絶縁被膜被覆電線の絶縁被膜剥離器、および、はんだ付け方法
【課題】本発明は、低コストで他部品との接合信頼性を高くすることができる絶縁被膜被覆電線の絶縁被膜剥離器、および、はんだ付け方法を提供することを目的とする。
【解決手段】この絶縁被膜剥離装置は、内部にフラックス１１を貯留するフラックス貯留槽１と、フラックス貯留槽１に浸漬される絶縁被膜被覆電線３の先端部の絶縁被膜３１を剥離する剥離器２と、を備える。剥離器２は、フラックス貯留槽１に浸漬される電線の２点を固定する固定部材４と、フラックス貯留槽１に浸漬される絶縁被膜被覆電線３の軸心を中心として回転する３枚の刃２２と、刃２２を回転させる駆動部２１と、を備える。
【解決手段】この絶縁被膜剥離装置は、内部にフラックス１１を貯留するフラックス貯留槽１と、フラックス貯留槽１に浸漬される絶縁被膜被覆電線３の先端部の絶縁被膜３１を剥離する剥離器２と、を備える。剥離器２は、フラックス貯留槽１に浸漬される電線の２点を固定する固定部材４と、フラックス貯留槽１に浸漬される絶縁被膜被覆電線３の軸心を中心として回転する３枚の刃２２と、刃２２を回転させる駆動部２１と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも１層の絶縁被膜で芯線が覆われた絶縁被膜被覆電線の先端部の絶縁被膜を、芯線が剥き出しになるように剥離して、他部品とはんだ付けにより接合する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
これまで、モータに使用される電線として主に銅線が選ばれていた。しかし、近年の銅線の高騰やモータ自体の軽量化への改良が進み、銅線以外の他の電線の使用が考えられてきている。
【０００３】
このような銅線以外の電線の中では、例えばアルミニウムや鉄など、その表面が非常に酸化しやすく、一旦酸化すると強固な酸化被膜を形成するものがある。この電線に形成される酸化被膜ははんだとの濡れ性が悪い。このため、酸化被膜が形成された電線と端子やリード線とをはんだ付けで接合する場合には、接合強度が弱くなるという問題が生じていた。
【０００４】
したがって、このような酸化被膜が形成されやすい電線と他部品とを接合する場合には、フラックスなど還元作用を有する薬品を塗布して酸化被膜を除去している。ただし、強固な酸化被膜を除去するためには、その強固な酸化被膜に対応可能な程度に高い還元力を有するフラックスを使用する必要がある。
【０００５】
ここで、従来の酸化被膜を除去して行っていたはんだ付けのフローについて説明する。図１５は、従来の電線のはんだ付けの工程を示すフロー図である。また、図１６は従来のはんだ付けフローにおける絶縁被膜３１を剥離した絶縁被膜被覆電線３に他部品６を接続した状態を示す図、図１７は従来のはんだ付けフローにおける絶縁被膜被覆電線３および他部品６をフラックス１１が貯留される槽に浸漬した状態を示す図、図１８は従来のはんだ付けフローにおける絶縁被膜被覆電線３および他部品６に付着したフラックス１１を乾燥または加熱する状態を示す図、図１９は従来のはんだ付けフローにおけるフラックス１１を付着させた絶縁被膜被覆電線３および他部品６をはんだ１２が貯留される槽に浸漬した状態を示す図である。
【０００６】
従来、酸化しやすい絶縁被膜被覆電線３に対してはんだ付けにより他部品６を接合させる場合には、まず、絶縁被膜３１を剥離し（ステップＳ１１）、図１６に示すように他部品６を接続していた（ステップＳ１２）。そして、図１７に示すように絶縁被膜被覆電線３と他部品６とをともにフラックス１１が貯留される槽に浸漬した後（ステップＳ１３）、図１８に示すようにフラックス１１を乾燥または加熱して（ステップＳ１４）、フラックス１１を活性化させることにより酸化被膜を除去していた。このようにして酸化被膜が除去された状態で、図１９に示すようにはんだ付けを行っていた（ステップＳ１５）。
【０００７】
一方で、このような従来の方法で酸化被膜の除去を行う場合には、絶縁被膜が剥離された電線が酸素雰囲気中で酸化しているため、還元力の高いフラックスを使用する必要がある。この還元力の高いフラックスは、電線自体の腐食をも促進してしまう性質を有する。このため、電線自体の腐食を防止するべく、他部品との接合を完了させた後、フラックスを水系またはアルコール系の洗浄剤により洗浄する必要があった。したがって、特に量産の場合には、コスト上昇の原因ともなっていた。
【０００８】
そこで、このような問題に対し、アルミニウム電線の接合のために、超音波による酸
化被膜を除去する技術（特許文献１）、還元ガスを使用して酸化を防止または除去する技術（特許文献２）、また、超音波と亜鉛系はんだを併用することでの接合する技術（特許文献３）などが提案されている。
【特許文献１】特開平２−５４９４７号公報
【特許文献２】特開２００４−３２３９７７号公報
【特許文献３】特開平９−２３９５３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に記載の発明のように、超音波装置等を用いる接合においては、大掛かりな設備を導入する必要があり、コスト増加や作業工数の増加という問題が生じる。また、超音波振動によりはんだ温度が上昇してはんだが飛散し易くなるという問題も生じる。このため、はんだ温度についても考慮した繊細な制御が必要となり、制御が煩雑になるという問題も生じる。
【００１０】
また、特許文献２に記載の発明のように、還元ガスを用いて酸化被膜の除去を行う方法では、作業雰囲気を常時高温の還元ガス雰囲気に保つ必要がある。そのため、電力、ガス等のエネルギー使用量の増加という問題が生じる。
さらに、特許文献３に記載の発明のように、超音波装置を用いるとともに亜鉛系はんだを使用する方法では、大掛かりな設備を導入する必要がありコスト増加や作業工数の増加という問題が生じる。また、超音波振動によりはんだ温度が上昇してはんだが飛散し易くなるという問題も生じる。このため、はんだ温度についても考慮した繊細な制御が必要となり、制御が煩雑になるという問題も生じる。また、亜鉛系のはんだを用いると、作業温度を高く設定しなければならず作業性が悪い上に、濡れ性も劣る。このため、ほぼ完全に芯線（特にアルミニウム線）の表面の酸化被膜を除去していなければ、はんだが濡れないという問題も生じる。
【００１１】
本発明は、以上のような課題を解決するものであり、大掛かりな設備を必要とせず、低コストで他部品との接合信頼性を高くすることができる絶縁被膜被覆電線の絶縁被膜剥離器、および、はんだ付け方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１に記載の発明は、絶縁被膜被覆電線に対して、はんだ付けを行う前処理として絶縁被膜を剥離する際に用いられる絶縁被膜剥離装置であって、内部にフラックスを貯留するフラックス貯留槽と、前記フラックス貯留槽に浸漬される、少なくとも１層の絶縁被膜で芯線が覆われた絶縁被膜被覆電線の先端部の絶縁被膜を、前記芯線が剥き出しになるように剥離する剥離器と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、前記剥離器が、前記フラックス貯留槽に浸漬される電線の少なくとも２点を、前記絶縁被膜被覆電線を通過自在に支持する支持部材を備えることを特徴とする。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、前記剥離器が、前記フラックス貯留槽に浸漬される絶縁被膜被覆電線の軸心を中心として回転する刃を備えることを特徴とする。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、前記剥離器が、前記刃を回転させる駆動部を備えることを特徴とする。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、前記フラックス貯留槽に接続され、前記絶縁被膜被覆電線から剥離された絶縁被膜の残骸およびフラックスの劣化物を除去するフラックス循環部を、
さらに備えることを特徴とする。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、前記絶縁被膜被覆電線の絶縁被膜を剥離する位置を変更する電線深度調整器を、さらに備える。
【００１８】
請求項７に記載の発明は、前記絶縁被膜被覆電線の芯線は、アルミニウムを材料とすることを特徴とする。
【００１９】
請求項８に記載の発明は、前記はんだが、非鉛はんだであることを特徴とする。
【００２０】
請求項９に記載の発明は、少なくとも１層の絶縁被膜で芯線が覆われた絶縁被膜被覆電線の先端部を、フラックスを貯留するフラックス貯留槽内に浸漬する第１のフラックス浸漬工程と、前記フラックス貯留槽内に浸漬された絶縁被膜被覆電線の先端部の絶縁被膜を、前記芯線が剥き出しになるように剥離する剥離工程と、前記剥離工程で先端部の絶縁被膜が剥離された絶縁被膜被覆電線を前記フラックス貯留槽から取り出して、前記芯線上に付着したフラックスを乾燥させる取出し乾燥工程と、前記絶縁被膜被覆電線の絶縁被膜が剥離された部分のうちフラックスが付着した部分と他部品と接続させる接続工程と、前記絶縁被膜被覆電線の他部品との接続部分をはんだ付けするはんだ付け工程と、を備えることを特徴とする。
【００２１】
請求項１０に記載の発明は、前記接続工程の後、前記絶縁被膜被覆電線の他部品との接続部分を、前記フラックス貯留槽内に浸漬する第２のフラックス浸漬工程を、さらに備えることを特徴とする。
【００２２】
請求項１１に記載の発明は、前記絶縁被膜被覆電線の芯線は、アルミニウムを材料とすることを特徴とする。
【００２３】
請求項１２に記載の発明は、前記はんだが、非鉛はんだであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
請求項１に記載の発明によれば、フラックス貯留槽に浸漬される絶縁被膜被覆電線の先端部の絶縁被膜を、芯線が剥き出しになるように剥離する剥離器を備えることから、大掛かりな設備を必要とせず、低コストで他部品との接合信頼性を高くすることができる。つまり、芯線の酸化を抑制した状態で電線と他部品とを接合することができる。また、酸化被膜が形成されない状態で電線にフラックスを塗布することができるため、高い還元力を有するフラックスを使用することがなく、接合後の電線の腐食を防止することができる。
【００２５】
請求項２に記載の発明によれば、剥離器がフラックス貯留槽に浸漬される電線の少なくとも２点を支持する支持部材を備えることから、絶縁被膜被覆電線の絶縁被膜の剥離中のブレを防止し、絶縁被膜の剥離を精度良く行うことができる。
【００２６】
請求項３に記載の発明によれば、剥離器がフラックス貯留槽に浸漬される絶縁被膜被覆電線の軸心を中心として回転する刃を備えることから、絶縁被膜の剥離を精度良く行うことができる。
【００２７】
請求項４に記載の発明によれば、剥離器が、刃を回転させる駆動部を備えることから、簡易に絶縁被膜の剥離を行うことができる。
【００２８】
請求項５に記載の発明によれば、絶縁被膜被覆電線から剥離された絶縁被膜の残骸およびフラックスの劣化物を除去するフラックス循環部を備えることから、フラックス貯留槽
内に貯留されるフラックスの劣化を防止することができる。
【００２９】
請求項６に記載の発明によれば、絶縁被膜被覆電線の絶縁被膜を剥離する位置を変更する電線深度調整器を、さらに備えることから、剥離器の位置を変更することなく、簡易に絶縁被膜被覆電線の位置を調整することができる。
【００３０】
請求項９に記載の発明によれば、フラックス貯留槽内に浸漬された絶縁被膜被覆電線の先端部の絶縁被膜を、芯線が剥き出しになるように剥離する剥離工程を備えることから、大掛かりな設備を必要とせず、低コストで他部品との接合信頼性を高くすることができる。つまり、芯線の酸化を抑制した状態で電線と他部品とを接合することができる。また、酸化被膜が形成されない状態で電線にフラックスを塗布することができるため、高い還元力を有するフラックスを使用することがなく、接合後の電線の腐食を防止することができる。
【００３１】
請求項１０に記載の発明によれば、接続工程の後、絶縁被膜被覆電線の他部品との接続部分を、フラックス貯留槽内に浸漬する第２のフラックス浸漬工程を備えることから、他部品の酸化を防止することができ、他部品との接合信頼性をさらに高くすることができる。
【００３２】
請求項７および請求項１１に記載の発明によれば、絶縁被膜被覆電線の芯線として、酸素雰囲気中では強固な酸化被膜を形成しやすく、一旦酸化被膜が形成されると、はんだの濡れ性が悪化するアルミニウムを材料とするものを採用しても、はんだの濡れ性を良好にすることができる。
【００３３】
請求項８および請求項１２に記載の発明によれば、はんだが非鉛はんだであることから、鉛による人体への悪影響を回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００３５】
図１は、本発明の実施形態に係る絶縁被膜剥離装置の全体概略図である。
【００３６】
絶縁被膜剥離装置は、絶縁被膜被覆電線３と他部品（端子やリード線等）とのはんだ付け接合前の前処理として使用される。この絶縁被膜剥離装置は、絶縁被膜被覆電線３の先端部の絶縁被膜３１を、芯線３２に酸化被膜が形成されない状態で芯線３２が剥き出しになるように剥離するものである。
【００３７】
なお、この実施形態においては、フラックス１１として、固形分含有量１５％、粘度４ｍＰａ、ハロゲン含有量０．０８±０．０２％のものを使用する。ただし、この絶縁被膜被覆電線３およびフラックス１１としては、これに限られることなく、他の材料により構成されるものを使用してもよい。なお、フラックス１１としては、高温（モータ使用時のフラックス１１塗布部の到達温度以上）で活性するものを使用しても良いし、低温（モータ使用時のフラックス１１塗布部の到達温度未満）で活性するものを使用しても良い。ただし、高温で活性するフラックス１１は、モータ使用時においても活性することがないため、後々芯線３２を腐食させる危険性が少ないため、より好ましい。
【００３８】
また、絶縁被膜被覆電線３の芯線３２としては、空気中で酸化被膜を形成しやすい材料、特に空気中で酸化し易い材料を使用する場合に、特にこの絶縁被膜剥離装置を利用する効果を得ることができる。なお、主な金属Ｌｉ，Ｋ，Ｃａ，Ｎａ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｚｎ，Ｆｅ，Ｎｉ，Ｓｎ，Ｐｂ，（Ｈ），Ｃｕ，Ｈｇ，Ａｇ，Ｐｔ，Ａｕの昇順に、酸化被膜が形
成されやすく、酸化し易い材料であることは、一般的に知られている。そして、特に、Ｌｉ，Ｋ，Ｃａ，Ｎａ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｚｎ，Ｆｅ，Ｎｉ，Ｓｎ，Ｐｂについて酸化被膜が形成されやすく、Ｌｉ，Ｋ，Ｃａ，Ｎａ，Ｍｇ，Ａｌについて酸化され易いことも、一般的に知られている。そこで、本実施形態においては、この絶縁被膜剥離装置の効果を得るため、芯線３２としてアルミニウムを材料としたものを使用することにしている。
【００３９】
この絶縁被膜剥離装置は、内部にフラックス１１を貯留するフラックス貯留槽１と、フラックス貯留槽１に浸漬される絶縁被膜被覆電線３の先端部の絶縁被膜３１を剥離する剥離器２と、を備える。
【００４０】
図２および図３は、絶縁被膜被覆電線３の断面を示す断面図である。ここで、絶縁被膜被覆電線３は、図２に示すように１層の絶縁被膜３１で芯線３２が覆われる構成であってもよく、図３に示すように２層の絶縁被膜３１ａ、３１ｂで芯線３２が覆われる構成であってもよい。さらに、３層以上の多層の絶縁被膜で覆われる構成であってもよい。絶縁被膜３１を多層とすると、耐圧を向上させることができるため、さらなる小型化のために有利である。また、絶縁被膜被覆電線３としては、少なくとも１層の絶縁被膜３１で芯線３２が覆われるものを使用するため、絶縁被膜被覆電線３の絶縁被膜３１が剥離されない状態では、芯線３２に酸化被膜が形成されない状態とすることができる。なお、本実施形態においては、絶縁被膜被覆電線３として、アルミニウム製の芯線３２に、ポリエステル製およびナイロン製の２層の絶縁被膜３１が被覆されているもの（所謂、ＰＥＷＮ電線）を使用する。ただし、この絶縁被膜被覆電線３およびフラックス１１としては、これに限られることなく、他の材料により構成されるものを使用してもよい。なお、絶縁被膜３１の材料としては、ウレタン系、ポリエステル系、ポリイミド系のいずれであっても良い。
【００４１】
このように、フラックス貯留槽１に浸漬される絶縁被膜被覆電線３の先端部の絶縁被膜３１を剥離することから、大掛かりな設備を必要とせず、低コストで他部品との接合信頼性を高くすることができる。つまり、芯線３２の酸化を抑制した状態で絶縁被膜被覆電線３と他部品とを接合することができる。また、酸化被膜が形成されない状態で絶縁被膜被服電線３にフラックス１１を塗布することができるため、高い還元力を有するフラックスを使用することがなく、接合後の絶縁被膜被覆電線３の芯線３２の腐食を防止することができる。
【００４２】
なお、このフラックス貯留槽１は、フラックス循環装置６０に接続される。このフラックス循環装置６０は、フラックス貯留槽１に貯留されるフラックス１１を引き込むポンプ６１と、フラックス１１内の不純物を濾過するフィルタ６２と、フラックス貯留槽１とフラックス循環装置６０とを接続する配管６３とを備える。これにより、フラックス貯留槽１内に混入する剥離された絶縁被膜３１を取り除くことができる。このため、フラックス貯留槽１内のフラックス１１の特性が悪化することを防止し、フラックス１１を長期間利用することができる。
【００４３】
また、剥離器２は、絶縁被膜被覆電線３の芯線３２が剥き出しになるように絶縁被膜３１を剥離する。この剥離器２は、フラックス貯留槽１に浸漬される電線の２点を、絶縁被膜被覆電線３を通過自在に支持する支持部材４と、フラックス貯留槽１に浸漬される絶縁被膜被覆電線３の軸心を中心として回転する３枚の刃２２と、刃２２を回転させる駆動部２１と、を備える。
【００４４】
図４は、絶縁被膜被覆電線３の絶縁被膜３１を剥離する状態の刃２２および駆動部２１の一部を示す斜視図である。
【００４５】
駆動部２１は、モータ２３と、モータ２３の回転を伝達する伝達軸２４と、伝達軸２４
の回転を伝えるギヤ２５と、伝達ベルト２６と、ギヤ２７と、ギヤ２７の回転に従って刃２２を回転させる回転板２８と、を備える。回転板２８は、伝達軸２４、ギヤ２５、伝達ベルト２６およびギヤ２７を介してモータ２３の回転が伝達されて回転する。
【００４６】
また、３枚の刃２２は、回転板２８の中心に同心円上に配置される。そして、この３枚の刃２２の中央に絶縁被膜被覆電線３を通過させる。このような状態で、刃２２が回転板２８の回転により絶縁被膜被覆電線３の周囲を回転する。これにより、絶縁被膜３１が剥離される。なお、絶縁被膜被覆電線３は、電線深度調整器５によって、フラックス貯留槽１中の深度が調整される。この電線深度調整器５の調整により、絶縁被膜被覆電線３において、剥離したい部分のみの絶縁被膜３１を剥離することができる。また、この電線深度調整器５により、剥離器２の位置を変更することなく、簡易に絶縁被膜被覆電線３の位置を調整することができる。
【００４７】
図５は、支持部材４を構成する支持部４１を示す斜視図である。
【００４８】
支持部材４は、２つの支持部４１を有する。この２つの支持部４１は、フラックス貯留槽１の中で、平面視で同一位置となるように一定位置に固定される。そして、支持部４１には、絶縁被膜被覆電線３を通過自在に通す通過孔４２が形成される。絶縁被膜被覆電線３は、この通過孔４２を通過することにより、フラックス貯留槽１内で固定される。このため、絶縁被膜３１の剥離作業中においても、絶縁被膜被覆電線３を固定することができ、絶縁被膜３１の剥離を精度良く行うことができる。なお、通過孔４２の径を絶縁被膜被覆電線３の径（この実施形態においては０．６２ｍｍ）よりも０．０１ｍｍ程度大きくすると、絶縁被膜被覆電線３の通過の邪魔にならず、また、絶縁被膜被覆電線３の絶縁被膜３１の剥離作業中の絶縁被膜被覆電線３のブレを防止することができる。その結果、絶縁被膜３１の剥離をより精度良く行うことができるため、さらに好ましい。このような支持部４１を備えることにより、剥離器２を構成する刃２２の回転速度が上昇しても、芯線３２まで切削されて細り断線してしまう、という問題を回避することができる。
【００４９】
次に、絶縁被膜被覆電線３の絶縁被膜３１の剥離からはんだ付けまでの工程について説明する。
【００５０】
図６は、絶縁被膜被覆電線３の絶縁被膜３１の剥離からはんだ付けまでの工程を示すフロー図である。また、図７は絶縁被膜３１が剥離されていない状態の絶縁被膜被覆電線３を示す側面図、図８は絶縁被膜３１が剥離された後フラックス１１が塗布された状態の絶縁被膜被覆電線３を示す側面図、図９はフラックス１１が塗布された部分に他部品６が接続された状態の絶縁被膜被覆電線３を示す側面図、図１０は他部品６とともにフラックス１１が塗布される状態の絶縁被膜被覆電線３を示す側面図、図１１は他部品６とともにフラックス１１が塗布された状態の絶縁被膜被覆電線３を示す側面図、図１２はフラックス１１が塗布された他部品６とともにはんだ１２が塗布される状態を示す絶縁被膜被覆電線３を示す側面図である。
【００５１】
絶縁被膜被覆電線３と他部品６とをはんだ付けにより接合する場合には、まず、この発明に係る絶縁被膜剥離装置のフラックス貯留槽１に絶縁被膜被覆電線３を浸漬する（ステップＳ１）。このとき、絶縁被膜被覆電線３は、その先端が２つの固定部４１の通過孔４２を通過するように、電線深度調整器５により深度を調整される。
【００５２】
次に、剥離器２の刃２２を回転させることにより、フラックス貯留槽１に浸漬された絶縁被膜被覆電線３の絶縁被膜３１を剥離する（ステップＳ２）。このとき、絶縁被膜被覆電線３は、その先端を刃２２の方向へ徐々に上昇させるように、電線深度調整器５により深度を調整される。これにより、剥離したい部分のみの絶縁被膜３１を剥離することがで
きる。なお、深度の調整は、絶縁被膜被覆電線３の先端を刃２２の位置からフラックス貯留槽１の深部へ徐々に下降させるようにしてもよい。これによっても絶縁被膜３１を剥離することができる。
【００５３】
その後、このようにフラックス貯留槽１でフラックスが塗布された絶縁被膜被覆電線３を、図８に示すように、フラックス貯留槽１から取り出して、乾燥する（ステップＳ３）。このとき、フラックス１１として、高温で活性するものを使用する場合には、活性温度まで加熱してもよい。ただし、絶縁被膜３１の剥離と同時にフラックス１１を塗布しているため、芯線３２の表面に酸化被膜が形成されていない。このため、フラックス１１を敢えて活性させる必要はない。
【００５４】
そして、図９に示すように、フラックス１１が塗布されて乾燥された絶縁被膜被覆電線３に対し、他部品６を接続する（ステップＳ４）。このように他部品６を接続された絶縁被膜被覆電線３を、図１０に示すように、再びフラックス１１が貯留された槽に浸漬して、フラックス１１を塗布する（ステップＳ５）。
【００５５】
そして、図１１に示すように、フラックスが貯留された槽から取り出して、乾燥する（ステップＳ６）。このとき、ステップＳ３と同様に、フラックス１１として、高温で活性するものを使用する場合には、他部品６の酸化被膜を除去するために活性温度まで加熱してもよい。
【００５６】
このように他部品６とともにフラックス１１を塗布し、はんだ１２が貯留された槽に浸漬して、はんだ１２を塗布する（ステップＳ７）。
【００５７】
図１３は、本実施形態と従来技術との接合において、塗布時のはんだ温度による接合の良否を示す比較図である。
【００５８】
ここで、従来技術の接合とは、図１５乃至図１９で示すような工程による接合である。また、○は接合部の表面の５０％以上がはんだで覆われる状態を、×は接合部の表面の５０％未満がはんだで覆われる状態を示してる。なお、図１３において、本実施形態および従来技術の接合に使用される絶縁被膜被覆電線３はＰＥＷＮ電線であり、はんだは錫９６．４％・銀３．５％・ニッケル０．１％で構成され、フラックスは固形成分含有量１５％・粘度４ｍＰａ・ハロゲン含有量０．０８±０．０２％で構成される。
【００５９】
そうすると、従来技術の接合では、はんだ１２の温度を４００℃に上昇させても、接合が良好ではない。一方で、本実施形態の接合では、はんだ１２の温度を３８０℃以上にすれば、良好な接合が得られる。これは、本実施形態による接合では、接合部の芯線３２の表面に酸化被膜が形成されておらず、酸化被膜を熱により除去する必要がなくなったためであると考えられる。
【００６０】
また、図１４は、本実施形態と従来技術との接合において、はんだ１２の種類による剥離時間を示す比較図である。
【００６１】
ここで、この比較図を作成する際には、５ｍｍ×３０ｍｍのアルミニウム板２枚を準備し、これらにフラックス１１を塗布した後、３０ｍｇのはんだ１２で互いに接合させている。そして、この接合部分を４０℃の食塩水に浸漬して、２枚のアルミニウム板が剥離するまでの時間を計測している。
【００６２】
図１４の従来技術の剥離時間の欄に示すように、従来使用されていたＳｎＰｂ系のはんだ（所謂、鉛はんだ）は芯線上に酸化被膜が形成されていても、濡れ性に問題が生じてい
なかったため、従来技術の接合によっても、３５００（ｈ）の剥離時間であった。つまり、鉛とアルミニウムとは接合性が良いため、アルミニウムとの接触が小面積であっても、良好に接合していた。しかし、近年の鉛の人体影響問題により、鉛不使用のＳｎＡｇ系やＳｎＺｎ系の非鉛はんだが使用されるようになり、芯線上に酸化被膜が形成される場合には、濡れ性が悪くなるという問題が生じていた。
【００６３】
そこで、本実施形態の接合と従来技術の接合との剥離時間を比較すると、ＳｎＡｇ系のはんだを使用した場合には、従来技術の接合では１２０８（ｈ）であるのに対し、本実施形態の接合では３０９６（ｈ）と飛躍的に伸びている。また、ＳｎＺｎ系のはんだを使用した場合であっても、従来技術の接合では１０４（ｈ）であったのに対し、本実施形態の接合では３３６（ｈ）と飛躍的に伸びている。
【００６４】
以上から、本発明によれば、芯線上に酸化被膜が形成されている場合には濡れ性の悪い非鉛はんだを使用する場合であっても、剥離時間を長期化することができる。
【００６５】
なお、本実施形態で使用した固形分含有量１５％、粘度４ｍＰａ、ハロゲン含有量０．０８±０．０２％により構成されるフラックス１１は、１２０℃乃至１６０℃で活性する。したがって、このフラックス１１を塗布した後に、１２０℃乃至１６０℃に加熱することが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明に係る絶縁被膜剥離装置は、高い還元力を有するフラックスを使用することがなく、接合後の電線の腐食を防止することができ、絶縁被膜被覆電線を他部品とはんだ付けにより接合する技術として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の実施形態に係る絶縁被膜剥離装置の全体概略図
【図２】絶縁被膜被覆電線３の断面を示す断面図
【図３】絶縁被膜被覆電線３の断面を示す断面図
【図４】絶縁被膜被覆電線３の絶縁被膜３１を剥離する状態の刃２２および駆動部２１の一部を示す斜視図
【図５】固定部材４を構成する固定部４１を示す斜視図
【図６】絶縁被膜被覆電線３の絶縁被膜３１の剥離からはんだ付けまでの工程を示すフロー図
【図７】絶縁被膜３１が剥離されていない状態の絶縁被膜被覆電線３を示す側面図
【図８】絶縁被膜３１が剥離された後フラックス１１が塗布された状態の絶縁被膜被覆電線３を示す側面図
【図９】フラックス１１が塗布された部分に他部品６が接続された状態の絶縁被膜被覆電線３を示す側面図
【図１０】他部品６とともにフラックス１１が塗布される状態の絶縁被膜被覆電線３を示す側面図
【図１１】他部品６とともにフラックス１１が塗布された状態の絶縁被膜被覆電線３を示す側面図
【図１２】フラックス１１が塗布された他部品６とともにはんだ１２が塗布される状態を示す絶縁被膜被覆電線３を示す側面図
【図１３】本実施形態と従来技術との接合において、塗布時のはんだ温度による接合の良否を示す比較図
【図１４】本実施形態と従来技術との接合において、はんだ１２の種類による剥離時間を示す比較図
【図１５】従来の電線のはんだ付けの工程を示すフロー図
【図１６】従来のはんだ付けフローにおける絶縁被膜３１を剥離した絶縁被膜被覆電線３に他部品６を接続した状態を示す図
【図１７】従来のはんだ付けフローにおける絶縁被膜被覆電線３および他部品６をフラックス１１が貯留される槽に浸漬した状態を示す図
【図１８】従来のはんだ付けフローにおける絶縁被膜被覆電線３および他部品６に付着したフラックス１１を乾燥または加熱する状態を示す図
【図１９】従来のはんだ付けフローにおけるフラックス１１を付着させた電線および他部品６をはんだ１２が貯留される槽に浸漬した状態を示す図
【符号の説明】
【００６８】
１ フラックス貯留槽
２ 剥離器
３ 絶縁被膜被覆電線
４ 固定部材
５ 電線深度調整器
６ 他部品
１１ フラックス
１２ はんだ
２１ 駆動部
２２ 刃
２３ モータ
２４ 伝達軸
２５ ギヤ
２６ 伝達ベルト
２７ ギヤ
２８ 回転板
３１ 絶縁被膜
３２ 芯線
４１ 固定部
４２ 通過孔
６０ フラックス循環装置
６１ ポンプ
６２ フィルタ
６３ 配管
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも１層の絶縁被膜で芯線が覆われた絶縁被膜被覆電線の先端部の絶縁被膜を、芯線が剥き出しになるように剥離して、他部品とはんだ付けにより接合する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
これまで、モータに使用される電線として主に銅線が選ばれていた。しかし、近年の銅線の高騰やモータ自体の軽量化への改良が進み、銅線以外の他の電線の使用が考えられてきている。
【０００３】
このような銅線以外の電線の中では、例えばアルミニウムや鉄など、その表面が非常に酸化しやすく、一旦酸化すると強固な酸化被膜を形成するものがある。この電線に形成される酸化被膜ははんだとの濡れ性が悪い。このため、酸化被膜が形成された電線と端子やリード線とをはんだ付けで接合する場合には、接合強度が弱くなるという問題が生じていた。
【０００４】
したがって、このような酸化被膜が形成されやすい電線と他部品とを接合する場合には、フラックスなど還元作用を有する薬品を塗布して酸化被膜を除去している。ただし、強固な酸化被膜を除去するためには、その強固な酸化被膜に対応可能な程度に高い還元力を有するフラックスを使用する必要がある。
【０００５】
ここで、従来の酸化被膜を除去して行っていたはんだ付けのフローについて説明する。図１５は、従来の電線のはんだ付けの工程を示すフロー図である。また、図１６は従来のはんだ付けフローにおける絶縁被膜３１を剥離した絶縁被膜被覆電線３に他部品６を接続した状態を示す図、図１７は従来のはんだ付けフローにおける絶縁被膜被覆電線３および他部品６をフラックス１１が貯留される槽に浸漬した状態を示す図、図１８は従来のはんだ付けフローにおける絶縁被膜被覆電線３および他部品６に付着したフラックス１１を乾燥または加熱する状態を示す図、図１９は従来のはんだ付けフローにおけるフラックス１１を付着させた絶縁被膜被覆電線３および他部品６をはんだ１２が貯留される槽に浸漬した状態を示す図である。
【０００６】
従来、酸化しやすい絶縁被膜被覆電線３に対してはんだ付けにより他部品６を接合させる場合には、まず、絶縁被膜３１を剥離し（ステップＳ１１）、図１６に示すように他部品６を接続していた（ステップＳ１２）。そして、図１７に示すように絶縁被膜被覆電線３と他部品６とをともにフラックス１１が貯留される槽に浸漬した後（ステップＳ１３）、図１８に示すようにフラックス１１を乾燥または加熱して（ステップＳ１４）、フラックス１１を活性化させることにより酸化被膜を除去していた。このようにして酸化被膜が除去された状態で、図１９に示すようにはんだ付けを行っていた（ステップＳ１５）。
【０００７】
一方で、このような従来の方法で酸化被膜の除去を行う場合には、絶縁被膜が剥離された電線が酸素雰囲気中で酸化しているため、還元力の高いフラックスを使用する必要がある。この還元力の高いフラックスは、電線自体の腐食をも促進してしまう性質を有する。このため、電線自体の腐食を防止するべく、他部品との接合を完了させた後、フラックスを水系またはアルコール系の洗浄剤により洗浄する必要があった。したがって、特に量産の場合には、コスト上昇の原因ともなっていた。
【０００８】
そこで、このような問題に対し、アルミニウム電線の接合のために、超音波による酸
化被膜を除去する技術（特許文献１）、還元ガスを使用して酸化を防止または除去する技術（特許文献２）、また、超音波と亜鉛系はんだを併用することでの接合する技術（特許文献３）などが提案されている。
【特許文献１】特開平２−５４９４７号公報
【特許文献２】特開２００４−３２３９７７号公報
【特許文献３】特開平９−２３９５３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に記載の発明のように、超音波装置等を用いる接合においては、大掛かりな設備を導入する必要があり、コスト増加や作業工数の増加という問題が生じる。また、超音波振動によりはんだ温度が上昇してはんだが飛散し易くなるという問題も生じる。このため、はんだ温度についても考慮した繊細な制御が必要となり、制御が煩雑になるという問題も生じる。
【００１０】
また、特許文献２に記載の発明のように、還元ガスを用いて酸化被膜の除去を行う方法では、作業雰囲気を常時高温の還元ガス雰囲気に保つ必要がある。そのため、電力、ガス等のエネルギー使用量の増加という問題が生じる。
さらに、特許文献３に記載の発明のように、超音波装置を用いるとともに亜鉛系はんだを使用する方法では、大掛かりな設備を導入する必要がありコスト増加や作業工数の増加という問題が生じる。また、超音波振動によりはんだ温度が上昇してはんだが飛散し易くなるという問題も生じる。このため、はんだ温度についても考慮した繊細な制御が必要となり、制御が煩雑になるという問題も生じる。また、亜鉛系のはんだを用いると、作業温度を高く設定しなければならず作業性が悪い上に、濡れ性も劣る。このため、ほぼ完全に芯線（特にアルミニウム線）の表面の酸化被膜を除去していなければ、はんだが濡れないという問題も生じる。
【００１１】
本発明は、以上のような課題を解決するものであり、大掛かりな設備を必要とせず、低コストで他部品との接合信頼性を高くすることができる絶縁被膜被覆電線の絶縁被膜剥離器、および、はんだ付け方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１に記載の発明は、絶縁被膜被覆電線に対して、はんだ付けを行う前処理として絶縁被膜を剥離する際に用いられる絶縁被膜剥離装置であって、内部にフラックスを貯留するフラックス貯留槽と、前記フラックス貯留槽に浸漬される、少なくとも１層の絶縁被膜で芯線が覆われた絶縁被膜被覆電線の先端部の絶縁被膜を、前記芯線が剥き出しになるように剥離する剥離器と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、前記剥離器が、前記フラックス貯留槽に浸漬される電線の少なくとも２点を、前記絶縁被膜被覆電線を通過自在に支持する支持部材を備えることを特徴とする。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、前記剥離器が、前記フラックス貯留槽に浸漬される絶縁被膜被覆電線の軸心を中心として回転する刃を備えることを特徴とする。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、前記剥離器が、前記刃を回転させる駆動部を備えることを特徴とする。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、前記フラックス貯留槽に接続され、前記絶縁被膜被覆電線から剥離された絶縁被膜の残骸およびフラックスの劣化物を除去するフラックス循環部を、
さらに備えることを特徴とする。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、前記絶縁被膜被覆電線の絶縁被膜を剥離する位置を変更する電線深度調整器を、さらに備える。
【００１８】
請求項７に記載の発明は、前記絶縁被膜被覆電線の芯線は、アルミニウムを材料とすることを特徴とする。
【００１９】
請求項８に記載の発明は、前記はんだが、非鉛はんだであることを特徴とする。
【００２０】
請求項９に記載の発明は、少なくとも１層の絶縁被膜で芯線が覆われた絶縁被膜被覆電線の先端部を、フラックスを貯留するフラックス貯留槽内に浸漬する第１のフラックス浸漬工程と、前記フラックス貯留槽内に浸漬された絶縁被膜被覆電線の先端部の絶縁被膜を、前記芯線が剥き出しになるように剥離する剥離工程と、前記剥離工程で先端部の絶縁被膜が剥離された絶縁被膜被覆電線を前記フラックス貯留槽から取り出して、前記芯線上に付着したフラックスを乾燥させる取出し乾燥工程と、前記絶縁被膜被覆電線の絶縁被膜が剥離された部分のうちフラックスが付着した部分と他部品と接続させる接続工程と、前記絶縁被膜被覆電線の他部品との接続部分をはんだ付けするはんだ付け工程と、を備えることを特徴とする。
【００２１】
請求項１０に記載の発明は、前記接続工程の後、前記絶縁被膜被覆電線の他部品との接続部分を、前記フラックス貯留槽内に浸漬する第２のフラックス浸漬工程を、さらに備えることを特徴とする。
【００２２】
請求項１１に記載の発明は、前記絶縁被膜被覆電線の芯線は、アルミニウムを材料とすることを特徴とする。
【００２３】
請求項１２に記載の発明は、前記はんだが、非鉛はんだであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
請求項１に記載の発明によれば、フラックス貯留槽に浸漬される絶縁被膜被覆電線の先端部の絶縁被膜を、芯線が剥き出しになるように剥離する剥離器を備えることから、大掛かりな設備を必要とせず、低コストで他部品との接合信頼性を高くすることができる。つまり、芯線の酸化を抑制した状態で電線と他部品とを接合することができる。また、酸化被膜が形成されない状態で電線にフラックスを塗布することができるため、高い還元力を有するフラックスを使用することがなく、接合後の電線の腐食を防止することができる。
【００２５】
請求項２に記載の発明によれば、剥離器がフラックス貯留槽に浸漬される電線の少なくとも２点を支持する支持部材を備えることから、絶縁被膜被覆電線の絶縁被膜の剥離中のブレを防止し、絶縁被膜の剥離を精度良く行うことができる。
【００２６】
請求項３に記載の発明によれば、剥離器がフラックス貯留槽に浸漬される絶縁被膜被覆電線の軸心を中心として回転する刃を備えることから、絶縁被膜の剥離を精度良く行うことができる。
【００２７】
請求項４に記載の発明によれば、剥離器が、刃を回転させる駆動部を備えることから、簡易に絶縁被膜の剥離を行うことができる。
【００２８】
請求項５に記載の発明によれば、絶縁被膜被覆電線から剥離された絶縁被膜の残骸およびフラックスの劣化物を除去するフラックス循環部を備えることから、フラックス貯留槽
内に貯留されるフラックスの劣化を防止することができる。
【００２９】
請求項６に記載の発明によれば、絶縁被膜被覆電線の絶縁被膜を剥離する位置を変更する電線深度調整器を、さらに備えることから、剥離器の位置を変更することなく、簡易に絶縁被膜被覆電線の位置を調整することができる。
【００３０】
請求項９に記載の発明によれば、フラックス貯留槽内に浸漬された絶縁被膜被覆電線の先端部の絶縁被膜を、芯線が剥き出しになるように剥離する剥離工程を備えることから、大掛かりな設備を必要とせず、低コストで他部品との接合信頼性を高くすることができる。つまり、芯線の酸化を抑制した状態で電線と他部品とを接合することができる。また、酸化被膜が形成されない状態で電線にフラックスを塗布することができるため、高い還元力を有するフラックスを使用することがなく、接合後の電線の腐食を防止することができる。
【００３１】
請求項１０に記載の発明によれば、接続工程の後、絶縁被膜被覆電線の他部品との接続部分を、フラックス貯留槽内に浸漬する第２のフラックス浸漬工程を備えることから、他部品の酸化を防止することができ、他部品との接合信頼性をさらに高くすることができる。
【００３２】
請求項７および請求項１１に記載の発明によれば、絶縁被膜被覆電線の芯線として、酸素雰囲気中では強固な酸化被膜を形成しやすく、一旦酸化被膜が形成されると、はんだの濡れ性が悪化するアルミニウムを材料とするものを採用しても、はんだの濡れ性を良好にすることができる。
【００３３】
請求項８および請求項１２に記載の発明によれば、はんだが非鉛はんだであることから、鉛による人体への悪影響を回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００３５】
図１は、本発明の実施形態に係る絶縁被膜剥離装置の全体概略図である。
【００３６】
絶縁被膜剥離装置は、絶縁被膜被覆電線３と他部品（端子やリード線等）とのはんだ付け接合前の前処理として使用される。この絶縁被膜剥離装置は、絶縁被膜被覆電線３の先端部の絶縁被膜３１を、芯線３２に酸化被膜が形成されない状態で芯線３２が剥き出しになるように剥離するものである。
【００３７】
なお、この実施形態においては、フラックス１１として、固形分含有量１５％、粘度４ｍＰａ、ハロゲン含有量０．０８±０．０２％のものを使用する。ただし、この絶縁被膜被覆電線３およびフラックス１１としては、これに限られることなく、他の材料により構成されるものを使用してもよい。なお、フラックス１１としては、高温（モータ使用時のフラックス１１塗布部の到達温度以上）で活性するものを使用しても良いし、低温（モータ使用時のフラックス１１塗布部の到達温度未満）で活性するものを使用しても良い。ただし、高温で活性するフラックス１１は、モータ使用時においても活性することがないため、後々芯線３２を腐食させる危険性が少ないため、より好ましい。
【００３８】
また、絶縁被膜被覆電線３の芯線３２としては、空気中で酸化被膜を形成しやすい材料、特に空気中で酸化し易い材料を使用する場合に、特にこの絶縁被膜剥離装置を利用する効果を得ることができる。なお、主な金属Ｌｉ，Ｋ，Ｃａ，Ｎａ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｚｎ，Ｆｅ，Ｎｉ，Ｓｎ，Ｐｂ，（Ｈ），Ｃｕ，Ｈｇ，Ａｇ，Ｐｔ，Ａｕの昇順に、酸化被膜が形
成されやすく、酸化し易い材料であることは、一般的に知られている。そして、特に、Ｌｉ，Ｋ，Ｃａ，Ｎａ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｚｎ，Ｆｅ，Ｎｉ，Ｓｎ，Ｐｂについて酸化被膜が形成されやすく、Ｌｉ，Ｋ，Ｃａ，Ｎａ，Ｍｇ，Ａｌについて酸化され易いことも、一般的に知られている。そこで、本実施形態においては、この絶縁被膜剥離装置の効果を得るため、芯線３２としてアルミニウムを材料としたものを使用することにしている。
【００３９】
この絶縁被膜剥離装置は、内部にフラックス１１を貯留するフラックス貯留槽１と、フラックス貯留槽１に浸漬される絶縁被膜被覆電線３の先端部の絶縁被膜３１を剥離する剥離器２と、を備える。
【００４０】
図２および図３は、絶縁被膜被覆電線３の断面を示す断面図である。ここで、絶縁被膜被覆電線３は、図２に示すように１層の絶縁被膜３１で芯線３２が覆われる構成であってもよく、図３に示すように２層の絶縁被膜３１ａ、３１ｂで芯線３２が覆われる構成であってもよい。さらに、３層以上の多層の絶縁被膜で覆われる構成であってもよい。絶縁被膜３１を多層とすると、耐圧を向上させることができるため、さらなる小型化のために有利である。また、絶縁被膜被覆電線３としては、少なくとも１層の絶縁被膜３１で芯線３２が覆われるものを使用するため、絶縁被膜被覆電線３の絶縁被膜３１が剥離されない状態では、芯線３２に酸化被膜が形成されない状態とすることができる。なお、本実施形態においては、絶縁被膜被覆電線３として、アルミニウム製の芯線３２に、ポリエステル製およびナイロン製の２層の絶縁被膜３１が被覆されているもの（所謂、ＰＥＷＮ電線）を使用する。ただし、この絶縁被膜被覆電線３およびフラックス１１としては、これに限られることなく、他の材料により構成されるものを使用してもよい。なお、絶縁被膜３１の材料としては、ウレタン系、ポリエステル系、ポリイミド系のいずれであっても良い。
【００４１】
このように、フラックス貯留槽１に浸漬される絶縁被膜被覆電線３の先端部の絶縁被膜３１を剥離することから、大掛かりな設備を必要とせず、低コストで他部品との接合信頼性を高くすることができる。つまり、芯線３２の酸化を抑制した状態で絶縁被膜被覆電線３と他部品とを接合することができる。また、酸化被膜が形成されない状態で絶縁被膜被服電線３にフラックス１１を塗布することができるため、高い還元力を有するフラックスを使用することがなく、接合後の絶縁被膜被覆電線３の芯線３２の腐食を防止することができる。
【００４２】
なお、このフラックス貯留槽１は、フラックス循環装置６０に接続される。このフラックス循環装置６０は、フラックス貯留槽１に貯留されるフラックス１１を引き込むポンプ６１と、フラックス１１内の不純物を濾過するフィルタ６２と、フラックス貯留槽１とフラックス循環装置６０とを接続する配管６３とを備える。これにより、フラックス貯留槽１内に混入する剥離された絶縁被膜３１を取り除くことができる。このため、フラックス貯留槽１内のフラックス１１の特性が悪化することを防止し、フラックス１１を長期間利用することができる。
【００４３】
また、剥離器２は、絶縁被膜被覆電線３の芯線３２が剥き出しになるように絶縁被膜３１を剥離する。この剥離器２は、フラックス貯留槽１に浸漬される電線の２点を、絶縁被膜被覆電線３を通過自在に支持する支持部材４と、フラックス貯留槽１に浸漬される絶縁被膜被覆電線３の軸心を中心として回転する３枚の刃２２と、刃２２を回転させる駆動部２１と、を備える。
【００４４】
図４は、絶縁被膜被覆電線３の絶縁被膜３１を剥離する状態の刃２２および駆動部２１の一部を示す斜視図である。
【００４５】
駆動部２１は、モータ２３と、モータ２３の回転を伝達する伝達軸２４と、伝達軸２４
の回転を伝えるギヤ２５と、伝達ベルト２６と、ギヤ２７と、ギヤ２７の回転に従って刃２２を回転させる回転板２８と、を備える。回転板２８は、伝達軸２４、ギヤ２５、伝達ベルト２６およびギヤ２７を介してモータ２３の回転が伝達されて回転する。
【００４６】
また、３枚の刃２２は、回転板２８の中心に同心円上に配置される。そして、この３枚の刃２２の中央に絶縁被膜被覆電線３を通過させる。このような状態で、刃２２が回転板２８の回転により絶縁被膜被覆電線３の周囲を回転する。これにより、絶縁被膜３１が剥離される。なお、絶縁被膜被覆電線３は、電線深度調整器５によって、フラックス貯留槽１中の深度が調整される。この電線深度調整器５の調整により、絶縁被膜被覆電線３において、剥離したい部分のみの絶縁被膜３１を剥離することができる。また、この電線深度調整器５により、剥離器２の位置を変更することなく、簡易に絶縁被膜被覆電線３の位置を調整することができる。
【００４７】
図５は、支持部材４を構成する支持部４１を示す斜視図である。
【００４８】
支持部材４は、２つの支持部４１を有する。この２つの支持部４１は、フラックス貯留槽１の中で、平面視で同一位置となるように一定位置に固定される。そして、支持部４１には、絶縁被膜被覆電線３を通過自在に通す通過孔４２が形成される。絶縁被膜被覆電線３は、この通過孔４２を通過することにより、フラックス貯留槽１内で固定される。このため、絶縁被膜３１の剥離作業中においても、絶縁被膜被覆電線３を固定することができ、絶縁被膜３１の剥離を精度良く行うことができる。なお、通過孔４２の径を絶縁被膜被覆電線３の径（この実施形態においては０．６２ｍｍ）よりも０．０１ｍｍ程度大きくすると、絶縁被膜被覆電線３の通過の邪魔にならず、また、絶縁被膜被覆電線３の絶縁被膜３１の剥離作業中の絶縁被膜被覆電線３のブレを防止することができる。その結果、絶縁被膜３１の剥離をより精度良く行うことができるため、さらに好ましい。このような支持部４１を備えることにより、剥離器２を構成する刃２２の回転速度が上昇しても、芯線３２まで切削されて細り断線してしまう、という問題を回避することができる。
【００４９】
次に、絶縁被膜被覆電線３の絶縁被膜３１の剥離からはんだ付けまでの工程について説明する。
【００５０】
図６は、絶縁被膜被覆電線３の絶縁被膜３１の剥離からはんだ付けまでの工程を示すフロー図である。また、図７は絶縁被膜３１が剥離されていない状態の絶縁被膜被覆電線３を示す側面図、図８は絶縁被膜３１が剥離された後フラックス１１が塗布された状態の絶縁被膜被覆電線３を示す側面図、図９はフラックス１１が塗布された部分に他部品６が接続された状態の絶縁被膜被覆電線３を示す側面図、図１０は他部品６とともにフラックス１１が塗布される状態の絶縁被膜被覆電線３を示す側面図、図１１は他部品６とともにフラックス１１が塗布された状態の絶縁被膜被覆電線３を示す側面図、図１２はフラックス１１が塗布された他部品６とともにはんだ１２が塗布される状態を示す絶縁被膜被覆電線３を示す側面図である。
【００５１】
絶縁被膜被覆電線３と他部品６とをはんだ付けにより接合する場合には、まず、この発明に係る絶縁被膜剥離装置のフラックス貯留槽１に絶縁被膜被覆電線３を浸漬する（ステップＳ１）。このとき、絶縁被膜被覆電線３は、その先端が２つの固定部４１の通過孔４２を通過するように、電線深度調整器５により深度を調整される。
【００５２】
次に、剥離器２の刃２２を回転させることにより、フラックス貯留槽１に浸漬された絶縁被膜被覆電線３の絶縁被膜３１を剥離する（ステップＳ２）。このとき、絶縁被膜被覆電線３は、その先端を刃２２の方向へ徐々に上昇させるように、電線深度調整器５により深度を調整される。これにより、剥離したい部分のみの絶縁被膜３１を剥離することがで
きる。なお、深度の調整は、絶縁被膜被覆電線３の先端を刃２２の位置からフラックス貯留槽１の深部へ徐々に下降させるようにしてもよい。これによっても絶縁被膜３１を剥離することができる。
【００５３】
その後、このようにフラックス貯留槽１でフラックスが塗布された絶縁被膜被覆電線３を、図８に示すように、フラックス貯留槽１から取り出して、乾燥する（ステップＳ３）。このとき、フラックス１１として、高温で活性するものを使用する場合には、活性温度まで加熱してもよい。ただし、絶縁被膜３１の剥離と同時にフラックス１１を塗布しているため、芯線３２の表面に酸化被膜が形成されていない。このため、フラックス１１を敢えて活性させる必要はない。
【００５４】
そして、図９に示すように、フラックス１１が塗布されて乾燥された絶縁被膜被覆電線３に対し、他部品６を接続する（ステップＳ４）。このように他部品６を接続された絶縁被膜被覆電線３を、図１０に示すように、再びフラックス１１が貯留された槽に浸漬して、フラックス１１を塗布する（ステップＳ５）。
【００５５】
そして、図１１に示すように、フラックスが貯留された槽から取り出して、乾燥する（ステップＳ６）。このとき、ステップＳ３と同様に、フラックス１１として、高温で活性するものを使用する場合には、他部品６の酸化被膜を除去するために活性温度まで加熱してもよい。
【００５６】
このように他部品６とともにフラックス１１を塗布し、はんだ１２が貯留された槽に浸漬して、はんだ１２を塗布する（ステップＳ７）。
【００５７】
図１３は、本実施形態と従来技術との接合において、塗布時のはんだ温度による接合の良否を示す比較図である。
【００５８】
ここで、従来技術の接合とは、図１５乃至図１９で示すような工程による接合である。また、○は接合部の表面の５０％以上がはんだで覆われる状態を、×は接合部の表面の５０％未満がはんだで覆われる状態を示してる。なお、図１３において、本実施形態および従来技術の接合に使用される絶縁被膜被覆電線３はＰＥＷＮ電線であり、はんだは錫９６．４％・銀３．５％・ニッケル０．１％で構成され、フラックスは固形成分含有量１５％・粘度４ｍＰａ・ハロゲン含有量０．０８±０．０２％で構成される。
【００５９】
そうすると、従来技術の接合では、はんだ１２の温度を４００℃に上昇させても、接合が良好ではない。一方で、本実施形態の接合では、はんだ１２の温度を３８０℃以上にすれば、良好な接合が得られる。これは、本実施形態による接合では、接合部の芯線３２の表面に酸化被膜が形成されておらず、酸化被膜を熱により除去する必要がなくなったためであると考えられる。
【００６０】
また、図１４は、本実施形態と従来技術との接合において、はんだ１２の種類による剥離時間を示す比較図である。
【００６１】
ここで、この比較図を作成する際には、５ｍｍ×３０ｍｍのアルミニウム板２枚を準備し、これらにフラックス１１を塗布した後、３０ｍｇのはんだ１２で互いに接合させている。そして、この接合部分を４０℃の食塩水に浸漬して、２枚のアルミニウム板が剥離するまでの時間を計測している。
【００６２】
図１４の従来技術の剥離時間の欄に示すように、従来使用されていたＳｎＰｂ系のはんだ（所謂、鉛はんだ）は芯線上に酸化被膜が形成されていても、濡れ性に問題が生じてい
なかったため、従来技術の接合によっても、３５００（ｈ）の剥離時間であった。つまり、鉛とアルミニウムとは接合性が良いため、アルミニウムとの接触が小面積であっても、良好に接合していた。しかし、近年の鉛の人体影響問題により、鉛不使用のＳｎＡｇ系やＳｎＺｎ系の非鉛はんだが使用されるようになり、芯線上に酸化被膜が形成される場合には、濡れ性が悪くなるという問題が生じていた。
【００６３】
そこで、本実施形態の接合と従来技術の接合との剥離時間を比較すると、ＳｎＡｇ系のはんだを使用した場合には、従来技術の接合では１２０８（ｈ）であるのに対し、本実施形態の接合では３０９６（ｈ）と飛躍的に伸びている。また、ＳｎＺｎ系のはんだを使用した場合であっても、従来技術の接合では１０４（ｈ）であったのに対し、本実施形態の接合では３３６（ｈ）と飛躍的に伸びている。
【００６４】
以上から、本発明によれば、芯線上に酸化被膜が形成されている場合には濡れ性の悪い非鉛はんだを使用する場合であっても、剥離時間を長期化することができる。
【００６５】
なお、本実施形態で使用した固形分含有量１５％、粘度４ｍＰａ、ハロゲン含有量０．０８±０．０２％により構成されるフラックス１１は、１２０℃乃至１６０℃で活性する。したがって、このフラックス１１を塗布した後に、１２０℃乃至１６０℃に加熱することが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明に係る絶縁被膜剥離装置は、高い還元力を有するフラックスを使用することがなく、接合後の電線の腐食を防止することができ、絶縁被膜被覆電線を他部品とはんだ付けにより接合する技術として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の実施形態に係る絶縁被膜剥離装置の全体概略図
【図２】絶縁被膜被覆電線３の断面を示す断面図
【図３】絶縁被膜被覆電線３の断面を示す断面図
【図４】絶縁被膜被覆電線３の絶縁被膜３１を剥離する状態の刃２２および駆動部２１の一部を示す斜視図
【図５】固定部材４を構成する固定部４１を示す斜視図
【図６】絶縁被膜被覆電線３の絶縁被膜３１の剥離からはんだ付けまでの工程を示すフロー図
【図７】絶縁被膜３１が剥離されていない状態の絶縁被膜被覆電線３を示す側面図
【図８】絶縁被膜３１が剥離された後フラックス１１が塗布された状態の絶縁被膜被覆電線３を示す側面図
【図９】フラックス１１が塗布された部分に他部品６が接続された状態の絶縁被膜被覆電線３を示す側面図
【図１０】他部品６とともにフラックス１１が塗布される状態の絶縁被膜被覆電線３を示す側面図
【図１１】他部品６とともにフラックス１１が塗布された状態の絶縁被膜被覆電線３を示す側面図
【図１２】フラックス１１が塗布された他部品６とともにはんだ１２が塗布される状態を示す絶縁被膜被覆電線３を示す側面図
【図１３】本実施形態と従来技術との接合において、塗布時のはんだ温度による接合の良否を示す比較図
【図１４】本実施形態と従来技術との接合において、はんだ１２の種類による剥離時間を示す比較図
【図１５】従来の電線のはんだ付けの工程を示すフロー図
【図１６】従来のはんだ付けフローにおける絶縁被膜３１を剥離した絶縁被膜被覆電線３に他部品６を接続した状態を示す図
【図１７】従来のはんだ付けフローにおける絶縁被膜被覆電線３および他部品６をフラックス１１が貯留される槽に浸漬した状態を示す図
【図１８】従来のはんだ付けフローにおける絶縁被膜被覆電線３および他部品６に付着したフラックス１１を乾燥または加熱する状態を示す図
【図１９】従来のはんだ付けフローにおけるフラックス１１を付着させた電線および他部品６をはんだ１２が貯留される槽に浸漬した状態を示す図
【符号の説明】
【００６８】
１ フラックス貯留槽
２ 剥離器
３ 絶縁被膜被覆電線
４ 固定部材
５ 電線深度調整器
６ 他部品
１１ フラックス
１２ はんだ
２１ 駆動部
２２ 刃
２３ モータ
２４ 伝達軸
２５ ギヤ
２６ 伝達ベルト
２７ ギヤ
２８ 回転板
３１ 絶縁被膜
３２ 芯線
４１ 固定部
４２ 通過孔
６０ フラックス循環装置
６１ ポンプ
６２ フィルタ
６３ 配管
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁被膜被覆電線に対して、はんだ付けを行う前処理として絶縁被膜を剥離する際に用いられる絶縁被膜剥離装置であって、
内部にフラックスを貯留するフラックス貯留槽と、
前記フラックス貯留槽に浸漬される、少なくとも１層の絶縁被膜で芯線が覆われた絶縁被膜被覆電線の先端部の絶縁被膜を、前記芯線が剥き出しになるように剥離する剥離器と、
を備えることを特徴とする絶縁被膜被覆電線の絶縁被膜剥離装置。
【請求項２】
前記剥離器は、前記フラックス貯留槽に浸漬される電線の少なくとも２点を前記絶縁被膜被覆電線を通過自在に支持する支持部材を備えることを特徴とする請求項１に記載の絶縁被膜被覆電線の絶縁被膜剥離装置。
【請求項３】
前記剥離器は、前記フラックス貯留槽に浸漬される絶縁被膜被覆電線の軸心を中心として回転する刃を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の絶縁被膜被覆電線の絶縁被膜剥離装置。
【請求項４】
前記剥離器は、前記刃を回転させる駆動部を備えることを特徴とする請求項３に記載の絶縁被膜被覆電線の絶縁被膜剥離装置。
【請求項５】
前記フラックス貯留槽に接続され、前記絶縁被膜被覆電線から剥離された絶縁被膜の残骸およびフラックスの劣化物を除去するフラックス循環部を、さらに備えることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の絶縁被膜被覆電線の絶縁被膜剥離装置。
【請求項６】
前記絶縁被膜被覆電線の絶縁被膜を剥離する位置を変更する電線深度調整器を、さらに備えることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の絶縁被膜被覆電線の絶縁被膜剥離装置。
【請求項７】
前記絶縁被膜被覆電線の芯線は、アルミニウムを材料とすることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の絶縁被膜被覆電線の絶縁被膜剥離装置。
【請求項８】
前記はんだは、非鉛はんだであることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の絶縁被膜被覆電線の絶縁被膜剥離装置。
【請求項９】
少なくとも１層の絶縁被膜で芯線が覆われた絶縁被膜被覆電線の先端部を、フラックスを貯留するフラックス貯留槽内に浸漬する第１のフラックス浸漬工程と、
前記フラックス貯留槽内に浸漬された絶縁被膜被覆電線の先端部の絶縁被膜を、前記芯線が剥き出しになるように剥離する剥離工程と、
前記剥離工程で先端部の絶縁被膜が剥離された絶縁被膜被覆電線を前記フラックス貯留槽から取り出して、前記芯線上に付着したフラックスを乾燥させる取出し乾燥工程と、
前記絶縁被膜被覆電線の絶縁被膜が剥離された部分のうちフラックスが付着した部分と他部品と接続させる接続工程と、
前記絶縁被膜被覆電線の他部品との接続部分をはんだ付けするはんだ付け工程と、
を備えることを特徴とする絶縁被膜被覆電線のはんだ付け方法。
【請求項１０】
前記接続工程の後、前記絶縁被膜被覆電線の他部品との接続部分を、前記フラックス貯留槽内に浸漬する第２のフラックス浸漬工程を、さらに備えることを特徴とする請求項９に記載の絶縁被膜被覆電線のはんだ付け方法。
【請求項１１】
前記絶縁被膜被覆電線の芯線は、アルミニウムを材料とすることを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の絶縁被膜被覆電線のはんだ付け方法。
【請求項１２】
前記はんだは、非鉛はんだであることを特徴とする請求項９乃至請求項１１のいずれかに記載の絶縁被膜被覆電線のはんだ付け方法。
【請求項１】
絶縁被膜被覆電線に対して、はんだ付けを行う前処理として絶縁被膜を剥離する際に用いられる絶縁被膜剥離装置であって、
内部にフラックスを貯留するフラックス貯留槽と、
前記フラックス貯留槽に浸漬される、少なくとも１層の絶縁被膜で芯線が覆われた絶縁被膜被覆電線の先端部の絶縁被膜を、前記芯線が剥き出しになるように剥離する剥離器と、
を備えることを特徴とする絶縁被膜被覆電線の絶縁被膜剥離装置。
【請求項２】
前記剥離器は、前記フラックス貯留槽に浸漬される電線の少なくとも２点を前記絶縁被膜被覆電線を通過自在に支持する支持部材を備えることを特徴とする請求項１に記載の絶縁被膜被覆電線の絶縁被膜剥離装置。
【請求項３】
前記剥離器は、前記フラックス貯留槽に浸漬される絶縁被膜被覆電線の軸心を中心として回転する刃を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の絶縁被膜被覆電線の絶縁被膜剥離装置。
【請求項４】
前記剥離器は、前記刃を回転させる駆動部を備えることを特徴とする請求項３に記載の絶縁被膜被覆電線の絶縁被膜剥離装置。
【請求項５】
前記フラックス貯留槽に接続され、前記絶縁被膜被覆電線から剥離された絶縁被膜の残骸およびフラックスの劣化物を除去するフラックス循環部を、さらに備えることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の絶縁被膜被覆電線の絶縁被膜剥離装置。
【請求項６】
前記絶縁被膜被覆電線の絶縁被膜を剥離する位置を変更する電線深度調整器を、さらに備えることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の絶縁被膜被覆電線の絶縁被膜剥離装置。
【請求項７】
前記絶縁被膜被覆電線の芯線は、アルミニウムを材料とすることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の絶縁被膜被覆電線の絶縁被膜剥離装置。
【請求項８】
前記はんだは、非鉛はんだであることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の絶縁被膜被覆電線の絶縁被膜剥離装置。
【請求項９】
少なくとも１層の絶縁被膜で芯線が覆われた絶縁被膜被覆電線の先端部を、フラックスを貯留するフラックス貯留槽内に浸漬する第１のフラックス浸漬工程と、
前記フラックス貯留槽内に浸漬された絶縁被膜被覆電線の先端部の絶縁被膜を、前記芯線が剥き出しになるように剥離する剥離工程と、
前記剥離工程で先端部の絶縁被膜が剥離された絶縁被膜被覆電線を前記フラックス貯留槽から取り出して、前記芯線上に付着したフラックスを乾燥させる取出し乾燥工程と、
前記絶縁被膜被覆電線の絶縁被膜が剥離された部分のうちフラックスが付着した部分と他部品と接続させる接続工程と、
前記絶縁被膜被覆電線の他部品との接続部分をはんだ付けするはんだ付け工程と、
を備えることを特徴とする絶縁被膜被覆電線のはんだ付け方法。
【請求項１０】
前記接続工程の後、前記絶縁被膜被覆電線の他部品との接続部分を、前記フラックス貯留槽内に浸漬する第２のフラックス浸漬工程を、さらに備えることを特徴とする請求項９に記載の絶縁被膜被覆電線のはんだ付け方法。
【請求項１１】
前記絶縁被膜被覆電線の芯線は、アルミニウムを材料とすることを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の絶縁被膜被覆電線のはんだ付け方法。
【請求項１２】
前記はんだは、非鉛はんだであることを特徴とする請求項９乃至請求項１１のいずれかに記載の絶縁被膜被覆電線のはんだ付け方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２００９−１４８０５３（Ｐ２００９−１４８０５３Ａ）
【公開日】平成２１年７月２日（２００９．７．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３２１８４５（Ｐ２００７−３２１８４５）
【出願日】平成１９年１２月１３日（２００７．１２．１３）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月２日（２００９．７．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月１３日（２００７．１２．１３）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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