(57)【要約】【課題】集合導線の溶接部位から短時間で、かつ、容易に絶縁樹脂を除去することができ、しかも、絶縁樹脂を除去した導線間の隙間を埋めることができる集合導線の溶接部処理方法、及び、溶接部処理装置を提供する。【解決手段】集合導線の溶接部処理方法は、第一のステップと第二のステップを有する。第一のステップは、溶接部位２４ａ−１を、絶縁樹脂３１ａ，３１ｂの溶融温度以上の温度に加熱して、絶縁樹脂３１ａ，３１ｂを溶融する。第二のステップは、溶接部位２４ａ−１を型によって加圧し、溶接部位２４ａ−１の金属を塑性変形させるとともに、第一のステップにて溶融し、流動性を得た絶縁樹脂３１ａ，３１ｂを溶接部位２４ａ−１から排出する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁樹脂によって被覆された複数の導線が束ねられて集合導線が構成され、前記集合導線のうちの他の部材と溶接が行われる溶接部位から前記絶縁樹脂を除去する集合導線の溶接部処理方法であって、
前記溶接部位を、前記絶縁樹脂の溶融温度以上の温度に加熱して、前記絶縁樹脂を溶融する第一のステップと、
前記第一のステップの後に前記溶接部位を型によって加圧し、前記溶接部位の金属を塑性変形させるとともに、前記第一のステップにて溶融し、流動性を得た前記絶縁樹脂を前記溶接部位から排出する第二のステップと、を有することを特徴とする集合導線の溶接部処理方法。
【請求項２】
前記第二のステップでは、前記集合導線の軸方向と交差する断面の周域を前記型によって加圧することを特徴とする請求項１に記載の集合導線の溶接部処理方法。
【請求項３】
前記第一のステップと前記第二のステップの少なくとも一方のステップでは、前記溶接部位に振動を付与することを特徴とする請求項１または２に記載の集合導線の溶接部処理方法。
【請求項４】
絶縁樹脂によって被覆された複数の導線が束ねられて集合導線が構成され、前記集合導線のうちの他の部材と溶接が行われる溶接部位から前記絶縁樹脂を除去する集合導線の溶接部処理装置であって、
前記溶接部位の前記絶縁樹脂を加熱して溶融するヒータと、
前記ヒータによって前記絶縁樹脂の溶融温度以上に加熱された前記溶接部位を型によって加圧し、前記溶接部位の金属を塑性変形させるとともに、前記ヒータの加熱で溶融した前記絶縁樹脂を前記溶接部位から排出する加圧装置と、を備えていることを特徴とする集合導線の溶接部処理装置。
【請求項５】
前記型は、前記溶接部位の軸方向と交差する断面の周域を加圧することを特徴とする請求項４に記載の集合導線の溶接部処理装置。
【請求項６】
前記型は、前記溶接部位を加圧する第一の型と第二の型を備え、
前記第一の型と前記第二の型の少なくと一方は、型締め時に、前記溶接部位の軸方向と交差する断面において、型締め方向と交差する方向の前記溶接部位の変位を規制する規制壁を有していることを特徴とする請求項５に記載の集合導線の溶接部処理装置。
【請求項７】
前記型は、前記溶接部位の軸方向に略沿う方向において、一端側から他端側に向かって加圧部の開口断面が漸増するように形成されていることを特徴する請求項４〜６のいずれか１項に記載の集合導線の溶接部処理装置。
【請求項８】
前記溶接部位に振動を付与する振動付与装置をさらに備えていることを特徴とする請求項４〜７のいずれか１項に記載の集合導線の溶接部処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、集合導線の溶接部位から絶縁樹脂を除去する集合導線の溶接部処理方法、及び、溶接部処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電気機器の導線として、集合導線が用いられることがある。集合導線は、絶縁樹脂によって被覆された複数の導線が束ねられて形成されている。集合導線は、本来、装着時における導線の占積率を低下させないために、導線間への絶縁樹脂の介装は最小とすべきであり、できれば薄い不導体被膜レベルに留めるべきである。
【０００３】
ところで、集合導線を、例えば、モータステータのセグメントコイル（複数のセグメント導体同士を繋ぎ合わせたコイル）として用いる場合には、複数の導線を束ねた状態で外部から荷重を印加して略Ｖ字状（ヘアピン状）に曲げ形成する必要がある。このとき、集合導線の複数の導線が相互に固着されていないと、集合導線への曲げ荷重の印加時に各導線がばらけて取り扱いが難しくなる。具体的には、導体同士が強固に固着されていない状態で集合導線に曲げ荷重が印加されると、各導体が最短位置に変位しようとして集合導線全体の断面が崩れ、さらに、曲げ時に、曲げ中心から最も外側に位置される絶縁樹脂を伸ばし、その絶縁樹脂を薄くしてしまう。この懸案事項に対処するため、集合導線をモータステータのセグメントコイル等に用いる場合には、集合導線の各導線が絶縁樹脂によって相互に固着される。
【０００４】
上述のような集合導線は、束ねられた各導線が比較的ボリュームのある絶縁樹脂によって固着されているため、例えば、異なる集合導線の端部同士を溶接する場合には、溶接に先立って各導線の端部を被覆する絶縁樹脂を除去する必要がある。
【０００５】
この種の集合導線の溶接部処理方法としては、集合導線の端部の絶縁樹脂を剥離溶液によって除去するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
特許文献１には、集合導線の端部を一定姿勢に保って剥離溶液に所定時間浸漬し、各導線の絶縁樹脂を剥離溶液によって除去することが記載されている。この方法によって集合導線の端部から絶縁樹脂を除去した場合には、集合導線の端部を水洗浄した後に乾燥させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１３−２７０７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特許文献１に記載の集合導線の溶接部処理方法では、各導線の絶縁樹脂を剥離溶液によって除去し、その後に水洗浄や乾燥等の後処理を行う必要がある。このため、各導線から絶縁樹脂を除去するための作業が煩雑であるうえ、除去を完了するまでに長時間を要する。
【０００９】
また、特許文献１に記載の集合導線の溶接部処理方法の場合、集合導線の端部の絶縁樹脂を剥離溶液によって除去した後には、端部の隣接する導線間に隙間ができる。このため、剥離溶液によって絶縁樹脂を除去した後には、導線間の隙間を埋める作業を別途行う必要がある。このとき導線間の隙間を埋める作業を行わないと、異なる集合導線の端部同士を溶接する際等に、接続不良を引き起こす可能性が高くなる。
【００１０】
そこで本発明は、集合導線の溶接部位から短時間で、かつ、容易に絶縁樹脂を除去することができ、しかも、絶縁樹脂を除去した導線間の隙間を埋めることができる集合導線の溶接部処理方法、及び、溶接部処理装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る集合導線の溶接部処理方法は、上記課題を解決するために、以下の構成を採用した。
即ち、本発明に係る集合導線の溶接部処理方法は、絶縁樹脂（例えば、実施形態の絶縁樹脂３１ａ，３１ｂ）によって被覆された複数の導線（例えば、実施形態の導線３２）が束ねられて集合導線（例えば、実施形態のセグメント導体２４）が構成され、前記集合導線のうちの他の部材と溶接が行われる溶接部位（例えば、実施形態の溶接部位２４ａ−１）から前記絶縁樹脂を除去する集合導線の溶接部処理方法であって、前記溶接部位を、前記絶縁樹脂の溶融温度以上の温度に加熱して、前記絶縁樹脂を溶融する第一のステップと、前記第一のステップの後に前記溶接部位を型（例えば、実施形態の上型４４Ｕ、及び、下型４４Ｌ）によって加圧し、前記溶接部位の金属を塑性変形させるとともに、前記第一のステップにて溶融し、流動性を得た前記絶縁樹脂を前記溶接部位から排出する第二のステップと、を有することを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る溶接部処理方法では、加熱によって溶接部位の絶縁樹脂を溶融し、その後に型によって加圧し、溶接部位に停滞している絶縁樹脂の除去と、溶接部位における導線同士の圧接とを行う。このため、溶接部位の絶縁樹脂を剥離溶液を用いて除去する場合に比較して、溶接部位から短時間で、かつ、容易に絶縁樹脂を除去することができる。また、本溶接部処理方法では、加熱の後に型による加圧により、溶接部位に停滞している絶縁樹脂の除去とともに、溶接部位の導線同士を圧接するため、一連の処理の中で溶接部位の通電性能を安定させることができる。
【００１３】
前記第二のステップでは、前記集合導線の軸方向と交差する断面の周域を前記型によって加圧することが望ましい。
この場合、第二のステップにおいて、集合導線の溶接部位を型によって加圧する際に、溶接部位の軸方向と交差する断面の周域が型によって加圧されるため、溶接部位に存在する絶縁樹脂が溶接部位の軸方向に沿って外部に排出され易くなる。したがって、この構成を採用した場合には、溶接部位に絶縁樹脂が残存しにくくなり、接続部位における通電性能が良好になる。
【００１４】
前記第一のステップと前記第二のステップの少なくとも一方のステップでは、前記溶接部位に振動を付与するようにしても良い。
この場合、第一のステップや第二のステップにおいて、溶融した絶縁樹脂に振動が付与されると、溶接部位から絶縁樹脂が除去され易くなる。
【００１５】
本発明に係る集合導線の溶接部処理装置は、上記課題を解決するために、以下の構成を採用した。
即ち、本発明に係る集合導線の溶接部処理装置は、絶縁樹脂（例えば、実施形態の絶縁樹脂３１ａ，３１ｂ）によって被覆された複数の導線（例えば、実施形態の導線３２）が束ねられて集合導線（例えば、実施形態のセグメント導体２４）が構成され、前記集合導線のうちの他の部材と溶接が行われる溶接部位（例えば、実施形態の溶接部位２４ａ−１）から前記絶縁樹脂を除去する集合導線の溶接部処理装置であって、前記溶接部位の前記絶縁樹脂を加熱して溶融するヒータ（例えば、実施形態のヒータ４１Ｕ，４１Ｌ）と、前記ヒータによって前記絶縁樹脂の溶融温度以上に加熱された前記溶接部位を型（例えば、実施形態の上型４４Ｕ、及び、下型４４Ｌ）によって加圧し、前記溶接部位の金属を塑性変形させるとともに、前記ヒータの加熱で溶融した前記絶縁樹脂を前記溶接部位から排出する加圧装置（例えば、実施形態の加圧装置４２）と、を備えていることを特徴とする。
【００１６】
上記の構成により、集合導線の溶接部位から絶縁樹脂を除去する場合には、ヒータによって溶接部位の絶縁樹脂を溶融し、その後に加圧装置による加圧により、溶接部位の導線間の加圧と絶縁樹脂の排出とを行う。
【００１７】
前記型は、前記溶接部位の軸方向と交差する断面の周域を加圧することが望ましい。
この場合、集合導線の溶接部位を加圧する際に、溶接部位の軸方向と交差する断面の周域が型によって加圧されるため、溶接部位に存在する絶縁樹脂が溶接部位の軸方向に沿ってスムーズに外部に排出される。したがって、この構成を採用した場合には、溶接部位に絶縁樹脂が残存しにくくなり、溶接部位における通電性能が良好になる。
【００１８】
前記型は、前記溶接部位を加圧する第一の型（例えば、実施形態の上型４４Ｕ、または、下型４４Ｌ）と第二の型（例えば、実施形態の下型４４Ｌ、または、上型４４Ｕ）を備え、前記第一の型と前記第二の型の少なくと一方は、型締め時に、前記溶接部位の軸方向と交差する断面において、型締め方向と交差する方向の前記溶接部位の変位を規制する規制壁（例えば、実施形態の規制壁４４Ｕ−ｂ，４４Ｌ−ｂ）を有する構成としても良い。
この場合、第一の型と第二の型が型締めされると、溶接部位が型締め方向に加圧されるとともに、溶接部位の型締め方向と交差する方向の変位が規制壁によって規制される。この結果、溶接部位に存在する絶縁樹脂が溶接部位の軸方向に沿って外部に排出され易くなる。この構成の場合、型の構造を簡素化することができるため、処理設備のコンパクト化と設備コストの低減を図ることができる。
【００１９】
前記型は、前記溶接部位の軸方向に略沿う方向において、一端側から他端側に向かって加圧部の開口断面が漸増するように形成しても良い。
この場合、型締めされると、加圧部の開口面積の小さい一端側から加圧部の開口面積の大きい他端側に向かって絶縁樹脂がスムーズに排出され易くなる。
【００２０】
前記溶接部位に振動を付与する振動付与装置（例えば、実施形態の振動発生デバイス４７、及び、超音波発信機４８）をさらに備えるようにしても良い。
この場合、溶融した絶縁樹脂に振動付与装置から振動が付与されると、溶接部位から絶縁樹脂が除去され易くなる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の集合導線の溶接部処理方法によれば、加熱によって溶接部位の絶縁樹脂を溶融し、その後に型によって加圧して、溶接部位における導線同士の圧接と、溶接部位に停滞している絶縁樹脂の排出を行うため、集合導線の溶接部位から短時間で、かつ、容易に絶縁樹脂を除去することができ、しかも、絶縁樹脂を除去した導線間の隙間を埋めることができる。
【００２２】
また、本発明の集合導線の溶接部処理装置によれば、ヒータによって溶接部位の絶縁樹脂を溶融し、その後に加圧装置による加圧により、溶接部位の導線間の圧接と絶縁樹脂の排出を行うことができる。したがって、本発明の集合導線の溶接部処理装置によれば、集合導線の溶接部位から短時間で、かつ、容易に絶縁樹脂を除去することができ、しかも、絶縁樹脂を除去した導線間の隙間を埋めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態の回転電機の模式的な断面図である。
【図２】本発明の実施形態の回転電機のステータの一部を示す斜視図である。
【図３】本発明の第１実施形態のセグメント導体の端部を示す斜視図である。
【図４】本発明の第１実施形態のセグメント導体の溶接部処理の様子を示す斜視図である。
【図５】本発明の第１実施形態の溶接部処理装置の概略構成図である。
【図６】導線の加熱温度と、引張強さ、耐力、伸びの関係を示すグラフである。
【図７】本発明の第１実施形態の溶接部処理装置の型部分の縦断面図である。
【図８】本発明の第１実施形態の溶接部処理装置の図７（Ｂ）のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図９】本発明の第２実施形態の溶接部処理装置の型部分の縦断面図である。
【図１０】本発明の第３実施形態の溶接部処理装置の型部分の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、車両に搭載される回転電機１の模式的な断面図である。
回転電機１は、例えば、ハイブリッド自動車や電気自動車、燃料電池自動車のような車両に搭載される走行用モータである。ただし、回転電機１は、上記例に限られず、例えば、車両に搭載される発電用のモータ等にも適用可能である。
【００２５】
回転電機１は、ハウジング３と、ハウジング３に回転可能に支持される出力シャフト９と、出力シャフト９に取り付けられ、ハウジング３の内部において出力シャフト９と一体に回転するロータ７と、ハウジング３の内側に設置され、通電によって回転磁界を発生するステータ５と、を備えている。ロータ７は、図示しない永久磁石を備え、ステータ５の回転磁界を受けて回転する。また、発電時には、出力シャフト９を通したロータ７の回転により、ステータ５において発電電力を出力する。
なお、以下の説明では、回転電機１に関し、出力シャフト９の軸線Ｃに沿う方向を「軸方向」と称する。
【００２６】
図２は、ハウジング３から取り外したステータ５を軸方向の一端側から見た斜視図である。
ステータ５は、ステータコア１１と、ステータコア１１に装着されたコイル１３と、を備えている。ステータコア１１は、ハウジング３の内周部に取り付けられる略円筒状のバックヨーク部１９と、バックヨーク部１９の内周面から径方向内側に突出する複数のティース部２１と、を有している。ティース部２１は、バックヨーク部１９の内周面に沿って等間隔に複数突設されている。円周方向で隣り合う各ティース部２１の間は、コイル１３が装着されるスロット２３とされている。スロット２３は、ステータコア１１を軸方向に貫通している。
【００２７】
コイル１３は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３相コイルである。本実施形態の各相のコイル１３は、セグメントコイルによって構成されている。セグメントコイルは、複数のセグメント導体２４が溶接によって繋ぎ合わされて形成される。各セグメント導体２４は、それぞれ異なるスロット２３に挿通される一対のスロット挿通部２４ｂ（図４参照）と、一対のスロット挿通部２４ｂを接続する略Ｖ字状の屈曲接続部２４ｃ（図４参照）と、ステータコア１１の軸方向の一端側において各スロット２３から外部に突出する接続部２４ａと、を有している。屈曲接続部２４ｃは、ステータコア１１の軸方向の他端側において略Ｖ字状に折り曲げられている。対応する各相のセグメント導体２４は、ステータコア１１の軸方向の一端側において、接続部２４ａの端部同士がＴＩＧ溶接やレーザ溶接等によって接続されている。本実施形態のステータ５では、複数のセグメント導体２４から成る各相のコイル１３が分布巻によってステータコア１１に装着されている。また、各セグメント導体２４は、横断面が略矩形状の角線によって構成されている。
【００２８】
また、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各相のコイル１３の端末部（一部のセグメント導体２４の軸方向の一端側）は、ステータ５の径方向外側の一箇所から外側に引き出され、図示しない端子台において、駆動回路等の外部の電気回路（図示せず）に接続されている。各相のコイル１３（セグメント導体２４）の端末部には、外部の電気回路に接続するための金属端子３０が接続されている。本実施形態の場合、コイル１３の端末部に位置される二本のセグメント導体２４の端部が重ねられて一つの金属端子３０の略筒状のかしめ部３０ａに接続されている。
【００２９】
金属端子３０は、図示しない端子台にビス止めされる平板状のベース部３０ｂと、コイル１３の端末部のセグメント導体２４に接続される上記のかしめ部３０ａと、ベース部３０ｂの端部から略直角に折り曲げられてベース部３０ｂとかしめ部３０ａを接続する接続部３０ｃと、を有している。
金属端子３０は、例えば、錫めっきの銅合金等によって構成されている。
【００３０】
＜第１実施形態＞
図３は、ステータコア１１（図２参照）の軸方向の一端側で、隣接するセグメント導体２４に溶接される一のセグメント導体２４の端部を示す斜視図である。図４は、一のセグメント導体２４の端部を溶接部処理装置４０によって前処理を行う様子を示す斜視図である。
セグメント導体２４の端部は、後述する溶接部処理装置４０によって、絶縁樹脂３１ａ，３１ｂの除去等の溶接の前処理が行われる。以下では、セグメント導体２４（集合導線）の接続部２４ａのうちの、溶接が行われる部位を溶接部位２４ａ−１と称する。
【００３１】
図７は、溶接部処理装置４０の要部の概略構成を示す断面図である。
図７（Ａ）は、溶接部処理装置４０による前処理の開始初期の状態を示し、図７（Ｂ）は、溶接部処理装置４０による前処理の後期の状態を示している。なお、図７（Ａ），図７（Ｂ）では、セグメント導体２４の溶接部位２４ａ−１を横断面にして示している。
セグメント導体２４は、図７（Ａ）の断面に示すように、絶縁樹脂３１ａによって被覆された複数の導線３２が束ねられた集合導線によって構成されている。本実施形態では、各導線３２の外周に熱可塑性の絶縁樹脂３１ａが被覆されており、所定数の導線３２が束ねられた状態で外周の絶縁樹脂３１ａが溶融されて、相互に融着されている。そして、相互に融着された所定数の導線３２の外周部は、さらに別の絶縁樹脂３１ｂによって被覆されている。絶縁樹脂３１ｂは、熱可塑性の樹脂によって構成されている。各導線３２を被覆する絶縁樹脂３１ａは、導線３２同士を固着してセグメント導体２４の曲げ加工時等に各導線３２が離間するのを主に防止する。
【００３２】
本実施形態のセグメント導体２４は、絶縁樹脂３１ａ，３１ｂによって被覆された所定数の導線３２が略矩形状の断面形状に加圧されて成形されている。セグメント導体２４は、集合導線が略矩形状の断面形状に成形されることにより、角線として構成されている。したがって、セグメント導体２４が繋げられたコイル１３は、角線コイルとして構成されている。
【００３３】
一般に角線コイルは、コアに巻回されたときの占積率が高い利点がある反面、断面積が大きいために生じるコイルの表皮効果の増大や、渦電流損失の増大等の不具合を生じる。本実施形態で採用する角線コイル（コイル１３）は、集合導線を採用することにより、上記の不具体を緩和することができる。
【００３４】
各セグメント導体２４の端部の溶接部位２４ａ−１は、溶接部処理装置４０によって絶縁樹脂３１ａ，３１ｂを除去され、その状態で隣接する導線３２同士が圧着される。セグメント導体２４の溶接部位２４ａ−１に対する前処理は、例えば、図４に示すように、セグメント導体２４全体を所定形状に曲げ成形した後に行うことができる。
【００３５】
図５は、溶接部処理装置４０の全体の概略構成を示す図である。
溶接部処理装置４０は、セグメント導体２４の溶接部位２４ａ−１を加熱して溶融する一対のヒータ４１Ｕ，４１Ｌと、溶接部位２４ａ−１を加圧する加圧装置４２と、を備えている。加圧装置４２は、設置ベース４３に固定された下型４４Ｌと、可動ベース４５に保持され、可動ベース４５とともに昇降する上型４４Ｕと、上型４４Ｕを昇降させるとともに、上型４４Ｕに加圧力を付与する加圧アクチュエータ４６と、を備えている。本実施形態においては、上型４４Ｕと下型４４Ｌのうちの一方が第一の型を構成し、他方が第二の型を構成している。
【００３６】
溶接部処理装置４０の設置ベース４３の四隅には、ガイドステイ３９が突設され、ガイドステイ３９の上端部に加圧アクチュエータ４６を支持する支持テーブル３８が取り付けられている。可動ベース４５は、ガイドステイ３９によって昇降をガイドされている。加圧アクチュエータ４６は、例えば、油圧シリンダ等によって構成されている。加圧アクチュエータ４６の進退作動するロッド部４６ａは、可動ベース４５に連結されている。
【００３７】
可動ベース４５と上型４４Ｕの間には、振動発生デバイス４７が介装されている。振動発生デバイス４７は、超音波発信機４８に接続されている。振動発生デバイス４７は、超音波発信機４８の発する超音波を受けて上型４４Ｕを微小振動させる。本実施形態では、超音波発信機４８と振動発生デバイス４７が振動付与装置を構成している。
また、溶接部位２４ａ−１を加熱するヒータ４１Ｕ，４１Ｌは、上型４４Ｕと下型４４Ｌの各内部に設置されている。
【００３８】
ヒータ４１Ｕ，４１Ｌや、加圧アクチュエータ４６、超音波発信機４８等は、コントロールユニット４９によって制御される。
上型４４Ｕと下型４４Ｌには、溶接部位２４ａ−１との接触部の近傍の温度を検出するための温度センサ５０Ｕ，５０Ｌが設置されている。また、一部のガイドステイ３９には、可動ベース４５を通して上型４４Ｕの昇降高さを検出するための位置センサ５１が設置されている。さらに、加圧アクチュエータ４６のロッド部４６ａには、上型４４Ｕに対する押圧荷重を検出するための荷重センサ５２が設置されている。これらの温度センサ５０Ｕ，５０Ｌ、位置センサ５１、及び、荷重センサ５２は、コントロールユニット４９の入力側に接続されている。コントロールユニット４９は、これらのセンサの検出信号を受けてヒータ４１Ｕ，４１Ｌや加圧アクチュエータ４６を制御する。
【００３９】
図７に示すように、下型４４Ｌは、加圧対象（加熱対象）を下方から押圧する下加圧壁４４Ｌ−ａと、下加圧壁４４Ｌ−ａの一側（セグメント導体２４の軸方向と交差する面における水平方向の一側）から上方に突出する規制壁４４Ｌ−ｂと、を有している。下加圧壁４４Ｌ−ａの上面は、平坦で、かつ、他側（セグメント導体２４の軸方向と交差する面における水平方向の他側）に向かって上方に傾斜している。また、規制壁４４Ｌ−ｂの下加圧壁４４Ｌ−ａの上面に臨む側の面は、下加圧壁４４Ｌ−ａの上面に対して略直角をなすように傾斜している。
【００４０】
また、上型４４Ｕは、加圧対象（加熱対象）を上方から押圧する上加圧壁４４Ｕ−ａと、上加圧壁４４Ｕ−ａの他側（セグメント導体２４の軸方向と交差する面における水平方向の他側）から下方に突出する規制壁４４Ｕ−ｂと、を有している。上加圧壁４４Ｕ−ａの下面は、平坦で、かつ、一側（セグメント導体２４の軸方向と交差する面における水平方向の一側）に向かって下方に傾斜している。また、規制壁４４Ｕ−ｂの上加圧壁４４Ｕ−ａの下面に臨む側の面は、上加圧壁４４Ｕ−ａの下面に対して略直角をなすように傾斜している。
【００４１】
上型４４Ｕの上加圧壁４４Ｕ−ａと下型４４Ｌの下加圧壁４４Ｌ−ａとは、相互に平行をなすように形成されている。同様に、上型４４Ｕの規制壁４４Ｕ−ｂと下型４４Ｌの規制壁４４Ｌ−ｂとは、相互に平行を成すように形成されている。矩形断面の溶接部位２４ａ−１は、図７（Ａ）に示すように、下型４４Ｌ上に傾斜状態で載置される。
【００４２】
下型４４Ｌ上に溶接部位２４ａ−１が載置された状態で、上型４４Ｕと下型４４Ｌが型締めされると（上型４４Ｕが下降すると）、上型４４Ｕの上加圧壁４４Ｕ−ａの下面が溶接部位２４ａ−１の上面に当接する。このとき、上型４４Ｕと下型４４Ｌがヒータ４１Ｕ，４１Ｌによって所定の温度に加熱されていると、ヒータ４１Ｕ，４１Ｌの熱が溶接部位２４ａ−１の絶縁樹脂３１ａ，３１ｂと導線３２とに伝達される。このとき、ヒータ４１Ｕ，４１Ｌの熱によって溶接部位２４ａ−１が絶縁樹脂３１ａ，３１ｂの溶融温度よりも高い温度に加熱されると、絶縁樹脂３１ａ，３１ｂが溶融する。
【００４３】
また、上記の状態から型締めがさらに進むと、溶接部位２４ａ−１が上加圧壁４４Ｕ−ａと下加圧壁４４Ｌ−ａによって上下から加圧され、溶接部位２４ａ−１が上下に圧し潰されるように変位する。このとき、溶接部位２４ａ−１は幅方向（左右方向）の外側にも変位しようとするが、溶接部位２４ａ−１の幅方向外側への変位は、規制壁４４Ｌ−ｂ，４４Ｕ−ｂによって規制される。この結果、溶接部位２４ａ−１には、周域から均一な加圧力が作用し、溶接部位２４ａ−１に付着して停滞している絶縁樹脂３１ａ，３１ｂが、均一な加圧力を受けて溶接部位２４ａ−１の外部に押し出される。
【００４４】
ここで、溶接部位２４ａ−１に対するヒータ４１Ｕ，４１Ｌの加熱温度は、溶接部位２４ａ−１での絶縁樹脂３１ａ，３１ｂの炭化を回避するために、絶縁樹脂３１ａ，３１ｂの素材の融点を超え、かつ、その素材の熱分解開始温度を若干超える温度に制御することが望ましい。具体的には、例えば、絶縁樹脂３１ａ，３１ｂが、ＰＡＩ樹脂（ポリアミドイミド樹脂）の場合には、下限温度が３００℃を超える温度とし、ＰＩ樹脂（ポリイミド樹脂）の場合には、下限温度が４９０℃を超える温度とする。上限温度（温度センサ５０Ｕ，５０Ｌによって検出する上限温度）は、ヒータ４１Ｕ，４１Ｌの近傍の温度を検出する温度センサ５０Ｕ，５０Ｌと溶接部位２４ａ−１の内部との離間距離が大きい場合には、各樹脂素材の熱分解開始温度に５０℃程度加算した温度とする。
【００４５】
また、上型４４Ｕと下型４４Ｌの加圧面は、離型時における溶接部位２４ａ−１の張り付きを防止するために、表面を平滑化することが望ましい。また、上型４４Ｕと下型４４Ｌの加圧面には、剥離性に優れたコーティング剤を塗布するようにしても良い。
【００４６】
図８は、溶接部処理装置４０の図７（Ｂ）のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う断面を示す図である。
図８に示すように、上型４４Ｕと下型４４Ｌの加圧部の断面（上加圧壁４４Ｕ−ａ、下加圧壁４４Ｌ−ａ、規制壁４４Ｕ−ｂ，４４Ｌ−ｂによって囲まれる部分の断面）は、溶接部位２４ａ−１の軸方向に略沿う方向において、一端側から他端側に向かって開口面積が漸増している。このため、絶縁樹脂３１ａ，３１ｂが溶融した状態において、溶接部位２４ａ−１が上型４４Ｕと下型４４Ｌによって所定圧以上の力で加圧されると、絶縁樹脂３１ａ，３１ｂは、型（上型４４Ｕ、及び、下型４４Ｌ）内を開口面積の小さい一端側から開口面積の大きい他端側に向かって流動する。したがって、溶接部位２４ａ−１の端末部が型内の他端側（開口面積の大きい側）に指向するように、溶接部位２４ａ−１を型内にセットすることにより、絶縁樹脂３１ａ，３１ｂを溶接部位２４ａ−１の端末部側にスムーズに排出することができる。
【００４７】
図６は、無酸素銅を加熱したときにおける温度と、伸び、引張強さ、耐力の各特性の変化を示すグラフである。
図６に示すように、無酸素銅は、１００℃以下の常温の場合に比較して、２５０℃以上に加熱すると、伸び特性が１０％以上に向上し、引張強さ、耐力は、半分以下となる。このため、セグメント導体２４の導線３２を無酸素銅によって形成した場合には、ヒータ４１Ｕ，４１Ｌによる溶接部位２４ａ−１の加熱温度を２５０℃°以上、好ましくは３００℃以上とすることにより、溶接部位２４ａ−１内の金属（導線３２）を容易に塑性変形させることが可能になる。
【００４８】
つづいて、溶接部処理装置４０による具体的な前処理について説明する。
溶接部処理装置４０は、処理開始時に、ヒータ４１Ｕ，４１Ｌによって上型４４Ｕと下型４４Ｌを所定温度に予備加熱しておく。この状態から下型４４Ｌ上に載置した処理対象のワーク（セグメント導体２４の溶接部位２４ａ−１）に対し、上型４４Ｕを下降させる。
【００４９】
上型４４Ｕが所定高さまで下降してワークに当接すると、ヒータ４１Ｕ，４１Ｌによって上型４４Ｕと下型４４Ｌが所定温度まで加熱される。このときの所定温度は、溶接部位２４ａ−１の絶縁樹脂３１ａ，３１ｂの溶融温度以上の温度とする。また、このとき上型４４Ｕには、加圧アクチュエータ４６から比較的低圧の加圧力が加えられ、上型４４Ｕと下型４４Ｌの各面が溶接部位２４ａ−１に押し付けられる。この状態で所定時間の経過を待ち、ヒータ４１Ｕ，４１Ｌの熱を溶接部位２４ａ−１の絶縁樹脂３１ａ，３１ｂやその内部の導線３２まで伝達させる（第一のステップ）。また、このとき上型４４Ｕには、振動発生デバイス４７から超音波振動を付与しても良い。このとき、上型４４Ｕに加えられる加圧力によっては、溶融温度以上の温度に加熱された絶縁樹脂３１ａ，３１ｂが、溶接部位２４ａ−１から微量に排出される場合がある。
【００５０】
この後、ヒータ４１Ｕ，４１Ｌによる上型４４Ｕと下型４４Ｌの加熱を継続したまま、加圧アクチュエータ４６によって上型４４Ｕと下型４４Ｌの加圧力を所定の圧力まで高める。なお、このとき上型４４Ｕには、振動発生デバイス４７から超音波振動を付与しても良い。
これにより、溶接部位２４ａ−１の周域が上型４４Ｕと下型４４Ｌによって所定の圧力で加圧され、溶接部位２４ａ−１の金属（導線３２）が図７（Ｂ）に示すように相互に密着するように塑性変形する。このとき、溶融状態にある絶縁樹脂３１ａ，３１ｂが溶接部位２４ａ−１から外部に排出される（第二のステップ）。以上で溶接部処理装置４０による溶接部位２４ａ−１の前処理を完了する。
【００５１】
なお、溶接部処理装置４０による前処理を完了した時点で、溶接部位２４ａ−１の一部に万が一絶縁樹脂３１ａ，３１ｂが残存しているときには、その残存している絶縁樹脂３１ａ，３１ｂを剥離溶剤で剥離させることも考えられる。集合導線を剥離溶剤に浸漬した場合、複数の導線間の隙間による毛細管現象によって不要な部位の絶縁樹脂まで剥離する可能性がある。しかし、本実施形態の溶接部処理装置４０によって溶接部位２４ａ−１の前処理を行った場合には、溶接部位２４ａ−１の金属（導線３２）が押し固められるため、毛細管現象によって剥離溶剤が不要な部位の絶縁樹脂３１ａ，３１ｂに付着する不具合は生じない。
【００５２】
以上のように、本実施形態の溶接部処理装置４０によって実行される処理方法によれば、溶接部位２４ａ−１の絶縁樹脂３１ａ，３１ｂを剥離溶液を用いて除去する場合に比較して、溶接部位２４ａ−１から短時間で、かつ、容易に絶縁樹脂３１ａ，３１ｂを除去することができる。また、本実施形態の溶接部処理装置４０によって実行される処理方法では、加熱の後に型（上型４４Ｕ、及び、下型４４Ｌ）による加圧により、溶接部位２４ａ−１に滞留している絶縁樹脂３１ａ，３１ｂの除去とともに、溶接部位２４ａ−１の導線３２同士を圧接するため、一連の処理の中で溶接部位２４ａ−１の通電性能を安定させることができる。このため、前処理を終えた溶接部位２４ａ−１に対し、ＴＩＧ溶接を良好に行うことができる。また、前処理を終えた溶接部位２４ａ−１に対してレーザ溶接を行う場合には、溶接部位２４ａ−１の金属（導線３２）が前処理の段階で一体に固められるため、溶接熱の伝達が円滑になり、端部全体を安定して溶接することが可能になる。
【００５３】
また、本実施形態の溶接部処理装置４０は、溶接部位２４ａ−１の軸方向と交差する断面の周域を加圧する上型４４Ｕと下型４４Ｌを備えている。このため、セグメント導体２４の溶接部位２４ａ−１を加圧する際には、溶接部位２４ａ−１の軸方向と交差する断面の周域が上型４４Ｕと下型４４Ｌによって加圧されるため、溶接部位２４ａ−１に停滞する絶縁樹脂３１ａ，３１ｂを軸方向に沿ってスムーズに外部に排出することができる。したがって、本実施形態の溶接部処理装置４０を採用した場合には、溶接部位２４ａ−１に絶縁樹脂３１ａ，３１ｂが残存しにくくなり、溶接部位２４ａ−１における通電性能と熱伝達が良好になる。
【００５４】
特に、本実施形態の溶接部処理装置４０では、型締め時に、溶接部位２４ａ−１の軸方向と交差する断面において、型締め方向と交差する方向の溶接部位２４ａ−１の変位を規制する規制壁４４Ｕ−ｂ，４４Ｌ−ｂが上型４４Ｕと下型４４Ｌに設けられている。このため、簡単な構成により、溶接部位２４ａ−１の導線３２間の隙間を効率良く消滅させ、溶接部位２４ａ−１に残存する絶縁樹脂３１ａ，３１ｂを外部に確実に排出することができる。したがって、この構成を採用した場合には、型の構造を簡素化することができるため、処理設備のコンパクト化と設備コストの低減を図ることができる。
【００５５】
さらに、本実施形態の溶接部処理装置４０は、上型４４Ｕと下型４４Ｌの加圧部の開口面積が、溶接部位２４ａ−１の軸方向に略沿う方向において、一端側から他端側に向かって漸増するように設定されている。このため、上型４４Ｕと下型４４Ｌの型締め時に、絶縁樹脂３１ａ，３１ｂを一定方向にスムーズに排出することができる。
【００５６】
また、本実施形態の溶接部処理装置４０は、加熱時や加圧時に溶接部位２４ａ−１に振動を付与する振動発生デバイス４７を備えている。このため、溶接部処理装置４０による前処理時に、溶融した絶縁樹脂に振動発生デバイス４７から振動を付与することにより、溶接部位２４ａ−１から絶縁樹脂３１ａ，３１ｂを効率良く除去することができる。
【００５７】
また、本実施形態の溶接部処理装置４０は、上型４４Ｕ側の上加圧壁４４Ｕ−ａと規制壁４４Ｕ−ｂの各加圧面と、下型４４Ｌ側の下加圧壁４４Ｌ−ａと規制壁４４Ｌ−ｂの各加圧面が、いずれも上型４４Ｕの昇降方向に対して傾斜して形成されているため、ワーク（セグメント導体２４の溶接部位２４ａ−１）に対する離型性が良いという利点がある。
【００５８】
＜第２実施形態＞
図９は、第２実施形態の溶接部処理装置４０の要部の概略構成を示す断面図である。図９（Ａ）は、溶接部処理装置４０による前処理の開始初期の状態を示し、図９（Ｂ）は、溶接部処理装置４０による前処理の後期の状態を示している。なお、以下で説明する各実施形態においては、第１実施形態と同一部分に共通の符号を付し、重複する説明を省略するものとする。
【００５９】
本実施形態の溶接部処理装置４０は、下型４４Ｌ側の下加圧壁４４Ｌ−ａの加圧面と、上型４４Ｕ側の上加圧壁４４Ｕ−ａの加圧面が略水平に形成されている。また、下型４４Ｌ側の規制壁４４Ｌ−ｂと上型４４Ｕ側の規制壁４４Ｕ−ｂの各加圧面は、下加圧壁４４Ｌ−ａや上加圧壁４４Ｕ−ａの加圧面に対して、略直角に形成されている。
【００６０】
本実施形態の溶接部処理装置４０では、上型４４Ｕと下型４４Ｌの間に二つのセグメント導体２４の溶接部位２４ａ−１を上下に重ね合わせて配置する。溶接部処理装置４０は、この状態で第一のステップの加熱と、第二のステップの加圧を行うことにより、二つのセグメント導体２４の溶接部位２４ａ−１に対し、絶縁樹脂３１ａ，３１ｂの除去と導線３２同士の圧着を同時に行うものである
本実施形態の溶接部処理装置４０は、基本構成は第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と同様の基本的な効果を得ることができる。
【００６１】
＜第３実施形態＞
図１０は、第３実施形態の溶接部処理装置４０の要部の概略構成を示す断面図である。図１０（Ａ）は、溶接部処理装置４０による前処理の開始初期の状態を示し、図１０（Ｂ）は、溶接部処理装置４０による前処理の後期の状態を示している。
本実施形態の溶接部処理装置４０は、下型４４Ｌと上型４４Ｕの形状のみが第１実施形態のものと異なっている。即ち、下型４４Ｌは、上面中央に下加圧壁４４Ｌ−ａを有し、その下加圧壁４４Ｌ−ａの左右両側に規制壁４４Ｌ−ｂが突設されている。一方、上型４４Ｕは、規制壁を備えず、下方に突出する上加圧壁４４Ｕ−ａを有している。上加圧壁４４Ｕ−ａは、下型４４Ｌの一対の規制壁４４Ｌ−ｂ間に嵌入されて、下型４４Ｌ側の下加圧壁４４Ｌ−ａと一対の規制壁４４Ｌ−ｂとともに、溶接部位２４ａ−１を加圧する構成とされている。
【００６２】
本実施形態の溶接部処理装置４０の場合も、型の形状こそ異なるものの、溶接部位２４ａ−１を加圧して、絶縁樹脂３１ａ，３１ｂの排出と導線３２同士の圧着を同様に行うことができる。
【００６３】
なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば、上記の各実施形態では、セグメント導体２４の溶接部位２４ａ−１から外側の絶縁樹脂３１ｂを除去せずに、溶接部処理装置によってそのまま処理を行っているが、溶接部処理装置による処理を行う前に、溶接部位２４ａ−１の外側の絶縁樹脂３１ｂを別の治具によって除去するようにしても良い。
【符号の説明】
【００６４】
２４…セグメント導体（集合導線）
２４ａ−１…溶接部位
３１ａ，３１ｂ…絶縁樹脂
３２…導線
４０…溶接部処理装置
４１…ヒータ４１Ｕ，４１Ｌ
４２…加圧装置
４４Ｕ…上型（型，第一の型、または、第二の型）
４４Ｌ…下型（型，第二の型、または、第一の型）
４４Ｕ−ｂ，４４Ｌ−ｂ…規制壁
４７…振動発生デバイス（振動付与装置）
４８…超音波発信機（振動付与装置）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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