(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
線状の導体を連続的に加熱及び冷却する導体軟化処理装置であって、
上記導体をその軸方向に連続的に搬送する送り機構と、
上記送り機構により搬送される導体を加熱するヒーターと、
上記ヒーターにより加熱された導体を浸漬する冷却水を貯留する冷却槽と、
上記冷却槽に貯留されている冷却水の溶存酸素量を予め定められる設定範囲内に維持する溶存酸素量調節機構とを備え、
上記設定範囲が０．３ｍｇ／Ｌ以上２ｍｇ／Ｌ以下であり、
上記溶存酸素量調節機構が、上記冷却槽に冷却水を供給する供給部と、上記冷却槽に貯留されている冷却水の溶存酸素量を測定する溶存酸素量検出部とを有し、
上記供給部と共に上記冷却水の溶存酸素量を設定範囲に保ちかつ上記冷却水の水位を予定範囲に保つオーバーフロー機構を上記冷却槽が有し、
上記オーバーフロー機構がトラップを含み、
上記冷却槽の上部が蓋体で封止され、
上記供給部の冷却水供給口と上記オーバーフロー機構とが上記冷却槽で離間して配置され、
上記溶存酸素量検出部が、上記冷却水に上記導体が進入する位置近傍に配置される導体軟化処理装置。
【請求項２】
上記溶存酸素量調節機構が、上記溶存酸素量検出部の検出値を上記設定範囲内に維持するよう上記供給部の冷却水供給量を制御する制御部をさらに有する請求項１に記載の導体軟化処理装置。
【請求項３】
上記溶存酸素量調節機構が、上記供給部が供給する冷却水の溶存酸素量を低減する脱酸素部をさらに有する請求項２に記載の導体軟化処理装置。
【請求項４】
少なくとも上記ヒーターから冷却槽の水面までの間の導体が挿通される管状部材をさらに備える請求項１、請求項２又は請求項３に記載の導体軟化処理装置。
【請求項５】
線状の導体を連続的に加熱及び冷却する導体軟化処理方法であって、
上記導体をその軸方向に連続的に搬送する工程と、
上記搬送される導体を加熱する工程と、
上記加熱された導体を冷却水への浸漬により冷却する工程と、
上記冷却水の溶存酸素量を予め定められる設定範囲内に維持する工程と
を備え、
上記設定範囲が０．３ｍｇ／Ｌ以上２ｍｇ／Ｌ以下であり、
上記維持工程が、上記冷却水を冷却槽に供給する供給部及び上記冷却槽に貯留されている冷却水の溶存酸素量を測定する溶存酸素量検出部を有する溶存酸素量調節機構で行われ、
上記供給部と共に上記冷却水の溶存酸素量を設定範囲に保ちかつ上記冷却水の水位を予定範囲に保つオーバーフロー機構を上記冷却槽が有し、
上記オーバーフロー機構がトラップを含み、
上記冷却槽の上部が蓋体で封止され、
上記供給部の冷却水供給口と上記オーバーフロー機構とが上記冷却槽で離間して配置され、
上記溶存酸素量検出部が、上記冷却水に上記導体が進入する位置近傍に配置される導体軟化処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導体軟化処理装置及び導体軟化処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばエナメル電線やビニル絶縁電線等の芯線として線状の導体が用いられている。このような導体は、例えばコイルを作成するために巻回加工されたりするので可撓性を有することが必要である。このため、電線の製造においては、導体の可撓性を確保するために導体に熱処理を施して軟化させる工程を設けることが多い。しかしながら、熱処理での加熱により導体が酸化されて電気的及び機械的な性能が低下する場合がある。例えば、導体の表面が酸化されると、導体表面に形成される塗膜等との密着性が低下するという不都合が生じ得る。
【０００３】
そこで、加熱されてから冷却されるまでの導体の雰囲気を無酸素状態とすることによって、酸化を防止する方法が採用されている。例えば、ヒーターで加熱されてから水槽に貯留されている冷却水内を通過するよう導体を連続的に搬送する軟化処理装置において、加熱されてから冷却水の水面に至るまでの導体を取り囲むよう管状体を配置し、この管状体の内部が導体を冷却する際に発生する冷却水の水蒸気で満たされるようにする導体軟化処理装置が提案されている（特開２０１４−１４２０号公報参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１４２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記公報に開示される導体軟化処理装置では、導体の表面に形成される酸化被膜の厚さを低減することができるが、導体の酸化の防止が十分とはいえず、さらに酸化を抑制できる技術が望まれている。
【０００６】
本発明は、上述のような事情に基づいてなされたものであり、導体の酸化を抑制できる導体軟化処理装置及び導体軟化処理方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するためになされた本発明の一態様に係る導体軟化処理装置は、線状の導体を連続的に加熱及び冷却する導体軟化処理装置であって、上記導体をその軸方向に連続的に搬送する送り機構と、上記送り機構により搬送される導体を加熱するヒーターと、上記ヒーターにより加熱された導体を浸漬する冷却水を貯留する冷却槽と、上記冷却槽に貯留されている冷却水の溶存酸素量を予め定められる設定範囲内に維持する溶存酸素量調節機構とを備える。
【０００８】
また、上記課題を解決するためになされた本発明の別の態様に係る導体軟化処理方法は、線状の導体を連続的に加熱及び冷却する導体軟化処理方法であって、上記導体をその軸方向に連続的に搬送する工程と、上記搬送される導体を加熱する工程と、上記加熱された導体を冷却水への浸漬により冷却する工程と、上記冷却水の溶存酸素量を予め定められる設定範囲内に維持する工程とを備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の一態様に係る導体軟化処理装置及び別の態様に係る導体軟化処理方法は、導体の酸化を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の一実施形態の導体軟化処理装置の装置構成を示す模式図である。
【図２】図２は、本発明の評価試験に係る酸化被膜の厚さ測定の結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［本発明の実施形態の説明］
本発明の一態様に係る導体軟化処理装置は、線状の導体を連続的に加熱及び冷却する導体軟化処理装置であって、上記導体をその軸方向に連続的に搬送する送り機構と、上記送り機構により搬送される導体を加熱するヒーターと、上記ヒーターにより加熱された導体を浸漬する冷却水を貯留する冷却槽と、上記冷却槽に貯留されている冷却水の溶存酸素量を予め定められる設定範囲内に維持する溶存酸素量調節機構とを備える。
【００１２】
当該導体軟化処理装置は、冷却水の溶存酸素量が上記設定範囲内の冷却水に加熱後の導体を浸漬することによって、加熱状態から冷却される導体の周囲の酸素量を低減して、導体の酸化を抑制することができる。特に、加熱状態から冷却される導体の周囲の酸素量を精密に調節することにより、導体表面に比較的密着性の高い酸化被膜を形成させることができる。
【００１３】
上記溶存酸素量調節機構が、上記冷却槽に冷却水を供給する供給部と、上記冷却槽に貯留されている冷却水の溶存酸素量を測定する溶存酸素量検出部と、上記溶存酸素量検出部の検出値を上記設定範囲内に維持するよう上記供給部の冷却水供給量を制御する制御部とを有するとよい。このように、溶存酸素量調節機構が供給部、溶存酸素量検出部及び制御部を有することによって、冷却槽に貯留されている冷却水の溶存酸素量を確実に上記設定範囲内に維持することができる。
【００１４】
上記溶存酸素量調節機構が、上記供給部が供給する冷却水の溶存酸素量を低減する脱酸素部をさらに有するとよい。このように、溶存酸素量調節機構が脱酸素部を有することによって、冷却槽に貯留されている冷却水の溶存酸素量を低減して、確実に上記設定範囲内に維持することができる。
【００１５】
上記冷却槽が、冷却水の水位を予定範囲に保つオーバーフロー機構を有しているとよい。このように、冷却槽がオーバーフロー機構を有することにより、冷却槽に新しい冷却水を補給して冷却槽内に貯留する冷却水を入れ替えることができ、冷却水の溶存酸素量をより確実に低く保つことができる。
【００１６】
少なくとも上記ヒーターから冷却槽の水面までの間の導体が挿通される管状部材をさらに備えるとよい。このように、管状部材を備えることによって、導体の周囲を水蒸気で満たし、導体への酸素の供給をより確実に遮断することができる。
【００１７】
上記冷却槽の上部が蓋体で封止されているとよい。このように、冷却槽を蓋体で封止することにより、冷却槽に貯留する冷却水に空気中の酸素が溶け込むことを防止することができる。
【００１８】
上記設定範囲の上限としては、６ｍｇ／Ｌが好ましい。このように、上記設定範囲の上限を６ｍｇ／Ｌとすることによって、通常の水よりも溶存酸素量を低く維持し、導体の酸化を抑制する効果を顕著にすることができる。
【００１９】
本発明の別の態様に係る導体軟化処理方法は、線状の導体を連続的に加熱及び冷却する導体軟化処理方法であって、上記導体をその軸方向に連続的に搬送する工程と、上記搬送される導体を加熱する工程と、上記加熱された導体を冷却水への浸漬により冷却する工程と、上記冷却水の溶存酸素量を予め定められる設定範囲内に維持する工程とを備える。
【００２０】
当該導体軟化処理方法は、溶存酸素量が上記設定範囲内の冷却水で加熱した導体を冷却するので、加熱状態から冷却される導体の周囲の酸素量を小さくして、導体の酸化を抑制することができる。
【００２１】
ここで、「溶存酸素量」とは、ＪＩＳ−Ｋ−０１０１（１９９８）に準拠して測定される値である。
【００２２】
［本発明の実施形態の詳細］
以下、本発明に係る導体軟化処理装置の実施形態について図面を参照しつつ詳説する。
【００２３】
図１の導体軟化処理装置は、線状の導体Ｃを連続的に加熱及び冷却することにより、軟化させる熱処理装置である。この導体軟化処理装置は、導体Ｃをその軸方向に連続的に搬送する送り機構１と、この送り機構１により搬送される導体Ｃを加熱するヒーター２と、このヒーター２により加熱された導体Ｃを浸漬する冷却水Ｗを貯留する冷却槽３と、少なくともヒーター２から冷却槽３の水面までの間の導体Ｃが挿通される管状部材４と、冷却槽３に貯留されている冷却水Ｗの溶存酸素量を予め定められる設定範囲内に維持する溶存酸素量調節機構５と、導体Ｃにエアーを吹き付けて表面に付着している水分を除去するエアーブロー６とを備える。
【００２４】
＜導体＞
当該導体軟化処理装置において軟化処理される導体Ｃとしては、特に限定されないが、例えば銅線、銅合金線、錫めっき線、アルミニウム線、アルミニウム合金線、鋼心アルミニウム線、カッパーフライ線、ニッケルめっき銅線、銀めっき銅線、銅覆アルミニウム線等が挙げられ、典型的には銅線とされる。導体Ｃの平均断面積としては、特に限定されないが、例えば０．０１ｍｍ２以上１０ｍｍ２以下とされる。また、導体Ｃの断面形状としては、典型的には円形状とされるが、特に限定されず、例えば長方形状であってもよい。
【００２５】
＜送り機構＞
送り機構１は、導体Ｃが架け渡される複数のガイドシーブ（プーリー）１ａ，１ｂ，１ｃを含み、導体Ｃを矢印Ｄで示す一定の方向に搬送するよう構成される。この送り機構１は、上流側のガイドシーブ１ａ及び下流側のガイドシーブ１ｃが冷却槽３の上方に配設され、中間のガイドシーブ１ｂが冷却槽３の中に配設されることにより、冷却槽３に貯留されている冷却水の中を通過させるよう導体Ｃを搬送する。好ましくは、送り機構１は、冷却槽３に貯留されている冷却水に鉛直方向下向きに進入するよう導体Ｃを搬送する。
【００２６】
送り機構１による導体Ｃの搬送速度としては、特に限定されないが、例えば１ｍ／ｍｉｎ以上１０００ｍ／ｍｉｎ以下、典型的には５ｍ／ｍｉｎ以上１００ｍ／ｍｉｎ以下とされる。
【００２７】
＜ヒーター＞
ヒーター２は、後述する管状部材４の外側に配設される螺旋状の誘導加熱コイルである。この誘導加熱コイルは、不図示の高周波電源により高周波電流が印可されることにより高周波磁界を生成する。この高周波磁界は、導体Ｃ中にジュール損を生じる渦電流を誘起する。つまり、ヒーター２は、導体Ｃ中に渦電流を生じさせてジュール損によって導体Ｃ自体を発熱させる。
【００２８】
このヒーター２は、後述する管状部材４の外側に配置することにより、管状部材４の内径、ひいては内容積を小さくすることができ、導体Ｃの周囲の酸素をより効果的に排除できる。また、誘導加熱コイルからなるヒーター２を管状部材４の外側に配置することにより、誘導加熱コイルを冷媒等により冷却することができ、出力を大きくすることが容易となる。
【００２９】
ヒーター２による加熱温度としては、導体Ｃの材質等に応じて選択されるが、例えば３００℃以上５００℃以下とされる。
【００３０】
ヒーター２の導体Ｃ軸方向の長さとしては、導体Ｃを十分に加熱できるものであればよく、そのコイル線径（印加可能な電流の上限）等にもよるが、例えば１０ｃｍ以上２００ｃｍ以下とされる。
【００３１】
＜冷却槽＞
冷却槽３は、冷却水Ｗを貯留する上部が開放した水槽である。この冷却槽３は、管状部材４に貫通され、さらに導体Ｃが抜け出る小孔が形成された蓋体７により上部が封止されている。また、冷却槽３は、冷却水Ｗの水位を予定範囲に保つオーバーフロー機構８を有する。
【００３２】
この冷却槽３の容量としては、特に限定されず、ガイドシーブ１ｂの大きさ等に応じて選択される。冷却槽３を構成する材料としては、例えば金属、樹脂、ガラス等の一種又は複数種の組合せが用いられる。
【００３３】
（冷却水）
冷却水Ｗは、冷却槽３内に、管状部材４の下端を浸漬するよう貯留される。
【００３４】
冷却槽３内の冷却水Ｗの溶存酸素量の上記設定範囲の下限値としては、０．１ｍｇ／Ｌが好ましく、０．３ｍｇ／Ｌがより好ましい。一方、上記設定範囲の上限値としては、６ｍｇ／Ｌが好ましく、３ｍｇ／Ｌがより好ましく、２ｍｇ／Ｌがさらに好ましく、１ｍｇ／Ｌが特に好ましい。冷却槽３内の冷却水Ｗの溶存酸素量を上記設定範囲の下限値に満たないようにするためには、大きな設備コスト及びランニングコストが必要となり、不経済となるおそれや、中途半端に酸化被膜が形成されることにより導体Ｃの表面の密着性が低くなるおそれがある。逆に、冷却槽３内の冷却水Ｗの溶存酸素量が上記上限を超える場合、導体Ｃの酸化を十分に抑制できないおそれがある。つまり、冷却槽３内の冷却水Ｗの溶存酸素量は、大気開放状態の水の溶存酸素量より低い値に維持されることが好ましいが、小さければ小さいほど軟化処理後の導体Ｃの表面の密着性を向上できるというわけではない。従って、冷却槽３内の冷却水Ｗの溶存酸素量を上記の好ましい範囲内に維持することで軟化処理後の導体Ｃの表面の密着性を最大化することができる。なお、オペレーション及び制御上の問題がなければ、上記設定範囲の下限値は０ｍｇ／Ｌであってもよい。この場合、冷却槽３内の冷却水Ｗの溶存酸素量は、予め設定される設定値（上記設定範囲の上限に相当）以下でありさえすればよい。また、上記設定範囲の下限値は上限値と同じであってもよい。つまり、冷却槽３内の冷却水Ｗの溶存酸素量は、後述する溶存酸素量調節機構５によって、設定値からの差が極力小さくなるよう調節されてもよい。
【００３５】
上記ヒーター２と冷却槽３における冷却水Ｗの液面との離間距離としては、特に限定されず、導体Ｃの搬送速度にもよるが、例えば５０ｍｍ以上２００ｍｍ以下とされる。
【００３６】
上記冷却槽３における導体Ｃの浸漬深さ、つまり冷却水Ｗの液面から冷却槽３内のガイドシーブ１ｂの下端までの垂直距離としては、導体Ｃの断面積や搬送速度に応じて導体Ｃを十分に冷却できる深さとされる。
【００３７】
（蓋体）
蓋体７は、冷却槽３への空気の出入りを制限するが、冷却槽３内の圧力を大気圧と異ならせるほどの気密性は有しない。この蓋体７を構成する材料としては、例えば金属、樹脂、ガラス等の一種又は複数種の組合せが用いられる。
【００３８】
（オーバーフロー機構）
オーバーフロー機構８は、冷却槽３の水位が一定の高さ以上とならないよう、冷却水Ｗをオーバーフローさせる。このオーバーフロー機構８を有することにより、冷却槽３内の冷却水Ｗに雰囲気中の酸素が溶け込んで溶存酸素量が上昇しても、冷却槽３に後述する溶存酸素量調節機構５から溶存酸素量の小さい新しい冷却水Ｗを供給して、古い冷却水Ｗを優先的にオーバーフローさせることで、冷却槽３内の冷却水Ｗの溶存酸素量を上記設定範囲内に維持することができる。
【００３９】
このオーバーフロー機構８としては、冷却槽３の側壁に開口するパイプ等が用いられる。オーバーフロー機構８は、図１に示すように、冷却槽３の内部空間と雰囲気との間をオーバーフローした冷却水Ｗによって隔離するトラップ８ａを有してもよい。
【００４０】
＜管状部材＞
管状部材４は、下端が冷却槽３に貯留されている冷却水Ｗに浸漬されている。この管状部材４の中で、導体Ｃはヒーター２によって加熱された後、冷却水Ｗによって冷却される。加熱状態の導体Ｃが冷却水Ｗに浸漬されると、冷却水Ｗが導体Ｃの熱を奪い取って水蒸気となる。このようにして管状部材４の中で発生した水蒸気は、管状部材４内を上昇し、管状部材４内に存在する酸素を含む空気を押し出す。これにより、加熱状態の導体Ｃへの酸素の供給が遮断され、導体Ｃの酸化が抑制される。
【００４１】
管状部材４の平均内径の下限としては、導体Ｃの最大径の１．５倍が好ましく、導体Ｃの最大径の２倍がより好ましい。一方、管状部材４の平均内径の上限としては、５０ｍｍが好ましく、３０ｍｍがより好ましい。管状部材４の平均内径が上記下限に満たない場合、導体Ｃが管状部材４に接触することにより導体Ｃが損傷したり軟化処理が不均一となったりするおそれがある。逆に、管状部材４の平均内径が上記上限を超える場合、水蒸気による酸素の排除が不十分となるおそれがある。
【００４２】
管状部材４の平均厚さの下限としては、０．５ｍｍが好ましく、１ｍｍがより好ましい。一方、管状部材４の平均厚さの上限としては、１０ｍｍが好ましく、５ｍｍがより好ましい。管状部材４の平均厚さが上記下限に満たない場合、管状部材４の強度が不足するおそれがある。逆に、管状部材４の平均厚さが上記上限を超える場合、ヒーター２と導体Ｃとの距離が大きくなるのでヒーター２が大型化するおそれがある。
【００４３】
管状部材４の長さとしては、少なくとも導体Ｃの酸化し易い部分、つまり加熱状態である部分を取り囲むことができればよい。つまり、管状部材４は、少なくとも下端が冷却水Ｗに浸漬され、上端がヒーター２以上の高さに配置される。さらに、管状部材４は、ヒーター２の上端からさらに上方に延出することが好ましい。この管状部材４のヒーター２の上端からの上方への延出長さの下限としては、１０ｍｍが好ましく、１５ｍｍがより好ましい。一方、管状部材４のヒーター２の上端からの上方への延出長さの上限としては、５００ｍｍが好ましく、３００ｍｍがより好ましい。管状部材４のヒーター２の上端からの上方への延出長さが上記下限に満たない場合、導体Ｃが加熱状態となる位置における導体Ｃの雰囲気の酸素量を十分に低減できないおそれがある。逆に、管状部材４のヒーター２の上端からの上方への延出長さが上記上限を超える場合、当該導体軟化処理装置が不必要に大型化するおそれがある。
【００４４】
管状部材４を構成する材料としては、耐熱性を有し、ヒーター２による導体Ｃの加熱を阻害しないもの、つまり非磁性かつ非導電性のものであればよく、例えばガラス、耐熱性樹脂組成物等が挙げられ、内部を確認できる透明ガラスが特に好適に利用される。
【００４５】
＜溶存酸素量調節機構＞
溶存酸素量調節機構５は、冷却槽３に新しい冷却水Ｗを供給する供給部９と、冷却槽３に貯留されている冷却水Ｗの溶存酸素量を測定する溶存酸素量検出部１０と、この溶存酸素量検出部１０の検出値に基づいて供給部９の冷却水供給量を制御する制御部１１と、供給部９が供給する冷却水Ｗの溶存酸素量を低減する脱酸素部１２とを有する。
【００４６】
この溶存酸素量調節機構５は、例えば溶存酸素量検出部１０が検出する冷却槽３に貯留されている冷却水Ｗの溶存酸素量の検出値が予め設定される設定範囲の上限値を超えたとき、脱酸素部１２により溶存酸素量が低減された新しい冷却水Ｗの供給部９から冷却槽３への供給を開始する。また、溶存酸素量調節機構５は、溶存酸素量検出部１０が検出する冷却槽３に貯留されている冷却水Ｗの溶存酸素量の検出値が上記設定範囲の下限値未満となったとき、供給部９から冷却槽３への新しい冷却水Ｗの供給を停止する。これにより、冷却槽３に貯留されている冷却水Ｗの溶存酸素量は上記設定範囲内に維持される。また、溶存酸素量検出部１０の検出値が上記設定範囲内の代表値となるよう、冷却水Ｗの供給量を調整してもよい。
【００４７】
（供給部）
供給部９は、冷却槽３に新たな冷却水Ｗを供給する配管から形成され、冷却槽３に供給される冷却水Ｗの流量を調整する調整弁１３を有する。
【００４８】
供給部９が冷却水Ｗを供給する位置は、冷却槽３のオーバーフロー機構８から離れた位置とすることが好ましい。この配置により、供給部９から溶存酸素量が小さい新しい冷却水Ｗを供給することで、溶存酸素量が増加した古い冷却水Ｗがオーバーフローし、冷却槽３内の冷却水Ｗ全体として、溶存酸素量を減少させられる。
【００４９】
さらに、供給部９は、冷却槽３に貯留する冷却水Ｗの中に開口する配管を介して新しい冷却水Ｗを供給することが好ましい。このように新しい冷却水Ｗを冷却槽３の内部に供給することにより、冷却水Ｗの液面の撹拌により液面上の空間に存在する酸素が冷却水Ｗに溶け込むことを防止できる。
【００５０】
（溶存酸素量検出部）
溶存酸素量検出部１０は、冷却槽３内に貯留されている冷却水Ｗの溶存酸素量を検出し、検出信号として制御部１１に送信する。この溶存酸素量検出部１０としては、例えばＪＩＳ−Ｋ−０８０３（１９９５）に準拠した溶存酸素自動計測器を用いることができる。
【００５１】
溶存酸素量検出部１０の配設位置としては、供給部９から新しい冷却水Ｗが供給されることにより他の部分より溶存酸素量が小さくなり得る位置を避けることが好ましく、導体Ｃの酸化抑制に寄与する冷却水Ｗの溶存酸素量を測定できる位置、つまり導体Ｃが冷却水Ｗに進入する位置の近傍がより好ましい。
【００５２】
（制御部）
制御部１１は、溶存酸素量検出部１０の検出値を予め定められる設定範囲内に維持するよう供給部９の調整弁１３の開度を調節することにより、供給部９の冷却槽３への新しい冷却水Ｗの供給量を制御する。
【００５３】
制御部１１は、例えば汎用コンピューター、ＰＩＤコントローラー、シーケンサー等で構成することができる。また、その制御方法としては、例えばＰＩＤ制御、比例制御、オンオフ制御、ファジィ（メンバーシップ関数）制御等が適用できる。
【００５４】
（脱酸素部）
脱酸素部１２は、例えば化学的脱酸素器、加熱脱酸素器、真空脱酸素器、逆浸透膜脱酸素器、窒素脱酸素器等によって構成される。
【００５５】
上記化学的脱酸素器は、補給水に脱酸素剤を添加することで、化学反応により酸素を除去する。上記脱酸素剤としては、例えばヒドラジン、亜硫酸ナトリウム、天然有機化合物等が挙げられる。
【００５６】
上記加熱脱酸素器は、補給水を加熱して沸騰させることによって溶存酸素を除去する。補給水を沸騰させる方法としては、補給水をヒーターで加熱する方法や補給水に蒸気を導入する方法等が挙げられる。
【００５７】
上記真空脱酸素器は、補給水を減圧することによって溶存酸素を除去する。溶存酸素の脱気を促進するため、補給水を噴霧してもよい。
【００５８】
上記逆浸透膜脱酸素器は、酸素の透過を阻止する逆浸透膜を用いて、水を濾過することで溶存酸素量の小さい水を得る。
【００５９】
上記窒素脱酸素器は、補給水に窒素ガスを気液接触させ、補給水中の溶存酸素を分圧の差により窒素ガス側に移動させる。
【００６０】
以上のような脱酸素部１２により補給水から酸素を除去して得られる新しい冷却水Ｗの溶存酸素量の下限としては、０．０５ｍｇ／Ｌが好ましく、０．１ｍｇ／Ｌがより好ましい。一方、上記新しい冷却水Ｗの溶存酸素量の上限としては、２ｍｇ／Ｌが好ましく、１ｍｇ／Ｌがより好ましい。上記新しい冷却水Ｗの溶存酸素量を上記下限に満たないようにするためには、大きな設備コスト及びランニングコストが必要となり、不経済となるおそれがある。逆に、上記新しい冷却水Ｗの溶存酸素量が上記上限を超える場合、冷却槽３内の冷却水Ｗの溶存酸素量を十分低減することができないおそれがある。
【００６１】
＜エアーブロー＞
エアーブロー６は、冷却槽３から出てきた導体Ｃの表面に空気を吹き付けることにより、導体Ｃの表面に付着した水滴を払い落とす非接触式のワイパーである。このエアーブロー６は、導体Ｃの表面に吹き付けた空気が蓋体７の小孔から冷却槽３の内部に入り込み易くならないよう、吹き付け方向や蓋体７からの離間距離を設定することが好ましい。
【００６２】
［利点］
当該導体軟化処理装置は、上述の送り機構１とヒーター２と冷却槽３とを備え、冷却槽３に貯留する冷却水Ｗの溶存酸素量が上述の設定範囲内であるため、ヒーターにより加熱状態の導体Ｃへの酸素供給量を低減し、導体Ｃの酸化を抑制できる。
【００６３】
また、当該導体軟化処理装置は、脱酸素部１２を有する供給部９を備えるので、冷却槽３に溶存酸素量が十分に小さい冷却水Ｗを新たに供給し、冷却槽３に貯留する冷却水Ｗの溶存酸素量をより確実に上述の設定範囲内に保つことができる。
【００６４】
また、当該導体軟化処理装置は、溶存酸素量検出部１０と制御部１１とを備えるので、新たな冷却水Ｗを過剰に消費することなく、冷却槽３内に貯留する冷却水Ｗの溶存酸素量を低く維持することができ、導体の酸化を確実に抑制できる。
【００６５】
また、当該導体軟化処理装置は、冷却槽３がオーバーフロー機構８を有しているので、冷却槽３内に貯留する冷却水を容易に新しいものと入れ替えることができ、冷却水Ｗの溶存酸素量を低く維持することができる。
【００６６】
また、当該導体軟化処理装置は、管状部材４を備えるので、導体の周囲を水蒸気で満たして導体への酸素の供給をより確実に抑制できる。
【００６７】
また、当該導体軟化処理装置は、冷却槽３の上部を封止する蓋体７を有するので、冷却槽３に貯留する冷却水Ｗに空気中の酸素が溶け込むことを防止できる。
【００６８】
［導体軟化処理方法］
本発明の一態様に係る導体軟化処理方法は、線状の導体Ｃを連続的に加熱及び冷却する導体軟化処理方法であって、図１の当該導体軟化装置を用いて行うことができる。
【００６９】
当該導体軟化処理方法は、導体Ｃをその軸方向に連続的に搬送する工程と、搬送される導体Ｃを加熱する工程と、加熱された導体Ｃを冷却水Ｗへの浸漬により冷却する工程と、冷却水Ｗの溶存酸素量を予め定められる設定範囲内に維持する工程とを備える。
【００７０】
＜搬送工程＞
上記搬送工程は、図１の当該導体軟化装置の送り機構１を用いて行うことができる。従って、搬送速度等の搬送条件は、図１の当該導体軟化装置について説明したものと同様である。
【００７１】
＜加熱工程＞
上記加熱工程は、図１の当該導体軟化装置のヒーター２を用いて行うことができる。従って、加熱条件は、図１の当該導体軟化装置について説明したものと同様である。
【００７２】
＜冷却工程＞
上記搬送工程は、図１の当該導体軟化装置の冷却槽３に貯留した冷却水Ｗに導体Ｃを浸漬することにより行うことができる。
【００７３】
＜維持工程＞
維持工程は、図１の当該導体軟化装置の溶存酸素量調節機構５を用いて行うことができる。従って、冷却水Ｗの条件等は、図１の当該導体軟化装置について説明したものと同様である。
【００７４】
［利点］
当該導体軟化処理方法は、溶存酸素量が上記設定範囲内の冷却水で加熱した導体を冷却するので、加熱及び冷却時に導体の周囲の酸素量を低減して、導体の酸化を抑制することができる。
【００７５】
［絶縁電線の製造方法］
続いて、当該導体軟方法を用いた絶縁電線の製造方法について説明する。絶縁電線は、当該導体軟化処理方法により導体を軟化処理する工程と、軟化した導体の表面に絶縁塗料（ワニス）を塗布する工程と、加熱により導体の表面に塗布した絶縁塗料を焼き付ける工程とを備える方法により製造される。
【００７６】
＜軟化処理工程＞
上記軟化処理工程は、上述の当該導体軟化処理方法に従って行われる。
【００７７】
＜塗布工程＞
上記塗布工程では、絶縁塗料を貯留する塗布槽に導体Ｃを貫通させ、導体Ｃの表面に付着する絶縁塗料をダイスにより一定の厚さに調整する。
【００７８】
絶縁塗料の主成分としては、絶縁性及び耐熱性が高い樹脂であればよく、例えばポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエステルイミド等が挙げられる。また絶縁塗料は、例えばＮ−メチル−２−ピロリドン、クレゾール等の溶剤を含むことができる。
【００７９】
上記ダイスとしては、内面が円錐面状に形成され、楔膜効果により導体Ｃを自動的に調心して、周方向に膜厚を一定にする効果を有する公知のダイスが使用される。
【００８０】
＜焼付工程＞
上記焼付工程では、表面に絶縁塗料が塗布された導体を加熱することにより、絶縁塗料を硬化させる。絶縁塗料が溶剤を含む場合には、先ず、樹脂成分の硬化温度未満の温度で溶剤を揮発させ、次に樹脂成分を硬化させる温度に昇温することで、気泡のない絶縁被覆を形成することができる。
【００８１】
加熱方法としては、例えば電磁誘導により導体を発熱させる誘導加熱、ヒーターの輻射熱で絶縁塗料を加熱する輻射加熱、熱風を循環させて絶縁塗料を加熱する熱風加熱等を採用することができる。
【００８２】
［利点］
上記絶縁電線の製造方法は、当該導体軟化処理方法により導体Ｃを軟化させてから絶縁被覆を形成するので、導体Ｃが酸化せず、柔軟性及び導電率が高い絶縁電線を製造することができる。
【００８３】
［その他の実施形態］
今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【００８４】
当該導体軟化処理装置において、ヒーターは、導体を連続的に加熱できるものであればよく、火炎や熱輻射等により導体を外側から加熱するものであってもよいが、導体を直接発熱させる直接加熱方式ヒーターが加熱時間ひいてはこれにより定められるヒーター長さやエネルギー効率の観点からより好ましい。上記直接加熱方式ヒーターとしては、上記誘導加熱方式のもの以外に、ガイドシーブ間の導体に電流を流してジュール損により発熱させる通電加熱方式のもの、冷却槽の上方で導体をループさせ、この導体のループ部分に電磁誘導により通電する誘導通電方式のもの等が挙げられる。加熱のために導体に電流を流す方法としては、冷却槽の直前のガイドシーブと冷却槽内のガイドシーブとの間に電圧を印加する方法が挙げられる。
【００８５】
また、当該導体軟化処理装置において、ヒーターは、管状部材の中に配置してもよい。これにより、管状部材の材質選択可能性を拡げることができ、輻射加熱を行うヒーターを用いる場合には加熱効率を向上できる。
【００８６】
当該導体軟化処理装置において、供給部を省略してもよい。冷却槽が十分大きければ、供給部から新しい冷却水を供給しなくても冷却槽中の冷却水の溶存酸素量を一定時間低く保つことができる。
【００８７】
当該導体軟化処理装置において、オーバーフロー機構を省略してもよい。新しい冷却水を過剰供給しない場合には、冷却槽から冷却水を排出する必要がなく、冷却槽から冷却水を排出する場合にも、冷却槽の下部に排出流路を形成したり、吸引ポンプで冷却水を引き抜いたりする等、他の手段を用いてもよい。
【００８８】
当該導体軟化処理装置において、供給部に替わる溶存酸素量調整機構として、冷却槽に脱酸素部を設けてもよい。例えば、冷却槽に脱酸素剤を供給する装置や窒素ガスを供給する装置を配設することで、冷却槽に貯留する冷却水の溶存酸素量を低く保つことができる。溶存酸素量調整機構は、制御部によって自動で制御されるものだけでなく、オペレーターが操作するものであってもよい。また、冷却槽に予め脱酸素剤を過剰投入しておくことでも、溶存酸素量を一定時間低く維持することができる。
【００８９】
当該導体軟化処理装置において、液面から冷却水に溶け込む酸素量はそれほど大きくない場合、冷却槽の蓋を省略してもよい。
【００９０】
また、液面から冷却水に溶け込む酸素量を低減するために、冷却槽の形状を液面の面積が小さくなるように設計してもよい。
【００９１】
さらに、当該導体軟化処理装置において、エアーブローを省略してもよい。
【実施例】
【００９２】
以下、実施例に基づき本発明を詳述するが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるものではない。
【００９３】
図１の導体軟化処理装置に準じる構成の装置を用いて、導体として硬銅線を軟化する試験を行った。条件としては、導体の搬送速度を１５ｍ／ｓｅｃとした場合（高線速）と、導体の搬送速度を４ｍ／ｓｅｃとした場合（低線速）とについてそれぞれ冷却水の溶存酸素量の影響を、導体表面に形成される酸化被膜の平均厚さを測定することにより確認した。なお、酸化被膜の平均厚さはボルタンメトリー法を用いて測定した。
【００９４】
冷却水としては、逆浸透膜（ＲＯ膜）により不純物を除去した水を補給水とし、これを脱酸素部をバイパスして直接冷却槽に供給したところ、冷却槽内の冷却水の溶存酸素量が約６ｍｇ／Ｌとなった。また、脱酸素部によって補給水の溶存酸素量を低減してから冷却槽に供給したところ、冷却槽内の冷却水の溶存酸素量は約０．６ｍｇ／Ｌとなった。なお、長時間の運転を行っていないので、継時的な溶存酸素量の上昇は無視できるものであった。
【００９５】
上記試験結果を図２に図示する。低線速の場合、冷却水の溶存酸素量を約６ｍｇ／Ｌとしたときに形成された酸化被膜の平均厚さは１５．５ｎｍであったのに対し、冷却水の溶存酸素量を約０．６ｍｇ／Ｌとしたときに形成された酸化被膜の平均厚さは１ｎｍであった。また、高線速の場合、冷却水の溶存酸素量を約６ｍｇ／Ｌとしたときに形成された酸化被膜の平均厚さは７ｎｍであったのに対し、冷却水の溶存酸素量を約０．６ｍｇ／Ｌとしたときに形成された酸化被膜の平均厚さは２ｎｍであった。
【００９６】
このように、冷却水の溶存酸素量を低くすることにより、導体の搬送速度にかかわらず酸化被膜の形成を大幅に抑制できることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００９７】
本発明の一態様に係る導体軟化処理装置及び導体軟化方法は、絶縁電線の製造において絶縁塗料を塗布する前に導体を軟化させる工程に好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００９８】
１  送り機構
１ａ，１ｂ，１ｃ  ガイドシーブ
２  ヒーター
３  冷却槽
４  管状部材
５  溶存酸素量調節機構
６  エアーブロー
７  蓋体
８  オーバーフロー機構
８ａ  トラップ
９  供給部
１０  溶存酸素量検出部
１１  制御部
１２  脱酸素部
１３  調整弁
Ｃ  導体
Ｗ  冷却水
【図１】
0006414739.tif 000002
【図２】
0006414739.tif 000003