JP7432626B2 - 導線の絶縁被膜の剥離方法 - Google Patents

Description

本開示は、導線の絶縁被膜の剥離方法に関する。

従来から、平角導線の絶縁膜にレーザ光を照射して絶縁膜を剥離する平角導線の絶縁膜の剥離方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１２－７０４８３号公報

しかしながら、従来技術では、複数のコイル片を個別にレーザ剥離装置に搬送（搬入及び搬出）させる必要があり、生産性が良好でないという問題がある。

そこで、本開示は、複数のコイル片の各先端部の被覆（絶縁被膜）を効率的に除去することで生産性を高めることを目的とする。

本開示の一局面によれば、回転電機のステータコイルを形成するための絶縁被膜付き導線である断面平角状の複数のコイル片を準備する準備工程と、
前記準備工程の後に、前記複数のコイル片を、前記複数のコイル片のそれぞれの先端部が隣り合う整列状態で、レーザ剥離装置に対して搬入する搬入工程と、
前記搬入工程の後に、前記整列状態の前記複数のコイル片のそれぞれの先端部に、被膜除去用のレーザを一の先端部から他の一の先端部へと連続的に照射することで、前記複数のコイル片のそれぞれの先端部における前記絶縁被膜の少なくとも一部を除去する照射工程と、
前記照射工程により前記絶縁被膜の少なくとも一部が除去された前記複数のコイル片を前記レーザ剥離装置から搬出する搬出工程とを含む、導線の絶縁被膜の剥離方法が提供される。

本開示によれば、複数のコイル片の各先端部の被覆（絶縁被膜）を効率的に除去することで生産性を高めることが可能となる。

一実施例によるモータの断面構造を概略的に示す断面図である。 ステータコアの単品状態の平面図である。 ステータコアに組み付けられる１対のコイル片を模式的に示す図である。 ステータのコイルエンド周辺の斜視図である。 同相のコイル片の一部を抜き出して示す斜視図である。 一のコイル片の概略正面図である。 互いに接合されたコイル片の先端部及びその近傍を示す図である。 溶接対象箇所を通る図７のラインＡ－Ａに沿った断面図である。 ステータの製造の流れを概略的に示すフローチャートである。 準備工程（図９のＳ１２）の流れを示す概略フローチャートである。 実施例１による切断工程（図１０のＳ１２３）の説明図である。 図１１ＡのラインＢ１－Ｂ１とラインＢ２－Ｂ２に沿った断面図である。 被覆除去工程（図９のＳ１４）の流れを示す概略フローチャートである。 被覆除去工程の流れを概略的に説明する上面図である。 複数のコイル片の整列状態の上面図である。 被覆除去用レーザの走査方法の説明図である。 実施例１による被覆除去用レーザの照射範囲の説明図である。 実施例２による切断工程（図１０のＳ１２３）の説明図である。 実施例２による被覆除去用レーザの照射範囲の説明図である。

以下、添付図面を参照しながら各実施例について詳細に説明する。なお、本明細書において、「所定」とは、「予め規定された」という意味で用いられている。

図１は、一実施例によるモータ１（回転電機の一例）の断面構造を概略的に示す断面図である。

図１には、モータ１の回転軸１２が図示されている。以下の説明において、軸方向とは、モータ１の回転軸（回転中心）１２が延在する方向を指し、径方向とは、回転軸１２を中心とした径方向を指す。従って、径方向外側とは、回転軸１２から離れる側を指し、径方向内側とは、回転軸１２に向かう側を指す。また、周方向とは、回転軸１２まわりの回転方向に対応する。

モータ１は、例えばハイブリッド車両や電気自動車で使用される車両駆動用のモータであってよい。ただし、モータ１は、他の任意の用途に使用されるものであってもよい。

モータ１は、インナロータタイプであり、ステータ２１がロータ３０の径方向外側を囲繞するように設けられる。ステータ２１は、径方向外側がモータハウジング１０に固定される。

ロータ３０は、ステータ２１の径方向内側に配置される。ロータ３０は、ロータコア３２と、ロータシャフト３４とを備える。ロータコア３２は、ロータシャフト３４の径方向外側に固定され、ロータシャフト３４と一体となって回転する。ロータシャフト３４は、モータハウジング１０にベアリング１４ａ、１４ｂを介して回転可能に支持される。なお、ロータシャフト３４は、モータ１の回転軸１２を画成する。

ロータコア３２は、例えば円環状の磁性体の積層鋼板から形成される。ロータコア３２の内部には、永久磁石３２１が挿入される。永久磁石３２１の数や配列等は任意である。変形例では、ロータコア３２は、磁性粉末が圧縮して固められた圧粉体により形成されてもよい。

ロータコア３２の軸方向の両側には、エンドプレート３５Ａ、３５Ｂが取り付けられる。エンドプレート３５Ａ、３５Ｂは、ロータコア３２を支持する支持機能の他、ロータ３０のアンバランスの調整機能（切削等されることでアンバランスを無くす機能）を有してよい。

ロータシャフト３４は、図１に示すように、中空部３４Ａを有する。中空部３４Ａは、ロータシャフト３４の軸方向の全長にわたり延在する。中空部３４Ａは、油路として機能してもよい。例えば、中空部３４Ａには、図１にて矢印Ｒ１で示すように、軸方向の一端側から油が供給され、ロータシャフト３４の径方向内側の表面を伝って油が流れることで、ロータコア３２を径方向内側から冷却できる。また、ロータシャフト３４の径方向内側の表面を伝う油は、ロータシャフト３４の両端部に形成される油穴３４１、３４２を通って径方向外側へと噴出され（矢印Ｒ５、Ｒ６）、コイルエンド２２０Ａ、２２０Ｂの冷却に供されてもよい。

なお、図１では、特定の構造のモータ１が示されるが、モータ１の構造は、溶接により接合されるステータコイル２４（後述）を有する限り、任意である。従って、例えば、ロータシャフト３４は、中空部３４Ａを有さなくてもよいし、中空部３４Ａよりも有意に内径の小さい中空部を有してもよい。また、図１では、特定の冷却方法が開示されているが、モータ１の冷却方法は任意である。従って、例えば、中空部３４Ａ内に挿入される油導入管が設けられてもよいし、モータハウジング１０内の油路から径方向外側からコイルエンド２２０Ａ、２２０Ｂに向けて油が滴下されてもよい。

また、図１では、ロータ３０がステータ２１の内側に配されたインナーロータ型のモータ１であるが、他の形態のモータに適用されてもよい。例えば、ステータ２１の外側にロータ３０が同心に配されたアウターロータ型のモータや、ステータ２１の外側及び内側の双方にロータ３０が配されたデュアルロータ型のモータ等に適用されてもよい。

次に、図２以降を参照して、ステータ２１に関する構成を詳説する。

図２は、ステータコア２２の単品状態の平面図である。図３は、ステータコア２２に組み付けられる１対のコイル片５２を模式的に示す図である。図３では、ステータコア２２の径方向内側を展開した状態で、１対のコイル片５２とスロット２２０との関係が示される。また、図３では、ステータコア２２が点線で示され、スロット２２０の一部については図示が省略されている。図４は、ステータ２１のコイルエンド２２０Ａ周辺の斜視図である。図５は、同相のコイル片５２の一部を抜き出して示す斜視図である。

ステータ２１は、ステータコア２２と、ステータコイル２４とを含む。

ステータコア２２は、例えば円環状の磁性体の積層鋼板からなるが、変形例では、ステータコア２２は、磁性粉末が圧縮して固められた圧粉体により形成されてもよい。なお、ステータコア２２は、周方向で分割される分割コアにより形成されてもよいし、周方向で分割されない形態であってもよい。ステータコア２２の径方向内側には、ステータコイル２４が巻回される複数のスロット２２０が形成される。具体的には、ステータコア２２は、図２に示すように、円環状のバックヨーク２２Ａと、バックヨーク２２Ａから径方向内側に向かって延びる複数のティース２２Ｂとを含み、周方向で複数のティース２２Ｂ間にスロット２２０が形成される。スロット２２０の数は任意であるが、本実施例では、一例として、４８個である。

ステータコイル２４は、Ｕ相コイル、Ｖ相コイル、及びＷ相コイル（以下、Ｕ、Ｖ、Ｗを区別しない場合は「相コイル」と称する）を含む。各相コイルの基端は、入力端子（図示せず）に接続されており、各相コイルの末端は、他の相コイルの末端に接続されてモータ１の中性点を形成する。すなわち、ステータコイル２４は、スター結線される。ただし、ステータコイル２４の結線態様は、必要とするモータ特性等に応じて、適宜、変更してもよく、例えば、ステータコイル２４は、スター結線に代えて、デルタ結線されてもよい。

各相コイルは、複数のコイル片５２を接合して構成される。図６は、一のコイル片５２の概略正面図である。コイル片５２は、相コイルを、組み付けやすい単位（例えば２つのスロット２２０に挿入される単位）で分割したセグメントコイルの形態である。コイル片５２は、断面略矩形の線状導体（すなわち断面平角状の平角線）６０を、絶縁被覆６２（被覆の一例）で被覆してなる。本実施例では、線状導体６０は、一例として、銅により形成される。ただし、変形例では、線状導体６０は、鉄のような他の導体材料により形成されてもよい。

コイル片５２は、ステータコア２２に組み付ける前の段階では、一対の直進部５０と、当該一対の直進部５０を連結する連結部５４と、を有した略Ｕ字状に成形されてよい。コイル片５２をステータコア２２に組み付ける際、一対の直進部５０は、それぞれ、スロット２２０に挿入される（図３参照）。これにより、連結部５４は、図３に示すように、ステータコア２２の軸方向他端側において、複数のティース２２Ｂ（及びそれに伴い複数のスロット２２０）を跨ぐように周方向に延びる。連結部５４が跨ぐスロット２２０の数は、任意であるが、図３では３つである。また、直進部５０は、スロット２２０に挿入された後は、図６において、二点鎖線で示すように、その途中で周方向に屈曲される。これにより、直進部５０は、スロット２２０内において軸方向に延びる脚部５６と、ステータコア２２の軸方向一端側において周方向に延びる渡り部５８と、になる。

なお、図６では、一対の直進部５０は、互いに離れる方向に屈曲するが、これに限られない。例えば、一対の直進部５０は、互いに近づく方向に屈曲されてもよい。また、ステータコイル２４は、３相の相コイルの末端同士を連結して中性点を形成するための中性点用コイル片等も有することがある。

一つのスロット２２０には、図６に示すコイル片５２の脚部５６が複数、径方向に並んで挿入される。従って、ステータコア２２の軸方向一端側には、周方向に延びる渡り部５８が複数、径方向に並ぶ。図３及び図５に示すように、一つのスロット２２０から飛び出て周方向第１側（例えば時計回りの向き）に延びる一のコイル片５２の渡り部５８は、他のスロット２２０から飛び出て周方向第２側（例えば反時計回りの向き）に延びる他の一のコイル片５２の渡り部５８に接合される。

本実施例では、一例として、１つのスロット２２０に６つのコイル片５２が組み付けられる。以下では、径方向で最も外側のコイル片５２から順に、第１ターン、第２ターン、第３ターンとも称する。この場合、第１ターンのコイル片５２と第２ターンのコイル片５２とは、後述の接合工程により先端部４０同士が接合され、第３ターンのコイル片５２と第４ターンのコイル片５２とは、後述の接合工程により先端部４０同士が接合され、第５ターンのコイル片５２と第６ターンのコイル片５２とは、後述の接合工程により先端部４０同士が接合される。

ここで、コイル片５２は、上述した通り、絶縁被覆６２で被覆されているが、先端部４０だけは、当該絶縁被覆６２が除去される。これは、先端部４０にて他のコイル片５２との電気的接続を確保するためである。また、図５及び図６に示すように、コイル片５２の先端部４０のうち、最終的に軸方向外側端面４２、すなわち、コイル片５２の幅方向一端面を、軸方向外側に凸の円弧面としている。従って、コイル片５２は、先端部４０だけが、コイル片５２の幅方向の中心に関して非対称なＣ字状の形態となる。

図７は、互いに接合されたコイル片５２の先端部４０及びその近傍を示す図である。なお、図７には、溶接対象箇所９０の周方向の範囲Ｄ１が模式的に示される。図８は、溶接対象箇所９０を通る図７のラインＡ－Ａに沿った断面図である。

コイル片５２の先端部４０を接合する際には、互いに接合される２つの先端部４０を、それぞれの円弧面（軸方向外側端面４２）の中心軸Ｏが一致するように、その厚み方向に重ねて接合されてよい。このように中心軸を合わせて重ねることで、屈曲角度αが比較的大きい場合や小さい場合でも、互いに接合される２つの先端部４０の軸方向外側のラインが一致し、適切に、重ね合わせることができる。

ここで、本実施例では、コイル片５２の先端部４０を接合する際の接合方法としては、溶接が利用される。そして、本実施例では、溶接方法としては、ＴＩＧ溶接に代表されるアーク溶接ではなく、レーザビーム源を熱源とするレーザ溶接が採用される。ＴＩＧ溶接に代えて、レーザ溶接を用いることで、コイルエンド２２０Ａ、２２０Ｂの軸方向の長さを低減できる。すなわち、ＴＩＧ溶接の場合は、当接させるコイル片の先端部同士を軸方向外側に屈曲させて軸方向に延在させる必要があるのに対して、レーザ溶接の場合は、かかる屈曲の必要性がなく、図７に示すように、当接させるコイル片５２の先端部４０同士を周方向に延在させた状態で溶接を実現できる。これにより、当接させるコイル片５２の先端部４０同士を軸方向外側に屈曲させて軸方向に延在させる場合に比べて、コイルエンド２２０Ａ、２２０Ｂの軸方向の長さを低減できる。

レーザ溶接では、図５に模式的に示すように、当接された２つの先端部４０における溶接対象箇所９０に溶接用のレーザビーム１１０を当てる。なお、レーザビーム１１０の照射方向（伝搬方向）は、軸方向に略平行であり、当接された２つの先端部４０の軸方向外側端面４２に、軸方向外側から向かう方向である。レーザ溶接の場合は、局所的に加熱できるため、先端部４０及びその近傍のみを加熱することができ、絶縁被覆６２の損傷（炭化）等を効果的に低減できる。その結果、適切な絶縁性能を維持したまま、複数のコイル片５２を電気的に接続できる。

溶接対象箇所９０の周方向の範囲Ｄ１は、図７に示すように、２つのコイル片５２の先端部４０同士の当接部分における軸方向外側端面４２の周方向の全範囲Ｄ０のうちの、両端を除く部分である。両端は、軸方向外側端面４２の凸の円弧面に起因して、十分な溶接深さ（図７の寸法Ｌ１参照）を確保し難いためである。溶接対象箇所９０の周方向の範囲Ｄ１は、コイル片５２間での必要な接合面積や必要な溶接強度等が確保されるように適合されてよい。

溶接対象箇所９０の径方向の範囲Ｄ２は、図８に示すように、２つのコイル片５２の先端部４０同士の当接面４０１を中心とする。溶接対象箇所９０の径方向の範囲Ｄ２は、レーザビーム１１０の径（ビーム径）に対応してよい。すなわち、レーザビーム１１０は、照射位置が径方向に実質的に変化することなく周方向に沿って直線的に変化する態様で、照射される。

次に、図９を参照してステータ２１の製造の流れについて概説する。図９は、ステータ２１の製造の流れを概略的に示すフローチャートである。

ステータ２１の製造方法は、真っ直ぐな長尺のコイル材料（成形前のコイル材料）から、ステータコイル２４を形成するための複数のコイル片５２を形成する準備工程（Ｓ１２）を含む。準備工程の詳細は後述する。なお、準備工程で形成される複数のコイル片５２は、真っ直ぐな状態である。また、準備工程で形成される真っ直ぐな長尺のコイル材料は、全体に絶縁被覆６２が被覆されたものである。

続いて、ステータ２１の製造方法は、コイル片５２の先端部４０（始端及び終端）の絶縁被覆６２を除去する被覆除去工程（Ｓ１４）を含む。本実施例では、絶縁被覆６２は、被覆除去用レーザを用いて除去される。被覆除去用レーザの種類（波長等）は、任意であり、赤外レーザやグリーンレーザ等であってもよい。被覆除去工程の詳細は後述する。

続いて、ステータ２１の製造方法は、被覆除去工程後に、真っ直ぐなコイル片５２を、金型等を用いて屈曲させ、成形する成形工程（Ｓ１６）を含む。例えば、コイル片５２を、図６に示したような、一対の直進部５０と、一対の直進部５０を連結する連結部５４と、を有した略Ｕ字状に成形する。

続いて、ステータ２１の製造方法は、成形工程後に、コイル片５２を、ステータコア２２のスロット２２０に挿入する装着工程（Ｓ１８）を含む。挿入工程は、全てのコイル片５２の挿入が完了した段階で完了する。

続いて、ステータ２１の製造方法は、挿入工程後に、直進部５０のうち、各スロット２２０から突出している部分を、専用の治具を用いて、周方向に倒す変形工程（Ｓ２０）を含む。これにより、直進部５０は、スロット２２０内において軸方向に延びる脚部５６と、軸方向一端側において周方向に延びる渡り部５８とになる。

続いて、ステータ２１の製造方法は、変形工程後に、周方向第１側（例えば時計回りの向き）に延びる一のコイル片５２の渡り部５８の先端部４０と、周方向第２側（例えば反時計回りの向き）に延びる他の一のコイル片５２の渡り部５８の先端部４０と、を接合する接合工程（Ｓ２２）を含む。本実施例では、例えば、２つの先端部４０は、グリーンレーザのパルス発振による照射により溶接（接合）される。２つの先端部４０ごとに溶接が実行され、すべての組の２つの先端部４０が溶接されると、接合工程が終了する。

続いて、ステータ２１の製造方法は、接合工程後に、仕上げ工程（Ｓ２４）を含む。仕上げ工程は、例えば上述のようにコイル片５２を組み付けることで形成されるコイルエンド２２０Ａ、２２０Ｂに対して絶縁処理を行う工程等を含んでよい。なお、絶縁処理は、コイルエンド２２０Ａ、２２０Ｂの全体を封止する態様で樹脂をモールドする処理であってよいし、ワニス等を塗布する処理であってもよい。

次に、図１０以降を参照して、上述した準備工程（図９のＳ１２）と被覆除去工程（図９のＳ１４）について詳説する。なお、以下で説明する各工程は、作業者（人）の手を利用して実現されてもよいし、ロボット等によりすべて自動的に実現されてもよいし、これらの組み合わせにより実現されてもよい。

図１０は、上述した準備工程（図９のＳ１２）の流れを示す概略フローチャートである。

準備工程は、まず、真っ直ぐなコイル材料（成形前のコイル材料）を準備する工程（Ｓ１２１）を含む。

続いて、準備工程は、コイル材料を、１つ以上のコイル片５２を形成するのに適切な所定長さへと切断する工程（Ｓ１２２）を含む。この際、所定長さを有する複数のコイル材料が同時に形成されてよい。所定長さは、一のコイル片５２の長さに対応してもよいが、本実施例では、一例として、所定長さは、複数本分のコイル片５２の長さに対応するものとする。なお、所定長さを有する複数のコイル材料は、次の切断工程の前に前処理が実行されてもよい。

続いて、準備工程は、所定長さを有するコイル材料を切断して、複数本のコイル片５２を形成する切断工程（Ｓ１２３）を含む。具体的には、切断工程（Ｓ１２３）では、所定長さを有するコイル材料における各コイル片５２の先端部となる部分を、プレス機（図示せず）によりＣ字状の形態に切断して、上述した先端部４０を有するコイル片５２を形成する。なお、切断工程で形成されるコイル片５２は、先端部４０において絶縁被覆６２の一部が除去されていない状態の、真っ直ぐな成形前のコイル片５２である。

図１１Ａは、切断工程（Ｓ１２３）の説明図である。図１１Ａには、一本のコイル材料１０００から２本のコイル片５２が形成される態様が模式的に示される。図１１Ａにおいて、上側は、切断工程前の状態であり、下側は、切断工程後の状態である。図１１Ｂは、図１１ＡのラインＢ１－Ｂ１とラインＢ２－Ｂ２に沿った断面図である。図１１Ａ及び図１１Ｂには、説明上、Ｘ方向と、Ｘ方向（コイル片５２の幅方向）に沿ったＸ１側（幅方向第１側の一例）及びＸ２側（幅方向第２側の一例）が定義されている。Ｘ１側は、Ｃ字状の形態の先端部４０における軸方向外側端面４２側に対応する。また、図１１Ｂには、コイル片５２の厚み方向に対応するＹ方向と、Ｘ方向（コイル片５２の幅方向）に沿ったＹ１側及びＹ２側が定義されている。なお、Ｙ方向は、コイル片５２の線状導体（平角線）６０の断面短辺方向に対応する。

以下、コイル片５２の幅方向とは、コイル片５２の線状導体（平角線）６０の平角線の断面長辺に沿った方向を指す。また、コイル片５２の側面とは、コイル片５２の厚み方向（Ｙ方向）に延在する面であり、線状導体（平角線）６０の断面短辺側の面を指す。コイル片５２の側面は、Ｘ１側に向く面と、Ｘ２側に向く面と、先端部４０において長さ方向に向く面（端面）とを含む。

本実施例では、切断工程は、コイル片５２の先端部４０に対応する部分における側面上の絶縁被覆６２を同時に除去する態様で実現される。具体的には、図１１Ａ及び図１１Ｂに示すように、先端部４０を形成するために、コイル片５２は、プレス機により、Ｘ１側の側面において、先端から第１距離Ｌ１０までの絶縁被覆６２の部分が除去され、かつ、Ｘ２側の側面において、先端から第２距離Ｌ２０までの絶縁被覆６２の部分が除去される。この場合、Ｃ字状の形態を形成する際に、Ｘ１側の側面における第１距離Ｌ１０までの絶縁被覆６２の部分と、Ｘ２側の側面における第２距離Ｌ２０までの絶縁被覆６２の部分とを同時に除去できるので、被覆除去工程に先立って事前に被覆に切り込みを入れる等の別途の加工の必要性が低減され、複数のコイル片５２の各先端部４０の被覆を更に効率的に除去できる。なお、図１１Ａでは、コイル材料１０００のうちの、切断工程で除去される部分がハッチング範囲５２２で示される。従って、切断工程により得られるコイル片５２は、ハッチング範囲５２２の部分における側面上の絶縁被覆６２が除去される。このため、切断工程により得られるコイル片５２は、Ｘ１側では先端から第１距離Ｌ１０まで線状導体６０が露出し、Ｘ２側では先端から第２距離Ｌ２０まで線状導体６０が露出する（なお、Ｃ字状の形態であるがゆえに、線状導体６０の長さ方向端面は、Ｘ１側又はＸ２側の側面に含まれることになり、同様に露出する）。なお、プレス機は、Ｘ１側の側面において、先端から第１距離Ｌ１０までの絶縁被覆６２の部分を除去する際に、線状導体６０のＸ１側の一部を切断してもよい。同様に、プレス機は、Ｘ２側の側面において、先端から第２距離Ｌ２０までの絶縁被覆６２の部分を除去する際に、線状導体６０のＸ２側の一部を切断してもよい。これにより、当該切断の際に、絶縁被覆６２における対応部分を確実に除去できる。なお、この場合、線状導体６０の幅方向の寸法は、切断工程前の寸法Ｌ３０（図１１Ｂの上側参照）から切断工程後の寸法Ｌ３１（図１１Ｂの下側参照）へと低減される。

第１距離Ｌ１０及び第２距離Ｌ２０は、好ましくは、少なくとも溶接対象箇所９０に対応する範囲で線状導体６０の側面が露出するように、後述する被覆除去用レーザの照射範囲（後出の図１６のＬ４１、Ｌ４２参照）以上である。この場合、第１距離Ｌ１０及び第２距離Ｌ２０は、Ｃ字状の形態の発生位置（Ｘ１側の発生位置）までの距離Ｌ１１よりも有意に長く設定される。なお、本実施例では、一例として、第１距離Ｌ１０及び第２距離Ｌ２０は、同一であるが、異なってもよい。

なお、本実施例では、一例として、図１１Ａ及び図１１Ｂに示すように、複数本のコイル片５２の長さに対応するコイル材料１０００から、複数本のコイル片５２へと切断する際に、同時にＣ字状の形態の先端部を形成しているが、これに限られない。例えば、複数本のコイル片５２の長さに対応するコイル材料１０００を、複数本のコイル材料に切断してから、コイル材料ごとに、コイル材料におけるコイル片５２の先端部４０となる部分を、プレス機（図示せず）によりＣ字状の形態に切断して、上述した先端部４０を有するコイル片５２してもよい。

また、複数本のコイル片５２は、それぞれ長さ方向両側で、同時にＣ字状の形態の先端部が形成されてもよいし、それぞれ長さ方向の片側ずつ順次、Ｃ字状の形態の先端部が形成されてもよい。

図１２は、上述した被覆除去工程（図９のＳ１４）の流れを示す概略フローチャートである。図１３は、被覆除去工程の流れを概略的に説明する上面図である。図１４は、複数のコイル片５２の整列状態の上面図である。図１５は、被覆除去用レーザの走査方法の説明図である。図１６は、本実施例による被覆除去用レーザの照射範囲の説明図である。

被覆除去工程は、まず、切断工程（Ｓ１２３）後の複数のコイル片５２、すなわち先端部４０における絶縁被覆６２の一部（Ｙ１側表面上の部分とＹ２側表面上の部分）が除去されていない状態の、真っ直ぐな成形前の複数のコイル片５２を、整列させる整列工程（Ｓ１４１）を含む。この際、複数のコイル片５２は、図１３及び図１４に模式的に示すように、それぞれの先端部４０が隣り合う関係で整列させる。すなわち、複数のコイル片５２は、図１４に模式的に示すように、それぞれの先端部４０が長さ方向で同じ位置に位置しかつ幅方向で当接し合う態様で、整列される。ただし、変形例では、複数のコイル片５２は、それぞれの先端部４０が長さ方向で同じ位置に位置しかつコイル片５２の幅方向でわずかに離間する態様で、整列されてもよい。このような整列は任意の方法で実現されてよく、例えば図１３に概略的に示す整列状態１３３では、各方向の位置合わせは、適切な治具１３００、１３０２、１３０４を用いて実現されている。なお、図１３では、治具１３００は、整列状態の複数のコイル片５２の上下方向（Ｙ方向）を拘束する治具であり、治具１３０２は、整列状態の複数のコイル片５２の幅方向を拘束する治具であり、治具１３０４は、整列状態の複数のコイル片５２の長さ方向を拘束する治具である。

整列工程では、複数のコイル片５２は、図１４に模式的に示すように、各先端部４０のＣ字状の形態が同じ向きになるように整列される。ただし、変形例では、各先端部４０のＣ字状の形態の向きはランダムであってもよいし、２組ごとに対向する向きであってもよい。

続いて、被覆除去工程は、整列状態の複数のコイル片５２を、ワークとしてステーション１３４（レーザ剥離装置の一例）に搬入する搬入工程（Ｓ１４２）を含む（図１３の矢印Ｒ１３０参照）。図１３の右側は、ステーション１３４への搬入後のワークの状態を概略的に示す。図１３に示す例では、ステーション１３４は、レーザ発振器７１、レーザスキャナ（レーザヘッド）７２Ａ、７２Ｂ、反転用治具１３１０等を含む。レーザスキャナ７２Ａは、整列状態の複数のコイル片５２の長さ方向一方側の先端部４０に対して設けられ、レーザスキャナ７２Ｂは、整列状態の複数のコイル片５２の長さ方向他方側の先端部４０に対して設けられる。レーザスキャナ７２Ａ、７２Ｂには、レーザ発振器７１からレーザビーム（種光）が入力される。レーザスキャナ７２Ａ、７２Ｂは、入力されたレーザビームに基づいて、被覆除去用レーザを生成する。

なお、変形例では、上述した整列工程は、ステーション１３４に搬入された後に実行されてもよい。

続いて、被覆除去工程は、整列状態の複数のコイル片５２の各先端部４０の一方側表面（例えばＹ１側表面）に被覆除去用レーザを照射する照射工程（Ｓ１４３）（以下、区別のため、「第１照射工程」とも称する）を含む。本実施例では、一例として、図１３の右側に示すように、整列状態の複数のコイル片５２の長さ方向両側において、各先端部４０の一方側表面に被覆除去用レーザがレーザスキャナ７２Ａ、７２Ｂから照射される。レーザスキャナ７２Ａ、７２Ｂからの照射タイミングは、同時であってもよいし、時間差を有してもよい。なお、変形例では、レーザスキャナ７２Ａ、７２Ｂのうちの一方だけが使用されてもよい。この場合、回転機構（図示せず）によりワークが整列状態のまま回転されてよく、整列状態の複数のコイル片５２の長さ方向片側ずつ、順次、各先端部４０の一方側表面に被覆除去用レーザが照射されてよい。あるいは、この場合、長さ方向一方側に照射する際の位置と、長さ方向他方側に照射する位置との間で、レーザスキャナ自体が移動されてもよい。

第１照射工程により各先端部４０の一方側表面に被覆除去用レーザが照射されると、先端部４０上の絶縁被覆６２のうちの、一方側表面上の部分が除去される。具体的には、各先端部４０の一方側表面に被覆除去用レーザが照射されると、先端部４０上の絶縁被覆６２のうちの、一方側表面上の部分が熱により炭化し、当該部分の線状導体６０との密着状態が損なわれて、当該部分が線状導体６０から剥離される。

第１照射工程では、整列状態の複数のコイル片５２の各先端部４０の一方側表面に、レーザスキャナから被覆除去用レーザが連続的に照射される。具体的には、図１５に示すように、レーザスキャナから被覆除去用レーザは、照射位置が一のワークの全体に対してコイル片５２の幅方向に往復する態様で、走査される。これにより、複数のコイル片５２の各先端部４０に対して個別（１本ずつ）に被覆除去用レーザを照射する場合に比べて、複数のコイル片５２の各先端部４０から効率的に絶縁被覆６２（各先端部４０の一方側表面上の絶縁被覆６２の部分）を除去できる。

なお、図１５には、被覆除去用レーザの照射位置がコイル片５２の幅方向一方側から他方側へと向かう走査を模式的に表す矢印１５０、１５３と、幅方向他方側から一方側へと向かう走査を模式的に表す矢印１５２とが示される。なお、矢印１５０～１５３で表す走査は、当該ワークに対して実行される全走査のうちの、一部の走査を表す。このようにして、長さ方向一方側の各先端部４０に対しては、照射位置の長さ方向の位置を変化させながら、照射位置を往復動させることで、長さ方向一方側の各先端部４０における所望の照射範囲（図１６のハッチング範囲５２１参照）全体を連続的に照射することができる。長さ方向他方側の各先端部４０に対しても同様である。なお、往復動の回数（幅方向の走査数）は、被覆除去用レーザの径（ビーム径）等に応じて、所望の照射範囲（図１６のハッチング範囲５２１参照）全体が照射されるように適宜設定されてよい。なお、本実施例では、図１６に示すように、照射範囲は、ハッチング範囲５２１で示され、Ｘ１側の側面において、先端から距離Ｌ４１（所定距離の一例）までであり、かつ、Ｘ２側の側面において、先端から距離Ｌ４２（所定距離の一例）までである。なお、本実施例では、一例として、距離Ｌ４１と距離Ｌ４２とは同じであるが、異なってもよい。この場合、被覆除去用レーザの走査の方向は、Ｘ方向に対して傾斜されてもよい。

なお、往復動に代えて、幅方向一方側から他方側への走査だけが連続的に実行されてもよい（あるいは、幅方向他方側から一方側への走査だけが連続的に実行されてもよい）。この場合、一のワークに対する被覆除去用レーザの照射は、幅方向一方側から他方側への走査後に、休止期間を有することになる。このような照射態様は、例えばパルス発振により被覆除去用レーザを発生させる場合に好適である。なお、往復動の場合も、幅方向他方側や幅方向一方側で、被覆除去用レーザの照射が休止されてもよい。同様に、このような照射態様は、例えばパルス発振により被覆除去用レーザを発生させる場合に好適である。他方、往復動の場合、かかる休止を伴わずに、連続的な照射により照射範囲全体が照射されてもよい。

続いて、被覆除去工程は、整列状態のままワークを裏返す工程（Ｓ１４４）を含む。すなわち、整列させた複数のコイル片５２は、整列させた状態を維持したまま一方側表面（例えばＹ１側表面）と他方側表面（例えばＹ２側表面）とがＹ方向で互いに反転するように、裏返される。このような裏返しは、任意の方法で実現されてよく、例えば図１３の右側に概略的に示す例では、ワークの裏返しは、反転用治具１３１０を利用して実現されている（矢印Ｒ１３３参照）。この場合、反転用治具１３１０は、コイル片５２の長さ方向に平行な回転軸まわりにワークを約１８０度回転させる。

このようにして裏返す工程が実行されると、整列状態の複数のコイル片５２の各先端部４０の一方側表面がレーザスキャナ７２Ａ、７２Ｂ側に向く状態から、整列状態の複数のコイル片５２の各先端部４０の他方側表面がレーザスキャナ７２Ａ、７２Ｂ側に向く状態へと遷移される。なお、変形例では、ワークを裏返すことに代えて、レーザスキャナ７２Ａ、７２Ｂを回転させることが実現されてもよい。

続いて、被覆除去工程は、整列状態の複数のコイル片５２の各先端部４０の他方側表面（例えばＹ２側表面）に被覆除去用レーザを照射する照射工程（Ｓ１４５）（以下、区別のため、「第２照射工程」とも称する）を含む。第２照射工程は、照射する表面が異なる以外は、上述した第１照射工程と同じであってよい。従って、第２照射工程における照射範囲も、Ｘ１側の側面において、先端から距離Ｌ４１（所定距離の一例）までであり、かつ、Ｘ２側の側面において、先端から距離Ｌ４２（所定距離の一例）までである。

第２照射工程により各先端部４０の他方側表面に被覆除去用レーザが照射されると、先端部４０上の絶縁被覆６２のうちの、他方側表面上の部分が除去される。具体的には、各先端部４０の他方側表面に被覆除去用レーザが照射されると、先端部４０上の絶縁被覆６２のうちの、他方側表面上の部分が熱により炭化し、当該部分の線状導体６０との密着状態が損なわれて、当該部分が線状導体６０から剥離される。

続いて、被覆除去工程は、ステーション１３４からワークを搬出する搬出工程（Ｓ１４６）を含む。ステーション１３４から搬出されるワークは、次工程（図９のＳ１６参照）へと搬送されてよい。

このようにして、本実施例の被覆除去工程によれば、上述したように、複数のコイル片５２を整列させた状態で、複数のコイル片５２の各先端部４０に対して連続的に被覆除去用レーザを照射するので、複数のコイル片５２の各先端部４０に対して個別に被覆除去用レーザを照射する場合に比べて、効率的に絶縁被覆６２を除去できる。

また、整列工程において、複数のコイル片５２は、それぞれの先端部４０以外の部分が接触する態様で整列される場合、照射工程における被覆除去用のレーザの走査範囲の最小化を図ることができる。この結果、一のレーザスキャナ７２Ａ又は７２Ｂでカバーできる複数のコイル片５２の本数を効率的に増加できる。

また、整列状態のままワークを裏返す工程を備えることで、一のステーション１３４で、コイル片５２の一方側表面と他方側表面の双方に対して、被覆除去用レーザを照射して絶縁被覆６２を除去できる。これにより、別々のステーションを設ける場合に比べて、効率的な設備を実現できる。ただし、変形例では、コイル片５２の一方側表面に対する被覆除去用レーザの照射と、コイル片５２の他方側表面に対する被覆除去用レーザの照射は、別々のステーションで実現されてもよい。

また、整列工程において、複数のコイル片５２は、図１４に模式的に示すように、各先端部４０のＣ字状の形態が同じ向きになるように整列される。これにより、Ｃ字状の形態が異なる向きで整列される場合に比べて、複数のコイル片５２のそれぞれの先端部４０に対するレーザの当たり方がワーク間で均一化され、被覆の除去（剥離）態様のばらつきを低減できる。

次に、図１７及び図１８を参照して、上述した実施例（以下、区別のため、「実施例１」とも称する）に代えて実現されてもよい他の実施例（以下、区別のため、「実施例２」とも称する）を説明しつつ、上述した実施例の更なる効果について説明する。

図１７及び図１８は、実施例２の説明図であり、図１７は、実施例２による切断工程（Ｓ１２３）の説明図である。図１７には、一本のコイル材料１０００から２本のコイル片５２’が形成される態様が模式的に示される。図１７において、上側は、切断工程前の状態であり、下側は、切断工程後の状態である。図１８は、実施例２による被覆除去用レーザの照射範囲の説明図である。

実施例２では、上述した実施例１に対して、切断工程（Ｓ１２３）での切断範囲が異なる。具体的には、上述した実施例１では、図１１Ａに示したように、先端部４０を形成するために、コイル片５２は、Ｘ１側の側面において、先端から第１距離Ｌ１０までの絶縁被覆６２の部分が除去され、かつ、Ｘ２側の側面において、先端から第２距離Ｌ２０までの絶縁被覆６２の部分が除去される。これに対して、本実施例２では、図１７に示すように、先端部４０を形成するために、コイル片５２は、Ｘ１側の側面において、先端から距離Ｌ１１までの絶縁被覆６２の部分が除去され、かつ、Ｘ２側の側面において、先端から距離Ｌ１１までの絶縁被覆６２の部分が除去される。距離Ｌ１１は、上述したように、先端からＣ字状の形態の発生位置（Ｘ１側の発生位置）までの距離である。なお、図１７には、コイル材料１０００のうちの、切断工程で除去される部分がハッチング範囲５２２’で示される。

このような実施例２においては、上述したように実施例１と同様に、照射範囲は、図１８にハッチング範囲５２１’で示すように、Ｘ１側の側面において、先端から距離Ｌ４１（所定距離の一例）までであり、かつ、Ｘ２側の側面において、先端から距離Ｌ４２（所定距離の一例）までである。

本実施例２によっても、上述した実施例１で実現される被覆除去工程を実現することで、上述した実施例１と略同様の効果が奏される。

ここで、図１１Ａ、図１１Ｂ及び図１６とともに、図１７及び図１８を参照して、上述した実施例１の、実施例２に対する有利な効果について説明する。

ところで、上述した実施例１で実現される上述の被覆除去工程では、第１照射工程により各先端部４０の一方側表面に被覆除去用レーザが照射されると、先端部４０上の絶縁被覆６２のうちの、一方側表面上の照射範囲内の部分が炭化する。また、第２照射工程により各先端部４０の他方側表面に被覆除去用レーザが照射されると、先端部４０上の絶縁被覆６２のうちの、他方側表面上の照射範囲内の部分が炭化する。

かかる被覆除去工程が実施例２においてもそのまま適用されると、照射範囲のうちの、先端から距離Ｌ１１を超えた部分において、炭化した絶縁被覆６２が剥離され難くなるという不都合が生じる。先端から距離Ｌ１１を超えた部分では、図１８のラインＢ３－Ｂ３に沿った断面は、図１１Ａの上側の断面のように、先端部４０の一方側表面及び他方側表面上の絶縁被覆６２の部分が、線状導体６０の側面上の絶縁被覆６２の部分に連続しているためである。すなわち、先端から距離Ｌ１１を超えた部分では、絶縁被覆６２は閉じた断面形状であるので、炭化しても剥離され難くなる傾向がある。

従って、かかる被覆除去工程を実施例２に適用する場合は、照射範囲のうちの、先端から距離Ｌ１１を超えた部分において、線状導体６０の側面上の絶縁被覆６２の部分を事前に別途除去しておく必要性が生じる。

これに対して、上述した実施例１では、絶縁被覆６２のうちの、一方側表面上及び他方側表面上の照射範囲内の部分は、図１１Ｂの下側に示すように、幅方向両側で、絶縁被覆６２の他の部分とは切り離されている。すなわち、実施例１では、図１６に示したように、照射範囲は、Ｘ１側の側面において、先端から距離Ｌ４１までであり、かつ、Ｘ２側の側面において、先端から距離Ｌ４２までであるのに対して、絶縁被覆６２は、先端から第１距離Ｌ１０までの部分が除去され、かつ、Ｘ２側の側面において、先端から第２距離Ｌ２０までの部分が除去されており、距離Ｌ４１は第１距離Ｌ１０以下でありかつ距離Ｌ４２は第２距離Ｌ２０以下である。従って、上述した実施例１では、線状導体６０の側面上の絶縁被覆６２の部分を事前に別途除去しておく必要性が実質的になくなり、効率的な工程を実現できる。

以上、各実施例について詳述したが、特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。また、前述した実施例の構成要素を全部又は複数を組み合わせることも可能である。

例えば、上述した実施例１（実施例２についても同様）において、第１照射工程や第２照射工程に先立って、第１照射工程や第２照射工程の際の絶縁被覆６２の剥離が促進されるように、絶縁被覆６２の一部に対して切り込み等の事前の加工を行う工程が実行されてもよい。

また、上述した実施例１（実施例２についても同様）では、第１照射工程及び第２照射工程を備えることで、コイル片５２の先端部４０において、Ｙ方向両側の表面上の絶縁被覆６２を除去するが、第１照射工程及び第２照射工程のいずれか一方のみが実現されてもよい。この場合、Ｙ方向両側の表面上の絶縁被覆６２のうちの、当接面４０１（図８参照）を形成する側の表面上の絶縁被覆６２だけが除去されてもよい。

また、上述した実施例１（実施例２についても同様）では、被覆除去用レーザの照射位置は、直線状に変化されるが、これに限られない。例えば、被覆除去用レーザの照射位置は、螺旋状のような他の態様に変化されてもよい。

１・・・モータ（回転電機）、２４・・・ステータコイル、５２・・・コイル片、４０・・・先端部、６０・・・線状導体、６２・・・絶縁被覆（絶縁被膜）、１３４・・・ステーション（レーザ剥離装置）

Claims (9)

1. 回転電機のステータコイルを形成するための絶縁被膜付き導線である断面平角状の複数のコイル片を準備する準備工程と、
   前記準備工程の後に、前記複数のコイル片を、前記複数のコイル片のそれぞれの先端部が前記コイル片の幅方向に隣り合うとともに長手方向に揃った整列状態で、レーザ剥離装置に対して搬入する搬入工程と、
   前記搬入工程の後に、前記整列状態の前記複数のコイル片のそれぞれの先端部に、被膜除去用のレーザを一の先端部から他の一の先端部へと連続的に照射することで、前記複数のコイル片のそれぞれの先端部における前記絶縁被膜の少なくとも一部を除去する照射工程と、
   前記照射工程により前記絶縁被膜の少なくとも一部が除去された前記複数のコイル片を前記レーザ剥離装置から搬出する搬出工程とを含み、
   前記準備工程で準備される前記複数のコイル片のそれぞれの先端部は、前記絶縁被膜のうちの、厚み方向に延在する側面に係る被膜部分が除去されており、
   前記整列状態では、前記複数のコイル片は、それぞれの先端部以外の部分が接触しており、
   前記照射工程では、前記コイル片の幅方向に沿って前記複数のコイル片のそれぞれの先端部に前記レーザが照射される、導線の絶縁被膜の剥離方法。
2. 回転電機のステータコイルを形成するための絶縁被膜付き導線である断面平角状の複数のコイル片を準備する準備工程と、
   前記準備工程の後に、前記複数のコイル片を、前記複数のコイル片のそれぞれの先端部が前記コイル片の幅方向に隣り合うとともに長手方向に揃った整列状態で、レーザ剥離装置に対して搬入する搬入工程と、
   前記搬入工程の後に、前記整列状態の前記複数のコイル片のそれぞれの先端部に、被膜除去用のレーザを一の先端部から他の一の先端部へと連続的に照射することで、前記複数のコイル片のそれぞれの先端部における前記絶縁被膜の少なくとも一部を除去する照射工程と、
   前記照射工程により前記絶縁被膜の少なくとも一部が除去された前記複数のコイル片を前記レーザ剥離装置から搬出する搬出工程とを含み、
   前記整列状態は、前記複数のコイル片のそれぞれの長手方向一方側の先端部が前記コイル片の幅方向に隣り合うとともに長手方向に揃い、かつ、前記複数のコイル片のそれぞれの長手方向他方側の先端部が前記コイル片の幅方向に隣り合うとともに長手方向に揃った状態を含み、
   前記照射工程は、前記複数のコイル片のそれぞれの長手方向一方側の先端部と長手方向他方側の先端部とに対して実行される、導線の絶縁被膜の剥離方法。
3. 前記照射工程は、前記整列状態の前記複数のコイル片のそれぞれの先端部の一方側の表面に前記レーザを連続的に照射する第１照射工程と、前記整列状態の前記複数のコイル片のそれぞれの先端部の他方側の表面に前記レーザを連続的に照射する第２照射工程とを含み、
   前記第１照射工程と前記第２照射工程との間に、前記整列状態の前記複数のコイル片を、前記整列状態を維持したまま前記一方側の表面と前記他方側の表面とが互いに反転するように、裏返す工程を更に含む、請求項１又は２に記載の導線の絶縁被膜の剥離方法。
4. 前記準備工程で準備される前記複数のコイル片のそれぞれの先端部は、それぞれの幅方向第１側の側面において、前記絶縁被膜のうちの、それぞれの先端から第１距離までの被膜部分が除去されており、かつ、それぞれの幅方向第２側の側面において、前記絶縁被膜のうちの、それぞれの先端から第２距離までの被膜部分が除去されており、
   前記照射工程では、前記複数のコイル片におけるそれぞれの先端から所定距離までの照射範囲に前記レーザが照射され、
   前記所定距離は、幅方向前記第１側において前記第１距離以下であり、幅方向前記第２側において前記第２距離以下である、請求項１～３のうちのいずれか１項に記載の導線の絶縁被膜の剥離方法。
5. 前記準備工程で準備される前記複数のコイル片のそれぞれの先端部の導体部分は、それぞれの長手方向及び幅方向の双方に直交する方向に視て、幅方向の中心に関して非対称なＣ字状の形態であり、
   前記所定距離は、前記コイル片における前記Ｃ字状の形態の部分の長手方向の長さよりも長い、請求項４に記載の導線の絶縁被膜の剥離方法。
6. 前記準備工程は、コイル材料をプレス機により切断して、前記Ｃ字状の形態の先端部を有する前記複数のコイル片を形成する切断工程を含み、
   前記切断工程では、コイル材料がプレス機により切断される際に、幅方向前記第１側の前記側面における前記第１距離までの前記被膜部分と幅方向前記第２側の前記側面における前記第２距離までの前記被膜部分とが同時に除去される、請求項５に記載の導線の絶縁被膜の剥離方法。
7. 前記搬出工程の後に、前記複数のコイル片のうちの一のコイル片と他の一のコイル片の先端部同士を溶接する溶接工程を更に含む、請求項１から６のうちのいずれか１項に記載の導線の絶縁被膜の剥離方法。
8. 前記照射工程では、前記整列状態の前記複数のコイル片のそれぞれの先端部に、一のレーザスキャナからの前記レーザが連続的に照射される、請求項１から７のうちのいずれか１項に記載の導線の絶縁被膜の剥離方法。
9. 前記整列状態は、前記複数のコイル片のそれぞれの長手方向一方側の先端部が前記コイル片の幅方向に隣り合うとともに長手方向に揃い、かつ、前記複数のコイル片のそれぞれの長手方向他方側の先端部が前記コイル片の幅方向に隣り合うとともに長手方向に揃った状態を含み、
   前記照射工程は、前記複数のコイル片のそれぞれの長手方向一方側の先端部と長手方向他方側の先端部とに対して実行される、請求項１に記載の導線の絶縁被膜の剥離方法。

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