JP6036722B2 - 集合導線製造装置および集合導線の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は集合導線製造装置および集合導線の製造方法に関する。

例えば、モータに用いる導線として、複数の素線を集合させて構成した集合導線が知られている。このような集合導線を用いることで、導線の電力容量を大きくすることができる。また、複数の素線で１本の導線を構成することで、導線が磁界の中で用いられるときに生じる渦電流損失を低下させることができる。

特許文献１には、集合導線の製造方法に関する技術が開示されている。特許文献１に開示されている技術では、複数の素線を撚り合わせて撚線を形成し、その後、成形型を用いて撚線を圧縮成形することで、撚線の断面形状が矩形状である平角導体を形成している。そして、平角導体の外周を樹脂等からなる絶縁材料を用いて被覆して絶縁層を形成することで集合導線を形成している。ここで、複数の素線の各々の表面には、金属酸化膜等からなる酸化皮膜（絶縁皮膜）が形成されている。

特開２００９−１９９７４９号公報

背景技術で説明したように、特許文献１に開示されている技術では、酸化皮膜で被覆された複数の素線を撚り合わせて撚線を形成し、その後、撚線を圧縮成形することで、撚線の断面形状が矩形状である平角導体を形成している。しかしながら、平角導体を形成する際に撚線を圧縮成形すると、撚線を構成している各々の素線の表面の酸化皮膜が破壊され、素線間の絶縁性が保たれないという問題がある。このような問題を解決するためには、撚線を圧縮成形して平角導体を形成した後に、平角導体を熱処理して各々の素線の表面に酸化皮膜を形成する熱処理工程が必要になる。

しかしながら、平角導体を形成した後に熱処理を行うと、平角導体を構成する各々の素線の撚りが戻り、平角導体が捻れてしまう。このため、平角導体の外周に樹脂等からなる絶縁層を形成する際に、絶縁層を形成するための成形型の内部で平角導体が捻れてしまい、平角導体の外周に絶縁層を均一に形成することができないという問題がある（図１２、図１６、図１７参照）。

上記課題に鑑み本発明の目的は、平角導体の外周に絶縁層を均一に形成することができる集合導線製造装置および集合導線の製造方法を提供することである。

本発明にかかる集合導線製造装置は、複数の素線を撚り合わせて撚線を形成する撚線形成部と、前記撚線の外周を圧縮して断面形状が矩形状である平角導体を形成する成形部と、前記平角導体に熱処理を施して、前記平角導体を構成する前記複数の素線の各々の表面に酸化皮膜を形成する酸化皮膜形成部と、前記酸化皮膜を形成した後、前記平角導体の外周に絶縁層を形成する絶縁層形成部と、を備える。前記酸化皮膜形成部は、前記平角導体の外周面のうちの少なくとも１つの外周面を拘束しながら前記複数の素線の各々の表面に前記酸化皮膜を形成する。

本発明にかかる集合導線の製造方法は、複数の素線を撚り合わせて撚線を形成する工程と、前記撚線の外周を圧縮して断面形状が矩形状である平角導体を形成する工程と、前記平角導体に熱処理を施して、前記平角導体を構成する前記複数の素線の各々の表面に酸化皮膜を形成する工程と、前記酸化皮膜を形成した後、前記平角導体の外周に絶縁層を形成する工程と、を備える。前記酸化皮膜を形成する際、前記平角導体の外周面のうちの少なくとも１つの外周面を拘束しながら前記複数の素線の各々の表面に前記酸化皮膜を形成する。

本発明では、平角導体を構成する複数の素線の各々の表面に酸化皮膜を形成する際に、平角導体の外周面のうちの少なくとも１つの外周面を拘束しながら各々の素線の表面に酸化皮膜を形成している。よって、酸化皮膜を形成する際の熱処理によって平角導体が捻れることを抑制することができ、絶縁層を形成するための成形型の内部で平角導体が捻れてしまうことを抑制することができる。したがって、平角導体の外周に絶縁層を均一に形成することができる。

本発明により、平角導体の外周に絶縁層を均一に形成することができる集合導線製造装置および集合導線の製造方法を提供することができる。

実施の形態１にかかる集合導線製造装置の概要を説明するための図である。 実施の形態１にかかる集合導線製造装置で用いられる素線群の一例を示す断面図である。 実施の形態１にかかる集合導線製造装置で形成された撚線の一例を示す平面図である。 実施の形態１にかかる集合導線製造装置で形成された平角導体の一例を示す断面図である。 平角導体の１つの外周面を拘束手段を用いて拘束している状態を示す断面図である。 実施の形態１にかかる集合導線製造装置が備える酸化皮膜形成部の一例を示す側面図である。 図６に示す酸化皮膜形成部が備えるロールの一例を示す斜視図である。 図６に示す酸化皮膜形成部が備えるロールの一例を示す断面図である。 実施の形態１にかかる集合導線製造装置が備える絶縁層形成部の一例を示す断面図である。 図９に示す絶縁層形成部の切断線Ｘ−Ｘにおける断面図である。 実施の形態１にかかる集合導線製造装置を用いて形成された集合導線の一例を示す断面図である。 本発明の課題を説明するための図であり、酸化皮膜形成前後における平角導体の断面の状態を説明するための図である。 平角導体が加熱された場合と加熱されていない場合とにおける、平角導体の位置と捻れ角度との関係を示すグラフである。 平角導体に張力が働いている場合と働いていない場合とにおける、平角導体の位置と捻れ角度との関係を示すグラフである。 平角導体が加熱された場合と加熱されていない場合とにおける、平角導体に働く張力と捻れ角度との関係を示すグラフである。 本発明の課題を説明するための図であり、絶縁層を形成するための成形型の内部で平角導体が捻れている状態を説明するための断面図である。 平角導体が捻れている状態で絶縁層が形成された集合導線を示す断面図である。 図６に示す酸化皮膜形成部が備えるロールの他の例を示す斜視図である。 図６に示す酸化皮膜形成部が備えるロールの他の例を示す断面図である。 平角導体の互いに対向する２つの外周面を拘束手段を用いて拘束している状態を示す断面図である。 実施の形態２にかかる集合導線製造装置が備える酸化皮膜形成部の一例を示す側面図である。 実施の形態２にかかる集合導線製造装置が備える酸化皮膜形成部の他の例を示す側面図である。 平角導体に横方向の力が働く場合を説明するための断面図である。 実施の形態３にかかる集合導線製造装置が備える酸化皮膜形成部の一例を示す断面図である。 実施の形態３にかかる集合導線製造装置が備える酸化皮膜形成部の一例を示す断面図である（平角導体がある場合）。 平角導体に横方向の力が働く場合を説明するための断面図である。 実施の形態３にかかる集合導線製造装置が備える酸化皮膜形成部の他の例を示す断面図である（平角導体がある場合）。

＜実施の形態１＞
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は、実施の形態１にかかる集合導線製造装置１の概要を説明するための図である。図１に示すように、本実施の形態にかかる集合導線製造装置１は、撚線形成部１０、成形部１３、酸化皮膜形成部１４、及び絶縁層形成部１５を備える。

本実施の形態にかかる集合導線製造装置１では、撚線形成部１０において複数の素線２０を撚り合わせて撚線２５を形成し、成形部１３において撚線２５の外周を圧縮して断面形状が矩形状である平角導体３０を形成している。更に、酸化皮膜形成部１４において平角導体３０に熱処理を施して、平角導体３０を構成する複数の素線の各々の表面に酸化皮膜を形成し、絶縁層形成部１５において酸化皮膜形成後の平角導体３７の外周に絶縁層を形成して集合導線３８を形成している。本実施の形態にかかる集合導線製造装置１は、複数の素線２０（以下、素線群２０とも記載する）、撚線２５、平角導体３０、酸化皮膜形成後の平角導体３７の各々を連続的に搬送しながら集合導線３８を形成している。なお、本明細書において集合導線３８とは酸化皮膜形成後の平角導体３７の外周に絶縁層５２が形成された導線のことをいう（図１１参照）。

撚線形成部１０は、素線群２０を撚り合わせて撚線２５を形成する。素線群２０を構成する各々の素線は、銅等の金属材料を用いて構成することができる。図２は、素線群２０の一例を示す断面図である。図２に示すように、素線群２０は、中心に配置された素線２１と、当該素線２１の周囲に配置された複数の素線２２とを備える。なお、図２に示した素線群２０の構成は一例であり、素線群を構成する各々の素線の断面形状や本数は任意に変更することができる。

撚線形成部１０は、クランプ１１_１、１１_２と回転機１２とを備える。クランプ１１_１、１１_２は、搬送されてきた素線群２０をクランプする。回転機１２は、クランプ１１_１、１１_２を用いて素線群２０をクランプしている状態で、素線群２０の中央部を素線群の中心軸を中心に捻り、素線群２０を撚り合わせる。図３は、撚線形成部１０で形成された撚線２５の一例を示す平面図である。図３に示すように、撚線２５は、端部２６_１、２６_２、中央部２７、左巻部２８、及び右巻部２９を備える。端部２６_１はクランプ１１_１でクランプされる部分に対応しており、端部２６_２はクランプ１１_２でクランプされる部分に対応しており、中央部２７は回転機１２で捻られる部分に対応している。

つまり、クランプ１１_１で端部２６_１をクランプし、クランプ１１_２で端部２６_２をクランプしている状態で、回転機１２を用いて中央部２７を搬送方向下流側（つまり、成形部１３側）からみて左回りに捻ることで、素線群２０が撚り合わされた左巻部２８および右巻部２９を形成することができる。左巻部２８は、搬送方向下流側からみて左回りに撚り合わされている。右巻部２９は、搬送方向下流側からみて右回りに撚り合わされている。撚線２５の端部２６_１、２６_２、及び中央部２７は捻られていないので、素線群２０を構成する各々の素線は互いに平行となっている。撚線２５の断面形状は、図２に示した素線群２０の断面形状と略同一である。

なお、図３では、回転機１２を用いて中央部２７を搬送方向下流側からみて左回りに捻った場合の撚線２５を示したが、回転機１２を用いて中央部２７を捻る方向は逆（つまり、搬送方向下流側からみて右回り）であってもよい。

成形部１３は、撚線２５の外周を圧縮して断面形状が矩形状である平角導体３０を形成する。図４は、成形部１３で形成された平角導体３０の一例を示す断面図である。図４に示すように、平角導体３０は、中心に配置された素線３１（図２の素線２１に対応）と、当該素線３１の周囲に配置された複数の素線３２（図２の素線２２に対応）とを備える。また、平角導体３０は外周面３３〜３６を備える。なお、図４に示した平角導体３０の断面形状は一例であり、平角導体の断面の幅や高さは任意に変更することができる。

成形部１３は、例えば、平角導体３０の外周面３３と外周面３４とを形成する第１の圧延ロール（不図示）と、平角導体３０の外周面３５と外周面３６とを形成する第２の圧延ロール（不図示）とを備えている。そして、撚線２５の断面の上下方向を第１の圧延ロールを用いて圧縮することで、外周面３３と外周面３４とを形成する。また、撚線２５の断面の左右方向を第２の圧延ロールを用いて圧縮することで、外周面３５と外周面３６とを形成する。

酸化皮膜形成部１４は、平角導体３０に熱処理を施して、平角導体３０を構成する複数の素線３１、３２の各々の表面に酸化皮膜を形成する。つまり、平角導体３０を構成する各々の素線３１、３２は金属材料で構成されているため、平角導体３０に熱処理を施すことで、各々の素線３１、３２の表面に金属酸化皮膜が形成される。例えば、各々の素線３１、３２を銅を用いて構成した場合は、酸化被膜として酸化銅が形成される。このように、平角導体３０を構成する各々の素線３１、３２の表面に酸化皮膜を形成することで、各々の素線間の絶縁性を向上させることができる。

そして本実施の形態では、酸化皮膜を形成する際、平角導体３０の外周面のうちの少なくとも１つの外周面を拘束しながら複数の素線の各々の表面に酸化皮膜を形成している。つまり、図５に示すように、酸化皮膜形成部１４は、平角導体３０の外周面のうちの１つである外周面３３を拘束する拘束手段４０を有し、酸化皮膜を形成する際、平角導体３０の外周面３３を拘束手段４０で拘束しながら複数の素線３１、３２の各々の表面に酸化皮膜を形成している。

図６は、本実施の形態にかかる集合導線製造装置１が備える酸化皮膜形成部１４の一例を示す側面図である。図６に示すように、酸化皮膜形成部１４は、加熱炉４１とロール４２とを備える。ロール４２は加熱炉４１内に収容されており、回転軸４３を中心に回転可能に構成されている。加熱炉４１の内部は、平角導体３０を構成する各々の素線３１、３２の表面に酸化皮膜を形成することができる程度の温度に保持されている。

図７は、図６に示す酸化皮膜形成部１４が備えるロール４２の一例を示す斜視図である。図８は、図６に示す酸化皮膜形成部１４が備えるロール４２の一例を示す断面図（ロール４２の回転軸４３を含む切断線で切断した断面図）である。図７に示すように、平角導体３０は、ロール４２の外周面に巻き付けられている。そして、ロール４２が回転軸４３を中心に回転することで、酸化皮膜形成部１４に導入された平角導体３０が順次熱処理されて、酸化皮膜が形成された平角導体３７が形成される。このとき、図８に示すように、平角導体３０の外周面３３はロール４２の外周面４４と当接している。よって、平角導体３０の外周面３３をロール４２の外周面４４で拘束しながら、平角導体３０を構成する各々の素線３１、３２の表面に酸化皮膜を形成することができる。

図１に示す絶縁層形成部１５は、酸化皮膜形成後の平角導体３７の外周に絶縁層を形成して集合導線３８（図１１参照）を形成する。図９は、絶縁層形成部１５の一例を示す断面図（平角導体の搬送方向に沿った断面図）である。図１０は、図９に示す絶縁層形成部１５の切断線Ｘ−Ｘにおける断面図である。図９、図１０に示すように、絶縁層形成部１５は成形型５１を備える。成形型５１は、平角導体３７の搬送方向に伸びる中空状の形状を備え、成形型５１の中空部５３には平角導体３７が配置される。中空部５３の断面形状は矩形状となっている。また、成形型５１の中空部５３には、絶縁層５２を形成するための樹脂材料が充填されている。つまり、樹脂材料５２が充填された成形型５１の中空部５３を、平角導体３７が通過することで平角導体３７の外周に絶縁層５２が形成される。

なお、図９、図１０に示した絶縁層形成部１５は一例であり、本実施の形態では絶縁層形成部１５としてこれ以外の構成を備えたものを使用してもよい。また、絶縁層５２を形成するための材料も樹脂材料に限定されることはなく、絶縁性を備える材料であれば他の材料（例えば、エナメル材等）を用いてもよい。

以上で説明した本実施の形態にかかる集合導線製造装置および集合導線の製造方法を用いることで、図１１に示すような平角導体３７の外周に絶縁層５２が配置された集合導線３８を形成することができる。

そして、本実施の形態にかかる集合導線製造装置および集合導線の製造方法では、平角導体３０に熱処理を施して酸化皮膜を形成する際に、平角導体の外周面のうちの少なくとも１つの外周面を拘束している。よって、酸化皮膜を形成する際の熱処理によって平角導体３０が捻れることを抑制することができるので、絶縁層５２を形成するための成形型５１（図１０参照）の内部で平角導体３７が捻れてしまうことを抑制することができる。したがって、平角導体３７の外周に絶縁層５２を均一に形成することができる。

背景技術で説明したように、特許文献１に開示されている技術では、酸化皮膜で被覆された複数の素線を撚り合わせて撚線を形成し、その後、撚線を圧縮成形することで、撚線の断面形状が矩形状である平角導体を形成している。しかしながら、平角導体を形成する際に撚線を圧縮成形すると、撚線を構成している各々の素線の表面の酸化皮膜が破壊され、素線間の絶縁性が保たれないという問題があった。このような問題を解決するためには、撚線を圧縮成形して平角導体を形成した後に、平角導体を熱処理して各々の素線の表面に酸化皮膜を形成する熱処理工程（酸化皮膜形成工程）が必要になる。

しかしながら、平角導体を形成した後に熱処理を行うと、平角導体を構成する各々の素線の撚りが戻り、平角導体が捻れてしまう。このため、平角導体の外周に樹脂等からなる絶縁層を形成する際に、平角導体が絶縁層を形成するための成形型の内部で捻れてしまい、平角導体の外周に絶縁層を均一に形成することができないという問題があった。

つまり、図１２の上図に示すように、酸化皮膜を形成する前（つまり、熱処理前）は、平角導体３０の左巻部２８および右巻部２９において、平角導体３０の断面形状（すなわち、平角導体３０の各位置における断面の相対的な捻れ角度）は略一定となる。このときの平角導体３０の左巻部２８のピッチ角度をθ１とする。一方、平角導体１３７の外周面を拘束することなく熱処理を施して酸化皮膜を形成した場合は、図１２の下図に示すように、平角導体１３７を構成する各々の素線の撚りが戻り、平角導体１３７が捻れてしまう。つまり、平角導体１３７の中央部２７付近において各々の素線の撚りが戻り、平角導体１３７の中央部２７が搬送方向下流側からみて右方向に回転する。このため、平角導体１３７の中央部２７付近において平角導体１３７が捻れてしまう（平角導体１３７の捻れ角度をαとする）。このとき、平角導体１３７の左巻部２８のピッチ角度はθ２となり、熱処理前のピッチ角度θ１よりも小さくなる。

また、図１２の下図に示すように、酸化皮膜形成後の平角導体１３７では、平角導体１３７の捻れが大きい部分（中央部２７付近）と小さい部分（端部２６_１、２６_２付近）とが形成され、同じ平角導体１３７中において捻れ角度にばらつきが生じてしまう。

図１３は、平角導体１３７が加熱された場合と加熱されていない場合とにおける、平角導体１３７の位置と捻れ角度との関係を示すグラフである。図１３に示すように、平角導体１３７が加熱された場合は、平角導体１３７が加熱されていない場合と比べて、平角導体１３７の捻れ角度αが大きくなる。特に、平角導体１３７の中央部２７付近において捻れ角度αが大きくなる。

図１４は、平角導体１３７に張力が働いている場合と働いていない場合とにおける、平角導体１３７の位置と捻れ角度との関係を示すグラフである。図１４に示すように、平角導体１３７に張力が働いた場合は、平角導体１３７に張力が働いていない場合と比べて、平角導体１３７の捻れ角度αが大きくなる。特に、平角導体１３７の中央部２７付近において捻れ角度αが大きくなる。

図１５は、平角導体１３７が加熱された場合と加熱されていない場合とにおける、平角導体１３７に働く張力と捻れ角度（中央部２７付近の捻れ角度）との関係を示すグラフである。図１５に示すように、平角導体１３７が加熱された場合および加熱されていない場合の両方において、平角導体１３７に働く張力が大きくなるにつれて平角導体１３７の捻れ角度αが大きくなる。特に、平角導体１３７が加熱された場合は、平角導体１３７の捻れ角度αの増加量が大きくなる。

以上で説明したように、平角導体１３７を形成した後に酸化皮膜を形成すると（つまり、熱処理を行うと）、平角導体１３７に熱や張力が加わるため、平角導体１３７を構成する各々の素線の撚りが戻り、平角導体１３７が捻れてしまう（図１２の下図参照）。このように酸化皮膜形成後に平角導体１３７が捻れてしまうと、図１６に示すように、絶縁層５２を形成するための成形型５１の内部において平角導体１３７が捻れてしまい、平角導体１３７の外周に絶縁層５２を均一に形成することができない。この場合は、形成された集合導線に、図１７に示すような断面形状を有する集合導線１３８が含まれてしまう。このため、平角導体１３７の角部における絶縁層５２が薄くなり（図１７において破線で示している）、集合導線の絶縁性が保てないという問題があった。

そこで本実施の形態では、平角導体３０に熱処理を施して酸化皮膜を形成する際に、平角導体の外周面のうちの少なくとも１つの外周面を拘束しながら各々の素線の表面に酸化皮膜を形成している。よって、酸化皮膜を形成する際の熱処理によって平角導体３０が捻れることを抑制することができ、絶縁層５２を形成するための成形型５１（図１０参照）の内部で平角導体３７が捻れてしまうことを抑制することができる。よって、平角導体３７の外周に絶縁層５２を均一に形成することができる。

また、本実施の形態にかかる発明により、平角導体３０が捻れることを抑制することができるので、形成された集合導線３８の断面形状を均一にすることができる（つまり、平角導体３８の捻れ角度αを所定の誤差範囲内とすることができる）。よって、例えば集合導線３８をモータのコイルとして使用する場合、集合導線３８をモータ内に隙間なく配置することができる。

また、本実施の形態では、例えば図７に示したように、平角導体３０をロール４２の外周面に巻き付け、回転軸４３を中心にロール４２を回転させることで、酸化皮膜形成部１４に導入された平角導体３０を順次熱処理している。このように、平角導体３０をロール４２の外周面に巻き付けることで、巻き付けられた平角導体３０に張力が働くことを抑制することができ、より効果的に平角導体３０が捻れることを抑制することができる。

一方、図７に示した円柱状のロール４２を用いた場合は、ロール４２の外周面に巻き付けられた平角導体３０が熱によって伸びてしまい、ロール４２の外周面と平角導体４２との間に隙間ができてしまう場合がある。この場合は、平角導体４２に対する拘束力が弱くなる。この問題は、平角導体３０の線膨張係数とロール４２の線膨張係数との相違に起因して生じる問題である。特にこの問題は、平角導体３０の巻き終わり付近（つまり、搬送方向下流側）において顕著にあらわれる問題である。

このような問題を解決するために、本実施の形態では、酸化皮膜形成部１４が備えるロールとして、図１８の斜視図に示すようなテーパー状のロール４５を用いてもよい。つまり、ロール４５は、平角導体３０の巻き始めから巻き終わりまでにおいてロール４５の外周の周長が徐々に長くなるようなテーパー状となっている。ここで、平角導体３０の巻き始めは搬送方向上流側（平角導体３０が導入される側）であり、平角導体３０の巻き終わりは搬送方向下流側（酸化皮膜が形成された平角導体３７が導出される側）である。

この場合も、平角導体３０は、ロール４５の外周面に巻き付けられている。そして、ロール４５が回転軸４６を中心に回転することで、酸化皮膜形成部１４に導入された平角導体３０が順次熱処理されて、酸化皮膜が形成された平角導体３７が連続的に形成される。このとき、図１９の断面図に示すように、平角導体３０の外周面３３はロール４５の外周面４７と当接している。よって、平角導体３０の外周面３３をロール４５の外周面４７で拘束しながら平角導体３０を構成する各々の素線３１、３２の表面に酸化皮膜を形成することができる。例えば、ロール４５の周長は、平角導体３０の熱膨張による伸長分に応じて長くなるようにすることができる。

また、図７に示すような円柱状のロール４２を用いる場合は、例えばロール４２と平角導体３０とを同一の材料を用いて構成するようにしてもよい。このように、ロール４２と平角導体３０とを構成する材料を同一材料とすることで、ロール４２と平角導体３０の線膨張係数をそろえることができ、上記のロール４２の外周面と平角導体４２との間に隙間ができてしまうという問題を解決することができる。このとき、例えば、平角導体３０を構成する材料よりも線膨張係数が大きい材料でロール４２を構成するようにしてもよい。例えば、平角導体３０の材料に銅を用いた場合は、ロール４２を構成する材料にアルミニウム合金を用いることができる。

以上で説明した本実施の形態にかかる発明により、平角導体の外周に絶縁層を均一に形成することができる集合導線製造装置および集合導線の製造方法を提供することができる。

＜実施の形態２＞
次に、本発明の実施の形態２について説明する。本実施の形態では、図１に示した酸化皮膜形成部１４において酸化皮膜を形成する際、平角導体３０の外周面のうち互いに向かい合う２つの外周面を拘束しながら、複数の素線の各々の表面に酸化皮膜を形成する場合について説明する。これ以外は、実施の形態１で説明した集合導線製造装置および集合導線の製造方法と同様であるので重複した説明は省略する。

図２０に示すように、本実施の形態では、酸化皮膜形成部１４は、平角導体３０の外周面３３を拘束する拘束手段６１と、平角導体３０の外周面３３と向かい合う外周面３４を拘束する拘束手段６２とを有する。そして、酸化皮膜を形成する際、平角導体３０の外周面３３および外周面３４を拘束手段６１および拘束手段６２を用いてそれぞれ拘束しながら、複数の素線３１、３２の各々の表面に酸化皮膜を形成している。

図２１は、本実施の形態にかかる集合導線製造装置１が備える酸化皮膜形成部１４の一例を示す側面図である。図２１に示すように、酸化皮膜形成部１４’は、加熱炉４１、主ロール６５、補助ロール６６_１〜６６_４を備える。主ロール６５および補助ロール６６_１〜６６_４は、加熱炉４１内に収容されている。また、主ロール６５および補助ロール６６_１〜６６_４はそれぞれ、回転軸を中心に回転可能に構成されている。加熱炉４１の内部は、平角導体３０を構成する各々の素線３１、３２の表面に酸化皮膜を形成することができる程度の温度に保持されている。

平角導体３０の一方の外周面３３（図２０参照）は、主ロール６５の外周面に当接している。平角導体３０の他方の外周面３４（図２０参照）は、補助ロール６６_１〜６６_４の各々の外周面に当接している。つまり、図２１に示す酸化皮膜形成部１４’において、平角導体３０は、一方の外周面３３が主ロール６５の外周面に当接した状態で、また、他方の外周面３４が補助ロール６６_１〜６６_４の各々の外周面に当接した状態で搬送される。よって、平角導体３０の互いに向かい合う２つの外周面３３、３４を拘束しながら、複数の素線の各々の表面に酸化皮膜を形成することができる。

このように、酸化皮膜を形成する際、平角導体３０の外周面のうち互いに向かい合う２つの外周面を拘束することで、平角導体３０の１つの外周面のみを拘束する場合よりも、平角導体３０が捻れることを効果的に抑制することができる。

なお、図２１では、酸化皮膜形成部１４’が備える補助ロール６６_１〜６６_４の数が４つである場合について例示した。しかし、本実施の形態では、主ロールと補助ロールとで平角導体３０の外周面３３、３４を拘束しながら酸化皮膜を形成することができるのであれば、補助ロールの数は任意の数（１以上）とすることができる。

図２２は、本実施の形態にかかる集合導線製造装置１が備える酸化皮膜形成部１４の他の例を示す側面図である。図２２に示すように、酸化皮膜形成部１４’’は、第１のキャタピラ７１と第２のキャタピラ７２とを備える。第１のキャタピラ７１は、互いに隣接するように配置されたロール７３_１、７３_２と、ロール７３_１、７３_２の外周に配置された第１の駆動ベルト７４とを備える。第１の駆動ベルト７４は、ロール７３_１、７３_２の回転と連動して回転するように構成されている。また、第１の駆動ベルト７４は、平角導体３０を構成する各々の素線の表面に酸化皮膜を形成することができる程度の温度に加熱されている。第１の駆動ベルト７４は、例えば金属材料を用いて構成することができる。

同様に、第２のキャタピラ７２は、互いに隣接するように配置されたロール７５_１、７５_２と、ロール７５_１、７５_２の外周に配置された第２の駆動ベルト７６とを備える。第２の駆動ベルト７６は、ロール７５_１、７５_２の回転と連動して回転するように構成されている。また、第２の駆動ベルト７６は、平角導体３０を構成する各々の素線の表面に酸化皮膜を形成することができる程度の温度に加熱されている。第２の駆動ベルト７６は、例えば金属材料を用いて構成することができる。

平角導体３０の一方の外周面３３は、第１のキャタピラ７１が備える第１の駆動ベルト７４の外周面に当接している。平角導体３０の他方の外周面３４は、第２のキャタピラ７２が備える第２の駆動ベルト７６の外周面に当接している。つまり、図２２に示す酸化皮膜形成部１４’’において、平角導体３０は、一方の外周面３３が第１のキャタピラ７１が備える第１の駆動ベルト７４の外周面に当接した状態で、また、他方の外周面３４が第２のキャタピラ７２が備える第２の駆動ベルト７６の外周面に当接した状態で搬送される。換言すると、酸化皮膜形成部１４’’は、第１の駆動ベルト７４と第２の駆動ベルト７６とで平角導体３０を狭持しながら搬送している。

よって、酸化皮膜形成部１４’’は、平角導体３０の互いに向かい合う２つの外周面３３、３４を第１および第２の駆動ベルト７４、７６を用いて拘束しながら、第１および第２の駆動ベルト７４、７６を用いて平角導体３０を加熱することができるので、平角導体３０が捻れてしまうことを抑制しつつ平角導体３０に酸化皮膜を形成することができる。

例えば、図２１に示した酸化皮膜形成部１４’を用いて酸化被膜を形成する場合は、平角導体３０を加熱する際に輻射熱を用いているので、平角導体３０を直接加熱（伝熱による加熱）する場合よりも、平角導体３０の加熱に必要な熱量が大きくなる。また、加熱炉４１内に複数のロール（主ロール６５および補助ロール６６_１〜６６_４）を配置しているため、複数のロールに熱を奪われる。このように、図２１に示した酸化皮膜形成部１４’を用いた場合は、平角導体３０に酸化皮膜を形成するために必要なエネルギーが大きくなるという問題がある。

これに対して、図２２に示した酸化皮膜形成部１４’’では、第１のキャタピラ７１が備える第１の駆動ベルト７４および第２のキャタピラ７２が備える第１の駆動ベルト７６を用いて、平角導体３０を直接加熱している。よって、平角導体３０に酸化皮膜を形成する際のエネルギーを低減することができる。

＜実施の形態３＞
次に、本発明の実施の形態３について説明する。
実施の形態１で説明した集合導線製造装置および集合導線の製造方法では、図２３の断面図に示すように、平角導体３０の１つの外周面３３のみを拘束して酸化皮膜を形成していた。この場合は、平角導体３０の両側側面が拘束されていない状態となるため、平角導体に横方向の力（矢印で示す）が働くと、平角導体３０が図２３の破線で示すように変形してしまう場合があった。

本実施の形態では、このような問題を解決するために、図２４に示すように、ロール８０の外周面に、平角導体３０を巻き付ける位置と対応する位置に溝部８２を形成している。なお、図２４に示すロール８０は図７、図８に示したロール４２と対応しており、溝部８２を備える構成以外については、図７、図８に示したロール４２と同様であるので重複した説明は省略する。

このように、ロール８０の外周面に溝部８２を形成することで、図２５の断面図に示すように、平角導体３０の外周面３３を溝部８２の底面で拘束し、更に平角導体３０の両側側面３５、３６を溝部８２の側面で拘束しながら酸化皮膜を形成することができる。よって、平角導体の倒れ方向の変形（図２３参照）を抑制することができる。

特に上記で説明した問題は、図２６の断面図に示すような、テーパー状のロール４５を用いた場合に顕著にあらわれる。つまり、テーパー状のロール４５を用いた場合は、ロール４５の外周面が斜めになっているので、ロール４５の外周面に配置された平角導体３０には、図２６の矢印に示す方向の力が働く。

本実施の形態では、このような問題を解決するために、図２７に示すように、テーパー状のロール８５の外周面に、平角導体３０を巻き付ける位置と対応する位置に溝部８７を形成している。なお、図２７に示すロール８５は図１８、図１９に示したロール４５と対応しており、溝部８７を備える構成以外については、図１８、図１９に示したロール４５と同様であるので重複した説明は省略する。

このように、ロール８５の外周面に溝部８７を形成することで、平角導体３０の外周面３３を溝部８７の底面で拘束し、更に平角導体３０の両側側面３５、３６を溝部８７の側面で拘束しながら酸化皮膜を形成することができるので、平角導体の倒れ方向の変形を抑制することができる。

以上、本発明を上記実施形態に即して説明したが、本発明は上記実施の形態の構成にのみ限定されるものではなく、本願特許請求の範囲の請求項の発明の範囲内で当業者であればなし得る各種変形、修正、組み合わせを含むことは勿論である。

１ 集合導線製造装置
１０ 撚線形成部
１１_１、１１_２ クランプ
１２ 回転機
１３ 成形部
１４ 酸化皮膜形成部
１５ 絶縁層形成部
２０ 素線群（複数の素線）
２１、２２ 素線
２５ 撚線
２６_１、２６_２ 端部
２７ 中央部
２８ 左巻部
２９ 右巻部
３０ 平角導体（酸化皮膜形成前）
３１、３２ 素線
３３、３４、３５、３６ 外周面
３７ 平角導体（酸化皮膜形成後）
３８ 集合導線
４０ 拘束手段
４１ 加熱炉
４２ ロール
４３ 回転軸
４４ 外周面
４５ ロール（テーパー状）
４６ 回転軸
４７ 外周面
５１ 成形型
５２ 絶縁層（樹脂材料）
５３ 中空部
６１、６２ 拘束手段
６５ 主ロール
６６_１〜６６_４ 補助ロール
７１ 第１のキャタピラ
７２ 第２のキャタピラ
７３_１、７３_２ ロール
７４ 第１の駆動ベルト
７５_１、７５_２ ロール
７６ 第２の駆動ベルト
８０ ロール
８２ 溝部
８５ ロール（テーパー状）
８７ 溝部

Claims (9)

1. 複数の素線を撚り合わせて撚線を形成する撚線形成部と、
   前記撚線の外周を圧縮して断面形状が矩形状である平角導体を形成する成形部と、
   前記平角導体に熱処理を施して、前記平角導体を構成する前記複数の素線の各々の表面に酸化皮膜を形成する酸化皮膜形成部と、
   前記酸化皮膜を形成した後、前記平角導体の外周に絶縁層を形成する絶縁層形成部と、を備え、
   前記酸化皮膜形成部は、前記平角導体の外周面のうちの少なくとも１つの外周面を拘束しながら前記複数の素線の各々の表面に前記酸化皮膜を形成する、
   集合導線製造装置。
2. 前記酸化皮膜形成部は回転軸を中心に回転可能なロールを備え、
   前記ロールの外周面に前記平角導体を巻き付けて、前記平角導体の前記１つの外周面をロールの外周面と当接させながら前記平角導体を加熱する、請求項１に記載の集合導線製造装置。
3. 前記ロールは、前記平角導体の巻き始めから巻き終わりまでにおいて前記ロールの外周の周長が徐々に長くなるようなテーパー状である、請求項２に記載の集合導線製造装置。
4. 前記ロールの外周面には前記平角導体を巻き付ける位置と対応する位置に溝部が形成されており、前記平角導体の外周面の両側側面を前記溝部の側面で拘束しながら前記酸化皮膜を形成する、請求項２または３に記載の集合導線製造装置。
5. 前記酸化皮膜形成部は、前記平角導体の外周面のうち互いに向かい合う２つの外周面を拘束しながら前記複数の素線の各々の表面に前記酸化皮膜を形成する、請求項１に記載の集合導線製造装置。
6. 前記酸化皮膜形成部は、回転軸を中心に回転可能な主ロールと補助ロールとを備え、
   前記主ロールの外周面に前記平角導体の前記互いに向かい合う２つの外周面のうちの一方の面を当接させ、前記補助ロールの外周面に前記平角導体の前記互いに向かい合う２つの外周面のうちの他方の面を当接させながら、前記平角導体を加熱する、
   請求項５に記載の集合導線製造装置。
7. 前記酸化皮膜形成部は、第１の駆動ベルトを備える第１のキャタピラと、第２の駆動ベルトを備える第２のキャタピラと、を備え、
   前記平角導体の前記互いに向かい合う２つの外周面のうちの一方の面を前記第１の駆動ベルトに当接させ、前記平角導体の前記互いに向かい合う２つの外周面のうちの他方の面を前記第２の駆動ベルトに当接させ、前記第１および第２の駆動ベルトで前記平角導体を狭持しながら搬送し、且つ前記第１および第２の駆動ベルトを加熱して前記平角導体を加熱する、
   請求項５に記載の集合導線製造装置。
8. 複数の素線を撚り合わせて撚線を形成する工程と、
   前記撚線の外周を圧縮して断面形状が矩形状である平角導体を形成する工程と、
   前記平角導体に熱処理を施して、前記平角導体を構成する前記複数の素線の各々の表面に酸化皮膜を形成する工程と、
   前記酸化皮膜を形成した後、前記平角導体の外周に絶縁層を形成する工程と、を備え、
   前記酸化皮膜を形成する際、前記平角導体の外周面のうちの少なくとも１つの外周面を拘束しながら前記複数の素線の各々の表面に前記酸化皮膜を形成する、
   集合導線の製造方法。
9. 前記酸化皮膜を形成する際、前記平角導体の外周面のうち互いに向かい合う２つの外周面を拘束しながら前記複数の素線の各々の表面に前記酸化皮膜を形成する、請求項８に記載の集合導線の製造方法。

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