  • FIG. 1 shows the motor 1 with a specific structure
  • the structure of the motor 1 is arbitrary as long as it has a stator coil 24 (described later) that is joined by welding.
  • the rotor shaft 34 may have no hollow portion 34A, or may have a hollow portion with an inner diameter significantly smaller than that of the hollow portion 34A.
  • a specific cooling method is disclosed in FIG. 1, the cooling method for the motor 1 is arbitrary. Therefore, for example, an oil introduction pipe inserted into the hollow portion 34A may be provided, or oil may be dripped from the oil passage in the motor housing 10 from the radially outer side toward the coil ends 220A and 220B. .
  • FIG. 1 shows the inner rotor type motor 1 in which the rotor 30 is arranged inside the stator 21, it may be applied to other types of motors.
  • it may be applied to an outer rotor type motor in which the rotor 30 is concentrically arranged outside the stator 21, a dual rotor type motor in which the rotor 30 is arranged both outside and inside the stator 21, or the like.
  • stator 21 Next, the configuration of the stator 21 will be described in detail with reference to FIG. 2 onwards.
  • FIG. 2 is a plan view of the stator core 22 in a single item state.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing a pair of coil pieces 52 assembled to stator core 22. As shown in FIG. FIG. 3 shows the relationship between the pair of coil pieces 52 and the slots 220 when the radially inner side of the stator core 22 is expanded. Also, in FIG. 3, the stator core 22 is indicated by a dotted line, and illustration of a part of the slots 220 is omitted.
  • FIG. 4 is a perspective view around coil ends 220A of the stator 21.
  • FIG. FIG. 5 is a perspective view showing a part of the in-phase coil piece 52 extracted.
  • the stator 21 includes a stator core 22 and stator coils 24 .
  • the stator core 22 is made of, for example, an annular laminated steel plate of a magnetic material, but in a modified example, the stator core 22 may be formed of a powder compact in which magnetic powder is compressed and hardened. It should be noted that the stator core 22 may be formed by split cores that are split in the circumferential direction, or may be in a form that is not split in the circumferential direction. A plurality of slots 220 around which the stator coils 24 are wound are formed radially inside the stator core 22 . Specifically, as shown in FIG. 2, the stator core 22 includes an annular back yoke 22A and a plurality of teeth 22B extending radially inward from the back yoke 22A. A slot 220 is formed therebetween. Although the number of slots 220 is arbitrary, in this embodiment, it is 48 as an example.
  • the stator coil 24 includes a U-phase coil, a V-phase coil, and a W-phase coil (hereinafter referred to as "phase coils" when U, V, and W are not distinguished).
  • phase coils when U, V, and W are not distinguished.
  • the proximal end of each phase coil is connected to an input terminal (not shown), and the distal end of each phase coil is connected to the distal end of another phase coil to form the neutral point of the motor 1 . That is, the stator coil 24 is star-connected.
  • the connection mode of the stator coil 24 may be appropriately changed according to the required motor characteristics, etc.
  • the stator coil 24 may be delta-connected instead of star-connected.
  • FIG. 6 is a schematic front view of one coil piece 52.
  • the coil pieces 52 are in the form of segment coils obtained by dividing a phase coil into units that are easy to assemble (for example, units that are inserted into two slots 220).
  • the coil piece 52 is formed by coating a linear conductor (rectangular wire) 60 having a substantially rectangular cross section with an insulating coating 62 .
  • the linear conductor 60 is made of copper, for example.
  • the linear conductor 60 may be made of other conductor material such as iron.
  • the coil piece 52 may be formed in a substantially U-shape having a pair of rectilinear portions 50 and a connecting portion 54 connecting the pair of rectilinear portions 50 before being assembled to the stator core 22 .
  • the pair of rectilinear portions 50 are respectively inserted into the slots 220 (see FIG. 3).
  • the connecting portion 54 extends in the circumferential direction so as to straddle the plurality of teeth 22B (and thus the plurality of slots 220 ) on the other axial end side of the stator core 22 .
  • the number of slots 220 spanned by the connecting portion 54 is arbitrary, it is three in FIG.
  • the rectilinear portion 50 is bent in the circumferential direction in the middle, as indicated by the two-dot chain line in FIG. As a result, the rectilinear portion 50 becomes a leg portion 56 extending in the axial direction within the slot 220 and a transition portion 58 extending in the circumferential direction on one axial end side of the stator core 22 .
  • the pair of rectilinear portions 50 are bent in directions away from each other, but the present invention is not limited to this.
  • the pair of rectilinear portions 50 may be bent in a direction toward each other.
  • the stator coil 24 may also have a neutral point coil piece or the like for connecting the ends of the three-phase coils to form a neutral point.
  • a plurality of leg portions 56 of the coil piece 52 shown in FIG. 6 are inserted into one slot 220 in a row in the radial direction. Accordingly, a plurality of transition portions 58 extending in the circumferential direction are arranged radially on one axial end side of the stator core 22 . As shown in FIGS. 3 and 5, the transition portion 58 of one coil piece 52 protruding from one slot 220 and extending in the circumferential direction first side (for example, clockwise direction) protrudes from the other slot 220 and extends circumferentially. It is joined to the transfer portion 58 of the other coil piece 52 extending in the second direction (for example, counterclockwise direction).
  • the radially outermost coil piece 52 is also referred to as a first turn, a second turn, a third turn, and so on in order.
  • the coil piece 52 of the first turn and the coil piece 52 of the second turn are joined together at their distal end portions 40 by a joining step including an irradiation step described later, and the coil piece 52 of the third turn and the coil piece 52 of the fourth turn are joined together.
  • the coil pieces 52 are joined together at the tip portions 40 by a joining process including an irradiation process described later, and the coil pieces 52 of the fifth turn and the coil pieces 52 of the sixth turn are joined by a joining process including the irradiation process described later.
  • the tip portions 40 are joined together.
  • the coil piece 52 is covered with the insulating coating 62 as described above, but the insulating coating 62 is removed only from the tip portion 40 . This is to ensure electrical connection with other coil pieces 52 at the distal end portion 40 . 5 and 6, of the distal ends 40 of the coil pieces 52, the axial outer end surfaces 42, that is, one end surface in the width direction of the coil pieces 52 (axial outer end surfaces 42) are It has an arcuate surface that is convex outward in the axial direction.
  • FIG. 7 is a diagram showing the distal ends 40 of the coil pieces 52 joined together and the vicinity thereof. 7 schematically shows a circumferential range D1 of the welding target location 90. As shown in FIG. FIG. 8 is a cross-sectional view along line AA in FIG.
  • the tip portions 40 of the coil pieces 52 are joined together, the tip portions 40 of the one coil piece 52 and the other coil piece 52 are aligned in the view shown in FIG. facing each other in a C-shaped manner.
  • the two tip portions 40 to be joined to each other may be overlapped and joined in the thickness direction so that the central axes of the arcuate surfaces (axial outer end surfaces 42) of the two end portions 40 are aligned.
  • the welding target location 90 extends linearly along the contact surface 401 as indicated by ranges D1 and D2. That is, when viewed from the irradiation side of the laser beam 110 (see FIG. 5) (see arrow W in FIGS. 7 and 8), the welding target location 90 extends linearly over the range D1 with the width of the range D2.
  • the contact surface 401 refers to the surfaces of the one coil piece 52 and the other coil piece 52 that face each other in the radial direction and are in contact with each other in the radial direction.
  • welding is used as a joining method for joining the tip portions 40 of the coil pieces 52 .
  • the welding method laser welding using a laser beam source as a heat source is adopted instead of arc welding represented by TIG welding.
  • TIG welding By using laser welding instead of TIG welding, the axial length of coil ends 220A and 220B can be reduced. That is, in the case of TIG welding, it is necessary to bend the ends of the coil pieces to be in contact with each other in the axial direction so as to extend in the axial direction. As shown in FIG. 7, welding can be performed in a state in which the distal end portions 40 of the coil pieces 52 to be brought into contact with each other extend in the circumferential direction. As a result, the axial length of the coil ends 220A and 220B can be reduced compared to the case where the distal end portions 40 of the contacting coil pieces 52 are bent axially outward and extended in the axial direction.
  • a welding laser beam 110 is applied to a welding target portion 90 of two tip portions 40 that are in contact with each other.
  • the irradiation direction (propagation direction) of the laser beam 110 is substantially parallel to the axial direction and is the direction toward the axial outer end faces 42 of the two tip portions 40 that are in contact with each other from the axial outer side.
  • heating can be performed locally, only the tip portion 40 and its vicinity can be heated, and damage (carbonization) of the insulating coating 62 can be effectively reduced.
  • the plurality of coil pieces 52 can be electrically connected while maintaining appropriate insulation performance.
  • the circumferential range D1 of the welding target portion 90 is the total circumferential range D0 of the axially outer end surface 42 at the abutting portion between the tip portions 40 of the two coil pieces 52. It is a portion excluding both ends. This is because it is difficult to secure a sufficient welding depth (see dimension L1 in FIG. 7) at both ends due to the convex arc surface of the axially outer end surface 42 .
  • the range D1 in the circumferential direction of the welding target portion 90 may be adapted so as to ensure the required bonding area between the coil pieces 52, the required welding strength, and the like.
  • a radial range D2 of the welding target portion 90 is centered on the contact surface 401 between the tip portions 40 of the two coil pieces 52, as shown in FIG.
  • a radial range D2 of the welding target location 90 may correspond to the diameter of the laser beam 110 (beam diameter). That is, the laser beam 110 is irradiated in such a manner that the irradiation position changes linearly along the circumferential direction without substantially changing in the radial direction. In other words, the laser beam 110 is moved such that the irradiation position changes linearly parallel to the contact surface 401 . As a result, the laser beam 110 can be irradiated to the linear welding target portion 90 more efficiently than when the irradiation position is changed in a loop (spiral) or zigzag (meandering) shape, for example.
  • FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the laser wavelength and the laser absorptivity (hereinafter also simply referred to as "absorptivity”) for solids of various materials.
  • absorptivity hereinafter also simply referred to as "absorptivity”
  • FIG. 9 the horizontal axis represents the wavelength ⁇ and the vertical axis represents the absorptance. is shown.
  • a green laser is used instead of an infrared laser.
  • the green laser is a concept that includes not only a laser with a wavelength of 532 nm, that is, an SHG (Second Harmonic Generation) laser, but also a laser with a wavelength close to 532 nm.
  • a laser with a wavelength of 0.6 ⁇ m or less, which does not belong to the green laser category may be used.
  • a wavelength related to a green laser can be obtained by converting a fundamental wavelength produced by, for example, a YAG laser or YVO4 laser through an oxide single crystal (for example, LBO: lithium triborate).
  • the characteristic that the green laser has a higher absorption rate than the infrared laser is remarkable in the case of copper. can also be checked. Therefore, even when the material of the linear conductor 60 of the coil piece 52 is other than copper, welding by the green laser may be realized.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram of a change in absorption rate during welding.
  • the abscissa represents the laser power density and the ordinate represents the laser absorptance of copper, showing a characteristic 100G for a green laser and a characteristic 100R for an infrared laser.
  • the points P1 and P2 where the melting of copper starts are shown for the green laser and the infrared laser, and the point P3 where the keyhole is formed is shown.
  • the green laser can initiate melting of copper with a lower laser power density than the infrared laser.
  • the green laser has a higher absorptance at the point P3 where the keyhole is formed and an absorptance at the start of irradiation (that is, laser power density) than the infrared laser.
  • the difference from the absorption rate at 0) is small. Specifically, in the case of an infrared laser, the change in absorptance during welding is about 80%, whereas in the case of a green laser, the change in absorptance during welding is about 40%, which is about half be.
  • the change (head) in the absorption rate during welding is relatively large at about 80%, so the keyhole becomes unstable and the welding depth and width vary, and the molten pool is disturbed (for example, , spatter, etc.) are likely to occur.
  • the change in absorption rate (drop) during welding is relatively small at about 40%, so the keyhole is less likely to become unstable, and the welding depth and welding width do not vary and the molten pool Disturbance (for example, spatter, etc.) hardly occurs.
  • the spatter is metal particles or the like that are scattered by irradiation with a laser or the like.
  • FIG. 11B is an image diagram of a keyhole and the like when an infrared laser is used, 1100 indicates a weld bead, 1102 indicates a molten pool, and 1104 indicates a keyhole. Also, an arrow R1116 schematically indicates a mode of gas release. An arrow R110 schematically shows how the irradiation position of the infrared laser is moved due to the small beam diameter.
  • FIG. 11A is an image diagram of a keyhole, etc., when a green laser is used, and the meanings of the symbols are as described above with reference to FIG. 11B.
  • FIG. 11A it can be easily understood as an image that the keyhole is stabilized and gas escape is improved due to the expansion of the beam diameter.
  • the absorption rate is relatively high as described above, and the beam diameter can be made relatively large. (See D2 in the radial direction of the welding target location 90 shown in . . . )) can be relatively short (small).
  • FIG. 12 is an explanatory diagram of a welding method using a green laser according to this embodiment.
  • the horizontal axis represents time and the vertical axis represents laser output, schematically showing the time-series waveform of laser output during welding.
  • welding is achieved by green laser pulse irradiation with a laser output of 3.8 kW.
  • pulse oscillation of the laser oscillator is realized so that the laser output is 3.8 kW for 10 msec, and after an interval of 100 msec, pulse oscillation of the laser oscillator is again realized so that the laser output is 3.8 kW for 10 msec.
  • one pulse irradiation pulse irradiation of 10 msec
  • the pulse waveform 130G indicates the irradiation of the first pass to the third pass.
  • FIG. 12 also shows a pulse waveform 130R related to pulse irradiation in the case of an infrared laser.
  • the output of the laser oscillator is low (for example, a maximum of 400 W during continuous irradiation), and the high output required to ensure deep penetration (for example, a high output of 3.0 kW or more). difficult to obtain. That is, since the green laser is generated through a wavelength conversion crystal, such as an oxide single crystal, as described above, the output power drops as it passes through the wavelength conversion crystal. For this reason, if it is attempted to continuously irradiate the laser beam of the green laser, it is not possible to obtain the high output necessary for ensuring deep penetration.
  • the high output for example, a high laser output of 3.0 kW or more
  • the high output for example, a high laser output of 3.0 kW or more
  • pulse irradiation enables a high output of, for example, 3.0 kW or more.
  • pulse irradiation is realized by accumulating continuous energy for increasing peak power and pulsing.
  • the circumferential range D1 of one welding target location is relatively wide, a plurality of pulse oscillations may be realized for the one welding target location.
  • two or more passes of irradiation with a relatively high laser output may be performed on the one welding target location.
  • a relatively high laser output for example, a laser output of 3.0 kW or more
  • the interval is a specific value of 100 msec in FIG. 12, the interval is arbitrary and may be minimized within a range in which the required high output is ensured. Also, in FIG. 12, the laser output is a specific value of 3.8 kW, but the laser output may be appropriately changed as long as it is 3.0 kW or more within a range in which the required welding depth is ensured.
  • FIG. 12 also shows a pulse waveform 130R when the infrared laser is continuously irradiated for a relatively long time of 130 msec with a laser output of 2.3 kW.
  • an infrared laser unlike a green laser, continuous irradiation is possible with a relatively high laser output (2.3 kW).
  • a relatively long movement trajectory of the irradiation position (continuous irradiation time) including meandering is required in order to obtain the required melt width. , about 312 J, which is significantly higher than the heat input for the green laser shown in FIG. 12, which is about 80 J (for two passes).
  • the material (copper in this example) of the linear conductor 60 of the coil piece 52 is reduced as compared with the case of using an infrared laser. Welding with a laser beam having a high absorption rate becomes possible. As a result, the movement locus (time) of the irradiation position required to obtain the required fusion width (see the radial range D2 of the welding target location 90 shown in FIG. 8) can be made relatively short (small). That is, due to the increased keyhole per pulse due to the larger beam diameter, fewer pulses are required to obtain the required melt width. As a result, it is possible to secure the required bonding area between the coil pieces 52 with a relatively small amount of heat input.
  • the present embodiment it is possible to perform two or more passes of green laser irradiation on one welding target location.
  • the circumferential range D1 of the welding target location 90 is relatively large. Even if it is wide, it becomes easy to ensure deep penetration over the entire welding target location 90, and high-quality welding can be achieved.
  • FIG. 13 is a flowchart schematically showing the flow of the manufacturing method of the stator 21 of the motor 1.
  • this manufacturing method includes an assembling step (step S150) of assembling the coil pieces 52 as described above with reference to FIG.
  • this manufacturing method includes a bonding step (step S151) after the assembling step, in which the tip portions 40 of the paired coil pieces 52 are set in contact with each other in the radial direction.
  • a step (step S152) is included.
  • the tip portions 40 of the paired coil pieces 52 come into contact with each other in the radial direction.
  • a jig 200 (see FIG. 15) may be used to realize and maintain such a contact state.
  • the contact surfaces 401 of the two tip portions 40 are continuously connected to each other. It includes an image recognition step (step S154) for detecting image features related to the non-contact surface 403 (see FIGS. 7 and 15). Since the contact surface 401 is the surface of the linear conductor 60 , the non-contact surface 403 that is continuous with the contact surface 401 is also the surface of the linear conductor 60 . The non-contact surface 403 basically extends in the same plane as the contact surface 401 .
  • the image feature related to the non-contact surface 403 may be a feature related to the luminance difference that appears on the tip image G40 along the direction perpendicular to the non-contact surface 403.
  • the image feature associated with the non-contact surface 403 is an edge detectable due to the luminance difference that appears on the tip image G40 along the direction perpendicular to the non-contact surface 403.
  • FIG. Such an edge detection (extraction) method is arbitrary, and for example, a Sobel filter or the like may be used. Further details of the image recognition process are provided below.
  • the bonding step (step S151) of this manufacturing method includes an irradiation position determination step (step S156) of determining the laser irradiation position of the laser beam 110 based on the image-recognized edge of the non-contact surface 403.
  • the irradiation position determination step the movement locus (time-series change locus) of the laser irradiation position of the laser beam 110 with respect to the current welding target location 90 may be determined. For example, when the welding target location 90 is covered by two or more passes of irradiation, the movement trajectory of the laser irradiation position for each pass may be determined. Further details of the irradiation position determination process will be described later.
  • the joining step (step S151) of this manufacturing method includes the irradiation step (step S158) of irradiating the welding target location 90 with the laser beam 110 as described above.
  • the setting process and the irradiation process may be performed as a set for each of a predetermined number of one or more welding target points 90, or collectively for all the welding target points 90 related to one stator 21. may be performed.
  • the present manufacturing method may be terminated by completing the stator 21 by appropriately performing various necessary processes after such an irradiation process.
  • step S154 image recognition process
  • step S156 irradiation position determination process
  • FIG. 14 is an explanatory diagram of the image recognition process and the irradiation position determination process, and is a diagram schematically showing the components used in the image recognition process and the irradiation position determination process, together with a side view of the two coil pieces 52 to be joined.
  • FIG. 15 is an explanatory diagram of the tip image G40, and schematically shows an example of the tip image G40.
  • the edge detection regions are indicated by dotted-line enclosing portions Q1 and Q2 for explanation.
  • FIG. 16 is an explanatory diagram of a method for calculating the locus of movement of the laser irradiation position, and is a diagram schematically showing a reference straight line L16 along the locus of movement of the laser irradiation position in the tip image G40 shown in FIG. is.
  • FIG. 17 is a schematic flow chart showing the flow of processing implemented by the processing device 1400 in the image recognition process and irradiation position determination process.
  • the components that implement the image recognition process and the irradiation position determination process include a processing device 1400, a camera 1402, and a laser irradiation device 1404.
  • the processing device 1400 is, for example, a computer such as a microcomputer. Note that the functions of the processing device 1400 described below may be implemented by a plurality of computers, or may be implemented in cooperation with an external server computer.
  • the camera 1402 generates a tip image G40.
  • the camera 1402 viewed the portion including the contact surface 401 and the non-contact surface 403 (see FIG. 15) of the two tip portions 40 from the irradiation side of the laser beam 110 ( (See arrow W in FIG. 14).
  • the camera 1402 is preferably positioned such that the optical axis is along the abutment surface 401 and the non-abutment surface 403 of the two tip portions 40 .
  • the optical axis of camera 1402 is substantially parallel to contact surface 401 .
  • substantially parallel is a concept that allows an error of about 10 degrees.
  • the camera 1402 may be positioned such that its optical axis is substantially included in the abutment surface 401, for example. Note that the camera 1402 may be fixed at the positioned position, or may acquire the tip portion images G40 of the plurality of sets of tip portions 40 while changing the positioned position.
  • the camera 1402 may include a light source (not shown) for illumination in order to ensure the necessary brightness in the tip image G40.
  • the light source may be arranged so as to illuminate the area related to the tip image G40. Note that the light source may not be integrated with the camera 1402 .
  • the laser irradiation device 1404 is a device that irradiates the laser beam 110 described above. Note that the laser beam 110 can change the laser irradiation position, for example, by being optically scanned.
  • the processing device 1400 may implement the above-described image recognition process and irradiation position determination process by executing various processes shown in FIG.
  • FIG. 17 Various types of processing shown in FIG. 17 may be performed for each welding target location 90 .
  • the tip portion image G40 may be commonly acquired for a plurality of welding target locations 90 .
  • the processing device 1400 first acquires, from the camera 1402, a tip image G40 obtained by imaging one welding target location 90 to be processed this time (step S1700).
  • the processing device 1400 executes edge detection processing on the tip image G40 acquired in step S1700 (step S1702).
  • the edge detection process may be performed on the entire tip image G40, or may be performed only on a predetermined area.
  • edge detection processing detects edges along the Y direction (the direction perpendicular to the contact surface 401).
  • the tip portion 40 of each coil piece 52 is easy to reflect light because the insulating coating 62 is removed as described above. Therefore, the pixel area related to the tip portion 40 in the tip portion image G40 has pixel values with relatively high brightness.
  • an image of a portion other than the tip portion 40 of the coil piece 52 and an image of an object other than the coil piece 52 have relatively low pixel values in the tip portion image G40.
  • the edge related to the non-contact surface 403 can be detected with high accuracy.
  • the edge related to the non-contact surface 403 can be detected with high accuracy. Since the non-contact surface 403 extends in the X direction like the contact surface 401, pixel positions at which relatively sharp luminance changes occur tend to be linearly continuous in the X direction. Therefore, such a tendency may be used for edge detection related to the non-contact surface 403 .
  • the edge related to the non-contact surface 403 it is difficult to detect the edge related to the contact surface 401 with high accuracy.
  • the images of the two contacting tip portions 40 are continuous in the Y direction. This is because a sharp luminance change does not occur.
  • the non-contact surface 403 of the coil piece 52 is positioned radially (Y direction in the tip image G40) with a gap ⁇ 1 from the jig 200 used in the setting process. ).
  • the area of the gap ⁇ 1 is less likely to be exposed to light and becomes darker.
  • the edge of the non-contact surface 403 in the tip image G40 becomes even clearer and can be detected with high accuracy.
  • the edge of the non-contact surface 403 is detected. It can be detected with high accuracy.
  • the jig 200 functions to position and maintain the two tip portions 40 in the contact state described above in the setting process.
  • the first jig 201 is capable of relatively moving along the radial direction while sandwiching the two distal end portions 40 in the radial direction. may function to maintain state.
  • the second jig 202 may constrain other degrees of freedom of the two tips 40 .
  • the processing device 1400 preferably detects edges related to the non-contact surfaces 403 of the two tip portions 40 respectively.
  • the edges of the two non-contact surfaces 403 separated in the X direction are detected, it is possible to effectively improve the calculation accuracy of the reference straight line L16, which will be described later.
  • the reference straight line L16 is a straight line calculated along the contact surface 401 in the tip image G40. The more they match, the higher the calculation accuracy.
  • the processing device 1400 calculates a reference straight line L16 based on the edges obtained in step S1702 (step S1704). Any method can be used to calculate the reference straight line L16 as long as the edges obtained in step S1702 are used. For example, an edge associated with one tip portion 40 (an edge associated with the non-contact surface 403) is detected with a plurality of coordinate values, and an edge associated with the other tip portion 40 (an edge associated with the non-contact surface 403) is detected with a plurality of coordinate values. When detected by coordinate values, the processing device 1400 may calculate an approximate straight line with the smallest distance (error) from these multiple coordinate values as the reference straight line L16.
  • the edge associated with one tip portion 40 (the edge associated with the non-contact surface 403) is detected with one coordinate value
  • the edge associated with the other tip portion 40 is detected with one coordinate value
  • the processing device 1400 may calculate a straight line connecting the two coordinate values as the reference straight line L16.
  • a straight line connecting an edge position 1601 of one tip portion 40 and an edge position 1602 of the other tip portion 40 is schematically indicated by a dashed line as a reference straight line L16.
  • the reference straight line L16 can also be calculated only from a plurality of coordinate values of the edge (edge related to the non-contact surface 403) related to the non-contact surface 403 of one tip 40. Also in this case, when the circumferential range of the non-contact surface 403 is relatively wide, the reference straight line L16 can be calculated with high accuracy. However, when calculating the reference straight line L16 from the edges of the non-contact surfaces 403 of the two distal end portions 40, when viewed in the axial direction (corresponding to the arrow W), two lines sandwiching the contact surface 401 in the circumferential direction Since the reference straight line L16 is calculated from the edge, the reference straight line L16 can be calculated stably and accurately.
  • the processing device 1400 determines the irradiation position of the laser beam 110 (the position of the range D2 shown in FIG. 8) along the reference straight line L16 (step S1706). Specifically, the processing device 1400 determines the movement locus of the irradiation position of the laser beam 110 such that the irradiation position of the laser beam 110 changes on the reference straight line L16. Both ends (both ends in the circumferential direction) of the range D ⁇ b>1 (see FIG. 7 ) of the welding target portion 90 may be determined based on the position of the jig 200 .
  • the reference straight line L16 along the contact surface 401 between the two tip portions 40 can be accurately calculated based on the tip portion image G40 in which the two tip portions 40 are captured. detectable. As a result, the movement locus of the irradiation position of the laser beam 110 along the contact surface 401 can be determined with high accuracy. As a result, the reliability of the weld between the two tips 40 can be effectively improved.
  • the edge of the non-contact surface 403 that is continuous with the contact surface 401 is detected, and the reference straight line L16 is calculated based on the detected edge.
  • an edge related to the non-contact surface 404 on the opposite side (diametrically opposite side) to the contact surface 401 is detected, and based on the detected edge, a reference straight line L16′ (see FIG. 18) is calculated. ) can be considered (see Patent Document 1, for example).
  • Edges related to the non-contact surface 404 can also be detected with high accuracy because luminance changes can be relatively steep at the boundary with the jig 200 (for example, the first jig 201).
  • the distance parallel to each straight line L17 and equidistant (distance in the radial direction) from each straight line L17 A straight line can be calculated as the reference straight line L16'.
  • the reference straight line L16' can be calculated with high accuracy. , and if there is a significant difference between the thicknesses t1 and t2 as shown in FIG. 18, the calculation accuracy of the reference straight line L16' deteriorates.
  • the edge of the non-contact surface 403 that is continuous with the contact surface 401 is detected, and the reference straight line L16 is calculated based on the detected edge. Even if there is a significant difference between t1 and t2, the reference straight line L16 can be calculated with high accuracy without being affected by such a significant difference.
  • the edge related to the non-contact surface 404 may be detected.
  • the edge related to the non-contact surface 404 is used when detecting the edge related to the non-contact surface 403. may be For example, since the edge related to the non-contact surface 404 and the edge related to the non-contact surface 403 are substantially parallel, this tendency can be used to improve the detection accuracy of the edge related to the non-contact surface 403. good.
  • FIG. 19 and 20 are diagrams for explaining another welding target portion 90A, where FIG. 19 is a top view and FIG. 20 is a side view. 19 and 20 show the welding target location 90A at a weld groove position 1800.
  • FIG. Here, for the sake of explanation, the vertical direction is defined as shown in FIG. 20 with FIG. 20 as a side view, but the vertical direction may differ from the illustrated direction in the actual mounting state.
  • the welding target location 90A is set between the work to be welded W1 and the work to be welded W2.
  • the work W1 to be welded and the work W2 to be welded may be coil pieces for the stator 21, such as the coil pieces 52 described above.
  • either one of the work W1 to be welded and the work to be welded W2 may be an end portion of a bus bar (see end portions 80 and 81 in FIG. 23), which will be described later.
  • the work to be welded W1 and the work to be welded W2 are joined in such a manner that the lower surface of the tip portion 40C of the work to be welded W2 contacts the upper surface of the tip portion 40B of the work to be welded W1 in the vertical direction.
  • the widthwise dimension d1 of the workpiece W1 to be welded is significantly smaller than the widthwise dimension d2 of the workpiece W2 to be welded.
  • the work to be welded W1 and the work to be welded W2 are intersected in such a manner that both ends in the width direction of the work to be welded W2 are exposed from both ends in the width direction of the work to be welded W1. you can
  • the laser irradiation position determination method based on image recognition can also be applied to such a welding target portion 90A. Specifically, first, based on the tip portion image G41 as shown in FIG. 21 obtained by imaging the Q3 portion of FIG. The edge of the non-contact surface 405) continuous with 402 is detected. In this case, the edge of the non-contact surface 405 can be detected as an edge based on a steep luminance difference in the X direction. It is detected on both sides of the tip 40B. By calculating the reference straight line L17 based on the coordinate values of two or more edges, the reference straight line L17 along the contact surface 402 can be calculated with high accuracy. As a result, the irradiation position of the laser beam 110 along the contact surface 402 can be accurately determined.
  • the laser irradiation position determination method based on image recognition can be applied to the joining of various types of workpieces to be welded. It is applicable when it has a continuous non-contact surface.
  • the workpiece W3 and the workpiece W4 to be welded are joined in such a manner that the L-shaped tip of the workpiece W4 contacts the workpiece W3.
  • the non-contact surface 405B is formed continuously with the contact surface 402B (see enclosing portions Q7 and Q8), similarly, by detecting the edge of the non-contact surface 405B, the contact surface 402B can be detected. It is possible to accurately determine the irradiation position of the laser beam 110 along the .
  • the coil pieces 52 each having the distal end portion 40 with the axially outer end surface 42 formed into a convex arc surface are brought into contact with each other in the radial direction as shown in FIG.
  • the welding target portion 90 is formed by allowing the welding to be performed, the present invention is not limited to this.
  • coil pieces having tip portions 40 that are not processed as described above i.e., a structure in which the axial outer end face 42 extends linearly when viewed in the radial direction and is connected to the tip face
  • the welding target portion 90 may be formed.
  • the coil pieces are arranged such that the tip portions 40 (unprocessed tip portions 40) intersect with each other in an X shape when viewed in the radial direction, or in a C shape or an L shape when viewed in the radial direction. In some aspects, they may be radially abutted.
  • the above-described embodiment relates to bonding between the tip portions 40 of the coil pieces 52, it is also applicable to bonding between the tip portions 40 of the coil pieces 52 and the ends of the busbars.
  • the tip portion 40 of the coil piece 52 joined to the end portion of the busbar may be the tip portion of the connecting portion forming the power line and the neutral point.
  • the end portions 80, 81 of the busbar held by the terminal block 70 and the tip portion 40A of the coil piece 52A are joined to each other.
  • a part of the bus bar held by the terminal block 70 is electrically connected to the three-phase external terminals 71 inside the terminal block 70 .
  • the joints between the end portions 80, 81 of the busbar and the tip portions 40A of the coil pieces 52A also have non-contact surfaces that are continuous with the contact surfaces on which the welding target portions are set.
  • the laser irradiation position determination method based on image recognition may be applied.
  • the welding target portions may be set at the edge portions of the abutment surfaces appearing on the end surfaces of the end portions 80 and 81 of the busbars and the end portion 40A of the coil piece 52A.
  • the L direction corresponds to the axial direction
  • the R direction corresponds to the radial direction
  • the R1 side corresponds to the radially inner side
  • the R2 side corresponds to the radially outer side.
  • the end portions 80, 81 of the busbar and the tip portion 40A of the coil piece 52A are in contact with each other so as to completely overlap when viewed in the radial direction or the axial direction. ), or in a C-shaped or L-shaped manner.
  • the welding target portion may be set linearly along the axially outer edge of the contact surface.
  • REFERENCE SIGNS LIST 1 motor (rotary electric machine), 24 stator coil, 52 coil piece, 40 tip (end), 22 stator core, 80, 81 end of bus bar Part 110

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Abstract

ステータコイルのコイル片をステータコアに組み付ける組付工程と、組付工程の後に、コイル片の端部同士又はコイル片の端部とバスバーの端部とをレーザ溶接により接合する接合工程とを含み、接合工程は、接合対象の２つの端部同士を当接させるセット工程と、セット工程の後に、２つの端部を撮像した画像において、２つの端部同士の当接面に連続する非当接面に係る画像特徴を検出する画像認識工程と、画像認識工程の後に、画像認識した非当接面に係る画像特徴に基づいて、レーザ照射位置を決定する決定工程とを含む、回転電機用ステータ製造方法が開示される。

Description

回転電機用ステータ製造方法
　本開示は、回転電機用ステータ製造方法に関する。
　２つのコイル片を径方向で当接させてクランプ治具で固定し、当接させた２つのコイル片及びクランプ治具を撮像するステップと、撮像した画像においてクランプ治具の２つのクランプ面を画像認識するステップと、認識した２つのクランプ面の中心線を２つのコイル片の当接面として検出するステップと、検出した当接面に対応する位置で２つのコイル片をレーザ溶接するステップとを有する技術が知られている。
特開２０２０－０９３２９３号公報
　しかしながら、上記のような従来技術では、当接面とは不連続なクランプ面の画像認識結果に基づいてレーザ照射位置を決定していることから、コイル片の厚み（当接面に垂直な方向の厚み）の個体差等に起因して、接合する２つのコイル片の組ごとに、コイル片同士の当接面に精度良くレーザビームを照射することが難しい。
　そこで、１つの側面では、コイル片同士の当接面に応じたレーザ照射位置を精度良く決定することを目的とする。
　１つの側面では、ステータコイルのコイル片をステータコアに組み付ける組付工程と、
　前記組付工程の後に、前記コイル片の端部同士又は前記コイル片の端部とバスバーの端部とをレーザ溶接により接合する接合工程とを含み、
　前記接合工程は、
　接合対象の２つの端部同士を当接させるセット工程と、
　前記セット工程の後に、前記２つの端部を撮像した画像において、前記２つの端部同士の当接面に連続する非当接面に係る画像特徴を検出する画像認識工程と、
　前記画像認識工程の後に、画像認識した前記非当接面に係る画像特徴に基づいて、レーザ照射位置を決定する決定工程とを含む、回転電機用ステータ製造方法が提供される。
　本開示によれば、コイル片同士の当接面に応じたレーザ照射位置を精度良く決定することが可能となる。
一実施例によるモータの断面構造を概略的に示す断面図である。 ステータコアの単品状態の平面図である。 ステータコアに組み付けられる１対のコイル片を模式的に示す図である。 ステータのコイルエンド周辺の斜視図である。 同相のコイル片の一部を抜き出して示す斜視図である。 一のコイル片の概略正面図である。 互いに接合されたコイル片の先端部及びその近傍を示す図である。 溶接対象箇所を通る図７のラインＡ－Ａに沿った断面図である。 レーザ波長と各種材料の個体に対するレーザ吸収率との関係を示す図である。 溶接中の吸収率の変化態様の説明図である。 グリーンレーザを用いた場合のキーホール等のイメージ図である。 赤外レーザを用いた場合のキーホール等のイメージ図である。 本実施例によるグリーンレーザによる溶接方法の説明図である。 モータのステータの製造方法の流れを概略的に示すフローチャートである。 画像認識工程及び照射位置決定工程の説明図である。 先端部画像の説明図である。 レーザ照射位置の移動軌跡の算出方法の説明図である。 画像認識工程及び照射位置決定工程において処理装置により実現される処理の流れを示す概略的なフローチャートである。 先端部のそれぞれの厚みに有意差がある場合の問題点の説明図である。 他の溶接対象箇所への適用例を上面視で示す図である。 他の溶接対象箇所への適用例を側面視で示す図である。 他の溶接対象箇所への適用例に係る先端部画像の説明図である。 更なる他の溶接対象箇所への適用例を示す図である。 バスバーとコイル片との間の接合部を説明する斜視図である。
　以下、添付図面を参照しながら各実施例について詳細に説明する。なお、図面の寸法比率はあくまでも一例であり、これに限定されるものではなく、また、図面内の形状等は、説明の都合上、部分的に誇張している場合がある。なお、本明細書において、「所定」とは、「予め規定された」という意味で用いられている。
　図１は、一実施例によるモータ１（回転電機の一例）の断面構造を概略的に示す断面図である。
　図１には、モータ１の回転軸１２が図示されている。以下の説明において、軸方向とは、モータ１の回転軸（回転中心）１２が延在する方向を指し、径方向とは、回転軸１２を中心とした径方向を指す。従って、径方向外側とは、回転軸１２から離れる側を指し、径方向内側とは、回転軸１２に向かう側を指す。また、周方向とは、回転軸１２まわりの回転方向に対応する。
　モータ１は、例えばハイブリッド車両や電気自動車で使用される車両駆動用のモータであってよい。ただし、モータ１は、他の任意の用途に使用されるものであってもよい。
　モータ１は、インナーロータ型であり、ステータ２１がロータ３０の径方向外側を囲繞するように設けられる。ステータ２１は、径方向外側がモータハウジング１０に固定される。
　ロータ３０は、ステータ２１の径方向内側に配置される。ロータ３０は、ロータコア３２と、ロータシャフト３４とを備える。ロータコア３２は、ロータシャフト３４の径方向外側に固定され、ロータシャフト３４と一体となって回転する。ロータシャフト３４は、モータハウジング１０にベアリング１４ａ、１４ｂを介して回転可能に支持される。なお、ロータシャフト３４は、モータ１の回転軸１２を画成する。
　ロータコア３２は、例えば円環状の磁性体の積層鋼板から形成される。ロータコア３２の内部には、永久磁石３２１が挿入される。永久磁石３２１の数や配列等は任意である。変形例では、ロータコア３２は、磁性粉末が圧縮して固められた圧粉体により形成されてもよい。
　ロータコア３２の軸方向の両側には、エンドプレート３５Ａ、３５Ｂが取り付けられる。エンドプレート３５Ａ、３５Ｂは、ロータコア３２を支持する支持機能の他、ロータ３０のアンバランスの調整機能（切削等されることでアンバランスを無くす機能）を有してよい。
　ロータシャフト３４は、図１に示すように、中空部３４Ａを有する。中空部３４Ａは、ロータシャフト３４の軸方向の全長にわたり延在する。中空部３４Ａは、油路として機能してもよい。例えば、中空部３４Ａには、図１にて矢印Ｒ１で示すように、軸方向の一端側から油が供給され、ロータシャフト３４の径方向内側の表面を伝って油が流れることで、ロータコア３２を径方向内側から冷却できる。また、ロータシャフト３４の径方向内側の表面を伝う油は、ロータシャフト３４の両端部に形成される油穴３４１、３４２を通って径方向外側へと噴出され（矢印Ｒ５、Ｒ６）、コイルエンド２２０Ａ、２２０Ｂの冷却に供されてもよい。
　なお、図１では、特定の構造のモータ１が示されるが、モータ１の構造は、溶接により接合されるステータコイル２４（後述）を有する限り、任意である。従って、例えば、ロータシャフト３４は、中空部３４Ａを有さなくてもよいし、中空部３４Ａよりも有意に内径の小さい中空部を有してもよい。また、図１では、特定の冷却方法が開示されているが、モータ１の冷却方法は任意である。従って、例えば、中空部３４Ａ内に挿入される油導入管が設けられてもよいし、モータハウジング１０内の油路から径方向外側からコイルエンド２２０Ａ、２２０Ｂに向けて油が滴下されてもよい。
　また、図１では、ロータ３０がステータ２１の内側に配されたインナーロータ型のモータ１であるが、他の形態のモータに適用されてもよい。例えば、ステータ２１の外側にロータ３０が同心に配されたアウターロータ型のモータや、ステータ２１の外側及び内側の双方にロータ３０が配されたデュアルロータ型のモータ等に適用されてもよい。
　次に、図２以降を参照して、ステータ２１に関する構成を詳説する。
　図２は、ステータコア２２の単品状態の平面図である。図３は、ステータコア２２に組み付けられる１対のコイル片５２を模式的に示す図である。図３では、ステータコア２２の径方向内側を展開した状態で、１対のコイル片５２とスロット２２０との関係が示される。また、図３では、ステータコア２２が点線で示され、スロット２２０の一部については図示が省略されている。図４は、ステータ２１のコイルエンド２２０Ａ周辺の斜視図である。図５は、同相のコイル片５２の一部を抜き出して示す斜視図である。
　ステータ２１は、ステータコア２２と、ステータコイル２４とを含む。
　ステータコア２２は、例えば円環状の磁性体の積層鋼板からなるが、変形例では、ステータコア２２は、磁性粉末が圧縮して固められた圧粉体により形成されてもよい。なお、ステータコア２２は、周方向で分割される分割コアにより形成されてもよいし、周方向で分割されない形態であってもよい。ステータコア２２の径方向内側には、ステータコイル２４が巻回される複数のスロット２２０が形成される。具体的には、ステータコア２２は、図２に示すように、円環状のバックヨーク２２Ａと、バックヨーク２２Ａから径方向内側に向かって延びる複数のティース２２Ｂとを含み、周方向で複数のティース２２Ｂ間にスロット２２０が形成される。スロット２２０の数は任意であるが、本実施例では、一例として、４８個である。
　ステータコイル２４は、Ｕ相コイル、Ｖ相コイル、及びＷ相コイル（以下、Ｕ、Ｖ、Ｗを区別しない場合は「相コイル」と称する）を含む。各相コイルの基端は、入力端子（図示せず）に接続されており、各相コイルの末端は、他の相コイルの末端に接続されてモータ１の中性点を形成する。すなわち、ステータコイル２４は、スター結線される。ただし、ステータコイル２４の結線態様は、必要とするモータ特性等に応じて、適宜、変更してもよく、例えば、ステータコイル２４は、スター結線に代えて、デルタ結線されてもよい。
　各相コイルは、複数のコイル片５２を接合して構成される。図６は、一のコイル片５２の概略正面図である。コイル片５２は、相コイルを、組み付けやすい単位（例えば２つのスロット２２０に挿入される単位）で分割したセグメントコイルの形態である。コイル片５２は、断面略矩形の線状導体（平角線）６０を、絶縁被膜６２で被覆してなる。本実施例では、線状導体６０は、一例として、銅により形成される。ただし、変形例では、線状導体６０は、鉄のような他の導体材料により形成されてもよい。
　コイル片５２は、ステータコア２２に組み付ける前の段階では、一対の直進部５０と、当該一対の直進部５０を連結する連結部５４と、を有した略Ｕ字状に成形されてよい。コイル片５２をステータコア２２に組み付ける際、一対の直進部５０は、それぞれ、スロット２２０に挿入される（図３参照）。これにより、連結部５４は、図３に示すように、ステータコア２２の軸方向他端側において、複数のティース２２Ｂ（及びそれに伴い複数のスロット２２０）を跨ぐように周方向に延びる。連結部５４が跨ぐスロット２２０の数は、任意であるが、図３では３つである。また、直進部５０は、スロット２２０に挿入された後は、図６において、二点鎖線で示すように、その途中で周方向に屈曲される。これにより、直進部５０は、スロット２２０内において軸方向に延びる脚部５６と、ステータコア２２の軸方向一端側において周方向に延びる渡り部５８と、になる。
　なお、図６では、一対の直進部５０は、互いに離れる方向に屈曲するが、これに限られない。例えば、一対の直進部５０は、互いに近づく方向に屈曲されてもよい。また、ステータコイル２４は、３相の相コイルの末端同士を連結して中性点を形成するための中性点用コイル片等も有することがある。
　一つのスロット２２０には、図６に示すコイル片５２の脚部５６が複数、径方向に並んで挿入される。従って、ステータコア２２の軸方向一端側には、周方向に延びる渡り部５８が複数、径方向に並ぶ。図３及び図５に示すように、一つのスロット２２０から飛び出て周方向第１側（例えば時計回りの向き）に延びる一のコイル片５２の渡り部５８は、他のスロット２２０から飛び出て周方向第２側（例えば反時計回りの向き）に延びる他の一のコイル片５２の渡り部５８に接合される。
　本実施例では、一例として、１つのスロット２２０に６つのコイル片５２が組み付けられる。以下では、径方向で最も外側のコイル片５２から順に、第１ターン、第２ターン、第３ターン、・・・とも称する。この場合、第１ターンのコイル片５２と第２ターンのコイル片５２とは、後述の照射工程を含む接合工程により先端部４０同士が接合され、第３ターンのコイル片５２と第４ターンのコイル片５２とは、後述の照射工程を含む接合工程により先端部４０同士が接合され、第５ターンのコイル片５２と第６ターンのコイル片５２とは、後述の照射工程を含む接合工程により先端部４０同士が接合される。
　ここで、コイル片５２は、上述したとおり、絶縁被膜６２で被覆されているが、先端部４０だけは、当該絶縁被膜６２が除去される。これは、先端部４０にて他のコイル片５２との電気的接続を確保するためである。また、図５及び図６に示すように、コイル片５２の先端部４０のうち、最終的に軸方向外側端面４２、すなわち、コイル片５２の幅方向一端面（軸方向外側端面４２）を、軸方向外側に凸の円弧面としている。
　図７は、互いに接合されたコイル片５２の先端部４０及びその近傍を示す図である。なお、図７には、溶接対象箇所９０の周方向の範囲Ｄ１が模式的に示される。図８は、溶接対象箇所９０を通る図７のラインＡ－Ａに沿った断面図である。
　コイル片５２の先端部４０を接合する際には、一のコイル片５２と他の一のコイル片５２は、それぞれの先端部４０が、図７に示すビュー（当接面４０１に対して垂直な方向視）でＣ字状をなす態様で、突き合わせられる。この際、互いに接合される２つの先端部４０を、それぞれの円弧面（軸方向外側端面４２）の中心軸が一致するように、その厚み方向に重ねて接合されてよい。このように中心軸を合わせて重ねることで、屈曲角度αが比較的大きい場合や小さい場合でも、互いに接合される２つの先端部４０の軸方向外側のラインが一致し、適切に、重ね合わせることができる。
　この場合、溶接対象箇所９０は、範囲Ｄ１及び範囲Ｄ２に示すように、当接面４０１に沿って直線状に延在する。すなわち、溶接対象箇所９０は、レーザビーム１１０（図５参照）の照射側から視て（図７及び図８の矢印Ｗ参照）、範囲Ｄ２の幅で、範囲Ｄ１にわたり直線状に延在する。なお、当接面４０１とは、一のコイル片５２と他の一のコイル片５２のそれぞれにおいて互いに径方向に対向する表面のうちの、径方向に当接し合う表面を指す。
　ここで、本実施例では、コイル片５２の先端部４０を接合する際の接合方法としては、溶接が利用される。そして、本実施例では、溶接方法としては、ＴＩＧ溶接に代表されるアーク溶接ではなく、レーザビーム源を熱源とするレーザ溶接が採用される。ＴＩＧ溶接に代えて、レーザ溶接を用いることで、コイルエンド２２０Ａ、２２０Ｂの軸方向の長さを低減できる。すなわち、ＴＩＧ溶接の場合は、当接させるコイル片の先端部同士を軸方向外側に屈曲させて軸方向に延在させる必要があるのに対して、レーザ溶接の場合は、かかる屈曲の必要性がなく、図７に示すように、当接させるコイル片５２の先端部４０同士を周方向に延在させた状態で溶接を実現できる。これにより、当接させるコイル片５２の先端部４０同士を軸方向外側に屈曲させて軸方向に延在させる場合に比べて、コイルエンド２２０Ａ、２２０Ｂの軸方向の長さを低減できる。
　レーザ溶接では、図５に模式的に示すように、当接された２つの先端部４０における溶接対象箇所９０に溶接用のレーザビーム１１０を当てる。なお、レーザビーム１１０の照射方向（伝搬方向）は、軸方向に略平行であり、当接された２つの先端部４０の軸方向外側端面４２に、軸方向外側から向かう方向である。レーザ溶接の場合は、局所的に加熱できるため、先端部４０及びその近傍のみを加熱することができ、絶縁被膜６２の損傷（炭化）等を効果的に低減できる。その結果、適切な絶縁性能を維持したまま、複数のコイル片５２を電気的に接続できる。
　溶接対象箇所９０の周方向の範囲Ｄ１は、図７に示すように、２つのコイル片５２の先端部４０同士の当接部分における軸方向外側端面４２の周方向の全範囲Ｄ０のうちの、両端を除く部分である。両端は、軸方向外側端面４２の凸の円弧面に起因して、十分な溶接深さ（図７の寸法Ｌ１参照）を確保し難いためである。溶接対象箇所９０の周方向の範囲Ｄ１は、コイル片５２間での必要な接合面積や必要な溶接強度等が確保されるように適合されてよい。
　溶接対象箇所９０の径方向の範囲Ｄ２は、図８に示すように、２つのコイル片５２の先端部４０同士の当接面４０１を中心とする。溶接対象箇所９０の径方向の範囲Ｄ２は、レーザビーム１１０の径（ビーム径）に対応してよい。すなわち、レーザビーム１１０は、照射位置が径方向に実質的に変化することなく周方向に沿って直線的に変化する態様で、照射される。更に換言すると、レーザビーム１１０は、照射位置が当接面４０１に対して平行な直線状に変化するように移動される。これにより、例えばループ状（螺旋状）やジグザク状（蛇行）等に照射位置を変化させる場合に比べて、効率的に、直線状の溶接対象箇所９０にレーザビーム１１０を照射できる。
　図９は、レーザ波長と各種材料の個体に対するレーザ吸収率（以下、単に「吸収率」とも称する）との関係を示す図である。図９では、横軸に波長λを取り、縦軸に吸収率を取り、銅（Ｃｕ）、アルミ（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、ニッケル（Ｎｉ）、及び鉄（Ｆｅ）の各種材料の個体に係る特性が示される。
　ところで、レーザ溶接で一般的に用いられる赤外レーザ（波長が１０６４ｎｍのレーザ）は、図９にてλ２＝１．０６μｍの点線との交点の黒丸で示すように、コイル片５２の線状導体６０の材料である銅に対して吸収率が約１０％と低い。すなわち、赤外レーザの場合、レーザビーム１１０の大部分は、コイル片５２で反射してしまい、吸収されない。このため、接合対象のコイル片５２間での必要な接合面積を得るためには比較的大きい入熱量が必要となり、熱影響が大きく、溶接が不安定となるおそれがある。
　この点を鑑み、本実施例では、赤外レーザに代えて、グリーンレーザを利用する。なお、グリーンレーザとは、波長が５３２ｎｍのレーザ、すなわちＳＨＧ（Ｓｅｃｏｎｄ　Ｈａｒｍｏｎｉｃ　Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ：第２高調波）レーザのみならず、５３２ｎｍに近い波長のレーザをも含む概念である。なお、変形例では、グリーンレーザの範疇に属さない０．６μｍ以下の波長のレーザが利用されてもよい。グリーンレーザに係る波長は、例えばＹＡＧレーザやＹＶＯ４レーザで生み出された基本波長を酸化物単結晶（例えば、ＬＢＯ：リチウムトリボレート）に通して変換することで得られる。
　グリーンレーザの場合、図９にてλ１＝０．５３２μｍの点線との交点の黒丸で示すように、コイル片５２の線状導体６０の材料である銅に対して吸収率が約５０％と高い。従って、本実施例によれば、赤外レーザを利用する場合に比べて、少ない入熱量で、コイル片５２間での必要な接合面積を確保することが可能となる。
　なお、赤外レーザに比べてグリーンレーザの方が吸収率が高くなるという特性は、図９に示すように、銅の場合において顕著であるが、銅のみならず、他の金属材料の多くにおいても確認できる。従って、コイル片５２の線状導体６０の材料が銅以外の場合でもグリーンレーザによる溶接が実現されてもよい。
　図１０は、溶接中の吸収率の変化態様の説明図である。図１０では、横軸にレーザパワー密度を取り、縦軸に銅のレーザ吸収率を取り、グリーンレーザの場合の特性１００Ｇと、赤外レーザの場合の特性１００Ｒとが示される。
　図１０では、グリーンレーザの場合と赤外レーザの場合における銅の溶融が開始するポイントＰ１、Ｐ２が示されるとともに、キーホールが形成されるポイントＰ３が示される。図１０にポイントＰ１、Ｐ２にて示すように、赤外レーザに比べてグリーンレーザの方が、小さいレーザパワー密度で銅の溶融を開始させることができることが分かる。また、上述した吸収率の相違に起因して、赤外レーザに比べてグリーンレーザの方が、キーホールが形成されるポイントＰ３での吸収率と照射開始時の吸収率（すなわちレーザパワー密度が０のときの吸収率）との差が小さいことが分かる。具体的には、赤外レーザの場合、溶接中の吸収率の変化が約８０％であるのに対して、グリーンレーザの場合、溶接中の吸収率の変化が約４０％となり、約半分である。
　このように、赤外レーザの場合、溶接中の吸収率の変化（落差）が約８０％と比較的大きいため、キーホールが不安定となり溶接深さや溶接幅のバラツキや溶融池の乱れ（例えば、スパッタ等）が生じやすい。これに対して、グリーンレーザの場合、溶接中の吸収率の変化（落差）が約４０％と比較的小さいため、キーホールが不安定となり難く、また、溶接深さや溶接幅のバラツキや溶融池の乱れ（例えばスパッタ等）が生じ難い。なお、スパッタとは、レーザ等を照射することにより飛散する金属粒等である。
　なお、赤外レーザの場合、上述のように吸収率が低いため、ビーム径を比較的小さくする（例えばφ０．０７５ｍｍ）ことで、吸収率の低さを補うことが一般的である。この点も、キーホールが不安定となる要因となる。なお、図１１Ｂは、赤外レーザを用いた場合のキーホール等のイメージ図であり、１１００は、溶接ビードを示し、１１０２は、溶融池を示し、１１０４は、キーホールを示す。また、矢印Ｒ１１１６は、ガス抜けの態様を模式的に示す。また、矢印Ｒ１１０は、ビーム径が小さいことに起因して赤外レーザの照射位置が移動される様子を模式的に示す。このように、赤外レーザの場合、上述のように吸収率が低くビーム径を比較的大きくすることが難しいことに起因して、必要な溶融幅を得るために蛇行を含んだ比較的長い照射位置の移動軌跡（連続的な照射時間）が必要となる傾向がある。
　他方、グリーンレーザの場合、上述のように吸収率が比較的高いため、ビーム径を比較的大きくする（例えばφ０．１ｍｍ以上）ことが可能であり、キーホールを大きくして安定化することができる。これにより、ガス抜けが良好となり、スパッタ等の発生を効果的に低減できる。なお、図１１Ａは、グリーンレーザを用いた場合のキーホール等のイメージ図であり、符号の意義は図１１Ｂを参照して上述したとおりである。グリーンレーザの場合、図１１Ａから、ビーム径の拡大に起因してキーホールが安定化しガス抜けが良好となる様子がイメージとして容易に理解できる。また、グリーンレーザの場合、赤外レーザの場合とは対照的に、上述のように吸収率が比較的高くビーム径を比較的大きくすることが可能であることから、必要な溶融幅（図８に示す溶接対象箇所９０の径方向の範囲Ｄ２参照）を得るために必要な照射位置の移動軌跡（照射時間）を比較的短く（小さく）できる。
　図１２は、本実施例によるグリーンレーザによる溶接方法の説明図である。図１２では、横軸に時間を取り、縦軸にレーザ出力を取り、溶接の際のレーザ出力の時系列波形を模式的に示す。
　本実施例では、図１２に示すように、レーザ出力３．８ｋＷでグリーンレーザのパルス照射により溶接を実現する。図１２では、１０ｍｓｅｃだけレーザ出力３．８ｋＷとなるようにレーザ発振器のパルス発振が実現され、インターバル１００ｍｓｅｃ後に、再び、１０ｍｓｅｃだけレーザ出力３．８ｋＷとなるようにレーザ発振器のパルス発振が実現される。以下では、このようにして一回のパルス発振により可能なパルス照射（１０ｍｓｅｃのパルス照射）の１回分を、「１パス」とも称する。なお、図１２では、１パス目から３パス目の照射がパルス波形１３０Ｇで示される。また、図１２には、比較用として、赤外レーザの場合のパルス照射に係るパルス波形１３０Ｒが併せて示される。
　ここで、グリーンレーザの場合、レーザ発振器の出力が低く（例えば連続的な照射時は最大で４００Ｗ）、深い溶け込みを確保するために必要な高出力（例えばレーザ出力３．０ｋＷ以上の高出力）を得ることが難しい。すなわち、グリーンレーザは、上述のように酸化物単結晶のような波長変換結晶を通して生成されるので、波長変換結晶を通る際に出力が低下する。このため、グリーンレーザのレーザビームを連続的に照射しようとすると、深い溶け込みを確保するために必要な高出力を得ることができない。
　この点、本実施例では、上述のように、深い溶け込みを確保するために必要な高出力（例えばレーザ出力３．０ｋＷ以上の高出力）を、グリーンレーザのパルス照射により確保する。これは、連続的な照射の場合は例えば最大で４００Ｗしか出力できない場合でも、パルス照射であれば、例えば３．０ｋＷ以上の高出力が可能となるためである。このようにして、パルス照射は、ピークパワーを上げるための連続エネルギを蓄積してパルス発振することで実現される。一の溶接対象箇所の周方向の範囲Ｄ１が比較的広い場合、当該一の溶接対象箇所に対して、複数回のパルス発振が実現されてよい。すなわち、当該一の溶接対象箇所に対して、比較的高いレーザ出力（例えばレーザ出力３．０ｋＷ以上）による２パス以上の照射が実行されてよい。これにより、上述の溶接対象箇所９０の周方向の範囲Ｄ１が比較的広い場合でも、溶接対象箇所９０の全体にわたり深い溶け込みを確保しやすくなり、高い品質の溶接を実現できる。
　なお、図１２では、インターバルが特定の値１００ｍｓｅｃであるが、インターバルは、任意であり、必要な高出力が確保される範囲内で最小化されてよい。また、図１２では、レーザ出力は特定の値３．８ｋＷであるが、レーザ出力は、３．０ｋＷ以上であれば、必要な溶接深さが確保される範囲内で適宜変更されてよい。
　図１２では、赤外レーザの場合として、レーザ出力２．３ｋＷで、比較的長い時間である１３０ｍｓｅｃ間、連続的に照射される際のパルス波形１３０Ｒが併せて示される。赤外レーザの場合は、グリーンレーザとは異なり、比較的高いレーザ出力（２．３ｋＷ）で連続的な照射が可能である。ただし、上述したように、赤外レーザの場合、必要な溶融幅を得るために蛇行を含んだ比較的長い照射位置の移動軌跡（連続的な照射時間）が必要となり、この場合、入熱量は、約３１２Ｊであり、図１２に示すグリーンレーザの場合の入熱量である約８０Ｊ（２パスの場合）に対して、有意に大きくなる。
　このようにして、本実施例によれば、グリーンレーザを利用することで、赤外レーザを利用する場合に比べて、コイル片５２の線状導体６０の材料（本例では銅）に対して高い吸収率を有するレーザビームによる溶接が可能となる。これにより、必要な溶融幅（図８に示す溶接対象箇所９０の径方向の範囲Ｄ２参照）を得るために必要な照射位置の移動軌跡（時間）を比較的短く（小さく）できる。すなわち、比較的大きいビーム径による１回のパルス発振あたりの、増加されたキーホールに起因して、必要な溶融幅を得るために必要なパルス発振回数を比較的少なくできる。この結果、比較的少ない入熱量で、コイル片５２間での必要な接合面積を確保することが可能となる。
　また、本実施例によれば、一の溶接対象箇所に対して２パス以上のグリーンレーザの照射を実行することが可能であり、この場合、溶接対象箇所９０の周方向の範囲Ｄ１が比較的広い場合でも、溶接対象箇所９０の全体にわたり深い溶け込みを確保しやすくなり、高い品質の溶接を実現できる。
　次に、図１３以降を参照して、モータ１のステータ２１の製造方法を説明しつつ、画像認識によるレーザ照射位置決定方法の好ましい例について説明する。
　図１３は、モータ１のステータ２１の製造方法の流れを概略的に示すフローチャートである。
　まず、本製造方法は、図６を参照して上述したようなコイル片５２をステータコア２２に組み付ける組付工程（ステップＳ１５０）を含む。
　ついで、本製造方法は、組付工程後に、接合工程（ステップＳ１５１）を含み、接合工程は、各対となるコイル片５２のそれぞれの先端部４０同士が径方向に当接するようにセットするセット工程（ステップＳ１５２）を含む。
　セット工程が完了すると、図７に示すように、各対となるコイル片５２のそれぞれの先端部４０同士は、径方向に当接し合う。セット工程では、治具２００（図１５参照）を用いて、このような当接状態が実現かつ維持されてよい。
　ついで、本製造方法の接合工程（ステップＳ１５１）は、２つの先端部４０を撮像した画像（以下、「先端部画像Ｇ４０」と称する）において、２つの先端部４０同士の当接面４０１に連続する非当接面４０３（図７、図１５参照）に係る画像特徴を検出する画像認識工程（ステップＳ１５４）を含む。なお、当接面４０１に連続する非当接面４０３は、当接面４０１が線状導体６０における表面であることから、同様に、線状導体６０における表面となる。非当接面４０３は、基本的には、当接面４０１と同一面内に延在する。
　非当接面４０３に係る画像特徴は、非当接面４０３に直角な方向に沿って先端部画像Ｇ４０上に現れる輝度差に関する特徴であってよい。本実施例では、非当接面４０３に係る画像特徴は、非当接面４０３に直角な方向に沿って先端部画像Ｇ４０上に現れる輝度差に起因して検出可能なエッジである。このようなエッジの検出（抽出）方法は、任意であり、例えばＳｏｂｅｌ（ソーベル）フィルタ等が利用されてもよい。画像認識工程の更なる詳細は、後述する。
　ついで、本製造方法の接合工程（ステップＳ１５１）は、画像認識した非当接面４０３に係るエッジに基づいて、レーザビーム１１０のレーザ照射位置を決定する照射位置決定工程（ステップＳ１５６）を含む。照射位置決定工程では、今回の溶接対象箇所９０に対するレーザビーム１１０のレーザ照射位置の移動軌跡（時系列の変化軌跡）が決定されてよい。例えば、溶接対象箇所９０が２パス以上の照射によりカバーされる場合、パスごとのレーザ照射位置の移動軌跡が決定されてよい。照射位置決定工程の更なる詳細は、後述する。
　ついで、本製造方法の接合工程（ステップＳ１５１）は、上述したように溶接対象箇所９０にレーザビーム１１０を照射する照射工程（ステップＳ１５８）を含む。なお、セット工程と照射工程は、１つ以上の所定数の溶接対象箇所９０ごとにセットで実行されてもよいし、一のステータ２１に係るすべての溶接対象箇所９０に対して、一括的に実行されてもよい。なお、本製造方法は、このような照射工程後に、適宜、必要な各種の工程を行うことで、ステータ２１を完成させて終了してよい。
　次に、図１４から図１７を参照して、図１３に示した画像認識工程（ステップＳ１５４）及び照射位置決定工程（ステップＳ１５６）の更なる詳細を説明する。
　図１４は、画像認識工程及び照射位置決定工程の説明図であり、画像認識工程及び照射位置決定工程で用いられる構成要素を、接合される２つのコイル片５２の側面視とともに模式的に示す図である。図１５は、先端部画像Ｇ４０の説明図であり、先端部画像Ｇ４０の一例を概略的に示す図である。図１５には、説明用にエッジ検出領域が点線の囲み部Ｑ１、Ｑ２で示されている。図１６は、レーザ照射位置の移動軌跡の算出方法の説明図であり、図１５に示す先端部画像Ｇ４０に、レーザ照射位置の移動軌跡に沿った基準直線Ｌ１６を一点鎖線で模式的に示す図である。図１７は、画像認識工程及び照射位置決定工程において処理装置１４００により実現される処理の流れを示す概略的なフローチャートである。
　本実施例では、画像認識工程及び照射位置決定工程を実現する構成要素は、処理装置１４００と、カメラ１４０２と、レーザ照射装置１４０４とを含む。
　処理装置１４００は、例えばマイクロコンピュータのようなコンピュータである。なお、以下で説明する処理装置１４００の機能は、複数のコンピュータにより実現されてもよいし、外部のサーバコンピュータと協動して実現されてもよい。
　カメラ１４０２は、先端部画像Ｇ４０を生成する。カメラ１４０２は、図１４に模式的に示すように、２つの先端部４０の当接面４０１及び非当接面４０３（図１５参照）を含む部分を、レーザビーム１１０の照射側から視た（図１４の矢印Ｗ参照）方向で撮像する。この場合、カメラ１４０２は、好ましくは、２つの先端部４０の当接面４０１及び非当接面４０３に光軸が沿うように位置付けられる。この場合、カメラ１４０２の光軸は、当接面４０１に略平行となる。ここで、略平行とは、１０度程度の誤差を許容する概念である。また、この場合、カメラ１４０２は、その光軸が、例えば当接面４０１に実質的に含まれるように、位置付けられてよい。なお、カメラ１４０２は、位置付けられた位置に固定されてもよいし、位置付けられる位置を変化させながら複数の組の先端部４０に係る先端部画像Ｇ４０を取得してもよい。
　なお、カメラ１４０２は、先端部画像Ｇ４０における必要な輝度を確保するために、照明用の光源（図示せず）を備えてもよい。この場合、光源は、先端部画像Ｇ４０に係る領域を照明するように配置されてよい。なお、光源は、カメラ１４０２と一体でなくてもよい。
　レーザ照射装置１４０４は、上述したレーザビーム１１０を照射する装置である。なお、レーザビーム１１０は、例えば光学的に走査されることで、レーザ照射位置を変化させることができる。
　本実施例では、処理装置１４００は、カメラ１４０２からの先端部画像Ｇ４０に基づいて、図１７に示す各種処理を実行することで、上述した画像認識工程及び照射位置決定工程を実現してよい。
　図１７に示す各種処理は、溶接対象箇所９０ごとに実行されてよい。ただし、先端部画像Ｇ４０は、複数の溶接対象箇所９０に対して共通に取得されてもよい。
　具体的には、処理装置１４００は、まず、今回の処理対象の一の溶接対象箇所９０を撮像して得られた先端部画像Ｇ４０をカメラ１４０２から取得する（ステップＳ１７００）。
　ついで、処理装置１４００は、ステップＳ１７００で取得した先端部画像Ｇ４０に対してエッジ検出処理を実行する（ステップＳ１７０２）。エッジ検出処理は、先端部画像Ｇ４０全体に対して実行されてもよいし、所定領域に対してのみ実行されてもよい。図１５に示す例では、エッジ検出処理は、Ｙ方向（当接面４０１に垂直な方向）に沿ったエッジを検出する。
　ところで、各コイル片５２の先端部４０は、上述したように絶縁被膜６２が除去されているので、光を反射しやすい。従って、先端部画像Ｇ４０における先端部４０に係る画素領域は、比較的高い輝度の画素値を有する。
　他方、コイル片５２の先端部４０以外の部位の像や、コイル片５２以外の物体に係る像は、先端部画像Ｇ４０における比較的低い画素値を有する。このような特徴を利用することで、非当接面４０３に係るエッジを精度良く検出できる。
　具体的には、先端部画像Ｇ４０において、先端部４０の像の画素値と、Ｙ方向で先端部４０に隣接する画素領域の画素値との間には、比較的急峻な輝度変化が生じる。従って、例えば図１５の囲み部Ｑ１、Ｑ２において、このような比較的急峻な輝度変化に起因したエッジを検出することで、非当接面４０３に係るエッジを精度良く検出できる。なお、非当接面４０３は、当接面４０１と同様、Ｘ方向に延在するので、比較的急峻な輝度変化が生じる画素位置は、Ｘ方向に直線状に連続する傾向となる。従って、非当接面４０３に係るエッジ検出には、かかる傾向が利用されてもよい。
　なお、当接面４０１に係るエッジは、このような非当接面４０３に係るエッジとは異なり、精度良く検出することが難しい。これは、先端部画像Ｇ４０において、当接面４０１に係るＸ方向の区間では、当接する２つの先端部４０の像がＹ方向に連続することから、当接面４０１のＹ方向の位置で比較的急峻な輝度変化が生じないためである。
　ところで、本実施例では、図１５に模試的に示すように、コイル片５２の非当接面４０３は、セット工程で用いられる治具２００に隙間Δ１をもって径方向（先端部画像Ｇ４０におけるＹ方向）に対向する。この場合、隙間Δ１の領域には光が当たり難くなり、暗くなる。これにより、先端部画像Ｇ４０における非当接面４０３のエッジが更に明確になり、高い精度で検出可能となる。換言すると、非当接面４０３における治具２００に径方向に隙間Δ１をもって対向する部分（図１５の囲み部Ｑ１、Ｑ２参照）のエッジを検出することで、非当接面４０３に係るエッジを精度良く検出できる。
　なお、本実施例では、治具２００は、セット工程において、２つの先端部４０を、上述した当接状態に位置付けかつ維持するように機能し、第１治具２０１と、第２治具２０２とを含む。第１治具２０１は、２つの先端部４０を径方向に挟む態様で径方向に沿って相対移動可能であり、セット工程において、２つの先端部４０を径方向に当接させかつ当該当接状態で維持するように機能してよい。第２治具２０２は、２つの先端部４０の他の自由度を拘束してもよい。
　本ステップＳ１７０２において、処理装置１４００は、好ましくは、２つの先端部４０のそれぞれの非当接面４０３に係るエッジを検出する。この場合、Ｘ方向の離れた２つの非当接面４０３に係るエッジが検出されることになるので、後述する基準直線Ｌ１６の算出精度を効果的に高めることができる。なお、基準直線Ｌ１６は、後述するように、先端部画像Ｇ４０における当接面４０１に沿うように算出される直線であり、算出された基準直線Ｌ１６が、先端部画像Ｇ４０における当接面４０１に一致するほど算出精度が高い。
　ついで、処理装置１４００は、ステップＳ１７０２で得たエッジに基づいて、基準直線Ｌ１６を算出する（ステップＳ１７０４）。基準直線Ｌ１６の算出方法は、ステップＳ１７０２で得たエッジを利用する限り任意である。例えば、一方の先端部４０に係るエッジ（非当接面４０３に係るエッジ）が複数の座標値で検出され、他方の先端部４０に係るエッジ（非当接面４０３に係るエッジ）が複数の座標値で検出された場合、処理装置１４００は、これらの複数の座標値からの距離（誤差）が最も小さい近似直線を、基準直線Ｌ１６として算出してもよい。また、一方の先端部４０に係るエッジ（非当接面４０３に係るエッジ）が一の座標値で検出され、他方の先端部４０に係るエッジ（非当接面４０３に係るエッジ）が一の座標値で検出された場合、処理装置１４００は、２つの座標値を結ぶ直線を、基準直線Ｌ１６として算出してもよい。図１６には、一方の先端部４０に係るエッジの位置１６０１と、他方の先端部４０に係るエッジの位置１６０２とを結んだ直線が、基準直線Ｌ１６として、模式的に一点鎖線で示されている。このようにして、非当接面４０３のエッジを利用することで、当接面４０１に沿った基準直線Ｌ１６を精度良く算出できる。
　ところで、基準直線Ｌ１６は、一方の先端部４０の非当接面４０３に係るエッジ（非当接面４０３に係るエッジ）の複数の座標値のみから算出することも可能である。この場合も、非当接面４０３の周方向の範囲が比較的広い場合は、基準直線Ｌ１６を精度良く算出できる。しかしながら、２つの先端部４０のそれぞれの非当接面４０３に係るエッジから基準直線Ｌ１６を算出する場合、軸方向（矢印Ｗに対応）に視て、周方向で当接面４０１を挟む２つのエッジから基準直線Ｌ１６が算出されることから、基準直線Ｌ１６を安定的に精度良く算出できる。
　ついで、処理装置１４００は、ステップＳ１７０４で得た基準直線Ｌ１６に基づいて、当該基準直線Ｌ１６に沿ったレーザビーム１１０の照射位置（図８に示す範囲Ｄ２の位置）を決定する（ステップＳ１７０６）。具体的には、処理装置１４００は、レーザビーム１１０の照射位置が基準直線Ｌ１６上で変化するように、レーザビーム１１０の照射位置の移動軌跡を決定する。なお、溶接対象箇所９０の範囲Ｄ１（図７参照）の両端（周方向の両端）は、治具２００の位置を基準として決定されてよい。
　このようにして図１７に示す各種処理によれば、２つの先端部４０を捕捉した先端部画像Ｇ４０に基づいて、２つの先端部４０間の当接面４０１に沿った基準直線Ｌ１６を精度良く検出できる。これにより、当接面４０１に沿ったレーザビーム１１０の照射位置の移動軌跡を精度良く決定できる。この結果、２つの先端部４０間の溶接部の信頼性を効果的に高めることができる。
　ところで、本実施例では、上述したように、当接面４０１に連続する非当接面４０３に係るエッジを検出し、検出したエッジに基づいて、基準直線Ｌ１６を算出しているが、これに対照的な比較例として、当接面４０１とは逆側（径方向で逆側）の非当接面４０４に係るエッジを検出し、検出したエッジに基づいて、基準直線Ｌ１６’（図１８参照）を算出方法が考えられうる（例えば特許文献１参照）。非当接面４０４に係るエッジも、治具２００（例えば第１治具２０１）との境界で輝度変化が比較的急峻になりうることから、精度良く検出可能である。このような比較例の場合、例えば、非当接面４０４に係るエッジからそれぞれ算出した直線Ｌ１７に基づいて、それぞれの直線Ｌ１７に平行でかつそれぞれの直線Ｌ１７から等距離（径方向の距離）の直線を、基準直線Ｌ１６’として算出できる。
　しかしながら、“発明が解決しようとする課題”の欄で説明したように、このような比較例では、コイル片５２の厚み（当接面４０１に垂直な方向の厚み）の個体差等に起因して、精度良く基準直線Ｌ１６’を算出することが難しい。例えば、図１６に示すように先端部４０のそれぞれの厚みをｔ１、ｔ２とすると、厚みｔ１が厚みｔ２と完全に一致する場合（図１６参照）は、精度良く基準直線Ｌ１６’を算出できるものの、図１８に示すように厚みｔ１、ｔ２間に有意差がある場合、基準直線Ｌ１６’の算出精度が悪くなる。このような厚みｔ１、ｔ２の間の有意差は、絶縁被膜６２を除去する際に生じうる。この結果、算出される基準直線Ｌ１６’は、厚みｔ１、ｔ２の差の約半分の誤差で、当接面４０１に対して径方向にずれることになる。なお、このような誤差は、接合部の信頼性を高める上で無くなる方が望ましい。
　この点、本実施例によれば、上述したように、当接面４０１に連続する非当接面４０３に係るエッジを検出し、検出したエッジに基づいて、基準直線Ｌ１６を算出するので、厚みｔ１、ｔ２間に有意差がある場合でも、かかる有意差に影響を受けることなく、精度の高い基準直線Ｌ１６を算出できる。
　なお、本実施例においても、非当接面４０４に係るエッジが検出されてもよく、この場合、非当接面４０４に係るエッジは、非当接面４０３に係るエッジを検出する際に利用されてもよい。例えば、非当接面４０４に係るエッジと非当接面４０３に係るエッジとは略平行となるので、かかる傾向を利用して、非当接面４０３に係るエッジの検出精度を高めることとしてもよい。
　次に、図１９から図２１を参照して、他の溶接対象箇所９０Ａへの適用例について説明する。
　図１９及び図２０は、他の溶接対象箇所９０Ａを説明する図であり、図１９は、上面視であり、図２０は、側面視である。図１９及び図２０には、溶接対象箇所９０Ａが溶接開先位置１８００で示されている。なお、ここでは、説明用に、図２０を側面視として、図２０に示すように上下方向を定義するが、実際の搭載状態では、上下方向が図示の方向と異なってもよい。
　溶接対象箇所９０Ａは、被溶接ワークＷ１と被溶接ワークＷ２との間に設定される。なお、被溶接ワークＷ１及び被溶接ワークＷ２は、上述したコイル片５２のような、ステータ２１用のコイル片であってもよい。あるいは、被溶接ワークＷ１及び被溶接ワークＷ２のいずれか一方は、後述するバスバーの端部（図２３の端部８０、８１参照）であってもよい。
　本例では、被溶接ワークＷ１と被溶接ワークＷ２とは、被溶接ワークＷ１の先端部４０Ｂの上面に被溶接ワークＷ２の先端部４０Ｃの下面が上下方向に当接する態様で、接合される。被溶接ワークＷ１の幅方向の寸法ｄ１は、被溶接ワークＷ２の幅方向の寸法ｄ２よりも有意に小さい。この場合、図１９に示すように、被溶接ワークＷ１と被溶接ワークＷ２とは、被溶接ワークＷ２の幅方向の両端部が被溶接ワークＷ１の幅方向の両端部から露出する態様で交差されてよい。
　このような溶接対象箇所９０Ａに対しても、本実施例による画像認識によるレーザ照射位置決定方法が適用可能である。具体的には、まず、図１９のＱ３部を撮像して得られる図２１に示すような先端部画像Ｇ４１に基づいて、被溶接ワークＷ２の先端部４０Ｃにおける非当接面４０５（当接面４０２に連続する非当接面４０５）のエッジが検出される。この場合、非当接面４０５のエッジは、Ｘ方向の急峻な輝度差に基づくエッジとして検出可能であり、好ましくは、図２１にて囲み部Ｑ５、Ｑ６で示すように、被溶接ワークＷ１の先端部４０Ｂの両側で検出される。そして、２つ以上のエッジの座標値に基づいて基準直線Ｌ１７を算出することで、当接面４０２に沿った基準直線Ｌ１７を精度良く算出できる。この結果、当接面４０２に沿ったレーザビーム１１０の照射位置を精度良く決定できる。
　このように、本実施例による画像認識によるレーザ照射位置決定方法は、多様な形態の被溶接ワーク間の接合に適用可能であり、具体的には、溶接対象箇所が設定される当接面に対して連続する非当接面を有する場合に適用可能である。例えば、図２２に示す溶接対象箇所９０Ｂでは、被溶接ワークＷ３と被溶接ワークＷ４とは、被溶接ワークＷ３に被溶接ワークＷ４のＬ字状の先端部が当接する態様で、接合される。この場合も、当接面４０２Ｂに連続する非当接面４０５Ｂが形成されるので（囲み部Ｑ７、Ｑ８参照）、同様に、非当接面４０５Ｂのエッジを検出することで、当接面４０２Ｂに沿ったレーザビーム１１０の照射位置を精度良く決定できる。
　以上、各実施例について詳述したが、特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。また、前述した実施例の構成要素を全部又は複数を組み合わせることも可能である。また、各実施例の効果のうちの、従属項に係る効果は、上位概念（独立項）とは区別した付加的効果である。
　例えば、上述した実施例では、図６に示すように軸方向外側端面４２が凸の円弧面に加工された先端部４０を有するコイル片５２同士を、図７に示すように径方向に当接させることで、溶接対象箇所９０を形成しているが、これに限られない。例えば、このような加工がなされていない先端部４０（すなわち径方向に視て軸方向外側端面４２が直線状に延びて先端面につながる構成）を有するコイル片同士を径方向に当接させることで、溶接対象箇所９０を形成してもよい。この場合、コイル片同士は、先端部４０（加工がなされていない先端部４０）同士が径方向に視てＸ字状に交差する態様又は径方向に視てＣ字状又はＬ字状をなす態様で、径方向に当接されてもよい。
　また、上述した実施例は、コイル片５２の先端部４０同士の接合に関するが、コイル片５２の先端部４０と、バスバーの端部との間の接合にも適用可能である。この場合、バスバーの端部に接合されるコイル片５２の先端部４０は、動力線や中性点を形成する渡り部の先端部であってよい。
　例えば、図２３には、端子台７０に保持されるバスバーの端部８０、８１とコイル片５２Ａの先端部４０Ａとが互いに接合される。なお、この場合、端子台７０に保持されるバスバーの一部は、端子台７０内において３相の外部端子７１に電気的に接続される。このようなバスバーの端部８０、８１とコイル片５２Ａの先端部４０Ａとの間の接合部に対しても、溶接対象箇所が設定される当接面に対して連続する非当接面を有する場合に、本実施例による画像認識によるレーザ照射位置決定方法が適用されてよい。なお、この場合、溶接対象箇所は、バスバーの端部８０、８１とコイル片５２Ａの先端部４０Ａのそれぞれの先端面に現れる当接面の縁部に設定されてもよい。なお、図２３において、Ｌ方向は軸方向に対応し、Ｒ方向は、径方向に対応し、Ｒ１側は径方向内側に対応し、Ｒ２側は径方向外側に対応する。なお、図２３では、バスバーの端部８０、８１とコイル片５２Ａの先端部４０Ａは、径方向又は軸方向に視て完全に重なる態様で当接されているが、特定の方向（例えば周方向）に視てＸ字状に交差する態様又はＣ字状又はＬ字状をなす態様で、特定の方向に当接されてもよい。この場合、溶接対象箇所は、当接面の軸方向外側の縁部に沿って直線状に設定されてよい。
１・・・モータ（回転電機）、２４・・・ステータコイル、５２・・・コイル片、４０・・・先端部（端部）、２２・・・ステータコア、８０、８１・・・バスバーの端部、１１０・・・レーザビーム、４０１、４０２・・・当接面、４０３、４０５・・・非当接面、Ｇ４０、Ｇ４１・・・先端部画像（画像）、１４０２・・・カメラ、２００・・・治具、Δ１・・・隙間

Claims (5)

  1. 　ステータコイルのコイル片をステータコアに組み付ける組付工程と、
    　前記組付工程の後に、前記コイル片の端部同士又は前記コイル片の端部とバスバーの端部とをレーザ溶接により接合する接合工程とを含み、
    　前記接合工程は、
    　接合対象の２つの端部同士を当接させるセット工程と、
    　前記セット工程の後に、前記２つの端部を撮像した画像において、前記２つの端部同士の当接面に連続する非当接面に係る画像特徴を検出する画像認識工程と、
    　前記画像認識工程の後に、画像認識した前記非当接面に係る画像特徴に基づいて、レーザ照射位置を決定する決定工程とを含む、回転電機用ステータ製造方法。
  2. 　前記画像認識工程は、前記２つの端部のそれぞれにおける前記非当接面に係る画像特徴を検出する、請求項１に記載の回転電機用ステータ製造方法。
  3. 　前記決定工程は、前記画像における前記画像特徴のそれぞれに係る画素位置又はその近傍を通る直線に基づいて、前記レーザ照射位置を直線状に変化させる、請求項２に記載の回転電機用ステータ製造方法。
  4. 　前記画像は、前記非当接面に光軸が沿うように位置付けられたカメラにより撮像され、
    　前記画像特徴は、前記画像における前記非当接面に交差する方向に沿った輝度差のエッジを含む、請求項１から３のうちのいずれか１項に記載の回転電機用ステータ製造方法。
  5. 　前記セット工程は、治具により前記２つの端部を位置付けることを含み、
    　前記非当接面は、該非当接面に垂直な方向で、前記治具に隙間をもって対向する、請求項１から４のうちのいずれか１項に記載の回転電機用ステータ製造方法。
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