(57)【要約】【課題】オルタネータ等のステータ用平角導体へ適用できる、溶接後の引き剥がし強度、振動耐久性、導電率に優れ、ブローホール等の欠陥の少ないアルミ線材接続体を提供する。【解決手段】アルミ線材接続体１は、２本平行に配置されたアルミ合金の角線２（２Ａ、２Ｂ）のそれぞれの端部が溶接されて松葉形状となされた溶接部３を有する。溶接部３は溶融部３１と、溶接熱により再結晶した熱影響部３２とを有する。溶融部３１の面積は、角線２（２Ａ、２Ｂ）の断面積の０．５倍以上２倍以下であり、熱影響部３２（３２Ａ、３２Ｂ）の表面積は、角線２（２Ａ、２Ｂ）の断面積のそれぞれ２倍以下である。また、アルミ合金角線２の導電率は５３％ＩＡＣＳ以上、引張強度は１００ＭＰａ以上、破断伸びは２％以上であり、アルミ合金角線２の原料中に結晶粒微細化材として添加されたＴｉとＶの量の合計は０．０００２ｍａｓｓ％以上０．０２ｍａｓｓ％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】
導電率が５３％ＩＡＣＳ以上で、結晶粒微細化材をＴｉ含有量とＶ含有量の合計で０．０００２ｍａｓｓ％以上０．０２ｍａｓｓ％以下含み、１００ＭＰａ以上の引っ張り強度で、かつ破断伸びが２％以上のアルミ合金角線が２本平行に配置され、それぞれの端部が溶接された溶接部を有するアルミ線材接続体であって、
前記溶接部は、溶融部と溶接熱により再結晶した熱影響部とを有し、前記溶融部の面積が角線の断面積の０．５倍以上２倍以下であり、前記熱影響部の表面積が前記角線の断面積の２倍以下であることを特徴とするアルミ線材接続体。
【請求項２】
Ｆｅ含有量が０．０５ｍａｓｓ％以上１．２ｍａｓｓ％以下、Ｃｕ含有量が０．５ｍａｓｓ％以下、Ｍｇ含有量が０．３ｍａｓｓ％以下、Ｚｒ含有量が０．００１ｍａｓｓ％以上０．４ｍａｓｓ％以下、Ｃｕ含有量とＭｇ含有量の合計０．６ｍａｓｓ％以下、Ｍｇ：Ｃｕの質量比は０．１２５：１〜１：１で、残部がアルミおよび不可避不純物であることを特徴とする、請求項１記載のアルミ線材接続体。
【請求項３】
Ｆｅ含有量が０．１ｍａｓｓ％以上０．５ｍａｓｓ％以下、Ｍｇ含有量が０．１ｍａｓｓ％以上０．９ｍａｓｓ％以下、Ｓｉ含有量が０．２ｍａｓｓ％以上０．９ｍａｓｓ％以下、Ｃｕ含有量が０．０１ｍａｓｓ％以上０．１ｍａｓｓ％以下、残部がアルミおよび不可避不純物であり、アルミ合金線の熱間加工後の摂氏４３０度から１７０度までの冷却時間が１５秒以下であることを特徴とする、請求項１記載のアルミ線材接続体。
【請求項４】
Ｆｅ含有量が０．１５ｍａｓｓ％以上０．３ｍａｓｓ％以下、Ｚｒ含有量が０．２５ｍａｓｓ％以上０．４５ｍａｓｓ％以下、Ｓｉ含有量が０．０４ｍａｓｓ％以上０．２ｍａｓｓ％以下、Ｃｕ含有量が０．１ｍａｓｓ％以上０．３ｍａｓｓ％以下、残部がアルミおよび不可避不純物であることを特徴とする、請求項１記載のアルミ線材接続体。
【請求項５】
Ｆｅ含有量が０．１５ｍａｓｓ％以上０．３ｍａｓｓ％以下、Ｚｒ含有量が０．２５ｍａｓｓ％以上０．４５ｍａｓｓ％以下、Ｓｉ含有量が０．０４ｍａｓｓ％以上０．２ｍａｓｓ％以下、残部がアルミおよび不可避不純物であることを特徴とする、請求項１記載のアルミ線材接続体。
【請求項６】
前記溶融部の平均の結晶粒径が２００μｍ以下であり、前記熱影響部の平均の結晶粒径が１００μｍ以下であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載のアルミ線材接続体。
【請求項７】
前記熱影響部における５０μｍ以下の結晶粒径の面積が５０％以上であり、角線の断面の１辺が０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下であることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載のアルミ線材接続体。
【請求項８】
前記アルミ合金角線の断面積Ａ（単位：ｍｍ２）と溶接電流Ｂ（単位：Ａ）の比Ｂ／Ａが５〜１０であることを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載のアルミ線材接続体。
【請求項９】
前記溶接部を２箇所以上有することを特徴とする、請求項１〜８のいずれかに記載のアルミ線材接続体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等に使用されるオルタネータなどに用いるアルミ平角エナメル線ステータコイル部材などに好適に使用されるアルミ線材接続体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車等のオルタネータに用いられるステータコイルには小型化、高出力の観点で高密度に巻くことができる平角線が用いられる。オルタネータのさらなる軽量化のために、アルミ導電線が検討されている。
平角エナメル線では、長尺のコイル形成が難しいために、短尺コイルの端部を溶接してつなぎ合わせて長尺とすることが一般的である。エナメル線の端末を溶接する方法としては、ＴＩＧ溶接、ＭＩＧ溶接、あるいは抵抗溶接といった電気的な溶接を用いることが知られている（たとえば特許文献１〜２）。特許文献１はアルミ線、特許文献２は銅線に関するものである。
また、導電用のアルミ線の合金組成としては、主に架空送電線用の合金（たとえば特許文献３〜６）が知られている。
また、自動車用のワイヤーハーネスとしてアルミ合金による導体が知られている（たとえば、特許文献７、８）。
また、ブローホール耐久性を向上させるためにアルミ中の水素量を規定した発明（特許文献９）も知られている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１２４３８８号公報
【特許文献２】特開２００５−３０４２２３号公報
【特許文献３】特開昭５１−０４３３０７号公報
【特許文献４】特開昭５１−０５０２１２号公報
【特許文献５】特開昭５１−０５８６９８号公報
【特許文献６】特開昭５２−０４５５１４号公報
【特許文献７】特開２００４−１３４２１２号公報
【特許文献８】特開２００５−１７４５５４号公報
【特許文献９】特開平０６−２４６４８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
銅線にくらべてアルミ線は強度が低いために、溶接部強度を高く保つための方策が必要である。溶融部分の結晶を細かくするためには急速に冷却することが考えられるが、ブローホールや巻き込みが発生するため、かえって溶接部強度が低下し信頼性が低下する恐れがある。この観点から、特許文献２の技術事項をそのまま適用しても問題の解決には結びつかない。
また、特許文献３〜６に記載されたアルミ線は、架空線等に用いられるために、その線径は数ｍｍ以上と太く、例えば平角に成型する製品（具体的にはオルタネータ用のステータコイルなど）に適用することは難しい。
また、特許文献７、８は、ステータコイルのように導体と導体を溶接して使用するものではなく、溶接後の引き剥がし強度や溶接部の振動耐久性、溶接に伴うブローホールの形成など、ステータコイルに必要な特性とは異なるものである。さらに、自動車用では撚線として使用されるもので、同様の理由からステータ用平角導体に適用することは難しい。
また、特許文献９では、水素量をコントロールしているが、アルミ平角線の溶接後の強度や振動耐久性は、熱影響部や溶融凝固部の金属組織に大きく影響を受けるため、本技術のみをステータコイル用のアルミ平角線に適用することは難しい。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するための第１の解決手段は、導電率が５３％ＩＡＣＳ以上で、結晶粒微細化材をＴｉ含有量とＶ含有量の合計で０．０００２ｍａｓｓ％以上０．０２ｍａｓｓ％以下含み、１００ＭＰａ以上の引っ張り強度で、かつ破断伸びが２％以上のアルミ合金角線が２本平行に配置され、それぞれの端部が溶接された溶接部を有するアルミ線材接続体であって、前記溶接部は、溶融部と溶接熱により再結晶した熱影響部とを有し、前記溶融部の面積が角線の断面積の０．５倍以上２倍以下であり、前記熱影響部の表面積が前記角線の断面積の２倍以下であることを特徴とするアルミ線材接続体である。
【０００６】
また、第２の解決手段は、第１の解決手段において、Ｆｅの含有量が０．０５ｍａｓｓ％以上１．２ｍａｓｓ％以下、Ｃｕの含有量が０．５ｍａｓｓ％以下、Ｍｇの含有量０．３ｍａｓｓ％以下、Ｚｒ含有量が０．００１ｍａｓｓ％以上０．４ｍａｓｓ％以下、Ｃｕ含有量とＭｇ含有量の合計０．６ｍａｓｓ％以下、Ｍｇ：Ｃｕの質量比は０．１２５：１〜１：１で、残部がアルミおよび不可避不純物であることを特徴とする。
【０００７】
また、第３の解決手段は、第１の解決手段において、Ｆｅ含有量が０．５ｍａｓｓ％以下、Ｍｇ含有量が０．１ｍａｓｓ％以上０．９ｍａｓｓ％以下、Ｓｉ含有量が０．２ｍａｓｓ％以上０．９ｍａｓｓ％以下、Ｃｕ含有量が０．０１ｍａｓｓ％以上０．１ｍａｓｓ％以下、残部がアルミおよび不可避不純物であり、前記アルミ合金角線の熱間加工後の摂氏４３０度から１７０度までの冷却時間が１５秒以下であることを特徴とする。
【０００８】
また、第４の解決手段は、第１の解決手段において、Ｆｅ含有量が０．１５ｍａｓｓ％以上０．３ｍａｓｓ％以下、Ｚｒ含有量が０．２５ｍａｓｓ％以上０．４５ｍａｓｓ％以下、Ｓｉ含有量が０．０４ｍａｓｓ％以上０．２ｍａｓｓ％以下、Ｃｕ含有量が０．１ｍａｓｓ％以上０．３ｍａｓｓ％以下、残部がアルミおよび不可避不純物であることを特徴とする。
【０００９】
また、第５の解決手段は、第１の解決手段において、Ｆｅ含有量が０．２ｍａｓｓ％以上０．４ｍａｓｓ％以下、Ｚｒ含有量が０．２ｍａｓｓ％以上０．４ｍａｓｓ％以下、Ｓｉ含有量が０．０４ｍａｓｓ％以上０．１５ｍａｓｓ％以下、残部がアルミおよび不可避不純物であることを特徴とする。
【００１０】
また、第６の解決手段は、第１〜第５のいずれかの解決手段において、前記溶融部の平均の結晶粒径が２００μｍ以下であり、前記熱影響部の平均の結晶粒径が１００μｍ以下であることを特徴とする。
【００１１】
また、第７の解決手段は、第１〜第６のいずれかの解決手段において、熱影響部における５０μｍ以下の結晶粒径の面積が５０％以上であり、角線の断面の１辺が０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下であることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載のアルミ線材接続体である。
【００１２】
また、第８の解決手段は、第１〜第７のいずれかの解決手段において、前記アルミ合金角線の断面積Ａ（単位：ｍｍ２）と溶接電流Ｂ（単位：Ａ）の比Ｂ／Ａが５〜１０であることを特徴とする。
【００１３】
また、第９の解決手段は、第１〜第８のいずれかの解決手段において、前記溶接部を２箇所以上有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のアルミ線材接続体によれば、オルタネータ等に用いられるステータコイルをアルミ化することができ、軽量化が図られる。また本発明のアルミ線材接続体によれば、ステータコイル等の溶接後の引き剥がし強度、振動耐久性、導電率に優れ、ブローホール等の欠陥の発生もなくなる。さらに、本発明のアルミ線材接続体は、銅線に比べてリサイクルも大幅に容易であり、その際の環境に対する有害物質の発生もなくクリーンである。よって、産業上顕著な効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、本発明を実施形態ごとに具体的に説明する。
【００１６】
本発明の第１の実施形態に係るアルミ線材接続体の断面の一例を、図１に写真で、図２に説明図として示す。図２において、アルミ線材接続体１は、２本平行に配置されたアルミ合金角線２（２Ａ、２Ｂ）のそれぞれの端部が溶接されて松葉形状となされた溶接部３を有する。溶接部３は、溶融部３１と、溶接熱により再結晶した熱影響部３２（３２Ａ、３２Ｂ）とを有する。溶融部３１の面積は、アルミ合金角線２（２Ａ、２Ｂ）の断面積の０．５倍以上２倍以下であり、熱影響部３２（３２Ａ、３２Ｂ）の表面積は、アルミ合金角線２（２Ａ、２Ｂ）の断面積のそれぞれ２倍以下である。また、アルミ合金角線２（２Ａ、２Ｂ）について、導電率は５３％ＩＡＣＳ以上、引張強度は１００ＭＰａ以上、破断伸びは２％以上であり、アルミ合金角線２の原料中に結晶粒微細化材として添加されたＴｉとＶの量の合計は０．０００２ｍａｓｓ％以上０．０２ｍａｓｓ％以下である。
【００１７】
本発明の第１の実施形態において、導電率を５３％ＩＡＣＳ以上とする理由は、導電率が５３％未満であると、アルミ線材接続体（例えばステータコイル）に必要な電流を流すために線が太くなり、アルミ線材接続体のサイズが大きくなりすぎるためである。
また結晶粒微細化材をＴｉ量とＶ量の合計で０．０００２ｍａｓｓ％以上０．０２ｍａｓｓ％以下とする理由は、Ｔｉ量とＶ量の合計が０．０００２ｍａｓｓ％未満では、アルミ線材接続体を溶接してコイル部材とする際に、柱状晶が発達して溶接部割れが発生し、コイルとして求められる振動耐久性を満足できないためである。
引張強度を１００ＭＰａ以上とする理由は、この値を下回るとコイルとして求められる振動耐久性を満足できないためである。
破断伸びを２％以上とする理由は、伸びが小さいとアルミ線材接続体（例えばステータコイル）を作成する際の、ねじり加工、曲げ加工において変形が不十分であるため溶接部に応力がかかり、アルミ線材接続体（例えばステータコイル）に求められる振動耐久性が得られないためである。望ましくは１０％以上の伸びである。
溶接部の溶融面積を角線の断面積の０．５倍以上２倍以下とする理由は、０．５倍未満では溶接面積が少なく、引き剥がし強度がステータコイルとして不十分なためであり、２倍を超えると溶融により軟化した部分が大きくなり振動耐久性がアルミ線材接続体（例えばステータコイル）として不十分なためである。
非溶融部でありかつ溶接熱による再結晶部の面積を角線断面積の２倍以下とした理由は、２倍を超えると再結晶により軟化した部分が大きくなり振動耐久性がアルミ線材接続体（例えばステータコイル）として不十分なためである。
【００１８】
本発明の第２の実施形態は、第１の実施形態に加えて、Ｆｅの含有量が０．０５ｍａｓｓ％以上１．２ｍａｓｓ％以下、Ｃｕの含有量が０．５ｍａｓｓ％以下、Ｍｇの含有量０．３ｍａｓｓ％以下、Ｚｒ含有量が０．００１ｍａｓｓ％以上０．４ｍａｓｓ％以下、Ｃｕ含有量とＭｇ含有量の合計０．６ｍａｓｓ％以下、Ｍｇ：Ｃｕの質量比は０．１２５：１〜１：１で、残部がアルミおよび不可避不純物である。
【００１９】
第２の実施形態において、Ｆｅ含有量を０．０５ｍａｓｓ％以上１．２ｍａｓｓ％以下とする理由は、０．０５ｍａｓｓ％未満では結晶粒が粗大となりアルミ線材接続体（例えばステータコイル）用平角線として要求される強度が満足できないためである。また１．２ｍａｓｓ％を超えるとアルミ線材接続体（例えばステータコイル）として求められる導電率が得られないばかりか、Ａｌ−Ｆｅ系化合物の晶出により耐熱性が低下する。この場合、溶接後の冷却速度を早くする事で、晶出物の生成を低減することが可能だが、逆に巻き込みによる気泡が過度に存在して溶接強度が低下する。好ましくは０．２０〜０．８ｍａｓｓ％である。
Ｃｕ含有量を０．５ｍａｓｓ％以下とする理由は、０．５％を超えるとアルミ線材接続体（例えばステータコイル）として求められる導電率が得られないためである。好ましくは０．０５〜０．４ｍａｓｓ％である。
Ｍｇ含有量を０．３ｍａｓｓ％以下とする理由は、０．３％を超えるとアルミ線材接続体（例えばステータコイル）として求められる導電率が得られないためである。好ましくは０．１〜０．２５ｍａｓｓ％である。
Ｃｕ含有量とＭｇ含有量の合計を０．６ｍａｓｓ％以下とする理由は、ＣｕとＭｇの同時含有により振動に対する耐久性が向上するためである。０．６ｍａｓｓ％を越えるとアルミ線材接続体（例えばステータコイル）として求められる導電率がえられない。好ましくは、０．２〜０．５ｍａｓｓ％である。またＭｇ：Ｃｕの質量比は０．１２５：１〜１：１の質量比が好ましい。
不可避不純物は導電率を低下させるため少ないほうが良い。好ましくは、Ｍｎが０．０２ｍａｓｓ％以下である。
ＴｉとＶの含有量合計は、０．００５ｍａｓｓ％以上０．０２ｍａｓｓ％以下としたのは、０．００５％未満では、結晶粒微細化の効果が不十分であり、０．０２％を超えるとアルミ線材接続体（例えばステータコイル）に求められる導電性が得られないためである。
Ｚｒ含有量は、Ａｌ−Ｚｒ系の析出物を析出させることにより耐熱性が向上するため、０．４ｍａｓｓ％以下のＺｒを含有してもよい。
【００２０】
本発明の第３の実施形態は、第１の実施形態に加えて、Ｆｅ含有量が０．５ｍａｓｓ％以下、Ｍｇ含有量が０．１ｍａｓｓ％以上０．９ｍａｓｓ％以下、Ｓｉ含有量が０．２ｍａｓｓ％以上０．９ｍａｓｓ％以下、Ｃｕ含有量が０．０１ｍａｓｓ％以上０．１ｍａｓｓ％以下、残部がアルミおよび不可避不純物であり、アルミ合金線の熱間加工時の摂氏４３０度から１７０度までの冷却時間が１５秒以下であることを特徴としている。
【００２１】
第３の実施形態において、Ｆｅ含有量を０．５ｍａｓｓ％以下とする理由は、０．５ｍａｓｓ％を超えるとアルミ線材接続体（例えばステータコイル）として求められる導電率が得られないためである。
Ｍｇ含有量を０．１ｍａｓｓ％以上０．９ｍａｓｓ％以下とする理由は、０．１ｍａｓｓ％未満ではアルミ線材接続体（例えばステータコイル）として求められる振動耐久性が得られないためである。また０．９％を超えると鋳造時に酸化され鋳塊品質が劣るためであり、好ましくは０．４〜０．７ｍａｓｓ％である。
Ｓｉ含有量を０．２ｍａｓｓ％以上０．９ｍａｓｓ％以下とする理由は、０．２ｍａｓｓ％未満ではアルミ線材接続体（例えばステータコイル）として求められる振動耐久性が得られないためである。また０．９％を超えるとアルミ線材接続体（例えばステータコイル）として求められる導電率が劣るためである。好ましくは０．４〜０．７ｍａｓｓ％である。
Ｃｕ含有量を０．１ｍａｓｓ％以下とする理由は、０．１％を超えるとアルミ線材接続体（例えばステータコイル）として求められる導電率が劣るためである。好ましくはＣｕ含有量０．０１〜０．０８ｍａｓｓ％である。
不可避不純物は導電率を低下させるため少ないほうが良い。好ましくは、Ｍｎ含有量が０．０２ｍａｓｓ％以下である。
【００２２】
また、第３の実施形態において、アルミ線の熱間加工後の冷却速度として、摂氏４３０度から摂氏１７０度までの冷却時間を１５秒以下の急冷としたのは、１５秒を超えるであると時効処理の際にＭｇ−Ｓｉの析出が十分でなく、導電率や強度がアルミ線材接続体（例えばステータコイル）として必要な特性を満足できないからである。
熱間加工時に急冷できない場合には、熱間加工後に、材料を摂氏４３０度以上に５秒以上保持してから焼き入れ、摂氏４３０度から摂氏１７０度までの冷却時間を１５秒以下としてもよい。
【００２３】
本発明の第４の実施形態は、第１の実施形態に加えて、Ｆｅ含有量が０．１５ｍａｓｓ％以上０．３ｍａｓｓ％以下、Ｚｒ含有量が０．２５ｍａｓｓ％以上０．４５ｍａｓｓ％以下、Ｓｉ含有量が０．０４ｍａｓｓ％以上０．２ｍａｓｓ％以下、Ｃｕ含有量が０．１ｍａｓｓ％以上０．３ｍａｓｓ％以下、残部がアルミおよび不可避不純物である。
【００２４】
第４の実施形態において、Ｆｅ含有量を０．１５ｍａｓｓ％以上０．３ｍａｓｓ％以下とする理由は、０．１５ｍａｓｓ％未満ではアルミ線材接続体（例えばステータコイル）として求められる振動耐久性が得られないためである。また０．３％を超えるとアルミ線材接続体（例えばステータコイル）として求められる導電率が劣るためである。好ましくは０．２〜０．２５ｍａｓｓ％である。
Ｚｒ含有量を０．２５ｍａｓｓ％以上０．４５ｍａｓｓ％以下とする理由は、０．２５ｍａｓｓ％未満ではアルミ線材接続体（例えばステータコイル）として求められる振動耐久性が得られないためである。また０．４５％を超えるとアルミ線材接続体（例えばステータコイル）として求められる導電率が劣るためである。好ましくは０．３〜０．４ｍａｓｓ％である。
Ｓｉ含有量を０．０４ｍａｓｓ％以上０．２ｍａｓｓ％以下とする理由は、０．０４ｍａｓｓ％未満ではアルミ線材接続体（例えばステータコイル）として求められる振動耐久性が得られないためである。また０．２％を超えるとアルミ線材接続体（例えばステータコイル）として求められる導電率が劣るためである。
Ｃｕ含有量が０．１ｍａｓｓ％以上０．３ｍａｓｓ％以下とする理由は、０．１ｍａｓｓ％未満ではＺｒの析出が不十分となり耐熱性が不十分なために、アルミ線材接続体（例えばステータコイル）として求められる長期における振動耐久性と機能を満足することができないためである。また０．３ｍａｓｓ％以下としたのは、Ｃｕ含有量が０．３ｍａｓｓ％を超えると強度が低下して鋳造時に割れが発生するためである。
また、Ｂｅ含有量を０．０１ｍａｓｓ％以上０．０５ｍａｓｓ％以下とすることがのぞましい。Ｂｅ含有量が０．０１ｍａｓｓ％未満ではＺｒの析出が不十分となって耐熱性が不十分となり、アルミ線材接続体（例えばステータコイル）として求められる長期における振動耐久性と機能を満足することができないためである。また０．０５ｍａｓｓ％以下とする理由は、これ以上にＢｅ含有量を多くしても耐熱性向上が認められないからである。
【００２５】
本発明の第５の実施形態は、第１の実施形態に加えて、Ｆｅ含有量が０．１５ｍａｓｓ％以上０．３ｍａｓｓ％以下、Ｚｒ含有量が０．２５ｍａｓｓ％以上０．４５ｍａｓｓ％以下、Ｓｉ含有量が０．０４ｍａｓｓ％以上０．２ｍａｓｓ％以下、残部がアルミおよび不可避不純物である。
【００２６】
第５の実施形態において、Ｆｅ含有量を０．１５ｍａｓｓ％以上０．３ｍａｓｓ％以下とする理由は、０．１５ｍａｓｓ％未満ではアルミ線材接続体（例えばステータコイル）として求められる振動耐久性が得られないためである。また０．３ｍａｓｓ％を超えるとアルミ線材接続体（例えばステータコイル）として求められる導電率が劣るためである。好ましくは０．２〜０．２５ｍａｓｓ％である。
Ｚｒ含有量を０．２５ｍａｓｓ％以上０．４５ｍａｓｓ％以下とする理由は、０．２５ｍａｓｓ％未満ではアルミ線材接続体（例えばステータコイル）として求められる振動耐久性が得られないためである。また０．４５％を超えるとアルミ線材接続体（例えばステータコイル）として求められる導電率が劣るためである。好ましくは０．３〜０．４ｍａｓｓ％である。
Ｓｉ含有量を０．０４ｍａｓｓ％以上０．２ｍａｓｓ％以下とする理由は、０．０４ｍａｓｓ％未満ではアルミ線材接続体（例えばステータコイル）として求められる振動耐久性が得られないためである。また０．１５％を超えるとアルミ線材接続体（例えばステータコイル）として求められる導電率が劣るためである。
Ｃｕ含有量を０．１ｍａｓｓ％以上０．３ｍａｓｓ％以下とする理由は、０．１ｍａｓｓ％未満ではＺｒの析出が不十分となり耐熱性が不十分なために、アルミ線材接続体（例えばステータコイル）として求められる長期における振動耐久性と機能を満足することができないためである。また０．３ｍａｓｓ％以下としたのは、Ｃｕ含有量が０．３ｍａｓｓ％を超えると強度が低下して鋳造時に割れが発生するためである。
また、Ｂｅ含有量を０．０１ｍａｓｓ％以上０．０５ｍａｓｓ％以下とすることがのぞましい。Ｂｅ含有量０．０１ｍａｓｓ％未満ではＺｒの析出が不十分となり耐熱性が不十分なために、アルミ線材接続体（例えばステータコイル）として求められる振動耐久性と機能を、例えば５年以上の長期にわたって満足することができないためである。また０．０５ｍａｓｓ％以下である理由は、これ以上にＢｅ含有量を多くしても耐熱性向上が認められないからである。
【００２７】
本発明の第６の実施形態は、第１〜第５のいずれかの実施形態に加えて、前記溶融部の平均の結晶粒径が２００μｍ以下であり、前記熱影響部の平均の結晶粒径が１００μｍ以下である。
【００２８】
第６の実施形態において、溶融部の平均の結晶粒径を２００μｍ以下、溶接による熱影響部の平均の結晶粒径を１００μｍ以下とした理由は、溶融部（例えばＴＩＧ溶接時に一度溶融して再度凝固した部分）の結晶粒径が２００μｍを超えると、アルミ線材接続体（例えばステータコイル）として求められる溶接部の引き剥がし強度が不十分となるためである。
また、溶融部面積を、角線の断面積の０．５倍以上２倍以下とした理由は、０．５倍以下では溶接面積が少なく、アルミ線材接続体（例えばステータコイル）として求められる溶接部の引き剥がし強度が不十分なためであり、２倍を超えると溶融により軟化した部分が大きくなり振動耐久性がアルミ線材接続体（例えばステータコイル）として不十分なためである。
【００２９】
本発明の第７の実施形態は、第１〜第６のいずれかの実施形態に加えて、熱影響部における５０μｍ以下の結晶粒径の面積が５０％以上であり、角線の断面の１辺が０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下である。
【００３０】
第７の実施形態において、熱影響部における５０μｍ以下の結晶粒径の面積が５０％以上であるとした理由は、５０μｍ以下の結晶粒径の面積が５０％以上でないと、アルミ線材接続体（例えばステータコイル）として求められる振動耐久性が低下する傾向があるためである。また、角線の断面の１辺が０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下であるとした理由は、角線の断面サイズが０．５ｍｍ〜３ｍｍ×０．５ｍｍ〜３ｍｍより大きいと、溶接される面積に対してアルミ線材接続体の質量が大きくなり耐久振動性に劣り、また小さいと溶接品質が安定せず、アルミ線材接続体（例えばステータコイル）として求められる引きはがし強度が低下する傾向があるためである。
【００３１】
本発明の第８の実施形態は、第１〜第７のいずれかの実施形態に加えて、前記アルミ合金角線の断面積Ａ（単位：ｍｍ２）と溶接電流Ｂ（単位：Ａ）の比Ｂ／Ａが５〜１０であることを特徴としている。両者の比がこの範囲にあることで、接続部の信頼性が向上する。
【００３２】
本発明の第９の実施形態は、第１〜第８のいずれかの実施形態に加えて、前記溶接部を２箇所以上有することを特徴としている。この実施形態は、溶接部を多数有することで、アルミ線材接続体をコイル状にすることができ、オルタネータ等に用いられるアルミ線材接続体（例えばステータコイル）などを容易に形成することができる。なお、具体例はコイル状には限られない。
【００３３】
ここで、その他の好ましい例について説明する。アルミ導体中のＨ２の溶存量は、耐ブローホールの面から少ないほうが好ましく３ｐｐｍ、より望ましくは１．５ｐｐｍ以下である。また、表面粗さは、特に規定しないが、振動耐久性の面からは平滑なほうが好ましく、Ｒａで２μｍ以下、より好ましくは１μｍ以下がよい。
なお、溶接後に低温焼鈍を施すことで、溶接部および熱影響部の残留ひずみを低減させることができ、溶接部強度を維持しつつも振動耐久性、応力腐食耐久性を高めることが可能となる。その条件としては、温度８０℃〜１２０℃、時間２４〜１２０時間で熱処理するのがよい。
また、振動耐久性の向上には、表面の健全性は重要であり、気泡等が少ないことが望ましい。さらに、応力集中の観点からも、内部気泡は、平角線の断面積の０．２倍を越えないことが好ましい。
【実施例】
【００３４】
（実施例１）
以下に、実施例を用いて本発明を更に詳細に説明する。表１は本発明に係るＡｌ合金の成分組成を示したものである。
表１に示す成分組成（合金組成は第２の実施形態に相当）のＡｌ合金を常法により溶解し、２５．５ｍｍ角の鋳型に鋳込んで鋳塊を得た。次に４００℃に１時間鋳塊を保持し、溝ロールで熱間圧延を行い線径９．５ｍｍの荒引線に加工した。なお、この荒引き線への加工方法は、断面が角形の鋳塊の熱間圧延法に限定されるものではなく、連続鋳造圧延法や、押出法などの他の加工方法を用いてもよい。
Ｚｒを０．２％以上含むものは、線径９．５ｍｍ荒引線に加工した段階で４００℃で４８時間の時効処理を行った。
次に、この荒引き線を伸線加工により１．５×２．５ｍｍのアルミ合金平角線を作製した。この間、適宜３５０℃×２時間の焼鈍処理を行った。１．５×２．５ｍｍ角線の酸化被膜の厚さは６ｎｍであった。
なお、本発明例はいずれも、１００ＭＰａ以上の引っ張り強度で、破断伸びが２％以上であった。
【００３５】
前記工程で作成されたアルミ線材接続体の特性調査方法とその結果を以下に述べる。
溶接部の結晶粒径は、平角線の溶接部を樹脂に埋め込み、研磨後に電解研磨でミクロ組織を出し光学顕微鏡の観察から求めた。溶接部は角線の長手方向に沿って長い結晶粒であるので、角線の長手方向とそれに垂直な方向で、ＪＩＳＨ０５０１線分法に従って計測し、２つの方向の平均が、２００μｍ以下のものを良と判定して「○」印を付し、２００μｍを超えるものを不良と判定して「×」を付した。
引張強度は、１．５×２．５ｍｍのアルミ平角線でＪＩＳ  Ｚ２２４１に準じてｎ＝３で測定し、その平均値を求めた。
導電率も前記の引張強度と同様に、１．５×２．５ｍｍのアルミ平角線を２０℃（±０．５℃）に保った恒温漕中で、四端子法を用い、その比抵抗を計測して導電率を算出した。なお、端子間距離は１００ｍｍとした。５３．０％ＩＡＣＳ以上のものを良と判定して「○」印を付し、５３．０％ＩＡＣＳに満たないものを不良と判定して「×」を付し、表１に示した。
引き剥がし強度は、３０Ｎ以上のものを良と判定して「○」印を付し、３０Ｎに満たないものを不良と判定して「×」を付し、表１に示した。
振動耐久性は、２０Ｈｚから２００Ｈｚまで、片道３分で周波数掃引した振動試験において、１０Ｇ（Ｇは重力加速度）の負荷で３時間の試験後に溶接部強度低下が５Ｎ以下であるものを良と判定して「○」印を付し、５Ｎを超えるものを不良と判定して「×」を付し、表１に示した。
【００３６】
総合評価は、引き剥がし強度、振動耐久性、導電性の材料特性について総合的に評価した結果を示す。引き剥がし強度は３０Ｎ以上、振動耐久性は引き剥がし強度の低下が５Ｎ以下、導電性は導電率５３．０％ＩＡＣＳ以上、これらの全てを満足する場合を良と判定して「○」印を付し、少なくとも一部を満足しないものを不良と判定して「×」を付した。
本発明に係わる実施例と比較例の測定結果を表１に示す。
【００３７】
【表１】
2010130709.tif 000003
【００３８】
比較例１では、Ｔｉ含有量とＶ含有量の合計が大きいために、振動耐久性は問題ないものの、引き剥がし強度に問題が生じている。
比較例２では、溶接部の平均粒径が大きいために、所望の引き剥がし強度が得られていない。また、比較例３においては、Ｆｅ含有量が大きいために、導電率が所望の値を得られていない。
一方、本発明例１〜６では、いずれの特性においても、所望の値が得られており、総合評価として満足するものである。
【００３９】
本発明例１の合金組成で作成した１．５×２．５ｍｍのアルミ平角線２本を用いて、条件を変えて溶接した際の溶融部の面積および熱影響部の面積を表２に示す。
溶融部の面積、熱影響部の面積、溶融部および熱影響部の結晶粒径は平角線の溶接部（溶融部および熱影響部）を樹脂に埋め込み、研磨後に電解研磨でミクロ組織を出し光学顕微鏡の観察から求めた。溶融部は角線の長手方向に沿って長い結晶粒であるので、角線の長手方向とそれに垂直な方向で、「ＪＩＳ  Ｈ  ０５０１」の線分法に従って計測し、２つの方向の平均が、２００μｍ以下のものを良と判定して「○」印を付し、２００μｍを超えるものを不良と判定して「×」を付し、表２にあわせて示した。溶接時間は０．２秒、ＡＣ／ＤＣ電源１００Ｈｚとした。
また、溶接電流Ｂ（単位：Ａ）を先の断面積Ａ（単位：ｍｍ２）で割った値Ｂ／Ａも合わせて表２に示す。
【００４０】
【表２】
2010130709.tif 000004
【００４１】
溶接電流Ｂ（単位：Ａ）を先の断面積Ａ（単位：ｍｍ２）で割った値Ｂ／Ａが５〜１０である本発明例１Ａ〜１Ｃでは良好な結果が得られることがわかり、この値が１０より大きい値である比較例１Ｄ〜１Ｅでは、振動耐久性に問題があることがわかる。
【００４２】
溶接部に隣接する熱影響部の結晶粒径の大きさも、「ＪＩＳ  Ｈ  ０５０１」に従って求めた。一例として、本発明例１Ａの合金線を電流値２０Ａで溶接した断面の写真を図１に、その説明図を図２にそれぞれ示す。
【００４３】
表１および表２から明らかなように、本発明例では、引き剥がし強度、振動耐久性、導電性のいずれもが優れ、アルミ合金による軽量性およびリサイクル性を充分に利用できるものである。
【００４４】
本発明の第３の実施形態に係る実施例（本発明例）と比較例の測定結果を表３に示す。
【００４５】
【表３】
2010130709.tif 000005
【００４６】
比較例１１では、Ｓｉ含有量が少ないために、振動耐久性に問題が出ている。また、比較例１２では、導電率が劣る傾向がある。比較例１３では、Ｍｇ含有量が多いために、鋳造時に酸化される為に、鋳塊の品質が劣り、導電率に問題が出ている。
【００４７】
本発明の第４の実施形態に係る実施例と比較例の測定結果を表４に示す。
【００４８】
【表４】
2010130709.tif 000006
【００４９】
比較例７では、Ｓｉ含有量が少ないために振動耐久性に問題が出ている。また、比較例８では、Ｆｅ含有量が多く、またＺｒ含有量も多いために、導電率に問題が出ており、引き剥がし強度や、振動耐久性にも劣ることがわかる。
【００５０】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は上述した実施の形態に記載された具体例のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内で、種々の変形例が実現可能であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施形態に係るアルミ線材接続体の一例を示す断面写真。
【図２】本発明の実施形態に係るアルミ線材接続体の一例を示す断面説明図。
【符号の説明】
【００５２】
１  アルミ線材接続体
２（２Ａ、２Ｂ）  アルミ合金角線
３  溶接部
３１  溶融部
３２（３２Ａ、３２Ｂ）  熱影響部
【図１】
2010130709.tif 000007
【図２】
2010130709.tif 000008