JP6615492B2 - モーターのコイル剥離装置及び方法｛ＡｐｐａｒａｔｕｓａｎｄＭｅｔｈｏｄｆｏｒｐｅｅｌｉｎｇｃｏｉｌｏｆｍｏｔｏｒ｝ - Google Patents

Description

本発明は、モーターのコイル剥離装置及び方法に関し、特にレーザーを用いたモーターのコイル剥離装置及び方法に関する。

モーターの場合、回転可能に形成されるシャフトと、シャフトに結合されるローターと、ハウジング内側に固定されるステーターが設けられるが、ローターの縁に沿って間隙を置いてステーターが設置される。そして、ステーターには回転磁界を形成するコイルが巻線されてローターとの電気的相互作用を誘発してローターの回転を誘導する。

ステーターの上段には、コイルと電気的に連結されるバスバーが配置される。バスバーは、一般的にリング形状のバスバー本体とバスバー本体から延長されて曲がって形成され、コイルのティップ（ｔｉｐ）部分が連結されるターミナルを備える。

このとき、コイルのティップ（ｔｉｐ）部分は、バスバーのターミナルにヒュージング（ｆｕｓｉｎｇ）されて結合されるが、電流が流れて抵抗発熱が発生する場合、ヒュージング過程の中で持続的にコイルのコーティング層が燃焼し、コイルとターミナルとの間に異物を残すことになる。このように、ヒュージング過程の中でコイルとターミナルとの間に異物が残存すると、接合力が大きく低下するという問題点がある。

ここで、本発明は上記の問題点を解決するために、バスバーのターミナルと連結されるコイルの端部分を容易に剥離してコイルとバスバーの接合力を高めることができるモーターのコイル剥離装置及び方法を提供することを目的とする。

本発明が解決しようとする課題は、上記で言及された課題に限定されず、ここで言及されない他の課題は、以下の記載から当業者に明確に理解され得る。

上記の目的を達成するための本発明は、コイルがマウンティングされるパレット部と、長さ方向に長く形成されて前記パレット部を移送させる移送部と、前記移送部の側面に位置し、剥離作業地点においてレーザーを照射して前記コイルのティップのコーティング層を剥離するレーザー照射部を備えるモーターのコイル剥離装置を提供することができる。

好ましくは、前記移送部の側面に位置し、前記移送部に向かって移動可能に形成されて前記コイルのティップを固定するクランプをさらに備えることができる。

好ましくは、前記コイルのティップが、前記剥離作業地点に位置するように、前記移送部の動きを制御する制御部をさらに備えることができる。

好ましくは、前記パレット部には、前記コイルのティップが直立されるようにマウンティングされ得る。

好ましくは、前記パレット部は、回転可能に形成され得る。

好ましくは、前記制御部は、入力信号に対応して前記パレット部の回転を制御することができる。

好ましくは、前記レーザー部は、前記剥離作業地点を中心として回動可能に形成され得る。

好ましくは、前記レーザー部は、上下移動可能に形成され得る。

好ましくは、前記制御部は、入力信号に対応して前記レーザー部の回動または上下移動を制御することができる。

上記の目的を達成するための他の発明は、ａ）コイルをパレット部にマウンティングする段階と、ｂ）前記パレット部を剥離作業地点まで移送させる段階と、ｃ）前記剥離作業地点で前記コイルのティップを固定する段階及びｄ）レーザーを照射して前記コイルのティップのコーティング層を剥離する段階とを含むモーターのコイル剥離方法を提供することができる。

好ましくは、前記ｄ）段階において、円周方向を基準として前記コイルのティップの一部領域に該当するコーティング層を剥離することができる。

好ましくは、前記ｄ）段階において、前記剥離作業地点で前記パレット部を回転させることができる。

好ましくは、前記ｄ）段階において、前記剥離作業地点を中心として前記レーザー部を回転させることができる。

好ましくは、前記ｄ）段階において、前記剥離作業地点で前記レーザー部を上下移動させることができる。

本発明の一実施例によれば、コイルのティップ部分にレーザーを照射してコーティング層を容易に剥離することによって、コイルとバスバーの接合力をより容易に増加させることができる有利な効果を提供する。

また、本発明の一実施例によれば、レーザーの照射位置を調節できるように構成してステーター及びバスバーの構造に対応してコイルの剥離領域の幅、長さ及び位置などを容易に変更することができる有利な効果を提供する。

ステーターコイルとバスバーを示した図である。 本発明の好ましい一実施例によるモーターのコイル剥離装置を示した図である。 クランプによって固定されたコイルのティップ部を示した図である。 剥離作業地点を中心として回動するレーザー部を示した図である。 照射されたレーザーによりコーティング層が剥離されたコイルの断面を示した図である。 図２のモーターのコイル剥離装置によって剥離されたコイルの剥離領域を示した写真である。 本発明の好ましい一実施例によるモーターのコイル剥離方法を示した図である。

以下、本発明の好ましい実施例を添付された図を参照して詳しく説明する。本発明の目的、特定の長所及び新規な特徴は、添付された図と連関される以下の詳細な説明と好ましい実施例からさらに明らかになる。そして、本明細書及び特許請求の範囲に使用された用語や単語は、通常的や辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者はその自分の発明を最善の方法で説明するために、用語の概念を適切に定義できるという原則に基づいて、本発明の技術的思想に符する意味や概念として解釈されなければならない。そして、本発明の説明において、本発明の要旨を不必要に曖昧にし得る、関連する公知技術に対する詳細な説明は省略する。

本出願において、使用した用語は、単に特定の実施例を説明するために使用されたものであって、本発明を限定しようとする意図ではない。単数の表現は文脈上明らかに異なる意味ではない限り、複数の表現を含む。本出願において、“含む" または “有する"などの用語は明細書上に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものが存在することを指定しようとするものであって、一つまたはそれ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものなどの存在または付加可能性を予め排除しないことと理解されなければならない。

図１は、ステーターコイルとバスバーとを示した図である。

図１を参照すると、ステーター１には、回転磁界を形成するコイル１０が巻線されて、コイル１０のティップ部１１はステーター１の上方に突き出されるように形成され得る。ステーター１の上段には環形のバスバー２が結合され得る。このとき、コイル１０のティップ部１１はバスバー２のターミナルにヒュージングされて結合され得る。

上述したように、コイル１０のコーティング層が剥離されず、バスバー２のターミナルにヒュージングされる場合、コイル１０のコーティング層が抵抗発熱のために、燃焼して異物を残すことがある。このような残存異物はコイル１０のティップ部１１とバスバー２のターミナルとの接合力を大きく低下させるという問題点があった。ここで、機械的にコイル１０のティップ部１１を剥離しようとする方案があるが、生産工程において精密性と効率性とが低下するという問題点があった。本発明の一実施例によるモーターのコイル剥離装置及び方法は、このような問題を根本的に解決するために光学的にコイル１０のコーティング層を剥離させようと提案された装置及び方法である。

図２は、本発明の好ましい一実施例によるモーターのコイル剥離装置を示した図である。

図２を参照すると、本発明の好ましい一実施例によるモーターのコイル剥離装置は、パレット部１１０と、移送部１２０と、クランプ１３０と、レーザー照射部１４０とを備えることができる。

パレット部１１０には、コイル１０がマウンティングされ得る。このとき、コイル１０のティップ部１１が直立するようにパレット部１１０にマウンティングされ得る。分割コア方式のモーターを製造する場合、分割コアに巻かれるコイル別にパレット部１１０にマウンティングされ得る。円筒コア方式のモーターを製造する場合、単一コイルがパレット部１１０にマウンティングされ得る。

また、パレット部１１０には、バスバーにヒュージングされる前の状態で、ハウジング、ステーター、ローター及びシャフトなどが組み立てられたほぼ完製品状態のモーターがマウンティングされ得る。

一方、断面が円形とされるコイル１０のティップ部１１のコーティング層１０ｂを剥離するために、パレット部１１０は剥離作業地点Ａにおいて回転可能になるように形成され得る。このとき、パレット部１１０は、できるかぎり直立したコイル１０のティップ部１１の長さ方向が回転軸方向となるように形成され得る。

このようなパレット部１１０は、移送部１２０の移送ベルト１２１上に積まれて運搬され得る。

移送部１２０は、長さ方向に長く形成された移送ベルト１２１を駆動モーター１２２で移動させることによって、移送ベルト１２１に積まれたパレット部１１０を剥離作業地点Ａまで移送させて、剥離作業が終わったパレット部１１０を以後の組み立て作業のコンベヤーラインに移送させる役割をする。図には示さなかったが、移送ベルト１２１には、パレット部１１０が装着される別途のジグモジュールが具備され得る。

図３は、クランプによって固定されたコイルのティップ部を示した図である。
クランプ１３０は、剥離作業地点Ａにおいてコイル１０のティップ部１１を固定する役割をすることができる。クランプ１３０は、コイル１０のティップ部１１が直立した状態でティップ部１１を間に置き、ティップ部１１と接触する一組の固定バー１３１を備えることができる。このようなクランプ１３０は、移送部１２０の両側面にそれぞれ配置され得、剥離作業地点Ａに向かって移動可能となるように形成され得る。

レーザー照射部１４０は、剥離作業地点Ａにおいてコイル１０のティップ部１１にレーザーを照射してコーティング層（図５の１０ｂ）を燃焼させることによって、コイル１０のティップ部１１を剥離させる役割をすることができる。このようなレーザー照射部１４０は、剥離作業地点Ａを基準として移送部１２０の側面に配置され得る。

一実施例において、レーザー照射部１４０は、極超短パルスレーザー(フェムト秒領域)を照射してコイル１０の銅領域（図５の１０ａ）が損傷なく精密にコーティング層１０ｂを剥離するように形成され得る。極超短波レーザーパルスの場合、加工領域以外の周辺領域に熱伝達及び損傷がほぼないためである。

レーザー照射部１４０に照射されるレーザーパルスの波長、パルス幅、パルス繰返し率及びパルスエネルギーなどはコイル１０の直径、コーティング層１０ｂの厚さ、剥離領域の長さなどを考慮して適切に変更され得る。

レーザー照射部１４０に隣接した位置には、スキャナ（ｓｃａｎｎｅｒ）が配置され得る。スキャナは、レーザー照射部１４０の位置を変更せずに、レンズまたは反射鏡を通じてレーザーパルスの方向を変更させることができる。

図４は、剥離作業地点を中心として回動するレーザー部を示した図である。
また、図４で示したように、レーザー照射部１４０は剥離作業地点Ａを中心として回動可能に形成され得る。これは、断面が円形とされるコイル１０のティップ部１１のコーティング層１０ｂを剥離するために、レーザーの照射領域を変更するためである。そして、レーザー照射部１４０は、上下方向に高さの調節が可能となるように形成され得る。これは、モーターの特性によりコイル１０の剥離領域の長さを調節するためである。

図５は、照射されたレーザーによりコーティング層が剥離されたコイルの断面を示した図であり、図６は図２のモーターのコイル剥離装置によって剥離されたコイルの剥離領域を示した写真である。

図５を参照すると、レーザーの照射領域でコイル１０のコーティング層１０ｂが剥離されることが分かる。その結果、図６に示したように、ティップ部１１に剥離領域１１ａが形成されることが分かる。

このようなコイル１０の剥離領域は、コイル１０とバスバー２とのヒュージング強度を高める役割をする。コイル１０のコーティング層１０ｂをレーザーで剥離した場合、接合面の間にコーティング層１０ｂの残存物が残らないため、接合力を大きく高めることができる。

一方、コイル１０の剥離領域は、円周方向に沿って全体的に形成されなくても構わず、モーターの特性により円周方向を基準としてバスバー２のターミナルと接触する一部領域のみを剥離しても接合力を高めることができる。

制御部１５０は、剥離対象となるコイル１０が積まれたパレット部１１０が剥離作業地点Ａに位置するように移送部１２０を制御することができる。また、コイル１０の剥離領域の位置、長さ及び幅によりパレット部１１０の回転またはレーザー照射部１４０の回動及び上下移動を制御することができる。

図７は、本発明の好ましい一実施例によるモーターのコイル剥離方法を示した図である。

図７を参照すると、本発明の好ましい一実施例によるモーターのコイル剥離方法は、まず、コイルをパレット部にマウンティングすることができる。（Ｓ１００）

次に、移送部１２０は、パレット部１１０を剥離作業地点Ａまで移送させる。（Ｓ２００）

次に、クランプ１３０は、剥離作業地点Ａにおいてコイル１０のティップ１１を固定することができる。（Ｓ３００）
クランプ１３０は、当該パレット部１１０が剥離作業地点Ａに到着すると、剥離作業地点Ａに向かって移動して固定バー１３１の間にコイル１０を挟むことができる。

次に、レーザー照射部１４０は、レーザーを照射してコイル１０のティップ１１のコーティング層１０ｂを剥離することができる。このとき、剥離領域１１ａの位置、長さ及び幅に対応してレーザーの照射中、またはレーザーの照射前に照射領域が変更されるようにレーザー照射部１４０を動かすことができる。

以上、本発明の好ましい一つの実施例によるモーターのコイル剥離装置及び方法に関し、添付された図を参照して具体的に述べた。

以上の説明は、本発明の技術思想を例示的に説明したに過ぎず、本発明が属する技術分野において通常の知識を有した者であれば、本発明の本質的な特性から脱しない範囲内で多様な修正、変更及び置き換えが可能である。したがって、本発明に開示された実施例及び添付された図は、本発明の技術思想を限定するためのものではなく、説明するためのものであり、このような実施例及び添付された図により本発明の技術思想の範囲が限定されるものではない。本発明の保護範囲は、以下の請求範囲によって解釈されなければならず、それと同等な範囲内にあるすべての技術思想は、本発明の権利範囲に含まれることと解釈されなければならない。

１０ コイル
１１ ティップ部
１１０ パレット部
１２０ 移送部
１２１ 移送ベルト
１２２ 駆動モーター
１３０ クランプ
１３１ 固定バー
１４０ レーザー照射部

Claims (11)

1. コイルのティップが直立するように前記コイルがマウンティングされるパレット部と、
   長さ方向に長く形成される移送ベルトを備える移送部、
   前記移送部の側面に位置し、前記移送部に向かって移動可能に形成されて前記コイルのティップを固定するクランプ及び、
   前記移送部の側面に位置し、剥離作業地点においてレーザーを照射して前記コイルのティップのコーティング層を剥離するレーザー照射部を備え、
   前記パレット部は、前記移送ベルト上に積まれて運搬され、
   前記パレット部は、回転可能に形成され、
   前記コイルのティップの長さ方向と前記パレット部の回転軸方向は平行であり、
   前記クランプは、直立した状態の前記コイルのティップを間に置き、前記コイルのティップと接触する一組の固定バーを備えるモーターのコイル剥離装置。
2. 前記一組の固定バーと接触する前記コイルのティップの第１部分の上方に位置する前記コイルのティップの第２部分に前記レーザーが照射される請求項１に記載のモーターのコイル剥離装置。
3. 前記コイルのティップが、前記剥離作業地点に位置するように前記移送部の動きを制御する制御部をさらに備えることを特徴とする、請求項１又は２に記載のモーターのコイル剥離装置。
4. 前記制御部は、入力信号に対応して、前記パレット部の回転を制御することを特徴とする、請求項３に記載のモーターのコイル剥離装置。
5. 前記レーザー照射部は、前記剥離作業地点を中心として回動可能に形成されることを特徴とする、請求項３に記載のモーターのコイル剥離装置。
6. 前記レーザー照射部は、上下移動可能に形成されることを特徴とする、請求項５に記載のモーターのコイル剥離装置。
7. 前記制御部は、入力信号に対応して前記レーザー照射部の回動または上下移動を制御することを特徴とする、請求項６に記載のモーターのコイル剥離装置。
8. ａ）コイルをパレット部にマウンティングする段階と、
   ｂ）前記パレット部を剥離作業地点まで移送させる段階と、
   ｃ）前記剥離作業地点で、直立した状態の前記コイルのティップをクランプが備える一組の固定バーの間に挟むことによって、前記コイルのティップを固定する段階及び、
   ｄ）レーザーを照射して前記コイルのティップのコーティング層を剥離する段階と、
   を含むモーターのコイル剥離方法。
9. 前記ｄ）段階において、円周方向を基準として前記コイルのティップの一部領域に該当するコーティング層を剥離することを特徴とする、請求項８に記載のモーターのコイル剥離方法。
10. 前記ｄ）段階において、前記剥離作業地点で前記パレット部を回転させることを特徴とする、請求項９に記載のモーターのコイル剥離方法。
11. 前記ｄ）段階において、前記剥離作業地点を中心として前記レーザー部を回転または上下移動させることを特徴とする、請求項９に記載のモーターのコイル剥離方法。

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