(57)【要約】【課題】ねじ部を有するキャパシタ端子の素材に適した特性（強度、靭性、導電率）をバランスよく備えるアルミニウム合金線材、このアルミニウム合金線材からなる端子を備えるキャパシタ、及びこのアルミニウム合金線材の製造方法を提供する。【解決手段】Ｆｅを０．２５質量％以上２．２質量％以下、Ｍｇを０．０５質量％以上０．５質量％以下含有し、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなる組成を有し、導電率が５５％ＩＡＣＳ以上であり、破断伸びが１０％以上であり、ねじ部を有するキャパシタ端子に用いられるアルミニウム合金線材。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｆｅを０．２５質量％以上２．２質量％以下、Ｍｇを０．０５質量％以上０．５質量％以下含有し、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなる組成を有し、
導電率が５５％ＩＡＣＳ以上であり、
破断伸びが１０％以上であり、
ねじ部を有するキャパシタ端子に用いられるアルミニウム合金線材。
【請求項２】
０．２％耐力が７５ＭＰａ以上である請求項１に記載のアルミニウム合金線材。
【請求項３】
応力緩和率が３５％以上である請求項１または請求項２に記載のアルミニウム合金線材。
【請求項４】
引張強さが１１０ＭＰａ以上２３０ＭＰａ以下である請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のアルミニウム合金線材。
【請求項５】
更に、Ｓｉ、Ｃｕ、Ｍｎから選択される１種以上の添加元素を合計で０．００５質量％以上１．０質量％以下含有する請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のアルミニウム合金線材。
【請求項６】
更に、Ｔｉ及びＢの少なくとも一方を含有し、
Ｔｉの含有量は、０．０５質量％以下、Ｂの含有量は、０．００５質量％以下である請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のアルミニウム合金線材。
【請求項７】
ねじ部を有する端子を備えるキャパシタであって、
前記端子は、請求項１に記載のアルミニウム合金線材を素材とするキャパシタ。
【請求項８】
Ｆｅを０．２５質量％以上２．２質量％以下、Ｍｇを０．０５質量％以上０．５質量％以下含有し、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなる組成を有するアルミニウム合金の溶湯を鋳造して鋳造材を形成する鋳造工程と、
前記鋳造材に圧延を施して圧延材を形成する圧延工程と、
前記圧延材に熱処理を施してＦｅが析出した熱処理材を形成する熱処理工程と、
前記熱処理材に伸線加工を施して伸線材を形成する伸線工程とを備え、
ねじ部を有するキャパシタ端子に用いられるアルミニウム合金線材を製造するアルミニウム合金線材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ねじ部を有するキャパシタ端子に用いられるアルミニウム（Ａｌ）合金線材、Ａｌ合金線材からなる端子を備えるキャパシタ、及びＡｌ合金線材の製造方法に関する。特に、ねじ部を有するキャパシタ端子に適した特性（強度、靭性、導電率）をバランスよく備えるＡｌ合金線材に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境意識の高まりから、内燃機関を駆動して走行するエンジン車両（例えば、ディーゼル自動車やガソリン自動車）の燃費向上が進められている。また、電池を搭載し、その電力でモータを駆動して走行する電動車両（例えば、ハイブリッド自動車、燃料電池自動車、電気自動車）の普及も進められている。
【０００３】
これらエンジン車両や電動車両には、例えば減速時の運動エネルギーなどを電気エネルギーに回生して利用するために電気二重層キャパシタ（コンデンサ）が搭載されつつある。エンジン車両では、電気二重層キャパシタをスタータの駆動用（アイドリングの一時的な停止後の駆動も含む）の電源や、種々の電気部品（例えば、ランプ、オーディオ、エアコンなど）への供給用電源（アイドリングの停止時のバックアップ用も含む）などに利用することで、燃料を節減するためである。一方、電動車両では、電気二重層キャパシタに上述の種々の電気部品への供給用電源を分担させることで、電池の負担を低減して電池の寿命向上を図るなどのためである。
【０００４】
エンジン車両や電動車両に搭載される電気二重層キャパシタは、その使用用途から大型なものを使用することが多い。この大型な電気二重層キャパシタは、ねじ加工されたねじ部を有する端子を備える所謂ねじ端子型の電気二重層キャパシタが一般的に用いられている。この電気二重層キャパシタと外部機器（相手部材）との機械的及び電気的な接続は、端子のねじ部に外部機器との接続部を締め付けることで行っている。
【０００５】
このねじ端子型の電気二重層キャパシタに備わる端子に関する技術として、例えば、特許文献１には、外部機器との接続箇所に雄ねじ部が設けられたリベットが開示されている。そして、このリベットの材質には、リベットをアルミニウム電解コンデンサに利用する場合、純Ａｌを用いている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−０６０１８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述の車両など振動する箇所に配置される電気二重層キャパシタは、相手部材との機械的及び電気的な接続が振動により外れないように、端子のねじ部に相手部材の接続部を強く締め付ける必要がある。しかし、端子が上述のように純Ａｌで構成されているため、端子に上記接続部を強く締め付けると端子がへたり易くなる。端子がへたれば、端子と上記接続部とのねじ結合が緩み易くなり、キャパシタと相手部材との機械的及び電気的な接続が外れる虞がある。一方、端子がへたらない程度に端子と上記接続部との締め付けを調整すれば、端子のへたりは抑制されるものの端子と上記接続部とのねじ結合が振動により緩み易くなる。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的の一つは、ねじ部を有するキャパシタ端子に適した特性（強度、靭性、導電率）をバランスよく備えるＡｌ合金線材を提供することにある。
【０００９】
本発明のもう一つの目的は、上記Ａｌ合金線材からなる端子を備えるキャパシタを提供することにある。
【００１０】
本発明の別の目的は、上記Ａｌ合金線材の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のＡｌ合金線材は、ねじ部を有するキャパシタ端子に用いられる。本発明のＡｌ合金線材は、Ｆｅを０．２５質量％以上２．２質量％以下、Ｍｇを０．０５質量％以上０．５質量％以下含有し、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなる組成を有する。そして、本発明のＡｌ合金線材は、導電率が５５％ＩＡＣＳ以上であり、破断伸びが１０％以上である。
【００１２】
本発明のキャパシタは、ねじ部を有する端子を備える。この端子は、本発明のＡｌ合金線材を素材とする。
【００１３】
本発明のＡｌ合金線材の製造方法は、鋳造工程と、圧延工程と、熱処理工程と、伸線工程とを備え、ねじ部を有するキャパシタ端子に用いられるＡｌ合金線材を製造する。鋳造工程は、Ｆｅを０．２５質量％以上２．２質量％以下、Ｍｇを０．０５質量％以上０．５質量％以下含有し、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなる組成を有するＡｌ合金の溶湯を鋳造して鋳造材を形成する。圧延工程は、鋳造材に圧延を施して圧延材を形成する。熱処理工程は、圧延材に熱処理処理を施して熱処理材を形成する。伸線工程は、熱処理材に伸線加工を施して伸線材を形成する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のＡｌ合金線材は、ねじ部を有するキャパシタ端子に適した特性（例えば、強度、靭性、導電率など）をバランスよく備える。
【００１５】
本発明のキャパシタは、相手部材との機械的及び電気的な接続が外れ難い。
【００１６】
本発明のＡｌ合金線材の製造方法は、ねじ部を有するキャパシタ端子に適した特性（例えば、強度、靭性、導電率など）を有するＡｌ合金線材を製造できる。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
《本発明の実施形態の説明》
最初に本発明の実施形態の内容を列記して説明する。
【００１８】
（１）実施形態に係るＡｌ合金線材は、ねじ部を有するキャパシタ端子に用いられる。Ａｌ合金線材は、Ｆｅを０．２５質量％以上２．２質量％以下、Ｍｇを０．０５質量％以上０．５質量％以下含有し、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなる組成を有する。そして、Ａｌ合金線材は、導電率が５５％ＩＡＣＳ以上であり、破断伸びが１０％以上である。
【００１９】
上記の構成によれば、ねじ部を有するキャパシタ端子に適した特性（例えば、強度、靭性、導電率など）をバランスよく備えるため、ねじ端子型の電解二重層キャパシタ（コンデンサ）の端子など、ねじ部を有するキャパシタ端子の素材に好適に利用できる。具体的には、Ａｌ合金線材は、導電率が５５％ＩＡＣＳ以上であり、上記端子として高い導電率を有するからである。また、破断伸びが１０％以上であることで、このＡｌ合金線材を用いてねじ部を有する端子を形成する際の塑性加工（ヘッダ（フォーマ）加工に代表される圧造（鍛造）などの強加工、転造などの加工）や切削加工を施しても割れなどの疵が生じ難いからである。さらに、純Ａｌ合金線材で端子を形成する場合に比べて端子がへたり難く、端子に相手部材の接続部を強く締め付けることができる。そして、純Ａｌ合金線材からなる端子に比べてへたり難いため、端子に上記接続部を締め付けた状態で振動が付加されても端子と上記接続部とのねじ結合が緩み難く、端子と上記接続部との締め付け状態を長期に亘って維持できるからである。
【００２０】
（２）上記Ａｌ合金線材の一形態として、０．２％耐力が７５ＭＰａ以上であることが挙げられる。
【００２１】
上記の構成によれば、０．２％耐力が７５ＭＰａ以上であることで、このＡｌ合金線材を用いてねじ部を有する端子を形成し、常温下で端子に相手部材の接続部を強く締め付けても端子がへたり難い。そのため、常温下で端子に上記接続部を強く締め付けることができる。常温下で端子がへたり難く端子に上記接続部を強く締め付けることができるため、常温下でかつ端子に上記接続部を締め付けた状態で振動が付加されても端子と上記接続部とのねじ結合が緩み難く、端子と上記接続部との締め付け状態を長期に亘って維持できる。
【００２２】
（３）上記Ａｌ合金線材の一形態として、応力緩和率が３５％以上であることが挙げられる。この応力緩和率は、｛（δ０−δt）／δ０｝×１００で求めた値とする。δ０は、Ａｌ合金線材（径４ｍｍ以上１３ｍｍ以下）から長さ７０ｍｍの試験部材を作製し、試験部材の一端側を固定端、試験部材の他端側を自由端とする片持ち梁において、試験部材の自由端に所定の荷重を付加した際の試験部材への荷重付加前に対する自由端の変位量（たわみ）である。δｔは、試験片の自由端の変位量をδ０とした状態を１５０℃で１０時間保持した後、除荷した際の試験部材への荷重付加前に対する自由端の変位量（たわみ）である。
【００２３】
上記の構成によれば、応力緩和率が３５％以上であることで、このＡｌ合金線材を用いてねじ部を有する端子を形成し、高温下で端子に相手部材の接続部を強く締め付けても端子がへたり難い。そのため、高温下で端子に上記接続部を強く締め付けることができる。高温下で端子がへたり難く端子に上記接続部を強く締め付けることができるため、高温下でかつ端子に上記接続部を締め付けた状態で振動が付加されても端子と上記接続部とのねじ結合が緩み難く、端子と上記接続部との締め付け状態を長期に亘って維持できる。
【００２４】
（４）上記Ａｌ合金線材の一形態として、引張強さが１１０ＭＰａ以上２３０ＭＰａ以下であることが挙げられる。
【００２５】
上記の構成によれば、引張強さが上記範囲を満たすことで、高い強度と高い靭性とを両立できて、ねじ端子型の電解二重層キャパシタの端子など、ねじ部を有するキャパシタ端子に好適に利用できる。
【００２６】
（５）上記Ａｌ合金線材の一形態として、更に、Ｓｉ、Ｃｕ、Ｍｎから選択される１種以上の添加元素を合計で０．００５質量％以上１．０質量％以下含有することが挙げられる。
【００２７】
上記の構成によれば、導電率の低下を抑制しつつ高い強度と高い靭性とを両立できる。上記合計の含有量を０．００５質量％以上とすることで、強度を向上させることができ、上記合計の含有量を１．０質量％以下とすることで、導電率の低下を抑制しつつも強度が高くなり過ぎず靭性の低下を抑制できるからである。
【００２８】
（６）上記Ａｌ合金線材の一形態として、更に、Ｔｉ及びＢの少なくとも一方を含有し、Ｔｉの含有量は、０．０５質量％以下、Ｂの含有量は、０．００５質量％以下であることが挙げられる。
【００２９】
上記の構成によれば、導電率の低下を抑制しつつ高い強度と高い靭性とを両立できる。含有量が０．０５質量％以下のＴｉ、及び含有量が０．００５質量％以下のＢの少なくとも一方を含有することで、導電率の低下を抑制でき、かつ強度を向上しつつも高くなりすぎず靭性の低下を抑制できるからである。
【００３０】
（７）実施形態に係るキャパシタは、ねじ部を有する端子を備える。そして、端子は、上記実施形態（１）〜（６）のいずれか１つに記載のＡｌ合金線材を素材とする。
【００３１】
上記の構成によれば、相手部材との機械的及び電気的な接続が外れ難い。ねじ部を有する端子を上述のＡｌ合金線材を用いて形成することで、端子がへたり難いため、端子に相手部材の接続部を強く締め付けることができる。その上、端子に上記接続部を締め付けた状態で振動が付加されても端子と上記接続部とのねじ結合が緩み難く、端子と上記接続部との締め付け状態を長期に亘って維持できるからである。そのため、上述のエンジン車両や電動車両など振動が付加される箇所に搭載される種々の電源に好適に利用できる。
【００３２】
（８）実施形態に係るＡｌ合金線材の製造方法は、鋳造工程と、圧延工程と、熱処理工程と、伸線工程とを備え、ねじ部を有するキャパシタ端子に用いられるＡｌ合金線材を製造する。鋳造工程は、Ｆｅを０．２５質量％以上２．２質量％以下、Ｍｇを０．０５質量％以上０．５質量％以下含有し、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなる組成を有するＡｌ合金の溶湯を鋳造して鋳造材を形成する。圧延工程は、鋳造材に圧延を施して圧延材を形成する。熱処理工程は、圧延材に熱処理処理を施してＦｅが析出した熱処理材を形成する。伸線工程は、熱処理材に伸線加工を施して伸線材を形成する。
【００３３】
上記の構成によれば、ねじ端子型の電気二重層キャパシタ（コンデンサ）の端子など、ねじ部を有するキャパシタ端子に適した特性（例えば、強度、靭性、導電率など）を有するＡｌ合金線材を製造できる。圧延工程と伸線工程との間に熱処理工程を備えることで、圧延工程で均一に固溶したＦｅを析出させると共に、そのＦｅの析出状態を良好な状態（微細かつ均一に分散した状態）とし易く、また、後工程の伸線工程でＦｅを再固溶させ易くできる可能性があるからである。
【００３４】
《本発明の実施形態の詳細》
本発明の実施形態の詳細を、以下に説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００３５】
〔アルミニウム合金線材〕
実施形態に係るＡｌ合金線材の主たる特徴とするところは、鉄（Ｆｅ）とマグネシウム（Ｍｇ）とを特定の含有量として特定の特性を有し、ねじ端子型の電気二重層キャパシタ（コンデンサ）の端子など、ねじ部を有するキャパシタ端子に好適に利用できる点にある。
【００３６】
［組成］
（Ｆｅ，Ｍｇ）
Ａｌ合金線材は、Ｆｅを０．２５質量％以上２．２質量％以下含有し、Ｍｇを０．０５質量％以上０．５質量％以下含有する。Ｆｅを０．２５質量％以上含有することで、強度を向上できる。一方、Ｆｅを２．２質量％以下とすることで、端子に望まれる導電率を確保すると共に、端子の加工に望まれる塑性加工性を確保できる。Ｆｅの含有量は、０．９質量％以上２．０質量％以下がより好ましい。また、Ｍｇを０．０５質量％以上とすることで、強度を向上できる。一方、Ｍｇの含有量を０．５質量％以下とすることで、導電率を確保すると共に、靭性を確保し易い。このＭｇを含有することによる強度の向上効果は、後述のケイ素（Ｓｉ）を同時に含有するとより発揮できる。
【００３７】
（Ｓｉ，Ｃｕ，Ｍｎ）
Ａｌ合金線材は、更に、Ｓｉ，銅（Ｃｕ），マンガン（Ｍｎ）から選択される１種以上の添加元素を含有することが好ましい。そうすれば、より高い強度を有しつつ高い靭性を有して塑性加工性に優れる。ＳｉとＣｕは、導電率の低下が少なく、強度を向上することができる。Ｍｎは、導電率の低下に及ぼす影響が大きいものの、強度の向上効果が高い。これらの添加元素は、合計含有量を０．００５質量％以上１．０質量％以下とすることが好ましく、特に０．０５質量％以上０．５質量％以下とすることが好ましい。Ｓｉの含有量は、０．０５質量％以上０．３質量％以下、特に０．０５質量％以上０．２質量％以下が好ましい。Ｃｕの含有量は、０．０５質量％以上０．５質量％以下、特に０．０５質量％以上０．４質量％以下が好ましい。Ｍｎの含有量は、０．００５質量％以上０．２質量％以下、特に０．００５質量％以上０．１５質量％以下が好ましい。
【００３８】
（Ｔｉ，Ｂ）
Ａｌ合金線材は、更に、チタン（Ｔｉ）及びホウ素（Ｂ）の少なくとも一方を含有することが好ましい。そうすれば、導電率の低下を抑制しつつ高い強度と高い靭性とを両立できる。ＴｉやＢは、鋳造時のＡｌ合金の結晶組織を微細にする効果がある。結晶組織が微細であると、強度を向上することができる。Ｂ単独の含有でもよいが、Ｔｉ単独、特に双方を含有すると、結晶組織の微細化効果が更に向上する。ＴｉやＢを含有しすぎると、上記微細化効果が飽和したり、導電率の低下を招いたりする。そこで、Ｔｉの含有量を０．０５質量％以下、Ｂの含有量を０．００５質量％以下含有することが好ましい。そうすれば、導電率が低下することなく上記微細化効果を十分に得やすい。Ｔｉの含有量の下限は、０．００５質量％以上、特に０．０１質量％以上とすることが好ましく、Ｂの含有量の下限は、０．００１質量％以上とすることが好ましい。
【００３９】
（その他の添加元素）
その他、亜鉛（Ｚｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、銀（Ａｇ）、クロム（Ｃｒ）、及びジルコニウム（Ｚｒ）から選択される１種以上の添加元素を含有することもできる。そうすれば、強度、靭性、耐衝撃性などの向上を図ることができる。これらの添加元素は、合計含有量を０．００５質量％以上０．２質量％以下とすることが好ましく、特に０．００５質量％以上０．１５質量％以下とすることが好ましい。
【００４０】
［特性］
Ａｌ合金線材は、高い導電率及び高い靭性を有する。具体的には、導電率が５５％ＩＡＣＳ以上であり、破断伸びが１０％以上である。導電率が５５％ＩＡＣＳ以上であることで、ねじ端子型の電解二重層キャパシタ（コンデンサ）の端子などのねじ部を有する端子に好適に利用できる。また、破断伸びが１０％以上であることで、このＡｌ合金線材を用いてねじ部を有する端子を形成する際の塑性加工（ヘッダ（フォーマ）加工に代表される圧造（鍛造）などの強加工、転造などの加工）や切削加工を施しても割れなどが生じ難い。そのため、ねじ端子型の電解二重層キャパシタの端子などのねじ部を有する端子に好適に利用できる。
【００４１】
Ａｌ合金線材の引張強さは、１１０ＭＰａ以上２３０ＭＰａ以下であることが好ましい。本発明者らは、単に高強度なだけで、靭性に劣るＡｌ合金線材ではねじ端子型の電気二重層キャパシタの端子などのねじ部を有する端子に適さないとの知見を得た。一般に、強度の向上は靭性の低下を招く。引張強さが上記範囲を満たすことで、高い靭性と高い強度とを両立することができる。Ａｌ合金線材の引張強さは、１４０ＭＰａ以上２１０ＭＰａ以下がより好ましい。
【００４２】
Ａｌ合金線材の０．２％耐力は、７５ＭＰａ以上であることが好ましい。０．２％耐力が高い方が、Ａｌ合金線材を用いてねじ部を有する端子を形成して、常温下で端子に相手部材の接続部を強く締め付けても端子がへたり難い。そのため、端子に上記接続部を強く締め付けることができる。また、端子がへたり難く端子に上記接続部を強く締め付けることができるため、端子に上記接続部を締め付けた状態で振動が付加されても端子と上記接続部とのねじ結合が緩み難く、端子と上記接続部との締め付け状態を長期に亘って維持できる。Ａｌ合金線材の０．２％耐力は、８０ＭＰａ以上がより好ましく、特に９０ＭＰａ以上が好ましい。これらの効果は、同じ引張強さである場合、０．２％耐力が高い方が顕著である。
【００４３】
Ａｌ合金線材の応力緩和率は、３５％以上であることが好ましい。応力緩和率（％）は、｛（δ０−δt）／δ０｝×１００で求める。δ０は、Ａｌ合金線材（径４ｍｍ以上１３ｍｍ以下）から長さ７０ｍｍの試験部材を作製し、試験部材の一端側を固定端、試験部材の他端側を自由端とする片持ち梁において、試験部材の自由端に所定の荷重を付加した際の試験部材への荷重付加前に対する自由端の変位量（たわみ）である。δｔは、試験片の自由端の変位量（たわみ）をδ０とした状態を１５０℃で１０時間保持した後、除荷した際の試験部材への荷重付加前に対する自由端の変位量（たわみ）である。応力緩和率が高いほど、Ａｌ合金線材を用いてねじ部を有する端子を形成して高温下で端子に相手部材の接続部を強く締め付けても端子がへたり難い。そのため、高温下で端子に上記接続部を強く締め付けることができる。また、高温下で端子がへたり難く端子に上記接続部を強く締め付けることができるため、高温下かつ端子に上記接続部を締め付けた状態で振動が付加されても端子と上記接続部とのねじ結合が緩み難く、端子と上記接続部との締め付け状態を長期に亘って維持できる。Ａｌ合金線材の応力緩和率は、４０％以上がより好ましく、特に５５％以上が好ましい。
【００４４】
添加元素（種類や含有量）や、製造条件（熱処理条件（特に熱処理の行う時期）、熱処理前後の工程での加工度の大小、総加工度など（詳細は後述））を適宜調整することで、導電率、破断伸び、引張強さ、０．２％耐力、応力緩和率が上記特定の範囲を満たすＡｌ合金線材が得られる。例えば、添加元素を少なくしたり、熱処理時の加熱温度を高くした後に降温速度を遅くすると、導電率及び靭性が高くなる傾向にある。一方、添加元素を多くしたり、熱処理時の加熱温度を低くすると、強度や０．２％耐力が高くなる傾向にある。また、圧延後伸線前に熱処理を行うと、圧延工程で均一に固溶したＦｅを析出させると共に、そのＦｅの析出物を微細かつ均一に分散できるため、導電率、強度、靭性に優れる可能性が高い。熱処理後に行う伸線の加工度を高くすると、熱処理工程でＦｅを微細にしてＦｅの表面積を増加させたことでＦｅを再固溶させる可能性が高く、強度、靭性、０．２％耐力が高くなる可能性が高い。
【００４５】
［形状・サイズ］
Ａｌ合金線材の断面形状は、後述する製造方法において、伸線加工時のダイス形状によって種々の形状を有することができる。断面形状は、特に問わないが、円形が代表的である。その他、断面形状は、楕円形状、矩形や六角形などの多角形状などが挙げられる。Ａｌ合金線材の線径（直径）は、伸線加工時の加工度（断面減少率）を適宜調整することで、種々の線径（直径）とすることができる。例えば、ねじ端子型の電気二重層キャパシタの端子に利用する場合、Ａｌ合金線材の線径は、５ｍｍ以上１５ｍｍ以下が好ましい。
【００４６】
〔アルミニウム合金線材の製造方法〕
Ａｌ合金線材の製造方法は、以下の鋳造工程、圧延工程、熱処理工程、伸線工程を備える。
【００４７】
［鋳造工程］
鋳造工程では、上記特定の組成のＡｌ合金からなる溶湯を鋳造して、上記特定の組成のＡｌ合金からなる鋳造材を形成する。上記特定の塑性の合金からなる鋳造材とすることで、後工程（例えば、伸線加工時など）で断線し難くできる。
【００４８】
鋳造は、可動鋳型又は枠状の固定鋳型を用いる連続鋳造、箱状の固定鋳型を用いる金型鋳造（ビレット鋳造）のいずれも利用することができる。連続鋳造は、溶湯を急冷凝固できるため、微細な結晶組織を有する鋳造材が得られる。また、急冷凝固により、晶析出物を微細にできる上に、この微細な晶析出物が均一的に分散した組織を有する鋳造材が得られる。このような鋳造材を素材にすると、微細な結晶組織を有するＡｌ合金線材を製造し易く、結晶の微細化による強度の向上や、微細な晶析出物の分散による靭性の向上を図ることができる。
【００４９】
冷却速度は、適宜選択することができるが、１℃／ｓｅｃ以上が好ましく、４℃／ｓｅｃ以上がより好ましい。また、溶湯の固液共存温度域である６００〜７００℃において冷却速度が２０℃／ｓｅｃ以上であることが更に好ましい。例えば、水冷銅鋳型や強制水冷機構などを有する連続鋳造機を用いると、上述のような冷却速度による急冷凝固を実現できる。連続鋳造において上記冷却速度を調整して急冷凝固を行うことで、鋳造後に得られた鋳造材のＤＡＳ（Ｄｅｎｄｒｉｔｅ  Ａｒｍ  Ｓｐａｃｉｎｇ）を小さくすることができる。ＤＡＳは、５０μｍ以下が好ましく、４０μｍ以下がより好ましい。
【００５０】
溶湯にＴｉやＢを添加する場合、ＴｉやＢの添加は、溶湯を鋳型に注湯する直前に行うことが好ましい。そうすれば、Ｔｉなどの局所的な沈降を抑制して、Ｔｉなどが均等に混合された鋳造材を製造することができる。
【００５１】
［圧延工程］
圧延工程では、上記鋳造材に（熱間）圧延を施して圧延材を形成する。上記鋳造工程と圧延工程とは、連続的に行うことが好ましい。そうすれば、鋳造材に蓄積される熱を利用して熱間圧延を容易に行えて、エネルギー効率がよい上に、バッチ式の鋳造方法と比較して、鋳造圧延材の生産性に優れる。この圧延により、Ｆｅを均一に固溶させることができる。
【００５２】
［予備伸線工程］
予備伸線工程では、上記圧延材にスキンパス伸線加工を施して予備伸線材を形成することができる。予備伸線工程は、必要に応じて行うことができる。この予備伸線の加工度（＝−ｌｎ（スキンパス伸線後断面積／スキンパス伸線前断面積））は、後述する伸線加工度よりも小さく、例えば、０．３以下程度とすることが挙げられる。
【００５３】
［熱処理工程］
熱処理工程では、上記圧延材（予備伸線材）に熱処理を施して熱処理材を形成する。この熱処理は、上記圧延材（予備伸線材）の結晶状態（Ｆｅの析出量、析出状態、固溶量、固溶状態など）を改善するために行う。具体的には、圧延工程で均一に固溶したＦｅを析出させると共に、そのＦｅの析出状態を良好な状態（微細かつ略均一に分散した状態）とする。このＦｅの析出物が微細かつ略均一に分散した熱処理材を素材とすると、析出したＦｅを伸線加工で再固溶させ易くでき、機械的特性（例えば、０．２％耐力、応力緩和率）に優れるＡｌ合金線材を製造し易い。
【００５４】
熱処理は、バッチ処理を利用できる。熱処理中の雰囲気は、処理中の熱により線材の表面に酸化膜が生成されることを抑制するために、酸素含有量が少ない雰囲気、例えば、大気雰囲気や非酸化性雰囲気が好ましい。非酸化性雰囲気は、例えば、真空雰囲気（減圧雰囲気）、窒素（Ｎ２）やアルゴン（Ａｒ）などの不活性ガス雰囲気、水素含有ガス（例えば、水素（Ｈ２）のみ、Ｎ２，Ａｒ，ヘリウム（Ｈｅ）といった不活性ガスと水素（Ｈ２）との混合ガスなど）や炭酸ガス含有ガス（例えば、一酸化炭素（ＣＯ）と二酸化炭素（ＣＯ２）との混合ガスなど）といった還元ガス雰囲気が挙げられる。
【００５５】
バッチ処理（光輝熱処理）は、加熱用容器（雰囲気炉、例えば、箱型炉）内に加熱対象を封入した状態で加熱する処理方法であり、一度の処理量が限られるものの、加熱対象全体の加熱状態を管理し易い処理方法である。バッチ処理では、加熱温度を２５０℃以上とすることで、線材の破断伸びを１０％以上にすることができる。好ましい条件は、加熱温度が３００℃以上５００℃以下、保持時間が０．５時間以上６時間以下である。加熱温度を２５０℃以上、又は保持時間を０．５時間以上とすることで、靭性の向上に加えて導電率を向上できる。加熱温度を５００℃以下、又は保持時間を６時間以下とすることで、強度の低下を抑制できる。また、バッチ処理では、加熱温度からの冷却する際の速度、即ち、加熱後の降温速度が５０℃／ｓｅｃ以下であることが好ましい。降温速度を比較的遅くして徐冷することで、微細な析出物を比較的多く析出することができる。上記降温速度は、例えば、加熱後直ちに炉内から出すのではなく、加熱後に引き続いて炉内に保存した状態とすることで達成することができる。
【００５６】
［伸線工程］
上記熱処理材に（冷間）伸線加工を施し、伸線材を形成する。伸線加工度（＝−ｌｎ（伸線後断面積／伸線前断面積））は、所望の線径に応じて適宜選択することができる。伸線加工度は、上記予備伸線工程での加工度よりも大きいことが好ましい。例えば、予備伸線加工度に対する伸線加工度の比（伸線加工度／予備伸線加工度）は、１．０超が挙げられ、１．１以上、更には１．２以上が挙げられる。この比の上限は、３０程度とすることが挙げられる。伸線工程前に熱処理を行ってＦｅの析出物を微細かつ略均一に分散させているため、伸線工程での加工度を大きくすることで、伸線加工を冷間で行っても、析出したＦｅを再固溶させ易くできる。それにより、機械的特性（例えば、０．２％耐力、応力緩和率）に優れるＡｌ合金線材が得られ易い。伸線加工度を適宜調整して、「アルミニウム、マグネシウム及びそれらの合金−質別記号  ＪＩＳ  Ｈ  ０００１（１９９８）」に規定するＨ１４又はＨ１６を満たす伸線材を形成することが好ましい。
【００５７】
［軟化工程］
上記伸線材に対して、軟化処理を施すことができる。この軟化処理は、結晶組織の微細化、及び加工硬化によって高めた線材の強度を極端に低下させることなく軟化して、線材の靭性を高める。軟化工程は、必要に応じて行うことができる。軟化処理の条件は、上述の熱処理条件と同じ条件で行ってもよい。なお、この軟化処理を施さなくても伸線材の径（太さ）によっては破断伸びが１０％以上を満たす。例えば、径が大きい場合（即ち、伸線加工度が小さい場合）には、加工硬化による靭性の極端な低下が生じず、伸線材の破断伸びが１０％以上となることがあるからである。これに対して、伸線材の破断伸びが１０％未満である場合が存在する可能性もある。この場合は、軟化処理後の線材の伸びが１０％以上となるような条件により軟化処理を行うことが挙げられる。勿論、破断伸びが１０％以上を満たす場合でも破断伸びをより大きくする場合には、靭性を向上させる場合のための軟化処理を行ってもよい。
【００５８】
〔キャパシタ〕
キャパシタは、外部機器と機械的及び電気的に接続される端子を備える。この端子は、上述のＡｌ合金線材からなり、雄ねじ加工により形成された雄ねじ部、及び雌ねじ加工により形成された雌ねじ部の少なくとも一方のねじ部を有する。雄ねじ部を有する端子の製造は、例えば、次の過程を経て行える。まず、上述のＡｌ合金線材を適当な長さに切断したブランク線材を用意する。次に、上記ブランク線材にヘッダ加工（鍛造）を施してねじの軸部を有するねじブランクを作製する。そして、上記軸部に転造したり切削したりしてねじ溝を成形する。一方、雌ねじ部を有する端子の製造は、例えば、次の過程を経て行える。まず、用意したＡｌ合金線材をナットフォーマに導入する。導入されたＡｌ合金線材を適当な長さに切断して切断片を作製する。次に、切断片に鍛造加工によりねじ穴となる穴を形成してナットブランクを作製する。そして、タッピング機を用いて上記穴の内周面にねじ溝を成形する。雄ねじ部及び雌ねじ部の両方を備える端子の製造は、上述と同様にブランク線材を用意し、ブランク線材の一端側と他端側とのそれぞれに、上述と同様にして雄ねじ部と雌ねじ部とを形成することで行える。例えば、まず、ブランク線材の一端側と他端側のそれぞれに、上記軸部と上記穴とを形成する。そして、上記穴の内周面に雌ねじ溝を形成した後、上記軸部に雄ねじ溝を形成することが挙げられる。
【００５９】
〔作用効果〕
上述したＡｌ合金線材によれば、上述の特定の組成を有して特定の特性（導電率、破断伸び、引張強さ、０．２％耐力、応力緩和率）を有するため、ねじ端子型の電解二重層キャパシタ（コンデンサ）の端子など、ねじ部を有するキャパシタ端子に好適に利用できる。
【００６０】
上述したＡｌ合金線材の製造方法によれば、ねじ端子型の電解二重層キャパシタ（コンデンサ）の端子など、ねじ部を有するキャパシタ端子に好適なＡｌ合金線材を製造できる。特に、圧延工程と伸線工程との間に熱処理工程を備えることで、機械的特性（例えば、０．２％耐力や応力緩和率）に優れるＡｌ合金線材を得やすい。
【００６１】
上述したキャパシタによれば、上述のＡｌ合金線材からなる端子を備えることで、キャパシタの相手部材との機械的及び電気的な接続が外れ難いため、特に振動が付加される箇所（例えば、上述のエンジン車両や電動車両など）に搭載される種々の電源に好適に利用できる。
【００６２】
《試験例》
Ａｌ合金線材を作製し、Ａｌ合金線材の種々の特性を調べた。ここでは、Ａｌ合金線材は、鋳造→圧延→予備伸線→熱処理→伸線という手順で作製した。
【００６３】
まず、ベースとして純Ａｌ（９９．７質量％以上Ａｌ）を用意して溶解し、得られた溶湯（溶融Ａｌ）に表１に示す添加元素を表１に示す含有量となるように投入して、Ａｌ合金溶湯を作製する。成分調整を行ったＡｌ合金溶湯は、適宜、水素ガス除去処理や、異物除去処理を行うことが望ましい。なお、Ｔｉ、又はＴｉ及びＢを含有する試料は、表１に示す含有量となるように、鋳造直前のＡｌ合金溶湯にＴｉ粒又はＴｉＢ２ワイヤを供給した。
【００６４】
次に、ベルト−ホイール式の連続鋳造圧延機を用いて、用意したＡｌ合金溶湯に鋳造及び熱間圧延を連続的に施し、線径φｒが８ｍｍ〜１８ｍｍのワイヤーロッド（連続鋳造圧延材）を作製した。上記連続鋳造は、冷却機構などを調整して、冷却速度を４．５℃／ｓｅｃとした。
【００６５】
得られたワイヤーロッドに予備伸線加工（スキンパス伸線）を施して、表１に示す線径φｐ（ｍｍ）の予備伸線材を作製した。なお、ワイヤーロッドの線径φｒと予備伸線材の線径φｐとが同一サイズである試料６と試料１０２は予備伸線加工を施さなかった。
【００６６】
予備伸線材又はワイヤーロッドに熱処理を施し熱処理材を作製した。ここでは、熱処理は、箱型炉を用いたバッチ処理により、表１に示す雰囲気、加熱温度、保持時間、及び降温速度で行った。
【００６７】
上記熱処理材に冷間伸線加工を施して、表１に示す線径φｄ（ｍｍ）の伸線材（Ａｌ合金線材）を作製した。
【００６８】
【表１】
2018104822.tif 000002
【００６９】
得られたＡｌ合金線材の引張強さ（ＭＰａ）、０．２％耐力（ＭＰａ）、破断伸び（％）、導電率（％ＩＡＣＳ）、及び応力緩和率（％）を測定した。その結果を表２に示す。
【００７０】
引張強さ（ＭＰａ）、０．２％耐力（ＭＰａ）、及び破断伸び（％）は、「金属材料引張試験方法  ＪＩＳ  Ｚ  ２２４１（２０１１）」に準拠して、汎用の引張試験機を用いて測定した。導電率（％ＩＡＣＳ）は、ブリッジ法により測定した。応力緩和率（％）は、｛（δ０−δt）／δ０｝×１００で求めた。δ０は、各Ａｌ合金線材から長さ７０ｍｍの試験部材を作製し、試験部材の一端側を固定端、試験部材の他端側を自由端とする片持ち梁において、試験部材の自由端に所定の荷重を付加した際の試験部材への荷重付加前に対する自由端の変位量（たわみ）である。δｔは、試験片の自由端の変位量（たわみ）をδ０とした状態を１５０℃で１０時間保持した後、除荷した際の試験部材への荷重付加前に対する自由端の変位量（たわみ）である。ここでは、たわみδ０を２５ｍｍとした。
【００７１】
【表２】
2018104822.tif 000003
【００７２】
ＦｅとＭｇとをそれぞれ特定の量含有した試料Ｎｏ．１〜試料Ｎｏ．６は、表２に示すように、導電率が５５％以上であり、破断伸びが１０％以上である上に、引張強さが１１０ＭＰａ以上２３０ＭＰａ以下、０．２％耐力が７５ＭＰａ以上、応力緩和率が３５％以上である。
【００７３】
この結果から、試料Ｎｏ．１〜試料Ｎｏ．６のＡｌ合金線材は、ねじ端子型の電気二重層キャパシタ（コンデンサ）など、ねじ部を有するキャパシタ端子に好適に利用できると考えられる。特に、試料Ｎｏ．１〜試料Ｎｏ．６のＡｌ合金線材を用いてねじ部を有する端子を形成し、常温下及び高温下のいずれの状況下で、端子に相手部材の接続部を強く締め付けても、端子がへたり難いと考えられる。これら試料Ｎｏ．１〜試料Ｎｏ．６のＡｌ合金線材は０．２％耐力が７５ＭＰａ以上であり、応力緩和率が３５％以上だからである。従って、同状況下でも、端子に上記接続部を強く締め付けることができる。また、端子に上記接続部を締め付けた状態で振動が付加されても端子と上記接続部との締め付け状態が緩み難く、端子と上記接続部との締め付け状態を長期に亘って維持できると考えられる。
【００７４】
これら試料Ｎｏ．１〜試料Ｎｏ．６の導電率が５５％以上、破断伸びが１０％以上、引張強さが１１０ＭＰａ以上２３０ＭＰａ以下である上に、０．２％耐力が７５ＭＰａ以上になったこと、応力緩和率が３５％以上になったことの理由としては、以下の点が考えられる。（１）圧延後伸線前に熱処理を行ったため、Ｆｅの析出量を調整（維持）、即ちＦｅの固溶量を調整（維持）できた可能性が高いこと。（２）熱処理後に行った伸線の加工度を高くしたため、Ｆｅが再固溶した可能性が高いこと。
【００７５】
試料Ｎｏ．１０１は、破断伸びや導電率が高いものの、引張強さ、０．２％耐力、及び応力緩和率が低い。試料Ｎｏ．１０１は、試料Ｎｏ．１〜試料Ｎｏ．６に対して、Ｍｇを含有しておらず、純Ａｌ相当の組成からなるため、引張強さ、０．２％耐力、及び応力緩和率が低くなったと考えられる。即ち、試料Ｎｏ．１０１の純Ａｌ相当の線材を用いて上述のねじ部を有するキャパシタ端子を形成し、端子に相手部材の接続部を強く締め付けると端子がへたり易いと考えられる。従って、試料Ｎｏ．１０１は、上述のねじ部を有するキャパシタ端子に不適である。
【００７６】
試料Ｎｏ．１０２は、破断伸び、０．２％耐力、及び応力緩和率が高いものの、導電率が低い。試料Ｎｏ．１０２は、試料Ｎｏ．１〜試料Ｎｏ．６に比べて、Ｍｇの含有量が多く、また、Ｓｉの含有量も多いため、導電率が低くなったと考えられる。従って、試料Ｎｏ．１０２のＡｌ合金線材は、上述のねじ部を有するキャパシタ端子の素材には不適であることが分かる。
【００７７】
試料Ｎｏ．１０３は、引張強さ、０．２％耐力、及び応力緩和率が高いものの、破断伸び、及び導電率が低い。試料Ｎｏ．１０３は、試料Ｎｏ．１〜試料Ｎｏ．６に比べて、Ｆｅの含有量が多いため、破断伸び及び導電率が低くなったと考えられる。即ち、試料Ｎｏ．１０３のＡｌ合金線材は、破断伸びが小さく塑性加工性に乏しいため、上記キャパシタ端子を形成する際の塑性加工を施すと割れなどの疵が生じ易いと考えられる。加えて、上述のように導電率が低い。従って、試料Ｎｏ．１０３は上述のねじ部を有するキャパシタ端子の素材には不適であることが分かる。
【００７８】
試料Ｎｏ．１０４は、引張強さ、導電率、及び応力緩和率が高いものの、０．２％耐力、及び破断伸びが低い。試料Ｎｏ．１０４は、試料Ｎｏ．１〜試料Ｎｏ．６に比べて、熱処理温度が低いため、０．２％耐力、及び破断伸びが低くなったと考えられる。即ち、試料Ｎｏ．１０４のＡｌ合金線材は、破断伸びが小さく塑性加工性に乏しいため、上記キャパシタ端子を形成する際の塑性加工を施すと割れなどの疵が生じ易いと考えられる。加えて、０．２％耐力が低いためこの線材を用いて上述のねじ部を有するキャパシタ端子を形成し、端子に相手部材の接続部を強く締め付けると端子がへたり易いと考えられる。従って、試料Ｎｏ．１０４は、上述のねじ部を有するキャパシタ端子に不適である。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明のアルミニウム合金線材は、エンジン車両や電気車両などに搭載されるねじ端子型の電気二重層キャパシタ（コンデンサ）などの蓄電デバイスの端子に好適に利用できる。本発明のキャパシタは、エンジン車両や電気車両などに搭載される種々の電源に好適に利用できる。その他、本発明のキャパシタは、鉄道車両に搭載される種々の電源にも好適に利用できる。本発明のアルミニウム合金線材の製造方法は、本発明のアルミニウム合金線材の製造に好適に利用することができる。
【手続補正書】
【提出日】平成30年2月6日(2018.2.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｆｅを０．２５質量％以上２．２質量％以下、Ｍｇを０．０５質量％以上０．５質量％以下含有し、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなる組成を有し、
導電率が５５％ＩＡＣＳ以上であり、
破断伸びが１０％以上であり、
０．２％耐力が７５ＭＰａ以上であり、
引張強さが１１０ＭＰａ以上２３０ＭＰａ以下であり、
ねじ部を有するキャパシタ端子に用いられるアルミニウム合金線材。
【請求項２】
応力緩和率が３５％以上である請求項１に記載のアルミニウム合金線材。
【請求項３】
更に、Ｓｉ、Ｃｕ、Ｍｎから選択される１種以上の添加元素を合計で０．００５質量％以上０．１質量％以下含有する請求項１又は請求項２に記載のアルミニウム合金線材。
【請求項４】
更に、Ｔｉ及びＢの少なくとも一方を含有し、
Ｔｉの含有量は、０．０５質量％以下、Ｂの含有量は、０．００５質量％以下である請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のアルミニウム合金線材。
【請求項５】
ねじ部を有する端子を備えるキャパシタであって、
前記端子は、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のアルミニウム合金線材を素材とするキャパシタ。
【請求項６】
Ｆｅを０．２５質量％以上２．２質量％以下、Ｍｇを０．０５質量％以上０．５質量％以下含有し、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなる組成を有するアルミニウム合金の溶湯を鋳造して鋳造材を形成する鋳造工程と、
前記鋳造材に圧延を施して圧延材を形成する圧延工程と、
前記圧延材に熱処理を施してＦｅが析出した熱処理材を形成する熱処理工程と、
前記熱処理材に伸線加工を施して伸線材を形成する伸線工程とを備え、
導電率が５５％ＩＡＣＳ以上、破断伸びが１０％以上、０．２％耐力が７５ＭＰａ以上、引張強さが１１０ＭＰａ以上２３０ＭＰａ以下であり、ねじ部を有するキャパシタ端子に用いられるアルミニウム合金線材を製造するアルミニウム合金線材の製造方法。