JPH02197013A

JPH02197013A - 耐屈曲性ケーブル導体

Info

Publication number: JPH02197013A
Application number: JP1669189A
Authority: JP
Inventors: Masato Asai; 真人浅井
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 1989-01-26
Filing date: 1989-01-26
Publication date: 1990-08-03

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は強度、耐屈曲性、導電性及び耐屈曲性を必要と
する耐屈曲性ケーブル導体に関するものである。

〔従来の技術〕

一般に自動車用及び電子機器配線材用ケーブル導体とし
ては軟鋼線が使用されてきたが、工場の自動化（Ｆ　Ａ
）や事務合理化（ＯＡ）が進むにつれ、最近では配線材
に占める可動用ケ−プルの比率が増加している。このよ
うな可動ケーブル導体としても従来と同様の発想からこ
れまでは軟銅線が使用されてきた。

近年医療機器用、フロッピーディスク用、ロボット用等
の機器用可動ケーブル導体として従来のＴＰＣ軟銅線よ
りも高い強度と耐屈曲性を有する導体の要求が増加して
いる。医療機器用ケーブルというのは複雑な動きをする
ために曲げ、捩じり、引っ張り等の組み合わさった繰り
返し応力を受ける。またフロッピーディスク用ケーブル
もヘッドが横移動等の動きをするために、Ｕ字曲げを主
体とした複雑な繰り返し応力を受ける。

〔発明が解決しようとする課題〕

このような可動用ケーブル導体としても、従来と同様の
発想からこれまでは軟銅線が使用されてきたが、ケーブ
ルの軽量化に伴う導体の細線化傾向、更には電子機器組
立ラインの自動化。

機械化等により、以前よりもケーブル導体への引っ張り
１曲げ、捩じり等の負荷が大きくなっており、下記のよ
うな問題が生じてきた。

最近のケーブル導体の細線化、軽量化の動向に対し、導
体の強度が低下するため、組立作業中に断線しやすい。

また従来の軟銅線ケーブルを可動用ケーブルとして使用
すると耐屈曲性が劣化するため、使用中にケーブル導体
が疲労により断線する。

そのため撚り線の撚り合わせピッチを細かくする等の改
善策がとられてきたが、その効果は不十分であった。こ
のようなケーブルの軽量化に伴う導体の細線化傾向、更
には電子機器装置の組立ラインの自動化９機械化等によ
り、以前よりケーブル導体の引っ張り２曲げ、捩じり等
の負荷が大きくなっており、柔軟性があり、耐屈曲性に
優れ、配線の高密度化が可能であるような導体の開発が
望まれている。このような機器配線用導体としては、下
記のような特性が要求されている。

（＋）曲げ、捩じり、引っ張り等の組み合わさった応力
に十分耐えられる高い引っ張り強さを有すること。

（２）配線や接続の自動化に耐える高い引っ張り強さを
有すること。

（３）半田付は時の熱影響で物性が劣化しないこと。

（４）半田付は根元で鋭い屈曲に耐えること。

（５）材料費、加工費が安く、低価格であること。

〔課題を解決するための手段〕

本発明はこれに鑑み、材料費や加工費が高いりん青銅や
銅被覆鋼線に代わり、低コストのＣｕ合金を機器配線用
導体として使用するべく、強度、屈曲性、耐熱性、半田
信頼性、放熱性等について鋭意研究の結果、強度と耐屈
曲性に極めて優れた耐屈曲性ケーブル導体を開発したも
のである。

即ち本発明導体の一つは、Ｎ　ｉ　Ｏ，１〜５．０ｗｔ
％（以下Ｗ（％を％と略記）　、　　Ｓ　ｉＯ，Ｉ　〜
１．２％、−３ｎｌ）、１〜４．２％、　　ＺｎＯ，Ｉ
　〜５．Ｇ％　ＣｒＯ，００５〜０．３５％を含み、Ｐ
含有量を１５０ｐｐｍ以下Ｓ含有量をＩＯｐｐｍ以下、
０２含有量を２０ｐｐＨ以下に制限し、残部Ｃ，ｕと不
可避的不純物からなることを特徴とし、またこの導体表
面をＳｎ。

５ｎ−Ｐｂ合金、Ａｇ又はＡｇ合金で被覆することが望
ましい。

更に本発明導体の他の一つは、Ｎ　ｉ　Ｏ，ｌ〜５．０
％、　　ＳｉＯ，ｌ　〜１．２％、　　ＳｎＯ，Ｉ　〜
４．２％。

ＺｎＯ，Ｉ　〜５．Ｑ％、　　Ｃｒ　０．００５〜０．
３５％を含ミ、更にＭｎ０．１％以下、Ｍｇ［１，１％
以下、Ｔｉ０１１％以下、Ｚｒ０．１％以下、Ｖｏ、０
５％以下。

ＣｏＯ，２％以下、Ｙｏ、０５％以下、Ａｇ０．０５％
以下、Ｉｎ、０．０５％以下、ＣｄＯ，２％以下の範囲
内で何れか１種又は２種以上を合計０．２％以下含み、
Ｐ含有量を１５１］ｐｐｍ以下、Ｓ含有量をＩＯｐｐｍ
以下、０２含有量を２０ｐｐｍ以下に制限し、残部Ｃｕ
と不可避的不純物からなることを特徴とし、またこの導
体表面をＳｎ，Ｓｎ−Ｐｂ合金Ａｇ又はＡｇ合金で被覆
することが望ましい。

〔作用〕

本発明において合金組成を上記範囲に限定したのは次の
理由によるものである。

ＮｉはＳｉと共添されることにより、合金中においてＮ
１ｘＳｉの微細化合物を均質に分布し、強度や導電性の
向上はもとより屈曲性を大きく向上させる。しかしてそ
の含有量を０．１〜５．０％と限定したのは、下限未満
では効果がなく、上限を越えると軌間加工性や導電性を
低下するばかりか、半田付は性やメツキ性を劣化し、信
頼性が損なわれるためである。

ＳｉはＮｉと共に化合物を形成し、前記特性を向上する
。しかしてその含有量をＱ、１〜１．２％と限定したの
は、下限未満では効果がなく、上限を越えると導電性を
大きく低下させると共に、導体被覆金属又は合金との濡
れ性や接合の経時劣化を引き起し１．Ｎ　ｉの場合と同
様に信頼性が損なわれるためである。

Ｓｎの含有は強度や屈曲性を高めると共に、導体ケーブ
ルに腰の強さを与える。しかしてその含有量を０．１〜
４．２％と限定したのは、下限未満ではその効果が発揮
されず、上限を越えると、熱間加工性を低下させ、製造
性を悪化するためである。

次にＺｎの含有は導体被覆金属又は合金との接合性を極
めて良好にし、その経時的劣化を抑制すると共に、溶解
鋳造時の脱酸剤として働き、生産性を向上させる。しか
してその含有量を０．１〜５．０％と限定したのは、下
限未満では効果が見られず、上限を越えると熱間加工時
に内部割れ等を起しやすくなるためである。

Ｃ「の含有は溶解鋳造時に極めて強力な脱硫作用を示し
、熱間加工を健全にすると共に、単体又はＳｉとの化合
物を形成し、強度、導電性及び屈曲性をより高める働き
を示す。しかしてその含有量を０．　［５〜０，３５％
と限定したのは、下限未満では効果が見られず、上限を
越えると被覆金属又は合金との接合性に問題を生じやす
いためである。

また副成分としてＭｎ、　Ｍｇ、　　Ｚｒ、　　Ｔ　ｉ
。

Ｖ、　　Ｃｏ、　Ｙ、　Ａｇ、　　Ｉｎ、　　Ｃｄ　（
以下Ａ元素群と略す）の何れか１種又は２種以上の含有
は結晶粒の粗大化を抑制し、強度を向上させる働きを示
す。しかしてその含有量をＭ　ｎ　Ｑ、　ＩＮ以下。

Ｚｒ０．１％、ＴｉＯ，１％以下、ＶＱ、０５％以下。

Ｃｏ　０．２％以下、Ｙｏ、０５％以下、Ａｇ０．０５
％以下、Ｉｎ０．０５％以下、ＣｄＯ，２％以下の範囲
内で何れか１種又は２種以上を合計０．２％以下と限定
したのは、上限を越えて含まれると鋳造性。

加工性（伸線用）１導電性等を低下させるためである。

更に不純物のＰ含有量を１５０ｐｐｍ以下、Ｓ含有量を
ＩＩ］ｐｐｍ以下、０２含有量を２０ｐｐｍ以下と制限
したのは、Ｐは鋳造時の脱酸剤として作用するも、過度
に含まれると合金の構成元素とＰ化合物を形成し、単口
］付は性や強度等の機械的特性を損なうためである。ま
たＳは結晶粒界に濃化しやすく、そのために粒界強度が
低下し、軌間加工時に割れの起点となり、製造性を害す
るも、ｌ０ｐｐｎ以下であれば上記のようなことは見ら
れず軌間加工性を害することがないためである。また０
２については、Ｓｉ等の構成元素の酸化を抑制し、酸化
物による伸線性、屈曲性の低下、並びに半田濡れ性の劣
化や導体被覆金属又は合金との接合性の劣化を防ぐため
に限定したものであり、範囲内であれば満足すべき特性
を得ることができるためである。

また本発明導体は上記組成からなり、特に半田付は性を
高め、又は／及び絶縁被覆形成時のガスが導体に悪影響
を及ぼすのを避け、且つ接触抵抗を低減させるため、Ｓ
ｎ，Ｓｎ−Ｐｂ合金、Ａｇ、Ａｇ合金等を被覆するとよ
い。ただしこれ等の問題がない場合は、これ等金属又は
合金の被覆は必要としない。

〔実施例〕

第１表に示す組成の合金を溶解鋳造して２０ｍｍ角、長
さ　３００　ｍｎ＋の鋳塊とし、これを１面当たり２．
５「の厚さに面側して２０ｍｍ角とし、熱間加工により
直径８ｍｍとした。これに伸線加工と熱処理を施して直
径１．ｆｉｍｍの線材とし、更に走間焼鈍炉を用いて焼
鈍し、引き続いてＳｎの溶融メツキを施して導体とした
。焼鈍はＮ２雰囲気中５５０℃の温度で行い、線の走行
速度を１８０ｍ／ｍｉｎとした。

このようにして作製したＳｎメツキ導体について、引張
強さ、伸び、導電率、屈曲疲労強度。

半田濡れ性を求めた。これを従来の６５／３５黄銅８％
リン青銅及びタフピッチ銅と比較して第２表に示した。

屈曲疲労強度は、ガイドを垂直に貫通する試験線に７０
ｇの荷動を吊るし、ガイド上の試験線を左右水平に折り
曲げ、破断するまでの屈曲回数を求めた。回数は右に曲
げて元に戻して１回、左に曲げて元に戻して２回と数え
た。引張強さはインストロン型試験機を用い、標点間距
離１００ｍｍで行なった。導電率は４端子法を用い、標
点間距離２５０　ｍｍで２０℃のオイルバス中で測定し
た。また半田濡れ性は５ｎ−４０％ｐｂ共晶半田浴に５
秒間浸漬後、その濡れ具合を実体顕微鏡で目視により判
定した。尚通常の伸線工程で断線が発生するかどうかで
、伸線の難易性を評価した。また半田接合性については
，Ｓｎ−４０％ｐｂ共晶半田を活性化ロジンをフラック
スとして用い、供試材に半田付けした後、　＋５０’ｃ
て１０００時間大気加熱を行ってから、その接合界面の
観察を行い、剥離の有無を判定した。

第１表及び第２表より明らかなように、本発明導体Ｎα
１〜１０は何れも従来導体Ｎα１６〜１８と比較し、引
張強さ、導電率、屈曲強度が優れ、半田濡れ性や接合性
も良く、製造性にも優れており、耐屈曲性ケーブル導体
として適していることが判る。

これに対し本発明合金の組成範囲より外れる比較導体Ｎ
α１１〜１５は何れか１つ以上の特性が劣ることが判る
。即ちＳｉや５ｎＪｌの多い比較導体Ｎ（Ｌ　Ｉ　Ｉで
は引張強さや屈曲性は十分であるが、半１１Ｆ濡れ性や
半田接合性を大きく損ない、更には伸線加工性が低下し
、製造性が悪い。また０２含有量の多い比較導体Ｎ（Ｌ
　Ｉ　３では引張強さ及び屈曲強度が劣り、半田濡れ性
が悪く製造性も低下している。同様にＰ含有量の多い比
較導体ＮＱＩ４も引張強さ及び屈曲強度が劣り、半田濡
れ性が悪く製造性も低下している。またＡ元素群の多い
比較導体１４α１２やＳ含有量の多い比較導体胤１５で
は鋳造性や熱間加工性が悪く、所定の線材に加工するこ
とができなかった。

〔発明の効果〕

このように本発明によれば、強度、導電性及び耐屈曲性
の優れた導体が安価に得られ、耐屈曲性ケーブル導体と
して、軽量化に伴う導体の細線化、電子機器装置の組立
ラインの自動化。

機械化等を容易にする等、工業上顕著な効果を奏するも
のである。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）Ｎｉ０．１〜５．０ｗｔ％，Ｓｉ０．１〜１．２
ｗｔ％，Ｓｎ０．１〜４．２ｗｔ％，Ｚｎ０．１〜５．
０ｗｔ％，Ｃｒ０．００５〜０．３５ｗｔ％を含み、Ｐ
含有量を１５０ｐｐｍ以下，Ｓ含有量を１０ｐｐｍ以下
，Ｏ＿２含有量を２０ｐｐｍ以下に制限し、残部Ｃｕと
不可避的不純物からなることを特徴とする耐屈曲性ケー
ブル導体。
（２）ケーブル導体の表面をＳｎ，Ｓｎ−Ｐｂ合金，Ａ
ｇ又はＡｇ合金で被覆する請求項（１）記載の耐屈曲性
ケーブル導体。
（３）Ｎｉ０．１〜５．０ｗｔ％，Ｓｉ０．１〜１．２
ｗｔ％，Ｓｎ０．１〜４．２ｗｔ％，Ｚｎ０．１〜５．
０ｗｔ％，Ｃｒ０．００５〜０．３５ｗｔ％を含み、更
にＭｎ０．１ｗｔ％以下，Ｍｇ０．１ｗｔ％以下，Ｔｉ
０．１ｗｔ％以下，Ｚｒ０．１ｗｔ％以下，Ｖ０．０５
ｗｔ％以下，Ｃｏ０．２ｗｔ％以下，Ｙ０．０５ｗｔ％
以下，Ａｇ０．０５ｗｔ％以下，Ｉｎ０．０５ｗｔ％以
下，Ｃｄ０．２ｗｔ％以下の範囲内で何れか１種又は２
種以上を合計０．２ｗｔ％以下含み、Ｐ含有量を１５０
ｐｐｍ以下，Ｓ含有量を１０ｐｐｍ以下，Ｏ＿２含有量
を２０ｐｐｍ以下に制限し、残部Ｃｕと不可避的不純物
からなることを特徴とする耐屈曲性ケーブル導体。
（４）ケーブル導体の表面をＳｎ，Ｓｎ−Ｐｂ合金，Ａ
ｇ又はＡｇ合金で被覆する請求項（３）記載の耐屈曲性
ケーブル導体。