JP6179552B2 - 被膜集合導線の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、被膜集合導線の製造方法に関する。

電気的な絶縁性を備える絶縁被膜に覆われた被膜集合導線がある。例えば、特許文献１に開示されているように、このような集合導線は、複数の導線を束ねて導線束を形成し、形成した導線束を捻った後で、これを被膜で覆うことによって形成することがある。

特開２００９−１９９７４９号公報

ところで、被膜を覆う工程では、集合導線は張力を付与されつつ加熱されることによって、捻れ変形することがあった。

例えば、図２１に示すように、束ねた導線束（図示略）を捻じることによって形成される集合導線９０１がある。集合導線９０１は、集合導線９０１の軸を中心に捻られた左巻部９０１ｂと、軸方向に真っ直ぐに延びる平行部９０１ａと、左巻部９０１ｂと逆方向に捻られた右巻部９０１ｃとを備える。集合導線９０１を被膜で覆う工程等において、捻れ戻り変形が集合導線９０１に生じる。捻れ戻り変形は、左巻部９０１ｂと右巻部９０１ｃとが弛緩するように、具体的には、導線束を捻じった回転方向と逆の回転方向９０２に捻られるように、捻れ変形する。この捻れ変形によって、平行部９０１ａが拡大し、左巻部９０１ｂ及び右巻部９０１ｃが縮小する。

このような捻じれ戻り変形が生じると、例えば、図２２に示すように、被膜集合導線９０７の一端部９０７ａが、被膜集合導線９０７の他端部９０７ｃに対して、捻れ変形が生じることがあった。また、図２３に示すように、一端部９０７ａの側面９０７ｅと、他端部９０７ｃの側面９０７ｆとが交差して成す捻れ角度αが、被膜集合導線として好ましくない大きさに達することがあった。なお、図２２及び図２３では、分かり易くするために、被膜集合導線９０７は１本の導線として図示されている。

さらに、本出願の発明者等は、上記した被膜集合導線を所定温度になるまで加熱し、所定時間保持するアニール処理を行うことを想起した。このようなアニール処理によって、必要な集合導線と被膜との密着強度を確保する。しかしながら、アニール処理によって、被膜集合導線にさらに捻れ変形が生じてしまうことがあった。

本発明は、捻れ変形を矯正する被膜集合導線の製造方法を提供する。

本発明にかかる集合導線の製造方法は、
複数の導線を束ねることによって形成される導線束を捻り変形させることによって、右巻部と平行部と左巻部とを有する集合導線を形成する工程と、
前記集合導線を絶縁被膜で被覆することによって被膜集合導線を形成する工程と、
前記被膜集合導線に張力を付与しつつ、前記被膜集合導線をアニール処理温度で加熱保持するアニール処理工程と、
を含む。

このような構成によれば、集合導線の捻れを抑制しつつ被膜と集合導線との密着強度を高めるので、捻れ変形を矯正して被膜集合導線を製造することができる。

前記被膜集合導線は、前記集合導線を露出させた通電部を両端に有し、
前記アニール処理工程は、前記被膜集合導線をアニール処理温度まで昇温させる加熱工程を含み、
前記加熱工程では、前記被膜集合導線の前記通電部に電流を供給することによって、直接通電加熱を行うことを特徴としてもよい。

このような構成によれば、被膜集合導線の外部から加熱を行った場合には絶縁被膜が断熱材として作用するため集合導線と絶縁被膜との接触部に熱が伝わりにくいが、被膜集合導線における集合導線の内部にジュール熱を発生させることによって、被膜集合導線をアニール処理温度まで短時間で昇温させる。したがって、良好な生産性で、捻れ変形を矯正して被膜集合導線を製造することができる。

また、前記アニール処理工程では、前記被膜集合導線に対して、前記被膜集合導線の形成工程において発生した捻れ戻り変形による捻れの角度が実質的にゼロとなるように前記被膜集合導線の両端部が固定された状態で、前記被膜集合導線に張力を付与することを特徴としてもよい。

このような構成によれば、被膜集合導線の捻れをさらに抑制しつつ張力を付与するので、より確実に捻れ変形を矯正して被膜集合導線を製造することができる。

また、前記アニール処理工程の前において、
前記被膜集合導線を切断することによって、短尺化する工程をさらに含む
ことを特徴としてもよい。

このような構成によれば、被膜集合導線が短尺化されることによって被膜集合導線の取り回しが容易になる。これによって、短尺化された被膜集合導線毎に加熱処理を行うことができるため、加熱装置等を小型化できる。また、短尺化された被膜集合導線に対して個別に張力を付与するため、付与する張力を小さくすることができることから張力を付与する装置を小型化できる。

本発明によれば、捻れ変形を矯正する被膜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にかかる被膜集合導線の製造方法を示すフローチャートである。 実施の形態１にかかる被膜集合導線の製造方法の複数の工程を示す模式図である。 実施の形態１にかかる被膜集合導線の製造方法の一工程における集合導線の模式図である。 実施の形態１にかかる被膜集合導線の製造方法の複数の工程を示す模式図である。 実施の形態１にかかる被膜集合導線の製造方法の一工程を示す模式図である。 実施の形態１にかかる被膜集合導線の製造方法の一工程を示す模式図である。 実施の形態１にかかる被膜集合導線の製造方法の一工程を示す模式図である。 実施の形態１にかかる被膜集合導線の製造方法の一工程を示す模式図である。 実施の形態１にかかる被膜集合導線の製造方法の一工程を示すフローチャートである。 実施の形態１にかかる被膜集合導線の製造方法で用いたクランプユニットの斜視図である。 実施の形態１にかかる被膜集合導線の製造方法で用いたクランプユニットの正面図である。 実施の形態１にかかる被膜集合導線の製造方法の一工程を示す模式図である。 実施の形態１にかかる被膜集合導線の製造方法を用いて製造される集合導線の一例を示す模式図である。 実施の形態１にかかる被膜集合導線の製造方法を用いて製造される集合導線の一例を示す模式図である。 実施の形態２にかかる被膜集合導線の製造方法の一工程を示すフローチャートである。 実施の形態２にかかる被膜集合導線の製造方法の一工程で用いたクランプユニットの正面図である。 実施の形態２にかかる被膜集合導線の製造方法の一工程を示す模式図である。 測定位置に対する捻れ角度を示すグラフである。 加熱時間に対する温度を示すグラフである。 実施の形態１にかかる被膜集合導線の製造方法の別の一工程を示す模式図である。 関連する被膜集合導線の製造方法を用いて製造される集合導線の模式図である。 関連する被膜集合導線の製造方法を用いて製造される集合導線の一例を示す模式図である。 関連する被膜集合導線の製造方法を用いて製造される集合導線の一例を示す模式図である。

実施の形態１．
図１〜図１４を参照して実施の形態１にかかる被膜集合導線の製造方法について説明する。図１は、実施の形態１にかかる被膜集合導線の製造方法を示すフローチャートである。図２は、実施の形態１にかかる被膜集合導線の製造方法の複数の工程を示す模式図である。まず、製造装置１４０を用いて、導体線群１９８から集合導体２０２を連続的に製造する複数の工程について説明する。図１中、導体線群１９８は、導体線１０９が紙面の奥から手前の方向（ここではＹ方向）に並んだ状態を模式的に表している。

図２に示すように、素線供給機１４１は導体線群１９８を第１圧延ロール１４２に送る。模式図１６１に示すように、導体線１０９は略円形状の断面形状を有する線状体である。導体線１０９は、周辺素線１１０を形成する導体線群１９８の一部である。導体線１０９は、電気を伝導する材料、例えば、純銅又は銅合金からなる。

第１圧延ロール１４２は導体線群１９８を素線供給機１４１から受けて、模式図１６２に示すように導体線群１９８の導体線１０９を塑性変形させて、周辺素線１１０を形成する（単線圧延工程Ｓ１）。ここで、周辺素線１１０の断面形状は、断面形状が回転により変化しない等方性を有する円形状から、断面形状が回転により変化する異方性を有する異方性断面形状に変形すればよく、例えば、上底と下底の長さの異なる台形状に変形する。異方性断面形状として、例えば、台形状、扇形状、円弧状、三角形状などが挙げられる。また、周辺素線１１０及び中心素線１３０からなる素線群１９９内の各素線は、直列に配置されている。即ち素線群１９９の各素線は、当該素線群１９９の送り出し方向（素線群１９９に含まれる各素線の長手方向（ここではＸ方向））に対して垂直な方向（ここではＹ方向）に一列に並んで配置されている。より具体的には、周辺素線１１０において、台形状の上底に相当する面と、台形状の下底に相当する面とが互いに交互に配置されるように配置されている。

第１圧延ロール１４２は、１対のロールを有し、図示しない駆動機構により回転し、素線群１９９を、搬送装置１４４に送る。かかる素線群１９９は、各素線が紙面の奥から手前の方向に一列に並んだ状態を模式的に表している。

搬送装置１４４は、素線群１９９を第１圧延ロール１４２から受ける。搬送装置１４４は、素線群１９９の各素線を展開し、周辺素線１１０が中心素線１３０を取り囲む位置関係を作る。より具体的には、模式図１６３に示すように、周辺素線１１０が中心素線１３０を中心として放射状に配置される（展開工程Ｓ２）。このとき、各周辺素線１１０は、外周面が内周面よりも面積が広くなるように配置される。即ち、各周辺素線１１０の断面において、台形状の上底又は下底のうち長さの長い方が外側に、短い方が内側に位置するように配置される。

また、搬送装置１４４は、周辺素線１１０の内周面が中心素線１３０の各辺に向くように周辺素線１１０の位置及び向きを整える。即ち、周辺素線１１０の内周面は、円柱状の中心素線１３０の外周面に沿う必要があるから、各周辺素線１１０の上底を含む面と下底を含む面が平行になるようにして搬送された素線群１９９が、中心素線１３０から外側に放射状に延びる仮想線に対して垂直になるように角度を変換して配置される必要がある。搬送装置１４４は、素線群１９９をクランプ１４５に送る。

続いて、クランプ１４５は、素線群１９９を搬送装置１４４から受ける。クランプ１４５は、素線群１９９を整列して、中心素線１３０の周囲に周辺素線１１０を配置し、束ねた集合導線、すなわち、集合導線束２００を形成する（束形成工程Ｓ３）。また、クランプ１４５は、周辺素線１１０の内周面が中心素線１３０の外表面の各辺と対向するように、集合導線束２００を形成する。

クランプ１４５は、集合導線束２００の中心方向に向かって、所定の圧力を集合導線束２００に加える。このため、模式図１６４に示すように、集合導線束２００の断面１９０において、中心素線１３０及び周辺素線１１０並びに周辺素線１１０同士は接近する。集合導線束２００を、クランプ１４５及び回転機１４６を通過させて、さらにクランプ１４７まで送る。

クランプ１４５、回転機１４６及びクランプ１４７が集合導線束２００をクランプし、集合導線束２００の軸を固定する。さらに、クランプ１４５、回転機１４６及びクランプ１４７が集合導線束２００をクランプしたまま、回転機１４６が所定の回転方向１５０に回転し、集合導線束２００を捻る（捻り工程Ｓ４）。すると、捻れ集合導体２０１が形成される。ここで、捻れ集合導体２０１は、例えば、回転機１４６を境に、中心素線１３０を軸として螺旋を描くように捻じれている捻じれ部分と、この捻じれ部分の捻じれ方向と逆方向に捻じれている逆捻じれ部分とを有する。なお、捻れ集合導体２０１は、捻じれ部分と逆捻じれ部分との間には、中心素線１３０の軸と平行となる非捻じれ部分を有してもよい。具体的には、図３に示すように、捻れ集合導体２０１は、平行部２０１ａと、左巻部２０１ｂと、右巻部２０１ｃとを有する。図３は、実施の形態１にかかる被膜集合導線の製造方法の一工程における集合導線の模式図である。平行部２０１ａと、左巻部２０１ｂと、右巻部２０１ｃとは、捻れ集合導体２０１の進行方向（ここで、Ｘ方向）に、左巻部２０１ｂ、平行部２０１ａ、右巻部２０１ｃ、平行部２０１ａとの順に配置されている。捻り工程Ｓ４を１回行うと、平行部２０１ａ、左巻部２０１ｂ、平行部２０１ａ、及び、右巻部２０１ｃ、平行部２０１ａが形成される。ここでは、平行部２０１ａ、左巻部２０１ｂ、平行部２０１ａ、右巻部２０１ｃ、及び、平行部２０１ａを１Ｐ（ピッチ）とした。

図２中の模式図１６５に示すように、捻れ集合導体２０１は中心素線１３０及び所定の形状を有する周辺素線１１０を整列した集合導体である。このため、回転機１４６は、断面１９０の実質的な円形状が維持された断面１９１を形成することができる。

クランプ１４７は、捻れ集合導体２０１の中心方向に向かって、所定の圧力を捻れ集合導体２０１に加える。このため、中心素線１３０及び周辺素線１１０並びに周辺素線１１０同士を密着させる。

第２圧延ロール１５１は、捻れ集合導体２０１をクランプ１４７から受ける。第２圧延ロール１５１は、１対のロールを有し、図示しない駆動機構により回転し、捻れ集合導体２０１を実質的な平角形状とした場合の図２中の縦方向（ここで、Ｚ軸方向）に、実質的に圧力をかける。さらに、第３圧延ロール１５２は、模式図１６７に示すように、集合導体２０２の断面１９２の図２中の上下端に横方向（ここで、Ｙ軸方向）に沿う外壁面１９４を形成させる（仕上げ圧延工程Ｓ５）。なお、必要に応じて、少なくとも１対の圧延ロールを用いて、図２中の左右端に縦方向（ここで、Ｚ軸方向）に沿う壁面を形成してもよい。集合導体２０２は、中心素線１３２及び周辺素線１１２を有する。

続いて、図４に示すように、酸化炉１５３は、第３圧延ロール１５２（図２参照）から集合導体２０２を受ける。図４は、実施の形態１にかかる被膜集合導線の製造方法の複数の工程を示す模式図である。集合導体２０２を内部酸化温度まで加熱することで、集合導体２０２の内側、すなわち、中心素線１３２（図２参照）と周辺素線１１２（図２参照）との間、周辺素線１１２同士の間に酸化膜を形成する（内部酸化工程Ｓ６）。集合導体２０２は、酸化炉１５３内で巻付ロール１５３ａに巻き付けられる。この酸化膜は、中心素線１３２と周辺素線１１２とを電気的に絶縁し、周辺素線１１２同士を電気的に絶縁すると好ましい。また、内部酸化工程Ｓ６の前において、酸化膜を形成する酸化膜形成剤を塗布しておくとよい。

続いて、絶縁被膜２０４ａを集合導体２０３に被覆し、外側被膜集合導線２０４を形成する（外部被膜形成工程Ｓ７）。具体的には、絶縁被膜付与装置１５４は集合導体２０３を受ける。集合導体２０３は引抜ダイ１５４ａのダイス孔１５４ｂに導かれる。絶縁被膜付与装置１５４は、予め、ホッパー１５４ｃに装填された粉末状の原料１５４ｄを加熱により軟化させており、スクリュー１５４ｅにより引抜ダイ１５４ａのダイス孔１５４ｂへ射出してさらに加圧する。その後、集合導体２０３を引抜ダイ１５４ａのダイス孔１５４ｂから下流側に引き抜く。すると、絶縁被膜２０４ａが集合導体２０３の外周面に形成された状態で、外側被膜集合導線２０４が引抜ダイ１５４ａのダイス孔１５４ｂから引き抜かれる。以上の工程により、外側被膜集合導線２０４が製造される。

ここで、絶縁被膜２０４ａは、電気的に絶縁する性質を有する材料からなるとよい。このような材料として、例えば、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、エナメルが挙げられる。なお、外側被膜集合導線２０４は、外部被膜形成工程Ｓ７において、加熱や張力を与えられることによって、捻れ戻り変形や捻れ変形が生じることがある。

続いて、外側被膜集合導線２０４を所定の温度まで冷却する（冷却工程Ｓ８）。具体的には、まず、冷却装置１５５が外側被膜集合導線２０４を受ける。冷却装置１５５は、冷却水を保持する水槽１５５ａと、水槽１５５ａに設けられる一対のロール１５５ｂとを有する。冷却装置１５５は、外側被膜集合導線２０４を一対のロール１５５ｂの間を通過させる。これによって、外側被膜集合導線２０４を水槽１５５ａ内に浸して、冷却することができる。

続いて、外側被膜集合導線２０４に圧力をかけて、外側被膜集合導線２０４の真直度を高める（真直出し工程Ｓ９）。具体的には、外側被膜集合導線２０４をその軸に関して実質的に垂直な方向に並ぶ１対のロール１５６ａ、１５６ｂに送る。１対のロール１５６ａ、１５６ｂがそれぞれ、外側被膜集合導線２０４に圧力をかける。この圧力をかける方向は、外側被膜集合導線２０４の軸に関して実質的に垂直な方向である。１対のロール１５６ａの並ぶ方向と、１対のロール１５６ｂの並ぶ方向とは、実質的に垂直であってもよい。

図５及び図６に示すように、プレス機１５７を用いて、外側被膜集合導線２０４を切断する（切断工程Ｓ１０）。図５〜図８は、実施の形態１にかかる被膜集合導線の製造方法の一工程を示す模式図である。具体的には、ダイ１５７ｂを外側被膜集合導線２０４の下側に設けて、外側被膜集合導線２０４の上方からパンチ１５７ａを降下させることによって、外側被膜集合導線２０４を切断して、短尺化させる。これによって、短尺集合導線２０５を形成する。短尺集合導線２０５の長さは、本製造方法の完成品である被膜集合導線の利用用途に応じて決定するとよく、例えば、被膜集合導線の利用用途がモータのショートコイル(後述)である場合、ショートコイルの長さに応じて決定するとよい。また、短尺集合導線２０５の長さは、アニール炉４０（後述）やクランプユニット２０（後述）等の製造装置のサイズに応じて決定してもよい。

図７に示すように、円盤状カッタ１５８を用いて、短尺集合導線２０５の外側被膜２０５ａの両端部を切断する（プレカット工程Ｓ１１）。なお、外側被膜２０５ａの両端部を切断する一方で、短尺集合導線２０５の導線（図示略）を切断しないため、短尺集合導線２０５の導線（図示略）は損傷しない。

続いて、図８に示すように、刃１５９を用いて、外側被膜２０５ａの両端部を剥離し、部分被膜集合導線２０６を形成する（剥離工程Ｓ１２）。具体的には、刃１５９を外側被膜２０５ａに挿入し、短尺集合導線２０５の端側に向かって移動させることによって、切断した外側被膜２０５ａの両端部を剥離する。部分被膜集合導線２０６は、絶縁被膜２０６ａと、絶縁被膜２０６ａに覆われている集合導線２０６ｂとを備える。集合導線２０６ｂの少なくとも中央部は、絶縁被膜２０６ａに覆われており、電気的に絶縁されている。集合導線２０６ｂの両端部（通電部と称してもよい。）は、絶縁被膜２０６ａに覆われておらず露出した状態であり、通電可能である。

続いて、部分被膜集合導線２０６に張力を付与しつつ、アニール処理温度に達するまで加熱して、所定時間保持する（アニール処理工程Ｓ１３）。

具体的には、図９を参照しつつ図１０〜図１２に示すように、部分被膜集合導線２０６をクランプユニット２０にクランプさせた状態で、部分被膜集合導線２０６をクランプユニット２０ごとアニール炉４０に入れて、所定の温度で加熱して、所定時間保持する。図９は、実施の形態１にかかる被膜集合導線の製造方法の一工程を示すフローチャートである。図１０は、実施の形態１にかかる被膜集合導線の製造方法で用いたクランプユニットの斜視図である。図１１は、実施の形態１にかかる被膜集合導線の製造方法で用いたクランプユニットの正面図である。図１２は、実施の形態１にかかる被膜集合導線の製造方法の一工程を示す模式図である。

図１０及び図１１に示すように、クランプユニット２０は、ベース２１と、クランプ支持部２２と、クランプ２３と、バネ支持部２４と、ロッド２５と、クランプ支持部２６と、クランプ２７とを含む。ベース２１は、長方形板状体であり、クランプ支持部２２は、ベース２１の一端に設けられるブロック状体である。バネ支持部２４は、ベース２１の他端部側に設けられるブロック状体である。ロッド２５は、バネ支持部２４にバネ（図示略）を介して摺動可能に挿入される。クランプ支持部２６はロッド２５におけるベース２１の他端側に接続されて、ベース２１の他端上を移動可能に設けられる。クランプ２７は、クランプ支持部２６に支持される。

クランプ２３とクランプ２７とは同じ仮想軸Ｖ１上に配置されており、対向している。クランプ支持部２６が移動するとき、クランプ２７は仮想軸Ｖ１上を移動する。仮想軸Ｖ１は、ベース２１の長手方向に関して実質的に平行であるとよい。クランプ２３とクランプ２７とは、具体的には、部分被膜集合導線２０６を締め付けることによって所定位置に固定する固定具であり、例えば、チャック装置である。

まず、クランプユニット２０を用いて、部分被膜集合導線２０６に張力を付与する（クランプ工程Ｓ１３１）。具体的には、クランプ２３が部分被膜集合導線２０６の一端部をクランプしつつ、クランプ２７が部分被膜集合導線２０６の他端部をクランプすることで、クランプユニット２０は部分被膜集合導線２０６をクランプすることができる。ここで、バネの復元力によってロッド２５及びクランプ支持部２６が押されて、クランプ２７がクランプ２３から離れる方向に押される。そのため、部分被膜集合導線２０６を、少なくとも仮想軸Ｖ１上に真っ直ぐに延ばすように張力をかける。部分被膜集合導線２０６の他端部は、部分被膜集合導線２０６の一端部に対して、外部被膜形成工程Ｓ７等において生じ得る捻れ戻り変形や捩れ変形を矯正するように、捻れないようにするとよい。ここで、「捻れないようにする」を言い換えると、捻れ角度、つまり、部分被膜集合導線２０６の他端部の、部分被膜集合導線２０６の一端部に対する角度が実質的に０（ゼロ）°であると好ましい。

続いて、部分被膜集合導線２０６を加熱保持することによって、アニール処理を行う（炉加熱保持工程Ｓ１３２）。なお、アニール処理は、焼きなまし処理に限らず一般的な加熱処理を含む。具体的には、図１２に示すように、部分被膜集合導線２０６をクランプしたクランプユニット２０を、アニール炉４０の内側に配置されたコンベア１０に載せる。部分被膜集合導線２０６の軸をコンベア１０の幅方向に沿うように配置したクランプユニット２０の複数を、コンベア１０の移動方向に並べるとよい。部分被膜集合導線２０６は並列して配置される。アニール炉４０は、例えば、赤外線を放射させたり、熱風を発生させたりすることによって、アニール炉４０の炉室（図示略）内に配置された被加熱物を加熱することができる。アニール炉４０によって、部分被膜集合導線２０６をアニール処理温度になるまで加熱した後、アニール処理温度を保持しつつ、コンベア１０は、回転ロール１１、１２を同じ方向に回転させて、ベルト１３を移動させる。これによって、複数のクランプユニット２０をアニール炉４０を通過させて、複数の部分被膜集合導線２０６に連続的にアニール処理を施すことができる。切断工程Ｓ１０によって短尺化した部分被膜集合導線を並列配置させるため、コンベア１０の移動方向においてコンパクトな全長のアニール炉を用いて、アニール処理を行うことができる。また、アニール処理によって、絶縁被膜２０６ａと集合導線２０６ｂとの密着強度が高められる。
ここで、部分被膜集合導線２０６は外側被膜集合導線２０４(図４〜６参照)と比較して短尺であるため、その取り回しが容易になる。これによって、部分被膜集合導線２０６毎に加熱処理を行うことができるため、アニール炉４０等の加熱装置等を小型化できる。また、部分被膜集合導線２０６に対して個別に張力を付与するため、付与する張力を小さくすることができる。そのため、張力を付与する装置、例えば、クランプユニット２０を小型化できる。

例えば、集合導線２０６ｂは、銅又は銅合金からなる銅線と、この銅線を覆う酸化銅からなる酸化銅膜とを含む場合がある。このような場合、アニール処理を実施すると、集合導線２０６ｂにおける酸化銅膜と、ＬＣＰ（液晶ポリマー）を配合させた樹脂からなる絶縁被膜２０６ａとが、水素結合によって結合する。

また、部分被膜集合導線２０６に張力をかけることで捻れを抑制しつつ、部分被膜集合導線２０６を加熱保持することで絶縁被膜２０６ａと集合導線２０６ｂとの密着強度を高める。これによって、部分被膜集合導線２０６の捻れ変形が縮小する。

以上の工程を経ると、集合導線２０７が得られる。
図１３に示すように、集合導線２０７は、一端部２０７ａと他端部２０７ｃとを有する。図１３及び図１４は、実施の形態１にかかる被膜集合導線の製造方法を用いて製造される集合導線の一例を示す模式図である。一端部２０７ａは、側面２０７ｅを有し、他端部２０７ｃは、側面２０７ｆを有する。なお、図１３及び図１４では、分かり易くするために、集合導線２０７は１本の導線として図示されている。
図１４に示すように、側面２０７ｅと側面２０７ｆとが交差して成す捻れ角度βは、角度α（図２３参照）よりも小さく、被膜集合導線として良好な値の範囲内に収まる。すなわち、集合導線２０７の捻じれ角度は小さいため、外部被膜形成工程Ｓ７において生じ得た集合導線２０７の捻れ変形は矯正されたと考えられる。

以上、実施の形態１にかかる被膜集合導線の製造方法によれば、捻れ変形が矯正された被膜集合導線を製造することができる。

なお、得られた集合導線２０７を用いて、モータを形成することができる。
具体的には、集合導線をエアーブローを用いて冷却した後で、プレス成形を用いて、例えば、略「コ」の字状、略「Ｃ」の字状、又は、略「Ｕ」の字状に曲げられたショートコイル線（図示略）を成形する。ステータ本体のスロットに挿入した後で、拡張する。ショートコイル線の端部同士を溶接し、コイルを形成する。形成したコイルをステータ（図示略）等に配置する等して、モータ（図示略）を形成することができる。例えば、集合導線２０７の捻り変形が小さいので、集合導線２０７は、良好な組み付け精度で、ステータ本体等に組み付けられる。したがって、集合導線を良好な精度で組み付けられたモータを製造することができる。このようなモータは、例えば、ハイブリッド自動車等の車両やロボットに搭載されることによって、利用される。

実施の形態２．
図１５〜図１７を参照して、実施の形態２にかかる被膜集合導線の製造方法について説明する。図１５は、実施の形態２にかかる被膜集合導線の製造方法の一工程を示すフローチャートである。図１６は、実施の形態２にかかる被膜集合導線の製造方法の一工程で用いたクランプユニットの正面図である。図１７は、実施の形態２にかかる被膜集合導線の製造方法の一工程を示す模式図である。実施の形態２にかかる被膜集合導線の製造方法は、アニール処理工程Ｓ１３の代わりにアニール処理工程Ｓ２１３を実施することを除いて、実施の形態１にかかる被膜集合導線の製造方法と同じ工程を有する。

まず、単線圧延工程Ｓ１〜剥離工程Ｓ１２を、実施の形態１にかかる被膜集合導線の製造方法と同様に、実施する。

続いて、部分被膜集合導線２０６に張力を付与しつつ、アニール処理温度に達するまで加熱して、所定時間保持する（アニール処理工程Ｓ２１３）。

具体的には、まず、図１６に示すように、クランプユニット３０を用いて、部分被膜集合導線２０６に張力を付与する（クランプ工程Ｓ２１３１）。
クランプユニット３０は、ＤＨ（Direct resistance Heating：直接通電加熱）電源２８及び導線２９を含むところを除いて、クランプユニット２０と同じ構成を有する。クランプユニット３０はＤＨ電源２８を含み、ＤＨ電源２８はクランプ支持部２２、２６及び導線２９を介してクランプ２３、２７とそれぞれ脱着可能に接続されている。導線２９は、部分被膜集合導線２０６の一端部及び他端部と電気的に接続されている。ＤＨ電源２８は導線２９を介して、電流を部分被膜集合導線２０６に供給する。クランプ工程Ｓ１３１と同様に、部分被膜集合導線２０６の両端部をクランプユニット３０のクランプ２３、２７にそれぞれクランプさせることで、部分被膜集合導線２０６に張力を付与する。

続いて、部分被膜集合導線２０６を直接通電加熱によって加熱する（直接通電加熱工程Ｓ２１３２）。具体的には、ＤＨ電源２８によって、電流を部分被膜集合導線２０６に供給し、部分被膜集合導線２０６の内部、例えば、集合導線２０６ｂにジュール熱を生じさせる。これによって、部分被膜集合導線２０６を、アニール処理温度又はその近傍に達するまで昇温させる。
ところで、上記した炉加熱保持工程Ｓ１３２でのアニール炉４０（図１２参照）による加熱のように、部分被膜集合導線２０６の外部から加熱を行う場合、絶縁被膜２０６ａが断熱材として作用するため、集合導線２０６ｂと絶縁被膜２０６ａとの接触部に熱が伝わりにくい。
したがって、直接通電加熱工程Ｓ２１３２での直接通電加熱による加熱は、炉加熱保持工程Ｓ１３２でのアニール炉４０(図１２参照)による加熱と比較して、短時間で多大な熱を被加熱物に発生させる傾向にある。したがって、部分被膜集合導線２０６を、短時間でアニール処理温度に達するように昇温させることができる。
なお、直接通電加熱工程Ｓ２１３２は、アニール炉４０の炉室内又は炉室外で行ってもよい。

最後に、図１７に示すように、部分被膜集合導線２０６をクランプユニット３０ごと、アニール炉４０に入れて、加熱保持する（炉加熱保持工程Ｓ２１３３）。
具体的には、ＤＨ電源２８及び導線２９をクランプ支持部２２、２６から取り外す。その後、炉加熱保持工程Ｓ１３２と同様に、部分被膜集合導線２０６をクランプしたクランプユニット３０を、アニール炉４０の内側に配置されたコンベア１０に載せる。アニール炉４０によって、部分被膜集合導線２０６がアニール処理温度を維持しつつ、コンベア１０が、回転ロール１１、１２を同じ方向に回転させて、ベルト１３を移動させる。これによって、複数のクランプユニット２０をアニール炉４０を通過させて、複数の部分被膜集合導線２０６に連続的にアニール処理を施すことができる。
なお、必要に応じて、ＤＨ電源２８及び導線２９をクランプ支持部２２、２６に着けたまま、部分被膜集合導線２０６をクランプしたクランプユニット３０を、アニール炉４０の内側に配置されたコンベア１０に載せてもよい。

ところで、直接通電加熱工程Ｓ２１３２の完了後において、部分被膜集合導線２０６の一端部及び他端部は、他の部分と比較して、昇温し難い傾向にあり、低い温度であることが多い。この一因として、クランプ支持部２２、２６と、クランプ２３、２７との熱容量が、部分被膜集合導線２０６の熱容量と比較して大きいことが挙げられる。炉加熱保持工程Ｓ２１３３では、アニール炉４０が、部分被膜集合導線２０６及びクランプユニット３０を均一に加熱するため、部分被膜集合導線２０６をその部位によらず、均一に加熱保持することができる。

以上、実施の形態２にかかる被膜集合導線の製造方法によれば、直接通電加熱によってアニール処理温度まで昇温させることによって、捻れ変形が矯正された被膜集合導線を高い生産性で製造することができる。

（実施例）
次に、図１８を用いて、実施の形態１にかかる被膜集合導線の製造方法を用いて製造した実施例について説明する。図１８は、測定位置に対する捻れ角度を示すグラフである。

実施例１では、実施の形態１にかかる被膜集合導線の製造方法を用いて、集合導線を製造した。なお、比較例１では、アニール処理工程Ｓ１３を除いて実施の形態１にかかる被膜集合導線の製造方法と同じ工程を有する製造方法を用いて、集合導線を製造した。具体的には、比較例１では、アニール処理工程Ｓ１３に対応する工程において、クランプユニット等を用いて張力を付与することなく、アニール炉を用いてそのまま加熱保持することによって、アニール処理を行なった。

実施例１では、剥離工程Ｓ１２が完了した後、アニール処理工程Ｓ１３が開始する前に、部分被膜集合導線の捻れ角度を測定した。以後、部分被膜集合導線は、アニール未処理品と記載する。また、実施例１の捻れ角度と比較例１の捻れ角度とを測定した。これらの測定結果を図１８に示した。なお、測定位置は、被膜集合導線の一端から他端までの距離である。捻れ角度の良好な範囲は、上限＋２ｄｅｇ、下限−２ｄｅｇとした。捻れ角度が良好な範囲にあると、集合導線は、良好な精度でモータなどに組み付けられる。

図１８に示すように、実施例１では、捻れ角度が、アニール未処理品の捻れ角度と比較して、小さかった。実施例１では、捻れ角度が、アニール処理工程Ｓ１３によって、減少した。また、実施例１では、捻れ角度が、全域にわたって捻れ角度の良好な範囲内にある。したがって、実施例１の集合導線は、良好な精度でモータなどに組み付けられる。

一方、比較例１では、捻れ角度が、アニール未処理品の捻れ角度と比較して、大きかった。比較例１では、捻れ角度が、上記したアニール処理工程Ｓ１３に対応する工程によって、増加したと考えられる。

（実験例）
次に、図１９を用いて、実験例について説明する。図１９は、加熱時間に対する温度を示すグラフである。

実験例１では、絶縁被膜２０６ａの無い部分被膜集合導線２０６（図１０参照）と同じ構成を有する集合導線を、恒温槽を用いて加熱保持した。なお、恒温槽は、熱風を発生させることによって、恒温槽内に配置された被加熱物を加熱することができる。集合導線を加熱する。この加熱保持した、絶縁被膜を有していない集合導線は、集合導線２０６ｂと同じ構成を有し、複数の銅線からなる。また、アニール処理温度は、約３２０℃であった。

また、実験例２では、部分被膜集合導線２０６（図１０参照）と同じ構成を有する集合導線を、実験例１と同様に恒温槽(図示略)を用いて加熱保持した。この加熱保持した集合導線は、複数の銅線からなる集合導線と、フッ素系樹脂からなる絶縁被膜とを含む。また、ここでのアニール処理温度は、約３２０℃であった。

さらに、実験例３では、実施の形態２にかかる製造方法の直接通電加熱工程Ｓ２１３２（図１５参照）と同様に、部分被膜集合導線２０６（図１０参照）と同じ構成を有する集合導線を、直接通電加熱によって加熱した。この加熱保持した集合導線は、複数の銅線からなる集合導線と、フッ素系樹脂からなる絶縁被膜とを含む。また、ここでのアニール処理温度は、約３２０℃であった。

実験例１〜３の加熱を開始して、アニール処理温度に達した後に少なくとも温度が安定するまで、集合導線の温度を計測した。その計測結果を図１９に示した。

実験例１及び実験例２では、集合導線の温度がアニール処理温度に到達するまで、約２分間が経過した。一方、実験例３では、集合導線の温度がアニール処理温度に到達するまで、約０．１分間が経過した。したがって、実験例３は、実験例１及び実験例２と比較して、集合導線の温度がアニール処理温度に到達するまでの経過時間が短かった。すなわち、実験例３では、昇温速度が、実験例１の昇温速度及び実験例２の昇温速度と比較して、高かった。この一因として、直接通電加熱は、集合導線にジュール熱を発生させるため、恒温槽やアニール炉による加熱と比較して、高い速度で昇温させやすい傾向にあることが挙げられる。

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、実施の形態１及び２にかかる集合導線の製造方法では、切断工程Ｓ１０〜アニール処理工程Ｓ１３を実施したが、切断工程Ｓ１０〜アニール処理工程Ｓ１３の代わりにアニール処理工程Ｓ３１３を実施してもよい。アニール処理工程Ｓ３１３は、図２０に示すアニール処理装置５０を用いて、実施することができる。アニール処理装置５０は、炉室５１と、保持台５２と、保持台５２の両端部にそれぞれ設けられる２つのロール支持部５３と、ロール支持部５３に回転可能にそれぞれ支持される２つのロール５４とを有する。２つのロール５４は、それぞれ、回転、逆回転、停止することが可能な技術的な手段が設けられている。２つのロール５４は、それぞれ、部分被膜集合導線２０６の端部をそれぞれ巻き付けられている。ロール５４同士が互いに逆向きに回転することで、部分被膜集合導線２０６に張力を付与することができる。
ここで、部分被膜集合導線２０６を、真っ直ぐに延ばすように張力をかける。部分被膜集合導線２０６の他端部は、部分被膜集合導線２０６の一端部に対して、捻れないようにするとよい。言い換えると、捻れ角度、つまり、部分被膜集合導線２０６の他端部の部分被膜集合導線２０６の一端部に対する角度が実質的に０（ゼロ）°であると好ましい。
炉室５１を加熱保持することで、アニール処理を行うことができる。また、このような集合導線の製造方法によれば、切断工程Ｓ１０〜剥離工程Ｓ１２を省略しても、アニール処理を行うことができる。
なお、少なくとも一方のロール支持部５３を移動させる機構を設けて、ロール５４の回転を停止した状態でロール支持部５３同士の距離を変化させることによって、部分被膜集合導線２０６に張力を付与してもよい。

また、実施の形態１及び２にかかる集合導線の製造方法では、単線圧延工程Ｓ１〜アニール処理工程Ｓ１３、Ｓ１３２を実施したが、必要に応じて、単線圧延工程Ｓ１〜剥離工程Ｓ１２の少なくとも一工程の実施を省略してもよい。また、実施の形態１及び２にかかる集合導線の製造方法では、張力を付与した状態でアニール処理を行ったが、アニール処理開始と同時、またはアニール処理開始後に張力を付与してもよい。

２０、３０ クランプユニット ２３、２７ クランプ
４０ アニール炉 ５０ アニール処理装置
１９９ 素線群 ２００ 集合導線束
２０１ 集合導体
２０１ａ 平行部 ２０１ｂ 左巻部
２０１ｃ 右巻部
２０５ 短尺集合導線
２０６ 部分被膜集合導線
２０６ａ 絶縁被膜 ２０６ｂ 集合導線
２０７ 集合導線
２０７ａ 一端部 ２０７ｃ 他端部
２０７ｅ 側面 ２０７ｆ 側面
Ｓ３ 束形成工程 Ｓ４ 捻り工程
Ｓ７ 外部被膜形成工程
Ｓ１３、Ｓ２１３、Ｓ３１３ アニール処理工程
Ｓ１３１、Ｓ２１３１ クランプ工程
Ｓ２１３２ 直接通電加熱工程
Ｓ１３２、Ｓ２１３３ 炉加熱保持工程

Claims (4)

1. 複数の導線を束ねることによって形成される導線束を捻り変形させることによって、右巻部と平行部と左巻部とを有する集合導線を形成する工程と、
   前記集合導線を絶縁被膜で被覆することによって被膜集合導線を形成する工程と、
   前記被膜集合導線に張力を付与しつつ、前記被膜集合導線をアニール処理温度で加熱保持するアニール処理工程と、
   を含む被膜集合導線の製造方法。
2. 前記被膜集合導線は、前記集合導線を露出させた通電部を両端に有し、
   前記アニール処理工程は、前記被膜集合導線をアニール処理温度まで昇温させる加熱工程を含み、
   前記加熱工程では、前記被膜集合導線の前記通電部に電流を供給することによって、直接通電加熱を行う
   ことを特徴とする請求項１に記載の被膜集合導線の製造方法。
3. 前記アニール処理工程では、前記被膜集合導線の形成工程において発生した捻れ戻り変形による捻れの角度が実質的にゼロとなるように前記被膜集合導線の両端部が固定された状態で、前記被膜集合導線に張力を付与する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の被膜集合導線の製造方法。
4. 前記アニール処理工程の前において、
   前記被膜集合導線を切断することによって、短尺化させる工程をさらに含む
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の被膜集合導線の製造方法。

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