(57)【要約】【課題】銅銀合金線材を所望の条件で撚線加工したことにより、編組状発熱導体と同等以上の性能を発揮しうると共に、生産性を大幅に向上することができる発熱導体及びその端末加工方法を提供する。【解決手段】０．０８乃至２４重量％、好ましくは３乃至１０重量％のＡｇを含有し残部がＣｕおよび不可避的不純物からなり、極めて大きな引張り強度及び屈曲強度を備えた銅銀合金線材を用いている。この銅銀合金線材の複数本を、各素線に撚り返しを施して撚り合わせた撚線としている。銅銀合金線材は熱処理後に９４％以上の減面率で冷間加工をすること、また撚線の撚りピッチは撚線外径の３乃至３０倍とすることが望ましい。【選択図】　　図１
2004055179.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
０．０８乃至２４重量％のＡｇを含有し残部がＣｕおよび不可避的不純物からなる銅銀合金線材の複数本を撚り合わせて、撚りピッチが撚線外径の３乃至３０倍の撚線としてなることを特徴とする銅銀合金の撚線導体。
【請求項２】
請求項１記載の銅銀合金の撚線導体において、
上記銅銀合金線材は、３乃至１０重量％のＡｇを含有し残部がＣｕおよび不可避的不純物からなることを特徴とする銅銀合金の撚線導体。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の銅銀合金の撚線導体において、
上記銅銀合金線材は熱処理後に冷間加工をしてなるものであることを特徴とする銅銀合金の撚線導体。
【請求項４】
請求項３記載の銅銀合金の撚線導体において、
上記冷間加工が９４％以上の減面率で行われたものであることを特徴とする銅銀合金の撚線導体。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項記載の銅銀合金の撚線導体において、
上記銅銀合金線材の素線が熱融着性を有する絶縁皮膜で被覆したものであることを特徴とする銅銀合金の撚線導体。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項記載の銅銀合金の撚線導体において、
上記撚線を構成する上記銅銀合金線材の素線には撚り返しが施されていることを特徴とする銅銀合金の撚線導体。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項記載の銅銀合金の撚線導体を、発熱導体として着座面に配してなることを特徴とする、車両座席に備えられ着座面を暖房するシート状発熱体。
【請求項８】
０．０８乃至２４重量％のＡｇを含有し残部がＣｕおよび不可避的不純物からなる銅銀合金線材の素線を、熱融着性を有する絶縁被膜で被覆し、前記絶縁被膜で被覆された素線の複数本を撚り合わせてなる撚線導体の端末を加熱することにより、前記端末における銅銀合金線材の各素線間を固着することを特徴とする銅銀合金の撚線導体の端末加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用座席等に内蔵されるシート状発熱体用として好適な銅銀合金の撚線導体、これを用いたシート状発熱体、及び銅銀合金の撚線導体の端末加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両用座席等に内蔵されるシート状発熱体を構成する発熱導体としては、特に次の２点が要求されている。すなわち、
（１）効率良く暖めるためにシート状発熱体を薄くし、かつ着座時の異物感や座席表皮面への発熱導体の浮き出しが生じないように極薄化、極細化を図ること。
（２）着座時の繰返し曲げ荷重による断線を防止するために引張りや屈曲性を向上すること。
従来、このような要求を満たすべく、高い引張り強度を備え、さらに耐屈曲性の良好な銅銀合金線材を発熱導体として用いることが検討されている。
【０００３】
銅銀合金線材は、例えば、特開２０００−１９９０４２号公報に記載されるように、２乃至１４重量％のＡｇを含有し残部がＣｕおよび不可避的不純物からなるＣｕ基合金の鋳造ロッドに縮径のための冷間加工を行い、この冷間加工の途中で１回以上の熱処理を施し、最後に熱処理を施した後に９０％以上の減面率で最終線径にまで冷間加工を行うことで製造され、極めて大きな引張り強度及び屈曲強度を備えたものである。
【０００４】
また、車両用座席等に用いられる発熱体の発熱導体として、特開２００１−９３６５６号公報に示されるように銅銀合金線材の単線もしくは複数本の撚線で構成すること、また特開２００１−３５１７６６号公報に示されるように銅銀合金線材を編組加工することにより構成すること等が知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のような従来の技術には次のような解決すべき課題があった。銅銀合金線を用いて撚線とすることにより、引張り強度及び屈曲強度の向上については改善されたが、銅銀合金線は抗張力が大きい分、伸びが少ない。このため、撚線加工時に素線の捻回破断が生じ易く、また加工後には撚り癖が生じ易く、車両用座席等の発熱体に用いた場合は着座時の異物感や座席表皮面への発熱導体の浮き出しを生じるおそれがある。
【０００６】
また銅銀合金線を用いて編組加工する場合は、生産性が著しく低いという課題がある。すなわち、編組状への加工速度は、通常毎分２ｍ以下、編組するピッチが小さい場合は毎分０．５ｍ以下程度が限度であり、発熱導体の製造工程において著しく生産性を阻害する要因となっている。
【０００７】
本発明は、かかる点に着目してなされたもので、銅銀合金線材を所望の条件で撚線加工したことにより、編組状発熱導体と同等以上の性能を発揮しうると共に、生産性を大幅に向上することができる、発熱導体に用いるのに好適な撚線導体及びその端末加工方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は以上の目的を達成するため、次の構成を採用する。
〈構成１〉
０．０８乃至２４重量％のＡｇを含有し残部がＣｕおよび不可避的不純物からなる銅銀合金線材の複数本を撚り合わせて、撚りピッチが撚線外径の３乃至３０倍の撚線としてなることを特徴とする銅銀合金の撚線導体。
【０００９】
〈構成２〉
構成１記載の銅銀合金の撚線導体において、上記銅銀合金線材は、３乃至１０重量％のＡｇを含有し残部がＣｕおよび不可避的不純物からなることを特徴とする銅銀合金の撚線導体。
【００１０】
〈構成３〉
構成１又は２に記載の銅銀合金の撚線導体において、上記銅銀合金線材は熱処理後に冷間加工をしてなるものであることを特徴とする銅銀合金の撚線導体。
【００１１】
〈構成４〉
構成３記載の銅銀合金の撚線導体において、上記冷間加工が９４％以上の減面率で行われたものであることを特徴とする銅銀合金の撚線導体。
【００１２】
〈構成５〉
構成１乃至４のいずれか１項記載の銅銀合金の撚線導体において、上記銅銀合金線材の素線が熱融着性を有する絶縁皮膜で被覆したものであることを特徴とする銅銀合金の撚線導体。
【００１３】
〈構成６〉
構成項１乃至５のいずれか１項記載の銅銀合金の撚線導体において、上記撚線を構成する上記銅銀合金線材の素線には撚り返しが施されていることを特徴とする銅銀合金の撚線導体。
【００１４】
〈構成７〉
請求項１乃至６のいずれか１項記載の銅銀合金の撚線導体を、発熱導体として着座面に配してなることを特徴とする、車両座席に備えられ着座面を暖房するシート状発熱体。
【００１５】
〈構成８〉
０．０８乃至２４重量％のＡｇを含有し残部がＣｕおよび不可避的不純物からなる銅銀合金線材の素線を、熱融着性を有する絶縁被膜で被覆し、前記絶縁被膜で被覆された素線の複数本を撚り合わせてなる撚線導体の端末を加熱することにより、前記端末における銅銀合金線材の各素線間を固着することを特徴とする銅銀合金の撚線導体の端末加工方法。
【００１６】
上述のように本発明においては、０．０８乃至２４重量％のＡｇを含有し残部がＣｕおよび不可避的不純物からなる銅銀合金線材を使用するものであるが、Ａｇの含有量が０．０８重量％未満では耐屈曲性において純銅と殆ど変わらず、またＡｇの含有量が２４重量％を超えると素線が硬すぎて加工性が悪い。強度と加工性がバランスした最適なＡｇの含有量は、３乃至１０重量％である。
【００１７】
銅銀合金線材は、連続鋳造で鋳造し、析出熱処理後、９４％以上の減面率で冷間加工を行う方法で製造される。銅銀合金化、冷間加工付与をすることによって、線材の剛性、弾性が向上し耐屈曲性が向上する。
【００１８】
この冷間加工を９４％以上の減面率で行うことで共晶組織が微細なフィラメント状に引き延ばされて緻密な繊維強化組織が形成される。また、析出熱処理後に高い冷間加工を加えることで、加工による転位の集積に対する微細析出物のピン止め効果が発揮され、１０００ＭＰａ以上の高い引っ張り強度を得ることができる。また、銀と銅から成るので、半田付け接続性が極めて良い。しかも、銀と銅の２元系の材料から成るため、リサイクル性と環境への対応性も優れたものとなる。
【００１９】
銅銀合金線材は、撚線構造とすることでも耐屈曲性が向上するが、同線材の抗張力が高く伸びが少ないため、撚線構造とするに当たっては各素線に撚り返しを施すことにより、走行中の素線の捻回破断を防止し、撚線成形後の撚り癖を緩和することができる。
【００２０】
撚り返し機構を付属した撚線機の１例を図３に示す。各送線ボビン２１から送り出される各素線２２は撚線機２３において撚り合わせられる。撚線機２３はガイドプーリー２４が撚線機２３の中心軸の周囲を旋回する構造である。各素線２２を引き取りながらガイドプーリー２４を旋回させることで、各素線２２が束ねられ撚り合わせられる。ガイドプーリー２４の旋回にあわせて巻取りボビン２５も回転するが、両者の回転速度には差があり、その差の分だけ撚線２６が巻取りボビン２５に巻き取られる。ここで、撚り返し機構を付属した撚線機では、各素線２２の各送線ボビン２１もガイドプーリー２４の旋回と同期して回転することで素線２２に捻りを与える構造となっており、撚線機２３に送り込まれる各素線２２に予め撚り返しが施されることとなる。
【００２１】
このような撚り返しを施さずに撚線をした場合には、撚り合わせの際、個々の素線に対しても捻りの応力が加わることとなる。これは、伸びの少ない銅銀合金線材では捻回破断の原因となる。また、端末処理を行うために撚線を切断すると、抗張力の高い銅銀合金線材では各素線が捻りの応力を解放しようとするため、撚線が切り口の部分で勢い良く素線にばらけてしまう。一方、予め撚り返しを施しておけば、撚り合わせの際の捻りの応力は相殺されるので、上記問題を改善することができる。
【００２２】
撚線機としては上述のものだけでなく、巻取りボビンの周囲を線を挿通した弓が旋回するタイプのものなど各種の装置が使用でき、撚り返し装置についても、送線ボビンの周囲を弓が旋回するタイプのもの、あるいは「トンボ」と呼ばれる送線ガイドが各送線ボビンに備えられて送線ボビンとともに回転するタイプのものなど、各種の装置が使用できる。
【００２３】
また、銅銀合金線材の複数素線をそれぞれポリウレタン等の熱融着性の絶縁材料で被覆しておくことにより、例えば接続端子等に接続する際に、銅銀合金線材の各端末を加熱融着して各素線のばらけを防止することができる。ばらけが防止されることにより銅銀合金線材の端末加工が容易となる。
【００２４】
また、撚線の撚りピッチを撚線外径の３乃至３０倍とすることによって、発熱導体として構成するための拘束力を保つことができる。
撚りピッチが外径の３倍未満では撚り癖が大きいか、もしくは破断してしまい、逆に、３０倍を超えると撚りがまとまらずに素線が浮き出てしまうおそれがあるので、いずれも発熱導体としては適当でない。
本発明の発熱導体は、編組状発熱体と比較すると、生産性は１０乃至２０倍向上し、耐屈曲性は同等以上の性能を備える。
【００２５】
〈実施例〉
次に、本発明の発熱導体における実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施例の概要を示す図である。
本発明の発熱導体１０は、銅銀合金線材を線径０．０５ｍｍまで伸線加工してなる素線１１に３種ポリウレタン被覆１２を施した後、１４本を同心撚りすることにより構成したものである。撚線外径は０．２ｍｍ、撚線時の撚りピッチは約４ｍｍである。
【００２６】
次に、この発熱導体１０と編組状発熱体との比較を示す。
（１）生産性について
一般的な編組装置（最高回転数が毎分１００回転、素線撚りピッチ４ｍｍ）の製造速度は、０．４ｍ／分であるのに対し、
本発明の発熱導体１０を構成する撚線機の最高回転数は、毎分２０００乃至３０００回転、撚り返し機構を付属した撚線機の最高回転数は、毎分１０００乃至２０００回転であるので、生産性は送線機の最高回転数によって決定する。
このことにより、本発明の撚りピッチ４ｍｍの発熱導体１０は、毎分１０００回転数で４ｍ／分、毎分２０００回転数で８ｍ／分の速度で製造可能であり、編組状発熱体に比べて１０乃至２０倍の生産性を実現することができた。
【００２７】
（２）耐屈曲性について
どちらも線径０．０５ｍｍの銅銀合金線材を１４本用いて、編組加工した編組線と、撚り返しを施しながら同心撚り加工した撚線とをそれぞれ屈曲試験したところ、編組線の方が１万５千回で破断したのに対して、撚線の方は約３倍の４万３千回で破断した。
但し、この屈曲試験は、図２に示すように、編組線及び撚線の各試料１５を３０ｇの重り１６を付けて垂下させ、同試料１５の両側を、曲率半径０．５ｍｍの曲面を有する一対の押えブロック１７で押えた状態において、片側９０度で１往復を１回とし、毎分６０回屈曲させて破断までの回数を測定した。
【００２８】
上記屈曲試験で示されたように本発明の発熱導体の耐屈曲性が優れているのは、次の理由が考えられる。すなわち、
加工時、編組線の方には各素線に捻り応力が加わっているのに対して、撚線の方には素線に撚り返しが施されているため捻り応力が加わっていないためと、曲げ荷重が加わった際に編組線の方は扁平になることから、扁平の縁にあたる部分で各素線に高い曲げ歪が加わるのに対して、撚線の方は横断面がほぼ円形であることから素線への曲げ歪が分散され一点に荷重が集中しないためである。
【００２９】
（３）極薄化、極細化について
発熱導体としての仕様を満足する構成としては、銅銀合金線材の素線の線径が０．０５ｍｍの絶縁導体を使用する場合、撚り本数は３乃至５０本である。
一番太い構成として線径が０．０５ｍｍの絶縁導体を５０本使用した撚線を例に挙げると、外径が約０．４ｍｍの略円形断面形状の導体となる。一方、同本数の絶縁導体を編組加工した場合、編組線は外径約２．０ｍｍの円筒状の袋打ち導体となる。この編組線はシート状発熱体に用いられる際は扁平となり、その厚さは０．２ｍｍ乃至０．５ｍｍである。
【００３０】
一般に、編組線は扁平な形状を有するので、導体を薄くして着座感を向上させるのに適していると考えられている。しかし実際は、編組はその構造上隙間が多く導体密度が粗いため、結果として外径が太くなり厚さもさほど薄くできない。従って、上記撚線の発熱導体は細さの点で編組線より優れ、薄さの点でもシート装着時の要求に充分応えることができる。
【００３１】
次に、銅銀合金線材の複数素線をそれぞれポリウレタンで被覆してなる本発明に係る発熱導体を試料として、端末処理試験を行った結果を述べる。
この試験では、長さ約２０ｃｍの試料を複数本用意し、これらの試料の中間部を加熱した。加熱は２３０℃、２５０℃で、それぞれ３乃至１８秒行った。そして、それぞれの加熱部分を冷却後、切断して切断部における、ばらけ状態を観察した。
【００３２】
試験結果、２３０℃で１２秒程度、あるいは２５０℃で９秒程度にそれぞれ加熱すると、素線間で熱融着し、切断しても端末が一体化して、ばらけないことを確認した。
なお、撚線の全長に亘って加熱した場合は導体の電気抵抗値が０．２乃至０．３％程低下し、かつ導体が硬くなって可撓性が乏しくなり、さらに加熱後に曲げると融着部が剥離して、ばらけてくること等が分った。
本発明においては、撚線の各素線を被覆する材料は、ポリウレタンに限定されることはなく、熱融着性の他の適当な絶縁材料を用いてもよいことは勿論である。
【００３３】
【発明の効果】
以上、本発明によれば、０．０８乃至２４重量％のＡｇを含有し残部がＣｕおよび不可避的不純物からなる銅銀合金線材の複数本を各素線に撚り返しを施して撚り合わせた撚線としたことにより、編組状発熱導体と同等以上の性能を発揮しうると共に、生産性を大幅に向上することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる発熱導体の一実施例を示す斜視図である。
【図２】発熱導体の屈曲試験の方法を説明するための概略図である。
【図３】撚り返し機構を付属した撚線機の例を示す概略図である。
【符号の説明】
１０　発熱導体
１１　素線
１２　被覆
１５　試料
１６　重り
１７　押えブロック
２１　送線ボビン
２２　素線
２３　撚線機
２４　ガイドプーリー
２５　巻取りボビン
２６　撚線
【図１】
2004055179.tif 000003
【図２】
2004055179.tif 000004
【図３】
2004055179.tif 000005