極細銅合金線、極細銅合金撚線及びそれらの製造方法
【課題】最終線径０．０２５ｍｍ以下の極細線で、高強度特性と低抵抗特性（高導電性）を両立し、かつ熱的な負荷においても強度の低下が生じにくく、高い耐熱性をも兼ね備えた極細銅合金線、極細銅合金撚線及びそれらの製造方法を提供する。
【解決手段】純銅に銀を１〜３重量％添加して銅合金を生成し、伸線加工を行って線径が０．０１０〜０．０２５ｍｍの極細銅合金線を作製後、３００〜５００℃の温度で０．２〜５秒の熱処理を施し、引張強さが８５０ＭＰａ以上、導電率が８５％ＩＡＣＳ以上、伸びが０．５〜３．０％であり、かつ、温度３５０℃以下、時間５秒以下の加熱処理において、加熱処理前の引張強さ（σｈ０）に対する加熱処理後の引張強さ（σｈ１）の低下率［（１−σｈ１／σｈ０）×１００％］を２％以下とする。
【解決手段】純銅に銀を１〜３重量％添加して銅合金を生成し、伸線加工を行って線径が０．０１０〜０．０２５ｍｍの極細銅合金線を作製後、３００〜５００℃の温度で０．２〜５秒の熱処理を施し、引張強さが８５０ＭＰａ以上、導電率が８５％ＩＡＣＳ以上、伸びが０．５〜３．０％であり、かつ、温度３５０℃以下、時間５秒以下の加熱処理において、加熱処理前の引張強さ（σｈ０）に対する加熱処理後の引張強さ（σｈ１）の低下率［（１−σｈ１／σｈ０）×１００％］を２％以下とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高強度、高導電性を有し、かつ熱的な負荷においても強度の低下が生じにくく耐熱性にも優れた極細銅合金線及び極細銅合金撚線及びそれらの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子機器用の耐屈曲ケーブル（例えば、ロボットケーブル）や、医療機器用の耐屈曲ケーブル（例えば、プローブケーブル）等に用いられる導体の材料としては、高強度で高導電性の銅合金が一般的に使用されている。
【０００３】
現在、量産レベルで製造されている銅合金線としては、連続鋳造・圧延が可能で、経済性に優れたＣｕ−Ｓｎ合金線が挙げられ、電子機器用、及び医療機器用耐屈曲ケーブルの導体材料として多用されている。また、その他の銅合金線も、製品コストおよび銅合金線の各種特性に応じて、様々な分野に適用されている。
【０００４】
近年の電子機器の小型化・軽量化、あるいは医療機器の小型化に伴って、これらに使用される電線の導体にも細径化が強く求められており、φ０．０３ｍｍ以下の導体が要求されるようになってきている。また、最近では細径化のニーズのみではなく、耐屈曲性の向上と伝送容量の増加を目的に、高強度特性と高導電特性を両立した導体材料の開発が強く求められている。
【０００５】
前述のＣｕ−Ｓｎ合金線は、ベース金属であるタフピッチ銅にＳｎを添加してなる銅合金で構成されている。しかしながら、Ｃｕ−Ｓｎ合金線は強度を増加するためにはＳｎの添加量を増加しなければならず、その結果、導電率は低下してしまい、強度と導電率を両立するのは困難である。
【０００６】
一方、近年、強度と導電率を両立する銅合金として、Ｃｕ−Ａｇ合金が注目されている。引張強度及び導電率が優れたＣｕ−Ａｇ合金は、例えば、銅に銀を１．０〜１５重量％含有したＣｕ−Ａｇ合金を（１）鋳造して得たロットに減面率７０％以上に冷間加工した後、（２）４００〜５００℃の温度で１〜３０時間熱処理を行い、次いで（３）減面率９５％以上の冷間加工を行うことにより製造される（特許文献１参照）。
【０００７】
また、純銅に銀を０．１〜１．０重量％添加してＣｕ−Ａｇ合金を生成し、０．０１〜０．０８ｍｍ、引張強さが６００ＭＰａ以上の素線にし、この素線を所定の本数だけ撚り合わせた後、この撚線に熱処理を施すことにより撚線時の歪を除去して極細銅合金撚線とすることも行われている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００１−４０４３９号公報
【特許文献２】特開２００１−２３４３０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
Ｃｕ−Ａｇ合金からなる極細銅合金線を耐屈曲ケーブルとして使用する場合、外層に絶縁体を押出被覆して使用することが一般的であるが、この押出作業においては絶縁体の加熱により極細銅合金線にも熱的な負荷が生じる。このため、極細銅合金線に要求される特性としては、強度と導電率を両立させるだけでなく、押出作業による熱履歴によって強度低下のない熱的に安定な特性が要求される。
【０００９】
また、例えば、超音波診断装置用プローブケーブルや超音波内視鏡ケーブルの用途には、線径０．０２５ｍｍ以下の極細線が使用されるため、このような導体サイズに対応した電気抵抗が問題となる。具体的には、ＡＷＧ（American Wire Gauge）規格に沿って、細径化と電気特性を真に両立した極細銅合金撚線が要求される。ＡＷＧ規格と撚線構造（撚り本数／線径）の関係は、４２ＡＷＧ（７／０．０２５）、４３ＡＷＧ（７／０．０２３）、４４ＡＷＧ（７／０．０２０）、４５ＡＷＧ（７／０．０１８）、４６ＡＷＧ（７／０．０１６）、４８ＡＷＧ（７／０．０１３）、５０ＡＷＧ（７／０．０１０）とされる。
【００１０】
しかしながら、特許文献１記載のＣｕ−Ａｇ合金では、引張強さと導電率を両立させているものの、このための手法として、特定の温度で長時間（１〜３０時間）の熱処理を行うため、生産効率が悪くコスト高になってしまう。また、押出作業などの熱的な負荷が加わった場合の熱履歴による強度低下について、何ら言及されておらず、対策がなされていない。更に、極細径の導体サイズに対応した電気抵抗についても何ら言及されていない。
【００１１】
一方、特許文献２の極細銅合金撚線では、銅合金の添加元素として銀が記載されているが、添加量が０．１〜１．０重量％と少なく、引張強さの向上は望めない。また、この極細銅合金撚線では、塑性歪領域の屈曲特性を向上する目的で主に伸び特性を５％以上確保しているが、伸びを重視した特性では必然的に引張強さは低下してしまう。このため、特に線径０．０２５ｍｍ以下の極細線が使用される電子機器用ケーブル、あるいは医療機器用ケーブル、例えば超音波診断装置用プローブケーブルや超音波内視鏡ケーブルの用途に対しては強度不足であり、屈曲性が十分でないという問題がある。
【００１２】
従って、本発明の目的は、上記課題を解決し、最終線径０．０２５ｍｍ以下の極細線で、高強度特性と低抵抗特性（高導電性）を両立し、かつ極細線を使用した同軸ケーブルの押出製造工程などの熱的な負荷においても強度の低下が生じにくく、高い耐熱性をも兼ね備えた極細銅合金線、極細銅合金撚線及びそれらの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明の極細銅合金線は、線径が０．０１０〜０．０２５ｍｍであり、銀（Ａｇ）を１〜３重量％含有し、残部が銅（Ｃｕ）及び不可避的不純物からなる極細銅合金線であって、引張強さが８５０ＭＰａ以上、導電率が８５％ＩＡＣＳ以上、伸びが０．５〜３．０％であり、かつ、温度３５０℃以下、時間５秒以下の加熱処理において、加熱処理前の引張強さ（σｈ０）に対する加熱処理後の引張強さ（σｈ１）の低下率［（１−σｈ１／σｈ０）×１００％］が、２％以下であることを特徴とする。
【００１４】
前記合金線の表面に錫（Ｓｎ）、銀（Ａｇ）、又はニッケル（Ｎｉ）のめっき層を形成することができる。
【００１５】
前記極細銅合金線を複数本撚り合わせて極細銅合金撚線とすることができる。前記撚線は、線径０．０２５ｍｍの前記極細銅合金線を７本撚り合わせた撚線の２０℃における電気抵抗が６０００Ω／ｋｍ以下、線径０．０２３ｍｍの前記極細銅合金線を７本撚り合わせた撚線の２０℃における電気抵抗が７０００Ω／ｋｍ以下、線径０．０２０ｍｍの前記極細銅合金線を７本撚り合わせた撚線の２０℃における電気抵抗が９５００Ω／ｋｍ以下、線径０．０１８ｍｍの前記極細銅合金線を７本撚り合わせた撚線の２０℃における電気抵抗が１１５００Ω／ｋｍ以下、線径０．０１６ｍｍの前記極細銅合金線を７本撚り合わせた撚線の２０℃における電気抵抗が１５０００Ω／ｋｍ以下、線径０．０１３ｍｍの前記極細銅合金線を７本撚り合わせた撚線の２０℃における電気抵抗が２２０００Ω／ｋｍ以下、線径０．０１０ｍｍの前記極細銅合金線を７本撚り合わせた撚線の２０℃における電気抵抗が３８０００Ω／ｋｍ以下とすることができる。
【００１６】
また、前記極細銅合金線を複数本撚り合わせて中心導体とし、前記中心導体の外周に絶縁体被覆を形成し、前記絶縁体被覆の外周に銅又は銅合金からなる外部導体を配置し、その外周にジャケット層を設けて同軸ケーブルとすることができる。
【００１７】
前記同軸ケーブルの複数本をシールド層内に配置し、前記シールド層の外周にシースを設けて多芯ケーブルとすることができる。
【００１８】
上記目的を達成するため、本発明の極細銅合金線の製造方法は、純銅に銀を１〜３重量％添加して銅合金を生成し、伸線加工を行って線径が０．０１０〜０．０２５ｍｍの極細銅合金線を作製後、３００〜５００℃の温度で０．２〜５秒の熱処理を施すことにより、引張強さが８５０ＭＰａ以上、導電率が８５％ＩＡＣＳ以上、伸びが０．５〜３．０％であり、かつ、温度３５０℃以下、時間５秒以下の加熱処理において、加熱処理前の引張強さ（σｈ０）に対する加熱処理後の引張強さ（σｈ１）の低下率［（１−σｈ１／σｈ０）×１００％］が２％以下である極細銅合金線を製造することを特徴とする。
【００１９】
前記線径が０．０１０〜０．０２５ｍｍの極細銅合金線を作製後、更に、当該合金線の表面に錫（Ｓｎ）、銀（Ａｇ）、ニッケル（Ｎｉ）のめっき層を形成する工程を有することができる。
【００２０】
また、本発明の極細銅合金撚線の製造方法は、純銅に銀を１〜３重量％添加して銅合金を生成し、伸線加工を行って線径が０．０１０〜０．０２５ｍｍの極細銅合金線を作製後、前記極細銅合金線を複数本撚り合わせて極細銅合金撚線とし、３００〜５００℃の温度で０．２〜５秒の熱処理を施すことにより、前記極細銅合金撚線を製造することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、最終線径０．０２５ｍｍ以下の極細線で、高強度特性と低抵抗特性（高導電性）を両立し、熱的な負荷においても強度の低下が生じにくく、高い耐熱性をも兼ね備えた極細銅合金線及び極細銅合金撚線を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
（極細銅合金線）
図１に、本実施形態の極細銅合金線を示す。
この極細銅合金線１は、Ｃｕ−Ａｇ合金線であって、線径が０．０２５〜０．０１０ｍｍであり、銀を１〜３重量％、好ましくは１．５〜２．５重量％含有し、引張強さ８５０ＭＰａ以上、導電率８５％ＩＡＣＳ以上、伸び０．５〜３．０％とするものである。
銀の含有量を１〜３重量％としたのは、１重量％未満では強度の向上が望めず、３重量％を超えると強度は向上するものの導電率が低下してしまうためである。更に、銀の含有量を１．５〜２．５重量％の範囲とすることにより、強度特性と導電率特性が最も両立した性能が得られる。また、引張強さ８５０ＭＰａ以上、導電率８５％ＩＡＣＳ以上、伸び０．５〜３．０％としたのは、医療機器用ケーブルへの使用を考慮した場合、上記範囲では屈曲性、電気抵抗、可撓性などの諸特性が満足されるが、上記範囲外では、これらの諸特性を満足させることができなくなるためである。
【００２３】
更に、極細銅合金線１は、温度３５０℃以下、時間５秒以下の加熱処理において、加熱処理前の引張強さ（σｈ０）に対する加熱処理後の引張強さ（σｈ１）の低下率［（１−σｈ１／σｈ０）×１００％］を２％以下としている。
加熱処理条件を温度３５０℃以下、時間５秒以下としたのは、極細銅合金線及び撚線のケーブル製造工程、たとえば絶縁体押出工程における熱的な負荷条件がその範囲であるからである。また、加熱処理前の引張強さ（σｈ０）に対する加熱処理後の引張強さ（σｈ１）の低下率［（１−σｈ１／σｈ０）×１００％］を２％以下としたのは、低下率が２％を超えると押出工程において断線が生じ、ケーブル特性の著しい低下を招くためである。このため、強度低下を上述の範囲内とすることにより、断線や性能変化のないケーブルの製造が可能になる。
【００２４】
（極細銅合金撚線）
図２に、本実施形態の極細銅合金撚線を示す。
この極細銅合金撚線２は、図１に示す極細銅合金線１を７本撚り合わせて形成し、線径と電気抵抗との間に所定の関係を有するものである。
即ち、この極細銅合金撚線２は、Ｃｕ−Ａｇ合金線であって、線径が０．０２５〜０．０１０ｍｍであり、銀を１〜３重量％、好ましくは１．５〜２．５重量％含有し、引張強さ８５０ＭＰａ以上、導電率８５％ＩＡＣＳ以上、伸び０．５〜３．０％とする極細銅合金線１を７本撚り合わせ、以下の線径と電気抵抗の関係を有するものである。
線径０．０２５ｍｍの７本撚線の２０℃における電気抵抗が６０００Ω／ｋｍ以下、
線径０．０２３ｍｍの７本撚線の２０℃における電気抵抗が７０００Ω／ｋｍ以下、
線径０．０２０ｍｍの７本撚線の２０℃における電気抵抗が９５００Ω／ｋｍ以下、
線径０．０１８ｍｍの７本撚線の２０℃における電気抵抗が１１５００Ω／ｋｍ以下、
線径０．０１６ｍｍの７本撚線の２０℃における電気抵抗が１５０００Ω／ｋｍ以下、
線径０．０１３ｍｍの７本撚線の２０℃における電気抵抗が２２０００Ω/ｋｍ以下、
線径０．０１０ｍｍの７本撚線の２０℃における電気抵抗が３８０００Ω／ｋｍ以下。
各サイズ毎に電気抵抗を限定したのは、ＡＷＧ（American Wire Gauge）規格に沿って、細径化と電気特性を真に両立した極細銅合金撚線２とするためである。
【００２５】
（めっき層を形成した極細銅合金線、極細銅合金撚線）
図３に、めっき被極細銅合金線の例を示す。
このめっき被極細銅合金線３は、図１に示す極細銅合金線１の外周に、めっき層５を形成したものである。めっき層５は、主に極細銅合金線の耐食性向上と半田接続性の向上の点から、錫（Ｓｎ）、銀（Ａｇ）、又はニッケル（Ｎｉ）からなるめっき層とするのが一般的である。
また、図４に示すように、めっき被極細銅合金線３を７本撚り合わせて、めっき被極細銅合金撚線４とすることもできる。
【００２６】
（同軸ケーブル、多芯ケーブル）
図５に、上記極細銅合金線を用いた同軸ケーブルの例を示す。
この同軸ケーブル６は、図１に示す極細銅合金線１又は図３に示すめっき被極細銅合金線３を７本撚り合わせて中心導体７とし、中心導体７の外周に絶縁体被覆８を形成し、絶縁体被覆８の外周に銅又は銅合金からなる外部導体９を配置し、その外周にジャケット層１０を設けたものである。
また、図６に示すように、図５に示す同軸ケーブル６の複数本をシールド層１２内に配置し、シールド層１２の外周にシース１３を設けて多芯ケーブル１１とすることもできる。
【００２７】
（製造方法）
次に、本実施形態の極細銅合金線、及び極細銅合金撚線の製造方法について説明する。
まず、純銅に銀を１〜３重量％、好ましくは１．５〜２．５重量％添加し、銅合金を生成する。その後、伸線加工し、あるいは中間に熱処理を施して線径が０．０２５〜０．０１０ｍｍの極細線を作製する。この場合、途中の線径において錫（Ｓｎ）、銀（Ａｇ）、又はニッケル（Ｎｉ）めっきを施して、最終的に線径が０．０２５〜０．０１０ｍｍの極細線となるように作製してもよい。
【００２８】
次に、得られた極細銅合金線単線、あるいは所定の本数、例えば７本撚り合わせて極細銅合金撚線としたものについて、特定条件での熱処理を施す。熱処理は、３００〜５００℃に加熱された加熱炉中を０．２〜５秒走行させることにより行う。
熱処理条件として、３００〜５００℃で０．２〜５秒としたのは、熱処理温度が３００℃未満、熱処理時間が０．２秒未満とすると、引張強さの低下は小さいものの、導電率の増加が少なく所望の特性が得られないためである。また、熱処理温度が５００℃を超え、熱処理時間が５秒を超えると導電率は大きく増加するものの、引張強さが著しく低下してしまい、所望の特性が得られないためである。
具体的には、３００〜５００℃で０．２〜５秒の条件で熱処理を施すことにより、熱処理前の引張強さ（σａ０）に対する熱処理後の引張強さ（σａ１）の低下率［（１−σａ１／σａ０）×１００％〕を３０％以下とし、かつ熱処理前の導電率（ρａ０）に対する熱処理後の導電率（ρａ１）の増加率［（ρａ１／ρａ０−１）×１００％］を６％以上にすることが可能となる。
【００２９】
以上の処理を行うことにより得られた極細銅合金線、又は極細銅合金撚線は、線径が０．０２５〜０．０１０ｍｍであり、銀を１〜３重量％、好ましくは１．５〜２．５重量％含有し、引張強さ８５０ＭＰａ以上、導電率８５％ＩＡＣＳ以上、伸び０．５〜３．０％で、かつ、温度３５０℃以下、時間５秒以下の加熱処理において、加熱処理前の引張強さ（σｈ０）に対する加熱処理後の引張強さ（σｈ１）の低下率［（１−σｈ１／σｈ０）×１００％］が２％以下とすることができる。
【００３０】
（本実施形態の効果）
本実施形態によれば、最終線径０．０２５ｍｍ以下の極細線で、高強度特性と低抵抗特性（高導電性）を両立し、かつ極細線を使用した同軸ケーブルの押出製造工程などの熱的な負荷においても強度の低下が生じにくく、高い耐熱性をも兼ね備えた極細銅合金線及び極細銅合金撚線とすることができる。
よって、これらの極細銅合金線、極細銅合金撚線を使用して同軸ケーブルなどを製造すれば、小型化、細径化、軽量化、高耐屈曲性、高伝送化の性能が要求される電子機器用及び医療機器用ケーブルに好適に用いることができる。
【実施例１】
【００３１】
（Ｃｕ−Ａｇ合金線の作製）
【００３２】
無酸素銅に、２．０重量％の銀を添加し、真空チャンバ内に固定してある黒鉛坩堝において加熱溶解した後、黒鉛鋳型を用いて連続鋳造してφ８．０ｍｍの荒引線を作製した。
その後、伸線加工、中間焼鈍、伸線加工、銀めっき工程を経て、次いで線径０．０２５〜０．０１０ｍｍまで各々伸線加工を行い、極細銅合金線を得た。その後、得られた極細銅合金線を規定範囲内の熱処理条件において、極細銅合金線を作製した。
作製した各々のサイズにおいて、引張強さ（ＭＰａ）、導電率（％ＩＡＣＳ）、伸び（％）を測定した。更に、耐熱性の評価として、３５０℃で５秒の加熱処理を行い、その後の引張強さの強度変化を調査した。ここで、耐熱性は加熱処理後の強度低下率で評価し、強度低下率は加熱処理前の引張強さ（σｈ０）に対する加熱処理後の引張強さ（σｈ１）の低下率［（１−σｈ１／σｈ０）×１００％］とした。その結果を表１に示す。
【００３３】
【表１】
【実施例２】
【００３４】
（Ｃｕ−Ａｇ合金撚線の作製）
【００３５】
無酸素銅に、２．０重量％の銀を添加し、真空チャンバ内に固定してある黒鉛堆渦において加熱溶解した後、黒鉛鋳型を用いて連続鋳造してφ８．０ｍｍの荒引線を作製した。
その後、伸線加工、中間焼鈍、伸線加工、銀めっき工程を経て、次いで線径０．０２５〜０．０１０ｍｍまで各々伸線加工を行い、極細銅合金線を得た。更に、得られた各サイズ毎に極細銅合金線を７本撚り合わせ、極細銅合金撚線を得た。その後、得られた極細銅合金線撚線を規定範囲内の熱処理条件において、極細銅合金線撚線を作製した。
作製した各々のサイズにおいて、引張強さ（ＭＰａ）、電気抵抗（Ω／ｋｍ）、伸び（％）を測定した。更に、耐熱性の評価として、３５０℃で５秒の加熱処理を行い、その後の引張強さの強度変化を調査した。ここで、耐熱性は、実施例１と同様に、加熱処理後の強度低下率で評価し、強度低下率は加熱処理前の引張強さ（σｈ０）に対する加熱処理後の引張強さ（σｈ１）の低下率［（１−σｈ１／σｈ０）×１００％］とした。その結果を表２に示す。
【００３６】
【表２】
【００３７】
［比較例１］
（Ｃｕ−Ａｇ合金線の作製）
【００３８】
本発明の規定範囲外の銀濃度、あるいは熱処理条件において極細銅合金線を作製した。その他の条件は実施例１と同様である。その結果を表３に示す。
【００３９】
【表３】
【００４０】
［比較例２］
（Ｃｕ−Ａｇ合金撚線の作製）
【００４１】
本発明の規定範囲外の銀濃度、あるいは熱処理条件において極細銅合金撚線を作製した。その他の条件は実施例２と同様である。その結果を表４に示す。
【００４２】
【表４】
【００４３】
［従来例１］
（Ｃｕ−Ｓｎ合金線の作製）
無酸素銅に、０．３重量％の錫を添加し、真空チャンバ内に固定してある黒鉛堪禍において加熱溶解した後、黒鉛鋳型を用いて連続鋳造してφ８．０ｍｍの荒引線を作製した。
その後、伸線加工、中間焼鈍、伸線加工、銀めっき工程を経て、次いで線径０．０２３ｍｍまで伸線加工を行い、極細銅合金線を作製して実施例１と同様の評価を行った。更に、本材料を用いて本発明の製造条件である熱処理条件において極細銅合金線を作製し、同様に評価した。その結果を表５に示す。
【００４４】
【表５】
【００４５】
［従来例２］
（Ｃｕ−Ｓｎ合金撚線の作製）
【００４６】
無酸素銅に、０．３重量％の錫を添加し、真空チャンバ内に固定してある黒鉛堆塙において加熱溶解した後、黒鉛鋳型を用いて連続鋳造してφ８．０ｍｍの荒引線を作製した。
その後、伸線加工、中間焼鈍、伸線加工、銀めっき工程を経て、次いで線径０．０２３ｍｍまで伸線加工を行い、極細銅合金線を得た。その後、極細銅合金線を７本撚り合わせ極細銅合金撚線を作製し、実施例２と同様の評価を行った。更に、本材料を用いて本発明の製造条件である熱処理条件において極細銅合金撚線を作製し、同様に評価した。その結果を表６に示す。
【００４７】
【表６】
【００４８】
（結果の評価）
表１に示すように、実施例１の極細銅合金線は、各サイズにおいて引張強さ８５０ＭＰａ以上、導電率８５％ＩＡＣＳの高強度、高導電性特性を有し、表５に示す従来例１の特性と比較しても優位性は明らかである。さらに、従来のＣｕ−Ｓｎ合金線に実施例１と同様の熱処理を行っても（表５、Ｎｏ．２）、導電率は向上するものの引張強さが大きく低下してしまい、両方の特性を両立することは困難であることが分かる。
【００４９】
表２に示すように、実施例２の極細銅合金撚線は、表６に示す従来例２の特性と比較して、引張強さは高く、電気抵抗は低いため、細径化を目的とした同軸ケーブルには最適である。また、従来のＣｕ−Ｓｎ合金撚線に実施例２と同様の熱処理を行っても（表６、Ｎｏ．２）、電気抵抗は小さくなるものの引張強さが大きく低下してしまい、両方の特性を両立することは困難であることが分かる。
【００５０】
また、実施例２の撚線の耐熱性は、強度低下率が約１．０％と熱的に非常に安定しているのに対し、従来例２の撚線の耐熱性（表６、Ｎｏ．１）は１７．５％と著しく強度低下を生じてしまう。更に、実施例２と同様の熱処理を行っても（表６、Ｎｏ．２）、強度低下率は４．５％と大きい。これらの耐熱性の差を評価するため、実施例２（表２、Ｎｏ．５）と従来例２（表６、Ｎｏ．１，２）の極細銅合金撚線を使用し、絶縁体の押出実験を行った。その結果、実施例２（表２、Ｎｏ．５）の極細銅合金線は、良好に押出を行うことができたが、従来例２（表６、Ｎｏ．１，２）のそれは、押出中に断線が生じてしまった。これより、実施例２の極細銅合金撚線は、従来例２の極細銅合金撚線に対して、耐熱性の優位性が明らかである。
【００５１】
表３は、本発明で規定した範囲外の条件において作製した極細銅合金線の評価結果である。Ｎｏ．１は、熱処理を実施していないため引張強さは高いものの、導電率は低い。さらに、耐熱性を示す強度低下率も５％と大きい。Ｎｏ．２と３は、銀の添加濃度が範囲外であり、銀濃度が小さいと導電率は高いものの強度が低く、銀濃度が高いと強度は高いものの導電率が小さい。Ｎｏ．４と５は、熱処理時間が範囲内であるが、熱処理温度が範囲外であるため強度と導電率の両立が困難である。Ｎｏ．６と７は、熱処理温度が条件範囲内であるが、熱処理時間が範囲外であるため、同様に強度と導電率の両立は困難である。
【００５２】
表４は、本発明で規定した範囲外の条件において作製した極細銅合金撚線の評価結果である。Ｎｏ．１は、熱処理を実施していないため引張強さは高いものの、電気抵抗は高い。さらに、耐熱性を示す強度低下率も５．５％と大きい。Ｎｏ．２と３は、銀の添加濃度が範囲外であり、銀濃度が小さいと電気抵抗は低いものの強度が低く、銀濃度が高いと強度は高いものの電気抵抗が高い。Ｎｏ．４と５は、熱処理時間が範囲内であるが、熱処理温度が範囲外であるため強度と電気抵抗の両立は困難である。Ｎｏ．６と７は、熱処理温度が範囲内であるが、熱処理時間が範囲外であるため、同様に強度と電気抵抗の両立は困難である。
【００５３】
［他の実施形態］
本発明の銅合金の添加元素として銀以外に、マグネシウム（Ｍｇ）、インジウム（Ｉｎ）から選ばれる一種、あるいは２種の金属を合計量で０．０２〜０．１０重量％添加することも可能である。添加元素を増やすことはコストの増加につながるが、さらなる高強度化が期待できる。
【００５４】
また、本発明のＣｕ−Ａｇ合金は、電子機器用、医療撮器用のみでなく、エナメル線用など強度と導電性が必要とされる分野すべてに適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の一実施形態の極細銅合金線の横断面図である。
【図２】本発明の一実施形態の極細銅合金撚線の横断面図である。
【図３】本発明の一実施形態のめっき被極細銅合金線の横断面図である。
【図４】本発明の一実施形態のめっき被極細銅合金撚線の横断面図である。
【図５】本発明の一実施形態の同軸ケーブルの横断面図である。
【図６】本発明の一実施形態の多芯ケーブルの横断面図である。
【符号の説明】
【００５６】
１ 極細銅合金線
２ 極細銅合金撚線
３ めっき被極細銅合金線
４ めっき被極細銅合金撚線
５ めっき層
６ 同軸ケーブル
７ 中心導体
８ 絶縁体
９ 外部導体
１０ ジャケット
１１ 多芯ケーブル
１２ シールド層
１３ シース
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高強度、高導電性を有し、かつ熱的な負荷においても強度の低下が生じにくく耐熱性にも優れた極細銅合金線及び極細銅合金撚線及びそれらの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子機器用の耐屈曲ケーブル（例えば、ロボットケーブル）や、医療機器用の耐屈曲ケーブル（例えば、プローブケーブル）等に用いられる導体の材料としては、高強度で高導電性の銅合金が一般的に使用されている。
【０００３】
現在、量産レベルで製造されている銅合金線としては、連続鋳造・圧延が可能で、経済性に優れたＣｕ−Ｓｎ合金線が挙げられ、電子機器用、及び医療機器用耐屈曲ケーブルの導体材料として多用されている。また、その他の銅合金線も、製品コストおよび銅合金線の各種特性に応じて、様々な分野に適用されている。
【０００４】
近年の電子機器の小型化・軽量化、あるいは医療機器の小型化に伴って、これらに使用される電線の導体にも細径化が強く求められており、φ０．０３ｍｍ以下の導体が要求されるようになってきている。また、最近では細径化のニーズのみではなく、耐屈曲性の向上と伝送容量の増加を目的に、高強度特性と高導電特性を両立した導体材料の開発が強く求められている。
【０００５】
前述のＣｕ−Ｓｎ合金線は、ベース金属であるタフピッチ銅にＳｎを添加してなる銅合金で構成されている。しかしながら、Ｃｕ−Ｓｎ合金線は強度を増加するためにはＳｎの添加量を増加しなければならず、その結果、導電率は低下してしまい、強度と導電率を両立するのは困難である。
【０００６】
一方、近年、強度と導電率を両立する銅合金として、Ｃｕ−Ａｇ合金が注目されている。引張強度及び導電率が優れたＣｕ−Ａｇ合金は、例えば、銅に銀を１．０〜１５重量％含有したＣｕ−Ａｇ合金を（１）鋳造して得たロットに減面率７０％以上に冷間加工した後、（２）４００〜５００℃の温度で１〜３０時間熱処理を行い、次いで（３）減面率９５％以上の冷間加工を行うことにより製造される（特許文献１参照）。
【０００７】
また、純銅に銀を０．１〜１．０重量％添加してＣｕ−Ａｇ合金を生成し、０．０１〜０．０８ｍｍ、引張強さが６００ＭＰａ以上の素線にし、この素線を所定の本数だけ撚り合わせた後、この撚線に熱処理を施すことにより撚線時の歪を除去して極細銅合金撚線とすることも行われている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００１−４０４３９号公報
【特許文献２】特開２００１−２３４３０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
Ｃｕ−Ａｇ合金からなる極細銅合金線を耐屈曲ケーブルとして使用する場合、外層に絶縁体を押出被覆して使用することが一般的であるが、この押出作業においては絶縁体の加熱により極細銅合金線にも熱的な負荷が生じる。このため、極細銅合金線に要求される特性としては、強度と導電率を両立させるだけでなく、押出作業による熱履歴によって強度低下のない熱的に安定な特性が要求される。
【０００９】
また、例えば、超音波診断装置用プローブケーブルや超音波内視鏡ケーブルの用途には、線径０．０２５ｍｍ以下の極細線が使用されるため、このような導体サイズに対応した電気抵抗が問題となる。具体的には、ＡＷＧ（American Wire Gauge）規格に沿って、細径化と電気特性を真に両立した極細銅合金撚線が要求される。ＡＷＧ規格と撚線構造（撚り本数／線径）の関係は、４２ＡＷＧ（７／０．０２５）、４３ＡＷＧ（７／０．０２３）、４４ＡＷＧ（７／０．０２０）、４５ＡＷＧ（７／０．０１８）、４６ＡＷＧ（７／０．０１６）、４８ＡＷＧ（７／０．０１３）、５０ＡＷＧ（７／０．０１０）とされる。
【００１０】
しかしながら、特許文献１記載のＣｕ−Ａｇ合金では、引張強さと導電率を両立させているものの、このための手法として、特定の温度で長時間（１〜３０時間）の熱処理を行うため、生産効率が悪くコスト高になってしまう。また、押出作業などの熱的な負荷が加わった場合の熱履歴による強度低下について、何ら言及されておらず、対策がなされていない。更に、極細径の導体サイズに対応した電気抵抗についても何ら言及されていない。
【００１１】
一方、特許文献２の極細銅合金撚線では、銅合金の添加元素として銀が記載されているが、添加量が０．１〜１．０重量％と少なく、引張強さの向上は望めない。また、この極細銅合金撚線では、塑性歪領域の屈曲特性を向上する目的で主に伸び特性を５％以上確保しているが、伸びを重視した特性では必然的に引張強さは低下してしまう。このため、特に線径０．０２５ｍｍ以下の極細線が使用される電子機器用ケーブル、あるいは医療機器用ケーブル、例えば超音波診断装置用プローブケーブルや超音波内視鏡ケーブルの用途に対しては強度不足であり、屈曲性が十分でないという問題がある。
【００１２】
従って、本発明の目的は、上記課題を解決し、最終線径０．０２５ｍｍ以下の極細線で、高強度特性と低抵抗特性（高導電性）を両立し、かつ極細線を使用した同軸ケーブルの押出製造工程などの熱的な負荷においても強度の低下が生じにくく、高い耐熱性をも兼ね備えた極細銅合金線、極細銅合金撚線及びそれらの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明の極細銅合金線は、線径が０．０１０〜０．０２５ｍｍであり、銀（Ａｇ）を１〜３重量％含有し、残部が銅（Ｃｕ）及び不可避的不純物からなる極細銅合金線であって、引張強さが８５０ＭＰａ以上、導電率が８５％ＩＡＣＳ以上、伸びが０．５〜３．０％であり、かつ、温度３５０℃以下、時間５秒以下の加熱処理において、加熱処理前の引張強さ（σｈ０）に対する加熱処理後の引張強さ（σｈ１）の低下率［（１−σｈ１／σｈ０）×１００％］が、２％以下であることを特徴とする。
【００１４】
前記合金線の表面に錫（Ｓｎ）、銀（Ａｇ）、又はニッケル（Ｎｉ）のめっき層を形成することができる。
【００１５】
前記極細銅合金線を複数本撚り合わせて極細銅合金撚線とすることができる。前記撚線は、線径０．０２５ｍｍの前記極細銅合金線を７本撚り合わせた撚線の２０℃における電気抵抗が６０００Ω／ｋｍ以下、線径０．０２３ｍｍの前記極細銅合金線を７本撚り合わせた撚線の２０℃における電気抵抗が７０００Ω／ｋｍ以下、線径０．０２０ｍｍの前記極細銅合金線を７本撚り合わせた撚線の２０℃における電気抵抗が９５００Ω／ｋｍ以下、線径０．０１８ｍｍの前記極細銅合金線を７本撚り合わせた撚線の２０℃における電気抵抗が１１５００Ω／ｋｍ以下、線径０．０１６ｍｍの前記極細銅合金線を７本撚り合わせた撚線の２０℃における電気抵抗が１５０００Ω／ｋｍ以下、線径０．０１３ｍｍの前記極細銅合金線を７本撚り合わせた撚線の２０℃における電気抵抗が２２０００Ω／ｋｍ以下、線径０．０１０ｍｍの前記極細銅合金線を７本撚り合わせた撚線の２０℃における電気抵抗が３８０００Ω／ｋｍ以下とすることができる。
【００１６】
また、前記極細銅合金線を複数本撚り合わせて中心導体とし、前記中心導体の外周に絶縁体被覆を形成し、前記絶縁体被覆の外周に銅又は銅合金からなる外部導体を配置し、その外周にジャケット層を設けて同軸ケーブルとすることができる。
【００１７】
前記同軸ケーブルの複数本をシールド層内に配置し、前記シールド層の外周にシースを設けて多芯ケーブルとすることができる。
【００１８】
上記目的を達成するため、本発明の極細銅合金線の製造方法は、純銅に銀を１〜３重量％添加して銅合金を生成し、伸線加工を行って線径が０．０１０〜０．０２５ｍｍの極細銅合金線を作製後、３００〜５００℃の温度で０．２〜５秒の熱処理を施すことにより、引張強さが８５０ＭＰａ以上、導電率が８５％ＩＡＣＳ以上、伸びが０．５〜３．０％であり、かつ、温度３５０℃以下、時間５秒以下の加熱処理において、加熱処理前の引張強さ（σｈ０）に対する加熱処理後の引張強さ（σｈ１）の低下率［（１−σｈ１／σｈ０）×１００％］が２％以下である極細銅合金線を製造することを特徴とする。
【００１９】
前記線径が０．０１０〜０．０２５ｍｍの極細銅合金線を作製後、更に、当該合金線の表面に錫（Ｓｎ）、銀（Ａｇ）、ニッケル（Ｎｉ）のめっき層を形成する工程を有することができる。
【００２０】
また、本発明の極細銅合金撚線の製造方法は、純銅に銀を１〜３重量％添加して銅合金を生成し、伸線加工を行って線径が０．０１０〜０．０２５ｍｍの極細銅合金線を作製後、前記極細銅合金線を複数本撚り合わせて極細銅合金撚線とし、３００〜５００℃の温度で０．２〜５秒の熱処理を施すことにより、前記極細銅合金撚線を製造することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、最終線径０．０２５ｍｍ以下の極細線で、高強度特性と低抵抗特性（高導電性）を両立し、熱的な負荷においても強度の低下が生じにくく、高い耐熱性をも兼ね備えた極細銅合金線及び極細銅合金撚線を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
（極細銅合金線）
図１に、本実施形態の極細銅合金線を示す。
この極細銅合金線１は、Ｃｕ−Ａｇ合金線であって、線径が０．０２５〜０．０１０ｍｍであり、銀を１〜３重量％、好ましくは１．５〜２．５重量％含有し、引張強さ８５０ＭＰａ以上、導電率８５％ＩＡＣＳ以上、伸び０．５〜３．０％とするものである。
銀の含有量を１〜３重量％としたのは、１重量％未満では強度の向上が望めず、３重量％を超えると強度は向上するものの導電率が低下してしまうためである。更に、銀の含有量を１．５〜２．５重量％の範囲とすることにより、強度特性と導電率特性が最も両立した性能が得られる。また、引張強さ８５０ＭＰａ以上、導電率８５％ＩＡＣＳ以上、伸び０．５〜３．０％としたのは、医療機器用ケーブルへの使用を考慮した場合、上記範囲では屈曲性、電気抵抗、可撓性などの諸特性が満足されるが、上記範囲外では、これらの諸特性を満足させることができなくなるためである。
【００２３】
更に、極細銅合金線１は、温度３５０℃以下、時間５秒以下の加熱処理において、加熱処理前の引張強さ（σｈ０）に対する加熱処理後の引張強さ（σｈ１）の低下率［（１−σｈ１／σｈ０）×１００％］を２％以下としている。
加熱処理条件を温度３５０℃以下、時間５秒以下としたのは、極細銅合金線及び撚線のケーブル製造工程、たとえば絶縁体押出工程における熱的な負荷条件がその範囲であるからである。また、加熱処理前の引張強さ（σｈ０）に対する加熱処理後の引張強さ（σｈ１）の低下率［（１−σｈ１／σｈ０）×１００％］を２％以下としたのは、低下率が２％を超えると押出工程において断線が生じ、ケーブル特性の著しい低下を招くためである。このため、強度低下を上述の範囲内とすることにより、断線や性能変化のないケーブルの製造が可能になる。
【００２４】
（極細銅合金撚線）
図２に、本実施形態の極細銅合金撚線を示す。
この極細銅合金撚線２は、図１に示す極細銅合金線１を７本撚り合わせて形成し、線径と電気抵抗との間に所定の関係を有するものである。
即ち、この極細銅合金撚線２は、Ｃｕ−Ａｇ合金線であって、線径が０．０２５〜０．０１０ｍｍであり、銀を１〜３重量％、好ましくは１．５〜２．５重量％含有し、引張強さ８５０ＭＰａ以上、導電率８５％ＩＡＣＳ以上、伸び０．５〜３．０％とする極細銅合金線１を７本撚り合わせ、以下の線径と電気抵抗の関係を有するものである。
線径０．０２５ｍｍの７本撚線の２０℃における電気抵抗が６０００Ω／ｋｍ以下、
線径０．０２３ｍｍの７本撚線の２０℃における電気抵抗が７０００Ω／ｋｍ以下、
線径０．０２０ｍｍの７本撚線の２０℃における電気抵抗が９５００Ω／ｋｍ以下、
線径０．０１８ｍｍの７本撚線の２０℃における電気抵抗が１１５００Ω／ｋｍ以下、
線径０．０１６ｍｍの７本撚線の２０℃における電気抵抗が１５０００Ω／ｋｍ以下、
線径０．０１３ｍｍの７本撚線の２０℃における電気抵抗が２２０００Ω/ｋｍ以下、
線径０．０１０ｍｍの７本撚線の２０℃における電気抵抗が３８０００Ω／ｋｍ以下。
各サイズ毎に電気抵抗を限定したのは、ＡＷＧ（American Wire Gauge）規格に沿って、細径化と電気特性を真に両立した極細銅合金撚線２とするためである。
【００２５】
（めっき層を形成した極細銅合金線、極細銅合金撚線）
図３に、めっき被極細銅合金線の例を示す。
このめっき被極細銅合金線３は、図１に示す極細銅合金線１の外周に、めっき層５を形成したものである。めっき層５は、主に極細銅合金線の耐食性向上と半田接続性の向上の点から、錫（Ｓｎ）、銀（Ａｇ）、又はニッケル（Ｎｉ）からなるめっき層とするのが一般的である。
また、図４に示すように、めっき被極細銅合金線３を７本撚り合わせて、めっき被極細銅合金撚線４とすることもできる。
【００２６】
（同軸ケーブル、多芯ケーブル）
図５に、上記極細銅合金線を用いた同軸ケーブルの例を示す。
この同軸ケーブル６は、図１に示す極細銅合金線１又は図３に示すめっき被極細銅合金線３を７本撚り合わせて中心導体７とし、中心導体７の外周に絶縁体被覆８を形成し、絶縁体被覆８の外周に銅又は銅合金からなる外部導体９を配置し、その外周にジャケット層１０を設けたものである。
また、図６に示すように、図５に示す同軸ケーブル６の複数本をシールド層１２内に配置し、シールド層１２の外周にシース１３を設けて多芯ケーブル１１とすることもできる。
【００２７】
（製造方法）
次に、本実施形態の極細銅合金線、及び極細銅合金撚線の製造方法について説明する。
まず、純銅に銀を１〜３重量％、好ましくは１．５〜２．５重量％添加し、銅合金を生成する。その後、伸線加工し、あるいは中間に熱処理を施して線径が０．０２５〜０．０１０ｍｍの極細線を作製する。この場合、途中の線径において錫（Ｓｎ）、銀（Ａｇ）、又はニッケル（Ｎｉ）めっきを施して、最終的に線径が０．０２５〜０．０１０ｍｍの極細線となるように作製してもよい。
【００２８】
次に、得られた極細銅合金線単線、あるいは所定の本数、例えば７本撚り合わせて極細銅合金撚線としたものについて、特定条件での熱処理を施す。熱処理は、３００〜５００℃に加熱された加熱炉中を０．２〜５秒走行させることにより行う。
熱処理条件として、３００〜５００℃で０．２〜５秒としたのは、熱処理温度が３００℃未満、熱処理時間が０．２秒未満とすると、引張強さの低下は小さいものの、導電率の増加が少なく所望の特性が得られないためである。また、熱処理温度が５００℃を超え、熱処理時間が５秒を超えると導電率は大きく増加するものの、引張強さが著しく低下してしまい、所望の特性が得られないためである。
具体的には、３００〜５００℃で０．２〜５秒の条件で熱処理を施すことにより、熱処理前の引張強さ（σａ０）に対する熱処理後の引張強さ（σａ１）の低下率［（１−σａ１／σａ０）×１００％〕を３０％以下とし、かつ熱処理前の導電率（ρａ０）に対する熱処理後の導電率（ρａ１）の増加率［（ρａ１／ρａ０−１）×１００％］を６％以上にすることが可能となる。
【００２９】
以上の処理を行うことにより得られた極細銅合金線、又は極細銅合金撚線は、線径が０．０２５〜０．０１０ｍｍであり、銀を１〜３重量％、好ましくは１．５〜２．５重量％含有し、引張強さ８５０ＭＰａ以上、導電率８５％ＩＡＣＳ以上、伸び０．５〜３．０％で、かつ、温度３５０℃以下、時間５秒以下の加熱処理において、加熱処理前の引張強さ（σｈ０）に対する加熱処理後の引張強さ（σｈ１）の低下率［（１−σｈ１／σｈ０）×１００％］が２％以下とすることができる。
【００３０】
（本実施形態の効果）
本実施形態によれば、最終線径０．０２５ｍｍ以下の極細線で、高強度特性と低抵抗特性（高導電性）を両立し、かつ極細線を使用した同軸ケーブルの押出製造工程などの熱的な負荷においても強度の低下が生じにくく、高い耐熱性をも兼ね備えた極細銅合金線及び極細銅合金撚線とすることができる。
よって、これらの極細銅合金線、極細銅合金撚線を使用して同軸ケーブルなどを製造すれば、小型化、細径化、軽量化、高耐屈曲性、高伝送化の性能が要求される電子機器用及び医療機器用ケーブルに好適に用いることができる。
【実施例１】
【００３１】
（Ｃｕ−Ａｇ合金線の作製）
【００３２】
無酸素銅に、２．０重量％の銀を添加し、真空チャンバ内に固定してある黒鉛坩堝において加熱溶解した後、黒鉛鋳型を用いて連続鋳造してφ８．０ｍｍの荒引線を作製した。
その後、伸線加工、中間焼鈍、伸線加工、銀めっき工程を経て、次いで線径０．０２５〜０．０１０ｍｍまで各々伸線加工を行い、極細銅合金線を得た。その後、得られた極細銅合金線を規定範囲内の熱処理条件において、極細銅合金線を作製した。
作製した各々のサイズにおいて、引張強さ（ＭＰａ）、導電率（％ＩＡＣＳ）、伸び（％）を測定した。更に、耐熱性の評価として、３５０℃で５秒の加熱処理を行い、その後の引張強さの強度変化を調査した。ここで、耐熱性は加熱処理後の強度低下率で評価し、強度低下率は加熱処理前の引張強さ（σｈ０）に対する加熱処理後の引張強さ（σｈ１）の低下率［（１−σｈ１／σｈ０）×１００％］とした。その結果を表１に示す。
【００３３】
【表１】
【実施例２】
【００３４】
（Ｃｕ−Ａｇ合金撚線の作製）
【００３５】
無酸素銅に、２．０重量％の銀を添加し、真空チャンバ内に固定してある黒鉛堆渦において加熱溶解した後、黒鉛鋳型を用いて連続鋳造してφ８．０ｍｍの荒引線を作製した。
その後、伸線加工、中間焼鈍、伸線加工、銀めっき工程を経て、次いで線径０．０２５〜０．０１０ｍｍまで各々伸線加工を行い、極細銅合金線を得た。更に、得られた各サイズ毎に極細銅合金線を７本撚り合わせ、極細銅合金撚線を得た。その後、得られた極細銅合金線撚線を規定範囲内の熱処理条件において、極細銅合金線撚線を作製した。
作製した各々のサイズにおいて、引張強さ（ＭＰａ）、電気抵抗（Ω／ｋｍ）、伸び（％）を測定した。更に、耐熱性の評価として、３５０℃で５秒の加熱処理を行い、その後の引張強さの強度変化を調査した。ここで、耐熱性は、実施例１と同様に、加熱処理後の強度低下率で評価し、強度低下率は加熱処理前の引張強さ（σｈ０）に対する加熱処理後の引張強さ（σｈ１）の低下率［（１−σｈ１／σｈ０）×１００％］とした。その結果を表２に示す。
【００３６】
【表２】
【００３７】
［比較例１］
（Ｃｕ−Ａｇ合金線の作製）
【００３８】
本発明の規定範囲外の銀濃度、あるいは熱処理条件において極細銅合金線を作製した。その他の条件は実施例１と同様である。その結果を表３に示す。
【００３９】
【表３】
【００４０】
［比較例２］
（Ｃｕ−Ａｇ合金撚線の作製）
【００４１】
本発明の規定範囲外の銀濃度、あるいは熱処理条件において極細銅合金撚線を作製した。その他の条件は実施例２と同様である。その結果を表４に示す。
【００４２】
【表４】
【００４３】
［従来例１］
（Ｃｕ−Ｓｎ合金線の作製）
無酸素銅に、０．３重量％の錫を添加し、真空チャンバ内に固定してある黒鉛堪禍において加熱溶解した後、黒鉛鋳型を用いて連続鋳造してφ８．０ｍｍの荒引線を作製した。
その後、伸線加工、中間焼鈍、伸線加工、銀めっき工程を経て、次いで線径０．０２３ｍｍまで伸線加工を行い、極細銅合金線を作製して実施例１と同様の評価を行った。更に、本材料を用いて本発明の製造条件である熱処理条件において極細銅合金線を作製し、同様に評価した。その結果を表５に示す。
【００４４】
【表５】
【００４５】
［従来例２］
（Ｃｕ−Ｓｎ合金撚線の作製）
【００４６】
無酸素銅に、０．３重量％の錫を添加し、真空チャンバ内に固定してある黒鉛堆塙において加熱溶解した後、黒鉛鋳型を用いて連続鋳造してφ８．０ｍｍの荒引線を作製した。
その後、伸線加工、中間焼鈍、伸線加工、銀めっき工程を経て、次いで線径０．０２３ｍｍまで伸線加工を行い、極細銅合金線を得た。その後、極細銅合金線を７本撚り合わせ極細銅合金撚線を作製し、実施例２と同様の評価を行った。更に、本材料を用いて本発明の製造条件である熱処理条件において極細銅合金撚線を作製し、同様に評価した。その結果を表６に示す。
【００４７】
【表６】
【００４８】
（結果の評価）
表１に示すように、実施例１の極細銅合金線は、各サイズにおいて引張強さ８５０ＭＰａ以上、導電率８５％ＩＡＣＳの高強度、高導電性特性を有し、表５に示す従来例１の特性と比較しても優位性は明らかである。さらに、従来のＣｕ−Ｓｎ合金線に実施例１と同様の熱処理を行っても（表５、Ｎｏ．２）、導電率は向上するものの引張強さが大きく低下してしまい、両方の特性を両立することは困難であることが分かる。
【００４９】
表２に示すように、実施例２の極細銅合金撚線は、表６に示す従来例２の特性と比較して、引張強さは高く、電気抵抗は低いため、細径化を目的とした同軸ケーブルには最適である。また、従来のＣｕ−Ｓｎ合金撚線に実施例２と同様の熱処理を行っても（表６、Ｎｏ．２）、電気抵抗は小さくなるものの引張強さが大きく低下してしまい、両方の特性を両立することは困難であることが分かる。
【００５０】
また、実施例２の撚線の耐熱性は、強度低下率が約１．０％と熱的に非常に安定しているのに対し、従来例２の撚線の耐熱性（表６、Ｎｏ．１）は１７．５％と著しく強度低下を生じてしまう。更に、実施例２と同様の熱処理を行っても（表６、Ｎｏ．２）、強度低下率は４．５％と大きい。これらの耐熱性の差を評価するため、実施例２（表２、Ｎｏ．５）と従来例２（表６、Ｎｏ．１，２）の極細銅合金撚線を使用し、絶縁体の押出実験を行った。その結果、実施例２（表２、Ｎｏ．５）の極細銅合金線は、良好に押出を行うことができたが、従来例２（表６、Ｎｏ．１，２）のそれは、押出中に断線が生じてしまった。これより、実施例２の極細銅合金撚線は、従来例２の極細銅合金撚線に対して、耐熱性の優位性が明らかである。
【００５１】
表３は、本発明で規定した範囲外の条件において作製した極細銅合金線の評価結果である。Ｎｏ．１は、熱処理を実施していないため引張強さは高いものの、導電率は低い。さらに、耐熱性を示す強度低下率も５％と大きい。Ｎｏ．２と３は、銀の添加濃度が範囲外であり、銀濃度が小さいと導電率は高いものの強度が低く、銀濃度が高いと強度は高いものの導電率が小さい。Ｎｏ．４と５は、熱処理時間が範囲内であるが、熱処理温度が範囲外であるため強度と導電率の両立が困難である。Ｎｏ．６と７は、熱処理温度が条件範囲内であるが、熱処理時間が範囲外であるため、同様に強度と導電率の両立は困難である。
【００５２】
表４は、本発明で規定した範囲外の条件において作製した極細銅合金撚線の評価結果である。Ｎｏ．１は、熱処理を実施していないため引張強さは高いものの、電気抵抗は高い。さらに、耐熱性を示す強度低下率も５．５％と大きい。Ｎｏ．２と３は、銀の添加濃度が範囲外であり、銀濃度が小さいと電気抵抗は低いものの強度が低く、銀濃度が高いと強度は高いものの電気抵抗が高い。Ｎｏ．４と５は、熱処理時間が範囲内であるが、熱処理温度が範囲外であるため強度と電気抵抗の両立は困難である。Ｎｏ．６と７は、熱処理温度が範囲内であるが、熱処理時間が範囲外であるため、同様に強度と電気抵抗の両立は困難である。
【００５３】
［他の実施形態］
本発明の銅合金の添加元素として銀以外に、マグネシウム（Ｍｇ）、インジウム（Ｉｎ）から選ばれる一種、あるいは２種の金属を合計量で０．０２〜０．１０重量％添加することも可能である。添加元素を増やすことはコストの増加につながるが、さらなる高強度化が期待できる。
【００５４】
また、本発明のＣｕ−Ａｇ合金は、電子機器用、医療撮器用のみでなく、エナメル線用など強度と導電性が必要とされる分野すべてに適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の一実施形態の極細銅合金線の横断面図である。
【図２】本発明の一実施形態の極細銅合金撚線の横断面図である。
【図３】本発明の一実施形態のめっき被極細銅合金線の横断面図である。
【図４】本発明の一実施形態のめっき被極細銅合金撚線の横断面図である。
【図５】本発明の一実施形態の同軸ケーブルの横断面図である。
【図６】本発明の一実施形態の多芯ケーブルの横断面図である。
【符号の説明】
【００５６】
１ 極細銅合金線
２ 極細銅合金撚線
３ めっき被極細銅合金線
４ めっき被極細銅合金撚線
５ めっき層
６ 同軸ケーブル
７ 中心導体
８ 絶縁体
９ 外部導体
１０ ジャケット
１１ 多芯ケーブル
１２ シールド層
１３ シース
【特許請求の範囲】
【請求項１】
線径が０．０１０〜０．０２５ｍｍであり、銀（Ａｇ）を１〜３重量％含有し、残部が銅（Ｃｕ）及び不可避的不純物からなる極細銅合金線であって、引張強さが８５０ＭＰａ以上、導電率が８５％ＩＡＣＳ以上、伸びが０．５〜３．０％であり、かつ、
温度３５０℃以下、時間５秒以下の加熱処理において、加熱処理前の引張強さ（σｈ０）に対する加熱処理後の引張強さ（σｈ１）の低下率［（１−σｈ１／σｈ０）×１００％］が、２％以下であることを特徴とする極細銅合金線。
【請求項２】
前記合金線の表面に錫（Ｓｎ）、銀（Ａｇ）、又はニッケル（Ｎｉ）のめっき層を形成したことを特徴とする請求項１記載の極細銅合金線。
【請求項３】
請求項１又は２記載の極細銅合金線を複数本撚り合わせたことを特徴とする極細銅合金撚線。
【請求項４】
線径０．０２５ｍｍの前記極細銅合金線を７本撚り合わせた撚線の２０℃における電気抵抗が６０００Ω／ｋｍ以下であることを特徴とする請求項３記載の極細銅合金撚線。
【請求項５】
線径０．０２３ｍｍの前記極細銅合金線を７本撚り合わせた撚線の２０℃における電気抵抗が７０００Ω／ｋｍ以下であることを特徴とする請求項３記載の極細銅合金撚線。
【請求項６】
線径０．０２０ｍｍの前記極細銅合金線を７本撚り合わせた撚線の２０℃における電気抵抗が９５００Ω／ｋｍ以下であることを特徴とする請求項３記載の極細銅合金撚線。
【請求項７】
線径０．０１８ｍｍの前記極細銅合金線を７本撚り合わせた撚線の２０℃における電気抵抗が１１５００Ω／ｋｍ以下であることを特徴とする請求項３記載の極細銅合金撚線。
【請求項８】
線径０．０１６ｍｍの前記極細銅合金線を７本撚り合わせた撚線の２０℃における電気抵抗が１５０００Ω／ｋｍ以下であることを特徴とする請求項３記載の極細銅合金撚線。
【請求項９】
線径０．０１３ｍｍの前記極細銅合金線を７本撚り合わせた撚線の２０℃における電気抵抗が２２０００Ω／ｋｍ以下であることを特徴とする請求項３記載の極細銅合金撚線。
【請求項１０】
線径０．０１０ｍｍの前記極細銅合金線を７本撚り合わせた撚線の２０℃における電気抵抗が３８０００Ω／ｋｍ以下であることを特徴とする請求項３記載の極細銅合金撚線。
【請求項１１】
請求項１又は２記載の極細銅合金線を複数本撚り合わせて中心導体とし、前記中心導体の外周に絶縁体被覆を形成し、前記絶縁体被覆の外周に銅又は銅合金からなる外部導体を配置し、その外周にジャケット層を設けたことを特徴とする同軸ケーブル。
【請求項１２】
請求項１１記載の同軸ケーブルの複数本をシールド層内に配置し、前記シールド層の外周にシースを設けたことを特徴とする多芯ケーブル。
【請求項１３】
純銅に銀を１〜３重量％添加して銅合金を生成し、伸線加工を行って線径が０．０１０〜０．０２５ｍｍの極細銅合金線を作製後、３００〜５００℃の温度で０．２〜５秒の熱処理を施すことにより、引張強さが８５０ＭＰａ以上、導電率が８５％ＩＡＣＳ以上、伸びが０．５〜３．０％であり、かつ、温度３５０℃以下、時間５秒以下の加熱処理において、加熱処理前の引張強さ（σｈ０）に対する加熱処理後の引張強さ（σｈ１）の低下率［（１−σｈ１／σｈ０）×１００％］が、２％以下である極細銅合金線を製造することを特徴とする極細銅合金線の製造方法。
【請求項１４】
前記線径が０．０１０〜０．０２５ｍｍの極細銅合金線を作製後、更に、当該合金線の表面に錫（Ｓｎ）、銀（Ａｇ）、ニッケル（Ｎｉ）のめっき層を形成する工程を有することを特徴とする請求項１３記載の極細銅合金線の製造方法。
【請求項１５】
純銅に銀を１〜３重量％添加して銅合金を生成し、伸線加工を行って線径が０．０１０〜０．０２５ｍｍの極細銅合金線を作製後、前記極細銅合金線を複数本撚り合わせて極細銅合金撚線とし、３００〜５００℃の温度で０．２〜５秒の熱処理を施すことにより、請求項４〜１０のいずれか１項記載の極細銅合金撚線を製造することを特徴とする極細銅合金撚線の製造方法。
【請求項１】
線径が０．０１０〜０．０２５ｍｍであり、銀（Ａｇ）を１〜３重量％含有し、残部が銅（Ｃｕ）及び不可避的不純物からなる極細銅合金線であって、引張強さが８５０ＭＰａ以上、導電率が８５％ＩＡＣＳ以上、伸びが０．５〜３．０％であり、かつ、
温度３５０℃以下、時間５秒以下の加熱処理において、加熱処理前の引張強さ（σｈ０）に対する加熱処理後の引張強さ（σｈ１）の低下率［（１−σｈ１／σｈ０）×１００％］が、２％以下であることを特徴とする極細銅合金線。
【請求項２】
前記合金線の表面に錫（Ｓｎ）、銀（Ａｇ）、又はニッケル（Ｎｉ）のめっき層を形成したことを特徴とする請求項１記載の極細銅合金線。
【請求項３】
請求項１又は２記載の極細銅合金線を複数本撚り合わせたことを特徴とする極細銅合金撚線。
【請求項４】
線径０．０２５ｍｍの前記極細銅合金線を７本撚り合わせた撚線の２０℃における電気抵抗が６０００Ω／ｋｍ以下であることを特徴とする請求項３記載の極細銅合金撚線。
【請求項５】
線径０．０２３ｍｍの前記極細銅合金線を７本撚り合わせた撚線の２０℃における電気抵抗が７０００Ω／ｋｍ以下であることを特徴とする請求項３記載の極細銅合金撚線。
【請求項６】
線径０．０２０ｍｍの前記極細銅合金線を７本撚り合わせた撚線の２０℃における電気抵抗が９５００Ω／ｋｍ以下であることを特徴とする請求項３記載の極細銅合金撚線。
【請求項７】
線径０．０１８ｍｍの前記極細銅合金線を７本撚り合わせた撚線の２０℃における電気抵抗が１１５００Ω／ｋｍ以下であることを特徴とする請求項３記載の極細銅合金撚線。
【請求項８】
線径０．０１６ｍｍの前記極細銅合金線を７本撚り合わせた撚線の２０℃における電気抵抗が１５０００Ω／ｋｍ以下であることを特徴とする請求項３記載の極細銅合金撚線。
【請求項９】
線径０．０１３ｍｍの前記極細銅合金線を７本撚り合わせた撚線の２０℃における電気抵抗が２２０００Ω／ｋｍ以下であることを特徴とする請求項３記載の極細銅合金撚線。
【請求項１０】
線径０．０１０ｍｍの前記極細銅合金線を７本撚り合わせた撚線の２０℃における電気抵抗が３８０００Ω／ｋｍ以下であることを特徴とする請求項３記載の極細銅合金撚線。
【請求項１１】
請求項１又は２記載の極細銅合金線を複数本撚り合わせて中心導体とし、前記中心導体の外周に絶縁体被覆を形成し、前記絶縁体被覆の外周に銅又は銅合金からなる外部導体を配置し、その外周にジャケット層を設けたことを特徴とする同軸ケーブル。
【請求項１２】
請求項１１記載の同軸ケーブルの複数本をシールド層内に配置し、前記シールド層の外周にシースを設けたことを特徴とする多芯ケーブル。
【請求項１３】
純銅に銀を１〜３重量％添加して銅合金を生成し、伸線加工を行って線径が０．０１０〜０．０２５ｍｍの極細銅合金線を作製後、３００〜５００℃の温度で０．２〜５秒の熱処理を施すことにより、引張強さが８５０ＭＰａ以上、導電率が８５％ＩＡＣＳ以上、伸びが０．５〜３．０％であり、かつ、温度３５０℃以下、時間５秒以下の加熱処理において、加熱処理前の引張強さ（σｈ０）に対する加熱処理後の引張強さ（σｈ１）の低下率［（１−σｈ１／σｈ０）×１００％］が、２％以下である極細銅合金線を製造することを特徴とする極細銅合金線の製造方法。
【請求項１４】
前記線径が０．０１０〜０．０２５ｍｍの極細銅合金線を作製後、更に、当該合金線の表面に錫（Ｓｎ）、銀（Ａｇ）、ニッケル（Ｎｉ）のめっき層を形成する工程を有することを特徴とする請求項１３記載の極細銅合金線の製造方法。
【請求項１５】
純銅に銀を１〜３重量％添加して銅合金を生成し、伸線加工を行って線径が０．０１０〜０．０２５ｍｍの極細銅合金線を作製後、前記極細銅合金線を複数本撚り合わせて極細銅合金撚線とし、３００〜５００℃の温度で０．２〜５秒の熱処理を施すことにより、請求項４〜１０のいずれか１項記載の極細銅合金撚線を製造することを特徴とする極細銅合金撚線の製造方法。
【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２００７−１６９６８６（Ｐ２００７−１６９６８６Ａ）
【公開日】平成１９年７月５日（２００７．７．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３６６５６６（Ｐ２００５−３６６５６６）
【出願日】平成１７年１２月２０日（２００５．１２．２０）
【出願人】（０００００５１２０）日立電線株式会社 (3,358)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年７月５日（２００７．７．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１２月２０日（２００５．１２．２０）
【出願人】（０００００５１２０）日立電線株式会社 (3,358)
【Ｆターム（参考）】
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