JPH06446Y2 - 通電焼鈍試験装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本考案は、銅または銅合金の線材に電流を流して発熱さ
せた後冷却し、伸び率，引張り強さ，導電率など焼鈍性
を検査する通電焼鈍試験装置に関し、詳しくは短時間で
焼鈍性の良否を確認することができると共に、製造工程
での無駄時間をなくすことができる通電焼鈍試験装置に
関するものである。

【従来の技術】

絶縁電線およびケーブルの導体として、また通信線ある
いは送電電線として使用される銅（または銅合金）線お
よび銅（銅合金）撚線は、一般には、荒引線を製造し、
この荒引線を伸線工程で所望線径に伸線して製造され
る。この荒引線の製造方法には、棹銅熱間圧延方式、連
続鋳造圧延方式がり、連続鋳造圧延方式には、ＳＣＲ方
式やディップ・フォーミング方式（Ｄｉｐ Ｆｏｒｍｉ
ｎｇ Ｐｒｏｃｅｓｓ）などがあるが、最近では、高導
電率の要求から、真空中で溶解して得た電気銅の入った
るつぼの底から上方に母材を移動することによって溶銅
を周囲に付着して無酸素銅の裸線を得るディップ・フォ
ーミング方式（ＤＦＰ）が多く使用されるようになって
いる。 このようにして製造された荒引線は、一般に伸線機によ
って所望の線径に引落される。その際に加工歪を取除
き、導電性及び可撓性の向上を図るために通電焼鈍が行
なわれる。この通電焼鈍は、電極輪を介して走行する銅
または銅合金の線材に電流を流すことによってジュール
熱を発生させ、このジュール熱によって線材自身を赤熱
させた後、純水などの冷却液で冷却することにより、伸
線加工歪を取除き、導電性及び可撓性を向上させるもの
である。この通電焼鈍には第３図に示すような構成の連
続通電焼鈍機が用いられている。すなわち、伸線されて
所望の線径に形成された線材１０はリール５に巻かれて
おり、このリール５は通電焼鈍のために供給スタンド４
に回動可能なように置かれる。そして、リール５の一端
から引き出された線材１０はガイドホイル１１を介して
電極ホイル１２に懸架された後、ホイル１３〜１６を介
して電極ホイル１７に懸架される。電極ホイル１２と１
７はこれらの間に懸架された線材１１に対して所定の大
きさの電流を流し、線材１１を自身のジュール熱によっ
て予熱するものである。予熱された線材１１は管路１８
および冷却槽１９を通って電極ホイル２０に懸架され
る。電極ホイル１７と２０との間に懸架された線材１１
には、これらの電極ホイルから所定の大きさの電流が供
給される。この電流によって線材１１は自身が発生した
ジュール熱によって約５００°Ｃに加熱され、赤熱す
る。赤熱した線材２１はその表面の酸化を防ぐために管
路１８内に導かれる。管路１８内は水蒸気，あるいは窒
素ガス等の不活性ガスが充填されており、赤熱した線材
２１は管路１８内を通って該管路１８の下端部に接続さ
れた冷却槽１９に導かれる。冷却槽１９は電極ホイル２
０を取囲むように構成されており、電極ホイル２０の周
囲には冷却液２１が充填されている。冷却液２１として
は例えば純水が用いられる。また、冷却槽１９と管路１
８との境界にはシールド２２が設けられており、冷却液
２１が管路１８内に流入しないように構成されている。 従って、約５００°Ｃに赤熱した線材２１は管路１８を
通って冷却槽１９の冷却水２１中に走行することによっ
て約５０°Ｃ以下に冷却される。これによって、焼鈍が
行なわれる。焼鈍を終えた線材２３はガイドパイプ２４
に案内されてガイドホイル２５，２６を通って巻取リー
ル３に巻取られる。 なお、ガイドホイル１１〜２６に至る線材１１の走行路
において、電極ホイル１２とホイル１５および電極ホイ
ル１７の各回転軸には線材１１を走行させるための動力
源（図示せず）がそれぞれ結合されている。また、ガイ
ドパイプ２４と冷却槽１９との境界にはシールド２２と
同様のシールド２５が設けられている。

【考案が解決しようとする課題】

上記のような連続通電焼鈍機で焼鈍され、かつ巻取リー
ル３に巻かれた線材は、その後の検査工程で伸び率，引
張り強さ，導電率等の焼鈍性の検査に供される。そし
て、その焼鈍性検査において規格を満足しなかったもの
については巻取リール単位で再び鋳造工程に戻される。 しかし、巻取リール３に巻取った線材について焼鈍性を
検査しているため、鋳造，伸線工程での製造品質に欠陥
があって焼鈍性が満足できなくなったものについても通
電焼鈍を行ってその焼鈍性を検査していることになり、
一連の製造工程に無駄時間が生じ、製造効率が悪いとい
う問題点を有していた。 また、伸線工程を終えた線材の焼鈍性を早く確認したく
ても、巻取リール３に１巻の線材が巻取られるまで待機
しなければならず、焼鈍性の良否が分るまでに時間がか
かるという問題点を有していた。 本考案は、従来技術が有する上記のような問題点に鑑み
なされたもので、その目的とするところは、焼鈍性の良
否を短時間で確認することができると共に、線材の製造
効率を向上させることができる通電焼鈍試験装置を提供
しようとするものである。

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、本考案による通電焼鈍試験
装置は、一対のクランプによって構成され、所定長に切
断された供試線材を保持し、かつ該供試線材に電流を供
給する電極を有する供試線材保持手段と、この保持手段
から解放され、かつ発熱状態の供試線材を冷却する冷却
槽と、前記一対のクランプの電極を介して供試線材に所
定の電流を供給する電源と、供試線材への通電電流およ
び通電時間を制御する制御手段と、前記クランプを開閉
し、供試線材の把持および解放を行うクランプ開閉手段
とを設けたものである。 上記供試線材保持手段は無酸化性雰囲気中で供試線材を
保持するように構成したことが効果的である。

【作用】

伸線された線材を所定長だけ切断して供試線材とする。
そこで、この供試線材を保持手段のクランプによって保
持し、その保持状態で所定の電流を所定時間だけ流して
ジュール熱によって赤熱させる。この後、クランプを開
放し、赤線状態の供試線材を冷却槽内に導いて冷却す
る。これによって、通電焼鈍が終了する。そこで、焼鈍
性についてはこの通電焼鈍を終えた所定長の供試線材に
ついて検査する。従って、本考案では伸線工程を終えた
線材についてその一部を所定長だけ切断して通電焼鈍を
行い、その焼鈍性の良否を判定し、所定の焼鈍性を満足
しないものについては連続通電焼鈍を行う前に鋳造工程
に戻す。従って、製造工程中の無駄時間がなくなり、製
造効率を向上させることができる。 また、供試線材を無酸化性雰囲気中で保持すれば、酸化
を防止することができる。

【実施例】

以下、本考案の実施例について説明する。 第１図は本考案による通電焼鈍試験装置の一実施例を示
す斜視図である。 図において、３０は伸線工程を終えて焼鈍試験のために
所定長さに切断された供試線材であり、その両端が一対
のクランプ３１，３２によって保持されている。クラン
プ３１，３２は上方に延びる支持腕３３，３４の一端に
支持され、この支持腕３３，３４の他端は冷却層カバー
３７の天上部位に水平に取付けられた支持棒３５に水平
方向にスライド可能に支持されている。支持棒３５は支
持腕３３，３４を水平方向にスライド可能に支持するた
めに溝３６が軸方向に形成されており、この溝３６に支
持腕３３，３４の他端を挿入することにより、支持腕３
３，３４をスライド可能に支持する。支持腕３３，３４
をスライド可能にしたのは、供試線材３０をその切断長
さに応じた両端位置で保持するためである。これらのク
ランプ３１，３２および支持腕３３，３４および支持棒
３５は供試線材３０を冷却槽カバー３７内において保持
する保持手段を構成している。冷却槽カバー３７は冷却
槽３８を気密封止するものであり、冷却槽３８内の冷却
水（純水）３９の水面間での空間には赤熱した供試線材
３０が酸化するのを防止するために窒素ガス等の無酸化
性ガスが充填されている。また、冷却水３９はクランプ
３１，３２に保持されている供試線材３０が容易に接し
ない程度の水位に設定されている。 第２図（ａ），（ｂ）はクランプ３１，３２の詳細構造
を示す側面図と正面図であり、保持金具４０と、供試線
材３０を把持する把持板４１，４２から構成されてい
る。把持板４１，４２は第２図（ａ）に示すように、逆
Ｌ字形の形状を有し、長辺部の先端には逆三角形の先端
を切取った形の絶縁対４３，４４を介して電極４５，４
６が互いに対向するように取付けられている。そして、
把持板４１，４２はその屈曲部が保持金具４０の下端部
に図の矢印Ａ，Ｂ方向に開閉可能なようにねじ５０，５
１によって支持されている。さらに、把持板４１，４２
の短辺部には突起４７，４８が突設してある。この突起
４７，４８は互いに対向しており、その間には開閉ノブ
４９が挿入されている。開閉ノブ４９は突起４７，４８
に係合する凹部を有し、かつ該ノブ４９は矢印Ｃ，Ｄで
示す鉛直方向に上下動可能なように支持棒３３，３４内
のアクチュエータ５２に支持されている。アクチュエー
タ５２は、例えばエアシリンダ、油圧シリンダ、電極ソ
レノイド等を用いたもので構成する。 従って、以上の構成のクランプ３１，３２においてはア
クチュエータ５２を作動させて開閉ノブ４９を矢印Ｄ方
向に所定距離移動させると、開閉ノブ４９の凹部が把持
板４１，４２の突起４７，４８を図上の下方向に押し下
げる。このため、把持板４１，４２が矢印Ｂ方向に開
く。そこで、供試線材３０が電極４５，４６の間に挟み
込まれるように置き、アクチュエータ５２によって開閉
ノブ４９を矢印Ｃ方向に移動させると、開閉ノブ４９の
凹部が把持板４１，４２の突起４７，４８を上方向に押
上げる。このため、把持板４１，４２が矢印Ａ方向に閉
じる。これにより、供試線材３０が電極４５，４６によ
って挟まれて保持される。 この場合、電極４５，４６は銅，銅合金，ニッケル等の
導電性材料で構成される。また、供試線材３０を確実に
保持しておけるように半円形の溝やＶ字形の溝が必要に
応じて設けられる。 また、絶縁物４３，４４としては、プラスチック，ベー
クライト，セラミック等の絶縁材料が用いられる。 電極４５，４６には、供試線材３０に流す電流の供給端
子５３，５４が設けられており、クランプ３１側の供給
端子５３，５４には電源端子の一端が接続され、クラン
プ３２側の供給端子５３，５４には電源端子の他端が接
続される。従って、供試線材３０を一対のクランプ３
１，３２の電極４５，４６間に挟み込んで保持し、この
状態でクランプ３１．３２の電極間に所定の交流電圧を
所定時間印加すると、供試線材３０に電流が流れてジュ
ール熱が発生する。そして、このジュール熱によって供
試線材３０自身が５００°Ｃ程度に赤熱する。この赤熱
した供試線材３０をクランプ３１，３２から解放して冷
却水３９の中に落下させると、供試線材３０が約５０°
Ｃ以下まで冷却される。これによって、焼鈍が終了す
る。 以上の焼鈍を行うために、第１図に示す定電流・定電圧
電源６０と制御装置７０が設けられている。制御装置７
０には供試線材３０に流す電流を制御したり、クランプ
３１，３２の開閉を行うための操作パネル７１が設けら
れている。この操作パネル７１には、供試線材３０に印
加している電圧を表示する電圧計７２、供試線材３０に
流れている電流を表示する電流計７３、供給電力を表示
する電力計７４、供試線材３０の発熱温度を表示する温
度計７５、通電時間を設定するタイマ７６が設けられて
いる。さらに、供試線材３０への供給電圧および供給電
流を設定する電圧調整ボリウム７７および電流調整ボリ
ウム７８が設けられている。さらに、第１図の左側のク
ランプ３１および右側のクランプ３２を開閉するための
操作ボタン７９〜８２と、通電を開始すうためのＯＮス
イッチ８３と通電を停止するためのＯＦＦスイッチ８４
とが設けられている。 なお、供試線材３０の発熱温度は冷却槽カバー３７に設
けた穴２９から熱電対（図示せず）を挿入し、この熱電
対を供試線材３０の表面に接着することによって検出さ
れ、この熱電対で検出した発熱温度が温度計７５で表示
される。 従って、所定長さに切断した供試線材３０の焼鈍試験を
行うに際しては、供試線材３０を電極４５，４６の間に
挟込まれるように置き、操作ボタン８０，８２をＯＮ操
作する。すると、第２図のアクチュエータ５２が作動し
て開閉ノブ４９を矢印Ｃ方向に押上げる。これによっ
て、電極４５，４６が矢印Ａ方向に閉じ、その間に供試
線材３０が挟まれて保持される。 そこで、供試線材３０がクランプ３１，３２に保持され
た状態で冷却槽カバー３７を冷却槽３８を覆うように置
き、次に窒素ガス等の無酸化ガスをガス導入口（図示せ
ず）から導入し、冷却槽カバー３７内部を無酸化ガス雰
囲気とする。次に、タイマ７６に通電時間を設定した
後、通電開始のためのＯＮスイッチ８３をオン操作す
る。続いて電圧調整ボリウム７７および電流調整ボリウ
ム７８によって供試線材３０に供給する電圧、電流を供
試線材３０の焼鈍温度に対応した値に設定する。すなわ
ち、連続通電焼鈍工程と同じ条件で通電焼鈍が行なわれ
るように、電圧調整ボリウム７７および電流調整ボリウ
ム７８を調整する。これは電圧計７２，電流計７３，電
力計７４の表示を見ながら設定する。このようにして供
試線材３０には、該供試線材３０の焼鈍温度に対応した
電流がタイマ７６の設定時間だけ流れる。これにより、
供試線材３０はジュール熱によって赤熱する。この赤熱
温度は熱電対（図示せず）によって検出されて温度計７
５で表示される。 タイマ７６の設定時間が経過したならば、通電停止のた
めのＯＦＦスイッチ８４を直ちにオン操作して通電を停
止する。同時に、操作ボタン７９と８１をオン操作し、
アクチュエータ５２によってクランプ３１，３２を開
き、供試線材３０を解放する。これにより、赤熱した供
試線材３０は冷却水３９の中に落下して冷却される。こ
の後、ガス排出口（図示せず）から無酸化ガスを排出す
る。次にカバー３７を冷却槽３８の上から取外し、冷却
槽３８内で冷却された供試線材３０、すなわち焼鈍され
た供試線材３０を冷却槽３８の中から取出す。そして、
この焼鈍済み供試線材３０について引張り強さなどの焼
鈍性を測定する。もし、所定の焼鈍性を満足していない
場合は、供試線材３０の切断元のリールを鋳造伸線工程
に戻す。しかし、所定の焼鈍性を満足している場合は、
供試線材３０の切断元のリールを連続通電焼鈍工程に移
す。 従って、連続通電焼鈍を行う前に所定長さの供試線材を
切断し、その焼鈍性を検査するため、鋳造伸線工程での
製造品質に欠陥があって焼鈍性を満足できないものいつ
いては連続通電焼鈍を実施しないものとして事前に除外
することができる。これにより、焼鈍性を満足した供試
線材の切断元の１巻の線材のみが連続通電焼鈍工程に移
されることになる。すなわち、無駄な連続通電焼鈍は実
施されない。この結果、製造効率が向上する。また、１
巻のリールに巻かれた線材の一部を切断して一部を切断
して焼鈍性を検査するため、検査時間も短くて済むとい
う利点がある。

【考案の効果】

本考案は上述したように構成されているので、次の効果
を奏する。 請求項１記載の通電焼鈍試験装置においては、線材の焼
鈍性を短時間で検査することができる。 また、連続通電焼鈍工程と同一条件で焼鈍を行ってその
焼鈍性を検査することができる。 請求項２記載の通電焼鈍試験装置においては、無酸化雰
囲気中で焼鈍を行うため、表面が酸化していない試料を
得てその焼鈍性を検査することができる。従って、本考
案の試験装置を線材の製造工程中に適用することによ
り、無駄な連続通電焼鈍が行なわれなくなり、製造工程
を効率化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による通電焼鈍試験装置の実施例の構成
を示す斜視図、第２図は第１図における供試線材を保持
する保持手段の実施例を示す側面図と正面図、第３図は
連続通電焼鈍機の全体構成を示す模式図である。 ３０……供試線材 ３１，３２……クランプ ３３，３４……支持腕 ３５……支持棒 ３６……溝 ３７……冷却槽カバー ３８……冷却槽 ３９……冷却水 ４１，４２…把持板 ４５，４６……電極 ４９……操作ノブ ５２……アクチュエータ ６０……定電圧定電流電源 ７０……制御装置 ７２……電圧計 ７３……電流計 ７４……電力計 ７５……温度計 ７６……タイマ ７７……電圧調整ボリウム ７８……電流調整ボリウム

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】鋼または銅合金などの線材に電流を流して
   発熱させた後冷却して焼鈍性を検査する通電焼鈍試験装
   置において、 一対のクランプによって構成され、所定長に切断された
   供試線材を保持し、かつ該供試線材に電流を供給する電
   極を有する供試線材保持手段と、この保持手段から解放
   され、かつ発熱状態の供試線材を冷却する冷却槽と、前
   記一対のクランプの電極を介して供試線材に所定の電流
   を供給する電源と、供試線材への通電電流および通電時
   間を制御する制御手段と、前記クランプを開閉し、供試
   線材の把持および解放を行うクランプ開閉手段とを備え
   た通電焼鈍試験装置。
2. 【請求項２】供試線材保持手段は、無酸化性雰囲気中で
   供試線材を保持することを特徴とする請求項１記載の通
   電焼鈍試験装置。