特開 2022-144424 回転電機用ステータ製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022144424

(43)【公開日】2022-10-03

(54)【発明の名称】回転電機用ステータ製造方法

(51)【国際特許分類】

   H02K 15/04 20060101AFI20220926BHJP

   H02K 15/085 20060101ALI20220926BHJP

   B23K 26/21 20140101ALI20220926BHJP

【ＦＩ】

H02K15/04 E

H02K15/085

B23K26/21 N

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021045434

(22)【出願日】2021-03-19

(71)【出願人】

【識別番号】000000011

【氏名又は名称】株式会社アイシン

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】110002871

【氏名又は名称】弁理士法人坂本国際特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】近藤 克哉

(72)【発明者】

【氏名】大野 弘行

【テーマコード（参考）】

4E168

5H615

【Ｆターム（参考）】

4E168BA21

4E168BA87

4E168DA02

4E168DA03

4E168DA06

4E168DA24

4E168DA32

5H615AA01

5H615BB01

5H615BB07

5H615BB14

5H615PP01

5H615PP14

5H615QQ12

5H615SS04

5H615SS09

5H615SS10

5H615SS17

(57)【要約】

【課題】接合面積の確保とスパッタ発生数の低減を両立する。
【解決手段】コイル片をステータコアに組み付ける組付工程と、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、２つの端部にレーザビームを照射する照射工程とを含み、照射工程によるレーザビームの照射区間は、レーザビームの照射位置が連続的に変化する連続照射区間を含み、連続照射区間は、レーザビームの照射位置の移動方向に沿った順序で、レーザビームの照射位置が第１速度で変化する第１区間と、レーザビームの照射位置が第１速度よりも低い第２速度で変化する第２区間と、レーザビームの照射位置が第２速度よりも高い第３速度で変化する第３区間とを含む、回転電機用ステータ製造方法が開示される。
【選択図】図１６

【特許請求の範囲】

【請求項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２つの端部にレーザビームを照射する照射工程とを含み、
前記照射工程による前記レーザビームの照射区間は、前記レーザビームの照射位置が連続的に変化する連続照射区間を含み、
前記連続照射区間は、照射開始位置から照射終了位置までの前記レーザビームの照射位置の移動方向に沿った順序で、前記レーザビームの照射位置が第１速度で変化する第１区間と、前記レーザビームの照射位置が前記第１速度よりも低い第２速度で変化する第２区間と、前記レーザビームの照射位置が前記第２速度よりも高い第３速度で変化する第３区間とを含む、回転電機用ステータ製造方法。

【請求項2】

前記連続照射区間は、前記レーザビームの照射位置が直線状に変化する態様で、前記第１区間が照射開始位置から開始し、前記第２区間が前記第１区間から連続し、前記第３区間が前記第２区間から連続する、請求項１に記載の回転電機用ステータ製造方法。

【請求項3】

前記照射工程は、０．６μｍ以下の波長を有するレーザビームを、レーザ発振器におけるパルス発振ごとに発生させ、
一の前記連続照射区間は、一のパルス発振により実現される、請求項１又は２に記載の回転電機用ステータ製造方法。

【請求項4】

前記照射工程は、一のパルス発振ごとに一の前記連続照射区間が実現される態様で、２回以上のパルス発振により、前記２つの端部を接合する、請求項３に記載の回転電機用ステータ製造方法。

【請求項5】

一の前記連続照射区間と他の一の前記連続照射区間とは、一の前記第１区間が他の一の前記第２区間又は前記第３区間と重なる態様で、互いに重なる、請求項４に記載の回転電機用ステータ製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、回転電機用ステータ製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

回転電機のステータコイルを形成するための一のコイル片と他の一のコイル片の端部同士を当接させ、当接させた端部に係る溶接対象箇所に、ループ状に照射位置が移動する態様でレーザビームを照射するステータの製造方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１８－２０３４０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記の特許文献１に記載されるような従来技術は、ループ状の走査軌跡の径を徐々に拡大することで溶融池をコイル片の端部同士の当接面へと到達させることができるものの、接合面積の確保に比較的大きい入熱量が必要となる。

【0005】

そこで、１つの側面では、本開示は、接合面積の確保とスパッタ発生数の低減を両立することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

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２つの端部にレーザビームを照射する照射工程とを含み、
前記照射工程による前記レーザビームの照射区間は、前記レーザビームの照射位置が連続的に変化する連続照射区間を含み、
前記連続照射区間は、照射開始位置から照射終了位置までの前記レーザビームの照射位置の移動方向に沿った順序で、前記レーザビームの照射位置が第１速度で変化する第１区間と、前記レーザビームの照射位置が前記第１速度よりも低い第２速度で変化する第２区間と、前記レーザビームの照射位置が前記第２速度よりも高い第３速度で変化する第３区間とを含む、回転電機用ステータ製造方法が提供される。

【発明の効果】

【0007】

１つの側面では、本開示によれば、接合面積の確保とスパッタ発生数の低減を両立することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】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。

【図2】ステータコアの単品状態の平面図である。

【図3】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。

【図4】ステータのコイルエンド周辺の斜視図である。

【図5】同相のコイル片の一部を抜き出して示す斜視図である。

【図6】一のコイル片の概略正面図である。

【図7】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。

【図8】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。

【図9】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。

【図10】溶接中の吸収率の変化態様の説明図である。

【図11A】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。

【図11B】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。

【図12】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13A】グリーンレーザの場合における溶接速度と溶接深さとの関係を示す図である。

【図13B】グリーンレーザの場合における溶接速度とスパッタ発生数との関係を示す図である。

【図13C】グリーンレーザの場合におけるレーザ出力と溶接深さとの関係を示す図である。

【図13D】グリーンレーザの場合におけるレーザ出力とスパッタ発生数との関係を示す図である。

【図14A】比較的低い溶接速度による溶接速度プロフィールの説明図である。

【図14B】比較的高い溶接速度による溶接速度プロフィールの説明図である。

【図15A】比較的低い溶接速度による溶接速度プロフィールで溶接を行う場合の各時期における溶接の状態の説明図である。

【図15B】比較的高い溶接速度による溶接速度プロフィールで溶接を行う場合の各時期における溶接の状態の説明図である。

【図16】本実施例による溶接速度プロフィールの説明図である。

【図17A】一のパスに係るレーザ出力が照射位置に応じて変化する態様の一例を示す概略図である。

【図17B】一のパスに係るレーザ出力が照射位置に応じて変化する態様の他の一例を示す概略図である。

【図18】一の溶接対象箇所に対して２パスのグリーンレーザの照射が実行される場合の、好ましい溶接速度プロフィールを示す図である。

【図19】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。

【図20】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。

【発明を実施するための形態】

【0009】

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。

【0010】

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。

【0011】

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。

【0012】

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。

【0013】

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。

【0014】

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。

【0015】

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。

【0016】

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。

【0017】

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。

【0018】

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。

【0019】

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。

【0020】

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。

【0021】

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、同相のコイル片の一部を抜き出して示す斜視図である。

【0022】

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。

【0023】

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。

【0024】

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。

【0025】

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、断面矩形状の線状導体（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。

【0026】

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。

【0027】

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。

【0028】

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。

【0029】

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、後述の接合工程により先端部４０同士が接合される。

【0030】

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。

【0031】

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。

【0032】

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。

【0033】

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。

【0034】

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。

【0035】

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。

【0036】

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。

【0037】

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。

【0038】

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。

【0039】

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。

【0040】

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。

【0041】

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。

【0042】

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。

【0043】

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。

【0044】

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。

【0045】

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。

【0046】

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。

【0047】

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。

【0048】

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。

【0049】

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（Ｎ＝１）から３パス目（Ｎ＝３）の照射がパルス波形１３０Ｇで示され、Ｎは、Ｎパス目かを表す（以下、図１８においても同様）。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。

【0050】

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。

【0051】

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９０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。

【0052】

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。

【0053】

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。

【0054】

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。

【0055】

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。

【0056】

次に、図１３Ａから図１３Ｄを参照して、溶接速度と各種パラメータとの関係について説明する。なお、図１３Ａから図１３Ｄは、グリーンレーザの場合の関係を示すが、赤外レーザの場合も基本的に同様の傾向となる。従って、以下で説明する本実施例による溶接速度プロフィールは、赤外レーザ等にも適用可能である。

【0057】

図１３Ａは、横軸に溶接速度（単位［ｍｍ／ｓ］）を取り、縦軸に溶接深さ（単位［ｍｍ］）を取り、溶接速度と溶接深さとの関係を示す図である。図１３Ａには、試験データのプロット点と、それに対する近似直線が点線で示されている（後出の図１３Ｃも同様）。ここでは、一定のレーザ出力が用いられている。

【0058】

図１３Ａからは、レーザ出力が同じであるとき、溶接深さ（溶け込み深さ）は、溶接速度が低いほど大きくなることが分かる。なお、溶接速度とは、単位時間あたりのレーザビーム１１０の照射位置の移動距離であり、例えば、ある時間にわたるレーザビーム１１０の照射位置の移動距離を同時間で割り算することで得られる値である。

【0059】

図１３Ｂは、横軸に溶接速度（単位［ｍｍ／ｓ］）を取り、縦軸にスパッタ発生数（単位［個］）を取り、溶接速度とスパッタ発生数との関係を示す図である。図１３Ｂには、試験データのプロット点と、それに対する近似曲線が点線で示されている（後出の図１３Ｄも同様）。

【0060】

図１３Ｂからは、レーザ出力が同じであるとき、スパッタ発生数は、溶接速度が低いほど多くなることが分かる。換言すると、溶接速度を高めることで、スパッタの発生を低減できることが分かる。

【0061】

図１３Ｃは、レーザ出力（単位［Ｗ］）と溶接深さとの関係を示す図であり、図１３Ｄは、レーザ出力とスパッタ発生数との関係を示す図である。図１３Ｃからは、溶接速度が同じであるとき、溶接深さ（溶け込み深さ）は、レーザ出力が低いほど大きくなることが分かる。また、図１３Ｄからは、溶接速度が同じであるとき、スパッタ発生数は、レーザ出力が高いほど多くなることが分かる。

【0062】

次に、図１４Ａから図１５Ｂを参照して、比較的低い溶接速度を維持して一パスを実現した場合と、比較的高い溶接速度を維持して一パスを実現した場合のそれぞれの課題について説明する。

【0063】

図１４Ａは、グリーンレーザによる溶接を、比較的低い溶接速度を維持した一パスにより実現する場合の説明図であり、照射位置と溶接速度との関係（以下、「溶接速度プロフィール」とも称する）を示す図である。図１４Ｂは、グリーンレーザによる溶接を、比較的高い溶接速度を維持した一パスにより実現する場合の説明図であり、溶接速度プロフィールを示す図である。図１４Ａ及び図１４Ｂでは、横軸に位置を取り、縦軸に溶接速度を取り、一パスに係る溶接速度プロフィールが示されている。なお、溶接速度プロフィールを示す線上の矢印は、時間の進む方向（一パスにおける照射開始位置から照射終了位置に向かう方向）を表し、以下の同様の図（図１５等）でも同様である。

【0064】

なお、図１４Ａ及び図１４Ｂに示す例では、比較的高い溶接速度を維持した一パスの場合は、比較的低い溶接速度を維持した一パスの場合よりも、溶接速度が高い分だけ、一パスあたり（例えば１０ｍｓｅｃあたり）の照射位置の移動量が大きいが、照射位置の移動量は、連続的な照射時間とともに適宜調整されてよい。

【0065】

図１５Ａは、図１４Ａに示す溶接速度プロフィールで溶接を行う場合の溶接初期の状態１５０Ａと、溶接中期の状態１５０Ｂと、溶接後期の状態１５０Ｃを模式的に示す図である。図１５Ｂは、図１４Ｂに示す溶接速度プロフィールで溶接を行う場合の溶接初期の状態１５０Ｄと、溶接中期の状態１５０Ｅと、溶接後期の状態１５０Ｆを模式的に示す図である。図１５Ａ及び図１５Ｂには、レーザビーム１１０の照射位置の移動方向（すなわち溶接方向）が矢印Ｖで模式的に示されている。

【0066】

図１５Ａに示すように、比較的低い溶接速度による溶接速度プロフィールで溶接を行う場合、溶接初期では、状態１５０Ａにて模式的に示すように、溶接深さは不十分であり、スパッタ発生数も少ない。溶接中期になると、状態１５０Ｂにて模式的に示すように、必要な溶接深さが確保され、キーホールが溶融池に囲まれる。この際、スパッタ発生数は少ない。そして、溶接後期になると、状態１５０Ｃにて模式的に示すように、溶接深さが更に増加し、キーホールを囲む溶融池（表面上で盛り上がる部分）が大きくなる。このようなキーホールまわりの溶融池であって、表面上で盛り上がる部分は、大きく乱れやすく、それ故に、スパッタ発生数が多くなる。

【0067】

このように、比較的低い溶接速度で溶接を行う場合は、図１３Ａからも分かるように溶接深さの点で有利である反面、スパッタ発生数が多くなる点で不利となる。

【0068】

他方、図１５Ｂに示すように、比較的高い溶接速度による溶接速度プロフィールで溶接を行う場合、溶接初期では、状態１５０Ｄにて模式的に示すように、溶接深さは不十分である。溶接中期になると、状態１５０Ｅにて模式的に示すように、溶接深さが増加するものの、依然として溶接深さが不十分である。この際、キーホールは、照射位置の有意な前方への移動に伴い前方へと移動する。そして、溶接後期になると、状態１５０Ｆにて模式的に示すように、照射位置の更なる有意な前方への移動に伴い、キーホールに対して溶融池（表面上で盛り上がる部分）が後方に流れる。

【0069】

このように、比較的高い溶接速度で溶接を行う場合は、スパッタ発生数が少ない点で有利である反面、図１３Ａからも分かるように溶接深さが不十分となる点（及びそれに伴い接合面積が不十分となる点）で不利である。

【0070】

そこで、本実施例では、以下で詳説するように、一パス中において比較的低い溶接速度と比較的高い溶接速度とを適切に使い分けることで、接合面積の確保とスパッタ発生数の低減の両立を図る。

【0071】

図１６は、本実施例による溶接速度プロフィールの説明図である。図１６では、前出の図１４Ａ及び図１４Ｂと同様、横軸に位置を取り、縦軸に溶接速度を取り、一パスに係る溶接速度プロフィールが示されている。

【0072】

本実施例による溶接速度プロフィールは、図１６に示すように、照射開始位置から照射終了位置に向かう方向（矢印参照）の順序で、比較的高い第１速度Ｖ１の第１区間１５Ｄと、比較的低い第２速度Ｖ２の第２区間１５Ｂと、比較的高い第３速度Ｖ３の第３区間１５Ｆとを含む。

【0073】

第１区間１５Ｄは、照射開始位置からの区間であり、例えば一パスに係る連続的な照射時間（例えば１０ｍｓｅｃ）の初期期間に実現される。第１区間１５Ｄは、比較的高い第１速度Ｖ１により溶融池を発生させかつ安定化させる機能を有する。なお、第１区間１５Ｄでは、第１速度Ｖ１が比較的高いが故に、スパッタ発生数は少ない（図１５Ｂの状態１５０Ｄ参照）。

【0074】

第２区間１５Ｂは、第１区間１５Ｄから連続する区間であり、例えば一パスに係る連続的な照射時間（例えば１０ｍｓｅｃ）の中間期間に実現される。第２区間１５Ｂは、比較的低い第２速度Ｖ２により溶接深さを確保する機能を有する。第２区間１５Ｂでは、図１５Ａに示した状態１５０Ｂに類似する状態が実現され、第２速度Ｖ２が比較的低いが故に、必要な溶接深さを確保することができる。また、第２区間１５Ｂを過剰に長く維持しないことで、図１５Ａに示した状態１５０Ｃに至る可能性を防止し、スパッタ発生数を抑えることができる。換言すると、第２区間１５Ｂは、図１５Ａに示した状態１５０Ｃに至る前に終了される。

【0075】

第３区間１５Ｆは、第２区間１５Ｂから連続する区間であり、例えば一パスに係る連続的な照射時間（例えば１０ｍｓｅｃ）の最終期間に実現される。第３区間１５Ｆは、比較的高い第３速度Ｖ３によりスパッタ発生数を低減する機能を有する。第３区間１５Ｆでは、図１５Ｂに示した状態１５０Ｆに類似する状態が実現される。ただし、第３区間１５Ｆでは、第２区間１５Ｂを経由しているが故に、第２区間１５Ｂで確保された必要な溶接深さが依然として維持されやすい。すなわち、第２区間１５Ｂで形成されたキーホールが維持されやすい。他方、第３区間１５Ｆでは、上述したようにキーホールに対して溶融池が後方に流れやすく（図１５Ｂに示した状態１５０Ｆ参照）、スパッタ発生数も少ない。

【0076】

このようにして、本実施例によれば、照射開始位置からの第１区間１５Ｄによって、溶融池を発生させかつ安定化させ、第２区間１５Ｂによって、必要な溶接深さを確保し、第３区間１５Ｆによって、必要な溶接深さを維持しつつ、第２区間１５Ｂを継続した場合に生じうるスパッタを低減できる。このようにして、本実施例によれば、必要な溶接深さを確保することで接合面積の確保を図るとともに、第３区間１５Ｆによってスパッタ発生数の低減を図ることができる。

【0077】

本実施例において、第１速度Ｖ１及び第３速度Ｖ３は、好ましくは、２００ｍｍ／ｓよりも有意に大きく、より好ましくは、２３０ｍｍ／ｓよりも有意に大きい。また、第１速度Ｖ１及び第３速度Ｖ３は、同じであってもよいし、図１６に示すように、第１速度Ｖ１が第３速度Ｖ３よりも有意に大きくてもよいし、あるいは、第１速度Ｖ１が第３速度Ｖ３よりも有意に小さくてもよい。なお、図１６では、第１速度Ｖ１＝３５０ｍｍ／ｓであり、第３速度Ｖ３＝２５０ｍｍ／ｓである。

【0078】

また、第２速度Ｖ２は、好ましくは、１００ｍｍ／ｓから２００ｍｍ／ｓの範囲内であり、より好ましくは、１２０ｍｍ／ｓから１８０ｍｍ／ｓの範囲内であり、最も好ましくは、１４０ｍｍ／ｓから１６０ｍｍ／ｓの範囲内である。なお、図１６では、第２速度Ｖ２＝１５０ｍｍ／ｓである。

【0079】

また、図１６に示す例では、第１速度Ｖ１は、第１区間１５Ｄの全体にわたり一定であるが、変化してもよい。これは、第２速度Ｖ２及び／又は第３速度Ｖ３についても同様である。例えば、第１区間１５Ｄから第２区間１５Ｂに遷移する際に、第１速度Ｖ１が第２速度Ｖ２に向けて徐々に低減されてもよい。

【0080】

ここで、本実施例による溶接速度プロフィールによる一パス中において、レーザ出力は、好ましくは、図１７Ａに示すように、一定である。図１７Ａは、一のパスに係るレーザ出力（及び溶接入熱）が、照射位置に応じて変化する態様の一例を示す概略図であり、照射位置に応じたレーザ出力の変化特性１５０Ｐと、照射位置に応じた溶接入熱の変化特性１５０Ｌとが概略的に示される。なお、図１７Ａでは、一例として、一パスの全体による入熱量が面積Ｑ１４で表されている。

【0081】

図１７Ａに示す例では、一のパスは、照射開始位置である位置Ｐ１０から開始される。すなわち、位置Ｐ１０から一のパルス発振が開始される。この場合、位置Ｐ１０でレーザ出力が所定値（本例では、一例として３．８ｋＷ）まで立ち上がる（矢印Ｒ１４０参照）。そして、照射位置が位置Ｐ１０から位置Ｐ１２へと直線状に変化される。この間、レーザ出力は所定値（本例では、一例として３．８ｋＷ）で維持される（矢印Ｒ１４１参照）。照射位置が、照射終了位置である位置Ｐ１２に達すると、レーザ出力は所定値（本例では、一例として３．８ｋＷ）から０へと立ち下げられる（矢印Ｒ１４２参照）。すなわち、一のパルス発振が終了される。なお、照射位置が位置Ｐ１２に達しても、照射位置は、位置Ｐ１２から更に僅かな距離だけ離れた位置Ｐ１３に移動するまで変化されてもよい。この間、残留するレーザ出力に起因して僅かな溶接入熱が発生する（図１７ＡのＱ１４参照）。ただし、変形例では、照射位置が位置Ｐ１２又はその直前の位置（図示せず）に達した際に、照射位置の変化が終了されてもよい。

【0082】

このような照射態様によれば、位置Ｐ１０にてレーザ出力が所定値（本例では、一例として３．８ｋＷ）まで立ち上がるが、実際のレーザ出力が所定値に達するまでの間は、溶接入熱は最大値までは一気に増加しない。このため、図１７Ａに変化特性１５０Ｌにて示すように、位置Ｐ１０から位置Ｐ１１までは溶接入熱は徐々に増加していく。そして、位置Ｐ１２にてレーザ出力が０まで瞬時的に立ち下げられるが、この直前まで溶接入熱は最大値で維持されている。

【0083】

なお、この場合、本実施例による溶接速度プロフィールは、位置Ｐ１０から位置Ｐ１３までの区間や、位置Ｐ１１から位置Ｐ１２までの区間等に適用されてもよい。例えば、本実施例による溶接速度プロフィールに係る第１区間１５Ｄ（図１６参照）は、位置Ｐ１０から位置Ｐ１１までの区間内、又は、位置Ｐ１１から位置Ｐ１２までの区間内に包含されてもよい。また、第２区間１５Ｂ（図１６参照）は、位置Ｐ１１から位置Ｐ１２までの区間内に包含されてもよい。また、第３区間１５Ｆ（図１６参照）は、位置Ｐ１１から位置Ｐ１２までの区間内、又は、位置Ｐ１１から位置Ｐ１３までの区間内に包含されてもよい。

【0084】

ただし、本実施例による溶接速度プロフィールによる一パス中において、レーザ出力は、図１７Ｂに示すように、一定でなくてもよい。図１７Ｂは、一のパスに係る溶接入熱が照射位置に応じて変化する態様の他の一例を示す概略図であり、図１７Ａと同様、照射位置に応じたレーザ出力の変化特性１５０Ｐと、照射位置に応じた溶接入熱の変化特性１５０Ｌとが概略的に示される。

【0085】

図１７Ｂに示す例では、一のパスは、照射開始位置である位置Ｐ１０から開始される。すなわち、位置Ｐ１０から一のパルス発振が開始される。この場合、位置Ｐ１０でレーザ出力が所定値（本例では、一例として３．８ｋＷ）まで立ち上がる（矢印Ｒ１４０参照）。そして、照射位置が位置Ｐ１０から位置Ｐ１２へと直線状に変化される。照射位置が位置Ｐ１０から位置Ｐ１４までの間、レーザ出力は所定値（本例では、一例として３．８ｋＷ）で維持される（矢印Ｒ１４１参照）。照射位置が位置Ｐ１４に達すると、レーザ出力は所定値（本例では、一例として３．８ｋＷ）から０へと段階的に立ち下げられる（矢印Ｒ１４３参照）。具体的には、照射位置が位置Ｐ１４に達すると、レーザ出力は一段階だけ下げられ、照射位置が位置Ｐ１２に達すると、レーザ出力は更に一段階だけ下げられ、照射位置が、照射終了位置である位置Ｐ１５に達すると、レーザ出力は０へと立ち下げられる。なお、照射位置が位置Ｐ１５に達しても、照射位置は、位置Ｐ１５から更に僅かな距離だけ離れた位置Ｐ１６に移動するまで変化されてもよい。この間、残留するレーザ出力に起因して僅かな溶接入熱が発生する（図１７ＡのＱ１４参照）。ただし、変形例では、照射位置が位置Ｐ１５に達した際に、照射位置の変化は終了されてもよい。

【0086】

なお、この場合、本実施例による溶接速度プロフィールは、位置Ｐ１０から位置Ｐ１５までの区間や、位置Ｐ１１から位置Ｐ１２までの区間等に適用されてもよい。例えば、本実施例による溶接速度プロフィールに係る第１区間１５Ｄ（図１６参照）は、位置Ｐ１０から位置Ｐ１１までの区間内、又は、位置Ｐ１０から位置Ｐ１４までの区間内に包含されてもよい。また、第２区間１５Ｂ（図１６参照）は、位置Ｐ１１から位置Ｐ１４までの区間内、又は、位置Ｐ１１から位置Ｐ１２までの区間内に包含されてもよい。また、第３区間１５Ｆ（図１６参照）は、位置Ｐ１１から位置Ｐ１４までの区間内、位置Ｐ１１から位置Ｐ１２までの区間内、位置Ｐ１４から位置Ｐ１２までの区間内、又は、位置Ｐ１４から位置Ｐ１６までの区間内、に包含されてもよい。

【0087】

なお、上述では、一の溶接対象箇所９０に対して１パスのグリーンレーザの照射が実行される場合を説明したが、一の溶接対象箇所９０の範囲（長さ）に応じて、一の溶接対象箇所９０に対して２パス以上のグリーンレーザの照射が実行されてもよい。

【0088】

図１８は、一の溶接対象箇所９０に対して２パスのグリーンレーザの照射が実行される場合の、好ましい溶接速度プロフィールを示す図である。図１８では、前出の図１６と同様、横軸に位置を取り、縦軸に溶接速度を取り、２つのパスに係る溶接速度プロフィールがそれぞれ示されている。なお、図１８では、２パス目の溶接速度プロフィールは、点線で示されている。

【0089】

図１８に示す例では、１パス目は、本実施例による溶接速度プロフィールにしたがって、第１照射区間Ｄ１１に対して一のパルス発振により実現され、２パス目は、本実施例による溶接速度プロフィールにしたがって、第２照射区間Ｄ１２に対して次の一のパルス発振により実現される。１パス目による溶接と２パス目による溶接は、協動して、溶接対象箇所９０の周方向の範囲Ｄ１（図７参照）の全体をカバーする。

【0090】

本実施例では、好ましくは、１パス目の第１照射区間Ｄ１１と２パス目の第２照射区間Ｄ１２とは、一方の第１区間１５Ｄが他方の第２区間１５Ｂ又は第３区間１５Ｆと重なる態様で、互いに重なる。すなわち、１パス目の第１区間１５Ｄは、２パス目の第２区間１５Ｂ又は第３区間１５Ｆと重なり、２パス目の第１区間１５Ｄは、１パス目の第２区間１５Ｂ又は第３区間１５Ｆと重なる。これにより、１パス目と２パス目のいずれの第１区間１５Ｄにおいても、他方のパスの第２区間１５Ｂ又は第３区間１５Ｆによって必要な溶接深さ（及びそれに伴う接合面積）を確保することが可能となる。

【0091】

図１８に示す例では、１パス目の第１区間１５Ｄは、２パス目の第３区間１５Ｆと重なり、２パス目の第１区間１５Ｄは、１パス目の第３区間１５Ｆと重なる。また、１パス目の第２区間１５Ｂは、２パス目の第２区間１５Ｂと完全に重なる。ただし、変形例では、１パス目の第２区間１５Ｂは、２パス目の第２区間１５Ｂとは部分的に重なってもよいし、オフセットされてもよい。

【0092】

このようにして、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、本実施例による溶接速度プロフィールによる２パス以上のグリーンレーザの照射を適用することで、必要な溶接深さ（及びそれに伴い必要な接合面積）の確保を図るとともに、スパッタ発生数の低減を図ることができる。

【0093】

なお、図１８に示す例は、１パス目と２パス目とで溶接方向（照射位置の変化方向）が対向する場合に関するが、溶接方向（照射位置の変化方向）が同一である２つのパスにより溶接が実現される場合にも、本実施例による溶接速度プロフィールは適用可能である。この場合、２パス目の第１区間１５Ｄは、１パス目の第３区間１５Ｆ（又は第２照射区間Ｄ１２）に重なるように設定されてよい。これにより、２パス目の第２照射区間Ｄ１２の第１区間１５Ｄにおいても、１パス目の第３区間１５Ｆ（又は第２照射区間Ｄ１２）によって必要な溶接深さ（及びそれに伴う接合面積）を確保することが可能となる。すなわち、溶接対象箇所９０の周方向の範囲Ｄ１において、２パス目の第１区間１５Ｄに起因して溶接深さ（及びそれに伴う接合面積）が不足する箇所が生じてしまう不都合を、防止できる。また、１パス目の第１区間１５Ｄは、溶接対象箇所９０の周方向の範囲Ｄ１よりも外側に設定されてよい。このようにして、溶接方向（照射位置の変化方向）が同一である２つのパスにより溶接が実現される場合にも、本実施例による溶接速度プロフィールによって、溶接対象箇所９０の周方向の範囲Ｄ１において必要な溶接深さ（及びそれに伴い必要な接合面積）を確保するとともに、スパッタ発生数を低減できる。

【0094】

図１９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。

【0095】

まず、本製造方法は、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。また、本製造方法は、組付工程後に、コイル片５２の先端部４０同士をレーザ溶接により接合する接合工程（ステップＳ１５２）を含む。コイル片５２の先端部４０同士をレーザ溶接により接合する方法は、上述したとおりである。

【0096】

この場合、接合工程は、上述したように、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Ｓ１５２１）を含む。なお、セット工程では、治具等を用いて、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した状態が、維持されてよい。

【0097】

そして、接合工程は、セット工程後に、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Ｓ１５２２）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、接合工程後に、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。

【0098】

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、各実施形態の効果のうちの、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。

【0099】

例えば、上述した実施例では、溶接対象箇所９０は、図７及び図８に範囲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が、これに限られない。溶接対象箇所９０は、レーザビーム１１０の照射側から視て、湾曲する態様で設定されてもよい。この場合、レーザビーム１１０による照射区間は、照射位置が直線状に変化する区間と、照射位置が曲線状に変化する区間とを含んでもよい。そして、上述した本実施例による溶接速度プロフィールは、照射位置が曲線状に変化する区間に対して適用されてもよい。

【0100】

また、上述した実施例では、上述したようにグリーンレーザの場合、必要なレーザ出力を確保できる連続的な照射時間が比較的短いが故に、本実施例による溶接速度プロフィールは、第１区間１５Ｄ、第２区間１５Ｂ、及び第３区間１５Ｆからなるが、これに限られない。今後の技術の進展に伴い、必要なレーザ出力を確保できる連続的な照射時間が長くできるようになれば、本実施例による溶接速度プロフィールは、第１区間１５Ｄ、第２区間１５Ｂ、第３区間１５Ｆ、第２区間１５Ｂ、第３区間１５Ｆといった具合に、第１区間１５Ｄの後に、第２区間１５Ｂと第３区間１５Ｆとを交互に繰り返して含んでもよい。この場合、第２区間１５Ｂ及び第３区間１５Ｆのセット数は、２以上の任意である。また、この場合、溶接速度プロフィールは、第３区間１５Ｆで終了してもよいし、第２区間１５Ｂで終了してもよい。なお、このような、第２区間１５Ｂと第３区間１５Ｆとを交互に繰り返して含む溶接速度プロフィールは、比較的長い連続的な照射が可能な赤外レーザの場合にも好適である。

【0101】

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（図示せず）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。

【0102】

例えば、図２０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、本実施例による溶接速度プロフィールによるレーザ溶接が適用されてもよい。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に設定されてもよい。なお、図２０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２０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９０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。

【0103】

また、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（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。

【符号の説明】

【0104】

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

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11A】

【図11B】

【図12】

【図13A】

【図13B】

【図13C】

【図13D】

【図14A】

【図14B】

【図15A】

【図15B】

【図16】

【図17A】

【図17B】

【図18】

【図19】

【図20】