JPH06141432A - 導線の絶縁被膜除去装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 導線の絶縁被膜を除去する装置に関し、製品
の小型化、耐熱性の向上に対応した、簡便で、微小部分
にも適用でき、耐熱性の高い絶縁被膜にも対応できる導
線の絶縁被膜除去装置を提供することを目的とする。 【構成】 炭酸ガスレーザ発振器１の発振を止めた状態
で光学系部３にて炭酸ガスレーザが集光される照射スポ
ット位置に絶縁被膜除去を行おうとする導線６が位置決
めされるように治具８にてコイル部品５を固定する。こ
の状態で電磁弁１２を作動させてノズル９より炭酸ガス
レーザの照射スポットにアシストガスの吹き付けを始
め、炭酸ガスレーザ発振器１の電源及び制御部２に信号
を送って炭酸ガスレーザ発振器１を一定時間発振させて
導線６の絶縁被膜を除去し、炭酸ガスレーザの照射が終
了した後、アシストガスの吹き付けを停止する構成とす
ることにより、上記炭酸ガスレーザ光によって導線に被
覆された絶縁被膜の温度が上昇して溶融・蒸発し、必要
とする部分の絶縁被膜のみを極めて容易に除去すること
が可能となり、簡便で、微小部分にも適用でき、耐熱性
の高い絶縁被膜にも対応することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子部品などに使用され
る導線に被覆された絶縁被膜を除去する際に使用される
導線の絶縁被膜除去装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】インダクタ、スピーカのボイスコイル、
モータ等のコイル部品を製造する場合、コイル部分と外
部との導通を行うためにコイルの導線の端部を端子に半
田付けや溶接等にて接続する必要がある。しかしながら
コイルに用いられる導線は、通常コイル内で隣合う導線
と導通短絡しないように絶縁被膜によって被覆されてお
り、この絶縁被膜を除去しないと半田付けを行うことは
できないものであった。

【０００３】このために従来は、この絶縁被膜の除去に
半田付け時の熱を利用して行う方法、サンドブラスト等
により機械的に行う方法、薬品などを用いて絶縁被膜を
膨潤または溶かすという化学的に行う方法等が用いられ
てきた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の半田付け時の熱を利用する方法では絶縁被膜に耐熱性
の高い材料を用いることができないという課題があり、
また機械的な方法や化学的な方法ではコイル部品が小型
化した場合に絶縁被膜が必要なコイル部分の絶縁被膜を
傷つけるため利用できないばかりでなく洗浄工程が必要
となるものであり、その処理設備により生産設備が大き
くなる等の課題を有していた。

【０００５】本発明は上記従来の課題を解決するもの
で、簡便で、微小部分にも適用でき、耐熱性の高い絶縁
被膜にも対応できる導線の絶縁被膜除去装置を提供する
ことを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の導線の絶縁被膜除去装置は、電源ならびにこ
の電源を制御する制御部を接続した炭酸ガスレーザ発振
器と、この炭酸ガスレーザ発振器から放射される炭酸ガ
スレーザ光を集光する光学系部と、この光学系部に結合
されたノズルと、このノズルの下部に絶縁被膜付の導線
あるいは同導線を用いた電子部品などを位置決め固定す
るテーブル部からなる構成とし、上記導線に被覆された
絶縁被膜の除去を行うようにしたものである。

【０００７】

【作用】この構成により炭酸ガスレーザ光が集光する位
置に位置決め固定された導線あるいは導線を用いた電子
部品は、上記炭酸ガスレーザ光が絶縁被膜に用いられる
炭素化合物には吸収されやすく、金属には吸収されにく
い性質を有していることにより、導線に被覆された絶縁
被膜の温度が上昇して溶融・蒸発し、必要とする部分の
絶縁被膜のみを極めて容易に除去することができる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の一実施例による導線の絶縁被
膜除去装置について図面を用いて説明する。図１は本発
明による導線の絶縁被膜除去装置の構成を示す斜視図で
あり、この同装置の要部を図２に断面で示す。

【０００９】図１，図２において１は炭酸ガスレーザ発
振器、２はこの炭酸ガスレーザ発振器１の電源及び制御
装置、３は炭酸ガスレーザ発振器１から発生する炭酸ガ
スレーザ光を導き集光するために炭酸ガスレーザ発振器
１に結合された光学系部、４は光学系部３に組込まれた
集光レンズ、５は絶縁被膜が被覆された導線６を使用し
たコイル部品、７はこのコイル部品５の導線６を半田付
けする端子、８は上記コイル部品５を固定するための治
具、９は炭酸ガスレーザ光が集光する位置にガスを吹き
付けるためのノズル、１０は上記ガスを供給するガスタ
ンク、１１は上記ガスを導くための配管、１２は上記ガ
スの流れを制御する電磁弁である。

【００１０】なお、上記実施例では集光レンズ４とコイ
ル部品５の端子７との距離を焦点距離よりも長く取り、
集光レンズ４の球面収差を利用して集光スポット径内の
エネルギ分布を均一に近い形としている。

【００１１】また、本実施例では炭酸ガスレーザ光によ
る導線６の絶縁被膜除去に、補助的に窒素ガスをアシス
トガスとして用いた構成としているが、アシストガスは
窒素ガスに限定されるものではなく、またアシストガス
を使用しなくても十分に機能するものである。

【００１２】このように構成された本発明の導線の絶縁
被膜除去装置は、まず炭酸ガスレーザ発振器１の発振を
止めた状態で光学系部３にて炭酸ガスレーザが集光され
る照射スポット位置に絶縁被膜除去を行おうとする導線
６が位置決めされるように治具８にてコイル部品５を固
定する。この状態で電磁弁１２を作動させてノズル９よ
り炭酸ガスレーザの照射スポットにアシストガスの吹き
付けを始め、炭酸ガスレーザ発振器１の電源及び制御部
２に信号を送って炭酸ガスレーザ発振器１を一定時間発
振させて導線６の絶縁被膜を除去し、炭酸ガスレーザの
照射が終了した後、アシストガスの吹き付けを停止す
る。なお、絶縁被膜除去を行うコイル部品５の位置決め
を短時間でかつ連続で行えるならば、アシストガスは吹
きっぱなしで同装置の運転を行ってもよい。

【００１３】また、本実施例による導線の絶縁被膜除去
装置では、炭酸ガスレーザ光と同時にノズル９からアシ
ストガスを炭酸ガスレーザ光が集光している位置に吹き
付けることにより、導線６の金属の温度上昇ならびに酸
化を抑え、同時に溶融・蒸発した絶縁被膜を導線６が半
田付けされる端子７の部分より容易に除去することが可
能となり、このようなアシストガス吹き付けの効果を図
３（ａ），（ｂ）によって説明する。

【００１４】図３（ａ）はアシストガスを吹き付けなか
った場合の導線６及び端子７の断面図、図３（ｂ）はア
シストガスを吹き付けた場合の導線６及び端子７の断面
図であり、図３（ａ）に示すようにポリウレタンなどの
絶縁被膜１３の場合、炭酸ガスレーザ照射によって溶融
した後に蒸発せずに電子部品などの端子７の表面に薄い
膜として付着し残留することがある。この場合、端子７
と導線６の半田付けを行おうとすると端子７の表面に付
着している絶縁被膜１３が半田をはじくため、半田の端
子７への濡れ性が悪く、導線６の絶縁被膜除去を行った
効果が得られない。

【００１５】これを避けるためには、レーザ照射時間を
のばし絶縁被膜１３を完全に蒸発させるか、または、炭
酸レーザ光の出力を高くする必要があるがいずれの場合
も導線６及び端子７に熱的ダメージを与える、生産性を
悪くする、炭酸ガスレーザ発振器１が大きくなる等の問
題点がある。これを防ぐために、ノズル９より炭酸ガス
レーザ光が集光している付近にアシストガスを吹き付け
ることにより図３（ｂ）に示すように導線６の絶縁被膜
１３を端子７より吹き飛ばすとともに、導線６と端子７
の温度上昇を抑え酸化を防ぐことができる。

【００１６】また、本実施例による導線の絶縁被膜除去
装置では、集光された炭酸ガスレーザ光のエネルギ分布
が集光スポット内で均一に近い分布を持つものであれば
さらに効果が大きくなるものであり、上記エネルギ分布
を均一にした場合の効果について、図４（ａ），（ｂ）
ならびに図５（ａ），（ｂ）を用いて説明する。図４
（ａ），（ｂ）はスポット内のエネルギ分布を均一にし
なかった場合を示し、図５（ａ），（ｂ）はスポット内
のエネルギ分布を均一に近い状態にした場合を示すもの
で、図４、図５各々について、（ａ）は集光スポット内
の半径とエネルギ分布の関係、（ｂ）は絶縁被膜除去後
の導線部近傍を示す断面図である。

【００１７】通常、集光された炭酸ガスレーザ光のエネ
ルギ分布は図４（ａ）に示すように集光スポットの中心
部が高い正規分布に近い形をしている。しかし、絶縁被
膜除去を行う導線６の位置はある程度ばらつくため、ま
た電子部品の製品構造上の原因により、常に集光スポッ
トのエネルギ分布が高い中心部に導線６を持ってきて絶
縁被膜除去を行うことができるとは限らない。このよう
に絶縁被膜除去を行う導線６がエネルギ分布の高い中心
部にない場合、絶縁被膜除去に必要なエネルギを絶縁被
膜に与えるためにスポット全体のエネルギを高くする必
要がある。この時、集光スポット中央部の付近の端子７
と導線６は、図４（ｂ）の１４に示すように更に高いエ
ネルギが加わり、溶融・酸化を起こし易くなる。

【００１８】この現象を防ぐために、炭酸ガスレーザ光
集光スポット内のエネルギ分布を図５（ａ）に示すよう
に均一に近い形にすることにより、図５（ｂ）のように
絶縁被膜１３を除去したい導線６以外の部分へ与えるエ
ネルギを小さくすることができ、電子部品の端子７と導
線６の温度が上昇、溶融・酸化するのを防ぐことができ
る。

【００１９】なお、スポット径内のエネルギ分布を均一
に近くする方法としては、炭酸ガスレーザ発振器１をマ
ルチモードで発振させて使用する方法、炭酸ガスレーザ
用ＳＩ型光学ファイバーを用いる方法、集光レンズ４の
球面収差を利用する方法、光学系部３の内部に中央部だ
けを通すスリットを入れ、周辺部のエネルギ分布が低い
部分をカットする方法、中央部のみ透過率が低い特殊な
フィルターを光学系部３の内部に入れ中央部の出力を下
げる方法等がある。

【００２０】また、本実施例による導線の絶縁被膜除去
装置では、絶縁被膜除去に必要なエネルギを与える間、
連続でほぼ一定の出力で炭酸ガスレーザ光を照射するこ
とにより、さらに良好な効果を得ることができるもので
あり、上記絶縁被膜除去に必要なエネルギを与える間、
連続でほぼ一定の出力で炭酸ガスレーザ光を照射する効
果について図６（ａ），（ｂ）を用いて説明する。図６
（ａ）は炭酸ガスレーザ光照射時の時間と炭酸ガスレー
ザの出力との関係、同図（ｂ）は絶縁被膜除去後を示す
導線６と端子７の断面図である。

【００２１】図６（ａ）に示すように、絶縁被膜除去に
必要なエネルギを与える間、連続でほぼ一定の出力で炭
酸ガスレーザ光を照射するより、図６（ｂ）に示すよう
に、導線６と端子７の温度を上昇させ、炭酸ガスレーザ
光照射面だけではなく、炭酸ガスレーザ光が直接照射さ
れない導線６と端子７の間、さらには端子７の裏側の絶
縁被膜１３をも除去することができる。

【００２２】また、本実施例による導線の絶縁被膜除去
装置では、炭酸ガスレーザ発振器１が出力の尖頭値が高
く発振時間の短いパルス発振を行うものとすることによ
り、導線６の絶縁被膜除去を通常の溶融・蒸発というプ
ロセスではなく、昇華によって行うことが可能となるも
のであり、上記炭酸ガスレーザ発振器１が出力の尖頭値
が高く発振時間の短いパルス発振を行うものである場合
による効果を図７（ａ），（ｂ）を用いて説明する。図
７（ａ）は炭酸ガスレーザ光照射時の時間と炭酸ガスレ
ーザの出力との関係、同図（ｂ）は絶縁被膜除去後の導
線６と端子７の断面図である。

【００２３】図７（ａ）に示すような出力の尖頭値が高
く発振時間の短いパルス発振を行うレーザ発振器１にて
レーザパルスを１回、または多数回、導線６と端子７に
照射することにより導線６の絶縁被膜１３は昇華する。
昇華により導線６の絶縁被膜１３の除去を行うことによ
って、導線６と端子７の温度上昇を抑え、絶縁被膜１３
の除去を行う近傍に高温に対して弱い樹脂等があっても
絶縁被膜１３の除去を行うことができる。

【００２４】ただし、図７（ｂ）の１３に示すようにこ
のプロセスでは導線６の炭酸ガスレーザ光が照射された
側の絶縁被膜１３しか除去することができないものであ
る。

【００２５】

【発明の効果】以上のように、本発明による導線の絶縁
被膜除去装置は、炭酸ガスレーザ発振器と、この炭酸ガ
スレーザ発振器によって放出された炭酸ガスレーザ光を
導き集光するための光学系部と、炭酸ガスレーザ光が集
光する位置にガスを吹き付けるように構成されたノズル
とを備え、絶縁被膜を除去しようとする導線、または同
導線が用いられている電子部品を上記炭酸ガスレーザ光
の集光される位置に位置決めする構成とすることによ
り、導線に被覆された絶縁被膜の温度を上昇させ、溶融
させることにより絶縁被膜の除去を行うことが可能とな
り、簡便で、微小部分にも適用でき、耐熱性の高い絶縁
被膜にも対応することが可能な導線の絶縁被膜除去装置
を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による導線の絶縁被膜除去装
置の構成を示す斜視図

【図２】図１の要部断面図

【図３】（ａ）同実施例のアシストガス吹き付け有無に
よる効果を示し、アシストガスを吹き付けない場合の導
線部近傍の断面図 （ｂ）同アシストガスを吹き付けた場合の導線部近傍の
断面図

【図４】（ａ）同実施例の炭酸ガスレーザ光集光スポッ
ト内のエネルギ分布が均一でない場合の集光スポット内
の半径とエネルギ分布の関係を示す分布図 （ｂ）同絶縁被膜除去後の導線部近傍の断面図

【図５】（ａ）同実施例のレーザ集光スポット内のエネ
ルギ分布が均一に近い場合の集光スポット内の半径とエ
ネルギ分布の関係を示す分布図 （ｂ）同絶縁被膜除去後の導線部近傍の断面図

【図６】（ａ）炭酸ガスレーザ光を絶縁被膜除去に必要
なエネルギを与える間、連続でほぼ一定の出力で照射す
る場合のレーザ照射時の時間と出力の関係を示す特性図 （ｂ）同絶縁被膜除去後の導線部近傍の断面図

【図７】（ａ）炭酸ガスレーザ光が出力の尖頭値が高
く、発振時間の短いパルス発振を行うものである場合の
レーザ照射時の時間と出力の関係を示す特性図 （ｂ）同絶縁被膜除去後の導線部近傍の断面図

【符号の説明】

１ 炭酸ガスレーザ発振器 ２ レーザ電源及び制御部 ３ 光学系部 ４ 集光レンズ ５ コイル部品 ６ 導線 ７ 端子 ８ 治具 ９ ノズル １０ ガスタンク １１ 配管 １２ 電磁弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田岡 幹夫 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 金高 豊典 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電源ならびにこの電源を制御する制御部を
   接続した炭酸ガスレーザ発振器と、この炭酸ガスレーザ
   発振器から放射される炭酸ガスレーザ光を集光する光学
   系部と、この光学系部に結合されたノズルと、このノズ
   ルの下部に絶縁被膜付の導線あるいは同導線を用いた電
   子部品などを位置決め固定するテーブル部からなり、上
   記導線に被覆された絶縁被膜を炭酸ガスレーザ光にて溶
   融し除去を行う導線の絶縁被膜除去装置。
2. 【請求項２】ノズルにガス流入口を設け、炭酸ガスレー
   ザ光が集光する位置に上記ガス流入口からガスを吹き付
   けるようにした請求項１記載の導線の絶縁被膜除去装
   置。
3. 【請求項３】炭酸ガスレーザ発振器が集光された炭酸ガ
   スレーザ光のエネルギ分布がほぼ均一な分布を持つもの
   である請求項１または請求項２記載の導線の絶縁被膜除
   去装置。
4. 【請求項４】炭酸ガスレーザ発振器が絶縁被膜除去に必
   要なエネルギを与える間、連続でほぼ一定の出力で炭酸
   ガスレーザ光を照射するものである請求項１または請求
   項２記載の導線の絶縁被膜除去装置。
5. 【請求項５】炭酸ガスレーザ発振器が出力の尖頭値が高
   く、発振時間の短いパルス発振を行うものである請求項
   １または請求項２記載の導線の絶縁被膜除去装置。