(57)【要約】【課題】  本発明は集合導体及びこれを備えるコイル等の導体の占積率を高めることを目的とする。【解決手段】  本発明の一態様の集合導体の製造方法は、中心素線３０の周囲に、周方向で隣り合う両側の周辺素線と対向する少なくとも二つの側面が形成された周辺素線１０を整列させ、中心素線３０と周辺素線１０が整列した集合導体を形成する整列工程と、集合導体を構成する中心素線３０を中心に複数の周辺素線１０を捻る、捻り工程と、捻られた集合導体を実質的な平角断面形状に塑性加工する塑性加工工程と、を備える。二つの側面を備えた周辺素線１０は、中心素線３０方向に向かって側面間の幅が狭くなる断面形状とされている。【選択図】図２
2014212052.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心素線の周囲に、少なくとも、周方向で隣り合う両側の周辺素線とそれぞれ対向する二つの側面が形成された周辺素線を整列させ、前記中心素線と前記周辺素線が整列した集合導体を形成する整列工程と、
前記集合導体を構成する中心素線を中心に複数の周辺素線を捻る、捻り工程と、
前記捻られた集合導体を実質的な平角断面形状に塑性加工する塑性加工工程と、を備え、
前記二つの側面を備えた周辺素線は、中心素線方向に向かって側面間の幅が狭くなる断面形状とされている、
集合導体の製造方法。
【請求項２】
前記周辺素線は、前記二つの側面の中心素線に近い側の端部と接し、かつ前記中心素線に対向する、内周面が形成されている、
請求項１に記載の集合導体の製造方法。
【請求項３】
前記中心素線の外表面は前記中心素線の延びる方向に連続して、外側に張り出す断面形状を有する、
請求項２に記載の集合導体の製造方法。
【請求項４】
前記内周面は前記周辺素線の延びる方向に連続して、内側に湾曲する断面形状を有する、
請求項２又は３に記載の集合導体の製造方法。
【請求項５】
前記整列工程の前に、前記周辺素線の少なくとも一部となる導体線の外周部を塑性変形して前記二つの側面を形成する素線加工工程をさらに備える、
請求項２〜４のいずれかに記載の集合導体の製造方法。
【請求項６】
前記素線加工工程では、前記二つの側面を形成した周辺素線に前記中心素線よりも高い硬度を与える、
請求項５に記載の集合導体の製造方法。
【請求項７】
前記整列工程において、前記中心素線の周囲に前記周辺素線を整列させた時、前記周辺素線の内周面が中心素線に接している状態で、前記隣り合う周辺素線の側面間には間隙が設けて有り、
前記捻り工程において、前記周辺素線が捻じられると、前記周辺素線の内周面が前記中心素線に接した状態で、前記間隙が縮小される、
請求項２〜６のいずれかに記載の集合導体の製造方法。
【請求項８】
前記整列工程において、前記中心素線の周囲に前記周辺素線を整列させた時、前記間隙が中心素線方向に向かって狭くなるように、前記二つの側面を備えた周辺素線は、中心素線方向に向かって側面間の幅が狭くなる断面形状とされている、
請求項７に記載の集合導体の製造方法。
【請求項９】
前記整列工程において、
前記周辺素線は、それぞれ周方向に隣接する他の周辺素線に対向する二つの側面を有し、
前記二つの側面の間の周方向に沿った長さは、集合導体の中心からの距離ｄ／２でさらに下記式（１）を満たす、
請求項８に記載の集合導体の製造方法。
Ｗ０≦π・ｄ／ｎ・Ｐ／√（π２・ｄ２＋Ｐ２）  ・・・（１）
ｄ／２は前記整列工程の後の集合導体の中心からの距離を、Ｐは捻り工程後の集合導体のねじり１回分相当の長さ（ねじりピッチ）をそれぞれ表す。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかに記載の方法で製造された集合導体からなるコイルを備えるモーター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は集合導体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般にコイル用導線は、断面において分割された形状を有するよう、内部導体の断面積が小さな導体線を束ねて集合導線とすることが好ましい。かかる導線はコイルで生じる銅渦損を低減できる。かかるコイルに用いられる電線として、複数の導体を撚り合わせたものがある。
【０００３】
上記集合導線では、導体線間に生じる望ましくない隙間により、空間に占める導体占積率が低下する。導体占積率の低下は集合導線の抵抗値の増大を招く。このため特許文献１は、複数の断面丸形状の導体を撚り合わせ、導体全体の断面形状が略平角形状になるように加工し、平角撚り導体を形成する方法を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２４５６５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の方法はコイルに用いられる平角撚り導体の占積率を向上する。しかしながら、かかる平角撚り導体中では素線間の隙間がなお生じる。このため平角撚り導体中の導体の占積率が低下する。本発明は平角撚り導体を初めとする集合導体及びこれを備えるコイル等の導体の占積率を高めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様の集合導体の製造方法は、中心素線の周囲に、少なくとも、周方向で隣り合う両側の周辺素線とそれぞれ対向する二つの側面が形成された周辺素線を整列させ、前記中心素線と前記周辺素線が整列した集合導体を形成する整列工程と、前記集合導体を構成する中心素線を中心に複数の周辺素線を捻る、捻り工程と、前記捻られた集合導体を実質的な平角断面形状に塑性加工する塑性加工工程と、を備える。前記二つの側面を備えた周辺素線は、中心素線方向に向かって側面間の幅が狭くなる断面形状とされている。
【０００７】
前記周辺素線は、前記二つの側面の中心素線に近い側の端部と接し、かつ前記中心素線に対向する、内周面が形成されていることが好ましい。前記中心素線の外表面は前記中心素線の延びる方向に連続して、外側に張り出す断面形状を有することが好ましい。前記内周面は前記周辺素線の延びる方向に連続して、内側に湾曲する断面形状を有することが好ましい。
【０００８】
前記整列工程の前に、前記周辺素線の少なくとも一部となる導体線の外周部を塑性変形、例えば圧延して前記二つの側面を形成する素線加工工程をさらに備えることが好ましい。前記素線加工工程では、前記二つの側面を形成した周辺素線に前記中心素線よりも高い硬度を与えることが好ましい。
【０００９】
前記整列工程において、前記中心素線の周囲に前記周辺素線を整列させた時、前記周辺素線の内周面が中心素線に接している状態で、前記隣り合う周辺素線の側面間には間隙が設けて有ることが好ましい。前記捻り工程において、前記周辺素線が捻じられると、前記周辺素線の内周面が前記中心素線に接した状態で、前記間隙が縮小されることが好ましい。
【００１０】
前記整列工程において、前記中心素線の周囲に前記周辺素線を整列させた時、前記間隙が中心素線方向に向かって狭くなるように、前記二つの側面を備えた周辺素線は、中心素線方向に向かって側面間の幅が狭くなる断面形状とされていることが好ましい。
【００１１】
前記整列工程において、前記周辺素線は、それぞれ周方向に隣接する他の周辺素線に対向する二つの側面を有し、前記二つの側面の間の周方向に沿った長さは、集合導体の中心からの距離ｄ／２でさらに下記式（１）を満たすことが好ましい。
【００１２】
Ｗ０≦π・ｄ／ｎ・Ｐ／√（π２・ｄ２＋Ｐ２）  ・・・（１）
【００１３】
ｄ／２は前記整列工程の後の集合導体の中心からの距離を、Ｐは捻り工程後の集合導体のねじり１回分相当の長さ（ねじりピッチ）を表す。本発明の他の態様は、前記方法で製造された集合導体からなるコイルを備えるモーターである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は実質的な平角形状を有する撚り導体及びこれを備えるコイル等の導体の占積率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１実施形態にかかる集合導体の製造方法のフローチャートである。
【図２】第１実施形態にかかる整列工程後の集合導体の断面図である。
【図３】第１実施形態にかかる整列工程後の集合導体の概略図である。
【図４】第１実施形態にかかる捻り工程後の集合導体の概略図である。
【図５】第１実施形態にかかる塑性加工工程後の集合導体の概略図である。
【図６】第１実施形態にかかる塑性加工工程後の集合導体の側面図である。
【図７】第１実施形態にかかる塑性加工工程後の集合導体の断面図である。
【図８】第２実施形態にかかる技術課題の説明図１である。
【図９】第２実施形態にかかる技術課題の説明図２である。
【図１０】第２実施形態にかかる技術課題の説明図３である。
【図１１】第２実施形態にかかる技術課題の説明図４である。
【図１２】第２実施形態にかかる整列工程後の集合導体の断面図である。
【図１３】第２実施形態にかかる塑性加工工程後の集合導体の断面図である。
【図１４】第２実施形態の変形３にかかる整列工程後の集合導体の断面図である。
【図１５】第２実施形態にかかる製造装置の概略図である。
【図１６】第３実施形態にかかる整列工程後の集合導体の断面図である。
【図１７】第３実施形態にかかる捻り工程後の集合導体の断面図である。
【図１８】第３実施形態にかかる技術課題の説明図１である。
【図１９】第３実施形態にかかる技術課題の説明図２である。
【図２０】第３実施形態にかかる技術課題の説明図３である。
【図２１】実施例にかかる周辺素線の形状を示すグラフ１である。
【図２２】実施例にかかる周辺素線の形状を示すグラフ２である。
【図２３】実施例にかかる製造装置の概略図である。
【図２４】実施例にかかる製造装置の第１圧延ロールの断面図である。
【図２５】実施例にかかる製造装置の第２圧延ロールの断面図である。
【図２６】実施例にかかる集合導体の断面図である。
【図２７】比較例にかかる集合導体の断面図である。
【図２８】比較例にかかる集合導体の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
［第１実施形態］
本実施形態の集合導体の製造方法は導体線が集合した集合導体の製造方法である。図１に示すように集合導体の製造方法は、整列工程Ｓ１１、捻り工程Ｓ１２、塑性加工工程Ｓ１３を備える。
【００１７】
＜製造方法＞
整列工程Ｓ１１は、図２及び図３に示すように、導体からなる中心素線３０の周囲に導体からなる複数の周辺素線１０を配置し、中心素線３０と周辺素線１０が整列した集合導体、すなわち整列集合導体１００を形成する工程である。本実施形態では中心素線３０を、８本の周辺素線１０が包囲している。任意の断面９０において、８本の周辺素線１０は実質的に同一の断面形状を有する。
【００１８】
中心素線３０は整列集合導体１００の中心に位置し、その空間を満たす。このため、整列集合導体１００の中心に生ずる隙間２９（gap）を小さくすることができる。隙間２９は後述する集合導体１０２の導体占積率を低下させる望ましくない隙間である。また中心素線３０があることで、効率よく、隙間２９を小さくすることができる。
【００１９】
本実施形態は、ねじれを有する集合導体に関するものである。ねじれの効果は後述するが、中心素線３０はらせんを捲くようにはねじれておらず、必ずしも、捻じられた集合導体に必要なものではない。したがって、例えば整列集合導体１００が中心素線３０を有さないように整列してもよい。
【００２０】
この場合、周辺素線１０が整列集合導体１００の中心に向かって尖っている先端を有する扇形の断面形状を備えることが好ましい。これにより、整列集合導体１００の中心の位置する空間を満たすことができるためである。
【００２１】
しかしながら、かかる形状の周辺素線は線材を加工することによって得ることが難しく、生産効率の低下を招く。このことから、本実施形態では整列集合導体１００中に中心素線３０を整列させている。
【００２２】
整列工程Ｓ１１において、周辺素線１０の少なくとも一部は、二以上の側面を有する。図２に示すように、一の周辺素線１０は側面１１及び側面１２を有する。さらに二以上の側面中、二つの側面はそれぞれ周方向に隣接する両側の周辺素線１０に対向する。
【００２３】
図２に示すように、側面１１は隣接する周辺素線１０の側面１９に対向する。また、側面１２は隣接する周辺素線１０の側面２０に対向する。このため隣り合う周辺素線１０の間の隙間が小さくなる。かかる隙間は後述する第３実施形態における発明の実施の場合を除き、集合導体１０２の導体占積率を低下させる望ましくない隙間である。
【００２４】
さらに二つの側面間の幅は、整列集合導体１００の外周側から中心素線３０側に向かって狭くなる。図２及び図３に示すように、周辺素線１０は側面１１及び側面１２の幅が、後述する内周面１３の側に向かって狭くなっている。したがって整列工程Ｓ１は、幅が狭い内周面１３の側を中心素線３０に近づけるように、好ましくは中心素線３０に接触するように周辺素線１０を整列させる特徴を有する。このため、周辺素線１０と中心素線３０との間の隙間２９が小さくなる。
【００２５】
捻り工程Ｓ１２は、図４に示すように、整列集合導体１００を、中心素線３０を中心に捻り、捻れ集合導体１０１を形成する工程である。以下、捻れ集合導体１０１を捻れ集合導体と言う場合がある。整列集合導体１００は中心素線３０及び上記の形状を有する周辺素線１０を整列したものであるため、捻り工程Ｓ１２では、断面９０の実質的な円形を維持したまま捻じり、断面９１とすることができる。
【００２６】
集合導体はコイルの材料とするため、例えばＵ字型に曲げられる場合がある。かかる集合導体に電流を印加した場合、集合導体に循環電流を生じる場合がある。このため、集合導体が捻り集合導体から形成されることが好ましい。
【００２７】
捻り集合導体では複数の周辺素線１０が、らせん状にねじれているので循環電流を生じにくい。なお捻り工程Ｓ１２において、捻り方向は特に限定されず、右ねじ方向及び左ねじ方向のいずれの捻り方向においても、上記の効果を奏する。
【００２８】
塑性加工工程Ｓ１３は、捻れ集合導体１０１から、図５に示すような、集合導体１０２を形成する工程である。塑性加工工程Ｓ１３は、捻られた捻れ集合導体１０１に外力を与えて、これを実質的な平角断面形状に塑性加工する工程である。捻れ集合導体１０１は実質的な円形を維持しているため、塑性加工工程Ｓ１３では、導体の占積率の高い集合導体１０２を形成することができる。
【００２９】
捻れ集合導体１０１を成形する際、断面９２の実質的な平角形状の図中の縦方向及び横方向に、実質的に平面の圧力をかけることが好ましい。かかる工程により、図７に示すように集合導体１０２は実質的な平角形状の断面９２を有する。
【００３０】
集合導体１０２は実質的に長方形の断面９２を有する。このため、これを更に束ねて例えばコイル等の部品とした場合、集合導体間の隙間が少なくなるように図中の縦と横に密に束ねることができる。このため、コイル等の部品の導電性が向上する。
【００３１】
集合導体１０２は、前述のとおり、らせん状にねじれた複数の周辺素線１０を有する。図５及び図６に示すように、集合導体は所定の成型工程後のねじりピッチ１０３を有する。ねじりピッチ１０３は、一の周辺素線１０が中心素線３０の周りを一周する間に集合導体１０２が進む長さである。同様に、成形される前の捻れ集合導体１０１もねじりピッチＰを有する。上述の圧縮の度合いにより、ねじりピッチ１０３はねじりピッチＰよりも長くなる場合がある。
【００３２】
＜周辺素線＞
整列工程Ｓ１１において、周辺素線１０は、二つの側面の中心素線３０に近い側の端部と接し中心素線３０と対向する内周面１３を有する。図２に示すように、内周面１３は側面１１の端部１５と接する。内周面１３はさらに側面１２の端部１６と接する。
【００３３】
周辺素線１０が内周面１３を有することで端部１５と端部１６の間に一定の幅が保たれる。このため、内周面１３を有することで隣り合う周辺素線１０の間の隙間を小さくすることができる。かかる隙間は後述する第３実施形態における発明の実施の場合を除き、集合導体１０２の導体占積率を低下させる望ましくない隙間である。
【００３４】
これの比較形態として周辺素線１０が内周面１３を有さず、整列集合導体１００の中心に向かって尖っている先端を有することもできる。しかしながらこの場合、周辺素線１０を中心素線３０の周囲に整列させても、隣り合う周辺素線１０の間に比較的大きな隙間が生じる。
【００３５】
かかる隙間は後述する第３実施形態における発明の実施の場合を除き、集合導体１０２の導体占積率を低下させる望ましくない隙間である。またかかる形状が生産効率の低下を招くことは上述のとおりである。
【００３６】
周辺素線１０は、二つの側面の中心素線３０から遠い側の端部と接し、整列集合導体１００の外周側に向く外周面１４を有する。図２に示すように、外周面１４は側面１１の端部１７と接する。外周面１４はさらに側面１２の端部１８と接する。
【００３７】
端部１７において、外周面１４及び側面１１の成す角部は丸みが少ない方が好ましく、外周面１４よりも曲率が大きいことが好ましい。端部１８において、外周面１４及び側面１２の成す角部は丸みが少ない方が好ましく、外周面１４よりも曲率が大きいことが好ましい。
【００３８】
整列集合導体１００が周辺素線１０を最外層としている場合、かかる外周面１４は整列集合導体１００の外表面となる。比較形態として周辺素線１０が外周面１４を有さず、整列集合導体１００の外側に向かって尖っている先端を有することもできる。
【００３９】
この場合、整列集合導体１００の外表面の凹凸が増えるので、塑性加工工程Ｓ１３によって実質的な平角形状を得ることが難しい。このため、周辺素線１０が外周面１４を有することで、集合導体１０２の実質的な平角形状を効率的に形成できる。
【００４０】
また捻り工程Ｓ１２で、整列集合導体１００を捻じることで、端部１７や端部１８が相対的にせり上がる場合がある。このため、外周面１４は、端部１７及び端部１８の間に、周辺素線１０の延びる方向に連続する凸面を有することが好ましい。
【００４１】
かかる凸面は、外側に張り出す曲面であることが好ましい。かかる凸面は、断面９０において、実質的に円弧であることが好ましい。これにより、捻じられた後の捻れ集合導体１０１の表面の凹凸を小さくすることができる。
【００４２】
周辺素線１０の断面は、図２に示すように山型であってもよい。周辺素線１０の断面は、内周面１３からなる上底と、外周面１４からなる下底とを有する、実質的な台形であってもよい。
【００４３】
周辺素線１０の断面は、一部の辺が側面１１及び側面１２からなる多角形であってもよく、正多角形であってもよい。周辺素線１０の断面は、連続する３辺が側面１１、内周面１３及び側面１２からなる多角形であってもよい。
【００４４】
内周面１３を有する周辺素線１０は、３本以上、好ましくは５本以上備わることが好ましい。かかる周辺素線は、中心素線３０の断面が円形であっても、整列工程Ｓ１１において、図２及び図７に示すように、中心素線３０と周辺素線１０との間に生じる隙間２９を小さくすることができる。
【００４５】
側面１１及び側面１２からなる二つの側面を有する一の周辺素線１０の周方向の両側には、両側の周辺素線１０が隣接している。かかる両側の周辺素線１０の少なくとも一方は、側面１１及び側面１２からなる二つの側面及びかかる二つの側面と接する内周面１３を有することが好ましい。さらに、すべての周辺素線が側面１１及び側面１２からなる二つの側面及び内周面１３を有することが好ましい。整列集合導体１００がかかる周辺素線を有することで、捻り工程Ｓ１２後においても、捻れ集合導体１０１の外表面は凹凸が少なくなる。
【００４６】
周辺素線１０を形成するための導体線は金属線であってもよく、他の材料であってもよい。導電性の観点から周辺素線１０は銅材からなることが好ましく、タフピッチ銅からなることが好ましい。
【００４７】
＜中心素線＞
中心素線３０は１又は２以上の導体線からなることが好ましい。中心素線３０は１の導体線か、又は２以上の導体線を束ねたものからなることが好ましい。中心素線３０は１の導体線からなることが好ましい。かかる場合、中心素線３０内で２以上の導体線の間の隙間を生ずることが無い。かかる隙間は、集合導体１０２の導体占積率を低下させる望ましくない隙間である。
【００４８】
中心素線３０の外表面３１は中心素線３０の延びる方向に連続して、凸型の断面を有することが好ましい。かかる凸型の断面の線は、外側に張り出す曲線であることが好ましい。この場合、中心素線３０の外表面３１と周辺素線１０の内周面１３との間に生じる隙間２９を小さくすることができる。
【００４９】
上述の凸面を有する中心素線３０の断面は実質的な円であることが好ましい。この場合、捻り工程において外表面３１に凹凸が生じにくいため、隙間２９を小さくすることができる。
【００５０】
中心素線３０はまた、中心素線３０の断面が実質的に等間隔に頂点を有するものであってもよい。中心素線３０の外表面３１は、かかる頂点間に、上述の凸面を有することが好ましい。
【００５１】
さらに外表面３１と対向する内周面１３は周辺素線１０の延びる方向に連続して、凹型の断面を有することが好ましい。かかる凹型の断面は、内側に湾曲する曲線であることが好ましい。かかる内周面１３は外表面３１に沿って、中心素線３０に接することが好ましい。
【００５２】
整列工程Ｓ１１において、上記外表面３１と内周面１３との組み合わせとした場合、図２及び図７に示すように、中心素線３０の外表面３１と周辺素線１０の内周面１３との間に生じる隙間２９を特に小さくすることができる。
【００５３】
また、上記頂点を有する中心素線３０の断面は実質的に正多角形であってもよい。かかる正多角形は、内周面１３を有する周辺素線１０と同数の辺を有することが好ましい。かかる同数の辺は、いずれも周辺素線１０の内周面１３と対向することが好ましい。内周面１３は実質的な平面であることが好ましい。
【００５４】
整列工程Ｓ１１において、上記外表面３１と内周面１３との組み合わせとした場合、図２及び図７に示すように、中心素線３０の外表面３１と周辺素線１０の内周面１３との間に生じる隙間２９を特に小さくすることができる。
【００５５】
中心素線３０を形成するための導体線は金属線であってもよく、他の材料であってもよい。導電性の観点から中心素線３０は銅材からなることが好ましく、タフピッチ銅からなることが好ましい。中心素線３０及び周辺素線１０の間で導電性の低下を生じないように中心素線３０及び周辺素線１０は同一の導体材料からなることが好ましい。
【００５６】
＜周辺素線の製造方法＞
整列工程Ｓ１１の前に、素線加工工程をさらに備えてもよい。素線加工工程は複数の周辺素線１０となる導体線の外周部を例えば圧延により塑性変形して側面１１及び側面１２からなる二つの側面を形成する工程である。かかる二つの側面を有する周辺素線を得られるものであれば、塑性変形の方法は、引抜き加工や押出し加工といった塑性加工であってもよい。
【００５７】
素線加工工程に整列工程Ｓ１１が間を開けず続くことで、集合導体の生産効率が向上する。例えば後述する図１５に記載の製造装置のように、導体線の塑性変形と整列とを連続して行うことができる。素線加工工程では、中心素線３０の両側に、塑性変形される複数の周辺素線１０が並べられて、周辺素線１０が製造装置により塑性変形されることが好ましい。
【００５８】
＜応用＞
本実施形態の集合導体は、従来のものに比べて、特定の態様においては１０〜２０％の電気抵抗の低減を図ることができる。このため、本実施形態は以下の応用に適する。
【００５９】
モーターは、上記の製造方法で製造された集合導体からなるコイルを備えることができる。かかるコイルは電気抵抗が小さいので、モーターは小さなコイルで従来と同等の性能を発揮する。また、かかるコイルにおいては、通常の細丸線を巻いたものより占積率が高くなる。また、かかるコイルにおいては、平角線に比べると渦電流損（ＡＣ損）を減らすことが出来る。
【００６０】
また自動車はかかるモーターを備えることで、従来の性能を維持したまま軽量になる。自動車はかかるモーターを有する駆動部を備えることが、軽量化の観点から好ましい。かかるモーターはハイブリッドカーやプラグインハイブリッドカーに特に好適である。
【００６１】
［第２実施形態］
本実施形態の集合導体の製造方法は、導体線が集合した集合導体の製造方法である。図１２以降の図を用いて本発明の第２実施形態を説明する前に、図８〜１１を用いて、技術形態１〜３を参照し、さらに本実施形態にかかる課題を説明する。
【００６２】
＜技術形態１＞
特定の条件下では、導体線を束ねた集合導体を圧縮して、成形した際に、集合導体中の導体線が変形しにくい部分がある。このため導体線が変形して、導体線間の望ましくない隙間を埋める効果が減少する。かかる現象は、断面に占める、導体の面積率の向上を妨げる要因となる。
【００６３】
技術形態１は上記第１実施形態である。第１実施形態において、集合導体１０２の隙間２９が小さくなることは、上述のとおりである。このため、図８に示すように初期に平面化し圧力の高まった周辺素線１０の側面１１で面圧２１が高まる。同様に側面１９で、面圧２２が高まる。以下、面圧２１及び面圧２２をまとめて面圧分布２３という。
【００６４】
一方で、内周面１３の端部２４及びこれと対向する外表面３１の部分３２には、面圧分布２３のような面圧分布が発生しにくい。これは塑性加工工程Ｓ１３において、捻れ集合導体１０１に与えられる外力に対する抗力が面圧分布２３で発生するため、これらの表面の部分には変形させる力がかかりにくいことを表す。
【００６５】
したがって、周辺素線１０及び中心素線３０の間の隙間２９を埋めようとする変形は生じにくい。また、実質的な平角形状に塑性加工する際の圧縮荷重を高めて、隙間２９を押し潰そうとすると、捻れ集合導体１０１に圧力をかける金型に大きな負荷がかかり、金型の破損を招く恐れがある。このため、本技術形態の集合導体の製造方法ではかかる素線間の隙間を効率的に小さくすることが難しい。
【００６６】
＜技術形態２＞
本実施形態と比較される技術形態２の方法では、例えば、図９に示すように断面丸形状の導体を複数撚り合わせる。図９に示すように素線４１〜５０は素線６１及び素線６２を取り囲んでいる。以下素線４１〜５０をまとめて素線４０という。また素線６１及び素線６２をまとめて素線６０という。かかる技術形態は捻り工程を含まない。
【００６７】
次に、複数の導体を全体の断面形状が略平角形状となるように加工する。これにより集合導体の一つである、実質的な平角形状を有する撚り導体を形成する。この実質的な平角形状に加工する際に断面丸形状の素線に圧力を加えている。
【００６８】
このため、図１０に示すように初期に平面化し圧力の高まった素線４０の表面で面圧５１及び面圧５２が高まる。また、素線４０及び素線６０の間、並びに素線６０同士の間でも同様に面圧が高まる。以下、かかる面圧をまとめて面圧分布５３という。
【００６９】
一方で、素線６０の四隅の表面５８及び素線４０の四隅の表面３９には面圧分布５３が発生しにくい。これは集合導体に加えられる外力に対する抗力が面圧分布５３で発生するため、これらの表面の部分は、変形させる力を受けにくいことを表す。
【００７０】
したがって、素線４０及び素線６０の間の隙間５９を埋めようとする変形は生じにくい。隙間５９は集合導体の導体占積率を低下させる望ましくない隙間である。このため、本技術形態の実質的な平角形状を有する撚り導体の製造方法ではかかる素線間の隙間が生じやすい。
【００７１】
かかる技術形態の実質的な平角形状を有する撚り導体は、整列前に予め導体線に形状を与えないという点で特許文献１に記載の平角撚り導体と共通している。このため、特許文献１の平角撚り導体も上記のように、素線相当の導体線間の望ましくない隙間を生じやすい。
【００７２】
また、上記方法では整列前に予め導体線に形状を与えないことから、導体線の丸みが集合導体の外表面に現れる場合がある。このため、集合導体の外表面にも隙間を生じやすい。
【００７３】
＜技術形態３＞
本実施形態と比較される技術形態３の方法は、例えば、図１１に示すようにあらかじめ加工しておいて集合導体の内部の線間の隙間を埋めようとするものである。例えば、導体線に外力を与えて、これを圧縮し成形し所望の形状を有する素線７０とする。
【００７４】
周辺側の素線７０は側面７１及び側面７２を有する。素線７０は、側面７１及び側面７２の端部と接し中心側の素線８０と対向する内周面７３を有する。素線７０は、内周面７３から遠い側の端部と接し、集合導体の外周側に向く外周面７４を有する。外周面７４は側面７１の端部７７と接する。外周面７４はさらに側面７２の端部７８と接する。
【００７５】
図１１に示すように、導体からなる素線８０の周囲に素線７０を配置し、素線８０と素線７０が整列した集合導体を形成する。素線８０は、素線７０と同様に導体線を圧縮し成形したものである。
【００７６】
本技術形態は、あらかじめ圧縮し成形した各素線を整列することで密な構造の集合導体を得ようとするものである。しかしながら、円形の導体線を圧延するのみによっては、成形後の素線の内周面７３の端部に丸みが残る。かかる丸みは内周面７３及び素線８０の間に隙間７９を生じる原因となる。
【００７７】
かかる丸みは圧延する時に用いる金型が有している丸みに起因する場合がある。このため、金型の限界を超えて集合導体の内部の線間の隙間を埋めることが難しい。また、仮に、丸みを有さない金型があったとしても、角の丸みを生じないように強い力で導体線を圧延すると、その金型が破損する恐れがある。このため、本技術形態の集合導体の製造方法ではかかる素線間の隙間を効率的に小さくすることが難しい。
【００７８】
＜第２実施形態の特徴＞
発明者らは束ねる導体線それぞれに硬度差を持たせ、相対的に軟らかい導体線を優先的に変形させることで集合導体内部の素線間の望ましくない隙間を埋めることが可能であることを見出した。本実施形態では、下記の点を除き第１実施形態と同様に集合導体を形成する。以下、同等の部材には同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００７９】
整列工程において、図１２に示すように周辺素線１１０が中心素線１３０を包囲するように、中心素線１３０の周りに、各周辺素線１１０Ａ−Ｈを整列させる。各周辺素線１１０Ａ−Ｈはいずれも同等の周辺素線１１０である。１以上の周辺素線１１０は中心素線１３０よりも高い硬度を有する。なお中心素線１３０となる導体線の形状、構造又は材料は上述の中心素線３０と違いを有しない。
【００８０】
複数の周辺素線のうち好ましくは半数以上に、特に好ましくは全部に、上述の二つの側面を形成し周辺素線１１０とするのが好ましい。さらに二つの側面を形成した全ての周辺素線１１０Ａ−Ｈに中心素線１３０よりも高い硬度を与えることが好ましい。
【００８１】
塑性加工工程時に、中心素線１３０の外表面１３１は相対的に低硬度なため、図１３に示すように、優先的に変形し、中心素線１３０の変形端１３２が隙間１２９に入り込む。隙間１２９は内周面１３と外表面１３１との間に生じた隙間である。隙間１２９は集合導体１０２の導体占積率を低下させる望ましくない隙間である。本実施形態の製造方法では、かかる素線間の隙間１２９を効率的に小さくすることができる。
【００８２】
＜第２実施形態の変形１＞
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。本実施形態の製造方法では、捻り工程の後、塑性加工工程の前に、軟化工程をさらに備えてもよい。
【００８３】
変形１では、中心素線と周辺素線の硬度差が逆転している。以下、図１２を参照して説明する。軟化工程は側面１１及び側面１２を有する周辺素線１１０に、中心素線１３０よりも低い硬度を与える工程を備える。軟化工程では、高周波加熱によってねじれ集合導線の外周部を加熱して、周辺素線１１０に低い硬度を与える。高周波加熱では表皮効果によって周辺素線１１０が優先的に加熱される。また、通電加熱によって周辺素線１１０を加熱してもよい。
【００８４】
塑性加工工程により、捻れ集合導体が圧縮され、成形されると内周面１３は、隙間１２９に入り込む。これは周辺素線１１０の外表面１３１が相対的に高硬度なため、内周面１３が優先的に変形するためである。
【００８５】
隙間１２９は内周面１３と外表面１３１との間に生じた隙間である。隙間１２９は集合導体の導体占積率を低下させる望ましくない隙間である。かかる実施形態の変形では、隙間１２９を効率的に小さくすることができる。
【００８６】
＜第２実施形態の変形２＞
変形１では、周辺素線の一部が硬化している。以下、図１２を参照して説明する。変形２の方法は、捻り工程の後、塑性加工工程の前に、周辺素線に対し選択的に低い硬度を与える軟化工程をさらに備える。高い硬度を与えた周辺素線１１０Ａ，Ｃ，Ｅ，Ｇに隣接する、他の周辺素線１１０Ｂ，Ｄ，Ｆ，Ｈに周辺素線１１０Ａ，Ｃ，Ｅ，Ｇの硬度よりも低い硬度を与える。
【００８７】
軟化工程では、通電加熱によってねじれ集合導線中の周辺素線１１０Ｂ，Ｄ，Ｆ，Ｈを選択的に加熱して、周辺素線１１０Ｂ，Ｄ，Ｆ，Ｈに低い硬度を与える。このため硬度の異なる周辺素線を周方向に交互に配置することができる。
【００８８】
中心素線１３０は上記同様に、高硬度の周辺素線１１０Ａ，Ｃ，Ｅ，Ｇによって潰される。このため、中心素線１３０は隙間１２９を埋めることができる。また、低硬度の周辺素線１１０Ｂ，Ｄ，Ｆ，Ｈは高硬度の周辺素線１１０Ａ，Ｃ，Ｅ，Ｇによって潰される。このため、外周領域、すなわち周辺素線の配置されている領域の隙間が除去可能である。かかる隙間は集合導体の導体占積率を低下させる望ましくない隙間である。
【００８９】
＜第２実施形態の変形３＞
変形３では、周辺素線が二層となっている。図１４に示すように、整列工程は、中心素線１３０の周囲に複数の内周辺素線１１５を配置する工程を備える。整列工程では、さらに内周辺素線１１５の周囲に複数の外周辺素線１２５を配置する。
【００９０】
内周辺素線１１５は中心素線１３０よりも低い硬度を有する。外周辺素線１２５は内周辺素線１１５よりも高い硬度を有する。したがって内周辺素線１１５の表面は、塑性加工工程において変形し周囲の隙間を埋める。
【００９１】
また、内周辺素線１１５は中心素線１３０よりも高い硬度を有してもよい。中心素線１３０の外表面は、塑性加工工程において変形し、内周辺素線１１５と中心素線１３０との間の隙間を埋める。内周辺素線１１５の外周面は、塑性加工工程において変形し、内周辺素線１１５と外周辺素線１２５との間の隙間を埋める。
【００９２】
かかる実施形態の変形においては、内周辺素線１１５が他の素線よりも低い硬度を有する前者が好ましい。かかる実施形態の変形は、断面積の大きい集合導体を形成するときでも、導体占積率を向上させることができる。
【００９３】
＜製造装置＞
図１５に示すように、製造装置１４０は導体線群１９８から集合導体２０２を連続的に製造する。図１５中、導体線群１９８は、導体線が紙面の奥から手前の方向に並んだ状態を模式的に表している。
【００９４】
素線供給機１４１は導体線群１９８を第１圧延ロール１４２に送る。断面図１５８に示すように、導体線１０９は円形状の断面を有する。導体線１０９は、周辺素線１１０となるべき導体線群１９８の一部である。
【００９５】
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、断面図１５９に示すように導体線群１９８の一部から周辺素線１１０を形成する。第１圧延ロール１４２は、整列工程前の素線加工工程として、導体線１０９の外周部を例えば圧延により塑性変形して側面１１及び側面１２を形成する。周辺素線１１０の断面の形状は、例えば図１２に示す通りとなる。
【００９６】
第１圧延ロール１４２は、圧延により周辺素線１１０に中心素線１３０よりも高い硬度を与える。第１圧延ロール１４２は、周辺素線１１０の断面減少率を基準として、周辺素線１１０に与える硬度を調整できる。断面減少率とは導体線１０９の及び周辺素線１１０の断面の面積の比の差分である。なお、周辺素線１１０となる導体線群１９８の材料は上述の周辺素線１０と違いを有しない。
【００９７】
本実施形態では第１圧延ロール１４２は、導体線群１９８の一部から中心素線１３０を選択する。第１圧延ロール１４２は中心素線１３０を圧延しなくともよい。また、第１圧延ロール１４２は導体線群１９８の一部の外周部を例えば圧延により塑性変形して、中心素線１３０に周辺素線１１０よりも低い硬度を与えてもよい。また、第１圧延ロール１４２は中心素線１３０を断面図１６０及び断面図１６１に示すような多角形の形状としてもよい。
【００９８】
第１圧延ロール１４２は、周辺素線１１０及び中心素線１３０からなる素線群１９９を、速度調整用ガイドローラ１４３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並んだ状態を模式的に表している。
【００９９】
速度調整用ガイドローラ１４３は、素線群１９９を第１圧延ロール１４２から受けて、素線加工工程で生じた周辺素線１１０のたわみを除去する。速度調整用ガイドローラ１４３は、素線群１９９を向き調整用ローラ１４４に送る。
【０１００】
向き調整用ローラ１４４は、素線群１９９を速度調整用ガイドローラ１４３から受ける。向き調整用ローラ１４４は、整列工程の前半段階として、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。
【０１０１】
また、向き調整用ローラ１４４は、周辺素線１１０の内周面１３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。向き調整用ローラ１４４は、素線群１９９をクランプ１４５に送る。
【０１０２】
クランプ１４５は、素線群１９９を向き調整用ローラ１４４から受ける。クランプ１４５は、整列工程の後半段階として、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、整列した集合導体、すなわち整列集合導体２００を形成する。また、クランプ１４５は、周辺素線１１０の内周面１３が中心素線１３０の外表面１３１の各辺と対向するように、整列集合導体２００を形成する。
【０１０３】
クランプ１４５は、整列集合導体２００の中心方向に向かって、所定の圧力を整列集合導体２００に加える。このため、断面図１６０に示すように、整列集合導体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。クランプ１４５は、整列集合導体２００を回転機１４６に送る。
【０１０４】
回転機１４６は、所定の回転方向１５２に回転している。図１５中、回転方向１５２は捻れ集合導体２０１に右ねじ方向のねじれを与える向きを有する。回転機１４６は、捻り工程として、整列集合導体２００を、中心素線１３０を中心に捻り、捻れ集合導体２０１を形成する。
【０１０５】
断面図１６１に示すように、整列集合導体２００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の実質的な円形形状が維持された断面１９１を形成することができる。なお捻り工程により断面１９１の外周の長さは変化する。この点については第３実施形態を参照されたい。回転機１４６は、捻れ集合導体２０１を、クランプ１４７に送る。
【０１０６】
クランプ１４７は、捻れ集合導体２０１を、回転機１４６から受ける。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、捻り工程で密着の緩んだ、中心素線１３０及び周辺素線１１０並びに周辺素線１１０同士を再度密着させる。クランプ１４７は、捻れ集合導体２０１を速度調整用ガイドローラ１４８に送る。
【０１０７】
速度調整用ガイドローラ１４８は、捻れ集合導体２０１をクランプ１４７から受けて、捻り工程で生じた捻れ集合導体２０１のたわみを除去する。速度調整用ガイドローラ１４８は、捻れ集合導体２０１を加熱器１４９に送る。
【０１０８】
加熱器１４９は、捻れ集合導体２０１を速度調整用ガイドローラ１４８から受けて、軟化工程として周辺素線を加熱する。軟化工程については上記第２実施形態の変形１及び２を参照されたい。製造方法が軟化工程を備えない場合は、製造装置１４０は加熱器１４９を備えなくてもよい。加熱器１４９は、捻れ集合導体２０１を第２圧延ロール１５０に送る。
【０１０９】
第２圧延ロール１５０は、捻れ集合導体２０１を加熱器１４９又は速度調整用ガイドローラ１４８から受ける。第２圧延ロール１５０は、塑性加工工程の前半段階として、捻れ集合導体２０１を実質的な平角形状とした場合の図中の横方向より、実質的に平面の圧力をかける。
【０１１０】
第２圧延ロール１５０は、断面図１６２に示すように、集合導体２０２の断面１９２の図中の左右端に縦方向の壁面１９３を与える。第２圧延ロール１５０は、捻れ集合導体２０１を第３圧延ロール１５１に送る。
【０１１１】
第３圧延ロール１５１は、捻れ集合導体２０１を第２圧延ロール１５０から受ける。第３圧延ロール１５１は、塑性加工工程の前半段階として、捻れ集合導体２０１を実質的な平角形状とした場合の図中の縦方向より、実質的に平面の圧力をかける。
【０１１２】
第３圧延ロール１５１は、断面図１６２に示すように、集合導体２０２の断面１９２の図中の上下端に横方向の壁面１９４を与える。第３圧延ロール１５１は、集合導体２０２を、例えばコイル製造工程に送る。
【０１１３】
［第３実施形態］
本実施形態の集合導体の製造方法は、導体線が集合した集合導体の製造方法である。本実施形態では、下記の点を除き第１実施形態と同様に集合導体を形成する。以下、同等の部材等には同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【０１１４】
＜意図的に設けるべき間隙＞
図１６に示すように、整列工程において、導体からなる中心素線２３０の周囲に導体からなる複数の周辺素線を整列させる。複数の周辺素線の少なくとも一部、好ましくは全部の周辺素線は二つの側面を有する周辺素線２１０である。全ての周辺素線が二つの側面を有することで後述するねじれ工程で集合導体の隙間をより小さくすることができる。
【０１１５】
各周辺素線２１０は、側面２１１及び側面２１２を有する。周辺素線２１０の内周面２１３が中心素線２３０の外表面２３１に接していることが好ましい。本実施形態ではかかる状態で、隣り合う周辺素線２１０の、対向する側面間に位置する間隙２２５（clearance）が断面２９０に設けて有る。側面２１１は隣接する周辺素線２１０の側面２１９に対向する。また、側面２１２は隣接する周辺素線２１０の側面２２０に対向する。
【０１１６】
側面２１１及び側面２１９の間並びに側面２１２及び側面２２０の間には間隙２２５が位置している。間隙２２５は少なくとも一部の側面間に位置していることが好ましい。二つの側面の一方と、隣接する両側の周辺素線の少なくとも一方の、二つの側面に対向する側面と、の間に間隙２２５が位置していることが好ましい。間隙２２５は全ての側面間に位置していることが特に好ましい。この場合、捻り工程の際、好ましくは内周面２１３が外表面２３１に接した状態で、周辺素線間の間隙２２５が実質的に均等に縮小される。
【０１１７】
図１７に示すように、捻り工程では周辺素線２１０が前述の周辺素線１０と同様に捻じれる。かかるねじりは周辺素線２１０の外周面２１４の周方向に沿った幅を大きくする。かかるねじりは外周面２１４の幅だけでなく、内周面２１３の周方向に沿った幅を大きくする。
【０１１８】
かかるねじりは側面２１１及び側面２１２の間の周方向に沿った幅を大きくする。このため、捻り工程において、間隙２２５が小さくなる。図１７に示すように、理想的な設計値を有する周辺素線２１０では、間隙２２５は全て消滅する。
【０１１９】
適切な設計値を有する間隙２２５は、集合導体の導体占積率を向上させる望ましい間隙である。周辺素線２１０の設計にあたっては、前述の隙間２９やその他の隙間との違いに注意する必要がある。
【０１２０】
整列工程において、対向する側面間の間隙が、中心素線方向に向かって狭くなるように、周辺素線を配置することが好ましい。図１６に示すように、断面２９０に現れる、間隙２２５の幅は中心素線２３０の方向に向かって狭くなる。かかる態様により、塑性加工工程後の集合導体の導体占積率はさらに高くなる。
【０１２１】
例えば側面２１１及び側面２１２が実質的な平面である場合、これらの成す角度が４５度であれば間隙２２５を生じない。しかしながら、例えば、かかる角度が４３度であれば間隙２２５を生じる。
【０１２２】
＜周辺素線の形状＞
整列工程において、複数の周辺素線２１０は周方向に並んで一層をなすように整列する。かかる複数の周辺素線２１０の全部は、それぞれ周方向に隣接する他の周辺素線２１０に対向する二つの側面を有する。かかる二つの側面は例えば側面２１１及び側面２１２である。
【０１２３】
整列工程における間隙２２５の大きさは、周辺素線２１０内の二つの側面間の周方向に沿った長さに依拠する。二つの側面間の周方向に沿った長さとは、前述の対向する側面間の間隙ではない。二つの側面間の周方向に沿った長さは、例えば一の周辺素線２１０内における、側面２１１及び側面２１２の間の周方向に沿った長さである。
【０１２４】
二つの側面間の周方向に沿った長さＷ０は、整列工程後の集合導体の中心からの距離ｄ／２でさらに下記式（１）を満たす。外周線２０８は距離ｄ／２における外周線を表す。上記周方向とは外周線２０８に沿った方向である。以下、ｄを半径位置という場合がある。Ｐは捻り工程後の集合導体のねじり１回分相当の長さ（ねじりピッチ）を表す。ｎは周辺素線の数を表す。本実施形態ではｎ＝８である。
【０１２５】
Ｗ０≦π・ｄ／ｎ・Ｐ／√（π２・ｄ２＋Ｐ２）  ・・・（１）
【０１２６】
本実施形態ではあらかじめ任意の半径位置ｄにおける外周線の長さＷ０を上記のとおり設定する。このため、捻り工程後に周辺素線２１０は隙間がほとんどなく敷き詰められた状態をとる。適切に設計された長さＷ０は、整列工程で設けられた隙間でありながら、塑性加工工程後の集合導体の導体占積率を向上する。
【０１２７】
整列工程において、内周面２１３は、中心素線２３０の外表面２３１に接する。二つの側面間の周方向に沿った長さＷ０は、さらに集合導体の中心からの距離ｄ／２＝ｄ０／２でさらに下記式（２）を実質的に満たす、
【０１２８】
Ｗ０＝π・ｄ０／ｎ・Ｐ／√（π２・ｄ０２＋Ｐ２）  ・・・（２）
【０１２９】
ｄ０／２は整列工程後の集合導体の中心から、二つの側面の中心素線に近い側の端部までの距離を示す。かかる端部は例えば、図１６中の、側面２１１の端部２１５、又は側面２１２の端部２１６である。
【０１３０】
周辺素線２１０が上記式（２）で表される形状を有していることは、上記第２実施形態のように中心素線よりも高い硬度を有する周辺素線を整列した場合に有利である。第２実施形態では、塑性加工工程において中心素線から導体が流れ込み、周辺素線及び中心素線の間の隙間を埋める。
【０１３１】
一方、周辺素線２１０が上記形状を有していることで、隣り合う周辺素線間の隙間が、中心素線側で小さくなる。したがって、中心素線から流れ込む導体が周辺素線間の隙間にも流れ込むことが防止できる。このため、塑性加工工程において、中心素線から流れ込む導体は周辺素線及び中心素線の間の隙間を効率的に埋めることができる。
【０１３２】
＜技術形態４＞
図１８〜２０を用いて、技術形態４を参照し、さらに本実施形態にかかる課題と効果を説明する。技術形態４は上記第１実施形態と同等である。技術形態４では、図１８に示すように、整列した状態で集合導体２７０が密になるように、周辺素線２４０及び中心素線２３０の形状を決めることができる。密であるとは、集合導体２７０の断面２５０において、周辺素線２４０及び中心素線２３０の間及び隣り合う中心素線２３０の間の隙間が狭いことをいう。
【０１３３】
集合導体２７０の断面２５０における外周面２４４の周方向の幅は、外接円径２４９の半径位置における、二つの側面間の長さＷ０に等しい。長さＷ０は断面２５０における、集合導体２７０の外接円２３９の長さの１／ｎ倍である。ここでｎは周辺素線の数を表す。なお、図１８及び図１９では周方向の幅に関し、周方向の曲率を簡略化して表している。
【０１３４】
図１９に示すように捻り工程において、周辺素線２４０及び中心素線２３０との間の隙間２３５及び隙間２３６が発生し、拡大する。隙間２３５は中心素線２３０の外表面２３１及び周辺素線２４０の内周面２４３の間に位置する。隙間２３６は隣り合う周辺素線２４０の間に位置する。
【０１３５】
捻り工程により周辺素線２４０が捻じられると、集合導体２７１の断面２５１における外周面２４４の幅は拡大して長さＷとなる。周辺素線２４０の集合導体２７１の延びる方向に対する傾きによって、長さＷは長さＷ０より大きく、式（３）に表される値を有する。
【０１３６】
Ｗ＝Ｗ０×√（π２・ｄ０２＋Ｐ２）／Ｐ  ・・・（３）
【０１３７】
したがって、捻り工程前に周辺素線２４０が周方向に密に整列していると、周辺素線２４０の外周面２４４の端部で、隣り合う周辺素線２４０同士が干渉する。このため、隙間２３６が生ずる。
【０１３８】
また、外周面２４４での干渉が無くなるように、外接円２３８は√（π２・ｄ０２＋Ｐ２）／Ｐ倍となる。同時に外周面２４４の外接円径２４８は外接円径２４９よりも大きくなる。このため、周辺素線２４０が集合導体の外方に向かって浮く。隙間２３５及び隙間２３６はしばしば大きいため、図２０に示すように塑性加工工程後も隙間が残存しやすい。
【０１３９】
これに対し、本実施形態では図１６に示すように、事前に周辺素線２１０の間に間隙を設けておく。したがって、捻り工程で集合導体の外方に向かって周辺素線２１０が浮くことが抑制される。このため、塑性加工工程後の集合導体の導体占積率が高くなる。
【実施例】
【０１４０】
以下、上述の実施形態と同等の部材には同一の符号を付して重複する説明を省略する。
［実施例１］
第３実施形態に基づき、下記の通り周辺素線を設計し、集合導体を製造できる。設計に際して、上記式（１）中、二つの側面の中心素線に近い側の端部においてｄ＝ｄ０＝１．１ｍｍであった。ここで、ｄは周辺素線の内周線径に等しい。ねじれピッチＰ＝１５ｍｍとした。
【０１４１】
設計の結果、図２１に示すような長さＷ０及び周辺素線の設計形状を得た。グラフの縦軸は周辺素線の内周面側から外周面側への方向の高さを示す。グラフの横軸は高さと直交する方向の幅を示す。高さに相当する距離ｄ／２における、弧の長さに相当する長さＷ０が大きくなるにつれて、弦の長さに相当する幅も大きくなる。
【０１４２】
［実施例２］
実施例１と同様に集合導体を製造できる。周辺素線の設計に際してねじれピッチＰ＝１００ｍｍとし、それ以外は実施例１と同様とした。図２２に示すような長さＷ０及び周辺素線の設計形状を得た。
【０１４３】
実施例１及び実施例２を比較した場合、ねじれピッチが小さいほど、設計形状は、整列工程において密な状態を作ることのできる周辺素線の形状との乖離が大きいことが示された。
【０１４４】
このため（内周線径）／（ねじれピッチ）＜０．０１１において、第３実施形態における周辺素線の形状は、集合導体の導体占積率の向上に特に有効であることが示された。
【０１４５】
［実施例３］
第２実施形態及び第３実施形態の特徴を有する、集合導体３０２の製造方法は、図２３に示す製造ライン３４０で実施することができる。製造ライン３４０は製造装置１４０と同等の構成要素を有する。上述の通り重複する説明を省略し、製造装置１４０との相違点を中心に説明する。
【０１４６】
図２３に示すように、製造ライン３４０は導体線群１９８から集合導体３０２を連続的に製造する。断面図２５８中、導体線１０９は、周辺素線２１０となるべき導体線群１９８の一部である。
【０１４７】
第１圧延ロール１４２は断面図２５９に示すように周辺素線２１０を形成する。周辺素線２１０は第３実施形態で説明したとおり、外周側ほど周辺素線２１０間の隙間が大きくなる形状を有する。
【０１４８】
図２４に示すように、第１圧延ロール１４２は、ロール１３９及びロール１３８を有する。ロール１３８は表面に並んだ溝１３７を有する、溝１３７の列の中には溝１３６が位置している。このため第１圧延ロール１４２は、導体線群１９８の一部から中心素線２３０を選択できる。
【０１４９】
第１圧延ロール１４２は周辺素線２１０の列の中に中心素線２３０が並んだ素線群２９９を送る。このため、向き調整用ローラ１４４は、素線群２９９の各素線を展開し、周辺素線２１０が中心素線２３０を取り囲む位置関係を効率的に作ることができる。また、整列工程における中心素線２３０と周辺素線２１０の絡み合いを防止する。
【０１５０】
ロール１３９は溝１３７を通過する導体線１０９に圧力をかける。ロール１３９及びロール１３８は協働して、単線にて導体線１０９を圧延し、周辺素線２１０を形成する。中心素線２３０となるべき導体線１０９は圧力を受けずに溝１３６を通過する。
【０１５１】
断面図２６０に示すように、クランプ１４５から送られる、整列した集合導体、すなわち整列集合導体３００は、前述の断面２９０を有する。断面図２６１に示すように、回転機１４６から送られる、捻れ集合導体３０１は隙間の少ない断面２９１の断面形状を有する。
【０１５２】
製造ライン３４０では加熱器１４９及び第３圧延ロールを省略した。第２圧延ロール１５３は図１５で説明した第２圧延ロール１５０及び第３圧延ロール１５１の機能を併せ持つ。
【０１５３】
図２５に示すように、第２圧延ロール１５３は、塑性加工工程において、集合導体３０２がなすべき実質的な平角形状の縦方向及び横方向の二方向より圧力を同時にかける。このため、第２圧延ロール１５３は、断面図２６２に示すように、捻じられた、捻れ集合導体３０１を圧縮し、成形して、断面２９２の形状を有する集合導体３０２を形成する。
【０１５４】
第２圧延ロール１５３はロール１５５及びロール１５６を備える。ロール１５５は押圧部１６９を有する。押圧部１６９は押圧面１６８を有する。ロール１５６は、溝１６７を有する。溝１６７は底面１６６を有する。押圧面１６８及び底面１６６は、捻れ集合導体３０１に対し図中の縦方向に圧力をかける。溝１６７の壁面１６５及び壁面１６４は集合導体３０１に対し図中の横方向に圧力をかける。
【０１５５】
第３実施形態の製造方法では、捻り工程にて、捻れ集合導体３０１中の隙間を小さくしている。このため、塑性加工工程は上述の通り縦及び横方向の圧縮をまとめて行うことが好ましい。本実施例では塑性加工工程が一段階で終わるため、全体として生産効率が向上している。
【０１５６】
［実施例４］
＜実施例４＞
第２実施形態に基づき、中心素線より高い硬度を有する８本の周辺素線及び中心素線を整列して、ねじり、成形し、集合導体を得た。第３実施形態に基づき周辺素線は上記式（１）を充足する形状とした。導体線はタフピッチ銅とした。図２６は実施例４の集合導体の断面を示す。
【０１５７】
＜比較例１＞
３本の円形状断面の導体線を９本の円形状断面の導体線で取り囲むように整列した以外は、実施例４と同様に集合導体を形成した。図２７は比較例１の集合導体の断面を示す。実施例４を比較例１と比較した場合、導体占積率が８０％から９９％に向上した。
【０１５８】
＜比較例２＞
整列工程において周辺素線が密に並ぶように、集合導体を形成した以外は、実施例４と同様に集合導体を形成した。図２８は比較例２の集合導体の断面を示す。実施例４を比較例２と比較した場合、導体占積率が８３％から９９％に向上した。
【０１５９】
＜考察＞
第２実施形態の製造方法のみで、高い導体占積率を有する集合導体を得ようとした場合、製造装置に高い負担を強いる場合がある。このため、本実施例のように第３実施形態の製造方法を組み合わせることで、装置の負担を軽減可能であり、かつ高い生産効率を得られることが示された。
【０１６０】
特に塑性加工工程前に密な集合導体を得られることは、上記実施形態の製造方法において、生産効率を高めることに貢献する。また、本実施例の方法は高い導体占積率を得られるのでタフピッチ銅よりも変形しにくい材料を用いて集合導体を形成することも可能である。
【０１６１】
本発明は上記実施形態及び実施例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。
【符号の説明】
【０１６２】
Ｓ１１  整列工程                        Ｓ１２  捻り工程
Ｓ１３  塑性加工工程                    １０  周辺素線
１１  側面                              １２  側面
１３  内周面                            １４  外周面
１５  端部                              １６  端部
３０  中心素線                          ３１  外表面
１００  整列集合導体                    １０１  捻れ集合導体
１０２  集合導体                        １０９  導体線
１１０  周辺素線                        １３０  中心素線
１３１  外表面                          ２００  整列集合導体
２０１  捻れ集合導体                    ２０２  集合導体
２１０  周辺素線                        ２１１  側面
２１２  側面                            ２１９  側面
２２０  側面                            ２２５  間隙
２３０  中心素線                        ３００  整列集合導体
３０１  捻れ集合導体                    ３０２  集合導体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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