JP2007138708A - コーティングマフラー及びコーティングマフラーテール - Google Patents

Abstract

【課題】発色させるために別途のチタン金属膜を設ける膜厚制御工程を経ることなく、チタンコーティングそのものを酸化処理することによって、「銀色」の金属地肌色からチタン独特の深い青色に至るグラデーションを示す虹色に発色させたマフラー及びマフラーテールを提供する。
【解決手段】ステンレス鋼を基材とするマフラー及びマフラーテールにおいて、基材表面にチタン若しくはインコネルのうちの一つからなる被膜を形成し、酸化処理を施すことにより発色機能を発揮させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、自動車やバイクの排気系部品を構成するステンレス製マフラー及びマフラーテールの表面を段階的な色調にグラデーション発色させる技術に関するものである。

市販の自動車やバイク用のステンレス製スポーツマフラーは、消音目的に加え外観部品として、そのデザイン性が強く求められる傾向にある。
その背景として、自動車等のレース仕様のマフラーであって、虹色発色したマフラーの存在がある。つまり、これらレース仕様のマフラーは耐食性や軽量化のためにチタンをその素材として使用しているところ、このチタンがエンジンの排気熱で酸化することとなる結果、虹色、つまり、金属地肌色から深い青色に至る段階的な色調にグラデーション発色する。尚、この虹色発色は、チタンの酸化膜は光の屈折率が大きく、入射光と反射光が干渉し合うことによる。そして、一般の自動車等の愛好家の多くは、このチタン特有のグラデーション発色したマフラーやそのテール部分の色調に、レース仕様独特のスポーティ性を感じているところである。

安価で加工容易なステンレスそのものへの着色は、塗装や酸化発色といった方法により可能であるものの、いずれの方法によっても、前述のチタンらしい色の発色（金属地肌から深い青色への段階的な色調）とはならなかった。よって、レース仕様独特のスポーティ性を感じさせる発色を実現するめには、チタン材やインコネル材といった高価な材料をマフラー自体の素材とするか、若しくは、ステンレス製のマフラーのテール部分のみにチタン材、若しくはインコネル材を使用する方法しかなかった。

しかし、ステンレスに比べて約１０倍の価格差があるチタン製のマフラーは、高価なものとなり、一部の需要者層の要求にしか応えることができない。また、ステンレス製のマフラーのテール部分のみにチタン材を使用した場合、両者の溶接が困難なため、リベットやビスなどの機械接合しかできず、溶接に比べて美観が劣ることとなる。一方、ステンレス製のマフラーのテール部分のみにインコネル材を使用する場合、両者の溶接は可能であるものの、インコネルはチタンより更に高価であり、一部の使用としても価格面で需要者の要求に満足に応えることが困難である。

上記需要に応えるべく、マフラーの表面色を複数のカラーに発色させたチタンコーティングマフラーが知られている（特許文献１参照。）。当該マフラーは、酸化チタン膜の厚みを膜厚制御によって異ならしめ、マフラー表面をエンジンの根元から先端にかけて、厚みに応じて金色、赤紫色、紫色、青紫色、黄緑色等に発色させる技術によるものである。

具体的には、特許文献１に記載の技術に係るチタンコーティング層は、チタン金属膜と酸化チタン膜から形成される。まず、気相成長によりマフラー素材上にチタン金属膜を蒸着形成し、更なる工程として、当該蒸着処理したマフラーを焼成炉内で所定の加熱温度、所定の焼成時間制御の下、当該チタン金属膜上にマフラーの長さ方向に対して膜厚の異なる酸化チタン膜を形成するというものである。
実用新案登録第３０８８９７８号公報

上記文献１に係るチタンコーティング層は、チタン金属膜の形成工程とは別に、発色のための酸化チタン膜を形成する工程が必要であることから、マフラー全体としての製造工程が複雑となる。また、上記文献１に記載の図２から明らかなように、金色、赤紫色、紫色、青紫色、黄緑色とカラー発色しているものの、チタン金属膜厚に応じた各色が独立しているため、前述のレース仕様独特のスポーティ性、即ち、「銀色」の金属地肌色からチタン独特の深い青色に至る、自然なグラデーションを示す発色とは同視し得ず、更なる改良が待ち望まれていた。

そこで本発明は、前述の膜厚制御のような発色のための別途の被膜工程を経ず、チタンコーティングそのものを酸化処理することにより、「銀色」の金属地肌色からチタン独特の深い青色に至る自然なグラデーションを示す虹色に発色させたコーティングマフラー及びコーティングマフラーテールを提供することを課題としている。

上記課題を解決するために、本発明は次の構成とした。即ち、請求項１に記載のコーティングマフラーは、ステンレス鋼を基材とするマフラーにおいて、基材表面にチタン若しくはインコネルのうちの一つからなる被膜を形成し、酸化処理を施すことにより発色機能を発揮させたことを特徴としている。

また、請求項２に記載のコーティングマフラーテールは、ステンレス鋼を基材とするマフラーテールにおいて、基材表面にチタン若しくはインコネルのうちの一つからなる被膜を形成し、酸化処理を施すことにより発色機能を発揮させたことを特徴としている。

本発明によれば、安価に、且つ、容易にチタン特有の虹色発色を具え、優れた強度をも具えたチタンコーティングマフラー及びチタンコーティングマフラーテールを得ることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態において開示する技術は、自動車等のエンジンの排気系統を構成するマフラーであって、特にマフラー先端のテール部分に関するものである（図１）。

図１はマフラー及びテール部分を示す概念図、図２は加熱酸化処理を示す図、図３はテール部分を示す図である。図中、１はマフラー、２はテール、３はバーナーの炎を示す。

テール２自体はステンレス鋼をその素材とし、従来通り、手曲げや機械曲げなどによって所望の形状に塑性加工されたものであり、その表面はステンレス素材の銀色を呈している。

次に、所望の形状に塑性加工されたテール２の表面に対してステンレスと同色であるチタン（Ｔｉ）コーティングを施す。当該コーティング処理は、スパッタリング（金属磁性成膜法）に代表される公知の手法により、テール２の表面上にチタン膜を成膜させる。ここで、当該膜厚は２０オングストローム前後とすることが好ましい。
尚、チタン（Ｔｉ）コーティングの代わりに、インコネル（Ｎｉ合金）コーティング処理によることとしても良い。

次に、前記チタンコーティング処理を施したテール２の先端部（Ｐ）のみに対して、５００℃前後のガスバーナーの内炎（３）で加熱する（図２）。この際、当該テール２を１５〜２０ｍｍ／ｓｅｃの回転数に設定された回転テーブル（図示せず）に固定し、当該回転テーブルの回転軸に対して、垂直に固定されたバーナーの炎による加熱ポイントを移動させる。尚、バーナーの炎が当たっていない部分は熱伝導のみで加熱されることとなる。

上記加熱酸化処理により、ステンレス素材の「銀色」の金属地肌からチタン独特の深い青色に至る自然なグラデーションを示す発色効果が当該テール２表面上に得られることとなる（図３）。
尚、加熱温度が高すぎたり、加熱時間が長すぎ（回転数が遅すぎ）たりすると、銀色に戻り、最終的には光沢の無い白色になる。一方、加熱温度が低すぎたり、加熱時間が短すぎ（回転数が速すぎ）たりすると、深い青色にならず、金色や赤紫にしか変化しなくなる。
尚、この加熱酸化処理の他、陽極酸化処理によっても同様の効果が得られる。

上記実施の形態によれば、チタン素材によるテールを酸化発色した場合に比べ、酸化処理加工時間が１／４〜１／５に短縮することができた。このことから、加工費及び材料費ともにチタン素材によるテールの場合より安価となり、しかも、外観上、チタン素材によるものと同様の虹色発色を得ることが可能となった。

本発明に係るチタンコーティング技術をマフラーやマフラーテール以外のステンレス製品、例えば、オートバイのインナーチューブ等の部品に応用すれば、チタン独自の発色グラデーション及び当該コーティングにより得られる耐久性により、当該部品の顧客吸引力の更なる向上が期待できる。

マフラー及びテール部分を示す概念図である。 加熱酸化処理を示す図である。 テール部分を示す図である。

符号の説明

１ マフラー
２ テール
３ バーナーの炎

Claims (2)

1. ステンレス鋼を基材とするマフラーにおいて、基材表面にチタン若しくはインコネルのうちの一つからなる被膜を形成し、酸化処理を施すことにより発色機能を発揮させたことを特徴とするコーティングマフラー。
2. ステンレス鋼を基材とするマフラーテールにおいて、基材表面にチタン若しくはインコネルのうちの一つからなる被膜を形成し、酸化処理を施すことにより発色機能を発揮させたことを特徴とするコーティングマフラーテール。

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