JP2008228532A - Connecting method for lead wire, and manufacturing method for motor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、モータの電機子における巻線を構成する導線の一部を、制御装置に電気的に接続された導体部材や整流子のセグメントから延出した導体部材に電気的に接続する導線の接続方法及びモータの製造方法に関するものである。 The present invention electrically connects, for example, a part of a conductive wire constituting a winding in a motor armature to a conductor member electrically connected to a control device or a conductor member extending from a commutator segment. The present invention relates to a method for connecting conductive wires and a method for manufacturing a motor.
従来からモータの電機子における巻線を構成する導線は、例えば、ブラシレスモータの場合は制御装置に電気的に接続された導体部材(接続端子)に電気的に接続され、整流子付き直流モータの場合は整流子のセグメントから延出した導体部材(整流子接続片)に電気的に接続される。そして、このような導線の接続方法(モータの製造方法)としては、例えば、導体部材に導線を絡げて(巻き付けて)、該部分にレーザ光を照射してそれらを電気的に接続する方法がある(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、上記した方法では、導電性金属よりなる導線本体が絶縁皮膜にて被覆されたままの導線を導体部材に当接させてレーザ光を照射する(レーザ溶接する)ため、例えば、絶縁皮膜が炭化して溶接部内に残ってしまうことなどにより接続不良が発生し易いという問題がある。 However, in the above-described method, the conductor body made of a conductive metal is irradiated with a laser beam by contacting the conductor wire that is still covered with the insulating film to the conductor member (laser welding). There is a problem that poor connection is likely to occur due to carbonization and remaining in the weld.
そこで、レーザ溶接を行う前であって導体部材に当接させる前に、導線の絶縁皮膜を刃具等で剥離させて除去する方法が考えられるが、この場合、当然、刃具やその刃具を駆動するための特別な装置等が必要になる。又、この場合、更に、絶縁皮膜を剥離させるべく刃具を機械的に駆動(移動)させるための大きなスペースが必要となったり、剥離させた絶縁皮膜の屑の処置が必要となり易い。 In view of this, it is conceivable to remove the insulating film of the conductive wire with a blade or the like before laser welding but before contacting the conductor member. In this case, of course, the blade or the blade is driven. Special equipment or the like is required. Further, in this case, a large space for mechanically driving (moving) the blade to peel off the insulating film is required, and it is easy to require treatment for the scraped insulating film.
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その第1の目的は、全体として小規模な設備で、導線と導体部材とを電気的に良好に接続することができる導線の接続方法を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and a first object of the present invention is to electrically connect a conductor and a conductor member electrically in a small scale as a whole. An object of the present invention is to provide a method for connecting conductors.
又、第2の目的は、全体として小規模な設備で、巻線を構成する導線と、制御装置に電気的に接続された導体部材や整流子のセグメントから延出した導体部材とを電気的に良好に接続することができるモータの製造方法を提供することにある。 In addition, the second purpose is to electrically connect the conductive wire constituting the winding and the conductive member electrically connected to the control device or the conductive member extended from the commutator segment with a small-scale facility as a whole. It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a motor that can be connected to a motor.
請求項1に記載の発明では、導電性金属よりなる導線本体と該導線本体を被覆する絶縁皮膜とを有する導線を、導体部材と電気的に接続する導線の接続方法であって、前記導線の所定部分にレーザ光照射装置によるレーザ光を照射して前記絶縁皮膜を除去する皮膜除去工程と、前記皮膜除去工程の後、前記絶縁皮膜が除去されることで露出した前記導線本体と前記導体部材とを当接させてそれらの少なくとも一方に前記レーザ光照射装置によるレーザ光を照射してそれらを接合し電気的に接続する導線結線工程とを備えた。 According to the first aspect of the present invention, there is provided a connecting method for connecting a conductive wire having a conductive wire main body made of a conductive metal and an insulating film covering the conductive wire main body with a conductive member, A film removing step of removing the insulating film by irradiating a predetermined portion with laser light from a laser beam irradiation device, and the conductor body and the conductor member exposed by removing the insulating film after the film removing step And at least one of them is irradiated with a laser beam from the laser beam irradiation device to join and electrically connect them.
同発明によれば、皮膜除去工程にて、導線の所定部分にレーザ光照射装置によるレーザ光が照射されて絶縁皮膜が除去されるので、後の導線結線工程で、例えば、絶縁皮膜が炭化して溶接部内に残ってしまうことが低減され、導線(導線本体)と導体部材とを電気的に良好に接続することができる。しかも、皮膜除去工程と導線結線工程とで共にレーザ光照射装置を用いるので、例えば、皮膜除去工程で刃具やその刃具を駆動するための特別な装置等が別途必要とならず、全体として小規模(小型で低コスト)な設備とすることができる。 According to the invention, in the coating removal process, the insulating film is removed by irradiating a predetermined portion of the conducting wire with the laser beam from the laser beam irradiation device, so that, for example, the insulating coating is carbonized in the subsequent wiring connection process. Thus, the remaining in the welded portion is reduced, and the conductive wire (conductive wire body) and the conductive member can be electrically connected well. In addition, since the laser beam irradiation device is used in both the film removal process and the wire connection process, for example, a blade or a special device for driving the blade tool is not required in the film removal process, and the scale is small as a whole. The equipment can be small (low cost).
請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の導線の接続方法において、前記皮膜除去工程では、前記導線の位置と前記レーザ光の焦点位置とをずらすことで、前記導線の長手方向直交方向の全幅を含むように前記導線に前記レーザ光を照射する。 According to a second aspect of the present invention, in the conductive wire connecting method according to the first aspect, in the film removing step, the position of the conductive line is shifted from the focal position of the laser beam, whereby the longitudinal direction of the conductive line is orthogonal. The lead is irradiated with the laser beam so as to include the entire width of the direction.
同発明によれば、皮膜除去工程にて、導線の位置とレーザ光の焦点位置とがずらされることで、導線の長手方向直交方向の全幅を含むように導線にレーザ光が照射され、例えばレーザ光を走査させて同様の範囲に照射する場合に比べて、エネルギー密度が低下されたレーザ光が広範囲に同時に照射されるため、容易且つ良好に絶縁皮膜を除去することができる。即ち、レーザ光を走査させる場合では、走査させるための別部材(可動鏡等)が必要になるとともに、レーザ光が他に比べて長い時間照射されてしまった点等で導線本体に悪影響を及ぼす虞があるが、これらを回避することができる。 According to the invention, in the film removal step, the position of the conducting wire and the focal position of the laser beam are shifted, so that the conducting wire is irradiated with the laser beam so as to include the full width in the longitudinal direction of the conducting wire. Compared to the case where the light is scanned and irradiated in the same range, the laser beam having a reduced energy density is simultaneously irradiated over a wide range, so that the insulating film can be easily and satisfactorily removed. That is, when scanning with laser light, a separate member (movable mirror or the like) for scanning is required, and the conductor body is adversely affected by the point that the laser light has been irradiated for a longer time than others. There is a possibility, but these can be avoided.
請求項3に記載の発明では、請求項1又は2に記載の導線の接続方法において、前記レーザ光照射装置は、ビームスプリッタを有するものであって、前記皮膜除去工程では、前記ビームスプリッタにて分割された一方を矩形又は楕円形に成形した矩形レーザ光又は楕円レーザ光を前記導線に照射する。 According to a third aspect of the present invention, in the method for connecting conducting wires according to the first or second aspect, the laser beam irradiation device includes a beam splitter, and in the film removal step, the beam splitter uses the beam splitter. The conductive wire is irradiated with a rectangular laser beam or an elliptical laser beam in which one of the divided portions is formed into a rectangle or an ellipse.
同発明によれば、皮膜除去工程にて、ビームスプリッタにて分割された一方が矩形又は楕円形に成形された矩形レーザ光又は楕円レーザ光が導線に照射されるため、例えば、円形に成形されたレーザ光を導線に照射する場合に比べて、エネルギーのロスを少なくすることができる。 According to the present invention, in the film removal step, the rectangular laser beam or the elliptical laser beam, one of which is divided into the rectangular or elliptical shape by the beam splitter, is irradiated to the conducting wire. Energy loss can be reduced as compared with the case where the laser beam is irradiated to the conductive wire.
請求項4に記載の発明では、請求項3に記載の導線の接続方法において、前記導線結線工程では、前記ビームスプリッタにて分割された他方を円形に成形したレーザ光を前記導線本体と前記導体部材との少なくとも一方に照射する。 According to a fourth aspect of the present invention, in the conductive wire connecting method according to the third aspect of the present invention, in the conductive wire connecting step, a laser beam obtained by shaping the other divided by the beam splitter into a circular shape is the conductive wire main body and the conductor. Irradiate at least one of the members.
同発明によれば、導線結線工程にて、ビームスプリッタにて分割された他方が円形に成形されたレーザ光が導線本体と導体部材との少なくとも一方に照射されるため、エネルギーを集中させて導線本体と導体部材とを電気的に良好に、更に短時間で接続することができる。 According to the present invention, at least one of the conductor main body and the conductor member is irradiated with the laser beam in which the other divided by the beam splitter is formed into a circular shape in the conductor connecting step, so that the energy is concentrated to the conductor. It is possible to connect the main body and the conductor member electrically in an excellent manner and in a shorter time.
請求項5に記載の発明では、請求項1乃至4のいずれか1項に記載の導線の接続方法における前記導線は、電機子における巻線を構成する一部であることを特徴とするモータの製造方法を要旨とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the method for connecting a conductive wire according to any one of the first to fourth aspects, the conductive wire is a part constituting a winding in the armature. The manufacturing method is summarized.
同発明によれば、モータの製造方法において、請求項1乃至4のいずれか1項に記載の発明の効果を得ることができる。
請求項6に記載の発明では、請求項5に記載のモータの製造方法において、前記電機子は、ステータを構成するものであって、前記導体部材は、前記巻線に駆動電流を供給するための制御装置に電気的に接続された接続端子である。
According to the invention, the effect of the invention according to any one of claims 1 to 4 can be obtained in the method for manufacturing a motor.
According to a sixth aspect of the present invention, in the motor manufacturing method of the fifth aspect, the armature constitutes a stator, and the conductor member supplies a driving current to the winding. It is a connection terminal electrically connected to the control device.
同発明によれば、ブラシレスモータの製造方法において、請求項1乃至4のいずれか1項に記載の発明の効果を得ることができる。
請求項7に記載の発明では、請求項5に記載のモータの製造方法において、前記電機子は、ロータを構成するものであって、前記導体部材は、整流子のセグメントから延出した整流子接続片である。
According to the invention, the effect of the invention according to any one of claims 1 to 4 can be obtained in the method of manufacturing a brushless motor.
According to a seventh aspect of the present invention, in the motor manufacturing method according to the fifth aspect, the armature constitutes a rotor, and the conductor member is a commutator extending from a commutator segment. It is a connection piece.
同発明によれば、整流子付き直流モータの製造方法において、請求項1乃至4のいずれか1項に記載の発明の効果を得ることができる。 According to the invention, the effect of the invention according to any one of claims 1 to 4 can be obtained in a method of manufacturing a DC motor with a commutator.
請求項1〜4のいずれか1つに記載の発明によれば、全体として小規模な設備で、導線と導体部材とを電気的に良好に接続することができる導線の接続方法を提供することができる。 According to the invention according to any one of claims 1 to 4, the present invention provides a method for connecting a conductive wire that can electrically connect a conductive wire and a conductor member in a small scale as a whole. Can do.
又、請求項5〜7のいずれか1つに記載の発明によれば、全体として小規模な設備で、巻線を構成する導線と、制御装置に電気的に接続された導体部材や整流子のセグメントから延出した導体部材とを電気的に良好に接続することができるモータの製造方法を提供することができる。 In addition, according to the invention described in any one of claims 5 to 7, the conductor wire and commutator electrically connected to the control device and the conducting wire constituting the winding with the small-scale equipment as a whole. Thus, it is possible to provide a method of manufacturing a motor that can electrically connect a conductor member extending from each segment in an excellent manner.
以下、本発明を具体化した一実施の形態を図1〜図4に従って説明する。
図1に示すように、エンジン冷却用の電動ファン装置1は、モータとしてのブラシレスモータ11とファン12とを備えている。ブラシレスモータ11は、電機子にて構成されるステータ13、制御装置14、及びロータ15を備えている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the electric fan device 1 for engine cooling includes a brushless motor 11 and a
ステータ13は、筒部17a及び筒部17aから放射状に延びる複数のティース部17b(図2参照)を有するステータコア17と、ステータコア17に装着されたインシュレータ18と、各ティース部17bにインシュレータ18を介して巻回された巻線19と複数の巻線19を繋ぐ渡り線(図示略)とを連続して構成する導線20とを備えている。
The
詳しくは、ステータ13は、図1に示すように、略円盤板形状の板部21aに略円筒状の円筒部21bが立設されたセンターピース21に固定されるものであって、ステータコア17の筒部17aが前記円筒部21bに外嵌されている。本実施の形態のステータコア17におけるティース部17bは、12個形成されている。
Specifically, as shown in FIG. 1, the
インシュレータ18は、樹脂製であって、図2に示すように、前記ステータコア17の筒部17aの軸方向端面(その約半分)を覆う環状被覆部18aと、前記ステータコア17のティース部17bを覆うティース被覆部18bとを備える。又、本実施の形態のインシュレータ18には、前記環状被覆部18aにおいて周方向に並ぶ3つのティース部17bの基端部にそれぞれ対応した位置に、載置部18cと、載置部18cの径方向外側に形成された分離部18dと、載置部18cの径方向内側に形成された係止部18eとがそれぞれ形成されている。本実施の形態の載置部18cは、図1に示すように、軸方向に突出して形成され、前記分離部18d及び前記係止部18eは、載置部18cより更に軸方向に突出するように形成されている。尚、載置部18cの径方向の幅、言い換えると分離部18dと係止部18eとの間隔は、導線20の直径と略同じに設定されている。又、前記分離部18d及び前記係止部18eは、前記載置部18cより導線20の約半径分だけ軸方向に突出するように設定されている。又、インシュレータ18は、ステータコア17の軸方向両端側からそれぞれ装着可能に軸方向に一対設けられるものであって、載置部18c、分離部18d及び係止部18eは、センターピース21の板部21a側に形成されるものであるが、板部21aは載置部18c、分離部18d及び係止部18eと対向しないようにその部分が切り欠かれている。
As shown in FIG. 2, the
そして、インシュレータ18が装着されたステータコア17の(ティース被覆部18bに覆われた)各ティース部17bには、巻線19が集中巻にて巻回され、それら巻線19の内の所定の巻線19同士は前記センターピース21の板部21aの反対側(図1中、下側)で渡り線(図示略)によって繋がれている。尚、巻線19は、ティース部17bに巻回されることで該ティース部17bにおけるステータコア17の径方向に全体的に配設されるものであって、ティース部17bに対して緊縛力を有するように配設されるものである。
A winding 19 is wound in concentrated winding on each
ここで、前記載置部18c、分離部18d及び係止部18eと対応した位置の各巻線19は、それぞれにおいて最終の巻線(最後のひと巻き)である一部の巻線としての端巻線19a(図2参照)を除いて前記分離部18dの径方向外側でティース部17bに巻回されて該分離部18dにて径方向内側への移動が規制される。又、前記端巻線19aの一部である導線接続部19bは、前記載置部18c上、言い換えると、前記分離部18dと前記係止部18eとの間に配置される。
Here, each winding 19 at a position corresponding to the
制御装置14は、巻線19に供給する駆動電流を生成するためのスイッチング素子を含む回路(図示略)と、その回路を収容する樹脂ケース31とを備える。又、制御装置14には、内部の回路に電気的に接続され、樹脂ケース31内から外部に延びて前記導線20の一部(導線接続部19b)に対して電気的に接続される導体部材としての複数(図1中、1つのみ図示)の接続端子32が設けられている。接続端子32は、3つの前記導線20の一部(導線接続部19b)にそれぞれ対応して3つ設けられ、導線接続部19bと直接接触される接触部32aは、図1に示すように、導線20(導線接続部19b)より大きい径の弧状に形成されている。
The
そして、制御装置14は、その樹脂ケース31が前記センターピース21(ステータ13)に対して固定されるとともに、接続端子32が前記載置部18cとで前記導線20の一部(導線接続部19b)を(軸方向に)挟むように配置されて該導線20の一部(導線接続部19b)に電気的に接続されている。
And the
詳しくは、前記導線接続部19bを含む導線20は、導電性金属(本実施の形態では銅)よりなる導線本体20a(図1参照)と該導線本体20aの外表面を被覆する絶縁皮膜とを有する。尚、本実施の形態の絶縁皮膜にはレーザ光吸収部材としての図示しない黒鉛粉が含有されている。又、本実施の形態の絶縁皮膜(黒鉛粉を除く)は、ウレタン系材料などと比べて耐熱性の高い材料(高耐熱性材料)であって、例えば、ポリイミド系やポリアミドイミド系やポリエステルイミド系の材料(樹脂)よりなる。そして、導線20の所定部分である導線接続部19bにおける絶縁皮膜は除去され、該部分で露出した導線本体20aと接続端子32とが(後述するレーザ光LB(図3右側参照)を照射するレーザ溶接によって)接合されて電気的に接続されている。尚、図1では、絶縁皮膜が除去された導線接続部19b、即ちほぼ導線本体20aのみとなった導線接続部19bを模式的に図示している。又、図1では、導線接続部19b(導線本体20a)と接続端子32とが接合される(溶ける)前の状態を図示している。
Specifically, the
又、本実施の形態の制御装置14(樹脂ケース31)には、ヒートシンク33が固定されている。又、本実施の形態のブラシレスモータ11(制御装置14及びセンターピース21)には、前記導線20の一部である導線接続部19b及び接続端子32等を覆う樹脂製の樹脂カバー34が固定されている。
A
ロータ15は、有底筒形状のヨーク41と、ヨーク41の内周面に固定された複数のマグネット42と、ヨーク41の中央に固定された回転軸43とを備えている。ロータ15は、マグネット42が前記ステータコア17(ティース部17b)の外周と対向するように配置されるとともに、回転軸43がセンターピース21の円筒部21bに保持された軸受44によって(ステータ13に対して)回転可能に支持されている。又、本実施の形態のヨーク41の外周面には、前記ファン12が固定されている。
The
次に、上記のように構成されたブラシレスモータ11(モータ)の製造方法(導線の接続方法含む)について詳述する。ブラシレスモータ11の製造方法は、「導線配設工程」、「皮膜除去工程」、及び「導線結線工程」を含む。 Next, a method for manufacturing the brushless motor 11 (motor) configured as described above (including a method for connecting conductive wires) will be described in detail. The manufacturing method of the brushless motor 11 includes a “conductor arrangement step”, a “film removal step”, and a “conductor connection step”.
「導線配設工程」では、前記導線20によって前記巻線19を構成する過程で(即ち巻回作業中に)その一部を前記接続端子32と対応した位置(本実施の形態では載置部18c上)に配置する。詳しくは、本実施の形態では、導線20によって載置部18cと対応した位置の各巻線19を構成する際に、それぞれにおいて最終の巻線(最後のひと巻き)である一部の巻線としての端巻線19a(図2参照)を分離部18dより径方向内側に(載置部18c上に)配置し、端巻線19aを除くその他の巻線を分離部18dより径方向外側に配置する。又、この際、本実施の形態では、勿論、端巻線19a(図2参照)を係止部18eより径方向外側に(載置部18c上に)配置する。又、この際、本実施の形態では、前記渡り線(図示略)をセンターピース21の板部21aの反対側(図1中、下側であって、制御装置14が配置されない側)に配置する。
In the “conductor arrangement step”, a part of the winding
次に、「皮膜除去工程」では、図3の左側に示すように、導線20における導線接続部19bにレーザ光照射装置51によるレーザ光LBを照射して(図4参照)該部分の絶縁皮膜を除去し、導線本体20a(図1参照)を露出させる。
Next, in the “film removal step”, as shown on the left side of FIG. 3, the
詳しくは、レーザ光照射装置51は、レーザ光(本実施の形態ではYAGレーザ)を発生するためのレーザ発振器52と、レーザ発振器52からのレーザ光を分割するためのビームスプリッタとしてのハーフミラー53と、ハーフミラー53にて分割された一方を出力するための第1出力部54と他方を出力するための第2出力部55とを有する。第1出力部54は、ハーフミラー53にて分割された一方を集光するとともに矩形(図4参照)に成形するためのものであって、第2出力部55は、ハーフミラー53にて分割された他方を集光するとともに円形に成形するためのものであって、それぞれ集光レンズ等の光学系の組み合わせで構成されている。尚、図4では、矩形に成形されたレーザ光(矩形レーザ光)LBの照射スポットを模式的に2点鎖線で図示している。
Specifically, the laser
そして、「皮膜除去工程」では、図3の左側であって制御装置14が配置されていない対象物X1における導線接続部19bに、レーザ光照射装置51の第1出力部54からの矩形に成形されたレーザ光(矩形レーザ光)LBを照射する(図4参照)。又、このとき、導線接続部19bの位置とレーザ光LBの焦点位置(第1出力部54における図示しない集光レンズから導線接続部19bまでの距離と、集光レンズから該集光レンズにて特定される焦点までの距離)とをずらすことで、導線接続部19bの長手方向直交方向の全幅を含むように導線接続部19bにレーザ光LBを照射する(図4参照)。即ち、この例における第1出力部54からのレーザ光(矩形レーザ光)LBは、焦点位置では導線接続部19bの長手方向直交方向の全幅(即ち導線20の直径)より細い照射スポットとなるが、導線接続部19bの位置とレーザ光LBの焦点位置とをずらすことで、導線接続部19bの長手方向直交方向の全幅の範囲に同時にレーザ光LBを照射する。これにより、絶縁皮膜を除去する。
Then, in the “film removal step”, a rectangular shape from the
次に、「導線結線工程」では、図3の右側に示すように、まず前記ステータコア17(センターピース21)に対して前記制御装置14の軸方向の位置決めを行う(固定する)ことで、前記接続端子32を前記導線20の導線接続部19bにおける露出した導線本体20aに(軸方向に)当接させる。そして、図3の右側であって制御装置14が配置された対象物X2における接続端子32に、レーザ光照射装置51によるレーザ光LBを照射して、接続端子32と導線接続部19bにおける導線本体20aとを接合し電気的に接続する。詳しくは、図3の右側であって制御装置14が配置された対象物X2における接続端子32に、レーザ光照射装置51の第2出力部55からの円形に成形されたレーザ光(円形レーザ光)LBを照射する。又、このとき、接続端子32の位置とレーザ光LBの焦点位置(第2出力部55における図示しない集光レンズから接続端子32までの距離と、集光レンズから該集光レンズにて特定される焦点までの距離)とを略一致させて、接続端子32のほぼ一点にレーザ光LBを照射する。これにより、接続端子32と導線接続部19bにおける導線本体20aとを接合し電気的に接続する。尚、この「導線結線工程」は、図3の右側に示すように、樹脂カバー34(図1参照)がブラシレスモータ11(制御装置14及びセンターピース21)に固定される前の状態で行われ、「導線結線工程」の後に樹脂カバー34が固定されてブラシレスモータ11の製造が完了することになる。又、本実施の形態では、「皮膜除去工程」と「導線結線工程」とを、異なる対象物X1,X2に対して同時に行う。即ち、対象物X1に対して「皮膜除去工程」を行うと同時に対象物X2に「導線結線工程」を行い、その後、新たな対象物X1に「皮膜除去工程」を行うと同時に「皮膜除去工程」を終えた対象物X1を対象物X2として「導線結線工程」を行うといったことを繰り返して対象物(ブラシレスモータ11)を順次多数(大量)生産している。
Next, in the “conducting wire connecting step”, as shown on the right side of FIG. 3, first, the
次に、上記実施の形態の特徴的な作用効果を以下に記載する。
(1)「皮膜除去工程」にて、導線20の導線接続部19bにレーザ光照射装置51によるレーザ光LBが照射されて絶縁皮膜が除去されるので、後の「導線結線工程」で、例えば、絶縁皮膜が炭化して溶接部内に残ってしまうことが低減され、導線接続部19b(導線本体20a)と接続端子32とを電気的に良好に接続することができる。しかも、「皮膜除去工程」と「導線結線工程」とで共にレーザ光照射装置51を用いるので、例えば、「皮膜除去工程」で刃具やその刃具を駆動するための特別な装置等が別途必要とならず、全体として小規模(小型で低コスト)な設備とすることができる。又、例えば、絶縁皮膜を刃具で剥離させる場合、絶縁皮膜を剥離させるべく刃具を機械的に駆動(移動)させるための大きなスペースが必要となるが、これが不要となる。又、例えば、絶縁皮膜を刃具で剥離させる場合、剥離させた絶縁皮膜の屑の処置が必要となり易いが、これがほぼ不要となる。
Next, characteristic effects of the above embodiment will be described below.
(1) In the “film removal process”, the insulating film is removed by irradiating the conductive
(2)「皮膜除去工程」にて、導線接続部19bの位置とレーザ光LBの焦点位置とがずらされることで、導線接続部19bの長手方向直交方向の全幅を含むように導線接続部19bにレーザ光LBが照射される。よって、例えば、導線接続部19bの位置とレーザ光LBの焦点位置とを一致させた状態でレーザ光を走査させて同様の範囲に照射する場合に比べて、エネルギー密度が低下されたレーザ光LBが広範囲に同時に照射されるため、容易且つ良好に絶縁皮膜を除去することができる。即ち、レーザ光を走査させる場合では、走査させるための別部材(可動鏡等)が必要になるとともに、レーザ光が他に比べて長い時間照射されてしまった点等で導線本体20aに悪影響を及ぼす虞があるが、これらを回避することができる。尚、導線接続部19bの位置とレーザ光LBの焦点位置とをずらすことで、導線接続部19bの長手方向直交方向の全幅を含むように導線接続部19bにレーザ光LBを照射するため、当然、導線20(導線接続部19b)の直径が異なるもの(他のモータ)においても(ずらし具合を変えることで)同じレーザ光照射装置51で対応可能となる。
(2) In the “film removal step”, the position of the
(3)「皮膜除去工程」にて、ハーフミラー53にて分割された一方が矩形に成形されたレーザ光(矩形レーザ光)LBが導線接続部19bに照射されるため、例えば、円形(真円)に成形されたレーザ光を導線接続部19bに照射する場合に比べて、エネルギーのロスを少なくすることができる。又、例えば、円形に成形されたレーザ光を導線接続部19bに照射する場合に比べて、絶縁皮膜以外の部分にレーザ光が照射されてしまうことが低減され、絶縁皮膜以外の部分に悪影響を及ぼすことが低減される。
(3) In the “film removal step”, a laser beam (rectangular laser beam) LB, one of which is divided by the
(4)「導線結線工程」にて、ハーフミラー53にて分割された他方が円形に成形されたレーザ光(円形レーザ光)LBが接続端子32に照射されるため、(矩形レーザ光に比べて)エネルギーを集中させて接続端子32と導線接続部19b(導線本体20a)とを電気的に良好に更に短時間で接続することができる。又、本実施の形態の「導線結線工程」は、接続端子32の位置とレーザ光LBの焦点位置とを略一致させて行うため、(前記位置をずらして行う場合に比べて)接続端子32と導線接続部19b(導線本体20a)とを更に短時間で接続することができる。
(4) Since the laser beam (circular laser beam) LB in which the other divided by the
(5)「皮膜除去工程」と「導線結線工程」とが異なる対象物X1,X2に対して同時に行われるため、対象物(ブラシレスモータ11)を多数(大量)生産する際の無駄が低減される。 (5) Since the “film removal process” and the “conductor connection process” are performed simultaneously on different objects X1 and X2, waste when producing a large number (mass) of the objects (brushless motor 11) is reduced. The
(6)「導線配設工程」にて、導線20によって巻線19を構成する過程で(即ち巻回作業中に)その一部が接続端子32と対応した位置である載置部18c上に配置される。即ち、「導線配設工程」では、導線20によって巻線又は渡り線を構成する過程とかけ離れた動作である導線20を接続端子32に巻き付ける(からげる)といった動作を行わず、単に巻線19を構成する一連の過程でその一部が接続端子32と対応した位置に配置される。よって、導線20を接続端子32等に巻き付ける(からげる)工程を含む方法に比べて、製造工程の簡略化を図ることができる。
(6) In the process of forming the winding
(7)絶縁皮膜にはレーザ光吸収部材としての黒鉛粉が含有されるため、レーザ光LBを照射して絶縁皮膜を除去する「皮膜除去工程」の際、レーザ光LBが黒鉛粉に吸収される、言い換えると、黒鉛粉にてレーザ光LBの透過や反射が低減されることになり、低出力のレーザ光LBにて絶縁皮膜を除去することができる。よって、例えば、絶縁皮膜を除去する際の高効率化及び低コスト化を図ることができる。又、低出力のレーザ光LBにて絶縁皮膜を除去することができることから、例えば、導線本体20aを損傷させてしまうといったことを低減することができる。
(7) Since the insulating film contains graphite powder as a laser beam absorbing member, the laser beam LB is absorbed by the graphite powder during the “film removal process” in which the insulating film is removed by irradiating the laser beam LB. In other words, the transmission and reflection of the laser beam LB are reduced by the graphite powder, and the insulating film can be removed by the low-power laser beam LB. Therefore, for example, high efficiency and low cost can be achieved when the insulating film is removed. Further, since the insulating film can be removed with the low-power laser beam LB, it is possible to reduce, for example, damage to the
上記実施の形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施の形態における「皮膜除去工程」では、ハーフミラー53にて分割された一方を第1出力部54にて矩形に成形し、そのレーザ光(矩形レーザ光)を導線接続部19bに照射するとしたが、「導線結線工程」と共通のレーザ光照射装置によるレーザ光を照射するようにすれば、他の方法に変更してもよい。
The above embodiment may be modified as follows.
In the “film removal step” in the above embodiment, one of the parts divided by the
例えば、ハーフミラー53及び第1出力部54を有さず第2出力部55のみを有するレーザ光照射装置として、円形に成形されたレーザ光LBを導線接続部19bに照射して絶縁皮膜を除去するようにしてもよい。このようにすると、上記実施の形態に比べて、レーザ光照射装置のビームスプリッタ(ハーフミラー53)や2つの出力部が不要となり(第2出力部55のみでよく)レーザ光照射装置を簡単な構成とすることができる。又、この場合、例えば、導線接続部19bの位置と前記レーザ光LBの焦点位置とをずらすことで、図5に示すように、導線接続部19bの長手方向直交方向の全幅を含むように(更に上記実施の形態と同様の長手方向の幅を含むように)導線接続部19bにレーザ光LBを照射することが望ましい。また、更に、図5に2点鎖線で示すレーザ光LBをマスク(薄い金属板)によって図4に示すようなレーザ光(矩形レーザ光)LBとすれば、絶縁皮膜以外の部分にレーザ光が照射されてしまうことが低減され、絶縁皮膜以外の部分に悪影響を及ぼすことが低減される。又、勿論、この例(ハーフミラー53や第1出力部54を使用しない方法)や上記実施の形態において、導線接続部19bの位置とレーザ光LBの焦点位置とを略一致させた状態でレーザ光を走査させて同様の範囲に照射して絶縁皮膜を除去するようにしてもよい。又、第1出力部54を、予め、焦点位置で導線接続部19bにおける実施の形態の範囲(図4参照)と同様の範囲に照射する(照射スポットが形成される)ような集光レンズ等の光学系の組み合わせで構成し、導線接続部19bの位置とレーザ光LBの焦点位置とを略一致させて実施の形態の範囲(図4参照)と同様の範囲に照射するようにしてもよい。
For example, as a laser beam irradiation device having only the
・上記実施の形態の「皮膜除去工程」では、第1出力部54にて矩形に成形したレーザ光(矩形レーザ光)LBを導線接続部19bに照射するとしたが、第1出力部54の構成を変更して、導線接続部19bに照射するレーザ光を(前記矩形に近い形状である)楕円に成形したもの(楕円レーザ光)としてもよい。このようにしても、上記実施の形態(矩形に成形したレーザ光(矩形レーザ光)を照射する場合)の効果と略同様の効果を得ることができる。
In the “film removal step” of the above-described embodiment, the laser beam (rectangular laser beam) LB formed into a rectangle by the
・上記実施の形態では、「皮膜除去工程」と「導線結線工程」とを、異なる対象物X1,X2に対して同時に行うとしたが、これに限定されず、同時に行わないようにしてもよい。尚、例えば、上記別例のように、ハーフミラー53及び第1出力部54を有さず第2出力部55のみを有するレーザ光照射装置にて製造する場合、勿論、「皮膜除去工程」と「導線結線工程」とを同時に行うことができず、それらを別々に行うことになる。
In the above embodiment, the “film removal step” and the “wire connection step” are performed simultaneously on different objects X1 and X2. However, the present invention is not limited to this, and may not be performed simultaneously. . For example, in the case of manufacturing with a laser beam irradiation apparatus having only the
・上記実施の形態では、ステータ13を構成する電機子において巻線19を構成する導線20の導線接続部19bと、巻線19に駆動電流を供給するための制御装置14の接続端子32とを電気的に接続するブラシレスモータ11の製造方法に具体化したが、これに限定されず、例えば、整流子付き直流モータの製造方法に具体化してもよい。
In the above embodiment, the
即ち、図6及び図7に示すように、ロータ60を構成する電機子において巻線61を構成する導線62の一部である導線接続部62aと、整流子63(図7参照)のセグメント64から延出した導体部材としての整流子接続片65とを電気的に接続する整流子付き直流モータの製造方法に具体化してもよい。尚、この例の「導線結線工程」では、整流子接続片65に予め貫通孔65aを設けておき、貫通孔65aの第1の開口部を導線接続部62aで塞ぐように配置し、第2出力部55からのレーザ光LBを整流子接続片65における貫通孔65aの第2の開口部の周囲に照射するとともに貫通孔65aを介して導線接続部62aに照射して行っている。このようにすると、整流子接続片65及び導線接続部62a(その導線本体)がそれぞれ直接レーザ光LBのエネルギーを受けることになる。又、導線接続部62aに照射されたレーザ光LBの一部は反射してしまうが反射したレーザ光の一部は貫通孔65aの内面に照射され、該内面においてもレーザ光のエネルギーを受けることになる。これらのことから、整流子接続片65と導線接続部62a(その導線本体)とを低エネルギーで良好に接合することができる。又、この例の「皮膜除去工程」では、上記実施の形態と同様に第1出力部54からのレーザ光(矩形レーザ光)LBを(導線接続部62aの位置とレーザ光LBの焦点位置とをずらして)導線接続部62aに照射している。
That is, as shown in FIGS. 6 and 7, in the armature that constitutes the
・上記実施の形態では、レーザ光照射装置51は、レーザ発振器52からのレーザ光を略半分ずつに分割する(反射光と透過光の強さがほぼ1対1となる)ハーフミラー53を有するとしたが、これに限定されず、他のビームスプリッタに変更して、他は上記実施の形態と同様の方法で実施してもよい。
In the above embodiment, the laser
・上記実施の形態では、絶縁皮膜にはレーザ光吸収部材としての黒鉛粉が含有される等としたが、これに限定されず、他の絶縁皮膜に変更してもよい。例えば、レーザ光吸収部材(黒鉛粉)が含有されていない絶縁皮膜の外表面にレーザ光吸収塗料としての(例えば黒色の)インク等を予め(少なくとも「皮膜除去工程」の前に)塗布してもよい。このようにしても、レーザ光を照射して絶縁皮膜を除去する「皮膜除去工程」の際、レーザ光がレーザ光吸収塗料に吸収されることになり、低出力のレーザ光にて絶縁皮膜を除去することができる。又、例えば、レーザ光吸収部材(黒鉛粉)が含有されていない絶縁皮膜の外表面に低屈折率部材(絶縁皮膜より屈折率が低い部材)としてのフッ素樹脂を設けても(コーティングしても)よい。このようにしても、レーザ光を照射して絶縁皮膜を除去する「皮膜除去工程」の際、低屈折率部材より内部に通過したレーザ光が外部に逃げ難くなり、低出力のレーザ光にて絶縁皮膜を除去することができる。 In the above embodiment, the insulating film contains graphite powder as a laser light absorbing member. However, the present invention is not limited to this and may be changed to another insulating film. For example, a laser light absorbing paint (for example, black) ink or the like is applied in advance (at least before the “film removal step”) to the outer surface of the insulating film that does not contain a laser light absorbing member (graphite powder). Also good. Even in this case, during the “film removal process” in which the insulating film is removed by irradiating the laser light, the laser light is absorbed by the laser light absorbing paint, and the insulating film is applied by the low-power laser light. Can be removed. Further, for example, a fluororesin as a low refractive index member (a member having a refractive index lower than that of the insulating film) may be provided (coated) on the outer surface of the insulating film that does not contain the laser light absorbing member (graphite powder). ) Good. Even in this case, in the “film removal process” in which the insulating film is removed by irradiating the laser beam, the laser beam that has passed through the inside from the low refractive index member is difficult to escape to the outside, and the low-power laser beam is used. The insulating film can be removed.
・上記実施の形態では、レーザ光照射装置51のレーザ発振器52は、YAGレーザ(波長が1.06μm)を発生するためのものであるとしたが、勿論、他のレーザ光(例えば、炭酸ガスレーザ(波長が10.6μm)や半導体レーザ(波長が0.946μm))を発生するためのレーザ発振器に変更し、実施してもよい。
In the above embodiment, the
・上記実施の形態では、本発明をエンジン冷却用の電動ファン装置1におけるブラシレスモータ11の製造方法に具体化したが、勿論、他の装置におけるブラシレスモータの製造方法に変更してもよい。又、ブラシレスモータ11や整流子付き直流モータ(図6及び図7)等のモータに限らず、他の(巻線を構成しない)導線を他の導体部材と電気的に接続する他の導線の接続方法に具体化してもよい。 In the above embodiment, the present invention is embodied in the method for manufacturing the brushless motor 11 in the electric fan device 1 for engine cooling, but may be changed to the method for manufacturing the brushless motor in other devices. Further, the present invention is not limited to motors such as the brushless motor 11 and the DC motor with commutators (FIGS. 6 and 7), and other conductors that electrically connect other conductors (not constituting the winding) to other conductor members. A connection method may be embodied.
上記各実施の形態から把握できる技術的思想について、以下にその効果とともに記載する。
(イ)請求項2に記載の導線の接続方法において、前記導線結線工程では、前記皮膜除去工程と同一の前記レーザ光照射装置の出力部からの前記レーザ光を、前記導線本体と前記導体部材との少なくとも一方に照射するとともに、前記レーザ光の焦点位置と、前記導線本体と前記導体部材との少なくとも一方の位置とを略一致させて照射することを特徴とする導線の接続方法。
The technical idea that can be grasped from the above embodiments will be described below together with the effects thereof.
(A) In the method for connecting conductive wires according to claim 2, in the conductive wire connecting step, the laser light from the output part of the laser light irradiation device, which is the same as the film removing step, is used as the conductive wire main body and the conductive member. And irradiating at least one of the focal point position of the laser beam and at least one position of the conductor main body and the conductor member.
このようにすると、例えば、ビームスプリッタにて分割した一方を皮膜除去工程で用い、分割した他方を導線結線工程で用いる場合(上記実施の形態)に比べて、レーザ光照射装置にビームスプリッタ(ハーフミラー53)や2つの出力部(第1又は第2出力部54,55)が不要となりレーザ光照射装置を簡単な構成とすることができる。又、導線結線工程では、レーザ光の焦点位置と、導線本体と導体部材との少なくとも一方の位置とを略一致させるため、エネルギーを集中させて導線本体と導体部材とを電気的に良好に、更に短時間で接続することができる。
In this case, for example, compared with the case where one of the parts divided by the beam splitter is used in the film removing process and the other part of the divided part is used in the wire connection process (the above embodiment), the beam splitter (half The mirror 53) and the two output units (first or
(ロ)請求項4に記載の導線の接続方法において、前記皮膜除去工程と前記導線結線工程とを、異なる対象物に対して同時に行うことを特徴とする導線の接続方法。
このようにすると、皮膜除去工程と導線結線工程とが異なる対象物に対して同時に行われるため、対象物を多数(大量)生産する際の無駄が低減される。
(B) The method for connecting conductive wires according to claim 4, wherein the film removing step and the conductive wire connecting step are simultaneously performed on different objects.
If it does in this way, since a membrane | film | coat removal process and a wire connection process are simultaneously performed with respect to the different object, the waste at the time of producing many (mass) objects is reduced.
(ハ)請求項5に記載のモータの製造方法において、前記導線によって前記巻線又は渡り線を構成する過程でその一部を前記導体部材と対応した位置に配置する導線配設工程を備えたことを特徴とするモータの製造方法。 (C) The method for manufacturing a motor according to claim 5, further comprising a conductor arranging step of arranging a part of the winding or the connecting wire at a position corresponding to the conductor member in the process of forming the winding or the connecting wire by the conductor. A method of manufacturing a motor characterized by the above.
このようにすると、導線配設工程にて、導線によって巻線又は渡り線を構成する過程でその一部が導体部材と対応した位置に配置される。即ち、導線配設工程では、導線によって巻線又は渡り線を構成する過程とかけ離れた動作である導線をターミナルに巻き付ける(からげる)といった動作を行わず、単に巻線又は渡り線を構成する一連の過程でその一部が導体部材と対応した位置に配置される。よって、製造工程の簡略化を図ることができる。 If it does in this way, the part will be arrange | positioned in the position corresponding to a conductor member in the process which comprises a coil | winding or a crossover with a conducting wire in a conducting wire arrangement | positioning process. That is, in the conductor arrangement process, the operation of winding (crossing) the conductor wire, which is a separate operation from the process of forming the winding or the junction wire with the conductor wire, is not performed, and the winding or the junction wire is simply configured. In a series of processes, a part thereof is arranged at a position corresponding to the conductor member. Therefore, the manufacturing process can be simplified.
(ニ)請求項1乃至4のいずれか1項に記載の導線の接続方法において、前記絶縁皮膜にレーザ光吸収部材を含有させたことを特徴とする導線の接続方法。
このようにすると、レーザ光を照射して絶縁皮膜を除去する「皮膜除去工程」の際、レーザ光がレーザ光吸収部材に吸収され易くなり、低出力のレーザ光にて絶縁皮膜を除去することができる。よって、例えば、絶縁皮膜を除去する際の高効率化及び低コスト化を図ることができる。又、例えば、導線本体を損傷させてしまうといったことを低減することができる。
(D) A method for connecting a conducting wire according to any one of claims 1 to 4, wherein the insulating film contains a laser light absorbing member.
In this way, in the “film removal process” in which the insulating film is removed by irradiating the laser beam, the laser light is easily absorbed by the laser light absorbing member, and the insulating film is removed with the low-power laser light. Can do. Therefore, for example, high efficiency and low cost can be achieved when the insulating film is removed. Further, for example, it is possible to reduce damage to the conductor main body.
13…ステータ、14…制御装置、19,61…巻線、19b,62a…導線接続部(所定部分)、20,62…導線、20a…導線本体、32…接続端子(導体部材)、51…レーザ光照射装置、53…ハーフミラー(ビームスプリッタ)、60…ロータ、63…整流子、64…セグメント、65…整流子接続片(導体部材)、LB…レーザ光。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記導線の所定部分にレーザ光照射装置によるレーザ光を照射して前記絶縁皮膜を除去する皮膜除去工程と、
前記皮膜除去工程の後、前記絶縁皮膜が除去されることで露出した前記導線本体と前記導体部材とを当接させてそれらの少なくとも一方に前記レーザ光照射装置によるレーザ光を照射してそれらを接合し電気的に接続する導線結線工程と
を備えたことを特徴とする導線の接続方法。 A conductive wire connecting method for electrically connecting a conductive wire having a conductive wire main body made of a conductive metal and an insulating film covering the conductive wire main body to a conductive member,
A film removal step of removing the insulating film by irradiating a predetermined portion of the conducting wire with a laser beam by a laser beam irradiation device;
After the film removal step, the conductive wire body exposed by removing the insulating film and the conductor member are brought into contact with each other, and at least one of them is irradiated with laser light from the laser light irradiation device. A conductive wire connecting method comprising: a conductive wire connecting step for joining and electrically connecting.
前記皮膜除去工程では、前記導線の位置と前記レーザ光の焦点位置とをずらすことで、前記導線の長手方向直交方向の全幅を含むように前記導線に前記レーザ光を照射することを特徴とする導線の接続方法。 In the connection method of the conducting wire according to claim 1,
In the film removing step, the laser beam is irradiated to the conductive wire so as to include the full width in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the conductive wire by shifting the position of the conductive wire and the focal position of the laser light. How to connect the conductors.
前記レーザ光照射装置は、ビームスプリッタを有するものであって、
前記皮膜除去工程では、前記ビームスプリッタにて分割された一方を矩形又は楕円形に成形した矩形レーザ光又は楕円レーザ光を前記導線に照射することを特徴とする導線の接続方法。 In the connection method of the conducting wire according to claim 1 or 2,
The laser beam irradiation device has a beam splitter,
In the film removal step, the conductive wire is connected by irradiating the conductive wire with a rectangular laser beam or an elliptical laser beam in which one of the beams splitter is shaped into a rectangle or an ellipse.
前記導線結線工程では、前記ビームスプリッタにて分割された他方を円形に成形したレーザ光を前記導線本体と前記導体部材との少なくとも一方に照射することを特徴とする導線の接続方法。 In the connection method of the conducting wire according to claim 3,
In the conducting wire connecting step, at least one of the conducting wire main body and the conductor member is irradiated with a laser beam in which the other divided by the beam splitter is formed into a circular shape.
前記電機子は、ステータを構成するものであって、
前記導体部材は、前記巻線に駆動電流を供給するための制御装置に電気的に接続された接続端子であることを特徴とするモータの製造方法。 In the manufacturing method of the motor according to claim 5,
The armature constitutes a stator,
The method of manufacturing a motor, wherein the conductor member is a connection terminal electrically connected to a control device for supplying a driving current to the winding.
前記電機子は、ロータを構成するものであって、
前記導体部材は、整流子のセグメントから延出した整流子接続片であることを特徴とするモータの製造方法。 In the manufacturing method of the motor according to claim 5,
The armature constitutes a rotor,
The method for manufacturing a motor, wherein the conductor member is a commutator connecting piece extending from a commutator segment.
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