JP7165785B2 - 高エントロピー合金のスキー用具における用途 - Google Patents

Description

本発明は、高エントロピー合金材料の応用技術分野に関し、特に、高エントロピー合金のスキー用具における用途に関するものである。

人々の生活の質の向上に伴い、より多くの若者がローラースケート、スケートボード、スクーター、スキー等のアウトドアスポーツに挑戦し、熱中するようになっている。これらのスポーツは、体を鍛えるだけではなく、良い社交活動となっている。このようなアウトドアスポーツの中でも、スキーは設備や会場に対する要求が高く、比較的マイナースポーツではあるが、高級スポーツとして若者の中で人気が高まっている。

スノーボードは、スキー運動において、欠かせないスポーツ用具であり、一般的に、アルペンボード、ノルディックスキーボード、スキージャンプ用スノーボード、フリースタイル用スノーボード、シングルスノーボード等の様々な種類に分けられる。通常、スノーボードは、底部部材を有するボードを備え、底部部材は、スノーボードの下面部分であり、雪面に接触する部分でもあり、高い耐摩耗性だけではなく、低い摩擦係数が求められている。現在、ほとんどの底部は、プラスチック又は木材の素材からなり、溶融プロセスと押出プロセスの２種類の製造方法がある。溶融プロセスにより製造される底部は、寿命が長く、メンテナンスが容易であるが、スノーボードの速度が遅く、ワックスがけの量は最も少ない。溶融プロセスにより製造されるスノーボードは、これとは正反対であり、圧縮ボードは、溶融ボードより優れており、より丈夫であり、より速く、ワックスかけも容易あるが、製造プロセスが複雑で、高価であり、メンテナンスも容易でない。

２００４年中、研究者たちは伝統的な合金開発の枠組みから抜け出し、多元高エントロピー合金（Ｍｕｌｔｉ ｐｒｉｎｃｉｐａｌ ｈｉｇｈ ｅｎｔｒｏｐｙ ａｌｌｏｙ）という新しい合金設計の概念を提案した。これは、複数の種類の主要元素とし、主要元素は５種類以上であり、各主要元素の原子割合は５～３５%であり、いずれの元素の原子割合が５０%を超えないものが主要元素である。高エントロピー合金は、高強度、高硬度、高耐摩耗性、高耐腐食性、高耐熱性、高電気抵抗性など、従来の合金にはない優れた特性を有するものであり、電子材料に多く用いられている。そこで、本発明者は、高エントロピー合金をスノーボード又はスキー用具に用いる場合、非常に優れた速度を示し、より少ないエネルギーで駆動でき、かなり優れた省エネ効果を有することを確認した。且つ、低温環境にあるため、高エントロピー合金材料の強度がより高く、高エントロピー合金のスキー用具において、幅広い用途があることがわかった。

上記の欠点を解決するために、本発明は、高エントロピー合金のスキー用具における用途を提供する。

好ましくは、スキー用具は、本体部及び前記本体部底部に位置する底部部材を備え、高エントロピー合金は、スキー用具の底部部材に用いられる。

好ましくは、高エントロピー合金は、スノーボードの底部部材に用いられる。

好ましくは、高エントロピー合金は、アイススケート靴のブレードに用いられる。

好ましくは、高エントロピー合金は、スキーカートの底部部材に用いられる。

好ましくは、前記高エントロピー合金は、ＡｌＮｉＣｕＺｒＦｅＣｒ及びこれらからなる高エントロピー合金であるか、又はＡｌＣｏＣｒＦｅＮｉ及びこれらからなる高エントロピー合金である。

好ましくは、前記高エントロピー合金は、鋳造高エントロピー合金、単結晶高エントロピー合金又は繊維薄板高エントロピー合金である。本発明者は、繊維薄板高エントロピー合金をスキー用具に用いた時に、機械的なダメージを受けることなく、容易にロール状に曲げることができ、特にアーチ型ヘッドを含む底部部材には最適であり、摩擦係数が優れているだけでなく、柔軟性や曲げ加工性にも優れており、アーチ型ヘッドの形成が容易になり、加工コストを削減し、底部部材の品質が向上することを確認した。

本発明の効果は、
高エントロピー合金を用いてスキー用具を製造することにより、スキー用具が比較的小さい摩擦係数を有し、非常に優れる速度を示し、少ないエネルギーで駆動でき、かなり優れる省エネ効果が得られ、
スキー用具の使用環境の温度が比較的低いため、低温環境において、高エントロピー合金材料の強度がより高いため、スキー用具の耐摩耗性と耐衝撃性が向上し、
繊維薄板高エントロピー合金をスキー用具に用いた時に、機械的なダメージを受けることなく、容易にロール状に曲げることができ、特にアーチ型ヘッドを含む底部部材には最適であり、摩擦係数が優れているだけでなく、柔軟性や曲げ加工性にも優れており、アーチ型ヘッドの形成が容易になり、加工コストを削減し、底部部材の品質が向上する。

以下、本発明の実施例を参照しながら、本発明の実施例の技術的解決策について明確かつ完全に説明するが、これらの実施例は、本発明の一部の実施例に過ぎず、全ての実施例ではないことは明らかである。本発明の実施例に基づき、当業者が創造的な労力をかけずに得られた他のすべての実施形態は、本発明の保護範囲に入るものである。

本発明は、高エントロピー合金のスキー用具における用途に関するものである。高エントロピー合金材質を用いて製造されるスキー用具は、雪上での滑走速度を向上させ、且つ強度も向上させ、メンテナンスコストを削減する。同時に、高エントロピー合金の靱性が良いため、スキー用具の加工プロセスがより簡単になる。好ましくは、スキー用具は、本体部及び前記本体部の底部に位置する底部部材を含み、高エントロピー合金は、スキー用具の底部部材に用いられる。なお、底部部材は、雪面に接触する部材である。高エントロピー合金材質により製造される底部部材を本体部の底部に設けることで、高エントロピー合金材質を有効に節約するとともに、上記のような優れる効果を達成することができる。

スキー用具は、雪上を滑走するためのスノーボード、アイススケート靴及びスキーカート等であってもよいが、これらに限定されない。一実施例において、高エントロピー合金は、スノーボードの底部部材に用いられ、薄板構造に製造し、その厚さは、０.５ｍｍ～１.５ｍｍであってもよいか、これに限定されない。他の実施例において、高エントロピー合金は、アイススケート靴のブレードに用いられる。更に他の実施例において、高エントロピー合金は、スキーカートの底部部材に用いられる。

高エントロピー合金は、ＡｌＮｉＣｕＺｒＦｅＣｒ及びこれらからなる高エントロピー合金、ＡｌＣｏＣｒＦｅＮｉ及びこれらからなる高エントロピー合金であってもよいが、これに限定されない。更に、高エントロピー合金は、鋳造高エントロピー合金、単結晶高エントロピー合金、繊維薄板高エントロピー合金である。本発明者は、繊維薄板高エントロピー合金をスキー用具に用いる場合、機械的な損傷を与えることなく、容易にロール状に折り曲げることができるため、特にアーチ型ヘッドを含む底部部材として適しており、非常に優れる摩擦係数を有するとともに、且つ柔軟性がよく、優れる曲げ加工性を有し、アーチ型ヘッドをより形成しやすく、加工コストを低減し高底部部材の品質を向上させる。

本発明の高エントロピー合金のスキー用具における用途を更に詳しく説明するために、以下に具体的な実施例を例示する。

実施例１
スノーボードを製造し、当該スノーボードは、パネル、底部部材及びパネルと底部部材との間に位置するコアを備え、底部部材は、コアの下に設けられる。底部部材は、Ａｌ_０.３ＣｏＣｒＦｅＮｉ高エントロピー合金で製造され、厚さは１ｍｍである。

実施例２
アイススケート靴を製造し、当該アイススケート靴は、靴本体及び前記靴本体の底部に位置するブレードを備え、ブレードは、Ａｌ_０.３ＣｏＣｒＦｅＮｉ高エントロピー合金で製造される。

比較例１
スノーボードを製造し、当該比較例１と実施例１とは基本的に同じであるが、底部部材は、木材材質の押出により製造されたことが相違点であり、その厚さは１ｍｍである。
それ以外は、実施例１と同様であるため、ここで説明を省略する。

比較例２
アイススケート靴を製造し、比較例２と実施例とは基本的に同じであるが、ブレードは、ステンレス材料で製造されることが相違点である。
それ以外は、実施例２と同様であるため、ここで説明を省略する。

実施例１-２及び比較例１-２のスノーボード及びアイススケート靴について、－５℃、－１０℃及び－１５℃温度での摩擦係数を測定し、表１に示す。

表１から、本発明において高エントロピー合金を用いてスキー用具を製造すると、その摩擦係数は、比較例１-２より小さいため、高エントロピー合金をスキー用具に用いることで、比較的小さい摩擦係数を有するようになり、非常に優れる速度を示し、より少ないエネルギーで駆動可能であり、かなり良い省エネルギー効果が達成できる。且つ、温度の低下に伴い、摩擦係数は増加するのではなく減少するため、高エントロピー合金はスキー用具において幅広い用途が期待される。

以上の開示は、本発明の好ましい例に過ぎず、当然ながら本発明の範囲を限定するものではなく、本発明の特許出願の範囲に従って行われた同等の変更も、本発明の範囲に属すものである。

Claims (6)

1. 高エントロピー合金を用いたスキー用具であって、
   前記スキー用具の摩擦係数は、温度の低下に伴って減少し、
   －５℃～－１５℃の温度範囲において、前記スキー用具の摩擦係数は０.０４２～０.０３９であり、－５℃での摩擦係数は、０.０４２であり、－１０℃での摩擦係数は、０.０４０であり、－１５℃での摩擦係数は、０.０３９である、ことを特徴とするスキー用具。
2. スキー用具は、本体部及び前記本体部の底部に位置する底部部材を備え、高エントロピー合金は、スキー用具の底部部材に用いられることを特徴とする請求項１に記載のスキー用具。
3. 高エントロピー合金は、スノーボード底部部材に用いられることを特徴とする請求項２に記載のスキー用具。
4. 高エントロピー合金は、スキーカートの底部部材に用いられることを特徴とする請求項２に記載のスキー用具。
5. 前記高エントロピー合金は、鋳造高エントロピー合金、単結晶高エントロピー合金又は繊維薄板高エントロピー合金であることを特徴とする請求項１～４に記載のスキー用具。
6. 高エントロピー合金を用いたアイススケート靴のブレードであって、
   前記アイススケート靴のブレードの摩擦係数は、温度の低下に伴って減少し、
   －５℃～－１５℃の温度範囲において、前記アイススケート靴のブレードの摩擦係数は０.０３５～０.０３２であり、－５℃での摩擦係数は、０.０３５であり、－１０℃での摩擦係数は、０.０３３であり、－１５℃での摩擦係数は、０.０３２である、ことを特徴とするアイススケート靴のブレード。