(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
平角絶縁電線を渦巻状に巻回積層してなるコイルの内周面に位置する巻き始め端並びに外周面に位置する巻き終わり端の表面に、それらの巻き始め端並びに巻き終わり端がコイル本体に密着して張り付いている状態のままで、レーザ光線を局部的に照射することにより、当該照射領域の絶縁被覆物質をレーザ光線のエネルギで昇華させて除去するための方法であって、
前記レーザ光線の照射は、レーザマーカ装置の試料ステージの上に、前記コイルを一定の傾斜姿勢で支持する支持台を設け、前記レーザマーカ装置と前記コイルとの相対位置関係を、前記コイルを前記支持台ごと移動させて変更することにより、前記コイルの内周面並びに外周面に斜めからレーザ光線を局部的に照射するものである、ことを特徴とするコイル端末の絶縁被覆除去方法。
【請求項２】
前記レーザマーカ装置から前記コイルへ向かうレーザ光線の光路にその側方より目隠し板を所定量だけ突出させ、該目隠し板によりレーザ光線の走査範囲を制限することを特徴とする請求項１に記載のコイル端末の絶縁被覆除去方法。
【請求項３】
前記平角絶縁電線とは平角エナメル線であることを特徴とする請求項１又は２に記載のコイル端末の絶縁被覆除去方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、コイル端末の絶縁被覆除去方法に係り、特に、平角絶縁電線（例えば、平角エナメル線等）を渦巻状に巻回積層してなる超高占積率コイルに好適なコイル端末の絶縁被覆除去方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
昨今、モータやトランス等の小型化・薄型化の要請から、平角絶縁電線（例えば、平角エナメル線等）を渦巻状に巻回積層してなる超高占積率コイルが開発されている。このようなコイルを用いてフラットモータの界磁を製作する場合におけるコイルレイアウトの一例が図４に示されている。この例では、略扇形状を有する６個のコイル１ａ〜１ｆを全体として円形に配置することでフラットモータの界磁が構成される。それらのコイルのひとつが、図５に拡大して示されている。同図に示されるように、このコイルは、幅５ｍｍ及び厚さ２０μｍのテープ状平角エナメル線を側面形状が略扇形状となるように渦巻状に巻回積層して構成されている。なお、２はコイルの内周面に位置する巻き始め端、３はコイルの外周面に位置する巻き終わり端であり、これらのコイル端末２，３は、通常、結線状態にあってもコイル本体から浮かせることはなく、図６並びに図７に拡大して示されるように、コイル本体に密着して張り付いた状態に維持されている。これは、コイルの内外周に結線のための余分なスペースを形成しないためである。平角エナメル線のエナメル被覆の厚さは略３μｍ程度とされており、また断面形状は細長の長方形状とされている。そのため、コイルを構成する巻線の各層間は極めて密に接触することとなり、電流容量並びに巻き数の同等な丸エナメル線を使用したコイルに比べて、格段に占積率が高いと言う利点がある。
【０００３】
ところで、この種の高占積率コイルに対する給電のためには、コイル端末のエナメル被覆を剥離しなければならない。図６において点線２ａにて囲まれる領域が巻き始め端２におけるエナメル剥離予定領域であり、図７において点線３ａにて囲まれる部分が巻き終わり端３におけるエナメル剥離予定領域である。前述のように、このエナメル被覆剥離作業は、巻き始め端２並びに巻き終わり端３がコイル本体に密に張り付いた状態のままで、行わなければならない。
【０００４】
従来、エナメル被覆除去方法としては（１）コイル端末のエナメル被覆を薬品で腐食させて除去する方法、（２）コイル端末のエナメル被覆をヤスリ等を使用して手作業で削り取る方法、等が採用されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、コイル端末のエナメル被覆を薬品で腐食させて除去する方法（１）にあっては、先に説明したように、巻き始め端２並びに巻き終わり端３がコイル本体に密に張り付いた状態とされていることから、コイル内外周表層の平角エナメル線の表面のみに限定して腐食性薬品を付着させることがなかなか難しく、しばしば下層の平角エナメル線にまで腐食性薬品が浸透して層間短絡を引き起こすと言う問題がある。他方、コイル端末のエナメル被覆をヤスリ等を使用して手作業で削り取る方法（２）にあっても、表層に位置する平角絶縁電線の表面被覆のみを局部的に削り取る作業には極めて高度な熟練を要することに加えて、作業に時間がかかると言う問題点がある。
【０００６】
この発明は、上述した従来問題に着目してなされたものであり、その目的とするところは、この種の平角絶縁電線を使用したコイルにおける端末被覆剥離作業の作業能率の向上を通じて作業工数の低減を図ることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明方法は、平角絶縁電線を渦巻状に巻回積層してなるコイルにおけるコイル端末の絶縁被覆除去方法であって、
前記コイルの内周面に位置する巻き始め端並びに外周面に位置する巻き終わり端の表面に、それらの巻き始め端並びに巻き終わり端がコイル本体に密着して張り付いている状態のままで、レーザ光線を局部的に照射することにより、当該照射領域の絶縁被覆物質をレーザ光線のエネルギで昇華させて除去するものであり、さらに
前記レーザ光線の照射は、レーザマーカ装置の試料ステージの上に、前記コイルを一定の傾斜姿勢で支持する支持台を設け、前記レーザマーカ装置と前記コイルとの相対位置関係を、前記コイルを前記支持台ごと移動させて変更することにより、前記コイルの内周面並びに外周面に斜めからレーザ光線を走査しつつ照射する、ことを特徴とするものであります。
【０００８】
このような構成によれば、絶縁被覆物質の除去にレーザ光線を使用するため、レーザ光線の照射領域さえ適切に管理すれば、コイル端末の絶縁被覆の除去を正確かつ迅速に行うことができ、また腐食性薬品を使用した場合のように、薬品の侵入による層間短絡の虞もなく、またヤスリを用いた手作業による場合のように、熟練作業員を必要とすることもない。加えて、レーザマーカ装置の諸々のパラメータを適切に設定したのちにあっては、対象となるコイルを支持台にセットするだけで、レーザマーカ装置とコイルとの相対位置関係を規定の関係に容易に設定することができ、しかもコイルの内周面と外周面とに対してほぼ同一の条件でレーザ照射を行うことができる。
【０００９】
また、レーザ光線の照射に際しては、前記レーザマーカ装置から前記コイルへ向かうレーザ光線の光路にその側方より目隠し板を所定量だけ突出させ、該目隠し板によりレーザ光線の走査範囲を制限することが好ましい。
【００１０】
このようにすれば、レーザ光線の走査範囲をレーザマーカ装置のパラメータ設定のみならず、目隠し板の突出量によっても制限することができ、これによりレーザ光線の照射範囲をより高精度に制御することによって、コイル側面の被覆が余分に除去されて層間短絡を起こす事態を一層確実に防止できる。
【００１１】
さらに、本発明は、平角エナメル線を使用した超高占積率コイルに適用した場合に特に顕著な効果を有する。すなわち、この種の超高占積率コイルにおける端末被覆剥離作業が手軽に行えることから、フラットモータやトランス等の電気機器への普及が一層促進される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の好ましい実施の形態につき、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
先に説明したように、本発明方法は、平角絶縁電線を渦巻状に巻回積層してなるコイルにおけるコイル端末の絶縁被覆除去方法であって、前記コイルの内周面に位置する巻き始め端並びに外周面に位置する巻き終わり端の表面に、それらの巻き始め端並びに巻き終わり端がコイル本体に密着して張り付いている状態のままで、レーザ光線を局部的に照射することにより、当該照射領域の絶縁被覆物質をレーザ光線のエネルギで昇華させて除去することを特徴とするものである。
【００１４】
レーザ光線の照射手段としては、種々のレーザ光線照射装置が利用できるが、必要なレーザ光線の強度やその取り扱いに際する操作性等を考慮すれば、現行製品の中では、いわゆるレーザマーカ装置が最適と考えられる。レーザマーカ装置の基本構造の一例が図１に示されている。同図に示されるレーザマーカ装置４にあっては、ＹＡＧレーザ発振器から直接にきた、又は光ファイバを通ってきたレーザ光５は、先ずＸ軸回転ミラー６に入射して、そこで全反射してからＹ軸回転ミラー７に入射し、このミラー７で全反射してのち集光レンズ８によって、試料ステージ９の上に置かれたマーキング対象物（図示せず）の表面に集光される。試料ステージ９上のレーザビームスポットの位置は、Ｘ方向においてはＸ軸回転ミラー６の角度、Ｙ方向においてはＹ軸回転ミラー７の角度により一義的に決定される。Ｘ軸回転ミラー６は、Ｘ軸ガルバノメータ・スキャナ１０によって矢印Ａ，Ａ´方向に回転振動するようになっている。一方、Ｙ軸回転ミラー７は、Ｙ軸ガルバノメータ・スキャナ１１によって矢印Ｂ，Ｂ´方向に回転振動するようになっている。両スキャナ１０，１１には、電気ケーブル１２，１３を介して、制御部（図示せず）からのスキャニング制御信号が与えられる。
【００１５】
以上の構成において、ＹＡＧレーザ発振器（図示せず）から発射されるパルス状レーザ光５が所定のタイミングで到来するたびに、それと同期して両スキャナ１０，１１が両回転ミラー６，７を所定角度で振ることにより、試料ステージ９に置かれたマーキング対象物（この例では、コイル）の表面に任意の軌跡を描くようにしてレーザビームスポットが照射される。このレーザビームスポットの照射軌跡は、通常、各種のバラメータを介して教示することにより、コンピュータにより自動制御される。
【００１６】
このような構造のレーザマーカ装置を使用して本発明方法を実施する場合、絶縁被覆除去の対象となるコイルは試料ステージ９の上に載置される。このとき注意すべきは、図５を参照して明らかなように、コイル外周面上に位置する巻き終わり端３に対してはレーザ光を真上から垂直に照射できるのに対して、コイル内周面上に位置する巻き始め端２に対してはレーザ光を斜め上方からでなければ照射できないことである（第１の注意点）。さらに、注意すべきは、レーザ光照射予定領域（図６，図７に点線２ａ，３ａにて囲まれた領域）を外れて、レーザ光がコイルの側面を誤って照射すると、層間絶縁が破壊されて層間短絡が引き起こされることである（第２の注意点）。
【００１７】
そこで、図２並びに図３に示される実施の形態では、幾つかの工夫が採用されている。すなわち、第１の注意点に対しては、レーザマーカ装置の試料ステージ９の上に、前記コイル１を一定の傾斜姿勢で支持する支持台１４を設け、レーザマーカ装置４とコイル１との相対位置関係を、コイル１を支持台１４ごと移動させて変更することにより、コイル１の内周面並びに外周面に斜めからレーザ光線を局部的に照射するようにしている。さらに詳しく説明すると、図２はコイル１の巻き終わり端３の絶縁被覆を除去する場合であり、レーザ光５はコイル１の外周面に対して斜め上方から照射されている。これに対して、図３はコイル１の巻き始め端２の絶縁被覆を除去する場合であり、レーザ光５はコイル１の内周面に対して斜め上方から照射されている。このような構成を採用しているため、レーザマーカ装置４の諸々のパラメータを適切に設定したのちにあっては、対象となるコイル１を支持台１４にセットするだけで、レーザマーカ装置４とコイル１との相対位置関係を規定の関係に容易に設定することができ、しかもコイル１の内周面と外周面とに対してほぼ同一の条件でレーザ照射を行うことができる。なお、レーザ光の走査方式としては、図６並びに図７に示される照射予定領域（点線２ａ，３ａにて囲まれる）を埋め尽くすものであれば任意の方式を採用することができる。例えば、照射予定領域を多数の平行線で埋め尽くすいわゆる一筆書き方式やその中心を移動させつつ多数の円弧を重ねてゆくいわゆるウォブリング方式等を採用することができる。
【００１８】
次に、第２の注意点に対しては、レーザマーカ装置４からコイル１へ向かうレーザ光線５の光路にその側方より目隠し板１５を所定量だけ突出させ、該目隠し板１５によりレーザ光線５の走査範囲を制限するようにしている。すなわち、図２並びに図３において、目隠し板１５は矢印Ｃ，Ｃ´に示されるように水平方向へとスライド微調整自在に支持されており、この目隠し板１５の突出量を調整することにより、コイル１の側面を照射しようとするレーザ光５を確実に遮ることができる。このような構成を採用しているため、レーザ光線の走査範囲をレーザマーカ装置４のパラメータ設定のみならず、目隠し板１５の突出量によっても制限することができ、これによりレーザ光線の照射範囲をより高精度に制御することによって、コイル側面の被覆が余分に除去されて層間短絡を起こす事態を一層確実に防止できる。
【００１９】
【実施例】
以下に、本発明の好適な一実施例について説明する。
【００２０】
（１）使用されたレーザマーカ装置
製造社名：ミヤチテクノス株式会社
型式：ＭＬ−４１４１Ａ
（２）設定条件
スキャニングの速さ：１００ｍｍ／秒
Ｑスイッチの周波数：４ｋＨｚ
ランプ投入電流：１２Ａ
コイルの内周面若しくは外周面に対するレーザ入射角度（垂直入射を角度０度とする）：４５度前後
（３）絶縁被覆除去対象とされたコイル
平角絶縁電線の素材：平角絶縁エナメル線
電線の寸法：幅５ｍｍ、厚さ２０μｍ、絶縁被覆の厚さ３μｍ
（４）結果
上記のコイルに対して、本発明方法を適用してコイル端末の絶縁被覆除去を試みたところ、巻き始め端並びに巻き終わり端のいずれに関しても、十分満足のゆく導通性が得られた。コイル一個当たりの処理時間は大凡２秒程度であり、従来のヤスリを使用した手作業の場合の処理時間が２０秒程度であったことを考慮すると、約１０倍の効率アップが確認された。また、層間絶縁破壊は全く確認されておらず、この点でも従来の腐食性薬品を使用する方法に比べて格段の精度向上を達成できた。
【００２１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、絶縁被覆物質の除去にレーザ光線を使用するため、レーザ光線の照射領域さえ適切に管理すれば、コイル端末の絶縁被覆の除去を正確かつ迅速に行うことができ、また腐食性薬品を使用した場合のように、薬品の侵入による層間短絡の虞もなく、またヤスリを用いた手作業による場合のように、熟練作業員を必要とすることもない。加えて、レーザマーカ装置の諸々のパラメータを適切に設定したのちにあっては、対象となるコイルを支持台にセットするだけで、レーザマーカ装置とコイルとの相対位置関係を規定の関係に容易に設定することができ、しかもコイルの内周面と外周面とに対してほぼ同一の条件でレーザ照射を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明方法の実施に使用されるレーザマーカ装置の基本構造の一例を示す斜視図である。
【図２】  本発明方法を用いてコイルの巻き終わり端の絶縁被覆除去を行う様子を示す模式的説明図である。
【図３】  本発明方法を用いてコイルの巻き始め端の絶縁被覆除去を行う様子を示す模式的説明図である。
【図４】  平角絶縁電線を使用したコイルを用いてフラットモータの界磁を製作する場合におけるコイルレイアウトの一例を示す図である。
【図５】  本発明が適用される平角絶縁電線を使用したコイルの拡大斜視図である。
【図６】  同コイルの巻き始め端近傍の拡大図である。
【図７】  同コイルの巻き終わり端近傍の拡大図である。
【符号の説明】
１，１ａ〜１ｆ      コイル
２                  巻き始め端
３                  巻き終わり端
４                  レーザマーカ装置
５                  レーザ光
６                  Ｘ軸回転ミラー
７                  Ｙ軸回転ミラー
８                  集光レンズ
９                  試料ステージ
１０                Ｘ軸ガルバノメータ・スキャナ
１１                Ｙ軸ガルバノメータ・スキャナ
１２，１３          電線
１４                支持台
１５                目隠し板
【図１】
0004000187.tif 000002
【図２】
0004000187.tif 000003
【図３】
0004000187.tif 000004
【図４】
0004000187.tif 000005
【図５】
0004000187.tif 000006
【図６】
0004000187.tif 000007
【図７】
0004000187.tif 000008