(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子鉄心に巻装される巻線の巻線端部を剥離する方法であって、前記巻線はアルミニウム導体を絶縁皮膜で被覆した電線であり、前記巻線端部にテンションをかけた状態で、切削刃が回転する絶縁被膜剥離装置を移動させて、前記絶縁被膜と、前記アルミニウム導体の酸化皮膜を同時に剥離することを特徴とする電動機の巻線剥離方法。
【請求項２】
前記絶縁被膜剥離装置の移動方向と、前記テンションをかける方向が同じであることを特徴とする請求項１に記載の電動機の巻線剥離方法。
【請求項３】
前記テンションが前記アルミニウム導体に対して５ＭＰａ以上、５０ＭＰａ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の電動機の巻線剥離方法。
【請求項４】
前記アルミニウム導体の導体径が０．１５ｍｍ以上、０．５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電動機の巻線剥離方法。
【請求項５】
前記アルミニウム導体を０．００１ｍｍ以上、０．００５ｍｍ以下で剥離することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の電動機の巻線剥離方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも１層の絶縁被膜で芯線が覆われた絶縁被膜被覆電線の先端部の絶縁被膜を、芯線が剥き出しになるように剥離して、他部品とはんだ付けにより接合する技術に関する。特に電動機の固定子等に巻回される巻線の剥離方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
これまで、モータ（電動機）に使用される電線の導体として主に銅線が選ばれていた。しかし、近年の銅線の高騰やモータ自体の軽量化への改良が進み、銅線以外の他の電線の導体の使用が増加してきている。
【０００３】
このような銅線以外の電線、例えばアルミニウム線は、その表面に強固な酸化アルミニウム層が存在するため、絶縁被膜と酸化アルミニウム層を除去しなければ、端子やリード線とのはんだ付け結線は極めて困難であった。また、アルミニウム導体は銅線と比較し強度が小さいため、切削刃を回転させながら絶縁被膜と酸化アルミニウム層を剥離すると断線が多く発生する課題が生じていた。
【０００４】
そこで、このような課題に対し、アルミニウム電線の接合のために、超音波による酸化被膜を除去する技術（たとえば特許文献１参照）、還元ガスを使用して酸化を防止または除去する技術（たとえば特許文献２参照）、また超音波と亜鉛系はんだを併用することで接合する技術（たとえば特許文献３参照）、フラックス内で絶縁被膜剥離を行う技術（たとえば特許文献４参照）などが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平２−５４９４７号公報
【特許文献２】特開２００４−３２３９７７号公報
【特許文献３】特開平９−２３９５３１号公報
【特許文献４】特開２００９−１４８０５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献に記載されているような酸化アルミニウム層の除去は重要な課題ではあるが、その前の工程である電線の絶縁皮膜剥離時の断線や絶縁被膜残りに対策を施していないため、電動機の生産時の不良率の悪化やはんだ付け品質の悪化が課題となっていた。特に細い電線では大きな課題となっていた。
【０００７】
本発明は、以上のような課題を解決するものであり、大掛かりな設備を必要とせず、低コストで他部品との接合信頼性を高くすることができる絶縁被膜電線の絶縁被膜剥離方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記従来の課題を解決するために、本発明の電動機の巻線剥離方法は、固定子の磁極に巻回された巻線の巻線端部の絶縁被膜を剥離する方法であって、前記巻線端部を引っ張ってテンションをかけた状態にし、切削刃が回転する絶縁被膜剥離装置を移動させることで前記絶縁被膜を剥離することを特徴とする。
【０００９】
これによって、電線を断線させることなく絶縁被膜を剥離することができる。すなわち
、複数の切削刃を回転させて絶縁被膜を切削することで、均一にかつ短時間で剥離することができ、巻線の端部にテンションをかけて剥離を行うことで断線を防止することができる。そして、テンションをかけることにより、電線のゆがみや曲がり癖を矯正させ、かつ、切削刃で剥離するときに発生する電線のたるみを防止することで、切削刃の電線への不均一な食い込みを防止でき、断線防ぐことができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の電動機の巻線剥離方法によれば、絶縁被膜の剥離を複数の切削刃を回転させながら、かつ、巻線の端部にテンションをかけて行うことから、電線を断線させることなく絶縁被膜を剥離することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態に係る巻線剥離方法の説明図
【図２】本発明の実施の形態における電動機の一部断面図
【図３】同電動機の固定子の構成図
【図４】本発明の実施の形態に係る電線の断面図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明は、固定子の磁極に巻回された巻線の巻線端部の絶縁被膜を剥離する方法であって、前記巻線端部を引っ張ってテンションをかけた状態にし、切削刃が回転する絶縁被膜剥離装置を移動させることで前記絶縁被膜を剥離することを特徴とする巻線剥離方法である。これによって、電線を断線させることなく絶縁被膜を剥離することができる。巻線の導体に、銅線や鉄線と比較して強度が小さいアルミニウムを採用しても、絶縁被膜を剥離する際の断線を防止することができる。
【００１３】
また絶縁被膜剥離装置の移動方向と、テンションをかける方向を同じにすれば、切削刃で剥離するときに発生する電線のたるみを容易に防止することができる。
【００１４】
またテンションは導体に対して５ＭＰａ以上、５０ＭＰａ以下であることが望ましい。５ＭＰａ未満では電線のゆがみや曲がり癖の矯正や、切削刃で剥離するときに発生する電線のたるみを防止することができず、また、５０ＭＰａより大きなテンションでは電線が断線する場合がある。
【００１５】
また巻線の導体は０．１５ｍｍ以上、０．５以下であることが望ましい。０．１５ｍｍ未満では細線のため切削刃の回転による絶縁被膜の剥離では断線が発生し、また、０．５ｍｍより大きな電線では、テンションによる電線のゆがみや曲がり癖の矯正ができない。
【００１６】
また巻線の絶縁被膜を剥離する際に、巻線の導体を０．００１ｍｍ以上、０．００５ｍｍ以下で同時に剥離することが望ましい。０．００１ｍｍ未満で巻線の導体部を同時剥離した場合、酸化アルミニウム層が完全に除去されないため、導体部と端子またはリード線のはんだ付け結線が容易に実施できない。また、０．００５ｍｍより大きく巻線の導体部を同時に剥離した場合、切削刃の食い込み量が大きくなり断線を引き起こす場合がある。
【００１７】
なお、０．００５ｍｍより大きく巻線の導体部を同時に剥離する場合は、剥離回数を複数回に分けて実施した方が好ましい。
【００１８】
（実施の形態）
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。図２は本発明の実施の形態における電動機の断面を示した構造図である。図３は同電動機の巻線完成品（固定子の完成品）１７の具体的な構成例を示した図である。本実施の形態では、電気機器としてのエ
アコン用に搭載され、送風ファンを駆動するためのブラシレスモータである電動機の一例を挙げて説明する。また、本実施の形態では、電線導体と端子とのはんだ付け結線の例を挙げて説明する。
【００１９】
図２および図３において、巻線３が巻装された固定子鉄心１を、モールド一体成形するためのモールド材である絶縁樹脂７にてモールド成形をすることで固定子１３が構成されている。また、固定子鉄心１と巻線３との間には、固定子鉄心１を絶縁するインシュレータ２が介在している。また、巻き始め線、または巻き終わり線（以降、巻線端部４と呼ぶ。）は絶縁被膜を剥離し、はんだ付け用のフラックスを塗布し、端子６とはんだ付け結線される。
【００２０】
固定子１３の内側には、空隙を介して回転子１２が挿入されている。回転子１２は、回転子鉄心８を含む円板状の回転体１１と、回転体１１の中央を貫通するようにして回転体１１を締結したシャフト１０とを有している。回転子鉄心８は、固定子１３の内周側に対向して周方向に複数の永久磁石９を保持している。回転子１２のシャフト１０には、シャフト１０を支持する２つの軸受１４が取り付けられている。２つの軸受１４の一方はモールド一体成形する絶縁樹脂７に固定され、他方は金属製のブラケット１５に固定されている。さらに、このブラシレスモータには駆動回路を実装したプリント基板１６が内蔵されている。このプリント基板１６を端子６と電気的に接合したのち、ブラケット１５を固定子１３に圧入することにより、ブラシレスモータが形成される。
【００２１】
図４は、巻線として用いられる電線２０の断面図である。ここで電線２０は絶縁被膜１９で導体１８が覆われる構成であり、絶縁被膜１９は１層または２層の絶縁被膜で導体１８が覆われる構成であってもよい。さらに、３層以上の多層の絶縁被膜で覆われる構成であってもよい。絶縁被膜１９を多層とすると、耐圧を向上させることができるため、さらなる小型化のために有利である。また、電線２０としては、少なくとも１層の絶縁被膜１９で導体１８が覆われているが、電線の製造工程で生成される酸化皮膜、例えば酸化アルミニウム層が導体表面に存在している。
【００２２】
なお、本実施形態においては、電線２０として、アルミニウム製の導体１８に、ポリエステル製およびナイロン製の２層の絶縁被膜１９が被覆されているもの（所謂、ＰＥＷＮ電線）を使用する。ただし、この電線２０に限られることなく、他の材料により構成されるものを使用してもよい。なお、絶縁被膜１９の材料としては、ウレタン系、ポリエステル系、ポリイミド系のいずれであっても良い。
【００２３】
図１は、本発明の実施の形態に係る巻線剥離方法の説明図である。図１では巻線端部４を巻線完成品１７と比較して拡大して図示している。絶縁被膜剥離装置１０８は、切削刃１０１と、切削刃回転装置１０２と、切削刃移動装置１０３と、テンション印加装置１０４を備えている。
【００２４】
まず、巻線端部４を３本の切削刃１０１と切削刃回転装置１０２と切削刃移動装置１０３の中心に通し、巻線端部の先端５を、テンション印加装置１０４に接続し、矢印１０９で示すテンション印加方向に電線２０の導体１８に対して５ＭＰａ以上、５０ＭＰａ以下の力でテンションを印加する。
【００２５】
次に、切削刃１０１を切削刃回転装置１０２にて回転させ、切削刃移動装置１０３をテンション印加方向と同方向である矢印１０５の方向に移動させ、絶縁被膜１９を剥離する。そして絶縁被膜を剥離した後の導体１０７を加工する。
【００２６】
この時、電線２０の導体１８は０．１５ｍｍ以上、０．５ｍｍ以下が好ましい。また、
絶縁被膜１９は概ね０．０１ｍｍから０．０３ｍｍの厚さである。また、絶縁被膜１９を剥離する際に、導体１８を片側０．００１ｍｍ以上、０．００５ｍｍ以下を同時に剥離し、絶縁被膜を剥離した後の導体１０７にした方が好ましい。切削刃１０１は回転すると電線２０に食い込むような構造となっており、食い込みストッパーを調整することで剥離量を調整することができる。
【００２７】
次に、巻線端部の先端５付近で絶縁被膜１９が残っている部分（剥離していない部分）を切断する。次に、絶縁被膜を剥離した後の導体１０７にフラックスを塗布し、端子６とはんだ付け接合を行い、絶縁樹脂７にてモールド成形し固定子１３が構成される。なお、この実施の形態においては、フラックスとして、固形分含有量１５％、粘度４ｍＰａ、ハロゲン含有量０．０８±０．０２％のものを使用し、はんだはＳｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕを使用した。次に回転子１２やプリント基板１６、ブラケット１５を組み立てることで電動機とした。
【００２８】
（実施例１）
実施の形態で説明した内容で、導体材質をアルミニウムとし、導体径を０．３ｍｍとし、絶縁被膜１９の材質をＰＥＷＮとし、絶縁皮膜厚さを０．０１２ｍｍとした電線２０を使用した。また、巻線端部４にかけるテンション印加方向に電線の導体に対して３０ＭＰａのテンションを印加し、１５００ｒ／ｍｉｎの回転数で切削刃１０１を回転させ、絶縁被膜１９を剥離した。この時、切削刃が移動する方向１０５はテンション印加方向と同一とし、切削刃が回転する方向１０６は巻線端部４が切削刃に引き込まれる方向をテンション印加方向と同じになるようにした。また、導体１８を片側０．００２ｍｍ同時に剥離するように切削刃１０１の食い込み防止ストッパーを調整した。このような条件で電動機１０００台の生産を実施し、絶縁皮膜剥離時の断線不良率と剥離後の絶縁被膜残り不良率と端子６とのはんだ付け結線不良率を確認した。
【００２９】
（比較例１）
従来の絶縁皮膜剥離方法として、巻線端部４を３本の切削刃１０１の中心に通し、切削刃１０１を切削刃回転装置１０２にて回転させ、切削刃移動装置１０３にて移動させ、絶縁被膜１９を剥離させ、絶縁被膜を剥離した後の導体１０７を加工する。比較例でも導体材質をアルミニウムとし、導体径を０．３ｍｍとし、絶縁被膜１９の材質をＰＥＷＮとし、絶縁皮膜厚さを０．０１２ｍｍとした電線２０を使用した。
【００３０】
また、切削刃１０１の回転数は１５００ｒ／ｍｉｎとし、導体１８を片側０．００２ｍｍ同時に剥離するように切削刃１０１の食い込み防止ストッパーを調整した。このような条件で電動機１０００台の生産を実施し、絶縁皮膜剥離時の断線不良率と剥離後の絶縁被膜残り不良率と端子６とのはんだ付け結線不良率を確認した。
【００３１】
表１に、実施例１と比較例１との確認結果を示す。
【００３２】
【表１】
0005903580.tif 000002
【００３３】
表１から明らかなように、本発明の方法で実施すれば、導体径が０．３ｍｍという細いアルミニウム電線でも、断線させることなく絶縁被膜１９を剥離することができる。更には、導体表面に生成されている酸化アルミニウム層も同時に除去できることから、端子６とのはんだ付け結線も容易に実施することができる。これはテンションをかけることにより、電線のゆがみや曲がり癖を矯正させ、かつ、切削刃で剥離するときに発生する電線のたるみを防止することで、切削刃の電線への不均一な食い込みを防止しているからである。
【００３４】
また、一般的に酸化アルミニウム層は０．０００５ｍｍ以下と言われており、絶縁被膜１９の剥離と同時にこの酸化アルミニウム層を剥離することで、生産性を良化させながら、端子６とのはんだ付け結線不良を削減できる。
【００３５】
比較例１の方法では巻線端部４の先端側が、切削刃１０１が回転すると同時に動いたり、ゆるみ・たるみが発生し、切削刃が均一に食い込むことが困難となり、断線が発生したり、剥離後に絶縁被膜が残ったり、また、酸化アルミニウムを除去できていないために端子６とのはんだ付け結線に不具合が発生する。
【００３６】
したがって、本発明の電動機の巻線剥離方法によれば、生産性を良化させながら低コストで他部品との接合信頼性を高くすることができる電線の絶縁被膜剥離方法を提供できる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
以上のように本発明の電動機の巻線剥離方法はエアコンなどの電動機に適用可能であり、その他の電気機器用電動機でも適用可能である。
【符号の説明】
【００３８】
１  固定子鉄心
２  インシュレータ
３  巻線
４  巻線端部
５  巻線端部の先端
６  端子
７  絶縁樹脂
１０  シャフト
１２  回転子
１３  固定子
１６  プリント基板
１７  巻線完成品
１８  導体
１９  絶縁被膜
２０  電線
１０１  切削刃
１０２  切削刃回転装置
１０３  切削刃移動装置
１０４  テンション印加装置
１０７  絶縁被膜を剥離した後の導体
１０８  絶縁被膜剥離装置
【図１】
0005903580.tif 000003
【図２】
0005903580.tif 000004
【図３】
0005903580.tif 000005
【図４】
0005903580.tif 000006