(57)【要約】【課題】複数の導体素線をまとめるための部材として金属製の薄板材を用いる場合において、薄板材を導体素線に巻き付ける工程を簡便なものとする。【解決手段】保持型１０の溝形状の保持部１６内に薄板材１２と複数の導体素線１４を配置する。薄板材１２は、保持部１６から外に延びる延長部２４を有する。折り畳み型２８は、下面に窪み形状であって、延長部２４を折り曲げるための折り曲げ部３０を有する。折り畳み型２８を長手方向Ｌに沿って移動すると、折り曲げ部３０の折り曲げ面３４が、延長部２４を内側に押して曲げ、導体素線１４の上面を覆うようにする。薄板材１２が折り畳まれて、導体素線１４に巻き付けられ、集合導線４２が作製される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面に開口した溝形状の保持部を有する保持型の保持部の壁面に沿って、かつ保持部の開口側縁から保持部の外へ延びるように、金属製の薄板材を配置する工程と、
薄板材が配置された保持部に複数本の導体素線を溝形状の長手方向に沿って配置する工程と、
保持型の上面を、保持部の溝形状の長手方向に沿って折り畳み型を移動させて、保持部の外へ延びる薄板材を折り畳み、薄板材を導体素線に巻き付け集合導線とする工程であって、折り畳み型は、当該折り畳み型の下面に、斜面を有する窪み形状の、外へ延びた薄板材を折り曲げる折り曲げ部と、保持型の上面に面接触する平面形状の、折り曲げられた薄板材を扱く扱き部とを有する、工程と、
を含む、集合導線の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の集合導線の製造方法であって、
折り曲げ部の前記斜面の長さは、折り畳み型の移動方向に直交する断面において、前記移動方向の前方が長く、後方が短くされており、
折り曲げ部と扱き部の境界と前記溝形状の開口側縁との距離は、前記移動方向の前方において短く、後方において長くされている、
集合導線の製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載の集合導線の製造方法であって、
折り曲げ部の前記斜面は、保持部の溝形状の二つの開口側縁に対応してそれぞれ設けられ、二つの斜面は、折り畳み型の前記移動方向においてずれて配置され、前方に位置する斜面により折り曲げられた薄板材の上に、少なくとも一部が掛かるように、後方に位置する斜面により折り曲げられた薄板材が被さる、
集合導線の製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の集合導線の製造方法であって、
保持型は基型とスライド型を含み、導体素線が保持部に配置された後、スライド型をスライドさせて基型と協働して導体素線の側方から導体素線および薄板材を挟持する工程、
を含む、集合導線の製造方法。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか１項に記載された集合導線の製造方法によって製造された集合導線。
【請求項６】
上面に開口した溝形状の保持部を有する保持型であって、保持部の壁面に沿って、かつ保持部の開口側縁から保持部の外へ延びるように薄板材が配置され、金属製の薄板材が配置された後に複数本の導体素線を受け入れる、保持型と、
保持型の上面を、保持部の溝形状の長手方向に沿って移動する折り畳み型であって、当該折り畳み型の下面に、斜面を有する窪み形状の、外へ延びた薄板材を折り曲げる折り曲げ部と、保持型の上面に面接触する平面形状の、折り曲げられた薄板材を扱く扱き部とを有し、当該折り畳み型の移動に伴って窪み形状の斜面が薄板材を押して折り曲げ、導体素線に巻き付ける、折り畳み型と、
を有する、集合導線の製造装置。
【請求項７】
請求項６に記載の集合導線の製造装置であって、
折り曲げ部の前記斜面の長さは、折り畳み型の移動方向に直交する断面において、前記移動方向の前方が長く、後方が短くされており、
折り曲げ部と扱き部の境界と前記溝形状の開口側縁との距離は、前記移動方向の前方において短く、後方において長くされている、
集合導線の製造装置。
【請求項８】
請求項７に記載の集合導線の製造装置であって、
折り曲げ部の前記斜面は、保持部の溝形状の二つの開口側縁に対応してそれぞれ設けられ、二つの斜面は、折り畳み型の移動方向においてずれて配置され、前方に位置する斜面により折り曲げられた薄板材の上に、少なくとも一部が掛かるように、後方に位置する斜面により折り曲げられた薄板材が被さる、
集合導線の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の導体素線を束ねた集合導線、集合導線の製造方法および集合導線の製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、導体素線を所定回巻回してコイル導体を形成し、このコイル導体の外周にマイカテープを巻き付けて形成された集合導線（コイル）が開示されている（段落０００８，０００９参照）。マイカテープは、巻回された導体素線がばらばらにならないように導体をまとめている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２９７９１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
導体をまとめるために巻き付けられている部材（上記特許文献１にあってはマイカテープ）が厚いと、集合導線全体の断面積に対する導体素線の総断面積の割合（占積率）を高くすることを妨げる。また、１本１本の導体がそろって配列されていないと隙間が大きくなり、これも占積率向上の妨げとなる。
【０００５】
本発明は、複数の導体素線をまとめるために導線素線に巻き付ける部材として金属製の薄板材を用いる場合に、導体素線をそろえた状態で薄板材を巻き付ける工程を簡便なものとすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る集合導線の製造方法は、溝形状の保持部を有する保持型の保持部に金属製の薄板材を配置し、さらに保持部の薄板材の内側に複数本の導体素線を配置し、薄板材の保持部から外に延びている部分を折り畳み型を用いて折り畳み、薄板材を導体素線に巻き付けて集合導線を製造するものである。薄板材は、保持型の溝形状の保持部の壁面に沿って、かつ保持部の開口側縁から保持部の外へ延びるように配置される。この薄板材の内側に、複数の導体素線が保持部の溝形状の長手方向に沿って配置される。
【０００７】
折り畳み型は、保持型の上面を、保持部の溝形状の長手方向に沿って移動させることができ、この移動により、保持部の外へ延びる薄板材を折り畳んで、導体素線に巻き付ける。折り畳み型は、保持型の上面に対向する下面を有し、さらに、この下面に薄板材を折り曲げる折り曲げ部と、折り曲げられた薄板材を扱（しご）く扱き部とを有する。折り曲げ部は、斜面を有する窪み形状であり、この斜面により、薄板材を押して折り曲げる。折り畳み型の移動に伴って薄板材が端から折り曲げられていく。扱き部は、折り畳み型の移動方向において、折り曲げ部の後方に位置し、折り曲げ部で曲げられた薄板材を扱いて、平らにしていく。このようにして、複数の導線素材に薄板材が巻き付けられて集合導線が製造される。
【０００８】
折り曲げ部の形状は、例えば折り曲げ部の前記斜面の長さが、折り畳み型の移動方向に直交する断面において、前記移動方向の前方が長く、後方が短くされている。また、折り曲げ部と扱き部の境界と前記溝形状の開口側縁との距離が、前記移動方向の前方において短く、後方において長くされたものとすることができる。
【０００９】
折り曲げ部の特定の形状により、保持部の左右の開口側縁から外に延びる薄板材の二つの部分の一方を折り曲げ、その上に重なるように他方を折り曲げるようにすることができる。折り曲げ部の斜面は、保持部の溝形状の二つの開口側縁に対応してそれぞれ設けられる。それぞれの斜面は、折り畳み型の移動方向に直交する断面において、前記移動方向の前方が長く、後方が短くされており、また、折り曲げ部と扱き部の境界と前記溝形状の開口側縁との距離が、前記移動方向の前方において短く、後方において長くされたものである。さらに、折り曲げ部の二つの斜面は、折り畳み型の移動方向においてずれて配置され、移動方向前方に位置する斜面により折り曲げられた薄板材の上に、少なくとも一部が掛かるように、後方に位置する斜面により折り曲げられた薄板材が被さる。
【００１０】
保持型を、基型とスライド型の二つの部分から構成することができる。薄板材と導体素線が保持部に配置された後、スライド型をスライドさせて基型と協働して側方から導体素線および薄板材を挟持するようにできる。
【００１１】
本発明の他の態様に係る集合導線の製造装置は、薄板材と複数の導体素線を保持する保持型と、保持型に対して移動して薄板材を折り畳んで、導体素線に巻き付ける折り畳み型を有する装置である。
【００１２】
保持型は、上面に開口した溝形状の保持部を有し、保持部の壁面に沿って、かつ保持部の開口側縁から保持部の外へ延びるように金属製の薄板材が配置され、薄板材が配置された後に複数本の導体素線を受け入れる。
【００１３】
折り畳み型は、保持型の上面を、保持部の溝形状の長手方向に沿って移動する。折り畳み型は、保持型の上面に対向する下面を有し、さらに、この下面に薄板材を折り曲げる折り曲げ部と、折り曲げられた薄板材を扱く扱き部とを有する。折り曲げ部は、斜面を有する窪み形状であり、この斜面が、薄板材を押して折り曲げる。折り畳み型の移動に伴って薄板材が端から折り曲げる。扱き部は、折り畳み型の移動方向において、折り曲げ部の後方に位置し、折り曲げ部で曲げられた薄板材を扱いて、平らにする。
【００１４】
折り曲げ部の形状は、例えば折り曲げ部の前記斜面の長さが、折り畳み型の移動方向に直交する断面において、前記移動方向の前方が長く、後方が短くされており、折り曲げ部と扱き部の境界と前記溝形状の開口側縁との距離が、前記移動方向の前方において短く、後方において長くされたものとすることができる。
【００１５】
折り曲げ部の特定の形状により、保持部の左右の開口側縁に対応した薄板材の二つの部分の一方を折り曲げ、その上に重なるように他方を折り曲げるようにすることができる。折り曲げ部の斜面は、保持部の溝形状の二つの開口側縁に対応してそれぞれ設けられる。それぞれの斜面は、折り畳み型の移動方向に直交する断面において、前記移動方向の前方が長く、後方が短くされており、折り曲げ部と扱き部の境界と前記溝形状の開口側縁との距離が、前記移動方向の前方において短く、後方において長くされたものである。さらに、折り曲げ部の二つの斜面は、折り畳み型の移動方向においてずれて配置され、前方に位置する斜面が折り曲げた薄板材の上に、少なくとも一部が掛かるように、後方に位置する斜面が折り曲げた薄板材が被さる。
【発明の効果】
【００１６】
保持部の溝形状長手方向に沿って折り畳み型が移動することで、薄板材を端から順に折り畳み、扱くことができる。簡易な方法で、薄板材のしわの発生を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施形態の集合導線の製造工程を示す図である。
【図２】折り畳み型の形状を示す図である。
【図３】薄板材１２のプレス成形型を示す図である。
【図４】折り畳み型の他の形状を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を、図面に従って説明する。なお、以下の説明において、「上」「下」「右」「左」等の向きを表す語句を用いるが、これは、図中における向きを示すものであり、現実の向き、例えば「上」「下」であれば重力の向きを限定するものではない。
【００１９】
電動機や発電機等の電気機器は、コアに巻回されたコイルを有する。コイルは束となった複数の導線により形成される。電動機等を、より小形で高出力とする手法の一つとして、コイルを構成する導線同士の隙間を少なくすることが知られている。導線の断面を方形、すなわち長方形または正方形とし、断面の向きをそろえて束ねることにより、円形の場合に比べて隙間を少なくすることができる。以下の実施形態により、断面が方形の細い導線において、断面の向きをそろえて束ね、また束ねるための部材の厚さを抑えて占積率を向上する手法に関連する技術が提供される。
【００２０】
図１は、本実施形態の集合導線の製造方法を説明する工程図である。図１の（ａ）〜（ｆ）の各図は、斜視図として示されている。型１０に、金属製の薄板材１２を配置する（図１（ａ），（ｂ））。型１０は、後述するように、薄板材１２を折り畳むときに、薄板材１２と導体素線１４（図１（ｂ）参照）を保持する機能を有することから、以降、保持型１０と記す。保持型１０は、溝形状の保持部１６を有し、この保持部１６内に薄板材１２と導体素線１４が配置され、保持される。保持部１６の溝形状の長手方向Ｌが図１（ａ）中、一点鎖線で示されている。以降において、「長手方向Ｌ」と記した場合、この一点鎖線に沿う方向を意味する。保持部１６の溝深さは、保持する薄板材１２と複数の導体素線１４の寸法により決定される。好適には、複数の導体素線１４の束の上下方向の寸法と薄板材１２の厚さにより決定され、薄板材１２が導体素線１４に巻き付けられたときにその上面が保持型１０の上面と面一となるように定められる。保持型１０は、長手方向Ｌに直交する断面において略Ｌ字形の断面を有する基型１８と、基型１８に対してスライド可能なスライド型２０を含むようにできる。基型のＬ字形に配置された一方の面が保持部１６の溝形状の一方の側壁となり、他方の面が溝形状の底面となる。スライド型２０の側面が溝形状のもう一方の側壁となる。スライド型２０は、基型１８に対して、長手方向Ｌに交差する方向、または直交する方向にスライド可能である。
【００２１】
薄板材１２は、保持型１０に配置される前に所定の形状に成形しておくことができる。薄板材１２を構成する板材料は、外から力を加えなければ、自身の形状を保持できる程度の厚さであって、また以下に述べる加工において、加工性を考慮して定められる厚さを有する。薄板材１２の形状は、保持型１０に配置されたとき、長手方向Ｌに直交する断面形状が、コの字形の部分とコの字の両端からやや外向きに開いて延びる部分を有する。薄板材１２は、長手方向Ｌのどの位置においても同一の断面形状である。以降、薄板材１２の、断面がコの字の部分をコの字部２２、コの字の両端から延びる部分を延長部２４と記す。薄板材１２は、コの字を上方に開口した向きにして、保持部１６内に配置される。コの字部２２は、保持部１６の内壁面に沿い、コの字の両端が保持部１６の溝形状の開口の側縁２６に一致する。また、このとき延長部２４は、開口側縁２６から溝、つまり保持部１６の外へ延びている。二つの延長部２４は、コの字の二つの横画をそのまま延長したものとできるが、好ましくは、互いに離れるように外向きに開いて延びるようにすることができる。図１においては、延長部２４が、外向きに開いた態様で、延長部２４が示されている。薄板材１２の表面に、絶縁被膜または絶縁層を形成することができる。
【００２２】
保持部１６内に複数本の導体素線１４を配置する（図１（ｂ），（ｃ））。導体素線１４は、長方形または正方形（以下、方形と記す。）の断面形状を有する。一本一本の断面形状がそろえられた状態で、保持部１６内に配置された薄板材１２の内側に配置される。断面形状がそろえられていることによって、導体素線１４間の隙間が小さくなる。また、導体素線１４は、長手方向Ｌに沿って配置される。導体素線１４は、複数本が仮止めされて束となって整列した状態で保持部１６に挿入されてもよいし、また１本ずつ保持部１６内に配置し、保持部１６内で整列されてもよい。薄板材１２の延長部２４が外側に開いていると、導体素線１４の挿入が容易となる。束となった複数本の導体素線１４は、全体として方形、特に長方形の断面形状とされる。導体素線は、表面に絶縁被膜または絶縁層が形成され、導体素線同士、および薄板材との絶縁が図られている。導体素線側での絶縁が十分であれば、薄板材１２の絶縁被膜、絶縁層を省略することができる。
【００２３】
スライド型２０を長手方向Ｌに直交する向き（図中矢印Ｙの向き）にスライドさせて、基型１８とスライド型２０により、薄板材１２と複数の導体素線１４を一体として、左右から挟持する（図１（ｃ））。この挟持により、導体素線１４同士の隙間、および導体素線１４と薄板材１２の隙間が詰められる。また、この挟持により、この後の工程において、導体素線１４と薄板材１２を確実に保持することができる。また、導体素線１４と薄板材１２が保持型１０内で確実に保持されるのであれば、スライド型２０による挟持を行わないようにもできる。この場合は、保持型１０は、基型とスライド型に分割されたものでなく、一体のものとすることができる。
【００２４】
折り畳み型２８を、保持型１０の上面を長手方向Ｌに沿って矢印Ｚの向きに移動させる（図１（ｄ））。この移動により、保持部１６の外に延びる薄板材１２を折り畳み、薄板材１２を導体素線１４に巻き付ける（図１（ｅ）（ｆ））。折り畳み型２８の詳細が図２に示されている。折り畳み型２８の下面の一部に窪みが設けられている。この窪みは、後述するように、薄板材の延長部２４を折り曲げる機能を有し、よって、以下において折り曲げ部３０と記す。また、折り畳み型２８の下面の残余の部分には平坦な面が形成され、この平坦な面は、折り曲げられた延長部２４を扱（しご）く機能を有する。よって、この平坦な面を、以下において扱き部３２と記す。扱き部３２は、折り畳み型２８の移動の向きに関し、折り曲げ部３０の後方に位置する。
【００２５】
折り曲げ部３０は、二つの延長部２４に対応して二つの斜面を有する。この斜面を折り曲げ面３４と記す。個々の折り曲げ面３４は平面とすることができる。長手方向Ｌに直交する断面において折り曲げ面３４は線として現れる。この線を断面線３８と記す。断面線３８は、図２においては、折り畳み型２８の移動方向前端面における線が示されている。２本の断面線３８で形成される形は上方に凸の山形、言い換えれば逆Ｖ字形となっている。断面線３８は、図２中の奥に行くほど、つまり折り畳み型の移動方向の後方に行くほど短くなり、山の高さが徐々に低くなっていく。
【００２６】
折り曲げ部３０と扱き部３２の２本の境界線４０は、図２において奥に行くほど、すなわち折り畳み型２８の移動方向の後方に行くほど接近するＶ字形となっている。図２では、逆Ｖ字形に見える。図１（ｅ）を合わせて参照すれば、１本の境界線４０は、同じ側の開口側縁２６から奥に行くほど離れている。このように、折り曲げ面３４は、長手方向Ｌに対しても、また図２中の上下方向に対しても傾いた面である。
【００２７】
折り畳み型２８を、その下面を保持型１０の上面に面接触させた状態で、またはわずかに隙間のある状態で、矢印Ｚの向きに移動させる。この移動により、延長部２４が、図中奥側から順に折り曲げ面３４に当接し、内側に折り曲げられる。折り畳み型２８を移動させる前に、延長部２４をやや内側に曲げて、延長部２４が折り曲げ部３０に入りやすくなるようにしてもよい。折り曲げ部３０により折り曲げられた延長部２４は、後続の扱き部３２により扱かれて、導体素線１４の上面に密着するように平らにされる。これにより、複数本の導体素線１４に薄板材１２を巻き付けて束ねた集合導線４２が作製される。
【００２８】
図３は、薄板材１２を予め成形する場合の型の一例を示す図である。下型４４に平板形状の素材をセットし、上方より上型４６でプレスして、薄板材１２を成形する。成形された薄板材１２を取り出して、保持型１０に配置する。
【００２９】
図１に示す実施形態においては、薄板材１２の二つの延長部２４の縁は、延長部２４が折り畳まれたとき、ちょうど一致するようにされる。つまり、左右の延長部２４は重ならない。折り曲げ部の形状を適切にすることにより、一方の延長部に他方の延長部が被さり、重ね合わせられるようにすることもできる。このような折り曲げ部の一例を図４に示す。
【００３０】
図４には、折り曲げ部４８の形状を示す斜視図と、斜視図に示すＡ〜Ｄの位置における断面図が示されている。図４に示す鎖線ｍは、保持部１６の溝幅の中心線に相当する。以降、鎖線ｍを中心線ｍと記す。この中心線ｍの延びる方向は、長手方向Ｌの延びる方向と同一である。図４に示された断面図は、この中心線ｍおよび長手方向Ｌに直交する断面を示している。
【００３１】
図４に示された折り曲げ部４８は、中心線ｍの方向に並んだ二つの部分５０，５２を有する。第１部分５０が折り畳み型２８の移動の向きにおいて前方に位置し、第２部分５２が後方に位置する。第１部分５０が薄板材１２の右側の延長部２４ａを折り曲げ、第２部分５２が左側の延長部２４ｂを折り曲げる。このとき、左側の延長部２４ｂの少なくとも一部が、右側延長部２４ａの少なくとも一部に被さり、重なる。図４の場合は、延長部２４ａ，３４ｂの先端部分が重ねられる。
【００３２】
第１部分５０は、右側の延長部２４ａを折り曲げる斜面として形成された折り曲げ面５４を含む。折り曲げ面５４は、前述の折り曲げ面３４と同様に、長手方向Ｌに対しても上下方向に対しても傾いた面である。一方、左側の延長部２４ｂに対応する面５６は、上下方向に対しては傾いているものの、長手方向Ｌに対しては傾いていない。このため、この面５６は、左側の延長部２４ｂを導体素線１４上まで折り曲げず、延長部２４ｂを一定の傾きのまま、第２部分５２へと通過させる。面５６を以降通過面５６と記す。折り曲げ面５４と通過面５６の間は、保持型１０の上面に対して垂直で、長手方向Ｌに沿って延びる垂直面５８で接続されてよい。この折り曲げ部４８においては、垂直面５８は、中心線ｍに沿って延びるが、延長部２４ｂの長さなど他の部材との関連から適切に定めるようにできる。垂直以外の配置も可能である。
【００３３】
第２部分５２は、左側の延長部２４ｂを折り曲げる斜面として形成された折り曲げ面６０を含む。折り曲げ面６０も、長手方向Ｌに対しても上下方向に対しても傾いた面である。折り曲げ面６０と折り畳み型２８の扱き部３２である下面との間は、保持型１０の上面に対して垂直で、長手方向Ｌに沿って延びる垂直面６２で接続されてよい。この折り曲げ部４８においては、垂直面６２は、中心線ｍから右方向にオフセットされて、長手方向Ｌに沿って延びるが、延長部２４ａ，２４ｂの長さなど他の部材との関連から適切に定めるようにできる。垂直以外の配置も可能である。
【００３４】
以上の折り曲げ部４８を有する折り畳み型は、薄板材の右側の延長部２４ａが折り畳まれたとき、その先端が中心線ｍに一致し、左側の延長部２４ｂが右側よりもやや長い薄板材１２を折り畳むのに好適である。
【００３５】
折り畳み型が移動を始めると、まず右側の延長部２４ａが折り曲げ面５４により徐々に折り曲げられていく。断面Ａがその過程を示している。一方、左側の延長部２４ｂは、第１部分５０の範囲では、傾きは一定となっており、折り曲げられない。さらに、折り畳み型が移動して、左側の延長部２４ｂが第２部分５２に到達すると、ここから折り曲げ面６０によって折り曲げられる。左側の延長部２４ｂは、折り畳み型の移動につれて徐々に折り曲げられ、断面Ｄの位置からは、折り曲げられた左側の延長部２４ｂが、すでに折り畳まれている右側の延長部２４ａの上に被さり、重ね合わされる。
【００３６】
以上の実施形態においては、集合導線４２およびこれを保持する保持部１６の長手方向Ｌに直交する断面形状は方形であったが、他の断面形状を採用することも可能である。断面形状は、集合導線４２を用いる部分の形状に合わせて、適宜決定することができる。また、薄板材は、両端にそれぞれ延長部２４，２４ａ，２４ｂを有する態様を示したが、コの字形の一方の端のみに延長部を設け、これを折り曲げるようにしてもよい。この場合、折り曲げ部の折り曲げ面も一つのみで足りる。
【符号の説明】
【００３７】
１０  保持型、１２  薄板材、１４  導体素線、１６  保持部、２２  コの字部、２４  延長部、２６  開口側縁、２８，４８  折り畳み型、３０  折り曲げ部、３２  扱（しご）き部、３４，５４，６０  折り曲げ面（斜面）、３８  断面線、４０  境界線、４２  集合導線。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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