線材の軟化装置及び線材の軟化方法
【課題】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。
【解決手段】軟化装置１０は、冷却液２２を貯留する冷却液貯留部２０と、冷却液貯留部２０外に設けられ、線材Ｗを案内しつつ線材Ｗに電圧を印加するための第１通電用シーブ３０と、冷却液貯留部２０内に設けられ、第１通電用シーブ３０を経て供給される線材Ｗを案内しつつ線材Ｗに通電を行うための第２通電用シーブ３０とを備える。また、軟化装置１０には、冷却液貯留部２０における冷却液２２の液面位置を検出する液面位置検出部４０が設けられ、この液面位置検出部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Ｓを制御する。
【解決手段】軟化装置１０は、冷却液２２を貯留する冷却液貯留部２０と、冷却液貯留部２０外に設けられ、線材Ｗを案内しつつ線材Ｗに電圧を印加するための第１通電用シーブ３０と、冷却液貯留部２０内に設けられ、第１通電用シーブ３０を経て供給される線材Ｗを案内しつつ線材Ｗに通電を行うための第２通電用シーブ３０とを備える。また、軟化装置１０には、冷却液貯留部２０における冷却液２２の液面位置を検出する液面位置検出部４０が設けられ、この液面位置検出部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Ｓを制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−９２７７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【発明の効果】
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】背景技術に係る線材Ｗの軟化装置を示す概略図である。
【図２】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。
【図３】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４】図３を各因子の水準毎に整理した図である。
【図５】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。
【図６】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。
【図７】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。
【図８】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。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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。
【００１８】
＜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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
＜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。
【００４３】
＜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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
＜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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
＜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。
【００８１】
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。
【符号の説明】
【００８２】
１０、１０Ｂ 軟化装置
２０ 冷却液貯留部
２２ 冷却液
３０ 第１通電用シーブ
３２ 第２通電用シーブ
４０ 液面位置検出部
５０、５０Ｂ 加熱経路長制御部
５２ 液面調整部
６０、６０Ｂ 制御ユニット
７０ シーブ位置調整部
Ｗ 線材
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−９２７７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【発明の効果】
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】背景技術に係る線材Ｗの軟化装置を示す概略図である。
【図２】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。
【図３】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４】図３を各因子の水準毎に整理した図である。
【図５】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。
【図６】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。
【図７】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。
【図８】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。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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。
【００１８】
＜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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
＜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。
【００４３】
＜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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
＜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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
＜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。
【００８１】
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。
【符号の説明】
【００８２】
１０、１０Ｂ 軟化装置
２０ 冷却液貯留部
２２ 冷却液
３０ 第１通電用シーブ
３２ 第２通電用シーブ
４０ 液面位置検出部
５０、５０Ｂ 加熱経路長制御部
５２ 液面調整部
６０、６０Ｂ 制御ユニット
７０ シーブ位置調整部
Ｗ 線材
【特許請求の範囲】
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−８７３６０（Ｐ２０１３−８７３６０Ａ）
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３２５１３（Ｐ２０１１−２３２５１３）
【出願日】平成２３年１０月２４日（２０１１．１０．２４）
【出願人】（０００１８３４０６）住友電装株式会社 (6,135)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２４日（２０１１．１０．２４）
【出願人】（０００１８３４０６）住友電装株式会社 (6,135)
【Ｆターム（参考）】
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