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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2015-223113(P2015-223113A)
(43)【公開日】2015年12月14日
(54)【発明の名称】亜鉛合金の鋳造品、釣り用具、疑似餌及び鋳造方法
(51)【国際特許分類】
A01K 85/00 20060101AFI20151117BHJP
【ＦＩ】
A01K85/00 J
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
【全頁数】12
(21)【出願番号】特願2014-109865(P2014-109865)
(22)【出願日】2014年5月28日
(71)【出願人】
【識別番号】310010575
【氏名又は名称】地方独立行政法人北海道立総合研究機構
(71)【出願人】
【識別番号】599161926
【氏名又は名称】株式会社フジワラ
(74)【代理人】
【識別番号】110001841
【氏名又は名称】特許業務法人梶・須原特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】宮腰 康樹
(72)【発明者】
【氏名】中嶋 快雄
(72)【発明者】
【氏名】岩越 睦郎
(72)【発明者】
【氏名】藤原 鉄弥
(72)【発明者】
【氏名】藤原 貴史
【テーマコード（参考）】
2B307
【Ｆターム（参考）】
2B307BA46
2B307BA70
(57)【要約】 （修正有）
【課題】衝撃に対して強靭な亜鉛合金の鋳造品を提供する。【解決手段】錫を２０〜７０重量％の範囲で含み、残部が亜鉛及び不可避不純物であり、ＪＩＳＨ２２０１に基づくダイカスト用亜鉛合金地金２種を用いて鋳造した場合より靱性が高い。また、錫を２０〜７０重量％の範囲で含み、残部が亜鉛、アルミニウム及び不可避不純物からなり、あるいは、残部が亜鉛、アルミニウム、マグネシウム及び不可避不純物からなり、ＪＩＳＨ２２０１に基づくダイカスト用亜鉛合金地金２種を用いて鋳造した場合より靱性が高いと共に、亜鉛及び錫以外の金属をすべて亜鉛に置換した合金が使用された場合より靱性が高い。
【選択図】図５
【特許請求の範囲】
【請求項1】
錫を２０〜７０重量％の範囲で含み、残部が亜鉛及び不可避不純物であり、ＪＩＳ Ｈ ２２０１に基づくダイカスト用亜鉛合金地金２種を用いて鋳造した場合より靱性が高いことを特徴とする亜鉛合金の鋳造品。
【請求項2】
錫を２０〜７０重量％の範囲で含み、残部が亜鉛、アルミニウム及び不可避不純物からなり、あるいは、残部が亜鉛、アルミニウム、マグネシウム及び不可避不純物からなり、ＪＩＳ Ｈ ２２０１に基づくダイカスト用亜鉛合金地金２種を用いて鋳造した場合より靱性が高いと共に、亜鉛及び錫以外の金属をすべて亜鉛に置換した合金が使用された場合より靱性が高いことを特徴とする亜鉛合金の鋳造品。
【請求項3】
アルミニウムの割合が４．５質量％以下であることを特徴とする請求項２に記載の鋳造品。
【請求項4】
前記錫の割合が４０重量％以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の鋳造品。
【請求項5】
釣り糸に取り付けられた状態で水中に投下される釣り用具であって、請求項１〜４のいずれか１項に記載の鋳造品からなる部材を含んでいることを特徴とする釣り用具。
【請求項6】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の鋳造品からなる部材を含んでいることを特徴とする疑似餌。
【請求項7】
請求項１〜４のいずれかに記載の鋳造品を、ラバーキャスト法を用いて鋳造することを特徴とする鋳造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、亜鉛合金の鋳造品、釣り用具、疑似餌及び鋳造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、金属製疑似餌等のように、鉛又は鉛合金製の鋳造品が用いられている場合がある。しかしながら、環境保全等の観点から、鉛を使用しない鋳造品が求められている。特許文献１のルアーには、ＪＩＳ Ｈ ５３０１に基づく亜鉛合金ダイカストであるＺＤＣ−２が用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２００２−３２５５２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明者らがＪＩＳ Ｈ ２２０１に基づくダイカスト用亜鉛合金地金２種を用いた鋳造品（組成はほぼ、ＺＤＣ−２と同様）について試験したところ、衝撃に弱く、破断が生じやすいことが判明した。このような鋳造品は、例えば金属製疑似餌には向かない。金属製疑似餌は折損が生じやすいと折角ヒットした魚を取り逃がしてしまうおそれがあるからである。このように、ＪＩＳ Ｈ ２２０１に基づくダイカスト用亜鉛合金地金２種は、衝撃への耐性が求められる用途に適していない場合があることが分かった。
【0005】
本発明の目的は、衝撃に対して強靭な亜鉛合金の鋳造品、釣り用具、疑似餌及び鋳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】
【0006】
本発明者らは、ＪＩＳ Ｈ ２２０１に基づくダイカスト用亜鉛合金地金２種であるＡＺＣ−２（ジンクエクセル社；「ＡＺＣ」は登録商標）を用いて鋳造品を作製し、その特性を調べた。その結果、ＡＺＣ−２に基づく鋳造品は、靱性を十分に確保できないことが判明した。そこで、本発明者らが亜鉛合金の靱性を高める方法について鋭意研究したところ、亜鉛と錫の合金を用いる方法に到達した。
【0007】
一般に、亜鉛と錫の合金ははんだやめっきに用いられるが、鋳造品に用いられることがない。また、亜鉛と錫の合金をめっきに使用する場合には、錫の割合を７０重量％程度と高くすることで耐食性が高まることが知られている。しかしながら、はんだの用途であってもめっきの用途であっても、通常、高靱性が要求されたりしない。これに対して本発明者らは、通常の亜鉛合金には求められない高靱性という新規な課題に取り組んだ。そして、本発明者らは、適切な配合による亜鉛と錫の合金によって鋳造品の靱性を確保できることを見出した。
【0008】
すなわち、本発明の亜鉛合金の鋳造品は、錫を２０〜７０重量％の範囲で含み、残部が亜鉛及び不可避不純物であり、ＪＩＳ Ｈ ２２０１に基づくダイカスト用亜鉛合金地金２種を用いて鋳造した場合より靱性が高い。これにより、衝撃に対して強靭であることが求められる金属製疑似餌などの用途に適した鋳造品が実現する。
【0009】
また、別の観点では、本発明の鋳造品は、錫を２０〜７０重量％の範囲で含み、残部が亜鉛、アルミニウム及び不可避不純物からなり、あるいは、残部が亜鉛、アルミニウム、マグネシウム及び不可避不純物からなり、ＪＩＳ Ｈ ２２０１に基づくダイカスト用亜鉛合金地金２種を用いて鋳造した場合より靱性が高いと共に、亜鉛及び錫以外の金属をすべて亜鉛に置換した合金が使用された場合より靱性が高い。アルミニウムの添加により、亜鉛と錫のみの合金よりもさらに強靭な鋳造品が実現する。
【0010】
さらに別の観点において、本発明の鋳造方法は、ラバーキャスト法（ゴム型を用いた遠心鋳造法）を用いて上記鋳造品を鋳造するものである。本発明に係る鋳造品は、ラバーキャスト法によって鋳造する際に、錫系合金や鉛などを用いた場合と比べて低い温度で安定した鋳造品を得ることができる。なお、本発明の鋳造品は、疑似餌などの釣り用具の他、強靭さが求められるさまざまな用途に適用され得る。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】本発明の一実施形態に係る金属疑似餌の正面図である。
【図2】実施例及び比較例として行った引っ張り試験及び伸び試験に使用した試験片の正面図である。
【図5】実施例及び比較例として行った吸収エネルギーの測定試験の結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明を実施するための一形態に係る鋳造品について説明する。本実施形態に係る鋳造品は、図１の金属製疑似餌１の本体２である。本体２は、ダイカスト鋳造や重力鋳造、低圧鋳造、ラバーキャスト法による鋳造等、どのような鋳造方法で鋳造されてもよい。本体２は、魚の形状を模した棒状の亜鉛合金製部材である。本体２はルアーアイ３及び４を含んでいる。ルアーアイ３及び４は、本体２の長手方向の両端に設けられている。このルアーアイ３及び４に釣り糸やフック（釣り針）が取り付けられる。また、本体２の長手方向に一端部には、魚の目玉を模した目玉部５が設けられている。目玉部５は樹脂シート等を貼りつけることによって形成されてもよいし塗装によって形成されてもよい。また、本体２の全体に魚の柄を模した塗装が施されてもよい。金属製疑似餌１は、例えばルアーアイ３に釣り糸を結び付け、さらにその釣り糸を釣竿に結び付けて使用される。そして、海や湖沼、川等に向けてその釣竿が振られることで、金属製疑似餌１が釣り糸に取り付けられた状態で水中へと投下される。
【0013】
本体２は、下記の（ａ）〜（ｃ）のすべての条件を満たす合金を鋳造することによって作製されている。（ａ）錫を２０〜７０重量％の範囲で含む。（ｂ）残部が亜鉛及び不可避不純物である。（ｃ）ＡＺＣ−２を用いて鋳造した場合と比べて靱性が高い。ＡＺＣ−２は、ジンクエクセル社のダイカスト用亜鉛合金地金２種（ＪＩＳ Ｈ ２２０１）準拠の地金である。上記（ａ）〜（ｃ）の条件を満たす合金の鋳造によって本体２を作製することにより、ＡＺＣ−２を用いた場合と比べて靱性が高く折損が生じにくい金属製疑似餌１が実現する。なお、本実施形態とＡＺＣ−２を用いた場合との比較においては、比較対象となる鋳造品同士で同じ鋳造法が用いられているものとする。
【0014】
なお、上記（ｂ）及び（ｃ）の条件に代えて、本体２として下記（ｄ）及び（ｅ）の条件を満たす合金が用いられてもよい。（ｄ）残部が亜鉛、アルミニウム及び不可避不純物である。（ｅ）ＡＺＣ−２を用いて鋳造した場合と比べて靱性が高いと共に、アルミニウムをすべて亜鉛に置換した合金を鋳造した場合と比べて靱性が高い。本実施形態とアルミニウムをすべて亜鉛に置換した合金との比較においては、比較対象となる鋳造品同士で同じ鋳造法が用いられているものとする。さらに、（ｄ）及び（ｅ）の代わりに下記（ｆ）及び（ｇ）の条件を満たす合金が用いられてもよい。（ｆ）残部が亜鉛、アルミニウム、マグネシウム及び不可避不純物である。（ｇ）ＡＺＣ−２を用いて鋳造した場合と比べて靱性が高いと共に、アルミニウム及びマグネシウムをすべて亜鉛に置換した合金を鋳造した場合と比べて靱性が高い。なお、本実施形態とアルミニウム及びマグネシウムをすべて亜鉛に置換した合金との比較においては、比較対象となる鋳造品同士で同じ鋳造法が用いられているものとする。これらによれば、（ａ）〜（ｃ）の条件のみを満たす場合よりもさらに折損が生じにくい金属製疑似餌１が実現する。
【0015】
上記（ａ）の条件に関しては、錫の割合が４０質量％以上であることが好ましい。これによると、高い靱性を確保しやすい。また、アルミニウムの割合としては、４．５重量％以下であることが好ましい。アルミニウムは４．５質量％を超えると鋳造品の耐衝撃性が低下するおそれがあるためである。
【0016】
［実施例］実施例として、亜鉛又は亜鉛系合金に錫を各種の配合率（錫を２０、３０、４０、５０、６０及び７０重量％、残部を亜鉛又は亜鉛系合金及び不可避不純物）で配合し、種々の合金からなる鋳造品をそれぞれ金型を用いた重力鋳造により作製した。亜鉛系合金としては、亜鉛とアルミニウムとの共晶組成であるＺｎ−５％Ａｌ（アルミニウムが５重量％、残部が亜鉛及び不可避不純物）合金のほか、市販のダイカスト用亜鉛合金（ＪＩＳ Ｈ ２２０１、ＡＺＣ−２）を用いた。
【0017】
比較例としては、１０重量％のＳｎと残部としてＺｎ−５％Ａｌ及び不可避不純物との合金、１００重量％の亜鉛（１００％Ｚｎ）、釣り用オモリに主に使用される１００重量％の鉛（１００％Ｐｂ）、金属製疑似餌（メタルジグ）に主に使用されている硬鉛（Ｐｂ−１０％Ｓｂ）、１００重量％の錫（１００％Ｓｎ）、Ｚｎ−５％Ａｌ、及び、ＡＺＣ−２の鋳造品を作製した。なお、本実施例及び比較例のＡＺＣ−２は、４．１重量％のアルミニウム、０．０００１重量％の銅、０．０４１重量％のマグネシウム、０．００４１重量％の鉄、０．０００５重量％の鉛、０．０００１重量％のカドミウム、０．０００１重量％の錫、並びに、残部として亜鉛及び不可避不純物からなるものとした。
【0018】
上記の通りに作製した鋳造品に関して下記の各試験を実施した：（１）融点の測定試験、（２）密度の測定試験、（３）引っ張り強度の測定試験、（４）伸びの測定試験、（５）吸収エネルギーの測定試験、及び、（６）ラバーキャスト法による鋳造試験。以下、各試験について説明する。
【0019】
（１）融点と（２）密度の測定試験は以下のとおりである。融点は、試料をプロパンガスバーナーで完全に溶解し、熱電対を浸漬したまま凝固させ、その温度変化から測定した。密度は、板状の試験片を作製し、アルキメデス法にて測定した。測定結果は以下の表のとおりである。なお、以下において、「（Ｚｎ−５％Ａｌ）−ｘ％Ｓｎ」等の表記は、ｘ重量％の錫と、残部としてＺｎ−５％Ａｌ合金とからなる合金を示す。また、「（ＡＺＣ−２）−５０％Ｓｎ」の表記は、５０重量％の錫と、残部としてＡＺＣ−２合金とからなる合金を示す。
【0020】
【表1】
【0021】
（３）引っ張り強さと（４）伸びの測定は以下のとおりである。図２に示す試験片についてオートグラフ装置を用いた引っ張り試験を行い、引っ張り強さと伸びを測定した。試験片は、全長が１１０ｍｍ、平行部が長さ３０ｍｍ、幅８ｍｍ、厚さ４ｍｍの平板部材である。引っ張り強さと伸びに関して、５本の試験片に関する測定結果の算術平均を求めた。測定結果は、図３及び図４に示すとおりである。
【0022】
引っ張り強さは、いずれの実施例も約８０〜１６０Ｎ／ｍｍ2であり、硬鉛を上回った。実施例の中で、（Ｚｎ−５％Ａｌ）−２０％Ｓｎが約１６０Ｎ／ｍｍ2と、最も高い値となっている。なお、１００％Ｚｎの引っ張り強さは、文献値では１２０Ｎ／ｍｍ2とされている（参照：金属データブック）。一方、本実験では、１００％Ｚｎの引っ張り強さは約５０Ｎ／ｍｍ2と硬鉛の６９Ｎ／ｍｍ2より低い値を示している。文献値は純度、溶解条件などが理想的な環境のもと作製した試料についての値であり、通常の大気中での鋳造では酸化膜の巻き込みなどにより所定の強度は得られないと考えられる。
【0023】
各実施例における伸びの測定結果は、硬鉛の５％に対し、（Ｚｎ−５％Ａｌ）−ｘ％Ｓｎにおけるｘが３０以上のものと、（ＡＺＣ−２）−５０％Ｓｎにおいて、高い値となっている。特に、（Ｚｎ−５％Ａｌ）−ｘ％Ｓｎのｘが５０〜７０の範囲のものにおいては、３０％以上の高い伸び値を示している。引っ張り強さの高かったＡＺＣ−２は、伸びにおいては３％と低い。比較例の１００％Ｐｂ、１００％Ｓｎはともに軟質素材であるため、伸びが大きな値となっている。１００％Ｚｎの伸びは５５％とされている(参照：金属データブック)が、本実験ではかなり低い結果になっている。
【0024】
（５）吸収エネルギーの測定試験は以下のとおりである。各試料を、縦６ｍｍ×横４ｍｍ×長さ７０ｍｍの直方体形状に作製し、シャルピー衝撃試験機を用いて吸収エネルギーを測定した。ハンマーの持ち上げ角度は４５°とした。なお、試料にノッチは形成せず、試料の形状は完全な直方体とした。測定結果は図５に示すとおりである。各実施例における吸収エネルギーは、硬鉛の値を大きく上回っている。このように、各実施例において大きな吸収エネルギーが測定されたことから、これらの実施例に関しては高靱性の鋳造品が得られることが分かる。
【0025】
その他、本実施例からは下記（イ）〜（ニ）が認められる。（イ）実施例は、いずれもＡＺＣ−２における値を大きく上回っている。なお、これらの実施例におけるＺｎの割合は２８．５〜７６重量％の範囲である。また、Ｓｎの割合は２０〜７０重量％の範囲である。（ロ）Ａｌを含まない合金であるＺｎ−５０％ＳｎもＡＺＣ−２における値を大きく上回っている。したがって、ＺｎへのＳｎ単独の添加によっても吸収エネルギー上昇の効果が得られる。（ハ）（Ｚｎ−５％Ａｌ）−１０％Ｓｎと（Ｚｎ−５％Ａｌ）−ｘ％Ｓｎ（ｘ＝２０〜７０）との比較により、Ｓｎ単独添加による吸収エネルギーの上昇の効果は、Ｓｎが２０重量％以上の場合には得られるが、Ｓｎが１０重量％では得られない。（ニ）ＺｎとＳｎにさらにＡｌを加えた合金は、ＺｎとＳｎを含むがＡｌを含まない合金に比べて値が大きく伸びている。これは、Ｚｎ−５０％Ｓｎと（Ｚｎ−５％Ａｌ）−ｘ％Ｓｎ（ｘ＝４０〜６０）又は（ＡＺＣ−２）−５０％Ｓｎとの比較から明らかである。なお、（Ｚｎ−５％Ａｌ）−５０％Ｓｎ及び（ＡＺＣ−２）−５０％Ｓｎのそれぞれにおいて、ＺｎとＳｎ以外の金属をＺｎに置換した合金はＺｎ−５０％Ｓｎに相当する。
【0026】
なお、（Ｚｎ−５％Ａｌ）−ｘ％Ｓｎ（ｘ＝２０〜７０）におけるＡｌの割合は４．５重量％以下である。例えば、ｘ＝２０においては（Ｚｎ−５％Ａｌ）が全体の８０重量％であるので、Ａｌは４重量％となる。ｘが３０以上の場合には、Ａｌの割合がさらに下がるので、いずれもＡｌの割合が４重量％以下となる。（ＡＺＣ−２）−５０％ＳｎにおけるＡｌの割合は、ＡＺＣ−２におけるＡｌの割合である約４重量％の半分の約２重量％である。
【0027】
（６）ラバーキャスト法における鋳造試験は下記のとおりである。（Ｚｎ−５％Ａｌ）−５０％Ｓｎを、注湯温度を約３７０℃として金属製疑似餌１の本体２の形状に対応するゴム型に流し込んだ。これにより本体２を鋳造した。その結果、安定した鋳造品を得られた。これに対し、比較例として、鉛を注湯温度３７０℃及び４３０℃のそれぞれにてゴム型に流し込んだところ、いずれの注湯温度でもほとんど充填されなかった。従来の錫系合金及び鉛などを用いたラバーキャスト法による鋳造は、融点より約１５０℃高い注湯温度において安定して鋳造品が得られるとされている。これに対し、本実施例では、融点より約４０℃高い温度に過ぎない注湯温度で安定した鋳造が可能であった。ラバーキャスト法においては、ゴム型の寿命を考慮すると、４００℃以下での注湯が理想的と考えられる。この点、（Ｚｎ−５％Ａｌ）−ｘ％Ｓｎ（ｘ＝２０〜７０）は、融点＋４０℃が４００℃を下回る。したがって、これらの合金はラバーキャスト法に適した素材であるといえる。
【0028】
＜変形例＞以上は、本発明の好適な実施形態についての説明であるが、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、課題を解決するための手段に記載された範囲の限りにおいて様々な変更が可能なものである。
【0029】
例えば、上述の実施形態では、金属製疑似餌１に本発明が適用されている。しかし、オモリなど、その他の釣り用具に本発明が適用されてもよい。また、釣り用具以外の鋳造品に本発明が適用されてもよい。
【符号の説明】
【0030】
１ 金属製疑似餌２ 疑似餌の本体（鋳造品）