JP7167385B1 - 銅合金材ならびにそれを用いた抵抗器用抵抗材料および抵抗器 - Google Patents

Abstract

優れたプレス打ち抜き加工性を有するとともに、十分に高い体積抵抗率を有し、抵抗温度係数（ＴＣＲ）が負であって絶対値が小さく、かつ対銅熱起電力（ＥＭＦ）の絶対値が小さい銅合金材ならびにそれを用いた抵抗器用抵抗材料および抵抗器を提供する。銅合金材は、Ｍｎ：２０．０質量％以上３５．０質量％以下、Ｎｉ：５．０質量％以上１７．０質量％以下、ならびにＦｅおよびＣｏのうち１種または２種：合計で０．１０質量％以上２．００質量％以下を含有し、残部がＣｕおよび不可避不純物からなる合金組成を有し、ビッカース硬さ（ＨＶ）が１１５以上２７５以下の範囲である。

Description

本発明は、銅合金材ならびにそれを用いた抵抗器用抵抗材料および抵抗器に関する。

抵抗器に使用される抵抗材の金属材料には、環境温度が変化しても抵抗器の抵抗が安定するように、その指標である抵抗温度係数（ＴＣＲ）の絶対値が小さいことが要求される。抵抗温度係数とは、温度による抵抗値の変化の大きさを１℃当たりの百万分率（ｐｐｍ）で表したものであり、ＴＣＲ（×１０^－６／℃）＝{（Ｒ－Ｒ_０）／Ｒ_０}×{１／（Ｔ－Ｔ_０）}×１０^６という式で表される。ここで、式中のＴは試験温度（℃）、Ｔ_０は基準温度（℃）、Ｒは試験温度Ｔにおける抵抗値（Ω）、Ｒ_０は基準温度Ｔ_０における抵抗値（Ω）を示す。特に、Ｃｕ－Ｍｎ－Ｎｉ合金やＣｕ－Ｍｎ－Ｓｎ合金は、ＴＣＲが非常に小さいため、抵抗材を構成する合金材料として広く用いられている。

しかしながら、たとえば抵抗材料を用いて回路（パターン）を形成することによって所定の抵抗値になるように設計される抵抗器に、これらのＣｕ－Ｍｎ－Ｎｉ合金やＣｕ－Ｍｎ－Ｓｎ合金を抵抗材料として用いた場合には、体積抵抗率が５０×１０^－８（Ω・ｍ）未満と小さいことで、抵抗材料の断面積を小さくして抵抗器の抵抗値を大きくする必要がある。このような抵抗器では、回路に一時的に大電流が流された場合や、常にある程度大きな電流が流され続けるような場合に、断面積の小さな抵抗材料に生じるジュール熱が高くなって発熱し、その結果、抵抗材料が熱により破断（溶断）しやすくなってしまうという不都合があった。

このため、抵抗材料の断面積が小さくなるのを抑制するために、体積抵抗率のより大きな抵抗材料が求められている。

例えば、特許文献１には、Ｍｎを２３質量％以上２８質量％以下の範囲で含有し、かつＮｉを９質量％以上１３質量％以下の範囲で含有する銅合金において、Ｍｎの質量分率とＮｉの質量分率を、銅に対する熱起電力が２０℃で±１μＶ／℃より小さくなるように構成することで、５０×１０^－８［Ω・ｍ］以上の高い電気抵抗（体積抵抗率ρ）を得ることができるとともに、銅に対する熱起電力（対銅熱起電力、ＥＭＦ）が小さく、電気抵抗の温度係数が低く、かつ、固有の電気抵抗の時間に対する高い安定性（時間不変性）を有する銅合金を得ることができるとしている。

また、特許文献２には、Ｍｎを２１．０質量％以上３０．２質量％以下の範囲で含有し、かつＮｉを８．２質量％以上１１．０質量％以下の範囲で含有する銅合金において、２０℃から６０℃までの温度範囲におけるＴＣＲの値ｘ［ｐｐｍ／℃］を－１０≦ｘ≦－２または２≦ｘ≦１０の範囲にし、かつ、体積抵抗率ρを８０×１０^－８［Ω・ｍ］以上１１５×１０^－８［Ω・ｍ］以下にすることで、抵抗材料を用いたチップ抵抗器などの抵抗器の回路の断面積が小さくなるのを抑制するとともに、抵抗材料のジュール熱が高くなるのを抑制することができるとしている。

特表２０１６－５２８３７６号公報 特開２０１７－０５３０１５号公報

近年の電気電子部品の小型高集積化に伴い、抵抗器やそれに用いられる抵抗材料も小型化が進んでいる。抵抗器に用いられる抵抗材料は、一般に、プレス打ち抜き加工などの切断加工を施すことにより形成されるため、抵抗値のばらつきを小さくするには、銅合金材が優れたプレス打ち抜き加工性を有することが求められる。ここで、優れたプレス打ち抜き加工性を銅合金材にもたらすには、プレス打ち抜き加工を行なう際の切断面の寸法精度を高める必要がある。

さらに、近年、電気自動車の電装系などにおいて、シャント抵抗器やチップ抵抗器などの抵抗器として、体積抵抗率ρが大きいもののほか、より高温の使用環境に耐える高精度なものが求められており、このような抵抗器に用いられる銅合金としても、より高温の使用環境に耐える高精度なものが求められている。より具体的には、体積抵抗率ρが大きく、かつ、常温から高温までの広い温度範囲での使用環境も考慮したときに、抵抗温度係数（ＴＣＲ）が負であって絶対値が小さく、かつ対銅熱起電力（ＥＭＦ）の絶対値が小さい銅合金材が求められている。

したがって、本発明の目的は、優れたプレス打ち抜き加工性を有するとともに、十分に高い体積抵抗率を有し、抵抗温度係数（ＴＣＲ）が負であって絶対値が小さく、かつ対銅熱起電力（ＥＭＦ）の絶対値が小さい銅合金材ならびにそれを用いた抵抗器用抵抗材料および抵抗器を提供することにある。

本発明者らは、Ｍｎ：２０．０質量％以上３５．０質量％以下、Ｎｉ：５．０質量％以上１７．０質量％以下、ならびにＦｅおよびＣｏのうち１種または２種：合計で０．１０質量％以上２．０質量％以下を含有し、残部がＣｕおよび不可避不純物からなる合金組成を有するとともに、ビッカース硬さ（ＨＶ）が１１５以上２７５以下の範囲である銅合金材によることで、例えば抵抗材料として十分に高い体積抵抗率ρを有するとともに、常温（例えば２０℃）から高温（例えば１５０℃）までの広い温度範囲での使用環境も考慮した、抵抗温度係数（ＴＣＲ）が負でありかつ絶対値が小さく、対銅熱起電力（ＥＭＦ）の絶対値も小さく、かつプレス打ち抜き加工性に優れた銅合金材が得られることを見出し、本発明を完成させるに至った。

上記目的を達成するため、本発明の要旨構成は、以下のとおりである。
（１）Ｍｎ：２０．０質量％以上 ３５．０質量％以下、Ｎｉ：５．０質量％以上１７．０質量％以下、ならびにＦｅおよびＣｏのうち１種または２種：合計で０．１０質量％以上２．０質量％以下を含有し、残部がＣｕおよび不可避不純物からなる合金組成を有し、ビッカース硬さ（ＨＶ）が１１５以上２７５以下の範囲である、銅合金材。
（２）前記合金組成は、Ｍｎ：２０．０質量％以上３０．０質量％以下を含有する、上記（１）に記載の銅合金材。
（３） 前記合金組成は、Ｃｏ：０．０１質量％以上１．５０質量％以下を含有し、かつＦｅ：０質量％以上０．３０質量％以下（Ｆｅの含有量が０質量％の場合を含む）である、上記（１）または（２）に記載の銅合金材。
（４）前記合金組成は、Ｓｎ：０．０１質量％以上３．００質量％以下、Ｚｎ：０．０１質量％以上５．００質量％以下、Ｃｒ：０．０１質量％以上０．５０質量％以下、Ａｇ：０．０１質量％以上０．５０質量％以下、Ａｌ：０．０１質量％以上１．００質量％以下、Ｍｇ：０．０１質量％以上０．５０質量％以下、Ｓｉ：０．０１質量％以上０．５０質量％以下、およびＰ：０．０１質量％以上０．５０質量％以下からなる群から選択される少なくとも１種をさらに含有する、上記（１）から（３）のいずれか１項に記載の銅合金材。
（５）前記銅合金材の平均結晶粒径が５０μｍ以下である、上記（１）から（４）のいずれか１項に記載の銅合金材。
（６）上記（１）～（５）のいずれか１項に記載の銅合金材からなる、抵抗器用抵抗材料。
（７）上記（６）に記載の抵抗器用抵抗材料を有する、シャント抵抗器またはチップ抵抗器である抵抗器。

本発明によれば、優れたプレス打ち抜き加工性を有するとともに、十分に高い体積抵抗率を有し、抵抗温度係数（ＴＣＲ）が負であって絶対値が小さく、かつ対銅熱起電力（ＥＭＦ）の絶対値が小さい銅合金材ならびにそれを用いた抵抗器用抵抗材料および抵抗器を提供することができる。

本発明の銅合金材に対してプレス打ち抜き加工を行なったときの切断面を示す模式図である。 本発明例および比較例の供試材について、対銅熱起電力（ＥＭＦ）を求める方法を説明するための模式図である。 図３は、本発明例および比較例の銅合金材について、ビッカース硬さ（ＨＶ）と、板厚ｔ_１に対する剪断比の割合（Ａ）の関係を示すグラフであり、ビッカース硬さ（ＨＶ）を横軸に、板厚ｔ_１に対する剪断比の割合（Ａ）を縦軸にしたものである。 本発明例および比較例の銅合金材についてプレス打ち抜き加工を行なったときの切断面について、厚さ方向および幅方向を含む断面で見たときの走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真であり、図４（ａ）は本発明例８の銅合金材の切断面、図４（ｂ）は比較例２の銅合金材の切断面についてのＳＥＭ写真である。

以下、本発明の銅合金材の好ましい実施形態について、詳細に説明する。なお、本発明の合金の成分組成において、「質量％」を単に「％」と示すこともある。

本発明に従う銅合金材は、Ｍｎ：２０．０質量％以上３５．０質量％以下、Ｎｉ：５．０質量％以上１７．０質量％以下、ならびにＦｅおよびＣｏのうち１種または２種：合計で０．１０質量％以上２．０質量％以下を含有し、残部がＣｕおよび不可避不純物からなる合金組成を有し、ビッカース硬さ（ＨＶ）が１１５以上２７５以下の範囲である。

このように、本発明に従う銅合金材では、Ｍｎを２０．０質量％以上３５．０質量％以下の範囲で含有し、Ｎｉを５．０質量％以上１７．０質量％以下の範囲で含有し、かつＦｅおよびＣｏのうち１種または２種を合計で０．１０質量％以上２．００質量％以下の範囲で含有する銅合金材について、ビッカース硬さ（ＨＶ）を１１５以上２７５以下の範囲内にすることで、銅合金材に対してプレス打ち抜き加工を行なう際の寸法精度を高めることができる。

加えて、本発明に従う銅合金材では、Ｍｎを２０．０質量％以上３５．０質量％以下の範囲で含有し、Ｎｉを５．０質量％以上１７．０質量％以下の範囲で含有するとともに、ＦｅおよびＣｏのうち１種または２種を合計で０．１０質量％以上２．００質量％以下の範囲で含有することで、ＦｅやＣｏを含有しない場合と比べて、２０℃と８０℃の温度環境の間で発生する対銅熱起電力（ＥＭＦ）（以下、単に「対銅熱起電力」という場合がある）の絶対値が小さくなるため、高温環境下においても、抵抗器の高精度化を進めることができる。また、Ｍｎを２０．０質量％以上３５．０質量％以下の範囲で含有し、かつＮｉを５．０質量％以上１７．０質量％以下の範囲で含有することで、体積抵抗率ρを高めるとともに、２０℃以上１５０℃以下の温度範囲における抵抗温度係数（ＴＣＲ）（以下、単に「抵抗温度係数」という場合がある）の絶対値を小さくし、かつ対銅熱起電力の絶対値を小さくすることができる。

これに関し、上述の特許文献１、２に記載の銅合金では、対銅熱起電力（ＥＭＦ）の絶対値を小さくするためには、Ｎｉの含有量を増加させる必要があり、その場合、抵抗温度係数（ＴＣＲ）の絶対値が大きくなる傾向があった。また、上述の特許文献１、２記載の銅合金は、電気抵抗の温度依存性について、例えば特許文献１の図３に記載されるように、より高温域を含む２０℃から１５０℃までの温度範囲において、抵抗温度係数（ＴＣＲ）が大きな負の数になるため、高温域において抵抗値に誤差を生じやすい傾向があった。しかしながら、本発明に従う銅合金材では、特にＦｅおよびＣｏのうち１種または２種を合計で０．１０質量％以上２．００質量％以下の範囲で含有することで、ＦｅやＣｏを含有せずにＮｉの含有量のみを増加させた場合と比べて、抵抗温度係数（ＴＣＲ）の絶対値が大きくなることを抑制することができる。その結果、抵抗材料として十分に高い体積抵抗率を有するとともに、常温（例えば２０℃）から高温（例えば１５０℃）までの広い温度範囲での使用環境も考慮した、抵抗温度係数の絶対値が小さく、かつ対銅熱起電力の絶対値が小さい点においても優れている。

その結果、本発明に従う銅合金材によることで、優れたプレス打ち抜き加工性を有するとともに、十分に高い体積抵抗率ρを有し、抵抗温度係数（ＴＣＲ）が負であって絶対値が小さく、かつ対銅熱起電力（ＥＭＦ）の絶対値が小さい銅合金材ならびにそれを用いた抵抗器用抵抗材料および抵抗器を提供することができる。

［１］銅合金材の組成
＜必須含有成分＞
本発明の銅合金材の合金組成は、必須含有成分として、Ｍｎ：２０．０質量％以上３５．０質量％以下、Ｎｉ：５．０質量％以上１７．０質量％以下、ならびにＦｅおよびＣｏのうち１種または２種：合計で０．１０質量％以上２．００質量％以下を含有するものである。

（Ｍｎ：２０．０質量％以上３５．０質量％以下）
Ｍｎ（マンガン）は、体積抵抗率ρを高めるとともに、負の値である抵抗温度係数（ＴＣＲ）を正の方向に調整することで、抵抗温度係数（ＴＣＲ）の絶対値を小さくする元素である。この作用を発揮するとともに、均質な銅合金材を得るためには、Ｍｎは、２０．０質量％以上含有することが好ましく、２２．０質量％以上含有することがより好ましく、２４．０質量％以上含有することがさらに好ましい。ここで、Ｍｎ含有量を２２．０質量％以上または２４．０質量％以上に増加させることで、銅合金材の体積抵抗率ρをより一層高めることができる。他方で、Ｍｎ含有量が３５．０質量％を超えると、銅合金材の融点が低下することで、熱間加工の制御が困難になるため、均一な特性を得ることが困難になる。また、Ｍｎ含有量が３５．０質量％を超えると、対銅熱起電力（ＥＭＦ）の絶対値が大きくなりやすい。このため、Ｍｎ含有量は、２０．０質量％以上３５．０質量％以下の範囲にすることが好ましい。他方で、Ｍｎ含有量が３０．０質量％を超えると、銅合金材を抵抗材料などとして長期間用いるうちに、母相である第１相とは異なる第２相が生じやすくなり、それにより電気的特性が時間の経過によって変化しやすくなる。そのため、Ｍｎ含有量を３０．０質量％以下にすることが、熱などに対する電気的特性の安定性を高める観点からは好ましい。

（Ｎｉ：５．０質量％以上１７．０質量％以下）
Ｎｉ（ニッケル）は、対銅熱起電力（ＥＭＦ）の正の方向に調整する元素である。この作用を発揮するには、Ｎｉは、５．０質量％以上含有することが好ましい。他方で、Ｎｉ含有量が１７．０質量％を超えると、均一な組織が得られ難くなり、体積抵抗率ρや対銅熱起電力（ＥＭＦ）などが変化する恐れがある。特に、Ｎｉ含有量は、抵抗温度係数（ＴＣＲ）の絶対値を小さくする観点から、５．０質量％以上１７．０質量％以下の範囲にすることが好ましく、５．０質量％以上１２．０質量％以下の範囲にすることがより好ましく、５．０質量％以上９．０質量％以下の範囲にすることがさらに好ましい。

（ＦｅおよびＣｏのうち１種または２種：合計で０．１０質量％以上２．００質量％以下）
Ｆｅ（鉄）およびＣｏ（コバルト）は、Ｎｉ（ニッケル）と同じく、対銅熱起電力（ＥＭＦ）を正の方向に調整する元素である。また、Ｎｉ（ニッケル）のみを添加した場合と比較して、Ｆｅ（鉄）およびＣｏ（コバルト）のうち１種または２種を添加することで、対銅熱起電力（ＥＭＦ）の絶対値を大きくせずに、抵抗温度係数（ＴＣＲ）の絶対値を小さくする作用があるため、これらの元素は必須である。この作用を発揮するには、ＦｅおよびＣｏは、合計で０．１０質量％以上含有することが好ましい。他方で、ＦｅおよびＣｏのうち１種または２種の合計量が２．００質量％を超えると、均一な組織が得られ難くなることによって、電気的な性能にばらつきが生じやすくなる。したがって、ＦｅおよびＣｏのうち１種または２種の含有量は、合計で０．１０質量％以上２．００質量％以下の範囲にすることが好ましい。

このうち、Ｆｅは、安価な元素である一方で、時間の経過による電気的特性の変動を大きくする元素である。そのため、Ｆｅ含有量は、０．５質量％以下であることが好ましい。特に、熱などに対する電気特性の安定性をより高め、それにより抵抗材料などとして長期間用いたときの信頼性をより高める観点では、Ｆｅ含有量は、０．３０質量％以下とすることがより好ましく、０．２０質量％以下とすることがさらに好ましい。このとき、Ｆｅ含有量は、０質量％であってもよい。また、Ｃｏは、高価な元素であるが、Ｆｅと異なり２．００質量％以下の範囲であれば、時間の経過による電気的特性の変動を起こし難い。その中でも、熱などに対する電気特性の安定性をより一層高める観点では、Ｃｏを０．０１質量％以上１．５０質量％以下の範囲で含有するとともに、Ｆｅの含有量を０質量％以上０．３０質量％以下（Ｆｅの含有量が０質量％の場合を含む）にすることが好ましい。

＜任意添加成分＞
本発明の銅合金材は、任意添加成分として、Ｓｎ：０．０１質量％以上３．００質量％以下、Ｚｎ：０．０１質量％以上５．００質量％以下、Ｃｒ：０．０１質量％以上０．５０質量％以下、Ａｇ：０．０１質量％以上０．５０質量％以下、Ａｌ：０．０１質量％以上１．００質量％以下、Ｍｇ：０．０１質量％以上０．５０質量％以下、Ｓｉ：０．０１質量％以上０．５０質量％以下、およびＰ：０．０１質量％以上０．５０質量％以下からなる群から選択される少なくとも１種を、さらに含有することができる。

（Ｓｎ：０．０１質量％以上３．００質量％以下）
Ｓｎ（錫）は、体積抵抗率ρの調整に用いることができる成分である。この作用を発揮するには、Ｓｎを０．０１質量％以上含有することが好ましい。他方で、Ｓｎ含有量は、３．００質量％以下にすることで、銅合金材が脆化することによる製造性の低下を起こり難くすることができる。

（Ｚｎ：０．０１質量％以上５．００質量％以下）
Ｚｎ（亜鉛）は、体積抵抗率ρの調整に用いることができる成分である。この作用を発揮するには、Ｚｎを０．０１質量％以上含有することが好ましい。他方で、Ｚｎ含有量は、体積抵抗率ρ、抵抗温度係数（ＴＣＲ）、対銅熱起電力（ＥＭＦ）といった、抵抗器の電気的な性能の安定性に悪影響を及ぼす恐れがあるため、５．００質量％以下にすることが好ましい。

（Ｃｒ：０．０１質量％以上０．５０質量％以下）
Ｃｒ（クロム）は、体積抵抗率ρの調整に用いることができる成分である。この作用を発揮するには、Ｃｒを０．０１質量％以上含有することが好ましい。他方で、Ｃｒ含有量は、体積抵抗率ρ、抵抗温度係数（ＴＣＲ）、対銅熱起電力（ＥＭＦ）といった、抵抗器の電気的な性能の安定性に悪影響を及ぼす恐れがあるため、０．５０質量％以下にすることが好ましい。

（Ａｇ：０．０１質量％以上０．５０質量％以下）
銀（Ａｇ）は、体積抵抗率ρの調整に用いることができる成分である。この作用を発揮するには、Ａｇを０．０１質量％以上含有することが好ましい。他方で、Ａｇ含有量は、体積抵抗率ρ、抵抗温度係数（ＴＣＲ）、対銅熱起電力（ＥＭＦ）といった、抵抗器の電気的な性能の安定性に悪影響を及ぼす恐れがあるため、０．５０質量％以下にすることが好ましい。

（Ａｌ：０．０１質量％以上１．００質量％以下）
Ａｌ（アルミニウム）は、体積抵抗率ρの調整に用いることができる成分である。この作用を発揮するには、Ａｌを０．０１質量％以上含有することが好ましい。他方で、Ａｌ含有量は、銅合金材を脆化させる恐れがあるため、１．００質量％以下にすることが好ましい。

（Ｍｇ：０．０１質量％以上０．５０質量％以下）
Ｍｇ（マグネシウム）は、体積抵抗率ρの調整に用いることができる成分である。この作用を発揮するには、Ｍｇを０．０１質量％以上含有することが好ましい。他方で、Ｍｇ含有量は、銅合金材を脆化させる恐れがあるため、０．５０質量％以下にすることが好ましい。

（Ｓｉ：０．０１質量％以上０．５０質量％以下）
Ｓｉ（ケイ素）は、体積抵抗率ρの調整に用いることができる成分である。この作用を発揮するには、Ｓｉを０．０１質量％以上含有することが好ましい。他方で、Ｓｉ含有量は、銅合金材を脆化させる恐れがあるため、０．５０質量％以下にすることが好ましい。

（Ｐ：０．０１質量％以上０．５０質量％以下）
Ｐ（リン）は、体積抵抗率ρの調整に用いることができる成分である。この作用を発揮するには、Ｐを０．０１質量％以上含有することが好ましい。他方で、Ｐ含有量は、銅合金材を脆化させる恐れがあるため、０．５０質量％以下にすることが好ましい。

（任意添加成分の合計量：０．０１質量％以上５．００質量％以下）
これらの任意添加成分は、上述した任意添加成分による効果を得るため、合計で０．０１質量％以上含有することが好ましい。他方で、これらの任意添加成分は、多量に含むと均一性を損なうことで脆化する恐れがあるため、合計で５．００質量％以下にすることが好ましい。

＜残部：Ｃｕおよび不可避不純物＞
上述した必須含有成分および任意添加成分以外は、残部がＣｕ（銅）および不可避不純物からなる。なお、ここでいう「不可避不純物」とは、おおむね銅系製品において、原料中に存在するものや、製造工程において不可避的に混入するもので、本来は不要なものであるが、微量であり、銅系製品の特性に影響を及ぼさないため許容されている不純物である。不可避不純物として挙げられる成分としては、例えば、硫黄（Ｓ）、酸素（Ｏ）などの非金属元素や、アンチモン（Ｓｂ）などの金属元素が挙げられる。なお、これらの成分含有量の上限は、上記成分ごとに０．０５質量％、上記成分の総量で０．１０質量％とすることができる。

［２］銅合金材の物性
本発明の銅合金材は、ビッカース硬さ（ＨＶ）が１１５以上２７５以下の範囲である。特に、銅合金材のビッカース硬さ（ＨＶ）を１１５以上にすることで、銅合金材に対してプレス打ち抜き加工などの切断加工を行なう際に、厚さ（板材の場合は板厚）に対する剪断比の割合を小さくすることができるため、切断加工後の形状の寸法精度を高めることができる。特にＭｎを２０．０質量％以上含有する銅合金では、剪断比が大きいと、切断加工後の形状の寸法精度は向上するものの、金型や切断工具の寿命を縮めることが懸念される。その点からも、銅合金材のビッカース硬さ（ＨＶ）は、１１５以上にすることが好ましく、１２５以上にすることがより好ましい。他方で、ビッカース硬さ（ＨＶ）が２７５を超えると、切断加工を行なう際に、剪断比が厚さに相対して小さくなり過ぎるため、不均一な破断面が多くなってしまう。

特に、銅合金材からなる板材を抵抗器に用いる場合、銅合金材に対してプレス打ち抜き加工を行なった後、得られた切断面を接合する、端面処理が施される。このとき、剪断面および破断面の境界に位置する境界線を、厚さ方向ｚに沿って振れが少なくなるように構成することで、切断面の大きさについての寸法精度を高めてゆがみを起こり難くするとともに、銅合金材の端面の処理を容易にすることができる。すなわち、剪断面および破断面の境界に位置する境界線を、厚さ方向ｚに沿って振れが少なくなるように構成するとともに、剪断面を適度な大きさで構成することで、プレス打ち抜き加工後の端部処理にも好適な状態とすることができる。

したがって、剪断面および破断面の境界に位置する境界線の振れを小さくするとともに、剪断面を適正に生じさせて、プレス打ち抜き加工性に優れた銅合金材を得る観点では、銅合金材のビッカース硬さ（ＨＶ）は、１１５以上２７５以下の範囲が好ましく、１２５以上２７５以下の範囲がより好ましく、１５０以上２７５以下の範囲がさらに好ましく、２０５以上２７５以下の範囲がさらに好ましい。

ここで、ビッカース硬さ（ＨＶ）は、例えばＪＩＳ Ｚ２２４４（２００９）に記載されるビッカース硬さの試験方法に準拠して、銅合金材の表面からビッカース硬さ（ＨＶ）を測定することができる。より具体的には、試験片である銅合金材の断面にダイヤモンド圧子を押し込む際の荷重（試験力）を０．９８Ｎとし、圧子の圧下時間を１５秒としたときの測定値とすることができる。

［３］銅合金材の形状と金属組織
本発明の銅合金材の形状は、特に限定されるものではないが、後述する熱間または冷間での延伸工程や、プレス打ち抜き加工などの切断加工を行ないやすくする観点では、板材であることが好ましい。ここで、板材のように、圧延によって形成される銅合金材では、圧延方向を延伸方向とすることができる。他方で、本発明の銅合金材は、線材、平角線材、リボン材、条材または棒材などであってもよく、本発明の銅合金材でこれらの形状を形成することで、端末についての切断加工を行ない易くすることができる。ここで、伸線や引抜、押出によって形成されるこれらの形状の銅合金材では、伸線方向、引抜方向および押出方向のいずれかを延伸方向とすることができる。

ここで、銅合金材は、平均結晶粒径が、５０μｍ以下であることが好ましく、３０μｍ以下であることがより好ましい。このように、銅合金材を構成する結晶の平均結晶粒径を小さくすることで、銅合金材に対してプレス打ち抜き加工などの切断加工を行なった際に、剪断面と破断面の境界に位置する境界線の振れが小さくなるため、銅合金材の切断面の寸法精度をより一層高めることができる。また、銅合金材を構成する結晶の平均結晶粒径を５０μｍ以下にすることで、銅合金材に粗大な結晶粒が形成され難くなるため、抵抗温度係数の絶対値を小さくし、かつ対銅熱起電力の絶対値を小さくすることができる。特に、本発明の銅合金材では、Ｃｏを含有することで、第２相によるピン止めが起こり難くなるため、結晶粒の粒径の制御が容易になり、その結果、平均結晶粒径が５０μｍ以下の銅合金材を得易くすることができる。他方で、平均結晶粒径の下限は、特に限定されるものではないが、製造上の観点から、０．１μｍ以上としてもよい。なお、結晶の平均結晶粒径は、結晶が等軸状に形成されておらず、延伸方向に沿った圧延や伸線などの加工によって、結晶粒の大きさに異方性があるような場合は、延伸方向に対して直交する面で測定を行うものとする。

本明細書における平均結晶粒径の測定は、ＪＩＳ Ｈ０５０１に記載される伸銅品結晶粒度試験方法に準拠して行なうことができる。より具体的には、銅合金材の断面が露出するように樹脂に埋め込んで供試材を作製した後、この延伸方向に対して直交する断面を研磨し、次いでクロム酸水溶液を用いてエッチングを行ない、露出する結晶を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により観察することで粒径を測定することにより行なうことができる。特に、延伸方向に対して直交する面における平均結晶粒径を測定する場合は、銅合金材の延伸方向に対して直交する断面が露出するように樹脂に埋め込んで供試材を作製する。

［４］銅合金材の製造方法の一例
上述した銅合金材は、合金組成や製造プロセスを組み合わせて制御することによって実現することができ、その製造プロセスは特に限定されない。その中でも、上述した銅合金材を得ることが可能な、製造プロセスの一例として、以下の方法を挙げることができる。

本発明の銅合金材の製造方法の一例として、上述した銅合金材の合金組成と実質的に同じ合金組成を有する銅合金素材に、少なくとも、鋳造工程［工程１］、均質化熱処理工程［工程２］、熱間延伸工程［工程３］、第１冷間延伸工程［工程４］、第１焼鈍工程［工程５］を順次行なうものである。このうち、均質化熱処理工程［工程２］では、加熱温度を７５０℃以上９００℃以下の範囲とし、保持時間を１０分間以上１０時間以下の範囲とする。また、第１冷間延伸工程［工程４］では、総加工率を５０％以上とする。また、第１焼鈍工程［工程５］では、加熱温度を６００℃以上８００℃以下の範囲とし、保持時間を１分以上２時間以下の範囲とする。

（ｉ）鋳造工程［工程１］
鋳造工程［工程１］は、高周波溶解炉を用いて、不活性ガス雰囲気中もしくは真空中で、上述の合金組成を有する銅合金素材を溶融させ、これを鋳造することによって、所定形状（例えば厚さ３００ｍｍ、幅５００ｍｍ、長さ３０００ｍｍ）の鋳塊（インゴット）を作製する。なお、銅合金素材の合金組成は、製造の各工程において、添加成分によっては溶解炉に付着したり揮発したりして製造される銅合金材の合金組成とは必ずしも完全には一致しない場合があるが、銅合金材の合金組成と実質的に同じ合金組成を有している。

（ｉｉ）均質化熱処理工程[工程２]
均質化熱処理工程[工程２]は、鋳造工程［工程１］を行なった後の鋳塊に対して、均質化のための熱処理を行なう工程である。ここで、均質化熱処理工程[工程２]における熱処理の条件は、結晶粒の粗大化を抑制する観点から、加熱温度を７５０℃以上９００℃以下の範囲にし、かつ保持時間を１０分間以上１０時間以下の範囲にすることが好ましい。

（ｉｉｉ）熱間延伸工程［工程３］
熱間延伸工程［工程３］は、均質化熱処理を行なった鋳塊に対して、所定の厚さになるまで熱間で圧延や伸線などの延伸加工を施して、熱延材を作製する工程である。熱間延伸工程［工程３］の条件は、加工温度は７５０℃以上９００℃以下の範囲であることが好ましく、均質化熱処理工程[工程２]における加熱温度と同じであってもよい。また、熱間延伸工程［工程３］における加工率は、１０％以上であることが好ましい。

ここで、「加工率」は、圧延や伸線などの延伸加工を施す前の断面積から、加工後の断面積を引いた値を、加工前の断面積で除して１００を乗じ、パーセントで表した値であり、下記式で表される。
［加工率］＝｛（［加工前の断面積］－［加工後の断面積］）／［加工前の断面積］｝×１００（％）

熱間延伸工程［工程３］後の熱延材は、冷却することが好ましい。ここで、熱延材に対する冷却の手段は、特に限定されないが、例えば結晶粒の粗大化を起こり難くすることができる観点では、できるだけ冷却速度を大きくする手段であることが好ましく、例えば水冷などの手段により、冷却速度を５０℃／秒以上にすることが好ましい。

ここで、冷却後の熱延材に対して、表面を削り取る面削を行なってもよい。面削を行なうことで、熱間延伸工程［工程３］で生じた表面の酸化膜や欠陥を除去することができる。面削の条件は、通常行なわれている条件であればよく、特に限定されない。面削により熱延材の表面から削り取る量は、熱間延伸工程［工程３］の条件に基づいて適宜調整することができ、例えば熱延材の表面から０．５～４ｍｍ程度とすることができる。

（ｖ）第１冷間延伸工程［工程４］
第１冷間延伸工程［工程４］は、熱間延伸工程［工程３］を行なった後の熱延材に、製品の厚さや大きさに合わせた任意の加工率で、冷間で圧延や伸線などの延伸加工を施す工程である。第１冷間延伸工程［工程４］における圧延や伸線などの延伸加工の条件は、熱延材の大きさに合わせて設定することができる。特に、後述する第１焼鈍工程［工程５］で、冷延材に含まれる結晶粒を微細にし、再結晶による結晶粒の均一な形成を促す観点では、第１冷間延伸工程［工程４］における総加工率を５０％以上とすることが好ましい。

（ｖｉ）第１焼鈍工程［工程５］
第１焼鈍工程［工程５］は、第１冷間延伸工程［工程４］を行なった後の冷延材に対して熱処理を施して再結晶させる焼鈍の工程である。ここで、第１焼鈍工程［工程５］における熱処理の条件は、加熱温度が６００℃以上８００℃以下の範囲であり、かつ保持時間が１分以上２時間以下の範囲である。他方で、加熱温度が６００℃未満の場合や、保持時間が１分未満の場合、銅合金材の再結晶が困難になり、銅合金材のビッカース硬さの制御が困難になる。また、加熱温度が８００℃を超える場合や、保持時間が２時間を超える場合、結晶粒が粗大化して数が減少するため、体積抵抗率、抵抗温度係数および対銅熱起電力のうち少なくともいずれかが適正でなくなる。また、銅合金材のビッカース硬さが低くなり過ぎることで、銅合金材に対してプレス打ち抜き加工などの切断加工を行なったときに、ダレが生じ易くなる。

ここで、第１焼鈍工程［工程５］を行なった後の冷延材に対して、冷間延伸工程および焼鈍工程を１回以上繰り返し行なうことが好ましい。例えば、第１焼鈍工程［工程５］を行なった後の冷延材に対して、２回目の冷間延伸工程および焼鈍工程を行なってもよく、このときの冷間延伸工程および焼鈍工程を、それぞれ第２冷間延伸工程［工程６］および第２焼鈍工程［工程７］とすることができる。さらに、第２冷間延伸工程［工程６］および第２焼鈍工程［工程７］を行なった後の冷延材に対して、仕上げの冷間延伸工程および焼鈍工程を行なってもよく、このときの冷間延伸工程および焼鈍工程を、それぞれ仕上げ冷間延伸工程［工程８］および仕上げ焼鈍工程［工程９］とすることができる。また、第１焼鈍工程［工程５］を行なった後の冷延材に対して、仕上げの冷間延伸工程および焼鈍工程として、冷間延伸工程［工程８］および仕上げ焼鈍工程［工程９］を行なってもよい。このように、冷間延伸工程および焼鈍工程を１回以上繰り返し行なうことで、銅合金材が所望の形状を有する板材や線材、平角線材、リボン材などになるとともに、粗大な結晶粒が形成され難くなるため、少なくとも体積抵抗率、抵抗温度係数および対銅熱起電力において良好な銅合金材を得ることができる。特に、仕上げ冷間延伸工程［工程８］および仕上げ焼鈍工程［工程９］を行なうことで、銅合金材のビッカース硬さをより一層高めることができる。

このとき、第２冷間延伸工程［工程６］における総加工率は、再結晶による結晶粒の均一な形成を促す観点から、５０％以上とすることが好ましい。また、第２焼鈍工程［工程７］における熱処理の条件は、銅合金材の再結晶を促す観点から、加熱温度が６００℃以上８００℃以下の範囲であり、かつ保持時間が１分以上２時間以下の範囲であることが好ましい。

また、仕上げ冷間延伸工程［工程８］における総加工率は、銅合金材のビッカース硬さを所望の範囲に調整する観点から、５％以上７０％以下の範囲で行なうことが好ましく、１０％以上７０％以下の範囲で行なうことがより好ましい。特に、仕上げ冷間延伸工程［工程８］における総加工率を５％以上にし、より好ましくは１０％以上にすることで、銅合金材のビッカース硬さをより一層高めることができる。他方で、仕上げ焼鈍工程［工程９］における熱処理の条件は、仕上げ冷間延伸工程［工程８］で生じたひずみによる電気抵抗の増加を緩和させる観点から、上述の第１焼鈍工程［工程５］および第２焼鈍工程［工程７］よりも加熱温度の低い条件であり、より具体的には、加熱温度が２００℃以上４００℃以下の範囲であり、かつ保持時間が３０秒以下である。

［５］銅合金材の用途
本発明の銅合金材は、抵抗器、例えばシャント抵抗器またはチップ抵抗器に用いられる抵抗器用抵抗材料として極めて有用である。すなわち、抵抗器用抵抗材料は、上述の銅合金材からなることが好ましい。また、シャント抵抗器またはチップ抵抗器などの抵抗器は、上述の銅合金材からなる抵抗器用抵抗材料を有することが好ましい。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の概念および特許請求の範囲に含まれるあらゆる態様を含み、本発明の範囲内で種々に改変することができる。

次に、本発明の効果をさらに明確にするために、本発明例および比較例について説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。

（本発明例１～１７および比較例１～５）
表１に示す合金組成を有する銅合金素材を溶解し、これを溶湯から冷却して鋳造する鋳造工程［工程１］を行なって鋳塊を得た。ここで、比較例１の合金組成は、上述の特許文献１に記載される銅合金と同じ合金組成を有するものである。また、比較例５の合金組成は、上述の特許文献２に記載される銅合金と同じ合金組成を有するものである。

この鋳塊に対して、８００℃の加熱温度および５時間の保持時間で熱処理を行なう均質化熱処理工程［工程２］を行ない、次いで、８００℃の加工温度で、総加工率が６７％（加工前の厚みが３０ｍｍ、加工後の厚みが１０ｍｍ）となるように、長手方向に沿って圧延する熱間延伸工程［工程３］を行なって熱延材を得た。その後、水冷により室温まで冷却して、表面に形成された酸化膜を除去する面削を行なった。

熱間延伸工程［工程３］後の熱延材に対して、表２に記載の総加工率で長手方向に沿って圧延する、第１冷間延伸工程［工程４］を行なった。次いで、第１冷間延伸工程［工程４］を行なった後の冷延材に対して、表２に記載の保持温度および保持時間で熱処理を行なう、第１焼鈍工程［工程５］を行なった。

さらに、第１焼鈍工程［工程５］を行なった後の熱延材に対して、表２に記載の総加工率で長手方向に沿って圧延する、第２冷間延伸工程［工程６］を行なった。次いで、第２冷間延伸工程［工程６］を行なった後の冷延材に対して、表２に記載の保持温度および保持時間で熱処理を行なう、第２焼鈍工程［工程７］を行なった。なお、本発明例１１、比較例２、４、５については、第２冷間延伸工程［工程６］および第２焼鈍工程［工程７］を行なわずに、後述する仕上げ冷間延伸工程［工程８］を行なった。

また、本発明例４、６、９、１１～１３、１７、比較例２、４、５については、仕上げ冷間延伸工程［工程８］および仕上げ焼鈍工程［工程９］を行なった。より具体的には、第２焼鈍工程［工程７］を行なった後の熱延材に対して、表２に記載の総加工率で長手方向に沿って圧延する、仕上げ冷間延伸工程［工程８］を行なった。次いで、仕上げ冷間延伸工程［工程８］を行なった後の冷延材に対して、表２に記載の保持温度および保持時間で熱処理を行なう、仕上げ焼鈍工程［工程９］を行なった。このようにして、本発明例１～１７および比較例１～４の銅合金板材を作製した。

なお、表１では、銅合金素材の合金組成に含まれない成分の欄には横線「－」を記載し、該当する成分を含まない、または含有していたとしても検出限界値未満であることを明らかにした。

［各種測定および評価方法］
上記本発明例および比較例に係る銅合金材（銅合金板材）を用いて、下記に示す特性評価を行なった。各特性の評価条件は下記のとおりである。

［１］ビッカース硬さ（ＨＶ）の測定
作製した銅合金材について、ＪＩＳ Ｚ２２４４（２００９）に記載されるビッカース硬さの試験方法に準拠して、試験片である銅合金材の表面にダイヤモンド圧子を押し込む際の荷重（試験力）を０．９８Ｎとし、圧子の圧下時間を１５秒としたときの、銅合金材の表面からのビッカース硬さ（ＨＶ）を５回測定し、それらの平均を測定値とした。

［２］平均結晶粒径の測定
作製した銅合金材について、銅合金材の加工時の延伸方向に対して直交する断面が露出するように樹脂に埋め込んで供試材を作製した後、この延伸方向に対して直交する断面を研磨した。次いで、研磨後の供試材について、クロム酸水溶液を用いてエッチングを行なった後、露出する結晶粒について、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）（(株)島津製作所製、型番：ＳＳＸ－５５０）を用いて、平均結晶粒径に応じて５０倍～２０００倍の倍率で３視野を観察し、ＪＩＳ Ｈ ０５０１に記載される伸銅品結晶粒度試験方法の内の切断法によって結晶粒度を測定し、３視野における結晶粒度の平均値として平均結晶粒径を算出した。結果を表３に示す。

［３］プレス打ち抜き加工性の評価方法
作製した銅合金材のプレス打ち抜き加工性は、日本伸銅協会技術標準ＪＣＢＡ Ｔ３１０：２０１９に規定される、銅及び銅合金薄板条の剪断試験方法に記載の剪断試験を行なった。すなわち、銅合金材に対して、上型（パンチ）と下型（ダイ）のクリアランスが１０μｍとなるように調整して、延伸方向ｙに沿った大きさが２ｍｍ、延伸方向ｙに対して直角に交わる方向（図１のｘ方向）に沿った大きさが１０ｍｍの長方形の形状に打ち抜き加工を施し、外周に切断面２を有する銅合金材１０の供試材を作製した。

図１は、本発明の銅合金材に対してプレス打ち抜き加工を行なったときの切断面を示す模式図である。図１に示す銅合金材１０は、図示しない下型（ダイ）上に固定された状態で上型（パンチ）を下降させて行なう、プレス打ち抜き加工を施した後の切断面２を示すものである。ここで、切断面２は、プレス打ち抜き加工された銅合金材１０の上面１０ａ側から順に、ダレ３、剪断面４および破断面５が形成される。また、切断面２の下端縁には、破断面５から外側に延出するように、バリ６が形成されることが多い。また、剪断面４および破断面５の境界には、境界線７が形成される。

本実施例では、形成された切断面２のうち、延伸方向ｙに対して直角に交わる方向（図１のｘ方向）に沿った面について、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）（(株)島津製作所製、ＳＳＸ－５５０）を用いて、２００倍の倍率で観察を行なった。そして、切断面２の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真から、銅合金材１０の供試材の板厚ｔ_１と、銅合金材１０の供試材の厚さ方向ｚに沿った剪断面４および破断面５の境界に位置する境界線７の振れΔｔについて、それぞれ５ヶ所ずつ測定した平均を測定値とした。剪断比については、日本伸銅協会技術標準ＪＣＢＡ Ｔ３１０：２００２に規定の「銅及び銅合金薄板条のせん断試験方法」に沿って測定した。ここで、剪断面４と破断面５の境界線７の振れΔｔは、１つのＳＥＭ写真の視野内において、境界線７が最も下面１０ｂに近い箇所（視野内で剪断比が最大になる箇所）と、最も上面１０ａに近い箇所（視野内で剪断比が最小になる箇所）との間における、境界線７の振れを算出した。また、板厚ｔ_１に対する剪断比の割合（Ａ）は、視野内で剪断比が最大になる箇所における値を採用した。そして、得られるこれらの測定値から、板厚ｔ_１に対する剪断比の割合（Ａ）と、板厚ｔ_１に対する、剪断面４および破断面５の境界に位置する境界線７の振れΔｔの割合（Ｂ）とを算出した。

算出された板厚ｔ_１に対する剪断比の割合（Ａ）について、３０％以上５７％以下の範囲にあった場合を、板厚ｔ_１に対する剪断比の割合（Ａ）が適正範囲にある点で優れているとして「◎」と評価した。また、板厚ｔ_１に対する剪断比の割合（Ａ）が５７％超６０％以下にあった場合を、板厚ｔ_１に対する剪断比の割合（Ａ）が良好であるとして「○」と評価した。一方、３０％未満または６０％超であった場合を、板厚ｔ_１に対する剪断比の割合（Ａ）が適正範囲にない点で不良であるとして「×」と評価した。結果を表３に示す。

また、算出された板厚ｔ_１に対する境界線７の振れΔｔの割合（Ｂ）について、１５％以下であった場合を、境界線７の振れΔｔが十分に小さく、切断面２の寸法精度に優れているとして「◎」と評価した。また、板厚ｔ_１に対する境界線７の振れΔｔの割合（Ｂ）が１５％超２０％以下の範囲にあった場合を、境界線７の振れΔｔが小さく、切断面２の寸法精度が良好であるとして「○」と評価した。他方で、板厚ｔ_１に対する境界線７の振れΔｔの割合（Ｂ）が２０％より大きい場合を、境界線７の振れΔｔが大きく、切断面２の大きさに関する寸法精度が不良であるとして「×」と評価した。本実施例では、「◎」と「○」を合格レベルとして評価した。結果を表３に示す。

このようにして得られる、板厚ｔ_１に対する剪断比の割合（Ａ）および板厚ｔ_１に対する境界線７の振れΔｔの割合（Ｂ）の評価結果について、両方とも「◎」と評価した場合を、プレス打ち抜き加工性に優れるとして「◎」と評価した。また、これら２つの評価結果のうち、一方を「◎」と評価し、かつ他方を「○」と評価した場合を、プレス打ち抜き加工性が良好であるとして「○」と評価した。また、これらの評価結果のうち、一方または両方の評価結果が「×」になった場合を、プレス打ち抜き加工性が不合格であるとして「×」と評価した。結果を表３に示す。

［４］体積抵抗率の測定
作製した銅合金材について、得られた厚さ０．３ｍｍの板材を幅１０ｍｍ、長さ３００ｍｍに切断し、供試材を作製した。

体積抵抗率ρの測定は、電圧端子間距離を２００ｍｍ、測定電流を１００ｍＡとして、室温２０℃で、ＪＩＳ Ｃ２５２５に規定された方法に準じた四端子法によって電圧を測定し、得られた値から体積抵抗率ρ［μΩ・ｃｍ］を求めた。

測定された体積抵抗率ρについて、８０μΩ・ｃｍ以上であった場合を体積抵抗率ρが十分に大きく、抵抗材料として優れているとして「◎」と評価した。また、体積抵抗率ρが７０μΩ・ｃｍ以上８０μΩ・ｃｍ未満であった場合を、体積抵抗率ρが大きく、抵抗材料として良好であるとして「○」と評価した。他方で、体積抵抗率ρが７０μΩ・ｃｍ未満であった場合を、体積抵抗率ρが小さく抵抗材料としては不良であるとして「×」と評価した。本実施例では、「◎」と「○」を合格レベルとして評価した。結果を表３に示す。

［５］対銅熱起電力（ＥＭＦ）の測定方法
作製した銅合金材について、得られた厚さ０．３ｍｍの板材を幅１０ｍｍ、長さ１０００ｍｍに切断し、供試材を作製した。

供試材の対銅熱起電力（ＥＭＦ）の測定は、ＪＩＳ Ｃ２５２７に沿って行なった。より具体的には、図２に示すように、供試材１１の対銅熱起電力（ＥＭＦ）の測定は、十分に焼鈍された直径１ｍｍ以下の純銅線を標準銅線２１として用い、供試材１１および標準銅線２１の一方の端部を接続させた測温接点Ｐ_１を、８０℃の恒温槽４１で保温している温水に浸漬させるとともに、供試材１１および標準銅線２１の他方の端部をそれぞれ銅線３１、３２に接続させた基準接点Ｐ_２１、Ｐ_２２を、氷点装置４２で保冷している０℃の氷水に浸漬させたときの起電力を、電圧測定器４３で測定した。得られた起電力について、温度差である８０［℃］で割ることで、対銅熱起電力ＥＭＦ（μＶ／℃）を求めた。

測定された対銅熱起電力（ＥＭＦ）について、絶対値が０．５μＶ／℃以下であった場合を、対銅熱起電力（ＥＭＦ）の絶対値が小さく、抵抗材料として良好であるとして「◎」と評価した。他方で、対銅熱起電力（ＥＭＦ）の絶対値が０．５μＶ／℃より大きい場合を、対銅熱起電力（ＥＭＦ）の絶対値が大きく、抵抗材料として不良であるとして「×」と評価した。結果を表３に示す。

［６］抵抗温度係数（ＴＣＲ）の測定方法
作製した銅合金材について、得られた厚さ０．３ｍｍの板材を幅１０ｍｍ、長さ３００ｍｍに切断し、供試材を作製した。

抵抗温度係数（ＴＣＲ）の測定は、電圧端子間距離を２００ｍｍ、測定電流を１００ｍＡとして、ＪＩＳ Ｃ２５２５およびＪＩＳ Ｃ２５２６に規定された方法に準じた四端子法によって、供試材の温度を１５０℃に加熱したときの電圧を測定し、得られた値から１５０℃での抵抗値Ｒ_１５０℃［μΩ］を求めた。次いで、供試材の温度を２０℃に冷却したときの電圧を測定し、得られた値から２０℃での抵抗値Ｒ_２０℃［μΩ］を求めた。そして、得られる抵抗値であるＲ_１５０℃およびＲ_２０℃の値から、ＴＣＲ＝{（Ｒ_１５０℃［μΩ］－Ｒ_２０℃［μΩ］）／Ｒ_２０℃［μΩ］}×{１／（１５０［℃］－２０［℃］）}×１０^６の式から、抵抗温度係数（ｐｐｍ／℃）を算出した。

測定された抵抗温度係数（ＴＣＲ）について、絶対値が５０ｐｐｍ／℃以下であった場合を、抵抗温度係数（ＴＣＲ）の絶対値が十分に小さく、抵抗材料として優れているとして「◎」と評価した。他方で、抵抗温度係数（ＴＣＲ）の絶対値が５０ｐｐｍ／℃より大きい場合を、抵抗温度係数（ＴＣＲ）の絶対値が大きく抵抗材料としては不良であるとして「×」と評価した。結果を表３に示す。

［７］信頼性についての評価
さらに、本発明例１～１７および比較例１～７について、銅合金材を抵抗材料などとして長期間用いたときの信頼性、特に熱などに対する電気的特性の安定性について検討するため、上述の［４］体積抵抗率の測定において体積抵抗率を測定した後の供試材について、４００℃で２時間にわたり加熱することで、熱に対する電気的特性の安定性について加速試験を行なった。加熱による加速試験の後、上述の［４］体積抵抗率の測定と同じ方法で、供試材の体積抵抗率を測定し、加熱前の体積抵抗率から加熱後の体積抵抗率を引いた体積抵抗率の差をそれぞれ求めた。ここで、加熱前の体積抵抗率から加熱後の体積抵抗率を引いた体積抵抗率の差が１．０μΩ・ｃｍ以下であった場合を、加熱による体積抵抗率の低下が十分に小さく、信頼性に優れているとして「◎」と評価した。また、加熱前の体積抵抗率から加熱後の体積抵抗率を引いた体積抵抗率の差が１．０μΩ・ｃｍ超２．０μΩ・ｃｍ以下であった場合を、加熱による体積抵抗率の低下が小さく、信頼性が良好であるとして「○」と評価した。また、加熱前の体積抵抗率から加熱後の体積抵抗率を引いた体積抵抗率の差が２．０μΩ・ｃｍ超であった場合を、加熱による体積抵抗率の低下が大きく、信頼性の観点では相対的に良好でないとして「△」と評価した。結果を表２に示す。

［８］総合評価
これらの評価結果のうち、プレス打ち抜き加工性、体積抵抗率ρ、対銅熱起電力（ＥＭＦ）および抵抗温度係数（ＴＣＲ）に関する４つの評価結果について、４つとも「◎」と評価した場合を、プレス打ち抜き加工性、体積抵抗率ρ、対銅熱起電力（ＥＭＦ）および抵抗温度係数（ＴＣＲ）の４つの特性が優れているとして「◎」と評価した。また、これらの４つの評価結果のうち、体積抵抗率ρとプレス打ち抜き加工性の一方または両方で「○」と評価し、残りを「◎」と評価した場合を、これらの４つの特性が少なくとも良好であるとして「○」と評価した。他方で、プレス打ち抜き加工性、体積抵抗率ρ、対銅熱起電力（ＥＭＦ）および抵抗温度係数（ＴＣＲ）のうち少なくともいずれかで評価結果が「×」になった場合を、これらの４つの特性のうち少なくともいずれかが不合格であるとして「×」と評価した。結果を表２に示す。

表１～表３の結果から、本発明例１～１７の銅合金材は、合金組成およびビッカース硬さ（ＨＶ）が本発明の適正範囲内であるとともに、板厚ｔ_１に対する剪断比の割合（Ａ）と、板厚ｔ_１に対する境界線７の振れΔｔの割合（Ｂ）が、いずれも「◎」または「○」と評価されているため、プレス打ち抜き加工性の評価においても「◎」または「〇」と評価されるものであった。また、本発明例１～１７の銅合金材は、体積抵抗率ρ、対銅熱起電力（ＥＭＦ）および抵抗温度係数（ＴＣＲ）についても、いずれも「◎」または「〇」と評価されるものであった。

他方で、比較例１の銅合金材は、Ｆｅ及びＣｏをいずれも含有しておらず、合金組成が本発明の適正範囲外であった。そのため、比較例１の銅合金材は、対銅熱起電力（ＥＭＦ）と抵抗温度係数（ＴＣＲ）において「×」と評価されていた。

また、比較例２の銅合金材は、ビッカース硬さ（ＨＶ）が小さく、本発明の適正範囲外であった。そのため、比較例２の銅合金材は、板厚ｔ_１に対する剪断比の割合（Ａ）と、板厚ｔ_１に対する境界線７の振れΔｔの割合（Ｂ）のうち一方が、「×」と評価されており、プレス打ち抜き加工性の評価も「×」と評価されるものであった。

また、比較例３、６の銅合金材はいずれも、合金組成が本発明の適正範囲外であり、かつビッカース硬さ（ＨＶ）が大きく、本発明の適正範囲外であった。そのため、比較例３、６の銅合金材は、対銅熱起電力（ＥＭＦ）、抵抗温度係数（ＴＣＲ）およびプレス打ち抜き加工性において「×」と評価されていた。特に、比較例３の銅合金材は、ＦｅおよびＣｏの含有量がいずれも多いことで、信頼性の評価結果が「△」となった。また、比較例６の銅合金材は、Ｎｉの含有量が多いことで、信頼性の評価結果が「△」となった。

また、比較例４の銅合金材は、Ｍｎの含有量が少なく、またはＦｅ及びＣｏの合計量が少なく、合金組成が本発明の適正範囲外であった。そのため、比較例４の銅合金材は、体積抵抗率ρとプレス打ち抜き加工性において「×」と評価されていた。

また、比較例５の銅合金材は、Ｍｎの含有量が多く、合金組成が本発明の適正範囲外であった。そのため、比較例５の銅合金材は、対銅熱起電力（ＥＭＦ）において「×」と評価されていた。

また、比較例７の銅合金材は、Ｎｉの含有量が少なく、合金組成が本発明の適正範囲外であった。そのため、比較例７の銅合金材は、対銅熱起電力（ＥＭＦ）において「×」と評価されていた。

この結果から、本発明例の銅合金材は、合金組成およびビッカース硬さ（ＨＶ）が本発明の適正範囲内であるときに、プレス打ち抜き加工性が少なくとも良好であることが確認された。それとともに、本発明例の銅合金材は、体積抵抗率ρ、対銅熱起電力（ＥＭＦ）および抵抗温度係数（ＴＣＲ）も、少なくとも良好であることが確認された。

また、図３に、本発明例および比較例の銅合金材について、ビッカース硬さ（ＨＶ）と、板厚ｔ_１に対する剪断比の割合（Ａ）の関係を示すグラフを示す。図３のグラフは、ビッカース硬さ（ＨＶ）を横軸に、板厚ｔ_１に対する剪断比の割合（Ａ）を縦軸にしたものである。このグラフからも、本発明例の銅合金材は、ビッカース硬さ（ＨＶ）が１１５以上２７５以下の範囲であるときに、板厚ｔ_１に対する剪断比の割合（Ａ）が、適正範囲である３０％以上６０％以下の範囲にあることが確認された。

また、図４に、本発明例および比較例の銅合金材についてプレス打ち抜き加工を行なったときの切断面について、厚さ方向および幅方向を含む断面で見たときの走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真を示す。ここで、図４（ａ）は、本発明例８の銅合金材の切断面についてのＳＥＭ写真であり、図４（ｂ）は、比較例２の銅合金材の切断面についてのＳＥＭ写真である。これらのＳＥＭ写真から、本発明例の銅合金材１０は、比較例の銅合金材１０と比べて、剪断面４と破断面５の境界である境界線７の振れΔｔが小さいことが確認された。

さらに、本発明例７では、Ｍｎ含有量が３０．０質量％を超える場合において、Ｆｅの含有量を０．３０質量％以下にすることで、Ｆｅの含有量が０．４０質量％であり信頼性の評価結果が「△」と評価された本発明例４と比べて、熱などに対する電気的特性の安定性が高められていたため、信頼性の評価結果において「〇」と評価されていることが分かった。

また、本発明例１～３、５、６、８～１１、１３～１７では、Ｆｅの含有量を０．２０質量％以下にすることで、Ｆｅの含有量が０．３０質量％以上であり信頼性の評価結果が「〇」または「△」と評価された本発明例４、７、１２と比べて、熱などに対する電気的特性の安定性が高められていたため、信頼性の評価結果において「◎」と評価されていることが分かった。

１０ 銅合金材
１０ａ 銅合金材の上面
１０ｂ 銅合金材の下面
１１ 供試材
２１ 標準銅線
３１、３２ 銅線
４１ 恒温槽
４２ 氷点装置
４３ 電圧測定器
２ 切断面
３ ダレ
４ 剪断面
５ 破断面
６ バリ
７ 境界線
ｔ_１ 銅合金材の供試材の板厚
ｔ_２ 銅合金材の供試材のダレの厚さ
Δｔ 境界線の振れ
Ｐ_１ 測温接点
Ｐ_２１、Ｐ_２２ 基準接点
ｘ 幅方向
ｙ 延伸方向
ｚ 厚さ方向

Claims (7)

1. Ｍｎ：２０．０質量％以上３５．０質量％以下、
   Ｎｉ：５．０質量％以上１７．０質量％以下、ならびに
   ＦｅおよびＣｏのうち１種または２種：合計で０．１０質量％以上２．００質量％以下
   を含有し、残部がＣｕおよび不可避不純物からなる合金組成を有し、
   ビッカース硬さ（ＨＶ）が１１５以上２７５以下の範囲である、銅合金材。
2. 前記合金組成は、
   Ｍｎ：２０．０質量％以上３０．０質量％以下を含有する、請求項１に記載の銅合金材。
3. 前記合金組成は、
   Ｃｏ：０．０１質量％以上１．５０質量％以下を含有し、かつ
   Ｆｅ：０質量％以上０．３０質量％以下（Ｆｅの含有量が０質量％の場合を含む）である、請求項１に記載の銅合金材。
4. 前記合金組成は、
   Ｓｎ：０．０１質量％以上３．００質量％以下、
   Ｚｎ：０．０１質量％以上５．００質量％以下、
   Ｃｒ：０．０１質量％以上０．５０質量％以下、
   Ａｇ：０．０１質量％以上０．５０質量％以下、
   Ａｌ：０．０１質量％以上１．００質量％以下、
   Ｍｇ：０．０１質量％以上０．５０質量％以下、
   Ｓｉ：０．０１質量％以上０．５０質量％以下、および
   Ｐ：０．０１質量％以上０．５０質量％以下からなる群から選択される少なくとも１種をさらに含有する、請求項１に記載の銅合金材。
5. 前記銅合金材の平均結晶粒径が５０μｍ以下である、請求項１に記載の銅合金材。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載の銅合金材からなる、抵抗器用抵抗材料。
7. 請求項６に記載の抵抗器用抵抗材料を有する、シャント抵抗器またはチップ抵抗器である抵抗器。

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