(57)【要約】 【解決課題】  加工性、硬度、耐食性に優れる上に、コストが低廉であり質感の高い管楽器用の材料を提供することを目的とする。【解決手段】  本発明は、重量％で、銀１８〜４８．５％、パラジウム１〜８％、インジウム０．５〜３％、残部銅からなる管楽器用の銅合金である。本発明は、従来の銅合金のデメリットであった、耐食性、質感を改善するものであり、本発明によれば、耐久性が高く高級感のある良質な管楽器を低コストで製造することができる【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
重量％で、銀１８〜４８．５％、パラジウム１〜８％、インジウム０．５〜３％、残部銅からなる管楽器用の銅合金。
【請求項２】
銀３０〜４０％、パラジウム４〜６％、インジウム１〜２％、残部銅からなる請求項１記載の管楽器用の銅合金。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、管楽器の構成部材の原材料となる銅合金に関する。
【背景技術】
【０００２】
フルート、ピッコロ、サックス等の管楽器の本体又は部品を構成する材料には様々な特性が要求される。まず要求されるのは、塑性加工性、ろう付け性（接合性）、鋳造性等の加工性である。
【０００３】
管楽器は、素材から塑性加工、鋳造加工、ろう付け加工等の各種の加工工程を経て製造される。例えば、フルート本体１０には図１（ａ）のように、トーンホール１１が設置されているが、トーンホール１１の形状は、図のように本体１０の内面からトーンホール壁面が立ち上がり、更にその先端がカールされた複雑な形状をしているため、その加工においては、割れ、傷の生じない良好な塑性加工性が求められる。また、フルートのマウスピース２０は、図１（ｂ）のようにプレート２１とライザー２２とからなるが、これらは鋳造による一体成型で製造されている。従って、鋳造欠陥の発生のない良好な鋳造性も求められる。そして、フルートはこれらの各部品をろう付けして製造されるものであるため、接合後に部品の脱落がないようにろう付け性も良好であることが必要である。更に、フルートの部材は切削加工により製造されるものも多く、切削加工性も重要である。例えば、後述するキーパイプを支持ずるためのポストは図１（ｃ）のような形状をしていおり、仕上がりの良い部品とするためには切削加工性が求められている。
【０００４】
また、管楽器用材料には硬度、耐食性も要求される。硬度については、使用過程による傷発生を防止するための他、楽器の構成材料の硬度はその音色を左右するといわれていることもあり、その点からも硬度が高い材料が求められている。また、材料の硬度は管楽器の耐久性にも関連する。例えば、フルートのキーパイプ（鍵管）３０は、図２のように本体１０に設置されたポスト３１（支柱）と芯材３２（一般にステンレス鋼よりなる）とにより支持されており、このキーパイプ３０に、トーンホール１１を塞ぐカップ３３がトーンホール１１に対応する位置に設置されている。フルートの演奏時においてはカップ３３を任意に往復させてトーンホール１１を開閉するが、この際にはキーパイプ３０が捩れ、芯材３２との間の摩擦を生じさせる。そして、この摩擦によりキーパイプ内面が摩耗してガタが生じ、トーンホールを正確に塞ぐことができなくなり空気が漏れる場合がある。したがって、摩耗に強い硬度の高い材料が求められるのである。
【０００５】
一方、耐食性は、演奏者の汗による楽器の変色又は保管時の大気中での変色を抑制するために必要である。また、上述のように管楽器は、複数の部品をろう付けすることにより製造されるが、ろう付けの際には材料のバーナー加熱が必要となる。このとき、耐食性に乏しい材料は酸化により変色しやすいため、ろう付け後に研摩処理や酸洗処理が必要となり、製造工程が増加するという問題がある。従って、楽器の製造効率の点からも耐食性が要求されている。
【０００６】
更に、管楽器用の材料にとっては質感（輝き、色合い）及び材料コストも極めて重要な特性である。音楽は芸術であり、楽器を奏でる側、聞く側にとって、楽器の質感は音楽を楽しむための要素の一つであるからである。この場合、金等の貴金属のような高価な材料を用いることで高級感のある楽器は得ることができるが、材料コストは直接管楽器の値段に反映されることとなるため、普及用（大衆用）の楽器についてにまでこの方策で高級感を追求することは妥当でない。芸術は、本来広く一般大衆が楽しめるものであるべきで、良質な楽器を手頃な値段で手にできることが好ましいからである。
【０００７】
以上のような要求に対して、従来の管楽器用の材料としては、洋白、金合金、銀合金（銀−７．５％銅合金、スターリングシルバー）、銅合金（６０％銅−銀合金）が知られている（従来の管楽器用の材料については、特許文献１及び２参照）。
【０００８】
【特許文献１】特開平５−３３０８５号公報
【特許文献２】特開平５−１７３５４８号公報
【０００９】
しかしながら、従来の管楽器用の合金は、上記要求特性を一応は考慮するものの、不十分なものが多い。即ち、金合金及び銀合金のような貴金属基合金は、材料コストの点及び硬度の点から十分な得性を有するとはいえない。また、銅合金は、コスト面は良好であるが耐食性に難点があり、上記した使用過程による変色、バーナー加熱による変色が顕著である。更に、銅合金は銅の色相が強く銀合金と比べて高級感が乏しいという難点もある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、以上のような背景のもとになされたものであり、加工性、硬度、耐食性に優れる上に、コストが低廉でありながら質感の高い管楽器用の材料を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者等はこの課題を解決すべく検討を行ない、上記した従来の材料のうちコスト面に優位性のある銅合金（６０％銅−銀合金）を基本とした合金の開発を行なうこととした。そして、本発明者等は、銅合金に主に耐食性付与するために好適な添加元素としてパラジウムを、主に加工性を向上させるために好適な添加元素としてインジウムを添加することとし、これらの添加量を厳密に規定することで本願の目的とする材料を得ることができることに想到し本発明を完成させた。
【００１２】
即ち、本発明は、重量％で、銀１８〜４８．５％、パラジウム１〜８％、インジウム０．５〜３％、残部銅からなる管楽器用の銅合金である。
【００１３】
本発明において、パラジウム及びインジウムを添加するのは、耐食性及び加工性を向上を主に目的とする他、銅合金の発色を改善し、硬度を上昇させる効果も有するからである。
【００１４】
パラジウムは、銅合金の耐食性、銅合金の発色（質感）の向上に関して効果を有する他に、硬度の上昇、銅合金の変色防止の効果も有する。また、発色についても銅の色調を弱めて、その濃度によりシルバー色、ゴールド色といった高級感のある発色を生じさせるという効果がある。ここで、パラジウムの濃度範囲を１〜８重量％とするのは、１重量％未満ではこれらの効果が生じないからであり、８重量％を超えると、合金のコストが高価になりすぎる点、比重が高くなりすぎる点、色調も白色が強くなりすぎ、管楽器の色調としては好ましくない色調となる点等、様々問題点が生じるからである。また、８重量％を超えても耐食性向上の顕著な効果は見られないからである。
【００１５】
インジウムは、合金の加工性（鋳造性、ろう付け性、切削性）を向上させる他、合金の比重の低減、合金中の銅の変色抑制といった効果がある。インジウムの濃度範囲を０．５〜３重量％とするのは、０．５重量％未満では、これらの効果が見られないからである。そして、３重量％を超えると、合金の軟化、耐食性の悪化がみられる他、３重量％を超えても加工性向上の効果につき顕著なものが見られないからである。
【００１６】
そして、パラジウム、インジウムの上記効果を踏まえ、各効果を最も有効に発揮させつつ楽器としての質感もより高いものとするためには、銀３０〜４０％、パラジウム４〜６％、インジウム１〜２％、残部銅の組成の合金が好ましい。
【００１７】
本発明に係る銅合金は、パラジウム及びインジウムの複合的な添加による相乗効果により、加工性に優れ、管楽器の各種部品の鋳造加工、塑性加工、切削加工において欠陥を生じさせ難く、また、部品のろう付けにおいても良好な状態で接合できる。
【００１８】
また、本発明係る銅合金は、耐食性に優れており、管楽器の使用・保管時の変色を抑制し、長期間その外観を維持することができる。また、管楽器製造時のろう付けの際のバーナー加熱による変色も抑制されており、管楽器の製造効率の向上にも寄与することができる。そして、その硬度は従来の管楽器用材料よりも高く、傷の発生、使用に伴う楽器の劣化も抑制されている。
【００１９】
更に、本発明に係る銅合金は、低コストな銅を主成分としながらも、シルバー色、ゴールド色の高級感ある外観を呈する。従って、質感の高い管楽器を低コストで製造することができ、大衆用であっても高級感のある管楽器を提供することができる。また、本発明に係る銅合金は、パラジウム、インジウムの濃度により色調の調整が可能である。従って、本発明に係る銅合金を用いて管楽器を製造する際には、楽器全体について本発明に係る銅合金を用いても良く、部分的に本発明に係る銅合金を用いても良い（例えば、本体に貴金属基の高級材料を用い、キーパイプ等の部品については本発明に係る銅合金を用いる場合等）。部分的に用いる場合でも、本発明に係る銅合金であれば、他の部分の材料の色調に対して違和感のない色調を有することから問題はない。
【００２０】
尚、本発明に係る銅合金は、他の管楽器用の材料に比べて、比重が低く軽量な材料である。そのため例えば、楽器全体を金系合金で製造する場合は、コスト高に加え楽器全体の重量も重くなるような場合において、本体を金系合金とし、その他の部品を本発明に係る銅合金で製造することで、楽器の軽量化を測ることができる。かかる場合においても、上記のように色調において違和感のない楽器とすることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係る管楽器用の銅合金は、加工性、耐食性に優れ硬度が高い材料である。本発明によれば、耐久性が高く高級感のある良質な管楽器を低コストで製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の好適な実施形態を比較例と共に説明する。
【００２３】
本実施形態では、２種類の合金を製造し、これらにつき加工性、耐食性、硬度、比重を検討した。銅合金は、真空溶解法により製造した。そして、以下のようにフルートの各種部材を製造し、塑性加工性等の加工性を検討した。製造した合金は、銀４２重量％−パラジウム２重量％−インジウム１％−銅５５重量％合金（実施例１）と、銀３２重量％−パラジウム６重量％−インジウム２％−銅６０重量％合金（実施例２）である。
【００２４】
加工性の検討
塑性加工性の検討は、溶解鋳造により丸棒インゴットを製造し、これからパイプを製造し、加工時に割れ、断線が生じるか否かの観点により検討した。パイプへの加工工程は、直径５１ｍｍの丸棒インゴットを切削加工（中ぐり加工）で外径４８ｍｍ・内径２９ｍｍの素管とし、これを窒素、水素雰囲気下で５５０℃の熱処理を３０分行い、荒引き伸管加工、前記と同じ熱処理、仕上伸管加工を経て外径１９．７６ｍｍ・内径１９ｍｍのパイプとした。
【００２５】
切削性の検討は、直径５．５ｍｍの丸棒を切削加工し、キーパイプ支持用ポストを製造し、仕上がりの外観をチェックすることで評価した。
【００２６】
また、鋳造性の検討は、マウスピース及びライザーを鋳造により製造し、引け巣、ピンホールの発生の有無により評価した。
【００２７】
更に、ろう付け性の検討は、製造したマウスピースとライザーとを接合し、接合時のろう流れ、接合後の強度、外観を確認することで評価した。ろう付けは、ろう材（銀４５重量％−銅２５重量％−亜鉛２５％−インジウム５重量％）にて接合温度７５０℃で行った。
【００２８】
耐食性の検討
耐食性の検討は、使用時の影響を考慮した人工汗による試験、保管時の影響を考慮した試験、バーナー加熱による変色についての試験を行った。この際の試料は、上記工程と同様の工程で製造した外径１９．７６ｍｍ・内径１９ｍｍのパイプを適宜加工して行った。
【００２９】
人工汗の調整は、尿素１±０．０１ｇ、塩化ナトリウム５±０．０１ｇ、乳酸１．１３±０．０１ｇを２Ｌビーカーに秤量し、これに純水９００ｍＬを加えて溶解し、更に純水を加えて１０００ｍＬとした。そして、約１０％のアンモニア水でｐＨ６．５±０．２に調整してこれを人工汗とした。試験方法は、試料の片面を研摩し、純水、アルコールで超音波洗浄して乾燥後、試料をガラス製ネジ口瓶中の人工汗に浸漬した。そして、ネジ口瓶を温度３０℃、湿度７０％に保持した恒温恒湿槽に入れ、所定時間放置し、浸漬後の試料の変色を確認した。浸漬時間は、８時間、２４時間、４８時間、１６８時間、３３６時間とした。
【００３０】
保管時の耐食性の検討は、洗浄後の試料を室温の金庫に保管し、１年間放置し、表面状態を確認した。
【００３１】
バーナー加熱による変色の検討は、上記したろう付け性の検討の際に行ったバーナー加熱（７５０℃）後の表面状態を確認することにより行った。
【００３２】
比重、硬度測定
本実施形態で製造したパイプについては、比重の測定、硬度（ビッカース硬度）の測定を行った。
【００３３】
以上の検討結果につきまとめたものを、表１に示す。尚、表１には比較として、従来の管楽器用の材料である、銀−銅７．５重量％合金、銅６０重量％−銀合金、金合金（金２０．８重量％−銀２５重量％−銅５４．２重量％合金（Ｋ５）、金３７．５重量％−銀６重量％−銅５６．５重量％合金（Ｋ９）、金５８．５重量％−銀９．５重量％−銅３２重量％合金（Ｋ１４））について同様の試験を行った結果も示している。
【００３４】
【表１】
2004300568.tif 000002
【００３５】
以上の結果より、本実施形態で製造した２種の合金は、加工性、耐食性の各特性、及び、硬度、比重の全てのバランスにおいて良好な性質を有することが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】フルートの各部の構成を示す図。
【図２】キーパイプ周辺の構成を示す図。
【符号の説明】
【００３７】
１０  本体
１１  トーンホール
２０  マウスピース
２１  プレート
２２  ライザー
３０  キーパイプ
３１  ポスト
３２  芯材
３３  カップ
【図１】
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【図２】
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