(57)【要約】【課題】電界によるノイズおよび磁界によるノイズの両方を遮蔽しつつ、遮蔽構造を小型化および軽量化することができる銅合金線、シールド材、同軸ケーブル及び銅合金線の製造方法を提供する。【解決手段】銅合金線は、１０質量％以上１６質量％以下の鉄と、２３質量％以上３０質量％以下のチタンと、を含み、残部が銅および不可避不純物からなり、チタンおよび鉄の総質量に対する鉄の質量比率は、３０％以上３５％以下である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１０質量％以上１６質量％以下の鉄と、２３質量％以上３０質量％以下のチタンと、を含み、残部が銅および不可避不純物からなり、
前記チタンおよび前記鉄の総質量に対する前記鉄の質量比率は、３０％以上３５％以下である銅合金線。
【請求項２】
前記鉄および前記チタンは、チタン鉄合金の状態で分散される請求項１に記載の銅合金線。
【請求項３】
前記チタン鉄合金は、軸方向に沿って繊維状に延伸した状態で設けられる請求項２に記載の銅合金線。
【請求項４】
１０質量％以上１６質量％以下の鉄と、２３質量％以上３０質量％以下のチタンと、を含み、残部が銅および不可避不純物からなり、
前記チタンおよび前記鉄の総質量に対する前記鉄の質量比率が、３０％以上３５％以下である銅合金線を複数編んでなる編組材、又は前記銅合金線が複数並列に突き合わされた状態で螺旋状に巻き付けされてなる横巻材により構成されるシールド材。
【請求項５】
導体と、
前記導体の外周を囲むように設けられる絶縁層と、
前記絶縁層の外周を囲むように設けられるシールド層と、
を有し、
前記シールド層は、
１０質量％以上１６質量％以下の鉄と、２３質量％以上３０質量％以下のチタンと、を含み、残部が銅および不可避不純物からなり、
前記チタンおよび前記鉄の総質量に対する前記鉄の質量比率が、３０％以上３５％以下である銅合金線を複数編んでなる編組材、又は前記銅合金線が複数並列に突き合わされた状態で螺旋状に巻き付けされてなる横巻材により構成される同軸ケーブル。
【請求項６】
銅を溶融させて、鉄およびチタンを含む添加材を添加することで、１０質量％以上１６質量％以下の鉄と、２３質量％以上３０質量％以下のチタンと、を含み、残部が銅および不可避不純物からなり、前記チタンおよび前記鉄の総質量に対する前記鉄の質量比率が３０％以上３５％以下である溶銅を形成する工程と、
前記溶銅を連続鋳造させることで、鋳造材を形成する工程と、
前記鋳造材を熱間圧延することで、銅合金線を形成する工程と、
を有する銅合金線の製造方法。
【請求項７】
前記溶銅を形成する工程の前に、前記鉄および前記チタンのいずれか一方を含む芯材と、前記芯材の外周を覆い、前記鉄および前記チタンのいずれか他方を含む外層材と、を有する前記添加材を準備する工程を有する請求項６に記載の銅合金線の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、銅合金線、シールド材、同軸ケーブル及び銅合金線の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年では、自動車や鉄道などにおいて、電動化が進んでいる。これらの電動化が進んだ環境では、電界によるノイズ（電磁波）または磁界によるノイズ（磁気）が発生しうる。電界によるノイズまたは磁界によるノイズが発生した場合、電動化した自動車等を制御する制御機器等に誤動作が生じる可能性がある。
【０００３】
そこで、このような電界によるノイズまたは磁界によるノイズから制御機器等を保護するため、制御機器等に対しては、いわゆるＥＭＣ（Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ）対策を施すことが求められる。具体的には、例えば、制御機器等を囲むように、シールド材が設けられる（例えば、特許文献１）。また、例えば、制御機器等の内部の配線として、シールド層を有する同軸ケーブルが用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２３６１９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
例えば、自動車や鉄道などのようにエネルギー消費の低減が求められる移動体などでは、移動体に積載する部材をできるだけ小型化および軽量化することが求められる。このため、上記したＥＭＣ対策のための各部材も小型化および軽量化することが求められる。
【０００６】
ここで、特許文献１等では、シールド材が、例えば、鉄、ニッケル、またはそれらの合金であるパーマロイなどからなる板状部材（シールドパネル）として構成されていた。この場合、鉄等からなる板状部材は、磁界シールド材としては優れているものの、導電率が低く、電界によるノイズを充分に遮蔽することができなかった。また、鉄等からなる板状部材は重く、また、板状部材を対象物の形状に追従させることが困難となることがあった。このため、板状部材により構成される遮蔽構造は、重厚となることが多かった。その結果、小型化および軽量化が求められる移動体などにおいて該板状部材を適用することが困難となる場合があった。
【０００７】
また、同軸ケーブルにおいては、従来では、例えば、銅からなるシールド層が用いられていた。この場合、銅からなるシールド層は、電界シールド層としては優れているものの、透磁率が低く、磁界によるノイズを充分に遮蔽することができなかった。シールド層の材料を銅から鉄等に置き換えることも考えられるが、電界によるノイズの遮蔽性が低下し、同軸ケーブルの重量が増加し、また、絶縁層に対するシールド層の被覆性（追従性）も低下する可能性があった。
【０００８】
以上のように、ＥＭＣ対策のための各部材としては、電界によるノイズおよび磁界によるノイズの両方を遮蔽しつつ、遮蔽構造を小型化および軽量化することが望まれていた。
【０００９】
本発明の目的は、電界によるノイズおよび磁界によるノイズの両方を遮蔽しつつ、遮蔽構造を小型化および軽量化することができる銅合金線、シールド材、同軸ケーブル及び銅合金線の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様によれば、
１０質量％以上１６質量％以下の鉄と、２３質量％以上３０質量％以下のチタンと、を含み、残部が銅および不可避不純物からなり、
前記チタンおよび前記鉄の総質量に対する前記鉄の質量比率は、３０％以上３５％以下である銅合金線が提供される。
【００１１】
本発明の他の態様によれば、
１０質量％以上１６質量％以下の鉄と、２３質量％以上３０質量％以下のチタンと、を含み、残部が銅および不可避不純物からなり、
前記チタンおよび前記鉄の総質量に対する前記鉄の質量比率が、３０％以上３５％以下である銅合金線を複数編んでなる編組材、又は前記銅合金線が複数並列に突き合わされた状態で螺旋状に巻き付けされてなる横巻材により構成されるシールド材が提供される。
【００１２】
本発明の更に他の態様によれば、
導体と、
前記導体の外周を囲むように設けられる絶縁層と、
前記絶縁層の外周を囲むように設けられるシールド層と、
を有し、
前記シールド層は、
１０質量％以上１６質量％以下の鉄と、２３質量％以上３０質量％以下のチタンと、を含み、残部が銅および不可避不純物からなり、
前記チタンおよび前記鉄の総質量に対する前記鉄の質量比率が、３０％以上３５％以下である銅合金線を複数編んでなる編組材、又は前記銅合金線が複数並列に突き合わされた状態で螺旋状に巻き付けされてなる横巻材により構成される同軸ケーブルが提供される。
【００１３】
本発明の更に他の態様によれば、
銅を溶融させて、鉄およびチタンを含む添加材を添加することで、１０質量％以上１６質量％以下の鉄と、２３質量％以上３０質量％以下のチタンと、を含み、残部が銅および不可避不純物からなり、前記チタンおよび前記鉄の総質量に対する前記鉄の質量比率が３０％以上３５％以下である溶銅を形成する工程と、
前記溶銅を連続鋳造させることで、鋳造材を形成する工程と、
前記鋳造材を熱間圧延することで、銅合金線を形成する工程と、
を有する銅合金線の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、電界によるノイズおよび磁界によるノイズの両方を遮蔽しつつ、遮蔽構造を小型化および軽量化することができる銅合金線、シールド材、同軸ケーブル及び銅合金線の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】Ｔｉ−Ｆｅの２元系状態図である。
【図２】（ａ）は本発明の第１実施形態に係る銅合金線の軸方向に直交する概略断面図であり、（ｂ）は本発明の第１実施形態に係る銅合金線の軸方向に沿った概略断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係るシールド材を示す平面図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る銅合金線の製造装置を示す概略構成図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る銅合金線の製造方法のフローを示す図である。
【図６】本発明の第１実施形態の変形例に係る同軸ケーブルを示す概略斜視図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る添加材の軸方向に直交する概略断面図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係る添加材の製造方法のフローを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
＜本発明者等が得た知見＞
電界によるノイズを遮蔽するためには、導電率が高い金属で対象物を覆うことが考えられ、一方で、磁界によるノイズを遮蔽するためには、透磁率が高い金属で対象物を覆うことが考えられる。本発明者等は、電界によるノイズおよび磁界によるノイズの両方を遮蔽することができるシールド材を形成するために、導電率の高い銅（Ｃｕ）と透磁率の高い鉄（Ｆｅ）とを混合させることを検討した。
【００１７】
しかしながら、溶銅（Ｃｕの溶湯）に純Ｆｅをそのまま混ぜ合わせた場合、溶銅中にＦｅを均一に混合することができないか、或いは、これらを混合したことによる弊害が生じる可能性があった。具体的には、例えば、Ｃｕの融点付近に加熱された溶銅にＦｅの粉末を投入した場合、Ｆｅの融点がＣｕの融点よりも高く、またＦｅの密度がＣｕの密度よりも低いため、Ｆｅの粉末が溶けずに溶銅から浮上してしまい、溶銅中にＦｅを均一に混合することができない可能性があった。一方で、Ｆｅの融点付近に加熱された溶銅にＦｅの粉末を投入した場合、溶銅中のガス成分によってブローホールが生じてしまう可能性があった。ブローホールが生じると、圧延時に断線するなどの弊害が生じる可能性があった。
【００１８】
そこで、本発明者等は、鋭意検討の結果、溶銅中に、Ｆｅとチタン（Ｔｉ）とをチタン鉄合金（ＴｉＦｅ合金）として添加することにより、Ｃｕの融点付近でＴｉＦｅ合金を溶融させ、銅合金線中にＦｅを均一に分散させることができることを見出した。本発明は、本発明者等が見出した上記知見に基づくものである。
【００１９】
＜本発明の第１実施形態＞
（１）銅合金線
本発明の第１実施形態に係る銅合金線について説明する。
【００２０】
本実施形態の銅合金線１０は、例えば、所定量のＦｅおよびＴｉを含み、残部がＣｕおよび不可避不純物からなっている。
【００２１】
母材となるＣｕは、導電率が高く、およそ５９．６×１０６Ｓ／ｍである。銅合金線１０が母材としてＣｕを有することにより、電界によるノイズを遮蔽することができる。
【００２２】
Ｆｅは、透磁率が高く、およそ２．５×１０−１Ｈ／ｍである。銅合金線１０がＦｅを有することにより、磁界によるノイズを遮蔽することができる。
【００２３】
Ｔｉは、溶銅中にＦｅを添加する際に、Ｆｅを溶融させるための補助添加物としてＦｅとともに添加されている。
【００２４】
ここで、図１は、Ｔｉ−Ｆｅの２元系状態図である。図１に示すように、ＦｅとＴｉとを混合することで形成されるＴｉＦｅ合金の融点は、ＦｅとＴｉとの組成比（質量比率）に応じて変化し、純Ｆｅの融点（１５３８℃）や純Ｔｉの融点（１６７０℃）よりも低くなる。例えば、ＴｉおよびＦｅの総質量に対するＦｅの質量比率ｒＦｅ／（Ｔｉ＋Ｆｅ）が３３％付近であるとき、融点が変曲点の１０８５℃となる。つまり、Ｃｕの融点（１０８５℃）付近でＴｉＦｅ合金は液相となるため、溶銅中にＴｉＦｅ合金を溶融（溶解）させることが可能となる。
【００２５】
本実施形態の銅合金線１０では、ＴｉおよびＦｅの総質量に対するＦｅの質量比率ｒＦｅ／（Ｔｉ＋Ｆｅ）は、例えば、３０％以上３５％以下となっている。ｒＦｅ／（Ｔｉ＋Ｆｅ）が３０％未満であると、図１において、ＴｉＦｅ合金の融点がＴｉの融点に近づき、Ｃｕの融点付近で溶銅中にＴｉＦｅ合金を溶融させることが困難となる可能性がある。一方で、ｒＦｅ／（Ｔｉ＋Ｆｅ）が３５％超であると、図１において、ＴｉＦｅ合金の融点がＦｅの融点に近づき、Ｃｕの融点付近で溶銅中にＴｉＦｅ合金を溶融させることが困難となる可能性がある。これに対して、ｒＦｅ／（Ｔｉ＋Ｆｅ）が３０％以上３５％以下であることにより、図１において、ＴｉＦｅ合金の融点を変曲点の１０８５℃付近とすることができ、Ｃｕの融点付近で溶銅中にＴｉＦｅ合金を溶融させることができる。なお、ｒＦｅ／（Ｔｉ＋Ｆｅ）が３０％以上３５％以下であるとき、図１より、溶銅に溶解する際のＴｉＦｅ合金は、ＴｉＦｅ相およびβＴｉ相が混在した状態となる。
【００２６】
さらに各組成について説明すると、銅合金線１０中のＦｅの含有量は、例えば、（銅合金線１０全体の質量を１００質量％としたとき）１０質量％以上１６質量％以下である。Ｆｅの含有量が１０質量％未満であると、透磁率の高いＦｅが不足し、磁界によるノイズを充分に遮蔽することができない可能性がある。これに対して、Ｆｅの含有量が１０質量％以上であることにより、磁界によるノイズを充分に遮蔽することができる。一方、Ｆｅの含有量が１６質量％超であると、相対的にＣｕの含有量が少なくなるため、銅合金線１０の導電率が低下し、電界によるノイズを充分に遮蔽することができない可能性がある。これに対して、Ｆｅの含有量が１６質量％以下であることにより、相対的なＣｕの含有量を所定量に保つことで、銅合金線１０の導電率を高く維持し、電界によるノイズを充分に遮蔽することができる。
【００２７】
なお、体積割合としての観点では、Ｆｅの含有量が１０質量％以上であることにより、銅合金線１０全体に占めるＴｉＦｅ合金の体積の割合が約４０％以上となる。ＴｉＦｅ合金の体積割合がこの程度であれば、磁界によるノイズを充分に遮蔽することができる。一方、Ｆｅの含有量が１６質量％以下であることにより、銅合金線１０全体に占めるＴｉＦｅ合金の体積の割合が約６０％以下となり、銅の体積の割合は約４０％以上となる。銅の体積の割合がこの程度であれば、電界によるノイズを充分に遮蔽することができる。
【００２８】
また、銅合金線１０中のＴｉの含有量は、例えば、（銅合金線１０全体の質量を１００質量％としたとき）２３質量％以上３０質量％以下である。Ｔｉの含有量が２３質量％未満であると、Ｆｅの含有量に対するＴｉの含有量が不足し、溶銅中にＦｅおよびＴｉをＴｉＦｅ合金として溶解させることが困難となる可能性がある。これに対して、Ｔｉの含有量が２３質量％以上であることにより、Ｆｅの含有量に対するＴｉの含有量を充分に確保し、溶銅中にＦｅおよびＴｉをＴｉＦｅ合金として安定的に溶解させることができる。一方で、Ｔｉの含有量が３０質量％超であると、Ｆｅの含有量に対するＴｉの含有量が過剰となり、溶銅中にＴｉが溶け残る可能性がある。これに対して、Ｔｉの含有量が３０質量％以下であることにより、Ｆｅに対するＴｉの含有量を所定量に保ち、溶銅中にＴｉが溶け残ることを抑制することができる。
【００２９】
なお、Ｆｅが１０質量％含有され、ＴｉＦｅ合金がＦｅの組成が最も少ないＴｉ−３０Ｆｅであるとき、Ｔｉの含有量は、２３質量％となる。一方、Ｆｅが１６質量％含有され、ＴｉＦｅ合金がＦｅの組成が最も多いＴｉ−３５Ｆｅであるとき、Ｔｉの含有量は、３０質量％となる。
【００３０】
次に、図２を用い、銅合金線１０中のＦｅおよびＴｉの状態について説明する。図２（ａ）は本実施形態に係る銅合金線の軸方向に直交する概略断面図であり、図２（ｂ）は本実施形態に係る銅合金線の軸方向に沿った概略断面図である。
【００３１】
なお、以下において、銅合金線１０の「軸方向」とは、銅合金線１０の長手方向のことをいう。
【００３２】
図２（ａ）に示すように、本実施形態の銅合金線１０では、ＦｅおよびＴｉは、母材のＣｕ１１中に固溶しているのではなく、ＴｉＦｅ合金１２の状態で分散している。具体的には、母材のＣｕ１１の結晶粒は、銅合金線１０の外周から中心に向かって延伸するように設けられている。その一方で、ＴｉＦｅ合金１２は、Ｃｕ１１の結晶粒から押し出され、Ｃｕ１１の結晶粒界に介在するように分散している。なお、母材のＣｕ１１の結晶粒界に介在したそれぞれのＴｉＦｅ合金１２は、上述のように、ＴｉＦｅ相およびβＴｉ相が混在した状態となっている。
【００３３】
また、図２（ｂ）に示すように、銅合金線１０を製造する際に圧延工程が施されることによって、母材のＣｕ１１の結晶粒は、軸方向に延伸した状態で設けられている。また、ＴｉＦｅ合金１２は、Ｃｕ１１の結晶粒界において軸方向に沿って繊維状に延伸した状態で設けられている。
【００３４】
このように、母材のＣｕ１１の結晶粒界に、繊維状のＴｉＦｅ合金１２が均一に分散していることにより、母材のＣｕ１１によって、電界によるノイズを遮蔽しつつ、ＴｉＦｅ合金１２内のＦｅによって、磁界によるノイズを遮蔽することが可能となる。
【００３５】
次に、図３を用い、上記のように構成される銅合金線１０の応用例について説明する。図３は、本実施形態に係るシールド材を示す平面図である。
【００３６】
図３に示すように、銅合金線１０は、シールド材２０として用いることができる。シールド材２０は、上記した複数の銅合金線１０を網目状に編んでなる編組材により構成されている。ここでは、例えば、４本の銅合金線１０を束として、この束を網目状に編みこむことで、シールド材２０が形成されている。このようなシールド材２０は、例えば、ＥＭＣ対策を施す対象物に対して被せられる。これにより、シールド材２０によって、電界によるノイズおよび磁界によるノイズの両方から対象物を保護することが可能となる。
【００３７】
（２）銅合金線の製造装置
本発明の第１実施形態に係る銅合金線の製造方法の説明に先立ち、銅合金線の製造装置について、図４を用いて説明する。図４は、本実施形態に係る銅合金線の製造装置を示す概略構成図である。
【００３８】
図４に示すように、本実施形態に係る銅合金線の製造装置８０は、銅合金線１０を連続鋳造圧延するための、いわゆる連続鋳造圧延装置（ＳＣＲ：Ｓｏｕｔｈｗｉｒｅ  Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｒｏｄｓｙｓｔｅｍ）として構成されている。具体的には、銅合金線の製造装置８０は、例えば、溶解炉２１０と、上樋２２０と、保持炉２３０と、添加手段２４０と、下樋２６０と、タンディッシュ３００と、連続鋳造機５００と、連続圧延装置６２０と、コイラー６４０と、を有している。
【００３９】
溶解炉２１０は、Ｃｕの母材を加熱して溶融させ、溶銅１１０を生成するよう構成され、例えば、炉本体（不図示）と、炉本体の下部に設けられるバーナー（不図示）と、を有している。母材としてのＣｕが炉本体に投入され、バーナーで加熱されることで、溶銅１１０が連続的に生成される。
【００４０】
上樋２２０は、溶解炉２１０の下流側に設けられ、溶解炉２１０と保持炉２３０との間を連結し、溶解炉２１０で生成された溶銅１１０を下流側の保持炉２３０に移送するよう構成されている。
【００４１】
保持炉２３０は、上樋２２０の下流側に設けられ、上樋２２０から移送される溶銅１１０を所定の温度で加熱して一時的に貯留するよう構成されている。また、保持炉２３０は、溶銅１１０を所定の温度に保持したまま、所定量の溶銅１１０を下樋２６０に移送するよう構成されている。
【００４２】
保持炉２３０には、添加手段２４０が設けられている。添加手段２４０は、保持炉２３０内の溶銅１１０に対して、所定量のＴｉＦｅ合金からなる添加材１８０を連続的に添加するよう構成されている。
【００４３】
下樋２６０は、保持炉２３０の下流側に設けられ、保持炉２３０から移送される溶銅１１０を下流側のタンディッシュ３００に移送するよう構成されている。
【００４４】
タンディッシュ３００は、下樋２６０の下流側に設けられ、下樋２６０から移送される溶銅１１０を一時的に貯留し、連続鋳造機５００に対して所定量の溶銅１１０を連続的に供給するよう構成されている。
【００４５】
連続鋳造機５００は、いわゆるベルトホイール式の連続鋳造により、鋳造材１２０を連続的に鋳造するよう構成され、例えば、ホイール（またはリング）５１０と、ベルト５２０と、を有している。円筒状のホイール５１０は、外周に溝部を有している。また、ベルト５２０は、ホイール５１０の外周面の一部に接触しながら周回移動するよう構成されている。
【００４６】
連続圧延装置６２０は、連続鋳造機５００の下流側（鋳造材排出側）に設けられ、連続鋳造機５００から移送される鋳造材１２０を連続的に圧延するよう構成されている。鋳造材１２０が圧延されることで、所定の外径を有する荒引線１３０が成形加工される。
【００４７】
コイラー６４０は、連続圧延装置６２０の下流側（金属線排出側）に設けられ、連続圧延装置６２０から移送される荒引線１３０を巻き取るよう構成されている。
【００４８】
（３）銅合金線の製造方法
次に、図５を用い、本実施形態にかかる銅合金線の製造方法について説明する。図５は、本実施形態に係る銅合金線の製造方法のフローを示す図である。なお、ステップをＳと略している。
【００４９】
以下のＳ１１０〜Ｓ１５０の工程は、個々に不連続に行われるのではなく、一連の工程として連続的に行われる。
【００５０】
（Ｓ１１０：溶銅形成工程）
まず、溶解炉２１０に、母材として、電気銅を投入する。このとき、溶解炉２１０の温度を、Ｃｕの融点よりも高く、Ｔｉの融点およびＦｅの融点よりも低い温度とする。具体的には、溶解炉２１０の温度を、例えば、１１００℃以上１３２０℃以下とする。これにより、溶銅１１０（溶銅）を連続的に生成する。
【００５１】
次に、溶解炉２１０で生成された溶銅１１０を、上樋２２０を介して、所定温度（例えば溶解炉２１０と同等の温度）に保持された保持炉２３０に移送させる。
【００５２】
このとき、ＴｉおよびＦｅの総質量に対するＦｅの質量比率ｒＦｅ／（Ｔｉ＋Ｆｅ）を３０％以上３５％以下としたＴｉＦｅ合金のペレットからなる添加材１８０を予め用意しておき、この添加材１８０を、添加手段２４０により、保持炉２３０内の溶銅１１０に対して連続的に投入する。添加材１８０においてｒＦｅ／（Ｔｉ＋Ｆｅ）が３０％以上３５％以下であることにより、上述のように、Ｃｕの融点付近で溶銅中にＴｉＦｅ合金を速やかに溶解させることが可能となる。
【００５３】
また、このとき、Ｆｅの融点付近まで溶銅を加熱することなく、溶銅中にＴｉＦｅ合金を溶融させることができるため、溶銅中にブローホールが生じることを抑制することが可能となる。
【００５４】
また、このとき、保持炉２３０内の溶銅１１０の質量に対して、ＴｉＦｅ合金からなる添加材１８０を投入する質量を調整することにより、溶銅１１０において、Ｆｅの含有量を１０質量％以上１６質量％以下とし、Ｔｉの含有量を２３質量％以上３０質量％以下とする。つまり、完成品となる銅合金線１０の組成に合わせて、この段階で、溶銅１１０中に添加するＦｅの含有量およびＴｉの含有量を調整する。
【００５５】
（Ｓ１２０：タンディッシュ貯留工程）
次に、溶銅１１０を、保持炉２３０から下樋２６０を介してタンディッシュ３００に移送させ、タンディッシュ３００内に溶銅１１０を一時的に貯留させる。そして、タンディッシュ３００からノズル３２０を介して連続鋳造機５００に、溶銅１１０を流出させる。
【００５６】
（Ｓ１３０：連続鋳造工程）
次に、タンディッシュ３００からノズル３２０を介して流出させた溶銅１１０を、連続鋳造機５００におけるホイール５１０の溝部とベルト５２０との間に形成される空間に注入する。そして、ベルト５２０を、ホイール５１０の外周面の一部と接触させながら周回移動させる。このとき、ホイール５１０およびベルト５２０を冷却水に冷却する。これにより、溶銅１１０を冷却・固化させ、棒状の鋳造材１２０を連続的に鋳造する。
【００５７】
このとき、鋳造材１２０は、外周側から急速に冷却される。これに伴って、母材のＣｕの結晶粒が、鋳造材１２０の外周から中心に向けて延伸するように、柱状に固まりながら成長する。一方で、ＴｉおよびＦｅは、Ｃｕの結晶粒内に混ざり合わずに、ＴｉＦｅ合金としてＣｕの結晶粒の外側に押し出される。また、ＴｉＦｅ合金は、Ｃｕの結晶粒の表面エネルギーを最小化させるよう、表面積を小さくさせた状態、すなわち、粒状態で、Ｃｕの結晶粒界に介在する。
【００５８】
（Ｓ１４０：連続圧延工程）
次に、連続圧延装置６２０により、連続鋳造機５００から移送される鋳造材１２０を所定の温度（例えば４５０℃以上９５０℃以下）で連続的に圧延する。これにより、所定の外径を有する荒引線１３０を成形加工する。
【００５９】
このとき、鋳造材１２０を軸方向に圧延することによって、鋳造材１２０内のＣｕの結晶粒は、軸方向に沿って延伸する。これに伴って、Ｃｕの結晶粒界に介在したＴｉＦｅ合金は、軸方向に沿って繊維状に延伸する。
【００６０】
次に、コイラー６４０により、連続圧延装置６２０から移送される荒引線１３０を巻き取る。
【００６１】
さらに、荒引線１３０を熱間圧延または冷間圧延し、外径を細くした細線としての銅合金線１０を形成する。これにより、Ｃｕの結晶粒界に介在した繊維状のＴｉＦｅ合金は、さらに軸方向に長く延伸する。
【００６２】
以上により、銅合金線１０が製造される。なお、当該銅合金線１０を網目状に編み込むことにより、編組材としてのシールド材２０を製造することができる。なお、シールド材２０は編組材に限定されず、例えば銅合金線１０が複数並列に突き合わされた状態で螺旋状に巻き付けされてなる横巻材をシールド材２０に適用してもよい。
【００６３】
（４）本実施形態にかかる効果
本実施形態によれば、以下に示す１つまたは複数の効果を奏する。
【００６４】
（ａ）本実施形態の銅合金線１０は、１０質量％以上１６質量％以下のＦｅと、２３質量％以上３０質量％以下のＴｉと、を含み、残部がＣｕおよび不可避不純物からなり、ＴｉおよびＦｅの総質量に対するＦｅの質量比率ｒＦｅ／（Ｔｉ＋Ｆｅ）は、３０％以上３５％以下である。溶銅中にＦｅとＴｉとを上記組成のＴｉＦｅ合金として添加することにより、Ｃｕの融点付近でＴｉＦｅ合金を溶融させることができる。これにより、均一にＦｅを分散させた銅合金線１０を得ることができる。その結果、銅合金線１０をシールド材２０として用いることで、導電率の高い母材のＣｕによって、電界によるノイズを遮蔽しつつ、透磁率の高いＦｅによって、磁界によるノイズを遮蔽することが可能となる。
【００６５】
（ｂ）本実施形態の銅合金線１０では、ＦｅおよびＴｉは、母材のＣｕ１１中に固溶しているのではなく、ＴｉＦｅ合金１２の状態で分散している。Ｃｕ１１の結晶粒には、ＦｅおよびＴｉがほとんど固溶されていないため、Ｃｕ１１の結晶粒は、純Ｃｕに近い状態となっている。これにより、Ｃｕ１１の結晶粒の導電率が低下することを抑制することができる。その結果、電界によるノイズに対する銅合金線１０の遮蔽能力を向上させることができる。
【００６６】
（ｃ）本実施形態の銅合金線１０では、ＴｉＦｅ合金１２は、Ｃｕ１１の結晶粒界において軸方向に沿って繊維状に延伸した状態で設けられている。ＴｉＦｅ合金１２は、純Ｆｅよりも硬いため、銅合金線１０中に硬いＴｉＦｅ合金１２を繊維状に分散させることにより、銅合金線１０を高強度化することが可能となる。
【００６７】
（ｄ）上記した複数の銅合金線１０を網目状に編み込むことにより、シールド材２０を形成することができる。シールド材２０が網目状であることにより、シールド材２０を軽量化することができる。また、シールド材２０は、柔軟性を有しており、所望の形状に屈曲可能である。これにより、ＥＭＣ対策を施す対象物に対して、その形状に追従するように、シールド材２０を被せることができる。その結果、シールド材２０で覆われる範囲を最小限することで、遮蔽構造を小型化しつつ、対象物に対する遮蔽性を向上させることができる。
【００６８】
＜本実施形態の変形例＞
次に、本実施形態の変形例について説明する。以下の変形例では、本実施形態と異なる要素についてのみ説明し、本実施形態で説明した要素と実質的に同一の要素には、その説明を省略する。
【００６９】
上述の実施形態では、銅合金線１０が編み込まれたシールド材２０について説明したが、シールド材２０を、以下のような変形例に適用してもよい。
【００７０】
図６は、本実施形態の変形例に係る同軸ケーブルを示す概略斜視図である。
図６に示すように、変形例の同軸ケーブル３０は、導体３１と、絶縁層３２と、シールド層３３と、シース３４と、を有している。
【００７１】
導体３１は、例えば、中空パイプ状に成形された銅材（銅パイプ）や、棒状に成形された銅材等として構成されている。なお、導体３１は、例えば、複数の銅素線を撚り合わせた撚線等として構成されていてもよい。また、導体３１は、アルミニウムにより構成されていてもよい。
【００７２】
絶縁層３２は、導体３１の外周を囲むように設けられた絶縁被覆として構成されている。絶縁層３２は、例えば、ポリエチレンからなっている。
【００７３】
シールド層３３は、絶縁層３２を囲むように設けられている。シールド層３３は、上述の実施形態のように、１０質量％以上１６質量％以下のＦｅと、２３質量％以上３０質量％以下のＴｉと、を含み、残部が銅および不可避不純物からなり、ＴｉおよびＦｅの総質量に対するＦｅの質量比率ｒＦｅ／（Ｔｉ＋Ｆｅ）が３０％以上３５％以下である銅合金線１０を複数編んでなる編組材、又は銅合金線１０が複数並列に突き合わされた状態で螺旋状に巻き付けされてなる横巻材からなるシールド材２０により構成されている。これにより、電界によるノイズおよび磁界によるノイズの両方から導体３１を遮蔽することができる。
【００７４】
シース３４は、シールド層３３を囲むように設けられている。シース３４は、例えば、ポリエチレンからなっている。
【００７５】
変形例によれば、上述の実施形態のシールド材２０からなるシールド層３３によって導体３１を覆うことにより、電界によるノイズから導体３１を遮蔽するとともに、磁界によるノイズから導体３１を遮蔽することができる。例えば、上記構成を有する一対の同軸ケーブル３０が隣接し、双方の同軸ケーブル３０に同じ方向の高周波電流が流れている場合に、一方の同軸ケーブル３０の周囲において、右ネジの法則に基づいて磁界が発生したとしても、他方の同軸ケーブル３０では、シールド層３３によって導体３１が遮蔽される。これにより、他方の同軸ケーブル３０の導体３１内に渦電流が発生することを抑制することができる。つまり、いわゆる近接効果が生じることを抑制することができる。
【００７６】
なお、上述の実施形態のシールド材２０は、シールド材がＣｕのみからなる場合と同等程度に軽いため、同軸ケーブル３０の重量が増加することを抑制することができる。また、上述の実施形態のシールド材２０は柔軟性を有しているため、絶縁層３２に対するシールド層３３の被覆性（追従性）を向上させることができる。
【００７７】
＜本発明の第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について説明する。以下、第１実施形態と異なる要素についてのみ説明し、第１実施形態で説明した要素と実質的に同一の要素には、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００７８】
上述の実施形態では、添加材１８０として、予め所定の組成を有するＴｉＦｅ合金からなるペレットを用いる場合について説明したが、以下の実施形態のように、異なる構成の添加材を用いてもよい。
【００７９】
（１）添加材
図７は、本実施形態に係る添加材の軸方向に直交する概略断面図である。
図７に示すように、本実施形態の添加材１８２は、ＴｉおよびＦｅを溶銅中に添加するための複合線材として構成され、例えば、芯材１８４と、外層材１８６と、を有している。
【００８０】
芯材１８４は、添加材１８２の芯となる線状部材として構成され、例えば、Ｔｉを含んでいる。
【００８１】
外層材１８６は、芯材１８４の外周を覆うように設けられ、例えば、Ｆｅを含んでいる。外層材１８６は、芯材１８４の外周を覆うことで、芯材１８４の酸化を抑制するように構成されている。
【００８２】
また、外層材１８６の内周の新生面は、芯材１８４の外周の新生面と接触している。新生面とは、後述する伸線工程により、外層材１８６の内周の酸化皮膜や芯材１８４の外周の酸化皮膜などが破壊されることで露出した面のことをいう。外層材１８６の新生面と芯材１８４の新生面とが接触した部分では、微視的に見れば、純Ｔｉと純Ｆｅとが直接接触し、ＴｉＦｅ合金に相当する界面が形成されている。これにより、芯材１８４の質量と外層材１８６の質量とを調整することで、ＴｉＦｅ合金の組成比を調整した場合と同様に、融点を制御することが可能となる。
【００８３】
ここで、芯材１８４および外層材１８６の総質量に対する、Ｆｅを含む外層材１８６の質量比率Ｒ１は、例えば、３０％以上３５％以下となっている。これにより、図１において、ＴｉおよびＦｅの総質量に対するＦｅの質量比率ｒＦｅ／（Ｔｉ＋Ｆｅ）を３０％以上３５％以下としたときのＴｉＦｅ合金の融点と同様に、添加材１８２の融点を変曲点の１０８５℃付近とすることができる。その結果、Ｃｕの融点付近で溶銅中に添加材１８２を速やかに溶解させることができる。なお、芯材１８４および外層材１８６の総質量に対する、Ｆｅを含む外層材１８６の質量比率Ｒ１は、添加材１８２の断面積に対する、Ｆｅを含む外層材１８６の断面積比率と言い換えることができる。
【００８４】
（２）添加材の製造方法
次に、図８を用い、本実施形態の添加材１８２の製造方法について説明する。図８は、本実施形態に係る添加材の製造方法のフローを示す図である。
【００８５】
以下に示す添加材１８２の製造工程（添加材準備工程Ｓ２００）は、例えば、銅合金線１０の製造工程のうち溶銅形成工程Ｓ１１０の前に行われる。添加材準備工程Ｓ２００は、例えば、部材用意工程Ｓ２１０と、包被工程Ｓ２２０と、伸線工程Ｓ２３０と、を有している。
【００８６】
（部材用意工程Ｓ２１０）
まず、添加材１８２の芯材１８４となる線材と、添加材１８２の外層材１８６となる板材（条材）と、を用意する。線材は、例えば、Ｔｉを含み、板材は、例えば、Ｆｅを含んでいる。このとき、線材および板材の総質量に対する、Ｆｅを含む板材の質量比率Ｒ２を、例えば、３０％以上３５％以下とする。具体的には、線材の直径や、板材の厚さを、上記条件を満たすように調整する。
【００８７】
（包被工程Ｓ２２０）
次に、線材の軸方向に沿って、板材を縦添えし、板材を線材とともに線材の軸方向に搬送し、線材および板材を成形機に導入する。成形機において、線材を包むように、板材を徐々に丸め、筒状に形成する。そして、成形機において、丸められた板材の合わせ目を、例えばレーザ等により接合する。これにより、線材が板材によって包被された複合線材を形成する。
【００８８】
（伸線工程Ｓ２３０）
次に、複合線材を伸線ダイスに導入する。伸線ダイスにおいて、所定の減面率で複合線材を引き伸ばす。これにより、Ｔｉを含む芯材１８４と、Ｆｅを含む外層材１８６と、を有する添加材１８２が形成される。
【００８９】
このとき、線材および板材は、伸線ダイスからの圧縮力によって互いに押し付けられる。これにより、外層材１８６となる板材の内周の酸化皮膜や、芯材１８４となる線材の外周の酸化皮膜などが破壊され、外層材１８６となる板材の新生面と、芯材１８４となる線材の新生面とが直接接触する。この接触部分では、微視的に見れば、純Ｔｉと純Ｆｅとが直接接触し、ＴｉＦｅ合金に相当する界面が形成される。
【００９０】
また、このとき、複合線材は、線材および板材の総質量に対する、Ｆｅを含む板材の質量比率Ｒ２を保ったまま、伸線される。すなわち、伸線された添加材１８２において、芯材１８４および外層材１８６の総質量に対する、Ｆｅを含む外層材１８６の質量比率Ｒ１は、質量比率Ｒ２と同じく、例えば、３０％以上３５％以下となる。
【００９１】
添加材１８２を製造した後、銅合金線１０を製造する場合、溶銅形成工程Ｓ１１０において、溶銅中に添加材１８２を連続的に投入する。以降の工程は、上述の第１実施形態と同様である。
【００９２】
（３）本実施形態にかかる効果
本実施形態によれば、以下に示す１つまたは複数の効果を奏する。
【００９３】
（ａ）溶銅中にＴｉおよびＦｅを添加する際に、Ｔｉを含む芯材１８４と、Ｆｅを含む外層材１８６と、を有する添加材１８２を用いる。これにより、溶銅中にＴｉおよびＦｅを含む添加材１８２を容易に投入することができる。
【００９４】
（ｂ）添加材１８２において、Ｆｅを含む外層材１８６は、Ｔｉを含む芯材１８４の外周を覆うように設けられている。これにより、添加材１８２において酸化し易いＴｉがＦｅによって覆われていることで、Ｔｉが酸化することを抑制しつつ、溶銅中にＴｉおよびＦｅを投入することができる。その結果、Ｔｉ酸化物が溶銅中に混入することを抑制することができる。
【００９５】
（ｃ）芯材１８４および外層材１８６の総質量に対する、Ｆｅを含む外層材１８６の質量比率Ｒ１は、３０％以上３５％以下である。これにより、図１において、ＴｉおよびＦｅの総質量に対するＦｅの質量比率ｒＦｅ／（Ｔｉ＋Ｆｅ）を３０％以上３５％以下としたときのＴｉＦｅ合金の融点と同様に、添加材１８２の融点を変曲点の１０８５℃付近とすることができる。その結果、Ｃｕの融点付近で溶銅中に添加材１８２を速やかに溶解させることができる。
【００９６】
＜本発明の他の実施形態＞
以上、本発明の一実施形態を具体的に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【００９７】
上述の実施形態では、溶解形成工程Ｓ１１０において、保持炉２３０に設けられた添加手段２４０により溶銅１１０中に添加材１８０を添加する場合について説明したが、保持炉以外の部分でＣｕの溶湯中に添加材を添加してもよい。例えば、溶解炉、上樋、下樋、またはタンディッシュにおいて、Ｃｕの溶湯中に添加材を添加してもよい。
【００９８】
上述の第２実施形態では、添加材１８２において、Ｔｉを含む芯材１８４の外周を覆うように、Ｆｅを含む外層材１８６が設けられている場合について説明したが、Ｆｅを含む芯材の外周を覆うように、Ｔｉを含む外層材が設けられていても良い。しかしながら、ＦｅよりもＴｉの方が酸化しやすいため、Ｔｉの酸化を抑制するために、Ｔｉを含む芯材１８４の外周を覆うように、Ｆｅを含む外層材１８６が設けられていることが好ましい。
【００９９】
上述の第２実施形態では、添加材１８２において、線状部材としての芯材１８４の外周を覆うように、筒状の外層材１８６が設けられている場合について説明したが、板状部材としての芯材の両主面を覆うように、一対の板状の外層材が設けられていても良い。つまり、添加材は、クラッド板状に構成されていてもよい。この場合、例えば、芯材となる板材を、外層材となる一対の板材で挟んだ状態で、圧延することにより、添加材が形成される。
【０１００】
上述の第２実施形態では、添加材を製造する際、芯材となる線材に外層材となる板材を縦添えし、線材を包むように板材を丸めることで、複合線材を形成する場合について説明したが、外層材となる円筒材の中空部内に、芯材となる線材を挿入することで、複合線材を形成してもよい。または、芯材となる線材の外周に、外層材となるテープを螺旋状に巻いて複合線材を形成してもよい。
【０１０１】
なお、これまでに述べた実施形態において、溶銅中にＴｉＦｅ合金を添加し、両者が充分に溶解・混合したものを鋳造する方法と製品について述べてきたが、ＴｉＦｅ合金の添加後に、鋳造の途中で、特にＴｉとの反応性が高いガス成分を吹き込んでもよい。Ｔｉとの反応性が高いガス成分としては、例えば窒素（Ｎ２）を挙げることができる。窒素は、チタンとの反応性が高く、Ｔｉ＋Ｎ→ＴｉＮとなり、微細なＴｉＮ粒子となる。このＴｉＮ粒子は、銅中において凝集しにくく、微細なＴｉＮ粒子が銅中に分散した形となる。このＴｉＮ粒子は、分散強化効果を生み出すため、高強度化に効果的である。また、このときのＦｅは、Ｔｉとの化合物の状態ではなく、比較的純度の高い状態で銅中に粒子状に分散される。粒子状に分散されたＦｅは、後の伸線工程において、これまで述べたように軸方向へ延伸した形態で導体中に存在することになるため、磁界によるノイズの遮蔽を強化するのに効果的である。
【０１０２】
＜本発明の好ましい態様＞
以下に、本発明の好ましい態様について付記する。
【０１０３】
（付記１）
本発明の一態様によれば、
１０質量％以上１６質量％以下の鉄と、２３質量％以上３０質量％以下のチタンと、を含み、残部が銅および不可避不純物からなり、
前記チタンおよび前記鉄の総質量に対する前記鉄の質量比率は、３０％以上３５％以下である銅合金線が提供される。
【０１０４】
（付記２）
付記１に記載の銅合金線であって、好ましくは、
前記鉄および前記チタンは、チタン鉄合金の状態で分散される。
【０１０５】
（付記３）
付記２に記載の銅合金線であって、好ましくは、
前記チタン鉄合金は、前記銅の結晶粒界に介在する。
【０１０６】
（付記４）
付記２又は３に記載の銅合金線であって、好ましくは、
前記チタン鉄合金は、軸方向に沿って繊維状に延伸した状態で設けられる
【０１０７】
（付記５）
付記２〜４のいずれかに記載の銅合金線であって、好ましくは、
前記チタン鉄合金は、ＴｉＦｅ相およびβＴｉ相を含む。
【０１０８】
（付記６）
本発明の他の態様によれば、
１０質量％以上１６質量％以下の鉄と、２３質量％以上３０質量％以下のチタンと、を含み、残部が銅および不可避不純物からなり、
前記チタンおよび前記鉄の総質量に対する前記鉄の質量比率が、３０％以上３５％以下である銅合金線を複数編んでなる編組材、又は前記銅合金線が複数並列に突き合わされた状態で螺旋状に巻き付けされてなる横巻材により構成されるシールド材が提供される。
【０１０９】
（付記７）
本発明の更に他の態様によれば、
導体と、
前記導体の外周を囲むように設けられる絶縁層と、
前記絶縁層の外周を囲むように設けられるシールド層と、
を有し、
前記シールド層は、
１０質量％以上１６質量％以下の鉄と、２３質量％以上３０質量％以下のチタンと、を含み、残部が銅および不可避不純物からなり、
前記チタンおよび前記鉄の総質量に対する前記鉄の質量比率が、３０％以上３５％以下である銅合金線を複数編んでなる編組材、又は前記銅合金線が複数並列に突き合わされた状態で螺旋状に巻き付けされてなる横巻材により構成される同軸ケーブルが提供される。
【０１１０】
（付記８）
本発明の更に他の態様によれば、
銅を溶融させて、鉄およびチタンを含む添加材を添加することで、１０質量％以上１６質量％以下の鉄と、２３質量％以上３０質量％以下のチタンと、を含み、残部が銅および不可避不純物からなり、前記チタンおよび前記鉄の総質量に対する前記鉄の質量比率が３０％以上３５％以下である溶銅を形成する工程と、
前記溶銅を連続鋳造させることで、鋳造材を形成する工程と、
前記鋳造材を熱間圧延することで、銅合金線を形成する工程と、
を有する銅合金線の製造方法が提供される。
【０１１１】
（付記９）
付記８のいずれかに記載の銅合金線の製造方法であって、好ましくは、
前記溶銅を形成する工程では、
前記溶銅の温度を、前記銅の融点よりも高く、前記チタンの融点および前記鉄の融点よりも低い温度とする。
【０１１２】
（付記１０）
付記８又は９に記載の銅合金線の製造方法であって、好ましくは、
前記鋳造材を形成する工程では、
前記鋳造材中の前記銅の結晶粒界に、チタン鉄合金を粒状に介在させ、
前記銅合金線を形成する工程では、
前記チタン鉄合金を軸方向に沿って繊維状に延伸させる。
【０１１３】
（付記１１）
付記８〜１０のいずれかに記載の銅合金線の製造方法であって、好ましくは、
前記溶銅を形成する工程の前に、前記鉄および前記チタンのいずれか一方を含む芯材と、前記芯材の外周を覆い、前記鉄および前記チタンのいずれか他方を含む外層材と、を有する前記添加材を準備する工程を有する。
【０１１４】
（付記１２）
付記１１に記載の銅合金線の製造方法であって、好ましくは、
前記添加材を準備する工程では、
前記芯材および前記外層材の総質量に対する、前記芯材および前記外層材のうち前記鉄を含む方の質量比率を３０％以上３５％以下とする。
【０１１５】
（付記１３）
付記１１又は１２に記載の銅合金線の製造方法であって、好ましくは、
前記添加材を準備する工程は、
前記鉄および前記チタンのいずれか一方を含む線材と、前記鉄および前記チタンのいずれか他方を含む板材と、を用意する工程と、
前記線材の軸方向に沿って前記板材を縦添えし、前記線材を包むように前記板材を丸め、丸めた前記板材の合わせ目を接合することにより、複合線材を形成する工程と、
前記複合線材を伸線することにより、前記添加材を形成する工程と、
を有する。
【符号の説明】
【０１１６】
１０  銅合金線
１１  Ｃｕ
１２  ＴｉＦｅ合金
２０  シールド材
３０  同軸ケーブル
３１  導体
３２  絶縁層
３３  シールド層
３４  シース
８０  銅合金線の製造装置
１１０  溶銅
１２０  鋳造材
１３０  荒引線
１８０，１８２  添加材
１８４  芯材
１８６  外層材
２１０  溶解炉
２２０  上樋
２３０  保持炉
２４０  添加手段
２６０  下樋
３００  タンディッシュ
３２０  ノズル
５００  連続鋳造機
５１０  ホイール
５２０  ベルト
６２０  連続圧延装置
６４０  コイラー
【図１】
2017137545.tif 000003
【図２】
2017137545.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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