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276942 story

アルミ電線が実用化される 81

ストーリー by reo
2/3 の軽さ 部門より

774THz 曰く、

電線の素材といえば銅 (LSI では金,一部オーディオマニアの間では銀) と決まっていたものだが、ついにアルミ製電線の時代がやってきた。住友電工のアルミ素材を用いた自動車用ワイヤーハーネスがトヨタ自動車の新型ラクティスに採用されたとのこと。採用の理由はもちろん軽量化 (住友電工のプレスリリース, 時事ドットコムの記事より) 。

電力系の電線やモーター巻線、LSI のボンディング・ワイヤーには昔からアルミ素材のものも使われていたそうだが、自動車のような製品の一般的な配線材にアルミが採用されたのは初めてではないかと思われる。アルミは他の金属と接触した場合の電解腐食の問題などがあるのだが、その点はどのようにして解決したのだろうか ?

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  • by manmos (29892) on 2010年11月26日 11時35分 (#1864431) 日記

    抵抗値
    銀 1.59E-08 Ωm
    銅 1.673E-08 Ωm
    金 2.35E-08 Ωm
    アルミニウム 2.655E-08 Ωm

    鉄 8.9 Ωm

    比重
    銀 10.51
    銅 8.82
    金 19.32
    アルミニウム 2.68

    鉄(鋼) 7.87

    と銅の1.6倍の抵抗値で1/3弱の比重ですから、断面積で稼げば銅よりよい電材なんですね。

    まあ、私の乗っているバイクなどは「鉄の馬」ならぬ「アルミの馬」といってもよいくらい、アルミだらけなので、電気的な問題は解決済みなのではないでしょうか。

    • フレームやエンジンはアルミかもしれないけど電装系の配線もアルミなの?
      自分のNSRは確か鉄っぽい色だった気がするけどあれはなんなんだろ?バッテリーに近い所は確か銅っぽかったような?

      親コメント
    • by Anonymous Coward

      >断面積で稼げば銅よりよい電材なんですね。

      これで思い出したけど、アルミの重量あたりの剛性ってどうなの?
      フレームはアルミだけど分厚く作っても鉄よりも軽いから有利、ってスポーツカーの広告で見た気がする。
      ホンダNSXだっけ?

      • by mhexanon (16193) on 2010年11月26日 15時25分 (#1864614) 日記

        スポーツ用自転車の場合は、純アルミニウムではなくて
        6061 とか 7075 などのアルミニウム合金を使い、
        さらに剛性を出すためにパイプ外径を大きくします。
        モーターサイクルだと、複数のパイプを束ねて
        (「目の字」断面とか)強度を出したり、
        トラス構造にしたりするんでしたっけ。
        いずれにせよ、アルミ単体での剛性は低いはず。

        親コメント
      • by Anonymous Coward on 2010年11月26日 13時00分 (#1864518)
        >アルミの重量あたりの剛性ってどうなの?

        電力送電線の送電塔は、電線が自重で切れないようなスパンで設置しますが、
        電力送電線が銅からアルミへ移行したのは、線材の価格が安いということ以上に
        アルミを使う方が送電塔の設置スパンを長くできて、コストのかかる送電塔を
        減らせるというのが最大の理由だそうです。
        親コメント
      • by Anonymous Coward

        剛性は高いから宣伝には持って来いの上、耐久力が落ちるというメーカーには嬉しいことづくめ。
        金属疲労問題にしても焼き鈍しにしても鉄とは比較に成らないひ弱さ。
        あと剛性は高いが破壊強度は低いとか。
        でも生きている限りはサビなんかでは外見は無難に保たれる。

  • アルミの曲げ耐性 (スコア:3, おもしろおかしい)

    by multiplex (33585) on 2010年11月26日 12時25分 (#1864481)
    エアバスのA380がアルミ配線使ったところ、銅線よりも大きい曲げ半径が必要だったとかで
    やたら設計が難航したと聞いたことあるんですが、さすがにトヨタはその辺考えてるんですよね。角度とか。
  • by Anonymous Coward on 2010年11月26日 12時30分 (#1864485)
    電源コードを変えると音が変わるのはピュア界では常識です。
    私は発電所から専用線で我が家まで電力を引っ張り込んでいます。
    電線の材質はアルミニウムが最高ですよ。
    おかげで、ウチはミニコンですが、ハイエンドよりいい音がしますよ。

    電線による違いで味付けにサがでるよ。

    電線    長所      短所   お奨め度
    ------------------------------------------------------------------
    金     透明感    特徴薄い   B+
    銀    バランス   低域薄い   A+
    銅    高域ヌケ   低域強すぎ  B
    鉄    低域量感   モッサリ遅い   C
    アルミ    ウェットな艶   音場狭い   A-


    で、上は電源コンセントからアンプまでの特徴。
    それよりソース~スピーカ間も加えると上記特徴がより強くなる
    疲れた
    • 電力会社の違いでも味付けに差がでますよ。

      電力会社     長所      短所   お奨め度
      ------------------------------------------------------------------
      東京電力     バランス   モッサリ遅い    C
      中部電力    低域量感   低域強すぎ   A+
      関西電力    高域ヌケ   特徴薄い    B
      中国電力    透明感     低域薄い    B+
      北陸電力  ウェットな艶   低域薄い     A-
      東北電力    密度とSN   低域薄い    A+
      四国電力  色彩感と温度   低域薄い    A
      九州電力     バランス   距離感      C
      北海道電力   低域品質   音場狭い     B-
      沖縄電力    中高域艶   モッサリ遅い     A

      電力会社は中部電力か、東北電力で、線材は銀にするのが最高の環境です。
      中部電力の場合だと、銀電線の短所をフォローできるので普通の音になります。可も無く不可も無くです。
      東北電力の場合だと、密度とSNがありますが、低域が薄すぎるのでオーディオ機器の側で工夫しましょう。
      親コメント
    • え、実は銀のほうがいいの?
      退魔の力がノイズを防ぐ…
      # コピペミスだとは思うけど。
      親コメント
    • by Anonymous Coward
      純度いくらのアルミ線を使われてるのですか?
      何度でアニールされているのですか?
    • by Anonymous Coward
      電源の揺らぎはどのくらい?

      昼と夜の電圧差は?
    • by Anonymous Coward
      残念ながら、ピュア界は発売延期しました
  • 耐腐食性 (スコア:2, 参考になる)

    by Anonymous Coward on 2010年11月26日 11時09分 (#1864418)

    >アルミは他の金属と接触した場合の電解腐食の問題などがあるのだが、その点はどのようにして解決したのだろうか ?

    他社の事例ですが、ズズ合金のメッキ処理をしてるらしいです。
    http://www.asahi.com/digital/nikkanko/NKK201011030002.html?ref=reca [asahi.com]

    • by TarZ (28055) on 2010年11月26日 11時30分 (#1864427) 日記

      以前のストーリーでいくつかコメント [slashdot.jp]がありますが、アルミ電線の問題点として腐食や脆性などが挙げられていました。そのあたりの問題がクリアできるようになってきた、ということでしょうか。

      アルミは、素材単体として銅と比較すると安くて(≒資源豊富)軽いし、クルマ以外の電線用途にも普及してほしいですね。

      親コメント
      • by Anonymous Coward

        > クルマ以外の電線用途にも普及してほしいですね。
        タレコミに
        > 電力系の電線やモーター巻線、LSI のボンディング・ワイヤーには昔からアルミ素材のものも使われていたそうだ
        とあるので、普及していると言えるくらい使われているかどうかは知りませんが進出済みではあるようです。

      • by Anonymous Coward

        航空機への採用は断念されたんでしたっけ?
        今からでも採用できれば大幅な軽量化が望めるのでしょうが、
        そのままの設計でポンと置き換えられるかな。

        • Re:耐腐食性 (スコア:3, 興味深い)

          by marute (13883) on 2010年11月26日 12時03分 (#1864456) 日記

          そのままの設計でポンと置き換えられるかな。

          アルミ線は 最小曲げ半径が銅線より大きい [srad.jp]そうなので、そのままでは無理っぽいらしい。

          親コメント
        • by Anonymous Coward
          銅被覆アルミ電線の規格として下記のようなものが
          あるようなので、断念はされていないと思います。
          実情はどうなんでしょうね。

          ISO/WD13832航空機用アルミ電線仕様
          ・規格番号・名称:ISO/WD13832(2009年8月発行)
    • Re:耐腐食性 (スコア:1, 参考になる)

      by Anonymous Coward on 2010年11月26日 12時28分 (#1864484)
      異種金属接触腐食って接触する金属同士の電位差によって発生するので
      常に印加されている状態なら腐食しないと思います。
      親コメント
  • LSIの配線は銅 (スコア:2, 参考になる)

    by okadahoge (33674) on 2010年11月26日 11時56分 (#1864451)
    普通のLSIの配線は銅です。昔はアルミを使っていましたが、抵抗率の問題からアルミから銅に置き換わりました。 金はごくごく一部の特殊品にしか使われていません。
    • ボンディング ワイアのことじゃないですかね。
      シリコン上の配線じゃなくて。
      親コメント
    • Re:LSIの配線は銅 (スコア:1, 参考になる)

      by Anonymous Coward on 2010年11月26日 12時26分 (#1864482)

      タレこみで言っているのは“配線”(内部配線)じゃなくて“電線”(ボンディングワイヤ)ですな。
      ボンディングワイヤは金が主力で銅への置き換えが始まっている途中(参考 [semi.org])、アルミも存在はするけど(参考 [tanaka-bondingwire.com])まだ特定用途っぽいですね・・・

      インターコネクタのほうは200ナノを切るくらいからアルミ→銅に置き換わり始めたような。
      だもんで今でもそれ以上の古いプロセスはアルミじゃないかしらん
      #どれだけ残っているかしらんけど

      親コメント
    • by Anonymous Coward

      昔はアルミを使っていましたが、

      Electro Migration 耐性を上げるため、アルミに銅を混ぜてました。 銅はあちこちに動く性質があるため、 今の銅配線はバリアメタルと呼ばれる金属でくるんで使われています。

      金はごくごく一部の特殊品にしか使われていません。

      チップパッドからパッケージピンまでの間に使っているんじゃないかな?

  • by Anonymous Coward on 2010年11月26日 12時56分 (#1864514)

    高圧送電線は古くからアルミですよ。
    引っ張り強度を上げるために鋼線とハイブリッドになってますけど。

    とりあえず、ぐぐってみたら見つかった
    つhttp://www.kitaniti-td.co.jp/cable_wire/wire/acsr/index.html

  • by Anonymous Coward on 2010年11月26日 11時54分 (#1864447)

    15年ほど前、大学の授業で電線の理想の素材はアルミだって話を講師が
    してたなと思い出した。

    その時聞いた実用化のネックは価格と強度だったような。
    うまく補強しないと、胴より柔らかいので自重で伸びちゃうとかなんとか(記憶あやふや)

    • by Anonymous Coward on 2010年11月26日 12時33分 (#1864487)
      >胴より柔らかいので自重で伸びちゃうとかなんとか
      クリープのことですね。
      金属では、破断に至るよりもずっと小さな力を連続でかけ続けると
      どんどん伸びてゆく領域があって、このようなモードの変形を
      クリープと言います。

      クリープは軟らかい金属の方が起きやすいので、金、銀、アルミなどは
      比較的起きやすいので対策が必要・・・と言っても車のハーネスならば
      あちこちで固定されているでしょうからまず問題にはならないと思います。
      親コメント
  • 電解腐食の問題 (スコア:0, フレームのもと)

    by genkikko (36404) on 2010年11月26日 11時09分 (#1864417) ホームページ 日記

    濡れなきゃいいんじゃないんですかね。

  • by Anonymous Coward on 2010年11月26日 11時49分 (#1864442)

    いいかげん「重さ」のことを「軽さ」っていうのを止めてほしい。
    広告で軽さを強調したかったのが始まりだとは思うけど。

    しかも2/3の軽さって何だ? 重量が1.5倍になるってこと?

    • by Anonymous Coward
      「低燃費」とは燃費が悪いことの意味だと理解しています
  • by Anonymous Coward on 2010年11月26日 12時04分 (#1864459)
    アルミ線材の最大の問題点は表面にすぐにできる絶縁性の酸化膜なんだと思うんだけど、 この問題をどうやって解決したんだろう?
    • by Anonymous Coward
      問題になるのは線とコネクタとの間の接触抵抗ですが、ググって見た限りでは [google.com]コネクタの形状や圧着方法で何とかしたみたいな雰囲気
  • by Anonymous Coward on 2010年11月26日 13時35分 (#1864547)

    ・電気抵抗大→太さ大→曲げ半径小:いかんともしがたい?
    ・伸びが少ない→曲げ半径小:曲げの必要のない用途(送電線とか)、合金化など
    ・繰り返し荷重に弱い→振動に弱い:固定された用途(巻き線とか)、合金化など
    ・すぐに酸化被膜を作る→接触抵抗が大きい→圧着困難:圧着前に磨く、圧着方法の工夫、接着との併用、表面被覆(クラッド線)
    ・溶接もロウ付けも困難:特殊な接着方法(超音波とか)、表面被覆(クラッド線、スズ)
    ・イオン化傾向が大きい→電解腐食しやすい:防水加工、合金化、表面処理(スズとか?)、交流

    以上の問題をクリアするコストをかけても軽量化したい用途で採用されてるのかな。

    こんなところ?

    参考資料
    http://www.furukawa.co.jp/museum/floor3/03/23.htm [furukawa.co.jp]
    http://www.jogmec.go.jp/mric_web/koenkai/081023/briefing_081023_2.pdf [jogmec.go.jp] 20p
    http://www.mitsubishi-cable.co.jp/jihou/pdf/103/gi06.pdf [mitsubishi-cable.co.jp]

    • Re:問題点など (スコア:4, 参考になる)

      by mold (32061) on 2010年11月26日 22時46分 (#1864828)
      問題点ばかり議題になるので利点をあげておきます。
      軽量化だけでなく、リサイクルしやすさの向上、スクラップ単価の向上。

      銅が鉄鋼材料の中に混入すると、熱間加工性の阻害や溶接部高温割れの原因となる。
      悪影響の生じない濃度はおおむね0.3%以下である。今後はモーター類等比較的銅が多く含まれた
      スクラップが増加すると見られ、薄めるために使用する良質スクラップが大量に必要となる。
      ---JOGMEC(独立行政法人 石油天然ガス・金属鉱物資源機構)調査レポート[PDF注意] [jogmec.go.jp]より

      現在はスクラップから人力で除去しています。銅使用量が減れば混入量も減り、スクラップの価値も上昇します。

      一方、アルミは電炉で除去できるから問題になりません

      親コメント
    • by Anonymous Coward
      アルミって、やわらかいんです。NSXのボンネットは、人の指でへこまないように、塗装時の熱で硬くなる熱硬化タイプのアルミ合金を利用しています。純アルミは常温でも転位がおこります。

      合金化すると、電気導電度は下がります。

      酸化被膜って、一昔アップルがしつこく宣伝に使っていましたが、アルマイトのことです。戦後は、シュウ酸液につけ、電圧をかけると、金色のAl2O3皮膜付きのやかんの出来上がり。その後、沸騰した水の中で煮ます。

      金属の定義は、溶接ができることです。現実社会では、溶接ができない金属は利用できません。
      今流行の自転車(ママチャリを除く)のほとんどはアルミ(鉄も復活してきたけど)でできています。

      銅線だって、ビニル被覆です。
      • Re:問題点など (スコア:2, すばらしい洞察)

        by ninestars (5792) on 2010年11月26日 15時31分 (#1864617) 日記

        自転車(フレーム)の素材は鉄(クロモリ)、アルミ、カーボンが主流ですね。
        価格やグレードなどによって差別化しているので、いずれも製品としては並行しています。
        その他アルミスカンジウム合金やらチタンやら竹やらありますが。

        鉄とアルミの特性の差については既出のとおり。自転車に限って言えば、アルミよりクロモリの方がフレーム径を小さくできるので、細身(一般的にその方がかっこいいと言われる)の外見になります。

        親コメント
  • by Anonymous Coward on 2010年11月26日 13時37分 (#1864550)

    被覆に大豆由来でエコな成分を練り込めば完璧だと思う

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弘法筆を選ばず、アレゲはキーボードを選ぶ -- アレゲ研究家

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