JP7084329B2 - コイルの接合方法 - Google Patents

Description

本発明は、コイルの接合方法に関する。

コイルの端部同士を接合してステータを形成する方法が知られている。
例えば特許文献１には、コイルの端部を対向配置し、コイル端部の対向面の絶縁皮膜をそれぞれ剥離し、剥離部にレーザを照射してコイルの端部同士を接合する方法が開示されている。

特開２０１３－１０９９４８号公報

発明者らは、コイルの接合方法に関し、下記の課題を見出した。以下、図７及び図８を参照して本発明の課題について説明する。図７は、従来のコイルの模式斜視図である。図８は、図７の一点鎖線に沿う断面図である。図７に示すように、接合体１００は、コイル１０１、及びコイル１０２を備える。コイル１０１は、端部に端面１０１ａを有する。コイル１０２は、端部に端面１０２ａを有する。コイル１０１及びコイル１０２は、端面１０１ａ及び端面１０２ａが同一面を形成するように配置される。端面１００ａには、図８に示すようにレーザ３が照射される。端面１００ａは、レーザ３を吸収すると、溶融する。コイル１０１及びコイル１０２は、端面１００ａが十分に溶融されると接合し、接合体１００を形成する。

図８に示す矢印は、レーザ３の進行方向の一例を示す。接合体１００に照射されたレーザ３の一部は、図８に示すように反射する。端面１００ａが平坦であるため、図８に示すように反射したレーザ３は、接合体１００に吸収されない。接合体１００は、レーザ３の一部が反射しているため、端面１００ａを十分に溶融するために、長時間レーザ３を照射する必要がある。

本発明は、このような課題に鑑みなされたものであり、より短い照射時間で接合可能なコイルの接合方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための一態様は、対向配置された一対のコイルの端面にレーザを照射して、前記一対のコイルの端部同士を接合する、コイルの接合方法であって、前記一対のコイルの前記端面に切り込みを形成する工程と、前記切り込みにレーザを照射する工程と、を備える。

本発明に係るコイルの接合方法は、一対のコイルの端面に切り込みを形成する工程と、切り込みにレーザを照射する工程と、を備える。切り込みにレーザを照射すると、切り込みが形成されていない端面にレーザを照射する場合に比較して、レーザのエネルギーのロスを抑制することができる。したがって、より短い照射時間でコイルを接合することができる。

本発明によれば、より短い照射時間で接合可能なコイルの接合方法を提供することができる。

本実施の形態に係るコイルの模式斜視図である。 図１の一点鎖線に沿う断面図である。 本実施の形態に係るコイルの接合方法を示すフローチャートである。 レーザ照射時間と溶融量との関係を示すグラフである。 実施例１におけるコイルの写真である。 比較例１におけるコイルの写真である。 従来のコイルの模式斜視図である。 図７の一点鎖線に沿う断面図である。

以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、本発明が以下の実施の形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。

まず、図１及び図２を参照して、本実施の形態に係るコイルの接合方法を実施するコイル（本実施の形態に係るコイル）の構造について説明する。図１は、本実施の形態に係るコイルの模式斜視図である。図１に示すように、接合体１は、コイル１１、及びコイル１２を備える。コイル１１は、端面１１ａを有する。コイル１２は、端面１２ａを有する。図１には、接合体１に加えて、レーザ３を図示している。図２は、図１の一点鎖線に沿う断面図である。図２に示す矢印は、レーザ３の進行方向の一例を示す。

なお、当然のことながら、図１及びその他の図面に示した右手系ｘｙｚ直交座標は、構成要素の位置関係を説明するための便宜的なものである。通常、ｚ軸正方向が鉛直上向き、ｘｙ平面が水平面であり、図面間で共通である。

コイル１１及びコイル１２は、銅合金を細長く伸ばした糸状の部材である。コイル１１及びコイル１２は、例えば図１に示すように断面矩形状である。コイル１１は、端部に端面１１ａを有する。コイル１２は、端部に端面１２ａを有する。コイル１１及びコイル１２は、対向配置される一対のコイルである。具体的には、コイル１１及びコイル１２は、図１に示すように、端面１１ａ及び端面１２ａが同一面を形成するように配置される。端面１１ａ及び端面１２ａが形成する同一面を、端面１ａとする。

図１に示すように、端面１ａには、切り込み２が形成されている。切り込み２の形状は、特に限定されない。切り込み２は、例えば図２に示すように、断面三角形状である。また、切り込み２は、断面矩形状であってもよいし、断面半円形状であってもよい。詳細は後述するが、切り込み２にレーザ３を照射すると、コイル１１及びコイル１２は、互いに接触する面が接合されて接合体１を形成する。接合体１は、コア等と組み合わせられて、ステータとして使用される。

次に、図１～３を参照して、本実施の形態に係るコイルの接合方法について説明する。図３は、本実施の形態に係るコイルの接合方法を示すフローチャートである。図３に示すように、少なくとも、切り込み２を形成する工程（ステップＳ１）と、切り込み２にレーザ３を照射する工程（ステップＳ２）と、を備え、さらにその他の工程を備えていてもよいものとする。

図３に示すように、本実施の形態に係るコイルの接合方法では、まず、切り込み２を形成する工程（ステップＳ１）を行う。切り込み２を形成する工程（ステップＳ１）では、図１に示すように、端面１ａに切り込み２を形成する。切り込み２を形成する工程（ステップＳ１）において、切り込み２を形成する方法は特に限定されない。切り込み２は、例えば、刃物によって形成される。

切り込み２は、コイル１１及びコイル１２の互いに接触する面の縁を通るように形成される。具体的には、切り込み２は、例えば、図１に示すように、コイル１１及びコイル１２の互いに接触する面の縁に対して直角となるように形成される。また、切り込み２は、コイル１１及びコイル１２の互いに接触する面の縁に対して斜めに形成されてもよい。

コイル１１及びコイル１２は、通常、切り込み２を形成する工程（ステップＳ１）を行う前に、コイル１１及びコイル１２を対向配置する工程において、対向配置される。コイル１１及びコイル１２は、コイル１１及びコイル１２を対向配置する工程において、接合面が互いに接触する面となるように配置される。

次に、切り込み２にレーザ３を照射する工程（ステップＳ２）を行う。切り込み２にレーザ３を照射する工程（ステップＳ２）では、切り込み２上にレーザ３を走査させる。切り込み２にレーザ３を照射すると、レーザ３のエネルギーをコイル１１及びコイル１２が吸収し、端面１ａが溶融する。切り込み２にレーザ３を照射する工程（ステップＳ２）を十分行うと、端面１ａを十分に溶融することができる。端面１ａを十分に溶融させることによって、コイル１１及びコイル１２の端部同士を接合し、接合体１を形成することができる。

切り込み２に照射されたレーザ３の一部は、接合体１に吸収されずに、図２に示すように反射する。反射したレーザ３の一部は、切り込み２内に再びぶつかり、接合体１に吸収される。したがって、接合体１は、切り込み２が形成されない接合体１００に比較して、照射されたレーザ３のエネルギーのロスが小さい。

図４は、レーザ照射時間と溶融量との関係を示すグラフである。図４に示す一点鎖線は、レーザ３の出力を示す。図４に示す実線は、接合体１にレーザ３を照射した際における溶融量を示す。図４に示す点線は、切り込み２を形成しない接合体１００にレーザ３を照射した際における溶融量を示す。

図４に示すように、切り込み２を形成した接合体１は、切り込み２を形成しない接合体１００に比較して、短い照射時間で十分に溶融することができる。つまり、本実施の形態に係るコイルの接合方法は、切り込み２を形成しない接合方法に比較して、レーザ３の照射時間を短縮することができる。

コイル１１の側面及びコイル１２の側面には、通常、予め絶縁皮膜が形成されている。本実施の形態に係るコイルの接合方法は、レーザ３の照射時間が短いため、コイル１１及びコイル１２に形成された絶縁皮膜への熱伝導が抑制される。したがって、絶縁皮膜の劣化を抑制することができる。

以下、本発明について実施例を示して具体的に説明する。これらの記載により本発明を制限するものではない。

［実施例１］
実施例１では、刃物によって切り込みを形成したコイルの接合面に、レーザを照射した。実施例１における接合面の溶融の様子を図５に示す。図５に示す点線は、レーザの照射によって溶融した部分を示す。

［比較例１］
比較例１では、切り込みを形成せずに、コイルの接合面にレーザを照射した。比較例１では、切れ込みを形成しない点を除いて、実施例１と同様の条件でレーザの照射を行った。比較例１における接合面の溶融の様子を図６に示す。

図５及び図６に示すように、実施例１は、比較例１に比較して、レーザの照射によってより広い部分が溶融されていた。すなわち、実施例１は、比較例１に比較して、照射されたレーザのロスが小さいことが確認された。このことから、本実施の形態に係るコイルの接合方法は、切り込み２を形成しない接合方法に比較して、短い照射時間で十分に接合面を溶融することができると考えられる。

以上で説明した本実施の形態に係る発明により、より短い照射時間で接合可能なコイルの接合方法を提供することができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。

１ 接合体
１１、１２ コイル
１ａ、１１ａ、１２ａ 端面
２ 切り込み
３ レーザ
１００ 接合体
１０１、１０２ コイル
１００ａ、１０１ａ、１０２ａ 端面

Claims (1)

1. 対向配置された一対のコイルの端面にレーザを照射して、前記一対のコイルの端部同士を接合する、コイルの接合方法であって、
   前記一対のコイルの前記端面に、前記一対のコイルの互いに接触する面の縁に対して直角となるように切り込みを形成する工程と、
   前記切り込みにレーザを照射する工程と、を備える、
   コイルの接合方法。

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