銅合金線およびその製造方法、銅合金撚線およびその製造方法、これらを用いた絶縁電線、同軸ケーブル並びに多芯ケーブル
【課題】低コストで、引張強さ・耐屈曲性が共に高く、かつ導電率の良い銅合金線を提供する。
【解決手段】Ｃｕに、単独もしくは合計で０．３ｍａｓｓ％以上、０．５ｍａｓｓ％以下の範囲でＳｎとＩｎを含有し、引張強さが７０ｋｇ／ｍｍ2以上であり、荷重を３ｋｇ／ｍｍ2負荷した状態で、１％の曲げひずみで、かつ、左右屈曲９０°で、屈曲した際の屈曲寿命が１７０００回以上であるものである。
【解決手段】Ｃｕに、単独もしくは合計で０．３ｍａｓｓ％以上、０．５ｍａｓｓ％以下の範囲でＳｎとＩｎを含有し、引張強さが７０ｋｇ／ｍｍ2以上であり、荷重を３ｋｇ／ｍｍ2負荷した状態で、１％の曲げひずみで、かつ、左右屈曲９０°で、屈曲した際の屈曲寿命が１７０００回以上であるものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気・電子機器に使用される可動部ケーブルに係り、高強度、高導電性および高耐屈曲性を実現した銅合金線およびその製造方法、銅合金撚線およびその製造方法、これらを用いた絶縁電線、同軸ケーブル並びに多芯ケーブルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、携帯電話やビデオカメラなどの電子機器、超音波診断装置などの医療機器、産業用ロボットなどの電子機器可動部に配線されるケーブルは、過酷なテンションや曲げなどの応力を繰り返し受ける。
【０００３】
そのため、これらケーブルに使用される導体には高い強度や優れた耐屈曲性が要求される。また、可動部ケーブルに使用される導体には、純Ｃｕではなく、引張強度および耐屈曲性を高めたＣｕ合金からなるものが適用されている。
【０００４】
通常は、Ｃｕに数ｍａｓｓｐｐｍ以上４００ｍａｓｓｐｐｍ以下のＯの他、Ｓｎ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｂｅ，Ｚｒ，Ｎｉ，Ｍｇ，Ｓｉ，Ｚｎ，Ｂなどを単一もしくは複数、適量含有したものが用いられる。
【０００５】
さらに、近年の電子機器の小型・軽量化、そして高性能化の要請を受け、この様な可動部ケーブルには、細径化と共に、情報伝送量の増大に伴う高導電性も要求されてきている。
【０００６】
そのため、引張強度、耐屈曲性などの機械的特性だけでなく、高導電性などの電気的特性を共に満足するＣｕ合金線（例えば、Ｃｕ−Ｓｎ−Ｉｎ系希薄合金線（特許文献１、２参照））が発明されている。これら合金線は強度向上機構が固溶および加工強化によるものであり、析出強化型と比較して廉価である。
【０００７】
一方、Ｃｕ−Ａｇ系の高強度高導電性合金が発明されてきた（例えば、特願２００４−３１０９１４参照）。ただし、それらは製法面の複雑さやＡｇの含有などによって高価格になるため、用途が一部に限定されている。
【０００８】
Ｃｕ−Ｓｎ−Ｉｎ系希薄合金線は、縦型あるいはＳＣＲ（サウスワイヤ連続鋳造圧延ロッドシステム）方式などの連続鋳造、または熱間圧延の後、冷間における伸線加工によって製造される。
【０００９】
銅合金線は、細径化にあたり、加工ひずみの増加に伴い伸線が困難になるため、伸線加工の中間で焼鈍（加熱）を行う。
【００１０】
その際の加工ひずみは、従来７〜１０（例えば、特許文献１では８．８、特許文献３では７．０）である。焼鈍は、マッフル加熱炉などによるバッチ焼鈍、あるいは管状炉や通電による連続焼鈍が一般的である。
【００１１】
ここで、加工ひずみの定義は以下の通りである。
【００１２】
加工ひずみ＝ｌｎ（Ａ0／Ａ）
Ａ0：軟質母線もしくは最終中間焼鈍後の断面積
Ａ ：最終製品の断面積
特許文献１に記載された加工ひずみ８．８のＣｕ−Ｓｎ−Ｉｎ系希薄合金線は、引張強さがおよそ９３ｋｇ／ｍｍ2と良好であるが、荷重を３ｋｇ／ｍｍ2負荷した状態で、１％の曲げひずみで、かつ、左右屈曲９０°で屈曲した際の屈曲寿命（回数は左右１サイクルを２回とカウントし、試験３回の平均値を示した）は約１５０００回程度であった。
【００１３】
また、特許文献３に記載された加工ひずみ７．０のＣｕ−Ｓｎ−Ｉｎ系希薄合金線についても、引張強さがおよそ９０ｋｇ／ｍｍ2と良好であるが、屈曲寿命は約１６９００回程度であった。
【００１４】
上述の屈曲寿命試験は、図１０に示す屈曲寿命試験装置１００で行った。具体的には、検査対象の銅合金線１０１を荷重Ｗによって吊下し、それを曲げひずみεbで左右に９０°屈曲させ、銅合金線が断線するまでの回数を測定する。曲げひずみεbは、図１０に示すように曲率半径をＲ、銅合金線の直径をｄとするとεb＝ｄ／（２Ｒ）で表されるものである。
【００１５】
【特許文献１】特許第３０１０９０６号公報
【特許文献２】特許第３６２０３３０号公報
【特許文献３】特開２０００−９６２００号公報
【特許文献４】特開２００１−４０４３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
従来は、耐屈曲性を向上させる方法として引張強さまたは伸びを検討しているのが現状であり、その他の要因、例えば加工ひずみについての検討はなされていなかった（例えば、特許文献４ではＣｕ−Ａｇ合金の引張強さおよび伸びを検討している）。
【００１７】
そこで、本発明者は、耐屈曲性を向上させるその他の要因として上述の加工ひずみに着目し、加工ひずみが銅合金線の機械的特性（引張強さおよび屈曲寿命）に及ぼす影響について調査を行った。その結果、加工ひずみの最適化により、銅合金線の機械的特性を向上できることが分かった。
【００１８】
本発明の目的は、加工ひずみを最適化することにより、低コストで、引張強さ・耐屈曲性が共に高く、かつ導電率の良い銅合金線およびその製造方法、銅合金撚線およびその製造方法、これらを用いた絶縁電線、同軸ケーブル並びに多芯ケーブルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、請求項１の発明は、Ｃｕに、単独もしくは合計で０．３ｍａｓｓ％以上、０．５ｍａｓｓ％以下の範囲でＳｎとＩｎを含有し、引張強さが７０ｋｇ／ｍｍ2以上であり、荷重を３ｋｇ／ｍｍ2負荷した状態で、１％の曲げひずみで、かつ、左右屈曲９０°で、屈曲した際の屈曲寿命が１７０００回以上である銅合金線である。
【００２０】
請求項２の発明は、Ｃｕに、単独もしくは合計で０．３ｍａｓｓ％以上、０．５ｍａｓｓ％以下の範囲でＳｎとＩｎを含有した鋳造材、または鋳造および鋳造熱間圧延後に得られる線材に対して加熱処理を施し、加工ひずみ４．０以上、７．０未満で伸線加工する銅合金線の製造方法である。
【００２１】
請求項３の発明は、Ｃｕに、単独もしくは合計で０．３ｍａｓｓ％以上、０．５ｍａｓｓ％以下の範囲でＳｎとＩｎを含有した鋳造材、または鋳造および鋳造熱間圧延後に得られる線材を、加工ひずみ７．０以上で伸線加工した後、加熱時間をｔ（ｈ）、加熱温度をＴ（Ｋ）として、Ｔ（２０＋ｌｏｇ ｔ）＝７．５×１０3以上、１０×１０3以下の範囲で加熱する銅合金線の製造方法である（式中、ｌｏｇは常用対数を示す）。
【００２２】
請求項４の発明は、Ｃｕに、単独もしくは合計で０．３ｍａｓｓ％以上、０．５ｍａｓｓ％以下の範囲でＳｎとＩｎを含有した鋳造材、または鋳造および鋳造熱間圧延後に得られる線材を、加工ひずみ７．０以上で伸線加工すると共に、その伸線加工の途中で、加熱時間をｔ（ｈ）、加熱温度をＴ（Ｋ）として、Ｔ（２０＋ｌｏｇ ｔ）＝８．５×１０3以上、１０．５×１０3以下の範囲で加熱し、伸線加工後さらに、Ｔ（２０＋ｌｏｇ ｔ）＝７．５×１０3以上、１０×１０3以下の範囲で加熱する銅合金線の製造方法である（式中、ｌｏｇは常用対数を示す）。
【００２３】
請求項５の発明は、Ｃｕに、単独もしくは合計で０．３ｍａｓｓ％以上、０．５ｍａｓｓ％以下の範囲でＳｎとＩｎを含有した鋳造材、または鋳造および鋳造熱間圧延後に得られる線材を加工ひずみ７．０以上で伸線加工して銅合金線とし、その銅合金線を複数より合わせて銅合金撚線とし、その銅合金撚線に対して、加熱時間をｔ（ｈ）、加熱温度をＴ（Ｋ）として、Ｔ（２０＋ｌｏｇ ｔ）＝７．５×１０3以上、１０×１０3以下の範囲で加熱する銅合金撚線の製造方法である（式中、ｌｏｇは常用対数を示す）。
【００２４】
請求項６の発明は、請求項１に記載の銅合金線を、複数本撚合わせた銅合金撚線である。
【００２５】
請求項７の発明は、請求項１に記載の銅合金線または請求項６に記載の銅合金撚線の外周に、被覆層を被覆した絶縁電線である。
【００２６】
請求項８の発明は、請求項７に記載の絶縁電線の外周に、金属層を設けた同軸ケーブルである。
【００２７】
請求項９の発明は、請求項７に記載の絶縁電線または請求項８に記載の同軸ケーブルが複数本集合されてなる多芯ケーブルである。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、低コストで、引張強さ・耐屈曲性が共に高く、かつ導電率の良い銅合金線を得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
【００３０】
本発明者は、（１）引張強さが７０ｋｇ／ｍｍ2以上、（２）導電率が７０％ＩＡＣＳ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ａｎｎｅａｌｅｄ Ｃｏｐｐｅｒ Ｓｔａｎｄａｒｄ；国際軟銅規格）以上、（３）荷重を３ｋｇ／ｍｍ2負荷した状態で、１％の曲げひずみで、かつ、左右屈曲９０°で屈曲した際の屈曲寿命が１７０００回（１往復を２回とカウント）以上となる銅合金線を提案する。
【００３１】
本発明の一実施の形態を示す銅合金線は、Ｃｕに、合計で０．３ｍａｓｓ％以上、０．５ｍａｓｓ％以下の範囲でＳｎとＩｎを含有した鋳造材、または鋳造および鋳造熱間圧延後に得られる線材を伸線加工したものである。
【００３２】
銅合金線の酸素濃度は４００ｍａｓｓｐｐｍ以下であるとよい。また、銅合金線の引張強さは８０ｋｇ／ｍｍ2以上であればより好ましい。
【００３３】
ここで、ＳｎとＩｎの含有量を合計で０．３ｍａｓｓ％以上、０．５ｍａｓｓ％以下としたのは、ＳｎとＩｎの含有量の合計が０．３ｍａｓｓ％未満では強度向上に有効な固溶限が少なく、強度の向上が期待できないためであり、０．５ｍａｓｓ％を超えると導電性が大きく低下してしまうなど、材料として実用性上問題が生じるためである。
【００３４】
図４に、ＳｎとＩｎの含有量の合計を０．３ｍａｓｓ％以上、０．５ｍａｓｓ％以下とし、加工ひずみを変化させて銅合金線を作製したときの各銅合金線の導電率を示す。
【００３５】
図４に示すように、ＳｎとＩｎの含有量を合計で０．３ｍａｓｓ％以上、０．５ｍａｓｓ％以下とすれば、図４に示すいずれの加工ひずみの銅合金線においても上述の（２）の条件、すなわち、導電率７０％ＩＡＣＳ以上を満たすことが分かる。
【００３６】
以上の構成の銅合金線において、上述した（１）〜（３）の条件全てを満足するためには、その製造方法を最適化する必要がある。以下、これら条件を満たす銅合金線の製造方法について詳述する。
【００３７】
まず、第１の実施の形態に係る銅合金線の製造方法を説明する。
【００３８】
一般に、銅合金線は、縦型あるいはＳＣＲ（サウスワイヤ連続鋳造圧延ロッドシステム）方式などの連続鋳造、または熱間圧延の後、冷間における伸線加工によって製造される。伸線加工による細径化にあたり、加工ひずみの増加に伴い伸線が困難になるため、伸線加工の途中で焼鈍（加熱）を行う。以下、伸線加工時において焼鈍を行うタイミングを焼鈍位置と呼称する。
【００３９】
第１の実施の形態に係る銅合金線の製造方法では、連続鋳造または熱間圧延を行った後、銅合金線の加工ひずみが４．０以上、７．０未満となるように、焼鈍位置を調整して伸線加工を行う。銅合金線は、Ｃｕに、合計で０．３ｍａｓｓ％以上、０．５ｍａｓｓ％以下の範囲でＳｎとＩｎを含有させたものである。
【００４０】
焼鈍位置の調整については、焼鈍位置を早めると加工ひずみが増加し、焼鈍位置を遅らせると加工ひずみが減少する。焼鈍位置と加工ひずみの関係の一例を図１に示す。
【００４１】
ここで、加工ひずみ４．０以上、７．０未満で伸線加工を施す理由を説明する。
【００４２】
上述したように、本発明者は、Ｃｕ−Ｓｎ−Ｉｎ系希薄合金線（銅合金線）について、加工ひずみが銅合金線の機械的特性（引張強さおよび屈曲寿命）に及ぼす影響について調査を行った。
【００４３】
その結果、図２、３に示すように、引張強さは、加工ひずみの増加と共に向上するが、屈曲特性は、加工ひずみ６．０をピークとして、加工ひずみ４．０以上、７．０未満の範囲において従来よりも高まることが明らかとなった。また、この範囲において、引張強さは、加工ひずみが４．０のときでも従来（例えば、加工ひずみ７．０，８．８）に比べて１０〜２０％程度の低下に抑制できることが分かった（図２参照）。
【００４４】
すなわち、加工ひずみ４．０以上、７．０未満となるように焼鈍位置を調整して伸線加工を施すことで、引張強さは多少低下するものの、屈曲特性を高めることが可能となり、上述の条件（１）、（３）を満たすことができる。
【００４５】
さらに、図４で説明した通り、ＳｎとＩｎの含有量の合計を０．３ｍａｓｓ％以上、０．５ｍａｓｓ％以下としているため条件（２）を満たす。
【００４６】
以上説明したように、第１の実施の形態に係る銅合金線の製造方法によれば、上述の条件（１）〜（３）を満たし、低コストで、引張強さ・耐屈曲性が共に高く、かつ導電率の良い銅合金線を得られる。
【００４７】
次に、第２の実施の形態に係る銅合金線の製造方法を説明する。
【００４８】
第１の実施の形態では、伸線加工時に焼鈍を加えて加工ひずみを最適化したが、工程の都合上、伸線加工時に加工ひずみを最適化することができず、加工ひずみが７．０以上となる場合もあり得る。
【００４９】
第２の実施の形態に係る銅合金線の製造方法は、この様な場合に適用するものであり、具体的には伸線加工後に、加熱処理パラメータＰ＝Ｔ（Ｃ＋ｌｏｇ ｔ）が７．５×１０3以上１０×１０3以下、好ましくは８．５×１０3以上９．５×１０3以下の範囲となるような低い温度で銅合金線を焼鈍するものである。第２の実施の形態では、伸線加工時に焼鈍を行わない。
【００５０】
ここで、Ｔは加熱温度（絶対温度：Ｋ）を、ｔは加熱時間（ｈ）を、ｌｏｇは常用対数を示す。Ｃは定数であり、ここではＣ＝２０を採用する。伸線により蓄積した引張残留ひずみが焼鈍で除去できるためである。
【００５１】
従来、伸線加工後の焼鈍は加熱処理パラメータＰが１３．５×１０3以上、１５．５×１０3以下となる範囲で行われる。この加熱処理パラメータＰの値は、仮に加熱炉により１ｈ加熱処理（焼鈍）する場合には、４００〜５００℃の温度範囲であることを示す（特に４５０℃で１ｈ）。
【００５２】
一方、本発明では、加熱処理パラメータＰを７．５×１０3以上、１０×１０3以下としており、仮に加熱炉により１ｈ焼鈍する場合には、１００〜２２５℃の低温範囲であることを示す。すなわち、通常、希薄合金線（銅合金線）には用いないような１００〜２２５℃の低温範囲が適正である。
【００５３】
加熱処理パラメータＰを７．５×１０3以上、１０×１０3以下の範囲とする理由は、７．５×１０3未満では焼鈍の効果が少なく、１０×１０3を超えると銅合金線の軟化が進み、それに伴って屈曲寿命が低下するためである。この加熱処理パラメータＰの範囲では、銅合金線の焼鈍による引張強度低下は数％〜１０％程度である。
【００５４】
第２の実施の形態に係る銅合金線の製造方法によれば、伸線加工中に焼鈍を行わなくても第１の実施の形態と同様に、上述の条件（１）〜（３）を満たすことができる。よって、低コストで、引張強さ・耐屈曲性が共に高く、かつ導電率の良い銅合金線を得られる。
【００５５】
次に、第３の実施の形態に係る銅合金線の製造方法を説明する。
【００５６】
第３の実施の形態に係る銅合金線の製造方法では、伸線加工の中間で加熱処理パラメータＰが８．５×１０3以上、１０．５×１０3以下となる範囲で焼鈍し、伸線加工後さらに、Ｔ（２０＋ｌｏｇ ｔ）＝７．５×１０3以上、１０×１０3以下の範囲で焼鈍する。
【００５７】
すなわち、第１の実施の形態では４００〜５００℃の高温で焼鈍したが、第３の実施の形態では伸線加工中および伸線加工後に低温で焼鈍を行う。
【００５８】
伸線加工の中間での焼鈍位置は、連続伸線の観点から、伸線加工途中であって、加工ひずみが４．０以上、７．０未満となる範囲で行うことが望ましい。
【００５９】
中間加熱（中間焼鈍）の実施により、伸線により蓄積した引張残留ひずみが中間段階で除去されることで、伸線加工後の焼鈍における加熱処理パラメータＰを、例えば、８．５×１０3以上、９．５×１０3以下と小さくしても、引張残留ひずみを除去できる。これにより、銅合金線の引張強さの低下を０〜数％程度に抑えることができる。
【００６０】
第３の実施の形態に係る銅合金線の製造方法によれば、第１の実施の形態と同様に、上述の条件（１）〜（３）を満たすことができる。よって、低コストで、引張強さ・耐屈曲性が共に高く、かつ導電率の良い銅合金線が得られる。
【００６１】
さらに、第３の実施の形態では、伸線加工中および伸線加工後に低温加熱（焼鈍）を行っているため、屈曲特性をより向上させることが可能となる。
【００６２】
本発明で製造された銅合金線の使用方法としては、銅合金線を複数撚合わせて銅合金撚線とすることが考えられる。この銅合金線または銅合金撚線の外周に絶縁層を被覆して絶縁電線にすることもできる。また、この絶縁電線の外周に金属層（シールド）を被覆して同軸ケーブルにすることもできる。さらに、この絶縁電線または同軸ケーブルを複数本集合させて多芯ケーブルにすることもできる。
【００６３】
これら銅合金線、銅合金線撚線、絶縁電線、同軸ケーブルおよび多芯ケーブルによれば、高強度、高導電性、優れた耐屈曲性、そして低価格を実現できる。その結果、過酷な引張や曲げ応力に対して破損が抑制できる。
【００６４】
また、これらも可動部ケーブルとして用いることにより、電子機器、医療機器、そして産業用ロボットなどの可動部の小型・軽量化並びに高性能化に大いに貢献することができる。
【００６５】
さらに、本発明の銅合金線は、上述したような同軸ケーブルなどの芯線だけでなく、編組などによるシールド材に用いてもよいし、シールド材のみに用いてもよい。
【００６６】
上述したそれぞれの実施の形態において、はんだ濡れ性や耐腐食性の面から、銅合金線にＳｎまたはＳｎ合金、ＡｇまたはＮｉなどをめっきしてもよい。また、ＳｎとＩｎの含有量を合計で０．３ｍａｓｓ％以上、０．５ｍａｓｓ％以下としたが、ＳｎとＩｎの含有量を単独で０．３ｍａｓｓ％以上、０．５ｍａｓｓ％以下としてもよい。
【００６７】
第２、第３の実施の形態においては、最終焼鈍（伸線加工後の焼鈍）を伸線加工直後に行ったが、伸線加工直後だけでなく、撚線後やシールド巻き後に最終焼鈍を行っても構わない。さらに、絶縁被覆材がフッ素系など高耐熱品の場合には、絶縁被覆後に最終焼鈍を行っても構わない。
【実施例】
【００６８】
試料として、Ｃｕに、０．２ｍａｓｓ％のＳｎと０．２ｍａｓｓ％のＩｎを含有した銅合金母線（φ１１ｍｍ、ＳＣＲ連続鋳造熱間圧延機による母線）を冷間伸線加工して得た銅合金線（φ８０μｍ）を作製した。
【００６９】
加工ひずみの影響を評価するため、冷間伸線の際に、中間焼鈍位置の異なる銅合金線を１０種（試料Ｎｏ．１〜１０）作製した。図１に伸線加工のスケジュールを示す。中間焼鈍は、マッフル炉によるバッチ式とし、加熱処理（焼鈍）条件は、４５０℃で１ｈとした。
【００７０】
図２、３に作製した試料の加工ひずみと引張強さおよび伸びの関係を示す。屈曲特性は、９０°左右屈曲試験機により、曲げひずみ１％、荷重３ｋｇ／ｍｍ2の条件により測定した。回数は、左右１サイクルを２回とカウントし、サンプル数Ｎ＝３の平均値を示した。
【００７１】
図２に示すように、引張強さは、加工ひずみの増大と共に向上する。しかし、図３に示すように、屈曲特性は、加工ひずみが６．０を極大として、加工ひずみが４．０以上、７．０未満の範囲において従来技術（加工ひずみ８．８）は当然ながら、従来技術（加工ひずみ７．０）の約１６９００回よりも高まることが分かる。また、全ての試料において、その導電率は７０ＩＡＣＳ％以上であった。
【００７２】
つまり、加工ひずみが４．０以上７．０未満となるように伸線加工を施すことにより、優れた屈曲特性、高導電率、および高い引張強さを実現することが可能となる。
【００７３】
次に、図１の試料Ｎｏ．１（加工ひずみ９．８）および試料Ｎｏ．３（加工ひずみ７．０）を用い、伸線加工後に焼鈍を行った。加熱処理パラメータＰを変化させたときの、焼鈍後の試料Ｎｏ．１の引張強さおよび屈曲寿命を図５に、試料Ｎｏ．３の引張強さおよび屈曲寿命を図６に示す。
【００７４】
図５に示すように、試料Ｎｏ．１を用いた場合は、伸線加工後（φ０．０８ｍｍ）に１５０〜２２５℃で１ｈ（加熱処理パラメータＰ＝８．５×１０3〜１０×１０3）の範囲で焼鈍することにより、屈曲特性が向上することが分かる。
【００７５】
また、図６に示すように、試料Ｎｏ．３を用いた場合は、１００〜２２５℃で１ｈ（加熱処理パラメータＰ＝７．５×１０3〜１０×１０3）の範囲で低温で焼鈍することにより、屈曲特性が向上することが分かる。
【００７６】
このことから、加工ひずみが７．０を超える銅合金線であったとしても、伸線加工後に加熱処理パラメータＰ＝Ｔ（Ｃ＋ｌｏｇ ｔ）が７．５×１０3〜１０×１０3、好ましくは８．５×１０3〜９．５×１０3の範囲で焼鈍（低温加熱）することで良好な耐屈曲性能を得ることができる。
【００７７】
さらに、図８，９に、試料Ｎｏ．１について１ｈ，２４ｈ，１６８ｈ焼鈍した結果を示す。図中の１ｈの結果は、図５，６そのものである。これらの結果から、引張強さおよび屈曲寿命は加熱処理パラメータＰで一義的に整理可能と言える。
【００７８】
次に、図１の試料Ｎｏ．６（加工ひずみ４．０）の焼鈍位置で、中間焼鈍を２００℃で１ｈ（加熱処理パラメータＰ＝９．５×１０3）で行い、次いで、伸線加工後に低温で焼鈍して試料を作製した。伸線加工後の焼鈍における加熱処理パラメータＰを変化させたときの各試料の引張強さおよび屈曲寿命を図７に示す。
【００７９】
図７に示すように、伸線加工後に１５０〜２２５℃で１ｈ（加熱処理パラメータＰ＝８．５×１０3〜１０×１０3）、特に１５０〜２００℃で１ｈ（加熱処理パラメータＰ＝８．５×１０3〜９．５×１０3）の範囲で焼鈍することによって、引張強さの低下がほとんどなく屈曲特性が向上することが分かる。
【００８０】
図１、２から、加工ひずみが４．０（試料Ｎｏ．６：４５０℃で１ｈの焼鈍をした場合）では、引張強さは約７８ｋｇ／ｍｍ2であり、屈曲寿命が約１８０００回であることから、良好な引張強さおよび屈曲寿命を得られているが、上述のように、高温で焼鈍を１回行うのではなく、低温で焼鈍を２回実施する、すなわち、φ０．５８ｍｍで中間焼鈍を２００℃で１ｈ（加熱処理パラメータＰ＝９．５×１０3）施し、伸線加工後（φ０．０８ｍｍ）に１５０〜２００℃で１ｈ（８．５×１０3〜９．５×１０3）の範囲で焼鈍すると、引張強さが約９０ｋｇ／ｍｍ2であり、屈曲寿命が約２００００回である銅合金線が得られ、試料Ｎｏ．６よりもさらに高い引張強さおよび屈曲寿命が得られていることが分かる。
【００８１】
さらに、撚線後の焼鈍の効果を検証した。試料Ｎｏ．１による撚線（７本の同芯撚線、撚ピッチ３ｍｍ）をチューブラ撚線機により試作し、屈曲寿命を評価した。
【００８２】
撚線作製後に１５０〜２２５℃で１ｈ（８．５×１０3〜１０×１０3）の範囲で焼鈍することにより、上記と同様に、撚線を構成する銅合金線の引張強さを７０ｋｇ／ｍｍ2以上確保した上で、屈曲寿命を評価したところ、屈曲寿命の向上が確認できた。
【００８３】
以上の実験結果から、本発明によれば、鋳造または鋳造および熱間圧延後に得られる銅合金線を加工ひずみ４．０以上、７．０未満の範囲で伸線することにより、従来に比べて少々の強度低下は認められるものの、屈曲特性が従来に比べて向上することが確認できた。
【００８４】
さらに、鋳造または鋳造および熱間圧延後に得られる銅合金線の加工ひずみが７．０を超える伸線について、伸線加工後にＴ（２０＋ｌｏｇ ｔ）が７．５×１０3以上、１０×１０3以下の範囲で焼鈍する、あるいは中間でＴ（２０＋ｌｏｇ ｔ）が８．５×１０3以上、１０×１０3以下の範囲で焼鈍し、かつ伸線加工後にＴ（２０＋ｌｏｇ ｔ）が７．５×１０3以上、１０×１０3以下、好ましくは８．５×１０3以上、９．５×１０3以下の範囲で焼鈍することによりわずかな引張強さ低下のもとで寿命向上が可能となる。
【００８５】
本発明では、連続鋳造熱間圧延可能な、特に、ＣｕにＳｎ，Ｉｎを微量含有した合金を提案しており、加えて高コストの加工は実施せず、廉価を維持している。したがって、本発明は最適と考える。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】加工ひずみと焼鈍位置の関係を検証するための実験条件を示す図である。
【図２】図１の条件により作製した試料の加工ひずみと引張強さおよび伸びの関係を示す図である。
【図３】図１の条件により作製した試料の加工ひずみと屈曲寿命の関係を示す図である。
【図４】図１の条件により作製した試料の加工ひずみと導電率の関係を示す図である。
【図５】図１の試料Ｎｏ．１について伸線加工後に焼鈍したときの焼鈍温度と引張強さおよび屈曲寿命の関係を示す図である。
【図６】図１の試料Ｎｏ．３について伸線加工後に焼鈍したときの焼鈍温度と引張強さおよび屈曲寿命の関係を示す図である。
【図７】図１の試料Ｎｏ．６の中間焼鈍温度を変更したものについて伸線加工後に低温で焼鈍したときの焼鈍温度と引張強さおよび屈曲寿命の関係を示す図である。
【図８】図１の試料Ｎｏ．１について１ｈ，２４ｈ，１６８ｈ焼鈍したときの加熱パラメータと引張強さの関係を示す図である。
【図９】図１の試料Ｎｏ．１について１ｈ，２４ｈ，１６８ｈ焼鈍したときの加熱パラメータと屈曲寿命の関係を示す図である。
【図１０】屈曲寿命の評価に用いた屈曲寿命試験装置の概略図である。
【符号の説明】
【００８７】
１００ 屈曲寿命試験装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気・電子機器に使用される可動部ケーブルに係り、高強度、高導電性および高耐屈曲性を実現した銅合金線およびその製造方法、銅合金撚線およびその製造方法、これらを用いた絶縁電線、同軸ケーブル並びに多芯ケーブルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、携帯電話やビデオカメラなどの電子機器、超音波診断装置などの医療機器、産業用ロボットなどの電子機器可動部に配線されるケーブルは、過酷なテンションや曲げなどの応力を繰り返し受ける。
【０００３】
そのため、これらケーブルに使用される導体には高い強度や優れた耐屈曲性が要求される。また、可動部ケーブルに使用される導体には、純Ｃｕではなく、引張強度および耐屈曲性を高めたＣｕ合金からなるものが適用されている。
【０００４】
通常は、Ｃｕに数ｍａｓｓｐｐｍ以上４００ｍａｓｓｐｐｍ以下のＯの他、Ｓｎ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｂｅ，Ｚｒ，Ｎｉ，Ｍｇ，Ｓｉ，Ｚｎ，Ｂなどを単一もしくは複数、適量含有したものが用いられる。
【０００５】
さらに、近年の電子機器の小型・軽量化、そして高性能化の要請を受け、この様な可動部ケーブルには、細径化と共に、情報伝送量の増大に伴う高導電性も要求されてきている。
【０００６】
そのため、引張強度、耐屈曲性などの機械的特性だけでなく、高導電性などの電気的特性を共に満足するＣｕ合金線（例えば、Ｃｕ−Ｓｎ−Ｉｎ系希薄合金線（特許文献１、２参照））が発明されている。これら合金線は強度向上機構が固溶および加工強化によるものであり、析出強化型と比較して廉価である。
【０００７】
一方、Ｃｕ−Ａｇ系の高強度高導電性合金が発明されてきた（例えば、特願２００４−３１０９１４参照）。ただし、それらは製法面の複雑さやＡｇの含有などによって高価格になるため、用途が一部に限定されている。
【０００８】
Ｃｕ−Ｓｎ−Ｉｎ系希薄合金線は、縦型あるいはＳＣＲ（サウスワイヤ連続鋳造圧延ロッドシステム）方式などの連続鋳造、または熱間圧延の後、冷間における伸線加工によって製造される。
【０００９】
銅合金線は、細径化にあたり、加工ひずみの増加に伴い伸線が困難になるため、伸線加工の中間で焼鈍（加熱）を行う。
【００１０】
その際の加工ひずみは、従来７〜１０（例えば、特許文献１では８．８、特許文献３では７．０）である。焼鈍は、マッフル加熱炉などによるバッチ焼鈍、あるいは管状炉や通電による連続焼鈍が一般的である。
【００１１】
ここで、加工ひずみの定義は以下の通りである。
【００１２】
加工ひずみ＝ｌｎ（Ａ0／Ａ）
Ａ0：軟質母線もしくは最終中間焼鈍後の断面積
Ａ ：最終製品の断面積
特許文献１に記載された加工ひずみ８．８のＣｕ−Ｓｎ−Ｉｎ系希薄合金線は、引張強さがおよそ９３ｋｇ／ｍｍ2と良好であるが、荷重を３ｋｇ／ｍｍ2負荷した状態で、１％の曲げひずみで、かつ、左右屈曲９０°で屈曲した際の屈曲寿命（回数は左右１サイクルを２回とカウントし、試験３回の平均値を示した）は約１５０００回程度であった。
【００１３】
また、特許文献３に記載された加工ひずみ７．０のＣｕ−Ｓｎ−Ｉｎ系希薄合金線についても、引張強さがおよそ９０ｋｇ／ｍｍ2と良好であるが、屈曲寿命は約１６９００回程度であった。
【００１４】
上述の屈曲寿命試験は、図１０に示す屈曲寿命試験装置１００で行った。具体的には、検査対象の銅合金線１０１を荷重Ｗによって吊下し、それを曲げひずみεbで左右に９０°屈曲させ、銅合金線が断線するまでの回数を測定する。曲げひずみεbは、図１０に示すように曲率半径をＲ、銅合金線の直径をｄとするとεb＝ｄ／（２Ｒ）で表されるものである。
【００１５】
【特許文献１】特許第３０１０９０６号公報
【特許文献２】特許第３６２０３３０号公報
【特許文献３】特開２０００−９６２００号公報
【特許文献４】特開２００１−４０４３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
従来は、耐屈曲性を向上させる方法として引張強さまたは伸びを検討しているのが現状であり、その他の要因、例えば加工ひずみについての検討はなされていなかった（例えば、特許文献４ではＣｕ−Ａｇ合金の引張強さおよび伸びを検討している）。
【００１７】
そこで、本発明者は、耐屈曲性を向上させるその他の要因として上述の加工ひずみに着目し、加工ひずみが銅合金線の機械的特性（引張強さおよび屈曲寿命）に及ぼす影響について調査を行った。その結果、加工ひずみの最適化により、銅合金線の機械的特性を向上できることが分かった。
【００１８】
本発明の目的は、加工ひずみを最適化することにより、低コストで、引張強さ・耐屈曲性が共に高く、かつ導電率の良い銅合金線およびその製造方法、銅合金撚線およびその製造方法、これらを用いた絶縁電線、同軸ケーブル並びに多芯ケーブルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、請求項１の発明は、Ｃｕに、単独もしくは合計で０．３ｍａｓｓ％以上、０．５ｍａｓｓ％以下の範囲でＳｎとＩｎを含有し、引張強さが７０ｋｇ／ｍｍ2以上であり、荷重を３ｋｇ／ｍｍ2負荷した状態で、１％の曲げひずみで、かつ、左右屈曲９０°で、屈曲した際の屈曲寿命が１７０００回以上である銅合金線である。
【００２０】
請求項２の発明は、Ｃｕに、単独もしくは合計で０．３ｍａｓｓ％以上、０．５ｍａｓｓ％以下の範囲でＳｎとＩｎを含有した鋳造材、または鋳造および鋳造熱間圧延後に得られる線材に対して加熱処理を施し、加工ひずみ４．０以上、７．０未満で伸線加工する銅合金線の製造方法である。
【００２１】
請求項３の発明は、Ｃｕに、単独もしくは合計で０．３ｍａｓｓ％以上、０．５ｍａｓｓ％以下の範囲でＳｎとＩｎを含有した鋳造材、または鋳造および鋳造熱間圧延後に得られる線材を、加工ひずみ７．０以上で伸線加工した後、加熱時間をｔ（ｈ）、加熱温度をＴ（Ｋ）として、Ｔ（２０＋ｌｏｇ ｔ）＝７．５×１０3以上、１０×１０3以下の範囲で加熱する銅合金線の製造方法である（式中、ｌｏｇは常用対数を示す）。
【００２２】
請求項４の発明は、Ｃｕに、単独もしくは合計で０．３ｍａｓｓ％以上、０．５ｍａｓｓ％以下の範囲でＳｎとＩｎを含有した鋳造材、または鋳造および鋳造熱間圧延後に得られる線材を、加工ひずみ７．０以上で伸線加工すると共に、その伸線加工の途中で、加熱時間をｔ（ｈ）、加熱温度をＴ（Ｋ）として、Ｔ（２０＋ｌｏｇ ｔ）＝８．５×１０3以上、１０．５×１０3以下の範囲で加熱し、伸線加工後さらに、Ｔ（２０＋ｌｏｇ ｔ）＝７．５×１０3以上、１０×１０3以下の範囲で加熱する銅合金線の製造方法である（式中、ｌｏｇは常用対数を示す）。
【００２３】
請求項５の発明は、Ｃｕに、単独もしくは合計で０．３ｍａｓｓ％以上、０．５ｍａｓｓ％以下の範囲でＳｎとＩｎを含有した鋳造材、または鋳造および鋳造熱間圧延後に得られる線材を加工ひずみ７．０以上で伸線加工して銅合金線とし、その銅合金線を複数より合わせて銅合金撚線とし、その銅合金撚線に対して、加熱時間をｔ（ｈ）、加熱温度をＴ（Ｋ）として、Ｔ（２０＋ｌｏｇ ｔ）＝７．５×１０3以上、１０×１０3以下の範囲で加熱する銅合金撚線の製造方法である（式中、ｌｏｇは常用対数を示す）。
【００２４】
請求項６の発明は、請求項１に記載の銅合金線を、複数本撚合わせた銅合金撚線である。
【００２５】
請求項７の発明は、請求項１に記載の銅合金線または請求項６に記載の銅合金撚線の外周に、被覆層を被覆した絶縁電線である。
【００２６】
請求項８の発明は、請求項７に記載の絶縁電線の外周に、金属層を設けた同軸ケーブルである。
【００２７】
請求項９の発明は、請求項７に記載の絶縁電線または請求項８に記載の同軸ケーブルが複数本集合されてなる多芯ケーブルである。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、低コストで、引張強さ・耐屈曲性が共に高く、かつ導電率の良い銅合金線を得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
【００３０】
本発明者は、（１）引張強さが７０ｋｇ／ｍｍ2以上、（２）導電率が７０％ＩＡＣＳ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ａｎｎｅａｌｅｄ Ｃｏｐｐｅｒ Ｓｔａｎｄａｒｄ；国際軟銅規格）以上、（３）荷重を３ｋｇ／ｍｍ2負荷した状態で、１％の曲げひずみで、かつ、左右屈曲９０°で屈曲した際の屈曲寿命が１７０００回（１往復を２回とカウント）以上となる銅合金線を提案する。
【００３１】
本発明の一実施の形態を示す銅合金線は、Ｃｕに、合計で０．３ｍａｓｓ％以上、０．５ｍａｓｓ％以下の範囲でＳｎとＩｎを含有した鋳造材、または鋳造および鋳造熱間圧延後に得られる線材を伸線加工したものである。
【００３２】
銅合金線の酸素濃度は４００ｍａｓｓｐｐｍ以下であるとよい。また、銅合金線の引張強さは８０ｋｇ／ｍｍ2以上であればより好ましい。
【００３３】
ここで、ＳｎとＩｎの含有量を合計で０．３ｍａｓｓ％以上、０．５ｍａｓｓ％以下としたのは、ＳｎとＩｎの含有量の合計が０．３ｍａｓｓ％未満では強度向上に有効な固溶限が少なく、強度の向上が期待できないためであり、０．５ｍａｓｓ％を超えると導電性が大きく低下してしまうなど、材料として実用性上問題が生じるためである。
【００３４】
図４に、ＳｎとＩｎの含有量の合計を０．３ｍａｓｓ％以上、０．５ｍａｓｓ％以下とし、加工ひずみを変化させて銅合金線を作製したときの各銅合金線の導電率を示す。
【００３５】
図４に示すように、ＳｎとＩｎの含有量を合計で０．３ｍａｓｓ％以上、０．５ｍａｓｓ％以下とすれば、図４に示すいずれの加工ひずみの銅合金線においても上述の（２）の条件、すなわち、導電率７０％ＩＡＣＳ以上を満たすことが分かる。
【００３６】
以上の構成の銅合金線において、上述した（１）〜（３）の条件全てを満足するためには、その製造方法を最適化する必要がある。以下、これら条件を満たす銅合金線の製造方法について詳述する。
【００３７】
まず、第１の実施の形態に係る銅合金線の製造方法を説明する。
【００３８】
一般に、銅合金線は、縦型あるいはＳＣＲ（サウスワイヤ連続鋳造圧延ロッドシステム）方式などの連続鋳造、または熱間圧延の後、冷間における伸線加工によって製造される。伸線加工による細径化にあたり、加工ひずみの増加に伴い伸線が困難になるため、伸線加工の途中で焼鈍（加熱）を行う。以下、伸線加工時において焼鈍を行うタイミングを焼鈍位置と呼称する。
【００３９】
第１の実施の形態に係る銅合金線の製造方法では、連続鋳造または熱間圧延を行った後、銅合金線の加工ひずみが４．０以上、７．０未満となるように、焼鈍位置を調整して伸線加工を行う。銅合金線は、Ｃｕに、合計で０．３ｍａｓｓ％以上、０．５ｍａｓｓ％以下の範囲でＳｎとＩｎを含有させたものである。
【００４０】
焼鈍位置の調整については、焼鈍位置を早めると加工ひずみが増加し、焼鈍位置を遅らせると加工ひずみが減少する。焼鈍位置と加工ひずみの関係の一例を図１に示す。
【００４１】
ここで、加工ひずみ４．０以上、７．０未満で伸線加工を施す理由を説明する。
【００４２】
上述したように、本発明者は、Ｃｕ−Ｓｎ−Ｉｎ系希薄合金線（銅合金線）について、加工ひずみが銅合金線の機械的特性（引張強さおよび屈曲寿命）に及ぼす影響について調査を行った。
【００４３】
その結果、図２、３に示すように、引張強さは、加工ひずみの増加と共に向上するが、屈曲特性は、加工ひずみ６．０をピークとして、加工ひずみ４．０以上、７．０未満の範囲において従来よりも高まることが明らかとなった。また、この範囲において、引張強さは、加工ひずみが４．０のときでも従来（例えば、加工ひずみ７．０，８．８）に比べて１０〜２０％程度の低下に抑制できることが分かった（図２参照）。
【００４４】
すなわち、加工ひずみ４．０以上、７．０未満となるように焼鈍位置を調整して伸線加工を施すことで、引張強さは多少低下するものの、屈曲特性を高めることが可能となり、上述の条件（１）、（３）を満たすことができる。
【００４５】
さらに、図４で説明した通り、ＳｎとＩｎの含有量の合計を０．３ｍａｓｓ％以上、０．５ｍａｓｓ％以下としているため条件（２）を満たす。
【００４６】
以上説明したように、第１の実施の形態に係る銅合金線の製造方法によれば、上述の条件（１）〜（３）を満たし、低コストで、引張強さ・耐屈曲性が共に高く、かつ導電率の良い銅合金線を得られる。
【００４７】
次に、第２の実施の形態に係る銅合金線の製造方法を説明する。
【００４８】
第１の実施の形態では、伸線加工時に焼鈍を加えて加工ひずみを最適化したが、工程の都合上、伸線加工時に加工ひずみを最適化することができず、加工ひずみが７．０以上となる場合もあり得る。
【００４９】
第２の実施の形態に係る銅合金線の製造方法は、この様な場合に適用するものであり、具体的には伸線加工後に、加熱処理パラメータＰ＝Ｔ（Ｃ＋ｌｏｇ ｔ）が７．５×１０3以上１０×１０3以下、好ましくは８．５×１０3以上９．５×１０3以下の範囲となるような低い温度で銅合金線を焼鈍するものである。第２の実施の形態では、伸線加工時に焼鈍を行わない。
【００５０】
ここで、Ｔは加熱温度（絶対温度：Ｋ）を、ｔは加熱時間（ｈ）を、ｌｏｇは常用対数を示す。Ｃは定数であり、ここではＣ＝２０を採用する。伸線により蓄積した引張残留ひずみが焼鈍で除去できるためである。
【００５１】
従来、伸線加工後の焼鈍は加熱処理パラメータＰが１３．５×１０3以上、１５．５×１０3以下となる範囲で行われる。この加熱処理パラメータＰの値は、仮に加熱炉により１ｈ加熱処理（焼鈍）する場合には、４００〜５００℃の温度範囲であることを示す（特に４５０℃で１ｈ）。
【００５２】
一方、本発明では、加熱処理パラメータＰを７．５×１０3以上、１０×１０3以下としており、仮に加熱炉により１ｈ焼鈍する場合には、１００〜２２５℃の低温範囲であることを示す。すなわち、通常、希薄合金線（銅合金線）には用いないような１００〜２２５℃の低温範囲が適正である。
【００５３】
加熱処理パラメータＰを７．５×１０3以上、１０×１０3以下の範囲とする理由は、７．５×１０3未満では焼鈍の効果が少なく、１０×１０3を超えると銅合金線の軟化が進み、それに伴って屈曲寿命が低下するためである。この加熱処理パラメータＰの範囲では、銅合金線の焼鈍による引張強度低下は数％〜１０％程度である。
【００５４】
第２の実施の形態に係る銅合金線の製造方法によれば、伸線加工中に焼鈍を行わなくても第１の実施の形態と同様に、上述の条件（１）〜（３）を満たすことができる。よって、低コストで、引張強さ・耐屈曲性が共に高く、かつ導電率の良い銅合金線を得られる。
【００５５】
次に、第３の実施の形態に係る銅合金線の製造方法を説明する。
【００５６】
第３の実施の形態に係る銅合金線の製造方法では、伸線加工の中間で加熱処理パラメータＰが８．５×１０3以上、１０．５×１０3以下となる範囲で焼鈍し、伸線加工後さらに、Ｔ（２０＋ｌｏｇ ｔ）＝７．５×１０3以上、１０×１０3以下の範囲で焼鈍する。
【００５７】
すなわち、第１の実施の形態では４００〜５００℃の高温で焼鈍したが、第３の実施の形態では伸線加工中および伸線加工後に低温で焼鈍を行う。
【００５８】
伸線加工の中間での焼鈍位置は、連続伸線の観点から、伸線加工途中であって、加工ひずみが４．０以上、７．０未満となる範囲で行うことが望ましい。
【００５９】
中間加熱（中間焼鈍）の実施により、伸線により蓄積した引張残留ひずみが中間段階で除去されることで、伸線加工後の焼鈍における加熱処理パラメータＰを、例えば、８．５×１０3以上、９．５×１０3以下と小さくしても、引張残留ひずみを除去できる。これにより、銅合金線の引張強さの低下を０〜数％程度に抑えることができる。
【００６０】
第３の実施の形態に係る銅合金線の製造方法によれば、第１の実施の形態と同様に、上述の条件（１）〜（３）を満たすことができる。よって、低コストで、引張強さ・耐屈曲性が共に高く、かつ導電率の良い銅合金線が得られる。
【００６１】
さらに、第３の実施の形態では、伸線加工中および伸線加工後に低温加熱（焼鈍）を行っているため、屈曲特性をより向上させることが可能となる。
【００６２】
本発明で製造された銅合金線の使用方法としては、銅合金線を複数撚合わせて銅合金撚線とすることが考えられる。この銅合金線または銅合金撚線の外周に絶縁層を被覆して絶縁電線にすることもできる。また、この絶縁電線の外周に金属層（シールド）を被覆して同軸ケーブルにすることもできる。さらに、この絶縁電線または同軸ケーブルを複数本集合させて多芯ケーブルにすることもできる。
【００６３】
これら銅合金線、銅合金線撚線、絶縁電線、同軸ケーブルおよび多芯ケーブルによれば、高強度、高導電性、優れた耐屈曲性、そして低価格を実現できる。その結果、過酷な引張や曲げ応力に対して破損が抑制できる。
【００６４】
また、これらも可動部ケーブルとして用いることにより、電子機器、医療機器、そして産業用ロボットなどの可動部の小型・軽量化並びに高性能化に大いに貢献することができる。
【００６５】
さらに、本発明の銅合金線は、上述したような同軸ケーブルなどの芯線だけでなく、編組などによるシールド材に用いてもよいし、シールド材のみに用いてもよい。
【００６６】
上述したそれぞれの実施の形態において、はんだ濡れ性や耐腐食性の面から、銅合金線にＳｎまたはＳｎ合金、ＡｇまたはＮｉなどをめっきしてもよい。また、ＳｎとＩｎの含有量を合計で０．３ｍａｓｓ％以上、０．５ｍａｓｓ％以下としたが、ＳｎとＩｎの含有量を単独で０．３ｍａｓｓ％以上、０．５ｍａｓｓ％以下としてもよい。
【００６７】
第２、第３の実施の形態においては、最終焼鈍（伸線加工後の焼鈍）を伸線加工直後に行ったが、伸線加工直後だけでなく、撚線後やシールド巻き後に最終焼鈍を行っても構わない。さらに、絶縁被覆材がフッ素系など高耐熱品の場合には、絶縁被覆後に最終焼鈍を行っても構わない。
【実施例】
【００６８】
試料として、Ｃｕに、０．２ｍａｓｓ％のＳｎと０．２ｍａｓｓ％のＩｎを含有した銅合金母線（φ１１ｍｍ、ＳＣＲ連続鋳造熱間圧延機による母線）を冷間伸線加工して得た銅合金線（φ８０μｍ）を作製した。
【００６９】
加工ひずみの影響を評価するため、冷間伸線の際に、中間焼鈍位置の異なる銅合金線を１０種（試料Ｎｏ．１〜１０）作製した。図１に伸線加工のスケジュールを示す。中間焼鈍は、マッフル炉によるバッチ式とし、加熱処理（焼鈍）条件は、４５０℃で１ｈとした。
【００７０】
図２、３に作製した試料の加工ひずみと引張強さおよび伸びの関係を示す。屈曲特性は、９０°左右屈曲試験機により、曲げひずみ１％、荷重３ｋｇ／ｍｍ2の条件により測定した。回数は、左右１サイクルを２回とカウントし、サンプル数Ｎ＝３の平均値を示した。
【００７１】
図２に示すように、引張強さは、加工ひずみの増大と共に向上する。しかし、図３に示すように、屈曲特性は、加工ひずみが６．０を極大として、加工ひずみが４．０以上、７．０未満の範囲において従来技術（加工ひずみ８．８）は当然ながら、従来技術（加工ひずみ７．０）の約１６９００回よりも高まることが分かる。また、全ての試料において、その導電率は７０ＩＡＣＳ％以上であった。
【００７２】
つまり、加工ひずみが４．０以上７．０未満となるように伸線加工を施すことにより、優れた屈曲特性、高導電率、および高い引張強さを実現することが可能となる。
【００７３】
次に、図１の試料Ｎｏ．１（加工ひずみ９．８）および試料Ｎｏ．３（加工ひずみ７．０）を用い、伸線加工後に焼鈍を行った。加熱処理パラメータＰを変化させたときの、焼鈍後の試料Ｎｏ．１の引張強さおよび屈曲寿命を図５に、試料Ｎｏ．３の引張強さおよび屈曲寿命を図６に示す。
【００７４】
図５に示すように、試料Ｎｏ．１を用いた場合は、伸線加工後（φ０．０８ｍｍ）に１５０〜２２５℃で１ｈ（加熱処理パラメータＰ＝８．５×１０3〜１０×１０3）の範囲で焼鈍することにより、屈曲特性が向上することが分かる。
【００７５】
また、図６に示すように、試料Ｎｏ．３を用いた場合は、１００〜２２５℃で１ｈ（加熱処理パラメータＰ＝７．５×１０3〜１０×１０3）の範囲で低温で焼鈍することにより、屈曲特性が向上することが分かる。
【００７６】
このことから、加工ひずみが７．０を超える銅合金線であったとしても、伸線加工後に加熱処理パラメータＰ＝Ｔ（Ｃ＋ｌｏｇ ｔ）が７．５×１０3〜１０×１０3、好ましくは８．５×１０3〜９．５×１０3の範囲で焼鈍（低温加熱）することで良好な耐屈曲性能を得ることができる。
【００７７】
さらに、図８，９に、試料Ｎｏ．１について１ｈ，２４ｈ，１６８ｈ焼鈍した結果を示す。図中の１ｈの結果は、図５，６そのものである。これらの結果から、引張強さおよび屈曲寿命は加熱処理パラメータＰで一義的に整理可能と言える。
【００７８】
次に、図１の試料Ｎｏ．６（加工ひずみ４．０）の焼鈍位置で、中間焼鈍を２００℃で１ｈ（加熱処理パラメータＰ＝９．５×１０3）で行い、次いで、伸線加工後に低温で焼鈍して試料を作製した。伸線加工後の焼鈍における加熱処理パラメータＰを変化させたときの各試料の引張強さおよび屈曲寿命を図７に示す。
【００７９】
図７に示すように、伸線加工後に１５０〜２２５℃で１ｈ（加熱処理パラメータＰ＝８．５×１０3〜１０×１０3）、特に１５０〜２００℃で１ｈ（加熱処理パラメータＰ＝８．５×１０3〜９．５×１０3）の範囲で焼鈍することによって、引張強さの低下がほとんどなく屈曲特性が向上することが分かる。
【００８０】
図１、２から、加工ひずみが４．０（試料Ｎｏ．６：４５０℃で１ｈの焼鈍をした場合）では、引張強さは約７８ｋｇ／ｍｍ2であり、屈曲寿命が約１８０００回であることから、良好な引張強さおよび屈曲寿命を得られているが、上述のように、高温で焼鈍を１回行うのではなく、低温で焼鈍を２回実施する、すなわち、φ０．５８ｍｍで中間焼鈍を２００℃で１ｈ（加熱処理パラメータＰ＝９．５×１０3）施し、伸線加工後（φ０．０８ｍｍ）に１５０〜２００℃で１ｈ（８．５×１０3〜９．５×１０3）の範囲で焼鈍すると、引張強さが約９０ｋｇ／ｍｍ2であり、屈曲寿命が約２００００回である銅合金線が得られ、試料Ｎｏ．６よりもさらに高い引張強さおよび屈曲寿命が得られていることが分かる。
【００８１】
さらに、撚線後の焼鈍の効果を検証した。試料Ｎｏ．１による撚線（７本の同芯撚線、撚ピッチ３ｍｍ）をチューブラ撚線機により試作し、屈曲寿命を評価した。
【００８２】
撚線作製後に１５０〜２２５℃で１ｈ（８．５×１０3〜１０×１０3）の範囲で焼鈍することにより、上記と同様に、撚線を構成する銅合金線の引張強さを７０ｋｇ／ｍｍ2以上確保した上で、屈曲寿命を評価したところ、屈曲寿命の向上が確認できた。
【００８３】
以上の実験結果から、本発明によれば、鋳造または鋳造および熱間圧延後に得られる銅合金線を加工ひずみ４．０以上、７．０未満の範囲で伸線することにより、従来に比べて少々の強度低下は認められるものの、屈曲特性が従来に比べて向上することが確認できた。
【００８４】
さらに、鋳造または鋳造および熱間圧延後に得られる銅合金線の加工ひずみが７．０を超える伸線について、伸線加工後にＴ（２０＋ｌｏｇ ｔ）が７．５×１０3以上、１０×１０3以下の範囲で焼鈍する、あるいは中間でＴ（２０＋ｌｏｇ ｔ）が８．５×１０3以上、１０×１０3以下の範囲で焼鈍し、かつ伸線加工後にＴ（２０＋ｌｏｇ ｔ）が７．５×１０3以上、１０×１０3以下、好ましくは８．５×１０3以上、９．５×１０3以下の範囲で焼鈍することによりわずかな引張強さ低下のもとで寿命向上が可能となる。
【００８５】
本発明では、連続鋳造熱間圧延可能な、特に、ＣｕにＳｎ，Ｉｎを微量含有した合金を提案しており、加えて高コストの加工は実施せず、廉価を維持している。したがって、本発明は最適と考える。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】加工ひずみと焼鈍位置の関係を検証するための実験条件を示す図である。
【図２】図１の条件により作製した試料の加工ひずみと引張強さおよび伸びの関係を示す図である。
【図３】図１の条件により作製した試料の加工ひずみと屈曲寿命の関係を示す図である。
【図４】図１の条件により作製した試料の加工ひずみと導電率の関係を示す図である。
【図５】図１の試料Ｎｏ．１について伸線加工後に焼鈍したときの焼鈍温度と引張強さおよび屈曲寿命の関係を示す図である。
【図６】図１の試料Ｎｏ．３について伸線加工後に焼鈍したときの焼鈍温度と引張強さおよび屈曲寿命の関係を示す図である。
【図７】図１の試料Ｎｏ．６の中間焼鈍温度を変更したものについて伸線加工後に低温で焼鈍したときの焼鈍温度と引張強さおよび屈曲寿命の関係を示す図である。
【図８】図１の試料Ｎｏ．１について１ｈ，２４ｈ，１６８ｈ焼鈍したときの加熱パラメータと引張強さの関係を示す図である。
【図９】図１の試料Ｎｏ．１について１ｈ，２４ｈ，１６８ｈ焼鈍したときの加熱パラメータと屈曲寿命の関係を示す図である。
【図１０】屈曲寿命の評価に用いた屈曲寿命試験装置の概略図である。
【符号の説明】
【００８７】
１００ 屈曲寿命試験装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｃｕに、単独もしくは合計で０．３ｍａｓｓ％以上、０．５ｍａｓｓ％以下の範囲でＳｎとＩｎを含有し、引張強さが７０ｋｇ／ｍｍ2以上であり、荷重を３ｋｇ／ｍｍ2負荷した状態で、１％の曲げひずみで、かつ、左右屈曲９０°で、屈曲した際の屈曲寿命が１７０００回以上であることを特徴とする銅合金線。
【請求項２】
Ｃｕに、単独もしくは合計で０．３ｍａｓｓ％以上、０．５ｍａｓｓ％以下の範囲でＳｎとＩｎを含有した鋳造材、または鋳造および鋳造熱間圧延後に得られる線材に対して加熱処理を施し、加工ひずみ４．０以上、７．０未満で伸線加工することを特徴とする銅合金線の製造方法。
【請求項３】
Ｃｕに、単独もしくは合計で０．３ｍａｓｓ％以上、０．５ｍａｓｓ％以下の範囲でＳｎとＩｎを含有した鋳造材、または鋳造および鋳造熱間圧延後に得られる線材を、加工ひずみ７．０以上で伸線加工した後、加熱時間をｔ（ｈ）、加熱温度をＴ（Ｋ）として、Ｔ（２０＋ｌｏｇ ｔ）＝７．５×１０3以上、１０×１０3以下の範囲で加熱することを特徴とする銅合金線の製造方法（式中、ｌｏｇは常用対数を示す）。
【請求項４】
Ｃｕに、単独もしくは合計で０．３ｍａｓｓ％以上、０．５ｍａｓｓ％以下の範囲でＳｎとＩｎを含有した鋳造材、または鋳造および鋳造熱間圧延後に得られる線材を、加工ひずみ７．０以上で伸線加工すると共に、その伸線加工の途中で、加熱時間をｔ（ｈ）、加熱温度をＴ（Ｋ）として、Ｔ（２０＋ｌｏｇ ｔ）＝８．５×１０3以上、１０．５×１０3以下の範囲で加熱し、伸線加工後さらに、Ｔ（２０＋ｌｏｇ ｔ）＝７．５×１０3以上、１０×１０3以下の範囲で加熱することを特徴とする銅合金線の製造方法（式中、ｌｏｇは常用対数を示す）。
【請求項５】
Ｃｕに、単独もしくは合計で０．３ｍａｓｓ％以上、０．５ｍａｓｓ％以下の範囲でＳｎとＩｎを含有した鋳造材、または鋳造および鋳造熱間圧延後に得られる線材を加工ひずみ７．０以上で伸線加工して銅合金線とし、その銅合金線を複数より合わせて銅合金撚線とし、その銅合金撚線に対して、加熱時間をｔ（ｈ）、加熱温度をＴ（Ｋ）として、Ｔ（２０＋ｌｏｇ ｔ）＝７．５×１０3以上、１０×１０3以下の範囲で加熱することを特徴とする銅合金撚線の製造方法（式中、ｌｏｇは常用対数を示す）。
【請求項６】
請求項１に記載の銅合金線を、複数本撚合わせたことを特徴とする銅合金撚線。
【請求項７】
請求項１に記載の銅合金線または請求項６に記載の銅合金撚線の外周に、被覆層を被覆したことを特徴とする絶縁電線。
【請求項８】
請求項７に記載の絶縁電線の外周に、金属層を設けたことを特徴とする同軸ケーブル。
【請求項９】
請求項７に記載の絶縁電線または請求項８に記載の同軸ケーブルが複数本集合されてなることを特徴とする多芯ケーブル。
【請求項１】
Ｃｕに、単独もしくは合計で０．３ｍａｓｓ％以上、０．５ｍａｓｓ％以下の範囲でＳｎとＩｎを含有し、引張強さが７０ｋｇ／ｍｍ2以上であり、荷重を３ｋｇ／ｍｍ2負荷した状態で、１％の曲げひずみで、かつ、左右屈曲９０°で、屈曲した際の屈曲寿命が１７０００回以上であることを特徴とする銅合金線。
【請求項２】
Ｃｕに、単独もしくは合計で０．３ｍａｓｓ％以上、０．５ｍａｓｓ％以下の範囲でＳｎとＩｎを含有した鋳造材、または鋳造および鋳造熱間圧延後に得られる線材に対して加熱処理を施し、加工ひずみ４．０以上、７．０未満で伸線加工することを特徴とする銅合金線の製造方法。
【請求項３】
Ｃｕに、単独もしくは合計で０．３ｍａｓｓ％以上、０．５ｍａｓｓ％以下の範囲でＳｎとＩｎを含有した鋳造材、または鋳造および鋳造熱間圧延後に得られる線材を、加工ひずみ７．０以上で伸線加工した後、加熱時間をｔ（ｈ）、加熱温度をＴ（Ｋ）として、Ｔ（２０＋ｌｏｇ ｔ）＝７．５×１０3以上、１０×１０3以下の範囲で加熱することを特徴とする銅合金線の製造方法（式中、ｌｏｇは常用対数を示す）。
【請求項４】
Ｃｕに、単独もしくは合計で０．３ｍａｓｓ％以上、０．５ｍａｓｓ％以下の範囲でＳｎとＩｎを含有した鋳造材、または鋳造および鋳造熱間圧延後に得られる線材を、加工ひずみ７．０以上で伸線加工すると共に、その伸線加工の途中で、加熱時間をｔ（ｈ）、加熱温度をＴ（Ｋ）として、Ｔ（２０＋ｌｏｇ ｔ）＝８．５×１０3以上、１０．５×１０3以下の範囲で加熱し、伸線加工後さらに、Ｔ（２０＋ｌｏｇ ｔ）＝７．５×１０3以上、１０×１０3以下の範囲で加熱することを特徴とする銅合金線の製造方法（式中、ｌｏｇは常用対数を示す）。
【請求項５】
Ｃｕに、単独もしくは合計で０．３ｍａｓｓ％以上、０．５ｍａｓｓ％以下の範囲でＳｎとＩｎを含有した鋳造材、または鋳造および鋳造熱間圧延後に得られる線材を加工ひずみ７．０以上で伸線加工して銅合金線とし、その銅合金線を複数より合わせて銅合金撚線とし、その銅合金撚線に対して、加熱時間をｔ（ｈ）、加熱温度をＴ（Ｋ）として、Ｔ（２０＋ｌｏｇ ｔ）＝７．５×１０3以上、１０×１０3以下の範囲で加熱することを特徴とする銅合金撚線の製造方法（式中、ｌｏｇは常用対数を示す）。
【請求項６】
請求項１に記載の銅合金線を、複数本撚合わせたことを特徴とする銅合金撚線。
【請求項７】
請求項１に記載の銅合金線または請求項６に記載の銅合金撚線の外周に、被覆層を被覆したことを特徴とする絶縁電線。
【請求項８】
請求項７に記載の絶縁電線の外周に、金属層を設けたことを特徴とする同軸ケーブル。
【請求項９】
請求項７に記載の絶縁電線または請求項８に記載の同軸ケーブルが複数本集合されてなることを特徴とする多芯ケーブル。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１０−１８８４８（Ｐ２０１０−１８８４８Ａ）
【公開日】平成２２年１月２８日（２０１０．１．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１８０５８５（Ｐ２００８−１８０５８５）
【出願日】平成２０年７月１０日（２００８．７．１０）
【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２２年１月２８日（２０１０．１．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月１０日（２００８．７．１０）
【出願人】（０００００５１２０）日立電線株式会社 (3,358)
【Ｆターム（参考）】
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