JP2010229504A - アルミニウム青銅製競艇用プロペラ - Google Patents
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Abstract
【課題】 安価に作製できて、強度が高くて航走中に変形しにくい、それでいて現状並みの伸びを有するアルミニウム青銅製競艇用プロペラを提供すること。
【解決手段】 航走中のプロペラの変形を防止し、競艇用プロペラ材料の強度を向上させるため、質量で、Ｍｎ１．３〜１．５％、Ｆｅ６．７〜７．３％、Ｎｉ５．７〜６．３％、Ａｌ１０．２〜１０．６％及びＣｕ残部を含有し、熱処理しないで競艇用プロペラを作製する。この場合、この競艇用プロペラを構成する合金の機械的性質については、引張強さは７００〜８００（ＭＰａ）、０．２％耐力は３６０〜４２０（ＭＰａ）、伸びは１０〜２５％である。
【選択図】図１
【解決手段】 航走中のプロペラの変形を防止し、競艇用プロペラ材料の強度を向上させるため、質量で、Ｍｎ１．３〜１．５％、Ｆｅ６．７〜７．３％、Ｎｉ５．７〜６．３％、Ａｌ１０．２〜１０．６％及びＣｕ残部を含有し、熱処理しないで競艇用プロペラを作製する。この場合、この競艇用プロペラを構成する合金の機械的性質については、引張強さは７００〜８００（ＭＰａ）、０．２％耐力は３６０〜４２０（ＭＰａ）、伸びは１０〜２５％である。
【選択図】図１
Description
この発明は、競艇用プロペラに関し、更に詳しくは、公知合金よりも優れた強度（０．２％耐力）と公知合金並みの伸びを有する材料から成り、熱処理を必要としないアルミニュ−ム青銅製競艇用プロペラに関する。
競艇においては、競艇選手が自分が出場する競艇場に自分のプロペラを持ち込む制度（プロペラの個人持込）が採用されている。
従来提案されている競艇用プロペラとしては、ロストワックス精密鋳造法によって鋳造したアルミニウム青銅製モーターボート用プロペラを真空中で焼入れ焼き戻しして熱処理するプロペラの製造法が開示されている。(特許文献１）
また、船舶用プロペラの翼根部の断面形状を、最大厚み位置から後縁にかけて肉厚が緩やかに減少し、且つ、後端でもなお厚みを有するとともに、後端面と翼側面との交差部に丸みをもたせたことを特徴とする船舶用プロペラが開示されている。（特許文献２）
競艇用プロペラは肉薄であるから、競艇選手は、レ−ス直前の温度、湿度、気圧、水温、風速、淡水と海水の混合度合、波高等の気象条件に応じてプロペラの翼形状を手加工により調整し、自分の競艇用船外機に取付なければならない。
そこでこの発明者は、公知の合金よりも優れた強度（０．２％耐力）と、公知合金並みの伸びとを有する材料の開発を実施するために、アルミニュ−ム青銅の強度に影響を及ぼすＦｅ、Ｎi成分に着目し、公知の合金成分規格を超える範囲で成分変量試験を実施した。
従来競艇用プロペラは、ＪＩＳ ＣＡＣ７０３相当のアルミニュ−ム青銅（以下従来合金と略称する）で製造されている。
プロペラの変形を防止するためには、プロペラ材料の強度を向上させる必要がある。
しかし、この従来合金では強度が不足しているために航走中に翼が変形（「開く」）するという問題がある。
また、プロペラは、競艇選手が日常的にハンマー等で叩いて形状を修正するので、一定の伸びが必要になる。
つまり、競艇用プロペラには、「強度が高くて開かない、それでいて現状並みの伸びを有する」という一見矛盾する性質が求められる。
これに対処するため、鋳造後で機械加工前プロペラ素材を、ある条件で熱処理している実施例も提案されているが、熱処理は当然コストアップに繋がってしまう。
現状では、前述の様な競艇用プロペラに特有な要求に対処するために、熱処理を実施しない技術が求められているけれども、未だ提案されていない。
そこで、まず競艇用プロペラの翼が開くという現象と、０．２％耐力の関係について調査したところ、０．２％耐力が３６０MPaを下回ると、翼が開くことが実験によって確認された。
続いて、熱処理と同様にアルミニュ−ム青銅の強度向上に効果があると言われているAlの配合比率を上げてプロペラを試作した。その結果、強度（０．２％耐力）は向上したけれども、伸びが損なわれた。
従って、Al成分を増やすことでは「開き難く、一定の伸びを有する」という競艇用プロペラ特有の要求には、答えられない。
また、「０．２％耐力」が４５０MPaを越えると、強度が強すぎて逆にプロペラの修正が難しくなることも判明した。
更に、競艇用プロペラに求められる「一定の伸び」とは、具体的にどのような数値なのかを検討した。
「伸び１０％以上」であれば、ハンマー等で叩いて問題なく形状を修正できることが、実験により解明された。
そこで、伸びを重視し、耐食性の面でデメリットが有ると言われているFeを、一般に限界とされる５％を超える比率で配合した新合金でプロペラを試作した。
Ｆｅは、κ層を形成し、３．５％以上含まれると組織を微細化する働きがあるが、５％以上となるとκ層を粗大化させ、耐食性を低下させる。
公知の合金のＦｅ成分は、ＪＩＳ ＣＡＣ７０３規格の範囲内であったが、新合金のＦｅ成分は、この規格から大きく外れている。
また、この新合金においては、耐食性の低下を防ぐためにNiの比率も同時に上げられている。
Ｎｉもκ層を形成するが、κ層を均一微細に分散させるには、Ｆｅ／Ｎｉが０．８〜１．２が最も良いとされている。
その結果、Ｆｅ６．７〜７．３%、Ｎi５．７〜６．３%を含有する合金が伸びを損なわずに強度を増加させることが確認できた
(表１、２参照)。
(表１、２参照)。
（１）この発明によれば、Ｆｅ６．７〜７．３%、Ｎi５．７〜６．３%の成分を有するので、手加工が容易なのに競走中の「開き」を防止する強度を有するアルミニュ−ム青銅製競艇用プロペラが得られる。
（２）また、新合金の成分量を有するアルミニュ−ム青銅製競艇用プロペラであれば、競走に悪影響を及ぼす腐食は認められないことを確認した。
（３）この発明によれば、コストアップに繋がる熱処理が不要となる。
この発明のアルミニュ−ム青銅製競艇用プロペラは、質量で、Ｍｎ １．３〜１．５％、Ｆｅ ６．７〜７．３％、Ｎｉ ５．７〜６．３％、Ａｌ １０．２〜１０．６％、（残部はＣｕ）を含有し、引張強さを７００〜８００（ＭＰａ）、０．２％耐力を３６０〜４２０（ＭＰａ）、伸びを１０〜２５％とし、熱処理を必要としないで製作されることを特徴とするものである。
図１は、この発明に係る請求項１記載のアルミニュ−ム青銅製競艇用プロペラ１０の実施例の斜視図である。前述の通り、この競艇用プロペラ１０は、質量で、Ｍｎ １．３〜１．５％、Ｆｅ ６．７〜７．３％、 Ｎｉ ５．７〜６．３％、Ａｌ １０．２〜１０．６％、（残部はＣｕ）を含有し、引張強さを７００〜８００（ＭＰａ）、０．２％耐力を３６０〜４２０（ＭＰａ）、伸びを１０〜２５％とするアルミニュ−ム青銅製競艇用プロペラである。
１０ アルミニュ−ム青銅製競艇用プロペラ。
Claims (1)
- 質量で、Ｍｎ １．３〜１．５％、 Ｆｅ ６．７〜７．３％、 Ｎｉ ５．７〜６．３％、 Ａｌ １０．２〜１０．６％、（残部はＣｕ）を含有し、０．２％耐力を３６０〜４２０ＭＰａとするアルミニュ−ム青銅製競艇用プロペラ。
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| JP5073864B1 (ja) * | 2012-04-23 | 2012-11-14 | ヤマト発動機株式会社 | 競走艇の船外機のプロペラの翼面形状記録装置 |
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