クラッド線及びその製造方法
【課題】２以上の特性を併せ持ち、かつ生産性に優れたクラッド線の提供。
【解決手段】クラッド線２は、主線４とクラッド層６とからなる。主線４は、３本の第一ワイヤ８と、３本の第二ワイヤ１０とを有する。これらの第一ワイヤ８及び第二ワイヤ１０は、軸方向に沿って交互に配置されてる。第一ワイヤ８は、金属材料からなる。第二ワイヤ１０は、他の金属材料からなる。第二ワイヤ１０の材質は、第一ワイヤ８の材質とは異なっている。クラッド層６は、主線４を覆っている。クラッド層６は、金属材料からなる。このクラッド線２は、第一ワイヤ８に由来する特性と、第二ワイヤ１０に由来する特性とを併せ持つ。このクラッド線２では、長手方向においてその特性が変化する。このクラッド線２が切断されて、線材が得られる。
【解決手段】クラッド線２は、主線４とクラッド層６とからなる。主線４は、３本の第一ワイヤ８と、３本の第二ワイヤ１０とを有する。これらの第一ワイヤ８及び第二ワイヤ１０は、軸方向に沿って交互に配置されてる。第一ワイヤ８は、金属材料からなる。第二ワイヤ１０は、他の金属材料からなる。第二ワイヤ１０の材質は、第一ワイヤ８の材質とは異なっている。クラッド層６は、主線４を覆っている。クラッド層６は、金属材料からなる。このクラッド線２は、第一ワイヤ８に由来する特性と、第二ワイヤ１０に由来する特性とを併せ持つ。このクラッド線２では、長手方向においてその特性が変化する。このクラッド線２が切断されて、線材が得られる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クラッド線と、このクラッド線の製造方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
クラッド線は、主線とクラッド層とからなる。主線の材質は、クラッド層の材質と異なっている。クラッド線は、主線の材質に由来する特性と、クラッド層の材質に由来する特性とを併せ持ちうる。クラッド線の製造方法の一例が、特開平６−３１５７７７号公報に開示されている。この製造方法では、外被材に穴加工が施される。この穴に、芯材が挿入される。外被材及び芯材には、伸線加工が施される。
【０００３】
クラッド線は、種々の用途に用いられている。特開平３−８２７７５号公報には、クラッド線が用いられたメガネフレームが開示されている。このメガネフレームでは、芯材が超弾性材料（形状記憶合金）からなり、外層材がチタンからなる。この芯材によって形状回復性能が発揮され、外層材によって耐食性が発揮される。
【特許文献１】特開平６−３１５７７７号公報
【特許文献２】特開平３−８２７７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特開平６−３１５７７７号公報に開示された製造方法は、穴加工が必要なので、生産性に劣る。精度のよい穴が得られるには、太い外被材に穴加工が施される必要がある。従って、製品が得られるには、伸線及び熱処理が繰り返される必要がある。この繰り返しも、生産性を阻害する。
【０００５】
メガネフレームにおいて超弾性が必要な部位は、ブリッジ及びテンプルである。レンズ枠は一定の形状を保持する必要があるので、このレンズ枠には超弾性材料はむしろ好ましくない。モダン部は、着用者の耳の形状に合わせて販売店の店頭で変形させるものなので、このモダン部にも超弾性材料は好ましくない。特開平３−８２７７５号公報に開示されたクラッド線は、長手方向においてその特性が一定である。このクラッド線では、メガネフレームの部位に応じた要求性能は、満たされない。部分焼鈍等の手段により、部位に応じた要求性能が満たされうる。しかし、この熱処理によっても十分な性能は得られない。この熱処理には、手間もかかる。
【０００６】
本発明の目的は、長手方向において特性が変化し、しかも容易に得られるクラッド線の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るクラッド線は、主線とこの主線を覆うクラッド層とを備える。この主線は、複数の第一ワイヤと、この第一ワイヤとは材質が異なる複数の第二ワイヤとを有する。この第二ワイヤは、第一ワイヤに対して軸方向に位置している。
【０００８】
好ましくは、主線は、第三ワイヤをさらに備える。この第三ワイヤの材質は、第一ワイヤ及び第二ワイヤの材質と異なる。この第三ワイヤは、第一ワイヤ又は第二ワイヤに対して軸方向に位置している。
【０００９】
本発明に係るクラッド線の製造方法は、
（１）複数の第一金属片と、この第一金属片に対して軸方向に並べられかつ第一金属片とは材質が異なる複数の第二金属片とを、金属製のパイプで被覆して母材を得る工程
及び
（２）この母材に塑性加工を施してこの母材を長尺化かつ細径化させる工程
を含む。
【００１０】
好ましくは、母材は、パイプに被覆された第三金属片をさらに備える。この第三金属片の材質は、第一金属片及び第二金属片の材質と異なる。この第三金属片は、第一金属片又は第二金属片に対して軸方向に位置している。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係るクラッド線は、２種以上のワイヤを備える。個々のワイヤが特性を発揮することで、優れた品質が達成される。このクラッド線は、生産性に優れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。
【００１３】
図１は、本発明の一実施形態に係るクラッド線２が示された断面図である。このクラッド線２は、主線４とクラッド層６とからなる。主線４は、第一ワイヤ８と第二ワイヤ１０とを有する。この実施形態では、第一ワイヤ８の数は３本であり、第二ワイヤ１０の数も３本である。これらの第一ワイヤ８及び第二ワイヤ１０は、軸方向に沿って交互に配置されてる。前端１２には、第一ワイヤ８が位置している。後端１４には、第二ワイヤ１０が位置している。図１において、符号１６で示されているのは第一接点であり、符号１８で示されているのは第二接点である。この実施形態では、第一接点１６の数は３であり、第二接点１８の数は２である。第一接点１６では、第一ワイヤ８の後端に第二ワイヤ１０の前端が当接している。第二接点１８では、第二ワイヤ１０の後端に第一ワイヤ８の前端が当接している。
【００１４】
第一ワイヤ８は、金属材料からなる。第二ワイヤ１０は、他の金属材料からなる。第二ワイヤ１０の材質は、第一ワイヤ８の材質とは異なっている。このクラッド線２は、第一ワイヤ８に由来する特性と、第二ワイヤ１０に由来する特性とを合わせもつ。このクラッド線２では、長手方向において特性が変化する。この実施形態では、第一ワイヤ８は低弾性材料からなり、第二ワイヤ１０は高弾性材料からなる。換言すれば、第二ワイヤ１０の弾性率は、第一ワイヤ８の弾性率よりも大きい。低弾性材料からなるので、第一ワイヤ８は柔軟性に優れる。高弾性材料からなるので、第二ワイヤ１０は剛性に優れる。柔軟性と剛性とが要求される用途にこのクラッド線２が用いられるとき、柔軟性が要求される箇所に第一ワイヤ８が配置され、剛性が要求される箇所に第二ワイヤ１０が配置される。
【００１５】
第一ワイヤ８の好ましい材質としては、擬弾性を示す合金が挙げられる。擬弾性とは、応力が与えられたときの歪みが瞬時に生じず、時間の経過と共に歪みが増加して平衡値に達する性質を意味する。第一ワイヤ８に擬弾性を示す合金が用いられることにより、優れた柔軟性が達成される。
【００１６】
擬弾性を示す合金の中でも、特に超弾性合金が好ましい。超弾性合金は、応力によって通常の弾性限界を超えた変形が生じても、応力の除去により元の形状に復元する。第一ワイヤ８に超弾性合金が用いられることにより、優れた柔軟性が達成される。超弾性合金は復元性に優れるので、第一ワイヤ８が湾曲しても、永久歪み（曲がりぐせ）が生じにくい。
【００１７】
超弾性合金の具体例としては、Ｎｉ−Ｔｉ合金、Ｎｉ−Ａｌ合金、Ｃｕ−Ｚｎ合金及びＣｕ−Ｚｎ−Ｘ合金（Ｘは、Ｂｅ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ａｌ又はＧａ）が挙げられる。Ｎｉ−Ｔｉ合金において好ましいＮｉの比率は、４５質量％以上６０質量％以下である。Ｎｉ−Ａｌ合金において好ましいＡｌの比率は、３６原子％以上３８原子％以下である。Ｃｕ−Ｚｎ合金において好ましいＺｎの比率は、３８．５質量％以上４１．５質量％以下である。Ｃｕ−Ｚｎ−Ｘ合金においてＸの好ましい比率は、１質量％以上１０質量％以下である。柔軟性、形状復元性及び汎用性の観点から特に好ましい材質は、Ｎｉ−Ｔｉ合金である。
【００１８】
第二ワイヤ１０の好ましい材質としては、ステンレス鋼及びコバルト基合金が挙げられる。パテンティングと冷間加工とによって強度が高められた炭素鋼（ピアノ線）が、第二ワイヤ１０に用いられてもよい。汎用性及び耐食性の観点から、ステンレス鋼が好ましい。ステンレス鋼の具体例としては、ＳＵＳ３０２、ＳＵＳ３０３、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３１６Ｌ、ＳＵＳ３１６Ｊ１、ＳＵＳ３１６Ｊ１Ｌ、ＳＵＳ４０５、ＳＵＳ４２９、ＳＵＳ４３０、ＳＵＳ４３０Ｆ、ＳＵＳ４３４及びＳＵＳ４４４が例示される。ＳＵＳ３０４が好ましい。
【００１９】
クラッド層６は、主線４を覆っている。クラッド層６は、金属材料からなる。この実施形態では、クラッド層６の弾性率は、第一ワイヤ８の弾性率よりも大きい。このクラッド層６が接点１６、１８を覆うことにより、クラッド線２の弾性分布の、接点１６、１８での大幅な段差が生じない。このクラッド層６により、接点１６、１８の近傍における応力集中が抑制される。このクラッド層６により、クラッド線２の座屈が抑制される。好ましくは、クラッド層６の材質は、第二ワイヤ１０の材質と同一である。クラッド層６の好ましい材質としては、ステンレス鋼及びコバルト基合金が挙げられる。汎用性及び耐食性の観点から、ステンレス鋼が好ましい。
【００２０】
材質の選定により、第一ワイヤ８は種々の特性を発揮しうる。第一ワイヤ８が発揮しうる特性としては、強度、靱性、耐食性、耐熱性、弾性、形状復元性、電気特性、磁気特性等が挙げられる。材質の選定により、第二ワイヤ１０は種々の特性を発揮しうる。第二ワイヤ１０が発揮しうる特性としては、強度、靱性、耐食性、耐熱性、弾性、形状復元性、電気特性、磁気特性等が挙げられる。第一ワイヤ８の材質が第二ワイヤ１０の材質と異なることにより、クラッド線２が２以上の特性を併せ持ちうる。例えば、第一ワイヤ８に由来する強度を備え、かつ第二ワイヤ１０に由来する耐熱性を備えた主線４が得られうる。材質の選定により、クラッド層６は種々の特性を発揮しうる。クラッド層６が発揮しうる特性としては、強度、靱性、耐食性、耐熱性、弾性、形状復元性、電気特性、磁気特性等が挙げられる。
【００２１】
このクラッド線２の製造では、まず母材が準備される。図２は、この母材２０の断面図である。図３は、この母材２０の分解斜視図である。母材２０は、第一金属片２２、第二金属片２４及びパイプ２６からなる。第一金属片２２は、金属材料からなる。第二金属片２４は、他の金属材料からなる。第二金属片２４の材質は、第一金属片２２の材質とは異なっている。第一金属片２２及び第二金属片２４のそれぞれは、円柱形状を有する。この実施形態では、第一金属片２２の数は３であり、第二金属片２４の数も３である。これらの第一金属片２２及び第二金属片２４は、軸方向（図２における左右方向）に沿って交互に配置されてる。前端１２には、第一金属片２２が位置している。後端１４には、第二金属片２４が位置している。図１において、符号１６で示されているのは第一接点であり、符号１８で示されているのは第二接点である。この実施形態では、第一接点１６の数は３であり、第二接点１８の数は２である。第一接点１６では、第一金属片２２の後端に第二金属片２４の前端が当接している。第一接点１６において、第一金属片２２に第二金属片２４が溶接されている。第二接点１８では、第二金属片２４の後端に第一金属片２２の前端が当接している。第二接点１８において、第二金属片２４に第一金属片２２が溶接されている。
【００２２】
パイプ２６は、金属材料からなる。パイプ２６は、第一金属片２２及び第二金属片２４を被覆している。パイプ２６に第一金属片２２及び第二金属片２４が挿入されることにより、パイプ２６がこれらを被覆しうる。第一金属片２２及び第二金属片２４が金属板で巻かれた後、この金属板の両端部が接合されることで、パイプ２６が形成されてもよい。
【００２３】
この母材２０に、必要に応じ、熱処理が施される。母材２０に組み立てられる前の段階で、第一金属片２２、第二金属片２４及びパイプ２６に別個に熱処理が施されてもよい。この母材２０に、伸線が施される。伸線には、既知の伸線機が用いられうる。伸線では、母材２０がダイスを通される。伸線により、第一金属片２２及び第二金属片２４が塑性変形を起こし、徐々に細径化し、かつ徐々に長尺化する。伸線により、パイプ２６が塑性変形を起こし、徐々に薄肉化し、かつ徐々に長尺化する。伸線以外の塑性加工がなされてもよい。他の塑性加工としては、圧延及びスエージングが例示される。
【００２４】
この伸線により、図１に示されたクラッド線２が得られる。第一金属片２２からは、第一ワイヤ８が形成される。第一ワイヤ８の組成は、第一金属片２２のそれと同等である。第二金属片２４からは、第二ワイヤ１０が形成される。第二ワイヤ１０の組成は、第二金属片２４のそれと同等である。パイプ２６からは、クラッド層６が形成される。クラッド層６の組成は、パイプ２６のそれと同等である。
【００２５】
図２に示されるように、母材２０における第一金属片２２の数は３である。従って、クラッド線２における第一ワイヤ８の数も３である。母材２０における第二金属片２４の数は３である。従って、クラッド線２における第二ワイヤ１０の数も３である。母材２０において、第一金属片２２及び第二金属片２４のそれぞれの数は、２でもよく、４以上でもよい。母材２０において、複数の第一金属片２２と、この第一金属片２２の数とほぼ同じ数の第二金属片２４とが、交互に配置されることが好ましい。
【００２６】
図１に示されるように、第一ワイヤ８及び第二ワイヤ１０は、クラッド層６で覆われている。加工時の塑性変形により、第一ワイヤ８とクラッド層６とは密着しており、第二ワイヤ１０とクラッド層６とも密着している。このクラッド線２では、クラッド層６を介して第一ワイヤ８と第二ワイヤ１０とが堅固に接合されている。このクラッド線２では、第二ワイヤ１０からの第一ワイヤ８の脱落が生じにくい。塑性加工の加工度が大きく設定されることにより、密着性が高められうる。密着性の観点から、加工度は４０％以上が好ましく、５０％以上がより好ましく、６０％以上が特に好ましい。クラッド線２の延性の観点から、加工度は９０％以下が好ましい。加工度Ｒは、下記の数式によって算出される。
R = (1 - (D1 / D0)２) * 100
この数式において、Ｄ０は母材２０の線径を表し、Ｄ１はクラッド線２の線径を表す。
【００２７】
前述の通り、母材２０において、第一金属片２２と第二金属片２４とは溶接されている。この溶接によっても、第一ワイヤ８と第二ワイヤ１０との接合強度が高められる。溶接の段階では、第一金属片２２及び第二金属片２４は、十分に太い。従って、溶接が容易になされうる。クラッド層６との密着によって十分な接合強度が得られる場合、溶接がなされなくてもよい。
【００２８】
このクラッド線２が図１に示された矢印Ｃの位置で切断されることにより、線材が得られる。図４には、この線材２８が示されている。図１から明らかなように、切断位置Ｃは第二接点１８よりも若干前である。第二接点１８の近傍は、塑性変形の影響で、第一金属片２２の材質と第二金属片２４の材質とが混在する領域である。この領域を避けて、切断位置Ｃが決定される。この線材２８は、種々の用途に用いられうる。
【００２９】
前述の通り、クラッド線２は複数の第一ワイヤ８及び複数の第二ワイヤ１０を備えているので、切断によって１つのクラッド線２から複数の線材２８（この線材２８もクラッド線である）が得られる。換言すれば、ワンパスの伸線加工によって複数の線材２８が得られる。この線材２８の生産性は、高い。生産性の観点から、第一ワイヤ８及び第二ワイヤ１０のそれぞれの数は１０以上が好ましく、５０以上がより好ましく、１００以上が特に好ましい。換言すれば、母材における第一金属片２２及び第二金属片２４のそれぞれの数は１０以上が好ましく、５０以上がより好ましく、１００以上が特に好ましい。
【００３０】
図５は、本発明の他の実施形態に係るクラッド線製造方法に用いられる母材５０が示された断面図である。この母材５０は、第一金属片５２、第二金属片５４及びパイプ５６からなる。第一金属片５２は、金属材料からなる。第二金属片５４は、他の金属材料からなる。第二金属片５４の材質は、第一金属片５２の材質とは異なっている。第一金属片５２の数は、２である。第一金属片５２ｂは、第一金属片５２ａよりも長い。第一金属片５２ｂの長さは、実質的に、第一金属片５２ａの長さの２倍である。第二金属片５４の数は、２である。第二金属片５４ｂは、第二金属片５４ａよりも長い。第二金属片５４ｂの長さは、実質的に、第二金属片５４ａの長さの２倍である。２つの第一金属片５２と２つの第二金属片５４とが、軸方向に沿って交互に配置されている。パイプ５６は、金属材料からなる。パイプ５６は、第一金属片５２及び第二金属片５４を被覆している。
【００３１】
この母材５０に、伸線加工等が施され、クラッド線が得られる。このクラッド線が、切断されて、線材が得られる。切断箇所は、図５に示されたＣ１及びＣ２である。クラッド線において接点５８の近傍は、第一金属片５２の材質と第二金属片５４の材質とが混在した領域である。切断位置Ｃ１及びＣ２は、接点５８から離れている。この位置Ｃ１及びＣ２で切断がなされることにより、混在領域が廃棄される必要がない。このクラッド線の歩留まりは、高い。
【００３２】
第一金属片５２及び第二金属片５４のそれぞれの数は、３以上であってもよい。ワンパスの伸線加工によって多数の線材が得られるとの観点から、第一金属片５２及び第二金属片５４のそれぞれの数は１０以上が好ましく、５０以上がより好ましく、１００以上が特に好ましい。
【００３３】
図６は、本発明のさらに他の実施形態に係るクラッド線製造方法に用いられる母材が示された断面図である。この母材８０は、第一金属片８２、第二金属片８４、第三金属片８６及びパイプ８８からなる。第一金属片８２は、金属材料からなる。第二金属片８４は、他の金属材料からなる。第二金属片８４の材質は、第一金属片８２の材質とは異なっている。第三金属片８６は、金属材料からなる。第三金属片８６の材質は、第一金属片８２及び第二金属片８４の材質とは異なっている。２つの第一金属片８２、２つの第二金属片８４及び２つの第三金属片８６が、軸方向に沿って並んでいる。パイプ８８は、金属材料からなる。パイプ８８は、第一金属片８２、第二金属片８４及び第三金属片８６を被覆している。
【００３４】
この母材８０に、伸線加工等が施され、クラッド線が得られる。このクラッド線が、切断されて、線材が得られる。この線材は、第一金属片に由来する特性、第二金属片に由来する特性及び第三金属片に由来する特性を併せ持つ。母材８０が、４種以上の金属片を備えてもよい。
【００３５】
第一金属片８２、第二金属片８４及び第三金属片８６のそれぞれの数は、３以上であってもよい。ワンパスの伸線加工によって多数の線材が得られるとの観点から、この数は１０以上が好ましく、５０以上がより好ましく、１００以上が特に好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明に係るクラッド線は、メガネフレーム、医療用線材等に用いられうる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係るクラッド線が示された断面図である。
【図２】図２は、図１のクラッド線の製造に用いられる母材が示された断面図である。
【図３】図３は、図２の母材が示された分解斜視図である。
【図４】図４は、図１のクラッド線から得られた線材が示された断面図である。
【図５】図５は、本発明の他の実施形態に係るクラッド線製造方法に用いられる母材が示された断面図である。
【図６】図６は、本発明のさらに他の実施形態に係るクラッド線製造方法に用いられる母材が示された断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
２・・・クラッド線
４・・・主線
６・・・クラッド層
８・・・第一ワイヤ
１０・・・第二ワイヤ
１６・・・第一接点
１８・・・第二接点
２０、５０、８０・・・母材
２２、５２、８２・・・第一金属片
２４、５４、８４・・・第二金属片
２６、５６、８８・・・パイプ
８６・・・第三金属片
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クラッド線と、このクラッド線の製造方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
クラッド線は、主線とクラッド層とからなる。主線の材質は、クラッド層の材質と異なっている。クラッド線は、主線の材質に由来する特性と、クラッド層の材質に由来する特性とを併せ持ちうる。クラッド線の製造方法の一例が、特開平６−３１５７７７号公報に開示されている。この製造方法では、外被材に穴加工が施される。この穴に、芯材が挿入される。外被材及び芯材には、伸線加工が施される。
【０００３】
クラッド線は、種々の用途に用いられている。特開平３−８２７７５号公報には、クラッド線が用いられたメガネフレームが開示されている。このメガネフレームでは、芯材が超弾性材料（形状記憶合金）からなり、外層材がチタンからなる。この芯材によって形状回復性能が発揮され、外層材によって耐食性が発揮される。
【特許文献１】特開平６−３１５７７７号公報
【特許文献２】特開平３−８２７７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特開平６−３１５７７７号公報に開示された製造方法は、穴加工が必要なので、生産性に劣る。精度のよい穴が得られるには、太い外被材に穴加工が施される必要がある。従って、製品が得られるには、伸線及び熱処理が繰り返される必要がある。この繰り返しも、生産性を阻害する。
【０００５】
メガネフレームにおいて超弾性が必要な部位は、ブリッジ及びテンプルである。レンズ枠は一定の形状を保持する必要があるので、このレンズ枠には超弾性材料はむしろ好ましくない。モダン部は、着用者の耳の形状に合わせて販売店の店頭で変形させるものなので、このモダン部にも超弾性材料は好ましくない。特開平３−８２７７５号公報に開示されたクラッド線は、長手方向においてその特性が一定である。このクラッド線では、メガネフレームの部位に応じた要求性能は、満たされない。部分焼鈍等の手段により、部位に応じた要求性能が満たされうる。しかし、この熱処理によっても十分な性能は得られない。この熱処理には、手間もかかる。
【０００６】
本発明の目的は、長手方向において特性が変化し、しかも容易に得られるクラッド線の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るクラッド線は、主線とこの主線を覆うクラッド層とを備える。この主線は、複数の第一ワイヤと、この第一ワイヤとは材質が異なる複数の第二ワイヤとを有する。この第二ワイヤは、第一ワイヤに対して軸方向に位置している。
【０００８】
好ましくは、主線は、第三ワイヤをさらに備える。この第三ワイヤの材質は、第一ワイヤ及び第二ワイヤの材質と異なる。この第三ワイヤは、第一ワイヤ又は第二ワイヤに対して軸方向に位置している。
【０００９】
本発明に係るクラッド線の製造方法は、
（１）複数の第一金属片と、この第一金属片に対して軸方向に並べられかつ第一金属片とは材質が異なる複数の第二金属片とを、金属製のパイプで被覆して母材を得る工程
及び
（２）この母材に塑性加工を施してこの母材を長尺化かつ細径化させる工程
を含む。
【００１０】
好ましくは、母材は、パイプに被覆された第三金属片をさらに備える。この第三金属片の材質は、第一金属片及び第二金属片の材質と異なる。この第三金属片は、第一金属片又は第二金属片に対して軸方向に位置している。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係るクラッド線は、２種以上のワイヤを備える。個々のワイヤが特性を発揮することで、優れた品質が達成される。このクラッド線は、生産性に優れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。
【００１３】
図１は、本発明の一実施形態に係るクラッド線２が示された断面図である。このクラッド線２は、主線４とクラッド層６とからなる。主線４は、第一ワイヤ８と第二ワイヤ１０とを有する。この実施形態では、第一ワイヤ８の数は３本であり、第二ワイヤ１０の数も３本である。これらの第一ワイヤ８及び第二ワイヤ１０は、軸方向に沿って交互に配置されてる。前端１２には、第一ワイヤ８が位置している。後端１４には、第二ワイヤ１０が位置している。図１において、符号１６で示されているのは第一接点であり、符号１８で示されているのは第二接点である。この実施形態では、第一接点１６の数は３であり、第二接点１８の数は２である。第一接点１６では、第一ワイヤ８の後端に第二ワイヤ１０の前端が当接している。第二接点１８では、第二ワイヤ１０の後端に第一ワイヤ８の前端が当接している。
【００１４】
第一ワイヤ８は、金属材料からなる。第二ワイヤ１０は、他の金属材料からなる。第二ワイヤ１０の材質は、第一ワイヤ８の材質とは異なっている。このクラッド線２は、第一ワイヤ８に由来する特性と、第二ワイヤ１０に由来する特性とを合わせもつ。このクラッド線２では、長手方向において特性が変化する。この実施形態では、第一ワイヤ８は低弾性材料からなり、第二ワイヤ１０は高弾性材料からなる。換言すれば、第二ワイヤ１０の弾性率は、第一ワイヤ８の弾性率よりも大きい。低弾性材料からなるので、第一ワイヤ８は柔軟性に優れる。高弾性材料からなるので、第二ワイヤ１０は剛性に優れる。柔軟性と剛性とが要求される用途にこのクラッド線２が用いられるとき、柔軟性が要求される箇所に第一ワイヤ８が配置され、剛性が要求される箇所に第二ワイヤ１０が配置される。
【００１５】
第一ワイヤ８の好ましい材質としては、擬弾性を示す合金が挙げられる。擬弾性とは、応力が与えられたときの歪みが瞬時に生じず、時間の経過と共に歪みが増加して平衡値に達する性質を意味する。第一ワイヤ８に擬弾性を示す合金が用いられることにより、優れた柔軟性が達成される。
【００１６】
擬弾性を示す合金の中でも、特に超弾性合金が好ましい。超弾性合金は、応力によって通常の弾性限界を超えた変形が生じても、応力の除去により元の形状に復元する。第一ワイヤ８に超弾性合金が用いられることにより、優れた柔軟性が達成される。超弾性合金は復元性に優れるので、第一ワイヤ８が湾曲しても、永久歪み（曲がりぐせ）が生じにくい。
【００１７】
超弾性合金の具体例としては、Ｎｉ−Ｔｉ合金、Ｎｉ−Ａｌ合金、Ｃｕ−Ｚｎ合金及びＣｕ−Ｚｎ−Ｘ合金（Ｘは、Ｂｅ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ａｌ又はＧａ）が挙げられる。Ｎｉ−Ｔｉ合金において好ましいＮｉの比率は、４５質量％以上６０質量％以下である。Ｎｉ−Ａｌ合金において好ましいＡｌの比率は、３６原子％以上３８原子％以下である。Ｃｕ−Ｚｎ合金において好ましいＺｎの比率は、３８．５質量％以上４１．５質量％以下である。Ｃｕ−Ｚｎ−Ｘ合金においてＸの好ましい比率は、１質量％以上１０質量％以下である。柔軟性、形状復元性及び汎用性の観点から特に好ましい材質は、Ｎｉ−Ｔｉ合金である。
【００１８】
第二ワイヤ１０の好ましい材質としては、ステンレス鋼及びコバルト基合金が挙げられる。パテンティングと冷間加工とによって強度が高められた炭素鋼（ピアノ線）が、第二ワイヤ１０に用いられてもよい。汎用性及び耐食性の観点から、ステンレス鋼が好ましい。ステンレス鋼の具体例としては、ＳＵＳ３０２、ＳＵＳ３０３、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３１６Ｌ、ＳＵＳ３１６Ｊ１、ＳＵＳ３１６Ｊ１Ｌ、ＳＵＳ４０５、ＳＵＳ４２９、ＳＵＳ４３０、ＳＵＳ４３０Ｆ、ＳＵＳ４３４及びＳＵＳ４４４が例示される。ＳＵＳ３０４が好ましい。
【００１９】
クラッド層６は、主線４を覆っている。クラッド層６は、金属材料からなる。この実施形態では、クラッド層６の弾性率は、第一ワイヤ８の弾性率よりも大きい。このクラッド層６が接点１６、１８を覆うことにより、クラッド線２の弾性分布の、接点１６、１８での大幅な段差が生じない。このクラッド層６により、接点１６、１８の近傍における応力集中が抑制される。このクラッド層６により、クラッド線２の座屈が抑制される。好ましくは、クラッド層６の材質は、第二ワイヤ１０の材質と同一である。クラッド層６の好ましい材質としては、ステンレス鋼及びコバルト基合金が挙げられる。汎用性及び耐食性の観点から、ステンレス鋼が好ましい。
【００２０】
材質の選定により、第一ワイヤ８は種々の特性を発揮しうる。第一ワイヤ８が発揮しうる特性としては、強度、靱性、耐食性、耐熱性、弾性、形状復元性、電気特性、磁気特性等が挙げられる。材質の選定により、第二ワイヤ１０は種々の特性を発揮しうる。第二ワイヤ１０が発揮しうる特性としては、強度、靱性、耐食性、耐熱性、弾性、形状復元性、電気特性、磁気特性等が挙げられる。第一ワイヤ８の材質が第二ワイヤ１０の材質と異なることにより、クラッド線２が２以上の特性を併せ持ちうる。例えば、第一ワイヤ８に由来する強度を備え、かつ第二ワイヤ１０に由来する耐熱性を備えた主線４が得られうる。材質の選定により、クラッド層６は種々の特性を発揮しうる。クラッド層６が発揮しうる特性としては、強度、靱性、耐食性、耐熱性、弾性、形状復元性、電気特性、磁気特性等が挙げられる。
【００２１】
このクラッド線２の製造では、まず母材が準備される。図２は、この母材２０の断面図である。図３は、この母材２０の分解斜視図である。母材２０は、第一金属片２２、第二金属片２４及びパイプ２６からなる。第一金属片２２は、金属材料からなる。第二金属片２４は、他の金属材料からなる。第二金属片２４の材質は、第一金属片２２の材質とは異なっている。第一金属片２２及び第二金属片２４のそれぞれは、円柱形状を有する。この実施形態では、第一金属片２２の数は３であり、第二金属片２４の数も３である。これらの第一金属片２２及び第二金属片２４は、軸方向（図２における左右方向）に沿って交互に配置されてる。前端１２には、第一金属片２２が位置している。後端１４には、第二金属片２４が位置している。図１において、符号１６で示されているのは第一接点であり、符号１８で示されているのは第二接点である。この実施形態では、第一接点１６の数は３であり、第二接点１８の数は２である。第一接点１６では、第一金属片２２の後端に第二金属片２４の前端が当接している。第一接点１６において、第一金属片２２に第二金属片２４が溶接されている。第二接点１８では、第二金属片２４の後端に第一金属片２２の前端が当接している。第二接点１８において、第二金属片２４に第一金属片２２が溶接されている。
【００２２】
パイプ２６は、金属材料からなる。パイプ２６は、第一金属片２２及び第二金属片２４を被覆している。パイプ２６に第一金属片２２及び第二金属片２４が挿入されることにより、パイプ２６がこれらを被覆しうる。第一金属片２２及び第二金属片２４が金属板で巻かれた後、この金属板の両端部が接合されることで、パイプ２６が形成されてもよい。
【００２３】
この母材２０に、必要に応じ、熱処理が施される。母材２０に組み立てられる前の段階で、第一金属片２２、第二金属片２４及びパイプ２６に別個に熱処理が施されてもよい。この母材２０に、伸線が施される。伸線には、既知の伸線機が用いられうる。伸線では、母材２０がダイスを通される。伸線により、第一金属片２２及び第二金属片２４が塑性変形を起こし、徐々に細径化し、かつ徐々に長尺化する。伸線により、パイプ２６が塑性変形を起こし、徐々に薄肉化し、かつ徐々に長尺化する。伸線以外の塑性加工がなされてもよい。他の塑性加工としては、圧延及びスエージングが例示される。
【００２４】
この伸線により、図１に示されたクラッド線２が得られる。第一金属片２２からは、第一ワイヤ８が形成される。第一ワイヤ８の組成は、第一金属片２２のそれと同等である。第二金属片２４からは、第二ワイヤ１０が形成される。第二ワイヤ１０の組成は、第二金属片２４のそれと同等である。パイプ２６からは、クラッド層６が形成される。クラッド層６の組成は、パイプ２６のそれと同等である。
【００２５】
図２に示されるように、母材２０における第一金属片２２の数は３である。従って、クラッド線２における第一ワイヤ８の数も３である。母材２０における第二金属片２４の数は３である。従って、クラッド線２における第二ワイヤ１０の数も３である。母材２０において、第一金属片２２及び第二金属片２４のそれぞれの数は、２でもよく、４以上でもよい。母材２０において、複数の第一金属片２２と、この第一金属片２２の数とほぼ同じ数の第二金属片２４とが、交互に配置されることが好ましい。
【００２６】
図１に示されるように、第一ワイヤ８及び第二ワイヤ１０は、クラッド層６で覆われている。加工時の塑性変形により、第一ワイヤ８とクラッド層６とは密着しており、第二ワイヤ１０とクラッド層６とも密着している。このクラッド線２では、クラッド層６を介して第一ワイヤ８と第二ワイヤ１０とが堅固に接合されている。このクラッド線２では、第二ワイヤ１０からの第一ワイヤ８の脱落が生じにくい。塑性加工の加工度が大きく設定されることにより、密着性が高められうる。密着性の観点から、加工度は４０％以上が好ましく、５０％以上がより好ましく、６０％以上が特に好ましい。クラッド線２の延性の観点から、加工度は９０％以下が好ましい。加工度Ｒは、下記の数式によって算出される。
R = (1 - (D1 / D0)２) * 100
この数式において、Ｄ０は母材２０の線径を表し、Ｄ１はクラッド線２の線径を表す。
【００２７】
前述の通り、母材２０において、第一金属片２２と第二金属片２４とは溶接されている。この溶接によっても、第一ワイヤ８と第二ワイヤ１０との接合強度が高められる。溶接の段階では、第一金属片２２及び第二金属片２４は、十分に太い。従って、溶接が容易になされうる。クラッド層６との密着によって十分な接合強度が得られる場合、溶接がなされなくてもよい。
【００２８】
このクラッド線２が図１に示された矢印Ｃの位置で切断されることにより、線材が得られる。図４には、この線材２８が示されている。図１から明らかなように、切断位置Ｃは第二接点１８よりも若干前である。第二接点１８の近傍は、塑性変形の影響で、第一金属片２２の材質と第二金属片２４の材質とが混在する領域である。この領域を避けて、切断位置Ｃが決定される。この線材２８は、種々の用途に用いられうる。
【００２９】
前述の通り、クラッド線２は複数の第一ワイヤ８及び複数の第二ワイヤ１０を備えているので、切断によって１つのクラッド線２から複数の線材２８（この線材２８もクラッド線である）が得られる。換言すれば、ワンパスの伸線加工によって複数の線材２８が得られる。この線材２８の生産性は、高い。生産性の観点から、第一ワイヤ８及び第二ワイヤ１０のそれぞれの数は１０以上が好ましく、５０以上がより好ましく、１００以上が特に好ましい。換言すれば、母材における第一金属片２２及び第二金属片２４のそれぞれの数は１０以上が好ましく、５０以上がより好ましく、１００以上が特に好ましい。
【００３０】
図５は、本発明の他の実施形態に係るクラッド線製造方法に用いられる母材５０が示された断面図である。この母材５０は、第一金属片５２、第二金属片５４及びパイプ５６からなる。第一金属片５２は、金属材料からなる。第二金属片５４は、他の金属材料からなる。第二金属片５４の材質は、第一金属片５２の材質とは異なっている。第一金属片５２の数は、２である。第一金属片５２ｂは、第一金属片５２ａよりも長い。第一金属片５２ｂの長さは、実質的に、第一金属片５２ａの長さの２倍である。第二金属片５４の数は、２である。第二金属片５４ｂは、第二金属片５４ａよりも長い。第二金属片５４ｂの長さは、実質的に、第二金属片５４ａの長さの２倍である。２つの第一金属片５２と２つの第二金属片５４とが、軸方向に沿って交互に配置されている。パイプ５６は、金属材料からなる。パイプ５６は、第一金属片５２及び第二金属片５４を被覆している。
【００３１】
この母材５０に、伸線加工等が施され、クラッド線が得られる。このクラッド線が、切断されて、線材が得られる。切断箇所は、図５に示されたＣ１及びＣ２である。クラッド線において接点５８の近傍は、第一金属片５２の材質と第二金属片５４の材質とが混在した領域である。切断位置Ｃ１及びＣ２は、接点５８から離れている。この位置Ｃ１及びＣ２で切断がなされることにより、混在領域が廃棄される必要がない。このクラッド線の歩留まりは、高い。
【００３２】
第一金属片５２及び第二金属片５４のそれぞれの数は、３以上であってもよい。ワンパスの伸線加工によって多数の線材が得られるとの観点から、第一金属片５２及び第二金属片５４のそれぞれの数は１０以上が好ましく、５０以上がより好ましく、１００以上が特に好ましい。
【００３３】
図６は、本発明のさらに他の実施形態に係るクラッド線製造方法に用いられる母材が示された断面図である。この母材８０は、第一金属片８２、第二金属片８４、第三金属片８６及びパイプ８８からなる。第一金属片８２は、金属材料からなる。第二金属片８４は、他の金属材料からなる。第二金属片８４の材質は、第一金属片８２の材質とは異なっている。第三金属片８６は、金属材料からなる。第三金属片８６の材質は、第一金属片８２及び第二金属片８４の材質とは異なっている。２つの第一金属片８２、２つの第二金属片８４及び２つの第三金属片８６が、軸方向に沿って並んでいる。パイプ８８は、金属材料からなる。パイプ８８は、第一金属片８２、第二金属片８４及び第三金属片８６を被覆している。
【００３４】
この母材８０に、伸線加工等が施され、クラッド線が得られる。このクラッド線が、切断されて、線材が得られる。この線材は、第一金属片に由来する特性、第二金属片に由来する特性及び第三金属片に由来する特性を併せ持つ。母材８０が、４種以上の金属片を備えてもよい。
【００３５】
第一金属片８２、第二金属片８４及び第三金属片８６のそれぞれの数は、３以上であってもよい。ワンパスの伸線加工によって多数の線材が得られるとの観点から、この数は１０以上が好ましく、５０以上がより好ましく、１００以上が特に好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明に係るクラッド線は、メガネフレーム、医療用線材等に用いられうる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係るクラッド線が示された断面図である。
【図２】図２は、図１のクラッド線の製造に用いられる母材が示された断面図である。
【図３】図３は、図２の母材が示された分解斜視図である。
【図４】図４は、図１のクラッド線から得られた線材が示された断面図である。
【図５】図５は、本発明の他の実施形態に係るクラッド線製造方法に用いられる母材が示された断面図である。
【図６】図６は、本発明のさらに他の実施形態に係るクラッド線製造方法に用いられる母材が示された断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
２・・・クラッド線
４・・・主線
６・・・クラッド層
８・・・第一ワイヤ
１０・・・第二ワイヤ
１６・・・第一接点
１８・・・第二接点
２０、５０、８０・・・母材
２２、５２、８２・・・第一金属片
２４、５４、８４・・・第二金属片
２６、５６、８８・・・パイプ
８６・・・第三金属片
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主線とこの主線を覆うクラッド層とを備えており、
この主線が、複数の第一ワイヤと、この第一ワイヤとは材質が異なる複数の第二ワイヤとを有しており、
この第二ワイヤが、第一ワイヤに対して軸方向に位置しているクラッド線。
【請求項２】
上記主線が第三ワイヤをさらに備えており、
この第三ワイヤの材質が、第一ワイヤ及び第二ワイヤの材質と異なっており、
この第三ワイヤが、第一ワイヤ又は第二ワイヤに対して軸方向に位置している請求項１に記載のクラッド線。
【請求項３】
複数の第一金属片と、この第一金属片に対して軸方向に並べられかつ第一金属片とは材質が異なる複数の第二金属片とを、金属製のパイプで被覆して母材を得る工程
及び
この母材に塑性加工を施してこの母材を長尺化かつ細径化させる工程
を含むクラッド線の製造方法。
【請求項４】
上記母材がパイプに被覆された第三金属片をさらに備えており、
この第三金属片の材質が第一金属片及び第二金属片の材質と異なっており、
この第三金属片が第一金属片又は第二金属片に対して軸方向に位置している請求項３に記載の製造方法。
【請求項１】
主線とこの主線を覆うクラッド層とを備えており、
この主線が、複数の第一ワイヤと、この第一ワイヤとは材質が異なる複数の第二ワイヤとを有しており、
この第二ワイヤが、第一ワイヤに対して軸方向に位置しているクラッド線。
【請求項２】
上記主線が第三ワイヤをさらに備えており、
この第三ワイヤの材質が、第一ワイヤ及び第二ワイヤの材質と異なっており、
この第三ワイヤが、第一ワイヤ又は第二ワイヤに対して軸方向に位置している請求項１に記載のクラッド線。
【請求項３】
複数の第一金属片と、この第一金属片に対して軸方向に並べられかつ第一金属片とは材質が異なる複数の第二金属片とを、金属製のパイプで被覆して母材を得る工程
及び
この母材に塑性加工を施してこの母材を長尺化かつ細径化させる工程
を含むクラッド線の製造方法。
【請求項４】
上記母材がパイプに被覆された第三金属片をさらに備えており、
この第三金属片の材質が第一金属片及び第二金属片の材質と異なっており、
この第三金属片が第一金属片又は第二金属片に対して軸方向に位置している請求項３に記載の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−６９５１８（Ｐ２０１０−６９５１８Ａ）
【公開日】平成２２年４月２日（２０１０．４．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２４２０５４（Ｐ２００８−２４２０５４）
【出願日】平成２０年９月２２日（２００８．９．２２）
【出願人】（０００１１０１４７）トクセン工業株式会社 (44)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月２日（２０１０．４．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月２２日（２００８．９．２２）
【出願人】（０００１１０１４７）トクセン工業株式会社 (44)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]