(57)【要約】【課題】導体線および被覆導体層の表面に形成される酸化皮膜を除去するための事前処理を必要とすることなく、且つ、大気中にて製造が可能な、複合導体線の製造方法の提供。【解決手段】導体線（１１）と、導体線（１１）の外周面に密着する被覆導体層（１２）と、を備えた複合導体線（１０）の製造方法は、管状体（２２）の中空部に線状体（２１）を、両者間に隙間（４１）が存在するように配置する配置工程と、管状体及び線状体を軸線方向に移動させながら径方向内側に向けて圧縮する縮径処理により、管状体の内周面と線状体の外周面とを密着させる密着工程と、を含む。密着工程は、縮径処理の初期（範囲Ｓ１）にて、管状体が長さ方向に引き延ばされながら線状体に近付き、縮径処理の中期（範囲Ｓ２）にて、管状体と線状体とが接触すると共に相対的に摺動し、縮径処理の後期（範囲Ｓ３）にて、管状体と線状体とが密着固定されるように実行される。【選択図】図２
2018051604.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の導体から構成された導体線と、前記導体線の外周面を覆うように密着する第２の導体から構成された被覆導体層と、を備えた複合導体線の製造方法であって、
前記第２の導体から構成された管状体の中空部に前記第１の導体から構成された線状体を、前記管状体と前記線状体との間に隙間が存在するように、配置する配置工程と、
前記管状体及び前記線状体を軸線方向に移動させながら径方向内側に向けて圧縮する縮径処理により、前記管状体の内周面と前記線状体の外周面とを密着させる密着工程と、を含み、
前記密着工程は、
前記縮径処理の初期において、前記管状体が長さ方向に引き延ばされながら前記線状体に近付き、前記縮径処理の中期において、前記管状体と前記線状体とが接触すると共に相対的に摺動し、前記縮径処理の後期において、前記管状体と前記線状体とが密着固定される、ように実行される、
複合導体線の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の製造方法において、
前記配置工程が、前記管状体及び前記線状体の表面に形成される酸化皮膜を除去する処理を行うことなく実行され、
前記密着工程が、大気中にて実行される、
複合導体線の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の製造方法において、
前記第１の導体が、アルミニウム又はアルミニウム合金であり、
前記第２の導体が、銅又は銅合金である、
複合導体線の製造方法。
【請求項４】
請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の製造方法において、
前記管状体及び前記線状体の前記軸線に直交する断面の形状が、円形であり、
前記縮径処理の前の前記管状体の内径及び外径の大きさ、前記縮径処理の前の前記線状体の外径の大きさ、前記縮径処理における前記管状体の縮径比、及び、前記縮径処理における前記線状体の縮径比が、前記初期、前記中期及び前記後期を経た前記縮径処理が可能であるように設定される、
複合導体線の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１の導体から構成された導体線と、導体線の外周面を覆うように密着する第２の導体から構成された被覆導体層と、を備えた複合導体線の製造方法、に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、異なる種類の導体を積層するように構成した複合導体線（クラッド線）が提案されている（例えば、特許文献１〜４を参照。）。この主の複合導体線として、例えば、アルミニウム製の導体線の外周面を覆うように銅製の融着皮膜を形成した複合導体線（いわゆる、銅クラッドアルミ線）が挙げられる。
【０００３】
複合導体線の製造方法として、例えば、従来の製造方法の一つ（以下「従来製法」という。）では、芯材（導体線）と被覆材（被覆導体層）とを密着させる前の事前処理として、芯材が、脱脂槽を経て脱脂された後にブラシによって研磨される。更に、不活性ガス中にて、そのような事前処理を経た芯材と被覆材とが、絞りダイスを経ることによって圧縮および密着される。このような工程を経て、複合導体線（クラッド線）が製造されるようになっている（特に、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−１０８２５号公報
【特許文献２】特開平８−７６７７号公報
【特許文献３】特開平１−２９５８４１号公報
【特許文献４】特開２０１５−６５０８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来製法は、脱脂槽による脱脂処理およびブラシによる研磨処理により、芯材（導体線）の表面を清浄化するようになっている。一方、このような清浄化とは別に、複合導体線（クラッド線）を製造するための導体線（芯材）及び被覆導体層（被覆材）の表面には、通常、大気中の酸素に起因して酸化皮膜が形成される。換言すると、導体線および被覆導体層が、酸化皮膜によって覆われた不動態となる。このような酸化皮膜は、導体線（芯材）と被覆導体層（被覆材）との接合強度を低下させる原因となり得るため、複合導体線（クラッド線）を製造する際に除去することが求められる。具体的には、一般に、事前処理として、酸化皮膜を破壊・除去するためのブラッシング及びシェービング等を行うことが求められる。
【０００６】
しかし、そのような事前処理を行うためには、通常、専用の設備が必要となる。更に、ブラッシング等によって酸化皮膜を除去する場合、除去後の導体線（芯材）及び被覆導体層（被覆材）の表面粗さが過度に大きくならないよう、ブラシの材料およびブラッシングの際の押圧力などに配慮する必要がある。加えて、酸化皮膜の除去後に再び酸化皮膜が形成されないよう、除去後の各工程を真空中または不活性ガス中にて行う必要がある。これらの結果、複合導体線（クラッド線）を製造するための工程が煩雑となり、ひいては、複合導体線の製造コストが高まることになる。
【０００７】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、導体線および被覆導体層の表面に形成される酸化皮膜を除去するための事前処理を必要とすることなく、且つ、大気中にて製造が可能な複合導体線の製造方法、を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前述した目的を達成するために、本発明に係る「複合導体線の製造方法」は、下記（１）〜（４）を特徴としている。
（１）
第１の導体から構成された導体線と、前記導体線の外周面を覆うように密着する第２の導体から構成された被覆導体層と、を備えた複合導体線の製造方法であって、
前記第２の導体から構成された管状体の中空部に前記第１の導体から構成された線状体を、前記管状体と前記線状体との間に隙間が存在するように、配置する配置工程と、
前記管状体及び前記線状体を軸線方向に移動させながら径方向内側に向けて圧縮する縮径処理により、前記管状体の内周面と前記線状体の外周面とを密着させる密着工程と、を含み、
前記密着工程は、
前記縮径処理の初期において、前記管状体が長さ方向に引き延ばされながら前記線状体に近付き、前記縮径処理の中期において、前記管状体と前記線状体とが接触すると共に相対的に摺動し、前記縮径処理の後期において、前記管状体と前記線状体とが密着固定される、ように実行される、
複合導体線の製造方法であること。
（２）
上記（１）に記載の製造方法において、
前記配置工程が、前記管状体及び前記線状体の表面に形成される酸化皮膜を除去する処理を行うことなく実行され、
前記密着工程が、大気中にて実行される、
複合導体線の製造方法であること。
（３）
上記（１）又は上記（２）に記載の製造方法において、
前記第１の導体が、アルミニウム又はアルミニウム合金であり、
前記第２の導体が、銅又は銅合金である、
複合導体線の製造方法であること。
（４）
上記（１）〜上記（３）の何れか一つに記載の製造方法において、
前記管状体及び前記線状体の前記軸線に直交する断面の形状が、円形であり、
前記縮径処理の前の前記管状体の内径及び外径の大きさ、前記縮径処理の前の前記線状体の外径の大きさ、前記縮径処理における前記管状体の縮径比、及び、前記縮径処理における前記線状体の縮径比が、前記初期、前記中期及び前記後期を経た前記縮径処理が可能であるように設定される、
複合導体線の製造方法であること。
【０００９】
上記（１）の構成の複合導体線の製造方法によれば、縮径処理の初期において、管状体（密着工程の後、被覆導体層を形成することになる）は、長さ方向に引き延ばされながら、線状体（密着工程の後、導体線を形成することになる）に近付く。このとき、管状体の表面の酸化皮膜は一般に管状体の母材よりも固く延び難いため、酸化皮膜に亀裂等が生じて管状体の母材（酸化していない新生面）が表面に露出する。次いで、縮径処理の中期において、管状体と線状体とが接触した状態で摺動する。このとき、この摺動（擦り合わせ）により、線状体の表面の酸化皮膜に剥離等が生じて線状体の母材（酸化していない新生面）が表面に露出する。同様に、この摺動により、管状体の母材も更に表面に露出する。そして、縮径処理の後期において、管状体および線状体の母材同士（新生面同士）が密着した状態にて固定（例えば、拡散接合）される。
【００１０】
このように、本構成の製造方法によれば、縮径処理において管状体および線状体の母材（新生面）が露出された後に密着固定（接合）されることになるため、それらの表面の酸化皮膜を事前に除去する必要がない。更に、縮径処理（初期〜後期）は一般に極めて短時間に行われ、特に縮径処理の中期以降は管状体および線状体の母材（新生面）が密着したまま（例えば、大気に曝されることなく）行われることになる。よって、真空中および不活性ガス中などの特殊な環境下にて各工程を行う必要もない。
【００１１】
したがって、本構成の複合導体線の製造方法は、導体線および被覆導体層の表面に形成される酸化皮膜を除去するための事前処理を必要とすることなく、且つ、大気中にて複合導体線の製造が可能である。
【００１２】
上記（２）の構成の複合導体線の製造方法によれば、実際に、管状体および線状体の表面の酸化皮膜を除去する事前処理を必要とせず、大気中にて複合導体線を製造できる。よって、複合導体線を製造するための工程を簡略化でき、複合導体線の製造コストを低減し得る。
【００１３】
上記（３）の構成の複合導体線の製造方法によれば、アルミニウムの軽量性と銅の耐食性とを兼ね備える複合導体線（いわゆる、銅クラッドアルミ線）の製造に、本発明の製造方法を適用できる。
【００１４】
上記（４）の構成の複合導体線の製造方法によれば、上述した縮径処理（初期、中期および後期の順の処理）を実行可能であるように、縮径処理の前の管状体の内径及び外径の大きさ、縮径処理の前の線状体の外径の大きさ、縮径処理における管状体の縮径比、及び、縮径処理における線状体の縮径比が、設定される。これらパラメータの具体的な値は、最終的な複合導体線の太さ、第１の導体（線状体の材料）及び第２の導体（管状体の材料）、及び、製造の容易さ等を考慮し、あらかじめ実験等を行うことにより、特定し得る。
【００１５】
なお、縮径処理における「縮径比」として、例えば、縮径処理の前の外径の大きさに対する縮径量（縮径前の外径の大きさと、縮径後の外径の大きさと、の差）の割合などが用いられ得る。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、導体線および被覆導体層の表面に形成される酸化皮膜を除去するための事前処理を必要とすることなく、且つ、大気中にて複合導体線の製造が可能な複合導体線の製造方法を提供できる。
【００１７】
以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という。）を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、本実施形態に係る複合導体線の製造方法によって製造された複合導体線を軸線に直交する平面によって切断した場合の断面図である。
【図２】図２は、図１の複合導体線の製造方法を説明するための模式図であって、複合導体線および絞りダイスを軸線に平行な平面によって切断した場合の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照しながら、本発明に係る複合導体線（以下「複合導体線１０」という。）の製造方法の実施の形態について説明する。
【００２０】
図１に示すように、複合導体線１０は、導体線１１と、導体線１１の外周面を覆うように密着した被覆導体層１２と、を有している。導体線１１は、一般的な工業用純アルミニウム、又は、アルミニウムに他の添加元素（Ｆｅ及びＭｇ等）を添加したアルミニウム合金から構成されている。導体線１１に用いられるこれらアルミニウム材料は、導体線１１に要求される重量、強度及び耐久性等を考慮して適宜選択されればよく、特に制限されない。一方、被覆導体層１２は、銅、又は、銅に他の添加元素を添加した銅合金から構成されている。なお、図１は、図２におけるＡ−Ａ断面図に相当する。
【００２１】
複合導体線１０は、図２に示すように、導体線１１を構成することになる線状体２１と、被覆導体層１２を構成することになる管状体２２とを、それらの軸線方向に移動させながら絞りダイス３１によって径方向内側に圧縮することにより、製造される。本実施形態においては、図中の黒色矢印に示すように、図中の右側から左側に向けて線状体２１及び管状体２２がそれらの軸線方向に移動することになる。なお、この移動は、引き出し装置（図示省略）によって線状体２１及び管状体２２を一括して図中の左方向に引くことによって実現される。
【００２２】
より具体的に述べると、まず、管状体２２の中空部に線状体２１が挿入されるように、線状体２１及び管状体２２を配置する（配置工程。絞りダイス３１に導入される前の配置を参照）。この配置は、例えば、管状体２２を形成するための薄板状のテープ材を管状（パイプ状）に成形しながら、線状体２１の周りに連続的に配置することによって行われ得る。更に、この配置は、例えば、管状体２２を形成するための材料を加熱して溶融させ、この溶融体を線状体２１の周りに連続的に押し出しながら冷却することによって行われ得る。
【００２３】
上述したように線状体２１及び管状体２２が配置されたとき、一般に、線状体２１及び管状体２２の表面には大気中の酸素に起因した酸化皮膜が形成されている。しかし、複合導体線１０の製造方法においては、これら酸化皮膜を除去するための特段の処理は行わない。
【００２４】
管状体２２は、絞りダイス３１の入口側の開口部３２から絞りダイス３１に導入される時点にて、外径Ｄ１及び厚さｔ１を有する円管状（パイプ状）の部材である。一方、線状体２１は、入口側の開口部３２から絞りダイス３１に導入される時点にて、外径Ｄ２を有する線状（円柱状）の部材である。管状体２２の中空部に線状体２１が配置されたとき、管状体２２の内周面と線状体２１の外周面との間には、隙間４１が存在する。換言すると、管状体２２の外径Ｄ１及び厚さｔ１、並びに、線状体２１の外径ｄ１は、線状体２１と管状体２２との間に隙間４１が存在するように設定される。
【００２５】
管状体２２は、絞りダイス３１を通過する過程において径方向内側に圧縮され（縮径され）、絞りダイス３１の出口側の開口部３３から排出される時点にて、外径ｄ１及び厚さｔ２を有することになる。一方、線状体２１も、絞りダイス３１を通過する過程において径方向内側に圧縮され（縮径され）、出口側の開口部３３から排出される時点にて、外径ｄ２を有することになる。換言すると、線状体２１及び管状体２２は、それらの軸線方向（図中の左方向）に向けて移動しながら径方向内側に向けて圧縮され、管状体２２の内周面と線状体２１の外周面とが密着することになる（密着工程）。本実施形態における複合導体線１０の製造方法においては、このような線状体２１と管状体２２との密着は、大気中にて行われる。
【００２６】
以下、線状体２１及び管状体２２が径方向内側に向けて圧縮される処理（縮径処理）についてより詳細に述べる。図２に示すように、縮径処理の初期（図中の範囲Ｓ１での処理）において、管状体２２は径方向内側に圧縮されるものの、線状体２１は未だ圧縮されない。縮径処理の初期（範囲Ｓ１）において、管状体２２は、絞りダイス３１の内壁面に沿って長さ方向（軸線方向に対して絞りダイス３１の内壁面の傾きの分だけ傾いた方向）に引き延ばされながら、線状体２１の外周面に向けて近付く。
【００２７】
管状体２２が上述したように引き延ばされることにより、管状体２２の表面に形成された酸化皮膜（例えば、酸化銅の皮膜）に亀裂等が生じ、管状体２２の母材（酸化していない銅または銅合金の新生面）が管状体２２の表面に露出する。
【００２８】
次いで、縮径処理の中期（図中の範囲Ｓ２での処理）において、管状体２２の内周面と線状体２１の外周面とが接触すると共に、両者が相対的に摺動しながら、線状体２１及び管状体２２の双方が径方向内側に圧縮される。
【００２９】
具体的には、管状体２２の内周面と線状体２１の外周面との接触が始まる時点において、管状体２２の移動速度は、線状体２１の移動速度よりも遅い。これは、線状体２１及び管状体２２を軸線方向に沿って移動させるエネルギ（上述した引き出し装置（図示省略）による引き抜きのエネルギ）が、線状体２１と管状体２２とが隙間４１だけ離れている分（換言すると、縮径処理の初期において管状体２２を引き延ばす分）、管状体２２において余分に消費されるためである。別の言い方をすると、管状体２２では、上記エネルギが縮径処理の初期における引き延ばし及びその後の軸線方向への移動に用いられるのに対し、線状体２１では、上記エネルギの大部分が軸線方向への移動に用いられるためである。
【００３０】
線状体２１の外周面と管状体２２の内周面とが上述したように摺動することにより、線状体２１の表面の酸化皮膜（例えば、酸化アルミニウムの皮膜）に剥離等が生じ、線状体２１の母材（酸化していない純アルミニウム又はアルミニウム合金の新生面）が線状体２１の表面に露出する。なお、このとき、管状体２２の内周面においても、同様に、酸化皮膜の剥離等に伴って管状体２２の母材（酸化していない銅または銅合金の新生面）が露出する。このような摺動および新生面の露出は、線状体２１の外周面と管状体２２の内周面とが密着した状態にて生じる。そのため、線状体２１及び管状体２２の新生面は、露出した後に実質的に大気に接触することがない。
【００３１】
その後、縮径処理の後期（図中の範囲Ｓ３での処理）において、線状体２１及び管状体２２の母材同士（新生面同士）が密着した状態にて、線状体２１及び管状体２２が径方向内側に圧縮され、線状体２１と管状体２２とが相対移動不能に固定される（例えば、拡散接合される）。絞りダイス３１の出口側の開口部３３から、このように密着固定された線状体２１及び管状体２２が排出される。これにより、図１に示す断面構造（導体線１１及び被覆導体層１２）を有する複合導体線１０が、製造される。
【００３２】
上述した縮径処理（初期、中期および後期の順の処理）は、例えば、縮径処理の前の管状体２２の外径Ｄ１の大きさ、厚さｔ１（内径と外径との差）、縮径処理の前の線状体２１の外径Ｄ２の大きさ、縮径処理における管状体２２の縮径比（Ｄ１，ｄ１，ｔ１及びｔ２から算出）、及び、縮径処理における線状体２１の縮径比（Ｄ２及びｄ２から算出）が適切な値に設定されることにより、実現される。これらパラメータの具体的な値は、例えば、最終的な複合導体線１０の太さ、線状体２１の材料および管状体２２の材料、及び、製造の容易さ等を考慮し、あらかじめ実験等を行うことにより、特定され得る。更に、必要に応じて、絞りダイス３１の形状等を上述した縮径処理に適した形状に設定してもよい。
【００３３】
このように、本実施形態における複合導体線１０の製造方法によれば、縮径処理（範囲Ｓ１，Ｓ２及びＳ３を経た処理）において管状体２２及び線状体２１の母材（新生面）が露出された後に密着固定（接合）されることになるため、それらの表面の酸化皮膜を事前に除去する必要がない。更に、縮径処理は一般に極めて短時間に行われ、特に縮径処理の中期以降（範囲Ｓ２以降）は管状体２２及び線状体２１の母材（新生面）が密着したまま（例えば、大気に曝されることなく）行われることになる。よって、真空中および不活性ガス中などの特殊な環境下にて各工程を行う必要もない。
【００３４】
したがって、本実施形態における複合導体線１０の製造方法は、導体線１１および被覆導体層１２の表面に形成される酸化皮膜を除去するための事前処理を必要とすることなく、且つ、大気中にて複合導体線１０の製造が可能である。
【００３５】
なお、本発明は上記各実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。
【００３６】
例えば、上述した実施形態では、線状体２１及び管状体２２が絞りダイス３１によって圧縮されることにより（即ち、１回の圧縮により）、複合導体線１０が製造されている。しかし、本発明の複合導体線の製造方法は、上述した配置工程および密着工程による圧縮を経た後、別の絞りダイスによる更なる圧縮工程を含んでもよい。これにより、所望の太さの複合導体線を製造できる。なお、２回目以降の圧縮工程では導体線１１と被覆導体層１２との間の摺動は生じないため、従来通りの手法によって圧縮工程が行われればよい。
【００３７】
ここで、上述した本発明に係る複合導体線の製造方法の実施形態の特徴をそれぞれ以下（１）〜（４）に簡潔に纏めて列記する。
（１）
第１の導体から構成された導体線（１１）と、前記導体線（１１）の外周面を覆うように密着する第２の導体から構成された被覆導体層（１２）と、を備えた複合導体線（１０）の製造方法であって、
前記第２の導体から構成された管状体（２２）の中空部に前記第１の導体から構成された線状体（２１）を、前記管状体と前記線状体との間に隙間（４１）が存在するように、配置する配置工程と、
前記管状体（２２）及び前記線状体（２１）を軸線方向に移動させながら径方向内側に向けて圧縮する縮径処理により、前記管状体（２２）の内周面と前記線状体（２１）の外周面とを密着させる密着工程と、を含み、
前記密着工程は、
前記縮径処理の初期（範囲Ｓ１）において、前記管状体（２２）が長さ方向に引き延ばされながら前記線状体（２１）に近付き、前記縮径処理の中期（範囲Ｓ２）において、前記管状体（２２）と前記線状体（２１）とが接触すると共に相対的に摺動し、前記縮径処理の後期（範囲Ｓ３）において、前記管状体（２２）と前記線状体（２１）とが密着固定される、ように実行される、
複合導体線の製造方法。
（２）
上記（１）に記載の製造方法において、
前記配置工程が、前記管状体（２２）及び前記線状体（２１）の表面に形成される酸化皮膜を除去する処理を行うことなく実行され、
前記密着工程が、大気中にて実行される、
複合導体線の製造方法。
（３）
上記（１）又は上記（２）に記載の製造方法において、
前記第１の導体が、アルミニウム又はアルミニウム合金であり、
前記第２の導体が、銅又は銅合金である、
複合導体線の製造方法。
（４）
上記（１）〜上記（３）の何れか一つに記載の製造方法において、
前記管状体（２２）及び前記線状体（２１）の前記軸線に直交する断面の形状が、円形であり、
前記縮径処理の前の前記管状体の内径及び外径の大きさ（Ｄ１，ｔ１）、前記縮径処理の前の前記線状体の外径の大きさ（Ｄ２）、前記縮径処理における前記管状体の縮径比（Ｄ１，ｄ１，ｔ１，ｔ２から算出）、及び、前記縮径処理における前記線状体の縮径比（Ｄ２及びｄ２から算出）が、前記初期、前記中期及び前記後期を経た前記縮径処理（範囲Ｓ１）〜Ｓ３）が可能であるように設定される、
複合導体線の製造方法。
【符号の説明】
【００３８】
１０    複合導体線
１１    導体線
１２    被覆導体層
２１    線状体
２２    管状体
３１    絞りダイス
４１    隙間
【図１】
2018051604.tif 000003
【図２】
2018051604.tif 000004