JP3855247B2

JP3855247B2 - 回転電機のコイル導体の製造方法

Info

Publication number: JP3855247B2
Application number: JP09648799A
Authority: JP
Inventors: 美雄仲; 和樹前岨; 優杉山
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1999-04-02
Filing date: 1999-04-02
Publication date: 2006-12-06
Anticipated expiration: 2019-04-02
Also published as: JP2000295822A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転電機のコイル導体及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
小型回転電機のステータコイルやロータコイルには、図８、図９に示すように、導体線１００の端部となる部位の電気絶縁性樹脂膜１０１をヘリカルリーマ式の樹脂膜剥離機１０２を用いて容易に剥離することができる丸線を用いることが一般的である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、丸線は平角線に比べてスロット占積率が小さく、回転電機の出力向上ができないという問題があった。
平角線の電気絶縁性樹脂膜の剥離に上記ヘリカルリーマ式の樹脂膜剥離機を用いると平角線外周に対するヘリカルリーマの相対移動の制御が容易でなく、十分な皮膜剥離品質を保証することが困難であった。
【０００４】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、平角線の端部となる部位の電気絶縁性樹脂膜を剥離品質の低下を招くことなく高能率に剥離可能な平角線の樹脂膜剥離方法を実現することにより、高歩留まりで高生産性をもつ回転電機のコイル導体の製造方法を提供することをその目的としている。
また、電気絶縁性樹脂膜が剥離された平角線の端部はアーク溶接やはんだ付け等で他の導体線特に平角線に接続された後、液状もしくは粉末のエポキシ樹脂などの絶縁性樹脂で絶縁される。
【０００５】
本発明は、上記絶縁性樹脂の平角線の端部での流動性と密着性の向上もその目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するためになされた請求項１記載の回転電機のコイル導体の製造方法によれば、角部が所定曲率のＲを有する平角線からなり、電気絶縁性樹脂膜で被覆された被覆線をその延線方向へ引っ張った状態で回転砥石をこの延線方向へ相対移動させることにより、被覆線の一つの角部とそれを挟む二主面を一つの回転砥石で研削する。すなわち、本方法では、一つの角部とそれを挟む二主面を一挙に研削できる形状の研削面をもつ回転砥石を用いる。
【０００７】
この回転砥石により、各角部を順次又は同時に研削することにより、被覆線の全周にわたって電気絶縁性樹脂膜を剥離残りなしに良好に剥離することができる。
更に説明すると、本発明者らは最初、円柱面形状の研削面をもつ回転砥石を延線方向へ相対移動させて平角線の４面を順次又は対向二面づつ研削する実験を行った。ところが、この場合、平角線はその角部がＲをもつため、角部に未剥離部分が生じてしまうという不具合が生じることがわかった。
【０００８】
もちろん、従来用いられていたようなヘリカルリーマを被覆線を囲む方向に位置制御しながら相対移動させれば、電気絶縁性樹脂膜を完全に剥離できる筈である。しかし、このためには、剥離中に被覆線を完全に固定せねばならず、かつ、ヘリカルリーマ式の位置制御を完璧に行わねばならず、不可能ではないが、装置構成が大規模となり、かつ、高速処理が容易ではなかった。
【０００９】
そこで本方法では、平角線がその延線方向に平坦な主面をもつということに着目し、この平坦な主面に沿って研削面を相対移動させることにより、簡単にこの主面上の電気絶縁性樹脂膜を除去できるということに事実に基づいてなされたものである。更に、この場合、研削面は平角線のＲをもつ角部を研削できないという不具合に対し、回転砥石の研削面を、この角部とそれを挟む二主面を一挙に研削できる形状に形成し、各角部を順次、又は対向二面同時に研削することにより全周にわたって完全に剥離を行うことができるように工夫したものである。
【００１０】
この剥離方法によれば、従来のヘリカルリーマ式の樹脂膜剥離機に比較して、回転砥石を平角線の周囲を相対的に一周させるという面倒な動作制御を必要とせず、また延線方向の剥離長の変更もヘリカルリーマ式の樹脂膜剥離機に比較して格段に容易であるという作用効果も奏することができる。
なお、回転砥石としては、高硬度の多数の研削突起を表面にもつものであればよく、通常は砥粒が基材部に充填されてなるものが用いられるが、研削突起と基材部とが同一素材で構成されたたとえばやすりのような構造でもよい。
【００１１】
請求項２記載の方法では請求項１記載の回転電機のコイル導体の製造方法において更に、回転砥石の研削面を、軸方向に伸びる円柱面部、径方向に伸びる円盤面部と、円柱面部及び円盤面部の間にて円柱面部から円盤面部に向けて径大となるコーン状面部とをもつ形状に構成する。更に、円柱面部で平角線の広幅側の主面を研削し、円盤面部で被覆線の狭幅側の主面を研削する。
【００１２】
このようにすれば、面積が広いために研磨による摩耗負担が最も大きい平角線の広幅側の主面に対する円柱面部の各部の相対速度を等しくすることができ、円柱面部の各部の摩耗速度を等しくして、円柱面部の変形を防止することができ、円柱面部の摩耗に対しては回転砥石を径方向に調節して対応できるという利点が生じる。
【００１３】
また、平角線の広幅側の主面に軸方向に容易に多数の線状痕を形成できるという利点生じる。なお、この線状痕は、既述の絶縁性樹脂の流れ性向上に有効である。
請求項３記載の方法によれば請求項１又は２記載の回転電機のコイル導体の製造方法において更に、それぞれ上記二面研削可能な研削面をもつ一対の回転砥石を被覆線を挟んで対角配置し、被覆線の４つの主面と２つの角部を同時に研削する。
【００１４】
このようにすれば、平角線が両方の回転砥石により挟持されるので、一方の回転砥石の付勢により平角線がこの回転砥石から弾性変形乃至塑性変形して離れようとするのを他方の回転砥石が防止することができ、正確に電気絶縁性樹脂膜を研削することができる。
請求項４記載の方法によれば請求項３記載の回転電機のコイル導体の製造方法において更に、上記一対の回転砥石で四つの主面と二つの角部を研削した後で残る二つの角部の研削のために他の一対の回転砥石を被覆線を挟んで対角配置する。なお、これら他の一対の回転砥石は最初の一対の回転砥石の延線方向後方に配置する。このようにすれば、これら二対の回転砥石を延線方向に一回相対移動させるという簡単な移動動作で（被覆線をその延線方向に移動させてもよい）、被覆線の所定領域を完全に樹脂剥離することができる。
【００１５】
請求項５記載の方法によれば請求項１乃至４のいずれか記載の回転電機のコイル導体の製造方法において更に、上記被覆線の所定領域の剥離後、この所定領域を切断して被覆線のこの所定領域をコイル導体の先端部とする。
このようにすれば、樹脂剥離先端部を有する回転電機のコイル導体を生産性よく製造することができる。
【００１６】
請求項６記載の方法によれば請求項１乃至５のいずれか記載の回転電機のコイル導体の製造方法において更に、回転砥石は、電気絶縁性樹脂膜を研削する際に、導体線の露出表面にその長尺方向に多数の線状痕を形成する表面粗度及び回転速度を有する。
このようにすれば、工程の追加なしにコイル導体の先端部に多数の線状痕を形成することができる。なお既に述べたように、これら線状痕は、平角線の端部を接合した後での既述の絶縁性樹脂の流れ性向上に有効である。
【００１７】
請求項７記載の方法によれば請求項１乃至５のいずれか記載の回転電機のコイル導体の製造方法において更に、回転砥石は、電気絶縁性樹脂膜を研削する際に、導体線の露出表面に梨地状の微小凹凸部を形成する表面粗度及び回転速度を有する。
このようにすれば、工程の追加なしにコイル導体の先端部に多数の梨地状の微小凹凸部を形成することができる。なお既に述べたように、これら微小凹凸部は、一対の平角線の主面同士を密着させ、溶融型接合材（はんだやろう材）で接合する際に、溶融型接合材の融液と平角線との密着性が向上するという効果をもつ。
【００２０】
【発明を実施するための態様】
本発明の好適な態様を以下の実施例により説明する。
【００２１】
【実施例１】
本発明の実施例１の回転電機のコイル導体の製造方法の原理を図１〜図４を参照して説明する。図１は一対の回転砥石により平角線の四主面と二角部を研削する状態を示す斜視図、図２は図１の模式断面図、図３は図１の一対の回転砥石で研削された平角線の断面図、図４は残る電気絶縁性樹脂膜を更に他の一対の回転砥石で除去する工程を示す模式断面図である。
【００２２】
（基本構成）
１、２は図示しない基台に回転自在に支持され図示しないモータにより回転する回転砥石、３はオルタネータのステータコイルとして用いられる平角線（被覆線）である。平角線３の表面には電気絶縁性樹脂膜４が被着されている。
一対の回転砥石１、２は、平角線３を挟んで対角配置されており、所定回転数で回転している。回転砥石１、２の研削面（平角線３に接触する面）は、軸方向に伸びる円柱面部５、径方向に伸びる円盤面部６、円柱面部５と円盤面部６との間にて円柱面部５から円盤面部６に向けて径大となるコーン状面部７とからなる。
【００２３】
平角線３は、図１では上下一対の広幅側の主面３１、３２、広幅側の主面３１、３２と直角に設けられた左右一対の狭幅側の主面３３、３４、各主面間に形成される４つの角部３５〜３８（図３参照）とを有している。
図１において、回転砥石１、２の円柱面部５、５間の幅は平角線３の厚さよりわずかに狭く設定され、円盤面部６、６間の幅は平角線３の幅よりわずかに狭く設定され、コーン状面部７、７間の幅は平角線３の角部３５、３６（図３参照）にわずかに食い込むように設定されている。コーン状面部７の曲率は角部３５〜３８のそれにほぼ等しく設定されている。
【００２４】
（工程１）
図１において、平角線３を手前側に移動させると、回転砥石１、２により、角部３７、３８を除く平角線３の表面の電気絶縁性樹脂膜４が研削され、平角線３の芯部が露出する。
なお、図示しないばねより、回転砥石１、２の研削面を平角線３の表面に所定の力で押しつけつつ上記切削を行ってもよい。
【００２５】
この切削により、図３に示すように、角部３７、３８に皮膜残部４１、４２が残る。これは、回転砥石１の円柱面部５の先端と回転砥石２の円盤面部６との間、及び、回転砥石２の円柱面部５の先端と回転砥石１の円盤面部６との間にクリアランスが必要なためである。
（工程２）
次に、平角線３の先端部は次に、図４に示す他の一対の回転砥石８、９の間に挿入される。
【００２６】
回転砥石８、９は、上記説明した回転砥石１、２と同一形状で配置のみ異なり、回転砥石８、９のコーン状面部７が皮膜残部４１、４２を研削する。
この結果、平角線３の延線方向の送り量に等しい長さだけ平角線３の端部の電気絶縁性樹脂膜４が完全に除去される。
また、この実施例では、回転砥石１、２の研削面の粗度及び回転数を調節して研削により平角線３の被研削面に梨地状に多数の微小凹凸部を設けている。このようにすれば、はんだやろう材の融液が平角線３の被研削面に保持されやすくなるので、溶融型接合材による平角線３の端部を他の部材に接合する際の信頼性が向上する。
【００２７】
また、この実施例では、回転砥石１、２の各研削面の摩耗により、回転砥石１、２の円柱面部５の摩耗に応じて回転砥石１、２をその軸心方向に調節したり、回転砥石１、２の円盤面部６の摩耗により両軸心間の距離を短縮するよう調節することができ、回転砥石１、２を長く使用することができる。
（変形例１）
上記実施例では、対角配置された回転砥石対を二対用いて平角線３の全周の電気絶縁性樹脂膜４を剥離したが、回転砥石１、２だけを用い、工程１の後、それらを平角線３に対して変位させて回転砥石１により皮膜残部４１を、回転砥石２により皮膜残部４２を除去してもよい。また、回転砥石１、２は回転のみとし、工程１の後、平角線３を回転砥石１、２に対して逆方向から挿入することにより皮膜残部４１、４２を切削してもよい。
【００２８】
あるいは、回転砥石１と回転砥石２とを別々に設け、回転砥石３と回転砥石４とを別々に設け、平角線３の各角部３５〜３８を順次切削してもよい。
（変形例２）
変形実施例を図５を参照して説明する。
この実施例では、各回転砥石１、２、８、９の円柱面部５に軸方向に多数の山部５１と谷部５２とを同軸状に軸方向所定ピッチで設けたものである。
【００２９】
このようにすれば、平角線３の主面３１、３２にその軸方向（延線方向）に多重の線状痕３Ａを形成することができる。したがって、平角線３の端部同士を接合した後、この線状痕によりこの端部に被着されて、最初から又は後で液状となる絶縁性樹脂の流れ性を向上することができる。
なお、この実施例では、円柱面部５に軸方向に多数の山部５１と谷部５２とを同軸状に設けたが、やや粗い砥石を高速回転しても同様の効果を得ることができることは明らかである。
【００３０】
（変形例２）
変形実施例を図６を参照して説明する。
この実施例では、回転砥石１ａ、２ａの軸心に対する各回転砥石１、２、８、９の円柱面部５ａ、円盤面部６ａ、コーン状面部７ａの角度を変更したものであり、このようにしても同様の効果を奏することができる。
【００３１】
この実施例では、回転砥石の摩耗に従い、両回転砥石の軸心間距離を調節すればよいという利便が生じる。なお、回転砥石の研削面の各部の偏摩耗はそれを修正する修正砥石を用いて修正することができる。
（変形例３）
上記実施例では、予め切断された平角線３の先端部の電気絶縁性樹脂膜４を切削除去したが、図７に示すように、長い平角線から必要長さの平角線３を切り出す際に二対の回転砥石対を用いて自動的に樹脂剥離すべき領域の樹脂切削を行うことも可能である。
【００３２】
図７の装置について更に詳しく説明する。
１００は平角線コイル材ドラムであり、平角線３が巻かれている。ドラム１００から引き出された平角線３はたるみ部１０１のローラ１０２でたるみをもたされた後、送り部１０３の図示しない一対の送りローラーにより所定速度で延線先端側へ送られている。
【００３３】
１０４は多数の歪み取りローラー１０５を設けてなる歪み取り部であり、歪みを除去された平角線３は第一はくり部１０６に送られ、その樹脂剥離すべき領域の電気絶縁性樹脂膜４は、第一はくり部１０６に設けられた図１に示す回転砥石１、２により皮膜残部４１、４２を除いて除去される。続いて、平角線３の上記樹脂剥離すべき領域の電気絶縁性樹脂膜４は、第二はくり部１０７に送られ、第二はくり部１０７に設けられた図４に示す回転砥石８、９により皮膜残部４１、４２を除去される。続いて、平角線３は切断部１０８に送られ、所定長さに切断される。
【００３４】
なお、この実施例では、平角線３の樹脂剥離すべきでない領域の電気絶縁性樹脂膜４が回転砥石１、２、８、９により樹脂剥離されるのを防止するために以下の動作を行う。
樹脂剥離すべき領域の始端が第一はくり部１０６の回転砥石１、２に接触する位置に到達すると、平角線３の送りが停止され、回転砥石１、２を平角線３に接触するまでに回転砥石１、２をその軸方向あるいは相手側の回転砥石の軸心へ向かう方向へ移動させて平角線３に接近させてその研削面をこの領域に密着させ、次に平角線３の送りを再開して回転砥石１、２が樹脂剥離すべき領域を上記皮膜残部４１、４２を残して除去し、次に平角線３の樹脂剥離すべき領域の終端が第一はくり部１０６の回転砥石１、２から離れる位置に到達すると、平角線３の送りを停止して、これら回転砥石１、２をその回転砥石１、２をその軸方向あるいは相手側の回転砥石の軸心へ向かう方向へ逆移動させて平角線３から遠ざけ、次に平角線３の送りを再開する工程を繰り返す。これにより、平角線３の所定の樹脂剥離すべき領域から皮膜残部４１、４２を残して樹脂除去することができる。
【００３５】
第二はくり部１０７の回転砥石８、９も同じ動作を行うことにより、上記平角線３の所定の樹脂剥離すべき領域から皮膜残部４１、４２を除去することができる。
その後、切断部１０８により上記樹脂剥離すべき領域の所定部位（たとえば延線方向中央）を切断すれば、自動化工程により次々と所定長さでしかも両端が樹脂剥離された平角線３を得ることができる。
【００３６】
なお、この場合、回転砥石１、２と回転砥石８、９との間の延線方向の距離を切断線材の長さの整数倍とすれば、回転砥石１、２に対する平角線３の送り停止タイミングと回転砥石８、９に対する平角線３の送り停止タイミングとを同期させることができ、生産性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一対の回転砥石により平角線の四主面と二角部を研削する状態を示す斜視図である。
【図２】図１の模式断面図である。
【図３】図１の一対の回転砥石で研削された平角線の断面図である。
【図４】残る電気絶縁性樹脂膜を更に他の一対の回転砥石で除去する工程を示す模式断面図である。
【図５】変形態様を示す模式断面図である。
【図６】変形態様を示す模式断面図である。
【図７】本発明の樹脂剥離工程を自動化した自動化ラインを示す模式図である。
【図８】従来の丸線の電気絶縁性樹脂膜を除去するヘリカルリーマ式の樹脂膜剥離機を示す模式断面図である。
【図９】図８のヘリカルリーマ式の樹脂膜剥離機の平面図である。
【符号の説明】
１、２は回転砥石、３は平角線（被覆線）、４は電気絶縁性樹脂膜、５は円柱面部、６は円盤面部、７はコーン状面部、８、９は回転砥石、３１、３２は平角線の広幅側の主面、３３、３４は平角線３の狭幅側の主面、３５〜３８は平角線３の角部である。

Claims

導体線が電気絶縁性樹脂膜により被覆される主部と、前記電気絶縁性樹脂膜を剥離して露出した前記導体線からなる先端部とを有する回転電機のコイル導体の製造方法において、
長尺方向と直角な方向において各角部が略円弧状の略四角形断面をもち、全面に前記電気絶縁性樹脂膜が被着される被覆線を直線配置し、
前記被覆線の四つのうちの一つの前記角部及び前記一つの角部を挟んで互いに隣接する略平坦な二主面に同時かつ個別に接触可能な形状の研削面を有し、前記被覆線に対し軸方向が略直角となる姿勢で配置される回転砥石を回転させ、
前記被覆線の前記延線方向における所定領域に前記回転砥石の前記研削面を接触させつつ前記回転砥石に対して前記被覆線をその延線方向へ相対移動させて前記所定領域中の前記一角部及び二主面の前記電気絶縁性樹脂膜を剥離する二面剥離工程を、同時又は時間順次に前記所定領域中の前記角部の全てに対して実施し、前記電気絶縁性樹脂膜が剥離された前記被覆線の前記所定領域を前記コイル導体の前記先端部とすることを特徴とする回転電機のコイル導体の製造方法。
請求項１記載の回転電機のコイル導体の製造方法において、
前記回転砥石の前記研削面は、軸方向に伸びる円柱面部と、径方向に伸びる円盤面部と、前記円柱面部及び円盤面部の間にて前記円柱面部から前記円盤面部に向けて径大となるコーン状面部とを有し、
前記円柱面部は、前記被覆線の広幅側の前記主面を研削し、前記円盤面部は前記被覆線の狭幅側の前記主面を研削することを特徴とする回転電機のコイル導体の製造方法。
請求項１又は２記載の回転電機のコイル導体の製造方法において、
一対の前記回転砥石を前記被覆線を挟んで対角配置し、前記被覆線の前記所定領域の４つの主面と２つの前記角部を同時に研削することを特徴とする回転電機のコイル導体の製造方法。
請求項３記載の回転電機のコイル導体の製造方法において、
前記一対の回転砥石とは異なる他の一対の前記回転砥石を前記被覆線を挟んで対角配置し、前記他の一対の回転砥石で前記被覆線の前記２つの角部とは異なる残る二つの角部を研削することを特徴とする回転電機のコイル導体の製造方法。
請求項１乃至４のいずれか記載の回転電機のコイル導体の製造方法において、
直線配置された前記被覆線の端部ではない前記所定領域の前記電気絶縁性樹脂膜を前記回転砥石により剥離した後、前記被覆線の前記所定領域を切断して前記被覆線の前記所定領域を前記コイル導体の前記先端部とすることを特徴とする回転電機のコイル導体の製造方法。
請求項１乃至５のいずれか記載の回転電機のコイル導体の製造方法において、
前記回転砥石は、前記電気絶縁性樹脂膜を研削する際に、前記導体線の露出表面にその長尺方向に多数の線状痕を形成する表面粗度及び回転速度を有することを特徴とする回転電機のコイル導体の製造方法。
請求項１乃至５のいずれか記載の回転電機のコイル導体の製造方法において、
前記回転砥石は、前記電気絶縁性樹脂膜を研削する際に、前記導体線の露出表面に梨地状の微小凹凸部を形成する表面粗度及び回転速度を有することを特徴とする回転電機のコイル導体の製造方法。