本发明涉及收纳扁平电缆的旋转连接器装置，尤其涉及安装于车辆的旋转连接器装置。
背景技术：
以往，在四轮汽车等车辆中，在转向用的转向盘与转向轴的连结部，装配有用于向气囊装置等供应电力的旋转连接器装置(src)。旋转连接器装置包括：定子；转子，其可旋转地组装于该定子；以及柔性扁平电缆(ffc)，其卷绕并收纳于由定子和转子形成的环状的内部空间，在ffc的端部，包括将该ffc和外部进行电连接的连接构造体。
ffc包括：并列配置的多个导体；配置为夹持该多个导体的一对绝缘薄膜；以及设置在该一对绝缘薄膜之间的粘接剂层，并且具有由上述多个导体、一对绝缘薄膜以及粘接剂层构成的层压构造。导体例如由韧铜、无氧铜等构成。另外，绝缘薄膜具有由聚酯系、聚氨酯系、聚酰胺系、聚苯乙烯系树脂构成的粘接剂层，并且在夹持多个导体的状态下，通过粘接剂层将上述一对绝缘薄膜粘接，由此导体彼此或导体与外部之间绝缘。
作为上述导体，提出了一种例如由韧铜等构成、并且即使在以约8mm的弯曲半径反复施加弯曲变形的情况下，也能抑制裂纹的产生的扁平电缆用导体(专利文献1)。
另外，作为另一种导体，提出一种由铜合金构成的扁平电缆用导体，在该铜合金中，以0.005～0.045％的总量添加b、sn、in、mg中的一种或多种，晶粒微细化至7μm以下(专利文献2)。
另外，提出一种扁平导体，其中，将以下铜合金作为母材，对其表面镀覆sn而得到平板状导体，对该导体进行热处理，所述铜合金是向无氧铜(99.999重量％的cu)中添加0.3重量％以下的sn和0.3重量％以下的in或mg而得到的铜合金，或者是向无氧铜(99.999重量％的cu)中添加10重量％以下的ag而得到的铜合金，所述扁平导体的抗拉强度为350mpa以上，伸长率为5％以上，电导率为70％iacs以上(专利文献3)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：jp专利第5342712号公报
专利文献2：jp专利第3633302号公报
专利文献3：jp专利第4734695号公报
技术实现要素：
发明要解决的课题
然而，在专利文献1的技术中，为了维持导体的弯曲特性，不得不将弯曲半径设为约8mm，因此不能实现旋转连接器装置的小型化，另一方面，在对旋转连接器装置进行小型化的情况下，不能获得充分的弹性以及弯曲特性。尤其是，在使用由现有的韧铜构成的导体的扁平电缆中，在进行小型化时无法获得充分的弹性，因此难以将扁平电缆卷紧或开卷。另外，由于弯曲特性不足，因此不能满足旋转连接器装置所要求的寿命，不能充分地实现由导体进行的信号传输。
另外，在专利文献2的技术中，仅通过对铜合金中的添加元素种类以及其含量进行规定来控制晶粒直径，导体的弯曲特性不足。
另外，在专利文献3的技术中，公开了伸长率必须为5％以上，如果伸长率在该范围外，则刚性强，弯折困难，而且，在弯折时可能会压曲导体。但是，已经发现：即使伸长率为5％以上，导体的弯曲特性也不足。尤其是近年来，汽车的高性能化和高功能化得到了不断发展，从提高可靠性、安全性等观点考虑，要求提高搭载在汽车上的各种装置、设备的耐久性，所以，需要旋转连接器装置中的扁平电缆的弯曲特性进一步提高。
本发明的目的在于提供具有扁平电缆的旋转连接器装置，该扁平电缆能够维持高导电性，并且能够发挥充分的弹性而实现弯曲特性的进一步提高。
用于解决课题的手段
本发明人重复进行深入研究，发现扁平电缆的弯曲半径与超过给定弯曲寿命次数的情况下的该扁平电缆的0.2％屈服强度之间的关系，还发现通过规定铜合金中的添加元素种类以及各元素的含量的范围，并进行固溶、析出、晶粒微细化以及加工的各强化机制，能够发挥充分的弹性，进而能够提高弯曲特性。
在此，充分的弹性是指易于适度变形，且从该变形的复原性良好。例如，将即使进行100万次的弯曲，0.2％屈服强度也不会低于80％视为具有充分的弹性。
即，本发明的主要结构如下所述。
[1]一种旋转连接器装置，其特征在于，
包括：固定构件；旋转构件，其能旋转地安装于所述固定构件；以及扁平电缆，其收纳于所述固定构件与所述旋转构件之间的环状空间，
所述扁平电缆的一端与固定于所述固定构件的固定侧连接器连接，所述扁平电缆的另一端与固定于所述旋转构件的旋转侧连接器连接，且在所述扁平电缆的长度方向的中间部分，形成有弯曲并折返的折返部，
所述扁平电缆具有由铜合金构成的给定数量的导体，在利用所述折返部维持弯曲的状态下，所述扁平电缆被卷紧或开卷，当在弯曲半径为4mm～8mm的范围内将弯曲半径设为x、0.2％屈服强度设为y时，满足y≥14.175x2－249.35x+1406.9，且电导率为50％iacs以上。
[2]上述[1]所述的旋转连接器装置，其特征在于，所述导体含有0.1～0.8质量％的锡、0.05～0.8质量％的镁、0.01～0.5质量％的铬、0.1～5.0质量％的锌、0.02～0.3质量％的钛、0.01～0.2质量％的锆、0.01～3.0质量％的铁、0.001～0.2质量％的磷、0.01～0.3质量％的硅、0.01～0.3质量％的银、以及0.1～1.0质量％的镍中的一种或两种以上，余量由铜以及不可避免的杂质构成。
[3]上述[1]所述的旋转连接器装置，其特征在于，所述导体的伸长率低于5％。
[4]上述[1]所述的旋转连接器装置，其特征在于，所述导体的宽度为0.3mm～15mm，厚度为0.02mm～0.05mm。
[5]上述[1]所述的旋转连接器装置，其特征在于，所述导体含有0.06～0.14质量％的镁以及0.225～0.3质量％的铬，余量由铜以及不可避免的杂质构成，
所述扁平电缆的0.2％屈服强度为600mpa以上，电导率为70％iacs以上。
[6]上述[5]所述的旋转连接器装置，其特征在于，所述导体的宽度为0.3mm～0.5mm，厚度为0.030mm～0.039mm，
所述扁平电缆的弯曲半径为4mm～5mm。
[7]一种构成扁平电缆的导体的制造方法，所述扁平电缆是上述[1]～[6]中任一项所述的旋转连接器装置的扁平电缆，
所述制造方法依次具有熔解和铸造工序、热加工工序、冷加工工序、热处理工序以及精加工工序，
在加热温度为250～600℃且加热时间为10分钟～5小时的条件下进行所述热处理工序。
[8]上述[7]所述的构成扁平电缆的导体的制造方法，其特征在于，
所述热处理工序是在加热温度为400～550℃且加热时间为1小时～6小时的条件下进行的时效热处理工序，
所述精加工工序的压下率为50～97％以下。
发明效果
根据本发明的旋转连接器装置，能够维持高导电性，并且即使在对旋转连接器装置进行小型化的情况下也能获得充分的弹性。另外，通过设置弯曲并折返的折返部，当旋转构件顺时针或逆时针旋转时，能够在维持弯曲半径4mm～8mm的状态下随着折返而卷紧或开卷扁平电缆。
另外，经组织控制的铜合金有助于弯曲特性的提高，因此满足旋转连接器装置所要求的疲劳特性。因而，当在车辆中操纵转向盘而进行顺时针或逆时针旋转，伴随于此扁平电缆重复弯曲运动的情况下，能够进一步提高扁平电缆的弯曲特性，而且，能够防止扁平电缆的断裂，从而能够提供弯曲寿命、甚至可靠性、安全性得以提高的扁平电缆。
进而，通过在旋转连接器装置中使用与现有的韧铜不同的铜合金，能够使扁平电缆的导体宽度变窄，且即使弯曲半径小也能够满足所要求的弯曲寿命，能够实现现有组成的铜合金所不能达到的旋转连接器装置的小型化，而且，通过利用优异的弯曲特性来使导体的宽度狭窄化，从而能够实现旋转连接器装置的薄型化以及多通道化。
附图说明
图1是示意性地表示本发明的实施方式所涉及的旋转连接器装置的结构的立体图。
图2是表示图1中的扁平电缆收纳在旋转连接器装置的环状空间中的状态的示意图。
图3是表示图2中的扁平电缆的结构的宽度方向截面图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。
[旋转连接器装置的结构]
图1是示意性地表示本发明的实施方式所涉及的旋转连接器装置的结构的立体图。
如该图所示，旋转连接器装置1包括：定子11(固定构件)；转子12(旋转构件)，其绕轴线x可旋转地安装于定子11；以及扁平电缆13，其收纳在定子11于转子12之间的环状空间s1。在车辆中，定子11固定于车辆的车体，转子12安装于转向盘。
定子11具有定子主体11-1和定子侧连接器收纳部11-2，所述定子主体11-1以轴线x为中心呈圆环状或大致圆环状，且具有以轴线x为中心的未图示的圆形卡合孔，所述定子侧连接器收纳部11-2形成定子侧连接器收纳空间s2。
形成于定子主体11-1的卡合孔形成为，收纳后述的转子12的圆筒部下侧(图1的箭头d方向)的端部，且能够与该端部卡合。
转子12具有环状的转子主体12-1和转子侧连接器收纳部12-2，所述转子主体12-1围绕轴线x(图1的箭头a方向以及箭头b方向)设置，所述转子侧连接器收纳部12-2将环状空间s1与外部连通，且界定转子侧连接器收纳空间s3。
转子主体12-1具有：以轴线x为中心呈中空圆盘状或大致中空圆盘状的顶板部12-1a；从顶板部12-1a的内周侧的端部沿着轴线x向环状空间s1侧延伸的圆筒部12-1b。顶板部12-1a在旋转连接器装置1中界定面向上侧(图1的箭头c方向)的部分。圆筒部12-1b形成为可绕轴线x转动地与定子11的对应部分卡合。
通过将上述转子12安装于定子11，由此可利用转子12的顶板部12-1a、圆筒部12-1b以及定子11的定子主体11-1界定环状空间s1。并且，在圆筒部12-1b的下侧端部，转子12可转动地与定子11的定子主体11-1的卡合孔卡合，由此可转动地保持在定子11上。
在定子侧连接器收纳部11-2的定子侧连接器收纳空间s2中，插入从环状空间s1引出的扁平电缆13的一端。另外，在该定子侧连接器收纳部11-2中，形成有能够插入给定形状的定子侧连接器(固定侧连接器)的未图示的固定侧端子插入孔，该定子侧连接器与构成车体侧的电路的束线连接。当在定子侧连接器收纳部11-2装配定子侧连接器时，扁平电缆13的一端与固定于定子11的定子侧连接器连接。
在转子侧连接器收纳部12-2的转子侧连接器收纳空间s3中，与上述定子侧连接器收纳空间s2相同，插入从环状空间s1引出的扁平电缆13的另一端。另外，在转子侧连接器收纳部12-2中，形成有旋转侧端子插入孔12-2a，该旋转侧端子插入孔12-2a能够插入从转向盘所具有的电气部件(例如，喇叭开关、气囊组件等)引出的电缆的转子侧连接器(旋转侧连接器)。当在转子侧连接器收纳部12-2装配转子侧连接器时，扁平电缆13的另一端与固定于转子12的转子侧连接器连接。
扁平电缆13在环状空间s1中卷绕成具有适宜长度的松弛度，该松弛度的长度随着转子12相对于定子11旋转而改变。能够在环状空间s1内以不断调整的状态保持多片扁平电缆13，以跟随该松弛度长度的变化。
如图2所示，在环状空间s1中，该扁平电缆13在该扁平电缆的长度方向的中间部分设有弯曲并折返的折返部13a。并且，围绕轴线x配置多片具有上述折返部13a的扁平电缆13。折返部13a的弯曲半径为4mm～8mm，优选为4.0mm～6.5mm，更优选为4mm～5mm。当转子12顺时针或反时针旋转时，扁平电缆13以折返部13a维持弯曲的状态被卷紧或开卷。在图2中，配置有4片扁平电缆13，但并不限于此，也可以配置所需数量的扁平电缆13。另外，图2所示的4片扁平电缆中的一片或两片扁平电缆也可以是虚设电缆(不具有导体的树脂薄膜)。
通过上述结构，转向盘侧的气囊组件等电气部件与车体侧的电路经由扁平电缆13电连接。由此，能够在旋转连接器装置1中进行电源供应或信号传输。
[扁平电缆的结构]
如图3所示，本实施方式的扁平电缆13具有：给定数量的、例如由铜合金构成的导体21-1、21-2、21-3、21-4、21-5、21-6；以夹持该多个导体的方式配置的一对绝缘薄膜22、23；以及设置在所述一对绝缘薄膜之间的粘接剂层24。本实施方式的扁平电缆1例如为柔性扁平电缆(ffc)。
导体21-1～21-6以轧制面的面内方向基本相同的方式并排配置，并将绝缘薄膜22设置在这些导体的一个轧制面侧，将绝缘薄膜23设置在另一个轧制面侧。导体21-1～21-6的宽度为0.1mm～15mm，优选宽度为0.3mm～15mm，更优选宽度为0.3mm～0.5mm，厚度为0.02mm～0.05mm，优选厚度为0.030mm～0.039mm。各导体21-1～21-6的宽度方向的截面积为0.75mm2以下，优选为0.02mm2以下。
粘接剂层24具有足以埋设多个导体21-1～21-6的厚度，且被一对绝缘薄膜22、23挟持。粘接剂层24由适合于一对绝缘薄膜22、23的众所周知的粘接剂构成。
一对绝缘薄膜22、23由能够表现出与粘接剂层24和/或多个导体21-1～21-6的附着性良好的树脂构成。另外，作为优选例，是由以下两层构成：一对绝缘薄膜22、23的粘接剂层被热粘结时熔点为200℃以上且未熔融的聚对苯二甲酸乙二醇酯即最外层；聚酯系树脂即粘接剂层。例如，一对绝缘薄膜22、23的宽度为6mm～15mm，厚度为0.01mm～0.05mm。
[导体的化学组成]
导体含有0.1～0.8质量％的锡(sn)、0.05～0.8质量％的镁(mg)、0.01～0.5质量％的铬(cr)、0.1～5.0质量％的锌(zn)、0.02～0.3质量％的钛(ti)、0.01～0.2质量％的锆(zr)、0.01～3.0质量％的铁(fe)、0.001～0.2质量％的磷(p)、0.01～0.3质量％的硅(si)、0.01～0.3质量％的银(ag)、0.1～1.0质量％的镍(ni)中的一种或两种以上，余量由铜(cu)以及不可避免的杂质构成。
另外，导体优选含有0.06～0.14质量％的镁以及0.225～0.3质量％的铬，余量由铜以及不可避免的杂质构成。
＜锡：0.1～0.8质量％＞
锡是一种通过添加到铜中而具有发生固溶、高强度化的作用的元素。如果锡的含量低于0.1质量％，则其效果不充分，如果超过0.8质量％，则难以将电导率保持在50％以上。因此，在本实施方式中，锡的含量设为0.1～0.8质量％。
＜镁：0.05～0.8质量％＞
镁是一种通过添加到铜中而具有发生固溶、高强度化的作用的元素。如果镁的含量低于0.05质量％，则其效果不充分，如果超过0.8质量％，则难以将电导率保持在50％以上。因此，在本实施方式中，镁的含量设为0.05～0.8质量％。
另外，镁的含量优选为0.06～0.14质量％。当镁的含量在0.06～0.14质量％的范围内时，能够在维持高电导率的同时，提高带来高弯曲性的固溶强化能。
＜铬：0.01～0.5质量％＞
铬是一种通过添加并固溶到铜中，其后进行微细析出，从而具有发生高强度化的作用的元素。如果铬的含量低于0.01质量％，则不能期待析出固化，屈服强度不足，如果超过0.5质量％，则会出现结晶物和粗大析出物，成为疲劳特性降低的原因，不适于本实施方式。因此，在本实施方式中，铬的含量设为0.01～0.5质量％。
另外，铬的含量优选为0.225～0.3质量％。如果铬的含量在0.225～0.3质量％的范围内，则能够提高带来高弯曲性的析出强化能，并且，能够尽可能减少铸造和热轧时形成的、对弯曲性带来不良影响的结晶物和粗大析出物。
＜锌：0.1～5.0质量％＞
锌是一种通过添加到铜中而具有发生固溶、高强度化的作用的元素。如果锌的含量低于0.1质量％，则不能期待固溶固化，屈服强度不足，如果超过5.0质量％，则难以将电导率保持在50％以上。因此，在本实施方式中，锌的含量设为0.1～5.0质量。
＜钛：0.02～0.3质量％＞
钛是一种通过添加并固溶到铜中，其后进行微细析出，从而具有发生高强度化的作用的元素。如果钛的含量低于0.02质量％，则不能期待析出固化，屈服强度不足，如果超过0.3质量％，则难以将电导率保持在50％iacs以上，而且，会出现粗大结晶物和析出物，成为疲劳特性降低的原因，不适于本实施方式，制造性也显著降低。因此，在本实施方式中，钛的含量设为0.02～0.3质量％。
＜锆：0.01～0.2质量％＞
锆是一种通过添加并固溶到铜中，其后进行微细析出，从而具有发生高强度化的作用的元素。如果锆的含量低于0.01质量％，则不能期待析出固化，屈服强度不足，如果超过0.2质量％，会则会出现粗大结晶物和析出物，成为疲劳特性降低的原因，不适于本实施方式，制造性也显著降低。因此，在本实施方式中，锆的含量设为0.01～0.2质量％。
＜铁：0.01～3.0质量％＞
铁是一种通过添加并固溶到铜中，其后进行微细析出，从而具有发生高强度化的作用的元素。铁的含量如果低于0.01质量％，则不能期待析出固化，屈服强度不足，如果超过3.0质量％，则难以将电导率保持在50％iacs以上。因此，在本实施方式中，铁的含量设为0.01～3.0质量％。
＜磷：0.001～0.2质量％＞
磷是一种具有脱氧作用的元素，是一种不是提高特性方面而是提高制造性的元素。如果磷的含量低于0.001质量％，则制造上的改善效果不充分，如果超过0.2质量％，则难以将电导率保持在50％iacs以上。因此，在本实施方式中，磷的含量设为0.001～0.2质量％。
＜硅：0.01～0.3质量％＞
硅是一种与铬、镍等添加元素形成化合物，具有发生析出强化作用的元素。如果硅的含量低于0.01质量％，则效果不充分，如果超过0.3质量％，则难以将电导率保持在50％iacs以上。因此，在本实施方式中，硅的含量设为0.01～0.3质量％。
＜银：0.01～0.3质量％＞
银是一种通过添加并固溶到铜中，其后进行微细析出，从而具有发生高强度化的作用的元素。如果银的含量低于0.01质量％，则不能期待析出固化，屈服强度不足，如果超过0.3质量％，不仅效果饱和，而且也是成本增加的主要原因。因此，在本实施方式中，银的含量设为0.01～0.3质量％。
＜镍：0.1～1.0质量％＞
镍是一种通过添加并固溶到铜中，其后进行微细析出，从而具有发生高强度化的作用的元素。如果镍的含量低于0.1质量％，则不能期待析出固化，屈服强度不足，如果超过1.0质量％，则难以将电导率保持在50％iacs以上。因此，在本实施方式中，镍的含量设为0.1～1.0质量％。
＜余量：铜以及不可避免的杂质＞
上述成分以外的余量为铜以及不可避免的杂质。在此所说的不可避免的杂质是指在制造工序上不可避免地包含的含量水平的杂质。不可避免的杂质可能因含量不同而成为降低电导率的主要原因，因此考虑到电导率的降低，优选在一定程度上抑制不可避免的杂质的含量。
[导体的制造方法]
在上述导体的制造方法中，经过[1]熔解和铸造、[2]热加工、[3]冷加工、[4]热处理、[5]精加工各个工序制造导体。例如，在切割制法中，经过[1-1]熔解和铸造、[2-1]热轧、[3-1]冷轧、[4-1]热处理、[5-1]精轧各个工序制造导体，如果这是带材的制造工序，则将狭缝制成期望的宽度，优选准备多个截面积为0.75mm2以下，优选0.02mm2以下的导体。此外，在后述的实施例的工艺a、b以及d中，使[1-1]熔解和铸造、以及[2-1]热轧这两个工序为相同条件，其后的[3-1]冷轧、[4-1]热处理以及[5-1]精轧这3个工序在不同的条件下进行设置。
[1-1]熔解和铸造
在熔解和铸造中，调节各成分的分量以获得与上述相同的合金组成，并进行熔炼，制造厚度为150mm～180mm的铸锭。
[2-1]热轧
接下来，在600～1000℃下对上述制造的铸锭进行热轧，制作厚度为10mm～20mm的板材。
[3-1]冷轧
进而，对热轧处理后的板材进行冷轧，制作厚度为0.02mm～1.2mm的导体。在该冷轧工序后，后述的热处理前，能够进行任意的热处理。
[4-1]热处理
接下来，在250～600℃、10分钟～5小时的热处理条件下，对导体进行热处理。该热处理因组成不同而目的不同，如果是固溶型合金，则该热处理是再结晶热处理，如果是析出型合金，则该热处理是为了析出给定化合物而进行的时效热处理。
在铜合金是含有0.06～0.14质量％的镁以及0.225～0.3质量％的铬、余量由铜以及不可避免的杂质构成的cu-cr-mg系合金的情况下，上述热处理工序优选为在加热温度400～550℃、加热时间1小时～6小时的条件下进行的时效热处理工序。如果加热温度在400～550℃范围内，则能够获得满意的析出分布状态，如果加热时间在1小时～6小时的范围内，则不会发生由于短时间化导致的析出不足，并且能够防止由于长时间化导致的批量生产性降低。
[5-1]精轧
其后，对上述热处理后的导体进行精轧，制作宽度为0.1mm～15mm，厚度为0.02mm～0.05mm的导体。精轧的压下率(厚度减少率)为20～97％。
在铜合金是含有0.06～0.14质量％的镁以及0.225～0.3质量％的铬，余量由铜以及不可避免的杂质构成的cu-cr-mg系合金的情况下，精轧的压下率(厚度减少率)优选为50～97％。如果精轧的压下率在50～97％的范围内，则在具有上述成分的cu-cr-mg系合金中，能够达到0.2％屈服强度为600mpa以上，且电导率为70％iacs以上。
[导体的其他制造方法]
即使采用除上述狭缝制法以外的其他制法，也能够制造上述导体。例如，如果是圆线轧制制法，则上述[1-1]～[5-1]工序中的热轧和冷轧分别变为热拉丝、冷拉丝，经过[1-2]熔解和铸造、[2-2]热拉丝、[3-2]冷拉丝、[4-2]热处理、[5-2]精轧各个工序制造导体，不需要最后的狭缝。另外，也能够在冷拉丝和热处理之间加入冷轧，经过[1-3]熔解和铸造、[2-3]热拉丝、[3-3]冷拉丝、冷轧、[4-3]热处理、[5-3]精轧的各个工序制作导体。另外，在上述其他制法中，如果是固溶型合金，则可以进行任意多次热处理。如此，只要导体的特性等满足本发明的范围，就不限制导体的制法。
[扁平电缆的制造方法]
在本实施方式所涉及的扁平电缆的制造方法中，首先，准备所需数量的、利用上述方法制造的、宽度方向截面积为0.75mm2以下，优选为0.02mm2以下的导体。然后，将绝缘薄膜配置在所需数量的导体的主面的两侧，对所有这些所需数量的导体施加给定张力，同时通过粘接剂将上述所需数量的导体夹持在一对绝缘薄膜之间。然后，冲压由所需数量的导体、粘接剂以及一对绝缘薄膜构成的层叠体并进行层压处理。
[扁平电缆以及导体的特性]
在本实施方式的扁平电缆中，当所施加的弯曲半径在4mm～8mm的范围内，将弯曲半径设为x(mm)、0.2％屈服强度设为y(mpa)时，导体满足y≥14.175x2－249.35x+1406.9，且电导率为50％iacs以上。例如，当弯曲半径为8mm时，导体的0.2％屈服强度满足319.3mpa以上。通过将0.2％屈服强度以及电导率分别设为上述范围内的值，能够在不影响产品的水平上维持与现有等同的导电性，并且能够提高弹性，获得良好的弯曲特性。另外，优选地，导体的伸长率为低于5％。通过将伸长率设定在上述范围，能够改善弯曲特性，即使在较小的半径下也能延长寿命。
导体的0.2％屈服强度(y)与弯曲半径(x)之间的二次不等式的关系，是因为我们发现：对于厚度0.035mm、指定的弯曲半径x，在室温至150℃的范围的任何试验温度下，弯曲寿命超过30万次的数值都被0.2％屈服强度涵盖。上述二次不等式的系数a＝14.175、b＝249.35、c＝1406.9是由于认识到当机械强度为0.2％屈服强度的83％以上时，弯曲寿命大大延长，可承受30万次的弯曲试验，从而对其目标进行公式化而得到的结果。需要说明的是，本不等式不限于0.035mm，在0.02mm～0.05mm内也成立。
假定弯曲半径为8mm，本发明中的0.2％屈服强度的范围的下限值为319.3mpa。因而，本发明中的0.2％屈服强度为319.3mpa以上，优选为600mpa以上。而且，在组成范围被限定的本发明的铜合金中，即使各强化机制做出最大贡献，也能假设0.2％屈服强度不会超过750mpa。因而，本发明中的0.2％屈服强度为750mpa以下。但是，在能够解决这些课题或不进行要求的情况下，则0.2％屈服强度的范围的上限值不受限制。
在本实施方式的扁平电缆中，由于导体的截面积小，因此要求高导电性。该标准不是恒定的，例如，如果转向盘的可移动范围扩大，则电缆的总长度变长，电阻上升，如果弯曲半径减小，则总长度变短，电阻下降。另外，在为了进一步延长寿命而使导体薄壁化，或者为了增加通道数量而实施宽度狭窄化的情况下，则截面积减小且电阻上升。而且，以铜为代表的金属的电阻会随着温度的上升而上升，因此如果耐久温度要求提高，则对电导率的要求水平就会提高。如此，期望的电导率将根据其设计而变化。然而，作为目标，要求导体的电导率为50％iacs以上，优选为70％iacs以上。在满足电导率为70％iacs以上的优选范围的情况下，可以认为是设计的自由度得以提高的优选的导体。
根据上述实施方式，可以维持能够实现制品规格化的水平的高导电性，并且能够发挥充分的弹性而实现弯曲特性的进一步提高。另外，在弯曲半径减小1mm的情况下，能够将旋转连接器装置的外径减小4mm，旋转连接器装置的外径相对于弯曲半径能够减小4倍。由此，能够在不改变连接器的内径的情况下，减小收纳旋转连接器装置的转向柱的外径，当驾驶员坐在车辆的驾驶座位上时，能够扩大进深方向的视野。另外，通过扩展驾驶员的膝盖以上的空间，能够提高驾驶的舒适性。
另外，由于维持高导电性，并且具有良好的弯曲特性，因此能够实现现有的韧铜无法实现的导体宽度狭窄化，所以在制作与现有相同宽度的扁平电缆的情况下，能够增加导体配置数量，即通道数量。另外，在扁平电缆的通道数量与现有相同的情况下，能够使扁平电缆的宽度小于现有的宽度，并能够实现旋转连接器装置的薄型化、低高度化。
在扁平电缆的通道数量与现有相同的情况下，能够提供对应于车辆的多功能化的高便利性的扁平电缆。另外，在旋转连接器装置中设有多片扁平电缆的情况下，由于每片扁平电缆的通道数量增加，因此能够减少收纳在旋转连接器装置内的扁平电缆的片数。
实施例
以下，对本发明的实施例进行详细说明。
首先，调节锡、镁、铬、锌、钛、锆、铁、磷、硅、银以及镍至表1所示的含量，使用铸造机制作由具有各合金组成的铜合金(合金no.1～no.20)构成的、厚度为150mm～180mm的铸锭。接着，通过600～1000℃的热轧制作厚度为20mm的板材，其后实施冷轧。
在经过上述共用工序后，如表2所示，在工艺a中，在处理温度为400℃、425℃、450℃中的任意一个温度下，对板材实施处理时间为30分钟或2小时的时效热处理，之后，以压下率19％实施精轧，得到厚度为0.035mm的导体。
另外，在工艺b中，如表3所示，在处理温度为400℃、425℃、450、500℃中的任意一个温度下，对板材实施处理时间为30分钟或2小时的时效热处理，之后，以压下率90％或77％实施轧制处理，得到厚度为0.035mm的导体。在工艺a以及b中，假设最终产品的导体的厚度是相同的。
进而，在作为比较的工序c中，如表4所示，对热轧后的厚度为20mm的板材实施冷轧，得到厚度为0.035mm的导体，其后，在处理温度为200℃、350℃、375℃、400℃、450℃、700℃、750℃、800℃、900℃的任意一个温度下，对导体实施处理时间为15秒、30分钟、2小时中的任意一个处理时间的时效热处理。
关于完成热处理和轧制工艺的带材，用狭缝切割成期望的宽度。由于扁平电缆的导体中会发生龟裂，继续发展会导致寿命结束，因此导体宽度越宽，寿命越长。在本发明规定的0.3mm～15mm内，使用最短寿命的0.3mm宽度的导体和比该导体宽的0.5mm宽度以及0.8mm宽度的导体进行试验，在该范围，按导体宽度的寿命变化很小，并且寿命试验的判定结果没有因宽度尺寸的差别而不同，因此代表性地示出了0.8mm宽度的结果。
对于所制造的导体，通过以下所示的方法，分别测量0.2％屈服强度、电导率(ec)、伸长率以及弯曲寿命的各个特性、和精轧前的晶粒直径。
(a)0.2％屈服强度
试验条件按照jisz2241，以轧制方向作为长度方向进行拉伸试验。
(b)电导率(ec)
作为电阻(或电导度)的标准，规定将国际上采用的20℃中的退火标准铜(体积电阻率:1.7241×10-2μω·m)的电导率作为100％iacs。各材料的电导率一般是已知的，在纯铜(韧铜、无氧铜)中，ec＝100％iacs，在cu-0.15sn、cu-0.3cr中，ec＝85％iacs左右。在此，ec是“electricalconductivity(电导率)”的简称，iacs表示“internationalannealedcopperstandard(国际退火铜标准)”。
另一方面，其导电性因制造工艺而变化。例如，在本实施例的工艺a和工艺b中，由于精轧量不同，因此工艺b的导电性稍微降低。各实施例中的材料的电阻如果大于70％iacs，则判断为在设想的环境或设计的等效范围内起到充分的作用，视为极好“◎”，如果是50～70％iacs，则判断为根据使用环境、src构造制品特性充分，视为良好“〇”，如果低于50％iacs，则判定为该导体不合适，视为不良“×”。
(c)伸长率
试验条件按照jisz2241，在导体的长度方向上进行拉伸试验，测量对接伸长率。在作为测量结果的伸长率低于5％的情况下，能够延长寿命，例如，由于还能够扩大设计范围，因此载明了测量值。需要说明的是，即使有时会稍微牺牲电导率而变为比以往稍低的值，也能够通过进一步改善伸长率的特性来进一步提高弯曲特性，因其性能平衡，从而得到适合用于旋转连接器装置的扁平电缆的导体。
(d)精轧前的晶粒直径
关于宽度和厚度这两个方向的截面，试验样本通过树脂填埋以及研磨进行镜面抛光，用铬酸等蚀刻液进行晶界腐蚀，用光学顕微鏡和电子顕微鏡观察时，当形成为能够充分判断晶粒直径的状态后，按照jish0501的切断法，实施晶粒直径的测量。测量数为30到100，求出每个晶粒的直径平均值。
(e)弯曲寿命
使用fpc弯曲试验机(上岛制作所(株)制，装置名称“ft-2130”)，在试料固定板以及可动板上，将导体切断为100mm的长度之后，实施能够将两根导体通电的交联，将一端贴附在可动板侧，使另一端在竖直方向上以期望的直径弯曲，进而，将该另一端固定在固定板侧，通过将两自由端与测量器相连，来判定弯曲寿命。当两根中的1根断线的情况下，电压不能测量，因此将该时刻判断为寿命。试验条件设为：试验温度：20～85℃、弯曲半径x：半径4mm～8mm(7.5mm、6.3m、5.5mm、4.7mm)、行程：±13mm、旋转速度：180rpm。对于不能测量电压时的弯曲次数为30万次以上的情况，判断为满足旋转连接器所要求的疲劳特性，视为良好“〇”，低于30万次的情况视为不良“×”。通过上述方法进行测量、评价的结果如表2～4所示。
(表1)
注1)表中的下划线和斜体表示在本发明的范围外。
注2)no.18表示未添加cu以外的元素的纯铜。
(表2)
注1)表中的下划线和斜体表示在本发明的范围外。
注2)表中的“-”表示在加工组织(强轧组织)中不能进行测量。
表3
注)表中的“-”表示在加工组织(强轧组织)中不能进行测量。
表4
注1)表中的下划线和斜体表示在本发明的范围外。
注2)表中的“-”表示在加工组织(强轧组织)中不能进行测量。
从表2的结果可以看出，合金no.1～no.17的合金成分在本发明的范围内，且通过工艺a，0.2％屈服强度以及电导率双方均良好。另外，可以看出，通过工艺a，在4mm～8mm的范围中的至少6.3mm以及7.5mm的弯曲半径下，充分满足旋转连接器装置的扁平电缆所要求的疲劳特性(弯曲寿命)，弯曲特性良好。另外，表中的极限弯曲半径是指使用下述表达式(1)并根据0.2％屈服强度计算的计算值。
x＝(249.35－(249.352－4×14.175×(1406.9－y))0.5)/(2×14.175)···(1)
在此，x为极限弯曲半径(单位：mm)，y为0.2％屈服强度(单位：mpa)。
根据该实验结果与极限弯曲半径的计算值的相关关系，可以确认：使用上述表达式(1)计算的极限弯曲半径是知晓扁平电缆的弯曲寿命充分的指标。因而，在弯曲半径4mm～8mm的范围内要求更严格的弯曲半径的情况下，使用上述表达式(1)由0.2％屈服强度计算极限弯曲半径，根据计算的极限弯曲半径能够选择合适的合金以及工艺。另外，如果是由上述表达式(1)得到的计算值以上的弯曲半径，则扁平电缆的弯曲寿命会得到进一步的改善。
进而，用y对上述表达式(1)进行整理，能够变换为以下的表达式。
y＝14.175x2－249.35x+1406.9···(2)
即，如果基于根据标准等的指定弯曲半径而假定的最小弯曲半径的值是已知的，则使用上述表达式(2)，将该最小的弯曲半径作为极限弯曲半径，在该极限弯曲半径中，能够确定得到充分的疲劳特性(弯曲寿命)的0.2％屈服强度的值。另外，如果是具有从上述表达式(2)得到的计算值以上的0.2％屈服强度的扁平电缆，则能够获得更好的弯曲寿命。
另一方面，在合金成分为本发明的范围外的合金no.18～no.20中，即使经过与合金no.1～no.17相同的工艺，导电性以及伸长率的任意一个或两者的特性也不足，不适合作为旋转连接器装置的导体。
另外，从表3的结果可以看出，通过相对于表2的试验提高精轧率(工艺b：0.35mm的厚度或0.15mm的厚度至0.035mm的厚度)，提高屈服强度来减小极限弯曲半径，通过将伸长率设为低于5％，从而在更宽范围的弯曲半径内示出充分的疲劳特性。作为导体的性能因合金种类不同而存在差异，例如，在合金no.1中，在其电导率维持在70％iacs以上的状态下，弯曲性能得到提高，且弯曲寿命充分的弯曲半径范围变宽。另一方面，例如，在合金no.4中，弯曲寿命充分的弯曲半径范围变宽，但是电导率降低到70％iacs以下，因此存在折衷关系。如果使用具有这样的折衷关系的合金种类，则在与设计面的权衡性方面，有时成为适当的导体，也有时成为不适当的导体，但是在电导率允许的情况下，由于能够实现连接器的进一步小径化设计，因此其有用性很高。
表4的结果是经过不适当的工艺c的试制材料的结果。尤其是，在合金no.1～no.17中，虽然合金成分在本发明的范围内，但是经过不进行精轧、0.2％屈服强度不足的工艺的情况，或在析出型合金中不实施时效处理，或该处理在不适当的温度下进行，则电导率不足。因而，在本发明的工艺中，如果是固溶型合金，则在热处理时对晶粒进行极力微细化处理，实施精轧是很重要的，另外，如果是析出型合金，则实施时效热处理直至达到合适的电导率，同样实施精轧是很重要的。析出型合金的热处理不是到时效峰值为止，考虑到合金所表现的0.2％屈服强度和电导率之间的平衡以及连接器设计的兼顾性，也存在适合进行过时效处理的情况。
尤其是，与先前的公知技术相比，在如专利文献2那样对合金成分和晶粒直径进行控制的情况下，在实施例中至少sn、mg的含量在本发明的范围外，且认为强度范围也因此不符合本说明书中提到的不等式。另外，将本实施例中的表3以及表4的合金no.1～no.3彼此进行比较可知，仅仅通过晶粒直径控制，不能充分发挥其组成合金具有的特性。同样地，在专利文献3那样的成分范围内，在大部分的实施例以及参考例中拉伸强度为大约380mpa，因此认为在弯曲半径4.7mm～7.5mm内0.2％屈服强度不满足319.3mpa以上，在唯一的拉伸强度为500mpa的实施例中，ag含量在2重量％，在本发明的范围外。另外，通过将与专利文献3的实施例中的成分最接近的本实施例的表2以及表3的合金no.1彼此进行比较可知，比起将伸长率设为5％以上，可以说使用低于5％的高屈服强度材料更适合。
(f)弹性的评价
使用与表2所示的工艺a相同的制法，分别制作由合金no.1～no.20的铜合金构成的导体，用pet树脂以及粘接剂的复合材(rikentechnoscorp.制，气囊用柔性扁平电缆(绝缘薄膜)、树脂厚度25μm、粘接剂厚度20μm)夹持各个导体，从两面冲压实施层压处理，制作扁平电缆。层压处理条件设为：冲压温度165℃、冲压时间3分钟、冲压压力0.5mpa。组装成图1所示的旋转连接器装置，使得制作的扁平电缆的弯曲半径为4mm～8mm(7.5mm、6.3m、5.5mm、4.7mm)。然后，针对各个装置，使用旋转耐久试验机(古河as株式会社制，滑动弯曲试验机)，在85℃下进行100万次的旋转试验。
在此认为，在旋转试验前后，如果0.2％屈服强度的减少幅度较小，则塑性变形发生时的屈服强度阈值的减少幅度较小，相反，如果0.2％屈服强度的减少幅度较大，则容易引起永久变形，失去弹性。因此，在旋转试验后，用甲酚等溶液对树脂以及粘接剂进行熔解，取出导体单体后，实施拉伸试验，如果0.2％屈服强度为使用前的80％以上，则保持充分的强度，其弹性也充分，视为良好“〇”，对于0.2％屈服强度为使用前的60％以上且低于80％的情况，视为基本良好“△”，对于0.2％屈服强度为低于使用前的60％的情况，弹性不良，视为不良“×”。评价结果如表5所示。
表5
注)表中的下划线和斜体表示在本发明的范围外。
从表5可以清楚看出，对于合金no.1～no.17的任意一个，在4mm～8mm的范围中的至少6.3mm以及7.5mm的弯曲半径下，在弯曲寿命充分的情况下，弹性也良好。另外，在工艺a中弯曲寿命不足的情况下(表2的合金no.18)，弹性也不良。
另外，作为cu-cr-mg系合金，除了表1的合金no.5以外，将镁以及铬调节至表6所示的含量，使用铸造机制作由具有各合金组成的铜合金(合金no.21～no.23)构成的、厚度为150mm～180mm的铸锭。接着，通过600～1000℃的热轧制作厚度为20mm的板材，之后实施冷轧。然后，如表7所示，在工艺d中，在处理温度450℃下，对板材实施处理时间为2小时的时效热处理后，以压下率75％或90％实施精轧，得到厚度为0.035mm的导体。然后，和上述一样，分别测量0.2％屈服强度、电导率(ec)、伸长率以及弯曲寿命等各特性、以及精轧前的晶粒直径，评价各个特性。结果如表7所示。
(表6)
表7
从表7的结果可知，合金no.21～no.23的合金成分的mg以及cr的含量在优选的范围内，且0.2％屈服强度以及电导率双方均非常良好。另外，通过工艺d，在4mm～8mm的范围中的4.0mm、4.3mm以及4.7mm的弯曲半径下，满足旋转连接器装置的扁平电缆所要求的疲劳特性(弯曲寿命)，弯曲特性非常良好。另外，在合金no.22中，使得精轧的压下率不同的情况下，在压下率为75％时，虽然极限弯曲半径变大了，但是由于电导率相对变大，因此能够使得扁平电缆的长度变长，能够提高设计的自由度。另外，在压下率为90％时，虽然电导率相对变小，但是由于极限弯曲半径变小，因此在对电导率的要求水平不那么高的情况下，能在3.0mm～4.0mm的范围内的更小弯曲半径下提高弯曲特性。
使用与表7所示的工艺d相同的制法，分别制作由合金no.21～no.23的铜合金构成的导体，用pet树脂以及粘接剂的复合材(rikentechnoscorp.制，气囊用柔性扁平电缆(绝缘薄膜)、树脂厚度25μm、粘接剂厚度20μm)夹持各个导体，从两面冲压实施层压处理，制作扁平电缆。层压处理条件与合金no.1～no.20相同，组装成图1所示的旋转连接器装置。然后，针对各个装置，与上述一样，评价弹性。结果如表8所示。
(表8)
从表8的结果可以清楚看出，对于合金no.21～no.23的任意一个，在4mm～8mm的范围中的4.0mm、4.3mm以及4.7mm的弯曲半径下，在弯曲寿命充分的情况下，弹性也良好。
标号说明
1旋转连接器装置
11定子
11-1定子主体
11-2定子侧连接器收纳部
12转子
12-1转子主体
12-1a顶板部
12-1b圆筒部
12-2转子侧连接器收纳部
12-2a旋转侧端子插入孔
13扁平电缆
13a折返部
21-1、21-2、21-3导体
21-4、21-5、21-6导体
22、23一对绝缘薄膜
24粘接剂层
s1环状空间
s2定子侧连接器收纳空间
s3转子侧连接器收纳空间
x轴线