JPS6236321B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ステレオ装置、テレビ受像機、拡声
システム等に代表されるオーデイオ・ビデオ機器
その他の電子機器のリード線、コード等に使用さ
れる配線材に関するものである。

［従来技術とその問題点］ オーデイオ機器の音質と、それに使用される配
線材の材質との間には密接な関係がある。この種
の電子機器の配線材としては、主として一般電気
用タフピツチ銅と無酸素銅が使用されており、な
かでも無酸素銅は非常に優れた音響効果を与える
ものと評価されている。

無酸素銅を使用した配線材が一般電気用タフピ
ツチ銅を使用した配線材より音質が著しく優れて
いる理由として、本発明者らは次のように考えて
いる。

金属銅は、常態では極めて多数の微細結晶から
なつており、結晶と結晶の境界、つまり結晶粒界
には酸化物、硫化物等の不純物が集つている。一
般電気用タフピツチ銅には100〜500ppmの酸素
が含まれ、これは主として亜酸化銅（Cu₂O）の
形で結晶粒界に存在している。この亜酸化銅は多
結晶半導体であることから、一般電気用タフピツ
チ銅には、単なる抵抗成分のみでなく、容量成分
と検波成分が含まれ、これらよりなる単位が三次
元に分布したものとして考えることができる。こ
のことは、一般電気用タフピツチ銅を配線材とし
て使用した場合、高周波成分に対して容量リアク
タンスとして働き、多数の周波数の合成信号であ
る音楽信号は、その系を通ることにより各周波数
成分ごとに位相差を生じ、人間の聴覚が位相歪と
して認識することになり、音の忠実再生を妨げる
ことになる。また、亜酸化銅の検波作用による減
衰量が周波数によつて異なり、このことも一般電
気用タフピツチ銅における音の忠実再生の妨げを
助長している。

これに対し、無酸素銅は、一般電気用タフピツ
チ銅に比較して酸素の含有量が格段に少なく、こ
のため亜酸化銅その他の不純物をごくわずかしか
含まないことから音の忠実再生を妨げる要因が少
なくなる。しかし、不純物が結晶粒界にまつたく
存在しないと仮定したとしても、結晶粒界の空隙
が誘電率１の静電容量を形成することには変わり
がなく、多周波成分信号に対しては容量リアクタ
ンスによる位相歪が発生しないわけにはいかな
い。

このように考えてくると、オーデイオ機器用配
線材の音響効果は、結晶粒界の数によつて支配さ
れることになり、不純物の含有量がきわめてわず
かな無酸素銅といえども多数の結晶粒界が存在す
る限り音の忠実再生が妨げられることになる。因
に、従来の無酸素銅配線材は、伸線操作によつて
最終線径に延伸加工した線材を400℃前後の温度
で焼鈍した軟銅線が使用されている。その平均結
晶粒径は0.02〜0.03mm程度であり、例えば１ｍの
線材の場合、約５万個の微細結晶が長さ方向につ
ながつていることになる。

［発明の目的］ 本発明の主たる目的は、多くの周波数成分を含
む音声信号その他の信号の伝送特性を極限的に改
善することができる全く新たな電子機器用配線材
を提供しようとするものである。

本発明の他の目的は、特に長さ方向の結晶粒界
密度を著しく稀薄化することのできる電子機器用
配線材を提供しようとするものである。

［発明の概要］ 本発明の電子機器用配線材は、結晶成長操作に
より金属結晶粒を巨大化した素材を延伸加工して
得られる線形結晶構造の線材よりなることを特徴
とするものである。

本発明者らは、結晶粒界が信号の伝送特性に与
える影響を確認するため、結晶粒界が全く存在し
ない常温液体金属である水銀を用いてスピーカコ
ードを試作し、試聴実験を行つたところ、これま
でのスピーカコードでは得られない優れた音質を
確認できた。また、高名な音楽評論家を含む音響
関係専門家による試聴を求めたところ、音の立
ち上がりが極めて速い、音像が明確である、
ダイナミツクレンジが広い、低音に迫力があ
る、音の濁りがない、等の高い評価が得られ
た。

しかし、水銀は有害物であり、スピーカコード
等の配線材として使用するには多くの制限があ
る。従つてそのような制限のない金属、例えば銅
を使用することが望ましいが、銅を結晶粒界が全
く存在しない状態で使用することは技術的に不可
能である。そこで、本発明者らは、結晶成長操作
により金属結晶粒を巨大化した素材を伸線機等を
用いて延伸することにより必要な最終線径に引落
し、これをそのままスピーカコード等の配線材と
して使用したところ、水銀を用いた場合と同様の
優れた音質を確認でき、本発明に至つたものであ
る。

すでに知られているように、金属においては、
適当な高温で所定時間焼鈍するという結晶成長操
作により、また、加熱熔融した金属を凝固点以下
の温度に徐冷して凝固させるという結晶成長操作
により、巨大化した結晶粒が形成されるものであ
る。この状態の金属素材を伸線等により長さ方向
に延伸すると、結晶粒は結晶内のすべりを伴いな
がらそれ自体細長く引き伸ばされ、結晶粒界とす
べり面とが長さ方向に配列し、全体としてあたか
も細い繊維が束ねられたように配向された線形結
晶構造となり、長さ方向の結晶粒界密度は著しく
稀薄化されるのである。

なお、延伸した線材は、焼鈍等の熱処理を行う
と、せつかく生成された線形結晶が微細結晶とな
つてしまうことから、再結晶が生ずるような条件
での熱処理は行わないで使用する必要がある。

高温焼鈍による結晶粒の巨大化は、無酸素銅の
素材を、例えば800℃以上の不活性ガス雰囲気の
中で30分以上加熱することにより実現できる。こ
の結果、結晶粒は0.4〜0.6mm程度の巨大結晶に成
長することになり、通常の焼鈍により得られる無
酸素銅軟銅線の平均結晶粒径は0.02〜0.03程度で
あることから、結晶粒界密度は、結晶粒の巨大化
によつて1/20以下に減少することになる。参考写
真１は直径1.6mmφの無酸素銅硬銅線に通常の焼
鈍（380℃、90分）を施して軟銅線にした場合の
結晶構造の顕微鏡写真（100倍）であり、参考写
真２は同様の硬銅線を900℃で90分間焼鈍して巨
大結晶に成長させた場合の結晶構造の顕微鏡写真
（100倍）であり、結晶粒の大きさの違いが明白に
現れている。

結晶粒を巨大化した無酸素銅の素材は、伸線等
によつて必要な最終線径にまで引き落される。こ
の結果、巨大結晶粒は引き落し比に比例して長さ
方向に延伸されて線形結晶となり、あたかも細い
繊維が束ねられたように配向されるので、結晶粒
界密度は長さ方向に極端に稀薄化される。すなわ
ち、平均結晶粒径が0.5mmの無酸素銅の素材を、
その外経が1.8mmφから0.18mmφまで引き落した
場合、それぞれの結晶は、素材の長さ方向に約
100倍も延伸され、１ｍ当り長さ方向には僅か20
個の結晶（または結晶粒界）が存在する程度とな
り、音声信号等に歪による影響を与える結晶粒界
の誘電的作用が著しく減少される。参考写真３〜
５は直径1.6mmφの巨大結晶無酸素銅線を伸線機
によりそれぞれ直径0.8mmφ（1/2引き落し）、0.4
mmφ（1/4引き落し）、0.18mmφ（1/9引き落し）
に引き落したときの結晶構造の顕微鏡写真（参考
写真３、４は100倍、参考写真５は200倍）であ
る。参考写真３の縦断面からは結晶粒が長さ方向
に若干延伸されることによつて結晶粒界が長さ方
向に配列している様子が伺える。参考写真４、５
の縦断面では、長さ方向に多数の筋が伸びて繊維
状の線形結晶構造となつているが、この筋は、結
晶粒界によるものと、結晶内でのすべり面による
ものとの双方に起因している。

電子機器用配線材として使用する金属素材とし
ては、酸素含有量が50ppm以下である無酸素銅
が最も望ましい。その理由は、第一に亜酸化銅等
の不純物を含まないことで信号伝送特性が向上す
るからであり、第二に亜酸化銅等の不純物が含ま
れると、これらが結晶核となつて結晶粒の巨大化
が妨げられるからである。

結晶粒の巨大化のための加熱は、素材を構成す
る金属の酸化を防止するため、アルゴンガス等の
不活性ガス雰囲気下で行うのが望ましい。加熱時
間は温度にもよるが、必要な巨大結晶を得るため
には少なくとも30分程度が必要である。

［発明の実施例］ 実施例 １ 酸素含有量が5ppmの無酸素銅を加工して得た
外径1.8mmφの銅線を、900℃の温度に設定したア
ルゴンガス雰囲気の炉中に１時間30分保持して結
晶粒を巨大化させ、その後冷却した。この銅線の
平均結晶粒径は0.6mmにまで成長していた。

続いてこの銅線を伸線機にかけて0.6mmφに引
き落し、結晶粒を長さ方向に延伸して線形結晶構
造の硬銅線を得た。この硬銅線を脚材として使用
し、アルミ箔電解コンデンサを組み立てた。

比較例 １ 酸素含有量が5ppmの無酸素銅を加工して得た
外径1.8mmφの銅線を、380℃の温度に設定したア
ルゴンガス雰囲気の炉中に１時間30分保持して結
晶粒を巨大化させ、その後冷却した。この銅線の
平均結晶粒径は0.03mm程度であつた。

続いてこの銅線を伸線機にかけて0.6mmφに引
き落して硬銅線を得た。この硬銅線を脚材として
使用し、実施例１の場合と同じアルミ箔電解コン
デンサを組み立てた。

実施例１および比較例１によつて得た電解コン
デンサを回路に組み込んだステレオアンプを製作
し、ステレオコードの再生音を試聴した。音質の
評価を数字に示すことは困難なため、熟練した専
門家の聴覚で判定したところ、実施例１の硬銅線
を使用した場合は、比較例１の硬銅線を使用した
場合に比較して著しく優れた音響効果があり、特
に高周波領域の音の抜けと音色は格段に優れたも
のであるとの評価を得た。

実施例 ２ 酸素含有量が5ppmの無酸素銅を加工して得た
外径1.8mmφの銅線を、900℃の温度に設定したア
ルゴンガス雰囲気の炉中に１時間30分保持して結
晶粒を巨大化させ、その後冷却した。この銅線の
平均結晶粒径は0.6mmにまで成長していた。

続いてこの銅線を伸線機にかけて0.18mmφに引
き落し、結晶粒を長さ方向に延伸して線形結晶構
造の硬銅線を得た。この硬銅線を54本撚り合わせ
てスピーカコードを作製した。

比較例 ２ 酸素含有量が5ppmの無酸素銅を加工して得た
外径1.8mmφの銅線を、380℃の温度に設定したア
ルゴンガス雰囲気の炉中に１時間30分保持し、そ
の後冷却した。この銅線の平均結晶粒径は0.03mm
程度であつた。

続いてこの銅線を伸線機にかけて0.18mmφに引
き落して硬銅線を得た。この硬銅線を実施施例２
の場合と同様54本撚り合わせてスピーカコードを
作製した。

実施例２および比較例２によるスピーカコード
をステレオアンプとスピーカとの接続に３ｍ使用
し、ステレオコードの再生音を試聴した。２グル
ープ、合計16名による試聴において、実施例２の
スピーカコードを使用した場合は、比較例２のス
ピーカコードを使用した場合に比較して、次のよ
うな評価が得られた。

(1) ごく自然な音響である。

(2) 音量が豊かでふくよかである。

(3) 情感に潤いが出る。

(4) 低域の音量がきわせて豊かである。

(5) 音に濁りがなく極めて透明である。

(6) ダイナミツクレンジが広く分解能が高い。

(7) 音像がしつかり定位し、音源の持つ空間の大
きさが感じとれる。

(8) バリトンの声楽ではキーの変化を感じさせ
る。

［発明の効果］ 以上説明したきた通り、本発明は、結晶粒を巨
大化した素材を長さ方向に延伸して線形結晶構造
とし、長さ方向の結晶粒界密度を極端に稀薄化し
たものであるから、結晶粒界に起因する容量リア
クタンスを極めて小さくすることができ、多数の
周波数成分を含む信号に対して、位相変移や振幅
の減衰を一様にすることが可能となる。したがつ
て、本発明の線材をオーデイオ・ビデオ機器、そ
の他の電子機器の配線材として使用した場合は、
極めて優れた信号伝送特性を実現することができ
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 結晶成長操作により金属結晶粒を巨大化した
   素材を延伸加工して得られる線形結晶構造の線材
   よりなることを特徴とする電子機器用配線材。 ２ 前記素材は酸素含有量50ppm以下の無酸素
   銅であることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の電子機器用配線材。 ３ 800℃以上の温度に30分以上保持して金属結
   晶粒を巨大化した素材を得、この素材を延伸加工
   して線形結晶構造の線材を得ることを特徴とする
   電子機器用配線材の製造方法。 ４ 前記素材は酸素含有量50ppm以下の無酸素
   銅であることを特徴とする特許請求の範囲第３項
   記載の電子機器用配線材の製造方法。 ５ 前記素材の平均結晶粒径は少なくとも0.4mm
   以上であることを特徴とする特許請求の範囲第３
   項記載の電子機器用配線材の製造方法。 ６ 金属結晶粒の巨大化は不活性ガス雰囲気下に
   て行うことを特徴とする特許請求の範囲第３項記
   載の電子機器用配線材の製造方法。