JPH0364812A - 電気通信ケーブル - Google Patents

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、例えば医療機器１音響機器等の電気通信機器
における固定機器と移動機器とを接続する電気通信ケー
ブルに関し、特に耐屈曲性、靭性及び引張強度を向上し
ながら上記通信ケーブルを小径化できるようにした補強
用鋼線の表面処理の改善に関する。

〔従来の技術〕

例えば、医療機器として、超小型のカメラを人体内に挿
入し、該カメラからの情報を電気通信ケーブルを介して
ＴＶモニタに映しだすようにした画像診断装置がある。

この診断装置に採用される通信ケーブルには、第一に杼
余曲折した狭い人体内に挿入することからできるだけ細
く、かつ可焼性を有していること、第二に使用者による
曲げ。

ねじり、あるいは引っ張り等の一般的な取り扱いに対し
て十分耐えられるだけの耐屈曲性、靭性及び引張強度を
有していることが要求される。このような電気通信ケー
ブルの一例として、従来、ピアノ線、ステンレス線等か
らなる補強用！ｌｌ線を芯材とし、これの外周に複数の
導電用銅線を撚り合わせるとともに、外表面に樹脂、例
えばテフロン（登録商標）を被覆したものがある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、上記医療機器等に採用される電気通信ケーブ
ルはその用途からして、上述のように、耐屈曲性、ｅ性
及び高い引張強度を有しながら、さらに外径を細くする
ことが要請されている。この要請に応えるためには、上
記補強用ａｉｍをできるだけ細くすることが考えられる
が、該綱線を単に細くしただけでは靭性、引張強度が不
十分となり、導電用１ｌｌｖＡが断線し易くなることか
ら、上記補強用鋼線の極細化には限界がある。

本発明は上記従来の状況に鑑みてなされたもので、補強
用ｓｕｍＯ線径を極細化でき、耐屈曲性。

靭性及び引張強度を低下させることなく、ケーブル全体
を小径化できる電気通信ケーブルを提供することを目的
としている。

〔問題点を解決するための手段〕 本願第１項の発明は、導電用銅線と補強用鋼線とを束ね
てなる電気通信ケーブルにおいて、該補強用！Ｉｌ＆１
［が、線径１００μ口以下、引張強度３００　ｋｇ／＋
＋＋＋”以上の低炭素二相組織鋼フィラメントであり、
かつ外表面に、Ｎｉめっき被覆層が形成されていること
を特徴としている。

また、本願第２項の発明は、上記Ｎｉめっき被覆層の表
面にさらにＡｇ又はＳｎめっき被覆層を形成したことを
特徴としており、さらに第３項の発明は上記Ｎｉめっき
被覆層が塑性加工による加工歪を有していることを特徴
としている。

以下、本発明において上記構成を採用した理由を詳細に
説明する。

ｒｔ電気通信ケーブル補強用＃ＲＨとして低炭素二相組
織鋼フィラメントを採用した理由まず、上記低炭素二相
組織鋼フィラメントは、本件発明者らが、上記目的を達
成するために、補強用鋼線自体について、これの線径を
細くしても耐屈曲性、１ｌｌＪ性及び引張強度を大幅に
向上できる金属組織について鋭意研究を続け、以下の点
を見出して充放したものである。ＨＩち、ＦｅＦｅ−Ｃ
−５ｉ−系鉄基合金で、かつ針状マルテンサイト。

ベイナイト又はこれらの混合組織からなる低温変態生成
相がフェライト相中に均一に分散されてなる複合金属組
織を有する鋼線材が強加工性に優れており、このような
金属組織を有する線材を用いれば冷間伸線にまり線径１
００１１ｍ以下の極細線を容易確実に得ることができる
。そしてこのような＃１線材を冷間伸線により加工歪み
４以上に強加工すれば、上記フェライト相と低温変態生
成相とが複合してなる複合＆Ｉ織（二相＆１ｌｖａ）が
一方向に延びる均一な繊維状微細金属＆１１織が形成さ
れ、このような金属組織を有する極細線は引張強度が３
００〜６００　ｋｇｆ／ｍ”　と飛躍的に向上し、しか
も曲げ。

剪断、ねじり変形に強く靭性においても優れていること
を見出した。

このような繊維状微細金属線は、従来知られていない全
く新規な組織である０本件発明者らは、上記金属組織が
引張強度、靭性を向上させる主因ニナっているとの観点
から、その強化メカニズムについてさらに研究を重ねた
結果、上述の如き超高強度を有する金属組織では、上記
繊維の間隔が５０〜１０００λであり、かつ該繊維状を
なす上記複合組織が５〜１００入の超微細セルから構成
されていることを見出した。

次に本発明の低炭素二相組織鋼フィラメントの製造方法
について説明する。

まず、重量％でＣ：　０．０１〜０．５％、Ｓｉ：３．
０％以下、Ｍｎ：５．０％以下、残部Ｆａ及び不可避的
不純物よりなる線径３．５ｆｉ以下の線材を７００〜１
１００℃の範囲の温度に加熱した後、冷却して（この加
熱、冷却は複数回にわたって行ってもよい）一部残留オ
ーステナイトを含有してもよいマルテンサイト、ベイナ
イト又はこれらの混合Ｍｉ織からなる低温変態生成相が
フェライト相中に体積率で１５〜７５％の範囲にて均一
に分散されてなる複合組織を有する線材を製造する。な
お、かかる製造方法は、特開昭６２−２０８２４号公報
に記載されている。

次に、このようにして得られた複合ＩＪＩｍ線材を冷間
伸線加工により、加工歪み４以上、好ましくは５以上に
強加工し、上記フェライト相と低温変態生成相とを複合
化し、金属組織として一方向に連続して延びる微細な繊
維状組織を形成させる。

このように加工度を高めることにより、上記繊維状Ｍ織
はさらに微細化し、繊維間隔は狭くなり、ついには上述
のとおり加工にて生したセルの大きさ、繊維間隔がそれ
ぞれ５〜１００人、５０〜１０００人である繊維状微細
金属組織となる。なお、加工歪みが４以上よりも小さい
伸線加工によって得られた細線では、繊維状＆１１織の
発達の途中にあってその組織が不完全であり、従って強
度も低い。

■、補補強用綿線外表面に、Ｎｉめっき被覆層を形成し
、また第２項においてさらにＡｇ、Ｓｎめっき被覆層を
形成した理由 上記Ｎｉめっき被覆層を形成するのは耐電蝕性を向上さ
せるためである。即ち、本発明の補強用鋼線は鋼である
から、そのまま導電用銅線と接触させると電蝕により腐
独し、致命的な問題となるが、上記Ｎｉめっきによって
耐電蝕性を向上できる。

また、Ｎｉめっき被覆層をベースとして、これの表面に
さらにＡｇめっき被覆層を形成するのは導電性を向上さ
せるためであり、これの厚みを大きくするほど導電率を
向上できる０例えば、ケーブル径をさらに小径化するに
は補強用ａｉｍ、導電用銅線自体をさらに極細化するこ
ととなるが、このようにすると銅線面積ひいては導電性
が不足する恐れが生じる。この場合にＡｇめっきを施せ
ば上記不足を補うことができる。さらにまた、Ｓｎめっ
きの場合は半田付は性を向上させるためにも有効である
。電気通信ケーブルは電気通信機器に半田付けされる場
合が多いから、半田付は性を向上させることは重要であ
る。

また、上記Ｎｉめっき被覆層を形成するのは、樹脂との
密着性、接着性を改善するためである。

即ち、本発明者らの実験研究によって他の被覆金属に比
べてＮｉは樹脂とのなじみが非常に良く、樹脂との密着
性を向上できることが判明したからである。

第１表は、金属細線に各種の金属（Ｎｉ、Ｃｕ。

Ｚｎ、　Ｃｕ−Ｚｎ、　Ａｎ！、　Ａｕ、　Ａｇ、　Ｃ
ｒ）を表面被覆した場合の各特性（ダイス寿命改善、防
錆、酸化性、接着性１表面処理性、耐蝕性、自己潤滑性
、装飾性、及び導電性）を比較した結果を示す、同表か
らも明らかなように、Ｎｉは、自己潤滑性が高いことか
らダイス寿命を改善でき、防錆、酸化防止等耐蝕性が高
く、また、マトリックス樹脂との接着性に優れ、さらに
表面処理性も高い。このように総合的にも、また上記各
特性から見てもＮｉが一番優れていることがわかる。

なお、これらの金属の被覆方法は、電気めっき。

溶融めっき２等の湿式めっき法、　ＰＣＤ、ＣＶＤ、ス
パッタリング等の乾式めっき法等の一般に用いられてい
る手段が採用できる。勿論、ここで言うＮｉめっきには
、純粋なＮｉだけではなく、上述の必要特性を阻害しな
い範囲内での第１表に例示した金属、あるいは他の金属
と合金化したＮｉめっきも含まれる。また、上記鋼線に
対するＮｉの被ｙＩ量については、ｍ線１　ｋｉｒ当た
り１ｇ未満では防錆効果等の被覆効果を発揮させるのが
難しく、また１００ｇを越えても被覆効果の向上は望め
ず、逆に皮膜が厚すぎて加工時のパウダリング等の副次
的なデメリットが生じるため好ましくない、従って、鋼
線１　ｋｇ当たり１〜１００ｇの範囲内が適当である。

■０本願第３項においてＮｉめっき被覆層に加工歪を付
与した理由 上記Ｎｉめっき被覆層は元来樹脂とのなじみが良いこと
から、補強用＃線に樹脂コーティングした際の曲げや引
っ張り等の外力による抜けを防止する効果がある。とこ
ろが、本件発明者らが上記Ｎｉめっき被覆層についてさ
らに検討したところ、このＮｉを単にめっきしただけの
状態では十分満足できる密着性、接着性が得られない場
合がある。

一方、Ｎｉめっき被覆層に伸線加工等による加工歪を付
与すれば上記密着性を大幅に向上できることが判明した
。この理由は明確ではないが以下の点が考えられる。め
っき処理しただけのＮｉめっき被覆層は、無数のピ・ン
ホールを有するポーラス状になっており、そのためめっ
き処理工程において生じる水素がＮｉめっき層内に吸蔵
される。そしてこの吸蔵されされた水素が樹脂コーティ
ングする際の熱で放出されて樹脂とＮｉ層との境界に溜
まり、その結果両者の密着性、接着性に悪影響を与えて
いるものと考えられる。一方、上記Ｎｉめっきを被覆形
成した後、伸線加工等によって加工歪を与えると、上記
ピンホールが潰れてなくなり、吸蔵されていた水素が放
出され、しかる後樹脂コーティングすることによって上
記水素による影響は回避できるものと考えられる。

ここで、上記Ｎｉめっき被覆層に上記加工歪を形威する
には、上述した製造方法において複合組織線材を冷間伸
線加工する前に、予めＮｉめっき処理を施し、これを伸
線加工することにより実現できる。この塑性加工により
、上記Ｎｉめっき被覆層内のピンホールが潰されて水素
が放出され、これにより水素をほとんど含まないＮｉめ
っき被覆層が得られることになる。その結果、上記導電
用ｍ＆ＩＩと本発明の補強用鋼線とを束ね、これの表面
に樹脂コーティングする場合の、該樹脂と上記鋼線との
密着性、接着性を大幅に向上でき、ひいては引張強度を
向上できる。

〔作用〕

本発明に係る電気通信ケーブルよれば、補強用鋼線とし
て採用された低炭素二相組織鋼フィラメントは、冷間加
工性に優れており、線材の線径及び加工度を適宜選択す
ることにより、１００　ａｍ以下のものを容易に得るこ
とができる。しかもこの補強用鋼線は冷間伸線の強加工
により生じた５〜１００人の加工セルが一方向に繊維状
に配列され、かつ繊維間隔が５０〜１０００人の繊維状
微細金属組織を形威しており、上述の強化メカニズムで
説明したように、超高強度を有する。従って、上記補強
用鋼線として、１０〜５０μｍ程度のものを採用するこ
とにより、耐屈曲性、ｅ性及び引張強度を向上しながら
、電気通信ケーブルの小径化が実現できる。また、上記
補強用鋼線の外表面に、Ｎｉめっき被覆層を形成・した
ので、電食による酸化を防止でき、寿命を延長できる。

さらに、第２項の発明では、上記Ｎｉめっき被覆層の表
面にＡｇ、Ｓｎめっき被覆層を形成したので、導電性、
半田付は性を向上できる。

さらにまた、第３項の発明では、上記Ｎｉめっき被覆層
に加工歪を形威したので、上記補強用鋼線に樹脂コーテ
ィングする際の密着性、接着性を大幅に向上でき、ひい
てはケーブル全体の引張強度を向上できる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図について説明する。

第１図は本発明の一実施例による電気通信ケーブルを説
明するこめの図である０本実施例では、電気通信機器に
おける固定機器と移動機器とを接続する電気通信ケーブ
ルに採用した場合を例にとって説明する。

図において、１は外径１００μ請の電気通信ケーブルで
ある。これは線径３０μｍの単線からなる補強用鋼線２
を芯材とし、これの外周面に沿うように線径３０μｍの
６本の導電用銅線３・・・を束ねるとともに、該各銅線
３を所定のピッチで撚り合わせ、この撚り線の外表面に
樹脂層４を形威して構成されている。

そして本実施例の補強用鋼線２は、低炭素二相組織鋼フ
ィラメントからなり、これは重量％でＣ：　０．０１〜
０．５０％、Ｓｉ：３．０％以下、Ｍｎ：５゜０％以下
、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなる線径３．０〜６
．Ｏｖｎの線材を一次熱処理及び−次々間伸線、二次熱
処理及び二次冷間伸線により線径１０〜１００μｍに強
加工して製造されたものである。

このＩ線２は上記強加工により生じた加工セルが一方向
に繊維状に配列された繊維状微細金属組織を形威してお
り、かつ上記加工セルの大きさ、繊維間隔がそれぞれ５
〜１００人、５０〜１０００人であり、さらに引張強力
が３００〜６００　ｋｇｆ／１ｍ”　テアル。

また、上記補強用鋼線２の外表面にはＮｉめっき被覆Ｎ
５が形成されており、この被覆層５は上記線材を冷間伸
線加工する際の塑性加工による加工歪を有している。即
ち、上記Ｎｉめっき被覆層５は、伸線加工の前工程にお
いて線材にめっき処理を施して４μｍ程度の被覆層を形
威し、これを−次、二次冷間伸線することにより、ｌｐ
ｍ程度の厚さに引き延ばしてなるものである。これによ
り、めっき処理時に生じていたピンホールが上記伸線時
に潰されて、欠陥のない良好な被覆層となっている。

このように本実施例の電気通信ケーブルＩによれば、補
強用鋼線２を線径１０〜１００μｍの非常に小径のもの
に形成することができ、しかも耐屈曲性、靭性及び引張
強度の大幅な向上が可能であるから、ケーブル全体を大
幅に小径化できる。従って、従来のステンレス線、ピア
ノ線では困難であった外径１００μｍ以下の通信ケーブ
ルが可能となるとともに、取り扱い時の曲げ、ねじりや
引っ張りに対する靭性１強度を十分確保でき、上述の要
請に応えることができる。

また、本実施例の補強用鋼線２の外表面にＮｉめっき被
覆層５を形成したので、導電用１１１ｍ３との接触によ
る電食、錆びの問題が生じることはない、また上記Ｎｉ
めっき被覆層５は伸線加工による加工歪を有する構造、
つまりピンホール等の欠陥のない構造になっており、は
とんど水素を含んでいないので、樹脂層４との密着性を
大幅に向上できる。その結果、上記補強用鋼線２の有す
る高強度、高靭性が有効に作用することとなり、上述の
ように電気通信ケーブル全体の靭性、＊度を改善できる
。

ここで、本実施例の電気通信ケーブル１を略９０度に繰
り返し折り曲げる屈曲試験を行ったところ、１２０回以
上屈曲しても劣化は認められなかった。

なお、一般にこの種の電気通信ケーブルは２０回以上の
屈曲に耐えれば良いとされている。

また、本実施例の補強用鋼線２の引張強度試験を行った
ところ、線径３０ｔｔｍで４７０　ｋｉｒｆ／１ｍ”で
あった、これは従来のピアノ１ｖＪｌ（線径１００　μ
１１）で３００瞳ｆハ１、ステンレス線（線径５０μｍ
〉で２７０　ｋｇｆ　／　ｎ　”と比べ大幅に向上して
いることがわかる。

さらに本実施例のＮｉめっき被覆Ｎ５の加工歪を付与し
たことによる水素吸蔵量低減効果を確認するために比較
試験を行った。Ｎｉめっき処理を施しただけの状態では
水素が０．４〜０．８ＰＰＭ検出されたのに対して、こ
れを上述の程度に塑性加工した場合は０．ＯＯＩＰＰＭ
以下の検出不可能な値まで低減できた。

ここで、本実施例の補強用鋼線２にＮｉめっき被覆層５
を形成したことによる樹脂との接着力向上効果を確認す
るための実験について説明する。

この実験は、第３図に示すように、本実施例の補強用ｆ
４線ａの一部分を、エポキシ系樹脂をベースとしてこれ
に炭素繊維、ガラス繊維を混合してなる複合試料片すに
埋め込み、この複合試料片すを固定した状態で上記鋼線
ａの上部をこれが抜けるか、又は断線するまで引張って
、両者の密着性。

接着性を調べた。なお、上記複合試料片すの埋め込み長
さＬは、１ｉ１線ａの線径ｄ　（ｍ）ｘ５０となるよう
にした。

そして、第２表に示すように、ます線径５０μｍの補強
用鋼線を４本採用し、この各鋼線にＮｉめっきを形成し
ない場合（ｌｈｌ）、Ｎｉめっき被覆層を形成した後伸
線加工により加工歪を付与した場合（Ｎａ２）、さらに
これの表面に樹脂コーティングした場合（Ｎａ３）、Ｎ
ｔめっきを被覆しただけの場合（Ｎａ４）について引抜
試験を行った。また、線径１００　μｍの鋼線も採用し
、これもＮｉめっきを被覆しただけの場合（１１５）、
さらにこれに伸線加工により加工歪を付与した場合（Ｍ
６）についても同様の引抜試験を行った０表中、×印は
補強用鋼線ａが複合試料片すから抜けた場合を示し、○
印は該鋼線ａが断線した場合を示す。

表からも明らかなように、線径５０μｍでＮｉめっきを
被覆しない場合（Ｍｌ）は抜けており、両者の接着力は
上記鋼ｗＡａの破断力未満であった。

これに対して、Ｎｌめっきを被覆しく１ｋ４）、さらに
これに加工歪を付与しく１ｌｈ２）、さらにまたこれに
樹脂コーティングした（磁３）場合は、いずれも抜ける
前に断線しており、両者の接着力は補強用ｗＡ線の破断
力以上であることがわかる。

一方、線径１００μ驕でＮｉめっき被覆層を形成しただ
けの場合（Ｉｌｈ５）は、断線する前に抜けている。こ
れは線径が大きい置引張力も高いことから、接着力がこ
の高い引張力には及ばなかったものと考えられる。しか
しこれに加工歪を付与した場合（凪６）は断線しており
、これにより加工歪により接着力が向上することが理解
できるとともに、比較的太い線径の場合は補強用鋼線自
体の引張力が大きくなっているから、加工歪を付与する
ことによりこの大きな引張力に対応できる接着力が得ら
れ、その効果はより大きいことがわかる。

なお、上記実施例では補強用鋼線２を芯材とし、これに
複数のｉｔ用銅線３を巻き付け、さらに樹脂コーティン
グした場合を例にとって説明したが、本発明の電気通信
ケーブルの構造はこれに限られるものではない。第２図
は他の構造の電気通信ケーブル全体を示し、これは４本
の導電用銅線１１と、Ｎｉめっき被覆層１３が形成され
た３本の補強用鋼線１２とを束ね、これを撚り線化して
構成した例である。このように構成した場合は、補強用
１１１ｍ１２の本数が多いことから、各々をさらに極細
化しても必要な靭性、引張強度を確保でき、従って、該
ケーブル全体をさらに小径化でき、例えば５０μｍ程度
まで小さくできる。

一方、上記構造の通信ケーブル１０の場合は、導電用銅
線１１の断面積が第１図の場合に比較して小さいことか
ら、導電性が不足する恐れがある。

このような場合は上記補強用鋼線１２のＮｉめっき被覆
層１３の表面にさらにＡｇめっき被覆層を形成すること
により、小径化しながら導電性を向上できる。ちなみに
、上記Ａｇめっき被覆層の厚さを１．４μｍとした場合
の導電率（銅線を１００とした）は１７．１％であり、
また厚さを１．６μ閣とした場合は３６．８％であった
。

また、上記実施例では、単線の補強用鋼線を例にとって
説明したが、本発明は撚り線化した補強用鋼線を芯材と
して採用してもよく、この場合も上記実施例と同様の効
果が得られる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明に係る電気通信ケーブルによれば、
補強用鋼線として、線径１００　ＩＪｙｓ以下、引張強
度３００　ｋｇ／■２以上の低炭素二相組織鋼フィラメ
ントを採用し、これの表面に、Ｎｉめっき被覆層を形成
したので、耐屈曲性、靭性及び引張強度を向上しながら
、通信ケーブルを大幅に小径化できる効果がある。また
、Ｎｉめっき被覆層上にＡｇ、Ｓｎめっき被覆層を形成
した場合は、導電性、半田付は性を向上できる効果があ
り、さらにまた、Ｎｉめっき被覆層に加工歪を付与した
場合は樹脂をコーチイブする際の密着性、接着性を大幅
に向上でき、ひいてはケーブル全体の引張強度をさらに
向上できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による電気通信ケーブルを説
明するための断面図、第２図はその他の例を示す断面図
、第３図は上記実施例の実験方法を示す図である。 図において、１，１０は電気通信ケーブル、２゜１２は
補強用鋼線、３．１１は導電用銅線、５゜１３はＮｉめ
っき被覆層である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）導電用銅線と補強用鋼線とを束ねてなる電気通信
   ケーブルであって、該補強用鋼線が、線径１００μｍ以
   下、引張強度３００ｋｇ／ｍｍ＾２以上の低炭素二相組
   織鋼フィラメントであり、かつ外表面に、Ｎｉめっき被
   覆層が形成されていることを特徴とする電気通信ケーブ
   ル。
2. （２）上記Ｎｉめっき被覆層の外表面にＡｇ又はＳｎめ
   っき被覆層が形成されていることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の電気通信ケーブル。
3. （３）上記Ｎｉめっき被覆層が、塑性加工による加工歪
   を有していることを特徴とする特許請求の範囲第１項又
   は第２項記載の電気通信ケーブル。