WO2023175671A1 - レーザ除去方法、回転電機の製造方法、およびレーザ除去装置 - Google Patents

レーザ除去方法、回転電機の製造方法、およびレーザ除去装置 Download PDF

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WO2023175671A1
WO2023175671A1 PCT/JP2022/011319 JP2022011319W WO2023175671A1 WO 2023175671 A1 WO2023175671 A1 WO 2023175671A1 JP 2022011319 W JP2022011319 W JP 2022011319W WO 2023175671 A1 WO2023175671 A1 WO 2023175671A1
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film
laser
laser beam
core
absorption rate
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PCT/JP2022/011319
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English (en)
French (fr)
Inventor
昌和 黄川田
Original Assignee
株式会社 東芝
東芝インフラシステムズ株式会社
東芝産業機器システム株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36—Removing material

Definitions

  • Embodiments of the present invention relate to a laser removal method, a method for manufacturing a rotating electrical machine, and a laser removal device.
  • Unnecessary film-like bodies may be formed on the base material.
  • a material such as a resin to the surface of a base material containing metal such as iron
  • the material may adhere to unintended areas.
  • insulating materials such as varnish, adhesives, paints, etc. are supplied to a base material
  • these may adhere to unintended areas of the base material.
  • an unnecessary film-like body is formed on the substrate. If an unnecessary film-like body is formed on the base material, it may become difficult to attach a member onto the base material, or the product value may decrease.
  • the film-like material is removed by irradiating the film-like material with a laser beam having a wavelength that is more easily absorbed by the film-like material than the base material.
  • the film-like body can be removed while suppressing damage to the base material.
  • the thickness of the unnecessary film-like body is not controlled, the variation in thickness becomes large.
  • the thickness variation is large, if laser light is irradiated under predetermined conditions, some parts may be left behind in the thick portions of the film-like body. In this case, if the thickness of the film-like material is measured and the laser beam irradiation conditions are changed based on the measurement results, the removal time becomes longer and the configuration of the laser removal device becomes complicated.
  • the film-like body is removed by irradiating the film-like body with a laser beam having a wavelength that is more easily absorbed by the base material than the film-like body.
  • the irradiated laser light passes through the film-like body and reaches the interface between the film-like body and the base material. Then, the film-like body is peeled off from the base material due to the impact, heat, etc. generated by the laser beam being incident on the interface.
  • the film-like material may be left behind in the vicinity of the boundary between the region of the film-like material irradiated with the laser beam and the surrounding region. Therefore, it has been desired to develop a technique that can prevent the membrane-like material from being left behind.
  • the problem to be solved by the present invention is to provide a laser removal method, a method for manufacturing a rotating electric machine, and a laser removal device that can suppress leaving behind a film-like body.
  • the laser removal method is a laser removal method in which a film-like body formed on a base material is irradiated with laser light to remove the film-like body.
  • the laser removal method includes the steps of irradiating a film-like body with a first laser beam and moving the irradiation position of the first laser light to form a linear recess in the film-like body;
  • the method further includes the step of irradiating the film-like body in the area defined by the linear recess with a second laser beam.
  • the first laser beam has a wavelength such that the absorption rate for the film-like body is higher than the absorption rate for the base material.
  • the second laser beam has a wavelength such that the absorption rate for the base material is higher than the absorption rate for the film-like body.
  • FIG. 3 is a schematic perspective view for illustrating a stator.
  • FIG. 3 is a schematic diagram for illustrating segments. It is a schematic diagram for illustrating the formation of a coil.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view for illustrating removal of a film-like body according to a comparative example.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view for illustrating removal of a film-like body according to another comparative example.
  • (a) to (c) are schematic process diagrams for illustrating how a membrane-like body is left behind.
  • FIG. 3 is a schematic process diagram for illustrating removal of a film-like body using the laser removal method according to the present embodiment.
  • FIG. 3 is a schematic process diagram for illustrating removal of a film-like body using the laser removal method according to the present embodiment.
  • FIG. 3 is a schematic process diagram for illustrating removal of a film-like body using the laser removal method according to the present embodiment.
  • (a) to (d) are schematic diagrams illustrating the planar shape of a recess according to another embodiment. It is a schematic diagram for illustrating a laser removal device.
  • a film-like body formed on a base material is irradiated with laser light to remove the film-like body.
  • the laser removal method according to the present embodiment is used to remove an unnecessary film-like body formed on a base material, or to cut an arbitrary region of a film-like body into a predetermined shape and size. be able to.
  • the laser removal method according to the present embodiment removes an unnecessary resin film (for example, a film containing adhesive, paint, insulating material, etc.) formed on a plate-shaped object or block containing metal. It can also be used to cut out an arbitrary region of a resin film into a predetermined shape and size.
  • a rotating electric machine such as a motor or a generator is provided with a coil wound around a core.
  • coils have been formed by inserting a plurality of segments into slots provided in the core and then laser welding the ends of adjacent segments together. Then, varnish is supplied into the gap between the slot and the coil, and the varnish is cured to fix the coil to the core.
  • the varnish when the varnish is supplied, the varnish may adhere to the ends, outer part, inner part, etc. of the core. If the adhered varnish hardens and forms a film-like body, it may become difficult to attach a member such as a cover to the end of the core, or the product value may decrease.
  • the laser removal method according to this embodiment can also be used in manufacturing rotors. That is, the laser removal method according to this embodiment can be used in manufacturing rotating electrical machines.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view illustrating the stator 1. As shown in FIG. 1, a stator 1 is provided with a core 2 and a coil 3.
  • the core 2 may be formed by laminating a plurality of annular magnetic members in the axial direction of the stator 1 (Z direction in FIG. 1).
  • the magnetic member can be formed from, for example, an electromagnetic steel plate (silicon steel plate).
  • the core 2 has a yoke 21 and a plurality of teeth 22.
  • the yoke 21 has a cylindrical shape and is located on the outer peripheral side of the core 2 .
  • the plurality of teeth 22 are provided on the inner peripheral surface of the yoke 21 at equal intervals.
  • Each of the plurality of teeth 22 protrudes from the inner peripheral surface of the yoke 21 toward the center of the core 2 and extends in the axial direction of the stator 1 .
  • a groove provided between the teeth 22 serves as a slot 23.
  • the shape, number, and size of the teeth 22 are not limited to those illustrated, and can be changed as appropriate depending on the use, size, specifications, etc. of the rotating electrical machine in which the stator 1 is provided.
  • the coil 3 includes a plurality of segments 31.
  • the segment 31 has a conductor portion 31a and an insulating film 31b (see, for example, FIG. 2).
  • the conductor portion 31a has a substantially U-shape and is made of a material with high electrical conductivity.
  • the conductor portion 31a is formed from, for example, so-called pure copper or a material containing copper as a main component.
  • the conductor portion 31a is formed from, for example, a rectangular wire.
  • the insulating film 31b covers the outer surface of the conductor portion 31a. However, the insulating film 31b is not provided near both ends of the conductor portion 31a, and the conductor portion 31a is exposed.
  • the insulating film 31b includes, for example, enamel.
  • One coil 3 is formed by connecting a plurality of segments 31 via welded portions 31c. Furthermore, an insulating portion 31d may be provided that covers the exposed portion of the conductor portion 31a and the welded portion 31c.
  • a plurality of coils 3 are provided.
  • the plurality of coils 3 can be arranged in a radial direction of the core 2 (a direction passing through the central axis of the core 2 and orthogonal to the Z direction).
  • three coils 3 of U phase, V phase, and W phase can be provided.
  • the external shape, number, size, etc. of the coil 3 and segments 31 are not limited to those shown in the example, and may be changed as appropriate depending on the purpose, size, specifications, etc. of the rotating electrical machine in which the stator 1 is installed. can do.
  • four coils 3 may be arranged in the radial direction of the core 2.
  • the core 2 is formed.
  • a plurality of plate-shaped magnetic members each having a portion that will become the yoke 21 and a plurality of teeth 22 are formed.
  • the magnetic member is formed by punching an electromagnetic steel plate with a thickness of approximately 0.05 mm to 1.0 mm.
  • the core 2 is formed by laminating a plurality of magnetic members and, for example, welding or caulking the plurality of magnetic members.
  • the core 2 can also be formed by pressure molding magnetic material powder and a resin binder.
  • FIG. 2 is a schematic diagram illustrating the segment 31.
  • the conductor portion 31a is formed by bending a rectangular wire having a predetermined length into a substantially U-shape.
  • a paint containing enamel or the like is applied to the outer surface of the conductor portion 31a to form an insulating film 31b.
  • a paint containing enamel or the like may be applied to the surface of the rectangular wire, and the wire may be cut into a predetermined length and bent into a substantially U-shape.
  • a rectangular wire coated with enamel may be purchased, cut into a predetermined length, and bent into a substantially U-shape.
  • the insulating film 31b near both ends of the conductor portion 31a is peeled off to expose the conductor portion 31a.
  • a plurality of segments 31 are formed.
  • FIG. 3 is a schematic diagram for illustrating the formation of the coil 3.
  • each of the plurality of segments 31 is installed in a predetermined slot 23 of the core 2.
  • each of the plurality of segments 31 is inserted into a predetermined slot 23 from the axial direction of the core 2 (Z direction in FIG. 3).
  • one segment 31 is inserted across the plurality of slots 23.
  • the coil 3 can be a so-called distributed winding coil. Further, the coil 3 can also be a so-called wave-wound coil.
  • the portion of the segment 31 protruding from the core 2 is bent in a direction toward the adjacent segment 31.
  • the vicinity of the portion of the conductor portion 31a exposed from the insulating film 31b is further bent in the axial direction of the core 2 (Z direction in FIG. 3).
  • the portion of the conductor portion 31a exposed from the insulating film 31b is made to overlap the portion of the adjacent conductor portion 31a exposed from the insulating film 31b.
  • a plurality of segments 31 may be bent, and each of the plurality of bent segments 31 may be mounted in a predetermined slot 23.
  • the bent segments 31 can be attached to the core 2 from the inside to the outside.
  • the ends of the adjacent segments 31 are welded together to form the coil 3 installed in the slot 23.
  • a jig that brings the ends of adjacent conductor portions 31a closer to each other can be used. Note that welding can also be performed without using a jig. However, if a jig is used, the quality of the welded portion 31c can be improved and the workability of the welding work can be improved.
  • Welding of the ends of adjacent conductor parts 31a can be performed by irradiating the ends of the conductor parts 31a with laser light. That is, the ends of adjacent conductor portions 31a can be laser welded to each other.
  • a laser beam having a wavelength in the infrared region can be used for laser welding. If the laser beam has a wavelength in the infrared region, it will be easy to irradiate the laser beam with relatively high output. For example, the output of the laser light can be about 4 kW.
  • the laser welding device used to weld the end of the conductor portion 31a may be, for example, a fiber laser welding device, a disk laser welding device, or the like.
  • the laser welding device is preferably a CW laser (continuous wave laser) welding device that can continuously emit laser light. Further, in the laser welding device, the irradiation position of the laser beam can be moved.
  • the laser welding device may be equipped with a galvano mirror or the like.
  • one coil 3 is formed by connecting a plurality of segments 31 (conductor portions 31a) in series. Moreover, a plurality of coils 3 are formed in line in the radial direction of the core 2. For example, three coils 3 of U-phase, V-phase, and W-phase can be formed by shifting the slots 23 one by one.
  • a plurality of coils 3 are fixed to the core 2.
  • the coil 3 is fixed to the core 2 by supplying varnish to the gap between the slot 23 and the coil 3 and hardening the varnish.
  • an insulating material is applied to a portion of the coil 3 where the conductor portion 31a is exposed and the welding portion 31c to form an insulating portion 31d.
  • the insulating material can be, for example, varnish. If the same material is used for fixing the coil 3 and forming the insulating section 31d, fixing the coil 3 and forming the insulating section 31d can be performed in the same process. Note that the material used for fixing the coil 3 and forming the insulating portion 31d is not limited to varnish. For example, a material containing resin can be used as appropriate.
  • the varnish when varnish is supplied to the gap between the slot 23 and the coil 3, the varnish may adhere to the end, outer surface, inner surface, etc. of the core 2. Also, for example, when varnish is applied to the exposed portion of the conductor portion 31a and the welded portion 31c, the varnish may adhere to the end, outer surface, inner surface, etc. of the core 2. When the attached varnish hardens, an unnecessary film-like body 4 is formed on the end, outer surface, inner surface, etc. of the core 2, as shown in FIG.
  • the membrane-like body 4 is formed, for example, it becomes difficult to attach a member such as a cover to the end or outer surface of the core 2, or it becomes difficult to attach a cylindrical insulating cover to the inner surface of the core 2. It can become difficult.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view for illustrating removal of the film-like body 4 according to a comparative example.
  • the film-like body 4 can be removed by irradiating the film-like body 4 with a laser beam 201 to heat the film-like body 4.
  • the absorption rate of the laser beam 201 for the material is unique to the material and depends on the wavelength of the laser beam 201. Therefore, it is preferable that the laser beam 201 has a wavelength such that the absorption rate for the film-like body 4 is higher than the absorption rate for the core 2. In this way, the heating of the film-like body 4 and the removal of the film-like body 4 become easy.
  • the film-like body 4 contains varnish (resin), and the core 2 contains a magnetic material (metal). Therefore, the wavelength of the laser beam 201 can be, for example, about 9360 nm. If the laser beam 201 has such a wavelength, the film-like body 4 can be removed efficiently and damage to the core 2 can be suppressed.
  • the thickness varies greatly.
  • the thickness variation is large, if the laser beam 201 is irradiated under predetermined conditions, a thick portion of the film-like body 4 may be left behind. In this case, if the thickness of the film-like body 4 is measured and the irradiation conditions of the laser beam 201 are changed based on the measurement results, the removal time becomes longer and the configuration of the laser removal device becomes complicated.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view for illustrating removal of the film-like body 4 according to another comparative example.
  • the interface between the film-like body 4 and the core 2 can be irradiated with laser light 202 to peel the film-like body 4 from the core 2.
  • the laser beam 202 has a wavelength such that the absorption rate for the core 2 is higher than the absorption rate for the film-like body 4.
  • the wavelength of the laser beam 202 can be, for example, about 1064 nm.
  • the irradiated laser beam 202 passes through the membrane 4 and reaches the interface between the membrane 4 and the core 2. Then, the film-like body 4 is peeled off from the core 2 due to impact, heat, etc. generated by the laser beam 202 being incident on the interface.
  • the film-like body 4 can be removed without changing the irradiation conditions of the laser beam 202.
  • FIGS. 6(a) to 6(c) are schematic process diagrams for illustrating how the membrane-like body 4 is left behind.
  • the laser beam 202 is irradiated toward the boundary of the removal area S, as shown in FIG. 6(a).
  • the laser beam 202 irradiated to the boundary of the removal region S passes through the film-like body 4 and reaches the interface between the film-like body 4 and the core 2 . Then, the irradiation position of the laser beam 202 is moved throughout the removal region S.
  • the film-like body 4 is separated from the core 2 due to shock and heat generated by the laser beam 202 entering the interface between the film-like body 4 and the core 2. Peeled off. However, the film-like body 4 in the removal area S is connected to the film-like body 4 around the removal area S. Furthermore, since the area around the removal area S is not irradiated with the laser light 202, the film-like body 4 around the removal area S remains bonded to the core 2.
  • the laser beam 202 is easily absorbed by the core 2. Therefore, if the output of the laser beam 202 is increased too much or the power density is increased too much, damage may occur on the surface of the core 2, as shown in FIG. 5. In this case, damage to the surface of the core 2 can be suppressed by reducing the output of the laser beam 202 or reducing the power density. However, doing so increases the removal time.
  • FIGS. 7(a) to 9(c) are schematic process diagrams illustrating removal of the film-like body 4 using the laser removal method according to the present embodiment.
  • FIG. 7(b) is a schematic cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 7(a).
  • FIG. 8(b) is a schematic cross-sectional view taken along line BB in FIG. 8(a).
  • FIG. 9(b) is a schematic cross-sectional view taken along the line CC in FIG. 9(a).
  • FIGS. 7(a) to 9(b) show the case where the film-like body 4b in the removal area S1 is removed.
  • the outer edge of the removal region S1 is irradiated with laser light 203 (corresponding to an example of the first laser light).
  • the laser beam 203 is irradiated to the outline of the removal area S1.
  • the laser beam 203 like the laser beam 201 described above, has a wavelength such that the absorption rate for the film-like body 4 is higher than the absorption rate for the core 2.
  • the wavelength of the laser beam 203 can be, for example, 6000 nm or more and 20000 nm or less.
  • the average power of the laser beam 203 can be, for example, about 450W.
  • the repetition frequency of the laser beam 203 can be, for example, about 500 kHz.
  • the pulse width of the laser beam 203 can be, for example, about 7200 ns.
  • the irradiation position of the laser beam 203 is moved along the outline of the removal area S1. Note that although the case where the outline of the removal area S1 is a rectangle has been illustrated, the shape (outline) and size of the removal area S1 can be changed as appropriate.
  • the portion of the film-like body 4 that is irradiated with the laser light 203 is heated and removed.
  • a linear recess 4a (for example, a groove) is formed along the outline of the removal region S1.
  • the core 2 can be exposed at the bottom of the recess 4a, as shown in FIG. 8(b).
  • the laser beam 204 (second laser (equivalent to an example of light).
  • the laser beam 204 has a wavelength such that the absorption rate for the core 2 is higher than the absorption rate for the film-like body 4b.
  • the wavelength of the laser beam 204 can be, for example, 600 nm or more and 2000 nm or less.
  • the average power of the laser beam 204 can be, for example, about 50W.
  • the repetition frequency of the laser beam 204 can be, for example, about 500 kHz.
  • the pulse width of the laser beam 204 can be, for example, about 120 ns.
  • the irradiation position of the laser beam 204 is moved throughout the removal region S1.
  • the film-like body 4b is peeled off from the core 2 due to impact, heat, etc. generated by the laser beam 204 being incident on the interface between the film-like body 4b and the core 2.
  • the film-like body 4b in the removal area S1 is separated from the film-like body 4 around the removal area S1 by the recess 4a. Therefore, as shown in FIG. 9(c), when the film-like body 4b in the removal region S1 is peeled off from the core 2, it is possible to suppress part of the peeled-off film-like body 4b from tearing. . That is, it is possible to prevent the film-like body 4b from remaining on the surface of the core 2.
  • the core 2 is exposed at the bottom of the recess 4a, even if the thin film 4 remains at the bottom of the recess 4a, it is possible to prevent part of the peeled film 4b from tearing. Can be suppressed. However, by exposing the core 2 at the bottom of the recess 4a, it is possible to more reliably prevent the film-like material 4b from remaining on the surface of the core 2.
  • the present invention is not limited to this.
  • the planar shape of the recess 4a can be changed as appropriate depending on, for example, the planar shape of the film-like body 4, the position of the removal region S1 in the film-like member 4, and the planar shape and size of the removal region S1.
  • FIGS. 10(a) to 10(d) are schematic diagrams illustrating the planar shapes of recesses 4a1 to 4a4 according to other embodiments.
  • the planar shape of the membrane-like body 4 is a belt-like shape, for example, as shown in FIG. can.
  • the membrane-like body 4 is formed on the periphery of the base material 2a (for example, the core 2, etc.), an opening is formed on the periphery of the base material 2a, as shown in FIGS. 10(b) and 10(c), for example. It can be set as recessed part 4a2, 4a3.
  • the recesses 4a, 4a1 to 4a3 are illustrated as having straight lines, for example, as shown in FIG. 10(d), the recesses 4a4 may have a curved shape. Note that the recess may have a shape composed of a straight line and a curved line. That is, it is sufficient to form a region defined by the linear recesses 4a, 4a1 to 4a4.
  • the unnecessary film-like body 4 formed on the base material 2a (for example, the core 2) is removed as the laser removal method according to the present embodiment.
  • the laser removal method according to the present embodiment can also be used, for example, when cutting an arbitrary region of the film-like body 4 formed on the base material 2a into a predetermined shape and size.
  • the laser removal method can include the following steps.
  • the film-like body 4b located in the region defined by the linear recess 4a is peeled off from the base material 2a (for example, the core 2).
  • the method for manufacturing a rotating electric machine can include the following steps.
  • a process of removing unnecessary film-like bodies 4 formed by hardening of the varnish In the process of removing the unnecessary film-like body 4, the unnecessary film-like body 4 is irradiated with the laser beam 203, and the irradiation position of the laser beam 203 is moved to form a linear shape on the unnecessary film-like body 4.
  • a recess 4a is formed.
  • a laser beam 204 is irradiated onto the unnecessary film-like body 4b located in the area defined by the linear recess 4a. By irradiating the laser beam 204, the unnecessary film-like body 4b located in the area defined by the linear recess 4a is peeled off.
  • the laser removal device 100 removes the film-like body 4 by irradiating laser light onto the film-like body 4 formed on the base material 2a (for example, the core 2).
  • the base material 2a for example, the core 2.
  • a laser removal apparatus 100 for removing the film-like body 4 formed on the stator 1 will be described as an example.
  • FIG. 11 is a schematic diagram illustrating the laser removal apparatus 100.
  • the laser removal apparatus 100 includes, for example, a laser irradiation section 101 (corresponding to an example of a first laser irradiation section), a laser irradiation section 102 (corresponding to an example of a second laser irradiation section) , a detection section 103, a mounting section 104, an illumination section 105, and a controller 106.
  • the laser irradiation unit 101 irradiates the film-like body 4 with laser light 203 and moves the irradiation position of the laser light 203 to form a linear recess 4 a in the film-like body 4 .
  • the laser irradiation unit 101 includes, for example, a laser oscillator 101a and a laser head 101b.
  • Laser oscillator 101a oscillates laser light 203.
  • the laser oscillator 101a can include a galvanometer mirror or the like.
  • the laser beam 203 has a wavelength such that the absorption rate for the film-like body 4 is higher than the absorption rate for the core 2.
  • the laser oscillator 101a can be, for example, a CO 2 laser oscillator.
  • the wavelength of the laser beam 203 is approximately 9360 nm.
  • the laser head 101b irradiates the outer edge of the removal area S1 of the film-like body 4 (the position of the outline of the removal area S1) with the laser beam 203 transmitted from the laser oscillator 101a.
  • the laser head 101b can include, for example, a reflecting mirror or a condensing lens.
  • the laser irradiation unit 102 irradiates the film-like body 4b in the area defined by the linear recess 4a with laser light 204.
  • the laser irradiation unit 102 includes, for example, a laser oscillator 102a and a laser head 102b.
  • Laser oscillator 102a oscillates laser light 204.
  • the laser oscillator 102a can include a galvanometer mirror or the like.
  • the laser beam 204 has a wavelength such that the absorption rate for the core 2 is higher than the absorption rate for the film-like body 4.
  • the laser oscillator 102a can be, for example, a ytterbium nanosecond pulse laser oscillator.
  • the wavelength of the laser beam 204 is about 1064 nm.
  • the laser head 102b irradiates the film-like body 4b in the removal area S1 with the laser beam 204 transmitted from the laser oscillator 102a.
  • the laser head 102b can include, for example, a reflecting mirror or a condensing lens.
  • the detection unit 103 detects the film-like body 4 formed on the stator 1 .
  • the detection unit 103 can be provided for each part of the core 2.
  • a detection unit 103a that detects the film-like body 4 formed on the inner surface of the core 2 can be provided.
  • a detection unit 103b that detects the film-like body 4 formed at the end of the core 2 can be provided.
  • a detection unit 103a that detects the film-like body 4 formed on the outer surface of the core 2 can be provided.
  • the detection units 103a to 103c can be, for example, CCD image sensors.
  • the mounting section 104 holds the stator 1 and changes the position of the stator 1. For example, the mounting unit 104 rotates the stator 1 about the central axis of the core 2 as the rotation center. Further, the mounting section 104 can arbitrarily set the rotational position of the stator 1.
  • the mounting unit 104 may be equipped with a control motor such as a servo motor, for example.
  • the illumination unit 105 irradiates light toward the stator 1.
  • the illumination unit 105 irradiates the stator 1 with light in the ultraviolet region.
  • the film-like body 4 When light in the ultraviolet region enters the film-like body 4 containing varnish, the film-like body 4 is excited and emits light. If the film-like body 4 emits light, the detection parts 103a to 103c can easily detect the film-like body 4.
  • the illumination unit 105 may include, for example, a light emitting diode that emits ultraviolet light having a peak wavelength of about 405 nm.
  • the controller 106 controls the operation of each element provided in the laser removal device 100 to execute the laser removal method described above.
  • the controller 106 includes a calculation unit such as a CPU (Central Processing Unit) and a storage unit such as a semiconductor memory.
  • Controller 106 is, for example, a computer.
  • the storage unit can store a control program that controls the operation of each element provided in the laser removal device 100.
  • the calculation unit controls the operation of each element provided in the laser removal apparatus 100 using a control program stored in the storage unit, data input by the operator, and the like.
  • the controller 106 controls the illumination unit 105 to irradiate the stator 1 with light. Further, the controller 106 controls the mounting section 104 to move the position of the stator 1.
  • the controller 106 collects the position information from the mounting unit 104 and the information from the detection units 103a to 103c (for example, the shape of the film-like body 4). , size, etc.), the position, planar shape, size, etc. of the removal region S1 are calculated.
  • the controller 106 can calculate the shape, size, etc. of the membranous body 4 by performing image processing.
  • the controller 106 moves the film-like body 4 to be removed to the irradiation position of the laser irradiation units 101 and 102.
  • the controller 106 controls the laser irradiation units 101 and 102 to remove the film-like body 4 by executing the laser removal method described above.
  • the procedure for removing the film-like material 4 is the same as the laser removal method described above, so detailed explanation will be omitted.

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Abstract

実施形態に係るレーザ除去方法は、基材の上に形成された膜状体にレーザ光を照射して、前記膜状体を除去するレーザ除去方法である。前記レーザ除去方法は、第１のレーザ光を膜状体に照射するとともに、前記第１のレーザ光の照射位置を移動させて、前記膜状体に線状の凹部を形成する工程と、前記線状の凹部により画された領域にある前記膜状体に第２のレーザ光を照射する工程と、を備えている。前記第１のレーザ光は、前記膜状体に対する吸収率が、前記基材に対する吸収率よりも高くなる波長を有する。前記第２のレーザ光は、前記基材に対する吸収率が、前記膜状体に対する吸収率よりも高くなる波長を有する。

Description

レーザ除去方法、回転電機の製造方法、およびレーザ除去装置
　本発明の実施形態は、レーザ除去方法、回転電機の製造方法、およびレーザ除去装置に関する。
　基材の上に不要な膜状体が形成される場合がある。例えば、鉄などの金属を含む基材の表面に、樹脂などの材料を塗布する際に、意図しない領域に樹脂などの材料が付着する場合がある。例えば、ワニスなどの絶縁材料、接着剤、塗料などが基材に供給された際に、これらが基材の意図しない領域に付着する場合がある。基材の意図しない領域に付着した樹脂などの材料が硬化すると、基材の上に不要な膜状体が形成される。基材の上に不要な膜状体が形成されていると、基材の上に部材を取り付けるのが困難となったり、商品価値が低下したりするおそれがある。
　そのため、基材よりも膜状体に吸収されやすい波長を有するレーザ光を、膜状体に照射して膜状体を除去する技術が提案されている。この様にすれば、基材に損傷が発生するのを抑制しつつ、膜状体の除去を行うことができる。しかしながら、不要な膜状体は、厚みが管理されたものではないため、厚みのばらつきが大きくなる。厚みのばらつきが大きい場合に、予め定められた条件でレーザ光を照射すると、膜状体の厚みの厚い部分に取り残しが発生する場合がある。この場合、膜状体の厚みを測定し、測定結果に基づいてレーザ光の照射条件を変えると、除去時間が長くなったり、レーザ除去装置の構成が複雑となったりする。
　また、膜状体よりも基材に吸収されやすい波長を有するレーザ光を、膜状体に照射して膜状体を除去する技術が提案されている。この場合、照射されたレーザ光は、膜状体を透過して、膜状体と基材の界面に到達する。そして、レーザ光が界面に入射することで発生した衝撃や熱などで、膜状体が基材から剥離される。しかしながら、膜状体の、レーザ光が照射された領域と、その周囲の領域との境界の近傍において、膜状体の取り残しが生ずる場合がある。
　そこで、膜状体の取り残しを抑制することができる技術の開発が望まれていた。
特許第５２５２０４５号公報 特開２０１９－１０３９６２号公報
　本発明が解決しようとする課題は、膜状体の取り残しを抑制することができるレーザ除去方法、回転電機の製造方法、およびレーザ除去装置を提供することである。
　実施形態に係るレーザ除去方法は、基材の上に形成された膜状体にレーザ光を照射して、前記膜状体を除去するレーザ除去方法である。前記レーザ除去方法は、第１のレーザ光を膜状体に照射するとともに、前記第１のレーザ光の照射位置を移動させて、前記膜状体に線状の凹部を形成する工程と、前記線状の凹部により画された領域にある前記膜状体に第２のレーザ光を照射する工程と、を備えている。前記第１のレーザ光は、前記膜状体に対する吸収率が、前記基材に対する吸収率よりも高くなる波長を有する。前記第２のレーザ光は、前記基材に対する吸収率が、前記膜状体に対する吸収率よりも高くなる波長を有する。
ステータを例示するための模式斜視図である。 セグメントを例示するための模式図である。 コイルの形成を例示するための模式図である。 比較例に係る膜状体の除去を例示するための模式断面図である。 他の比較例に係る膜状体の除去を例示するための模式断面図である。 （ａ）～（ｃ）は、膜状体の取り残しを例示するための模式工程図である。 本実施の形態に係るレーザ除去方法を用いた膜状体の除去を例示するための模式工程図である。 本実施の形態に係るレーザ除去方法を用いた膜状体の除去を例示するための模式工程図である。 本実施の形態に係るレーザ除去方法を用いた膜状体の除去を例示するための模式工程図である。 （ａ）～（ｄ）は、他の実施形態に係る凹部の平面形状を例示するための模式図である。 レーザ除去装置を例示するための模式図である。
　本実施の形態に係るレーザ除去方法は、基材の上に形成された膜状体にレーザ光を照射して、膜状体を除去する。例えば、本実施の形態に係るレーザ除去方法は、基材の上に形成された不要な膜状体を除去したり、膜状体の任意の領域を所定の形状および大きさに切り取る際に用いることができる。例えば、本実施の形態に係るレーザ除去方法は、金属を含む板状体やブロックなどの上に形成された不要な樹脂の膜（例えば、接着剤、塗料、絶縁材などを含む膜）を除去したり、樹脂の膜の任意の領域を所定の形状および大きさに切り取ったりする際に用いることができる。
　例えば、モータや発電機などの回転電機には、コアに巻き付けられたコイルが設けられている。近年においては、複数のセグメントを、コアに設けられたスロットに挿入した後に、隣接するセグメントの端部同士をレーザ溶接してコイルを形成している。そして、スロットとコイルとの間の隙間に、ワニスを供給し、ワニスを硬化させることで、コイルをコアに固定している。
　ここで、ワニスを供給した際に、コアの端部、外側部、内側部などにワニスが付着する場合がある。付着したワニスが硬化して膜状体が形成されると、コアの端部などにカバーなどの部材を取り付けるのが困難となったり、商品価値が低下したりする場合がある。
　そのため、以下においては、一例として、ステータの製造において、コアの端部などに形成された不要なワニスの膜を除去するレーザ除去方法について説明する。なお、本実施の形態に係るレーザ除去方法は、ロータの製造においても用いることができる。すなわち、本実施の形態に係るレーザ除去方法は、回転電機の製造において用いることができる。
　以下、図面を参照しつつ、実施の形態について例示をする。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
　まず、ステータ１について例示をする。
　図１は、ステータ１を例示するための模式斜視図である。
　図１に示すように、ステータ１には、コア２、およびコイル３が設けられている。
　コア２は、環状の磁性体部材が、ステータ１の軸方向（図１中のＺ方向）に複数積層されたものとすることができる。磁性体部材は、例えば、電磁鋼板（珪素鋼板）から形成することができる。コア２は、ヨーク２１と、複数のティース２２を有する。ヨーク２１は、筒状を呈し、コア２の外周側に位置する。複数のティース２２は、ヨーク２１の内周面に等間隔に設けられている。複数のティース２２のそれぞれは、ヨーク２１の内周面からコア２の中心に向けて突出するとともに、ステータ１の軸方向に延びる形態を有している。また、ティース２２とティース２２との間に設けられる溝がスロット２３となる。なお、ティース２２の形状、数、大きさは、例示をしたものに限定されるわけではなく、ステータ１が設けられる回転電機の用途、大きさ、仕様などに応じて適宜変更することができる。
　コイル３は、複数のセグメント３１を含んでいる。セグメント３１は、導体部３１ａ、および絶縁膜３１ｂを有する(例えば、図２を参照）。導体部３１ａは、略Ｕ字状を呈し、導電率の高い材料から形成される。導体部３１ａは、例えば、いわゆる純銅や、銅を主成分とする材料から形成される。導体部３１ａは、例えば、平角線から形成される。絶縁膜３１ｂは、導体部３１ａの外面を覆っている。ただし、導体部３１ａの両側の端部の近傍には、絶縁膜３１ｂが設けられておらず、導体部３１ａが露出している。絶縁膜３１ｂは、例えば、エナメルなどを含む。
　隣接する導体部３１ａの端部同士は、レーザ溶接されている。複数のセグメント３１が溶接部３１ｃを介して接続されることで、１つのコイル３が形成されている。
　また、導体部３１ａが露出する部分、および溶接部３１ｃを覆う絶縁部３１ｄを設けることができる。
　コイル３は、複数設けられる。複数のコイル３は、コア２の径方向（コア２の中心軸を通りＺ方向に直交する方向）に並べて設けることができる。例えば、図１に例示をしたように、Ｕ相、Ｖ相、およびＷ相の３つのコイル３を設けることができる。なお、コイル３とセグメント３１の外観形状、数、大きさなどは、例示をしたものに限定されるわけではなく、ステータ１が設けられる回転電機の用途、大きさ、仕様などに応じて適宜変更することができる。例えば、コア２の径方向に４つのコイル３が並べて設けられていてもよい。
　次に、ステータ１の製造方法とともに、本実施の形態に係るレーザ除去方法について説明する。
　まず、コア２を形成する。例えば、ヨーク２１と、複数のティース２２となる部分を有する板状の磁性体部材を複数形成する。例えば、磁性体部材は、厚みが０．０５ｍｍ～１．０ｍｍ程度の電磁鋼板を打抜き加工により加工することで形成する。そして、複数の磁性体部材を積層し、例えば、複数の磁性体部材を溶接したり、カシメたりしてコア２を形成する。なお、コア２は、磁性材粉末と、樹脂バインダを加圧成形することで形成することもできる。
　次に、コイル３の構成要素となるセグメント３１を複数形成する。
　図２は、セグメント３１を例示するための模式図である。
　まず、所定の長さを有する平角線を略Ｕ字状に折り曲げることで導体部３１ａを形成する。続いて、導体部３１ａの外面にエナメルなどを含む塗料を塗布して絶縁膜３１ｂを形成する。なお、平角線の表面にエナメルなどを含む塗料を塗布し、これを所定の長さに切断して略Ｕ字状に折り曲げるようにしてもよい。また、エナメル塗装などが施された平角線を購入などして、これを所定の長さに切断して略Ｕ字状に折り曲げるようにしてもよい。
　次に、図２に示すように、導体部３１ａの両側の端部の近傍にある絶縁膜３１ｂを剥がして、導体部３１ａを露出させる。
　以上の様にして、セグメント３１を複数形成する。
　次に、複数のセグメント３１の端部同士を溶接してコイル３を形成する。
　図３は、コイル３の形成を例示するための模式図である。
　まず、図３に示すように、複数のセグメント３１のそれぞれをコア２の所定のスロット２３に装着する。例えば、複数のセグメント３１のそれぞれをコア２の軸方向（図３中のＺ方向）から所定のスロット２３に挿入する。この際、１つのセグメント３１は、複数のスロット２３を跨いで挿入される。コイル３は、いわゆる分布巻きのコイルとすることができる。また、コイル３は、いわゆる波巻きのコイルとすることもできる。
　続いて、セグメント３１の、コア２から突出している部分を、隣接するセグメント３１に近づく方向に折り曲げる。そして、さらに、導体部３１ａの、絶縁膜３１ｂから露出している部分の近傍を、コア２の軸方向（図３中のＺ方向）に折り曲げる。コア２の周方向において、導体部３１ａの、絶縁膜３１ｂから露出している部分は、隣接する導体部３１ａの、絶縁膜３１ｂから露出している部分と重なるようにする。
　そして、以上の手順を繰り返し行うことで、コア２の周方向に並ぶ複数のセグメント３１を、コア２の径方向に複数組設ける。
　なお、複数のセグメント３１をスロット２３に装着した後に折り曲げ加工を行う場合を例示したがこれに限定されるわけではない。例えば、複数のセグメント３１に折り曲げ加工を施し、折り曲げ加工が施された複数のセグメント３１のそれぞれを所定のスロット２３に装着することもできる。この場合、折り曲げ加工が施されたセグメント３１を、コア２の内側から外側に向けて装着することができる。
　続いて、隣接するセグメント３１（導体部３１ａ）の端部同士を溶接して、スロット２３に装着されたコイル３を形成する。溶接を行う際には、隣接する導体部３１ａの端部同士を近づける治具を用いることができる。なお、治具を用いずに溶接を行うこともできる。ただし、治具を用いれば、溶接部３１ｃの品質を向上させたり、溶接作業の作業性を向上させたりすることができる。
　隣接する導体部３１ａの端部同士の溶接は、導体部３１ａの端部にレーザ光を照射して行うことができる。すなわち、隣接する導体部３１ａの端部同士をレーザ溶接することができる。
　レーザ溶接には、赤外領域の波長を有するレーザ光を用いることができる。赤外領域の波長を有するレーザ光とすれば、比較的高い出力のレーザ光を照射するのが容易となる。例えば、レーザ光の出力は、４ｋＷ程度とすることができる。
　導体部３１ａの端部の溶接に用いるレーザ溶接装置は、例えば、ファイバーレーザ（Fiber laser）溶接装置、ディスクレーザ（Disk laser）溶接装置などとすることができる。レーザ溶接装置は、連続的にレーザ光を出射可能なＣＷレーザ（Continuous wave laser）溶接装置とすることが好ましい。また、レーザ溶接装置は、レーザ光の照射位置が移動可能である。例えば、レーザ溶接装置は、ガルバノミラーなどを備えたものとすることができる。
　隣接する導体部３１ａの端部同士を溶接することで、図１および図３に例示をした溶接部３１ｃが形成される。また、複数のセグメント３１（導体部３１ａ）が直列接続されることで、１つのコイル３が形成される。また、コア２の径方向に並ぶ複数のコイル３が形成される。例えば、スロット２３を１つずつずらせて、Ｕ相、Ｖ相、およびＷ相の３つのコイル３を形成することができる。
　次に、複数のコイル３をコア２に固定する。例えば、スロット２３とコイル３との間の隙間にワニスを供給し、ワニスを硬化させることでコイル３をコア２に固定する。
　また、図３に示すように、コイル３の、導体部３１ａが露出する部分、および溶接部３１ｃに絶縁材料を塗布して絶縁部３１ｄを形成する。絶縁材料は、例えば、ワニスとすることができる。コイル３の固定と、絶縁部３１ｄの形成に用いる材料が同じであれば、コイル３の固定と、絶縁部３１ｄの形成を同じ工程で行うことができる。
　なお、コイル３の固定と、絶縁部３１ｄの形成に用いる材料はワニスに限定されるわけではない。例えば、樹脂を含む材料を適宜用いることができる。
　ここで、スロット２３とコイル３との間の隙間に、ワニスを供給した際に、ワニスがコア２の端部、外側面、および内側面などに付着する場合がある。また、
導体部３１ａが露出する部分、および溶接部３１ｃに、例えば、ワニスを塗布した際に、ワニスがコア２の端部、外側面、および内側面などに付着する場合がある。付着したワニスが硬化すると、図１に示すように、コア２の端部、外側面、および内側面などに、不要な膜状体４が形成される。
　膜状体４が形成されていると、例えば、コア２の端部や外側面にカバーなどの部材を取り付けるのが困難となったり、コア２の内側面に筒状の絶縁カバーを取り付けるのが困難となったりする。
　そこで、次に、膜状体４の除去を行う。膜状体４の除去は、膜状体４に向けてレーザ光を照射することで行う。
　図４は、比較例に係る膜状体４の除去を例示するための模式断面図である。
　図４に示すように、膜状体４にレーザ光２０１を照射して膜状体４を加熱することで、膜状体４を除去することができる。この場合、レーザ光２０１の、材料に対する吸収率は、材料固有のものであり、レーザ光２０１の波長に依存する。そのため、レーザ光２０１は、膜状体４に対する吸収率が、コア２に対する吸収率よりも高くなる波長を有することが好ましい。この様にすれば、膜状体４の加熱、ひいては膜状体４の除去が容易となる。
　前述したように膜状体４はワニス（樹脂）を含み、コア２は磁性体材料（金属）を含んでいる。そのため、レーザ光２０１の波長は、例えば、９３６０ｎｍ程度とすることができる。この様な波長を有するレーザ光２０１とすれば、膜状体４の除去を効率よく行うことができ、且つ、コア２に損傷が発生するのを抑制することができる。
　ところが、膜状体４は、厚みを管理するなどして意図して形成されたものではないため、図４に示すように、厚みのばらつきが大きくなる。厚みのばらつきが大きい場合に、予め定められた条件でレーザ光２０１を照射すると、膜状体４の厚みの厚い部分に取り残しが生ずる場合がある。この場合、膜状体４の厚みを測定し、測定結果に基づいてレーザ光２０１の照射条件を変えると、除去時間が長くなったり、レーザ除去装置の構成が複雑となったりする。
　図５は、他の比較例に係る膜状体４の除去を例示するための模式断面図である。　図５に示すように、膜状体４とコア２との界面にレーザ光２０２を照射して、膜状体４をコア２から剥離させることができる。この場合、レーザ光２０２は、コア２に対する吸収率が、膜状体４に対する吸収率よりも高くなる波長を有することが好ましい。レーザ光２０２の波長は、例えば、１０６４ｎｍ程度とすることができる。
　この様な波長を有するレーザ光２０２とすれば、照射されたレーザ光２０２は、膜状体４を透過して、膜状体４とコア２の界面に到達する。そして、レーザ光２０２が界面に入射することで発生した衝撃や熱などで、膜状体４がコア２から剥離される。
　この様にすれば、膜状体４の厚みにばらつきがあっても、レーザ光２０２の照射条件を変えずに膜状体４の除去を行うことができる。
　ところが、膜状体４の、レーザ光２０２が照射された領域と、その周囲の領域との境界において、コア２の表面に、膜状体４の取り残しが生ずる場合がある。　図６（ａ）～（ｃ）は、膜状体４の取り残しを例示するための模式工程図である。
　例えば、除去領域Ｓにある膜状体４を除去する場合には、図６（ａ）に示すように、除去領域Ｓの境界に向けてレーザ光２０２を照射する。除去領域Ｓの境界に照射されたレーザ光２０２は、膜状体４を透過して、膜状体４とコア２の界面に到達する。そして、除去領域Ｓの全域において、レーザ光２０２の照射位置を移動させる。
　図６（ｂ)に示すように、除去領域Ｓにおいては、膜状体４とコア２の界面にレーザ光２０２が入射することで発生した衝撃や熱などで、膜状体４がコア２から剥離される。ところが、除去領域Ｓにある膜状体４は、除去領域Ｓの周囲にある膜状体４と繋がっている。また、除去領域Ｓの周囲には、レーザ光２０２が照射されないので、除去領域Ｓの周囲にある膜状体４は、コア２に接合されたままとなっている。
　そのため、図６（ｃ）に示すように、除去領域Ｓの周縁近傍において、剥離された膜状体４の一部がちぎれて、膜状体４の一部がコア２の表面に残留する場合がある。すなわち、コア２の表面に膜状体４の取り残しが生ずる場合がある。
　また、レーザ光２０２は、コア２に吸収されやすい。そのため、レーザ光２０２の出力を大きくし過ぎたり、パワー密度を大きくし過ぎたりすると、図５に示すように、コア２の表面に損傷が発生する場合がある。この場合、レーザ光２０２の出力を小さくしたり、パワー密度を小さくしたりすれば、コア２の表面に損傷が発生するのを抑制することができる。しかしながら、この様にすると、除去時間が長くなる。
　図７（ａ）～図９（ｃ）は、本実施の形態に係るレーザ除去方法を用いた膜状体４の除去を例示するための模式工程図である。
　なお、図７（ｂ）は、図７（ａ）におけるＡ－Ａ線方向の模式断面図である。　図８（ｂ）は、図８（ａ）におけるＢ－Ｂ線方向の模式断面図である。
　図９（ｂ）は、図９（ａ）におけるＣ－Ｃ線方向の模式断面図である。
　図７（ａ）～図９（ｂ）は、除去領域Ｓ１にある膜状体４ｂを除去する場合である。
　まず、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、レーザ光２０３（第１のレーザ光の一例に相当する）を除去領域Ｓ１の外縁に照射する。例えば、除去領域Ｓ１の輪郭の位置にレーザ光２０３を照射する。レーザ光２０３は、前述したレーザ光２０１と同様に、膜状体４に対する吸収率が、コア２に対する吸収率よりも高くなる波長を有する。レーザ光２０３の波長は、例えば、６０００ｎｍ以上、２００００ｎｍ以下とすることができる。レーザ光２０３の平均パワーは、例えば、４５０Ｗ程度とすることができる。レーザ光２０３の繰り返し周波数は、例えば、５００ｋＨｚ程度とすることができる。レーザ光２０３のパルス幅は、例えば、７２００ｎｓ程度とすることができる。
　次に、除去領域Ｓ１の輪郭に沿って、レーザ光２０３の照射位置を移動させる。なお、除去領域Ｓ１の輪郭が四角形の場合を例示したが、除去領域Ｓ１の形状（輪郭）、および大きさは適宜変更することができる。
　レーザ光２０３は膜状体４に対する吸収率が高い波長を有しているので、膜状体４の、レーザ光２０３が照射された部分が加熱されることで除去される。
　そのため、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、除去領域Ｓ１の輪郭に沿った線状の凹部４ａ（例えば、溝）が形成される。この場合、図８（ｂ）に示すように、凹部４ａの底部にコア２を露出させることができる。
　次に、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、除去領域Ｓ１にある膜状体４ｂ（凹部４ａにより画された領域にある膜状体４ｂ）にレーザ光２０４（第２のレーザ光の一例に相当する）を照射する。レーザ光２０４は、前述したレーザ光２０２と同様に、コア２に対する吸収率が、膜状体４ｂに対する吸収率よりも高くなる波長を有する。レーザ光２０４の波長は、例えば、６００ｎｍ以上、２０００ｎｍ以下とすることができる。レーザ光２０４の平均パワーは、例えば、５０Ｗ程度とすることができる。レーザ光２０４の繰り返し周波数は、例えば、５００ｋＨｚ程度とすることができる。レーザ光２０４のパルス幅は、例えば、１２０ｎｓ程度とすることができる。
　次に、除去領域Ｓ１の全域において、レーザ光２０４の照射位置を移動させる。除去領域Ｓ１においては、膜状体４ｂとコア２の界面にレーザ光２０４が入射することで発生した衝撃や熱などで、膜状体４ｂがコア２から剥離される。
　この際、除去領域Ｓ１にある膜状体４ｂは、凹部４ａにより、除去領域Ｓ１の周囲にある膜状体４と分断されている。そのため、図９（ｃ）に示すように、除去領域Ｓ１にある膜状体４ｂがコア２から剥離された際に、剥離された膜状体４ｂの一部がちぎれるのを抑制することができる。すなわち、コア２の表面に膜状体４ｂの取り残しが生ずるのを抑制することができる。
　なお、凹部４ａの底部にコア２を露出させる場合を例示したが、凹部４ａの底部に厚みの薄い膜状体４が残っていても、剥離された膜状体４ｂの一部がちぎれるのを抑制することができる。ただし、凹部４ａの底部にコア２を露出させれば、コア２の表面に膜状体４ｂの取り残しが生ずるのをより確実に抑制することができる。
　また、平面視において枠状の凹部４ａが設けられる場合を例示したが、これに限定されるわけではない。凹部４ａの平面形状は、例えば、膜状体４の平面形状、膜状体４における除去領域Ｓ１の位置、および、除去領域Ｓ１の平面形状や大きさなどに応じて適宜変更することができる。
　図１０（ａ）～（ｄ）は、他の実施形態に係る凹部４ａ１～４ａ４の平面形状を例示するための模式図である。
　膜状体４の平面形状が帯状の場合には、例えば、図１０（ａ）に示すように、膜状体４の、短手方向の端部間を延びる直線状の凹部４ａ１とすることができる。　膜状体４が基材２ａ（例えば、コア２など）の周縁に形成されている場合には、例えば、図１０（ｂ）、（ｃ）に示すように、基材２ａの周縁に開口する凹部４ａ２、４ａ３とすることができる。
　また、直線から構成された形状を有する凹部４ａ、４ａ１～４ａ３を例示したが、例えば、図１０（ｄ）に示すように、曲線から構成された形状を有する凹部４ａ４とすることもできる。なお、直線と曲線から構成された形状を有する凹部とすることもできる。
　すなわち、線状の凹部４ａ、４ａ１～４ａ４により画された領域が形成されればよい。
　また、以上においては、本実施の形態に係るレーザ除去方法として、基材２ａ（例えば、コア２）の上に形成された不要な膜状体４を除去する場合を説明した。しかしながら、本実施の形態に係るレーザ除去方法は、例えば、基材２ａの上に形成された膜状体４の任意の領域を所定の形状および大きさに切り取る際にも用いることができる。
　以上に説明した様に、本実施の形態に係るレーザ除去方法は、以下の工程を備えることができる。
　レーザ光２０３を膜状体４に照射するとともに、レーザ光２０３の照射位置を移動させて、膜状体４に線状の凹部４ａを形成する工程。
　線状の凹部４ａにより画された領域にある膜状体４ｂにレーザ光２０４を照射する工程。
　この場合、レーザ光２０４を照射する工程において、線状の凹部４ａにより画された領域にある膜状体４ｂが、基材２ａ（例えば、コア２）から剥離する。
　また、以上に説明した様に、本実施の形態に係る回転電機の製造方法は、以下の工程を備えることができる。
　コア２の複数のスロット２３に、コイル３を設ける工程。
　複数のスロット２３と、コイル３と、の間に、ワニスを供給する工程。
　ワニスが硬化することで形成された不要な膜状体４を除去する工程。
　そして、不要な膜状体４を除去する工程において、レーザ光２０３を不要な膜状体４に照射するとともに、レーザ光２０３の照射位置を移動させて、不要な膜状体４に線状の凹部４ａを形成する。線状の凹部４ａにより画された領域にある不要な膜状体４ｂにレーザ光２０４を照射する。
　レーザ光２０４を照射することで、線状の凹部４ａにより画された領域にある不要な膜状体４ｂが剥離する。
　次に、レーザ除去装置１００について例示する。レーザ除去装置１００は、基材２ａ（例えば、コア２）の上に形成された膜状体４にレーザ光を照射して、膜状体４を除去する。
　以下においては、一例として、ステータ１に形成された膜状体４を除去するレーザ除去装置１００について説明する。
　図１１は、レーザ除去装置１００を例示するための模式図である。
　図１１に示すように、レーザ除去装置１００は、例えば、レーザ照射部１０１（第１のレーザ照射部の一例に相当する）、レーザ照射部１０２（第２のレーザ照射部の一例に相当する）、検出部１０３、載置部１０４、照明部１０５、およびコントローラ１０６を備えている。
　レーザ照射部１０１は、レーザ光２０３を膜状体４に照射するとともに、レーザ光２０３の照射位置を移動させて、膜状体４に線状の凹部４ａを形成する。
　レーザ照射部１０１は、例えば、レーザ発振器１０１ａ、およびレーザヘッド１０１ｂを有する。
　レーザ発振器１０１ａは、レーザ光２０３を発振させる。レーザ発振器１０１ａは、ガルバノミラーなどを備えることができる。前述した様に、レーザ光２０３は、膜状体４に対する吸収率が、コア２に対する吸収率よりも高くなる波長を有する。レーザ発振器１０１ａは、例えば、ＣＯ２レーザ発振器とすることができる。レーザ発振器１０１ａがＣＯ２レーザ発振器の場合には、レーザ光２０３の波長は９３６０ｎｍ程度となる。
　レーザヘッド１０１ｂは、レーザ発振器１０１ａから伝送されたレーザ光２０３を、膜状体４の除去領域Ｓ１の外縁（除去領域Ｓ１の輪郭の位置）に照射する。レーザヘッド１０１ｂは、例えば、反射鏡や集光レンズなどを備えることができる。
　レーザ照射部１０２は、線状の凹部４ａにより画された領域にある膜状体４ｂにレーザ光２０４を照射する。
　レーザ照射部１０２は、例えば、レーザ発振器１０２ａ、およびレーザヘッド１０２ｂを有する。
　レーザ発振器１０２ａは、レーザ光２０４を発振させる。レーザ発振器１０２ａは、ガルバノミラーなどを備えることができる。前述した様に、レーザ光２０４は、コア２に対する吸収率が、膜状体４に対する吸収率よりも高くなる波長を有する。レーザ発振器１０２ａは、例えば、イッテルビウムナノ秒パルスレーザ発振器とすることができる。レーザ発振器１０２ａがイッテルビウムナノ秒パルスレーザ発振器の場合には、レーザ光２０４の波長は１０６４ｎｍ程度となる。　レーザヘッド１０２ｂは、レーザ発振器１０２ａから伝送されたレーザ光２０４を、除去領域Ｓ１にある膜状体４ｂに照射する。レーザヘッド１０２ｂは、例えば、反射鏡や集光レンズなどを備えることができる。
　検出部１０３は、ステータ１の上に形成された膜状体４を検出する。例えば、検出部１０３は、コア２の各部位ごとに設けることができる。例えば、コア２の内側面に形成された膜状体４を検出する検出部１０３ａを設けることができる。例えば、コア２の端部に形成された膜状体４を検出する検出部１０３ｂを設けることができる。例えば、コア２の外側面に形成された膜状体４を検出する検出部１０３ａを設けることができる。
　検出部１０３ａ～１０３ｃは、例えば、CCDイメージセンサなどとすることができる。
　載置部１０４は、ステータ１を保持するとともに、ステータ１の位置を変える。例えば、載置部１０４は、コア２の中心軸を回転中心として、ステータ１を回転させる。また、載置部１０４は、ステータ１の回転位置を任意に設定することができる。載置部１０４は、例えば、サーボモータなどの制御モータを備えたものとすることができる。
　照明部１０５は、ステータ１に向けて光を照射する。例えば、照明部１０５は、ステータ１に向けて紫外線領域の光を照射する。紫外線領域の光がワニスを含む膜状体４に入射すると、膜状体４が励起して発光する。膜状体４が発光すれば、検出部１０３ａ～１０３ｃによる膜状体４の検出が容易となる。照明部１０５は、例えば、ピーク波長が４０５ｎｍ程度の紫外線を照射する発光ダイオードを備えたものとすることができる。
　コントローラ１０６は、レーザ除去装置１００に設けられた各要素の動作を制御して、前述したレーザ除去方法を実行する。例えば、コントローラ１０６は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などの演算部と、半導体メモリなどの記憶部を有する。コントローラ１０６は、例えば、コンピュータである。記憶部には、レーザ除去装置１００に設けられた各要素の動作を制御する制御プログラムを格納することができる。演算部は、記憶部に格納されている制御プログラム、および、操作者により入力されたデータなどを用いて、レーザ除去装置１００に設けられた各要素の動作を制御する。
　例えば、コントローラ１０６は、照明部１０５を制御して、ステータ１に光を照射する。また、コントローラ１０６は、載置部１０４を制御して、ステータ１の位置を移動させる。検出部１０３ａ～１０３ｃにより、膜状体４が検出された場合には、コントローラ１０６は、載置部１０４からの位置情報と、検出部１０３ａ～１０３ｃからの情報（例えば、膜状体４の形状や大きさなど）に基づいて、除去領域Ｓ１の位置、平面形状、および大きさなどを演算する。例えば、コントローラ１０６は、画像処理を行うことで、膜状体４の形状や大きさなどを演算することができる。
　次に、コントローラ１０６は、除去の対象となる膜状体４を、レーザ照射部１０１、１０２の照射位置に移動させる。
　次に、コントローラ１０６は、レーザ照射部１０１、１０２を制御して、前述したレーザ除去方法を実行することで、膜状体４を除去する。膜状体４の除去の手順などは、前述したレーザ除去方法と同様であるため詳細な説明は省略する。
　以上、本発明のいくつかの実施形態を例示したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。これら実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。
１　　　ステータ
２　　　コア
３　　　コイル
４　　　膜状体
４ａ　　凹部
４ａ１～４ａ４　凹部
４ｂ　　膜状体
２３　　スロット
３１　　セグメント
３１ａ　導体部
３１ｂ　絶縁膜
３１ｃ　溶接部
３１ｄ　絶縁部
１００　レーザ除去装置
１０１　レーザ照射部
１０２　レーザ照射部
１０３　検出部
２０３　レーザ光
２０４　レーザ光
Ｓ１　　除去領域

Claims (7)

  1. 　基材の上に形成された膜状体にレーザ光を照射して、前記膜状体を除去するレーザ除去方法であって、
    　第１のレーザ光を膜状体に照射するとともに、前記第１のレーザ光の照射位置を移動させて、前記膜状体に線状の凹部を形成する工程と、
    　前記線状の凹部により画された領域にある前記膜状体に第２のレーザ光を照射する工程と、
    　を備え、
    　前記第１のレーザ光は、前記膜状体に対する吸収率が、前記基材に対する吸収率よりも高くなる波長を有し、
    　前記第２のレーザ光は、前記基材に対する吸収率が、前記膜状体に対する吸収率よりも高くなる波長を有するレーザ除去方法。
  2. 　前記第２のレーザ光を照射する工程において、前記線状の凹部により画された領域にある前記膜状体が、前記基材から剥離する請求項１記載のレーザ除去方法。
  3. 　前記基材は、金属を含み、
    　前記膜状体は、樹脂を含む請求項１または２に記載のレーザ除去方法。
  4. 　コアの複数のスロットに、コイルを設ける工程と、
    　前記複数のスロットと、前記コイルと、の間に、ワニスを供給する工程と、
    　前記ワニスが硬化することで形成された不要な膜状体を除去する工程と、
    　を備え、
    　前記不要な膜状体を除去する工程において、
    　　第１のレーザ光を前記不要な膜状体に照射するとともに、前記第１のレーザ光の照射位置を移動させて、前記不要な膜状体に線状の凹部を形成し、
    　　前記線状の凹部により画された領域にある前記不要な膜状体に第２のレーザ光を照射し、
    　　前記第１のレーザ光は、前記不要な膜状体に対する吸収率が、前記コアに対する吸収率よりも高くなる波長を有し、
    　前記第２のレーザ光は、前記コアに対する吸収率が、前記不要な膜状体に対する吸収率よりも高くなる波長を有する回転電機の製造方法。
  5. 　前記第２のレーザ光を照射することで、前記線状の凹部により画された領域にある前記不要な膜状体が剥離する請求項４記載の回転電機の製造方法。
  6. 　基材の上に形成された膜状体にレーザ光を照射して、前記膜状体を除去するレーザ除去装置であって、
    　第１のレーザ光を膜状体に照射するとともに、前記第１のレーザ光の照射位置を移動させて、前記膜状体に線状の凹部を形成する第１のレーザ照射部と、
    　前記線状の凹部により画された領域にある前記膜状体に第２のレーザ光を照射する第２のレーザ照射部と、
    　を備え、
    　前記第１のレーザ光は、前記膜状体に対する吸収率が、前記基材に対する吸収率よりも高くなる波長を有し、
    　前記第２のレーザ光は、前記基材に対する吸収率が、前記膜状体に対する吸収率よりも高くなる波長を有するレーザ除去装置。
  7. 　前記膜状体を検出する検出部をさらに備えた請求項６記載のレーザ除去装置。
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