JPH0731939B2 - 高強度、良屈曲性導体 - Google Patents

高強度、良屈曲性導体

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、曲げ応力、ねじり応力、引張り応力と言っ
た力に対する耐性を改善した高強度、良屈曲性の導体に
関する。
〔従来の技術と発明の課題〕
可動体相互間又は固定体と可動体間を結ぶ導電線は、曲
げやねじり応力、或いは引張り応力を繰り返して受ける
ことが多い。従って、このような用途の導電線として
は、銅線、銅合金線或は銅メッキ鉄線の細線と行った比
較的可撓性に富む線の単体や撚り合せ集合線に絶縁処理
を施すなどしたものが用いられている。
しかしながら、それ等の導電線は、主体となる銅や鉄の
強度自体に問題があるため、引張り強度が充分でない。
そこで、各種の鋼線を芯材にしてその外周に導電層を形
成した線が提案されているが、従来のこの種の導電線は
可撓性が充分でない。従って、総合的に見た耐疲労性は
決して良いとは言えず、最近富に需要の増えている各種
のロボット、医療機器、精密電子機器、OA機器等のよう
に頻繁に動きを生りる装置の変位点間を結ぶ電気回路に
は、疲労が激しくて、早期破断を起こすことがある。
そこで、この発明は、繰り返し曲げ応力や伸び変形に充
分に耐える疲労特性等に優れた高強度、良屈曲性導体を
提供することを目的としている。
〔課題を解決するための手段〕
上記の目的を達成するため、この発明では補強用芯材と
して強度の大きいステンレス鋼線を採用し、その外周に
導電材料を被覆している。具体的には、第１図に示すよ
うに、線径が0.011mmφ以上、0.7mmφ以下、引張強度が
40kg/mm2以上100kg/mm2以下のステンレス鋼線１の外周
に、断面積比が５％以上70％以下となる鋼、アルミニウ
ム又はその合金から成る被覆層２を設けたことに特徴づ
けられるのが、この発明の導体である。
この導体は、ステンレス鋼線の外周に、断面積比が５％
以上７％以下となる銅又は銅合金の被覆層を設け、その
後、ステンレス鋼線の線径が0.011mmφ以上、0.7mmφ以
下となる迄伸線径加工し、さらに、溶体化処理のための
焼鈍工程を経て上記ステンレス鋼線の引張強度を40kg/m
m2以上、100kg/mm2以下となす方法で製造する。
また、被覆層２の材料がアルミニウム又はアルミニウム
合金である場合には、ステンレスの溶体化処理を約1000
℃とアルミニウム又はアルミニウム合金の融点以上の温
度で行うので、アルミ又はその合金の被覆を溶体化処理
後に行う。
〔作用〕
耐食性材料として知られるステンレスは一般の鉄系材料
に比べて高価であるし、引張強度も通常の鋼線に比べる
と劣る。従って、被覆により耐食性が確保され、しかも
引張強度が重視される場合の芯材としては利用されてい
ない。本発明において耐食性を必要としない芯材にあえ
てステンレスの鋼線を用いたのは、最近の需要傾向の中
から新しい課題を見い出し、ステンレスであればその課
題に対応できる優れた屈曲動性が得られることを見い出
したからにほかならない。なお、芯材となるステンレス
鋼線の線径を上述の値に限定したのは、その線径が0.01
1mmφ以下では強度的に優れるステンレスであっても、
破断力が10g以下となって僅かな力で断線するため実用
に耐えず、一方、0.7mmφ以上では、破断力が20kg以上
となり、線が硬すぎて良好な屈曲性が得られず、特に精
密電子機器用としては扱い難くなるからである。
同様に、引張強度が40kg/mm2以下では、銅線又はその合
金線と大差がないため発明の効果が薄れ、一方、100kg/
mm2以上では腰が強くなり過ぎて扱い難くなる。
また、被覆層の断面積比も、５％以下では、電子ワイヤ
に要求される導電特性を満足し得ず、70％以上ではステ
ンレス鋼線による補強効果が充分に得られない。
なお、被覆層２は、周知のメッキ法やクラッド法等によ
って形成すればよい。
また、その層２の形成時期は、ステンレス鋼線１を先に
述べた径になる迄伸線した後、又は伸線前のいずれであ
ってもよいが、アルミ又はアルミ合金の場合は融点が溶
体化温度よりも低いため、最終の溶体化処理後でなけれ
ばならない。
このほか、この発明の導体は、単線、撚線、それ等の外
周に絶縁被覆を施したもの、或いは裸線を編成したメッ
シュ導体等を最終製品として実用に供すればよい。
〔実施例〕
次に、この発明の導体の性能を見るため、従来の導体と
比較した特定測定を行った。測定に使った試供材は下記
の通りである。
・試供材 （ｉ）本発明の導体 …0.075mmφのSUS304なまし線に、0.0125mm厚の銅メ
ッキを施したもの。
…3.0mmφのSUS304鋼線に、線径を4.1mmにする銅パイ
プをクラッドし、さらに線径が0.1mmφになる迄伸線、
焼鈍を繰り返し、最終焼鈍したもの。
…線径が0.26mmφになる迄伸線したもので、他の条件
はに同じ。
…線径が0.5mmφになる迄伸線したもので、他の条件
はに同じ。
…クラッド後の線径を5.0mmφ、伸線後の線径を0.1mm
φとしたもので他の条件はに同じ。
…3.0mmφのSUS304鋼線に厚さ0.1mmの銅メッキ後、線
径が0.1mmφとなる迄伸線、焼鈍を繰り返し、最終焼
鈍。
…を素線とする７本撚線。
（ii）従来の導体 …0.1mmφ純銅なまし線。
…0.26mmφの純銅なまし線。
…0.5mmφの純銅なまし線。
…0.1mmφのCu−0.65Cr−0.13Agなまし線。
…0.26mmφのCu−0.65Cr−0.13Agなまし線。
…0.1mmφの銅被覆なまし鋼線（銅厚さ0.01mm）。
…の伸線終了線（焼鈍なし）。
…0.1mmφSUS304の溶体化処理済み線。
…の７本撚線。
また、測定は、各材料の導電率、引張強度、伸び、及び
屈曲値について行った。
但し、屈曲値は、第２図に示すように、Ｒ＝0.4mmの円
弧面に沿わせて線材を（イ）→（ロ）→（ハ）の順に屈
曲させる90゜曲げ値である。
この測定結果を次表に示す。
この表から判るように、この発明の導体は、導電率が被
覆層（試供品は銅）の断面積率に応じて変化し、周知の
銅系導体等に比較して小さくはなるが、多くの電子機器
用導電線の場合、大電流を流すことはないので、そのよ
うな用途の導電材料としては、不足の無い導電性能を確
保し得る。逆に、高周波の導体として使用する場合に
は、外周が銅やアルミニウムであるので、実質的には、
全体の平均導電率を上回る性能を期待できるし、断面積
比を変化させて導電率をコントロールできると云うメリ
ットも生まれる。
また、引張強度は、ステンレス鋼線を芯材としているた
め、銅系材料よりも３倍程度大きく（の銅被覆ステン
レス鋼線の伸線品に近い）、伸びも、銅系材料や銅被覆
なまし鉄線等に比較してはるかに優れる。
さらに、屈曲値は首記のロボット等に採用する場合、最
も重要視されるが、この発明の導体は、従来のそれと比
較にならない程優れた特性を示している。
〔発明の効果〕
以上述べたように、この発明の導体は、線径及び引張強
度の特定されたステンレス鋼線の外表面に、銅、アルミ
ニウム又はその合金を特定された断面積比の範囲で被覆
したものであるから、強度が大きく向上し、かつ導電性
能も要求値を充分に確保し得る。増強効果は、勿論、ス
テンレスの特性によるものである。
また、銅合金は、元来伸びが小さい上、高強度を得るの
に必要な冷間加工により、その伸びが著しく小さくな
る。これに対し、ステンレスは本来、高強度で焼鈍状態
で利用できるため、大きな伸びを確保できる。
さらに、ステンレスの特性により、耐疲労性、屈曲性能
も大巾に向上し、繰り返し曲げでの断線が減少する。
そのほか、ステンレスと被覆層の断面積比を限定値内で
自由に選べるのので、導電率のコントロールも可能にな
ると云う効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、この発明の高強度、良屈曲性導体の断面図、
第２図は、屈曲値の測定法を示す線図である。 １……ステンレス鋼線、２……銅、アルミニウム又はそ
の合金の被覆層。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】線径が0.01mmφ以上0.7mmφ以下、引張強
    度が40kg/mm2以上100kg/mm2以下のステンレス鋼線の外
    周に、断面積比が５％以上70％以下となる銅、アルミニ
    ウム又はその合金から成る被覆層を具備して成る高強
    度、良屈曲性導体。
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