JPH0819227A - コイルブロックの切断方法およびその切断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 金属シートを巻回してなるコイルを接着剤等
により固めて得たコイルブロック、または金属シートを
巻回してなる複数個のコイルを樹脂モールドして得たコ
イルブロックの切断時間の短縮化を図る。 【構成】 円盤状砥石３２を高速回転させながら下方に
送り移動させる。このとき、コイルブロック１１の樹脂
層内に存するコイルと円盤状砥石３２との間に直流電圧
を印加すると共に、ノズル４１からコイルブロック１１
に電解液Ｈを供給する状態にしておく。円盤状砥石３２
によりコイルブロック１１の樹脂層が切削され、コイル
が露出すると、そのコイルは電解作用により研削される
ようになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は金属シートを巻回してな
るコイルを接着剤等により固めて得たコイルブロック、
または金属シートを巻回してなる複数個のコイルを樹脂
モールドして得たコイルブロックをスライスする切断方
法および切断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えばアキシャルギャップ形のブラシレ
スモータにおいては、基板にステータコイルが装着さ
れ、このコイルに対向して永久磁石形のロータが配置さ
れる。このアキシャルギャップ形のブラシレスモータの
コイルには、スライスコイルと称されるものが使用され
る。このスライスコイルは、金属シート例えば銅箔を巻
回してなるコイルを複数個樹脂モールドして円筒状のコ
イルブロックを形成し、このコイルブロックを所定厚さ
に切断することにより得られる。

【０００３】コイルブロックをスライス（切断）するに
使用される従来の切断装置は図７に示されている。これ
は、コイルブロック１を走行する鋼製のワイヤ２により
切断するもので、そのワイヤ２は多数の溝を有した３個
のプーリ３〜５に掛け渡されてる。これらプーリ３〜５
のうちプーリ３は駆動プーリとされ、これが正逆回転す
ることによりワイヤ２が往復走行するようになってい
る。そして、下側の２個のプーリ４，５間を往復走行す
るワイヤ２にはノズル６から砥粒液Ｇが供給されるよう
になっている。

【０００４】一方、コイルブロック１は取付板７上のガ
ラス板８に接着剤９により固着され、その取付板７はチ
ャック１０に挟み付けられる。そして、コイルブロック
１のスライスはワイヤ２を往復走行させながらノズル６
から該ワイヤ２に砥粒液Ｇを供給する状態でチャック１
０を低速度で送り移動（上昇）させてコイルブロック６
をワイヤ２に押し付けることによって行われる。このと
き、ワイヤ２には砥粒液Ｇ中の砥粒が付着し、このワイ
ヤ２に付着した砥粒が切断刃として作用することによ
り、コイルブロック１がスライスされるものである。

【０００５】なお、この装置ではワイヤ２自体も磨耗し
て細くなるため、ワイヤ２を往復走行させながら、使用
済みのワイヤ２を図示しない巻取ローラにより矢印Ａ方
向に微小速度で巻き取って未使用のワイヤ２が少しずつ
送り込まれるように構成されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成の従来の切断装置では、ワイヤ２の往復走行速度を余
り高くすることができないので、切断速度が遅くコイル
ブロック１の切断に要する時間が長くかかる。また、コ
イルブロック１の切断はワイヤ２に付着した砥粒がコイ
ルブロック１を削り取ることによって行われるから、砥
粒がワイヤ２に付着し易くするために、砥粒液Ｇとして
はラッピングオイルなどの油性のものが用いられる。こ
のため、切断装置の内外が油で汚れて清掃が困難となっ
たり、コイルブロック１を切断して得たスライスコイル
の洗浄にも手間がかかる。

【０００７】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、切断速度が速く、また油性の砥粒液を
使用せずとも済むコイルブロックの切断方法および切断
装置を提供するにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明のコイルブロックの切断方法は、金属シート
を巻回してなるコイルを接着剤等により固めて得たコイ
ルブロック、または金属シートを巻回してなるコイルを
複数個樹脂モールドして得たコイルブロックを切断する
切断方法において、円盤状砥石を複数個並べて配置し、
これら円盤状砥石を回転させて前記コイルブロックを切
断することを特徴とするものである。

【０００９】また、本発明のコイルブロックの切断装置
は、金属シートを巻回してなるコイルを接着剤等により
固めて得たコイルブロック、または金属シートを巻回し
てなるコイルを複数個樹脂モールドして得たコイルブロ
ックを取り付ける取付部と、回転軸に取り付けられた複
数個の円盤状砥石とを具備し、前記回転軸により円盤状
砥石を回転させながら、該回転軸および前記取付部のう
ちの一方を他方に接近する方向に送り移動させることに
より、前記円盤状砥石によって前記コイルブロックを切
断する構成にしてなるものである。この場合、取付部を
回転可能に構成し、円盤状砥石によるコイルブロックの
切断時に前記取付部によりコイルブロックを回転させる
ことが好ましい。

【００１０】本発明のコイルブロックの切断装置では、
電解液供給装置および直流電圧印加装置を設け、円盤状
砥石によるコイルブロックの切断時に、円盤状砥石とコ
イルとの間に前記直流電圧印加装置により直流電圧を印
加しつつ前記電解液供給装置により切断部分に電解液を
供給してコイルを電解するように構成することができ
る。

【００１１】この場合には、取付部および回転軸のうち
送り移動される側は、コイルの切断完了前に一旦切断送
り移動を停止し、その後切断送り移動を再開してコイル
ブロックの切断を完了するように構成することが好まし
い。

【００１２】また、コイルブロックは切断終了側の端部
に端子部を有し、取付部および回転軸のうち送り移動さ
れる側がコイルの切断完了前に送り移動を一旦停止する
時点は、コイル巻回部分が円盤状砥石により切断された
後であって端子部が完全切断される前の時点となるよう
に構成しても良い。

【００１３】

【作用】上記手段の本発明では、円盤状砥石を複数個並
べ、これを回転させることによりコイルブロックを切断
するので、円盤状砥石の回転速度としては相当高くする
ことができ、コイルブロックの切断を短時間で完了する
ことができる。

【００１４】また、コイルブロックを回転するようにし
た場合には、円盤状砥石とコイルブロックとの接触面積
が小さくなるので、円盤状砥石に加わる切削抵抗が小さ
くなる。

【００１５】コイルを電解するようにした場合には、一
層短時間で切断を完了できると共に、円盤状砥石による
切断によって生じたコイルのばりを除去できる。このと
き、コイルの切断完了前に一旦切断送り移動を停止させ
ることにより、遅い時期に切断された部分のばりも電解
により良好に除去できる。また、コイルに端子を設け、
この端子の完全切断前に送り移動を停止させるようにし
た場合には、コイル巻回部分このばりを電解により完全
に除去できる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１〜図５を参照
しながら説明する。まず、図５には切断対象物であるコ
イルブロック１１が示されている。なお、図５は切断途
中の状態で示してある。このコイルブロック１１はコイ
ル１２を樹脂層１３によりモールドした円筒状のもので
ある。このコイルブロック１１の製造手順は一面に絶縁
材としての樹脂シートが重ねられた金属シート或いは一
面に絶縁材としての樹脂接着剤が塗布された金属シート
を巻回してコイル１２を形成し、このコイル１２を例え
ば６個成形型に円形配列していわゆるインサート成形に
より樹脂モールドするというものである。

【００１７】本実施例の場合、コイル１２を形成する金
属シートとしては銅箔が用いられ、また銅箔の巻き始端
部分および巻き終端部分には、これを小円形に丸めるこ
とにより外側端子部１２ａと内側端子部１２ｂとが形成
されており、外側端子部１２ａはコイルブロック１１の
内周側に位置されている。

【００１８】上記コイルブロック１１を切断する切断装
置は図１および図２に示されており、装置基台１４上に
は金属製のワーク取付台１５が絶縁板１６を介して固定
されている。この取付台１５の両側には図３に示すよう
に軸受１７，１７を介してチャック１８，１９が回転可
能に支持されており、このうち一方のチャック１８には
歯付きプーリ２０が取着されている。そして、この歯付
きプーリ２０と図示しない駆動源たるモータの回転軸に
取着された歯付きプーリとの間に歯付きベルト２１が掛
け渡されており、チャック１８がモータにより歯付きベ
ルト２１を介して低速度で回転駆動されるようになって
いる。また、他方のチャック１９は軸受１７に軸方向に
も移動できるように支持されており、軸受１７内の端部
の固定リング２２との間に設けられた付勢体としての圧
縮コイルばね２３によりチャック１８側方向（矢印Ｂ方
向）に付勢されている。そして、これら両チャック１
８，１９には非円形の挿入穴１８ａ，１９ａが形成され
ている。

【００１９】一方、前記コイルブロック１１は取付部と
しての金属製丸棒からなる芯軸２４に挿入されている。
また、コイルブロック１１の両端部には導電材例えば金
属製のスペーサ２５，２５が導電性を有する接着剤２６
により固着されており、そのスペーサ２５は同接着剤２
６により芯軸２４に固着されている。これにより、コイ
ルブロック１１は芯軸２４と一体化され、またコイル１
２は樹脂層１３の両端面において露出してスペーサ２５
に接触していることにより該スペーサ２５および導電性
接着剤２６を介して芯軸２４に電気的に接続された状態
になっている。そして、芯軸２４の両端部には前記チャ
ック１８，１９の挿入穴１８ａ，１９ａと同形状の連結
突部２４ａ，２４ｂが突設されている。

【００２０】コイルブロック１１を固定した芯軸２４を
ワーク取付台１５に取り付けるには、チャック１９を圧
縮コイルばね２３のばね力に抗して矢印Ｂとは反対方向
に移動させ、この状態でまず一方の連結突部２４ｂをチ
ャック１９の挿入穴１９ａに挿入し、その後、圧縮コイ
ルばね２３のばね力によりチャック１９を矢印Ｂ方向に
移動させつつ他方の連結突部２４ａをチャック１８の挿
入穴１８ａに挿入するというものである。これにより、
芯軸２４は両チャック１８，１９間に取り付けられ、チ
ャック１８が回転されると、芯軸２４従ってコイルブロ
ック１１が回転されるようになっている。そして、この
取り付け状態においては、コイルブロック１１のコイル
１２はチャック１８，１９および軸受１７を介してワー
ク取付台１５と電気的に接続された状態となっている。

【００２１】装置基台１４には昇降ガイド２７が設置さ
れており、この昇降ガイド２７には図示しない直線駆動
機構により上下動される砥石台２８が配設されている。
この砥石台２８には図４に示すようにスピンドル２９が
軸受３０を介して回転可能に支持されており、このスピ
ンドル２９は砥石台２８に設けられた図示しないモータ
により直接或いはベルト伝動機構等の伝動装置を介して
高速回転される。上記スピンドル２９にはスリーブ３１
が挿入され、更にこのスリーブ３１に導電性を有する複
数枚の円盤状砥石３２が導電材、例えば鉄製のスペーサ
３３を交互に介して挿入されている。上記導電性の円盤
状砥石３０は、例えばカーボンを混入したエポキシ樹脂
と緑化珪素等の砥粒とを混練して薄い円盤状に固めて構
成されている。

【００２２】スピンドル２９の先端部には締付け具３４
が挿入されており、スピンドル２９の先端部に形成され
たねじ部２９ａに金属製の締付けナット３５を螺着して
締付け具３４を締付けることにより、円盤状砥石３２は
スペーサ３３により所定の間隔を存して並ぶようにスピ
ンドル２９に固定されると共に、締付具３４に電気的に
接続された状態となる。なお、砥石台２８を上下動させ
る直線駆動機構としては例えばボールねじとナットとの
組み合わせによりモータの回転を直線運動に変換する機
構が考えられる。

【００２３】さて、本切断装置には直流電圧印加装置と
して図１に示す直流電源装置３６が設けられている。こ
の直流電源装置３６は交流を直流に変換して出力するも
ので、そのプラス側出力端子にリード線３７を介して接
続されたプラス電極３８は前記ワーク取付台１５に取着
され、マイナス側出力端子にリード線３９を介して接続
されたマイナス電極４０は締付け具３４に摺接するよう
にして砥石台２８に設けられた図示しない取付アームに
取着されている。

【００２４】また、本切断装置には円盤状砥石３２によ
るコイルブロック１１の切断部分に電解液Ｈを供給する
ノズル４１、このノズル４１からコイルブロック１１の
切断部分に供給された電解液Ｈを溜める図示しないタン
クおよびタンクの電解液Ｈをノズル４１に再供給するた
めの同じく図示しないポンプからなる電解液供給装置４
２が設けられている。ここで、電解液Ｈとしては有機カ
ルボン酸塩水を炭酸ソーダで中和した中和水溶液が用い
られ、装置およびコイル１２の酸化腐食防止が図られて
いる。

【００２５】次に上記構成の作用を説明する。なお、芯
軸２４に取り付けられたコイルブロック１１はワーク取
付台１５のチャック１８，１９間に前述したようにして
取り付けられているものとする。さて、コイルブロック
１１を切断すべく切断装置を作動させると、直流電源装
置３６によりコイル１２と円盤状砥石３２との間に直流
電圧が印加されると共に、電解液供給装置４２のポンプ
が起動し、電解液Ｈがノズル４１からコイルブロック１
１に供給される。そして、チャック１８ひいてはコイル
ブロック１１が図示しないモータにより図１に矢印Ｃで
示す方向に低速回転されると共に、図示しないモータに
よりスピンドル２９ひいては円盤状砥石３２が矢印Ｄ方
向に高速回転される。この状態で図示しない直線駆動機
構により砥石台２８が低速度で下降すなわち送り移動さ
れる。

【００２６】さて、砥石台２８の送り移動に伴い高速回
転している円盤状砥石３２がコイルブロック１１に押し
当てられ、これによりコイルブロック１１の樹脂層１３
の外周部が切削される。このとき、コイルブロック１１
が矢印Ｃ方向に低速回転していることにより、樹脂層１
３の外周部にはその切削によって全周にわたって切れ目
が生ずるようになる。このため、円盤状砥石３２の外周
はコイルブロック１１に対し小面積で接触して少しずつ
切削する状態となるので、コイルブロック１１を回転さ
せることなく切断する場合に比べ、円盤状砥石３２にそ
れ程大きな切削抵抗は生じない。そして、切削により切
れ粉が生ずると共に、円盤状砥石３２およびコイルブロ
ック１１が発熱するが、その切れ粉は電解液Ｈにより洗
い流されると共に、円盤状砥石３２およびコイルブロッ
ク１１は電解液Ｈにより冷却される。

【００２７】砥石台２８の送り移動により、円盤状砥石
３２の切削位置がコイル１２にまで達すると、コイル１
２がそれまでの切削により生じた切れ目に露出して電解
液Ｈに晒されるようになる。すると、プラス側であるコ
イル１２のうち、切れ目に露出する部分が銅イオンとな
って電解液Ｈ中に溶出し、マイナス側である円盤状砥石
３２側に移行するようになってコイル１２が電解研削さ
れる。このとき、コイル１２のうち電解により溶出した
部分には化学的に安定した不動態化膜が形成されるが、
この不動態化膜は円盤状砥石３２により切削除去される
ので、新たな銅生地が露出して次の電解が行われるとい
うようになり、効率良く電解が行われる。また、コイル
１２の電解部分は微視的に見ると、電解浸蝕された部分
が窪んで凹凸状になっているので、円盤状砥石３２によ
る研削は抵抗の小なる状態で行われるようになる上、コ
イル１２が電解研削と円盤状砥石３２による切削とによ
り切断されることとなるので、円盤状砥石３２の送り移
動を速くすることが可能となる。

【００２８】コイル１２が円盤状砥石３２により切削さ
れると、コイル１２を構成する銅箔の切断端に送り移動
方向に突出する「ばり」が発生し、この「ばり」により
コイル１２の１ターン相互間が短絡される状態となる。
このような「ばり」は上述したと同様に電解液Ｈ中に銅
イオンとなって溶出することにより除去される。ところ
で、切断時期の早い部分（コイルブロック１１の外周側
部分）に発生した「ばり」については電解液Ｈに晒され
る時間が長いので、電解作用により確実に除去できる。
しかしながら、切断時期の遅い部分（コイルブロック１
１の内周側部分）に発生した「ばり」については電解液
Ｈに晒される時間が短いので除去が不完全になるおそれ
がある。

【００２９】そこで、図５に示すように、円盤状砥石３
２がコイル１２の巻回部分（両端子部１２ａ，１２ｂを
除いた部分）を切断した後、コイルブロック１１の内周
側に存する外側端子部１２ａを半分程度まで切断する位
置に至ると、ここで送り移動が一旦停止されるようにし
ている。この停止中、円盤状砥石３２による切断時期が
比較的遅いコイルブロック１１の内周側部分に生じた
「ばり」が電解除去されるようになる。ここで、外側端
子部１２ａを完全に切断しない理由は、仮に切断したと
すると、複数個に分断されたコイル１２のうちスペーサ
２４に接している部分は良いが、他の部分がプラス電極
板３８との電気的接続が断たれて電解が行われなくなっ
てしまうので、このような事態が生じないように、外側
端子部１２ａによりコイル１２全体がプラス電極３８に
接続された状態を維持するためである。

【００３０】そして、送り移動の停止時間が経過する
と、再び送り移動が開始されて上述のような円盤状砥石
３２によるコイルブロック１１の切削が再開され、コイ
ルブロック１１の内周面まで切削が行われた時点で送り
移動が停止され、砥石台２８（円盤状砥石３２）が上昇
される。以上によりコイルブロック１１が所定厚さの複
数個のスライスコイルに切断分離される。

【００３１】このように本実施例によれば、コイルブロ
ック１１を円盤状砥石３２により切断する構成で、円盤
状砥石３２の回転速度を高くすることができるので、コ
イルブロック１１の切断に要する時間を短縮することが
できる。この場合、コイル１２は円盤状砥石３２ばかり
でなく、電解作用によっても研削されるから、より一層
切断時間の短縮を図ることができる。

【００３２】また、円盤状砥石３２の切断によってコイ
ル１２に生じた「ばり」は電解作用により除去されるの
で、従来コイルブロックの切断後に設けられていた「ば
り」除去工程を省略することが可能となる。この場合、
外側端子部１２ａが完全に切断される前に送り移動を一
旦停止するようにしたので、切削時期の遅い部分に発生
した「ばり」をも電解作用により確実に除去でき、しか
も最後に切断された最外周の１ターン部分の「ばり」も
確実に除去できる。ちなみに、外側端子部１２ａが設け
られていない場合には、コイル１２のうち少なくとも最
外周の１ターン分を残した状態で円盤状砥石３２の切断
を一旦停止させて「ばり」除去をせねばならないが、こ
れではその後の最外周の１ターンの切断により「ばり」
が発生し、これは除去不完全のまま残るという不具合を
生ずるが、本実施例ではこのような不具合は生じない。

【００３３】しかも、電解液Ｈは有機カルボン酸塩の中
和水溶液であるから、油性の砥粒液を使用する必要があ
った従来とは異なり、スライスコイルに付着した電解液
Ｈは水洗い等により容易に清掃でき、また電解液Ｈが付
着した装置の清掃も容易に行うことができる。

【００３４】その上、本実施例では、コイルブロック１
１には芯軸２４が通されているので、複数個のスライス
コイルに分断しても、それらスライスコイルがばらばら
になるおそれがなく、その洗浄等の後工程において複数
個のスライスコイルを１単位として扱うことができる。

【００３５】なお、本発明は上記実施例にのみ限定され
るものではなく、次のように変形または拡張できる。砥
石台２８の代えて、ワーク取付台１５を送り移動（上
昇）させるようにしても良い。取付台１５と砥石台２８
とを左右の位置関係をもって設け、一方を送り移動させ
る構成としても良い。円盤状砥石３２による切断は電解
液中で行っても良い。図６に示すように金属シートを巻
回して絶縁材を兼ねる接着剤４３で固めた１個のコイル
４４をコイルブロック４５としてこれを切断対象物とし
ても良い。コイルブロックは中空でなくとも良い。この
ときには、コイルブロックを両側からチャック（取付
部）で挟み付けるように構成すれば良い。歯付きプーリ
２０、歯付きベルト２１等はモータの回転を芯軸２４に
伝達する伝動機構を構成するが、モータに芯軸２４を直
結するようにしても良い。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように本発明のコイルブロ
ックの切断方法および切断装置では、高速回転する円盤
状砥石により切断する構成としたので、コイルブロック
の切断に要する時間を短縮することができる。また、油
性の液を用いずとも済む。この場合、コイルブロックも
回転するようにした場合には、コイルブロックに対する
円盤状砥石の接触面積が小さい状態で切削するので、円
盤状砥石に加わる切削抵抗が小さくなる。

【００３７】コイルを電解するようにした場合には、一
層短時間で切断を完了できると共に、円盤状砥石による
切断によって生じたコイルのばりを除去できる。このと
き、コイルの切断完了前に一旦送り移動を停止させるこ
とにより、遅い時期に切断された部分のばりも電解によ
り良好に除去できる。また、コイルに端子部を設け、こ
の端子部の完全切断前に送り移動を停止させるようにし
た場合には、コイルの巻回部分に生じたばりを最後に切
断された部分においても除去できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す要部の斜視図

【図２】正面図

【図３】ワーク取付台の縦断正面図

【図４】砥石台の縦断正面図

【図５】切削途中の状態を示す断面図

【図６】コイルブロックの他の形態を示す側面図

【図７】従来の切断装置を示す斜視図

【符号の説明】

１１はコイルブロック、１２はコイル、１３は樹脂層、
１５はワーク取付台、１８，１９はチャック、２４は芯
軸（取付部）、２８は砥石台、２９はスピンドル（回転
軸）、３２は円盤状砥石、３６は直流電源装置（直流電
圧印加装置）、４１はノズル、４２は電解液供給装置、
４３は接着剤、４４はコイル、４５はコイルブロックで
ある。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属シートを巻回してなるコイルを接着
   剤等により固めて得たコイルブロック、または金属シー
   トを巻回してなるコイルを複数個樹脂モールドして得た
   コイルブロックを切断する切断方法において、円盤状砥
   石を複数個並べて配置し、これら円盤状砥石を回転させ
   て前記コイルブロックを切断することを特徴とするコイ
   ルブロックの切断方法。
2. 【請求項２】 金属シートを巻回してなるコイルを接着
   剤等により固めて得たコイルブロック、または金属シー
   トを巻回してなるコイルを複数個樹脂モールドして得た
   コイルブロックを取り付ける取付部と、 回転軸に取り付けられた複数個の円盤状砥石とを具備
   し、 前記回転軸により円盤状砥石を回転させながら、該回転
   軸および前記取付部のうちの一方を他方に接近する方向
   に送り移動させることにより、前記円盤状砥石によって
   前記コイルブロックを切断する構成にしてなるコイルブ
   ロックの切断装置。
3. 【請求項３】 取付部を回転可能に構成し、円盤状砥石
   によるコイルブロックの切断時に前記取付部によりコイ
   ルブロックを回転させることを特徴とする請求項２記載
   のコイルブロックの切断装置。
4. 【請求項４】 電解液供給装置および直流電圧印加装置
   を設け、円盤状砥石によるコイルブロックの切断時に、
   円盤状砥石とコイルとの間に前記直流電圧印加装置によ
   り直流電圧を印加しつつ前記電解液供給装置により切断
   部分に電解液を供給してコイルを電解する構成にしたこ
   とを特徴とする請求項２または３記載のコイルブロック
   の切断装置。
5. 【請求項５】 取付部および回転軸のうち送り移動され
   る側は、コイルの切断完了前に一旦送り移動を停止し、
   その後切断送り移動を再開してコイルブロックの切断を
   完了するように構成されていることを特徴とする請求項
   ４記載のコイルブロックの切断装置。
6. 【請求項６】 コイルは円盤状砥石による切断完了側に
   端子部を有し、取付部および回転軸のうち送り移動され
   る側がコイルの切断完了前に送り移動を一旦停止する時
   点は、コイル巻回部分が円盤状砥石により切断された後
   であって端子部の切断完了前の時点となるように構成さ
   れていることを特徴とする請求項５記載のコイルブロッ
   クの切断装置。