WO2013061629A1 - 線材の軟化装置及び線材の軟化方法 - Google Patents

線材の軟化装置及び線材の軟化方法 Download PDF

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Sumitomo Wiring Systems Ltd
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    • C21D1/32—Soft annealing, e.g. spheroidising

Definitions

  • This invention relates to a technique for softening a wire used for an electric wire.
  • an electric wire obtained by twisting an annealed copper wire is used as a wiring material for telecommunications. Connection between the electric wire and each electric device is performed by inserting a terminal crimped to the end of the electric wire into the connector and interconnecting the connector and the connector on the electric device side.
  • the above-mentioned annealed copper wire is manufactured through a step of drawing a wire, a step of heating and softening the drawn wire, and the like.
  • a technique for heating and softening a wire there is one disclosed in Patent Document 1.
  • Patent Document 1 a wire is cooled by heating in a cooling zone after passing through a heating zone sandwiched between two power supply rolls and energized and heated.
  • an object of the present invention is to make it possible to suppress variations in the crimping strength between the electric wire and the terminal.
  • a wire softening device is provided outside a coolant storing part for storing a coolant and the coolant storing part, and applies a voltage to the wire while guiding the wire.
  • a first energizing sheave for applying and a second energizing sheave for energizing the wire while guiding the wire supplied through the first energizing sheave provided in the coolant reservoir A liquid level position detecting unit that detects a liquid level position of the cooling liquid in the cooling liquid storage unit, and a first energizing sheave and a second energizing sheave based on a detection result of the liquid level position detecting unit.
  • a heating path length control unit that controls a heating path length of the wire between the sheave and the sheave;
  • a 2nd aspect is a wire softening apparatus which concerns on a 1st aspect, Comprising:
  • the said heating path length control part is equipped with the liquid level adjustment part which adjusts the liquid level position of the said cooling liquid in the said cooling liquid storage part. Based on the detection result of the liquid level position detection unit, the adjustment operation by the liquid level adjustment unit is controlled so that the liquid level position of the cooling liquid in the cooling liquid storage unit is maintained within a certain range.
  • a 3rd aspect is a wire softening apparatus which concerns on a 1st aspect, Comprising:
  • the said heating path length control part adjusts the position of the said 1st electricity supply sheave with respect to the said 2nd electricity supply sheave. And based on the detection result of the liquid level position detection unit, the sheave so as to maintain the distance between the first energization sheave and the liquid level of the cooling liquid in the cooling liquid storage unit within a certain range.
  • the position adjusting operation of the first energization sheave by the position adjusting unit is controlled.
  • the softening method of the wire which concerns on a 4th aspect WHEREIN: (a) The 1st electricity supply sheave provided outside the cooling fluid storage part WHEREIN: The said 1st provided in the said cooling fluid storage part Supplying the wire while energizing the wire between the first energization sheave and the second energization sheave toward the one energization sheave; and (b) cooling water in the coolant reservoir. And (c) based on the change in the liquid level position of the coolant in the coolant reservoir, between the first energization sheave and the second energization sheave, Controlling the heating path length of the wire.
  • the heating path length of the wire between the first energization sheave and the second energization sheave based on the detection result of the liquid level position detection unit Therefore, variation in the heating path length can be suppressed, and variation in the crimping strength between the electric wire and the terminal can be suppressed.
  • variation in the heating path length can be suppressed by maintaining the liquid level position of the cooling liquid in the cooling liquid reservoir within a certain range.
  • the variation in the heating path length can be suppressed by maintaining the distance between the first energization sheave and the liquid level of the cooling liquid in the cooling liquid reservoir within a certain range. .
  • the wire softening method based on the change in the liquid level position of the coolant in the coolant reservoir, between the first energization sheave and the second energization sheave, Since the heating path length of the wire is controlled, variations in the heating path length can be suppressed, and variations in the crimping strength between the electric wire and the terminal can be suppressed.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a softening device 100 for a wire W according to the background art.
  • the wire W softening device 100 includes a water tank 110, a first energization sheave 120, and a second energization sheave 122.
  • a coolant 112 is stored in the water tank 110.
  • the water is supplied to the water tank 110 by an operator or the like so as to be at a predetermined liquid level.
  • the first energizing sheave 120 and the second energizing sheave 122 are ring-shaped members on which the wire W can be wound.
  • the second energization sheave 122 is provided in the water tank 110, and the first energization sheave 120 is provided outside the water tank 110 and above the second energization sheave 122.
  • the wire W that has been subjected to wire drawing or the like is immersed in the coolant 112 in the water tank 110 from the first energizing sheave 120 through the second energizing sheave 122, and then taken off from the water tank 110.
  • a heating power source is connected to the first energizing sheave 120 and the second energizing sheave 122, and a voltage for energizing the wire W between the first energizing sheave 120 and the second energizing sheave 122. Is applied.
  • a cylindrical member 130 is provided so as to cover the wire W passing between the first energizing sheave 120 and the second energizing sheave 122.
  • the lower end portion of the cylindrical member 130 is immersed in the cooling liquid 112.
  • the cylinder member 130 is constantly supplied with nitrogen, and the space inside the cylinder member 130 is always filled with nitrogen. This nitrogen plays a role of suppressing oxidation of the wire W during heating.
  • the wire W is energized and softened between the first energizing sheave 120 and the second energizing sheave 122. Moreover, the wire W heated in this way is cooled by being immersed in the cooling liquid 112, and then wound or the like. Thereby, the wire W which is an annealed copper wire used as a core wire etc. of an electric wire is manufactured.
  • the inventor of the present application has studied to suppress variation in the breaking load in view of the positive correlation between the crimping strength between the electric wire and the terminal and the breaking load of the wire W.
  • the breaking load is a load (N) that reaches the breaking when the wire W is pulled in the longitudinal direction
  • the breaking elongation is the permanent elongation at the time when the breaking occurs when the wire W is pulled in the longitudinal direction. (Percentage ratio (%) of permanent elongation with respect to original length).
  • the softening temperature is theoretically derived from the following equation.
  • the amount of power [WH] applied to the wire W between the first energization sheave 120 and the second energization sheave 122 is obtained by the following equation.
  • S [m] is the distance between the first energizing sheave 120 and the liquid surface of the coolant 112
  • V1 [m / min] is the speed of the wire W
  • V [V] is the first energizing sheave 120 and the first energizing sheave 120.
  • An applied voltage between the two energization sheaves 122, I [A], is a current flowing through the wire W.
  • the inventor of the present application experimented to what extent the variation of the heating condition affects the variation of the breaking load on the premise of the softening device 100.
  • the softening device 100 it was examined what may cause variations in heating conditions.
  • the speed V1, the applied voltage V [V], and the current I [A] of the wire W are kept constant to some extent.
  • the cooling liquid 112 in the water tank 110 decreases due to evaporation of the cooling liquid 112 due to heat, adhesion of the cooling liquid 112 to the wire W, and the like. Since the wire W is considered to be heated between the first energization sheave 120 and the liquid surface of the cooling liquid 112, the fluctuation of the liquid surface position of the cooling liquid 112 is the heating path length S of the wire W, that is, Affects heating time. From the above, the inventor of the present application speculated that the main factor that the heating condition varies in the softening device 100 is the fluctuation of the liquid surface position of the cooling liquid 112.
  • the liquid level position of the cooling liquid 112 is used as a factor, and the liquid level position is set to a standard (predetermined standard height position), a middle (a position 2 cm lower than the standard position), and a low (a position 4 cm lower than the standard position). In other words, we decided to examine how the breaking load changes.
  • each test result is an average value of the breaking load which performed the test 3 times. This is shown in FIG. 4 when arranged according to the level of each factor.
  • the inventor of the present application makes the position of the liquid level within a certain range in the softening device 100 shown in FIG. 1 in order to suppress the variation in the crimping strength between the electric wire and the terminal, that is, the variation in the breaking load. Has been found to be preferable. Furthermore, since the change in the position of the liquid level gives a change to the heating path length S of the wire W, it was found that the heating path length S of the wire W is preferably in a certain range after all.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing the wire softening device 10.
  • the softening device 10 includes a cooling liquid storage unit 20, a first energization sheave 30, a second energization sheave 32, a liquid surface position detection unit 40, and a heating path length control unit 50.
  • the coolant reservoir 20 is formed in a container shape that opens upward, and the coolant 22 is stored inside.
  • the first energization sheave 30 and the second energization sheave 32 are ring-shaped members around which the wire W can be wound, and the second energization sheave 122 is provided in the coolant reservoir 20, and the first energization sheave 30. Is provided outside the coolant reservoir 20 and vertically above the second energization sheave 122.
  • the second energizing sheave 122 is disposed at an upper position sufficiently away from the liquid surface of the cooling liquid 22 in consideration of the distance necessary for heating and softening the wire W.
  • a heating power source is connected to the first energizing sheave 30 and the second energizing sheave 32, and the wire W is energized between the first energizing sheave 30 and the second energizing sheave 32.
  • the voltage can be applied.
  • a cylindrical member 38 is provided so as to cover the wire W passing between the first energizing sheave 30 and the second energizing sheave 32.
  • the lower end portion of the cylindrical member 38 is immersed in the coolant 22.
  • the cylinder member 38 is constantly supplied with nitrogen, and the space inside the cylinder member 38 is always filled with nitrogen. This nitrogen plays a role of suppressing oxidation of the wire W during heating.
  • the wire W is energized and heated between the first energizing sheave 30 and the second energizing sheave 32 and is softened. Moreover, the wire W heated in this way is cooled by being immersed in the cooling liquid 22, and is wound up after that.
  • the softening device 10 includes a liquid surface position detection unit 40 and a heating path length control unit 50 in order to suppress variations in the heating path length S of the wire W.
  • the liquid level position detection unit 40 is configured to be able to detect the liquid level position of the cooling liquid 22 in the cooling liquid storage unit 20.
  • the liquid surface position detection unit 40 may be an optical or ultrasonic sensor that utilizes a reflection phenomenon on the liquid surface, or that conductivity is obtained by immersing the electrode in the liquid. It may be an electrode-type detection unit that is used, or may detect the liquid surface position based on the position of a floater floating on the liquid surface.
  • the heating path length control unit 50 controls the heating path length control unit 50 of the wire W between the first energization sheave 30 and the second energization sheave 32 based on the detection result of the liquid surface position detection unit 40. Is configured to do.
  • the wire W is energized between the first energization sheave 30 and the second energization sheave 32, the temperature is sufficiently lowered in the portion immersed in the coolant 22. For this reason, it is considered that the wire W is softened by heating between the first energization sheave 30 and the liquid surface of the coolant 22.
  • the heating path length S with respect to the wire W is determined by the distance between the first energization sheave 30 and the liquid level of the coolant 22. Therefore, in order to suppress variations in the heating path length S, the liquid level position is set. Adjustment may be made so as to maintain the constant range, or the position of the first energization sheave 30 may be adjusted.
  • the heating path length control unit 50 includes a liquid level adjustment unit 52 and a control unit 60.
  • the liquid level adjustment unit 52 is configured to be able to adjust the liquid level position of the cooling liquid 22 in the cooling liquid storage unit 20 based on the detection result of the liquid level position detection unit 40.
  • the liquid level adjustment unit 52 includes a water supply pipe 54 connected to a coolant supply source (tank or the like) (not shown), and a water supply pump 56 provided in the middle of the water supply pipe 54.
  • the water supply port of the water supply pipe 54 is provided at a position where the coolant 22 can be supplied into the coolant reservoir 20.
  • the coolant 22 can be supplied into the coolant reservoir 20 by driving the feed pump 56.
  • an electromagnetic valve or the like may be used instead of the water supply pump 56.
  • the liquid level adjustment unit 52 is configured to be able to adjust the liquid level position of the cooling liquid 22 in the cooling liquid storage unit 20 by supplying the cooling liquid 22 to the cooling liquid storage unit 20. Has been.
  • the liquid level adjustment unit 52 may include a drain pipe for draining the coolant 22 in the coolant reservoir 20 and an electromagnetic valve provided in the drain pipe. Thereby, when the coolant 22 is excessively supplied into the coolant reservoir 20, the coolant 22 can be drained. However, during the feeding of the wire W, the cooling liquid 22 is usually only reduced by evaporation or the attachment of the cooling liquid 112 to the wire W. Therefore, there is no such drainage configuration. No problem.
  • the configuration may be such that the volume of the coolant reservoir 20 is changed by sinking another object in the coolant reservoir 20.
  • control unit 60 Based on the detection result of the liquid level position detection unit 40, the control unit 60 performs an adjustment operation by the liquid level adjustment unit 52 so as to maintain the liquid level position of the cooling liquid in the cooling liquid storage unit 20 within a certain range. Control.
  • control unit 60 includes a microprocessor, a main storage unit coupled to the microprocessor, and an auxiliary storage unit.
  • the main storage unit is configured by a RAM (Random Access Memory) or the like
  • the auxiliary storage unit is configured by a non-temporary storage device such as a flash memory, an EPROM (Erasable Programmable ROM), or a hard disk device.
  • the auxiliary storage unit stores a program describing instructions for the microcomputer, and the microprocessor controls the adjustment operation by the liquid level adjustment unit 52 by reading the program and executing each processing step described later. To do.
  • FIG. 6 is a flowchart showing processing executed by the control unit 60.
  • step S1 the position of the liquid level is acquired through the liquid level position detection unit 40.
  • step S2 it is determined whether or not the liquid level position is lower than the first reference position.
  • the first reference position is a value preset by an operator or the like and is stored in the auxiliary storage unit of the control unit 60.
  • the first reference position is a value set in accordance with an appropriate heat softening condition range (the range of the heating path length S) in order to obtain a target breaking load, and preferably the upper limit of the range of the heating path length S
  • the position is set according to the value.
  • the heat softening condition range (the range of the heating path length S) itself is determined experimentally and empirically according to the required breaking load and the like. If it is determined as YES in step S2, the process proceeds to step S3. If it is determined as NO, the process proceeds to step S4. If the liquid level position is the same as the first reference position, the process may proceed to either step S3 or S4.
  • step S3 the control unit 60 gives an ON command to the water supply pump 56.
  • the feed pump 56 starts the operation of sending the coolant 22, the coolant 22 is supplied to the coolant reservoir 20, and the liquid level position of the coolant 22 in the coolant reservoir 20 rises. Then, it returns to step S1.
  • step S4 it is determined whether or not the liquid level position is higher than the second reference position.
  • the second reference position is also a value set in advance by an operator or the like, and is stored in the auxiliary storage unit of the control unit 60.
  • the second reference position is a value set in accordance with an appropriate heat softening condition range (the range of the heating path length S) in order to obtain a target breaking load, and preferably the lower limit of the range of the heating path length S The position is set according to the value.
  • the second reference position may be the same as the first reference position.
  • step S4 if YES is determined, the process proceeds to step S5. If NO is determined, the process returns to step S1. If the liquid level position is the same as the second reference position, the process may proceed to either step S4 or S5.
  • step S5 an off command is given to the water supply pump 56. Thereby, the operation in which the feed water pump 56 sends the coolant 22 is stopped. Then, it returns to step S1.
  • the liquid surface position of the coolant 22 in the coolant reservoir 20 is maintained between the first reference position and the second reference position.
  • control unit 60 may be realized by hardware. That is, the control unit 60 may be configured to be able to control the operation of the liquid level adjustment unit 52 according to the detection result of the liquid level position detection unit 40.
  • a liquid level position detection unit that outputs an on signal (or an off signal) in a normal state and outputs an off signal (or an on signal) when the liquid level position falls below a predetermined value is used.
  • the operation of the water supply pump 56 may be controlled based on a signal corresponding to the off signal (or on signal) from the liquid level position detection unit.
  • the liquid level position of the coolant 22 in the coolant reservoir 20 is between the first reference position and the second reference position. Kept. Thereby, the distance between the first energizing sheave 30 and the liquid surface of the coolant 22, that is, the heating path length S of the wire W between the first energizing sheave 30 and the second energizing sheave 32 is within a certain range. Maintained.
  • variation in the heating path length S with respect to the wire W can be suppressed, and the dispersion
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing a wire softening device 10B.
  • the softening device 10B includes a cooling liquid storage unit 20, a first energization sheave 30, a second energization sheave 32, a liquid surface position detection unit 40, and a heating path length control unit 50B.
  • the coolant storing unit 20, the first energizing sheave 30 and the second energizing sheave 32, and the liquid level position detecting unit 40 are the same as those described in the first embodiment.
  • the heating path length control unit 50B includes a sheave position adjustment unit 70 that adjusts the position of the first energization sheave 30 with respect to the second energization sheave 32 and a control unit 60B.
  • the sheave position adjusting unit 70 is configured by a linear motor or the like whose position can be controlled on a straight line, and is disposed above the first energization sheave 30.
  • the second energization sheave 32 can be supported above the first energization sheave 30 so as to be vertically movable and position adjustable.
  • the control unit 60B Based on the detection result of the liquid surface position detection unit 40, the control unit 60B maintains the distance between the first energization sheave 30 and the liquid surface of the cooling liquid 22 in the cooling liquid storage unit 20 within a certain range.
  • the position adjustment operation of the first energization sheave 30 by the sheave position adjustment unit 70 is controlled.
  • control unit 60B is realized by a configuration including a microprocessor, a main storage unit coupled to the microprocessor, and an auxiliary storage unit.
  • FIG. 8 is a flowchart showing processing executed by the control unit 60B.
  • step S11 the position of the liquid level is acquired through the liquid level position detection unit 40.
  • the liquid level position is acquired as a continuous or multistage value.
  • a command related to the position of the first energization sheave 30 is output to the sheave position adjustment unit 70 in accordance with the acquired position of the liquid level, whereby the first energization sheave 30 is Move to the position according to the command.
  • the position command for the sheave position adjusting unit 70 is a command for setting an appropriate heating softening condition range (a range of the heating path length S) in order to obtain a target breaking load.
  • Such a position is obtained, for example, as a difference between the appropriate liquid surface position and an acquired liquid surface position, which are set in advance to obtain an appropriate breaking load.
  • the first energization sheave 30 moves to a position corresponding to a preferred heating path length S with respect to the liquid level. Then, it returns to step S11.
  • the distance between the liquid level of the coolant 22 and the first energization sheave 30 is maintained within a certain range.
  • control unit 60B may be realized by hardware. That is, the control unit 60 ⁇ / b> B may be configured to be able to control the operation of the sheave position adjustment unit 70 according to the detection result of the liquid level position detection unit 40.
  • the first energization sheave 30 and the liquid surface position of the cooling liquid 22 are constant by moving the first energization sheave 30 according to the fluctuation of the liquid surface position. Maintained in distance range.
  • the heating path length S of the wire W between the first energization sheave 30 and the second energization sheave 32 is maintained within a certain range, and the variation in the heating path length S with respect to the wire W is suppressed as described above.
  • the breaking load that is, the variation in the crimping strength between the electric wire and the terminal can be suppressed.

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  • Control Of Heat Treatment Processes (AREA)

Abstract

　電線と端子との圧着強度のばらつきを抑制することを目的とする。軟化装置は、冷却液を貯留する冷却液貯留部と、冷却液貯留部外に設けられ、線材を案内しつつ線材に電圧を印加するための第１通電用シーブと、冷却液貯留部内に設けられ、第１通電用シーブを経て供給される線材を案内しつつ線材に通電を行うための第２通電用シーブとを備える。また、軟化装置には、冷却液貯留部における冷却液の液面位置を検出する液面位置検出部が設けられ、この液面位置検出部の検出結果に基づいて、第１通電用シーブと第２通電用シーブとの間における、線材の加熱経路長を制御する。

Description

線材の軟化装置及び線材の軟化方法
　この発明は、電線に用いられる線材を軟化させる技術に関する。
　自動車産業等において、電気通信等のための配線材として、例えば、軟銅線を撚り合わせた電線が用いられている。電線と各電気機器との接続は、電線の端部に圧着された端子をコネクタへ挿入し、このコネクタと電気機器側のコネクタとを相互接続することにより行われる。
　上記のような軟銅線は、線材を引き伸す工程、引き伸された線材を加熱軟化する工程等を経て製造される。線材を加熱軟化する技術として、特許文献１に開示のものがある。
　特許文献１では、線材は、２つの給電ロールに挟まれた加熱ゾーンを通過して通電加熱された後、冷却ゾーンにて水中で冷却されるようになっている。
特開平８－９２７７８号公報
　ところで、電線の端部に端子を圧着する場合、電線と端子との圧着強度をある程度確保する必要がある。しかしながら、電線と端子との圧着強度のばらつきが大きいと、電線と端子との圧着強度をある程度以上に確保することは困難となる。
　そこで、本発明は、電線と端子との圧着強度のばらつきを抑制できるようにすることを目的とする。
　上記課題を解決するため、第１の態様に係る線材の軟化装置は、冷却液を貯留する冷却液貯留部と、前記冷却液貯留部外に設けられ、線材を案内しつつ前記線材に電圧を印加するための第１通電用シーブと、前記冷却液貯留部内に設けられ、前記第１通電用シーブを経て供給される前記線材を案内しつつ前記線材に通電を行うための第２通電用シーブと、前記冷却液貯留部における前記冷却液の液面位置を検出する液面位置検出部と、前記液面位置検出部の検出結果に基づいて、前記第１通電用シーブと前記第２通電用シーブとの間における、前記線材の加熱経路長を制御する加熱経路長制御部とを備える。
　第２の態様は、第１の態様に係る線材の軟化装置であって、前記加熱経路長制御部は、前記冷却液貯留部内における前記冷却液の液面位置を調整する液面調整部を備え、前記液面位置検出部の検出結果に基づいて、前記冷却液貯留部内における前記冷却液の液面位置を一定範囲内に維持するように、前記液面調整部による調整動作が制御される。
　第３の態様は、第１の態様に係る線材の軟化装置であって、前記加熱経路長制御部は、前記第２通電用シーブに対する前記第１通電用シーブの位置を調整するシーブ位置調整部を備え、前記液面位置検出部の検出結果に基づいて、前記第１通電用シーブと前記冷却液貯留部内における前記冷却液の液面との距離を一定範囲内に維持するように、前記シーブ位置調整部による前記第１通電用シーブの位置調整動作が制御される。
　また、上記課題を解決するため、第４の態様に係る線材の軟化方法は、(a)冷却液貯留部外に設けられた第１通電用シーブから前記冷却液貯留部内に設けられた前記第１通電用シーブに向けて、前記第１通電用シーブと前記第２通電用シーブとの間で前記線材に通電しつつ前記線材を供給するステップと、(b)前記冷却液貯留部内の冷却水で前記線材を冷却するステップと、(c)前記冷却液貯留部における前記冷却液の液面位置の変動に基づいて、前記第１通電用シーブと前記第２通電用シーブとの間における、前記線材の加熱経路長を制御するステップとを備える。
　第１の態様に係る線材の軟化方法によると、前記液面位置検出部の検出結果に基づいて、前記第１通電用シーブと前記第２通電用シーブとの間における、前記線材の加熱経路長を制御するため、加熱経路長のばらつきを抑制して、電線と端子との圧着強度のばらつきを抑制できる。
　第２の態様によると、前記冷却液貯留部内における前記冷却液の液面位置を一定範囲内に維持することによって、加熱経路長のばらつきを抑制することができる。
　第３の態様によると、前記第１通電用シーブと前記冷却液貯留部内における前記冷却液の液面との距離を一定範囲内に維持することによって、加熱経路長のばらつきを抑制することができる。
　第４の態様に係る線材の軟化方法によると、前記冷却液貯留部における前記冷却液の液面位置の変動に基づいて、前記第１通電用シーブと前記第２通電用シーブとの間における、前記線材の加熱経路長を制御するため、加熱経路長のばらつきを抑制して、電線と端子との圧着強度のばらつきを抑制できる。
背景技術に係る線材Ｗの軟化装置を示す概略図である。 加熱条件（軟化温度×加熱時間）と破断荷重及び破断伸びの関係を示す図である。 冷却液の液面位置、冷却液の温度及び窒素量と破断荷重との関係を示す図である。 図３を各因子の水準毎に整理した図である。 第１実施形態に係る線材の軟化装置を示す概略図である。 同上の軟化装置における処理を示すフローチャートである。 第２実施形態に係る線材の軟化装置を示す概略図である。 同上の軟化装置における処理を示すフローチャートである。
　以下、実施形態に係る線材の軟化装置及び線材の軟化方法について説明する。
　＜背景＞
　まず、技術開発の背景について説明する。図１は背景技術に係る線材Ｗの軟化装置１００を示す概略図である。
　線材Ｗの軟化装置１００は、水槽１１０と、第１通電用シーブ１２０と、第２通電用シーブ１２２とを備えている。
　水槽１１０には、冷却液１１２が貯留されている。水槽１１０には、初期時に、作業者等によって所定の液面位置となるように液が供給される。
　第１通電用シーブ１２０及び第２通電用シーブ１２２は、線材Ｗを巻掛け可能な輪状部材である。第２通電用シーブ１２２は水槽１１０内に設けられ、第１通電用シーブ１２０は水槽１１０外であって第２通電用シーブ１２２の上方位置に設けられている。
　そして、伸線加工等された線材Ｗが、第１通電用シーブ１２０から第２通電用シーブ１２２を通って水槽１１０内の冷却液１１２に浸漬された後、水槽１１０から脱して巻取られる。
　上記第１通電用シーブ１２０及び第２通電用シーブ１２２には、加熱用電源が接続されており、第１通電用シーブ１２０と第２通電用シーブ１２２との間で線材Ｗに通電用の電圧が印加される。
　また、上記第１通電用シーブ１２０と第２通電用シーブ１２２との間を通る線材Ｗを覆うように筒部材１３０が設けられている。筒部材１３０の下端部は、冷却液１１２に浸かっている。筒部材１３０内には常時窒素が供給され、筒部材１３０内空間が常時窒素によって満たされるようになっている。この窒素は、加熱中における線材Ｗの酸化を抑制する役割を果す。
　そして、線材Ｗは、第１通電用シーブ１２０と第２通電用シーブ１２２との間で通電加熱され軟化される。また、このように加熱された線材Ｗが冷却液１１２内に浸漬されることによって、冷却され、その後、巻取等される。これにより、電線の芯線等として用いられる軟銅線である線材Ｗが製造される。
　このような軟化工程を経て製造された線材Ｗを複数撚り合せ、これを芯線として電線を製造した場合を想定する。この電線に端子を圧着する場合、電線と端子との圧着強度をある程度確保する必要がある。ここでは、電線と端子との圧着強度のばらつきを抑制するという観点から、電線と端子との圧着強度をある程度確保することを狙った。
　本願発明者は、電線と端子との圧着強度と線材Ｗの破断荷重とが正の相関関係にあることに鑑み、破断荷重のばらつきを抑制することを検討した。まず、本願発明者は、加熱条件（軟化温度×加熱時間）と破断荷重及び破断伸びの関係を実験してみた。ここで、破断荷重は線材Ｗをその長手方向に引張った場合に破断に至る荷重（Ｎ）であり、破断伸びは線材Ｗをその長手方向に引張った場合に破断に至った時点での永久伸び（元の長さに対する永久伸び量の１００分率比（％））である。
　また、上記線材の軟化装置１００を想定すると、軟化温度は理論的には下記式により導き出される。
　まず、第１通電用シーブ１２０と第２通電用シーブ１２２との間で線材Ｗに与えられる電力量［ＷＨ］は次式により求められる。なお、Ｓ［ｍ］は、第１通電用シーブ１２０と冷却液１１２の液面までの距離、Ｖ１[ｍ／ｍｉｎ]は線材Ｗの速度、Ｖ［Ｖ］は第１通電用シーブ１２０と第２通電用シーブ１２２との間の印加電圧、Ｉ［Ａ］は線材Ｗを流れる電流である。
　Ｗ[ＷＨ]＝｛Ｓ［ｍ］／Ｖ１[ｍ／ｍｉｎ]／６０［ｍｉｎ／Ｈ］｝×Ｖ［Ｖ］×Ｉ［Ａ］・・・（式１）
　また、第１通電用シーブ１２０と第２通電用シーブ１２２との間で線材Ｗに与えられる熱量Ｑ［ｃａｌ］は次のようになる。
　Ｑ［ｃａｌ］＝Ｗ[ＷＨ]×０．２３８９［ｃａｌ／Ｗ秒］×３６００［秒／Ｈ］・・・（式２）
　また、周囲温度をＴ１［℃］、軟化温度をＴ２［℃］、線材Ｗの比熱をｃ［ｃａｌ／ｇ・℃］、線材Ｗの重量をｍ［ｇ］とすると、上記熱量Ｑ［ｃａｌ］は次のようになる。
　Ｑ［ｃａｌ］＝ｍ［ｇ］×ｃ［ｃａｌ／ｇ・℃］×（Ｔ２［℃］－Ｔ１［℃］）・・・（式３）
　従って、式１と式２からＱ［ｃａｌ］を求め、これを式３に代入することで、理論上の軟化温度Ｔ２［℃］を求めることができる。
　上記を前提として、図１に示す軟化装置１００によって線材Ｗを軟化させた場合において、加熱条件（軟化温度×加熱時間、図２の横軸）と破断荷重（図２の縦軸）及び破断伸びの関係を示すと図２に示すようになる。図２から理解できるように、加熱条件の変化は、破断荷重に大きな影響を与える。このため、破断加重のばらつきを抑制するためには、加熱条件のばらつきを抑制することが好ましいと考えられる。
　しかも、破断荷重が大きく変動する加熱条件範囲と、破断伸びが大きく変動する加熱条件範囲とは、多くの範囲で重複しており、しかも、加熱条件が大きくなると破断荷重は小さくなる一方、破断伸びは大きくなる傾向となっている。このため、破断荷重と破断伸びとをなるべく大きい値で両立させるためにも、加熱条件のばらつきを抑制することが好ましいといえる。
　次に、本願発明者は、上記軟化装置１００を前提として、加熱条件のばらつきが破断加重のばらつきにどの程度の影響を与えるかを実験した。
　まず、上記軟化装置１００において、加熱条件のばらつきは何によって生じ得るかを検討した。上記軟化装置１００においては、線材Ｗの速度Ｖ１、印加電圧Ｖ［Ｖ］、電流Ｉ［Ａ］についてはある程度一定に維持されると想定される。一方、水槽１１０内における冷却液１１２は、熱による冷却液１１２の蒸発、線材Ｗへの冷却液１１２の付着等によって減少する。線材Ｗは、第１通電用シーブ１２０から冷却液１１２の液面間で、加熱されると考えられることから、冷却液１１２の液面位置の変動は、線材Ｗの加熱経路長Ｓ、即ち、加熱時間に影響を与える。以上より、本願発明者は、上記軟化装置１００において、加熱条件がばらつく主たる要因は、冷却液１１２の液面位置の変動であると推測した。
　そこで、冷却液１１２の液面位置を因子とし、この液面位置を標準（所定の標準高さ位置）、中間（標準位置よりも２ｃｍ低い位置）、低い（標準位置よりも４ｃｍ低い位置）に変えて、破断加重がどう変化するかを検討することとした。
　また、他の因子として、冷却液１１２の温度を低い、高いに変更し、また、窒素量を高い、標準、低いに変更した場合に、破断荷重がどう変化するかについても検討することとした。
　実験計画法に従い、冷却液１１２の液面（位置）、冷却液１１２の温度、窒素量の組合わせを決定して実験を行ったところ、図３に示すようになった。なお、図３において、各試験結果は、３回試験を行った破断荷重の平均値である。これを各因子の水準毎に整理すると、図４に示すようになった。
　図４から、冷却液１１２の液面位置変化は、冷却液１１２の温度変化、窒素量の変化に比べて、破断荷重の変化に大きな影響を及すことがわかった。
　以上より、本願発明者は、電線と端子との圧着強度のばらつき、即ち、破断荷重のばらつきを抑制するためには、図１に示す軟化装置１００において、液面の位置を一定範囲にすることが好ましいことを見出した。さらに、液面の位置の変動は、線材Ｗの加熱経路長Ｓに変動を与えていることから、結局は、線材Ｗの加熱経路長Ｓを一定範囲にすることが好ましいことを見出した。
　＜線材の軟化装置及び線材の軟化方法＞
　上記知見に鑑み本願発明者が創作した線材Ｗの軟化装置及び線材Ｗの軟化方法について説明する。
　＜第１実施形態＞
　まず、第１実施形態に係る線材Ｗの軟化装置１０について説明する。図５は線材Ｗの軟化装置１０を示す概略図である。この軟化装置１０は、冷却液貯留部２０と、第１通電用シーブ３０と、第２通電用シーブ３２と、液面位置検出部４０と、加熱経路長制御部５０とを備えている。
　冷却液貯留部２０は、上方に開口する器状に形成されており、内部に冷却液２２が貯留されている。冷却液２２としては、水等の液体が用いられる。
　第１通電用シーブ３０及び第２通電用シーブ３２は、線材Ｗを巻掛け可能な輪状部材であり、第２通電用シーブ１２２は冷却液貯留部２０内に設けられ、第１通電用シーブ３０は冷却液貯留部２０外であって第２通電用シーブ１２２の鉛直方向上方位置に設けられている。ここでは、第２通電用シーブ１２２は、線材Ｗを加熱軟化させるために必要な距離を考慮して、冷却液２２の液面に対して十分に離れた上方位置に配設されている。
　そして、伸線加工等された線材Ｗが、第１通電用シーブ３０から第２通電用シーブ３２を経由して案内されつつ冷却液貯留部２０内の冷却液２２に浸漬された後、冷却液貯留部２０から脱して巻取られる。
　また、上記第１通電用シーブ３０及び第２通電用シーブ３２には、加熱用電源が接続されており、第１通電用シーブ３０と第２通電用シーブ３２との間で線材Ｗに通電用の電圧を印加できるようになっている。
　また、上記第１通電用シーブ３０と第２通電用シーブ３２との間を通る線材Ｗを覆うように筒部材３８が設けられている。筒部材３８の下端部は、冷却液２２に浸かっている。筒部材３８内には常時窒素が供給され、筒部材３８内空間が常時窒素によって満たされるようになっている。この窒素は、加熱中における線材Ｗの酸化を抑制する役割を果す。
　そして、線材Ｗは、第１通電用シーブ３０と第２通電用シーブ３２との間で通電加熱され軟化される。また、このように加熱された線材Ｗが冷却液２２内に浸漬されることによって、冷却され、その後、巻取等される。
　この軟化装置１０は、線材Ｗの加熱経路長Ｓのばらつきを抑制するため、液面位置検出部４０と、加熱経路長制御部５０とを備えている。
　液面位置検出部４０は、冷却液貯留部２０における冷却液２２の液面位置を検出可能に構成されている。液面位置検出部４０としては、液面での反射現象を利用した光学式或は超音波式のセンサ等であってもよいし、電極が液体に浸漬されることによって導通が得られることを利用した電極式の検出部であってもよいし、また、液面に浮べられたフロータの位置によって液面位置を検出するものであってもよい。
　加熱経路長制御部５０は、液面位置検出部４０の検出結果に基づいて、第１通電用シーブ３０と第２通電用シーブ３２との間における、線材Ｗの加熱経路長制御部５０を制御するように構成されている。ここで、線材Ｗは、第１通電用シーブ３０と第２通電用シーブ３２との間で通電されるものの、冷却液２２に浸漬された部分では十分に温度は低くなる。このため、線材Ｗは、第１通電用シーブ３０と冷却液２２の液面との間で加熱軟化されると考えられる。つまり、線材Ｗに対する加熱経路長Ｓは、第１通電用シーブ３０と冷却液２２の液面との距離で決定され、従って、加熱経路長Ｓのばらつきを抑制するためには、液面位置を一定範囲に維持するように調整するか、もしくは、第１通電用シーブ３０の位置を調整すればよいことになる。
　ここでは、加熱経路長制御部５０は、液面調整部５２と、制御ユニット６０とを備えている。
　液面調整部５２は、液面位置検出部４０の検出結果に基づいて、冷却液貯留部２０内における冷却液２２の液面位置を調整可能に構成されている。ここでは、液面調整部５２は、図示省略の冷却液供給源（タンク等）に接続された給水管５４と、給水管５４の途中に設けられた給水ポンプ５６とを有している。給水管５４の給水口は、冷却液貯留部２０内に冷却液２２を供給可能な位置に設けられている。そして、給水ポンプ５６の駆動によって、冷却液２２を冷却液貯留部２０内に供給できるようになっている。なお、給水管５４を流れる冷却液２２自体に送給用の圧力が加えられている場合には、給水ポンプ５６に代えて、電磁バルブ等を用いてもよい。いずれにせよ、ここでは、液面調整部５２は、冷却液貯留部２０に対して冷却液２２を供給することによって、冷却液貯留部２０内における冷却液２２の液面位置を調整可能に構成されている。
　なお、液面調整部５２は、冷却液貯留部２０内の冷却液２２を排水するための排水管及びその排水管に設けられた電磁バルブ等を備えていてもよい。これにより、冷却液貯留部２０内に冷却液２２が過多に供給された場合に、当該冷却液２２を排水することができる。もっとも、線材Ｗの送給中においては、通常、冷却液２２は、蒸発或は線材Ｗへの冷却液１１２の付着等によって減少するのみであるため、そのような排水用の構成は無くても問題はない。
　なお、冷却液２２の液面位置を一定範囲内に維持するためには、必ずしも冷却液貯留部２０内に冷却液２２を足す必要はない。例えば、冷却液貯留部２０内に他の物体を沈める等して、冷却液貯留部２０の容積を変更させるような構成であってもよい。
　制御ユニット６０は、上記液面位置検出部４０の検出結果に基づいて、冷却液貯留部２０内における冷却液の液面位置を一定範囲に維持するように、液面調整部５２による調整動作を制御する。
　ここでは、制御ユニット６０は、マイクロプロセッサと、マイクロプロセッサと結合された主記憶部と、補助記憶部とを有している。主記憶部は、ＲＡＭ（Random Access Memory）等によって構成され、補助記憶部は、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ(Erasable Programmable ROM)、ハードディスク装置等の非一時的な記憶装置によって構成されている。補助記憶部には、マイクロコンピュータに対する指示を記述したプログラムが格納されており、マイクロプロセッサは、当該プログラムを読込んで後述する各処理ステップを実行することで、液面調整部５２による調整動作を制御する。
　図６は制御ユニット６０が実行する処理を示すフローチャートである。
　まず、ステップＳ１において、液面位置検出部４０を通じて液面の位置が取得される。
　次にステップＳ２において、液面位置が第１基準位置より低いか否かが判定される。第１基準位置は、作業者等により予め設定された値であり、制御ユニット６０の補助記憶部に記憶されている。第１基準位置は、狙いとする破断荷重を得るために適切な加熱軟化条件範囲（加熱経路長Ｓの範囲）に応じて設定される値であり、好ましくは、加熱経路長Ｓの範囲の上限値に応じた位置として設定される。加熱軟化条件範囲（加熱経路長Ｓの範囲）自体は、必要な破断荷重等に応じて実験的、経験的に決定される。そして、ステップＳ２において、ＹＥＳと判定されるとステップＳ３に進み、ＮＯと判定されるとステップＳ４に進む。なお、液面位置が第１基準位置と同じである場合には、ステップＳ３、Ｓ４のどちらに進んでもよい。
　ステップＳ３では、制御ユニット６０は、給水ポンプ５６にオン指令を与える。これにより、給水ポンプ５６が冷却液２２を送る動作を開始し、冷却液２２が冷却液貯留部２０に供給され、冷却液貯留部２０内における冷却液２２の液面位置が上昇する。この後、ステップＳ１に戻る。
　一方、ステップＳ２において、液面位置が第１基準位置より低くないと判定された場合、ステップＳ４に進む。ステップＳ４では、液面位置は第２基準位置より高いか否かが判定される。第２基準位置も、作業者等により予め設定された値であり、制御ユニット６０の補助記憶部に記憶されている。第２基準位置は、狙いとする破断荷重を得るために適切な加熱軟化条件範囲（加熱経路長Ｓの範囲）に応じて設定される値であり、好ましくは、加熱経路長Ｓの範囲の下限値に応じた位置として設定される。第２基準位置は第１基準位置と同じであってもよい。そして、ステップＳ４において、ＹＥＳと判定された場合ステップＳ５に進み、ＮＯと判定された場合ステップＳ１に戻る。なお、液面位置が第２基準位置と同じである場合、ステップＳ４，Ｓ５のいずれに進んでもよい。
　ステップＳ５では、給水ポンプ５６にオフ指令を与える。これにより、給水ポンプ５６が冷却液２２を送る動作を停止する。この後、ステップＳ１に戻る。
　上記処理を繰返すことで、冷却液貯留部２０内における冷却液２２の液面位置は、第１基準位置と第２基準位置との間に保たれる。
　なお、制御ユニット６０の一部又は全部がハードウェアによって実現されてもよい。つまり、制御ユニット６０は、液面位置検出部４０の検出結果に応じて、液面調整部５２の動作を制御できる構成であればよい。
　また、例えば、液面位置検出部として、通常状態ではオン信号（又はオフ信号）を出力し、液面位置が所定値以下になるとオフ信号（又はオン信号）を出力する構成のものを用いた場合、液面位置検出部からのオフ信号（又はオン信号）に応じた信号に基づいて給水ポンプ５６の動作が制御されるようにしてもよい。
　以上のように構成された線材の軟化装置１０及び線材Ｗの軟化方法によると、冷却液貯留部２０内における冷却液２２の液面位置は、第１基準位置と第２基準位置との間に保たれる。これにより、第１通電用シーブ３０と冷却液２２の液面との距離、つまり、第１通電用シーブ３０と第２通電用シーブ３２との間における線材Ｗの加熱経路長Ｓは一定範囲に維持される。このため、線材Ｗに対する加熱経路長Ｓのばらつきを抑制して、破断荷重、つまり、電線と端子との圧着強度のばらつきを抑制できる。
　＜第２実施形態＞
　次に、第２実施形態に係る線材Ｗの軟化装置１０Ｂについて説明する。なお、説明にあたって、上記第１実施形態で説明したものと同様構成要素については同一符合を付して説明を省略する。図７は線材Ｗの軟化装置１０Ｂを示す概略図である。この軟化装置１０Ｂは、冷却液貯留部２０と、第１通電用シーブ３０と、第２通電用シーブ３２と、液面位置検出部４０と、加熱経路長制御部５０Ｂとを備えている。
　冷却液貯留部２０、第１通電用シーブ３０及び第２通電用シーブ３２、液面位置検出部４０自体は、上記第１実施形態で説明したものと同じである。
　加熱経路長制御部５０Ｂは、第２通電用シーブ３２に対する第１通電用シーブ３０の位置を調整するシーブ位置調整部７０と制御ユニット６０Ｂを備えている。シーブ位置調整部７０は、直線上における位置制御可能なリニアモータ等によって構成されており、第１通電用シーブ３０の上方位置に配設されている。そして、第２通電用シーブ３２を、第１通電用シーブ３０の上方で鉛直方向に沿って上下移動可能かつ位置調整可能に支持できるようになっている。
　制御ユニット６０Ｂは、液面位置検出部４０の検出結果に基づいて、第１通電用シーブ３０と冷却液貯留部２０内における冷却液２２の液面との距離を一定範囲内に維持するように、シーブ位置調整部７０による第１通電用シーブ３０の位置調整動作を制御するように構成されている。
　ここでは、制御ユニット６０Ｂは、上記制御ユニット６０と同様に、マイクロプロセッサと、マイクロプロセッサと結合された主記憶部と、補助記憶部とを有する構成により実現されている。
　図８は制御ユニット６０Ｂが実行する処理を示すフローチャートである。
　まず、ステップＳ１１において、液面位置検出部４０を通じて液面の位置が取得される。ここでは、液面位置は、連続的或は多段階的な値として取得される。
　次にステップＳ１２において、取得された液面の位置に応じて、シーブ位置調整部７０に対して第１通電用シーブ３０の位置に関する指令が出力され、これにより、第１通電用シーブ３０が前記指令に応じた位置に移動する。シーブ位置調整部７０に対する位置指令は、狙いとする破断荷重を得るために適切な加熱軟化条件範囲（加熱経路長Ｓの範囲）とするための指令である。かかる位置は、例えば、狙いとする破断荷重を得るために適切な適正液面位置が予め設定され、この適正液面位置と取得された液面位置との差分として求められる。第１通電用シーブ３０は、液面に対して好ましい加熱経路長Ｓに応じた位置となるように移動する。この後、ステップＳ１１に戻る。
　上記処理を繰返すことで、冷却液２２の液面と第１通電用シーブ３０との距離は、一定範囲内に維持される。
　なお、制御ユニット６０Ｂの一部又は全部がハードウェアによって実現されてもよい。つまり、制御ユニット６０Ｂは、液面位置検出部４０の検出結果に応じて、シーブ位置調整部７０の動作を制御できる構成であればよい。
　この線材Ｗの軟化装置１０Ｂ及び軟化方法によると、液面位置の変動に応じて第１通電用シーブ３０を移動させることによって、第１通電用シーブ３０と冷却液２２の液面位置とは一定距離範囲に維持される。これにより、第１通電用シーブ３０と第２通電用シーブ３２との間における線材Ｗの加熱経路長Ｓは一定範囲に維持され、上記と同様に、線材Ｗに対する加熱経路長Ｓのばらつきを抑制して、破断荷重、つまり、電線と端子との圧着強度のばらつきを抑制できる。
　＜変形例＞
　なお、上記各実施形態及び各変形例で説明した各構成は、相互に矛盾しない限り適宜組合わせることができる。
　以上のようにこの発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。

Claims (4)

  1. 　冷却液を貯留する冷却液貯留部と、
    　前記冷却液貯留部外に設けられ、線材を案内しつつ前記線材に電圧を印加するための第１通電用シーブと、
    　前記冷却液貯留部内に設けられ、前記第１通電用シーブを経て供給される前記線材を案内しつつ前記線材に通電を行うための第２通電用シーブと、
    　前記冷却液貯留部における前記冷却液の液面位置を検出する液面位置検出部と、
    　前記液面位置検出部の検出結果に基づいて、前記第１通電用シーブと前記第２通電用シーブとの間における、前記線材の加熱経路長を制御する加熱経路長制御部と、
    　を備える線材の軟化装置。
  2. 　請求項１記載の線材の軟化装置であって、
    　前記加熱経路長制御部は、
    　前記冷却液貯留部内における前記冷却液の液面位置を調整する液面調整部を備え、
    　前記液面位置検出部の検出結果に基づいて、前記冷却液貯留部内における前記冷却液の液面位置を一定範囲内に維持するように、前記液面調整部による調整動作が制御される、線材の軟化装置。
  3. 　請求項１記載の線材の軟化装置であって、
    　前記加熱経路長制御部は、
    　前記第２通電用シーブに対する前記第１通電用シーブの位置を調整するシーブ位置調整部を備え、
    　前記液面位置検出部の検出結果に基づいて、前記第１通電用シーブと前記冷却液貯留部内における前記冷却液の液面との距離を一定範囲内に維持するように、前記シーブ位置調整部による前記第１通電用シーブの位置調整動作が制御される、線材の軟化装置。
  4. (a)冷却液貯留部外に設けられた第１通電用シーブから前記冷却液貯留部内に設けられた前記第１通電用シーブに向けて、前記第１通電用シーブと前記第２通電用シーブとの間で前記線材に通電しつつ前記線材を供給するステップと、
    (b)前記冷却液貯留部内の冷却水で前記線材を冷却するステップと、
    (c)前記冷却液貯留部における前記冷却液の液面位置の変動に基づいて、前記第１通電用シーブと前記第２通電用シーブとの間における、前記線材の加熱経路長を制御するステップと、
    　を備える線材の軟化方法。
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