JP2008293894A - 複合導体の製造方法及び撚り線導体並びにこれを用いたケーブル - Google Patents

Abstract

【課題】純銅と略同等の導電率を有し、純銅よりも優れた耐屈曲性を有する複合導体の製造方法及び撚り線導体並びにこれを用いたケーブルを提供する。
【解決手段】純銅または銅合金からなる心材２の外周に、ＡｇまたはＡｇ合金からなる被覆層を形成して被覆心材２を形成し、その被覆心材２に所定の条件でバッチ式熱処理を施して上記被覆層をＣｕ相からなる連続相とＡｇ相からなる分散相から構成される分散組織とした後、その熱処理が施された被覆心材２に伸線加工を施して上記被覆心材２の外層部に母相中に金属繊維が分散した繊維分散層３を形成するものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、複合導体の製造方法及び撚り線導体並びにこれを用いたケーブルに関するものである。

従来、ロボットケーブルに用いられる同軸ケーブルや、医療用プローブケーブル等に使用される極細ケーブルには、導体であるＣｕまたはＣｕ合金線にめっきを施して心線としたものが用いられてきた。

近年、これらのケーブルやプローブケーブルに対する多心化、細径化、高導電性化のニーズが高まっている。それらのケーブルに用いられる同軸ケーブルも、より細径で導電性が高く、且つ十分な強度を有するものが求められるようになってきている。この同軸ケーブルに用いる導体には、高い導電性と高い屈曲特性（耐屈曲性）との両方が必要である。

しかし、上述したＣｕまたはＣｕ合金線は、導電性は高いものの耐屈曲性が高くない。
そこで、従来のＣｕまたはＣｕ合金線を用いた導体に代わって高導電性、高耐屈曲性を持つ導体が望まれている。

従来からあるそのような高強度、高導電性の導体（材料）として、心材であるＣｕマトリックス全体中にＡｇ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｆｅ等の金属が繊維状に分散したＣｕ−金属繊維導体（ｉｎ ｓｉｔｅ合金導体と呼ばれる）が挙げられる。特にＣｕ−Ａｇ合金を用いた導体は、導電性と強度とが高いレベルで両立が可能であることが知られている。

また、そのような導体を心材とした高強度、高屈曲性を持つ複合導体として、Ｃｕ−Ｎｂ系合金、Ｃｕ−Ｆｅ系合金、Ｃｕ−Ａｇ系合金からなる心材の外周にＣｕ及び不可避不純物からなる金属層を被覆したもの（特許文献１参照）や、母相（Ｃｕ）−金属繊維導体からなる心材の外周にＡｕ、Ａｇ、Ｓｎ、Ｎｉ、はんだ等の耐食層を形成したもの（特許文献２参照）がある。

特開平６−２９０６３９号公報 特開２００１−１７６３３２号公報 特開２００６−１２７７８６号公報

しかしながら、これらのＣｕ−金属繊維導体や特許文献１、２記載の複合導体は、何れも耐屈曲性は高いが、純銅の代替となり得るほどの導電率を得るのは難しい。

これに対して、純銅及び銅合金からなる心材の外周に、ＡｇまたはＡｇ合金からなる被覆層を形成し、その被覆心材に熱処理を施した後、伸線加工を施し、被覆心材の外層部に金属繊維が分散した繊維分散層を形成することを特徴とする複合導体の製造方法がある
（特許文献３参照）。

これは、熱処理によって被覆層のＡｇと心材のＣｕが相互拡散により、Ａｇ相とＣｕ相の２相組織が被覆心材の外層部に形成されることを狙っている。

しかしながら、特許文献３の複合導体の製造方法において、６００℃、６０ｓｅｃの走行式熱処理では、被覆層のＡｇと心材のＣｕの相互拡散が不十分であり、２相組織は形成されず、また、１５００℃、６０ｓｅｃの走行式熱処理では、被覆層のＡｇと心材のＣｕの相互拡散により被覆層が剥れてしまう懸念がある。

そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、純銅と略同等の導電率を有し、純銅よりも優れた耐屈曲性を有する複合導体の製造方法及び撚り線導体並びにこれを用いたケーブルを提供することにある。

上記目的を達成するために本発明は、純銅または銅合金からなる心材の外周に、ＡｇまたはＡｇ合金からなる被覆層を形成して被覆心材を形成し、その被覆心材に所定の条件でバッチ式熱処理を施して上記被覆層をＣｕ相からなる連続相とＡｇ相からなる分散相から構成される分散組織とした後、その熱処理が施された被覆心材に伸線加工を施して上記被覆心材の外層部に母相中に金属繊維が分散した繊維分散層を形成することを特徴とする複合導体の製造方法を提供するものである。

本発明は、純銅または銅合金からなる心材の外周に、ＡｇまたはＡｇ合金からなる被覆層を形成して被覆心材を形成し、その被覆心材に６００℃以上７００℃未満の温度で３０ｍｉｎ〜５ｈｒのバッチ式熱処理を施して上記被覆層をＣｕ相からなる連続相とＡｇ相からなる分散相から構成される分散組織とした後、その熱処理が施された被覆心材に伸線加工を施して、上記被覆心材の外層部に母相中に金属繊維が分散した繊維分散層を形成することを特徴とする複合導体の製造方法を提供するものである。

また、本発明は、純銅または銅合金からなる心材の外周に、ＡｇまたはＡｇ合金からなる被覆層を形成して被覆心材を形成し、その被覆心材に７００℃以上８００℃未満の温度で５ｍｉｎ〜１ｈｒのバッチ式熱処理を施して上記被覆層をＣｕ相からなる連続相とＡｇ相からなる分散相から構成される分散組織とした後、その熱処理が施された被覆心材に伸線加工を施して、被覆心材の外層部に母相中に金属繊維が分散した繊維分散層を形成することを特徴とする複合導体の製造方法を提供するものである。

本発明は、上記銅合金が、１．０ｍａｓｓ％以下の微量添加物を含有し、その残りがＣｕである請求項１から３いずれかに記載の複合導体の製造方法を提供するものである。

本発明は、上記銅合金が、上記微量添加物として、Ａｇ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｆｅ、ＰまたはＢから選択される１種或いは２種以上を、総計１．０ｍａｓｓ％以下の濃度で含有し、その残りがＣｕである請求項４記載の複合導体の製造方法を提供するものである。

本発明は、上記ＡｇまたはＡｇ合金からなる被覆層を、めっきにより形成する請求項１から５いずれかに記載の複合導体の製造方法を提供するものである。

本発明は、請求項１から請求項６のいずれかに記載の製造方法により得られた複合導体の外周にＳｎ、Ａｇ、Ｎｉのいずれかからなるめっき層を形成し、このめっき層が形成された複合導体を複数本撚り合わせたことを特徴とする撚り線導体を提供するものである。

本発明は、請求項７記載の撚り線導体を心線とし、その心線の周りに外部導体を配置し、該外部導体を覆うジャケット層を設けたことを特徴とするケーブルを提供するものである。

本発明は、請求項１から請求項６のいずれかに記載の製造方法により得られた複合導体の外周に樹脂層を形成して心線とし、その心線の周りに外部導体を配置し、該外部導体を覆うジャケット層を設けたことを特徴とするケーブルを提供するものである。

本発明によれば、純銅と略同等の導電率を有し、純銅よりも優れた耐屈曲性を有する複合導体が製造可能となるという優れた効果を発揮するものである。

以下、本発明の好適な一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。

本発明の要旨は、純銅及び銅合金からなる心材の外周に、ＡｇまたはＡｇ合金からなる被覆層を形成した被覆心材において、バッチ式熱処理により、被覆層のＡｇと心材のＣｕとを相互拡散させ、かつ繊維分散層の元となる２相組織を作り出すことにある。

ここで、熱処理による相互拡散で形成される２相組織には、熱処理条件により、図４に示すＡｇ相とＣｕ相が層状に形成される層状組織と、図５に示すＡｇ相とＣｕ相が細かく分離して形成される２相分離組織（２相分散組織）とがある。

図４および図５は、バッチ式熱処理により形成された２相組織のＳＥＭ像（倍率５０００倍）であり、図４の熱処理条件は５００℃の温度で１ｈ、図５の熱処理条件は６００℃の温度で５ｈｒである。

本願発明者等は、上記の繊維分散層の元となる得る２相組織が、図５に示す後者の２相分離組織であることを見出し、その２相分離組織を形成するためには、被覆心材に所定の条件でバッチ式熱処理を施す必要があることを見出した。

２相分離組織は、特にこれに限定されるわけではないが、例えば、２相分離組織におけるＣｕ相とＡｇ相の比率は、Ｃｕ相の体積率が７３％〜７７％、Ａｇの体積率が２３％〜２７％である。

本実施形態の複合導体の製造方法を説明する。

まず、心材として、純銅（または銅合金）からなる線材を形成する。

ここで、銅合金としては、１．０ｍａｓｓ％以下の微量添加物を含有し、その残りがＣｕであるものが考えられる。また、微量添加物としては、Ａｇ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｆｅ、ＰまたはＢから選択される１種或いは２種以上が考えられる。

次に、その心材（線材）の外周に、Ａｇ（またはＡｇ合金）からなる被覆層を、最終的に形成する繊維分散層よりも厚い層厚で形成する。被覆層の形成方法としては、電気めっき法、溶解めっき法などが挙げられる。

次に、その被覆された心材（以下、被覆心材）に熱処理を施す。熱処理としては、６００℃以上７００℃未満の温度で３０ｍｉｎ〜５ｈｒのバッチ式熱処理、或いは７００℃以上８００℃未満の温度で５ｍｉｎ〜１ｈｒのバッチ式熱処理が挙げられる。

ここで、バッチ式熱処理の処理条件を、６００℃以上７００℃未満の温度で３０ｍｉｎ〜５ｈｒ或いは７００℃以上８００℃未満の温度で５ｍｉｎ〜１ｈｒとしたのは、この処理条件から外れると、入熱量が不足して相互拡散が不十分となるか、もしくは相互拡散したとしても、図４に示すＡｇ相とＣｕ相が層状に形成される層状組織が形成されてしまうためである。

この熱処理により、被覆層Ａｇと心材Ｃｕが相互に拡散する。被覆層と心材との境界面付近では、Ａｇ原子と比べてＣｕ原子の方が圧倒的に多いため、Ｃｕ相中にＡｇ原子が拡散するようになる。その後、過飽和固溶体となったＣｕ相からＡｇ相が析出される。一方、表面付近では、Ｃｕ原子と比べてＡｇ原子の方が多いため、Ａｇ相中にＣｕ原子が拡散し、過飽和固溶体となったＡｇ相からＣｕ相が析出される。以上により、繊維分散層の元となるＡｇ相とＣｕ相が細かく分離した２相組織が被覆心材の外層部に形成される。

次に、熱処理後の被覆心材に伸線加工を施す。この伸線加工により、Ｃｕ相中に析出したＡｇが、被覆心材の長手方向に繊維状に延伸され、Ｃｕ母相（マトリックス）中に金属繊維（強化材）として分散される。

以上により、被覆心材の外層部に、Ｃｕ母相中にＡｇ繊維が分散した繊維分散層が形成された複合導体を得ることができる。

次に、図１に基づき本実施形態の製造方法により得られた複合導体を説明する。

図１に本実施形態の複合導体の横断面図を示す。

図１に示すように、本発明の製造方法により得られた複合導体１は、純銅（或いは銅合金）からなる心材２の外周に、母相中に金属繊維が分散した繊維分散層３を形成したものである。

本発明の製造方法により得られた複合導体１の好ましい線径は、０．２ｍｍ以下である。本発明の製造方法により得られた複合導体１の繊維分散層３の層厚は、複合導体の直径の０．３％以上、好ましくは、０．５％〜８％、より好ましくは１％〜５％の層厚を有する。

また、被覆心材の好ましい線径は、３．０ｍｍ以下である。被覆層の層厚は、被覆心材の直径の０．３％以上、好ましくは、０．５％〜８％、より好ましくは１％〜５％の層厚を有する。

本実施形態の複合導体１の作用を説明する。

複合導体１が屈曲された場合、屈曲による歪みは径方向外側ほど大きく、複合導体１の外層部には、中心部に比べ大きな負荷がかかる。本実施形態では、その大きな負荷が屈曲特性は高いものの導電率に劣る繊維分散層３にかかり、導電率は高いものの屈曲特性に劣る心材２にはほとんど負荷がかからない。

また、繊維分散層３は層厚が薄く、複合導体１の断面積中に占める繊維分散層３の割合は心材２に比べるとごく僅かである。そのため、繊維分散層３による複合導体１の導電性の低下はほとんどない。

このように、本発明により得られた複合導体１は、心材２の外層部に繊維分散層３を形成することで、高い屈曲性と高い導電率とを得ることができる。

つまり、本発明により得られた複合導体１は、外層部の強度を繊維分散層３により高めることで、純銅と略同等の導電率を保ちつつ、純銅（心材）のみで導体を構成する場合に比べ大幅に高い耐屈曲性を実現することができる。

次に、図２に基づき、心線の周りに外部導体が配置されたケーブルにおいて、心線が本実施形態の複合導体からなるケーブルを説明する。

図２に示すように、ケーブル２１は、図１に示した複合導体１で形成された心線（以下、図２において符号１を付す）と、その心線１の周りに配置された外部導体２３とを備える。さらに、ケーブル２１は、心線１の外周に形成された樹脂層２４と、外部導体２３の外周に形成されたジャケット層２５とを備える。

外部導体２３は、心線１を中心としてより合わされた複数本（図２中では１５本）の線材２３ａからなる。その線材２３ａの構成材としては、Ｃｕ合金（例えばＣｕ−０．１５ｍａｓｓ％Ｓｎ合金）などが挙げられ、図１に示す複合導体１を用いることも考えられる。

本実施形態のケーブル２１は、心線を図１に示した複合導体１で形成しているため、細径でありながら高い導電率と高い耐屈曲性とを得ることができる。外部導体に本発明を適用した場合においても上記と同等の効果を得ることができる。

次に、図３に基づき本実施形態の複合導体を用いた撚り線導体及びその撚り線導体を用いたケーブルを説明する。

図３のケーブルは、図２のケーブル２１とは心線の構成が異なり、その他は実質的に同じである。そこで、図２のケーブル２１と同一の要素については、図中同一符号を付すに止め、詳細な説明は省略する。

上述の図２では、単線からなる心線を用いた例を掲げて説明したが、図３に示すように、ケーブル３１の耐屈曲特性向上の観点から、心線３２としては、複合導体１の外周にＳｎ、Ａｇ、Ｎｉのいずれかからなるめっき層３６を形成し、このめっき層３６が形成された複合導体１を複数本（例えば７本）撚り合わせた撚り線構造（撚り線導体）を採用することも可能である（図３（ｂ））。

図３（ａ）に示すように、ケーブル３１は、撚り線導体を心線３２とし、その心線３２の周りに外部導体２３を配置して形成される。

この図３のケーブル３１によれば、図２のケーブル２１と同様に高い導電率を得ることができ、さらに、図２のケーブル２１よりも高い耐屈曲特性を得ることができる。

以上のように、本発明の複合導体１は、パソコン用内部配線、携帯電話用内部配線、医療用信号線、又は移動体通信などの伝送分野における信号送受信システム内の信号送受信用線等の導体として適用することができる。

また、本発明の複合導体１を用いたケーブル２１、３１は、超音波診断用プローブケーブル等の高精度画像を得るための多心ケーブル等に適用することができる。

なお、本発明は、上述の実施形態に限定されず、様々な変形例や応用例が考えられるものである。

上述の複合導体を得るために、以下のように実施例、比較例、従来例を用いて必要な熱処理条件を究明した。

なお、従来例の熱処理は走行式熱処理とし、本発明及び比較例の熱処理はバッチ式熱処理とした。また、実施例、比較例の熱処理は、５００℃〜８００℃の温度範囲で、５ｍｉｎ〜２４ｈｒの時間範囲の条件で実施した。
（実施例１）
心材としてＯＦＣ（無酸素銅）からなるφ２．６ｍｍの線材の外周に、電気Ａｇめっきを施し、心材の外周にＡｇの被覆層（めっき層）を１３μｍの層厚で形成した。この被覆心材に６００℃で３０ｍｉｎの条件でバッチ式熱処理を施した後、冷間伸線加工して、外周に層厚０．５μｍの繊維分散層を有するφ０．１ｍｍの複合導体を作製した。
（実施例２）
心材としてＯＦＣからなるφ２．６ｍｍの線材の外周に、電気Ａｇめっきを施し、心材の外周にＡｇの被覆層（めっき層）を１３μｍの層厚で形成した。この被覆心材に６００℃で１ｈｒの条件でバッチ式熱処理を施した後、冷間伸線加工して、外周に層厚０．５μｍの繊維分散層を有するφ０．１ｍｍの複合導体を作製した。
（実施例３）
心材としてＯＦＣからなるφ２．６ｍｍの線材の外周に、電気Ａｇめっきを施し、心材の外周にＡｇの被覆層（めっき層）を１３μｍの層厚で形成した。この被覆心材に６００℃で２ｈｒの条件でバッチ式熱処理を施した後、冷間伸線加工して、外周に層厚０．５μｍの繊維分散層を有するφ０．１ｍｍの複合導体を作製した。
（実施例４）
心材としてＯＦＣからなるφ２．６ｍｍの線材の外周に、電気Ａｇめっきを施し、心材の外周にＡｇの被覆層（めっき層）を１３μｍの層厚で形成した。この被覆心材に６００℃で５ｈｒの条件でバッチ式熱処理を施した後、冷間伸線加工して、外周に層厚０．５μｍの繊維分散層を有するφ０．１ｍｍの複合導体を作製した。
（実施例５）
心材としてＯＦＣからなるφ２．６ｍｍの線材の外周に、電気Ａｇめっきを施し、心材の外周にＡｇの被覆層（めっき層）を１３μｍの層厚で形成した。この被覆心材に６５０℃で１５ｍｉｎの条件でバッチ式熱処理を施した後、冷間伸線加工して、外周に層厚０．５μｍの繊維分散層を有するφ０．１ｍｍの複合導体を作製した。
（実施例６）
心材としてＯＦＣからなるφ２．６ｍｍの線材の外周に、電気Ａｇめっきを施し、心材の外周にＡｇの被覆層（めっき層）を１３μｍの層厚で形成した。この被覆心材に６５０℃で４５ｍｉｎの条件でバッチ式熱処理を施した後、冷間伸線加工して、外周に層厚０．５μｍの繊維分散層を有するφ０．１ｍｍの複合導体を作製した。
（実施例７）
心材としてＯＦＣからなるφ２．６ｍｍの線材の外周に、電気Ａｇめっきを施し、心材の外周にＡｇの被覆層（めっき層）を１３μｍの層厚で形成した。この被覆心材に６５０℃で９０ｍｉｎの条件でバッチ式熱処理を施した後、冷間伸線加工して、外周に層厚０．５μｍの繊維分散層を有するφ０．１ｍｍの複合導体を作製した。
（実施例８）
心材としてＯＦＣからなるφ２．６ｍｍの線材の外周に、電気Ａｇめっきを施し、心材の外周にＡｇの被覆層（めっき層）を１３μｍの層厚で形成した。この被覆心材に６５０℃で３ｈｒの条件でバッチ式熱処理を施した後、冷間伸線加工して、外周に層厚０．５μｍの繊維分散層を有するφ０．１ｍｍの複合導体を作製した。
（実施例９）
心材としてＯＦＣからなるφ２．６ｍｍの線材の外周に、電気Ａｇめっきを施し、心材の外周にＡｇの被覆層（めっき層）を１３μｍの層厚で形成した。この被覆心材に７００℃で１０ｍｉｎの条件でバッチ式熱処理を施した後、冷間伸線加工して、外周に層厚０．５μｍの繊維分散層を有するφ０．１ｍｍの複合導体を作製した。
（実施例１０）
心材としてＯＦＣからなるφ２．６ｍｍの線材の外周に、電気Ａｇめっきを施し、心材の外周にＡｇの被覆層（めっき層）を１３μｍの層厚で形成した。この被覆心材に７００℃で３０ｍｉｎの条件でバッチ式熱処理を施した後、冷間伸線加工して、外周に層厚０．５μｍの繊維分散層を有するφ０．１ｍｍの複合導体を作製した。
（実施例１１）
心材としてＯＦＣからなるφ２．６ｍｍの線材の外周に、電気Ａｇめっきを施し、心材の外周にＡｇの被覆層（めっき層）を１３μｍの層厚で形成した。この被覆心材に７００℃で１ｈｒの条件でバッチ式熱処理を施した後、冷間伸線加工して、外周に層厚０．５μｍの繊維分散層を有するφ０．１ｍｍの複合導体を作製した。
（実施例１２）
心材としてＯＦＣからなるφ２．６ｍｍの線材の外周に、電気Ａｇめっきを施し、心材の外周にＡｇの被覆層（めっき層）を１３μｍの層厚で形成した。この被覆心材に７５０℃で５ｍｉｎの条件でバッチ式熱処理を施した後、冷間伸線加工して、外周に層厚０．５μｍの繊維分散層を有するφ０．１ｍｍの複合導体を作製した。
（実施例１３）
心材としてＯＦＣからなるφ２．６ｍｍの線材の外周に、電気Ａｇめっきを施し、心材の外周にＡｇの被覆層（めっき層）を１３μｍの層厚で形成した。この被覆心材に７５０℃で１５ｍｉｎの条件でバッチ式熱処理を施した後、冷間伸線加工して、外周に層厚０．５μｍの繊維分散層を有するφ０．１ｍｍの複合導体を作製した。
（実施例１４）
心材としてＯＦＣからなるφ２．６ｍｍの線材の外周に、電気Ａｇめっきを施し、心材の外周にＡｇの被覆層（めっき層）を１３μｍの層厚で形成した。この被覆心材に７５０℃で４５ｍｉｎの条件でバッチ式熱処理を施した後、冷間伸線加工して、外周に層厚０．５μｍの繊維分散層を有するφ０．１ｍｍの複合導体を作製した。
（比較例１）
心材としてＯＦＣからなるφ２．６ｍｍの線材の外周に、電気Ａｇめっきを施し、心材の外周にＡｇの被覆層（めっき層）を１３μｍの層厚で形成した。この被覆心材に５００℃で１０ｍｉｎの条件でバッチ式熱処理を施した後、冷間伸線加工して、外周に層厚０．５μｍの外層を有するφ０．１ｍｍの複合導体を作製した。
（比較例２）
心材としてＯＦＣからなるφ２．６ｍｍの線材の外周に、電気Ａｇめっきを施し、心材の外周にＡｇの被覆層（めっき層）を１３μｍの層厚で形成した。この被覆心材に５００℃で３０ｍｉｎの条件でバッチ式熱処理を施した後、冷問伸線加工して、外周に層厚０．５μｍの外層を有するφ０．１ｍｍの複合導体を作製した。
（比較例３）
心材としてＯＦＣからなるφ２．６ｍｍの線材の外周に、電気Ａｇめっきを施し、心材の外周にＡｇの被覆層（めっき層）を１３μｍの層厚で形成した。この被覆心材に５００℃で１ｈｒの条件でバッチ式熱処理を施した後、冷間伸線加工して、外周に層厚０．５μｍの外層を有するφ０．１ｍｍの複合導体を作製した。
（比較例４）
心材としてＯＦＣからなるφ２．６ｍｍの線材の外周に、電気Ａｇめっきを施し、心材の外周にＡｇの被覆層（めっき層）を１３μｍの層厚で形成した。この被覆心材に５００℃で２ｈｒの条件でバッチ式熱処理を施した後、冷間伸線加工して、外周に層厚０．５μｍの外層を有するφ０．１ｍｍの複合導体を作製した。
（比較例５）
心材としてＯＦＣからなるφ２．６ｍｍの線材の外周に、電気Ａｇめっきを施し、心材の外周にＡｇの被覆層（めっき層）を１３μｍの層厚で形成した。この被覆心材に５００℃で５ｈｒの条件でバッチ式熱処理を施した後、冷間伸線加工して、外周に層厚０．５μｍの繊維分散層を有するφ０．１ｍｍの複合導体を作製した。
（比較例６）
心材としてＯＦＣからなるφ２．６ｍｍの線材の外周に、電気Ａｇめっきを施し、心材の外周にＡｇの被覆層（めっき層）を１３μｍの層厚で形成した。この被覆心材に５００℃で１０ｈｒの条件でバッチ式熱処理を施した後、冷問伸線加工して、外周に層厚０．５μｍの外層を有するφ０．１ｍｍの複合導体を作製した。
（比較例７）
心材としてＯＦＣからなるφ２．６ｍｍの線材の外周に、電気Ａｇめっきを施し、心材の外周にＡｇの被覆層（めっき層）を１３μｍの層厚で形成した。この被覆心材に５００℃で２４ｈｒの条件でバッチ式熱処理を施した後、冷間伸線加工して、外周に層厚０．５μｍの外層を有するφ０．１ｍｍの複合導体を作製した。
（比較例８）
心材としてＯＦＣからなるφ２．６ｍｍの線材の外周に、電気Ａｇめっきを施し、心材の外周にＡｇの被覆層（めっき層）を１３μｍの層厚で形成した。この被覆心材に６００℃で１０ｍｉｎの条件でバッチ式熱処理を施した後、冷間伸線加工して、外周に層厚０．５μｍの外層を有するφ０．１ｍｍの複合導体を作製した。
（比較例９）
心材としてＯＦＣからなるφ２．６ｍｍの線材の外周に、電気Ａｇめっきを施し、心材の外周にＡｇの被覆層（めっき層）を１３μｍの層厚で形成した。この被覆心材に６００℃で１０ｈｒの条件でバッチ式熱処理を施した後、冷間伸線加工して、外周に層厚０．５μｍの外層を有するφ０．１ｍｍの複合導体を作製した。
（比較例１０）
心材としてＯＦＣからなるφ２．６ｍｍの線材の外周に、電気Ａｇめっきを施し、心材の外周にＡｇの被覆層（めっき層）を１３μｍの層厚で形成した。この被覆心材に６００℃で２４ｈｒの条件でバッチ式熱処理を施した後、冷間伸線加工して、外周に層厚０．５μｍの外層を有するφ０．１ｍｍの複合導体を作製した。
（比較例１１）
心材としてＯＦＣからなるφ２．６ｍｍの線材の外周に、電気Ａｇめっきを施し、心材の外周にＡｇの被覆層（めっき層）を１３μｍの層厚で形成した。この被覆心材に７００℃で２ｈｒの条件でバッチ式熱処理を施した。
（比較例１２）
心材としてＯＦＣからなるφ２．６ｍｍの線材の外周に、電気Ａｇめっきを施し、心材の外周にＡｇの被覆層（めっき層）を１３μｍの層厚で形成した。この被覆心材に７００℃で５ｈｒの条件でバッチ式熱処理を施した。
（比較例１３）
心材としてＯＦＣからなるφ２．６ｍｍの線材の外周に、電気Ａｇめっきを施し、心材の外周にＡｇの被覆層（めっき層）を１３μｍの層厚で形成した。この被覆心材に７００℃で１０ｈｒの条件でバッチ式熱処理を施した。
（比較例１４）
心材としてＯＦＣからなるφ２．６ｍｍの線材の外周に、電気Ａｇめっきを施し、心材の外周にＡｇの被覆層（めっき層）を１３μｍの層厚で形成した。この被覆心材に７００℃で２４ｈｒの条件でバッチ式熱処理を施した。
（比較例１５）
心材としてＯＦＣからなるφ２．６ｍｍの線材の外周に、電気Ａｇめっきを施し、心材の外周にＡｇの被覆層（めっき層）を１３μｍの層厚で形成した。この被覆心材に８００℃で１０ｍｉｎの条件でバッチ式熱処理を施した。
（従来例１）
心材としてＯＦＣからなるφ２．６ｍｍの線材の外周に、電気Ａｇめっきを施し、心材の外周にＡｇの被覆層（めっき層）を１３μｍの層厚で形成した。この被覆心材に６００℃で６０ｓｅｃの条件で走行式熱処理を施した。
（従来例２）
心材としてＯＦＣからなるφ２．６ｍｍの線材の外周に、電気Ａｇめっきを施し、心材の外周にＡｇの被覆層（めっき層）を１３μｍの層厚で形成した。この被覆心材に１５００℃で６０ｓｅｃの条件で走行式熱処理を施した。

表１に実施例１〜１４、比較例１〜１５、及び従来例１、２の熱処理温度及び熱処理時間、また、相互拡散の有無、形成された２相組織、被覆層の剥れの有無、及び総合評価を示す。

表１に示す２相組織について、繊維分散層の元となるＡｇ相とＣｕ相が細かく分離した２相分離組織（分散組織）が形成されたものを○、それ以外を×とした。総合評価は、上記の２相分離組織が形成されたものを◎、２相分離組織は形成されたが、被覆層Ａｇと心材Ｃｕとの間に起きた相互拡散により、界面に微小な隙間（ボイド）が生じたものを○、それ以外を×とした。

表１に示すように、実施例１〜１４の熱処理条件において、被覆層Ａｇと心材Ｃｕとの間に相互拡散が起こり、伸線加工後の繊維分散層の元となるＡｇ相とＣｕ相が細かく分離された２相分離組織が被覆心材の外層部に形成された。ただし実施例３、４、７、８、１１、１４の熱処理条件において、被覆材Ａｇと心材Ｃｕとの間に起きた相互拡散により、界面に微小な隙間（ボイド）が生じた。

これに対し、比較例１、２、８及び従来例１の熱処理条件において、被覆層Ａｇと心材Ｃｕとの間に相互拡散は起こったが、被覆層Ａｇと心材Ｃｕの拡散が不十分であり、被覆心材の外層部にＡｇ相とＣｕ相の２相分離組織が形成されず、伸線加工していっても外周に繊維分散層を形成させることは難しい。また、従来例１では、被覆層Ａｇと心材Ｃｕが剥れてしまった。

比較例３〜７の熱処理条件において、被覆層Ａｇと心材Ｃｕとの間に相互拡散は起こったが、Ａｇ相とＣｕ相が層状に形成される層状組織が形成されたため、伸線加工していっても、外周に繊維分散層は得られない。

比較例９、１０の熱処理条件において、被覆層Ａｇと心材Ｃｕとの間に相互拡散は起こったが、この熱処理条件では、外層部までＣｕの拡散が進行しており、伸線加工していっても、外周に繊維分散層は得られない。

比較例１１〜１５及び従来例２の熱処理条件において、被覆層Ａｇと心材Ｃｕとの間に相互拡散は起こったが、被覆層Ａｇと心材Ｃｕが剥れてしまった。

次に、表２に実施例１及び比較例５について、導電率（％ＩＡＣＳ）、屈曲寿命（回）及び総合評価を示す。

屈曲試験は、実施例１及び比較例５の線材に左右９０°の屈曲を曲げｒ＝５ｍｍ（曲げ歪１％）で繰り返し、破断に至るまでの屈曲回数を屈曲寿命とし、実施例１と同一線径によりなる軟質ＴＰＣ線の屈曲寿命の３倍以上を合格、３倍以下を不合格として表２中にそれぞれ○×表記した。総合評価は、優良を○、良くないものを×とした。

表２に示すように、実施例１の線材は、心材が含有する添加物の濃度が低いため、導電率が９８％ＩＡＣＳと良好であり、また、繊維分散層が設けられているため、屈曲寿命は合格レベルであり、良好であった。以上から総合評価は優良であった。つまり、純銅と略同等の導電率と、十分な屈曲寿命とを備えていた。

これに対して、比較例５の線材は、導電率は９８％ＩＡＣＳと良好であったが、繊維分散層が設けられていないため、屈曲寿命が合格レベルに到達しなかった。その結果、総合評価も良くない。

図１は、本発明に係る製造方法により製造された複合導体の横断面図である。 図２は、本実施形態の複合導体を用いたケーブルの横断面図である。 図３（ａ）は、本実施形態の複合導体による撚り線導体を用いたケーブルの横断面図であり、図３（ｂ）は、本実施形態の複合導体を用いた撚り線導体の横断面図である。 図４は、２相組織のＳＥＭ像であり、層状組織を示す。 図５は、２相組織のＳＥＭ像であり、分散組織を示す。

符号の説明

１ 複合導体
２ 心材
３ 繊維分散層
２１、３２ ケーブル
２３ 外部導体
２４ 樹脂層
２５ ジャケット層
３２ 心線

Claims (9)

1. 純銅または銅合金からなる心材の外周に、ＡｇまたはＡｇ合金からなる被覆層を形成して被覆心材を形成し、その被覆心材に所定の条件でバッチ式熱処理を施して上記被覆層をＣｕ相からなる連続相とＡｇ相からなる分散相から構成される分散組織とした後、その熱処理が施された被覆心材に伸線加工を施して上記被覆心材の外層部に母相中に金属繊維が分散した繊維分散層を形成することを特徴とする複合導体の製造方法。
2. 純銅または銅合金からなる心材の外周に、ＡｇまたはＡｇ合金からなる被覆層を形成して被覆心材を形成し、その被覆心材に６００℃以上７００℃未満の温度で３０ｍｉｎ〜５ｈｒのバッチ式熱処理を施して上記被覆層をＣｕ相からなる連続相とＡｇ相からなる分散相から構成される分散組織とした後、その熱処理が施された被覆心材に伸線加工を施して、上記被覆心材の外層部に母相中に金属繊維が分散した繊維分散層を形成することを特徴とする複合導体の製造方法。
3. 純銅または銅合金からなる心材の外周に、ＡｇまたはＡｇ合金からなる被覆層を形成して被覆心材を形成し、その被覆心材に７００℃以上８００℃未満の温度で５ｍｉｎ〜１ｈｒのバッチ式熱処理を施して上記被覆層をＣｕ相からなる連続相とＡｇ相からなる分散相から構成される分散組織とした後、その熱処理が施された被覆心材に伸線加工を施して、被覆心材の外層部に母相中に金属繊維が分散した繊維分散層を形成することを特徴とする複合導体の製造方法。
4. 上記銅合金が、１．０ｍａｓｓ％以下の微量添加物を含有し、その残りがＣｕである請求項１から３いずれかに記載の複合導体の製造方法。
5. 上記銅合金が、上記微量添加物として、Ａｇ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｆｅ、ＰまたはＢから選択される１種或いは２種以上を、総計１．０ｍａｓｓ％以下の濃度で含有し、その残りがＣｕである請求項４記載の複合導体の製造方法。
6. 上記ＡｇまたはＡｇ合金からなる被覆層を、めっきにより形成する請求項１から５いずれかに記載の複合導体の製造方法。
7. 請求項１から請求項６のいずれかに記載の製造方法により得られた複合導体の外周にＳｎ、Ａｇ、Ｎｉのいずれかからなるめっき層を形成し、このめっき層が形成された複合導体を複数本撚り合わせたことを特徴とする撚り線導体。
8. 請求項７記載の撚り線導体を心線とし、その心線の周りに外部導体を配置し、該外部導体を覆うジャケット層を設けたことを特徴とするケーブル。
9. 請求項１から請求項６のいずれかに記載の製造方法により得られた複合導体の外周に樹脂層を形成して心線とし、その心線の周りに外部導体を配置し、該外部導体を覆うジャケット層を設けたことを特徴とするケーブル。

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