JP7382694B2 - 皮膜付平角線の皮膜除去装置および皮膜除去方法 - Google Patents

Description

本発明は、皮膜付平角線の皮膜除去装置および皮膜除去方法に関し、より詳細には、所定長さに切断された皮膜付平角線の長手方向端部の絶縁皮膜を除去する際に適用される皮膜除去装置および皮膜除去方法に関する

近年、温室効果ガスの排出量低減などを目的として、エンジンおよび電動モータを駆動源としたハイブリッド車（ＨＥＶ）や、電動モータを駆動源とした電気自動車（ＥＶ）などの電動車両が急速に普及しつつある。電動車両に用いられる電動モータは、小型でかつ高出力であることが好ましい。そこで、この種の電動モータに設けられるコイル用の線材には、いわゆる丸線に比べてコイルの占積率を高めることができる平角線が重用される傾向にある。平角線は、横断面が矩形状（長方形状）をなす導線およびその周囲を被覆する絶縁皮膜からなり、コイル作成時には、所定長さに切断された平角線の長手方向端部の絶縁皮膜を除去（剥離）する皮膜除去加工が実施される。

例えば下記の特許文献１には、平角線（皮膜付平角線）の長手方向端部の絶縁皮膜を除去するための技術手段が記載されている。詳細には、所定長さに切断された皮膜付平角線を保持した状態で皮膜付平角線をその長手方向と直交する方向に回転搬送可能な回転保持具と、回転保持具の回転搬送方向に沿って所定間隔で配置された少なくとも４つの加工具（特許文献１の図１１に示される、第１切断ラインＣ１、第２切断ラインＣ２、短辺剥離ラインＣ３および長辺剥離ラインＣ４をそれぞれ切断する加工具）と、各加工具による加工位置に皮膜付平角線が搬送された際に、皮膜付平角線をその長手方向に位置決めする複数の位置決め機構と、を備えた皮膜除去装置である。上記の各加工具には、特許文献１の段落００３１－００３２および図７等に記載されているように、切断刃を有するパンチ、押さえプレート、および押さえプレートと協働して皮膜付平角線を所定姿勢に保持するダイを含む切断金型が使用される。

特許文献１に記載された上記の技術手段によれば、
・各加工具による皮膜除去加工を、所定の位置・姿勢で保持された皮膜付平角線に対して行うことができるので、皮膜の除去精度を高めることができる。
・皮膜付平角線を保持した回転保持具をその中心軸回りに回転させることで皮膜付平角線を複数の加工具（加工位置）に順次搬送することができるので、搬送効率、ひいては加工効率を高めることができる。
などといった利点があると考えられる。

特開２０１４－６０８６０号公報

しかしながら、特許文献１の技術手段では、加工具としての切断金型や位置決め機構が複数設けられる関係上、装置全体の大型化や複雑化、ひいては高コスト化が避けられない、という問題がある。

上記の実情に鑑み、本発明は、所定長さに切断された皮膜付平角線の長手方向端部の絶縁皮膜を低コストにかつ効率良く、しかも精度良く除去可能な技術手段を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために創案された本願の第１発明は、所定長さに切断された皮膜付平角線の長手方向端部の絶縁皮膜を除去する皮膜除去装置であって、皮膜付平角線のうち絶縁皮膜の非除去領域をその線径方向に弾性的に挟持した状態で、上記線径方向、および皮膜付平角線の長手方向に対して直交する方向に相対移動する一対の保持面と、一対の保持面の相対移動時に皮膜付平角線の長手方向端部の外周面と接触することにより絶縁皮膜を除去する皮膜除去手段と、を備えることを特徴とする。なお、「線径方向」とは、皮膜付平角線の横断面（図１等に示すＸ－Ｚ平面）に沿う方向、と同義である（以下同様）。

上記の構成を有する皮膜除去装置によれば、一対の保持面が皮膜付平角線の線径方向および皮膜付平角線の長手方向の双方に対して直交する方向に相対移動するのに伴って、一対の保持面によって線径方向に弾性的に挟持された皮膜付平角線を、その長手方向に沿う軸回りに回転させながら、その線径方向および長手方向に対して直交する方向（一対の保持面の相対移動方向）に搬送することができる。そして、絶縁皮膜を除去する皮膜除去手段は、一対の保持面の相対移動時、すなわち上記態様での皮膜付平角線の回転搬送時に、（回転搬送中の）皮膜付平角線の長手方向端部の外周面と接触することによって絶縁皮膜を除去する。この場合、一対の保持面による皮膜付平角線の挟持力を適正に設定しておけば、回転搬送中の皮膜付平角線がその長手方向に移動するのを防止しつつ、皮膜付平角線を円滑に上記態様で回転搬送することが可能となるので、皮膜付平角線を長手方向に位置決めするための別途の位置決め機構を用いずとも、また、皮膜付平角線の搬送方向に沿って皮膜除去手段を複数設けずとも、絶縁皮膜を精度良く除去することができる。そのため、特許文献１に記載された技術手段に比べ、皮膜除去装置の全体構成を簡素化しつつ、絶縁皮膜の除去精度および除去効率を高めることができる。

また、上記構成によれば、皮膜付平角線のうち絶縁皮膜の非除去領域を挟持する保持面を基準にして、皮膜除去手段の加工点の位置（絶縁皮膜の除去量）を設定することができるので、絶縁皮膜の除去精度を容易に高めることができる。

なお、皮膜除去手段としては、機械加工具、具体的には、絶縁皮膜を切り削る切削工具や、絶縁皮膜を磨き取る砥石等の研削工具などを採用することができる。

また、上記の目的を達成するために創案された本願の第２発明は、所定長さに切断された皮膜付平角線の長手方向端部の絶縁皮膜を除去する皮膜除去方法であって、皮膜付平角線のうち絶縁皮膜の非除去領域をその線径方向に弾性的に挟持した一対の保持面を、上記線径方向、および皮膜付平角線の長手方向に対して直交する方向に相対移動させながら、皮膜除去手段を皮膜付平角線の長手方向端部の外周面に接触させることにより、上記絶縁皮膜を除去することを特徴とする。

このような皮膜除去方法によれば、前述した第１発明に係る皮膜除去装置と同様の作用効果が得られる。

以上より、本発明によれば、皮膜付平角線の長手方向端部の絶縁皮膜を低コストにかつ効率良く、しかも精度良く除去することが可能となる。

（ａ）図は、皮膜付平角線の部分斜視図、（ｂ）図は、長手方向端部の絶縁皮膜が除去された被膜付平角線（コイル用平角線）の部分斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る皮膜除去装置の概略側面図である。 図２のＡ－Ａ線矢視概略断面図である。 図２に示す皮膜除去装置を用いて実施される皮膜除去工程の実施態様を説明するための部分拡大断面図である。 本発明の第２実施形態に係る皮膜除去装置の概略斜視図である。 図５に示す皮膜除去装置をＸ－Ｙ平面で切断した断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面（図１－図６）に基づいて説明する。なお、図面中には、理解を助けるために、本発明でいう「皮膜付平角線の線径方向」、「皮膜付平角線の長手方向」および「皮膜付平角線の線径方向および長手方向の双方に対して直交する方向」を、それぞれ、矢印Ｘ、矢印Ｙおよび矢印Ｚで示している。

本発明は、図１（ａ）に示す皮膜付平角線１、詳細には、横断面が矩形状（長方形状）をなす導線２およびその周囲を被覆する絶縁皮膜３からなる所定長さの皮膜付平角線１のうち、長手方向端部１ａの絶縁皮膜３を除去することにより、導線２の長手方向端部が外部に露出した図１（ｂ）に示すコイル用平角線１’を製造するにあたって使用される。

コイル用平角線１’を構成する導線２の外部に露出した部分には、第１面取り４ａ、第２面取り４ｂおよび第３面取り４ｃが形成されている。第１面取り４ａは、導線２の上面２ａと左右の側面２ｃとの間の角部、および導線２の下面２ｄと左右の側面２ｃとの間の角部に計４つ形成され、第２面取り４ｂは、導線２の上面２ａと端面２ｂとの間の角部、および導線２の下面２ｄと端面２ｂとの間の角部の何れか一方又は双方に形成され、第３面取り４ｃは、導線２の端面２ｂと左右の側面２ｃとの間の角部に計２つ形成される。これらの面取り４ａ～４ｃのうちの第１面取り４ａは、本発明に係る皮膜除去装置を用いて実施される皮膜除去加工（皮膜除去工程）で形成される場合があるが、第２面取り４ｂおよび第３面取り４ｃは、皮膜除去工程後に別途実施される面取り工程で形成される。

図２は、本発明の第１実施形態に係る皮膜除去装置１０の部分概略正面図であり、図３は、図２のＡ－Ａ線矢視断面図である。皮膜除去装置１０は、主に、皮膜付平角線１（皮膜付平角線１のうち絶縁皮膜３が除去されない非除去領域１ｂ）を線径方向に挟持する一対の保持面１１，１３を有する保持部材と、弾性支持機構１５と、皮膜除去手段１７とを備える。

本実施形態において、一方の保持面１１は、図示しない静止部材に固定された第１保持部材１２に設けられ、他方の保持面１３は、弾性支持機構１５を介して図示しない駆動機構の可動部材（直動部材）に固定された第２保持部材１４に設けられている。

弾性支持機構１５は、第２保持部材１４を駆動機構の可動部材に対して弾性的に支持するものであり、一端が可動部材に固定されると共に他端が第２保持部材１４に固定された一又は複数の弾性部材１６を備える。弾性部材１６としては、例えば、圧縮コイルばねを使用することができる。このような弾性支持機構１５が設けられていることにより、一対の保持面１１，１３の離間距離を弾性部材１６の弾性変形量の範囲内で任意に増減させることができる。

図２中に白抜き矢印で示すように、第２保持部材１４（が固定された駆動機構の可動部材）は、皮膜付平角線１の線径方向（矢印Ｘ方向）、および皮膜付平角線１の長手方向（矢印Ｙ方向）の双方に対して直交する方向（矢印Ｚ方向）に直線移動する。係る態様で第２保持部材１４が移動するとき、一対の保持面１１，１３で線径方向に挟持された皮膜付平角線１を、その長手方向に延びる軸回りに回転させながら、その線径方向および長手方向に対して直交する方向（第２保持部材１４の移動方向）に移動させる（図４を参照）。皮膜付平角線１の非除去領域１ｂを挟持した一対の保持面１１，１３の離間距離は、弾性支持機構１５の存在により、図４に示すように、皮膜付平角線１がその長手方向に延びる軸回りに回転するのに伴って変化する。

そのため、弾性支持機構１５を構成する弾性部材１６としては、皮膜付平角線１がその長手方向に延びる軸回りに回転するのに伴って、可動側の第２保持部材１４の保持面１３を静止側の第１保持部材１２の保持面１１に対して滑らかに接近および離反移動させることができる一方で、一対の保持面１１，１３で挟持された皮膜付平角線１がその長手方向に移動するのを規制可能な加圧力を第２保持部材１４に付与できるものが使用される。従って、皮膜付平角線１の非挟持状態における一対の保持面１１，１３の離間距離は、皮膜付平角線１の横断面寸法の最小値ｔ［短辺方向寸法ｔ：図１（ａ）参照］よりも小さく設定される。

図２および図３に示すように、皮膜除去手段１７は、第２保持部材１４の保持面１３と対峙するようにして、第１保持部材１２の保持面１１の長手方向外側に配置される。皮膜除去手段１７は、第１保持部材１２の保持面１１よりも線径方向の内側（一対の保持面１１，１３で挟持される皮膜付平角線１の中心軸線に近い側）に位置する加工点１７ａを有し、この加工点１７ａが一対の保持面１１，１３の相対移動時に皮膜付平角線１の長手方向端部１ａの外周面と接触することにより、長手方向端部１ａの絶縁皮膜３を除去する。

このような皮膜除去手段１７として、ここでは絶縁皮膜３を切り削る切削工具、具体的には、外周面に沿って複数の切削刃が設けられ、皮膜付平角線１の長手方向に延びる軸回りに回転する円形又は楕円形（ここでは後者）の回転刃１８が用いられる（回転刃１８の回転方向は、図２中に黒塗り矢印で示している）。この場合、上記の加工点１７ａは切削刃の刃先であり（図４参照）、第１保持部材１２の保持面１１に対する加工点１７ａの突出量ｍは、絶縁皮膜３の厚みに応じて設定される。

以上の構成を有する皮膜形成装置１０による皮膜付平角線１の長手方向端部１ａの絶縁皮膜３の除去加工は、以下のようにして行われる。

まず、皮膜付平角線１を皮膜除去装置１０に装着する。具体的には、図３に示すように、皮膜付平角線１のうち絶縁皮膜３が除去されるべき長手方向端部１ａを第１保持部材１２の保持面１１の長手方向外側に配置した状態で、一対の保持面１１，１３により皮膜付平角線１のうち絶縁皮膜３の非除去領域１ｂをその線径方向に弾性的に挟持する。

次いで、皮膜除去手段１７としての回転刃１８を回転駆動させると共に、可動部材を有する駆動機構を駆動させ、図４中に白抜き矢印で示すように、第２保持部材１４を矢印Ｚ方向に移動させる。第２保持部材１４が移動するのに伴い、一対の保持面１１，１３で線径方向に弾性的に挟持された皮膜付平角線１は、図４に示すように、その長手方向に延びる軸回りに回転しながら、その線径方向および長手方向に対して直交する方向（第２保持部材１４の移動方向）に搬送される。このとき、皮膜付平角線１の長手方向端部１ａの外周面に回転駆動中の回転刃１８の刃先が次々に接触することにより、長手方向端部１ａの絶縁皮膜３が皮膜付平角線１の周方向に沿って順次削り取られる。

そして、皮膜付平角線１の長手方向端部１ａが皮膜除去手段１７の対向領域を通過すると、長手方向端部１ａの絶縁皮膜３が除去され、長手方向端部１ａの導線２が外部に露出した皮膜付平角線１が得られる。なお、本実施形態では、長手方向端部１ａの絶縁皮膜３が除去されるのと同時に、図１（ｂ）に示す、導線２の上面２ａと左右の側面２ｃとの間の角部、および導線２の下面２ｄと左右の側面２ｃとの間の角部に形成すべき計４つの第１面取り４ａも形成することができる。

以上で説明したように、本発明の第１実施形態に係る皮膜除去装置１０（皮膜除去方法）によれば、一対の保持面１１，１３が皮膜付平角線１の線径方向および長手方向の双方に対して直交する方向に相対移動するのに伴って、一対の保持面１１，１３によって線径方向に弾性的に挟持された皮膜付平角線１を、その長手方向に沿う軸回りに回転させながら線径方向および長手方向に対して直交する方向に搬送することができる。そして、絶縁皮膜３を除去する皮膜除去集団１７は、一対の保持面１１，１３の相対移動時、すなわち上記態様での皮膜付平角線１の回転搬送時に、回転搬送中の皮膜付平角線１の長手方向端部１ａの外周面と接触することによって絶縁皮膜３を除去する。

この場合、一対の保持面１１，１３による皮膜付平角線１の挟持力（弾性支持機構１５の弾性支持力）を適切に設定しておけば、回転搬送中の皮膜付平角線１がその長手方向に移動するのを防止しつつ、皮膜付平角線１を円滑に回転搬送することが可能となるので、皮膜付平角線１を長手方向に位置決めするための別途の位置決め機構を設けずとも、また、皮膜付平角線１の搬送方向に沿って皮膜除去手段１７を複数設けずとも、絶縁皮膜３を除去することができる。そのため、特許文献１に記載された技術手段に比べ、皮膜除去装置１０の全体構成を簡素化しつつ、絶縁皮膜３の除去精度および除去効率を高めることができる。

また、以上で説明した皮膜除去装置１０によれば、皮膜付平角線１のうち絶縁皮膜３の非除去領域１ｂを挟持する保持面１１，１３（ここでは、保持面１１）を基準にして皮膜除去手段１７の加工点１７ａの位置（絶縁皮膜３の除去量）を設定することができるので、絶縁皮膜３の除去精度を高める上で有利となる。

以上のことから、本発明の第１実施形態に係る皮膜除去装置１０（皮膜除去方法）は、皮膜付平角線１の長手方向端部１ａの絶縁皮膜３を低コストにかつ効率良く、しかも精度良く除去することができる、という特徴を有する。

図５は、本発明の第２実施形態に係る皮膜付平角線１の皮膜除去装置１０の概略斜視図であり、図６は、同皮膜除去装置１０をＸ－Ｙ平面で切断したときの断面図である。この皮膜除去装置１０が、以上で説明した図２等に示す皮膜除去装置１０と異なる主な点は、
・図示しない駆動機構が２つ設けられ、一方の駆動機構の可動部材に対して第１保持部材１２が弾性支持機構１５を介して固定されると共に、他方の駆動機構の可動部材に対して第２保持部材１４が弾性支持機構１５を介して固定されている点、
・皮膜除去手段１７が、第２保持部材１４の保持面１２の長手方向外側にも設けられ、皮膜付平角線１の線径方向で対峙する二箇所に配置されている点、および、
・皮膜除去手段１７として、砥石等の研削工具１９を採用している点、にある。

図５中に白抜き矢印で示すように、保持面１１を有する第１保持部材１２（が固定された可動部材）と、保持面１３を有する第２保持部材１４（が固定された可動部材）は、互いに反対方向に移動する。第１保持部材１２の移動速度と第２保持部材１４の移動速度が同一であると、皮膜付平角線１の非除去領域１ｂを弾性的に挟持した両保持部材１２，１４の相対移動時に、皮膜付平角線１をその線径方向（矢印Ｘ方向）および長手方向（矢印Ｙ方向）に対して直交する方向（矢印Ｚ方向）に搬送することができない。そのため、第１保持部材１２と第２保持部材１４の移動速度は互いに異ならせるのが好ましい。この場合、両保持部材１２，１４の相対移動に伴い、皮膜付平角線１は、移動速度が速い側の保持部材の移動方向に搬送される。

皮膜除去手段１７としての研削工具１９は、第１保持部材１２および第２保持部材１４のそれぞれに固定され、保持部材と共に移動する。

以上の構成を有する皮膜除去装置１０によれば、以下のようにして皮膜付平角線１の長手方向端部１ａの絶縁皮膜３を除去することができる。

まず、一対の保持面１１，１３で皮膜付平角線１の非除去領域１ｂをその線径方向に弾性的に挟持してから、２つの駆動機構を駆動させ、第１保持部材１２と第２保持部材１４を皮膜付平角線１の線径方向および長手方向に対して直交する方向に沿って互いに反対方向に移動させる（図５の白抜き矢印を参照）。両保持部材１２，１４が移動するのに伴い、一対の保持面１１，１３で線径方向に弾性的に挟持された皮膜付平角線１は、その長手方向に延びる軸回りに回転しながら、その線径方向および長手方向に対して直交する方向（移動速度が速い側の保持部材の移動方向）に送られる。これに伴い、両保持部材１２，１４と一体的に移動する皮膜除去手段１７の加工点１７ａ（研削工具１９の先端）が皮膜付平角線１の長手方向端部１ａの外周面と接触しながら摺動するので、長手方向端部１ａの絶縁皮膜３が徐々に削り取られる。そして、絶縁皮膜３が完全に削り取られたら、両保持部材１２，１４を停止させる。なお、両保持部材１２，１４は、１回だけ相対移動させても良いし、繰り返し相対移動（往復移動）させても良い。

以上で説明した第２実施形態の皮膜除去装置１０においては、第１保持部材１２および第２保持部材１４のそれぞれを図示しない駆動機構の可動部材に固定した（両保持部材１２，１４の双方を皮膜付平角線１の線径方向および長手方向に対して直交する方向に移動する可動側とした）が、第１保持部材１２又は第２保持部材１４の何れか一方は、図２等に示す第１実施形態と同様に静止側とすることもできる。

また、第２実施形態の皮膜除去装置１０においては、砥石等の研削工具１９で構成される皮膜除去手段１７を、皮膜付平角線１の線径方向で対峙する二箇所に設けたが、二つの皮膜除去手段１７のうちの何れか一方は省略しても構わない。

以上、本発明の実施形態に係る皮膜除去装置１０および皮膜除去方法について説明を行ったが、本発明は、以上で説明した実施形態に限定適用されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を施すことができる。例えば、弾性支持機構１５を構成する弾性部材１６としては、圧縮コイルばねに替えて、ゴム部材、エアダンパー、オイルダンパー等を採用することもできる。

１ 皮膜付平角線
１ａ 長手方向端部
１ｂ 非除去領域
２ 導線
３ 絶縁皮膜
１０ 皮膜除去装置
１１ 保持面
１２ 第１保持部材
１３ 保持面
１４ 第２保持部材
１５ 弾性支持機構
１６ 弾性部材
１７ 皮膜除去手段
１７ａ 加工点
１８ 切削工具
１９ 研削工具

Claims (2)

1. 所定長さに切断された皮膜付平角線の長手方向端部の絶縁皮膜を除去する皮膜除去装置であって、
   前記皮膜付平角線のうち前記絶縁皮膜の非除去領域をその線径方向に弾性的に挟持した状態で、前記線径方向、および前記皮膜付平角線の長手方向に対して直交する方向に相対移動する一対の保持面と、
   一対の前記保持面の相対移動時に前記皮膜付平角線の長手方向端部の外周面と接触することにより前記絶縁皮膜を除去する皮膜除去手段と、を備えることを特徴とする皮膜付平角線の皮膜除去装置。
2. 所定長さに切断された皮膜付平角線の長手方向端部の絶縁皮膜を除去する皮膜除去方法であって、
   前記皮膜付平角線のうち前記絶縁皮膜の非除去領域をその線径方向に弾性的に挟持した一対の保持面を、前記線径方向、および前記皮膜付平角線の長手方向に対して直交する方向に相対移動させながら、皮膜除去手段を前記皮膜付平角線の長手方向端部の外周面に接触させることにより、前記絶縁皮膜を除去することを特徴とする皮膜付平角線の皮膜除去方法。

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