被覆剥離装置及び被覆剥離方法
【課題】 被覆剥離のためのレーザ照射の無駄を省くと共に、剥離部位以外の領域の損傷を防止することができる絶縁導線の被覆剥離装置及び被覆剥離方法を提供する。
【解決手段】 コイル部品１０に巻回された絶縁導線の絶縁被覆を芯線から剥離するレーザ剥離機１であって、コイル部品１０を所定の位置に保持する保持台７と、短パルスレーザを発信するレーザ発振器２と、レーザ発振器２より発信される短パルスレーザの光路上に位置し、短パルスレーザの光束径を縮小するエキスパンダ３と、エキスパンダ３を通過した短パルスレーザの光路上に位置し、短パルスレーザを収束して保持台７に保持されたコイル部品１０に照射する転写レンズ５と、エキスパンダ３と転写レンズ５との間に位置し、コイル部品１０への短パルスレーザの照射領域を規定するマスク４と、を備えたレーザ剥離機１を提供する。
【解決手段】 コイル部品１０に巻回された絶縁導線の絶縁被覆を芯線から剥離するレーザ剥離機１であって、コイル部品１０を所定の位置に保持する保持台７と、短パルスレーザを発信するレーザ発振器２と、レーザ発振器２より発信される短パルスレーザの光路上に位置し、短パルスレーザの光束径を縮小するエキスパンダ３と、エキスパンダ３を通過した短パルスレーザの光路上に位置し、短パルスレーザを収束して保持台７に保持されたコイル部品１０に照射する転写レンズ５と、エキスパンダ３と転写レンズ５との間に位置し、コイル部品１０への短パルスレーザの照射領域を規定するマスク４と、を備えたレーザ剥離機１を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は絶縁導線の被覆剥離装置及び被覆剥離方法に関し、特にレーザ光を用いた絶縁導線の被覆剥離装置及び被覆剥離方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から電子機器には導線として絶縁導線が用いられている。この絶縁導線は、一例として、芯線として銅線を使用すると共に芯線を覆う絶縁被覆としてポリウレタン被覆を使用している。ポリウレタン被覆は高耐熱性を備えないため、ポリウレタン被覆を使用した導線を電子機器の電極に継線する場合には、予め被覆を剥離させることなく、継線時の熱により継線と同時に被覆を剥離していた。
【０００３】
また、絶縁導線が使用された電子機器の種類によっては、導線に高耐久性、具体的には高耐熱性が要求されることがあり、この場合に絶縁被覆としてポリアミドイミドが使用される場合がある。ポリアミドイミドは、融点がポリウレタンに比較して高いため、継線時の熱によりポリアミドイミド被覆を剥離させることは容易ではない。よって、継線前に被覆を剥離する必要があり、回転刃等により機械的に剥離する方法や、特許文献１に示すように、レーザにより被覆を溶融させて剥離する方法が提案されていた。
【特許文献１】特開２０００−２９９２４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の被覆剥離方法では、機械的に剥離させる場合には芯線に傷が入り、傷が入った箇所が強度的な弱点となる場合があった。またレーザによる被覆剥離では芯線に傷は付かないが、熱に強い被覆を剥離するためにはレーザの強度を強くする必要があった。例えば小型のコイル部位品においては、被覆導線の絶縁被覆を剥離したい部位の近くにコアや巻回部分が存在するため、レーザの強度増加に伴ってこれらコアや巻回部分にもレーザが照射され、熱の影響が及ぶことになり、好ましいことではなかった。
【０００５】
被覆導線に照射されるレーザの領域を規定するために、被覆導線の近傍にマスクが配置されるが、レーザの強度増加に伴い、マスクの耐久性が劣ることとなっていた。またレーザの強度の増加に伴い、被覆剥離に供しない照射部分も増加することからレーザ装置のコスト増を招いていた。
【０００６】
そこで本発明は、被覆剥離のためのレーザ照射の無駄を省くと共に、剥離部位以外の領域の損傷を防止することができる絶縁導線の被覆剥離装置及び被覆剥離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】
【０００７】
上記課題を解決するために本発明は、芯線と芯線を覆う絶縁被覆とを備えた絶縁導線の絶縁被覆を芯線から剥離する絶縁被覆剥離装置であって、絶縁導線を所定の位置に保持する保持台と、短パルスレーザを発信する発振器と、発振器より発信される短パルスレーザの光路上に位置し短パルスレーザの光束径を縮小するビームエキスパンダと、ビームエキスパンダを通過した短パルスレーザの光路上に位置し短パルスレーザを収束して保持台に保持された絶縁導線に照射する転写レンズと、ビームエキスパンダと転写レンズとの間に位置し、絶縁導線への短パルスレーザの照射領域を規定するマスクと、を備えた絶縁被覆剥離装置を提供する。
【０００８】
このような構成によると、低出力の発振器においても、ビームエキスパンダを介してレーザ光の光束径を縮小し高強度のレーザ光を形成することができると共に保持台上に担持された絶縁導線の所定の位置にのみレーザ光を照射することができる。よってレーザ光の無駄が無く、所定の位置以外の領域への損傷が防がれる。またマスクに照射されるレーザ光は収束される前のレーザ光であるため、収束されて強度が高められたレーザ光がマスクに照射されることが無くなる。よってマスクの損傷が防がれ、マスクの寿命を長くすることができる。
【０００９】
上記構成の絶縁被覆剥離装置において、マスクはガラスから構成されると共に、短パルスレーザを照射領域に沿った形状に透過させる透過領域と透過領域の周縁に位置する透過領域周縁部とを備え、透過領域周縁部では照射された短パルスレーザを散乱することが好ましい。
【００１０】
このような構成によると、通常の金属マスクを使用した場合よりマスクの寿命を長くすることができる。よって交換やメンテナンス等の間隔を長くすることができ、作業性を向上させることができる。
【００１１】
また転写レンズは短パルスレーザの光路方向に移動可能であると共に、保持台は光路方向と直交する方向に移動可能であることが好ましい。
【００１２】
このような構成によると、照射位置調整のための駆動装置を、水平方向に係る装置、垂直方向に係る装置の２系統の装置から構成することができる。水平方向と垂直方向とに分けることにより、個々の装置の誤差を小さくすることができるため、駆動装置全体として精度を高めることができる。
【００１３】
またマスクと転写レンズとの間には、短パルスレーザを反射すると共に可視光を透過させるダイクロイックミラーが配置されてマスクを透過した短パルスレーザを転写レンズの方向に反射し、ダイクロイックミラーに関して転写レンズの反対側には、ダイクロイックミラーを介して保持台上に保持された絶縁導線を観察可能な観察装置が配置されていることが好ましい。
【００１４】
このような構成によると、例えばカメラを通して視覚により照射位置を観察することができる。従って照射位置の位置調整を容易に行うことが可能となり、かつ加工精度も向上させることができる。
【００１５】
また上記課題を解決するために本発明は、芯線と芯線を覆う絶縁被覆とを備えた絶縁導線の絶縁被覆を芯線から剥離する被覆剥離方法であって、発振器より発信される短パルスレーザの光束径を縮小する光束径縮小工程と、光束径縮小工程を経た短パルスレーザの光束断面形状を絶縁導線に照射される領域に対応した形状に加工する光束断面形状加工工程と、光束断面形状加工工程を経た短パルスレーザを被覆導線表面に収束して照射する光線収束工程と、を備え、絶縁導線に短パルスレーザを照射し、芯線と絶縁被覆との界面に気泡を発生させ、気泡を膨張させて被覆を破裂し飛散させる被覆剥離工程を備えた絶縁導線の被覆剥離方法を提供する。
【００１６】
このような方法によると、低出力の発振器を用いた場合であっても、光束径縮小工程を介してレーザ光の光束径を縮小し高強度のレーザ光を形成することができると共にパレット上に担持された絶縁導線の所定の位置にのみレーザ光を照射することができる。よってレーザ光の無駄が無く、所定の位置以外の領域への損傷が防がれる。またマスクに照射されるレーザ光は収束される前のレーザ光であるため、収束されて強度が高められたレーザ光がマスクに照射されることが無くなる。よってマスクの損傷が防がれ、マスクの寿命を長くすることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の被覆剥離装置及び被覆剥離方法によれば、レーザ照射の無駄を省くと共に、剥離部位以外の領域の損傷を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の実施の形態による絶縁導線の被覆剥離装置及び被覆剥離方法について図１から図１１を参照しながら説明する。図１に示される被覆剥離装置であるレーザ剥離機１は、レーザ発振器２と、エキスパンダ３と、マスク４と、転写レンズ５と、ダイクロイックミラー６と、保持台７と、観察装置８とから主に構成されている。
【００１９】
レーザ発振器２は、パルスレーザを照射するＹＡＧレーザ照射装置であり、照射されるパルスレーザの波長が１０６４ｎｍ、パルス幅が１００ｎｓｅｃ以下であって好ましくは４０ｎｓｅｃ以下、周波数が２０Ｈｚ、照射エネルギー量が２３０ｍＪ／ｃｍ２±１０％程度となる装置である。
【００２０】
エキスパンダ３は、レーザ発振器２から照射されるレーザ光の光路上に配置されており、内部に凸レンズと凹レンズとを備えて一方からレーザ光が入力されて他方から出力する際に、レーザ光の光束径を縮小して出力する装置である。
【００２１】
マスク４はガラスを基材として構成されており、エキスパンダ３を通過したレーザ光の光路上に配置されている。またマスク４は透明な箇所であってレーザ光が透過可能な透過領域４Ａと、透過領域４Ａ周縁部分である透過領域周縁部４Ｂとを備えている。透過領域周縁部４Ｂは、ブラスト加工等により磨りガラスとなっているため、透過領域周縁部４Ｂに照射されたレーザ光は散乱して、透過領域４Ａに照射されたレーザ光のみマスクを透過可能となっている。また透過領域４Ａは、後述の照射領域Ｄ（図６）と対応するよう、光路方向と直交する断面が略長方形に構成されている。
【００２２】
マスク４を通過したレーザ光の光路上には、ダイクロイックミラー６が配置されレーザ光を約９０度の角度で反射して、転写レンズ５に導光している。またダイクロイックミラー６は、特定の波長（本実施の形態のダイクロイックミラー６については、１０６４ｎｍ付近の波長）のみを反射する特徴を備えているため、通常の可視光は透過可能である。
【００２３】
ダイクロイックミラー６で反射されたレーザ光は転写レンズ５を通過する。転写レンズ５は凸レンズから構成されており、入射されたレーザ光を保持台７上方位置で収束可能としている。また転写レンズ５はその光路方向（以下Ｚ軸方向）に移動可能となっており、故に焦点位置もＺ軸方向に移動可能となっている。
【００２４】
保持台７は、レーザ光が照射されるコイル部品１０を保持するパレット７１と、パレット７１を図示せぬ吸着機構により担持すると共に、Ｚ軸方向と直交するＸ軸方向及びＹ軸方向に移動可能なＸ−Ｙテーブル７２とから主に構成されている。またパレット７１の上方位置には、エアを噴射するエアブロー７３が設けられ、Ｘ−Ｙテーブル７２の下方には集塵機７４が配置されている。
【００２５】
パレット７１に保持されているコイル部品１０は、差動信号インターフェースに用いられるコモンモードフィルタであり、その寸法は、長手方向で４ｍｍ程度であり、図３に示されるように、ドラムタイプのコア１１と、二本の被覆導線１２と、電極である金属端子１３、１３とより構成されている。コア１１は、フェライト等の磁性粉体から圧縮、焼結等の過程を経て成形されている。
【００２６】
コア１１は長手方向に直交する断面が略長方形の巻芯部１１Ａと、巻芯部１１Ａの長手方向両端に設けられ、略同一形状の一対の鍔部１１Ｂ、１１Ｂより構成される。鍔部１１Ｂ、１１Ｂについては略同一形状であるため、特に明記しない限り片側のみで説明する。
【００２７】
鍔部１１Ｂは、巻芯部１１Ａと連結する部分である主胴部１１Ｃと、主胴部１１Ｃよりそれぞれ反対方向に延出されている一対の副胴部１１Ｄ、１１Ｄとから構成されている。
【００２８】
副胴部１１Ｄ、１１Ｄには、それぞれ金属端子１３、１３が装着されている。この一対の副胴部１１Ｄ、１１Ｄ及び金属端子１３、１３は、主胴部１１Ｃを挟んで対称に構成されているため、以下一方の副胴部１１Ｄ及び金属端子１３のみについて説明する。
【００２９】
金属端子１３、１３は、基部１３Ｂ（図４）の両端より延出される一対の脚部１３Ａ及び脚部１３Ｃより略コの字形状に形成されている。この金属端子１３は、脚部１３Ａ及び脚部１３Ｃで、副胴部１１Ｄを狭持して、副胴部１１Ｄに装着される。
【００３０】
脚部１３Ａの延出方向側辺からは、切片１３Ｄが延出されている。切片１３Ｄの脚部１３Ａ自由端側には固定部１３Ｆが設けられ、脚部１３Ａ固定基端側には溶融部１３Ｅが設けられている。また脚部１３Ｃはコイル部品１０を図示せぬ基板に実装する際に、基板上の電極と電気的に接合される実装箇所となる。
【００３１】
巻芯部１１Ａに巻回される二本の被覆導線１２は、図４に示されるように、それぞれ銅線である芯線１２Ａとポリアミドイミドからなる絶縁被覆１２Ｂとから構成される。被覆導線１２は、外径が約９０μｍ、芯線径が約７０μｍである。この被覆導線１２の両端部には継線箇所１２Ｃが規定されており、この継線箇所１２Ｃが後述の剥離箇所となる。
【００３２】
ダイクロイックミラー６に関して転写レンズ５の反対側には、観察装置８が配置されている。観察装置８は、ミラー８１と、補正レンズ８２と、ＣＣＤカメラレンズ８３と、リアコンバータレンズ８４と、ＣＣＤカメラ８５と、画像処理装置８６と、モニタ８７と、照明８８とから構成されている。ミラー８１は、転写レンズ５からダイクロイックミラー６へと向かう直線上（Ｚ軸上）に位置し、その鏡面がＺ軸と約４５度を成すように配置されている。ＣＣＤカメラ８５は、ＣＣＤカメラ８５からミラー８１へと向かう直線がＺ軸と直交し、ＣＣＤカメラ８５からミラー８１へと向かう直線とミラー８１の鏡面とが約４５度を成すように配置されている。ダイクロイックミラー６では可視光を透過するため、レーザ光が照射されているコイル部品１０の、転写レンズ５及びダイクロイックミラー６を介してミラー８１に写っている状態をＣＣＤカメラ８５で撮影することができる。補正レンズ８２は、ＣＣＤカメラ８５とミラー８１との間に配置されて、収差を補正している。ＣＣＤカメラレンズ８３は、ＣＣＤカメラに像を結ぶためのレンズであり、リアコンバータレンズ８４は倍率変更に係るレンズである。画像処理装置８６は、ＣＣＤカメラ８５で撮影した画像を処理してモニタ８７に表示する装置であり、照明８８は可視光線をコイル部品１０に照射して視認しやすくしている。
【００３３】
またレーザ剥離機１は、図２に示されるように、演算装置であるＣＰＵ９１と、ＣＰＵ９１で行う処理を記憶しているメモリ９２とを備えている。ＣＰＵ９１により、レーザ発振器２から照射されるレーザ光を制御すると共に、Ｘ−Ｙステージ７２の移動量を制御する搬送系制御部９３、エアブロー７３及び集塵機７４の動作を制御するエアブロー集塵制御部９４、転写レンズ５のｚ軸方向の移動を制御する駆動系制御部９５、及び照明８８を制御する照明制御部９６を備えて各制御を行っている。
【００３４】
上記構成のレーザ剥離機１について、図５に示されるフロー図に基づいて、被覆導線１２の絶縁被覆１２Ｂを剥離する被覆剥離工程について説明する。先ずＳ０１のステップで、図６に示されるように、被覆導線１２が固定部１３Ｆにより脚部１３Ａ上に保持された状態でコイル部品１０をパレット７１に固定し、この固定したパレット７１をＸ−Ｙステージ７２上に載置する。そしてＳ０２のステップに進み、レーザ剥離機１を起動させるべく図示せぬスタートスイッチをＯＮにする。図示せぬスタートスイッチをＯＮにしたことにより、パレット７１がＸ−Ｙステージ７２上に吸着されて固定される（Ｓ０３）。この状態でのＸ−Ｙステージ７２の位置を供給位置と規定する。その後にＳ０４へと進み、搬送系制御部９３によりＸ−Ｙステージ７２を移動させて照射位置に照射領域Ｄ（図６）であるコイル部品１０の副胴部１１Ｄ部分を配置する。Ｘ−Ｙステージ７２の移動が完了したのをモニタ８７で確認した後に（Ｓ０５）、Ｓ０６へ進んで、レーザ発振器２からレーザ光を照射する。
【００３５】
レーザ発振器２から照射されたレーザ光はエキスパンダ３に入射し、そのレーザ光の光束が縮小されて（光束径縮小工程）、その縮小されたレーザ光がマスク４の透過領域４Ａ付近に照射される。この時にエキスパンダ３におけるレーザ光の縮小率は、縮小されたレーザ光の断面内に少なくとも透過領域４Ａが入る程度の面積となるような縮小率とすることが好ましい。このような縮小率とすることにより、透過領域４Ａを透過するレーザ光の単位面積当たりのエネルギー量を高めることができる。
【００３６】
マスク４に照射されたレーザ光は、照射領域Ｄ（図６）に対応した光路方向と直交する断面が略長方形となる部分のみマスク４を透過する（光束断面形状加工工程）。この時に透過領域４Ａ以外の照射位置となる透過領域周縁部４Ｂでは、レーザ光を散乱してレーザ光がマスク４を透過することを防止している。レーザ光はエキスパンダ３によりその光束が縮小されているため、単位面積当たりのエネルギーは、レーザ発振器２から照射された時より大きくなっている。しかし、マスク４に照射されるレーザ光のエネルギーは、パレット７１上の照射位置近傍における収束されたレーザ光のエネルギーより遙かに小さいため、透過領域周縁部４Ｂがレーザ光により劣化することが抑制され、マスク４の長寿命化を図ることができる。
【００３７】
マスク４を透過したレーザ光は、ダイクロイックミラー６により直角に反射されて転写レンズ５へと照射される。転写レンズ５では、レーザ光の単位面積当たりのエネルギー量を増加させるためにレーザ光を収束させて照射領域へ照射する（光線収束工程）。この場合に、照射領域の大きさは、マスク４での光束径をφｂ、照射領域の光束径をφｄ、マスク４から転写レンズ５までの距離：ｆ０、転写レンズ５から照射領域までの距離：ｆ１とした場合に、φｄ＝ｆ０／ｆ１×φｄの式で算出される。従って、駆動系制御部９５により転写レンズ５をＺ軸方向に移動し、好適な照射領域となるように予め調整しておく。尚、Ｘ−Ｙテーブル７２自体をＺ軸方向に動かすことも想定されるが、Ｘ−Ｙテーブル７２は、既にＸ軸方向、Ｙ軸方向に移動可能な機構を備えているため、更にＺ軸方向に動かす機能を備えるとその構成が複雑になり、移動に係る精度の維持が難しくなる。故に転写レンズ５をＺ軸方向に移動させる構成を採ることにより、複雑な構成を採る必要が無くなり、Ｘ・Ｙ・Ｚ軸方向の制御を高精度に行うことが可能となっている。
【００３８】
転写レンズ５を透過して収束されたレーザ光が照射領域へ照射される。この場合にレーザ光は絶縁被覆１２Ｂを透過して芯線１２Ａの表面に照射されるため、芯線１２Ａの表面がレーザ光のエネルギーを吸収し、絶縁被覆１２Ｂと芯線１２Ａとの間の界面１２ａが急激に温度上昇する。この温度上昇（常温から１０００℃以上への温度変化）が極短時間で起こるため、界面１２ａの絶縁被覆１２Ｂを構成するポリアミドイミドが化学変化し、溶融することなくガス化する。よって図７（ｂ）に示すように、界面１２ａに無数の気泡１２ｂが発生する。
【００３９】
レーザ光が照射された箇所の温度上昇により、図７（ｃ）に示すように気泡１２ｂが界面１２ａに沿って急激に体積膨張し、連続的に芯線１２Ａ表面から絶縁被覆１２Ｂを剥離していく。
【００４０】
気泡１２ｂの体積膨張が進むと、絶縁被覆１２Ｂが体積膨張に係る応力に耐えられなくなり、図７（ｄ）に示すように、絶縁被覆１２Ｂの気泡１２ｂを覆う箇所が破裂する。この気泡１２ｂ発生〜膨張〜破裂までの過程は極短時間で行われるため、絶縁被覆１２Ｂの気泡１２ｂを覆う箇所の破裂は衝撃を伴う。よって、絶縁被覆１２Ｂは断片化された状態で芯線１２Ａ表面より飛散する。この時に飛散した絶縁被覆１２Ｂは、エアブロー７３で吹き飛ばされて集塵機７４で吸い取られる。よってコイル部品１０上に飛散した絶縁被覆１２Ｂが残留することが抑制され、後に行われる継線工程において継線不良が生じ難くなっている。そして、図７（ｅ）に示すように、継線箇所１２Ｃの絶縁被覆１２Ｂが全て飛散し、図８に示されるように芯線１２Ａ表面が露出してレーザ光による剥離が完了する。この時に、レーザ光は、照射領域Ｄのみにしか照射されないため、照射領域Ｄ外にある被覆導線１２や、コア１１に不要なレーザ光が照射されることが抑制される。従って照射領域Ｄ外がレーザ光で加熱されることが無く、コイル部品１０の破損を防止することができる。
【００４１】
以上の工程が終了した後に、Ｓ０７のステップに進み、未だ被覆剥離が完了していない被覆導線があるのならば（Ｓ０７：ＮＯ）、Ｓ０８へ進んで、Ｘ−Ｙステージ７２が移動して未だ被覆剥離が完了していない被覆導線の被覆剥離を行うべくＳ０４へと戻る。全ての被覆導線の被覆剥離が完了している場合ならば（Ｓ０７：ＹＥＳ）、Ｓ０９へと進んで、Ｘ−Ｙステージ７２を供給位置へと戻す。その後パレット７１の吸着を停止し（Ｓ１０）、パレット７１及びパレット７１上のコイル部品１０を取り出して（Ｓ１１）、被覆剥離工程が終了する。
【００４２】
被覆剥離工程が終了した後に、露出部分を覆うように溶融部１３Ｅ（図４）が折り曲げられ、その後に図示せぬレーザ等を用いて、図９に示されるように溶融部１３Ｅ及び芯線１２Ａが溶接され、コイル部品１０が完成する。
【００４３】
本発明による絶縁導線の被覆剥離装置及び被覆剥離方法は、上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変形や改良が可能である。例えば、本実施の形態では、エキスパンダ３により光束径を縮小させたのみであったが、エキスパンダ３とマスク４との間にシリンドリカルレンズを配置して、マスク４に照射されるレーザ光の形状を変形させても良い。具体的には図１０に示されるように、レーザ光のマスク４への照射断面を、透過領域４Ａの長方形形状に沿うように楕円形状Ｓ２としても良い。シリンドリカルレンズがない場合にマスク４に照射されるレーザ光の照射断面は円形状Ｓ１になり、楕円形状Ｓ２の長径は円形状Ｓ１の直径と等しいため、楕円形状Ｓ２とした場合の方が、透過領域周縁部４Ｂで散乱されるレーザ光を減少することが可能となり、レーザ光のロスを低減することができる。
【００４４】
また本実施の形態では、転写レンズ５を移動させることにより、距離ｆ１と距離ｆ０との比を変化させたがこれに限らず、例えばマスク４を光路方向に移動させて距離ｆ１を変化させて、距離ｆ１と距離ｆ０との比を変化させても良い。
【００４５】
また、被覆の材料はポリアミドイミドに限らず、他の素材、例えばポリウレタンであっても、レーザ光により剥離することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施の形態に係る被覆剥離装置を表す概念図。
【図２】本発明の実施の形態に係る被覆剥離装置の制御に係るブロック図。
【図３】本発明の実施の形態に係る被覆剥離装置で剥離される絶縁導線を備えたコイル部品の平面図。
【図４】本発明の実施の形態に係る被覆剥離装置で剥離される絶縁導線を備えたコイル部品の部分斜視図。
【図５】本発明の実施の形態に係る被覆剥離装置での被覆剥離工程に係るチャート。
【図６】本発明の実施の形態に係る被覆剥離装置で剥離される絶縁導線を備えたコイル部品の部分平面図。
【図７】本発明の実施の形態に係る被覆剥離工程で（ａ）パルスレーザ照射、（ｂ）気泡発生、（ｃ）気泡膨張、（ｄ）気泡破裂、（ｅ）剥離完了の状態を表す部分断面図。
【図８】本発明の実施の形態に係る被覆剥離装置で剥離される絶縁導線を備えたコイル部品の継線完了前の状態の部分斜視図。
【図９】本発明の実施の形態に係る被覆剥離装置で剥離される絶縁導線を備えたコイル部品の絶縁導線が継線された状態の部分斜視図。
【図１０】本発明の実施の形態に係る被覆剥離装置の変更例にかかるマスクの被照射状態を示す図。
【符号の説明】
【００４７】
１・・レーザ剥離機 ９１・・ＣＰＵ ９２・・メモリ ２・・レーザ発振器
３・・エキスパンダ ４・・マスク ４Ａ・・透過領域 ４Ｂ・・透過領域周縁部
５・・転写レンズ ９５・・駆動系制御部 ６・・ダイクロイックミラー
７・・保持台 ９３・・搬送系制御部 ９４・・エアブロー集塵制御部
８・・観察装置 ９６・・照明制御部 ９・・金属端子 １０・・コイル部品
１１・・コア １１Ａ・・巻芯部 １１Ｂ・・鍔部 １１Ｃ・・主胴部
１１Ｄ・・副胴部 １２・・被覆導線 １２Ａ・・芯線 １２Ｂ・・絶縁被覆
１２Ｃ・・継線箇所 １２ａ・・界面 １２ｂ・・気泡 １３・・金属端子
１３Ａ・・脚部 １３Ｂ・・基部 １３Ｃ・・脚部 １３Ｄ・・切片 １３Ｅ・・溶融部
１３Ｆ・・固定部 ７１・・パレット ７２・・ステージ ７２・・テーブル
７３・・エアブロー ７４・・集塵機 ８１・・ミラー ８２・・補正レンズ
８３・・カメラレンズ ８４・・リアコンバータレンズ ８５・・カメラ
８６・・画像処理装置 ８７・・モニタ ８８・・照明
【技術分野】
【０００１】
本発明は絶縁導線の被覆剥離装置及び被覆剥離方法に関し、特にレーザ光を用いた絶縁導線の被覆剥離装置及び被覆剥離方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から電子機器には導線として絶縁導線が用いられている。この絶縁導線は、一例として、芯線として銅線を使用すると共に芯線を覆う絶縁被覆としてポリウレタン被覆を使用している。ポリウレタン被覆は高耐熱性を備えないため、ポリウレタン被覆を使用した導線を電子機器の電極に継線する場合には、予め被覆を剥離させることなく、継線時の熱により継線と同時に被覆を剥離していた。
【０００３】
また、絶縁導線が使用された電子機器の種類によっては、導線に高耐久性、具体的には高耐熱性が要求されることがあり、この場合に絶縁被覆としてポリアミドイミドが使用される場合がある。ポリアミドイミドは、融点がポリウレタンに比較して高いため、継線時の熱によりポリアミドイミド被覆を剥離させることは容易ではない。よって、継線前に被覆を剥離する必要があり、回転刃等により機械的に剥離する方法や、特許文献１に示すように、レーザにより被覆を溶融させて剥離する方法が提案されていた。
【特許文献１】特開２０００−２９９２４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の被覆剥離方法では、機械的に剥離させる場合には芯線に傷が入り、傷が入った箇所が強度的な弱点となる場合があった。またレーザによる被覆剥離では芯線に傷は付かないが、熱に強い被覆を剥離するためにはレーザの強度を強くする必要があった。例えば小型のコイル部位品においては、被覆導線の絶縁被覆を剥離したい部位の近くにコアや巻回部分が存在するため、レーザの強度増加に伴ってこれらコアや巻回部分にもレーザが照射され、熱の影響が及ぶことになり、好ましいことではなかった。
【０００５】
被覆導線に照射されるレーザの領域を規定するために、被覆導線の近傍にマスクが配置されるが、レーザの強度増加に伴い、マスクの耐久性が劣ることとなっていた。またレーザの強度の増加に伴い、被覆剥離に供しない照射部分も増加することからレーザ装置のコスト増を招いていた。
【０００６】
そこで本発明は、被覆剥離のためのレーザ照射の無駄を省くと共に、剥離部位以外の領域の損傷を防止することができる絶縁導線の被覆剥離装置及び被覆剥離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】
【０００７】
上記課題を解決するために本発明は、芯線と芯線を覆う絶縁被覆とを備えた絶縁導線の絶縁被覆を芯線から剥離する絶縁被覆剥離装置であって、絶縁導線を所定の位置に保持する保持台と、短パルスレーザを発信する発振器と、発振器より発信される短パルスレーザの光路上に位置し短パルスレーザの光束径を縮小するビームエキスパンダと、ビームエキスパンダを通過した短パルスレーザの光路上に位置し短パルスレーザを収束して保持台に保持された絶縁導線に照射する転写レンズと、ビームエキスパンダと転写レンズとの間に位置し、絶縁導線への短パルスレーザの照射領域を規定するマスクと、を備えた絶縁被覆剥離装置を提供する。
【０００８】
このような構成によると、低出力の発振器においても、ビームエキスパンダを介してレーザ光の光束径を縮小し高強度のレーザ光を形成することができると共に保持台上に担持された絶縁導線の所定の位置にのみレーザ光を照射することができる。よってレーザ光の無駄が無く、所定の位置以外の領域への損傷が防がれる。またマスクに照射されるレーザ光は収束される前のレーザ光であるため、収束されて強度が高められたレーザ光がマスクに照射されることが無くなる。よってマスクの損傷が防がれ、マスクの寿命を長くすることができる。
【０００９】
上記構成の絶縁被覆剥離装置において、マスクはガラスから構成されると共に、短パルスレーザを照射領域に沿った形状に透過させる透過領域と透過領域の周縁に位置する透過領域周縁部とを備え、透過領域周縁部では照射された短パルスレーザを散乱することが好ましい。
【００１０】
このような構成によると、通常の金属マスクを使用した場合よりマスクの寿命を長くすることができる。よって交換やメンテナンス等の間隔を長くすることができ、作業性を向上させることができる。
【００１１】
また転写レンズは短パルスレーザの光路方向に移動可能であると共に、保持台は光路方向と直交する方向に移動可能であることが好ましい。
【００１２】
このような構成によると、照射位置調整のための駆動装置を、水平方向に係る装置、垂直方向に係る装置の２系統の装置から構成することができる。水平方向と垂直方向とに分けることにより、個々の装置の誤差を小さくすることができるため、駆動装置全体として精度を高めることができる。
【００１３】
またマスクと転写レンズとの間には、短パルスレーザを反射すると共に可視光を透過させるダイクロイックミラーが配置されてマスクを透過した短パルスレーザを転写レンズの方向に反射し、ダイクロイックミラーに関して転写レンズの反対側には、ダイクロイックミラーを介して保持台上に保持された絶縁導線を観察可能な観察装置が配置されていることが好ましい。
【００１４】
このような構成によると、例えばカメラを通して視覚により照射位置を観察することができる。従って照射位置の位置調整を容易に行うことが可能となり、かつ加工精度も向上させることができる。
【００１５】
また上記課題を解決するために本発明は、芯線と芯線を覆う絶縁被覆とを備えた絶縁導線の絶縁被覆を芯線から剥離する被覆剥離方法であって、発振器より発信される短パルスレーザの光束径を縮小する光束径縮小工程と、光束径縮小工程を経た短パルスレーザの光束断面形状を絶縁導線に照射される領域に対応した形状に加工する光束断面形状加工工程と、光束断面形状加工工程を経た短パルスレーザを被覆導線表面に収束して照射する光線収束工程と、を備え、絶縁導線に短パルスレーザを照射し、芯線と絶縁被覆との界面に気泡を発生させ、気泡を膨張させて被覆を破裂し飛散させる被覆剥離工程を備えた絶縁導線の被覆剥離方法を提供する。
【００１６】
このような方法によると、低出力の発振器を用いた場合であっても、光束径縮小工程を介してレーザ光の光束径を縮小し高強度のレーザ光を形成することができると共にパレット上に担持された絶縁導線の所定の位置にのみレーザ光を照射することができる。よってレーザ光の無駄が無く、所定の位置以外の領域への損傷が防がれる。またマスクに照射されるレーザ光は収束される前のレーザ光であるため、収束されて強度が高められたレーザ光がマスクに照射されることが無くなる。よってマスクの損傷が防がれ、マスクの寿命を長くすることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の被覆剥離装置及び被覆剥離方法によれば、レーザ照射の無駄を省くと共に、剥離部位以外の領域の損傷を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の実施の形態による絶縁導線の被覆剥離装置及び被覆剥離方法について図１から図１１を参照しながら説明する。図１に示される被覆剥離装置であるレーザ剥離機１は、レーザ発振器２と、エキスパンダ３と、マスク４と、転写レンズ５と、ダイクロイックミラー６と、保持台７と、観察装置８とから主に構成されている。
【００１９】
レーザ発振器２は、パルスレーザを照射するＹＡＧレーザ照射装置であり、照射されるパルスレーザの波長が１０６４ｎｍ、パルス幅が１００ｎｓｅｃ以下であって好ましくは４０ｎｓｅｃ以下、周波数が２０Ｈｚ、照射エネルギー量が２３０ｍＪ／ｃｍ２±１０％程度となる装置である。
【００２０】
エキスパンダ３は、レーザ発振器２から照射されるレーザ光の光路上に配置されており、内部に凸レンズと凹レンズとを備えて一方からレーザ光が入力されて他方から出力する際に、レーザ光の光束径を縮小して出力する装置である。
【００２１】
マスク４はガラスを基材として構成されており、エキスパンダ３を通過したレーザ光の光路上に配置されている。またマスク４は透明な箇所であってレーザ光が透過可能な透過領域４Ａと、透過領域４Ａ周縁部分である透過領域周縁部４Ｂとを備えている。透過領域周縁部４Ｂは、ブラスト加工等により磨りガラスとなっているため、透過領域周縁部４Ｂに照射されたレーザ光は散乱して、透過領域４Ａに照射されたレーザ光のみマスクを透過可能となっている。また透過領域４Ａは、後述の照射領域Ｄ（図６）と対応するよう、光路方向と直交する断面が略長方形に構成されている。
【００２２】
マスク４を通過したレーザ光の光路上には、ダイクロイックミラー６が配置されレーザ光を約９０度の角度で反射して、転写レンズ５に導光している。またダイクロイックミラー６は、特定の波長（本実施の形態のダイクロイックミラー６については、１０６４ｎｍ付近の波長）のみを反射する特徴を備えているため、通常の可視光は透過可能である。
【００２３】
ダイクロイックミラー６で反射されたレーザ光は転写レンズ５を通過する。転写レンズ５は凸レンズから構成されており、入射されたレーザ光を保持台７上方位置で収束可能としている。また転写レンズ５はその光路方向（以下Ｚ軸方向）に移動可能となっており、故に焦点位置もＺ軸方向に移動可能となっている。
【００２４】
保持台７は、レーザ光が照射されるコイル部品１０を保持するパレット７１と、パレット７１を図示せぬ吸着機構により担持すると共に、Ｚ軸方向と直交するＸ軸方向及びＹ軸方向に移動可能なＸ−Ｙテーブル７２とから主に構成されている。またパレット７１の上方位置には、エアを噴射するエアブロー７３が設けられ、Ｘ−Ｙテーブル７２の下方には集塵機７４が配置されている。
【００２５】
パレット７１に保持されているコイル部品１０は、差動信号インターフェースに用いられるコモンモードフィルタであり、その寸法は、長手方向で４ｍｍ程度であり、図３に示されるように、ドラムタイプのコア１１と、二本の被覆導線１２と、電極である金属端子１３、１３とより構成されている。コア１１は、フェライト等の磁性粉体から圧縮、焼結等の過程を経て成形されている。
【００２６】
コア１１は長手方向に直交する断面が略長方形の巻芯部１１Ａと、巻芯部１１Ａの長手方向両端に設けられ、略同一形状の一対の鍔部１１Ｂ、１１Ｂより構成される。鍔部１１Ｂ、１１Ｂについては略同一形状であるため、特に明記しない限り片側のみで説明する。
【００２７】
鍔部１１Ｂは、巻芯部１１Ａと連結する部分である主胴部１１Ｃと、主胴部１１Ｃよりそれぞれ反対方向に延出されている一対の副胴部１１Ｄ、１１Ｄとから構成されている。
【００２８】
副胴部１１Ｄ、１１Ｄには、それぞれ金属端子１３、１３が装着されている。この一対の副胴部１１Ｄ、１１Ｄ及び金属端子１３、１３は、主胴部１１Ｃを挟んで対称に構成されているため、以下一方の副胴部１１Ｄ及び金属端子１３のみについて説明する。
【００２９】
金属端子１３、１３は、基部１３Ｂ（図４）の両端より延出される一対の脚部１３Ａ及び脚部１３Ｃより略コの字形状に形成されている。この金属端子１３は、脚部１３Ａ及び脚部１３Ｃで、副胴部１１Ｄを狭持して、副胴部１１Ｄに装着される。
【００３０】
脚部１３Ａの延出方向側辺からは、切片１３Ｄが延出されている。切片１３Ｄの脚部１３Ａ自由端側には固定部１３Ｆが設けられ、脚部１３Ａ固定基端側には溶融部１３Ｅが設けられている。また脚部１３Ｃはコイル部品１０を図示せぬ基板に実装する際に、基板上の電極と電気的に接合される実装箇所となる。
【００３１】
巻芯部１１Ａに巻回される二本の被覆導線１２は、図４に示されるように、それぞれ銅線である芯線１２Ａとポリアミドイミドからなる絶縁被覆１２Ｂとから構成される。被覆導線１２は、外径が約９０μｍ、芯線径が約７０μｍである。この被覆導線１２の両端部には継線箇所１２Ｃが規定されており、この継線箇所１２Ｃが後述の剥離箇所となる。
【００３２】
ダイクロイックミラー６に関して転写レンズ５の反対側には、観察装置８が配置されている。観察装置８は、ミラー８１と、補正レンズ８２と、ＣＣＤカメラレンズ８３と、リアコンバータレンズ８４と、ＣＣＤカメラ８５と、画像処理装置８６と、モニタ８７と、照明８８とから構成されている。ミラー８１は、転写レンズ５からダイクロイックミラー６へと向かう直線上（Ｚ軸上）に位置し、その鏡面がＺ軸と約４５度を成すように配置されている。ＣＣＤカメラ８５は、ＣＣＤカメラ８５からミラー８１へと向かう直線がＺ軸と直交し、ＣＣＤカメラ８５からミラー８１へと向かう直線とミラー８１の鏡面とが約４５度を成すように配置されている。ダイクロイックミラー６では可視光を透過するため、レーザ光が照射されているコイル部品１０の、転写レンズ５及びダイクロイックミラー６を介してミラー８１に写っている状態をＣＣＤカメラ８５で撮影することができる。補正レンズ８２は、ＣＣＤカメラ８５とミラー８１との間に配置されて、収差を補正している。ＣＣＤカメラレンズ８３は、ＣＣＤカメラに像を結ぶためのレンズであり、リアコンバータレンズ８４は倍率変更に係るレンズである。画像処理装置８６は、ＣＣＤカメラ８５で撮影した画像を処理してモニタ８７に表示する装置であり、照明８８は可視光線をコイル部品１０に照射して視認しやすくしている。
【００３３】
またレーザ剥離機１は、図２に示されるように、演算装置であるＣＰＵ９１と、ＣＰＵ９１で行う処理を記憶しているメモリ９２とを備えている。ＣＰＵ９１により、レーザ発振器２から照射されるレーザ光を制御すると共に、Ｘ−Ｙステージ７２の移動量を制御する搬送系制御部９３、エアブロー７３及び集塵機７４の動作を制御するエアブロー集塵制御部９４、転写レンズ５のｚ軸方向の移動を制御する駆動系制御部９５、及び照明８８を制御する照明制御部９６を備えて各制御を行っている。
【００３４】
上記構成のレーザ剥離機１について、図５に示されるフロー図に基づいて、被覆導線１２の絶縁被覆１２Ｂを剥離する被覆剥離工程について説明する。先ずＳ０１のステップで、図６に示されるように、被覆導線１２が固定部１３Ｆにより脚部１３Ａ上に保持された状態でコイル部品１０をパレット７１に固定し、この固定したパレット７１をＸ−Ｙステージ７２上に載置する。そしてＳ０２のステップに進み、レーザ剥離機１を起動させるべく図示せぬスタートスイッチをＯＮにする。図示せぬスタートスイッチをＯＮにしたことにより、パレット７１がＸ−Ｙステージ７２上に吸着されて固定される（Ｓ０３）。この状態でのＸ−Ｙステージ７２の位置を供給位置と規定する。その後にＳ０４へと進み、搬送系制御部９３によりＸ−Ｙステージ７２を移動させて照射位置に照射領域Ｄ（図６）であるコイル部品１０の副胴部１１Ｄ部分を配置する。Ｘ−Ｙステージ７２の移動が完了したのをモニタ８７で確認した後に（Ｓ０５）、Ｓ０６へ進んで、レーザ発振器２からレーザ光を照射する。
【００３５】
レーザ発振器２から照射されたレーザ光はエキスパンダ３に入射し、そのレーザ光の光束が縮小されて（光束径縮小工程）、その縮小されたレーザ光がマスク４の透過領域４Ａ付近に照射される。この時にエキスパンダ３におけるレーザ光の縮小率は、縮小されたレーザ光の断面内に少なくとも透過領域４Ａが入る程度の面積となるような縮小率とすることが好ましい。このような縮小率とすることにより、透過領域４Ａを透過するレーザ光の単位面積当たりのエネルギー量を高めることができる。
【００３６】
マスク４に照射されたレーザ光は、照射領域Ｄ（図６）に対応した光路方向と直交する断面が略長方形となる部分のみマスク４を透過する（光束断面形状加工工程）。この時に透過領域４Ａ以外の照射位置となる透過領域周縁部４Ｂでは、レーザ光を散乱してレーザ光がマスク４を透過することを防止している。レーザ光はエキスパンダ３によりその光束が縮小されているため、単位面積当たりのエネルギーは、レーザ発振器２から照射された時より大きくなっている。しかし、マスク４に照射されるレーザ光のエネルギーは、パレット７１上の照射位置近傍における収束されたレーザ光のエネルギーより遙かに小さいため、透過領域周縁部４Ｂがレーザ光により劣化することが抑制され、マスク４の長寿命化を図ることができる。
【００３７】
マスク４を透過したレーザ光は、ダイクロイックミラー６により直角に反射されて転写レンズ５へと照射される。転写レンズ５では、レーザ光の単位面積当たりのエネルギー量を増加させるためにレーザ光を収束させて照射領域へ照射する（光線収束工程）。この場合に、照射領域の大きさは、マスク４での光束径をφｂ、照射領域の光束径をφｄ、マスク４から転写レンズ５までの距離：ｆ０、転写レンズ５から照射領域までの距離：ｆ１とした場合に、φｄ＝ｆ０／ｆ１×φｄの式で算出される。従って、駆動系制御部９５により転写レンズ５をＺ軸方向に移動し、好適な照射領域となるように予め調整しておく。尚、Ｘ−Ｙテーブル７２自体をＺ軸方向に動かすことも想定されるが、Ｘ−Ｙテーブル７２は、既にＸ軸方向、Ｙ軸方向に移動可能な機構を備えているため、更にＺ軸方向に動かす機能を備えるとその構成が複雑になり、移動に係る精度の維持が難しくなる。故に転写レンズ５をＺ軸方向に移動させる構成を採ることにより、複雑な構成を採る必要が無くなり、Ｘ・Ｙ・Ｚ軸方向の制御を高精度に行うことが可能となっている。
【００３８】
転写レンズ５を透過して収束されたレーザ光が照射領域へ照射される。この場合にレーザ光は絶縁被覆１２Ｂを透過して芯線１２Ａの表面に照射されるため、芯線１２Ａの表面がレーザ光のエネルギーを吸収し、絶縁被覆１２Ｂと芯線１２Ａとの間の界面１２ａが急激に温度上昇する。この温度上昇（常温から１０００℃以上への温度変化）が極短時間で起こるため、界面１２ａの絶縁被覆１２Ｂを構成するポリアミドイミドが化学変化し、溶融することなくガス化する。よって図７（ｂ）に示すように、界面１２ａに無数の気泡１２ｂが発生する。
【００３９】
レーザ光が照射された箇所の温度上昇により、図７（ｃ）に示すように気泡１２ｂが界面１２ａに沿って急激に体積膨張し、連続的に芯線１２Ａ表面から絶縁被覆１２Ｂを剥離していく。
【００４０】
気泡１２ｂの体積膨張が進むと、絶縁被覆１２Ｂが体積膨張に係る応力に耐えられなくなり、図７（ｄ）に示すように、絶縁被覆１２Ｂの気泡１２ｂを覆う箇所が破裂する。この気泡１２ｂ発生〜膨張〜破裂までの過程は極短時間で行われるため、絶縁被覆１２Ｂの気泡１２ｂを覆う箇所の破裂は衝撃を伴う。よって、絶縁被覆１２Ｂは断片化された状態で芯線１２Ａ表面より飛散する。この時に飛散した絶縁被覆１２Ｂは、エアブロー７３で吹き飛ばされて集塵機７４で吸い取られる。よってコイル部品１０上に飛散した絶縁被覆１２Ｂが残留することが抑制され、後に行われる継線工程において継線不良が生じ難くなっている。そして、図７（ｅ）に示すように、継線箇所１２Ｃの絶縁被覆１２Ｂが全て飛散し、図８に示されるように芯線１２Ａ表面が露出してレーザ光による剥離が完了する。この時に、レーザ光は、照射領域Ｄのみにしか照射されないため、照射領域Ｄ外にある被覆導線１２や、コア１１に不要なレーザ光が照射されることが抑制される。従って照射領域Ｄ外がレーザ光で加熱されることが無く、コイル部品１０の破損を防止することができる。
【００４１】
以上の工程が終了した後に、Ｓ０７のステップに進み、未だ被覆剥離が完了していない被覆導線があるのならば（Ｓ０７：ＮＯ）、Ｓ０８へ進んで、Ｘ−Ｙステージ７２が移動して未だ被覆剥離が完了していない被覆導線の被覆剥離を行うべくＳ０４へと戻る。全ての被覆導線の被覆剥離が完了している場合ならば（Ｓ０７：ＹＥＳ）、Ｓ０９へと進んで、Ｘ−Ｙステージ７２を供給位置へと戻す。その後パレット７１の吸着を停止し（Ｓ１０）、パレット７１及びパレット７１上のコイル部品１０を取り出して（Ｓ１１）、被覆剥離工程が終了する。
【００４２】
被覆剥離工程が終了した後に、露出部分を覆うように溶融部１３Ｅ（図４）が折り曲げられ、その後に図示せぬレーザ等を用いて、図９に示されるように溶融部１３Ｅ及び芯線１２Ａが溶接され、コイル部品１０が完成する。
【００４３】
本発明による絶縁導線の被覆剥離装置及び被覆剥離方法は、上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変形や改良が可能である。例えば、本実施の形態では、エキスパンダ３により光束径を縮小させたのみであったが、エキスパンダ３とマスク４との間にシリンドリカルレンズを配置して、マスク４に照射されるレーザ光の形状を変形させても良い。具体的には図１０に示されるように、レーザ光のマスク４への照射断面を、透過領域４Ａの長方形形状に沿うように楕円形状Ｓ２としても良い。シリンドリカルレンズがない場合にマスク４に照射されるレーザ光の照射断面は円形状Ｓ１になり、楕円形状Ｓ２の長径は円形状Ｓ１の直径と等しいため、楕円形状Ｓ２とした場合の方が、透過領域周縁部４Ｂで散乱されるレーザ光を減少することが可能となり、レーザ光のロスを低減することができる。
【００４４】
また本実施の形態では、転写レンズ５を移動させることにより、距離ｆ１と距離ｆ０との比を変化させたがこれに限らず、例えばマスク４を光路方向に移動させて距離ｆ１を変化させて、距離ｆ１と距離ｆ０との比を変化させても良い。
【００４５】
また、被覆の材料はポリアミドイミドに限らず、他の素材、例えばポリウレタンであっても、レーザ光により剥離することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施の形態に係る被覆剥離装置を表す概念図。
【図２】本発明の実施の形態に係る被覆剥離装置の制御に係るブロック図。
【図３】本発明の実施の形態に係る被覆剥離装置で剥離される絶縁導線を備えたコイル部品の平面図。
【図４】本発明の実施の形態に係る被覆剥離装置で剥離される絶縁導線を備えたコイル部品の部分斜視図。
【図５】本発明の実施の形態に係る被覆剥離装置での被覆剥離工程に係るチャート。
【図６】本発明の実施の形態に係る被覆剥離装置で剥離される絶縁導線を備えたコイル部品の部分平面図。
【図７】本発明の実施の形態に係る被覆剥離工程で（ａ）パルスレーザ照射、（ｂ）気泡発生、（ｃ）気泡膨張、（ｄ）気泡破裂、（ｅ）剥離完了の状態を表す部分断面図。
【図８】本発明の実施の形態に係る被覆剥離装置で剥離される絶縁導線を備えたコイル部品の継線完了前の状態の部分斜視図。
【図９】本発明の実施の形態に係る被覆剥離装置で剥離される絶縁導線を備えたコイル部品の絶縁導線が継線された状態の部分斜視図。
【図１０】本発明の実施の形態に係る被覆剥離装置の変更例にかかるマスクの被照射状態を示す図。
【符号の説明】
【００４７】
１・・レーザ剥離機 ９１・・ＣＰＵ ９２・・メモリ ２・・レーザ発振器
３・・エキスパンダ ４・・マスク ４Ａ・・透過領域 ４Ｂ・・透過領域周縁部
５・・転写レンズ ９５・・駆動系制御部 ６・・ダイクロイックミラー
７・・保持台 ９３・・搬送系制御部 ９４・・エアブロー集塵制御部
８・・観察装置 ９６・・照明制御部 ９・・金属端子 １０・・コイル部品
１１・・コア １１Ａ・・巻芯部 １１Ｂ・・鍔部 １１Ｃ・・主胴部
１１Ｄ・・副胴部 １２・・被覆導線 １２Ａ・・芯線 １２Ｂ・・絶縁被覆
１２Ｃ・・継線箇所 １２ａ・・界面 １２ｂ・・気泡 １３・・金属端子
１３Ａ・・脚部 １３Ｂ・・基部 １３Ｃ・・脚部 １３Ｄ・・切片 １３Ｅ・・溶融部
１３Ｆ・・固定部 ７１・・パレット ７２・・ステージ ７２・・テーブル
７３・・エアブロー ７４・・集塵機 ８１・・ミラー ８２・・補正レンズ
８３・・カメラレンズ ８４・・リアコンバータレンズ ８５・・カメラ
８６・・画像処理装置 ８７・・モニタ ８８・・照明
【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯線と該芯線を覆う絶縁被覆とを備えた絶縁導線の該絶縁被覆を該芯線から剥離する絶縁被覆剥離装置であって、
該絶縁導線を所定の位置に保持する保持台と、
短パルスレーザを発信する発振器と、
該発振器より発信される該短パルスレーザの光路上に位置し、該短パルスレーザの光束径を縮小するビームエキスパンダと、
該ビームエキスパンダを通過した該短パルスレーザの光路上に位置し、該短パルスレーザを収束して該保持台に保持された該絶縁導線に照射する転写レンズと、
該ビームエキスパンダと該転写レンズとの間に位置し、該絶縁導線への該短パルスレーザの照射領域を規定するマスクと、を備えたことを特徴とする絶縁被覆剥離装置。
【請求項２】
該マスクはガラスから構成されると共に、該短パルスレーザを該照射領域に沿った形状に透過させる透過領域と該透過領域の周縁に位置する透過領域周縁部とを備え、該透過領域周縁部では照射された該短パルスレーザを散乱することを特徴とする請求項１に記載の絶縁被覆剥離装置。
【請求項３】
該転写レンズは該短パルスレーザの光路方向に移動可能であると共に、該保持台は該光路方向と直交する方向に移動可能であることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の絶縁被覆剥離装置。
【請求項４】
該マスクと該転写レンズとの間には、該短パルスレーザを反射すると共に可視光を透過させるダイクロイックミラーが配置されて該マスクを透過した該短パルスレーザを該転写レンズの方向に反射し、
該ダイクロイックミラーに関して該転写レンズの反対側には、該ダイクロイックミラーを介して該保持台上に保持された該絶縁導線を観察可能な観察装置が配置されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一に記載の絶縁被覆剥離装置。
【請求項５】
芯線と該芯線を覆う絶縁被覆とを備えた絶縁導線の該絶縁被覆を該芯線から剥離する被覆剥離方法であって、
発振器より発信される短パルスレーザの光束径を縮小する光束径縮小工程と、
該光束径縮小工程を経た該短パルスレーザの光束断面形状を該絶縁導線に照射される領域に対応した形状に加工する光束断面形状加工工程と、
該光束断面形状加工工程を経た該短パルスレーザを該被覆導線表面に収束して照射する光線収束工程と、を備え、
該絶縁導線に該短パルスレーザを照射し、該芯線と該絶縁被覆との界面に気泡を発生させ、該気泡を膨張させて該被覆を破裂し飛散させる被覆剥離工程を備えることを特徴とする絶縁導線の被覆剥離方法。
【請求項１】
芯線と該芯線を覆う絶縁被覆とを備えた絶縁導線の該絶縁被覆を該芯線から剥離する絶縁被覆剥離装置であって、
該絶縁導線を所定の位置に保持する保持台と、
短パルスレーザを発信する発振器と、
該発振器より発信される該短パルスレーザの光路上に位置し、該短パルスレーザの光束径を縮小するビームエキスパンダと、
該ビームエキスパンダを通過した該短パルスレーザの光路上に位置し、該短パルスレーザを収束して該保持台に保持された該絶縁導線に照射する転写レンズと、
該ビームエキスパンダと該転写レンズとの間に位置し、該絶縁導線への該短パルスレーザの照射領域を規定するマスクと、を備えたことを特徴とする絶縁被覆剥離装置。
【請求項２】
該マスクはガラスから構成されると共に、該短パルスレーザを該照射領域に沿った形状に透過させる透過領域と該透過領域の周縁に位置する透過領域周縁部とを備え、該透過領域周縁部では照射された該短パルスレーザを散乱することを特徴とする請求項１に記載の絶縁被覆剥離装置。
【請求項３】
該転写レンズは該短パルスレーザの光路方向に移動可能であると共に、該保持台は該光路方向と直交する方向に移動可能であることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の絶縁被覆剥離装置。
【請求項４】
該マスクと該転写レンズとの間には、該短パルスレーザを反射すると共に可視光を透過させるダイクロイックミラーが配置されて該マスクを透過した該短パルスレーザを該転写レンズの方向に反射し、
該ダイクロイックミラーに関して該転写レンズの反対側には、該ダイクロイックミラーを介して該保持台上に保持された該絶縁導線を観察可能な観察装置が配置されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一に記載の絶縁被覆剥離装置。
【請求項５】
芯線と該芯線を覆う絶縁被覆とを備えた絶縁導線の該絶縁被覆を該芯線から剥離する被覆剥離方法であって、
発振器より発信される短パルスレーザの光束径を縮小する光束径縮小工程と、
該光束径縮小工程を経た該短パルスレーザの光束断面形状を該絶縁導線に照射される領域に対応した形状に加工する光束断面形状加工工程と、
該光束断面形状加工工程を経た該短パルスレーザを該被覆導線表面に収束して照射する光線収束工程と、を備え、
該絶縁導線に該短パルスレーザを照射し、該芯線と該絶縁被覆との界面に気泡を発生させ、該気泡を膨張させて該被覆を破裂し飛散させる被覆剥離工程を備えることを特徴とする絶縁導線の被覆剥離方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００７−１５１３１９（Ｐ２００７−１５１３１９Ａ）
【公開日】平成１９年６月１４日（２００７．６．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３４３４２８（Ｐ２００５−３４３４２８）
【出願日】平成１７年１１月２９日（２００５．１１．２９）
【出願人】（０００００３０６７）ＴＤＫ株式会社 (7,238)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年６月１４日（２００７．６．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１１月２９日（２００５．１１．２９）
【出願人】（０００００３０６７）ＴＤＫ株式会社 (7,238)
【Ｆターム（参考）】
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