CN110957676B - 线圈线的覆膜层除去方法 - Google Patents

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Abstract

本公开提供一种线圈线的覆膜层除去方法，包括：分割工序，除去将绝缘覆膜层(20)的除去预定部(22)与残留预定部(21)分开的绝缘覆膜层(20)的线状区域(24)；激光照射工序，通过将会透过绝缘覆膜层(20)但被线圈线(10)吸收的激光(41)从除去预定部(22)的外表面侧朝向线圈线(10)的与绝缘覆膜层(20)的分界照射，利用线圈线(10)的发热来使除去预定部(22)的绝缘覆膜层(20)与线圈线(10)的分界部分碳化；以及覆膜翻起工序，通过向除去预定部(22)吹喷风而将除去预定部(22)翻起并吹掉。

Description

线圈线的覆膜层除去方法
对2018年9月27日提出申请的特愿2018-182788号进行特定，其内容援引于此。
技术领域
在本说明书中，公开了除去紧贴于线圈线的绝缘覆膜层的方法。
背景技术
日本特开2000-23428号公报中记载了向紧贴于线圈线的绝缘覆膜层照射激光来除去绝缘覆膜层的方法。由此，通过适当地管理激光的照射区域，能够准确且迅速地进行绝缘覆膜层的除去。
在日本特开2000-23428号公报所记载的方法中，为了除去绝缘覆膜层，需要用激光使包括进行除去的部分的外表面侧部分在内的全部(全体积量)碳化并升华。由此，激光照射时间变长。激光照射时间有时在绝缘覆膜层的除去作业时间中占有较大的比例，因此期望使激光照射时间变短。
因此，本说明书公开了一种缩短紧贴于线圈线的绝缘覆膜层的除去作业中的激光照射时间的方法。
发明内容
本说明书中公开的线圈线的覆膜层除去方法是除去紧贴于线圈线的绝缘覆膜层的方法，包括：分割工序，除去将所述绝缘覆膜层的除去预定部与残留预定部分开的所述绝缘覆膜层的线状区域；激光照射工序，通过将会透过所述绝缘覆膜层但被所述线圈线吸收的激光从所述除去预定部的外表面侧朝向所述线圈线的与所述绝缘覆膜层的分界照射，利用所述线圈线的发热来使所述除去预定部的所述绝缘覆膜层与所述线圈线的分界部分碳化；以及覆膜翻起工序，通过向所述除去预定部吹喷风而将所述除去预定部翻起并吹掉。需要说明的是，激光照射工序和覆膜翻起工序中的向除去预定部的风的吹喷可以同时进行。
通过形成为上述结构，在激光照射工序中，利用激光照射来使除去预定部的绝缘覆膜层与线圈线的分界部分碳化，因此能够使分界部分相对于线圈线的紧贴度下降。并且，在覆膜翻起工序中，向除去预定部吹喷风而将除去预定部翻起并吹掉，因此不需要利用激光照射使除去预定部的全部(全体积量)碳化而能够除去除去预定部。由此，能够缩短绝缘覆膜层的除去作业中的激光照射时间。
根据本说明书所公开的线圈线的覆膜层除去方法，能够缩短绝缘覆膜层的除去作业中的激光照射时间。
附图说明
图1A是表示实施方式的线圈线的覆膜层除去方法中对紧贴于线圈线的绝缘覆膜层进行激光照射的状态的图。
图1B(a)是图1A中省略了激光打标机以及激光的移动轨迹的图，(b)是(a)的A部放大图。
图2是表示线圈线的覆膜层除去方法的流程图。
图3是按工序顺序表示线圈线的覆膜层除去方法的图。
图4(a)表示分割工序中进行除去的绝缘覆膜层的线状区域，(b)是表示(a)的B部放大图中激光的移动轨迹的图。
图5是表示激光的输出波形的图。
图6(a)表示激光照射工序中除去预定部中的激光的移动轨迹，(b)是(a)的C部放大图。
图7是表示覆膜翻起工序中从吹气机向带覆膜的线圈线的一端部吹喷风的状态的图。
图8是针对带覆膜的线圈线的单品的覆膜除去作业的时间即周期时间来表示实施例与比较例的比较的图。
图9是表示实施方式的另一例中分割工序中除去绝缘覆膜层的线状区域的方法的图。
具体实施方式
以下，使用附图来说明本公开的实施方式。以下说明的形状以及材料是说明用的例示，可以根据适用线圈线的覆膜层除去方法的带覆膜的线圈线的规格来适当变更。以下，所有的附图中对于同等的要素标注相同的标号来进行说明。并且，在本文中的说明中，根据需要来使用在那之前叙述的标号。
图1A表示实施方式的线圈线的覆膜层除去方法中用于除去紧贴于线圈线10的绝缘覆膜层20的激光照射。图1B(a)是图1A中省略了激光打标机以及激光的移动轨迹的图，图1B(b)是图1B(a)的A部放大图。
适用覆膜层除去方法的带覆膜的线圈线1使用于例如形成电动马达或发电机的定子线圈。带覆膜的线圈线1在作为导体裸线的线圈线10的外周面上紧贴了绝缘覆膜层20。线圈线10例如为铜线。绝缘覆膜层20形成为包含例如聚酰亚胺等树脂。在图1A、图1B中，示出了带覆膜的线圈线1的一端部。对于带覆膜的线圈线1的一端部的五个面S1、S2、S3、S4、S5中的相互处于相反侧的第一面S1以及第二面S2和第五面S5分别以预先将绝缘覆膜层20以及线圈线10的一部分切掉的方式实施切断加工。由此，带覆膜的线圈线1的一端部形成为越趋向一端(图1A、图1B(a)的左端)而第一面S1与第二面S2的间隔越小的尖细形状。在图1A、图1B中，通过斜格子部以及沙地部来示出绝缘覆膜层20，通过素色部来示出线圈线10。绝缘覆膜层20中的斜格子部表示未除去覆膜层的残留预定部21，沙地部表示对覆膜层进行除去的除去预定部22。线圈线10是截面为矩形的扁线。为了能够向带覆膜的线圈线1的一端部连接其他的导体，在带覆膜的线圈线1的两端部中，除去外周面的一部分的绝缘覆膜层20。因此，使用以下的覆膜层除去方法。以下，对从带覆膜的线圈线1的一端部开始除去绝缘覆膜层20的除去预定部22的情况进行说明。
在第三面S3中配置绝缘覆膜层20的除去预定部22，在第四面S4中配置绝缘覆膜层20的残留预定部21。在本例中，虽然欲在带覆膜的线圈线1的与除去预定部22相反的一侧的宽度方向一端部(图1A、图1B的下端部)留下残留预定部21，但是该部分也可以与除去预定部22同样地除去。
使用覆膜层除去方法来除去紧贴于第三面S3的绝缘覆膜层20。在覆膜层除去方法中使用激光打标机40，从该激光打标机40射出的激光41对第三面S3进行照射。
图2是表示线圈线10的覆膜层除去方法的流程图。图3按工序顺序示出覆膜层除去方法。覆膜层除去方法包括分割工序(S10)、照射覆膜翻起工序(S12、S14)、第一清洗工序(S16)以及第二清洗工序(S18)。
图3(a)所示的分割工序通过基于激光照射进行的碳化和升华来除去绝缘覆膜层20的线状区域24，该绝缘覆膜层20的线状区域24将第三面S3的绝缘覆膜层20的除去预定部22与残留预定部21分开。分割工序相当于第一激光照射工序。
图4(a)表示分割工序中进行除去的线状区域24，图4(b)表示图4(a)的B部放大图中激光41的移动轨迹42。如用图4(b)的移动轨迹42表示的那样，使激光41的照射部以在线状区域24内整体性地通过的方式呈方形波状移动。作为激光41，使用脉冲激光。
图5表示激光41的输出波形。激光41通过用激光打标机40以非常短的周期T产生阶梯状的脉冲输出P而向照射部呈周期性的脉冲状照射激光点。由于周期T非常短，所以如图4(b)所示的那样移动轨迹42为实线且连续。
移动轨迹42的振幅d1(图4(b))与线状区域24的宽度d2(图3(a))大致一致。关于激光41的波长，包括后述的照射覆膜翻起工序中的激光照射工序、第一清洗工序以及第二清洗工序在内，都使用约1064nm等的基本波长。基本波长的激光41透过绝缘覆膜层20但被线圈线10吸收。激光41通过从线状区域24的外表面侧朝向线圈线10的与绝缘覆膜层20的分界G1(图3(a))照射，利用线圈线10的发热使线状区域24的绝缘覆膜层20与线圈线10的分界部分碳化，通过升华而除去。因此，线状区域24从该分界部分朝向外表面侧碳化。并且，通过适当地限制激光41的扫描速度V1(图4(b))，在线状区域24中，不仅与线圈线10的分界部分，而且还包括线状区域24的外表面在内，使整体碳化并升华，由此除去线状区域24整体。扫描速度V1过高时，照射部处的每单位时间的激光入射量变低，导致不是线状区域24的整体而是仅与线圈线10的分界部分碳化。由此，在分割工序中，与后述的激光照射工序不同，将扫描速度V1限制得较低。
图3(b)所示的照射覆膜翻起工序通过激光41的照射和风的吹喷来除去第三面S3的除去预定部22。具体而言，如图2所示，照射覆膜翻起工序具有与第二激光照射工序相当的激光照射工序(S12)和覆膜翻起工序(S14)。激光照射工序通过从除去预定部22的外表面侧朝向线圈线10的与绝缘覆膜层20的分界G2(图3(b))照射基本波长的激光41，利用线圈线10的发热来使除去预定部22的绝缘覆膜层20与线圈线10的分界部分碳化。覆膜翻起工序通过向除去预定部22吹喷风而将除去预定部22翻起并吹掉。在图3(b)中，通过箭头α来示出从吹气机60的风的吹喷方向。以下，说明同时进行激光照射工序和覆膜翻起工序中的向除去预定部22的风的吹喷的情况。
图6(a)表示激光照射工序中除去预定部22中的激光41的移动轨迹43，图6(b)是图6(a)的C部放大图。激光照射工序通过从除去预定部22的外表面侧朝向线圈线10的与除去预定部22的分界G2(图3(b))照射激光41而使除去预定部22的与线圈线10的分界部分碳化，但是避免使除去预定部22的外表面都碳化。由此，在除去预定部22的与线圈线10的分界部分形成碳化物25(图3(b))。为了使分界部分碳化，如图1A所示的那样，使激光41以一样地通过除去预定部22的外表面的方式按照方形波状的移动轨迹43在照射部移动。此时，如图6(a)所示，在除去预定部22上，仅使用了激光41的移动轨迹43中的除了顶部以及谷底部以外的平行线部分。激光照射工序中使用的激光41的脉冲输出P以及脉冲的周期T与分割工序中使用的激光41相同。
激光照射工序中使用的激光41的扫描速度V2(图6(b))高于分割工序中使用的激光41的扫描速度V1(图4(b))。激光41的扫描速度越低，照射部处的每单位时间的激光入射量越增加，因此绝缘覆膜层的除去性能提高，但是相应地加工时间变长。因此，在分割工序中，为了提高绝缘覆膜层20的分割性而使扫描速度V1变低，但是在激光照射工序中，使扫描速度V2与扫描速度V1相比变高，因此能够缩短加工时间。
并且，使激光41的移动轨迹43的平行线的间隔即间距P2大于分割工序的移动轨迹42(图4(b))的间距P1(图4(b))。移动轨迹的间距越小，照射部处的每单位时间的激光入射量越增加，因此绝缘覆膜层的除去性能提高，但是相应地加工时间变长。因此，在分割工序中，为了提高绝缘覆膜层20的分割性而使间距P1较小，但是在激光照射工序中，使间距P2大于间距P1，因此能够缩短加工时间。其结果是，与使扫描速度V2为扫描速度V1以下并且使间距P2为间距P1以下的情况相比，能够缩短激光照射工序的作业时间。并且，在除去预定部22中，利用线圈线10的发热来使绝缘覆膜层20与线圈线10的分界部分碳化，但是避免使除去预定部22的外表面都碳化。
图7表示覆膜翻起工序中从吹气机60向带覆膜的线圈线1的一端部吹喷风的状态。吹气机60通过配置于壳体(未图示)的风扇的驱动而从吸入口吸入空气，使空气从空气喷出部61喷出。空气喷出部61配置于带覆膜的线圈线1的上侧，以朝向带覆膜的线圈线的一端部的方式朝向斜下侧配置，该带覆膜的线圈线1用线圈按压工具51固定于基座50。并且，通过从空气喷出部61向图7的箭头α方向喷出空气，向带覆膜的线圈线1的一端部的除去预定部22吹喷风。由此，如图3(b)所示的那样将除去预定部22翻起并吹掉。在本例中，同时进行激光照射工序中的从除去预定部22的外表面侧的激光41的照射和覆膜翻起工序中的向除去预定部22的风的吹喷。因此，通过激光41的照射，除去预定部22的与线圈线10的分界部分因线圈线10的发热而从线状区域侧端(图3(b)的右端)开始碳化至线圈线10的一端(图3(b)的左端)附近时，利用风的吹喷将除去预定部22翻起并吹掉。
在激光照射工序中，利用激光照射来使除去预定部22的绝缘覆膜层20与线圈线10的分界部分碳化，因此能够使分界部分相对于线圈线10的紧贴度下降。并且，在覆膜翻起工序中，向除去预定部22吹喷风而将除去预定部22翻起并吹掉，因此不需要利用激光照射使除去预定部22的全部(全体积量)碳化而能够除去除去预定部22。例如，作为除去预定部22的碳化，可以仅使除去预定部22的与线圈线的分界部分碳化。由此，能够缩短覆膜除去作业中的激光照射时间。而且，同时进行激光照射工序中的从除去预定部22的外表面侧的激光的照射和覆膜翻起工序中的向除去预定部22的风的吹喷，因此能够进一步缩短覆膜除去作业的作业时间。
接着，进行图2的S16、图3(c)所示的第一清洗工序。第一清洗工序除去在带覆膜的线圈线1中的除去预定部22的除去痕迹上附着并残留的绝缘覆膜层20的碳化物25(图3(c))。因此，第一清洗工序用激光打标机40在除去痕迹的整体上进行激光的照射，与图2的S12的激光照射工序一样按照矩形波状的移动轨迹使照射部移动。此时，激光41的扫描速度比激光照射工序中的扫描速度V2更高。并且，激光41的移动轨迹中的间距比激光照射工序中的间距P2更大。由此，第一清洗工序的作业时间比激光照射工序的作业时间短。在第一清洗工序中，激光41的脉冲输出P以及脉冲的周期T与分割工序以及激光照射工序的情况相同。在第一清洗工序之前进行照射覆膜翻起工序，因此在第一清洗工序的开始阶段，膜状的绝缘覆膜层20不存在于线圈线10上的除去痕迹。由此，线圈线10更容易吸收激光41，更容易通过线圈线10的发热来除去碳化物25。
最后，进行图2的S18、图3(d)所示的第二清洗工序。第二清洗工序的构成与第一清洗工序相同。通过进行两次清洗工序，能够干净地除去带覆膜的线圈线1中的除去预定部22的除去痕迹的碳化物25(图3(c))。由此，在带覆膜的线圈线1的一端部的第三面S3中，干净地除去了碳化物25的新表面露出，因此在利用该新表面与其他的带覆膜的线圈线中的线圈线的露出部进行焊接的情况下，能够确保良好的导通性。若利用第一清洗工序这一次能够将除去痕迹的碳化物干净地除去，则第二清洗工序也可以省略。
图8针对带覆膜的线圈线1的单品的覆膜除去作业的时间即周期时间来表示实施例与比较例的比较。实施例使用实施方式的覆膜除去方法来除去带覆膜的线圈线1的一端部的第三面S3中的绝缘覆膜层20(除去预定部22)。另一方面，比较例在进行覆膜碳化除去工序之后进行第一以及第二清洗工序。“覆膜碳化除去工序”利用激光的照射来使带覆膜的线圈线1的一端部的第三面S3中的绝缘覆膜层20的除去预定部22的全体积量碳化并通过升华而除去。比较例中的第一、第二清洗工序与上述的实施方式相同。根据图8的比较结果可知，在实施例中，与比较例的覆膜碳化除去工序中所花费的时间相比，能够大幅地缩短照射覆膜翻起工序和分割工序中所花费的时间，因此能够较大地缩短周期时间。
而且，根据实施方式，能够缩短使用一台激光打标机40的带覆膜的线圈线1的一端部的覆膜除去作业的时间。由此，在使用一台或多台激光打标机40来进行多个带覆膜的线圈线1的两端部的覆膜除去作业的情况下，能够达成该作业整体的目标时间并用一台激光打标机40除去较多的部位的覆膜。因此，能够减少为了达成目标时间而所有的部位的覆膜的除去所需要的激光打标机的台数，因此能够降低设备成本。
图9表示实施方式的另一例中分割工序中除去绝缘覆膜层20的线状区域24的方法。在本例中，如图9(a)所示，在线圈线10的一端部的第三面S3中的线状区域24的上侧配置刀具63。刀具63在下端具有尖锐的突部64。并且，如图9(b)所示，使刀具63下降，向线状区域24按压突部64，由此除去线状区域24。然后，使用激光打标机与图1A～图7的构成同样地进行照射覆膜翻起工序、第一、第二清洗工序来除去除去预定部22。根据该构成，不用使用激光打标机而能够除去线状区域24。
并且，虽然省略了图示，但是作为实施方式的另一例，在分割工序中，在与图1A～图7的构成同样地利用激光的照射来除去绝缘覆膜层的线状区域的情况下，作为该激光，也可以使用波长比图1A～图7的构成的基本波长激光短的短波长激光(绿激光)。短波长激光例如波长为532nm。短波长激光的向绝缘覆膜层20的吸收率比基本波长激光高，因此在使用了短波长激光的分割工序中，激光被线状区域吸收，通过该线状区域的发热而将线状区域从外表面侧削掉。短波长激光的扫描速度、移动轨迹的间距、脉冲输出以及周期与图1A～图7的构成的分割工序中使用的相同。另一例的其他的构成与图1A～图7的构成相同。例如，在激光照射工序、第一以及第二清洗工序中，使用基本波长的激光。在使用这种短波长激光的情况下，不利用线圈线的发热而直接对线状区域进行加工，因此能够提高线状区域的除去性。而且，在短波长激光下，能够减小激光的射束直径，并且能够直接加工，因此能够高精度地除去线状区域。由此，能够抑制激光的热影响波及与线状区域相邻的绝缘覆膜层的残留预定部。因此，能够维持残留预定部的绝缘性能。
在上述中，说明了同时进行激光照射工序和覆膜翻起工序中的向除去预定部的风的吹喷的情况，但是也可以时间上完全分开地进行激光照射工序和覆膜翻起工序。在该情况下，在激光照射工序后开始覆膜翻起工序的向除去预定部的风的吹喷。在该情况下，与上述的各实施方式一样，也不需要利用激光照射使除去预定部的全部碳化而能够除去除去预定部，因此能够缩短覆膜除去作业中的激光照射时间。

Claims (6)

1.一种线圈线的覆膜层除去方法，是除去紧贴于线圈线的绝缘覆膜层的方法，其中，包括：
分割工序，除去将所述绝缘覆膜层的除去预定部与残留预定部分开的所述绝缘覆膜层的线状区域；
激光照射工序，通过将会透过所述绝缘覆膜层但被所述线圈线吸收的激光从所述除去预定部的外表面侧朝向所述线圈线的与所述绝缘覆膜层的分界照射，利用所述线圈线的发热来使所述除去预定部的所述绝缘覆膜层与所述线圈线的分界部分碳化；以及
覆膜翻起工序，通过向所述除去预定部吹喷风而将所述除去预定部翻起并吹掉。
2.根据权利要求1所述的线圈线的覆膜层除去方法，其中，
所述分割工序中，通过激光的照射来除去所述绝缘覆膜层的所述线状区域，
在所述激光照射工序中使用的所述激光的扫描速度比在所述分割工序中使用的所述激光的扫描速度高。
3.根据权利要求1所述的线圈线的覆膜层除去方法，其中，
所述分割工序中，通过激光的照射来除去所述绝缘覆膜层的所述线状区域，
所述激光照射工序中的所述激光的移动轨迹的平行线的间隔比所述分割工序中的所述激光的移动轨迹的平行线的间隔大。
4.根据权利要求2所述的线圈线的覆膜层除去方法，其中，
所述激光照射工序中的所述激光的移动轨迹的平行线的间隔比所述分割工序中的所述激光的移动轨迹的平行线的间隔大。
5.根据权利要求1所述的线圈线的覆膜层除去方法，其中，
同时进行所述激光照射工序和所述覆膜翻起工序中的向所述除去预定部的风的吹喷。
6.根据权利要求1所述的线圈线的覆膜层除去方法，其中，
所述分割工序中，通过激光的照射来除去所述绝缘覆膜层的所述线状区域，作为所述激光，使用波长比在所述激光照射工序中使用的基本波长激光短且被所述线状区域吸收的短波长激光。
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