(57)【要約】【課題】  引張り強さ、耐屈曲性、高導電性のバランスがとれた銅合金線を用い、かつ可撓性導体及びシールド編組の機械特性（引張り強度、耐屈曲性）を向上させて長寿命化したキャブタイヤケーブルとする。【解決手段】  可撓性導体１の上に絶縁被覆２を設けて絶縁心線とし、この可撓性絶縁心線にシールド編組３を被せて可撓性のシールド付絶縁心線とし、このシールド付可撓性絶縁心線にシース４を被せたキャブタイヤケーブルにおいて、上記可撓性導体１及びシールド編組３を、無酸素銅（９９．９９９ｗｔ％Ｃｕ）にＳｎとＩｎを添加したＣｕ−Ｓｎ−Ｉｎ合金から構成する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性導体の上に絶縁被覆を設けて絶縁心線とし、この可撓性絶縁心線にシールド編組を被せて可撓性のシールド付絶縁心線とし、このシールド付可撓性絶縁心線にシースを被せたキャブタイヤケーブルにおいて、
上記可撓性導体及びシールド編組が、無酸素銅（９９．９９９ｗｔ％Ｃｕ）にＳｎとＩｎを添加したＣｕ−Ｓｎ−Ｉｎ合金からなることを特徴するＣｕ−Ｓｎ−Ｉｎ合金を使用したキャブタイヤケーブル。
【請求項２】
請求項１記載のＣｕ−Ｓｎ−Ｉｎ合金を使用したキャブタイヤケーブルにおいて、
上記Ｃｕ−Ｓｎ−Ｉｎ合金が、引張り強さが８５０ＭＰａ以上、破断までの曲げ回数が１万回以上、導電性が７５％ＩＡＣＳ以上である材料からなることを特徴するＣｕ−Ｓｎ−Ｉｎ合金を使用したキャブタイヤケーブル。
【請求項３】
請求項１又は２記載のＣｕ−Ｓｎ−Ｉｎ合金を使用したキャブタイヤケーブルにおいて、
上記Ｃｕ−Ｓｎ−Ｉｎ合金が、無酸素銅（９９．９９９ｗｔ％Ｃｕ）に０．３ｗｔ％以下のＳｎを添加し、さらにＩｎを０．３ｗｔ％以下添加した材料からなることを特徴するＣｕ−Ｓｎ−Ｉｎ合金を使用したキャブタイヤケーブル。
【請求項４】
請求項１又は２記載のＣｕ−Ｓｎ−Ｉｎ合金を使用したキャブタイヤケーブルにおいて、
上記Ｃｕ−Ｓｎ−Ｉｎ合金が、無酸素銅（９９．９９９ｗｔ％Ｃｕ）に０．１９ｗｔ％のＳｎを添加し、さらにＩｎを０．２ｗｔ％添加した材料からなることを特徴するＣｕ−Ｓｎ−Ｉｎ合金を使用したキャブタイヤケーブル。
【請求項５】
請求項１又は２記載のＣｕ−Ｓｎ−Ｉｎ合金を使用したキャブタイヤケーブルにおいて、
上記Ｃｕ−Ｓｎ−Ｉｎ合金が、熱処理されて５％以上の伸びを備えた半硬質銅合金であることを特徴するＣｕ−Ｓｎ−Ｉｎ合金を使用したキャブタイヤケーブル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動かして使うキャブタイヤケーブル、例えば医療機器や産業ロボット等の電子機器可動部に用いられるキャブタイヤケーブルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来技術によるキャブタイヤケーブルの構造を図５に示す。
【０００３】
この図５のキャブタイヤケーブルでは、可撓性導体１の上に絶縁被覆２を設けて絶縁心線とし、この可撓性絶縁心線にシールド編組３を被せて可撓性のシールド付絶縁心線としている。更に、このシールド付可撓性絶縁心線にシース４を被せた構成となっている。ここで、従来のキャブタイヤケーブルでは、可撓性導体１に軟銅撚り線を使用し、シールド編組３に軟銅線の素線を使用していた。
【０００４】
ノート型パソコンなどの液晶ディスプレイ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ：ＬＣＤ）ハーネス、ＩＣテスタ、医療用超音波診断装置、産業用ロボットなどに適用されているケーブルは、使用時に繰り返し屈曲、捻回を受ける。そのため、それらに採用される導体は耐屈曲性に優れたものが望ましい。
【０００５】
従来、可動部に配線されるケーブルの導体には、強度・導電性に優れた硬質銅合金線が適用されている。しかし、硬質銅合金線は高ひずみ領域（塑性変形領域）で使用された場合、伸びが小さいため、大きな曲げひずみに耐えることができない。つまり、そのような環境下では十分な屈曲特性が得られない。さらにこれらのケーブルは、電子機器の小型化に伴い非常に狭いスペースに配線されて大きなひずみを受けるようになってきた。
【０００６】
線径がφ０．１ｍｍを超えるサイズの導体については導電率が高く、可撓性に優れ、コストが低い軟質のタフピッチ銅線（ＴＰＣ）が適用されている。それ以下の細いサイズについては上記に加えて引張り強さも要求されるため、Ｃｕ−０．３ｗｔ％Ｓｎ（３０ＳＮ）などの比較的導電率が高い硬質の銅合金線が適用されるようになった。しかし、硬質銅合金線は伸びが小さく可撓性に劣るため、高ひずみの環境下で使用する場合配慮が必要である。また、撚り線の際の作業性や端末接続時の作業性についても改善が必要である。そのため、引張り強さ、耐屈曲性、導電性のバランスがとれた硬質銅合金線が求められるようになった。
【０００７】
このような引張り強度及び耐屈曲性と共に高導電性をも同時に満足する細径導体それ自体は、既に提案され公知となっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
すなわち、タフピッチ銅（ＴＰＣ）又は無酸素銅（ＯＦＣ）等といった純銅線単独でなく、これら純銅に適量のＳｎを添加することで引張り強度及び耐屈曲性を向上させた銅合金を、細径導体の材料として用いた場合、細径化に伴う引張り強度や耐屈曲性の向上のために、Ｓｎの添加量をさらに増加させる必要がある。しかし、そうすると導電率が著しく低下してしまうといった欠点があり、引張り強度、耐屈曲性、高導電性の全てを高い次元で満足することは不可能となる。
【０００９】
そこで、この特許文献１では、純銅にＳｎ、Ｉｎ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｆｅ、Ｐのうち１種もしくは２種類を０．０１〜０．３ｗｔ％添加した銅合金、又は純銅にＡｇ、Ｎｂのいずれかあるいはその合金を１〜２０ｗｔ％添加した銅合金を心線とし、その周囲に被覆層を設けた構造の耐屈曲複合導体を開示している。この構造によれば、導電性の低下を招くことなく、引張り強度及び耐屈曲性を向上させることができる。
【特許文献１】特開２０００−２４３１３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１は、図５のキャブタイヤケーブルに当てはめて考えると、可撓性導体１の上に絶縁被覆２を設けてなる絶縁心線を耐屈曲複合導体とする構造を示唆するに止まる。特許文献１には、図５のキャブタイヤケーブルのシールド編組３をいかに構成すべきか、については開示がない。
【００１１】
移動用に使用されるキャブタイヤケーブルでは、使用しているうちに可撓性導体のみならずシールド編組が断線することがある。このため、使用頻度の多い機械等では、高導電性を確保しつつ可撓性導体及びシールド編組の寿命（破断までの曲げ回数）を延ばし、キャブタイヤケーブルを長寿命化することが切望されている。
【００１２】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、引張り強さ、耐屈曲性、高導電性のバランスがとれた銅合金線を用い、かつ可撓性導体及びシールド編組の機械特性（引張り強度、耐屈曲性）を向上させて長寿命化したキャブタイヤケーブルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明は、次のように構成したものである。
【００１４】
請求項１の発明に係るＣｕ−Ｓｎ−Ｉｎ合金を使用したキャブタイヤケーブルは、可撓性導体の上に絶縁被覆を設けて絶縁心線とし、この可撓性絶縁心線にシールド編組を被せて可撓性のシールド付絶縁心線とし、このシールド付可撓性絶縁心線にシースを被せたキャブタイヤケーブルにおいて、上記可撓性導体及びシールド編組が、無酸素銅（９９．９９９ｗｔ％Ｃｕ）にＳｎとＩｎを添加したＣｕ−Ｓｎ−Ｉｎ合金からなることを特徴する。
【００１５】
請求項２の発明は、請求項１記載のＣｕ−Ｓｎ−Ｉｎ合金を使用したキャブタイヤケーブルにおいて、上記Ｃｕ−Ｓｎ−Ｉｎ合金が、引張り強さが８５０ＭＰａ以上、破断までの曲げ回数が１万回以上、導電性が７５％ＩＡＣＳ以上である材料からなることを特徴する。
【００１６】
請求項３の発明は、請求項１又は２記載のＣｕ−Ｓｎ−Ｉｎ合金を使用したキャブタイヤケーブルにおいて、上記Ｃｕ−Ｓｎ−Ｉｎ合金が、無酸素銅（９９．９９９ｗｔ％Ｃｕ）に０．３ｗｔ％以下のＳｎを添加し、さらにＩｎを０．３ｗｔ％以下添加した材料からなることを特徴する。
【００１７】
請求項４の発明は、請求項１又は２記載のＣｕ−Ｓｎ−Ｉｎ合金を使用したキャブタイヤケーブルにおいて、上記Ｃｕ−Ｓｎ−Ｉｎ合金が、無酸素銅（９９．９９９ｗｔ％Ｃｕ）に０．１９ｗｔ％のＳｎを添加し、さらにＩｎを０．２ｗｔ％添加した材料からなることを特徴する。
【００１８】
請求項５の発明は、請求項１又は２記載のＣｕ−Ｓｎ−Ｉｎ合金を使用したキャブタイヤケーブルにおいて、上記Ｃｕ−Ｓｎ−Ｉｎ合金が、５％以上の伸びを備えた半硬質銅合金であることを特徴する。
【００１９】
＜発明の要点＞
キャブタイヤケーブルの電気導体やシールド編組には導電率のよい材料として、一般的には銅が使用されている。銅において高強度、高耐屈曲性を付与するために合金化が考えられ、Ｃｕ−Ｓｎ−Ｉｎ合金をキャブタイヤケーブルの導体に用いることが考えられるが、本発明は、さらにこのＣｕ−Ｓｎ−Ｉｎ合金をキャブタイヤケーブルのシールド編組にも用いた構造としたものである。
【００２０】
Ｃｕ−Ｓｎ−Ｉｎ合金は、引張り強さ、耐屈曲性、高導電性のバランスがとれているため、このＣｕ−Ｓｎ−Ｉｎ合金線を可撓性導体のみならずシールド編組にも使用することにより、高導電性を確保しつつ機械特性（引張り強度、耐屈曲性）を向上させて長寿命化したキャブタイヤケーブルを提供することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明では、Ｃｕ−Ｓｎ−Ｉｎ合金線をキャブタイヤケーブルの可撓性導体のみならずシールド編組にも用いた構造としたので、軟銅線のものと比較した場合に、同様の高導電性を確保しつつ、機械特性（引張り強度、耐屈曲性）を向上させて長寿命化したキャブタイヤケーブルを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。
【００２３】
図１は、本発明の実施例に係るＣｕ−Ｓｎ−Ｉｎ合金を使用したキャブタイヤケーブルを示したもので、撚り線からなる可撓性導体１の上に絶縁被覆２を設けて絶縁心線とし、この可撓性絶縁心線にシールド編組３を被せて可撓性のシールド付絶縁心線とし、このシールド付可撓性絶縁心線にシース４を被せた構造を有する。
【００２４】
このキャブタイヤケーブルにおいて、可撓性導体１及びシールド編組３の素材は、無酸素銅（９９．９９９ｗｔ％Ｃｕ）に０．３ｗｔ％以下のＳｎを添加し、さらにＩｎを０．３ｗｔ％以下添加したＣｕ−Ｓｎ−Ｉｎ合金からなる。正確には、可撓性導体１は直径０．１ｍｍのＣｕ−Ｓｎ−Ｉｎ合金体からなり、シールド編組３は直径０．１ｍｍのＣｕ−Ｓｎ−Ｉｎ合金の編線からなる。
【００２５】
既存の銅合金線（直径０．１ｍｍ）の種類とその組成を表１に示す。この表１に示した０．１ｍｍ径に冷間伸線した銅合金線の各種特性を調べた。図３にそれらの銅合金線の引張り強さと破断までの曲げ回数（Ｎ回×１０4）の関係を、また図４に引張り強さと導電率の関係を示す。なお、図３及び図４中の黒丸に添えた参照数字は、表１中の銅合金の種類の番号（Ｎｏ）と対応している。
【表１】
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【００２６】
図３は、曲げ角度：±９０度、重り：０．４９Ｎ、曲げ歪み：１．０％、曲げ速度：３０回転／ｍｉｎの条件で試験した結果を示したものである。引張り強さが高いほど破断までの繰り返し曲げ寿命が長くなっていることが分かる。目標の銅合金線は、引張り強さが８５０ＭＰａ以上、破断までの曲げ回数が１万回（１×１０4回）以上の領域のものであり、これを斜線部として示してある。図３から、所望の引張り強さと耐屈曲性を満足させるためには、０．７ｗｔ％Ｓｎ（７０ＳＮ）、０．３ｗｔ％Ｓｎ−０．３ｗｔ％Ｍｎ−０．３ｗｔ％Ｓｉ（ＭＳＳ）、１．０ｗｔ％Ｓｎ−０．２ｗｔ％Ｓｉ（ＳＳ）が候補として挙げられる。
【００２７】
図４は、引張り強さと導電率の関係を示したものであり、引張り強さが高いほど導電率は減少する傾向を示す。目標の銅合金線は、引張り強さが８５０ＭＰａ以上、導電率が７５％ＩＡＣＳ以上の領域ものであり、斜線部として示してある。図４から、表１の中には引張り強さと導電率を満足させるものは見当たらないことが分かる。
【００２８】
しかし、無酸素銅（９９．９９９ｗｔ％Ｃｕ）に０．３ｗｔ％以下のＳｎを添加し、さらにＩｎを０．３ｗｔ％以下添加してなる上記Ｃｕ−Ｓｎ−Ｉｎ合金線によれば、高導電率を確保しつつ引張り強さ、耐屈曲性を向上させることができる。ここで無酸素銅（９９．９９９ｗｔ％Ｃｕ）に０．３ｗｔ％以下のＳｎを添加し、さらにＩｎを０．３ｗｔ％以下添加した理由は、添加元素がＳｎのみの場合と比較して、導電率をあまり低下させずに引張り強さの大きい材料が得られるためである。Ｓｎの添加料を０．３ｗｔ％以下に限定しているのは、０．３ｗｔ％を超えると、Ｉｎを添加した際に、高導電率７５％ＩＡＣＳを確保するのが困難となるためである。またＩｎの添加料を０．３ｗｔ％以下に限定しているのは、Ｉｎの添加料を０．３ｗｔ％を超えると、導電率の低下を招き、高導電率７５％ＩＡＣＳを確保するのが困難となるためである。
【実施例１】
【００２９】
本発明の実施例として、図１のキャブタイヤケーブルにおいて、無酸素銅（９９．９９９ｗｔ％Ｃｕ）に０．１９ｗｔ％のＳｎを添加し、さらにＩｎを０．２ｗｔ％添加した材料を母材として用い、これを冷間伸線したＣｕ−０．１９ｗｔ％Ｓｎ−０．２ｗｔ％Ｉｎ合金線（ＮＮ）を用いて可撓性導体１及びシールド編組３を構成した。
【００３０】
図２に、冷間伸線したＣｕ−０．１９ｗｔ％Ｓｎ−０．２ｗｔ％Ｉｎ合金線（ＮＮ）とＣｕ−Ｓｎ合金線の引張り強さ、破断までの曲げ回数、導電率の特性を示す。図２には、Ｃｕ−Ｓｎ合金線の引張り強さを曲線Ａで、破断までの曲げ回数を曲線Ｂで、導電率を曲線Ｃで示してある。Ｓｎ成分量により特性が変化していることが分かる。図２中で、本実施例のＣｕ−０．１９ｗｔ％Ｓｎ−０．２ｗｔ％Ｉｎ合金線（ＮＮ）の引張り強さ、破断までの曲げ回数、導電率は、横軸の０．１９ｗｔ％Ｓｎの所に対応させて、黒丸印にて示してあり、引張り強さ約８５０ＭＰａ、破断までの曲げ回数約１２×１０3回、導電性が約７５％ＩＡＣＳである。
【００３１】
他の実施例として、上記Ｃｕ−Ｓｎ−Ｉｎ合金を熱処理することにより、５％以上の伸びを備えた半硬質銅合金線とし、これにより可撓性導体１及びシールド編組３を構成した。この半硬質ＮＮ合金は、高ひずみ領域で軟質ＴＰＣと、同等の屈曲寿命を持ち、曲げひずみが１．０％では軟質ＴＰＣの７倍以上もの屈曲寿命を持つことから、広範囲のひずみ領域にわたって良好な耐屈曲性が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施例に係るＣｕ−Ｓｎ−Ｉｎ合金を使用したキャブタイヤケーブルの構造を示す横断面図である。
【図２】本発明の実施例で用いたＣｕ−Ｓｎ−Ｉｎ合金線の引張り強さ、破断までの曲げ回数、導電率といった特性を、一般的なＣｕ−Ｓｎ合金線の曲線と共に示した図である。
【図３】一般的な銅合金線の引っ張り強さと繰り返し曲げ寿命の関係を示したもので、要求領域を斜線部にて示した図である。
【図４】一般的な銅合金線の銅合金線の引っ張り強さと導電率の関係を示したもので、要求領域を斜線部にて示した図である。
【図５】従来のキャブタイヤケーブルの構造を示す横断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  導体
２  絶縁被覆
３  シールド編組
４  シース
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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