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JP7516654B2 - Coating removal method and coating removal device - Google Patents
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Description

本発明は、皮膜除去方法および皮膜除去装置に関する。 The present invention relates to a coating removal method and a coating removal device.

従来、レーザ光を照射することにより電線の皮膜を除去して当該皮膜が覆う導体を露出させる皮膜除去方法および皮膜除去装置が知られている。(特許文献1)Conventionally, a coating removal method and a coating removal device are known that remove the coating of an electric wire by irradiating the wire with laser light to expose the conductor covered by the coating. (Patent Document 1)

特開2017-220634号公報JP 2017-220634 A

この種の皮膜除去方法にあっては、例えば、より確実に皮膜を除去することができたり、あるいはより効率良く皮膜を除去することができたりするような、改善された新規な皮膜除去方法が得られれば、有益である。In this type of coating removal method, it would be beneficial to have a new and improved coating removal method that, for example, can remove the coating more reliably or more efficiently.

そこで、本発明の課題の一つは、例えば、改善された新規な皮膜除去方法および皮膜除去装置を得ること、である。Therefore, one of the objectives of the present invention is, for example, to obtain an improved new coating removal method and coating removal apparatus.

本発明の皮膜除去方法は、例えば、レーザ光の照射により芯線と有機高分子材料で作られた絶縁皮膜とを有した電線の当該絶縁皮膜を除去する皮膜除去方法であって、酸素を供給しながら前記レーザ光を照射することにより前記絶縁皮膜を除去する。The coating removal method of the present invention is, for example, a method for removing the insulating coating of an electric wire having a core wire and an insulating coating made of an organic polymer material by irradiating the wire with laser light, and the insulating coating is removed by irradiating the laser light while supplying oxygen.

前記皮膜除去方法では、前記酸素を、前記絶縁皮膜の残存部位の除去領域との境界に対して前記残存部位とは反対側から供給してもよい。In the coating removal method, the oxygen may be supplied from the side opposite the boundary between the remaining portion of the insulating coating and the removal area.

前記皮膜除去方法では、前記酸素を、前記境界に向けて、または前記除去領域の前記芯線上に向けて、供給してもよい。In the coating removal method, the oxygen may be supplied toward the boundary or toward the core wire of the removal area.

前記皮膜除去方法では、前記除去領域が第一方向に拡大し、前記酸素を、前記第一方向の成分を含む方向に、供給してもよい。In the coating removal method, the removal area may expand in a first direction, and the oxygen may be supplied in a direction that includes a component of the first direction.

前記皮膜除去方法では、前記レーザ光は連続波であってもよい。 In the coating removal method, the laser light may be a continuous wave.

前記皮膜除去方法では、前記レーザ光のビームを前記電線の表面に沿って走査してもよい。 In the coating removal method, the beam of laser light may be scanned along the surface of the electric wire.

前記皮膜除去方法では、前記酸素を、前記ビームの走査方向の成分を含む方向に、供給してもよい。In the coating removal method, the oxygen may be supplied in a direction that includes a component in the scanning direction of the beam.

前記皮膜除去方法では、前記ビームの照射方向と交差した断面において、前記ビームの照射領域の走査方向と交差した方向の長さは、前記照射領域の前記走査方向の長さより長くてもよい。In the coating removal method, in a cross section intersecting the irradiation direction of the beam, the length of the irradiation area of the beam in a direction intersecting the scanning direction may be longer than the length of the irradiation area in the scanning direction.

前記皮膜除去方法では、前記表面の所定範囲において前記ビームを走査して前記絶縁皮膜を除去する場合に、前記照射領域は前記所定範囲の前記走査方向と交差した方向の両端に渡って延びていてもよい。In the coating removal method, when the beam is scanned over a predetermined area of the surface to remove the insulating coating, the irradiation area may extend to both ends of the predetermined area in a direction intersecting the scanning direction.

前記皮膜除去方法では、前記ビームはビームシェイパにより成形されてもよい。 In the coating removal method, the beam may be shaped by a beam shaper.

前記皮膜除去方法では、前記ビームの走査方向が経時的に変化してもよい。 In the coating removal method, the scanning direction of the beam may change over time.

前記皮膜除去方法では、前記走査方向の経時的な変化に応じて、前記酸素の供給方向を切り替えてもよい。 In the coating removal method, the oxygen supply direction may be switched depending on changes in the scanning direction over time.

前記皮膜除去方法では、前記走査方向が経時的に変化する場合において、前記ビームが特定の方向に走査される場合にのみ前記酸素を供給してもよい。In the coating removal method, when the scanning direction changes over time, the oxygen may be supplied only when the beam is scanned in a particular direction.

前記皮膜除去方法では、前記ビームの走査の少なくとも一部の区間において、前記絶縁皮膜の除去領域が徐々に拡大するように、前記ビームが前記表面上で折り返しながらまたは渦巻き状に移動してもよい。In the coating removal method, the beam may move in a reversing or spiral manner on the surface so that the removal area of the insulating coating gradually expands during at least a portion of the beam scan.

前記皮膜除去方法では、前記表面の所定範囲において前記ビームを走査して前記絶縁皮膜を除去する途中で前記表面の単位面積あたりの前記レーザ光の照射パワーを変更してもよい。In the coating removal method, the irradiation power of the laser light per unit area of the surface may be changed in the course of scanning the beam over a predetermined area of the surface to remove the insulating coating.

前記皮膜除去方法では、前記表面の所定範囲において前記ビームを走査して前記絶縁皮膜を除去する間において、前記表面の単位面積あたりの前記レーザ光の照射パワーを直前より低くした工程を含んでもよい。The coating removal method may include a step of lowering the irradiation power of the laser light per unit area of the surface while scanning the beam over a predetermined area of the surface to remove the insulating coating.

前記皮膜除去方法では、前記レーザ光の走査速度および前記レーザ光の光源の出力のうち少なくとも一方を変更することにより前記表面の単位面積あたりの前記レーザ光の照射パワーを変更してもよい。In the coating removal method, the irradiation power of the laser light per unit area of the surface may be changed by changing at least one of the scanning speed of the laser light and the output of the light source of the laser light.

前記皮膜除去方法では、前記ビームの走査の少なくとも一部の区間において、前記電線と前記ビームとが相対的に前記電線の軸方向に移動してもよい。In the coating removal method, the electric wire and the beam may move relative to each other in the axial direction of the electric wire during at least a portion of the scanning of the beam.

前記皮膜除去方法では、前記ビームの走査の少なくとも一部の区間において、前記電線と前記ビームとが相対的に前記電線の軸方向と交差した方向に移動してもよい。In the coating removal method, the electric wire and the beam may move relative to each other in a direction intersecting the axial direction of the electric wire during at least a portion of the scanning of the beam.

前記皮膜除去方法では、前記ビームの走査の少なくとも一部の区間において、前記電線と前記ビームとが相対的に前記電線の中心軸周りの周方向に移動してもよい。In the coating removal method, the electric wire and the beam may move relatively in a circumferential direction around the central axis of the electric wire during at least a portion of the scanning of the beam.

前記皮膜除去方法では、前記絶縁皮膜の材料の燃焼性が高いほど供給する前記酸素の濃度を低く設定してもよい。In the coating removal method, the concentration of oxygen supplied may be set lower the more flammable the material of the insulating coating is.

前記皮膜除去方法は、第一濃度で前記酸素を供給しながら前記絶縁皮膜としての第一絶縁皮膜に前記レーザ光を照射することにより当該第一絶縁皮膜を除去する第一工程と、前記第一濃度より高い第二濃度で前記酸素を供給しながら燃焼性が前記第一絶縁皮膜より低い前記絶縁皮膜としての第二絶縁皮膜に前記レーザ光を照射することにより当該第二絶縁皮膜を除去する第二工程と、を備えてもよい。The coating removal method may include a first step of removing a first insulating coating by irradiating the laser light to a first insulating coating as the insulating coating while supplying the oxygen at a first concentration, and a second step of removing a second insulating coating by irradiating the laser light to a second insulating coating as the insulating coating having a lower flammability than the first insulating coating while supplying the oxygen at a second concentration higher than the first concentration.

前記皮膜除去方法では、前記第一絶縁皮膜は、前記第二絶縁皮膜の周囲を取り囲むように設けられ、前記皮膜除去方法は、前記第一濃度で前記酸素を供給しながら前記第一絶縁皮膜に前記レーザ光を照射することにより当該第一絶縁皮膜を除去して前記第二絶縁皮膜を露出させる第一工程と、前記第二濃度で前記酸素を供給しながら前記第二絶縁皮膜に前記レーザ光を照射することにより当該第二絶縁皮膜を除去する第二工程と、を備えてもよい。In the coating removal method, the first insulating film is arranged to surround the second insulating film, and the coating removal method may include a first step of removing the first insulating film to expose the second insulating film by irradiating the first insulating film with the laser light while supplying the oxygen at the first concentration, and a second step of removing the second insulating film by irradiating the second insulating film with the laser light while supplying the oxygen at the second concentration.

前記皮膜除去方法では、前記第二工程では、前記第一絶縁皮膜から離れた位置において前記第二絶縁皮膜を除去してもよい。In the coating removal method, in the second step, the second insulating coating may be removed at a position away from the first insulating coating.

前記皮膜除去方法では、前記酸素を含むガスを、3.0[m/s]以上35[m/s]以下の流速で供給してもよい。In the coating removal method, the oxygen-containing gas may be supplied at a flow rate of 3.0 m/s or more and 35 m/s or less.

また、本発明の皮膜除去装置は、例えば、レーザ光を出力するレーザ装置と、前記レーザ装置から出力されたレーザ光を、芯線と有機高分子材料で作られた絶縁皮膜とを有した電線の表面に向けて照射する光学ヘッドと、前記電線の前記レーザ光の照射位置に向けて酸素を供給する酸素供給機構と、を備える。In addition, the coating removal device of the present invention includes, for example, a laser device that outputs laser light, an optical head that irradiates the laser light output from the laser device toward the surface of an electric wire having a core wire and an insulating coating made of an organic polymer material, and an oxygen supply mechanism that supplies oxygen toward the irradiation position of the laser light on the electric wire.

前記皮膜除去装置では、前記酸素供給機構は、異なる方向に酸素を供給する複数のノズルと、前記複数のノズルによる酸素の供給および停止を切り替える切替機構と、を有してもよい。In the film removal device, the oxygen supply mechanism may have a plurality of nozzles that supply oxygen in different directions, and a switching mechanism that switches between starting and stopping the supply of oxygen by the plurality of nozzles.

本発明によれば、例えば、より不都合の少ない新規な皮膜除去方法および皮膜除去装置を得ることができる。 According to the present invention, for example, a novel coating removal method and coating removal device can be obtained which are less inconvenient.

図1は、第1実施形態の皮膜除去方法によって皮膜を除去する電線の一部の例示的かつ模式的な斜視図である。FIG. 1 is an exemplary schematic perspective view of a portion of an electric wire from which a coating is removed by a coating removal method according to a first embodiment. 図2は、第1実施形態の皮膜除去装置の例示的な概略構成図である。FIG. 2 is an exemplary schematic configuration diagram of the coating removal device according to the first embodiment. 図3は、実施形態の皮膜除去装置の例示的なブロック図である。FIG. 3 is an exemplary block diagram of a coating removal device according to an embodiment. 図4は、第1実施形態の皮膜除去方法によって皮膜を除去する電線の一部の例示的かつ模式的な側面図である。FIG. 4 is an exemplary schematic side view of a portion of an electric wire from which a coating is removed by the coating removal method of the first embodiment. 図5は、第1実施形態の皮膜除去方法によって供給される酸素の方向を示す模式図である。FIG. 5 is a schematic diagram showing the direction of oxygen supplied by the film removal method of the first embodiment. 図6は、第1実施形態の皮膜除去方法によって皮膜を除去する電線の一部の例示的かつ模式的な側面図であって、図4とは酸素の供給位置が異なる場合を示す図である。FIG. 6 is an exemplary schematic side view of a portion of an electric wire from which a coating is removed by the coating removal method of the first embodiment, showing a case where the oxygen supply position is different from that in FIG. 図7は、第2実施形態の皮膜除去装置の一部の例示的かつ模式的な正面図である。FIG. 7 is an exemplary schematic front view of a portion of the coating removal device of the second embodiment. 図8は、第2実施形態の皮膜除去方法によって皮膜を除去する電線の一部の例示的かつ模式的な背面図である。FIG. 8 is an exemplary schematic rear view of a portion of an electric wire from which a coating is removed by the coating removal method of the second embodiment. 図9は、第2実施形態の皮膜除去方法によって供給される酸素の方向を示す模式図である。FIG. 9 is a schematic diagram showing the direction of oxygen supplied by the film removal method of the second embodiment. 図10は、第3実施形態の皮膜除去装置の一部の例示的かつ模式的な正面図である。FIG. 10 is an exemplary schematic front view of a portion of the coating removal device of the third embodiment. 図11は、第4実施形態の皮膜除去装置の一部の例示的かつ模式的な正面図である。FIG. 11 is an exemplary schematic front view of a portion of the coating removal device of the fourth embodiment. 図12は、第5実施形態の皮膜除去装置の一部の例示的かつ模式的な正面図である。FIG. 12 is an exemplary schematic front view of a portion of the coating removal device of the fifth embodiment. 図13は、第6実施形態の皮膜除去方法によって皮膜を除去する電線の例示的かつ模式的な斜視図である。FIG. 13 is an exemplary schematic perspective view of an electric wire from which a coating is removed by the coating removal method of the sixth embodiment. 図14は、第6実施形態の皮膜除去方法によって皮膜を除去する電線の一部の例示的かつ模式的な側面図である。FIG. 14 is an exemplary schematic side view of a portion of an electric wire from which a coating is removed by the coating removal method of the sixth embodiment. 図15は、第6実施形態の皮膜除去方法におけるレーザ光の照射領域の例を示す図である。FIG. 15 is a diagram showing an example of an irradiation area of laser light in the coating removal method according to the sixth embodiment. 図16は、第6実施形態の皮膜除去方法におけるレーザ光の照射領域の変形例を示す図である。FIG. 16 is a diagram showing a modification of the laser light irradiation region in the coating removal method of the sixth embodiment. 図17は、第6実施形態の皮膜除去方法におけるレーザ光の照射領域の変形例を示す図である。FIG. 17 is a diagram showing a modification of the laser light irradiation region in the coating removal method of the sixth embodiment. 図18は、第6実施形態の皮膜除去方法におけるレーザ光の照射領域の変形例を示す図である。FIG. 18 is a diagram showing a modification of the laser light irradiation region in the coating removal method of the sixth embodiment. 図19は、第6実施形態の皮膜除去方法におけるレーザ光の照射領域の変形例を示す図である。FIG. 19 is a diagram showing a modification of the laser light irradiation region in the coating removal method of the sixth embodiment. 図20は、第6実施形態の皮膜除去方法におけるレーザ光の照射領域の変形例を示す図である。FIG. 20 is a diagram showing a modification of the laser light irradiation region in the coating removal method of the sixth embodiment. 図21は、第6実施形態の皮膜除去方法によって得られた電線の画像の一例を示す平面図である。FIG. 21 is a plan view showing an example of an image of an electric wire obtained by the film removal method of the sixth embodiment. 図22は、第6実施形態の皮膜除去方法によって得られた電線の画像の一例を示す平面図である。FIG. 22 is a plan view showing an example of an image of an electric wire obtained by the coating removal method of the sixth embodiment. 図23は、第6実施形態の皮膜除去方法によって得られた電線の画像の一例を示す平面図である。FIG. 23 is a plan view showing an example of an image of an electric wire obtained by the coating removal method of the sixth embodiment. 図24は、第6実施形態の皮膜除去方法によって得られた電線の画像の一例を示す平面図である。FIG. 24 is a plan view showing an example of an image of an electric wire obtained by the coating removal method of the sixth embodiment. 図25は、第7実施形態の皮膜除去方法によって皮膜を除去する前の電線の一部の例示的かつ模式的な斜視図である。FIG. 25 is an exemplary schematic perspective view of a portion of an electric wire before the coating is removed by the coating removal method of the seventh embodiment. 図26は、第7実施形態の皮膜除去方法によって外側の皮膜を除去した電線の一部の例示的かつ模式的な斜視図である。FIG. 26 is an exemplary schematic perspective view of a portion of an electric wire from which an outer coating has been removed by the coating removal method of the seventh embodiment. 図27は、第7実施形態の皮膜除去方法によって外側および内側の皮膜を除去した電線の一部の例示的かつ模式的な斜視図である。FIG. 27 is an exemplary schematic perspective view of a portion of an electric wire from which the outer and inner coatings have been removed by the coating removal method of the seventh embodiment.

以下、本発明の例示的な実施形態および変形例が開示される。以下に示される実施形態および変形例の構成、ならびに当該構成によってもたらされる作用および結果(効果)は、一例である。本発明は、以下の実施形態および変形例に開示される構成以外によっても実現可能である。また、本発明によれば、構成によって得られる種々の効果(派生的な効果も含む)のうち少なくとも一つを得ることが可能である。 Below, exemplary embodiments and variants of the present invention are disclosed. The configurations of the embodiments and variants shown below, and the actions and results (effects) brought about by said configurations, are merely examples. The present invention can also be realized by configurations other than those disclosed in the following embodiments and variants. Furthermore, according to the present invention, it is possible to obtain at least one of the various effects (including derivative effects) obtained by the configurations.

本明細書において、序数は、装置や、部位、光、ビーム等を区別するために便宜上付与されており、優先順位や順番を示すものではない。 In this specification, ordinal numbers are used for convenience to distinguish between devices, parts, light, beams, etc., and do not indicate priority or order.

また、各図において、X方向を矢印Xで表し、Y方向を矢印Yで表し、Z方向を矢印Zで表す。X方向、Y方向、およびZ方向は、互いに交差するとともに互いに直交している。なお、X方向は、長手方向あるいは延び方向とも称され、Y方向は、短手方向あるいは幅方向とも称され、Z方向は、厚さ方向とも称されうる。In each figure, the X direction is represented by an arrow X, the Y direction is represented by an arrow Y, and the Z direction is represented by an arrow Z. The X direction, Y direction, and Z direction intersect with each other and are perpendicular to each other. The X direction can also be called the longitudinal direction or extension direction, the Y direction can also be called the transverse direction or width direction, and the Z direction can also be called the thickness direction.

[第1実施形態]
[電線]
図1は、第1実施形態の皮膜除去方法によって絶縁皮膜12が除去される電線10の斜視図である。図1に示されるように、電線10は、例えば、扁平な長方形状の断面を有した平角線である。電線10は、帯状かつ板状の形状を有した導体11と、当該導体11の周囲を取り囲む絶縁皮膜12と、を有している。導体11は、芯線の一例である。
[First embodiment]
[Electrical wire]
Fig. 1 is a perspective view of an electric wire 10 from which an insulating coating 12 is removed by a coating removal method according to a first embodiment. As shown in Fig. 1, the electric wire 10 is, for example, a rectangular wire having a flattened rectangular cross section. The electric wire 10 has a conductor 11 having a belt-like and plate-like shape and an insulating coating 12 surrounding the conductor 11. The conductor 11 is an example of a core wire.

導体11は、例えば、無酸素銅や銅合金のような銅系材料で作られる。また、絶縁皮膜12は、例えば、ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアミドイミド、ポリウレタン、ポリエステル、ポリエステルイミド、のような有機高分子材料で作られる。The conductor 11 is made of a copper-based material such as oxygen-free copper or a copper alloy. The insulating film 12 is made of an organic polymer material such as polyimide, polyether ether ketone, polyamide-imide, polyurethane, polyester, or polyester-imide.

図1に示されるように、導体11を他の導体と電気的に接続するため、例えば、導体11の端部からの所定範囲Aにおいて、絶縁皮膜12が除去される。なお、絶縁皮膜12が除去される位置は、電線10の端部には限定されず、例えば、電線10の長手方向の途中位置であってもよい。1, in order to electrically connect the conductor 11 to another conductor, for example, the insulating coating 12 is removed in a predetermined range A from the end of the conductor 11. Note that the position where the insulating coating 12 is removed is not limited to the end of the electric wire 10, and may be, for example, a midway position in the longitudinal direction of the electric wire 10.

絶縁皮膜12は、レーザ光が照射される位置にセットされた電線10の表面10aにレーザ光を照射することによって除去される。絶縁皮膜12の除去に際しては、例えば、図1中に破線の矢印で示されるように、表面10a上、すなわち絶縁皮膜12上で、レーザ光の点状のスポット(ビーム)が走査される。スポットが照射された位置において、絶縁皮膜12が燃焼し、除去される。スポットの走査方向は、経時的に変化してもよい。本実施形態では、スポットは表面10a上で折り返されながら反復的に移動する。スポットと電線10とは、電線10の軸方向(長手方向、X方向)と交差した方向(幅方向、短手方向、Y方向および当該Y方向の反対方向Yo)に相対的に移動する。スポットの走査には、走査方向SD1(Y方向)への走査と、走査方向SD2(Y方向の反対方向Yo)への走査と、が含まれる。図1の例では、スポットは、電線10の表面10a上から当該表面10aを外れた位置まで走査され、Y方向について、当該表面10aを外れた位置で折り返されている。この場合、表面10aを外れた位置においては、レーザ光の出力が低下されたり停止されたりしてもよい。ただし、これには限定されず、走査方向SD1への走査と走査方向SD2への走査との間において、スポットと電線10とは、表面10a上で電線10の軸方向に移動し、これにより、スポットが表面10a上で軸方向に走査されてもよい。このようなスポットの折り返しながらの移動に伴って、絶縁皮膜12の除去領域は徐々に拡大する。本実施形態では、除去領域は、経時的に、巨視的には除去方向RDに拡大するとともに、微視的にはスポット(ビーム)の走査に伴って走査方向SD1および走査方向SD2に拡大する。The insulating film 12 is removed by irradiating the surface 10a of the electric wire 10 set at a position where the laser light is irradiated with the laser light. When removing the insulating film 12, for example, as shown by the dashed arrow in FIG. 1, a point-like spot (beam) of laser light is scanned on the surface 10a, i.e., on the insulating film 12. At the position where the spot is irradiated, the insulating film 12 is burned and removed. The scanning direction of the spot may change over time. In this embodiment, the spot moves repeatedly while being folded back on the surface 10a. The spot and the electric wire 10 move relatively in a direction (width direction, short direction, Y direction, and the opposite direction Yo of the Y direction) intersecting the axial direction (longitudinal direction, X direction) of the electric wire 10. The scanning of the spot includes scanning in the scanning direction SD1 (Y direction) and scanning in the scanning direction SD2 (opposite direction Yo of the Y direction). In the example of FIG. 1, the spot is scanned from the surface 10a of the electric wire 10 to a position outside the surface 10a, and is folded back in the Y direction at the position outside the surface 10a. In this case, the output of the laser light may be reduced or stopped at the position outside the surface 10a. However, this is not limited to this, and the spot and the electric wire 10 may move in the axial direction of the electric wire 10 on the surface 10a between the scanning in the scanning direction SD1 and the scanning in the scanning direction SD2, so that the spot may be scanned in the axial direction on the surface 10a. As the spot moves while folding back, the removed area of the insulating coating 12 gradually expands. In this embodiment, the removed area expands macroscopically in the removal direction RD over time, and microscopically in the scanning direction SD1 and the scanning direction SD2 with the scanning of the spot (beam).

走査の範囲や、折り返し位置、走査方向、回数などは、図1に示されるものには限定されない。例えば、走査の軌跡は、折り返し状には限定されず、渦巻き状であってもよい。この場合も、スポットの渦巻き状の移動に伴って、絶縁皮膜12の除去領域が徐々に拡大することになる。また、絶縁皮膜12は、図1とは異なる面も、同様に除去されうる。The scanning range, turning position, scanning direction, number of times, etc. are not limited to those shown in FIG. 1. For example, the scanning trajectory is not limited to a turning shape, but may be a spiral shape. In this case, too, the removal area of the insulating coating 12 will gradually expand as the spot moves in a spiral shape. Also, surfaces of the insulating coating 12 other than those shown in FIG. 1 can be removed in the same manner.

電線10は、例えば、円形断面の導体11を有した丸線のような、平角線とは異なる電線であってもよい。また、電線10の断面形状は、長方形状や円形状には限定されない。The electric wire 10 may be an electric wire other than a rectangular wire, such as a round wire having a conductor 11 with a circular cross section. In addition, the cross-sectional shape of the electric wire 10 is not limited to a rectangular shape or a circular shape.

[レーザ加工装置]
図2は、レーザ加工装置100A(100)の概略構成図である。図2に示されるように、レーザ加工装置100A(100)は、レーザ装置111と、レーザ装置112と、光学ヘッド120と、光ファイバ130と、を有している。
[Laser processing equipment]
Fig. 2 is a schematic diagram of the laser processing apparatus 100A (100). As shown in Fig. 2, the laser processing apparatus 100A (100) includes a laser device 111, a laser device 112, an optical head 120, and an optical fiber 130.

レーザ装置111,112は、それぞれ、レーザ発振器を有しており、一例としては、数kWのパワーのレーザ光を出力できるよう構成されている。また、レーザ装置111,112は、例えば、内部に複数の半導体レーザ素子を有し、当該複数の半導体レーザ素子の合計の出力として数kWのパワーのマルチモードのレーザ光を出力できるよう構成されてもよい。また、レーザ装置111,112は、ファイバレーザ、YAGレーザ、ディスクレーザ等様々なレーザ光源を有してもよい。Each of the laser devices 111 and 112 has a laser oscillator and is configured to output laser light with a power of several kW, for example. The laser devices 111 and 112 may also have multiple semiconductor laser elements therein and be configured to output multi-mode laser light with a power of several kW as the total output of the multiple semiconductor laser elements. The laser devices 111 and 112 may also have various laser light sources such as fiber lasers, YAG lasers, and disk lasers.

レーザ装置111は、800[nm]以上かつ1200[nm]以下の波長の第一レーザ光を出力する。レーザ装置111は、第一レーザ装置とも称され。レーザ装置111が有するレーザ発振器は、光源であり、第一レーザ発振器とも称されうる。The laser device 111 outputs a first laser light having a wavelength of 800 nm or more and 1200 nm or less. The laser device 111 is also referred to as a first laser device. The laser oscillator of the laser device 111 is a light source and can also be referred to as a first laser oscillator.

他方、レーザ装置112は、300[nm]以上かつ600[nm]以下の波長の第二レーザ光を出力する。レーザ装置112は、第二レーザ装置とも称され、レーザ装置112が有するレーザ発振器は、光源であり、第二レーザ発振器とも称されうる。On the other hand, the laser device 112 outputs a second laser light having a wavelength of 300 nm or more and 600 nm or less. The laser device 112 is also called a second laser device, and the laser oscillator of the laser device 112 is a light source and can also be called a second laser oscillator.

レーザ装置111,112は、それぞれ、レーザ光の連続波を出力してもよいし、レーザ光のパルスを出力してもよい。 Laser devices 111 and 112 may each output a continuous wave of laser light or a pulse of laser light.

光ファイバ130は、それぞれ、レーザ装置111,112から出力されたレーザ光を光学ヘッド120に導く。 The optical fiber 130 guides the laser light output from the laser devices 111 and 112 to the optical head 120.

光学ヘッド120は、レーザ装置111,112から入力されたレーザ光を、電線10に向かって照射するための光学装置である。光学ヘッド120は、コリメートレンズ121と、集光レンズ122と、ミラー123と、フィルタ124と、を有している。コリメートレンズ121、集光レンズ122、ミラー123、およびフィルタ124は、光学部品とも称されうる。The optical head 120 is an optical device for irradiating the laser light input from the laser devices 111 and 112 toward the electric wire 10. The optical head 120 has a collimating lens 121, a condensing lens 122, a mirror 123, and a filter 124. The collimating lens 121, the condensing lens 122, the mirror 123, and the filter 124 may also be referred to as optical components.

光学ヘッド120は、電線10の表面10a上でレーザ光の照射を行いながらレーザ光を走査するために、電線10との相対位置を変更可能に構成されている。なお、スポットの表面10a上での走査は、光学ヘッド120の移動、電線10の移動、および光学ヘッド120からのレーザ光のビームの出射方向の変化、のうち少なくとも一つによって実現されればよい。The optical head 120 is configured to be able to change its position relative to the electric wire 10 in order to scan the laser light while irradiating the surface 10a of the electric wire 10 with the laser light. Note that scanning of the spot on the surface 10a may be achieved by at least one of the movement of the optical head 120, the movement of the electric wire 10, and a change in the emission direction of the laser light beam from the optical head 120.

なお、光学ヘッド120は、図示しないガルバノスキャナ等を有することにより、表面10a上でレーザ光を走査可能に構成されてもよい。 In addition, the optical head 120 may be configured to be able to scan laser light on the surface 10a by having a galvanometer scanner (not shown) or the like.

コリメートレンズ121(121-1,121-2)は、それぞれ、光ファイバ130を介して入力されたレーザ光をコリメートする。コリメートされたレーザ光は、平行光になる。 The collimating lenses 121 (121-1, 121-2) each collimate the laser light input via the optical fiber 130. The collimated laser light becomes parallel light.

ミラー123は、コリメートレンズ121-1で平行光となった第一レーザ光を反射する。ミラー123で反射した第一レーザ光は、Z方向の反対方向に進み、フィルタ124へ向かう。なお、第一レーザ光が光学ヘッド120においてZ方向の反対方向へ進むように入力される構成にあっては、ミラー123は不要である。 Mirror 123 reflects the first laser light that has been collimated by collimator lens 121-1. The first laser light reflected by mirror 123 travels in the opposite Z direction toward filter 124. Note that in a configuration in which the first laser light is input to optical head 120 so as to travel in the opposite Z direction, mirror 123 is not necessary.

フィルタ124は、第一レーザ光を透過し、かつ第二レーザ光を透過せずに反射するハイパスフィルタである。第一レーザ光は、フィルタ124を透過してZ方向の反対方向へ進み、集光レンズ122へ向かう。他方、フィルタ124は、コリメートレンズ121-2で平行光となった第二レーザ光を反射する。フィルタ124で反射した第二レーザ光は、Z方向の反対方向に進み、集光レンズ122へ向かう。 Filter 124 is a high-pass filter that transmits the first laser light and reflects but does not transmit the second laser light. The first laser light passes through filter 124 and travels in the opposite Z direction toward the focusing lens 122. On the other hand, filter 124 reflects the second laser light that has been collimated by collimator lens 121-2. The second laser light reflected by filter 124 travels in the opposite Z direction toward the focusing lens 122.

集光レンズ122は、平行光としての第一レーザ光および第二レーザ光を集光し、レーザ光(出力光)として、電線10の表面10a上の照射点Pへ照射する。照射点Pは、照射位置の一例である。The focusing lens 122 focuses the first laser light and the second laser light as parallel light, and irradiates the laser light (output light) to an irradiation point P on the surface 10a of the electric wire 10. The irradiation point P is an example of an irradiation position.

光学ヘッド120は、コリメートレンズ121-1とミラー123との間に、DOE125(diffractive optical element、回折光学素子)を有している。DOE125は、第一レーザ光のビームの形状を適宜に成形することができる。DOE125は、ビームシェイパの一例である。The optical head 120 has a DOE 125 (diffractive optical element) between the collimator lens 121-1 and the mirror 123. The DOE 125 can appropriately shape the beam of the first laser light. The DOE 125 is an example of a beam shaper.

また、レーザ加工装置100は、駆動機構150、および酸素供給機構160を備えている。 The laser processing apparatus 100 also has a drive mechanism 150 and an oxygen supply mechanism 160.

駆動機構150は、電線10に対する光学ヘッド120の相対的な位置を変更する。駆動機構150は、例えば、モータのような回転機構や、当該回転機構の回転出力を減速する減速機構、減速機構によって減速された回転を直動に変換する運動変換機構等を、有する。制御装置140は、電線10に対する光学ヘッド120のX方向、Y方向、およびZ方向における相対位置が変化するよう、駆動機構150を制御することができる。The drive mechanism 150 changes the relative position of the optical head 120 with respect to the electric wire 10. The drive mechanism 150 has, for example, a rotation mechanism such as a motor, a reduction mechanism that reduces the rotation output of the rotation mechanism, and a motion conversion mechanism that converts the rotation reduced by the reduction mechanism into linear motion. The control device 140 can control the drive mechanism 150 so that the relative position of the optical head 120 with respect to the electric wire 10 in the X-direction, Y-direction, and Z-direction changes.

酸素供給機構160は、配管161を通じて、照射点Pに向けて酸素ガスGo(酸素を含むガス)を供給する。酸素ガスGoは、配管161の先端に設けられ照射点Pを向くノズルの吐出口161aから所定の流量で吐出される。レーザ加工装置100は、酸素ガスGoを供給しながらレーザ光を照射することにより、電線10から絶縁皮膜12を除去する。酸素ガスGoの供給により、絶縁皮膜12の燃焼が促進され、酸素ガスGoが供給されない場合に比べて、絶縁皮膜12の除去性能を高めることができる。The oxygen supply mechanism 160 supplies oxygen gas Go (gas containing oxygen) toward the irradiation point P through the piping 161. The oxygen gas Go is discharged at a predetermined flow rate from the outlet 161a of a nozzle provided at the tip of the piping 161 and facing the irradiation point P. The laser processing device 100 removes the insulating film 12 from the electric wire 10 by irradiating the laser light while supplying the oxygen gas Go. The supply of the oxygen gas Go promotes the combustion of the insulating film 12, and the removal performance of the insulating film 12 can be improved compared to the case where the oxygen gas Go is not supplied.

発明者らの鋭意研究により、吐出口161aと照射点Pとの距離Lは、10[mm]以上かつ25[mm]以下であるのが好ましく、12[mm]以上かつ20[mm]以下であるのがより好ましいことが判明した。また、酸素ガスGoの流速は、吐出口161aにおいて、3.0[m/s]以上35[m/s]以下であるのが好ましいことが判明した。さらに、電線10の幅方向の全体に渡って酸素の供給量のばらつきが生じ難くなるよう、吐出口161a(ノズル)の内径は、電線10の幅以上であるのが好ましい。一例として、当該内径が8[mm]である場合、上述した3.0[m/s]以上35[m/s]以下の流速を得るのに必要な酸素ガスGoの流量は、10[L/min]以上100[L/min]以下となる。また、種々の場合において、酸素ガスGoの流量は、30[L/min]以上であるのが好ましく、50[L/min]以上であるのがより好ましく、70[L/min]以上であるのがより一層好ましいことが判明した。距離Lは、短すぎるとノズルに対する熱影響が大きくなり、他方長すぎると酸素ガスGoが照射点Pへ供給され難くなる。また、当該距離Lの範囲において、酸素ガスGoの流量が50[L/min]未満になると、絶縁皮膜12の除去性能が低下することが判明した。Through intensive research by the inventors, it has been found that the distance L between the outlet 161a and the irradiation point P is preferably 10 mm or more and 25 mm or less, and more preferably 12 mm or more and 20 mm or less. It has also been found that the flow rate of the oxygen gas Go is preferably 3.0 m/s or more and 35 m/s or less at the outlet 161a. Furthermore, it is preferable that the inner diameter of the outlet 161a (nozzle) is equal to or more than the width of the electric wire 10 so that the amount of oxygen supplied is less likely to vary across the entire width of the electric wire 10. As an example, when the inner diameter is 8 mm, the flow rate of the oxygen gas Go required to obtain the above-mentioned flow rate of 3.0 m/s or more and 35 m/s or less is 10 L/min or more and 100 L/min or less. It was also found that in various cases, the flow rate of the oxygen gas Go is preferably 30 [L/min] or more, more preferably 50 [L/min] or more, and even more preferably 70 [L/min] or more. If the distance L is too short, the thermal effect on the nozzle increases, while if it is too long, it becomes difficult for the oxygen gas Go to be supplied to the irradiation point P. It was also found that within the range of the distance L, if the flow rate of the oxygen gas Go is less than 50 [L/min], the removal performance of the insulating coating 12 decreases.

発明者らは、このような距離Lおよび酸素ガスGoの設定によって、レーザ加工装置100が、絶縁皮膜12の厚さが30[μm]以上や、50[μm]以上、さらには70[μm]以上である電線10に対して、当該絶縁皮膜12を、迅速に除去することができ、残渣等の少ない高品質な導体11の表面が得られることを確認した。レーザ加工装置100は、皮膜除去装置の一例である。The inventors have confirmed that by setting the distance L and the oxygen gas Go in this way, the laser processing device 100 can quickly remove the insulating coating 12 from the electric wire 10 having a thickness of 30 μm or more, 50 μm or more, or even 70 μm or more, and can obtain a high-quality surface of the conductor 11 with little residue, etc. The laser processing device 100 is an example of a coating removal device.

また、レーザ加工装置100は、レーザ装置111,112、駆動機構150、および酸素供給機構160の作動を制御する制御装置140を備えている。 The laser processing apparatus 100 also has a control device 140 that controls the operation of the laser devices 111, 112, the drive mechanism 150, and the oxygen supply mechanism 160.

図3は、レーザ加工装置100のブロック図である。制御装置140は、コンピュータであって、コントローラ141と、主記憶部142と、補助記憶装置143と、を有している。コントローラ141は、例えば、CPU(central processing unit)のようなプロセッサ(回路)である。主記憶部142は、例えば、RAM(random access memory)やROM(read only memory)である。また、補助記憶装置143は、例えば、例えばSSD(solid state drive)やHDD(hard disk drive)のような不揮発性の記憶装置である。 Figure 3 is a block diagram of the laser processing apparatus 100. The control device 140 is a computer and has a controller 141, a main memory unit 142, and an auxiliary memory unit 143. The controller 141 is a processor (circuit) such as a CPU (central processing unit). The main memory unit 142 is, for example, a RAM (random access memory) or a ROM (read only memory). The auxiliary memory unit 143 is, for example, a non-volatile memory device such as an SSD (solid state drive) or an HDD (hard disk drive).

コントローラ141は、主記憶部142のROMや補助記憶装置143に記憶されたプログラムを読み出して各処理を実行することにより、出力制御部141a、駆動制御部141b、および酸素供給制御部141cとして作動する。プログラムは、それぞれインストール可能な形式または実行可能な形式のファイルで、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供されうる。記録媒体は、プログラムプロダクトとも称されうる。プログラムおよびプロセッサによる演算処理で用いられる値や、テーブル、マップ等の情報は、ROMや補助記憶装置143に予め記憶されてもよいし、通信ネットワークに接続されたコンピュータの記憶部に記憶され、当該通信ネットワーク経由でダウンロードされることによって補助記憶装置143に記憶されてもよい。補助記憶装置143は、プロセッサによって書き込まれたデータを記憶する。また、コントローラ141による演算処理は、少なくとも部分的に、ハードウエアによって実行されてもよい。この場合、コントローラ141には、例えば、FPGA(field programmable gate array)や、ASIC(application specific integrated circuit)等が含まれてもよい。なお、コントローラ141は、出力制御部141a、駆動制御部141b、および酸素供給制御部141c以外の制御部を含んでもよい。The controller 141 operates as the output control unit 141a, the drive control unit 141b, and the oxygen supply control unit 141c by reading out the programs stored in the ROM of the main memory unit 142 or the auxiliary storage device 143 and executing each process. The programs can be provided in a computer-readable recording medium in an installable or executable format. The recording medium can also be called a program product. Information such as values, tables, and maps used in the arithmetic processing by the program and the processor may be stored in the ROM or the auxiliary storage device 143 in advance, or may be stored in a memory unit of a computer connected to a communication network and downloaded via the communication network to the auxiliary storage device 143. The auxiliary storage device 143 stores data written by the processor. The arithmetic processing by the controller 141 may also be performed at least in part by hardware. In this case, the controller 141 may include, for example, an FPGA (field programmable gate array) or an ASIC (application specific integrated circuit). The controller 141 may include a control unit other than the output control unit 141a, the drive control unit 141b, and the oxygen supply control unit 141c.

出力制御部141aは、例えば、レーザ光を出力したり、レーザ光の出力を停止したりするよう、レーザ光の出力強度を変更したりするよう、レーザ装置111,112の作動を制御することができる。The output control unit 141a can control the operation of the laser devices 111, 112, for example, to output laser light, stop outputting laser light, or change the output intensity of the laser light.

駆動制御部141bは、例えば、電線10におけるレーザ光の照射点Pが移動し、照射点Pが走査されるよう、すなわち、光学ヘッド120と電線10との相対的な位置が変わるよう、駆動機構150の作動を制御することができる。The drive control unit 141b can control the operation of the drive mechanism 150, for example, so that the irradiation point P of the laser light on the electric wire 10 moves and the irradiation point P is scanned, i.e., so that the relative position between the optical head 120 and the electric wire 10 changes.

また、酸素供給制御部141cは、例えば、酸素ガスGoを供給したり、酸素ガスGoの供給を停止したり、酸素ガスGoの供給流量を変更したりするよう、酸素供給機構160の作動を制御することができる。 In addition, the oxygen supply control unit 141c can control the operation of the oxygen supply mechanism 160, for example, to supply oxygen gas Go, stop the supply of oxygen gas Go, or change the supply flow rate of oxygen gas Go.

また、酸素ガスGoにおける酸素の濃度は、絶縁皮膜12の材料の燃焼性に応じて設定される。具体的には、絶縁皮膜12の材料の燃焼性が高いほど供給する酸素の濃度は低く設定され、絶縁皮膜12の材料の燃焼性が低いほど供給する酸素の濃度は高く設定される。酸素の濃度は、例えば、酸素タンクからの吐出流量を変更可能な電磁弁のような切替機構によって調整される。また、酸素の濃度は、例えば、配管161のノズルの先端のような、固定位置での濃度とする。このような構成および設定により、例えば、絶縁皮膜12の所期範囲を超えた燃焼を抑制できたり、より効率の良いより迅速な燃焼を実現できたり、といった効果が得られる。なお、酸素ガスGo中の酸素の濃度は、空気中の酸素濃度以上かつ純酸素における酸素濃度以下の範囲内で適宜に設定される。 The oxygen concentration in the oxygen gas Go is set according to the combustibility of the material of the insulating film 12. Specifically, the higher the combustibility of the material of the insulating film 12, the lower the concentration of oxygen to be supplied is set, and the lower the combustibility of the material of the insulating film 12, the higher the concentration of oxygen to be supplied is set. The oxygen concentration is adjusted, for example, by a switching mechanism such as an electromagnetic valve that can change the discharge flow rate from the oxygen tank. The oxygen concentration is set to a fixed position, for example, the tip of the nozzle of the piping 161. With such a configuration and setting, for example, it is possible to suppress combustion of the insulating film 12 beyond the intended range, and to achieve more efficient and faster combustion. The oxygen concentration in the oxygen gas Go is appropriately set within a range equal to or higher than the oxygen concentration in air and equal to or lower than the oxygen concentration in pure oxygen.

[酸素の供給]
図4は、電線10の一部の側面図であって、絶縁皮膜12の除去領域Arと残存部位PrとのX方向における境界Boの近傍を示す図である。図4においては、図1に例示したようなスポット(ビーム)の走査により、境界Boにおいては、絶縁皮膜12の端面12aが出現する。端面12aは、絶縁皮膜12のX方向の反対方向の端部に位置し、除去方向RDの反対方向を向いている。なお、図4では、模式的に、端面12aはZ方向に略沿って延びているように描かれているが、実際には、端面12aは、Z方向に対して傾斜して延びる場合もあるし、凹凸形状を有する場合もある。
[Oxygen supply]
Fig. 4 is a side view of a portion of the electric wire 10, showing the vicinity of a boundary Bo in the X direction between a removed region Ar and a remaining portion Pr of the insulating coating 12. In Fig. 4, an end face 12a of the insulating coating 12 appears at the boundary Bo by scanning a spot (beam) as illustrated in Fig. 1. The end face 12a is located at an end of the insulating coating 12 in the opposite direction to the X direction and faces the opposite direction to the removal direction RD. Note that, in Fig. 4, the end face 12a is depicted as extending generally along the Z direction in schematic form, but in reality, the end face 12a may extend at an angle to the Z direction or may have an uneven shape.

酸素ガスGoは、図4に示されるように、境界Boに対して残存部位Prとは反対側から供給されるとともに、当該境界Boに向けて供給されている。ここで、仮に、酸素ガスGoが境界Boに対して除去領域Arとは反対側から供給された場合、すなわち、図4において酸素ガスが境界Boに対して右側あるいは右上側から供給された場合、当該酸素ガスは、絶縁皮膜12の残存部位Prが障害となり、表面11aの特に境界Boの近傍、例えば、表面11aと残存部位Prの端面12aとの間の隅部Cに対しては、十分に供給されなくなる虞がある。この点、本実施形態では、酸素ガスGoは、境界Boに対して残存部位Prとは反対側から供給されるため、隅部Cに対しても残存部位Prに妨げられることなく供給されるため、レーザ光の照射による絶縁皮膜12の燃焼が促進されやすくなり、表面11aにおける残渣をより少なくすることができる。また、酸素ガスGoの流量をより大きくし、酸素ガスGoによって残渣を吹き飛ばす場合にあっても、残存部位Prとの干渉を避けた隅部Cに至るまでの表面11aへの酸素ガスGoの吹きつけという観点から、酸素ガスGoは、境界Boに対して残存部位Prとは反対側から供給されるとともに、当該境界Boに向けて供給されるのが好ましい。As shown in FIG. 4, oxygen gas Go is supplied from the side opposite the boundary Bo to the remaining portion Pr and is supplied toward the boundary Bo. If oxygen gas Go is supplied from the side opposite the boundary Bo to the removal area Ar, that is, if oxygen gas is supplied from the right side or upper right side of the boundary Bo in FIG. 4, the remaining portion Pr of the insulating coating 12 may become an obstacle to the oxygen gas, and the oxygen gas may not be sufficiently supplied to the surface 11a, particularly to the vicinity of the boundary Bo, for example, to the corner C between the surface 11a and the end face 12a of the remaining portion Pr. In this regard, in the present embodiment, oxygen gas Go is supplied from the side opposite the boundary Bo to the remaining portion Pr, and is supplied to the corner C without being hindered by the remaining portion Pr, which facilitates the combustion of the insulating coating 12 by irradiation with laser light, and the residue on the surface 11a can be reduced. Furthermore, even when the flow rate of the oxygen gas Go is increased and the residue is blown away by the oxygen gas Go, from the viewpoint of blowing the oxygen gas Go onto the surface 11a up to the corner C while avoiding interference with the remaining portion Pr, it is preferable that the oxygen gas Go be supplied from the opposite side of the boundary Bo to the remaining portion Pr and toward the boundary Bo.

また、発明者らの実験的な研究から、酸素ガスGoの供給方向(吐出口161aの中心軸の向き)と、表面11aの延びる方向(X方向、除去方向RD)とのなす角度θの大きさは、光学ヘッド120における配管161とレーザ光の出射端部との干渉を避けるという観点と、表面11aの境界Boの近傍への十分な酸素の供給という観点とから、10°以上70°以下であるのが好ましく、20°以上50°以下であるのがより好ましいことが判明した。 Furthermore, experimental research by the inventors has revealed that the magnitude of the angle θ between the supply direction of the oxygen gas Go (the direction of the central axis of the outlet 161a) and the extension direction of the surface 11a (X direction, removal direction RD) is preferably 10° or more and 70° or less, and more preferably 20° or more and 50° or less, from the standpoint of avoiding interference between the piping 161 in the optical head 120 and the emission end of the laser light, and from the standpoint of supplying sufficient oxygen to the vicinity of the boundary Bo of the surface 11a.

図5は、酸素ガスGoの供給方向のベクトルの成分を示す模式図である。酸素ガスGoの供給方向(図5中の矢印Go)は、X方向(除去方向RD)の成分Go_rdと、Z方向の反対方向の成分Go_zとに分解できる。すなわち、酸素ガスGoは、Z方向の反対方向、すなわち表面11aの法線方向とは反対方向の成分と、除去方向RDの成分と、を含む方向に、供給される。除去方向RDは、第一方向の一例である。 Figure 5 is a schematic diagram showing the components of the vector of the supply direction of oxygen gas Go. The supply direction of oxygen gas Go (arrow Go in Figure 5) can be decomposed into a component Go_rd in the X direction (removal direction RD) and a component Go_z in the opposite direction to the Z direction. That is, oxygen gas Go is supplied in a direction that includes a component in the opposite direction to the Z direction, i.e., the direction opposite to the normal direction of surface 11a, and a component of the removal direction RD. The removal direction RD is an example of a first direction.

図6は、図4と同位置を示す側面図であって、図4の場合とは酸素ガスGoの供給位置が異なる場合を示す図である。図6の例では、酸素ガスGoは、境界Bo(隅部C)から除去方向RDとは反対方向(除去方向RDの後方)に離れた位置に向けて供給されている。この例でも、酸素ガスGoは、境界Boに対して残存部位Prとは反対側から供給されるとともに、酸素ガスGoの供給方向は、図4,5の場合と同様である。このような場合も、酸素ガスGoは、隅部Cに対しても、残存部位Prに妨げられることなく供給されるため、レーザ光の照射による絶縁皮膜12の燃焼が促進されやすくなり、表面11aにおける残渣をより少なくすることができる。また、酸素ガスGoの流量をより大きくし、酸素ガスGoによって残渣を吹き飛ばす場合にあっても、図4の場合と同様の効果が得られる。 Figure 6 is a side view showing the same position as in Figure 4, and shows a case where the supply position of oxygen gas Go is different from that in Figure 4. In the example of Figure 6, oxygen gas Go is supplied toward a position away from the boundary Bo (corner C) in the opposite direction to the removal direction RD (rear of the removal direction RD). In this example, oxygen gas Go is also supplied from the opposite side of the boundary Bo to the remaining portion Pr, and the supply direction of oxygen gas Go is the same as in Figures 4 and 5. In such a case, oxygen gas Go is also supplied to the corner C without being hindered by the remaining portion Pr, so that the combustion of the insulating coating 12 by the irradiation of the laser light is easily promoted, and the residue on the surface 11a can be reduced. In addition, even when the flow rate of oxygen gas Go is increased and the residue is blown away by oxygen gas Go, the same effect as in Figure 4 can be obtained.

[第2実施形態]
図7は、第2実施形態のレーザ加工装置100B(100)の一部を示す正面図である。レーザ加工装置100Bは、図7に図示される部分を除き、上記第1実施形態と同様の構成を備えている。また、本実施形態では、スポット(ビーム)は、表面10a上で、上記第1実施形態と同様に走査される。すなわち、本実施形態でも、図1に示されるように、スポットの走査には、走査方向SD1(Y方向)への走査と、走査方向SD2(Y方向の反対方向Yo)への走査と、が含まれる。したがって、本実施形態でも、除去領域Arは、経時的に、巨視的には除去方向RDに拡大するとともに、微視的にはスポットの走査に伴って走査方向SD1および走査方向SD2に拡大する。
[Second embodiment]
FIG. 7 is a front view showing a part of the laser processing apparatus 100B (100) of the second embodiment. The laser processing apparatus 100B has the same configuration as the first embodiment, except for the part shown in FIG. 7. In this embodiment, the spot (beam) is scanned on the surface 10a in the same manner as the first embodiment. That is, in this embodiment, as shown in FIG. 1, the scanning of the spot includes scanning in the scanning direction SD1 (Y direction) and scanning in the scanning direction SD2 (opposite direction Yo of the Y direction). Therefore, in this embodiment, the removal area Ar expands macroscopically in the removal direction RD over time, and microscopically expands in the scanning directions SD1 and SD2 with the scanning of the spot.

光学ヘッド120は、酸素ガスGoをY方向とZ方向の反対方向との間の方向に向けて供給する配管161-1(161)を備えている。The optical head 120 is provided with a pipe 161-1 (161) that supplies oxygen gas Go in a direction between the Y direction and the opposite direction of the Z direction.

また、本実施形態では、制御装置140は、走査方向SD1への走査時にのみ酸素ガスGoを供給し、走査方向SD2への走査時には酸素ガスGoを供給しないよう、酸素供給機構160を制御する。 In addition, in this embodiment, the control device 140 controls the oxygen supply mechanism 160 to supply oxygen gas Go only when scanning in the scanning direction SD1, and not to supply oxygen gas Go when scanning in the scanning direction SD2.

図8は、電線10の一部のX方向に見た場合の背面図(一部断面図)であって、スポットを走査方向SD1へ走査している状態での、絶縁皮膜12の除去領域Arと残存部位PrとのY方向における境界Bo1の近傍を示す図である。なお、図8では、模式的に、端面12a1はZ方向に略沿って延びているように描かれているが、実際には、端面12a1は、Z方向に対して傾斜して延びる場合もあるし、凹凸形状を有する場合もある。 Figure 8 is a rear view (partial cross-sectional view) of a portion of the electric wire 10 as viewed in the X direction, showing the vicinity of the boundary Bo1 in the Y direction between the removed area Ar and the remaining portion Pr of the insulating coating 12 while the spot is being scanned in the scanning direction SD1. Note that in Figure 8, the end face 12a1 is depicted as extending generally along the Z direction, but in reality, the end face 12a1 may extend at an angle to the Z direction or may have an uneven shape.

図8に示されるように、境界Bo1においては、絶縁皮膜12の端面12a1が出現する。端面12a1は、絶縁皮膜12の走査方向SD1の反対方向の端部に位置し、当該走査方向SD1の反対方向を向いている。スポットの走査方向SD1への走査により、端面12a1(境界Bo1)は、走査方向SD1へ移動し、除去領域Arは、走査方向SD1に経時的に拡大する。このような場合において、本実施形態では、図8に示されるように、酸素ガスGoは、境界Bo1に対して残存部位Prとは反対側から供給されるとともに、当該境界Bo1に向けて供給される。この場合も、上記第1実施形態と同様に、酸素ガスGoは、表面11aと端面12a1との間の隅部C1に対しても残存部位Prに妨げられることなく供給されるため、レーザ光の照射による絶縁皮膜12の燃焼が促進されやすくなり、表面11aにおける残渣をより少なくすることができる。また、酸素ガスGoの流量をより大きくし、酸素ガスGoによって残渣を吹き飛ばす場合にあっても、残存部位Prとの干渉を避けた隅部C1に至るまでの表面11aへの酸素ガスGoの吹きつけという観点から、酸素ガスGoは、境界Bo1に対して残存部位Prとは反対側から供給されるとともに、当該境界Bo1に向けて、または境界Bo1(隅部C1)から走査方向SD1とは反対方向(走査方向SD1の後方)に離れた位置に向けて供給されるのが好ましい。As shown in FIG. 8, at the boundary Bo1, the end face 12a1 of the insulating coating 12 appears. The end face 12a1 is located at the end of the insulating coating 12 in the opposite direction to the scanning direction SD1, and faces the opposite direction to the scanning direction SD1. By scanning the spot in the scanning direction SD1, the end face 12a1 (boundary Bo1) moves in the scanning direction SD1, and the removal area Ar expands over time in the scanning direction SD1. In such a case, in this embodiment, as shown in FIG. 8, the oxygen gas Go is supplied from the opposite side of the boundary Bo1 to the remaining portion Pr and is supplied toward the boundary Bo1. In this case, as in the first embodiment, the oxygen gas Go is also supplied to the corner portion C1 between the surface 11a and the end face 12a1 without being obstructed by the remaining portion Pr, so that the burning of the insulating coating 12 by the irradiation of the laser light is easily promoted, and the residue on the surface 11a can be reduced. Furthermore, even when the flow rate of oxygen gas Go is increased and the residue is blown away by oxygen gas Go, from the viewpoint of blowing oxygen gas Go onto surface 11a up to corner C1 while avoiding interference with the remaining portion Pr, it is preferable that the oxygen gas Go is supplied from the opposite side of the boundary Bo1 to the remaining portion Pr, and is supplied toward the boundary Bo1 or toward a position away from the boundary Bo1 (corner C1) in the opposite direction to the scanning direction SD1 (rear of the scanning direction SD1).

図9は、図8の状態における酸素ガスGoの供給方向のベクトルの成分を示す模式図である。酸素ガスGoの供給方向(図9中の矢印Go)は、Y方向(走査方向SD)の成分Go_sdと、Z方向の反対方向の成分Go_zとに分解できる。すなわち、酸素ガスGoは、Z方向の反対方向、すなわち表面11aの法線方向とは反対方向の成分と、走査方向SDの成分と、を含む方向に、供給される。 Figure 9 is a schematic diagram showing the components of the vector of the supply direction of oxygen gas Go in the state of Figure 8. The supply direction of oxygen gas Go (arrow Go in Figure 9) can be decomposed into a component Go_sd in the Y direction (scanning direction SD) and a component Go_z in the opposite direction to the Z direction. That is, oxygen gas Go is supplied in a direction that includes a component in the opposite direction to the Z direction, i.e., the direction opposite to the normal direction of surface 11a, and a component in the scanning direction SD.

以上の本実施形態でも、上記第1実施形態と同様の効果を得ることができる。なお、酸素ガスGoの供給方向は、さらに除去方向RDの成分を有してもよい。In the present embodiment, the same effect as in the first embodiment can be obtained. The supply direction of the oxygen gas Go may further include a component of the removal direction RD.

[第3実施形態]
図10は、第3実施形態のレーザ加工装置100C(100)の一部を示す正面図である。レーザ加工装置100Cは、図10に図示される部分を除き、上記第1実施形態と同様の構成を備えている。また、本実施形態でも、スポット(ビーム)は、表面10a上で、上記第1実施形態と同様に走査される。すなわち、本実施形態でも、図1に示されるように、スポットの走査には、走査方向SD1(Y方向)への走査と、走査方向SD2(Y方向の反対方向Yo)への走査と、が含まれる。したがって、本実施形態でも、除去領域Arは、経時的に、巨視的には除去方向RDに拡大するとともに、微視的にはスポットの走査に伴って走査方向SD1および走査方向SD2に拡大する。
[Third embodiment]
FIG. 10 is a front view showing a part of the laser processing apparatus 100C (100) of the third embodiment. The laser processing apparatus 100C has the same configuration as the first embodiment, except for the part shown in FIG. 10. Also in this embodiment, the spot (beam) is scanned on the surface 10a in the same manner as the first embodiment. That is, also in this embodiment, as shown in FIG. 1, the scanning of the spot includes scanning in the scanning direction SD1 (Y direction) and scanning in the scanning direction SD2 (opposite direction Yo of the Y direction). Therefore, also in this embodiment, the removal area Ar expands macroscopically in the removal direction RD over time, and microscopically expands in the scanning directions SD1 and SD2 with the scanning of the spot.

ただし、本実施形態では、光学ヘッド120は、酸素ガスGoをY方向とZ方向の反対方向との間の方向に向けて供給する配管161-1(161)と、酸素ガスGoをY方向の反対方向YoとZ方向の反対方向との間の方向に向けて供給する配管161-2(161)と、を備えている。すなわち、光学ヘッド120は、異なる方向に酸素ガスGoを供給可能な、複数の配管161(ノズル)を有している。However, in this embodiment, the optical head 120 includes a pipe 161-1 (161) that supplies oxygen gas Go in a direction between the Y direction and the opposite direction of the Z direction, and a pipe 161-2 (161) that supplies oxygen gas Go in a direction between the opposite direction Yo of the Y direction and the opposite direction of the Z direction. In other words, the optical head 120 has multiple pipes 161 (nozzles) that can supply oxygen gas Go in different directions.

さらに、本実施形態では、制御装置140は、スポットの走査方向の経時的な変化に応じて、酸素ガスGoの供給方向を切り替える。具体的に、制御装置140は、走査方向SD1への走査時には配管161-1から酸素ガスGoを供給し、走査方向SD2への走査時には配管161-2から酸素ガスGoを供給するよう、酸素供給機構160を制御する。この場合、酸素供給機構160は、例えば、電磁弁(不図示)のような、各配管161による酸素ガスGoの供給および停止を切り替える切替機構を有している。 Furthermore, in this embodiment, the control device 140 switches the supply direction of the oxygen gas Go in response to changes over time in the scanning direction of the spot. Specifically, the control device 140 controls the oxygen supply mechanism 160 to supply oxygen gas Go from pipe 161-1 when scanning in scanning direction SD1, and to supply oxygen gas Go from pipe 161-2 when scanning in scanning direction SD2. In this case, the oxygen supply mechanism 160 has a switching mechanism, such as an electromagnetic valve (not shown), that switches between supplying and stopping the oxygen gas Go through each pipe 161.

配管161-1からの酸素ガスGoの供給方向は、上記第2実施形態と同様に、Z方向の反対方向、すなわち表面11aの法線方向とは反対方向の成分と、走査方向SD1の成分と、を含む方向である。また、配管161-2からの酸素ガスGoの供給方向は、Z方向の反対方向の成分と、走査方向SD2の成分と、を含む方向である。また、この場合も、配管161-1および配管161-2からの酸素ガスGoの供給方向は、それぞれ、除去方向RDの成分を有してもよい。As in the second embodiment, the supply direction of oxygen gas Go from pipe 161-1 is a direction that includes a component in the opposite direction to the Z direction, i.e., the direction opposite to the normal direction of surface 11a, and a component in the scanning direction SD1. The supply direction of oxygen gas Go from pipe 161-2 is a direction that includes a component in the opposite direction to the Z direction and a component in the scanning direction SD2. In this case, the supply directions of oxygen gas Go from pipes 161-1 and 161-2 may each have a component in the removal direction RD.

以上の本実施形態でも、上記第1実施形態および上記第2実施形態と同様の効果を得ることができる。また、本実施形態では、走査方向SD1,SD2の双方において、酸素ガスGoを供給することができるため、残渣をより一層確実に除去することが可能となる。In the present embodiment, the same effects as those of the first and second embodiments can be obtained. In addition, in the present embodiment, oxygen gas Go can be supplied in both the scanning directions SD1 and SD2, so that the residue can be removed more reliably.

[第4実施形態]
図11は、第4実施形態のレーザ加工装置100D(100)の一部を示す正面図である。本実施形態では、光学ヘッド120は、上記第3実施形態と同様の構成を有している。
[Fourth embodiment]
11 is a front view showing a part of a laser processing apparatus 100D (100) according to the fourth embodiment. In this embodiment, an optical head 120 has a similar configuration to that of the third embodiment.

ただし、本実施形態では、光学ヘッド120に対して相対的に電線10をその中心軸Ax周りに周方向に回転させることにより、表面10a上でスポット(ビーム)を走査する。すなわち、本実施形態では、電線10とビームとが、中心軸Ax周りの周方向に相対的に移動する。図11の状態で、電線10が反時計回りの回転方向R1に回転する場合、光学ヘッド120と面した表面10aにおいて、スポットは、相対的に電線10の角部10b1から他方の角部10b2へ向かう方向へ移動する。この場合、制御装置140は、配管161-1からの酸素ガスGoを供給するよう、酸素供給機構160を制御する。他方、図11の状態で、電線10が時計回りの回転方向R2に回転する場合、光学ヘッド120と面した表面10aにおいて、スポットは、相対的に電線10の角部10b2から他方の角部10b1へ向かう方向へ移動する。この場合、制御装置140は、配管161-2からの酸素ガスGoを供給するよう、酸素供給機構160を制御する。このような制御により、本実施形態でも、酸素ガスGoの供給方向は、表面10aにおけるスポットの掃引方向の成分を有することになる。よって、本実施形態によっても、上記第3実施形態と同様の効果が得られる。However, in this embodiment, the spot (beam) is scanned on the surface 10a by rotating the electric wire 10 in the circumferential direction around the central axis Ax relative to the optical head 120. That is, in this embodiment, the electric wire 10 and the beam move relatively in the circumferential direction around the central axis Ax. When the electric wire 10 rotates in the counterclockwise rotation direction R1 in the state of FIG. 11, the spot moves relatively in the direction from the corner 10b1 of the electric wire 10 to the other corner 10b2 on the surface 10a facing the optical head 120. In this case, the control device 140 controls the oxygen supply mechanism 160 to supply oxygen gas Go from the pipe 161-1. On the other hand, when the electric wire 10 rotates in the clockwise rotation direction R2 in the state of FIG. 11, the spot moves relatively in the direction from the corner 10b2 of the electric wire 10 to the other corner 10b1 on the surface 10a facing the optical head 120. In this case, the control device 140 controls the oxygen supply mechanism 160 to supply oxygen gas Go from the pipe 161-2. By such control, the supply direction of the oxygen gas Go also has a component of the sweep direction of the spot on the surface 10a in this embodiment. Therefore, the same effect as in the third embodiment can be obtained in this embodiment.

[第5実施形態]
図12は、第5実施形態のレーザ加工装置100E(100)の一部を示す正面図である。レーザ加工装置100Eは、図12に図示される部分を除き、上記第1実施形態と同様の構成を備えている。すなわち、本実施形態では、光学ヘッド120は、集光レンズ122の前段に、ガルバノスキャナ126を有している。
[Fifth embodiment]
Fig. 12 is a front view showing a part of the laser processing apparatus 100E (100) of the fifth embodiment. The laser processing apparatus 100E has a configuration similar to that of the first embodiment, except for the part shown in Fig. 12. That is, in this embodiment, the optical head 120 has a galvano scanner 126 in front of the condenser lens 122.

ガルバノスキャナ126は、複数のミラー126a,126bを有している。複数のミラー126a,126bの角度を変更することで、光学ヘッド120からのレーザ光の出射方向を切り替える。ミラー126a,126bの角度は、それぞれ、例えば制御装置140によって制御されたモータ(いずれも不図示)によって変更される。この場合、例えば、電線10と光学ヘッド120とを相対的に移動させることなく、スポットを表面10a上で走査方向SD1,SD2に走査することができる。なお、スポットのX方向への移動あるいは走査は、電線10および光学ヘッド120のうち少なくとも一方の移動により実現してもよい。The galvano scanner 126 has multiple mirrors 126a and 126b. The direction of emission of the laser light from the optical head 120 is switched by changing the angles of the multiple mirrors 126a and 126b. The angles of the mirrors 126a and 126b are changed by, for example, motors (both not shown) controlled by the control device 140. In this case, for example, the spot can be scanned in the scanning directions SD1 and SD2 on the surface 10a without moving the electric wire 10 and the optical head 120 relative to each other. The movement or scanning of the spot in the X direction may be realized by moving at least one of the electric wire 10 and the optical head 120.

[第6実施形態]
図13は、図1と同じ電線10の斜視図であって、図1とは異なるビームおよび走査方法を示す図である。図13に示されるように、この例では、レーザ光のビームの照射領域Aeは、細長い線状の形状を有し、X方向の反対方向に走査される。ビームの照射方向、すなわちZ方向の反対方向と交差した断面において、照射領域AeのY方向の長さは、照射領域AeのX方向の長さよりも長い。このような設定により、レーザ光の点状のスポット(ビーム)が走査される場合に比べて、走査回数(折り返し回数)を減らすことができる。X方向は、走査方向SDの一例であり、Y方向は、走査方向SDと交差した方向の一例である。
Sixth Embodiment
FIG. 13 is a perspective view of the same electric wire 10 as in FIG. 1, and shows a different beam and scanning method from FIG. 1. As shown in FIG. 13, in this example, the irradiation area Ae of the laser beam has a long and thin linear shape and is scanned in the opposite direction to the X direction. In a cross section intersecting with the irradiation direction of the beam, i.e., the opposite direction to the Z direction, the length of the irradiation area Ae in the Y direction is longer than the length of the irradiation area Ae in the X direction. With this setting, the number of scans (number of turns) can be reduced compared to the case where a point-like spot (beam) of laser light is scanned. The X direction is an example of a scanning direction SD, and the Y direction is an example of a direction intersecting with the scanning direction SD.

また、当該照射領域Aeは、導体11の端部からの絶縁皮膜12が除去される所定範囲Aにおいて、表面10aのY方向の両側の端部10b間に渡って延びている。図13の例では、照射領域AeのY方向両側のそれぞれの端部Ae1は、所定範囲Aの端部10bに対して、当該所定範囲AのY方向の中央とは反対側に位置し、照射領域Aeが表面10aを跨ぐように配置されている。このような設定により、レーザ光の線状の照射領域Aeは、X方向(掃引方向SD)に沿った一度の走査により、所定範囲Aにおいて、より迅速に絶縁皮膜12を除去することができる。この場合、X方向は、除去方向RDでもある。 The irradiation area Ae extends between the ends 10b on both sides of the surface 10a in the Y direction in the specified range A where the insulating coating 12 from the end of the conductor 11 is removed. In the example of FIG. 13, the ends Ae1 on both sides of the irradiation area Ae in the Y direction are located on the opposite side of the center of the specified range A in the Y direction with respect to the ends 10b of the specified range A, and the irradiation area Ae is arranged so as to straddle the surface 10a. With this setting, the linear irradiation area Ae of the laser light can remove the insulating coating 12 more quickly in the specified range A by a single scan along the X direction (sweeping direction SD). In this case, the X direction is also the removal direction RD.

図14は、電線10の一部の側面図であって、絶縁皮膜12の除去領域Arと残存部位PrとのX方向における境界Boの近傍を示す図である。図13に例示したようなスポット(ビーム)の照射により、境界Boにおいては、図14に示されるような絶縁皮膜12の端面12aが出現する。端面12aは、絶縁皮膜12の走査方向SD(除去方向RD)の反対方向の端部に位置し、当該走査方向SDの反対方向を向いている。スポットの走査方向SDへの走査により、端面12a(境界Bo)は、走査方向SDへ移動し、除去領域Arは、走査方向SD(除去方向RD)に経時的に拡大する。このような場合において、本実施形態でも、図14に示されるように、酸素ガスGoは、境界Boに対して残存部位Prとは反対側から供給されるとともに、当該境界Boに向けて供給される。この場合も、上記第1実施形態と同様に、酸素ガスGoは、表面11aと端面12aとの間の隅部Cに対しても残存部位Prに妨げられることなく供給されるため、レーザ光の照射による絶縁皮膜12の燃焼が促進されやすくなり、表面11aにおける残渣をより少なくすることができる。また、酸素ガスGoの流量をより大きくし、酸素ガスGoによって残渣を吹き飛ばす場合にあっても、残存部位Prとの干渉を避けた隅部Cに至るまでの表面11aへの酸素ガスGoの吹きつけという観点から、酸素ガスGoは、境界Boに対して残存部位Prとは反対側から供給されるとともに、当該境界Boに向けて、または境界Bo(隅部C)から走査方向SDとは反対方向(走査方向SDの後方)に離れた位置に向けて供給されるのが好ましい。なお、図14では、模式的に、端面12aはZ方向に略沿って延びているように描かれているが、実際には、端面12aは、Z方向に対して傾斜して延びる場合もあるし、凹凸形状を有する場合もある。また、図示しないが、本実施形態でも、酸素ガスGoの供給方向(図14中の矢印Go)は、X方向(走査方向SD)の成分と、Z方向の反対方向の成分とに分解できる。すなわち、酸素ガスGoは、Z方向の反対方向、すなわち表面11aの法線方向とは反対方向の成分と、走査方向SDの成分と、を含む方向に、供給される。 Figure 14 is a side view of a portion of the electric wire 10, showing the vicinity of the boundary Bo in the X direction between the removal area Ar and the remaining portion Pr of the insulating coating 12. By irradiating the spot (beam) as illustrated in Figure 13, the end face 12a of the insulating coating 12 as shown in Figure 14 appears at the boundary Bo. The end face 12a is located at the end of the insulating coating 12 in the opposite direction to the scanning direction SD (removal direction RD) and faces the opposite direction to the scanning direction SD. By scanning the spot in the scanning direction SD, the end face 12a (boundary Bo) moves in the scanning direction SD, and the removal area Ar expands over time in the scanning direction SD (removal direction RD). In such a case, in this embodiment as well, as shown in Figure 14, oxygen gas Go is supplied from the opposite side of the boundary Bo to the remaining portion Pr and is supplied toward the boundary Bo. In this case, as in the first embodiment, the oxygen gas Go is supplied to the corner C between the surface 11a and the end face 12a without being hindered by the remaining portion Pr, so that the combustion of the insulating coating 12 by the irradiation of the laser light is easily promoted, and the residue on the surface 11a can be reduced. Even if the flow rate of the oxygen gas Go is increased and the residue is blown away by the oxygen gas Go, from the viewpoint of blowing the oxygen gas Go to the surface 11a up to the corner C while avoiding interference with the remaining portion Pr, it is preferable that the oxygen gas Go is supplied from the opposite side of the boundary Bo to the remaining portion Pr, and is supplied toward the boundary Bo or toward a position away from the boundary Bo (corner C) in the opposite direction to the scanning direction SD (rear of the scanning direction SD). In FIG. 14, the end face 12a is depicted as extending substantially along the Z direction, but in reality, the end face 12a may extend at an angle to the Z direction or may have an uneven shape. Although not shown, in this embodiment, the supply direction of the oxygen gas Go (arrow Go in FIG. 14) can also be decomposed into a component in the X direction (scanning direction SD) and a component in the opposite direction to the Z direction. That is, the oxygen gas Go is supplied in a direction including a component in the opposite direction to the Z direction, i.e., the direction opposite to the normal direction of the surface 11a, and a component in the scanning direction SD.

図15~図20は、レーザ光の照射領域Ae(ビームB)の種々の変形例を示す図である。これらはいずれも、ビームシェイパとしてのDOE125(図1参照)によって成形することができる。 Figures 15 to 20 are diagrams showing various modified examples of the irradiation area Ae (beam B) of the laser light. All of these can be shaped by the DOE 125 (see Figure 1) as a beam shaper.

図15の例では、照射領域Aeは、Y方向に延びた細長い1本の線状の形状を有している。In the example of Figure 15, the irradiation area Ae has the shape of a single, elongated line extending in the Y direction.

図16の例では、照射領域Aeは、X方向に間隔をあけてY方向に平行に延びた2本の線状の形状を有している。In the example of Figure 16, the irradiation area Ae has the shape of two lines extending parallel to the Y direction and spaced apart in the X direction.

図17の例では、複数のスポットをY方向に沿ってジグザグに互い違いに配置することにより、照射領域Aeは、Y方向に延びた三角波状の形状を有している。この例では、隣接するスポット同士が互いに接している。In the example of Fig. 17, the multiple spots are arranged in a zigzag pattern along the Y direction, so that the irradiation area Ae has a triangular wave shape extending in the Y direction. In this example, adjacent spots are in contact with each other.

図18の例でも、図17と同様に、複数のスポットはY方向に沿ってジグザグに互い違いに配置されているが、この例では、隣接するスポット同士が互いに離間している。すなわち、照射領域Aeは、互いに離間した複数の点状のスポットを有している。In the example of Fig. 18, similar to Fig. 17, the multiple spots are arranged in a zigzag pattern along the Y direction, but in this example, adjacent spots are spaced apart from each other. That is, the irradiation area Ae has multiple point-like spots that are spaced apart from each other.

図19の例では、照射領域Aeは、Y方向に延びた正弦波状の形状を有している。 In the example of Figure 19, the irradiation area Ae has a sinusoidal shape extending in the Y direction.

また、皮膜除去の際、互いに波長の異なるレーザ光を照射するようにしてもよい。図20は、第一レーザ光によるビームB1と第二レーザ光によるビームB2とを含む円形状の照射領域Aeである。この場合、照射領域Ae(ビームB)は、互いに波長が異なるレーザ光による複数のビームB1,B2を含んでいる。図20の例では、青色レーザまたは緑色レーザである第二レーザ光によるビームB2が中央に配置され、その周囲を取り囲むように、赤外レーザである第一レーザ光によるビームB1が配置されている。銅系材料においては、赤外レーザよりも、青色レーザまたは緑色レーザの方が、吸収率が高く、かつ反射率が低い。したがって、導体11が銅系材料で作られた電線10について、赤外レーザを照射することで、当該照射された領域の皮膜に直接熱を与えるとともに、銅系材料まで到達し、反射されたレーザ光が皮膜に熱を与える事ができるので、絶縁皮膜12と銅系材料とが当接する領域側からも熱を与え、効率よく皮膜を除去することができる。なお、このとき、第一レーザ光と第二レーザ光とは互いに異なる領域に照射されるようにしてもよい。例えば、図20のような照射領域Aeとすることにより、ビームB1が照射されるより広い範囲において、適度な強度の第一レーザ光によって絶縁皮膜12を効率良く除去することができる。また、絶縁皮膜12が除去された導体11にビームB2の照射によって効率良く熱を与え、除去されていない絶縁皮膜12の温度を予備的に高めてより効率良く燃焼しやすくなる、という効果が得られる。なお、複数のビームB1,B2の配置や、大きさ、面積比等のスペックは、図20の例には限定されないが、上述した観点から、互いに波長の異なるレーザ光を、互いに異なる領域に照射する場合、第二レーザ光のみ、または第一レーザ光および第二レーザ光の双方が照射されるスポットの面積(図20の場合、B2の面積)に対する、第一レーザ光のみが照射される面積(図20の場合、B1-B2の面積)の比、即ち(B1-B2の面積)/(B2の面積)が0.2以上3.0以下であると好ましく、0.5以上1.8以下であるとさらに好ましい。この時、B1-B2の面積が0.03[mm]以上0.4[mm]以下であるのが好ましく、0.05[mm]以上0.2[mm]以下であるのがさらに好ましい。 In addition, when removing the coating, laser beams having different wavelengths may be irradiated. FIG. 20 shows a circular irradiation area Ae including a beam B1 of a first laser beam and a beam B2 of a second laser beam. In this case, the irradiation area Ae (beam B) includes a plurality of beams B1 and B2 of laser beams having different wavelengths. In the example of FIG. 20, the beam B2 of the second laser beam, which is a blue laser or a green laser, is arranged in the center, and the beam B1 of the first laser beam, which is an infrared laser, is arranged so as to surround it. In copper-based materials, blue lasers and green lasers have a higher absorption rate and a lower reflectance than infrared lasers. Therefore, by irradiating an infrared laser to an electric wire 10 having a conductor 11 made of a copper-based material, heat is directly applied to the coating in the irradiated area, and the laser light that reaches the copper-based material and is reflected can apply heat to the coating, so that heat is applied from the area where the insulating coating 12 and the copper-based material abut, and the coating can be efficiently removed. In this case, the first laser beam and the second laser beam may be irradiated to different regions. For example, by setting the irradiation region Ae as shown in FIG. 20, the insulating coating 12 can be efficiently removed by the first laser beam of moderate intensity in a wider range than that irradiated by the beam B1. In addition, the beam B2 is irradiated to the conductor 11 from which the insulating coating 12 has been removed, and the temperature of the insulating coating 12 that has not been removed is preliminarily increased, making it easier to burn more efficiently. In addition, the arrangement, size, area ratio, and other specifications of the multiple beams B1 and B2 are not limited to the example in Fig. 20, but from the above-mentioned viewpoint, when laser beams having different wavelengths are irradiated to different regions, the ratio of the area irradiated with only the first laser beam (area of B1-B2 in Fig. 20) to the area of the spot irradiated with only the second laser beam or with both the first laser beam and the second laser beam (area of B2 in Fig. 20), that is, (area of B1-B2)/(area of B2) is preferably 0.2 to 3.0, and more preferably 0.5 to 1.8. In this case, the area of B1-B2 is preferably 0.03 mm 2 to 0.4 mm 2 , and more preferably 0.05 mm 2 to 0.2 mm 2 .

[皮膜除去条件]
表1は、波長が1070[nm]の赤外レーザ光の図15に示される線状の照射領域Aeの走査により絶縁皮膜12を除去した場合の実験結果であって、酸素流量[L/min]、スポットの走査速度[mm/s]、レーザ光の出力[W]の複数の組み合わせについて、絶縁皮膜12を実際に除去した実験結果を示している。

Figure 0007516654000001
表1において、◎は、絶縁皮膜12や燃え残りのような残渣が殆ど無く良好な外観を呈し、かつ露出した導体11の表面における抵抗値が十分に低い(例えば、2[Ω]未満)「優良」の状態を示し、○は、絶縁皮膜12や残渣の残存状態が少なく、かつ抵抗値が低い(例えば、2[Ω]以上かつ20[Ω]未満)「良」の状態を示し、また、×は、残渣が多く、かつ抵抗値も高い「不良」の状態を示す。 [Film removal conditions]
Table 1 shows the experimental results of removing the insulating coating 12 by scanning the linear irradiation area Ae shown in FIG. 15 with infrared laser light having a wavelength of 1070 [nm], and shows the experimental results of actual removal of the insulating coating 12 for several combinations of oxygen flow rate [L/min], spot scanning speed [mm/s], and laser light output [W].
Figure 0007516654000001
In Table 1, ◎ indicates an "excellent" condition in which there is almost no residue such as insulating coating 12 or burnt remains, the appearance is good, and the resistance value on the surface of the exposed conductor 11 is sufficiently low (e.g., less than 2 Ω); ○ indicates a "good" condition in which there is little remaining insulating coating 12 or residue and the resistance value is low (e.g., 2 Ω or more and less than 20 Ω); and × indicates a "poor" condition in which there is a lot of residue and the resistance value is high.

表1のとおり、酸素流量が50[L/min]の場合に好ましい結果が得られた。また、レーザ光の出力については、500[W]および1000[W]の場合に、「優良」の結果が得られており、発明者らの実験により、約300[W]以上が好適であることが判明した。また、走査速度については、100[mm/s]、200[mm/s]、および250[mm/s]の場合に、「優良」の結果が得られており、発明者らの実験により、約50[mm/s]以上が好適であることが判明した。また、レーザ光の出力が500[W]の場合であっても、走査速度が250[mm/s]の場合には、「不良」の結果が得られた。走査速度が速くなるほど単位時間あたりの照射パワーが低下する。よって、走査速度が250[mm/s]の場合には、レーザ光の出力を1000[mm/s]のように高くして照射パワーを高めることで、「優良」の結果が得られた。As shown in Table 1, favorable results were obtained when the oxygen flow rate was 50 [L/min]. In addition, for the laser light output, "excellent" results were obtained for 500 [W] and 1000 [W], and the inventors' experiments showed that approximately 300 [W] or more was preferable. In addition, for the scanning speed, "excellent" results were obtained for 100 [mm/s], 200 [mm/s], and 250 [mm/s], and the inventors' experiments showed that approximately 50 [mm/s] or more was preferable. In addition, even when the laser light output was 500 [W], a "poor" result was obtained when the scanning speed was 250 [mm/s]. The faster the scanning speed, the lower the irradiation power per unit time. Therefore, when the scanning speed was 250 [mm/s], an "excellent" result was obtained by increasing the laser light output to 1000 [mm/s] to increase the irradiation power.

図21は、酸素流量:0[L/min]、走査速度:100[mm/s]、およびレーザ光の出力:200[W]の場合において絶縁皮膜12を除去した電線10の画像I1であり、図22は、酸素流量:50[L/min]、走査速度:100[mm/s]、およびレーザ光の出力:500[W]の場合において絶縁皮膜12を除去した電線10の画像I2であり、図23は、酸素流量:50[L/min]、走査速度:250[mm/s]、およびレーザ光の出力:500[W]の場合において絶縁皮膜12を除去した電線10の画像I3であり、図24は、酸素流量:50[L/min]、走査速度:250[mm/s]、およびレーザ光の出力:1000[W]の場合において絶縁皮膜12を除去した電線10の画像I4である。所定範囲A(除去領域)において、導体11の表面11aが露出している。21 is an image I1 of an electric wire 10 from which the insulating coating 12 has been removed when the oxygen flow rate is 0 [L/min], the scanning speed is 100 [mm/s], and the laser light output is 200 [W]; FIG. 22 is an image I2 of an electric wire 10 from which the insulating coating 12 has been removed when the oxygen flow rate is 50 [L/min], the scanning speed is 100 [mm/s], and the laser light output is 500 [W]; FIG. 23 is an image I3 of an electric wire 10 from which the insulating coating 12 has been removed when the oxygen flow rate is 50 [L/min], the scanning speed is 250 [mm/s], and the laser light output is 500 [W]; and FIG. 24 is an image I4 of an electric wire 10 from which the insulating coating 12 has been removed when the oxygen flow rate is 50 [L/min], the scanning speed is 250 [mm/s], and the laser light output is 1000 [W]. In the predetermined area A (removal area), the surface 11a of the conductor 11 is exposed.

図21は、酸素の供給が無い分、絶縁皮膜12の燃焼が不完全であり、所定範囲Aにおいて全体的に黒い燃え残りが残存した「不良」の状態である。図22は、良好な燃焼によって所定範囲Aにおいて絶縁皮膜12がほぼ完全に除去された「優良」の状態である。図23は、単位時間あたりの照射パワーが不足したことにより絶縁皮膜12の燃焼が不完全となり、所定範囲Aにおいて全体的に黒い燃え残りが残存した「不良」の状態である。図24は、良好な燃焼によって所定範囲Aにおいて絶縁皮膜12がほぼ完全に除去された「優良」の状態である。 Figure 21 shows a "poor" state where the insulating coating 12 was not completely burned due to a lack of oxygen supply, leaving black unburned residues all over the specified range A. Figure 22 shows an "excellent" state where the insulating coating 12 was almost completely removed in the specified range A due to good combustion. Figure 23 shows a "poor" state where the insulating coating 12 was not completely burned due to insufficient irradiation power per unit time, leaving black unburned residues all over the specified range A. Figure 24 shows an "excellent" state where the insulating coating 12 was almost completely removed in the specified range A due to good combustion.

また、発明者らの実験的な研究により、表面10aの所定範囲Aにおいてビームを走査して絶縁皮膜12を除去する途中で、表面10aの単位面積あたりのレーザ光の照射パワーを変更することにより、「良好」の状態が得られやすく、またエネルギ効率の良い皮膜除去を実行しやすいことが判明した。具体的には、一例として、絶縁皮膜12を除去している工程の後段において、表面10aの単位面積あたりのレーザ光の照射パワーを、前段よりも低くするのが好ましい場合があった。さらに、その場合、表面10aの単位面積あたりのレーザ光の照射パワーを、段階的にあるいは徐々に低くすると、より良好な結果が得られた。これは、前段の絶縁皮膜12の除去工程において導体11が加熱されることにより、その後段においては前段よりも低い照射パワーで絶縁皮膜12を除去することが可能となるからであると考えられる。単位面積あたりのレーザ光の照射パワーは、レーザ光の走査速度およびレーザ光の光源の出力のうち少なくとも一方を変更することにより、変更することができる。レーザ光の走査速度が高くなるほど、あるいはレーザ光の光源の出力が低くなるほど、単位面積あたりのレーザ光の照射パワーは低くなる。一例として、絶縁皮膜12を除去する工程において、レーザ光を照射する照射時間の後半の半分における単位面積あたりのレーザ光の照射パワーが、レーザ光を照射する照射時間の前半の半分における単位面積あたりのレーザ光の照射パワーの0.8倍以下であると好ましく、0.5倍以下であるとより好ましい。 In addition, the inventors' experimental research has revealed that by changing the irradiation power of the laser light per unit area of the surface 10a during the process of removing the insulating film 12 by scanning the beam in a predetermined range A of the surface 10a, a "good" state is easily obtained and the film removal with good energy efficiency is easily performed. Specifically, as an example, in the latter stage of the process of removing the insulating film 12, it was preferable to lower the irradiation power of the laser light per unit area of the surface 10a than in the former stage. Furthermore, in that case, better results were obtained by lowering the irradiation power of the laser light per unit area of the surface 10a in a stepwise or gradual manner. This is thought to be because the conductor 11 is heated in the former stage of the process of removing the insulating film 12, so that in the latter stage, it is possible to remove the insulating film 12 with a lower irradiation power than in the former stage. The irradiation power of the laser light per unit area can be changed by changing at least one of the scanning speed of the laser light and the output of the light source of the laser light. The higher the scanning speed of the laser light or the lower the output of the light source of the laser light, the lower the irradiation power of the laser light per unit area. As an example, in the process of removing the insulating coating 12, the irradiation power of the laser light per unit area in the latter half of the irradiation time of the laser light irradiation is preferably 0.8 times or less, and more preferably 0.5 times or less, of the irradiation power of the laser light per unit area in the first half of the irradiation time of the laser light irradiation.

また、電線10のY方向の端部領域においては、Y方向中央領域と比較して、レーザ光の照射パワーを低くする様にしてもよい。電線10のY方向の端部近傍は、Y方向中央領域より熱の逃げ場が少ないため、より小さなパワーでも効率よく絶縁皮膜12を除去できるとともに、絶縁皮膜12を除去する工程における、電線10の不要な酸化を抑制することができる。より具体的には、例えば、電線10のY方向の幅に対する、それぞれのY方向端部からの距離の比が0.2以下、より好ましくは0.1以下となる領域は、単位面積あたりのレーザ光の照射パワーが、電線10のY方向中央でのレーザ光の照射パワーよりも低い方が好ましく、20%以上低い方がより好ましい。In addition, the irradiation power of the laser light may be lowered in the end region in the Y direction of the electric wire 10 compared to the central region in the Y direction. Since there are fewer places for heat to escape near the end of the Y direction of the electric wire 10 than in the central region in the Y direction, the insulating film 12 can be removed efficiently with a smaller power, and unnecessary oxidation of the electric wire 10 in the process of removing the insulating film 12 can be suppressed. More specifically, for example, in a region where the ratio of the distance from each Y direction end to the width of the electric wire 10 in the Y direction is 0.2 or less, more preferably 0.1 or less, the irradiation power of the laser light per unit area is preferably lower than the irradiation power of the laser light at the center of the Y direction of the electric wire 10, and more preferably 20% lower.

[第7実施形態]
図25は、本実施形態の皮膜除去方法の加工対象としての電線10A(10)の斜視図である。図25に示されるように、電線10Aは、導体11と、当該導体11を多重に取り囲む絶縁皮膜12A,12B(12)と、を有している。絶縁皮膜12Bは、導体11を取り囲み、絶縁皮膜12Aは、絶縁皮膜12Bを取り囲んでいる。絶縁皮膜12Aは、第一絶縁皮膜の一例であり、絶縁皮膜12Bは、第二絶縁皮膜の一例である。
[Seventh embodiment]
Fig. 25 is a perspective view of an electric wire 10A (10) as a processing target of the coating removal method of the present embodiment. As shown in Fig. 25, the electric wire 10A has a conductor 11 and insulating coatings 12A, 12B (12) that surround the conductor 11 in multiple layers. The insulating coating 12B surrounds the conductor 11, and the insulating coating 12A surrounds the insulating coating 12B. The insulating coating 12A is an example of a first insulating coating, and the insulating coating 12B is an example of a second insulating coating.

また、本実施形態では、絶縁皮膜12A,12Bは、互いに異なる材料で作られている。一例として、絶縁皮膜12Bは、ポリウレタンで作られ、絶縁皮膜12Aは、ポリエーテルエーテルケトンで作られる。このように、電線10Aが、異なる材料で作られた複数の絶縁皮膜12を有する場合にあっては、各絶縁皮膜12の燃焼性(燃えやすさ)に留意すべきである。燃焼性が異なると、例えば、燃焼性が高い絶縁皮膜12については残渣が生じないものの燃焼性が低い絶縁皮膜12については残渣が生じ易くなったり、燃焼性が高い絶縁皮膜12が所期の範囲を超えて燃焼したり、するからである。In addition, in this embodiment, the insulating coatings 12A and 12B are made of different materials. As an example, the insulating coating 12B is made of polyurethane, and the insulating coating 12A is made of polyether ether ketone. In this way, when the electric wire 10A has multiple insulating coatings 12 made of different materials, attention should be paid to the flammability (ease of burning) of each insulating coating 12. If the flammability is different, for example, a highly flammable insulating coating 12 will not leave any residue, but a less flammable insulating coating 12 will be more likely to leave residue, or a highly flammable insulating coating 12 will burn beyond the desired range.

そこで、本実施形態では、絶縁皮膜12をそれぞれ除去する工程を設定し、各工程において、絶縁皮膜12の材料の燃焼性に応じて酸素濃度を設定する。具体的には、絶縁皮膜12の材料の燃焼性が高いほど供給する酸素ガスGoにおける酸素の濃度を低く設定し、絶縁皮膜12の材料の燃焼性が低いほど供給する酸素ガスGoにおける酸素の濃度を高く設定する。Therefore, in this embodiment, a process is set for removing each of the insulating coatings 12, and in each process, the oxygen concentration is set according to the combustibility of the material of the insulating coating 12. Specifically, the higher the combustibility of the material of the insulating coating 12, the lower the oxygen concentration in the supplied oxygen gas Go is set, and the lower the combustibility of the material of the insulating coating 12, the higher the oxygen concentration in the supplied oxygen gas Go is set.

図25は、本実施形態の皮膜除去方法を行う前の電線10の斜視図である。また、図26は、外側の絶縁皮膜12Aを除去した状態を示す斜視図であり、図27は、内側の絶縁皮膜12Bを除去した状態を示す斜視図である。 Figure 25 is a perspective view of the electric wire 10 before the coating removal method of this embodiment is performed. Figure 26 is a perspective view showing the state after the outer insulating coating 12A has been removed, and Figure 27 is a perspective view showing the state after the inner insulating coating 12B has been removed.

本実施形態でも、上記第6実施形態と同様に、Y方向の長さがX方向の長さよりも長い細長い照射領域Ae(図13,14等参照)を有したスポットを、走査方向SDに走査し、絶縁皮膜12を除去する。本実施形態でも、除去方向RDは、走査方向SDである。In this embodiment, as in the sixth embodiment, a spot having an elongated irradiation area Ae (see Figures 13 and 14, etc.) whose length in the Y direction is longer than its length in the X direction is scanned in the scanning direction SD to remove the insulating coating 12. In this embodiment, the removal direction RD is also the scanning direction SD.

まずは、図25,26に示されるように、スポットを位置x1から位置xeを超える位置までX方向に移動し、これにより、絶縁皮膜12Aを除去する(第一工程)。First, as shown in Figures 25 and 26, the spot is moved in the X direction from position x1 to a position beyond position xe, thereby removing the insulating coating 12A (first step).

次に、図26,27に示されるように、スポットを位置x2から位置xeを超える位置までX方向に移動し、これにより、絶縁皮膜12Bを除去する(第二工程)。このとき、絶縁皮膜12Bは、絶縁皮膜12Aよりも燃焼性が低いため、第二工程においては、第一工程よりも酸素濃度を高くする。言い換えると、絶縁皮膜12Aは、絶縁皮膜12Bよりも燃焼性が高いため、第一工程においては、第二工程よりも酸素濃度を低くする。このような酸素濃度の設定により、残渣を少なくしながら、より効率良く絶縁皮膜12A,12Bを除去することができる。第一工程における酸素の濃度は、第一酸素濃度であり、第二工程における酸素の濃度は、第二酸素濃度である。26 and 27, the spot is moved in the X direction from position x2 to a position beyond position xe, thereby removing the insulating film 12B (second step). At this time, since the insulating film 12B is less combustible than the insulating film 12A, the oxygen concentration is made higher in the second step than in the first step. In other words, since the insulating film 12A is more combustible than the insulating film 12B, the oxygen concentration is made lower in the first step than in the second step. By setting the oxygen concentration in this way, the insulating films 12A and 12B can be removed more efficiently while reducing residue. The oxygen concentration in the first step is the first oxygen concentration, and the oxygen concentration in the second step is the second oxygen concentration.

また、図26,27に示されるように、第二工程において、絶縁皮膜12Bの除去を開始する位置x2を、絶縁皮膜12Aの除去を開始した位置x1からX方向に離している。すなわち、第二工程では、絶縁皮膜12Aから離れた位置において、絶縁皮膜12Bを除去している。これにより、酸素濃度を高めた第二工程において、より燃焼性の高い絶縁皮膜12Aが不本意に燃焼するのをより確実に抑制することができる。26 and 27, in the second step, the position x2 where removal of the insulating coating 12B begins is separated in the X direction from the position x1 where removal of the insulating coating 12A begins. That is, in the second step, the insulating coating 12B is removed at a position separated from the insulating coating 12A. This makes it possible to more reliably prevent the more flammable insulating coating 12A from unintentionally burning in the second step in which the oxygen concentration is increased.

図26,27のような位置x1,x2の設定により、第二工程を終えた電線10Aは、導体11の表面11aの一部である露出部11a1と、内側の絶縁皮膜12Bの露出部12bと、を有することになる。露出部12bは、露出部11a1と隣接する。露出部11a1は、第一露出部の一例であり、露出部12bは、第二露出部の一例である。26 and 27, the electric wire 10A that has completed the second process has an exposed portion 11a1 that is a part of the surface 11a of the conductor 11, and an exposed portion 12b of the inner insulating coating 12B. The exposed portion 12b is adjacent to the exposed portion 11a1. The exposed portion 11a1 is an example of a first exposed portion, and the exposed portion 12b is an example of a second exposed portion.

なお、本実施形態のような、絶縁皮膜12の材料の燃焼性に応じた酸素の濃度の設定は、例えば、より燃焼性の高い絶縁皮膜12がより絶縁性の低い絶縁皮膜12によって覆われている構成や、異なる材料の複数の絶縁皮膜12が長手方向に並ぶ構成等に対しても、適用可能である。In addition, setting the oxygen concentration according to the flammability of the material of the insulating coating 12, as in this embodiment, can also be applied to a configuration in which, for example, a more flammable insulating coating 12 is covered by a less insulating insulating coating 12, or a configuration in which multiple insulating coatings 12 of different materials are arranged in the longitudinal direction.

以上、説明したように、本実施形態のレーザ加工装置100(皮膜除去装置)および皮膜除去方法によれば、酸素を供給しながらレーザ光を照射することにより電線10の絶縁皮膜12を除去するため、絶縁皮膜12の燃焼が促進される。これにより、例えば、より残渣の少ない高品質な表面11aが露出した電線10を得ることができたり、よりエネルギ効率の高い皮膜除去を実行することができたり、といった利点が得られる。また、本実施形態によれば、比較的厚さが厚い絶縁皮膜12であっても、より残渣の少ない状態で、より容易にあるいはより迅速に、当該絶縁皮膜12を除去することができる。As described above, according to the laser processing device 100 (film removal device) and film removal method of this embodiment, the insulating film 12 of the electric wire 10 is removed by irradiating the laser light while supplying oxygen, and therefore the combustion of the insulating film 12 is promoted. This has the advantage that, for example, it is possible to obtain an electric wire 10 with a high-quality exposed surface 11a with less residue, and it is possible to perform film removal with higher energy efficiency. Furthermore, according to this embodiment, even if the insulating film 12 is relatively thick, the insulating film 12 can be removed more easily or more quickly with less residue.

以上、本発明の実施形態および変形例が例示されたが、上記実施形態および変形例は一例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。上記実施形態および変形例は、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、組み合わせ、変更を行うことができる。また、各構成や、形状、等のスペック(構造や、種類、方向、型式、大きさ、長さ、幅、厚さ、高さ、数、配置、位置、材質等)は、適宜に変更して実施することができる。 Although the above describes embodiments and variations of the present invention, the above embodiments and variations are merely examples and are not intended to limit the scope of the invention. The above embodiments and variations can be implemented in various other forms, and various omissions, substitutions, combinations, and modifications can be made without departing from the spirit of the invention. Furthermore, the specifications of each configuration, shape, etc. (structure, type, direction, model, size, length, width, thickness, height, number, arrangement, position, material, etc.) can be modified as appropriate.

また、本発明は、以下の形態として実施してもよい。
(28)
皮膜除去方法では、前記絶縁皮膜は50[μm]以上の厚さを有してもよい。
(29)
前記皮膜除去方法では、前記絶縁皮膜は70[μm]以上の厚さを有してもよい。
(30)
前記皮膜除去方法では、前記レーザ光の照射位置を向く前記酸素のノズルの吐出口と前記レーザ光の照射位置との距離は、10[mm]以上かつ25[mm]以下であり、前記酸素の供給流量は、30[L/min]以上であってもよい。
(31)
前記皮膜除去方法では、前記芯線は銅系材料で作られてもよい。
(32)
前記皮膜除去方法では、前記電線は平角線または丸線であってもよい。
(33)
前記皮膜除去方法では、前記レーザ光の波長は300[nm]以上でありかつ1200[nm)以下であってもよい。
(34)
前記皮膜除去方法では、前記レーザ光は波長が300[nm]以上でありかつ600[nm]以下のビームを含んでもよい。
(35)
前記皮膜除去方法では、前記レーザ光は波長が800[nm]以上でありかつ1200[nm]以下のビームを含んでもよい。
(36)
前記皮膜除去方法では、前記レーザ光は波長が異なる複数のビームを含んでもよい。
The present invention may also be embodied in the following forms.
(28)
In the coating removal method, the insulating coating may have a thickness of 50 μm or more.
(29)
In the coating removal method, the insulating coating may have a thickness of 70 μm or more.
(30)
In the coating removal method, a distance between the outlet of the oxygen nozzle facing the irradiation position of the laser light and the irradiation position of the laser light may be 10 mm or more and 25 mm or less, and a supply flow rate of the oxygen may be 30 L/min or more.
(31)
In the coating removal method, the core wire may be made of a copper-based material.
(32)
In the coating removal method, the electric wire may be a rectangular wire or a round wire.
(33)
In the coating removal method, the wavelength of the laser light may be equal to or greater than 300 nm and equal to or less than 1200 nm.
(34)
In the coating removal method, the laser light may include a beam having a wavelength of 300 nm or more and 600 nm or less.
(35)
In the coating removal method, the laser light may include a beam having a wavelength of 800 nm or more and 1200 nm or less.
(36)
In the coating removal method, the laser light may include a plurality of beams having different wavelengths.

本発明は、皮膜除去方法および皮膜除去装置に利用することができる。 The present invention can be used in a coating removal method and a coating removal device.

10,10A…電線
10a…表面
10b…端部
10b1,10b2…角部
11…導体(芯線)
11a…表面
11a1…露出部(第一露出部)
12…絶縁皮膜
12A…絶縁皮膜(第一絶縁皮膜)
12B…絶縁皮膜(第二絶縁皮膜)
12a,12a1…端面
12b…露出部(第二露出部)
100,100A~100E…レーザ加工装置(皮膜除去装置)
111…レーザ装置(光源)
112…レーザ装置(光源)
120…光学ヘッド
121,121-1,121-2…コリメートレンズ
122…集光レンズ
123…ミラー
124…フィルタ
125…DOE
126…ガルバノスキャナ
126a,126b…ミラー
130…光ファイバ
140…制御装置
141…コントローラ
141a…出力制御部
141b…駆動制御部
141c…酸素供給制御部
142…主記憶部
143…補助記憶装置
150…駆動機構
160…酸素供給機構
161,161-1,161-2…配管
161a…吐出口
A…所定範囲
Ae…照射領域
Ae1…端部
Ar…除去領域
Ax…中心軸
B,B1,B2…ビーム
Bo,Bo1…境界
C,C1…隅部
Go…酸素ガス
Go_rd…成分
Go_sd…成分
Go_z…成分
I1~I4…画像
L…距離
P…照射点
Pr…残存部位
R1,R2…回転方向
RD…除去方向(第一方向)
SD,SD1,SD2…走査方向
X…方向
x1,x2,xe…位置
Y…方向
Yo…反対方向
Z…方向
θ…角度
10, 10A... Electric wire 10a... Surface 10b... Ends 10b1, 10b2... Corners 11... Conductor (core wire)
11a...Surface 11a1...Exposed part (first exposed part)
12...insulating coating 12A...insulating coating (first insulating coating)
12B: Insulating film (second insulating film)
12a, 12a1... End surface 12b... Exposed part (second exposed part)
100, 100A to 100E...Laser processing device (film removal device)
111...Laser device (light source)
112...Laser device (light source)
120: Optical head 121, 121-1, 121-2: Collimator lens 122: Condenser lens 123: Mirror 124: Filter 125: DOE
126... Galvano scanner 126a, 126b... Mirror 130... Optical fiber 140... Control device 141... Controller 141a... Output control unit 141b... Drive control unit 141c... Oxygen supply control unit 142... Main memory unit 143... Auxiliary memory unit 150... Drive mechanism 160... Oxygen supply mechanism 161, 161-1, 161-2... Pipe 161a... Discharge port A... Predetermined range Ae... Irradiation area Ae1... End Ar... Removal area Ax... Central axis B, B1, B2... Beam Bo, Bo1... Boundary C, C1... Corner Go... Oxygen gas Go_rd... Component Go_sd... Component Go_z... Component I1 to I4... Image L... Distance P... Irradiation point Pr... Remaining part R1, R2... Rotation direction RD... Removal direction (first direction)
SD, SD1, SD2...scanning direction X...direction x1, x2, xe...position Y...direction Yo...opposite direction Z...direction θ...angle

Claims (26)

レーザ光の照射により芯線と有機高分子材料で作られた絶縁皮膜とを有した電線の当該絶縁皮膜を除去する皮膜除去方法であって、
酸素を供給しながら前記レーザ光を照射することにより前記絶縁皮膜を除去し、
前記レーザ光のビームを前記電線の表面に沿って走査し、
前記ビームの走査方向が経時的に変化し、
前記走査方向の経時的な変化に応じて、前記酸素の供給方向を切り替える、皮膜除去方法。
A method for removing an insulating coating of an electric wire having a core wire and an insulating coating made of an organic polymer material by irradiating the core wire with a laser beam, the method comprising the steps of:
removing the insulating film by irradiating the laser light while supplying oxygen;
scanning the beam of laser light along a surface of the wire;
The scanning direction of the beam changes over time,
The film removal method includes switching the oxygen supply direction in response to a change over time in the scanning direction .
レーザ光の照射により芯線と有機高分子材料で作られた絶縁皮膜とを有した電線の当該絶縁皮膜を除去する皮膜除去方法であって、
酸素を供給しながら前記レーザ光を照射することにより前記絶縁皮膜を除去し、
前記レーザ光のビームを前記電線の表面に沿って走査し、
前記ビームの走査方向が経時的に変化し、
前記走査方向が経時的に変化する場合において、前記ビームが特定の方向に走査される場合にのみ前記酸素を供給する、皮膜除去方法。
A method for removing an insulating coating of an electric wire having a core wire and an insulating coating made of an organic polymer material by irradiating the core wire with a laser beam, the method comprising the steps of:
removing the insulating film by irradiating the laser light while supplying oxygen;
scanning the beam of laser light along a surface of the wire;
The scanning direction of the beam changes over time,
A coating removal method, comprising: supplying the oxygen only when the beam is scanned in a specific direction when the scanning direction changes over time.
レーザ光の照射により芯線と有機高分子材料で作られた絶縁皮膜とを有した電線の当該絶縁皮膜を除去する皮膜除去方法であって、
酸素を供給しながら前記レーザ光を照射することにより前記絶縁皮膜を除去し、
記絶縁皮膜の材料の燃焼性が高いほど供給する前記酸素の濃度を低く設定する、皮膜除去方法。
A method for removing an insulating coating of an electric wire having a core wire and an insulating coating made of an organic polymer material by irradiating the core wire with a laser beam, the method comprising the steps of:
removing the insulating film by irradiating the laser light while supplying oxygen;
The coating removal method further comprises setting a lower concentration of the oxygen to be supplied as the combustibility of the material of the insulating coating increases.
第一濃度で前記酸素を供給しながら前記絶縁皮膜としての第一絶縁皮膜に前記レーザ光を照射することにより当該第一絶縁皮膜を除去する第一工程と、
前記第一濃度より高い第二濃度で前記酸素を供給しながら燃焼性が前記第一絶縁皮膜より低い前記絶縁皮膜としての第二絶縁皮膜に前記レーザ光を照射することにより当該第二絶縁皮膜を除去する第二工程と、
を備えた、請求項に記載の皮膜除去方法。
a first step of removing a first insulating film by irradiating a first insulating film as the insulating film with the laser light while supplying the oxygen at a first concentration;
a second step of removing a second insulating coating by irradiating a second insulating coating, which is an insulating coating having a lower flammability than the first insulating coating, with the laser light while supplying the oxygen at a second concentration higher than the first concentration;
The coating removal method according to claim 3 , comprising:
前記第一絶縁皮膜は、前記第二絶縁皮膜の周囲を取り囲むように設けられ、
前記第一濃度で前記酸素を供給しながら前記第一絶縁皮膜に前記レーザ光を照射することにより当該第一絶縁皮膜を除去して前記第二絶縁皮膜を露出させる第一工程と、
前記第二濃度で前記酸素を供給しながら前記第二絶縁皮膜に前記レーザ光を照射することにより当該第二絶縁皮膜を除去する第二工程と、
を備えた、請求項に記載の皮膜除去方法。
The first insulating film is provided so as to surround the second insulating film,
a first step of irradiating the first insulating coating with the laser light while supplying the oxygen at the first concentration, thereby removing the first insulating coating and exposing the second insulating coating;
a second step of removing the second insulating coating by irradiating the second insulating coating with the laser light while supplying the oxygen at the second concentration;
The coating removal method according to claim 4 , comprising:
前記第二工程では、前記第一絶縁皮膜から離れた位置において前記第二絶縁皮膜を除去する、請求項に記載の皮膜除去方法。 The coating removal method according to claim 5 , wherein in the second step, the second insulating coating is removed at a position separated from the first insulating coating. 前記酸素を、前記絶縁皮膜の残存部位の除去領域との境界に対して前記残存部位とは反対側から供給する、請求項1~6のうちいずれか一つに記載の皮膜除去方法。 The coating removal method according to claim 1 , wherein the oxygen is supplied from a side opposite to the remaining portion of the insulating coating with respect to a boundary between the remaining portion and the region to be removed. 前記酸素を、前記境界に向けて、または前記除去領域の前記芯線上に向けて、供給する、請求項に記載の皮膜除去方法。 The coating removal method according to claim 7 , wherein the oxygen is supplied toward the boundary or toward the core wire of the removal region. 前記除去領域が第一方向に拡大し、
前記酸素を、前記第一方向の成分を含む方向に、供給する、請求項またはに記載の皮膜除去方法。
The removed area expands in a first direction;
The coating removal method according to claim 7 or 8 , wherein the oxygen is supplied in a direction that includes a component in the first direction.
前記レーザ光は連続波である、請求項1~のうちいずれか一つに記載の皮膜除去方法。 The coating removal method according to any one of claims 1 to 9 , wherein the laser light is a continuous wave. 前記レーザ光のビームを前記電線の表面に沿って走査し、
前記酸素を、前記ビームの走査方向の成分を含む方向に、供給する、請求項1~10のうちいずれか一つに記載の皮膜除去方法。
scanning the beam of laser light along a surface of the wire;
The coating removal method according to any one of claims 1 to 10 , wherein the oxygen is supplied in a direction that includes a component in the scanning direction of the beam.
前記レーザ光のビームを前記電線の表面に沿って走査し、
前記ビームの照射方向と交差した断面において、前記ビームの照射領域の走査方向と交差した方向の長さは、前記照射領域の前記走査方向の長さよりも長い、請求項1~11のうちいずれか一つに記載の皮膜除去方法。
scanning the beam of laser light along a surface of the wire;
A coating removal method according to any one of claims 1 to 11, wherein in a cross section intersecting the irradiation direction of the beam, a length of the irradiation area of the beam in a direction intersecting the scanning direction is longer than a length of the irradiation area in the scanning direction.
前記表面の所定範囲において前記ビームを走査して前記絶縁皮膜を除去する場合に、前記照射領域は前記所定範囲の前記走査方向と交差した方向の両端に渡って延びている、請求項12に記載の皮膜除去方法。 13. The coating removal method according to claim 12 , wherein when the insulating coating is removed by scanning the beam over a predetermined range of the surface, the irradiation area extends across both ends of the predetermined range in a direction intersecting the scanning direction. 前記ビームはビームシェイパにより成形された、請求項12または13に記載の皮膜除去方法。 The coating removal method according to claim 12 or 13 , wherein the beam is shaped by a beam shaper. 前記レーザ光のビームを前記電線の表面に沿って走査し、
前記ビームの走査の少なくとも一部の区間において、前記絶縁皮膜の除去領域が徐々に拡大するように、前記ビームが前記表面上で折り返しながらまたは渦巻き状に移動する、請求項14のうちいずれか一つに記載の皮膜除去方法。
scanning the beam of laser light along a surface of the wire;
The coating removal method according to claim 1 , wherein the beam moves in a turning or spiral manner on the surface so that the removed area of the insulating coating gradually expands during at least a portion of the scanning of the beam.
前記レーザ光のビームを前記電線の表面に沿って走査し、
前記表面の所定範囲において前記ビームを走査して前記絶縁皮膜を除去する途中で前記表面の単位面積あたりの前記レーザ光の照射パワーを変更する、請求項15のうちいずれか一つに記載の皮膜除去方法。
scanning the beam of laser light along a surface of the wire;
The coating removal method according to claim 1 , further comprising changing the irradiation power of the laser light per unit area of the surface during the process of removing the insulating coating by scanning the beam over a predetermined range of the surface.
前記表面の所定範囲において前記ビームを走査して前記絶縁皮膜を除去する間において、前記表面の単位面積あたりの前記レーザ光の照射パワーを直前よりも低くした工程を含む、請求項16に記載の皮膜除去方法。 17. The coating removal method according to claim 16 , further comprising a step of lowering the irradiation power of the laser light per unit area of the surface while the beam is scanned over a predetermined area of the surface to remove the insulating coating, compared to immediately before. 前記レーザ光の走査速度および前記レーザ光の光源の出力のうち少なくとも一方を変更することにより前記表面の単位面積あたりの前記レーザ光の照射パワーを変更する、請求項16または17に記載の皮膜除去方法。 18. The coating removal method according to claim 16 , further comprising changing at least one of a scanning speed of the laser light and an output of a light source of the laser light to change the irradiation power of the laser light per unit area of the surface. 前記レーザ光のビームを前記電線の表面に沿って走査し、
前記ビームの走査の少なくとも一部の区間において、前記電線と前記ビームとが相対的に前記電線の軸方向に移動する、請求項18のうちいずれか一つに記載の皮膜除去方法。
scanning the beam of laser light along a surface of the wire;
The coating removal method according to claim 1 , wherein the electric wire and the beam move relatively in the axial direction of the electric wire during at least a portion of the scanning of the beam.
前記レーザ光のビームを前記電線の表面に沿って走査し、
前記ビームの走査の少なくとも一部の区間において、前記電線と前記ビームとが相対的に前記電線の軸方向と交差した方向に移動する、請求項18のうちいずれか一つに記載の皮膜除去方法。
scanning the beam of laser light along a surface of the wire;
The coating removal method according to claim 1 , wherein the electric wire and the beam move relatively in a direction intersecting an axial direction of the electric wire during at least a portion of the scanning of the beam.
前記レーザ光のビームを前記電線の表面に沿って走査し、
前記ビームの走査の少なくとも一部の区間において、前記電線と前記ビームとが相対的に前記電線の中心軸周りの周方向に移動する、請求項20のうちいずれか一つに記載の皮膜除去方法。
scanning the beam of laser light along a surface of the wire;
The coating removal method according to claim 1 , wherein the electric wire and the beam move relatively in a circumferential direction about a central axis of the electric wire during at least a portion of the scanning of the beam.
前記酸素を含むガスを、3.0[m/s]以上35[m/s]以下の流速で供給する、請求項1~21のうちいずれか一つに記載の皮膜除去方法。 The coating removal method according to any one of claims 1 to 21 , wherein the oxygen-containing gas is supplied at a flow rate of 3.0 m/s or more and 35 m/s or less. レーザ光を出力するレーザ装置と、
前記レーザ装置から出力されたレーザ光を、芯線と有機高分子材料で作られた絶縁皮膜とを有した電線の表面に向けて照射する光学ヘッドと、
前記電線の前記レーザ光の照射位置に向けて酸素を供給する酸素供給機構と、
を備え
前記レーザ光のビームを前記電線の表面に沿って走査し、
前記ビームの走査方向が経時的に変化し、
前記走査方向の経時的な変化に応じて、前記酸素の供給方向を切り替え、
酸素を供給しながら前記レーザ光を照射することにより前記絶縁皮膜を除去する、皮膜除去装置。
A laser device that outputs laser light;
an optical head that irradiates the laser light output from the laser device toward a surface of an electric wire having a core wire and an insulating coating made of an organic polymer material;
an oxygen supply mechanism for supplying oxygen toward the laser light irradiation position of the electric wire;
Equipped with
scanning the beam of laser light along a surface of the wire;
The scanning direction of the beam changes over time,
switching the supply direction of the oxygen in response to a change in the scanning direction over time;
A coating removal device that removes the insulating coating by irradiating the laser light while supplying oxygen .
レーザ光を出力するレーザ装置と、
前記レーザ装置から出力されたレーザ光を、芯線と有機高分子材料で作られた絶縁皮膜とを有した電線の表面に向けて照射する光学ヘッドと、
前記電線の前記レーザ光の照射位置に向けて酸素を供給する酸素供給機構と、
を備え、
前記レーザ光のビームを前記電線の表面に沿って走査し、
前記ビームの走査方向が経時的に変化し、
前記走査方向が経時的に変化する場合において、前記ビームが特定の方向に走査される場合にのみ前記酸素を供給し、
酸素を供給しながら前記レーザ光を照射することにより前記絶縁皮膜を除去する、皮膜除去装置。
A laser device that outputs laser light;
an optical head that irradiates the laser light output from the laser device toward a surface of an electric wire having a core wire and an insulating coating made of an organic polymer material;
an oxygen supply mechanism for supplying oxygen toward the laser light irradiation position of the electric wire;
Equipped with
scanning the beam of laser light along a surface of the wire;
The scanning direction of the beam changes over time,
supplying the oxygen only when the beam is scanned in a specific direction when the scanning direction changes over time;
A coating removal device that removes the insulating coating by irradiating the laser light while supplying oxygen .
レーザ光を出力するレーザ装置と、
前記レーザ装置から出力されたレーザ光を、芯線と有機高分子材料で作られた絶縁皮膜とを有した電線の表面に向けて照射する光学ヘッドと、
前記電線の前記レーザ光の照射位置に向けて酸素を供給する酸素供給機構と、
を備え、
前記絶縁皮膜の材料の燃焼性が高いほど供給する前記酸素の濃度を低く設定し、
酸素を供給しながら前記レーザ光を照射することにより前記絶縁皮膜を除去する、皮膜除去装置。
A laser device that outputs laser light;
an optical head that irradiates the laser light output from the laser device toward a surface of an electric wire having a core wire and an insulating coating made of an organic polymer material;
an oxygen supply mechanism for supplying oxygen toward the laser light irradiation position of the electric wire;
Equipped with
The higher the combustibility of the material of the insulating coating, the lower the concentration of the oxygen to be supplied is set;
A coating removal device that removes the insulating coating by irradiating the laser light while supplying oxygen .
前記酸素供給機構は、
異なる方向に酸素を供給する複数のノズルと、
前記複数のノズルによる酸素の供給および停止を切り替える切替機構と、
を有した、請求項23~25のうちいずれか一つに記載の皮膜除去装置。
The oxygen supply mechanism includes:
A plurality of nozzles supplying oxygen in different directions;
a switching mechanism for switching between supplying and stopping oxygen through the plurality of nozzles;
The coating removal device according to any one of claims 23 to 25 , comprising:
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