次に、本発明の実施形態について詳細に� ��明する。

 図1~4は、本発明に係る自動車用アルミ電� ��の実施形態の一例を示したアルミ電線の断� ��図である。自動車用アルミ電線10は、アル� �ニウム合金よりなる素線12を撚り合わせた導 体14を絶縁材料よりなる絶縁体16で被覆した� �ので構成されている。図1には、素線12を同� �撚りした圧縮導体14を絶縁体16で被覆したも� ��を示しており、図2には、素線12を同心撚り� ��た導体14を絶縁体16で被覆したものを示して おり、図3には、素線12を複合撚りした導体14� ��絶縁体16で被覆したものを示しており、図4� ��は、複数本の素線12を二段圧縮した圧縮導� �14を絶縁体16で被覆したものを示している。� ��々、導体14を形成する素線12の本数は、使用 する機器の種類等により適宜定められるもの である。

 素線12を形成するアルミニウム合金は、� �定量のFe、Mgを含有し、残部がAlおよび不可� �的不純物で構成されている。素線12は軟質化 されており、アルミニウム合金の軟質材より なる。以下に、合金組成を規定した理由を説 明する。なお、以下の含有率の単位は質量%� �ある。

 Feは、素線12の導電性を確保しつつその強 度を向上させるのに寄与する。その効果を得 るためには、Feの含有率を0.90~1.20%にすると良 い。より好ましくは、1.00~1.20%である。Feの含 有率が0.90%未満では、強度向上効果が小さく� ��素線12の引張強度が110MPa以上になりにくい� �また、耐屈曲性の向上効果も小さい。一方� �Feの含有率が1.20%を超えると、圧延時に欠陥� ��生じやすくなり、例えば連続鋳造圧延機な� ��によりアルミニウム合金溶湯を急冷凝固さ� ��てアルミニウム合金を鋳造しても、圧延時� ��欠陥を抑えられないことがある。圧延時に� ��陥が生じると、素線12の加工性が低下する� �ともに素線12の伸びが低下する。

 Mgは、素線12の強度を向上させるのに寄与 する。その効果を得るためには、Mgの含有率� ��0.10~0.25%にすると良い。より好ましくは、0.1 0~0.20%である。Mgの含有率が0.10%未満では、強� ��向上効果が小さい。一方、Mgの含有率が0.25% を超えると、導電率が58%IACSを下回る。

 素線12を形成するアルミニウム合金は、� �記元素に加えて、さらに、TiやBを含有して� �ても良い。

 Tiは、鋳造時のアルミニウム合金の結晶� �織を微細にすることができる。これにより� �圧延時の欠陥発生を抑制し、Fe添加量を0.90%� ��上にしたときにも、加工性が低下しにくく� ��素線12の強度や伸びも低下しにくくなる。� �の効果を得るためには、Tiの含有率を0.01~0.05 %にすると良い。より好ましくは、0.01~0.03%で� ��る。Tiの含有率が0.01%未満では、結晶組織の 微細化効果が得られにくい。一方、Tiの含有� ��が0.05%を超えると、導電率を低下させやす� �。

 Bは、Ti添加によるアルミニウム合金の結� ��組織を微細化する効果を向上させることが� ��きる。すなわち、圧延時の欠陥抑制効果を� ��らに高めることができる。その効果を得る� ��めには、Bの含有率を0.0005~0.0025%にすると良� ��。Bの含有率が0.0005%未満では、Tiが結晶組織 を微細化する効果を向上させにくい。一方、 Bの含有率が0.0025%を超えても、その効果は飽� ��する。

 素線12は、引張強度が110MPa以上であること� �好ましい。より好ましくは、120MPa以上であ� �。引張強度が110MPa以上あれば、これを撚り� �わせて導体とした電線は、自動車用電線と� �て必要な端子固着力を十分に備えることが� �きる。例えば、導体断面積が0.75mm ² の電線では、端子固着力が50N以上になり、自 動車用電線として適用できる強度となる。

 また、素線12は、引張強度が110MPa以上、か� �、破断伸びが15%以上であることが好ましい� �より好ましくは、120MPa以上、20%以上である� �引張強度および破断伸びが上記範囲内にあ� �ば、これを撚り合わせて導体とした電線は� �自動車用電線として必要な耐衝撃エネルギ� �を十分に備えることができる。例えば、導� �断面積が0.75mm ² の電線では、耐衝撃エネルギーが10J/m以上に� ��り、ワイヤーハーネス組立に適用できる耐� ��撃性能が得られ、また、耐屈曲性能も向上� ��る。

 さらに、素線12は、導電率が58%IACS以上で� ��ることが好ましい。より好ましくは、60%IACS 以上である。アルミニウム合金素線の導電率 が58%IACS以上あれば、導体断面積を従来の銅� �線の1.5倍にすれば従来の銅電線と同等以上� �導電性を有することができる。そして、ア� �ミニウムの比重は銅の比重の約1/3であるの� �、導体重量を約50%以下にすることができ、� �体重量の軽量化を図ることができる。

 導体14を形成するアルミニウム合金は、� �溶しているFeの量が少なく、また、Al-Fe析出� ��が多く存在することが好ましい。より具体� ��には、アルミニウム合金よりなる軟質導体1 4の断面(例えば径方向断面)の2400×2600nmの範囲 内におけるAl-Fe析出物の量が5個以上であるこ とが好ましい。Al-Fe析出物の量がこの範囲内� ��あると、固溶状態にあるFeの量が少ないた� �、より一層、導電性に優れる。また、伸び� �低下が抑えられ、耐屈曲性および耐衝撃性� �も優れる。より好ましくは、上記範囲内に� �いてAl-Fe析出物の量が10個以上である。Al-Fe� �出物の量は、透過型電子顕微鏡(TEM)などを用 いて測定することができる。より具体的には 、同一試料においてAl-Fe析出物が確認できる� ��所を5視野以上観察し、その平均値とする。

 Al-Fe析出物は、アルミニウム合金溶湯を� �冷凝固させてアルミニウム合金を鋳造した� �の軟化処理時に析出する微細なAl-Fe系化合物 である。Al-Fe析出物の粒径は特に限定される� ��のではないが、200nm以下であることが多い� �Al-Fe析出物の形状としては、例えば球状など が挙げられる。一方、アルミニウム合金溶湯 を凝固させた際にも、Al-Fe系化合物は生成す� ��。これは、Al-Fe晶出物と称され、ここでい� �Al-Fe析出物には含まれない。凝固時に生成す るAl-Fe晶出物は、Al-Fe析出物よりも比較的粒� �の大きい(200nmを超えるものであることが多� �)ため、Al-Fe析出物と区別できる。

 絶縁体16を構成する絶縁材料は、特に限� �されるものではないが、例えば、ポリ塩化� �ニル(PVC)やノンハロゲン樹脂などの絶縁性の 樹脂材料であれば良い。特に、難燃性に優れ る材料を用いると良い。被覆する厚みも、特 に限定されるものではない。

 次に、本発明に係る自動車用アルミ電線� ��製造方法の一例について説明する。一実施� ��態に係る自動車用アルミ電線の製造方法は� ��上述する合金組成よりなるアルミニウム合� ��を鋳造する工程と、鋳造して得られたアル� ��ニウム合金よりアルミニウム合金導体を形� ��する工程と、アルミニウム合金導体を軟化� ��理する工程と、アルミニウム合金導体より� ��ルミ電線を形成する工程とを有している。

 鋳造工程では、まず、上述する合金組成� ��アルミニウム合金溶湯を形成する。アルミ� ��ウム合金溶湯を形成するには、溶解炉にベ� ��スとなる純アルミを溶解させ、溶融した純� ��ルミに、Fe、Mgを所望の濃度となるように投 入する。ベースとなる純アルミとしては、99. 7%以上の純度を持つ精製アルミニウムインゴ� ��トが好ましい。そして、Feの添加にはAl-Fe母 合金を用いることが好ましい。成分調整した アルミニウム合金溶湯は、適宜、水素ガス除 去処理や異物除去処理を行なうと良い。

 次いで、アルミニウム合金溶湯を急冷凝� ��させる。急冷凝固させることにより、Feが� �飽和に固溶した状態の鋳物を得ることがで� �る。また、Al-Fe晶出物を微細分散させて、圧 延時の欠陥を抑制することができる。その冷 却速度は、特に限定されるものではないが、 固液共存温度域である700~600℃において20℃/se c以上の冷却速度にすることが好ましい。ア� �ミニウム合金溶湯を急冷凝固させるには、� �えば、水冷銅鋳型や強制水冷機構を有する� �続鋳造機などを用いると良い。

 アルミニウム合金溶湯にTiやBを添加する� ��合には、TiやBを鋳造直前に添加すると、効� ��的に結晶組織を微細化することができる。

 次いで、アルミニウム合金導体を形成す� ��。この工程では、鋳造して得られたアルミ� ��ウム合金を塑性加工して、アルミニウム合� ��素線を形成する。アルミニウム合金導体は� ��形成された素線1本のみからなるものであっ ても良いし、複数の素線を撚り合わせた撚線 であっても良い。

 具体的には、まず、鋳造して得られたア� ��ミニウム合金を圧延してワイヤーロッドを� ��製し、その後、伸線加工により所望の素線� ��になるまで伸線する。圧延は、タンデムに� ��続された熱間圧延機などにより行ない、連� ��鋳造圧延法によって行なうと良い。例えば� ��ベルト-ホイール式の連続鋳造圧延機などを 用いることができる。伸線加工は、冷間加工 にて行なうと良い。

 次いで、アルミニウム合金導体を軟化処� ��する。アルミニウム合金導体を軟化処理す� ��ことにより、十分な屈曲性や柔軟性を確保� ��ることができる。この工程では、アルミニ� ��ム合金導体を熱処理する。処理温度として� ��、250℃以上が好ましい。より好ましくは、3 00~400℃である。処理温度が250℃未満では、導 体が十分に軟化されにくい。次いで、加熱さ れたアルミニウム合金導体を冷却する。

 複数の素線を撚り合わせた撚線でアルミ� ��ウム合金導体を形成する場合には、撚り合� ��せ前の素線の段階で、あるいは撚り合わせ� ��の導体の段階で、もしくは、両段階で、軟� ��処理を行なうことができる。

 軟化処理としては、バッチ式軟化処理、� ��続軟化処理のいずれの方法であっても良い� ��より好ましくは、バッチ式軟化処理である� ��軟化処理がバッチ式軟化処理であると、軟� ��後の冷却において徐冷できる。そのため、� ��溶しているFeが析出しやすい。また、連続� �化処理と比較して軟化温度を低くできる。� �のため、冷却時に析出したFeは再固溶しにく い。したがって、これにより得られたアルミ ニウム合金導体は、固溶状態にあるFeの量が� ��ないため、より一層、導電性に優れる。ま� ��、伸びの低下が抑えられ、耐屈曲性および� ��衝撃性にも優れる。

 バッチ式軟化処理は、ベル型、ポット型� ��箱型等のバッチ式軟化炉を用いて行なうこ� ��ができる。バッチ式軟化処理においては、� ��熱温度は250~400℃の範囲内であることが好ま しい。また、軟化温度から150℃に冷却するま での冷却時間は10分以上であることが好まし� ��。このような処理条件であれば、確実に、� ��溶状態にあるFeの量を少なくし、Al-Fe析出物 を多くすることができる。加熱されたアルミ ニウム合金導体は、例えば、炉冷、空冷など の方法により冷却(徐冷)することができる。

 また、軟化処理としては、通電連続軟化� ��、高周波誘導加熱連続軟化炉などの連続軟� ��炉を用いることもできる。この場合、電線� ��手方向での特性のばらつきを抑えることが� ��きる。また、連続して加熱-急冷することが 可能となるので、電線のような長尺なものに 特に好適となる。

 軟化処理は、非酸化性雰囲気下で行なう� ��良い。軟化処理時の熱によりアルミ素線の� ��面に酸化被膜が増大するのを抑え、端子接� ��部での接触抵抗の増大を抑制することがで� ��る。非酸化性雰囲気にするには、系内を、� ��空(減圧)状態にするか、窒素やアルゴンな� �の不活性ガス雰囲気下にするか、または、� �素含有ガスや炭酸ガス含有ガスなどの還元� �ガス雰囲気下にすると良い。

 次いで、アルミニウム合金導体よりアル� ��電線を形成する。この工程では、必要に応� ��て、アルミニウム合金導体の外形を円形に� ��縮加工すると良い。圧縮加工すれば、電線� ��をより小さくすることができる。作製した� ��ルミニウム合金導体に絶縁材料を被覆すれ� ��、アルミ電線が完成する。